VBR業務下的ATM交換機緩沖策略研究

2019-11-03 10:15:48

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供稿：網友

馮富強陳永光　　摘要 ATM交換機的緩沖信元是基于業務流的實時狀態而動態賦值的，因此，不同類型的業務客觀上對ATM交換機的緩沖容量提出不同的要求。本文對可變比特速率（VBR）業務下的ATM交換機緩沖策略進行研究，并給出了計算機模擬結果。

　　關鍵詞 ATM VBR 緩沖

　　1 概述

　　ATM交換機的主要功能是提供一種方法，將來自輸入端口的信元快速、有效地路由到輸出端口，其交換結構一般分為兩大類：

　　空分結構是指在輸入和輸出端口之間有多條通路，多條ATM信元流可在不同通路上同時通過。

　　時分結構是指所有的輸入/輸出端口共享一條高速的信元流通路。時分結構的主要優點是易于擴展交換端口，但是其最大問題是存在公共資源的競爭，資源的競爭會引起延遲，在等待資源可用時，必須采用緩沖機制。

　　根據緩沖存儲器所處位置，ATM交換機的緩沖方式有輸入緩沖、輸出緩沖和中央緩沖三種。由于輸出緩沖器比輸入緩沖器容量大，速度也快，所以目前大部分交換機都使用某種形式的輸出緩沖機制。

　　為了保證交換機在輸出端口丟失信元，一個交換機的緩沖機制必須是良好安排的，只有這樣才能支持網絡內的多重業務類型和服務優先級，而緩沖信元是基于業務流的實時狀態而動態賦值的，不同業務下交換機所需的緩沖器容量是不同的，因此研究基于不同業務流的ATM交換機的性能具有極其重要而實際的意義。

　　ATM交換機的業務類型一般分為CBR、VBR以及一些熱點服務等。文獻4已經對基于CBR的ATM交換機的緩沖策略進行了深入的研究，然而有許多跡象表明，均勻分布業務模式設計出來的ATM交換機緩沖存儲器系統可耐不住真實業務的考驗而致使信元大量丟失，因此，在這種情況下，對基于VBR的ATM交換機的緩沖策略進行深入的研究便顯得極為迫切。

　　2可變比特速率業務（VBR）緩沖策略的研究

　　可變比特速率（VBR）類似于CBR，也是一種預留帶寬的服務。在呼叫建立時，網絡向終端站點分配資源，以響應終端站點所要求的參數。但與CBR不同，在VBR中，除了峰值速率以外，還需要建立可維護速率和最大的突發業務量，應該說，VBR業務教CBR更接近實際情況。

　　某一類型的業務相對交換機來說是一隨機過程，因此不同類型的業務，其表現出來的統計分布也是不同的。需要指出的是，在此我們做了如下假設：

　　最大突發速率不大于可維持速率的兩倍。

　　交換機輸出采用均勻分布模式。

　　表1給出了3％及100％加速率時，不同統計特性的輸入業務流其輸出緩沖器的隊列長度。

　　從中可以看出，不同統計特性的輸入業務流，其在3％加速時輸出緩沖器中的最大隊列長度不同的。其中指數分布時，輸出緩沖器中的最大隊列長度最小，柯西分布時，輸出緩沖器中的最大隊列長度最大。因此為了同時支持以上四種業務類型，輸出緩沖器的容量應大于最大值85；而在100％加速時，輸出緩沖器中的最大隊列長度基本上是相同的。可以看出，此研究顯然對ATM網絡的管理具有積極的意義。

　　3 結束語

　　如何很好的安排ATM交換機的緩沖機制，對于防止ATM交換機丟失信元能夠起到關鍵作用。本文對VBR業務下的ATM交換機緩沖策略進行研究，并給出了在不同鏈路加速條件下ATM交換機輸出緩沖器的pmf曲線。研究表明，基于可變化比行速率業務（VBR）的ATM交換機緩沖策略研究對ATM交換機的設計及ATM網絡的管理等具有重要意義。

摘自《無線電通信技術》2001.3

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