为适应未来而设计 的sonet-sdh

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1、为适应未来而设计的SONET/SDH

2、第1...另一种方案是采用分层架构。分层架构可从一个单元素架构开始进行线性扩展，从而显著降低了构建可与其多级结构相媲美的大型结构所需的器件数。本质上，分层架构可在单级中的多个并行交换元素间分布数据路径，每一元素均以亚粒度级（sub-granularlevel）疏通流量。例如，在上述的扩展问题中，我们希望将交换结构的汇集容量从160G增加到640G。进一步来说，如果每个线路卡与结构卡之间有四个数据链接，则我们希望的上述情况一般便会实现（每个链接将以622Mbit/s或2488Mbit/s的速度运行）。在分层架构中，线路

3、卡的每一数据字节均可在四个数据链接间进行扩展，因此第一个链接可承载比特（bits）1和比特2，第二个链接可承载比特3和比特4，依此类推。后续时隙中的后续字节可以相似的方式进行分配。由于每个链接上可放置每个字节的两个位，因此这被称为双位分层。这样，四个结构元素一次可两位两位地交换数据，以便在出口线路卡（egresslinecard）处进行重新装配。采用这种分层技术，该架构仅通过利用四个结构元素便可线性扩展到640G，而一个三级非分层架构将至少需要12个。在该架构中有着许多重要的发现。首先，每个结构元素均为来往于通用端口／时隙的交换数据。因此，每个交换元素可

4、执行相同任务，还可共享通用矩阵配置。第二，每个线路卡必须能够标记通过多个数据接口的数据，并可在出口线路卡处重新组合该数据。第三，该结构元素自身必须能够以子粒度级进行寻址与交换。尽管这确实增加了元素自身设计的复杂性，但总体吞吐量与字节可寻址元素是相同的，即只增加交换粒度；双位分层元素（功率与大小）的物理特性与字节可寻址元素类似。最后，在升级过程中不改变基础架构：由于可并行处理数据，因此整个元素组可作为单个器件。快速而灵活的服务提供交换架构设计中要解决的最大问题之一是如何防止阻塞。当输入端口／时隙没有被连接到所要求的输出端口／时隙时，即使端口此时可用，也会出

5、现阻塞。在双播流量（bicasttraffic）极为普通（例如针对环应用）的SO/SDH系统中，这一问题尤为严重。对诸如视频等多播服务与日俱增的要求进一步加剧了这一问题的严重性。交换结构阻塞性能分三类：阻塞、可重排无阻塞以及严格无阻塞。在严格无阻塞结构中，对所有的连接都可进行配置，而不必考虑其中配置连接的顺序。在可重排无阻塞结构中，某些连接可能被阻塞，但始终有可能对现有连接进行重排以提供交换资源。在阻塞结构中，重排可能会减少一些阻塞问题，但不可能解决所有可能的连接。对于上述类别的每一种，阻塞行为对特定类型的流量而言都是特定的。例如，就双播流量而言，结构可

6、能是可重排无阻塞的，但对于多播来说可能是阻塞的。在单个元素结构中，通过使用共享核心内存元素可轻松解决阻塞问题。在内存元素中，每个输出端口／时隙均可同时访问所有的输出端口／时隙，因此其属于针对所有流量形式的严格无阻塞类型。共享内存元素还具有其它优势，即配置起来极其简单，您只需针对每个输出端口／时隙配置源端口／时隙即可，这极大地降低了软件的复杂性。但是，正如上述所讨论的，对单个元素结构进行扩展非常困难。在多级结构中，很难在实践中对阻塞或无阻塞性能进行验证。即使单个结构元素自身属于严格无阻塞类型，这也不必作为整体扩展到该结构中。过去，通过将端口布局限制、多播限

7、制、连接重排以及内部结构加速等进行完美结合，SO/SDH系统设计人员已创建了实用的多级结构实施。随着潜在连接数目的不断增长，基于数据的SO/SDH系统需要消除这种限制。分层架构的一个重要属性是交换元素组整体可作为单个元素。这与多级方法不同，如果每个单独元素自身是一个160G的共享内存元素，则该组将作为容量为640G的单个共享内存元素。分层架构具有能够将单芯片内存元素向更高容量、多芯片架构扩展的优势，同时保持配置的简易性以及单芯片设计的任意多播功能。这在软件复杂性方面将实现显著的节约，同时也将实现更快、更确定的供应时间。供应时间可降低至通过微处理器接口在新

8、配置中载入所消耗的时间。标准接口可简化系统开发与管理可将SO/SDH网络元素分成四个基本功能平面：数据、控制、定时及开销。尽管其中大部分主要应用于数据平面，但当网络元素扩展到更大容量时，其它功能平面也必须进行扩展。例如，众多SO/SDH系统采用由基于单个线路卡的微处理器（可与中央处理器硬连接）组成的控制器组合。微控制器可处理本地配置和中断处理，并可向中央处理器报道统计数据及事件。中央处理器在网络元素层上依次执行配置管理及异常处理。随着数据平面汇集容量的不断增加，对控制器复杂性的需求也日益增加。通常，控制器本身缺乏复杂性，需要进行扩充。相似的分析适用于SO

9、/SDH开销的DCC字节中的信号发送。当端口数量增加时，信号发送系统的负担便会加