光學(xué)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)(200)包括：主光學(xué)分組環(huán)(201)，其包括多個(gè)單獨(dú)的分組傳輸信道；以及通過該主光學(xué)分組環(huán)進(jìn)行互連的多個(gè)輔光學(xué)分組環(huán)(202)。輔光學(xué)分組環(huán)(202)中的每個(gè)輔光學(xué)分組環(huán)包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)(400)。主光學(xué)分組環(huán)(201)的所述分組傳輸信道中的每個(gè)分組傳輸信道分別連接至每個(gè)輔光學(xué)分組環(huán)(202)的不同節(jié)點(diǎn)。
【專利說明】光學(xué)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)通信系統(tǒng)中的光學(xué)分組交換的【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明進(jìn)一步涉及用于在使用光學(xué)分組交換的數(shù)據(jù)中心中存儲(chǔ)/提供數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，以及相應(yīng)的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，數(shù)據(jù)中心的使用已經(jīng)變得越來越普遍。常規(guī)的數(shù)據(jù)中心的問題之一在于，由于數(shù)據(jù)中心的大量部件，部件之間必須有大量的數(shù)據(jù)連接。數(shù)據(jù)中心的常規(guī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)通常將經(jīng)由以太網(wǎng)線纜連接的以太網(wǎng)交換機(jī)用作數(shù)據(jù)連接。如隨后將會(huì)解釋的，這導(dǎo)致了復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
[0003]圖1示出了具有三層(僅示出了層2和3)的數(shù)據(jù)中心的常規(guī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)100的示例。如能夠從圖1所得出的，在網(wǎng)絡(luò)層2中，多個(gè)架頂式(Top of Rack,ToR)交換機(jī)連接至多個(gè)交換機(jī)S。交換機(jī)S連接至匯總交換機(jī)AS。匯總交換機(jī)AS連接至位于層3中的接入路由器AR。接入路由器AR隨后連接至位于層3中的纖芯路由器CR。纖芯路由器CR連接至外部通信網(wǎng)絡(luò)、如因特網(wǎng)。
[0004]在該架構(gòu)中，隨著數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)在交換機(jī)層級中向上流動(dòng)(從架頂式交換機(jī)到因特網(wǎng))，可能出現(xiàn)導(dǎo)致高延時(shí)效應(yīng)的數(shù)據(jù)瓶頸?？赡芡ㄟ^向數(shù)據(jù)中心添加更多硬件來去除該網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)瓶頸，即以增加數(shù)據(jù)中心的硬件成本(超量配置)為代價(jià)。超量配置的數(shù)量可以由“超額利用率”所指定，其實(shí)質(zhì)上指示相對數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中的最大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量需求/硬件資源需求提供了多少硬件能力。
[0005]在圖1中示出的架構(gòu)100需要大量接口和線纜以便將數(shù)據(jù)中心的部件互相連接。此外，線纜經(jīng)?；ハ嘟徊?。這導(dǎo)致了對維護(hù)數(shù)據(jù)中心的高成本和工作量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。該數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)包括具有多個(gè)分組傳輸信道的主光學(xué)分組環(huán)以及通過該主光學(xué)分組環(huán)進(jìn)行互連的多個(gè)輔光學(xué)分組環(huán)。這些輔光學(xué)分組環(huán)中的每個(gè)輔光學(xué)分組環(huán)包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)。該主光學(xué)分組環(huán)的分組傳輸信道中的每個(gè)分組傳輸信道分別連接至每個(gè)輔光學(xué)分組環(huán)的不同節(jié)點(diǎn)。因此，每個(gè)節(jié)點(diǎn)與主光學(xué)分組環(huán)的分組傳輸信道以及輔光學(xué)分組環(huán)相連接。連接至輔光學(xué)分組換的節(jié)點(diǎn)通常連接至主光學(xué)分組環(huán)的不同分組傳輸信道。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以連接至主光學(xué)分組換的一個(gè)分組傳輸信道和一個(gè)輔光學(xué)分組換。因此，提供了一種完全互連的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其中所有節(jié)點(diǎn)都被連接而沒有任何瓶頸。
[0007]在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以包括可連接到至少一個(gè)數(shù)據(jù)處理單元的數(shù)據(jù)接口，該數(shù)據(jù)處理單元例如數(shù)據(jù)中心中的服務(wù)器計(jì)算機(jī)。每個(gè)數(shù)據(jù)接口可以選擇性地可連接至主光學(xué)分組環(huán)和該節(jié)點(diǎn)的輔光學(xué)分組環(huán)。該節(jié)點(diǎn)可以被配置為使得在主光學(xué)分組環(huán)的分組傳輸信道上傳播的并且以并未連接至承載該數(shù)據(jù)分組的分組傳輸信道的目的地節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)接口為地址的光學(xué)數(shù)據(jù)分組被連接至承載該數(shù)據(jù)分組的分組傳輸信道的節(jié)點(diǎn)所接收。該分組隨后可以經(jīng)由輔光學(xué)分組環(huán)被轉(zhuǎn)發(fā)至目的地節(jié)點(diǎn)?？商鎿Q地或除此之外，該節(jié)點(diǎn)可以被配置為將光學(xué)數(shù)據(jù)分組從源節(jié)點(diǎn)經(jīng)由輔光學(xué)分組環(huán)轉(zhuǎn)發(fā)至同樣連接至該輔光學(xué)分組環(huán)的另一個(gè)節(jié)點(diǎn)，并且經(jīng)由主光學(xué)分組環(huán)中連接至該另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的分組傳輸信道將該光學(xué)數(shù)據(jù)分組傳輸至目的地節(jié)點(diǎn)。因此，每個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠經(jīng)由輔光學(xué)分組環(huán)上的一次數(shù)據(jù)傳送以及主光學(xué)分組環(huán)上的一次數(shù)據(jù)傳送與每個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。
[0008]因此，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的所有節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)處理單元之間的完全連接。節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量由主光學(xué)分組環(huán)的多個(gè)光學(xué)分組傳輸信道來承載。每一個(gè)均被指配至特定節(jié)點(diǎn)集合的多個(gè)輔光學(xué)分組環(huán)允許信道轉(zhuǎn)換，例如在源節(jié)點(diǎn)的輔分組環(huán)中、在目的地節(jié)點(diǎn)的輔分組環(huán)中、或者在主光學(xué)分組環(huán)的中間節(jié)點(diǎn)的任意輔分組環(huán)中。
[0009]在一個(gè)實(shí)施例中，主光學(xué)分組環(huán)的每個(gè)分組傳輸信道可以是單獨(dú)的物理信道并且使用單獨(dú)的光學(xué)信號(hào)。該分組傳輸信道可以是復(fù)用傳輸信道。在一個(gè)實(shí)施例中，主光學(xué)分組環(huán)包括以下各項(xiàng)中的至少一項(xiàng):多模光纖內(nèi)的空間復(fù)用模式信道，用于允許信號(hào)的同時(shí)傳播為不同光學(xué)模式；多芯光纖的光纖纖芯，每個(gè)纖芯允許至少一個(gè)光學(xué)信號(hào)的傳播；光纖內(nèi)的允許不同波長的信號(hào)同時(shí)傳播的波長信道；以及多光纖線纜內(nèi)的光纖，每個(gè)光纖允許至少一個(gè)光學(xué)信號(hào)的傳播?？商鎿Q地，主光學(xué)分組環(huán)可以包括多光纖線纜，其包括光纖束，每個(gè)光纖允許至少一個(gè)光學(xué)信號(hào)的傳播。另外，主光學(xué)分組環(huán)可以包括多波長光纖，其允許不同波長的信號(hào)的同時(shí)傳播。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，主光學(xué)分組環(huán)包括被適配為對該主光學(xué)分組環(huán)的分組傳輸信道進(jìn)行分離或解復(fù)用的至少一個(gè)解復(fù)用器，以及被適配為將分組傳輸信道合并或復(fù)用到該主光學(xué)分組環(huán)上的至少一個(gè)復(fù)用器。該數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)可以包括多個(gè)第一光纖。每個(gè)第一光纖可以承載該主光學(xué)分組環(huán)的一個(gè)分組傳輸信道。第一光纖通常位于解復(fù)用器和復(fù)用器之間并且承載主光學(xué)分組環(huán)中被分離到個(gè)體分組傳輸信道中的光學(xué)分組。多個(gè)放大器可以被放置于第一光纖中。放大器分別對與主光學(xué)分組環(huán)的分組傳輸信道相對應(yīng)并且在第一光纖上進(jìn)行傳播的信號(hào)進(jìn)行放大?？商鎿Q地，可以將公共放大器放置于主光學(xué)分組環(huán)中，以對主光學(xué)分組環(huán)的所有分組傳輸信道進(jìn)行聯(lián)合放大。放大器例如可以是用于多模光纖的多模放大器、用于多芯光纖的多芯放大器、用于光纖束而且還用于多芯/多模光纖的單模放大器(在這種情況下，放大器可以位于解復(fù)用器件之后)。
[0011]在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以包括分別連接至主光學(xué)分組環(huán)的分組傳輸信道的第一發(fā)射器單元和第一接收器單元。第一發(fā)射器單元和第一接收器單元可以連接至與該主光學(xué)分組環(huán)相關(guān)聯(lián)的第一光纖。該節(jié)點(diǎn)可以進(jìn)一步包括分別連接至輔光學(xué)分組環(huán)的第二發(fā)射器單元和第二接收器單元。第二發(fā)射器單元和第二接收器單元可以連接至與輔光學(xué)分組環(huán)相關(guān)聯(lián)的第二光纖。該節(jié)點(diǎn)可以進(jìn)一步包括可連接至數(shù)據(jù)處理單元的數(shù)據(jù)接口，以及連接至第一發(fā)射器單元、第一接收器單元、第二發(fā)射器單元、第二接收器單元和數(shù)據(jù)接口的切換單元。該切換單元可以被配置為選擇性地在第一接收器單元或第二接收器單元與第一發(fā)射器單元或第二發(fā)射器單元之間，或者在第一接收器單元、第二接收器單元、第一發(fā)射器單元或第二發(fā)射器單元中的一個(gè)單元與數(shù)據(jù)接口之間建立連接路徑。利用該實(shí)施例能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)處理單元之間高的網(wǎng)絡(luò)性能和完全連接性，同時(shí)部件之間的連接數(shù)量被大幅減少。因此，能夠提供一種用于大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的高效數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，該主光學(xué)分組環(huán)和輔光學(xué)分組環(huán)是透明的。來自主光學(xué)分組環(huán)和輔光學(xué)分組環(huán)的傳送經(jīng)由光電轉(zhuǎn)換。例如，第一和/或第二發(fā)射器單元可以是快速波長可調(diào)諧發(fā)射器，其發(fā)射分組并且可能改變每個(gè)分組的波長。類似地，第一發(fā)射器單元和/或第二發(fā)射器單元可以是快速波長可調(diào)諧接收器單元，其接收分組并且可能改變每個(gè)分組的波長。
[0013]在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以包括可連接至與主光學(xué)分組環(huán)耦合的第一光學(xué)分組攔截器(blocker)的第一光學(xué)分組控制接口。該節(jié)點(diǎn)可以被配置為將第一攔截信息通過第一光學(xué)分組控制接口轉(zhuǎn)發(fā)至第一光學(xué)分組攔截器。該第一攔截信息指示要由第一光學(xué)分組攔截器攔截在主光學(xué)分組環(huán)上行進(jìn)的光學(xué)分組還是由第一光學(xué)分組攔截器攔截使在主光學(xué)分組環(huán)上行進(jìn)的光學(xué)分組通過。
[0014]在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以包括可連接至與輔光學(xué)分組環(huán)耦合的第二光學(xué)分組攔截器的第二光學(xué)分組控制接口。該節(jié)點(diǎn)可以被配置為將第二攔截信息通過第二光學(xué)分組控制接口轉(zhuǎn)發(fā)至第二光學(xué)分組攔截器。該第二攔截信息指示要由第二光學(xué)分組攔截器攔截在輔光學(xué)分組環(huán)上行進(jìn)的光學(xué)分組還是由第二光學(xué)分組攔截器使在輔光學(xué)分組環(huán)上行進(jìn)的光學(xué)分組通過。
[0015]該光學(xué)分組攔截器例如可以是對相應(yīng)的光學(xué)分組環(huán)上的分組業(yè)務(wù)量進(jìn)行控制的集成分組攔截器，即，使得光學(xué)分組傳輸或清理分組時(shí)隙以便丟棄或替換分組。例如，可以使用硅集成光子分組攔截器。這樣的分組攔截器可以包括波長解復(fù)用器、光閘(opticalgate)和復(fù)用器。該攔截功能可以使用單獨(dú)部件來實(shí)施(該光閘可以是S0A(半導(dǎo)體光學(xué)放大器)或R-SOA (反射S0A)或者任意1:1的快速光學(xué)交換機(jī))。該攔截功能也可以使用其它技術(shù)來實(shí)施，例如πι-v半導(dǎo)體技術(shù)、硅光子技術(shù)或硅光子上的混合πι-v半導(dǎo)體，或者任意其它技術(shù)(如平面硅)。
[0016]在一個(gè)實(shí)施例中，該切換單元可以包括可連接至主光學(xué)分組環(huán)的第一控制信息接口。該切換單元可以被配置為經(jīng)由該第一控制信息接口從主光學(xué)分組環(huán)接收控制信息或者向主光學(xué)分組環(huán)發(fā)送控制信息。該切換單元可以進(jìn)一步包括可連接至節(jié)點(diǎn)的輔光學(xué)分組環(huán)的第二控制信息接口。該切換單元可以被配置為經(jīng)由該第二控制信息接口從輔光學(xué)分組環(huán)接收控制信息或者向輔光學(xué)分組環(huán)發(fā)送控制信息。
[0017]在一個(gè)實(shí)施例中，該切換單元可以被配置為基于經(jīng)由第一控制信息接口或經(jīng)由第二控制信息接口所接收的控制信息而選擇性地在第一接收器單元或第二接收器單元與第一發(fā)射器單元或第二發(fā)射器單元之間，或者在第一接收器單元、第二接收器單元、第一發(fā)射器單元或第二發(fā)射器單元中的一個(gè)單元與數(shù)據(jù)接口之間建立連接路徑。這允許該切換單元可由被有效地控制。
[0018]在一個(gè)實(shí)施例中，用于控制第一光學(xué)分組攔截器和第二光學(xué)分組攔截器的第一攔截信息和第二攔截信息可以基于經(jīng)由第一控制信息接口或經(jīng)由第二控制信息接口所接收的控制信息而生成。因此，能夠?qū)Ψ纸M攔截器的操作進(jìn)行有效控制。
[0019]在一個(gè)實(shí)施例中，輔光學(xué)分組環(huán)可以是單模/單芯光纖環(huán)。多個(gè)放大器可以被放置于輔光學(xué)分組環(huán)中。放大器分別對通過輔光學(xué)分組環(huán)傳播的信號(hào)進(jìn)行放大。通常，放大器的數(shù)量低于連接至輔光學(xué)分組環(huán)的節(jié)點(diǎn)(或數(shù)據(jù)處理單元)的數(shù)量。例如，在光學(xué)分組環(huán)中僅對每η個(gè)節(jié)點(diǎn)布置一個(gè)放大器(被放置于其中)。之所以可能如此是因?yàn)楣?jié)點(diǎn)(的接收器和發(fā)射器)之間的距離很小，從而使得光纖損失很小。而且，由于小的色散，可以使用(與長距離傳輸系統(tǒng)中所使用的常規(guī)相干接收器相比)需要較低數(shù)字信號(hào)處理能力并且具有低功耗的接收器單元。該實(shí)施例的一種效果在于能夠進(jìn)一步降低硬件工作量。
[0020]在一個(gè)實(shí)施例中，連接至輔光學(xué)分組環(huán)的節(jié)點(diǎn)可以具有與主光學(xué)分組環(huán)耦合的公共控制單元。該公共控制單元可以被配置為選擇性地控制與主光學(xué)分組環(huán)耦合的第一光學(xué)分組攔截器。第一光學(xué)分組攔截器可以被用來在該公共控制單元的控制下選擇性地?cái)r截或通過在主光學(xué)分組環(huán)上行進(jìn)的光學(xué)分組。
[0021]在一個(gè)實(shí)施例中，第一發(fā)射器單元和第一接收器單元和/或第二發(fā)射器單元和第二接收器單元可以被配置為分別在多個(gè)波長上進(jìn)行操作。因此，主分組環(huán)的操作可以基于波分復(fù)用(WDM)。例如，每個(gè)光纖或纖芯或模式上的80個(gè)不同的波長可以被用來在主光學(xué)環(huán)上傳輸分組。在實(shí)施例中，多個(gè)波長中的特定波長被指配給特定節(jié)點(diǎn)或數(shù)據(jù)接口(或數(shù)據(jù)處理單元)。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)高的網(wǎng)絡(luò)性能，同時(shí)節(jié)點(diǎn)之間并且因此數(shù)據(jù)接口(或數(shù)據(jù)處理單元)之間的連接數(shù)量仍然進(jìn)一步有所減少。
[0022]在一個(gè)實(shí)施例中，連接至節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)處理單元可以是提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和獲取功能的服務(wù)器單元。因此，能夠基于所建議的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)非常高效的數(shù)據(jù)中心。
[0023]在一個(gè)實(shí)施例中，控制信息可以與相對應(yīng)的光學(xué)數(shù)據(jù)分組相同步地通過主光學(xué)分組環(huán)和/或輔光學(xué)分組環(huán)進(jìn)行傳播。以這種方式，環(huán)上的所有節(jié)點(diǎn)都能夠互相輕松同步，并且提供了其中能夠在主光學(xué)環(huán)和/或輔光學(xué)環(huán)上的時(shí)隙中傳輸分組的同步光學(xué)網(wǎng)絡(luò)。通常，主光學(xué)分組環(huán)的同步獨(dú)立于輔光學(xué)分組環(huán)的同步。
[0024]在一個(gè)實(shí)施例中，控制信息可以使用專用控制信道而通過主光學(xué)分組環(huán)和/或輔光學(xué)分組環(huán)進(jìn)行傳播。在每個(gè)光纖/纖芯/模式中，可以為控制信道指配專用波長(例如以2.5Gbit/s進(jìn)行調(diào)制)，或者可替換地，一個(gè)光纖、模式或纖芯可以專用于針對在所有波長和所有纖芯/模式上所承載的分組而承載控制數(shù)據(jù)。以這種方式，能夠在所有節(jié)點(diǎn)處透明地提取控制信息。
[0025]在一個(gè)實(shí)施例中，提供了包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)的超節(jié)點(diǎn)。該超節(jié)點(diǎn)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)的第一發(fā)射器單元和第一接收器單元可以連接至多模光纖的相同模式或者連接至多芯光纖的相同纖芯或者光纖束的相同光纖。不同節(jié)點(diǎn)的第一發(fā)射器單元可以分別連接至多模光纖的不同模式或者連接至多芯光纖的不同纖芯。不同節(jié)點(diǎn)的第一接收器單元可以分別連接至多模光纖的不同模式或者連接至多芯光纖的不同纖芯或者連接至光纖束的相同光纖。該實(shí)施例的效果在于針對大量節(jié)點(diǎn)獲得了非常高效的系統(tǒng)。包括多個(gè)超節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)可以提供非常大量的用于連接數(shù)據(jù)處理單元的數(shù)據(jù)接口，由此為大型數(shù)據(jù)中心提供了高效的完全網(wǎng)狀的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
[0026]在一個(gè)實(shí)施例中，超節(jié)點(diǎn)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的第二發(fā)射器單元和第二接收器單元連接至公共的輔光學(xué)分組環(huán)。因此，獲得了通過最少數(shù)量的線纜所連接的多個(gè)完全連接的節(jié)點(diǎn)的緊湊系統(tǒng)。
[0027]在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)超節(jié)點(diǎn)可以包括光學(xué)(空間)解復(fù)用器件，用于將(主光學(xué)分組環(huán)的)多模光纖的模式分離到第一光纖中，或者將(主光學(xué)分組環(huán)的)多芯光纖的纖芯與第一光纖相耦合。超節(jié)點(diǎn)可以進(jìn)一步包括光學(xué)復(fù)用器件，用于將模式復(fù)用到(主光學(xué)分組環(huán)的)多模光纖上。對應(yīng)于該模式的光學(xué)信號(hào)可以被承載于第一光纖上。該復(fù)用器件還可以被用來將第一光纖耦合至(主光學(xué)分組環(huán)的)多芯光纖的纖芯。這些復(fù)用(解復(fù)用)器件允許個(gè)體節(jié)點(diǎn)與主光學(xué)分組環(huán)的多模/纖芯光纖的有效耦合。在主光纖分組環(huán)包括具有多個(gè)光纖的線纜的情況下，并不需要復(fù)用(解復(fù)用)器件，因?yàn)樵撌械拿總€(gè)光纖能夠與個(gè)體的第一接收器/第一發(fā)射器相連接，從而不需要信號(hào)疊加。
[0028]在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種對數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行互連的方法。該方法可以包括提供包括多個(gè)單獨(dú)的分組傳輸信道的主光學(xué)分組環(huán)；提供多個(gè)輔光學(xué)分組環(huán)，所述輔光學(xué)分組環(huán)中的每個(gè)輔光學(xué)分組環(huán)包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)；以及通過將主光學(xué)分組環(huán)的所述分組傳輸信道中的每個(gè)分組傳輸信道分別連接至每個(gè)輔光學(xué)分組環(huán)的不同節(jié)點(diǎn)，而將所述多個(gè)輔光學(xué)分組環(huán)通過所述主光學(xué)分組環(huán)進(jìn)行互連。
[0029]這樣，該數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)可以包括主光學(xué)分組環(huán)，其包括多個(gè)分組傳輸信道；多個(gè)輔光學(xué)分組環(huán)；和沿該主光學(xué)分組環(huán)定位的多個(gè)節(jié)點(diǎn)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以與該主光學(xué)分組環(huán)的分組傳輸信道和輔光學(xué)分組環(huán)相連接。一種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以包括可連接至一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/獲取單元的數(shù)據(jù)接口。節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)接口可經(jīng)由第一接收器單元或第一發(fā)射器單元連接至該主光學(xué)分組環(huán)。節(jié)點(diǎn)的該數(shù)據(jù)接口還可以經(jīng)由第二接收器單元或第二發(fā)射器單元連接至該輔光學(xué)分組環(huán)。
[0030]該方法可以進(jìn)一步包括向第一節(jié)點(diǎn)傳輸以該主光學(xué)分組環(huán)的分組傳輸信道上的目的地節(jié)點(diǎn)為地址的光學(xué)數(shù)據(jù)分組，其中該目的地節(jié)點(diǎn)并未連接至承載該數(shù)據(jù)分組的分組傳輸信道；并且經(jīng)由輔光學(xué)分組環(huán)將所接收的光學(xué)數(shù)據(jù)分組從第一節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)至目的地節(jié)點(diǎn)。該輔光學(xué)分組環(huán)將第一節(jié)點(diǎn)和目的地節(jié)點(diǎn)互連。
[0031]該方法可以包括將來自源節(jié)點(diǎn)的光學(xué)數(shù)據(jù)分組沿輔光學(xué)分組環(huán)傳輸至第二節(jié)點(diǎn)，該輔光學(xué)分組環(huán)將源節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)進(jìn)行互連；并且將所接收的光學(xué)數(shù)據(jù)分組從第二節(jié)點(diǎn)傳輸至其在該主光學(xué)分組環(huán)的分組傳輸信道上的目的地。
[0032]應(yīng)當(dāng)注意的是，以上針對數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和該系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)所提到的各方面也可以應(yīng)用于所建議的方法。因此，針對該系統(tǒng)和節(jié)點(diǎn)所公開的所有實(shí)施例都能夠與所建議的方法相結(jié)合以實(shí)現(xiàn)類似的效果和優(yōu)勢。
[0033]隨后將參考附圖通過示例而以隨后所描述的實(shí)施例為參考對本發(fā)明的這些和其它方面進(jìn)行闡述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1示意性圖示了常規(guī)數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
[0035]圖2示意性圖示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。
[0036]圖3示意性圖示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。
[0037]圖3a示意性圖示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的一部分。
[0038]圖4示意性圖示了根據(jù)實(shí)施例可以在圖3所示的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中使用的節(jié)點(diǎn)。
[0039]圖4a示意性圖示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。
[0040]圖5示意性圖示了圖3所示的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的一部分的可能實(shí)現(xiàn)方式。
[0041]圖6示意性圖示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。
[0042]圖7示意性圖示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。
[0043]圖8示意性圖示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。

【具體實(shí)施方式】
[0044]雖然以下對多個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚的是，來自多于一個(gè)的實(shí)施例的個(gè)體特征可以進(jìn)行組合并且本文的公開擴(kuò)展至結(jié)合實(shí)施例所描述的每一種可能的特征組合。特別地，與示例方法相結(jié)合所公開的特征也可以與涉及示例系統(tǒng)的實(shí)施例相結(jié)合，反之亦然。
[0045]圖2示意性圖示了用于基于圓環(huán)拓?fù)涞臄?shù)據(jù)中心的光學(xué)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)200的實(shí)施例。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)200包括主光學(xué)分組環(huán)201，其包括數(shù)量為N的單獨(dú)分組傳輸信道。每個(gè)分組傳輸信道例如可以被實(shí)施為多光纖線纜的單獨(dú)光纖、多芯光纖中的纖芯、多模光纖中的模式或者多波分光纖中的波長。在多光纖線纜、多芯光纖或多模光纖的情況下，每個(gè)光纖/纖芯/模式可以進(jìn)一步在波分復(fù)用中用來承載多個(gè)波長(例如，W個(gè)波長)。
[0046]沿著主光學(xué)分組環(huán)201布置有POADM (optical add drop multiplex,分組光分插復(fù)用)節(jié)點(diǎn)400。每個(gè)節(jié)點(diǎn)400與主光學(xué)分組環(huán)201的一個(gè)分組傳輸信道相耦合。每一個(gè)均與不同分組傳輸信道耦合的N個(gè)節(jié)點(diǎn)400通過輔光學(xué)分組環(huán)202進(jìn)行連接。通過輔光學(xué)分組環(huán)202所耦合的節(jié)點(diǎn)400的集合被稱作超節(jié)點(diǎn)500。因此，主光學(xué)分組環(huán)201連接超節(jié)點(diǎn)500，而輔光學(xué)分組環(huán)202則為超節(jié)點(diǎn)500內(nèi)的節(jié)點(diǎn)400提供連接，并且由于每個(gè)節(jié)點(diǎn)400僅與主光學(xué)分組環(huán)201的一個(gè)分組傳輸信道相連接，所以提供了信道間的連接。
[0047]在一個(gè)示例中，提供了多達(dá)W個(gè)輔光學(xué)分組環(huán)202，其中每一個(gè)包括N個(gè)節(jié)點(diǎn)400。該布置形式允許完全互連NXW個(gè)節(jié)點(diǎn)400而并沒有瓶頸并且沒有任何中央控制。包括以太網(wǎng)交換機(jī)的數(shù)據(jù)接口可以與每個(gè)節(jié)點(diǎn)400相連接。這允許將多個(gè)(例如，10或20個(gè))服務(wù)器計(jì)算機(jī)與數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)200的每個(gè)節(jié)點(diǎn)400相連接并且提供完全連接的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以支持服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量。
[0048]在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)包括主光學(xué)分組環(huán)201以及沿光學(xué)分組環(huán)201定位并且通過輔光學(xué)分組環(huán)202進(jìn)行部分互連的多個(gè)節(jié)點(diǎn)400。節(jié)點(diǎn)400被配置為使得在主光學(xué)分組環(huán)201的分組傳輸信道上傳播的并且以目的地節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)接口(即，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/獲取單元)為地址的光學(xué)數(shù)據(jù)分組能夠被如下的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)所接收，該至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)連接至該分組傳輸信道并且經(jīng)由輔光學(xué)分組環(huán)202連接至目的地節(jié)點(diǎn)。如上文已經(jīng)提到的，主光學(xué)分組環(huán)201可以是多模/多芯的環(huán)。在一個(gè)實(shí)施例中，輔光學(xué)分組環(huán)可以是單模光纖單芯光纖的環(huán)。
[0049]以這種方式，即使數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/獲取單元(例如，包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/獲取功能的服務(wù)器單元)和相對應(yīng)的目的地節(jié)點(diǎn)并未直接連接至主光學(xué)分組環(huán)中如下的光纖或纖芯或模式，指向目的地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)/獲取單元的光學(xué)分組經(jīng)由該光纖或纖芯或模式進(jìn)行發(fā)送，該光學(xué)分組然而也能夠被連接至主光學(xué)分組環(huán)中的相應(yīng)光纖/纖芯/模式的另一個(gè)節(jié)點(diǎn)所拾取，指向目的地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)/獲取單元的光學(xué)分組經(jīng)由該相應(yīng)光纖/纖芯/模式進(jìn)行發(fā)送。該光學(xué)分組隨后經(jīng)由輔光學(xué)分組環(huán)被路由至目的地節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/獲取單元。類似地，如果源節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/獲取單元想要將光學(xué)分組發(fā)送至主光學(xué)分組環(huán)中并未直接連接至源節(jié)點(diǎn)的特定光纖/纖芯/模式(即，如果源節(jié)點(diǎn)的第一接收器/發(fā)射器并未連接至該光纖/纖芯/模式)，則該光學(xué)分組可以首先經(jīng)由源節(jié)點(diǎn)的輔光學(xué)分組環(huán)被路由至(經(jīng)由其第一接收器/發(fā)射器)與主光學(xué)分組環(huán)的該特定光纖/纖芯/模式直接連接的不同節(jié)點(diǎn)。該光學(xué)分組隨后從該節(jié)點(diǎn)被發(fā)送至主光學(xué)分組環(huán)的該特定光纖/纖芯/模式，并且隨后(經(jīng)由連接至主光學(xué)分組環(huán)的該特定光纖/纖芯/模式的相應(yīng)節(jié)點(diǎn))在其目的地節(jié)點(diǎn)被接收。因此，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的所有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/獲取單元之間的完全連接。
[0050]圖4示出了可以在圖3所示的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)200中使用的節(jié)點(diǎn)400 (在下文中也被稱作光學(xué)分組切換裝置或“ToR”)的實(shí)施例，其包括:分別可連接至第一(主)光學(xué)分組環(huán)201的第一光纖403的第一發(fā)射器單元401和第一接收器單元402 ;分別可連接至輔光學(xué)分組環(huán)202的第二光纖406的第二發(fā)射器單元404和第二接收器單元405 ;可連接至至少一個(gè)數(shù)據(jù)處理單元408 (例如，所連接的服務(wù)器的集合，每個(gè)服務(wù)器包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；在下文中也被稱作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/獲取單元408)的數(shù)據(jù)接口 407 ;和連接至第一發(fā)射器單元401、第一接收器單元402、第二發(fā)射器單元404、第二接收器單元405和數(shù)據(jù)接口 407的切換單元409。第一光纖403與主光學(xué)分組環(huán)201耦合，從而使得第一發(fā)射器單元401和第一接收器單元402耦合至主光學(xué)分組環(huán)201的特定分組傳輸信道。
[0051]光學(xué)分組切換裝置(節(jié)點(diǎn))400可以被配置為選擇性地在第一接收器單元402或第二接收器單元405與第一發(fā)射器單元401或第二發(fā)射器單元404之間建立連接路徑(例如，在光學(xué)分組切換裝置400處所接收的光學(xué)數(shù)據(jù)分組要被路由至另外的光學(xué)分組交換裝置的情況下)。光學(xué)分組切換裝置400可以進(jìn)一步被配置為選擇性地在第一接收器單元402、第二接收器單元405、第一發(fā)射器單元401或第二發(fā)射器單元404中的一個(gè)單元與數(shù)據(jù)接口 407之間建立連接路徑(例如，在光學(xué)分組切換裝置400處所接收的光學(xué)數(shù)據(jù)分組要被路由至數(shù)據(jù)處理單元408，或者要從數(shù)據(jù)處理單元408獲取光學(xué)數(shù)據(jù)分組并且將其傳輸至另一個(gè)數(shù)據(jù)處理單元408的情況下)。
[0052]主光學(xué)分組環(huán)201被配置為提供多個(gè)單獨(dú)的(物理)分組傳輸信道。典型地，每個(gè)分組傳輸信道使用單獨(dú)的光學(xué)信號(hào)以便進(jìn)行光學(xué)分組的傳輸。例如，主光學(xué)分組環(huán)201包括被配置為允許不同光學(xué)模式的信號(hào)同時(shí)傳播的多模光纖。可替換地，主光學(xué)分組環(huán)可以包括多芯光纖，每個(gè)纖芯被配置為允許至少一個(gè)光學(xué)信號(hào)的傳播。進(jìn)一步可替換地，主光學(xué)分組環(huán)可以包括多個(gè)光纖，其包括光纖束，每個(gè)光纖被配置為允許至少一個(gè)光學(xué)信號(hào)的傳播。另外，主光學(xué)分組環(huán)可以包括被配置為允許不同波長的信號(hào)同時(shí)傳播的多波長光纖。
[0053]發(fā)射器單元401、404和接收器單元402、405可以是快速波長可調(diào)諧的并且可以傳輸和接收光學(xué)分組。發(fā)射器單元401、404和接收器單元402、405可以改變波長以便每個(gè)光學(xué)信號(hào)的處理。如果光學(xué)數(shù)據(jù)分組從主光學(xué)分組環(huán)路由至輔光學(xué)分組環(huán)或者反之，則在相對應(yīng)的光學(xué)分組切換裝置400中執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換。
[0054]在一個(gè)實(shí)施例中，光學(xué)分組切換裝置400包括可連接至耦合到第一光纖403中的第一光學(xué)分組攔截器605。切換單元409被配置為通過第一光學(xué)分組控制接口 410向第一光學(xué)分組攔截器405發(fā)送第一攔截信息。第一攔截信息指示通過第一光纖403 (并且因此通過主光學(xué)分組環(huán))進(jìn)行引導(dǎo)的光學(xué)分組要被第一光學(xué)分組攔截器605所攔截還是通過(或傳輸)。光學(xué)分組切換裝置400可以進(jìn)一步包括可連接至耦合到第二光纖406中的第二光學(xué)分組攔截器608的第二光學(xué)分組控制接口 411。切換單元409被配置為通過第二光學(xué)分組控制接口 411向第二光學(xué)分組攔截器608發(fā)送第二攔截信息。第二攔截信息指示通過第二光纖406 (并且因此通過輔光學(xué)分組環(huán))進(jìn)行引導(dǎo)的光學(xué)分組要被第二光學(xué)分組攔截器所攔截還是通過(或傳輸)。第一光學(xué)分組控制接口 410和/或第二光學(xué)分組控制接口 411以及因此對第一光學(xué)分組攔截器605和第二光學(xué)分組攔截器608的控制可以分別位于光學(xué)分組切換裝置400之外，例如處于多個(gè)節(jié)點(diǎn)的中央控制單元之中，上述節(jié)點(diǎn)通常是連接至特定輔分組環(huán)的節(jié)點(diǎn)。
[0055]在一個(gè)實(shí)施例中，光學(xué)分組切換裝置400包括可連接至第一光纖403的第一控制信息接口 412。切換單元409被配置為經(jīng)由第一控制信息接口 412從第一光纖403并且因此從主光學(xué)分組環(huán)接收控制信息或者向第一光纖403并且因此向主光學(xué)分組環(huán)發(fā)送控制信息。切換單元409進(jìn)一步包括可連接至第二光纖406并且因此連接至輔光學(xué)分組環(huán)的第二控制信息接口 413。切換單元409被配置為經(jīng)由第二控制信息接口 413從第二光纖406接收控制信息或者向第二光纖406發(fā)送控制信息。在第一接收器單元402或第二接收器單元405與第一發(fā)射器單元401或第二發(fā)射器單元404之間，或者在第一接收器單元402、第二接收器單元405、第一發(fā)射器單元401或第二發(fā)射器單元404中的一個(gè)單元與數(shù)據(jù)接口407之間的連接路徑的選擇性建立是基于經(jīng)由第一控制信息接口 412或經(jīng)由第二控制信息接口 413(即，經(jīng)由主光學(xué)分組環(huán)或者經(jīng)由輔光學(xué)分組環(huán))所接收的控制信息來執(zhí)行的。
[0056]如圖4a中示意性示出的，若干個(gè)光學(xué)分組切換裝置或節(jié)點(diǎn)400可以互相組合以形成超節(jié)點(diǎn)500。超節(jié)點(diǎn)500沿主光學(xué)分組環(huán)201進(jìn)行布置，該主光學(xué)分組環(huán)201將超節(jié)點(diǎn)500互相連接。超節(jié)點(diǎn)500中與主光學(xué)分組環(huán)201相連接的部分被稱作列末端(End ofRow7EoR)分組光分插復(fù)用(POADM) 502，而超節(jié)點(diǎn)500中與輔光學(xué)分組環(huán)202相連接的部分被稱作架頂式(ToR)POADM 503。EoR和ToR POADM可以被實(shí)施為如圖5中部分示意性圖示的標(biāo)準(zhǔn)POADM節(jié)點(diǎn)的變化形式。因此，在主光學(xué)分組環(huán)201中放置EoR POADM 502。在輔光學(xué)分組環(huán)202中放置ToR POADM 503。
[0057]圖3中圖示了圖2所描繪的網(wǎng)絡(luò)概念的可能實(shí)現(xiàn)方式。圖3示出了數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)200，包括:主光學(xué)分組環(huán)201 ;和沿主光學(xué)分組環(huán)201定位的多個(gè)超節(jié)點(diǎn)500 (圖3中僅示出了一個(gè)超節(jié)點(diǎn)500)。主光學(xué)分組環(huán)201通常包括多個(gè)單獨(dú)的分組傳輸信道，例如多芯或多模光纖或光纖束，并且以波分復(fù)用(WDM)進(jìn)行操作。每個(gè)超節(jié)點(diǎn)500包括分別連接至數(shù)據(jù)處理單元408 (例如，以便在數(shù)據(jù)中心中進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)/獲取)的多個(gè)數(shù)據(jù)接口 407 (如圖4所示)，以多個(gè)波長進(jìn)行操作的多個(gè)第一可調(diào)諧接收器單元402，以多個(gè)波長進(jìn)行操作的多個(gè)第一可調(diào)諧發(fā)射器單元401，以及將超節(jié)點(diǎn)500的數(shù)據(jù)處理單元408互相連接(即，連接相對應(yīng)的數(shù)據(jù)接口)的內(nèi)部光學(xué)數(shù)據(jù)連接406。通常，超節(jié)點(diǎn)500的內(nèi)部光學(xué)數(shù)據(jù)連接406是輔光學(xué)分組環(huán)202。每個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/獲取單元408分別經(jīng)由第一接收器單元402之一和經(jīng)由第一發(fā)射器單元401之一連接至主光學(xué)分組環(huán)201。超節(jié)點(diǎn)500被配置為使得在主光學(xué)分組環(huán)201中傳播的并且以超節(jié)點(diǎn)500的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/獲取單元408為地址的光學(xué)數(shù)據(jù)分組能夠由被指配給超節(jié)點(diǎn)500的至少一個(gè)第一接收器單元402所接收。
[0058]圖3a更為詳細(xì)地圖示了包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)400的超節(jié)點(diǎn)500的可能實(shí)施例。每個(gè)超節(jié)點(diǎn)500包括多個(gè)第二可調(diào)諧接收器單元405、多個(gè)第二可調(diào)諧發(fā)射器單元404，以及輔光學(xué)分組環(huán)202，這些輔光學(xué)分組環(huán)202，作為超級單元500的內(nèi)部數(shù)據(jù)連接406，將被指配給超節(jié)點(diǎn)500的所有節(jié)點(diǎn)400 (并且因此所有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/獲取單元408)互相連接。每個(gè)節(jié)點(diǎn)(并且因此每個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/獲取單元408)分別經(jīng)由第二接收器單元405之一和經(jīng)由第二發(fā)射器單元404之一連接至輔光學(xué)分組環(huán)202。
[0059]以這種方式，即使數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/獲取單元408 (例如，包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/獲取功能的服務(wù)器單元)、即相對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)400并未直接連接至主光學(xué)分組環(huán)201中的如下光纖/纖芯/模式，指向數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/獲取單元408的光學(xué)分組經(jīng)由該光纖/纖芯/模式進(jìn)行發(fā)送，該光學(xué)分組然而也能夠被連接至主光學(xué)分組環(huán)201中的如下光纖/纖芯/模式的超節(jié)點(diǎn)500中的不同節(jié)點(diǎn)400所拾取，指向數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/獲取單元408的光學(xué)分組經(jīng)由該光纖/纖芯/模式進(jìn)行發(fā)送，并且該光學(xué)分組隨后經(jīng)由輔光學(xué)分組環(huán)202被路由至所期望的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/獲取單元408。類似地，如果數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/獲取單元408、即節(jié)點(diǎn)400想要將光學(xué)分組發(fā)送至主光學(xué)分組環(huán)201中并未直接連接至節(jié)點(diǎn)400的特定光纖/纖芯/模式，則該光學(xué)分組可以首先經(jīng)由輔光學(xué)分組環(huán)202被路由至與主光學(xué)分組環(huán)201的該特定光纖/纖芯/模式直接連接的超節(jié)點(diǎn)500中的不同節(jié)點(diǎn)400，并且隨后從該節(jié)點(diǎn)400被發(fā)送至主光學(xué)分組環(huán)201的該特定光纖/纖芯/模式。
[0060]數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)200例如可以被用作將數(shù)據(jù)中心中的大量服務(wù)器進(jìn)行互連的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)(每個(gè)服務(wù)器或服務(wù)器的集合對應(yīng)于數(shù)據(jù)處理單元408)。該服務(wù)器能夠使用主光學(xué)數(shù)據(jù)環(huán)201以及多個(gè)內(nèi)部光學(xué)數(shù)據(jù)連接406 (分別被指配給超節(jié)點(diǎn)500的輔光學(xué)分組環(huán)202)來交換數(shù)據(jù)。每個(gè)服務(wù)器僅通過主光學(xué)分組環(huán)201以及最多兩個(gè)(通常僅為一個(gè))輔光學(xué)分組環(huán)202連接至另一個(gè)服務(wù)器。這意味著用于實(shí)現(xiàn)完全連接的必要線纜的數(shù)量非常低。
[0061]例如，數(shù)據(jù)可以被數(shù)據(jù)中心服務(wù)器(數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/獲取單元408)發(fā)送至第一 ToRPOADM 503 (即，發(fā)送至數(shù)據(jù)接口 407)。該數(shù)據(jù)在那里被封裝為光學(xué)分組并且被發(fā)送到第一EoR POADM 502，該第一 EoR POADM 502隨后將該光學(xué)分組經(jīng)由主光學(xué)分組環(huán)201發(fā)送至第二 EoR POADM 502。第二 EoR POADM 502將該光學(xué)分組轉(zhuǎn)發(fā)至第二 ToR POADM 503，該第二 ToR POADM 503隨后使用輔光學(xué)分組環(huán)202將該光學(xué)分組轉(zhuǎn)發(fā)至目的地ToR POADM503。EoR-EoR連接是通過主光學(xué)分組環(huán)201的。ToR-ToR連接是通過輔光學(xué)分組環(huán)202的。EoR-ToR連接是通過超節(jié)點(diǎn)500內(nèi)的專用鏈接(例如，1200，圖6_8中的1200)。
[0062]輔光學(xué)分組環(huán)202可以是單模光纖環(huán)。多個(gè)放大器602可以被放置于該單模光纖環(huán)中，放大器602分別對通過單模光纖環(huán)傳播的信號(hào)進(jìn)行放大。由于光纖在輔光學(xué)分組環(huán)202中的長度短，所以放大器602的數(shù)量可以低于連接至單模光纖環(huán)的節(jié)點(diǎn)400的數(shù)量。
[0063]主光學(xué)分組環(huán)201包括多個(gè)物理分組傳輸信道，它們可以通過使用被配置為允許不同光學(xué)模式的信號(hào)同時(shí)傳輸?shù)膯蝹€(gè)光纖纖芯來實(shí)施。可替換地，主光學(xué)分組環(huán)201可以包括多個(gè)光纖纖芯，每個(gè)纖芯被配置為允許一個(gè)光學(xué)模式的信號(hào)傳播，或者允許不同光學(xué)模式的信號(hào)的同時(shí)傳播。可替換地，主光學(xué)分組環(huán)201可以包括多個(gè)光纖，其包括光纖纖芯的束。
[0064]現(xiàn)在再次參照圖3，每個(gè)超節(jié)點(diǎn)500包括空間解復(fù)用器603、空間復(fù)用器604，以及分別將空間解復(fù)用器603的個(gè)體信道與空間復(fù)用器604進(jìn)行連接的多個(gè)第一光纖403。此夕卜，分插器件被提供以將第一光纖403與第一發(fā)射器401和/或第一接收器402相連接?？臻g解復(fù)用器603被放置于主光學(xué)分組環(huán)201中以將通過主光學(xué)分組環(huán)201進(jìn)行傳播的分組傳輸信道解復(fù)用為分別通過第一光纖403之一向空間復(fù)用器604進(jìn)行傳播的若干信號(hào)?？臻g復(fù)用器604連接至主光學(xué)分組環(huán)201并且將分別通過第一光纖403之一(對應(yīng)于個(gè)體分組傳輸信道)進(jìn)行傳播的所接收信號(hào)和/或由(多個(gè))第一發(fā)射器401所生成的一個(gè)或多個(gè)光學(xué)信號(hào)復(fù)用到主光學(xué)分組環(huán)201中。通常，每個(gè)第一接收器單元402連接至不同的第一光纖403。另外，每個(gè)第一發(fā)射器單元401連接至不同的光纖403。
[0065]圖3還示出了運(yùn)算放大器620的集合，它們被放置于第一光纖403中，以分別對分組傳輸信道的分離的光學(xué)信號(hào)進(jìn)行放大。可替換地或除此之外，可以使用公共放大器625對所有分組傳輸信道進(jìn)行聯(lián)合放大。如果分組傳輸信道經(jīng)由WDM或多模傳輸進(jìn)行實(shí)施，則公共放大器625可以是多波長或多模放大器。
[0066]每個(gè)超節(jié)點(diǎn)500進(jìn)一步包括多個(gè)第一光學(xué)分組攔截器605。第一光學(xué)分組攔截器605被放置于第一(解)耦合區(qū)域606與第二耦合區(qū)域607之間的第一光纖403之中，第一接收器單元402在第一(解)耦合區(qū)域606中被耦合至主光學(xué)分組環(huán)201，第一發(fā)射器單元401在第二耦合區(qū)域607中被耦合至主光學(xué)分組環(huán)201。第一光學(xué)分組攔截器依據(jù)控制信息而選擇性地?cái)r截通過相對應(yīng)的第一光纖403進(jìn)行傳播的光學(xué)數(shù)據(jù)分組的傳輸。第一光學(xué)分組攔截器605可以是硅光子分組攔截器并且可以包括每個(gè)波長或每個(gè)纖芯或每個(gè)光纖的一個(gè)門電路(如果主光學(xué)分組環(huán)201為多光纖環(huán))。
[0067]每個(gè)超節(jié)點(diǎn)500進(jìn)一步包括多個(gè)第二光學(xué)分組攔截器608。每個(gè)第二光學(xué)分組攔截器608被指配給不同的節(jié)點(diǎn)400或者其相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/獲取單元408，并且被放置在第一耦合區(qū)域609與第二耦合區(qū)域610之間的輔光學(xué)分組環(huán)202中，被指配給節(jié)點(diǎn)400第二接收器405在第一耦合區(qū)域609中被耦合至輔光學(xué)分組環(huán)202，被指配給節(jié)點(diǎn)400的第二發(fā)射器404在第二耦合區(qū)域610中被耦合至輔光學(xué)分組環(huán)202。第二光學(xué)分組攔截器608依據(jù)控制信息攔截輔光學(xué)分組環(huán)202上的光學(xué)數(shù)據(jù)分組的傳輸。
[0068]控制信息可以與相對應(yīng)的光學(xué)數(shù)據(jù)分組相同步地通過主光學(xué)分組環(huán)201進(jìn)行傳播。例如，控制信息使用專用控制信道而通過主光學(xué)分組環(huán)201進(jìn)行傳播?？商鎿Q地，一個(gè)或多個(gè)光纖/纖芯/模式可以專用于針對在所有波長和光纖/纖芯/模式上所呈現(xiàn)的所有光學(xué)分組而承載控制數(shù)據(jù)。控制信息可以進(jìn)一步與相對應(yīng)的光學(xué)數(shù)據(jù)分組相同步地通過輔光學(xué)分組環(huán)202進(jìn)行傳播。第一攔截信息和第二攔截信息的生成可以基于經(jīng)由第一控制信息接口 412從主光學(xué)分組環(huán)201或經(jīng)由第二控制信息接口 413從輔光學(xué)分組環(huán)202所接收的控制信息。
[0069]第一發(fā)射器單元401和第一接收器單元402和/或第二發(fā)射器單元404和第二接收器單元405可以被配置為在可變波長上進(jìn)行操作。例如，可以使用M個(gè)不同波長(例如，M = 80)的光學(xué)信號(hào)，這意味著第一發(fā)射器單元401和第一接收器單元402和/或第二發(fā)射器單元404和第二接收器單元405將也能夠在M個(gè)不同波長上進(jìn)行操作(波分復(fù)用)。每個(gè)光纖403、406可以承載多個(gè)波長或單個(gè)波長的信號(hào)。
[0070]在下文中，對光學(xué)數(shù)據(jù)切換裝置或節(jié)點(diǎn)的可能實(shí)施方式的示例架構(gòu)進(jìn)行說明。通常，光學(xué)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)(例如，參見圖4a)包括通過例如光纖的光學(xué)鏈路進(jìn)行連接的分組光分插復(fù)用器(POADM)和集線器節(jié)點(diǎn)(未示出)。該環(huán)可以具有單個(gè)方向的光學(xué)分組傳播?？商鎿Q地，該環(huán)可以是雙向的。通常，該環(huán)形網(wǎng)絡(luò)是時(shí)隙網(wǎng)絡(luò)，其中數(shù)據(jù)在光學(xué)鏈路上的固定持續(xù)時(shí)間的分組內(nèi)進(jìn)行傳輸。數(shù)據(jù)在N個(gè)波長信道上所承載的光學(xué)分組內(nèi)進(jìn)行傳輸。該光學(xué)分組在光學(xué)鏈路上是WDM復(fù)用。包含分組的控制數(shù)據(jù)的報(bào)頭與每個(gè)光學(xué)分組相關(guān)聯(lián)，其包括例如目的地的路由信息以及例如被封裝的客戶端協(xié)議的格式信息。該信息可以以類似于以太類型(Ethertype)的數(shù)字代碼的形式來提供。分組在所有波長信道上同步傳輸。分組持續(xù)時(shí)間被稱作時(shí)隙。對于每個(gè)時(shí)隙而言，在該時(shí)隙期間所傳輸?shù)乃蟹纸M的報(bào)頭可以作為單獨(dú)的光學(xué)分組在被稱作控制信道λ。的單獨(dú)波長信道上進(jìn)行傳輸。因此，數(shù)據(jù)信道A1至λ N承載光學(xué)分組而控制信道λ ^則承載分組的報(bào)頭。在數(shù)據(jù)信道X1至入，上，每個(gè)光學(xué)分組通過分組間保護(hù)帶而與之前的分組分隔開來。在控制信道λ。上，業(yè)務(wù)的結(jié)構(gòu)可以與數(shù)據(jù)信道類似或不同。也就是說，控制信道λ。上的保護(hù)帶的持續(xù)時(shí)間可以與分組間保護(hù)帶相等或有所不同。可替換地，控制信道可以被實(shí)施為根本沒有保護(hù)帶的連續(xù)信號(hào)。
[0071]POADM能夠借助于一個(gè)或多個(gè)快速可調(diào)諧的激光器而經(jīng)由發(fā)射器401和404在任意波長上插入或添加業(yè)務(wù)，并且能夠借助于可重配置的脈沖模式接收器402、405而接收或丟棄具體波長上的業(yè)務(wù)。POADM還能夠使得業(yè)務(wù)透明地通過節(jié)點(diǎn)而并不轉(zhuǎn)換至電域。(可選的)集線器節(jié)點(diǎn)是不同類型的節(jié)點(diǎn)，其將一側(cè)上的所有到來的光學(xué)分組都轉(zhuǎn)換至電域，并且在另一側(cè)上利用光一即數(shù)據(jù)分組或虛擬分組一填充所有波長上的所有時(shí)隙。該集線器節(jié)點(diǎn)能夠以已知方式與另一網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行對接。
[0072]在光學(xué)分組交換網(wǎng)絡(luò)中，第一 POADM能夠生成光學(xué)分組，其包括封裝了具有相同格式的多個(gè)數(shù)據(jù)幀的有效載荷，上述數(shù)據(jù)幀例如來自一個(gè)或多個(gè)客戶端設(shè)備的數(shù)據(jù)幀。與此同時(shí)，POADM生成與該光學(xué)分組相關(guān)聯(lián)的控制數(shù)據(jù)。所生成的控制數(shù)據(jù)包括指示所封裝數(shù)據(jù)幀的格式的格式數(shù)據(jù)。在目的地節(jié)點(diǎn)處，光學(xué)分組被接收并且被解調(diào)以獲得包括有效載荷的電信號(hào)。相關(guān)聯(lián)的控制數(shù)據(jù)被接收并且被用來根據(jù)格式數(shù)據(jù)配置電子交換機(jī)，從而將電信號(hào)傳輸至所選擇的適于從該電信號(hào)恢復(fù)數(shù)據(jù)幀的提取模塊。
[0073]參考圖5，圖示了超節(jié)點(diǎn)500的實(shí)施方式的可能P0ADM(特別是列末端POADM502)。圖5示出了包括第一光學(xué)分組攔截器605的光學(xué)部件。將對這些部件之間的交互進(jìn)行描述。類似架構(gòu)也可以被用來實(shí)現(xiàn)第二光學(xué)分組攔截器608以及節(jié)點(diǎn)400 (的一部分)。
[0074]參考圖5，光學(xué)切換結(jié)構(gòu)720包括在光學(xué)域中進(jìn)行操作的大多數(shù)部件。輸入光纖721 (對應(yīng)于例如第一耦合區(qū)域606內(nèi)的光纖403)用來接收來自位于主光學(xué)分組環(huán)201中的上游的節(jié)點(diǎn)400的WDM(波分復(fù)用)業(yè)務(wù)，而輸出光纖722 (例如，對應(yīng)于第二耦合區(qū)域607內(nèi)的光纖403)用來向位于主光學(xué)分組環(huán)201中的下游的節(jié)點(diǎn)400傳輸WDM業(yè)務(wù)。在圖5中，假設(shè)光學(xué)接收器402連接至一個(gè)單一光纖721。然而，如圖3所示，每個(gè)光學(xué)接收器402可以連接至不同光纖403。以相同的方式，如圖3所示，每個(gè)光學(xué)發(fā)射器401可以連接至不同光纖403。
[0075]在一個(gè)實(shí)施例中，該控制信道被如下處理:首先使用分光器或解復(fù)用器723、光學(xué)線路724以及具有具體波長濾波器的光轉(zhuǎn)換器725從輸入光纖721中提取控制信道。在接收之后，經(jīng)調(diào)制的控制數(shù)據(jù)由節(jié)點(diǎn)控制器729進(jìn)行處理，該節(jié)點(diǎn)控制器729還用來使用固定波長的轉(zhuǎn)換器726在控制信道上生成外出控制分組。外出控制信道通過耦合器或復(fù)用器728被注入到輸出光纖722中，在那里其與外出數(shù)據(jù)分組進(jìn)行復(fù)用。在該示例中，控制信道是不透明的，也就是其被提交至每個(gè)節(jié)點(diǎn)處的光-電和電-光轉(zhuǎn)換。
[0076]數(shù)據(jù)信道被如下進(jìn)行處理:光學(xué)分組到達(dá)光學(xué)輸入光纖721，在M個(gè)波長上進(jìn)行復(fù)用。為了提高節(jié)點(diǎn)的模塊性和可升級性，連接至輸入光纖721的粗糙解復(fù)用器730將M個(gè)波長的頻譜劃分為均為M’個(gè)波長的K = M/M’個(gè)帶，其中K、M和Μ’是大于I的整數(shù)。因此，M個(gè)到來波長信道被首先解復(fù)用為帶。Μ’個(gè)信道的每個(gè)帶隨后通過光學(xué)線路732被發(fā)送到集成光學(xué)切換模塊731，該集成光學(xué)切換模塊731能夠?qū)Ζ瘋€(gè)信道中的每一個(gè)上的光學(xué)分組進(jìn)行獨(dú)立切換。接收器402從通過功率分割器749和739從輸入光纖732接收到來的光學(xué)分組。
[0077]集成光學(xué)切換模塊731用來處理轉(zhuǎn)接業(yè)務(wù)。切換模塊731包含用于對帶中的所有M個(gè)波長信道進(jìn)行分離的1:M的解復(fù)用器733，M個(gè)SOA (半導(dǎo)體光學(xué)放大器)門電路734 (也可以使用其它類型的門電路)的陣列，以及M:1的復(fù)用器735。每個(gè)SOA門電路734能夠以分組持續(xù)時(shí)間為粒度被觸發(fā)，以攔截分組或者使分組通過(基于來自控制器729的控制信號(hào)770)。此外，每個(gè)SOA門電路734可選地可以用作放大器從而對分組的功率進(jìn)行均衡，這是脈沖模式接收器的操作要求。被允許轉(zhuǎn)接的分組隨后通過M:1的復(fù)用器735被復(fù)用。切換模塊731的這種設(shè)計(jì)使得能夠集成到PIC中(光子集成電路)，這能夠降低制造成本并且減小POADM的空間封裝。此外，節(jié)點(diǎn)的能力能夠通過增加模塊731而有所升級。
[0078]在POADM的輸出，來自K個(gè)集成光學(xué)切換模塊731的光學(xué)分組通過光學(xué)線路737而被粗糙復(fù)用器736進(jìn)行復(fù)用。來自發(fā)射器401的所添加分組通過合并器738和748而被插入到輸出光纖722中。
[0079]切換結(jié)構(gòu)720可以在光學(xué)轉(zhuǎn)接路徑中的不同位置處包括一些光學(xué)緩沖機(jī)制，用于在光學(xué)數(shù)據(jù)分組被轉(zhuǎn)接的同時(shí)生成對于要被處理的控制數(shù)據(jù)的足夠延遲。例如，如圖5上示意性示出的，光纖延遲線路747可以在每個(gè)光纖線路737和/或每個(gè)光纖線路732上被提供用于該目的。這樣的光纖延遲線路還可以正好被布置在粗糙解復(fù)用器730之前或者正好被布置在粗糙復(fù)用器736之后。
[0080]控制器729跨波長信道對分組之間的同步進(jìn)行處理，確保所增加的分組不會(huì)在與轉(zhuǎn)接分組沖突的時(shí)間和波長被插入；并且被光學(xué)門電路734所清空的所有時(shí)隙實(shí)際上都被所增加的分組填充，從而使得在粗糙復(fù)用器736和合并器738之后，除了對應(yīng)于分組間保護(hù)帶的那些之外在任何波長上都不存在空間。在POADM的輸出處，在每個(gè)波長信道上的每個(gè)時(shí)隙中具有一個(gè)光學(xué)分組。當(dāng)沒有有用數(shù)據(jù)可用于插入到空閑時(shí)隙中時(shí)，能夠由添加模塊插入虛擬分組。虛擬分組是被用于物理層相關(guān)用途的具有無意義內(nèi)容的光學(xué)分組，這是為了使得光學(xué)放大器所接收的功率基本上隨時(shí)間保持恒定?？商鎿Q地，占據(jù)輸入光纖721中的該時(shí)隙的光學(xué)分組能夠被留下以通過POADM進(jìn)行轉(zhuǎn)接，即使該分組并非意在去往任何下游節(jié)點(diǎn)。在這樣的情況下，該光學(xué)分組在控制信道上被標(biāo)記為“虛擬”但是并不被SOA門電路物理擦除。
[0081]圖6示出了圖3中所描繪的網(wǎng)絡(luò)概念的另外的可能實(shí)現(xiàn)方式。圖6所示的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)200’的架構(gòu)基本上對應(yīng)于圖3中所示的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)200的架構(gòu)(圖4所示的部件407、408、410和411在圖6中被附圖標(biāo)記420所概括)。然而，節(jié)點(diǎn)400的第一發(fā)射器401和第一接收器402經(jīng)由光學(xué)連接1100(例如，波分復(fù)用(WDM)光學(xué)連接)而被連接至相應(yīng)的第一光纖403。這允許主光學(xué)分組環(huán)201中經(jīng)由均被布置在節(jié)點(diǎn)400內(nèi)的第一發(fā)射器401和第一接收器402進(jìn)行業(yè)務(wù)的相干傳輸和接收(TRX)。光學(xué)連接1100(光纖)的長度例如可以通過考慮到Im的光線大致對應(yīng)于4.83ns的延、并且提供相對應(yīng)的延遲單元/線路遲，而與主光學(xué)分組環(huán)201進(jìn)行同步。因此，主光學(xué)分組環(huán)201中的業(yè)務(wù)與進(jìn)入/外出/通過節(jié)點(diǎn)400的業(yè)務(wù)保持同步。
[0082]在該實(shí)施例中，第一光學(xué)分組控制接口 610針對超節(jié)點(diǎn)500的所有節(jié)點(diǎn)400而在相應(yīng)節(jié)點(diǎn)400之外進(jìn)行集中布置。也就是說。第一光學(xué)分組攔截器605的控制在節(jié)點(diǎn)400之外被提供。在該實(shí)施例中，一個(gè)控制信道被用于所有的纖芯/模式/波長/光纖?？商鎿Q地，每個(gè)纖芯/模式/波長/光纖可以使用一個(gè)控制信道。在這種情況下，每個(gè)控制信道可以承載與相關(guān)聯(lián)的纖芯/模式/波長/光纖所傳輸?shù)姆纸M相關(guān)的信息。用于所有纖芯和所有波長的(路由)信息可以跨纖芯和波長的控制由第二光學(xué)分組控制接口 411(未示出)來完成，該第二光學(xué)分組控制接口 411可以位于節(jié)點(diǎn)400之中但是也可以位于節(jié)點(diǎn)400之夕卜。每個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/獲取單元408可以唯一地連接至僅一個(gè)分組傳輸信道(例如，光纖/纖芯/模式)。數(shù)據(jù)傳輸/獲取單元408例如可以是能夠由布置在數(shù)據(jù)接口 407的以太網(wǎng)交換機(jī)進(jìn)行訪問的10到40個(gè)服務(wù)器計(jì)算機(jī)的集合。
[0083]圖7示出了圖3中所描繪的網(wǎng)絡(luò)概念的另外的可能實(shí)現(xiàn)方式。圖7所示的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)200"的架構(gòu)基本上對應(yīng)于圖6中所示的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)200’的架構(gòu)。然而，(均用于相干TRX的)第一發(fā)射器401和第一接收器402都位于EoR節(jié)點(diǎn)502內(nèi)并且經(jīng)由線纜連接1200而耦合至其相應(yīng)的ToR節(jié)點(diǎn)503。這允許主光學(xué)分組環(huán)201的多模/纖芯設(shè)備從輔光學(xué)分組環(huán)202的單模設(shè)備(以及數(shù)據(jù)接口 407以及，可能地，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/獲取單元408)分離。例如，所有節(jié)點(diǎn)400的第一發(fā)射器401和第一接收器402可以都位于EoR節(jié)點(diǎn)502的多模/纖芯設(shè)備的外殼之內(nèi)。可以在第一發(fā)射器401、第一接收器402和相對應(yīng)的ToR節(jié)點(diǎn)503之間提供(單波長)光學(xué)或電氣連接1200。另外，在ToR節(jié)點(diǎn)503中提供調(diào)適層以與線纜連接1200進(jìn)行對接。在該實(shí)施例中，可以對所有纖芯/模式使用一個(gè)控制信道?？商鎿Q地，能夠每個(gè)纖芯/模式使用一個(gè)控制信道。每個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/獲取單元408可以唯一地連接至僅一個(gè)纖芯/模式。
[0084]圖8示出了圖3中所描繪的網(wǎng)絡(luò)概念的另外的可能實(shí)現(xiàn)方式。圖8所示的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)200" ’的架構(gòu)基本上對應(yīng)于圖7中所示的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)200"的架構(gòu)。然而，節(jié)點(diǎn)400的第一發(fā)射器401和第一接收器402利用交換機(jī)1300互相連接。該交換機(jī)使得能夠?qū)⒚總€(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/獲取單元408與主光學(xué)分組環(huán)201直接連接。在該實(shí)施例中，可以對所有纖芯/模式使用一個(gè)控制信道。可替換地，能夠每個(gè)纖芯/模式使用一個(gè)控制信道。每個(gè)模式/纖芯可以使用一個(gè)控制/節(jié)點(diǎn)控制器。用于控制第一光學(xué)分組攔截器605的控制器610與用于控制第二光學(xué)分組攔截器608的控制器有所不同。
[0085]在下文中，將對實(shí)施例另外的方法和優(yōu)勢進(jìn)行描述。
[0086]所提出的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)200使得能夠(經(jīng)由數(shù)據(jù)接口 407)以(邏輯上)完全網(wǎng)狀的方式(作為物理光纖環(huán)上的重疊)對數(shù)據(jù)中心的所有ToR進(jìn)行連接。多(光纖/纖芯/模式)光纖使得能夠以因數(shù)N增加所連接ToR的數(shù)量，N是光纖或纖芯或模式的數(shù)量(并且因此是輔分組環(huán)中的節(jié)點(diǎn)的數(shù)量)。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)200能夠非常輕易地進(jìn)行縮放。
[0087]在該數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，一個(gè)波長可以被用于一個(gè)ToR交換機(jī)。例如，如果主光學(xué)分組環(huán)201包括6個(gè)光纖/纖芯/模式并且每個(gè)光纖/纖芯/模式80個(gè)波長，則可以使用/連接480個(gè)ToR交換機(jī)。該ToR(即，數(shù)據(jù)接口 407)例如可以被劃分為6個(gè)ToR的群組，并且每個(gè)群組連同相對應(yīng)的EOR節(jié)點(diǎn)502對應(yīng)于主光學(xué)分組環(huán)201的超節(jié)點(diǎn)500。主光學(xué)分組環(huán)201可以是被適配用于為數(shù)據(jù)中心提供高帶寬和完全連接的同步光學(xué)分組環(huán)(OPR)。能夠非?？焖俚貙Y源進(jìn)行重新指配(而不同于利用靜態(tài)或半靜態(tài)的電路交換解決方案)。而且，采用同步光學(xué)分組環(huán)支持完全網(wǎng)狀(任意到任意)的業(yè)務(wù)而并不要求業(yè)務(wù)像常規(guī)方法的情況下那樣通過中央網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
[0088]光學(xué)數(shù)據(jù)能夠在時(shí)間和波長復(fù)用的固定持續(xù)時(shí)間的時(shí)隙內(nèi)被承載?？刂菩诺揽梢猿休d所有波長上的所有同步時(shí)隙的路由信息。光學(xué)分組可以在節(jié)點(diǎn)并非所期望的目的地節(jié)點(diǎn)的情況下透明地通過該節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)400可以擦除光學(xué)數(shù)據(jù)分組而使得其時(shí)隙能夠被另一個(gè)光學(xué)數(shù)據(jù)分組重復(fù)使用。每個(gè)發(fā)射器單元(第一 /第二發(fā)射器單元401、404)被使得能夠以任意波長發(fā)射光學(xué)數(shù)據(jù)分組。
[0089]接收單元402、405可以基于相干技術(shù)并且它們的本地振蕩器可以被快速調(diào)諧至任意波長，以能夠在每個(gè)時(shí)隙上的任意波長上接收光學(xué)信號(hào)。發(fā)射器單元401、404也是可快速調(diào)諧的。分組攔截器605可以選擇性地?cái)r截任意波長上的任意時(shí)隙。在每個(gè)光纖/纖芯/模式中，專用波長(例如以2.5Gbit/s進(jìn)行調(diào)制)可專用于控制信道，或者可替換地，一個(gè)光纖或模式或纖芯可以專用于承載在所有波長和光纖/纖芯/模式上所承載的所有分組的控制數(shù)據(jù)(這種情況在圖3中示出)。在超節(jié)點(diǎn)500中，可以使用用于補(bǔ)償光學(xué)信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)損失的小型EDFA 620 (摻鉺(Erbium Doped)光纖放大器)或者多芯/多模放大器625。節(jié)點(diǎn)之間的距離通常是可忽略的(它們被假設(shè)處于1-100米的范圍內(nèi))，從而相關(guān)聯(lián)的損失和色散很小(大約為O)。因此，僅節(jié)點(diǎn)損失必須由放大器620進(jìn)行補(bǔ)償。因?yàn)樵诮邮諉卧?02、405中沒有必須要補(bǔ)償?shù)纳?，不需要相關(guān)聯(lián)的硬件(例如，DSP (數(shù)字信號(hào)處理器))并且該節(jié)點(diǎn)因此可以以比典型相干接收單元更低的成本和功耗來制造。節(jié)點(diǎn)損失很低，例如低于10 dB。
[0090]每個(gè)ToR可以經(jīng)由單模分布式POADM環(huán)連接至主要的多芯光纖，該單模分布式POADM環(huán)實(shí)質(zhì)上是以時(shí)隙方式進(jìn)行工作的光學(xué)分組環(huán)，其中數(shù)據(jù)信道和控制信道被去耦合。單模POADM分組環(huán)和多模/纖芯光纖分組環(huán)之間的連接也在圖3中進(jìn)行了描繪。在單模環(huán)中，由于節(jié)點(diǎn)損失十分有限，所以不必要在每個(gè)環(huán)部分中都使用光學(xué)放大器。
[0091]波長(節(jié)點(diǎn))的數(shù)量可以對應(yīng)于多光纖/纖芯/模式光纖中的光纖/纖芯/模式的數(shù)量?？紤]能夠在單模和多模環(huán)中實(shí)現(xiàn)的良好的0SNR，可以使用200 Gb/s的相干發(fā)射器。在該配置中，一個(gè)發(fā)射器能夠在沒有過度認(rèn)購的情況下從具有20個(gè)服務(wù)器(1G)的一個(gè)ToR收集業(yè)務(wù)?？紤]承載N種模式的多模光纖,每個(gè)模式具有M個(gè)波長(N還對應(yīng)于單模分組環(huán)中的波長數(shù)量)，能夠以完全網(wǎng)狀的方式進(jìn)行連接的TOR的數(shù)量為NXM。在圖2的示例中，使用具有80個(gè)波長的模式并且能夠連接560個(gè)ToR (即，11200個(gè)服務(wù)器)。對于20種模式而言，情形如下:能夠連接1600個(gè)ToR (32000個(gè)服務(wù)器)，并且對于80種模式而言是6400個(gè)ToR (128000個(gè)服務(wù)器)。
[0092]以上所描述并且基于多光纖/纖芯/模式光學(xué)分組環(huán)網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)使得能夠以完全網(wǎng)狀的方式連接數(shù)百或數(shù)千個(gè)ToR。能夠?qū)崿F(xiàn)低的過度認(rèn)購。即使對于非常大量的服務(wù)器也可能進(jìn)行輕易的連線(即，高的可擴(kuò)展性)。即使對于高容量的數(shù)據(jù)中心而言，該架構(gòu)也并不依賴于高度密集的電子硬件。
[0093]應(yīng)當(dāng)注意的是，描述和附圖僅說明了所提出的方法和系統(tǒng)的原則。因此將意識(shí)到的是，雖然沒有在這里明確描述或示出，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠設(shè)計(jì)出實(shí)現(xiàn)本發(fā)明原則并且包括于其精神和范圍之內(nèi)的各種裝置。此外，這里所引用的所有示例原則上清楚地意在僅是出于幫助讀者理解所提出的方法和系統(tǒng)的原則以及發(fā)明人為本領(lǐng)域進(jìn)一步貢獻(xiàn)的概念的教導(dǎo)目的，并且要被理解為并不對這樣特別引用的示例和條件加以限制。此外，這里所有引用本發(fā)明原則、方面和實(shí)施例及其具體示例的陳述意在包含其等同形式。
[0094]此外，應(yīng)當(dāng)注意的是，以上各種所描述方法的步驟以及所描述系統(tǒng)的部件可以通過經(jīng)編程的計(jì)算機(jī)來執(zhí)行。這里，一些實(shí)施例還意在覆蓋程序存儲(chǔ)設(shè)備，例如數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體，它是機(jī)器或計(jì)算機(jī)可讀的并且對機(jī)器可執(zhí)行或計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的指令程序進(jìn)行編碼，其中所述指令執(zhí)行所述以上所描述方法的一些或全部步驟。程序存儲(chǔ)設(shè)備例如可以是數(shù)字存儲(chǔ)器、磁性存儲(chǔ)媒體，諸如磁盤和磁帶、硬盤，或者可光學(xué)讀取的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體。實(shí)施例還意在覆蓋被編程為所述以上所描述方法的所述步驟的計(jì)算機(jī)。
[0095]此外，應(yīng)當(dāng)注意的是，本專利文獻(xiàn)中所描述的各種要素都可以通過使用專用硬件以及能夠關(guān)聯(lián)于適當(dāng)軟件來執(zhí)行軟件的硬件而提供。當(dāng)由處理器提供時(shí)，該功能可以由單個(gè)專用處理器、單個(gè)共享處理器或者其中一些可以共享的多個(gè)個(gè)體處理器來提供。此外，明確使用的術(shù)語“處理器”或“控制器”不應(yīng)當(dāng)被理解為專門指代能夠執(zhí)行軟件的硬件，而是可以隱含地包括數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)硬件、網(wǎng)絡(luò)處理器、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、用于存儲(chǔ)軟件的只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(RAM)和非易失性存儲(chǔ)，但是并不局限于此。還可以被包括其它常規(guī)和/或定制的硬件。
[0096]最后，應(yīng)當(dāng)注意的是，這里的任意框圖表示實(shí)現(xiàn)本發(fā)明原則的說明性電路的概念視圖。類似地，將意識(shí)到的是，任意流程圖表、流程圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、偽代碼等表示實(shí)質(zhì)上可以在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中表示并且因此被計(jì)算機(jī)或處理器所執(zhí)行的各種處理，而無論是否明確示出了這樣的計(jì)算機(jī)或處理器。
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)(200)，包括: -主光學(xué)分組環(huán)(201)，包括多個(gè)單獨(dú)的分組傳輸信道；以及 -多個(gè)輔光學(xué)分組環(huán)(202)，所述多個(gè)輔光學(xué)分組環(huán)(202)通過所述主光學(xué)分組環(huán)互連；所述輔光學(xué)分組環(huán)(202)中的每個(gè)輔光學(xué)分組環(huán)包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)(400)， 其中所述主光學(xué)分組環(huán)(201)的所述分組傳輸信道中的每個(gè)分組傳輸信道分別連接至每個(gè)輔光學(xué)分組環(huán)(202)的不同節(jié)點(diǎn)；每個(gè)節(jié)點(diǎn)(400)包括: -分別連接至所述主光學(xué)分組環(huán)(201)的分組傳輸信道的第一發(fā)射器單元(401)和第一接收器單元(402)， -分別連接至所述輔光學(xué)分組環(huán)(202)中的一個(gè)輔光學(xué)分組環(huán)的第二發(fā)射器單元(404)和第二接收器單元(405)， -可連接到至少一個(gè)數(shù)據(jù)處理單元(408)的數(shù)據(jù)接口(407)，和-切換單元(409)，所述切換單元(409)連接至所述第一發(fā)射器單元(401)、所述第一接收器單元(402)、所述第二發(fā)射器單元(404)、所述第二接收器單元(405)和所述數(shù)據(jù)接口(407)，并且被配置為選擇性地在所述第一接收器單元(402)或所述第二接收器單元(405)與所述第一發(fā)射器單元(401)或所述第二發(fā)射器單元(404)之間，或者在所述第一接收器單元(402)、所述第二接收器單元(405)、所述第一發(fā)射器單元(401)或所述第二發(fā)射器單元(404)中的一個(gè)單元與所述數(shù)據(jù)接口(407)之間建立連接路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)(200)， 其中每個(gè)分組傳輸信道使用單獨(dú)的光學(xué)信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)(200)，其中所述分組傳輸信道是復(fù)用的傳輸信道，并且其中所述主光學(xué)分組環(huán)(201)包括: -解復(fù)用器￠03)，所述解復(fù)用器(603)被適配為分離所述主光學(xué)分組環(huán)(201)的所述分組傳輸信道，以及 -復(fù)用器￠04)，所述復(fù)用器(604)被適配為將所述分組傳輸信道復(fù)用到所述主光學(xué)分組環(huán)(201)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)(200)， 其中所述主光學(xué)分組環(huán)(201)的所述分組傳輸信道包括以下各項(xiàng)中的至少一項(xiàng): 多模式光纖內(nèi)的空間復(fù)用模式信道，用于允許信號(hào)在不同光學(xué)模式中的同時(shí)傳播， 多芯光纖的光纖纖芯，每個(gè)纖芯允許至少一個(gè)光學(xué)信號(hào)的傳播， 光纖內(nèi)的允許不同波長的信號(hào)的同時(shí)傳播的波長信道，以及 多光纖線纜內(nèi)的光纖，每個(gè)光纖允許至少一個(gè)光學(xué)信號(hào)的傳播。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)(200)， 其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)(400)連接至所述主光學(xué)分組環(huán)(201)的一個(gè)分組傳輸信道和一個(gè)輔光學(xué)分組環(huán)(202)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)(200)， 其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)(400)包括: -連接至與所述主光學(xué)分組環(huán)(201)耦合的第一光學(xué)分組攔截器￠05)的第一光學(xué)分組控制接口(410)，其中所述節(jié)點(diǎn)(400)被配置為將第一攔截信息通過所述第一光學(xué)分組控制接口(410)轉(zhuǎn)發(fā)至所述第一光學(xué)分組攔截器￠05)，所述第一攔截信息指示要由所述第一光學(xué)分組攔截器攔截在所述主光學(xué)分組環(huán)(201)上行進(jìn)的光學(xué)分組還是由所述第一光學(xué)分組攔截器使在所述主光學(xué)分組環(huán)(201)上行進(jìn)的光學(xué)分組通過，和/或 -連接至與所述節(jié)點(diǎn)(400)的所述輔光學(xué)分組環(huán)(202)耦合的第二光學(xué)分組攔截器(608)的第二光學(xué)分組控制接口(411)，其中所述節(jié)點(diǎn)(400)被配置為將第二攔截信息通過所述第二光學(xué)分組控制接口(411)轉(zhuǎn)發(fā)至所述第二光學(xué)分組攔截器￠08)，所述第二攔截信息指示要由所述第二光學(xué)分組攔截器(608)攔截在所述輔光學(xué)分組環(huán)(202)上行進(jìn)的光學(xué)分組還是由所述第二光學(xué)分組攔截器(608)使在所述輔光學(xué)分組環(huán)(202)上行進(jìn)的光學(xué)分組通過。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)(200)， 其中所述切換單元(409)包括連接至所述主光學(xué)分組環(huán)(201)的第一控制信息接口(412)，其中所述切換單元被配置為經(jīng)由所述第一控制信息接口而從所述主光學(xué)分組環(huán)(202)接收控制信息或者向所述主光學(xué)分組環(huán)(202)發(fā)送控制信息， 其中所述切換單元(409)包括連接至所述節(jié)點(diǎn)(400)的所述輔光學(xué)分組環(huán)(202)的第二控制信息接口(413)，其中所述切換單元被配置為經(jīng)由所述第二控制信息接口而從所述輔光學(xué)分組環(huán)(202)接收控制信息或者向所述輔光學(xué)分組環(huán)(202)發(fā)送控制信息， 其中所述切換單元(409)被配置為基于經(jīng)由所述第一控制信息接口(412)或經(jīng)由所述第二控制信息接口(413)接收的控制信息，選擇性地在所述第一接收器單元或所述第二接收器單元與所述第一發(fā)射器單元或所述第二發(fā)射器單元之間，或者在所述第一接收器單元、所述第二接收器單元、所述第一發(fā)射器單元或所述第二發(fā)射器單元中的一個(gè)單元與所述數(shù)據(jù)接口之間建立連接路徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)(200)， 其中所述切換單元(409)包括連接至所述主光學(xué)分組環(huán)(201)的第一控制信息接口(412)，其中所述切換單元被配置為經(jīng)由所述第一控制信息接口而從所述主光學(xué)分組環(huán)(201)接收控制信息或者向所述主光學(xué)分組環(huán)(201)發(fā)送控制信息， 其中所述切換單元(409)包括連接至所述節(jié)點(diǎn)(400)的所述輔光學(xué)分組環(huán)(202)的第二控制信息接口(413)，其中所述切換單元被配置為經(jīng)由所述第二控制信息接口而從所述輔光學(xué)分組環(huán)(202)接收控制信息或者向所述輔光學(xué)分組環(huán)(202)發(fā)送控制信息， 其中用于控制與所述主光學(xué)分組環(huán)(201)耦合的第一光學(xué)分組攔截器(605)和與所述輔光學(xué)分組環(huán)(202)耦合的第二光學(xué)分組攔截器(608)的第一攔截信息和第二攔截信息基于經(jīng)由所述第一控制信息接口(412)或經(jīng)由所述第二控制信息接口(413)接收的控制信息而生成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)(200)， 其中多個(gè)放大器(602)被放置于輔光學(xué)分組環(huán)(202)中，所述多個(gè)放大器(602)分別放大在所述輔光學(xué)分組環(huán)(202)上傳播的信號(hào)，其中放大器的數(shù)量低于連接至所述輔光學(xué)分組環(huán)(202)的節(jié)點(diǎn)(400)的數(shù)量。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)(200)，進(jìn)一步包括: 多個(gè)第一光纖(403)，每個(gè)第一光纖(403)承載所述主光學(xué)分組環(huán)(201)的一個(gè)分組傳輸信道，以及 被放置于所述第一光纖(403)上的多個(gè)放大器￠20)，所述多個(gè)放大器(620)分別放大與所述主光學(xué)分組環(huán)(201)的分組傳輸信道相對應(yīng)的信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)(200)， 其中連接至輔光學(xué)分組環(huán)(202)的所述節(jié)點(diǎn)(400)具有與所述主光學(xué)分組環(huán)(201)耦合的公共控制單元￠10)，其中所述公共控制單元(610)被配置為選擇性地控制與所述主光學(xué)分組環(huán)(201)耦合的第一光學(xué)分組攔截器￠05)，所述第一光學(xué)分組攔截器(605)選擇性地?cái)r截在所述主光學(xué)分組環(huán)(201)上行進(jìn)的光學(xué)分組或使在所述主光學(xué)分組環(huán)(201)上行進(jìn)的光學(xué)分組通過。
12.一種對數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)(200)中的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行互連的方法，所述方法包括: -提供包括多個(gè)單獨(dú)的分組傳輸信道的主光學(xué)分組環(huán)(201)； -提供多個(gè)輔光學(xué)分組環(huán)(202)，所述輔光學(xué)分組環(huán)(202)中的每個(gè)輔光學(xué)分組環(huán)包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)(400);以及 -通過將所述主光學(xué)分組環(huán)(201)的所述分組傳輸信道中的每個(gè)分組傳輸信道分別連接至每個(gè)輔光學(xué)分組環(huán)(202)的不同節(jié)點(diǎn)，而將所述多個(gè)輔光學(xué)分組環(huán)(202)通過所述主光學(xué)分組環(huán)(201)進(jìn)行互連；每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(400)包括: -分別連接至所述主光學(xué)分組環(huán)(201)的分組傳輸信道的第一發(fā)射器單元(401)和第一接收器單元(402)， -分別連接至所述輔光學(xué)分組環(huán)(202)中的一個(gè)輔光學(xué)分組環(huán)的第二發(fā)射器單元(404)和第二接收器單元(405)， -可連接到至少一個(gè)數(shù)據(jù)處理單元(408)的數(shù)據(jù)接口(407)，和-切換單元(409)，所述切換單元(409)連接至所述第一發(fā)射器單元(401)、所述第一接收器單元(402)、所述第二發(fā)射器單元(404)、所述第二接收器單元(405)和所述數(shù)據(jù)接口(407)， 所述方法進(jìn)一步包括: 通過所述切換單元(409)，選擇性地在所述第一接收器單元(402)或所述第二接收器單元(405)與所述第一發(fā)射器單元(401)或所述第二發(fā)射器單元(404)之間，或者在所述第一接收器單元(402)、所述第二接收器單元(405)、所述第一發(fā)射器單元(401)或所述第二發(fā)射器單元(404)中的一個(gè)單元與所述數(shù)據(jù)接口(407)之間建立連接路徑。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步包括: 向第一節(jié)點(diǎn)(400)傳輸以所述主光學(xué)分組環(huán)(201)的分組傳輸信道上的目的地節(jié)點(diǎn)(400)為地址的光學(xué)數(shù)據(jù)分組，其中所述目的地節(jié)點(diǎn)(400)未連接至承載所述數(shù)據(jù)分組的所述分組傳輸信道；并且經(jīng)由輔光學(xué)分組環(huán)(202)將所接收的光學(xué)數(shù)據(jù)分組從所述第一節(jié)點(diǎn)(400)轉(zhuǎn)發(fā)到所述目的地節(jié)點(diǎn)(400)，所述輔光學(xué)分組環(huán)(202)將所述第一節(jié)點(diǎn)(400)與所述目的地節(jié)點(diǎn)(400)互連,或者 將來自源節(jié)點(diǎn)(400)的光學(xué)數(shù)據(jù)分組沿輔光學(xué)分組環(huán)(202)傳輸至第二節(jié)點(diǎn)(400)，所述輔光學(xué)分組環(huán)(202)將所述源節(jié)點(diǎn)(400)與所述第二節(jié)點(diǎn)(400)互連；并且將所接收的光學(xué)數(shù)據(jù)分組從所述第二節(jié)點(diǎn)(400)轉(zhuǎn)發(fā)至所述光學(xué)數(shù)據(jù)分組在所述主光學(xué)分組環(huán)(201)的分組傳輸信道上的目的地。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法， 其中控制信息與對應(yīng)的光學(xué)數(shù)據(jù)分組同步地傳播通過所述主光學(xué)分組環(huán)(201)和/或所述輔光學(xué)分組環(huán)(202)。
【文檔編號(hào)】H04J14/02GK104285395SQ201380025330
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月16日
【發(fā)明者】C·西莫諾, Y·普安蒂里耶 申請人:阿爾卡特朗訊