專利名稱:利用sdh接入網(wǎng)數(shù)據(jù)通道實現(xiàn)路由器的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信技術(shù)領(lǐng)域,特別是一種利用SDH接入網(wǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)通道實現(xiàn)路由器的方法及其裝置。
在SDH光傳輸設(shè)備或接入網(wǎng)設(shè)備中,一般都提供有功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)通信通道。但是,就目前的應(yīng)用來看,這些數(shù)據(jù)通信通道主要是用來傳送話音等標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù),而不能直接提供數(shù)據(jù)通信的功能,尤其是支持TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通信功能。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù),特別是INTERNET技術(shù)的發(fā)展,用戶對數(shù)據(jù)通信的需求日益突出,例如通過SDH或接入網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行局域網(wǎng)互連等。目前這類設(shè)備進(jìn)行局域網(wǎng)互連的實施例如
圖1所示,在每一個局域網(wǎng)與設(shè)備之間需連接通用路由器和modem,用戶需要再投資購買通用路由器和modem,另外組成數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò),來實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。這樣做的缺點是顯而易見的,不僅需要用戶投入很多資金另外重建數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò),而且還需要有專門的技術(shù)人員來進(jìn)行數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的運營和維護(hù)工作,用戶在設(shè)備和人力兩方面的費用支出巨大。
本實用新型的目的在于提供一種利用SDH接入網(wǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)通道實現(xiàn)路由器的方法及其裝置。它提供局域網(wǎng)口與本地局域網(wǎng)直接連接,廣域網(wǎng)的連接利用SDH設(shè)備自身的數(shù)據(jù)通道完成,實現(xiàn)IP路由器的功能,將各地局域網(wǎng)互連起來。
本發(fā)明的利用SDH接入網(wǎng)數(shù)據(jù)通道實現(xiàn)路由器的裝置包括通信處理器CPU,用于提供多個和多種類型的通訊端口;SDH系統(tǒng)接口電路,它為CPU通訊口和SDH設(shè)備間的中間電路,用于將所述通訊口和設(shè)備的通道往來的數(shù)據(jù)按標(biāo)準(zhǔn)互相轉(zhuǎn)換;連接于CPU總線的RAM存儲器,用于存儲程序運行時的數(shù)據(jù);連接于CPU總線的FLASH ROM,用于存放系統(tǒng)運行的程序和配置信息;以太網(wǎng)物理接口,用于連接CPU的以太網(wǎng)控制器到局域網(wǎng)中;雙口RAM(DPRAM),它一個端口接于CPU的總線,另一個端通過接口接于SDH網(wǎng)管通訊接口;以及1路RS232串口,用于系統(tǒng)調(diào)試和配置的終端接口。
利用SDH接入網(wǎng)數(shù)據(jù)通道實現(xiàn)路由器方法的步驟如下a、在CPU的控制下,運行BSP(板支持)模塊程序,完成CPU的初始化、RAM自檢及出錯指示,進(jìn)一步引導(dǎo)提供TCP/IP支持的pSOS系統(tǒng)啟動;b、運行驅(qū)動模塊程序,設(shè)置CPU的以太網(wǎng)口、同步串口以及其它通訊口;c、運行網(wǎng)絡(luò)接口模塊程序,完成主要TCP/IP網(wǎng)絡(luò)接口的初始化和配置,即以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口的初始化和配置,及PPP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)接口的初始化和配置;d、運行采用RIP-2或OSPF-2協(xié)議的動態(tài)路由模塊程序,主要完成下面任務(wù)接收和發(fā)送路由信息,使用UDP協(xié)議與相鄰網(wǎng)關(guān)通訊;發(fā)送本地網(wǎng)絡(luò)路由信息,同時接收其它網(wǎng)絡(luò)的路由信息;計算、維護(hù)路由表,根據(jù)接收到的路由信息,使用協(xié)議路由算法,完成網(wǎng)絡(luò)路由的計算,并更新路由表;e、運行配置管理模塊,完成用戶配置和查詢工作,即本地網(wǎng)元監(jiān)控和遠(yuǎn)程監(jiān)控,遠(yuǎn)程監(jiān)控時,通過SNMP(簡單網(wǎng)管協(xié)議)接收用戶遠(yuǎn)程管理,接收用戶發(fā)出的命令并提供用戶需要的信息。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較有如下優(yōu)點采用本發(fā)明所述的裝置和方法,用戶可以不必再另建局域網(wǎng),大大減少了用戶在數(shù)據(jù)通信方面設(shè)備和人力的投入,簡化了用戶的使用和維護(hù)工作,降低了運營成本。
本發(fā)明利用SDH等接入網(wǎng)設(shè)備原有的數(shù)據(jù)通道和IP裝置(或板),采用IP+PPP的包模式到SDH虛容器(VC)(可根據(jù)需要和以后版本的升級提供Nx2M帶寬)的直接映射,實現(xiàn)動態(tài)路由器的功能。其可以完成多設(shè)備點間的局域網(wǎng)的互連,并能夠用來傳送使用TCP/IP的網(wǎng)管信息(例如當(dāng)前流行的SNMP)。
本發(fā)明的使用可以充分利用現(xiàn)有的光傳輸設(shè)備的高帶寬和靈活的組網(wǎng)性能,使其除了承載傳統(tǒng)的話音業(yè)務(wù)之外,還可以承載其它寬帶業(yè)務(wù),如各種數(shù)字圖象信號等。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步描述。
圖1為傳統(tǒng)的用SDH設(shè)備進(jìn)行局域網(wǎng)互連的實施例;圖2為采用含有本發(fā)明IP裝置的SDH設(shè)備進(jìn)行局域網(wǎng)互連的實施例;圖3為本發(fā)明的裝置原理框圖;圖4為本發(fā)明的軟件結(jié)構(gòu)圖。
圖3為本發(fā)明的裝置原理框圖,圖3是以與SDH 2.5G光接入設(shè)備結(jié)合為例。其主要包括以下部分通訊處理器CPU,選用32位CPU芯片MPC860T,它為硬件系統(tǒng)的核心,用于提供多個和多種類型的通訊端口;SDH系統(tǒng)接口電路,提供4路NRZ和HDB3之間的編解碼電路,在這里,4個雙向2.048Mb/s鏈路等同于路由器設(shè)備中的同步口,因此,IP板(或裝置)可以提供最大8.192Mb/s(雙向)速率的廣域網(wǎng)連接(點對點連接時)。當(dāng)需要更高速率(帶寬)的廣域網(wǎng)連接時(接口碼型可能不同),須選用其它芯片或用FPGA設(shè)計;SDRAM存儲器使用64Mbit芯片,總?cè)萘靠蓴U(kuò)充到16Mbyte或32Mbyte。選用較大容量內(nèi)存,主要是因為860T的處理能力不夠,如鏈路繁忙時,能通過緩存來盡量彌補(bǔ)CPU處理能力的不足;系統(tǒng)程序的存儲使用FLASH,F(xiàn)LASH總?cè)萘繛?Mbyte,可擴(kuò)充到4Mbyte或8Mbyte;100M以太網(wǎng)物理接口芯片選用LEVEL ONE公司的LXT970LC接口電路,LXT970LC接口電路連接于MPC860T的FEC口;連接于MPC860T串行口的1路RS232串口選用RS232控制器接口ST16C2550,設(shè)計保留它主要為了一些網(wǎng)絡(luò)上的臨時應(yīng)用所需,是IP板一種廣泛應(yīng)用的備份口,可用于系統(tǒng)調(diào)試和配置;雙口RAM(DPRAM),它一個端口接于CPU的總線,另一端通過一個接口接于SDH網(wǎng)管,用于與主設(shè)備間通訊;以及電源和時鐘等。
上述SDH系統(tǒng)接口電路、SDRAM存儲及FLASH ROM均連接于MPC860T的總線,SDH系統(tǒng)接口電路另一端口連接于MPC860T的通訊口。
如軟件結(jié)構(gòu)圖4所示,本發(fā)明方法的軟件部分采用模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計,其主要模塊說明如下(1)嵌入式操作系統(tǒng)采用pSOS系統(tǒng),操作系統(tǒng)提供TCP/IP支持。
(2)BSP(板支持)模塊該模塊主要完成IP板初始化,其中包括860T的初始化、RAM自檢、出錯指示和系統(tǒng)引導(dǎo)等。BSP設(shè)置860T各寄存器初始值,并檢測860T芯片是否正常,然后進(jìn)行RAM讀寫檢查,再將程序由FLASHMEM中裝入RAM,引導(dǎo)pSOS啟動。在IP板初始化過程中,若有任何一個步驟失敗,系統(tǒng)將停止,并點亮IP板上的紅燈,產(chǎn)生故障告警。
和硬件的接口說明如下1、MPC860T使用外部有源晶振5MHZ,內(nèi)部默認(rèn)倍頻5倍,系統(tǒng)時鐘25MHZ。
2、MPC860T串行通訊口FEC口10M/100M以太網(wǎng)接口,MII方式,控制芯片LXT970,默認(rèn)使用10M以太網(wǎng),可以通過撥碼開關(guān)設(shè)置為100M以太網(wǎng)。
SCC1~SCC4HDLC協(xié)議,接收時鐘、發(fā)送時鐘(2MHZ)由外部時鐘引腳輸入。
SMC2UART協(xié)議,發(fā)送數(shù)據(jù)時,先置位PB22,等待NCP板確認(rèn)。
3、10M/100M以太網(wǎng)控制器接口LXT970,可參考相關(guān)資料。
4、RS232控制器接口ST16C2550,參考相關(guān)資料。
(3)驅(qū)動模塊該模塊主要完成860T各通訊口的設(shè)置,包括以太口、SCC口和SMC口。以太口驅(qū)動完成對860T的10/100M自適應(yīng)以太口的初始化和參數(shù)設(shè)置,SCC口驅(qū)動完成對860T四個SCC口的初始化和參數(shù)設(shè)置,SMC口驅(qū)動完成對860T兩個SMC口的初始化和參數(shù)設(shè)置,將SMC口設(shè)置成RS-232接口。PSOS操作系統(tǒng)為底層驅(qū)動程序開發(fā)了DISI標(biāo)準(zhǔn)接口,底層驅(qū)動程序符合DISI接口可方便地擴(kuò)展和移植,并使上層應(yīng)用軟件完全隔離硬件特性。
(4)網(wǎng)絡(luò)接口模塊這里,主要描述PPP協(xié)議接口,以太網(wǎng)接口請參考pSOS相關(guān)bsp的實現(xiàn)。
本模塊完成在SCC口上的PPP通訊協(xié)議的實現(xiàn),并和pSOS的pNA+模塊接口,將從相鄰SDH網(wǎng)元傳過來的信息進(jìn)行驗證和處理后提取出IP信息傳遞給上層應(yīng)用模塊。
在pSOS中,pNA+網(wǎng)絡(luò)模塊定義了與其接口的標(biāo)準(zhǔn)形式。網(wǎng)絡(luò)接口(NI)在初始化時將下層協(xié)議模塊和pNA+相連。NI把它的函數(shù)入口地址傳遞給pNA+,供pNA+模塊調(diào)用。
(5)動態(tài)路由模塊動態(tài)路由模塊采用RIP-2或OSPF-2作為動態(tài)路由協(xié)議。RIP-2使用矢量距離算法傳播路由信息,OSPF使用鏈路狀態(tài)算法來傳播路由信息。RIP-2協(xié)議簡單,適合于小規(guī)模局域網(wǎng),但由于其存在的效率等缺點,不適合大型局域網(wǎng)和廣域網(wǎng);OSPF-2協(xié)議復(fù)雜,但能很好地反映網(wǎng)絡(luò)的變化,適應(yīng)于廣域網(wǎng)。
在IP板上實現(xiàn)動態(tài)路由分為兩個層次,底層包括接口信息,通用路由信息,定時器,SOCKET通訊的支持,上層可以運行動態(tài)路由協(xié)議,包括RIP、OSPF。
1內(nèi)存管理內(nèi)存管理是用在對數(shù)據(jù)包進(jìn)行發(fā)送接收和處理時使用的,是數(shù)據(jù)包發(fā)送接收和處理的基礎(chǔ);2定時器由定時器模塊來完成各模塊的定時器的觸發(fā)工作;3接口信息管理系統(tǒng)當(dāng)前所有up的接口。當(dāng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊的網(wǎng)絡(luò)接口有變動時,可通知接口管理模塊更新接口信息;4通用路由信息此數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為RIP協(xié)議的運行提供本地的路由信息,并定時與系統(tǒng)內(nèi)部路由表保持同步。
5 SOCKET通訊處理所有SOCKET有關(guān)的通訊和配置。如發(fā)送一個UDP包,或得到和配置系統(tǒng)路由信息。
6路由協(xié)議處理路由協(xié)議處理,參見相關(guān)RFC文檔。
7配置命令處理
對路由協(xié)議進(jìn)行配置,控制運行的方式和運行的范圍。例如在哪些接口上發(fā)送路由信息數(shù)據(jù),在哪些接口接受路由信息,定義自治系統(tǒng)id。
(6)配置管理模塊配置管理模塊主要可分為以下部分本地網(wǎng)元監(jiān)控通過郵箱(2.5G設(shè)備)或RS-232(155/622設(shè)備)和本地SDH網(wǎng)元通訊,接收SDH網(wǎng)管程序的管理,同時還可通過本地串口接受IP管理軟件的管理。
遠(yuǎn)程監(jiān)控通過SNMP(簡單網(wǎng)管)或WWW協(xié)議接收用戶遠(yuǎn)程管理,接收用戶發(fā)出的命令并提供用戶需要的信息。
數(shù)據(jù)庫管理高效的管理IP板的數(shù)據(jù)庫。
配置管理模塊接收用戶的管理命令,完成對本地程序的運行監(jiān)控,并記錄在數(shù)據(jù)庫中,同時為系統(tǒng)初始化和運行提供必要的信息,在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時能發(fā)出告警信息并做必要的本地處理。
圖2為采用含有本發(fā)明IP裝置的SDH設(shè)備進(jìn)行局域網(wǎng)互連的實施例。在SDH設(shè)備中增加了本發(fā)明的IP裝置板,利用SDH設(shè)備的原有的數(shù)據(jù)通道實現(xiàn)路由功能,使局域網(wǎng)口與本地局域網(wǎng)直接連接,將各地局域網(wǎng)互連起來。
權(quán)利要求
1.一種利用SDH接入網(wǎng)數(shù)據(jù)通道實現(xiàn)路由器的裝置包括通信處理器(CPU),用于提供多個和多種類型的通訊端口;SDH系統(tǒng)接口電路,它為CPU通訊口和SDH設(shè)備間的中間電路,用于將所述通訊口和設(shè)備的通道往來的數(shù)據(jù)按標(biāo)準(zhǔn)互相轉(zhuǎn)換;連接于CPU總線的RAM存儲器,用于存儲程序運行時的數(shù)據(jù);連接于CPU總線的FLASH ROM,用于存放系統(tǒng)運行的程序和配置信息;以太網(wǎng)物理接口電路,用于連接CPU的以太網(wǎng)控制器到局域網(wǎng)中;雙口DAM(DPRAM),它一個端口接于CPU總線,另一端口通過一個接口連接于SDH網(wǎng)管;以及1路RS232串口,用于系統(tǒng)調(diào)試和配置的終端接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用SDH接入網(wǎng)數(shù)據(jù)通道實現(xiàn)路由器的裝置,其特征在于所述的通信處理器(CPU)是MPC860T處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用SDH接入網(wǎng)數(shù)據(jù)通道實現(xiàn)路由器的裝置,其特征在于所述的以太網(wǎng)物理接口電路采用LXT970接口電路。
4.一種通過權(quán)利要求1所述的裝置實現(xiàn)路由器的方法,其特征在于采取如下步驟a、在CPU的控制下,運行BSP(板支持)模塊程序,完成CPU的初始化、RAM自檢及出錯指示,進(jìn)而引導(dǎo)提供TCP/IP支持的pSOS系統(tǒng)啟動;b、運行驅(qū)動模塊,設(shè)置CPU的以太網(wǎng)口、同步串口以及其它通訊口;c、運行網(wǎng)絡(luò)接口模塊程序,完成主要TCP/IP網(wǎng)絡(luò)接口的初始化和配置,即以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口的初始化和配置,及PPP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)接口的初始化和配置;d、運行采用RIP-2或OSPF-2協(xié)議的動態(tài)路由模塊程序,主要完成下面任務(wù)接收和發(fā)送路由信息,使用UDP協(xié)議與相鄰網(wǎng)關(guān)通訊;發(fā)送本地網(wǎng)絡(luò)路由信息,同時接收其它網(wǎng)絡(luò)的路由信息;計算、維護(hù)路由表,根據(jù)接收到的路由信息,使用協(xié)議路由算法,完成網(wǎng)絡(luò)路由的計算,并更新路由表;e、運行配置管理模塊程序,完成用戶配置和查詢工作,即本地網(wǎng)元監(jiān)控和遠(yuǎn)程監(jiān)控,遠(yuǎn)程監(jiān)控時,通過SNMP(簡單網(wǎng)管協(xié)議)接收用戶遠(yuǎn)程管理,接收用戶發(fā)出的命令并提供用戶需要的信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用SDH接入網(wǎng)數(shù)據(jù)通道實現(xiàn)路由器的方法及其裝置,其裝置包括:通訊處理CPU,受CPU控制的SDH系統(tǒng)接口電路、存儲器、以太網(wǎng)物理接口、RS232串口以及通向SDH網(wǎng)管的雙口RAM;其采用IP+PPP的包模式到SDH虛容器(VC)的直接映射,實現(xiàn)動態(tài)路由器的功能,提供局域網(wǎng)口與本地局域網(wǎng)直接連接,進(jìn)而將各地局域網(wǎng)互連起來,用戶可以不必再另建局域網(wǎng),大大減少了投資,降低了運營成本。
文檔編號H04Q3/00GK1361613SQ0013722
公開日2002年7月31日 申請日期2000年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月29日
發(fā)明者賈名宏, 劉友義, 李立強(qiáng), 王琳琳 申請人:深圳市中興通訊股份有限公司上海第二研究所