本发明专利技术公开了一种用于数据中心交换机的无阻塞光互连架构。业务板经光波导背板和交叉板连接；业务板包括多个光模块、一个成帧器、一个光引擎和多个光连接器，多个光模块均连接到成帧器，成帧器和光引擎连接，光引擎和多个光连接器连接；业务板的各个光连接器经光波导背板和交叉板的各个光连接器连接，交叉板包括多个光连接器、一个光引擎和一个交叉芯片，多个光连接器均连接到光引擎，光引擎和交叉芯片连接。本发明专利技术是大容量、高可靠、低延迟的光交换机架构，突破传统电背板的带宽、功耗等瓶颈，拥有更高的交换速率、更低的占用空间以及更低的成本。本。本。
【技术实现步骤摘要】
一种用于数据中心交换机的无阻塞光互连架构
[0001]本专利技术属于用于数据中心交换机的无阻塞光互连架构，涉及了一种利用光波导背板互连进行数据交换的实现架构和方法。
技术介绍
[0002]随着云计算、大数据、物联网等业务的发展，用户的带宽需求显著增长，实时、大量的数据传输需要网络提供更高的带宽与更低的延迟。传统的电互连方式受限于低交换速率、高功耗与费时的光电转换等问题，难以应用于大容量、高带宽的未来交换网络。针对此问题，应当聚焦光互连关键技术，进一步提升交换系统的整体性能。同时，电交换机与光交换机相比，其唯一区别在于，电交换机利用电背板上的电链路进行互连，光交换机利用光波导背板上的光波导进行互连，两者的外部网络接口相同，仅内部结构不同，故而光交换机可兼容现有网络，无需改变现有的网络结构。此外，光交换机具有大容量、高可靠、低功耗等优势。
[0003]目前，基于光波导背板的架构多样，其关注点皆在于大容量系统。在大容量交换系统设计中，网络阻塞会带来较高的排队时延，当缓存不足时极易产生高丢包率，这些因素影响了交换网络的可靠性、时延与吞吐量。无阻塞网络以其高可靠、低延迟特性引起了研究人员的广泛关注。Clos架构具备高可靠性、可扩展性等优越性能，成为大容量交换网络的主流选择。
技术实现思路
[0004]为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提出了一种用于数据中心交换机的无阻塞光互连架构，其应用了大容量、高可靠、低功耗的全光互连，解决了传统电交换机交换速率低、功耗大等技术问题，达到了在高吞吐量前提下实现低功耗、高速流量交换的目标。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]本专利技术包括业务板、光波导背板与交叉板，业务板经光波导背板和交叉板连接；
[0007]所述的业务板包括多个光模块、一个成帧器、一个光引擎和多个光连接器，光模块和光连接器的数量相同，多个光模块均连接到成帧器一侧的多端口，成帧器另一侧的多端口分别和光引擎一侧的多端口连接，光引擎另一侧的多端口和多个光连接器连接；业务板的各个光连接器经光波导背板和交叉板的各个光连接器连接，所述的交叉板包括多个光连接器、一个光引擎和一个交叉芯片，多个光连接器均连接到光引擎一侧的多端口，光引擎另一侧端口和交叉芯片连接。
[0008]外部网络的数据经输入到原业务板的光模块，由原业务板的光模块转换成电信号，转发至原业务板的成帧器进行处理分发到原业务板的光引擎的端口，经由原业务板的光引擎调制后被转换为光信号，光信号通过与光波导背板相连的原业务板上的光连接器发送至光波导背板，经由光波导背板发送至交叉板上的光连接器接收后再发送到交叉板的光引擎，经交叉板的光引擎进行光电转换后发送到交叉芯片，经交叉芯片进行数据包的分组
交换，然后通过与光波导背板相连的交叉板上的另一光连接器发送至光波导背板，经光波导背板发送至目的业务板的光连接器被接收后再发送到目的业务板的光引擎，经目的业务板的光引擎被转换为电信号再发送到目的业务板的成帧器，经成帧器分发到目的业务板的光模块而发送至外部网络。
[0009]所述的光波导背板包括多路相互独立的连接组件，每路连接组件的两端均设有光连接器，每路连接组件两端的光连接器之间通信连接；每一路连接组件用于将业务板的一个光连接器和交叉板的一个光连接器连接。
[0010]所述的业务板中，每两个光模块为一组，用于负责1个节点发送与接收数据。
[0011]所述的业务板中的两个光连接器和交叉板中的两个光连接器为一组，用于负责1组数据的转发和接收。
[0012]所述的严格无阻塞光互连架构包括两个业务板和一个交叉板，各个业务板中的各个光连接器均和交叉板中的一个光连接器连接；每个业务板的光模块所接收的数据经成帧器处理分发后再经光引擎转换从自身所需路由出的光连接器发送到交叉板，经交叉板的交叉芯片交换后从交叉板的光连接器发送到所需转发到的业务板的光连接器，再经所需转发到的业务板的光引擎转换和成帧器处理分发到光模块。
[0013]所述的可重排无阻塞光互连架构包括N个业务板和M个交叉板，每个业务板具有2M个光连接器和2M个光模块，每个交叉板具有2N个光连接器；每个业务板中，以每两个光连接器为一组业务板连接组；每个交叉板中，以每两个光连接器为一组交叉板连接组；业务板的各组业务板连接组分别连接到不同交叉板的一组交叉板连接组，交叉板的各组交叉板连接组分别连接到不同业务板的一组业务板连接组；
[0014]每个业务板的光模块所接收的数据经成帧器处理分发后再经光引擎转换从自身所需路由出的光连接器发送到所需路由的交叉板，经交叉板的交叉芯片交换后从交叉板的光连接器发送到所需转发到的业务板的光连接器，再经所需转发到的业务板的光引擎转换和成帧器处理分发到光模块。
[0015]无阻塞分为严格无阻塞与可重排无阻塞，也就是说，图2、3、4都是无阻塞，而其中严格无阻塞的架构为图2，可重排无阻塞的架构为图3、4。
[0016]本专利技术的有益效果是：
[0017]本专利技术可广泛用于实现大容量、高可靠、低功耗的全光互连，利用光波导背板连接业务板与交叉板，从而可以利用单个交换机实现高容量的数据交换，克服传统电背板的交换速率低、高功耗等不足，且无阻塞架构降低了阻塞率与排队时延，使得网络的性能得到进一步提升，在实际工程中有较高的应用价值。
[0018]本专利技术是一种大容量、高可靠、低延迟的光互连架构，使用成帧器与交叉芯片，从而可以在兼容现有的网络的基础上，突破传统电背板的带宽、功耗等瓶颈，使交换机拥有更高的交换速率、更低的占用空间以及更低的成本。
附图说明
[0019]图1是本专利技术系统架构数据交换流示意图。
[0020]图2是严格无阻塞光波导背板架构示意图。
[0021]图3是可重排无阻塞光波导背板架构示意图。
[0022]图4是下一代可重排无阻塞光波导背板架构示意图。
具体实施方式
[0023]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。
[0024]如图1所示，包括业务板、光波导背板与交叉板，业务板经光波导背板和交叉板连接；
[0025]其中，业务板作为输入级与输出级，负责外部网络的数据传输，交叉板作为中间级，负责数据交换；业务板与交叉板经由光波导背板及其上的光连接器互连。
[0026]业务板包括多个光模块、一个成帧器、一个光引擎和多个光连接器，光模块和光连接器的数量相同，多个光模块均连接到成帧器一侧的多端口，成帧器另一侧的多端口分别和光引擎一侧的多端口连接，光引擎另一侧的多端口和多个光连接器连接；
[0027]业务板的各个光连接器经光波导背板和交叉板的各个光连接器连接，交叉板包括多个光连接器、一个光引擎和一个交叉芯片，交叉板的光连接器数量和所有业务板的光连接器数量相同，多个光连接器均连接到光引擎一侧的多端口，光引擎另一侧端口和交叉芯片连接。
[0028]业务板以成帧器为核心芯片，交叉板以交叉芯片为核心芯片。
[0029]业本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于数据中心交换机的无阻塞光互连架构，其特征在于：包括业务板、光波导背板与交叉板，业务板经光波导背板和交叉板连接；所述的业务板包括多个光模块、一个成帧器、一个光引擎和多个光连接器，光模块和光连接器的数量相同，多个光模块均连接到成帧器一侧的多端口，成帧器另一侧的多端口分别和光引擎一侧的多端口连接，光引擎另一侧的多端口和多个光连接器连接；业务板的各个光连接器经光波导背板和交叉板的各个光连接器连接，所述的交叉板包括多个光连接器、一个光引擎和一个交叉芯片，多个光连接器均连接到光引擎一侧的多端口，光引擎另一侧端口和交叉芯片连接。2.根据权利要求1所述的一种用于数据中心交换机的无阻塞光互连架构，其特征在于：外部网络的数据经输入到原业务板的光模块，由原业务板的光模块转换成电信号，转发至原业务板的成帧器进行处理分发到原业务板的光引擎的端口，经由原业务板的光引擎调制后被转换为光信号，光信号通过与光波导背板相连的原业务板上的光连接器发送至光波导背板，经由光波导背板发送至交叉板上的光连接器接收后再发送到交叉板的光引擎，经交叉板的光引擎进行光电转换后发送到交叉芯片，经交叉芯片进行数据包的分组交换，然后通过与光波导背板相连的交叉板上的另一光连接器发送至光波导背板，经光波导背板发送至目的业务板的光连接器被接收后再发送到目的业务板的光引擎，经目的业务板的光引擎被转换为电信号再发送到目的业务板的成帧器，经成帧器分发到目的业务板的光模块而发送至外部网络。3.根据权利要求1所述的一种用于数据中心交换机的无阻塞光互连架构，其特征在于：所述的光波导背板包括多路相互独立的连接组件，每路连接组件的两端均设有光连接器，每路连接组件两端的光连接器之间通信连接；每一路连接组件用于将业务板的一个光连接器...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓雪，胡冰，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：
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