CN101184040B - 一种路由器及应用该路由器实现电路仿真的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种路由器，包括存储器、中央处理器、系统集中同步锁相模块及通用接口模块，所述通用接口模块包括：一TDMoIP处理模块，通过通用接口总线与所述中央处理器连接，该TDMoIP处理模块提供低速同步数字体系接口和以太接口，并提供多种接口时钟同步方式，用于实现TDM业务在IP网络上的透明传输，完成IP网络与传统低速同步数字体系网络的连接。本发明还提供了一种应用上述路由器实现实现电路仿真的方法。实现TDM业务在IP网路上的透明传输，并提供多种同步方式满足实际应用的不同需求。

Description

一种路由器及应用该路由器实现电路仿真的方法

技术领域

本发明涉及通信领域的路由器，特别涉及一种可以实现TDM(timedivision multiplexed，时分复用)业务在IP网络上透明传输的路由器及应用该路由器实现电路仿真的方法。

背景技术

Internet上业务流量的激增，导致通信业务的重心正在由电话业务向数据业务转移，业务的复杂化对成本和服务质量保证提出了更高的要求，电话、数据、视频三网合一是未来网络发展的必然趋势。这也促使路由器的功能变得越来越强大。

如图1所示，路由器设备100一般由如下几部分所组成：中央处理器110、存储器120、系统集中同步锁相模块130、通用接口模块140，通用接口模块140一般包括VOIP(Voice over Internet Protocol，基于IP的语音传输)、FXS(ForeignExchange Station，外部交换站)、E1、T1、E3、T3、10/100/1000M以太口等接口形式，通用接口模块140通过通用接口总线150与中央处理器110相连，通用接口模块140给系统集中同步锁相模块130提供源时钟，系统集中同步锁相模块130给通用接口模块140提供同步后的工作时钟。

传统的采用SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系)系统，以TDM方式提供接入的电话网络，其系统成本高昂且网络容量受限，而VoIP、VoD(Video On Demand，视频点播)等技术通话质量受限制和终端设备价格昂贵，TDM over IP(TDMoIP)技术在IP网上能提供PSTN(Public SwitchedTelephone Network，公共开关电话网络)、基站互联、帧中继等TDM数据的透明仿真通道，该技术集成了原来的PCM(pulse code modulation脉冲编码调制)编码结构，通话质量更高，也避免了更新原有设备的高投资风险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种路由器及应用该路由器实现电路仿真的方法，实现TDM业务在IP网路上的透明传输，并提供多种同步方式满足实际应用的不同需求。

为达到上述目的，本发明提供的路由器包括存储器、中央处理器、系统集中同步锁相模块及通用接口模块，所述通用接口模块包括：

一基于IP网络的时分复用(TDMoIP)处理模块，通过通用接口总线与所述中央处理器连接，该TDMoIP处理模块提供低速同步数字体系接口和以太接口，并提供多种接口时钟同步方式，用于实现TDM业务在IP网络上的透明传输，完成IP网络与传统低速同步数字体系网络的连接；

所述TDMoIP处理模块，进一步包括：

一TDM透传处理模块，用于完成TDM连续数据流到数据包的转换；

一低速同步数字体系接口前端处理模块，通过TDM接入总线与所述TDM透传处理模块连接，该低速同步数字体系接口前端处理模块用于完成低速同步数字体系标准接口所需的编解码、时钟恢复和均衡、接收和发送抖动控制，并完成TDM数据流的成帧处理；

一以太接口前端处理模块，用于完成以太口前端的物理层信号处理；

一总线转换模块，通过以太网总线与所述TDM透传处理模块和所述以太口前端处理模块连接，该总线转换模块用于完成所述以太网总线到所述通用接口总线的互换；

上述路由器，所述TDMoIP处理模块还包括：

一低速同步数字体系接口同步恢复时钟、一以太口同步信息提取时钟和

一GPS同步输入时钟的至少一个，和一同步时钟筛选模块；

所述同步时钟筛选模块筛选出质量最好的同步时钟后，送至所述系统集中同步锁相模块作为系统工作时钟。

上述路由器，所述系统集中同步锁相模块从同步时钟筛选模块筛选的同步时钟和系统中其他同步数字体系接口同步模块提供的同步时钟中再次筛选出质量最好的同步时钟作为系统的同步工作时钟。

上述路由器，所述TDM透传处理模块在完成数据包转换后，将打包的数据直接通过本模块的以太接口送出去或者将完成上层协议处理后的数据经总线转换模块后，通过所述通用接口总线送至所述中央处理器，并由该中央处理器对送达的数据包进行转发。

上述路由器，所述中央处理器接收并分析其他接口模块的数据后，经过通用接口总线转发至所述TDM透传处理模块，该TDM透传处理模块将数据包转换成TDM数据流经所述TDM接入接口总线传送至所述低速同步数字体系接口前端处理模块处理后送出系统。

上述路由器，从所述以太口前端处理模块进来的数据送至所述TDM透传处理模块处理后的有效数据经所述低速同步数字体系接口前端处理模块处理后送出系统。

本发明进一步提供了一种采用上述路由器实现电路仿真的方法，包括：一基于IP网络的时分复用(TDMoIP)处理步骤，用于提供低速同步数字体系接口和以太接口，并提供多种接口时钟同步方式，实现TDM业务在IP网络上的透明传输，完成IP网络与传统低速同步数字体系网络的连接；所述TDMoIP处理步骤进一步包括：

一TDM透传处理步骤，用于完成TDM连续数据流到数据包的转换；

一低速同步数字体系接口前端处理步骤，用于完成低速同步数字体系标准接口所需的编解码、时钟恢复和均衡、接收和发送抖动控制，并完成TDM数据流的成帧处理；

一以太接口前端处理步骤，用于完成以太口前端的物理层信号处理；

一接口转换步骤，用于完成以太网总线到通用接口总线的互换；

其中，所述TDMoIP处理步骤进一步包括：提供多种时钟同步方式的步骤和同步时钟筛选模块的筛选处理步骤；其中，所述提供多种时钟同步方式的步骤，用于提供一低速同步数字体系接口同步恢复时钟、一以太口同步信息提取时钟和一GPS同步输入时钟的至少一个；

所述同步时钟筛选模块处理步骤，用于由所述同步时钟筛选模块筛选出质量最好的同步时钟送至系统集中同步锁相模块，作为路由器工作时钟。

上述方法，当组网系统中有其他同步时钟的质量高于所述筛选出的同步时钟时，系统可使用该其他同步时钟作为工作时钟。

与现有技术相比，本发明充分利用现有路由器的模块化功能，通过在路由器上增加通用接口模块：TDMoIP处理模块，配合其它通用接口模块，实现TDM业务在IP网络上的透明传输，并提供多种同步方式满足实际应用的不同需求。本发明实现方法简单，所需设备、资金减少。实现了IP网络与PBX(privatebranch exchange，专用交换机)等TDM终端设备的完全无缝连接，能保护运营商的既有投资，降低系统运营成本。

附图说明

图1是现有技术路由器结构示意图；

图2是本发明路由器的结构示意框图；

图3是本发明多种同步方式实现示意图；

图4是配置有本发明TDMoIP处理模块的路由器在组网中的应用模型。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为对本发明所附权利要求保护范围的限制。

图2示出了本发明路由器上通用接口模块添加TDMoIP处理模块后的结构示意框图。参考图2，本发明所描述的在路由器上实现TDM业务在IP网络中透传功能，是通过在路由器设备上通用接口模块240中添加一TDMoIP处理模块210，该TDMoIP处理模块210通过通用接口总线260与所述中央处理器220连接，该TDMoIP处理模块提供低速同步数字体系接口和以太接口，并提供多种接口时钟同步方式，实现TDM业务在IP网络上的透明传输，完成IP网络与传统低速同步数字体系网络的完全无缝连接。中央处理器220通过通用接口总线260和通用接口模块240中的其它接口模块250相连，上述TDMoIP处理模块210包含：低速SDH接口前端处理模块211、TDM透传处理模块212和以太接口前端处理模块213以及总线转换模块214。

其中，低速SDH接口前端处理模块211的作用是完成低速SDH标准接口所需的编解码、时钟恢复和均衡、接收和发送抖动控制等，并将TDM数据流通过TDM接入总线218传送到TDM透传处理模块212。

TDM透传处理模块212的作用是完成TDM连续的数据位流到数据包转换。该数据包可在数据交换网上传输，TDM透传处理模块212将TDM数据打成用户定义的数据包，然后以数据包形式在IP网络中传输。一方面可以将打包后的数据直接通过本板的以太接口送出去；另一方面也可以将完成上层协议处理后的数据经总线转换模块214后，通过通用接口总线260送给中央处理器220。中央处理器220对送达的数据包进行转发，送到系统中其他接口模块250(光纤或者其它高速接口以太口)。同样，上述处理过程的逆过程如下：其他接口模块250过来的数据经中央处理模块220分析后，由通用接口总线260转发至TDMoIP处理模块210，经总线转换模块214后送达TDM透传处理模块212，TDM透传处理模块212将数据包转换成TDM数据流，经TDM接入接口总线218传至低速SDH接口前端处理模块211处理后送出系统；同样从TDMoIP模块210内以太口前端处理接口213进来的数据送至TDM透传处理模块处理后，有效数据也经低速SDH接口前端处理模块211处理后送出系统。

总线转换模块214完成以太网总线219到通用接口总线260的互换。以太口前端处理模块213的作用是完成以太口前端的物理层信号处理。

为保证路由器可靠工作，时钟同步必不可少，如图3所示，本发明描述的TDMoIP处理模块210提供多种时钟同步方式供灵活选择，有低速SDH接口同步恢复时钟311、以太口同步信息提取时钟312和GPS同步输入时钟313，三种时钟，这三种时钟可同时提供或为节约成本个别提供，上述时钟经同步时钟筛选模块314选择出质量最好的同步时钟后，送至系统集中同步锁相模块320，经系统集中同步锁相模块320筛选后，可作为整个路由器子系统的同步工作时钟，当路由器子系统中同时有其它SDH接口同步模块330，且其它SDH接口同步模块330提供的同步时钟质量高于TDMoIP处理模块310提供的同步时钟质量时，TDMoIP处理模块310亦可使用经系统集中同步锁相模块320筛选出的其它SDH接口同步模块330提供的同步时钟同步后的系统时钟作为工作时钟，且远端的模块也能从中提取出时钟信息进行同步，这样整个网络都能同步工作于一个较高质量的时钟上，保证语音，数据和视频信号的可靠传输。

本发明进一步提供了一种应用上述添加了TDMoIP处理模块的路由器上实现电路仿真的方法，该方法包括一TDMoIP处理步骤，用于提供低速同步数字体系接口和以太接口，并提供多种接口时钟同步方式，实现TDM业务在IP网络上的透明传输，完成IP网络与传统低速同步数字体系网络的连接。该TDMoIP处理步骤进一步包括：一TDM透传处理步骤，用于完成TDM连续数据位流到数据包的转换；一低速SDH接口前端处理步骤，用于完成低速SDH标准接口所需的编解码、时钟恢复和均衡、接收和发送抖动控制，并完成TDM数据流的成帧处理；一以太接口前端处理步骤，用于完成以太口前端的物理层信号处理；一接口转换步骤，用于完成以太网总线到通用接口总线的互换。一提供多种时钟同步方式的步骤，用于提供一低速SDH接口同步恢复时钟，或/和一以太口同步信息提取时钟，或/和一GPS同步输入时钟，和一同步时钟筛选模块，由所述同步时钟筛选模块筛选出质量最好的同步时钟送至系统集中同步锁相模块，作为系统工作时钟。当系统中有其他同步时钟的质量高于所述筛选出的同步时钟时，系统可使用该其他同步时钟作为工作时钟。

图4为配置有本发明中所描述的TDMoIP处理模块210的路由器在组网中的应用模型。参考图4，路由器401通过以太接口连接入IP网络，并与对端的路由器402的以太口形成对接。

路由器401和402分别通过低速SDH接口连接PBX403和404。PBX403连接电话405和406，PBX404分别连接传真机407和408。

路由器401和402分别通过以太接口连接个人PC 409和410。

路由器401和402在VOIP接口模块和FXS接口模块的支持下可直接连接VOIP电话411和412。

在实际应用中：电话405发起的呼叫经PBX403交换后由路由器401透传处理，再送入IP网路由至接收端路由器402，解透传处理后由PBX404交换至电话406，建立链路，电话406的回话经相反路径到达电话405，通话开始。

传真机407发起的数据传输经上述相同路径到达传真机408，进行数据传输。

VoIP电话411和412可以通过IP网相互呼叫，并可以分别完成对电话405和406的呼叫。

个人PC409和410分别通过以太接口跟路由器401和402相连接入IP网，在PC终端软件的协助下，个人PC409和410可进行音、视频和数据的交换。IP电话业务使得个人PC409或者410同样也能够发起对电话405和406以及VoIP电话411和412的呼叫。

采用了本发明所描述的在路由器上通过增加TDMoIP处理模块，可轻松实现在包交换网络上承载E1、T1、E3或T3电路的电路仿真技术，并能够直接通过电缆或光纤接入LAN(local area network，局域网)或WAN(Wide AreaNetwork，广域网)进行远距离的传输。使业务提供商实现了新一代网络的业务移植，并继续提供所有盈利的传统语音和数据业务。数据业务供应商能够提供利润丰厚的租用线路和专用线路业务，利用原先的投入销售语音和数据业务而获取利益的最大化。企业用户还能够在相同的目前正在承载LAN业务的基于IP/以太网的网络上传送语音和视频业务，最大限度降低网络维护和运营成本。

虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种路由器，包括存储器、中央处理器、系统集中同步锁相模块及通用接口模块，其特征在于，所述通用接口模块包括：

一基于IP网络的时分复用(TDMoIP)处理模块，通过通用接口总线与所述中央处理器连接，该TDMoIP处理模块提供低速同步数字体系接口和以太接口，并提供多种接口时钟同步方式，用于实现TDM业务在IP网络上的透明传输，完成IP网络与传统低速同步数字体系网络的连接；

所述TDMoIP处理模块进一步包括：

一TDM透传处理模块，用于完成TDM连续数据流到数据包的转换；

一低速同步数字体系接口前端处理模块，通过TDM接入总线与所述TDM透传处理模块连接，该低速同步数字体系接口前端处理模块用于完成低速同步数字体系标准接口所需的编解码、时钟恢复和均衡、接收和发送抖动控制，并完成TDM数据流的成帧处理；

一以太接口前端处理模块，用于完成以太口前端的物理层信号处理；

一总线转换模块，通过以太网总线与所述TDM透传处理模块和所述以太口前端处理模块连接，该总线转换模块用于完成所述以太网总线到所述通用接口总线的互换；

一低速同步数字体系接口同步恢复时钟、一以太口同步信息提取时钟和一GPS同步输入时钟中的至少一个和一同步时钟筛选模块，

所述同步时钟筛选模块筛选出质量最好的同步时钟后，送至所述系统集中同步锁相模块作为系统工作时钟。

2.根据权利要求1所述的路由器，其特征在于，所述系统集中同步锁相模块从同步时钟筛选模块筛选的同步时钟和系统中其他同步数字体系接口同步模块提供的同步时钟中再次筛选出质量最好的同步时钟作为系统的同步工作时钟。

3.根据权利要求1所述的路由器，其特征在于，所述TDM透传处理模块在完成数据包转换后，将打包的数据直接通过本模块的以太接口送出去或者将完成上层协议处理后的数据经总线转换模块后，通过所述通用接口总线送至所述中央处理器，并由该中央处理器对送达的数据包进行转发。

4.根据权利要求3所述的路由器，其特征在于，所述中央处理器接收并分析其他接口模块的数据后，经过通用接口总线转发至所述TDM透传处理模块，该TDM透传处理模块将数据包转换成TDM数据流经所述TDM接入接口总线传送至所述低速同步数字体系接口前端处理模块处理后送出系统。

5.根据权利要求1所述的路由器，其特征在于，从所述以太口前端处理模块进来的数据送至所述TDM透传处理模块处理后的有效数据经所述低速同步数字体系接口前端处理模块处理后送出系统。

6.一种应用权利要求1～5中任一项所述的路由器实现电路仿真的方法，其特征在于，包括：一基于IP网络的时分复用(TDMoIP)处理步骤，用于提供低速同步数字体系接口和以太接口，并提供多种接口时钟同步方式，实现TDM业务在IP网络上的透明传输，完成IP网络与传统低速同步数字体系网络的连接；

所述TDMoIP处理步骤进一步包括：

一TDM透传处理步骤，用于完成TDM连续数据流到数据包的转换；

一低速同步数字体系接口前端处理步骤，用于完成低速同步数字体系标准接口所需的编解码、时钟恢复和均衡、接收和发送抖动控制，并完成TDM数据流的成帧处理；

一以太接口前端处理步骤，用于完成以太口前端的物理层信号处理；

一接口转换步骤，用于完成以太网总线到通用接口总线的互换；

其中，所述TDMoIP处理步骤进一步包括：提供多种时钟同步方式的步骤和同步时钟筛选模块的筛选处理步骤；其中，所述提供多种时钟同步方式的步骤，用于提供一低速同步数字体系接口同步恢复时钟、一以太口同步信息提取时钟和一GPS同步输入时钟中的至少一个；

所述同步时钟筛选模块处理步骤，用于由所述同步时钟筛选模块筛选出质量最好的同步时钟送至系统集中同步锁相模块，作为路由器工作时钟。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当组网系统中有其他同步时钟的质量高于所述筛选出的同步时钟时，系统可使用该其他同步时钟作为工作时钟。

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