不對稱數字用戶線和甚高速數字用戶線混合接入的方法
2023-06-03 01:34:06 1
專利名稱：不對稱數字用戶線和甚高速數字用戶線混合接入的方法
技術領域：
本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種不對稱數字用戶線(ADSL)和甚高速數字用戶線(VDSL)混合接入的方法。
背景技術：
2005年6月國際電信聯盟(ITU-T)批准的新傳輸標準VDSL2即甚高比特率數字用戶線2(G.993.2，完全基於離散多音頻調製DMT技術)，它不僅具備ADSL2+(不對稱數字用戶線2+)技術的長距離傳輸能力，而且將VDSL的數據傳輸速率從70M bps(下行)/30M bps(上行)提高到100M bps(下行)/100M bps(上行)。VDSL2將更高的接入速率、更強的QoS(服務質量)控制和類似ADSL的長距離傳輸性能結合起來，很快成為新一代接入技術的熱點。
運營商渴望新技術，但是也不希望以前的投資還沒有收回就又到了設備更新的時候(用戶駐地設備CPE如ADSL2+的modem一般是由運營商投資的)，所以運營商希望在接入設備採用新的VDSL2技術時，在CPE(用戶駐地設備)方面能夠兼容原有設備，如ADSL2+的modem等，這對接入設備提出了更高的要求。
目前的VDSL2標準和DSLAM(數字用戶線接入復用器)用戶板上的DSL物理層晶片方面都已經做了相關的考慮，同時可以支持ADSL2+和VDSL2的接入，但在DSLAM設備中的協議處理部分也要做相應的設計才能做到ADSL2+和VDSL2的兼容。
如圖1所示，現有DSLAM設備用戶板中的協議處理一般採用如下幾種技術方案第一種方案是採用ATM方式，協議處理晶片與DSL物理層晶片之間的接口採用UTOPIA接口(即採用異步傳輸模式的通用測試及操作物理層接口)，進行AAL5幀(ATM適配層類型5)傳送，承載的是標準ATM信元，ATM信元中承載的是AAL5幀，目前應用最廣泛的ADSL、ADSL2、ADSL2+技術中使用的都是這種方式。但ATM方式只能用於承載標準的ATM信元，不適合VDSL2技術。
第二種方案是使用PTM(分組傳送模式)方式，協議處理晶片與DSL物理層晶片之間的接口一般採用SMII接口、MII接口或者POS接口，承載的HDLC幀(高級數據鏈路控制)或者EFM幀(Ethernet in thefirst mile，即乙太網最後一公裡)，也可以是DSL物理層晶片剝離了HDLC或者EFM封裝後的二層或者三層報文。PTM方式只能處理HDLC或者EFM幀，不能兼容UTOPIA接口方式，只適合VDSL2，不適合於ADSL/ADSL2+。
如果要同時兼容ADSL/ADSL2+和VDSL2的接入，DSLAM用戶板上的協議處理晶片必須能夠同時處理ATM標準信元和VDSL2的報文，現有技術無法同時處理ATM標準信元和VDSL2的報文，因此不能同時支持ADSL/ADSL2+和VDSL2接入。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服現有技術無法同時支持ADSL/ADSL2+和VDSL2接入的不足，提供一種支持ADSL和VDSL混合接入的方法，使接入設備採用VDSL2技術時，在用戶駐地設備方面能夠兼容原有設備。
本發明為解決上述技術問題所採用的技術方案為這種不對稱數字用戶線和甚高速數字用戶線混合接入的方法，包括以下步驟在接入設備的物理層晶片與協議處理晶片間的接口採用異步轉輸模式方式傳輸異步轉輸模式信元或偽信元，所述的異步轉輸模式信元用於承載不對稱數字用戶線的報文，所述的偽信元為採用信元格式承載甚高速數字用戶線的報文；在協議處理模塊中進行重組時，先對接收到的信元進行判斷，如果該信元的接收埠是甚高速數字用戶線接入，則提取偽信元中承載的數據進行保存和處理；如果該信元的接收埠是不對稱數字用戶線接入，則提取異步轉輸模式標準信元中承載的淨荷數據進行保存和處理。
所述的異步轉輸模式信元承載異步轉輸模式適配層類型5幀；所述的偽信元承載高級數據鏈路控制幀或乙太網最後一公裡幀，或由所述的物理層晶片剝離了高級數據鏈路控制幀或乙太網最後一公裡幀封裝的二層或三層報文。
所述接入設備的物理層晶片與協議處理晶片間的接口採用異步轉輸模式和通用測試及操作物理層接口或同步光纖網絡上的信息包接口。
所述偽信元頭部包括幀開始、幀結束或長度域，在進行重組時，對於偽信元，如果是一個幀的最後一個信元，從偽信元的頭部中提取報文的長度，並對報文進行CRC校驗，提取信元最後四個字節和計算得到的CRC結果比較來進行校驗，如果不相同，則認為報文錯誤，進行丟棄；如果相同，則報文正確，把報文向後續模塊轉發。
在進行重組時，對於異步轉輸模式信元，如果是一個幀的最後一個信元，則對報文進行CRC校驗，利用異步轉輸模式適配層類型5幀的CRC域，與重新計算後得到的CRC域進行比較，如果不相同，則報文錯誤，進行丟棄；如果相同，則報文正確，把報文向後續模塊轉發。
在進行重組時，對於異步轉輸模式信元是基於接口對應的邏輯埠號與VPI、VCI映射內部連接號，根據該內部連接號把信元中承載的異步轉輸模式適配層類型5幀提取出來進行處理；對於偽信元是基於接口對應的邏輯埠號映射內部連接號，根據該內部連接號把信元中承載的乙太網幀提取出來進行處理。
判斷信元的接收埠是甚高速數字用戶線接入還是不對稱數字用戶線接入，根據用戶事先的配置進行。
所述的不對稱數字用戶線為不對稱數字用戶線2+，所述的甚高速數字用戶線為甚高比特率數字用戶線2。
相應的一種不對稱數字用戶線和甚高速數字用戶線混合接入的方法，包括以下步驟在接入設備的物理層晶片與協議處理晶片間的接口採用異步轉輸模式方式傳輸異步轉輸模式信元或偽信元，所述的異步轉輸模式信元用於承載不對稱數字用戶線的報文，所述的偽信元為採用信元格式承載甚高速數字用戶線的報文；在協議處理模塊中進行分段時，根據要發送的埠號進行判斷，如果是不對稱數字用戶線埠，則按照異步傳輸模式標準信元格式對幀數據進行分段處理，並把分段後的信元傳送給後續模塊處理；如果是甚高速數字用戶線埠，則按照偽信元格式對幀數據進行分段處理，並把分段後的信元傳送給後續模塊處理。
在進行分段時，根據內部連接號查找要發送的埠號，然後根據不同的埠分別進行分段處理。
本發明的有益效果為本發明實現了在一個設備內通過UTOPIA接口或POS接口同時支持VDSL2的ATM方式和PTM方式，同時支持承載AAL5幀的標準ATM信元和承載HDLC/EFM幀的偽信元的分段和重組，可以使設備同時支持ADSL2+和VDSL2的接入，保護了用戶原來的投資，並利用HDLC/EFM幀帶的CRC域實現了對接收的HDLC/EFM幀進行校驗。
圖1為現有DSLAM設備用戶板內部結構示意圖；圖2為標準的ATM信元格式示意圖；圖3為本發明偽信元格式示意圖；圖4為本發明偽信元CIB域結構示意圖；圖5為本發明偽信元Control Byte域結構示意圖；圖6為標準的AAL5幀格式示意圖；圖7為標準的HDLC幀格式示意圖；圖8為本發明DSLAM設備用戶板內部結構示意圖；圖9為本發明重組處理流程示意圖；圖10為本發明分段處理流程示意圖。
具體實施例方式
下面根據附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明本發明提供一種在DSLAM設備中同時支持ADSL2+和VDSL2的方法，可以同時支持目前VDSL2套片使用的PTM和ATM傳送方式，解決目前DSLAM設備中只能支持ATM或者PTM傳送方式的缺陷，從而使運營商在使用VDSL2新技術時還可以使用以前投資的CPE設備。
在DSLAM接入設備中通過UTOPIA接口(或POS接口，即同步光纖網絡上的信息包接口，這裡以UTOPIA接口為例進行說明)同時支持標準的ATM信元和VDSL2標準中定義的ATM偽信元處理，將HDLC或者EFM幀承載在偽信元中，ADSL/ADSL2+接入也是把AAL5幀承載在ATM標準信元中，這樣可以在使用VDSL2接入時可以同時兼容ADSL2+接入。
如圖2所示為標準的ATM信元格式示意圖，H1～H6為信元頭，共6個bytes，從高到低分別對應的含義為GFC(4bit)、VPI(8bit)、VCI(16bit)、PTI(3bit)、CLP(1bit)、HEC(8bit)，Data0～Data47為信元承載的有效數據。
如圖3所示為在VDSL2中用於承載PTM的偽信元格式示意圖，在用於承載VDLS2幀的偽信元(以下簡稱偽信元)的信元頭部分，只用到了H2中的D6位和H1位元組，其它信元頭域(H3～H6)都沒有用到。
圖4為本發明偽信元CIB域結構示意圖；圖5為本發明偽信元ControlByte域結構示意圖。
H2中的D6位的Er表示信元是否錯誤，這是DSL晶片告知協議處理晶片信元是否有錯；H1位元組中有SOF、EOF和Size域，這些域是偽信元的基本域，將來也許還會增加一些其它域。因為UTOPIA接口限制了必須使用信元這樣一種格式才能與舊的ATM對接和兼容，所以如果要使用UTOPIA接口作為傳輸接口就必須使用信元格式，這是DSL晶片的設計規則；但是這裡的信元和ATM標準信元不一樣，所以稱為偽信元，定義偽信元只是為了用於UTOPIA接口傳輸，並把HDLC/EFM幀、或由DSL物理層晶片剝離了HDLC/EFM封裝的二層或三層報文承載在裡面。
上述偽信元的格式只是一個具體的例子，可以由不同的廠家自已定義，比如SOF可以在H1的D7位，也可以在H3的D7位等，或者在偽信元頭中還可能加一些其它的控制域，這裡只是舉例說明。
如圖8所示，本發明協議處理晶片內部各模塊的功能說明如下用戶側接收模塊通過UTOPIA接口接收標準的ATM信元和承載PTM的偽信元；重組模塊對用戶側接收模塊接收的信元進行重組處理，如果是標準的ATM信元，重組為AAL5幀，如果是偽信元，重組為HDLC幀/EFM幀或者DSL物理層晶片處理後的MAC幀。
網絡側幀發送報文對用戶側報文進行協議分析處理，如MAC地址學習、提取OAM信元、IGMP等報文交給CPU處理等，並發送給網絡側的設備；網絡側幀接收模塊接收網絡側的報文，對網絡側報文進行協議分析處理，如MAC地址查找，提取IGMP、DHCP控制報文交給中央處理器處理等；分段模塊對網絡側接收的幀進行分段處理，能夠根據前面模塊的處理結果正確分段為偽信元和標準的ATM信元。
用戶側發送模塊將標準的ATM信元或承載PTM的偽信元發送到GE上行接口晶片。
在以上模塊框圖中，除了重組模塊和分段模塊外，其它模塊的處理都和原來的在ADSL2+技術處理沒有任何差別，本發明主要是對重組模塊和分段模塊進行改進處理，原來的ATM標準只定義了標準的ATM信元的重組和分段處理，本發明使其既可以處理標準的ATM信元，又可以處理偽信元。
如圖6所示為標準的AAL5幀格式示意圖，如圖7所示為標準的HDLC幀格式示意圖，如圖9所示為本發明重組處理流程示意圖，下面具體進行說明1、讀取接收到的信元；2、該信元的接收埠是否為VDSL2接入，如果是則提取偽信元中承載的數據進行保存，如果是一個幀的最後一個信元，從偽信元的H2中提取報文的長度，並對報文進行CRC校驗，如果報文錯誤則丟棄，如果報文正確則把報文向後續模塊轉發。
3、如果該信元的接收埠不是VDSL2接入，則提取ATM標準信元中承載的淨荷數據進行保存，如果是一個幀的最後一個信元，則從AAL5幀中提取報文的長度，並對報文進行CRC校驗，如果報文錯誤則丟棄，如果報文正確則把報文向後續模塊轉發。
判斷標準的ATM信元和偽信元是看信元是從哪種埠接收的，如果從VDLS2埠接收的就是偽信元，從ADSL2+埠接收的就是標準信元，埠是否VDSL2接入是由用戶事先配置的。因為DSLAM到匯聚網絡的接口是乙太網接口，所以要把信元重組成幀。AAL5幀封裝在ATM標準信元中，而HDLC幀封裝在偽信元中，這兩種信元格式是不一樣的，所以重組會不一樣，EFM幀的重組和HDLC幀的重組是一樣的。
AAL5幀的重組是基於UTOPIA接口對應的邏輯埠號+VPI+VCI進行管理，獲取內部連接號，按照該內部連接號把信元中承載的AAL5幀提取出來進一步處理。UTOPIA接口是多PHY模式，埠號就是PHYID，VPI/VCI或埠號到內部連接號的映射也是用戶事先配置的。因為邏輯埠號+VPI+CI的bit多達29bit，如果帶到內部處理太多，不容易處理，事實上一個重組模塊需要處理的連接數量不是很多(一般512)，使用內部連接號可以簡化處理。AAL5幀重組時將AAL5幀裡承載的淨荷提取出來進行保存或處理，最後轉發到網絡側。
HDLC幀的重組，是基於UTOPIA接口對應的邏輯埠號進行管理，獲取內部連接號，埠號到內部連接號的映射也是用戶事先配置的，使用內部連接號可以簡化處理，按照該內部連接號把偽信元中的HDLC/EFM幀提取出來進一步處理，這裡HDLC幀可以是圖7中描述的從地址數據到CRC的內容，也可以是從信息數據到CRC的內容。
HDLC幀的重組與AAL5幀重組方式相同，不同之處如下1、重組時內部連接號的映射，AAL5幀的重組通過UTOPIA接口對應的邏輯埠號+VPI+VCI來查找，HDLC/EFM幀的重組，可以通過UTOPIA接口對應的邏輯埠號來映射；也就是說為該UTOPIA的PHY埠(也就是邏輯埠)配置一個內部連接號。
2、幀長度的提取，AAL5幀的長度從AAL5幀的length域提取，而HDLC/EFM幀從最後一個信元的信元頭中提取，如果發現EOF為1表示是最後一個信元，從H1中提取size就可以了。
3、幀校驗部分，校驗就是重組模塊對接收的數據進行CRC計算，接收的幀裡本來也有一個CRC校驗域(32bit)，兩者比較，如果相同就認為校驗通過，否則校驗不通過，校驗的目的是檢驗報文的正確性和提供錯誤定位手段，如果出現大量的CRC錯誤，說明鏈路有問題。現有ATM方案都是基於CPCS CRC校驗，而VDSL2標準中並沒有規定使用何種校驗。
AAL5幀的校驗用AAL5幀的CRC域和重組模塊重新計算後得到的CRC域比較，如果不相同認為幀錯誤；HDLC/EFM幀由重組模塊提取信息數據的最後四個字節(MAC幀的CRC)和計算得到的CRC結果比較來進行幀校驗。針對AAL5幀的校驗是利用CPCS CRC進行校驗，針對HDLC/EFM幀的校驗是利用乙太網幀的CRC進行校驗。
分段處理是重組處理的逆過程，根據協議處理模塊的處理結果，得到該連接是AAL5幀的處理還是PTM/EFM幀的處理，把幀分段為ATM標準信元或者偽信元，通過UTOPIA接口發送給DSL物理層晶片。
如圖10所示為分段處理流程圖，具體步驟如下1、通過幀的內部連接號查找要發送的UTOPIA埠號；2、如果該埠是VDSL2埠，則按照偽信元格式對幀數據進行分段處理，並把分段後的信元傳送給發送模塊處理；3、如果該埠不是VDSL2埠，則按照ATM標準信元格式對幀數據進行分段處理，並把分段後的信元傳送給發送模塊處理。
重組的本質都是把信元中承載的幀數據提取出來組成幀發送到網絡側，都需要用到SOF(幀的首信元標誌)、EOF(幀的最後一個信元標準)、length(幀的長度)、Er(幀是否錯誤)等域，只是偽信元和ATM標準信元格式不一樣，也就是說上述這些域的位置不一樣。
SOF域的提取ATM信元沒有首信元標誌，認為接收到的第一個信元是首信元，後續的判斷是幀的最後一個信元後的信元是首信元；偽信元的SOF可以直接從信元頭中提取；EOF域的提取ATM信元的EOF域在PTI的最後一bit；偽信元可以直接從信元頭提取；LengthATM信元的幀長從最後一個信元的倒數5～6位元組提取，也就是AAL5幀的倒數5～6位元組；偽信元的幀長直接從最後一個信元的信元頭提取；ErATM信元沒有獨立的Er標誌，依賴於校驗判斷是否錯誤，ATM信元的校驗通過HEC域校驗信元是否錯誤，幀錯誤通過CPCS CRC域校驗；偽信元目前沒有定義校驗標準，這裡採用HDLC/EFM幀的CRC域進行校驗。
偽信元的分段和重組(Segmentation And Reassembly，即SAR)和ATM標準信元的SAR主要區別是1、重組時根據信元接收的邏輯埠判斷是ATM信元還是偽信元；2、重組時各域(SOF、EOF、Er、Length、幀數據)提取的位置不一樣；3、分段時根據內部連接號判斷該幀要分段為ATM信元還是偽信元；4、分段時各域(SOF、EOF、Er、Length、幀數據)填充的位置不一樣。
本發明實現了在一個設備內通過UTOPIA接口或POS接口同時支持VDSL2的ATM方式和PTM方式，同時支持承載AAL5幀的標準ATM信元和承載HDLC/EFM幀的偽信元的分段和重組，可以使設備同時支持ADSL2+和VDSL2的接入，保護了用戶原來的投資，並利用HDLC/EFM幀帶的CRC域實現了對接收的HDLC/EFM幀進行校驗。
本領域技術人員不脫離本發明的實質和精神，可以有多種變形方案實現本發明，以上所述僅為本發明較佳可行的實施例而已，並非因此局限本發明的權利範圍，凡運用本發明說明書及附圖內容所作的等效變化，均包含於本發明的權利範圍之內。
權利要求
1.一種不對稱數字用戶線和甚高速數字用戶線混合接入的方法，其特徵在於，包括以下步驟在接入設備的物理層晶片與協議處理晶片間的接口採用異步轉輸模式方式傳輸異步轉輸模式信元或偽信元，所述的異步轉輸模式信元用於承載不對稱數字用戶線的報文，所述的偽信元為採用信元格式承載甚高速數字用戶線的報文；在協議處理模塊中進行重組時，先對接收到的信元進行判斷，如果該信元的接收埠是甚高速數字用戶線接入，則提取偽信元中承載的數據進行保存和處理；如果該信元的接收埠是不對稱數字用戶線接入，則提取異步轉輸模式標準信元中承載的淨荷數據進行保存和處理。
2.根據權利要求1所述的不對稱數字用戶線和甚高速數字用戶線混合接入的方法，其特徵在於所述的異步轉輸模式信元承載異步轉輸模式適配層類型5幀；所述的偽信元承載高級數據鏈路控制幀或乙太網最後一公裡幀，或由所述的物理層晶片剝離了高級數據鏈路控制幀或乙太網最後一公裡幀封裝的二層或三層報文。
3.根據權利要求1或2所述的不對稱數字用戶線和甚高速數字用戶線混合接入的方法，其特徵在於所述接入設備的物理層晶片與協議處理晶片間的接口採用異步轉輸模式和通用測試及操作物理層接口或同步光纖網絡上的信息包接口。
4.根據權利要求3所述的不對稱數字用戶線和甚高速數字用戶線混合接入的方法，其特徵在於所述偽信元頭部包括幀開始、幀結束或長度域，在進行重組時，對於偽信元，如果是一個幀的最後一個信元，從偽信元的頭部中提取報文的長度，並對報文進行循環冗餘校驗，提取信元最後四個字節和計算得到的循環冗餘校驗結果比較來進行校驗，如果不相同，則認為報文錯誤，進行丟棄；如果相同，則報文正確，把報文向後續模塊轉發。
5.根據權利要求3所述的不對稱數字用戶線和甚高速數字用戶線混合接入的方法，其特徵在於在進行重組時，對於異步轉輸模式信元，如果是一個幀的最後一個信元，則對報文進行循環冗餘校驗，利用異步轉輸模式適配層類型5幀的循環冗餘校驗域，與重新計算後得到的循環冗餘校驗域進行比較，如果不相同，則報文錯誤，進行丟棄；如果相同，則報文正確，把報文向後續模塊轉發。
6.根據權利要求3所述的不對稱數字用戶線和甚高速數字用戶線混合接入的方法，其特徵在於在進行重組時，對於異步轉輸模式信元是基於接口對應的邏輯埠號與虛擬路徑標識符、虛擬信道標識符映射內部連接號，根據該內部連接號把信元中承載的異步轉輸模式適配層類型5幀提取出來進行處理；對於偽信元是基於接口對應的邏輯埠號映射內部連接號，根據該內部連接號把信元中承載的乙太網幀提取出來進行處理。
7.根據權利要求3所述的不對稱數字用戶線和甚高速數字用戶線混合接入的方法，其特徵在於判斷信元的接收埠是甚高速數字用戶線接入還是不對稱數字用戶線接入，根據用戶事先的配置進行。
8.根據權利要求3所述的不對稱數字用戶線和甚高速數字用戶線混合接入的方法，其特徵在於所述的不對稱數字用戶線為不對稱數字用戶線2+，所述的甚高速數字用戶線為甚高比特率數字用戶線2。
9.一種不對稱數字用戶線和甚高速數字用戶線混合接入的方法，其特徵在於，包括以下步驟在接入設備的物理層晶片與協議處理晶片間的接口採用異步轉輸模式方式傳輸異步轉輸模式信元或偽信元，所述的異步轉輸模式信元用於承載不對稱數字用戶線的報文，所述的偽信元為採用信元格式承載甚高速數字用戶線的報文；在協議處理模塊中進行分段時，根據要發送的埠號進行判斷，如果是不對稱數字用戶線埠，則按照異步傳輸模式標準信元格式對幀數據進行分段處理，並把分段後的信元傳送給後續模塊處理；如果是甚高速數字用戶線埠，則按照偽信元格式對幀數據進行分段處理，並把分段後的信元傳送給後續模塊處理。
10.根據權利要求9所述的不對稱數字用戶線和甚高速數字用戶線混合接入的方法，其特徵在於在進行分段時，根據內部連接號查找要發送的埠號，然後根據不同的埠分別進行分段處理。
全文摘要
一種ADSL和VDSL混合接入的方法，在接入設備的物理層晶片與協議處理晶片間的接口採用ATM方式傳輸ATM信元或偽信元，ATM信元承載ADSL的報文，偽信元承載VDSL的報文；在協議處理模塊中進行重組時，先對接收到的信元進行判斷，如果該信元的接收埠是VDSL接入，則提取偽信元中承載的數據進行保存和處理；如果接收埠是ADSL接入，則提取ATM標準信元中承載的淨荷數據進行保存和處理。在分段時，根據要發送的埠號進行判斷，對ADSL埠或VDSL埠，分別按照ATM標準信元格式或偽信元格式對幀數據進行分段處理。本發明可以使接入設備採用VDSL2技術時，在用戶駐地設備方面能夠兼容原有設備。
文檔編號H04L29/06GK1859523SQ200510101339
公開日2006年11月8日 申請日期2005年11月10日 優先權日2005年11月10日
發明者謝衛平, 趙求鵬 申請人:華為技術有限公司