СПОСОБ ОБРАБОТКИ КРОСС-КОММУТАЦИОННОЙ НАГРУЗКИ ДЛЯ ОБОРУДОВАНИЯ ОПТИЧЕСКОЙ ТРАНСАОРТНОЙ СЕТИ (OTN) И СООТВЕТСТВУЮЩЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ OTN
LOAD CROSS-SWITCHING PROCESSING METHOD FOR OPTICAL TRANSPORT NETWORK (OTN) EQUIPMENT AND CORRESPONDING OTN EQUIPMENT

Область техники
Настоящее изобретение относится к области связи, а именно к способу обработки кросс-коммутационной нагрузки оборудования оптической транспортной сети (Optical Transport Network, OTN) и к оборудованию OTN.
Предпосылки создания изобретения
Технология оптической транспортной иерархии (Optical Transport Hierarchy, OTH) представляет собой новое поколение стандартизованных цифровых транспортных архитектур, пришедшее на смену технологии синхронной цифровой иерархии (Synchronous Digital Hierarchy, SDH) / синхронных оптических сетей (Synchronous Optical Network, SONET). Технология OTN, основанная на OTH, отвечает растущим требованиям к полосе передачи данных, при этом она является технологией прозрачной передачи, разработанной с учетом высоких требований к пропускной способности и к широкомасштабному планированию в иерархии магистральных сетей. OTN дает возможность построения интеллектуальной оптической сети.
Сеть OTN осуществляет планирование на основе блока данных оптического канала порядка k (k-order Optical Data Unit, ODUk), где k=0, 1, 2, 3 соответственно. При этом для осуществления раздельной обработки данных с целью выполнения функции планирования соединения ODUk (k=0, 1, 2, 3) применяют блок планирования кросс-коммутации. Однако с увеличением количества различных мультимедийных служб резко возрос объем коммуникационного трафика. Соответственно, резко возросла сервисная нагрузка на коммуникационное оборудование OTN. Следовательно, производители коммуникационного оборудования OTN направляют усилия своих разработчиков на реализацию кросс-коммутации служб OTN с высокой емкостью.
В данной области техники планирование кросс-коммутации в транспортной сети на электрическом уровне ограничено количеством высокоскоростных последовательных шин отдельной программируемой вентильной матрицы (Field Programmable Gate Array, FPGA), в результате чего ограничивается емкость кросс-коммутации и усложняется ее расширение.
Сущность изобретения
Главная цель настоящего изобретения - предложить способ обработки кросс-коммутационной нагрузки для оборудования OTN, чтобы решить по меньшей мере одну из описанных выше проблем.
Для решения описанной выше задачи в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения предложен способ обработки кросс-коммутационной нагрузки для оборудования OTN.
В упомянутом способе обработки кросс-коммутационной нагрузки для оборудования OTN упомянутое оборудование OTN включает сервисный блок и блок кросс-коммутации, при этом упомянутый сервисный блок включает первый сервисный подблок и второй сервисный подблок. Способ включает следующие шаги: разбиение, упомянутым первым сервисным подблоком, данных Т1, отображенных на Т временных интервалов в N/2 шинах младших разрядов данных объединительной платы первого сервисного подблока, на две части, данные Т11 и данные Т12, с одинаковым количеством временных интервалов; и разбиение, упомянутым вторым сервисным подблоком, данных Т2, отображенных на Т временных интервалов в N/2 шинах младших разрядов данных объединительной платы второго сервисного подблока, на две части, Т21 и Т22, с одинаковым количеством временных интервалов, где N - общее количество шин объединительной платы упомянутого сервисного блока; обмен данными и их рекомбинирование упомянутыми первым сервисным подблоком и вторым сервисным подблоком таким образом, что первый сервисный подблок формирует данные Т3, состоящие из данных Т11 и данных Т21, а второй сервисный подблок формирует данные Т4, состоящие из данных Т12 и данных Т22; и передачу упомянутым первым сервисным подблоком и упомянутым вторым сервисным подблоком данных Т3 и данных Т4 соответственно в упомянутый блок кросс-коммутации, при этом данные Т11 и данные Т12 находятся в тех же самых временных интервалах и данные Т21 и данные Т22 также находятся в тех же самых временных интервалах.
При этом разбиение, упомянутым первым сервисным подблоком, данных Т1, отображенных на Т временных интервалов в N/2 шинах младших разрядов данных объединительной платы первого сервисного подблока, на две части, данные Т11 и данные Т12, с одинаковым количеством временных интервалов; и разбиение, упомянутым вторым сервисным подблоком, данных Т2, отображенных на Т временных интервалов в N/2 шинах младших разрядов данных объединительной платы второго сервисного подблока, на две части, Т21 и Т22, с одинаковым количеством временных интервалов включает: разбиение, первым сервисным подблоком, данных Т1 на две части, данные Т11 и данные Т12, с одинаковым количеством временных интервалов на основе четных и нечетных временных интервалов; и разбиение, вторым сервисным подблоком, данных Т2 на две части, данные Т21 и данные Т22, с одинаковым количеством временных интервалов на основе четных и нечетных временных интервалов.
Упомянутый обмен данными и их рекомбинирование упомянутым первым сервисным подблоком и упомянутым вторым сервисным подблоком включает: обмен данными Т12 и данными Т21 через соединительную шину между упомянутым первым сервисным подблоком и упомянутым вторым сервисным подблоком; рекомбинирование данных Т11 и данных Т21 первым сервисным подблоком для получения данных Т3; и рекомбинирование данных Т12 и данных Т22 упомянутым вторым сервисным подблоком для получения данных Т4. Также упомянутый обмен данными и их рекомбинирование упомянутым первым сервисным подблоком и упомянутым вторым сервисным подблоком включает: разбиение, первым сервисным подблоком, данных Т5, принятых из блока кросс-коммутации, на две части, данные Т51 и данные Т52, с одинаковым количеством временных интервалов и объединение данных Т12 и данных Т52 в данные Т6; а также разбиение, упомянутым вторым сервисным подблоком, данных Т7, принятых из упомянутого блока кросс-коммутации, на две части, данные Т71 и Т72, с одинаковым количеством временных интервалов и объединение данных Т21 и данных Т71 в данные Т8; обмен данными Т6 и данными Т8 через упомянутую соединительную шину; объединение и восстановление данных Т51 и данных Т71, и извлечение, посредством обратного отображения, соответствующих данных клиентского сервиса упомянутым первым сервисным подблоком; а также объединение и восстановление данных Т72 и данных Т52 и извлечение, посредством обратного отображения, соответствующих данных клиентского сервиса упомянутым вторым сервисным подблоком.
При этом при обмене данными Т6 и Т8 через упомянутую соединительную шину данные обмена в упомянутой соединительной шине включают заголовок кадра для идентификации данных шины старших разрядов данных объединительной платы и заголовок кадра для идентификации данных шины младших разрядов данных объединительной платы.
Для решения описанной выше задачи в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложено также оборудование OTN.
Упомянутое оборудование OTN в соответствии с настоящим изобретением включает сервисный блок и блок кросс-коммутации, при этом упомянутый сервисный блок включает первый сервисный подблок и второй сервисный подблок; и упомянутое оборудование OTN также включает: соединительную шину, сконфигурированную для соединения упомянутого первого сервисного подблока с упомянутым вторым сервисным подблоком, а также для обмена данными между упомянутым сервисным подблоком и упомянутым вторым сервисным подблоком; при этом упомянутый первый сервисный подблок включает: первый модуль разбиения, сконфигурированный для разбиения данных Т1, отображенных на Т временных интервалов в N/2 шинах младших разрядов данных объединительной платы упомянутого первого сервисного подблока, на две части, данные Т11 и данные Т12, с одинаковым количеством временных интервалов, где N - общее количество шин объединительной платы упомянутого сервисного блока; и первый модуль объединения данных младших разрядов объединительной платы, сконфигурированный для объединения данных Т11 и данных Т21 в данные Т3, которые передают в блок кросс-коммутации через первый модуль вставки служебной информации; а упомянутый второй сервисный подблок включает: первый модуль разбиения, сконфигурированный для разбиения данных Т2, отображенных на Т временных интервалов в N/2 шинах младших разрядов данных объединительной платы упомянутого второго сервисного подблока, на две части, данные Т21 и данные Т22, с одинаковым количеством временных интервалов, где N - общее количество шин объединительной платы упомянутого сервисного блока; и второй модуль объединения данных младших разрядов объединительной платы, сконфигурированный для объединения данных Т12 и данных Т22 в данные Т4, которые передают в блок кросс-коммутации через второй модуль вставки служебной информации; при этом данные Т11 и данные Т12, принимаемые блоком кросс-коммутации, находятся в тех же самых временных интервалах, и данные Т21 и данные Т22, принятые блоком кросс-коммутации находятся в тех же самых временных интервалах.
Упомянутый первый модуль разбиения разбивает данные Т1 на две части, данные Т11 и данные Т12, с одинаковым количеством временных интервалов, на основе четных и нечетных временных интервалов; и упомянутый второй модуль разбиения разбивает данные Т2 на две части, данные Т21 и данные Т22, с одинаковым количеством временных интервалов, на основе четных и нечетных временных интервалов.
При этом упомянутый первый сервисный подблок также включает: первый модуль разбиения данных старших разрядов объединительной платы, сконфигурированный для разбиения данных Т5, принятых из блока кросс-коммутации, на две части, данные Т51 и данные Т52, с одинаковым количеством временных интервалов; первый модуль объединения данных обмена, сконфигурированный для объединения данных Т12 и данных Т52 в данные Т6; и первый модуль восстановления данных, сконфигурированный для объединения и восстановления данных Т51 и данных Т71, а также для извлечения, посредством обратного отображения, соответствующих данных клиентского сервиса; при этом упомянутый второй сервисный подблок также включает: второй модуль разбиения данных старших разрядов объединительной платы, сконфигурированный для разбиения данных Т7, принятых из блока кросс-коммутации, на две части, данные Т71 и данные Т72, с одинаковым количеством временных интервалов; второй модуль объединения данных обмена, сконфигурированный для объединения данных Т21 и данных Т71 в данные Т8; и второй модуль восстановления данных, сконфигурированный для объединения и восстановления данных Т72 и данных Т52, а также для извлечения, посредством обратного отображения, соответствующих данных клиентского сервиса; при этом упомянутая соединительная шина сконфигурирована также для обмена данными Т6 и данными Т8.
Упомянутые первый сервисный подблок и второй сервисный подблок представляют собой микросхемы программируемых вентильных матриц (FPGA).
При этом данные обмена в упомянутой соединительной шине включают заголовок кадра для идентификации данных шины старших разрядов данных объединительной платы и заголовок кадра для идентификации данных шины младших разрядов данных объединительной платы.
При использовании описанного выше технического решения, предложенного настоящим изобретением, соединение сервисных подблоков оборудования OTN между собой применяют для передачи части данных, которую единственный сервисный подблок передавал бы в блок кросс-коммутации, в другой сервисный подблок по соединительной шине. После этого упомянутый другой сервисный подблок передает эти данные в блок кросс-коммутации. Таким образом, по сравнению с одним сервисным подблоком достигается расширение емкости неблокирующей кросс-коммутации. Соответственно, решается проблема, связанная с тем, что емкость кросс-коммутации ограничена (из-за ограничений планирования кросс-коммутации на электрическом уровне транспортной сети) количеством высокоскоростных последовательных шин единственного сервисного подблока, при этом уменьшается стоимость системы и повышается коэффициент использования системы.
Краткое описание чертежей
Для более полного понимания изобретения в настоящем документе приведено описание приложенных чертежей, которые являются частью настоящей заявки. Схематические варианты осуществления настоящего изобретения и их описание использованы для иллюстрации изобретения, а не для его неправомерного ограничения. На чертежах:
фиг.1 демонстрирует блок-схему алгоритма способа обработки кросс-коммутационной нагрузки для оборудования OTN в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения;
фиг.2 демонстрирует структурную схему оборудования OTN в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения;
фиг.3 демонстрирует структурную схему оборудования OTN в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг.4 демонстрирует структурную схему устройства для обработки кросс-коммутационной нагрузки в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения; и
фиг.5 демонстрирует структурную схему сервисного подблока оборудования OTN в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
Настоящее изобретение описано ниже более подробно со ссылками на чертежи на примере конкретных вариантов осуществления. Следует отметить, что варианты осуществления изобретения и их отличительные особенности, описанные в настоящей заявке, могут быть скомбинированы любым непротиворечивым способом.
Сеть OTN выполняет функцию планирования соединений ODUk (k=0, 1, 2, 3) при помощи блока планирования кросс-коммутации. С резким увеличением сервисной нагрузки коммуникационного оборудования OTN реализация кросс-коммутации служб OTN высокой емкости стала одной из важнейших задач, на решение которой производители коммуникационного оборудования OTN направляют усилия своих разработчиков.
Фиг.1 демонстрирует блок-схему алгоритма обработки кросс-коммутационной нагрузки для оборудования OTN в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, где оборудование OTN включает сервисный блок и блок кросс-коммутации, при этом упомянутый сервисный блок включает первый сервисный подблок и второй сервисный подблок. Способ включает следующие шаги.
Шаг 102: первый сервисный подблок разбивает данные Т1, отображенные на Т временных интервалов в N/2 шинах младших разрядов данных объединительной платы первого сервисного подблока, на две части, данные Т11 и данные Т12, с одинаковым количеством временных интервалов; и второй сервисный подблок разбивает данные Т2, отображенные на Т временных интервалов в N/2 шинах младших разрядов данных объединительной платы второго сервисного подблока, на две части, Т21 и Т22, с одинаковым количеством временных интервалов, где N - общее количество шин объединительной платы упомянутого сервисного блока.
Шаг 104: первый сервисный подблок и второй сервисный подблок обмениваются данными (это может осуществляться через соединительную шину) и осуществляют их рекомбинирование (новое объединение), при этом первый сервисный подблок формирует данные Т3, состоящие из данных Т11 и данных Т21, а второй сервисный подблок формирует данные Т4, состоящие из данных Т12 и данных Т22.
Шаг 106: первый сервисный подблок и второй сервисный подблок передают данные Т3 и данные Т4 соответственно в упомянутый блок кросс-коммутации (через шину младших разрядов объединительной платы первого сервисного подблока), при этом данные Т11 и данные Т12 находятся в том же самом временном интервале, и данные Т21 и данные Т22 находятся в том же самом временном интервале.
Посредством описанных выше шагов 102-106 реализуется способ взаимодействия сервисных подблоков оборудования OTN для передачи одной части данных (например, Т12 или Т21) (которую в случае единственного сервисного подблока передают в блок кросс-коммутации) в другой сервисный подблок через соединительную шину. После этого упомянутый другой сервисный подблок передает эти данные в блок кросс-коммутации. Таким образом, по сравнению с единственным сервисным подблоком достигается расширение емкости неблокирующей кросс-коммутации. Соответственно, решается проблема, связанная с тем, что емкость кросс-коммутации ограничена из-за ограничений планирования кросс-коммутации на электрическом уровне транспортной сети количеством высокоскоростных последовательных шин одного сервисного подблока, при этом уменьшается стоимость системы и повышается коэффициент использования системы.
Предпочтительно, на шаге 102 первый сервисный подблок разбивает данные Т1 на две части, данные Т11 и данные Т12, с одинаковым количеством временных интервалов, на основе четных и нечетных временных интервалов; при этом и второй сервисный подблок разбивает данные Т2 на две части, данные Т21 и данные Т22, с одинаковым количеством временных интервалов, на основе четных и нечетных временных интервалов. Такой способ позволяет обеспечить равномерное разбиение данных и упрощает извлечение данных обмена, поскольку данные от различных сервисных блоков могут быть различимы.
Предпочтительно, на шаге 104 обмен данными Т12 и Т21 осуществляется через упомянутую соединительную шину между первым сервисным подблоком и вторым сервисным подблоком. Первый сервисный подблок рекомбинирует (объединяет) данные Т11 и Т21 для получения данных Т3; а второй сервисный подблок рекомбинирует данные Т12 и Т22 для получения данных Т4. Такой способ позволяет большему количеству блоков кросс-коммутации одновременно обрабатывать данные каждого сервисного подблока без фактического увеличения количества блоков кросс-коммутации. То есть в таком способе осуществляется обмен данными в первом сервисном подблоке и втором сервисном подблоке через соединительную шину, за счет чего решается задача расширения емкости неблокирующей кросс-коммутации, а также обеспечивается эффективное использование системных ресурсов.
Предпочтительно, на шаге 104 первый сервисный подблок разбивает данные Т5, принятые от блока кросс-коммутации (то есть данные старших разрядов объединительной платы первого сервисного подблока), на две части, данные Т51 и данные Т52, с одинаковым количеством временных интервалов и выполняет объединение данных Т12 и Т52 в данные Т6; при этом второй сервисный подблок разбивает данные Т7, принятые из блока кросс-коммутации (то есть, данные старших разрядов объединительной платы второго сервисного подблока) на две части, данные Т71 и данные Т72, с одинаковым количеством временных интервалов, и выполняет объединение данных Т21 и Т71 в данные Т8. После этого осуществляется обмен данными Т6 и Т8 по соединительной шине. Первый сервисный подблок осуществляет объединение и восстановление данных Т61 и Т71, а также извлечение, посредством обратного отображения, соответствующих данных клиентского сервиса. Второй сервисный подблок осуществляет объединение и восстановление данных Т72 и Т52, а также извлечение, посредством обратного отображения, соответствующих данных клиентского сервиса. Такой способ позволяет восстановить данные, разделенные сервисным подблоком, и извлечь, при помощи обратного отображения, соответствующие сервисные данные, следовательно, задача расширения емкости кросс-коммутации решается без какого-либо влияния на связанную обработку.
Предпочтительно, данные обмена в упомянутой соединительной шине включают заголовок кадра для идентификации данных шины старших разрядов данных объединительной платы и заголовок кадра для идентификации данных шины младших разрядов данных объединительной платы. Такой способ позволяет эффективно различать данные в соединительной шине, чтобы на принимающей стороне могли выполняться различные процедуры обработки, при этом решается задача обработки кросс-коммутационной нагрузки и восстановления данных.
Фиг.2 демонстрирует структурную схему оборудования OTN в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. В соответствии с изображением на фиг.2 оборудование OTN включает сервисный блок и блок кросс-коммутации, при этом сервисный блок включает первый сервисный подблок, второй сервисный подблок и соединительную шину 22, причем упомянутый первый сервисный подблок включает первый модуль 202 разбиения и первый модуль 204 объединения данных младших разрядов объединительной платы, а упомянутый второй сервисный подблок включает второй модуль 206 разбиения и второй модуль 208 объединения данных младших разрядов объединительной платы. Эта структура описана более подробно ниже.
Соединительная шина 22 сконфигурирована для соединения первого сервисного подблока со вторым сервисным подблоком и для обмена данными между первым сервисным подблоком и вторым сервисным подблоком.
Первый сервисный подблок включает: первый модуль 202 разбиения, сконфигурированный для разбиения данных Т1, отображенных на Т временных интервалов в N/2 шинах младших разрядов данных объединительной платы упомянутого первого сервисного подблока, на две части, данные Т11 и данные Т12, с одинаковым количеством временных интервалов, где N - общее количество шин объединительной платы упомянутого сервисного блока; и первый модуль 204 объединения данных младших разрядов объединительной платы, сконфигурированный для объединения данных Т11 и данных Т21 в данные Т3 и для передачи данных Т3 в блок кросс-коммутации через первый модуль вставки служебной информации.
Второй сервисный подблок включает: второй модуль 206 разбиения, сконфигурированный для разбиения данных Т2, отображенных на Т временных интервалов в N/2 шинах младших разрядов данных объединительной платы упомянутого второго сервисного подблока, на две части, данные Т21 и данные Т22, с одинаковым количеством временных интервалов; и второй модуль 208 объединения данных младших разрядов объединительной платы, сконфигурированный для объединения данных Т12 и данных Т22 в данные Т4 и для передачи данных Т4 в блок кросс-коммутации через второй модуль вставки служебной информации;
при этом данные Т11 и данные Т12, принимаемые блоком кросс-коммутации, находятся в том же самом временном интервале, и данные Т21 и данные Т22, принимаемые блоком кросс-коммутации, также находятся в том же самом временном интервале.
Предпочтительно, упомянутый первый модуль 202 разбиения разбивает данные Т1 на две части, данные Т11 и данные Т12, с одинаковым количеством временных интервалов на основе четных и нечетных временных интервалов; и упомянутый второй модуль разбиения разбивает данные Т2 на две части, данные Т21 и данные Т22, с одинаковым количеством временных интервалов на основе четных и нечетных временных интервалов.
Фиг.3 демонстрирует структурную схему оборудования OTN в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, в котором упомянутый первый сервисный подблок включает первый модуль 302 разбиения данных старших разрядов объединительной платы, первый модуль 304 объединения данных обмена и первый модуль 306 восстановления данных, при этом второй сервисный подблок также включает второй модуль 308 разбиения данных старших разрядов объединительной платы, второй модуль 310 объединения данных обмена и второй модуль 312 восстановления данных. Эта структура описана более подробно ниже.
Первый сервисный подблок включает: первый модуль 302 разбиения данных старших разрядов объединительной платы, сконфигурированный для разбиения данных, принятых из блока кросс-коммутации, на две части, данные Т51 и данные Т52, с одинаковым количеством временных интервалов; первый модуль 304 объединения данных обмена, сконфигурированный для объединения данных Т12 и Т52 в данные Т6, а также первый модуль 306 восстановления данных, сконфигурированный для объединения и восстановления данных Т51 и Т71 и для извлечения, посредством обратного отображения, данных клиентского сервиса.
Второй сервисный подблок включает: второй модуль 308 разбиения данных старших разрядов объединительной платы, сконфигурированный для разбиения данных Т7, принятых из блока кросс-коммутации, на две части, данные Т71 и данные Т72, с одинаковым количеством временных интервалов; первый модуль 310 объединения данных обмена, сконфигурированный для объединения данных Т21 и Т71 в данные Т8, а также второй модуль 312 восстановления данных, сконфигурированный для объединения и восстановления данных Т72 и Т52 и для извлечения, посредством обратного отображения, соответствующих данных клиентского сервиса. При этом соединительная шина сконфигурирована также для обмена данными Т6 и Т8.
Предпочтительно, первый сервисный подблок и второй сервисный подблок представляют собой микросхемы FPGA. Такой способ обеспечивает простоту реализации оборудования OTN в данном варианте осуществления изобретения и повышает функциональность устройства.
Предпочтительно, данные обмена в соединительной шине 22 включают заголовок кадра для идентификации данных шины старших разрядов данных объединительной платы и заголовок кадра для идентификации данных шины младших разрядов данных объединительной платы (то есть возможно эффективное разделение принятых данных обмена соединительной шины).
Данный вариант осуществления настоящего изобретения позволяет наращивать емкость кросс-коммутации путем соединения первого сервисного подблока со вторым сервисным подблоком, решая задачу увеличения емкости кросс-коммутации и повышая коэффициент использования системы.
Кроме того, аппаратное обеспечение устройства в соответствии с данным вариантом осуществления настоящего изобретения может состоять из множества сервисных блоков, множества блоков кросс-коммутации и одного блока тактовой синхронизации. Упомянутые N шин bkBUS объединительной платы каждого из сервисных блоков соединяются с помощью М блоков кросс-коммутации и работают под управлением общего системного тактового сигнала и тактового сигнала выравнивания заголовков кадров (и общий системный тактовый сигнал, и тактовый сигнал выравнивания заголовков кадров формируются в упомянутом блоке тактовой синхронизации). Каждый сервисный блок и каждый блок кросс-коммутации соединены при помощи по меньшей мере одной высокоскоростной шины (то есть, шины bkBUS объединительной платы), при этом каждый блок кросс-коммутации соединен с одним и тем же количеством соединительных шин. Например, допустим, что количество шин, связанных с каждым блоком кросс-коммутации, равно Р, тогда Р=N/M. Следует отметить, что каждая шина объединительной платы включает одну шину старших разрядов данных объединительной платы (то есть bkBUS в направлении ввода) и одну шину младших разрядов данных объединительной платы (то есть bkBUS в направлении вывода).
Фиг.4 демонстрирует блок-схему устройства для обработки кросс-коммутационной нагрузки в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. Ниже проиллюстрирован процесс реализации устройства, для которого был выбран пример с одним сервисным блоком, включающим два сервисных подблока.
В соответствии с изображением на фиг.4 каждый сервисный блок состоит из двух сервисных подблоков (№1 и №2), при этом каждый сервисный подблок соответствует одной FPGA. Каждая FPGA (то есть каждый сервисный подблок) имеет N/2 шин bkBUS в направлении вывода и N/2 шин bkBUS в направлении ввода. Внутри сервисного блока имеется двунаправленная соединительная шина icBUS между двумя сервисными подблоками, причем данная соединительная шина может включать низкоскоростную шину данных, при этом емкость соединительной шины в каждом направлении должна равняться емкости шины младших разрядов объединительной платы каждого из сервисных подблоков. Как правило, для реализации процесса высокоскоростной обработки данных шины bkBUS применяют логическую схему FPGA или заказную интегральную схему (Application Specific Integrated Circuit, ASIC).
Процесс реализации данного варианта осуществления изобретения описан более подробно ниже с помощью примеров.
Шаг 1: сторона источника сервисного подблока №1 (№2) после серии процедур отображает каждый канал клиентского сервиса, осуществляющего доступ к этому сервисному подблоку, на множество идентичных временных интервалов N/2 шин bkBUS объединительной платы. Количество временных интервалов данных bkBUS (то есть Т1) в данной точке полагаем равным Т.
Шаг 2: С одной стороны, сторона источника сервисного подблока №1 (№2) осуществляет объединение данных 772 нечетных (четных) временных интервалов (то есть Т11), отображенных на bkBUS этой микросхемой (то есть первым сервисным подблоком) с данными Т/2 четных (нечетных) временных интервалов (то есть Т21), отображенных на bkBUS другим сервисным подблоком, при этом в объединенных данных (то есть Т3) упомянутые Т/2 нечетных (четных) временных интервалов сервисного подблока №1 расположены в первых Т/2 временных интервалах. После процедуры вставки служебной информации и т.п. сторона источника сервисного подблока №1 (№2) передает объединенные данные в блок кросс-коммутации по шине вывода. С другой стороны, сторона источника сервисного подблока №1 (№2) осуществляет объединение данных оставшихся Т/2 четных (нечетных) временных интервалов (Т12), отображенных на bkBUS этой микросхемой, с данными последних (первых) Т/2 временных интервалов (Т52), принятых этой микросхемой в направлении ввода, при этом в объединенных данных (то есть Т6) первые Т/2 временных интервалов представляют собой данные Т/2 четных (нечетных) временных интервалов, отображенных на bkBUS этой микросхемой. Затем, после процедуры вставки служебной информации и т.п., сервисный подблок №1 (№2) передает объединенные данные в другую микросхему (то есть во второй сервисный подблок) по соединительной шине.
Шаг 3: С одной стороны, сторона приемника сервисного подблока №1 (№2) осуществляет извлечение служебной информации из данных N/2 шин bkBUS, принятых в направлении ввода, затем выполняет обработку путем разбиения на две части и затем передает данные последних (первых) Т/2 временных интервалов (то есть Т52) в интерфейс обработки соединительной шины. С другой стороны, после прохождения данных обмена (то есть Т8) из сервисного подблока №2 (№1) через процедуру извлечения служебной информации, данные первых Т/2 временных интервалов (то есть Т21) передают стороне источника сервисного подблока №1 (№2) для выполнения процедуры объединения данных младших разрядов объединительной платы. Данные оставшихся Т/2 временных интервалов (то есть Т71) объединяют с данными первых (последних) Т/2 временных интервалов (то есть Т51), принятыми в направлении ввода, а затем извлекают соответствующие данные клиентского сервиса при помощи обратного отображения и осуществляют их передачу на выход.
Предпочтительно, данные в соединительной шине в каждом направлении включают две части, при этом в половине временных интервалов находятся данные, передаваемые в направлении вывода, а в другой половине - данные, передаваемые в направлении ввода. Следовательно, для соответствующей обработки принятых данных соединительной шины каждым сервисным подблоком, соответственно, может быть задан заголовок кадра для двух упомянутых частей данных, передаваемых по соединительной шине, чтобы исключить проблему невозможности извлечения данных из-за повреждения данных в результате задержки.
В соответствии с этим описанные выше шаги позволяют распределить каждый канал данных клиентского сервиса по множеству идентичных временных интервалов N каналов данных bkBUS, при этом N/2 каналов данных передаются из сервисного подблока №1, а остальные N/2 каналов данных - из сервисного подблока №2. Так, если между сервисным подблоком №1 и сервисным подблоком №2 нет соединительной шины, каждый сервисный блок для реализации неблокирующей кросс-коммутации может иметь соединение максимум с N/2 блоками кросс-коммутации. Если соединительная шина существует, то каждый сервисный блок с целью реализации неблокирующей кросс-коммутации может иметь соединения максимум с N блоками кросс-коммутации. Соответственно, емкость неблокирующей кросс-коммутации удваивается.
Следует отметить, что способ реализации описанного выше устройства может быть расширен на случай взаимного соединения множества сервисных подблоков. Каждый канал данных клиентского сервиса отображают посредством bkBUS и обрабатывают при помощи разбиения по временным интервалам и объединения сервисным подблоком. Окончательно данные назначают множеству идентичных временных интервалов, состоящих из временных интервалов bkBUS этих сервисных подмодулей. В соответствии с этим, емкость неблокирующей кросс-коммутации может быть многократно увеличена.
Фиг.5 демонстрирует структурную схему сервисного подблока оборудования OTN в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, в котором сервисный подблок включает: модуль 51 объединения данных старших разрядов объединительной платы, модуль 52 объединения данных обмена, модуль 53 вставки служебной информации, модуль 54 извлечения служебной информации, модуль 55 разбиения данных старших разрядов объединительной платы на две части, модуль 56 разбиения данных обмена и модуль 57 восстановления данных. Ниже более подробно описаны функции каждого модуля сервисного подблока.
Модуль 51 объединения данных младших разрядов объединительной платы сконфигурирован для объединения данных Т/2 временных интервалов, отображенных на bkBUS этой микросхемой, с данными Т/2 временных интервалов, отображенными на bkBUS другой микросхемой, с формированием промежуточной последовательности; для передачи этой промежуточной последовательности в модуль 53 вставки служебной информации и затем передачи этой промежуточной последовательности в блок кросс-коммутации по шине младших разрядов данных объединительной платы этой микросхемы.
Модуль 52 объединения данных обмена сконфигурирован для чередования данных других Т/2 временных интервалов, отображенных на bkBUS этой микросхемой, с данными Т/2 временных интервалов в направлении ввода с формированием данных Т временных интервалов и, после обработки данных Т временных интервалов модулем 53 вставки служебной информации, для передачи данных Т временных интервалов в другую микросхему по соединительной шине.
Модуль 53 вставки служебной информации сконфигурирован для вставки служебной информации. Следует отметить, что каждый канал данных в соединительной шине имеет два заголовка кадра, при этом для выводимой части и вводимой части применяют соответствующие различные заголовки кадров.
Модуль 54 извлечения служебной информации сконфигурирован для извлечения служебной информации. В процессе извлечения для различения вводимой и выводимой частей данных необходимо добавлять два различных заголовка кадров. Заголовок кадра выводимой части применяют для извлечения части данных, предназначенных для вывода, а заголовок кадра вводимой части применяют для извлечения данных, предназначенных для ввода.
Модуль 55 разбиения данных старших разрядов объединительной платы на две части сконфигурирован для разбиения данных bkBUS в направлении ввода на две части, размещенные в Т временных интервалах, при этом данные Т/2 временных интервалов передаются в модуль 52 объединения данных обмена и, соответственно, в другую микросхему, а данные оставшихся Т/2 временных интервалов передаются в модуль 57 восстановления данных.
Модуль 56 разбиения данных обмена сконфигурирован для приема данных соединительной шины и для разбиения принятых данных на часть для вывода и часть для ввода, при этом часть данных, предназначенная для вывода, передается в модуль 51 объединения данных младших разрядов объединительной платы, а часть данных, предназначенная для ввода, передается в модуль 57 восстановления данных.
Модуль 57 восстановления данных сконфигурирован для объединения данных, переданных из модуля 55 разбиения данных старших разрядов объединительной платы на две части, с данными, переданными из модуля 56 разбиения данных обмена, с целью формирования выходного кадра для передачи.
Итак, рассмотренный вариант осуществления настоящего изобретения обеспечивает наращивание емкости неблокирующей кросс-коммутации при помощи взаимного соединения микросхем FPGA. Данное решение позволяет обойти ограничение, налагаемое количеством высокоскоростных последовательных шин одной FPGA-микросхемы, уменьшает стоимость системы, отвечает требованиям повышения емкости кросс-коммутации и повышает коэффициент использования системы.
Специалисты в данной области техники должны понимать, что описанные выше модули или шаги могут быть реализованы вычислительным устройством общего назначения; причем эти модули или шаги могут быть интегрированы в одном вычислительном устройстве или распределены в сети, состоящей из множества вычислительных устройств; опционально эти модули или шаги могут быть реализованы программным кодом, исполняемым при помощи вычислительного устройства; соответственно, они могут храниться в запоминающем устройстве с целью их исполнения вычислительным устройством, при этом в некоторых случаях они могут исполняться в другом порядке, или же некоторые из них могут быть выполнены в виде отдельной интегральной схемы; таким образом, настоящее изобретение не ограничено никакой конкретной комбинацией аппаратного и программного обеспечения.
Приведенное выше описание представляет только предпочтительные варианты осуществления изобретения и не предназначено для его ограничения. Специалисты в данной области техники могут осуществить различные модификации и изменения настоящего изобретения. При этом любые модификации, эквивалентные замены и усовершенствования, выполненные в рамках настоящего изобретения, считаются включенными в его объем.