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利用頻率報頭的光分組交換的裝置、系統(tǒng)和方法

文檔序號:7756048閱讀:220來源:國知局
專利名稱:利用頻率報頭的光分組交換的裝置、系統(tǒng)和方法
技術領域
一般來講,本發(fā)明涉及用于光分組交換的裝置、系統(tǒng)和方法,具體來講,涉及在副載波上利用報頭的光分組交換。
背景預計在不久的將來,將盛行在端點上或在端點附近發(fā)生光電轉換的全光網(wǎng)。這類網(wǎng)絡采用與IP分組路由選擇的原理具有相似性的“無連接”方法。自然出現(xiàn)對有效的光分組和光分組交換的需求。WDM網(wǎng)絡已經(jīng)為點到點光鏈路提供了增加可用帶寬的重要好處。但是,預計電子交換機和路由器的處理能力會對未來的光網(wǎng)帶來嚴重瓶頸。改進的光交換技術是用于提高實現(xiàn)光分組交換網(wǎng)絡的潛力的關鍵問題。光分組交換為網(wǎng)絡提供更大的靈活性和更方便的管理,因為數(shù)據(jù)保留在本質上從源到目的地的光域中。因此,不僅在交換節(jié)點上避免了因光電轉換和電子處理而引起的延遲,而且實現(xiàn)對數(shù)據(jù)和格式完全透明。因此,不需要執(zhí)行數(shù)據(jù)內(nèi)容的光電轉換且廢除了協(xié)議和數(shù)據(jù)格式識別的光交換結合了更高的交換速度與更大的有效帶寬,它們兼容Tb/s以上的吞吐量。仍然在研究和發(fā)展中的其它問題包括分組路由選擇、流量控制和爭用裁決。
對光分組交換的最新發(fā)展的概述例如可見于S.Yao和B.Mukherjee的“光分組交換的進展概述”[IEEE Communic.Mag.,第84-94頁,2000年2月]以及D.J.Blumenthal、P.R.Prucnal和J.R.Sauer的“光分組交換機體系結構和實驗實現(xiàn)”[Proceed.IEEE 82(11),1650(1994)]。
已經(jīng)有若干基于光分組的報頭和凈荷體系結構的解決方案。實例見于例如E.Park和A.Willner的“利用全光波長移位器和QPSK副載波路由選擇報頭的波長分組的自選路由”[IEEE Photon.Tech.Lett.8(7),938(1996)]以及D.Wonglumson、I.M.White、S.M.Gemelos和L.G.Kazovsky的“HORNET-分組交換WDM網(wǎng)絡光分組傳輸和恢復”[IEEE Photon.Tech.Lett.11(12),1692(1999)]。這些解決方案主要的區(qū)別在于是否在時域、頻域、碼域或波長域或者可能的組合中選擇報頭。
先有技術已經(jīng)提出了巧妙的安排。在已公開的國際專利申請WO00/04668中,采用具有數(shù)據(jù)凈荷和凈荷之前副載波上獨立報頭的光分組。但是,這種解決方案中可能出現(xiàn)問題。當光分組沿網(wǎng)絡傳播時,可能出現(xiàn)報頭和凈荷之間的可變延遲,使得交換程序更難以執(zhí)行。此外,報頭專門占用凈荷基帶以上的某個頻帶以避免干擾。當副載波頻率高達10GHz時,報頭可能在數(shù)十公里之后因光纖色散而變得嚴重衰減。本作者認識到此問題。
在專利US 5253250中,通過復用副載波調制(SCM)信號與凈荷信號來實現(xiàn)一種備選方案。這是有利的,因為凈荷和報頭經(jīng)過同一光路和相同延遲。報頭副載波占用凈荷基帶以上的頻帶。這里,頻率過高時還可能產(chǎn)生報頭衰減。此外,用于報頭處理的裝置必須適合這些較高頻率,這可能要求昂貴且復雜的解決方案。由于數(shù)據(jù)傳送速率以及因而凈荷基帶的一般趨勢是增加,因此,當今可能采用的副載波頻率可能在不久的將來會接近、甚至在凈荷基帶以內(nèi)。基于某些選定副載波頻率的光網(wǎng)則必須重新設計,以便應付更高的凈荷頻率。
當通過許多節(jié)點時,確認信號的必要性可如專利US 5612806中那樣來實現(xiàn)。這里,還采用當前所用的凈荷基帶以上的頻率。
概述因此,本發(fā)明的一般目的是提供用于光分組交換的改進方法和裝置。本發(fā)明的另一個目的是提供一種能夠處理任何速率和大小的數(shù)字分組的系統(tǒng)。另一個目的是提供沒有目前可用的方法和裝置那么昂貴和復雜的用于光分組交換的方法和裝置。又一個目的是提供容易適用于大城市和接入光網(wǎng)、包括例如WDM網(wǎng)絡的方法和裝置。
通過根據(jù)所附專利權利要求書的方法、系統(tǒng)和裝置實現(xiàn)上述目的。一般來講,單頻音用作各光分組的尋址報頭。單頻音的頻率處于數(shù)字凈荷信號的基帶內(nèi),并且最好是射頻音。單頻音與數(shù)字凈荷復用,并被調制到光載波的包絡中。該頻率根據(jù)預先建立的分配關系指明光分組的地址,這意味著網(wǎng)絡中的不同目的地對應于不同頻率。當交換這種光分組時,測量頻率音的功率。如果存在某種單音,則對應于所述分配的光路被開通,當該單音消失時,該光路關閉。由于頻率音的帶寬窄,因此數(shù)字凈荷的任何干擾基本上可忽略。
本發(fā)明的一個明顯優(yōu)點在于,通過使用較低頻率,報頭處理部件可通過簡單技術來實現(xiàn),它降低了整體復雜度和成本。此外,本發(fā)明與數(shù)據(jù)傳輸速率或格式上的進一步改進無關。另外,任何大小的光分組由根據(jù)本發(fā)明工作的系統(tǒng)自動處理。
附圖簡介通過參考以下結合附圖進行的說明,可以更好地理解本發(fā)明以及其它目的和優(yōu)點,其中

圖1a是數(shù)字信號和單頻音的示意圖;圖1b是對應于圖1a的信號的傅立葉變換的頻率圖;圖2是具有不同程度干擾的數(shù)字信號的示意圖;圖3a是根據(jù)本發(fā)明的光分組生成裝置的實施例;圖3b是根據(jù)本發(fā)明的光分組生成裝置的另一個實施例,給出兩組經(jīng)時分復用的光分組;圖4是根據(jù)本發(fā)明的光分組交換裝置的一個實施例,具有一個輸入端口和兩個輸出端口;圖5是時間圖,說明根據(jù)本發(fā)明、通過光交換機的光分組的定時;圖6a是根據(jù)本發(fā)明的光網(wǎng)的示意框圖;圖6b是圖6a的交換裝置之一的示意框圖;圖7是根據(jù)本發(fā)明、采用多個光載波的光交換裝置的示意框圖;圖8是說明根據(jù)本發(fā)明的光分組生成方法的流程圖;以及圖9是說明根據(jù)本發(fā)明的光分組交換方法的流程圖。
詳細說明本發(fā)明是在考慮到大城市和接入光網(wǎng)的情況下開發(fā)的。適用性被認為對于這類應用是最佳的。但是,本發(fā)明的一般適用性不是僅限于這類網(wǎng)絡,而是在所有類型的光網(wǎng)中均有效。
在本公開中,“交換”用作任何導向、交換和/或路由選擇操作的通用名稱。
光分組基本上是在光載波上傳送的特定持續(xù)時間的光脈沖。光載波通常由固定的光波長來表征。在圖1a中,在時間圖中說明光信號的兩個光分組。圖1a的最下部分說明數(shù)字信號1,其中信號強度在理想情況下僅取零或全幅度,分別表示“0”或“1”。這種信號的數(shù)據(jù)傳輸速率由這類數(shù)字信號的最小可能持續(xù)時間來確定??倲?shù)字信號的擴展由包絡2、在本例中為時間幀來限定。在實際情況下,“數(shù)字”的矩形形狀不是理想的。為了產(chǎn)生可用信號,必須使用特定基帶內(nèi)的頻率分量。更寬的基帶允許迅速變化的數(shù)字信號的更好表示,從而允許更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。
在圖1a的上部,說明包括單頻音3的光分組。這個單音理論上包括一個單一確定好的頻率。頻率音沒有被調制。因此,單頻音3呈現(xiàn)純正弦形狀。
圖1a中所示的信號還可在頻率空間中表示為相應傅立葉變換的功率。數(shù)字信號在圖1b中由頻率的功率分布1’來表示。該分布的寬度被定義為數(shù)字信號所跨的基帶帶寬。同樣,圖1a的單頻音可在頻率空間中表示。這里,單頻音在理論情況下表現(xiàn)為尖峰信號3’。但是,時間幀的持續(xù)時間的限制及其它原因實際上將給予尖峰信號3’一定寬度,對應于頻率中的不定性。
注意,這些示意圖僅說明主要原理,而實際形狀不是數(shù)學上正確的。
在圖2中,說明一個數(shù)字步驟。虛線5說明數(shù)字信號的理想表現(xiàn)。但是,實際上,可用頻率基帶受到限制,以及對應于實線6的信號可能是典型例子。數(shù)字的開始時間仍然相對來說邊界明確。但是,如果出現(xiàn)干擾,則情況可能變化。通過例如復用具有較寬帶寬的信號與該信號,數(shù)字信號的相應頻率中的信息內(nèi)容受到極大損害。結果例如可能是虛曲線7。在這種情況下,數(shù)字信號的開始時間不再是邊界明確的,“1”可能被誤當作“0”。發(fā)生比特差錯。這是通常不允許調制報頭信號采取數(shù)字凈荷基帶內(nèi)的頻率值的原因之一。
在本發(fā)明中,數(shù)字信號實際上也受到干擾。但是,根據(jù)本發(fā)明,單頻音與數(shù)字信號復用。這意味著表示數(shù)字信號的頻率分布中相應的頻率被改變。但是,丟失的信息極為有限,所產(chǎn)生的數(shù)字信號不會被改變太多。通過足夠窄的頻率分布,數(shù)字信號增加的不確定性變?yōu)榭珊雎缘模匀惶幱陉P于光分組的比特率差錯的規(guī)范之內(nèi)。
單頻音由于未調制而除其幅度、相位和頻率之外沒有包含任何信息。實際上,特定頻率分量的相位極難控制和獲得,由于幅度可被數(shù)字信號的相應頻率分量疊加,因此頻率是可用于攜帶信息的唯一屬性。但是,在有限的適當定義的系統(tǒng)中,特定頻率值可根據(jù)預先建立的關系與特定信息、特別是與報頭信息相聯(lián)系。用于光分組的最適當?shù)膱箢^信息是分組的地址或路由選擇信息,由此,預先建立的關系最好是在分配表中由分配關系構成。
圖3a說明根據(jù)本發(fā)明的分組生成裝置10的一個實施例。單模激光源11提供預定波長的激光。這個預定波長構成用于本實施例中的信號的光載波。提供矩形脈沖的脈沖發(fā)生器12直接調制激光電流。因此,所產(chǎn)生的激光信號14包含特定適當定義的持續(xù)時間的分組包絡或時間幀。分組持續(xù)時間的典型選擇可以在2與2.8μs之間,以及分組間隔可以是例如0.5μs。但是,其它組合也是可行的。例如,當信息的突發(fā)出現(xiàn)在網(wǎng)絡中時,它可被當作由小于特定值、如0.3μs的時間間隔分隔的分組序列來處理,使得交換機構把它看作占用該交換機的單個“長”分組。光載波上的時間幀被提供到光纖16,并被發(fā)送到光調制器18。
要傳送的數(shù)字信號的源22把數(shù)字信號提供給復用器20,數(shù)字信號在其中與信號發(fā)生器24提供的單頻音進行復用。經(jīng)復用的信號則被提供給光調制器18,光調制器18用組合信號調制包含在分組包絡或時間幀中的光載波波長。光調制器18可以屬于各種構造技術、如先有技術中可用的鈮酸鋰(LiNbO3)電光調制器或聲光調制器或者電吸收調制器。光調制器18的頻率響應帶寬必須與要應用于光載波信號的最高頻率兼容。在本實施例中,數(shù)字信號具有最高帶寬,因為為報頭信息選取的副載波頻率處于數(shù)字信號的基帶之內(nèi)。報頭頻率音宜處于低射頻頻譜中,最好低于50MHz。這是與此頻率范圍中部件和組件的低成本和易獲得、以及電子電路設計和實現(xiàn)的簡單性有關的選擇。報頭頻率音最好具有低于或等于10kHz的組合頻率線寬和不定性。包含數(shù)字凈荷和模擬頻率音的光分組26被傳送到出口光纖28。
圖3b說明根據(jù)本發(fā)明的分組生成裝置的另一個實施例。在此實施例中,兩組數(shù)字信號被時分復用到同一光纖。相似組件由相同參考標號表示,不再進行說明。在此實施例中,脈沖發(fā)生器12具有一種信號形狀,它在光載波上創(chuàng)建時間幀,同時具有大于持續(xù)時間的間隔。在優(yōu)選情況下,時間幀持續(xù)時間為2μs,而間隔為3μs。生成的光時間幀被傳送到分束器15,其中把光分到兩個并行光纖17A、17B中。光纖之一17A連接到由復用器20A控制的光調制器18A,從數(shù)字信號源22A和頻率信號發(fā)生器24A向復用器20A提供信號,與前一個實施例相似。另一個光纖17B經(jīng)由光纖延遲線19連接到另一組光調制器18B、復用器20B、數(shù)字信號源22B和頻率信號發(fā)生器24B。光纖延遲線使光分組延遲略大于時間幀持續(xù)時間的一段時間。在本實例中,2.5μs的延遲是適當?shù)?。來自光調制器18A和18B的調制信號在組合器27中組合成一個普通光信號。由于光支路之一的延遲,因此來自源22A和22B的數(shù)字信號在公共出口光纖28處相繼經(jīng)過時分復用,其間的間隔為0.5μs。
本領域的技術人員現(xiàn)在知道,任何數(shù)量的并行數(shù)字信號流可利用適當數(shù)量的分支光纖以同樣方式進行時分復用,其中各支路具有指定的延遲。還能夠在調制信號被調制到光載波上之后執(zhí)行延遲動作,以及可在一個或數(shù)個步驟中執(zhí)行。因此,可通過添加較大的分束比和更多延遲線來產(chǎn)生兩個以上不同頻率分組。形成具有不同數(shù)字內(nèi)容和不同地址報頭、具有頻率f1、f2、...fk的光分組,并通過與其連接的網(wǎng)絡節(jié)點發(fā)送。
圖8給出一個流程圖,說明根據(jù)本發(fā)明的生成方法。該程序在步驟200開始。在步驟202,提供光載波上的包絡。在步驟204提供數(shù)字凈荷信號,以及在步驟206產(chǎn)生數(shù)字凈荷信號的帶寬之內(nèi)的單頻音。在步驟208中復用數(shù)字信號和單頻音,以及在步驟210中把所產(chǎn)生的信號調制到光包絡上。該程序在步驟212結束。
這樣,創(chuàng)建了包含數(shù)字凈荷基帶內(nèi)的單頻音作為地址標志或報頭信息的光分組并在光網(wǎng)上發(fā)送出去。圖4說明根據(jù)本發(fā)明、對這類產(chǎn)生的光分組執(zhí)行交換動作的交換裝置30的一個實施例。在當前所述實施例中,交換裝置30具有一個輸入端口32和兩個輸出端口34、36,以便于描述基本原理。但是,也可能根據(jù)本發(fā)明來創(chuàng)建具有任何數(shù)量的端口的交換裝置。輸入端口32和輸出端口34、36分別是交換裝置的輸入和輸出端子。
在輸入端口32接收光分組26。在光抽頭38提取光信號的功率的一部分或一小部分,所提取的部分被提供給光接收機40。在光接收機40中,光信號被轉換成電信號。電信號作為輸入信號提供給兩個報頭識別單元。電子信號的前置放大最好由前置放大器作為獨立單元在光接收機40的輸出端執(zhí)行,或者在報頭識別單元的輸入端執(zhí)行。
第一報頭識別單元包括功率檢測部件42,它檢測某個預定頻率窗口fj內(nèi)的功率。功率檢測部件42最好包括具有極窄帶寬的帶通濾波器。為了在實際上可用,帶寬應該小于100kHz,最好小于10kHz。包含在從濾波產(chǎn)生的信號中的總功率則是對該特定頻率分量的強度的適當量度。此信號最好在進一步使用之前經(jīng)過放大。
如果所檢測的功率例如在比較器43中與預定門限比較時足夠高,則可推斷出頻率的另一個單頻音fj存在于原始光分組中。在這種情況下,報頭識別部件向電子開關控制器46提供要求它執(zhí)行適當?shù)拈_關動作的信號。當功率下降到門限以下時,即當頻率音fj消失時,指示電子開關控制器46關閉先前的通路。
第二報頭識別單元具有相似的設計,其中具有功率檢測部件44和比較器45,但被調到另一頻率fk。由此通知電子開關控制器46關于任何頻率信號fj或fk的存在。交換裝置30設計成具有兩個輸出端口34、36。輸出端口34與頻率fj相關,而輸出端口36與頻率fk相關。這樣,具有頻率音fj的光分組要用于輸出端口34,而具有頻率音fk的光分組以同樣方式要用于輸出端口36。主光信號、即光信號在光抽頭38上沒有被分接的部分經(jīng)由光纖延遲線48提供給交換部件51。光纖延遲線48用于調整光分組定時,下面將進一步描述。交換部件51在此實施例中包括分束器50或分支部件,它把輸入光信號分為兩個分支。各分支經(jīng)由相應的光門52、54連接到相應的輸出端口34、36。當光門52打開時,光被傳送到輸出端口34,而當光門54打開時,光被傳送到輸出端口36。光門52、54連接到電子開關控制器46并由其進行控制。
當頻率fj的頻率分量足夠強時,電子開關控制器46打開光門52,并允許光分組到達輸出端口34。當頻率fk的頻率分量足夠強時,電子開關控制器46打開光門54,并允許光分組到達輸出端口36。這樣,結合分配信息直接對增加的單頻音的頻率所攜帶的信息執(zhí)行交換動作,在本發(fā)明中最好是在電子開關控制器46中提供分配信息。輸出信號53和55分別從輸出端口34和36傳送。數(shù)字凈荷本身基本上未受影響,在交換和路由選擇過程的任何時間沒有被處理或轉換。
由于任何數(shù)字凈荷在為報頭地址選取的頻率上還具有一定的功率,因此報頭識別部件的門限必須大于零。但是,由于頻率音的干擾隨降低的功率而減少,因此還要求使頻率音功率盡量低。在測試系統(tǒng)中,已經(jīng)發(fā)現(xiàn),具有數(shù)字凈荷強度的15%的幅度的單頻音足以允許單音的檢測。但是,改進的濾波技術可能在將來會降低這個數(shù)字。
圖9給出一個流程圖,說明根據(jù)本發(fā)明的交換方法。該程序在步驟220開始。在步驟222,在光交換機的輸入端口上接收光載波上的光分組。在步驟224檢測某個預定頻率分量或單音的功率。在步驟226,評估功率是否足夠高,即單音對于報頭頻率是否足夠強。如果情況是這樣,則過程繼續(xù)進行步驟228,其中生成用于產(chǎn)生通過交換機的特定光路的開關信號。在步驟232,根據(jù)開關信號設置該交換機,即,如果出現(xiàn)預定頻率音,則交換機選擇特定輸出端口,但如果預定頻率丟失或過低,則關閉該交換機通路。在步驟234,通過交換機發(fā)送光分組。該程序在步驟236結束。另一方面,如果在步驟226發(fā)現(xiàn)功率較低,則過程直接繼續(xù)進行步驟236。
交換動作的定時很重要。由于光分組的靜態(tài)存儲較為麻煩,因此光交換通常是“在傳輸過程中”執(zhí)行的。由于需要一定的處理時間來評估光分組的報頭信息以及進行實際交換,因此光分組必須被延遲。類似程序在先有技術交換機中也是已知的。延遲線在分組幀開始和結束時與加上保護時間的處理時間精確同步。保護時間確保在交換過程中不會丟失光分組的信息內(nèi)容的任何部分。保護時間可以是任何預定值,在包絡幀的2%與5%之間的適當值部分。圖5說明根據(jù)本發(fā)明、通過交換裝置的過程中的光分組定時。交換裝置中的三個位置分別由一個時間軸來表示。上方的一個是到達輸入端口的定時,中間一個表示來自延遲線的輸出,以及下方的一個表示從輸出端口退出的定時。
光分組在時間t0到達輸入端口。評估光分組報頭,即調查是否存在頻率音。當存在單音時,發(fā)生交換。這個處理時間和交換時間在時間t1完成。同時,光分組已經(jīng)進入延遲線。延遲時間被調整到適合處理時間、即t1-t0,并且還添加起始保護時間。光分組在t2退出延遲線,即延遲時間為t2-t0,因此起始保護時間為t2-t1。光分組的前端通過實際交換單元傳送,并在時間t3從輸出端口退出。
光分組的尾部在時間t4到達輸入端口。這還意味著報頭頻率音消失。執(zhí)行報頭處理和切斷動作。但是,為了確保整個光分組已通過交換機,引入額外的實際交換動作延遲。光分組的長度為t4-t0,因此,光分組的尾部在時間t5=t2+t4-t0退出延遲線。時間t5對應于時間t4加上處理時間和起始延遲時間。在通過交換機之后,光分組在時間t6離開交換機。交換機現(xiàn)在準備關閉。通過添加結束保護時間,交換機的關閉在時間t7發(fā)生。結束保護時間、即t7-t5應該被選擇為大于光分組通過交換單元的傳播時間加上實際交換操作的時間。
根據(jù)本發(fā)明的交換裝置最好在大城市和接入光網(wǎng)中實現(xiàn),該光網(wǎng)可能覆蓋數(shù)公里范圍,并與固定通信或無線通信臺或終端互連。雖然假定網(wǎng)絡中的節(jié)點彼此等同,但當某個節(jié)點被選擇與其它網(wǎng)絡互連時,它變?yōu)椤案邔印惫?jié)點,則出現(xiàn)一種類似于或不同于本發(fā)明中所述的情況。在這種所選的高層節(jié)點中,除了具有全部所述功能,還可執(zhí)行光電轉換以及產(chǎn)生新的光分組。圖6a示意說明光網(wǎng)60,其中包括根據(jù)本發(fā)明的多個交換裝置30。各交換裝置30與局域網(wǎng)64相關。交換裝置30通過網(wǎng)絡鏈接62互連,在此實施例中為單向通信。通過反向傳播覆蓋網(wǎng)絡可實現(xiàn)雙向通信。網(wǎng)絡節(jié)點最好具有如圖6b所示實現(xiàn)的增減(add-drop)功能性的2×2配置,下面會進行更詳細描述。在網(wǎng)絡邊緣,除增減端口之外,低層節(jié)點還可具有一個輸入端口和一個輸出端口。增端口被定義為不以其它方式連接到網(wǎng)絡的輸入端口,分組通過它可進入網(wǎng)絡。減端口同樣被定義為不以其它方式連接到網(wǎng)絡的輸出端口,離開所述網(wǎng)絡的分組通過它可退出網(wǎng)絡。按照本文所提供的原理,其它配置、如多個輸入和輸出端口可方便地作為組合級來實現(xiàn)。例如,通過組合兩級交換裝置30、適當互連第一級的輸出端口與第二級的輸入端口,可實現(xiàn)3×3或4×4節(jié)點。
圖6b說明圖6a的網(wǎng)絡中所用的節(jié)點結構的一個實施例。此實施例的交換裝置30具有兩個常規(guī)輸入端口31、32和兩個常規(guī)輸出端口34、36。另外,交換裝置30具有連接到本地接入的增端口33和減端口35。報頭識別部件47在這里用作報頭識別所需的裝置的公共單元,例如對應于圖4中的40、42-45的部件。
光分組通過網(wǎng)絡的路由選擇可以根據(jù)多個不同方式來執(zhí)行。如果網(wǎng)絡是小型的,具有從一個交換裝置到另一個的短傳輸時間,則可采用集中方式。這對于建立優(yōu)先級以及處理信息的突發(fā)是有利的。當光分組或者具有相同頻率報頭或可能具有如上所述的突發(fā)結構的分組集合進入網(wǎng)絡時,評估報頭,同時為全部交換機產(chǎn)生適當?shù)拈_關控制信號。這表示網(wǎng)絡作為一個分布式交換裝置來工作。
但是,更靈活的方法是在已經(jīng)描述的逐個分組交換程序之后,在各交換機上執(zhí)行報頭識別。根據(jù)這種程序的自然擴展,可通過利用若干開關控制單元作為圖4中的42-43-46和44-45-46,每個頻率一個,以及根據(jù)預先建立的分配表以分配給任一個輸出端口的組來組織這些頻率,從而識別若干頻率音。例如,如果具有六個頻率f1到f6,則f1、f3和f5可轉到第1輸出端口,以及f2、f4和f6可轉到第2輸出端口。顯然,這些頻率中任一個可通過相似方式在節(jié)點上被增加或減去。此外,如果采用極窄頻率音,則一個以上頻率音的增加將提供可接受的誤碼率。通過增加一個以上頻率音,不僅最終目的地而且通過網(wǎng)絡的通路可以被建立。這還可允許實現(xiàn)網(wǎng)絡保護機制。
多個單音報頭的使用還可用于定義交換通路以外的其它目的。即使目的地址是最有用的報頭信息,但其它信息有時也可能引起關注。由于網(wǎng)絡設計始終導致需要爭用裁決的情況,因此例如光分組的優(yōu)先級的信息在不同應用中可能是有用的。通過對分組增加與例如高優(yōu)先級相關的頻率音,當出現(xiàn)爭用情況時,可通過高優(yōu)先化方式來處理該分組。
本領域的技術人員會理解,其它報頭信息也可通過單頻音的存在來表示。
本發(fā)明的上述實施例僅涉及具有一個光載波的系統(tǒng)和網(wǎng)絡。但是,多載波方案也是可行的,例如WDM系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)中,波長的多路分用必須在發(fā)生實際交換之前執(zhí)行。圖7說明具有一個輸入端口72和三個輸出端口74、76、78的交換節(jié)點70的一個實例。在本例中包含四個不同光載波的輸入多波長信號在多路分用裝置80中被分解為單波長的四個分支。不同分支分別連接到一個交換裝置30,其中執(zhí)行根據(jù)上述原理的交換動作。交換裝置的三個輸出端口連接到三個復用裝置82上的輸入端子。在各復用裝置中,不同波長的信號被復用為一個公共光信號,該公共光信號在交換節(jié)點70的輸出端口74、76、78上輸出。可以注意到,為簡潔起見,圖7中沒有給出增功能,但是,它通過交換裝置30方便地實現(xiàn),如上所述。
本領域的技術人員會理解,可以對本發(fā)明進行各種修改和變更,只要沒有背離所附權利要求書定義的本發(fā)明的范圍。
參考文獻S.Yao和B.Mukherjee的“光分組交換的進展概述”[IEEECommunic.Mag.,第84-94頁,2000年2月]。
D.J.Blumenthal、P.R.Prucnal和J.R.Sauer的“光分組交換體系結構和實驗實現(xiàn)”[Proceed.IEEE 82(11),1650(1994)]。
E.Park和A.Willner的“利用全光波長移位器和QPSK副載波路由選擇報頭的波長分組的自選路由”[IEEE Photon.Tech.Lett.8(7),938(1996)]。
D.Wonglumson、I.M.White、S.M.Gemelos和L.G.Kazovsky的“HORNET-分組交換WDM網(wǎng)絡光分組傳輸和恢復”[IEEE Photon.Tech.Lett.11(12),1692(1999)]。
國際專利申請WO 00/04668。
專利US 5253250。
專利US 5612806。
權利要求
1.用于產(chǎn)生光分組(26)的方法,包括以下步驟在光載波上提供包絡(2);提供覆蓋頻率基帶的數(shù)字凈荷信號(1);其特征在于還有以下步驟產(chǎn)生預定未調制頻率音(3);所述頻率音(3)處于所述頻率基帶之內(nèi);復用所述頻率音(3)與所述數(shù)字凈荷信號(1);以及把所述頻率音(3)與所述數(shù)字凈荷信號(1)的所述復用信號調制到所述包絡(2)中。
2.如權利要求1所述的用于產(chǎn)生光分組的方法,其特征在于,所述包絡為時間幀(2)。
3.如權利要求1或2所述的用于產(chǎn)生光分組的方法,其特征在于,所述預定頻率音(3)表明所述光分組(26)的報頭信息。
4.如權利要求3所述的用于產(chǎn)生光分組的方法,其特征在于,所述報頭信息是所述光分組(26)的地址和/或路由選擇信息。
5.如權利要求4所述的用于產(chǎn)生光分組的方法,其特征在于,所述預定頻率音(3)的頻率是根據(jù)預先建立的分配表來選擇的。
6.如權利要求1到5中任一項所述的用于產(chǎn)生光分組的方法,其特征在于,所述預定頻率是射頻音。
7.如權利要求1到6中任一項所述的用于產(chǎn)生光分組的方法,其特征在于,所述預定頻率音(3)具有小于或等于10kHz的組合頻率線寬和不定性。
8.用于交換光分組的方法,包括以下步驟在交換實體(30)的輸入端子(31,32)上接收在光載波上具有頻率基帶內(nèi)的數(shù)字凈荷信號(1)與報頭信息的光分組(26);根據(jù)所述報頭信息把所述光分組(26)交換到所述交換實體(30)的輸出端子(34,36);其特征在于還有以下步驟檢測所述光分組(26)的第一預定頻率音(3)的功率;所述第一預定頻率音(3)處于所述頻率基帶之內(nèi);把所述功率與預定門限值進行比較;以及當所述功率超過所述預定門限值時,根據(jù)預先建立的分配表來產(chǎn)生開關控制信號;從而根據(jù)所述開關控制信號執(zhí)行所述交換。
9.如權利要求8所述的用于交換光分組的方法,其特征在于,所述預定頻率音(3)表明所述光分組(26)的報頭信息。
10.如權利要求9所述的用于交換光分組的方法,其特征在于,所述報頭信息是所述光分組(26)的地址和/或路由選擇信息。
11.如權利要求8到10中任一項所述的用于交換光分組的方法,其特征在于,所述檢測步驟又包括以下步驟抽取所述光分組(26)的一部分;把所述光分組的所述抽取的部分轉換為電信號;對所述電信號進行帶通濾波;以及確定所述功率作為所述帶通濾波后的信號的功率。
12.如權利要求11所述的用于交換光分組的方法,其特征在于,所述帶通濾波具有窄于100kHz的帶寬。
13.如權利要求12所述的用于交換光分組的方法,其特征在于,所述帶通濾波具有窄于10kHz的帶寬。
14.如權利要求8到13中任一項所述的用于交換光分組的方法,其特征在于,所述交換實體是交換和/或路由選擇裝置。
15.如權利要求8到13中任一項所述的用于交換光分組的方法,其特征在于,所述交換實體是包括交換和/或路由選擇裝置的光網(wǎng)的組成部分。
16.如權利要求8到15中任一項所述的用于交換光分組的方法,其特征在于,所述交換步驟又包括以下步驟開啟所述輸入端子(31,32)與所述輸出端子(34,36)之間的光路作為對所述開關控制信號出現(xiàn)的響應;關閉所述光路作為對所述開關控制信號消失的響應;以及在進入所述光路之前延遲所述光分組(26)。
17.如權利要求16所述的用于交換光分組的方法,其特征在于,所述延遲適應于所述確定、比較、提供和交換步驟的處理時間,由此在所述光分組(26)進入所述光路之前的起始保護時間之前完成所述開啟步驟。
18.如權利要求17所述的用于交換光分組的方法,其特征在于,所述關閉被延遲了所述起始保護時間和結束保護時間,由此所述關閉步驟在所述光分組退出所述光路之后的結束保護時間以后才開始。
19.如權利要求8到18中任一項所述的用于交換光分組的方法,其特征在于還有以下步驟檢測所述光分組(26)的多個附加預定頻率音的功率;所述附加預定頻率音處于所述頻率基帶之內(nèi);把所述功率與相應預定門限進行比較;以及當所述功率中任一個超過所述相應預定門限時,根據(jù)預先建立的分配關系提供開關控制信號。
20.如權利要求8到19中任一項所述的用于交換光分組的方法,其特征在于,所述接收步驟又包括以下步驟利用多個光波長接收復用光信號;分別把所述光信號多路分解為各有一個光載波的光信號(26);由此所述單載波光信號中的每一個作為所述光分組被單獨接收;以及在各個輸出端子復用不同光載波的光分組(53,55)。
21.光交換裝置,包括用于光載波上具有覆蓋頻率基帶的數(shù)字凈荷信號(1)與報頭信息的光分組(26)的輸入端子(31,32);交換部件(51),用于根據(jù)所述報頭信息把所述光分組(26)交換到輸出端子(34-36);其特征在于光抽頭部件(38),連接到所述輸入端子(31,32);光電轉換器(40),連接到所述光抽頭部件(38);頻率音功率檢測器(42,44),連接到所述光電轉換器(40);所述頻率音功率檢測器(42,44)被調諧到所述頻率基帶之內(nèi)的第一預定頻率;所述頻率音功率檢測器(42,44)又包括窄帶通濾波器以及連接到所述帶通濾波器的功率檢測器,用于測量所述帶通濾波后的信號的有效功率;比較器(43,35),連接到所述頻率音功率檢測器(42,44),用于把所述檢測的功率與預定門限值進行比較;以及開關控制器(46),連接到所述比較器(43,45)和所述交換部件(51),設置成在所述功率超過所述預定門限時根據(jù)預先建立的分配表提供開關控制信號。
22.如權利要求21所述的光交換裝置,其特征在于,所述帶通濾波器具有窄于100kHz的帶寬。
23.如權利要求22所述的光交換裝置,其特征在于,所述帶通濾波器具有窄于10kHz的帶寬。
24.如權利要求21到23中任一項所述的光交換裝置,其特征在于連接在所述光電轉換器(40)與所述帶通濾波器之間的前置放大器。
25.如權利要求21到24中任一項所述的光交換裝置,其特征在于還包括延遲裝置(48),連接在所述輸入端子(31,32)與所述交換部件(51)之間。
26.如權利要求21到25中任一項所述的光交換裝置,其特征在于,所述預定頻率音(3)表明所述光分組(26)的報頭信息。
27.如權利要求26所述的光交換裝置,其特征在于,所述報頭信息是所述光分組(26)的地址和/或路由選擇信息。
28.如權利要求21到27中任一項所述的光交換裝置,其特征在于,所述光交換裝置是分布式光交換裝置。
29.如權利要求21到28中任一項所述的光交換裝置,其特征在于,所述交換部件(51)又包括分束器(50),具有多個輸出支路;以及光門(52,54),連接到各個所述輸出支路;所述光門(52,54)由來自所述開關控制器(46)的開關控制信號來控制。
30.如權利要求21到29中任一項所述的光交換裝置,其特征在于包括一個以上頻率音功率檢測器(42,44),連接到所述光電轉換器(40);所述頻率音功率檢測器(42,44)被調諧到所述頻率基帶之內(nèi)的不同預定頻率;一個以上比較器(43,35),分別連接到所述頻率音功率檢測器(42,44)其中之一,用于把所述檢測的功率與相應的預定門限值進行比較;所述開關控制器(46)連接到所有所述比較器(43,45),設置成在所述功率超過任何所述相應的預定門限時根據(jù)預先建立的分配表提供開關控制信號。
31.光交換裝置,其特征在于接收部件(72),用于采用多個光波長的復用光信號;分用器(80),連接到所述接收部件(72),具有多個輸出端子;如權利要求21到31中任一項所述的多個光交換裝置;由此各個所述分用器輸出端子連接到如權利要求21到31中任一項所述的光交換裝置之一;多個復用器(82),連接到如權利要求21到31中任一項所述的光交換裝置的輸出端子(34-36);以及所復用的光分組的傳送部件(74,76,78)。
32.光網(wǎng),具有光交換裝置,所述光交換裝置包括用于光載波上具有覆蓋頻率基帶的數(shù)字凈荷信號(1)與報頭信息的光分組(26)的輸入端子(31,32);交換部件(51),用于根據(jù)所述報頭信息把所述光分組(26)交換到輸出端子(34-36);其特征在于所述交換裝置還包括光抽頭部件(38),連接到所述輸入端子(31,32);光電轉換器(40),連接到所述光抽頭部件(38);頻率音功率檢測器(42,44),連接到所述光電轉換器(40);所述頻率音功率檢測器(42,44)調諧到所述頻率基帶之內(nèi)的第一預定頻率;所述頻率音功率檢測器(42,44)又包括窄帶通濾波器以及連接到所述帶通濾波器的功率檢測器,用于測量所述帶通濾波后的信號的有效功率;比較器(43,35),連接到所述頻率音功率檢測器(42,44),用于把所述檢測的功率與預定門限值進行比較;以及開關控制器(46),連接到所述比較器(43,45)和所述交換部件(51),設置成在所述功率超過所述預定門限時根據(jù)預先建立的分配表提供開關控制信號。
33.如權利要求32所述的光網(wǎng),其特征在于,所述光交換裝置還包括連接在所述光電轉換器(40)與所述帶通濾波器之間的前置放大器。
34.如權利要求32或33所述的光網(wǎng),其特征在于,所述光交換裝置還包括延遲裝置(48),連接在所述輸入端子(31,32)與所述交換部件(51)之間。
35.如權利要求32到34中任一項所述的光網(wǎng),其特征在于,所述預定頻率音(3)表明所述光分組(26)的報頭信息。
36.如權利要求35所述的光網(wǎng),其特征在于,所述報頭信息是所述光分組(26)的地址和/或路由選擇信息。
37.光分組發(fā)生器,包括用于在光載波上提供包絡(2)的部件(11,12);用于提供覆蓋頻率基帶的數(shù)字凈荷信號(1)的部件(22;22A,22B);其特征在于還包括頻率音發(fā)生器(24;24A,24B);所述頻率音發(fā)生器(24;24A,24B)被調諧到處于所述頻率基帶之內(nèi)的第一預定頻率音(3);復用器(20;20A,20B),連接到所述頻率音發(fā)生器(24;24A,24B)以及用于提供數(shù)字凈荷信號的所述部件(22;22A,22B);調制器(18;18A,18B),連接到用于提供包絡的所述部件(11,12)以及所述復用器(20;20A,20B);所述調制器(18;18A,18B)設置成把所述頻率音(3)與所述數(shù)字凈荷信號(1)的復用信號調制在所述包絡(2)中。
38.如權利要求37所述的光分組發(fā)生器,其特征在于,所述預定頻率音(3)表明所述光分組(26)的報頭信息。
39.如權利要求38所述的光分組發(fā)生器,其特征在于,所述報頭信息是所述光分組(26)的地址和/或路由選擇信息。
40.如權利要求37到39中任一項所述的光分組發(fā)生器,其特征在于,所述頻率音發(fā)生器(24;24A,24B)是射頻音發(fā)生器。
41.如權利要求37到40中任一項所述的光分組發(fā)生器,其特征在于,所述頻率音發(fā)生器(24;24A,24B)提供具有小于或等于10kHz的組合線寬和不定性的頻率輸出。
42.如權利要求37到41中任一項所述的光分組發(fā)生器,其特征在于分支裝置(15),具有多個分支輸出端子;復用器(27),連接到所述分支輸出端子;光延遲部件(19),設置在除一個支路之外的至少所有支路中所述分支裝置(15)與所述復用器(27)之間;由此在所述分支裝置(15)與所述復用器(27)之間的各支路中提供用于提供數(shù)字凈荷信號的部件(22;22A,22B)、頻率音發(fā)生器(24;24A,24B)和復用器(20;20A,20B)。
43.如權利要求42所述的光分組發(fā)生器,其特征在于,所述頻率音發(fā)生器(24;24A,24B)被調諧到不同的頻率。
44.如權利要求42或43所述的光分組發(fā)生器,其特征在于,所述光延遲部件(19)具有不同的時間延遲值。
45.光分組信號,包括光載波上的包絡(2);調制在所述包絡(2)中的頻率基帶內(nèi)的數(shù)字凈荷信號(1);其特征在于第一預定頻率音(3),與所述數(shù)字凈荷信號(1)復用;所述第一預定頻率音(3)處于所述頻率基帶之內(nèi)。
46.如權利要求45所述的光分組信號,其特征在于,所述預定頻率音(3)表明所述光分組信號的報頭信息。
47.如權利要求46所述的光分組信號,其特征在于,所述報頭信息是所述光分組信號的地址和/或路由選擇信息。
全文摘要
在本發(fā)明中,單頻音用作各光分組(26)的尋址報頭。單頻音的頻率處于數(shù)字凈荷信號的基帶內(nèi),并且最好是射頻音。單頻音與數(shù)字凈荷復用,并被調制到光載波的包絡中。該頻率表明光分組(26)的地址或輸出端口(34,36),這意味著網(wǎng)絡中的不同目的地對應于不同頻率。當交換這種光分組時,測量頻率音(fj,fk)的功率。如果存在單音,則電子開關控制器(46)開啟對應于分配的光路,而當單音消失時,該路徑被關閉。由于頻率音的頻帶窄,因此數(shù)字凈荷的任何干擾基本上可忽略。
文檔編號H04J14/02GK1618253SQ02827617
公開日2005年5月18日 申請日期2002年1月30日 優(yōu)先權日2002年1月30日
發(fā)明者F·R·巴博薩, A·德坎波斯薩赫斯, M·T·福爾塔多 申請人:艾利森電訊公司
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