DE69331187T2

DE69331187T2 - Verkehrsgeneratoreinrichtung

Info

Publication number: DE69331187T2
Application number: DE69331187T
Authority: DE
Inventors: Frank Lodewijk Denissen; Jan Van Tetering
Original assignee: Alcatel SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1993-04-29
Filing date: 1993-04-29
Publication date: 2002-06-06
Anticipated expiration: 2013-04-30
Also published as: EP0622967B1; DE69331187D1; ES2164061T3; US5450400A; EP0622967A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verkehrsgenerator zum Erzeugen eines Paketinformationsstroms, der Informationspakte einer Vielzahl von Verkehrsquellen umfasst, wobei der Generator einen Erzeugungsspeicher, der eine Reihe von einzelnen Daten speichert, die mit den Quellen in Zusammenhang stehen, und eine Erzeugungseinrichtung beinhaltet, um die Reihe von einzelnen, mit Quellen in Zusammenhang stehenden Daten zyklisch zu lesen und für die gelesenen, einzelnen, mit einer Quelle in Zusammenhang stehende Daten jeweils ein Paket zu erzeugen.
Die Abhandlung von Mignotti et al., "Performance evaluation of broadband connections and services under varying traffic loads", Electronics & Communication Journal 4 (1992) August, Nr. 4, London, GB, offenbart die Verwendung eines Verkehrsgenerators für die Auswertung der Leistung eines ATM-Netzes.
Die Abhandlung von Andexser et al., "ATM-Meßtechnik für das Breitband-ISDN", NTZ Nachrichten Technische Zeitschrift, 46 (1993) Februar, Nr. 2, Berlin, DE, offenbart eine ATM- Prüfausrüstung zur Protokollprüfung, Konformitätsprüfung und Messung von Bitfehlern, Zellenverlust und Variation der Zellenverzögerung.
Ein Verkehrsgenerator ist ein wesentliches Prüfwerkzeug für Einrichtungen, die Netzen mit asynchronem Transfermodus oder ATM-Netzen verwendet werden, und spielt somit eine bedeutende Rolle beim Entstehen solcher Netze. Um dieses Ziel zu verwirklichen, muss der erzeugte Paketinformationsstrom vorher bestimmte Eigenschaften auf der Basis einzelner Eigenschaften der Verkehrsquellen haben, wie ihre mittleren und Spitzen- Bitraten.
Dies erfordert die Berechnung tatsächlicher Eigenschaften der Verkehrsquellen, d.h. ihrer tatsächlichen Bitraten, aus ihren genannten einzelnen Eigenschaften sowie die Auswahl der Quelle, für welche ein Paket tatsächlich erzeugt werden soll. Diese Berechnung ist, verglichen mit den Übertragungsraten in ATM-Netzen, niedrig, sogar wenn die Technologie aus dem Stand der Technik verwendet wird, und muss daher offline erfolgen.
Bei einem möglichen Verkehrsgenerator steht jedes einzelne, mit einer in Zusammenhang stehende Datum entweder mit genau einer oder mit keiner der Quellen im Zusammenhang und erzeugt die genannte Erzeugungseinrichtung, wenn es das letztere Datum liest, ein Paket für diese Quelle bzw. ein leeres Paket. Dieser Speicher wird im Voraus entsprechend den einzelnen Eigenschaften der Verkehrsquellen initialisiert.
Um einen langen, sich nicht wiederholenden Informationsstrom zu verwirklichen, ohne eine unmöglich große Speichermenge bereitstellen zu müssen, müssen Modifizierungsmittel bereitgestellt werden, um eine periodische Offline-Berechnung auszuführen, um die tatsächlichen Bitraten der Verkehrsquellen entsprechend ihren Eigenschaften zu aktualisieren und die einzelnen, mit den Quellen in Zusammenhang stehenden Daten entsprechend zu modifizieren.
Ein Nachteil des oben beschriebenen Verkehrsgenerators ist, dass die letztere Offline-Berechnung alle neuen tatsächlichen Bitraten gleichzeitig in Betracht ziehen muss, um eine neue Reihe von einzelnen, mit den Quellen in Zusammenhang stehenden Daten zu definieren. Tatsächlich erfordert jegliche Aktualisierung des Erzeugungsspeichers für eine Quelle, dass einige einzelne, mit den Quellen in Zusammenhang stehende Daten neu zugewiesen werden müssen, wodurch unvermeidbar Quellen nachteilig beeinflusst werden, denen diese einzelnen Daten vorher zugewiesen waren.
Eine solche Berechnung ist kompliziert und daher auch zeitraubend, insbesondere wenn der Verkehrsgenerator Informationspakete für eine große Anzahl von Verkehrsquellen erzeugen muss. Dies führt zu relativ großen Verzögerungen beim Aktualisieren des Erzeugungsspeichers und somit für eine gegebene Speicherleistung des Erzeugungsspeichers zu einer relativ langdauernden Wiederholung der suboptimalen Lösung, bei der man durch die obige Berechnung ankommt. Der Generator ist daher sowohl kompliziert und in seiner Genauigkeit eingeschränkt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Verkehrsgenerator des obigen bekannten Typs bereitzustellen, der aber weniger kompliziert und genauer ist.
Diese Aufgabe auf Grund der Tatsache gelöst, dass jedes der einzelnen, mit den Quellen in Zusammenhang stehende Daten sowohl mit wenigstens einer der Quellen als auch mit dazu gehörigen Erzeugungsentscheidungsdaten in Zusammenhang steht, und dass die Erzeugungseinrichtung auf der Basis der zugehörigen Erzeugungsentscheidungsdaten bestimmt, ob für die wenigstens eine Quelle ein Paket erzeugt werden soll oder nicht, und ein leeres Paket erzeugt, wenn für keine der in Zusammenhang stehenden Quellen ein Paket erzeugt werden muss.
Dabei wird nicht notwendigerweise jedes Mal, wenn ein einzelnes, mit einer Quelle in Zusammenhang stehendes Datum, das eine spezifische Quelle betrifft, gelesen wird, ein Paket für diese Quelle erzeugt. Tatsächlich liefert die zugehörigen Erzeugungsdaten eine Verfeinerung des Vorgangs der Paketerzeugung in Echtzeit, indem Mittel für eine einfache Prüfung, ob ein Paket für diese Quelle tatsächlich erzeugt werden muss oder nicht, bereitgestellt werden.
Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, dass der Generator auch eine Modifizierungseinrichtung zum Initialisieren des Erzeugungsspeichers und zum Anpassen der Erzeugungsentscheidungsdaten entsprechend den vorher bestimmten Eigenschaften des Paketinformationsstroms beinhaltet.
Die Modifizierungseinrichtung kann dank dem obigen die tatsächliche Bitrate der speziellen Quelle anpassen, indem sie nur ihre zugehörigen Erzeugungsentscheidungsdaten aktualisiert, wobei sie die Reihe einzelnen mit Quellen in Zusammenhang stehenden Daten intakt lässt. Somit kann die tatsächliche Bitrate einer Quelle unabhängig von anderen Quellen aktualisiert werden, wodurch die Notwendigkeit für die komplizierte und zeitraubende Berechnung einer Gesamtaktualisierung des Erzeugungsspeichers beseitigt wird. Dies liefert die Vorteile, dass Aktualisierungen für jede der Quellen dank der Verringerung der Berechnungszeit häufiger vorgenommen werden können und dass die unerwünschte Wiederholung desselben Musters dramatisch reduziert werden kann, da die mit getrennten Quellen in Zusammenhang stehenden Aktualisierungen unabhängig voneinander vorgenommen werden können.
Die Modifizierungseinrichtung muss dann nur bei der Initialisierung des Erzeugungsspeichers den komplizierten Schritt einer Berechnung einer Reihe von einzelnen mit Quellen in Zusammenhang stehenden Daten durchführen.
Ein kennzeichnendes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, dass der Erzeugungsspeicher mit einer vorher bestimmten Paketerzeugungsgeschwindigkeit gelesen wird und dass die Anzahl der einzelnen, mit Quellen in Zusammenhang stehenden Daten, die mit einer der Quellen in Zusammenhang stehen, für diese eine Quelle eine vorher bestimmte Bitrate ermöglichen, und dass die zu der einen Quelle gehörigen Erzeugungsentscheidungsdaten einen Zählwert beinhalten, wobei die Erzeugungseinrichtung zulässt, dass für die eine Quelle ein Paket erzeugt wird, wenn der Zählwert gleich der Häufigkeit ist, mit der einzelne, mit Quellen in Zusammenhang stehende Daten, die mit der einen Quellen in Zusammenhang stehen, seit einer vorherigen Zulassung für die eine Quelle gelesen wird.
Die obige Definition der Erzeugungsdaten gestattet auf diese Weise, dass die tatsächliche Bitrate jeder Quelle gleich ihrer anfänglichen vorher bestimmten Bitrate, geteilt durch irgendeinen Zählwert, d.h. irgendeine natürliche Zahl, ist. Solche tatsächlichen Bitraten werden auf eine sehr einfache Weise erhalten, die leicht im Echtzeit-Erzeugungsvorgang der Erzeugungseinrichtung und des -speichers untergebracht werden kann.
Über das folgende Merkmal der vorliegenden Erfindung, das darin besteht, dass die Erzeugungsdaten auch einen Bruchwert beinhalten und dass die Zulassung gegeben wird, wenn die Häufigkeit erreicht ist, oder zur vorherigen Zeit, zu der einzelne, mit Quellen in Zusammenhang stehende Daten, die mit der einen Quelle in Zusammenhang stehen, abhängig vom Vergleich einer Zufallszahl mit dem Bruchwert gelesen werden, wird eine größere Genauigkeit, d.h. tatsächlichere Bitraten für eine vorher bestimmte Bitrate, erhalten.
Es kann leicht verifiziert werden, dass dank des vorherigen Merkmals die obige Anzahl von tatsächlichen Bitraten auf diese Weise mit einer fast kontinuierlichen Anzahl von Bitraten zwischen den bereits verfügbaren Bitraten erweitert werden kann, wobei die Schritte zwischen den neu verfügbaren Bitraten von der Anzahl von Bits des Bruchwertes abhängt.
Es ist zu bemerken, dass auf die obige Weise eine spezielle Bitrate erzeugt wird, indem zwischen zwei Bitraten der oben definierten Anzahl von Bitraten, die kleiner bzw. größer als die spezielle Bitrate sind, interpoliert wird. Dies bedeutet auch, dass während die mittlere Bitrate einer Quelle gleich der geforderten speziellen Bitrate gemacht wird, die Zwischenankunftszeit aufeinanderfolgender Pakete nicht gleich der Zwischenankunftszeit der speziellen Bitrate gemacht werden kann.
Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung, das eine bessere Annäherung der Zwischenankunftszeiten gestattet, ist, dass die Erzeugungsgeschwindigkeit größer als die Paketübertragungsrate des Paketinformationsstroms ist, dass für jede gegebene Zulassung ein Paket für eine Quelle erzeugt wird und dass die erzeugten Pakete in einem Puffer in eine Warteschlange eingereiht wird, bevor sie an den Paketinformationsstrom weitergegeben werden.
Das obige Merkmal basiert auf der Einsicht, dass bei der Bereitstellung einer vorher bestimmten Bitrate für eine spezielle Quelle, die größer als die erforderliche Spitzen- Bitrate für diese Quelle ist, bessere Annäherungen erhalten werden können. Tatsächlich können durch Unterteilen einer solchen vorher bestimmten Bitrate nützlichere Bitraten erreicht werden und können somit die Zwischenankunftszeiten besser angenähert werden, da nur Zwischenankunftszeiten verfügbar sind, die solchen aus den vorher bestimmten Bitraten unterteilten Bitraten entsprechen.
Wenn jedoch das obige ausgeführt wird, während der Erzeugungsspeicher mit einer Rate gelesen wird, die gleich der Paketübertragungsrate ist, kann eine Menge Bandbreite auf der Ausgangsverbindung vergeudet werden, wodurch die Generatorkapazität verringert wird. Daher spezifiziert das obige Merkmal ferner, dass die Rate, mit der der Speicher gelesen wird, die in diesem Falle auch die Rate ist, mit der Pakete erzeugt werden, größer als die Paketübertragungsrate ist. Dabei können die klar die Vorteile der Erfindung der vorher bestimmten Bitrate für eine Quelle erhalten werden, ohne Bandbreite zu vergeuden.
Es ist zu bemerken, dass die Tatsache, dass die Paketerzeugungsrate größer als die Paketübertragungsrate ist, nicht zu einem Konflikt führt, da das obige Merkmal zu einer Erzeugung einer großen Anzahl von leeren Paketen führt, die im Falle eines Konfliktes weder auf den Puffer noch auf die Ausgabeverbindung gegeben werden müssen.
Ein weite res wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung, das eine alternative Weise der besseren Annäherung der Zwischenankunftszeiten gibt, ist, dass die Erzeugungsgeschwindigkeit gleich der Paketübertragungsrate des Paketinformationsstroms ist und dass wenigstens eines der einzelnen, mit Quellen in Zusammenhang stehenden Daten mit einer Vielzahl der Quellen in Zusammenhang steht und dass der Generator auch eine Entscheidungseinrichtung zum Entscheiden, für welche der Zulassungen ein Paket tatsächlich erzeugt wird, beinhaltet.
Das obige Merkmal wendet das gleiche Konzept zur Verbesserung der Genauigkeit des Verkehrsgenerators durch Erhöhung der vorher bestimmten Bitrate an, aber nutzt eine andere Weise, eine Vergeudung der Bandbreite zu vermeiden. Diese Alternative besteht im Lesen des Erzeugungsspeichers mit einer Rate gleich der Paketübertragungsrate, während jeder Speicherplatz nicht mehr einer Quelle, sondern einer Gruppe oder einer Vielzahl von Quellen zugewiesen wird, die alle in dem Zeitschlitz abgetastet werden, der zur Übertragung eines Paketes benötigt wird. Auf diese Weise kann jede Quelle wieder häufiger als durch seine geforderte Spitzen-Bitrate abgetastet werden, ohne Bandbreite zu vergeuden.
Der Unterschied zum vorherigen Merkmal besteht hauptsächlich in der Tatsache, dass die Paketerzeugungsgeschwindigkeit gleich der Übertragungsrate ist, so dass kein Puffer bereitgestellt werden muss. In der Tat wird der Betrieb des Puffers nun von der Entscheidungseinrichtung mit dem zusätzlichen Vorteil ausgeführt, dass die Zwischenankunftszeiten der Pakete für jede Quelle deterministischer sind und dass die Genauigkeit des Generators daher im Voraus geschätzt werden kann.
Noch ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, dass die Erzeugungsdaten für jede der Vielzahl von Quellen auch eine Marke Erwartet beinhaltet, die gesetzt wird, wenn die Entscheidungseinrichtung keine Zulassung für die zugehörige Quelle abarbeitet, dass die Erzeugungseinrichtung auch ein zu erzeugendes Paket für die zugehörige Quelle zulässt, wenn seine Marke Erwartet gesetzt ist und dass die Entscheidungseinrichtung entscheidet, dass ein Paket für die erste Quelle der Gruppe, für die eine Zulassung gegeben ist, erzeugt werden soll.
Auf diese Weise wird eine einfache Entscheidungseinrichtung erhalten, die die Erzeugungsdaten verwendet.
Ein kennzeichnendes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, dass wenigstens eines der einzelnen, mit Quellen in Zusammenhang stehenden Daten mit einer Vielzahl von geometrischen Quellen in Zusammenhang steht und dass wenigstens ein einzelnes, mit Quellen in Zusammenhang stehendes Datum auf eine geometrische Tabelle mit einer Vielzahl geometrischer Speicherplätze zeigt, die jeweils eine der geometrischen Quellen identifiziert, und dass die Erzeugungseinrichtung ein Paket für die an einem zufällig ausgewählten geometrischen Speicherplatz identifizierte Quelle erzeugt.
Wie in der Technik bereits bekannt ist, können einige Quellen angenähert werden, indem ihnen eine Anzahl von Plätzen in einer geometrischen Tabelle entsprechend ihrer geforderten Bitrate zugewiesen wird und indem aus dieser geometrischen Tabelle ein Platz zufällig ausgewählt wird.
Das obige Merkmal nutzt die Flexibilität der vorliegenden Erfindung, um gleichzeitig Vielzahlen von geometrischen Quellen und von Quellen mit variabler Bitrate zu gestatten.
Die oben genannten und weitere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden deutlicher und die Erfindung selbst wird besser verstanden, indem auf die nachfolgende Beschreibung einer Ausführungsform in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung Bezug genommen wird, die einen Teil des Verkehrsgenerators TFG gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Dieser Verkehrsgenerator TFG gibt auf eine Ausgangsverbindung OUT einen ebenso bezeichneten Paketinformationsstrom OUT, der Informationspakete umfasst, wie sie in Netzwerken mit asynchronem Übertragungsmodus oder ATM-Netzwerken verwendet werden. Der Paketinformationsstrom OUT hat vorher bestimmte Eigenschaften, die mit einer Vielzahl von Verkehrsquellen in Zusammenhang stehen, die jeweils individuelle Eigenschaften haben. Die letzteren werden später beschrieben, beinhalten aber typischerweise mittlere und Spitzen-Bitraten der zugehörigen Verkehrsquelle. Der Zweck des Verkehrsgenerators TFG ist dann, aus gegebenen einzelnen Verkehrsquelleneigenschaften so genau wie möglich den Informationsstrom OUT zu erzeugen.
Insbesondere erzeugt der vorliegende Verkehrsgenerator WEG einen Paketinformationsstrom OUT mit einer Übertragungsrate von 150 Mbit/s, der aus Paketen von bis zu 256 Verkehrsquellen besteht. Die letzteren Quellen können von den folgenden allgemeinen Typen sein: konstante Bitrate CBR, variable Bitrate VBR oder sogenannt geometrisch GEO, wobei die Wahrscheinlichkeit der Paketerzeugung im letzteren Fall im Wesentlichem über die Zeit konstant ist.
Wie in der Zeichnung abgebildet, beinhaltet der Verkehrsgenerator TFG zum Erzeugen des genannten Informationsstroms OUT eins Erzeugungseinrichtung GM, einen Erzeugungsspeicher GT, der eine Reihe von einzelnen, mit Quellen in Zusammenhang stehenden Daten Gruppe A-$ speicher, eine Quellentabelle ST, die Erzeugungsentscheidungsdaten S0-5255 speichert, die zu den jeweiligen der Verkehrsquellen gehörigen, und eine geometrische Tabelle GEOT mit Speicherplätzen, die eine der geometrischen Verkehrsquellen identifizieren.
Der Erzeugungsspeicher GT hat 8k Speicherplätze mit dem Format, wie in der Zeichnung durch das Bezugszeichen CML angegeben, d.h. jeder Speicherplatz von GT enthält einzelne, mit Quellen in Zusammenhang stehende Daten, die eine Startadresse START, einen Typbezeichner TYPE, der angibt, mit welchem Quellentyp, CBR/VBR oder GEO, das einzelne Datum in Zusammenhang steht, und einen Längenbezeichner LENGTH spezifizieren, der die Anzahl von Quellen angibt, die mit diesem einzelnen Datum in Zusammenhang stehen. Auf diese Weise kann eine Anzahl unterschiedlicher, mit Quellen in Zusammenhang stehender Daten definiert werden, die nachfolgend Gruppen genannt werden, wobei jede der in der Zeichnung gezeigten Gruppen A-E durch unterschiedliche Definitionen von CML gekennzeichnet ist.
Die Quellentabelle ST enthält 256 Speicherplätze S0-5255 mit dem Format, wie es in der Zeichnung mit dem Bezugszeichen GD angegeben ist, d.h. jeder Speicherplatz von ST enthält Erzeugungsentscheidungsdaten, die zu einer der Quelle gehören und einen tatsächlichen Zählwert ACV, einen Zählwert CR und eine Marke Erwartet EX und einen Bruchwert FRACT enthalten. Schließlich weist die geometrische Tabelle GEOT 4k Speicherplätze auf, die jeweils einen Bezeichner für eine der geometrischen Quelle enthalten. Im vorliegenden Fall sind zwei Drittel der letzteren Speicherplätze der Quelle G240 zugewiesen, während die restlichen Plätze G241 zugewiesen sind.
Unter Bezugnahme auf das obige und die Zeichnung, wird die Erzeugung des Paketinformationsstroms OUT in der nachfolgend beschriebenen Weise durchgeführt.
Die Erzeugungseinrichtung GM, die fähig ist, ATM-Pakete von irgendeiner der 256 Quellen zu erzeugen, liest zyklisch die Speicherplätze der Erzeugungstabelle GT unter Kontrolle Eines Modulo-Zählers (nicht gezeigt), der von 1 bis zur Gesamtzahl an Speicherplätzen in der Erzeugungstabelle GT liest, mit einer Paketerzeugungsrate gleich der zugelassenen Übertragungsrate auf der Ausgangsverbindung, d.h. 150 Mbit/s, geteilt durch die Anzahl von Bits in einem ATM-Paket, d.h. 53 mal 8. Jedes Mal, wenn GM einen Speicherplatz von GT liest, führt sie die folgende Folge von Tätigkeiten aus.
Die Erzeugungseinrichtung GM verarbeitet erst das Typ-Bit TYPE auf die folgende Weise:
- Wenn TYPE 0 ist, stehen die mit Quellen in Zusammenhang stehenden Daten mit der Gruppe von geometrischen Quellen Gruppe E, d.h. allen Quellen in Zusammenhang, die in einem der Speicherplätze von GEOT identifiziert sind, und wählt die. Erzeugungseinrichtung GM eine zufällige natürliche Zahl von 1 bis 4096. Sie liest dann die Speicherplätze von GEOT, die der letzteren Nummer entspren, und erzeugt ein Paket für die Verkehrsquelle, der der letztere Speicherplatz zugewiesen war, d.h. entweder G240 oder G241.
- Wenn TYPE 1 ist, stehen die mit Quellen in Zusammenhang stehenden Daten mit einer Gruppe von CBR- oder VBR-Quellen Gruppe A-D in Zusammenhang und liest die Erzeugungseinrichtung GM eine Anzahl aufeinanderfolgender Speicherplätze der Quellentabelle ST, die gleich LENGTH ist und mit dem Speicherplatz beginnt, der durch die Startadresse START angegeben ist. Wie in der Zeichnung angegeben, können solche Gruppen mit einer einzigen CBR-Quelle S140, wie es bei Gruppe D der Fall ist, oder mit Vielzahlen von VBR-Gruppen S1-6, S32-35 und S120-121 in Zusammenhang stehen, wie es bei den Gruppen A-0 der Fall ist. Für jede der letzteren Gruppen liefert die Leseoperation in der Quellentabelle ST die Erzeugungsentscheidungsdaten einer der Quellen entsprechend dem Format G0. Die letzteren Daten werden dann für eine solche Gruppe behandelt, wie es im folgenden Algorithmus beschrieben ist. Der letztere Algorithmus ist der Klarheit wegen nachfolgend unter Verwendung herkömmlichen Programmcodes aufgestellt und wird durchgeführt, das Feld LENGTH und START eines der Plätze von GT gelesen wurde:
endwhile
Mit der Technologie aus dem Stand der Technik und im Hinblick auf die Paketübertragungsrate des Informationsstroms OUT, kann der Algorithmus 6-mal durchgeführt werden, d.h. jede Gruppe besteht aus höchsten 6 verschiedenen Verkehrsquellen.
Unter Bezugnahme auf den obigen Algorithmus ist deutlich zu sehen, dass die Erzeugungseinrichtung in dem Falle, in dem eine Vielzahl von Quellen derselben Gruppe eine Paketerzeugung anfordern würde, eine Entscheidung vornimmt. In der Tat wird diese Entscheidung über die logischen Variablen SENT und EX vorgenommen und besteht sie in der Erzeugung eines Pakets für die erste Quelle in einer Gruppe, die eine Paketerzeugung anfordert, während irgendwelche weitere Quellen, die eine Paketerzeugung anfordern, dadurch behandelt werden, dass ihre Marke Erwartet EX gesetzt und auch eine Paketerzeugung zugelassen wird, wenn die Marke Erwartet EX einer Quelle gesetzt ist.
Es kann verifiziert werden, dass wenn die der Gruppe zugewiesene Bitrate größer als die oder gleich der Summe der angeforderten Bitraten der Quellen in der Gruppe ist, jede Zulassung einer Paketerzeugung über den Mechanismus der Marke Erwartet EX zu einer Paketerzeugung führt.
Aus dem obigen Algorithmus folgt ferner, dass eine Zulassen für eine Paketerzeugung für eine Quelle S(START) grundsätzlich gegeben wird,
1. wenn die Häufigkeit, mit der dieser Algorithmus für S(START) seit einer vorherigen Zulassung für S(START) durchgeführt wird, gleich dem Zählwert CV ist. Die vorher bestimmte Bitrate von S(START), die der Anzahl von Speicherplätzen entspricht, die ihrer entsprechenden Gruppe in der Erzeugungstabelle GT zugewiesen ist, kann so durch CV geteilt werden.
2. in einem vorherigen Durchlauf des Algorithmus für S(START), wenn eine Zufallszahl größer als der Buchwert FRACT ist. Auf diese Weise kann FRACT verwendet werden, um z.B. zwischen einer Bitrate gleich der genannten vorher bestimmten Bitrate, geteilt durch 10, und einer Bitrate gleich dieser vorher bestimmten Bitrate, geteilt durch 9, zu interpolieren, um eine mittlere tatsächliche Bitrate zwischen den beiden letzteren Bitraten zu erreichen. Beim vorliegenden Generator sind 4 Bits für FRACT reserviert, so dass zwischen jeweils zwei Bitraten, die durch Teilen der vorher bestimmten Bitrate erhalten werden, 16 interpolierte mittlere Bitraten erreicht werden können.
Es ist zu bemerken, dass der obige allgemeine Algorithmus auch verwendet werden kann, um Pakete für CBR-Quellen, z.B. S140, zu erzeugen. Für jede solche CBR-Quelle wird eine einzige Gruppe aufgestellt, somit ist LENGTH gleich 1, während der Zählwert CT für solch eine Gruppe auf solche Weise auf 1 gesetzt wird, dass jedes Mal, wenn einzelne, mit Quellen in Zusammenhang stehende Daten, die mit dieser CBR-Quelle in Zusammenhang stehen, gelesen werden, für diese Quelle ein Paket erzeugt wird.
Zweitens wird die Handhabung der geometrischen Gruppe E erörtert. Es werden den geometrischen Quellen G240 und G241 im Hinblick auf die von diesen geometrischen Quellen angeforderte mittlere Bitrate Speicherplätze der geometrischen Tabelle GEOT zugewiesen. Im vorliegenden Beispiel hat die Quelle G240 eine mittlere Bitrate, die zweimal so groß wie die von G241 ist, und daher werden zwei Drittel der Speicherplätze von GEUT G2417 und der Rest G241 zugewiesen. Dabei ist deutlich zu sehen, dass jedes Mal, wenn Gruppe E in der Erzeugungstabelle GT genannt ist, die Wahrscheinlichkeit der Paketerzeugung für jede der geometrischen Quellen konstant ist. Es ist zu bemerken, dass dies vom theoretischen geometrischen Modell dadurch abweicht, dass die Wahrscheinlichkeit der Paketerzeugung in Zeitschlitzen, die anderen Gruppen als der geometrischen Gruppe E gewidmet sind, Null ist, aber diese Abweichung ist nur geringfügig und kann kontrolliert werden, indem die Anzahl von einzelnen, mit Quellen in Zusammenhang stehenden Daten von GT, die mit der geometrischen Gruppe Gruppe E in Zusammenhang stehen, entsprechend der Gesamtbitrate der geometrischen Quellen erhöht oder verringert wird.
Bevor die Erzeugungstabelle GT, die Quellentabelle ST und die geometrische Tabelle GEOT von der Erzeugungseinrichtung GM benutzt werden können, muss der Inhalt dieser Tabellen entsprechend den vorher bestimmten Eigenschaften initialisiert werden. Auch ist es für eine Zulassung von VBR-Quellen notwendig, dass der Inhalt der obigen Speichertabellen auf eine solche Wiese aktualisiert werden kann, dass von Zeit zu Zeit eine neue tatsächliche Bitrate für diese VBR-Quellen aufgestellt werden kann. Beide Funktionen werden beim vorliegenden Generator von einer Modifizierungseinrichtung (nicht gezeigt) offline durchgeführt, welche Operation unten unter Bezugnahme auf ein spezielles Beispiel beschrieben wird.
In diesem Beispiel müssen in den Tabellen GT, ST und GEJOT 6 Quellen mit den folgenden vorher bestimmten Eigenschaften dargestellt werden:
Quelle 1: CBR 37, 5 Mbit/s
Quelle 2: GEO MITTEL = 5 Mbit/s
Quelle 3: GEO MITTEL = 17 Mbit/s
Quelle 4: GEO MITTEL = 12 Mbit/s
Quelle 5: VBR SPTTZE = 15 Mbit/s TATSÄCHLICH= 3 Mbit/s
Quelle 6: VBR SPITZE = 20 Mbit/s TATSÄCHLICH= 19 Mbit/s
Erstens werden Gruppen gebildet, die im vorliegenden Beispiel einfach aus allen Quellen eines speziellen Typs bestehen, somit müssen die folgenden Gruppen betrachtet werden:
Gruppe A: Quelle 1
Gruppe B: Quelle 2, 3, 4
Gruppe C: Quelle 5, 6
Es ist zu bemerken, dass wenn die Anzahl von VBR-Quellen größer als 6 ist, diese VBR-Quellen verschiedenen Gruppen zugewiesen werden müssen. Dies kann von einem Fachmann auf dem Gebiet aus der vorliegenden Beschreibung leicht erreicht werden.
Zweitens muss jeder dieser Gruppen eine vorher bestimmte Bitrate zugewiesen werden, diese Bitraten entsprechen der Anzahl von Speicherplätzen der Erzeugungstabelle GT, die diesen Gruppen zugewiesen ist. In der Tat entsprechen alle Speicherplätze von GT 150 Mbit/s, so dass jeder dritte Speicherplatz von GT einer Gruppe mit einer vorher bestimmten Bitrate von 50 Mbit/s zugewiesen werden muss. In dem vorliegenden Beispiel ergibt dies die folgenden vorher bestimmten Bitraten.
Gruppe A: 37,5 Mbit/s
Gruppe B: 37,5 Mbit/s
Gruppe C: 75 Mbit/s
Es ist klar, dass die vorher bestimmte Bitrate einer Gruppe wenigstens gleich der Summe der Spitzenbitraten der Quellen in dieser Gruppe sein muss. Für Gruppe C wird die vorher bestimmte Bitrate viel größer als diese Summe gewählt, um besser alle benötigten tatsächlichen Bitraten annähern zu können, während solches für die Gruppen A und B nicht erforderlich ist.
Da diese tatsächlichen Bitraten über den oben beschriebenen Mechanismus der Division und Interpolation erstellt werden können, ist in der Tat klar zu sehen, dass bei der Bereitstellung einer vorher bestimmten Bitrate für VBR-Gruppen, die so groß wie möglich ist, die beste Annäherung erreicht werden kann. Bei einer solchen VBR-Gruppe zieht somit jede Quelle aus der Tatsache Nutzen, dass die vorher bestimmte Bitrate für die Gruppe höher als die Spitzen-Bitrate für jede einen Bestandteil bildende Quelle sein kann, ohne dass im Verkehrsgenerator TFG Bandbreite vergeudet wird. Zum Beispiel kann die tatsächliche Bitrate von Quelle 6, 19 Mbit/s, nun angenähert werden, indem 75 Mbit/s geteilt werden, was deutlich eine bessere Annäherung gestattet, als wenn sie durch Teilen aus 20 Mbit/s angenähert werden müsste.
Die Erzeugungstabelle GT für die obigen vorher bestimmten Bitraten muss dann entsprechend den obigen vorher bestimmten Bitraten für jede der Gruppen A-C mit der folgenden Folge ausgefüllt werden: A C B C A C B C A C.....
Schließlich müssen für jede VBR- oder CBR-Quelle und für die geometrische Gruppe die Quellentabelle ST bzw. die geometrische Tabelle GEOT weiter definiert werden.
Dies ergibt für die Quellentabelle ST das folgende:
ST (1): CV = 1 FRACT = 0
ST (5): CV = 25 FPACT = 0
ST (6): CV = 4 FRACT = 1
Aus dem obigen ist zu sehen, dass die VBR-Quelle 5 dank der Tatsache, dass ihre tatsächliche Bitrate erhalten werden kann, indem die vorher bestimmte Bitrate ihrer entsprechenden Gruppe geteilt wird, genau erzeugt werden kann, während die VBF-Gruppe 6 unter Verwendung des Bruchwertes angenähert werden muss. Für die letztere Quelle stellt ein FRACT von Eins sicher, dass bei sechzehn Zulassungen für diese Quelle einmal ein Paket erzeugt wird, das einer Bitrate von 25 Mbit/s entspricht, während die weiteren Zulassungen einer Bitrate von 18,75 Mbit/s entsprechen, was eine interpolierte tatsächliche Bitrate von 19.1 Mbit/s ergibt.
Die geometrische Tabelle GEOT muss entsprechend den mittleren Bitraten der jeweiligen geometrischen Quellen in der folgenden Weise definiert werden:
Quelle 2 : 546 Speicherplätze
Quelle 3 : 1857 Speicherplätze
Quelle 4 : 1310 Speicherplätze
IDLE: 383 Speicherplätze
Worin für IDLE zugewiesene Speicherplätze von der Erzeugungseinrichtung GM leere Pakete erzeugt werden.
In der obigen Weise wird nur die Initialisierung der erschiedenen Tabellen im Verkehrsgenerator TFG behandelt. In der Tat muss für eine VBR-Quelle eine Aktualisierung der tatsächlichen Bitrate zugelassen werden. Dies wird von derselben Modifizierungseinrichtung durchgeführt und kann vorteilhafterweise erreicht werden, indem nur die zu jeder solchen VBR-Quelle gehörigen Erzeugungsdaten GD erneut berechnet werden, ohne die Folge, in der die Speicherplätze von GT den verschiedenen Gruppen zugewiesen sind, zu ändern.
Wenn zum Beispiel die tatsächliche Bitrate von Quelle 6 auf 15 Mbit/s aktualisiert werden muss, kann dies einfach durchgeführt werden, indem ihr Zählwert CV auf 5 und ihr Bruchwert FRACT zu 0 geändert wird.
Somit zeigt sich, dass die Modifizierungseinrichtung für jede Quelle aktualisierte Erzeugungsdaten GD berechnen kann, wobei nur die einzelnen Eigenschaften dieser bestimmten Quelle betrachtet werden. Die Modifizierungseinrichtung führt eine solche Berechnung für jede Quelle nacheinander durch, so dass wenn diese Berechnung für eine Quelle typischerweise 5-mal langsamer als die Paketerzeugungsgeschwindigkeit ist, die Quellentabelle ST alle 5 Zeitschlitze aktualisiert wird und die Ausgangsfolge des Verkehrsgenerators TFG geändert wird.
Schließlich wird eine solche Berechnung in Bezug auf die vorher bestimmten Eigenschaften der entsprechenden Quelle etwas ausführlicher beschrieben. Diese Eigenschaften für VBR- Quellen eines Modells mit N Zuständen vor, bei dem jeder Zustand durch eine mittlere Verweilzeit, eine maximale Verweilzeit, eine mittlere Bitrate, eine maximale Bitrate und Übergangswahrscheinlichkeiten zu anderen Zuständen gekennzeichnet ist.
Eine Berechnung wird dann durchgeführt, wenn die Zeit seit einem vorherigen Zustandsübergang die Verweilzeit übersteigt, die bei Eintritt des gegenwärtigen Zustandes auf der Basis der Verweilzeiteigenschaften dieses Zustandes berechnet wurde. Diese Berechnung besteht dann darin, zuerst den nächsten Zustand auf Basis der Übergangswahrscheinlichkeiten zu bestimmen. Zweitens wird für diesen nächsten Zustand auf Basis der Verweilzeiteigenschaften des letzteren Zustandes eine Verweilzeit berechnet. Und Schließlich wird aus den Bitrateneigenschaften für den nächsten Zustand eine neue tatsächliche Bitrate berechnet.
Dieses Modell mit N Zuständen kann beispielsweise verwendet werden, um einen digitalen VBR-Videostrom zu simulieren, bei den nur ein Zustand, der einer Rahmenzeit entspricht, betrachtet wird. Die Verweilzeit ist dann immer gleich dieser Rahmenzeit, d.h. typischerweise 40 ms, und die tatsächliche Bitrate kann aus einer geeigneten Bitraten- Verteilungseigenschaft des Videoverkehrs bestimmt werden.
Die Implementierung der neu berechneten tatsächlichen Bitrate kann dann wie oben beschrieben vorgenommen werden, indem die Erzeugungsdaten GD für die betrachtete Quelle angepasst werden.
Während die Prinzipien der Erfindung in Verbindung mit einer speziellen Vorrichtung beschrieben wurden, ist es selbstverständlich, dass diese Beschreibung nur als Beispiel und nicht als Einschränkung des Umfangs der Erfindung gegeben wurde.

Claims

1. Verkehrsgenerator (TFG) zum Erzeugen eines Paketinformationsstroms (OUT), der Informationspakte einer Vielzahl von Verkehrsquellen (S0-255, G240-241) umfasst, wobei der Generator einen Erzeugungsspeicher (GT), der eine Reihe von einzelnen Daten (Gruppe A-E) enthält, die mit den Quellen in Zusammenhang stehen, und eine Erzeugungseinrichtung (GM) beinhaltet, um die Reihe von einzelnen, mit Quellen in Zusammenhang stehenden Daten zyklisch zu lesen und für jede gelesenen, einzelnen, mit einer Quelle in Zusammenhang stehende Daten ein Paket zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass sich jedes der einzelnen, mit einer Quelle in Zusammenhang stehenden Daten (Gruppe A-E) auf wenigstens eine der Quellen (S0-255), G240- 241) sowie auf damit verbundene Erzeugungsentscheidungsdaten (GD, GEOT) bezieht, und dass die Erzeugungseinrichtung (GM) auf Basis der verbundenen Erzeugungsentscheidungsdaten ermittelt, ob für die wenigstens eine Quelle ein Paket erzeugt werden soll oder nicht, und ein Leerpaket erzeugt, wenn für keine der damit in Zusammenhang stehende Quellen ein Paket erzeugt werden soll.

2. Verkehrsgenerator (TFG) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (TFG) Modifizierungsmittel zum Initialisieren des Erzeugungsspeichers (GM) und zum Anpassen der Erzeugungsentscheidungsdaten (GD, GEOT) entsprechend vorher bestimmter Eigenschaften des Paketinformationsstroms (OUT) beinhaltet.

3. Verkehrsgenerator (TFG) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Erzeugungsspeicher (GT) mit einer vorher bestimmten Paketerzeugungsgeschwindigkeit gelesen wird und dass die Anzahl von einzelnen, mit einer Quelle in Zusammenhang stehenden Daten (Gruppe A-D), die sich auf eine der Quellen (S0-S255) beziehen, eine vorher bestimmte Bitrate für die eine Quelle ermöglicht und dass die Erzeugungsentscheidungsdaten (GD), die mit der einen Quelle verbunden sind, einen Zählwert (CV) beinhalten, wobei die Erzeugungseinrichtung zulässt, dass ein Paket für die eine Quelle erzeugt wird, wenn der Zählwert gleich der Anzahl von Malen ist, die einzelne mit einer Quelle in Zusammenhang stehende Daten, die sich auf die eine Quelle beziehen, seit einer vorherigen Zulassung für diese eine Quelle gelesen werden.

4. Verkehrsgenerator (TFG) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugungsdaten (GD) auch einem Bruchwert (FRACT) beinhalten und dass die Zulassung abhängig vom Vergleich einer Zufallszahl mit dem Bruchwert gegeben wird, wenn die Anzahl von Malen (CV) erreicht ist, oder bei der vorherigen Zeit, bei der einzelne, mit einer Quelle in Zusammenhang stehende Daten, die sich auf die eine Quelle beziehen, gelesen werden.

5. Verkehrsgenerator (TFG) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugungsgeschwindigkeit größer als die Paketübertragungsrate des Paketinformationsstroms (OUT) ist, dass für jede gegebene Zulassung ein Paket für die eine Quelle erzeugt wird und dass die erzeugten Pakete in einem Puffer in eine Warteschlange eingereiht werden, bevor sie an den Paketinformationsstrom weitergegeben werden.

6. Verkehrsgenerator (TFG) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugungsgeschwindigkeit gleich der Paketübertragungsrate des Paketinformationsstroms (OUT) ist und dass wenigstens eines der einzelnen, mit einer Quelle in Zusammenhang stehende Daten (Gruppe A- C) sich auf eine Vielzahl der Quellen (S1-6, S32-36, S120-121) bezieht und dass der Generator (TFG) auch Entscheidungsmittel beinhaltet, um zu entscheiden, für welche der Zulassungen tatsächlich ein Paket erzeugt wird.

7. Verkehrsgenerator (TFG) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens einen einzelnen, mit einer Quelle in Zusammenhang stehenden Daten zu einer Vielzahl von Stellen einer Quellentabelle (ST) zeigen, wobei jede der letzteren Stellen mit einer der Quellen verbunden ist und die damit verbundenen Erzeugungsdaten (GD) beinhaltet.

8. Verkehrsgenerator (TFG) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugungsdaten (GD) für jede der Vielzahl von Quellen (S1-6, S32-36, S120- 121) auch eine Marke Erwartet (EX) beinhaltet, die gesetzt wird, wenn das Entscheidungsmittel keine Zulassung für die damit verbundene Quelle gibt, dass die Erzeugungseinrichtung (GM) auch zulässt, dass ein Paket für die damit verbundene Quelle erzeugt wird, wenn ihre Marke Erwartet gesetzt ist, und dass die Entscheidungseinrichtung entscheidet, dass ein Paket für die erste Quelle der Gruppe erzeugt werden soll, für welche die Zulassung gegeben ist.

9. Verkehrsgenerator (TFG) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der einzelnen, mit einer Quelle in Zusammenhang stehenden Daten mit einer Vielzahl von geometrischen Quellen (G240-241) in Zusammenhang steht und dass die wenigstens einen einzelne, mit einer Quelle in Zusammenhang stehenden Daten zu einer geometrsichen Tabelle (GEOT) mit einer Vielzahl von geometrischen Speicherstellen zeigen, von denen jede eine der geometrischen Quellen identifiziert, und dass die Erzeugungseinrichtung (GM) für die an einer zufällig ausgewählten geometrischen Speicherstelle identifizierte Quelle ein Paket erzeugt.

10. Verwendung eines Verkehrsgenerators (TFG) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Erzeugen eines Testverkehrs für eine Paketvermittlungseinrichtung.