CN100384169C - 接入设备中的主从框级联系统 - Google Patents

Abstract

一种接入设备中的主从框级联系统，包括主框和至少一个从框，主框包括主控板、背板和线卡，主控板和线卡通过背板连接，主控板上包括汇聚/交换模块和上行接口模块，汇聚/交换模块分别与线卡和上行接口模块相连，通过上行接口模块建立与上级汇聚网络的业务通道；从框包括背板和线卡；在主框和从框上分别设置收发模块，主框收发模块与汇聚/交换模块连接，从框收发模块通过背板与从框线卡连接，主、从框收发模块通过高速链路连接，使从框线卡直接通过主框的汇聚/交换模块进行业务汇聚/交换。本发明降低了系统成本、减少了对IP地址的消耗，并减少了网管系统复杂度及设备配置工作量，增强了系统可靠性。

Description

接入设备中的主从框级联系统

技术领域

本发明涉及宽带接入设备技术领域，尤其涉及一种接入设备中的主从框级联系统。

背景技术

随着宽带接入技术和建设的发展，宽带接入方式越来越多，带宽越来越大，提供的业务越来越丰富，同时用户也越来越多。因此，需要为运营商和相关客户提供更高密度、更低成本的宽带CO(Central Office，端局)接入设备。

如图1所示，现有技术的宽带接入设备一般包含主框设备和从框设备，共为一个单元。其中，从框作为主框的一个分支节点，业务通过主控单板汇聚或者交换后，利用主框的上行通道进行传送。其中，从框和主框均有主控板(Main Control Card，也常被称作交换单板，除了完成整框单板管理工作外，通常还具备业务汇集/交换的功能)。

从框线卡(Line Interface Card，即线路接口卡，简称线卡，也常被称作业务单板)端口可以由从框主控板管理，也可以由主框主控板管理。当从框线卡端口由主框主控板进行管理时，从框主控板只是转发主框主控板和从框线卡之间的管理信息，而从框传送业务的背板总线和主框传送业务的背板总线是相互独立的，主框、从框共用上行通道。

采用此种主从框级联技术的设备方案如图1所示，主框设备和从框设备都包括三大模块：背板(图中未示出)、主控板和线卡。其中，背板是用于连接主控单板和线卡的单元；主控板主要完成整框所有单板/模块的管理，以及业务的交换和汇聚；线卡主要是用来出用户端口。

主框主控板(Main Control Card)和从框主控板(Slave Control Card)均有汇聚/交换模块(Switch Fabric)；主控和从框之间使用通用的Tx/Rx电路，采用一条或者多条高速链路互连；只有主框出广域网接口单元(Wan Interface Unit)来进行业务传送。通常情况下，汇聚/交换模块(Switch Fabric)到广域网接口单元的物理接口数量要小于到线卡的物理接口数量。

由于插框的槽位数/线卡数有限(一般低于20左右)，而每个线卡的用户端口数量也有限(一般低于64左右)，所以，通常接入设备单框容量都在1000以下。采用此种主从框级联技术的设备，其背板设计上，主控板到各个用户板是采用星型连接，即到每个用户槽位为一条或多条独立的链路(例如Serdes/LVDS等差分线或者其它总线形式)，各槽位的多个独立链路最终引至设备的汇聚/交换网络(通常位于主控板内)。从框设计与主框类似，主框、从框之间通过另外一条或者多条高速链路互连。现有技术的此种设备存在以下主要问题：

1、从成本角度来看，主框、从框都需要配置具有业务汇聚/交换功能的主控板，而此主控板一般是方案比较复杂、成本比较高昂的单板，均摊到每个端口(大都不超过1000线)的成本相对较高；

2、从网管上看，主框为一独立节点，从框也为一个节点，占用了较多的网管资源。同时每个节点都需要占用一个管理IP地址，会消耗较多的IP地址资源；

3、从设备实现角度看，传统方式的从框级联方案会导致主从框主控板实现复杂(尤其是软件)，这会影响设备的可靠性和稳定性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的主从框级联方案成本高、占用IP地址资源多、实现复杂的缺点，提供一种主从框级联系统，降低成本、减少对IP地址的消耗，并减少网管系统复杂度及设备配置工作量，增强系统可靠性。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

这种接入设备中的主从框级联系统，包括主框和至少一个从框，主框包括主控板、背板和线卡，主控板和线卡通过背板连接，主控板上包括汇聚/交换模块和上行接口模块，汇聚/交换模块分别与所述线卡和上行接口模块相连，通过上行接口模块建立与上级汇聚网络的业务通道；所述从框包括背板和线卡。在主框和从框上分别设置收发模块，主框收发模块与所述汇聚/交换模块连接，从框收发模块通过背板与从框线卡连接，所述主、从框收发模块通过高速链路连接，使从框线卡直接通过主框的汇聚/交换模块进行业务汇聚/交换。

所述主框收发模块设置在主框主控板上，为高速电接口或高速光接口。

所述从框还包括一个不带汇聚/交换模块的主控板，所述从框收发模块设置在从框主控板上。或者，所述从框收发模块设置在插接在从框背板上的其它单板上。

所述从框收发模块可为高速电接口模块或高速光接口模块。

所述主框线卡和从框线卡可为数字用户线接口单元、以太网接口单元或无源光网络接口单元。

所述从框线卡与汇聚/交换模块的接口包括快速以太网口、吉比特以太网口或者低电压差分信号接口。

所述主从框收发模块间的互连接口包括：1000BASE-T、1000BASE-SX、1000BASE-LX、1000BASE-CX、100BASE-T、100BASE-TX、100BASE-FX或低电压差分信号接口。

本发明的有益效果为：本发明提供一种主从框级联系统，通过主框直接管理从框线卡，并进行业务汇聚/交换，可以有效降低从框设备的实现成本；从框不再具有完成交换/汇聚功能的复杂主控板，降低了从框设备软硬件复杂度，增加了可靠性；从框不再是一个单独节点，从而节省了用于网管的IP地址资源，并可以减少网管系统复杂度及设备配置工作量。

附图说明

图1为现有的宽带接入设备中主从框级联方案原理示意图；

图2为本发明主从框级联方案原理示意图。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明：

如图2所示，本发明提供一种接入设备中主从框级联系统，包括主框和至少一个从框，主框包括主控板、背板和线卡，主控板和线卡通过背板(图中未示出)连接，主控板上包括汇聚/交换模块和上行接口模块(即广域网接口单元)，汇聚/交换模块分别与所述的线卡和上行接口模块相连，通过上行接口模块建立与上级汇聚网络的业务通道；从框包括背板和线卡，除此以外，通常还包括一个不带汇聚/交换模块的主控板，来进行从框线卡的某些管理工作，从框也有可能没有主控板。

在主框和从框上分别设置收发模块，主框收发模块与汇聚/交换模块连接，从框收发模块通过背板与从框线卡连接，主、从框收发模块通过高速链路连接，使从框线卡直接通过主框的汇聚/交换模块进行业务汇聚/交换。

主框收发模块设置在主框主控板上；从框收发模块可以设置在从框主控板上，或设置在插接在从框背板上的其它单板上。线卡可以为数字用户线接口单元、以太网接口单元或无源光网络接口单元。线卡与交换网接口可以为快速以太网口(FE)、吉比特以太网口(GE)或者低电压差分信号接口(LVDS)。收发模块可以为电接口模块或者是光接口模块。

本方明系统由主框、从框以及框间高速互连链路(可以是电缆和光纤)构成，下面是其功能及原理的详细描述：

一、主框(Master Frame)主要构成及功能：

1、汇聚/交换模块：此模块通常位于框内的主控板上，例如，有可能是一个基于以太网交换的Switch Fabric(交换网络)模块，可提供多个FE/GE/10GE接口，完成业务汇聚和这些端口间的业务交换；

2、线卡：如xDSL接口单元，是用户板的一种，包括ADSL/ADSL2+、VDSL/VDSL2、G.SHDSL等，提供多个xDSL线路接口连接位于用户(subscriber)侧的调制解调器(Modem)，与交换网接口为FE、GE或者LVDS等形式，运行单板软件；也可以是除xDSL之外的其他接口单元，如以太网接口单元(Ethernet Interface Unit)或者无源光网络接口单元(xPON Interface Unit)等，与交换网接口是FE、GE或者LVDS等形式；

3、广域网接口单元：即上行接口模块，实现与上级汇聚网络(Ethernet/IP/MPLS)的业务通道，与交换网接口为FE、GE或者LVDS等形式；

4、主框收发模块(图2主框中的Tx/Rx模块)：是一个实现较简单、成本较低的高速接口，可以是电接口，也可以是光接口，通过多个高速链路将位于主框的汇聚/交换模块的多个端口映射到从框的所有业务槽位，相当于把主框的背板加以延伸或者扩展主框的用户槽位数量。

当然，主框主控板上还包括主控单元(图中未标识)等部分，主控单元用于完成系统中各个部件(包括位于本框及从框的部件)的控制管理(包括网管接口)，运行主机软件。这些部分与现有技术相同，本发明不再赘述。

图2所示的主框与从框之间的N+1到N+a总线可以引入到同一从框，也可引入不同的从框，即主框可以带多个从框，本发明只是以主框带一个从框为例进行说明。

二、从框(Slave Frame)主要构成及功能：

从框实际上是一个和主框容量相当的接入设备，线卡(即用户板)与主框相同，例如有可能是xDSL接口单元，也有可能是以太网接口单元或者无源光网络接口单元等，各种用户板的功能和使用与主框内的用户板相同。

从框不再有业务汇聚/交换模块，而是采用一个和主框类似的实现简单、成本低廉的高速接口模块即从框收发模块(图2从框中的Tx/Rx)，可以是电接口或者是光接口，将从框中到各个用户槽位的多条星型链路(例如1000BASE-T、1000BASE-SX、1000BASE-LX、1000BASE-CX、100BASE-T、100BASE-TX、100BASE-FX、LVDS等总线形式)引入到主框并与汇聚/交换模块相连；而现有技术方案中，从框是完成了各个槽位的业务汇聚/交换后再与主框级联。从框包括背板和线卡，除此以外，通常还包括一个不带汇聚/交换模块的主控板，来进行从框线卡的某些管理工作，从框也有可能没有主控板，Tx/Rx接口模块可存在于从框主控板上或者从框其他单板上(图2中以Tx/Rx接口模块位于从框主控板为例进行说明)。本发明中主框和从框可以通过双Tx/Rx接口模块以及线缆或光缆来实现主备保护功能。

从上面的描述可以看出，本发明的实现本质也就是将主框中交换网络相应端口通过高速级联链路引入从框并连至所有的业务槽位，把从框的业务槽位及相应的业务板与主框的业务槽位及相应业务板进行完全相同的控制和管理，即主框、从框的业务板(即线卡)都由主框主控板进行管理和业务汇聚/交换，省去了复杂昂贵的从框主控板，从而降低了成本，同时简化了实现难度，增强了系统可靠性。

本发明采用框间互连技术来延伸主框背板以使主框主控板(包含业务汇聚/交换模块)支持更多的用户槽位；主框和从框共用主框的汇聚/交换模块，从框可以是一个或者多个；主从框级联采用高速互连技术实现主框交换网络(Switch Fabric)端口至从框业务槽位的映射；主从框间的高速互连可采用单条或多条电缆或光纤；位于主框和从框的框间级联模块可以在主控板中实现，也可以是单独一块单板；主从框间互连接口可以是但不限于以下技术：1000BASE-T、1000BASE-SX、1000BASE-LX、1000BASE-CX、100BASE-T、100BASE-TX、100BASE-FX、LVDS等。

本领域技术人员不脱离本发明的实质和精神，可以有多种变形方案实现本发明，以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims (8)

1.一种接入设备中的主从框级联系统，包括主框和至少一个从框，主框包括主控板、背板和线卡，主控板和线卡通过背板连接，主控板上包括汇聚/交换模块和上行接口模块，汇聚/交换模块分别与所述线卡和上行接口模块相连，通过上行接口模块建立与上级汇聚网络的业务通道；所述从框包括背板和线卡，其特征在于：在主框和从框上分别设置收发模块，主框收发模块与所述汇聚/交换模块连接，从框收发模块通过背板与从框线卡连接，所述主、从框收发模块通过高速链路连接，使从框线卡直接通过主框的汇聚/交换模块进行业务汇聚/交换。

2.根据权利要求1所述的接入设备中的主从框级联系统，其特征在于：所述主框收发模块设置在主框主控板上，为高速电接口或高速光接口。

3.根据权利要求2所述的接入设备中的主从框级联系统，其特征在于：所述从框还包括一个不带汇聚/交换模块的主控板，所述从框收发模块设置在从框主控板上。

4.根据权利要求2所述的接入设备中的主从框级联系统，其特征在于：所述从框收发模块设置在插接在从框背板上的其它单板上。

5.根据权利要求3或4所述的接入设备中的主从框级联系统，其特征在于：所述从框收发模块为高速电接口模块或高速光接口模块。

6.根据权利要求5所述的接入设备中的主从框级联系统，其特征在于：所述主框线卡和从框线卡为数字用户线接口单元、以太网接口单元或无源光网络接口单元。

7.根据权利要求5所述的接入设备中的主从框级联系统，其特征在于：所述主框线卡与汇聚/交换模块的接口包括快速以太网口、吉比特以太网口或者低电压差分信号接口。

8.根据权利要求5所述的接入设备中的主从框级联系统，其特征在于：所述主从框收发模块间的互连接口包括：1000BASE-T、1000BASE-SX、1000BASE-LX、1000BASE-CX、100BASE-T、100BASE-TX、100BASE-FX或低电压差分信号接口。

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