專(zhuān)利名稱(chēng)：交換異步傳輸模式、時(shí)分復(fù)用和分組數(shù)據(jù)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電信網(wǎng)絡(luò)。更具體地講，本發(fā)明涉及旨在通過(guò)單個(gè)通信交換機(jī)交換ATM(異步傳輸模式)、TDM和分組數(shù)據(jù)的方法和裝置。
背景技術(shù)：
旨在利用寬帶電信網(wǎng)的最早技術(shù)之一稱(chēng)之為時(shí)分復(fù)用(TDM)。TDM的工作原理簡(jiǎn)單易懂。將高頻信號(hào)分成多個(gè)時(shí)隙，多個(gè)低頻信號(hào)可在這些時(shí)隙內(nèi)從一點(diǎn)傳送到另一點(diǎn)。不過(guò)，TDM的實(shí)際實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜，要求復(fù)雜的成幀技術(shù)和緩沖器，以便精確地對(duì)信號(hào)進(jìn)行復(fù)用和去復(fù)用。TDM的北美標(biāo)準(zhǔn)(稱(chēng)為T(mén)1或DS1)利用24個(gè)交織的信道，這些信道的總速率為1.544Mb/s。TDM的歐洲標(biāo)準(zhǔn)稱(chēng)為E-1，它利用30個(gè)交織信道，其速率為2.048Mb/s。復(fù)用結(jié)構(gòu)基于多個(gè)T1或E-1信號(hào)，最常用的一種為T(mén)3或DS3。T3信號(hào)具有672個(gè)信道，等效于28個(gè)T1信號(hào)。TDM最初是為語(yǔ)音信道設(shè)計(jì)的，不過(guò)如今同時(shí)將其用于語(yǔ)音和數(shù)據(jù)。
利用寬帶數(shù)據(jù)通信的早期方法稱(chēng)為分組交換。分組交換和TDM之間的差異之一為，分組交換包括用于糾錯(cuò)和當(dāng)分組在傳輸中丟失或破壞時(shí)重傳分組的方法。另一差別在于，不像TDM中的信道，分組長(zhǎng)度不一定是固定的。而且，根據(jù)分組中包含的地址信息將分組導(dǎo)向其目的地。與此相反，TDM信道基于它們?cè)诠潭◣械奈恢脤?dǎo)向其目的地。今天，廣泛使用的分組交換協(xié)議稱(chēng)為IP(因特網(wǎng)協(xié)議)。
最近，稱(chēng)為ATM和SONET(同步光纖網(wǎng))的寬帶技術(shù)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)。ATM網(wǎng)絡(luò)基于固定長(zhǎng)度分組(信元)，每個(gè)分組53字節(jié)(48字節(jié)凈荷加5字節(jié)開(kāi)銷(xiāo))。ATM網(wǎng)絡(luò)的特性之一為，簽署業(yè)務(wù)質(zhì)量(QOS)等級(jí)的用戶(hù)合同。這樣，基于QOS為ATM信元分配不同的優(yōu)先級(jí)。例如，恒定比特率(CBR)業(yè)務(wù)具有最高優(yōu)先級(jí)，實(shí)質(zhì)上等效于提供的TDM連接?？勺儽忍芈?VBR)業(yè)務(wù)是中級(jí)優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)，它允許擁塞期間的信元丟失。不定比特率(UBR)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)最低，用于可以容忍高延遲的數(shù)據(jù)傳輸，例如電子郵件傳輸。
SONET網(wǎng)絡(luò)基于810字節(jié)的幀，783字節(jié)的同步凈荷包(SPE)在其中浮動(dòng)。凈荷包浮動(dòng)是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)中的時(shí)間差異。凈荷的精確位置通過(guò)相對(duì)復(fù)雜的填充/去填充系統(tǒng)和指針確定。在北美，基本的SONET信號(hào)稱(chēng)為STS-1(或者OC-1)。SONET網(wǎng)絡(luò)包括各種SONET信號(hào)構(gòu)成的層次結(jié)構(gòu)，其中，多達(dá)768個(gè)STS-1信號(hào)復(fù)用在一起，提供21504個(gè)T1信號(hào)(768個(gè)T3信號(hào))的容量。STS-1的幀速率為51.84Mb/s，每秒8000幀，每幀125μs。在歐洲，基本信號(hào)(STM-1)的速率為155.520Mb/s，等效于北美STS-3速率(3*51.84＝155.520)，且凈荷部分稱(chēng)為虛容器(VC)。為了利于較低速率數(shù)字信號(hào)傳輸，SONET標(biāo)準(zhǔn)利用子STS凈荷映射，稱(chēng)為虛支路(VT)結(jié)構(gòu)(ITU(國(guó)際電信聯(lián)盟)把這些稱(chēng)為支路單元或TU)。四個(gè)虛支路的大小定義為VT-1.5、VT-2、VT-3和VT-6。VT-1.5的數(shù)據(jù)傳輸率為1.728Mb/s，容納帶開(kāi)銷(xiāo)的T1信號(hào)。VT-2的數(shù)據(jù)傳輸率為2.304Mb/s，容納帶開(kāi)銷(xiāo)的E1信號(hào)。VT-3的數(shù)據(jù)傳輸率為3.456Mb/s，容納帶開(kāi)銷(xiāo)的T2信號(hào)。VT-6的數(shù)據(jù)傳輸率為6.912Mb/s，容納帶開(kāi)銷(xiāo)的DS2信號(hào)。
上述的每種寬帶技術(shù)都可分類(lèi)為T(mén)DM、ATM或者分組技術(shù)，其中SONET是一種復(fù)雜的TDM形式。從前述，應(yīng)理解TDM、ATM以及分組各有自身的獨(dú)特傳輸要求。所以，采用不同種類(lèi)的交換機(jī)對(duì)這些不同種類(lèi)的信號(hào)進(jìn)行路由。具體講，TDM要求精確的定時(shí)同步；ATM要求特別注意信元的優(yōu)先級(jí)和QOS；以及分組(例如IP)要求具有處理變長(zhǎng)分組的能力。因?yàn)檫@些原因，TDM、ATM和變長(zhǎng)分組交換的交換技術(shù)以不同的方式發(fā)展。業(yè)務(wù)提供商和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)者因此被迫分別處理這些技術(shù)，通常提供重疊的網(wǎng)絡(luò)，其中具有多套不同的只可在單一網(wǎng)絡(luò)中使用的設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提供這樣的方法和裝置，籍此各種不同種類(lèi)的寬帶信號(hào)可以通過(guò)單一交換結(jié)構(gòu)交換。
本發(fā)明的另一目的是提供一種網(wǎng)絡(luò)單元，這種網(wǎng)絡(luò)單元可以通過(guò)同一交換結(jié)構(gòu)對(duì)TDM、ATM和變長(zhǎng)分組流量進(jìn)行交換。
本發(fā)明的再一目的是提供一種網(wǎng)絡(luò)交換芯片集，該芯片集可與相同的芯片集組合起來(lái)，以提供可伸縮的網(wǎng)絡(luò)交換結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的又一目的是提供一種網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，這種網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)允許TDM、ATM和變長(zhǎng)分組流量之間的靈活劃分。
本發(fā)明的另一目的是提供一種網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，這種網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)具有冗余交換平面，因此交換單元或鏈路的失效不會(huì)立即引起連接失效。
本發(fā)明的再一目的是提供一種網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，這種網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)處理組播和單播語(yǔ)音以及數(shù)據(jù)傳輸。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，這種網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)支持克洛斯(Clos)體系結(jié)構(gòu)以及折疊式Clos體系結(jié)構(gòu)。
根據(jù)以下將要對(duì)其進(jìn)行詳述的這些目的，本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)包括至少一個(gè)端口處理器(附圖中亦稱(chēng)為“業(yè)務(wù)處理器”)和至少一個(gè)交換單元。端口處理器具有SONET OC-x(SONET/SDH STS-x/STM-y)接口(用于TDM流量)、UTOPIA(用于ATM的通用測(cè)試和操作接口)和基于UTOPIA幀的接口(用于ATM和分組流量)，以及與交換單元的接口。一種示范性端口處理器具有的總I/O帶寬等效于一個(gè)SONET OC-48信號(hào)。一種示范性交換單元具有12×12個(gè)端口，支持的總帶寬為30Gbps。
根據(jù)本發(fā)明的一種典型交換機(jī)包括多個(gè)端口處理器和多個(gè)交換單元。對(duì)于48×48“折疊式”交換機(jī)，48個(gè)端口處理器連接到(四個(gè)一組)12個(gè)(第一和第三級(jí))交換單元，這12個(gè)交換單元中的每一個(gè)連接到8個(gè)(第二級(jí))交換單元。根據(jù)本發(fā)明的三級(jí)無(wú)阻塞交換機(jī)提供的總帶寬為240Gbps，五級(jí)無(wú)阻塞交換機(jī)提供的總帶寬為1Tbps。一種示范性折疊式三級(jí)Clos體系結(jié)構(gòu)的交換機(jī)包括48個(gè)端口處理器和20個(gè)交換單元。4個(gè)端口處理器連接到12個(gè)交換單元(第一和第三級(jí))中的每一個(gè)。這12個(gè)(第一和第三級(jí))交換單元中的每一個(gè)連接到8個(gè)(第二級(jí))交換單元。根據(jù)目前的最佳實(shí)施例，每個(gè)處理器配備了用于連接一個(gè)交換單元的兩個(gè)端口或者兩個(gè)交換單元的一個(gè)端口的部件，從而在鏈路失效時(shí)提供冗余。
根據(jù)本發(fā)明，9行，每行1700個(gè)時(shí)隙的數(shù)據(jù)幀用于通過(guò)一個(gè)或多個(gè)交換單元將ATM、TDM和分組數(shù)據(jù)從一個(gè)端口處理器傳送到同一或另一端口處理器。每幀在125μs內(nèi)傳輸，每行在13.89μs內(nèi)傳輸。每個(gè)時(shí)隙包括4比特標(biāo)簽加4字節(jié)凈荷(即，36比特)。時(shí)隙帶寬(整個(gè)幀的1/1700)為2.592Mbps，足以運(yùn)載帶開(kāi)銷(xiāo)的E-1信號(hào)。4比特標(biāo)簽為跨連接指針，在準(zhǔn)備TDM連接時(shí)建立。幀的最后20個(gè)時(shí)隙為鏈路開(kāi)銷(xiāo)而保留。這樣，這種幀能夠攜帶相當(dāng)于1680個(gè)E-1TDM信號(hào)，即使STM-16的容量只有1008個(gè)E-1信號(hào)。
對(duì)于ATM和分組數(shù)據(jù)，為64字節(jié)的凈荷定義了16個(gè)時(shí)隙的PDU(協(xié)議數(shù)據(jù)單元)(大得足以容納ATM信元和交換開(kāi)銷(xiāo))。每行允許最多96個(gè)PDU。PDU路由不需要PDU的16個(gè)4比特標(biāo)簽，它們因此被用作保護(hù)ATM或變長(zhǎng)分組凈荷的奇偶校驗(yàn)比特。這64字節(jié)凈荷中的12字節(jié)(96比特)由交換機(jī)用于內(nèi)部路由。剩下的52字節(jié)用于實(shí)際的凈荷，這足以運(yùn)載一個(gè)ATM信元(不具有一字節(jié)的HEC)，以及足以運(yùn)載分段后的較大分組。這些PDU借助28比特路由標(biāo)簽通過(guò)交換機(jī)自路由，這允許通過(guò)7個(gè)交換級(jí)每級(jí)利用4比特的路由。PDU剩余的68比特用于各種其它尋址信息，例如表示PDU是否包含ATM信元、分組或控制消息，是否要中止分組重組，凈荷是否是第一分段、中間分段或最后分段，最后分段中有多少凈荷字節(jié)，分段序列計(jì)數(shù)以及目的流標(biāo)識(shí)符。
幀的最后20個(gè)時(shí)隙中的鏈路開(kāi)銷(xiāo)(LOH)功能上類(lèi)似于SONET幀的線(xiàn)路和段開(kāi)銷(xiāo)。LOH可以包含用在串行數(shù)據(jù)流中對(duì)信元和行邊界定界(delineate)的36比特幀對(duì)齊圖案、32比特交換和鏈路標(biāo)識(shí)符以及32比特填充模式。
由于ATM和分組流量一般不配置，故必須在流量進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)在ATM和分組連接之間裁定帶寬。而且，由于TDM流量與ATM和分組流共享相同幀，故必須對(duì)帶寬進(jìn)行裁定，同時(shí)保持TDM時(shí)間。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)針對(duì)幀的每行中的各PDU實(shí)現(xiàn)的一種請(qǐng)求與授權(quán)體系裁定帶寬。交換單元為每鏈路提供3個(gè)信道，其中兩個(gè)用于運(yùn)載數(shù)據(jù)和仲裁請(qǐng)求，另一個(gè)用于運(yùn)載仲裁授權(quán)。根據(jù)目前的最佳實(shí)施例，為幀中下一行的各PDU生成48比特(1.5個(gè)時(shí)隙)的請(qǐng)求成分。每個(gè)交換單元包括單個(gè)請(qǐng)求分析器和各輸出鏈路的獨(dú)立請(qǐng)求仲裁模塊。請(qǐng)求成分由端口處理器生成，包括交換機(jī)內(nèi)“逐跳”路由標(biāo)簽和優(yōu)先級(jí)信息。請(qǐng)求成分由交換單元緩沖，而如果緩沖器已滿(mǎn)，交換單元就丟棄低優(yōu)先級(jí)請(qǐng)求成分。歷經(jīng)交換結(jié)構(gòu)未被丟棄的請(qǐng)求成分在一“行時(shí)間”，即13.89微秒內(nèi)，返回其發(fā)源的端口處理器。如上所示，請(qǐng)求在“帶內(nèi)”與數(shù)據(jù)交織在一起，而授權(quán)(返回的請(qǐng)求成分)則利用每條鏈路的第三信道在帶外進(jìn)行。
為了保持TDM流量的定時(shí)，分離VT/VC幀內(nèi)的V1-V4字節(jié)，并在交換機(jī)入口由端口處理器緩存VC字節(jié)。在交換機(jī)出口由端口處理器再生V1-V4字節(jié)。在同時(shí)具有PDU和TDM流量的行中，在該行中先配置PDU，后配置TDM時(shí)隙。
根據(jù)目前的最佳實(shí)施例，每個(gè)交換單元包括組播控制器和獨(dú)立的組播PDU緩沖器。提供了兩個(gè)備選組播實(shí)施例。第一實(shí)施例要求較少的門(mén)電路，最適于組播不是流量主要部分的環(huán)境。第二實(shí)施例要求更多的門(mén)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。不過(guò)，它更適于頻繁出現(xiàn)組播的環(huán)境。第二實(shí)施例在建立組播路徑時(shí)要求更大延遲，但組播數(shù)據(jù)的延遲較小。根據(jù)第一實(shí)施例，組播請(qǐng)求成分以同標(biāo)準(zhǔn)單播請(qǐng)求成分相同的方式流經(jīng)交換機(jī)。在需要對(duì)消息組播時(shí)，逐跳(hop-by-hop)字段中該交換級(jí)的比特編碼表示該請(qǐng)求為組播請(qǐng)求。將該請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)至組播控制器。在授權(quán)路徑上，如果組播循環(huán)緩沖器中存在容納數(shù)據(jù)的空間，組播控制器就作出一項(xiàng)授權(quán)。一旦數(shù)據(jù)已發(fā)送到組播緩沖器，組播控制器就檢查數(shù)據(jù)標(biāo)頭并確定需要從哪一條輸出鏈路將其發(fā)送出去。此時(shí)，組播控制器發(fā)出多個(gè)請(qǐng)求消息，對(duì)這些請(qǐng)求消息的處理方式與單播請(qǐng)求相同。對(duì)發(fā)送請(qǐng)求、接收授權(quán)、傳送PDU重復(fù)這個(gè)過(guò)程，即在每個(gè)組播PDU傳輸之前，請(qǐng)求和授權(quán)必須遍歷交換機(jī)。根據(jù)第二實(shí)施例，通過(guò)發(fā)送多個(gè)請(qǐng)求(每跳一個(gè))，直到所有跳都得到授權(quán)，這樣將組播路徑保留一段時(shí)間。一旦以這種方式將路徑建立起來(lái)，就一個(gè)接一個(gè)無(wú)延遲地組播PDU，直到保留時(shí)間到期或者不再有PDU要傳送。
在參考結(jié)合附圖所作的詳細(xì)說(shuō)明之后，本發(fā)明的其它目的及優(yōu)點(diǎn)就對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員變得顯而易見(jiàn)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的端口處理器的簡(jiǎn)化示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的交換單元的簡(jiǎn)化示意圖；圖3是說(shuō)明本發(fā)明的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3a是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的目前最佳PDU格式的示意圖；圖3b是說(shuō)明包括給交換機(jī)第一級(jí)的請(qǐng)求成分的行結(jié)構(gòu)示意圖；圖3c是說(shuō)明包括給交換機(jī)第二級(jí)的請(qǐng)求成分的行結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的三級(jí)48×48交換機(jī)的示意圖；圖5是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的48×48折疊式Clos體系結(jié)構(gòu)交換機(jī)的示意圖；具體實(shí)施方式
本發(fā)明的裝置一般包括端口處理器和交換單元。圖1說(shuō)明端口處理器10的主要特性，圖2說(shuō)明交換單元100的主要特性?，F(xiàn)參照?qǐng)D1，端口處理器10包括SONET接口和UTOPIA接口。在入口(RX)側(cè)，SONET接口包括串并轉(zhuǎn)換器12、SONET成幀器和傳輸開(kāi)銷(xiāo)(TOH)提取器14、高階指針處理器16以及路徑開(kāi)銷(xiāo)(POH)提取器18。針對(duì)在SPE中傳送的ATM和IP分組，SONET接口的入口側(cè)包括48個(gè)HDLC(高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制)成幀器20(針對(duì)IP)、48個(gè)信元定界器22(針對(duì)ATM)、以及48個(gè)64字節(jié)的FIFO 24(同時(shí)針對(duì)ATM和IP)。針對(duì)在SPE中傳送的TDM信號(hào)，SONET接口的入口側(cè)包括去復(fù)用器和低階指針處理器26。在出口(TX)側(cè)，SONET接口包括針對(duì)TDM信號(hào)的復(fù)用器和低階指針處理器28。針對(duì)在SPE中傳送的ATM和IP分組，SONET接口的出口側(cè)包括48個(gè)64字節(jié)的FIFO 30、48個(gè)HDLC幀生成器和48個(gè)信元映射器34。SONET接口的出口側(cè)還包括POH生成器36、高階指針生成器38、SONET成幀器和TOH生成器40以及并串轉(zhuǎn)換接口42。在入口側(cè)，UTOPIA接口包括針對(duì)ATM和分組的UTOPIA輸入44和一個(gè)4×64字節(jié)FIFO 46。在出口側(cè)，UTOPIA接口包括96個(gè)4×64字節(jié)FIFO 48和UTOPIA輸出50。
端口處理器10的入口部分還包括交換映射器52、并串交換結(jié)構(gòu)接口54以及請(qǐng)求仲裁器56。端口處理器的出口側(cè)還包括串并交換結(jié)構(gòu)接口58、交換去映射器60和授權(quán)生成器62。
為了處理ATM和分組流量，在入口部分，端口處理器10使用描述符構(gòu)造器64、IPF和ATM查找處理器66、IP分類(lèi)處理器68、RED(隨機(jī)早期檢測(cè))/管制處理器70，所有這些部件都可位于片外。在將ATM信元和分組交給(接收)數(shù)據(jù)鏈路管理器72之前由這些單元對(duì)它們進(jìn)行處理。端口處理器的出口部分提供了(發(fā)送)數(shù)據(jù)鏈路管理器74和發(fā)送調(diào)度器和整形器76。這兩個(gè)單元都可位于片外。端口處理器還配備了主機(jī)接口78和加權(quán)循環(huán)調(diào)度器80。
交換機(jī)入口處端口處理器的目的是對(duì)TDM、分組以及ATM數(shù)據(jù)拆包，并根據(jù)下面相對(duì)于圖3描述的數(shù)據(jù)幀對(duì)其成幀。端口處理器還在提出交換單元內(nèi)鏈路帶寬的仲裁請(qǐng)求的同時(shí)緩存TDM和分組數(shù)據(jù)，并如下面更詳細(xì)的描述那樣，授權(quán)通過(guò)交換機(jī)接收的仲裁請(qǐng)求。為了保持TDM流量時(shí)間，分離SONET幀內(nèi)的V1-V4字節(jié)，并在交換機(jī)出口處緩存VC字節(jié)。在同時(shí)具有PDU和TDM流量的行中，最好在該行中先配置PDU，后配置TDM。在交換機(jī)的出口側(cè)，端口處理器重組TDM、分組和ATM數(shù)據(jù)。在交換機(jī)的出口處再生V1-V4字節(jié)。
盡管圖1中未示出，端口處理器10包括雙交換單元接口，該接口允許將端口處理器10連接到兩個(gè)交換單元或一個(gè)交換單元的兩個(gè)端口。當(dāng)同時(shí)使用兩個(gè)接口時(shí)，“備用”鏈路僅攜帶幀信息，直到主鏈路中發(fā)生故障，這時(shí)通過(guò)備用鏈路發(fā)送數(shù)據(jù)。這就提供了交換機(jī)的冗余，因此即使部分交換機(jī)失效，各連接亦得以保持。
現(xiàn)轉(zhuǎn)向圖2，根據(jù)本發(fā)明的交換單元100包括12個(gè)“數(shù)據(jù)路徑和鏈路帶寬仲裁模塊”102(為清晰起見(jiàn)僅在圖2中顯示一次)。交換單元100中每個(gè)模塊102提供一個(gè)鏈路輸入104和一個(gè)鏈路輸出106。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)理解，進(jìn)入任何鏈路輸入的數(shù)據(jù)依賴(lài)于路由信息，可以通過(guò)任何鏈路輸出出去。根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)模塊102提供兩條前向路徑108、110、112、114和一條返回“授權(quán)”路徑116、118。這三條路徑總地構(gòu)成單一信道。提供兩條數(shù)據(jù)路徑的原因是為了增加每個(gè)信道的帶寬。將這兩條數(shù)據(jù)路徑交織起來(lái)，以提供單一“邏輯”串行數(shù)據(jù)流，其帶寬超過(guò)(兩倍于)單一物理數(shù)據(jù)流帶寬。數(shù)據(jù)通過(guò)輸入鏈路總線(xiàn)120和輸出鏈路總線(xiàn)122從輸入鏈路104路由到輸出鏈路106。返回路徑授權(quán)通過(guò)授權(quán)總線(xiàn)124從輸出鏈路106路由到輸入鏈路104。
每個(gè)“數(shù)據(jù)路徑和鏈路帶寬裁定模塊”102的前向路徑包括數(shù)據(jù)流解串器126、數(shù)據(jù)流去映射器128、行緩沖映射器130、行緩沖器132、請(qǐng)求仲裁模塊134、數(shù)據(jù)流映射器136以及數(shù)據(jù)流串行化器138。每個(gè)模塊102的返回授權(quán)路徑包括授權(quán)流解串器140、授權(quán)流去映射器142、授權(quán)仲裁模塊144、授權(quán)流映射器146以及授權(quán)流串行化器148。
交換單元100還包括如下模塊鏈路同步和定時(shí)控制150、請(qǐng)求分析器152、授權(quán)分析器154以及鏈路RISC處理器156，這些模塊僅實(shí)例化一次，它們支持12個(gè)“數(shù)據(jù)路徑和鏈路帶寬裁定模塊”102的功能。交換單元100還包括下列模塊配置RISC處理器158、系統(tǒng)控制模塊160、測(cè)試圖案生成器和分析器162、測(cè)試接口總線(xiàn)復(fù)用器164、單鏈接PLL 166、核心PLL 168以及JTAG接口170。這些模塊僅實(shí)例化一次，它們支持其它模塊但沒(méi)有直接參與“交換”。
根據(jù)本發(fā)明的典型交換機(jī)包括多個(gè)端口處理器10和多個(gè)交換單元100。例如，如圖4所示，48個(gè)“輸入”端口處理器連接到12個(gè)“第一級(jí)”交換單元，4個(gè)處理器對(duì)1個(gè)交換單元。每個(gè)第一級(jí)交換單元連接到八個(gè)第二級(jí)交換單元。每個(gè)第二級(jí)交換單元連接到12個(gè)第三級(jí)交換單元。4個(gè)“輸出”端口處理器連接到各個(gè)第三級(jí)交換單元。從前面所述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)理解，本發(fā)明的端口處理器和交換單元可以布置在如圖5所示的折疊式Clos體系結(jié)構(gòu)中，其中單一交換單元同時(shí)充當(dāng)?shù)谝患?jí)和第三級(jí)。
在詳細(xì)描述端口處理器10和交換單元100的功能之前，應(yīng)理解本發(fā)明利用了獨(dú)特的成幀技術(shù)，它非常適于在相同幀中運(yùn)載TDM、ATM和分組數(shù)據(jù)的組合?，F(xiàn)轉(zhuǎn)向圖3，根據(jù)本發(fā)明，9行、每行1700時(shí)隙的數(shù)據(jù)幀用于通過(guò)一個(gè)或多個(gè)交換單元將ATM、TDM和分組數(shù)據(jù)從一個(gè)端口處理器傳送到一個(gè)端口處理器。每幀在125微秒內(nèi)傳送，每行在13.89微秒內(nèi)傳送。每個(gè)時(shí)隙包括4比特標(biāo)簽加4字節(jié)凈荷(即36比特)。時(shí)隙帶寬(整個(gè)幀的1/1700)為2.592Mbps，足以運(yùn)載帶開(kāi)銷(xiāo)的E-1信號(hào)。4比特標(biāo)簽為跨連接指針，它在配置TDM連接時(shí)建立。為鏈路開(kāi)銷(xiāo)(LOH)保留幀的最后20個(gè)時(shí)隙。因此，幀能夠運(yùn)載相當(dāng)于1680個(gè)E-1 TDM信號(hào)。幀的最后20個(gè)時(shí)隙中的鏈路開(kāi)銷(xiāo)(LOH)在功能上類(lèi)似于SONET幀的線(xiàn)路和段開(kāi)銷(xiāo)。
由交換映射器(圖1中的52)插入LOH時(shí)隙的內(nèi)容。有四種類(lèi)型的數(shù)據(jù)可以插入LOH時(shí)隙中。36比特成幀圖案被插入二十時(shí)隙之一。成幀圖案對(duì)所有輸出鏈路都是相同的，并且可以通過(guò)軟件可編程寄存器配置。在另一時(shí)隙中插入32位狀態(tài)字段。狀態(tài)字段對(duì)每條輸出鏈路而言都是唯一的，并且可以通過(guò)軟件可編程寄存器配置。在另一時(shí)隙中插入32位交換和鏈路標(biāo)識(shí)符。該交換和鏈路標(biāo)識(shí)符包括4比特鏈路號(hào)、24比特交換單元ID和4比特級(jí)號(hào)。32比特塞入圖案插入未被成幀、狀態(tài)或ID利用的時(shí)隙中。塞入圖案對(duì)所有輸出鏈路而言都是相同的，并且可以通過(guò)軟件可編程寄存器配置。
對(duì)于ATM和分組數(shù)據(jù)，為64字節(jié)凈荷定義16個(gè)時(shí)隙的PDU(協(xié)議數(shù)據(jù)單元)(足以容納帶開(kāi)銷(xiāo)的ATM信元)。PDU格式如圖3a所示。每行允許最大96個(gè)PDU(應(yīng)注意，一行SONET OC-48中最多的ATM信元數(shù)為75)。因?yàn)镻DU路由不需要16個(gè)4比特標(biāo)簽(每個(gè)時(shí)隙中的比特位置32-35)，故將其用作奇偶校驗(yàn)位，以保護(hù)ATM或IP凈荷。在64字節(jié)凈荷中，12字節(jié)(96比特)由交換機(jī)用于內(nèi)部路由(時(shí)隙0-2，比特位置0-31)。這剩下52字節(jié)(時(shí)隙3-15)用于實(shí)際凈荷，足以運(yùn)載一個(gè)ATM信元(不帶一字節(jié)的HEC)，且足以容納分段后的較大分組。PDU利用28比特路由標(biāo)簽通過(guò)交換機(jī)自路由(時(shí)隙0，比特位置0-27)，這允許通過(guò)7級(jí)每級(jí)使用4比特的路由。PDU剩余的68比特用于各種其它的尋址信息。
如圖3a所示，時(shí)隙0處的PDU比特，比特30-31用于識(shí)別該P(yáng)DU是否是空閑(00)、ATM信元(01)、IP分組(10)或者控制消息(11)。時(shí)隙1處比特位置為30-31的兩個(gè)比特，用于表示產(chǎn)生PDU的芯片的內(nèi)部協(xié)議版本。對(duì)于分組和控制消息，當(dāng)FragID(分段ID)字段表示PDU是分段分組的最后一段時(shí)，“有效字節(jié)”字段(時(shí)隙1，比特位置24-29)用于指示該P(yáng)DU運(yùn)載了多少凈荷字節(jié)。VOQID字段(時(shí)隙1，比特位置19-23)識(shí)別PDU的業(yè)務(wù)類(lèi)別。業(yè)務(wù)類(lèi)別的值可以從0到31，其中0的優(yōu)先級(jí)最高，31的優(yōu)先級(jí)最低。時(shí)隙1、比特17-18處的FragID表示該P(yáng)DU是否是完整的分組(11)、第一分段(01)、中間分段(00)或者最后一段(10)。如果正在中止該分組的重組，例如因?yàn)樵缙诜纸M(或部分分組)丟棄操作，就將時(shí)隙1、比特位置16處的A比特置位。當(dāng)該比特置位，就由輸出端口處理器將此時(shí)接收的分組的分段丟棄。保留標(biāo)記為FFS的字段以供將來(lái)使用。時(shí)隙1，比特0-3處的Sep#字段是對(duì)分組分段進(jìn)行計(jì)數(shù)的模塊化計(jì)數(shù)器。時(shí)隙2、比特0-16處的DestFlowId字段識(shí)別該P(yáng)DU所屬的目的端口處理器中的“流”。“流”是有效的數(shù)據(jù)連接。每端口處理器有128K流。
如上所述，由于ATM和分組流量一般不是配置的，當(dāng)流量進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)必須在ATM和分組連接中裁定帶寬。而且，因?yàn)門(mén)DM流量和ATM和分組流量共享相同幀，在保持TDM定時(shí)的同時(shí)必須裁定帶寬。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)一種針對(duì)幀的每行中每個(gè)PDU實(shí)現(xiàn)的請(qǐng)求和授權(quán)體系裁定帶寬。端口處理器生成的請(qǐng)求成分包括“逐跳”內(nèi)部交換路由標(biāo)簽、交換單元級(jí)和優(yōu)先級(jí)信息。根據(jù)目前最佳的實(shí)施例，在一個(gè)三相鄰時(shí)隙束中發(fā)送兩個(gè)請(qǐng)求成分，并且在請(qǐng)求成分束之間必須存在至少8個(gè)時(shí)隙的非請(qǐng)求成分流量。請(qǐng)求成分束之間的時(shí)間間隔由交換單元中的仲裁邏輯和端口處理器用于處理這些請(qǐng)求成分。
圖3b說(shuō)明一個(gè)可以如何分配行時(shí)隙以運(yùn)載PDU和請(qǐng)求成分的示例。如所示，一行的最大PDU容量為96。能夠運(yùn)載單個(gè)PDU的16個(gè)時(shí)隙的塊稱(chēng)為“組”。對(duì)于行中的每組，運(yùn)載48比特請(qǐng)求成分(RE)要求1.5個(gè)時(shí)隙的帶寬。圖3b說(shuō)明兩個(gè)RE如何插入頭24組中每組內(nèi)的3個(gè)時(shí)隙。所有RE應(yīng)該盡可能早地載入行中，以在一行開(kāi)始之后允許RE盡快以行波方式通過(guò)多級(jí)交換結(jié)構(gòu)。
在給定系統(tǒng)要求和實(shí)現(xiàn)約束情況下，目前將如圖3b所示的結(jié)構(gòu)視為最佳格式(針對(duì)第一鏈路)。它先將各RE放在行中，但使它們的間隔足夠大以允許仲裁。根據(jù)目前的最佳實(shí)施例，依賴(lài)于配置交換機(jī)的哪一條鏈路，行結(jié)構(gòu)有所不同。圖3b表示端口處理器和交換結(jié)構(gòu)第一級(jí)的交換單元之間的行結(jié)構(gòu)。兩個(gè)RE中的第一塊占據(jù)行的頭三個(gè)時(shí)隙。目前處理RE的仲裁邏輯的實(shí)現(xiàn)要求輸入鏈路上每個(gè)3時(shí)隙RE塊之間至少有12個(gè)時(shí)隙的延遲。而且，交換單元收到行的最初的RE的時(shí)刻與RE插入到交換單元的輸出鏈路的時(shí)刻之間必須存在一些延遲。這種延遲由仲裁邏輯用于將輸入RE映射到RE緩沖器中。這樣，第一級(jí)和第二級(jí)之間鏈路的行結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有從時(shí)隙32開(kāi)始的第一組RE。這在圖3c中說(shuō)明，圖3c顯示與偏移32個(gè)時(shí)隙后的圖3b相同的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)目前的最佳實(shí)施例，TDM流量可以以每行最精細(xì)的一時(shí)隙粒度通過(guò)交換單元交換。每行的給定時(shí)隙的TDM流量通過(guò)相同的路徑交換。交換單元不允許幀中不同行的同一TDM數(shù)據(jù)時(shí)隙具有不同的交換路徑。這意味著交換機(jī)不關(guān)心當(dāng)前行號(hào)(一幀內(nèi))是什么。行編號(hào)僅在解釋鏈路開(kāi)銷(xiāo)時(shí)隙內(nèi)容時(shí)才重要。
對(duì)于每行最精細(xì)的一時(shí)隙粒度，交換單元可以交換的TDM流量的最小交換帶寬為2.52Mbps。由于一個(gè)時(shí)隙可以運(yùn)載相當(dāng)于SONETSPE四列的流量，可以說(shuō)交換單元以VT1.5或VT2信道粒度交換TDM流量。盡管VT1.5信道只占據(jù)SONET SPE中的三列，仍將把它映射到能夠容納四列SPE的時(shí)隙格式中。如上所述，運(yùn)載TDM流量的36比特時(shí)隙內(nèi)容格式為4比特標(biāo)簽和32比特凈荷。標(biāo)簽字段定義如下表1所示。


表1通過(guò)預(yù)配置連接表，交換單元知道時(shí)隙是否包含TDM數(shù)據(jù)。這些表格實(shí)現(xiàn)為針對(duì)各輸入鏈路的輸入交叉連接RAM。輸入時(shí)隙號(hào)是到RAM的地址，而RAM的數(shù)據(jù)輸出包含目的輸出鏈路和時(shí)隙號(hào)。連接表可由中央系統(tǒng)控制器改變，它可以通過(guò)以下兩種路徑任意之一向交換單元發(fā)送控制消息(1)主機(jī)接口端口或者(2)通過(guò)鏈路數(shù)據(jù)信道發(fā)送的帶內(nèi)控制消息。由于TDM連接不會(huì)頻繁改動(dòng)，這種用控制消息緩慢更新連接表的方法是可接受的。外部軟件模塊的責(zé)任是確定并配置交換單元內(nèi)的連接表，這樣TDM數(shù)據(jù)就不會(huì)丟失。
現(xiàn)回到圖1，端口處理器10的接收側(cè)SONET接口包括解串器12和成幀器14。該接口可以配置為一個(gè)155MHz、16位寬的OC-48、4個(gè)622MHz的串行OC-12或者4個(gè)155MHz的串行OC-3。當(dāng)配置為一個(gè)OC-48時(shí)，不用解串器12。當(dāng)配置為4個(gè)OC-12或一個(gè)OC-48時(shí)，解串器12將串行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成16位寬的并行流。解串器12包括將輸入串行時(shí)鐘16分頻的電路。解串器的輸入包括一位串行數(shù)據(jù)輸入、一位622MHz時(shí)鐘和一位155MHz時(shí)鐘。輸出包括16位并行數(shù)據(jù)輸出、一位38.87MHz時(shí)鐘和9.72MHz時(shí)鐘。
將并行數(shù)據(jù)發(fā)送到SONET成幀器和傳輸開(kāi)銷(xiāo)(TOH)模塊14。所有輸入信號(hào)根據(jù)BELLCORE GR-253標(biāo)準(zhǔn)成幀，此標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)引用結(jié)合于本說(shuō)明書(shū)中。通過(guò)掃描一系列16比特字尋找F628圖案以確定字節(jié)邊界和幀邊界。成幀器對(duì)圖案F6F6F6282828成幀。由成幀器14將STS-N幀內(nèi)獨(dú)立的SONET SPE去復(fù)用。最多有4個(gè)獨(dú)立的線(xiàn)路接口，因此成幀器14包括4個(gè)獨(dú)立成幀器。成幀器的輸入包括16位并行數(shù)據(jù)輸入和可接受155MHz、38.87MHz或9.72MHz的一位時(shí)鐘。成幀器的輸出包括16位并行數(shù)據(jù)輸出、一位幀開(kāi)始(SOF)指示、用于指示SONET SPE號(hào)的6位SPE ID。SPE編號(hào)相對(duì)于線(xiàn)路側(cè)端口配置從1直到48。
模塊14還終結(jié)各獨(dú)立SONET SPE的傳輸(段和線(xiàn)路)開(kāi)銷(xiāo)。由于線(xiàn)路側(cè)最多有48個(gè)OC-1，故除非對(duì)塊分時(shí)，否則要提供48個(gè)傳輸開(kāi)銷(xiāo)模塊。TOH終結(jié)的輸入與以上有關(guān)成幀器討論的那些相同。6位SPE ID允許數(shù)據(jù)進(jìn)入該模塊。無(wú)需輸出數(shù)據(jù)總線(xiàn)，因?yàn)楫?dāng)流量沿同一數(shù)據(jù)總線(xiàn)路由到該模塊和下一模塊(Ptr Proc 16)，數(shù)據(jù)路徑只流進(jìn)該塊但不穿過(guò)它。
指針處理器16利用SONET指針(TOH中的H1、H2和H3字節(jié))正確地定位SONET封包內(nèi)承載的凈荷數(shù)據(jù)的開(kāi)始。SONET指針識(shí)別路徑開(kāi)銷(xiāo)字節(jié)#1的位置。指針處理器16負(fù)責(zé)容納指針調(diào)整，指針調(diào)整是為了調(diào)整凈荷數(shù)據(jù)和SONET封包字節(jié)頻率差而插入的。因?yàn)橛凶疃?8個(gè)OC-1，故除非對(duì)模塊分時(shí)，否則有48個(gè)指針處理器模塊與48個(gè)開(kāi)銷(xiāo)終結(jié)模塊配對(duì)。指針處理器16的輸入與成幀器和TOH終結(jié)器14的輸入相同。輸出包括16位寬的并行數(shù)據(jù)輸出、一位與SPE 3的字1一致的SPE開(kāi)始指示符、一位跳過(guò)開(kāi)銷(xiāo)、容納指針移動(dòng)的SPE有效指示符以及一位指示路徑開(kāi)銷(xiāo)字節(jié)在輸出總線(xiàn)上的POH有效指示符。
POH處理器18處理48個(gè)SONET SPE中每個(gè)的9字節(jié)路徑開(kāi)銷(xiāo)。因?yàn)樽疃嘤?8個(gè)SPE，故除非將處理器分時(shí)復(fù)用，否則要提供48個(gè)路徑開(kāi)銷(xiāo)處理器。路徑開(kāi)銷(xiāo)處理器18的輸入包括8位并行數(shù)據(jù)輸入、4位SPE ID、一位SPE開(kāi)始指示符以及一位POH有效指示符。輸出包括一位V1指示符、J1信息、告警以及路徑狀態(tài)。有關(guān)模塊14、16和18的更多的細(xì)節(jié)由GR-253標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)SONET映射器/去映射器附帶的文檔(例如可從Lucent或TranSwitch獲得的那些)提供。
一旦已找到輸入SONET/SDH信號(hào)的幀邊界，而且已通過(guò)指針處理或者通過(guò)Telecom總線(xiàn)I/F控制信號(hào)確定SPE的位置，以及已處理路徑開(kāi)銷(xiāo)，就從SPE中提取凈荷。SPE可以承載TDM流量、ATM信元或IP分組。各SPE的流量類(lèi)型通過(guò)微處理器接口78配置。各SPE只能運(yùn)載一種類(lèi)型的流量。各SPE的數(shù)據(jù)直接路由到正確的凈荷提取器。
將包含分組和ATM信元的SPE分別發(fā)送到HDLC成幀器20和信元定界模塊22。每個(gè)SPE可配置用于運(yùn)載分組數(shù)據(jù)(SONET的分組)。端口處理器10支持通過(guò)以下這些SONET(SDH)信號(hào)傳送SONET的分組STS-1(VC-3)、STS-3c(VC-4)、STS-12c(VC-4-4c)以及STS-48c(VC-4-16c)。數(shù)據(jù)報(bào)封裝在PPP分組中，PPP分組用HDLC協(xié)議成幀。把HDLC幀以字節(jié)映射到SONET SPE和高階SDH VC中。HDLC成幀器20執(zhí)行HDLC成幀并將PPP分組轉(zhuǎn)發(fā)至FIFO緩沖器24，PPP分組等候組裝成PDU。成幀器20的輸入包括16位并行數(shù)據(jù)輸入、6位SPE ID、一位SPE有效指示符以及一位PYLD有效指示符。成幀器20的輸出包括16位數(shù)據(jù)總線(xiàn)、一位分組開(kāi)始指示符以及一位分組結(jié)束指示符。有關(guān)從SONET提取分組的更多細(xì)節(jié)可在IETF(因特網(wǎng)工程任務(wù)組)RFC 1619(1999)中找到，通過(guò)引用將RFC 1619(1999)結(jié)合于本文中。
信元定界模塊22基于1998年的ITU-T G.804標(biāo)準(zhǔn)“ATM信元到準(zhǔn)同步數(shù)字層次結(jié)構(gòu)(PDH)的映射”，該標(biāo)準(zhǔn)的全部公開(kāi)通過(guò)引用結(jié)合于本說(shuō)明書(shū)中。信元定界模塊22的輸入包括16位并行數(shù)據(jù)總線(xiàn)、6位SPE ID、一位SPE有效指示符以及一位POH有效指示符。輸出包括16位并行數(shù)據(jù)總線(xiàn)和一位POH有效指示符。輸出包括16位并行數(shù)據(jù)總線(xiàn)和一位信元開(kāi)始指示。在等待組裝成PDU期間，信元放置在FIFO 24中。有關(guān)從SONET提取ATM的細(xì)節(jié)可在ITU-T G.804中找到。
將TDM數(shù)據(jù)路由到識(shí)別低階VT和VC的TDM去復(fù)用器和低階指針處理器模塊26。如果特定的SPE配置用于TDM數(shù)據(jù)，那么使用主機(jī)接口78描述TDM映射。每個(gè)SPE可以運(yùn)載VC-11、VC-12、VC-2、VC-3和VC-4的組合。單個(gè)STS-1凈荷中有7組VT，同一VT組有12列。在一個(gè)VT組中，所有VT必須相同。相同STS-1 SPE內(nèi)的不同VT組可以運(yùn)載不同的VT類(lèi)型，但要求組內(nèi)的所有VT屬于同一類(lèi)型。根據(jù)各SPE的配置，對(duì)SONET信號(hào)去復(fù)用以解出VC和VT。無(wú)需對(duì)定位容器和支路所要求的流量作解釋?zhuān)驗(yàn)樗羞@種信息都可在通過(guò)主機(jī)接口78配置的配置表(未示出)中找到。幀通過(guò)SPE路徑開(kāi)銷(xiāo)中的H4字節(jié)定位在VC和VT內(nèi)。指針處理按VT超幀中V字節(jié)所示執(zhí)行。TDM去復(fù)用器和低階指針處理器模塊26的輸入包括16位并行數(shù)據(jù)、6位SPE ID、一位SPE開(kāi)始指示符、一位SPE有效指示符、一位V1指示符以及一位POH有效指示符。TDM去復(fù)用器和低階指針處理器模塊26提供到交換映射器52的下列輸出16位并行數(shù)據(jù)、一位VT/VC有效指示符、6位SPE ID以及5位VT/VC編號(hào)(0-27)。TDM數(shù)據(jù)放置在如上所述的幀中的保留時(shí)隙中，參照交換映射器52的更詳細(xì)的描述如下。有關(guān)TDM提取的更多細(xì)節(jié)可在GR-253規(guī)范中找到。
來(lái)自UTOPIA接口44的IP分組和ATM信元放置在FIFO 46中。來(lái)自FIFO 24的分組和信元與來(lái)自FIFO 46的分組和信元合并。描述符構(gòu)造器64確定數(shù)據(jù)是否是ATM信元或IP分組，并生成相應(yīng)的中斷以觸發(fā)IPF/ATM查找處理器66執(zhí)行IP路由查找或者ATM查找。通過(guò)搜索每個(gè)分組的IP目的地址和需要分類(lèi)的分組的IP源地址執(zhí)行IP路由查找。通過(guò)搜索信元的VPI/VCI字段執(zhí)行ATM查找。IP分組和ATM信元的IPF/ATM查找處理器66的輸出包括17位流量索引、5位QOS索引以及顯示IP分組是否需要分類(lèi)的指示符。如果IP分組需要分類(lèi)，就將分組傳送給IP分類(lèi)處理器68分類(lèi)；否則，將其傳送給分組處理的下一級(jí)、RED/管制處理器70。RED/管制處理器70執(zhí)行隨機(jī)早期檢測(cè)和加權(quán)隨機(jī)早期檢測(cè)以進(jìn)行IP擁塞控制，執(zhí)行漏桶管制以進(jìn)行ATM流量控制，以及執(zhí)行早期分組和部分分組丟棄以控制包含分組的ATM流量。目前端口處理器10的最佳實(shí)施例包括模式寄存器(未示出)，它可以處于旁路模式以全局關(guān)閉IP/ATM轉(zhuǎn)發(fā)。在旁路模式中，使用外部設(shè)備執(zhí)行IP/ATM轉(zhuǎn)發(fā)，并將描述符構(gòu)造器64生成的數(shù)據(jù)描述符直接路由到輸出FIFO(未示出)。
FIFO 24和46存儲(chǔ)的所有數(shù)據(jù)以52字節(jié)“塊”存在。如果IP分組比52字節(jié)長(zhǎng)，就將其分段成多個(gè)52字節(jié)塊。各塊的輸入數(shù)據(jù)描述符包括塊是否是ATM信元或分組、是否是分組開(kāi)始或分組結(jié)束、分組長(zhǎng)度以及源和目的端口號(hào)的指示。在經(jīng)過(guò)IPF/ATM查找處理器66和IP分類(lèi)處理器68處理之后，就將輸出數(shù)據(jù)描述符寫(xiě)入由RED/管制處理器70讀取的FIFO(未示出)。
RED/管制保留的信元和分組由接收數(shù)據(jù)鏈路管理器72讀取，如以上參照?qǐng)D3a所述，接收數(shù)據(jù)鏈路管理器72創(chuàng)建PDU。根據(jù)目前的最佳實(shí)施例，經(jīng)過(guò)處理的信元和分組存儲(chǔ)在外部FIFO中，無(wú)論何時(shí)該FIFO不為空，就讀該FIFO。
如圖1所示，交換映射器52從TDM去復(fù)用器和低階指針處理器26接收TDM流量以及從數(shù)據(jù)鏈路管理器72接收PDU。如上所述，交換映射器還接收請(qǐng)求成分。請(qǐng)求成分由仲裁器56形成，更詳細(xì)的描述如下。交換映射器的功能是在以上參照?qǐng)D3和3a-c描述的幀中布置TDM數(shù)據(jù)、PDU以及請(qǐng)求成分。
交換映射器52包括與ATM/IP PDU相關(guān)的狀態(tài)機(jī)(未示出)。數(shù)據(jù)鏈路管理器72利用64位接口將PDU寫(xiě)入外部FIFO(未示出)中。數(shù)據(jù)在32位時(shí)隙中從外部FIFO傳送到交換映射器52加4位奇偶校驗(yàn)位。與外部PDU FIFO相關(guān)的狀態(tài)機(jī)監(jiān)視FIFO的狀態(tài)并維持?jǐn)?shù)據(jù)完整性。
數(shù)據(jù)鏈路管理器72、仲裁器56、交換映射器52以及加權(quán)循環(huán)調(diào)度器80連同存儲(chǔ)器和其它支持電路(未在圖1中示出)可以統(tǒng)稱(chēng)為“接收交換控制器”。如上詳述，根據(jù)ATM VPI/VCI或IP源和目的地執(zhí)行查找，這樣處理每個(gè)輸入的ATM信元和分組。這種查找首先驗(yàn)證連接是有效的，如果有效，它就返回17位索引。對(duì)于ATM信元，索引指向一組VC參數(shù)和路由信息。17比特索引最多支持128KIP和ATM流同時(shí)流經(jīng)端口處理器。ATM信元封裝在信元容器中，并存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)器內(nèi)128K個(gè)隊(duì)列之一中。這128K個(gè)隊(duì)列由數(shù)據(jù)鏈路管理器72管理。如上所述，將IP分組分段成若干52字節(jié)塊，這些塊中每一個(gè)封裝在信元容器(PDU)中。這些信元容器還由數(shù)據(jù)鏈路管理器存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)器內(nèi)128K個(gè)隊(duì)列之一中。128K IP/ATM流匯聚到32個(gè)QOS隊(duì)列之一中，以便通過(guò)交換機(jī)調(diào)度。數(shù)據(jù)鏈路管理器72還將通過(guò)交換機(jī)傳送信元所要求的控制信頭匯聚到QOS隊(duì)列中，并將這些路由標(biāo)簽插入31個(gè)QOS路由標(biāo)簽FIFO之一中。這些隊(duì)列的其中之一為高優(yōu)先級(jí)流量而保留。調(diào)度器80將被任何進(jìn)入高優(yōu)先級(jí)隊(duì)列的信元中斷，并將立即調(diào)度該信元使之立即離開(kāi)此高優(yōu)先級(jí)隊(duì)列。
調(diào)度器80負(fù)責(zé)將信元容器調(diào)度通過(guò)交換機(jī)。所用的調(diào)度算法為作用于QOS隊(duì)列的加權(quán)循環(huán)。一旦這些隊(duì)列的信元已被調(diào)度，就將來(lái)自這些隊(duì)列的控制信頭轉(zhuǎn)發(fā)至仲裁器56并存儲(chǔ)在請(qǐng)求控制表中(未示出)。請(qǐng)求仲裁器56根據(jù)控制信頭形成請(qǐng)求成分，并將這些請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)至交換單元映射器52，以通過(guò)交換機(jī)傳送。塊58將收到的響應(yīng)這些請(qǐng)求的授權(quán)并行化，并由授權(quán)模塊62去幀且傳送回仲裁器模塊56。對(duì)于已授權(quán)的請(qǐng)求，由數(shù)據(jù)鏈路管理器72使信元容器從外部存儲(chǔ)器中出隊(duì)，并傳送到交換映射器52以通過(guò)交換機(jī)傳輸。
如上所述，端口處理器10支持冗余以改善可靠性。支持兩種冗余方案。在第一冗余方案中，交換控制器支持冗余路由標(biāo)簽和透明路由切換。在第二冗余方案中，端口處理器同時(shí)支持輸入和輸出方向的冗余數(shù)據(jù)信道。
冗余數(shù)據(jù)信道連到兩個(gè)獨(dú)立的交換結(jié)構(gòu)。在附圖中，將它們稱(chēng)為A和B數(shù)據(jù)信道。每個(gè)控制信頭包括兩個(gè)路由標(biāo)簽，每個(gè)路由標(biāo)簽具有對(duì)應(yīng)的AB信道標(biāo)簽。這提供了兩條通過(guò)交換機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆酚?。如果兩個(gè)路由標(biāo)簽具有相同的信道標(biāo)簽，這就考慮兩條備選路徑通過(guò)同一交換結(jié)構(gòu)。如果兩個(gè)路由標(biāo)簽具有不同的信道標(biāo)簽，這就考慮冗余交換結(jié)構(gòu)，一個(gè)交換結(jié)構(gòu)中的任何路由失敗將會(huì)引起切換，導(dǎo)致使用冗余交換結(jié)構(gòu)。AB信道標(biāo)簽用于指示數(shù)據(jù)是否使用A數(shù)據(jù)信道或B數(shù)據(jù)信道路由。如果在經(jīng)過(guò)可編程的若干次連續(xù)嘗試之后，沒(méi)有收到響應(yīng)使用A信道路由標(biāo)簽的請(qǐng)求成分的授權(quán)，則對(duì)比特置位以切換到B信道路由標(biāo)簽。
如上所述，仲裁器56負(fù)責(zé)向交換映射器52發(fā)送請(qǐng)求以及處理源自授權(quán)去映射器62的授權(quán)。仲裁器使請(qǐng)求從路由標(biāo)簽FIFO出隊(duì)，將該信息拷貝到請(qǐng)求控制表中，把FLOWID寫(xiě)入FLOWID RAM中，復(fù)位對(duì)請(qǐng)求嘗試次數(shù)計(jì)數(shù)的請(qǐng)求嘗試計(jì)數(shù)器以及復(fù)位授權(quán)位。每個(gè)請(qǐng)求消息具有在授權(quán)消息中返回的唯一請(qǐng)求ID。請(qǐng)求ID是仲裁器請(qǐng)求控制表中拷貝路由標(biāo)簽的索引。路由標(biāo)簽與請(qǐng)求ID一起轉(zhuǎn)發(fā)至路由標(biāo)簽格式化模塊，由格式化模塊將路由標(biāo)簽格式化為請(qǐng)求消息，并將請(qǐng)求插入交換映射器52中的請(qǐng)求FIFO。
授權(quán)模塊62中的授權(quán)去映射器將請(qǐng)求ID和授權(quán)存儲(chǔ)到稱(chēng)為grant_reqid FIFO的FIFO中。在仲裁模塊56中，根據(jù)切換位是否置位，使請(qǐng)求ID從A和B grant_reqid FIFO中擇一出隊(duì)。從FIFO出隊(duì)的請(qǐng)求ID用于設(shè)置授權(quán)寄存器中請(qǐng)求ID指示的比特位置處的授權(quán)位，以索引FLOWID RAM并讀取與請(qǐng)求ID相關(guān)的FLOWID。將此FLOWID寫(xiě)入適當(dāng)信道的deq-flowid FIFO，即，如果使請(qǐng)求ID從Areqid_fifo中出隊(duì)，就將FLOWID寫(xiě)入A deqflowid_fifo。數(shù)據(jù)鏈路管理器72監(jiān)視deqflowid_fifo并利用FLOWID使數(shù)據(jù)PDU從外部存儲(chǔ)器中出隊(duì)，并將它們發(fā)送到交換映射器52以在下一行時(shí)間內(nèi)傳送。
當(dāng)授權(quán)去映射器不可能再收到授權(quán)時(shí)，授權(quán)去映射器62斷言end_of_grant(結(jié)束授權(quán))信號(hào)。在多數(shù)交換機(jī)實(shí)現(xiàn)中很少(如果曾經(jīng)有過(guò)的話(huà))斷言end_of_grant信號(hào)，僅在多級(jí)交換機(jī)中才更可能斷言end_of_grant信號(hào)。一旦收到end_of_grant信號(hào)，仲裁器56就開(kāi)始更新請(qǐng)求控制表的過(guò)程。如果沒(méi)有返回針對(duì)存儲(chǔ)在請(qǐng)求控制表中的路由標(biāo)簽的授權(quán)，請(qǐng)求嘗試計(jì)數(shù)器就加1，并利用路由標(biāo)簽生成新的請(qǐng)求。如果請(qǐng)求控制表中的路由標(biāo)簽已經(jīng)作為RE發(fā)送了(編程的)最大次數(shù)，就將FLOWID的最高有效15比特用于索引冗余控制表并更新指示當(dāng)前路徑失效和選擇備用路由路徑的比特。
如上所述，TDM數(shù)據(jù)、ATM/IP PDU和請(qǐng)求消息組合成單一數(shù)據(jù)流通過(guò)交換結(jié)構(gòu)傳輸。這種組合由端口處理器接收側(cè)的交換去映射器52執(zhí)行。在端口處理器的發(fā)送側(cè)，交換去映射器60將TDM數(shù)據(jù)與ATM/IP PDU相分離。根據(jù)目前的最佳實(shí)施例，為去映射器60提供作為PDU FIFO的外部存儲(chǔ)器。對(duì)于ATM/IP數(shù)據(jù)，去映射器將PDU寫(xiě)到FIFO中并中斷數(shù)據(jù)鏈路管理器74。數(shù)據(jù)鏈路管理器74從PDU FIFO中讀取信頭信息并提取FLOWID。根據(jù)FLOWID，數(shù)據(jù)鏈路管理器74從外部存儲(chǔ)器中檢索鏈表/整形/調(diào)度數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)鏈路管理器74將鏈表指針寫(xiě)到PDU FIFO中，然后發(fā)起DMA傳輸以將PDU移到外部存儲(chǔ)器中。數(shù)據(jù)鏈路管理器更新頭、尾以及鏈表/整形/調(diào)度數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的計(jì)數(shù)字段，通過(guò)整形/調(diào)度FIFO將該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)傳送到整形/調(diào)度處理器76。整形/調(diào)度處理器76執(zhí)行整形和調(diào)度功能并更新鏈表/整形/調(diào)度數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
下面描述從外部存儲(chǔ)器到SONET/UTOPIA數(shù)據(jù)FIFO 30和48的數(shù)據(jù)流。數(shù)據(jù)鏈路管理器74輪詢(xún)PDU FIFO和SONET/UTOPIAFIFO狀態(tài)標(biāo)志。如果某一特定輸出端口的PDU FIFO不空且SONET/UTOPIA不滿(mǎn)，數(shù)據(jù)鏈路管理器74就檢索鏈表/整形/調(diào)度數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以從PDU FIFO讀取流ID(注意對(duì)于IP分組流，數(shù)據(jù)鏈路管理器將繼續(xù)從鏈表檢索PDU，直到找到具有最后分組指示符的PDU)。數(shù)據(jù)鏈路管理器接著發(fā)起從外部存儲(chǔ)器到SONET/UTOPIAFIFO 30、48的DMA傳輸。然后，數(shù)據(jù)鏈路管理器74更新鏈表/整形/調(diào)度數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并將其寫(xiě)回外部存儲(chǔ)器。
在端口處理器10的發(fā)送側(cè)，授權(quán)模塊62中的授權(quán)成幀器、解幀器、串行化器以及解串器、交換去映射器60、發(fā)送數(shù)據(jù)鏈路管理器74以及發(fā)送調(diào)度器和整形器76可以統(tǒng)稱(chēng)為發(fā)送(TX)交換控制器。TX交換控制器負(fù)責(zé)接受或拒絕為輸出傳輸而進(jìn)入端口處理器的請(qǐng)求。為此，TX交換控制器檢測(cè)由請(qǐng)求的輸出端口號(hào)識(shí)別的隊(duì)列是否可以接受信元容器。這128個(gè)隊(duì)列由TX數(shù)據(jù)鏈路管理器74管理。根據(jù)目前的最佳實(shí)施例，這些隊(duì)列存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)器中。TX調(diào)度器76執(zhí)行對(duì)這些信元容器的調(diào)度。如果隊(duì)列可以接受信元容器，則請(qǐng)求變成授權(quán)并插入grant_fifo中。授權(quán)成幀器和串行化器62讀取該信息并創(chuàng)建通過(guò)授權(quán)路徑傳送的授權(quán)消息。
TX交換控制器利用以下三個(gè)規(guī)則監(jiān)視128個(gè)輸出端口中每個(gè)的數(shù)據(jù)隊(duì)列狀態(tài)。如果所請(qǐng)求的輸出端口的full_status(滿(mǎn)狀態(tài))位已置位，隊(duì)列中就沒(méi)有緩沖空間用于目標(biāo)為該輸出端口的任何數(shù)據(jù)PDU，故拒絕到該輸出端口的所有請(qǐng)求。如果full_status位未置位而nearly_full_status位已置位，隊(duì)列中就有一些空間用于目標(biāo)為該輸出端口的數(shù)據(jù)PDU；然而，可以將該空間保留用于更高優(yōu)先級(jí)的流量。在此實(shí)例中，將QOS編號(hào)與門(mén)限(編程的)QOS編號(hào)作比較并且如果QOS編號(hào)小于門(mén)限，就接受請(qǐng)求。如果nearly_full_status(接近滿(mǎn)狀態(tài))位未置位，就給所有輸入請(qǐng)求授權(quán)。如果已接受一個(gè)請(qǐng)求，則相應(yīng)的輸出端口計(jì)數(shù)器就加1。這就為到達(dá)該輸出端口的數(shù)據(jù)PDU在數(shù)據(jù)緩沖器(30或48)中保留了空間。發(fā)送數(shù)據(jù)鏈路管理器74不斷監(jiān)視128個(gè)輸出端口計(jì)數(shù)器并置位/復(fù)位128個(gè)滿(mǎn)和接近滿(mǎn)狀態(tài)位。
端口處理器10創(chuàng)建全部輸出SONET信號(hào)。支持所有傳輸和路徑開(kāi)銷(xiāo)功能。SONET接口可以運(yùn)行在源定時(shí)模式或環(huán)路定時(shí)模式。
高階指針由高階指針生成器38通過(guò)正負(fù)指針調(diào)整，以容納用于生成SONET幀的時(shí)鐘與用于生成SONET SPE的時(shí)鐘之間的定時(shí)差異。初始化時(shí)，允許SPE FIFO在取走數(shù)據(jù)之前填滿(mǎn)一半。監(jiān)視中心指針的各種變化以確定SONET封包的速率大于或小于SPE的速率。如果SONET封包的速率大于SPE的速率，那么SPE FIFO就將逐漸逼近一種更空的狀態(tài)。在這種情況下，就將進(jìn)行正指針移動(dòng)以給SPE發(fā)送附加數(shù)據(jù)的機(jī)會(huì)。如果SONET封包的速率小于SPE的速率，那么SPE FIFO就將逐漸逼近一種更滿(mǎn)的狀態(tài)。在這種情況下，就將進(jìn)行負(fù)指針移動(dòng)以給SPE從FIFO輸出額外數(shù)據(jù)字節(jié)的機(jī)會(huì)。SONET成幀器和TOH生成器40根據(jù)BELLCORE GR-253標(biāo)準(zhǔn)生成傳輸開(kāi)銷(xiāo)。
輸出SONET幀要么根據(jù)接收側(cè)SONET接口恢復(fù)的定時(shí)要么根據(jù)端口處理器的源定時(shí)生成。對(duì)每個(gè)信號(hào)單獨(dú)配置且可以對(duì)它們作不同的配置。輸出SONET幀的幀定位是任意的。這四個(gè)信號(hào)中的每一個(gè)都可以有不同的定時(shí)，因此無(wú)需嘗試使它們同步起來(lái)，因?yàn)樗鼈兛偸遣粩嗟仄崎_(kāi)來(lái)。無(wú)需使Tx端口和Rx端口幀對(duì)齊，因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致每次重校準(zhǔn)Rx端口后要重校準(zhǔn)Tx端口。
對(duì)于OC-3和OC-12，由串行化器42將16位寬內(nèi)部總線(xiàn)串行化成155Mbps或622Mbps。對(duì)于OC-48應(yīng)用，整個(gè)16位總線(xiàn)在外部串行化器(未示出)的控制之下輸出。
有可能生成輸出SONET接口的48個(gè)不同的SPE。所有這些SPE根據(jù)單一定時(shí)基準(zhǔn)生成。這允許所有SPE生成器在所有SONET和Telecom總線(xiàn)接口之間共享，且不用在不同SONET定時(shí)域的不同時(shí)鐘之間復(fù)用。SPE由路徑級(jí)開(kāi)銷(xiāo)和凈荷數(shù)據(jù)構(gòu)成。凈荷數(shù)據(jù)可以是TDM、ATM或分組。將所有這些流量類(lèi)型按照它們各自的標(biāo)準(zhǔn)映射成單個(gè)SPE或級(jí)聯(lián)的SPE。生成SPE時(shí)，將它們放入SPE FIFO中。每個(gè)SPE對(duì)應(yīng)64字節(jié)的FIFO，這些單獨(dú)的SPE FIFO通過(guò)SPE級(jí)聯(lián)配置寄存器級(jí)聯(lián)。如上所述，SPE FIFO的填充狀態(tài)用于確定執(zhí)行正或負(fù)指針調(diào)整的正確時(shí)間。
TDM、ATM和分組數(shù)據(jù)全部按照各自的標(biāo)準(zhǔn)映射到SONET SPE中。每個(gè)可能的48個(gè)SPE中運(yùn)載的數(shù)據(jù)類(lèi)型通過(guò)外部主機(jī)處理器配置。基于這種配置，為每個(gè)SPE生成器分配正確的映射器類(lèi)型。所有這種配置在初始化時(shí)執(zhí)行并僅當(dāng)首先禁止特定的SPE時(shí)才能被改變。一旦配置完成，為每個(gè)SPE分配一組單獨(dú)的功能塊。這組功能塊包括以下每種模塊之一凈荷映射器、凈荷FIFO、POH生成器、SPE FIFO以及SPE生成器。每個(gè)ATM和分組凈荷映射器具有凈荷FIFO，它將特定SPE的凈荷數(shù)據(jù)寫(xiě)入其中。對(duì)于TDM流量，為每個(gè)可能的虛容器分配其自身的FIFO。
現(xiàn)回到圖2，在每個(gè)“數(shù)據(jù)路徑和鏈路帶寬裁定模塊”102中，數(shù)據(jù)流解串器126與輸入串行數(shù)據(jù)流同步，接著把利用兩條物理單鏈路信道傳送的行流重組。它還對(duì)這兩個(gè)輸入串行流中的每個(gè)流提供FIFO緩沖，以在行重組之前消除這些流的“偏差”。它從用于消除12條輸入鏈路偏差的第三FIFO中的行流中恢復(fù)36比特時(shí)隙數(shù)據(jù)。這種偏差消除允許所有輸入鏈路同時(shí)將時(shí)隙N轉(zhuǎn)發(fā)至交換核心。鏈路偏差消除由鏈路同步和定時(shí)控制模塊150控制。解串器126還連續(xù)監(jiān)視輸入行時(shí)隙0與交換單元中內(nèi)部行邊界信號(hào)之間的增量。將差異向鏈路RISC處理器156報(bào)告并(在交換機(jī)第一級(jí))用作測(cè)距(ranging)過(guò)程的一部分，以使連接到輸入鏈路的端口處理器同步。
數(shù)據(jù)流去映射器128負(fù)責(zé)從輸入串行數(shù)據(jù)鏈路中提取數(shù)據(jù)。它根據(jù)輸入時(shí)隙號(hào)將輸入鏈路時(shí)隙去映射并確定流量是否為T(mén)DM、PDU或者請(qǐng)求成分(RE)。對(duì)于TDM流量，去映射器確定目標(biāo)鏈路和行緩沖器132的存儲(chǔ)地址。消息存儲(chǔ)在由軟件在增加或拆除TDM連接時(shí)配置的去映射器RAM(未示出)中。對(duì)于PDU流量，去映射器128將構(gòu)成PDU的所有16個(gè)時(shí)隙組成單64字節(jié)PDU字，然后將該整個(gè)PDU字轉(zhuǎn)發(fā)至行緩沖映射器邏輯130。在將PDU轉(zhuǎn)發(fā)至行緩沖器132之前組裝它們，以便行緩沖映射器130可以在單個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)將整個(gè)PDU寫(xiě)到行緩沖器132中。這就把寫(xiě)入側(cè)可能的最大存儲(chǔ)器帶寬提供給了行緩沖器132。在6個(gè)鏈路時(shí)隙時(shí)間(12個(gè)核心時(shí)鐘周期)內(nèi)將12個(gè)PDU全部寫(xiě)到單一行緩沖器中是交換單元的重要特性。對(duì)于請(qǐng)求成分，去映射器128將3時(shí)隙RE塊組裝成兩個(gè)48位RE并將它們轉(zhuǎn)發(fā)給請(qǐng)求分析模塊152。
行緩沖映射器130負(fù)責(zé)把從數(shù)據(jù)流去映射器128收到的流量映射到行緩沖器132中。映射器130在從數(shù)據(jù)流去映射器128收到TDM流量時(shí)為其提供FIFO緩沖器，然后，將其寫(xiě)到行緩沖器132中。行緩沖器存儲(chǔ)地址實(shí)際預(yù)先配置在數(shù)據(jù)流去映射器模塊128內(nèi)的去映射器RAM(未示出)中。該模塊將該地址連同TDM時(shí)隙數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至行緩沖映射器130。映射器130還將PDU流量從數(shù)據(jù)流去映射器128寫(xiě)到行緩沖器132并計(jì)算行緩沖器132內(nèi)寫(xiě)每個(gè)PDU的地址。從地址0開(kāi)始且隨后每16時(shí)隙地址邊界將PDU寫(xiě)入行緩沖器，直到行緩沖器132的最大已配置PDU地址數(shù)。
行緩沖器132包含行緩沖器存儲(chǔ)單元。根據(jù)目前的最佳實(shí)施例，它提供雙緩沖行存儲(chǔ)器，允許由數(shù)據(jù)流映射器136讀出行N-1期間寫(xiě)入的行數(shù)據(jù)的同時(shí)，在行N期間寫(xiě)一個(gè)行緩沖器。每個(gè)行緩沖器能夠存儲(chǔ)1536個(gè)時(shí)隙數(shù)據(jù)。這允許行緩沖器存儲(chǔ)96個(gè)PDU或1536個(gè)TDM時(shí)隙或者兩種流量類(lèi)型的組合。請(qǐng)求成分和鏈路開(kāi)銷(xiāo)時(shí)隙不向行緩沖器132發(fā)送。因此行緩沖器無(wú)需改變大小以容納整個(gè)1700輸入鏈路時(shí)隙。根據(jù)目前的最佳實(shí)施例，行緩沖器寫(xiě)端口為16*36＝576位寬，它支持在單一時(shí)鐘周期內(nèi)僅寫(xiě)一個(gè)36位時(shí)隙(TDM數(shù)據(jù))或者寫(xiě)整個(gè)576位字(PDU數(shù)據(jù))。
請(qǐng)求仲裁利用兩個(gè)部件每條輸出鏈路的中央請(qǐng)求分析模塊152和請(qǐng)求仲裁模塊134。請(qǐng)求成分從數(shù)據(jù)流去映射器128從輸入時(shí)隙流中提取并轉(zhuǎn)發(fā)至請(qǐng)求分析器152。請(qǐng)求分析器152將48位的請(qǐng)求成分通過(guò)兩條請(qǐng)求總線(xiàn)(為輸入鏈路總線(xiàn)120的一部分)轉(zhuǎn)發(fā)至合適的請(qǐng)求仲裁模塊134。每條請(qǐng)求總線(xiàn)每核心時(shí)鐘周期可以包含新的請(qǐng)求成分。這種定時(shí)允許請(qǐng)求仲裁邏輯在少于8個(gè)核心時(shí)鐘周期內(nèi)處理13個(gè)請(qǐng)求源。這13個(gè)請(qǐng)求源是12個(gè)輸入數(shù)據(jù)流和內(nèi)部組播和帶內(nèi)控制消息發(fā)送模塊156。請(qǐng)求仲裁模塊134監(jiān)視兩條請(qǐng)求成分總線(xiàn)并讀入目標(biāo)為實(shí)現(xiàn)該請(qǐng)求仲裁模塊的輸出鏈路的所有請(qǐng)求成分。根據(jù)目前的最佳實(shí)施例，請(qǐng)求仲裁模塊134為多達(dá)24個(gè)請(qǐng)求成分提供緩沖。在收到新的請(qǐng)求成分時(shí)，將其存儲(chǔ)在空閑的RE緩沖器中(未示出)。如果不存在任何空閑的RE緩沖器，那么如果新的RE優(yōu)先級(jí)較高，就用新的RE替換已存儲(chǔ)在緩沖器中的優(yōu)先級(jí)最低的RE。如果新RE的優(yōu)先級(jí)等于或低于目前存儲(chǔ)在RE緩沖器中的所有RE，那么就丟棄新的RE。在輸出側(cè)，當(dāng)數(shù)據(jù)流映射器模塊138準(zhǔn)備好接收下一RE，這請(qǐng)求仲裁模塊134就將存儲(chǔ)在RE緩沖器中的優(yōu)先級(jí)最高的RE轉(zhuǎn)發(fā)至數(shù)據(jù)流映射器模塊136。如果RE緩沖器為空，則轉(zhuǎn)發(fā)“Idle”RE。
數(shù)據(jù)流映射器136負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)和請(qǐng)求成分插入到輸出串行數(shù)據(jù)鏈路中。這包括基于輸出時(shí)隙號(hào)映射輸出鏈路時(shí)隙，以確定流量是否是TDM、PDU、請(qǐng)求成分或者測(cè)試流量。所述確定基于映射RAM(未示出)中的內(nèi)容。對(duì)于TDM流量，行緩沖存儲(chǔ)地址從映射RAM確定，它是在增加或拆除TDM連接時(shí)由軟件配置的。對(duì)于PDU流量，數(shù)據(jù)流映射器136從行緩沖器132一次讀一個(gè)時(shí)隙。由軟件將行緩沖存儲(chǔ)地址存儲(chǔ)到映射RAM中。如果目標(biāo)PDU無(wú)效(即在前一行時(shí)期內(nèi)未將PDU寫(xiě)入該行緩沖位置)，那么映射器136就發(fā)送空閑圖案以確保數(shù)據(jù)PDU不在交換機(jī)內(nèi)復(fù)制。對(duì)于請(qǐng)求成分，映射器根據(jù)兩個(gè)48位RE組裝3時(shí)隙RE塊。從請(qǐng)求仲裁模塊134讀取這些RE。對(duì)于測(cè)試圖案，映射器136從輸出鏈路122插入合適的測(cè)試圖案。這些測(cè)試圖案由測(cè)試圖案發(fā)生器162或測(cè)試接口總線(xiàn)164模塊創(chuàng)建。
數(shù)據(jù)流映射器支持輸出級(jí)的時(shí)隙組播。例如，任意輸出鏈路的數(shù)據(jù)流映射器能夠拷貝任何其它輸出鏈路正在當(dāng)前時(shí)隙上發(fā)送的內(nèi)容。通過(guò)映射RAM控制這種拷貝并允許映射器以時(shí)隙為基礎(chǔ)從另一輸出鏈路拷貝輸出數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)流串行化器138創(chuàng)建輸出鏈路串行流。通過(guò)數(shù)據(jù)流映射模塊136接收數(shù)據(jù)時(shí)隙并由數(shù)據(jù)流串行化器138于內(nèi)部生成鏈路開(kāi)銷(xiāo)。串行化器138還將行數(shù)據(jù)流分成在兩條路徑110、114上傳輸?shù)膬蓚€(gè)流。
每個(gè)模塊102中的授權(quán)流解串器140以與數(shù)據(jù)流解串器126幾乎相同的方式工作。主要差異是授權(quán)數(shù)據(jù)僅僅利用單條路徑，這樣無(wú)需消除偏差和去交織以恢復(fù)單一輸入串行流。因?yàn)樵摯墟溌分皇寝D(zhuǎn)發(fā)鏈路數(shù)據(jù)流速率的一半，每行時(shí)間有850個(gè)時(shí)隙。利用單個(gè)FIFO(未示出)消除所有12條鏈路的輸入串行授權(quán)流的偏差。
授權(quán)流去映射器142負(fù)責(zé)從輸入串行授權(quán)鏈路中提取數(shù)據(jù)。這包括基于輸入時(shí)隙號(hào)對(duì)收到的授權(quán)鏈路時(shí)隙去映射，以確定流量是否是授權(quán)成分或另一種流量。確定是基于授權(quán)去映射RAM(未示出)的內(nèi)容。根據(jù)目前的最佳實(shí)施例，不同于授權(quán)成分的流量尚未定義。對(duì)于授權(quán)成分，授權(quán)流去映射器142將3時(shí)隙GE塊組成兩個(gè)48位的GE并將它們轉(zhuǎn)發(fā)至單授權(quán)分析模塊154。
授權(quán)仲裁模塊144以與請(qǐng)求仲裁邏輯134相同的方式工作。在目前的最佳實(shí)施例中，該模塊與請(qǐng)求仲裁模塊相同。唯一的差別為它處理反向路徑中的授權(quán)成分而不是前向路徑中的請(qǐng)求成分。應(yīng)回想到，授權(quán)成分實(shí)際上是已被返回的請(qǐng)求成分。
授權(quán)流映射器146負(fù)責(zé)在輸出串行授權(quán)鏈路中插入數(shù)據(jù)。它基于輸出時(shí)隙號(hào)映射輸出授權(quán)時(shí)隙，以確定流量是否是授權(quán)成分或測(cè)試流量。所述確定基于授權(quán)映射RAM(未示出)的內(nèi)容。對(duì)于授權(quán)成分，它從兩個(gè)48位GE組裝3時(shí)隙GE塊。從授權(quán)仲載模塊144讀出GE。對(duì)于測(cè)試圖案，它從輸出鏈路總線(xiàn)122插入合適的測(cè)試圖案。這些測(cè)試圖案由測(cè)試圖案發(fā)生器162或測(cè)試接口總線(xiàn)164模塊創(chuàng)建。授權(quán)流映射器146的詳細(xì)描述在7.2.3.2節(jié)中提供。
授權(quán)流串行化器148以同數(shù)據(jù)流串行化器138幾乎相同的方式工作。主要差別為授權(quán)數(shù)據(jù)只利用單路徑，這樣無(wú)需讓傳輸串行流在多輸出串行流中交織。因?yàn)檫@種串行鏈路只是前向數(shù)據(jù)流速率的一半，每行時(shí)間只有850個(gè)時(shí)隙。
每個(gè)交換單元100有12個(gè)鏈路模塊102，為每個(gè)鏈路模塊102實(shí)例化以上描述的模塊(除了請(qǐng)求分析器和授權(quán)分析器)。以下模塊僅為每個(gè)交換單元實(shí)例化一次。
鏈路同步&定時(shí)控制150提供用于交換單元中的全局同步和定時(shí)信號(hào)。它生成傳輸控制信號(hào)，以便所有串行輸出同步于RSYNC(行同步)輸入基準(zhǔn)開(kāi)始發(fā)送行數(shù)據(jù)。它還控制數(shù)據(jù)流解串器中的偏差消除FIFO，以便所有12個(gè)輸入鏈路能夠同時(shí)將時(shí)隙N的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)到輸入鏈路總線(xiàn)120上。在授權(quán)流解串器中實(shí)現(xiàn)這種相同的偏差消除機(jī)制。
請(qǐng)求分析器152從所有13個(gè)請(qǐng)求成分源接收輸入并通過(guò)兩條請(qǐng)求成分總線(xiàn)將RE轉(zhuǎn)發(fā)至合適的請(qǐng)求仲裁模塊。
授權(quán)分析器154實(shí)際上以與請(qǐng)求分析器152相同的方式工作，并與其相同。唯一的差別是它處理反向路徑中的授權(quán)成分而不是前向路徑中的請(qǐng)求成分。如上所述，授權(quán)成分包含與請(qǐng)求成分相同的信息，即通過(guò)交換機(jī)從一個(gè)端口處理器到另一個(gè)的鏈路地址。
鏈路RISC處理器156控制交換結(jié)構(gòu)第一級(jí)中具有源端口處理器的輸入鏈路上的測(cè)距同步。它還控制交換結(jié)構(gòu)最后一級(jí)中具有源端口處理器的輸出鏈路授權(quán)流輸入中的測(cè)距同步。它還處理發(fā)送組播消息和控制帶內(nèi)通信PDU接收和發(fā)送所需的Req/Grant處理。將所有帶內(nèi)通信PDU轉(zhuǎn)發(fā)至配置RISC處理器158，RISC處理器158對(duì)這些消息作解釋。鏈路RISC處理器156只處理發(fā)送組播和帶內(nèi)通信消息所需的Req/Grant處理。
配置RISC控制器158處理從外部控制器模塊(未示出)收到的配置和狀態(tài)消息以及如上所述的帶內(nèi)通信消息。系統(tǒng)控制模塊160處理所有復(fù)位輸入并復(fù)位合適的內(nèi)部模塊。配置RISC控制器158和系統(tǒng)控制模塊160最好用Tensilica，Inc.，Santa Clara，CA的XtensaTM處理器實(shí)現(xiàn)。
測(cè)試圖案生成器和分析器162用于生成各種可以在數(shù)據(jù)流或授權(quán)流輸出上任何時(shí)隙中發(fā)送的測(cè)試圖案。它還能夠監(jiān)視收到的數(shù)據(jù)流或授權(quán)流的輸入時(shí)隙。
測(cè)試接口總線(xiàn)復(fù)用器164能夠從外部I/O管腳提供傳輸數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至I/O管腳。當(dāng)端口處理器不可用時(shí)，這個(gè)接口用于測(cè)試交換單元。
單鏈路PLL 166用于創(chuàng)建單鏈路宏所需的IF(中頻)時(shí)鐘。在每個(gè)單鏈路宏內(nèi)，另一PLL乘以IF時(shí)鐘以達(dá)到串行時(shí)鐘率。核心PLL 168用于創(chuàng)建由交換單元核心邏輯所用的時(shí)鐘。在目前的最佳實(shí)施例中，核心時(shí)鐘近似為250MHz。
JTAG接口用于兩個(gè)目的(1)在ASIC(專(zhuān)用集成電路)fab處對(duì)交換單元作邊界掃描測(cè)試以及(2)配置RISC處理器的調(diào)試接口。
如圖2所示，存在3條數(shù)據(jù)路徑總線(xiàn)(輸入鏈路總線(xiàn)120、輸出鏈路總線(xiàn)122以及授權(quán)總線(xiàn)124)，它們用于將交換流量從輸入鏈路移到輸出鏈路。這些總線(xiàn)還用于運(yùn)載交換單元內(nèi)發(fā)起或終結(jié)的流量。下表2概括了輸入鏈路總線(xiàn)中重要的數(shù)據(jù)路徑。下表3概括了輸出鏈路總線(xiàn)中重要的數(shù)據(jù)路徑。下表4概括了授權(quán)總線(xiàn)中重要的數(shù)據(jù)路徑。


表2


表3


表4根據(jù)目前的最佳實(shí)施例，每個(gè)交換單元包括組播控制器和獨(dú)立的組播PDU緩沖器。提供了兩個(gè)用于組播的備選實(shí)施例。第一實(shí)施例包括較少的門(mén)電路，最適于組播不是流量主要部分的環(huán)境。第二實(shí)施例要求很多門(mén)電路才能實(shí)現(xiàn)。然而，它較適于經(jīng)常出現(xiàn)組播的環(huán)境。第二實(shí)施例建立組播路徑期間要求的延遲較多，但在組播數(shù)據(jù)期間要求的延遲較少。
根據(jù)第一實(shí)施例，組播請(qǐng)求成分以同標(biāo)準(zhǔn)單播請(qǐng)求成分相同的方式流經(jīng)交換機(jī)。在消息需要組播時(shí)，逐跳字段中該交換級(jí)的位編碼指示該請(qǐng)求是組播。將該請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)至組播控制器。在授權(quán)路徑上，如果組播循環(huán)緩沖器中存在數(shù)據(jù)空間，組播控制器就發(fā)出授權(quán)。一旦數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送到組播緩沖器，組播控制器就檢測(cè)數(shù)據(jù)信頭并確定它需要在哪些輸出鏈路上發(fā)送。此時(shí)，組播控制器發(fā)出若干請(qǐng)求消息，處理這些請(qǐng)求的方式與單播請(qǐng)求相同。對(duì)發(fā)送請(qǐng)求、接收授權(quán)、發(fā)送PDU序列重復(fù)這種過(guò)程，即發(fā)送每個(gè)組播PDU之前，請(qǐng)求和授權(quán)必須遍歷交換機(jī)。這種方案可以視為“存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)”方案。這種方案對(duì)組播數(shù)據(jù)引入了一些延遲。為了改善一些這種延遲，組播PDU包括組播高速緩存標(biāo)簽(McCacheTag)，即在復(fù)制PDU時(shí)使用的識(shí)別組播高速緩存條目的4位標(biāo)簽。組播控制器在拷貝用于組播的PDU時(shí)將McCacheTag與McCache(路由表的子集)作比較。如果McCache中沒(méi)有與McCacheTag匹配的條目，就將PDU丟棄。這些高速緩存條目通過(guò)組播參數(shù)PDU(類(lèi)似于請(qǐng)求成分)加載。組播的第一實(shí)施例支持多達(dá)16000條有效組播流。每個(gè)MC分組的延遲為兩行時(shí)間。
根據(jù)第二實(shí)施例，通過(guò)發(fā)送多個(gè)請(qǐng)求(每跳一個(gè))使組播路徑保留一段時(shí)間，直到對(duì)所有跳已授權(quán)。一旦以這種方式建立了路徑，就不帶延遲地一個(gè)接一個(gè)組播PDU，直到保留時(shí)間到期或者不再有要發(fā)送的PDU。不同于“存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)”，第二實(shí)施例實(shí)現(xiàn)一種“帶寬預(yù)分配”機(jī)制。將組播路徑(樹(shù))保留以“行時(shí)間”衡量的一段時(shí)間。這種實(shí)施例的延遲都在路徑建立期間，路徑建立要求一行的時(shí)間以讓每跳通過(guò)交換機(jī)。該實(shí)施例的組播PDU不包括高速緩存標(biāo)簽，但在其它方面與第一實(shí)施例的PDU相同。參數(shù)PDU包括時(shí)隙0-3。時(shí)隙0與單播請(qǐng)求成分中的相同。時(shí)隙1和2包括一個(gè)目的地的路由標(biāo)簽以及用于仲裁鏈路帶寬的其它信息。時(shí)隙3包括組播會(huì)話(huà)所要求的持續(xù)時(shí)間指示。持續(xù)時(shí)間指示為16位。因此可以請(qǐng)求的最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間為64000行的時(shí)間。如上所述，9行時(shí)間等于一個(gè)SONET幀的時(shí)間。第二組播實(shí)施例允許多達(dá)128000條有效組播流。第二實(shí)施例的延遲為建立組播流的N+1行時(shí)間，其中N為交換機(jī)級(jí)數(shù)，使數(shù)據(jù)通過(guò)交換機(jī)要N行時(shí)間。
本說(shuō)明書(shū)已描述并圖解了一種支持tdm、atm和ip流量的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的幾個(gè)實(shí)施例。盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的若干特殊實(shí)施例，但意圖不是使本發(fā)明局限于它們，而是意指本發(fā)明的范圍與所屬技術(shù)允許的一樣寬，應(yīng)據(jù)此閱讀本說(shuō)明書(shū)。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)理解，可以在不偏離如所要求的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，對(duì)所提供的本發(fā)明作其它修改。
權(quán)利要求
1.一種通過(guò)通信交換機(jī)組播數(shù)據(jù)的方法，包括a)生成帶寬請(qǐng)求成分，每個(gè)請(qǐng)求成分包括貫穿交換機(jī)的路由信息和組播在所述交換機(jī)的哪一級(jí)開(kāi)始的指示；b)根據(jù)帶寬可用性對(duì)請(qǐng)求授權(quán)；c)將具有路由標(biāo)簽的數(shù)據(jù)分組向開(kāi)始組播的交換級(jí)發(fā)送；d)在所述開(kāi)始組播的交換級(jí)制作所述數(shù)據(jù)分組的拷貝；e)替換所述數(shù)據(jù)分組各拷貝中的路由標(biāo)簽。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括f)在所述交換機(jī)的各級(jí)緩存請(qǐng)求成分；以及g)在所述開(kāi)始組播的交換級(jí)復(fù)制請(qǐng)求成分。
3.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于每個(gè)請(qǐng)求成分包括優(yōu)先級(jí)指示。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于每個(gè)請(qǐng)求成分包括優(yōu)先級(jí)指示。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于還包括h)從已達(dá)到門(mén)限滿(mǎn)度的緩沖器中丟棄低優(yōu)先級(jí)請(qǐng)求成分。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在帶內(nèi)傳輸請(qǐng)求成分。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于還包括i)通過(guò)帶外鏈路返回尚未丟棄的請(qǐng)求成分，其中返回的請(qǐng)求成分視為被授權(quán)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括f)生成具有第一多個(gè)的行的重復(fù)數(shù)據(jù)幀。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于還包括g)在行N期間請(qǐng)求行N+1中的空間；以及h)通過(guò)帶外鏈路對(duì)請(qǐng)求授權(quán)。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述生成重復(fù)數(shù)據(jù)幀的步驟包括每125微秒重復(fù)所述幀。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于每行具有第二多個(gè)的時(shí)隙。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于每個(gè)時(shí)隙的帶寬大得足以容納E-1或DS-1信號(hào)。
13.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于在行N期間對(duì)行N期間提出的請(qǐng)求授權(quán)。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述幀包括9行，每行包含1700個(gè)時(shí)隙。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于每個(gè)時(shí)隙包括4字節(jié)凈荷。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述生成帶寬請(qǐng)求成分的步驟包括生成通過(guò)所述交換機(jī)的組播會(huì)話(huà)中每跳的請(qǐng)求成分。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于每個(gè)請(qǐng)求成分包括將要預(yù)分配的帶寬的指定持續(xù)時(shí)間。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于直到已預(yù)先分配所述組播會(huì)話(huà)的所有帶寬才執(zhí)行所述發(fā)送分組的步驟。
19.一種通信交換機(jī)，包括a)多個(gè)端口處理器，每個(gè)具有至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口；以及b)多個(gè)交換單元，每個(gè)具有多個(gè)用于連接到端口處理器的端口，其特征在于每個(gè)所述端口處理器具有第一和第二交換單元接口，用于連接到一個(gè)端口處理器的兩個(gè)端口或兩個(gè)處理器中每個(gè)的一個(gè)端口，每個(gè)所述端口處理器具有自動(dòng)部件，如果交換機(jī)失效或交換機(jī)擁塞，所述自動(dòng)部件用于將流量重定向到所述第一或第二交換單元接口中任意之一。
20.如權(quán)利要求19所述的通信交換機(jī)，其特征在于每個(gè)所述端口包括兩條串行鏈路，這兩條串行鏈路交織起來(lái)有效地使單串行鏈路的帶寬加倍。
21.一種通信交換機(jī)，包括a)形成第一交換結(jié)構(gòu)的多個(gè)第一交換單元，每個(gè)所述第一交換單元具有多個(gè)端口；b)形成第二交換結(jié)構(gòu)的多個(gè)第二交換單元，每個(gè)所述第二交換單元具有多個(gè)端口；c)多個(gè)端口處理器，每個(gè)端口處理器具有至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口；第一交換結(jié)構(gòu)接口，連接到所述第一交換單元之一的端口之一；以及第二交換結(jié)構(gòu)接口，連接到所述第二交換單元之一的端口之一；以及d)用于通過(guò)所述第一交換結(jié)構(gòu)或所述第二交換結(jié)構(gòu)自動(dòng)將網(wǎng)絡(luò)流量重定向，以響應(yīng)交換機(jī)失效和交換機(jī)擁塞的部件。
22.如權(quán)利要求21所述的通信交換機(jī)，其特征在于每個(gè)所述端口包括兩條串行鏈路，它們交織起來(lái)有效地使單一串行鏈路帶寬加倍。
23.一種通信交換機(jī)，包括a)多個(gè)端口處理器，每個(gè)具有至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口；以及b)第一交換結(jié)構(gòu)；以及c)第二交換結(jié)構(gòu)，其特征在于每個(gè)所述端口處理器具有第一和第二交換結(jié)構(gòu)接口，用于連接到所述第一和第二交換結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)，每個(gè)所述端口處理器具有自動(dòng)部件，用于在交換機(jī)失效或交換機(jī)擁塞的情況下，將流量重定向到所述第一或第二交換結(jié)構(gòu)中任意之一。
24.一種通過(guò)通信交換機(jī)組播數(shù)據(jù)的裝置，包括a)生成帶寬請(qǐng)求成分的部件，每個(gè)請(qǐng)求成分包括貫穿交換機(jī)的路由信息和組播在所述交換機(jī)的哪一級(jí)開(kāi)始的指示；b)根據(jù)帶寬可用性對(duì)請(qǐng)求授權(quán)的部件；c)將具有路由標(biāo)簽的數(shù)據(jù)分組向開(kāi)始組播的交換級(jí)發(fā)送的部件；d)在所述開(kāi)始組播的交換級(jí)制作所述數(shù)據(jù)分組的拷貝的部件；以及e)替換所述數(shù)據(jù)分組各拷貝中的路由標(biāo)簽的部件。
25.如權(quán)利要求24所述的裝置，其特征在于還包括f)在所述交換機(jī)的各級(jí)緩存請(qǐng)求成分的部件；以及g)在所述開(kāi)始組播的交換級(jí)復(fù)制請(qǐng)求成分的部件。
26.如權(quán)利要求24所述的裝置，其特征在于每個(gè)請(qǐng)求成分包括優(yōu)先級(jí)指示。
27.如權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于每個(gè)請(qǐng)求成分包括優(yōu)先級(jí)指示。
28.如權(quán)利要求27所述的裝置，其特征在于還包括h)從已達(dá)到門(mén)限滿(mǎn)度的緩沖器中丟棄低優(yōu)先級(jí)請(qǐng)求成分的部件。
29.如權(quán)利要求24所述的裝置，其特征在于在帶內(nèi)傳輸請(qǐng)求成分。
30.如權(quán)利要求28所述的裝置，其特征在于還包括i)通過(guò)帶外鏈路返回尚未丟棄的請(qǐng)求成分的部件，其中返回的請(qǐng)求成分視為被授權(quán)。
31.如權(quán)利要求24所述的裝置，其特征在于還包括f)生成具有第一多個(gè)的行的重復(fù)數(shù)據(jù)幀的部件。
32.如權(quán)利要求24所述的裝置，其特征在于還包括g)在行N期間請(qǐng)求行N+1中空間的部件；以及h)通過(guò)帶外鏈路對(duì)請(qǐng)求授權(quán)的部件。
33.如權(quán)利要求31所述的裝置，其特征在于所述生成重復(fù)數(shù)據(jù)幀的部件包括每125微秒重復(fù)所述幀的部件。
34.如權(quán)利要求31所述的裝置，其特征在于每行具有第二多個(gè)的時(shí)隙。
35.如權(quán)利要求34所述的裝置，其特征在于每個(gè)時(shí)隙的帶寬大得足以容納E-1或DS-1信號(hào)。
36.如權(quán)利要求31所述的裝置，其特征在于在行N期間對(duì)行N期間提出的請(qǐng)求授權(quán)。
37.如權(quán)利要求34所述的裝置，其特征在于所述幀包括9行，每行包含1700個(gè)時(shí)隙。
38.如權(quán)利要求34所述的裝置，其特征在于每個(gè)時(shí)隙包括4字節(jié)凈荷。
39.如權(quán)利要求31所述的裝置，其特征在于所述生成帶寬請(qǐng)求成分的部件包括生成通過(guò)所述交換機(jī)的組播會(huì)話(huà)中每跳的請(qǐng)求成分的部件。
40.如權(quán)利要求39所述的裝置，其特征在于每個(gè)請(qǐng)求成分包括將要預(yù)分配的帶寬的指定持續(xù)時(shí)間。
41.如權(quán)利要求40所述的裝置，其特征在于直到已預(yù)先分配所述組播會(huì)話(huà)的所有帶寬所述發(fā)送分組的部件才執(zhí)行發(fā)送。
全文摘要
網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)包括至少一個(gè)端口處理器(10)和至少一個(gè)交換單元(100)。端口處理器(10)具有SONET OC－x接口(12)、UTOPIA接口(44)以及到交換單元(100)的接口。端口處理器(10)的總I/O帶寬等效于一個(gè)OC－48，而交換單元(100)具有12×12個(gè)端口，總帶寬為30Gbps。9行每行1700個(gè)時(shí)隙的數(shù)據(jù)幀用于傳輸ATM、TDM和分組數(shù)據(jù)。每個(gè)幀在125微秒內(nèi)傳輸。每個(gè)時(shí)隙包括4比特標(biāo)簽加4字節(jié)凈荷。幀的最后20個(gè)時(shí)隙保留用于鏈路開(kāi)銷(xiāo)。對(duì)于ATM和分組數(shù)據(jù)，定義了用于64字節(jié)凈荷的16時(shí)隙PDU。PDU利用28比特路由標(biāo)簽通過(guò)交換機(jī)自路由。在維持TDM時(shí)間的同時(shí)，在ATM和分組連接之間仲裁帶寬。
文檔編號(hào)H04LGK1677960SQ20051005943
公開(kāi)日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2001年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月21日
發(fā)明者S·C·羅伊, S·達(dá)斯, D·C·烏普, W·B·利普, J·K·維, M·M·勒諾爾特, F·R·卡特, R·S·拉姆錢(qián)達(dá)尼, S·E·貝諾伊特, D·K·特貝斯 申請(qǐng)人:美商傳威股份有限公司