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CN1623302A - 具有集成以太网交换机接口的atm端口模块 - Google Patents

具有集成以太网交换机接口的atm端口模块 Download PDF

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CN1623302A
CN1623302A CN02828438.0A CN02828438A CN1623302A CN 1623302 A CN1623302 A CN 1623302A CN 02828438 A CN02828438 A CN 02828438A CN 1623302 A CN1623302 A CN 1623302A
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Abstract

一种ATM节点设备(1)的ATM端口模块，具有ATM控制器(3)，用于处理通过传输线(5)传输过来的ATM信元，其特征在于所述ATM端口模块(2)包括以太网交换机接口(6)，用于将ATM端口模块(2)与该ATM节点设备(1)的以太网交换机核心模块(7)相连。

Description

具有集成以太网交换机接口的ATM端口模块
技术领域
本发明涉及一种ATM端口模块，具有集成以太网交换机接口，用于将该ATM端口模块与以太网交换机核心模块相连。
背景技术
ATM(异步传送模式)是一种分组交换，更具体地，信元交换宽带网络技术。ATM形成了宽带ISDN体系结构的核心，宽带ISDN体系结构将由针对低速率语音的ISDN所定义的数字传输能力延伸到相同线路上的语音和多媒体传输。
ATM使一种能够提供非常高带宽的实时体系结构。目前的实现方案在从特定的低速版本128kbps到622.08Mbps范围内的速度下进行操作。将实质上支持2.488Gbps的速度。
因为非常高的带宽、传输多媒体数据的能力，ATM可以用作针对局域网(LAN)和广域网(WAN)的高速体系结构。
ATM和AAL与OSI参考模型的层2相关联。
ATM层是业务无关层，在该层处，创建输出ATM信元头和尾，定义虚拟信道和信号路径，并赋予惟一的标识符，以及对信元进行复用或解复用。ATM层创建信元，然后利用物理层进行传输。还从输入信元中去除信元头和尾。ATM层还负责业务量管理。
最上层是AAL层(ATM适配层)。AAL层是业务相关的。其提供ATM与如语音、视频或数据通信业务等传输中所涉及的其他通信服务之间的必需的协议转换。
AAL层具有两个子层，即转换子层和SAR子层。转换子层提供对多种业务的接口。SAR子层(SAR：分段和重组)是在传输端，将可变长度分组打包成固定长度的信元，在接收端，重新打包信元的子层。SAR子层还负责寻找和处理次序颠倒或丢失的信元。
图1示出了根据现有技术的ATM节点。ATM节点包括几个ATM端口模块，每一个均包括ATM控制器单元。ATM控制器通过接口与ATM交换机设备相连。每个ATM端口模块支持至少一条物理传输线(PHY)。对于xDSL，最多128条PHY可以与ATM端口模块相连。ATM节点可以包括不具有交换的交叉连接以及具有信令的真正交换。
ATM节点中的ATM端口模块的数量至少为两个。在典型的ATM节点中，提供多个ATM端口模块。例如，在集线器系统中，提供最多8个ATM端口模块，在背板系统中，提供最多32个ATM端口模块，以及在基于大机架的系统中，提供最多256个ATM端口模块。
对于如图1所示的现有技术的ATM节点，存在以下几个问题。形成了ATM节点的核心模块的ATM交换机的组件的产量比ATM端口模块的组件的产量小得多，至少为因子10。另一严重的问题在于，不存在对于核心模块，即ATM交换机和ATM端口模块之间的互连的技术标准。具体地，如图1所示的现有技术的ATM节点不能与以太网网络相连。
为了克服产量问题，已经由Transwitch( www.transwitch.com)研发了如图2所示的ATM节点。如图2所示的现有技术的ATM节点通过无源信元总线连接ATM节点的ATM端口模块。此专用背板总线或信元总线代替了ATM节点内的ATM交换机。如图2所示的ATM节点的缺陷在于信元总线限制了数据吞吐量。Transwitch的信元总线将数据吞吐量限制为大约1Gbps的最大值。另一缺点在于如果断开并行信元中心的一条传输线，则ATM节点发生故障。另一主要缺点在于背板信元总线也是专用的，并不与标准以太网系统相兼容。
图3示出了根据现有技术的ATM端口模块中的ATM控制器。ATM控制器执行如信元头检测和信元头转换等标准ATM层功能。ATM-OAM处理器执行双向的OAM功能(OAM：操作和维护)和业务量管理功能。ATM信元头检测器识别有效的ATM信元头，即，通过使用预先定义的VPI/VCI值(VPI：虚通路标识符；VCI：虚通道标识符)。在典型的ATM端口模块中，只有大量可能的VPI/VCI组合中的一小部分是有效的。在ATM信元离开ATM控制器之前执行ATM信元头转换。由ATM-OAM处理器执行的OAM功能为环回、性能监控和告警。在ITU标准I.610中定义了OAM功能。
业务量管理功能为缓冲数据流以及可选的修正、调度和业务量整形。通过缓冲和调度设备执行ATM控制器的业务量管理功能。修正用于控制输入信元流。在以单独的业务量参数调度全体连接期间，选择每个连接或每组连接，并赋予发射分组的机会。例如，业务量参数为优先级、最小吞吐量、最大突发尺寸、信元丢失率。根据如实时语音、视频数据或非实时数据等所传送的信息，来分配业务量参数。通过调度器组合具有相同目的地的信元流。在朝向ATM交换机的信号路径方向上，每个ATM端口模块分配一个调度设备，以及在相反的信号路径方向上，每个ATM物理传输线分配至少一个调度器。
ATM-OAM处理器与缓冲和调度设备与ATM控制器中的连接环境存储器相连。图4示出了根据现有技术的连接环境存储器。ATM信元头检测器检测输入ATM信元的信元头，并寻址信元头查找表中的条目。在信元头查找表中，存储有输出信元头、端口地址P、OAM参数和队列号Q。队列号Q用作指向其中存储了队列参数的查找表中的存储器条目的指针。ATM交换机接收以指定了ATM节点的输出端口的预定(prepended)的端口地址P扩充的ATM信元。
图5a示出了ATM信元的数据格式，具有包括5字节的ATM信元头和包括48字节的ATM净荷。图5b示出了扩充ATM信元的数据结构，包括表示节点中的目的地端口地址的预定的端口地址P。
图5c示出了根据现有技术的ATM信元的内容。ATM信元由48字节数据或净荷、段的5字节信元头构成。ATM信元头中的大多数位用于虚拟通路和通道标识。CLP(CLP：信元丢失优先级)位表示如果网络业务量容量建议丢弃信元，能否丢弃该信元。
图5d示出了根据IEEE 802.3的以太网分组的数据结构。IEEE802.3标准是目前针对局域网(LAN)而最为广泛采用的体系结构。图5d所示的以太网分组的帧尺寸在64和1518数据字节之间变化。以太网标准支持针对给定类型的电缆连接上的通信的较为广泛的收发器类型。最普遍的收发器类型是10BASE5(粗同轴线)、10BASE-T(3、4、5类双绞线UTP[＝无屏蔽双绞线])、100BASE-TX(5类双绞线UTP)、100BASE-TX(双多模光纤)、100BASE-T(5类四对线UTP)、100BASE-X(两根光纤)。以太网帧包括前同步码(7字节)、帧首定界符(SFD，1字节)、帧的源地址和目的地地址(每个6字节)、表示随后的数据字段的长度或协议类型的长度或类型字段、包括可能有的填充的数据字段(46-1500字节)和包含用于检测帧中的误码的循环冗余校验(CRC)值的帧校验序列(FCS，4字节)。将类型/长度字段理解为区分两类主要以太网分组的长度或类型，即，基于以太网2和802.3的分组。
以太网分组的净荷包括46-1500字节的净荷数据。净荷数据构成必须至少为46字节，并且可以包括填充字节。
如上所述，如图1和图2所示的现有技术的ATM节点并不与以太网兼容。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种与以太网兼容的ATM节点设备的ATM端口模块。
通过具有主权利要求1的特征的ATM节点设备的ATM端口模块来实现此目的。
本发明提供了一种ATM节点设备的ATM端口模块，具有ATM控制器，用于控制通过传输线传输过来的ATM信元，其中ATM端口模块包括以太网交换机接口，将ATM端口模块与ATM节点设备的以太网交换机核心模块相连。
由于可以将多个ATM信元的净荷封装在一个以太网分组中，根据本发明的ATM端口模块提供了更高的数据传输率。这导致了处理信元头数据时，较少的开销。
另一优点在于以太网交换机核心模块是可扩缩的。
在根据本发明的ATM端口模块的优选实施例中，以太网交换机接口包括：以太网封装单元，用于将由ATM控制器处理处理的ATM信元封装成以太网分组，以传输给以太网交换机核心模块；以及以太网解封装单元，用于从以太网交换机核心模块接收到的以太网分组中提取ATM信元。
优选地，每个ATM端口模块的ATM控制器包括ATM到以太网信号通路和以太网到ATM信号通路。
在根据本发明的ATM端口模块的优选实施例中，ATM控制器包括连接环境存储器，用于存储信元头查找表和队列查找表。
在连接环境存储器的信元头查找表中，存储有ATM节点设备的目的地端口的端口地址P、OAM参数和队列号Q。
在根据本发明的ATM端口模块的优选实施例中，每个队列号Q是指向队列查找表中的相应存储器条目的指针。
在根据本发明的ATM端口模块的优选实施例中，对于每个队列号Q，将相应的队列参数和指示标记存储在连接环境存储器的队列查找表中。
指示标记(VC-MERGE-SELECT)表示所接收到的ATM信元的目的地端口是否为与所述ATM节点设备内的ATM端口模块相连的ATM端口或者是否为所述ATM节点设备内的以太网交换机核心模块的以太网端口。
在优选实施例中，根据本发明的ATM端口模块的ATM控制器包括：
ATM信元头检测器单元，用于检测通过传输线接收到的ATM信元的信元头；
ATM-OAM处理器，用于根据从连接内容存储器中读出的OAM参数，执行操作和维护功能；
缓冲和调度单元，用于缓冲和调度已处理的ATM信元，并产生扩充ATM信元，每个扩充ATM信元均包括ATM节点设备的端口地址P，其中从连接环境存储器中读取端口地址P。
在根据本发明的ATM端口模块的优选实施例中，ATM控制器的以太网到ATM信号通路包括：
缓冲和调度单元，用于缓冲和调度从以太网交换机接口接收到的ATM信元；
ATM-OAM处理器，用于根据从连接环境存储器中读出的OAM参数，执行操作和维护功能；以及
ATM信元头转换器。
在根据本发明的ATM端口模块的另一优选实施例中，ATM控制器的缓冲和调度单元在指示标记(VC-MERGE-SELECT)将ATM端口表示为目的地端口时，向以太网封装单元输出已处理的扩充ATM信元，以及在指示标记(VC-MERGE-SELECT)将以太网端口表示为目的地端口时，向分段和重组单元(SAR)输出已处理的扩充ATM信元。
在根据本发明的ATM端口模块的优选实施例中，分段和重组单元(SAR)丢弃扩充ATM信元的ATM信元头，并向产生包含至少一个丢弃后的ATM信元作为净荷的以太网分组的以太网分组发生器转发扩充ATM信元的净荷。
在根据本发明的ATM端口模块的优选实施例中，以太网分组发生器根据从连接环境存储器中读出的交互工作类型数据，产生以太网分组。
附图说明
下面，参照附图，对根据本发明的ATM端口模块的优选实施例进行描述。
图1示出了根据现有技术的ATM节点；
图2示出了根据现有技术的另一ATM节点；
图3示出了传统的ATM控制器；
图4示出了根据现有技术的连接环境存储器；
图5a示出了传统ATM信元的数据格式；
图5b示出了扩充ATM信元的数据格式；
图5c详细示出了传统ATM信元的信元内容；
图5d示出了根据现有技术的传统以太网分组的数据结构；
图6示出了根据本发明的ATM节点的方框图；
图7示出了由根据本发明的ATM端口模块的以太网交换机接口执行的封装处理的流程图；
图8示出了用于解释根据本发明的封装处理的数据结构；
图9示出了由根据本发明的ATM端口模块的以太网交换机接口执行的解封装处理的流程图；
图10示出了根据本发明的ATM端口模块的优选实施例的方框图；
图11示出了根据本发明的连接环境存储器的内容；
图12示出了根据本发明的ATM端口模块中的缓冲和调度单元；
图13示出了根据本发明优选实施例的缓冲读取控制流程图；
图14示出了根据本发明的SAR流程图；
图15示出了用于解释根据本发明的以太网分组产生的基本结构；
图16示出了ATM端口模块在ATM以太网DSLAM中的应用。
具体实施方式
图6示出了包括多个根据本发明的ATM端口模块2-1到2-N的ATM节点1。ATM节点1内的每个ATM端口模块2均包括ATM控制器3，用于处理通过物理ATM传输线5传输过来的ATM信元。ATM端口模块2包括以太网交换机接口6，将ATM端口模块2与ATM节点设备1的以太网交换机核心模块7相连。每个以太网交换机接口6包括：以太网封装单元8，用于将由ATM控制器3处理的ATM信元封装成以太网分组，以便传输给以太网交换机核心模块7；以及以太网解封装单元9，用于将从以太网交换机核心模块7接收到的以太网分组中提取ATM信元。
在ATM节点1的外部端口5具有全部ATM接口，ATM端口模块2与以太网交换机7之间的内部连接传送如图5d所示的标准以太网分组。每个ATM端口模块2-i具有惟一的以太网MAC地址，与普通的以太网网络中相同。以太网交换机7根据其目的地MAC地址(DMAC)转发以太网分组。以太网交换机7通过配置或IEEE 802.1D标准中所定义的自学习机制来获知目的地MAC地址。
ATM端口模块2中的ATM控制器3执行如信元头检测和转换、操作和维护功能以及业务量管理功能等标准ATM层功能。
以太网交换机接口6执行ATM和以太网之间的数据转换。以太网交换机接口6从ATM控制器3接收如图5b所示的扩充ATM信元。扩充ATM信元每一个具有指定以太网交换机7的输出端口的预定的端口地址P。端口地址P可以是目的地ATM端口模块2的以太网DMAC地址，或者是可以根据以太网交换机接口6中的配置表转换为DMAC地址的简单二进制编码数。在以太网交换机接口6和以太网交换机7之间交换的以太网分组的以太网分组头的其他字段具有固定的数据模式。按照恒定的数据模式发送与IEEE 802.3相一致的前同步码、作为各个ATM端口模块的MAC地址的源MAC地址(SMAC)和以太类型字段。以太网分组的净荷由至少一个不具有扩充端口地址P的标准ATM信元构成。传输以太网分组的ATM净荷对只根据DMAC地址转发以太网分组的以太网交换机7是透明的。封装包括ATM在以太网上的透明传送。只将其目的地为相同ATM端口模块的ATM信元封装为相同的以太网分组。由于以太网分组的最大尺寸被限制为1500字节，ATM信元的最大数量是可配置的，优选地，指定较低的分组尺寸限制，以便减少以太网交换机7内部的分组延迟。
图7作为流程图示出了封装处理。
以太网封装单元8从ATM控制器3接收扩充ATM信元。封装单元8产生由固定数据模式构成的以太网分组前同步码。
根据所接收到的扩充ATM信元的端口地址，以太网封装单元8产生ATM节点1中的目的地ATM端口模块2的DMAC地址。通过端口地址P传递此DMAC地址，或者直接传递，或者编码为通过配置表转换为DMAC地址的二进制编码数。
在下一步中，设置ATM端口模块2的源MAC(SMAC)。
通过产生以太类型的固定数据模式，完成以太网分组头。
聚集接收到的ATM信元的ATM净荷。只将以相同ATM端口模块为目的地的ATM信元放入相同的以太网分组中。
在下一步中，检查聚集后的ATM净荷是否超过了以太网净荷的最大尺寸，即1500字节。当未达到最大尺寸时，从ATM控制器3读取下一扩充ATM信元。
在下一步中，检查扩充ATM信元的端口地址P是否等于前一接收到的扩充ATM信元的端口地址。这样确保了这将具有相同ATM端口模块作为目的地的ATM信元打包成相同的以太网分组。当后一ATM信元的端口地址Pi等于前一扩充ATM信元的端口地址Pi-1时，聚集后一ATM信元的内容，并读取下一扩充ATM信元。
在后一ATM信元的端口地址Pi不等于前一扩充ATM信元的端口地址Pi-1时，以太网封装单元8产生以太网分组的报尾T，并向以太网交换机7发送该分组。
图8示出了由以太网封装单元8执行的封装处理的示例。将具有相同端口地址P1的两个扩充ATM信元打包成第一以太网分组A。将后面的具有不同目的地端口地址P2的扩充ATM信元打包成下一以太网分组B。
图9示出了由以太网交换机接口6中的以太网解封装单元9执行的解封装处理的流程图。以太网解封装单元9从以太网交换机7接收以太网分组。
在下一步中，检查所接收到的以太网分组的目的地MAC是否等于ATM端口模块2的MAC地址。如果地址不相等，则检测到传输错误，并丢弃所接收到的以太网分组。如果两个地址相等，则以太网解封装单元9提取接收到的以太网分组的净荷。
将所提取出的净荷转发给ATM控制器3。通过将输入以太网分组的DMAC地址与本地以太网地址进行比较来执行过滤功能。丢弃不匹配的以太网分组。当地址匹配时，剥离整个以太网分组头和净荷，而只将ATM信元净荷转发给ATM控制器3，作为ATM信元的连续序列。<重复前一段>
可以采用几个另外的以太网功能以增强整个系统的功能性。可以利用由IEEE 802标准定义的预定MAC地址来实现组播和广播功能。除MAC地址之外，或者代替MAC地址，可以使用802.1Q中所规定的可选VLAN机制，来指定以太网分组的目的地端口。
对于如图6所示的内部传输链路10，可以使用由IEEE标准定义的所有传输介质，具体地，串行链路，例如，10/100BASE-T或8B/10B编码千兆位以太网。在典型实施例中，ATM端口模块2与以太网交换机7之间的距离小于1m，但在特定的应用中，可以提供远距离ATM端口模块2。为此，采用100m电传输或2km光传输标准。
图10示出了根据本发明的ATM端口模块2的优选实施例。
ATM控制器3包括ATM到以太网信号通路和以太网到ATM信号通路。ATM到以太网信号通路包括ATM信元头检测器单元10、ATM-OAM处理器11以及缓冲和调度单元12。
以太网到ATM信号通路包括缓冲和调度单元13a、ATM-OAM处理器11和ATM信元头转换器13b。
通过来自连接环境存储器14的输出信号控制ATM到以太网信号通路10、11、12和以太网到ATM信号通路。
图11示出了根据本发明优选实施例的连接环境存储器14的数据内容。ATM信元头检测器单元10检测通过至少一个传输线5接收到的ATM信元的信元头。利用检测到的信元头，寻址连接环境存储器14中的信元头查找表的存储器条目。针对每个信元头，存储端口地址P、OAM参数和队列号Q。ATM信元头检测器10通知有效信元头的识别，即，具有预定的VPI/VCI值。信元头查找表中的端口地址P或者为目的地ATM端口模块2的以太网DMAC地址或者为根据连接环境存储器14的配置表转换为DMAC地址的二进制编码数。
OAM参数定义了如环回、性能监控和告警等操作和维护功能，并由连接环境存储器14提供给ATM-OAM处理器11。
信元头查找表中的队列号Q用作指向连接环境存储器14的队列查找表中的相应存储器条目的指针。向调度设备12、13提供队列参数。
在如图10所示的根据优选实施例的ATM端口模块2中，队列查找表包括针对每个数据队列的指示标记(VC-MERGE-SELECT)。将VC-MERGE-SELECT位提供给调度设备12、13，并且如果置位，则确保了属于一个分组的所有信元的排列。
指示标记(VC-MERGE-SELECT)表示所接收到的ATM信元的目的地端口是否为与ATM节点设备1中的ATM端口模块(2-i)相连的ATM端口或者是否为ATM节点设备1中的以太网交换机核心模块7的以太网端口。
在指示标记(VC-MERGE-SELECT)表示ATM端口为目的地端口时，调度单元12向以太网封装单元8输出扩充ATM信元。
相反，在指示标记(VC-MERGE-SELECT)表示ATM节点的以太网端口为目的地端口时，向分段和重组单元15转发由ATM-OAM处理器11处理后的扩充ATM信元。分段和重组单元15丢弃扩充ATM信元的ATM信元头，并向产生包含至少一个丢弃后的ATM信元作为净荷的以太网分组的以太网分组发生器16转发扩充ATM信元的净荷。
VC-MERGE功能形成了属于一个分组的所有ATM信元的排列。由于携带信元的AAL5的ATM信元头中的分组的最后信元指示位，这是可能的。调度设备12将其中并未置位VC-MERGE SELECT位的队列看作去往ATM目的地的“正常”ATM信元队列。将此队列交换到SAR单元15。
相反，具有被设置为指示标记的VC-MERGE-SELECT位的数据队列用在分组感知模式中，即，提供数据队列，直到读取出分组的所有信元，并传输分组的最后一个信元为止。然后，转移到对下一优先化的队列。
图12示出了根据本发明的缓冲和调度单元12。缓冲和调度单元12包括缓冲器写入控制12-1、缓冲器12-2和缓冲器读取控制12-3。缓冲器写入控制12-1将输入ATM信元分配给缓冲器12-2中的不同队列。在图12所示的示例中，队列x是针对ATM到ATM信号通路的数据队列，而队列y是针对ATM到以太网信号通路的数据队列。
在如图11所示的队列查找表中，队列x将具有未被置位的VC-MERGE-SELECT位，而队列y将具有被置位的VC-MERGE-SELECT位以表示队列y是以以太网端口为目的地的数据队列。
在缓冲器读取控制12-3处理队列x时，其检测到VC-MERGE-SELECT指示位未被置位，并向以太网封装单元8转发ATM信元。
相反，当缓冲器读取控制检测到VC-MERGE-SELECT位被置位时(例如，对于数据队列y)，则向分组感知模式下的单一信道重组单元15转发ATM信元。在这种情况下，由缓冲器读取控制12-3继续提供数据队列y，直到属于数据队列y中的分组的所有ATM信元被读出，并向SAR单元15传输最后一个ATM信元为止。最后一个ATM信元的信元头中的分组的最后一个信元指示位通知缓冲器读取控制12-3已经转发了全部分组，以及可以对下一队列进行处理。
图13示出了由调度单元12中的缓冲器读取控制单元12-3执行的缓冲器读取控制的流程图。在调度器超时之后，缓冲器读取控制12-3提供具有由连接环境存储器14提供的号码Q的队列。从连接环境存储器14中的队列查找表中读出队列号Q。
在下一步骤中，缓冲器读取控制12-3检查VC-MERGE-SELECT位是否被置位。如果VC-MERGE-SELECT位未被置位，缓冲器读取控制12-3识别ATM信元以ATM端口为目的地。在这种情况下，从所寻址的队列中读取ATM信元，并输出给以太网封装单元8。然后，缓冲器读取控制12-3等待下一次调度器超时。
如果缓冲器读取控制12-3识别VC-MERGE-SELECT位被置位，则其识别ATM信元以以太网端口为目的地。在这种情况下，从队列中读取ATM信元，并传输给单一信道重组单元15。其检查从队列中读出的ATM信元中的分组结束标志是否被置位。如果该标志未被置位，则从所应用的队列中读取下一ATM信元，并通过SAR单元进行转发，以便进行合并。
通过分组复用器17向以太网交换机7传输由以太网分组发生器16或以太网封装单元8产生的以太网分组。
由分组解复用器18根据不同的DMAC地址或者代替地根据类型字段的内容，将从以太网交换机7接收到的以太网分组解复用到以太网解封装单元9或交互工作单元19。在交互工作单元19的输出侧，设置单一信道分段单元20。单一信道分段单元12和以太网解封装单元9通过ATM信元复用器21与ATM控制器3相连。
图14示出了SAR单元15中的重组处理。SAR单元15从缓冲和调度单元12接收扩充ATM信元。向以太网分组发生器16转发所接收到的扩充ATM信元的端口地址P和ATM净荷。在字节计数更新和校验和更新之后，SAR单元15丢弃所接收到的ATM信元的ATM信元头。
在下一步中，检查所接收到的ATM信元的分组结束标志是否被置位。如果分组结束标志被置位，则评估位于信元结尾处的信元尾，并检查是否发生了错误。在发生了错误的情况下，丢弃整个以太网分组。如果没有错误发生，则向以太网分组发生器16转发AAL5 SDU净荷。
以太网分组发生器16根据从连接环境存储器14读取出的交互工作类型数据，产生以太网分组。以太网分组发生器16执行AAL5-SUD与以太网分组之间的转换。对于此转换，多种操作模式都是可能的。
图15示出了对于转换的三种不同的交互工作情况。
在交互工作情况1中，将AAL5-SDU与新产生的分组头和尾一起透明地打包成以太网分组。
在交互工作情况2中，AAL5-SDU已经是具有DMAC、SMAC和以太类型字段的以太网分组。在传输之前，在先添加以太网前同步码，并在后添加以太网分组尾T。
在交互工作情况3中，可以将额外的VLAN字段插入在标准以太网分组头和净荷之间。可以使用VLAN来限制广播域，并将端口彼此分开。
图15所示的交互工作类型情况1也可以被成为路由情况，而图15所示的交互工作类型情况2也可一被称为桥接情况。
图16示出了根据本发明的ATM节点1的典型应用。在DSLAM的情况下，乌托邦级2接口可以支持较大数量的xDSL物理传输线5，例如64条ADSL(具有双重等待时间)或128条SHDSL或32条VDSL物理传输线。在图16中示出了混合ATM以太网交互工作DSLAM。这种DSLAM典型地构成了16到20个订户线路卡、ATM上行链路卡和以太网上行链路卡。每个订户线路卡包含至少一个ATM端口模块2，具有通过乌托邦接口与之相连的几条多xDSL物理传输线5。ATM上行链路卡包含至少一个SDH收发机，为155Mbps的STM-1或622Mbps的STM-4。
以单一的部件或几个部件的级联来实现以太网交换机7。该核心模块可以位于上行链路线路卡上或分立的交换卡上。
根据本发明的ATM以太网节点执行ATM到以太网交互工作功能。在ATM信元是AAL5编码分组的情况下，该交互工作功能是可能的。在ITU-TI.363.5建议中定义了AAL5标准。通过扩充传统的ATM端口模块来实现AAL5功能性。通过所谓的VC-MERGE功能增强了ATM控制器3，并通过ATM控制器3与以太网分组发生器16之间的单一信道SAR单元15延伸了以太网交换机接口。连接环境存储器14为此目的存储VC-MERGE-SELECT指示标记和交互工作类型数据，例如，所述交互工作类型数据包括用于对最多16种交互工作类型进行编码的4位。<只应用于Iworx-MII中的实现方案；可以是单独的专利>
参考符号列表
1     ATM节点
2     ATM端口模块
3     ATM控制器
5     传输线
6     以太网交换机接口
7     以太网交换机
8     以太网封装单元
9     以太网解封装单元
10    ATM信元头检测器
11    ATM-OAM处理器
12    缓冲和调度单元
13a   缓冲和调度单元
13b   ATM信元头转换器
14    连接环境存储器
15    SAR单元
16    以太网分组发生器
17    分组复用器
18    解复用器
19    交换工作单元
20    SAR单元
21    ATM信元复用器

Claims (13)

1、一种ATM节点设备(1)的ATM端口模块，具有ATM控制器(3)，用于处理通过传输线(5)传输过来的ATM信元，其特征在于
所述ATM端口模块(2)包括以太网交换机接口(6)，将ATM端口模块(2)与ATM节点设备(1)的以太网交换机核心模块(7)相连。
2、根据权利要求1所述的ATM端口模块，其特征在于以太网交换机接口(6)包括：
以太网封装单元(8)，用于将由ATM控制器处理处理的ATM信元封装成以太网分组，以传输给以太网交换机核心模块(7)；以及以太网解封装单元(9)，用于从以太网交换机核心模块(7)接收到的以太网分组中提取ATM信元。
3、根据权利要求1或2所述的ATM端口模块，其特征在于ATM控制器包括ATM到以太网信号通路和以太网到ATM信号通路。
4、根据前述权利要求之一所述的ATM端口模块，其特征在于ATM控制器包括连接环境存储器(14)，用于存储信元头查找表和队列查找表。
5、根据前述权利要求之一所述的ATM端口模块，其特征在于对于每个检测到的ATM信元头，将ATM节点设备(1)的目的地端口的相应端口地址(P)、OAM参数和队列号Q存储在连接环境存储器(14)的信元头查找表中。
6、根据前述权利要求之一所述的ATM端口模块，其特征在于每个队列号Q是指向队列查找表中的相应存储器条目的指针。
7、根据权利要求6所述的ATM端口模块，其特征在于对于每个队列号，将相应的队列参数和指示标记(VC-MERGE-SELECT)存储在连接环境存储器(14)的队列查找表中。
8、根据权利要求7所述的ATM端口模块，其特征在于指示标记表示所接收到的ATM信元的目的地端口是否为与所述ATM节点设备(1)内的ATM端口模块(2)相连的ATM端口或者是否为所述ATM节点设备内的以太网交换机核心模块(7)的以太网端口(注释：严格地讲，ATM节点设备现在为混合ATM以太网设备)。
9、根据前述权利要求之一所述的ATM端口模块，其特征在于所述ATM控制器的ATM到以太网信号通路包括：
-ATM信元头检测器单元(10)，用于检测通过至少一条传输线接收到的ATM信元的信元头；
-ATM-OAM处理器(11)，用于根据从连接内容存储器(14)中读出的OAM参数，执行操作和维护功能；
-缓冲和调度单元(12)，用于缓冲和调度已处理的ATM信元，并产生扩充ATM信元，每个扩充ATM信元均包括ATM节点设备的端口地址(P)，其中从连接环境存储器(14)中读取端口地址(P)。
10、根据前述权利要求之一所述的ATM端口模块，其特征在于所述ATM控制器的以太网到ATM信号通路包括：
-缓冲和调度单元(13a)，用于缓冲和调度从以太网交换机接口(6)接收到的ATM信元；
-ATM-OAM处理器(11)，用于根据从连接环境存储器(14)中读出的OAM参数，执行操作和维护功能；以及
-ATM信元头转换器(13b)。
11、根据前述权利要求之一所述的ATM端口模块，其特征在于ATM控制器(3)的缓冲和调度单元(12)在指示标记(VC-MERGE-SELECT)将ATM端口表示为目的地端口时，向以太网封装单元(8)输出已处理的扩充ATM信元，以及
在指示标记(VC-MERGE-SELECT)将以太网端口表示为目的地端口时，向分段和重组单元(15)输出已处理的扩充ATM信元。
12、根据权利要求11所述的ATM端口模块，其特征在于分段和重组单元(15)丢弃扩充ATM信元的ATM信元头，并向产生包含至少一个ATM信元作为净荷的以太网分组的以太网分组发生器(16)转发扩充ATM信元的净荷。
13、根据权利要求12所述的ATM端口模块，其特征在于以太网分组发生器(16)根据从连接环境存储器(14)中读出的交互工作类型数据，产生以太网分组。
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