CN100444552C

CN100444552C - 以太网链路状态管理装置及方法

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Publication number: CN100444552C
Application number: CNB2003101182827A
Authority: CN
Inventors: 金泰京
Original assignee: LG Electronics China Research and Development Center Co Ltd
Current assignee: LG Electronics China Research and Development Center Co Ltd
Priority date: 2003-04-08
Filing date: 2003-12-09
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2023-12-09
Also published as: KR100489618B1; CN1536823A; KR20040087455A

Abstract

本发明涉及一种以太网链路状态管理装置及方法，即在VoIP系统中，主处理器直接收集包处理器所连接的以太网端口的链路状态信息，能够高效管理相应的以太网链路状态。本发明在VoIP系统中，通过另外的处理器输入电路装置，由主处理器直接收集包处理器所连接的以太网端口的链路状态信息，从而可以缩短以太网链路发生异常后的警报感知时间，所以能够缩短恢复服务的时间，也就是可以迅速恢复服务。另外，本发明可以实时确认以太网链路的状态，能够更顺利地进行链路的维护及改换，因此可以最大限度地减少服务的中断，同时保障服务的连续性。

Description

以太网链路状态管理装置及方法

技术领域

本发明涉及一种以太网链路状态管理，特别是在VoIP系统中，主处理器直接收集包处理器所连接的以太网端口的链路状态信息，能够高效管理相应的以太网链路状态的以太网链路状态管理装置及方法。

背景技术

一般而言，所谓VoIP(Voice over Internet Protocol)系统，是指由基于网际协议(IP)传输语音信息的一系列设备所构成的IP电话系统，它直接利用原有IP网络，在不连续的包内以数字形态传输语音信息，从而实现语音电话服务，在互联网、内部网环境下，以相当于市话话费水平的话费，提供国内长途及国际长途电话服务。

如图1所示，以往VoIP系统连接以太网链路所需的结构由主处理器(host processor)(11)和包处理器(packet processor)(12)及链路连接装置(13)构成。

主处理器(11)的作用是管理VoIP主板的功能及维护，包处理器(12)的作用是把TDM(Time Division Multiplexing-时分多路)的PCM语音数据转换成IP包或进行逆向转换。

此外，链路连接装置(13)是物理链路一以太网链路(10Base T、100Base T、千兆位以太网)实际连接的元件，其中，包处理器(12)通过连接于链路连接装置(13)的以太网链路与IP系统整合。

在上述VoIP系统中，主处理器(11)担负着VoIP主板状态及功能的处理、与上层模块的IPC(Inter Processor Communication-处理器间通信)处理及与包处理器(12)的整合功能。包处理器(12)作为进行语音与包的转换处理的处理器，担负着进行语音压缩所需的编译码器(CODEC)处理及链路媒体整合功能。

其中，关于维护及功能的IPC处理通过主处理器(11)实现，语音数据及包直接连接到包处理器(12)实现输入、输出。

即，语音数据通过包处理器(12)，按照既定的语音编码方式打包，然后输出到以太网端口(Ethernet port)，被输入到以太网端口的数据按照同一语音编码方式，被转换为PCM语音数据。

另外，包处理器(12)利用FIFO(First Input First Output-先入先出法)与邮箱接口(mailbox interface)与主处理器(11)通信，因此，为了报告状态，要经历经由邮箱及FIFO的一系列过程，这大约需要16msec时间。

因此，当在VoIP系统中通过包处理器(12)感知以太网警报(alarm)时，警报感知时间变长，服务恢复延迟。此时，由于对语音进行压缩并打包的VoIP系统的特性，断开时间越长，由于压缩数据的损失，语音质量将会下降或是无法恢复服务。

如上所述，在以往的VoIP系统中，以太网端口直接与包处理器(12)整合，所以主处理器(11)必须通过包处理器(12)感知物理性以太网警报。此时存在这样的问题，即当包处理器(12)未通知以太网警报状态时，或包处理器(12)工作不正常时，主处理器(11)便无法得知以太网链路的状态。另外，固件(Firmware)必须经过一系列过程，即必须经过主处理器与包处理器间的通信协议，才能感知以太网警报状态，因此存在警告感知时间延长、服务的恢复时间延长的问题。

特别是还存在这样一个问题，由于VoIP系统对语音数据压缩并打包进行传输，当恢复时间延长时，已压缩的语音数据无法还原成PCM数据，从而导致服务的维持及重新开始延迟，同时，即便服务得以维持或重新开始，语音也会变成杂音形态。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供一种以太网链路状态管理装置及方法，在VoIP系统中，使主处理器能够通过另外的处理器输入电路装置直接收集包处理器所连接的以太网端口的链路状态信息。

本发明的第二个目的是使主处理器能够直接收集以太网端口的链路状态信息，从而缩短以太网链路发生异常后的警报感知时间，并以此缩短恢复服务的时间。

本发明的第三个目的是通过可以实时确认以太网链路状态，以便能够更顺利地进行以太网链路的维护及改换，同时最大限度地减少服务中断，保障服务的连续性。

为实现上述目的，本发明的特征在于提供一种以太网链路状态管理装置，具体而言就是在VoIP系统中通过包处理器以物理方式连接到链路连接装置的以太网链路状态管理装置，它包括主处理器和处理器输入电路装置，主处理器的功能是收集从上述链路连接装置输出的关于以太网链路的状态信息，管理相应链路状态；处理器输入电路装置包括状态信息存储装置和地址译码器两部分，上述链路连接装置通过链路状态信息输出针连接到构成处理器输入电路装置的状态信息存储装置的输入端，状态信息存储装置的输出端与主处理器相连，地址译码器设置于处理器输入电路装置中，用以输出主处理器收集存储于状态信息存储装置的链路状态信息时所使用的地址选择信号。

其中，上述链路状态信息是通过链路连接装置的链路状态信息输出针输出的信息，其特征是至少包含下述一种信息：表示以物理方式连接的以太网链路是否连接的链路连接状态信息；表示现在连接的以太网链路所支持的传输速度的链路传输速度信息；表示有无通过上述以太网链路发送/接收数据的数据发送/接收状态信息。

其中，上述状态信息存储装置的特征是由在主处理器控制下启用的寄存器构成，它把从链路连接装置输出的链路状态信息按种类存储到对应的地址区。

此外，上述主处理器的特征是把为了收集存储于状态信息存储装置特定地址区的链路状态信息所需的地址信号及判读信号传输给地址译码器，使相应状态信息存储装置启用；收集从状态信息存储装置输出的链路状态信息，确认链路连接装置所连接的以太网链路有无异常，当链路发生异常时，向上级处理器报告相应链路异常状态。

不仅如此，上述主处理器的另一个特征是利用收集到的链路状态信息中的链路连接状态信息，确认以太网链路的物理连接状态有无异常；利用链路传输速度信息，确认现在连接的以太网链路是否支持规定的传输速度。

本发明的另一特征在于提供一种以太网链路状态管理方法，具体而言就是在VoIP系统中通过包处理器以物理方式连接到链路连接装置的以太网链路的状态管理方法，它包括如下几个过程：存储过程，把从上述链路连接装置通过状态信息输出针输出的以太网链路状态信息存储到状态信息存储装置的对应地址区；收集过程，主处理器收集存储于状态信息存储装置特定地址区的各个链路状态信息；确认过程，利用上述收集的链路状态信息检查以太网链路状态并确认是否发生链路异常；报告过程，当上述以太网链路发生异常时，向上级处理器报告相应以太网链路的异常状态，以便能够实时恢复。

其中，上述收集链路状态信息的过程的特征是包括如下几个阶段：记录阶段，主处理器为了收集存储于状态信息存储装置的链路状态信息，把关于各链路状态信息所存储的区域的地址信号及判读信号记录到地址译码器；输出阶段，上述地址译码器产生与上述地址信号及判读信号对应的地址选择信号，并把存储于上述状态信息存储装置特定地址区的链路状态信息输出到上述主处理器。

同时，上述确认以太网链路是否发生异常的过程的特征是，当通过状态信息存储装置收集的链路状态信息是链路连接状态信息时，则利用该信息确认以太网链路是否已实现物理连接。

另外，上述确认以太网链路是否发生异常的过程的特征是，当通过状态信息存储装置收集的链路状态信息是链路传输速度信息时，则利用该信息确认现在连接的以太网链路是否是支持规定传输速度的以太网链路。

附图说明

图1是以往VoIP系统连接以太网链路所需结构的概略图。

图2是本发明的实现VoIP系统以太网链路状态管理所需结构的概略图。

图3是图2中的处理器输入电路装置的详细连接状态图。

图4是本发明的VoIP系统以太网链路状态管理工作流程图。

具体实施方式

下面参照附图，详细说明本发明的实施例。

本发明的实现VoIP系统以太网链路状态管理所需的结构如附图2所示，主处理器(21)通过处理器输入电路装置(Processor input Logic)(24)直接收集链路连接装置(23)的链路状态信息，管理相应的以太网链路状态。其中，链路状态信息是链路连接装置(23)为了时刻显示与自身物理连接的以太网链路状态(即，链路是否连接、已连接的链路传输速度、有无通过链路发送/接收的数据等)而输出到LED(Light Emitting Diode-发光二极管)的信息，链路连接装置(23)具有输出各个链路状态信息所需的针(pin)。

即，本发明的以太网链路状态管理装置如附图3所示，链路连接装置(23)通过链路状态信息输出针连接到构成处理器输入电路装置(24)的状态信息存储装置(24-1)的输入端，状态信息存储装置(24-1)的输出端与主处理器(21)相连，地址译码器(Address decoder)(24-2)设置于处理器输入电路装置(24)中，用以输出主处理器(21)收集存储于状态信息存储装置(24-1)的链路状态信息时所使用的地址选择信号。

其中，主处理器(21)的功能是管理链路连接装置(23)所连接的以太网链路的状态信息。为此，为了收集存储于状态信息存储装置(24-1)特定区的链路状态信息，即链路是否连接、链路传输速度、有无发送/接收的数据等状态信息，向地址译码器(24-2)传输地址信号及判读信号，使相应状态信息存储装置(24-1)启用。同时收集从状态信息存储装置(24-1)输出的链路状态信息，确认链路连接装置(23)所连接的以太网链路状态，当链路发生异常时，向上级主处理器报告。

处理器输入电路装置(24)包括状态信息存储装置(24-1)和地址译码器(24-2)两部分，状态信息存储装置(24-1)用于保存链路连接装置(23)所连接的以太网链路的状态信息；地址译码器(24-2)输出与地址信号及判读信号对应的地址选择信号，地址信号及判读信号用于主处理器(21)收集存储于状态信息存储装置(24-1)特定地址区的链路状态信息。其中，状态信息存储装置(24-1)由在主处理器(21)控制下启用的寄存器构成，它把从链路连接装置(23)输出的链路状态信息按种类存储于对应的特定地址区。

另外，链路连接装置(23)通过对应的链路状态信息输出针(Link act(链路状态)、Speed(速度)、Transmit data(发送数据)、Receive data(接收数据))，把与自身物理连接的以太网链路的状态信息，即关于链路是否连接、已连接链路的传输速度、有无通过链路发送/接收的数据等信息输出到LED，从而视觉性显示出相应以太网链路的状态。在本发明中便是利用这种链路连接装置(23)的链路状态信息输出针，收集以太网链路的状态信息。

下面举例说明这种链路连接装置(23)通过链路状态信息输出针输出的以太网链路的状态信息。当高速以太网链路(10/100Base T)连接到链路连接装置(23)时，输出的各个链路状态信息(输出值)显示出如下表1所示的状态。在此，为了向用户视觉性显示链路连接装置(23)所连接的以太网链路状态，当LED连接到各输出针时，输出值表示相应LED的开启/关闭状态。

【表1】

输出值	链路	速度	发送	接收
输出值	链路	速度	发送	接收	0	链路未连接	10Mbps	无发送数据	无接收数据
1	链路已连接	100Mbps	发送数据	接收数据	0	链路未连接	10Mbps	无发送数据	无接收数据

即，如果通过链路连接装置(23)的“Link act”针输出的值是“0”，表示以太网链路处于物理断开状态，如果输出的值是“1”，表示以太网链路处于物理连接状态；如果通过“速度(Speed)”针输出的值是“0”，表示已连接的以太网链路的传输速度是10Mbps，如果输出值是“1”，表示已连接的以太网链路的传输速度是100Mbps。此外，如果通过链路连接装置(23)的“发送数据(Transmit data)”针或“接收数据(Receive data)”针输出的值是“0”，表示现在不存在通过以太网链路发送/接收的数据，如果输出的值是“1”，表示现在存在通过以太网链路发送/接收的数据。

另外，在本发明中，主处理器(21)利用通过处理器输入电路装置(24)的状态信息存储装置(24-1)收集的链路状态信息，确认链路连接装置(23)所连接的以太网链路有无异常，当发生链路异常时，向上级主处理器报告，从而能够进行相应的恢复处理。这时，确认以太网链路有无异常时利用链路连接状态信息及链路传输速度信息进行。

例如，当链路连接状态信息的值为“0”时，表示以太网链路处于物理断开状态，因此利用链路警报向主处理器报告这一情况。当以太网端口重叠时，改换为连接到其它以太网端口的链路，当主板重叠时，则改换主板自身。另外，当链路连接状态信息的值为“1”时，表示以太网链路处于物理正常连接状态，这时无需向上级主处理器报告。

另外，当链路传输速度信息的值为“0”时，表示具有10Mbps传输速度的以太网链路已实现物理连接，如果以太网链路速度已经规定为100Mbps，则利用链路警报向主处理器报告这一情况，从而可以把现在连接的以太网链路迅速更换为支持规定的100Mbps传输速度的以太网链路。同样，当链路传输速度信息的值为“1”时，表示具有100Mbps传输速度的以太网链路已实现物理连接，如果以太网链路速度已经规定为10Mbps，则利用链路警报向主处理器报告这一情况，从而可以把现在连接的以太网链路迅速更换为支持规定的10Mbps传输速度的以太网链路。

在本发明中，链路连接装置(23)通过以太网接口与包处理器(22)连接，包处理器(22)通过处理器总线与主处理器(21)连接。其中，以太网接口提供针对物理性以太网链路连接的链路连接装置(23)的控制总线、MII、RMII、SMII等，处理器总线是连接主处理器(21)所控制的地址、数据及其它控制信号的总线。

下面参照附图4，说明上述VoIP系统的以太网链路状态管理流程。

首先，主处理器(21)为了直接收集链路连接装置(23)的链路状态信息，把链路连接装置(23)的链路状态信息输出针连接到构成处理器输入电路装置(24)的状态信息存储装置(24-1)的输入端，状态信息存储装置(24-1)的输出端必须已连接于主处理器(21)。另外，处理器输入电路装置(24)必须具备地址译码器(24-2)，地址译码器(24-2)的作用是输出与地址信号及判读信号对应的地址选择信号，地址信号及判读信号用于主处理器(21)直接收集存储于状态信息存储装置(24-1)特定地址区的链路状态信息。

在这种状态下，链路连接装置(23)通过对应的链路状态信息输出针(Link act(链路状态)、Speed(速度)、Transmit data(发送数据)、Receive data(接收数据))，输出与自身物理连接的以太网链路的各种状态信息，即，关于链路是否连接、现在连接的以太网链路的传输速度、有无通过链路发送/接收的数据等信息(步骤S41)。此时，当LED已经连接到各输出针时，相应的以太网链路状态通过LED得以显示。

此外，本发明中的链路连接装置(23)的各种链路状态信息输出针连接于构成处理器输入电路装置(24)的状态信息存储装置(24-1)的输入端，所以从相应链路连接装置(23)输出的链路状态信息被存储在状态信息存储装置(24-1)的对应地址区(步骤S42)。

这时，主处理器(21)为了收集存储于状态信息存储装置(24-1)的链路状态信息，周期性地把关于各链路状态信息所存储的区域的地址信号及判读信号记录于地址译码器(24-2)，以此收集存储于相应状态信息存储装置(24-2)特定地址区的各个链路状态信息(步骤S43)。

即，主处理器(21)把地址信号及判读信号记录于地址译码器(24-2)后，地址译码器(24-2)产生与之对应的地址选择信号并输出到状态信息存储装置(24-1)，从而收集存储于相应状态信息存储装置(24-1)特定地址区的链路状态信息。

同时，可以利用这样收集的链路状态信息确认以太网链路状态，特别是确认以太网链路有无异常。其中，利用链路连接状态信息确认以太网链路是否已实现物理连接，利用链路传输速度信息确认现在连接的以太网链路所支持的传输速度(步骤S44)。

如果上述以太网链路有无异常的确认结果是以太网链路未实现物理连接，而是处于断开状态，那么利用链路连接警报向主处理器报告这一情况(步骤S45)。当以太网端口重叠时，改换以太网链路，当主板重叠时，则改换主板，从而能够实时恢复因以太网链路的物理连接断开而发生的警报状态(步骤S46)。

另外，如果以太网链路有无异常的确认结果是现在连接的以太网链路所支持的传输速度不是规定的以太网传输速度，即，确认为不是规定的以太网链路连接时，则利用链路速度警报向主处理器报告这一情况(步骤S47)，并以此把现在连接的以太网链路更换为支持规定的以太网传输速度的以太网链路，从而能够实时恢复因不支持规定的传输速度的以太网链路连接而发生的警报状态(步骤S48)。

不仅如此，还可以利用前面收集的链路状态信息，确认现在连接的以太网链路的数据发送/接收状态，这是利用通过链路连接装置(23)的“发送数据(Transmit data)”针和“接收数据(Receive data)”针所输出的数据发送状态信息及数据接收状态信息进行确认的。

另一方面，本发明的实施例并不仅限于上述内容，可以在对于具有本发明相关常识的人员不言自明的范围内进行各种代替提案、修正及更改后加以实施。例如，在上述实施例中，只对链路连接装置为一个的情况进行了说明，但当存在多个链路连接装置时，也可以利用与上述实施例相同的方法，把处理器输入逻辑电路连接于各个链路连接装置，通过各处理器输入逻辑电路，直接收集关于链路连接装置所连接的以太网链路的链路状态信息，从而可以实时进行以太网链路状态管理。

如上所述，本发明在VoIP系统中，通过另外的处理器输入电路装置，由主处理器直接收集包处理器所连接的以太网端口的链路状态信息，从而可以缩短以太网链路发生异常后的警报感知时间，所以能够缩短恢复服务的时间，也就是可以迅速恢复服务。

另外，本发明可以实时确认以太网链路的状态，能够更顺利地进行链路的维护及改换，因此可以最大限度地减少服务中断，同时保障服务的连续性。

Claims

1.一种以太网链路状态管理装置，具体而言是在VoIP系统中通过包处理器以物理方式连接到链路连接装置的以太网链路的状态管理装置，其特征是包含如下两个部分：

主处理器，接收从上述链路连接装置输出的关于以太网链路的状态信息，进行相应链路状态管理；

处理器输入电路装置，包括状态信息存储装置和地址译码器两部分，上述链路连接装置通过链路状态信息输出针连接到状态信息存储装置的输入端，状态信息存储装置的输出端与主处理器相连，地址译码器用以输出主处理器收集存储于状态信息存储装置的链路状态信息时所使用的地址选择信号。

2.根据权利要求1所述的以太网链路状态管理装置，其特征是：

上述链路状态信息作为通过链路连接装置的链路状态信息输出针输出的信息，其中至少包含下述一种信息：表示以物理方式连接的以太网链路是否连接的链路连接状态信息；表示现在连接的以太网链路所支持的传输速度的链路传输速度信息；表示有无通过上述以太网链路发送/接收数据的数据发送/接收状态信息。

3.根据权利要求1所述的以太网链路状态管理装置，其特征是：

上述状态信息存储装置是由在主处理器控制下启用的寄存器构成，它把从链路连接装置输出的链路状态信息按种类存储到对应的地址区。

4.根据权利要求1所述的以太网链路状态管理装置，其特征是：

上述主处理器把为了收集存储于状态信息存储装置特定地址区的链路状态信息所需的地址信号及判读信号传输给地址译码器，使相应状态信息存储装置启用。

5.根据权利要求1所述的以太网链路状态管理装置，其特征是：

上述主处理器收集状态信息存储装置输出的链路状态信息，确认链路连接装置所连接的以太网链路有无异常，当链路发生异常时，向上级处理器报告相应链路异常状态。

6.根据权利要求5所述的以太网链路状态管理装置，其特征是：

上述主处理器利用收集到的链路状态信息中的链路连接状态信息，确认以太网链路的物理连接状态有无异常；利用链路传输速度信息，确认现在连接的以太网链路是否支持规定的传输速度。

7.一种以太网链路状态管理方法，具体而言是在VoIP系统中通过包处理器以物理方式连接到链路连接装置的以太网链路的状态管理方法，其特征是包括如下几个过程：

存储过程，把从上述链路连接装置通过状态信息输出针输出的以太网链路状态信息存储到状态信息存储装置的对应地址区；

收集过程，主处理器收集存储于状态信息存储装置特定地址区的各个链路状态信息；

确认过程，利用上述收集的链路状态信息检查以太网链路状态并确认是否发生链路异常；

报告过程，当上述以太网链路发生异常时，向上级处理器报告相应以太网链路的异常状态，以便能够实时恢复。

8.根据权利要求7所述的以太网链路状态管理方法，其特征是上述收集链路状态信息的过程包含如下几个步骤：

记录步骤，主处理器为了收集存储于状态信息存储装置的链路状态信息，把关于各链路状态信息所存储的区域的地址信号及判读信号记录到地址译码器；

输出步骤，上述地址译码器产生与上述地址信号及判读信号对应的地址选择信号，并把存储于上述状态信息存储装置特定地址区的链路状态信息输出到上述主处理器。

9.根据权利要求7所述的以太网链路状态管理方法，其特征是：

上述确认以太网链路有无异常的过程是，当通过状态信息存储装置收集的链路状态信息是链路连接状态信息时，则利用该信息确认以太网链路是否已实现物理连接。

10.根据权利要求7所述的以太网链路状态管理方法，其特征是：

上述确认以太网链路是否发生异常的过程是，当通过状态信息存储装置收集的链路状态信息是链路传输速度信息时，则利用该信息确认现在连接的以太网链路是否是支持规定传输速度的以太网链路。