專利名稱:用于光傳輸網(wǎng)絡(luò)的分組路由器的制作方法
本申請(qǐng)的交叉參考本專利申請(qǐng)基于2000年12月7日提交的法國專利申請(qǐng)00 15 889號(hào),這里完整地參考引用了上述專利申請(qǐng)的公開內(nèi)容,并且根據(jù)35U.S.C.§119對(duì)其提出優(yōu)先權(quán)要求。
在使用異步傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)中,例如在使用諸如異步傳輸模式(ATM)和網(wǎng)際協(xié)議(IP)的現(xiàn)有技術(shù)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中,要發(fā)送的信號(hào)具有分組的形式。為此由節(jié)點(diǎn)中包含的一個(gè)管理單元或控制器負(fù)責(zé)上述要建立的對(duì)應(yīng)關(guān)系,并且在這種情況下該節(jié)點(diǎn)被稱作路由器。具體通過特定于相應(yīng)分組并且可以被包含在分組頭內(nèi)或通過為該功能分配的載波傳送的標(biāo)記向路由器提供為了滿足其功能而必須具有的數(shù)據(jù)。
上述種類的路由器一方面具有借以接收分組的輸入端口,另一方面還有借以發(fā)送等價(jià)于輸入分組的分組的輸出端口。輸出端口的數(shù)量通常與輸入端口的數(shù)量相同。定義路由器的″容量″。容量由輸入端口的數(shù)量與路由器通過各個(gè)端口可以發(fā)送的數(shù)據(jù)位速率的乘積構(gòu)成。為了在其輸入端口及其輸出端口之間傳送分組,路由器使用其波長構(gòu)成路由器的工作波長的載波。為了針對(duì)一個(gè)輸入端口和一個(gè)輸出端口之間的各個(gè)分組選擇一個(gè)路徑和路徑持續(xù)時(shí)間,路由器包含通常由半導(dǎo)體光學(xué)放大器構(gòu)成的開關(guān)。
當(dāng)使用上述種類的路由器實(shí)現(xiàn)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí),期望可以使用網(wǎng)絡(luò)的用戶的數(shù)量盡可能地大,對(duì)用戶之間可以發(fā)送的數(shù)據(jù)位速率也有相同的期望。因此期望增加網(wǎng)絡(luò)中包含的路由器的容量。然而增加上述類型的現(xiàn)有技術(shù)路由器的容量需要同等增加路由器工作波長的數(shù)量和各個(gè)光學(xué)開關(guān)接收的載波波長的數(shù)量。在上述種類的開關(guān)中,增加后者的數(shù)量會(huì)導(dǎo)致四波混合,從而造成光學(xué)串?dāng)_。還需要增加上述種類的開關(guān)的數(shù)量。增加路由器的容量受到光學(xué)串?dāng)_風(fēng)險(xiǎn)和實(shí)現(xiàn)路由器的費(fèi)用,尤其是實(shí)現(xiàn)這個(gè)方案中必需的光學(xué)開關(guān)的費(fèi)用的限制。
在Yoshiharu Maeno等人的文章″快速分組交換網(wǎng)絡(luò)的2.56-Tb/s多波長可伸縮開關(guān)結(jié)構(gòu)″,IEEE光電技術(shù)文集,Vol.10,N°8,1998年8月中公開了第一種上述類型的路由器。它的具體缺點(diǎn)是不能針對(duì)各個(gè)分組選擇路徑持續(xù)時(shí)間。
在D.Chiaroni,D.de Bouard,C.Chauzat,J.C.Jacquinot,D.Bayart,P.Bousselet,M.Bachman和M.Sotom的文章″快速分組交換系統(tǒng)的160 Gbit/s吞吐量光電開關(guān)″,光電交換技術(shù),1977年,技術(shù)摘要系列,Vol.10,p 37-40中公開了第二種上述類型的路由器。它的具體缺點(diǎn)是隨著容量的增加其實(shí)現(xiàn)所需的光學(xué)開關(guān)的數(shù)量會(huì)急劇增加。
上述兩個(gè)現(xiàn)有技術(shù)路由器還都具有不能將影響路由器輸出上的分組的噪聲和光學(xué)串?dāng)_限制到合理程度的缺點(diǎn)。
本發(fā)明為光傳輸網(wǎng)絡(luò)提供了一個(gè)分組路由器,路由器包含通過載波波長與輸入端口有對(duì)應(yīng)關(guān)系的光學(xué)形式接收分組并發(fā)送分組的輸入端口,路由器還包含一個(gè)對(duì)分組施加時(shí)間延遲并且將其廣播到空間選擇器系統(tǒng)以便接收分組并發(fā)送到頻譜選擇器系統(tǒng)的輸入系統(tǒng),所有系統(tǒng)均根據(jù)命令對(duì)分組進(jìn)行選擇,頻譜選擇器系統(tǒng)根據(jù)預(yù)定頻譜組合進(jìn)行選擇,各個(gè)組合具有至少一個(gè)波長并且包含載波波長等于組合的波長的分組,各個(gè)分組被包含在一個(gè)組合中,并且路由器在其輸出上發(fā)送通過選擇獲得的分組。
在路由器中,輸入系統(tǒng)包含一個(gè)單獨(dú)的時(shí)間延遲系統(tǒng)并且輸入系統(tǒng)與輸入端口共同將分組分成多個(gè)分組群,其中每個(gè)分組群均由一些分組構(gòu)成,各個(gè)分組群的分組光學(xué)載波波長的數(shù)量是輸入端口數(shù)量的一部分并且構(gòu)成分組群的若干個(gè)波長,協(xié)作使得頻譜選擇器系統(tǒng)借以進(jìn)行選擇的頻譜組合數(shù)量等于分組群的最大波長數(shù)量。
圖1示出了上述第二現(xiàn)有技術(shù)路由器。
圖2示出了基于本發(fā)明的第一路由器。
圖3示出了基于本發(fā)明的第二路由器。
圖4示出了基于本發(fā)明的第一或第二路由器的選擇器單元的一個(gè)可選實(shí)施例。
圖5示出了選擇器單元的另一個(gè)可選實(shí)施例。
圖6示出了一個(gè)可以被包含在基于本發(fā)明的第一或第二路由器中的開關(guān)光學(xué)放大系統(tǒng)。
同樣為了利于理解附圖,未示出某些光學(xué)放大器。然而事實(shí)上必須用這種放大器補(bǔ)償分組遭受的光學(xué)功耗,尤其是在路由器包含的各個(gè)廣播設(shè)備中。
首先描述某些分組路由器的特性。它們是第二現(xiàn)有技術(shù)路由器和基于本發(fā)明的路由器共有的。
在其公共特性方面,上述種類的路由器可以被包含在一個(gè)構(gòu)成分組的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)路由信號(hào)中。各個(gè)分組傳遞要發(fā)送的數(shù)據(jù)并且具有一個(gè)路由標(biāo)記。當(dāng)此后提到一個(gè)分組具有一個(gè)載波波長時(shí),這表示通過一個(gè)具有上述波長的光波在路由器內(nèi)部傳送分組。
包含路由器的傳輸網(wǎng)絡(luò)通常是一個(gè)根據(jù)異步傳輸模式組織的光纖網(wǎng)絡(luò)。在異步傳輸模式中,分組按照取決于網(wǎng)絡(luò)的流量并且不必統(tǒng)一的時(shí)間間隔在網(wǎng)絡(luò)的不同位置上連續(xù)出現(xiàn)。
由于分組在路由器內(nèi)部保持光學(xué)形式并且以光學(xué)形式從路由器輸出,即在各個(gè)分組通過路由器時(shí)總是通過光學(xué)載波傳送分組,所以路由器是光學(xué)路由器。通常也以光學(xué)形式接收分組。然而可以通過不同的形式,例如以電子形式接收分組。
如圖1-3所示,路由器包含多個(gè)輸入端口E1...E6。為每個(gè)輸入端口分配路由器的一個(gè)工作波長并且排列輸入端口以便接收上述時(shí)間連續(xù)的分組。
在網(wǎng)絡(luò)使用多路復(fù)用,例如頻譜多路復(fù)用的情況下,可以通過傳導(dǎo)上述種類的多路復(fù)用的相同光纖饋送多個(gè)輸入端口,即所有這些端口均可以從上述光纖接收上述種類的分組。在那些端口的一個(gè)接收端上,將上述種類的光纖饋送的端口與相應(yīng)多路復(fù)用波長關(guān)聯(lián)起來以便每個(gè)端口均接收具有在接收端上與上述端口相關(guān)的載波波長的上述種類多路復(fù)用中的分組。
接收一個(gè)分組的每個(gè)輸入端口均適于發(fā)送并且施加上述端口的輸出上的載波波長必須等于上述端口的波長這一條件。
為了在上述每個(gè)分組在上述端口的輸入上具有光學(xué)形式的情況下使上述分組在上述端口的輸出上具有這種波長,其載波波長通常會(huì)不同于上述端口的波長,并且為了在線路中下降之后使其恢復(fù)到適當(dāng)?shù)男盘?hào)質(zhì)量,輸入端口通常由同樣也進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換的現(xiàn)有技術(shù)中繼器構(gòu)成。
這個(gè)路由器包含一個(gè)輸入多路復(fù)用器系統(tǒng)和一個(gè)時(shí)間延遲系統(tǒng)。配置輸入多路復(fù)用器系統(tǒng)ME以便在輸入端口的輸出上接收分組。它具有至少一個(gè)輸出,例如圖1和3中的輸出NE或圖2中的輸出NF和NG。它適于向上述每個(gè)輸出發(fā)送已經(jīng)被系統(tǒng)接收并且具有不同載波波長的分組。
配置時(shí)間延遲系統(tǒng)R以便在輸入多路復(fù)用器系統(tǒng)的輸出上接收分組。它通過多個(gè)時(shí)間延遲單元發(fā)送那些分組,上述時(shí)間延遲單元具有與多個(gè)對(duì)應(yīng)輸出相應(yīng)的時(shí)間延遲,例如圖1和3中的輸出R1和R2,圖2中的輸出A1和A2或B1或B2,這些輸出在單元后面排列并且構(gòu)成相應(yīng)的主內(nèi)部端子。按照排在該端子前面的時(shí)間延遲單元的時(shí)間延遲將所有這些分組發(fā)送到所有這些端子,這個(gè)時(shí)間延遲構(gòu)成該端子的一個(gè)時(shí)間延遲。在上述簡化路由器中,一個(gè)上述第一時(shí)間延遲是端子R1,A1和B1的時(shí)間延遲,并且一個(gè)上述第二時(shí)間延遲是端子R2,A2和B2的時(shí)間延遲。
根據(jù)包含路由器的網(wǎng)絡(luò)的流量的特征選擇時(shí)間延遲系統(tǒng)適用的不同時(shí)間延遲的數(shù)量k。在真實(shí)路由器中通常接近16并且通常小于32。這些時(shí)間延遲構(gòu)成一個(gè)序列,其中時(shí)間延遲具有相應(yīng)的序號(hào),該序列從第一時(shí)間延遲開始。序列通常是規(guī)則的,即除了第一時(shí)間延遲之外,所有這些時(shí)間延遲均等于前面一個(gè)時(shí)間延遲加上一個(gè)獨(dú)立于前面這個(gè)時(shí)間延遲的序號(hào)的預(yù)定時(shí)間延遲增量。第一時(shí)間延遲最好為零以便每個(gè)時(shí)間延遲等于上述時(shí)間延遲增量乘以一個(gè)比該時(shí)間延遲的序號(hào)小1的數(shù)量。根據(jù)一個(gè)關(guān)于分組的格式和路由器的期望流量的特征選擇這個(gè)時(shí)間延遲增量。
借助一個(gè)諸如圖1和3中的單元R或圖2中的單元RA或RB的時(shí)間延遲單元方便地實(shí)現(xiàn)上述時(shí)間延遲序列。上述單元包含一個(gè)延遲線路序列,上述序列由具有交錯(cuò)長度的光纖,例如圖1中的光纖F1和F2構(gòu)成并且構(gòu)成了上述時(shí)間延遲單元。所有這些光纖將輸入多路復(fù)用器系統(tǒng)的輸出連接到一個(gè)主內(nèi)部端子。上述單元有時(shí)被稱作″光緩沖存儲(chǔ)器″。
這個(gè)路由器包含一個(gè)廣播設(shè)備系統(tǒng)和多個(gè)選擇器單元。
廣播設(shè)備系統(tǒng)D將各個(gè)主內(nèi)部端子連接到多個(gè)諸如端子RS的分配端子。此后所有這些分配端子均被認(rèn)為具有一個(gè)由主內(nèi)部端子的時(shí)間延遲構(gòu)成的時(shí)間延遲,應(yīng)當(dāng)理解這個(gè)系統(tǒng)或這些分配端子沒有向分組提供額外的時(shí)間延遲。
輸入多路復(fù)用器系統(tǒng),時(shí)間延遲系統(tǒng)和廣播設(shè)備系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)輸入系統(tǒng),輸入系統(tǒng)與輸入端口E1...E6共同構(gòu)成將那些端口連接到那些分配端子的連接。
針對(duì)各個(gè)上述時(shí)間延遲,諸如單元BS的各個(gè)選擇器單元均具有一個(gè)輸入,該輸入由一個(gè)諸如端子RS并且具有上述時(shí)間延遲的分配端子構(gòu)成。此后也認(rèn)為該輸入具有上述時(shí)間延遲。對(duì)于所有這些單元,上述連接使得通過一個(gè)這樣的端口接收的各個(gè)分組均通過一個(gè)這樣的連接被發(fā)送到這個(gè)單元的一個(gè)輸入上。這個(gè)單元接收指定這個(gè)模塊的選擇指令,所有這些指令進(jìn)一步指定一個(gè)上述輸入端口和這個(gè)模塊的一個(gè)輸入。通過選擇一個(gè)在這個(gè)輸入上接收的分組對(duì)所有這些指令作出響應(yīng)。選擇的這個(gè)分組的載波波長是這個(gè)指令指定的端口的波長。這個(gè)單元具有一個(gè)輸出并且適于向該輸出發(fā)送選擇的分組。因此它包含一個(gè)分配端子選擇器SR和一個(gè)波長選擇器SL。
分配端子選擇器SR一方面具有多個(gè)由這個(gè)單元的諸如輸入RS的相應(yīng)輸入構(gòu)成的輸入,另一方面又具有一個(gè)輸出RL。在圖中以位于選擇器SR的輸出上的(k.b)∶1混合器SS的一個(gè)公共端子的形式表示該輸出。下面定義數(shù)量b。在圖1的情況下它具有數(shù)值1。在圖2和3的情況下它具有數(shù)值2,其中通過編號(hào)字符SS表示這個(gè)混合器。然而根據(jù)圖4中示出的另一種有時(shí)比較有利的候選配置,輸出RL可以至少由諸如(k.b)∶(n/b)耦合器的一個(gè)星形耦合器的虛擬公共端子構(gòu)成。如果這個(gè)選擇單元接收一個(gè)指定這個(gè)單元和一個(gè)這樣的輸入的選擇指令,則選擇器通過將其輸出RL連接到諸如輸入RS的輸入來應(yīng)答指令。所以用于被系統(tǒng)R發(fā)送到輸出的分組的時(shí)間延遲是該輸入的時(shí)間延遲。所以各個(gè)選擇指令選擇系統(tǒng)R的一個(gè)時(shí)間延遲。
波長選擇器SL具有一個(gè)由分配端子選擇器的輸出RL構(gòu)成的輸入和一個(gè)構(gòu)成選擇器單元的上述輸出的輸出S1。如果這個(gè)選擇單元BS接收一個(gè)指定這個(gè)單元的選擇指令,則選擇器通過有選擇地從其輸入向其輸出發(fā)送載波波長是上述指令指定的輸入端口的波長的分組。
這個(gè)波長選擇器通常包含波分器和一個(gè)波長端子選擇器BL。在圖4示出的第一種情況下,分割器由一個(gè)被連接到這個(gè)選擇器的輸出的頻譜分割器ML構(gòu)成。在圖5示出的第二種情況下,它們由這樣一個(gè)被連接到這個(gè)選擇器的輸入的分割器DL構(gòu)成。在圖1-3示出的最利于光學(xué)放大器的分布的第三種情況下,上述分割器由兩個(gè)這樣的分割器構(gòu)成,其中一個(gè)DL被連接到這個(gè)選擇器的輸入而另一個(gè)ML被連接到這個(gè)選擇器的輸出。
一方面各個(gè)頻譜分割器具有一個(gè)諸如端子RL或S1的公共端子,而另一方面又具有多個(gè)端子,這些端子構(gòu)成分別與路由器的至少某些工作波長相關(guān)的波長端子。它有選擇地在這個(gè)公共端子和所有這些波長端子發(fā)送載波波長與上述端子相關(guān)的分組。一個(gè)這樣的分割器最好由一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)多路復(fù)用器或一個(gè)多路分解器構(gòu)成。
在上述第一和第二種情況下,波長端子選擇器BL一方面具有一個(gè)公共端子,另一方面又具有多個(gè)屬于單獨(dú)的頻譜分割器的端子的波長端子。在這個(gè)單獨(dú)分割器被連接到這個(gè)選擇器的輸出上的第一種情況下,選擇器通過圖4中示出的候選配置的星形耦合器被連接到分配端子選擇器SR。波長選擇器SL的輸出則是單獨(dú)頻譜分割器ML的公共端子。在單獨(dú)分割器DL被連接到這個(gè)端子選擇器BL的輸入的第二種情況下,這個(gè)分割器的公共端子RL構(gòu)成分配端子選擇器SR的輸出和波長選擇器SL的輸入。波長選擇器SL的輸出則是波長端子選擇器BL的公共端子。在上述第三種情況下,波長端子選擇器BL一方面具有多個(gè)輸入終端,其中分別由連接到其輸入的頻譜分割器的波長端子構(gòu)成上述輸入終端,另一方面又具有多個(gè)輸出終端,其中分別由連接到其輸出的頻譜分割器的波長端子構(gòu)成上述輸出終端。如果這個(gè)選擇器單元接收一個(gè)指定這個(gè)單元和一個(gè)輸入端口的選擇指令,則上述選擇器通過有選擇地在上述第一和第二種情況下將其(可能是虛擬的)公共端子連接到與端口的波長相關(guān)的波長端子的端口,或者在第三種情況下將其輸入端子中的一個(gè)連接到其輸出端子中的一個(gè)對(duì)上述指令作出應(yīng)答,其中這些端子是與上述端口的波長相關(guān)的端子。
在所有三種情況下,波長選擇器的輸入和輸出分別由波長端子選擇器和/或一個(gè)頻譜分割器的兩個(gè)上述公共端子構(gòu)成。
所有上述兩個(gè)端子選擇器最好均由一個(gè)光學(xué)開關(guān)序列構(gòu)成,并且所有這些開關(guān)具有一個(gè)半導(dǎo)體光學(xué)放大器的形式。選擇指令則控制這些放大器的供電電流。相同端子選擇器的所有開關(guān)通常被集成在相同的半導(dǎo)體模片上。
路由器的輸出端口由選擇器單元的相應(yīng)輸出S1...S6構(gòu)成。
為了構(gòu)成選擇指令,路由器最終包含一個(gè)管理單元G,這個(gè)管理單元G響應(yīng)路由器接收的分組的路由標(biāo)記和另外從傳輸網(wǎng)絡(luò)接收的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。這個(gè)單元通過發(fā)送一個(gè)有關(guān)該分組的選擇指令對(duì)所有這些輸入端口接收的各個(gè)分組的路由標(biāo)記作出響應(yīng)。該指令指定該端口和至少一個(gè)選擇單元,并且還根據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)選擇一個(gè)時(shí)間延遲。這個(gè)單元通常由一個(gè)電子數(shù)據(jù)處理器構(gòu)成。它通過圖中未示出的光學(xué)耦合器和光電傳感器接收來自路由標(biāo)記的數(shù)據(jù)。這些耦合器被放到輸入多路復(fù)用器系統(tǒng)的上級(jí)端,也可以被放到輸入端口的上級(jí)端。
在基于本發(fā)明的兩個(gè)路由器中,鉺涂層光纖放大器(EDFA)通常被串連到諸如多路復(fù)用器ME的各個(gè)輸入多路復(fù)用器的輸出上,或者被連接到一個(gè)諸如單元R的時(shí)間延遲單元的各個(gè)輸出上。如果端子是諸如端子RL的個(gè)別端子,放大器也可以被串連到各個(gè)分配端子選擇器的諸如端子SR的輸出端子上,也可以被串連到諸如單元BS的各個(gè)選擇器單元的輸出上。
諸如圖1中轉(zhuǎn)換器CS的輸出轉(zhuǎn)換器通常被連接到諸如端口S1的相應(yīng)輸出端口以便接收通過諸如單元BS的選擇器單元選擇的分組。類似于輸入端口的轉(zhuǎn)換器,這些輸出轉(zhuǎn)換器具有相應(yīng)的波長,上述波長被輸出轉(zhuǎn)換器當(dāng)作載波波長用于其自身發(fā)送的分組。這些波長通常是預(yù)定的,在波分多路復(fù)用環(huán)境中,對(duì)波長進(jìn)行選擇以便能夠進(jìn)一步在網(wǎng)絡(luò)中路由這些分組。每個(gè)這樣的多路復(fù)用均由一個(gè)諸如多路復(fù)用器MS的輸出多路復(fù)用器構(gòu)成。上述多路復(fù)用器通過多個(gè)諸如轉(zhuǎn)換器CS的波長轉(zhuǎn)換器從多個(gè)選擇器單元接收分組,上述波長轉(zhuǎn)換器的輸出波長是交錯(cuò)排列的,而這些模塊和轉(zhuǎn)換器的組合構(gòu)成一個(gè)與這個(gè)多路復(fù)用器相關(guān)的選擇器模塊。通過一個(gè)諸如光纖FS的輸出光纖傳導(dǎo)所構(gòu)成的多路復(fù)用。上述轉(zhuǎn)換器,多路復(fù)用器和輸出光纖以相同方式連接到圖2和3中未示出的路由器輸出上。
所有選擇器模塊均可以包含相同數(shù)量的選擇器單元。各個(gè)輸出光纖則傳導(dǎo)一個(gè)由具有相同數(shù)量的相應(yīng)載波波長的分組構(gòu)成的多路復(fù)用。如果這種模塊的數(shù)量為c,則乘積c×d通常等于輸入端口的數(shù)量n。
如圖1所示,上述第二現(xiàn)有技術(shù)路由器具有上述共同特性并且還具有下面更加具體的特性-工作波長的數(shù)量等于輸入端口的數(shù)量n,那些端口具有相應(yīng)的工作波長。
-輸入多路復(fù)用器系統(tǒng)由一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)多路復(fù)用器構(gòu)成,上述現(xiàn)有技術(shù)多路復(fù)用器構(gòu)成一個(gè)輸入多路復(fù)用器。
-各個(gè)選擇器單元的輸入的數(shù)量是時(shí)間延遲系統(tǒng)的時(shí)間延遲的數(shù)量k。
-所有這些端子發(fā)送的分組的載波波長的數(shù)量是輸入端口的數(shù)量n。
根據(jù)上述具體特性可以發(fā)現(xiàn),在各個(gè)選擇器單元中分配端子選擇器的開關(guān)的數(shù)量是時(shí)間延遲系統(tǒng)的時(shí)間延遲的數(shù)量k并且波長端子選擇器的開關(guān)的數(shù)量是工作波長的數(shù)量n。
原來要求這種路由器的輸入端口的數(shù)量n盡可能大。然而在經(jīng)濟(jì)性方面顯然難以增加這個(gè)數(shù)量的數(shù)值,例如增加到32或64,除非數(shù)量k具有諸如16或32的數(shù)值,而乘積kxn必須小于1024。大部分路由器費(fèi)用與各個(gè)選擇器單元的端子選擇器中必須包含并且管理單元必須分別加以控制的開關(guān)的數(shù)量k+n有關(guān)這一事實(shí)導(dǎo)致了這個(gè)困難。此外,路由器的某些光學(xué)開關(guān)所見到的波長數(shù)量則會(huì)過多,例如等于32個(gè),這樣會(huì)導(dǎo)致在這些開關(guān)內(nèi)部出現(xiàn)不期望的四波混合現(xiàn)象并且因而導(dǎo)致光學(xué)串?dāng)_。
根據(jù)本發(fā)明,輸入系統(tǒng)與輸入端口配合構(gòu)成的連接一方面在多個(gè)輸入群之間分配所有這些輸入端口,另一方面將所有分配端子分配到分別與這些輸入群相關(guān)并且均包含至少一個(gè)這種端子的內(nèi)部群中,其中每個(gè)上述輸入群均由多個(gè)上述端口構(gòu)成。所有這些輸入群的端口的波長構(gòu)成一個(gè)包括不同波長的序列,這些不同波長特定于這些端口的一個(gè)相應(yīng)序列。所有這些內(nèi)部群的各個(gè)分配端子構(gòu)成這個(gè)群的一個(gè)端子并且這個(gè)群包含多個(gè)這樣的端子,其中這些端子的相應(yīng)時(shí)間延遲構(gòu)成一個(gè)包括不同時(shí)間延遲的序列。通過以下事實(shí)獲得上述分割,即這些連接僅將一個(gè)輸入群的端口連接到與該輸入群相關(guān)的內(nèi)部群的端子并且僅將那些端子連接到那些端口上。
上述各個(gè)分組群由一個(gè)輸入群接收的分組構(gòu)成,因而通過與上述輸入群相關(guān)的內(nèi)部群通過路由器傳輸。因而它與上述輸入群和內(nèi)部群相關(guān)聯(lián),并且當(dāng)此后被使用時(shí)文字″群″同樣可以適用于這種分組群以及與上述分組群相關(guān)的輸入群或內(nèi)部群。
各種輸入群中的端口的相應(yīng)數(shù)量最好是類似的。更具體地說,根據(jù)以下條件,所有這些端口數(shù)量以及輸入端口總數(shù)n與這些群的數(shù)量b之間的比率n/b的絕對(duì)數(shù)值之間的差值最好小于這個(gè)群的數(shù)量n/b-b<g<n/b+b其中g(shù)表示任何輸入群中包含的端口的數(shù)量。在n可以被b整除的典型情況下,所有輸入群最好具有相同數(shù)量n/b的輸入端口,并且后面會(huì)討論這種情況。
如上所述,時(shí)間延遲序列最好是一個(gè)規(guī)則序列并且如上所述的方式選擇該序列的時(shí)間延遲的數(shù)量k。對(duì)于b個(gè)群中的各個(gè)群,各個(gè)分配選擇器將數(shù)量k個(gè)輸入分別連接到該群中相同數(shù)量的分配端子。因而其輸入的數(shù)量及其光學(xué)開關(guān)的數(shù)量是乘積k×b。并且各個(gè)群中載波波長的數(shù)量等于群的輸入端口的數(shù)量,即等于商n/b。各個(gè)波長端子選擇器的光學(xué)開關(guān)的數(shù)量等于波長的數(shù)量,即等于這個(gè)商。所以通過表達(dá)式定義n個(gè)選擇器單元的每個(gè)選擇器單元中的光學(xué)開關(guān)的總數(shù)kb+n/b如果改變數(shù)量b,則這個(gè)表達(dá)式具有一個(gè)最小數(shù)值b2=n/k這是因?yàn)?,為了限制各個(gè)選擇器單元中光學(xué)開關(guān)的數(shù)量和路由器中開關(guān)的總數(shù),僅在比率n/b不超過16的情況下,輸入群的數(shù)量b最好是輸入端口的數(shù)量n與上述時(shí)間延遲的上述序列的時(shí)間延遲數(shù)量k之間的比率的平方根√n/k的25%到400%,最好是接近100%。總之,為了避免出現(xiàn)四波混合現(xiàn)象,選擇數(shù)量b使得這個(gè)比率n/b不會(huì)顯著超過16并且輸入群中分別包含的端口的數(shù)量g也是這樣。
在當(dāng)前技術(shù)條件允許的情況下,輸入群的數(shù)量b通常至少等于2并且最多等于64。例如在n=32,k=8的情況下b=2,并且n=32個(gè)選擇器單元中每個(gè)選擇器單元內(nèi)的光學(xué)開關(guān)的數(shù)量為8×2+32/2=32對(duì)于相同數(shù)值的n和k,第二現(xiàn)有技術(shù)路由器的各個(gè)這樣的模塊中的這些開關(guān)的數(shù)量為8+32=40.
同樣地,如果n=64并且k=6則b=4,并且開關(guān)的對(duì)應(yīng)數(shù)量為6×4+64/4=40在相同的現(xiàn)有技術(shù)路由器中,該數(shù)量為6+64=70.
在基于本發(fā)明的第一路由器中,在輸入多路復(fù)用器系統(tǒng)ME的上級(jí)端上對(duì)群進(jìn)行空間分離。
這個(gè)第一路由器具有下面如圖2所示的具體特性輸入端口的波長構(gòu)成一個(gè)頻譜序列λ1...λp,這個(gè)頻譜序列由各個(gè)輸入群中的不同波長構(gòu)成,并且該序列中至少大部分波長被包含在各個(gè)其它輸入群的對(duì)應(yīng)頻譜序列中。
例如,并且如圖所示,如果b=2并且數(shù)量n是偶數(shù),則兩個(gè)輸入群E1...E3和E4...E6具有相同頻譜序列λ1...λp并且該序列中波長的數(shù)量p是p=n/2。
對(duì)于每個(gè)輸入群,輸入多路復(fù)用器系統(tǒng)ME均包含一個(gè)輸入多路復(fù)用器,即兩個(gè)輸入多路復(fù)用器MF和MG。這些多路復(fù)用器構(gòu)成群的相應(yīng)多路復(fù)用器。對(duì)其進(jìn)行配置以便接收通過其群的端口發(fā)送的分組并且進(jìn)行波分多路復(fù)用。它具有一個(gè)發(fā)送多路復(fù)用分組的輸出。
對(duì)于所有這些輸入群,時(shí)間延遲系統(tǒng)R包含一個(gè)諸如兩個(gè)單元RA和RB的時(shí)間延遲單元以便接收這些多路復(fù)用分組。對(duì)于各個(gè)上述時(shí)間延遲,這個(gè)單元具有一個(gè)主內(nèi)部端子,這個(gè)主內(nèi)部端子具有上述時(shí)間延遲。
在不但針對(duì)各個(gè)時(shí)間延遲,而且針對(duì)各個(gè)時(shí)間延遲單元的情況下,廣播設(shè)備系統(tǒng)D包含一個(gè)諸如廣播設(shè)備DA1的廣播設(shè)備,上述廣播設(shè)備將諸如端子A1并且具有上述時(shí)間延遲的主內(nèi)部端子連接到多個(gè)與上述主內(nèi)部端子相連的分配端子上。上述廣播設(shè)備構(gòu)成該主內(nèi)部端子的一個(gè)廣播設(shè)備。它將上述主內(nèi)部端子連接到n個(gè)諸如端子RS的分配端子?,F(xiàn)有技術(shù)″廣播耦合器″或″分割器″是這種廣播設(shè)備的一個(gè)例子。
最終,各個(gè)選擇器單元的輸入包含各個(gè)輸入群的一組這樣的單元輸入,并且所有這些單元輸入群包含各個(gè)主內(nèi)部端子的一個(gè)這樣的輸入。上述輸入由一個(gè)分配端子構(gòu)成并且通過后者的廣播設(shè)備被連接到上述主內(nèi)部端子。
在這個(gè)基于本發(fā)明的第一路由器中,頻譜組合均具有一個(gè)單獨(dú)的波長。這個(gè)路由器在限制頻譜組合的數(shù)量方面有優(yōu)勢(shì),其中諸如選擇器SL的頻譜選擇器裝置必須根據(jù)上述數(shù)量進(jìn)行選擇,而這個(gè)路由器在必須被包含在每個(gè)進(jìn)行上述選擇的選擇器中的光學(xué)開關(guān)的數(shù)量方面也有優(yōu)勢(shì)。感謝上述特性,所有這些數(shù)量均可以被限制成比率n/b。
在基于本發(fā)明的第二路由器中,在廣播設(shè)備系統(tǒng)中對(duì)群進(jìn)行空間分離,這具有簡化時(shí)間延遲系統(tǒng)的有利性。
這個(gè)第二路由器具有下面如圖3所示的具體特性-輸入端口E1...E6的波長構(gòu)成一個(gè)單獨(dú)的頻譜序列λ1...λn,而上述頻譜序列由不同的波長構(gòu)成。
-輸入多路復(fù)用器系統(tǒng)包含一個(gè)接收通過輸入端口發(fā)送的分組并且對(duì)分組進(jìn)行波分多路復(fù)用的單獨(dú)多路復(fù)用器ME,并且這個(gè)系統(tǒng)具有一個(gè)發(fā)送這些多路復(fù)用分組的單獨(dú)輸出。
-時(shí)間延遲系統(tǒng)包含一個(gè)接收這些多路復(fù)用分組的單獨(dú)時(shí)間延遲單元R,并且對(duì)于各個(gè)上述時(shí)間延遲這個(gè)單元具有一個(gè)諸如端子R1或R2并且具有上述時(shí)間延遲的主內(nèi)部端子。
-廣播設(shè)備系統(tǒng)D包含-多個(gè)諸如廣播設(shè)備DA1的廣播設(shè)備,上述廣播設(shè)備均具有一個(gè)諸如輸入A1的輸入和多個(gè)諸如輸出RS的輸出,并且均將上述輸入連接到所有這些輸出中的每一個(gè),和-多個(gè)頻譜分割器,例如分割器T1和T2。
所有這些諸如分割器T1的分割器均具有一個(gè)諸如輸入R1的輸入和多個(gè)諸如輸出A1和BL的輸出,并且在上述輸入上接收上述多路復(fù)用分組。那些輸出分別與由上述多個(gè)工作波長的相應(yīng)部分構(gòu)成的波長群相關(guān)聯(lián),其中這些相應(yīng)部分對(duì)于所有這些分割器是相同的。所有這些分割器向其各個(gè)輸出只發(fā)送其接收的一個(gè)分組群,即由具有與一個(gè)輸出相關(guān)的波長群中包含的一個(gè)載波波長的分組構(gòu)成的群。
諸如端子RS的各個(gè)分配端子通過一個(gè)諸如分割器T1的頻譜分割器和至少一個(gè)諸如廣播設(shè)備DA1的廣播設(shè)備被廣播設(shè)備系統(tǒng)D連接到一個(gè)諸如端子R1的主內(nèi)部端子。
各個(gè)諸如單元BS的選擇器單元的輸入包含一組針對(duì)各個(gè)波長群的輸入,并且上述各個(gè)輸入群包含一個(gè)針對(duì)各個(gè)主內(nèi)部端子的輸入,其中輸入通過廣播設(shè)備系統(tǒng)和一個(gè)分配端子被連接到上述主內(nèi)部端子。
在基于本發(fā)明的第二路由器中,根據(jù)上述具體特性并且針對(duì)各個(gè)波長群,一個(gè)輸入群由所有具有波長被包含在這個(gè)波長群內(nèi)的波長的輸入端口構(gòu)成,并且一個(gè)上述內(nèi)部群由所有通過頻譜分割器與上述波長群相關(guān)的輸出被連接到主內(nèi)部端子的分配端子構(gòu)成。
并且在這個(gè)第二路由器中,頻譜組合均具有數(shù)量b個(gè)波長并且這些組合的數(shù)量等于一個(gè)輸入群中包含的端口的數(shù)量,即象在基于本發(fā)明的第一路由器中那樣,上述數(shù)量可以被限制成比率n/b。
如圖所示,諸如分割器T1的各個(gè)頻譜分割器的輸入最好但不必需由一個(gè)諸如端子R1的主內(nèi)部端子構(gòu)成。諸如廣播設(shè)備DA1的各個(gè)廣播設(shè)備被配置在一個(gè)上述分割器和與上述主內(nèi)部端子相連的分配端子之間,這就限制了這種分割器的數(shù)量,而該數(shù)量則等于時(shí)間延遲的數(shù)量k。一個(gè)EDFA可以被放在諸如輸出A1或B1的各個(gè)輸出和諸如廣播設(shè)備DA1并且被連接到上述輸出的廣播設(shè)備之間,或者被放在諸如端子R1的各個(gè)主端子上。
工作波長通常構(gòu)成一個(gè)基本上規(guī)則的序列,所有這些波長在上述序列中均具有一個(gè)序號(hào),并且波長群通常構(gòu)成一個(gè)包含數(shù)量b個(gè)這樣的群的序列,所有這些群均在上述序列中具有一個(gè)序號(hào)。因而在所有這些波長群均有選擇地包含工作波長的情況下最好使得上述群的序號(hào)r和所有這些波長的序號(hào)q滿足條件r=q模b.
頻譜分割器T1和T2是周期性分割器,更具體地是具有周期b的周期性多路分解器或?yàn)V波器。這種分割器一方面在輸入或輸出上具有一個(gè)公共端子,另一方面在輸出或輸入上分別具有數(shù)量b個(gè)特定端子,后者均允許通過n個(gè)工作波長中的一部分工作波長。一個(gè)具有序號(hào)i的具體端子通常允許n/b個(gè)非連續(xù)并且具有序號(hào)i,i+b,i+2b等等的工作波長通過分割器。例如,在所示的n為偶數(shù)并且b=2的典型情況下,一個(gè)第一波長群由具有奇數(shù)序號(hào)λ1,λ3...λn-1的波長構(gòu)成,而一個(gè)第二波長群由具有偶數(shù)序號(hào)λ2,...λn的波長構(gòu)成。
一個(gè)這樣的配置可以利于實(shí)現(xiàn)波長選擇器中包含的頻譜分割器,即具有現(xiàn)有技術(shù)多路分解器或多路復(fù)用器形式的多路分解器DL和多路復(fù)用器ML,上述現(xiàn)有技術(shù)多路分解器或多路復(fù)用器被稱為″頻帶″多路分解器或多路復(fù)用器并且此后稱作″頻帶分割器″。這種分割器一方面在輸入或輸出上具有一個(gè)公共端子,另一方面在輸出或輸入上分別具有數(shù)量n/b個(gè)特定端子,后者均允許通過n個(gè)工作波長中的一部分工作波長。一個(gè)具有序號(hào)i的具體端子通常允許b個(gè)序號(hào)在從序號(hào)b(i-1)+1到序號(hào)b(i-1)+b并且包含序號(hào)b(i-1)+b的范圍內(nèi)的連續(xù)工作波長通過分割器。具有序號(hào)1的具體端子選擇波長λ1和λ2,而具有序號(hào)2的端子選擇波長λ3和λ4,等等。
除此之外,諸如分割器T1和T2的頻譜分割器可以由頻帶分割器構(gòu)成,而諸如分割器DL和ML的分割器會(huì)是周期性分割器。一個(gè)工作波長的rank q和包含上述波長的群的rank r通常滿足條件r=1+((q-1)/(n/b))的整數(shù)部分。
需要光學(xué)分組路由器具有高容量,即使設(shè)置了每個(gè)端口的數(shù)據(jù)位速率也是如此。其輸入或輸出端口的數(shù)量則變得較大,通常大于256。還期望這些路由器實(shí)現(xiàn)與電子分組路由器的性能可比的邏輯性能。這就是選擇器單元中包含的諸如混合器SS的光學(xué)混合器較多,通常多于16至1的原因。這意味著在諸如選擇器SL的波長選擇器的輸出上有高光學(xué)損耗和低信/噪比。此外在這種混合器內(nèi)重新混合大量光學(xué)路徑可以導(dǎo)致過高的光學(xué)串?dāng)_。
根據(jù)本發(fā)明并且如圖2,3和6所示,這就是各個(gè)諸如單元BS的選擇單元的諸如選擇器SR的配送端子選擇器最好具有以下類型的原因象在現(xiàn)有技術(shù)中那樣,它包含一個(gè)具有相應(yīng)輸入的光學(xué)開關(guān)序列,上述輸入構(gòu)成這個(gè)選擇單元的諸如輸入RS的相應(yīng)輸入。這些開關(guān)還具有構(gòu)成相應(yīng)的定向輸出的相應(yīng)輸出,例如輸出PR,這些輸入分別與這些輸出相關(guān)。象在現(xiàn)有技術(shù)中那樣,它還包含組合系統(tǒng),上述組合系統(tǒng)構(gòu)成了分別將這些定向輸出連接到這個(gè)選擇器的諸如輸出RL的輸出上。在本發(fā)明的環(huán)境中,這些連接包含開關(guān)放大器,例如放大器AC1和AC2。所有這些開關(guān)放大器均在輸入上至少間接地被連接到某些定向輸出上,那些與上述輸出相關(guān)的輸出和輸入構(gòu)成這個(gè)放大器的一個(gè)上級(jí)群。這個(gè)群包含多個(gè)這樣的輸出并且不包含其中的若干個(gè)其它輸出。根據(jù)選擇指令控制這些開關(guān)放大器以便在通過一個(gè)指令指定放大器的上級(jí)群的一個(gè)輸入的情況下臨時(shí)增加所有這些放大器的增益。
混合器構(gòu)成的所有或某些連接可以均包含一系列由多個(gè)開關(guān)放大器構(gòu)成的序列,其中每個(gè)開關(guān)放大器均具有多個(gè)輸入和唯一一個(gè)輸出,這些輸入分別屬于多個(gè)這樣的連接。在上述序列中至少有兩個(gè)放大器是連續(xù)的。它們分別構(gòu)成一個(gè)諸如放大器AC1的前置放大器和一個(gè)諸如放大器AC2的后置放大器,這個(gè)前置放大器諸如輸出PQ的輸出構(gòu)成這個(gè)后置放大器的一個(gè)輸入。
圖6示出了一個(gè)適于替換例如混合器SS的混合器的開關(guān)放大器系統(tǒng)CC。這個(gè)系統(tǒng)由分別包括J到1個(gè)混合器的三個(gè)級(jí)段構(gòu)成,例如混合器C1,C2和C3,這三個(gè)級(jí)段通過分別包含放大器AC1和AC2的兩組開關(guān)放大器相連。數(shù)量J在圖中具有數(shù)值4并且通??梢跃哂袛?shù)值4或8。諸如放大器AC1和AC2的放大器是可以按照與分隔兩個(gè)分組的時(shí)間間隔兼容的速度大大修改其增益的半導(dǎo)體光學(xué)放大器。如果一個(gè)分組被發(fā)送到單獨(dú)的輸出RL,則只有發(fā)送該分組的放大器接收一個(gè)向其授予高增益的供電電流。所有其它放大器則具有很強(qiáng)的吸收性,從而避免了對(duì)上級(jí)放大器中放大自行發(fā)射的傳輸和重新混合。其結(jié)果是顯著增加了信號(hào)功率與光學(xué)串?dāng)_功率的比率。
可以通過除上述之外的方式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。具體地,如果群的數(shù)量b是一個(gè)相對(duì)較大的數(shù)量,例如4或6,則可以混合群的空間分割,即根據(jù)這兩個(gè)模式中的第一個(gè)模式第一次可以分割成數(shù)量z個(gè)群,并且根據(jù)這兩個(gè)模式中的第二個(gè)模式第二次可以分割成數(shù)量h個(gè)群,群的數(shù)量則是b=z×h。并且針對(duì)簡單情況描述了頻譜分割器的類型和波長群的合成,考慮到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提供的部件可用性和/或端口數(shù)量,一個(gè)路由器的實(shí)現(xiàn)可以某種程度上偏離這些描述,同時(shí)得到這些類型和/或合成的好處。最終,一個(gè)基于本發(fā)明的第三路由器與第二路由器的不同之處在于,第三路由器不會(huì)包含任何時(shí)間延遲系統(tǒng),其廣播設(shè)備系統(tǒng)D包含一個(gè)諸如分割器T1并且被連接到多路復(fù)用器ME的輸出上的單獨(dú)頻譜分割器。它會(huì)包含一個(gè)單獨(dú)的主內(nèi)部端子,其時(shí)間延遲會(huì)為零。
權(quán)利要求
1.光傳輸網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)分組路由器,上述路由器包含輸入端口,用于通過載波波長與上述輸入端口有對(duì)應(yīng)關(guān)系的光學(xué)形式接收分組并發(fā)送分組,上述路由器還包含一個(gè)對(duì)上述分組施加時(shí)間延遲并且將其廣播到空間選擇器系統(tǒng)以便接收上述分組并發(fā)送到頻譜選擇器系統(tǒng)的輸入系統(tǒng),所有上述系統(tǒng)均根據(jù)命令對(duì)上述分組進(jìn)行選擇,上述頻譜選擇器系統(tǒng)根據(jù)預(yù)定頻譜組合進(jìn)行上述選擇,每個(gè)上述組合具有至少一個(gè)波長并包括具有等于上述組合的波長的載波波長的分組,各個(gè)上述分組被包含在一個(gè)上述組合中,并且上述路由器在其輸出上發(fā)送通過上述選擇獲得的分組,在路由器中,上述輸入系統(tǒng)包含一個(gè)單獨(dú)的時(shí)間延遲系統(tǒng)并且上述輸入系統(tǒng)與上述輸入端口共同將上述分組分成多個(gè)分組群,其中每個(gè)分組群均由一些上述分組構(gòu)成,各個(gè)上述分組群的上述分組光學(xué)載波波長的數(shù)量是上述輸入端口數(shù)量的一部分并且構(gòu)成上述分組群的若干個(gè)波長,上述協(xié)作使得上述頻譜選擇器系統(tǒng)借以進(jìn)行上述選擇的上述頻譜組合數(shù)量等于上述分組群的最大波長數(shù)量。
2.如權(quán)利要求1所述的分組路由器,適于被包含在用于路由構(gòu)成上述分組的相應(yīng)信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)中,各個(gè)上述分組傳送要發(fā)送的信息并且被提供一個(gè)路由標(biāo)記,上述分組適于通過具有相應(yīng)波長的光波傳送,傳送上述分組的光波的上述波長構(gòu)成上述分組的上述載波波長,并且上述路由器具有多個(gè)工作波長并且包含-多個(gè)上述輸入端口,各個(gè)上述輸入端口均被分配一個(gè)上述工作波長并且被用來按時(shí)間序列接收上述分組,-一個(gè)輸入多路復(fù)用器系統(tǒng),該系統(tǒng)被用來在上述輸入端口的輸出上接收上述分組,上述系統(tǒng)具有至少一個(gè)輸出并且適于向上述系統(tǒng)的各個(gè)輸出發(fā)送具有被上述系統(tǒng)接收的相應(yīng)不同載波波長的上述分組,-一個(gè)時(shí)間延遲系統(tǒng),該系統(tǒng)被用來在上述輸入多路復(fù)用器系統(tǒng)的輸出上接收上述分組,上述時(shí)間延遲系統(tǒng)具有一個(gè)分別構(gòu)成主內(nèi)部端子的輸出組合,上述端子具有相應(yīng)的時(shí)間延遲,并且上述時(shí)間延遲系統(tǒng)適于按照一個(gè)等于上述端子的上述時(shí)間延遲的時(shí)間延遲向各個(gè)上述端子發(fā)送各個(gè)上述分組,-一個(gè)廣播設(shè)備系統(tǒng),該系統(tǒng)將各個(gè)上述主內(nèi)部端子連接到多個(gè)分配端子,其中各個(gè)分配端子均具有一個(gè)時(shí)間延遲,上述時(shí)間延遲由上述主內(nèi)部端子的上述時(shí)間延遲構(gòu)成,上述輸入多路復(fù)用器系統(tǒng),上述時(shí)間延遲系統(tǒng)和上述廣播設(shè)備系統(tǒng)構(gòu)成上述輸入系統(tǒng),并且上述輸入系統(tǒng)與上述輸入端口共同構(gòu)成連接以便將上述端口連接到上述分配端子,-多個(gè)選擇器單元,各個(gè)上述單元具有多個(gè)輸入,上述輸入由多個(gè)上述分配端子構(gòu)成并且被分配了相應(yīng)端子的上述時(shí)間延遲,上述連接使得對(duì)于各個(gè)上述單元,一個(gè)上述端口接收的各個(gè)上述分組被上述端口的一個(gè)上述鏈路發(fā)送到上述單元的一個(gè)上述輸入,上述單元適于接收對(duì)其進(jìn)行指定的選擇指令,各個(gè)上述指令還指定一個(gè)上述輸入端口和上述模塊的一個(gè)上述輸入,上述模塊適于通過選擇一個(gè)在其某個(gè)輸入上接收的上述分組來應(yīng)答各個(gè)上述指令,上述選擇分組的上述載波波長是上述指令指定的輸入端口的上述波長并且上述輸入是上述指令指定的上述模塊的上述輸入,上述單元具有一個(gè)輸出,該輸出構(gòu)成上述路由器的一個(gè)輸出端口,并且上述單元適于向上述輸出發(fā)送上述選擇分組,因此選擇器單元包含-一個(gè)配送端子選擇器,上述配送端子選擇器一方面具有多個(gè)分別構(gòu)成上述模塊的上述輸入的輸入,另一方面具有一個(gè)輸出,上述選擇器構(gòu)成一個(gè)上述空間選擇器系統(tǒng),適于接收那些指定上述選擇器單元的上述選擇指令并且通過將上述輸出連接到上述指令指定的上述輸入對(duì)各個(gè)指令進(jìn)行應(yīng)答,和-一個(gè)波長選擇器,上述波長選擇器具有一個(gè)由上述配送端子選擇器的上述輸出構(gòu)成的輸入,上述波長選擇器具有一個(gè)構(gòu)成上述選擇器單元的上述輸出的輸出,上述選擇器構(gòu)成一個(gè)上述頻譜選擇系統(tǒng),適于接收那些指定上述選擇器單元的上述選擇指令并且通過有選擇地從其輸入向其輸出發(fā)送其載波波長是上述指令指定的輸入端口的波長的上述分組對(duì)各個(gè)這種指令進(jìn)行應(yīng)答,上述路由器還包含一個(gè)對(duì)上述路由標(biāo)記和從上述傳輸網(wǎng)絡(luò)接收的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)敏感的管理單元,上述單元適于通過發(fā)送一個(gè)有關(guān)上述分組的選擇指令對(duì)上述路由器接收的各個(gè)上述分組的上述路由標(biāo)記作出應(yīng)答,上述指令指定接收上述分組的上述輸入端口并且還根據(jù)上述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)指定至少一個(gè)上述選擇器單元和上述單元的一個(gè)上述輸入,在路由器中,上述輸入系統(tǒng)與上述輸入端口配合構(gòu)成的上述連接一方面將所有上述輸入端口分成多個(gè)均構(gòu)成多個(gè)上述端口的輸入群,并且另一方面將所有上述分配端子分成多個(gè)分別與上述輸入群相關(guān)并且均包含至少一個(gè)這種端子的內(nèi)部群,各個(gè)上述輸入群的端口的上述波長構(gòu)成一個(gè)分別特定于一個(gè)上述端口序列的不同波長的序列,各個(gè)上述內(nèi)部群的上述分配端子構(gòu)成上述群的端子,上述端子的相應(yīng)時(shí)間延遲是不同的時(shí)間延遲并且構(gòu)成上述內(nèi)部群的一個(gè)時(shí)間延遲序列,通過上述連接將一個(gè)上述輸入群的端口只連接到上述內(nèi)部群中與上述輸入群相關(guān)的端子并且將上述端子只連接到上述端口來實(shí)現(xiàn)上述分配。
3.如權(quán)利要求2所述的分組路由器,其中上述輸入群包含的端口的各個(gè)相應(yīng)數(shù)量與輸入端口的端子數(shù)量和上述群的數(shù)量的比率之間的差值的絕對(duì)數(shù)值小于上述群的數(shù)量。
4.如權(quán)利要求3所述的分組路由器,其中上述輸入群的上述數(shù)量b至少等于2并且最多等于64。
5.如權(quán)利要求4所述的分組路由器,其中上述輸入群的上述數(shù)量b是兩個(gè)數(shù)量中較大的數(shù)量,其中上述兩個(gè)數(shù)量中第一個(gè)數(shù)量的范圍是從上述輸入端口的上述數(shù)量n與上述時(shí)間延遲序列的時(shí)間延遲的上述數(shù)量k的比率的平方根的25%到400%,上述兩個(gè)數(shù)量中的第二個(gè)數(shù)量等于上述數(shù)量n除以16。
6.如權(quán)利要求2所述的分組路由器,其中所有上述內(nèi)部群均具有相同的時(shí)間延遲序列。
7.如權(quán)利要求2所述的分組路由器,其中各個(gè)上述輸入群中包含的上述輸入端口的上述波長構(gòu)成一個(gè)頻譜序列,這個(gè)頻譜序列由不同波長構(gòu)成并且上述序列的至少大部分波長被包含在各個(gè)上述其它輸入群的上述頻譜序列中,上述輸入多路復(fù)用器系統(tǒng)包含一個(gè)用于各個(gè)上述輸入群的輸入多路復(fù)用器,上述多路復(fù)用器構(gòu)成上述群的一個(gè)多路復(fù)用器并且被用來接收和波分多路復(fù)用上述群的上述端口發(fā)送的上述分組,上述多路復(fù)用器具有一個(gè)發(fā)送上述多路復(fù)用分組的輸出,針對(duì)各個(gè)上述輸入群,上述時(shí)間延遲系統(tǒng)包含一個(gè)接收上述群的上述多路復(fù)用的上述輸出發(fā)送的上述多路復(fù)用分組的時(shí)間延遲單元,并且針對(duì)各個(gè)上述時(shí)間延遲上述單元具有一個(gè)分配了上述時(shí)間延遲的主內(nèi)部端子,針對(duì)各個(gè)上述時(shí)間延遲和各個(gè)上述時(shí)間延遲單元,上述廣播設(shè)備系統(tǒng)包含一個(gè)將分配了上述時(shí)間延遲的上述主內(nèi)部端子連接到多個(gè)分配了上述時(shí)間延遲的上述分配端子的廣播設(shè)備,并且上述廣播設(shè)備構(gòu)成上述主內(nèi)部端子的一個(gè)廣播設(shè)備,各個(gè)上述選擇器單元的上述輸入包含各個(gè)上述輸入群的一組上述輸入,上述單元的各個(gè)上述輸入群包含各個(gè)上述主內(nèi)部端子的一個(gè)上述輸入,并且上述輸入包括一個(gè)上述輔助內(nèi)部端子并且通過上述主內(nèi)部端子的上述擴(kuò)散器被連接到上述主內(nèi)部端子。
8.如權(quán)利要求2所述的分組路由器,其中上述輸入端口的上述波長構(gòu)成一個(gè)包括不同波長的頻譜序列,上述輸入多路復(fù)用器系統(tǒng)包含一個(gè)被用來接收和波分多路復(fù)用上述輸入端口發(fā)送的上述分組的多路復(fù)用器,并且上述系統(tǒng)具有一個(gè)發(fā)送上述多路復(fù)用分組的輸出,上述時(shí)間延遲系統(tǒng)包含一個(gè)被用來接收上述多路復(fù)用分組的單獨(dú)時(shí)間延遲單元,針對(duì)各個(gè)上述時(shí)間延遲上述單元具有一個(gè)上述主內(nèi)部端子并且上述主內(nèi)部端子具有上述時(shí)間延遲,上述廣播設(shè)備系統(tǒng)包含-多個(gè)廣播設(shè)備,各個(gè)廣播設(shè)備具有一個(gè)輸入和多個(gè)輸出并且均將上述輸入連接到各個(gè)上述輸出,和-多個(gè)頻譜分割器,各個(gè)上述分割器具有一個(gè)輸入和多個(gè)輸出并且被用來在上述輸入上接收上述多路復(fù)用分組,上述輸出分別與包括上述多個(gè)工作波長的相應(yīng)部分的波長群相關(guān),上述連續(xù)部分對(duì)于所有上述分割器均是相同的,各個(gè)上述分割器適于向各個(gè)上述輸出發(fā)送唯一一個(gè)上述分組群,并且上述群由具有一個(gè)上述載波波長的上述分組構(gòu)成,上述載波波長被包含在與上述輸出相關(guān)的上述波長群中,各個(gè)上述分配端子通過一個(gè)上述頻譜分割器和至少一個(gè)上述廣播設(shè)備被上述廣播設(shè)備系統(tǒng)連接到一個(gè)上述主內(nèi)部端子,并且各個(gè)上述選擇器單元的上述輸入包含各個(gè)上述波長群的一組上述輸入,上述模塊的各個(gè)上述輸入群包含各個(gè)上述主內(nèi)部端子的一個(gè)上述輸入,上述輸入包括一個(gè)上述分配端子并且通過上述廣播設(shè)備系統(tǒng)被連接到上述主內(nèi)部端子,針對(duì)各個(gè)上述波長群,一個(gè)上述輸入群由所有被分配了上述波長群包含的一個(gè)波長的上述輸入端口構(gòu)成,并且一個(gè)上述內(nèi)部群由所有通過上述頻譜分割器的那些與上述波長群相關(guān)的上述輸出連接到上述主內(nèi)部端子的上述分配端子構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求8所述的分組路由器,其中各個(gè)上述頻譜分割器的上述輸入包括一個(gè)主內(nèi)部端子。
10.如權(quán)利要求8所述的分組路由器,其中上述工作波長構(gòu)成一個(gè)基本規(guī)則的序列,各個(gè)上述波長在上述序列中具有一個(gè)序號(hào),上述波長群構(gòu)成一個(gè)包含數(shù)量b個(gè)上述群的序列,并且各個(gè)上述群在上述序列中具有一個(gè)序號(hào),其中至少某些上述波長群均包含多個(gè)上述工作波長使得上述群的序號(hào)r和各個(gè)上述波長的序號(hào)q滿足以下條件r=q模b.
11.如權(quán)利要求8所述的分組路由器,其中各個(gè)上述選擇器單元的上述波長選擇器包含-至少一個(gè)頻譜分割器,上述頻譜分割器一方面具有一個(gè)公共端子,另一方面具有多個(gè)特殊端子,上述特殊端子構(gòu)成分別與至少某些上述工作波長相關(guān)的波長端子,上述分割器適于有選擇地在上述公共端子和各個(gè)上述波長端子之間發(fā)送那些其載波波長與上述端子相關(guān)的上述分組,和-一個(gè)波長端子選擇器,上述波長端子選擇器具有至少多個(gè)分別由一個(gè)頻譜分割器的上述波長端子構(gòu)成的端子,上述選擇器適于接收一個(gè)指定上述選擇器單元和一個(gè)上述輸入端口的上述選擇指令并且以允許通過上述選擇器的至少一個(gè)與上述端口的上述波長相關(guān)的上述端子選擇性發(fā)送上述分組的方式應(yīng)答上述指令,并且其中上述波長選擇器的各個(gè)上述頻譜分割器是一個(gè)頻帶分割器,所述廣播系統(tǒng)的上述頻譜分割器是周期性分割器。
12.如權(quán)利要求8所述的分組路由器,其中上述工作波長構(gòu)成一個(gè)基本規(guī)則的序列,各個(gè)上述波長在上述序列中具有一個(gè)序號(hào),上述波長群構(gòu)成一個(gè)包含數(shù)量b個(gè)上述群的序列,并且各個(gè)上述群在上述序列中具有一個(gè)序號(hào),其中至少某些上述波長群均包含多個(gè)上述工作波長使得上述群的序號(hào)r和各個(gè)上述波長的序號(hào)q滿足以下條件r=1+((q-1)/(n/b))的整數(shù)部分。
13.如權(quán)利要求8所述的分組路由器,其中各個(gè)上述選擇器單元的上述波長選擇器包含-至少一個(gè)頻譜分割器,上述頻譜分割器一方面具有一個(gè)公共端子,另一方面具有多個(gè)特殊端子,上述特殊端子構(gòu)成分別與至少某些上述工作波長相關(guān)的波長端子,上述分割器適于有選擇地在上述公共端子和各個(gè)上述波長端子之間發(fā)送那些其載波波長與上述端子相關(guān)的上述分組,和-一個(gè)波長端子選擇器,上述波長端子選擇器具有至少多個(gè)分別由一個(gè)頻譜分割器的上述波長端子構(gòu)成的端子,上述選擇器適于接收一個(gè)指定上述選擇器單元和一個(gè)上述輸入端口的上述選擇指令并且以允許通過上述選擇器的至少一個(gè)與上述端口的上述波長相關(guān)的上述端子選擇性發(fā)送上述分組的方式應(yīng)答上述指令,其中上述波長選擇器的各個(gè)上述頻譜分割器是一個(gè)周期性分割器,上述廣播設(shè)備系統(tǒng)的上述頻譜分割器是頻帶分割器。
14.如權(quán)利要求2所述的分組路由器,其中各個(gè)上述選擇器單元的上述配送端子選擇器包含-一個(gè)光學(xué)開關(guān)序列,上述序列具有分別構(gòu)成上述選擇器單元的上述輸入的相應(yīng)輸入,上述開關(guān)具有分別構(gòu)成定向輸出的相應(yīng)輸出,并且上述輸入分別與上述輸出相關(guān),和-混合系統(tǒng),上述混合系統(tǒng)構(gòu)成分別將上述定向輸出連接到上述選擇器的上述輸出的連接,其中上述混合系統(tǒng)包含開關(guān)放大器,各個(gè)上述開關(guān)放大器在輸入上至少間接地被連接到某些上述定向輸出,與上述輸出相關(guān)的上述輸出和上述輸入構(gòu)成上述放大器的一個(gè)上級(jí)群,上述群包含多個(gè)上述輸出并且不包含另一批多個(gè)上述輸出,上述選擇指令控制上述開關(guān)放大器以便在一個(gè)上述指令指定上述放大器的上述上級(jí)群的一個(gè)上述輸入的情況下臨時(shí)增加各個(gè)上述放大器的增益。
15.如權(quán)利要求14所述的分組路由器,其中上述混合系統(tǒng)構(gòu)成的至少某些上述連接均包含一個(gè)串行序列,上述串行序列包含若干均具有多個(gè)輸入和一個(gè)單獨(dú)輸出的上述開關(guān)放大器,上述輸入分別屬于多個(gè)上述連接,至少兩個(gè)上述放大器在上述序列中是連續(xù)的并且分別構(gòu)成一個(gè)前置放大器和一個(gè)后置放大器,上述前置放大器的上述輸出構(gòu)成上述后置放大器的一個(gè)上述輸入。
16.如權(quán)利要求8所述的分組路由器,其中包含一個(gè)單獨(dú)的主內(nèi)部端子,上述端子的上述時(shí)間延遲為零。
全文摘要
一個(gè)路由器通過傳送波長與端口對(duì)應(yīng)的光學(xué)載波的輸入端口接收傳送數(shù)據(jù)的分組。對(duì)分組施加相應(yīng)的時(shí)間延遲并且將分組廣播到空間選擇器,而空間選擇器將分組發(fā)送到頻譜選擇器。放大器被分布在分組的路徑上,并且以限制選擇器中半導(dǎo)體光學(xué)開關(guān)數(shù)量并且使影響分組的噪聲和光學(xué)串?dāng)_最小的方式組織路徑。
文檔編號(hào)H04B10/02GK1357980SQ01143108
公開日2002年7月10日 申請(qǐng)日期2001年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月7日
發(fā)明者尼古拉斯·勒·索茲, 多米尼克·查羅尼, 阿矛里·喬丹, 蒂里·匝米 申請(qǐng)人:阿爾卡塔爾公司