WO2012031996A1 - Dispositif d'aiguillage et dispositif nœud de communication comportant un tel dispositif d'aiguillage - Google Patents

Dispositif d'aiguillage et dispositif nœud de communication comportant un tel dispositif d'aiguillage Download PDF

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WO2012031996A1
WO2012031996A1 PCT/EP2011/065252 EP2011065252W WO2012031996A1 WO 2012031996 A1 WO2012031996 A1 WO 2012031996A1 EP 2011065252 W EP2011065252 W EP 2011065252W WO 2012031996 A1 WO2012031996 A1 WO 2012031996A1
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interface
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Henri Teboulle
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Sagemcom Energy & Telecom Sas
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L49/00—Packet switching elements
    • H04L49/15—Interconnection of switching modules
    • H04L49/1515—Non-blocking multistage, e.g. Clos
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/06—Optimizing the usage of the radio link, e.g. header compression, information sizing, discarding information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/14—Backbone network devices
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W92/00—Interfaces specially adapted for wireless communication networks

Definitions

  • Switching device and communication node device comprising such a switching device
  • the present invention relates to a data switching device.
  • the present invention also relates to a node device intended to be used in a communication network and comprising such a data switching device.
  • each communication node device includes a plurality of interfaces with links to which terminal equipments or access points to other networks are connected. Communication. Such networks make it possible to collect data from these equipment or access points and to distribute data to these equipment or access points.
  • the communication node devices include interconnection matrices (cross-connect matrix in English). The more a node has to handle a large number of interfaces to interconnect, the more complex these interconnection matrices are, the more they require hardware resources and the more they consume energy. It is desirable to overcome these various disadvantages of the state of the art.
  • a switching device intended to be used in a communication network node device of a communication network furthermore comprising a plurality of other nodes devices.
  • communication comprising at least a first group of interfaces to be interconnected to a second group of interfaces for exchanging data via the communication network.
  • the invention relates to a data switching device for use in a communication network node device of a communication network further comprising a plurality of other communication node devices, the switching device comprising at least a first group of interfaces and a second group of interfaces.
  • the switching device comprises a plurality of interconnection matrices adapted to route data between respective first subgroups of interfaces of the first group and second respective subgroups of interfaces of the second group, and for each matrix interconnection, data can be exchanged between each interface of the first subgroup and each interface of the second subgroup.
  • the switching device further comprises a patching matrix adapted to connect each interface of the first group to any interconnection matrix.
  • the interfaces of the first group are intended to be connected to external links for exchanging data with external equipment to said communication network, and in that the interfaces of the second group are intended to be connected. respective internal links for exchanging data with said communication node devices.
  • such a switching device is adapted to be implemented for example in the lower part of a radio access network (Low RAN for Low Radio Access Network in English) in a mobile telecommunication system, intended for the collection and distribution of circuits, carrying for example voice data, for example El type according to ITU-T G.703 and G.704 standards.
  • a radio access network Low RAN for Low Radio Access Network in English
  • voice data for example El type according to ITU-T G.703 and G.704 standards.
  • the switching device comprises a third group of interfaces intended to be connected to links with another switching device of the communication node device and in that each interconnection matrix is adapted to directing data between its first sub-group of interfaces, its second sub-group of interfaces and a third subgroup of interfaces of the third group.
  • each interconnection matrix For each interconnect matrix, data may be exchanged between each interface of the first subgroup and each interface of the second subgroup, between each interface of the first subgroup and each interface of the third subgroup, and between each interface. the second subgroup and each interface of the third subgroup.
  • the invention also relates to a communication node device for use in a communication network further comprising a plurality of other communication node devices, the communication node device comprising a routing device comprising at least a first group of communication nodes. interfaces and a second group of interfaces.
  • the switching device of the communication node device comprises a plurality of interconnection matrices adapted to route data between respective first subgroups of interfaces of the first group and second respective subgroups of interfaces of the second group, and for each interconnection matrix, data can be exchanged between each interface of the first subgroup and each interface of the second subgroup.
  • the referral device of the communication node device further comprises a patching matrix adapted to connect each interface of the first group to any interconnection matrix.
  • the invention also relates to a communication node device for use in a communication network further comprising a plurality of other communication node devices.
  • the communication node device is such that it comprises first and second switching devices, and links connecting the interfaces of the third group of the first and second switching devices.
  • the communication node device which includes one or two switching devices, comprises means for forming and transmitting frames via said communication network, the frames being formed from data from second subgroups of interfaces.
  • the communication node device which it comprises one or two switching devices, comprises means for transmitting frames via said communication network, each frame being formed from data from a network. plurality of subgroups among the second subgroups.
  • the communication node device which includes one or two switching devices, comprises means for receiving frames via said communication network and extracting data from the received frames, each extracted data being supplied. to an interface of a second sub-group of interfaces.
  • the data extracted from the same frame are supplied to interfaces of the second subgroup of distinct interfaces.
  • the invention also relates to a computer program, which can be stored on a medium and / or downloaded from a communication network, in order to be read by a computer system or a processor.
  • This computer program includes instructions for implementing the method mentioned above, when said program is executed by a computer system or a processor.
  • the invention also relates to storage means comprising such a computer program.
  • FIG. 1 schematically illustrates a communication network in which the invention can be implemented according to one embodiment
  • FIG. 2 schematically illustrates a first example of a data switching device as it can be implemented in a communication node device of the network of FIG. 1;
  • FIG. 3 schematically illustrates a second example of a data switching device, such that it can be implemented in a communication node device of the network of FIG. 1;
  • FIG. 4 schematically illustrates a third example of a data routing device, as it can be implemented in a communication node device of the network of FIG. 1;
  • FIG. 5 schematically illustrates a frame format transmitted between communication node devices of the network of FIG. 1.
  • the general principle of the invention lies in the fact of interconnecting at least two groups of interfaces by means of a plurality of interconnection matrices of reduced complexity, rather than using a single matrix of interfaces. interconnection of high complexity. This saves material and energy resources.
  • Each interconnect matrix of the present invention will be limited to interconnecting certain interfaces of a first interface group with certain interfaces of a second group of interfaces, each interconnection matrix managing separate interfaces.
  • each interconnection matrix managing separate interfaces.
  • certain combinations of interface interconnection are not feasible, but can be compensated upstream and / or downstream of these interfaces.
  • the general principle of the invention applies to interconnection matrices of a switching device managing two or more groups of interfaces.
  • Fig. 1 schematically illustrates a communication network in which the invention can be implemented according to one embodiment.
  • a communication network 1 comprises a plurality of communication node devices 2a, 2b, 2c and 2d.
  • the communication node devices are simply called nodes in the remainder of the description.
  • the communication nodes 2a, 2b, 2c and 2d are interconnected by communication links. These links are called network links. Network links allow nodes to exchange data with each other.
  • the communication network 1 comprises a ring structure.
  • a Y structure a star structure, or a bus structure.
  • Such a communication network corresponds for example to the lower part of a radio access network in a mobile telecommunication system, and serves for the collection and distribution of circuits, carrying for example voice data.
  • Node 2a is connected to node 2b by a network link 6a; the node 2b is connected to the node 2c by a network link 6b; the node 2c is connected to the node 2d by a network link 6c; and, the node 2d is connected to the node 2a by a network link 6d.
  • the network links 6a, 6b, 6c and 6d are made according to a transmission technology type radio-relay (microwaves in English).
  • Other transmission technologies can be used to make network links, such as fiber optic or copper-based transmission technologies.
  • each node 2a, 2b, 2c and 2d comprises communication modules in transmission and / or reception.
  • each node 2a, 2b, 2c and 2d comprises two communication modules, each for transmitting and / or receiving radio data in a predefined direction.
  • the node 2a comprises a communication module 8a for communicating on the network link 6d and a communication module 8b for communicating on the network link 6a;
  • the node 2b comprises a communication module 8c for communicating on the network link 6a and a communication module 8d for communicating on the network link 6b;
  • node 2c comprises an 8e communication module for communicating on the network link 6b and a communication module 8f for communicating on the network link 6c;
  • the node 2d comprises a communication module 8h to communicate on the network link 6c and a communication module 8g to communicate on the network link 6d.
  • the communication node devices 2a, 2b, 2c and 2d are connected to equipment external to the communication network 1 via communication links. These links are called external links in the sense that they are external to the communication network 1.
  • each node 2a, 2b, 2c and 2d has dedicated interfaces.
  • Node 2a has an interface 7a with a set of external links 5a and an interface 7b with a set of external links 5b;
  • the node 2b has an interface 7c with a set of external links 5c and an interface 7d with a set of external links 5d;
  • node 2c has an interface 7e with a set of external links 5e and an interface 7f with a set of external links 5f;
  • the node 2d has an interface 7g with a set of external links 5g and an interface 7h with a set of external links 5h.
  • the nodes 2a, 2b, 2c and 2d comprise referral devices.
  • Such switching devices are detailed below in relation to FIGS. 2 to 4.
  • the switching devices, and therefore the nodes have interconnect matrices.
  • the node 2a has two interconnection matrices 3a and 3b.
  • the interconnection matrix 3a interconnects the set of external links 5a, a set of internal links 10a and the interconnection matrix 3b.
  • the interconnection matrix 3b makes it possible to interconnect the set of external links 5b, a set of internal links 10b and the interconnection matrix 3a.
  • Node 2b has two interconnect matrices 3c and 3d.
  • the interconnection matrix 3c makes it possible to interconnect the set of external links 5c, a set of internal links 10c and the interconnection matrix 3d.
  • the interconnection matrix 3d makes it possible to interconnect the set of external links 5d, a set of internal links 10d and the interconnection matrix 3c.
  • Node 2c has two interconnection matrices 3e and 3f.
  • the interconnection matrix 3e makes it possible to interconnect the set of external links 5e, a set of internal links 10e and the interconnection matrix 3f.
  • the interconnection matrix 3f interconnects the set of external links 5f, a set of internal links 10f and the interconnection matrix 3e.
  • the node 2d comprises two interconnection matrices 3g and 3h.
  • the interconnection matrix 3g makes it possible to interconnect the set of external links 5g, a set of internal links 10g and the interconnection matrix 3h.
  • the interconnection matrix 3h makes it possible to interconnect the set of external links 5h, a set of internal links 10h and the interconnection matrix 3g.
  • each interconnection matrix is connected to a communication module of the node in question by internal links. These links are called internal because they are internal to the communication node, and a fortiori to the communication network.
  • the interconnection matrix 3a is connected to the communication module 8a via internal links 10a and the interconnection matrix 3b is connected to the communication module 8b via internal links 10b.
  • the interconnection matrix 3c is connected to the communication module 8c via internal links 10c and the interconnection matrix 3d is connected to the communication module 8d via internal links 10d.
  • the interconnection matrix 3e is connected to the communication module 8e via internal links 10e and the interconnection matrix 3f is connected to the communication module 8f via internal links 10f.
  • the interconnection matrix 3g is connected to the communication module 8g via internal links 10g and the interconnection matrix 3h is connected to the communication module 8h via internal links 10h.
  • the interconnection matrices have interfaces that allow them to be interconnected by a communication link or set of communication links.
  • the interconnection matrix 3a is thus connected to the interconnection matrix 3b by a set of links 4a
  • the interconnection matrix 3c is connected to the interconnection matrix 3d by a set of links 4b
  • the interconnection matrix 3e is connected to the interconnection matrix 3f by a set of links 4c
  • the interconnection matrix 3g is connected to the interconnection matrix 3h by a set of links 4d.
  • FIG. 1 shows nodes having 2 interconnection matrices, for example 3a and 3b for the node 2a, as well as two communication modules, for example 8a and 8b for the node 2a, each node of communication may have only one such interconnection matrix and only one such communication module, depending on the type of network architecture used.
  • Each node 2a, 2b, 2c and 2d comprises a microcontroller, a RAM Random Access Memory in English or Random Access Memory in French) and a memory of the ROM type (Read Only Memory in English or Memory to Read Only in French ). These elements are not shown in FIG. 1.
  • the microcontroller is capable of executing instructions loaded into the RAM memory from the ROM. When a node 2a, 2b, 2c and 2d is powered on, its microcontroller is able to read instructions from the RAM and execute them. This allows in particular to configure the different elements constituting the node, such as an interconnection matrix and a brewing matrix.
  • Fig. 2 schematically illustrates a first example of a data switching device, such that it can be implemented in a node 2a, 2b, 2c 2d of the communication network 1.
  • the switching device 20 comprises an interconnection matrix 12.
  • the switching device 20 comprises a first group 7 of interfaces intended to be connected to respective external links 5.
  • the switching device 20 comprises a second group 9 of interfaces intended to be connected to respective internal links 10.
  • the interconnection matrix 12 makes it possible to interconnect any interface intended to be connected to an external link to any interface intended to be connected to an internal link, if the latter is free, and vice versa. An interface is said to be free if it is not already connected to another interface via the interconnection matrix 12.
  • the switching device 20 may comprise a third group 11 of interfaces, to be able to connect the interconnection matrix 12 to an interconnection matrix of another switching device.
  • This link between two interconnection matrices is preferably performed within the same node, as for example that performed on the set of links 4a of FIG. 1.
  • the interconnection matrix 12 then makes it possible to interconnect any interface intended to be connected to an external link to any interface intended to be connected to an internal link, if the latter interface is free, or to any interface intended to be connected. to a link with the interconnection matrix of the other switching device, if the latter is free.
  • the interconnection matrix 12 also makes it possible to interconnect any interface intended to be connected to an internal link to any interface intended to be connected to an external link, if the latter interface is free, or any interface intended to be connected to a link with the interconnection matrix of the other switching device, if the latter is free.
  • the interconnection matrix 12 further makes it possible to interconnect any interface intended to be connected to a link with the interconnection matrix of the other routing device to any interface intended to be connected to an internal link, if the latter interface is free, or any interface intended to be connected to an external link, if the latter interface is free.
  • Nodes 2a, 2b, 2c and 2d make it possible to connect base stations to a larger network, called the core network.
  • the external links are then the entry / exit points of the communication network 1 for external equipment, which are the base stations and access points to the core network.
  • the communication network is for carrying El data frames according to ITU-T G.703 and G.704.
  • Each network link 6a, 6b, 6c and 6d makes it possible to carry a data volume at least equal to 80 El-type frames.
  • Each node has interfaces with 32 (2 * 16) external links of type El, as well as interfaces with 160 (2 * 80) El-type internal links.
  • the interconnection matrices of each node are interconnected by a set of 64 El-type links.
  • the interconnection matrix 12 makes it possible to interconnect any interface among 16 interfaces with the external links of type E1 to any interface among 80 interfaces with the internal links of the type El, if the latter interface is free or with any interface among 64 interfaces with the links of type E1 with the interconnection matrix of the other referral device of the considered node, if the latter interface is free.
  • the interconnection matrix 12 further makes it possible to interconnect any interface among the 80 interfaces with the internal links of type E1 to any interface among the 16 interfaces with the external links of type El, if the latter interface is free, or with any interface among the 64 interfaces with the links of type El with the interconnection matrix of the other referral device of the considered node, if the latter interface is free.
  • the interconnection matrix 12 also makes it possible to interconnect any interface among the 64 interfaces with the links of type E1 with the interconnection matrix of the other referral device of the node in question with any interface among the 16 interfaces with the links.
  • external type El if the latter interface is free, or with any interface among the 80 interfaces with internal links of type El, if the latter interface is free.
  • the interconnection matrix 12 is then a matrix of dimension 80 * 64 * 16.
  • the implementation of such a matrix in a FPGA (Field Programmable Gate Array) or Programmable Gate Matrix on Field in French) SPARTAN-6® type of the company XILINX Inc. could require more than 10 250 cells type LUT (for Look-Up Table in English or Table Conversion in French).
  • Figs. 3 and 4 schematically illustrate embodiments of switching devices to reduce the complexity related to the interconnection of interfaces and links, as well as to reduce the material and energy resources necessary for the implementation of this interconnection.
  • All the nodes 2a, 2b, 2c and 2d are preferably implemented in accordance with any one of the embodiments of FIGS. 3 and 4. Some of these nodes 2a, 2b, 2c and 2d may however be implemented in accordance with the embodiment of FIG. 2.
  • Fig. 3 schematically illustrates a second example of a data switching device, such that it can be implemented in a node 2a, 2b, 2c or 2d of the communication network 1.
  • the switching device 30 comprises a plurality of interconnection matrices 12a, 12b, 12c and 12d. No input / output of an interconnect matrix is connected to an input / output of another interconnect matrix.
  • the switching device 30 comprises a first group of interfaces and a second group of interfaces to be interconnected in order to exchange data via the communication network.
  • the interfaces of the first group are intended to be connected to respective external links.
  • This first group of interfaces corresponds to the first group of interfaces described in relation to FIG. 2.
  • This first group of interfaces is broken down into a plurality of subgroups of interfaces. These are the 7.1, 7.2, 7.3 and 7.4 sub-groups of interfaces. Each sub-group of interfaces 7.1, 7.2, 7.3 and 7.4 is respectively connected to external links 5.1, 5.2, 5.3 and 5.4.
  • the interfaces of the second group are intended to be connected to respective internal links.
  • This second group interface is the second group of interfaces described in connection with FIG. 2.
  • This second group of interfaces is broken down into a plurality of sub-groups of interfaces. These are the sub-groups of interfaces 9.1, 9.2, 9.3 and 9.4. Each sub-group of interfaces 9.1, 9.2, 9.3 and 9.4 is respectively connected to internal links 10.1, 10.2, 10.3 and 10.4.
  • the interconnection matrix 12a makes it possible to interconnect any interface of the sub-group 7.1 of interfaces intended to be connected to external links, to any interface of the sub-group 9.1 of interfaces intended to be connected to an internal link, if the latter is free, and vice versa.
  • the interconnection matrix 12 of FIG. 2 may further comprise a connection to an interconnection matrix of another switching device via interfaces 11.1 connected to links 4.1.
  • the interconnection matrix 12a then makes it possible to interconnect any interface 7.1 intended to be connected to an external link to any interface 9.1 intended to be connected to an internal link, if the latter interface is free, or to any interface 11.1 intended to be connected to a link with the interconnection matrix of the other switching device, if the latter is free.
  • the interconnection matrix 12a also makes it possible to interconnect any interface 9.1 intended to be connected to an internal link to any interface 7.1 intended to be connected to an external link, if the latter interface is free, or to any interface 11.1 intended to be connected to a link with the interconnection matrix of the other switching device, if the latter is free.
  • the interconnection matrix 12a also makes it possible to interconnect any interface 11.1 intended to be connected to a link with the interconnection matrix of the other routing device to any interface 9.1 intended to be connected to an internal link, if the latter interface is free, or any 7.1 interface to be connected to an external link, if the latter interface is free.
  • the interconnection matrices 12b, 12c and 12d are implemented on the same diagram with respectively the sub-groups of interfaces 7.2, 9.2 and 11.2, the sub-groups of interfaces 7.3, 9.3 and 11.3, and the sub-groups groups of interfaces 7.4, 9.4 and 11.4.
  • the interconnection matrices 12a, 12b, 12c and 12d are preferably implemented in the same integrated circuit 50, such as an FPGA or an ASIC (Application-Specific Integrated Circuit or Application-Specific Integrated Circuit). .
  • each sub-group of interfaces 7.1, 7.2, 7.3 and 7.4 has 4 interfaces, each connected respectively to an external link of type E1.
  • Each sub-group of interfaces 9.1, 9.2, 9.3 and 9.4 has 20 interfaces, each connected respectively to an internal link of type E1.
  • Each sub-group of interfaces 11.1, 11.2, 11.3 and 11.4 comprises 16 interfaces, each connected respectively to a link of type E1 with the interconnection matrix of the other device. referral of the considered node.
  • the switching device comprises 4 interconnect matrices of dimension 20 * 16 * 4.
  • the implementation of such matrices in a SPARTAN-6® FPGA component of XILINX Inc. could require a total of less than 2,850 LUT cells.
  • Such an implementation therefore makes it possible to use approximately 3.6 times less hardware resources than the implementation of the interconnection matrix of dimension 80 * 64 * 16 described with reference to FIG. This also allows a significant reduction in the energy consumption of the switching device.
  • Fig. 4 schematically illustrates a third example of a data switching device, such that it can be implemented in a node 2a, 2b, 2c or 2d of the communication network 1.
  • Fig. 4 describes a switching device 40.
  • the switching device 40 further comprises a patching matrix 13.
  • This patching matrix 13 makes it possible to connect any interface of the first group of interfaces intended to be connected to the external links to any interconnection matrix 12a, 12b, 12c or 12d.
  • this patching matrix 13 it is possible to make generic the physical connection of the external links to the interfaces of the nodes 2a, 2b, 2c and 2d. This avoids manually creating the brewing of external links, and thus saves time, reduced cost and less complexity during the installation and maintenance of the communication network 1.
  • identical cords can be used for external interfaces.
  • the interconnection matrices 12a, 12b, 12c and 12d and the mixing matrix 13 are preferably implemented in the same integrated circuit 51, such as an FPGA or an ASIC.
  • the brewing matrix is 16 * 16.
  • the implementation of these interconnect and brewing matrices in a FPGA SPARTAN-6® component of the company XILINX Inc. could require in total less than 3,170 LUT cells.
  • Such an implementation therefore makes it possible to use approximately 3.2 times less hardware resources than the implementation of the interconnection matrix of dimension 80 * 64 * 16 described with reference to FIG. This also allows a significant reduction in the energy consumption of the switching device.
  • the internal links are connected to the interconnection matrices and the communication modules for exchanging data via the network links.
  • the data coming from the internal links are assembled so as to generate frames transmitted on the network links 6a, 6b, 6c and 6d by radio-relay transmission. These frames then share the bandwidth of the network links 6a, 6b, 6c and 6d.
  • the transmitted frames are thus formed from data from, for a node considered, subgroups of interfaces intended to be connected to internal links.
  • the data extracted from the received frames are provided, for a node considered, interfaces interfaces subgroups intended to be connected to internal links.
  • data from a plurality of subgroups among the subgroups of interfaces intended to be connected to internal links are combined to be embedded in the same frame on the network links 6a, 6b. , 6c and 6d.
  • data extracted from the same received frame are provided to subgroup interfaces distinct from the subgroups of interfaces intended to be connected to internal links.
  • each frame transmitted by this node considered on one of the network links 6a, 6b, 6c and 6d comprises 80 El type frames received internal links of this node.
  • each frame received by this node considered via one of the network links 6a, 6b, 6c and 6d comprises 80 El type frames, each of these frames being to be provided to a respective internal link.
  • Fig. 5 schematically illustrates a format of such frames transmitted between the nodes 2a, 2b, 2c and 2d.
  • FIG. 5 is represented a frame 60 transported on the network links 6a, 6b,
  • the frame 60 comprises a header 61 comprising synchronization information for synchronizing the transmission module transmitting the frame, such as for example the communication module 8b, and the receiver communication module of the frame, as for example the communication module 8c.
  • the frame 60 further comprises a trailer 63 having parity information and / or signaling information to be exchanged between the transmitter and receiver communication modules.
  • the frame 60 also includes a payload field 62 for transporting at least the data from and to internal links 10.
  • the payload field 62 includes subfields 64.1, 64.2, 64.3, 64.4 and 64.5.
  • the subfields 64.1, 64.2, 64.3, 64.4 and 64.5 contain, for example, frames of type E1.
  • the subfields 64.1, 64.2, 64.3 and 64.4 comprise several El-type frames, for example in the form of E3 type frames, according to the FTU-T G.703 and G.704 standards, that is to say a frame equivalent to 16 El-type frames.
  • the subfield 64.5 comprises 16 El-type frames, distributed in 4 El type frames and 3 E2 type frames according to ITU-T G.703 and G.704 standards (each E2 type frame comprising 4 El type frames).
  • Each of the subfields 64.1, 64.2, 64.3, 64.4 and 64.5 may contain E-type frames of different subnets.
  • the useful data field 62 comprises the equivalent of 80 El-type frames, each corresponding to a frame originating from or destined for an internal link.
  • the association between the frames El contained in each frame received or transmitted via one of the network links 6a, 6b, 6c and 6d is predetermined, and relates to a configuration of the nodes 2a, 2b, 2c and 2d.
  • the configuration of the nodes 2a, 2b, 2c and 2d is performed according to the desired load distribution between the subnetworks created by the use of the interconnection matrices 12a, 12b, 12c and 12d.
  • interconnect matrices independent of each other in a switching device of a node 2a, 2b, 2c or 2d, or one of the other according to the architecture of the node 2a, 2b, 2c or 2d does not allow to interconnect any interface with an external link with any interface with an internal link or with any interface with another routing device of the same node 2a, 2b, 2c or 2d. This is a constraint to take into account when configuring the nodes 2a, 2b, 2c and 2d.

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Abstract

Un dispositif d'aiguillage (40) de données est destine à être utilise dans un dispositif nœud de communication d'un réseau de communication comportant en outre une pluralité d'autres dispositifs nœuds de communication. Le dispositif d'aiguillage comporte un premier groupe d'interfaces et un second groupe d'interfaces et une pluralité de matrices d'interconnexion (12a;12b;12c;12d) comportant des moyens respectifs d'aiguillage de données entre des premiers sous-groupes (7.1;7.2;7.3;7.4) respectifs d'interfaces du premier groupe et des seconds sous-groupes (9.1;9.2;9.3;9.4) respectifs d'interfaces du second groupe. Pour chaque matrice d'interconnexion, les moyens d'aiguillage sont tels que des données peuvent être échangées entre chaque interface du premier sous-groupe et chaque interface du second sous-groupe.

Description

Dispositif d'aiguillage et dispositif nœud de communication comportant un tel dispositif d'aiguillage
La présente invention concerne un dispositif d'aiguillage de données. La présente invention concerne également un dispositif nœud destiné à être utilisé dans un réseau de communication et comportant un tel dispositif d'aiguillage de données.
Dans des réseaux de communication de type multipoints à multipoints comportant une pluralité de dispositifs nœuds de communication, chaque dispositif nœud de communication comporte une pluralité d'interfaces avec des liens auxquels sont connectés des équipements terminaux ou des points d'accès vers d'autres réseaux de communication. De tels réseaux permettent de collecter des données provenant de ces équipements ou de ces points d'accès et de distribuer des données vers ces équipements ou ces points d'accès. De manière à pouvoir aiguiller les données depuis de telles interfaces vers d'autres telles interfaces, les dispositifs nœuds de communication comportent des matrices d'interconnexion (cross-connect matrix en anglais). Plus un nœud doit gérer un nombre élevé d'interfaces à interconnecter, plus ces matrices d'interconnexion sont complexes, plus elles nécessitent de ressources matérielles et plus elles consomment d'énergie. Il est souhaitable de pallier ces différents inconvénients de l'état de la technique.
Il est notamment souhaitable de fournir une solution qui permette de simplifier la mise en œuvre d'un dispositif d'aiguillage destiné à être utilisé dans un dispositif nœud de communication d'un réseau de communication comportant en outre une pluralité d'autres dispositifs nœuds de communication, le dispositif d'aiguillage comportant au moins un premier groupe d'interfaces à interconnecter à un second groupe d'interfaces en vue d'échanger des données via le réseau de communication.
Il est notamment souhaitable de fournir une telle solution qui minimise les ressources matérielles nécessaires à sa mise œuvre.
II est notamment souhaitable de fournir une telle solution qui minimise la consommation d'énergie.
Il est notamment souhaitable de fournir une telle solution qui permette de simplifier l'installation et la maintenance du réseau de communication.
Il est notamment souhaitable de fournir une telle solution qui soit simple à mettre en œuvre et à faible coût.
L'invention concerne un dispositif d'aiguillage de données destiné à être utilisé dans un dispositif nœud de communication d'un réseau de communication comportant en outre une pluralité d'autres dispositifs nœuds de communication, le dispositif d'aiguillage comportant au moins un premier groupe d'interfaces et un second groupe d'interfaces. Le dispositif d'aiguillage comporte une pluralité de matrices d'interconnexion adaptées pour aiguiller des données entre des premiers sous-groupes respectifs d'interfaces du premier groupe et des seconds sous-groupes respectifs d'interfaces du second groupe, et, pour chaque matrice d'interconnexion, des données peuvent être échangées entre chaque interface du premier sous-groupe et chaque interface du second sous-groupe.
Ainsi, la mise en œuvre d'un dispositif d'aiguillage est simplifiée par rapport à l'état de la technique. Les ressources matérielles nécessaires à sa mise œuvre sont en outre minimisées, ainsi que la consommation d'énergie.
Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif d'aiguillage comporte en outre une matrice de brassage adaptée pour connecter chaque interface du premier groupe sur n'importe quelle matrice d'interconnexion.
Ainsi, l'installation et la maintenance du réseau de communication sont simplifiées. Selon un mode de réalisation particulier, les interfaces du premier groupe sont destinées à être connectées à des liens externes permettant d'échanger des données avec des équipements externes audit réseau de communication, et en ce que les interfaces du second groupe sont destinées à être connectées à des liens internes respectifs permettant d'échanger des données avec desdits dispositifs nœuds de communication.
Ainsi, un tel dispositif d'aiguillage est adapté à être mis en œuvre par exemple dans la partie basse d'un réseau d'accès radio (Low RAN pour Low Radio Access Network en anglais) dans un système de télécommunication mobile, destiné à la collecte et à la distribution de circuits, transportant par exemple des données voix, par exemple de type El selon les normes ITU-T G.703 et G.704.
Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif d'aiguillage comporte un troisième groupe d'interfaces destinées à être connectées à des liens avec un autre dispositif d'aiguillage du dispositif nœud de communication et en ce que chaque matrice d'interconnexion est adaptée pour aiguiller des données entre son premier sous-groupe d'interfaces, son second sous-groupe d'interfaces et un troisième sous- groupe d'interfaces du troisième groupe. Pour chaque matrice d'interconnexion, des données peuvent être échangées entre chaque interface du premier sous-groupe et chaque interface du second sous-groupe, entre chaque interface du premier sous- groupe et chaque interface du troisième sous-groupe, et entre chaque interface du second sous-groupe et chaque interface du troisième sous-groupe.
Ainsi, il est possible en ayant deux dispositifs d'aiguillage, d'augmenter le nombre d'interfaces gérées par un même nœud de communication et, dans le cadre de transmissions en faisceau hertzien sur le réseau, de communiquer selon deux paramétrages différents de faisceau (e.g. directivité de faisceau).
L'invention concerne également un dispositif nœud de communication destiné à être utilisé dans un réseau de communication comportant en outre une pluralité d'autres dispositifs nœuds de communication, le dispositif nœud de communication comportant un dispositif d'aiguillage comportant au moins un premier groupe d'interfaces et un second groupe d'interfaces. Le dispositif d'aiguillage du dispositif nœud de communication comporte une pluralité de matrices d'interconnexion adaptées pour aiguiller des données entre des premiers sous-groupes respectifs d'interfaces du premier groupe et des seconds sous-groupes respectifs d'interfaces du second groupe, et, pour chaque matrice d'interconnexion, des données peuvent être échangées entre chaque interface du premier sous-groupe et chaque interface du second sous-groupe.
Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif d'aiguillage du dispositif nœud de communication comporte en outre une matrice de brassage adaptée pour connecter chaque interface du premier groupe sur n'importe quelle matrice d ' interconnexi on .
L'invention concerne également un dispositif nœud de communication destiné à être utilisé dans un réseau de communication comportant en outre une pluralité d'autres dispositifs nœuds de communication. Le dispositif nœud de communication est tel qu'il comporte des premier et second dispositifs d'aiguillage, et des liens reliant les interfaces du troisième groupe des premier et second dispositifs d'aiguillage.
Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif nœud de communication, qu'il comporte un ou deux dispositifs d'aiguillage, comporte des moyens pour former et transmettre des trames via ledit réseau de communication, les trames étant formées à partir de données issues des seconds sous-groupes d'interfaces.
Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif nœud de communication, qu'il comporte un ou deux dispositifs d'aiguillage, comporte des moyens pour transmettre des trames via ledit réseau de communication, chaque trame étant formée à partir de données issues d'une pluralité de sous-groupes parmi les seconds sous- groupes.
Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif nœud de communication, qu'il comporte un ou deux dispositifs d'aiguillage, comporte des moyens pour recevoir des trames via ledit réseau de communication et extraire des données des trames reçues, chaque donnée extraite étant fournie à une interface d'un second sous- groupe d'interfaces.
Selon un mode de réalisation particulier, les données extraites d'une même trame sont fournies à des interfaces de second sous-groupe d'interfaces distinctes.
L'invention concerne également un programme d'ordinateur, qui peut être stocké sur un support et/ou téléchargé d'un réseau de communication, afin d'être lu par un système informatique ou un processeur. Ce programme d'ordinateur comprend des instructions pour implémenter le procédé mentionné ci-dessus, lorsque ledit programme est exécuté par un système informatique ou un processeur. L'invention concerne également des moyens de stockage comprenant un tel programme d'ordinateur. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels :
- la Fig. 1 illustre schématiquement un réseau de communication dans lequel l'invention peut être mise en œuvre selon un mode de réalisation ;
- la Fig. 2 illustre schématiquement un premier exemple de dispositif d'aiguillage de données, tel qu'il peut être mis en œuvre dans un dispositif nœud de communication du réseau de la Fig. 1 ;
- la Fig. 3 illustre schématiquement un second exemple de dispositif d'aiguillage de données, tel qu'il peut être mis en œuvre dans un dispositif nœud de communication du réseau de la Fig. 1 ;
- la Fig. 4 illustre schématiquement un troisième exemple de dispositif d'aiguillage de données, tel qu'il peut être mis en œuvre dans un dispositif nœud de communication du réseau de la Fig. 1 ;
- la Fig. 5 illustre schématiquement un format de trame transmise entre dispositifs nœuds de communication du réseau de la Fig. 1.
Le principe général de l'invention réside dans le fait de réaliser l'interconnexion d'au moins deux groupes d'interfaces par le biais d'une pluralité de matrices d'interconnexion de complexité réduite, plutôt que d'utiliser une unique matrice d'interconnexion de forte complexité. On économise ainsi des ressources matérielles et énergétiques.
Chaque matrice d'interconnexion de la présente invention va se limiter à interconnecter certaines interfaces d'un premier groupe d'interface avec certaines interfaces d'un second groupe d'interfaces, chaque matrice d'interconnexion gérant des interfaces distinctes. Ainsi, en comparaison avec une matrice unique interconnectant les interfaces des deux groupes d'interfaces, certaines combinaisons d'interconnexion d'interfaces ne sont pas réalisables, mais peuvent être compensées en amont et/ou en aval de ces interfaces.
Le principe général de l'invention s'applique sur des matrices d'interconnexion d'un dispositif d'aiguillage gérant deux groupes d'interfaces ou plus. Par exemple, on peut appliquer le principe général de l'invention à trois groupes d'interfaces, un premier groupe permettant de communiquer avec des terminaux externes au réseau de communication, un second groupe permettant de communiquer avec des dispositifs nœuds de communication d'un réseau de communication et un troisième groupe permettant de communiquer avec un autre dispositif d'aiguillage auquel ledit dispositif d'aiguillage est associé.
La Fig. 1 illustre schématiquement un réseau de communication dans lequel l'invention peut être mise en œuvre selon un mode de réalisation.
Un réseau de communication 1 comporte une pluralité de dispositifs nœuds de communication 2a, 2b, 2c et 2d. Par souci de simplicité, les dispositifs nœuds de communication sont simplement appelés nœuds dans la suite de la description.
Les nœuds de communication 2a, 2b, 2c et 2d sont interconnectés par des liens de communication. Ces liens sont dits liens réseau. Les liens réseau permettent aux nœuds d'échanger des données entre eux.
Le réseau de communication 1 comporte une structure en anneau. Bien entendu, d'autres structures peuvent être adoptées, comme par exemple une structure en Y, une structure en étoile, ou une structure en bus.
Un tel réseau de communication correspond par exemple à la partie basse d'un réseau d'accès radio dans un système de télécommunication mobile, et sert à la collecte et à la distribution de circuits, transportant par exemple des données voix.
Le nœud 2a est connecté au nœud 2b par un lien réseau 6a ; le nœud 2b est connecté au nœud 2c par un lien réseau 6b ; le nœud 2c est connecté au nœud 2d par un lien réseau 6c ; et, le nœud 2d est connecté au nœud 2a par un lien réseau 6d.
Dans un mode préférentiel de réalisation, les liens réseau 6a, 6b, 6c et 6d sont réalisés selon une technologie de transmission de type faisceau hertzien (microwaves en anglais). D'autres technologies de transmission peuvent être utilisées pour réaliser les liens réseau, comme par exemple des technologies de transmission sur fibre optique ou sur support cuivré.
Afin de transmettre des données sur les liens réseau auxquels il est connecté, chaque nœud 2a, 2b, 2c et 2d comporte des modules de communication en transmission et/ou réception. De manière préférentielle, chaque nœud 2a, 2b, 2c et 2d comporte deux modules de communication, chacun permettant de transmettre et/ou recevoir en faisceau hertzien des données selon une direction prédéfinie. Le nœud 2a comporte un module de communication 8a pour communiquer sur le lien réseau 6d et un module de communication 8b pour communiquer sur le lien réseau 6a ; le nœud 2b comporte un module de communication 8c pour communiquer sur le lien réseau 6a et un module de communication 8d pour communiquer sur le lien réseau 6b ; le nœud 2c comporte un module de communication 8e pour communiquer sur le lien réseau 6b et un module de communication 8f pour communiquer sur le lien réseau 6c ; et, le nœud 2d comporte un module de communication 8h pour communiquer sur le lien réseau 6c et un module de communication 8g pour communiquer sur le lien réseau 6d.
Les dispositifs nœuds de communication 2a, 2b, 2c et 2d sont connectés à des équipements externes au réseau de communication 1 par des liens de communication. Ces liens sont dits liens externes en ce sens qu'ils sont externes au réseau de communication 1.
Afin de transmettre des données sur les liens externes auxquels il est connecté, chaque nœud 2a, 2b, 2c et 2d comporte des interfaces dédiées. Le nœud 2a comporte une interface 7a avec un ensemble de liens externes 5a et une interface 7b avec un ensemble de liens externes 5b ; le nœud 2b comporte une interface 7c avec un ensemble de liens externes 5c et une interface 7d avec un ensemble de liens externes 5d ; le nœud 2c comporte une interface 7e avec un ensemble de liens externes 5e et une interface 7f avec un ensemble de liens externes 5f ; et, le nœud 2d comporte une interface 7g avec un ensemble de liens externes 5g et une interface 7h avec un ensemble de liens externes 5h.
De manière à pouvoir échanger des données entre les liens externes auxquels ils sont connectés et le réseau de communication 1, les nœuds 2a, 2b, 2c et 2d comportent des dispositifs d'aiguillages. De tels dispositifs d'aiguillages sont détaillés ci-après en relation avec les Figs. 2 à 4. Pour permettre cet échange de données, les dispositifs d'aiguillages, et donc a fortiori les nœuds, comportent des matrices d'interconnexion.
Ainsi, le nœud 2a comporte deux matrices d'interconnexion 3a et 3b. La matrice d'interconnexion 3a permet d'interconnecter l'ensemble de liens externes 5a, un ensemble de liens internes 10a et la matrice d'interconnexion 3b. La matrice d'interconnexion 3b permet d'interconnecter l'ensemble de liens externes 5b, un ensemble de liens internes 10b et la matrice d'interconnexion 3a. Le nœud 2b comporte deux matrices d'interconnexion 3c et 3d. La matrice d'interconnexion 3c permet d'interconnecter l'ensemble de liens externes 5c, un ensemble de liens internes 10c et la matrice d'interconnexion 3d. La matrice d'interconnexion 3d permet d'interconnecter l'ensemble de liens externes 5d, un ensemble de liens internes lOd et la matrice d'interconnexion 3c. Le nœud 2c comporte deux matrices d'interconnexion 3e et 3f. La matrice d'interconnexion 3e permet d'interconnecter l'ensemble de liens externes 5e, un ensemble de liens internes 10e et la matrice d'interconnexion 3f. La matrice d'interconnexion 3f permet d'interconnecter l'ensemble de liens externes 5f, un ensemble de liens internes lOf et la matrice d'interconnexion 3e. Le nœud 2d comporte deux matrices d'interconnexion 3g et 3h. La matrice d'interconnexion 3g permet d'interconnecter l'ensemble de liens externes 5g, un ensemble de liens internes 10g et la matrice d'interconnexion 3h. La matrice d'interconnexion 3h permet d'interconnecter l'ensemble de liens externes 5h, un ensemble de liens internes lOh et la matrice d'interconnexion 3g.
Dans chaque nœud 2a, 2b, 2c et 2d, chaque matrice d'interconnexion est reliée à un module de communication du nœud considéré par des liens internes. Ces liens sont dits internes car ils sont internes au nœud de communication, et a fortiori au réseau de communication. Dans le nœud 2a, la matrice d'interconnexion 3a est connectée au module de communication 8a via des liens internes 10a et la matrice d'interconnexion 3b est connectée au module de communication 8b via des liens internes 10b. Dans le nœud 2b, la matrice d'interconnexion 3c est connectée au module de communication 8c via des liens internes 10c et la matrice d'interconnexion 3d est connectée au module de communication 8d via des liens internes lOd. Dans le nœud 2c, la matrice d'interconnexion 3e est connectée au module de communication 8e via des liens internes 10e et la matrice d'interconnexion 3f est connectée au module de communication 8f via des liens internes lOf. Enfin, dans le nœud 2d, la matrice d'interconnexion 3g est connectée au module de communication 8g via des liens internes 10g et la matrice d'interconnexion 3h est connectée au module de communication 8h via des liens internes lOh. Ces liens internes sont plus amplement décrits ci-après en relation avec les Figs. 2 à 4.
Dans chaque nœud 2a, 2b, 2c et 2d, les matrices d'interconnexion disposent d'interfaces qui permettent de les relier entre elles par un lien de communication ou ensemble de liens de communication. La matrice d'interconnexion 3a est ainsi reliée à la matrice d'interconnexion 3b par un ensemble de liens 4a, la matrice d'interconnexion 3c est reliée à la matrice d'interconnexion 3d par un ensemble de liens 4b, la matrice d'interconnexion 3e est reliée à la matrice d'interconnexion 3f par un ensemble de liens 4c et la matrice d'interconnexion 3g est reliée à la matrice d'interconnexion 3h par un ensemble de liens 4d.
Il est à noter que, bien que la Fig. 1 montre des nœuds disposant de 2 matrices d'interconnexion, par exemple 3a et 3b pour le nœud 2a, ainsi que deux modules de communication, par exemple 8a et 8b pour le nœud 2a, chaque nœud de communication peut ne comporter qu'une seule telle matrice d'interconnexion et qu'un seul tel module de communication, selon le type d'architecture réseau utilisé.
Chaque nœud 2a, 2b, 2c et 2d comporte un microcontrôleur, une mémoire de type RAM Random Access Memory en anglais ou Mémoire à Accès Aléatoire en français) et une mémoire de type ROM (Read Only Memory en anglais ou Mémoire à Lecture Seule en français). Ces éléments ne sont pas représentés sur la Fig. 1. Le microcontrôleur est capable d'exécuter des instructions chargées dans la mémoire RAM à partir de la mémoire ROM. Lorsqu'un nœud 2a, 2b, 2c et 2d est mis sous tension, son microcontrôleur est capable de lire de la mémoire RAM des instructions et de les exécuter. Cela permet notamment de configurer les différents éléments constituant le nœud, comme par exemple une matrice d'interconnexion et une matrice de brassage.
La Fig. 2 illustre schématiquement un premier exemple de dispositif d'aiguillage de données, tel qu'il peut être mis en œuvre dans un nœud 2a, 2b, 2c 2d du réseau de communication 1.
Le dispositif d'aiguillage 20 comporte une matrice d'interconnexion 12. Le dispositif d'aiguillage 20 comporte un premier groupe 7 d'interfaces destinées à être connectées à des liens externes 5 respectifs. Le dispositif d'aiguillage 20 comporte un second groupe 9 d'interfaces destinées à être connectées à des liens internes 10 respectifs. La matrice d'interconnexion 12 permet d'interconnecter toute interface destinée à être connectée à un lien externe à toute interface destinée à être connectée à un lien interne, si cette dernière est libre, et vice versa. Une interface est dite libre si elle n'est pas déjà connectée à une autre interface via la matrice d'interconnexion 12.
Le dispositif d'aiguillage 20 peut comporter un troisième groupe 11 d'interfaces, pour pouvoir relier la matrice d'interconnexion 12 à une matrice d'interconnexion d'un autre dispositif d'aiguillage. Cette liaison entre deux matrices d'interconnexion est préférentiellement réalisée au sein d'un même nœud, comme par exemple celle réalisée sur l'ensemble de liens 4a de la Fig. 1. La matrice d'interconnexion 12 permet alors d'interconnecter toute interface destinée à être connectée à un lien externe à toute interface destinée à être connectée à un lien interne, si cette dernière interface est libre, ou à toute interface destinée à être connectée à un lien avec la matrice d'interconnexion de l'autre dispositif d'aiguillage, si cette dernière interface est libre. La matrice d'interconnexion 12 permet en outre d'interconnecter toute interface destinée à être connectée à un lien interne à toute interface destinée à être connectée à un lien externe, si cette dernière interface est libre, ou à toute interface destinée à être connectée à un lien avec la matrice d'interconnexion de l'autre dispositif d'aiguillage, si cette dernière interface est libre. La matrice d'interconnexion 12 permet en outre d'interconnecter toute interface destinée à être connectée à un lien avec la matrice d'interconnexion de l'autre dispositif d'aiguillage à toute interface destinée à être connectée à un lien interne, si cette dernière interface est libre, ou à toute interface destinée à être connectée à un lien externe, si cette dernière interface est libre.
Considérons, à titre d'illustration, un exemple selon lequel le réseau de communication 1 est incorporé dans un système de téléphonie mobile. Les nœuds 2a, 2b, 2c et 2d permettent de connecter des stations de base à un réseau plus étendu, appelé réseau cœur (core network en anglais). Les liens externes sont alors les points d'entrée / sortie du réseau de communication 1 pour des équipements externes, qui sont les stations de base et des points d'accès au réseau cœur. Le réseau de communication est destiné à transporter des trames de données de type El, selon les normes ITU-T G.703 et G.704. Chaque lien réseau 6a, 6b, 6c et 6d permet de transporter un volume de données au moins égal à 80 trames de type El. Chaque nœud possède des interfaces avec 32 (2* 16) liens externes de type El, ainsi que des interfaces avec 160 (2*80) liens internes de type El. Les matrices d'interconnexion de chaque nœud sont reliées entre elles par un ensemble de 64 liens de type El .
Ainsi, dans l'exemple considéré, la matrice d'interconnexion 12 permet d'interconnecter toute interface parmi 16 interfaces avec les liens externes de type El à toute interface parmi 80 interfaces avec les liens internes de type El, si cette dernière interface est libre, ou avec toute interface parmi 64 interfaces avec les liens de type El avec la matrice d'interconnexion de l'autre dispositif d'aiguillage du nœud considéré, si cette dernière interface est libre. La matrice d'interconnexion 12 permet en outre d'interconnecter toute interface parmi les 80 interfaces avec les liens internes de type El à toute interface parmi les 16 interfaces avec les liens externes de type El, si cette dernière interface est libre, ou avec toute interface parmi les 64 interfaces avec les liens de type El avec la matrice d'interconnexion de l'autre dispositif d'aiguillage du nœud considéré, si cette dernière interface est libre. La matrice d'interconnexion 12 permet aussi d'interconnecter toute interface parmi les 64 interfaces avec les liens de type El avec la matrice d'interconnexion de l'autre dispositif d'aiguillage du nœud considéré avec toute interface parmi les 16 interfaces avec les liens externes de type El, si cette dernière interface est libre, ou avec toute interface parmi les 80 interfaces avec les liens internes de type El, si cette dernière interface est libre.
Dans l'exemple considéré, la matrice d'interconnexion 12 est alors une matrice de dimension 80*64* 16. La mise en œuvre d'une telle matrice dans un composant FPGA (Field-Programmable Gâte Array en anglais ou Matrice de Portes Programmable sur Champ en français) de type SPARTAN-6® de la société XILINX Inc. pourrait nécessiter plus de 10 250 cellules de type LUT (pour Look-Up Table en anglais ou Table de Conversion en français).
Les Figs. 3 et 4 illustrent schématiquement des modes de réalisation de dispositifs d'aiguillage visant à réduire la complexité liée à l'interconnexion des interfaces et liens, ainsi qu'à réduire les ressources matérielles et énergétiques nécessaires à la mise en œuvre de cette interconnexion. Tous les nœuds 2a, 2b, 2c et 2d sont préférentiellement mis en œuvre conformément à l'un quelconque des modes de réalisation des Figs. 3 et 4. Certains de ces nœuds 2a, 2b, 2c et 2d peuvent toutefois être mis en œuvre conformément au mode de réalisation de la Fig. 2.
La Fig. 3 illustre schématiquement un second exemple de dispositif d'aiguillage de données, tel qu'il peut être mis en œuvre dans un nœud 2a, 2b, 2c ou 2d du réseau de communication 1.
Le dispositif d'aiguillage 30 comporte une pluralité de matrices d'interconnexion 12a, 12b, 12c et 12d. Aucune entrée/sortie d'une matrice d'interconnexion n'est connectée à une entrée/sortie d'une autre matrice d ' interconnexi on .
Le dispositif d'aiguillage 30 comporte un premier groupe d'interfaces et un second groupe d'interfaces à interconnecter en vue d'échanger des données via le réseau de communication.
Dans un mode de réalisation particulier, les interfaces du premier groupe sont destinées à être connectées à des liens externes respectifs. Ce premier groupe d'interfaces correspond au premier groupe 7 d'interfaces décrit en relation avec la Fig. 2. Ce premier groupe d'interfaces est décomposé en une pluralité de sous-groupes d'interfaces. Ce sont les sous-groupes d'interfaces 7.1, 7.2, 7.3 et 7.4. Chaque sous- groupe d'interfaces 7.1, 7.2, 7.3 et 7.4 est respectivement connecté à des liens externes 5.1, 5.2, 5.3 et 5.4.
Dans un mode de réalisation particulier, les interfaces du second groupe sont destinées à être connectées à des liens internes respectifs. Ce second groupe d'interfaces correspond au second groupe 9 d'interfaces décrit en relation avec la Fig. 2. Ce second groupe d'interfaces est décomposé en une pluralité de sous-groupes d'interfaces. Ce sont les sous-groupes d'interfaces 9.1, 9.2, 9.3 et 9.4. Chaque sous- groupe d'interfaces 9.1, 9.2, 9.3 et 9.4 est respectivement connecté à des liens internes 10.1, 10.2, 10.3 et 10.4.
La matrice d'interconnexion 12a permet d'interconnecter toute interface du sous-groupe 7.1 d'interfaces destinées à être connectées à des liens externes, à toute interface du sous-groupe 9.1 d'interfaces destinées à être connectées à un lien interne, si cette dernière est libre, et vice versa. Comme pour la matrice d'interconnexion 12 de la Fig. 2, la matrice d'interconnexion 12a peut comporter en outre une connexion vers une matrice d'interconnexion d'un autre dispositif d'aiguillage via des interfaces 11.1 connectées à des liens 4.1. La matrice d'interconnexion 12a permet alors d'interconnecter toute interface 7.1 destinée à être connectée à un lien externe à toute interface 9.1 destinée à être connectée à un lien interne, si cette dernière interface est libre, ou à toute interface 11.1 destinée à être connectée à un lien avec la matrice d'interconnexion de l'autre dispositif d'aiguillage, si cette dernière interface est libre. La matrice d'interconnexion 12a permet en outre d'interconnecter toute interface 9.1 destinée à être connectée à un lien interne à toute interface 7.1 destinée à être connectée à un lien externe, si cette dernière interface est libre, ou à toute interface 11.1 destinée à être connectée à un lien avec la matrice d'interconnexion de l'autre dispositif d'aiguillage, si cette dernière interface est libre. La matrice d'interconnexion 12a permet en outre d'interconnecter toute interface 11.1 destinée à être connectée à un lien avec la matrice d'interconnexion de l'autre dispositif d'aiguillage à toute interface 9.1 destinée à être connectée à un lien interne, si cette dernière interface est libre, ou à toute interface 7.1 destinée à être connectée à un lien externe, si cette dernière interface est libre.
Les matrices d'interconnexion 12b, 12c et 12d sont mises en œuvre sur le même schéma avec respectivement les sous-groupes d'interfaces 7.2, 9.2 et 11.2, les sous- groupes d'interfaces 7.3, 9.3 et 11.3, et les sous-groupes d'interfaces 7.4, 9.4 et 11.4.
Les matrices d'interconnexion 12a, 12b, 12c et 12d sont préférentiellement mises en œuvre dans un même circuit intégré 50, tel qu'un FPGA ou un ASIC (Application-Specific Integrated Circuit en anglais ou Circuit Intégré Spécifique à une Application en français). En reprenant l'exemple décrit en relation avec la Fig. 2, chaque sous-groupe d'interfaces 7.1, 7.2, 7.3 et 7.4 comporte 4 interfaces, chacune connectée respectivement à un lien externe de type El. Chaque sous-groupe d'interfaces 9.1, 9.2, 9.3 et 9.4 comporte 20 interfaces, chacune connectée respectivement à un lien interne de type El. Chaque sous-groupe d'interfaces 11.1, 11.2, 11.3 et 11.4 comporte 16 interfaces, chacune connectée respectivement à un lien de type El avec la matrice d'interconnexion de l'autre dispositif d'aiguillage du nœud considéré.
Dans l'exemple considéré, le dispositif d'aiguillage comporte 4 matrices d'interconnexion de dimension 20* 16*4. La mise en œuvre de telles matrices dans un composant FPGA de type SPARTAN-6® de la société XILINX Inc. pourrait nécessiter au total moins de 2 850 cellules de type LUT. Une telle mise en œuvre permet donc d'utiliser approximativement 3.6 fois moins de ressources matérielles que la mise en œuvre de la matrice d'interconnexion de dimension 80*64* 16 décrite en relation avec la Fig. 1. Cela permet en outre une réduction significative de la consommation d'énergie du dispositif d'aiguillage.
La Fig. 4 illustre schématiquement un troisième exemple de dispositif d'aiguillage de données, tel qu'il peut être mis en œuvre dans un nœud 2a, 2b, 2c ou 2d du réseau de communication 1.
La Fig. 4 décrit un dispositif d'aiguillage 40.
On retrouve dans le dispositif d'aiguillage 40 les mêmes éléments que ceux décrits en relation avec la Fig. 3. Ces éléments ne seront pas plus amplement décrits ici.
Le dispositif d'aiguillage 40 comporte en outre une matrice de brassage 13. Cette matrice de brassage 13 permet de connecter toute interface du premier groupe d'interfaces destinées à être connectées aux liens externes à toute matrice d'interconnexion 12a, 12b, 12c ou 12d. Ainsi, par configuration de cette matrice de brassage 13, il est possible de rendre générique la connexion physique des liens externes aux interfaces des nœuds 2a, 2b, 2c et 2d. Cela évite de créer manuellement le brassage des liens externes, et donc permet un gain de temps, un coût réduit et une complexité moindre lors de l'installation et de la maintenance du réseau de communication 1. Ainsi des cordons identiques peuvent être utilisés pour les interfaces externes. Les matrices d'interconnexion 12a, 12b, 12c et 12d et la matrice de brassage 13 sont préférentiellement mises en œuvre dans un même circuit intégré 51, tel qu'un FPGA ou un ASIC.
En reprenant l'exemple décrit en relation avec les Figs. 2 et 3, la matrice de brassage est de dimension 16* 16. La mise en œuvre de ces matrices d'interconnexion et de brassage dans un composant FPGA de type SPARTAN-6® de la société XILINX Inc. pourrait nécessiter au total moins de 3 170 cellules de type LUT. Une telle mise en œuvre permet donc d'utiliser approximativement 3.2 fois moins de ressources matérielles que la mise en œuvre de la matrice d'interconnexion de dimension 80*64* 16 décrite en relation avec la Fig. 1. Cela permet en outre une réduction significative de la consommation d'énergie du dispositif d'aiguillage.
En mettant en œuvre de tels dispositifs d'aiguillage dans chacun des nœuds 2a, 2b, 2c et 2d du réseau de communication 1, il est ainsi possible de créer une pluralité de sous-réseaux indépendants les uns des autres en ce qui concerne les interconnexions au niveau des nœuds, ces sous-réseaux partageant cependant les mêmes ressources réseau, c'est-à-dire la bande passante des liens réseau 6a, 6b, 6c et 6d.
Comme déjà mentionné, les liens internes sont connectés aux matrices d'interconnexion et aux modules de communication permettant d'échanger des données via les liens réseau.
Dans un mode de réalisation préférentiel, les données issues des liens internes sont assemblées de manière à générer des trames transmises sur les liens réseau 6a, 6b, 6c et 6d par transmission de type faisceau hertzien. Ces trames partagent alors la bande passante des liens réseau 6a, 6b, 6c et 6d. Les trames transmises sont donc formées à partir de données issues, pour un nœud considéré, des sous-groupes d'interfaces destinées à être connectées à des liens internes. De la même manière, les données extraites des trames reçues sont fournies, pour un nœud considéré, aux interfaces des sous-groupes d'interfaces destinées à être connectées à des liens internes.
Dans un mode de réalisation particulier, des données issues d'une pluralité de sous-groupes parmi les sous-groupes d'interfaces destinées à être connectées à des liens internes sont combinées pour être incorporées dans une même trame sur les liens réseau 6a, 6b, 6c et 6d. Dans un mode de réalisation particulier, des données extraites d'une même trame reçue sont fournies à des interfaces de sous-groupes distincts parmi les sous- groupes d'interfaces destinées à être connectées à des liens internes.
Dans un mode de réalisation particulier, les données issues de l'ensemble des liens internes de chaque nœud 2a, 2b, 2c et 2d sont combinées pour être incorporées dans une même trame sur les liens réseau 6a, 6b, 6c et 6d. Ainsi, en reprenant l'exemple décrit en relation avec les Figs. 2 à 4, pour un nœud considéré, chaque trame émise par ce nœud considéré sur un des liens réseau 6a, 6b, 6c et 6d comporte 80 trames de type El reçues des liens internes de ce nœud considéré. De la même manière, chaque trame reçue par ce nœud considéré via un des liens réseau 6a, 6b, 6c et 6d comporte 80 trames de type El, chacune de ces trames étant à fournir à un lien interne respectif.
La Fig. 5 illustre schématiquement un format de telles trames transmises entre les nœuds 2a, 2b, 2c et 2d.
Sur la Fig. 5 est représentée une trame 60 transportée sur les liens réseau 6a, 6b,
6c et 6d.
La trame 60 comporte un en-tête 61 (header en anglais) comportant des informations de synchronisation permettant de synchroniser le module de communication émetteur de la trame, comme par exemple le module de communication 8b, et le module de communication récepteur de la trame, comme par exemple le module de communication 8c.
La trame 60 comporte en outre une queue (trailer en anglais) 63 comportant des informations de parité et/ou des informations de signalisation à échanger entre les modules de communication émetteur et récepteur.
La trame 60 comporte aussi un champ 62 de données utiles (payload en anglais) destiné à transporter au moins les données issues et à destination de liens internes 10.
Le champ 62 de données utiles comprend des sous-champs 64.1, 64.2, 64.3, 64.4 et 64.5. Les sous-champs 64.1, 64.2, 64.3, 64.4 et 64.5 contiennent par exemple des trames de type El.
Dans l'exemple de la Fig. 5, les sous-champs 64.1, 64.2, 64.3 et 64.4 comprennent plusieurs trames de type El, par exemple sous la forme de trames de type E3, selon les normes FTU-T G.703 et G.704, c'est-à-dire une trame équivalente à 16 trames de type El. Le sous-champ 64.5 comprend 16 trames de type El, réparties en 4 trames de type El et 3 trames de type E2 selon les normes ITU-T G.703 et G.704 (chaque trame de type E2 comprenant 4 trames de type El).
Chacun des sous-champs 64.1, 64.2, 64.3, 64.4 et 64.5 peut contenir des trames de type El de différents sous-réseaux.
En reprenant l'exemple décrit en relation avec les Figs. 2, 3 et 4, le champ 62 de données utiles comprend l'équivalent de 80 trames de type El, chacune correspondant à une trame issue ou à destination d'un lien interne.
L'association entre les trames El contenues dans chaque trame reçue ou transmise via un des liens réseau 6a, 6b, 6c et 6d est prédéterminée, et relève d'une configuration des nœuds 2a, 2b, 2c et 2d.
La configuration des nœuds 2a, 2b, 2c et 2d est effectuée en fonction de la répartition de charge souhaitée entre les sous-réseaux créés par l'utilisation des matrices d'interconnexion 12a, 12b, 12c et 12d.
L'utilisation de matrices d'interconnexion indépendantes les unes des autres dans un dispositif d'aiguillage d'un nœud 2a, 2b, 2c ou 2d, ou l'une de l'autre selon l'architecture du nœud 2a, 2b, 2c ou 2d, ne permet pas d'interconnecter toute interface avec un lien externe avec toute interface avec un lien interne ou avec toute interface avec un autre dispositif d'aiguillage du même nœud 2a, 2b, 2c ou 2d. C'est une contrainte à prendre en compte lors de la configuration des nœuds 2a, 2b, 2c et 2d. Cependant, en utilisant un ou plusieurs dispositifs d'aiguillage selon la présente invention dans les nœuds 2a, 2b, 2c et 2d, il existe suffisamment de possibilités d'aiguiller les données pour pouvoir transporter une donnée, ou toute trame de données, d'un équipement externe vers un autre équipement externe connectés via des liens externes respectifs à des nœuds distincts.

Claims

REVENDICATIONS
1) Dispositif d'aiguillage (30;40) de données destiné à être utilisé dans un dispositif nœud de communication (2a) d'un réseau de communication (1) comportant en outre une pluralité d'autres dispositifs nœuds de communication (2b;2c;2d), le dispositif d'aiguillage comportant au moins :
- un premier groupe (7) d'interfaces ; et
- un second groupe (9) d'interfaces ;
caractérisé en ce que le dispositif d'aiguillage comporte une pluralité de matrices d'interconnexion (12a;12b;12c;12d) adaptées pour aiguiller des données entre des premiers sous-groupes (7.1;7.2;7.3;7.4) respectifs d'interfaces du premier groupe et des seconds sous-groupes (9.1;9.2;9.3;9.4) respectifs d'interfaces du second groupe,
et en ce que, pour chaque matrice d'interconnexion, des données peuvent être échangées entre chaque interface du premier sous-groupe et chaque interface du second sous-groupe,
et en ce qu'il comporte en outre une matrice de brassage (13) adaptée pour connecter chaque interface du premier groupe sur n'importe quelle matrice d ' interconnexi on .
2) Dispositif d'aiguillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les interfaces du premier groupe sont destinées à être connectées à des liens externes (5) permettant d'échanger des données avec des équipements externes audit réseau de communication, et en ce que les interfaces du second groupe sont destinées à être connectées à des liens internes (10) respectifs permettant d'échanger des données avec desdits dispositifs nœuds de communication.
3) Dispositif d'aiguillage selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un troisième groupe d'interfaces destinées à être connectées à des liens (4) avec un autre dispositif d'aiguillage du dispositif nœud de communication et en ce que chaque matrice d'interconnexion est adaptée pour aiguiller des données entre son premier sous-groupe d'interfaces, son second sous-groupe d'interfaces et un troisième sous-groupe d'interfaces du troisième groupe, et en ce que, pour chaque matrice d'interconnexion, des données peuvent être échangées entre chaque interface du premier sous-groupe et chaque interface du second sous-groupe, entre chaque interface du premier sous-groupe et chaque interface du troisième sous-groupe, et entre chaque interface du second sous-groupe et chaque interface du troisième sous-groupe.
4) Dispositif nœud de communication (2a) destiné à être utilisé dans un réseau de communication (1) comportant en outre une pluralité d'autres dispositifs nœuds de communication (2b;2c;2d), le dispositif nœud de communication comportant un dispositif d'aiguillage (30;40) selon l'une quelconque des revendications 1 et 2.
5) Dispositif nœud de communication (2a) destiné à être utilisé dans un réseau de communication (1) comportant en outre une pluralité d'autres dispositifs nœuds de communication (2b;2c;2d), caractérisé en ce qu'il comporte des premier et second dispositifs d'aiguillage (30;40) selon la revendication 3, et en ce qu'il comporte des liens (4.1;4.2;4.3;4.4) reliant les interfaces (11.1; 11.2; 11.3; 11.4) du troisième groupe des premier et second dispositifs d'aiguillage.
6) Dispositif nœud de communication selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour former et transmettre (8a;8b) des trames via ledit réseau de communication, les trames étant formées à partir de données issues des seconds sous-groupes d'interfaces.
7) Dispositif nœud de communication selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour transmettre des trames via ledit réseau de communication, chaque trame étant formée à partir de données issues d'une pluralité de sous-groupes parmi les seconds sous-groupes.
8) Dispositif nœud de communication selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour recevoir (8a;8b) des trames via ledit réseau de communication et extraire des données des trames reçues, chaque donnée extraite étant fournie à une interface d'un second sous-groupe d'interfaces. 9) Dispositif nœud de communication selon la revendication 8, caractérisé en ce que les données extraites d'une même trame sont fournies à des interfaces de second sous-groupes d'interfaces distincts.
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