交换Clos网络通用元件制造技术

公开了一种可以动态地改变其角色的交换Clos网络通用元件。该通用元件包括在电光芯片顶部上的VCSEL矩阵和光电二极管矩阵。VCSEL矩阵经由第一组光学链路传输数据，并且光电二极管矩阵经由第二组光学链路接收数据。通用元件还通过电子链路来接收和传输数据。所述通用元件在折叠Clos网络中还起到扩展器、聚合器或传输交换机的作用。作为扩展器或聚合器，该通用元件将其光学链路用过为入口链路并且将其电子链路用作为出口链路。通过使用该通用元件，可以在没有独立交换元件的情形下来构建网络。多个通用元件可以被定位在PCB上，并且该多个通用元件可以起到一个交换机的作用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及Clos网络中进行交换的领域。具体地，本公开涉及针对多级可以动态地改变其角色的通用元件。
技术介绍
Clos分组交换网络结构和折叠Clos分组交换网络结构广泛地应用于高性能计算簇和大型可扩展路由器中。最简单的完整Clos结构需要3级交换和3个类型的交换结构。针对折叠Clos，最简单的形式使用了 3级和2个类型的结构。通常情况下，利用3个不同参数:n、k和m，来描述3级Clos网络，其中，η是I级节点和3级节点中的每一个的出口链路(egress link)的数量，k是2级节点的数量，以及m是I级节点或3级节点的数量。第一出口链路集合将每个I级节点连接到每个2级节点，并且第二出口链路集合将每个2级节点连接到每个3级节点。由于这种连通性，2级节点的数量，即k等于入口链路(ingress link)的数量，并且I级节点或3级节点的数量等于每一 2级节点的入口链路的数量。网络的大小、或者出口链路的总数为N = nxm。Clos网络具有E = k/n的膨胀因子。膨胀因子是网络中数据流的度量。典型地，当m 3 2n — I时，Clos网络可以是非阻塞的。该非阻塞特性可以对于具有突发式业务和由部分组播分组组成的业务的网络是关键的。就高性能交换元件而言，开发“芯片上”解决方案、或者使所有组件在一个芯片上会遭受到大量的物理限制。限制包括必要的功率耗散、随元件数量增加的针对高比特率电子串行器/电子解串器(“SerDes’es”)的形状因数限制、元件间的距离、以及当使用具有低容量的交换结构时的互联复杂性。具有低容量交换机的Clos网络需要更多级并且因此需要使更多交换元件和物理连接器被放置在芯片上。
技术实现思路
公开了一种可以动态改变的交换Clos网络通用元件。该通用元件包括在电光芯片顶部上的VCSEL矩阵和光电二极管矩阵。VCSEL矩阵经由第一组光学链路传输数据，并且光电二极管矩阵经由第二组光学链路接收数据。通用元件还通过电子链路来接收和传输数据。所述通用元件在折叠Clos网络中还可起到扩展器、聚合器或者传输交换机的作用。作为扩展器或聚合器，该通用元件将其光学链路用过为入口链路并且将其电子链路用作为出口链路。通过使用该通用元件，可以在没有独立交换元件的情形下来构建网络。在本公开的一个方面，用于在网络元件之间提供交换的系统，包括:印刷电路板(PCB)，定位在所述PCB上的第一电光芯片和第二电光芯片。该系统还包括在所述第一电光芯片上的第一光电二极管矩阵和第一 VCSEL矩阵。该系统还包括在所述第二电光芯片上的第二光电二极管矩阵和第二 VCSEL矩阵。此外，系统包括第一多个光学链路，其使所述第一光电二极管矩阵与所述第二 VCSEL矩阵耦接，以及第二多个光学链路，其使所述第二光电二极管矩阵与所述第一 VCSEL矩阵耦接。所述第一光电二极管矩阵还被构造为经由第三多个光学链路接收光学数据，并且所述第二光电二极管矩阵还被构造为经由第四多个光学链路接收光学数据。此外，所述第一 VCSEL矩阵还被构造为经由第五多个光学链路传输光学数据，并且所述第二 VCSEL矩阵被构造为还经由第六多个光学链路传输光学数据。附加特征可以出现在本公开的多个方面中。例如，该系统可以包括将所述第一电光芯片与所述第二电光芯片耦接的多个电子链路。所述电子链路是双向的或单向的。所述电子链路可以为电子串行器/电子解串器。所述第一多个光学链路中的光学链路的数量加上电子链路的数量等于所述第三多个光学链路中的光学链路的数量。所述第二多个光学链路中的光学链路的数量加上电子链路的数量等于所述第四多个光学链路中的光学链路的数量。在本公开的另一方面中，生产电光交换机的方法，包括:在印刷电路板(PCB)上提供第一电光芯片和第二电光芯片，每个电光芯片包括光电二极管矩阵和VCSEL矩阵。该方法还包括经由第一多个光学链路使所述第一电光芯片的光电二极管矩阵与所述第二电光芯片的VCSEL矩阵耦接，并且经由第二多个光学链路使所述第二电光芯片的光电二极管矩阵与所述第一电光芯片的VCSEL矩阵耦接。还将所述第一光电二极管矩阵构造为经由第三多个光学链路接收光学数据，并且还将所述第二光电二极管矩阵构造为经由第四多个光学链路接收光学数据。此外，还将第一 VCSEL矩阵构造为经由第五多个光学链路传输光学数据；并且还将第二 VCSEL矩阵构造为经由第六多个光学链路传输光学数据。【附图说明】图1A示出了 Clos网络。图1B示出了折叠Clos网络。图2示出了根据本公开方面的用在Clos网络或折叠Clos网络的I级+3级中的通用交换元件。图3示出了根据本公开方面的用在Clos网络或折叠的Clos网络的2级中的通用交换元件。图4示出了根据本公开方面的使用Clos网络的级中的通用交换元件的载荷平衡网络。【具体实施方式】根据本公开的方面，公开了交换Clos网络通用元件。通用元件可以动态地变成扩展器、传输交换机以及聚合器。由于这个元件可以起到三个角色的作用，因此，就三个的独立的角色而言可以在没有独立交换元件的情形下建立Clos网络。Clos网络和折叠Clos网络图1A示出了标准的完整Clos网络。在图1A中，Clos网络101是简单的三级16X16Clos交换网络。Clos网络101包括交换元件111、112和113。交换元件111是I级元件或扩展器，其将业务(traffic)从输入的4行传播到输出的6行。输入的4行通过出口链路101进入交换元件111。入口链路103将交换元件111的输出分组传送到每个交换元件112。交换元件112是4X4传输交换机，或2级交换机。入口链路104将交换元件112的输出运送至每个交换元件113。交换元件113是3级元件或聚合器。交换元件113将来自于6个2级交换机的数据聚集至输出的4行。输出的4行通过出口链路102离开交换元件 113。图1B示出一种折叠Clos网络，其具有与在图1A中示出的标准Clos网络相同的设置。在折叠Clos网络102中，I级和3级元件被组装成I级+3级交换机，如由交换元件114所图示。通过出口链路115，数据分组进入元件114，其中分组被展开。入口链路106将分组运送至元件112并且返回至元件114以用于聚合。输出分组通过出口链路105离开交换单元114。Clos网络的大小由端节点的总量来确定，其等于用于所有I级+3级交换机的出口链路的数量(N = nXm)交换Clos网络通用元件根据本公开的实施例，通用元件包括电光芯片以及在电光芯片顶部上的垂直腔面发射激光器(VCSEL)和光电二极管的2D矩阵。图2示出了包括VCSEL215的矩阵和光电二极管216的矩阵的通用元件200。通用元件200包括Le电子链路217和L。光学链路223和224。光电二极管216经由光学链路223接收收据以及VCSEL 215经由光学链路224发送数据。交换Clos网络通用元件级+3级交换机当通用元件200被用作为I级+3级交换机时，电子链路217将通用元件200连接至外部节点218。因此，电子链路217用作为出口链路。光学链路223和224将通用元件200与其他通用元件连接在一起，因此用作为入口链路。链路217可以为电子串行器/电子解串器(“SerDes’ 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在网络元件之间提供交换的系统，包括：印刷电路板(PCB)；定位在所述PCB上的第一电光芯片和第二电光芯片；在所述第一电光芯片上的第一光电二极管矩阵和第一VCSEL矩阵；在所述第二电光芯片上的第二光电二极管矩阵和第二VCSEL矩阵；第一多个光学链路，其使所述第一光电二极管矩阵与所述第二VCSEL矩阵耦接；第二多个光学链路，其使所述第二光电二极管矩阵与所述第一VCSEL矩阵耦接；其中，所述第一光电二极管矩阵还被构造为经由第三多个光学链路接收光学数据；其中，所述第二光电二极管矩阵还被构造为经由第四多个光学链路接收光学数据；其中，所述第一VCSEL矩阵还被构造为经由第五多个光学链路传输光学数据；其中，所述第二VCSEL矩阵被构造为还经由第六多个光学链路传输光学数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大·泽尔瑟，弗拉基米尔·米利亚斯基，尼夫·马加利特，伊夫塔·梅罗恩，大卫·齐利格，大卫·查尔曼，迈克尔·麦施，
申请(专利权)人：康帕斯电子光学系统有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL