ПРОЗРАЧНАЯ СИНХРОНИЗАЦИЯ В СИСТЕМЕ КРОСС-КОММУТАЦИИ Российский патент 2021 года по МПК G06F5/16 H04L7/27 H04J3/06 

[0001] Согласно настоящей заявке испрашивается приоритет в соответствии с предварительной заявкой на выдачу патента США №62/317,194, поданной 1 апреля 2016 года, которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.

Область техники, к которой относится настоящее изобретение [0002] Настоящее изобретение относится к системам кросс-коммутации и, более конкретно, к прозрачной синхронизации в системе кросс-коммутации.

Предшествующий уровень техники настоящего изобретения [0003] Система кросс-коммутации может быть использована для соединения любого из множества портов-источников или входных портов с любым из множества портов-адресатов или выходных портов. Таким образом, данные, полученные от устройства-источника, соединенного с выбранным портом-источником/входным портом, могут быть связаны с выбранным портом-адресатом/выходным портом для передачи в устройство-адресат. Оптические кросс-коммутаторы могут быть использованы для динамической перенастройки оптоволоконных сетей, например, для управления трафиком в этих сетях. Оптические кросс-коммутаторы на основе электрического переключения преобразовывают оптические сигналы данных в электрические сигналы данных, осуществляют электрическое переключение сигналов данных между портами, а затем преобразовывают электрические сигналы данных обратно в оптические сигналы данных.

[0004] При приеме электрических сигналов данных тактовые сигналы восстанавливают из сигналов данных, и восстановленные тактовые сигналы используют для синхронизации восстановленных данных во входные порты и синхронизации данных из выходных портов. В целях использования одной и той же тактовой частоты для синхронизации данных из выходных портов, например, чтобы согласовать входную и выходную тактовые частоты, восстановленные тактовые сигналы могут быть мультиплексированы с данными, связываемыми с выбранными выходными портами. Таким образом, каждый выходной порт сконфигурирован для синхронизации всеми входными портами, и каждый входной тактовый сигнал должен быть компенсирован для каждого выходного порта. При кросс-коммутации большого количества входных и выходных портов сжатие множества различных диапазонов изменения тактовой частоты является проблематичным, в частности, в реализации на основе программируемой пользователем вентильной матрицы (FPGA) с ограниченными ресурсами синхронизации. Система кросс-коммутации 400G с разрешением 10G, например, предусматривает сжатие 40 различных диапазонов изменения тактовой частоты.

Краткое описание Фигур

[0005] Эти и другие признаки и преимущества будут лучше понятны путем прочтения следующего подробного раскрытия, выполненного со ссылками на фигуры, где:

[0006] на фиг. 1 представлена принципиальная схема системы кросс-коммутации, содержащей систему прозрачной синхронизации, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;

[0007] на фиг. 2 представлена принципиальная схема системы кросс-коммутации 400G с разрешением 10G, содержащей прозрачную синхронизацию, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;

[0008] на фиг. 3 представлено одно применение системы кросс-коммутации в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения в качестве агрегатора и мультиплексора с функцией вставки-вывода (ADM);

[0009] на фиг. 4 представлено увеличенное изображение кросс-коммутатора ODUk, показанного на фиг. 3;

[0010] на фиг. 5 представлено другое применение системы кросс-коммутации в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения в оптической сервисной транспортной платформе (OSTP) для улучшенной системы перенастраиваемого оптического мультиплексора с функцией вставки-вывода (ROADM).

Подробное раскрытие настоящего изобретения

[ООН] Устройство или система кросс-коммутации с прозрачной синхронизацией в соответствии с вариантами осуществления, описанными в настоящем документе, соединяет выбранный порт-источник или входной порт с выбранным портом-адресатом или выходным портом и синхронизирует данные из выбранного выходного порта с использованием синтезируемого тактового сигнала, который настраивается для соответствия восстановленному тактовому сигналу из выбранного входного порта. Система прозрачной синхронизации может генерировать синтезируемый тактовый сигнал с регулировками в соответствии с показателем частоты в миллионных долях, обнаруженным для соответствующего восстановленного тактового сигнала, предоставляемого выбранным входным портом. Система кросс-коммутации с прозрачной синхронизацией может представлять собой систему кросс-коммутации 400G с разрешением 10G. Система кросс-коммутации с прозрачной синхронизацией может быть использована в практических применениях на основе технологии OTN (Оптическая Транспортная Сеть), например, для предоставления агрегатора и/или мультиплексора с функцией вставки-вывода (ADM) или для предоставления перенастраиваемого оптического мультиплексора с функцией вставки-вывода (ROADM) с более высокой скоростью передачи данных (например, 10G-100G).

[0012] Рассмотрим фиг. 1, система 100 кросс-коммутации в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения обычно содержит множество портов-источников или входных портов 110-1-110-N, соединенных с множеством портов-адресатов или выходных портов 120-1-120-N при помощи множества мультиплексоров 130-1-130-N. Следовательно, любой из входных портов 110-1-110-N может быть соединен с любым из выходных портов 120-1-110-N. Таким образом, число потенциальных сочетаний вход/выход позволяет получить большое число потенциальных распределений. Например, согласно одному неограничивающему иллюстративному варианту осуществления система с 40 портами может обеспечить порядка 1600 потенциальных распределений вход/выход (40×40=1600). Другие конфигурации портов, например 10×10, 20×20, 60×60, также находятся в пределах объема настоящего изобретения.

[0013] Каждый из портов-источников/входных портов 110-1-110-N может содержать электронную схему для приема сигналов данных и восстановления сигналов данных и тактовых сигналов (REC_CLK). Каждый из портов-адресатов/выходных портов 120-1-120-N может содержать электронную схему для передачи сигналов данных, которые были синхронизированы с использованием синтезируемого тактового сигнала (TXREF), настроенного в соответствии с восстановленным тактовым сигналом (REC_CLK) из выбранного одного из присоединяемых входных портов 110-1-110-N. Система 100 кросс-коммутации содержит систему 140 прозрачной синхронизации для генерирования синтезируемых тактовых сигналов (TXREF) в ответ на восстановленные тактовые сигналы (REC_CLK), что более подробно будет описано ниже. В контексте настоящего документа под прозрачной синхронизацией подразумевают подход, при котором ТХ-выходной тактовый сигнал (TXREF) для выходного порта функционирует без прямой синхронизации со связанным входным тактовым сигналом (REC_CLK) распределяемого входного порта. Вместо этого ТХ-выходной тактовый сигнал (TXREF) может быть искусственно сгенерирован на основе измеренной разницы тактовых частот (например, в миллионных долях (РРМ)) между восстановленным тактовым сигналом, связанным с входными портом, и ТХ-опорным тактовым сигналом, при этом ТХ-опорный тактовый сигнал характеризуется большей частотой, чем связанный входной тактовый сигнал. Таким образом, данные, связываемые с выбранным выходным портом из выбранного входного порта, могут быть синхронизированы прозрачно при помощи системы кросс-коммутации с использованием согласованной и высокоточной тактовой частоты без необходимости мультиплексирования восстановленных тактовых сигналов, например, без необходимости поддерживать отдельный тактовый сигнал или иным образом распределять выделенные ресурсы синхронизации для каждого сочетания входной/выходной порт. Следовательно, такая система способна обрабатывать множество диапазонов изменения тактовой частоты, например, до 40 входных/выходных портов или более, с использованием ограниченных ресурсов синхронизации, например, в реализации на основе FPGA, кремниевой интегральной схемы (SIC) или другого чипа с ограниченными ресурсами синхронизации. Соответственно, N-e количество входных портов может быть кросс-коммутировано с N-м количеством выходных портов в режиме 1:1, при этом обновления распределений между входным и выходными портами являются динамическими, например, на основе пользовательского ввода, удаленной команды, переключателей DIP и других подходящих подходов программирования. В результате этого порты могут быть изначально перекрестно соединены в требуемой конфигурации, например, во время заводской настройки или на месте установки, и необязательно перенастроены во время функционирования в целях балансировки нагрузки, перемаршрутизации трафика (например, в случае сбоя), изменения сетевой топологии, переключения блоков и т.п.

[0014] Рассмотрим фиг. 2, на которой показан и более подробно описан один вариант осуществления системы 200 кросс-коммутации с прозрачной синхронизацией. Как показано, система 200 кросс-коммутации содержит множество портов-источников / входных портов 210-1-210-N, связанных с портом-адресатом 220 при помощи мультиплексора 230. Хотя показан один мультиплексор 230 и один порт-адресат 220, система 200 кросс-коммутации может содержать множество мультиплексоров 230, соединенных с множеством соответствующих портов-адресатов 220, в зависимости от требуемой конфигурации. Кроме того, может быть использована другая логическая схема переключения, и конкретный показанный вариант осуществления не должен рассматриваться в качестве ограничивающего. Система 200 кросс-коммутации может быть реализована, частично или полностью, в пределах одного блока 250. К одному блоку 250 может относиться, например, FPGA, SIC или другой подходящий чип. В некоторых случаях эталонный LO (локальный осциллятор) 241 и ТХ-генератор 246 тактовых импульсов могут быть реализованы в различных чипах / электронных схемах.

[0015] Каждый мультиплексор 230 осуществляет мультиплексирование множества трактов 216-1-216-N данных из множества соответствующих портов-источников/входных портов 210-1-210-N в один тракт 226 данных к соответствующему порту-адресату / выходному порту 220. Это обеспечивает статическое соединение, которое устанавливает связь между входным портом и выходным портом в системе 200 кросс-коммутации. Каждый из трактов 216-1-216-N данных может содержать многоразрядную шину для соединения с множеством соответствующих адресатов.

[0016] Согласно проиллюстрированному варианту осуществления, демонстрирующему систему 200 кросс-коммутации 400G с разрешением 10G, каждый из 40 портов-источников/входных портов 210-1-210-N принимает сигналы данных со скоростью передачи данных 10G. Таким образом, каждый порт-адресат/выходной порт 220 может получать свои входные данные из 40 портов-источников / входных портов 210-1-210-N. В этом примере порты-источники / входные порты 210-1-210-N соединены соответственно с 40 трактами 216-1-216-N данных с многоразрядными шинами. Порты-источники/входные порты 210-1-210-N могут быть реализованы в клиентских интерфейсах, получающих сигналы данных OTU2, как определено стандартом OTN (Оптическая Транспортная Сеть) (также известным в качестве рекомендаций G.709 Сектора стандартизации электросвязи Международного союза электросвязи), при этом другие варианты осуществления также находятся в пределах объема настоящего изобретения.

[0017] Каждый из портов-источников / входных портов 210-1-210-N содержит приемник 212-1-212-N, связанный с входным FIFO-модулем 214-1-214-N (FIFO - алгоритм «первый поступил-первым обслужен»). Приемники 212-1-212-N получают сигналы данных (например, ClientO RX-Client39 RX) и восстанавливают данные и тактовый сигнал из соответствующих полученных сигналов данных. Восстановленные данные вводят по тактовым импульсам во входной FIFO-модуль 214-1-214-N каждого соответствующего порта-источника / входного порта с использованием восстановленного тактового сигнала. Тракты 216-1-216-N данных из входных FIFO-модулей 214-1-214-N могут быть мультиплексированы в один тракт 226 данных к порту-адресату/выходному порту 220 с использованием выбираемого пользователем выходного регистра. Выбираемый регистр может включать в себя двухмерную структуру данных, которая представляет все возможные сочетания входа/выхода. Для каждого выходного порта, например, может существовать 6-битный вектор, который представляет идентификатор (ID) входного порта, который его подает, при этом могут быть использованы другие схемы адрес/регистр. Согласно представленному в качестве примера варианту осуществления может иметься 40 выбираемых выходных регистров. Каждый порт-адресат/выходной порт 220 содержит передатчик 222, связанный с выходным FIFO-модулем 224. Мультиплексированные данные вводят по тактовым импульсам в выходной FIFO-модуль 224 из тракта 226 мультиплексированных данных, после чего их выводят по тактовым импульсам из выходного FIFO-модуля 224 для передачи при помощи передатчика 222, что более подробно будет пояснено ниже. Приемники и передатчики могут быть частью гигабитного приемопередающего блока (GXB).

[0018] Для обеспечения прозрачной синхронизации этот вариант осуществления системы 200 кросс-коммутации дополнительно содержит локальный осциллятор (LO) 241 или эталонный LO 241, модуль 242 детекторов миллионных долей (РРМ), логическую схему 244 разрешения пропуска тактового сигнала, ТХ-генератор 246 тактовых импульсов и логическую схему 248 управления, такую как процессор или специализированный конечный автомат-преобразователь (FSM). ТХ-генератор 246 тактовых импульсов может быть реализован в качестве петли фазовой синхронизации (PLL) или любой другой электронной схемы/чипа, способной/способного выполнять тонкую настройку миллионных долей для согласования входных-выходных тактовых частот. Несмотря на то, что показан один ТХ-генератор 246 тактовых импульсов, настоящее изобретение не обязательно ограничивается в этом отношении. Например, каждый ТХ-генератор 246 тактовых импульсов может обслуживать один или более выходных портов, и, следовательно, система 200 кросс-коммутации может содержать N-e количество ТХ-генераторов тактовых импульсов. Эталонный LO 241 выдает локальный тактовый сигнал, частота которого выше частоты любого из восстановленных тактовых сигналов, для каждого из входных FIFO-модулей 214-1-214-N, для каждого выходного FIFO-модуля 224, для каждого модуля 242 детекторов миллионных долей и для ТХ-генератора 246 тактовых импульсов. Одиночный эталонный LO, например, эталонный LO 241, может быть использован для обслуживания N-гo количества входных-выходных портов, хотя согласно некоторым реализациям два или более эталонных LO могут быть использованы в зависимости от требуемой конфигурации. Это преимущественно устраняет необходимость наличия отдельного тактового сигнала, поддерживаемого для каждого потенциального распределения входной-выходной порт.

[0019] Данные могут быть выведены по тактовым импульсам из FIFO-модулей 214-1-214-N в распределенную исходящую очередь, например, выходной FIFO-модуль 224, на основе тактовой частоты эталонного LO 241. Модуль 242 детекторов миллионных долей может содержать детектор миллионных долей для каждого из портов-источников/входных портов 210-1-210-N, чтобы определять показатель частоты в миллионных долях восстановленного тактового сигнала для каждого из портов-источников / входных портов 210-1-210-N относительно эталонного LO 241. Логическая схема 244 разрешения пропуска тактового сигнала осуществляет мониторинг уровней заполнения буфера FIFO выходного FIFO-модуля 224 и регулирует тактовый сигнал записи выходного FIFO-модуля 224 таким образом, чтобы пропускать тактовый цикл, когда это необходимо для соответствия скорости передачи данных для выбранного порта-источника / входного порта. В качестве примера возьмем восстановленный тактовый сигнал равным 40 Гбит/с, при этом эталонный LO 241 функционирует с более высокой скоростью, такой как 10× восстановленного тактового сигнала. В этом примере 1/10-я всех тактовых циклов может быть «пропущена» для того, чтобы обеспечить вывод данных передатчиком, например, 222, со скоростью согласования 40 Гбит/с.В некоторых случаях логическая схема 244 разрешения пропуска тактового сигнала выдает сигнал, например, сигнал пропуска, чтобы вызвать пропуск/игнорирование одного или более тактов синхронизации.

[0020] Для того чтобы достигнуть этой согласованной скорости между входом и распределенным выходом, ТХ-генератор 246 тактовых импульсов генерирует синтезируемый тактовый сигнал (TXREF) для синхронизации данных со стороны считывания выходного FIFO-модуля 224. Логическая 248 схема управления контролирует выбор портов-источников и портов-адресатов, получает значения показателя частоты в миллионных долях из модуля 242 детекторов миллионных долей и связывается с ТХ-генератором 246 тактовых импульсов, например, при помощи интеграции контроллера I²С. Таким образом, логическая 248 схема управления может выбрать один из портов-источников 210-1-210-N через мультиплексор 230 для установления соединения с портом-адресатом 220, например, на основе заданного пользователем распределения, а затем может передавать определенный показатель частоты в миллионных долях для выбранного порта-источника в ТХ-генератор 246 тактовых импульсов. Как рассмотрено выше, показатель частоты в миллионных долях относится к разнице между эталонным LO 241 и восстановленным тактовым сигналом. Затем ТХ-генератор 246 тактовых импульсов может отрегулировать или иным образом выполнить тонкую настройку синтезируемого тактового сигнала (TXREF) на основании отличия в миллионных долях от сигнала локального осциллятора, используемого для введения данных по тактовым импульсам в выходной FIFO-модуль 224. Таким образом, синтезируемый тактовый сигнал (TXREF) соответствует восстановленной тактовой частоте для выбранного входного порта, присоединяемого к выходному порту, и каждый из входных портов может иметь свой собственный синтезируемый тактовый сигнал, созданный ТХ-генератором 246 тактовых импульсов и используемый в качестве синхросигнала передачи в связанном выходном порту. Следовательно, синхронизация по всей системе 200 кросс-коммутации может быть прозрачной, так что удовлетворяется следующее уравнение: восстановленный тактовый сигнал = сигналу локального осциллятора с пропуском = TXREF.

[0021] На фиг. 3-5 представлены практические применения на основе технологии OTN для вариантов осуществления устройства или системы кросс-коммутации с прозрачной синхронизацией. Согласно этим вариантам осуществления устройство или система кросс-коммутации представляет собой оптический кросс-коммутатор на основе электрического переключения (ОХС).

[0022] Рассмотрим фиг. 3 и 4, устройство или система кросс-коммутации с прозрачной синхронизацией в соответствии с описанными в настоящем документе вариантами осуществления может быть использована в качестве агрегатора и/или ADM. Согласно проиллюстрированному варианту осуществления система 302 содержит по меньшей мере одно устройство 300 кросс-коммутации ODUk, включающее в себя множество экспресс портов 310а, включающих в себя пары входных портов и выходных портов, и множество портов 310b для вставки-вывода, включающих в себя пары входных портов и выходных портов. Один или несколько мукспондеров (МХР) 350 соединены с одной или несколькими группами экспресс портов 310а. Один или несколько транспондеров, таких как транспондеры 360 и многорежимный транспондер 370, соединены с одним или несколькими портами 310b для вставки-вывода. Согласно иллюстрированному варианту осуществления устройство 300 кросс-коммутации ODUk представляет собой кросс-коммутатор 400G, предоставляющий возможность подключения 20 OTU2 × 20 OTU2; однако другие варианты осуществления также находятся в пределах объема настоящего изобретения.

[0023] Рассмотрим фиг. 5, система кросс-коммутации с прозрачной синхронизацией в соответствии с описанными в настоящем документе вариантами осуществления может быть использована для предоставления улучшенной системы ROADM с более высокой скоростью передачи данных (например, от 10G до 100G). Согласно иллюстрированному варианту осуществления оптоволоконная сеть 401 содержит ROADM 460, связанные с маршрутизаторами 470. Для того чтобы добиться улучшения до 100G, оптическую сервисную транспортную платформу (OSTP) 402 с оптическим кросс-коммутатором 400 подключают между ROADM 460 и маршрутизатором 470.

[0024] Соответственно, устройство или система кросс-коммутации с прозрачной синхронизацией способна обрабатывать множество диапазонов изменения тактовой частоты без мультиплексирования восстановленных тактовых сигналов и с ограниченными ресурсами синхронизации (например, в реализациях на основе FPGA). Это преимущественно минимизирует общее число компонентов для осуществления гибкой кросс-коммутации портов, что снижает потенциальную возможность отказа компонентов и уменьшает общую физически занимаемую площадь электронной схемы кросс-коммутатора, чтобы обеспечить варианты реализации с высокой плотностью. Оптический кросс-коммутатор на основе электрического переключения (ОХС) может быть использован, например, в высокоскоростных практических применениях на основе технологии OTN.

[0025] В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения раскрывается устройство. Устройство, содержащее множество портов-источников для приема сигналов данных от источников и восстановления тактовых сигналов из сигналов данных, множество портов-адресатов для передачи сигналов данных к адресатам, множество мультиплексоров, подключенных между портами-источниками и портами-адресатами, причем мультиплексоры выполнены с возможностью выборочного пропускания сигналов данных из выбранного одного из портов-источников к выбранному одному из портов-адресатов, и систему прозрачной синхронизации, выполненную с возможностью генерирования синтезируемых тактовых сигналов, настроенных таким образом, чтобы соответствовать восстановленным тактовым сигналам для выбранных портов-источников, и выполненную с возможностью синхронизировать данные из выбранных портов-адресатов без мультиплексирования восстановленных тактовых сигналов.

[0026] В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения раскрывается устройство. Устройство, содержащее множество портов-источников для приема сигналов данных и восстановления тактовых сигналов, причем каждый из портов-источников выполнен с возможностью введения восстановленных данных по тактовым импульсам во входной FIFO-модуль, по меньшей мере один порт-адресат для передачи сигналов данных, причем по меньшей мере одни порт-адресат выполнен с возможностью вывода данных по тактовым импульсам из выходного FIFO-модуля, по меньшей мере один мультиплексор, подключенный между портами-источниками и по меньшей мере одним портом-адресатом, причем по меньшей мере один мультиплексор выполнен с возможностью мультиплексирования множества трактов данных из множества портов-источников в один тракт данных к по меньшей мере одному порту-адресату и выбора одного из портов-источников для соединения с портом-адресатом, локальный осциллятор, частота которого выше частоты восстановленных тактовых сигналов, для введения данных по тактовым импульсам в выходной FIFO-модуль, модуль детекторов миллионных долей (РРМ), выполненный с возможностью определения показателей частоты в миллионных долях выбранных восстановленных тактовых сигналов, логическую схему разрешения пропуска тактового сигнала, выполненную с возможностью регулировки тактового сигнала записи выходного FIFO-модуля в ответ на скорость передачи данных соответствующего выбранного восстановленного тактового сигнала, генератор тактовых импульсов, выполненный с возможностью генерировать синтезируемый тактовый сигнал для по меньшей мере одного порта-адресата в ответ на определенный показатель частоты в миллионных долях выбранного восстановленного тактового сигнала, и логическую схему управления, реализованную в качестве процессора или конечного автомата-преобразователя, причем логическая схема управления связана с модулем детекторов миллионных долей, мультиплексором и генератором тактовых импульсов, и логическая схема управления выполнена с возможностью контроля выбора портов-источников при помощи мультиплексора, а также получения показателей частоты в миллионных долях и пропускания показателя частоты в миллионных долях соответствующего выбранного восстановленного тактового сигнала в генератор тактовых импульсов.

[0027] В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения раскрывается система. Система, содержащая по меньшей мере одно устройство кросс-коммутации ODUk, содержащее множество экспресс портов OTU, содержащих пары из входных портов и выходных портов, множество портов OTU для вставки-вывода, содержащих пары из входных портов и выходных портов, множество мультиплексоров между входными портами и выходными портами, при этом мультиплексоры выполнены с возможностью выборочного пропускания сигналов данных из любого из входных портов к любому из выходных портов, и систему прозрачной синхронизации, выполненную с возможностью генерирования синтезируемых тактовых сигналов, настроенных таким образом, чтобы соответствовать восстановленным тактовым сигналам для выбранных входных портов, и выполненную с возможностью синхронизировать данные из выбранных выходных портов без мультиплексирования восстановленных тактовых сигналов, по меньшей мере первый мукспондер, связанный по меньшей мере с первой группой экспресс портов, и по меньшей мере один транспондер, связанный по меньшей мере с одним из портов для вставки-вывода.

[0028] В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения раскрывается система. Система, содержащая оптическую сервисную транспортную платформу (OSTP), выполненную с возможностью соединения с перенастраиваемым оптическим мультиплексором с функцией вставки-вывода (ROADM) и выполненную с возможностью соединения с маршрутизатором, и оптическое устройство кросс-коммутации, содержащее: множество входных портов и множество выходных портов, множество мультиплексоров между входными портами и выходными портами клиентских интерфейсов, при этом мультиплексоры выполнены с возможностью выборочного пропускания сигналов данных из любого из входных портов к любому из выходных портов, и систему прозрачной синхронизации, выполненную с возможностью генерирования синтезируемых тактовых сигналов, настроенных таким образом, чтобы соответствовать восстановленным тактовым сигналам для выбранных входных портов, и выполненную с возможностью синхронизировать данные из выбранных выходных портов без мультиплексирования восстановленных тактовых сигналов.

[0029] Хотя выше были описаны принципы настоящего изобретения, специалисту в данной области техники понятно, что настоящее описание выполнено лишь в качестве примера, а не для ограничения объема настоящего изобретения. В пределах объема настоящего изобретения также предполагаются и другие варианты осуществления в дополнение к приведенным в качестве примера вариантам осуществления, показанным и описанным в настоящем документе. Модификации и замены, выполняемые специалистом в данной области техники, также рассматриваются в пределах объема настоящего изобретения, который не ограничивается ничем, кроме прилагаемой формулы изобретения.

Настоящее изобретение относится к системам кросс-коммутации и, более конкретно, к прозрачной синхронизации в системе кросс-коммутации. Технический результат - возможность генерировать синтезируемый тактовый сигнал с регулировками в соответствии с показателем частоты в миллионных долях, обнаруженным для соответствующего восстановленного тактового сигнала, предоставляемого выбранным входным портом. Устройство или система кросс-коммутации с прозрачной синхронизацией в соответствии с вариантами осуществления, описанными в настоящем документе, соединяет выбранный порт-источник или входной порт с выбранным портом-адресатом или выходным портом и синхронизирует данные из выбранного выходного порта с использованием синтезируемого тактового сигнала, который настраивается для соответствия восстановленному тактовому сигналу из выбранного входного порта. Система кросс-коммутации с прозрачной синхронизацией может представлять собой систему кросс-коммутации 400G с разрешением 10G, может быть использована в практических применениях на основе технологии OTN, например, для предоставления агрегатора и/или мультиплексора с функцией вставки-вывода (ADM) или для предоставления улучшенного перенастраиваемого оптического мультиплексора с функцией вставки-вывода (ROADM) с более высокой скоростью передачи данных. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство кросс-коммутации, содержащее:

множество портов-источников для приема сигналов данных от источников и восстановления тактовых сигналов из сигналов данных;

множество портов-адресатов для передачи сигналов данных к адресатам;

множество мультиплексоров, подключенных между портами-источниками и портами-адресатами, причем мультиплексоры выполнены с возможностью выборочного пропускания сигналов данных из выбранного одного из портов-источников к выбранному одному из портов-адресатов; и

систему прозрачной синхронизации, выполненную с возможностью генерирования синтезируемых тактовых сигналов, настроенных таким образом, чтобы соответствовать восстановленным тактовым сигналам для выбранных портов-источников, и выполненную с возможностью синхронизировать данные из выбранных портов-адресатов без мультиплексирования восстановленных тактовых сигналов.

2. Устройство по п. 1, в котором каждый из портов-источников содержит приемник, выполненный с возможностью приема сигнала данных источника и восстановления данных и восстановленного тактового сигнала из сигнала данных источника, и входной FIFO-модуль, выполненный с возможностью приема данных, синхронизированных с использованием восстановленного тактового сигнала, и при этом каждый из портов-адресатов содержит выходной FIFO-модуль, выполненный с возможностью приема данных от мультиплексоров, и передатчик, выполненный с возможность передачи сигнала данных адресата, включающего в себя данные, считанные из выходного FIFO-модуля и синхронизированные с использованием синтезируемого тактового сигнала.

3. Устройство по п. 2, в котором система прозрачной синхронизации содержит:

локальный осциллятор, частота которого выше частоты восстановленных тактовых сигналов, для введения данных по тактовым импульсам в выходной FIFO-модуль каждого из портов-адресатов;

модуль детекторов миллионных долей (РРМ), выполненный с возможностью определения показателей частоты в миллионных долях восстановленных тактовых сигналов;

логическую схему разрешения пропуска тактового сигнала, выполненную с возможностью регулировки тактового сигнала записи выходного FIFO-модуля каждого из портов-адресатов в ответ на скорость передачи данных соответствующего выбранного восстановленного тактового сигнала; и

генератор тактовых импульсов, выполненный с возможностью генерировать синтезируемые тактовые сигналы для порта-адресата в ответ на определенный показатель частоты в миллионных долях выбранных восстановленных тактовых сигналов.

4. Устройство по п. 3, дополнительно содержащее логическую схему управления, связанную с детектором миллионных долей, мультиплексорами и генератором тактовых импульсов, причем логическая схема управления выполнена с возможностью выбирать порт-адресат при помощи мультиплексора, а также выбирать показатель частоты в миллионных долях, соответствующий выбранному порту-источнику, и подавать показатель частоты в миллионных долях в генератор тактовых импульсов, при этом логическая схема управления является процессором или конечным автоматом-преобразователем.

5. Устройство по п. 4, в котором процессор связывается с генератором тактовых импульсов посредством интеграции контроллера I²C.

6. Устройство по п. 4, в котором логическая схема управления представляет собой конечный автомат-преобразователь.

7. Устройство по п. 1, в котором порты-источники включают в себя 40 портов-источников, и каждый из портов-источников выполнен с возможность приема данных со скоростью передачи данных 10G.

8. Устройство кросс-коммутации, содержащее:

множество портов-источников для приема сигналов данных и восстановления тактовых сигналов, причем каждый из портов-источников выполнен с возможностью введения восстановленных данных по тактовым импульсам во входной FIFO-модуль;

по меньшей мере один порт-адресат для передачи сигналов данных, причем по меньшей мере одни порт-адресат выполнен с возможностью вывода данных по тактовым импульсам из выходного FIFO-модуля;

по меньшей мере один мультиплексор, подключенный между портами-источниками и по меньшей мере одним портом-адресатом, причем по меньшей мере один мультиплексор выполнен с возможностью мультиплексирования множества трактов данных из множества портов-источников в один тракт данных к по меньшей мере одному порту-адресату и выбора одного из портов-источников для соединения с портом-адресатом;

локальный осциллятор, частота которого выше частоты восстановленных тактовых сигналов, для введения данных по тактовым импульсам в выходной FIFO-модуль;

модуль детекторов миллионных долей (РРМ), выполненный с возможностью определения показателя частоты в миллионных долях выбранных восстановленных тактовых сигналов;

логическую схему разрешения пропуска тактового сигнала, выполненную с возможностью регулировки тактового сигнала записи выходного FIFO-модуля в ответ на скорость передачи данных соответствующего выбранного восстановленного тактового сигнала;

генератор тактовых импульсов, выполненный с возможностью генерировать синтезируемый тактовый сигнал для по меньшей мере одного порта-адресата в ответ на определенный показатель частоты в миллионных долях выбранного восстановленного тактового сигнала; и

логическую схему управления, реализованную в качестве процессора или конечного автомата-преобразователя, причем логическая схема управления связана с модулем детекторов миллионных долей, мультиплексором и генератором тактовых импульсов, и логическая схема управления выполнена с возможностью контроля выбора портов-источников при помощи мультиплексора, а также получения показателей частоты в миллионных долях и пропускания показателя частоты в миллионных долях соответствующего выбранного восстановленного тактового сигнала в генератор тактовых импульсов.

9. Устройство по п. 8, в котором порты-источники включают в себя 40 портов-источников, и каждый из портов-источников выполнен с возможность принимать сигнал данных 10G.

10. Устройство по п. 8, в котором процессор связывается с генератором тактовых импульсов посредством интеграции контроллера I²C.

11. Устройство по п. 8, в котором устройство реализовано в качестве программируемой пользователем вентильной матрицы (FPGA) или кремневой интегральной схемы (SIC).

12. Система кросс-коммутаций с прозрачной синхронизацией, содержащая:

по меньшей мере одно устройство кросс-коммутации ODUk, содержащее:

множество экспресс-портов OTU, содержащих пары из входных портов и выходных портов;

множество портов OTU для вставки-вывода, содержащих пары из входных портов и выходных портов;

множество мультиплексоров между входными портами и выходными портами, при этом мультиплексоры выполнены с возможностью выборочного пропускания сигналов данных из любого из входных портов к любому из выходных портов; и

систему прозрачной синхронизации, выполненную с возможностью генерирования синтезируемых тактовых сигналов, настроенных таким образом, чтобы соответствовать восстановленным тактовым сигналам для выбранных входных портов, и выполненную с возможностью синхронизировать данные из выбранных выходных портов без мультиплексирования восстановленных тактовых сигналов;

по меньшей мере первый мукспондер, связанный по меньшей мере с первой группой экспресс-портов; и

по меньшей мере один транспондер, связанный по меньшей мере с одним из портов для вставки-ввода.

13. Система по п. 12, в которой устройство кросс-коммутации ODUk представляет собой устройство кросс-коммутации ODUk 400G, предоставляющее возможность подключения 20 OTU2 × 20 OTU2.

14. Система по п. 12, дополнительно содержащая второй мукспондер, связанный со второй группой экспресс-портов.

15. Система кросс-коммутаций с прозрачной синхронизацией, содержащая:

оптическую сервисную транспортную платформу (OSTP), выполненную с возможностью соединения с перенастраиваемым оптическим мультиплексором с функцией вставки-вывода (ROADM) и выполненную с возможностью соединения с маршрутизатором; и

оптическое устройство кросс-коммутации, содержащее:

множество входных портов и множество выходных портов;

множество мультиплексоров между входными портами и выходными портами клиентских интерфейсов, при этом мультиплексоры выполнены с возможностью выборочного пропускания сигналов данных из любого из входных портов к любому из выходных портов; и

систему прозрачной синхронизации, выполненную с возможностью генерирования синтезируемых тактовых сигналов, настроенных таким образом, чтобы соответствовать восстановленным тактовым сигналам для выбранных входных портов, и выполненную с возможностью синхронизировать данные из выбранных выходных портов без мультиплексирования восстановленных тактовых сигналов.

16. Система по п. 15, в которой оптическое устройство кросс-коммутации представляет собой устройство кросс-коммутации 400G, предоставляющее возможность подключения 20 OTU2 × 20 OTU2.