CN100550798C - 可平滑升级带宽的接入设备及实现带宽平滑升级的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可平滑升级带宽的接入设备及实现带宽平滑升级的方法。该接入设备包括主控交换单元、背板单元以及用户接口单元。用户接口单元包括线路接口模块、管理模块、数据业务处理模块、以及背板接口模块。数据业务处理模块与背板接口模块之间同时设有至少两个不同速率的连接；背板单元包括可同时承载与连接的不同速率相匹配的带宽的总线。在需要升级带宽时，仅需用户接口单元根据主控交换单元的带宽类型选择不同速率的连接中的一个，并通过可同时承载与所选择的连接的不同速率相匹配的带宽的总线，即可建立用户接口单元与主控交换单元的通信，无需更换用户接口单元，即可以实现带宽的平滑升级，有效地保护的设备的投资，有效地降低升级成本。

Description

可平滑升级带宽的接入设备及实现带宽平滑升级的方法

技术领域

本发明涉及通信设备及方法，特别涉及可平滑升级带宽的接入设备、以及实现带宽平滑升级的方法。

背景技术

目前，宽带网络需要通过宽带接入设备接入到用户。如图1所示，现有的宽带接入设备从逻辑上划分主要包括有：主控部分11、交换部分12、用户接口部分13、背板连接部分14。通过所述背板连接部分14，所述主控部分11通过控制通道15与用户接口部分13连接通信(如图1中虚线所示)，所述用户接口部分13通过数据通道16与所述交换部分12连接通信(如图中实线所示)。所述交换部分12通过网络接口17接入到宽带网络。

所述用户接口部分13通常使用用户接口板来实现，对外提供用户的接入接口。根据用户接口板的类型为用户提供不同的接入方式，例如VDSL2(甚高比特速率数字用户线2)、以太网、xPON(无源光网络)等接入方式的一种或者多种。一般一个宽带接入设备可以提供多个用户接口板，用户接口板采用槽位号的方式进行编号，从0或者1开始；在一块用户接口板上可以提供多个用户接入的线路接口，比如16、24、48等等，这些接口也是统一编址，从0或者1开始，从而为用户提供多个接口。

所述主控部分11提供整个宽带接入设备的配置、控制和管理。在所述主控部分11设有时钟系统，提供整个设备的时钟参考。所述交换部分12提供了整个设备的流量汇聚和处理功能。并且在所述交换部分12设置网络侧接口，用于与外部宽带网络进行连接。所述主控部分11和交换部分12可以组合到同一单板或分离到不同单板中实现。

所述背板连接部分14提供了以上各个部分之间的连接和通信功能。在所述交换部分12和用户接口部分13之间的连接上，目前广泛使用的是GE(千兆以太网)总线，提供1.25Gbps的双向带宽。随着GPON、GE P2P(千兆以太网点到点)或其他更高带宽接口技术的逐步使用(其中，每个GPON接口带宽为2.5Gbps)；每块宽带接入的单板端口密度的提高(从1到8个甚至更高)都可以提供，由于单板密度提高，端口数变多了，即使每个端口带宽相同的，对于单板和交换部分12之间的带宽要求变高了；以及交换技术从窄带TDM交换内核到ATM交换内核，再到以太网交换以及IP交换内核的不断发展，其交换带宽越来越高，这样对用户接口板的带宽需求也随之大大增加。为了满足上述带宽需求的增加，需要重新配置用户接口部分13和交换部分12之间的连接带宽，这种重新配置往往需要更换整个宽带接入设备，这样的做法大大的增加设备重新配置的成本，不利于产品的更新换代。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的接入设备升级困难、成本高的缺陷，提供一种可平滑升级带宽的、在升级带宽时无需更换用户接口单板的、有效保护设备投资的接入设备。

本发明所要解决的另一技术问题在于，针对现有技术带宽升级时需要重新配置的缺陷，提供一种在升级带宽时无需更换用户接口单板的、有效保护设备投资的、低成本实现带宽平滑升级的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种可平滑升级带宽的接入设备，包括主控交换单元、背板单元以及用户接口单元；所述用户接口单元通过所述背板单元与所述主控交换单元连接通信；所述用户接口单元包括线路接口模块、管理模块、数据业务处理模块、以及背板接口模块；

所述数据业务处理模块与所述背板接口模块之间同时设有至少两个不同速率的连接；所述背板单元包括可承载与所述不同速率的连接相匹配的带宽的总线；

所述用户接口单元根据所述主控交换单元的带宽类型选择所述不同速率的连接中的一个，并通过所述背板接口模块接入到所述背板单元的总线与所述主控交换单元建立通信。

在本发明的可平滑升级带宽的接入设备中，所述数据业务处理模块与所述背板接口模块之间的连接为接口连接或总线连接。

在本发明的可平滑升级带宽的接入设备中，所述主控交换单元包括主控模块、交换模块以及接口模块；所述背板单元的总线上设有第一总线接口和第二总线接口；所述第一总线接口和第二总线接口分别与所述主控交换单元的接口模块和所述背板接口模块连接，建立所述主控交换单元与所述用户接口单元的通信。

在本发明的可平滑升级带宽的接入设备中，所述主控交换单元还包括板类型电路模块，所述用户接口单元设有控制模块，所述控制模块设置在所述背板接口模块、所述数据业务处理模块或管理模块上；所述板类型电路模块通过控制线与所述控制模块连接，并且所述控制模块根据所述板类型电路模块的与交换容量相关的编码信息选择所述不同速率的连接中的一个。或者，所述主控交换单元的主控模块中设有板类型配置模块，所述用户接口单元设有控制模块，所述控制模块设置在所述背板接口模块、所述数据业务处理模块或管理模块上；所述板类型配置模块通过带外控制通道与所述用户接入单元的管理模块连接；所述管理模块根据来自所述板类型配置模块的板类型配置信息配置所述控制模块来选择所述不同速率的连接中的一个，所述板类型配置信息包括单板类型和接口的速率信息；并同时将所述带外控制通道切断，而使用所述总线，建立所述用户接口单元与所述主控交换单元之间的通信。

在本发明的可平滑升级带宽的接入设备中，所述总线为多路差分高速总线，所述高速总线可以灵活承载10GE的带宽或者被划分成每组提供1GE带宽的四组；所述不同速率的连接包括10GE接口、4GE接口或GE接口。

本发明解决其另一技术问题所采用的技术方案是：提供一种实现带宽平滑升级的方法，包括如下步骤：

S1：在用户接口单元的数据业务处理模块与背板接口模块之间同时设有至少两个不同速率的连接；

S2：在背板单元中设置可同时承载与所述连接的不同速率相匹配的带宽的总线；

S3：所述用户接口单元根据接入的主控交换单元的带宽类型选择所述步骤S1中的不同速率的连接中的一个，并且所述用户接口单元通过所述背板接口模块接入到所述背板单元的总线，建立与所述主控交换单元之间的通信。

在本发明的实现带宽平滑升级的方法中，所述数据业务处理模块与所述背板接口模块之间的连接为接口连接或总线连接。

在本发明的实现带宽平滑升级的方法中，所述主控交换单元设有板类型电路模块；所述用户接口单元设有控制模块，所述控制模块设置在所述背板接口模块、所述数据业务处理模块或管理模块上；在所述步骤S3中，所述板类型电路模块通过控制线传送与交换容量相关的板类型编码信息到所述控制模块，所述控制模块根据所述编码信息选择所述不同速率的连接中的一个；所述总线选择与所选择的连接的速率相匹配的带宽工作。或者，所述主控交换单元的主控模块中设有板类型配置模块，所述用户接口单元设有控制模块，所述控制模块设置在所述背板接口模块、所述数据业务处理模块或管理模块上；在所述步骤S3中，所述板类型配置模块通过带外控制通道向所述用户接入单元的管理模块发送板类型配置信息，所述板类型配置信息包括单板类型和接口的速率信息；所述管理模块根据所述的板类型配置信息配置所述控制模块来选择所述不同速率的连接中的一个；并同时将所述带外控制通道切断，而使用步骤S2所述的总线，建立所述背板单元与所述主控交换单元之间的通信。或者，在所述步骤S3中，所述背板接口模块通过轮询方式来选择不同速率的连接中的一个。

在本发明的实现带宽平滑升级的方法中，所述总线为多路差分高速总线，所述高速总线可以灵活承载10GE的带宽或者被划分成每组提供1GE带宽的四组；所述不同速率的连接包括10GE接口、4GE接口或GE接口。

本发明的有益效果在于：采用本发明的接入设备以及方法，在需要升级带宽时，仅需用户接口单元根据主控交换单元的带宽类型选择数据业务处理模块与背板接口模块之间不同速率的连接中的一个，并通过可同时承载与选择的连接的不同速率相匹配的带宽的总线，即可建立用户接口单元与主控交换单元的通信，无需更换用户接口单元，即可以实现带宽的平滑升级，有效地保护的设备的投资，有效地降低升级成本。

附图说明

图1是现有的宽带网络接入设备的示意框图。

图2是本发明的接入设备的示意框图。

图3是本发明的接入设备的星型连接的示意框图。

图4是本发明的接入设备的用户接口单元的示意框图。

图5是本发明的接入设备的接口选择的第一实施例的示意框图。

图6是本发明的接入设备的接口选择的第二实施例的示意框图。

具体实施方式

请参阅图2，本发明的可平滑升级带宽的接入设备，包括主控交换单元100、背板单元200以及用户接口单元300；所述用户接口单元300通过所述背板单元200与所述主控交换单元100连接通信。所述主控交换单元100、背板单元200以及用户接口单元300可以组合或者分离到具体的物理单板上。下面以框式设备为例，所述主控交换单元100采用主控交换板(NST单板)实现，用户接口单元300采用一块或多块用户接口板(ACB单板)实现，背板单元200采用背板实现。所述接入设备还设有上行接口模块400(UPB)，通过所述UPB与外部网络连接通信，该UPB可以放在所述NST单板上、或者位于单独的上行槽位中。

所述背板单元200提供可以灵活承载不同带宽的高速总线201，在所述高速总线的每个NST单板和业务槽位上提供第一总线接口和第二总线接口。所述第一总线接口和第二总线接口分别与所述主控交换单元100的接口模块103和所述背板接口模块304连接，建立所述主控交换单元100与所述用户接口单元300的通信。所述第一总线接口和第二总线接口的数量可以根据实际需要进行配置。如图3所示，NST单板与ACB单板之间采用星型连接，所述高速总线可以采用多路差分高速线，该高速总线可以直接承载10GE的带宽，或者划分为四组，每组提供1GE的带宽，从而每个单板可以承载4GE带宽，或者只使用其中一组来提供1GE带宽。

所述主控交换单元100包括主控模块101、交换模块102以及接口模块103。所述主控交换单元100通过所述接口模块103接入到所述总线上，所述主控交换单元100接收来自用户接口单元300的数据业务报文，负责完成多个ACB单板汇聚的功能，输出到相应的上行接口模块400中进行上行。所述主控模块101负责整个设备的管理以及交换模块102的配置和管理；所述交换模块102负责根据控制模块305的配置信息，或者自学习信息，进行数据流的处理和转发。NST单板的上行接口模块400的接口可以是GE或者10GE接口，也可以是其他种类的网络接口。

所述主控交换单元100设有时钟模块104，为整个系统提供时钟参考，所述时钟通过时钟通道500输出到每个需要时钟的单元；而时钟的输入可以是从网络接入的BITS(Building Integrated Timing Supply，大楼综合定时供给系统)时钟或者E1时钟等，也可以是本身的自震荡产生的时钟。

所述ACB单板与所述NST单板之间设有通信控制通道600，通过所述通信控制通道600完成NST单板上的控制模块305对于ACB单板的管理和控制报文的传送和提取；同时在两者之间提供数据通道700，用于数据的传输。所述时钟通道、控制通道和数据通道700均为逻辑通道，可以在同一个物理通道上传送，例如都在FE(快速以太网)/GE/10GE的总线通道内传送；也可以分开在不同的物理通道上传送，例如数据通道700在FE/GE/10GE的总线通道内传送，而时钟通道和控制通道则采用单独的主从串口或者HDLC链路。

如图4所示，所述用户接口单元300包括线路接口模块301、管理模块302、数据业务处理模块303、以及背板接口模块304。所述线路接口模块301负责完成不同的用户接口的匹配，向用户侧提供不同的物理接口，包括但不限于：采用ATM(异步传输模式)接入协议的ADSL/ADSL2/ADSL2+(非对称用户数字环线)接口；VDSL(DMT，离散调制技术)/VDSL2接口；采用ATM接入协议的G.shdsl(Single-pair High-speed Digital Subscriber Line)接口；采用Ethernet(以太网)接入协议的FE/GE接口；采用ATM接入协议的ATM E1(2.488Mbps)/E3(38Mbps)/STM-1(155Mbps)等接口；采用TDM(时分复用)接入协议的TDM E1等接口。

所述数据业务处理模块303完成业务的处理，背板接口模块304负责和背板总线连接；所述数据业务处理模块和背板接口模块可以融合在一起，也可以分离成两个部分。ACB单板的管理模块302负责和NST单板之间的控制通信，同时负责线路接口模块301和数据业务处理模块303的配置和管理。由于不同用户接口使用的协议不同，ACB的线路接口模块301和数据业务处理模块303所完成的功能也是不一样的，但是都是通过业务处理之后，将流量汇聚到背板总线接口，通过所述总线发送到所述NST单板。

所述数据业务处理模块303与所述背板接口模块304之间设有至少两个不同速率的连接，所述连接可以采用接口连接的方式，也可以使用总线连接的方式，下面以接口连接的方式进行说明。例如提供三个速率的接口，分别为10GE接口、4GE接口或者1GE接口，其中1GE接口可以采用4GE接口中的某一个GE实现。所述用户接口单元300中进一步设有控制模块305，所述控制模块305根据所述主控交换单元100的带宽类型选择所述不同速率的接口中的一个，并通过所述背板接口模块304接入到所述背板单元200的总线与所述主控交换单元100建立通信。所述总线承载的带宽与所述接口的不同速率相匹配。下面的实施例中，给出了将所述控制模块305设置在所述背板接口模块304上的例子；可以理解的，可以将控制模块305设置在所述数据业务处理模块303、或管理模块302上。

下面给出了所述不同速率的接口的选择的方法的三个具体实施例。

如图5所示，是接口的选择方法的第一个具体实施例，ACB上的数据业务处理模块303和背板接口模块304之间提供了三个速率接口，分别为10GE接口、4GE接口或者1GE接口，其中1GE接口可以采用4GE接口中的某一个GE实现。在所述背板接口模块304上设有控制模块305，所述控制模块305可以根据主控板NST和ACB之间的控制线800进行切换选择上述不同速率的接口之一。所述NST单板上设置板类型电路模块105，该电路模块105根据不同的交换容量设置不同的单板类型编码信息。所述板类型编码信息通过控制线800传送到所述ACB单板的控制模块305上。所述控制线800的一种实现方式可以是四根线在所有用户槽位之间共享，可以采用简单的电平编码方式，0001代表全GE交换NST单板，0010为4GE为单位的NST单板，0100为全10GE的NST单板，也可以采用更复杂的方式来实现。ACB的控制模块305读取编码值之后选择与所述NST单板的类型匹配的接口，接入到所述总线上，与所述主控交换单元100建立通信。该方式主要通过硬件实现，切换快速可靠，时延小。

如图6所示，是接口的选择方法的第二个具体实施例，也可以采用软件控制的方式，软件控制方式主要是NST插入以后，需要通过一个带外控制通道900的方式来配置ACB的数据通道700方式。其中，所述带外控制通道900使用与所述背板总线分开的物理通道来实现。在该方式中，所述主控交换单元100的主控模块101中设置板类型配置模块106，所述板类型配置模块106通过带外控制通道900与所述用户接入单元的管理模块302连接，并发出配置命令到所述管理模块302，所述配置命令包含了NST单板的类型以及接口的速率信息。所述背板接口模块304设有控制模块305，来选择不同速率接口中的一个。当NST单板插入后，所述板类型配置模块106通过带外控制通道900向所述用户接入单元的管理模块302发送板类型配置信息；然后所述管理模块302根据所述的板类型配置信息配置所述控制模块305来选择所述不同速率的接口中的一个，实现接口的选择和切换；在选择接口后，与所述NST单板之间建立了数据通路的连接，建立正常的数据通信。此时，可以将所述带外控制通道900切断，而切换到所述通信控制通道600上，实现控制通道的切换。

本发明的接口的选择方法的第三个具体实施例，采用轮询的方法来实现所述ACB单板的接口的选择。在此方法中，由于NST单板的类型是确定的，在插入NST单板后，所述用户接口单元300的背板接口模块304在其支持的不同速率的接口之间进行轮询，试图建立与所述NST单板之间的连接，直到某一速率的接口建立成功为止。而当需要更换不同带宽的NST单板时，只需要插入新的NST单板，所述用户接口单元300的背板接口模块304再次在其支持的不同速率的接口之间进行轮询，试图建立与所述NST单板之间的连接，直到某一速率的接口建立成功为止，以实现不同带宽的NST单板的接入。

由上述的第一个实施例和第二个实施例中可以知道，当需要升级接入设备时，仅需插入需要升级的NST单板，由用户接口单元300的控制模块305根据NST单板的板类型信息来选择与NST单板相对应速率的接口，即可建立NST单板与ACB单板之间的通信；由第三个实施例中可以知道，由于更新的NST单板的板类型是固定的，直接通过轮询即可实现NST单板与ACB单板之间的通信。也就是说，采用本发明的接入设备以及方法，可以实现带宽的平滑升级，而且无需更换ACB单板，有效地保护的设备的投资，有效地降低了升级成本。

Claims (12)

1、一种可平滑升级带宽的接入设备，包括主控交换单元、背板单元以及用户接口单元；所述用户接口单元通过所述背板单元与所述主控交换单元连接通信；所述用户接口单元包括线路接口模块、管理模块、数据业务处理模块、以及背板接口模块；其特征在于，

所述数据业务处理模块与所述背板接口模块之间同时提供至少两个不同速率的连接；所述背板单元包括承载与所述不同速率的连接相匹配的带宽的总线；

所述用户接口单元根据所述主控交换单元的带宽类型选择所述不同速率的连接中的一个，并通过所述背板接口模块接入到所述背板单元的与所选择的连接的速率相匹配的总线与所述主控交换单元建立通信。

2、根据权利要求1所述的可平滑升级带宽的接入设备，其特征在于，所述数据业务处理模块与所述背板接口模块之间的连接为接口连接或总线连接。

3、根据权利要求2所述的可平滑升级带宽的接入设备，其特征在于，所述主控交换单元包括主控模块、交换模块以及接口模块；所述背板单元的总线上设有第一总线接口和第二总线接口；所述第一总线接口和第二总线接口分别与所述主控交换单元的接口模块和所述背板接口模块连接，建立所述主控交换单元与所述用户接口单元的通信。

4、根据权利要求3所述的可平滑升级带宽的接入设备，其特征在于，所述主控交换单元还包括板类型电路模块，所述用户接口单元设有控制模块，所述控制模块设置在所述背板接口模块、所述数据业务处理模块或管理模块上；所述板类型电路模块通过控制线与所述控制模块连接，并且所述控制模块根据所述板类型电路模块的与交换容量相关的编码信息选择所述不同速率的连接中的一个。

5、根据权利要求3所述的可平滑升级带宽的接入设备，其特征在于，所述主控交换单元的主控模块中设有板类型配置模块，所述用户接口单元设有控制模块，所述控制模块设置在所述背板接口模块、所述数据业务处理模块或管理模块上；所述板类型配置模块通过带外控制通道与所述用户接入单元的管理模块连接；所述管理模块根据来自所述板类型配置模块的板类型配置信息配置所述控制模块来选择所述不同速率的连接中的一个，所述板类型配置信息包括单板类型和接口的速率信息；并同时将所述带外控制通道切断，而使用所述总线，建立所述用户接口单元与所述主控交换单元之间的通信。

6、根据权利要求1至5中的任一项所述的可平滑升级带宽的接入设备，其特征在于，所述总线为多路差分高速总线，所述高速总线灵活承载10GE的带宽或者被划分成每组提供1GE带宽的四组；所述不同速率的连接包括10GE接口、4GE接口或GE接口。

7、一种实现带宽平滑升级的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：在用户接口单元的数据业务处理模块与背板接口模块之间同时设有至少两个不同速率的连接；

S2：在背板单元中设置同时承载与所述连接的不同速率相匹配的带宽的总线；

S3：所述用户接口单元根据接入的主控交换单元的带宽类型选择所述步骤S1中的不同速率的连接中的一个，并且所述用户接口单元通过所述背板接口模块接入到所述背板单元的与所选择的连接的速率相匹配的总线，建立与所述主控交换单元之间的通信。

8、根据权利要求7所述的实现带宽平滑升级的方法，其特征在于，所述数据业务处理模块与所述背板接口模块之间的连接为接口连接或总线连接。

9、根据权利要求8所述的实现带宽平滑升级的方法，其特征在于，所述主控交换单元设有板类型电路模块；所述用户接口单元设有控制模块，所述控制模块设置在所述背板接口模块、所述数据业务处理模块或管理模块上；在所述步骤S3中，所述板类型电路模块通过控制线传送与交换容量相关的板类型编码信息到所述控制模块，所述控制模块根据所述编码信息选择所述不同速率的连接中的一个；选择与所选择的连接的速率相匹配的所述总线的带宽工作。

10、根据权利要求8所述的实现带宽平滑升级的方法，其特征在于，所述主控交换单元的主控模块中设有板类型配置模块，所述用户接口单元设有控制模块，所述控制模块设置在所述背板接口模块、所述数据业务处理模块或管理模块上；在所述步骤S3中，所述板类型配置模块通过带外控制通道向所述用户接入单元的管理模块发送板类型配置信息，所述板类型配置信息包括单板类型和接口的速率信息；所述管理模块根据所述的板类型配置信息配置所述控制模块来选择所述不同速率的连接中的一个；并同时将所述带外控制通道切断，而使用步骤S2所述的总线，建立所述背板单元与所述主控交换单元之间的通信。

11、根据权利要求8所述的实现带宽平滑升级的方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述背板接口模块通过轮询方式来选择不同速率的连接中的一个。

12、根据权利要求7至11中的任一项所述的实现带宽平滑升级的方法，其特征在于，所述总线为多路差分高速总线，所述高速总线灵活承载10GE的带宽或者被划分成每组提供1GE带宽的四组；所述不同速率的连接包括10GE接口、4GE接口或GE接口。

Images