CN101938452A

CN101938452A - 一种通信装置

Info

Publication number: CN101938452A
Application number: CN200910088066XA
Authority: CN
Inventors: 张斌
Original assignee: Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Current assignee: Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Priority date: 2009-07-01
Filing date: 2009-07-01
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2029-07-01
Also published as: CN101938452B

Abstract

本发明提供了一种通信装置，包括：开销处理模块，用于接收SDH信号，根据SDH信号获取SDH净荷数据并处理段开销；映射模块，用于将开销处理模块获取的SDH净荷数据转换为多路E1信号，并将其发送到逻辑处理模块；逻辑处理模块，用于对不同的E1信号进行缓冲和调整，把需要进行IMA和/或PPP绑组的所述E1信号送入协议处理模块的同一个协议处理模组；协议处理模块，用于根据E1链路获取ATM信元和/或IP数据包，并将其传送给网络处理模块；网络处理模块，用于根据数据类型和/或业务特性对所述ATM信元和/或IP数据包进行数据处理。该通信装置实现简单，可靠性高。

Description

一种通信装置

技术领域

本发明一般地涉及通信技术领域，更具体地涉及接口板通信装置。

背景技术

3G无线网络设备一般提供各种各样的对外接口类型，满足移动运营灵活组网的目的。基于可靠性的要求，电信运营商要求RNC(Radio NetworkController，无线网络控制器)电信设备支持基站灵活建网、布站的要求，即基站的局间链路在建网布站时，不需要与RNC设备的某些接口或单板一一绑定，一方面满足工程施工的灵活性，同时可通过后期的数据配置灵活调整资源，从而方便设备的升级扩容，并可消除传统方案带来的线路故障对业务的影响。

目前在移动网络实际组网中，Iub(Interface between NodeB and RNC，RNC和NodeB之间的逻辑接口)接口一般采用通道化STM-1(SynchronousTransfer Mode x1，同步转移模式x1)接口板(RNC侧)和IMA E1接口板(基站侧)来完成RNC和NodeB(3G网络中的基站)的连接。

按照传统的组网连接方式，同一基站的多个E1接入RNC时，一般接入同一接口板。传统方式在接口板故障时，基站无法工作，而且在后续传输网络扩容时需要对E1进行割接，工程施工工作量较大。基于这些因素的考虑，业界提出了采用IMA组方式进行组网，使得同一基站的多个E1接入RNC时，可以跨单板的不同光口，跨不同接口板接入。在这种方式下某光口或某接口板故障时，基站可以继续工作，而且在后续传输网络扩容时无需对E1进行割接，大大缩短网络扩容周期。

如图1所示为Iub接口组网单IMA(Inverse Multiplexing for ATM，ATM反向复用)组方式和传统方式的对比示意图。如图1所示，在单IMA组方式中，NodeB侧的n条E1组成一个IMA组，IMA组内n条E1可连接到RNC设备不同的光口或接口板上。该方案特点如下：当IMA组内的某条E 1线路故障时，***会删除IMA组内故障链路，用户可使用IMA组内剩余传输资源，不会引起接口单板的倒换，用户业务不中断，用户无感知，增强了用户使用业务的体验感受；组网、扩容方便，当一个光口或一个接口板E1资源耗尽时，可通过在其它接口板扩展E1线路到IMA绑组中进行基站扩容，便于工程施工及运营商的设备扩容需求。

如图2所示为Iub接口组网多IMA组方式和传统方式的对比示意图。如图2所示，在多IMA组方式中，NodeB侧的多条E1分成N(N＞＝1)组IMA组，每组IMA组包含n(n＞＝1)条E1，各IMA组中E1可连接到RNC设备不同的接口板上。该方案特点如下：比传统方式，提供板间故障的保护，一个单板故障，只会造成一个IMA组故障，业务负荷会通过另一IMA组冗余通道进行，设备可靠性提高；缺点是传输资源需求翻倍，浪费传输资源；并且当一个接口板故障时，承载的用户会掉话，需进行单板切换到另外一个单板重新建立会话，用户感受变差。

综上所述，不管采用多IMA组还是采用单IMA组方式组网，相对传统连接方式所带来的优势都在于在RNC侧接口板故障时，基站可以继续工作，而且在后续传输网络扩容时无需对E1进行割接，缩短了网络扩容周期。但是，通过以上比较可看出，单IMA组实现方式在用户体验、运营商建网扩容方面具有非常明显的优势，因此成为各设备商需要支持的一个重要特性。

如图3所示为现有技术中基于单IMA组的实现处理模型示意图。如图3所示的模型，在***设计时，背板需支持TDM传统电路交换，以支持对TS(Time Slot，时隙)、E1、HW(High Way，高速信号线)链路的交换、分插处理。该实现方案需要3块单板共同完成。单板1完成通道化STM-1AU指针、SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步数字架构)帧开销处理，映射器单元完成通道化STM-1的SDH数据帧到对内63条E1数据时隙的映射处理，并通过内部的Mux/Demux(复接器/分接器)模块完成2M E1到8M HW链路的复接/解复接，然后通过单板内部的电路交换把PCM码流传送到背板。单板2为设备***内部的一级电路交换核心，可完成对各个接口板的PCM(Pulse Code Modulation，脉冲编码调制)时隙交换，可对一些指定的E1资源进行调整、再分配。单板3为IMA E1协议及业务处理板，对重新整合后的多条E1链路进行IMA绑组、IMA协议处理等，然后把经过IMA协议处理的数据转换为ATM(Asynchronous Transfer Mode)信元传给NP(Network Processor，网络处理器)单元进行处理。

现有的传统方案需要3个种类的单板来支撑，***实现复杂，实现成本大大增大。由于一个业务经过的处理环节大大增多，设备可靠性降低，业务时延增大，用户体验感受变差。3G电信网络的运营重点是以分组数据为主的PS(Packet Switching，分组交换)相关业务，并且网络正在向IP(Internet Protocol，互联网协议)化演进。但以上设计中需要专门的TDM(Time Division Multiple access，时分多址)交换网络，并且各单板在支持IP接入与处理功能外，均需要再额外增加TDM相关芯片及模块，不适宜向下一代网络的演进。传输网络的多样性需要通用灵活的可编程硬件平台来支撑，不但可以支持现阶段ATM方式的应用，仅通过软件升级还可支持向IP应用的平滑迁移，但现有的实现方案无法支撑这个特性需求。

因此，目前需要一种实现简单、高效的Iub接口实现方案。

发明内容

为了解决上述问题之一，本发明提出了一种通信装置，包括开销处理模块、映射模块、逻辑处理模块、协议处理模块和网络处理模块。其中，所述开销处理模块用于接收同步数字架构SDH信号，根据所述SDH信号获取SDH净荷数据并处理段开销；所述映射模块用于将所述开销处理模块获取的所述SDH净荷数据转换为多路E1信号，并将其发送到所述逻辑处理模块；所述逻辑处理模块用于对不同的所述E1信号进行缓冲和调整，把需要进行异步转移模式反向复用IMA和/或点对点协议PPP绑组的所述E1信号送入所述协议处理模块的同一个协议处理模组；所述协议处理模块用于根据E1链路获取ATM信元和/或IP数据包，并将其传送给所述网络处理模块；所述网络处理模块用于根据数据类型和/或业务特性对所述ATM信元和/或IP数据包进行数据处理。

根据本发明的实施例，所述逻辑处理模块包括缓冲模块、配置获取模块、调整模块和输出模块。其中，所述缓冲模块用于对映射处理后的所述E1信号进行缓冲处理；所述配置获取模块用于获取主控传输配置需求；所述调整模块用于根据所述配置需求调整E1链路号顺序；所述输出模块用于使用同步时钟将需要进行IMA和/或PPP绑组的所述E1信号送入所述协议处理模块的同一个协议处理模组。

根据本发明的实施例，所述缓冲模块包括分接器和复接器。

根据本发明的实施例，所述逻辑处理模块包括现场可编程门阵列FPGA。

根据本发明的实施例，所述协议处理模块包括IMA协议处理模块和点对点协议PPP协议处理模块。其中，所述IMA协议处理模块用于将多个承载ATM信元的所述E1信号中的ATM信元恢复出来，通过UTOPIAII总线发送给所述网络处理模块；所述PPP协议处理模块用于根据IP应用场景需求加载软件配置支持高级数据链路控制HDLC/PPP通道的处理。

根据本发明的实施例，所述开销处理模块还包括自动保护切换模块，其用于提供光口之间的自动保护切换。

根据本发明的实施例，所述开销处理模块还包括时钟模块，其用于输出19.44MHz线路恢复时钟，以实现通信设备的网络时间同步。

根据本发明的实施例，所述网络处理模块包括第一网络处理模块，其用于对异步转移模式适配层5ATM AAL5的数据进行转发，包括在上行方向对AAL5信元进行接收、IP报文重组、IP路由、内部IPv4封装、内部以太网封装和以太网报文发送，以及，在下行方向进行以太网报文接收、IP路由、AAL5信元分段和AAL5信元发送。

根据本发明的实施例，所述网络处理模块包括第二网络处理模块，其用于对异步转移模式适配层2ATM AAL2的数据进行转发，包括在上行方向对AAL2信元进行接收、公共部分子层CPS重组、AAL2业务组相关分段与重组SSSAR层协议、通道标识CID内部用户影射、内部互联网协议V4版本Ipv4封装、内部以太网封装、以太网报文的发送，以及在下行方向进行以太网报文接收、IP路由、CID内部用户反向映射、CPS分组、AAL2报文重组和发送。

根据本发明的实施例，所述IMA和/或PPP绑组包括单IMA和/或PPP绑组和多IMA和/或PPP绑组。

根据本发明的实施例，所述通信装置集成在一个单板上。

本发明所提出的通信装置实现简单，可靠性高。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为现有技术的单IMA组方式和传统方式的对比示意图；

图2为现有技术的多IMA组方式和传统方式的对比示意图；

图3为现有技术的IMA E1接口处理模型结构示意图；

图4为根据本发明的一个实施例的通信装置的结构示意图；

图5为根据本发明的一个实施例的逻辑处理流程示意图；

图6为根据本发明的一个实施例的IMA绑组处理示意图；

图7为根据本发明的一个实施例的处理方法流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

如图4所示为根据本发明的一个实施例的通信装置的结构示意图。该实施例针对现有实现方案的弊端，增加了逻辑处理模块，该模块为整个***的业务资源调整、调度中心。在通信设备中，业务资源可包含制处理资源、用户面处理资源、交换资源、接口处理资源等资源的集合，由于本发明主要是针对传输处理进行描述，因此本发明仅描述传输资源。需要注意的是，在以上图4的单板设计逻辑图示中，一般会有一个Host(主机)主控处理器来完成板上相关芯片配置、管理、初始化以及基本控制协议处理，由于本发明主要针对传输处理资源进行描述，图4中省略未绘出。

如图4所示，该通信装置包括：开销处理模块、映射模块、逻辑处理模块、协议处理模块和网络处理模块。

其中，开销处理模块将通道化光口CSTM(Channelized SynchronousTransfer Mode，通道化同步转移模式)，如CSTM-1(Channelized SynchronousTransfer Mode x1，通道化同步转移模式x1)接收光模块送过来的STM(Synchronous Transfer Mode，同步转移模式)信号，如串行155M的STM-1(Synchronous Transfer Mode x1，同步转移模式x1)信号，如STM-1信号，从中提取线路时钟、完成帧定界、恢复出SDH(Synchronous DigitalHierarchy，同步数字架构)数据，处理段开销。作为本发明的一个实施例，开销处理模块还支持光口之间的APS(Auto Protect Switch，自动保护切换)保护。作为本发明的一个实施例，开销处理模块还可提供19.44MHz线路恢复时钟输出功能，以完成通信设备的网络间同步功能。

映射模块，或称E1映射器，其用于接收开销处理器模块将一路SDH净荷(AU-4)，逐级去掉VC4、TUG-3、TUG-2、TU-12、VC-12的通道开销和调整指针后，恢复出E1信号，如63条E1信号，送入逻辑处理模块处理。

作为本发明的一个实施例，逻辑处理模块在FPGA(Field ProgrammableGate Array，现场可编程门阵列)中实现，FPGA的灵活之处在于其大规模、可编程、可扩展。在满足单IMA(Inverse Multiplexing for ATM，ATM反向复用)组跨光口组网实现方案中，逻辑处理模块完成对对不同E1资源的Demux(分接器)分接、Mux(复接器)复接、时隙调整分插功能。可把所配置要求下的多个光口进入的E1链路进行缓冲、调整、输出，把需要IMA绑组的多条E1送入同一个协议处理模组，从而进行后续的IMA协议处理。

如图5所示为根据本发明的一个实施例的逻辑处理模块的处理流程示意图。该逻辑处理模块包括缓冲模块、配置获取模块、调整模块和输出模块。其中，缓冲模块用于对映射处理后的E1信号进行缓冲处理；配置获取模块用于获取主控传输配置需求；调整模块用于根据配置需求调整E 1链路号顺序；输出模块用于使用同步时钟将需要进行IMA绑组的E1信号送入协议处理模块的同一个协议处理模组。

如图6所示为根据本发明的一个实施例的IMA绑组处理示意图。图6示出了需要把光口1的1E1-1和光口2的2E1-1经FPGA处理，然后送入IMA处理单元的处理过程。

作为本发明的一个实施例，协议处理模块为可编程的模块。作为本发明的一个实施例，协议处理模块包括IMA协议处理模块和PPP(Point-to-Point，点对点协议)协议处理模块。

作为本发明的一个实施例，IMA协议处理模块组可完成最大为“光口数量*63E1”的IMA E1处理，主要功能是将63个承载ATM信元的E1链路中的ATM信元恢复出来，通过UTOPIAII(Universal Test & OperationsPhy of Interface for Atm，ATM通用测试与操作物理接口)总线传送给后端的网络处理器处理。

作为本发明的一个实施例，如果后续出现IP应用场景需求情况，通过下载不同版本的软件配置即可支持HDLC(High level Data Link Control，高级数据链路控制)/PPP通道的处理，而单板硬件无需做任何修改。

网络处理模块，或称NP(Network Processor，网络处理器)业务处理模块，主要由网络处理器完成用户面协议的处理，完成ATM和IP协议之间的转换。NP将从ATM接口上接收的数据流，根据不同的ATM信元类型进行处理，最终转换为IP数据包，通过调度、整形发送到下一环节处理。作为本发明的一个实施例，网络处理模块为可编程模块。

作为本发明的一个实施例，网络处理模块包括第一网络处理模块和第二网络处理模块。

第一网络处理模块用于完成对ATM AAL5(ATM Adaptation Layer5，ATM适配层5)数据转发的功能，该模块根据单板软件的配置，实现上行方向对AAL5信元的接收、IP报文重组、IP路由、内部IPv4封装、内部以太网封装、以太网报文发送；下行方向完成以太网报文接收、IP路由、AAL5分段、AAL5发送的功能。

第二网络处理模块用于完成对ATM AAL2(ATM Adaptation Layer2，ATM适配层2)报文的分段与重组，该模块根据单板软件配置实现上行方向对AAL2信元的接收、CPS(Common Part Sublayer，公共部分子层)重组、AAL2S SSAR(Service Specific Segmentation And Reassembly，业务相关分段与重组)层协议、CID(Channel ID，通道标识)内部用户影射、内部Ipv4(Internet Protocol Version4，互联网协议V4版本)封装、内部以太网封装、以太网报文的发送；下行方向完成以太网报文接收、IP路由、CID内部用户反向映射、CPS分组、AAL2报文重组和发送。

本发明结合硬件技术发展及网络应用的需求，构建了一个以如上3个可灵活编程的处理资源为核心的技术方案，从而提供一个灵活多变的硬件平台，适应现在及未来多种需求场景。

如图7所示为根据本发明的一个实施例的处理方法流程图。在该流程中，首先对数据业务进行判断，如果为IP应用，则交由IP PPP/HDLC处理；如果为ATM应用，则从接口接收ATM信元，判断是AAL2或AAL5。如果为AAL5，则判断数据类型是SIG(控制信令)还是IPoA业务数据(IP overATM，基于ATM承载传送IP数据)。如果数据类型为SIG，则交由HOSTCPU处理。如果数据类型为IPoA，则依次进行以下步骤：对IPOA解封装；查找路由表，获得内部IP和以太网封装信息；更新报文头部(添加内部IP、以太网封装)；流量管理；以太网报文发送。如果为AAL2，则依次进行以下步骤：CPS重组；SAR(Segmentation And Reassembly，分段与重组)重组；查找CID MAP表，得到转发信息；内部IP封装，内部以太网封装；以太网报文发送。

作为本发明的一个实施例，该通信装置集成在一个单板上，使用单板结构提供了现有技术中的“多块单板+背板”才能实现的功能，实现了简洁、优化、低成本、高效率的实现方案。

本发明的实施例不仅能满足传统传输模型下组网的应用，并可支持单板或跨板情况下的单IMA绑组、多IMA绑组等可靠性建网模型，还可支持APS保护、IP RAN演进等应用场景，设计灵活，以上不同模式的使用仅需通过下载不同软件版本即可实现。

本发明的一个实施例以适应现在及未来网络发展为出发点，前瞻性地通过FPGA可编程逻辑单元、可编程IMA/PPP/HDLC处理单元，可编程并行网络处理器单元3大灵活组件，共同构建了一个满足多业务、多场景应用的通用开发架构，从而可大大降低设备硬件平台组成的单板种类、开发成本、维护成本，并提高了设备可靠性。

因此，本发明的实施例的有益效果包括：单板集成度高，实现简洁，提高了设备的可靠性和健壮性；各模块板内处理，业务时延低，用户主观感受强；支持传统E 1组网、单IMA组组网、多IMA组组网等多种灵活场景应用需求；适用于ATM、IP传输方式，支持后向平滑演进，支持未来网络统一趋势的IP格式，满足IP化网络实施需求。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims

1.一种通信装置，其特征在于，包括开销处理模块、映射模块、逻辑处理模块、协议处理模块和网络处理模块，其中，

所述开销处理模块用于接收同步数字架构SDH信号，根据所述SDH信号获取SDH净荷数据并处理段开销；

所述映射模块用于将所述开销处理模块获取的所述SDH净荷数据转换为多路E1信号，并将其发送到所述逻辑处理模块；

所述逻辑处理模块用于对不同的所述E1信号进行缓冲和调整，把需要进行异步转移模式反向复用IMA和/或点对点协议PPP绑组的所述E1信号送入所述协议处理模块的同一个协议处理模组；

所述协议处理模块用于根据E1链路获取ATM信元和/或IP数据包，并将其传送给所述网络处理模块；

所述网络处理模块用于根据数据类型和/或业务特性对所述ATM信元和/或IP数据包进行数据处理。

2.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，所述逻辑处理模块包括缓冲模块、配置获取模块、调整模块和输出模块，其中，

所述缓冲模块用于对映射处理后的所述E1信号进行缓冲处理；

所述配置获取模块用于获取主控传输配置需求；

所述调整模块用于根据所述配置需求调整E1链路号顺序；

所述输出模块用于使用同步时钟将需要进行IMA和/或PPP绑组的所述E1信号送入所述协议处理模块的同一个协议处理模组。

3.根据权利要求2所述的通信装置，其特征在于，所述缓冲模块包括分接器和复接器。

4.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，所述逻辑处理模块包括现场可编程门阵列FPGA。

5.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，所述协议处理模块包括IMA协议处理模块和PPP协议处理模块，其中，

所述IMA协议处理模块用于将多个承载ATM信元的所述E 1信号中的ATM信元恢复出来，通过UTOPIAII总线发送给所述网络处理模块；

所述PPP协议处理模块用于根据IP应用场景需求加载软件配置支持高级数据链路控制HDLC/PPP通道的处理。

6.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，所述开销处理模块还包括自动保护切换模块，其用于提供光口之间的自动保护切换。

7.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，所述开销处理模块还包括时钟模块，其用于输出19.44MHz线路恢复时钟，以实现通信设备的网络时间同步。

8.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，所述网络处理模块包括第一网络处理模块，其用于对异步转移模式适配层5ATM AAL5的数据进行转发，包括在上行方向对AAL5信元进行接收、IP报文重组、IP路由、内部IPv4封装、内部以太网封装和以太网报文发送，以及，在下行方向进行以太网报文接收、IP路由、AAL5信元分段和AAL5信元发送。

9.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，所述网络处理模块包括第二网络处理模块，其用于对异步转移模式适配层2ATM AAL2的数据进行转发，包括在上行方向对AAL2信元进行接收、公共部分子层CPS重组、AAL2业务组相关分段与重组SSSAR层协议、通道标识CID内部用户影射、内部互联网协议V4版本Ipv4封装、内部以太网封装、以太网报文的发送，以及在下行方向进行以太网报文接收、IP路由、CID内部用户反向映射、CPS分组、AAL2报文重组和发送。

10.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，所述IMA和/或PPP绑组包括单IMA和/或PPP绑组和多IMA和/或PPP绑组。

11.根据权利要求1-10所述的通信装置，其特征在于，所述通信装置集成在一个单板上。