CE1路由器的硬软件设计方案

　1  引言

　　近年来，伴随着各种通信技术突飞猛进的发展，各种网络业务和服务对网络带宽提出了越来越高的要求。SDH/SONET 作为一种传输技术，其优点是传输速率高，传输延时小，可组成自愈环网络，使网上传输的业务得到充分保护，在传输网上被大量采用，成为目前光纤网上的骨干传输技术。

　　伴随着网络带宽的发展，网点建设的主流带宽已经由原来 64/128K（DDN 线路）发展到2M（SDH 线路），随之也对网络改造提出了更高的建设需求：

　　① 要求中心汇聚设备能够简洁的实现 2M 的汇聚：避免中心堆叠一大堆传输设备，增加故障点；

　　② 网络设计具有良好的扩展性：能够实现未来网点的扩展，其主机性能能支持高速板卡的扩展；

　　③ 提供有效的网络投资保护：网络建设既能有效的满足现有网络建设需求，不至于占用现有过多资源，又能很好的支撑未来网络的扩展。

　　④ 有效的解决网桥＋交换机的组网模式：既能避免汇聚主设备加以太板卡外接一大堆网桥的方式增加的故障点，减少维护麻烦；又能避免交换机组网方式无法彻底解决广播风暴，导致网络病毒扩散使得业务网络的瘫痪。

　　2  CPOS 路由器介绍

　　2.1 CPOS 工作原理

　　SDH 传输业务信号时各种业务信号要进入SDH 的帧都要经过映射、定位和复用三个步骤：映射是将各种速率的信号先经过码速调整装入相应的标准容器（C），再加入通道开销（POH）形成虚容器（VC）的过程，帧相位发生偏差称为帧偏移；定位即是将帧偏移信息收进支路单元（TU）或管理单元（AU）的过程，它通过支路单元指针（TU PTR）或管理单元指针（AU PTR）的功能来实现；复用则是将多个低价通道层信号通过码速调整使之进入高价通道或将多个高价通道层信号通过码速调整使之进入复用层的过程。

　　SDH 能够从高速信号中直接分/插出低速支路信号（例如2Mbit/s），这是因为低速支路信号在高速SDH 信号帧中的位置有预见性，而预见性的实现就在于SDH 帧结构中存在着管理单元指针（AU-PTR）。AU-PTR 是用来指示信息净负荷的第一个字节在STM-N 帧内的准确位置的指示符，以便收端能根据这个位置指示符的值（指针值）正确分离信息净负荷。指针有高、低阶之分，高阶指针是AU-PTR，低阶指针是TU-PTR，支路单元指针（TU- PTR）的作用类似于AU-PTR 只不过所指示的信息更加具体。

　　CPOS 光接口板采用的是STM-1----->AU4----->3 TUG3----->7 TUG2----->3TU12 的映射路径，从而将（155M/S）STM-1 分拆为63 个（2M/S）的E1 数据信号，从而在广域网上实现63 个网点数据的汇聚。

　　2.2 CPOS 的应用

　　SDH 的最低接入速率是155M bits/s（STM-1），STM-1 线路（即我们的CPOS）从用户汇聚中心通过电信接入网到达电信传输机房，通过 ODF（Optical Fiber Distribution Frame , 光纤配线架）接入到ADM （Add and Drop Multiplexer , 分插复用器）设备，在ADM 设备上拆分成2M E1 的 PDH 线路，再通过DDF （Digital Distribution Frame，数字配线架）和电信接入网到达用户网点现场。从而实现63 路E1 数据的传输汇总。组建相应的广域网。

　   3  CPOS 硬件设计

　　3.1 Mindspeed SDH/SONET 套片

　　CPOS 的功能主要由3 颗芯片CX28500，CX29503，CX29600 组成，CX29503，CX29610负责信号的分拆/复用处理，CX28500 负责数据的收发处理。

　　3.1.1 CX28500 芯片

　　MindSpeed 公司CX28500 是一个高吞吐量的通信控制器，用于同步操作或最多支持1024 个数据信道的链路层应用。每个信道可以配置HDLC，Transparent 或SS7。MUSYCC工作在OSI 模型的第二层，它安装在多路串行接口设备和一个或多个主机控制器的共享缓冲内存之间。MUSYCC 不但可以作为PCI 控制器，同时还可以提供32 比特本地扩展总线（EBUS）控制器，它允许主机处理器直接通过MUSYCC 在PCI 上使用配置内存映射的特性来访问本地内存和物理接口设备。MUSYCC 采用相同的链表处理结构为每一个活动的数据信道管理内存缓冲区，它的特性允许在内存缓冲区和串口设备间以最小的主机处理器的干涉来传输数据，从而允许主机处理器可以集中处理高层的协议栈。

　　3.1.2 CX29503 芯片

　　CX29503 宽带通道多路复用器是一个高度集成的芯片，它能够进行映射，复用，分拆和成帧操作，它能够把3 个STS-1，AU-3，DS3，E3 或者1 个AU-4 输入转换为84 个DS1或63 个E1 的可用的组合。CX29503 可以被用做一个SONET/SDH-TO-PDH 映射器，可以以51Mbps，2Mbps 和1.5Mbps 的速率支持所有的标准映射，它也可以仅仅被用做一个PDH设备。它产生和结束所有的虚支路（VT）和虚容器路径开销字节。CX29503 内部包含3 个嵌入式的DS3/E3 成帧器，3 个支持G.747 的M13/E13 复用/分拆单元，84 个嵌入式的DS1成帧器，63 个嵌入式的E1 成帧器。其他的特性包括对于所有可支持的支路，都设计了标准化的告警标志符，状态监控和错误计数器，此外还拥有一个嵌入式的命令与状态处理器，它可以替主机承担主要的网络维护操作。

　　3.1.3 CX29610 芯片

　　CX29610 主要负责头开销的产生和消除，同时把进来的STM-1 信号转换为3 个STS-1信号通过SI-BUS 与CX29503 芯片相连。

　　3.2 板卡设计

图 1 CPOS 板卡线路图

　　如 CPOS 板卡结构图所示，CPOS 的功能主要由3 颗芯片CX28500，CX29503，CX29600组成，CX29503，CX29600 负责信号的分拆/复用处理，CX28500 负责数据的收发处理，通过PCI 和主板内存进行数据交互。

4  CPOS 驱动软件设计