專利名稱：基于可調(diào)激光器的光包交換網(wǎng)絡(luò)節(jié)點結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于可調(diào)激光器的光包交換網(wǎng)絡(luò)節(jié)點結(jié)構(gòu)，適用于光包交換網(wǎng)絡(luò)中，屬于光通信技術(shù)中的光子系統(tǒng)領(lǐng)域。
目前，在光纖交叉連接(OXC)和光分插復(fù)用設(shè)備(OADM)上的交換是基于波長的光交換，業(yè)務(wù)上的交換由下層的電路由器完成，交換速率受核心路由器背板速率和數(shù)量的制約，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)備的成本高，成為電子瓶頸。為了解決電子瓶頸限制問題，實現(xiàn)全光交換，近幾年在光交換中引入了光包交換技術(shù)。光分組交換的引入被看作是與電分組系統(tǒng)的競爭，光分組交換適應(yīng)了帶寬需求增長的要求。光分組網(wǎng)絡(luò)能在WDM的基礎(chǔ)上提供統(tǒng)一的技術(shù)，支持高流量的骨干交換機與路由器以及互聯(lián)的鏈路，具有可升級和靈活性等新一代光網(wǎng)絡(luò)的最關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo)。
目前已經(jīng)有很多人提出了光包交換網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的結(jié)構(gòu)，這些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點結(jié)構(gòu)通常由合波器、分波器、光開關(guān)矩陣、光纖延時線等組成。光包交換網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的關(guān)鍵技術(shù)在于降低光包丟失率，降低網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的阻塞概率，也就是對競爭問題的解決。由于光存儲器件還處于研究階段，常用的解決競爭的方法主要是使用光纖延時線，在實際方案上，目前使用光纖延時線構(gòu)成的光包交換網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，特別光開關(guān)矩陣的規(guī)模大。管理調(diào)度難度大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種基于可調(diào)激光器的光包交換網(wǎng)絡(luò)節(jié)點結(jié)構(gòu)，降低光開關(guān)矩陣的規(guī)模，減小光包交換網(wǎng)絡(luò)節(jié)點管理調(diào)度難度，降低網(wǎng)絡(luò)阻塞率和光包丟失率，提高網(wǎng)絡(luò)性能。
為實現(xiàn)這樣的目的，本發(fā)明在光包交換節(jié)點采用了多個合波器、分波器、可調(diào)波長變換器、光開關(guān)矩陣、光纖延時線。
節(jié)點輸入光纖通過分波器分成多路，每路光纖各連接一個可調(diào)波長變換器，每個波長變換器輸出端通過一個分波器與不同長度的光纖延時線相連，這些光纖延時線再分為數(shù)組，每組光纖延時線的輸出端再連接一個合波器，每個合波器輸出端各連接一個可調(diào)波長變換器，可調(diào)波長變換器的輸出端與光開關(guān)矩陣連接，光開關(guān)矩陣輸出端連接與節(jié)點輸入端相同數(shù)目的合波器將光信號輸出到目的節(jié)點。上面提到的各器件之間均通過光纖連接。每個輸入端口的輸入波長使用單獨的一組光纖延時線。
當(dāng)光包到達輸入端口后，根據(jù)光包的目的節(jié)點選擇相應(yīng)的輸出端口，確定端口狀態(tài)，如果該輸出端口空閑，不使用光纖延時線，選擇相應(yīng)的波長，使光包直接通過節(jié)點輸出；如果該輸出端口被占用，則考慮使用光纖延時線將該光包緩存。決定使用延時線后，先檢查所有光纖延時線的狀態(tài)，確定各延時線中到對應(yīng)輸出端口的光包的時間，確定該光包可以使用的時段，然后檢查該輸入端口配對的各條光纖延時線狀態(tài)，找到符合要求可以使用的延時線，通過可調(diào)波長變換器將該光包變換到可以通過波長分波器的相應(yīng)波長進入延時線。與每個輸入端口對應(yīng)的延時線的輸出通過幾個光合波器輸出，可以有效的解決同一個輸入端口之間的競爭問題。如果沒有滿足要求的延時線，則丟棄該光包。從延時線輸出的光包再通過一個可調(diào)波長變換器后將光包的波長變換到滿足節(jié)點輸出端口要求的波長后通過光開關(guān)矩陣輸出。
本發(fā)明使用快速可調(diào)激光器來構(gòu)成可調(diào)波長變換器，實現(xiàn)光包的選路和轉(zhuǎn)發(fā)，多個波長合波器、分波器進行光纖延時線選擇，具有良好的效果。本發(fā)明使用多個可調(diào)波長變換器和光合波器及分波器與光纖延時線進行組合，對端口競爭問題做了一個有效的解決。這種方案結(jié)構(gòu)簡單明了，功能強大，能將實現(xiàn)競爭解決和光包路由功能有機的結(jié)合起來，同時減少光開關(guān)矩陣的規(guī)模，降低和避免光開關(guān)矩陣對節(jié)點性能的不利影響。
本發(fā)明提出的光包交換網(wǎng)絡(luò)節(jié)點結(jié)構(gòu)應(yīng)用通過光纖互聯(lián)，可以構(gòu)成各種形式的光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如光環(huán)網(wǎng)、光多環(huán)網(wǎng)和光網(wǎng)格網(wǎng)等，可以應(yīng)用于骨干光網(wǎng)絡(luò)、城域光網(wǎng)絡(luò)和光接入網(wǎng)絡(luò)中。
如

圖1所示，本發(fā)明在光包交換節(jié)點采用了多個合波器、分波器、可調(diào)波長變換器、光開關(guān)矩陣和光纖延時線。節(jié)點輸入光纖通過分波器分成多路后各連接一個可調(diào)波長變換器，每個波長變換器輸出端通過一個分波器與不同長度的光纖延時線相連，每組光纖延時線的輸出端各經(jīng)一個合波器、一個可調(diào)波長變換器與光開關(guān)矩陣連接，光開關(guān)矩陣輸出端連接與節(jié)點輸入端相同數(shù)目的合波器將光信號輸出到目的節(jié)點。各器件之間均通過光纖連接。
如圖1所示，本發(fā)明在光包交換節(jié)點采用了多個合波器、分波器、可調(diào)波長變換器、光開關(guān)矩陣、光纖延時線。節(jié)點輸入光纖通過分波器分成多路后每路光纖各連接一個可調(diào)波長變換器，每個波長變換器輸出端連接一個分波器，與不同長度的光纖延時線相連，這些光纖延時線再分為數(shù)組，每組的輸出端再連接一個合波器，每個合波器輸出端各連接一個可調(diào)波長變換器，然后波長變換器的輸出端與光開關(guān)矩陣連接，光開關(guān)矩陣輸出端連接與節(jié)點輸入端相同數(shù)目的合波器將光信號輸出到目的節(jié)點。上面提到的各器件之間均通過光纖連接。
每個輸入波長先后通過兩個分波器及兩個分波器之間的一個波長變換器完成延時線的選擇，每個輸入端口對應(yīng)一組光纖延時線，每組延時線輸出時通過幾個光合波器輸出，以解決同一個輸入端口延時線之間的競爭問題。光合波器輸出端連接一個可調(diào)波長變換器和光開關(guān)矩陣，對輸出的光包實現(xiàn)路由功能送往相應(yīng)的輸出端口輸出。
以一個2根光纖的光包交換網(wǎng)絡(luò)節(jié)點為例，即附圖中的M＝2，每根光纖使用8個波長，即N＝8，波長數(shù)從λ1到λ8。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的單根輸入光纖的8路波長通過分波器后每個波長通路上各連接一個可調(diào)波長變換器，每個波長變換器輸出端連接一個分波器，與長度分別為GL(其中G＝1，2，3…8；L為一個延時線長度的基本單位8)的光纖延時線相連，這些光纖延時線再分為K＝3組，延時線數(shù)目分別是2，3，3，每組的輸出端再連接一個合波器，每個合波器輸出端各連接一個可調(diào)波長變換器，然后波長變換器的輸出端與一個T*T(T＝K*M*8，本實施例中M＝2，K＝3，故T＝48)的光開關(guān)矩陣連接，光開關(guān)矩陣輸出端連接與節(jié)點輸入端相同數(shù)目的合波器將光信號輸出到目的節(jié)點。上面提到的各器件之間均通過光纖連接。每個輸入端口的輸入波長使用單獨的一組光纖延時線。當(dāng)光包到達輸入端口后，根據(jù)光包的目的節(jié)點選擇相應(yīng)的輸出端口，確定端口狀態(tài)，如果該輸出端口空閑，不使用光纖延時線，選擇相應(yīng)的波長，使光包直接通過節(jié)點輸出；如果該輸出端口被占用，則考慮使用光纖延時線將該光包緩存。決定使用延時線后，先檢查所有光纖延時線的狀態(tài)，確定各延時線中到對應(yīng)輸出端口的光包的時間，確定該光包可以使用的時段，然后檢查該輸入端口配對的各條光纖延時線狀態(tài)，找到符合要求可以使用的延時線，通過可調(diào)波長變換器將該光包變換到可以通過波長分波器的相應(yīng)波長進入延時線。與每個輸入端口對應(yīng)的延時線的輸出通過幾個光合波器輸出，可以有效的解決同一個輸入端口之間的競爭問題。如果沒有滿足要求的延時線，則丟棄該光包。從延時線輸出的光包再通過一個可調(diào)波長變換器后將光包的波長變換到滿足節(jié)點輸出端口要求的波長后通過光開關(guān)矩陣輸出。
權(quán)利要求
1.一種基于可調(diào)激光器的光包交換網(wǎng)絡(luò)節(jié)點結(jié)構(gòu)，其特征在于節(jié)點輸入光纖通過分波器分成多路后各連接一個可調(diào)波長變換器，每個波長變換器輸出端通過一個分波器與不同長度的光纖延時線相連，每組光纖延時線的輸出端各經(jīng)一個合波器、一個可調(diào)波長變換器與光開關(guān)矩陣連接，光開關(guān)矩陣輸出端連接與節(jié)點輸入端相同數(shù)目的合波器將光信號輸出到目的節(jié)點。
全文摘要
一種基于可調(diào)激光器的光包交換網(wǎng)絡(luò)節(jié)點結(jié)構(gòu)，節(jié)點輸入光纖通過分波器分成多路后各連接一個可調(diào)波長變換器，每個波長變換器輸出端通過一個分波器與不同長度的光纖延時線相連，每組光纖延時線的輸出端各經(jīng)一個合波器、一個可調(diào)波長變換器與光開關(guān)矩陣連接，光開關(guān)矩陣輸出端連接與節(jié)點輸入端相同數(shù)目的合波器將光信號輸出到目的節(jié)點。本發(fā)明采用可調(diào)波長變換器實現(xiàn)光包的選路和轉(zhuǎn)發(fā)，采用多個波長合波器、分波器進行光纖延時線選擇，有效解決了端口競爭問題，減少光開關(guān)矩陣的規(guī)模，降低和避免光開關(guān)矩陣對節(jié)點性能的不利影響，可通過光纖互聯(lián)構(gòu)成各種形式的光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于骨干光網(wǎng)絡(luò)、城域光網(wǎng)絡(luò)和光接入網(wǎng)絡(luò)中。
文檔編號H04J14/02GK1434310SQ0311547
公開日2003年8月6日 申請日期2003年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月20日
發(fā)明者黃 俊, 曾慶濟, 肖鵬程, 劉繼民, 肖石林 申請人:上海交通大學(xué)