一種替代異步轉移模式專用網絡處理器的方法和裝置的製作方法
2023-06-01 22:08:41
專利名稱：一種替代異步轉移模式專用網絡處理器的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及通訊領域寬帶接入產品的ATM(Asynchronous Transfer Mode異步轉移模式)接口方面，尤其涉及一種替代異步轉移模式(ATMAsynchronousTransfer Mode)專用網絡處理器的方法和裝置。
隨著綜合業務數字網(ISDN Broadband Integrated Service DigitalNetwork)對帶寬需求的不斷增長，能夠提供多媒體信息交換和寬帶傳輸業務的ATM技術迅速成為一種綜合數據、語言和視頻服務的通信網絡平臺，並幾乎成為寬帶綜合業務數字網B-ISDN(Broadband Integrated Service DigitalNetwork)的代名詞，得到了廣泛的應用。
在目前採用ATM(Asynchronous Transfer Mode異步轉移模式)信元交換體系的產品中，ATM接口普遍採用ATM物理層接口晶片加專用ATM專用網絡處理器的方案，由ATM網絡處理器把ATM信元分解成信元頭Head和信元淨荷Payload，送給交換網處理；另外，ATM網絡處理器還實現OAM(OperationsAdministration and Maintenance，網絡操作和維護)信元，以及ABR(Avai lableBit Rate，適宜比特率)信息的提取、插入和處理和流量管理等功能。
這種方案使得ATM接口板只能處理ATM信元而無法處理包，存在一些弊病，比如無法在ATM接口板上直接終結用戶發起的PPP(Point-to-Point Protocol，點到點協議)，專用ATM網絡處理器無法進行PPP組包處理，也無法進行PPP包的解析，必須給ATM接口板配備具有包處理能力的處理板如PPP終結板，以完成PPP終結。處理流程為ATM接口板把信元傳給交換網，由交換網交換給PPP終結板，PPP終結板把信元轉換為包，對包進行分析，終結PPP。採用這種方案增加了硬體成本及軟體的複雜程度，更嚴重的是PPP終結板佔據了較多的系統交換容量。這部分交換容量為用戶不可用的。
目前還沒有檢索到專門論述替代信元交換為核心的ATM專用網絡處理器方面的文獻。
本發明提出了一種新的替代異步轉移模式專用網絡處理器的方法，對ATM專用網絡處理器進行替代，使ATM接口板具備包的處理能力，克服原有方案的缺點，減少了硬體成本，降低了軟體的複雜性，增加了系統的用戶可用資源。
本發明的另一個目的在於提出一種在寬帶綜合接入伺服器中實現上述方法的裝置。
本發明的ATM專用網絡處理器替代方法是按以下方案實現的1.SAR模塊把ATM物理層晶片傳送來的ATM信元流重組成包；2.接口轉換模塊把SAR模塊輸出的數據轉換成Packet網絡處理器能接收的數據格式；3.Packet網絡處理器把SAR傳送來的包進行處理，Packet網絡處理器又把包重新分割成信元，根據所處理的包的地址信息，重新生成信元頭，信元頭和信元淨荷分別送給交換網處理；4.Packet網絡處理器從交換網傳送過來的信元流中恢復出包，進行處理；5.接口轉換模塊把Packet網絡處理器輸出的數據轉換成SAR模塊能接收的數據格式；6.SAR把接收到的包切割成信元，打上合適的信元頭，送給ATM物理層，輸出到線路上。
本發明提出的一種替代異步轉移模式專用網絡處理器的裝置，其特徵在於包括控制模塊、分段拆裝處理模塊、接口轉換模塊及包網絡處理器模塊；所述控制模塊，主要由微處理器和相關器件如儲存器等組成，負責系統控制及配置；所述分段拆裝處理模塊由SAR晶片及其配套電路組成，在輸入方向(ATM物理層接口到交換網)，把ATM信元重組成包封裝；在輸出方向(交換網到ATM物理層接口)，把包處理成一個個ATM信元；並具有xBR業務管理能力；分段拆裝處理模塊一般將UTOPIA接口與ATM物理層處理晶片(PHY)連接，另一個數據出口是PCI接口；所述接口轉換模塊將分段拆裝處理模塊和包網絡處理器模塊有機地結合起來，構成一條SAR處理模塊和Packet網絡處理器模塊之間的數據通道，用於完成接口的轉換；在輸出方向上，接口轉換模塊還要把輸出包的VPI/VCI值傳給分段拆裝處理模塊；所述接口轉換模塊一邊連接到PCI接口或者POS接口，連接分段拆裝處理模塊；另一邊連接到適合包網絡處理器模塊的接口；所述的包網絡處理器模塊提供數據包(乙太網幀、PPP幀、IP數據報)的線速處理功能，包括查表、分類、封裝、解封裝、統計、修改等操作；包網絡處理器模塊經過信元交換網接口連接交換網；在輸入方向(數據由ATM物理層接口傳送到交換網)，輸入的ATM信元經過ATM物理層接口，由分段拆裝處理模塊把ATM信元重組成包，接口轉換模塊傳送給包網絡處理器模塊，包網絡處理器模塊把包切割成信元，經過信元交換網接口傳給交換網；輸出方向(數據由交換網傳送到ATM物理層接口)與之相反。
下面結合附圖和實施例進一步說明本發明。
圖1是傳統方案的系統原理框圖；圖2是本發明採用的系統原理框圖；圖3本發明提出的替代裝置圖；圖4是本發明的信號走向示意圖；圖5是採用傳統ATM專用網絡處理器方案的PPP控制包處理流程圖；圖6是採用本發明替代裝置方案的PPP控制包處理流程圖。
圖2是本發明採用的系統原理圖，為了使ATM接口板具有包處理能力，採用SAR晶片加上Packet網絡處理器代替ATM專用網絡處理器。
圖3是本發明提出的替代裝置圖，替代裝置的輸入輸出接口上都還是信元，由於採用SAR與Packet網絡處理器結合替代ATM專用網絡處理器，在替代裝置內部處理的是包，具備包處理能力。SAR處理模塊和Packet網絡處理器模塊都選用成熟晶片，接口轉換模塊用FPGA(Field Programmable Gate Array，現場可編程門陣列)自己設計。具體描述如下本發明所述的專用ATM網絡處理器替代裝置由控制模塊、分段拆裝(SAR，Segment And Reassembe)處理模塊、接口轉換模塊及Packet網絡處理器模塊組成；所述控制模塊負責系統控制及配置，如作為PCI(Peripheral ComponentInterconnect，外設部件互連)BUS的HOST，配置和控制PCI BUS器件。主要由微處理器和相關器件如儲存器等組成；如果系統選用的微處理器不具有PCI總線，需採用PCI BUS-Bridging Devices擴展出PCI總線；所述的SAR(Segment And Reassembe)處理模塊由SAR晶片及其配套電路組成。在輸入方向(ATM物理層接口到交換網)，把ATM信元重組成Packet封裝；輸出方向(交換網到ATM物理層接口)，把Packet處理成一個個ATM信元；並具有xBR業務Traffic Management能力；SAR處理模塊一般將UTOPIA接口與ATM物理層處理晶片(PHY)連接，另一個數據出口是PCI接口；所述的接口轉換模塊是把SAR(Segment And Reassembe)處理模塊和Packet網絡處理器模塊有機地結合起來，構成一條SAR處理模塊和Packet網絡處理器模塊之間的數據通道，主要完成接口的轉換；在輸出方向上，接口轉換模塊還要把輸出包的VPI/VCI值傳給SAR處理模塊；接口轉換模塊裡連接到PCI接口或者POS接口，連接SAR處理模塊；另一邊連接到適合Packet網絡處理器模塊的接口，一般為MII接口(MediumIndependent Interface，介質無關接口)；所述的Packet網絡處理器模塊提供數據包(乙太網幀、PPP幀、IP數據報)的線速處理功能，這些線速處理包括查表、分類、封裝、解封裝、統計、修改等操作；Packet網絡處理器模塊經過信元交換網接口連接交換網；在輸入方向(數據由ATM物理層接口傳送到交換網)，輸入的ATM信元經過ATM物理層接口，由SAR處理模塊把ATM信元重組成Packet，接口轉換模塊Packet傳送給Packet網絡處理器模塊，Packet網絡處理器模塊把Packet切割成Cell，經過信元交換網接口傳給交換網；在輸出方向(數據由交換網傳送到ATM物理層接口)與之相反。
圖4是本發明方法的信號走向示意圖；根據此示意圖，可以看出本發明的ATM專用網絡處理器替代方法是按以下流程實現的1.ATM物理層把處理好的信元送入SAR模塊；2.SAR模塊根據輸入的ATM信元的信元頭中的信息，把輸入的信元流重組成包，輸出給接口轉換模塊；3.接口轉換模塊把SAR模塊輸出的數據轉換成Packet網絡處理器能接收的數據格式；4.Packet網絡處理器把SAR傳送來的包進行處理，Packet網絡處理器又把包重新分割成信元，根據所處理的包的地址信息，重新生成信元頭，信元頭和信元淨荷分別送給交換網處理；5.交換網把處理好的信元根據需要送入ATM接口板；6.Packet網絡處理器從交換網傳送過來的信元流中恢復出包，進行處理；7.接口轉換模塊把Packet網絡處理器輸出的數據轉換成SAR模塊能接收的數據格式；8.SAR把接收到的包切割成信元，打上合適的信元頭，送給ATM物理層，輸出到線路上。
圖5是採用ATM專用網絡處理器方案的PPP控制包處理流程圖。以一個ADSL通過PPPoA(PPP Over ATM)方式接入某一綜合接入伺服器為例。處理流程如下1)通過AAL5適配到ATM層PPP(PPPoA)控制包以信元方式進入ATM輸入線路卡；2)ATM輸入線路卡上的ATM專用網絡處理器把這些信元送入交換卡上對應PPP終結卡的輸出隊列Queuel；3)交換卡把Queuel中的cell送到PPP終結卡上的Packet網絡處理器，Packet網絡處理器的輸出處理機把收到的cell組裝成PPP包，然後在Packet網絡處理器中PPP包被環回到Packet網絡處理器輸入處理機；4)Packet網絡處理器的輸入處理機通過對PPP包頭的分析，確認這是一個PPP控制包，就把這個控制包再拆分為「cell」，並輸出到交換板上對應CPU板的輸出隊列Queue2；5)交換板把Queue2中的「cell」交換到CPU板；6)CPU板上的Packet網絡處理器把收到的「cell」組裝成原先的PPP控制包，並送到CPU(這裡可能是R5000RISC處理器)進行PPP處理；7)CPU根據PPP流程，對收到的PPP控制包進行相應的回覆；8)CPU板上的Packet網絡處理器把CPU輸出的PPP回復包拆分為「cell」並送到交換板上的對應輸出隊列Queue3；9)交換板把Queue3中的「cell」交換到ATM輸入線路卡上的ATM專用網絡處理器；10)ATM輸入線路卡的ATM專用網絡處理器把收到的「cell」轉換為真正的ATM信元，輸出到ATM線路，這些信元通過AAL5承載著PPP回復包。
圖6是採用本發明替代裝置方案的PPP控制包處理流程圖，以一個ADSL通過PPPoA方式接入某一綜合接入伺服器為例。處理流程如下1)通過AAL5適配到ATM層PPP(PPPoA)控制包以信元方式進入ATM輸入線路卡；2)ATM輸入線路卡上替代裝置中的SAR處理模塊把收到的cell組裝成PPP包，接口轉換模塊把包送入Packet網絡處理器模塊，Packet網絡處理器的輸入處理機通過對PPP包頭的分析，確認這是一個PPP控制包，就把這個控制包再拆分為「cell」，並輸出到交換板上對應CPU板的輸出隊列Queue2；3)交換板把Queue2中的「cell」交換到CPU板；4)CPU板上的Packet網絡處理器把收到的「cell」組裝成原先的PPP控制包，並送到CPU進行PPP處理；5)CPU根據PPP流程，對收到的PPP控制包進行相應的回覆；6)CPU板上的Packet網絡處理器把CPU輸出的PPP回復包拆分為「cell」並送到交換板上的對應輸出隊列Queue3；7)交換板把Queue3中的「cell」交換到ATM輸入線路卡上替代裝置中的Packet網絡處理器；8)替代裝置中的Packet網絡處理器從信元流中恢復出PPP回復包，通過接口轉換模塊送到SAR處理模塊，SAR處理模塊收到的包轉換為真正的ATM信元，輸出到ATM線路，這些信元通過AAL5承載著PPP回復包。
本發明所述ATM專用網絡處理器的替代方法和裝置，所述的方法用SAR加上Packet網絡處理器替代ATM專用網絡處理器，使採用ATM信元交換體系的ATM接口板具備包的處理能力，在本板可對包頭進行分析，作出相應處理。它克服原有技術方案的缺點，減少了板卡種類， 減少了硬體成本，大大降低了軟體的複雜程度；更重要的是釋放了終結板佔據的系統交換容量，增加了系統的用戶可用資源。
權利要求
1.一種替代異步轉移模式專用網絡處理器的方法，其特徵在於包括以下步驟1)分段拆裝處理模塊把ATM物理層晶片傳送來的ATM信元流重組成包；2)接口轉換模塊把分段拆裝處理模塊輸出的數據轉換成包網絡處理器能接收的數據格式；3)包網絡處理器把分段拆裝處理模塊傳送來的包進行處理，包網絡處理器又把包重新分割成信元，根據所處理的包的地址信息，重新生成信元頭，信元頭和信元淨荷分別送給交換網處理；4)包網絡處理器從交換網傳送過來的信元流中恢復出包，進行處理；5)接口轉換模塊把包網絡處理器輸出的數據轉換成分段拆裝(處理模塊能接收的數據格式；6)分段拆裝處理模塊把接收到的包切割成信元，打上相應的信元頭，送給ATM物理層，輸出到線路上。
2.一種替代異步轉移模式專用網絡處理器的裝置，其特徵在於包括控制模塊、分段拆裝處理模塊、接口轉換模塊及包網絡處理器模塊；所述控制模塊，主要由微處理器和相關器件如儲存器等組成，負責系統控制及配置；所述分段拆裝處理模塊由SAR晶片及其配套電路組成，在輸入方向(ATM物理層接口到交換網)，把ATM信元重組成包封裝；在輸出方向(交換網到ATM物理層接口)，把包處理成一個個ATM信元；並具有xBR業務管理能力；分段拆裝處理模塊一般將UTOPIA接口與ATM物理層處理晶片(PHY)連接，另一個數據出口是PCI接口；所述接口轉換模塊將分段拆裝處理模塊和包網絡處理器模塊有機地結合起來，構成一條SAR處理模塊和Packet網絡處理器模塊之間的數據通道，用於完成接口的轉換；在輸出方向上，接口轉換模塊還要把輸出包的VPI/VCI值傳給分段拆裝處理模塊；所述接口轉換模塊一邊連接到PCI接口或者POS接口，連接分段拆裝處理模塊；另一邊連接到適合包網絡處理器模塊的接口；所述的包網絡處理器模塊提供數據包(乙太網幀、PPP幀、IP數據報)的線速處理功能，包括查表、分類、封裝、解封裝、統計、修改等操作；包網絡處理器模塊經過信元交換網接口連接交換網；在輸入方向(數據由ATM物理層接口傳送到交換網)，輸入的ATM信元經過ATM物理層接口，由分段拆裝處理模塊把ATM信元重組成包，接口轉換模塊傳送給包網絡處理器模塊，包網絡處理器模塊把包切割成信元，經過信元交換網接口傳給交換網；輸出方向(數據由交換網傳送到ATM物理層接口)與之相反。
全文摘要
本發明提出了一種新的替代異步轉移模式專用網絡處理器的方法和裝置。發明所述的裝置由控制模塊、分段拆裝(SAR，Segment And Reassembe)處理模塊、接口轉換模塊及Packet網絡處理器模塊組成；用SAR加上Packet網絡處理器替代ATM專用網絡處理器，使採用ATM信元交換體系的ATM接口板具備包的處理能力，在本板可對包頭進行分析，作出相應處理。它克服原有方案的缺點，減少了板卡種類，減少了硬體成本，大大降低了軟體的複雜性；更重要的是它釋放了終結板佔據的系統交換容量，增加了系統的用戶可用資源。
文檔編號H04L12/28GK1407757SQ0112651
公開日2003年4月2日 申請日期2001年8月17日 優先權日2001年8月17日
發明者季錫鋒, 呂煒 申請人:深圳市中興通訊股份有限公司上海第二研究所