CN1349697A

CN1349697A - 交换机结构

Info

Publication number: CN1349697A
Application number: CN00806953A
Authority: CN
Inventors: K·塔诺维克
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1999-06-25
Filing date: 2000-06-23
Publication date: 2002-05-15
Also published as: CA2376390A1; DE10084736T1; GB2366130B; US7061908B1; GB2366130A; AUPQ120099A0; WO2001001639A1

Abstract

本发明涉及一种交换结构,具体而言涉及用于电信信号,比方说但不限于数据,的电路交换的一种交换结构。提供了用于交换通信信号的群交换机的一种交换机配置,这种交换机配置包括,至少有第一个交换单元(SE－2)的第一个交换模块(SE－1～SE－N),和第二个交换单元(SE－3);将第一个和第二个交换单元(SE－2,SE－3)互相连接起来的第一条通信路径(HWH),至少有第三个交换单元(SE－N+3)的第二个交换模块(SE－N+1～SE－2N),以及将第二个模块和第一个模块互相连接起来的第二条通信路径(HWV)。在模块之间有第二条通信路径,从而能够用最少的连接分布交换功能,与此同时提供一种交换结构,它能够很容易地扩大容量。

Description

交换机结构

发明邻域

本发明涉及一种交换机结构，具体而言，涉及用于例如但是不限于数据这样的电信信号的电路交换的交换机结构。

发明背景

在电信网络中进行交换，或者更一般地在通信网络中进行交换，使得用户能够跟这个网络中的任何其他用户连接起来，并对用户之间的信息流进行管理，从而使他们能够互相通信。

一种特定类型的交换叫作电路交换，其中的用户信息通常都被分配给时隙，实际交换是在这些时隙之间进行的。这样，交换机，通常叫作群交换机，对时隙进行处理，从而交换用户信息，或者将用户信息从交换机的一个输入点连接到交换机的一个输出点。这种电路交换机的基本构成部件通常都是时间(T)交换级和空间(S)交换级。通过将时间交换级和空间交换级用不同的方式组合起来，可以获得各种交换机结构。这些交换机结构的实例有时间-空间-时间(TST)交换机，空间-时间-空间(STS)交换机，时间-空间(TS)交换机，TSST交换机和SSTSS交换机。

TS交换机使人特别感兴趣，因为它们具有许多优点，包括这种类型的交换机天生就不会对点到点连接和广播组造成阻塞。而其它类型的交换机则不是这种情况。除此以外，TS交换机结构中交换机的延迟较短，路径选择非常简单。

除此以外，TS交换机中经常采用的语音存储存储器速度变得越来越快，价格越来越便宜，从而使TS交换机越来越适合于更大的交换机结构。

但是，由于在TS交换机的语音存储存储器、控制存储器和多路复用器之间有大量内部连接，因此TS交换机内部的部件必须安排得非常紧凑，才能够实现所有连接。由于这一原因，TS交换机通常都必须以单独一个机柜的形式提供。因此，机柜的大小、存储器性能和所需互连的量限制了TS交换机的最大容量。传统大型TS交换机的容量是128k，虽然将技术发挥到极限，将尽可能多的部件和电缆连接挤进同一个机柜中也能有更大的容量。在许多电信应用中，需要更大的容量，比方说256k或者512k，在这种情况下，传统TS交换机结构就显得心有余而力不足。

此外，现有的TS交换机没有一种能够用简单的技术将容量提高到超过128k的大容量TS交换机。

本发明的目的是解决现有技术中的至少一个问题。

本发明的另外一个目的是提供一种改进了的交换机。

发明简述

本发明提供一种大容量的可伸缩无阻塞交换机体系结构，用于电信网络的电路交换。本发明能够提供一种灵活性，它能够实现可伸缩的交换机体系结构，利用本发明的交换机体系结构能够实现256k和512k的大容量。

一方面，本发明提供群交换机的一种交换机配置，用于交换通信信号，这种交换机包括，具有至少第一个交换单元和第二个交换单元的第一个交换模块；

将第一个和第二个交换单元互相连接的第一条通信路径；

具有至少第三个交换单元的第二个交换模块，和；

将第二个模块和第一个模块互相连接起来的第二条通信路径。

本发明主要目的是在模块之间提供一条通信路径，使得交换功能的分布具有最少的连接，与此同时提供这样一种交换机结构，它能够很容易地扩展到更大容量。

本发明的交换机配置最好是包括一条模块间的通信路径，将这个交换机结构中的一个交换单元跟每个模块的另外一个交换单元互相连接起来。此外，这种交换配置的每个模块都可以有一条模块内通信路径，将这个模块的所有交换单元互相连接起来。

第二方面，本发明提供一种交换机结构，用于交换数据，包括：

按照行和列排列的一个交换单元矩阵；

在这个矩阵中每一行交换单元都有第一组双向数据链路，其中每一行中每一个交换单元都通过所述第一组链路跟同一行中的其它交换单元连接起来；

所述矩阵中每一列交换单元都有第二组双向数据链路，其中所述每一列中的每一个交换单元都通过所述第二组链路跟同一列中的其它交换单元连接起来；

其中的矩阵用于将输入数据连接到这个矩阵内任何一个交换单元上，用所述第一组和第二组双向链路在所述矩阵内任何一个交换单元输出。

这个交换机结构最好是一个群交换机。

每个交换单元都可以有一个时间交换部件，用许多数据存储模块形成，每个数据存储模块都从所述交换单元同一行中的其它交换单元和控制装置接收时隙数据。控制装置可以是许多控制存储模块，对应于第二组双向数据链路中的许多双向数据链路。每个数据存储模块都有许多输出，从而由相应的控制存储模块从每个数据存储模块中的指定位置读出数据，从对应的数据存储模块的输出口之一输出，传送给一个选择器装置。

每个交换单元都可以有第一个空间交换部件，由所述选择器装置和其它控制装置形成。这个选择器装置可以是许多选择器模块，从而使相应控制存储模块从每个数据存储模块读取的数据都被输入给选择器模块之一。其它控制装置可以包括多个控制存储模块，每一个都储存控制数据，用于从对应的选择器模块选择数据，其中从每个选择器模块选择出来的数据被输入给第二组双向数据链路中的一条相应双向数据链路。每个交换单元都可以有第二个空间交换部件，由另外一个选择器装置和有关控制装置形成。在第二组双向数据链路上的交换单元收到的数据可以输入给其它选择器装置，它选择数据，按照储存在有关控制装置的控制信息，从交换单元的一个或者多个交换机端口输出。

第三方面，本发明提供一种交换机结构，包括排列成行和列的一个交换单元矩阵，其中的每个交换单元都有数据存储模块，用于储存第一组双向数据链路上同一行中的其它交换单元发送过来的时隙数据；

每个数据存储模块都有至少一个输入端和多个输出端；

每个交换单元都有控制装置，用于按照储存在所述控制装置中的控制数据从每个数据存储模块输出数据，输出数据被发送给一个选择器装置；

每个交换单元都有另外一个控制装置，用于提供控制器信息给所述选择器装置，其中的选择器装置在将所述交换单元跟同一列中其它交换单元相连接的第二组双向数据链路的一条链路上，按照所述控制信息输出选择器输出数据；和

每个单元都有另外一个选择器装置，用于从同一列中的其它交换单元接收数据，从所述交换单元的一个交换机端口输出。

控制装置可以包括多个控制存储模块，选择器装置可以包括多个相应的选择器模块。

收到以后储存在每个数据存储模块中的数据可以按照时隙计数器装置的计数器值储存在每个存储模块中的一个地址上。

储存在每个控制存储模块中的控制数据可以通过将所述计数器装置用作地址指针按顺序读出，所述读控制数据可以用来读出储存在每个数据存储模块中的数据。

每个控制存储模块都可以在每个数据存储模块中的一个指定位置读取数据，从而使读出的数据输出给选择器装置中的同一个选择器模块。每个选择器模块都可以选择所述选择器输出数据，在储存在另外一个控制装置的相应控制存储模块中的所述控制信息的基础之上，通过相应的双向数据链路输出给同一列中的另外一个交换单元。

第四方面，本发明提供一种交换结构，用于交换数据，包括：

按照行和列排列的一个交换单元矩阵；

连接同一行中交换单元的第一组双向数据链路；

连接同一列中交换单元的第二组双向数据链路；

每个交换单元都有数据存储模块，用于储存通过第一组链路从同一行中其它交换单元收到的数据；

每个交换单元还有第一个选择器装置，用于选择存储的数据，输出给第二组链路中的一条链路；

每个交换单元都有第二个选择器装置，用于从同一列中的其它交换单元接收第二组链路发送的数据；

其中在始发交换单元的一个交换机端口收到的数据用第一组和第二组链路交换给所述矩阵中目的地交换单元的一个交换机端口，发送所述数据，并且通过第二个选择器装置选择该数据，输出给所述目的地交换单元的所述交换机端口。

这个始发交换单元也可以是目的地交换单元。

第五方面，本发明提供一种方法，用于从始发交换单元的一个交换机端口将数据交换给交换机矩阵目的地交换单元的一个交换机端口，其中的交换机矩阵是按行和列排列的交换单元，该方法包括以下步骤：

在所述始发交换单元的所述交换机端口接收数据；

发送所述数据，储存在跟所述始发交换单元处在同一行的每个交换单元中的数据存储装置中；

在跟所述目的地交换单元处于同一行、同一列的交换单元之一的第一个控制装置的控制之下读取储存的数据，传送给第一个选择器装置；

通过第一个选择器装置选择所述数据，输出到连接同一列中交换单元的一组数据链路之一上去，

所述目的地交换单元在第二个选择器装置里接收选中的数据；

其中选中的数据被随后通过第二个选择器装置输出给所述目的地交换单元的交换机端口。

第六方面，本发明提供一种方法，利用一种交换机结构来交换数据，包括按照行和列方式排列的一个交换单元矩阵，其中的数据从始发交换单元的一个交换机端口交换到同一个矩阵中目的地交换单元的一个交换机端口，该方法包括以下步骤：

在所述始发交换单元的所述交换机端口接收数据；

通过第一组双向链路将收到的数据发送给跟始发交换单元同一行的一个或者多个交换单元；

将所述数据储存在一个或者多个交换单元中；

选择储存的所述数据，在第二组双向链路中的一条链路上输出；

在目的地交换单元中接收选中的数据，在所述目的地交换单元的交换机端口上输出选中的数据。

下面将参考优选实施方案和附图描述本发明。

附图简述

图1是现有技术中TS交换机一般结构的一个框图，

图2是图1所示现有技术TS交换机的一个交换单元框图，

图3说明本发明中具有M×N容量的交换机端口的一种TSS交换机结构，

图4说明本发明的一种2×N TSS交换机矩阵结构。

图5说明本发明中图3或者图4的TSS交换机的一个TSS交换单元。

图6说明本发明中一个3×3 TSS交换机矩阵结构的交换单元之间的互连。

优选实施方案

从图1可以看出，TS交换机结构2包括一行N个交换单元4。这个结构可以扩展成一个矩阵，有多行和多列。每个交换单元4都有语音存储模块形式的存储器装置或者数据存储模块。这个结构中某一行每个交换单元4的语音存储模块通过叫做水平高速互连(HWH)的双向数据链路6互相连接，这些水平高速互连叫作点到点双向高速串行链路，从而使到达类似双向数据链路10上每个交换单元4的各个交换机端口8的时隙数据同时通过HWH互连发送给这一行中其它交换单元4的相应语音存储模块。例如，交换单元SE-1可以在它的交换机端口接收时隙数据，该数据随后通过HWH 9发送出去，由交换单元SE-2中的一个语音存储器接收，通过HWH 11发送，由交换单元SE-3中的相应语音存储器接收，这一过程继续下去，通过这一行交换单元，直到交换单元SE-N通过HWH 133对应的语音存储器中收到同样的数据。类似地，在跟同一行中任何其它交换单元4有关的交换机端口上收到的任何数据同时通过数据链路6发送出去，被这一行中其它交换单元的相应语音存储器接收。例如，交换单元SE-2收到的数据通过链路9同时发送出去，储存在交换单元SE-1的语音存储器中，经过一段过程以后通过端口1输出。

在图2中，画出了图1所示交换单元4之一，例如SE-x的一个详细框图。进来的代表用户信息的高速串行数据被链路18上的交换机端口8收到，由串并转换器20转换成并行格式。在这里发现并行数据速度较低，更加适合于交换单元4发送数据和进行内部操作。并行格式的数据沿着链路2不加改变地发送，通过HWH接口和链路发送给同一行中的其它交换单元。HWH-1跟SE-1连接，HWH-2跟SE-2连接，HWH-x返回去，跟同一个交换单元SE-x连接。具体而言，链路22上的数据通过并串转换器24被转换回串行格式，从而使数据通过链路12a发送给交换单元SE-1，通过链路14a发送给交换单元SE-2，如此下去，直到通过链路16a发送给交换单元SE-N。该数据通过接口HWH-x输出以后同时被储存在交换单元SE-x中的一个语音存储器SS-x中。但是，这仅仅是一个逻辑互连，数据可能是空的，通过交换单元SE-x在内部储存。它不需要物理上实现。与此同时，交换单元SE-x类似地通过HWH接口从所有其它交换单元收到的所有数据也通过串并转换器26转换成并行格式，然后储存在相应的语音存储单元28中。这样，从交换单元SE-1收到的任何数据都在链路12b上到交换单元SE-x的HWH-1接口30上收到，由转换器26转换成并行格式，并且在到语音存储单元SS-1的写数据(WD)端口32收到，储存起来。类似地，从交换单元SE-2收到的任何数据都被HWH-2接口34在到交换单元SE-x的链路14b上收到，从那里串并转换器将它转换过去，输入给到语音存储模块SS-2的WD端口36，写入并储存在其中。从这一行中其它交换单元收到的数据也会经历类似的过程，其中它在跟一个交换单元SE-x的一个对应的HWH接口上收到，并且储存在对应的语音存储模块中。每个语音存储模块基本上是一个双端口随机存取存储器(RAM)，它有一个写地址(WA)端口、一个读地址端口(RA)、一个写数据(WD)端口和一个读数据端口(RD)。储存在相应语音存储器单元中的每组数据都是储存在一个时隙计数器装置38(TSC)指向的一个特定地址中。第一个控制存储模块40，CS-T，控制着从语音存储器之一读出的每个数据。具体而言，TSC 38指向跟它的WA端口上的每个语音存储器有关的一个地址，用来在这个语音存储器中的地址位置储存相应的数据。于是，时隙按顺序储存在每个语音存储器中，将TSC 38用作一个地址指针。CS-T40是一种存储模块，比方说随机存取存储器，还有一个WA端口和一个WD端口，用于从交换机控制单元接收控制数据，它通常是一台微型计算机，它控制着如何从每个语音存储模块读取数据。CS-T 40将TSC 38用作一个地址指针按顺序读数，从CS-T模块40的RD端口读出的数据被随后用作一个指针，用于读每个语音存储模块SS-1～SS-N。语音存储模块中储存的每个数据通过相应的读地址或者RA端口44提取出来，这些数据从它的RD端口读出，输入给一个选择器装置46，比方说多路复用器。这样，按照CS-T模块40中储存的控制数据，数据被按照任意顺序从每个语音存储模块中读出来。从每个语音存储模块读出数据使得TS交换单元具有它的时间交换功能。这样，CS-T模块40和每个语音存储模块都代表交换单元SE-x的时间交换能力或者时间交换级。交换单元中的所有TSC都按照已知的方式互相同步，关于这一点不进行描述。

控制存储模块48这种形式的第二个或者另外一个控制装置，CS-S被用于从N个交换机存储模块之一选择数据作为当前时隙输出，通过并串转换器52经由链路50发送给交换机端口8。这个控制存储模块48还有一个WA端口和一个WD端口，用于从一个交换机控制单元接收控制数据并且写入其中。类似地，对于单元40，将TSC 38用作一个地址指针按顺序读单元48，读出的数据被用于控制并且最终从N个语音存储器中按照储存在模块48中的控制信息和数据选择数据。这样，模块48和多路复用器46提供TS交换机的空间交换级或者空间交换功能。简单地将交换信息从交换机控制单元写入每个CS-T和CS-S存储器就能够建立和断开连接。

TS交换机的上述结构具有天生的缺点。图1所示的配置要求每个交换单元都跟其它交换单元有N-1条双向互连链路，以便实现N个交换端口的容量。但是，如果需要将容量从N增加到2N个端口，那么就需要2×N个交换单元。每个交换单元跟这个交换机中的其它交换单元需要2×N-1条互连链路，此外，每个交换单元的语音存储模块的数量将加倍到2×N。这样就增加了所需互连电线的总数量，以及如上所述，这个交换机的容量受到机柜尺寸、存储器性能以及增加的互连组的数量的限制。

但是，对于图3所示的配置，按照本发明，其中画出了一个TSS交换机，它的容量是N×M个交换单元矩阵中的N×M个交换机端口。这个矩阵60有多行交换单元，第一行从交换单元SE-1开始，在交换单元SE-N结束，最后一行从交换单元SE-N*(M-1)+1开始，在交换单元SE-N*M结束。它还有多列，第一列从交换单元SE-1开始，第一列中的最后一个交换单元是交换单元SE-N*(M-1)+1，最后1列从交换单元SE-N开始，在交换单元SE-N*M结束。每一行中的每个交换单元都通过双向高速数据链路或者HWH互连，跟同一行中的所有其它交换单元连接，它们是第一组双向数据链路。例如，交换单元SE-1通过双向数据链路62有链路通向交换单元SE-2，还有链路通过链路64通向交换单元SE-3，以及通过链路66通向交换单元SE-N。同一列中的每个交换单元都跟这一列中的所有其它交换单元通过叫做高速垂直互连(HWV)的双向高速数据链路连接，它们是第二组双向数据链路。例如，交换单元SE-1通过双向数据链路70跟下一个交换单元68连接，通过双向数据链路74跟那一列中的最后一个交换单元72连接。这样就能看出到达交换单元任意一个交换端口的数据能够传送给这个矩阵中的任何其它交换单元，从这个交换端口输出。例如，利用数据链路64将数据拷贝到交换单元SE-3然后利用高速垂直数据链路76将数据交换到交换机端口N+3，在交换单元SE-1交换端口1输入的数据可以从交换单元SE-N+3的交换机端口N+3输出。

这样可以看出，利用这个TSS结构，互连链路的条数大大地减少了，每个交换单元只需要(N-1)条链路通向这一行中的其它交换单元，(M-1)条链路通向这一列中的所有其它交换单元，总的链路数是M+N-2。每个交换单元都有N HWH个接口，但只有(N-1)条互连链路通向同一行中的其它交换单元，其余接口有互连链路返回同一个SE中的它自己。除此以外，每个交换单元都有M HWV个接口，但只有(M-1)条互连链路通向同一列中的其它交换单元，剩下的接口有一条互连链路返回同一个SE中的它自己。一般情况下，对于每个TSS交换机，第x列的所有SE都有它们的HWH-x反馈，第y行的所有SE都有它们的HWV-y反馈。相对而言，对于相同大小的TS交换机，需要N×M个交换单元，因此每个交换单元都需要N×M-1条互连链路通向这个交换机矩阵中每一个其它交换单元。如果将这个TSS交换机安排成一个方阵，就能够获得最佳的交换机结构，在这种情况下M＝N。下表给出对于某个交换机结构中给定数目的交换单元每个TSS和TS交换机所需要的互连的数量的比较。

交换机容量[SE个数]	TSS矩阵结构[M*N]	等价TS交换机中的互连链路数	TSS交换机中的互连链路数
交换机容量[SE个数]	TSS矩阵结构[M*N]	等价TS交换机中的互连链路数	TSS交换机中的互连链路数	16	4×4	15	6
32	8×4	31	10	16	4×4	15	6
32	8×4	31	10	64	8×8	63	14
64	16×4	63	18	64	8×8	63	14
64	16×4	63	18	100	10×10	99	18

为了说明TSS交换矩阵中各种时隙数据如何从一个交换机端口交换到另外一个交换机端口，我们将参考图4，其中画出了一个2×NTSS交换机矩阵。在这个实例中，每个交换单元需要的互连数量是2+N-2，它等于N个互连。在图4中，画出了一个实例，特定的数据从交换单元SE-2交换机端口2交换到交换单元SE-N+3的交换机端口N+3，以及反过来。从交换机端口78进来，去往交换单元SE-2的时隙数据被同时传送给这一行中所有其它交换单元的每个高速水平互连，包括沿着数据链路80传送到交换单元SE-3中语音存储器之一的数据。进来的数据同时储存在交换单元SE-2中相应的语音存储器中，例如SS-2。在SE-3中，通过链路80传送的数据通过一个TS级或者时间交换机和第一个空间交换机级82，下面将参考图5对它加以描述。随后在垂直高速数据链路76上将它输送给交换单元SE-N+3的第二个空间交换机84。链路76上的适当时隙被随后选作输出，传送给交换单元的交换机端口86。交换机端口2最初接收到的数据流通过交换单元SE-3，随后到达交换单元SE-N+3，用流88说明，以便更加清楚地说明交换单元之间数据的流向。同样，交换单元SE-N+3的交换机端口86收到的输入数据被同时传送给连接这一行中SE的每个数据链路或者水平高速HWH，从而使数据传送给这一行中的每个交换单元，储存在SE-N+3中。特别是输入数据通过数据链路90传送给交换单元SE-N+2，被语音存储器收到，并且在交换单元SE-N+2中的时间和空间交换装置92中收到。在那里用这个交换装置92将它交换给适当的时隙，在一条垂直高速链路94上输出，通过第二个空间交换级96在交换单元2中收到，在那里它被选中输入输出交换机端口78。这样就建立起一条双向连接，通过将适当的控制数据写入这条交换路径上相应交换单元的控制存储器，作为两条独立的单向连接。为了看到从交换单元SE-N+3交换端口N+3通过交换单元SE-N+2，最后到达交换单元SE-2的实际数据流，图中画出了一条数据流线98。

在图5中以框图的形式说明一个交换单元SE_yx，其中x是图4所示矩阵中交换单元的列位置，y是行位置。在交换机端口102从链路104收到的高速串行数据输入串并转换器106，转换成并行格式，在链路108上通过交换单元传送给每个并串转换器110，在那里那些数据被同时传递，并且以串行方式广播给将这个交换单元跟这个矩阵中同一行的每个其它交换单元相连接的所有HWH接口。这些数据同时保存在图5所示交换单元100的语音存储器之一中。这些数据通过相应的数据链路112发送给同一行中的第一个交换单元，SE_y1，通过链路114发送给SE_y2，通过链路116发送给SE_yn。与此同时，可以从同一行中的其它交换单元提取同样的时间数据，在HWH数据链路上收到，并且在交换单元100中收到，在HWH接口HWH-1从SE_y1收到，在HWH-2从SE_y2收到，直到在HWH-N从SE_yn收到，如同5所示。串行形式的数据通过串并转换器118被随后转换成并行形式，存入相应的语音存储模块120、122和124。因此在HWH-1接口收到的数据被写入WD端口126的语音存储模块120，通过WD端口128在接口HWH-2收到的数据被存入语音存储模块122，在接口HWH-N收到的数据通过WD端口130被存入语音存储模块124。上面将数据写入语音存储模块的所有操作都是在时隙计数器单元132的控制之下进行的，这个时隙计数器单元132将一个地址写入每个语音存储器，收到的数据将存入其中。这是通过TSC 132将各个WA端口133收到的每个时隙数据的地址写入每个语音存储模块来完成的。每个语音存储模块120、122和124都有一个写地址端口、一个写数据端口和多个M读端口。换句话说，每个语音存储模块都有M个读地址端口和M个读数据端口。每个语音存储模块都有M个读端口，能够将数据读入交换矩阵同一列交换单元之间一个或者多个M高速垂直互连上的任意一个。

表示为134，包括控制存储模块134-1、134-2直到134-M的第一串控制信道存储模块，其中这一串中的每个控制存储模块都跟每个语音存储模块中特定的读端口相联系。每个控制存储模块都有两个端口存贮器装置，也就是有一个读地址端口，一个读数据端口，一个写地址端口和一个写数据端口。能够控制存储模块都通过将时隙计数器132当作一个地址指针被按照顺序地读，随后将每个控制存储模块中读出的数据用作指针，读出每个有关语音存储模块。这样，每个控制存储模块都在它的读地址端口136从时隙计数器132接收信号，被读的数据是已经通过这个串134中每个控制存储模块的写地址138和写数据端口140存入每个控制存储模块的控制存储器数据。这些控制存储器数据从一个交换机控制单元收到。这样，读出的数据从RD端口142输出，被用作指针用于在每个存储模块的相应读端口从每个语音存储模块读取数据。例如，从控制存储模块134-1读出的数据被用于从每个语音存储模块120、122直到124的读数据端口RD1读数据。同样，从控制存储模块134-2读出的数据被用于从每个语音存储模块的读端口RD2读取数据。从控制存储模块132读出的数据被用于从每个语音存储模块的第M个端口读取数据。这样就可以看到将需要M个控制存储模块，M个高速垂直HWV中每个一个。这一级是交换机的时间交换级，其中的时隙按顺序储存在每个语音存储模块中，TSC 132被用作一个地址指针，将存储在每个控制存储模块134的数据按任意顺序从它的语音存储模块读取数据。

从每个语音存储模块的相应端口读出的时隙数据被输入一个选择器装置144，从N个语音存储模块之一选择出时隙数据，作为当前时隙输出给相应的高速垂直HWV链路。每个选择器装置或者多路复用器都可以被指定为144-1，144-2一直到144-M，其中从每个语音存储模块的第一个读端口RD-1读出的数据由144-1那里的多路复用器收到，同样，每个语音存储模块RD-2端口的读数据都被144-2那里的多路复用器收到，每个语音存储模块读端口RD-M读到的每个数据都被多路复用器144-M收到。每个选择器装置模块的数据都被另外一个控制装置以串行控制存储模块146的形式选择，其中这些串144中每个多路复用器都有一个控制存储模块，于是控制存储模块146-1跟多路复用器144-1相联系，对于每个控制存储模块和多路复用器重复这一过程，其中的控制存储模块146-M对应于多路复用器144-M或者跟它相联系。对于第一串控制存储模块134，从一个交换机控制单元通过写地址端口和写数据端口将数据写入每个控制存储模块146，其中每个写地址端口和写数据端口都跟这个串146的控制存储模块相联系。这个串146中每个控制存储模块都有一个写地址端口148一个写数据端口150，一个读地址端口152和一个读数据端口154。这个串146中每个控制存储模块都通过将TSC 132用作一个地址指针被按顺序读出，然后每个控制存储模块中的读出数据被用于通过对应的多路复用器144，按照控制数据信息，控制和选择当前时隙。这样，控制数据信息被从交换机控制单元写入每个控制存储模块146，读出的这个数据被用于从每个多路复用器144中的N个语音存储模块之一选择当前时隙。例如，从控制存储模块146-1按照储存在其中的控制数据读出数据，用于从每个语音存储模块的读端口RD-1选择当前时隙，在线路156上从任何一个输入端输出给多路复用器144-1。这样，来自每个语音存储模块，代表从端口RD-1读出的数据，多路复用器144-1的N个输入。每个选择器装置144和控制存储器146实现TSS交换机的第一个空间交换级。线路156上的选择器输出数据被输入给并串转换器158，发送给HWV接口HWV-1，发送给同一列中的第一个交换单元，在下面要描述的同一列中的第一个交换单元的交换机端口输出。因此，如果将图5中的交换单元表示为SE_yx，那么HWV-1上的输出数据就被发送给交换单元SE_1x。同样，从多路复用器144-2上选中的数据在一条链路上输出，输入给并串转换器，通过HWV-2在高速垂直链路上输入给交换单元SE_2x。重复这一过程，收到第M个多路复用器144-M上的数据在链路164输出给并串转换器166，这些数据又通过高速传输接口HWV-M，发送给交换单元SE_mx。于是，HWV有M个接口，但是只有(M-1)个互连链路通向同一列中的其它交换单元。剩下的接口/链路返回交换单元SE_yx中的它自己HWV-y。

在每一条高速垂直互连链路上收到的数据是在相应的接口HWV-1从SE_1x，在接口HWV-2从SE_2x，直到在接口HWV-M从SE_mx收到的，然后分别通过串并转换器168～172将收到的数据转换成并行格式，在那以后作为输入给多路复用器174形式的其它选择器装置。这样，这个多路复用器有M个输入，当前时隙数据是在控制存储模块178的控制之下在链路176上选择出来的，然后再输入给另外一个并串转换器180，从交换机端口102切换到输出链路182上。

控制存储模块178从交换机控制单元通过它的写地址端口184和写数据端口186接收控制信息。在它的RA端口按顺序将TSC 132用作一个地址指针读模块178。读出来的数据被读出RD端口188，输入多路复用器174，以便按照前面描述的控制数据信息将当前数据选到链路176上去。由于只有一个交换机端口跟这个交换单元100相联系，因此只有一个多路复用器，也只需要一个控制存储器单元178。如果交换单元还有其它交换机端口，这个系统就需要一个控制存储模块和相应的多路复用器用于每个交换机端口。这一级实现这个交换单元的第二个空间交换机。

如果需要将时隙数据从一个交换单元中，比方说SE_3x，的一个交换机端口切换到这个交换单元的同一列中另外一个交换单元，比方说SE_5x，的一个交换机端口，就会出现以下情况；

从接口HWH-x返回以后在交换单元SE_3x的一个语音存储模块SS-x中收到数据并且储存在其中，随后在储存在相应的控制存储器134中的控制数据的控制之下，输出给选择器装置144适当的多路复用器。然后选择这个数据，切换到HWV-5，发送给第二个空间交换级，在交换单元SE_sx的一个交换机端口上输出。

参考图6，其中画出了一个3×3交换单元矩阵，其中每个交换单元都被标记为SE-_yx，其中y是行，x表示这个交换单元所在的列。将描述一个特定的实例，其中的时隙数据被输入给交换单元SE-23的一个交换机端口，同时在同一个交换单元SE-23的交换机端口输出。在小系统中经常会发生这样的情况，例如在只有一个交换单元的系统中。输入SE-23交换机端口的原来的时隙数据被发送给HWH-3，并且返回写入交换单元SE-23的语音存储器SS-3。在那里那些数据被一个多路复用器174交换或者选择，就像图5所示的交换单元那种情况一样，并且在HWV-2的适当时隙上输出，它被返回给同一个交换单元，从而使时隙数据最终被第二个空间交换级中的多路复用器174所选择，就像图5中一样，并且在SE-23的输出交换机端口上输出。这样，同样的交换原理能够用于输入输出一个交换单元的数据，就像在矩阵的一个交换单元输入，在这个矩阵中另外一个交换单元输出的任一数据。

作为在交换单元SE-13上输入，要在同一行中另外一个交换单元，比方说SE-11，中输出的另外一个实例数据，于是输入给交换单元SE-13的数据在HWH-1上面输出，用200表示，并且发送给交换单元SE-11的HWH-3，用202表示。它被储存在交换单元SE-11的语音存储器SS-3中，通过一个等价的多路发送器144进行时间交换，然后空间交换，在高速垂直链路HWV-1上输出，表示为204，在那里返回交换单元SE-11的等价多路复用器174，在那里被选择并且在SE-11的输出交换机端口上输出。

本发明通过每个交换单元中的TSS交换体系结构，以及交换机矩阵中交换单元之间需要的减少了数量的链路，使得交换机具有伸缩性，它能够实现大容量的交换机结构。

Claims

1.一种用于群交换机的交换机配置，用于交换通信信号，这个交换机配置包括：

至少有第一个交换单元和第二个交换单元的第一个交换模块；

将第一个和第二个交换单元互相连接起来的第一条通信路径；

至少具有第三个交换单元的第二个交换模块，和；

2.权利要求1的配置，其中的第一条和第二条通信路径用来互连输入给这个配置中的任意交换单元的信号，用第二条通信路径在这个配置中的任意其它交换单元输出。

3.权利要求2的配置，还包括其它交换模块，每个其它模块至少有一个其它交换单元。

4.权利要求3的配置，其中每一个其它交换模块都包括将其它交换模块中所有交换单元互相连接起来的一条模块内通信路径。

5.权利要求4的配置，还包括将每个其它交换模块中一个交换单元跟另外一个交换单元互相连接起来的一条模块间通信路径。

6.权利要求1到权利要求5中任意一个的配置，其中的每个交换单元都包括T交换机。

7.权利要求1到权利要求5中任意一个的配置，其中的每个交换单元包括S交换机。

8.权利要求1到权利要求5中任意一个的配置，其中的每个交换单元都包括T交换机和S交换机。

9.权利要求2到权利要求5中任意一个的配置，其中信号的交换是用多个模块实现的。

10.权利要求9的配置，其中的一个模块包括一个TS交换机，另外一个模块包括一个S交换机。

11.一种交换机结构，用于交换数据，包括：

按照行和列方式排列的一个交换单元矩阵；

这个矩阵中的每一行交换单元都有第一组双向数据链路，其中每一行中的每个交换单元都通过所述第一组跟同一行中的其它交换单元相连接；

这个矩阵中的每一列交换单元都有第二组双向数据链路，其中每一列中的每个交换单元都通过第二组跟同一列中的其它交换单元相连接；

其中的矩阵用于利用第一组和第二组双向链路将输入给这个矩阵中任何一个交换单元的数据连接到这个矩阵中的任何交换单元输出。

12.权利要求11的交换机结构，其中的每个交换单元都包括第一个时间交换部件，它包括多个数据存储模块和第一个时间交换控制装置。

13.权利要求11或者12的交换机结构，其中的每个交换单元都包括第一个空间交换部件，它包括第一个选择器装置和第一个空间交换控制装置。

14.权利要求13的交换机结构，其中的每个交换单元都有第二个空间交换部件，它包括第二个选择器装置和第二个空间交换控制装置。

15.权利要求14的交换机结构，其中的每个数据存储模块都从第一个时间交换控制装置和同一行中的其它交换单元接收时隙数据。

16.权利要求15的交换机结构，其中的第一个时间交换控制装置包括多个时间交换控制存储模块，对应于第二组双向数据链路中的多个双向数据链路。

17.权利要求16的交换机结构，其中的每个数据存储模块都包括多个输出端口，从而由相应的时间交换控制存储模块从每个数据存储器中的指定位置读出数据，从每个数据存储模块的一个输出端口输出，发送给第一个选择器装置。

18.权利要求17的交换机结构，其中的第一个选择器装置包括多个选择器模块，从而使相应的时间交换控制存储模块从每个数据存储模块读出的数据被输入给一个相应的选择器模块。

19.权利要求18的交换机结构，其中的第一个空间交换控制装置包括多个空间交换控制存储模块，对应于第二组双向数据链路中的多条双向数据链路。

20.权利要求19的交换机结构，其中的每个空间交换控制存储模块都要存储控制数据，用来从相应的选择器模块选择数据，其中从每个选择器模块选择出来的数据被输出给第二组双向数据链路中相应的双向数据链路。

21.权利要求20的交换机结构，其中的第二个选择器装置接收在第二组双向数据链路上发送的数据。

22.权利要求21的交换机结构，其中的第二个选择器装置按照储存在第二个空间交换控制装置中的控制数据选择交换单元输出的数据。

23.一种交换机结构，包括按照行和列方式排列的一个交换单元矩阵，其中每个交换单元都有数据存储模块，用于储存通过第一组双向数据链路从同一行的其它交换单元发送的时隙数据；

每个数字存储模块至少有一个输入端和多个输出端；

每个交换单元都有控制装置，用于按照储存在所述控制装置中的控制数据从每个数字存储模块输出数据，输出的数据被发送给一个选择器装置；

每个交换单元都有一个另外的控制装置，用于提供控制信息给所述选择器装置，其中的选择器装置按照将所述交换单元跟所述交换单元所在的这一列中的其它交换单元连接起来的第二组双向数据链路上的控制信息输出选择器输出数据；和

每个交换单元都还有一个选择器装置，用于从所述交换单元同一列的其它交换单元接收数据，从所述交换单元的一个交换机端口输出。

24.权利要求23的交换机结构，其中的控制装置包括多个控制存储模块，选择器装置包括多个相应的选择器模块。

25.权利要求24的交换机结构，其中收到的储存在每个数据存储模块中的数据是按照一个时隙计数器装置储存在每个存储模块中的一个地址上的。

26.用于交换数据的一种交换机结构，包括：

按照行和列方式排列的一个交换单元矩阵；

将同一行中的交换单元连接起来的第一组双向数据链路；

将同一列中的交换单元连接起来的第二组双向数据链路；

每个交换单元都有数据存储模块，用于储存通过第一组链路从同一行中的其它交换单元收到的数据；

每个交换单元还有第一个选择器装置，用于将储存的数据存入第二组链路的一条链路；

每个交换单元都有第二个选择器装置，用于接收从同一列中其它交换单元在第二组链路上发送的数据；

其中在一个始发交换单元的一个交换机端口收到的数据被利用第一组和第二组链路交换给这个矩阵中一个目的地交换单元的一个交换机端口以便发送所述数据，并且通过第二个选择器装置选择数据，在所述目的地交换单元的所述交换机端口上输出。

27.权利要求26的交换机结构，其中的始发交换单元还可以是目的地交换单元。

28.以上权利要求中任意一个的交换机结构，其中的交换单元构成一个TSS交换机结构。

29.从交换机矩阵中始发交换单元一个交换机端口向目的地交换单元的一个交换机端口交换数据的一种方法，其中的交换机矩阵按照交换单元的行和列方式排列，该方法包括以下步骤：

在所述始发交换单元的所述交换机端口接收数据；

发送所述数据，储存在始发交换单元同一行的每个交换单元中的数据存储器装置中；

在所述目的地交换单元同一行同一列的一个交换单元的第一个控制装置的控制之下读出储存的数据，输出给第一个选择器装置；

选择所述数据，从第一个选择器装置输出给连接同一列中交换单元的一组数据链路中的一条，

所述目的地交换单元接收第二个选择器装置选择的数据；

其中被选择的数据通过第二个选择器装置被随后输出给所述目的地交换单元的交换机端口。

30.用一种交换机结构交换数据的一种方法，这种交换机结构包括按照行和列方式排列的一个交换单元矩阵，其中的数据从一个始发交换单元的一个交换机端口交换给这个矩阵中一个目的地交换单元的一个交换机端口，这个方法包括以下步骤：

在所述始发交换单元的所述交换机端口接收数据；

通过第一组双向链路发送收到的数据给始发交换单元同一行中的一个或者多个交换单元；

将所述数据存入所述一个或者多个交换单元；

选择储存的数据，在第二组双向链路的一条链路上输出；

在目的地交换单元接收选中的数据，在所述目的地交换单元的交换机端口输出选中的数据。