专利名称：一种快速发送操作、管理和维护信元的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及ATM(Asynchronous Transfer Mode，异步传输模式)网络OAM(Operations Administration and Maintenance，操作、管理和维护)信元传输技术，尤其涉及一种快速发送操作、管理和维护信元的方法和装置。
背景技术：
随着计算技术的发展，出现了各种数据传输网络，目前主要存在两种网络，一种是以包为单位传输IP(Internet Protocol)分组网络，一种是以信元为单位传输ATM网络。在ATM网络中，用于操作、管理和维护的OAM信元具有较高的优先级，在发送调度过程中需要优先发送。
目前对OAM信元处理主要方法是OAM信元和普通ATM信元存放在同一个FIFO(First-In and First-Out，先进先出)队列，这种方法优点在于节约了存储空间，操作简单，但是后进入FIFO队列的OAM信元，只有等待先进入队列的普通ATM信元传输完后，才能发送出去，增加了OAM信元延迟。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种快速发送操作、管理和维护信元的方法和装置，可以保证OAM信元的发送优先级。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种快速发送操作、管理和维护OAM信元的方法，包括对接收到的异步传输模式ATM信元的处理流程，包括以下步骤(a)系统接收到至少一个完整信元后，读取该信元的信元头信息，获取该信元的永久虚连接PVC通道号和信元属性信息，对普通信元和OAM信元分别处理，如该信元是OAM信元，进行步骤(b)；(b)当随机存取存储器RAM中供OAM信元使用的存储空间有空闲存储块时，取出一个空闲存储块指针，将该信元保存到该存储块，并建立该信元所属PVC通道与该指针关联关系；该方法还包括对接收到的ATM信元的发送处理流程，包括以下步骤(d)发送时隙到来时，获取在该时隙需要发送信元的PVC通道号；查询到该PVC通道的有信元时，根据该PVC通道关联的指针读取OAM信元并发送。
进一步地，上述方法还可具有以下特点为每个PVC通道设置了一个状态位，所述步骤(b)中，将接收的OAM信元保存后，还更新其所属PVC通道的状态位为“有信元”标志；步骤(d)中发送OAM信元后，如存储器已无该PVC通道的OAM信元，还更新该通道的状态位为“无信元”标志。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所有PVC通道的OAM信元使用共享的存储空间，该存储空间划分为多个OAM信元大小的存储块，并维护有一个该存储空间中空闲存储块的指针队列。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤(b)中，所述空闲存储块的指针队列是一个高位指针的FIFO队列。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤(b)中，当随机存取存储器中OAM信元的存储空间没有空闲存储块时，以系统设定时间周期等待并再次查询该RAM是否有空闲空间来存储这个OAM信元，直到超时丢弃该OAM信元。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤(a)中，如该信元是普通ATM信元，将该信元根据PVC通道号存入先进先出FIFO队列；所述步骤(d)中，查询到没有该PVC通道的OAM信元时，再查询是否有该PVC通道的普通ATM信元，如果有，读取一个该PVC通道的普通ATM信元并发送。
本发明还提供了一种快速发送操作、管理和维护信元OAM的装置，包括异步传输模式ATM信元缓存控制模块、OAM信元管理模块、ATM信元发送控制模块，以及随机存取存储器RAM存储模块，其中所述ATM信元缓存控制模块，用于在系统接收到至少一个完整信元后，读取该信元的信元头信息，获取该信元的永久虚连接PVC通道号和信元属性信息，对普通信元和OAM信元分别处理，如该信元是OAM信元，当所述RAM存储模块中OAM信元的存储空间有空闲存储块时，从所述OAM信元管理模块取出一个空闲存储块指针，将该信元保存到该存储块；所述OAM信元管理模块，用于对所述RAM存储模块中供OAM信元使用的存储空间进行管理，维护空闲存储块的指针，控制RAM存储模块的读写，并建立该信元所属PVC通道与其指针的关联关系；所述RAM存储模块，用于存储OAM信元；所述ATM信元发送控制模块，用于在发送时隙到来时，获取在该时隙需要发送信元的PVC通道号；查询到该PVC通道的有信元时，根据该PVC通道关联的指针读取OAM信元并发送。
进一步地，上述装置还可具有以下特点还包括普通ATM信元管理模块和存储器，所述普通ATM信元管理模块用于将所述存储器虚拟成多个先进先出队列，管理所述队列的状态，为所述ATM信元缓存控制模块和所述ATM信元发送控制模块提供查询信息；所述存储器用于缓存普通ATM信元。
进一步地，上述装置还可具有以下特点所述OAM信元管理模块包括信元指针管理模块、RAM块控制器和状态寄存器，其中所述信元指针管理模块，用于维护一个存放RAM存储模块供OAM信元使用的空闲存储块高位地址的FIFO队列；所述RAM块控制器，用于控制RAM存储模块的读写，并自动产生所述RAM存储模块的低地址；所述状态寄存器，用于存放各PVC通道的OAM信元状态和OAM信元的指针。
进一步地，上述装置还可具有以下特点所述ATM信元发送控制模块还包括时隙生成模块、时隙填充模块和信元发送控制模块，其中所述时隙生成模块，用于为系统不断生成标准时隙序列，每个时隙允许发送一个ATM信元；所述时隙填充模块，用于根据系统为各PVC通道配置的带宽，决定所述时隙生成模块生成的某个时隙应该由哪一条PVC通道发送；所述信元发送控制模块，用于根据所述时隙填充模块决定的PVC通道，查询OAM信元队列和普通ATM信元队列，如果有OAM信元，则读取并发送OAM信元到下一级模块；否则，在没有OAM信元时，读取并发送普通ATM信元到下一级模块；如果没有普通ATM信元，则直接结束。
采用本发明所述方法和装置，克服现有技术中存在的没能解决好OAM信元发送优先级，而造成OAM信元延迟较大的问题和缺陷，取得了使用多个PVC通道共享RAM，并利用RAM指针存储OAM信元的技术进步，达到了优先发送OAM信元的效果，节省了系统成本，提高了系统可靠性和市场竞争力。
图1是本发明实施例中的装置结构图；图2是本发明实施例中ATM信元头信息示意图；图3是本发明实施例的装置接收ATM信元的处理流程图；图4是本发明实施例的装置发送ATM信元的处理流程图。
具体实施例方式
下面结合附图对基于RAM(随机存取存储器)快速发送OAM信元技术方案的实施作进一步的详细描述本实施例利用小的RAM共享空间的方法实现多个PVC(PermanentVirtual Connection，永久虚连接)通道OAM信元转发，这是由于系统能处理几千个(最大能处理几万个)PVC通道，如果像处理普通信元那样为每个PVC通道分配一个固定的FIFO来存放OAM信元，需要很大的存储空间，这就需要大的外部存储器，增加了系统成本；根据OAM信元的特性，一般来讲OAM信元非常少，几秒钟一个，还有所有的PVC同时发送OAM信元的概率很小，所以利用小的RAM共享空间的方法实现多个PVC通道OAM信元转发是可以实现的。所以只要RAM大小设置合适，就不会出现OAM信元因为没有存储空间而丢弃的情况出现。
如图1所示，本实施例的装置包括以下模块ATM信元接收FIFO队列100，用于接收并缓存所有ATM信元，待ATM信元缓存控制模块101查询使用，在本实施例中，该ATM信元接收FIFO队列100是一个所有PVC通道共用的FIFO队列存储器。
ATM信元缓存控制模块101，用于决定信元的传递方向和是否丢弃，具体功能包括查询ATM信元接收FIFO队列100是否有信元处理，如果有信元则从ATM信元接收FIFO队列100中读出信元的头信息(如图2所示)，然后根据ATM信元头信息所带的信元属性判断该信元是否OAM信元，如果是OAM信元，查询信元指针管理模块106的空闲存储块指针FIFO队列，来判断RAM存储模块110是否有空闲空间来存储这个OAM信元，如果有空闲空间，从信元指针管理模块106的FIFO队列中读取一个指针，并将返回的指针传给RAM块控制器107作为写RAM存储模块110的高位地址，将读取信元指针管理模块106返回的指针存入状态寄存器108中，并更新状态寄存器108中的OAM信元状态位，在接收到完整的OAM信元后通过RAM块控制器107将其存入RAM存储模块110；如果没有空闲空间，不断查询OAM信元管理模块109是否超时，直到超时丢弃OAM信元；如果不是OAM信元，查询普通ATM信元管理模块105中对应的PVC通道状态，是否能接收一个ATM信元，如果能接收一个完整的ATM信元，则将信元存入相应PVC通道对应的虚拟FIFO队列中，并更新PVC队列管理模块104；否则以设定的周期查询普通ATM信元管理模块105，直到完成存储ATM信元或者查询超时丢弃ATM信元；在本实施例中，该ATM信元缓存控制模块101是一个信元存储裁决器。
存储器102，用于缓存普通ATM信元，在本实施例中，该存储器102是一个外部存储器，可以是容量较小的SRAM(静态随机存储器)，也可以是价格便宜存储容量较大的DRAM(动态随机存储器)。
普通ATM信元管理模块105，用于控制存储器102，并将存储器102虚拟成多个FIFO队列，管理这些队列的状态，为ATM信元缓存控制模块101和ATM信元发送控制模块114提供查询信息。所述普通ATM信元管理模块105还包括以下模块存储器控制模块103，用于控制存储器102的读写，并通过对存储器102的地址管理，将存储器102虚拟成多个FIFO队列，分别存储不同PVC通道号的信元；PVC队列管理模块104，用于对存储器控制模块103虚拟的多个FIFO队列状态进行管理，所述状态即该FIFO中是否有ATM信元。
OAM信元管理模块109，用于对RAM存储模块110中存储空间进行维护，使所有PVC通道的OAM信元都能共享这些空间，提高存储空间的高效利用，并控制RAM存储模块的读写。所述OAM信元管理模块109还包括以下模块信元指针管理模块106，用于维护一个存放RAM存储模块110空闲存储块高位地址的FIFO队列，通过这个FIFO队列达到对RAM存储模块110的存储空间进行占用和释放操作；由于每个OAM信元都是固定大小54个字节，所以在系统中为每一个OAM分配的空间都是64字节，这样的好处是地址总线的低5位(如果是按字存储的话)就决定了一个OAM信元的存储空间，其它数据总线高位地址就成了每个信元的指针。
RAM块控制器107，是一个RAM接口模块，用于控制RAM存储模块110的读写，并自动产生RAM存储模块110的低地址。
状态寄存器108，用于存放各PVC通道的OAM信元状态和OAM信元的指针。
RAM存储模块110，用于存放OAM信元，按信元的大小(如64字节)划分为多个存储块，地址总线的低地址控制信元的读写，高地址用于存储空间的选择，在本实施例中，RAM存储模块110是一个较小存储空间的RAM存储器，但也可以采用一个存储器中的某段连续存储空间来存储OAM信元。
ATM信元发送控制模块114，用于发送ATM信元。所述ATM信元发送控制模块114还包括以下模块时隙生成模块111，用于为系统不断生成标准时隙序列，每个时隙允许发送一个ATM信元；时隙填充模块112，用于根据系统为各PVC通道配置的带宽，决定时隙生成模块111生成的某个时隙应该由哪一条PVC通道发送；信元发送控制模块113，从时隙填充模块112获得在该时隙需要发送信元的PVC通道号，分别查询状态寄存器108和PVC队列管理模块104，根据状态寄存器108返回的状态信息，判断RAM存储模块110是否存在该PVC通道的OAM信元，如果存在，根据状态寄存器108返回的OAM信元指针，通过RAM块控制器107，从RAM存储模块110中读取信元，并发送给下一级模块，然后将OAM信元指针写入信元指针管理模块106，释放出RAM存储空间，并更新状态寄存器108；如果不存在该PVC通道的OAM信元，根据PVC队列管理模块104返回的状态信息判断出该PVC通道中是否有普通ATM信元发送，如果有，通过控制存储器102从存储器102中读取一个信元并发送到下一级模块，同时更新PVC队列管理模块104中对应PVC通道的状态信息，否则直接结束。
如图3所示，本实施例中对接收到的ATM信元的处理，包括下步骤步骤310，ATM信元接收FIFO队列100接收输入的ATM信元后，存入一个公用FIFO队列，等待ATM信元缓存控制模块101读取；步骤320，ATM信元缓存控制模块101不断查询ATM信元接收FIFO队列100是否存在至少一个完整信元，如果存在一个完整信元，将该信元的信元头信息(如图2所示)读回，以获取该信元的PVC通道号和信元属性信息，判断该信元是否OAM信元，如果该信元是OAM信元，进行步骤330，否则进行步骤370；步骤330，ATM信元缓存控制模块101查询信元指针管理模块106的空闲块指针FIFO队列，来判断RAM存储模块110是否有空闲空间来存储这个OAM信元，如果有，进行步骤340，否则进行步骤380；步骤340，ATM信元缓存控制模块101从信元指针管理模块106管理的指针FIFO队列中读取一个指针，并将返回的指针传给RAM块控制器107作为写RAM存储模块110的高位地址；步骤350，ATM信元缓存控制模块101将读取信元指针管理模块106返回的指针存入状态寄存器108中并建立与相应PVC通道的关联关系，并更新状态寄存器108中该PVC通道的OAM信元状态位为“有信元”标志；步骤360，ATM信元缓存控制模块101继续读取ATM信元接收FIFO队列100，直到一个信元结束，并通过RAM块控制器107将完整的OAM信元存入RAM存储模块110，结束；步骤370，存储普通ATM信元处理，当ATM信元缓存控制模块101查询到信元不是一个OAM信元后，查询普通ATM信元管理模块105中记录的对应PVC的通道状态，是否能接收一个ATM信元，如果能接收一个完整的ATM信元，则ATM信元缓存控制模块101查询到了存储器102能接收一个信元后，通知存储器控制模块103，存储器控制模块103将该信元存入存储器102的FIFO队列中，并更新PVC队列管理模块104，结束；否则以设定的周期查询普通ATM信元管理模块105，直到完成存储ATM信元或者查询超时丢弃ATM信元，结束。
步骤380，ATM信元缓存控制模块101查询OAM信元管理模块109是否超时，如果超时，丢弃OAM信元，结束；否则进行步骤390；步骤390，ATM信元缓存控制模块101以系统设定时间周期等待，然后再返回步骤330。
如图4所示，本实施例中对接收到的ATM信元的发送处理，包括下步骤步骤410，信元发送控制模块113从时隙填充模块112获得在该时隙需要发送信元的PVC通道号；步骤420，查询OAM信元管理器，信元发送控制模块113根据上述PVC通道号去查询状态寄存器108和PVC队列管理模块104，PVC队列管理模块104返回的状态信息，状态寄存器108不仅返回有无该PVC通道的OAM信元的状态信息，同时也返回OAM信元的指针；步骤430，根据上述状态信息，判断RAM存储模块110是否存在该PVC通道的OAM信元，如果是，执行步骤440，否则执行步骤460；步骤440，信元发送控制模块113根据上述OAM信元指针，通过RAM块控制器107，从RAM存储模块110中读取信元，并发送给下一级模块，完成OAM信元发送；步骤450，信元发送控制模块113将OAM信元指针写入信元指针管理模块106，释放出RAM存储空间，并更新状态寄存器108中该PVC通道对应的状态位，即该PVC通道已没有的OAM信元时，将状态位更新为“无信元”标志，结束；步骤460，信元发送控制模块113根据上述PVC队列管理模块104返回的状态信息，判断出该PVC通道中是否有普通ATM信元发送，如果有，进行步骤470，否则直接结束；步骤470，读取普通ATM信元，信元发送控制模块113通过存储器控制模块103从存储器102中读取一个信元并发送到下一级模块，同时更新PVC队列管理模块104中对应PVC通道的状态信息，完成一次普通ATM信元发送操作。
需要说明的是，从功能角度对单元的划分上可以有不同，因此本发明并不局限于上述流程中的功能单元划分模式。
如采用一个公共的存储块FIFO队列来存放所有通道的OAM信元，由于每个PVC的信元发送受其业务属性和带宽控制的，只能在该它发送的时隙到来后才能发送，不该它发送的时候不能发送任何信元。如果不该某个PVC通道发送，而发送了一个该通道的OAM信元，那么在接收端可能会因为超过配置的带宽而丢弃OAM信元。同样采用FIFO还会带来该发送某通道的OAM信元，然而由于在它的前面有其它通道的OAM信元处在FIFO队列的前面，发送控制模块113不能从FIFO中读出，导致该通道的OAM信元不能及时发送出去。
如果像处理普通信元那样为每个PVC通道分配一个固定的FIFO来存放OAM信元，也可以达到优先发送OAM信元的目的，但由于系统能处理几千个(最大能处理几万个)PVC通道，需要很大的存储空间。这就需要大的外部存储器，增加了系统成本；根据OAM信元的特性，一般来讲OAM信元非常少，几秒钟一个，还有所有的PVC同时发送OAM信元的概率很小，所以利用小的RAM共享空间的方法实现多个PVC通道OAM信元转发是可以实现的。所以只要RAM大小设置合适，就不会出现OAM信元因为没有存储空间而丢弃的情况出现。
综上所述，本发明解决了OAM信元优先级问题，同一通道的OAM信元优先普通信元发送，解决了不同PVC通道之间的干扰，保证了每个PVC通道的OAM信元都能及时发送出去。并可进一步通过共享的方法节约RAM空间，进而节约系统成本。
权利要求
1.一种快速发送操作、管理和维护OAM信元的方法，包括对接收到的异步传输模式ATM信元的处理流程，包括以下步骤(a)系统接收到至少一个完整信元后，读取该信元的信元头信息，获取该信元的永久虚连接PVC通道号和信元属性信息，对普通信元和OAM信元分别处理，如该信元是OAM信元，进行步骤(b)；(b)当随机存取存储器RAM中供OAM信元使用的存储空间有空闲存储块时，取出一个空闲存储块指针，将该信元保存到该存储块，并建立该信元所属PVC通道与该指针关联关系；该方法还包括对接收到的ATM信元的发送处理流程，包括以下步骤(d)发送时隙到来时，获取在该时隙需要发送信元的PVC通道号；查询到该PVC通道的有信元时，根据该PVC通道关联的指针读取OAM信元并发送。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，为每个PVC通道设置了一个状态位，所述步骤(b)中，将接收的OAM信元保存后，还更新其所属PVC通道的状态位为“有信元”标志；步骤(d)中发送OAM信元后，如存储器已无该PVC通道的OAM信元，还更新该通道的状态位为“无信元”标志。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所有PVC通道的OAM信元使用共享的存储空间，该存储空间划分为多个OAM信元大小的存储块，并维护有一个该存储空间中空闲存储块的指针队列。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤(b)中，所述空闲存储块的指针队列是一个高位指针的FIFO队列。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(b)中，当随机存取存储器中OAM信元的存储空间没有空闲存储块时，以系统设定时间周期等待并再次查询该RAM是否有空闲空间来存储这个OAM信元，直到超时丢弃该OAM信元。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(a)中，如该信元是普通ATM信元，将该信元根据PVC通道号存入先进先出FIFO队列；所述步骤(d)中，查询到没有该PVC通道的OAM信元时，再查询是否有该PVC通道的普通ATM信元，如果有，读取一个该PVC通道的普通ATM信元并发送。
7.一种快速发送操作、管理和维护信元OAM的装置，包括异步传输模式ATM信元缓存控制模块、OAM信元管理模块、ATM信元发送控制模块，以及随机存取存储器RAM存储模块，其中所述ATM信元缓存控制模块，用于在系统接收到至少一个完整信元后，读取该信元的信元头信息，获取该信元的永久虚连接PVC通道号和信元属性信息，对普通信元和OAM信元分别处理，如该信元是OAM信元，当所述RAM存储模块中OAM信元的存储空间有空闲存储块时，从所述OAM信元管理模块取出一个空闲存储块指针，将该信元保存到该存储块；所述OAM信元管理模块，用于对所述RAM存储模块中供OAM信元使用的存储空间进行管理，维护空闲存储块的指针，控制RAM存储模块的读写，并建立该信元所属PVC通道与其指针的关联关系；所述RAM存储模块，用于存储OAM信元；所述ATM信元发送控制模块，用于在发送时隙到来时，获取在该时隙需要发送信元的PVC通道号；查询到该PVC通道的有信元时，根据该PVC通道关联的指针读取OAM信元并发送。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括普通ATM信元管理模块和存储器，所述普通ATM信元管理模块用于将所述存储器虚拟成多个先进先出队列，管理所述队列的状态，为所述ATM信元缓存控制模块和所述ATM信元发送控制模块提供查询信息；所述存储器用于缓存普通ATM信元。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述OAM信元管理模块包括信元指针管理模块、RAM块控制器和状态寄存器，其中所述信元指针管理模块，用于维护一个存放RAM存储模块供OAM信元使用的空闲存储块高位地址的FIFO队列；所述RAM块控制器，用于控制RAM存储模块的读写，并自动产生所述RAM存储模块的低地址；所述状态寄存器，用于存放各PVC通道的OAM信元状态和OAM信元的指针。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述ATM信元发送控制模块还包括时隙生成模块、时隙填充模块和信元发送控制模块，其中所述时隙生成模块，用于为系统不断生成标准时隙序列，每个时隙允许发送一个ATM信元；所述时隙填充模块，用于根据系统为各PVC通道配置的带宽，决定所述时隙生成模块生成的某个时隙应该由哪一条PVC通道发送；所述信元发送控制模块，用于根据所述时隙填充模块决定的PVC通道，查询OAM信元队列和普通ATM信元队列，如果有OAM信元，则读取并发送OAM信元到下一级模块；否则，在没有OAM信元时，读取并发送普通ATM信元到下一级模块；如果没有普通ATM信元，则直接结束。
全文摘要
本发明公开一种快速发送操作、管理和维护OAM信元的方法和装置，系统接收到至少一个完整信元后，ATM信元缓存控制模块读取该信元的信元头信息，获取该信元的永久虚连接PVC通道号和信元属性信息，对普通信元和OAM信元分别处理，如该信元是OAM信元，当随机存取存储器RAM中供OAM信元使用的存储空间有空闲存储块时，从OAM信元管理模块取出一个空闲存储块指针，将该信元保存到该存储块，并建立该信元所属PVC通道与该指针关联关系；发送时隙到来时，ATM信元发送控制模块获取在该时隙需要发送信元的PVC通道号；查询到该PVC通道的有信元时，根据该PVC通道关联的指针读取OAM信元并发送。采用本发明方法，可以保证OAM信元的发送优先级。
文档编号H04L12/56GK101043437SQ200610065689
公开日2007年9月26日 申请日期2006年3月21日 优先权日2006年3月21日
发明者郑斌儒, 周广水, 刘嵘, 高峻 申请人:中兴通讯股份有限公司