专利名称：在基于分组的接入多路复用器中安置网络处理器的制作方法
技术领域：
本发明涉及下一代接入多路复用器，其是基于分组的并且包括以太网交换机。
背景技术：
如同数字用户线接入多路复用器(DSLAM)的接入多路复用器经历了显著的改变。代替基于对用户提供基本数据服务的异步传输模式(ATM)交换机，下一代DSLAM将能够处理例如以太网、帧中继、多协议标记交换(MPLS)、因特网协议(IP)的链路层协议，并且因此将至少包括以太网交换机。例如可经由URL“http//www.intel.com/design/network/solutions/manual/Chapter12.pdf”下载Intel的whitepaper“Chapter 12DSL AccessMultiplexer-Multi-service DSLAM with IP，ATM，MPLS and Frame RelaySupport”，其描述了对于所述下一代基于分组的DSLAM的可能结构。在所述Intel whitepaper中特别讨论了实现如同分组检查、协议转换和业务管理的功能的网络处理器(如Intel IXP2400)的安置。在具有Intel公布的图12-1与图12-3中所示的集中处理结构的已知DSLAM中，使用两个网络处理器来实现所有的分组处理功能。所述网络处理器被安置在所述以太网交换机的两侧。可选地，上述Intel公布的图12-2中所示的具有分布式处理结构的已知DSLAM中，网络处理器被置于所述DSLAM中的每个DSL线路卡上。因此，在已知下一代的基于分组的接入多路复用器中需要至少两个网络处理器。
发明内容
本发明的目的是简化下一代基于分组的接入多路复用器的结构和节省开发成本。
根据本发明，通过基于分组的接入多路复用器实现了上述目的。
实际上，根据本发明，仅使用一个网络处理器而不是所述已知结构中的至少两个网络处理器。由于如同Broadcom的5695或Marvell的MX系列的新的以太网交换机具有附加的功能性(例如分组报头检查，分组过滤，对最终丢弃不合适的分组的管制(policing)等)使得不再强制在所述以太网交换机前面的网络处理器，因而仅使用一个网络处理器是可能的。单个网络处理器相对于所述以太网交换机的位置取决于在所述网络处理器中所需要的功能性。可以考虑两个可能的结构，并行的和级联的结构，每一个相对于另一个均有优点和缺点。
根据本发明定义了所述基于分组的接入多路复用器的可选特征。
因此，在第一种可能的结构中，所述单个网络处理器与所述以太网交换机被并行安置。这种结构最适于不是所有分组都必须通过所述网络处理器的情况。在这种情况下，所述网络处理器不必对所有业务以线路速率来操作。在所述并行结构中，所述以太网交换机和单个网络处理器之间的接口的容量需要至少两倍于所述网络处理器的容量，但由于不是所有业务必须到所述网络处理器，因此这仍是合理的。所述并行结构最适于通过例如视频的多路广播/广播业务来控制所有业务的情况。典型地，所述业务量较高，因而由于不是所有多路广播/广播业务通过所述网络处理器而节省了大量的处理能力。
根据本发明定义了所述基于分组的接入多路复用器的替代的可选特征。
实际上，例如在所述接入多路复用器上必须终止点对点协议(PPP)的情况下，由于所有分组必须通过所述网络处理器，这在所述以太网交换机和网络处理器之间的接口上以及在所述网络处理器自身上施加了负载，因而所述并行结构不太有利。在这种情况下，所述以太网交换机和网络处理器之间的接口将需要具有等于两倍的线路速率(wire-rate)带宽的容量。所述可选的级联结构更适于所述应用，在该结构中，所述单个网络处理器与以太网交换机被级联安置。所有分组通过所述以太网交换机和网络处理器二者。所述以太网交换机和网络处理器之间的接口必须承载线路速率业务，这与所述并行结构相比减少了所述以太网交换机的带宽需求。
根据本发明定义了所述接入多路复用器的其它可选特征。
实际上，根据本发明的所述单个网络处理器可以执行协议转换和/或涉及某些功能的业务管理的子集，所述功能例如是服务级协议(SLA)控制、点对点协议(PPP)终止、因特网群管理协议(IGMP)窥探、服务质量(QoS)支持，…根据本发明定义了所述接入多路复用器的其它可选特征。
因此，所述接入多路复用器可以例如是适于作为针对类似ADSL或VDSL服务的中央局设备的数字用户线接入多路复用器(DSLAM)，或者适于作为针对基于PON的接入服务的中央局设备的光线路端接器(OLT，Optical Line Terminator)。可选地，所述接入多路复用器可以是数字环路载波(DLC)或任何其它接入聚集(aggregating)设备，该聚集设备朝着聚集网络多路复用大量用户线。
参考下面结合附图对本发明实施例的描述，本发明的上述和其它目的和特征将变得显而易见并且本发明本身将被更好地理解，其中图1示出了根据现有技术的下一代数字用户线接入多路复用器的结构；图2示出了根据本发明的下一代数字用户线接入多路复用器结构的第一实施例；图3示出了根据本发明的下一代数字用户线路接入多路复用器结构的第二实施例。
具体实施例方式
在图1所示的现有技术的基于分组的DSLAM结构中，第一网络处理器NP11、以太网交换机E-SWITCH1和第二网络处理器NP12是级联的。所述以太网交换机E-SWITCH1没有或者具有有限的分组处理功能性，例如Marvell的DX系列。所述网络处理器NP11和NP12可以由Intel的IXP2400来实现。注意，图1仅示出了所述中央处理卡的元件。除所述中央处理卡之外，DSLAM1明显还包括若干DSL线路卡。所述网络处理器NP11和NP12均运行软件来处理来自所述用户或WAN端口的分组。所述网络处理器执行协议转换和业务整形(shaping)，NP11执行接收处理而NP12执行发送处理。所述接收处理器NP11检查所述分组以确定连接类型(例如ATM、以太网、帧中继)，基于用户定义的标准来确认所述分组以及执行协议转换。换句话说，网络处理器NP11执行PPP(点对点协议)终止，利用任意类型的报头封装/解封装所述数据，以及插入/提取标记(即MPLS标记)。最后，由NP11执行涉及接收业务管理的某些功能如分组报头检查(以太网报头检查、VLAN-ID检查，…)、分组过滤(当报头域不匹配时进行指示)以及管制(当必须丢弃不合适的分组时进行确定)。所述发送处理器NP12执行涉及发送业务管理的、如业务整形的功能，以遵守不同的业务类型(CBR、UBR、VBR、ABR)和例如峰值信元速率(PCR)、可持续信元速率(SCR，Sustainable Cell Rate)，…的合同需求。换句话说，所述发送处理器NP12管理在所述服务合同中所规定的不同的速率和服务级别。在图1中，来自所述用户侧和所述WAN侧的所有业务通过所述网络处理器NP11与NP12以及所述以太网交换机E-SWITCH1。所述NP11/E-SWITCH1接口和E-SWITCH1/NP12接口以线路速率操作。典型地，所述网络处理器NP11与NP12配备有1至2Gig(吉)SPI接口，而所述以太网交换机E-SWITCH1配备有GMII接口，使得可能需要某些胶合逻辑(glue logic)以在所述网络处理器和以太网交换机之间的接口上执行必要的转换。
图2示出了根据本发明的基于分组的DSLAM，其中单个网络处理器NP2在所述中央处理卡上被并行耦合到以太网交换机E-SWITCH2。所述以太网交换机E-SWITCH2具有大量的分组处理能力，例如Broadcom的5695或Marvell的MX系列。此外，除所述中央处理卡之外，DSLAM2配备有几个DSL线路卡，图2中未示出。所述以太网交换机E-SWITCH2仅仅将一小部分输入分组传递给所述网络处理器NP2，并且能够执行例如分组过滤和管理的某些接收业务管理功能。这种结构适于DSLAM2必须处理大量的并且不必要全部处理的多路广播/广播业务的情况。所述网络处理器NP2和E-SWITCH2/NP2接口不必以线路速率操作。
图3示出了根据本发明的基于分组的DSLAM的第二实施例，其中单个网络处理器NP3和以太网交换机E-SWITCH3在所述中央处理卡上被级联。E-SWITCH3还具有大量的分组处理能力，并且可以例如由Broadcom的5695或Marvell的MX交换机来实现。同样在图3中没有示出形成DSLAM3一部分的线路卡。在DSLAM3中，所有分组通过所述网络处理器NP3，这在所述E-SWITCH3/NP3接口上施加了线路速率负载。典型地，所述网络处理器NP3将配备有SPI接口，其能够以2.5Gig到10Gig的速率操作。所述级联结构最适于当大部分对等分组通过DSLAM3时的情况，其中所有分组必须在所述网络处理器NP3上被终止，例如对于如博弈(gaming)的服务等。
由于仅需要单个网络处理器，因此根据本发明的DSLAM结构能够针对DSLAM的制造减少成本并降低复杂度。由于如同E-SWITCH2和E-SWITCH3的新的以太网交换机具有集成的附加功能性(如过滤、管制)使得不再强制由网络处理器进行接收处理，因而使用单个网络处理器变为可能。所述单个网络处理器相对于所述以太网交换机的位置取决于由所述DSLAM处理的业务类型和所述网络处理器所需要的功能性。两个可能的结构，所述并行结构和级联结构，每个都具有其如上所述的优点和缺点。
尽管上面提到了DSL(用于在双绞电话线上传输的数字用户线技术)，但是任何普通技术人员应当理解可以将本发明以相同的优点应用到基于电缆、基于光纤或基于无线的接入系统，其中基于分组的接入多路复用器聚集来自和去往大量接入用户的业务。因此，所述接入多路复用器可选地可以是PON OLT(无源光纤网线路终端，Passive Optical Network LineTermination)、小型DSLAM或为较少量的ADSL或VDSL用户服务的光纤馈送远程机箱(fiber-fed remote cabinet)、DLC(数字环路载波)等等。
而且，应当注意到，上面仅针对功能方面描述了本发明的实施例。根据所述功能描述，如何制造本发明实施例，对于在网络设计硬件和/或软件解决方案领域内的技术人员来说是显而易见的。
虽然上面已经连同特定的装置描述了本发明的原理，但是应当清楚地明白所述描述是仅通过例子的方式进行的并且不作为权利要求范围的限制。
权利要求
1.一种基于分组的接入多路复用器(DSLAM2)，用于将多个用户终端耦合到聚集网络，所述基于分组的接入多路复用器(DSLAM2)包括以太网交换机(E-SWITCH2)，其特征在于，所述基于分组的接入多路复用器(DSLAM2)还包括适于处理至少一部分输入分组的单个网络处理器(NP2)。
2.根据权利要求1的基于分组的接入多路复用器(DSLAM2)，其特征在于，所述单个网络处理器(NP2)被并行地耦合到所述以太网交换机(E-SWITCH2)。
3.根据权利要求1的基于分组的接入多路复用器，其特征在于，所述单个网络处理器(NP2)被级联地耦合到所述以太网交换机。
4.根据权利要求1的基于分组的接入多路复用器(DSLAM2)，其特征在于，所述单个网络处理器(NP2)适于执行服务级协议(SLA)控制。
5.根据权利要求1的基于分组的接入多路复用器(DSLAM2)，其特征在于，所述单个网络处理器(NP2)适于执行点对点协议(PPP)终止。
6.根据权利要求1的基于分组的接入多路复用器(DSLAM2)，其特征在于，所述单个网络处理器(NP2)适于执行因特网群管理协议(IGMP)窥探。
7.根据权利要求1的基于分组的接入多路复用器(DSLAM2)，其特征在于，所述单个网络处理器(NP2)适于执行服务质量(QoS)支持。
8.根据权利要求1的基于分组的接入多路复用器(DSLAM2)，其特征在于，所述基于分组的接入多路复用器(DSLAM2)是数字用户线接入多路复用器。
9.根据权利要求1的基于分组的接入多路复用器，其特征在于，所述基于分组的接入多路复用器是光线路终端连接器。
10.根据权利要求1的基于分组的接入多路复用器，其特征在于，所述基于分组的接入多路复用器是数字环路载波。
全文摘要
基于分组的接入多路复用器(DSLAM2)包括以太网交换机(E－SWITCH2)，以及适于处理至少一部分输入分组的单个网络处理器(NP2)。所述单个网络处理器(NP2)以适于处理一部分所述分组的结构被并行耦合到所述以太网交换机(E－SWITCH2)，或者可选地以适于处理全部分组的结构被级联耦合到所述以太网交换机。
文档编号H04J3/02GK1713580SQ20051007676
公开日2005年12月28日 申请日期2005年6月10日 优先权日2004年6月15日
发明者T·吉塞林格斯, P·A·P·勒诺, P·科特瑞尔斯, L·基斯, R·J·L·佩特斯, S·M·奥登纳尔特, L·A·J·保韦尔斯 申请人:阿尔卡特公司