CN1103521C - 接入网网络管理中的通信系统 - Google Patents

Abstract

一种接入网网络管理中的通信系统，包括通信服务器、若干通信转发器和它们之间的链路，通信服务器和各通信转发器分别包含：物理层模块，提供底层对比特数据流的读写操作；数据链路层模块，在链路间将数据从点到点进行正确传送，主要包括点到点的数据成帧、校验和重传；网络层模块，在链路间将数据从端到端进行正确传送，完成路由过程；通信服务器和通信转发器还包含：通信管理模块和通信管理代理模块，进行路由数据配置、性能统计。

Description

接入网网络管理中的通信系统

本发明涉及一种通信系统，尤其涉及一种接入网网络管理中的通信系统。

从V5标准提出以来，接入网迅猛发展，如图1所示，接入网是由接入网网络管理系统(简称网管)、接入设备、传输设备和附属设备所组成，其中，接入网网络管理系统分别与接入设备、传输设备和附属设备之间分别进行数据交互传送，传输设备向接入设备提供业务数据的传送通道。在接入网网络管理系统中一个很重要的部分就是通信系统，现有的通信系统存在如下问题：只针对自己的接入网，局限性较大，缺乏通用性，并且不能灵活地利用传输设备提供的数据通道，以致因为接入网网络管理系统与传输设备不兼容而不能与其它厂家的传输设备相集成。

本发明的目的在于提供一种接入网网络管理(简称网管)中的通信系统，它可以充分、灵活地利用传输设备提供的数据通道，与各种传输设备相集成，具有较大的通用性，不仅可以对各种接入设备进行管理，而且对于接入网中的附属设备(如环境、电源)也能进行管理。

为了实现上述的目的，本发明，即接入网网络管理中的通信系统，它包括通信服务器、若干通信转发器和它们之间的链路，其特征在于：所述的通信服务器和各通信转发器分别包含：物理层模块，提供底层对比特数据流的读写操作，它与数据链路层模块进行数据交互传送；数据链路层模块，在链路间保证数据从点到点进行正确传送，主要包括点到点的数据成帧、校验和重传，它分别与物理层模块和网络层模块进行数据交互传送；网络层模块，在链路间保证数据从端到端进行正确传送，完成路由过程，它与数据链路层模块进行数据交互传送；所述的通信服务器还包含：通信管理模块，为本通信系统进行通信系统配置、性能统计，它向本通信服务器所属的网络层模块传递配置数据和接收发送配置数据的请求；所述的通信转发器还包含：通信管理代理模块，为本通信转发器进行路由数据配置、性能统计，它向本通信转发器所属的网络层模块传递配置数据和接收发送配置数据的请求。

上述的接入网网管中的通信系统，其中，所述的数据链路层模块包含：帧识别模块，从物理层接收数据，进行成帧；差错校验模块，它接收来自帧识别模块的成帧数据，对经过帧识别模块处理的数据进行效验；链路发送模块，它从网络层模块接收网络管理数据，将需要发送的数据成帧，向物理层递交，要求物理层进行发送；链路维护模块，用于维护链路间点到点的畅通，通过链路上任意两个节点之间定时发送握手消息来测试链路是否畅通，并向链路发送模块发送链路维护消息；重传模块，当发生点到点的数据丢失时，它控制链路发送模块重发丢失的数据；流控模块，当发生点到点的数据拥塞时，它控制链路发送模块不再发送或减少发送数据。

由于采用了上述的技术方案，从而形成了一个独立的可伸缩的通信系统，可以根据系统的实际需要(如实际需要管理的设备数量)构建不同大小的通信系统，不仅允许对其它厂家的接入设备进行管理，而且对于接入网附属设备(如环境监控、电源)也可以进行管理，向用户提供了良好的对通信系统本身的管理界面，对通信系统本身的维护变得简单、容易，更增加了通信系统的坚固性。

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是现有接入网组成的结构简图；

图2是本发明通信系统的结构简图；

图3是本发明中的通信服务器的结构功能框图；

图4是本发明中的通信转发器的结构功能框图；

图5是本通信系统中的通信服务器和通信转发器所属的数据链路层模块的功能框图。

由图2所示，一种用于接入网网络管理中的通信系统，包括通信服务器、若干通信转发器和它们之间的链路，其中通信服务器与外界接入网的传输设备相连。下面就外界的传输设备提供点到点的透明通路和传输设备提供协议通路两种情况讨论实现方案。

一.传输设备提供点到点的透明通路时通信系统的实现

由图3、图4所示，所述的通信服务器和各通信转发器分别包含：

物理层模块，提供底层对比特数据流的读写操作，它与数据链路层模块进行数据交互传送，向数据链路层模块提供一条点到点的透明通路，并根据数据量决定通道的参数。下面提供一组建议参数：8比特数据位，1比特停止位；偶校验；硬件实现流量控制；波特率9600；

数据链路层模块，在链路间将数据从点到点(指通信系统中任意两个设备，通信服务器和通信转发器，之间的链路)进行正确传送，主要包括点到点的数据成帧、校验和重传，它分别与物理层模块和网络层模块进行数据交互传送；

网络层模块，在链路间将数据从端到端(指通信系统中任意两个设备，通信服务器和通信转发器，之间的链路)进行正确传送，完成路由过程，它与数据链路层模块进行数据交互传送。网络层采用分级路由，首先为通信服务器或通信转发器分配分级地址，并在其上建立分级路由表，然后根据路由算法完成路由。

分级地址，如下：

母局地址	子网地址	结点地址	设备地址
				从网络管理中心至本地网管监控中心	在本地网管监控中心，向下在各个子网之间进行路由	在子网内部进行路由	在本地监控结点对结点上在接入设备之间进行路由

分级路由表：在不同级的网管终端存放不同的路由表。

网管级别	所存放的分级路由表
		集中网管中心	母局路由表
本地集中网管中心	子网路由表
		监控结点	设备路由表

路由算法，路由时分成上、下行考虑。上行指从通信转发器发通信服务器。下行指从通信服务器到通信转发器。

在通信服务器处进行母局路由、子网路由。

在通信转发器上进行结点路由，发现是本通信转发器连接的设备则进行设备路由，非通信转发器连接的设备，向上行或者下行端口转发。

上行：

在本通信服务器上进行母局路由，子网地址与本通信服务器地址相符合，由本通信服务器接收，否则丢弃。

在通信转发器上进行结点路由。

所述的通信服务器还包含：

通信管理模块；为本通信系统进行通信系统配置、性能统计，它向网络层模块传递配置数据和接收发送配置数据的请求；

所述的通信转发器还包含：

通信管理代理模块，为本通信转发器进行路由数据配置、性能统计，它向网络层模块传递配置数据和接收发送配置数据的请求。

所述的系统配置是对各个结点(包括通信系统内部各通信服务器和通信转发器)路由数据、端口数据进行管理。因为接入网网管有着自己的三级组网结构，因此就应当允许在不同的物理位置对设备进行配置。

所述的性能统计是对各个结点上的数据流量进行统计并向接入网网管上报，以计算网络内部通信量的大小，确定网络内部瓶颈。

故障管理是当通信系统内设备出现故障，如通信转发器坏时，进行故障定位。

1)要完成上述的配置、管理功能，必须定义一组消息，以完成相应信息在

网管终端和设备之间传递。

2)所有的配置都是针对本地内存中的数据，即工作数据进行修改，而工作

数据和本地数据的同步则在启动或关闭时完成，即在系统启动时，从本地数

据中读取，在系统关闭时将工作数据回写到本地数据。

3)在对分级路由表进行配置的消息类别定义如下：

消息名称	说明
		设备应答路由消息
设备路由消息
		子网路由应答消息
子网路由消息
		端口应答消息
端口配置消息	对通信系统中的设备端口进行配置

1)在收集设备告警信息时采用如下消息定义；

消息名称	说明
		端口告警消息	通信系统中的设备端口出现失步、无信号等向网管终端上送此消息

由图5所示，上述的接入网网络管理中的通信系统中的数据链路层模块包含：

帧识别模块，从物理层接收数据，进行成帧；

差错校验模块，它接收来自帧识别模块的成帧数据，对经过帧识别模块处理的数据进行效验；

链路发送模块，它从网络层模块接收网络管理数据，将需要发送的数据成帧，向物理层递交，要求物理层进行发送；

链路维护模块，用于维护链路间点到点的畅通，通过链路上任意两个节点之间定时发送握手消息来测试链路是否畅通，并向链路发送模块发送链路维护消息；

重传模块，当发生点到点的数据丢失时，它控制链路发送模块重发丢失的数据；

流控模块，当发生点到点的数据拥塞时，它控制链路发送模块不再发送或减少发送数据。它是系统出现短暂的数据流量过大时，防止数据丢失的措施。接入网网管中的网管数据量并不大，并且出现拥塞的机会较小，因此可以提供一些简单的流控机制，例如：在结点的接收缓冲区满时，向上级结点发抑制命令，使上级结点暂时停发命令，直到本结点将接收缓冲区清除一些之后。

其中帧识别模块中的帧格式定义以及相应的成帧算法如下；

帧格式一般有如下选择，在实际应用中可以根据需要进行删减。

帧格式	成帧算法	透明传输	帧长限制	传送效率	数据恢复	适用范围
							特殊字符	算法简单、效率X(0)	否	无	几乎无附加数据，传送效率较高	简单，丢失数据不会影响至下一帧	允许非透明传输
带有帧长	算法较简单、效率X(0)	是	有	传送效率随帧长变长而有略微增长，但在物理通道丢失数据	一般，丢失数据一般不会影响至下一帧	不允许非透明传输，一次传送数据不多

				频率较高时，效率明显下降
							转义字符	算法较简单、效率X(0)	是	无	传送字符中出现转义字符较多时，效率下降，极限为1/2	一般，丢失数据一般不会影响至下一帧，丢失帧头或帧尾，将严重丢失数据	不允许非透明传输，一次传送数据较多

特殊字符：所谓特殊字符，就是所传送的数据当中没有的字符。在采取特殊字符帧格式的帧中将特殊字符做为帧头、帧尾。

各种成帧算法如下：

1.特殊字符成帧算法

在下述的成帧算法中，分配两个缓冲区，物理缓冲区(存放读入的数据)，成帧缓冲区(存成帧数据)

len：成帧缓冲区中数据长度

读入：将数据从物理缓冲区读入成帧缓冲区

丢弃：从物理缓冲区中读取，但不做处理

	帧头	帧尾	一般字符(非帧头、帧尾)
				len＝＝0	读入；len++；	丢弃	丢弃
len！＝0	读入；len＝1；	一个完整帧，向上层递交	读入；len++；

2.带有帧长的成帧算法在以下成帧算法中，帧头和帧尾采取相同字符，为了描述方便，以7E代替FrameLen：实际帧长；

7E

非7E

len＝＝0；	读入；len++；	丢弃
			len＝＝1；	读入；len++；	读入；len++；
len＝＝2；	读入；len++；FrameLen赋值；	读入；len++；FrameLen赋值；
			2＜len＜FrameLen；	读入；len++；	读入；len++；
len＝＝FrameLen；	读入；len++；一个完整帧，向上层递交；	错误恢复；

3.转义字符的成帧算法

bChar：前一个读入的字符。在利用转义字符的成帧算法中需要根据前一个读入字符来决定下一步操作，这里用bChar表示。

在转义字符的成帧算法中，帧头和帧尾采取相同字符，为了描述方便，以7E代替；

转义字符：FF

	7E	FF	非7E，FF
				len＝＝0；	bChar＝0；len++；读入	丢弃	丢弃
bChar＝＝0xFF；len＞0	bChar＝0；len++；读入	bChar＝0；len++；读入	错误恢复；
				bChar！＝0xFF；len＞0	bChar＝0；len++；读入；一个完整帧，向上层递交；	bChar＝0xFF	bChar＝0；len++；读入；

数据链路层模块中的帧识别建议采取带有长度的帧结构。二.传输设备提供协议通道时的实现当通信系统适用协议通道时，通信系统所要做的工作是使用点到点的透明传输通路的子集。

物理层模块相同；

数据链路层模块相同；

通信管理模块和通信管理代理模块相同；

接入网网管中除去对自己的接入设备进行管理之外，还必须对许多附加设备进行管理，如环境监控，电源，智能空调等进行管理。这些设备一般由其它厂家提供，设备的管理协议没有统一标准，在通信系统的设计必须增加一个协议转换功能。

具体来说，要在通信系统中的转发结点上完成一个打包、拆包的过程。这就包括：

1.识别电源帧，并且将其封装成为通信系统可以识别的包；

2.接收通信系统发往电源的帧，将其转换成为电源可以识别的包；

它能适应接入网网管的三级组网结构；对非自主开发设备进行管理，如对接入网中的附属设备(如环境、电源监控)进行管理；通信部分与接入网网管部分分离，使向上的标准网管接口(Q3接口)容易实现；与现有的传输设备进行合理集成，既具有一定的独立性，又有良好的可结合性；对通信系统本身进行管理。同时实现管理与通信服务分离。主要运用在接入网网管系统中，同时也可以做为其它网管系统进行内部通信的平台，并且可以做为通信系统的开发模型。实现通信部分与接入网网管部分分离，使向上的标准网管接口(Q3接口)容易实现，与现有的传输设备进行合理集成，既具有一定的独立性，又有良好的可结合性，并对本通信系统进行管理，同时实现管理与通信服务分离。

Claims (2)

1.一种接入网网络管理中的通信系统，包括通信服务器、若干通信转发器和它们之间的链路，其特征在于：所述的通信服务器和各通信转发器分别包含：

物理层模块，提供底层对比特数据流的读写操作，它与数据链路层模块进行数据交互传送；

数据链路层模块，在链路间保证数据从点到点进行正确传送，主要包括点到点的数据成帧、校验和重传，它分别与物理层模块和网络层模块进行数据交互传送；

网络层模块，在链路间保证数据从端到端进行正确传送，完成路由过程，它与数据链路层模块进行数据交互传送；

所述的通信服务器还包含：

通信管理模块，为本通信系统进行通信系统配置、性能统计，它向本通信服务器所属的网络层模块传递配置数据和接收发送配置数据的请求；

所述的通信转发器还包含：

通信管理代理模块，为本通信转发器进行路由数据配置、性能统计，它向本通信转发器所属的网络层模块传递配置数据和接收发送配置数据的请求。

2.根据权利要求1所述的一种接入网网络管理中的通信系统，其特征在于：所述的数据链路层模块包含：

帧识别模块，从物理层接收数据，进行成帧；

差错校验模块，它接收来自帧识别模块的成帧数据，对经过帧识别模块处理的数据进行效验；

链路发送模块，它从网络层模块接收网络管理数据，将需要发送的数据成帧，向物理层递交，要求物理层进行发送；

链路维护模块，用于维护链路间点到点的畅通，通过链路上任意两个节点之间定时发送握手消息来测试链路是否畅通，并向链路发送模块发送链路维护消息；

重传模块，当发生点到点的数据丢失时，它控制链路发送模块重发丢失的数据；以及

流控模块，当发生点到点的数据拥塞时，它控制链路发送模块不再发送或减少发送数据。

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