CN1878067A - 一种级连系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种级连系统，采取直接在交换网板中设置级连接口，并使级连机框的交换网板通过两端分别与各自的级连接口相连的级连通道相连，以实现系统扩容。而且本发明还基于上述结构，在每个机框中设置可相互进行主备倒换的两块交换网板，从而既克服了现有技术通过级连框扩容导致的成本增加和处理负担重的弊病，又增强了系统的故障自愈能力，保证系统运行的高可靠性。基于此，本发明提供了主从框双平面分别互连方式的级连系统、主从框双平面全互连方式的级连系统和主从框网状互连方式的级连系统。另外，本发明还公开了用于上述系统的发送控制装置，以实现对数据的分发控制和主备状态的标识，以及接收控制装置，实现对接收通道的选择控制。

Description

一种级连系统

技术领域

本发明涉及通信交换技术领域，特别是指一种级连系统。

背景技术

在现有的交换机、路由器等网络通信设备中，通常采用多框级连的方式实现对设备业务容量的扩展，即扩容。然而，传统的多框级连一般是通过配置专门用于提供不同级连接口的级连框或级连单板下挂交换子模块来实现的。虽然可以解决系统扩容的问题，但由于级连框仅用于提供级连接口，其本身并没有交换功能，因此在一定程度上增加了系统的成本和处理负担。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种级连系统，解决现有级连系统中为实现设备扩容而存在的系统成本增加以及处理负担重的问题。

为了达到上述目的，本发明提供的级连系统，主要包括：至少一个第一机框和至少一个第二机框；其中所述第一机框和第二机框均包括业务处理板和第一交换网板，且所述业务处理板通过框内互连通道与本机框内的第一交换网板相连，其特征在于，

所述第一交换网板中设置有级连接口，且所述第一机框内的第一交换网板与所述第二机框内的第一交换网板通过两端分别连接各自的级连接口的级连通道相连。

在上述系统中，所述第一机框和第二机框均进一步包括：用于同本机框内的第一交换网板进行主备倒换的第二交换网板。

在上述系统中，所述业务处理板通过框内互连通道与本机框内的第二交换网板相连；所述第二交换网板中设置有级连接口，且所述第一机框内的第二交换网板与所述第二机框内的第二交换网板通过两端分别连接各自的级连接口的级连通道相连，且所述第一交换网板通过备份通道与本机框内的第二交换网板相连。

在上述系统中，所述业务处理板通过框内互连通道与本机框内的第二交换网板相连；所述第二交换网板中设置有级连接口，且所述第一机框内的第一交换网板与所述第二机框内的第二交换网板通过两端分别连接各自的级连接口的级连通道相连，且所述第一机框内的第二交换网板分别与所述第二机框内的第一交换网板和第二交换网板通过两端分别连接各自的级连接口的级连通道相连。

在上述系统中，所述系统包括一个以上所述第二机框，且各第二机框的第一交换网板分别与其它第二机框的第一交换网板和第二交换网板通过两端分别连接各自的级连接口的级连通道相连，且各第二机框的第二交换网板分别与其它第二机框的第一交换网板和第二交换网板通过两端分别连接各自的级连接口的级连通道相连。

在上述系统中，所述业务处理板用于按照双发选收的方式同本机框内的第一交换网板和第二交换网板进行数据交互。

在上述系统中，所述第一交换网板和/或第二交换网板包括交换处理单元、发送控制单元和接收控制单元；其中，所述交换处理单元用于对接收自业务处理板的数据进行时隙交换处理，并将处理之后的数据发送至所述发送控制单元，以及对接收自接收控制单元的数据进行时隙交换处理，并将处理之后的数据发送至业务处理板；

所述发送控制单元用于根据对端交换网板的主用或备用状态对接收自交换处理单元的数据信息进行相应的主用或备用状态标识，并将标识之后的数据发送至与对端交换网板相连的级连通道；

所述接收控制单元用于接收来自外部级连通道的数据，并将其中携带主用状态标识的数据发送至所述交换处理单元。

在上述系统中，所述发送控制单元用于将接收自交换处理单元的数据复制成两份，并将其中一份数据标识为主用状态发送至与对端处于主用状态的交换网板相连的级连通道，将另一份数据标识为备用状态发送至与对端处于备用状态的交换网板相连的级连通道。

在上述系统中，所述发送控制单元包括发送控制寄存器和发送缓存器；其中，

所述发送控制寄存器用于根据对端交换网板的主用或备用状态，对接收自交换处理单元的数据进行主用或备用状态标识，并将标识之后的数据发送至发送缓存器；

所述发送缓存器用于对接收自发送控制寄存器的数据进行缓存，并将数据发送至与对端交换网板相连的级连通道。

在上述系统中，所述接收控制单元包括接收控制寄存器和接收缓存器；其中，

所述接收控制寄存器用于接收来自外部级连通道的数据信息，并将其中携带主用状态标识的数据信息发送至接收缓存器；

所述接收缓存器用于缓存接收到的数据信息，并将数据信息发送至与其相连的交换处理单元。

综上所述，在本发明级连系统中，采取直接在交换网板中设置级连接口，并使级连机框的交换网板通过两端分别连接它们各自的级连接口的级连通道相连，从而实现对系统的扩容，克服了现有技术中通过级连框进行扩容所导致的系统成本增加及处理负担重的弊病。而且本发明在基于上述结构实现系统扩容的同时，在每个机框中设置可以相互进行主备倒换的两块交换网板，从而保证系统运行的可靠性。基于上述原理，本发明主要提供了三种多框级连结构的级连系统，即主从框双平面分别互连方式的级连系统、主从框双平面全互连方式的级连系统和主从框网状互连方式的级连系统，在这三种系统中，均采取直接将级连接口集成在交换网板中的方式，并通过在交换网板的发送侧安装发送控制装置，以实现对数据的分发控制和主备状态的标识，以及在交换网板的接收侧设置接收控制装置，实现对接收通道的选择控制。从而既实现了系统扩容，又增强了系统的故障自愈能力，提高了系统进行数据交换的可靠性。大幅度改进了交换机的性能和容量，同时提高了系统的可扩充性和可维护性。

附图说明

图1为本发明主从框双平面分别互连方式的级连系统结构图。

图2为本发明主从框双平面全互连方式的级连系统结构图。

图3为本发明主从框网状互连方式的级连系统结构图。

图4为本发明设置于交换网板发送侧的发送控制单元结构图。

图5为本发明设置于交换网板接收侧的接收控制单元结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

本发明的核心思想是：采取直接在交换网板中设置级连接口，并使不同机框的交换网板通过两端分别连接它们各自的级连接口的级连通道相连，从而实现对系统的扩容，克服了现有技术中通过级连框进行扩容所导致的系统成本增加和处理负担重的弊病。而且本发明在基于上述结构实现对系统扩容的同时，还在每个机框中设置可以相互进行主备倒换的两块交换网板，从而保证系统运行的可靠性。

本发明主要提供了三种机框级连方式的级连系统，即主从框双平面分别互连方式的级连系统、主从框双平面全互连方式的级连系统和主从框网状互连方式的级连系统，下面对采用上述级连方式的级连系统结构分别进行详细说明。

第一，主从框双平面分别互连方式的级连系统；其中，所谓双平面是指主交换网板平面和备交换网板平面两个相互独立的交换平面，本系统结构如图1所示，包括：主框和从框；其中，主框和从框均包括：主交换网板、备交换网板和业务处理板；在各交换网板上分别设置有级连接口，假设从框个数为n(n≥1)。则主框的主交换网板和备交换网板上均需设置n个级连接口，而每个从框的主交换网板和备交换网板上则需分别设置1个级连接口。

在主、从框间，如图1所示，主框的主交换网板的n个级连接口分别通过n个级连通道ZC1～ZCn连接n个从框的主交换网板的级连接口，同时主框的备交换网板的n个级连接口也分别通过n个级连通道BC1～BCn连接n个从框的备交换网板的级连接口。从而通过这些级连通道实现主框与从框间的时隙交换，并且两两从框之间也可通过它们各自与主框的级连通道实现时隙交换。例如：在该系统中，可以通过n个级连通道ZC1～ZCn实现主框内的主交换网板与从框内的主交换网板间的时隙交换，以及当所包含的从框个数n＞1时，实现两两从框的主交换网板间的时隙交换；而通过n个级连通道BC1～BCn则可实现主框内的备交换网板与从框内的备交换网板间的时隙交换，以及当所包含的从框个数n＞1时，实现两两从框的备交换网板间的时隙交换。

在主、从框内，业务处理板分别与主交换网板和备交换网板通过框内互连通道连接，主、备交换网板同步工作，且主、备交换网板之间通过备份通道相连，以实现主、备交换网板之间的信息同步，该信息可以包括：链路控制信息和时隙交换控制信息等。业务处理板采用双发选收的方式同主交换网板和备交换网板进行数据交互：即当业务处理板发送数据时，将数据同时发送至主交换网板和备交换网板，而当业务处理板接收数据时，则只对接收到的来自处于主用状态的交换网板的数据进行处理。此处，主、备交换网板的状态可以相互进行倒换，即主交换网板可由主用状态倒换至备用状态，而备交换网板也可有备用状态倒换至主用状态。

上述级连通道和备份通道都是双向的，通道时隙大小可以配置，目前通道时隙大小范围为1K～8K。另外，由于业务处理板需要判断是否需要对接收自主交换网板或备交换网板的数据进行处理，因此可以在传输的数据信息中添加用于指示该交换网板处于主用或备用状态的标识。例如，当发送数据的主交换网板当前处于主用状态时，则在发送的数据中添加主用状态标识，从而使得业务处理板根据该标识判定需要对接收到的数据进行处理，而同时发送数据的备交换网板当前处于备用状态，则可在发送的数据中添加备用状态标识，从而使得业务处理板可以根据该备用标识判定无需对相应数据进行处理。而且，由于交换网板通过多个级连接口同时接收来自多个级连通道的数据信息，因此，还可以在发送的数据信息中进一步添加指示相应级连通道处于主用或备用状态的标识，从而使得业务处理板根据所接收的数据中的通道处于主用或备用状态的标识判断是否需要对接收到的数据进行处理。而且只有当接收到的数据信息中包含交换网板和级连通道都处于主用状态的标识时，业务处理板才对该数据进行处理。

另外，当接收侧发现发送侧的状态发生变化时，则向系统的中央处理器(CPU)发送报告，从而中断处理。主交换网板和备交换网板间的倒换策略、备份通道的信息备份通知、传输信息携带的链路主备状态以及通道切换等都可以通过逻辑芯片或软件来实现。

第二，主从框双平面全互连结构的级连系统，该系统结构如图2所示，包括：主框和从框；其中，主框和从框均包括：主交换网板、备交换网板和业务处理板；在各交换网板上分别设置有级连接口，假设从框个数为n，则主框的主交换网板和备交换网板上均设置2n个级连接口，而每个从框的主交换网板和备交换网板上则分别设置2个级连接口。

在主、从框间，如图2所示，主框的主交换网板的n个级连接口分别通过n个级连通道ZC1、ZC3、～ZC2n-1连接n个从框的主交换网板的级连接口，同时其另外n个级连接口分别通过n个级连通道ZC2、ZC4、～ZC2n连接n个从框的备交换网板的级连接口；而主框的备交换网板的n个级连接口也分别通过n个级连通道BC1、BC3、～BC2n-1连接n个从框的主交换网板的级连接口，同时其另外n个级连接口分别通过n个级连通道BC2、BC4、～BC2n连接n个从框的备交换网板。从而通过这些级连通道实现主框与从框间的时隙交换，并且两两从框之间也可通过它们各自与主框的级连通道实现时隙交换，即通过与两从框均连接的主框的交换网板转接实现。

上述各级连通道都是双向的，通道时隙大小可以配置，目前通道时隙大小范围为1K～8K。业务处理板判断是否需要对接收到的数据信息处理时，可以按照与上述主从框双平面分别互连结构的级连系统相同的方式进行处理，此处不再重复描述。

可以看出，本系统结构与上述主从框双平面分别互连结构的不同之处在于，在主、从框间，主框的主交换网板通过2n个级连通道ZC1～ZC2n分别连接从框的主交换网板和备交换网板形成两个主备级连平面，而主框的备交换网板也通过2n个级连通道BC1～BC2n分别连接从框的主交换网板和备交换网板形成两个主备级连平面。这一对主备级连双平面可以进行相对独立运作，因此该系统相对于上述主从框双平面分别互连方式的级连系统又进一步提高了系统的可靠性。而且在主、从框内，主交换网板和备交换网板间不进行业务数据通信，因此在主交换网板和备交换网板间不存在数据备份通道，释放了主、备交换网板间进行数据备份的开销。

第三，主从框网状互连结构的级连系统，该系统结构如图3所示，主要包括：主框和从框；其中，主框和从框均包括：主交换网板、备交换网板和业务处理板；在各交换网板上分别设置有级连接口，假设从框个数为n，则在主框的主交换网板和备交换网板上分别设置2n个级连接口，而在每个从框的主交换网板和备交换网板上也分别设置2n个级连接口。

在主、从框间，与上述图2所示的主从框双平面全互连结构相同，即如图3所示：主框的主交换网板的n个级连接口分别通过n个级连通道ZC1、ZC3、～ZC2n-1连接n个从框的主交换网板的级连接口，同时其另外n个级连接口分别通过n个级连通道ZC2、ZC4、～ZC2n连接n个从框的备交换网板的级连接口；而主框的备交换网板的n个级连接口也分别通过n个级连通道BC1、BC3、～BC2n-1连接n个从框的主交换网板的级连接口，同时其另外n个级连接口分别通过n个级连通道BC2、BC4、～BC2n连接n个从框的备交换网板。从而通过这些级连通道实现主框与从框间的时隙交换，并且两两从框之间也可通过它们各自与主框的级连通道实现时隙交换，即通过与两从框均连接的主框的交换网板转接实现。

在各从框之间，各从框的主交换网板分别与其它从框的主交换网板和备交换网板通过级连通道相连，而各从框的备交换网板也分别与其它从框的主交换网板和备交换网版通过级连通道相连。

上述级连通道都是双向的，且通道时隙大小可以配置，如：通道时隙配置范围可以为1K～8K。另外，业务处理板判断是否需要对接收到的数据信息处理时，可以按照与上述主从框双平面分别互连结构的级连系统相同的方式进行处理，此处不再重复描述。

可以看出，本系统与上述主从框双平面全互连结构的级连系统的不同之处在于：在该系统中，不仅主、从框之间通过级连通道相连，而且各从框之间也通过级连通道连接起来，从而使得各从框之间既可以通过上述主框交换网板转接的方式进行数据交换或时隙交换，也可以直接通过从框与从框之间的级连通道进行交换，而且后者由于无需经过主框交换网板的转接环节，因而通信效率较前者更高。另外，由于各从框之间也采用主、备交换网板进行数据备份的方式，因此当从框间直接采用从框与从框间的级连通道进行的时隙交换时，其可靠性也可以得到保证。

以上说明了本发明三种多框级连方式的级连系统结构，如上所述，由于交换网板在接收数据时需要选择接收数据的通道，然后再对接收到的数据进行处理，并且在发送数据时需要确定发送数据的通道，因此为了实现对数据传输通道的选择控制，可以进一步在交换网板的接收侧设置接收控制单元，而在交换网板的发送侧设置发送控制单元，使其中的接收控制单元的输入端与外部级连通道相连，并使该接收控制单元的输出端与相应交换网板的交换处理单元相连，从而实现对数据的接收控制；以及使发送控制单元的输入端同样与相应交换网板的交换处理单元相连，并使发送控制单元的输出端与外部级连通道相连，从而实现对数据的分发控制。

下面详细说明具有上述接收控制单元和发送控制单元的交换网板的结构，即该级连系统的交换网板可以包括：交换处理单元、接收控制单元和发送控制单元；其中，交换处理单元用于对接收自业务处理板的数据进行时隙交换处理，并将处理之后的数据发送至发送控制单元，以及对接收自接收控制单元的数据进行时隙交换处理，并将处理之后的数据发送至业务处理板。交换处理单元可以是：进行数据交换处理的各种芯片等。而接收控制单元用于接收来自外部级连通道的数据信息，并将其中携带主用状态标识的数据发送至交换处理单元；发送控制单元用于根据对端交换网板的主用或备用状态，对接收自交换处理单元的数据进行主用或备用状态标识，并将标识之后的数据发送至与对端交换网板相连的外部级连通道。

另外，当同时需要向对端机框内的主、备两块交换网板发送数据时，如针对上述主从框双平面全互连结构的级连系统和主从框网状互连结构的级连系统，如图4所示，此时发送控制单元用于将接收自交换处理单元的数据信息复制成两份，将其中一份标识为主用状态发送至与对端处于主用状态的交换网板的相连级连通道，而将另一份标识为备用状态发送至与对端处于备用状态的交换网板相连的级连通道。

下面分别详细说明上述发送控制单元和接收控制单元的结构。该发送控制单元主要包括：发送缓存器和发送控制寄存器；

发送控制寄存器用于根据对端交换网板的主用或备用状态，对接收自交换处理单元的数据信息进行主用或备用状态标识，并将标识之后的数据信息发送至发送缓存器。

而且，当对端机框包含主、备两块交换网板时，如图4所示，该发送控制寄存器还用于将接收自交换处理单元的数据信息复制成两份，并将其中一份数据信息标识为主用状态发送至发送缓存器，并将另一份标识为备用状态发送至发送缓存器。

其中，对端交换网板的主用或备用状态是通过系统后台管理单元传送到其它各交换网板的。即：每个交换网板都会将自己当前的主用或备用状态传送至后台管理单元，而后台管理单元则会将相应交换网板的主用或备用状态传送到系统其它各交换网板，每个交换网板都会记录与之相连的其它交换网板的主用或备用状态，如果交换网板的主用或备用状态发生改变，则与之相连的其它交换网板会相应地更改该交换网板的主用或备用状态标识。另外，数据信息主用或备用状态的标识可以通过在数据信息中设置相应的主备标识数据位来实现，例如：可以将该数据位设置为“1”来表示相应数据信息处于主用状态，而将该数据位设置为“0”来表示处于备用状态。

发送缓存器用于对接收到的数据信息进行缓存，并将具有主用状态标识的数据信息发送至通往对端机框的主用交换网板的级连通道，而将具有备用状态标识的数据信息发送至通往对端机框的备用交换网板的级连通道。

另外，在交换网板的接收侧设置图5所示结构的接收控制单元，该接收控制单元主要包括：接收控制寄存器和接收缓存器；其中，

接收控制寄存器用于对接收自外部各级连通道的数据进行解析，并将其中携带主用状态标识的数据信息发送至接收缓存器，而对携带备用状态标识的数据信息不作处理。其中，例如，当该接收控制寄存器从图5所示的第1级连通道接收到的数据信息中的主备标识数据位为“1”时，则将从该第1级连通道接收到的数据信息发送至交换单元，否则，不发送。

接收缓存器用于缓存接收到的数据信息，并将数据信息发送至与其相连的交换处理单元。

上述接收控制单元和发送控制单元既可采用逻辑芯片的方式实现，也可采取开关器件的方式实现。

上述实施例中的级连系统结构包含两级机框，然而本发明也可包含更多级连级的机框，从而实现更多级的级连，而且多级级连系统的连接结构与上述两级级连系统结构相同，此处不再赘述。另外，本发明针对每一级连级也可以包含更多的机框，而并非仅限于以上实施例中相应级连级所包含的机框数量。根据本发明的上述级连系统可以广泛应用于交换机等网络交换设备中，实现扩大系统交换容量的同时，保证数据交换的可靠性。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种级连系统，该系统包括至少一个第一机框和至少一个第二机框；其中所述第一机框和第二机框均包括业务处理板和第一交换网板，且所述业务处理板通过框内互连通道与本机框内的第一交换网板相连，其特征在于，

所述第一交换网板中设置有级连接口，且所述第一机框内的第一交换网板与所述第二机框内的第一交换网板通过两端分别连接各自的级连接口的级连通道相连。

2、根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一机框和第二机框均进一步包括：用于同本机框内的第一交换网板进行主备倒换的第二交换网板。

3、根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述业务处理板通过框内互连通道与本机框内的第二交换网板相连；所述第二交换网板中设置有级连接口，且所述第一机框内的第二交换网板与所述第二机框内的第二交换网板通过两端分别连接各自的级连接口的级连通道相连，且所述第一交换网板通过备份通道与本机框内的第二交换网板相连。

4、根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述业务处理板通过框内互连通道与本机框内的第二交换网板相连；所述第二交换网板中设置有级连接口，且所述第一机框内的第一交换网板与所述第二机框内的第二交换网板通过两端分别连接各自的级连接口的级连通道相连，且所述第一机框内的第二交换网板分别与所述第二机框内的第一交换网板和第二交换网板通过两端分别连接各自的级连接口的级连通道相连。

5、根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统包括一个以上所述第二机框，且各第二机框的第一交换网板分别与其它第二机框的第一交换网板和第二交换网板通过两端分别连接各自的级连接口的级连通道相连，且各第二机框的第二交换网板分别与其它第二机框的第一交换网板和第二交换网板通过两端分别连接各自的级连接口的级连通道相连。

6、根据权利要求2至5中任意一项所述的系统，其特征在于，所述业务处理板用于按照双发选收的方式同本机框内的第一交换网板和第二交换网板进行数据交互。

7、根据权利要求2至6中任意一项所述的系统，其特征在于，所述第一交换网板和/或第二交换网板包括交换处理单元、发送控制单元和接收控制单元；其中，所述交换处理单元用于对接收自业务处理板的数据进行时隙交换处理，并将处理之后的数据发送至所述发送控制单元，以及对接收自接收控制单元的数据进行时隙交换处理，并将处理之后的数据发送至业务处理板；

所述发送控制单元用于根据对端交换网板的主用或备用状态对接收自交换处理单元的数据信息进行相应的主用或备用状态标识，并将标识之后的数据发送至与对端交换网板相连的级连通道；

所述接收控制单元用于接收来自外部级连通道的数据，并将其中携带主用状态标识的数据发送至所述交换处理单元。

8、根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述发送控制单元用于将接收自交换处理单元的数据复制成两份，并将其中一份数据标识为主用状态发送至与对端处于主用状态的交换网板相连的级连通道，将另一份数据标识为备用状态发送至与对端处于备用状态的交换网板相连的级连通道。

9、根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述发送控制单元包括发送控制寄存器和发送缓存器；其中，

所述发送控制寄存器用于根据对端交换网板的主用或备用状态，对接收自交换处理单元的数据进行主用或备用状态标识，并将标识之后的数据发送至发送缓存器；

所述发送缓存器用于对接收自发送控制寄存器的数据进行缓存，并将数据发送至与对端交换网板相连的级连通道。

10、根据权利要求7至9中任意一项所述的系统，其特征在于，所述接收控制单元包括接收控制寄存器和接收缓存器；其中，

所述接收控制寄存器用于接收来自外部级连通道的数据信息，并将其中携带主用状态标识的数据信息发送至接收缓存器；

所述接收缓存器用于缓存接收到的数据信息，并将数据信息发送至与其相连的交换处理单元。

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