專利名稱：一種替代異步轉(zhuǎn)移模式專用網(wǎng)絡(luò)處理器的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通訊領(lǐng)域?qū)拵Ы尤氘a(chǎn)品的ATM(Asynchronous Transfer Mode異步轉(zhuǎn)移模式)接口方面，尤其涉及一種替代異步轉(zhuǎn)移模式(ATMAsynchronousTransfer Mode)專用網(wǎng)絡(luò)處理器的方法和裝置。
隨著綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN Broadband Integrated Service DigitalNetwork)對(duì)帶寬需求的不斷增長(zhǎng)，能夠提供多媒體信息交換和寬帶傳輸業(yè)務(wù)的ATM技術(shù)迅速成為一種綜合數(shù)據(jù)、語(yǔ)言和視頻服務(wù)的通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，并幾乎成為寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)B-ISDN(Broadband Integrated Service DigitalNetwork)的代名詞，得到了廣泛的應(yīng)用。
在目前采用ATM(Asynchronous Transfer Mode異步轉(zhuǎn)移模式)信元交換體系的產(chǎn)品中，ATM接口普遍采用ATM物理層接口芯片加專用ATM專用網(wǎng)絡(luò)處理器的方案，由ATM網(wǎng)絡(luò)處理器把ATM信元分解成信元頭Head和信元凈荷Payload，送給交換網(wǎng)處理；另外，ATM網(wǎng)絡(luò)處理器還實(shí)現(xiàn)OAM(OperationsAdministration and Maintenance，網(wǎng)絡(luò)操作和維護(hù))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(wú)法處理包，存在一些弊病，比如無(wú)法在ATM接口板上直接終結(jié)用戶發(fā)起的PPP(Point-to-Point Protocol，點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議)，專用ATM網(wǎng)絡(luò)處理器無(wú)法進(jìn)行PPP組包處理，也無(wú)法進(jìn)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(jié)板，以完成PPP終結(jié)。處理流程為ATM接口板把信元傳給交換網(wǎng)，由交換網(wǎng)交換給PPP終結(jié)板，PPP終結(jié)板把信元轉(zhuǎn)換為包，對(duì)包進(jìn)行分析，終結(jié)PPP。采用這種方案增加了硬件成本及軟件的復(fù)雜程度，更嚴(yán)重的是PPP終結(jié)板占據(jù)了較多的系統(tǒng)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(wǎng)絡(luò)處理器方面的文獻(xiàn)。
本發(fā)明提出了一種新的替代異步轉(zhuǎn)移模式專用網(wǎng)絡(luò)處理器的方法，對(duì)ATM專用網(wǎng)絡(luò)處理器進(jìn)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(diǎn)，減少了硬件成本，降低了軟件的復(fù)雜性，增加了系統(tǒng)的用戶可用資源。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出一種在寬帶綜合接入服務(wù)器中實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置。
本發(fā)明的ATM專用網(wǎng)絡(luò)處理器替代方法是按以下方案實(shí)現(xiàn)的1.SAR模塊把ATM物理層芯片傳送來(lái)的ATM信元流重組成包；2.接口轉(zhuǎn)換模塊把SAR模塊輸出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成Packet網(wǎng)絡(luò)處理器能接收的數(shù)據(jù)格式；3.Packet網(wǎng)絡(luò)處理器把SAR傳送來(lái)的包進(jìn)行處理，Packet網(wǎng)絡(luò)處理器又把包重新分割成信元，根據(jù)所處理的包的地址信息，重新生成信元頭，信元頭和信元凈荷分別送給交換網(wǎng)處理；4.Packet網(wǎng)絡(luò)處理器從交換網(wǎng)傳送過(guò)來(lái)的信元流中恢復(fù)出包，進(jìn)行處理；5.接口轉(zhuǎn)換模塊把Packet網(wǎng)絡(luò)處理器輸出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成SAR模塊能接收的數(shù)據(jù)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(fā)明提出的一種替代異步轉(zhuǎn)移模式專用網(wǎng)絡(luò)處理器的裝置，其特征在于包括控制模塊、分段拆裝處理模塊、接口轉(zhuǎn)換模塊及包網(wǎng)絡(luò)處理器模塊；所述控制模塊，主要由微處理器和相關(guān)器件如儲(chǔ)存器等組成，負(fù)責(zé)系統(tǒng)控制及配置；所述分段拆裝處理模塊由SAR芯片及其配套電路組成，在輸入方向(ATM物理層接口到交換網(wǎng))，把ATM信元重組成包封裝；在輸出方向(交換網(wǎng)到ATM物理層接口)，把包處理成一個(gè)個(gè)ATM信元；并具有xBR業(yè)務(wù)管理能力；分段拆裝處理模塊一般將UTOPIA接口與ATM物理層處理芯片(PHY)連接，另一個(gè)數(shù)據(jù)出口是PCI接口；所述接口轉(zhuǎn)換模塊將分段拆裝處理模塊和包網(wǎng)絡(luò)處理器模塊有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，構(gòu)成一條SAR處理模塊和Packet網(wǎng)絡(luò)處理器模塊之間的數(shù)據(jù)通道，用于完成接口的轉(zhuǎn)換；在輸出方向上，接口轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(wǎng)絡(luò)處理器模塊的接口；所述的包網(wǎng)絡(luò)處理器模塊提供數(shù)據(jù)包(以太網(wǎng)幀、PPP幀、IP數(shù)據(jù)報(bào))的線速處理功能，包括查表、分類、封裝、解封裝、統(tǒng)計(jì)、修改等操作；包網(wǎng)絡(luò)處理器模塊經(jīng)過(guò)信元交換網(wǎng)接口連接交換網(wǎng)；在輸入方向(數(shù)據(jù)由ATM物理層接口傳送到交換網(wǎng))，輸入的ATM信元經(jīng)過(guò)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(zhuǎn)換模塊傳送給包網(wǎng)絡(luò)處理器模塊，包網(wǎng)絡(luò)處理器模塊把包切割成信元，經(jīng)過(guò)信元交換網(wǎng)接口傳給交換網(wǎng)；輸出方向(數(shù)據(jù)由交換網(wǎng)傳送到ATM物理層接口)與之相反。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
圖1是傳統(tǒng)方案的系統(tǒng)原理框圖；圖2是本發(fā)明采用的系統(tǒng)原理框圖；圖3本發(fā)明提出的替代裝置圖；圖4是本發(fā)明的信號(hào)走向示意圖；圖5是采用傳統(tǒng)ATM專用網(wǎng)絡(luò)處理器方案的PPP控制包處理流程圖；圖6是采用本發(fā)明替代裝置方案的PPP控制包處理流程圖。
圖2是本發(fā)明采用的系統(tǒng)原理圖，為了使ATM接口板具有包處理能力，采用SAR芯片加上Packet網(wǎng)絡(luò)處理器代替ATM專用網(wǎng)絡(luò)處理器。
圖3是本發(fā)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，由于采用SAR與Packet網(wǎng)絡(luò)處理器結(jié)合替代ATM專用網(wǎng)絡(luò)處理器，在替代裝置內(nèi)部處理的是包，具備包處理能力。SAR處理模塊和Packet網(wǎng)絡(luò)處理器模塊都選用成熟芯片，接口轉(zhuǎn)換模塊用FPGA(Field Programmable Gate Array，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)自己設(shè)計(jì)。具體描述如下本發(fā)明所述的專用ATM網(wǎng)絡(luò)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(zhuǎn)換模塊及Packet網(wǎng)絡(luò)處理器模塊組成；所述控制模塊負(fù)責(zé)系統(tǒng)控制及配置，如作為PCI(Peripheral ComponentInterconnect，外設(shè)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(guān)器件如儲(chǔ)存器等組成；如果系統(tǒng)選用的微處理器不具有PCI總線，需采用PCI BUS-Bridging Devices擴(kuò)展出PCI總線；所述的SAR(Segment And Reassembe)處理模塊由SAR芯片及其配套電路組成。在輸入方向(ATM物理層接口到交換網(wǎng))，把ATM信元重組成Packet封裝；輸出方向(交換網(wǎng)到ATM物理層接口)，把Packet處理成一個(gè)個(gè)ATM信元；并具有xBR業(yè)務(wù)Traffic Management能力；SAR處理模塊一般將UTOPIA接口與ATM物理層處理芯片(PHY)連接，另一個(gè)數(shù)據(jù)出口是PCI接口；所述的接口轉(zhuǎn)換模塊是把SAR(Segment And Reassembe)處理模塊和Packet網(wǎng)絡(luò)處理器模塊有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，構(gòu)成一條SAR處理模塊和Packet網(wǎng)絡(luò)處理器模塊之間的數(shù)據(jù)通道，主要完成接口的轉(zhuǎn)換；在輸出方向上，接口轉(zhuǎn)換模塊還要把輸出包的VPI/VCI值傳給SAR處理模塊；接口轉(zhuǎn)換模塊里連接到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(wǎng)絡(luò)處理器模塊的接口，一般為MII接口(MediumIndependent Interface，介質(zhì)無(wú)關(guān)接口)；所述的Packet網(wǎng)絡(luò)處理器模塊提供數(shù)據(jù)包(以太網(wǎng)幀、PPP幀、IP數(shù)據(jù)報(bào))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(tǒng)計(jì)、修改等操作；Packet網(wǎng)絡(luò)處理器模塊經(jīng)過(guò)信元交換網(wǎng)接口連接交換網(wǎng)；在輸入方向(數(shù)據(jù)由ATM物理層接口傳送到交換網(wǎng))，輸入的ATM信元經(jīng)過(guò)ATM物理層接口，由SAR處理模塊把ATM信元重組成Packet，接口轉(zhuǎn)換模塊Packet傳送給Packet網(wǎng)絡(luò)處理器模塊，Packet網(wǎng)絡(luò)處理器模塊把Packet切割成Cell，經(jīng)過(guò)信元交換網(wǎng)接口傳給交換網(wǎng)；在輸出方向(數(shù)據(jù)由交換網(wǎng)傳送到ATM物理層接口)與之相反。
圖4是本發(fā)明方法的信號(hào)走向示意圖；根據(jù)此示意圖，可以看出本發(fā)明的ATM專用網(wǎng)絡(luò)處理器替代方法是按以下流程實(shí)現(xiàn)的1.ATM物理層把處理好的信元送入SAR模塊；2.SAR模塊根據(jù)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(zhuǎn)換模塊；3.接口轉(zhuǎn)換模塊把SAR模塊輸出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成Packet網(wǎng)絡(luò)處理器能接收的數(shù)據(jù)格式；4.Packet網(wǎng)絡(luò)處理器把SAR傳送來(lái)的包進(jìn)行處理，Packet網(wǎng)絡(luò)處理器又把包重新分割成信元，根據(jù)所處理的包的地址信息，重新生成信元頭，信元頭和信元凈荷分別送給交換網(wǎng)處理；5.交換網(wǎng)把處理好的信元根據(jù)需要送入ATM接口板；6.Packet網(wǎng)絡(luò)處理器從交換網(wǎng)傳送過(guò)來(lái)的信元流中恢復(fù)出包，進(jìn)行處理；7.接口轉(zhuǎn)換模塊把Packet網(wǎng)絡(luò)處理器輸出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成SAR模塊能接收的數(shù)據(jù)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是采用ATM專用網(wǎng)絡(luò)處理器方案的PPP控制包處理流程圖。以一個(gè)ADSL通過(guò)PPPoA(PPP Over ATM)方式接入某一綜合接入服務(wù)器為例。處理流程如下1)通過(guò)AAL5適配到ATM層PPP(PPPoA)控制包以信元方式進(jìn)入ATM輸入線路卡；2)ATM輸入線路卡上的ATM專用網(wǎng)絡(luò)處理器把這些信元送入交換卡上對(duì)應(yīng)PPP終結(jié)卡的輸出隊(duì)列Queuel；3)交換卡把Queuel中的cell送到PPP終結(jié)卡上的Packet網(wǎng)絡(luò)處理器，Packet網(wǎng)絡(luò)處理器的輸出處理機(jī)把收到的cell組裝成PPP包，然后在Packet網(wǎng)絡(luò)處理器中PPP包被環(huán)回到Packet網(wǎng)絡(luò)處理器輸入處理機(jī)；4)Packet網(wǎng)絡(luò)處理器的輸入處理機(jī)通過(guò)對(duì)PPP包頭的分析，確認(rèn)這是一個(gè)PPP控制包，就把這個(gè)控制包再拆分為“cell”，并輸出到交換板上對(duì)應(yīng)CPU板的輸出隊(duì)列Queue2；5)交換板把Queue2中的“cell”交換到CPU板；6)CPU板上的Packet網(wǎng)絡(luò)處理器把收到的“cell”組裝成原先的PPP控制包，并送到CPU(這里可能是R5000RISC處理器)進(jìn)行PPP處理；7)CPU根據(jù)PPP流程，對(duì)收到的PPP控制包進(jìn)行相應(yīng)的回復(fù)；8)CPU板上的Packet網(wǎng)絡(luò)處理器把CPU輸出的PPP回復(fù)包拆分為“cell”并送到交換板上的對(duì)應(yīng)輸出隊(duì)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(wǎng)絡(luò)處理器；10)ATM輸入線路卡的ATM專用網(wǎng)絡(luò)處理器把收到的“cell”轉(zhuǎn)換為真正的ATM信元，輸出到ATM線路，這些信元通過(guò)AAL5承載著PPP回復(fù)包。
圖6是采用本發(fā)明替代裝置方案的PPP控制包處理流程圖，以一個(gè)ADSL通過(guò)PPPoA方式接入某一綜合接入服務(wù)器為例。處理流程如下1)通過(guò)AAL5適配到ATM層PPP(PPPoA)控制包以信元方式進(jìn)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(zhuǎn)換模塊把包送入Packet網(wǎng)絡(luò)處理器模塊，Packet網(wǎng)絡(luò)處理器的輸入處理機(jī)通過(guò)對(duì)PPP包頭的分析，確認(rèn)這是一個(gè)PPP控制包，就把這個(gè)控制包再拆分為“cell”，并輸出到交換板上對(duì)應(yīng)CPU板的輸出隊(duì)列Queue2；3)交換板把Queue2中的“cell”交換到CPU板；4)CPU板上的Packet網(wǎng)絡(luò)處理器把收到的“cell”組裝成原先的PPP控制包，并送到CPU進(jìn)行PPP處理；5)CPU根據(jù)PPP流程，對(duì)收到的PPP控制包進(jìn)行相應(yīng)的回復(fù)；6)CPU板上的Packet網(wǎng)絡(luò)處理器把CPU輸出的PPP回復(fù)包拆分為“cell”并送到交換板上的對(duì)應(yīng)輸出隊(duì)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(wǎng)絡(luò)處理器；8)替代裝置中的Packet網(wǎng)絡(luò)處理器從信元流中恢復(fù)出PPP回復(fù)包，通過(guò)接口轉(zhuǎn)換模塊送到SAR處理模塊，SAR處理模塊收到的包轉(zhuǎn)換為真正的ATM信元，輸出到ATM線路，這些信元通過(guò)AAL5承載著PPP回復(fù)包。
本發(fā)明所述ATM專用網(wǎng)絡(luò)處理器的替代方法和裝置，所述的方法用SAR加上Packet網(wǎng)絡(luò)處理器替代ATM專用網(wǎng)絡(luò)處理器，使采用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(duì)包頭進(jìn)行分析，作出相應(yīng)處理。它克服原有技術(shù)方案的缺點(diǎn)，減少了板卡種類， 減少了硬件成本，大大降低了軟件的復(fù)雜程度；更重要的是釋放了終結(jié)板占據(jù)的系統(tǒng)交換容量，增加了系統(tǒng)的用戶可用資源。
權(quán)利要求
1.一種替代異步轉(zhuǎn)移模式專用網(wǎng)絡(luò)處理器的方法，其特征在于包括以下步驟1)分段拆裝處理模塊把ATM物理層芯片傳送來(lái)的ATM信元流重組成包；2)接口轉(zhuǎn)換模塊把分段拆裝處理模塊輸出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成包網(wǎng)絡(luò)處理器能接收的數(shù)據(jù)格式；3)包網(wǎng)絡(luò)處理器把分段拆裝處理模塊傳送來(lái)的包進(jìn)行處理，包網(wǎng)絡(luò)處理器又把包重新分割成信元，根據(jù)所處理的包的地址信息，重新生成信元頭，信元頭和信元凈荷分別送給交換網(wǎng)處理；4)包網(wǎng)絡(luò)處理器從交換網(wǎng)傳送過(guò)來(lái)的信元流中恢復(fù)出包，進(jìn)行處理；5)接口轉(zhuǎn)換模塊把包網(wǎng)絡(luò)處理器輸出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成分段拆裝(處理模塊能接收的數(shù)據(jù)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(yīng)的信元頭，送給ATM物理層，輸出到線路上。
2.一種替代異步轉(zhuǎn)移模式專用網(wǎng)絡(luò)處理器的裝置，其特征在于包括控制模塊、分段拆裝處理模塊、接口轉(zhuǎn)換模塊及包網(wǎng)絡(luò)處理器模塊；所述控制模塊，主要由微處理器和相關(guān)器件如儲(chǔ)存器等組成，負(fù)責(zé)系統(tǒng)控制及配置；所述分段拆裝處理模塊由SAR芯片及其配套電路組成，在輸入方向(ATM物理層接口到交換網(wǎng))，把ATM信元重組成包封裝；在輸出方向(交換網(wǎng)到ATM物理層接口)，把包處理成一個(gè)個(gè)ATM信元；并具有xBR業(yè)務(wù)管理能力；分段拆裝處理模塊一般將UTOPIA接口與ATM物理層處理芯片(PHY)連接，另一個(gè)數(shù)據(jù)出口是PCI接口；所述接口轉(zhuǎn)換模塊將分段拆裝處理模塊和包網(wǎng)絡(luò)處理器模塊有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，構(gòu)成一條SAR處理模塊和Packet網(wǎng)絡(luò)處理器模塊之間的數(shù)據(jù)通道，用于完成接口的轉(zhuǎn)換；在輸出方向上，接口轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(wǎng)絡(luò)處理器模塊的接口；所述的包網(wǎng)絡(luò)處理器模塊提供數(shù)據(jù)包(以太網(wǎng)幀、PPP幀、IP數(shù)據(jù)報(bào))的線速處理功能，包括查表、分類、封裝、解封裝、統(tǒng)計(jì)、修改等操作；包網(wǎng)絡(luò)處理器模塊經(jīng)過(guò)信元交換網(wǎng)接口連接交換網(wǎng)；在輸入方向(數(shù)據(jù)由ATM物理層接口傳送到交換網(wǎng))，輸入的ATM信元經(jīng)過(guò)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(zhuǎn)換模塊傳送給包網(wǎng)絡(luò)處理器模塊，包網(wǎng)絡(luò)處理器模塊把包切割成信元，經(jīng)過(guò)信元交換網(wǎng)接口傳給交換網(wǎng)；輸出方向(數(shù)據(jù)由交換網(wǎng)傳送到ATM物理層接口)與之相反。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種新的替代異步轉(zhuǎn)移模式專用網(wǎng)絡(luò)處理器的方法和裝置。發(fā)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(zhuǎn)換模塊及Packet網(wǎng)絡(luò)處理器模塊組成；用SAR加上Packet網(wǎng)絡(luò)處理器替代ATM專用網(wǎng)絡(luò)處理器，使采用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(duì)包頭進(jìn)行分析，作出相應(yīng)處理。它克服原有方案的缺點(diǎn)，減少了板卡種類，減少了硬件成本，大大降低了軟件的復(fù)雜性；更重要的是它釋放了終結(jié)板占據(jù)的系統(tǒng)交換容量，增加了系統(tǒng)的用戶可用資源。
文檔編號(hào)H04L12/28GK1407757SQ0112651
公開日2003年4月2日 申請(qǐng)日期2001年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月17日
發(fā)明者季錫鋒, 呂煒 申請(qǐng)人:深圳市中興通訊股份有限公司上海第二研究所