專利名稱：一種無(wú)阻塞可拓展多級(jí)光開關(guān)陣列及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光 通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無(wú)阻塞可拓展多級(jí)光開關(guān)陣列及其工作方法。
背景技術(shù)：
光通信技術(shù)自20世紀(jì)誕生以來(lái)，得到了很大的發(fā)展。目前，光網(wǎng)絡(luò)中鏈路上的傳送能力已經(jīng)超過(guò)Tbit/s級(jí)，而節(jié)點(diǎn)處理能力大多為Gbit/s級(jí)。因此，現(xiàn)階段光網(wǎng)絡(luò)的主要帶寬瓶頸是節(jié)點(diǎn)處的光/電/光過(guò)程中的電子處理能力限制。為了解決這一問(wèn)題，提出了節(jié)點(diǎn)處光域處理信號(hào)的光交叉連接(OXC)。光交叉連接具有多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的光接口，可將任一輸入端的光纖(或其中的某個(gè)波長(zhǎng)信號(hào))可控地連接到輸出端的任一光纖(或其中某個(gè)波長(zhǎng))中去，且整個(gè)過(guò)程完全在光域中實(shí)現(xiàn)。按照功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，OXC可以分為光纖交叉連接(FXC)，波長(zhǎng)選擇交叉連接(WSXC)和波長(zhǎng)交換交叉連接(WIXC)三類。光交換矩陣是光交叉連接中實(shí)現(xiàn)光交換和端口映射的關(guān)鍵部件。光交換矩陣通過(guò)將光互連鏈路和光開關(guān)按照一定的互連拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行組合，可以實(shí)現(xiàn)將輸入端口的光信號(hào)可控傳送到指定的輸出端口。光交換矩陣的實(shí)現(xiàn)可以根據(jù)需要采用不同類型的方案，一般應(yīng)考慮以下因素插入損耗、信噪比、阻塞特性和可擴(kuò)展性等。除此之外，還必須考慮光交換矩陣中光開關(guān)的規(guī)模(數(shù)量)光交換矩陣中所需的光開關(guān)越多，不僅會(huì)造成光交叉連接總體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度增加，同時(shí)總的插入損耗也越高。因此，在滿足光交叉連接端口性能的前提下應(yīng)盡可能減少光交換矩陣中光開關(guān)的數(shù)量。目前已經(jīng)提出的光交叉連接中光交換矩陣結(jié)構(gòu)有=Crossbar型、Benes型、擴(kuò)展Benes型和雙層結(jié)構(gòu)等。從光交叉連接的阻塞率性能而言可分為三類完全無(wú)阻塞無(wú)路徑?jīng)_突，即不存在兩路光信號(hào)同時(shí)占用同一個(gè)互連鏈路的情況?？赏瑫r(shí)實(shí)現(xiàn)任意輸入端口到任意輸出端口的互連通信。這種網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)阻塞無(wú)延時(shí)的交換，如Crossbar型。低阻塞存在低阻塞率的路徑?jīng)_突，這種結(jié)構(gòu)一般用于網(wǎng)絡(luò)交換發(fā)生較低的地方，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)交換發(fā)生頻繁時(shí)易出現(xiàn)阻塞?？芍貥?gòu)無(wú)阻塞網(wǎng)絡(luò)通過(guò)開關(guān)節(jié)點(diǎn)對(duì)路由重新設(shè)置，實(shí)現(xiàn)無(wú)阻塞互連通信。這種情況下輸入端口和輸出端口間的光通道改變時(shí)，為了避免阻塞，需要重新配置當(dāng)前交換矩陣中的光通道，完成無(wú)阻塞但有延時(shí)的交換。從光交換矩陣實(shí)現(xiàn)方案角度，可以分為單級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)和多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)。典型的單級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)是Crossbar交換網(wǎng)絡(luò)，這是一種縱橫交叉結(jié)構(gòu)的交換網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)縱橫交叉點(diǎn)都有一個(gè)開關(guān)節(jié)點(diǎn)，可獨(dú)立控制任一輸入端口到任一輸出端口的交換通信。Crossbar交換網(wǎng)絡(luò)是完全無(wú)阻塞網(wǎng)絡(luò)；整個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)僅包含一級(jí)光互連網(wǎng)絡(luò)；其缺點(diǎn)是開關(guān)節(jié)點(diǎn)多、開銷大，對(duì)輸入、輸出通道數(shù)為NXN交換網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)數(shù)為NXN。優(yōu)點(diǎn)是拓展控制簡(jiǎn)單，不需要復(fù)雜的路由算法。多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)是由多個(gè)交換級(jí)串聯(lián)組成。互連網(wǎng)絡(luò)中，小規(guī)模的交叉連接節(jié)點(diǎn)一般采用交叉節(jié)點(diǎn)按照crossbar結(jié)構(gòu)構(gòu)建。包括Clos網(wǎng)絡(luò)、Benes網(wǎng)絡(luò)、Waksman網(wǎng)絡(luò)、Banyan網(wǎng)絡(luò)等都是多級(jí)互連網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其中Benes網(wǎng)絡(luò)是Clos網(wǎng)絡(luò)中交換單元均為2X2交換結(jié)構(gòu)的特例，而Waksman網(wǎng)絡(luò)則對(duì)對(duì)Benes網(wǎng)絡(luò)中交換單元數(shù)目進(jìn)一步精簡(jiǎn)的結(jié)果。上述三種網(wǎng)絡(luò)Benes網(wǎng)絡(luò)、Waksman網(wǎng)絡(luò)、Banyan網(wǎng)絡(luò)都可以按照Clos三級(jí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架進(jìn)行遞歸擴(kuò)展。多級(jí)交換 網(wǎng)絡(luò)容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模端口數(shù)的交換，然而由于多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)中交換級(jí)數(shù)較多，因此尋址控制系統(tǒng)較復(fù)雜。除了成本和阻塞特性以外，網(wǎng)絡(luò)級(jí)數(shù)也是評(píng)價(jià)多級(jí)互連網(wǎng)絡(luò)其性能的一個(gè)重要參數(shù)。多級(jí)互連網(wǎng)絡(luò)的級(jí)數(shù)越高，連接建立以及信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)延越大，信號(hào)在傳輸過(guò)程中的損耗以及干擾越嚴(yán)重，連接的可靠性越差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的是針對(duì)現(xiàn)有光交換矩陣所存在的問(wèn)題，提出一種阻塞可拓展多級(jí)光開關(guān)陣列及其工作方法，主要涉及一種新的基于兩級(jí)交換結(jié)構(gòu)地多級(jí)光開關(guān)陣列結(jié)構(gòu)其中第一級(jí)為可配置交換分組結(jié)構(gòu)，第二級(jí)為無(wú)阻塞交換結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)交換分組結(jié)構(gòu)的配置，可以實(shí)現(xiàn)NXN到kNXkN的靈活拓展，從而完成光纖線路中節(jié)點(diǎn)光交叉連接矩陣的交換能力的動(dòng)態(tài)重配置和升級(jí)。為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明首先提出的一種阻塞可拓展多級(jí)光開關(guān)陣列，其是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種無(wú)阻塞可拓展多級(jí)光開關(guān)陣列，具有kN個(gè)輸入端和kN個(gè)輸出端，其特征在于其包括一個(gè)具有kN個(gè)輸入端和kN個(gè)輸出端的分組網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)由k個(gè)NXN的無(wú)阻塞交換單元A組成的交換網(wǎng)絡(luò)，所述分組網(wǎng)絡(luò)的kN個(gè)輸出端被均分為k組輸出組，可使其任一被選輸入端連接到任意一組輸出組的輸出端上；每一輸出組上的N個(gè)輸出端與一個(gè)所述的交換單元A上的N個(gè)輸入端依次連接；所述k和N分別為大于I的自然數(shù)。所述分組網(wǎng)絡(luò)由(k-1)個(gè)NXN的無(wú)阻塞交換單元C和N個(gè)kXk的無(wú)阻塞交換單元B構(gòu)成，其中，所述交換單元B的k個(gè)輸入端中，其第一輸入端形成所述分組網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)輸入端，另外(k-1)個(gè)輸入端依序連接到每個(gè)交換單元C的一個(gè)輸出端上；所述交換單元B的k個(gè)輸出端依序連接到每個(gè)交換單元A上的一個(gè)輸入端上；每個(gè)所述交換單元C的輸入端均作為所述分組網(wǎng)絡(luò)的輸入端，由此，所有交換單元B的第一輸入端依序形成所述kN個(gè)輸入端中第I至第N輸入端，所有交換單元C的(k-1)N個(gè)輸入端構(gòu)成所述kN個(gè)輸入端中第N+1至第kN輸入端。另外，本發(fā)明提供一種無(wú)阻塞可拓展多級(jí)光開關(guān)陣列的工作方法，其是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種無(wú)阻塞可拓展多級(jí)光開關(guān)陣列的工作方法，其特征在于該方法涉及上述的一種無(wú)阻塞可拓展多級(jí)光開關(guān)陣列，該多級(jí)光開關(guān)陣列的輸入及輸出鏈路數(shù)為變量M，該方法具有如下步驟對(duì)于所述交換單元C進(jìn)行編號(hào)，記為C1至Ck+并將編號(hào)為&的交換開關(guān)的輸入端作為所述kN個(gè)輸入端中第jN+1至第(j+l)N輸入端；
對(duì)于所述交換單元A進(jìn)行編號(hào)，記為A1至Ak，并將編號(hào)為Ah的交換開關(guān)的輸入端作為所述kN個(gè)輸出端中第(h-1) N+1至第hN輸出端；基于當(dāng)前M的值，根據(jù)iN彡M Xi-DN公式計(jì)算i的值，以及根據(jù)i的值決定所述多級(jí)光開關(guān)陣列的連接結(jié)構(gòu)；若i=l時(shí),關(guān)閉全部的所述交換單元C,以及啟用所述交換單元A1,其余交換單元A關(guān)閉；若i > I時(shí),啟動(dòng)交換單元C1至Ci+其余交換單元C關(guān)閉；啟動(dòng)交換單元A1至Ai,其余交換單元A關(guān)閉；所述M、j、h、i 均為自然數(shù),且 k_l ^ l>k^h^ 1>0< i^ko、對(duì)于以上所提供的一種阻塞可拓展多級(jí)光開關(guān)陣列以及該無(wú)阻塞可拓展多級(jí)光開關(guān)陣列的工作方法的技術(shù)方案，進(jìn)一步優(yōu)選的所述交換單元A、交換單元B和交換單元C均為Crossbar型交換矩陣。所述K <10。更進(jìn)一步優(yōu)選的所述K=2，也就是交換單元B為2X2的Crossbar型小型光開關(guān)。以上技術(shù)方案中所使用的術(shù)語(yǔ)“無(wú)阻塞”，在此特定義為交換單元的任一被選輸入端可連接到其任意一個(gè)輸出端上，從而實(shí)現(xiàn)交換功能。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是提出一種新的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)結(jié)合了單級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)在控制上簡(jiǎn)單的特點(diǎn)和多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)成本便宜和硬件復(fù)雜度低的優(yōu)勢(shì)，提出一種融合的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的繁忙程度選擇從NXN結(jié)構(gòu)靈活地拓展到kNX kN結(jié)構(gòu)，交換控制簡(jiǎn)單且具有嚴(yán)格的無(wú)阻塞特性。


通過(guò)下面結(jié)合附圖對(duì)其示例性實(shí)施例進(jìn)行的描述，本發(fā)明上述特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚和容易理解。圖I為本發(fā)明原理示意圖；圖2為本發(fā)明進(jìn)一步的原理示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例I的原理示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例2的原理示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解如圖1-4所示,標(biāo)號(hào)分別表示分組網(wǎng)絡(luò)D ;交換單元A =A^AfAk ;交換單元B仏為…Bn ;交換單元C :&、(V.. Clri。本發(fā)明提出的一種無(wú)阻塞可拓展多級(jí)光開關(guān)陣列，總體的設(shè)計(jì)思路如下多級(jí)光開關(guān)陣列基于兩級(jí)交換結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中第一級(jí)為可配置交換分組結(jié)構(gòu)，第二級(jí)為無(wú)阻塞交換結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)交換分組結(jié)構(gòu)的配置，可以實(shí)現(xiàn)NXN到kNXkN的靈活拓展，從而完成光纖線路中節(jié)點(diǎn)光交叉連接矩陣的交換能力的動(dòng)態(tài)重配置和升級(jí)。參見(jiàn)圖1，多級(jí)光開關(guān)陣列的第一級(jí)為具有kN個(gè)輸入端和kN個(gè)輸出端的分組網(wǎng)絡(luò)D，第二級(jí)由k個(gè)NXN的無(wú)阻塞交換單元A組成。所述分組網(wǎng)絡(luò)D的kN個(gè)輸出端被均分為k組輸出組，每組輸出組的端口數(shù)為N。分組網(wǎng)絡(luò)D用于實(shí)現(xiàn)其kN個(gè)輸入端中任一被選輸入端連接到任意一組輸出組的輸出端上。各輸出組上的N個(gè)輸出端與一個(gè)所述交換單元A上的N個(gè)輸入端依次連接，交換單元A實(shí)現(xiàn)各組內(nèi)的無(wú)阻塞交換。在上述多級(jí)光開關(guān)陣列工作時(shí),首先根據(jù)被選輸入端判斷其對(duì)應(yīng)被選輸出端屬于哪個(gè)交換單元A (設(shè)定為交換單元Ah)，然后分組網(wǎng)絡(luò)D將其分配到對(duì)應(yīng)交換單元Ah的輸出組中，交換單元Ah將其分配到對(duì)應(yīng)的被選輸出端即可完成整個(gè)多級(jí)光開關(guān)陣列的無(wú)阻塞交換。由上述原理可知，分組網(wǎng)絡(luò)D不要求具備全排列的能力，甚至 不要求具備全連通性。上述多級(jí)光開關(guān)陣列的輸出端口數(shù)等于k個(gè)交換單元A所有的輸出端口(共kN個(gè))，輸入端口即為分組網(wǎng)絡(luò)D的輸入端口，也就是說(shuō)具有kN個(gè)輸入端和kN個(gè)輸出端，并實(shí)現(xiàn)kN個(gè)輸入端和kN個(gè)輸出端之間的全排列。以上所述k和N分別大于I的自然數(shù)。進(jìn)一步的，分組網(wǎng)絡(luò)D的具體結(jié)構(gòu)可由(k-1)個(gè)NXN的無(wú)阻塞交換單元C和N個(gè)kXk的無(wú)阻塞交換單元B構(gòu)成。參加圖2，所述交換單元B的k個(gè)輸入端中，其第一輸入端形成所述分組網(wǎng)絡(luò)D的一個(gè)輸入端，另外(k-1)個(gè)輸入端依序連接到每個(gè)交換單元C的一個(gè)輸出端上；所述交換單元B的k個(gè)輸出端依序連接到每個(gè)交換單元A上的一個(gè)輸入端上。每個(gè)所述交換單元C的輸入端均作為所述分組網(wǎng)絡(luò)D的輸入端，由此，所有交換單元B的第一輸入端依序形成所述kN個(gè)輸入端中第I至第N輸入端，所有交換單元C的(k-1)N個(gè)輸入端構(gòu)成所述kN個(gè)輸入端中第N+1至第kN輸入端。上述交換單元A、交換單元B和交換單元C均采用Crossbar型交換矩陣。結(jié)合上述多級(jí)光開關(guān)陣列的結(jié)構(gòu)，設(shè)定多級(jí)光開關(guān)陣列的輸入及輸出鏈路數(shù)為一個(gè)變量M，以下將結(jié)合不同數(shù)值的M對(duì)于多級(jí)光開關(guān)陣列工作方法和工作原理進(jìn)行詳細(xì)描述首先對(duì)于所述交換單元C進(jìn)行編號(hào)，記為Cp C^CV1,并將編號(hào)為&的交換開關(guān)的輸入端作為所述kN個(gè)輸入端中第jN+1至第(j+1) N輸入端。j為自然數(shù)，且k-1彡j彡I。另外，對(duì)于所述交換單元A進(jìn)行編號(hào)，記為ApA^Ak,并將編號(hào)為Ah的交換開關(guān)的輸入端作為所述kN個(gè)輸出端中第(h-1) N+1至第hN輸出端。h為自然數(shù)，且k彡h彡I。輸入及輸出鏈路均應(yīng)依序接入多級(jí)光開關(guān)陣列的輸入和輸出端上?；诋?dāng)前M的值，根據(jù)iN彡M >(i_l)N公式計(jì)算i的值(i為自然數(shù)，且0< i ^k),以及根據(jù)i的值決定所述多級(jí)光開關(guān)陣列的連接結(jié)構(gòu)若i=l時(shí)，換而言之M < N，也就是輸入鏈路只需接入分組網(wǎng)絡(luò)D的I-N輸入端(僅接入交換單元B中的第一輸入端)即可滿足交需求。此時(shí)關(guān)閉全部的所述交換單元C(Ci、Cf(V1),以及啟用所述交換單元A1,其余交換單元A(AfAk)關(guān)閉。此時(shí)交換單元B全部設(shè)置為直連方式(請(qǐng)參見(jiàn)圖2中交換單元B的接入方式)，此時(shí)交換網(wǎng)絡(luò)的交換能力等同于一個(gè)NXN的交換結(jié)構(gòu)。若i=2時(shí)，換而言之2N SM > N，在網(wǎng)絡(luò)交換繁忙的情況下NXN crossbar結(jié)構(gòu)的交換網(wǎng)絡(luò)已不能完成交換能力的要求，需要2NX2N的交換結(jié)構(gòu)才能完成交換任務(wù)，此時(shí)啟動(dòng)交換單元C1,其余交換單元C關(guān)閉；啟動(dòng)交換單元A1至A2,其余交換單元A關(guān)閉。并重新配置多級(jí)光開關(guān)陣列中的交換單元的連接方式首先根據(jù)分組網(wǎng)絡(luò)D上的I-N輸入端所對(duì)應(yīng)的輸出端屬于交換結(jié)構(gòu)A1還是交換單元A2上的輸出端，以及根據(jù)分組網(wǎng)絡(luò)D上的N+1-2N輸入端(也就是交換單元C1的輸入端)所對(duì)應(yīng)的輸出端屬于交換結(jié)構(gòu)A1還是交換單元A2上的輸出端，來(lái)確定各交換單元B的交換方式。換而言之，N個(gè)交換單元B將輸入鏈路分成兩組輸出到兩個(gè)交換單元A中。之后，兩個(gè)交換單元ApA2將其各輸入端交換到指定的輸出端上，即完成了整個(gè)多 級(jí)光開關(guān)陣列2NX2N的無(wú)阻塞交換。進(jìn)一步的，若2N不能滿足交換需求時(shí)，也就是i > 2時(shí)，則啟動(dòng)交換單元C1至Ci+其余交換單元C關(guān)閉；啟動(dòng)交換單元A1至Ai,其余交換單元A關(guān)閉。則實(shí)現(xiàn)iNXiN的無(wú)阻塞交換。當(dāng)i=k時(shí)，整個(gè)多級(jí)光開關(guān)陣列達(dá)到最大支持的鏈路數(shù)，全部交換單元均啟動(dòng)。以上對(duì)于本發(fā)明的整個(gè)設(shè)計(jì)方案的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)描述，以下將提供幾種具體的實(shí)施方式，來(lái)輔助本領(lǐng)域技術(shù)人員理解本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思實(shí)施例I :參見(jiàn)圖3，此實(shí)施例I為一種精簡(jiǎn)的結(jié)構(gòu)，在實(shí)施例I中，N=2, k=3。換而言之，交換單元A、交換單元C均為2X2的小型光開關(guān)，而交換單元B為3X3的小型光開關(guān)。其連接方式和控制原理上文中已進(jìn)行詳細(xì)描述，在此不再贅述。而由圖3可以看出，實(shí)施例I中通過(guò)7個(gè)小型光開關(guān)(2 X 2和3 X 3規(guī)格)組成一個(gè)可從2 X 2擴(kuò)展到6X6的多級(jí)光開關(guān)陣列。實(shí)施例2 參見(jiàn)圖4，此實(shí)施例2為另一種簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)，在實(shí)施例2中，k=2。換而言之，交換單元B采用2X2的小型光開關(guān)。其連接方式和控制原理上文中已進(jìn)行詳細(xì)描述，在此不再贅述。而由圖4可以看出，實(shí)施例2中基于小型光開關(guān)(2X2及NXN規(guī)格)組合成大型(2NX2N規(guī)格)無(wú)阻塞可拓展多級(jí)光開關(guān)陣列。由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明所提供的一種多級(jí)光開關(guān)陣列中，交換單元A和交換單元C規(guī)格相同，整個(gè)開關(guān)陣列具有模塊化結(jié)構(gòu)。在建網(wǎng)初期，通過(guò)選擇交換單元B的規(guī)格來(lái)決定整個(gè)開關(guān)陣列的可擴(kuò)展規(guī)模，并接入現(xiàn)有交換規(guī)模所需要數(shù)量的交換單元A和交換單元C，以有效降低建網(wǎng)成本。隨著業(yè)務(wù)發(fā)展的需求，只需相應(yīng)地添加(或擴(kuò)展)模塊即可實(shí)現(xiàn)多級(jí)光開關(guān)陣列規(guī)模的擴(kuò)展。故此提供了一種可靈活擴(kuò)展性能的低建網(wǎng)成本的解決方案。本發(fā)明所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明以上實(shí)施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例之一，為篇幅限制，這里不能逐一列舉所有實(shí)施方式，任何可以體現(xiàn)本發(fā)明權(quán)利要求技術(shù)方案的實(shí)施，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。需要注意的是，以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施方式
僅限于此，在上述實(shí)施例的指導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行各種改進(jìn)和變形，而這些改進(jìn)或者變形落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)阻塞可拓展多級(jí)光開關(guān)陣列，具有kN個(gè)輸入端和kN個(gè)輸出端，其特征在于其包括一個(gè)具有kN個(gè)輸入端和kN個(gè)輸出端的分組網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)由k個(gè)NXN的無(wú)阻塞交換單元A組成的交換網(wǎng)絡(luò)，所述分組網(wǎng)絡(luò)的kN個(gè)輸出端被均分為k組輸出組，可使其任一被選輸入端連接到任意一組輸出組的輸出端上；每一輸出組上的N個(gè)輸出端與一個(gè)所述的交換單元A上的N個(gè)輸入端依次連接； 所述k和N分別為大于I的自然數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無(wú)阻塞可拓展多級(jí)光開關(guān)陣列，其特征在于所述分組網(wǎng)絡(luò)由(k-Ι)個(gè)NXN的無(wú)阻塞交換單元C和N個(gè)kXk的無(wú)阻塞交換單元B構(gòu)成，其中， 所述交換單元B的k個(gè)輸入端中，其第一輸入端形成所述分組網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)輸入端，另外(k-Ι)個(gè)輸入端依序連接到每個(gè)交換單元C的一個(gè)輸出端上；所述交換單元B的k個(gè)輸出端依序連接到每個(gè)交換單元A上的一個(gè)輸入端上； 每個(gè)所述交換單元C的輸入端均作為所述分組網(wǎng)絡(luò)的輸入端，由此，所有交換單元B的第一輸入端依序形成所述kN個(gè)輸入端中第I至第N輸入端，所有交換單元C的(k-Ι) N個(gè)輸入端構(gòu)成所述kN個(gè)輸入端中第N+1至第kN輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無(wú)阻塞可拓展多級(jí)光開關(guān)陣列，其特征在于所述交換單元A、交換單元B和交換單元C均為Crossbar型交換矩陣。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無(wú)阻塞可拓展多級(jí)光開關(guān)陣列，其特征在于所述K< 10。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種無(wú)阻塞可拓展多級(jí)光開關(guān)陣列，其特征在于所述K=2。
6.一種無(wú)阻塞可拓展多級(jí)光開關(guān)陣列的工作方法，其特征在于該方法涉及如權(quán)利要求2所述的一種無(wú)阻塞可拓展多級(jí)光開關(guān)陣列，該多級(jí)光開關(guān)陣列的輸入及輸出鏈路數(shù)為變量Μ，該方法具有如下步驟 對(duì)于所述交換單元C進(jìn)行編號(hào)，記為C1至Ck+并將編號(hào)為的交換開關(guān)的輸入端作為所述kN個(gè)輸入端中第jN+Ι至第(j+l)N輸入端； 對(duì)于所述交換單元A進(jìn)行編號(hào)，記為A1至Ak，并將編號(hào)為Ah的交換開關(guān)的輸入端作為所述kN個(gè)輸出端中第(h-1) N+1至第hN輸出端； 基于當(dāng)前M的值，根據(jù)iN > M > (i-1 )N公式計(jì)算i的值，以及根據(jù)i的值決定所述多級(jí)光開關(guān)陣列的連接結(jié)構(gòu)； 若i=l時(shí)，關(guān)閉全部的所述交換單元C,以及啟用所述交換單元A1,其余交換單元A關(guān)閉； 若i > I時(shí),啟動(dòng)交換單元C1至Ci+其余交換單元C關(guān)閉；啟動(dòng)交換單元A1至八1,其余交換單元A關(guān)閉； 所述M、j、h、i均為自然數(shù)，且k-Ι彡j彡l、k彡h彡1、0 < i彡k。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種無(wú)阻塞可拓展多級(jí)光開關(guān)陣列的工作方法，其特征在于所述交換單元A、交換單元B和交換單元C均為Crossbar型交換矩陣。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種無(wú)阻塞可拓展多級(jí)光開關(guān)陣列的工作方法，其特征在于所述K< 10。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種無(wú)阻塞可拓展多級(jí)光開關(guān)陣列的工作方法，其特征在于所述Κ=2。
全文摘要
本發(fā)明屬于光通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無(wú)阻塞可拓展多級(jí)光開關(guān)陣列及其工作方法。所述多級(jí)光開關(guān)陣列具有kN個(gè)輸入端和kN個(gè)輸出端，包括一個(gè)具有kN個(gè)輸入端和kN個(gè)輸出端的分組網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)由k個(gè)N×N的無(wú)阻塞交換單元A組成的交換網(wǎng)絡(luò)，所述分組網(wǎng)絡(luò)的kN個(gè)輸出端被均分為k組輸出組，可使其任一被選輸入端連接到任意一組輸出組的輸出端上；每一輸出組上的N個(gè)輸出端與一個(gè)所述的交換單元A上的N個(gè)輸入端依次連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是提出一種新的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)結(jié)合了單級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)在控制上簡(jiǎn)單的特點(diǎn)和多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)成本便宜和硬件復(fù)雜度低的優(yōu)勢(shì)，提出一種融合的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的繁忙程度選擇從N×N結(jié)構(gòu)靈活地拓展到kN×kN結(jié)構(gòu)，交換控制簡(jiǎn)單且具有嚴(yán)格的無(wú)阻塞特性。
文檔編號(hào)H04Q11/00GK102740177SQ201210248180
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日
發(fā)明者萬(wàn)爭(zhēng), 沈建華, 胡小輝, 許榮剛, 黃建培 申請(qǐng)人:上海匯玨網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備有限公司