Un elemento de red para señales de multiplexación o múltiplex por división de tiempo de conmutación que comprende un número de puertos de entrada (I,

IO1-IO8), un número de puertos de salida (O; IO1-IO8) y una matriz de conmutación (SF; 58) que interconecta los citados puertos de entrada (I, IO1-IO8) y los citados puertos de salida (O; IO1-IO8); - en el que la citada matriz de conmutación (SF; 58) es un conmutador basado en celdas que comprende uno o más módulos de conmutación (SE1-SEn) adaptados para conmutar celdas de longitud fija sobre la base de las direcciones (H1, H2, P0, P1) contenidas en cabeceras de celda de las citadas celdas, - los citados puertos de salida (O) comprenden un dispositivo de reensamblaje (14; 52a, 52b) para reensamblar celdas recibidas de las citada matriz de conmutación (SF; 58) en una señal de multiplexación por división de tiempo de salida; caracterizado porque - los citados puertos de entrada (I) comprenden un dispositivo de segmentación (11; 52a, 52b) para segmentar intervalos de tiempo de una señal de multiplexación por división de tiempo de entrada en celdas de longitud fija e insertando en cada celda una cabecera de celda que contiene información de dirección; en el que la citada información de dirección contiene una dirección de matriz (H1, H2) y una dirección de TDM (P0, P1) que se dirige hacia un intervalo de tiempo de la citada señal de multiplexación por división de tiempo de salida; - la citada matriz de conmutación (SF; 58) conmuta las citadas celdas de acuerdo con la citada dirección de matriz (H1, H2) a un puerto de salida (O; IO1-IO8) correspondiente y - el citado dispositivo de reensamblaje (14; 52a, 52b) reensambla las citadas celdas de acuerdo con la citada dirección de TDM (P0, P1)

Campo de la Invención

La presente invención se refiere al campo de las telecomunicaciones y más particularmente a un elemento de red y a un método correspondiente para la conmutación de señales de multiplexación por división de tiempo en una red de transporte.

Antecedentes de la Invención

El documento WO 03/013061 describe un sistema de conmutación para servicios en paquetes, en el que los paquetes son segmentados en celdas de cierta longitud y se añade información de dirección a cada celda que es utilizada por una matriz de conmutación para determinar un puerto de salida y que reensambla de manera apropiada el paquete en el lado de salida.

El documento WO 93/05596 describe un control de congestión reactivo en una red de modo de transferencia asíncrona. Una unidad de comunicación de segmentación segmenta los paquetes en una pluralidad de celdas concurrentemente para una pluralidad de canales para su transmisión sobre la red de ATM. Una unidad de comunicación de reensamblaje reensambla celdas recibidas de la red de TDM concurrentemente para la pluralidad de canales. Unidades de tratamiento en tuberías son empleadas para la segmentación y para el reensamblaje.

El documento US 7.286.566 describe una segmentación de multi-servicios y un circuito integrado de reensamblaje para su uso en una tarjeta de línea en un encaminador o conmutador para conmutación de paquetes o celdas, respectivamente.

Aunque los servicios conmutados en paquetes están actualmente en alza, las redes de transporte aun hoy se basan principalmente en tecnología de conmutación de circuitos tal como la SDH (Synchronous Digital Hierarchy), donde señales de transporte de velocidad contante transportan señales de sub-velocidad multiplexadas por división de tiempo. Las señales de carga útil están mapeadas en unidades de multiplexación, las cuales en SDH se denominan contenedores virtuales. Una unidad de multiplexación o múltiplex representa una ruta de extremo-a-extremo a través de la red y se establecen conexiones en la red configurando los elementos de red para conmutar semi-permanentemente la unidad de multiplexación correspondiente, que está presente en la misma posición relativa en todas las tramas de transporte consecutivas a lo largo de la ruta.

Los elementos de red son por ejemplo multiplexadores de adición/borrado y interconexiones digitales. Tales elementos de red contienen puertos de I/O (input/output – entrada/salida) y una matriz de conmutación que contiene los puertos de I/O. La función de conmutación que necesita ser llevada a cabo en el nivel de las unidades de multiplexación para establecer rutas en la red incluye conmutar tanto en el dominio del espacio como del tiempo, es decir, entre diferentes puertos de I/O y entre diferentes posiciones de intervalos de tiempo. Típicamente, las señales de transporte son temporizadas de nuevo y alineadas en el puerto de entrada y la función de conmutación es llevada a cabo en intervalos de tiempo de la señal alineada en sincronismo con un reloj de sistema común de acuerdo con un mapa de interconexión preconfigurado.

El documento US 6.714.537 describe un elemento de conmutación para una red SONET, que contiene una matriz de conmutación estáticamente configurada para conmutar conexiones entre puertos de entrada y de salida de acuerdo con una tabla de conexiones. Con el fin de facilitar una rápida conmutación de una primera configuración a una segunda, el elemento de red tiene dos tablas, en las que la matriz de conmutación permanece configurada de acuerdo con los datos de configuración de conmutación actual almacenados en una primera tabla mientras que los datos de actualización de la configuración de conmutación son proporcionados a la otra tabla.

El documento US 2004/0008718 describe un sistema de conmutación para tráfico de TDM que utiliza una conmutación en paquetes. Una señal de TDM es desmultiplexada en sus circuitos de TDM y los circuitos de TDM son organizados en paquetes y conmutados individualmente mediante la conmutación en paquetes. Los circuitos de TDM bien usan puertos de matriz separados o bien varios circuitos de TDM pueden ser agregados en algunos paquetes de un flujo de paquetes. En el lado de salida, el ID del puerto de fuente disponible en las cabeceras de paquetes se utiliza para determinar el intervalo de tiempo en el cual el circuito de TDM tiene que ser multiplexado de acuerdo con la información de encaminamiento disponible localmente.

Compendio de la Invención

Con la siempre creciente demanda de tráfico en las redes de hoy en día, existe una necesidad de elementos de red que puedan conmutar un gran número de señales de tráfico a la vez. Por otro lado, los elementos de red serán baratos y compactos y tendrán un menor consumo de energía.

Los elementos de red hoy en día se construyen utilizando circuitos integrados especializados para funciones de I/O y conmutación. Aunque la tecnología de semiconductores típicamente permite una mayor integración para cada generación de tecnología, la evolución de un elemento de red a una mayor capacidad e integración requiere un completo rediseño de sus circuitos integrados. Puesto que tales elementos de red son equipos altamente especializados, que se fabrican sólo en cantidades moderadas, tal rediseño contribuye substancialmente a costes de equipo elevados.

Es por lo tanto un objeto de la presente invención proporcionar un elemento de red y un método correspondiente de conmutar señales de multiplexación por división de tiempo en una red de transporte, que permita una elevada capacidad y costes de equipo moderados.

Estos y otros objetos que aparecen a continuación son alcanzados por un elemento de red para conmutar señales de multiplexación por división de tiempo que tiene varios puertos de entrada, varios puertos de salida y una matriz de conmutación que interconecta los puertos de entrada y de salida. La matriz de conmutación es un conmutador basado en celdas que comprende uno o más módulos de conmutación que están adaptados para conmutar celdas de longitud fija basándose en las direcciones contenidas en cabeceras de celda de las celdas. Los puertos de entrada contienen un dispositivo de segmentación para la segmentación de una señal de multiplexación por división de tiempo de entrada en celdas de longitud fija y asignar información de dirección a cada celda. Los puertos de salida contienen un dispositivo de reensamblaje para reensamblar celdas recibidas de la citada matriz de conmutación en una señal de multiplexación por división de tiempo de salida. La información de dirección contiene una dirección de matriz y una dirección de TDM. La matriz de conmutación conmuta las celdas de acuerdo con la dirección de matriz a un puerto de salida correspondiente y el dispositivo de reensamblaje reensambla las celdas de acuerdo con la dirección de TDM.

Breve Descripción de los Dibujos

Realizaciones preferidas de la presente invención se describirán ahora con referencia a los dibujos que se acompañan en los cuales

la figura 1 muestra la arquitectura de un elemento de red que utiliza una matriz de conmutación basada en celdas; la figura 2 muestra la estructura de señal interna en el elemento de red de la figura 1; la figura 3 muestra la estructura de celdas en el elemento de red de la figura 1; la figura 4 muestra la estructura de celdas tal como la transmitida sobre una interfaz paralela ancha de 4 líneas; la figura 5 muestra un diagrama de bloques de una tarjeta de línea utilizada en la red de la figura 1; la figura 6 muestra una variante de la estructura de celdas de la figura 3; la figura 7 muestra la segmentación de una multitrama STS-1 en celdas que tienen la estructura de celdas mostrada en la figura 6; y la figura 8 muestra con más detalle el controlador del elemento de red de la figura 1 y su funcionamiento.

Descripción Detallada de la Invención

Una realización de un elemento de red se muestra en la figura 1. Contiene varios puertos de entrada y puertos de salida. En aras de la simplicidad, sólo se muestra un puerto de entrada I y sólo se muestra un puerto de salida O. Los puertos de entrada y los puertos de salida están dispuestos en las placas de línea TIO. Las tarjetas de línea contienen funciones de recepción RX y de transmisión TX. En la figura, sólo se muestran una función receptora RXTIO y una función transmisora TX-TIO. Debería no obstante resultar evidente, que un elemento de red en una aplicación real tiene varias tarjetas de línea, tales como por ejemplo 32 tarjetas... [Seguir leyendo]

1. Un elemento de red para señales de multiplexación o múltiplex por división de tiempo de conmutación que comprende un número de puertos de entrada (I, IO1-IO8), un número de puertos de salida (O; IO1-IO8) y una matriz de conmutación (SF; 58) que interconecta los citados puertos de entrada (I, IO1-IO8) y los citados puertos de salida (O; IO1-IO8);

- en el que la citada matriz de conmutación (SF; 58) es un conmutador basado en celdas que comprende uno o más módulos de conmutación (SE1-SEn) adaptados para conmutar celdas de longitud fija sobre la base de las direcciones (H1, H2, P0, P1) contenidas en cabeceras de celda de las citadas celdas,

- los citados puertos de salida (O) comprenden un dispositivo de reensamblaje (14; 52a, 52b) para reensamblar celdas recibidas de las citada matriz de conmutación (SF; 58) en una señal de multiplexación por división de tiempo de salida;

caracterizado porque

- los citados puertos de entrada (I) comprenden un dispositivo de segmentación (11; 52a, 52b) para segmentar intervalos de tiempo de una señal de multiplexación por división de tiempo de entrada en celdas de longitud fija e insertando en cada celda una cabecera de celda que contiene información de dirección; en el que la citada información de dirección contiene una dirección de matriz (H1, H2) y una dirección de TDM (P0, P1) que se dirige hacia un intervalo de tiempo de la citada señal de multiplexación por división de tiempo de salida;

- la citada matriz de conmutación (SF; 58) conmuta las citadas celdas de acuerdo con la citada dirección de matriz (H1, H2) a un puerto de salida (O; IO1-IO8) correspondiente y

- el citado dispositivo de reensamblaje (14; 52a, 52b) reensambla las citadas celdas de acuerdo con la citada dirección de TDM (P0, P1).

2. Un elemento de red de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la matriz de conmutación (SF; 58) se encamina por sí misma.

3. Un elemento de red de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la citada matriz de conmutación (SF; 58) contiene un número de elementos de conmutación (SE1-SEn) idénticos y en el que el citado elemento de red comprende también al menos un adaptador de matriz (12; 53a, 53b) que distribuye las celdas a los elementos de conmutación (SE1, SEn).

4. Un elemento de red de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el citado adaptador de matriz (13; 53a, 53b) recibe también celdas de la citada matriz de conmutación (SF; 58), reordena estas celdas de acuerdo con información de cabeceras de estas celdas y envía las celdas reordenadas al dispositivo de reensamblaje (14) del correspondiente puerto de salida.

5. Un elemento de red de acuerdo con la reivindicación 3, en el que uno o más puertos de entrada y uno o más puertos de salida están dispuestos en una tarjeta de línea (50), que contiene también un módulo de segmentación y reensamblaje (52a, 52b) que comprende el dispositivo de segmentación (11) y el dispositivo de reensamblaje (14) correspondiente a los citados uno o más puertos de entrada y de salida (IO1-IO8) y el adaptador de matriz (53a, 53b), y en el que el citado elemento de red comprende una pluralidad de tales tarjetas de línea.

6. Un elemento de red de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende también un controlador (TSC), que está conectado al citado dispositivo de segmentación (11; 52a, 52b) y adaptado para configurar el citado dispositivo de segmentación (11; 52a, 52b) que dirige información para entrar en cada celda.

7. Un elemento de red de acuerdo con la reivindicación 1 que está también adaptado para establecer conexiones de multicast para proporcionar en el caso de una conexión de multicast una dirección de multicast en las cabeceras de celda en lugar de la citada dirección de matriz y en el que la citada matriz de conmutación está configurada para distribuir celdas a los puertos de salida apropiados basándose en la citada dirección de multicast.

8. Un elemento de red de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende también una o más tarjetas de línea en paquetes para recibir señales de tráfico en paquetes y convertir las citadas señales de tráfico en paquetes en celdas de longitudes fijas.

9. Un método de conmutar señales de multiplexación por división de tiempo que comprende las etapas de:

- conmutar celdas mediante una matriz de conmutación (SF; 58) basada en celdas de un puerto de entrada a puertos de salida (O; IO1-IO8) correspondientes de un elemento de red utilizando información de dirección contenida en cada celda; y

- reensamblar en los citados puertos de salida (O) celdas recibidas de la citada matriz de conmutación (SF; 58) en señales de multiplexación por división de tiempo de salida

caracterizado porque

- en el citado puerto de entrada (I), intervalos de tiempo de una señal de multiplexación por división de tiempo de entrada son segmentados en celdas de longitudes fijas y una cabecera de celda es insertada en cada celda que contiene información de dirección; en el que la citada información de dirección contiene unadirección de matriz (H1, H2) y una dirección de TDM (P0, P1) que se dirige a un intervalo de tiempo de la citada señal de multiplexación por división de tiempo de salida;

- la citada dirección de matriz (H1, H2) es utilizada por la citada matriz de conmutación (SF; 58), y

- en los citados puertos de salida (O), celdas recibidas de la citada matriz de conmutación (SF; 58) son

reensambladas en la citada señal de multiplexación por división de tiempo de salida de acuerdo con la citada 10 dirección de TDM (P0, P1).