CN1829199A - 用于集成电信网络的交换机 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于电信网络的交换机。该交换机包括：具有若干矩阵输入端和若干矩阵输出端的时分复用矩阵；连接到该时分复用矩阵的矩阵输出端的源地址产生器。该交换机还包括：输入模块，所述输入模块中的每个都适于产生固定大小的块，所述块包括按预定顺序被排列的若干分组；矩阵输入处理模块，所述矩阵输入处理模块中的每个都被连接到输入模块，以从那里接收所述固定大小的块，并且所述矩阵输入处理模块中的每个还被连接到矩阵输入端；以及动态提供模块，其适于从所述矩阵输入处理模块接收包含于所述分组中的路由信息、根据该路由信息产生动态路由表，以及将该动态路由表供给所述源地址产生器。

Description

用于集成电信网络的交换机

技术领域

本发明涉及用于电信网络的交换机的领域。更具体地，本发明涉及用于集成电信网络的交换机，该交换机适于交换TDM流和分组二者。本发明还涉及用于交换TDM流和分组二者的方法。

背景技术

在电信网络中，源节点通过若干中间节点将信息发送到目的节点。

在分组交换网络中，信息被分成分组，每个分组与其它分组无关地穿过网络而被发送。分组大小可以是固定的(例如ATM信元)，或者是可变的(例如IP分组)。每个分组具有开销，其允许中间节点朝向目的节点发送分组。

此外，在电路交换网络中，信息是作为连续流而通过网络被发送的。特别地，在同步电路交换网络中，所有节点同步于基准时钟信号。在这些类型的网络中，例如SDH或者Sonet网络，信息是以固定大小的数字结构而被传输的，所述结构是在同步体系(hierarchy)中被组织的。特别地，每个用户信道(或者分支信道)是通过各自的低阶数字结构来被传输的。几个低阶数字结构通过时分复用(TDM)技术而被多路复用到高阶数字结构中，该高阶数字结构作为TDM流而通过网络被发送。因此，每个分支信道关联于位于TDM流的预定位置中的时隙。这种预定位置是固定的，直到分支信道是激活的。因此，中间节点可以向着其各自的目的节点来发送每个分支信道，而不多路分用整个TDM流。

如已经提及的，中间节点负责向着各个目的节点发送信息。例如，中间节点可以交叉连接、多路复用、重新产生或者放大信息。

特别地，交叉连接和/或多路复用信息的节点包括交换机，所述节点例如是交叉连接和增-减(add-drop)多路复用器。交换机是这样一种设备，其适于通过多个输入线路接收信息，并且根据这种信息的目的节点来将该信息有选择地发送到多个输出线路。

在分组交换网络中，交换机(也称作分组交换机)根据其开销的内容来交换每个分组。典型地，分组交换机的每个输入线路具有与输出线路数量相等的缓存器。来自给定输入线路的每个分组被存储到缓存器中，该缓存器对应于由开销内容所指示的输出线路的。在每个缓存器中，分组被存储到队列中，分组在所述队列中等待由各自的输出线路来取走。为关联于相同输出线路的缓存器的每个集合提供输出控制器。输出控制器从与其连接的每个缓存器接收关于队列状态的信息(分组数量、分组大小等)。根据这些信息，每个输出控制器指示其各自的输出线路从与其关联的缓存器获取分组。输出控制器根据必须获取哪些分组来确定顺序，从而避免缓存器饱和及交换机拥塞。

在分组交换机中，根据每个输入分组的开销内容，动态地控制交换。

此外，在同步电路交换网络中，根据其在TDM流中的位置，交换机(称作TDM交换机)交换每个分支信道。

TDM交换机包括TDM矩阵，其典型地作为存储器而被实现。每个矩阵输入端都适于在预定时隙中在存储器的预定部分中写入。此外，每个矩阵输出端都适于在预定时隙中从存储器的预定部分读取。预定时隙是通过恢复同步网络的基准时钟信号而被估计的，以使写入和读取操作是同步的。

每个TDM交换机具有路由表，该路由表针对每个矩阵输出端来指示矩阵输出端所必须获取的分支信道的有序列表。TDM交换机的路由表是静态的，即其仅当信道配置中发生改变(例如接通或切断一个或多个分支信道)时才被修改。

每个矩阵输出端具有源地址产生器。每个矩阵输出端的源地址产生器通过处理包括在静态路由表中的信息而产生源地址的有序列表。源地址是存储器地址，其指示包括要获取的分支信道的存储器部分的位置，如后文将详细描述的。

集成电信网络是包括基于不同传输技术的不同子网络的网络。例如，集成传输网络可以包括电路交换同步主干网(例如SDH或者Sonet)，该主干网被连接到不同的分组交换本地网络(例如以太网、ATM等)。在集成电信网络中，进入节点的信息流可以包括TDM流和分组二者。因此，集成传输网络的节点必须能够处理TDM流和分组二者。因此，用于集成网络的交换机必须包括TDM交换能力和分组交换能力二者。

用于实现集成网络的交换机的第一已知安排是提供包括两个分离的交换设备的节点，即TDM交换机和分组交换机。然而，所述第一已知安排具有许多缺点。首先，由于复制交换机的所有资源，因此其非常昂贵。此外，其不允许两个设备的有效利用。实际上，根据TDM流容量与分组容量之间的比率，将不利用每个设备的处理容量的百分数。

用于实现集成网络的交换机的第二已知安排是提供单个分组交换机，其适于交换TDM流与分组二者。分组如上所述地被交换。每个TDM流被分为块，并且每个块具有各自的开销。因此，TDM流块可以被存储在分组交换机的缓存器队列中，并且它们可以作为分组而被处理。

所述第二已知安排同样包括缺点。首先，由于必须存储分组和TDM流二者，因此必须提供大量的缓存器。此外，通过队列管理TDM流引入了可变延迟，其导致TDM流所支持的服务的降级。此外，当应用于其中发送相同信息给多个目的节点的多播或者广播传输时，这种解决方案是不利的，这是由于对于每个TDM流块必须提供等于目的节点数量的若干拷贝。因此，从处理方面来看，多播与广播传输变得很复杂。

发明内容

根据上述考虑，本发明的一般目的是提供一种克服上述问题的用于集成电信网络的交换机。

特别地，本发明的第一目的是提供一种用于集成电信网络的交换机，该交换机能够借助于单个交换矩阵来交换TDM流与分组二者，并且其中，优化了所述交换机的资源的利用，而与TDM流容量与分组容量之间的比率无关。

本发明的另一目的是提供一种用于集成电信网络的交换机，其中，TDM流和分组经历了固定的时延。

本发明的另一目的是提供一种用于集成电信网络的交换机，其中，可以针对TDM流与分组二者容易地实现多播和广播传输。

根据第一方面，本发明提供了一种用于电信网络的交换机，该交换机包括具有若干矩阵输入端和若干矩阵输出端的时分复用矩阵；和连接到所述时分复用矩阵的矩阵输出端的源地址产生器。该交换机还包括：输入模块，所述输入模块中的每个都适于产生固定大小的块，所述块包括按预定顺序被排列的若干分组；矩阵输入处理模块，所述矩阵输入处理模块中的每个都被连接到输入模块以从那里接收所述固定大小的块，并且所述矩阵输入处理模块中的每个还被连接到矩阵输入端；以及动态提供模块，其适于从所述矩阵输入处理模块接收包括于所述分组中的路由信息，根据所述路由信息来产生动态路由表，并且将该动态路由表供给所述源地址产生器。

优选地，所述交换机还包括适于向所述源地址产生器提供静态路由表的静态提供模块。

根据一个实施例，所述固定大小的块还包括时分复用流的一部分。在这种情况下，所述交换机还包括时钟模块，用于从所述时分复用流恢复基准时钟信号，并且将该基准时钟信号供给源地址产生器。

优选地，所述路由信息按所述预定顺序而被发送给所述动态提供模块。

根据一个实施例，所述预定顺序对应于分组被发往的矩阵输出端的顺序。

优选地，所述交换机至少部分地被实现在专用集成电路中。

根据第二方面，本发明提供了在电信网络中交换信息流的方法，所述方法包括：产生固定大小的块，所述块包括按预定顺序被排列的若干分组；从所述分组获取路由信息，根据该路由信息产生动态路由表；根据该动态路由表产生源地址；以及将该源地址供给时分复用矩阵的矩阵输出端。

所述源地址优选地是根据静态提供表而被产生的。

根据一个实施例，所述固定大小的块是利用时分复用流的一部分而被产生的。

所述方法优选地包括：从所述时分复用流恢复基准时钟信号；以及根据该基准时钟信号来对所述产生源地址的步骤进行定时。

所述获取路由信息的步骤优选地包括按所述预定顺序来获取路由信息。

由本申请的同一申请人提交的法国专利申请中描述了一种交换系统，该交换系统包括每个都被连接到交换矩阵以及相应的控制器的输入模块，该法国专利申请是在本专利申请之前提交的，但在本专利申请之后被公开。每个输入模块将其接收的分组组织到具有固定大小的数字数据块中，并且通过连续循环将这些块传输给所述矩阵。这些块中的每个都被组织到数字数据的组中，这些组具有相应的可修改大小、按预定顺序被存储并且与所述系统中的相应输出端相关联。这些组中的每个都是由要被发送给单个相应输出端的分组所构成的。到所述矩阵的任何块传送伴随有信息的传输，所述信息表示到所述控制器的被传送块组的相应大小，并且每个被传送块组根据表示大小的信息而被交换至其相应的目的输出端口。

所述法国专利申请既没有描述也没有建议提供一种用于集成网络的交换机用来交换TDM流和分组二者。而且，所述专利申请既没有描述也没有建议根据输入分组的开销来动态产生分组源地址，因此利用所述源地址来控制用于交换分组的TDM矩阵的矩阵输出端。

相反，根据本发明，所述输入模块按预定顺序来排列分组；所述矩阵输入处理模块将分组的开销置于(drop into)相同的预定顺序，并且将它们发送到所述动态提供模块。该动态提供模块处理所述开销并提供动态路由表，其允许所述源地址产生器产生用于所述分组的源地址。

因此，根据本发明的交换机有利地允许避免复制所述交换机的资源，因而减少了设备成本。

而且，根据本发明的交换机有利地允许优化所述交换机资源的利用，而与输入业务流的组成无关。

此外，根据本发明的交换机有利地允许容易地实现多播与广播传输，这是由于所述TDM矩阵是通过其矩阵输出端而被控制的。

此外，由于避免了借助于队列的业务管理，因此根据本发明的交换机有利地允许在TDM业务和分组业务二者上引入固定时延。

附图说明

参照附图，通过阅读下面作为非限制性例子所给出的详细描述，本发明的其它特征和优点将变得显而易见，其中：

图1概略地示出了已知的分组交换机；

图2概略地示出了已知的TDM交换机；

图3概略地示出了根据本发明的用于集成网络的交换机；

图4a与4b概略地示出了根据本发明由输入模块产生的块；

图5概略地示出了根据本发明的用于交换TDM流和分组的方法的例子；和

图6示出了根据本发明的用于交换TDM多播流的方法的例子。

具体实施方式

图1概略地示出了已知的分组交换机PS。分组交换机PS被连接到N个输入线路Lin1，Lin2，...，LinN，并被连接到M个输出线路Lout1，Lout2，...，LoutM。分组交换机PS还包括N×M个缓存器。更具体地，第一输入线路Lin1被连接到M个缓存器B11，...B1M；第二输入线路Lin2被连接到M个缓存器B21，...B2M；并且第N输入线路LinN被连接到M个缓存器BN1，...，BNM。分组交换机PS还包括M个输出控制器OC1，...，OCM。特别地，缓存器B11，B21，...，BN1被连接到输出控制器OC1；并且缓存器B1M，B2M，...，BNM被连接到输出控制器OCM。此外，缓存器B11，B21，...，BN1被连接到输出线路Lout1；并且缓存器B1M，B2M，...，BNM被连接到输出线路LoutM。

下面仅简要概述分组交换机PS的操作，本说明书的引言中已经对其进行了描述。

通过输入线路Lin1而输入的分组，根据其开销的内容而被存储在缓存器B11，...，B1M之一中。在每个缓存器中，分组被存储在队列中，等待由相应的输出线路Lout1，...，LoutM取走。相同的考虑也应用于其它输入线路Lin2，...，LinN。

关联到输出线路Loutl的输出控制器OC1从缓存器B11，B21，...，BN1接收信息，该信息是关于缓存器B11，B21，...，BN1中每一个的队列状态的。根据这些信息，输出控制器OC1确定顺序，输出线路Lout1必须按该顺序获取缓存器B11，B21，...，BN1中的分组。相同的考虑也应用于其它输出线路Lout2，...，LoutM。

图2概略地示出了已知的TDM交换机。TDM交换机TDMS被连接到N个输入线路Lin1，Lin2，...，LinN，并且被连接到M个输出线路Lout1，Lout2，...，LoutM。TDM交换机TDMS还包括TDM矩阵TDMM。矩阵TDMM可以作为存储器而被实现。每个矩阵输出端被连接到各自的源地址产生器SAG1，SAG2，...，SAGM。交换机TDMS还包括时钟模块CK，其适于恢复同步网络的基准时钟信号，并且将其供给源地址产生器SAG1，SAG2，...，SAGM。此外，所述源地址产生器被连接到静态提供模块SPM。静态提供模块SPM适于提供具有静态路由表的源地址产生器SAG1，SAG2，...，SAGM。如已经提到的，所述静态路由表针对每个矩阵输出端而指示必须获取的分支信道的有序列表。根据由静态提供模块SPM所提供的静态路由表，每个源地址产生器SAG1，SAG2，...，SAGM针对各自的矩阵输出端而产生源地址的有序列表，该源地址指示必须获取的分支信道的存储器位置。因此，每个矩阵输出端向各自的输出线路发送通过所获取的分支信道所安排(compose)的TDM流。

图3概略地示出了根据本发明的用于集成电信网络的交换机。用于集成网络的交换机INS被连接到N个输入线路Linl，Lin2，...，LinN，并被连接到M个输出线路Loutl，Loul2，...，LoutM。每个输入线路Lin1，Lin2，...，LinN通过各自的输入模块IM1，IM2，...，IMN而进入交换机INS。矩阵TDMM可以作为存储器而被实现。每个输入模块IM1，IM2，...，IMN通过各自的矩阵输入处理模块MIP1，MIP2，...，MIPN而被连接到各自的矩阵输入端。每个矩阵输出端具有各自的源地址产生器SAG1′，SAG2′，...，SAGM′。交换机INS还包括时钟模块CK，其适于恢复同步网络的基准时钟信号，并且将其供给源地址产生器SAG1′，SAG2′，...，SAGM′。此外，每个源地址产生器SAG1′，SAG2′，...，SAGM′被连接到静态提供模块SPM。根据本发明的交换机INS也包括动态提供模块DPM。每个矩阵输入处理模块MIP1，MlP2，...，MIPN被连接到动态提供模块DPM。动态提供模块DPM的输出端被连接到所有源地址产生器SAG1′，SAG2′，...，SAGM′。

应当指出，输入模块IM1，IM2，...，IMN连同其它端口设备(图3中未示出)一起典型地被实现在端口板(port board)PB上。另一方面，TDM矩阵、矩阵输入处理模块、源地址产生器、静态提供模块以及动态提供模块典型地通过相同矩阵板MB上的一个或多个芯片而被实现，矩阵板与端口板PB相分离。在另一个实施例(未示出)中，仅提供单个板用于输入模块、TDM矩阵、矩阵输入处理模块、源地址产生器、静态提供模块以及动态提供模块，其可以通过一个或多个芯片而被实现。根据本发明的优选实施例，实现TDM矩阵的存储器是数据RAM存储器，其被分为两个部分。当第一部分被矩阵输入端写入时，第二部分被矩阵输出端读取，并且反之亦然。

根据本发明的优选实施例，所述存储器作为若干并行工作的存储器而被实现。这允许加速由矩阵输出端执行的读取功能。

根据本发明的优选实施例，所述TDM矩阵包括主矩阵和基本上等同于主矩阵的备用矩阵。典型地，输入业务被桥接到主矩阵和备用矩阵二者，二者同时执行交换。输出端口(未示出)从主矩阵和备用矩阵二者接收输出流。在正常操作期间，所述输出端口选择来自主矩阵的流。如果该主矩阵发生故障，则输出端口将选择来自备用矩阵的流。

在此之后，通过参照图3、4a与4b，将提供根据本发明的交换机INS操作的详细描述。

根据本发明，交换机INS的每个输入线路Lin1，Lin2，...，LinN适于接收各自的信息流，其可以仅包括TDM流、分组或者TDM流和分组二者。根据本发明，通过输入线路Lin1，Lin2，...，LinN而进入交换机INS的每个信息流，被各个输入模块IM1，IM2，...，IMN分为具有固定大小的块。输入流的附加处理功能由其它端口设备来执行，由于这与本描述无关，因此没有对其进行描述。

图4a概略地示出了由输入模块所产生的块的例子的结构。固定大小的块FSB包括分组开销字段P-OH、分组字段PF和TDM字段TDMF。分组字段PF包括k个分组P1，P2，...，Pk。根据传输分组的协议，这种分组可以具有相同的大小，或者具有不同的大小。分组字段PF的总大小因而是可变的，其取决于k个分组和每个分组的大小二者。分组P1，P2，...，Pk根据预定顺序而被排列至分组字段PF中。例如，在本发明的优选实施例中，分组是根据其各自的目的输出线路而被排列的，如参考图5将详细说明的。

分组开销字段P-OH包括分组P1，P2，...，Pk的开销。优选地，所述开销是根据与分组相同的预定顺序而被排列的。因此，分组开销字段P-OH包括分组P1的开销OH1、分组P2的开销OH2和分组Pk的开销OHk。

最终，固定大小的决FSB可以包括TOM流的一部分。应当指出，所述TDM字段可以包括不同TDM流的不同部分TDM1，...，TDMh。例如，所述TDM字段可以包括单播TDM流(例如SDH帧、Sonet帧)的部分，和/或多播/广播TDM流(例如视频信号)的部分。将参照图6详细描述多播/广播TDM流的交换机。

应当指出，每个固定大小块的组成随业务流的组成而动态改变。例如，可以切断TDM流的一个或多个分支信道，或者可以结束视频信号的传输。在所述情况下，TDM字段的大小减少，并且因此分组字段大小与分组开销字段大小增加。这在图4b中被示出，图4b示出了根据本发明的由相同输入模块所产生的两个连续块FSB1、FSB2。应当指出，第一块FSB1的TDM字段TDMF1的大小要大于第二块FSB2的TDM字段TDMF2的大小。因此，在块FSB2中，所述块的较大部分可用于排列分组及其开销。

应当指出，如果输入信息流仅包括分组，则在所述块中没有TDM字段。类似地，如果输入信息流仅包括TDM流，则在所述块中没有分组开销字段和分组字段，如下面参照图6所说明的。

在每个输入模块IM1，IM2，...，IMN产生如图4a与4b所示的各自的块之后，每个输入模块将所述块发送到各自的矩阵输入处理模块MIP1，MIP2，...，MIPN。每个矩阵输入处理模块MIP1，MIP2，...，MIPN从所述各自的块获得(drop)分组开销字段P-OH，并且将该字段发送到动态提供模块DPM。

动态提供模块DPM根据从矩阵输入处理模块所接收的分组开销字段的内容来产生动态路由表。更特别地，动态路由表针对每个矩阵输出端可以包括：

-矩阵输出端必须获取的每个分组的起始存储器地址，和

-矩阵输出端必须获取的每个分组的大小。

动态提供模块DPM将所述动态路由表发送到源地址产生器SAG1′，SAG2′，...，SAGM′。而且，源地址产生器SAG1′，SAG2′，...，SAGM′从静态提供模块SPM接收关于TDM部分的静态路由表。因此，通过处理动态路由表和静态路由表二者，每个源地址产生器SAG1′，SAG2′，...，SAGM′针对其各自的矩阵输出端而产生源地址的有序列表，即矩阵输出端可以从其获取分组和TDM部分的存储器地址的有序列表。

因此，根据本发明，TDM流和分组二者是由同一TDM矩阵来交换的，所述TDM矩阵是借助于矩阵输出端的源地址而被控制的。源地址可以动态地(对于分组)或者静态地(对于TDM流的部分)被产生。

应当指出，有利地，根据本发明，所述主矩阵的故障或停机时间(downtime)可以用基本上透明的方式而被管理。实际上，由于交换是由借助于其输出端而被控制的TDM矩阵来执行的，并且所有输入业务被桥接到主和备用矩阵二者，因此管理主矩阵故障可以以“无中断(hitless)”的方式来被执行，即不释放所述输入业务的任何部分。

此外，如参照图4b所提及的，块的组成可以不同于以下块的组成。特别地，TDM流和/或分组中的改变导致TDM字段大小和分组字段大小的改变(见图4b的块FSB1和FSB2)。如已经提及的，所述存储器被分为两个部分。这两个部分能够存储接连的块。当第一部分被矩阵输入端写入时，第二部分被矩阵输出端读取，并且反之亦然。例如，参照图4b，当第一块FSB1从第一存储器部分被读取时，第二块FSB2被写入第二存储器部分。根据本发明，在这种情况下，动态路由表允许实时升级分组源地址，同时必须提供新的静态路由表以更新TDM部分的源地址。在本发明的优选实施例中，多个静态路由表可以被提供给源地址产生器，每个路由表对应于不同的块组合。例如，通过参照图4b，可以为块FSB1和块FSB2二者分别提供两个静态路由表。这样，避免了新的静态路由表的延迟提供，并且可以透明地更新TDM部分的源地址。

现在将参照图5描述根据本发明的用于交换TDM流和分组二者的方法的例子。

图5示出了具有四个矩阵输入端和四个矩阵输出端的TDM矩阵。每个输入模块(未示出)提供具有固定大小的块FSBin1、FSBin2、FSBin3、FSBin4的各自的矩阵输入处理模块(未示出)。每个块包括分组字段和TDM字段二者。更具体地，每个块包括四个分组和若干TDM部分，每个分组被发送到不同的目的矩阵输出端。在下面的描述中，仅详细描述分组交换；相反地，TDM流的交换的详细描述可以在图2的描述中找到。

如上所提及的，根据本发明，每个输入模块按预定顺序来排列分组。在图5中，分组根据其目的矩阵输出端而被安排。在图5中，用两个索引标记每个分组；第一索引指示分组被发往的矩阵输出端(目的矩阵输出端)，而第二索引指示分组所来自的矩阵输入端(源矩阵输入端)。因此，固定大小的块FSBin1包括分组P11，P21，P31和P41。类似地，固定大小的块FSBin2包括分组P12，P22，P32和P42。类似地，固定大小的块FSBin3包括分组P13，P23，P33和P43。最后，固定大小的块FSBin4包括分组P14，P24，P34和P44。应当指出，如已经提及的，分组具有不同的大小，以使四个块的分组字段具有不同的大小。

每个块FSBin1，FSBin2，FSBin3，FSBin4还包括分组开销字段，该分组开销字段还包括按分组的相同预定顺序而被排列的分组开销。因此，块FSBin1的分组开销字段包括分组P11的开销OH11、分组P21的开销OH21、分组P31的开销OH31以及分组P41的开销OH41。类似的考虑也应用于块FSBin2、FSBin3和FSBin4。

每个开销可以例如包括分组大小、目的矩阵输出端的标识符和源矩阵输入端的标识符。因此，分组Pyx的开销OHyx可以表示为：

QHyx＝(W_yx，y，x)，其中W_yx是分组Pyx的大小，y是分组Pyx的目的矩阵输出端的标识符，x是分组Pyx的源矩阵输入端的标识符。应当指出，由于预先确定了所述顺序，因此可以忽略目的矩阵输出端的标识符和源矩阵输入端的标识符，其中分组按所述顺序而被排列在块中。在这种情况下，即使分组大小等于零，也不能忽略其开销，以维护所述预定顺序。

如已经提及的，TDM矩阵可以作为存储器而被实现。当TDM矩阵交换TDM流时，矩阵输入端能够写入预定的存储器地址，同时矩阵输出端能够从预定的存储器地址读取。类似地，包括在根据本发明的交换机INS中的TDM矩阵TDMM可以作为存储器而被实现。然而，由于根据本发明的交换机INS适于交换可变大小的分组。因此其中存储分组的存储器位置随分组大小而动态改变。

图5示出了包括二维存储器MEM的TDM矩阵TDMM的例子，即包括若干行和若干列的存储器。因此，存储器地址包括行地址和列地址。

假定每个矩阵输入端将各自块的分组相继写入存储器MEM的各个行中，包括于块FSBin1中的分组的列地址是：

-分组P11的列地址：0；

-分组P21的列地址：W₁₁；

-分组P31的列地址：W₁₁+W₂₁；

-分组P41的列地址：W₁₁+W₂₁+W₃₁；和

-第一TDM字的列地址：W₁₁+W₂₁+W₃₁+W₄₁。

类似地，包括在块FSBin2中的分组的列地址是：

-分组P12的列地址：0；

-分组P22的列地址：W₁₂；

-分组P32的列地址：W₁₂+W₂₂；

-分组P42的列地址：W₁₂+W₂₂+W₃₂；和

-第一TDM字的列地址：W₁₁+W₂₂+W₃₂+W₄₂。

类似的考虑应用于块FSBin3和FSBin4。因此，每个存储器行相继地包括分组，该分组包括于各自的矩阵输入端的块中，如图5所示。

由于每个分组地址随包括于块中的所有分组的大小而动态变化，因此本发明提供了动态提供模块DPM。为了产生动态路由表，动态提供模块DPM处理每个块的分组开销字段。如已经提及的，对于每个矩阵输出端，所述动态路由表包括矩阵输出端所必须获取的分组的起始地址，以及该矩阵输出端所必须获取的每个分组的大小。

例如，对于第一矩阵输出端，所述动态路由表提供：

-对于分组P11：行0，列0，大小＝W₁₁；

-对于分组P12：行1，列0，大小＝W₁₂；

-对于分组P13：行2，列0，大小＝W₁₃；和

-对于分组P14：行3，列0，大小＝W₁₄。

对于第二矩阵输出端，所述动态路由表提供：

-对于分组P21：行0，列W₁₁，大小＝W₂₁；

-对于分组P22：行0，列W₁₂，大小＝W₂₂；

-对于分组P23：行2，列W₁₃，大小＝W₂₃；和

-对于分组P24：行3，列W₁₄，大小＝W₂₄。

对于第三矩阵输出，所述动态路由表提供：

-对于分组P31：行0，列W₁₁+W₂₁，大小＝W₃₁；

-对于分组P32：行1，列W₁₂+W₂₂，大小＝W₃₂；

-对于分组P33：行2，列W₁₃+W₂₃，大小＝W₃₃；和

-对于分组P34：行3，列W₁₄+W₂₄，大小＝W₃₄。

最后，对于第四矩阵输出端，所述动态路由表提供：

-对于分组P41：行0，列W₁₁+W₂₁+W₃₁，大小＝W₄₁；

-对于分组P42：行1，列W₁₂+W₂₂+W₃₂，大小＝W₄₂；

-对于分组P43：行2，列W₁₃+W₂₃+W₃₃，大小＝W₄₃；和

-对于分组P44：行3，列W₁₄+W₂₄+W₃₄，大小＝W₄₄。

动态提供模块DPM将动态路由表供给源地址产生器。该源地址产生器根据这些信息产生源地址，即每个分组的每个字的存储器地址。

而且，每个源地址产生器能够确定TDM部分的起始地址。例如，对于第一行，对应于第一矩阵输入端，TDM部分的起始地址由以下公式给出：

$\underset{y=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{W}_{y1}---\left(1\right)$

类似的公式可以应用于其它行。而且，由于每个块具有固定大小，因此公式(1)也允许源地址产生器确定TDM字段TDMF的大小。

类似地，源地址产生器针对每个矩阵输出端能够确定TDM部分的起始地址。更具体地，通过估计，对于第一矩阵输出端：

$\underset{x=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{W}_{1x}---\left(2\right)$

第一矩阵输出端的源地址产生器估计其中静态交换替代动态交换的地址。类似的考虑也应用于其它矩阵输出端。

应当指出，为了避免TDM矩阵的拥塞，针对每个矩阵输出端必须满足以下条件：

$\underset{x=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{W}_{\mathrm{yx}}\≤C_y---\left(3\right)$

其中，x是矩阵输入端标识符，y是矩阵输出端标识符，并且C_y是矩阵输出端y的容量。

此外，为了避免拥塞，针对每个矩阵输入端也必须满足以下条件：

$\underset{y=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{W}_{\mathrm{yx}}\≤C_x---\left(4\right)$

其中，C_x是矩阵输入端x的容量。

根据本发明，通过适当的拥塞管理算法来实现拥塞管理。所述拥塞管理算法针对每个块而确定该块可以包括的最大分组数量，以及包括于该块中的每个分组的最大尺寸，以保证满足式(3)和(4)所表达的条件。

在本发明的优选实施例中，所述拥塞管理算法被实现在通常称作中央调度器的专用设备上，图4中未示出该设备。在本发明的优选实施例中，所述中央调度器被实现在位于矩阵板上的芯片上。

图6示出了根据本发明的用于交换TDM多播流的方法的例子。图6示出了具有若干矩阵输入端的TDM矩阵TDMM；为简单起见，图6中仅示出了一个矩阵输入端。这个矩阵输入端从相应的输入模块(图6中未示出)接收块FSBin，该块包括分组开销字段P-OHin、分组字段PFin和TDM字段。如已经提及的，TDM字段可以包括不同TDM流的部分。例如，块FSBin的TDM字段包括单播流的一部分TDMu(例如SDH TDM流的一部分)。块FSBin的TDM字段还包括多播流的一部分TDMm(例如视频信号的一部分)。图6的TDM矩阵具有四个矩阵输出端。假定多播流的TDMm部分被发送到第一、第二和第四矩阵输出端(不被发送到第三矩阵输出端)。

根据本发明，矩阵输入端简单地将多播流部分TDMm写入矩阵TDMM的存储器MEM中，如参照图5所描述的。因此，仅TDMm部分的单个拷贝被存储到存储器MEM中，并且简单地要求每个目的矩阵输出端从其源地址读取TDMm部分的拷贝。如可以在图6中看到的，第一、第二和第四目的矩阵输出端中的每一个从存储器MEM读取TDMm部分，并将其插入其各自的输出块FSBout1、FSBout2、FSBout4中。TDMm部分在每个输出块中的位置取决于静态和动态路由表二者。应当指出，如已经提及的，没有分组被发送到矩阵输出端4。在这种情况下，整个固定大小的块FSBout4包括TDM部分，并且分组字段PF和分组开销字段P-OH二者都没有包括于所述块中。

因此，根据本发明，多播是由源地址产生器和矩阵输出端来实现，同时不要求矩阵输入端和存储器分别创建并存储TDMm部分的多个拷贝。这允许降低多播和广播传输的处理复杂度。

Claims (22)

1.一种用于电信网络的交换机，其包括：

-时分复用矩阵(TDMM)，其具有若干矩阵输入端和若干矩阵输出端；

-源地址产生器(SAG1′，SAG2′，...，SAGM′)，其被连接到所述时分复用矩阵(TDMM)的矩阵输出端；

其特征在于，该交换机还包括：

-输入模块(IM1，IM2，...，IMN)，所述输入模块中的每个都适于产生固定大小的块(FSB)，所述块包括按预定顺序所排列的若干分组(P1，P2，...，Pk)；

-矩阵输入处理模块(MIP1，MIP2，...，MIPN)，所述矩阵输入处理模块中的每个都被连接到输入模块，以从那里接收所述固定大小的块(FSB)，并且所述矩阵输入处理模块中的每个还被连接到矩阵输入端；和

-动态提供模块(DPM)，其适于

-从所述矩阵输入处理模块(MIP1，MIP2，...，MIPN)接收包括于所述分组(P1，P2，...，Pk)中的路由信息(OH1，OH2，...，OHk)，

-根据所述路由信息产生动态路由表，以及

-将所述动态路由表供给所述源地址产生器(SAG1′，SAG2′，...，SAGM′)。

2.根据权利要求1的交换机，其还包括静态提供模块(SPM)，该静态提供模块适于将静态路由表供给所述源地址产生器(SAG1′，SAG2′，...，SAGM′)。

3.根据权利要求2的交换机，其中，所述固定大小的块(FSB)还包括时分复用流的一部分。

4.根据权利要求3的交换机，其还包括时钟模块(CK)，该时钟模块用于从所述时分复用流恢复基准时钟信号，并且将该基准时钟信号供给所述源地址产生器(SAG1′，SAG2′，...，SAGM′)。

5.根据前面任一权利要求的交换机，其中，所述路由信息(OH1，OH2，...，OHk)按所述预定顺序而被发送到所述动态提供模块(DPM)。

6.根据前面任一权利要求的交换机，其中，所述预定顺序对应于分组被发往的矩阵输出端的顺序。

7.根据前面任一权利要求的交换机，其中，所述时分复用矩阵(TDMM)包括存储器，其中，所述矩阵输入端适于写入所述存储器，并且其中，所述矩阵输出端适于从所述存储器读取。

8.根据权利要求7的交换机，其中，所述矩阵输入端中的每个按所述预定顺序、以连续位置将所述分组写入所述存储器。

9.根据权利要求8的交换机，其中，所述路由信息包括分组大小。

10.根据权利要求9的交换机，其中，所述分组的所述源地址是根据所述分组大小而被产生的。

11.根据前面任一权利要求的交换机，其中，所述交换机至少部分地被实现在专用集成电路中。

12.一种在电信网络中交换信息流的方法，所述方法包括下列步骤：

-产生固定大小的块(FSB)，所述块包括按预定顺序被排列的若干分组(P1，P2，...，Pk)；

-从所述分组(P1，P2，...，Pk)获取路由信息(OH1，OH2，...，OHk)；

-根据所述路由信息来产生动态路由表；

-根据所述动态路由表来产生源地址；以及

-将所述源地址供给时分复用矩阵的矩阵输出端。

13.根据权利要求12的方法，其中，所述产生源地址的步骤还包括根据静态提供表来产生源地址。

14.根据权利要求13的方法，其中，所述产生固定大小的块的步骤包括产生包括时分复用流的一部分的固定大小的块。

15.根据权利要求14的方法，还包括：

-从所述时分复用流恢复基准时钟信号；以及

-根据所述基准时钟信号来对所述产生源地址的步骤进行定时。

16.根据权利要求12到15中任一个的方法，其中，所述获取路由信息的步骤包括按所述预定顺序来获取路由信息(OH1，OH2，...，OHk)。

17.根据权利要求12到16中任一个的方法，其中，所述预定顺序对应于发送分组所依照的顺序。

18.根据权利要求12到17中任一个的方法，还包括：

-将所述信息流写入存储器中；以及

-从存储器读取所述信息流。

19.根据权利要求18的方法，其中，所述写入步骤包括将所述分组按预定顺序、以连续位置写入所述存储器。

20.根据权利要求19的方法，其中，所述路由信息包括分组大小。

21.根据权利要求20的方法，其中，所述根据所述动态路由表产生源地址的步骤包括根据分组大小来产生源地址。

22.一种网络单元，其包括根据权利要求1到11中任一个的交换机。

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