专利名称：分布式交叉连接系统中的远程状态转发的制作方法
发明
背景技术：
领域本发明一般涉及高速数据传送领域，并且更具体地涉及管理数据传送体系结构中的远程状态指示。
背景技术：
现有的高速、高带宽数据通信系统采用了多种组件以便于接收和发送数据包。所使用的组件中之一是网络节点，该网络节点可以包括功能组件，例如成帧器以及组件之间的能够允许在至少一个信道上进行数据传输的交叉连接。成帧器是一种设备，其处理SONET/SDH连接的开销处理和统计并且提供区分复用在一起的数字信道的方法。成帧器在比特流内指定或者标记信道，从而为网络节点提供基本的时隙结构、管理和故障隔离。交叉连接允许将数字比特流的各部分重新路由或者连接到不同的比特流。交叉连接使得数据业务能够在其到达目的节点的通道上从一个SONET环移动到下一个环。
典型地，这些高速、高带宽数据通信系统是通过互连大量的网络节点来实现，以接收和发送日益增长的数据量。一般维持网络中各种组件(包括网络节点)的状态，并且在不同的情况下将其提供给特定的组件。网络可以提供远程状态指示符以向远程组件通知本地组件的状态。
在采用非对称连接的分布式系统中提供远程状态指示的问题在于状态通常是被低效率地从本地设备发送到远程设备。低效率可能包括需要额外的设备接口或电路板迹线以接收或者发送状态指示符、难于使从接收信道到发送信道的交叉连接与用于发送设备处的数据的交叉连接相同步、以及用于多层的级联连接矩阵的分离。简而言之，许多现有的用于远程状态指示的方法不能传到远程设备，或者用于指示的方法传到远程设备的形式或者方式不完美。
一种提供远程状态指示并高效发送远程状态指示的设计可以提供优于先前公知的设计(包括采用SONET/SDH体系结构的设计)的增长的吞吐量和其他有利性质。
在附图的各图中以实例的方式说明本发明，但不是限制性的，其中图1A是采用这里所提供的设计的SONET/SDH通信交换系统的概念图；图1B示出根据本发明实施例的适当系统实施例；图2说明了单个组件或设备内的一般业务流和转发机制；图3示出了在SONET/SDH环境下的级联连接矩阵中的远程状态转发操作；以及图4示出使用统一的级联连接矩阵的远程状态转发。
具体实施例方式
现在将具体论述本设计的优选实施例，其中的实例在附图和表中举例给出。尽管将结合优选实施例对本设计进行描述，但是应该理解的是，他们不是意在将本设计限制为这些实施例。相反，本设计旨在包括可以包括在如所附权利要求所限定的本设计的精神和范围内的替换方案、改进例和等价物。
本设计提出了用于将远程指示符提供给远程实体的体系结构和方法。本设计可以包括确定接收缺陷状态，其中该接收缺陷状态是接收设备或本地设备的状态。本设计还可以将该接收缺陷状态传输到分布式系统中的多个元件，该分布式系统一般使用架构(fabric)，例如统一的高阶(HO)架构和低阶(LO)架构。该设计还可以在多个网络元件内建立和采用连接矩阵，以将该缺陷状态移动到合适的相应发送信道。连接矩阵是包含到组件的所有连接的列表的矩阵。例如，如果组件X连接到组件Y，并且X可以发送而Y可以接收，那么“X发送”和“Y接收”的交叉处的连接矩阵可以包括“真”或“1”，或者其他合适的指示。最后，本设计可以使用如此建立的配置生成并发送远程状态指示符。
在SONET/SDH体系结构中，复用分级结构中的若干层使用这些远程指示符，其包括复用段(线)、高阶通道(STS通道)、高阶通道串联连接、低阶通道(VT通道)以及低阶通道串联连接。如这里所述，讨论了在G1高阶通道开销字节上携带的高阶通道远程状态指示符HP-RDI和HP-REI，但是，应该理解的是，可以利用其他适用的远程指示符，包括那些不遵循SONET/SDH的指示符。
光纤光网络上的数据传输可以遵循SONET和/或SDH标准。SONET和SDH是用于在光纤光网络上进行同步数据传输的一套相关标准。SONET是同步光网络的简称，而SDH是同步数字体系的简称。SONET是美国国家标准学会(ANSI)公布的美国版本的标准。SDH是国际电信联盟(ITU)公布的标准的国际版本。如这里所使用的，在各种ANSI和ITU标准中，更加充分论述了SONET/SDH的原理，包括但不限于对“健康(health)”的讨论，Bellcore GR-253，ANSIT1.105，ITU G.707，G.751，G.783和G.804。
系统设计图1A示出了典型的SONET/SDH交换系统100。在该SONET/SDH交换系统100中，发射机110通过通信通道115连接到交换网络120。交换网络120通过通信通道125连接到目的地130。发射机110通过交换网络120将数据作为一系列净荷/帧发送到目的地130。在该交换网络120中，数据包通常通过一系列的硬件和/或软件组件，比如服务器。在每个净荷到达硬件和/或软件组件时，该组件可以在将该净荷发送到下一个组件之前简单地存储该净荷。净荷逐个地穿过网络，直到它们到达目的地130。目的地130可以包含一个或多个处理芯片135和/或一个或多个存储器芯片140。
图1B是典型SONET/SDH分插复用器(ADM)150的图。该ADM 150管理SONET/SDH网络拓扑，最典型的拓扑是一个环。在环形拓扑中，ADM 150使用两个线卡连接到该环，这两个线卡是连接到“西接口”的第一(环)线卡151和连接到“东接口”的第二(上路/下路)线卡152。可以使用其他线卡作为业务源和业务宿(未示出)，其中业务源可以与上路操作有关，而业务宿可以与下路操作有关。上路操作将来自源的业务插入到环上，而下路操作将业务从环移到业务宿上。
每个环线卡，例如第一线卡151，可以包括成帧器155、指针处理器156和时隙交换器(TSI)157。成帧器155可以用于定位SONET/SDH帧的开始部分。指针处理器156可以定位净荷并将用于TSI的净荷与架构160对准。TSI 157可以移动或者疏导(groom)SONET/SDH帧内的时隙，以将有序的业务提供给架构卡161。
存在不同类型的上路/下路线卡。一些上路/下路线卡可以处理以太网数据包、准同步数字系列(PDH)业务(T1、T3、E1、E3等)和/或来自其他SONET/SDH环的转送业务。其他类型的上路/下路线卡可以包括类似于环线卡的转送上路/下路线卡。PDH线卡可以包含T1/E1成帧器，其搜索T1/E1帧的开始部分；性能监视功能元件，其用于跟踪进入帧的状态；以及映射器，其将PDH业务插入到SONET/SDH帧中，从而使PDH业务能够被架构160理解。PDH上路/下路线卡175包括PDH成帧器176、PDH监视器177以及映射器178。
架构管理卡161含有管理主控制器162和高阶交叉连接或者TDM架构163，并且可以与含有低阶交叉连接165的对向架构164相交互。该对向架构164可以装配在一个或多个线卡槽中。架构背板171可以例如是TFI-5或者是专有的。控制面板172可以是与PCI兼容的或者可以是简单的微控制器接口，这取决于应用。背板和控制面板元件可以采用其他的配置。
ADM 150的发送通道包括时分复用(TDM)架构或交叉连接160，其在附接到架构160上的所有线卡间移动业务。高阶交叉连接或者架构在线卡之间以及SONET/SDH成帧器中的时隙之间移动高阶SONET/SDH容器(container)。全功能ADM 150可以操作低阶以及高阶SONET/SDH容器。低阶操作可以在对向低阶交叉连接中进行。使用多个架构可能会引起问题，该问题可以通过提供如在当前设计中所提供的单个、统一的架构解决。
远程状态指示符设计传输网络节点具有多个接收和发送端口，传输网络和接入网络通过这些端口连接。这些节点一般具有大的总带宽，其在每单位时间接收和发送大量的数据，并且这些节点使用多个端口来发送和接收该数据。节点可以使用多个成帧器处理器来实现，并且从节点的观点来看，这种系统可以被认为是“分布式”的。接收和发送端口以及远程系统或设备之间的连接可能需要一个以上的单个成帧器设备。使用这种多成帧器设备连接到远程系统被称为非对称连接。需要非对称连接可能是由所采用的保护倒换的节点和/或类型的期望实现所引起的，其中保护倒换可以在出现故障的情况下提供向备用组件或资源的倒换。
图2-4中示出了远程状态机制的实现的一个方面。该设计可以包括确定接收缺陷状态、将该接收缺陷状态传送到分布式系统中的多个元件，或者在一些情况下，将该接收缺陷状态传送到分布式系统的所有元件，在每个元件中提供连接矩阵，以将该缺陷状态移动到适当或者适用的相应发送信道，并生成且发送远程状态指示符。
在操作中，接收设备检测接收缺陷条件。接收设备将接收缺陷条件插入到连接到分布式系统的每个元件的输出数据流中的任意未使用数据片段(slot)中。发送设备可以提取该条件或状态，并且该条件或状态可以由交叉连接提供给适当的发送信道。可以利用该状态来生成远端系统或远程系统的远程状态指示符。可以在跨设备传送之前，在接收设备处执行远程状态指示符的生成，或者在提交到交叉连接后，在发送设备处执行远程状态指示符的生成。
图2说明了单个设备内的一般业务流和转发机制。如同可以意识到的，可以将多个设备互连以提供扩展的容量，其具有使用交叉连接来在设备之间提供信息的能力。图2的特征包括在单个成帧器设备中。顶部的通道表示接收数据流或业务流，而底部的通道表示发送数据流或业务流。在SONET/SDH配置中，数据流可以包括所有的开销和指针处理数据。元件201是G1生成器，其中G1表示SONET/SDH配置中的发送数据的开销内的字节。G1生成器201接收从接收业务流中提取的状态，生成G1值，并将G1信息插入到数据流的未使用开销中。然后，包括G1信息的数据传递给交叉连接202，该交叉连接202表示分布式系统的所有元件之间的数据流的互连。在发送业务流通道中，在所示点处提取G1信息，并将G1信息提供给G1交叉连接203。可以包括可选保护控制器204以监控G1信息的可用性，并且如果G1信息不存在，那么G1交叉连接203可以不工作来将G1数据插入到发送流中。在没有可选保护控制器204的情况下，G1交叉连接203在所有情况下都将连续地提取并插入G1数据。
图3说明了级联连接矩阵中的G1远程状态转发。本设计使用分离的高阶(HO)交叉连接矩阵301和低阶(LO)交叉连接矩阵302来处理并传递数据。根据图3，HO交叉连接矩阵301通过高阶通道终端和适配连接而连接到LO交叉连接矩阵302。例如元件303所示的每个三角形表示终端点，其端接被发送的开销和容器。梯形元件，例如元件304是适配元件，其适配并传递消息的净荷部分。在本上下文中，适配包括指针确定和/或指针生成。组合元件，例如元件305表示对所接收的消息的端接和适配。
根据图3，数据可以通过适配元件304和终端元件303从LO交叉连接矩阵302流到HO交叉连接矩阵301。可选地，数据可以通过终端元件306和适配元件307从HO交叉连接矩阵301流到LO交叉连接矩阵302。这两个通道都表示高阶通道终端和适配功能。
LO交叉连接矩阵使用配置308与适配元件304连接，该配置308包括通道308a、通道308b、终端元件308c以及通道308d。通道308b、终端元件308c以及通道308d提供低阶通道非侵入式监视，这使得能够监视低阶通道的内容和从HO交叉连接矩阵301提供给LO交叉连接矩阵302的数据。这种监视能够评估流到LO交叉连接矩阵302的数据，并且如果可以接受，则将数据转发到LO交叉连接矩阵302。如果该数据全是LO并且不需要监视，那么通道308a将数据传递给LO交叉连接矩阵302。
终端元件304和306通过终端元件304挑选HP-RDI/HP-REI、高阶通道远程数据指示符/远程误码指示符来进行交互，其中远程误码指示符提供比特误码的计数。在SONET/SDH中，G1包括高阶协议/层远程缺陷指示符，其中D5包括低阶协议/层远程缺陷指示符。
特征310和311分别包括元件310a和310b以及311a和311b。这两个通道表示来自管理系统(MS)的两个不同进入流。元件310a是组合终端/适配组件，其端接和适配接收到的MS数据。元件310b是高阶通道非侵入式监视器中的终端组件。每个通道都包含高阶通道非侵入式监视器，并且每一个都操作来检测接收到的有缺陷的消息或者坏消息。如果查找到这种有缺陷的消息，那么操作切换到从MS到HO交叉连接矩阵301的其他数据通道。如果不希望或者不需要，或者在指针或高阶净荷不能利用的情况下，那么可以绕过监视。编号为350和351的线表示来自外部或远程源的进入数据(线350)以及到外部或远程源的输出数据。
通过定义，在给出的方案下，分布式交叉连接配置表示将多个组件互连以形成相对大容量的无阻塞交叉连接。对于包括四个设备的网络，其中每个设备具有20Gbps双向容量的无阻塞交叉连接，整个网络变成具有80Gbps双向容量的单个无阻塞交叉连接。
在本上下文中的无阻塞意味着可以将任意的时隙交叉连接到任一个或其他时隙，而不会被连接到又一个时隙的另一个时隙阻塞。时隙A可以交叉连接到时隙B，而不会被连接到时隙D的时隙C阻塞。双向容量是表示容量总和的术语，从而10Gbps表示输出容量和进入容量两者。80Gbps意味着80Gbps的进入和80Gbps的输出。将元件互连以形成等价但是容量更大的元件称为“堆叠”。
统一级联的交叉连接往往会使物理互连的数量以及堆叠交叉连接元件所需要的带宽最小。在单独的高阶和低阶交叉连接的情况下，例如在SONET的实现中，元件对低阶和高阶交叉连接一般需要80Gbps的双向带宽，即总数160Gbps的双向带宽。在统一的情况下，发送和接收仅需要80Gbps的双向带宽。
本设计可以包括统一的HO/LO交叉连接架构401，如图4所示。在SONET/SDH环境中使用图4的设计可以包括广播G1高阶数据以使高阶UPSR(单向通道)要求与统一矩阵中的低阶疏导相匹配。统一的HO/LO交叉连接架构包括HP-RDI/HP-REI(G1)交叉连接架构450，其在这里被称为远程数据指示符交叉连接架构450。远程数据指示符交叉连接架构450处所接收的G1值是可以从进入的数据流中提取并加以解释的。
统一的交叉连接架构401连接所有的分布式元件，特别是单个架构而不是两个分离的架构中的高阶和低阶方面。这种设计能够使单个矩阵执行交叉连接架构的互连功能。统一的交叉连接架构的构成包括将图3中的HO和LO交叉连接架构301和302的所有性能简单组合为单个统一的交叉连接架构，其实现高阶和低阶功能。
从图4中可以看出，两个通道，即上部通道和下部通道可用来实现统一的HO/LO交叉连接架构401。上部通道包括组合元件402、终端元件403、适配元件404以及适配元件405、终端元件406和低阶通道非侵入式监视器407。如同前面图3的设计，低阶通道非侵入式监视器监视低阶通道并且可以去除不可接受的数据。该低阶通道非侵入式监视器417可以被绕过。下部通道提供类似的组件，即组合元件412、终端元件413、适配元件414以及适配元件415、终端元件416和低阶通道非侵入式监视器417。与图3的设计相比，单个互连设置有往来于外部分布式元件的单个架构，并且操作单个架构，而不是处理高阶矩阵和其相关功能以及低阶矩阵及其相关功能。图4的设计提供了使用互联元件的级联连接矩阵和使用单个连接点的设备。单个连接点使得能够在所有保护水平下对所有保护方案进行集中控制。使用单个控制器，可以采用集中化，其中图3的设计需要多个控制器。使用图4的设计，来自所有层的所有状态都是可用的。
提供了额外的进入和输出数据通道作为进入通道451a和451b以及输出通道452a和452b。如图所示，这些通道直接与远程数据指示符交叉连接架构450相连，并且这些通道可以通过或者利用统一的HO/LO交叉连接架构401。这些通道一般包括HP-RDI和/或HP-REI信号值。
本领域技术人员应该意识到，本设计可以应用于进行数据处理的其他系统，并且本设计不限于此处所述的通信结构和处理。此外，尽管此处已经论述了具体的硬件元件和相关的结构，但是应该理解的是，可以使用更多或更少的硬件元件和相关的结构，但是仍然在本发明的范围内。相应地，本领域技术人员可想到的任意和所有改进、变化或者等价布置应该被认为是在所附权利要求所限定的本发明的范围内。
权利要求
1.一种用于提供通信网络中的远程组件的状态的方法，包括确定接收组件的缺陷状态；将所述接收组件的缺陷状态发送到与所述接收组件分离的至少一个分布式组件；改变在每个分布式组件内维持的连接矩阵以指示相应的发送信道的缺陷状态；以及在每个分布式组件处，提取所述缺陷状态。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括在确定所述接收组件的缺陷状态后，基于所述缺陷状态生成远程状态指示，并且还包括将具有所述缺陷状态的所述远程状态指示发送到所述至少一个分布式组件。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括在将所述缺陷状态发送到所述至少一个分布式组件后，在所述至少一个分布式组件处基于所述缺陷状态生成远程状态指示。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述发送经由交叉连接发生。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，缺陷状态包括在所述接收组件所发送的数据中的未使用的开销片段中。
6.一种组件，其被配置为提供状态给通信网络中的多个分布式组件，所述组件与统一的交叉连接架构相交互，以提供所述组件和所述多个分布式组件之间的接口，所述统一的交叉连接架构与被配置为处理远程缺陷指示的缺陷指示交叉连接架构相交互，所述组件包括高阶终端和适配通道，其被配置为接收高阶数据；低阶终端和适配通道，其被配置为接收低阶数据；以及进入和输出远程缺陷指示通道，其接收远程缺陷状态并使用与所述高阶终端和适配通道以及所述低阶终端和适配通道并行的所述缺陷指示交叉连接架构来发送至少一个远程缺陷指示。
7.根据权利要求6所述的组件，其中，所述组件基于在所述组件处确定的缺陷状态生成每个远程缺陷指示。
8.根据权利要求6所述的组件，其中，所述组件确定该组件的缺陷状态。
9.根据权利要求8所述的组件，其中，所述组件发送该组件的所述缺陷状态。
10.根据权利要求9所述的组件，其中，发送所述缺陷状态促使接收所述缺陷状态的每个分布式组件改变每个分布式组件内维持的连接矩阵。
11.根据权利要求10所述的组件，其中，对所述连接矩阵的改变指示与所述分布式组件相关联的相应发送信道的缺陷状态。
12.根据权利要求6所述的组件，其中，所述高阶终端和适配通道包括至少一个终端组件和至少一个适配组件。
13.根据权利要求6所述的组件，其中，所述低阶终端和适配通道包括至少一个终端组件和至少一个适配组件。
14.一种用于提供本地组件的组件状态给通信网络中的分布式组件的方法，包括确定所述本地组件的缺陷状态；将所述本地组件的所述缺陷状态交叉连接到与所述本地组件分离的至少一个分布式组件；以及改变在每个分布式组件内维持的连接矩阵以指示所述本地组件和远程组件之间的发送信道的缺陷状态。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括在每个分布式组件处提取所述缺陷状态。
16.根据权利要求14所述的方法，还包括在确定所述本地组件的缺陷状态后，基于所述缺陷状态生成远程状态指示，并且还包括将具有所述缺陷状态的所述远程状态指示发送到所述至少一个分布式组件。
17.根据权利要求14所述的方法，还包括在将所述缺陷状态交叉连接到所述至少一个分布式组件后，在所述至少一个分布式组件处基于所述缺陷状态生成远程状态指示。
18.根据权利要求14所述的方法，其中，所述交叉连接经由统一的交叉连接发生，所述统一的交叉连接携带多阶数据。
19.根据权利要求14所述的方法，其中，缺陷状态包括在所述本地组件所发送的数据中的未使用的开销片段中。
20.一种系统，其包括至少一个组件；至少一个线卡，其包括成帧器；以及控制器；以及架构，其被配置为在所述线卡和所述至少一个组件之间提供互通信，其中所述架构包括高阶终端和适配通道，其被配置为接收高阶数据；低阶终端和适配通道，其被配置为接收低阶数据；以及进入和输出远程缺陷指示通道，其接收远程缺陷状态并且使用与所述高阶终端和适配通道以及所述低阶终端和适配通道并行的缺陷指示交叉连接架构来发送至少一个远程缺陷指示。
21.根据权利要求20所述的系统，其中，所述架构与TFI-5兼容。
22.根据权利要求20所述的系统，其中，所述架构与CSIX兼容。
23.根据权利要求20所述的系统，其中，所述线卡能够为兼容光纤通道的网络提供接口。
24.根据权利要求20所述的系统，其中，所述线卡能够为兼容以太网的网络提供接口。
25.根据权利要求20所述的系统，其中，所述线卡能够执行分插复用。
全文摘要
提出了一种方法和系统，其用于提供本地或接收组件的组件状态给通信网络中的分布式组件。本设计确定本地或接收组件的缺陷状态，并将本地组件的缺陷状态交叉连接到与该本地或接收组件分离的至少一个分布式组件，其一般使用统一的交叉连接设计。本设计还改变在每个分布式组件内维持的连接矩阵，以指示本地组件和远程组件之间的发送信道的缺陷状态。远程缺陷指示可以在本设计内确定并被提供给远程组件。
文档编号H04Q11/04GK101080890SQ200580043318
公开日2007年11月28日 申请日期2005年12月15日 优先权日2004年12月17日
发明者M·胡, M·库内尔, J-M·卡亚, C·法尔金哈姆 申请人:英特尔公司