一种实现大容量线路交叉的结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种实现大容量线路交叉的结构。该结构在基于FPGA的硬件平台上实现，其交叉结构由输入级和输出级构成。其中，输入级包含m个输入级选择单元，每个输入级选择单元对应一路待交叉的输入信号，m表示待交叉的路数；输出级包含m个输出级取或单元，每个输出级取或单元对应一路交叉后输出的信号；输入级与输出级各单元之间按单元标号顺序依次连接，从而完成m路输入到m路输出的交叉功能。本实用新型专利技术提出的线路交叉结构具有严格无阻塞特性，配置简单易操作，且当m值变大即交叉容量增大时FPGA实现时序依然可以很好的满足性能需求，在光交叉技术领域有广泛的应用价值。

A structure to realize the high capacity line crossing

【技术实现步骤摘要】
一种实现大容量线路交叉的结构
本技术涉及光通讯领域中的光交叉，尤其涉及一种实现大容量线路交叉的结构，用于光纤网络节点中的交叉设备以实现大容量的线路交叉。
技术介绍
光交叉连接（OXC）是用于光纤网络节点的设备，通过对光信号进行线路交叉，能够灵活有效地管理光传输网络，是实现可靠的网络保护/恢复以及自动配线和监控的重要手段。在光交叉
中，其中的一个技术难点就是如何实现大容量的线路交叉。例如经典的CLOS交叉网络，是由贝尔实验室CharlesClos博士于1953年提出，该交叉网络为三级对称交叉结构，该结构只有在一定条件下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。通常实现交叉结构都会选择FPGA作为硬件平台，这是因为FPGA内部有大量的逻辑单元与触发器，特别适合实现大容量的线路交叉，但由于CLOS交叉结构各级之间的强耦合性，在FPGA内布局布线时会产生很大的拥塞，导致时序很差，从而交叉性能下降。所以，一种好的实现大容量线路交叉的结构在光交叉
起到了至关重要的作用。
技术实现思路
本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、在FPGA上实现时具有较好时序的、且适用于大规模光纤交叉连接的配置方案，即一种实现大容量线路交叉的结构。本技术采取的技术方案是：一种实现大容量线路交叉的结构，该结构基于FPGA的硬件平台上实现，其特征在于：该交叉结构由输入级和输出级两级构成；输入级包含m个输入级选择单元，每个输入级选择单元对应标号相同的待交叉的输入信号，即输入级选择单元m对应待交叉的输入信号im，m表示待交叉的路数，每个输入级选择单元有m个输出，用下划线加标号予以区分，即输入级选择单元m的输出为im_0、im_1、......、im_m；输出级包含m个输出级取或单元，每个输出级取或单元对应标号相同的交叉后输出的信号，即输出级取或单元m对应交叉后的输出信号om，每个输出级取或单元有m个输入，同样用下划线加标号予以区分，即输出级取或单元m的输入为om_0、om_1、......、om_m；输入级各单元与输出级各单元之间按单元标号顺序依次连接，从而完成m路输入到m路输出的交叉功能，即输出级取或单元m对应着交叉后的输出信号om，输出级取或单元m的第0个输入om_0来自于输入级选择单元0的第m个输出i0_m，输出级取或单元m的第1个输入om_1来自于输入级选择单元1的第m个输出i1_m，......，输出级取或单元m的第m个输入om_m来自于输入级选择单元m的第m个输出im_m，即输出级取或单元m的m个输入分别来自于m个输入级选择单元的第m个输出。本技术的有益效果是：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,且无任何限制条件。3、控制方法简单可靠，无需复杂的路由算法予以配合。4、易于在FPGA上实现，且实现时序较好，不会产生过大的拥塞。本技术提供的结构在光交叉
有广泛的应用价值。附图说明图1为本技术实现大容量线路交叉的结构图；图2为输入级选择单元实现结构图；图3为实现i0->o3、i1->o0、i2->o1、i3->o2的交叉示例图。具体实施方式以下结合附图对本技术做进一步说明：一种实现大容量线路交叉的结构，该结构基于FPGA的硬件平台上实现，该交叉结构由输入级和输出级两级构成；输入级包含m个输入级选择单元，每个输入级选择单元对应标号相同的待交叉的输入信号，即输入级选择单元m对应待交叉的输入信号im，m表示待交叉的路数，每个输入级选择单元有m个输出，用下划线加标号予以区分，即输入级选择单元m的输出为im_0、im_1、......、im_m；输出级包含m个输出级取或单元，每个输出级取或单元对应标号相同的交叉后输出的信号，即输出级取或单元m对应交叉后的输出信号om，每个输出级取或单元有m个输入，同样用下划线加标号予以区分，即输出级取或单元m的输入为om_0、om_1、......、om_m；输入级各单元与输出级各单元之间按单元标号顺序依次连接，从而完成m路输入到m路输出的交叉功能，即输出级取或单元m对应着交叉后的输出信号om，输出级取或单元m的第0个输入om_0来自于输入级选择单元0的第m个输出i0_m，输出级取或单元m的第1个输入om_1来自于输入级选择单元1的第m个输出i1_m，......，输出级取或单元m的第m个输入om_m来自于输入级选择单元m的第m个输出im_m，即输出级取或单元m的m个输入分别来自于m个输入级选择单元的第m个输出。输入级选择单元的具体实现结构如下：采用并行处理结构，即输入级选择单元包含m个判断相等单元，每个判断相等单元的输入是相同的，都是输入级选择单元的输入信号亦即待交叉的输入信号，判断相等单元的输出为0或待交叉的输入信号。图1示意了实现大容量线路交叉的结构图，该结构由输入级和输出级两级构成；输入级包含m个输入级选择单元，每个输入级选择单元对应标号相同的待交叉的输入信号，例如输入级选择单元m对应待交叉的输入信号im，m表示待交叉的路数，每个输入级选择单元有m个输出，用下划线加标号予以区分，例如输入级选择单元m的输出为im_0、im_1、......、im_m；输出级包含m个输出级取或单元，每个输出级取或单元对应标号相同的交叉后输出的信号，例如输出级取或单元m对应交叉后的输出信号om，每个输出级取或单元有m个输入，同样用下划线加标号予以区分，例如输出级取或单元m的输入为om_0、om_1、......、om_m；输入级各单元与输出级各单元之间按单元标号顺序依次连接，从而完成m路输入到m路输出的交叉功能，这里从输出的角度进行描述，输出级取或单元m对应着交叉后的输出信号om，输出级取或单元m的第0个输入om_0来自于输入级选择单元0的第m个输出i0_m，输出级取或单元m的第1个输入om_1来自于输入级选择单元1的第m个输出i1_m，......，输出级取或单元m的第m个输入om_m来自于输入级选择单元m的第m个输出im_m，总结起来即输出级取或单元m的m个输入分别来自于m个输入级选择单元的第m个输出。图2示意了输入级选择单元实现结构图，此处假设选定输入级选择单元n作为分析对象，那该单元的输入信号为in，假设需要将该路输入即第n路的输入信号in交叉到第r路的输出，接下来详细叙述本结构是如何实现的。采用并行处理结构，即输入级选择单元包含m个判断相等单元，每个判断相等单元功能相同，负责检测是否允许信号通过，如若允许通过则将信号输出，否则输出0即不允许通过；每个判断相等单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现大容量线路交叉的结构，该结构基于FPGA的硬件平台上实现，其特征在于：该交叉结构由输入级和输出级两级构成；/n输入级包含m个输入级选择单元，每个输入级选择单元对应标号相同的待交叉的输入信号，即输入级选择单元m对应待交叉的输入信号im，m表示待交叉的路数，每个输入级选择单元有m个输出，用下划线加标号予以区分，即输入级选择单元m的输出为im_0、im_1、......、im_m；/n输出级包含m个输出级取或单元，每个输出级取或单元对应标号相同的交叉后输出的信号，即输出级取或单元m对应交叉后的输出信号om，每个输出级取或单元有m个输入，同样用下划线加标号予以区分，即输出级取或单元m的输入为om_0、om_1、......、om_m；/n输入级各单元与输出级各单元之间按单元标号顺序依次连接，从而完成m路输入到m路输出的交叉功能，即输出级取或单元m对应着交叉后的输出信号om，输出级取或单元m的第0个输入om_0来自于输入级选择单元0的第m个输出i0_m，输出级取或单元m的第1个输入om_1来自于输入级选择单元1的第m个输出i1_m，......，输出级取或单元m的第m个输入om_m来自于输入级选择单元m的第m个输出im_m，即输出级取或单元m的m个输入分别来自于m个输入级选择单元的第m个输出。/n...

【技术特征摘要】
1.一种实现大容量线路交叉的结构，该结构基于FPGA的硬件平台上实现，其特征在于：该交叉结构由输入级和输出级两级构成；
输入级包含m个输入级选择单元，每个输入级选择单元对应标号相同的待交叉的输入信号，即输入级选择单元m对应待交叉的输入信号im，m表示待交叉的路数，每个输入级选择单元有m个输出，用下划线加标号予以区分，即输入级选择单元m的输出为im_0、im_1、......、im_m；
输出级包含m个输出级取或单元，每个输出级取或单元对应标号相同的交叉后输出的信号，即输出级取或单元m对应交叉后的输出信号om，每个输出级取或单元有m个输入，同样用下划线加标号予以区分，即输出级取或单元m的输入为om_0、om_1、......、om_m；
输入级各单元与输出级各单元之间按单元标号顺序依次连接，从而完成...

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