專利名稱：可擴展的光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于信息領(lǐng)域，特別涉及可擴展的光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由于Internet網(wǎng)上數(shù)據(jù)流的急劇增長，要求通訊網(wǎng)中的核心路由器的容量急劇增加，核心路由器容量增加的關(guān)鍵技術(shù)，提高輸入和輸出線卡的處理速率，提高核心路由器中互連交換網(wǎng)絡(luò)的容量。容量為80Gbps、160Gbps等路由交換設(shè)備已相繼供應(yīng)市場。在以上路由交換設(shè)備容量的基礎(chǔ)上，若要將容量近一步擴大，一種有效的方法是將許多臺容量為80Gbps或160Gbps的路由交換設(shè)備，采用寬帶、高密度的光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)技術(shù)，將數(shù)臺同類的低容量的路由器互連起來，形成更大容量的路由交換設(shè)備。如將4、8.......臺160Gbps的路由交換系統(tǒng)互連在一起形成容量為640Gbps、1.28Gbps.......路由交換設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了有效地提高路由器的處理容量，提出一種基于單向容量為80Gbps，雙向容量為160Gbps的路由交換設(shè)備，靈活地可擴展到數(shù)倍容量路由交換系統(tǒng)的光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)。
本發(fā)明提出的可擴展光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)，基于容量為80(×2)Gbps雙向路由器，通過光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)進行擴容，有以下規(guī)率基于容量為80(×2)Gbps雙向路由器，輸入和輸出線卡的速率為10Gbps，用N＝2m(m＝1，2，3，…n，n為自然數(shù))臺組成容量可擴展的路由交換系統(tǒng)，其容量可擴展到2m×80(×2)Gbps雙向路由交換系統(tǒng)，有2m×8對10Gbps輸入、2m×8對輸出線卡。每一臺80×(2)Gbps可擴展的路由交換系統(tǒng)包括如下信息處理過程8對輸入、8對輸出10Gbps線卡，每一對線卡的分組信息串并轉(zhuǎn)換到2.5Gbps四個處理層面，在四個層面上分組信息用2.5Gbps的速率進行轉(zhuǎn)發(fā)，每一層面上速率為2.5Gbps的8對輸入端口的分組信息，通過速率為2.5Gbps的16×16開關(guān)芯片，構(gòu)成可擴展的電子互連網(wǎng)絡(luò)，進行路由尋徑，交換到輸出端口，再將四個層面上2.5Gbps速率的8對輸出通道中分組信息，串并轉(zhuǎn)換到8對輸出10Gbps線卡進行輸出。所以，一種可擴展的光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)，在2.5Gbps層面進行互連，包括四套光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)互連交換背板子系統(tǒng)，每套光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)互連交換背板子系統(tǒng)由兩套光纖網(wǎng)絡(luò)背板和N/2塊16×16、N/4塊32×32或N/864×64交換芯片組成，其中N為80(×2)Gbps雙向路由器的臺數(shù)，每臺80(×2)Gbps雙向路由器具有8對可擴展的輸入、輸出端口，該光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)按照Clos網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)，將2、4、8.....臺獨立的的80(×2)Gbps雙向路由器的擴展口，用光纖網(wǎng)絡(luò)互連起來形成寬帶、高速網(wǎng)絡(luò)通道，提供若干臺路由器之間的信息交換。
當(dāng)80(×2)Gbps雙向路由器的臺數(shù)為8，或為N＝2m(m＝1，2，...n，n為自然數(shù))時，獨立80(×2)Gbps雙向路由器具有8對輸入、輸出可擴展口，可擴展口可由16×16芯片中的8對輸入和輸出端口組成，或由其他形式的8對輸出、輸出端口組成。該光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)采用16×16交換芯片為路由交換芯片時，獨立80(×2)Gbps雙向路由器中的8對擴展口分別分為4組，或為N/2組，每組中的兩條光纖或n(n＝16/N)條，分別與光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)互連交換背板子系統(tǒng)中的四塊或N/2塊16×16交換芯片互連。其網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)如圖3a和圖3b所示，其光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)互連交換背板子系統(tǒng)如圖6所示。
當(dāng)光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)采用交換芯片為32×32時，獨立80(×2)Gbps雙向路由器中的8對擴展口分別分為2組，或為N/4組，每組中的4條光纖或n(n＝32/N)條，分別與光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)互連背板中的2塊或N/4塊32×32交換芯片互連，其網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)見圖7a和圖7b。80(×2)Gbps雙向路由器的臺數(shù)為8時，整個光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)互連交換背板子系統(tǒng)見圖8a和圖8b所示。當(dāng)所用交換芯片為64×64時，80(×2)Gbps雙向路由器的臺數(shù)為8時，80(×2)Gbps雙向路由器中的可擴展的8對輸出、8對輸出端口，分別分為1組，每組中的八條光纖直接與光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)互連交換背板中的64×64交換芯片互連。八臺80(×2)Gbps雙向路由器擴容到640(×2)Gbps雙向路由交換系統(tǒng)，其網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)見圖9a和圖9b，整個光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)互連交換背板子系統(tǒng)見圖10所示。
本發(fā)明可將數(shù)臺容量為80Gbps路由器靈活地互連在一起，將容量擴展構(gòu)成2倍、4倍、8倍、16......倍的路由交換系統(tǒng)設(shè)備，有效地提高核心路由器的容量。本發(fā)明同樣可應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和光纖通道交換機等系統(tǒng)設(shè)備的提速擴容。


圖1為基于80×(2)Gbps路由交換系統(tǒng)擴展到640Gbps路由系統(tǒng)總體原理圖。
圖2a和圖2b為具有可擴展電子背板的80(×2)Gbps路由器可展到640比特系統(tǒng)的光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
圖3a和圖3b為具有可擴展電子背板的80(×2)Gbps路由器可擴展到1.28T比特路由交換系統(tǒng)的光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
圖4為可擴展電子互連背板的80(×2)Gbps路由尋徑系統(tǒng)圖。
圖5為八臺80(×2)Gbps擴展到640(×2)Gbps的T比特路由系統(tǒng)總圖。
圖6為用于80(×2)Gbps路由交換系統(tǒng)可擴展到1.28T比特路由交換系統(tǒng)的光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)互連交換背板子系統(tǒng)圖。
圖7a和圖7b為基于80(×2)Gbps擴容到640(×2)Gbps系統(tǒng)的另一網(wǎng)絡(luò)拓樸圖。
圖8a和圖8b為基于80(×2)Gbps擴容到640(×2)Gbps系統(tǒng)的光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)互連交換背板子系統(tǒng)圖。
圖9a和圖9b為基于80(×2)Gbps擴容到640(×2)Gbps系統(tǒng)的又一網(wǎng)絡(luò)拓樸圖。
圖10為基于80(×2)Gbps采用64×64芯片擴容到640(×2)Gbps系統(tǒng)的光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)互連交換背板子系統(tǒng)圖。
具體實施例方式
雙向容量為80×(2)Gbps路由交換設(shè)備擴展到容量為640Gbps或T比特路由系統(tǒng)總體原理圖。如圖1所示。它可由4、8.......臺80×(2)Gbps的雙向可擴展的路由設(shè)備和光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)組成。每一臺80×(2)Gbps可擴展的路由交換系統(tǒng)包括如下信息處理過程8對輸入、8對輸出10Gbps線卡，每一對線卡的分組信息串并到2.5Gbps四個處理層面，在四個層面上分組信息用2.5Gbps的速率進行轉(zhuǎn)發(fā)，每一層面上速率為2.5Gbps的8對輸入端口的分組信息，通過開關(guān)速率為2.5Gbps的16×16開關(guān)芯片，構(gòu)成可擴展的電子互連網(wǎng)絡(luò)，進行路由尋徑，交換到輸出端口，再將四個層面上2.5Gbps速率的8對輸出通道中分組信息，串并轉(zhuǎn)換到8對輸出10Gbps線卡進行輸出。每一臺獨立雙向80(×2)Gbps的路由交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括了8對10Gbps輸入和輸出線卡，分組信息并串到2.5Gbps四個處理層面上進行內(nèi)部標(biāo)志提取、轉(zhuǎn)發(fā)，每一層面上速率為2.5Gbps的8對輸入、8對輸出端口的分組信息通過一個可擴展的電子互連背板進行尋徑交換。每一層面上可擴展電子互連背板的可擴展性，主要決定于該系統(tǒng)中的電子互連背板所用的交換芯片。80(×2)Gbps路由交換系統(tǒng)中可擴展的電子互連網(wǎng)絡(luò)應(yīng)采用16×16交換芯片，每一層面的16×16交換芯片的8對輸入和8對輸出口是用于本系統(tǒng)中8對輸入和8對輸出端口的分組信息路由交換，而另外8對輸出口是用于交換到其他80(×2)Gbps的路由交換系統(tǒng)的分組信息提供路由尋徑的通道。而另外8對輸入口為來自其他80(×2)Gbps的路由交換系統(tǒng)中的分組信息要到本臺路由器的8對輸出端口，提供路由尋徑的通道，如圖4所示。每一層面上電子互連背板的可擴展性，也可采用(8×8)×2其他方法實現(xiàn)。
基于獨立80(×2)Gbps路由交換系統(tǒng)可擴展到320(×2)Gbps的路由交換系統(tǒng)，由4臺獨立的80(×2)Gbps的可擴展的路由交換系統(tǒng)和一套雙向核心互連交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成。若二臺80(×2)Gbps的可擴展的路由交換系統(tǒng)安裝在一個獨立的機柜之中，四臺獨立的機柜有八臺獨立的80(×2)Gbps路由器，四臺獨立的機柜之間的互連交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，由于距離較長、速度高，都是采用寬帶、高密度的光纖互連網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)技術(shù)，由四臺獨立的機柜容量為80(×2)Gbps雙向路由器設(shè)備擴展到640(×2)Gbps的路由交換系統(tǒng)總圖，見圖5。
本發(fā)明基于80×(2)Gbps路由交換系統(tǒng)可擴展到320×(2)Gbps比特路由交換系統(tǒng)的互連交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2a和圖2b所示。圖中下面一排表示該系統(tǒng)包括四個80×(2)Gbps路由交換系統(tǒng)，每一臺分別有8對10Gbps的輸入、8對10Gbps輸出端口，分成四個2.5Gbps層面對分組信息進行處理和路由交換。圖2a表示每一臺80×(2)Gbps路由交換系統(tǒng)采用(16×16)交換芯片，其中8對輸入和8對輸出端口提供本臺內(nèi)部的路由交換，而另外8對輸入和8對輸出提供四臺路由器設(shè)備之間的路由交換。圖2b表示每一臺80×(2)Gbps路由交換系統(tǒng)采用(8×8)交換芯片，提供本臺內(nèi)部的路由交換。而(8×8)×2的意思，每一臺80×(2)Gbps路由交換系統(tǒng)都具有其他8對輸入和8對輸出的擴展端口，可以通過各種方法來實現(xiàn)，如在(8×8)每一對輸入和輸出端口加一對(1×2)芯片等方法來實現(xiàn)，提供四臺路由器設(shè)備之間的路由交換。四臺設(shè)備每一個2.5Gbps層面之間的四組8對輸入、8對輸出的分組信息交換，通過一個核心互連交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供尋徑交換通道。四個2.5Gbps層面有四套光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)互連交換背板子系統(tǒng)。由四套光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)互連交換背板子系統(tǒng)組成的核心的光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)，將四個獨立的80(×2)Gbps路由交換系統(tǒng)互連在一起，構(gòu)成為一個容量320×(2)Gbps路由交換系統(tǒng)。
基于80(×2)Gbps路由交換系統(tǒng)可擴展到640(×2)Tbps路由交換系統(tǒng)的互連交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3a和圖3b所示，系統(tǒng)包括八臺80(×2)Gbps路由交換系統(tǒng)。圖2a表示每一臺80×(2)Gbps路由交換系統(tǒng)采用(16×16)交換芯片，其中8對輸入和8對輸出端口提供本臺內(nèi)部的路由交換，而另外8對輸入和8對輸出提供四臺路由器設(shè)備之間的路由交換。圖2b表示每一臺80×(2)Gbps路由交換系統(tǒng)采用(8×8)交換芯片，提供本臺內(nèi)部的路由交換。而(8×8)×2的意思，每一臺80×(2)Gbps路由交換系統(tǒng)都具有其他8對輸入和8對輸出的擴展端口，可以通過各種方法來實現(xiàn)，如在(8×8)每一對輸入和輸出端口加一對(1×2)芯片等方法，提供四臺路由器設(shè)備之間的路由交換。八臺設(shè)備每一個2.5Gbps層面之間的八組16對輸入、16對輸出的分組信息交換，通過如圖3a和圖3b所示拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的一個核心光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)互連交換背板子系統(tǒng)提供尋徑交換通道。當(dāng)所用交換芯片為16×16時，80(×2)Gbps雙向路由器中擴展的8對輸出、8對輸出端口，分別分為4組，每組中的兩條光纖分別與光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)互連交換背板子系統(tǒng)中的四塊16×16交換芯片互連。其網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)如圖3a和圖3b所示，其光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)互連交換背板子系統(tǒng)如圖6所示。當(dāng)所用交換芯片為32×32時，80(×2)Gbps雙向路由器中擴展的8對輸出、8對輸出端口，分別分為2組，每組中的四條光纖分別與光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)互連交換背板子系統(tǒng)中的四塊16×16交換芯片互連。八臺80(×2)Gbps雙向路由器擴容到640(×2)Gbps雙向路由交換系統(tǒng)，光纖網(wǎng)絡(luò)背板子系統(tǒng)采用兩塊32×32交換芯片，其網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)見圖7a和圖7b，整個光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)互連交換背板子系統(tǒng)見圖8a和圖8b所示，即每一套光纖網(wǎng)絡(luò)背板中，每一塊模板上由16×16芯片擴展的8對輸出、8對輸出端口，分2組4條光纖分別和光纖背板系統(tǒng)中2塊32×32芯片互連。當(dāng)所用交換芯片為64×64時，80(×2)Gbps雙向路由器中擴展的8對輸出、8對輸出端口，分別分為1組，每組中的八條光纖分別與光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)互連交換背板中的四塊16×16交換芯片互連。八臺80(×2)Gbps雙向路由器擴容到640(×2)Gbps雙向路由交換系統(tǒng)，光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)采用一塊64×64交換芯片，其網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)見圖9a和圖9b，整個光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)互連交換背板子系統(tǒng)見圖10所示。由四套光電混合光纖互連交換背板系統(tǒng)組成的核心互連交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將八臺80(×2)Gbps路由交換系統(tǒng)互連在一起，構(gòu)成為一個容量寬帶1.286Tbps路由交換系統(tǒng)。
基于四臺或八臺容量為80×(2)Gbps路由交換設(shè)備擴展到容量為640Gbps或1.28Tbps的路由交換系統(tǒng)設(shè)備，也即是說，要想讓每一臺的速率為10Gbps8對輸入端口的分組信息，可以無阻塞地交換到其他三臺或七臺設(shè)備的速率為10Gbps輸出端口中，任意一對輸出端口。從路由交換網(wǎng)絡(luò)層面上進行分析，首先在速率為2.5Gbps的每一個層面上，對不同的四組或八組8對輸入、8對輸出端口之間的路由交換，提供一臺“光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)”進行路由尋徑。即是對每一臺設(shè)備來說，首先各自獨立的進行如下過程的處理8對輸入10Gbps線卡，每一對線卡的分組信息并串到2.5Gbps四個處理層面，在四層面上分別進行將分組信息用2.5Gbps的速率進行轉(zhuǎn)發(fā)，每一層面上速率為2.5Gbps的8對輸入端口的分組信息，通過開關(guān)速率為2.5Gbps的16×16開關(guān)芯片構(gòu)成可擴展的電子互連網(wǎng)絡(luò)進行路由尋徑，如果輸出端口仍然是本設(shè)備的輸出端口，則交換到本設(shè)備的輸出端口輸出；如果分組信息是需要從其他三臺或七臺的輸出端口輸出，則該分組信息通過16×16開關(guān)芯片中，其他8對備用的輸出端口輸出，經(jīng)過光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)提供高速通道，路由尋徑到其他三臺或七臺的2.5Gbps層面上的輸出端口，最后，將四個層面上2.5Gbps速率的8對輸出通道中分組信息串并轉(zhuǎn)換到8對輸出10Gbps線卡進行輸出。
權(quán)利要求
1.一種可擴展的光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)，其特征在于包括四套光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)互連交換背板子系統(tǒng)，每套光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)互連交換背板子系統(tǒng)由兩套光纖網(wǎng)絡(luò)背板和N/2塊16×16芯片、N/4塊32×32芯片或N/8塊64×64交換芯片組成，其中N＝2m(m＝1，2，...n，n為自然數(shù))為80(x2)Gbps雙向路由器的臺數(shù)，每臺80(x2)Gbps雙向路由器具有8對可擴展的輸入、輸出端口，該光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)按照Clos網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)，將N臺獨立的的80(x2)Gbps雙向路由器的擴展口，用光纖網(wǎng)絡(luò)互連起來形成寬帶、高速網(wǎng)絡(luò)通道，提供若干臺路由器之間的信息交換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板子系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)80(x2)Gbps雙向路由器的臺數(shù)為8或N＝2m(m＝1，2，...n，n為自然數(shù))時，獨立80(x2)Gbps雙向路由器具有8對輸入、輸出可擴展口，可擴展口可由16×16芯片中的8對輸入和輸出端口組成或由其他形式的8對輸入、輸出端口組成，該光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)采用16×16交換芯片為路由交換芯片時，獨立80(x2)Gbps雙向路由器中的8對擴展口分別分為4組或N/2組，每組中的兩條光纖或n(n＝16/N)條，分別與光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)互連交換背板子系統(tǒng)中的四塊或N/2塊16×16交換芯片互連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板子系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)80(x2)Gbps雙向路由器的臺數(shù)為8或N＝2m(m＝1，2，...n，n為自然數(shù))時，獨立80(x2)Gbps雙向路由器具有8對輸入、輸出可擴展口，可擴展口可由16×16芯片中的8對輸入和輸出端口組成或由其他形式的8對輸入、輸出端口組成，該光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)采用32×32交換芯片為路由交換芯片時，獨立80(x2)Gbps雙向路由器中的8對擴展口分別分為2組或N/4組，每組中的4條光纖或n(n＝32/N)條，分別與光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)互連交換背板子系統(tǒng)中的2塊或N/4塊32×32交換芯片互連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板子系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)80(x2)Gbps雙向路由器的臺數(shù)為8或N＝2m(m＝1，2，...n，n為自然數(shù))時，獨立80(x2)Gbps雙向路由器具有8對輸入、輸出可擴展口，可擴展口可由16×16芯片中的8對輸入和輸出端口組成或由其他形式的8對輸入、輸出端口組成，該光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)采用64×64交換芯片為路由交換芯片時，獨立80(x2)Gbps雙向路由器中的8對擴展口分別分為1組，每組中的八條光纖直接與光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)互連交換背板子系統(tǒng)中的64×64交換芯片互連。
全文摘要
本發(fā)明涉及可擴展的光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)，它包括四套光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)互連交換背板系統(tǒng)，每套光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)互連交換背板系統(tǒng)由兩套光纖網(wǎng)絡(luò)背板和N/2塊16×16、N/4塊32×32或N/864×64交換芯片組成。該光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)按照Clos網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)，將2、4、8.....臺獨立的80(x2)Gbps雙向路由器的擴展口，用光纖網(wǎng)絡(luò)互連起來形成寬帶、高速網(wǎng)絡(luò)通道，提供若干臺路由器之間的信息交換通道。本發(fā)明可將數(shù)臺容量為80Gbps或160Gbps路由交換系統(tǒng)靈活地互連在一起，將容量擴展構(gòu)成2倍、4倍、8倍、16……倍的路由交換系統(tǒng)設(shè)備，有效地提高核心路由器的容量。本發(fā)明同樣可應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和光纖通道交換機等系統(tǒng)設(shè)備的提速擴容。
文檔編號H04B10/02GK1585560SQ20041001326
公開日2005年2月23日 申請日期2004年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月4日
發(fā)明者陳紹仟, 朱志實 申請人:武漢海博光技術(shù)有限公司