[发明专利]交换Clos网络通用元件

说明书

技术领域

本公开涉及Clos网络中进行交换的领域。具体地，本公开涉及针对多级可以动态地改变其角色的通用元件。

背景技术

Clos分组交换网络结构和折叠Clos分组交换网络结构广泛地应用于高性能计算簇和大型可扩展路由器中。最简单的完整Clos结构需要3级交换和3个类型的交换结构。针对折叠Clos，最简单的形式使用了3级和2个类型的结构。

通常情况下，利用3个不同参数：n、k和m，来描述3级Clos网络，其中，n是1级节点和3级节点中的每一个的出口链路(egress link)的数量，k是2级节点的数量，以及m是1级节点或3级节点的数量。第一出口链路集合将每个1级节点连接到每个2级节点，并且第二出口链路集合将每个2级节点连接到每个3级节点。由于这种连通性，2级节点的数量，即k等于入口链路(ingress link)的数量，并且1级节点或3级节点的数量等于每一2级节点的入口链路的数量。网络的大小、或者出口链路的总数为N＝nxm。

Clos网络具有E＝k/n的膨胀因子。膨胀因子是网络中数据流的度量。典型地，当m≧2n－1时，Clos网络可以是非阻塞的。该非阻塞特性可以对于具有突发式业务和由部分组播分组组成的业务的网络是关键的。

就高性能交换元件而言，开发“芯片上”解决方案、或者使所有组件在一个芯片上会遭受到大量的物理限制。限制包括必要的功率耗散、随元件数量增加的针对高比特率电子串行器/电子解串器(“SerDes’es”)的形状因数限制、元件间的距离、以及当使用具有低容量的交换结构时的互联复杂性。具有低容量交换机的Clos网络需要更多级并且因此需要使更多交换元件和物理连接器被放置在芯片上。

发明内容

公开了一种可以动态改变的交换Clos网络通用元件。该通用元件包括在电光芯片顶部上的VCSEL矩阵和光电二极管矩阵。VCSEL矩阵经由第一组光学链路传输数据，并且光电二极管矩阵经由第二组光学链路接收数据。通用元件还通过电子链路来接收和传输数据。所述通用元件在折叠Clos网络中还可起到扩展器、聚合器或者传输交换机的作用。作为扩展器或聚合器，该通用元件将其光学链路用过为入口链路并且将其电子链路用作为出口链路。通过使用该通用元件，可以在没有独立交换元件的情形下来构建网络。

在本公开的一个方面，用于在网络元件之间提供交换的系统，包括：印刷电路板(PCB)，定位在所述PCB上的第一电光芯片和第二电光芯片。该系统还包括在所述第一电光芯片上的第一光电二极管矩阵和第一VCSEL矩阵。该系统还包括在所述第二电光芯片上的第二光电二极管矩阵和第二VCSEL矩阵。此外，系统包括第一多个光学链路，其使所述第一光电二极管矩阵与所述第二VCSEL矩阵耦接，以及第二多个光学链路，其使所述第二光电二极管矩阵与所述第一VCSEL矩阵耦接。所述第一光电二极管矩阵还被构造为经由第三多个光学链路接收光学数据，并且所述第二光电二极管矩阵还被构造为经由第四多个光学链路接收光学数据。此外，所述第一VCSEL矩阵还被构造为经由第五多个光学链路传输光学数据，并且所述第二VCSEL矩阵被构造为还经由第六多个光学链路传输光学数据。

附加特征可以出现在本公开的多个方面中。例如，该系统可以包括将所述第一电光芯片与所述第二电光芯片耦接的多个电子链路。所述电子链路是双向的或单向的。所述电子链路可以为电子串行器/电子解串器。所述第一多个光学链路中的光学链路的数量加上电子链路的数量等于所述第三多个光学链路中的光学链路的数量。所述第二多个光学链路中的光学链路的数量加上电子链路的数量等于所述第四多个光学链路中的光学链路的数量。

在本公开的另一方面中，生产电光交换机的方法，包括：在印刷电路板(PCB)上提供第一电光芯片和第二电光芯片，每个电光芯片包括光电二极管矩阵和VCSEL矩阵。该方法还包括经由第一多个光学链路使所述第一电光芯片的光电二极管矩阵与所述第二电光芯片的VCSEL矩阵耦接，并且经由第二多个光学链路使所述第二电光芯片的光电二极管矩阵与所述第一电光芯片的VCSEL矩阵耦接。还将所述第一光电二极管矩阵构造为经由第三多个光学链路接收光学数据，并且还将所述第二光电二极管矩阵构造为经由第四多个光学链路接收光学数据。此外，还将第一VCSEL矩阵构造为经由第五多个光学链路传输光学数据；并且还将第二VCSEL矩阵构造为经由第六多个光学链路传输光学数据。

附图说明

图1A示出了Clos网络。图1B示出了折叠Clos网络。