專利名稱：用戶接入網(wǎng)維護與管理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字信息的傳輸技術(shù)，特別涉及以交換功能為特征的網(wǎng)絡(luò)的維護與管理技術(shù)。
現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，其主要代表是計算機技術(shù)的發(fā)展；而計算機技術(shù)和信息共享的主要內(nèi)容，是通過計算機網(wǎng)絡(luò)來推廣和實現(xiàn)的。一個聯(lián)結(jié)多臺計算機的局域網(wǎng)(LAN)或聯(lián)結(jié)多個不同地點LAN的廣域網(wǎng)(WAN)，都需要對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行維護和管理，通稱為網(wǎng)管；網(wǎng)管實施對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置管理、性能管理、安全管理和故障管理，以保證所維護的網(wǎng)絡(luò)正常工作，提高網(wǎng)絡(luò)的運行效率。計算機應(yīng)用的一個最重要的方面是通信，以計算機為核心的通信設(shè)備組成的的通信網(wǎng)，稱為電信網(wǎng)；電信網(wǎng)又分為連接長途端局的以上部分的長途網(wǎng)和連接長途端局與市話局及市話局之間的中繼網(wǎng)，以及用戶接入網(wǎng)三種；中繼網(wǎng)包括本地交換機、交叉連接設(shè)備、ATM節(jié)點和廣播電視設(shè)備。廣大用戶是通過接入網(wǎng)去使用電信網(wǎng)，從而達到通信的目的。在一個通信實例中，ISDN用戶要使用中繼網(wǎng)例如本地交換機，需要通過用戶終端——用戶線——分線盒——配線電纜——交接箱——主干電纜，才能到達本地交換機，此處所述的線路設(shè)施和傳輸設(shè)施，即是所述的用戶接入網(wǎng)。
根據(jù)國際電信聯(lián)盟標準部(ITU-T)的建議，接入網(wǎng)的定義如下
現(xiàn)有技術(shù)的接入網(wǎng)網(wǎng)管，即網(wǎng)絡(luò)維護和管理的方法，是網(wǎng)管通過串口(RS232)或利用被管設(shè)備的網(wǎng)址進行訪問而實現(xiàn)對設(shè)備的配置管理，性能管理，安全管理和故障管理，保證網(wǎng)上設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，為用戶提供可靠的運營設(shè)備。而網(wǎng)管與設(shè)備間的通信接中的性能好壞決定了網(wǎng)管對設(shè)備管理性能的好壞。下面分別從通信效率、通信通道擴充的靈活性、維護成本和多點集中維護可行性四個方面分析串口和以太網(wǎng)口作為網(wǎng)管通信接口的性能。
隨著網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的增多，組網(wǎng)的復(fù)雜，網(wǎng)管和設(shè)備間通信流量也越來越大；從上述比較中可以看出，串口和以太網(wǎng)口兩種方式存在明顯局限性。
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種用戶接入網(wǎng)維護與管理的方法，基于LAPD方式，通過FCP卡實現(xiàn)網(wǎng)管對設(shè)備的維護管理，達到四個目的1.通信效率FCP卡上的一個時隙作為一個通信通道，通信吞吐量大，通信效率高，通信性能好。
2.通信通道可擴充性一個網(wǎng)管可以使用4個FCP卡來維護設(shè)備，一個FCP卡上的2MHW上可以使用30個時隙作為通信通道，一個使用通道可以根據(jù)流量大小復(fù)用成多個通信通道管理多個設(shè)備。這樣通信通道擴充靈活。
3.維護成本維護成本低，通過一塊或多塊FCP卡，再分配需要的HW資源。
4.多通道，多設(shè)備的多點集中維護一個時隙可以通過2M線延伸，使用其中的不同時隙管理不同位置上的設(shè)備，實現(xiàn)多通道，多設(shè)備的多點集中維護。
本發(fā)明的上述目的可以通過采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)設(shè)計采用一種用戶接入網(wǎng)維護與管理的方法，在實施網(wǎng)管的接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備和承受維護管理的用戶接入網(wǎng)設(shè)備之間，安裝FCP(Forward Control Point遠端控制點)卡；該FCP卡通過LAPD(Link Access Protocol D鏈路接入?yún)f(xié)議D)方式訪問接入網(wǎng)的被管設(shè)備，并以郵箱的方式同網(wǎng)管通信；所述方法包含以下步驟A.按照軟件流程P1運行FCP卡單板軟件；該軟件的運行又包含物理層模塊，數(shù)據(jù)鏈路層模塊，消息調(diào)度模塊，內(nèi)存分配模塊，和定時器分配模塊程序的運行與配合；B.接入網(wǎng)管與FCP卡之間通信的實現(xiàn)；該通信的實現(xiàn)又包括物理層模塊，鏈路層模塊。通信層模塊，
和應(yīng)用層模塊程序的運行與配合。
附圖的圖面說明如下

圖1 為本發(fā)明用戶接入網(wǎng)維護與管理方法的系統(tǒng)組網(wǎng)圖；圖2 為本發(fā)明用戶接入網(wǎng)維護與管理方法的系統(tǒng)設(shè)計流程圖；圖3 為本發(fā)明所采用的FCP卡單板軟件流程圖；圖4 為FCP卡物理層連接關(guān)系圖；圖5 為FCP卡數(shù)據(jù)鏈路層狀態(tài)遷移程序P2流程圖；圖6 為FCP卡消息調(diào)度圖P3；圖7 為FCP卡與接入網(wǎng)管的郵箱管理程序P4流程圖；圖8 為接入網(wǎng)管鏈路層功能實現(xiàn)程序P5流程圖；圖9 為接入網(wǎng)管鏈路層通信狀態(tài)機管理程序P6流程圖；圖10 為接入網(wǎng)管通信層實現(xiàn)程序P7流程圖。
以下結(jié)合附圖詳述本發(fā)明的一個最佳實施例。
本發(fā)明提出一種全新的用戶接入網(wǎng)維護管理方法，以實施網(wǎng)管的接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備向承受維護管理的用戶接入網(wǎng)設(shè)備進行訪問的方式進行網(wǎng)管，其特征在于在實施網(wǎng)管的接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備3和承受維護管理的用戶接入網(wǎng)設(shè)備5之間，安裝FCP(Forward Control Point遠端控制點)卡1；該FCP卡1通過LAPD(Link Access ProtocolD鏈路訪問協(xié)議D)方式訪問接入網(wǎng)的被管設(shè)備5，并以郵箱的方式同網(wǎng)管3通信；FCP卡上的一個時隙作為一個通信通道，通信吞吐量大，通信效率高，通信性能好。
一個網(wǎng)管可以使用4個FCP卡來維護設(shè)備，一個FCP卡上的2MHW上可以使用30個時隙作為通信通道，一個使用通道可以根據(jù)流量大小復(fù)用成多個通信通道管理多個設(shè)備。這樣通信通道擴充靈活。通過一塊或多塊FCP卡，再分配需要的HW資源，維護成本低。
多點集中維護一個時隙可以通過2M線延伸，使用其中的不同時隙管理不同位置上的設(shè)備，實現(xiàn)多通道，多設(shè)備的多點集中維護。
使用LAPD方式實現(xiàn)網(wǎng)管和設(shè)備間的通信，網(wǎng)管和FCP卡間采用郵箱方式讀寫數(shù)據(jù)，郵箱大小為8 Kbyte.FCP卡通過標準的E1接口與交換機或接入網(wǎng)相連，再通過內(nèi)部半永久連接，與多個接入網(wǎng)主控模塊建立多個64Kbit/s的HDLC通路。在HDLC通道上，F(xiàn)CP卡按標準的Q.921協(xié)議實現(xiàn)HDLC鏈路控制，傳送維護管理數(shù)據(jù)，實現(xiàn)FCP卡對接入網(wǎng)多模塊大容量的集中維護，提高網(wǎng)管集中維護能力。
一個網(wǎng)管可以同時通過四個或更多個FCP卡管理多個接入網(wǎng)設(shè)備，一個FCP卡提供30個64K的HDLC通路。由于FCP卡采用標準的E1接口，所以接入網(wǎng)管可以位于交換機側(cè)或接入網(wǎng)設(shè)備側(cè)。位于交換機側(cè)，需要通過內(nèi)部半永久連接，將FCP卡上的時隙交換連接到接入網(wǎng)設(shè)備側(cè)的不同模塊上去。位于接入網(wǎng)側(cè)，需要通過半永久連接，將FCP卡的時隙交換連接到不同的級聯(lián)模塊上去。
所述方法包含以下步驟A.按照軟件流程P1運行FCP卡單板軟件；該軟件的運行又包含以下五個步驟a.物理層模塊111系統(tǒng)組成如圖4，以64K速率發(fā)送和接收消息，提供標準E1接口；b.數(shù)據(jù)鏈路層模塊112按照數(shù)據(jù)鏈路層狀態(tài)遷移程序P2運行，其主要任務(wù)是以Q.920，Q.921 LAPD協(xié)議為基礎(chǔ)進行數(shù)據(jù)鏈路的建立、維持和拆除，實現(xiàn)無差錯傳輸，提供點到點鏈路，保證信息的可靠傳遞；由于每條HDLC鏈路的DLCI值都是固定的，所以不存在TEI管理規(guī)程。因此Q.921附件B中的與TEI分配相關(guān)的四種狀態(tài)應(yīng)該用鏈路未建立狀態(tài)來代替。于是數(shù)據(jù)鏈路層實體共有五種狀態(tài)鏈路未建立狀態(tài)(NOT_ESTABLISHED)、等待建鏈狀態(tài)(ESTABLISHING)、多幀操作狀態(tài)(MULTI_I)、定時器恢復(fù)狀態(tài)(TIMER_RECOVERY)和等待釋放狀態(tài)(RELEASING).
c.消息調(diào)度模塊113按照調(diào)度圖P3運行，在有發(fā)往某個進程的消息時，該消息被標上與進程相應(yīng)的消息類型，再送入消息包隊列，以待操作系統(tǒng)在調(diào)度循環(huán)中，取出消息包隊列中的消息送到相應(yīng)目標進程去處理；本系統(tǒng)有四種不同的消息類型，分別為M_TIMER_OUT，M_LAYER1_LAYER2，M_LAYER3_LAYER2，LAYER2_LAYER2.四種消息類型對應(yīng)四個進程，存放于消息包隊列。當有發(fā)往某個進程的消息時，消息標上與進程相對應(yīng)的消息類型，送入消息包隊列，在操作系統(tǒng)的調(diào)度循環(huán)中，從消息包隊列中取出一個消息送到相應(yīng)的目標進程中去處理。
d.內(nèi)存分配模塊114采用動態(tài)申請的內(nèi)存操作方式，初始化時定義一足夠長的內(nèi)存塊隊列，并對內(nèi)存塊進行有效長度定義和標志分配，以MEM_FREED或MEM_ALLOCED表示內(nèi)存塊的空閑或占用；另有隊列BufFreeQ和Buflnuse，在初始化時BufFreeQ中的每個元素存放它在內(nèi)存塊隊列中的索引號，該隊列用來收集程序運行中釋放的空閑內(nèi)存塊；Buflnuse中的每一個元素置為IDLE，當某個進程要申請一塊內(nèi)存時，從上一次分配到的內(nèi)存塊的下一個位置開始掃描內(nèi)存塊隊列，當找到一個標志為MEM_FREED的內(nèi)存塊時，就將該標志置為MEM_ALLOCED，將Buflnuse中的索引號相同的元素置為IN_USE，并將該內(nèi)存塊的指針返回給申請內(nèi)存的進程；當內(nèi)存塊中的內(nèi)容不再有用時，相關(guān)的進程及時將它釋放掉，并將其標志置為MEM_FREED，再將該內(nèi)存塊的索引放入BufFreeQ隊列中；在系統(tǒng)初始化時定義一個長度為800的內(nèi)存塊隊列，每個內(nèi)存塊的有效長度為160字節(jié)，每個內(nèi)存塊還有一個分配標志，在初始化時將所有的標志置為MEM_FREED。
本系統(tǒng)內(nèi)存管理的一個主要特點是僅在外部事件發(fā)生時(如郵箱外部中斷)申請新的緩沖塊，之后信息在板內(nèi)流動時只傳遞緩沖塊的地址，不再復(fù)制緩沖塊，這樣大大提高了程序的運行效率，也節(jié)省了內(nèi)存。
e.定時器分配模塊115按照動態(tài)方式進行定時器分配，在初始化時定義一定時器矩陣，該矩陣的每一個元素代表一個置IDLE態(tài)的定時器，在程序運行中將置IDLE態(tài)定時器分配給申請定時器的進程，并將定時器置為AVAILABLE態(tài)；CPU提供了一個10ms的周期中斷定時器，每當一個中斷到來時，定時器矩陣的行計數(shù)器就按模50增1，并掃描該行中所有的定時器，于500ms內(nèi)形成均布的待分配定時器組；
在初始化時定義了一個50*16定時器矩陣，矩陣的每一個元素代表一個置IDLE態(tài)的定時器，在程序運行中可以將置IDLE態(tài)定時器分配給申請定時器的進程，并將定時器置為AVAILABLE態(tài)。CPU80186提供了一個10ms的周期中斷定時器，每當一個中斷到來時，定時器矩陣的行計數(shù)器就按模50增1，并掃描該行中所有的16個定時器。于是就形成了均布于500ms內(nèi)的800個待分配定時器，這就可以保證在任何時候申請到定時器的機會均等，同時可以避免在一個周期中的某一個特定時刻專門用于處理定時器的額外任務(wù)過于繁重。
B.接入網(wǎng)管3與FCP卡1之間通信的實現(xiàn)；該通信的實現(xiàn)又包括以下四個步驟a.物理層模塊311按郵箱管理程序P4運行，以旗標FLAG實現(xiàn)郵箱的控制權(quán)轉(zhuǎn)移，將FCP卡上報的數(shù)據(jù)幀在網(wǎng)管側(cè)處理，將讀到的數(shù)據(jù)報送鏈路層處理，并由郵箱處理模塊將鏈路層數(shù)據(jù)幀下發(fā)給FCP卡；對郵箱管理，主要功能包括郵箱初始化，讀寫郵箱、復(fù)位郵箱、釋放郵箱資源。
FCP卡和網(wǎng)管對郵箱的控制權(quán)是由郵箱的旗標來實現(xiàn)的，當網(wǎng)管有權(quán)操作郵箱時，執(zhí)行讀寫郵箱操作。讀郵箱處理模塊主要將FCP卡上報的數(shù)據(jù)幀在網(wǎng)管側(cè)處理。從郵箱中讀取，如果有數(shù)據(jù)則送到鏈路層處理。寫郵箱處理模塊主要將鏈路層數(shù)據(jù)幀下發(fā)給FCP卡。
b.鏈路層模塊312按照鏈路層功能實現(xiàn)程序P5運行，并按P6實施通信狀態(tài)機管理，進行二層數(shù)據(jù)幀拆幀組幀處理，以及鏈路的建立和釋放，步驟如下二層數(shù)據(jù)幀處理模塊分析從郵箱中讀取的數(shù)據(jù)幀類型，進行組幀處理，形成完整的二層數(shù)據(jù)幀；并根據(jù)該幀類型，判斷是鏈路層通信幀，還是高層數(shù)據(jù)幀，并分析讀取的數(shù)據(jù)幀是鏈路層數(shù)據(jù)幀，還是應(yīng)用數(shù)據(jù)幀；如是鏈路層數(shù)據(jù)幀，則進行狀態(tài)管理，如是應(yīng)用數(shù)據(jù)幀，則送去通信層；同樣，將通信層數(shù)據(jù)幀或鏈路層通信幀進行拆幀處理，其結(jié)果存入接收隊列緩沖區(qū)中，將該隊列緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)寫入郵箱；一旦檢測到郵箱滿或時隙流控，則隊列中數(shù)據(jù)不再寫入郵箱，等待流控取消或郵箱可寫時再寫入；隊列緩沖區(qū)滿時，丟棄隊列中最老的數(shù)據(jù)幀；所述狀態(tài)管理機還對通信異常情況進行鏈路通信的接續(xù)處理；c.通信層模塊313按照通信層實現(xiàn)程序P7運行，實施路由選擇，承載高層命令、命令處理結(jié)構(gòu)和控制結(jié)果，進行三層數(shù)據(jù)幀拆幀、組幀處理；d.應(yīng)用層模塊314將高層數(shù)據(jù)幀分發(fā)到各自應(yīng)用的服務(wù)器，或接收來自該服務(wù)器的數(shù)據(jù)幀并分發(fā)至通信層。
通過以上步驟，實現(xiàn)以實施網(wǎng)管的接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備向承受維護管理的用戶接入網(wǎng)設(shè)備的配置管理，性能管理，安全管理和故障管理，保證網(wǎng)上設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，為用戶提供可靠的運營設(shè)備。
同現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明用戶接入網(wǎng)維護與管理方法的優(yōu)點在于FCP卡上的一個時隙作為一個通信通道，不占用網(wǎng)址資源，通信吞吐量大，通信效率高；一個網(wǎng)管可以使用4個以上FCP卡來維護設(shè)備，一個FCP卡上的2MHW上可以使用30個時隙作為通信通道，一個使用通道可以根據(jù)流量大小復(fù)用成多個通信通道管理多個設(shè)備，通信通道擴充靈活；維護成本低，通過一塊或多塊FCP卡，再分配需要的HW資源；一個時隙可以通過2M線延伸，使用其中的不同時隙管理不同位置上的設(shè)備，實現(xiàn)多通道，多設(shè)備的多點集中維護與管理。
權(quán)利要求
1.一種用戶接入網(wǎng)維護與管理方法，以實施網(wǎng)管的設(shè)備向承受維護管理的設(shè)備進行訪問的方式進行，其特征在于在接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備(3)和用戶接入網(wǎng)設(shè)備(5)之間，安裝FCP(Forward ControlPoint遠端控制點)卡(1)；該FCP卡(1)通過LAPD(Link Access Protocol D鏈路訪問協(xié)議D)方式訪問一個或多個接入網(wǎng)的被管設(shè)備(5)，并以郵箱的方式同網(wǎng)管(3)通信；所述方法包含以下步驟A.按照軟件流程P1運行FCP卡單板軟件；該軟件的運行又包含以下五個步驟a.物理層模塊(111)提供標準E1接口；b.數(shù)據(jù)鏈路層模塊(112)按照數(shù)據(jù)鏈路層狀態(tài)遷移程序P2運行，以Q.920，Q.921 LAPD協(xié)議為基礎(chǔ)實現(xiàn)無差錯傳輸；c.消息調(diào)度模塊(113)按照調(diào)度圖P3運行；d.內(nèi)存分配模塊(114)采用動態(tài)申請的內(nèi)存操作方式，實施對內(nèi)存塊的啟用與釋放管理；e.定時器分配模塊(115)按照動態(tài)方式進行定時器分配，保證任何時候申請到定時器的機會均等；B.接入網(wǎng)管(3)與FCP卡(1)之間通信的實現(xiàn)；該通信的實現(xiàn)又包括以下四個步驟a.物理層模塊(311)按郵箱管理程序P4運行，對郵箱內(nèi)的信息進行處理；b.鏈路層模塊(312)按照鏈路層功能實現(xiàn)程序P5運行，并按P6實施通信狀態(tài)機管理，進行二層數(shù)據(jù)幀拆幀組幀處理，鏈路的建立和釋放以及鏈路狀態(tài)維護；c.通信層模塊(313)按照通信層實現(xiàn)程序P7運行，實施路由選擇，承載高層命令、命令處理結(jié)構(gòu)和控制結(jié)果，進行三層數(shù)據(jù)幀拆幀、組幀處理；d.應(yīng)用層模塊(314)將高層數(shù)據(jù)幀分發(fā)到各自應(yīng)用的服務(wù)器，或接收來自該服務(wù)器的數(shù)據(jù)幀并分發(fā)至通信層。
2.按照權(quán)利要求1所述的用戶接入網(wǎng)維護與管理方法，其特征在于所述網(wǎng)管(3)同時與4個或4個以上FCP卡(1)相連接。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的用戶接入網(wǎng)維護與管理方法，其特征在于所述FCP卡(1)為網(wǎng)絡(luò)維護與管理提供30條64 KBit/s HDLC(High DigitalLink Control高速數(shù)據(jù)鏈路控制)通道。
4.按照權(quán)利要求3所述的用戶接入網(wǎng)維護與管理方法，其特征在于在所述FCP卡(1)與網(wǎng)管(3)之間設(shè)立的通信郵箱(131)的容量為8 KByte。
5.按照權(quán)利要求3所述的用戶接入網(wǎng)維護與管理方法，其特征在于所述數(shù)據(jù)鏈路層模塊(112)在運行時，其數(shù)據(jù)鏈路層實體有5種狀態(tài)。
6.按照權(quán)利要求5所述的用戶接入網(wǎng)維護與管理方法，其特征在于所述數(shù)據(jù)鏈路層模塊(112)在運行時，其數(shù)據(jù)鏈路層實體的5種狀態(tài)是鏈路未建立狀態(tài)(NOT_ESTABLISHED)、等待建鏈狀態(tài)(ESTABLISHING)、多幀操作狀態(tài)(MULTI_I)、定時器恢復(fù)狀態(tài)(TIMER_RECOVERY)和等待釋放狀態(tài)(RELEASING)。
7.按照權(quán)利要求3所述的用戶接入網(wǎng)維護與管理方法，其特征在于所述消息調(diào)度模塊(113)操作的消息類型分為4種，該4種消息類型對應(yīng)4個進程，存放于消息包隊列。
8.按照權(quán)利要求7所述的用戶接入網(wǎng)維護與管理方法，其特征在于所述消息調(diào)度模塊(113)操作的4種消息類型分別為M_TIMER_OUT，M_LAYER1_LAYER2，M_LAYER3_LAYER2和LAYER2_LAYER2。
9.按照權(quán)利要求3所述的用戶接入網(wǎng)維護與管理方法，其特征在于所述內(nèi)存分配模塊(114)采用動態(tài)申請的內(nèi)存操作方式，初始化時定義的內(nèi)存塊隊列長度為800，每個內(nèi)存塊有效長度為160字節(jié)。
10.按照權(quán)利要求3所述的用戶接入網(wǎng)維護與管理方法，其特征在于所述定時器分配模塊(115)在初始化時定義一定時器矩陣，該矩陣的每一個元素代表一個置IDLE態(tài)的定時器，在程序運行中將置IDLE態(tài)定時器分配給申請定時器的進程，并將該定時器置為AVAILABLE態(tài)；CPU提供了一個10ms的周期中斷定時器，每當一個中斷到來時，定時器矩陣的行計數(shù)器就按模50增1，并掃描該行中所有的定時器，于500ms內(nèi)形成均布的待分配定時器組該定時器組所形成的定時器矩陣的大小為50行×16列。
全文摘要
一種用戶接入網(wǎng)維護與管理的方法,在網(wǎng)管設(shè)備和用戶接入網(wǎng)設(shè)備之間安裝FCP(遠端控制點)卡;該FCP卡通過LAPD方式訪問接入網(wǎng)的被管設(shè)備,并以郵箱的方式同網(wǎng)管通信;卡上的時隙作為通信通道,網(wǎng)管可使用多個FCP卡來維護設(shè)備,一個卡上的2MHW上可使用30個時隙作為通信通道,并可延伸,實現(xiàn)多通道,多設(shè)備的多點集中維護與管理;不占用網(wǎng)址資源,擴充靈活,通信效率高。
文檔編號H04L29/06GK1273472SQ99116179
公開日2000年11月15日 申請日期1999年5月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月10日
發(fā)明者聶賢政, 楊棟, 古懷龍 申請人:深圳市華為技術(shù)有限公司