專利名稱:嚴(yán)格無阻塞的交換網(wǎng)絡(luò)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及通信領(lǐng)域中的數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)，具體涉及一種嚴(yán)格無阻塞的交換網(wǎng)絡(luò)。該交換網(wǎng)絡(luò)采用6個(gè)NxN（N必須為4的倍數(shù)）的交換芯片，實(shí)現(xiàn)一個(gè)交叉規(guī)模為2Nx2N的嚴(yán)格無阻塞交換網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)NxN交換芯片都設(shè)有N個(gè)入通道和N個(gè)出通道，6個(gè)NxN交換芯片配合，構(gòu)建出2Nx2N交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即可實(shí)現(xiàn)2N個(gè)通道入2N個(gè)通道出的嚴(yán)格無阻塞交換網(wǎng)絡(luò)。本實(shí)用新型所產(chǎn)生的有益效果是：精簡(jiǎn)了交換架構(gòu)，降低了級(jí)聯(lián)走線的數(shù)量和難度，降低了硬件成本，提高了交換時(shí)選擇路由的靈活性。
【專利說明】嚴(yán)格無阻塞的交換網(wǎng)絡(luò)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及通信領(lǐng)域中的數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)，具體涉及一種嚴(yán)格無阻塞的交換網(wǎng) 絡(luò)。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著通信技術(shù)的迅速發(fā)展，人們對(duì)數(shù)據(jù)交換的需求逐漸提高。傳統(tǒng)的交換技術(shù)，女口 化ossBar交換和Clos網(wǎng)絡(luò)，雖然滿足了一定的應(yīng)用需求，能夠保證交換是嚴(yán)格無阻塞或廣 義無阻塞的，但也有一些不足，如；交換結(jié)構(gòu)鹿大，級(jí)聯(lián)走線復(fù)雜，硬件成本過高等。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型的目的就是要解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，特別提供一種結(jié)構(gòu)精 簡(jiǎn)，級(jí)聯(lián)走線巧妙的嚴(yán)格無阻塞的交換網(wǎng)絡(luò)。
[0004] 本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是；一種嚴(yán)格無阻塞的交換網(wǎng)絡(luò)，其特征在于：該交 換網(wǎng)絡(luò)為2化2N交換網(wǎng)絡(luò)，由6個(gè)化N且N必須為4的倍數(shù)的交換芯片搭建而成，每個(gè)化N 交換芯片都設(shè)有N個(gè)入通道和N個(gè)出通道，其中的第一化N交換芯片、第二化N交換芯片、 第H化N交換芯片和第四化N交換芯片分別設(shè)有與交換網(wǎng)絡(luò)外部連接的N/2個(gè)入通道和與 交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部連接的N/2個(gè)入通道W及與交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部連接的N個(gè)出通道；第五化N交換 芯片和第六化N交換芯片分別設(shè)有與交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部連接的N個(gè)入通道W及與交換網(wǎng)絡(luò)外部 連接的N個(gè)出通道；其中第一化N交換芯片和第二化N交換芯片的N/4個(gè)入通道和N/4個(gè) 出通道分別與第H化N交換芯片和第四化N交換芯片的N/4個(gè)出通道及N/4個(gè)入通道相 連；第一化N交換芯片和第二化N交換芯片的N/2個(gè)出通道分別與第五化N交換芯片的兩 組N/2個(gè)入通道相連；第H化N交換芯片和第四化N交換芯片的N/2個(gè)出通道分別與第六 化N交換芯片的兩組N/2個(gè)入通道相連。
[0005] 本實(shí)用新型采用6個(gè)化N (N必須為4的倍數(shù)）的交換芯片，實(shí)現(xiàn)一個(gè)交叉規(guī)模為 2化2N的嚴(yán)格無阻塞交換網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)化N交換芯片為N個(gè)通道入和N個(gè)通道出，6個(gè)化N交 換芯片配合，構(gòu)建出圖1所示的2化2N交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即可實(shí)現(xiàn)2N個(gè)通道入2N個(gè)通道出的 嚴(yán)格無阻塞交換網(wǎng)絡(luò)。
[0006] 本實(shí)用新型所產(chǎn)生的有益效果是；精簡(jiǎn)了交換架構(gòu)，降低了級(jí)聯(lián)走線的數(shù)量和難 度，降低了硬件成本，提高了交換時(shí)選擇路由的靈活性。

【附圖說明】

[0007] 圖1是2化2N交換網(wǎng)絡(luò)示意圖；
[0008] 圖2是32x32交換網(wǎng)絡(luò)示意圖；
[0009] 圖3是32x32交換網(wǎng)絡(luò)詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖；
[0010] 圖4是8x8交換網(wǎng)絡(luò)示意圖；
[0011] 圖5是4x4交換網(wǎng)絡(luò)示意圖（a);
[0012] 圖6是4x4交換網(wǎng)絡(luò)示意圖（b);
[0013] 圖7是4x4交換網(wǎng)絡(luò)詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖；
[0014] 圖8是32x32光通信設(shè)備前視圖；
[0015] 圖9是32x32光通信設(shè)備側(cè)視圖；
[0016] 圖10是32x32光通信設(shè)備通信示意圖；
[0017] 圖11是32x32 clos交換網(wǎng)絡(luò)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018] W下結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明：
[0019] 參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型的嚴(yán)格無阻塞的交換網(wǎng)絡(luò)為2化2N交換網(wǎng)絡(luò)，由6個(gè)化N且 N必須為4的倍數(shù)的交換芯片搭建而成，每個(gè)化N交換芯片都設(shè)有N個(gè)入通道和N個(gè)出通 道，其中的第一化N交換芯片1、第二化N交換芯片2、第H化N交換芯片3和第四化N交換 芯片4分別設(shè)有與交換網(wǎng)絡(luò)外部連接的N/2個(gè)入通道和與交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部連接的N/2個(gè)入通 道W及與交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部連接的N個(gè)出通道；第五化N交換芯片5和第六化N交換芯片6分 別設(shè)有與交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部連接的N個(gè)入通道W及與交換網(wǎng)絡(luò)外部連接的N個(gè)出通道；其中第 一化N交換芯片1和第二化N交換芯片2的N/4個(gè)入通道和N/4個(gè)出通道分別與第H化N 交換芯片3和第四化N交換芯片4的N/4個(gè)出通道及N/4個(gè)入通道相連；第一化N交換芯 片1和第二化N交換芯片2的N/2個(gè)出通道分別與第五化N交換芯片5的兩組N/2個(gè)入通 道相連；第H化N交換芯片3和第四化N交換芯片4的N/2個(gè)出通道分別與第六化N交換 芯片6的兩組N/2個(gè)入通道相連。
[0020] 實(shí)施例：下面W N=16為例，進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0021] 參照?qǐng)D2,采用6個(gè)3316交換芯片，實(shí)現(xiàn)一個(gè)交叉規(guī)模為32x32的嚴(yán)格無阻塞交 換網(wǎng)絡(luò)。其中3316交換芯片為16通道入和16通道出，能夠?qū)崿F(xiàn)16x16的交換結(jié)構(gòu)。6個(gè) 3316交換芯片配合，構(gòu)建出圖2所示的交換結(jié)構(gòu)，即可實(shí)現(xiàn)32通道入32通道出的嚴(yán)格無阻 塞交換網(wǎng)絡(luò)。
[0022] 32x32交換網(wǎng)絡(luò)總體說明如下：
[0023] 本實(shí)施例的32x32交換網(wǎng)絡(luò)由6個(gè)VSC3316交換芯片互聯(lián)而成。其中，32個(gè)入通 道分別分布在編號(hào)為1、2、3、4的四個(gè)VSC3316交換芯片上，32個(gè)出通道分別分布在編號(hào)為 5、6的兩個(gè)VSC3316交換芯片上。為描述清晰，W下將32個(gè)與交換網(wǎng)絡(luò)外部相連的入通道 標(biāo)記為im?IN32,32個(gè)與交換網(wǎng)絡(luò)外部相連的出通道標(biāo)記為0UT1?0UT32,標(biāo)記后的交換網(wǎng) 絡(luò)如圖3所示。
[0024] 參照?qǐng)D3,32x32交換網(wǎng)絡(luò)由6個(gè)VSC3316交換芯片搭建而成，每個(gè)VSC3316交換 芯片都設(shè)有16個(gè)入通道和16個(gè)出通道，其中的第一 VSC3316交換芯片1、第二VSC3316交 換芯片2、第H VSC3316交換芯片3和第四VSC3316交換芯片4分別設(shè)有與交換網(wǎng)絡(luò)外部 連接的8個(gè)入通道，標(biāo)記分別為im?IN8、IN9?IN16、IN17?IN24和IN25?IN32 ;還分別設(shè)有 與交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部連接的8個(gè)入通道W及與交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部連接的16個(gè)出通道；第五VSC3316 交換芯片5和第六VSC3316交換芯片6分別設(shè)有與交換網(wǎng)絡(luò)外部連接的16個(gè)出通道，標(biāo)記 分別為0UT1?0UT16和0UT1廣0UT32,還設(shè)有與交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部連接的16個(gè)入通道；其中第 一 VSC3316交換芯片1和第二VSC3316交換芯片2的4個(gè)入通道和4個(gè)出通道分別與第 H VSC3316交換芯片3和第四VSC3316交換芯片4的4個(gè)出通道及4個(gè)入通道相連；第一 VSC3316交換芯片1和第二VSC3316交換芯片2的8個(gè)出通道分別與第五VSC3316交換芯 片5的兩組8個(gè)入通道相連；第H VSC3316交換芯片3和第四VSC3316交換芯片4的8個(gè) 出通道分別與第六VSC3316交換芯片6的兩組8個(gè)入通道相連。
[00巧]32x32交換網(wǎng)絡(luò)嚴(yán)格無阻塞證明；首先明確嚴(yán)格無阻塞的定義，對(duì)于一種交換網(wǎng) 絡(luò)，嚴(yán)格無阻塞是指不管采用何種選路策略，都不存在任何阻塞狀態(tài)。并且本實(shí)用新型所提 到的嚴(yán)格無阻塞，只限單播。單播是指，在一種交換網(wǎng)絡(luò)中，任何一路輸入最多只交換到一 路輸出。
[0026] 要證明圖3所示的32x32交換網(wǎng)絡(luò)是嚴(yán)格無阻塞的，設(shè)計(jì)思路如下：
[0027] 1.剖析該網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并對(duì)該網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行拆解，將32x32交換網(wǎng)絡(luò)拆分為 四個(gè)8x8交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，8x8的交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖見圖4。如果證明了該8x8交換網(wǎng)絡(luò)是嚴(yán)格 無阻塞的，那么四個(gè)8x8交換網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的32x32交換網(wǎng)絡(luò)也是嚴(yán)格無阻塞的，因?yàn)樗膫€(gè)8x8 交換網(wǎng)絡(luò)各自在做交換，互不影響。
[0028] 2.要證明圖4所示的8x8交換網(wǎng)絡(luò)是嚴(yán)格無阻塞的，可W先對(duì)8x8交換網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行 拆解，拆解成如圖5和圖6所示的兩個(gè)4x4交換網(wǎng)絡(luò)。如果證明了兩個(gè)4x4交換網(wǎng)絡(luò)是嚴(yán) 格無阻塞的，那么兩個(gè)4x4交換網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的8x8也是嚴(yán)格無阻塞的，因?yàn)閮蓚€(gè)4x4各自在做 交換，互不影響。
[0029] 3.因此，要證明32x32交換交換網(wǎng)絡(luò)是嚴(yán)格無阻塞的，只要證明圖5和圖6所示 的兩個(gè)4x4交換網(wǎng)絡(luò)是嚴(yán)格無阻塞的即可。
[0030] 分析圖5和圖6所示的兩個(gè)4x4交換網(wǎng)絡(luò)，可W看出圖5的4x4交換網(wǎng)絡(luò)水平翻 轉(zhuǎn)180度，即可得到圖6所示的4x4交換網(wǎng)絡(luò)。因此只要證明出圖5所示的4x4交換網(wǎng)絡(luò) 是嚴(yán)格無阻塞的，那么圖6所示的4x4交換網(wǎng)絡(luò)同樣是嚴(yán)格無阻塞的。
[0031] 為證明圖5所示網(wǎng)絡(luò)，對(duì)圖5所示的交換網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行詳細(xì)標(biāo)注，詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖如圖7所 /J、- 〇
[0032] 參照?qǐng)D7,標(biāo)記IN1、IN2、IN3、IM分別為編號(hào)1、2、3、4的VSC3316交換芯片的入 端口；標(biāo)記0UT1、0UT2、0UT3、0UT4分別為編號(hào)5、6的VSC3316交換芯片的出端口。
[0033] 依次列出W上四個(gè)入端口到兩個(gè)出端口，所有可能的鏈路如下：
[0034]

【權(quán)利要求】
1. 一種嚴(yán)格無阻塞的交換網(wǎng)絡(luò)，其特征在于：該交換網(wǎng)絡(luò)為2化2N交換網(wǎng)絡(luò)，由6個(gè) 化N且N必須為4的倍數(shù)的交換芯片搭建而成，每個(gè)化N交換芯片都設(shè)有N個(gè)入通道和N 個(gè)出通道，其中的第一化N交換芯片（1)、第二化N交換芯片（2)、第H化N交換芯片（3)和 第四化N交換芯片（4)分別設(shè)有與交換網(wǎng)絡(luò)外部連接的N/2個(gè)入通道和與交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部連 接的N/2個(gè)入通道W及與交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部連接的N個(gè)出通道；第五化N交換芯片（5)和第六 化N交換芯片（6)分別設(shè)有與交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部連接的N個(gè)入通道W及與交換網(wǎng)絡(luò)外部連接的 N個(gè)出通道；其中第一化N交換芯片（1)和第二化N交換芯片（2)的N/4個(gè)入通道和N/4個(gè) 出通道分別與第H化N交換芯片（3)和第四化N交換芯片（4)的N/4個(gè)出通道及N/4個(gè)入 通道相連；第一化N交換芯片（1)和第二化N交換芯片（2)的N/2個(gè)出通道分別與第五化N 交換芯片（5)的兩組N/2個(gè)入通道相連；第H化N交換芯片（3)和第四化N交換芯片（4)的 N/2個(gè)出通道分別與第六化N交換芯片（6)的兩組N/2個(gè)入通道相連。
【文檔編號(hào)】H04L12-931GK204291038SQ201420695646
【發(fā)明者】劉佳, 張睿, 張曉峰, 錢瑞杰, 王東鋒, 陳偉峰, 孫靜, 李洋, 王文博, 楊純璞 [申請(qǐng)人]天津光電通信技術(shù)有限公司