MPLS技术是一种在开放的通信网上利用定长标签引导数据高速传输和交换的网络新技术。自1977年提出以来,MPLS技术以其高效率、超时代的特点得到了迅猛发展。由于ATM具有高带宽、快速交换和可靠服务质量保证的优点,所以MPLS over ATM成为当前研究的重点之一,即实现cell-switched MPLS。Cell-switched MPLS的实现需要运用两种不同类型的LSR设备,一种是位于MPLS网络中部的cell-based LSR,一种是位于MPLS网络边缘的frame-based LER,两者通过LC-ATM接口互联。本文的主要工作是研究如何通过设计LC-ATM接口卡将核心路由器升级为MPLS域Frame-based LER,以及Frame-based LER和cell-based LSR的MPLS互通技术要求。首先提出一种cell-switched MPLS网络拓扑结构,并以此为全局的视图,探讨了在该MPLS体系结构中LC-ATM链路标签的封装、ATM-LSR的特性、MPLS与ATM的“夜行船”操作以及frame-based LER和cell-based LSR MPLS互通技术方案。其次介绍了YH9300核心路由器作为frame-based LER的软硬件结构,以整个路由器为背景论述了将核心路由器改造为frame-based LER所需要进行的软硬件升级。最后介绍用于连接该MPLS域LC-ATM接口的设计与实现。针对AAL5 SAR子层协议处理,基于共享缓冲区结构,提出了多通道信元的重组和调度算法,并通过理论分析指出,这种方法具有较小的缓冲区要求和确定的重组延时上限。该方法已经在核心路由器LC-ATM接口设计中得到成功应用。本文还推导了具有线速处理能力的计算CRC-32的实现电路,成功解决了LC-ATM接口卡硬件实现上的难题。