專利名稱：可擴展的光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)背板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于通訊和計算機領(lǐng)域，特別涉及光通訊器件。
背景技術(shù)：
Internet網(wǎng)上數(shù)據(jù)流的急劇增長，急劇要求增加通訊網(wǎng)中核心路由器的容量，核心路由器容量增加的關(guān)鍵是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。目前容量為80Gbps、160Gbps等路由交換設(shè)備已相繼供應(yīng)市場。如果采用寬帶、高密度的光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)背板技術(shù)，將多臺容量為80Gbps或160Gbps的路由交換設(shè)備互連起來，可以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。但目前尚未見到相關(guān)的光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)背板技術(shù)公開報道。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型提出一種可擴展的光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)背板，將數(shù)臺容量為160×2Gbps路由交換設(shè)備互連在一起，以擴展構(gòu)成2倍、4倍、8倍、16倍。。。的路由交換系統(tǒng)設(shè)備。
本實用新型一種可擴展的光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)背板，用于容量為160Gbps×2雙向路由器，包括四組子光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)，分別用于四個處理層面的路由尋徑互連，每一子光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)由兩塊雙向光纖網(wǎng)絡(luò)背板和N/2塊32×32交換芯片或N/4塊64×64交換芯片或N/8塊128×128交換芯片組成；第一塊雙向(N×16)×(N×16)光纖互連網(wǎng)絡(luò)背板輸入端口排列N×16條光纖通道、用于連接160Gbps路由交換設(shè)備，(1)基于N/2塊32×32交換芯片時，所述第一塊雙向(N×16)×(N×16)光纖互連網(wǎng)絡(luò)背板輸入端口每16條光纖順序均勻分成N/2束、N×16條光纖的相同順序的N束光纖在該光纖互連網(wǎng)絡(luò)背板輸出端口構(gòu)成N/2×32條光纖通道、用于順次連接N/2塊32×32開關(guān)交換芯片；(2)基于N/4塊64×64交換芯片時，所述第一塊雙向(N×16)×(N×16)光纖互連網(wǎng)絡(luò)背板輸入端口每16條光纖順序均勻分成N/4束、N×16條光纖的相同順序的N束光纖在該光纖互連網(wǎng)絡(luò)背板輸出端口構(gòu)成N/4×64條光纖通道、用于順次連接N/4塊64×64開關(guān)交換芯片；(3)基于N/8塊128×128交換芯片時，所述第一塊雙向(N×16)×(N×16)光纖互連網(wǎng)絡(luò)背板輸入端口每16條光纖順序均勻分成N/8束、N×16條光纖的相同順序的N束光纖在該光纖互連網(wǎng)絡(luò)背板輸出端口構(gòu)成N/8×128條光纖通道、用于順次連接N/8塊128×128開關(guān)交換芯片；(4)第二塊雙向(N×16)×(N×16)光纖互連網(wǎng)絡(luò)背板結(jié)構(gòu)和光纖連接方式與第一塊雙向(N×16)×(N×16)光纖互連網(wǎng)絡(luò)背板關(guān)于所述32×32開關(guān)交換芯片、64×64交換芯片或128×128交換芯片軸對稱；其中N為系統(tǒng)中互連的160×2Gbps路由交換設(shè)備的臺數(shù)，N＝2m，m為自然數(shù)。
所述的光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)背板，系統(tǒng)中互連的160×2Gbps路由交換設(shè)備的臺數(shù)可以為N＝4。
所述的光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)背板，系統(tǒng)中互連的160×2Gbps路由交換設(shè)備的臺數(shù)也可以為N＝8。
通過本實用新型的光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板進行擴容有以下規(guī)律，用N＝2m(m＝1，2，3，…為自然數(shù))臺容量為160Gbps×2雙向路由器組成容量擴展的路由交換系統(tǒng)，輸入和輸出線卡的速率為10Gbps，其容量可擴展到2m×160Gbps×2雙向路由交換系統(tǒng)，有2m×8條10Gbps輸入、輸出線卡。由于輸入和輸出線卡的速率為10Gbps，容量為160Gbps×2雙向路由器的路由尋徑處理分四個層面進行處理，所以，本實用新型的光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板，包括四套子光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)。每一子光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)由兩塊光纖網(wǎng)絡(luò)背板和N/2塊32×32交換芯片或N/4塊64×64交換芯片或N/8塊128×128交換芯片組成。
使用本實用新型光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)背板，可以方便地將2、4、8…臺160Gbps×2雙向的路由交換系統(tǒng)互連在一起形成640GBps、1.28Tbps、2.56Tbps等路由交換設(shè)備。


圖1為基于32×32交換芯片160(×2)Gbps路由器擴展到640(×2)比特系統(tǒng)的本實用新型光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板拓撲結(jié)構(gòu)；圖2為基于32×32交換芯片160Gbps×2路由器擴展到640(×2)Gbps路由交換系統(tǒng)的本實用新型光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板；圖3為四臺160(×2Gbps)擴展到640(×2)Gbps的T比特路由系統(tǒng)總圖；
圖4為基于64×64交換芯片160(×2)Gbps路由器擴展到640(×2)比特系統(tǒng)的本實用新型光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板；圖5為基于64×64交換芯片160Gbps×2路由器擴展到640Gbps(×2)的本實用新型光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板；圖6為基于32×32交換芯片160(×2)Gbps路由器擴展到1.28(×2)比特系統(tǒng)的本實用新型光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板拓撲結(jié)構(gòu)；圖7為基于32×32交換芯片160(×2)Gbps路由器擴展到1.28(×2)比特系統(tǒng)的本實用新型光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板；圖8為基于64×64交換芯片擴展到1.28Tbps(×2)比特系統(tǒng)的本實用新型光纖網(wǎng)絡(luò)背板的拓樸結(jié)構(gòu)；圖9為基于64×64交換芯片的本實用新型光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板；圖10為采用128×128交換芯片160(×2Gbps)擴容到1.28Tbps(×2)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓樸圖；圖11為采用128×128交換芯片擴容到1.28Tbps(×2)系統(tǒng)的本實用新型光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板；圖12為基于160×(2)Gbps路由器利用本實用新型擴展到640×(2)Gbps或T比特路由系統(tǒng)總體原理圖；圖13為可擴展電子互連背板的160Gbps(×2)路由尋徑系統(tǒng)。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型進一步具體說明。
圖1所示為基于32×32交換芯片160×(2)Gbps路由器擴展到640×(2)Gbps比特路由交換系統(tǒng)的本實用新型光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板拓撲結(jié)構(gòu)。圖中下面一排表示該系統(tǒng)包括四個160×(2)Gbps路由交換器，每一臺分別有16個10Gbps的輸入、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。四臺設(shè)備每一個2.5Gbps層面之間的四組8輸入、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層面有四套互連交換網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)。由四套互連交換網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)組成的核心互連交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將四個獨立的160(×2)Gbps路由交換系統(tǒng)互連在一起，構(gòu)成為一個容量640×(2)Gbps路由交換系統(tǒng)。
如圖2所示，本實用新型可擴展的光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)背板是由四個層面的光電混合互連交換網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)組成。每一個層面的子互連交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供四臺獨立的機柜容量為160(×2)Gbps的雙向路由設(shè)備中一個2.5Gbps層面上的路由尋徑通道，一個層面上的子互連交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由二塊32×32芯片和兩套寬帶光纖網(wǎng)絡(luò)背板組成，32×32芯片承擔分組信息的路徑選取，寬帶光纖網(wǎng)絡(luò)背板提供寬帶信息傳輸通道。可擴展的光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)背板包括四組互連交換網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)，分別提供四個層面路由尋徑通道。由4×2塊32×32芯片和四套雙向?qū)拵Ч饫w網(wǎng)絡(luò)背板組成，每一套雙向?qū)拵Ч饫w網(wǎng)絡(luò)背板包括兩塊寬帶光纖網(wǎng)絡(luò)背板。
基于獨立160(×2)Gbps路由交換系統(tǒng)擴展到640(×2)Gbps的路由交換系統(tǒng)，由4臺獨立的160(×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。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、高密度的光纖互連網(wǎng)絡(luò)背板技術(shù)，由四臺獨立的機柜容量為160(×2)Gbps雙向路由器設(shè)備擴展到640(×2)Gbps的T比特路由系統(tǒng)總圖，見圖3。
本實用新型基于容量為160Gbps×2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)律基于容量為160Gbps×2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×160Gbps×2雙向路由交換系統(tǒng)，有2m×8條10Gbps輸入、輸出線卡。由于輸入和輸出線卡的速率為10Gbps，容量為160Gbps×2雙向路由器的路由尋徑處理分四個層面進行處理，所以，光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)包括了四套子光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)，分別用于四個處理層面的路由尋徑互連。每一子光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)由兩套光纖網(wǎng)絡(luò)背板和N/2塊32×32交換芯片組成，其網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)如圖1所示。也可以采用64×64交換芯片來實現(xiàn)，其網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)如圖4所示，每一子光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)由兩套光纖網(wǎng)絡(luò)背板和N/4塊64×64交換芯片組成，其光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)如圖5所示。八臺160G(×2)bps雙向路由器擴容到1.28(×2)Gbps雙向路由交換系統(tǒng)，光纖網(wǎng)絡(luò)背板子系統(tǒng)采用四塊32×32交換芯片，其網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)見圖6，系統(tǒng)包括八臺160(×2)Gbps路由交換系統(tǒng)。八臺設(shè)備每一個2.5Gbps層面之間的八組16輸入、輸出的分組信息交換，通過如圖6所示拓撲結(jié)構(gòu)的一個核心互連交換網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)提供尋徑交換通道。一套由四組互連交換網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)組成的核心互連交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將八臺160(×2)Gbps路由交換系統(tǒng)互連在一起，構(gòu)成為一個容量寬帶2.56Tbps路由交換系統(tǒng)。整個光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)見圖7所示。也可以采用兩塊64×64交換芯片來實現(xiàn)，每一子光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)由兩套光纖網(wǎng)絡(luò)背板和N/4塊64×64交換芯片組成。八臺160(×2)Gbps雙向路由器擴容到1.28(×2)Tbps雙向路由交換系統(tǒng)，光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)采用兩塊64×64交換芯片，其網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)見圖8，整個光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)見圖9所示。
圖10為采用128×128交換芯片160(×2Gbps)擴容到1.28Tbps(×2)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓樸圖；圖11為采用128×128交換芯片擴容到1.28Tbps(×2)系統(tǒng)的本實用新型光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)背板。
圖12所示為雙向容量為160Gbps×2路由交換設(shè)備利用本實用新型擴展到容量為Tbps的“光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備”總體原理圖。它由4、8…臺160Gbps×2的雙向可擴展的路由設(shè)備和本實用新型“可擴展的光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)背板”組成。每一臺160Gbps×2可擴展的路由交換系統(tǒng)包括如下信息處理過程16個輸入、輸出10Gbps線卡，每一個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16個輸入端口的分組信息，通過開關(guān)速率為2.5Gbps的32×32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16個輸出通道中分組信息，串并轉(zhuǎn)換到16個輸出10Gbps線卡進行輸出。每一臺雙向160Gbps×2的路由設(shè)備的每一個層面，都采用開關(guān)速率為2.5Gbps的32×32開關(guān)芯片作為路由尋徑開關(guān)，其中16輸入和16輸出端是用于在一臺160(×2)雙向設(shè)備內(nèi)的輸入和輸出端口分組信息進行交換時，提供高速路由交換通道。而32×32開關(guān)芯片中其他16輸入和輸出端，是給本臺的輸入端口的分組信息要交換到其他三臺或七臺設(shè)備中輸出端時，提供高速路由交換通道，它是可擴展的備用端口，該具有可擴展備用端口的路由交換設(shè)備，稱為可擴展的路由交換設(shè)備系統(tǒng)。
基于4、8、…臺容量為160Gbps(×2)路由交換設(shè)備擴展到容量為640Gbps(×2)、1.28Tbps(×2)、…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10Gbps 16個輸入端口的分組信息，可以無阻塞地交換到其他3或7臺或…設(shè)備的速率為10Gbps輸出端口中任意一個輸出端口。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。。。。16個輸入、輸出端口之間的路由交換，提供一臺“可擴展的光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)背板”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16個輸入10Gbps線卡，每一個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個輸入端口的分組信息，通過開關(guān)速率為2.5Gbps的32×32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32×32開關(guān)芯片中，其他16個備用的輸出端口輸出，經(jīng)過“可擴展的光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)背板”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16個輸出通道中分組信息串并轉(zhuǎn)換到8個輸出10Gbps線卡進行輸出。由此可以得知，基于四臺或八臺容量為160Gbps×2路由交換設(shè)備擴展到容量為640Gbps(×2)或1.28Tbps(×2)的路由交換系統(tǒng)設(shè)備，不同設(shè)備之間的分組交換是在速率為2.5Gbps層面上進行的，所以，需要四套速率為2.5Gbps可擴展的光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)背板。若將四套速率為2.5Gbps可擴展的光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)背板組合在一個機柜內(nèi)，形成一整套光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)互連交換系統(tǒng)。
每一臺獨立雙向160(×2)Gbps的路由交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括了16個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)部標志提取、轉(zhuǎn)發(fā)，每一層面上速率為2.5Gbps的16個輸入、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。160(×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32×32交換芯片，每一層面的32×32交換芯片的16個輸入和輸出口是用于本系統(tǒng)中16個輸入和輸出端口的分組信息路由交換，而另外16個輸出口是用于交換到其他160(×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16個輸入口為來自其他160(×2)Gbps的路由交換系統(tǒng)中的分組信息要到本臺路由器的16個輸出端口，提供路由尋徑的通道，如圖13所示。
權(quán)利要求1.一種可擴展的光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)背板，用于容量為160Gbps×2雙向路由器，包括四組子光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)，分別用于四個處理層面的路由尋徑互連，每一子光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)由兩塊雙向光纖網(wǎng)絡(luò)背板和N/2塊32×32交換芯片或N/4塊64×64交換芯片或N/8塊128×128交換芯片組成；第一塊雙向(N×16)×(N×16)光纖互連網(wǎng)絡(luò)背板輸入端口排列N×16條光纖通道、用于連接160Gbps路由交換設(shè)備，(1)基于N/2塊32×32交換芯片時，所述第一塊雙向(N×16)×(N×16)光纖互連網(wǎng)絡(luò)背板輸入端口每16條光纖順序均勻分成N/2束、N×16條光纖的相同順序的N束光纖在該光纖互連網(wǎng)絡(luò)背板輸出端口構(gòu)成N/2×32條光纖通道、用于順次連接N/2塊32×32開關(guān)交換芯片；(2)基于N/4塊64×64交換芯片時，所述第一塊雙向(N×16)×(N×16)光纖互連網(wǎng)絡(luò)背板輸入端口每16條光纖順序均勻分成N/4束、N×16條光纖的相同順序的N束光纖在該光纖互連網(wǎng)絡(luò)背板輸出端口構(gòu)成N/4×64條光纖通道、用于順次連接N/4塊64×64開關(guān)交換芯片；(3)基于N/8塊128×128交換芯片時，所述第一塊雙向(N×16)×(N×16)光纖互連網(wǎng)絡(luò)背板輸入端口每16條光纖順序均勻分成N/8束、N×16條光纖的相同順序的N束光纖在該光纖互連網(wǎng)絡(luò)背板輸出端口構(gòu)成N/8×128條光纖通道、用于順次連接N/8塊128×128開關(guān)交換芯片；(4)第二塊雙向(N×16)×(N×16)光纖互連網(wǎng)絡(luò)背板結(jié)構(gòu)和光纖連接方式與第一塊雙向(N×16)×(N×16)光纖互連網(wǎng)絡(luò)背板關(guān)于所述32×32開關(guān)交換芯片、64×64交換芯片或128×128交換芯片軸對稱；其中N為系統(tǒng)中互連的160×2Gbps路由交換設(shè)備的臺數(shù)，N＝2m，m為自然數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)背板，其特征為系統(tǒng)中互連的160×2Gbps路由交換設(shè)備的臺數(shù)N＝4。
3.如權(quán)利要求1所述的光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)背板，其特征為系統(tǒng)中互連的160×2Gbps路由交換設(shè)備的臺數(shù)N＝8。
專利摘要可擴展的光電混合光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)背板，涉及光通訊器件，將數(shù)臺容量為160×2Gbps路由交換設(shè)備互連在一起，以擴展構(gòu)成640GBps、1.28Tbps、2.56Tbps等路由交換系統(tǒng)設(shè)備。本實用新型包括四組子光纖網(wǎng)絡(luò)背板系統(tǒng)，各由兩塊雙向光纖網(wǎng)絡(luò)背板和N/2塊32×32交換芯片或N/4塊64×64交換芯片或N/8塊128×128交換芯片組成；其中N為系統(tǒng)中互連的160×2Gbps路由交換設(shè)備的臺數(shù)，N＝文檔編號H04Q11/00GK2731879SQ200420076779
公開日2005年10月5日 申請日期2004年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月28日
發(fā)明者曹明翠, 羅志祥 申請人:華中科技大學