一种大规模严格无阻塞光交叉连接矩阵结构及其控制方法技术

一种大规模严格无阻塞光交叉连接矩阵结构及其控制方法，首先，为每一级的每个二选一单元标号，标号规则为，从上到下从左到右依次将各二选一单元标记为0,1,2,....，且该标号与将要进行控制的各二选一单元sel比特位一一对应，即sel[0]控制标号0单元的选择输出，sel[1]控制标号1单元的选择输出，sel[q]控制标号q单元的选择输出；其次，根据路由切换需求，即从m路输入中选择哪一路做为输出，对各sel位赋以正确的0/1值，以对各二选一单元进行正确选择，n级串行连接网络各二选一单元在对应的sel位控制下，则能将m路中需求的一路选择并输出。本发明专利技术具有严格无阻塞特性，不存在路由切换失败的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种大规模严格无阻塞光交叉连接矩阵结构及其控制方法
本专利技术涉及光通信和光网络传输中光交叉连接的配置方案及其控制方法，尤其涉及一种大规模严格无阻塞光交叉连接矩阵结构及其控制方法，用于光交叉连接装置的光纤配线。
技术介绍
随着电信网络宽带化的高速发展，电信市场的规模大幅增长，光纤作为电信传输的主要介质铺设遍及各个角落。在电信运营部门，采用光交叉连接装置进行光纤配线时，希望光交叉不存在阻塞问题，即不会出现交叉配置失败的情况。且希望交叉容量尽可能大，以实现大规模光纤自动交叉连接。所以如何设计简单易操作的、严格无阻塞的、且可实现大规模光纤交叉连接的配置方案显得尤为重要。例如，由贝尔实验室CharlesClos博士于1953年提出的CLOS网络，它包括由r个n乘m光开关模块构成输入级；m个r乘r光开关模块构成中间级；r个m乘n光开关模块构成输出级，三级光开关模块之间为对称交叉连接。该矩阵结构只有在m>=2n-1时，才具有严格无阻塞特性。此外，在对CLOS网络进行交叉切换时，需要有复杂的方法对该结构进行配置。由于CLOS网络路由选择不唯一，即可以有多种方式产生输出，且之后新建的一条路由要考虑之前配置过的路由，不能对以前配置好的路由产生影响，所以在使用CLOS结构时对路由算法提出了很高的要求。总之，好的光交叉连接技术对电信网络宽带化的进一步发展起到了至关重要的作用。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要解决上述技术中存在的问题，提供一种简单可操作的、严格无阻塞的、无任何条件限制的、且适用于大规模光纤交叉连接的配置方案，即一种大规模严格无阻塞光交叉连接矩阵结构及其控制方法。本专利技术为实现上述目的，所采取的技术方案是：一种大规模严格无阻塞光交叉连接矩阵结构，其特征在于，该结构由最基本的二选一单元组成，为n级串行连接网络，n取值为保证2^n>=m的最小整数，其中m为待交叉的路数；所述的n级串行连接网络，每一级由m/(2^r)+m%(2^r)个二选一单元组成，其中r=1,2,...,n，即若m/(2^r)不能整除，则取商的结果加1；n级串行连接网络之间，后一级各二选一单元的输入，为上一级的输出按从上到下排列后，依次两两分组的结果，如果分组后剩余一路，那为这一路补一个虚拟的0值，以凑成后级二选一单元两个的输入，对于第一级各二选一单元的输入，即为待交叉的m路数据，方法一样，将m路输入从上到下排列，两两分组，然后作为第一级各二选一单元的输入，按此结构，最后一级一定仅包含一个二选一单元。一种大规模严格无阻塞光交叉连接矩阵结构的控制方法，其特征在于，对光交叉连接矩阵中的各二选一单元进行切换的方法如下：首先，为每一级的每个二选一单元标号，标号规则为，从上到下从左到右依次将各二选一单元标记为0,1,2,....，且该标号与将要进行控制的各二选一单元sel比特位一一对应，即sel[0]控制标号0单元的选择输出，sel[1]控制标号1单元的选择输出，sel[q]控制标号q单元的选择输出；其次，根据路由切换需求，即从m路输入中选择哪一路做为输出，对各sel位赋以正确的0/1值，以对各二选一单元进行正确选择，n级串行连接网络各二选一单元在对应的sel位控制下，则能将m路中需求的一路选择并输出；下面通过几行伪代码给出sel控制信号的计算方法，一般性地，对于m路输入，假设要从其中选择第k路作为输出，k=0,1,2,...，m-1，伪代码如下：第1行---for(n=1,j=0;n<=max_n;n++)第2行---for(i=1;i<=(m/(2^n)+m%(2^n));i++,j++)第3行---sel[j]=((2*i-1)==(k/(2^(n-1))))1:0；其中的n,j,i为循环变量；m表示m路输入；k表示选择第k路作为输出；max_n为根据公式2^max_n>=m计算得到的最小整数，接下来对各行含义做具体说明：第1行伪代码含义是，结构为max_n级串行连接；第2行的含义是，对应每级中二选一单元的个数；第3行为计算各二选一单元对应sel比特位的值，具体含义是，对每个二选一单元的两个输入，分别判断是否为待选择的k值，如果二选一单元的高位与k值相等，则相应的sel比特位为1，如果二选一单元的低位与k值相等或高位和低位都不与k值相等，则相应的sel比特位为0；通过上述方法得到sel控制信号各比特位的0/1值，从而完成对各二选一单元的选择输出，对应到矩阵结构亦即实现从m路输入中选择一路作为输出的功能需求；从上述描述的矩阵结构与对结构中各二选一单元的控制方法可以看出，该结构不存在阻塞问题，当路由配置切换后，亦即改变sel各比特位0/1值，则能将m路输入中的一路切换到输出，不存在路由切换失败的问题；此外，该结构没有限制条件，在输入路数m确定后，矩阵结构以及各二选一单元的sel比特位值便确定下来，实现从输入到输出的路由交叉。本专利技术的有益效果是：1、交叉连接路由容量大，适合大规模光纤交叉连接路由配置。2、具有严格无阻塞特性，不存在路由切换失败的问题。3、控制方法简单可靠，且无任何限制条件。本专利技术为电信网络宽带化的进一步发展提供了有益参考。附图说明图1为本专利技术m路输入m路输出的交叉矩阵结构示意图；图2为本专利技术m选1结构示意图并作为摘要附图；图3为本专利技术8选1结构示意图；图4为本专利技术9选1结构示意图。具体实施方式以下结合附图和实例对本专利技术做进一步说明。图1示意了m路输入m路输出的交叉矩阵结构图。每一路输出都对应图2中的一个m选1子结构。该子结构为n级串行连接网络，n取值为保证2^n>=m的最小整数。n级串行连接网络的每一级由m/(2^r)+m%(2^r)个二选一单元组成，其中r=1,2,...,n。n级串行连接网络之间，后一级各二选一单元的输入，为上一级的输出按从上到下排列后，依次两两分组的结果。对于第一级各二选一单元的输入，即为待交叉的m路数据，方法一样，将m路输入从上到下排列，两两分组，然后作为第一级各二选一单元的输入。按此结构，最后一级一定仅包含一个二选一单元。图2中的sel_y即为第y路输出的控制选择信号，sel_y的每个比特位控制一个二选一单元。sel_y各比特位与二选一单元对应的方法是，先为每一级的每个二选一单元标号，标号规则为，从上到下从左到右依次将各二选一单元标记为0,1,2,......。标号与将要进行控制的各二选一单元sel_y比特位一一对应，例如sel_y[0]控制标号0单元的选择输出。图3显示了8选1的结构，为3级串行连接网络。第一级包含8/(2^1)=4个二选一单元，第二级包含8/(2^2)=2个二选一单元，第三级包含(8/2^3)=1个二选一单元。按从上到下从左到右的标号规则，以及与sel_0各比特位的对应关系，标记了图中的sel_0[0]-sel_0[6]。例如，当用户指定需要选择输入的I(7)交叉到输出的O(0)，那sel_0各比特位的值为，sel_0[0]=x，sel_0[1]=x，sel_0[2]=x，sel_0[3]=1，sel_0[4]=x，sel_0[5]=1，sel_0[6]=1，其中x表示该比特位可为0或1。又如，当用户指定需要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大规模严格无阻塞光交叉连接矩阵结构，其特征在于，该结构由最基本的二选一单元组成，为n级串行连接网络，n取值为保证2^n>=m的最小整数，其中m为待交叉的路数；所述的n级串行连接网络，每一级由m/(2^r)+m%(2^r)个二选一单元组成，其中r=1,2,...,n，即若m/(2^r)不能整除，则取商的结果加1；n级串行连接网络之间，后一级各二选一单元的输入，为上一级的输出按从上到下排列后，依次两两分组的结果，如果分组后剩余一路，那为这一路补一个虚拟的0值，以凑成后级二选一单元两个的输入，对于第一级各二选一单元的输入，即为待交叉的m路数据，方法一样，将m路输入从上到下排列，两两分组，然后作为第一级各二选一单元的输入，按此结构，最后一级一定仅包含一个二选一单元。

【技术特征摘要】
1.一种大规模严格无阻塞光交叉连接矩阵结构，其特征在于，该结构由最基本的二选一单元组成，为n级串行连接网络，n取值为保证2^n>=m的最小整数，其中m为待交叉的路数；所述的n级串行连接网络，每一级由m/(2^r)+m%(2^r)个二选一单元组成，其中r=1,2,...,n，即若m/(2^r)不能整除，则取商的结果加1；n级串行连接网络之间，后一级各二选一单元的输入，为上一级的输出按从上到下排列后，依次两两分组的结果，如果分组后剩余一路，那为这一路补一个虚拟的0值，以凑成后级二选一单元两个的输入，对于第一级各二选一单元的输入，即为待交叉的m路数据，方法一样，将m路输入从上到下排列，两两分组，然后作为第一级各二选一单元的输入，按此结构，最后一级一定仅包含一个二选一单元。2.一种采用权利要求1所述的大规模严格无阻塞光交叉连接矩阵结构的控制方法，其特征在于，对光交叉连接矩阵中的各二选一单元进行切换的方法如下：首先，为每一级的每个二选一单元标号，标号规则为，从上到下从左到右依次将各二选一单元标记为0,1,2,....，且该标号与将要进行控制的各二选一单元sel比特位一一对应，即sel[0]控制标号0单元的选择输出，sel[1]控制标号1单元的选择输出，sel[q]控制标号q单元的选择输出；其次，根据路由切换需求，即从m路输入中选择哪一路做为输出，对各sel位赋以正确的0/1值，以对各二选一单元进行正确选择，n级串行连接网络各二选一单元在对应的sel位控制下，则能将m路中需求的一路选择并输出；下面通过几行伪代码给出sel控制信号的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晖，张晓峰，陈伟峰，安涛，王东锋，
申请(专利权)人：天津光电通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12