[发明专利]交换部件和使用这种部件的多数据速率无阻塞交换网络

说明书

本发明的主题是与发明名称分别为“虚辅助交叉连接线器和使用这种接线器的交换矩阵”（文件号TRA-003），“交叉连接高速数字信号系统”（文件号TRA-001），和“交叉连接高速数字SONET（同步光网络）信号系统”（文件号TRA-004）的发明主题有关，上述发明是同一天提交的，转让给本受让人，现将其援引在这里，以供参考。

一般地说，本发明涉及交换部件和使用多个交换部件构成的无阻塞交换网络。更具体地说，本发明涉及一种用于无阻塞网络中的交换部件，这种网络允许交换不同速率的数字信号，这些速率至少包括DS-3，T₁和SONET电信标准相关的速率。

本专业的技术人员已知道，几种不同的交换结构允许将多条双向输入线接到多条双向输出线上。Collins，Arehur    A等人所著的“革新时代的电信”第二章（Telecommunications    A    Time    For    Innovation，Collins    Foundation，Dallas，Texas;1972年）中描述了不同交换网络结构的例子。根据一个系统中交换网络的具体功能，有时要求使用严格“无阻塞”交换网络，即一种交换网络，它保证任何未被连接的端口对可通过始终存在的空通路进行连接，而不考虑其它端口的连接状态。这种无阻塞交换网络在诸如电话中继网中的“交叉连接”系统是特别有用的。在已知的结构中，这种“无阻塞”交换网络是一个使用多个交换级的折叠闭合结构。在一个折叠闭合结构中，每级必须有两倍输入端口那么多的输出端口，但是最后的“反射级”除外，该反射级输出端口的数目等于前一级输出端口的数目。

在目前使用的电信系统中，它通常具有28条T₁线路（DS-3和T₁是有很多文件证明的ANSI标准）的DS-3中继线。中心电话局连接DS-3和T₁线路，并利用无阻塞交叉连接接线器执行交叉连接的各种功能。这些交叉连接功能一般包括：各个DS-3信号之间的连接，这里，各个信号可在一个建筑物的入和出的线路上传输或在该建筑物中的内部设备上终止;各个DS-1信号之间的连接，这里，各个信号可在一个建筑物的入和出的线路上传输或在该建筑物中的内部设备上终止;和在DS-1信号之间的连接，这里DS-1信号可包含在DS-3信号中或者在外线上或在内部设备上。一般地说，经过DS-3中继线进行传输的数据是双极性信号，这种信号在复用器上以二进制码流并按照B3ZS（具有三零替代的二进制）标准进行编码构成的。因此，在中心局交换的实际信号基本上是代表DS-3信号的模拟电压，而且是利用机械模拟接线器实现这种交换功能。当DS-3格式的数据到达其期望的目的地时，该数据被译码以产生原始的二进制（数字的）码流。但是在译码之前，必须由一个时钟恢复电路恢复这信号的时钟，以便对输入信息值作出判决。

随着新的SONET标准的出现和考虑到现存的DS-3，DS-0，DS-1和SPT标准，无疑地希望有一种交换结构能够处理信号数据而不考虑这信号数据形成的标准。因此，例如，可能希望能从DS-3中继线上接收数据，并将数据分段为许多部分，然后各部分经过使用DS-1或SPT标准的线路发送出去。实际上，这种交换结构在上面引用作为参考的名称为“交叉连接高速数字信号系统”的共同未决专利申请（文件号TRA-001）中描述了并提出了权利要求。作为这种交换结构的一部分，希望包括一个无阻塞交换网络，这种网络可连接多组类似信号中的任何类似的信号，而不考虑其传输速率，即接到DS-3的DS-3信号与连接到DS-1的DS-1信号同时存在。

因此，本发明的一个目的是提供一个交换部件，该交换部件用于一个任意容量的无阻塞交换网络中。

本发明的另一个目的是提供一个无阻塞的交换网络，该交换网络可把第一速率的一条线路接到第一速率的另一条线路，同时把第二速率的一条线路接到第二速率的另一条线路。

本发明的另一个目的是提供一个可控制的数字无阻塞交换网络，该网络可处理多条不同速率线路的交换。

按照本发明的目的，提供了一个交换部件，该交换部件主要包括：多个数据入端口和出端口，与之相连的多个时钟入端口和出端口，相关的时钟再生装置，相关的定时装置和连接装置，该连接装置用来将各个数据入端口和相关的时钟入端口连接到任何数据出端口和相关的时钟出端口。该时钟再生装置获得来自连接装置的时钟信号并再生该时钟信号的波形。根据这种再生时钟信号，该定时装置使得从数据出端口出来的数据成为与其再生的时钟信号一起的交换部件的定时输出。