一种光电混合交换内部路径映射方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光电混合交换内部路径映射方法，属于数据通信传输技术。
【背景技术】
[0002]常见光电混合交换都是将光交换和电交换看作独立的两层，转发依据各不相同，光电业务交互时会造成重复查表，内部选路耗时较多等问题，且不利于交换机内部资源的集中控制。目前，国内外并没有一种内部路径映射方法可以为这多层混合交换提供统一的交换依据。
【发明内容】
[0003]本发明的技术解决问题是:克服现有技术的不足，提供一种卫星通信网络的语音质量提升方法，本发明提出了一种光电混合交换内部路径映射方法，该方法通过将各层交换所需的转发信息及状态信息进行归一化标识，以建立内部路径映射表，可通过单次查表提供所有可用的内部路径，减少内部选路时间，使各种粒度的交换业务可灵活选择光路或电路的最优转发路径，从而实现多层交换的深度融合。
[0004]本发明的技术解决方案是:
[0005]—种光电混合交换内部路径映射方法包括步骤如下:
[0006](I)收集电层与光层交换矩阵的输入和输出端口信息，并建立归一化的标识，即生成归一化的交换机输入和输出端口号;所述输入和输出端口信息包括电层的输入和输出端口号、光层的输入和输出端口号、光层的输入和输出波长和波带；
[0007](2)收集电层与光层交换矩阵的状态信息，并建立归一化标识;所述状态信息包括电层与光层交换矩阵输出和输入端口的波长和波带的占用及拥塞情况以及输入和输出端口的占用及拥塞情况；
[0008](3)建立光层和电层的附加表项信息；
[0009](4)根据步骤(I)得到的信息，生成交换机内部路径映射表，建立交换机所有内部路径与映射表项的对应关系；
[0010](5)当交换机有报文输入时，根据报文的归一化输入端口号、业务类型及优先级信息，生成报文查表请求，查找可用内部路径；
[0011 ] (6)当查表成功，交换矩阵状态信息发生变化时自动更新映射表项。
[0012]步骤(I)中建立输入输出端口信息归一化标识的具体方式如下:
[0013]将光层交换矩阵输入和输出端口以及输入和输出端口的波长或波带与电层交换矩阵的输入和输出端口号依照由光层到电层、由小向大的顺序映射为取值在O?m+n-1的一组整数，其中在光电混合交换节点中，对于光层交换矩阵:若为波长、波带交换，则η表示光交换矩阵的输入或输出端口的波长数与波带数;若为光开关矩阵交换，则η表示光开关矩阵的输入或输出端口数;对于电层交换矩阵，m表示电交换矩阵的输入或输出端口数。
[0014]步骤(2)中建立电层与光层交换矩阵状态信息归一化标识的具体方式如下:(2a)若当前交换矩阵输入和输出端口的波长或波带或输入端口或输出端口已被占用，则标识该交换矩阵的输入或输出端口的当前状态为“11”；若当前交换矩阵输入和输出端口的波长或波带或输入端口或输出还未被占用，但当前端口无法传输千兆级速率的报文则标识输入或输出端口为准空闲“01”；若当前交换矩阵输入和输出端口的波长或波带或输入端口或输出发生拥塞，即待转发的报文超出缓存容量，则标识为“11”；若当前交换矩阵输入和输出端口的波长或波带或输入端口或输出空闲，则标识该交换矩阵的输入或输出端口的当前状态为为 “00”；
[0015](2b)将步骤(2a)获得的端口状态信息整合映射为2(m+n)位宽的两个二进制数，用于生成内部路径映射表。
[0016]步骤(3)中建立光层和电层附加信息项的具体方式如下:
[0017]建立光或电附加信息项，用于不同交换结构(光波分复用，光开关矩阵，电共享存储)的特殊标识:对于光开关矩阵，附加信息项会给出交换矩阵内部入端口至出端口的光开关路径信息，包含已占用路径中正在使用的所有开关;对于光波分复用，附加信息项提供波长、波带的转换关系;对于电共享存储交换结构，附加信息项标识为剩余缓存容量。
[0018]步骤(4)中建立交换机所有内部路径与映射表项的一一对应关系的具体实现方式如下:
[0019](4a)根据输入报文目的地址，建立报文目的地址与步骤(I)归一化后输出端口号的映射关系:
[0020]当一个报文目的地址对应唯一的交换机输出端口时，将步骤(I)中建立的端口归一化标识O?m+n-1的一组整数中此端口对应的比特位置‘ I’，其余置‘ O当一个报文目的地址对应k个输出端口时，将这k个端口对应的比特位置‘ I’，其余置‘O’，其中k大于等于交换机的总端口数；
[0021](4b)根据输入报文的输入端口与步骤(4a)建立的报文目的地址与输出端口的对应关系，建立输入端口与输出端口的对应关系:若输入报文的输入端口为光口，则输入端口与输出端口的对应关系包含光入端口 —光出端口-目的地址、光入端口 —电出端口-目的地址、光入端口 —电入端口 —电出端口-目的地址的所有可用路径;若入端口为电口，则输入端口与输出端口的对应关系包含电入端口 —电出端口-目的地址、电入端口 —光出端口-目的地址、电入端口 —光入端口 —光出端口-目的地址的所有可用路径；
[0022 ] (4c)根据步骤(4b)建立的输入端口与输出端口的对应关系、步骤(2)归一化的状态信息、步骤(3)建立光层和电层的附加表项信息以及报文目的地址生成交换机内部路径映射表，映射表还包括优先级位、有效位和多播标识，其中有效位标识该条报文信息是否有效，多播标识指示原始分组数据报为单播、组播或多播数据报。
[0023]步骤(5)中根据报文的归一化输入端口号、业务类型及优先级信息，生成报文查表请求的具体方式如下:
[0024]建立交换机的输入报文查表请求:所述查表请求包括业务类型、归一化输入端口号和报文目的地址;其中业务类型分为两部分:光或电标识，业务类型标识;光或电标识用于区分输入数据报为光数据还是电数据;业务类型标识用于区分数据报的优先级;使用报文的归一化入端口号及目的地址作为快速查表的读地址。
[0025]步骤(5)中查找可用内部路径的具体方式如下:
[0026](5a)当输入的报文查找内部路径时，根据步骤(2)中生成的交换矩阵状态信息，确认交换矩阵输入报文的输入端口是否占用，若未占用，则执行步骤(5b);否则，执行步骤(5c)；
[0027](5b)根据报文查表请求中的目的地址和归一化输入端口号，读取步骤(4)中对应的映射表项，根据其中的交换矩阵状态信息判断此条表项所对应的内部路径是否可用，若可用，则读取此条表项中的光或电交换矩阵的归一化输入端口号及输出端口号，建立一条快速的内部交换路径，并进入步骤(5d);若此条表项所对应的内部路径被占用，执行(5c);
[0028](5c)在同一时钟周期并行查找除当前报文归一化输入端口号外所有归一化输入端口号对应的映射表项，读取报文目的地址对应的所有表项；根据表项的有效位、多播标识，状态信息和附加信息，选择空闲且最快捷的路径为最优内部路径；
[0029](5d)交换矩阵每执行一次报文交换，交换矩阵状态信息发生变化，利用上述步骤描述的方法更新内部路径映射表。
[0030]本发明与现有技术相比的有益效果是:
[0031](I)本发明提出一种光电混合交换的内部路径映射方法，将光层与电层所需的内部路径信息统一在同一内部路径映射表中，产生的内部路径映射表可同时为物理层及二层三层交换提供所有可用的内部路径，既满足了各用户数据的快速转发要求，又能够实现多层交换的深度融合，本发明属于国内外首创。
[0032](2)本发明增加交换矩阵实时状态信息，可实时掌握所有交换路径的通断情况，利于系统维护。
[0033](3)本发明将光和电交换矩阵的状态信息标记在映射中，在选择内部路径时就可以根据当前状态选路以减少拥塞的产生，尤其对于光转化到电端口产生的大量报文，提供最优的空闲路径，提高了工作效率，保证了传输的准确性。