Un sistema de conmutación compatible con la arquitectura ATCA/ATCA300 para mejorar la anchura de banda de conmutación,

que comprende:

un panel posterior, una pluralidad de placas de nodo (31) insertadas en el plano posterior y al menos dos placas de concentrador (32) insertadas en el plano posterior, en que las placas de nodo (31) están conectadas con las placas de concentrador (32) a través del panel posterior, de modo que se despachan datos a cada placa de concentrador para la conmutación en una pluralidad de planos de conmutación;

cada placa de nodo (31) está conectada a por lo menos dos placas de concentrador (32);

al menos dos enlaces de datos están formados entre las placas de nodo (31) y las al menos dos placas de concentrador (32) para transmitir datos diferentes, y las al menos dos placas de concentrador (32) cooperan entre sí para implementar conmutación de datos entre las placas de nodo (31); y

el plano posterior comprende al menos dos ranuras de placa de concentrador y una pluralidad de ranuras de placa de nodo, las ranuras de placa de concentrador están interconectadas entre sí, las ranuras de placa de concentrador están conectadas a las ranuras de placa de nodo, las ranuras de placa de concentrador están adaptadas para tener insertadas las placas de concentrador (32), y las ranuras de placa de nodo están adaptadas para tener insertadas las placas de nodo (31), en que las ranuras de placa de concentrador están adaptadas además para tener insertadas las placas de nodo (31) .

Sistema y método de intercambio para incrementar la anchura de banda de intercambio.

La presente solicitud reivindica la prioridad de la solicitud china nº 200610061326.0 presentada el 23 de junio de 2006, titulada “Switching Structure for Extending Switching Bandwidth in ATCA/ATCA 300”, que se incorpora aquí por referencia en su totalidad.

Campo de la invención

La presente invención se refiere al campo de las comunicaciones, y en particular, a un sistema de conmutación compatible con la arquitectura ATCA/ATCA 300 (del inglés “Advanced Telecommunications Computing Architecture”, arquitectura informática de telecomunicaciones avanzada) y a un método para mejorar la anchura de banda de conmutación.

Antecedentes de la invención

La arquitectura ATCA es una arquitectura estándar industrial abierta establecida y desarrollada por el grupo de fabricantes de ordenadores industriales PCI (PICMG, del inglés “PCI Industrial Computer Manufacturers Group”) , y está dirigida a una tecnología de plataforma de hardware habitualmente usada para dispositivos de comunicación y servidores informáticos. La arquitectura ATCA incluye diversas especificaciones que incluyen la estructura de bastidor, la fuente de alimentación, la dispersión de calor, la estructura de placa individual, la topología de interconexión de panel posterior (backplane) , la administración de sistema y propuestas para una red de conmutación y similares. La arquitectura ATCA es apta para la caja de 600 mm de profundidad. El grupo PICMG ha establecido también un estándar de arquitectura de plataforma ATCA300 para satisfacer los requisitos de la caja de 300 mm de profundidad, y el panel posterior de la arquitectura ATCA es compatible con el de ATCA300.

La arquitectura ATCA es una estructura que incluye un panel posterior medio y placas frontales y traseras. Una placa de concentrador y una placa de nodo son ambas las placas frontales. Las placas de nodo está conectadas entre sí en un modo de malla completa o a través de las placas de concentrador. La arquitectura ATCA puede soportar dieciséis ranuras (en una caja de 21 pulgadas) como mucho, y soportar catorce ranuras en una caja de 19 pulgadas. Cada ranura en la arquitectura ATCA puede ser dividida en tres zonas incluyendo la zona 1, zona 2 y zona 3. La zona 1 es un área de interconexión para alimentación eléctrica y gestión, la zona 3 es un área de interconexión para una placa frontal y una correspondiente placa trasera, y la zona 2 es un área de interconexión entre la placa de nodo y la placa de concentrador (topología en estrella de entramado dual) o entre las placas de nodo (topología de malla completa) . Si se adopta la topología de malla completa, la arquitectura ATCA puede soportar como máximo dieciséis placas de nodo. Si se adopta la topología en estrella de entramado dual, la arquitectura ATCA puede soportar como máximo catorce placas de nodo y dos placas de concentrador, y cada placa de concentrador tiene que ser interconectada con otras quince placas individuales (catorce placas de nodo y una placa de concentrador) . Si se adopta una topología en estrella de entramado dual-dual, la arquitectura ATCA puede soportar como máximo doce placas de nodo y cuatro placas de concentrador, y cada placa de nodo tiene que ser interconectada con otras quince placas individuales (doce placas de nodo y tres placas de concentrador) .

El estándar PICMG 3.0 define tres tipos de topologías de interconexión de conmutación, que incluyen malla completa, estrella de entramado dual y estrella de entramado dual-dual. En términos de estas topologías de interconexión de conmutación, la interconexión entre dos placas de nodo proporciona ocho pares de señales de diferencia (cuatro pares de señales de diferencia son enviadas y cuatro pares de señales de diferencia son recibidas) bajo la condición de que un sistema es configurado con dieciséis ranuras o catorce ranuras. En las tecnologías de interconexión de conmutación presentes, la tasa operativa del enlace físico es principalmente de 2, 5 Gb/s, 3, 125 Gb/s, 5 Gb/s y 6, 25 Gb/s.

Como se muestra en la figura 1, en la topología de malla completa, todas las placas de nodo 11 está conectadas directamente entre sí (la figura 1 ilustra una arquitectura de malla completa configurada con ocho placas de nodo) . El estándar PICMG 3.0 puede soportar como máximo dieciséis placas de nodo para implementar la topología de malla completa. Sin embargo, en la arquitectura de topología de malla completa, incluso si la tasa operativa del enlace físico es de 6, 25 Gb/s, la anchura de banda de comunicación entre dos placas de nodo es de sólo 20 Gb/s. Adicionalmente, en aplicaciones específicas, el coste de implementación de la topología de malla completa para dieciséis placas de nodo es muy alto. En general, la topología de malla completa se adopta sólo para un sistema con menos de ocho nodos, que no es capaz de satisfacer los requisitos de un dispositivo de gran capacidad.

Como se muestra en la figura 2, la estructura de topología en estrella de entramado dual incluye dos nodos de placa de concentrador 22 (el número de ranura lógica es 1 y 2 respectivamente) y puede ser configurada con como máximo catorce placas de nodo (el número de ranura lógica es 3-16) . Las placas de nodo 21 están todas interconectadas con las placas de concentrador 22, y la comunicación entre las placas de nodo 21 es implementada a través de las placas de concentrador. Se especifica en el estándar PICMG 3.0 que dos redes de conmutación operan en un modo de redundancia (Especificaciones PICMG 3.0, página 294, apartado 6.2.1.1) . En el modo operativo de redundancia, sólo la placa de concentrador principal puede implementar la función de conmutación, mientras que la placa de concentrador de respaldo no implementa la función de conmutación; o ambas placas de concentrador pueden implementar la función de conmutación, mientras que la placa de nodo sólo recibe los datos desde la placa de concentrador principal y no recibe los datos desde la placa de concentrador de respaldo. Por lo tanto, en la topología en estrella de entramado dual, incluso si la tasa operativa del enlace físico es de 6, 25 Gb/s, la placa de nodo sólo puede proporcionar una anchura de banda de 20 Gb/s y una interfaz de usuario con tasa de línea de 10 Gb/s.

La estructura de topología en estrella de entramado dual-dual es similar a la topología en estrella de entramado dual. El número de placas de concentrador es incrementado desde dos a cuatro (el número de ranura lógica es 1, 2, 3 y 4 respectivamente) y pueden configurarse como máximo doce placas de nodo (el número de ranura lógica es 5-16) . Las placas de nodo están todas interconectadas con las placas de concentrador. La comunicación entre las placas de nodo es implementada a través de las placas de concentrador. Se especifica en el estándar PICMG 3.0 que cuatro placas de concentrador están divididas en dos grupos y que cada grupo opera en un modo en estrella de entramado dual independientemente (Especificaciones PICMG 3.0, página 294, apartado 6.2.1.2) . Las dos placas de concentrador con el número de ranura lógica de 1 y 2 pertenecen a un grupo y están en una estructura de interconexión de entramado de conmutación en estrella dual, y las dos placas de concentrador con el número de ranura lógica de 3 y 4 pertenecen a otro grupo y están también en una estructura de interconexión de red de conmutación en estrella de entramado dual. En la topología en estrella de entramado dual-dual, se adopta una estructura de conmutación con dos topologías en estrella de entramado dual y la anchura de banda de comunicaciones entre las placas de nodo es doblada. Sin embargo, debido a que las dos estructuras de conmutación son independientes entre sí, la anchura de banda de flujo de datos para la comunicación entre placas de nodo sigue siendo la anchura de banda de una topología en estrella de entramado dual, y la única diferencia es que pueden soportarse dos flujos de datos.

Actualmente, en una aplicación de plataforma de telecomunicación, es un requisito básico proporcionar una interfaz de usuario de 10 Gb/s en la capa de agregación de una red de área metropolitana (MAN, del inglés “Metropolitan-Area Network”) . Con el rápido desarrollo de Internet, puede requerirse que el equipamiento de telecomunicación proporcione una anchura de banda mayor en años actuales. Puede requerirse incluso que el equipamiento en la capa de agregación proporcione una interfaz de usuario de 40 Gb/s. Considerando la tasa de aceleración y... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de conmutación compatible con la arquitectura ATCA/ATCA300 para mejorar la anchura de banda de conmutación, que comprende:

un panel posterior, una pluralidad de placas de nodo (31) insertadas en el plano posterior y al menos dos placas de concentrador (32) insertadas en el plano posterior, en que las placas de nodo (31) están conectadas con las placas de concentrador (32) a través del panel posterior, de modo que se despachan datos a cada placa de concentrador para la conmutación en una pluralidad de planos de conmutación;

cada placa de nodo (31) está conectada a por lo menos dos placas de concentrador (32) ;

al menos dos enlaces de datos están formados entre las placas de nodo (31) y las al menos dos placas de concentrador (32) para transmitir datos diferentes, y las al menos dos placas de concentrador (32) cooperan entre sí para implementar conmutación de datos entre las placas de nodo (31) ; y

el plano posterior comprende al menos dos ranuras de placa de concentrador y una pluralidad de ranuras de placa de nodo, las ranuras de placa de concentrador están interconectadas entre sí, las ranuras de placa de concentrador están conectadas a las ranuras de placa de nodo, las ranuras de placa de concentrador están adaptadas para tener insertadas las placas de concentrador (32) , y las ranuras de placa de nodo están adaptadas para tener insertadas las placas de nodo (31) , en que las ranuras de placa de concentrador están adaptadas además para tener insertadas las placas de nodo (31) .

2. El sistema de conmutación para mejorar la anchura de banda de conmutación según la reivindicación 1, en que cada una de las placas de nodo (31) comprende al menos un módulo de transmisión.

3. El sistema de conmutación para mejorar la anchura de banda de conmutación según la reivindicación 2, en que cada una de las placas de concentrador (32) comprende una pluralidad de puertos, y la pluralidad de puertos están conectados al módulo de transmisión para formar una pluralidad de enlaces de datos.

4. El sistema de conmutación para mejorar la anchura de banda de conmutación según la reivindicación 3, en que cada uno de los puertos comprende un puerto de ingreso (321) y un puerto de egreso (322) .

5. El sistema de conmutación para mejorar la anchura de banda de conmutación según la reivindicación 4, en que el módulo de transmisión comprende:

un módulo de procesamiento de ingreso (312) , adaptado para despachar datos a la pluralidad de enlaces de datos; y

un módulo de procesamiento de egreso (313) , adaptado para recibir diferentes datos transmitidos por la pluralidad de enlaces de datos, e implementar una convergencia y reensamblaje de datos.

6. El sistema de conmutación para mejorar la anchura de banda de conmutación según la reivindicación 5, en que el módulo de procesamiento de ingreso (312) está conectado a los puertos de ingreso (321) por las al menos dos placas de concentrador (32) respectivamente para formar al menos dos enlaces de datos de ingreso; y

el módulo de procesamiento de egreso (313) está conectado a los puertos de egreso (322) por las al menos dos placas de concentrador (32) respectivamente para formar al menos dos enlaces de datos de egreso.

7. El sistema de conmutación para mejorar la anchura de banda de conmutación según la reivindicación 2, en que

el módulo de transmisión está adaptado para distribuir datos a transmitir a otros enlaces de datos conectados a una placa de concentrador (32) sin fallo y recibir datos por otros enlaces de datos conectados a la placa de concentrador

(32) sin fallo cuando una placa de concentrador (32) conectada al módulo de transmisión falla, de modo que se implementa convergencia y reensamblaje de datos.

8. Un método de conmutación para mejorar la anchura de banda de conmutación, que comprende:

proporcionar interconexiones entre ranuras de placa de concentrador de un panel posterior;

insertar al menos dos placas de concentrador (32) en las ranuras de placa de concentrador, e insertar placas de nodo (31) en ranuras de placa de nodo del panel posterior, en que las ranuras de placa de concentrador están adaptadas además para tener insertadas las placas de nodo (31) ;

demultiplexar, mediante una placa de nodo (31) , datos hacia los puertos de ingreso (321) de las al menos dos placas de concentrador (32) de modo que se despachan datos a cada placa de concentrador; y

conmutar, mediante las al menos dos placas de concentrador (32) , la entrada de datos desde los puertos de ingreso

(321) hacia respectivos puertos de egreso (322) , y proporcionar de salida los datos hacia otra placa de nodo (31) , de modo que se implementa una conmutación de datos entre las placas de nodo para la conmutación en una pluralidad de planos de conmutación.

9. El método para mejorar la anchura de banda de conmutación según la reivindicación 8, en que

la placa de nodo (31) demultiplexa los datos hacia los puertos de ingreso (321) de las al menos dos placas de 5 concentrador (32) en proporción.

10. El método para mejorar la anchura de banda de conmutación según la reivindicación 8 ó 9, en que

cuando una placa de concentrador (32) falla, la placa de nodo (31) conmuta datos a través de una placa de concentrador (32) sin fallo.

11. El método para mejorar la anchura de banda de conmutación según la reivindicación 10, en que, cuando la placa

de concentrador (32) falla, otras placas de concentrador (32) con excepción de la placa de concentrador (32) que ha fallado cooperan entre sí para implementar una función de conmutación de datos entre las placas de nodo (31) .

Figura 1

Figura 2