專利名稱：具有改進(jìn)交換設(shè)備安排的網(wǎng)絡(luò)單元和交叉連接信號(hào)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電信領(lǐng)域，并且特別涉及網(wǎng)絡(luò)單元領(lǐng)域。更特別地，本發(fā)明涉及用于同步網(wǎng)絡(luò)的具有改進(jìn)的交換設(shè)備安排的網(wǎng)絡(luò)單元，以及用于交叉連接同步信號(hào)的改進(jìn)的方法。
背景技術(shù)：
在例如SDH或Sonet的同步網(wǎng)絡(luò)中，所有定時(shí)信號(hào)被同步到基準(zhǔn)信號(hào)。所述基準(zhǔn)信號(hào)沿著整個(gè)網(wǎng)絡(luò)被承載并被用來同步網(wǎng)絡(luò)所有的本地振蕩器。然而，所述本地振蕩器可能在恢復(fù)所述基準(zhǔn)信號(hào)時(shí)引入錯(cuò)誤。因此在不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)可能具有不同的定時(shí)信號(hào)。也就是說，不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)可能不能被定位。
在下文中，為清楚起見主要參考SDH標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語。然而應(yīng)該明白，本發(fā)明涉及SDH和Sonet的同步網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域并且不限于SDH。如同已知的，在SDH數(shù)字結(jié)構(gòu)和Sonet數(shù)字結(jié)構(gòu)之間有直接的對(duì)應(yīng)。例如，SDH體系的STM幀對(duì)應(yīng)于Sonet的STS幀；管理單元(Administrative Unit)在兩種情況中都稱為AU；分支單元(Tributary Unit)在SDH中稱為TU而在Sonet中稱為TV；低階虛容器(Lower Order Virtual Container)在SDH中稱為L(zhǎng)VC而在Sonet中稱為VTSPE；指向機(jī)制(pointing mechanism)在兩種情況中相同，AU指針實(shí)際上相同；Sonet中用TV指針替換SDH的TU指針。
眾所周知，SDH體系的較低級(jí)別由低階虛容器(LVC)構(gòu)成，數(shù)字結(jié)構(gòu)允許映射來自本地網(wǎng)絡(luò)(ATM，PDH，IP)的異步或準(zhǔn)同步信號(hào)，并允許將所述信號(hào)與所述基準(zhǔn)定時(shí)信號(hào)同步。然后所述LVC被時(shí)分復(fù)用到高階數(shù)字結(jié)構(gòu)(HVC)；所述HVC最終被打包成STM-n幀。STM-1幀是能夠沿著SDH網(wǎng)絡(luò)被傳輸?shù)淖钚⌒畔卧?br> 除了所述VC多路復(fù)用數(shù)據(jù)外，STM-n幀包括低階指針(也稱為TU-指針)和高階指針(也稱為AU-指針)。所述指針定義了所述VC(分別為L(zhǎng)VC和HVC)的開始字節(jié)和基準(zhǔn)幀(分別為TU和AU)之間的相位偏移；因此，允許通過所述指針直接訪問單個(gè)VC。
在同步網(wǎng)絡(luò)中，由于所述指向機(jī)制，實(shí)現(xiàn)例如裝/卸多路復(fù)用和交叉連接的業(yè)務(wù)路由功能尤其地簡(jiǎn)單。
當(dāng)然，在PDH準(zhǔn)同步網(wǎng)絡(luò)中，所述業(yè)務(wù)路由功能需要將信號(hào)完全多路分用回較低的比特速率以提取信號(hào)分支。所述完全多路分用還需要復(fù)雜的多級(jí)(multiple-stage)設(shè)備，需要底層上較大的集成區(qū)域并且導(dǎo)致被處理信號(hào)的較大延遲。
相反，在同步網(wǎng)絡(luò)中在較高級(jí)別實(shí)現(xiàn)路由功能是可能的。當(dāng)然，在同步系統(tǒng)中，由于所述指向機(jī)制，提取單個(gè)分支是完全可能的。因此，路由功能不需要將整個(gè)幀多路分用回單個(gè)分支。
特別地，在同步網(wǎng)絡(luò)中，根據(jù)經(jīng)過交叉連接的數(shù)字結(jié)構(gòu)(分別為L(zhǎng)VC和HVC)，交叉連接可以是高階的(HO交叉連接)或者低階的(LO交叉連接)。
眾所周知，交叉連接在于將分支位置交換成幀；所述分支可以由不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生，并且因此可以具有不同的定時(shí)信號(hào)。在將所述分支交叉連接之前，需要在所述交換設(shè)備的輸入端重新同步所述信號(hào)。
假設(shè)HO交叉連接，AU基準(zhǔn)幀中的所述HVC的位置取決于所述AU指針的值。所述HVC的重新同步因而需要調(diào)整所述AU指針的值；在ITU-TG.783建議中描述了所述已知的高階分支的同步功能，其在所述建議中被稱為MSn/Sn_A適配(MSn/Sn_A Adaptation)功能。假設(shè)LO交叉連接，由于基準(zhǔn)幀中的所述LVC的位置取決于級(jí)聯(lián)AU指針和TU指針，需要類似的同步。
就SDH而言，在ITU-TG.783建議中描述了著名的低階分支的同步功能，其在所述建議中被稱為Sn/Sm_A適配(Sn/Sm_A Adaptation)功能。所述功能也被稱為高階通道適配(HPA，Higher Path Adaptation)。下文中，為了簡(jiǎn)單起見僅使用后面的名稱。必須注意，在Sonet標(biāo)準(zhǔn)中也定義了類似的低階分支的同步功能。然而為清楚起見，下文還是使用“高階通道適配”和/或?qū)?yīng)的縮略語HPA來指示SDH網(wǎng)絡(luò)和Sonet網(wǎng)絡(luò)中的同步功能。
所述HPA功能在于將所述AU指針設(shè)定為預(yù)定值；典型的預(yù)定值是0。所述TU指針因而被移動(dòng)并且其值被重新建立，以便所述LVC的位置不改變成所述基準(zhǔn)幀。這實(shí)現(xiàn)了所述LVC的同步，該LVC然后能夠通過交換設(shè)備來交換。
同步網(wǎng)絡(luò)中用于LO交叉連接的著名的交換設(shè)備因而包括TDM(時(shí)分復(fù)用)矩陣，所述矩陣交換所述分支和實(shí)現(xiàn)HPA同步的HPA塊，HPA塊被安排在所述TDM矩陣的每個(gè)輸入處。必須注意，所述交換設(shè)備輸入的基準(zhǔn)幀必須被定位；否則，必須在所述網(wǎng)絡(luò)單元的輸入提供用于所述HO定位的MSn/Sn_A功能的適當(dāng)?shù)膲K。
根據(jù)已知的現(xiàn)有技術(shù)狀況，TDM矩陣和HPA塊被集成在單個(gè)芯片中。因此用于TDM矩陣集成的可用區(qū)域由于HPA塊的存在而受到了限制。用于矩陣的可用區(qū)域的減少導(dǎo)致了連通性的降低，即減少了可以由所述交換設(shè)備來處理的輸入分支的最大數(shù)目。
通過所謂的Clos網(wǎng)絡(luò)(也稱為Clos矩陣)來有利地實(shí)現(xiàn)TDM矩陣也是已知的。通過將N×N TDM矩陣劃分為多矩陣級(jí)來獲得Clos網(wǎng)絡(luò)，典型地劃分為三級(jí)，每級(jí)包括一個(gè)或多個(gè)小于所述N×N矩陣的TDM矩陣。選擇每級(jí)的矩陣的數(shù)目及其大小以實(shí)現(xiàn)無阻塞交換。此外，如果所述參數(shù)(級(jí)數(shù)，每級(jí)的矩陣數(shù)目和矩陣的大小)被適當(dāng)?shù)剡x擇，相對(duì)于單個(gè)N×N矩陣而言可以減少連接的數(shù)目。
同步網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)單元的LO交叉連接塊包括若干交換設(shè)備也是已知的，所述交換設(shè)備是根據(jù)Clos網(wǎng)絡(luò)被安排的，每個(gè)交換設(shè)備在不同的芯片上被實(shí)現(xiàn)并且包括一個(gè)TDM矩陣(或者多個(gè)TDM矩陣)和許多HPA塊，特別地，每個(gè)TDM矩陣的每個(gè)輸入使用一個(gè)HPA塊。因此，在通過交換設(shè)備的Clos網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)單元的LO交叉連接塊中，所述HPA塊依然限制了在單個(gè)芯片上的可用區(qū)域。因此，與單個(gè)矩陣配置相比較，利用所述Clos網(wǎng)絡(luò)配置提高了所需HPA塊的數(shù)目，并且與單個(gè)N×N矩陣配置相比較，利用所述Clos網(wǎng)絡(luò)配置降低了所述交換設(shè)備的連通性。
盡管術(shù)語“網(wǎng)絡(luò)單元”通常表示對(duì)信號(hào)實(shí)現(xiàn)許多不同功能的裝置，在本說明書中為了簡(jiǎn)單起見，術(shù)語“網(wǎng)絡(luò)單元”僅表示設(shè)備組，該設(shè)備組是網(wǎng)絡(luò)單元的一部分并且實(shí)現(xiàn)涉及所述LO交叉連接的功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的總的目的是提供交換設(shè)備安排和網(wǎng)絡(luò)單元，該網(wǎng)絡(luò)單元包括克服上述問題的交換設(shè)備安排。
特別地，本發(fā)明的第一目的是提供交換設(shè)備安排和包括改進(jìn)的交換設(shè)備安排的網(wǎng)絡(luò)單元，與已知的裝置相比較，所述改進(jìn)的交換設(shè)備安排提供了改進(jìn)的連通性。
另一個(gè)目的是提供網(wǎng)絡(luò)單元，和已知的設(shè)備相比較，能夠以模塊化和更靈活的方式來實(shí)現(xiàn)所述網(wǎng)絡(luò)單元。
另一個(gè)目的是提供一種用于交叉連接同步信號(hào)的輸入LO分支的方法，該方法以比已知的方法更有效的方式來進(jìn)行所述交叉連接。
通過根據(jù)本發(fā)明的交換設(shè)備安排、網(wǎng)絡(luò)單元和方法，達(dá)到了所述和其它目的。各附屬權(quán)利要求中闡述了本發(fā)明的其它有利特征。所有權(quán)利要求被認(rèn)為是本說明書的完整部分。
根據(jù)本發(fā)明，提供了用于同步網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)單元的交換設(shè)備安排，所述安排包括至少一個(gè)用于接收信號(hào)幀的輸入端口和多級(jí)交換設(shè)備安排。所述至少一個(gè)輸入端口包括用于定位所接收的信號(hào)幀的低階分支的HPA塊。每個(gè)交換設(shè)備包括TDM矩陣，并且每級(jí)包括至少一個(gè)交換設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明，每級(jí)的每個(gè)交換設(shè)備在其輸出端口產(chǎn)生延遲基準(zhǔn)幀。
因此，根據(jù)本發(fā)明，所述HPA塊在矩陣的第一級(jí)的輸入處定位所述低階分支，也就是在所述HPA塊的輸出提供了具有固定位置(即具有固定值的AU指針和同相基準(zhǔn)幀)的低階分支的幀。
在每個(gè)交換設(shè)備的輸出的延遲基準(zhǔn)幀的產(chǎn)生保持了所述AU指針值和所述幀內(nèi)的分支位置的一致性，因而保持了沿著所述級(jí)聯(lián)矩陣級(jí)的分支的定位。在每級(jí)中的每個(gè)TDM矩陣因此能夠提取單個(gè)分支并將其交叉連接；因此，在每個(gè)矩陣的輸入處就不需要HPA塊。
在第一方面中，本發(fā)明提供了用于網(wǎng)絡(luò)單元的交叉連接輸入信號(hào)幀的交換設(shè)備安排，所述幀的每一個(gè)包括分支和指針。所述安排包括用于接收信號(hào)幀的輸入端口，第一交叉連接級(jí)和與所述第一級(jí)相連接的第二交叉連接級(jí)。每個(gè)交叉連接級(jí)包括至少一個(gè)交換設(shè)備，該交換設(shè)備還具有至少一個(gè)TDM矩陣。根據(jù)本發(fā)明，僅僅所述輸入端口包括用來適當(dāng)?shù)匦薷乃鲂盘?hào)幀的指針的HPA裝置。此外，每個(gè)交換設(shè)備被設(shè)計(jì)用來交叉連接至少一部分所述信號(hào)幀的分支，并在其輸出產(chǎn)生延遲基準(zhǔn)幀。
在第二方面中，本發(fā)明提供用于交叉連接輸入信號(hào)幀的網(wǎng)絡(luò)單元，所述幀的每一個(gè)包括分支和指針。所述網(wǎng)絡(luò)單元包括至少一個(gè)交換設(shè)備安排。所述安排包括用于接收信號(hào)幀的輸入端口，第一交叉連接級(jí)和與所述第一級(jí)相連接的第二交叉連接級(jí)。每個(gè)交叉連接級(jí)包括至少一個(gè)交換設(shè)備，該交換設(shè)備還具有至少一個(gè)TDM矩陣。根據(jù)本發(fā)明，僅僅所述輸入端口包括用來適當(dāng)?shù)匦薷乃鲂盘?hào)幀的指針的HPA裝置。每個(gè)交換設(shè)備被設(shè)計(jì)用來交叉連接至少一部分所述信號(hào)幀的分支，并在其輸出產(chǎn)生延遲基準(zhǔn)幀。
根據(jù)第三方面，本發(fā)明提供了用于交叉連接輸入信號(hào)幀的方法，所述幀的每一個(gè)包括分支和指針。所述方法包括下列步驟接收信號(hào)幀、在相應(yīng)第一交叉連接級(jí)進(jìn)行第一交叉連接步驟、在與所述第一級(jí)相連接的相應(yīng)第二交叉連接級(jí)進(jìn)行第二交叉連接步驟。每個(gè)交叉連接級(jí)包括至少一個(gè)交換設(shè)備，該交換設(shè)備還具有至少一個(gè)TDM矩陣。根據(jù)本發(fā)明，所述方法包括僅在接收步驟適當(dāng)?shù)匦薷?HPA)所述信號(hào)幀的指針的步驟；每個(gè)交換設(shè)備被設(shè)計(jì)用來交叉連接至少一部分所述信號(hào)幀的分支，并在其輸出產(chǎn)生延遲基準(zhǔn)幀。
優(yōu)選地，所述方法包括在對(duì)應(yīng)的與所述第二級(jí)相連接的第三交叉連接級(jí)進(jìn)行第三交叉連接的步驟。所述第三交叉連接級(jí)對(duì)應(yīng)于第一級(jí)交換設(shè)備的數(shù)目包括若干交換設(shè)備。
優(yōu)選地，僅在所述接收步驟修改(HPA)所述信號(hào)幀的指針的步驟包括下列步驟在所述交換設(shè)備第一級(jí)的輸入處定位所述低階分支，并且提供具有固定位置的低階分支的幀，所述固定位置即具有固定值的AU-指針和同相基準(zhǔn)幀。


參考附圖，在讀過下面以非限制性例子的方式給出的詳細(xì)描述后，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見，其中-圖1概略地示出了SDH同步體系的已知結(jié)構(gòu)；-圖2示出了所述HPA功能在STM-n幀上的實(shí)施；-圖3示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有HPA塊的交換設(shè)備的第一實(shí)施例；-圖4示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有HPA塊的交換設(shè)備的第二實(shí)施例；-圖5概略地示出了相當(dāng)于N×N矩陣的已知Clos網(wǎng)絡(luò)；-圖6概略地示出了用于同步網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)單元的交換設(shè)備安排的結(jié)構(gòu)，所述網(wǎng)絡(luò)單元是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)通過三級(jí)Clos網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)的；-圖7概略地示出了用于同步網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)單元的交換設(shè)備安排的結(jié)構(gòu)，所述網(wǎng)絡(luò)單元是根據(jù)本發(fā)明通過三級(jí)矩陣安排來實(shí)現(xiàn)的；-圖8a示出了在交叉連接之前和之后的兩個(gè)信號(hào)幀；和-圖8b示出了根據(jù)本發(fā)明、在具有延遲補(bǔ)償?shù)慕徊孢B接之前和之后的兩個(gè)信號(hào)幀。
具體實(shí)施例方式
圖1概略地示出了SDH同步體系的已知結(jié)構(gòu)。來自例如準(zhǔn)同步(PDH)網(wǎng)絡(luò)的本地網(wǎng)絡(luò)的分支被映射到稱為低階虛容器(LVC)的數(shù)字結(jié)構(gòu)LVC1、LVC2和LVC3中。所述LVC還被打包成稱為分支單元(TU)的數(shù)字結(jié)構(gòu)以及TU指針組PTU1、PTU2和PTU3。參考所述TU幀，所述TU指針分別指向所述三個(gè)LVC的第一字節(jié)LVC1(1)、LVC2(1)和LVC3(1)的位置。
通過著名的TDM技術(shù)將幾個(gè)TU時(shí)分復(fù)用。所述TDM多路復(fù)用所產(chǎn)生的數(shù)字結(jié)構(gòu)就是所謂的高階虛容器(HVC)。所述HVC被打包成管理單元(AU)以及AU指針PAU。參考包括AU指針的AU幀，所述AU指針指向所述HVC的第一字節(jié)HVC(1)的位置。
最后，所述AU被打包成稱為同步傳輸模塊(STM-1)的幀以及包括附加信息的開銷(OH，overhead)和能識(shí)別每個(gè)幀的開始點(diǎn)的幀定位字(FAW，F(xiàn)rame Alignment Word)。
參考圖1，LVC的第一字節(jié)的位置通常不對(duì)應(yīng)于所述TU幀的開始點(diǎn)；即所述LVC和所述TU幀不同相。所述TU指針規(guī)定了所述TU中LVC的位置。
同樣地，所述HVC的開始字節(jié)的位置通常不對(duì)應(yīng)于所述AU幀的開始，即所述HVC和所述AU幀不同相。所述AU指針規(guī)定了所述AU中HVC的位置。
在所述HO交叉連接中，所述HVC被交叉連接。由于指示所述HVC開始字節(jié)的AU指針和所述HVC被交叉連接，因此總是可以恢復(fù)所述信息，該信息涉及在所述TDM矩陣的輸入處所輸入的不同STM-1幀中的HVC的位置；AU幀在交叉連接之前需要被同步，根據(jù)通過上文提及的MSn/Sn_A適配功能的輸入幀的AU指針來實(shí)現(xiàn)所述同步。
相反地，在所述LO交叉連接中，所述LVC被交叉連接。這樣，在交換之后需要通過所述級(jí)聯(lián)AU指針和TU指針的雙重步驟以恢復(fù)關(guān)于所述LVC位置的信息。
為了準(zhǔn)備用于交換的分支，需要兩個(gè)步驟第一個(gè)步驟與在HO交叉連接中的情況相同根據(jù)通過MSn/Sn_A適配功能的AU指針，同步來自所述SDH網(wǎng)絡(luò)的不同節(jié)點(diǎn)的AU幀。如同下面對(duì)圖2的詳細(xì)描述，第二個(gè)步驟在于，根據(jù)通過HPA功能的AU指針和TU指針，同步所述低階分支。
圖2概略地示出了所述HPA功能在STM-1幀上的實(shí)施。所述AU指針被設(shè)置為預(yù)定值，通常為零但不是必須為零。所述AU指針因而指示了所述HVC的開始字節(jié)接近于構(gòu)成所述AU指針的字節(jié)。所述TU指針因而移動(dòng)到所述AU指針指示的位置，并且其值被重新計(jì)算以便該TU指針指向所述LVC的開始字節(jié)。所述幀中的LVC的位置是不變的。
實(shí)現(xiàn)所述HPA功能的HPA塊包括指針解釋器、彈性存儲(chǔ)器和指針發(fā)生器。所述指針解釋器允許恢復(fù)所述TU開始字節(jié)的位置；將每個(gè)TU的信息內(nèi)容寫入所述彈性儲(chǔ)存器。在所述彈性儲(chǔ)存器的下游產(chǎn)生具有已知AU指針的STM-1幀；被存儲(chǔ)在所述彈性儲(chǔ)存器中的信息內(nèi)容一個(gè)分支接一個(gè)分支地被插入，并且，根據(jù)插入時(shí)刻，所述指針發(fā)生器為每個(gè)分支確定并插入適當(dāng)?shù)腡U指針值。
根據(jù)以上的考慮，很明顯為了交叉連接不同的LO分支，在交叉連接之前需要用于包括在輸入STM-1幀中的每個(gè)LO分支的HPA塊。在輸入數(shù)據(jù)流已經(jīng)同步到AU幀級(jí)別的情況下，所述塊是足夠的，否則就需要另外的例如MDn/Sn_A功能的同步電路。因此，如同將在圖3和圖4的詳細(xì)描述中所進(jìn)行的更好說明，必須為所述TDM矩陣的每個(gè)輸入提供HPA塊。
圖3概略地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)的第一實(shí)施例中的用于同步網(wǎng)絡(luò)的交換設(shè)備。所述交換設(shè)備SD包括TDM矩陣M，以及用于每個(gè)輸入分支t1in，t2in，...，tnin的在TDM矩陣M輸入處的HPA塊。在所述交換設(shè)備SD的輸入處提供輸入端口5，所述輸入端口5的每個(gè)輸出與所述交換設(shè)備SD的相應(yīng)的輸入相連接。
因此，如果包括在輸入STM-1幀中的分支的數(shù)目是N，則在所述TDM矩陣M的輸入處必須提供N個(gè)HPA塊。根據(jù)所述著名的安排，所述TDM矩陣M和所述HPA塊被置于相同的矩陣板(matrix board)上，而所述輸入端口5被置于不同的板上；優(yōu)選地是所述板都包括硅基板(siliconsubstrate)。
如上所述，為了實(shí)現(xiàn)HPA塊中需要的所有功能，必須在所述矩陣芯片上提供足夠大的集成區(qū)域；這限制了所述TDM矩陣M用于集成的可用區(qū)域。另一方面，由于會(huì)導(dǎo)致所述交換設(shè)備連通性的降低，因此所述TDM矩陣區(qū)域的減少是不利的。
為了克服交換設(shè)備中TDM矩陣的集成區(qū)域減少的問題，如圖4所述，已知有利的解決方案是在所述輸入端口中提供所述HPA塊。圖4概略地示出了包括TDM矩陣M的交換設(shè)備SD’。在所述交換設(shè)備SD’的輸入提供了輸入端口5，以便所述輸入端口5的每個(gè)輸出被連接到所述交換設(shè)備SD’的輸入。所述輸入端口5包括N個(gè)HPA塊，其中N是包括在輸入幀STM-1中的分支t1in，t2in，...，tnin的數(shù)目。根據(jù)所述已知的安排，所述低階分支在所述輸入端口經(jīng)過HPA同步；在所述TDM矩陣M的輸入處定位并交叉連接所述低階分支。根據(jù)圖3所示的已知解決方案，所述已知的安排具有在所述輸入端口5中提供HPA塊的優(yōu)點(diǎn)，該輸入端口5被置于單獨(dú)的板上；在所述矩陣芯片上的用于所述TDM矩陣M集成的可用區(qū)域因而被保持。
可以通過Clos矩陣有利地實(shí)現(xiàn)TDM矩陣也是已知的。所述安排的優(yōu)點(diǎn)在于所述矩陣復(fù)雜度的降低，即所需連接數(shù)目的降低，并且可以以較小的積木式部件開始實(shí)現(xiàn)較大的矩陣。
Clos網(wǎng)絡(luò)包括許多矩陣，所述矩陣被劃分為許多級(jí)聯(lián)級(jí)；典型的級(jí)數(shù)是3；每級(jí)包括同樣大小的矩陣。
參考圖5，相當(dāng)于N×N矩陣的三級(jí)Clos網(wǎng)絡(luò)6包括許多被劃分為三級(jí)SA，SB，SC的矩陣-SA級(jí)Ma-1，Ma-2，...，Ma-k；-SB級(jí)Mb-1，Mb-2，...，Mb-m；和-SC級(jí)Mc-1，Mc-2，...，Mc-k，其中k是第一級(jí)SA和第三級(jí)SC的矩陣數(shù)目，并且m是第二級(jí)SB的矩陣數(shù)目。每級(jí)的矩陣的輸入和輸出的數(shù)目是-Ma-1，Ma-2，...，Ma-kN/k個(gè)輸入，m個(gè)輸出；-Mb-1，Mb-2，...，Mb-mk個(gè)輸入，k個(gè)輸出；-Mc-1，Mc-2，...，Mc-km個(gè)輸入，N/k個(gè)輸出。
如果選擇k和m使得m＞＝2(N/k)-1，則所述Clos網(wǎng)絡(luò)是無阻塞的。由于連接數(shù)目較少，因而相對(duì)于單個(gè)矩陣安排而言通過Clos網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)N×N矩陣是有利的單個(gè)N×N矩陣中連接的數(shù)目是N2，然而在相當(dāng)?shù)腃los網(wǎng)絡(luò)中是2Nm+mk2；如果正確地選擇k和m，則所述表達(dá)式的結(jié)果小于N2。
由于Clos網(wǎng)絡(luò)降低了復(fù)雜度并改進(jìn)了可縮放性，因此，所述Clos網(wǎng)絡(luò)能夠被有利地用來實(shí)現(xiàn)用于同步網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)單元中的交換設(shè)備安排。
然而，在網(wǎng)絡(luò)單元中通過Clos網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)交換設(shè)備安排導(dǎo)致這樣的缺點(diǎn)由于在不同的芯片上實(shí)現(xiàn)每級(jí)的每個(gè)TDM矩陣，為使所述Clos網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)TDM矩陣能夠找到所述低階分支并將其交叉連接，必須在所述Clos網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)矩陣的每個(gè)輸入提供如同HPA的塊。這意味著與單個(gè)TDM矩陣方案比較所需要的HPA塊的數(shù)目增加了，因此增加了所述網(wǎng)絡(luò)單元的復(fù)雜度。此外，每個(gè)TDM矩陣仍然受限于所述HPA塊，該HPA塊在單獨(dú)的矩陣芯片上被實(shí)現(xiàn)。
圖6概略地示出了用于同步網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)單元的已知的交換設(shè)備安排；所述交換設(shè)備安排LOX包括輸入端口5和根據(jù)Clos網(wǎng)絡(luò)方案安排的若干交換設(shè)備SD。根據(jù)圖3所示的現(xiàn)有技術(shù)，每個(gè)交換設(shè)備SD包括一個(gè)或者多個(gè)TDM矩陣和集成在單個(gè)芯片上的HPA塊。
所述交換設(shè)備SD被劃分成三個(gè)級(jí)聯(lián)級(jí)SA，SB和SC。SA和SC級(jí)都包括k個(gè)交換設(shè)備；SB級(jí)包括m個(gè)交換設(shè)備；k和m對(duì)應(yīng)于已知的“二的中級(jí)擴(kuò)展(middle-stage expansion of two)”技術(shù)(m＝2N/k)，其提供了無阻塞交換。包括在所述單個(gè)交換設(shè)備SD內(nèi)的單個(gè)TDM矩陣M因此具有下面的大小-Ma-1，Ma-2，...，Ma-kN/k個(gè)輸入，2N/k個(gè)輸出；-Mb-1，Mb-2，...，Mb-m2N/k個(gè)輸入，2N/k個(gè)輸出；-Mc-1，Mc-2，...，Mc-k2N/k個(gè)輸入，N/k個(gè)輸出。
因?yàn)槊總€(gè)矩陣的每個(gè)輸入需要一個(gè)HPA塊，根據(jù)所述已知的解決方案，交換設(shè)備安排LOX中需要HPA塊的總數(shù)目是5N。這在所述基板上獲得了專用于HPA塊的集成的較大區(qū)域，并且因此減少了基板上用于TDM矩陣集成的可用區(qū)域。
圖7概略地示出了根據(jù)本發(fā)明的用于同步網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)單元的交換設(shè)備安排。
所述交換設(shè)備安排LOX包括具有HPA塊的輸入端口5和若干交換設(shè)備SD，每個(gè)交換設(shè)備包括至少一個(gè)TDM矩陣。
所述輸入端口5包括許多HPA塊；特別地，在所述安排LOX的輸入處，為包括在所述輸入STM-1幀中的LO分支t1in，t2in，...，tnin的每一個(gè)提供了HPA塊。
根據(jù)優(yōu)選地為三級(jí)(SA，SB，SC)的Clos網(wǎng)絡(luò)，充分地安排所述交換設(shè)備。每級(jí)SA，SB，SC包括至少一個(gè)交換設(shè)備SD，每個(gè)交換設(shè)備SD包括一個(gè)或多個(gè)TDM矩陣-SA級(jí)Ma-1，Ma-2，...，Ma-k；-SB級(jí)Mb-1，Mb-2，...，Mb-m；和-SC級(jí)；Mc-1，Mc-2，...，Mc-k每級(jí)的矩陣與其后級(jí)的矩陣相連接；也就是說，第一級(jí)SA的矩陣Ma-1，Ma-2，...，Ma-k和對(duì)應(yīng)的第二級(jí)SB的矩陣Mb-1，，Mb-2，...，Mb-m相連接；第二級(jí)SB的矩陣Mb-1，Mb-2，...，Mb-m和對(duì)應(yīng)的第三級(jí)SC的矩陣Mc-1，Mc-2，...，Mc-k相連接。
為了實(shí)現(xiàn)無阻塞交換，根據(jù)上文提及的和已知的“二的中級(jí)擴(kuò)展”技術(shù)，優(yōu)選地實(shí)現(xiàn)了所述三個(gè)級(jí)SA，SB和SC。
根據(jù)本發(fā)明，所述輸入端口5的每個(gè)HPA塊的輸出和第一級(jí)SA的TDM矩陣Ma-1，Ma-2，...，Ma-k的輸入相連接。
根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)HPA塊同步輸入流的信號(hào)幀。也就是說，第一級(jí)SA的矩陣的輸入處的幀包括具有固定值的AU指針和具有固定位置的分支。在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述AU指針的固定值是0。第一級(jí)SA的矩陣Ma-1，Ma-2，...，Ma-k因此能夠恢復(fù)單個(gè)分支的位置并進(jìn)行交叉連接。
然而，申請(qǐng)人觀察到，由于交叉連接需要存儲(chǔ)操作，因此第一級(jí)SA的矩陣Ma-1，Ma-2，...，Ma-k所進(jìn)行的交叉連接在分支上引入了幾個(gè)微秒的時(shí)延。
圖8a概略地示出了在交叉連接之前和之后的兩個(gè)接近的信號(hào)幀。在交叉連接之前，在所述TDM矩陣的輸入處定位所述幀，即所述分支的開始字節(jié)的位置對(duì)應(yīng)于所述AU指針指示的位置，該AU指針被所述HPA塊設(shè)置為預(yù)定值。然而，在所述TDM矩陣M的輸出處，由于所述交叉連接操作，所述分支和所述延遲(delta)基準(zhǔn)幀不同相。如果所述HPA塊強(qiáng)制所述AU指針保持為固定的預(yù)定值，則所述AU指針和所述分支的開始字節(jié)的實(shí)際位置不再一致所以所述AU指針在所述TDM矩陣的輸出處必須被修改。
也就是說，所述TDM矩陣對(duì)所述HPA功能所實(shí)現(xiàn)的定位不是透明的。
此外，申請(qǐng)人注意到，所述第一級(jí)SA的TDM矩陣引入的時(shí)延(delta)和隨之而來的AU指針的修改需要通過HPA塊進(jìn)一步定位，該HPA塊是在所述矩陣安排的每個(gè)級(jí)聯(lián)級(jí)SB和SC的每個(gè)矩陣的輸入處的；所述解決方案與上面參考圖6所描述的解決方案有相似的結(jié)構(gòu)，并且所述結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)在于如同在上述結(jié)構(gòu)中那樣所需要的HPA塊的數(shù)目是5N。
申請(qǐng)人通過在每個(gè)TDM矩陣的輸出中產(chǎn)生延遲基準(zhǔn)幀克服了所述問題，從而補(bǔ)償了由所述TDM矩陣自身所引入的延遲。
圖8b示出了在交叉連接之前和之后的兩個(gè)接近的信號(hào)幀，其中在所述TDM矩陣M的輸出處產(chǎn)生了延遲基準(zhǔn)幀，并將被交叉連接的低階分支插入到所述輸出幀中。
通過將所述基準(zhǔn)幀和所述分支延遲相同的量(delta)，在每個(gè)TDM矩陣的輸出定位了所述幀和分支。也就是說，在所述TDM矩陣的輸入和輸出處，所述AU指針的預(yù)定值和所述分支的開始字節(jié)的實(shí)際位置一致。
此外，由于每個(gè)TDM矩陣對(duì)于所述輸入端口的HPA塊所進(jìn)行的幀定位而言是透明的，因此在第二級(jí)和第三級(jí)SB和SC的每個(gè)TDM矩陣M的輸入處，其它HPA塊是不必要的。也就是說，一旦在所述輸入端口進(jìn)行了所述AU幀定位，則在整個(gè)TDM矩陣安排中該AU幀定位將被保持。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是降低了交換設(shè)備中所需要的HPA塊的數(shù)目。根據(jù)圖6說明的已知安排，所需要的HPA塊的數(shù)目是5N，其中N是輸入流的數(shù)目。根據(jù)本發(fā)明，由于每個(gè)輸入分支僅需要一個(gè)HPA塊，因此所需要的HPA塊的數(shù)目是N。
因此，根據(jù)本發(fā)明，與具有相同面積的矩陣芯片的已知解決方案比較，可以實(shí)現(xiàn)具有增強(qiáng)連通性的交換設(shè)備。這就提高了整個(gè)所述網(wǎng)絡(luò)單元的連通性。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于可以將所述HPA塊集成在不同的基板上，這增加了所述設(shè)備的模塊性。
已經(jīng)示出并描述了新穎的交換設(shè)備安排、新穎的網(wǎng)絡(luò)單元和新穎的方法，這滿足了所要達(dá)到的所有目的和優(yōu)點(diǎn)。在考慮了本說明書和公開了優(yōu)選實(shí)施例的附圖之后，本發(fā)明的許多改變、修改、變化和其它使用和應(yīng)用對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言將變得顯而易見。所有不脫離本發(fā)明范圍的改變、修改、變化和其它使用和應(yīng)用被認(rèn)為是由本發(fā)明所覆蓋的，本發(fā)明僅受限于后面的權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.用于網(wǎng)絡(luò)單元的交叉連接輸入信號(hào)幀(STM-1)的交換設(shè)備安排(LOX)，所述幀的每一個(gè)包括分支和指針，所述安排(LOX)包括用于接收信號(hào)幀的輸入端口(5)、第一交叉連接級(jí)(SA)以及與所述第一級(jí)(SA)相連接的第二交叉連接級(jí)(SB)，每個(gè)交叉連接級(jí)(SA、SB)包括至少一個(gè)交換設(shè)備(SD)，該交換設(shè)備還包括至少一個(gè)TDM矩陣(M)，其特征在于，僅僅所述輸入端口(5)包括用于適當(dāng)修改所述信號(hào)幀的指針的裝置(HPA)，每個(gè)交換設(shè)備(SD)被設(shè)計(jì)用來交叉連接至少一部分所述信號(hào)幀的分支，并在其輸出產(chǎn)生延遲基準(zhǔn)幀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的交換設(shè)備安排，其特征在于，還至少包括與所述第二級(jí)(SB)相連接的第三交叉連接級(jí)(SC)，所述第三交叉連接級(jí)(SC)包括對(duì)應(yīng)于所述第一級(jí)(SA)的交換設(shè)備(SD)數(shù)目的若干交換設(shè)備(SD)。
3.用于交叉連接輸入信號(hào)幀(STM-1)的網(wǎng)絡(luò)單元，所述幀的每一個(gè)包括分支和指針，所述網(wǎng)絡(luò)單元包括至少一個(gè)交換設(shè)備安排(LOX)，所述安排(LOX)包括用于接收信號(hào)幀的輸入端口(5)、第一交叉連接級(jí)(SA)以及與所述第一級(jí)(SA)相連接的第二交叉連接級(jí)(SB)，每個(gè)交叉連接級(jí)(SA、SB)包括至少一個(gè)交換設(shè)備(SD)，該交換設(shè)備還包括至少一個(gè)TDM矩陣(M)，其特征在于，僅僅所述輸入端口(5)包括用于適當(dāng)修改所述信號(hào)幀的指針的裝置(HPA)，每個(gè)交換設(shè)備(SD)被設(shè)計(jì)用來交叉連接至少一部分所述信號(hào)幀的分支，并在其輸出產(chǎn)生延遲基準(zhǔn)幀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的網(wǎng)絡(luò)單元，其特征在于，所述至少一個(gè)交換設(shè)備安排至少包括與所述第二級(jí)(SB)相連接的第三交叉連接級(jí)(SC)，所述第三交叉連接級(jí)(SC)包括對(duì)應(yīng)于所述第一級(jí)(SA)的交換設(shè)備(SD)數(shù)目的若干交換設(shè)備(SD)。
5.用于交叉連接輸入信號(hào)幀(STM-1)的方法，所述幀的每一個(gè)包括分支和指針，所述方法包括下列步驟接收信號(hào)幀、在對(duì)應(yīng)的第一交叉連接級(jí)(SA)進(jìn)行第一交叉連接步驟、在對(duì)應(yīng)的與所述第一級(jí)(SA)相連接的第二交叉連接級(jí)(SB)進(jìn)行第二交叉連接步驟，每個(gè)交叉連接級(jí)(SA、SB)包括至少一個(gè)交換設(shè)備(SD)，該交換設(shè)備還具有至少一個(gè)TDM矩陣(M)，其特征在于這樣的步驟，僅僅在所述接收步驟(5)適當(dāng)修改(HPA)所述信號(hào)幀的指針，并且其特征還在于，所述交換設(shè)備(SD)的每一個(gè)被設(shè)計(jì)用來交叉連接至少一部分所述信號(hào)幀的分支，并在其輸出產(chǎn)生延遲基準(zhǔn)幀。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于這樣的步驟，在對(duì)應(yīng)的與所述第二級(jí)(SB)相連接的第三交叉連接級(jí)(SC)進(jìn)行第三交叉連接步驟，所述第三交叉連接級(jí)(SC)包括對(duì)應(yīng)于所述第一級(jí)(SA)的交換設(shè)備(SD)數(shù)目的若干交換設(shè)備(SD)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的方法，其特征在于，僅僅在所述接收步驟(5)修改所述信號(hào)幀的指針的步驟包括下列步驟在交換設(shè)備的第一級(jí)的輸入處定位低階分支，并且提供有固定位置的低階分支的幀，所述固定位置即具有固定值的AU指針和同相基準(zhǔn)幀。
全文摘要
公開了用于網(wǎng)絡(luò)單元的交叉連接輸入信號(hào)幀的交換設(shè)備安排。所述安排包括用于接收信號(hào)幀的輸入端口、第一交叉連接級(jí)以及與所述第一級(jí)相連接的第二交叉連接級(jí)，每個(gè)交叉連接級(jí)包括至少一個(gè)交換設(shè)備，該交換設(shè)備還包括至少一個(gè)TDM矩陣。根據(jù)本發(fā)明，僅所述輸入端口包括用于適當(dāng)修改所述信號(hào)幀的指針的HPA裝置。此外，每個(gè)交換設(shè)備被設(shè)計(jì)用來交叉連接至少一部分所述信號(hào)幀的分支，并在其輸出產(chǎn)生延遲基準(zhǔn)幀。
文檔編號(hào)H04Q3/68GK1708180SQ20051007218
公開日2005年12月14日 申請(qǐng)日期2005年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月4日
發(fā)明者S·加斯塔爾代洛, L·拉澤蒂, A·弗蘭薩, C·米納爾多 申請(qǐng)人:阿爾卡特公司