專利名稱：用于光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點(diǎn)的多粒度光交叉連接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光突發(fā)交換(Optical Burst Switching，0BS)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，尤其 是OBS網(wǎng)絡(luò)中的核心節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)。具體涉及用于OBS網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點(diǎn)中的多粒度光交叉連接 (Multi-granularity Optical Cross Connect, MG-0XC)裝置。
背景技術(shù)：
數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量的飛速增長以及光纖傳輸能力的大幅度提高，對光網(wǎng)絡(luò)中的交換結(jié)構(gòu) 和交換技術(shù)提出了更高的要求，多粒度光交換(MG-OXC)技術(shù)因此應(yīng)運(yùn)而生。無論從技術(shù) 的角度看，還是從運(yùn)營者的角度來看，多粒度光交換(MG-OXC)技術(shù)都能夠滿足網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的 需求。在技術(shù)和市場的雙重驅(qū)動下，多粒度交換(MG-OXC)技術(shù)逐步成為了光通信領(lǐng)域的熱 點(diǎn)。而多粒度光交換(MG-OXC)技術(shù)的研究熱點(diǎn)則集中在多粒度光交叉連接(MG-OXC)結(jié)構(gòu) 的設(shè)計(jì)與研究。多粒度光交叉連接結(jié)構(gòu)(MG-OXC)通過引入多粒度的交換機(jī)制，有效地減少交換 機(jī)的端口，節(jié)約交換節(jié)點(diǎn)的成本和減少體積、功耗等。與傳統(tǒng)的CKC相比，MG-OXC中光纖、 波帶和波長以及其他粒度的引入可以避免在單一波長粒度上對超大容量全無阻交叉矩陣 的需求，從而降低節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。而且具有較好的可擴(kuò)展性，提高網(wǎng)絡(luò)的資源利用率。而光突發(fā)交換(OBS)技術(shù)亦是下一代網(wǎng)絡(luò)中相當(dāng)有潛力的光交換網(wǎng)絡(luò)之一，它的 提出亦是為了增加交換能力、降低交換成本。光突發(fā)交換(OBS)技術(shù)的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)分組和控制分組獨(dú)立傳送，它們在時(shí)間上和 信道上都是分離的，并且采用單向資源預(yù)留機(jī)制，以光突發(fā)包作為最小的交換單元。OBS避 免了光分組交換(OPS)技術(shù)的難點(diǎn)，對光開關(guān)和光緩存的要求降低，并能夠很好的支持突發(fā) 性的分組業(yè)務(wù)，同時(shí)與光線路交換(OCS)相比，它又大大提高了資源分配的靈活性和資源的 利用率。OBS網(wǎng)絡(luò)中有兩種不同的信號包含路由信息的控制信號和承載業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)信 號。控制信號中的控制信息需要經(jīng)過路由器的電子處理，而數(shù)據(jù)信號不需光電/電光轉(zhuǎn)換 和電子路由器的轉(zhuǎn)發(fā)，直接在端到端的透明傳輸信道中傳輸?？刂菩盘栐诓ǚ謴?fù)用(WDM)傳 輸鏈路中的某一特定波長信道中傳送，每一個(gè)突發(fā)的數(shù)據(jù)信號對應(yīng)于一個(gè)控制信號。并且 控制信號先于數(shù)據(jù)信號傳送，通過“數(shù)據(jù)報(bào)”或“虛電路”路由模式指定路由器分配空閑信 道，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信道中帶寬資源的動態(tài)分配。數(shù)據(jù)信道與控制信道的隔離簡化了突發(fā)數(shù)據(jù)交 換的處理，且控制信號長度非常短，因此使高速處理得以實(shí)現(xiàn)。OBS網(wǎng)絡(luò)由邊緣節(jié)點(diǎn)和核心節(jié)點(diǎn)兩個(gè)部分組成。其中核心節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)路由交換 功能。光交叉連接(O)(C)系統(tǒng)是OBS核心節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵部分，它的性能優(yōu)劣直接決定了 OBS核 心節(jié)點(diǎn)的性能，甚至于整個(gè)OBS網(wǎng)絡(luò)的性能。OBS技術(shù)著眼于單獨(dú)信道中的數(shù)據(jù)包粒度(該粒度指數(shù)據(jù)包大小)，它通過將多個(gè) IP包匯聚成一個(gè)BDP包進(jìn)行傳送，從而降低交換次數(shù)，降低網(wǎng)絡(luò)的交換壓力。而多粒度交換 技術(shù)著眼于多個(gè)波長信道，它通過將同源或同目的的波長信道復(fù)用在一根光纖內(nèi)進(jìn)行空間交換，從而降低了交換次數(shù)，降低了器件的復(fù)雜度。OBS技術(shù)與多粒度交換技術(shù)的結(jié)合勢必 將進(jìn)一步增強(qiáng)光通信網(wǎng)絡(luò)的交換能力，降低交換成本。因此，設(shè)計(jì)一個(gè)性能穩(wěn)定、技術(shù)成熟 的MG-OXC作為OBS網(wǎng)絡(luò)的核心節(jié)點(diǎn)，對于OBS網(wǎng)絡(luò)的實(shí)用化具有重要的意義。與本實(shí)用新型最接近的現(xiàn)有技術(shù)是采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)的支持突發(fā)粒度的多粒度光交 換結(jié)構(gòu)(黃勝，隆克平，陽小龍等，支持突發(fā)粒度的多粒度光交換結(jié)構(gòu)研究，重慶郵電大學(xué) 學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，19(1)，2007)，然而這種結(jié)構(gòu)只能單向傳輸，需要兩組交叉連接結(jié)構(gòu)才 能實(shí)現(xiàn)雙向傳輸，因而使用該結(jié)構(gòu)組建OBS網(wǎng)絡(luò)時(shí)具有成本較大的缺點(diǎn)。另外，該結(jié)構(gòu)不具 備波長轉(zhuǎn)換能力，因此具有較大的擁塞率，整體性能表現(xiàn)不佳。

實(shí)用新型內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)中的MG-OXC的單向傳輸、擁塞率較大的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了 一種擁塞消解能力強(qiáng)、支持雙向傳輸、性能較優(yōu)異的用于光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點(diǎn)的多粒 度光交叉連接裝置。用于光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點(diǎn)的多粒度光交叉連接裝置，其特征在于包括多根 傳輸光波信號的第一光纖和第二光纖，將在光纖中傳輸?shù)墓獠ㄐ盘栔蟹窒乱粋€(gè)波長信號作 為控制信號而其余波長信號作為數(shù)據(jù)信號繼續(xù)在光纖內(nèi)傳輸、或?qū)⒁豢刂菩盘柌迦氲焦饫w 中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號中的控制波長分下插入模塊，光纖交叉連接矩陣(FXC)，波帶交叉連接矩 陣(B)(C)，波長交叉連接矩陣(WXC)和轉(zhuǎn)換池以及能傳輸并交換所述的控制信號、并對所述 的控制信號的目的端口和源端口進(jìn)行分析以確定對應(yīng)的數(shù)據(jù)信號需要進(jìn)行幾次交叉并發(fā) 出交叉指令的控制模塊；所述的光纖通過所述的控制波長分下插入模塊與所述的光纖交叉連接矩陣(FXC) 連接；所述的第一光纖與所述的光纖交叉連接矩陣(FXC)的左側(cè)端口連接，所述的第二光 纖與所述的光纖交叉連接矩陣(FXC)的右側(cè)端口連接；與第一光纖連接的第一控制波長分 下插入模塊通過第一控制信號與所述的控制模塊連接，與第二光纖連接的第二控制波長分 下插入模塊通過第二控制信號與所述的控制模塊連接；將數(shù)據(jù)信號從第一光纖向第二光纖 傳輸作為正向傳輸，數(shù)據(jù)信號從第二光纖向第一光纖傳輸作為反向傳輸；所述的光纖交叉連接矩陣(FXC)通過多個(gè)能將光纖中的光波信號解復(fù)用為多個(gè)波 帶粒度數(shù)據(jù)信號、或?qū)⒍鄠€(gè)波帶粒度數(shù)據(jù)信號復(fù)位為一個(gè)光纖粒度信號的波帶復(fù)用器/解 復(fù)用器與所述的波帶交叉連接矩陣(BXC)連接；所述的波帶交叉連接矩陣(B)(C)通過多個(gè)將波帶粒度數(shù)據(jù)信號解復(fù)用為多個(gè)波長 粒度數(shù)據(jù)信號、或?qū)⒍鄠€(gè)波長粒度數(shù)據(jù)信號復(fù)用為一個(gè)波帶粒度信號的波長復(fù)用器/解復(fù) 用器與所述的波長交叉連接矩陣(WXC)連接；所述的波長交叉連接矩陣(WXC)與所述的轉(zhuǎn)換池連接；所述的轉(zhuǎn)換池包括正向轉(zhuǎn) 換單元和反向轉(zhuǎn)換單元。進(jìn)一步，所述的控制波長分下插入單元包括與所述的光纖連接的前光環(huán)形器和與 所述的光交叉連接矩陣連接的后光環(huán)形器，來自前光環(huán)形器的光波信號經(jīng)分路器傳輸至后 環(huán)形器，來自后光環(huán)形器的光纖粒度數(shù)據(jù)信號經(jīng)耦合器傳輸至前環(huán)形器；所述的分路器將 光波信號中的控制信號分下后、將所述的控制信號經(jīng)控制信道輸入控制模塊中；由所述的 控制模塊輸出的控制信號經(jīng)控制信道輸入所述的耦合器中；[0017]第一、第二控制波長分下插入單元中的光環(huán)形器的端口順序相反。進(jìn)一步，所述的轉(zhuǎn)換池的轉(zhuǎn)換單元包括第一光環(huán)形器，波長轉(zhuǎn)換交叉連接矩陣，與 所述的波長轉(zhuǎn)換交叉連接矩陣的輸出端連接的波長轉(zhuǎn)換器，和與所述的波長轉(zhuǎn)換器的輸出 端連接的第二光環(huán)形器；所述的第一光環(huán)形器將來自波長交叉連接矩陣(WXC)的輸出信號 輸入所述的波長轉(zhuǎn)換交叉連接矩陣，所述的第二光環(huán)形器將來自各波長轉(zhuǎn)換器的輸出信號 輸入所述的波長交叉連接矩陣(WXC)中。進(jìn)一步，所述的正向轉(zhuǎn)換單元的第一光環(huán)形器作為所述的反向轉(zhuǎn)換單元的第二光 環(huán)形器；所述的反向轉(zhuǎn)換單元的第一光環(huán)形器作為所述的正向轉(zhuǎn)換單元的第二光環(huán)形器。進(jìn)一步，所述的控制模塊包括與所述的分路器連接、將控制信號轉(zhuǎn)換成模擬電信 號的光/電轉(zhuǎn)換器，將模擬電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，對數(shù)字電信號進(jìn)行分 析后發(fā)出交叉指令的處理器，將處理器輸出的數(shù)字電信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號的數(shù)/模轉(zhuǎn)換 器，和將模擬電信號轉(zhuǎn)換成光信號、并將此光信號輸入耦合器的電/光轉(zhuǎn)換器。進(jìn)一步，所述的處理器的分析步驟為1、初始化，建立光開關(guān)通路狀態(tài)及命令值列表；2、接收一定時(shí)間內(nèi)輸入的所有的正向傳輸和反向傳輸?shù)臄?shù)字電信號的控制信號 (BCP 包)；3、根據(jù)所述的BCP包的獲取其對應(yīng)的數(shù)據(jù)信號的源端口和目的端口，判斷是否存 在一個(gè)正、反向傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號的源端口和目的端口完全吻合的光纖鏈路，若是，則認(rèn)為數(shù) 據(jù)信號只需經(jīng)光纖交叉連接矩陣(FXC)進(jìn)行光纖層面交換，并輸出控制指令到FXC，轉(zhuǎn)到步 驟7;否則進(jìn)行下一步驟；4、根據(jù)BCP控制包中的源端口和目的端口，判斷是否存在一個(gè)正、反向傳輸?shù)臄?shù) 據(jù)信號的源端口和目的端口完全吻合的波帶鏈路，若是，則認(rèn)為數(shù)據(jù)信號可以進(jìn)行波帶層 面交換，并輸出控制指令到FXC和BXC，轉(zhuǎn)到步驟7 ；否則進(jìn)行下一步驟；5、判斷一個(gè)波長粒度信號的是否空閑目的波長通道，若是，則認(rèn)為可以波長層面 交換并輸出控制碼到FXC、B)(C和WXC，轉(zhuǎn)到步驟7 ；若目的波長通道不空閑，則需要將其中 一個(gè)數(shù)據(jù)信號進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換，并輸出控制指令到FXC、BXC、WXC和WCXC，轉(zhuǎn)到步驟7 ；否則進(jìn) 行下一步驟；6、判斷與該BCP包其對應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(BDP包)是否將發(fā)生擁塞，若是，則作丟棄處 理；7、成功輸出端口編碼，處理過程結(jié)束。進(jìn)一步，正、反向傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號的源端口和目的端口完全吻合是指所有正向傳 輸?shù)臄?shù)據(jù)信號的目的端口都相同，所有反向傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號的目的端口亦相同，正向傳輸 的數(shù)據(jù)信號的目的端口等于反向傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號的源端口，反向傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號的目的端 口亦等于正向傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號的源端口。本實(shí)用新型的基本工作流程為只有直通信號的光纖直接通過rac選路輸出；含 有波長交換信道的光纖則要通過波帶解復(fù)用器解復(fù)用為單個(gè)的波帶信號，然后通過MC執(zhí) 行波帶交換選路輸出，若波帶交換滿足不了交換要求，則解復(fù)用為單個(gè)長波，通過WXC選路 輸出，如需波長轉(zhuǎn)換還可以執(zhí)行波長轉(zhuǎn)換功能，最后再經(jīng)過波長復(fù)用器和波帶復(fù)用器復(fù)用 到輸出光纖中。如果需要執(zhí)行下層的交換都必須先經(jīng)過上層的交換矩陣。如果信號繼續(xù)向下游傳輸，最后信號則需經(jīng)過相反的過程從下層交換矩陣逐層返回光纖端口。本實(shí)用新型采用能使光信號沿規(guī)定的順序端口正向傳輸導(dǎo)通、反向禁止的光環(huán)形 器，搭建了雙向傳輸信道分離處理的控制波長分下插入模塊和轉(zhuǎn)換池，實(shí)現(xiàn)了 MG-OXC裝置 的雙向傳輸，從而節(jié)約了節(jié)點(diǎn)成本。另外，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的獨(dú)特的雙向轉(zhuǎn)換池，首次在一 個(gè)轉(zhuǎn)換池里實(shí)現(xiàn)了對不同傳輸方向的數(shù)據(jù)信道分離，然后分別在不同的波長轉(zhuǎn)換器組完成 波長轉(zhuǎn)換，大大提高了節(jié)點(diǎn)的交換性能，降低了擁塞率。本實(shí)用新型具有擁塞消解能力強(qiáng)、支持雙向傳輸、性能較優(yōu)異的優(yōu)點(diǎn)。

圖1是已有技術(shù)MG-OXC結(jié)構(gòu)。圖2是本實(shí)用新型所述的MG-OXC結(jié)構(gòu)。圖3是本實(shí)用新型控制模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。圖4是本實(shí)用新型控制模塊中FPGA的分析處理流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明用于光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點(diǎn)的多粒度光交叉連接裝置，包括多根傳輸光波信號 的第一光纖和第二光纖，將在光纖中傳輸?shù)墓獠ㄐ盘栔蟹窒乱粋€(gè)波長信號作為控制信號而 其余波長信號作為數(shù)據(jù)信號繼續(xù)在光纖內(nèi)傳輸、或?qū)⒁豢刂菩盘柌迦氲焦饫w中傳輸?shù)臄?shù)據(jù) 信號中的控制波長分下插入模塊，光纖交叉連接矩陣(FXC)，波帶交叉連接矩陣(B)(C)，波 長交叉連接矩陣(WXC)和轉(zhuǎn)換池以及能傳輸所述的控制信號、并對所述的控制信號的目的 端口和源端口進(jìn)行分析以確定對應(yīng)的數(shù)據(jù)信號需要進(jìn)行幾次交叉并發(fā)出交叉指令的控制 模塊；所述的光纖通過所述的控制波長分下插入模塊與所述的光纖交叉連接矩陣(FXC) 連接；所述的第一光纖與所述的光纖交叉連接矩陣(FXC)的左側(cè)端口連接，所述的第二光 纖與所述的光纖交叉連接矩陣(FXC)的右側(cè)端口連接；與第一光纖連接的第一控制波長分 下插入模塊通過第一控制信號與所述的控制模塊連接，與第二光纖連接的第二控制波長分 下插入模塊通過第二控制信號與所述的控制模塊連接；將數(shù)據(jù)信號從第一光纖向第二光纖 傳輸作為正向傳輸，數(shù)據(jù)信號從第二光纖向第一光纖傳輸作為反向傳輸；每一根光纖都與 一個(gè)控制波長分下插入模塊連接；所述的光纖交叉連接矩陣(FXC)通過多個(gè)能將光纖中的光波信號解復(fù)用為多個(gè)波 帶粒度數(shù)據(jù)信號、或?qū)⒍鄠€(gè)波帶粒度數(shù)據(jù)信號復(fù)位為一個(gè)光纖粒度信號的波帶復(fù)用器/解 復(fù)用器與所述的波帶交叉連接矩陣(BXC)連接；所述的波帶交叉連接矩陣(B)(C)通過多個(gè)將波帶粒度數(shù)據(jù)信號解復(fù)用為多個(gè)波長 粒度數(shù)據(jù)信號、或?qū)⒍鄠€(gè)波長粒度數(shù)據(jù)信號復(fù)用為一個(gè)波帶粒度信號的波長復(fù)用器/解復(fù) 用器與所述的波長交叉連接矩陣(WXC)連接；所述的波長交叉連接矩陣(WXC)與所述的轉(zhuǎn)換池連接；所述的轉(zhuǎn)換池包括正向轉(zhuǎn) 換單元和反向轉(zhuǎn)換單元。所述的控制波長分下插入單元包括與所述的光纖連接的前光環(huán)形器和與所述的光交叉連接矩陣連接的后光環(huán)形器，來自前光環(huán)形器的光波信號經(jīng)分路器傳輸至后環(huán)形 器，來自后光環(huán)形器的光纖粒度數(shù)據(jù)信號經(jīng)耦合器傳輸至前環(huán)形器；所述的分路器將光波 信號中的控制信號分下后、將所述的控制信號經(jīng)控制信道輸入控制模塊中；由所述的控制 模塊輸出的控制信號經(jīng)控制信道輸入所述的耦合器中；第一、第二控制波長分下插入單元中的光環(huán)形器的端口順序相反。所述的轉(zhuǎn)換池的轉(zhuǎn)換單元包括第一光環(huán)形器，波長轉(zhuǎn)換交叉連接矩陣，與所述的 波長轉(zhuǎn)換交叉連接矩陣的輸出端連接的波長轉(zhuǎn)換器，和與所述的波長轉(zhuǎn)換器的輸出端連接 的第二光環(huán)形器；所述的第一光環(huán)形器將來自波長交叉連接矩陣(WXC)的輸出信號輸入所 述的波長轉(zhuǎn)換交叉連接矩陣，所述的第二光環(huán)形器將來自各波長轉(zhuǎn)換器的輸出信號輸入所 述的波長交叉連接矩陣(WXC)中。所述的正向轉(zhuǎn)換單元的第一光環(huán)形器作為所述的反向轉(zhuǎn)換單元的第二光環(huán)形器； 所述的反向轉(zhuǎn)換單元的第一光環(huán)形器作為所述的正向轉(zhuǎn)換單元的第二光環(huán)形器。所述的控制模塊包括與所述的分路器連接、將控制信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號的光/ 電轉(zhuǎn)換器，將模擬電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，對數(shù)字電信號進(jìn)行分析后發(fā) 出交叉指令的處理器，將處理器輸出的數(shù)字電信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，和 將模擬電信號轉(zhuǎn)換成光信號、并將此光信號輸入耦合器的電/光轉(zhuǎn)換器。所述的處理器的分析步驟為1、初始化，建立光開關(guān)通路狀態(tài)及命令值列表；2、接收一定時(shí)間內(nèi)輸入的所有的正向傳輸和反向傳輸?shù)臄?shù)字電信號的控制信號 (BCP 包)；3、根據(jù)所述的BCP包的獲取其對應(yīng)的數(shù)據(jù)信號的源端口和目的端口，判斷是否存 在一個(gè)正、反向傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號的源端口和目的端口完全吻合的光纖鏈路，若是，則認(rèn)為數(shù) 據(jù)信號只需經(jīng)光纖交叉連接矩陣(FXC)進(jìn)行光纖層面交換，并輸出控制指令到FXC，轉(zhuǎn)到步 驟7;否則進(jìn)行下一步驟；4、根據(jù)BCP控制包中的源端口和目的端口，判斷是否存在一個(gè)正、反向傳輸?shù)臄?shù) 據(jù)信號的源端口和目的端口完全吻合的波帶鏈路，若是，則認(rèn)為數(shù)據(jù)信號可以進(jìn)行波帶層 面交換，并輸出控制指令到FXC和BXC，轉(zhuǎn)到步驟7 ；否則進(jìn)行下一步驟；5、判斷一個(gè)波長粒度信號的目的波長通道是否空閑，若是，則認(rèn)為可以波長層面 交換并輸出控制碼到FXC、B)(C和WXC，轉(zhuǎn)到步驟7 ；若目的波長通道不空閑，則需要將其中 一個(gè)數(shù)據(jù)信號進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換，并輸出控制指令到FXC、BXC、WXC和WCXC，轉(zhuǎn)到步驟7 ；否則進(jìn) 行下一步驟；6、判斷與該BCP包其對應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(BDP包)是否將發(fā)生擁塞，若是，則作丟棄處 理；7、成功輸出端口編碼，處理過程結(jié)束。正、反向傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號的源端口和目的端口完全吻合是指所有正向傳輸?shù)臄?shù)據(jù) 信號的目的端口都相同，所有反向傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號的目的端口亦相同，正向傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信 號的目的端口等于反向傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號的源端口，反向傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號的目的端口亦等于 正向傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號的源端口。本實(shí)施例中，設(shè)定控制信道兩個(gè)，波長分別為λ0、X1，數(shù)據(jù)信道為八個(gè)，分別為λ 2、λ 3、λ 4、λ 5、λ 6、λ 7、λ 8、λ 9。所述的波長為λ ^的控制信道負(fù)責(zé)正向傳輸波長為λ Q 的突發(fā)控制包，該突發(fā)控制包對應(yīng)于正向傳輸?shù)耐话l(fā)數(shù)據(jù)包，波長可能為λ2、λ3、λ4、λ5、 λ6、λ7、λ8、λ 9中的任意一個(gè)或多個(gè)；所述的波長為X1的控制信道負(fù)責(zé)反向傳輸突發(fā)控 制包，該突發(fā)控制包對應(yīng)于反向傳輸?shù)耐话l(fā)數(shù)據(jù)包，波長可能為K、λ3> λ4、K、K、λ7、 入8、λ 9中的任意一個(gè)或多個(gè)。所述的λ2、λ3、λ4、λ5、λ6、λ7、λ8、λ 9八個(gè)數(shù)據(jù)信道負(fù) 責(zé)正向或者反向傳輸突發(fā)數(shù)據(jù)包，但是每一個(gè)波長信道不能同時(shí)傳輸正向和反向的數(shù)據(jù)信 號，卻可以在不同時(shí)間段分別傳輸正向或者反向的數(shù)據(jù)信號。在本實(shí)施例中，設(shè)定光纖信道數(shù)量為四個(gè)。由于雙向傳輸，rac兩端的光纖同為輸 入端和輸出端。同一個(gè)光纖信道于FXC的兩端各需一個(gè)控制波長分下插入模塊，因此，整個(gè) MG-OXC裝置在本實(shí)施例中需要八個(gè)控制波長分下插入模塊。位于FXC兩端的兩個(gè)控制波長 分下插入模塊中的光環(huán)形器有一點(diǎn)區(qū)別，兩個(gè)光環(huán)形器的端口順序相反，然而這兩個(gè)光環(huán) 形器為完全相同的器件，區(qū)別在于左面的光環(huán)形器正面朝上使用，而右面的光環(huán)形器正面 朝下使用。正向傳輸信號組時(shí)，信號組首先經(jīng)過左面的控制波長分下插入模塊，在該單元中 信號組通過光環(huán)形器后，經(jīng)由具有分路器的支路傳輸，在分路器處分下波長為的Xci的控制 信號進(jìn)入控制模塊，其余信號繼續(xù)向右傳輸進(jìn)入FXC、BXC、WXC、轉(zhuǎn)換池等單元，通過上述四 個(gè)單元中的一個(gè)或多個(gè)后，傳輸?shù)接颐娴目刂撇ㄩL分下插入模塊，在該單元中信號組通過 光環(huán)形器后，經(jīng)由具有耦合器的支路傳輸，在耦合器處插入來自控制模塊的控制信號K。 反向傳輸信號組時(shí)過程類似，區(qū)別在于分下插入的控制信號波長為λ1 5控制波長分下插入 模塊的加入使MG-CKC實(shí)現(xiàn)了雙向傳輸，由此在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中可節(jié)約一半的MG-CKC數(shù)量，大大 降低了成本。所述的光纖交叉連接矩陣(FXC)負(fù)責(zé)光纖粒度的數(shù)據(jù)信號的交叉連接。在本實(shí)施 例中，rac為一個(gè)6 X 6光開關(guān)矩陣，具有十二個(gè)端口，其中下面八個(gè)端口與控制波長分下插 入模塊連接，最終連接到輸入輸出端口，其中上面四個(gè)與波帶復(fù)用器/解復(fù)用器相連接，最 終連接到BXC。當(dāng)一個(gè)光纖鏈路中的正反向傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號具有相吻合的源端口和目的端 口時(shí)，即所有正向傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號的目的端口都相同，所有反向傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號的目的端 口亦相同，正向傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號的目的端口等于反向傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號的源端口，反向傳輸 的數(shù)據(jù)信號的目的端口亦等于正向傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號的源端口。這時(shí)，屬于直通狀態(tài)，只需作 光纖層面的交叉連接，F(xiàn)XC只在下面八個(gè)端口中的左側(cè)端口與右側(cè)端口間進(jìn)行交換，數(shù)據(jù)信 號一定能夠同時(shí)雙向傳輸。當(dāng)一個(gè)光纖鏈路中的正向或者反向傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號中具有不同 的目的端口時(shí)，則不是直通狀態(tài)，這時(shí)需要在十二個(gè)端口中的左側(cè)端口與右側(cè)端口間進(jìn)行 交換，將下方八個(gè)端口中的端口與上方端口中不同側(cè)的端口相連接，連接到波帶解復(fù)用器， 在MC作進(jìn)一步交換。所述的波帶復(fù)用器/解復(fù)用器為1X2波帶復(fù)用器/解復(fù)用器。功能是將一個(gè)光纖 粒度中的八個(gè)數(shù)據(jù)波長解復(fù)用為兩個(gè)波帶粒度，每個(gè)波帶四個(gè)波長，其中λ2、λ3、λ4、λ5 和λ6、λ7、λ8、λ 9各為一個(gè)波帶；或者是將兩個(gè)波帶粒度復(fù)用為一個(gè)光纖粒度。所述的波帶交叉連接矩陣(B)(C)負(fù)責(zé)光纖粒度的數(shù)據(jù)信號的交叉連接。在本實(shí)施 例中，B)(C亦為一個(gè)具有十六個(gè)端口的8 X 8光開關(guān)矩陣，其中下面八個(gè)端口與波帶復(fù)用器/ 解復(fù)用器連接，八個(gè)端口中有四個(gè)端口對應(yīng)λ2、λ3、λ4、λ波帶，B)(C兩端各分布兩個(gè)，四 個(gè)端口對應(yīng)λ6、λ7、λ8、λ 9波帶，B)(C兩端亦各分布兩個(gè)；另外上面八個(gè)與兩種對應(yīng)不同波帶的波長復(fù)用器/解復(fù)用器相連接，最終連接到WXC。當(dāng)一個(gè)波帶鏈路中的幾個(gè)波長信號 具有相吻合的源端口和目的端口時(shí)，屬直通狀態(tài)，只需波帶層面的交叉連接，這時(shí)B)(C只在 下面四個(gè)對應(yīng)波帶的端口中的左側(cè)端口與右側(cè)端口間進(jìn)行交換。當(dāng)一個(gè)波帶鏈路中的正向 或者反向傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號中具有不同的目的端口時(shí)，則不是直通狀態(tài)，這時(shí)需要在十六個(gè) 端口中的左側(cè)端口與右側(cè)端口間進(jìn)行交換，將下方八個(gè)端口中的端口與上方八個(gè)端口中不 同側(cè)的對應(yīng)相同波帶端口相連接，連接到波長解復(fù)用器，在WXC作進(jìn)一步交換。所述的波長復(fù)用器/解復(fù)用器為有兩種對應(yīng)不同波帶的1X4波長復(fù)用器/解復(fù) 用器。作為波長解復(fù)用器時(shí)，它們可解復(fù)用來自不同波帶的數(shù)據(jù)信號。四個(gè)個(gè)波長解復(fù)用器 將解復(fù)用出兩組相同的信道組，每組都有八個(gè)波長粒度信道，波長分別為K、λ3、λ4、入5、 λ 6、λ 7、λ 8、λ 9。作為波長復(fù)用器時(shí)它們分別將λ 2、λ 3、λ 4、λ 5四個(gè)波長粒度和λ 6、λ 7、 λ8、λ 9四個(gè)波長粒度復(fù)用為兩個(gè)波帶粒度。所述的波長交叉連接矩陣(WXC)負(fù)責(zé)波長粒度的數(shù)據(jù)信號的交叉連接。在本實(shí)施 例中，B)(C亦為一個(gè)具有四十八個(gè)端口的MXM光開關(guān)矩陣，其中下面三十二個(gè)端口與波 長復(fù)用器/解復(fù)用器連接，兩側(cè)各有兩組對應(yīng)八個(gè)波長粒度信道的端口，相同波長信道的 端口間可以交叉連接；另外上面十六個(gè)端口與轉(zhuǎn)換池相連接。當(dāng)一個(gè)波長信號的目的通道 空閑時(shí)，不需要作波長轉(zhuǎn)換時(shí)，屬直通狀態(tài)，只需波長層面的交叉連接，這時(shí)WXC只在下面 三十二個(gè)端口中的四個(gè)對應(yīng)該波長的左側(cè)端口與右側(cè)端口間進(jìn)行交換。當(dāng)一個(gè)波長信號需 要作波長轉(zhuǎn)換時(shí)，則不是直通狀態(tài)，這時(shí)需要將端口交叉連接到上面不同側(cè)對應(yīng)該波長的 端口，連接到轉(zhuǎn)換池作波長轉(zhuǎn)換。所述的轉(zhuǎn)換池包括光環(huán)形器、波長轉(zhuǎn)換器和連接波長轉(zhuǎn)換器的光交叉連接矩陣 (WCXC)。在本實(shí)施例中，兩個(gè)連接波長轉(zhuǎn)換器的光交叉連接矩陣(WCXC)都是具有十六個(gè)端 口的8X8光開關(guān)矩陣，兩組波長轉(zhuǎn)換器各有八個(gè)波長轉(zhuǎn)換器，對應(yīng)λ2、λ3、λ4、λ5、入6、 λ7、λ8、λ9八個(gè)波長。當(dāng)數(shù)據(jù)信號正向傳輸時(shí)，通過光環(huán)形器后，經(jīng)由上方支路，在上方支 路中的WCXC中作交叉連接，交換后連接到需轉(zhuǎn)換成的目的波長對應(yīng)的波長轉(zhuǎn)換器端口，最 后經(jīng)由光環(huán)形器連接到波長復(fù)用器。當(dāng)數(shù)據(jù)信號反向傳輸時(shí)，通過光環(huán)形器后，經(jīng)由下方支 路，在下方支路中的WCXC中作交叉連接，交換后連接到需轉(zhuǎn)換成的目的波長對應(yīng)的波長轉(zhuǎn) 換器端口，最后經(jīng)由光環(huán)形器連接到波長復(fù)用器。所述的轉(zhuǎn)換池通過使用光環(huán)形器使不同 傳輸方向的數(shù)據(jù)分離到不同支路的方式，在每個(gè)支路作單向傳輸?shù)姆绞綄?shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)換池整體 具備了雙向轉(zhuǎn)換波長的能力，從而提高了雙向MG-CKC的網(wǎng)絡(luò)性能，降低了擁塞率。本實(shí)施例的處理器采用現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)系統(tǒng)。光/電轉(zhuǎn)換器負(fù)責(zé)將控 制信號從光信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號，電/光轉(zhuǎn)換器負(fù)責(zé)將控制信號從模擬電信號轉(zhuǎn)換成光 信號，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器負(fù)責(zé)將模擬電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號，數(shù)/模轉(zhuǎn)換器負(fù)責(zé)將數(shù)字電信號 轉(zhuǎn)換成模擬電信號，F(xiàn)PGA系統(tǒng)負(fù)責(zé)數(shù)字電信號狀態(tài)的控制信號的分析與交換，并輸出FXC、 BXC,WXC以及轉(zhuǎn)換池中的光交叉連接矩陣的控制信號。在本實(shí)施例中，控制模塊兩側(cè)各有八個(gè)端口，共有十六個(gè)端口。內(nèi)部氛圍兩種處理 模塊，分別處理不同傳輸方向的BCP信號，每個(gè)處理模塊包括一個(gè)FPGA系統(tǒng)、四個(gè)光/電轉(zhuǎn) 換器、四個(gè)電/光轉(zhuǎn)換器、四個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器和四個(gè)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。BCP信號從輸入端輸入 后，經(jīng)過光/電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬電信號，再經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號，傳輸?shù)?FPGA作分析處理，并交換到目的光纖對應(yīng)的FPGA端口輸出，然后數(shù)/模轉(zhuǎn)換器和電/光轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成BCP光信號，最后傳輸?shù)娇刂撇ㄩL分下插入模塊。本實(shí)用新型的基本工作流程為只有直通信號的光纖直接通過FXC選路輸出；含 有波長交換信道的光纖則要通過波帶解復(fù)用器解復(fù)用為單個(gè)的波帶信號，然后通過MC執(zhí) 行波帶交換選路輸出，若波帶交換滿足不了交換要求，則解復(fù)用為單個(gè)長波，通過WXC選路 輸出，如需波長轉(zhuǎn)換還可以執(zhí)行波長轉(zhuǎn)換功能，最后再經(jīng)過波長復(fù)用器和波帶復(fù)用器復(fù)用 到輸出光纖中。如果需要執(zhí)行下層的交換都必須先經(jīng)過上層的交換矩陣。如果信號繼續(xù)向 下游傳輸，最后信號則需經(jīng)過相反的過程從下層交換矩陣逐層返回光纖端口。本實(shí)用新型通過在MG-CKC裝置的結(jié)構(gòu)中加入光環(huán)形器，搭建了雙向傳輸信道分 離處理的控制波長分下插入模塊和轉(zhuǎn)換池，實(shí)現(xiàn)了 MG-OXC裝置的雙向傳輸，從而節(jié)約了節(jié) 點(diǎn)成本。另外，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的獨(dú)特的雙向轉(zhuǎn)換池，首次在一個(gè)轉(zhuǎn)換池里實(shí)現(xiàn)了對不同傳 輸方向的數(shù)據(jù)信道分離，然后分別在不同的波長轉(zhuǎn)換器組完成波長轉(zhuǎn)換，大大提高了節(jié)點(diǎn) 的交換性能，降低了擁塞率。本說明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對實(shí)用新型構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本實(shí)用新 型的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍也及 于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求1.用于光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點(diǎn)的多粒度光交叉連接裝置，其特征在于包括多根傳 輸光波信號的第一光纖和第二光纖，將在光纖中傳輸?shù)墓獠ㄐ盘栔蟹窒乱粋€(gè)波長信號作為 控制信號而其余波長信號作為數(shù)據(jù)信號繼續(xù)在光纖內(nèi)傳輸、或?qū)⒁豢刂菩盘柌迦氲焦饫w中 傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號中的控制波長分下插入模塊，光纖交叉連接矩陣，波帶交叉連接矩陣，波長 交叉連接矩陣和轉(zhuǎn)換池以及能傳輸并交換所述的控制信號、并對所述的控制信號的目的端 口和源端口進(jìn)行分析以確定對應(yīng)的數(shù)據(jù)信號需要進(jìn)行幾次交叉并發(fā)出交叉指令的控制模 塊；所述的光纖通過所述的控制波長分下插入模塊與所述的光纖交叉連接矩陣連接；所述 的第一光纖與所述的光纖交叉連接矩陣的左側(cè)端口連接，所述的第二光纖與所述的光纖交 叉連接矩陣的右側(cè)端口連接；與第一光纖連接的第一控制波長分下插入模塊通過第一控制 信號與所述的控制模塊連接，與第二光纖連接的第二控制波長分下插入模塊通過第二控制 信號與所述的控制模塊連接；將數(shù)據(jù)信號從第一光纖向第二光纖傳輸作為正向傳輸，數(shù)據(jù) 信號從第二光纖向第一光纖傳輸作為反向傳輸；所述的光纖交叉連接矩陣通過多個(gè)能將光纖中的光波信號解復(fù)用為多個(gè)波帶粒度數(shù) 據(jù)信號、或?qū)⒍鄠€(gè)波帶粒度數(shù)據(jù)信號復(fù)位為一個(gè)光纖粒度信號的波帶復(fù)用器/解復(fù)用器與 所述的波帶交叉連接矩陣連接；所述的波帶交叉連接矩陣通過多個(gè)將波帶粒度數(shù)據(jù)信號解復(fù)用為多個(gè)波長粒度數(shù)據(jù) 信號、或?qū)⒍鄠€(gè)波長粒度數(shù)據(jù)信號復(fù)用為一個(gè)波帶粒度信號的波長復(fù)用器/解復(fù)用器與所 述的波長交叉連接矩陣連接；所述的波長交叉連接矩陣與所述的轉(zhuǎn)換池連接；所述的轉(zhuǎn)換池包括正向轉(zhuǎn)換單元和反 向轉(zhuǎn)換單元。
2.如權(quán)利要求1所述的用于光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點(diǎn)的多粒度光交叉連接裝置，其特 征在于所述的控制波長分下插入單元包括與所述的光纖連接的前光環(huán)形器和與所述的光 交叉連接矩陣連接的后光環(huán)形器，來自前光環(huán)形器的光波信號經(jīng)分路器傳輸至后環(huán)形器， 來自后光環(huán)形器的光纖粒度數(shù)據(jù)信號經(jīng)耦合器傳輸至前環(huán)形器；所述的分路器將光波信號 中的控制信號分下后、將所述的控制信號經(jīng)控制信道輸入控制模塊中；由所述的控制模塊 輸出的控制信號經(jīng)控制信道輸入所述的耦合器中；第一、第二控制波長分下插入單元中的 光環(huán)形器的端口順序相反。
3.如權(quán)利要求2所述的用于光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點(diǎn)的多粒度光交叉連接裝置，其特 征在于所述的轉(zhuǎn)換池的轉(zhuǎn)換單元包括第一光環(huán)形器，波長轉(zhuǎn)換交叉連接矩陣，與所述的波 長轉(zhuǎn)換交叉連接矩陣的輸出端連接的波長轉(zhuǎn)換器，和與所述的波長轉(zhuǎn)換器的輸出端連接的 第二光環(huán)形器；所述的第一光環(huán)形器將來自波長交叉連接矩陣的輸出信號輸入所述的波長 轉(zhuǎn)換交叉連接矩陣，所述的第二光環(huán)形器將來自各波長轉(zhuǎn)換器的輸出信號輸入所述的波長 交叉連接矩陣中。
4.如權(quán)利要求3所述的用于光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點(diǎn)的多粒度光交叉連接裝置，其特 征在于所述的正向轉(zhuǎn)換單元的第一光環(huán)形器作為所述的反向轉(zhuǎn)換單元的第二光環(huán)形器； 所述的反向轉(zhuǎn)換單元的第一光環(huán)形器作為所述的正向轉(zhuǎn)換單元的第二光環(huán)形器。
5.如權(quán)利要求4所述的用于光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點(diǎn)的多粒度光交叉連接裝置，其特 征在于所述的控制模塊包括與所述的分路器連接、將控制信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號的光/電轉(zhuǎn)換器，將模擬電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，對數(shù)字電信號進(jìn)行分析后發(fā) 出交叉指令的處理器，將處理器輸出的數(shù)字電信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，和 將模擬電信號轉(zhuǎn)換成光信號、并將此光信號輸入耦合器的電/光轉(zhuǎn)換器。
專利摘要用于光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點(diǎn)的多粒度光交叉連接裝置，包括多根傳輸光波信號的第一光纖和第二光纖，控制波長分下插入模塊，光纖交叉連接矩陣，波帶交叉連接矩陣，波長交叉連接矩陣和轉(zhuǎn)換池以及能控制模塊；所述的光纖通過控制波長分下插入模塊與光纖交叉連接矩陣連接；控制波長分下插入模塊與所述的控制模塊連接，所述的光纖交叉連接矩陣波帶復(fù)用器/解復(fù)用器與所述的波帶交叉連接矩陣連接；所述的波帶交叉連接矩陣通過波長復(fù)用器/解復(fù)用器與所述的波長交叉連接矩陣連接；所述的波長交叉連接矩陣與所述的轉(zhuǎn)換池連接；所述的轉(zhuǎn)換池包括正向轉(zhuǎn)換單元和反向轉(zhuǎn)換單元。本實(shí)用新型具有擁塞消解能力強(qiáng)、支持雙向傳輸、性能較優(yōu)異的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H04Q11/00GK201846454SQ201020262078
公開日2011年5月25日 申請日期2010年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月19日
發(fā)明者樂孜純, 付明磊, 朱智俊, 陳君 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)