CN110022251B - 一种基于ip交叉连接功能的业务汇聚系统 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提出了一种基于IP交叉连接功能的业务汇聚系统，包括用于执行业务汇聚任务的功能模块；在功能模块中包括IP交叉连接单元，IP交叉连接单元的输入端设有用于连接业务接口的IP封装与端口标识模块，IP交叉连接单元的输出端连接有数据定向转发模块，数据定向转发模块的输出端连接汇聚接口；在功能模块外围还设有用于对功能模块进行控制的管理系统。通过单模块或多模块的实施方式，大大简化了交叉连接配置方式，使得多业务汇聚系统智能化、扁平化，管理更方便、兼容性更强。

Description

一种基于IP交叉连接功能的业务汇聚系统
技术领域
本发明属于通信领域，尤其涉及一种基于IP交叉连接功能的业务汇聚系统。
背景技术
现有通信技术中，数字交叉连接功能基于TDM时分复用技术。
TDM时分复用技术：该技术的典型设备如PCM设备、SDH设备，该技术将不同的信号相互交织在不同的时间段内，沿着同一个信道传输；在接收端再用某种方法，将各个时间段内的信号提取出来还原成原始信号。该技术实现交叉连接是将不同的业务时隙做了不同的时间标识，改变时隙位置的方式实现业务时隙的数字交叉连接。
首先，无论是TDM时分复用技术还是WDM光波分复用技术，都采用了独占带宽的方式实现业务时隙通信，以TDM时分复用技术为例：一路电话在交叉连接系统中占用一个64kbit时隙带宽，但无论这路电话是否在使用，系统时刻都为这路电话准备了通道时隙，在电话不使用时，也不会释放通道带宽给其他业务使用，TDM时分复用业务的时隙有多种，每种业务占用的带宽大小差别很大。
其次，采用传统的TDM时分复用技术和WDM光波分复用技术实现业务汇聚，配置复杂且灵活性差，特别是多个站点的不同带宽、不同业务在多级传输网络汇聚时，需要考虑的因素很多，如业务的时隙带宽、每个业务的时隙位置、设备的时钟业务等等都需要精确无误的进行配置，否则会导致业务不能通信，检查错误的复杂度也很大。
发明内容
为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本发明提出了一种基于IP交叉连接功能的业务汇聚系统，所述业务汇聚系统包括用于执行业务汇聚任务的功能模块；
在功能模块中包括IP交叉连接单元，IP交叉连接单元的输入端设有用于连接业务接口的IP封装与端口标识模块，IP交叉连接单元的输出端连接有数据定向转发模块，数据定向转发模块的输出端连接汇聚接口；
在功能模块外围还设有用于对功能模块进行控制的管理系统。
可选的，所述业务接口为各种需要进行接入和传输的业务接口，音频接口包括FXO、FXS、2/4W E&M、磁石、载波。
可选的，所述IP封装与端口标识模块，对业务接口进行IP封装；
对IP封装后的每一个接口加上端口号，用于识别接口IP封装后占用的位置，然后将封装后的接口数据和端口信息连接至IP交叉连接模块。
可选的，所述IP交叉连接模块为采集单系统中所有的接口模块的信息，即接口数据和端口号。
可选的，所述数据定向转发模块用于接收经交叉连接处理后的端口信息，通过汇聚接口发送至网络侧，与相连IP网络上的其他节点设备通信，该模块具有IP包分组复用功能，具有IP路由器功能，为整个模块分配独立IP地址。
可选的，所述业务端口包含业务接口经IP封装后的端口数据和端口号，端口的数量可根据需要配置，所有的端口都可以赋予唯一的端口号，每两个端口号之间配对通信。
可选的，所述汇聚接口为网络侧组网接口，数据格式为标准IP包协。
可选的，所述管理系统连接至本发明的单模块系统对其进行端口交叉配置，监控系统的工作状态。管理系统软件可安装在windows和linux系统，对同一个互联的IP网中的所有单模块设备进行管理配置。
可选的，所述业务汇聚系统包括处于同一IP传输网络范围内的至少两个用于执行业务汇聚任务的功能模块；
在功能模块中包括IP交叉连接单元，IP交叉连接单元的输入端设有用于连接业务接口的IP封装与端口标识模块，IP交叉连接单元的输出端连接有数据定向转发模块，数据定向转发模块的输出端连接汇聚接口；
在功能模块外围还设有用于对功能模块进行控制的管理系统。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：
通过单模块或多模块的实施方式，大大简化了交叉连接配置方式，使得多业务汇聚系统智能化、扁平化，管理更方便、兼容性更强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提出的一种基于IP交叉连接技术的业务汇聚系统中单模块的结构示意图；
图2为本申请实施例提出的通信的两个端口进行连接的结构示意图；
图3为本申请实施例提出的一种基于IP交叉连接技术的业务汇聚系统中多模块系统的结构示意图；
图4为本申请实施例提出的一种基于IP交叉连接技术的业务汇聚系统中多模块系统的简化结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的结构作进一步地描述。
实施例一
本发明为一种基于IP交叉连接技术的业务汇聚系统，其目的在于实现多业务在IP传输网络的汇聚，并实现汇聚端的协议转换功能，与图1所示的传统汇聚设备相比，本发明还实现了基于IP分组数据实现数字交叉连接功能，该功能颠覆了传统交叉连接技术和多业务汇聚方式，简化了交叉连接配置方式，使得多业务汇聚系统智能化、扁平化，管理更方便、兼容性更强。
众所周知，传统的交叉复用设备需要完成对各种音频、视频、数据信号的接入和传输，代表性的设备有PCM、SDH设备，可实现业务时隙的交叉和业务汇聚，但是其配置复杂、占用大量的系统资源、兼容性差。为了解决传统技术存在的问题，本发明采用IP分组包技术为核心实现业务端口的交叉连接，以及实现业务在网络侧的汇聚。
本发明为一种基于IP交叉连接技术的业务汇聚系统，根据方案的技术特点，通过以下两个系统结构对技术方案加以详细说明：
1)单模块系统
单模块的系统图如图1所示，单模块系统由图1中IP封装与端口标识模块、IP交叉连接模块、数据定向转发模块、业务端口、以及外部的业务接口、汇聚接口组成和管理系统，
在功能模块中包括IP交叉连接单元，IP交叉连接单元的输入端设有用于连接业务接口的IP封装与端口标识模块，IP交叉连接单元的输出端连接有数据定向转发模块，数据定向转发模块的输出端连接汇聚接口；
在功能模块外围还设有用于对功能模块进行控制的管理系统。
各个模块的功能如下：
业务接口：各种需要进行接入和传输的业务接口，音频接口如：FXO、FXS、2/4W E&M、磁石、载波等接口。数据接口如：RS232、RS485、RS422、V35、E1等，以及以太网和SDH接口；
IP封装与端口标识模块：对业务接口进行IP封装，该部分为现有技术，例如各种网关设备实现的功能。本发明对IP封装后的每一个接口加上端口号，用于识别接口IP封装后占用的位置，然后将封装后的接口数据和端口信息连接至IP交叉连接模块；
IP交叉连接模块：采集单系统中所有的接口模块的信息，即接口数据和端口号，该模块可以根据运用需要配置除以外的端口，端口可以通过管理系统进行配置；
数据定向转发模块：该模块接收经交叉连接处理后的端口信息，通过汇聚接口发送至网络侧，与相连IP网络上的其他节点设备通信，该模块具有IP包分组复用功能，具有IP路由器功能，为整个模块分配独立IP地址；
业务端口：包含业务接口经IP封装后的端口数据和端口号，为IP交叉连接单元配置的端口，端口的数量可根据需要配置，所有的端口都可以赋予唯一的端口号，每两个端口号之间都可以配对通信；
汇聚接口：网络侧组网接口，数据格式为标准IP包协议。汇聚接口可以是1个，也可以是多个实现不同方向组网；
管理系统：该系统的硬件为标准的PC，配套软件为本发明的专用管理系统软件，连接至本发明的单模块系统对其进行端口交叉配置，监控系统的工作状态。管理系统软件可安装在windows和linux系统，可对同一个互联的IP网中的所有单模块设备进行管理配置。
单模块系统的工作步骤如下：
步骤一，将各种业务接口经过编码处理后变成固定格式的数字信号传送给IP封装与端口标识模块，将数字信号封装成IP数据包，在IP数据包中添加端口标识，端口标识信息包含业务接口类型、速率信息；
步骤二，根据业务接口的数量和种类，再通过管理系统对IP交叉连接模块进行业务端口配置，配置的内容包含端口号和端口类型，端口号的数量根据需要配置，端口类型根据需要传送的业务接口类型而定，如E1接口的接口类型信息：速率为2048kbit，占用IP带宽为2.3Mbit；
步骤三，通过管理系统配置，将需要配对通信的两个端口进行连接，比如图2：有两个端口号为8001和8011需要配对连接，只要将8001和8011放在同一端口组中即可，但要求8001和8011的端口类型一样。
步骤四，将所有端口数据连接至④数据定向转发模块，然后对端口数据进行IP包分组复用处理，发送至网络侧。
单模块系统在配置交叉连接时，是通过端口号配对连接的，只要将两个端口号归到同一组即可实现两个端口之间进行通信。
本发明的单模块系统中，模块采用FPGA嵌入式系统实现，所述FPGA处理芯片采用型号为EP4CGX150DF2717的芯片。
2)多模块系统
多模块系统的工作原理是在单模块的基础上的进一步扩展，多模块系统成立的条件是各个单模块系统在同一个IP传输内，每个单模块系统有一个独立的IP地址，如图3所示。每一个单模块系统的业务端口配置端口号，由于本发明是通过端口号实现端口之间连接的，而各个单模块又在一个局域网中进行组网连接，故不同单模块系统的端口可视为在同一个IP交叉连接单元的集合，集合中的每个端口之间可以直接实现IP地址+端口号的方式配对连接，多模块系统简化后如图4所示。图4中，由n个接入站和汇聚站的单模块系统端口组成IP交叉连接单元矩阵，在配置端口的交叉连接时，只需指明单模块的IP地址和端口，将两个IP地址+端口放在一个端口组内即可实现不同单模块系统之间的两个端口连接，与传统的基于TDM时分复用方式的交叉连接网络相比，大大简化配置步骤。
本发明为一种基于IP交叉连接技术的业务汇聚系统，其目的在于实现多业务在IP传输网络的汇聚，并实现汇聚端的协议转换功能，与图1所示的传统汇聚设备相比，本发明还实现了基于IP分组数据实现数字交叉连接功能，该功能颠覆了传统基于TDM时分复用技术的交叉连接网络和多业务汇聚方式，通过实施，大大简化了交叉连接配置方式，使得多业务汇聚系统智能化、扁平化，管理更方便、兼容性更强。
上述实施例中的各个序号仅仅为了描述，不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。
以上所述仅为本发明的实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于IP交叉连接功能的业务汇聚系统，其特征在于，所述业务汇聚系统包括用于执行业务汇聚任务的功能模块；
在功能模块中包括IP交叉连接单元，IP交叉连接单元的输入端设有用于连接业务接口的IP封装与端口标识模块，IP交叉连接单元的输出端连接有数据定向转发模块，数据定向转发模块的输出端连接汇聚接口；
在功能模块外围还设有用于对功能模块进行控制的管理系统；
所述业务接口为各种需要进行接入和传输的业务接口，音频接口包括FXO、FXS、2/4WE&M、磁石、载波；
所述IP封装与端口标识模块，对业务接口进行IP封装；
对IP封装后的每一个接口加上端口号，用于识别接口IP封装后占用的位置，然后将封装后的接口数据和端口信息连接至IP交叉连接模块；
所述IP交叉连接模块为采集单系统中所有的接口模块的信息，即接口数据和端口号；
所述数据定向转发模块用于接收经交叉连接处理后的端口信息，通过汇聚接口发送至网络侧，与相连IP网络上的其他节点设备通信，该模块具有IP包分组复用功能，具有IP路由器功能，为整个模块分配独立IP地址；
所述IP交叉连接单元配置有业务端口，所述业务端口包含业务接口经IP封装后的端口数据和端口号，端口的数量可根据需要配置，所有的端口都可以赋予唯一的端口号，每两个端口号之间配对通信。
2.根据权利要求1所述的基于IP交叉连接功能的业务汇聚系统，其特征在于，所述汇聚接口为网络侧组网接口，数据格式为标准IP包协议。
3.根据权利要求1所述的基于IP交叉连接功能的业务汇聚系统，其特征在于，所述管理系统连接至单模块系统对其进行端口交叉配置，监控系统的工作状态；管理系统软件可安装在windows和linux系统，对同一个互联的IP网中的所有单模块设备进行管理配置。
4.根据权利要求1所述的基于IP交叉连接功能的业务汇聚系统，其特征在于，所述业务汇聚系统包括处于同一IP传输网络范围内的至少两个用于执行业务汇聚任务的功能模块；
在功能模块中包括IP交叉连接单元，IP交叉连接单元的输入端设有用于连接业务接口的IP封装与端口标识模块，IP交叉连接单元的输出端连接有数据定向转发模块，数据定向转发模块的输出端连接汇聚接口；
在功能模块外围还设有用于对功能模块进行控制的管理系统。
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