专利名称：一种宽带接入的组网设备及方法
技术领域：
本发明涉及网络通讯技术领域，具体涉及一种宽带接入的组网设备及方法。
背景技术：
在宽带接入网络系统中，宽带用户接入设备实现用户线路汇接功能，把来自用户的数据报文汇聚到一条或多条上行链路上，同时把来自上行链路的数据报文分发给下面的用户。上行链路可以分为两类ATM(异步传递方式)上行链路，采用ATM信元作为数据报文的封装；IP上行链路，采用以太网帧作为数据报文的封装。
用户线路上所使用的宽带用户接入技术包括xDSL(数字用户线)接入、LAN(远程局域网络)接入、HFC(混合光纤同轴)接入等。尽管这些技术的原理和所使用的物理层协议互不相同、差异很大，但它们所承载的用户数据的封装基本上可以分为两类ATM信元封装和以太网帧封装。
目前，在实际的宽带接入网络建设中，不同的接入技术使用不同的独立设备，可能需要针对每一种接入方式，配备多套网管系统、用户管理系统、光纤接入系统，成本的高昂和管理的复杂，阻碍了运营商按需接入的实施。
宽带用户接入设备一般包括用户接口业务板、背板、主控板。其中，用户接口业务板完成用户线路数据的调制解调以及二层协议的适配；主控板完成设备控制、数据交换、以及上行链路的处理；背板完成用户接口业务板和主控板的连接。通常，设备的背板采用以下三种方式的总线来实现用户接口业务板和主控板的连接(1)设备的背板采用ATM总线，即所谓的“ATM内核”技术。ATM内核是指接入设备采用ATM交换结构，ATM承载层的终结在由主控板控制的上行接口集中实现。
当用户数据采用ATM信元封装时，用户接口板上的二层协议适配可以做得非常简单，用户信元在背板中透明传输。当用户数据采用以太网帧封装时，用户接口板需要实现以太网帧到ATM信元的封装适配，即实现ATM SAR(分段与重组)，这样会导致用户接口板成本的提高。
(2)设备的背板采用以太网总线，FE(快速以太网)总线或GE(千兆以太网)总线，即所谓的“IP内核”技术。IP内核是指接入设备采用以太网交换结构，在用户接口板上终结ATM承载层。
当用户数据采用以太网帧封装时，用户接口板上的二层协议适配可以做得非常简单，用户的数据包在背板中透明传输。但是当用户数据采用ATM信元封装时，用户接口板需要实现以太网帧到ATM信元的封装适配，即实现ATM SAR，同样会导致用户接口板成本的提高。
(3)在背板上同时采用ATM总线和以太网总线。这样，无论用户数据采用何种封装，用户接口板都不需要做ATM SAR。当用户数据采用ATM信元封装时，可以通过ATM总线进行透明传输；当采用以太网帧封装时，可以通过以太网总线透传。
利用这种方法虽然降低了单纯采用一种总线时用户接口板的成本，但由于背板同时采用两种总线，增加了背板的复杂度，导致背板成本的提高。
发明内容
本发明提供了一种宽带接入的组网设备及方法，通过所述组网设备及方法可使该设备能够通过统一的承载总线接入不同的业务。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种宽带接入的组网设备，包括用户接口板，用于完成用户线路数据的调制解调以及二层协议的适配；主控板，用于控制所述设备完成数据交换和上行链路的处理；背板，用于完成所述主控板和所述用户接口板的连接；其中，所述用户接口板和主控板分别通过统一承载不同类型业务的高速串行总线与背板相连。
可选地，所述用户接口板包括数字环路接口板和/或以太网接口板，分别通过所述高速串行总线与背板相连，其中，所述数字环路接口板用于接入数字环路用户，所述以太网接口板用于接入其它宽带接入设备。
优选地，所述数字环路接口板包括数字环路用户接口，用于接收所述数字环路用户信号；数字环路套片，用于获取所述数字环路用户信号中的净荷信息；接口转换装置，用于封装所述获取的数字环路用户信号中的净荷信息到串行总线信号帧中，并通过所述高速串行总线将其发送到所述主控板。
可选地，所述数字环路用户接口包括非对称数字环路接口，用于接收非对称数字环路用户信号；对称数字环路接口，用于接收对称数字环路用户信号；超高速数字环路接口，用于接收超高速数字环路用户信号；
高比特率数字环路接口，用于接收高比特率数字环路用户信号。
优选地，所述主控板包括中央处理单元，用于控制所述用户接口板完成用户线路数据的调制解调以及二层协议的适配；汇总装置，用于汇聚通过所述高速串行总线接收的所有串行信号帧，并对所述信号帧进行分类处理，将处理后的数据发送到对应的出口；异步传输模式处理装置，用于区分所述汇总装置接收处理后的信号帧中的不同用户的异步传输模式信元。
优选地，所述汇总装置包括串行信号汇总模块，用于区分所述高速串行信号总线上的不同业务，获取对应的不同业务信息；至少一个以太网接口，用于发送所述串行信号汇总模块获取的以太网业务信息；通用异步传输模式测试和运行物理接口，用于发送所述串行信号汇总模块获取的异步传输模式业务信息到所述异步传输模式处理装置。
可选地，所述主控板还包括至少一个千兆以太网光口，用于转换所述以太网接口发送的业务信息到对应的上行光网络端口上；至少一个异步传输模式光口，用于转换所述异步传输模式处理装置处理后的不同用户的异步传输模式信元到对应的上行光网络端口上。
本发明还提供了一种宽带接入的组网方法，所述方法包括通过宽带接入设备提供统一的承载总线；按预定方式将不同类型的业务信息汇聚到所述承载总线上；分类处理所述承载总线上的不同业务信息并将所述业务信息分别发送到对应的上行链路中。
可选地，所述承载总线包括低压差分信号总线、电流模式逻辑总线、通用串行总线。
可选地，所述接入用户的不同业务信息包括异步传输模式业务信息、IP业务信息。
由以上本发明技术方案可以看出，本发明在宽带接入的组网设备上提供统一承载的串行总线，简化了背板的设计，降低了背板的成本；由于对用户接口不需要分段与重组功能，使用户板与背板总线接口不进行转换即可完成不同类型业务数据的传送，使接入设备同时适用于不同业务类型的用户接入，提高了接入设备的适用性；同时，采用统一的承载方式也使得在主控板上可以同时提供不同业务独立的对外接口，使接入设备满足宽带网络灵活的组网需求。
图1是本发明宽带接入的组网设备的内部体系结构示意图；图2是图1所示宽带接入的组网设备中的数字环路接口板结构示意图；图3是图1所示宽带接入的组网设备中的主控板结构示意图；图4是本发明宽带接入的组网设备对用户线路输入数据的处理流程图；图5是本发明宽带接入的组网设备对上行链路输入数据的处理流程图。
具体实施例方式
本发明的核心在于在宽带接入组网设备上提供统一承载的总线，不经过复杂的转换即可同时承载ATM(异步传输模式)、IP业务，便于不同业务类型(ATM、IP)用户接口接入。同时提供多种用户接口及上行链路接口，满足不同用户接入及宽带网络的不同组网需求。统一承载业务的总线可以采用高速串行的LVDS(低压差分信号)总线、CML(电流模式逻辑)总线、USB(通用串行)总线，速率可以在200Mbps、400Mbps、1Gbps之间调整，以满足不同设备的接口要求。分别采用将ATM信元和IP包映射到串行总线的信号帧中的格式，承载ATM和IP业务。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参照图1，图1是本发明宽带接入的组网设备的内部体系结构示意图。
该设备由用户接口板、主控板和背板组成，其中，用户接口板用于完成用户线路数据的调制解调以及二层协议的适配；主控板用于控制该设备完成数据交换和上行链路的处理；用户接口板和主控板通过背板提供的LVDS串行总线相连。
从该结构图可以看出，背板只有统一的一种总线，背板设计简单，加上总线的速率可以调整，可以使用于广泛的接入设备装置。
为了方便不同距离用户的接入，在用户接口板上分别提供了数字环路接口板和至少一个以太网接口板，分别通过LVDS总线与背板相连。其中，数字环路接口板用于接入数字环路用户；以太网接口板用于接入其他宽带接入设备。
参照图2，图2示出了上述数字环路接口板的内部结构。
数字环路接口板包括数字环路用户接口、数字环路套片和接口转换装置。其中，数字环路用户接口用于接收数字环路用户信号，可以有多种接口方式，比如，ADSL(非对称数字环路)接口、SDSL(非对称数字环路)接口、VDSL(超高速数字环路)接口、HDSL(高比特率数字环路)接口等，图2中仅示出了两种接口ADSL接口和VDSL接口；数字环路套片用于获取数字环路用户信号中的净荷信息；接口转换装置，用于封装获取的数字环路用户信号中的净荷信息到LVDS信号帧中，并通过LVDS总线将其发送到主控板。对于每个数字环路用户接口都有一个与之对应的接口转换装置，以实现不同类型业务信元到LVDS信元的映射，例如，对于ADSL接口，接口转换装置实现ATM信元到LVDS信元的映射，对于VDSL接口，接口转换装置实现以太网承载在LVDS信元上的处理。这些接口转换装置可以分别采用大规模数字逻辑电路或ASIC(专用集成电路)芯片来实现。也可以将这些不同的接口转换装置集成在同一个模块中，完成不同类型业务信元到LVDS信元的映射。
虽然在上述本发明的实施例中描绘了用户接口板的结构，应该知道，本发明并不局限于上述这种结构，既可以设计通过一个用户接口板提供多种用户接口的方式，也可以设计多个用户接口板，其中每个用户接口板分别提供一种用户接口的方式来实现不同用户的接入。只要采用统一的串行总线来承载不同类型的业务信息即符合本发明精神，所有这些变化都应涵盖在本发明的保护范围之内。
从用户接口板的结构可以看出，本发明的接口转换模块可以向用户提供ATM业务的UTOPIA接口(通用异步传输模式测试和运行物理接口)和IP业务的SMII接口(串行的传输媒体无关接口)，可以同时承载ATM业务和IP业务，不需要如现有技术中纯ATM内核和纯IP内核要求的那样，必须在用户接口板上提供ATM到以太网的分段与重组功能的SAR，降低了用户接口板转换的复杂性，从而降低了成本。
参照图3，图3是图1所示宽带接入的组网设备中的主控板结构示意图。
该主控板包括中央处理单元、汇总装置、ATM处理装置。其中，中央处理单元用于控制用户接口板完成用户线路数据的调制解调以及二层协议的适配；汇总装置通过其内部的串行信号汇总模块将从背板的LVDS总线接收的数据进行汇聚，区分出是ATM业务还是IP业务，进行分类处理，具体为对于从ATM进入IP网络的数据需要进行分段和重组的SAR功能处理；反之亦然，对于从IP业务进入ATM网络的数据也需要SAR处理，将处理后的数据发送到对应的出口；ATM处理装置，用于区分汇总装置接收处理后的信号帧中的不同用户的ATM信元，在该设备提供ATM接口时，对ATM业务进行处理或对VPI(虚拟路径标识符)/VCI(虚拟信道标识符)进行变换，以确定ATM业务的虚拟信道链接。
为了满足不同的宽带网组网需求，在所述汇总装置上分别提供有多个GMII接口(千兆以太网接口)、XAUI接口(万兆以太网接口)和UTOPIA接口(通用异步传输模式测试和运行物理接口)，分别用于发送从LVDS总线上获取的以太网业务信息和ATM业务信息。
为了便于不同的传输网络的信息承载，在主控板上还提供了多个GE(千兆以太网)光口和ATM光口，用于将以太网业务信息或ATM业务信息转换到对应的上行光网络端口上。
本领域技术人员应该知道，虽然在本发明的实施例中，由主控板提供了上行链路的GE光口和ATM光口，但本发明设备并不局限于这种设计，稍加变化，即可将上行链路的接口从主控板分离出来，通过上行链路接口板设计实现。
由上面所述本发明宽带接入设备的结构可以看出，通过统一承载的串行总线，不仅简化了背板的结构设计，降低了成本，而且对不同的业务用户可以采用统一的平台，方便了不同业务类型用户的接入。同时提供了ATM和IP业务的上行链路的独立接口，两套业务完全独立，可以满足不同的组网需求。
为了使本技术领域人员进一步理解本发明，下面将基于上述本发明宽带接入的组网设备，结合附图对本发明方法作进一步的详细说明。
本发明方法的核心同样基于统一的承载总线，对不同类型业务进行统一承载，然后针对不同业务进行分类处理，将处理后的不同业务信息传送到对应的上行链路中。该方法包括如下步骤通过宽带接入设备提供统一的承载总线；按预定方式将不同类型的业务信息汇聚到所述承载总线上；分类处理所述承载总线上的不同业务信息并将所述业务信息分别发送到对应的链路中。
其中，承载总线可以采用LVDS高速串行总线，也可以采用其他的高速串行总线，比如采用CML总线、USB总线等，在该高速串行总线上既可以承载ATM业务信息，也可以承载IP业务信息。
下面基于图1所示的设备体系统结构详细说明本发明方法的流程。
参照图4，图4示出了本发明宽带接入的组网设备对用户线路输入数据的处理流程，包括以下步骤步骤401用户接口板接收用户数据，包括ATM信元和以太网帧；步骤402判断接收到的用户数据是ATM信元还是以太网帧，如果是ATM信元，则进到步骤403，将ATM信元按照Cell Over LVDS方式封装到LVDS帧中；如果是以太网帧，则进到步骤404，将以太网帧结构数据按照EthernetOver LVDS方式封装到LVDS帧中；步骤405将上述封装好的LVDS帧通过LVDS串行总线发送给主控板；步骤406主控板接收LVDS帧，将不同业务的LVDS帧数据进行汇聚；
步骤407判断LVDS帧中封装的是ATM信元还是以太网帧；如果是ATM信元，则进到步骤408，从LVDS帧中取出ATM信元，完成ATM处理，将处理后的ATM业务信息从对应的上行链路接口发送出去。
如果是以太网帧，则进到步骤409，从LVDS帧中取出以太网帧，完成以太网处理，将处理后的以太网业务信息从对应的上行链路接口发送出去。
再参照图5，图5示出了本发明宽带接入的组网设备对上行链路输入数据的处理流程，包括以下步骤步骤501主控板接收上行链路数据，包括ATM信元和以太网帧；步骤502判断接收到的上行链路数据是ATM信元还是以太网帧，如果是ATM信元，则进到步骤503，完成ATM处理，并将ATM信元按照Cell Over LVDS方式封装到LVDS帧中；如果是以太网帧，则进到步骤504，完成以太网处理，并将以太网帧按照Ethernet Over LVDS方式封装到LVDS帧中；步骤505将上述封装好的LVDS帧通过LVDS串行总线发送给用户接口板；步骤506用户接口板接收LVDS帧；步骤507判断LVDS帧中封装的是ATM信元还是以太网帧；如果是ATM信元，则进到步骤508，从LVDS帧中提取出ATM信元，并将提取的ATM信元从对应的用户线路接口发送出去。
如果是以太网帧，则进到步骤509，从LVDS帧中提取出以太网帧，并将提取的以太网帧从对应的用户线路接口发送出去。
虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。
权利要求
1.一种宽带接入的组网设备，其特征在于，所述组网设备包括用户接口板，用于完成用户线路数据的调制解调以及二层协议的适配；主控板，用于控制所述设备完成数据交换和上行链路的处理；背板，用于完成所述主控板和所述用户接口板的连接；其中，所述用户接口板和主控板分别通过统一承载不同类型业务的高速串行总线与背板相连。
2.如权利要求1所述的宽带接入的组网设备，其特征在于，所述用户接口板包括数字环路接口板和/或以太网接口板，分别通过所述高速串行总线与背板相连，其中，所述数字环路接口板用于接入数字环路用户，所述以太网接口板用于接入其它宽带接入设备。
3.如权利要求2所述的宽带接入的组网设备，其特征在于，所述数字环路接口板包括数字环路用户接口，用于接收所述数字环路用户信号；数字环路套片，用于获取所述数字环路用户信号中的净荷信息；接口转换装置，用于封装所述获取的数字环路用户信号中的净荷信息到串行总线信号帧中，并通过所述高速串行总线将其发送到所述主控板。
4.如权利要求3所述的宽带接入的组网设备，其特征在于，所述数字环路用户接口包括非对称数字环路接口，用于接收非对称数字环路用户信号；对称数字环路接口，用于接收对称数字环路用户信号；超高速数字环路接口，用于接收超高速数字环路用户信号；高比特率数字环路接口，用于接收高比特率数字环路用户信号。
5.如权利要求1所述的宽带接入的组网设备，其特征在于，所述主控板包括中央处理单元，用于控制所述用户接口板完成用户线路数据的调制解调以及二层协议的适配；汇总装置，用于汇聚通过所述高速串行总线接收的所有串行信号帧，并对所述信号帧进行分类处理，将处理后的数据发送到对应的出口；异步传输模式处理装置，用于区分所述汇总装置接收处理后的信号帧中的不同用户的异步传输模式信元。
6.如权利要求5所述的宽带接入的组网设备，其特征在于，所述汇总装置包括串行信号汇总模块，用于区分所述高速串行信号总线上的不同业务，获取对应的不同业务信息；至少一个以太网接口，用于发送所述串行信号汇总模块获取的以太网业务信息；通用异步传输模式测试和运行物理接口，用于发送所述串行信号汇总模块获取的异步传输模式业务信息到所述异步传输模式处理装置。
7.如权利要求5或6所述的宽带接入的组网设备，其特征在于，所述主控板还包括至少一个千兆以太网光口，用于转换所述以太网接口发送的业务信息到对应的上行光网络端口上；至少一个异步传输模式光口，用于转换所述异步传输模式处理装置处理后的不同用户的异步传输模式信元到对应的上行光网络端口上。
8.一种宽带接入的组网方法，其特征在于，所述方法包括通过宽带接入设备提供统一的承载总线；按预定方式将不同类型的业务信息汇聚到所述承载总线上；分类处理所述承载总线上的不同业务信息并将所述业务信息分别发送到对应的上行链路中。
9.如权利要求8所述的宽带接入的组网方法，其特征在于，所述承载总线包括低压差分信号总线、电流模式逻辑总线、通用串行总线。
10.如权利要求8所述的宽带接入的组网方法，其特征在于，所述接入用户的不同业务信息包括异步传输模式业务信息、IP业务信息。
全文摘要
本发明公开了一种宽带接入的组网设备及方法，所述设备包括用户接口板、主控板和背板，其中，用户接口板和主控板分别通过高速串行总线与背板相连。所述宽带接入的组网方法包括通过宽带接入设备提供统一的承载总线；按预定方式将不同类型的业务信息汇聚到所述承载总线上；分类处理所述承载总线上的不同业务信息并将所述业务信息分别发送到对应的链路中。利用本发明，可以在宽带接入设备上提供统一承载的总线，不经过复杂的转换即可同时承载不同类型的业务，便于不同类型业务用户接口接入，而且还可对外提供独立的业务接口，满足不同的组网要求；同时，简化了背板的结构设计，进一步降低了设备成本，提高了设备的可靠性。
文档编号H04L12/28GK1661974SQ20041000759
公开日2005年8月31日 申请日期2004年2月25日 优先权日2004年2月25日
发明者陈传宁, 陈武茂, 靳阳葆 申请人:华为技术有限公司