[发明专利]一种多槽位交换机

说明书

技术领域

本发明涉及数据通信技术领域，尤其涉及一种多槽位交换机。

背景技术

数据中心中的交换机，需要面对数据中心高负荷、大突发、流量模型复杂的特点，另外，还需要面对呼声日益强烈的交换、存储、计算三网融合趋势，因而数据中心的交换机一般采用严格无阻塞的CLOS交换架构。

CLOS交换思想是由Charles CLOS于1953年在其《A Study of Nonblocking Switching Networks》一文中提出，因此以其名字来命名。基于CLOS交换思想的CLOS交换结构是一种多级多路径结构，目的是为了实现无阻塞交换的同时减少交叉节点。目前使用最多的是3级CLOS交换结构，如图1所示，为基于CLOS交换架构的简要框图，分为3级：输入级、输出级和中间级。n为输入和输出级的端口数，k为中间级的端口数，m为中间级模块数。只有在m≥2n-1的情况下，输入端口到输出端口之间才可能不会出现链路阻塞。

采用CLOS交换架构进行交换机设计时，通常都采用专用交换板的形式，这时，接口卡(业务板)、交换板、主控板(管理板)通过机箱中部的背板互相连接，一般交换板位于机箱后部，接口卡和主控板位于机箱前部。在具体产品的实现上一般有两种形式：一种是接口卡采用横槽的形式，交换板采用竖槽的形式，如图2a所示(图中的示意图只画出了接口卡、交换板和主控板，电源风扇等部分省略了，电源跟风扇的位置根据具体产品的实现差别可能会比较大；图中的示意图只给出了4张交换板的情形，根据实际的系统设计，交换板的数量也是可能变化的)，为接口卡采用横槽形式、交换板采用竖槽形式的交换机的前面视图；如图2b所示，为接口卡采用横槽形式、交换板采用竖槽形式的交换机的背面视图；如图2c所示，为接口卡采用横槽形式、交换板采用竖槽形式的交换机的侧面视图。一种是接口卡采用竖槽的形式，交换板采用横槽的形式，如图3a所示，为接口卡采用竖槽形式、交换板采用横槽形式的交换机的正面视图；如图3b所示，为接口卡采用竖槽形式、交换板采用横槽形式的交换机的背面视图；如图3c所示，为接口卡采用竖槽形式、交换板采用横槽形式的交换机的侧面视图。由于交换机数据的转发都需要依赖于交换矩阵，交换矩阵的容量主要决定于两个因素，一个是交换矩阵的信号数量，另一个是交换矩阵的信号速率，而且由于差分信号的抗干扰能力比单端信号强，所以接入到交换矩阵的信号一般都是高速的差分信号，同时由于交换矩阵一般位于接口卡或者交换板上，而接口卡和交换板需要通过背板相连，这样，在一个大容量的交换机里，背板上将有很多的高速差分信号通过，目前，已经有通过1000多对10.3125G的高速信号的背板。这么多高速差分信号如果通过背板印刷电路板的(PCB，Printed Circuit Board)走线来实现，那么将给背板的设计带来很大的挑战。一方面，高速差分信号对PCB的走线有很严格的要求，比如线宽、线距、地孔保护等，这主要为了减少高速信号之间的干扰，这么多的高速信号必然增加PCB的叠层；另一方面，高速信号通过PCB走线，信号会发生衰减，为了减少信号的衰减，往往需要使用特殊的高频板材，成本很高。从而，现有技术中在接口卡与交换板之间通过正交连接器连接，使用了正交接连接器后，背板上就不再需要有PCB走线了，所有的信号都通过背板上的正交连接器直接相连。在背板的PCB的两面都压有正交连接器，PCB两面正交连接器的压接的孔在PCB上是直接相通的，因为PCB板厚大于两面正交连接器的针脚长度，高速信号就可以实现在背板上直接相连。