混合電路-分組交換機(jī)的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]為了增加數(shù)據(jù)吞吐量，可部署光通信網(wǎng)絡(luò)。光通信網(wǎng)絡(luò)包括光路(例如光纖、光波導(dǎo)等)，光信號(hào)可通過光路在源端點(diǎn)和目的地端點(diǎn)之間傳輸。
[0002]交換機(jī)被部署在光通信網(wǎng)絡(luò)中以在端點(diǎn)之間路由數(shù)據(jù)。由源端點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)可由交換機(jī)接收，且交換機(jī)可沿著通信路徑將數(shù)據(jù)路由到另一交換機(jī)或目的地端點(diǎn)。
【附圖說明】
[0003]關(guān)于下面的附圖描述一些實(shí)施例。
[0004]圖1A和圖1B是根據(jù)一些實(shí)施方式的合并混合電路-分組設(shè)備的示例系統(tǒng)的方框圖。
[0005]圖2是根據(jù)一些實(shí)施方式的混合電路-分組交換設(shè)備的方框圖。
[0006]圖3是根據(jù)一些實(shí)施方式的在混合電路-分組交換設(shè)備中的電路交換機(jī)的方框圖。
[0007]圖4是根據(jù)另外的實(shí)施方式的在混合電路-分組交換設(shè)備中的光電路交換機(jī)的方框圖。
[0008]圖5是根據(jù)另外的實(shí)施方式的在光學(xué)交換元件中的部件的方框圖。
[0009]圖6是根據(jù)可替代實(shí)施方式的多色光電路交換設(shè)備的方框圖。
[0010]圖7是根據(jù)一些實(shí)施方式的通信過程的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]在光通信網(wǎng)絡(luò)中使用的交換機(jī)可包括分組交換機(jī)和電路交換機(jī)。分組交換機(jī)可以指基于包含在分組中的內(nèi)容(和更具體地，頭信息)沿著選定路徑路由分組的交換機(jī)。分組的頭信息可包括源地址和目的地地址。在一些情況下，分組的頭信息還可包括源端口號(hào)和目的地端口號(hào)以及其它信息。分組交換機(jī)可以對(duì)路由信息(例如路由表)具有訪問權(quán)，分組交換機(jī)可使用該路由信息將引入分組路由到多個(gè)路徑中的選定路徑。分組交換機(jī)可基于頭信息執(zhí)行路由信息的查找以識(shí)別引入分組的目標(biāo)輸出路徑。
[0012]在分組交換中，不在源端點(diǎn)和目的地端點(diǎn)之間建立專用通信通道或電路。“端點(diǎn)”可以指能夠在光通信網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行通信的電子設(shè)備。電子設(shè)備的例子可包括下列項(xiàng)中的任一種:筆記本計(jì)算機(jī)、桌上型計(jì)算機(jī)、服務(wù)器計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、智能電話、游戲器具、電視機(jī)頂盒、存儲(chǔ)設(shè)備等。
[0013]電路交換機(jī)實(shí)現(xiàn)電路交換，其中在源端點(diǎn)和目的地端點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)中提供專用通信通道或電路。專用電路保證用于通過電路通信的特定帶寬和服務(wù)質(zhì)量。只要通信會(huì)話在源端點(diǎn)和目的地端點(diǎn)之間建立，則電路被維持。
[0014]分組交換和電路交換可以對(duì)不同類型的通信更有效。電路交換可以對(duì)高持續(xù)性業(yè)務(wù)流更有效。高持續(xù)性業(yè)務(wù)流可以指在相對(duì)長(zhǎng)的一段時(shí)間期間持續(xù)的數(shù)據(jù)的流。音頻流或視頻流是高持續(xù)性業(yè)務(wù)流的例子，因?yàn)橐纛l數(shù)據(jù)或視頻數(shù)據(jù)的通常持續(xù)的流從源端點(diǎn)傳輸?shù)侥康牡囟它c(diǎn)。使用電路交換，這個(gè)高持續(xù)性業(yè)務(wù)流可以通過專用電路更有效地被傳輸，這減少時(shí)延和功率消耗。
[0015]然而，電路交換可能對(duì)可隨著時(shí)間而改變的突發(fā)業(yè)務(wù)不是有效的。突發(fā)業(yè)務(wù)是指以多個(gè)突發(fā)發(fā)生的數(shù)據(jù)傳輸，其中業(yè)務(wù)的突發(fā)可跟隨一時(shí)間間隔(其中沒有或有減少的業(yè)務(wù))，后面是業(yè)務(wù)的又一突發(fā)。使用電路交換來傳輸突發(fā)業(yè)務(wù)可能不是有效的，因?yàn)闃I(yè)務(wù)的突發(fā)性質(zhì)可使用于電路交換的電路被重復(fù)地設(shè)置并釋放。如果在業(yè)務(wù)突發(fā)之間有相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間間隔(其中沒有業(yè)務(wù)被傳遞)，則電路可被釋放。突發(fā)業(yè)務(wù)也可快速改變目的地，其中交換機(jī)必須在短時(shí)間段內(nèi)改變?cè)谳斎牒洼敵鲋g的連接。分組交換對(duì)傳輸突發(fā)業(yè)務(wù)更有效。
[0016]在傳統(tǒng)上，光通信網(wǎng)絡(luò)的分組交換機(jī)和電路交換機(jī)是可安置在單獨(dú)的外殼中的不同設(shè)備。作為結(jié)果，對(duì)單獨(dú)的分組交換機(jī)和電路交換機(jī)使用單獨(dú)的部件，其中這樣的部件可包括電纜(其可包括電氣電纜和光纖或波導(dǎo))、連接器和其它結(jié)構(gòu)。用于將分組交換機(jī)和電路交換機(jī)部署在光通信網(wǎng)絡(luò)中的單獨(dú)部件的使用可增加它的成本和復(fù)雜性。
[0017]根據(jù)一些實(shí)施方式，不是使用用于部署分組交換機(jī)和電路交換機(jī)的單獨(dú)部件，圖1描繪根據(jù)一些實(shí)施方式的混合電路-分組交換設(shè)備102的使用?；旌想娐?分組交換設(shè)備102是包括分組交換功能和電路交換功能的集成封裝?；旌想娐?分組交換機(jī)102將各種端點(diǎn)104互連。端點(diǎn)104可包括不同類型的設(shè)備，例如服務(wù)器計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)設(shè)備等。
[0018]通過使用根據(jù)一些實(shí)施方式的混合電路-分組交換設(shè)備102，可共用用于執(zhí)行分組交換通信和電路交換通信的同一組通信路徑106(包括光路)。光路可以指光纖、光纖的集合、光波導(dǎo)、光波導(dǎo)的集合或用于傳播光信號(hào)的任何其它介質(zhì)或媒介。
[0019]通過共用用于分組交換通信和電路交換通信的同一組通信路徑106，將不必提供單獨(dú)組的通信路徑(一組通信路徑用于分組交換通信，而另一組通信路徑用于電路交換通信)和相關(guān)部件(例如連接器和其它部件)。
[0020]圖1A還示出能夠通過混合電路-分組交換設(shè)備102來控制數(shù)據(jù)的路由的網(wǎng)絡(luò)管理實(shí)體108。在一些實(shí)施方式中，可在光通信網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)。使用SDN，下層物理網(wǎng)絡(luò)(由包括混合電路-分組交換機(jī)102的交換機(jī)構(gòu)成)可被抽象化并呈現(xiàn)為對(duì)較高級(jí)應(yīng)用的服務(wù)或例如由網(wǎng)絡(luò)管理實(shí)體108提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)管理實(shí)體108可包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(或多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng))，機(jī)器可讀指令在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上可執(zhí)行來提供混合電路-分組交換機(jī)102的SDN控制。
[0021]SDN框架有效地將聯(lián)網(wǎng)分成控制面和數(shù)據(jù)面?？刂泼嬗煽赏ㄟ^光通信網(wǎng)絡(luò)來控制業(yè)務(wù)的路由的網(wǎng)絡(luò)管理實(shí)體108提供。數(shù)據(jù)面由包括混合電路-分組交換設(shè)備102的交換機(jī)提供，交換機(jī)基于由網(wǎng)絡(luò)管理實(shí)體108提供的控制信息109轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。由網(wǎng)絡(luò)管理實(shí)體108提供的控制信息109由混合電路-分組交換設(shè)備102使用以在混合電路-分組交換設(shè)備102的輸入端口和輸出端口之間傳遞數(shù)據(jù)。
[0022]根據(jù)一些實(shí)施方式，控制信息109也由混合電路-分組交換設(shè)備102使用以確定任何特定的數(shù)據(jù)是否使用分組交換或電路交換被傳遞，如下面進(jìn)一步討論的。
[0023 ]由網(wǎng)絡(luò)管理實(shí)體108提供的控制信息109可由在網(wǎng)絡(luò)管理實(shí)體108中執(zhí)行的應(yīng)用程序或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)確定?？商娲?，可基于例如來自網(wǎng)絡(luò)管理員(或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理員)的用戶輸入來確定由網(wǎng)絡(luò)管理實(shí)體108提供的控制信息109。
[0024]圖1A只示出一個(gè)混合電路-分組交換設(shè)備102。在可替代的例子中，光通信網(wǎng)絡(luò)可包括例如在圖1B中所示的交換機(jī)群集110中的多個(gè)混合電路-分組交換設(shè)備102。在交換機(jī)群集110中的混合電路-分組交換設(shè)備102可一起耦合在給定拓?fù)淅鐦渫負(fù)浠蚱渌旨?jí)拓?fù)渲小?br>[0025]可在可包括使用交換機(jī)群集110互連的好幾千個(gè)端點(diǎn)104的大數(shù)據(jù)中心中使用圖1B的布置。
[0026]在圖2中示出示例混合電路-分組交換設(shè)備102。在圖2中描繪的部件可以是被包括在混合電路-分組交換設(shè)備102的殼體202內(nèi)的集成模塊的部分?；旌想娐?分組交換設(shè)備102包括連接到輸入光端口 206和輸出光端口 208的光子收發(fā)器204。輸入光端口 206接收輸入光信號(hào)，而輸出光端口 208傳輸輸出光信號(hào)。注意，端口 206和208中的每個(gè)可以是雙向的(換句話說，每個(gè)端口 206或208可接收并傳輸數(shù)據(jù))。
[0027]光子收發(fā)器204將在輸入光端口處接收的輸入光信號(hào)轉(zhuǎn)換成可被提供到集成電路芯片212的輸入/輸出(I/O)接口 210的電信號(hào)205。集成電路芯片212可以是專用集成電路(ASIC)芯片、微控制器、可編程門陣列(PGA)、微處理器等。雖然在圖2中只示出一個(gè)集成電路芯片212，注意，可在混合電路-分組交換設(shè)備102中的多于一個(gè)集成電路芯片上提供圖2所示的各種部件。
[0028]I/O接口 210包括從光子收發(fā)器204接收輸入電信號(hào)205的接收電路210A和將電信號(hào)207輸出到光子收發(fā)器204的輸出電路210B。光子收發(fā)器204將輸出電信號(hào)207轉(zhuǎn)換成光信號(hào)以便通過輸出光端口 208傳輸。
[0029]由I/O接口210接收的輸入電信號(hào)205與引入數(shù)據(jù)(由混合電路-分組交換設(shè)備102接收)對(duì)應(yīng)，而來自I /0接口 210的輸出電信號(hào)207與外發(fā)數(shù)據(jù)(用于由混合電路-分組交換設(shè)備102傳輸)對(duì)應(yīng)。
[0030]引入數(shù)據(jù)從I/O接口210傳輸?shù)诫娐方粨Q機(jī)214，其能夠?qū)⒁霐?shù)據(jù)選擇性地傳遞到分組交換機(jī)216或直接傳遞到I/O接口 210的輸出電路210B用于作為外發(fā)數(shù)據(jù)而輸出。注意，電路交換機(jī)214接收引入數(shù)據(jù)而沒有使用在混合電路-分組交換設(shè)備102中的緩沖器的引入數(shù)據(jù)的任何緩沖。
[0031]電路交換機(jī)214在控制邏輯218的控制下將數(shù)據(jù)選擇性地傳遞到分組交換機(jī)216或多個(gè)輸出光端口 208中的選定的一個(gè)輸出光端口?？刂七壿?18可提供用于控制在電路交換機(jī)214中的交換元件的控制信號(hào)219。在一些例子中，可使用在集成電路芯片212的處理電路上可執(zhí)行的機(jī)器可讀指令來實(shí)現(xiàn)控制邏輯218。
[0032]在一些實(shí)施方式中，控制邏輯218包括與在圖1A或圖1B中所示的網(wǎng)絡(luò)管理實(shí)體108協(xié)作的SDN控制邏輯。如上面討論的，網(wǎng)絡(luò)