每秒兆兆比特的分组交换机的制作方法

专利名称：每秒兆兆比特的分组交换机的制作方法
技术领域：
本发明涉及大型电信交换机，特别是涉及使用分组数据通信的大型电信交换机以便以每秒一兆兆比特的水平进行集中通过通信。
利用数字交换进行编码、复用、发送和解码出音频频率，以便进行世界上的数以百万次的语音呼叫的电信业务已经持续了相当长的时间。为跟得上需要，用于语音呼叫的电信交换机已经发展为非常大的规模。大多数路由选择和控制语音呼叫业务量的交换系统称为电路交换机。意思是对每个呼叫在主叫方和被叫方之间建立一种双向电路，通常是音频的。被建立的电路具有模拟面对面谈话，而没有使双方感到不适感觉的失真或时延所需要的带宽和传输定时。
可以替代电路交换的一种方案称为分组交换，对于分组交换而言，主叫方负责将信息变换成一个或多数据组。这个信息可能是编码的语音、可能是编码的计算机数据，或是可能是编码的视频信号。引导该数据组到达其目的地，即被叫方的号码通常包括在一个分组的首部中。然后分组交换网负责将每个分组路由选择到其相应的目的地而无过份失真或延迟。被叫方通常具有接收各分组和将其解码成一种适宜形式的设备。
进行语音、计算机(LAN/WAN)、传真、图象和视频数据的分组交换随着信息基础结构的各种建议，不断的正在拓宽向各种各样的场所的非常快的发展，形成对当前的分组交换系统的结构和协议的挑战。
许多出售者和服务提供者已经联合起来，致力于制定一个全球性的标准，允许以普遍的方式提供分组交换服务。由工业界努力的这种合作的结果已经加速了作为一种有效地路由选择和传送分组数据的标准手段的异步传输模式(ATM)的发展和应用。所述的分组数据按照目前的ATM标准具有随机分布的到达速率。因此，ATM是一种面向分组的标准，不同于大多数以前的数据分组(X.25帧中继等等)，ATM利用短的，固定长度的，称为信元的53字节的数据分组。ATM还利用一种流线形的差错校正和流程控制。实际上，ATM标准在链路水平上基本消除了差错防止和流程控制，而将这些功能留在网络边缘上的较高水平的协议上进行。这种方法允许以最小的网络延迟和抖动迅速路由选择短信元，使ATM与语音、数据和视频业务相兼容。ATM已经被计算机、LAN和WAN所利用，这样，从源计算机通过各LAN、WAN和公用交换网的无缝隙分组通信已经成为一个事实。
如果这种连接的水平对普通用户可以利用且如果组合语音、宽带数据和视频的先进的宽带业务同样以合理的价格可以利用，那么将来可以产生的ATM业务的容量实际上是没有限制的。因此，对设想的ATM分组业务量进行路由选择所要求的交换机和交叉连接的数目和规模在下一个十年中将以惊人的速率增长。对于长途和网间连接应用的ATM交换机和交叉连接可能要求从每秒155千兆位速率(在SONET(同步光纤网)OC-3以155Mb/s速率的1000个输入)到每秒2.4兆兆位速率(在SONETOC-48，以2.4千兆比特/每秒速率的1000个输入)的集合带宽范围。此外，如果家庭对宽带业务要求和通过公用交换网的LAN/WAN连接的增长，则本地电话交换机的运营者可以安装ATM交换机和交叉连接，用于具有从每秒100千兆比特到每秒775千兆比特的集合带宽的都市网(MAN)的应用。
出于必然，对于ATM交换机来说，最近的结构研究和软硬件的发展都集中在具有非常小的集合带宽的交换机上以满足近期市场需求。例如，在LAN/WAN社区的大多数规划要求从150Mb/s到12Gb/s的集合带宽，并且在电信工业中的大多数已有的建议需要从20 Gb/s到160 Gb/s的集合带宽。大多数这些ATM分组交换结构不能按比例增加到大的规模。增加目前的ATM交换机结构将受到成本、规模和/或由于目前技术限制而造成的物理上不可实现的限制。
例如，对于大型、高吞吐量的交换机的非常通用的设计是利用多级互联网络，包括由各链路(链路级)互联的多级交换节点(节点级)，来提供各输入口和各输出口间的多个通路。Clos，Banyan和Bene网络是这种网络的例子。多级网络设计可以得到具有非常高性能水平(低的阻塞概率、低延迟、高程度的容错等等)的网络，并可导致低的系统成本，这是因为网络的资源(节点和链路)是由可以在该网络中建立起来的许多不同的通路时分共享的。然而，由于路由选择确定所要求的时间和处理能力的原因，实现大吞吐量的ATM分组交换机的多级网络仍是一个问题。
任何大型的高吞吐量的ATM交换结构都会涉及深深地影响着ATM交换机整个性能的两个基本焦点。第一是由于分布网络(也称为交换结构)的内部链路的阻塞而使信元丢失，第二是由于在同—瞬间通过交换机的两个或多个ATM信元对于输出口的竞争而丢失信元。第一个焦点可以通过设计一个具有足够交换结构(节点和链路)的网络，使得在输入口和输出口之间存在着多个通路而得以解决。结果，如果两个或多个ATM信元试图利用在交换结构中的同一个共享的资源(节点或链路)，则每个信元通常可以找到一个通路，从而消除了大多数内部网络的阻塞问题。第二个焦点要求能处理同时到达相同输出口的信元的某种类型的方法和设备。
用于交换机处理到同一输出口的信元的一般技术在作者为Eng等人的“A Growable Racket Swith Architecture”，IEEETransactions on Communications，February，1992和在另外一篇作者为Yeh等人的“The Knockout Swith”，ISS AT&T TechnicalPapers，1987，中给予了分析。这种一般设计技术，如

图1所示，将分组交换机分成两个不同部分。一个N×(FN)分布网络(该网络提供N个输入口)和K个m×n输出分组模块(该模块提供总数M＝Kn个输出口)。假设，从分布网络发出的每个链路都要求端接在一个输出分组模块的一个输入端，可以看到必须满足方程FN＝Km。在示于图1的交换机中，交换结构是一个无记忆的N×(FN)扇出(fanont)交换机，该交换机的功能是将到达的ATM信元路由选择到连接到该信元所希望的输出口的输出分组模块的m个输入端的任何一个。该输出分组模块是一个具有缓冲器的m×n交换机，当两个或多个信元竞争一个特定的输出口时缓冲器可用于存储要被延迟的信元。如果到达的通信业务量在所有的输出口上是均匀分布的并且在输出分组模块中的缓冲器足够的大，则可以将m∶n的比率选择得足够大以使在该网络中信元丢失的概率低于任何所期望的信元丢失概率的水平。实际上，如果网络的规模(N)很大并且R代表该交换机的负载，则由Eng等人给出的具有m×n个输出分组模块的网络的信元丢失概率由下式给出 现存的小型分组交换机具有约10-12的可接受的信元丢失概率，这样任何小于现存基数的丢失概率被认为是可接受的。
除了由于内部竞争引起的ATM信元丢失以外，在ATM分组交换机中，在所有N个信元同时到达该分布网络的输入端的情况下，这些信元必须在每一级中被处理并在下一组N个信元到达网络的输入口之前通路搜索必须被处理。如果例如输入的传输线路支持SONET OC-48 2.5Gb/s的位速率，则一起到达的N个ATM信元组必须被处理并且每176纳秒(在2.5Gb/s链路上的一个ATM信元的持续期)发送到管道的下一级。对于大的N值，实际的处理能力量则要求完成所有N个信元的通路搜索操作(对于N＝256，则至少每秒必须完成1.45×109个通路搜索，它对应于每Ps一个通路搜索的平均处理速率)。目前商品化的微处理器每秒可以处理大约100×106个指令。如果每个通路搜索仅用一个指令，则1.45×109个通路搜索将需要至少15个这种微处理器的处理能力。因此，对于大型ATM分组交换机而言，则需要一个不同于单独的商品化的微处理器的通路搜索控制器。
可以设想两种解决通路搜索问题的方法。一种方法利用带内，即自路由选择，控制技术执行要求的通路搜索。对于带内控制技术而言，连接请求被预置到各ATM数据信元中并通过交换机沿由接着的ATM有效负荷使用的相同通路进行路由选择。这种方法一般要求处理部件要被分布到该网络中所有的节点上。这导致在该网络中每个节点的相当复杂的硬件，以在确定如何对到达的连接请求和ATM信元进行路由选择时，执行本地化的通路搜索操作(仅对通过该节点的各信元)。第二种方法利用带外控制技术，从而控制器和交换机结构利用这种结构被逻辑上分开。在由通路搜索得出的控制信号被注入交换机结构以设置通路之前，连接请求被发送到通路搜索控制器。这个第二种方法要求该带外控制器具有非常大的处理能力(正如上面所述)，因为许多通路搜索操作必须在非常短的时间周期中执行。
因为在利用带内控制技术的交换机中的通路搜索操作仅仅是根据本地化的通信业务信息的而不是基于相对于所有交换机通信业务的全局信息，所以由带内通路搜索产生的连接并不总是以最佳方式选择路由的。结果，利用带内控制技术的系统与根据带外控制技术的低花费交换机相比，经常要求更多的交换结构(级和节点)提供相同的操作特性。此外，带外控制ATM交换机结构共享许多具有集中控制器的许多现有的电信交换和交叉连接产品的一部分，这样，基于功能结构的系统的开发将会比基于较新的结构方案产生较少的设计问题。因此，带外控制的ATM交换机应能得益于较低的硬件成本和具有更为标准化的结构部件。另一方面，对于N个到达的ATM信元，与执行带外控制器的通路搜索相关的困难和标准划分的带外控制器执行N个通路搜索所需要的时间也希望有较新的带内控制交换机结构。例如，假设一个通路搜索要求至少从忙闲存储器读一次，向忙闲存储器写一次，N个通路搜索要求2N次对存储器的访问。如果N＝256，则控制器必须每176ns进行512次存储器访问，这样，平均存储器存取时间必须是340ρs。因为340ρ的存储器不是商品化的，所以对于任何带外控制器要求不同于当前的标准结构分割的通路搜索方案。
与当前ATM结构的不确定性和缺点相联系的大型ATM交换机所要求的高概率表现出在本技术领域中非常需要以每秒兆兆位的吞吐量操作和可以利用现存的半导体技术制造的元件构成的分组交换结构。而且，这种结构必须以灵活的方式提供随用户从非ATM通信到ATM通信的变化而发展的电信网络。
按照本发明的一个方面，简单地陈述了，通过提供一种ATM分组交换结构实现优于现有技术的效果，该结构具有包括一个ATM信元周期存储器的线路卡，一个单线的减少互联的交换机结构，一个带外控制器，和输出分组数据模块。
按照本发明的另一个方面，通过提供一个分组交换机实现优于现有技术的效果，该分组交换机用于交换从许多输入线中的任何线到许多输出线的任何线的电信分组数据。这种分组交换机包括许多输入接口，每个接口具有连接到相应输入线的输入口和一个输出口。每个输出口被扇出到F输入口，这里交换网络的F具有I个输入口和P个输出口。F是扇出数，该数是一个大于1的整数，I是输入线的整数倍，和P是一个输入口的数I的整数信。该交换网络被分割为C个管道，这里C是一个整数等于P被I除的值。共同具有许多输出模块输入端的输出模块被连接到该交换网络的P个输出口。每个输出模块输入端被连接到该交换网络的P个输出口的一个相应输出口。各输出模块具有多个输出端，这些输出模块的输出端的每一个被连接到所述许多输出线的一个相应输出线。C个管道的每个管道具有一个从许多输入线的每个线可连接到许多输出线的一个相应输出线的通路。另外，该分组交换机包括一个带外通路搜索器，用于为一个电信分组数据从其相应的输入接口到其期望的输出线搜索一个通路。
按照本发明的另外一个方面，该分组交换机可通过为每个管道提供从其输入口到其输出口的与其他管道的交换模式无并的一种交换模式来增加通过该交换网络成功地搜索一个通路的可能性。另外，该分组交换机通过提供确定所选择的通过该分组交换机连接的各个分组数据的优先次序，增加了通过该交换网络成功地搜索一个通路的可能性。
图1是一般的可发展的(growable)的分组交换机的框图；图2是对图1稍许重新绘制的图；图3是按照本发明的其交换结构被分割为L个多管道的可发展的分组交换机的框图；图4是类似于图3的具有4个管道(L＝4)和表示出各管道的配置的本发明的实施例的框图；图5是表示图4的实施例的简化框图，该图更为详细地表示出控制器；图6是说明的表示在图5的控制器的请求的定时序列；图7是输出模块的一个实施例的简化框图；图8是以平面图的方式说明一种娱乐场和其卫星式停车场的滚动及其操作的例子。
图9表示带有和没有分配优先权的各种ATM信元和丢失概率的计算值的曲线图；图10是交换控制器和其链路控制器的简化框图；图11是一个链路控制器的详细逻辑图；图12是用于图11所示的链路控制器的状态表；图13A-13D连在一起表示响应于一个请求序列的交换控制器的操作；图14表示通过按照本发明的具有4个管道控制器的交换机的通路搜索的滚动；图15表示在按照本发明的ATM交换机系统中信元丢失概率相对于故障链路的百分比的曲线图；图16是按照本发明的控制器的简化框图；图17是一个进行STM通信和ATM通信的本发明实施例的框图；图18是类似于图4的按照伽罗瓦域理论具在每个输入接口和每个器管道(L＝4)之间独立连接的本发明的一个具体实施例的框图。
现参照图2，以方框图形式表示出用于ATM通信的大型的通用交换机10。ATM交换机10具有许多输入接口120-12N-1，一个交换机结构14，和缓冲的输出模块160-16V-1。对于ATM操作来说，输入接口120-12N-1是一些高速数字放大器，用作匹配网络和功率放大器，用于扇出在其各输入端接收的信息到该交换机结构14的多个输入口。每个输入接口120-12N-1还需要有存储一个ATM信元的容量，正如在下文将要解释的那样。同样对于ATM操作来说，缓冲的输出模块160-160V-1是一些集线器，当两个或多个分组数据被导引到各输出端Out0-OutN-1的相同输出端进行争用时，起到缓冲作用以减小分组数据的丢失。
交换结构14包括一个扇出F，其中来自输入接口120-12N-1的每个输出端被扇出到交换结构14中的F个输入端，以致于如果ATM交换机是一个N×N交换机，则交换结构14将具有FN个内部输入端和FN个到输出模块160-16V-1的输出端。输出模块160-16V-1具有一个扇入或集线器因子F，以便将该交换结构14的FN个输出端变换为N个输出模块输出端Out0-OutN-1。每个输出模块160-16V-1存储到达的ATM分组数据到FIFO队列，和然后当各输出口可以利用时，发送在这些FIFO队列的各个前面的ATM分组数据到它们所期望的输出端Out0-OutN-1。
交换结构14是一个一般的分布网络，它可以是交换机网络，特别是纵横制交换机，提供从其输入口170-17N-1的每一个到其输出口190-19N-1的每一个的多个通路。然而，当N的数值超过32时，一个N×N纵横制交换机作为交换结构14的交换元件就变得非常不实际。因此，实现如图2所示的一般结构需要某种其他方式。
现参照图3，示出了对于N个输入端，其中N的数值至少是256的实际的和可能的一种ATM交换机10A。从每个输入端170-17N-1通过交换结构14A提供多个通路以防止阻塞。这些多个通路被划分为称为管道的一些组，每个管道在该网络中的每个输入口170-17N-1和每个输出口190-19FN-1之间提供一个通路。因此，交换结构14A被制造成由多个管道180-18L-1组成。输出模块160-18V-1基本上是和图2的输出模块相同的。
交换结构14A是一个单级、无记忆的非自路由选择的网络。因为交换结构14A和全N×N纵横制交换机一样不是无条件地无阻塞的，所以用一个控制器20来通过四个管道为每个ATM信元搜索一个通路。因为每个管道180～183包含一个能传送ATM信元的通路，所以控制器20的真正目的是寻找一个不阻塞的通路。
对于ATM交换机10A来说，如果输入线N的数目等于256和如果每个输入线以每秒2.5Gb/s的数据速率操作，则其集合吞吐量将是0.640Tb/s(其中Tb/s是每秒兆兆位)。将这样的ATM交换机增加一个因子2，得到512个输入线和输出线，将直接导致大于1Tb/s的集合通信吞吐量。1024×1024规模的ATM交换机已被计算出来仍在当前的技术范围内，而且相信本发明的结构是可以扩展的，甚至于在可用元件的速度增加，新的技术被开发的情况下能满足要求。
参照图4，示出了一个具体的ATM交换机10A实施例。在这个具体实施例的ATM交换机10A中具有连接到256个ATM输入线In0-In255的256个输入接口120～12255。这些输入接口的输出端被连接到交换结构14A的输入口170-17N-1。该交换机14A包含一个总数为64的16×16纵横制交换机150-1563，其被分割为四个管道180-183。扇出F等于4，如果输出口数等于FN，则产生1024个输出口190-191023。输出口190-191023被分别连接到16个64×16输出分组数据模块160-1615的各个输入端。该16个64×16输出分组数据模块被连接到256个输出端Out0-Out255。本专业的技术人员将会意识到，也可能利用其他的元件组合，例如32个32×8的输出模块可以代替表示在图4中的64×16输出模块。
ATM交换机10A还具有一个控制器20，该控制器负责为每个ATM分组数据搜索和找到通过该交换结构14A的可用管道。控制器20利用这样一个事实，即交换机结构14A被分为四个管道，分解管道搜索任务是四个并行的管道搜索任务，每个搜索任务时移一个可接受的量。
对于描述在前面的和表示在图4和5中的0.640Tb/s，N＝256的实施例，控制器20可能包括在8个印刷电路板上。控制器20可从多达256个线路输入接口120-12255中接收多达256个16位请求矢量和在每176ns内对这些请求矢量的每个执行通路搜索。ATM信元间隔产生用于在该交换结构14A中建立连接的1024个16位连接矢量。这要求控制器20以至少46Mb/s的处理器时钟速率操作。这个中等的时钟速率允许控制器20中的逻辑电路用现有的CMOS EPLD或类似的器件实现，因此控制器20(在大量的情况下)的制造成本是非常合理的。
从输入接口120-12255到控制器20的请求矢量的移动和从控制器20到交换结构14A的纵横制交换机150-1563的连接矢量的传送是一个挑战性的任务，因为大量的控制信息必须在每个ATM信元间隔的176ns中传送。例如，在含有256个输入接口的ATM交换机中，256个16位请求矢量必须每隔176ns传送到控制器20，导致在输入接口子系统与控制器子系统之间的23Gb/s的集合带宽。此外，1024个16位连接矢量必须每176ns以被传送到交换结构14A，以控制纵横制交换机150-1563。这要求在控制器20子系统与交换结构14A子系统之间具有93Gb/s的集合带宽。这个93Gb/s的连接矢量信息可以通过标准压缩技术压缩为29Gb/s(假设，在每个ATM信元间隔，仅一个输入端被路由选择到输出端)。然而，由于这种控制信息应当是以高可靠性被传送的，所以这些子系统之间的所有控制连接或控制链路应当是双重冗余的(在图4中未表示出)，这样，在输入接口卡与控制器20之间实际存在46b/s的传送数据和在控制器20与交换结构14A之间存在58Gb/s的传送数据。高速串行链路22最好用于发送这些控制信息。对于这样一种情况，输入接口120-12255将被分为四组，因此仅64个串行链路将被要求从输入接口120-12255到控制器20传送请求矢量，和128个串行链路将被要求从控制器20到管道180-183传送产生的连接矢量(假设上述的数据压缩技术已应用到连接矢量)。
虽然利用带外控制技术不要求这些高速串行控制链路22和附加硬件花费，但这些链路22使整个系统硬件成本稍有增加。考虑到图4和5的256个输入端的ATM交换机10A已经具有在对输入接口120-12255之间的ATM信元进行路由选择所需的1024个高速串行链路和用交换结构14A(在包括4个扇出时)和1024个更高速串行链路从交换结构输出端190-191023到输出分组数据模块160-1615传送ATM信元。因此，用于传送控制信息的192个串行链路22的增加，将系统中高速串行链路的总数增加了仅9％。
应用Yeh等人的文章“The Knockout Switch”的计算，图4和5所表示的ATM交换机10A的ATM信元丢失概率是4.34×10-3，假设各输入端的连接是对称的不独立的，正如在本申请的下面将要描述的那样。这种信元丢失概率达不到前文所述的低于1×10-12的可接受的ATM信元丢失概率。
为了减少ATM信元丢失概率，控制器20应用了一种称为滚动的瞬时扩展技术，该技术提供了许多统计上的优点。滚动包括和实现三个意在提供更均匀的分配业务量负载的基本目的。这些目的是(1)在所有管道180-183空间上平均分配通信业务，以至于一个管道将仅承担其通信业务负荷的适当比例的部分，(2)在每个管道180-183中将通信业务空间上平均分配给所有16×16纵横制交换机150-1563，以便每个纵横制交换机都平均加载，和(3)暂时地将在一个给定的ATM信元周期到达的通信业务分配到两个ATM信元周期，以便当出现非常大的通信量且是到一个特定的输出分组数据模块时，有效地减小在一个偶然的ATM信元周期中的通信业务负荷。这种有效地降低通信业务负荷是通过在一个拥挤的ATM信元周期期间延迟某些ATM信元的到达来实现的。这些信元要延迟到下一个连续的ATM信元间隔，此时争用公共资源的业务负载，即到公共分组模块的连接将很可能减小，所以这些信元间隔应具有较高的在下一个ATM信元间隔被传送的可能性。因为交换结构14A是无记忆的，所以该ATM信元必须等待下一个ATM信元间隔，才被存储在其相应的输入接口120-12255。
除了满足分组通信量控制以分配负荷的这三个基本目的以外，滚动还满足另外两个非常重要的ATM系统目的。第一，目的(4)，ATM交换机10A必须保证，当ATM数据流在输出分组数据模块160-1615被重建时，既使滚动使数据流中一些ATM信元的延迟不同于其他信元，该ATM信元的次序也能够被简单地保持。第二，目的(5)滚动必须保证，控制器20将试图把每个ATM信元通过四个管道的每一个传送到其所期望的输出分组数据模块，但是每个连续通路搜索的偿试必须发生在较轻负荷的16×16纵横连接器中，以便第一次偿试发生在具有许多以前发送的ATM信元的16×16纵横连接器中(且几乎没有到输出分组数据模块的可用通路)，而第四或最后的通路搜索偿试发生在实际上是空的16×16纵横制交换机中(从而提供许多到达输出分组数据模块的可用通路)。滚动技术类似于空间通路搜索技术，将尽可能多的呼叫打包成空间网络的一部分，通过在系统的一部分中的近似100％的占有率，使其余的呼叫通过系统的其余部分成功地进行路由选择具有很高的可能性(如果使用率低于100％)。因此，滚动在其第四和最后的通路搜索试图中提供ATM信元被成功的发送的非常高的概率。目的(5)，通过将许多ATM信元打包在网络的一部分中，粗略地看来似乎与要求将通信量在空间上分配给整个网络的目的(1)相矛盾。但是，正如下面将要解释的那样，由滚动技术提供的暂时扩展允许网络同时满足目的(1)和(5)。
假设图4的256个输入口170-17N-1的每个具有一个通过该分配网络待传送的ATM信元，和假设该交换结构14A是由四个管道180-183组成的，则带外控制器20需在该各信元被发送之前，执行各ATM信元的256×4＝1024个唯一通路搜索。为了将ATM信元平均分给所有四个管道，256个ATM请求连接，滚动技术将这些请求分为4个等长20的组。第一组将首先对其ATM信元在管道180执行通路搜索，然后在管道181，然后在管道182，和最后在管道183。第二组将首先对其ATM信元在管道181执行通路搜索，然后在管道182，然后在管道183，和最后在管道180。第三组将首先对其ATM信元在管道182，执行通路搜索，然后在管道183，然后是管道180，和最后在管道181。第四组将首先对其ATM信元在管道183执行通路搜索，然后在管道180，然后在管道181，和最后在管道182。这种通路搜索的环形顺序保证传送的ATM信元被均匀地分配到所有各个管道。此外，如果四个等大小的各组中的每一组的ATM信元被选择，以至于一个组中的ATM信元可被准确地传送到任何16×16纵横制交换机的16个输入端的四个，则被发送的ATM信号将还被均匀地分配给所有16×16纵横制交换机。
现参照图5和6，描述用于按照本发明的滚动技术的定时图。为了同时满足目的(1)，(2)和(5)，带外控制器20利用在目的(3)描述的时间延迟/时间分配，而且目的(3)要求的这些ATM信元必须在每个ATM信元间隔期间提供。在所有的情况下，当一组ATM信元从管道183到管道180沿控制器20的环形结构传送时，控制器20重新分配这些信元到下一个ATM信元间隔(周期)，该下一个ATM信元周期要求该ATM信元被延迟一个信元周期。由于这种重新分配和延迟，每个信元组对于其第四和最后的通路搜索遇到一组很轻负荷的16×16纵横制交换机。利用ATM信元间隔的重新分配和延迟的滚动技术的附加的优点是它还允许多于64个同时到达的ATM信元通过交换结构14A传送到任何一个输出分组数据模块160-1615(即使从交换结构14A到每个输出分组数据模块160-1615仅有64个连接或链路)。这是与滚动技术同时出现的，因为在相同ATM信元间隔期间，所有ATM信元都不需要被传送。因此，滚动技术当用于带外控制器20时，在交换结构14A中和在输出模块160-1615中都将导致非常低的信元丢失概率，即使是在具有特别高的通信业务负荷的瞬间信元期间也是如此。
某些ATM信元在通过交换机14A被传送时所引起的一个ATM信元周期的延迟，通常可能导致在满足保持正确的信元顺序的目的(4)时很困难。然而，带外控制器20中通路搜索的环形顺序保证了在ATM信元流中的被延迟的信元与非延迟的信元相比总是通过较小编号的管道被发送(这里管道180是最低编号的管道和管道183是最高编号的管道)。如果信元是从交换结构14A中提取的且以最低编号的管道到最高编号的管道管道180、管道181、管道182、和管道183的次序装入输出模块160-1615的每个输出模块的先进先出队列1740-17463(示于图7)，则这个信息，因ATM信元至多被延迟一个信元周期的事实联系起来，保证正确的信元排序将被保持。
现对照图7，输出模块16C和15个其他输出模块)可以是公开在1995年5月2授权给Cyr等人并共同授让给本发明的受让人的名称为“异步传输模式交换结构”的美国专利5412646的那种64×16的集线器实施例。因此这个美国专利也被援引于此以资参考。在图7中的输出模块160是上面参考Cyr等人的专利表示在图4的一般化集线由的特定情况。因为输出模块160-1615已在上述参考的申请中做了很好的描述，为了简洁起见，它们将不在这里进一步描述。
为了提供滚功技术的更好理解的方程，结合图8将描述一个实际的模拟，图8是一个娱乐场系统500。例如用电车将许多人从娱乐场的停车场511，512，513或514送到娱乐场的问题。电车系统530由四列tiam shuttle电车组成，每到具有预定路线。用这些到电车模拟交换结构14A的四个管道。每列电车含有16个车相，(代表在一个特定管道中的16×16纵横制交换机)，每个车相装备16个座位(代表从一个16×16纵横制交换机发出的各输出链路)。在这种模拟中，每个顾客(代表一个ATM信元)到达娱乐场520周围的四个停车场511，512，513，或514中的一个。结果，每个顾客立即被安置在四组中的一个，因为停车场511-514是相同大小的，故平均每组包含有相等数量的游客。在任何一个停车场511，512，513或514的游客然后必须分开和加入16条线路之一，其中每条线路与一列电车的一个相应车相相关联。娱乐场520被细分为16个不同的主题区(过去园、未来园等)，一个特定的电车车相的16个座位的每一个都用这些座位的占有者将被允许的主题区标注，在到达停车场之前，每个游客必须随机地选择16个主题(代表16个输出分组模块160-1615)之一，在该主题他或她希望渡过一天的时光。然后，游客必须在经过停车场的各上车区513、532、533、或534的四列电车之一找到与他们希望去的主题区有关的一个可座的座位。如果一个游客在四列电车都已通过以后没有找到一个可座的座位，则在这一天，他或她不能被允许进入该娱乐场(这个苛刻的条件代表了一个ATM信元由于分配网络的所有四个管道中的阻塞而丢失，这种可能性很小但还是有可能的)。
停在该游客能够尝试的上车区的第一电车已经去过了三个其他停车场的上车区，这样该游客的预订的座位可能已满。然而，如该游客发现他或她在电车上的座位仍空着，则电车将运送他或她直接去娱乐场520。如果该游客没能上去第一列电车，他或她必须等待和偿试已经去过两个其它停车场的上车区的第二列电车。如果该游客在第二列电车上成功地找到他或她预定的座位，该电车将在又一个停车场停车以后将该游客送到娱乐场520。如果该游客没有上去第一电车和第二电车，则他或她必须等和偿试仅已去过一个其他停车场的上车区的第三电车。如果该用户在第三电车上成功地找到他的或她的座位，该电车将在两个附加的停车站停车以后运送他或她到娱乐场。如果该游客在前三个电车的任何一个都没上车，则该游客必须等和偿试第四个和最后一个电车。幸运地是，这列电车尚未去过任何停车站，因此，该到达的电车是空的，只有另外一个游客在他/她的停车场线路上也偿试该相同的座位时才可能得不到该座位。系统530满足目的(5)，因为连续到达的电车的每一列都比以前的一列更轻载一些。因此，滚动ATM信元的控制器20的确能够满足目的(1)、(2)、和(5)。
如果仅使用滚动技术的话，可将ATM交换机10A的ATM信元丢失概率从4.34×10-3改进到约为10-11。利用文章“AGrowable Packet Switch Architecture”教导的分析可以对一个ATM交换机10A的丢失概率以分析的方式模拟和进行计算，该ATM交换机具有按照伽罗瓦域理论的到交换结构14A的各输入端的独立的连接和还具有包括滚动技术的带外控制器20。在管道180的每个16×16纵横制交换机上接收出现的等于Ra＝RL/4+Rres的通信量负荷，其中Rres被定义为16个输入端对一个在管道183被阻塞和被重新尝试传送到管道180的16×16纵横制交换机的百分比。对于求解信元丢失概率的第一次偿试，让我们假设Rres＝RL/16。因此，一个16×16纵横制交换机在管道180的信元丢失概率可以利用Eng等人的人公式确定
其中m＝1，n＝1，和交换机负荷由Ra＝RL/4+RL/16给出。利用这种设置，所得到的16×16纵横制交换机的管道180满负荷信元丢失概率可以被计算如下P(在管道180的信元丢失)＝1.3×10-1因此，16个输入端对第一次偿试以后通过第二管道的一个16×16纵横制交换机的百分比由下式给出f1-2＝Ra×P(在管道180的信元丢失)＝(3.13×10-1)(1.3×10-1)＝4.06×10-2因为对称，通过管道183到管道180的输入端也有相同的百分比，这样上面R/16＝0.062的余额的假设是不妥的。通过再选该假设并进行第二次偿试，现在假设Rres＝RL/32。因此，在管道180中单个的16×16纵横制交换机的信元丢失概率可利用Eng等人的公式重新确定，其中m＝1、n＝1，交换机负荷由Ra＝RL/4+RL/32给出。利用这些假设，对于管道180的16×16纵横制交换机的满负荷(RL＝1.0)的最后的信元丢失概率被计算为P(在管道180中的信元丢失)＝1.2×10-1。
因此，16个输入端对第一次偿试以后通过第二管道的一个16×16纵横制交换机的百分比由下式给出f1-2＝Ra×P(在管道180中的信元丢失)＝(2.81×10-1)(1.2×10-1)＝3.37×10-2这个计算结果是非常接近于Rres＝R/32＝3.13×10-2的假设值的，所以该假设被认为是令人满意的。被阻塞的信元被发送到管道181，用于接下来的通路搜索，和它后遇到来自以前偿试的微不足道数量的ATM信元。因此，16×16纵横制交换机在管道181中可以被作为一个具有m＝1、n＝1，和Ra＝f1-2，的可生长(growable)的分组交换机用于进行分析，这个模型的最后的信元丢失概率是1.4×10-21。16个输入对通过管道182的管道181中的16×16纵横制交换机的百分比是4.2×10-4。类似的讨论给出对于进入管道182的信元丢失概率是1.9×10-4，和16个输入端对通过管道183的16×16纵横制交换机的百分比是7.9×10-8。在管道183中的最后的ATM信元丢失概率是3.7×10-8，和16个输入端对不通过管道183的16×16纵横接线器(因此没有通过所有四个管道偿试)的百分比是2.9×10-5。因此，通过在带外控制器20中利用滚动技术，在其交换结构14A的各输入端具有独立连接的ATM交换机10A的ATM信元丢失概率可以从无法接受的1.47×10-6值降低到可以接受的2.9×10-15值。
优选级技术可以与上文描述的滚动技术结合使用进一步减小ATM交换机10A的信元丢失概率。回过来参照图8和娱乐场的模拟，在电车的上车区要求某种判断形式，当多于一个游客请求相同的座位时，确定把一个特定的座位给予在线路上的哪个游客。同样，带外控制器20必须提供一种判断方案，每当两个或多个信元请求接入相同链路时，用于选择将一条特定链路分配给那个到达的ATM信元。所用的判断方案可以对ATM信元丢失概率具有有益的影响。
一种可能的判断方案是一个确定哪个ATM信元将被分配给链路的随机方案。这种随机选择方案是基于上文提供的滚动技术的分析的假设下的方案。但是，其他判断方案也是可行的，一种具有优势的特定判断方案称之为优先级方案。该成先级判断方案给一个特定组中的每个ATM信元分配一个优先级加权。每当两个或多个信元请求接入相同链路时，具有较高优先级加权的ATM信元在具有较低优先级加权的ATM信元的前面。因此，在ATM信元的组中产生一个有效的分级。
一种分级的产生从表面上看似乎在交换结构14A中产生不希望有的特性，因为具有高优先级加权的用户将被给予优于具有低优先级加权的用户的服务。事实上，在每一个组中一个具有最高优先级加权的用户从不会使他的或她的ATM信元被其他用户的ATM信元的阻塞。显然这看起来似乎不公平，但是对这种分级方式的影响进行详细分析会发现，这实际上改善了性能，即对于所有的用户，甚至于是具有最低优先权的等级的底层，信元丢失概率也会降低。
这种分析的结果被综合于图9，其中ATM信元的丢失概率，即一个信元未被分配给一个可用通路的概率被表示为带外控制器20在不同管道偿试的通路搜索数目的函数。在这种分析中，假设组的大小是4，即最多4个ATM信元可能同时争用相同的链路。因此，分配了四个不同的优先级加权，以对与每个组相关的四个输入口产生相应的等级。与一个特定的输入口相关的优先级加权假设是不随时间变化的固定常数。在图9中得到由线901、902、903和904表示信元丢失概率随着在多个管道所执行的通路搜索的增多而下降，但是也表示出，正如所期望的那样，带有较低的优先级加权903、904的输入端比带有较高优先级加权901、902的输入端具有较高的信元丢失概率。叠在这些曲线之上的类似曲线910表示当未用等级判断方案代替随机选择仲截方案时的概率。令人惊奇的和意想不到的结果是在四个不同管道的通路搜索以后，随机选择判断方案产生的信元丢失概率高于等级判断方案的平均信元丢失概率。事实上，随机选择判断方案的曲线910示出了所有输入口的平均信元丢失概率，该概率明显地高于在分级判断方案中具有最低的优先级加权的输入口的平均信元丢失概率的曲线903和904。这种现象可以由这样的事实予以解释，即在三个不同管道中的三组通路搜索以后，进入第四管道的ATM信元请求的分配根据用随机还是优先级加权判断方案而不同的。在随机选择判断方案中，存在一个小的但均等的所有ATM信元请求一个通路的概率。然而在分级判断方案中，大多数具有较高优先级加权的ATM信元请求一个通路的概率实际等于0，而具有最低优先级加权的ATM信元请求一个通路的概率很大，因为特定的ATM信元在它以前的所有三次通路搜索偿试中可能已被拒绝接入链路。但是，在控制器的第四个和最后一个通路搜索器中以高概率到达的一个单独的请求将导致比以低概率到达的许多请求更多的被传送的ATM信元，这是因为该单独的请求总能够被满足的，而不会发生输出链路连接争用。
结果，从图9的各曲线明显看出，通过分配优先级加权给各输入口和通过利用分级判断方法解决带外控制器中的链路连接和传送通路，交换结构14A的信元丢失概率的最坏情况可以从由引入滚动技术实现的2.9×10-5降低到一个更低的值2.4×10-16。值得注意的是，如图9所示，分配了较高的优先级加权的输入口将会得到较低的信元丢失概率。
再参照图5，为了提供一个滚动和优先级加权方法的实际的实施例，ATM交换机10A被分为四个基本系统。这四个子系统包括输入接口120-12255，输出模块160-1615，交换结构14A，和带外控制器20。
网络中的输入接口120-12255在输入传输链路与连接到交换结构14A和带外控制器20的链路之间提供所需的接口。结果，输入接口120-12255必须提供一个输入传输线路的终端。例如，如果输入传输线路是SONET链路，则输入接口必须提供时钟恢复，链路差错检测，SONET指针处理和帧描述，ATM信元的提取，和使到达的ATM信元与分配网络中的系统时钟同步的弹性存储功能。然后提取的ATM信元被装入输入接口中的一个FIFO缓冲器。该输入接口还必须从FIFO缓冲器中读出ATM信元并从该信元中提取ATM首部。每个ATM首部的VPI/VCI字段然后被用作进入输入接口中的翻译表的地址。该翻译表的输出端提供一个新的VPI/VCI字段和该ATM信元要被传送到的输出分组数据模块的地址。新的VPI/VCI字段被写入ATM信元作为对老的VPI/VCI字段的代替，同时输出模块地址作为一个请求矢量被传送到带外控制器20用于交换结构14A。因为带外控制器20要求的处理时间的量是一个固定值，则输入接口简单地将该ATM信元保持在一个缓冲器中，直到带外控制器20完成其通路搜索并已将结果转发到交换结构14A。一旦交换结构14A被装入新的交换设置，以合适的路由ATM信元输入，接口就能将ATM信元注入交换结构14A，通过交换结构14A自动路由选择到其所期望的输出模块160-1615。应当注意到，每个输入接口120-12255实际上设有到交换结构14A的四个管道180-183中的每一个的链路。此外，在交换结构14A中使用滚动(即，暂时扩展)可以要求在两个连续的ATM信元间隔的任何一个期间将ATM信元的副本注入到四个链路的每一个中。结果，在输入接口120-12255中的定时必须紧耦合且同步到ATM交换机10A中其余各子系统的定时。
在图5中的256个输入接口120-12255中的每一个都是以从0到255范围的地址编号的，但每个输入接口还分配一个由A-P之间的一个字母给出的别名地址。这些别名地址用于识别输入接口的将连接到交换结构14A之中的哪个输入口。一个特定的输入接口连接到的实际的一组四个纵横制交换机是由伽罗瓦域技术确定的。这些技术保证在任何管道的任何16×16纵横制交换机的所有输入端之间都是独立的。
在图5中的16个输出模块160-1615的每一个被标以从AA到PP范围的地址，和每个输出模块在ATM交换机10A中执行一个重要的功能。图5中的输出模块160-1615的每一个为从交换结构14A发出的64个链路的一个相应组提供终端。输出模块160-1615的每个还提供两个功能它提供一种小规模的空分交换，以将到达64个输入端之一的每个信元传送到所希望的16个输出口之一，它还提供对ATM信元的缓冲，以处理同时到同一输出端Out0-Out255的多个分组数据的有关问题。
要实现这两个功能有许多方法。最直接的方法可能是构成一个在ATM信元间隔(176ns)中可执行64次存储器写和16次存储器读的共享的存储器转换器。该存储器而后可看作16个分离的链接表(之一用于每个输出端Out0-Out255)以及合有空闲存储器位置的第17链接表。虽然简单，这种方法要求每176ns 80次存储器访问。一种可替代的方法是将每个64×16输出模块160-1615分为64×16集线器和16×16共享存储器转换器。集线器可是一个每个ATM信元间隔提供64次写和16次读的存储器系统，但是存储器的规模可以很小(且存储器的速度不很快)，因为在这个存储器内不提供用于输出连接问题所要求的缓冲。此外，64×16集线器可以按照分布在64个不同的存储器芯片的一个单独的链接的表来实现。结果，每个存储器芯片对于每个ATM信元间隔仅要求一次写和最多16次读。该16×16共享的存储器转换器在每个ATM信元间隔仅执行32次存储器访问，这样，可以使用较慢的(或较大的)存储器，对于输出连接问题的缓冲可以提供在这个输出模块的共享的存储器部分中。因此，后一个安排对于输出模块来说是一种更为实际的方案。
交换结构14A实质上是一组小型的电路交换机，该交换机根据由带外控制器20产生的控制信号在输入接口与输出模块之间提供所要求的连接。在图5所示的ATM交换机10A的实施例中，交换结构14A由64个16×16纵横制交换机组成，其中16个交换机的分离的组构成一个管道。四个管道被标号为管道180、管道181、管道182、和管道183，在一个给定的管道中16个16×16个纵横制交换机被标为交换机0-15。该纵横制交换机必须能接收由带外控制器20产生的控制信号，必须在各连续ATM信元之间的保护带期间重新配置所有的交换机设备。每个16×16纵横制交换机支持16个标注为输入端A到输入端P的输入端，和每个16×16纵横制交换机还支持16个标注为输出端AA到输出端PP的输出端。上文已经注意到，每个输接口连接到在四个管道180-183的每个中的一个不同的16×16纵横制交换机，但是应当注意的是，连接到管道180中输入端X的输入接口也需要被连接到其他三个管道181-183中的输入端X，其中X是{A、B，……P}集合的一个元素。在交换结构14A中输入接口120-12255与纵横制交换机之间的实际连接是利用上文已经参考的伽罗瓦域理论技术确定的。这些技术保证在交换结构14A的每个管道的各交换机中用于传送的各个端口之间是独立的。图5还示出了来自64个纵横制交换机的每一个的输出YY被传送到标有YY的64×16输出模块的64个输入端之一，其中YY是{AA、BB、……PP}集合的一个元素。
用于交换结构14A的带外控制器20的基本功能是确定一个特定的ATM信元通过四个管道180-183中的哪一个被传送。一旦带外控制器20已成功地确定了一个管道，通过该管道ATM信元将被传送而不致阻塞，则通过该管道建立通路的任务是简单的，因为确定了一个管道，在到达的ATM信元的输入口与所期望的输出模块之间在该管道之中就仅存在一个通路。因此，交换网络的基本的通路搜索任务实质上被简化到在ATM交换机10A中的管道搜索任务。
带外控制器20还要求一个大的忙—闲表，以将交换结构14A的16×16纵横制交换机和输出模块160-1615之间的每个中间链路(FN)的状态识别为忙和不可利用或闲和可利用。然而，这种大的忙—闲表可以再分为许多控制器20可以并行访问的小的忙—闲表，从而以并行方式执行许多管道的搜索操作。有许多方式实现用于具有一般可生长的分组交换结构的大型交换机的控制器20。在极端的情况中，并行的四个级别可以加到控制器20的结构上以执行管道搜索。首先使用三个并行级别的实施例将予以详细描述，而后用于控制器20的并行四个级别也将予以讨论。
第一并行级别是通过为四个管道180-183的每一个提供相应的管道搜索控制器240-243获得的。这个并行的级别允许管道搜索同时在所有四个管道搜索控制器240-243中进行。第二并行级别是通过交换机控制器260-2663提供在每个管道搜索控制器240-243中的16个交换机控制器获得的。唯一的交换机控制器260-2663分别与在交换机结构14A的每个管道中的每个16×16交换机相连。结果，管道搜索操作可以在每个管道搜索控制器240-243的所有16个交换机控制器中并行地进行。第三并行级别是通过允许每个交换机控制器260-2663在所有与其相应的16×16纵横制交换机相连的16个输出链路执行并行处理获得的。实际上，每个交换机控制器260-2663以并行方式从其忙—闲存储器读出16个忙—闲比特，根据这些16个比特执行并行管道搜索操作，而后利用其他忙—闲存储器以并行方式将16个所得的忙—闲比特写入其相应的忙—闲存储器中。64个交换机控制器260-2663的一个代表性的交换机控制器260被表示在图10。通过提供交换机控制器260的16个唯一链路控制器AA-PP，实现16个忙闲比特的同时处理，每个链路控制器AA-PP被分配为其交换结构14A部分与其相应的输出模块之间的一个中间链路的处理忙—闲比特的任务。在图10所示的实施例中，控制交换机10A所要求的大的忙—闲存储器已被分为许多单一比特的存储器，即忙—闲触发器，利用每个单一比特，忙—闲存储器被逻辑上和物理上与其相应的链路控制器AA-PP连起来。
由输入接口120-12255产生的用于请求矢量的总的数据流表示在图5中。例如，图5中的输入接口120传送其请求矢量到管道搜索控制器240，在其中该矢量被引入管道搜索环(即控制器20)滚动方案要求请求矢量通过管道搜索控制器241、管道搜索控制器242和管搜索控制器243被形成环路，围绕该环循环。一般来说，每个输入接口120-12255产生一个请求矢量，每个请求矢量将含有等于该系统中输出模块数目的比特数目。来自图5的一个输入接口的请求矢量因此是一个16位数据字，其中请求矢量的每一位指向16个输出模块中的一个。如果在一个输入接口的一个ATM信元正在请求一个到第i个输出模块输出口的连接，则请求矢量中的第i位将被置于逻辑“1”，而在请求矢量中的所有其他位将均置为逻辑“0”。当控制器20从输入接口接收这个特定的请求矢量时，则它可以识别在源输入接口与第i输出模块之间所要求的通路。
来自一个输入接口的全部16位的请求矢量经由一个相应的控制连接210-21255被传送到四个管道搜索控制器240-243之一，控制器20引导该矢量进入与那个特定管道搜索控制器相连的16个交换机控制器之一。如图10所示，请求矢量的16个比特被注入到一个交换机控制器并被分配到在那个特定交换机控制之中的16个链路控制器。每个链路控制器与各纵横制交换机和各输出模块之间的一个链路相连，它实质上处理16位请求矢量的一位。这个与一个单一的链路控制器相连的有限状态机电路包括一个触发器(存储与这个链路控制器的链路相连的忙—闲位所需的一比特存储器)和四个逻辑门。在图12给出了描述链路控制器操作的状态表，表中状态变量是由忙—闲位限定的。链路控制器的硬件提供了表示为请求输入一个请求矢量输入比特；表示为请求矢量输出的一个请求输出比特；和表示为连接一个连接矢量输出比特。如果输入希望通过与这个链路控制相连的链路的连接，该请求矢量输入比特是逻辑“1”，否则，是逻辑“0”。如果特定的链路控制器不满足逻辑“1”的输入请求矢量比特，该请求矢量的输出比特是逻辑“1”，否则是逻辑“0”。如果这个特定的链路控制器满足该逻辑“1”的输入请求矢量，指明该ATM信元将通过与这个链路的控制器相连的链路被传送到它所要求的输出模块则该连接矢量输出比特是逻辑“1”，否则为逻辑“0”。图10中的忙—闲触发器在每个ATM信元的开始时隙被复位为逻辑“0”(闲)状态，这样，用逻辑“1”请求输入该链路控制器的第一请求矢量比特被分配到该链路(产生一个逻辑“1”的连接矢量比特和一个逻辑“0”的输出请求矢量比特)并设置忙—闲触发器为逻辑“1”(忙)状态。在这个特定ATM信元时隙期间任何进入该链路控制器的连续的请求矢量比特将被拒绝通过这个链路的连接(强迫在连接矢量比特上输出逻辑“0”和产生一个与输入请求矢量比特相同的输出请求矢量比特)。通过一个交换机控制器的若干连续的16个比特请求矢量的时间经过图以及在该交换机控制器中存储的忙—闲比特的最后状态被表示在图12。得出的输出请求矢量和输出连接矢量说明了每个管道搜索控制器240-243的一般操作。
在控制器20滚动的利用需求引入和忙—闲触发器清零两个基本事件的非常精确的时间排序。图13的时序图表示用于控制器20中的逻辑电路的同步和数据流。如该时序图所表示，沿控制器20环的数据流是从管道控制器240到管道控制器241、管道控制器242、管道控制器243而后返回管道控制器240具有别名地址A、B、C、和D的由输入接口产生的请求矢量被引入管道控制器240。具有别名地址E、F、G和H的输入接口产生的请求矢量被引入管道控制器241。具有别名地址I、J、K和L的输入接口产生的请求矢量被引入到管道控制器242。具有别名地址M、N、O和P的接入接口产生的请求矢量被引入管道控制器243。引入时间和忙—闲比特清除时间在每个管道搜索控制器240-243中的不同时间发生。从任何管道控制器的角度来看，如果忽略忙—闲比特清除时间，请求矢量比特流以字母顺序(A到P)经过管道控制器。这种排序保证，将在控制器20中实现上述优先权的优点，因为从具有别名地址A的输入接口产生的请求矢量将总被给予优先于从具有别名地址B、C、和D等的输入接口产生的请求矢量。
从迫使一个特定的16×16纵横制交换机的各输入端的独立得到的益处使管道搜索器电路复杂性方面略有增加。因为各输入接口和交换结构14A之间的独立连接，其独立性是由伽罗瓦域理论予以保障的，所以来自一个输入接口的请求矢量必须被适当地传到在管道搜索环中的每一级中的若干不同的交换机控制器。这种伽罗瓦域理论的混合特性产生在连接要求每个输入接口120-12255被连接到在交换结构14A中一组不同的16×16纵横制交换机中，因此，这要求在各不同输入接口产生的请求矢量将通过控制器20中所有的不同组的交换机控制器来传送。因为请求矢量在控制器20中的各链路上是被时分复用的，所以来自一个特定交换机控制器的全部请求矢量(在一个具体的ATM信元时隙中)在一个管道搜索器中必须(限定为)在下一个管道搜索器级中被发送到不同的交换机控制器。为提供这种请求矢量的动态路由选择，每个管道搜索控制器240、241、242和243被连接到相应的小型交换网络300、301、302和303，如图5所示。另外，可以利用简单的复用器代替交换网络300、301、302和303，因此大大地减少了控制器20的成本。幸运地是，这些小型交换网络300、301、302和303(或者复用器)要求的配置是具有等于ATM信元周期的周期循环的所要求的配置可以被事先确定，因此在控制器20的电路设计期间可以“硬编码”到该小型交换网络(或复用器)中。
如上所述，图5所示的ATM交换机10A可被放大使其输入线数是512、1024或甚至更高。对于这种规模的交换机，假设各输入线的数据传送速率是2.5Gb/s，集合吞吐量将会超过1.0Tb/s。对于这种规模的交换机来说，可能需要一个第四并行级别，为控制器20通过所有的管道实时搜索所有的通路提供足够的处理能力。对于具有512和1024输入线的ATM交换机，在它们的相应控制器中的连接上的数据速率是204Mb/s和386Mb/s，这个速率大大高于256输入线型的ATM交换机10A和113Mb/s速率。
第四并行级的基本思路修改以前描述的控制器20的设计，要求各请求矢量并行地通过管道搜索器的各级进行传送。具体来讲，被引入到一个特定管道的所有请求矢量一起通过各管道搜索器的各级被发送，这些请求矢量比如说是一个引入组。在图5所示的实施例中，这种控制器20的设计方法产生了16比特请求矢量的四个引入组，这样，每个引入组含有64个比特。该四个引入组可以用级联的四个在请求矢量上别名标号予以标号。结果，用于重新设计图5的管道搜索器的四个引入组被称为ABCD、EFGH、IJKL、和MNOP。应当注意的是每当一个64比特的ABCD引入组通过图5的管道控制器的交换机控制器之被发送时，还存在64个比特的ABCD引入组通过在管道控制器240的其他15个交换机控制器的每一个被传送。结果，在一个单一的瞬间，存在着与16个ABCD引入组相关的总数为1024的请求矢量比特通过管道180被传送。改进的控制器20每8个时钟周期处理所有N个输入口(通过将它们送入所有四个管道搜索控制器240-243)，因为这个任务必须在一个176ns的ATM信元间隔中完成，在控制器20中所要求的时钟速度是46Mb/s，而不考虑NXN A×M交换机的规模(集合吞吐量)有多大。结果，因为控制器20必须执行8个步骤(不考虑网络的大小)，则该处理是一种O(1)通路搜索算法。在对图5的N＝256个输入端的ATM交换机10A执行这种O(1)通路搜索算法期间，每176ns要执行16384次链路控制器通路搜索和16384次链路控制器通路搜索检查，这样，如果每次通路搜索被认为是执行一条指令，每次通路搜索检查被认为是执行一条指令，则控制器20可以被视为能够支持每秒186千兆条指令处理速率的并行处理器。在控制器20中保持一个合理的数据速率(无论规模有多大)的折中条件是链路控制器逻辑电路复杂性的增加和随着规模的增加在连续各级之间传送的信号连接的增加。在具有超过1Tb/s的集合吞吐量的ATM交换机设计中将要求4096-32768个信号以46Mb/s的速率在控制器的各连续级间，而在管道搜索控制器240-243之间被传送。
除增加管道搜索控制器各级间的信号数量之外，在控制器20中利用并行方式还要求对于每个链路控制器的硬件要求略有增加，因为每个链路控制器现在必须支持在引入组中的四个比特的并行通路搜索。由第四个并行级别增加到控制器20上的额外硬件应由所得的较低的处理速率来补偿。
除了大的吞吐量和低的数据丢失以外，对于将被用于公用交换网中的任何交换产品的一个重要的和基本的性质是故障容许，以便提供一个非常高水平的可用性。一个交换系统的故障容许必须显示出大多数(如果不是全部的话)以下特点1)检测故障存在的能力，2)定位和识别故障部件的能力，3)使业务迂回到网中的另一个通路以避开故障部件的能力，4)既使在存在一小部分故障部件情况下也能提供可以接受的信元丢失概率性能水平的能力，和5)使维护人员易于修理故障部件(例如，调换一块板)的能力，和6)既使在故障部件正在被修理时，也能提供可接受的性能水平，即信元丢失概的能力。这些特点通常要求在交换机通路中的某种冗余水平，以满足特点3和4的要求，它们还在交换结构和控制器中要求在下一个较高水平的冗余，以满足于特点5和6的要求。
在ATM交换机中利用带外控制技术的一大益处是从这样一个事实中得到的，即已被在电路交换机中应用多年的现存的故障容许技术能够被重新用于ATM交换机10A中。结果，上面的所有六个故障容许要求可以容易地在ATM交换机10A的一般结构中得以满足。例如，图15示出当各故障链路被加到交换结构14A上时，在图5的结构中信元丢失概率模拟的曲线。可以看出，当信元丢失概率随着故障链路增加而增加时，在信元丢失概率超过1×10-12的最大可接受水平之前，高达0.5％的链路可以是有故障的。这是图5的结构在输入口和输出口之间提供四个通路的直接结果。故障通路可以利用在输出模块160-1615中的奇偶或CRC校验很快地被识别。如果检测到一个差错，控制器20就知道故障的ATM信元是通过哪一个通路传送的，这样，控制器可以通过交换结构14A发一个“询问ATM信元”检验该通路。如果该询问ATM信元也出现故障，则应通过写入该通路的忙—闲比特使其维持在忙状态将该通路从业务中排除，这种写入的忙状态甚至于在每个ATM信元周期结束时发送全局清除时也不被清除。
虽然当前的ATM标准不能限定或要求支持可变长度信元或分组数据的业务，但是电信工业的发展趋势是朝着具有不同于开始时规定的53字节标准的长度的ATM信元方向发展。这种变化是为满足(或不满足)不同的用户当他们开始通过ATM分组线路或网支持的不同应用的试验。例如，当前ATM信元的长度表示在语音和数据通信之间的一种折衷这样一个事实表明以后可能存在一些用户不完全满足提供的信元的大小。如果出现这样一些用户，则要求其它的信元长度(不同于53字节)是完全可能的。例如，CATV工业正在考虑用大于53字节的信元传送MPEG-2数字视频数据流。虽然较大的数据分组可在多个53字节的ATM信元内被传送，但所产生的带宽的低效率，可能最终导致希望有一个新的信元长度标准。从而希望有一种能够适合于信元或数据分组长度变化的ATM交换机结构。
仅对输入接口120-12255和控制器20做为少量的修改，就可以提供具有任意信元长度信元的ATM交换机10A的操作。这是通过允许是基本信元周期整数倍的任意长度的情况实现的，该长度可是53字节或其他要求的长度。该ATM交换机10A可以被修改以易于支持任意信元长度，主要因为ATM交换机10A实质上是一个电路交换机，即是一个任意长消息的交换机，能够更新非常快速的带外通路搜索处理器。对于以前描述的固定信元长度来说，交换机10A的控制器20对在潜在的所有N个输入口到达的信元执通路搜索，和而后它必须为所有这些传送的信元建立N个通路。在176ns信元间隔结束时，所有N个这些通路被全部拆除，当整个处理重复时，使所有网络的连接空闲用于下一个信元周期。如果允许可变长度的信元，则十分明显，在一个信元周期结束时所有N个通路全都拆除掉就不再被允许了。事实上，来自一个信元周期的所有通路必须被保留到下一个信元周期的建立，每当由对应的输入接口120-12255识别一个信元结束时，必须实施各个通路的拆除。因此，改进ATM交换机10A以处理可变长度信元要求每个输入接口120-12255被改为能够识别每个信元的开始和结束，或者利用固定的和唯一的开始和结束模式，唯一开始模式与该信元中包含的信元长度识别符或者某些其他类型的指示有关系。每个改进的输入接口则必须能够发送两个不同的请求矢量类型到改进的控制器20′。一个是请求通路建立，另一个是请求通路拆除。这可以由增加一个比特到图13A-13D所示的16比特的请求矢量中来实现，其中该增加的比特是用于表示，该请求是一个建立请求还是一个拆除请求。当接收到请求矢量时，控制器20′通过所有四个管道控制器240-243(如前所述)传送该请求矢量，但是链路控制器现在必须能够响应于不同类型的请求矢量，设置和复位忙—闲触发器。此外，与一个特定输出链路有关的链路控制器还必须保持一个指示当前的哪个具有到该输出链路的建立的通路的存储器，因为仅仅允许拆除那个输入到该输出链路的通路。在链路控制器中的所有这些功能所要求的硬件表示在图16中。应当注意到，在该分配网络中所包含的可变长度信元的传送要求控制器20′的处理速率增加一个因子2，因为有可能在每一个ATM信元间隔中，每个输入都要求一个通路建立和一个通路拆除。还应当注意到，所包括的可变长度信元的发送并不妨碍前面已经描述过的交换机10A的任何其他特征的实现。
在交换结构14A中可变长度信元的利用还要求输出模块160-1615被改进为以不同的信元长度传送信元。缓冲器的长度可被增加，以便适应至少四倍于可以进行通信的最长信元或分组的长度。
在LAN和WAN通信中迅速接受ATM表明ATM正发展为在专用交换网络环境中的坚实根基。从而，在公用交换网中对ATM业务的强烈需求可能也仅仅是时间的问题。但是，什么时候或者是否出现这种强烈的需求是不确定的。在通信工业中ATM的有效性方面，尚存在着一些问题，即有效地提供固有地坚定比特速率业务(语音和视频)的能力，和有效地传送是高度相关而不是随机的业务的能力。由于这种不确定性，ATM业务的提供者和ATM交换机的出售者必须谨慎处置。根据交换结构14A的交换机是一种切合实际的系统，在这样的不确定的时间上由于结构是灵活的，所以在相同的时间上是以提供分组交换(ATM)和电路交换(STM)通信。这种交换机10B如图17所示。因为STM是一种电路交换形式，因为交换结构14A实质上是具有非常快的通路搜索能力的一种电路交换机，所以交换结构14A很好地适合于STM业务的路由选择。略有不同的控制器620要求用于STM业务，输入接口612和输出模块616提供由电路交换设备要求的时隙交换功能，但单级交换结构14A在STM与ATM交换机的组合或者在整个STM交换机中保持不变。已经写出了各种模拟来分析整个STM环境中交换结构14A的操作，其中N＝256的ATM交换机被修改以实现N＝128的STM交换机。这个N＝128的STM交换机的阻塞概率从这种模拟中已被计算得出为小于1×10-9。这在电路交换环境中是一个可接受的值，其中不会发生分组丢失。因此，交换机10B可将其传送的STM通信业务量的百分比改变到100％。这种灵活性大大地减少了和消除了在未来的ATM和STM业务的用户需求中由于不确定性带来的可能的资金方面的后果。
交换结构14A基本上是技术独立的。一个利用自由空间数字光学作为在交换结构中的互联技术的实施例被设想。在交换结构14A中的16×16纵横制交换机将利用FET-SEED器件阵实现。这种方法在交换结构14A中可以提供许多好处，因为根据光互联的设计可以具有较低水平的信号串音，由于增加器件的集成度具有较低的芯片成本，较低的信号畸变，和较低的整机功耗，该特点导致在交换结构14A中的较简单的热控制技术。
交换结构14A的分组数据信元的丢失通过利用更为复杂的映射功能降低了。参照图18，可以看出一种设计方法，即唯一地分配每个输入口到交换结构14B的每个管道18B0-18B3的一个16×16纵横制交换机中的一个输入端，这样，两个输入口在整个交换结构中将连接到一个公共的16×16纵横制交换机上，从而保证了各输入端的独立性。这种有限域理论，即伽罗瓦域理论的机制提供了所希望的设计方法，通过根据伽罗瓦域理论在结构14B的各输入口和各纵横制交换机170-0到170-15，171-0到171-15，172-0到172-15和173-0到173-15之间应用映射功能，独立的连接可以被确定。
为确定交换结构14B的独立连接，假设输入口(I)可以由8比特二进制数(i7、i6、i5、i4、i3、i2、i1、i0)表示，假设在例如对应于管道18B0到18B3的管道0到管道3的管道θ中进行路由选择的16×16纵横制交换机Sθ(I)可以由六比特二进制数(S5、S4、S3、S2、S1、S0)表示。利用伽罗瓦域的理论，保证输入口的独立性的许多不同组的可接受的映射功能都是可以的。一种用于输入端(i7、i6、i5、i4、i3、i2、i1、i0)的对管道18B0-18B3的一组可接受的映射功能给出如下形式(s5，s4，s3，s2，s1，s0)0＝(0，0，i3，i2，i1，i0)(s5，s4，s3，s2，s1，s0)1＝(0，1，i7XOR i3，i6XOR i2，i5XOR i1，i4XORi0)(s5，s4，s3，s2，s1，s0)2＝(1，0，i7XOR i2，i6XOR i1，i5XOR i0XOR i7，i4XOR i7)(s5，s4，s3，s2，s1，s0)3＝(1，1，i7XOR i1，i6XOR i0XOR i7，i5XOR i7XOR i2，i4XOR I2)此外，网络输入端(i7、i6、i5、i4、i3、i2、i1、i0)被接到被传送的每个16×16纵横制交换机的入口(i7、i6、i5、i4)。当使用这些根据伽罗瓦域理论的链路映射时，在各输入口与交换结构14B的16×16纵横制交换机之间产生的一组互联是伽罗瓦连接。当应用图18的系统时，上面的映射功能在结果被列在下面的各页中。所列的连接是交换结构的各输入端0∽255与在相当的管道18B0-18B3的四个16×16纵横制交换机的四个输入口之间的连接。这个表是以下列方式产生的。对应于输入接口120-12255的相应输出端的每个输入端#0-255被扇出到所有具有相同的交换机输入口编号的四个交换机输入口。但是，这四个交换机输入口(全具有相同编号的)每个都在每个各自管道的一个不同编号的16×16纵横制交换机中。例如，输入端#21连接到管道18B0的16×16纵横制交换机#1的输入口5，管道18B的16×16纵横制交换机#4的输入口5，管道18B1的16×16纵横制交换机#4的输入口5，管道18B2的16×16纵横制交换机#11的输入口5，和16×16纵横制交换机#6的输入口5。因此，如图5所示的根据本发明实施例的所有的独立连接都列在以下的各页中。
输入端#0 输入端 #128交换机输入口#0 交换机输入口#0管道0交换机#0 管道0交换机#8管道1交换机#0 管道1交换机#8管道2交换机#0 管道2交换机#8管道3交换机#0 管道3交换机#8输入端#1 输入端 #129交换机输入口#1 交换机输入口#1管道0交换机#0 管道0交换机#8管道1交换机#1 管道1交换机#9
管道2交换机#2管道2交换机#10管道3交换机#4管道3交换机#12输入端#2 输入端#130交换机输入口#2 交换机输入口#2管道0交换机#0管道0交换机#8管道1交换机#2管道1交换机#10管道2交换机#4管道2交换机#12管道3交换机#8管道3交换机#0输入端#3 输入端#131交换机输入口#3 交换机输入口#3管道0交换机#0管道0交换机#8管道1交换机#3管道1交换机#11管道2交换机#6管道2交换机#14管道3交换机#12 管道3交换机#4输入端#4 输入端#132交换机输入口#4 交换机输入口#4管道0交换机#0管道0交换机#8管道1交换机#4管道1交换机#12管道2交换机#8管道2交换机#0管道3交换机#3管道3交换机#11
输入端#5 输入端#133交换机输入口#5 交换机输入口#5管道0交换机#0管道0交换机#8管道1交换机#5管道1交换机#13管道2交换机#10 管道2交换机#2管道3交换机#7管道3交换机#15输入端#6 输入端#134交换机输入口#6 交换机输入口#6管道0交换机#0管道0交换机#8管道1交换机#6管道1交换机#14管道2交换机#12 管道2交换机#4管道3交换机#11 管道3交换机#3输入端#7 输入端#135交换机输入口#7 交换机输入口#7管道0交换机#0管道0交换机#8管道1交换机#7管道1交换机#15管道2交换机#14 管道2交换机#6管道3交换机#15 管道3交换机#7输入端#8 输入端#136交换机输入口#8 交换机输入口#8管道0交换机#0管道0交换机#8
管道1交换机#8管道1交换机#0管道2交换机#3管道2交换机#11管道3交换机#6管道3交换机#14输入端#9 输入端#137交换机输入口#9 交换机输入口#9管道0交换机#0管道0交换机#8管道1交换机#9管道1交换机#1管道2交换机#1管道2交换机#9管道3交换机#2管道3交换机#10输入端#10输入端#138交换机输入口#10 交换机输入口#10管道0交换机#0管道0交换机#8管道1交换机#10 管道1交换机#2管道2交换机#7管道2交换机#15管道3交换机#4管道3交换机#6输入端#11输入端#139交换机输入口#11 交换机输入口#11管道0交换机#0管道0交换机#8管道1交换机#11 管道1交换机#3管道2交换机#5管道2交换机#13管道3交换机#10 管道3交换机#2
输入端#12输入端#140交换机输入口#12 交换机输入口#12管道0交换机#0管道0交换机#8管道1交换机#12 管道1交换机#4管道2交换机#11 管道2交换机#3管道3交换机#5管道3交换机#13输入端#13输入端#141交换机输入口#13 交换机输入口#13管道0交换机#0管道0交换机#8管道1交换机#13 管道1交换机#5管道2交换机#9管道2交换机#1管道3交换机#1管道3交换机#9输入端#14输入端#142交换机输入口#14 交换机输入口#14管道0交换机#0管道0交换机#8管道1交换机#14 管道1交换机#6管道2交换机#15 管道2交换机#7管道3交换机#13 管道3交换机#5输入端#15输入端#143交换机输入口#15 交换机输入口#15管道0交换机#0管道0交换机#8管道1交换机#15 管道1交换机#7
管道2交换机#13 管道2交换机#5管道3交换机#9管道3交换机#1输入端#16输入端#144交换机输入口#0 交换机输入口#0管道0交换机#1管道0交换机#9管道1交换机#1管道1交换机#9管道2交换机#1管道2交换机#9管道3交换机#1管道3交换机#9输入端#17输入端#145交换机输入口#1 交换机输入口#1管道0交换机#1管道0交换机#9管道1交换机#0管道1交换机#8管道2交换机#3管道2交换机#11管道3交换机#5管道3交换机#13输入端#18输入端#146交换机输入口#2 交换机输入口#2管道0交换机#1管道0交换机#9管道1交换机#3管道1交换机#11管道2交换机#5管道2交换机#13管道3交换机#9管道3交换机#1
输入端#19输入端#147交换机输入口#3 交换机输入口#3管道0交换机#1管道0交换机#9管道1交换机#2管道1交换机#10管道2交换机#7管道2交换机#15管道3交换机#13 管道3交换机#5输入端#20输入端#148交换机输入口#4 交换机输入口#4管道0交换机#1管道0交换机#9管道1交换机#5管道1交换机#13管道2交换机#9管道2交换机#1管道3交换机#2管道3交换机#10输入端#21输入端#149交换机输入口#5 交换机输入口#5管道0交换机#1管道0交换机#9管道1交换机#4管道1交换机#12管道2交换机#11 管道2交换机#3管道3交换机#6管道3交换机#14输入端#22输入端#150交换机输入口#6 交换机输入口#6管道0交换机#1管道0交换机#9
管道1交换机#7 管道1交换机#15管道2交换机#13管道2交换机#5管道3交换机#10管道3交换机#2输入端#23 输入端#151交换机输入口#7交换机输入口#7管道0交换机#1 管道0交换机#9管道1交换机#6 管道1交换机#14管道2交换机#15管道2交换机#7管道3交换机#14管道3交换机#6输入端#24 输入端#152交换机输入口#8交换机输入口#8管道0交换机#1 管道0交换机#9管道1交换机#9 管道1交换机#1管道2交换机#2 管道2交换机#10管道3交换机#7 管道3交换机#15输入端#25 输入端#153交换机输入口#9交换机输入口#9管道0交换机#1 管道0交换机#9管道1交换机#8 管道1交换机#0管道2交换机#0 管道2交换机#8管道3交换机#3 管道3交换机#11
输入端#26输入端#154交换机输入口#10 交换机输入口#10管道0交换机#1管道0交换机#9管道1交换机#11 管道1交换机#3管道2交换机#6管道2交换机#14管道3交换机#15 管道3交换机#7输入端#27输入端#155交换机输入口#11 交换机输入口#11管道0交换机#1管道0交换机#9管道1交换机#10 管道1交换机#2管道2交换机#4管道2交换机#12管道3交换机#11 管道3交换机#3输入端#28输入端#156交换机输入口#12 交换机输入口#12管道0交换机#1管道0交换机#9管道1交换机#13 管道1交换机#5管道2交换机#10 管道2交换机#2管道3交换机#4管道3交换机#12输入端#29输入端#157交换机输入口#13 交换机输入口#13管道0交换机#1管道0交换机#9
管道1交换机#12 管道1交换机#4管道2交换机#8管道2交换机#0管道3交换机#0管道3交换机#8输入端#30输入端#158交换机输入口#14 交换机输入口#14管道0交换机#1管道0交换机#9管道1交换机#15 管道1交换机#7管道2交换机#14 管道2交换机#6管道3交换机#12 管道3交换机#4输入端#31输入端#159交换机输入口#15 交换机输入口#15管道0交换机#1管道0交换机#9管道1交换机#14 管道1交换机#6管道2交换机#12 管道2交换机#4管道3交换机#8管道3交换机#0输入端#32输入端#160交换机输入口#0 交换机输入口#0管道0交换机#2管道0交换机#10管道1交换机#2管道1交换机#10管道2交换机#2管道2交换机#10管道3交换机#2管道3交换机#10
输入端#33 输入端#161交换机输入口#1交换机输入口#1管道0交换机#2 管道0交换机#10管道1交换机#3 管道1交换机#11管道2交换机#0 管道2交换机#8管道3交换机#6 管道3交换机#14输入端#34 输入端#162交换机输入口#2交换机输入口#2管道0交换机#2 管道0交换机#10管道1交换机#0 管道1交换机#8管道2交换机#6 管道2交换机#14管道3交换机#10管道3交换机#2输入端#35 输入端#163交换机输入口#3交换机输入口#3管道0交换机#2 管道0交换机#10管道1交换机#1 管道1交换机#9管道2交换机#4 管道2交换机#12管道3交换机#14管道3交换机#6输入端#36 输入端#164交换机输入口#4交换机输入口#4管道0交换机#2 管道0交换机#10
管道1交换机#6 管道1交换机#14管道2交换机#10管道2交换机#2管道3交换机#1 管道3交换机#9输入端#37 输入端#165交换机输入口#5交换机输入口#5管道0交换机#2 管道0交换机#10管道1交换机#7 管道1交换机#15管道2交换机#8 管道2交换机#0管道3交换机#5 管道3交换机#13输入端#38 输入端#166交换机输入口#6交换机输入口#6管道0交换机#2 管道0交换机#10管道1交换机#4 管道1交换机#12管道2交换机#14管道2交换机#6管道3交换机#9 管道3交换机#1输入端#39 输入端#167交换机输入口#7交换机输入口#7管道0交换机#2 管道0交换机#10管道1交换机#5 管道1交换机#13管道2交换机#12管道2交换机#4管道3交换机#13管道3交换机#5
输入端#40输入端#168交换机输入口#8 交换机输入口#8管道0交换机#2管道0交换机#10管道1交换机#10 管道1交换机#2管道2交换机#1管道2交换机#9管道3交换机#4管道3交换机#12输入端#41输入端#169交换机输入口#9 交换机输入口#9管道0交换机#2管道0交换机#10管道1交换机#11 管道1交换机#3管道2交换机#3管道2交换机#11管道3交换机#0管道3交换机#8输入端#42输入端#170交换机输入口#10 交换机输入口#10管道0交换机#2管道0交换机#10管道1交换机#8管道1交换机#0管道2交换机#5管道2交换机#13管道3交换机#12 管道3交换机#4输入端#43输入端#171交换机输入口#11 交换机输入口#11管道0交换机#2管道0交换机#10
管道1交换机#9管道1交换机#1管道2交换机#7管道2交换机#15管道3交换机#8管道3交换机#0输入端#44输入端172交换机输入口#12 交换机输入口#12管道0交换机#2管道0交换机#10管道1交换机#14 管道1交换机#6管道2交换机#9管道2交换机#1管道3交换机#7管道3交换机#15输入端#45输入端#173交换机输入口#13 交换机输入口#13管道0交换机#2管道0交换机#10管道1交换机#15 管道1交换机#7管道2交换机#11 管道2交换机#3管道3交换机#3管道3交换机#11输入端#46输入端#174交换机输入口#14 交换机输入口#14管道0交换机#2管道0交换机#10管道1交换机#12 管道1交换机#4管道2交换机#13 管道2交换机#5管道3交换机#15 管道3交换机#7
输入端#47 输入端#175交换机输入口#15 交换机输入口#15管道0交换机#2 管道0交换机#10管道1交换机#13管道1交换机#5管道2交换机#15管道2交换机#7管道3交换机#11管道3交换机#3输入端#48 输入端#176交换机输入口#0交换机输入口#0管道0交换机#3 管道0交换机#11管道1交换机#3 管道1交换机#11管道2交换机#3 管道2交换机#11管道3交换机#3 管道3交换机#11输入端#49 输入端#177交换机输入口#1交换机输入口#1管道0交换机#3 管道0交换机#11管道1交换机#2 管道1交换机#10管道2交换机#1 管道2交换机#9管道3交换机#7 管道3交换机#15输入端#50 输入端#178交换机输入口#2交换机输入口#2管道0交换机#3 管道0交换机#11
管道1交换机#1管道1交换机#9管道2交换机#7管道2交换机#15管道3交换机#11 管道3交换机#3输入端#51输入端#179交换机输入口#3 交换机输入口#3管道0交换机#3管道0交换机#11管道1交换机#0管道1交换机#8管道2交换机#5管道2交换机#13管道3交换机#15 管道3交换机#7输入端#52输入端#180交换机输入口#4 交换机输入口#4管道0交换机#3管道0交换机#11管道1交换机#7管道1交换机#15管道2交换机#11 管道2交换机#3管道3交换机#0管道3交换机#8输入端#53输入端#181交换机输入口#5 交换机输入口#5管道0交换机#3管道0交换机#11管道1交换机#6管道1交换机#14管道2交换机#9管道2交换机#1管道3交换机#4管道3交换机#12
输入端#54输入端#182交换机输入口#6 交换机输入口#6管道0交换机#3管道0交换机#11管道1交换机#5管道1交换机#13管道2交换机#15 管道2交换机#7管道3交换机#8管道3交换机#0输入端#55输入端#183交换机输入口#7 交换机输入口#7管道0交换机#3管道0交换机#11管道1交换机#4管道1交换机#12管道2交换机#13 管道2交换机#5管道3交换机#12 管道3交换机#4输入端#56输入端#184交换机输入口#8 交换机输入口#8管道0交换机#3管道0交换机#11管道1交换机#11 管道1交换机#3管道2交换机#0管道2交换机#8管道3交换机#5管道3交换机#13输入端#57输入端#185交换机输入口#9 交换机输入口#9管道0交换机#3管道0交换机#11
管道1交换机#10 管道1交换机#2管道2交换机#2管道2交换机#10管道3交换机#1管道3交换机#9输入端#58输入端#186交换机输入口#10 交换机输入口#10管道0交换机#3管道0交换机#11管道1交换机#9管道1交换机#1管道2交换机#4管道2交换机#12管道3交换机#13 管道3交换机#5输入端#59输入端#187交换机输入口#11 交换机输入口#11管道0交换机#3管道0交换机#11管道1交换机#8管道1交换机#0管道2交换机#6管道2交换机#14管道3交换机#9管道3交换机#1输入端#60输入端#188交换机输入口#12 交换机输入口#12管道0交换机#3管道0交换机#11管道1交换机#15 管道1交换机#7管道2交换机#8管道2交换机#0管道3交换机#6管道3交换机#14
输入端#61 输入端#189交换机输入口#13 交换机输入口#13管道0交换机#3 管道0交换机#11管道1交换机#14管道1交换机#6管道2交换机#10管道2交换机#2管道3交换机#2 管道3交换机#10输入端#62 输入端#190交换机输入口#14 交换机输入口#14管道0交换机#3 管道0交换机#11管道1交换机#13管道1交换机#5管道2交换机#12管道2交换机#4管道3交换机#14管道3交换机#6输入端#63 输入端#191交换机输入口#15 交换机输入口#15管道0交换机#3 管道0交换机#11管道1交换机#12管道1交换机#4管道2交换机#14管道2交换机#6管道3交换机#10管道3交换机#2输入端#64 输入端#192交换机输入口#0交换机输入口#0管道0交换机#4 管道0交换机#12
管道1交换机#4管道1交换机#12管道2交换机#4管道2交换机#12管道3交换机#4管道3交换机#12输入端#65输入端#193交换机输入口#1 交换机输入口#1管道0交换机#4管道0交换机#12管道1交换机#5管道1交换机#13管道2交换机#6管道2交换机#14管道3交换机#0管道3交换机#8输入端#66输入端#194交换机输入口#2 交换机输入口#2管道0交换机#4管道0交换机#12管道1交换机#6管道1交换机#14管道2交换机#0管道2交换机#8管道3交换机#12 管道3交换机#4输入端#67输入端#195交换机输入口#3 交换机输入口#3管道0交换机#4管道0交换机#12管道1交换机#7管道1交换机#15管道2交换机#2管道2交换机#10管道3交换机#8管道3交换机#0
输入端#68输入端#196交换机输入口#4 交换机输入口#4管道0交换机#4管道0交换机#12管道1交换机#0管道1交换机#8管道2交换机#12 管道2交换机#4管道3交换机#7管道3交换机#15输入端#69输入端#197交换机输入口#5 交换机输入口#5管道0交换机#4管道0交换机#12管道1交换机#1管道1交换机#9管道2交换机#14 管道2交换机#6管道3交换机#3管道3交换机#11输入端#70输入端#198交换机输入口#6 交换机输入口#6管道0交换机#4管道0交换机#12管道1交换机#2管道1交换机#10管道2交换机#8管道2交换机#0管道3交换机#15 管道3交换机#7输入端#71输入端#199输入端#72输入端#200交换机输入口#8 交换机输入口#8
管道0交换机#4管道0交换机#12管道1交换机#12 管道1交换机#4管道2交换机#7管道2交换机#15管道3交换机#2管道3交换机#10输入端#73输入端#201交换机输入口#9 交换机输入口#9管道0交换机#4管道0交换机#12管道1交换机#13 管道1交换机#5管道2交换机#5管道2交换机#13管道3交换机#6管道3交换机#14输入端#74输入端#202交换机输入口#10 交换机输入口#10管道0交换机#4管道0交换机#12管道1交换机#14 管道1交换机#6管道2交换机#3管道2交换机#11管道3交换机#10 管道3交换机#2输入端#75输入端#203交换机输入口#11 交换机输入口#11管道0交换机#4管道0交换机#12管道1交换机#15 管道1交换机#7管道2交换机#1管道2交换机#9
管道3交换机#14 管道3交换机#6输入端#76输入端#204交换机输入口#12 交换机输入口#12管道0交换机#4管道0交换机#12管道1交换机#8管道1交换机#0管道2交换机#15 管道2交换机#7管道3交换机#1管道3交换机#9输入端#77输入端#205交换机输入口#13 交换机输入口#13管道0交换机#4管道0交换机#12管道1交换机#9管道1交换机#1管道2交换机#13 管道2交换机#5管道3交换机#5管道3交换机#13输入端#78输入端#206交换机输入口#14 交换机输入口#14管道0交换机#4管道0交换机#12管道1交换机#10 管道1交换机#2管道2交换机#11 管道2交换机#3管道3交换机#9管道3交换机#1输入端#79输入端#207
交换机输入口#15 交换机输入口#15管道0交换机#4 管道0交换机#12管道1交换机#11管道1交换机#3管道2交换机#9 管道2交换机#1管道3交换机#13管道3交换机#5输入端#80 输入端#208交换机输入口#0交换机输入口#0管道0交换机#5 管道0交换机#13管道1交换机#5 管道1交换机#13管道2交换机#5 管道2交换机#13管道3交换机#5 管道3交换机#13输入端#81 输入端#209交换机输入口#1交换机输入口#1管道0交换机#5 管道0交换机#13管道1交换机#4 管道1交换机#12管道2交换机#7 管道2交换机#15管道3交换机#1 管道3交换机#9输入端#82 输入端#210交换机输入口#2交换机输入口#2管道0交换机#5 管道0交换机#13管道1交换机#7 管道1交换机#15
管道2交换机#1管道2交换机#9管道3交换机#13 管道3交换机#5输入端#83输入端#211交换机输入口#3 交换机输入口#3管道0交换机#5管道0交换机#13管道1交换机#6管道1交换机#14管道2交换机#3管道2交换机#11管道3交换机#9管道3交换机#1输入端#84输入端#212交换机输入口#4 交换机输入口#4管道0交换机#5管道0交换机#13管道1交换机#1管道1交换机#9管道2交换机#13 管道2交换机#5管道3交换机#6管道3交换机#14输入端#85输入端#213交换机输入口#5 交换机输入口#5管道0交换机#5管道0交换机#13管道1交换机#0管道1交换机#8管道2交换机#15 管道2交换机#7管道3交换机#2管道3交换机#10输入端#86输入端#214
交换机输入口#6 交换机输入口#6管道0交换机#5管道0交换机#13管道1交换机#3管道1交换机#11管道2交换机#9管道2交换机#1管道3交换机#14 管道3交换机#6输入端#87输入端#215交换机输入口#7 交换机输入口#7管道0交换机#5管道0交换机#13管道1交换机#2管道1交换机#10管道2交换机#11 管道2交换机#3管道3交换机#10 管道3交换机#2输入端#88输入端#216交换机输入口#8 交换机输入口#8管道0交换机#5管道0交换机#13管道1交换机#13 管道1交换机#5管道2交换机#6管道2交换机#14管道3交换机#3管道3交换机#11输入端#89输入端#217交换机输入口#9 交换机输入口#9管道0交换机#5管道0交换机#13管道1交换机#12 管道1交换机#4
管道2交换机#4管道2交换机#12管道3交换机#7管道3交换机#15输入端#90输入端#218交换机输入口#10 交换机输入口#10管道0交换机#5管道0交换机#13管道1交换机#15 管道1交换机#7管道2交换机#2管道2交换机#10管道3交换机#11 管道3交换机#3输入端#91输入端#219交换机输入口#11 交换机输入口#11管道0交换机#5管道0交换机#13管道1交换机#14 管道1交换机#6管道2交换机#0管道2交换机#8管道3交换机#15 管道3交换机#7输入端#92输入端#220交换机输入口#12 交换机输入口#12管道0交换机#5管道0交换机#13管道1交换机#9管道1交换机#1管道2交换机#14 管道2交换机#6管道3交换机#0管道3交换机#8输入端#93输入端#221
交换机输入口#13 交换机输入口#13管道0交换机#5管道0交换机#13管道1交换机#8管道1交换机#0管道2交换机#12 管道2交换机#4管道3交换机#4管道3交换机#12输入端#94输入端#222交换机输入口#14 交换机输入口#14管道0交换机#5管道0交换机#13管道1交换机#11 管道1交换机#3管道2交换机#10 管道2交换机#2管道3交换机#8管道3交换机#0输入端#95输入端#223交换机输入口#15 交换机输入口#15管道0交换机#5管道0交换机#13管道1交换机#10 管道1交换机#2管道2交换机#8管道2交换机#0管道3交换机#12 管道3交换机#4输入端#96输入端#224交换机输入口#0 交换机输入口#0管道0交换机#6管道0交换机#14管道1交换机#6管道1交换机#14
管道2交换机#6管道2交换机#14管道3交换机#6管道3交换机#14输入端#97输入端#225交换机输入口#1 交换机输入口#1管道0交换机#6管道0交换机#14管道1交换机#7管道1交换机#15管道2交换机#4管道2交换机#12管道3交换机#2管道3交换机#10输入端#98输入端#226交换机输入口#2 交换机输入口#2管道0交换机#6管道0交换机#14管道1交换机#4管道1交换机#12管道2交换机#2管道2交换机#10管道3交换机#14 管道3交换机#6输入端#99输入端#227交换机输入口#3 交换机输入口#3管道0交换机#6管道0交换机#14管道1交换机#5管道1交换机#13管道2交换机#0管道2交换机#8管道3交换机#10 管道3交换机#2输入端#100 输入端#228
交换机输入口#4 交换机输入口#4管道0交换机#6管道0交换机#14管道1交换机#2管道1交换机#10管道2交换机#14 管道2交换机#6管道3交换机#5管道3交换机#13输入端#101 输入端#229交换机输入口#5 交换机输入口#5管道0交换机#6管道0交换机#14管道1交换机#3管道1交换机#11管道2交换机#12 管道2交换机#4管道3交换机#1管道3交换机#9输入端#102 输入端#230交换机输入口#6 交换机输入口#6管道0交换机#6管道0交换机#14管道1交换机#0管道1交换机#8管道2交换机#10 管道2交换机#2管道3交换机#13 管道3交换机#5输入端#103 输入端#231交换机输入口#7 交换机输入口#7管道0交换机#6管道0交换机#14管道1交换机#1管道1交换机#9
管道2交换机#8管道2交换机#0管道3交换机#9管道3交换机#1输入端#104 输入端#232交换机输入口#8 交换机输入口#8管道0交换机#6管道0交换机#14管道1交换机#14 管道1交换机#6管道2交换机#5管道2交换机#13管道3交换机#0管道3交换机#8输入端#105 输入端#233交换机输入口#9 交换机输入口#9管道0交换机#6管道0交换机#14管道1交换机#15 管道1交换机#7管道2交换机#7管道2交换机#15管道3交换机#4管道3交换机#12输入端#106 输入端#234交换机输入口#10 交换机输入口#10管道0交换机#6管道0交换机#14管道1交换机#12 管道1交换机#4管道2交换机#1管道2交换机#9管道3交换机#8管道3交换机#0输入端#107 输入端#235
交换机输入口#11 交换机输入口#11管道0交换机#6 管道0交换机#14管道1交换机#13管道1交换机#5管道2交换机#3 管道2交换机#11管道3交换机#12管道3交换机#4输入端#108输入端#236交换机输入口#12 交换机输入口#12管道0交换机#6 管道0交换机#14管道1交换机#10管道1交换机#2管道2交换机#13管道2交换机#5管道3交换机#3 管道3交换机#11输入端#109输入端#237交换机输入口#13 交换机输入口#13管道0交换机#6 管道0交换机#14管道1交换机#11管道1交换机#3管道2交换机#15管道2交换机#7管道3交换机#7 管道3交换机#15输入端#110输入端#238交换机输入口#14 交换机输入口#14管道0交换机#6 管道0交换机#14管道1交换机#8 管道1交换机#0
管道2交换机#9 管道2交换机#1管道3交换机#11管道3交换机#3输入端#111输入端#239交换机输入口#15 交换机输入口#15管道0交换机#6 管道0交换机#14管道1交换机#9 管道1交换机#1管道2交换机#11管道2交换机#3管道3交换机#15管道3交换机#7输入端#112输入端#240交换机输入口#0交换机输入口#0管道0交换机#7 管道0交换机#15管道1交换机#7 管道1交换机#15管道2交换机#7 管道2交换机#15管道3交换机#7 管道3交换机#15输入端#113输入端#241交换机输入口#1交换机输入口#1管道0交换机#7 管道0交换机#15管道1交换机#6 管道1交换机#14管道2交换机#5 管道2交换机#13管道3交换机#3 管道3交换机#11
输入端#114输入端#242交换机输入口#2交换机输入口#2管道0交换机#7 管道0交换机#15管道1交换机#5 管道1交换机#13管道2交换机#3 管道2交换机#11管道3交换机#15管道3交换机#7输入端#115输入端#243交换机输入口#3交换机输入口#3管道0交换机#7 管道0交换机#15管道1交换机#4 管道1交换机#12管道2交换机#1 管道2交换机#9管道3交换机#11管道3交换机#3输入端#116输入端 #244交换机输入口#4交换机输入口#4管道0交换机#7 管道0交换机#15管道1交换机#3 管道1交换机#11管道2交换机#15管道2交换机#7管道3交换机#4 管道3交换机#12输入端#117输入端#245交换机输入口#5交换机输入口#5管道0交换机#7 管道0交换机#15
管道1交换机#2管道1交换机#10管道2交换机#13 管道2交换机#5管道3交换机#0管道3交换机#8输入端#118 输入端#246交换机输入口#6 交换机输入口#6管道0交换机#7管道0交换机#15管道1交换机#1管道1交换机#9管道2交换机#11 管道2交换机#3管道3交换机#12 管道3交换机#4输入端#119 输入端#247交换机输入口#7 交换机输入口#7管道0交换机#7管道0交换机#15管道1交换机#0管道1交换机#8管道2交换机#9管道2交换机#1管道3交换机#8管道3交换机#0输入端#120 输入端#248交换机输入口#8 交换机输入口#8管道0交换机#7管道0交换机#15管道1交换机#15 管道1交换机#7管道2交换机#4管道2交换机#12管道3交换机#1管道3交换机#9
输入端#121 输入端#249交换机输入口#9 交换机输入口#9管道0交换机#7 管道0交换机#15管道1交换机#14 管道1交换机#6管道2交换机#6 管道2交换机#14管道3交换机#5 管道3交换机#13输入端#122 输入端#250交换机输入口#10 交换机输入口#10管道0交换机#7 管道0交换机#15管道1交换机#13 管道1交换机#5管道2交换机#0 管道2交换机#8管道3交换机#9 管道3交换机#1输入端#123 输入端 #251交换机输入口#11 交换机输入口#11管道0交换机#7 管道0交换机#15管道1交换机#12 管道1交换机#4管道2交换机#2 管道2交换机#10管道3交换机#13 管道3交换机#5输入端#124 输入端#252交换机输入口#12 交换机输入口#12管道0交换机#7 管道0交换机#15
管道1交换机#11管道1交换机#3管道2交换机#12管道2交换机#4管道3交换机#2 管道3交换机#10输入端#125输入端 #253交换机输入口#13 交换机输入口#13管道0交换机#7 管道0交换机#15管道1交换机#10管道1交换机#2管道2交换机#14管道2交换机#6管道3交换机#6 管道3交换机#14输入端#126输入端 #254交换机输入口#14 交换机输入口#14管道0交换机#7 管道0交换机#15管道1交换机#9 管道1交换机#1管道2交换机#8 管道2交换机#0管道3交换机#10管道3交换机#2输入端#127输入端 #255交换机输入口#15 交换机输入口#15管道0交换机#7 管道0交换机#15管道1交换机#8 管道1交换机#0管道2交换机#10管道2交换机#2管道3交换机#14管道3交换机#6
现在将可以理解了，这里已经公开了具有大量输入端和大量输出端的物理上可实现的一兆兆比特每秒或更大的ATM分组交换机。这种ATM交换机结构具有多个管道和利用独立、优先权、滚动和分布控制的原理，在实现这样大的数据吞吐量的同时保持ATM信元丢失非常低。这种ATM交换机结构是灵活的和利用对分布控制系统的调整可以支持可变在度分组数据和/或STM数据，从而允许包括STM/ATM系统。
权利要求
1.一种用于交换从多个输入线到多个输出线的电信分组数据的分组交换机，包括多个输入接口，每个具有一个连接到所述多个输入线的相应输入端的输入口，每个所述输入接口具有一个输出口；用于交换多个I网络输入口到多个P网络输出口的网络；每个所述多个输入接口的输出口被扇出到所述I网络输入口的F的相应组；所述网络具有多个C管道，其中C是一个等于P/I值的整数；多个输出模块，所述各输出模块共同具有多个输入端，每个所述输出模块的输入端连接到所述多个P网络输出口的相应的网络输出口，所述输出模块共同具有多个输出端，每个所述输出模块的输出端连接到所述多个输出线的一个相应输出线上；所述C管道的每个管道提供一个通路，用于将相应的电信分组从可连接的多个输入线的每个交换到多个输出线中的相应的输出线；和用于为每个具有低阻塞概率的电信分组搜索一个通过所述分组交换机的相应的通路的装置。
2.如权利要求1所述的分组交换机，其中所述通路搜索装置包括一个带外控制器。
3.如权利要求2所述的分组交换机，其中每个所述输入接口具有一个用于存储电信分组的存储器；和所述带外控制器为通过第一管道未能找到一个未阻塞的通路的电信分组滚动(roll)通路请求到第二管道的管道控制器的输入端而且当控制器搜索一个未阻的通路时将该电信分组存储在所述输入接口中。
4.如权利要求2所述的分组交换机，其中每个所述输入接口具有一个用于存储电信分组的存储器；和所述带外控制器为通过第一管道和第二管道都未找到一个未阻塞的通路的电信分组滚动通路请求到第三管道的管道控制器的输入端，并且在该控制器搜索一个未阻塞的通路时将该电信分组存储在所述输入接口中。
5.如权利要求2所述的分组交换机中，其中每个所述输入接口具有一个用于存储电信分组的存储器；和所述带外控制器为通过第一管道、第二管道和第三管道都未找到一个未阻塞的通路的电信分组滚动通路请求到第四管道的管道控制器的输入端，并在该控制器搜索一个未阻塞的通路时将该电信分组存储在所述输入接口中。
6.如权利要求2所述的分组交换机，其中所述带外控制器为各ATM信元分配一个优先权次序，以减少由于内部阻塞引起丢失ATM信元的概率。
7.如权利要求2所述的分组交换机，其中所述带外控制器为各ATM信元分配一个优先权次序，和为通过第一管道未找到未阻塞通路的一个电信分组滚动通路请求到第二管道的管道控制器的输入端。
8.如权利要求2所述的分组交换机，其中所述带外控制器为各ATM信元分配一个优先权次序，和为通过第一管道和第二管道都未找到一个未阻塞通路的电信分组滚动通路请求到第二管道的管道控制器的输入端。
9.如权利要求2所述的分组交换机，其中所述带外控制器为各ATM信元分配一个优先权次序，和为通过第一管道、第二管道和第三管道都未找到一个未阻塞的通路的电信分组滚动通路请求到第四管道的管道控制器的输入端。
10.一种用于交换电信分组数据的分组交换机，包括用于交换多个I输入端到多个P输出端的网络；所述网络具有多个C管道，其中C是等于P/I的一个整数；每个管道具有交换其输入到其输出的相应的模式；一个管道的每个交换模式是与其他各管道的交换模式无关的；多个输出模块连接到所述多个P输出端，和用于为一个电信分组数据通过所述分组交换机搜索一个通路的装置。
11.如权利要求10所述的分组交换机，其中所述通路搜索装置包括一个带外控制器。
12.如权利要求11所述的分组交换机，其中所述带外控制器为未能找到通过第一管道的未阻塞通路的电信分组滚动通路请求到第二管道的输入端。
13.如权利要求11所述的分组交换机，其中所述带外控制器为未能找到一个通过第一管道和第二管道的未阻塞通路的电信分组滚动通路请求到第三管道的管道控制器的输入端。
14.如权利要求11所述的分组交换机，其中所述带外控制器为未能找到一个通过第一管道、第二管道和第三管道的未阻塞通路的电信分组滚动通路请求到第四管道的管道控制器的输入端。
15.如权利要求11所述的分组交换机，其中所述带外控制器为各ATM信元分配优先权的次序，以减少由于内部阻塞而丢失ATM信元的概率。
16.如权利要求11所述的分组交换机，其中所述带外控制器为各ATM信元分配优先权的次序，和为未能找到通过第一管道的未阻塞通路的一个电信分组数据滚动通路请求到第二管道的管道控制器的输入端。
17.如权利要求11所述的分组交换机，其中所述带外控制器为各ATM信元分配优先权的次序，和为未能找到通过第一管道和第二管道的未阻塞通路的一个电信分组数据滚动通路请求到第三管道的管道控制器的输入端。
18.如权利要求11所述的分组交换机，其中所述带外控制器为各ATM信元分配优先权的次序，和为未能找到通过第一管道、第二管道和第三管道的未阻塞通路的一个电信分组数据滚动通路请求到第四管道的管道控制器的输入端。
19.如权利要求11所述的分组交换机，其中所述带外控制器控制各电信分组数据寻找和建立通过所述分组交换机的通路。
20.一种用于交换ATM分组数据的ATM交换机，包括多个ATM接口卡，每个卡具有连接到ATM电信线路的相应的输入端和一个输出端；用于交换多个I输入端到多个P输出端的网络；所述网络具有多个F管道，其中F是一个等于P/I的整数；所述输入接口的每个所述输出端由系数F扇出和连接到所述F管道每一个的相应输入端；每个管道具有交换其各输入端到其各输出端的相应的模式；每个管道的交换模式是与其他各管道的交换模式无关的；多个连接到述多个P输出端的输出模块；每个所述输出模块具有多个输出端；和用于为一个ATM数据分组搜索一个通路从所述多个输入接口之一的输入端通过所述ATM交换机到达所述多个输出模块之一的所希望的输出端的装置。
21.根据权利要求20的ATM交换机，其中所述多个输入接口的一个输入接口具有一个存储器，该存储器存储用于两个ATM数据分组周期的一个ATM数据分组，允许所述用于搜索通路的装置在下一个ATM数据分组周期为在前一个ATM数据分组周期，ATM分组从多个输入接口之一的输入端通过所述ATM交换机为寻到所述多个输出模块之一的所希望的输出端受到阻塞的一个ATM信元搜索一个通路。
22.根据权利要求21的ATM交换机，其中所述在前一个ATM数据分组周期被阻塞的ATM数据分组通过所述ATM交换机以适当的未利用时标的序列被传送。
23.一种通过分组交换机传送电信数据分组的方法，该分组交换机具有多个输入接口，每个所述输入接口具有用于存储一个电信数据分组的存储器，和多个管道，所述方法包括以下步骤a.在一个输入接口中存储一个电信数据分组；b.在第一时间周期期间为所述电信数据分组搜索一个无阻塞的通路，通过第一管道到达连接到一个目的地输出线上的输出模块；c.如果找到通过所述第一管道的不阻塞通路，则跳到步骤K，否则继续进行步骤d；d.如果未找到通过所述第一管道的非阻塞通路，则在第二时间周期期间为所述电信数据分组搜索一个通过第二管道到达连接到目的输出线路的非阻塞通路；e.如果找到通过所述第二管道的非阻塞通路，则跳到步骤K，否则继续进行步骤f；f.如果在第二时间周期期间未找到通过第二管道的非阻塞通路，则在第三时间周期为所述电信数据分组搜索一个通过第三管道到达连接到目的地输出线路的输出模块的非阻塞通路；g.如果找到通过所述第三管道的非阻塞通路，则跳到步骤K，否则继续进行步骤h；h.如果在第三时间周期未找到通过第三管道的非阻塞通路，则在第四时间周期为所述电信数据分组搜索一个通过第四管道到达连接到目的地输出线路的输出模块的非阻塞通路；i.如果找到通过所述第四管道的非阻塞通路，则跳到步骤K，否则继续进行步骤j；j.如果在第四时间周期未找到通过所述第四管道的非阻塞通路，则从所述输入接口中清除所述电信数据分组和丢失所述电信数据分组；k.从所述输入接口传送所述电信数据分组到连接到所希望的输出线路的输出模块；和l.通过所述输出模块发送所述电信数据分组到所希望的输出线路。
24.一种通过分组交换机传送ATM数据分组的方法，该分组交换机具有多个输入接口，每个所述输入接口具有一个存储一个ATM数据分组的存储器，和多个管道，所述方法包括以下步骤a.从一个输入线传送一个ATM数据分组到所述多个输入接口中的一个输入接口；b.从所述ATM数据分组的首部确定一个目的地输出线和将所述目的地输出线的确定转移到带外控制器；c.在所述输入接口中存储所述ATM数据分组；d.在第一ATM数据分组的第一半时间周期期间为所述电信数据分组搜索通过第一管道到达连接到目的地输出线路的输出模块的一个非阻塞通路；e.如果找到通过所述第一管道的非阻塞通路，则跳到步骤m，否则继续进行步骤f；f.如果未找到通过所述第一管道的非阻塞通路，则在所述第一ATM数据分组的第二半时间周期期间为所述ATM数据分组搜索通过第二管道到达连接到目的地输出线的输出模块的非阻塞通路；g.如果找到通过所述第二管道的非阻塞通路，则跳到步骤m，否则继续进行步骤h；h.如果在第一ATM数据分组的第二半时间周期中未找到通过所述第二管道的非阻塞通路，则在所述第二ATM数据分组的第一半时间周期为所述ATM数据分组搜索通过第三管道到达连接到目的地输出线的输出模块的非阻塞通路；i.如果找到通过所述第三管道的非阻塞通路，则跳到步骤m，否则继续进行步骤j；j.如果在所述第二ATM数据分组的第一半时间周期中未找到通过所述第三管道的非阻塞通路，则在所述第二ATM数据分组的第二半时间周期中为所述ATM数据分组搜索通过第四管道到达连接到目的地输出线的输出模块的非阻塞通路；k.如果找到通过所述第四管道的非阻塞通路，则跳到步骤m，否则继续进行步骤l；l.如果在第四时间周期未找到通过所述第四管道的非阻塞通路，则从所述输入接口清除所述ATM数据分组并丢失所述ATM数据分组；m.从所述输入接口中的所述存储器中传送所述ATM数据分组到连接到所述目的地输出线的所述输出模块；和n.通过所述输出模块发送所述ATM数据分组到所述目的地输出线。
25.一种用于通过分组交换机传送ATM数据分组的方法，该分组交换机具有多个输入接口，每个所述输入接口具有用于存储一个ATM数据分组的存储器，和多个管道，所述方法包括以下步骤a.从一个输入线传送一个ATM信元到所述多个输入接口的一个输入接口；b.从所述ATM数据分组的首部确定一个目的地输出线和将所述目的地输出线的确定转移到带外控制器；c.在所述输入接口中存储所述ATM数据分组；d.在第一ATM数据分组的第一半时间周期期间为所述电信分组数据搜索通过第一管道到达连接到目的地输出线的一个输出模块的一个非阻塞通路；e.如果找到通过所述第一管道的非阻塞通路，则跳到步骤m，否则继续进行步骤f；f.如果未找到通过所述第一管道的非阻塞通路，则在第一ATM数据分组的第二半时间周期期间为所述ATM数据分组搜索通过第二管道到达连接到目的地输出线的输出模块的一个非阻塞通路；g.如果找到通过第二管道的非阻塞通路，则跳到步骤m，否则继续进行步骤h；h.如果在所述第一ATM数据分组的第二半时间周期中未找到通过所述第二管道的非阻塞通路，则在第二ATM数据分组时期周期的第一半为所述ATM数据分组搜索通过第三管道到达连接到目的地输出线的输出模块的一个非阻塞通路；i.如果找到通过第三管道的非阻塞通路，则跳到步骤m，否则继续进行步骤j；j.如果在所述第二ATM数据分组时间周期的第一半未找到通过所述第三管道的非阻塞通路，则在所述第二ATM数据分组时间周期的第二半所述ATM数据分组搜索通过第四管道到达连接到目的地输出线的输出模块的非阻塞通路；k.如果找到通过所述第四管道的非阻塞通路，则跳到步骤m，否则继续进行步骤l；l.如果在第四时间周期未找到通过所述第四管道的非阻塞通路，则清除来自所述输入接口的所述ATM数据分组和丢失所述ATM数据分组；m.从所述输入接口中的所述存储器中传送所述ATM数据分组到连接到所述目的地输出线的所述输出模块；和n.发送所述ATM数据分组通过所述输出模块到达它的目的地输出线，以致于所述ATM数据分组是在一个相对于由多个输入接口的任何一个在所述第一和第二ATM数据分组周期期间接收的任何其他ATM数据分组的适当时间序列之中的。
26.一种用于传送来自多个输入线的多个ATM数据分组通过一个具有多个输入接口和多个管道的分组交换机的方法，每个所述输入接口具有连接到所述多个输入线的相应的输入线的输入端和用于存储所述多个ATM数据分组的相应ATM数据分组的存储器，所述方法包括以下步骤a.将来自一个输入线的ATM数据分组传送到所述多个输入接口的一个相应的输入接口；b.从每个ATM数据分组的首部数据确定一个相应的目的地输出线；c.分配每个ATM数据分组一个不同于其他第一阶段优先权水平的第一阶段优先权水平；d.传送所述第一阶段优先权水平和所述目的地输出线确定到带外控制器；e.将每个ATM数据分组存储在它的输入接口中直至它被通过所述多个管道之一传送或被消除；f.在第一ATM数据分组时间周期的第一半为所述电信数据分组搜索一个通过第一管道到达连接到目的地输出线的输出模块的一个非阻塞通路；g.如果找到通过所述第一管道的非阻塞通路，则跳到步骤o，否则继续进行步骤h；h.如果未找到通过所述第一管道的非阻塞通路，则在所述第一ATM数据分组时期周期的第二一半期间为所述ATM数据分组搜索通过第二管道到达连接到目的地输出线的一个非阻塞通路；i.如果找到通过第二管道的非阻塞通路，则跳到步骤o，否则继续进行步骤j；j.如果在所述第一ATM数据分组时间周期的第二一半未找到通过所述第二管道的非阻塞通路，则在第二ATM数据分组时间周期的第一一半为所述ATM数据分组搜索通过第三管道到达连接到目的地输出线的输出模块的一个非阻塞通路；k.如果找到通过所述第三管道的非阻塞通路，则跳到步骤o，否则继续进行步骤l；l.如果在所述第二ATM数据分组时间周期的第一一半未找到通过第三管道的非阻塞通路，则在所述第二ATM数据分组的第二一半为所述ATM数据分组搜索通过第四管道到达连接到目的地输出线的输出模块的一个非阻塞通路；m.如果找到通过所述第四管道的非阻塞通路，则跳到步骤o，否则继续进行步骤n；n.如果在第四时间周期未找到通过所述第四管道的非阻塞通路，则在所述输入接口清除所述ATM数据分组和丢失所述ATM数据分组；o.从所述输入接口的所述存储器传送所述ATM数据分组到连接到所述目的地输出线的所述输出模块；和p.通过所述输出模块发送所述ATM数据分组到所述目的地输出线。
27.一种用于为每个电信数据分组定位一个通路的分组交换机控制器，包括用于为一个单级交换结构与多个输出模块之间的每一连接存储忙—或—闲状态的存储器装置；所述存储器装置被分为多个忙—或—闲状态表；和用于访问每个所述多个忙—或—闭状态表同时用于为每个电信数据分组到达所述多个输出模块的所希望的模块定位通路的装置。
28.一种用于分组交换机的控制器，该分组交换机具有一种交换结构，该结构具有多个管道，每个管道具有多个用于为每个电信数据分组定位通路的纵横制交换机，该控制器包括多个管道搜索控制器，利用每个所述管道搜索控制器控制所述多个管道的一个相应的管道；每个所述管道搜索控制器具有多个纵横制交换机控制器，一个管道的每个纵横制交换机具有一个相应的纵横制交换机控制器；多个用于存储忙—或—闲状态表的存储器装置；所述多个存储装置的每个与所述多个纵横制交换机控制器的一个相应的纵横制交换机相连并存储其中一个相应的忙—或—闲状态表；和用于同时访问所述各忙—或—闲状态表中的每个的装置。
29.如在权利要求28中所述的分组交换机控制器，其中每个所述忙—或—闲表具有多个忙—或—闲状态比特，每个忙—或—闲状态比特对应于其相应的纵横制交换机的一个相应输出端的一个忙—或—闲状态。
30.如权利要求29所述的分组交换机控制器，其中每个所述纵横接线器同时处理其多个忙—或—闲状态比特。
31.如权利要求29所述的分组交换机控制器，其中每个忙—或—闲状态比特被存储在对应于其相应纵横制交换机的相应输出端的一个相应的输出控制器中。
32.如权利要求31所述的分组交换机控制器，其中每个输出控制器处理一个忙—或—闲比特，用于控制每个数据分组处理时间的其对应的输出。
33.一种用于分组交换机的控制器，该分组交换机具有一种交换结构，该结构具有多个管道，每个管道具有多个用于为每个电信数据分组定位通路的纵横制交换机，该控制器包括多个管道搜索控制器，每个所述管道搜索控制器控制多个管道的一个相应的管道；每个所述管道搜索控制器具有多个纵横制交换机控制器，而一个管道的每个纵横制交换机是受其相应的纵横制交换机控制器控制的；多个用于存储各忙—或—闲表的存储装置；所述多个存储装置的每个与所述多个纵横制交换机控制器的一个相应的纵横制交换机控制器相连并存储相应的一个忙—或—闲表；和用于同时访问所述各忙—或—闲表的每个的装置；其中每个所述存储装置包括用于存储一个忙—或—闲比特的装置；用于从所述存储装置中读所述忙—或—闲比特的装置；用于利用一个请求比特对所述忙—或—闲比特进行逻辑操作以产生一个存储在所述存储装置中的最后的忙—或—闲比特，一个请求输出比特和一个连接比特的装置；和如果所述连接比特置位，所述连接比特产生通过其相应的纵横接线器连接的通路。
34.如权利要求33所述的分组交换机控制器，还包括用于将所述请求输出比特转移到在另一个管道中所述多个存储装置的另一个装置中以搜索一个通路，其中所述请求输出比特被输入到所述另一个存储装置的相应的逻辑操作装置并对另一个忙—或—闲比特进行逻辑操作以产生最终的忙—或—闲比特、另一个请求输出比特和另一个连接比特的装置。
35.如权利要求33所述的分组交换机控制器，其中16个请求比特作为请求矢量被并行发到16个存储装置。
36.一种控制分组交换机的方法，该分组交换机是具有多个管道的交换机结构，每个管道具有多个N×N纵横制交换机，和每个数据分组周期期间的多个输出模块，包括以下步骤在每个数据分组周期期间的开始设置所有忙—或—闲比特为闲；以并行方式从一个纵横制交换机控制器的忙—或—闲存储器中读取N个忙—或—闲比特作为忙或闲矢量；通过逻辑组合所述忙—或—闲矢量和第一输入请求矢量执行并行管道搜索操作，以产生第一更新的忙—或—闲矢量、连接矢量和输出请求矢量；并行存储所述更新的忙—或—闲矢量到忙—或—闲存储器中；和将所述连接矢量转移到所述多个纵横制交换机的第一纵横接线器，为一个数据分组设置一个从所述交换结构的一个输入端到所述交换结构的一个输出端的通路。
37.权利要求36的方法，其中每个N×N纵横制交换机的规模是16×16。
38.权利要求36或37的方法，还包括以下步骤将所述包含来自输入矢量的任何未被履行的请求的输出请求矢量转移到另一管道中的第二纵横制交换机；用所述输出请求矢量作为连接到和受控于所述第二交叉纵横接线器控制器的多个纵横制交换机的第二纵横制交换机的第二输入请求矢量；以并行方式从所述第二纵横制交换机控制器的忙—或—闲存储器中读N个忙—或—闲比特；执行并行管道搜索逻辑操作将所述忙—或—闲矢量和所述输入请求矢量的组合，产生第二更新的忙—或—闲矢量、第二连接矢量和第二输出请求矢量；并行存储所述第二更新的忙—或—闲矢量到所述第二纵横接器的忙—或—闲存储器中；和将所述第二连接矢量转移到所述第二纵横制交换机，为一个数据分组设置一个从所述更换结构的输入端到所述交换结构的输出端的通路。
39.权利要求36或37的方法，其中所述执行并行管道搜索操作步骤包括通过在每个交换机控制器中提供N个链路控制器，利用每个链路控制器处理在交换结构与所述多个输出模块的一个输出模块之间的对应中间链路的忙—或—闲比特，同时地处理N个忙—或—闲比特的步骤。
40.一种用于交换多个I输入端到多个P输出端的网络，包括多个C管道，其中C是等于P/I的一个整数；每个管道具有从其各输入端到其各输出端的相应的连接模式；每个连接模式是独立于任何其他连接模式的；所述各模式的独立性使网络的内部阻塞率下降。
41.如权利要求10或11所述的设备，其中所述各连接模式的独立性是根据伽罗瓦域理论确定的。
42.用于电信交换机的具有N个输入线和N个输出线的一种交换网络，该网络具有N个输入端，。P个输出端和F等于P/N比的扇出，包括多个数目为X的纵横制交换机，每个具有被安排在一级中的I/X个输入端和P/FX个输出端，其中X/F是一个大于1的整数；每个所述N个输入线扇出到所述I输入端的一个相应的F输入端；每个所述P输出端连接到多个输出模块的一个相应的输出模块的输入端；每个所述输出模块是一个集中F个输入端到一个相应的输出线的缓冲集线器；和所述多个纵横制交换机的每个纵横制交换机的输入端I/X的数目小于输入线N的数目和扇入F值的乘积。
43.根据权利要求42的交换网络，其中所述输入端I的数目是输入线N数目的整数倍。
44.根据权利要求42的交换网络，其中多个纵横制交换机的每个纵横制交换机是一个16×16纵横制交换机。
45.根据权利要求42的交换网络，其中所述多个纵横制交换机被分为F个管道，每个管道具有从一个输入端经由所述多个输出模块之一连接到所述N个输出线的每一个的相应连接。
46.根据权利要求45的交换网络，其中每个所述纵横制交换机是一个电子器件。
47.根据权利要求45的交换网络，其中每个所述纵横制交换机是一个光器件。
48.根据权利要求47的交换网络，其中每个光接线器包括一个SEED。
49.根据权利要求42的交换网络，其中所述各纵横制交换机被分配到多个管道中。
50.根据权利要求42的交换网络，其中所述各接线器被分配到各独立的管道中，以减小在交换网络中的内部阻塞率。
51.根据权利要求50的交换网络，所述多个独立管道的独立性是由伽罗瓦域理论确定的。
52.一种被分为多个部分的单级交换结构，所述交换结构具有根据一种方法产生的每一部分的输入端，该方法包括以下步骤将每个输入口(I)表示为由S表示的8比特二进制数(i7、i6、i5、i4、i3、i2、i1、i0)在部分θ中将输入口(I)连接到的每个16×16纵横制交换机Sθ(I)表示为6比特二进制数(S5、S4、S3、S2、S1、S0)θ和根据伽罗瓦域理论连接每个输入口(I)到在每个所述部分中的一个相应的纵横制交换机Sθ(I)的输入端，有效地减少其ATM信元阻塞的概率。
53.如权利要求52所述的单级交换结构，其中根据伽罗瓦域理论用于确定连接的映射函数是(s5，s4，s3，s2，s1，s0)0＝(0，0，i3，i2，i1，i0)；(s5，s4，s3，s2，s1，s0)1＝(0，1，i7XOR i3，i6XOR i2，i5，XOR i1，i4XORi0)；(s5，s4，s3，s2，s1，s0)2＝(1，0，i7XOR i2，i6XOR i1，i5XOR i0XOR i7，i4XOR i7)and(s5，s4，s3，s2，s1)3＝(1，1，i7XOR i1，i6XOR i0XOR i7，i5XOR i7XORi2，i4XOR I2).
54.一种用于电信的交换结构，该结构具有多个连接到多个线路接口的输入线路和连接到多个输出模块的输出端的多个输出线路，所述交换结构包括多个每个具有多个输入端的管道，所述多个管道的输入端的每个连接到所述多个线路接口的相应的输出端，以致每个所述接口具有等于所述多个管道的数目的扇出；每个所述管道是一个单级网络和提供从任何线路接口输出端经多个输出模块的一个输出模块到一个输出线路的一个通路；每个所述输出模块是具有等于线路接口输出端的扇出量的数目的集中率；在输入线路和其所希望的输出线路之间的每个通路足够地独立于该输入线路和该所希望的输出线路之间通过其他管道的其他通路，其内部阻塞的概率很低；其中将可连接任何输入线到任何输出线的通路数目降低到与管道数目相同，基本上能在不等级增加内部阻塞概率情况下减少连接所需的有效器件的数目。
55.一种分组交换机，用于将来自多个电路交换的输入线路的电路交换通信交换到多个电路交换的输出线路上和将来自多个分组交换的输入线路的分组交换通信交换到多个分组交换输出线路上，包括多个电路交换输入接口，每个接口具有一个连接到所述多个电路交换输入线路的相应的电路交换输入线路的输入口，和每个所述电路交换输入接口具有一个输出口；多个分组交换输入接口，每个接口具有一个连接到所述多个分组交换输入线路的一个相应的分组交换输入线路的输入口，和每个所述分组交换输入接口具有一个输出口；具有多个输入口的单级交换结构，所述各输入口的第一部分连接到所述电路交换的输入接口的相应的一些输出端和所述各输入口的第二部份连接到所述分组交换的输入接口的相应的一些输出口；多个电路交换的输出模块，所述电路交换的输出模块共同具有多个输入端，每个所述电路交换输出模块的输入端连接到所述单级交换结构的所述第一部分，和共同具有多个输出端，每个所述电路交换输出模块的输出端连接到所述多个电路交换输出线路的一个相应的电路交换的输出线路；多个分组交换输出模块，所述分组交换的输出模块共同具有多个输入端，每个所述多个分组交换的输出模块的输入端连接到所述单级交换结构的所述第二部分的对应的输出口，和共同具有多个输出端，每个所述分组交换的输出模块的输出端连接到所述多个分组交换的输出线路的一个对应的分组交换输出线路；用于通过所述交换结构搜索一个到所希望的电路交换输出线路的通路，用于在每个电路交换输入线路进行通信；和用于通过所述交换结构搜索一个到所希望的分组交换输出线路的通路，用于在每个分组交换输入线路上数据分组。
56.如权利要求55所述的交换机，其中所述电路交换通信通路搜索装置包括一个第一带外控制器；和所述分组交换通信通路搜索装置包括一个第二带外控制器。
57.如权利要求56所述的交换机，其中所述交换结构被分为多个管道。
58.发权利要求57所述的交换机，其中所述带外控制器将已被拒绝一个通路的请求从第一管道滚动到第二管道。
59.如权利要求57所述的交换机，其中所述带外控制器将已被拒绝的一个通路的请求从第一管道和第二管道滚动到第二管道。
60.如权利要求57所述的交换机，其中所述带外控制器将已被拒绝的一个通路的请求从第一管道、第二管道和第三管道滚动到第四管道。
61.如权利要求57所述的交换机，其中所述带外控制器分配优先权次序给各通信数据分组。
62.如权利要求55所述的交换机，其中所述交换结构的所述第一部分的大小是在0到100％的范围。
63.如权利要求62所述的交换机，其中每个通信数据分组的长度从一个数据分组到另一个数据分组是变化。
64.如权利要求55、56、57、58、59、60、61、62或63所述的交换机，其中每个通信数据分组的长度从一个数据分组到另一个数据分组是可变。
65.如权利要求1或10所述的分组交换机，还包括一个用于联机替代出故障的任何所述C管道之一的备用管道。
66.一种用于从多个输入线到多个输出线分组交换数据的可增长(growable)分组交换机，包括多个输入接口，每个接口具有连接到所述多个输入线的一个相应输入线的输入口，和一个输出口；用于交换多个I输入口到多个P输出口的单级分配网络；每个所述输入接口具有一个存储器，用于保持一个数据分组，直至该数据分组被发送到网络；每个所述多个输入接口的输出口扇出到所述单级分配网络的各所述I输入口的一个相应组F；所述单级分配网络具有多个P部分，其中P是一个整数；多个输出模块，所述输出模块共同具有多个输入端，每个所述输出模块的输入端连接到所述多个L输出口的一个对应的输出口，和共同具有多个输出端，每个所述输出模块的输出端连接到所述多个输出线的一个对应的输出线；带外控制器具有数目等于P部分的数目的多个忙—闲存储器单元，每个所述忙—闲存储器单元控制通过它的相应部分的数据分组的发送；和所述P部分的每个部分具有至少一个可连接到多个输出线的一个相应的输出线的多个输入线的每个的通路。
67.根据权利要求66的用于分组交换从多个输入线到多个输出线的数据的可增长分组交换机，其中在第i时间间隔做出的每个数据分组发送请求是在该第i时间间隔或在下一个接着的时间间隔完成的。
68.根据权利要求67的用于分组交换从多个输入线到多个输出线的数据的可增长的分组交换机，其中每个所述输出模块从它的F1F0中提取数据，以致于在第i个时间间隔以后的下一个间隔被发送的经一个输入线在第i间隔传送的信元将在任何其他经由所述输入线上在第i个间隔之后的任何间隔传送的信元之前将被输出到所希望的输出线上。
69.根据权利要求67的用于分组交换从多个输入线到多输出线的数据的可增长的分组交换机，其中所述单级分配网络是一个电子纵横制交换机。
70.根据权利要求67的用于分组交换从多个输入线到多个输出线的数据的可增长分组交换机，其中所述单级分配网络是一个电子纵横制交换机的同构体，该电子纵横制交换机具有多个部分和每个部分是一个电子纵横制交换机。
71.根据权利要求67的用于分组交换从多个输入线到多个输出线的数据的可增长分组交换机，其中所述单级分配网络具有多个部分和每个部分具有多个电子纵横制交换机，和每部分具有至少一个在每个输入端和每个输出线之间的可连接的通路。
72.根据权利要求67的用于分组交换从多个输入线到多个输出线的数据的可增长分组交换机，其中在第i间隔到达的路由请求试图在第i间隔或在下一个接着的间隔到第i间隔中定位一个有效通路。
73.根据权利要求67的用于分组交换从多个输入线到多个输出线的数据的可增长分组交换机，其中任何在第i间隔期间到达的和从忙—闲存储器(P-1)传送到忙—闲存储器0的路由请求，试图在第i间隔以后的下一个间隔期间定位通过剩余部分的有效通路。
74.一种在第i间隔期间使X个ATM信元进入一个可增长的分组交换机时用于控制通路的方法，这些信元送到一个具有X＞m的公共m×n输出分组模块，包括以下步骤在第i个发送间隔期间发送所述X个ATM信元的m个；和滚动所述X个ATM信元的剩余X-m进入到用于发送到输出分组模块的下一个发送间隔。
全文摘要
根据可增长的分组交换结构，一种物理上可实现的一兆兆比特或更大的ATM分组交换机10A具有连接到一个单级交换结构14A的大量输入接口，而该结构又连接到多个输出模块1文档编号H04L12/56GK1131853SQ9512173
公开日1996年9月25日 申请日期1995年12月29日 优先权日1994年12月30日
发明者托马斯·J·克鲁南, 盖罗德·W·里查兹 申请人:美国电报电话公司