專利名稱：光纖環(huán)通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及光纖通信系統(tǒng)，尤其，涉及一種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有效地應(yīng)用光纖通信環(huán)，并在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間提供可靠的邏輯連接。
背景技術(shù)：
已經(jīng)安裝光纖環(huán)，從1999年起在許多城市中正在進(jìn)行安裝。這些通信網(wǎng)絡(luò)有潛力在數(shù)英里的地理區(qū)域中提供低成本、高帶寬連接，以及到諸如互聯(lián)網(wǎng)之類的其它通信網(wǎng)絡(luò)的低成本、高帶寬連接。然而，到目前止，在這些網(wǎng)絡(luò)上可用于提供數(shù)據(jù)通信的設(shè)備已經(jīng)是充分地昂貴的，對于這些光纖網(wǎng)絡(luò)的使用仍相當(dāng)少。
本發(fā)明提供一種低成本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，它允許光纖信道(FC)和千兆位以太網(wǎng)(GE)數(shù)據(jù)流通過這種光纖環(huán)以極高可靠性無接縫地進(jìn)行路由傳遞，而同時(shí)對于可用的帶寬進(jìn)行有效的使用。
發(fā)明概要光纖環(huán)網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)互連的節(jié)點(diǎn)，每一對相鄰節(jié)點(diǎn)通過一對光纖鏈路互連。使用粗略的波分多路復(fù)用，在每根光纖鏈路的兩個(gè)方向上發(fā)送數(shù)據(jù)，使用第一光波長λ1在鏈路上的第一方向上發(fā)送數(shù)據(jù)，并使用第二光波長λ2在鏈路上的第二相反方向上發(fā)送數(shù)據(jù)。兩個(gè)光波長至少相差10nm。
在較佳實(shí)施例中，經(jīng)過光學(xué)鏈路發(fā)送的每個(gè)數(shù)據(jù)流具有至少2.5Gbps的帶寬。此外，每個(gè)數(shù)據(jù)流具有嵌入其中的至少兩個(gè)邏輯流。
在網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)處，有一個(gè)鏈路多路復(fù)用器，它包括一個(gè)或多個(gè)鏈路卡，用于把鏈路多路復(fù)用器耦合到客戶機(jī)裝置，以及一個(gè)或多個(gè)多路復(fù)用器單元，用于把鏈路多路復(fù)用器耦合到光學(xué)鏈路。每個(gè)鏈路卡包括能夠存儲許多光纖信道幀的幀緩沖器，所述許多光纖信道幀是發(fā)送到與該鏈路卡耦合的客戶機(jī)裝置和從與該鏈路卡耦合的客戶機(jī)裝置發(fā)送的。鏈路卡還包括流量控制邏輯，用于在接收客戶機(jī)裝置發(fā)送流量控制消息以請求它們的發(fā)送之前用數(shù)據(jù)幀預(yù)先—填充幀緩沖器。即使當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)離開很遠(yuǎn)而且客戶機(jī)裝置具有較小的輸入數(shù)據(jù)緩沖器時(shí)，幀緩沖器和流量控制邏輯的結(jié)合的效果是可以利用鏈路的整個(gè)帶寬。
附圖簡述從下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述中，對本發(fā)明的另外的目的和特征將更為明了，其中

圖1是具有使用本發(fā)明的多個(gè)節(jié)點(diǎn)的光纖環(huán)網(wǎng)絡(luò)的方框圖；圖2是方框圖，示出網(wǎng)絡(luò)接點(diǎn)之間的多個(gè)物理通信路徑；圖3是供在光纖環(huán)網(wǎng)絡(luò)的任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)處使用的鏈路多路復(fù)用器的方框圖；圖4是鏈路卡的方框圖，它是圖3的鏈路多路復(fù)用器的一個(gè)部件；圖5是鏈路卡的詳細(xì)方框圖；圖6是MUX(多路復(fù)用器)接口幀處理器的方框圖，它是圖5的鏈路卡的部件；圖7是鏈路卡FC鏈路接口幀處理器的方框圖，它是圖5的鏈路卡的部件；圖8是鏈路卡GE鏈路接口幀處理器的方框圖，它是圖5的鏈路卡的部件；圖9是多路復(fù)用器單元的方框圖，它是圖3的鏈路多路復(fù)用器的部件；圖10是時(shí)分多路復(fù)用器和發(fā)送速率平滑電路的方框圖，它是圖6的多路復(fù)用器單元的部件；圖11是接收數(shù)據(jù)路徑電路的方框圖，在圖7的時(shí)分多路復(fù)用器和發(fā)送速率平滑電路中使用它的多個(gè)實(shí)例；圖12是示出一段光纖環(huán)網(wǎng)絡(luò)的方框圖；圖13是方框圖，示出根據(jù)本發(fā)明的光纖環(huán)網(wǎng)絡(luò)；圖14是方框圖，示出由光纖斷開而引起故障的期間如何重新配置在圖13中示出的光纖環(huán)網(wǎng)絡(luò)；圖15是方框圖，示出由有故障的(客戶機(jī)裝置)節(jié)點(diǎn)引起故障的期間如何重新配置在圖13中示出的光纖環(huán)網(wǎng)絡(luò)；以及圖16是方框圖，示出由在光纖環(huán)網(wǎng)絡(luò)頭端處的有故障的MUX引起故障的期間如何重新配置在圖13中示出的光纖環(huán)網(wǎng)絡(luò)。
較佳實(shí)施例的詳述參考圖1，在圖中示出光纖環(huán)網(wǎng)絡(luò)100。網(wǎng)絡(luò)包括遍歷一個(gè)環(huán)路或環(huán)的一對光纜102。在網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)104處使光纜分段，以致在該節(jié)點(diǎn)處的鏈路多路復(fù)用器106接收在這對光纜上的信號，然后進(jìn)行處理或傳遞到下一段光纖102。
鏈路多路復(fù)用器106執(zhí)行許多功能把信號從一根光纖分段傳遞到下一根光纖分段，使信號通過選擇路由從光纜傳遞到客戶機(jī)裝置或通信線路，以及使信號通過選擇路由從客戶機(jī)裝置或通信線路傳遞到光纜。鏈路多路復(fù)用器106還使用時(shí)分和波分技術(shù)組合來自多個(gè)源的信號，以致經(jīng)過光纜102發(fā)送這些信號。
一般通過交換機(jī)或交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)(fabric)108把在每個(gè)節(jié)點(diǎn)104處的鏈路多路復(fù)用器106耦合到其它裝置或通信線路。交換機(jī)108把各種裝置和通信信道連接到鏈路多路復(fù)用器的主機(jī)(或客戶機(jī))側(cè)端口。一般，交換機(jī)108是傳統(tǒng)的交換裝置和網(wǎng)絡(luò)，諸如時(shí)分多路復(fù)用總線，在某些情況中不是必需的，因此在本文件中不進(jìn)一步描述。
節(jié)點(diǎn)104-1的例子是耦合到局域網(wǎng)(LAN)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。依次，可以把LAN耦合到任何數(shù)目的服務(wù)器計(jì)算機(jī)110和終端用戶工作站112?？梢酝ㄟ^交換機(jī)108和路由器114把LAN耦合到節(jié)點(diǎn)104的鏈路多路復(fù)用器106，如果不需要其它交換功能，則也許只要路由器114。
節(jié)點(diǎn)104-2的第二例子是通過耦合到鏈路多路復(fù)用器104-2的路由器114，提供到網(wǎng)絡(luò)100的互聯(lián)網(wǎng)連接116的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。
節(jié)點(diǎn)104-3的另一個(gè)例子是包括“盤場地(disk farm)”118的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，一般，它是提供中央化數(shù)據(jù)存儲器的一組盤，耦合到節(jié)點(diǎn)104的其它節(jié)點(diǎn)的裝置使用所述中央化的數(shù)據(jù)存儲器。本發(fā)明使建筑物分布在整個(gè)城市或相同區(qū)域的多個(gè)位置處的公司使用中央化數(shù)據(jù)存儲器得以實(shí)用。光纖網(wǎng)絡(luò)100提供的數(shù)據(jù)訪問速度是如此地高，以致如果把數(shù)據(jù)存儲在許多設(shè)備中的每一個(gè)中與把數(shù)據(jù)存儲在環(huán)網(wǎng)絡(luò)上的單個(gè)中央存儲器節(jié)點(diǎn)處對于終端用戶來說有任何可覺察的差別的話，只有很小的差別。
每對節(jié)點(diǎn)之間的多個(gè)物理路徑參考圖2，在一個(gè)較佳實(shí)施例中，鏈路多路復(fù)用器104(圖1)包括在每根光纖102上發(fā)送和接收信號的光學(xué)收發(fā)機(jī)。結(jié)果，當(dāng)使用在每根光纖上具有物理發(fā)送和接收信道的兩根光纖時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)的任何兩對節(jié)點(diǎn)之間存在4個(gè)雙向通信路徑。例如，在節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2之間的雙向物理信號路徑如下1)OL12-1、2)OL12-2、3)OL13-1-OL23-1以及4)OL13-2-OL23-2。由于在網(wǎng)絡(luò)中的每對節(jié)點(diǎn)之間存在4個(gè)全帶寬物理信號路徑，所以任何信號分段故障的影響比在每對節(jié)點(diǎn)之間只有兩個(gè)物理信號路徑的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)要不嚴(yán)重得多。在這種現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中，使用每個(gè)光纖信道僅在一個(gè)方向上發(fā)送信號。
使用特定類型的“粗波分多路復(fù)用”形成在每根光纖上的雙向信號路徑。尤其，使用一個(gè)光波長發(fā)送數(shù)據(jù)流，而使用第二光波長接收數(shù)據(jù)流。使用“粗”波分多路復(fù)用意味著兩個(gè)光信號的光波長相互至少相距10nm(最好至少相距20nm)。在一個(gè)較佳實(shí)施例中，每根光纜以1510nm攜帶第一2.5Gbps數(shù)據(jù)流，而以1570nm攜帶第二2.5Gbps數(shù)據(jù)流。兩個(gè)數(shù)據(jù)流的方向相反。由于有兩根光纜耦合到每個(gè)鏈路多路復(fù)用器，所以實(shí)際上有耦合到鏈路多路復(fù)用器的4根光纖(即，4根光纜分段)兩根耦合到環(huán)上的第一相鄰節(jié)點(diǎn)，兩根耦合到環(huán)上的第二相鄰節(jié)點(diǎn)。為了簡化和便于說明，這里假設(shè)以第一光波長λ1(例如，1510nm)發(fā)送“順時(shí)針”流過環(huán)的數(shù)據(jù)，以第二光波長λ2(例如，1570nm)發(fā)送“逆時(shí)針”流過環(huán)的數(shù)據(jù)。尤其，在下列表中示出
如在圖2中所示，把在一個(gè)節(jié)點(diǎn)中的Mux 1的端口A始終連接到在相鄰節(jié)點(diǎn)中的Mux 1的端口B，相似地，把在一個(gè)節(jié)點(diǎn)中的Mux 2的端口A始終連接到在相鄰節(jié)點(diǎn)中的Mux 2的端口B。結(jié)果，λ1信號以一個(gè)方向流過環(huán)，而λ2信號以相反的方向流過環(huán)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，使用每個(gè)彼此相隔至少10nm的，并且最好每個(gè)彼此相隔20nm的4個(gè)不同的發(fā)送光波長，經(jīng)過每根光纜分段發(fā)送4個(gè)數(shù)據(jù)信號的一些信號。在這個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)鏈路多路復(fù)用器使用4個(gè)Mux單元142。在這個(gè)實(shí)施例的一個(gè)實(shí)施中，所使用的4個(gè)光波長是1510nm、1530nm、1550nm以及1570nm。
在再另一個(gè)實(shí)施例中，經(jīng)過光纜發(fā)送的每個(gè)數(shù)據(jù)信號以5.0Gbps或10Gbps的速率發(fā)送數(shù)據(jù)，從而使光纖環(huán)的帶寬加倍或加4倍而無需增加所使用的光纜數(shù)。
鏈路多路復(fù)用器結(jié)構(gòu)參考圖3，在圖中示出鏈路多路復(fù)用器106的較佳實(shí)施例。鏈路多路復(fù)用器106包括多達(dá)8個(gè)鏈路卡140以及兩個(gè)多路復(fù)用器單元142。每個(gè)鏈路卡140提供到客戶機(jī)裝置或通信信道的高速連接。在一個(gè)較佳實(shí)施例中，使用兩種類型的鏈路卡一種用于光纖信道連接，它工作于1.0625Gbps，而另一種用于到千兆位以太網(wǎng)信道的連接，它工作于1.25Gbps。在內(nèi)部，鏈路卡工作于1.25Gbps。在另一個(gè)實(shí)施例中，鏈路卡和多路復(fù)用器以大于1.25Gbps的速率工作，諸如以1.28Gbps或1.5Gbps或甚至2.0Gbps的速率工作?？梢允褂昧硗忸愋偷逆溌房?，使用其它信號協(xié)議來發(fā)送和接收信號，只要信號的最大數(shù)據(jù)速率不超過鏈路多路復(fù)用器的信道帶寬(在較佳實(shí)施例中是1.25Gbps)。包括在鏈路多路復(fù)用器106中的鏈路卡140可以包括光纖信道和千兆位以太網(wǎng)鏈路卡的任意的組合(例如，兩個(gè)FC(光纖信道)鏈路卡或兩個(gè)GE(千兆位以太網(wǎng))鏈路卡，或每種一個(gè)，或每種四個(gè)等)。
每個(gè)多路復(fù)用器單元處理多達(dá)4個(gè)全雙工器、全帶寬光纖信道(FC)或千兆位以太網(wǎng)(GE)數(shù)據(jù)流。尤其，每個(gè)多路復(fù)用器可以經(jīng)過每個(gè)工作于2.5Gbps的兩個(gè)物理信道發(fā)送最高為5.0Gbps的數(shù)據(jù)，而且可以經(jīng)過每個(gè)工作于2.5Gbps的兩個(gè)物理信道接收最高為5.0Gbps的數(shù)據(jù)。
鏈路卡參考圖4，在圖中示出鏈路卡140的功能方框圖。尤其，鏈路卡140包括光纖信道或千兆位以太網(wǎng)接口150，用于耦合全雙工器光纖信道或千兆位以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流。還可以使用接口150耦合分?jǐn)?shù)(fractional)數(shù)據(jù)流，尤其，耦合半帶寬數(shù)據(jù)流(對于光纖信道工作于0.503125Gbps，或?qū)τ谇д孜灰蕴W(wǎng)工作于0.5125Gbps)。
使用兩個(gè)緩沖器152來緩沖在每個(gè)方向上發(fā)送的數(shù)據(jù)，尤其，用于提供Mux單元(即，Mux 1和Mux 2)的時(shí)鐘域和客戶機(jī)裝置的時(shí)鐘域之間的再定時(shí)。最后，使用Mux單元接口154把鏈路卡耦合到兩個(gè)多路復(fù)用器單元142-1和142-2。
圖5示出鏈路卡140的更詳細(xì)的圖，現(xiàn)在將從圖5下面的千兆位接口卡(GBIC)160開始描述，并且向上一直描述到Mux單元接口154。鏈路卡140包括一對GBIC160，GBIC 160的每一個(gè)把鏈路卡140耦合到全雙工器光纖信道或千兆位以太網(wǎng)發(fā)送媒體158。把客戶機(jī)裝置159(有時(shí)也稱之為主機(jī)系統(tǒng)或用戶通信信道)連接到鏈路卡140的一般是一同軸電纜或光纜。GBIC 160發(fā)送和接收串行數(shù)據(jù)流。
為了以一致的方式描述數(shù)據(jù)流，把從Mux單元142到客戶機(jī)裝置的數(shù)據(jù)流稱為出境的數(shù)據(jù)流，而在相反方向上的數(shù)據(jù)流稱為入境數(shù)據(jù)流。
通過相應(yīng)的串行器/解串器(SERDES)電路162(諸如Vitesse VSC7125(用于運(yùn)行在1.0625Gbps的光纖信道數(shù)據(jù)流)或Vitesse VSC7135(用于運(yùn)行在1.25Gbps的千兆位以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流))把兩個(gè)GBIC 160中的每一個(gè)耦合到相應(yīng)的鏈路接口幀處理器164。SERDES 162把從GBIC 160接收到的入境串行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成10-位并行數(shù)據(jù)流，并把經(jīng)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)流發(fā)送到鏈路接口幀處理器164。還有，SERDES162把從鏈路接口幀處理器164接收到的10-位并行出境數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)流，并把經(jīng)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)流發(fā)送到GBIC 160。
鏈路接口幀處理器164對在來自GBIC的入境數(shù)據(jù)流中的10位碼元解碼成8位碼元，并把從出境幀緩沖器168接收到的8位碼元編碼成適合于發(fā)送的10位碼元。鏈路接口幀處理器164還控制入境幀緩沖器166和出境幀緩沖器168的操作。
鏈路卡信道包括GBIC 160、SERDES 162、鏈路接口幀處理器164以及一對入境和出境FIFO(先進(jìn)先出)幀緩沖器166、168，可以在用戶控制下以兩種模式中的一種模式操作鏈路卡信道距離緩沖啟動(dòng)或禁止。當(dāng)禁止距離緩沖時(shí)，使數(shù)據(jù)幀和流量控制基元(primitive)盡可能快地通過入境和出境幀緩沖器166、168。任何時(shí)候當(dāng)在出境緩沖器168中存在數(shù)據(jù)幀或流量控制基元時(shí)，就從緩沖器168讀出它們，并立刻通過鏈路卡信道傳遞到客戶機(jī)裝置。把從客戶機(jī)裝置接收到的所有數(shù)據(jù)幀和流量控制基元都寫入入境幀緩沖器166。
當(dāng)啟動(dòng)距離緩沖時(shí)，鏈路接口幀處理器164接收和解釋從客戶機(jī)裝置接收到的流量控制基元，然后控制讀出用戶置請求的來自出境幀緩沖器168的數(shù)據(jù)?？蛻魴C(jī)裝置使用流量控制基元控制從出境幀緩沖器168的數(shù)據(jù)讀出。當(dāng)啟動(dòng)距離緩沖時(shí)，流量控制基元不通過緩沖器166、168。作為替代，鏈路接口幀處理器164使用流量控制基元。相似地，當(dāng)啟動(dòng)距離緩沖時(shí)，鏈路接口幀處理器164產(chǎn)生流量控制基元，以根據(jù)入境幀緩沖器166的充滿度而發(fā)送到客戶機(jī)裝置。此外，當(dāng)啟動(dòng)距離緩沖時(shí)，Mux接口幀處理器170產(chǎn)生和接收它自己的流量控制基元，這些流量控制基元是發(fā)送到與其連接的鏈路卡的。應(yīng)該注意，在啟動(dòng)或禁止距離緩沖的正常操作中，緩沖器166、168最好不溢出。
鏈路接口幀處理器164獲取來自出境數(shù)據(jù)流的“額外的”空位碼元(有時(shí)稱為“空位”)，只存儲數(shù)據(jù)幀和在入境FIFO幀緩沖器166中的數(shù)據(jù)幀之間的空位。因此，如果在數(shù)據(jù)幀之間存在一個(gè)以上的空位，則不把額外的定位存儲在入境FIFO幀緩沖器166中。對于出境數(shù)據(jù)流，鏈路接口幀處理器164插入和可能需要的空位一樣多的空位，以填充發(fā)送到客戶機(jī)裝置的數(shù)據(jù)幀之間的空間。
當(dāng)鏈路接口幀處理器164讀出來自出境幀緩沖器168的鏈路同步字符，和另外，出境幀緩沖器168是空的時(shí)，就復(fù)制鏈路同步字，直到接收到其它數(shù)據(jù)并存儲在出境幀緩沖器168中。對于總數(shù)為18位的，存儲在幀緩沖器166和168中的每個(gè)字，包括一對8-位字符、指示所述對的第一字符是否是“K”字符的一個(gè)標(biāo)志以及一致校驗(yàn)位。K字符是用于控制的特殊碼元，因此不是常規(guī)數(shù)據(jù)。K字符的例子有空位、流量控制基元以及幀的開始和幀碼元的結(jié)束。
最好每個(gè)幀緩沖器166、168大到足以存儲數(shù)以百計(jì)的光纖信道(FC)或千兆位以太網(wǎng)幀。例如，在一個(gè)較佳實(shí)施例中，每個(gè)幀緩沖器166、168足夠地大，允許存儲240個(gè)全尺寸的FC幀(2148字節(jié)的幀，每個(gè)包括標(biāo)頭、CRC以及定界符)。結(jié)果，鏈路卡140能夠從客戶機(jī)裝置的每個(gè)數(shù)據(jù)信道接收多達(dá)240個(gè)全尺寸的光纖信道(FC)幀，比已經(jīng)表示準(zhǔn)備接收的下一個(gè)下游裝置要多。
鏈路接口幀處理器164還把協(xié)議特定的幀定界符、空位字以及鏈路同步字符譯成通過光纖環(huán)網(wǎng)絡(luò)100的其余部分發(fā)送的普通副本。結(jié)果，除了鏈路接口處理器外的光纖環(huán)網(wǎng)絡(luò)的所有組成部分的操作以與協(xié)議無關(guān)的方式工作。在光纖信道鏈路卡的情況下，鏈路接口處理器把4字節(jié)的空位和鏈路同步字符譯成寫入入境幀緩沖器166的2字節(jié)的普通形式。相似地，當(dāng)從出境幀緩沖器168讀出這些碼元的2字節(jié)的普通形式時(shí)，把它們轉(zhuǎn)換回4字節(jié)的光纖信道形式，當(dāng)需要把數(shù)據(jù)幀對齊到4字節(jié)界限時(shí)暫停對出境幀緩沖器的讀取。
Mux單元接口154包括Mux接口幀處理器170，它控制幀緩沖器166、168以及Mux單元142(圖3的Mux 1和Mux 2)之間的數(shù)據(jù)流。Mux接口幀處理器170還把從Mux 1和Mux 2接收到的兩個(gè)數(shù)據(jù)流中的10位碼元解碼成8位碼元，并把從幀緩沖器168接收到的8位碼元編碼成適合于經(jīng)過光纜發(fā)送的10位碼元。
Mux接口幀處理器170處理流量控制如下。當(dāng)禁止距離緩沖時(shí)，Mux接口幀處理器170盡快地通過入境和出境幀緩沖器166、168傳遞數(shù)據(jù)幀和流量控制基元。如果鏈路卡信道是在FC模式，則在Mux接口幀處理器170開始把幀發(fā)送到Mux142之前要等待入境幀緩沖器166收集足夠的(即，預(yù)定量的)FC幀，以避免緩沖器的欠載運(yùn)行狀態(tài)。這是因?yàn)镸ux單元接口154始終以1.25Gbps操作而FC鏈路接口以1.0625Gbps操作。為了避免在FC模式中的欠載運(yùn)行狀態(tài)，Mux接口幀處理器170等待直到在讀出幀之前在入境FIFO緩沖器166中至少有384字節(jié)的FC幀，或等待直到更多的時(shí)間已經(jīng)消逝以應(yīng)付當(dāng)幀的長度小于384字節(jié)的情況。在千兆位以太網(wǎng)的情況中，在開始從緩沖器讀出幀之前不需要等待，因?yàn)榭蛻魴C(jī)裝置和Mux單元接口154的的時(shí)鐘速度是一致的。
當(dāng)鏈路卡信道已經(jīng)啟動(dòng)距離緩沖時(shí)，Mux接口幀處理器170執(zhí)行對于該信道的與鏈路接口幀處理器164的流量控制協(xié)議。例如，如果出境幀緩沖器168開始填充，而Mux接口幀處理器170檢測到這個(gè)狀態(tài)，它通過把流量控制信號發(fā)送到在“發(fā)送鏈路卡”(連接到發(fā)送客戶機(jī)裝置)中的Mux接口幀處理器170而響應(yīng)，然后停止通過光纖網(wǎng)絡(luò)發(fā)送幀，把它們留在發(fā)送鏈路卡的入境幀緩沖器166中。一旦出境幀緩沖器168開始清零(即，接收客戶機(jī)裝置接收足夠的幀使出境幀緩沖器的充滿度降到預(yù)定水平之下)，在發(fā)送和接收鏈路卡中的Mux接口幀處理器170將交換流量控制消息(使用流量控制基元)，并允許數(shù)據(jù)幀再次開始流動(dòng)。
當(dāng)接收到鏈路同步字符時(shí)，只把它們中的一個(gè)存儲在入境FIFO幀緩沖器166中。當(dāng)Mux接口幀處理器170從入境FIFO幀緩沖器166讀出數(shù)據(jù)時(shí)，需要多少它就復(fù)制多少鏈路同步字符和/或空位，以填充發(fā)送到下游的數(shù)據(jù)流。
Mux單元接口154從入境幀緩沖器166提取數(shù)據(jù)，且只要Mux單元142能夠接收數(shù)據(jù)時(shí)以及在入境幀緩沖器166中有要發(fā)送的數(shù)據(jù)就以固定速率把它發(fā)送到Mux單元142。在出境方向上，只要出境幀緩沖器168有存儲至少一個(gè)附加的全尺寸幀(即，對于千兆位以太網(wǎng)幀為32k字節(jié))的空間，Mux單元接口就接收來自Mux單元142的數(shù)據(jù)，而且一旦出境幀緩沖器168傳遞預(yù)定的充滿度標(biāo)志，就停止接收來自Mux單元142的數(shù)據(jù)(即，數(shù)據(jù)的新的幀)。
通過相關(guān)的串行器/解串器(SERDES)電路174，諸如Vitesse VSC7135，把Mux接口幀處理器170耦合到兩個(gè)多路復(fù)用器Mux 1和Mux 2(142)中的每一個(gè)。SERDES 174把來自多路復(fù)用器142的串行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成發(fā)送到Mux接口幀處理器170的10位并行數(shù)據(jù)流，并把從Mux接口幀處理器170接收到的10位并行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成發(fā)送到Mux單元142中之一的串行數(shù)據(jù)流。
在較佳實(shí)施例中，靜態(tài)地由用戶來配置Mux接口幀處理器170，以從和到MUX(即，MUX 1或MUX)2中之一通過選擇路由把數(shù)據(jù)傳遞到和從客戶機(jī)裝置接口0。然后把客戶機(jī)裝置接口1數(shù)據(jù)通過選擇路由傳遞到和從客戶機(jī)裝置接口0未使用的另一個(gè)MUX(142)。
在另一個(gè)實(shí)施例，或較佳實(shí)施例的另一個(gè)配置中，配置MUX接口幀處理器170，以把幀通過選擇路由從兩個(gè)用戶接口159傳遞到相同的MUX 142，對幀要特殊地加標(biāo)記，以致可以通過在鏈路另一端的合適的客戶機(jī)裝置接口把它們發(fā)送到合適的客戶機(jī)裝置。在原始路徑中的硬件部件中存在故障的情況中，則使用用于故障的另一個(gè)MUX 142。當(dāng)已經(jīng)通過鏈路接口幀處理器164對幀進(jìn)行壓縮時(shí)(即，在鏈路接口幀處理器164包括數(shù)據(jù)壓縮電路的實(shí)施例中)，通過選擇路由把幀從兩個(gè)裝置接口159傳遞到相同的MUX是特別有用的。
每個(gè)鏈路卡140還包括CPU或控制器180，用于控制鏈路卡140的操作，尤其，用于配置通過鏈路卡140的數(shù)據(jù)路徑和用于在加電、復(fù)位或改變系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信道配置(改變通過鏈路卡140的數(shù)據(jù)路徑)時(shí)使鏈路卡140初始化。
在某些較佳實(shí)施例中，鏈路接口幀處理器164進(jìn)一步執(zhí)行數(shù)據(jù)壓縮和解除壓縮功能，使用預(yù)定的數(shù)據(jù)壓縮來壓縮出境數(shù)據(jù)流，使用相應(yīng)的解除壓縮方法解除入境數(shù)據(jù)流的壓縮。熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員眾知許多合適的數(shù)據(jù)壓縮方法，因此這里不進(jìn)行描述。通過使用平均地說得到至少2∶1的數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)據(jù)壓縮方法，可以使系統(tǒng)的帶寬加倍。
Mux接口幀處理器圖6示出Mux接口幀處理器170的方框圖。Mux接口幀處理器170包括一對FIFO讀出電路181為接口0入境FIFO提供的第一FIFO讀出塊181-1以及為入境接口1提供的第二FIFO讀出塊181-2。配置每個(gè)FIFO讀出電路181-1、181-2以控制讀出相應(yīng)的入境FIFO幀緩沖器166(圖5)。如果在緩沖器166中沒有什么(即，無分組以及除空位或鏈路初始化基元以外無其它數(shù)據(jù))，則FIFO讀出電路將重復(fù)輸出最近讀出的鏈路初始化字或空位字。如果相應(yīng)的帶內(nèi)Tx電路185-1或185-2正在處理未完成的請求或如果啟動(dòng)相應(yīng)的Rx信貸邏輯190-1或190-2而且指示沒有可得到的信貸，則每個(gè)FIFO讀出電路181-1、181-2還拖延從它的相應(yīng)的入境FIFO166的讀出。在FC模式中，F(xiàn)IFO讀出電路181延遲從入境FIFO讀出分組，直到出現(xiàn)保證不會發(fā)生欠載運(yùn)行的足夠的幀(如上面已經(jīng)描述)。
把一對FIFO讀出電路181-1、181-2耦合到配置成允許接口0靜態(tài)地連接到MUX 1或MUX 2而接口1連接到其它MUX的一對多路復(fù)用器183-1、183-2。如以前所指出，可以加強(qiáng)MUX配置，以允許來自兩個(gè)客戶機(jī)裝置的數(shù)據(jù)流可以混合并通過多個(gè)MUX 142(MUX 1或MUX 2)經(jīng)過選擇路由傳遞，例如在故障期間。
在每個(gè)MUX之后，Mux接口幀處理器170還包括一系列電路塊帶內(nèi)Tx電路185、TX信貸電路186以及8位/10位編碼器187。
每個(gè)帶內(nèi)Tx電路185包括用于保存機(jī)內(nèi)CPU 180希望發(fā)送的未完成的帶內(nèi)幀的寄存器，以及仲裁邏輯，當(dāng)FIFO讀出電路181發(fā)出信號表示在待通過Mux接口幀處理器發(fā)送的入境幀中存在間隙時(shí)，所述仲裁邏輯用于發(fā)送帶內(nèi)幀。鏈路卡140周期性地發(fā)送帶內(nèi)幀。在接收鏈路卡中的帶內(nèi)Rx電路189從數(shù)據(jù)流取出帶內(nèi)幀，把所接收的帶內(nèi)幀發(fā)送到該鏈路卡的本地CPU/控制器180，用于處理。如此，在通信信道兩端處的兩個(gè)鏈路卡上的CPU 180可以發(fā)送回消息(即，帶內(nèi)幀)或向前發(fā)送消息，以檢查信道的功能和協(xié)調(diào)用戶的設(shè)置(即，確認(rèn)用戶設(shè)置是相同的，包括指示啟動(dòng)還是禁止距離緩沖的用戶設(shè)置)等。
當(dāng)啟動(dòng)距離緩沖而且在出境幀緩沖器168(圖5)中存在存儲附加分組的空間時(shí)，配置每個(gè)Tx信貸電路186，把鏈路信貸字插入鏈路以代替空位，考慮以前發(fā)送的所有鏈路信貸字。
配置每個(gè)8位/10位編碼器187，以對從FIFO讀出的16數(shù)據(jù)位和1-位k-字符標(biāo)志編碼成兩個(gè)10位字符，并把所產(chǎn)生的20位字發(fā)送的SERDES 174。
Mux接口幀處理器170的數(shù)據(jù)接收電路包括用于每個(gè)接收信道的3個(gè)電路塊的級聯(lián)鏈Rx數(shù)據(jù)路徑電路191、Rx信貸電路190以及帶內(nèi)Rx電路189。Rx數(shù)據(jù)路徑電路191-1基本上與在MUX 1和MUX 2中的TDM平滑器中的Rx數(shù)據(jù)路徑電路191相同，將在下面參考圖11進(jìn)行說明。如果啟動(dòng)距離緩沖，則Rx信貸電路190從數(shù)據(jù)流剝離鏈路信貸字，并把每個(gè)如此的鏈路信貸字加到可得到存儲信貸。通過Rx信貸電路190累加的存儲信貸表示相應(yīng)的FIFO讀出電路181可以從它的入境FIFO讀出多少數(shù)據(jù)幀和向到在信道的另一側(cè)上的鏈路卡的信道發(fā)送多少數(shù)據(jù)幀。如上所述，Rx帶內(nèi)電路189從數(shù)據(jù)流剝離帶內(nèi)幀，并存儲它們，供鏈路卡的本地CPU 180讀出。
配置一對出境多路復(fù)用器184-1和184-2，以允許把MUX 1靜態(tài)地連接到客戶機(jī)裝置接口0或接口1，以及把MUX 2連接到其它接口。如上所述，可以加強(qiáng)這個(gè)MUX配置，以允許來自兩個(gè)客戶機(jī)裝置接口的數(shù)據(jù)流混合和經(jīng)過單個(gè)MUX142(MUX 1或MUX 2)通過選擇路由傳遞。
把每個(gè)多路復(fù)用器184的輸出發(fā)送到FIFO寫入電路182，它把所接收的幀寫入出境FIFO幀緩沖器168(圖5)，當(dāng)鏈路初始化字和空位與在數(shù)據(jù)流中前面緊接的字不同時(shí)，還把它們寫入緩沖器168。
Mux接口幀處理器170進(jìn)一步包括狀態(tài)和控制寄存器192，它是鏈路卡的本地CPU 180可讀出的和/或可寫入的一組寄存器，以便監(jiān)測和控制Mux接口幀處理器。
鏈路接口幀處理器在較佳實(shí)施例中，每個(gè)通信信道是光纖信道(FC)模式的或千兆位以太網(wǎng)(GE)模式的。當(dāng)更多的協(xié)議得到普遍使用時(shí)，這種模式的數(shù)目將增加。在每種模式中，提供鏈路接口幀處理器164(圖5)的不同形式，與客戶機(jī)裝置一起使用用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。提供在圖7中描繪的FC鏈路接口幀處理器，用于FC模式；提供在圖8中描繪的GE鏈路接口幀處理器，用于GE模式。
FC鏈路接口幀處理器現(xiàn)在參考圖7，F(xiàn)C鏈路接口幀處理器164-1包括基本上與在Mux接口幀處理器中的Mux TDM平滑器中使用的RX數(shù)據(jù)路徑電路(下面參考圖11描述)相似的FC Rx數(shù)據(jù)路徑電路193-1。然而，在RX數(shù)據(jù)路徑電路193-1的前端具有附加的邏輯，以把4字符FC空位和鏈路初始化字轉(zhuǎn)換到預(yù)定的2字符一般對應(yīng)。只在光纖環(huán)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部(即，在鏈路卡140、MUX 142和光纜中)使用這些對應(yīng)碼元。
FC鏈路接口幀處理器164-1進(jìn)一步包括·Rx信貸電路194-1，它從數(shù)據(jù)流剝離鏈路信貸字(RRDY)，如果啟動(dòng)距離緩沖，則把每個(gè)如此的鏈路信貸字加到可得到的存儲信貸。
·FIFO寫入電路195-1，它把所接收的幀寫入入境FIFO幀緩沖器166(圖5)，并當(dāng)鏈路初始化字和空位與在數(shù)據(jù)流中前面緊接的字不同時(shí)，把它們寫入FIFO。
·FIFO讀出電路200-1，它控制從出境FIFO幀緩沖器168(圖5)的數(shù)據(jù)幀的讀出。如果在出境FIFO幀緩沖器中沒有什么，則FIFO讀出電路200-1將重復(fù)輸出最近讀出的鏈路初始化或空位字。如果啟動(dòng)距離緩沖，若不可得到數(shù)據(jù)幀信貸則FIFO讀出電路進(jìn)一步拖延從FIFO讀出數(shù)據(jù)幀。
·到FC轉(zhuǎn)換電路199-1的一個(gè)環(huán)，該FC轉(zhuǎn)移電路把2-字符一般空位和鏈路初始化字轉(zhuǎn)換成它們的標(biāo)準(zhǔn)FC 4-字符對應(yīng)表示。
·Tx信貸電路198-1，當(dāng)啟動(dòng)距離緩沖和在入境FIFO幀緩沖器166中有空間存儲附加數(shù)據(jù)幀時(shí)，它把鏈路信貸字插入鏈路以代替空位，考慮以前發(fā)送的鏈路信貸字(見距離緩沖詳細(xì)說明的較后部分)。
·8位/10位編碼器197-1，配置成把從出境FIFO幀緩沖器168讀出的16個(gè)數(shù)據(jù)位和1-位k-字符標(biāo)志編碼成兩個(gè)10位字符，并把所產(chǎn)生的20位字發(fā)送到SERDES 162(圖5)。
·FC統(tǒng)計(jì)電路196-1，它包括邏輯，以保持在一個(gè)光纖信道鏈路上的統(tǒng)計(jì)。支持?jǐn)?shù)種操作模式，以提供用戶詳細(xì)的協(xié)議特定信息，例如，分組計(jì)數(shù)、差錯(cuò)計(jì)數(shù)、K字符的各種特定類型的計(jì)數(shù)等。
·狀態(tài)和控制寄存器201-1，它們是鏈路卡的本地CPU 180可讀出的和/或可寫入的一組寄存器，以便監(jiān)測和控制鏈路接口幀處理器164-1。
GE鏈路接口幀處理器參考圖8，在鏈路卡上使用GE鏈路接口幀處理器164-2，它使用千兆位以太網(wǎng)把客戶機(jī)裝置耦合到光纖網(wǎng)絡(luò)。GE/IFP 164-2包括基本上與在Mux接口幀處理器的Mux TDM-平滑器中使用的RX數(shù)據(jù)路徑電路(下面相對于圖11描述)相似的FC GE數(shù)據(jù)路徑電路。然而， 在RX數(shù)據(jù)路徑電路193-1的前端具有附加的邏輯，以把GE空位字轉(zhuǎn)換成預(yù)定的2個(gè)一般對應(yīng)表示。此外，把形成千兆位以太網(wǎng)幀的定界符修改成一般格式。只在光纖環(huán)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部(即，在鏈路卡140、MUX 142和光纜中)使用這些對應(yīng)碼元。
GE鏈路接口幀處理器164-2進(jìn)一步包括·Rx暫停邏輯電路194-2，它從數(shù)據(jù)流剝離暫停幀，如果啟動(dòng)距離緩沖，則開始鏈路卡內(nèi)部的暫停定時(shí)器。
·FIFO寫入電路195-1，它把所接收的幀寫入入境FIFO幀緩沖器166(圖5)，并當(dāng)鏈路初始化字和空位與在數(shù)據(jù)流中前面緊接的字不同時(shí)，把它們寫入FIFO166。
·FIFO讀出電路200-1，它控制從出境FIFO幀緩沖器168(圖5)的數(shù)據(jù)幀的讀出。如果在出境FIFO幀緩沖器中沒有什么，則FIFO讀出電路200-1將重復(fù)輸出最近讀出的鏈路初始化或空位字。如果啟動(dòng)暫停邏輯(連同距離緩沖一起使用)，則FIFO讀出電路進(jìn)一步從FIFO拖延讀出數(shù)據(jù)幀，如果Rx暫停邏輯電路194-2指示應(yīng)該暫停發(fā)送的話。
·到GE轉(zhuǎn)換電路199-2的一個(gè)環(huán)，該GE轉(zhuǎn)移電路把2-字符一般空位轉(zhuǎn)換成千兆位以太網(wǎng)空位字，并把一般幀定界符轉(zhuǎn)換回千兆位以太網(wǎng)幀定界符。
·Tx暫停電路198-2，當(dāng)啟動(dòng)距離緩沖和在入境FIFO幀緩沖器166中至少一半充滿時(shí)，它產(chǎn)生暫停幀和把暫停幀插入出境數(shù)據(jù)流。用于產(chǎn)生暫停幀的FIFO充滿度門限電平可以與其它實(shí)施例中的不同。見下面距離緩沖的詳細(xì)討論。
·8位/10位編碼器197-2，配置成把從出境FIFO幀緩沖器168(圖5)讀出的16個(gè)數(shù)據(jù)位和1-位k-字符標(biāo)志編碼成兩個(gè)10位字符，并把所產(chǎn)生的20位字發(fā)送到SERDES 162(圖5)。
·GE統(tǒng)計(jì)電路196-2，它包括邏輯，以保持在一個(gè)千兆位以太網(wǎng)信道鏈路上的統(tǒng)計(jì)。支持?jǐn)?shù)種操作模式，以提供用戶詳細(xì)的協(xié)議特定信息，例如，分組計(jì)數(shù)、差錯(cuò)計(jì)數(shù)、K字符的各種特定類型的計(jì)數(shù)等。
·狀態(tài)和控制寄存器201-2，它們是鏈路卡的本地CPU 180可讀出的和/或可寫入的一組寄存器，以便監(jiān)測和控制鏈路接口幀處理器164-2。
多路復(fù)用器單元參考圖9，每個(gè)Mux單元142包括一對波分多路復(fù)用器和去復(fù)用器電路(WDM)202-1、202-2，把它們中的每一個(gè)的一端耦合到相應(yīng)的光纜分段，例如，OL12-1和OL13-1。WDM 202-1、202-2的每一個(gè)包括光信號接收機(jī)，用于以第一光波長接收和解調(diào)信號；以及光信號發(fā)射機(jī)，用于以第二光波長發(fā)送信號。尤其，在較佳實(shí)施例中，第一WDM 202-1以第二WDM 202-2接收的相同光波長λ1發(fā)送，并且以第二WDM 202-2發(fā)送的相同光波長接收。在另一個(gè)實(shí)施例中，配置每個(gè)Mux單元142以處理經(jīng)過8個(gè)信道的4種波長。與圖9中描繪的2波長-4信道Mux相比，4波長-8信道具有的SERDES 208、TDM/平滑器206和SERDES 204電路有兩倍那么多。把4個(gè)附加的SERDES 208連接到交點(diǎn)式交換機(jī)210。然后把2個(gè)SERDES 204連接到它的光纖1/WDM和光纖2/WDM電路的每一個(gè)。然后光纖1/WDM以波長λ1和λ3發(fā)送，以及以波長λ2和λ4接收。光纖2/WDM以波長λ2和λ4發(fā)送，以及以波長λ1和λ3接收。
在較佳實(shí)施例中，在光學(xué)側(cè)和在電氣(內(nèi)部)側(cè)，WDM 202-1、202-2接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)信號的每一個(gè)都是2.5Gbps串行數(shù)據(jù)信號。在其它實(shí)施例中，可以使用其它數(shù)據(jù)發(fā)送速率，諸如5.0Gbps或10Gbps。
通過相應(yīng)的串行器/解串器(SERDES)電路204(諸如Vitesse VSC7146(用于運(yùn)行在2.5Gbps的數(shù)據(jù)流))把每個(gè)WDM 202耦合到相應(yīng)的時(shí)分多路復(fù)用器和平滑電路(TDM平滑器)206。每個(gè)SERDES 204把來自它的相應(yīng)的WDM 202的2.5Gbps串行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成發(fā)送到它所耦合的TDM平滑器206的20位并行數(shù)據(jù)流，并把從TDM平滑器206接收到的20位并行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成發(fā)送到WDM 202的串行數(shù)據(jù)流。
TDM平滑器206執(zhí)行許多功能，包括時(shí)鐘域之間的信號再定時(shí)、從兩個(gè)1.25Gbps信道到單個(gè)2.5Gbps數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)流的多路復(fù)用以及從2.5Gbps數(shù)據(jù)流到兩個(gè)1.25Gbps信道的數(shù)據(jù)流的去復(fù)用。下面參考圖10和11對TDM平滑器206進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
仍參考圖9，TDM平滑器206內(nèi)部使用20位并行數(shù)據(jù)流。在它的信道AB接口上(該接口耦合到WDM 202)，它輸出和接收20位并行數(shù)據(jù)流。在耦合到交點(diǎn)式交換機(jī)210的它的信道A接口和信道B接口上，TDM輸出10位并行數(shù)據(jù)流。把一對SERDES電路208(諸如Vitesse VSC7135)耦合到每個(gè)TDM的交換機(jī)側(cè)，以把趨向和來自交換機(jī)側(cè)TDM接口的10位、125MHZ數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成發(fā)送到和從交點(diǎn)式交換機(jī)210的1.25GHz(即，1.25Gbps)串行數(shù)據(jù)流。在較佳實(shí)施例中，交點(diǎn)式交換機(jī)210是16×16交點(diǎn)式交換機(jī)，諸如Triquint TQ8017 1.25Gbps 16×16數(shù)字交點(diǎn)式交換機(jī)。在每個(gè)Mux單元142中有一個(gè)交點(diǎn)式交換機(jī)210。
Mux單元142從每根光纜接收到的2.5Gbps信號包括兩個(gè)1.25Gbps數(shù)據(jù)信號，依次可以把它分割成兩個(gè)或多個(gè)邏輯信號。認(rèn)為每個(gè)1.25Gbps數(shù)據(jù)信號是一個(gè)獨(dú)立的邏輯信道，每個(gè)如此的信道可以是一個(gè)FC信道或GE信道。在單根光纜上的兩個(gè)數(shù)據(jù)信道可以是兩個(gè)FC信道、兩個(gè)GE信道或一個(gè)FC信道和一個(gè)GE信道。由于已經(jīng)把FC和GE數(shù)據(jù)流兩者轉(zhuǎn)換成與協(xié)議無關(guān)的一般數(shù)據(jù)流，在每個(gè)2.5Gbps信號中的兩個(gè)數(shù)據(jù)信道可以是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)流的任何組合。
如果通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)把整個(gè)1.25Gbps數(shù)據(jù)信號傳遞到下一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，則數(shù)據(jù)流通過選擇路由從第一光纖向上傳遞通過WDM 202和TDM平滑器206到交點(diǎn)式交換機(jī)端口，通過交點(diǎn)式交換機(jī)端口到第二交換機(jī)端口，向下傳遞通過該多路復(fù)用器單元的另一個(gè)TDM平滑器206和WDM 202，并返回輸出到用于發(fā)送到下一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的第二光纜。
每個(gè)Mux單元142包括CPU或控制器212，用于配置交換機(jī)210和保持跟蹤TDM平滑器206和WDM 202的狀態(tài)。
TDM平滑器電路圖10示出TDM平滑器206的更詳細(xì)的圖。圖的左邊表示在TDM平滑器206和SERDES電路208(圖9)之間的交換機(jī)側(cè)接口，而圖的右邊表示TDM和SERDES電路204(圖9)之間的WDM側(cè)接口。通過TDM平滑器206的入境數(shù)據(jù)路徑把信道A和信道B Rx數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成組合的信道AB Tx數(shù)據(jù)流，而通過TDM平滑器206的出境數(shù)據(jù)路徑把從WDM電路接收到的信道AB Rx數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成一對信道A和信道B Rx數(shù)據(jù)流。
為了說明TDM平滑器206的操作，需要某些背景信息。不管鏈路多路復(fù)用器106(圖3)的鏈路卡140所接收的信號的協(xié)議，鏈路卡把輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成具有“封裝”數(shù)據(jù)的幀(即，被特定的開始和結(jié)束幀字符所包圍)的1.25Gbps流。通過鏈路多路復(fù)用器發(fā)送的每個(gè)數(shù)據(jù)幀以特定的20位封裝字符開始和結(jié)束。此外，鏈路多路復(fù)用器在鏈路卡之間發(fā)送20位流量控制字符，以停止和開始在鏈路卡中的FIFO幀緩沖器之間的幀的流。
通過鏈路多路復(fù)用器以20位字節(jié)片成對地發(fā)送每個(gè)10位的數(shù)據(jù)字符。因此，在鏈路多路復(fù)用器中用于數(shù)據(jù)和控制字符兩者的發(fā)送基本單元是20位長。
在較佳實(shí)施例中的鏈路多路復(fù)用器使用的預(yù)定20位控制字符組包括如下，但是不限于·幀封裝字符(幀的開始和結(jié)束)；·流量控制字符(準(zhǔn)備接收附加的幀)；·鏈路初始化字符，用于建立通過鏈路多路復(fù)用器106的數(shù)據(jù)路徑；·“內(nèi)部違章”(VIO)字符，用于表示在幀的中間出現(xiàn)無效字；·“內(nèi)部不操作序列”(NOS)字符，用于指示缺少同步；以及·空位字符，任何時(shí)候當(dāng)沒有數(shù)據(jù)或其它字符要通過鏈路多路復(fù)用器中的任何通信信道發(fā)送時(shí)發(fā)送這個(gè)字符。
在鏈路多路復(fù)用器中使用的每個(gè)特定的20位字符包括有10位字符特定代碼跟隨著的預(yù)定義的K28.5 10位字符。K28.5字符是在光纖信道和千兆位以太網(wǎng)中使用最普通的，表示相對于數(shù)據(jù)字符的控制字符的“特定”字符。它是一個(gè)理想字符，因?yàn)樗哂蓄A(yù)定義的“逗號”位圖案(“0011111”)，解串器電路使用它把所接收的位流與字邊界對準(zhǔn)。
把另外的特定字符稱為K28.1字符，它也包括逗號位圖案。當(dāng)把通過光纜發(fā)送的兩個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)流組合時(shí)，鏈路多路復(fù)用器通過把數(shù)據(jù)流的第一個(gè)的所有K28.5字符用K28.1字符代替而標(biāo)出數(shù)據(jù)流的第一個(gè)，這使接收裝置能夠用所接收的物理數(shù)據(jù)流來分開和正確地識別不同的邏輯數(shù)據(jù)流。
兩個(gè)入境數(shù)據(jù)路徑，每個(gè)以每秒存儲10位字符的鎖存器230開始，然后與緊跟的10位字符組合，以形成20位字符的流。通過Rx數(shù)據(jù)路徑電路232-1或232-2把20位字符發(fā)送到時(shí)分多路復(fù)用器(TDM)234，下面參考圖12，更詳細(xì)地描述Rx數(shù)據(jù)路徑電路232。
TDM 234使用嚴(yán)格的替換來組合信道A和信道B數(shù)據(jù)流。即，它在從信道A發(fā)送20位字符和從信道B發(fā)送20位字符之間替換。例如，在偶數(shù)時(shí)鐘周期上，TDM234選擇發(fā)送信道A數(shù)據(jù)，而在奇數(shù)時(shí)鐘周期上，TDM 234選擇發(fā)送信道B數(shù)據(jù)。
為了使接收端的裝置知道哪個(gè)周期是偶數(shù)周期和哪個(gè)周期是奇數(shù)周期，TDM234用K28.1字符替代在信道A中的所有K28.5字符。在另一個(gè)實(shí)施例中，TDM 234把多個(gè)邏輯信道(信道A到信道n)組合成經(jīng)過光纜發(fā)送的單個(gè)信號，TDM 234通過用K28.1字符替代K28.5字符來標(biāo)出邏輯信道中的第一個(gè)邏輯信道，這使接收裝置能夠識別在所接收信號中的所有邏輯信道。沒有變更在所有其它邏輯信道中的K28.5字符。
由于在系統(tǒng)中的每個(gè)鏈路多路復(fù)用器106使用相同的多路復(fù)用器單元，所以經(jīng)過光纜分段發(fā)送的所有數(shù)據(jù)流使用相同的標(biāo)記方案，用于在每個(gè)數(shù)據(jù)流中的第一子信道和在相同數(shù)據(jù)流中的一些其它子信道之間進(jìn)行區(qū)分。由于“盲目地”組合20位數(shù)據(jù)流，可能有“假逗號”跨在兩個(gè)無聯(lián)系的20位字符之間的邊界上。結(jié)果，除了在鏈路初始化期間，在鏈路卡和多路復(fù)用器單元中的SERDES電路都以禁止它們的“逗號檢測”模式而運(yùn)行，以致防止SERDES電路偶然在假逗號上重新對準(zhǔn)所接收的位流。
在TDM平滑器206中的入境數(shù)據(jù)路徑中，時(shí)分多路復(fù)用器(TDDM)240接收20位125 MHZ信號。所接收信號包括形式為替換20位字符的兩個(gè)邏輯子信道。TDDM240檢查所接收信號，(A)尋找在信號中的20位字邊界，以及(B)確定哪個(gè)邏輯子信道具有K28.1字符而因此它是信道A。TDDM 240通過第一Rx數(shù)據(jù)路徑電路232-3把20位字符從第一子信道發(fā)送到第一輸出緩沖器244-1，并通過第二Rx數(shù)據(jù)路徑電路232-4把第二子信道的20位字符發(fā)送到第二輸出緩沖器244-2。每個(gè)輸出緩沖器244把所接收的20位62.5MHZ數(shù)據(jù)信號的流轉(zhuǎn)換成10位字符的125MHZ流。
Rx數(shù)據(jù)路徑電路232的每一個(gè)接收20位碼元的流，但是輸出18位碼元的數(shù)據(jù)流，其中每一個(gè)包括16位數(shù)據(jù)、表示是否需要把最前面的8位編碼成“K字符”的一個(gè)標(biāo)志以及表示數(shù)據(jù)字是有效的還是無效的有效位。然后通過8位/10位編碼器242中相應(yīng)的一個(gè)編碼器對這些18位進(jìn)行編碼。
在Rx數(shù)據(jù)路徑電路中的信道A數(shù)據(jù)路徑電路還具有帶內(nèi)Tx電路246，用于在空位時(shí)間期間把特定的帶內(nèi)控制幀插入數(shù)據(jù)流。通過在光纖網(wǎng)絡(luò)上的單個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或單個(gè)節(jié)點(diǎn)控制器可以把控制信息分配到在鏈路卡中的控制器和光纖網(wǎng)絡(luò)的多路復(fù)用器單元。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的控制器與具有Mux單元142的控制CPU 212(以及鏈路卡140的控制CPU 180)發(fā)送這些帶內(nèi)幀的每一個(gè)進(jìn)行通信?？刂艭PU 212把幀寫入在帶內(nèi)Tx電路246中的64字節(jié)寄存器。然后，控制CPU寫入標(biāo)志，告訴硬件準(zhǔn)備要發(fā)送幀。當(dāng)Rx數(shù)據(jù)路徑電路232-1表示有插入控制幀的足夠空位空間時(shí)(如下面詳述)，帶內(nèi)Tx電路246把帶有特定起始的幀定界符插入數(shù)據(jù)路徑來代替空位。
當(dāng)在經(jīng)過光纜發(fā)送之后帶內(nèi)控制幀到達(dá)另一個(gè)Mux單元時(shí)，帶內(nèi)Rx電路248檢測幀定界符的特定起始，并把64字節(jié)幀數(shù)據(jù)存儲在8個(gè)Rx緩沖器(包括在狀態(tài)和控制寄存器254中)中的下一個(gè)緩沖器中。帶內(nèi)Rx電路248把代替帶內(nèi)控制幀數(shù)據(jù)的空位傳送到接著的8位/10位編碼器242-3。一旦接收到整個(gè)帶內(nèi)幀，帶內(nèi)Rx電路對寫入幀的緩沖器作出正在使用的標(biāo)志，并把可得到帶內(nèi)控制幀的信號發(fā)給控制CPU 250。一旦控制CPU 212已經(jīng)讀出幀，它就對Rx緩沖器作出可用的標(biāo)志。如果接收到特定帶內(nèi)幀并且不可用下一個(gè)Rx緩沖器，則帶內(nèi)Rx電路248廢棄帶內(nèi)幀數(shù)據(jù)。
TDM平滑器206還包括一組狀態(tài)和控制寄存器254，Mux單元的CPU 212通過CPU接口252讀出它們。
在另一個(gè)實(shí)施例中，TDM 234不改變數(shù)據(jù)流中之一的K字符而對A和B信道作出標(biāo)志。作為替代，系統(tǒng)的鏈路卡在緊接著每個(gè)幀的前面插入特定的分組起始(SOP)的K字符，用SOP碼元來代替緊接在幀前面的空位。邏輯和Rx數(shù)據(jù)路徑電路執(zhí)行這個(gè)任務(wù)，尤其，在FC Rx數(shù)據(jù)路徑電路193-1和GE Rx數(shù)據(jù)路徑電路193-2中。TDM 234根據(jù)接收到的來自信道A數(shù)據(jù)路徑的SOP碼元把該碼元轉(zhuǎn)換成SOP1碼元，從而對在信道A中的數(shù)據(jù)作出作為第一數(shù)據(jù)信道的標(biāo)志。TDDM 240檢查所接收到的信號，以(A)在信號中找到20位字邊界，以及(B)確定哪個(gè)邏輯子信道具有SOP1字符而因此是信道A。TDDM 240從第一子信道通過第一Rx數(shù)據(jù)路徑電路232-3把20位字符發(fā)送到第一輸出緩沖器244-1，并通過第二Rx數(shù)據(jù)路徑電路232-4把第二子信道的20位字符發(fā)送到第二輸出緩沖器244-2。此外，TDDM 240把SOP和SOP1碼元轉(zhuǎn)換回空位碼元，因?yàn)樘囟ùa元只是在光纖網(wǎng)絡(luò)中內(nèi)部使用的。
Rx數(shù)據(jù)路徑電路參考圖11，Rx數(shù)據(jù)路徑電路232(它在圖10的每個(gè)TDM平滑器206中有4個(gè)實(shí)例，以及在圖6的每個(gè)Mux接口幀處理器170中有2個(gè)實(shí)例)接收20位信號，把它轉(zhuǎn)換成16位數(shù)據(jù)，K字符標(biāo)志以及無效字標(biāo)志。
Rx數(shù)據(jù)路徑電路232用特定違章字(FVIO)替換幀中的任何無效字，消除在幀外的任何無效字，并使數(shù)據(jù)流按鏈路卡或Mux單元的本地時(shí)鐘再定時(shí)。它還保留所接收的無效字的計(jì)數(shù)，以致可容易地隔離有故障的鏈路。
開始時(shí)通過10位到8位解碼器電路274把每個(gè)所接收的20位字解碼成16位數(shù)據(jù)和標(biāo)志。解碼器電路274產(chǎn)生K字符標(biāo)志加上指示是否由有效的10位代碼構(gòu)成20位字的有效標(biāo)志。把16位數(shù)據(jù)和標(biāo)志發(fā)送到字解碼器和同步狀態(tài)丟失的機(jī)器276。
字解碼器276通過識別幀的起始和幀的結(jié)束定界符，對所接收數(shù)據(jù)是在幀內(nèi)還是在幀外保持跟蹤。如果所接收的字是有效的，則傳遞16位數(shù)據(jù)和K字符標(biāo)志，照原來樣子到丟棄電路278。如果所接收的字是無效的，而數(shù)據(jù)是在幀的中間，則用特定的FVIO字來替代這個(gè)字。下游邏輯將識別這不是原始數(shù)據(jù)，但是它不會認(rèn)為這是無效字而促使查出差錯(cuò)，因?yàn)椴恢啦铄e(cuò)發(fā)生在數(shù)據(jù)路徑的何處，除非發(fā)生在接收節(jié)點(diǎn)前面的一個(gè)節(jié)點(diǎn)處。如果所接收的字是無效的，而數(shù)據(jù)不在幀中，則把強(qiáng)制丟棄標(biāo)志施加到丟棄電路278，以致將從數(shù)據(jù)流完全地丟棄無效字。
如果狀態(tài)機(jī)276檢測到在任何10個(gè)連續(xù)字中有4個(gè)無效字，則狀態(tài)機(jī)276假定所接收的數(shù)據(jù)流已經(jīng)丟失同步。在這種情況下，它將把FNOS字傳遞到丟棄電路278，用K字符標(biāo)志和插入/丟棄OK標(biāo)志作出標(biāo)記。此后，狀態(tài)機(jī)檢查輸入數(shù)據(jù)流，并用FNOS字替代在數(shù)據(jù)流中的每個(gè)字，直到它接收到是鏈路初始化字或空位的3個(gè)連續(xù)的有效字，在此時(shí)，狀態(tài)機(jī)276假定已經(jīng)重新建立所接收數(shù)據(jù)的同步，并恢復(fù)把字從數(shù)據(jù)流傳送到丟棄電路278。
此外，字解碼器和同步狀態(tài)丟失機(jī)器276確定所接收字是否為空位或4個(gè)鏈路初始化字的預(yù)定組之一。當(dāng)檢測到這5種碼元中的任何一種時(shí)，狀態(tài)機(jī)276設(shè)置5個(gè)空位/初始化解碼標(biāo)志中相應(yīng)的一個(gè)，而且還設(shè)置插入/丟棄OK標(biāo)志。
通過23位寬FIFO 280傳遞16位數(shù)據(jù)、K字符標(biāo)志、5個(gè)空位/初始化解碼標(biāo)志以及插入/丟棄OK標(biāo)志。在較佳實(shí)施例中，F(xiàn)IFO 280存儲多達(dá)128個(gè)每個(gè)寬23位的字。
丟棄電路278、128×23位FIFO 280以及插入電路282形成平滑器或數(shù)據(jù)再定時(shí)電路。丟棄電路278和FIFO 280的寫入側(cè)以Rx時(shí)鐘(從串行接收數(shù)據(jù)通過外部SERDES電路恢復(fù))操作。
插入電路282和FIFO 280的讀出側(cè)以從本地振蕩器來的系統(tǒng)時(shí)鐘操作。一般，兩個(gè)如此的時(shí)鐘工作于相同的頻率，但是實(shí)際上它們略有差別，因此需要對數(shù)據(jù)流進(jìn)行再定時(shí)。
丟棄電路278一般每時(shí)鐘周期都寫入FIFO 280。然而，如果存在(即，設(shè)置)強(qiáng)制丟棄標(biāo)志，或如果FIFO 280充滿得比一半多一些并且存在插入/丟棄OK標(biāo)志，則將抑制FIFO寫使能，并將丟棄來自解碼器276的當(dāng)前字(即，不把它寫入FIFO280)。
插入電路282一般每個(gè)時(shí)鐘周期從FIFO 280讀出，然而，如果FIFO 280充滿得少于四分之一而且從FIFO 280讀出的最后的字設(shè)置有插入/丟棄OK標(biāo)志，則抑制FIFO讀出，并把最后的字復(fù)制到輸出。
因此，如果Rx時(shí)鐘比系統(tǒng)時(shí)鐘略快，則FIFO 280有時(shí)將趨向于半充滿，因?yàn)閺腇IFO讀出的速率比寫入FIFO的速率略慢。丟棄電路278有時(shí)將丟棄字，以保持FIFO 280充滿少于一半。如果系統(tǒng)時(shí)鐘比Rx時(shí)鐘略快，則FIFO有時(shí)將趨向充滿少于四分之一，因?yàn)閺腇IFO讀出的速率比寫入速率略快。插入電路282將把一個(gè)字插入到數(shù)據(jù)流以保持FIFO充滿四分之一以上。
此外，插入電路282具有某些特定的特征以支持帶內(nèi)數(shù)據(jù)的發(fā)送。當(dāng)帶內(nèi)Tx電路246(例如，TDM平滑器的帶內(nèi)Tx電路)具有要發(fā)送的帶內(nèi)幀，它將發(fā)出一個(gè)帶內(nèi)Tx請求信號。如果FIFO 280充滿少于一半，并且當(dāng)前字具有插入/丟棄OK標(biāo)志，則插入電路282停止從FIFO 280讀出，并把“帶內(nèi)Tx進(jìn)行”信號發(fā)送到緊接在Rx數(shù)據(jù)路徑電路232下游的帶內(nèi)Tx電路。插入電路繼續(xù)在它的輸出上復(fù)制當(dāng)前字達(dá)數(shù)個(gè)時(shí)鐘周期，直到帶內(nèi)Tx電路已經(jīng)把整個(gè)未完成的帶內(nèi)幀插入數(shù)據(jù)流。
當(dāng)發(fā)出帶內(nèi)Tx進(jìn)行信號時(shí)，下游帶內(nèi)Tx電路將用帶內(nèi)Tx幀來更換來自Rx數(shù)據(jù)路徑電路的數(shù)據(jù)。一旦完成帶內(nèi)幀發(fā)送，帶內(nèi)Tx電路就搞撤消帶內(nèi)Tx請求信號，而且插入電路282恢復(fù)正常操作。在已經(jīng)發(fā)送帶內(nèi)幀之后，F(xiàn)IFO 280的充滿度將經(jīng)常多于一半，因此丟棄電路278將盡可能丟棄許多字使FC幀返回半充滿。
由于帶內(nèi)幀的長度是64字節(jié)，而FIFO的一半保持128字節(jié)(64個(gè)2字節(jié)的字)，在進(jìn)行帶內(nèi)發(fā)送時(shí)，F(xiàn)IFO 280將不會溢出，因?yàn)橐紽IFO 280少于半充滿時(shí)才會開始帶內(nèi)發(fā)送。
插入電路282的另一個(gè)功能是設(shè)置Rx數(shù)據(jù)路徑電路232的Mux接口幀處理器實(shí)例使用的有效輸出標(biāo)志。任何時(shí)候當(dāng)(A)從FIFO讀出的字中沒有設(shè)置它的插入/丟棄OK標(biāo)志時(shí)，或(B)從FIFO讀出的字不是與通過FIFO傳遞的5個(gè)空位/初始化標(biāo)志所確定的以前字相同的空位或鏈路初始化字時(shí)，插入電路282設(shè)置有效輸出標(biāo)志。Mux接口幀處理器使用有效輸出標(biāo)志來確定需要把哪些字寫入出境幀緩沖器168(圖5)。TDM平滑器206不使用Rx數(shù)據(jù)路徑有效輸出標(biāo)志。
要注意，在Rx數(shù)據(jù)路徑電路中使用深的FIFO，使之能簡單地使用半充滿和四分之一充滿標(biāo)志來控制插入和丟棄電路。使足夠?qū)挼腇IFO 280傳送插入/丟棄OK標(biāo)志和5個(gè)空位/初始化標(biāo)志避免了必須在FIFO的輸出上進(jìn)行再解碼。另外的實(shí)施例可能具有不同的技術(shù)限制和選擇，使用具有另外解碼邏輯的較淺的和較窄的FIFO，以實(shí)現(xiàn)相同的功能。
在使用SOP和SOP1碼元對信道A和信道B數(shù)據(jù)流作出標(biāo)志的另一個(gè)實(shí)施例中，在鏈路卡中的Rx數(shù)據(jù)路徑電路193-1和193-2具有略為修改的字解碼器和狀態(tài)機(jī)器276。在這個(gè)實(shí)施例中，字解碼器276包括FIFO，它可以具有一個(gè)或兩個(gè)字的長度，使字解碼器能夠執(zhí)行朝前看有空位引導(dǎo)的幀起始(SOF)碼元。任何時(shí)候當(dāng)字解碼器276檢測到兩個(gè)碼元的組合時(shí)，字解碼器用SOP碼元更換緊接在SOF前面的空位。如上所述，在Mux單元的TDM平滑器電路中的TDM 234用SOP1碼元代替在信道A中的SOP碼元。
環(huán)網(wǎng)絡(luò)的靜態(tài)配置在正常操作期間，靜固地配置通過環(huán)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流路徑。即，不是在工作中不斷地確定信號路徑。而是，假定在網(wǎng)絡(luò)上使用租借帶寬的用戶是基于正在進(jìn)行的情況。一般，只有當(dāng)(A)在網(wǎng)絡(luò)上的租借的一組信道有變化，或(B)存在鏈路故障時(shí)，才改變通過網(wǎng)絡(luò)的信號路徑。
距離緩沖在許多應(yīng)用中，通過環(huán)網(wǎng)絡(luò)通信的主機(jī)裝置(也稱為客戶機(jī)或客戶機(jī)裝置)離開好多公里遠(yuǎn)。例如，當(dāng)兩個(gè)裝置離開50公里遠(yuǎn)時(shí)，環(huán)程通信路徑為100公里，環(huán)程通信時(shí)間至少為500微秒，包括接收裝置接收和響應(yīng)輸入信號所費(fèi)的時(shí)間。如果接收裝置的輸入緩沖器較小(例如，8k字節(jié))，則1.0625Gbps信道的有效帶寬可能比全帶寬要小得多。例如，考慮在一個(gè)系統(tǒng)中，客戶機(jī)裝置向離開50公里的節(jié)點(diǎn)處的盤場地請求文件，而請求用戶的輸入緩沖器只保存8k字節(jié)(即，約4個(gè)光纖信道幀)。當(dāng)用戶發(fā)送它的初始數(shù)據(jù)請求時(shí)，它還把4個(gè)存儲信貸發(fā)送到盤場地節(jié)點(diǎn)。它不發(fā)送比4個(gè)更多的信貸，因?yàn)檫@將導(dǎo)致盤場地發(fā)送比用戶能夠可靠地緩沖和處理的數(shù)據(jù)更多的數(shù)據(jù)，這將導(dǎo)致高成本的再發(fā)送請求和較大的延遲。
使用現(xiàn)有技術(shù)方法的盤場地只發(fā)送4個(gè)FC數(shù)據(jù)幀作為響應(yīng)，并在發(fā)送任何更多信息之前一直等待到它接收到來自請求用戶的更多的存儲信貸。然而，對于用戶，至少要費(fèi)500微秒的時(shí)間來接收第一數(shù)據(jù)和返回另外三個(gè)信貸。因此，相對于每秒100兆字節(jié)的信道帶寬，最好，客戶機(jī)每500微秒周期能夠接收8k字節(jié)，或每秒約16兆字節(jié)的總數(shù)據(jù)速率。因此，在這個(gè)例子中，由于發(fā)送存儲信貸到發(fā)送裝置所需要的長環(huán)程時(shí)間而浪費(fèi)了約84％的可用帶寬。增加請求客戶機(jī)的輸入緩沖器的大小，以及接收到現(xiàn)金幀立刻發(fā)送新的存儲信貸可以改進(jìn)這個(gè)性能。
在本發(fā)明中，通過提供在鏈路卡中的幀緩沖器166、168(圖5)，然后把流量控制分開成3個(gè)獨(dú)立的域而改進(jìn)了帶寬使用。域是(1)客戶機(jī)裝置到鏈路卡；(2)鏈路卡到越過光纖網(wǎng)絡(luò)的鏈路卡；以及(3)鏈路卡到客戶機(jī)裝置。只要在客戶機(jī)裝置中的緩沖足以處理從客戶機(jī)裝置到鏈路卡的環(huán)程鏈路時(shí)間，就可以保持全帶寬，一部分是由于在鏈路卡中提供了大的幀緩沖器166、168，一部分是由于使用鏈路卡作為存儲信貸的發(fā)送器和接收器。
根據(jù)在入境幀緩沖器166中的許多幀，鏈路幀接口處理器將把流量控制基元發(fā)出到所連接的客戶機(jī)裝置，以保持最大帶寬，而同時(shí)保證入境幀緩沖器不溢出。根據(jù)所連接的客戶機(jī)裝置發(fā)出的流量控制基元，鏈路接口幀處理器將控制出境幀緩沖器168的讀出。
光纖信道鏈路卡的距離緩沖的詳述在使光纖信道鏈路初始化之后，光纖信道裝置執(zhí)行登錄過程，該過程包括要交換多少緩沖器來緩沖它們所具有的信貸。在光纖信道鏈路一端的第一用戶所通告的緩沖信貸的緩沖器數(shù)目是通過鏈路連接到第一用戶的第二用戶在它需要等待另外的信貸之前可以發(fā)送給第一用戶的幀的數(shù)目。發(fā)送稱之為RRDY的特定字傳遞另外的信貸。一個(gè)RRDY字傳遞一個(gè)信貸，它使接收裝置能夠在光纖信道幀上發(fā)送。
本發(fā)明的光纖網(wǎng)絡(luò)允許完成兩個(gè)連接客戶機(jī)裝置之間的登錄過程而無需修改所交換的信息。然而，系統(tǒng)的鏈路卡通過當(dāng)?shù)卿泿ㄟ^時(shí)對它進(jìn)行檢查而確定在鏈路的每一端的裝置所支持的緩沖信貸的緩沖器數(shù)目。
參考圖7，入境幀緩沖器166和出境幀緩沖器168的每一個(gè)最多可以保存240個(gè)最大尺寸的光纖信道幀。任何時(shí)候當(dāng)把幀寫入入境幀緩沖器166時(shí)，RX_信貸電路194-1使在鏈路卡內(nèi)部的“未完成RRDY”計(jì)數(shù)器遞增1。任何時(shí)候當(dāng)?shù)娇蛻魴C(jī)裝置的出境鏈路是空位、入境幀緩沖器少于半充滿、以及未完成RRDY計(jì)數(shù)器大于零時(shí)，TX_信貸電路198-1把光纖信道RRDY字插入Tx數(shù)據(jù)流，并使未完成RRDY計(jì)數(shù)器遞減1。如果入境幀緩沖器大于半充滿，則使RRDY保持未完成直到入境幀緩沖器跌落到半充滿以下。因此，在入境幀緩沖器中有多達(dá)120個(gè)到達(dá)幀可用的空間而無需發(fā)送任何另外的RRDY。所連接的FC客戶機(jī)裝置實(shí)際上是在下述假設(shè)之下操作的，所述假設(shè)是它只能夠發(fā)送如光纖網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程端上的客戶機(jī)裝置所指定的幀那么多的幀。只要遠(yuǎn)程裝置緩沖信貸的緩沖器小于或等于120個(gè)幀，本地客戶機(jī)裝置和入境幀緩沖器之間的流量控制將正確地操作。如果所通告的緩沖器信貸(遠(yuǎn)程用戶的)大于120，則可以禁止距離緩沖，在這種情況下，所有幀和RRDY將通過系統(tǒng)從一端到一端而沒有存儲信貸的內(nèi)部緩沖。到2000年為止，大多數(shù)FC客戶機(jī)裝置具有范圍為2到16幀的緩沖信貸的緩沖器。極少數(shù)FC客戶機(jī)裝置甚至具有有64個(gè)FC幀那么多的內(nèi)部緩沖。
從出境幀緩沖器168到客戶機(jī)裝置的幀的流量控制操作如下。在登錄期間，鏈路卡必須聽從所連接裝置通告的緩沖器信貸的緩沖器。當(dāng)TX_信貸電路198-1檢查登錄幀時(shí)，它使可用的信貸計(jì)數(shù)器初始化到所通告的數(shù)目。接著，任何時(shí)候當(dāng)它發(fā)送幀時(shí)，它使可用的信貸計(jì)數(shù)器遞減1。任何時(shí)候當(dāng)RX_信貸電路194-1接收RRDY時(shí)，它使可用的信貸計(jì)數(shù)器遞增1。只要可用的計(jì)數(shù)器大于0，就從出境幀緩沖器讀出幀和把幀發(fā)送到客戶機(jī)裝置。如果可用的信貸計(jì)數(shù)器是0，則在出境幀緩沖器中保持幀未完成直到一個(gè)RRDT到達(dá)。
千兆位以太網(wǎng)鏈路卡的距離緩沖的詳述參考圖8，任何時(shí)候當(dāng)入境幀緩沖器大于半充滿時(shí)，Tx_暫停電路198-2把帶有暫停_時(shí)間字段設(shè)置為最大值的一個(gè)以太網(wǎng)暫停幀發(fā)送到所連接的裝置。這應(yīng)該導(dǎo)致所連接裝置停止發(fā)送以太網(wǎng)幀。一旦入境幀緩沖器小于半充滿，Tx_暫停電路198-2就發(fā)送帶有暫停_時(shí)間字段為0的以太網(wǎng)暫停幀，以允許所連接的裝置恢復(fù)發(fā)送幀。
如果Rx_暫停電路194-2接收到暫停幀，而且距離緩沖是啟動(dòng)的，則從暫停_時(shí)間字段裝載暫停時(shí)間計(jì)數(shù)器。每512位時(shí)間使暫停時(shí)間計(jì)數(shù)器遞減1(這是以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn))。如果暫停時(shí)間計(jì)數(shù)器大于0，則FIFO讀出電路200-2使幀在出境幀緩沖器中保持未完成。
相連接鏈路卡之間的距離緩沖的詳述以前兩部分已經(jīng)描述了鏈路卡和連接的光纖信道或千兆位以太網(wǎng)裝置之間的流量控制操作的詳細(xì)說明。此外，在越過光纖網(wǎng)絡(luò)而連接的兩個(gè)鏈路卡上的Mux接口幀處理器之間存在流量控制機(jī)構(gòu)。使用相同的機(jī)構(gòu)，與正在使用的鏈路是用千兆位以太網(wǎng)還是用于光纖信道無關(guān)。
參考圖6，鏈路卡到鏈路卡的流量控制以與標(biāo)準(zhǔn)光纖信道流量控制機(jī)構(gòu)極相似的方式操作。在初始化時(shí)，Mux接口幀處理器170假設(shè)所連接的鏈路卡具有120個(gè)可用的緩沖器信貸。每次從入境幀緩沖器發(fā)送一個(gè)幀時(shí)，就使可用的緩沖器信貸遞減1(通過Tx信貸電路186)。每次接收到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)緩沖器信貸字(對于“FinisarFRRDY”稱為FRRDY)時(shí)，就使可用的緩沖器信貸遞增1(通過Rx信貸電路190)。如果可用的緩沖器信貸是0，則在入境FIFO幀緩沖器中使幀保持未完成。
只要出境FIFO幀緩沖器小于半充滿，每次把幀寫入出境FIFO幀緩沖器，就越過網(wǎng)絡(luò)把FRRDY網(wǎng)絡(luò)內(nèi)緩沖器信貸發(fā)送回(通過Tx信貸電路186)。如果出境幀緩沖器大于半充滿，則使FRRDY網(wǎng)絡(luò)內(nèi)緩沖器信貸保持未完成(并且一旦出境FIFO幀緩沖器變成小于半充滿時(shí)，就發(fā)送)。
信道混合大多數(shù)信道不使用在接近100％容量的任何地方。實(shí)際上，大多數(shù)時(shí)間信道的利用大大低于50％，雖然峰值利用可以達(dá)到100％。存在于本發(fā)明的光纖網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)施允許多個(gè)外部的每秒千兆位信道“混合”到單個(gè)每秒千兆位信道，然后經(jīng)過相當(dāng)昂貴的長的遠(yuǎn)程光纖發(fā)送。這允許長的遠(yuǎn)程光纖接近它們的滿容量而使用。本發(fā)明提供把信道混合在一起的兩種方法。
參考圖5，第一信道混合方案允許通過Mux單元接口154使在單個(gè)鏈路卡上的兩個(gè)信道混合到單個(gè)信道中。因此雙信道鏈路卡將使用一個(gè)MUX單元上僅有的單個(gè)1.25Gbps信道，代替如上所述的兩個(gè)MUX單元的每一個(gè)上的一個(gè)信道。然后把在這個(gè)鏈路卡上的兩個(gè)信道連接到在另一個(gè)鏈路卡上的兩個(gè)信道。在一個(gè)信道正在把幀發(fā)送到MUX單元接口154的同時(shí)，使來自其它信道的任何幀保存在它的入境FIFO幀緩沖器166中。在鏈路卡上的幀緩沖器166的大尺寸使系統(tǒng)有能力吸收相當(dāng)長的幀的突發(fā)，達(dá)360個(gè)幀，這些幀來自兩個(gè)信道，在相同的時(shí)刻到達(dá)，而無需減慢發(fā)送器。任何時(shí)候當(dāng)來自信道的幀突發(fā)比它短，就使用突發(fā)之間的空位時(shí)間經(jīng)過單個(gè)Mux信道出空入境幀緩沖器，而無需發(fā)送流量控制字來強(qiáng)制客戶機(jī)裝置降低它發(fā)送幀的速率。在這個(gè)方案中，在光纖網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部使用的正常SOF(幀的起始)定界符具有經(jīng)修改的1位，以表示數(shù)據(jù)正在發(fā)送到和從哪個(gè)鏈路卡信道。
在第二信道混合方案中，在邏輯環(huán)中連接多個(gè)鏈路卡(在兩個(gè)以上的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中)。用目標(biāo)鏈路卡ID(識別符)封裝所有的幀。當(dāng)幀到達(dá)MUX接口幀處理器中時(shí)，對目標(biāo)鏈路卡ID進(jìn)行解碼。如果在幀中的目標(biāo)鏈路卡ID與接收鏈路卡的ID匹配，則把幀存儲在合適的出境幀緩沖器中。如果目標(biāo)鏈路卡ID不匹配，則通過MUX接口幀處理器把數(shù)據(jù)傳遞到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。如果數(shù)據(jù)不是通過MUX接口幀處理器當(dāng)前正在傳遞回來的，則可以把來自入境幀緩沖器中之一的數(shù)據(jù)送出到MUX單元。為了處理在從入境幀緩沖器開始發(fā)送幀之后較短時(shí)間當(dāng)通過幀開始從MUX單元到達(dá)時(shí)的這種情況，提供補(bǔ)充緩沖器來緩沖在MUX接口幀處理器內(nèi)的一個(gè)幀。此外，鏈路卡通過使用“泄漏容器”的方法測量它們到網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)流量，以把它們的帶寬保持在用戶指定的量。如果給定的鏈路卡沒有使用它的所有的指定的帶寬，則它可以發(fā)送帶寬信貸到網(wǎng)絡(luò)上，另一個(gè)鏈路卡可以要求臨時(shí)突發(fā)在它的用戶指定的最大值以上。
對鏈路故障的響應(yīng)可以使用帶有冗余技術(shù)的本發(fā)明的環(huán)結(jié)構(gòu)，以提供完整的冗余解決方案，使系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際上的任何部件故障而進(jìn)行重新配置，以使系統(tǒng)的所有或幾乎所有節(jié)點(diǎn)恢復(fù)數(shù)據(jù)發(fā)送業(yè)務(wù)。
圖12示出碼元，將在下面圖中使用這些碼元，以表示根據(jù)本發(fā)明的光纖網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)的每個(gè)Mux單元以矩形框表示，而通過兩根線來表示連接到節(jié)點(diǎn)的光纜，每根線表示一個(gè)不同的邏輯信道。用在Mux框中之一旁邊的較小的框表示鏈路卡。諸如“2LC1A2/1B2”之類的標(biāo)記表示鏈路卡號，也表示哪個(gè)Mux單元端口連接到鏈路卡。
圖13示出根據(jù)本發(fā)明的典型光纖網(wǎng)絡(luò)。如圖所示，在使用本發(fā)明的許多網(wǎng)絡(luò)中，將存在一個(gè)“頭端”節(jié)點(diǎn)，它具有獨(dú)立的鏈路卡，通過網(wǎng)絡(luò)把該獨(dú)立的鏈路卡連接到在數(shù)個(gè)不同用戶節(jié)點(diǎn)中的一些鏈路卡?？梢哉J(rèn)為“頭端”節(jié)點(diǎn)是一個(gè)業(yè)務(wù)提供器的“存在點(diǎn)”的節(jié)點(diǎn)，而“用戶”節(jié)點(diǎn)是通過存在點(diǎn)服務(wù)的高帶寬客戶機(jī)。在這個(gè)例子中，用戶3和5具有兩個(gè)一直到頭端節(jié)點(diǎn)的“清晰”信道。其它用戶每個(gè)具有一個(gè)清晰信道，同時(shí)還有到另外的用戶節(jié)點(diǎn)另一個(gè)清晰信道。應(yīng)該理解，在圖13中示出的系統(tǒng)配置只是許多、許多這種配置的可能性中的一個(gè)例子。
為了提供多種故障冗余模式，最好把標(biāo)準(zhǔn)交換機(jī)(光纖信道或千兆位以太網(wǎng))安裝在緊接每個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)中的鏈路卡后面處。只在操作的某些排除故障模式期間啟動(dòng)交換機(jī)，將如下所述。如所示，在本發(fā)明的情況中使用這些交換機(jī)，以自動(dòng)地選擇路由從交換機(jī)到鏈路卡，或用鏈路卡本身繞過在鏈路中的任何故障。
這些交換機(jī)還允許光纖網(wǎng)絡(luò)提供“跳過”這些外部交換機(jī)的備用路徑。在正常操作中因?yàn)橥ㄟ^網(wǎng)絡(luò)的最短的路由將用作為基本數(shù)據(jù)路徑，它不通過這些交換機(jī)，從而不使用這些備用路徑。在圖中作為備用路徑使用的保留鏈路卡以對角陰影線的圖案作為標(biāo)志。
然而，當(dāng)光纖斷裂時(shí)，如在圖14中所示，則鏈路的丟失將反映到所連接的交換機(jī)，而且啟動(dòng)一個(gè)或多個(gè)交換機(jī)以激勵(lì)備用路徑。如在圖14中所示，啟動(dòng)在用戶節(jié)點(diǎn)#2處的交換機(jī)，在該節(jié)點(diǎn)處的兩個(gè)鏈路卡之間通過路由來回傳遞話務(wù)。用戶節(jié)點(diǎn)#6丟失了到頭端的直接連接，但是在用戶節(jié)點(diǎn)#2處的交換機(jī)的激勵(lì)向它提供了通過用戶節(jié)點(diǎn)#2到頭端的路徑。節(jié)點(diǎn)2和6的總的最大帶寬將削減成一半，然而如果其它節(jié)點(diǎn)是空閑的，則每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以使用最大的原始帶寬。用戶節(jié)點(diǎn)#3丟失了它到頭端的直接路徑之一，但是具有有效的到頭端的第二路徑。
參考圖15，當(dāng)在用戶節(jié)點(diǎn)中的Mux卡有故障時(shí)出現(xiàn)更復(fù)雜的故障情況。為了在正常操作期間最大地使用環(huán)的帶寬，把有兩個(gè)鏈路卡的節(jié)點(diǎn)配置成使用相同的Mux單元，一個(gè)鏈路卡從一個(gè)Mux端口出來，另一個(gè)鏈路卡從另一個(gè)Mux端口出來。如果兩根鏈路卡都連接的Mux單元有故障，從而把兩根鏈路卡與網(wǎng)絡(luò)切斷，則鏈路卡控制器將配置兩個(gè)鏈路卡使用在其它Mux單元上的用戶指定的備用路徑，并且將激勵(lì)在該節(jié)點(diǎn)上的外部交換機(jī)，如對于在圖15中的用戶節(jié)點(diǎn)#1所示。在使用所有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)路徑的一個(gè)系統(tǒng)中，這種重新配置將導(dǎo)致有故障Mux單元的節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)鏈路卡插入在已經(jīng)使用的鏈路的中間。
對于在光纖網(wǎng)絡(luò)上的其它節(jié)點(diǎn)，用戶節(jié)點(diǎn)Mux單元故障的現(xiàn)象與光纖斷裂相同，因此如上述處理。
參考圖16，當(dāng)“頭端”Mux單元之一有故障時(shí)使用另一種排除故障模式。為了正確地處理，將把頭端連接到光纜，以致每個(gè)Mux單元都連接到兩個(gè)光纖環(huán)。此外，將需要激勵(lì)在兩個(gè)或多個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)處的外部交換機(jī)。因此，如果頭端Mux單元之一有故障，則每個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)將具有仍通過活動(dòng)數(shù)據(jù)路徑連接到在頭端處余留的有效Mux單元的至少一個(gè)鏈路卡。
另外的實(shí)施例在已經(jīng)參考數(shù)個(gè)特定實(shí)施例描述本發(fā)明的同時(shí)，上述說明是本發(fā)明的示例，不解釋為限制本發(fā)明。熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員可以進(jìn)行各種修改而不偏離如所附的權(quán)利要求書中定義的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.在光纖環(huán)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)處使用的設(shè)備，其特征在于，包括至少一個(gè)鏈路卡，它發(fā)送數(shù)據(jù)流到客戶機(jī)裝置和從客戶機(jī)裝置接收數(shù)據(jù)流；至少一個(gè)多路復(fù)用器單元，它向和從至少第一和第二光纜發(fā)送和接收數(shù)據(jù)流；以及交換設(shè)備，用于互連多路復(fù)用器單元到鏈路卡；每個(gè)多路復(fù)用器單元包括粗光學(xué)波分多路復(fù)用器和去復(fù)用器，使用第一光波長經(jīng)過第一光纜發(fā)送第一數(shù)據(jù)流，以及以第二光波長從第一光纜接收第二數(shù)據(jù)流，其中，第一和第二光波長至少相差10nm。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，粗光學(xué)波分多路復(fù)用器和去復(fù)用器使用第二光波長經(jīng)過第二光纜發(fā)送第三數(shù)據(jù)流以及以第一光波長經(jīng)過第二光纜接收第四數(shù)據(jù)流。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，每個(gè)鏈路卡包括入境FIFO幀緩沖器，具有存儲從客戶機(jī)裝置發(fā)送到鏈路卡的至少120個(gè)光纖信道幀的存儲器容量，以及出境FIFO幀緩沖器，具有存儲從另一裝置發(fā)送到鏈路卡以用于向客戶機(jī)裝置發(fā)送的至少120個(gè)光纖信道幀的存儲器容量。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，每個(gè)鏈路卡包括電路，它與通過第一和第二光纜之一與其耦合的另外鏈路卡交換緩沖器信貸信號，以致在客戶機(jī)裝置發(fā)送流量控制消息以請求通過耦合到另外鏈路卡的另外客戶機(jī)裝置發(fā)送這些數(shù)據(jù)幀之前用數(shù)據(jù)幀預(yù)—填充出境FIFO幀緩沖器。
5.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，每個(gè)鏈路卡包括流量控制電路，用于在客戶機(jī)裝置發(fā)送流量控制消息以請求發(fā)送這些數(shù)據(jù)幀之前用數(shù)據(jù)幀預(yù)—填充出境FIFO幀緩沖器。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，每個(gè)鏈路卡包括入境FIFO幀緩沖器，它存儲客戶機(jī)裝置發(fā)送到鏈路卡的幀，以及出境FIFO幀緩沖器，它存儲另外裝置發(fā)送到用于發(fā)送到客戶機(jī)裝置的鏈路卡的幀；以及鏈路卡以與客戶機(jī)裝置相關(guān)聯(lián)的第一時(shí)鐘速率把數(shù)據(jù)存儲在入境FIFO幀緩沖器中，以及讀出在入境FIFO幀緩沖器中的數(shù)據(jù)，用于發(fā)送到多路復(fù)用器單元，以及把從多路復(fù)用器單元接收到的數(shù)據(jù)以與鏈路卡相關(guān)聯(lián)的第二時(shí)鐘速率存儲在出境FIFO幀緩沖器中，從而對到和從客戶機(jī)裝置發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)流從第一時(shí)鐘速率到第二時(shí)鐘速率進(jìn)行再定時(shí)。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，到和從客戶機(jī)裝置發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)流是光纖信道數(shù)據(jù)流，第一時(shí)鐘速率約為1.0625Gbps，而第二時(shí)鐘速率至少為1.25Gbps。
8.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，多路復(fù)用器單元包括平滑電路，它使從客戶機(jī)裝置發(fā)送的數(shù)據(jù)流進(jìn)行從第二時(shí)鐘速率到與多路復(fù)用器單元相關(guān)聯(lián)的第三時(shí)鐘速率的再定時(shí)，多路復(fù)用器單元以第三時(shí)鐘速率經(jīng)過第一和第二光纜之一發(fā)送數(shù)據(jù)流。
9.在光纖環(huán)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)處使用的設(shè)備，其特征在于，包括第一鏈路卡，它向和從客戶機(jī)裝置發(fā)送和接收第一和第二數(shù)據(jù)流；第二鏈路卡，它向和從客戶機(jī)裝置發(fā)送和接收第三和第四數(shù)據(jù)流；第一多路復(fù)用器單元，它把第一和第三數(shù)據(jù)流合并成第一組合數(shù)據(jù)流，并通過第一光纜發(fā)送第一組合數(shù)據(jù)流，以及從第一光纜接收第二組合數(shù)據(jù)流，并從第二組合數(shù)據(jù)流獲取第二和第四數(shù)據(jù)流；以及交換設(shè)備，用于互連第一多路復(fù)用器單元到第一和第二鏈路卡；第一多路復(fù)用器單元包括粗光學(xué)波分多路復(fù)用器和去復(fù)用器，使用第一光波長經(jīng)過第一光纜發(fā)送第一組合數(shù)據(jù)流，以及以第二光波長從第一光纜接收第二組合數(shù)據(jù)流，其中，第一和第二光波長至少相差10nm。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，第一和第二數(shù)據(jù)流是光纖信道數(shù)據(jù)流，而第三和第四數(shù)據(jù)流是千兆位以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流。
11.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，第一多路復(fù)用器單元和第一鏈路卡之一包括在第一數(shù)據(jù)流和第三數(shù)據(jù)流合并之前插入第一數(shù)據(jù)流的電路；標(biāo)志碼元，用于對第一數(shù)據(jù)流作出標(biāo)志，以致使接收第一組合數(shù)據(jù)流的接收裝置能夠識別在第一組合數(shù)據(jù)流中的第一數(shù)據(jù)流。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，第一多路復(fù)用器單元包括去復(fù)用器，它對第二組合數(shù)據(jù)流進(jìn)行去復(fù)用成為第二和第四數(shù)據(jù)流，并通過識別在第二組合數(shù)據(jù)流中的標(biāo)志碼元的實(shí)例來識別第二數(shù)據(jù)流。
13.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，粗光學(xué)波分多路復(fù)用器和去復(fù)用器使用第二光波長經(jīng)過第二光纜發(fā)送第三組合數(shù)據(jù)流，并以第一光波長經(jīng)過第二光纜接收第四組合數(shù)據(jù)流。
14.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，第一和第二鏈路卡每個(gè)包括入境FIFO幀緩沖器，具有存儲從客戶機(jī)裝置發(fā)送到鏈路卡的至少120個(gè)光纖信道幀的存儲器容量，以及出境FIFO幀緩沖器，具有存儲從另一裝置發(fā)送到用于到客戶機(jī)裝置的發(fā)送的鏈路卡的至少120個(gè)光纖信道幀的存儲器容量。
15.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于，第一和第二鏈路卡每個(gè)包括電路，它與通過第一和第二光纜之一與其耦合的另外鏈路卡交換緩沖器信貸信號，以致在客戶機(jī)裝置發(fā)送流量控制消息以請求通過耦合到另外鏈路卡的另外客戶機(jī)裝置發(fā)送這些數(shù)據(jù)幀之前用數(shù)據(jù)幀預(yù)—填充出境FIFO幀緩沖器。
16.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于，第一和第二鏈路卡每個(gè)包括流量控制電路，用于在客戶機(jī)裝置發(fā)送流量控制消息以請求發(fā)送這些數(shù)據(jù)幀之前用數(shù)據(jù)幀預(yù)—填充出境FIFO幀緩沖器。
17.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，第一和第二鏈路卡每個(gè)包括入境FIFO幀緩沖器，用于存儲客戶機(jī)裝置發(fā)送到鏈路卡的幀，以及出境FIFO幀緩沖器，用于存儲另外裝置發(fā)送到鏈路卡以用于的客戶機(jī)裝置發(fā)送的幀；以及第一和第二鏈路卡每個(gè)以與客戶機(jī)裝置相關(guān)聯(lián)的第一時(shí)鐘速率把數(shù)據(jù)存儲到入境FIFO幀緩沖器和從出境FIFO幀緩沖器讀出數(shù)據(jù)，并讀出入境FIFO幀緩沖器的數(shù)據(jù)，用于發(fā)送到第一多路復(fù)用器單元，以及把從多路復(fù)用器單元接收到的數(shù)據(jù)以與鏈路卡相關(guān)聯(lián)的第二時(shí)鐘速率存儲在出境FIFO幀緩沖器中，從而到和從客戶機(jī)裝置對發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)流進(jìn)行從第一時(shí)鐘速率到第二時(shí)鐘速率的再定時(shí)。
18.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其特征在于，到和從客戶機(jī)裝置發(fā)送和接收的第一和第二數(shù)據(jù)流是光纖信道數(shù)據(jù)流，第一時(shí)鐘速率約為1.0625Gbps，而第二時(shí)鐘速率至少為1.25Gbps。
19.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其特征在于，第一多路復(fù)用器單元包括平滑電路，它使從客戶機(jī)裝置發(fā)送的第一數(shù)據(jù)流進(jìn)行從第二時(shí)鐘速率到與第一多路復(fù)用器單元相關(guān)聯(lián)的第三時(shí)鐘速率的再定時(shí)，第一多路復(fù)用器單元以第三時(shí)鐘速率經(jīng)過第一和第二光纜之一發(fā)送第一數(shù)據(jù)流。
全文摘要
一種光纖環(huán)網(wǎng)絡(luò)(100)包括多個(gè)互連節(jié)點(diǎn)(104－1、104－2、104－3、104－4),每一對相鄰節(jié)點(diǎn)通過一對光學(xué)鏈路互連。使用粗波分多路復(fù)用,經(jīng)過每個(gè)鏈路在兩個(gè)方向上發(fā)送數(shù)據(jù),使用第一波長λ1經(jīng)過鏈路在第一方向上發(fā)送數(shù)據(jù),以及使用第二波長λ2經(jīng)過鏈路在相對的第二方向上發(fā)送數(shù)據(jù)。兩個(gè)波長λ1和λ2至少相差10nm。經(jīng)過光學(xué)鏈路(102)發(fā)送的每個(gè)數(shù)據(jù)流具有至少2.5Gbps的帶寬。此外,每個(gè)數(shù)據(jù)流具有嵌入其中的至少兩個(gè)邏輯流。在網(wǎng)絡(luò)(100)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)處的鏈路多路復(fù)用器(106)包括一個(gè)或多個(gè)鏈路卡(140－1、140－2),用于把鏈路多路復(fù)用器(106)耦合到客戶機(jī)裝置(159),以及一個(gè)或多個(gè)多路復(fù)用器單元(142－1、142－2),用于把鏈路多路復(fù)用器(106)耦合到光學(xué)鏈路。每個(gè)鏈路卡(140)包括能夠存儲許多光纖信道幀的幀緩沖器(152),這些光纖信道幀是發(fā)送到耦合到該鏈路卡(140)的客戶機(jī)裝置(159)和從這些客戶機(jī)裝置(159)發(fā)送的。
文檔編號H04Q11/00GK1390403SQ00815642
公開日2003年1月8日 申請日期2000年9月13日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月13日
發(fā)明者C·D·菲南, M·法雷 申請人:昂尼體系股份有限公司