专利名称：公用网络的异步转移模式接入设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种宽带综合业务数字网的一个重要支撑设备，确切地说，涉及一种公用网络的异步转移模式ATM接入设备。
传统的电信网络基本上是对每一种业务建设一个网，例如传输话音有电话网，传输数据则有分组网等等。由于人类社会信息化程度的不断提高，通信业务种类不断增多，业务量也迅速增长，传统网络已越来越不能适应通信增长的需求。于是，随着微电子技术、计算机技术和光通信技术的飞速发展和广泛应用，作为当代世界电信技术发展方向的宽带综合业务数字通信网(简称B-ISDN)的发展进程之快出乎人们的预料，而异步转移模式(即ATM:Asynchronous TransferMode)是未来B-ISDN的骨干支撑技术，它可以实现多种业务(如话音、数据、图像等)都在单一网内进行传输和交换的功能，所以，人们在研究如何尽快实现传统网络向基于ATM技术的B-ISDN过渡，建设ATM骨干网络，以满足不断增长的通信需求。异步转移模式ATM接入设备是ATM网络中相当重要的组成设备，它的主要功能是将用户的业务流进行复用，并完成相应的接入控制和维护管理。
图1展示了ATM接入设备1’在网络中的应用示例，该设备1’可以将电话机2’的话音、计算机3’的数据等业务信息分别以2Mb/s和25Mb/s速率接入ATM网络4’，该网络4’的输出链路的速率至少为155Mb/s。目前市场上已经出现一些只能适用于局域网或专用网环境的初级ATM接入设备，真正可以适用于公用环境下的具有普遍适应性的ATM设备还仍旧是世界上很多电信公司正在研究和企图攻克的科研课题。
本发明的目的是提供一种公用网络的异步转移模式接入设备，该装置可以为用户提供灵活、方便的业务接入，支持多种流量特性和业务质量要求不同的业务接入，且工作可靠、配置灵活、便于维护。
本发明的目的是这样实现的其主体是长方体的机框，机框后部是一块背板，在该背板上设有多列插槽，每列插槽可以对应插有一块插板，其特征在于该设备是采用模块化结构的多种不同插板和内部总线交换方式实现信元交换和处理的。
在上述背板上设置有可以与插槽里的各个插板实现信元交换的交换总线以及控制总线。
上述交换总线上传输的信号采用GTL电平，即高电平为0.86v，低电平为0.66v，峰峰值电压只有200mv的GTL电平。
在上述插槽里的插板，除了包括有电源板、时钟板和控制板以外，还包括有面向用户侧的不同业务的接口板话音接口板、数据接口板和图像接口板，以及面向ATM交换网络的线路接口板；上述业务接口板通过不同物理接口与用户设备相连；而该线路接口板通过光纤线路与ATM交换网络相连。
上述三种不同业务接口板采用模块化结构，除了用户接口和ATM协议适配部分各不相同外，其它部分的电路结构完全相同。
其中电源板、时钟板和控制板都采用双备份方式工作。
上述每个插板的插针具有三种不同长度，接地的插针最长，信号线的插针次之，接电源的插针最短。
本发明作为公用网络的ATM接入设备具有较强的应用灵活性，可以方便地应用在各种场合，支持多种流量特性和业务质量要求不同的业务的接入。本发明的最大特点是采用各个模块化的插板共享的交换总线和控制总线来实现内部信元交换。该共享的交换总线与控制总线设置在机框后侧的背板上。本发明的总体结构高度开放，可以为用户提供灵活和方便的业务接入；接入简便、灵活，接入业务的种类可以包括诸如话音、数据和图像业务，速率从数十Kb/s到上百Mb/s；可根据不同用户的需求，配置相应的接口模块和模块化的各种插板，实现多业务的综合，易于功能扩展和设备升级。本发明的广泛应用可以加速ATM网络和B-ISDN的建设。
本发明设计结构简洁、清晰、功能强，扩展非常容易；由于对关键插板作了双备份，工作可靠性高，系统可以不间断工作；同时，能实现用户多业务接入的要求，并可以根据用户的要求进行灵活的配置。
下面结合附图详细说明本发明的结构图1是ATM接入设备在网络中的应用示例示意2是本发明的外形结构示意3是本发明的功能方框4是本发明实现内部交换的示意5是本发明的业务接口板功能方框图本发明采用框式结构，参见图2，其主体是长方体的机框1，机框1的后部是一块背板(图中未示)，在该背板上设有多列插槽，每列插槽可以对应插有一块插板2，插槽里的插板2除了包括有电源板21(PWR)、时钟板22(CLK)和控制板23(CPP)以外，还包括有面向用户侧的针对不同业务的接口板话音接口板24(EVI)、数据接口板25(AOI)和图像接口板26(HDI)，以及面向ATM交换网络的线路接口板27(ALI)。上述业务接口板24、25、26通过不同物理接口与用户设备相连；而线路接口板27则通过光纤线路与ATM交换网络相连。
参见图3所示的本发明的功能结构方框图，控制板23上的控制处理机通过控制总线31与各接口板进行通信，实施控制与管理。而图像接口板26、话音接口板25和数据接口板24都面向用户侧，对用户的不同业务进行接入。接入的业务流经过各业务接口板上的ATM协议适配变成ATM信元流，再通过交换总线32复用到线路接口板27。线路接口板27面向ATM交换网络，通过155Mb/s单模/多模光纤送到ATM交换网络进行交换连接。此外，时钟板22可以提供精确的系统时钟，电源板21则提供稳定的5V电源。
本发明为了保证设备工作的稳定可靠，对电源板21、时钟板22及控制板23都采用双备份，参见图2。对于业务接口板24、25、26也可以视其重要程度选择是否进行双备份。此外，本发明的每块插板的插针作了特殊设计接地的插针最长，信号线的插针次之，接电源的插针最短。这样可以保证在插拔时，先接触地线，然后再接触信号线，最后是电源线。拔板时的情况正好相反，从而保证热插拔的可靠性，且不会影响系统中其它部分的正常工作。
本发明的交换方式是采用ATM总线式交换。总线设置在背板上，长度约500mm,ATM交换总线的信号线数目共有37条，包括32根数据线，2根控制线和3根时钟线。信号线速率最高可达32Mb/s，总线的交换容量可达1Gb/s。为了适应高速率交换，本发明的总线信号采用GTL电平，即电压高电平为0.86v，低电平为0.66v，峰峰值电压变化只有200mv。
采用总线交换的优点是一．接入非常灵活，便于实现总线资源共享。由于ATM接入设备的主要功能是进行业务流的汇聚，采用总线方式就非常简单地实现了对ATM信元进行复用的功能。二．功能划分清晰，便于升级、改造。总线的一边是线路接口板，通过光纤线路与ATM交换网络相连总线的另一边是多个业务接口板，通过不同物理接口与用户设备相连。这种总线式交换方式实现复用的方法使得对每一个接口板进行更换或改造都不必变动系统的结构，也不会对其它插板在结构上产生影响，使系统的改造与升级变得非常简便了。三．可以进行灵活配置，以便最大限度地满足用户的需求。例如，用户的主要业务是话音，本发明可以不装或少装数据接口板和图像接口板，而多配置几块话音接口板。四．可以利用商用ATM交换芯片而减少开发难度和缩短研制周期。本发明中就采用了美国Transwitch公司的CUBIT交换芯片。
本发明除了可以复用以外，还可以直接进行内部交换。参见图4，两个电话用户A、B可以通过本发明直接进行通信而不必再经过ATM交换网络。具体过程是当电话用户A要与另一用户B通话，A用户向本发明发出建立连接的请求。本发明查询A用户的被叫方是否在本地，如果被叫用户也是连接在本地的接入设备上，就可以直接为用户A与B建立连接，而不必再向ATM网络申请建立连接的过程，从而大大缩短连接建立时间，减轻了ATM交换网络的负荷，更好地保证了业务的服务质量。
本发明的控制总线是实现整机系统控制的重要组成部分，控制板通过控制总线控制各个接口板。本发明的控制总线贯穿整个背板，共有40根信号线，其中数据线16根，地址线20根和其它控制信号线4根，信号线的速率为8Mb/s。本发明的控制总线的特点是简单，易于实现，可以有效地保证控制板和其它接口板之间进行可靠的通信。
本发明根据业务的种类不同分别设有话音接口板24、数据接口板25和图像接口板26。它们的电路结构基本相同，都是由处理器、ATM协议适配、存储器、控制总线接口、交换总线接口和用户接口几部分组成(参见图5所示)。各接口板之间，除了用户接口和ATM协议适配部分各不相同外，其余部分的电路结构完全相同。其中处理器控制和协调板内系统的工作，处理器通过控制总线接口与控制板进行通信，信息流通过用户接口接收和发送。ATM协议适配完成对信息流的适配处理，将信息装配到ATM信元中去，组装好的信元通过交换总线进行交换。诚然，如果用户本身就是一个ATM终端时，则本发明接口板上的ATM协议适配部分就可以省略了。因为用户的业务流在终端侧已经进行了适配，本发明的任务就只是实现ATM信息流的接入和复用了，并且这样做对整个系统或本发明都没有任何影响。
其中，话音接口板的用户接口是标准的E1(2Mb/s),ATM协议适配部分对话音信息进行AAL1的协议处理。数据接口板的用户接口可以是10M以太网接口，ATM协议适配部分对数据信息进行AAL5适配处理，实施例中使用美国Transwitch公司的SARA芯片作为协议适配控制芯片。图像接口板的用户接口可以是ATM-25M接口。实施例中线路接口板采用美国PMC公司的PMC5345型号集成电路作为协议适配控制芯片。
本发明已经试制成功样机若干台，经上网试验，实现了用户多业务接入的需求，且可根据用户要求进行灵活配置，工作可靠，可以热插拔而不间断工作。
权利要求
1．一种公用网络的异步转移模式接入设备，其主体是长方体的机框，机框后部是一块背板，在该背板上设有多列插槽，每列插槽可以对应插有一块插板，其特征在于该设备是采用模块化结构的多种不同插板和内部总线交换方式实现信元交换和处理的。
2．如权利要求1所述的公用网络的异步转移模式接入设备，其特征在于在上述背板上设置有可以与插槽里的各个插板实现信元交换的交换总线以及控制总线。
3．如权利要求1或2所述的公用网络的异步转移模式接入设备，其特征在于上述交换总线上传输的信号采用GTL电平，即高电平为0.86v，低电平为0.66v，峰峰值电压只有200mv的GTL电平。
4．如权利要求1所述的公用网络的异步转移模式接入设备，其特征在于在上述插槽里的插板，除了包括有电源板、时钟板和控制板以外，还包括有面向用户侧的不同业务的接口板话音接口板、数据接口板和图像接口板，以及面向ATM交换网络的线路接口板；上述业务接口板通过不同物理接口与用户设备相连；而该线路接口板通过光纤线路与ATM交换网络相连。
5．如权利要求1或4所述的公用网络的异步转移模式接入设备，其特征在于上述三种不同业务接口板采用模块化结构，除了用户接口和ATM协议适配部分各不相同外，其它部分的电路结构完全相同。
6．如权利要求1或4所述的公用网络的异步转移模式接入设备，其特征在于其中电源板、时钟板和控制板都采用双备份方式工作。
7．如权利要求1或4所述的公用网络的异步转移模式接入设备，其特征在于上述每个插板的插针具有三种不同长度，接地的插针最长，信号线的插针次之，接电源的插针最短。
全文摘要
一种公用网络的异步转移模式接入设备,其主体机框后部为背板,背板上设有多列插槽,背板上设有交换总线和控制总线,插槽里插有电源板、时钟板和控制板 ,以及面向用户侧的不同业务接口板与面向ATM交换网络的线路接口板。该装置采用模块化结构的多种不同插板和内部总线交换方式实现信元交换和处理,可以提供灵活、方便的业务接入,并支持多种流量特性和业务质量要求不同的业务接入,工作可靠、配置灵活、便于维护,是宽带综合业务数字网的重要支撑设备。
文档编号H04M7/00GK1236256SQ9910550
公开日1999年11月24日 申请日期1999年4月9日 优先权日1998年7月17日
发明者张鹏, 龚向阳, 黄孝建, 钟浩明, 袁麟, 程时端, 宋茂强, 宋峰, 肖丹, 匡天波, 卞佳丽 申请人:北京邮电大学, 南方通信(惠州)实业有限公司