一种实现严格无阻塞的交换网络制造技术

本发明专利技术涉及通信领域中的数据交换网络，具体涉及一种实现严格无阻塞的交换网络。该交换网络采用6个NxN（N必须为4的倍数）的交换芯片，实现一个交叉规模为2Nx2N的严格无阻塞交换网络。每个NxN交换芯片都设有N个入通道和N个出通道，6个NxN交换芯片配合，构建出2Nx2N交换网络结构，即可实现2N个通道入2N个通道出的严格无阻塞交换网络。本发明专利技术所产生的有益效果是：精简了交换架构，降低了级联走线的数量和难度，降低了硬件成本，提高了交换时选择路由的灵活性。

【技术实现步骤摘要】
一种实现严格无阻塞的交换网络
本专利技术涉及通信领域中的数据交换网络，具体涉及一种实现严格无阻塞的交换网络。
技术介绍
随着通信技术的迅速发展，人们对数据交换的需求逐渐提高。传统的交换技术，如CrossBar交换和Clos网络，虽然满足了一定的应用需求，能够保证交换是严格无阻塞或广义无阻塞的，但也有一些不足，如：交换结构庞大，级联走线复杂，硬件成本过高等。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要解决上述现有技术中存在的问题，特别提供一种结构精简，级联走线巧妙的严格无阻塞的交换网络。本专利技术采取的技术方案是：一种实现严格无阻塞的交换网络，其特征在于：该交换网络为2Nx2N交换网络，由6个NxN且N必须为4的倍数的交换芯片搭建而成，每个NxN交换芯片都设有N个入通道和N个出通道，其中的第一NxN交换芯片、第二NxN交换芯片、第三NxN交换芯片和第四NxN交换芯片分别设有与交换网络外部连接的N/2个入通道和与交换网络内部连接的N/2个入通道以及与交换网络内部连接的N个出通道；第五NxN交换芯片和第六NxN交换芯片分别设有与交换网络内部连接的N个入通道以及与交换网络外部连接的N个出通道；其中第一NxN交换芯片和第二NxN交换芯片的N/4个入通道和N/4个出通道分别与第三NxN交换芯片和第四NxN交换芯片的N/4个出通道及N/4个入通道相连；第一NxN交换芯片和第二NxN交换芯片的N/2个出通道分别与第五NxN交换芯片的两组N/2个入通道相连；第三NxN交换芯片和第四NxN交换芯片的N/2个出通道分别与第六NxN交换芯片的两组N/2个入通道相连。本专利技术采用6个NxN（N必须为4的倍数）的交换芯片，实现一个交叉规模为2Nx2N的严格无阻塞交换网络。每个NxN交换芯片为N个通道入和N个通道出，6个NxN交换芯片配合，构建出图1所示的2Nx2N交换网络结构，即可实现2N个通道入2N个通道出的严格无阻塞交换网络。本专利技术所产生的有益效果是：精简了交换架构，降低了级联走线的数量和难度，降低了硬件成本，提高了交换时选择路由的灵活性。附图说明图1是2Nx2N交换网络示意图；图2是32x32交换网络示意图；图3是32x32交换网络详细结构图；图4是8x8交换网络示意图；图5是4x4交换网络示意图（a）；图6是4x4交换网络示意图（b）；图7是4x4交换网络详细结构图；图8是32x32光通信设备前视图；图9是32x32光通信设备侧视图；图10是32x32光通信设备通信示意图；图11是32x32clos交换网络示意图。具体实施方式以下结合实施例和附图对本专利技术作进一步说明：参照图1，本专利技术的严格无阻塞的交换网络为2Nx2N交换网络，由6个NxN且N必须为4的倍数的交换芯片搭建而成，每个NxN交换芯片都设有N个入通道和N个出通道，其中的第一NxN交换芯片1、第二NxN交换芯片2、第三NxN交换芯片3和第四NxN交换芯片4分别设有与交换网络外部连接的N/2个入通道和与交换网络内部连接的N/2个入通道以及与交换网络内部连接的N个出通道；第五NxN交换芯片5和第六NxN交换芯片6分别设有与交换网络内部连接的N个入通道以及与交换网络外部连接的N个出通道；其中第一NxN交换芯片1和第二NxN交换芯片2的N/4个入通道和N/4个出通道分别与第三NxN交换芯片3和第四NxN交换芯片4的N/4个出通道及N/4个入通道相连；第一NxN交换芯片1和第二NxN交换芯片2的N/2个出通道分别与第五NxN交换芯片5的两组N/2个入通道相连；第三NxN交换芯片3和第四NxN交换芯片4的N/2个出通道分别与第六NxN交换芯片6的两组N/2个入通道相连。实施例：下面以N=16为例，进行详细说明。参照图2，采用6个3316交换芯片，实现一个交叉规模为32x32的严格无阻塞交换网络。其中3316交换芯片为16通道入和16通道出，能够实现16x16的交换结构。6个3316交换芯片配合，构建出图2所示的交换结构，即可实现32通道入32通道出的严格无阻塞交换网络。32x32交换网络总体说明如下：本实施例的32x32交换网络由6个VSC3316交换芯片互联而成。其中，32个入通道分别分布在编号为1、2、3、4的四个VSC3316交换芯片上，32个出通道分别分布在编号为5、6的两个VSC3316交换芯片上。为描述清晰，以下将32个与交换网络外部相连的入通道标记为IN1~IN32，32个与交换网络外部相连的出通道标记为OUT1~OUT32，标记后的交换网络如图3所示。参照图3，32x32交换网络由6个VSC3316交换芯片搭建而成，每个VSC3316交换芯片都设有16个入通道和16个出通道，其中的第一VSC3316交换芯片1、第二VSC3316交换芯片2、第三VSC3316交换芯片3和第四VSC3316交换芯片4分别设有与交换网络外部连接的8个入通道，标记分别为IN1~IN8、IN9~IN16、IN17~IN24和IN25~IN32；还分别设有与交换网络内部连接的8个入通道以及与交换网络内部连接的16个出通道；第五VSC3316交换芯片5和第六VSC3316交换芯片6分别设有与交换网络外部连接的16个出通道，标记分别为OUT1~OUT16和OUT17~OUT32，还设有与交换网络内部连接的16个入通道；其中第一VSC3316交换芯片1和第二VSC3316交换芯片2的4个入通道和4个出通道分别与第三VSC3316交换芯片3和第四VSC3316交换芯片4的4个出通道及4个入通道相连；第一VSC3316交换芯片1和第二VSC3316交换芯片2的8个出通道分别与第五VSC3316交换芯片5的两组8个入通道相连；第三VSC3316交换芯片3和第四VSC3316交换芯片4的8个出通道分别与第六VSC3316交换芯片6的两组8个入通道相连。32x32交换网络严格无阻塞证明：首先明确严格无阻塞的定义，对于一种交换网络，严格无阻塞是指不管采用何种选路策略，都不存在任何阻塞状态。并且本专利技术所提到的严格无阻塞，只限单播。单播是指，在一种交换网络中，任何一路输入最多只交换到一路输出。要证明图3所示的32x32交换网络是严格无阻塞的，设计思路如下：1.剖析该网络的结构特点，并对该网络模型进行拆解，将32x32交换网络拆分为四个8x8交换网络结构，8x8的交换网络结构图见图4。如果证明了该8x8交换网络是严格无阻塞的，那么四个8x8交换网络构成的32x32交换网络也是严格无阻塞的，因为四个8x8交换网络各自在做交换，互不影响。2.要证明图4所示的8x8交换网络是严格无阻塞的，可以先对8x8交换网络进行拆解，拆解成如图5和图6所示的两个4x4交换网络。如果证明了两个4x4交换网络是严格无阻塞的，那么两个4x4交换网络构成的8x8也是严格无阻塞的，因为两个4x4各自在做交换，互不影响。3.因此，要证明32x32交换交换网络是严格无阻塞的，只要证明图5和图6所示的两个4x4交换网络是严格无阻塞的即可。分析图5和图6所示的两个4x4交换网络，可以看出图5的4x4交换网络水平翻转180度，即可得到图6所示的4x4交换网络。因此只要证明出图5所示的4x4交换网络是严格无阻塞的，那么图6所示的4x4交换网络同样是严格无阻塞的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现严格无阻塞的交换网络，其特征在于：该交换网络为2Nx2N交换网络，由6个NxN且 N必须为4的倍数的交换芯片搭建而成，每个NxN交换芯片都设有N个入通道和N个出通道，其中的第一NxN交换芯片（1）、第二NxN交换芯片（2）、第三NxN交换芯片（3）和第四NxN交换芯片（4）分别设有与交换网络外部连接的N/2个入通道和与交换网络内部连接的N/2个入通道以及与交换网络内部连接的N个出通道；第五NxN交换芯片（5）和第六NxN交换芯片（6）分别设有与交换网络内部连接的N个入通道以及与交换网络外部连接的N个出通道；其中第一NxN交换芯片（1）和第二NxN交换芯片（2）的N/4个入通道和N/4个出通道分别与第三NxN交换芯片（3）和第四NxN交换芯片（4）的N/4个出通道及N/4个入通道相连；第一NxN交换芯片（1）和第二NxN交换芯片（2）的N/2个出通道分别与第五NxN交换芯片（5）的两组N/2个入通道相连；第三NxN交换芯片（3）和第四NxN交换芯片（4）的 N/2个出通道分别与第六NxN交换芯片（6）的两组N/2个入通道相连。

【技术特征摘要】
1.一种实现严格无阻塞的交换网络，其特征在于：该交换网络为2Nx2N交换网络，由6个NxN且N必须为4的倍数的交换芯片搭建而成，每个NxN交换芯片都设有N个入通道和N个出通道，其中的第一NxN交换芯片（1）、第二NxN交换芯片（2）、第三NxN交换芯片（3）和第四NxN交换芯片（4）分别设有与交换网络外部连接的N/2个入通道和与交换网络内部连接的N/2个入通道以及与交换网络内部连接的N个出通道；第五NxN交换芯片（5）和第六NxN交换芯片（6）分别设有与交换网络内部连...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘佳，张睿，张晓峰，钱瑞杰，王东锋，陈伟峰，孙静，李洋，王文博，杨纯璞，
申请(专利权)人：天津光电通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12