CN101189841A - 切换设备、切换方法及开关控制程序 - Google Patents

Abstract

一种切换设备包括：输入级开关组1－1，包括多条输入线；输出级开关组1－3，包括多条输出线；中间级开关组1－2，布置在输入级开关组和输出级开关组之间；以及调度器1－22，用于基于对各条输入线的信息输入来决定中间级开关组中的中间级开关1－21中的每个的信号路径。将中间级开关组分成多个组，以分布式方式来布置多个调度器，使之分别与多个组相对应，并且这些调度器彼此独立地操作。

Description

切换设备、切换方法及开关控制程序

技术领域

本发明涉及一种切换设备、一种切换方法、以及一种开关控制程序。更具体地，本发明涉及一种包括能够减少吞吐量和公平性的恶化并且几乎不受安装限制并具有极好的可扩展性的分布式调度器的切换设备、一种切换方法、以及一种开关控制程序。

背景技术

近年来，网络业务量日益增加。由于光传输技术的发展，网络的瓶颈已经从传输线变成开关设备和路由设备，并且对大容量开关的需求已经增加。然而，从经济角度，从业务量较小的级引入大容量开关是徒劳的投资。换言之，在商用的最初阶段，开关容量较小够用。因此，需要这样的开关：具有可扩展性，使得开关的容量初始化为较小，但是可以根据用户数量的增长而增加，以及最终可以构成大容量开关。

多级开关结构已知作为扩展开关容量的方法之一。在专利文献1中公开了这种多级开关。

将其中所公开的多级开关配置为包括多个图17中所示的单元开关。例如，将三级CLOS(CLOS是发明者的名字)开关配置为包括三级单元开关组，即：输入级开关组13-1、中间开关组13-2、以及输出级开关组13-3。将输入级开关组13-1配置为包括单元开关组13-11-1至13-11-k，在其中的每个组中并行排列k个m×n单元开关，其中k是m×n单元开关的数量。m×n单元开关具有m条输入线以及n条输出线，其中m是输入线的数量，n是输出线的数量。将中间级开关组13-2配置为包括单元开关组13-21-1至13-21-n，在其中的每个组中并行排列n个k×h单元开关，其中n是k×h单元开关的数量。k×h单元开关具有k条输入线和h条输出线，其中k是输入线的数量，h是输出线的数量。将输出级开关组13-3配置为包括单元开关组13-31-1至13-31-h，在其中的每个组中并行排列h个n×j单元开关，其中h是n×j单元开关的数量。n×j单元开关具有n条输入线和j条输出线，其中n是输入线的数量，j是输出线的数量。通过线组13-13-1至13-13-(k×n)，将输入级组13-1与中间级开关组13-2相连，以及通过线组13-32-1至13-32-(n×h)，将中间级组13-2与输出级开关组13-3相连，由此构成具有mk×jh的大容量的切换设备。按照这种方式，利用多级开关结构，通过使用小容量单元开关，可以按照根据每一级的单元开关数量以及相应的连接数量的比例来构成开关。

此外，在传统意义上，已经提出了针对切换设备的各种调度方法。如果根据功能布置来对这些调度方法进行分类，那么大致将其分成通过以分布式方式来布置调度功能的调度方法以及通过集中式方式来布置调度功能的调度方法。图18和19分别示出了在专利文献2和3中所公开的配置。图18和19中的配置分别示出了调度功能的传统布置的状态。具体地，图18示出了在其中以分布式方式布置调度功能的配置，而图19示出了在其中以集中式方式布置调度功能的配置。

如图18所示，具有在其中以分布式方式布置调度功能的配置，该切换设备包括多个开关和调度器14-1至14-m。通过手动地连接相邻调度器，各个调度器可以相互发送及接收调度信息，并执行所有的调度处理。

如图19所示，具有在其中以集中式方式布置调度功能的配置，调度器15与所有开关相连，以提供一个控制电路，由此执行所有的调度处理。这类集中式调度器由于不需要将多个调度器彼此相连而具有以下优点：较小的布线延迟，以及由布线延迟所引起的较少的安放限制。然而，如果切换设备是大尺寸开关，那么电路尺寸较大，从而不利的是使得安放变得困难。此外，由于在安放之后固定了可容纳的输入数量，因此该切换设备在可扩展性方面较差。

如果要构成具有极好的可扩展性的切换设备，则有利的是，使用分布式调度器。然而，如果调度器的数量增加，用于将调度器相互连接的连线的数量也增加，从而不利的是增加了安放限制。此外，安放限制的数量还由于由信息交换所产生的延迟而增加。为了解决上述缺点，提出了一种执行调度处理的方法，其中非手动连接调度器，并且调度器不彼此交换调度信息。

专利文献1：JP-A 2002-3250787(图17)

专利文献2：JP-A 2002-152267(图18)

专利文献3：JP-A 6-70347(图19)

发明内容

本发明所要解决的问题

然而，执行调度处理而不交换调度信息的方法具有以下缺点：首先，使吞吐量恶化。这是因为各个调度器彼此无关地操作并进行分配。其次，很难在分配中保持公平性。

本发明的目的是提供一种切换方法以及一种包括调度器的切换设备，该调度器能够解决传统缺点并能够减少吞吐量和公平性的恶化、并具有较少的安放限制、以及极好的可扩展性。

用于解决问题的装置

为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，切换设备是包括以下装置的切换设备：与多条输入线相连的输入级开关组；与多条输出线相连的输出级开关组；将输入级开关组与输出级开关组相连的中间级开关组；以及调度器，执行用于基于各条输入线的信息输入来决定在输入级开关组和输出级开关组之间通过中间级开关组的信号通路的调度操作，

其中，将中间级开关组分成多个组，分别响应于多个组来以分布式方式布置调度器，并且调度器相互独立地操作。

根据本发明的第二方面，切换方法是用于切换设备的切换方法，该切换设备包括：与多条输入线相连的输入级开关组；与多条输出线相连的输出级开关组；将输入级开关组与输出级开关组相连的中间级开关组，该切换方法包括以下步骤：

通过将中间级开关组分成多个组，并且响应于各个组相互独立地执行调度操作，执行用于基于各条输入线的信息输入来决定在输入级开关组和输出级开关组之间通过中间级开关组的信号通路的调度操作。

根据本发明的第三方面，开关控制程序是用于切换设备的开关控制程序，该切换设备包括：与多条输入线相连的输入级开关组；与多条输出线相连的输出级开关组；将输入级开关组与输出级开关组相连的中间级开关组；算术处理单元，执行用于基于各条输入线的信息输入来决定在输入级开关组和输出级开关组之间通过中间级开关组的信号通路的调度操作；以及存储单元，此外对该切换设备进行配置，使得将中间级开关组分成多个组，并响应于多个组中的每个组以分布式方式来布置算术处理单元和存储单元，

其中，基于每条输入线的信息输入以及存储于存储单元中的调度优先级处理命令信息，该算术处理单元独立地响应于多个组中的每个组来执行调度操作。

根据本发明，在将中间级开关组分成多个组时，响应于各个组以分布式方式来布置调度器，并且这些调度器独立地操作。因此，可以省去调度器之间的连接，并且省去调度信息的互换。

本发明的效用

根据本发明，可以提供一种具有较少安放限制以及极好的可扩展性的切换设备。其原因如下。多个调度器并不彼此相连，并且不彼此交换调度信息。由此，可以放松安放限制，例如布线数量和延迟的增加。

此外，即使开关数量增加，通过增加调度器的数量，一个调度器的调度量也不会改变。

此外，根据本发明，即使调度器不彼此交换信息，也可以抑制吞吐量和公平性的恶化。这是因为可以根据调度器的数量来改变调度开始点和调度顺序。

附图说明

图1是示出了根据本发明的第一实施例的切换设备的配置的方框图；

图2是示出了输入级调度器接口单元的配置的方框图；

图3是示出了调度器的配置的方框图；

图4是示出了输出级调度器接口的配置的方框图；

图5是示出了切换设备的配置的方框图；

图6是示出了优先级控制表的示例的表；

图7是示出了请求表的示例的表；

图8是示出了由调度器所执行的处理的流程图；

图9是示出了预留管理表和许可管理表的示例的表；

图10是示出了预留管理表和许可管理表的示例的表；

图11是示出了预留管理表和许可管理表的示例的表；

图12是示出了预留管理表和许可管理表的示例的表；

图13是示出了预留管理表和许可管理表的示例的表；

图14是示出了由调度器所执行的处理的流程图；

图15是示出了请求表的示例的表；

图16是示出了在由软件执行调度处理的情况下的调度器的配置的示意图；

图17是示出了传统的多级开关的示意图；

图18是示出了传统的分布式调度器的示意图；

图19是示出了传统的集中式调度器的示意图；以及

图20是示出了包含根据本发明的切换设备的开关板的层叠框体的示意图。

附图标记的描述

1-1输入级开关组

1-2中间级开关组

1-3输出级开关组

1-10输入级开关板

1-11输入缓冲器

1-12输入级开关

1-13输入级调度器接口

1-20中间级开关板

1-21中间级开关

1-22调度器

1-30输出级开关板

1-31输出缓冲器

1-32输出级开关

1-33输出级调度器接口

2-1请求发出单元

2-2许可接收单元

3-1请求接收单元

3-2调度器控制单元

3-3许可发出单元

4-1许可接收单元

具体实施方式

下面将参考附图对本发明的最优选实施例进行详细描述。

(第一实施例)

(1)对配置的描述

图1是示出了根据本发明的第一实施例的切换设备的配置的方框图。将根据第一实施例的切换设备配置为包括：输入级开关组1-1、中间级开关组1-2、以及输出级开关组1-3。将输入、中间、以及输出级开关组1-1、1-2、和1-3中的每个都配置为包括多个开关板。

输入级开关组1-1包括k个输入级开关板1-10，并且输入级开关板1-10中的每一个都包括m个输入缓冲器1-11(J＝m×k，其中j是输入缓冲器的总数)、输入级开关1-12、以及作为输入级控制单元的输入级调度器接口1-13。

输入缓冲器1-11中的每一个都与输入线、输入级开关1-12、以及输入级调度器接口1-13相连。输入级开关1-12与m个输入缓冲器1-11、中间级开关组1-2中的各个中间级开关1-21、以及输入级调度器接口1-13相连。

输入级调度器接口1-13与m个输入缓冲器1-11和输入级开关1-12、以及中间级开关组1-2中的各个调度器1-22相连。

将中间级开关组1-2配置为包括n个中间级开关板1-20，以及将中间级开关板1-20中的每一个都配置为包括i个中间级开关(SW)1-21(L＝n×i，其中L是中间级开关的总数)和调度器1-22。i个中间级开关1-21中的每一个都与输入级开关组1-1中的各个输入级开关1-12、输出级开关组1-3中的各个输出级开关1-32以及调度器1-22相连。

调度器1-22与各个输入级调度器接口1-13、各个输出调度器接口1-33、以及同一中间级开关板上的中间级开关1-21相连。

将输出级开关组1-3配置为包括h个输出级开关板1-30，以及将输出级开关板1-30中的每一个配置为包括g个输出缓冲器1-31(P＝g×h，其中P是输出缓冲器的综述)、输出级开关1-32、以及输出级调度器接口1-33。

输出缓冲器1-31中的每个都与输出线、输出级开关1-32、以及输出级调度器接口1-33相连。输出级开关1-32与g个输出缓冲器1-31、中间级开关组1-2中的各个中间级开关1-21、以及输出级调度器接口1-33相连。输出级调度器接口1-33与g个输出缓冲器1-31、输出级开关1-32、以及中间级开关组1-2中的各个调度器1-22相连。

图2是示出了输入级调度器接口1-13的配置的方框图。将作为输入级控制单元的输入级调度器接口1-13配置为包括请求发出单元2-1和许可接收单元2-2。请求发出单元2-1与同一输入级开关板上的m个输入缓冲器1-11以及各个中间级开关板上的调度器1-22相连。许可接收单元2-2与各个中间级开关板上的调度器1-22以及同一输入级开关板上的m个输入缓冲器1-11和输入级开关1-12相连。

图3是示出了调度器1-22的配置的方框图。将调度器1-22配置为包括请求接收单元3-1、调度器控制单元3-2、以及许可发出单元3-3。请求接收单元3-1与各个输入级调度器接口1-13以及同一调度器中的调度器控制单元3-2相连。调度器控制单元3-2与同一调度器中的请求接收单元3-1和许可发出单元3-3相连。许可发出单元3-3与同一调度器中的调度器控制单元3-2、各个输入级调度器接口1-13、各个输出级调度器接口1-33、以及同一中间级开关板上的中间级开关1-21相连。

图4是示出了输出级调度器接口1-33的配置的方框图。将输出级调度器接口1-33配置为包括许可接口单元4-1。该许可接收单元4-1与各个中间开关板上的调度器1-22以及同一输出级开关板上的输出级开关1-32和输出缓冲器1-31相连。

(2)对切换操作的描述

将描述由切换设备所执行的切换操作。为了描述的简便起见，将描述如图5所示地进行配置的切换设备。如图5所示，该切换设备包括三个输入级开关板(每个都具有三个端口)、四个中间级开关、三个输出级开关板(每个都具有三个端口)、以及两个调度器。两个调度器中的每个都控制两个中间级开关。三个输入级开关板中的每个都包括三个输入缓冲器、一个与三个输入缓冲器相连的输入级开关、以及一个与输入级开关和三个输入缓冲器相连的输入级调度器接口(在图5中由SCD I/F表示)。三个输出级开关板中的每个都包括一个输出级开关、三个与输出级开关相连的输出缓冲器、以及一个与输出级开关和三个输出缓冲器相连的输出级调度器接口(在图5中由SCD I/F表示)。

首先，当激活图5所示的切换设备时(或在任意时间处)，分别如图6的表1和表2所示地设置调度器#1和#2的优先级控制表。与各个调度器对应所提供的优先级控制表预先指定了涉及稍后要描述的请求表的顺序。设置每个调度器的优先级控制表，使得各个调度器所执行的操作在时间上不会相互重叠。在图5的示例中，调度器的数目是2。因此，如图6所示，调度器#1和#2分别将输入级开关板序号(与指示输入级开关组的每个组的组序号相对应)和输入线序号的参考开始位置设置为顶部和末端。从顶部位置开始的调度器#1以升序表示请求表，而从末端位置开始的调度器#2以降序表示请求表。通过这样地设置优先级控制表，可以进行有效的分配。

此外，预先确定了输入级开关板序号和输入线序号中哪个是项目哪个是子项目(即，针对特定项目转移子项目，在参考了所有的子项目之后，将项目转移到另一个项目，再次转移子项目时，参考针对另一个项目的子项目)。假设输入级开关板序号是子项目，而输入线序号是调度器#1和#2中的每个的项目。还预先确定了在多个调度器同时传输许可的情况下选择来自整个系统中的哪个调度器的许可。这里假设选择了来自调度器#2的许可。

假设给图5中所示的输入级开关板中的各条输入线(即，输入端口)输入单元(每个单元都是具有固定长度的数据传送单元)。在图5中，将输入级开关板#1的输入线序号#1至#3分别指示为“1”至“3”，将输入级开关板#2的输入线序号#1至#3分别指示为“4”至“6”，以及将输入级开关板#3的输入线序号#1至#3分别指示为“7”至“9”。同样地，将输出级开关板#1的输出线序号#1至#3分别指示为“1”至“3”，将输出级开关板#2的输出线序号#1至#3分别指示为“4”至“6”，以及将输出级开关板#3的输出线序号#1至#3分别指示为“7”至“9”。

将输入单元累积(accumulate)在每个输入级开关板所提供的输入缓冲器#1至#3中。如果将上述单元完全累积在输入缓冲器中，那么输入级调度器接口(SCD I/F)中的请求发出单元2-1(见图2)从上述单元中所包括的目的地信息中读取输出端口序号和输出级开关板序号，并基于该信息将请求传输至调度器#1和#2。如果没有单元到达，则请求发出单元2-1不传输请求。每个请求包括输入开关板序号、输入线序号、目的地输出端口序号、以及目的地输出开关板序号。调度器#1和#2中的每个基于来自每个输入级开关的输入级调度器接口(SCD/F)的请求来创建如图7中的表3所示的请求表(注意，由调度器#1和#2所创建的请求表在内容上相似，即与图7中所示的请求表3相似)。例如，在输入级开关板序号#1中的输入级开关板的情况下，如果请求发出单元2-1从输入到具有如图5所示的输入级开关板序号#1(注意，在图5中将输入级开关板序号#1的输入线序号#1表示为“1”)的输入线的单元中读取输出开关板序号#2和输出线序号#2(注意，在图5中将输出级开关板序号#2的输出级序号#2指示为“5”)，请求发出单元2-1将指示输入级开关板序号#1、输入线序号#1、输出开关板序号#2、以及输出线序号#2的请求传输至调度器#1和#2中的每个。因此，调度器#1和#2中的每个创建指示针对具有输入级开关板序号#1(在图7中的请求表中的“针对#2指定为5”)的输入线序号#1的输入线(即，输入端口)的输出级开关板序号#2和输出线序号#2(在图7中，将输出线序号指示为“5”)的请求表。

如图5所示，调度器#1管理两个中间级开关#1和#2，调度器#2管理两个中间级开关#3和#4，并且调度器彼此独立地操作。

每个调度器中的调度器控制单元3-2(见图3)执行用于确定要将每个中间级开关到每个输出级开关板的连接分配给哪条输入线的处理。每个调度器根据其自身优先级控制表参考请求表。例如，将参考图8中的流程表来描述调度器#1所执行的处理。首先，将描述中间级开关#1针对输出级开关板#1进行指定的分配。如图8中的流程图所示，调度器#1执行用于选择输入线序号A和输入级开关板序号Y的选择处理(步骤S 1和S2)。起初，针对输入线序号的参考次数是1，以及针对输入级开关板序号(与指示输入级开关组中的每个组件的组件序号相对应)的参考次数也是1。因此，调度器#1在请求表中参考到输入线序号#1(A＝#1)以及输入级开关板序号#1(Y＝#1)(步骤S1和S2)。此外，调度器#1在请求表(即图7中的表3)上参考与输入线序号#1和输入级开关板#1相关的请求(步骤S3)，并检查是否存在请求以及该目的地是否为当前所参考的输出级开关板序号(步骤S4)。如果该请求存在并且该目的地是当前所参考的输出级开关板序号(是，步骤S4)，则调度器#1参考调度器#1所拥有的预留管理表(0：未预留的，1：预留的)，即图9中的表4，以检查输入级开关板序号#1是否预留(步骤S5)。在这种情况下，根据请求表(即，图7中的表3)显而易见的是，请求存在于第一参考(参考输入线序号#1和输入级开关板#1)的请求表中。然而，由于其目的地是输出级开关板#2，在步骤S4不选择该请求并结束第一参考(即，由于在这个处理中进行对输出级开关板#1的分配，在不选择针对输出级开关板#2的请求的情况下完成处理)。然后，将处理移至步骤S6。要注意的是，调度器#1可以在用于选择输入线序号A和输入级开关板序号Y的选择操作(步骤S1和S2)之前或者与步骤S1和S2并行地创建请求表。

如果确定了该请求并非针对当前所参考的输出级开关板(否，步骤S4)，则调度器#1确定其是否已经参考到了优先级控制表的最后输入级开关板序号(即，确定其是否已经将所有输入级开关板序号作为子项目来参考)(步骤S6)。如果调度器#1尚未参考所有的输入级开关板序号，则调度器#1将输入级开关板序号递增1(步骤Y≠2)(步骤S7)并返回步骤S2。如果调度器#1已参考了所有的输入级开关板序号，则该调度器#1确定其是否已经参考到了优先级控制表的最后输入线序号(即，确定其是否已经将所有的输入线序号作为项目来参考)(步骤S8)。如果调度器#1尚未参考所有的输入线序号，则调度器#1将输入线序号递增1(设置A≠2)，并移至步骤S1。如果调度器#1已参考了所有的输入线序号，则调度器#1完成该处理。

接下来将描述对该优先级控制表的第二参考。在这种情况下，由于尚未参考所有子项目，因为作为项目的输入线序号保持先前的序号#1(否，步骤S6)。调度器#1将输入级开关板序号作为子项目来参考，并选择与参考次数2相对应的输入级开关板序号#1(即，调度器#1将输入级开关板序号#1递增1(Y≠2)(步骤S7)，并选择输入级开关板序号#2(步骤S2))。接下来，调度器#1参考请求表(步骤S3)。具体地，调度器#1参考相对于输入级开关板序号#2和输入线序号#1的请求表。在这种情况下，由于不存在关于输入级开关板序号#2和输入线序号#1的请求(步骤S4)，因为该处理转到下一个参考(第三及其下列参考)。

在第三参考中，调度器#1以与第一和第二参考类似的方式参考关于输入级开关板序号#3和输入线序号#1的请求表(步骤S6，S7，S2和S8)。在这种情况下，如表4所示，关于输入级开关板序号#3和输入线序号#1的请求存在，并且输入级开关板序号#3在预留管理表中为未预留。因此，如图7中的表3所示，该目的地是输出级开关板#3而不是输出级开关板#1，并且未选择该请求。

在第四参考中，由于调度器#1已经参考了先前参考中的所有子项目，因此调度器#1也参考该项目。因此，调度器#1参考关于输入线序号#2以及输入级开关板序号#1的请求表。在这种情况下，关于输入线序号#2和输入级开关板序号#1的请求存在，该输入级开关板序号#1为未预留，并且该目的地是输出开关板#1。因此，确定了分配(步骤S11)，调度器#1将中间级开关序号#1登记在调度器#1所拥有的许可管理表的相关部分中，即图9所示的表5(步骤S12)，并且调度器#1将关于输入级开关板序号#1和中间级开关序号#1的内容更新为预留管理表#1(即，图9中的表4)中的之一。因此，如图10中的表7和6所示，分别对许可管理表#1和预留管理表#1进行更新(步骤S13)。此外，在步骤S13中，调度器#1从请求表中删除了所确定的请求。按照这种方式，调度器#1完成了对以输出级开关板#1为目的地对中间级开关#1的分配。同样地，调度器#1可以对中间级开关#2进行分配。此外，如稍后将描述的，调度器#1可以在其它操作之前执行对中间级开关#1的分配以及对中间级开关#2的分配的操作之一，或者可以同时执行两者。

在图8中，输出级开关板(X)是固定的。这是因为图8中的流程图表示了每一输出级开关板的处理。然而，实际上，调度器#1针对输出级开关板#1独立地执行图8中所示的处理，并针对输出级开关板#2独立地执行图8中所示的处理。

将描述以输出级开关板#1为目的地对中间级开关#2的分配。如果调度器#1按照上述类似方式以输入线序号#1和输入级开关板序号#1开始进行参考，然后对输入级开关板序号#2和输入线序号#3进行分配，并且分别根据图10中的表6和7至图11中的表8和9来更新预留管理表和许可管理表。

当调度器#1完成对所有项目的参考时，分别将调度器#1所拥有的预留管理表和许可管理表更新为图12中的表10和11。在表11中，由于已经预留了对输入级开关板#1的分配，因此不选择中间级开关#1针对输入级开关板#1和输入线#1对输出级开关板#2的分配请求，而是选择针对输入级开关板#3和输入线#3的请求，并将该请求从请求表中删除。至于中间级开关#2对输出级开关板#2的分配，选择针对输入级开关板#1和输入线#1的请求。至于中间级开关#1对于输出开关板#3的分配，由于已经预留了对中间级开关板#3的分配，所以不选择针对输入级开关板#3和输入线#1的请求，而是选择针对输入级开关板#2和输入线#2的请求。按照这种方式，进行分配。

调度器#2执行与调度器#1类似的调度。然而，由于优先级控制表与调度器#1的差别，如调度器#2所拥有的预留管理表和许可管理表(即，图13中的表12和13)所示地分别进行分配。

除了以下几个方面，调度器#2进行与图8中所示的处理类似的操作。在第一参考中，调度器#2参考针对输入线序号#3以及输入级开关板序号#3的请求表(步骤S1和S2)。此外，调度器#2将输入级开关板序号递增1(步骤S7)，并将输入线序号递增1(步骤S10)。

针对调度器#2，首先将描述中间级开关#3以输出级开关板#1为目的地的分配。调度器#2参考针对输入级开关板#3和输入线#3的请求表，然后参考涉及表12和13的输入级开关板#2和输入线#3。由此，针对中间级开关#3到输出级开关板#1的分配，调度器#2首先选择输入级开关板#2和输入线#3。接着，针对中间级开关#4到输出级开关板#1的分配，调度器#2选择输入级开关板#1和输入线#2。针对中间级开关#3到输出级开关板#2的分配，调度器#2选择输入级开关板#3和输入线#3。针对中间级开关#4到输出级开关板#2的分配，调度器#2不能选择输入级开关板#1和输入线#1，因为该分配已预留。针对中间级开关#3到输出级开关板#3的分配，调度器#2不能选择输入级开关板#3和输入线#2、输入级开关板#2和输入线#2、以及输入级开关板#3和输入线#1，因为该分配已预留。针对中间级开关#4到输出级开关板#3的分配，调度器#2选择输入级开关板#3和输入线#2。按照这种方式，进行分配。

调度器#1和#2可以相对于各个输出级开关板并行地或相对于各个中间级开关并行地执行如图8中的流程图所示的操作。如果调度器#1和#2可以相对于各个中间级开关并行地执行图8中的流程图所示的操作，则通过允许各个中间级开关板拥有优先级控制表(其中输入线序号或输入级开关板序号在同一组中彼此交换位置)、通过移动将要由各个中间级开关所选择的输出级开关板(例如，如果并行地分配中间级开关#1和#2，则对中间级开关#1的分配以输出级开关板序号#1开始，而对中间级开关#2的分配以输出级开关板序号#2开始)、或者通过执行上述二者，可以避免并行处理中的重叠。此外，调度器#1和#2能够并行执行操作。通过并行地执行操作，可以缩短用于调度的计算时间。

在完成调度时，许可发出单元3-3(见图3)基于许可管理表给每个输入级调度器接口(SCD/IF)传输许可信号。同时，许可发出单元3-3将关于各个开关的控制信息传输至每个输入级调度器接口(SCDI/F)和每个输出级调度器接口(SCD I/F)。基于控制信息，分别设置输入缓冲器、输入级开关、中间级开关、以及输出级开关。如果多个调度器给一个输入级调度器接口传输许可，则该输入级调度器接口选择这些许可的任意一个。例如，该输入级调度器接口预先确定优选调度器。此时，输入级调度器接口不向调度器通知许可的选择，并使得所许可的输入缓冲器输出分组。将经过各个开关的分组累积在目的地输出缓冲器中，并输出至各个输出线。

按照这种方式，输入级开关设置如下：使端口1(即，输入线序号#1)与中间级开关#2相连，端口2与中间级开关#4相连，端口5与中间级开关#1相连，端口6与中间级开关#3相连，端口7与中间级开关#2相连，端口8与中间级开关#4相连，以及端口9与中间级开关#3相连。此外，输出级开关设置如下：使端口1(即，输出线序号#1)通过中间级开关#3连接，端口2通过中间级开关#4连接，端口5通过中间级开关#2连接，端口6通过中间级开关#3连接，端口7通过中间级开关#4连接，端口8通过中间级开关#2连接，端口9通过中间级开关#1连接。如已描述的，如果调度器#1和#2给一个输入级开关传输许可，则该输入级开关选择来自调度器#2的许可。

同时，中间级开关由各个调度器进行设置。按照这种方式，将中间级开关#1设置用于：连接输入级开关#1与输出级开关#1，连接输入级开关#2与输出级开关#3，以及连接输入级开关#3与输出级开关#2。将中间级开关#2设置用于：连接输入级开关#1与输出级开关#2，连接输入级开关#2与输出级开关#1，以及连接输入级开关#3与输出级开关#3。将中间级开关#3设置用于：连接输入级开关#1与输出级开关#3，连接输入级开关#2与输出级开关#1，以及连接输入级开关#3与输出级开关#2。将中间级开关#4设置用于：连接输入级开关#1与输出级开关#1，连接输入级开关#2与输出级开关#2，以及连接输入级开关#3与输出级开关#3。在完成开关的设置时，输入缓冲器传输单元，并且单元分别到达输出端口。

(第二实施例)

将描述本发明的第二实施例。

即使切换设备执行调度操作(其中，如图14中的流程图所示地替换针对输入线序号和输入级开关板序号的选择处理的顺序)，切换设备也可以执行与第一实施例类似的切换操作。图14中的流程图与图8中的流程图相似，除了在步骤S21、S22、S26、S27、S7和S10中由输入级开关板序号代替输入线序号以及由输入线序号代替输入级开关板序号。图14中的流程图示出了关于图6中所示的优先级控制表#1的流程。关于优先级控制表#2的流程与图14中所示的流程的不同之处在于，在步骤S7将输入线序号递增1，以及在步骤S10将输入级开关板序号递增1。

(第三实施例)

将描述本发明的第三实施例。

如果切换设备包括四个调度器#1至#4，则分别根据图15所示的四个调度器来设置优先级控制表。调度器#1和#2中的每个都执行如图8中的流程图所示的调度操作(除了针对调度器#2，在步骤S7将输入级开关板序号递增1，以及在步骤S10将输入线序号递增1)。调度器#3和#4中的每个都执行如图14所示的流程图(除了针对调度器4，在步骤S7将输入线序号递增1，以及在步骤S10将输入级开关板序号递增1)。由此可以进行有效的分配。

调度器#1和#3中的每个的参考开始位置都是顶部位置，而调度器#2和#4中的每个的参考开始位置都是末端位置。调度器#1和#2中的每个都参考以输入线序号为项目而以输入级开关板为子项目的请求表。调度器#3和#4中的每个都参考以输入级板序号为项目而以输入线序号为子项目的请求表。

换言之，调度器#1以存在输入线序号“1”和输入级开关板序号“1”的参考开始位置、按照输入级开关板序号的升序参考请求表。调度器#2以存在输入线序号“m”和输入级开关板序号“n”参考开始位置、按照输入级开关板序号的降序参考请求表。调度器#3以存在输入线序号“1”和输入级开关板序号“1”的参考开始位置、按照输入级开关板序号的升序参考请求表。调度器#4以存在输入线序号“m”和输入级开关板序号“k”参考开始位置、按照输入级开关板序号的降序参考请求表。

在目前为止所述的实施例中，调度器没有彼此相连，并且不彼此交换调度信息。因此，可以放松诸如布线和延迟数量的增加等安装限制。此外，通过根据调度器的数量来独立地改变调度方法，多个调度器可以有效地执行调度处理。此外，即使开关容量增加，一个调度器负责的开关数量保持不变，并且每个调度器的计算量保持不便。因此，可以使用大容量开关。因此，可以提供具有可扩展性的大容量切换设备。

通过使用诸如调度算术处理LSI之类的专用IC作为调度器，可以实现根据每个实施例的调度处理。备选地，如图16所示，例如可以通过软件(即，使用计算机)、使用ROM(只读存储器)102来在其中存储用于描述诸如图8或14所示的调度处理、使用CPU(中央处理单元)101(用作算术处理单元)来执行用于执行程序的处理、以及使用RAM(随机存储存储器)103在其中存储关于请求表103-1、优先级控制表103-2、预留管理表103-3、以及许可管理表103-4的信息以及请求信息等，实现该调度处理。预先设置关于优先级控制表103-2的信息，并将其存储在存储器中，例如在其中信息是不可擦除的闪存。备选地，可以将关于优先级控制表103-2的信息存储在ROM中。

此外，分别在中间级开关板中提供根据每个实施例的调度器。备选地，可以分别在输入级开关板或输出级开关板中提供调度器。例如，如果将调度器布置在每个输入级开关板上，其满足在每个中间级开关板中布置中间级调度器接口以控制相应的中间级开关。在另一备选项中，可以将调度器布置在除了中间级开关板、输入级开关板和输出级开关板以外的板中，可以分别在中间级开关板、输入级开关板、以及输出级开关板中提供调度器接口。

将描述在其中将根据第一至第三实施例的切换设备配置为层叠切换设备的实施例。

图20示出了在其中容纳根据本发明的第一至第三实施例中的每个实施例的切换设备的开关板的层叠框体(case)。图20中所示的层叠框体3包括子框体3-1-1至3-1-a。子框体中的每个框体都包括槽3-2-1至3-2-B(其中B＝2k+n)、背板3-3-1至3-3-B以及连接在框体间的连接器3-5-1至3-5-B。各个槽3-2-1至3-2-B在其中容纳了b个输入级开关板1-10、输出级开关板1-30、或中间级开关板1-20，其中b是输入级开关板1-10的数量。在子框体3-1-1至3-1-a的每个框体中，各个背板3-3-1至3-3-B连接在b个输入级开关板1-10、输出级开关板1-30或中间级开关板1-20之间。连接在框体间的连接器3-5-1至3-5-B包括与背板3-3-1至3-3-B相连的框体间互连线3-4-1至3-4-C(其中，C＝2M+2N+i)。通过背板-连接器的连线3-6-1至3-6-d，将背板3-3-1至3-3-B与连接在框体间的连接器3-5-1至3-5-B相连。

将光连接收发机安装在输入级开关、中间级开关、输出级开关、输入级调度器接口、调度器、以及输出级调度器接口的每一个上。将光布线布置在输入级开关板、中间级开关板、以及输出级开关板之中。在各个子框体中，将这些光配线与背板相连。背板-连接器的连线也由光配线构成，并与连接在框体间的连接器相连。类似地，连接在框体间的连接器由光配线构成，并相互连接各个框体。

可以在不背离本发明的精神或基本特征的前提下，使用其它各种方式来执行本发明。因此，上述实施例仅作为示例性目的给出，并且不应被理解为限制本发明。本发明的范围由权利要求所限定，并且不完全受说明书的描述的约束。此外，对于在权利要求的等价范围中的所有改变和修改都落入本发明的范围内。

Claims (13)

1.一种切换设备，包括：

与多条输入线相连的输入级开关组；

与多条输出线相连的输出级开关组；

连接输入级开关组与输出级开关组的中间级开关组；以及

调度器，执行用于基于对各条输入线的信息输入来决定经由中间级开关组在输入级开关组和输出级开关组之间的信号路径，

其中，将所述中间级开关组分成多个组，分别对应于所述多个组来布置所述调度器，所述调度器彼此独立地操作。

2.根据权利要求1所述的切换设备，其中，所述各个调度器并行地执行调度操作。

3.根据权利要求1或2所述的切换设备，其中，所述各个调度器基于在所述调度器之间不同的优先级顺序来执行调度操作。

4.根据权利要求1至3之一所述的切换设备，其中，所述各个调度器不共享关于在多个组中所管理的中间级开关的调度信息。

5.根据权利要求1至4之一所述的切换设备，还包括用于控制输入级开关组中的输入级开关的输入级控制单元，其中，所述输入级控制单元不将关于要与输入级开关相连的中间级开关的选择信息传输至调度器。

6.根据权利要求1至5之一所述的切换设备，其中，每个调度器管理调度开始点和调度顺序。

7.根据权利要求3所述的切换设备，其中，将所述输入开关组分成多个组，以及

每个调度器基于输入线序号和用于指示从输入级开关组分成的多个组中的每个组的组序号来决定优先级顺序。

8.根据权利要求7所述的切换设备，其中，多个调度器中的一个或两个或更多个调度器通过以升序选择输入线序号和组序号中的一个或两个作为输入线序号和组序号中的一个或两个来执行调度操作，以及剩余调度器通过以降序选择输入线序号和组序号中的一个或两个作为输入线序号和组序号中的一个或两个来执行调度操作。

9.根据权利要求7或8所述的切换设备，其中，每个调度器执行以下处理：选择输入线序号，继而基于所选择的输入线序号来选择组序号，在组序号的选择结束之后改变输入线序号，继而基于改变的输入线序号来选择组序号。

10.根据权利要求7或8所述的切换设备，其中，每个调度器执行以下处理：选择组序号，继而基于所选择的组序号来选择输入线序号，在输入线序号的选择结束之后改变组序号，继而基于改变的组序号来选择输入线序号。

11.一种用于切换设备的切换方法，所述切换设备包括：与多条输入线相连的输入级开关组；与多条输出线相连的输出级开关组；以及连接输入级开关组与输出级开关组的中间级开关组，所述切换方法包括：

通过将所述中间级开关组分成多个组，并对应于所述多个组彼此独立地执行调度操作，来执行用于基于对各条输入线的信息输入来决定经由中间级开关组在输入级开关组和输出级开关组之间的信号路径的调度操作。

12.根据权利要求11所述的切换方法，其中，基于在多个组之间不同的优先级顺序来执行所述各个调度操作。

13.一种用于切换设备的开关控制程序，所述切换设备包括：与多条输入线相连的输入级开关组；与多条输出线相连的输出级开关组；连接输入级开关组与输出级开关组的中间级开关组；算术处理单元，执行用于基于对各条输入线的信息输入来决定经由中间级开关组在输入级开关组和输出级开关组之间的信号路径的调度操作；以及存储单元，对所述开关控制程序进行配置，使得将所述中间级开关组分成多个组，将所述算术处理单元和存储单元布置为与多个组中的每个组相对应，其中，

所述算术处理单元基于对每条输入线的信息输入以及存储在存储单元中的调度优先级处理顺序信息来独立地执行与多个组中的每个组相对应的调度操作。

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