МУЛЬТИСЕРВИСНЫЙ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЙ КОМПЛЕКС Российский патент 2025 года по МПК G06F1/16 H04L45/52 

Область техники:

[0001] Изобретение относится к области вычислительной техники для обработки и передачи пакетов данных.

Уровень техники:

[0002] В настоящее время существует множество схем построения маршрутизаторов для сетей передачи данных, работа которых основана на различных принципах построения и включения в сети коммутации пакетов, использовании различных типов интерфейсов для обеспечения различных сервисов.

[0003] Наиболее распространенными типами интерфейсов в маршрутизаторах с поддержкой технологии MPLS (далее - мультисервисных маршрутизаторах) являются интерфейсы Ethernet (10/100/1000/10000 Мбит/с). Мультисервисные маршрутизаторы с поддержкой технологии MPLS могут содержать интерфейсы El (G703), V.35, STM 1 и аналоговые интерфейсы FXS, FXO, Е&М. Интерфейсы мультисервисных маршрутизаторов как правило, используются для передачи трафика TCP/IP. Значительно реже сервисы, терминирующиеся на интерфейсах El (G703), V.35, RS-232, STM 1, аналоговых интерфейсах FXS, FXO, Е&М, передаются через пакетные сети с использованием технологии MPLS. При этом передача сервисов аналоговых интерфейсов FXO, FXS, Е&М в мультисервисных маршрутизаторах повсеместно производится с применением технологий TDMoIP (разработка RAD Data Communication) и аналогичных этой технологий TDMoP, CESoPSN, SAToP.

[0004] Технология TDMoIP и аналогичные ей обеспечивают эмуляцию традиционных каналов TDM (Е1) в пакетных сетях IP. При этом сервис FXS, FXO, Е&М направляется в виртуальный поток Е1, формируемый за счет временного мультиплексирования 32 каналов по 64 Кбит/с каждый. Каждый фрейм Е1 состоит из 32 временных интервалов (байт), два из которых обычно выделяются для служебных целей: один интервал для синхронизации, другой - для сигнализации.

[0005] Простейшая реализация технологии TDMoIP предполагает инкапсуляцию каждого фрейма Е1 в IP-пакет путем добавления к содержимому соответствующего заголовка. Если биты/байты синхронизации не включаются в пакет, «полезная нагрузка» фрейма составляет 31 байт.

[0006] Для передачи трафика TDMoIP через пакетную сеть используется протокол UDP и протокол реального времени RTP. При передаче речи пакет, пришедший слишком поздно, будет отброшен. Обусловленная протоколами передача избыточной информации (избыточность) при передаче TDMoIP через пакетную сеть: заголовок RTP занимает 12 байт, заголовок UDP - 8 байт, а заголовок IP - 20 байт. Итого избыточность передачи служебной информации TDMoIP составляет 40 байт для 31-байтной полезной нагрузки. Избыточность может быть уменьшена, за счет группировки нескольких фреймов и их передачи в одном пакете, но это приводит к увеличению задержек.

[0007] При потерях, перестановках порядка следования и задержках в каналах связи, при уровне потерь пакетов более 0,1% работа сервисов, использующих TDMoIP, становится неустойчивой, нарушается синхронизация, снижается разборчивость, возникают помехи.

[0008] Мультисервисные маршрутизаторы передают трафик TDMoIP через пакетную сеть с использованием алгоритма кодирования (кодека) G.711, что не предполагает сжатия голоса (компрессии), вследствие чего для передачи одного речевого интерфейса, с учетом пакетизации трафика, требуется полоса пропускания 100-120 кб/с.

[0009] Передача мультисервисными маршрутизаторами услуг соединения интерфейсов Е&М с использованием технологии TDMoIP производится с существенными ограничениями, свойственными традиционным сетям Е&М. Основным ограничением такого рода является невозможность организации многоточечных соединений между клиентами Е&М, подключенными к интерфейсам Е&М мультисервисных маршрутизаторов. Реализуется только соединение Е&М точка-точка, работа в многоточечном режиме невозможна. Не поддерживаются также коммутируемые соединения между интерфейсами Е&М.

[0010] Из уровня техники известен мультисервисный маршрутизатор, описанный в RU 191373 U1. Известный из уровня техники маршрутизатор содержит: коммутационный блок и маршрутный процессор, троичную ассоциативную память, процессорный модуль, модуль высокоскоростной обработки пакетных данных с неблокируемой высокоскоростной матрицей коммутации на базе ПЛИС (FPGA), СОМ порт, Ethernet порт, N SPF модулей, модуль синхронизации, модуль маскирования информационных направлений, блок изменения параметров канального уровня (MAC-адресов) и блок изменения параметров сетевого уровня (IP-адресов).

[ООП] Однако известному решению присущи недостатки. Недостаток известного решения заключается в том, что оно не предусматривает возможность организации многоточечных соединений между клиентами Е&М, подключенными к интерфейсам Е&М мультисервисных маршрутизаторов. Кроме того, известное решение имеет высокую избыточность при передаче трафика, поскольку конструкция маршрутизатора не предусматривает использования технологии VoIP для передачи традиционных каналов Е1 и сервисов аналоговых интерфейсов FXS, FXO, Е&М.

Раскрытие изобретения:

[0012] Задачей изобретения является устранение указанных выше недостатков.

[0013] Техническим результатом при этом является уменьшение избыточности с одновременным обеспечением сжатия при передаче трафика посредством технологии VoIP для передачи традиционных каналов Е1 и сервисов аналоговых интерфейсов FXS, FXO, Е&М.

[0014] Дополнительный технический результат заключается в обеспечении возможности создания для абонентов Е&М сети с коммутацией каналов Е&М поверх сетей с коммутацией пакетов IP/MPLS, а также предоставления абонентам Е&М услуги соединения интерфейсов Е&М в режиме многоточечной связи.

[0015] Для достижения технического результата мультисервисный телекоммуникационный комплекс содержит: модуль маршрутизации, содержащий по меньшей мере четыре процессора порта (0-1, 0-2, 0-3, 0-4), выполненных с возможностью соединения с межблочной шиной и четыре процессора порта (1-1, 1-2, 1-3, 1-4), выполненных с возможностью соединения с внешней сетью связи, где модуль маршрутизации выполнен с возможностью управления передачей пакетов данных между упомянутой внешней сетью связи и сетевыми и/или электронными устройствами, подключенными к мультисервисному телекоммуникационному комплексу; модуль коммутации, содержащий процессор коммутации, выполненный с возможностью управления коммутацией пакетов, и соединенный с модулем маршрутизации и с модулем обработки пакетных данных; модуль обработки пакетных данных с неблокируемой матрицей коммутации на базе перепрограммируемой логической интегральной схемы (ПЛИС), содержащий блок фильтрации и адресации, соединенный с упомянутым модулем коммутации и с упомянутым модулем маршрутизации, и выполненный с возможностью фильтрации пакетов и обеспечения распространения пакетов MPLS по меткам, размещаемым между заголовком Ethernet и заголовком IP пакета; при этом упомянутая межблочная шина выполнена с возможностью: соединения с процессорным модулем блока VoIP шлюза, выполненного с возможностью подключения к мультисервисному телекоммуникационному комплексу устройств связи по IP-сети для передачи через нее голосового трафика, где процессорный модуль блока VoIP шлюза размещен на объединительной плате, соединенной с модулем интерфейсов Е&М; соединения с процессорным модулем блока асинхронных интерфейсов RS-232 и RS-485, выполненного с возможностью подключения к мультисервисному телекоммуникационному комплексу внешних вычислительных устройств.

[0016] Дополнительно модуль обработки пакетных данных с неблокируемой матрицей коммутации на базе ПЛИС содержит таблицу VLAN, выполненную с возможностью хранения информации об использующихся виртуальных локальных компьютерных сетях (VLAN).

[0017] Дополнительно модуль обработки пакетных данных с неблокируемой матрицей коммутации на базе ПЛИС содержит таблицу Multicast, выполненную с возможностью хранения логических идентификаторов группы хостов в компьютерной сети, которые доступны для обработки датаграмм или кадров, предназначенных для многоадресной рассылки для определенной сетевой службы.

[0018] Дополнительно модуль обработки пакетных данных с неблокируемой матрицей коммутации на базе ПЛИС содержит таблицу МАС-адресов, выполненную с возможностью хранения соответствия между МАС-адресами и интерфейсами.

[0019] Дополнительно модуль обработки пакетных данных с неблокируемой матрицей коммутации на базе ПЛИС содержит таблицу Global resource lag, выполненную с возможностью хранения информации для идентификации порта, группы агрегации каналов, кадров управления.

[0020] Дополнительно модуль обработки пакетных данных с неблокируемой матрицей коммутации на базе ПЛИС содержит ARP таблицу, выполненную с возможностью хранения списка IP-адресов и соответствующих им МАС-адресов, которые используются для идентификации устройств в сети.

[0021] Дополнительно блок фильтрации и адресации содержит таблицу маршрутизации, выполненную с возможностью отслеживания пути для того, чтобы определить, в какую сторону перенаправлять трафик.

[0022] Дополнительно блок фильтрации и адресации дополнительно содержит модуль ACLs, выполненный с возможностью управления доступом отдельных пользователей или групп пользователей, или устройств.

[0023] Очевидно, что как предыдущее общее описание, так и последующее подробное описание даны лишь для примера и пояснения и не являются ограничениями данного изобретения.

Краткое описание чертежей:

[0024] Фиг. 1 - схематичное общее изображение предлагаемого мультисервисного телекоммуникационного комплекса с поддержкой VoIP.

[0025] Фиг. 2 - схематичное изображение блока маршрутизации/коммутации, блока VoIP шлюза, блока асинхронных интерфейсов.

[0026] Фиг. 3 - типовая схема применения мультисервисного телекоммуникационного комплекса с поддержкой VoIP.

Осуществление изобретения:

[0027] Схематическое общее изображение заявленного мультисервисного телекоммуникационного комплекса 100 с поддержкой VoIP показано на фиг. 1. Мультисервисный телекоммуникационный комплекс 100 содержит блок маршрутизации и коммутации 101, блок VoIP шлюза 102 и блок асинхронных интерфейсов 103. Блок маршрутизации и коммутации 101 выполнен с возможностью подключения к интерфейсам WAN (Gigabit Ethernet SDH, El, V35) 104 и к интерфейсам LAN (Gigabit Ethernet) 105. Блок VoIP шлюза 102 выполнен с возможностью подключения к интерфейсам El 106 и интерфейсам FXO, FXS, Е&М 107. Блок асинхронных интерфейсов 103 выполнен с возможностью подключения к интерфейсам RS-232 и RS-485 108. Также мультисервисный телекоммуникационный комплекс 100 содержит порты подключения Ethernet 109 и RS-232 110. Мультисервисный телекоммуникационный комплекс 100 получает питание по каналам питания 111а (фидер А) и 111b (фидер В) 220 Вольт.

[0028] Схематичное изображение блока маршрутизации/коммутации 201, блока VoIP шлюза 202 и блока асинхронных интерфейсов 203 показано на фиг. 1.

[0029] Блок маршрутизации и коммутации 201 содержит модуль маршрутизации 204, модуль коммутации 205 и модуль 206 обработки пакетных данных с неблокируемой матрицей коммутации на базе перепрограммируемой логической интегральной схемы (ПЛИС).

[0030] Характеристики обработки входного и выходного сигнала аналоговых интерфейсов, принадлежность к интерфейсу, логика коммутации, нумерации и организации коммутируемого вызова или постоянного соединения устанавливаются в процессе конфигурации (настройки) блока VoIP шлюза 202.

[0031] Блок VoIP шлюза 202 обеспечивает передачу и прием цифровых сигналов РСМ (импульсно-кодовой модуляции) в цифровых системах связи TDM (мультиплексирование с временным разделением). Поддерживается -Е1 (2,048 Мбит/с), рекомендованный ITU-T, Т1 (1,544 Мбит/с), рекомендованный ANSI. Цифровой интерфейс РСМ использует стандарт G.703. При передаче сигнала используется линейное кодирование HDB3. Принимающая сторона восстанавливает тактовую синхронизацию (2.048 МГц).

[0032] Интерфейс Е1 соответствует стандарту G.703 unframedstructure. Для передачи данных используется вся полоса пропускания 2,048 Мбит/с. Когда интерфейс El используется для передачи структуры кадра, он может быть использован для структуры G.704 CCS или структуры G.704 CAS. Структура G.704 CCS TS16 может передавать данные, но структура G.704 CAS TS16 передает сигнализацию вместо данных. Как в режиме структуры G.704 CCS, так и в режиме структуры G.704 CAS TS0 не используется для передачи пользовательского трафика. TS16 указывает временной интервал 16 на канале E1, a TS0 указывает временной интервал 0 на канале Е1.

[0033] Временные интервалы интерфейсов Е1 (за исключением TS0 и TS16) могут быть привязаны к интерфейсам FXO, FXS, Е&М (и временным интервалам Е1) произвольным образом, или переданы в пакетную сеть. Прием информации от интерфейсов РСМ (Е1) и передача в пакетную сеть организованы аналогично описанной выше, за исключением этапов АЦП и ЦАП.

[0034] Блок асинхронных интерфейсов 203 выполнен с возможностью подключения к мультисервисному телекоммуникационному комплексу внешних вычислительных устройств по интерфейсам RS-232 или RS-485. Асинхронные последовательные RS-232 или RS-485 интерфейсы внешних вычислительных устройств через цепи защиты, ограничивающие входящие токи и потенциалы до безопасных значений, подаются на асинхронные последовательные интерфейсы (UART) и пакетизируются. Процесс пакетизации включает в себя последовательное равномерное направление цифрового сигнала в выходной интерфейс блока асинхронных интерфейсов Ethernet (ТСРЛР) в виде пакетов (датаграмм) протокола UDP сервисов MPLS блока маршрутизации и коммутации. Принимающая сторона восстанавливает из принимаемых пакетов (датаграмм) протокола UDP сервисов MPLS блока маршрутизации и коммутации исходный сигнал асинхронных последовательных RS-232 или RS-485 интерфейсов.

[0035] Модуль маршрутизации 204 выполнен с возможностью управления передачей пакетов данных между внешней сетью связи и сетевыми и/или электронными устройствами, подключенными к мультисервисному телекоммуникационному комплексу. Модуль маршрутизации 204 содержит по меньшей мере четыре процессора порта (0-1, 0-2, 0-3, 0-4), выполненных с возможностью соединения с межблочной шиной 207 посредством GE (Gigabit Ethernet) трансиверов 221 и четыре процессора порта (1-1, 1-2, 1-3, 1-4), выполненных с возможностью соединения с внешней сетью связи посредством GE (Gigabit Ethernet) трансиверов 221. Следует отметить, что GE трансиверы 221 также обеспечивают соединение процессора коммутации 208 с портами для подключения внешних устройств, а также для соединения межблочной шины 207 с процессорным модулем 212 блока VoIP шлюза и с процессорным модулем 213 блока асинхронных интерфейсов RS-232. Модуль маршрутизации 204 производит маршрутизацию пакетов по меткам, а также модификацию (вставку, изъятие, изменение) меток MPLS.

[0036] Модуль коммутации 205 обеспечивает коммутацию пакетов, содержит процессор коммутации 208, выполненный с возможностью управления коммутацией пакетов. Модуль коммутации 205 соединен с модулем маршрутизации 204 и с модулем обработки пакетных данных 206.

[0037] Модуль 206 обработки пакетных данных с неблокируемой матрицей коммутации на базе перепрограммируемой логической интегральной схемы (ПЛИС), содержит блок фильтрации и адресации 209, соединенный с упомянутым модулем коммутации 205 и с упомянутым модулем маршрутизации 204. Блок фильтрации и адресации 209 выполнен с возможностью фильтрации пакетов и обеспечения распространения пакетов MPLS по меткам, размещаемым между заголовком Ethernet и заголовком IP пакета. Дополнительно модуль 206 обработки пакетных данных содержит таблицу VLAN 216, таблицу Multicast 217, таблицу МАС-адресов 218, таблицу Global resource lag 219 и ARP таблицу 220. Следует отметить, что в контексте настоящего изобретения под таблицами подразумеваются базы данных, выполненные с возможностью хранения данных.

[0038] Таблица VLAN 216 хранит информацию об использующихся виртуальных локальных компьютерных сетях (VLAN) (статические и динамические данные). Динамические данные VLAN регистрируются по протоколу GVRP, а статические вводятся вручную при настройке. В таблице указывается имя, идентификатор VLAN, а также состояния портов по отношению к данному VLAN. Возможны следующие состояния портов: Fixed - порт является выходным для указанного VLAN; Forbidden - в порт запрещено передавать кадры, принадлежащие указанному VLAN; Normal - в порт запрещено передавать кадры, принадлежащие VLAN, до тех пор, пока на этот порт не придет информация о данном VLAN по протоколу GVRP. Состояние Normal при отключенном GVRP эквивалентно состоянию Forbidden. В таблице VLAN 216 установленный флаг Тх Tagging указывает, что маркер (тег) необходимо оставить при отправке кадра из порта. С помощью таблицы VLAN 216 регулируется выдача маркированных кадров из порта. Любой порт одновременно может быть выходным для любого числа VLAN (т.е. одновременно может производиться выдача кадров, как с тегами, так и без тегов).

[0039] Таблица Multicast 217 выполнена с возможностью хранения логических идентификаторов группы хостов в компьютерной сети, которые доступны для обработки датаграмм или кадров, предназначенных для многоадресной рассылки для определенной сетевой службы.

[0040] Таблица МАС-адресов 218 выполнена с возможностью хранения соответствия между МАС-адресами и интерфейсами. В таблице МАС-адресов 218 записывается сопоставление между МАС-адресами и интерфейсами других устройств, изученных мультисервисным телекоммуникационным комплексом. При пересылке кадра мультисервисный телекоммуникационный комплекс просматривает таблицу МАС-адресов на основе МАС-адреса назначения кадра.

[0041] Таблица Global resource lag 219 содержит числовое значение, которое используется для идентификации конкретного порта, группы агрегации каналов, группы многоадресной рассылки, кадров управления или любого другого места (адреса) назначения пакета. Использующийся в контексте настоящего изобретения термин Global resource lag может использоваться в качестве значения, действия или функции. Далее будут приведены данные, которые могут использоваться в Global resource lag. Данные источника для каждого порта - всякий раз, когда кадр поступает без тега, исходное значение источника ассоциируется с кадром. Если МАС-адрес источника кадра определен, это значение сохраняется в таблице МАС-адресов 218. Данные CPU - всякий раз, когда кадр перехватывается, регистрируется или зеркалируется (mirroring) в процессоре коммутации 208, старшие N=16 биты данных CPU назначения устанавливаются на это значение (установленное в регистре обработчика кадров). Нижние (младшие) N=16 бит устанавливаются на значение кода TRAP, выбранное аппаратным обеспечением для указания причины отправки сообщения кадра в процессор коммутации 208. Набор определенных кодов TRAP определяется в программном обеспечении процессора коммутации 208. Кроме того, используются другие данные для конкретных функций: данные RX Mirror - с помощью триггеров копию любого входящего кадра можно скопировать в одно дополнительное назначение порта приема; данные ТХ Mrror - поддерживают зеркалирование с одним портом ТХ, при этом все кадры, отправленные на порт ТХ, могут быть скопированы в настраиваемое место назначения. Сопоставление данных содержащихся в таблице Global resource lag 219 с физическим портом включает поиск в данных блока фильтрации и адресации 209. Это позволяет данным Global resource lag 219 использоваться достаточно произвольно. Обязательная структура, требуемая функцией Global resource lag, состоит из: (1) настраиваемого диапазона битов, используемого для идентификации отдельных физических портов; (2) фиксированного N=16 бит поля кода TRAP в процессоре коммутации 208.

[0042] ARP таблица 220 - это база данных, которая поддерживается устройством в сети. В ней хранится список IP-адресов и соответствующих им МАС-адресов, которые используются для идентификации устройств в сети. Таблица хранится в памяти мультисервисного телекоммуникационного комплекса и динамически обновляется по мере добавления или удаления устройств из сети.

[0043] Блок фильтрации и адресации 209 также содержит таблицу маршрутизации 210 и модуль ACLs 211. Таблица маршрутизации 210 - это база данных, которая отслеживает пути, как карта, и использует их, чтобы определить, в какую сторону перенаправлять трафик. Модуль ACLs 211 (англ. Access Control Lists) выполнен с возможностью управления доступом отдельных пользователей или групп пользователей, или устройств. Например, разрешения в версии ACL операционной системы могут разрешать или запрещать разрешения на чтение/запись для файлов и папок. Мультисервисный телекоммуникационный комплекс использует правила своего списка управления доступом (ACL), чтобы определить, как нужно (или не нужно) маршрутизировать каждый входящий пакет. Модуль ACL содержит набор правил. В каждом правиле определяются параметры фильтрации (адреса, порты и т.д.) и действие, выполняемое над пакетом, если он соответствует всем критериям правила. Действий два: разрешить (permit) и запретить (deny). При разрешении пакет обрабатывается дальше, при запрете - сбрасывается. Правила проверяются последовательно, пока не будет найдено то, которому соответствует пакет. Над пакетом выполняется действие (permit/deny) и дальнейшая проверка правил прекращается. В конце любого ACL неявно находится правило, запрещающее весь трафик. Т.е. используется ограничивающий (restrictive) контроль доступа: запрещено все, что явно не разрешено.

[0044] Межблочная шина 207 выполнена с возможностью соединения с процессорным модулем 212 блока VoIP шлюза 202. Процессорный модуль 212 выполнен с возможностью подключения к мультисервисному телекоммуникационному комплексу устройств связи по IP-сети для передачи через нее голосового трафика. Процессорный модуль 212 блока VoIP шлюза 202 размещен на объединительной плате 214, соединенной с модулем интерфейсов Е&М 215. Процессорный модуль 212 блока VoIP шлюза через межблочную шину подключен к блоку маршрутизации и коммутации 201, через который трафик VoIP шлюза направляется в сеть IP/MPLS в виде одного из ее сервисов. Также межблочная шина 207 соединена с процессорным модулем 213 блока 203 асинхронных интерфейсов RS-232 и RS-485, выполненного с возможностью подключения к мультисервисному телекоммуникационному комплексу внешних вычислительных устройств.

[0045] Типовая схема применения мультисервисного телекоммуникационного комплекса с поддержкой VoIP показана на фиг. 3.

[0046] В составе Узла 1 используются два мультисервисных телекоммуникационных комплекса (UCPM1 и UCPM2), соединенных двумя меж соединениями Gigabit Ethernet (GE). Для связи Узла 1 и Узла 2 в типовой схеме применения используются ресурсы двух операторов связи, для других схем применения возможно использование одного или более чем двух операторов связи. В составе Узла может применяться один мультисервисный телекоммуникационный комплекс (для нерезервируемой архитектуры) или более двух мультисервисных телекоммуникационных комплекса (для распределенной архитектуры).

[0047] Далее будет приведен алгоритм обработки пакетного трафика блоком маршрутизации и коммутации 101.

[0048] Блок маршрутизации и коммутации 101 определяет куда нужно отправить IP пакет на основе IP адреса, содержащегося в пакете. К пакету добавляется метка (Label), которая размещается между заголовком Ethernet и заголовком IP пакета. Процесс обработки пакета сводится к взятию из пакета метки, нахождения в таблице маршрутизации 210 соответствующей записи, выбора из записи интерфейса куда нужно направить пакет и новой метки, замене метки и отправке пакета. Назначение метки и заполнение таблицы маршрутизации 210 производится вручную или автоматически, используя специальные протоколы, в том числе LDP (LabelDistribution Protocol -Протокол распределения меток), RSVP-TE (ResourceReservationProtocol-TrafficEngineering - Протокол резервирования ресурсов), SR (SegmentRouting).

[0049] Сигнальный протокол формирования таблиц маршрутизации MPLS меток устанавливает виртуальные маршруты, в технологии MPLS -пути коммутации по меткам (LSP - Label SwitchingPath). Протокол LDP создает LSP до каждой подсети в таблице маршрутизации. Таким образом, трафик, который будет передаваться по таким LSP, будет повторять маршрут IP пакетов.

[0050] Протокол RSVP-TE позволяет направить трафик по любому маршруту, вне зависимости от маршрута прохождения трафика IP. Для создания LSP в пакет протокола RSVP-TE помещается информация о пути прохождения LSP. В процессе его создания узел, до которого пакет дошел, выбирает информацию о следующем скачке из этого пути. Путь представляет собой последовательность IP адресов, через которые должен пройти LSP.

[0051] С помощью RSVP-TE создаются резервные LSP, которые в сочетании с технологией FRR (FastReRouting), обеспечивают защиту от выхода из строя соединений, соединяющих узлы или самих узлов. В случае выхода из строя маршрута, по которому проходит «рабочий» LSP, он автоматически перенаправляется в «резервный» LSP в обход места неисправности. Один и тот же «резервный» LSP может использоваться несколькими «рабочими».

[0052] Протокол SR-OSPF представляет собой расширение протокола OSPF для одновременного распространения маршрутной информации, построения маршрутных таблиц, распространения информация о метках MPLS и создания LSP до каждой IP подсети в таблице маршрутизации. SR-OSPF сочетает в себе функции протокола маршрутизации OSPF и протокола распределения меток LDP. Кроме того, SR-OSPF имеет возможность проложить LSP MPLS по любому маршруту, так же как протокол RSVP-TE (SR-TE).

[0053] Блок маршрутизации и коммутации 101 управляет маршрутом прохождения трафика, резервирует маршруты и организовывает сервисы VPN: VPWS (Virtual Private Wire Service) - виртуальный провод; VPLS (Virtual Private LAN Service) - виртуальный распределенный коммутатор Ethernet; L3 VPN - виртуальный распределенный маршрутизатор IP.

[0054] Сервисы обеспечивают связь между точками доступа (интерфейсами Ethernet блока маршрутизации и коммутации 101 или VLAN). Трафик между точками доступа проходит через LSP, соединяющий узлы, на которых располагаются точки доступа. Один и тот же LSP может использоваться несколькими сервисами, поэтому используется еще одна метка MPLS - сервисная метка, которая добавляется к уже существующей метке LSP (транспортной метке). Т.е. пакет имеет уже две метки MPLS. В отличие от транспортной метки, сервисная метка не меняется в процессе передачи пакета через сеть MPLS. Сервисные метки назначаются с помощью протоколов T-LDP (модификация протокола LDP), MP-BGP.

[0055] VPWS обеспечивает передачу Ethernet пакетов между двумя точками доступа, которые соединяются между собой с помощью виртуального провода. В качестве сигнального протокола при создании виртуального провода используется протокол T-LDP.

[0056] VPLS обеспечивает передачу кадров Ethernet между точками доступа. Точки доступа могут располагаться как на одном узле, так и быть распределенными по нескольким - так называемый распределенный виртуальный коммутатор Ethernet. В каждом узле создается VPLS коммутатор. С одной стороны, VPLS подключен к точкам доступа, а с другой соединяется виртуальными проводами с другими VPLS на других узлах - создается сеть с топологией связей «каждый с каждым». Чтобы избежать петель на виртуальном коммутаторе, передача трафика с одного виртуального провода на другой блокируется. Два или более полносвязных виртуальных коммутатора при соединении между собой виртуальными проводами образуют H-VPLS (Hierarchical VPLS). На сервисном уровне для передачи меток между двумя разрозненными узлами используется протокол T-LDP.

[0057] L3VPN - сервис обмена IP пакетами (распределенный виртуальный маршрутизатор). На мультисервисном телекоммуникационном комплексе (или на мультисервисных телекоммуникационных комплексах) создается виртуальный маршрутизатор(ы) VRF с одной или несколькими точками доступа. VRF объединяются в один распределенный виртуальный маршрутизатор с помощью протокола M-BGP. Какие маршрутизаторы будут соединены между собой определяется политиками импорта и экспорта.

[0058] Также в мультисервисном телекоммуникационном комплексе может использоваться протокол VRRP, который позволяет зарезервировать подключение по IP. Для ускорения переключения на резерв протокол VRRP использует протокол BFD вместо стандартного механизма обнаружения пропадания связи между интерфейсами.

[0059] Приоритет передачи MPLS трафика определяется значением в поле ЕХР заголовка пакета. Значение поля ЕХР соответствует одному из 8 классов обслуживания (FC-forwarding class). В рамках одного LSP может передаваться трафик с разным приоритетом.

[0060] Операторы связи обрабатывают только заголовки Ethernet и игнорируют поле приоритета ЕХР в заголовке MPLS, поэтому необходим механизм (mapping) установки поля приоритета Ethernet пакета в соответствии с полем ЕХР пакета MPLS. Правило, по которому значению поля ЕХР ставится в соответствие значение поля приоритета пакета Ethernet, определяется политикой на сетевом интерфейсе.

[0061] Далее будет приведен процесс обработки трафика интерфейсов FXO, FXS, Е&М, Е1 в блоке VoIP шлюза 102.

[0062] Аналоговые (входящие) сигналы от интерфейсов FXO, FXS, Е&М через цепи защиты, ограничивающие входящие токи и потенциалы до безопасных значений, и дифференциальную схему подаются на аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) (не показан на фиг. ), преобразующий входной аналоговый сигнал в дискретный код (цифровой сигнал). Цифровой сигнал подвергается обработке (компрессии, эхоподавлению, шумоподавлению, регулировке уровня), и пакетизируется. Процесс пакетизации включает в себя последовательное равномерное направление цифрового сигнала в выходной интерфейс VoIP шлюза Ethernet (TCP/IP) в виде пакетов (датаграмм) протокола UDP для его передачи через сервисы MPLS блока маршрутизации и коммутации 101.

[0063] Одновременно с обработкой входящих в аналоговые интерфейсы FXO, FXS, Е&М сигналов, обеспечивается прием информации от сервисов MPLS блока маршрутизации и коммутации 101, ее обработка (аналогично описанному выше процессу, но в обратной последовательности и дополнительной буферизацией) и передача через цифро-аналоговое преобразование (ЦАП) в интерфейс FXO, FXS, Е&М в виде аналогового (исходящего) сигнала. Таким образом обеспечивается обработка речевого трафика в дуплексном режиме.

[0064] Передача через блок VoIP шлюза 102 голосового трафика интерфейсов Е1 106 производится аналогично вышеуказанным способам, исключая процессы аналогово-цифрового (АЦП) и цифро-аналогового (ЦАП) преобразований.

[0065] Хотя данное изобретение было показано и описано со ссылкой на определенные варианты его осуществления, специалистам в данной области техники будет понятно, что различные изменения и модификации могут быть сделаны в нем, не покидая фактический объем изобретения. Следовательно, описанные варианты осуществления имеют намерение охватывать все подобные преобразования, модификации и разновидности, которые попадают под сущность и объем прилагаемой формулы изобретения.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для обработки и передачи пакетов данных. Техническим результатом является уменьшение избыточности с одновременным обеспечением сжатия при передаче трафика посредством технологии VoIP для передачи традиционных каналов Е1 и сервисов аналоговых интерфейсов FXS, FXO, Е&М. Устройство содержит модуль маршрутизации, содержащий по меньшей мере четыре процессора порта (0-1, 0-2, 0-3, 0-4), выполненных с возможностью соединения с межблочной шиной и четыре процессора порта (1-1, 1-2, 1-3, 1-4), выполненных с возможностью соединения с внешней сетью связи; модуль коммутации, содержащий процессор коммутации, выполненный с возможностью управления коммутацией пакетов; модуль обработки пакетных данных с неблокируемой матрицей коммутации на базе перепрограммируемой логической интегральной схемы (ПЛИС), содержащий блок фильтрации и адресации, при этом межблочная шина выполнена с возможностью соединения с процессорным модулем блока VoIP шлюза и с процессорным модулем блока асинхронных интерфейсов RS-232 и RS-485. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Мультисервисный телекоммуникационный комплекс, содержащий:

- модуль маршрутизации, содержащий по меньшей мере четыре процессора порта (0-1, 0-2, 0-3, 0-4), выполненных с возможностью соединения с межблочной шиной и четыре процессора порта (1-1, 1-2, 1-3, 1-4), выполненных с возможностью соединения с внешней сетью связи, где модуль маршрутизации выполнен с возможностью управления передачей пакетов данных между упомянутой внешней сетью связи и сетевыми и/или электронными устройствами, подключенными к мультисервисному телекоммуникационному комплексу;

- модуль коммутации, содержащий процессор коммутации, выполненный с возможностью управления коммутацией пакетов, и соединенный с модулем маршрутизации и с модулем обработки пакетных данных;

- модуль обработки пакетных данных с неблокируемой матрицей коммутации на базе перепрограммируемой логической интегральной схемы (ПЛИС), содержащий блок фильтрации и адресации, соединенный с упомянутым модулем коммутации и с упомянутым модулем маршрутизации, и выполненный с возможностью фильтрации пакетов и обеспечения распространения пакетов MPLS по меткам, размещаемым между заголовком Ethernet и заголовком IP пакета;

- при этом упомянутая межблочная шина выполнена с возможностью:

- соединения с процессорным модулем блока VoIP шлюза, выполненного с возможностью подключения к мультисервисному телекоммуникационному комплексу устройств связи по IP-сети для передачи через неё голосового трафика, где процессорный модуль блока VoIP шлюза размещен на объединительной плате, соединенной с модулем интерфейсов E&M;

- соединения с процессорным модулем блока асинхронных интерфейсов RS-232 и RS-485, выполненного с возможностью подключения к мультисервисному телекоммуникационному комплексу внешних вычислительных устройств.

2. Мультисервисный телекоммуникационный комплекс по п. 1, отличающийся тем, что модуль обработки пакетных данных с неблокируемой матрицей коммутации на базе ПЛИС дополнительно содержит таблицу VLAN, выполненную с возможностью хранения информации об использующихся виртуальных локальных компьютерных сетях (VLAN).

3. Мультисервисный телекоммуникационный комплекс по п. 1, отличающийся тем, что модуль обработки пакетных данных с неблокируемой матрицей коммутации на базе ПЛИС дополнительно содержит таблицу MultiCast, выполненную с возможностью хранения логических идентификаторов группы хостов в компьютерной сети, которые доступны для обработки датаграмм или кадров, предназначенных для многоадресной рассылки для определенной сетевой службы.

4. Мультисервисный телекоммуникационный комплекс по п. 1, отличающийся тем, что модуль обработки пакетных данных с неблокируемой матрицей коммутации на базе ПЛИС дополнительно содержит таблицу MAC-адресов, выполненную с возможностью хранения соответствия между MAC-адресами и интерфейсами.

5. Мультисервисный телекоммуникационный комплекс по п. 1, отличающийся тем, что модуль обработки пакетных данных с неблокируемой матрицей коммутации на базе ПЛИС дополнительно содержит таблицу Global resource lag, выполненную с возможностью хранения информации для идентификации порта, группы агрегации каналов, кадров управления.

6. Мультисервисный телекоммуникационный комплекс по п. 1, отличающийся тем, что модуль обработки пакетных данных с неблокируемой матрицей коммутации на базе ПЛИС дополнительно содержит ARP таблицу, выполненную с возможностью хранения списка IP-адресов и соответствующих им MAC-адресов, которые используются для идентификации устройств в сети.

7. Мультисервисный телекоммуникационный комплекс по п. 1, отличающийся тем, что блок фильтрации и адресации дополнительно содержит таблицу маршрутизации, выполненную с возможностью отслеживания пути для того, чтобы определить, в какую сторону перенаправлять трафик.

8. Мультисервисный телекоммуникационный комплекс по п. 1, отличающийся тем, что блок фильтрации и адресации дополнительно содержит модуль ACLs, выполненный с возможностью управления доступом отдельных пользователей или групп пользователей, или устройств.