專利名稱：基于混合交換的wdm城域接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及電信系統(tǒng)，更特別是涉及波分復(fù)用網(wǎng)和光突發(fā)交換技術(shù)。
背景技術(shù)：
在近十年里，通過電傳送的信息量急劇增長。隨著更大通信帶寬需求的增長，有效使用通信基礎(chǔ)設(shè)施的重要性也在增加。波分復(fù)用(WDM)和多波長光網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為新興和將來公眾網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。目前WDM已經(jīng)建立為允許長途通信大傳輸容量的主要技術(shù)。
近年來，采用多波長光網(wǎng)絡(luò)的重點(diǎn)已經(jīng)移向城域網(wǎng)(區(qū)域城域網(wǎng)和接入城域網(wǎng))。如今正在研究多種光網(wǎng)絡(luò)解決方案用于接入環(huán)路(FTTC[光纖到路邊]、FTTH[光纖到戶]、PON[無源光網(wǎng)絡(luò)]、APON[基于ATM的無源光網(wǎng)絡(luò)]、EPON[基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡(luò)]等等)、和用于區(qū)域/核心城域網(wǎng)(OADM和OXC)。目的在于將多波長網(wǎng)絡(luò)引入這些舞臺。但是，WDM接入網(wǎng)和WDM城域網(wǎng)所面臨的挑戰(zhàn)不同于WDM在長途通信中所遇到的挑戰(zhàn)。一方面，現(xiàn)有的長途W(wǎng)DM系統(tǒng)設(shè)計成用來克服由于較長路程的光纖傳輸造成的損壞，因此運(yùn)載了額外的成本容限，這對于接入網(wǎng)和城域網(wǎng)是一種浪費(fèi)。另一方面，接入網(wǎng)和城域網(wǎng)的結(jié)構(gòu)挑戰(zhàn)根本不同于長途系統(tǒng)。
如今，城域網(wǎng)和接入網(wǎng)的業(yè)務(wù)提供商面臨這樣一種情形，即需要認(rèn)識到更大帶寬的需求。但是這種需求是混亂的而且是基于不可預(yù)料的業(yè)務(wù)和客戶的混合情況(通過多種技術(shù)-DSL、快速以太網(wǎng)、吉比特以太網(wǎng)、CATV、ATM、幀中繼和SONET的數(shù)據(jù)、話音和/或視頻)。原則上，對更多帶寬的需求只能由WDM滿足。但是，寬帶應(yīng)用和業(yè)務(wù)相對混合的不確定性表明WDM系統(tǒng)異常靈活的選擇并能夠有效地處理多種協(xié)議、比特率和信號格式。已經(jīng)考慮了基于波長到業(yè)務(wù)量類型或波長到業(yè)務(wù)的專用解決方案，但是這些解決方案中所希望的大量波長和這些解決方案的成本有效性變得難以在城域網(wǎng)的級別上得以驗證，更難以在接入網(wǎng)的級別上得以驗證。
另一方面，當(dāng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量在公眾網(wǎng)占優(yōu)勢時，基于有限波長庫的波長路由選擇(電路交換)的解決方案無法有效地利用傳輸介質(zhì)。這就是如今對帶寬日益增長的需求主要是由于IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量驚人增長的現(xiàn)狀。全光分組交換將是以最有效的方式處理往返于互聯(lián)網(wǎng)核心的大量光IP分組流的最佳傳輸模式。但是，如今大量的分組交換操作(例如，超快速脈沖調(diào)制、比特和分組同步、超高速交換、緩沖和首部處理)無法以逐個分組為基礎(chǔ)在光域進(jìn)行。
已經(jīng)研究了許多舊的和新的傳輸模式。突發(fā)交換(BS)和快速電路交換(FCS)就是例子，前者看來正得到越來越多的重視。但是，大部分的研究都集中在核心網(wǎng)中的突發(fā)交換，在核心網(wǎng)中太貴也太難以有效的方式允許突發(fā)交換加入網(wǎng)絡(luò)和將突發(fā)交換一起接入IP、ATM和SONET。許多研究都考慮到核心網(wǎng)中的光突發(fā)交換。這更難以實施。同時，接入網(wǎng)向終端用戶傳遞例如明文電話和有線電視等業(yè)務(wù)并且在將來較長的時間段內(nèi)非?？赡芾^續(xù)如此的事實，意味著除了占優(yōu)勢的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以外，應(yīng)當(dāng)還要為傳統(tǒng)的面向連接的業(yè)務(wù)留有空間。
許多類型的信息都可以通過WDM網(wǎng)傳送，每種信息都有它自己的要求。例如，話音和音頻數(shù)據(jù)需要相對較小的帶寬；另一方面，話音和實時音頻數(shù)據(jù)的中斷將非常干擾參與者。非實時的數(shù)據(jù)傳輸，例如互聯(lián)網(wǎng)瀏覽和其它的數(shù)據(jù)通信需要大量的帶寬，但是數(shù)據(jù)流的中斷不會被用戶察覺。高分辨率的視頻傳輸既需要高帶寬又需要無中斷傳輸。
相應(yīng)的，需要一種靈活的WDM系統(tǒng)，能夠有效處理多種協(xié)議、比特率和信號格式。未來的WDM城域/接入系統(tǒng)必須能夠有效處理分組業(yè)務(wù)和電路類型業(yè)務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明中，光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過在各自波長上的多個信道從輸入光纖中接收信息。該節(jié)點(diǎn)包括分離電路，用于將光信號分離成第一組信道和第二組信道。電路交換電路交換第一組信道中的信息，突發(fā)交換電路為第二組信道中的信息選擇路由。網(wǎng)絡(luò)中電路交換部分的交換間隔度(granularity)是波長，而突發(fā)交換部分中的間隔度是數(shù)據(jù)突發(fā)。控制電路管理通過電路交換電路和突發(fā)交換電路的通信。組合電路將來自第一和第二組信道的信息組合到輸出光纖。
本發(fā)明提供比現(xiàn)有技術(shù)明顯的優(yōu)點(diǎn)。這些節(jié)點(diǎn)組合了電路交換(波長交換)和突發(fā)交換的性質(zhì)，允許為給定的傳輸使用最有效的交換方法。該結(jié)構(gòu)允許在子網(wǎng)絡(luò)中分別對待電路和突發(fā)，該子網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化用于運(yùn)送指定類型的業(yè)務(wù)(突發(fā)或波長電路)。指定公共控制平臺來控制通過突發(fā)和電路子網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)。公共控制平臺管理兩種業(yè)務(wù)類型的通信。另外，本發(fā)明提供將突發(fā)交換作為一項新的交換技術(shù)的入口策略(entry strategy)。雖然目前對突發(fā)交換的研究是設(shè)想在實際難以引入的核心網(wǎng)(由于要接入多種核心協(xié)議和包括IP、ATM和SONET系統(tǒng)，加上這樣做需要非常高的成本)，但是在接入網(wǎng)的級別引入突發(fā)交換可以改進(jìn)公眾網(wǎng)在該級別的性能(更高的效率和緩解瓶頸)，同時可以避開核心網(wǎng)中一些復(fù)雜的接入要求。在城域/區(qū)域網(wǎng)，突發(fā)可以映射到SONET電路并且平滑地與主數(shù)據(jù)流合并直到核心網(wǎng)，如今由于OADM(光分插復(fù)用器)和OXC(光交叉連接)的出現(xiàn)，在核心網(wǎng)可以獲得額外的帶寬并且引入高級業(yè)務(wù)管理。


為了更完整的理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在將參照下文結(jié)合附圖的描述，其中圖1說明現(xiàn)有城域網(wǎng)的方框圖；圖2說明現(xiàn)有的波分復(fù)用技術(shù)；圖3說明基于混合交換(光突發(fā)和波長交換)的光網(wǎng)絡(luò)的方框圖；
圖4說明在圖3網(wǎng)絡(luò)中的信道分配；圖5說明突發(fā)交換；圖6說明圖3網(wǎng)絡(luò)中一節(jié)點(diǎn)的方框圖；圖7說明圖6的節(jié)點(diǎn)所用的波長分割/交織；圖8說明在各個節(jié)點(diǎn)之間突發(fā)傳輸和電路連接建立的一般方案，包括其所需的信令。
圖9說明通知分組的結(jié)構(gòu)；以及圖10A到10C說明描述用于所建議結(jié)構(gòu)的公共控制和MAC(媒體接入控制)協(xié)議方法的流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明參照附圖1-10可以得到最好的理解，各圖中類似的數(shù)字用于表示類似的元件。
城域網(wǎng)，例如如圖1所示的城域網(wǎng)，占據(jù)中間的地理區(qū)域，在多數(shù)情況下鏈接長途系統(tǒng)與本地、企業(yè)和接入網(wǎng)。但在許多情況下，城域網(wǎng)被認(rèn)為是包括企業(yè)網(wǎng)、接入環(huán)路和整個客戶前端。根據(jù)公眾網(wǎng)中一個片斷的具體情形，可以存在一個或兩個城域網(wǎng)。沒有標(biāo)準(zhǔn)的分類，實際上，除了附圖中所述的術(shù)語外其它的術(shù)語也是可能的。圖1說明城域網(wǎng)10的通用方框圖。區(qū)域級城域環(huán)12包括多個以環(huán)狀結(jié)構(gòu)互聯(lián)的區(qū)域級中心局14。區(qū)域級中心局14可以連接到包括環(huán)狀結(jié)構(gòu)的接入級中心局18的接入級城域網(wǎng)16(一些中心局可以是區(qū)域級和接入級網(wǎng)絡(luò)的一部分)。區(qū)域級中心局14還可以連接到區(qū)域級分布點(diǎn)20。區(qū)域級分布點(diǎn)連接到接入級分布點(diǎn)22。接入級分布點(diǎn)22連接到客戶和星狀結(jié)構(gòu)的其它接入級分布點(diǎn)。
為了滿足額外帶寬的需求，強(qiáng)烈希望在接入網(wǎng)中采用WDM。圖2說明在WDM系統(tǒng)中劃分信道的例子。信息經(jīng)光纖30通過多個分立和可辨別的波長運(yùn)送。每個波長可以稱為一條“信道”。在圖2中，有n條信道32(λ1-λn)運(yùn)送通信業(yè)務(wù)和控制。
WDM可以急劇增加通過光纖30傳送的帶寬量，特別是隨著連同WDM一起使用的可辨別的波長數(shù)目在近幾年里表現(xiàn)出穩(wěn)定的增長。但是，WDM成功應(yīng)用到城域網(wǎng)非常有限。一方面，需要異常的靈活性來容納網(wǎng)絡(luò)將要運(yùn)送的不同類型的信息，因為業(yè)務(wù)和客戶的混合(通過多種技術(shù)，例如DSL、快速以太網(wǎng)、吉比特以太網(wǎng)、CATV、ATM、幀中繼和SONET的數(shù)據(jù)、話音和/或視頻)以不可預(yù)知的方式快速變化著。另一方面，成本有效性是WDM接入網(wǎng)和城域網(wǎng)所面臨挑戰(zhàn)的癥結(jié)之所在。顯然，如今產(chǎn)業(yè)中所建議的所有技術(shù)方案都沒有成功的面對該挑戰(zhàn)。
在本發(fā)明中，圖3用圖表示出兩個獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)，Bnet(突發(fā)交換網(wǎng))34和Cnet(電路交換或波長交換網(wǎng))36以及控制信令38形成通過公共光纖42和節(jié)點(diǎn)44的網(wǎng)絡(luò)40。無源星狀耦合器45位于網(wǎng)絡(luò)40的中心，該耦合器45將輸入信號的功率劃分到所有的輸出。網(wǎng)絡(luò)40通常位于公眾網(wǎng)的最后一英里，其中基于拓?fù)涞墓鉄o源星狀耦合器比環(huán)狀耦合器更受歡迎。網(wǎng)絡(luò)40的結(jié)構(gòu)是“廣播和選擇一個”。網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點(diǎn)44都可以采用任何類型的電信終端形式(可以聚集多個區(qū)域/商業(yè)業(yè)務(wù)流的區(qū)域、商業(yè)或中心接入點(diǎn))。
如圖4所示，利用WDM，數(shù)據(jù)信道46包括兩個不同的組；突發(fā)交換網(wǎng)利用一組48個x信道，λb1到λbx，電路交換網(wǎng)利用一組50個y信道λc1到λcy。專用控制信道52，λctr，在優(yōu)選實施例中實現(xiàn)MAC協(xié)議，并確保節(jié)點(diǎn)之間協(xié)調(diào)和通信安全。在優(yōu)選實施例中，控制方案是基于令牌傳遞的，即令牌以特定的順序在節(jié)點(diǎn)之間傳遞，捕捉到令牌的節(jié)點(diǎn)允許開始傳送數(shù)據(jù)突發(fā)和/或允許建立新的連接。
雖然圖4表示每一組信道48和50利用相鄰組的信道，但是每一組可以使用任何組的信道，無論相鄰或不相鄰。此外，控制信道的數(shù)據(jù)可以根據(jù)實施方式而改變。
在與節(jié)點(diǎn)44的電路交換連接中，一組信道50中的一個信道專用于連接。建立該連接的通信對話在對話期間唯一地占用該信道。因此，在整個通信對話期間，信息可以通過該信道傳遞，直到該信道的帶寬極限。如果信息傳輸小于該信道的帶寬，則有額外的容量未使用。電路交換連接特別有用于高帶寬、高質(zhì)量的業(yè)務(wù)應(yīng)用，例如實時視頻和數(shù)據(jù)中斷不可接受的通信對話，例如話音通信。另一方面，對于例如互聯(lián)網(wǎng)瀏覽的應(yīng)用，即存在大量未使用帶寬的時間段，則電路交換并不能有效利用資源。
在突發(fā)交換的通信對話中，最初分組化的數(shù)據(jù)聚集成標(biāo)為“數(shù)據(jù)突發(fā)”56的更大的數(shù)據(jù)單元，如圖5所示。為了舉例，數(shù)據(jù)突發(fā)56在圖5中描述為DB(信源、信宿、突發(fā)ID)。較小數(shù)據(jù)分組聚集成較大DB的過程可以是根據(jù)公共信宿節(jié)點(diǎn)和業(yè)務(wù)質(zhì)量測量。突發(fā)集合的標(biāo)準(zhǔn)可以是根據(jù)最大和最小突發(fā)大小和突發(fā)壽命。
相應(yīng)的，突發(fā)交換可以極其有效地利用可用資源。但是，如果有意外的高業(yè)務(wù)量，則突發(fā)可能會被延遲或丟失，引起中斷。因此，突發(fā)交換是非實時數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)瀏覽所非常想要的，即中斷對用戶來說不明顯。另一方面，突發(fā)交換并不是高帶寬實時視頻的好選擇，即中斷會導(dǎo)致掉落和黑白干擾。
如上所述，本發(fā)明允許使用電路交換(波長交換)和突發(fā)交換，因此對于給定的通信對話可以使用最想要的方法。
圖6說明節(jié)點(diǎn)44的方框圖，光交織/分割電路60連接到進(jìn)入和外出光纖。突發(fā)單元62經(jīng)可調(diào)諧接收機(jī)(TR)64和固定發(fā)射機(jī)(FT)66連接到交織/分割電路60。同樣，電路單元68經(jīng)可調(diào)諧接收機(jī)70和固定發(fā)射機(jī)72連接到交織/分割電路60。突發(fā)單元62包括緩沖器74，電路單元68包括緩沖器76。用戶接口78連接到突發(fā)單元62和電路單元68。控制電路80連接到突發(fā)單元62、電路單元68和用戶接口78?？刂齐娐?0還接收進(jìn)入和外出控制信道λctr。
操作中，在優(yōu)選實施例中，允許每個節(jié)點(diǎn)44一次(單個令牌周期)處理電路交換連接、突發(fā)交換通信對話、或至多，電路交換連接和突發(fā)交換通信對話。突發(fā)單元62利用固定波長發(fā)射機(jī)66通過預(yù)定信道發(fā)射突發(fā)，并利用可調(diào)諧接收機(jī)通過想要(可變)的信道接收突發(fā)。同樣，電路單元68利用固定波長發(fā)射機(jī)70通過預(yù)定信道發(fā)射信息，并利用可調(diào)諧接收機(jī)通過想要(可變)的信道接收信息?？烧{(diào)諧接收機(jī)64和70能夠接收各自信道組48和50中的任何信道上的數(shù)據(jù)。因此，對于N個節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，信道組48(x信道)中必要的信道總數(shù)小于或等于2N。對于x＜2N，信道可以循環(huán)的方式分配給連續(xù)的節(jié)點(diǎn)(根據(jù)令牌路徑排序)，因此傳輸媒介中沒有x Bnet信道在所有其它的信道使用前再次使用。這種循環(huán)避免了兩個或多個節(jié)點(diǎn)通過同一信道傳輸?shù)耐话l(fā)干擾/碰撞。每個節(jié)點(diǎn)每個令牌周期要投入的突發(fā)數(shù)目和長度需要與此信道分配順序同步。在許多應(yīng)用中，根據(jù)特定的設(shè)計和網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，x可以低到N/2，或甚至更低。但是為了說明的目的，假設(shè)信道數(shù)目等于2N，便于解釋。
在節(jié)點(diǎn)44，利用半導(dǎo)體光放大器(SOA)、鈮酸鋰技術(shù)和MEMS(宏電機(jī)系統(tǒng))在光域執(zhí)行交換，鈮酸鋰技術(shù)是突發(fā)交換單元的主要候選者，MEMS是電路(波長)交換單元的主要候選者。另一方面，在電域執(zhí)行緩沖和控制。這是優(yōu)選實施例，也可以使用其它的技術(shù)。輸入WDM信道通過下文將更詳細(xì)描述的交織/分割/復(fù)用/解復(fù)用單元。進(jìn)入光纖的信道解復(fù)用成波長成分并根據(jù)分配的相關(guān)信道組指向相關(guān)的突發(fā)單元64或電路單元68。在節(jié)點(diǎn)44產(chǎn)生或聚集的業(yè)務(wù)量在緩沖器74和76緩沖并在通過各自的發(fā)射機(jī)66或72調(diào)制之前編址。利用先進(jìn)先出方案或基于優(yōu)先級的方案可以進(jìn)行緩沖器中的排隊。
可以利用光交織/分割電路60執(zhí)行進(jìn)入和外出光纖上數(shù)據(jù)的解復(fù)用/復(fù)用。在許多傳統(tǒng)的WDM系統(tǒng)中，利用例如薄膜濾波器、陣列波導(dǎo)或光纖布拉格光柵技術(shù)實現(xiàn)復(fù)用/解復(fù)用電路，多信道系統(tǒng)的最大信道容量在開始時就放入網(wǎng)絡(luò)，即使一些信道沒有立即使用。當(dāng)然，這會導(dǎo)致較高的啟動成本。而且當(dāng)模塊化產(chǎn)品在隨后的日子增加來增強(qiáng)靈活性時性能惡化，例如插入損耗會增加。在4或8信道長途系統(tǒng)中，這種情形有時可以接受。但是，它將會是城域/接入網(wǎng)中極度浪費(fèi)的大信道計數(shù)(channel-count)長途系統(tǒng)。
克服靈活性和成本矛盾的一種方式是通過利用光分割/交織，如圖7所示。光分割(有時稱為光解交織)是將一組周期間隔的波長分成兩個是原始間隔兩倍的互補(bǔ)波長組。逆向技術(shù)，光交織是將兩個適當(dāng)間隔的波長組組合成單個同等間隔的波長組。
如圖7所示，每個分割步驟增加了相鄰信道間的波長差。在信道分割的每個階段，下行數(shù)據(jù)流的復(fù)雜性減半。相應(yīng)的，分割器/交織器60可以利用便宜的WDM濾波器，WDM濾波器設(shè)計用來在寬信道間隔操作，并被擴(kuò)展到具有50GHz或更少范圍內(nèi)的窄信道間隔的系統(tǒng)設(shè)計中。
在圖6所示的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，分割器/交織器60還可以將兩組信道48和50組合成一個密集波長組以注入外出光纖。
分割器/交織器可以用熔融光纖Mach-Zehnder干涉儀實現(xiàn)。實質(zhì)上，兩個類似的光纖覆層以非常小心的控制方式熔融在一起。在熔融區(qū)內(nèi)，來自輸入端口的光線在兩個輸出之間以熔融區(qū)幾何形狀確定的比例分裂。因為熔融區(qū)“下錐形”端幾何形狀的改變，能量從輸入光纖的纖芯模式傳遞到所有光纖所共有的覆層模式。在“上錐形”區(qū)，這些模式又轉(zhuǎn)換回纖芯模式。如果熔融區(qū)逐漸傾斜而且不存在不連續(xù)性，則從纖芯到覆層模式的轉(zhuǎn)換或相反的損耗相當(dāng)小。因此組合裝置具有較低的插入損耗并具有較高的方向性。當(dāng)兩個熔融光纖耦合器依次組合時，該組裝件變成具有Mach-Zehnder干涉儀屬性的分割器。它將輸入功率導(dǎo)入與波長有關(guān)的輸出端口。熔融光纖Mach-Zehnder干涉儀技術(shù)近年來已經(jīng)為本領(lǐng)域所熟知，但是它的采用受到其性能相對于溫度變化不穩(wěn)定的限制。最近熔融設(shè)計和制造過程的進(jìn)步已經(jīng)解決了該問題。
更復(fù)雜的路由選擇、或上/下話路可以通過依次組裝Mach-Zehnder干涉儀來實現(xiàn)。例如，設(shè)計用于32信道WDM系統(tǒng)的1×4解交織器在裝置的每個輸出光纖具有8個信道。最初的系統(tǒng)可以采用只具有8個信道的一個輸出光纖，當(dāng)需要帶寬時，可以將其它組的發(fā)射機(jī)和WDM濾波器加到未使用的分割器/交織器光纖中。
圖8說明用于突發(fā)傳輸和電路交換連接建立，包括信令和時間考慮的一般方案。圖8說明來自節(jié)點(diǎn)A的控制信號，節(jié)點(diǎn)A已經(jīng)收到用于節(jié)點(diǎn)G、B和J的數(shù)據(jù)突發(fā)并將突發(fā)存在緩沖器74中，還收到來自節(jié)點(diǎn)C的用于電路交換連接的連接請求。此請求在節(jié)點(diǎn)A的緩沖器76中排隊。
當(dāng)令牌到達(dá)節(jié)點(diǎn)A時，通知分組(NT)從節(jié)點(diǎn)A廣播到控制信道，假設(shè)控制信道如同傳輸介質(zhì)一樣采用對稱的廣播星形。通知分組在大致相同的時間在網(wǎng)絡(luò)中的各處被接收到。
通知分組90將結(jié)合圖9更詳細(xì)地表示。通知分組包括表示分組90開始和結(jié)束的起始字段92和結(jié)束字段94。Bnet確認(rèn)字段96用于逐個確認(rèn)在前一個令牌周期期間收到突發(fā)、到達(dá)節(jié)點(diǎn)。如果發(fā)送節(jié)點(diǎn)在發(fā)送突發(fā)以后沒有收到這個字段中的確認(rèn)，則表示突發(fā)必須重發(fā)。Cnet信息字段98包含未完成的連接建立信息，如果有的話。此字段包含待定請求的起始地址和目的地地址。同一令牌周期中連接請求的確認(rèn)是建立連接所必須的。第三個字段，Bnet信息字段100列出了排隊在當(dāng)前令牌環(huán)周期的傳輸?shù)耐话l(fā)，如果有的話，以及它們的起始地址和目的地地址。
突發(fā)傳輸對話的持續(xù)時間由突發(fā)數(shù)目、長度和比特率確定。特定令牌周期中節(jié)點(diǎn)的突發(fā)對話時間不應(yīng)當(dāng)超過平均的令牌周期。因此，設(shè)置一門限來滿足這種條件。無論何時節(jié)點(diǎn)收到令牌，它規(guī)定當(dāng)前周期要投入的突發(fā)，以便不超過此門限。當(dāng)節(jié)點(diǎn)持有令牌時到達(dá)的任何額外的突發(fā)都推遲到下一個周期。
再參見圖8，在廣播通知分組90以后，節(jié)點(diǎn)A連續(xù)地將規(guī)定的突發(fā)發(fā)送到節(jié)點(diǎn)G、B和J。所有的這些傳輸都通過節(jié)點(diǎn)A的固定發(fā)射機(jī)的不同的突發(fā)傳輸波長(λA_bst)進(jìn)行。在節(jié)點(diǎn)A的Cnet端，響應(yīng)收到的通知分組90，節(jié)點(diǎn)C認(rèn)為自己就是電路交換連接的目的地，并用確認(rèn)信號ACK(C)響應(yīng)節(jié)點(diǎn)A的連接請求，假設(shè)節(jié)點(diǎn)C可用。節(jié)點(diǎn)A和C之間的連接建立，兩個節(jié)點(diǎn)可以通過預(yù)定的信道(λA_ct和λC_ct)開始通信。每個節(jié)點(diǎn)的接收機(jī)70在解碼通知分組90中的連接信息之后調(diào)諧到其它節(jié)點(diǎn)的傳輸波長。
如果節(jié)點(diǎn)C不可用，則不返回確認(rèn)，節(jié)點(diǎn)A將在指定的超時周期(t0)后結(jié)束連接請求。
任何節(jié)點(diǎn)，在當(dāng)前情況下節(jié)點(diǎn)A，擁有令牌都嘗試連接建立過程(不嘗試突發(fā)傳輸，即令牌傳遞以后還剩一些突發(fā)要投入)。因此，只要建立連接，令牌就由節(jié)點(diǎn)A傳遞到循環(huán)中的下一個節(jié)點(diǎn)。在目的地節(jié)點(diǎn)忙并且無法從事連接的情況下，令牌持有策略確定正確的動作。一種選擇是采用溫和的(lenient)令牌持有策略，即當(dāng)“C”忙時，節(jié)點(diǎn)A將令牌傳遞到下一個節(jié)點(diǎn)。在選擇溫和的持有策略和持久的(persistent)持有策略之間存在多種折中。但是，在所說明的結(jié)構(gòu)中，公共控制信道(和相同的令牌)用來服務(wù)Bnet，不局限于Cnet，滿足溫和的持有策略。
圖10A到10C說明描述用于管理網(wǎng)絡(luò)40通信的組合、公共控制、Bnet/Cnet協(xié)議的流程圖，可以在控制電路80中實現(xiàn)。在方框110，收到一個或多個接收請求(Bnet請求、Cnet請求或兩者)。如果在判決方框112其中一個請求是Cnet請求，則在判決方框114確定節(jié)點(diǎn)44是否正忙于另一個電路交換連接。如果忙，則在方框116忽略該連接請求(不返回確認(rèn))。如果不忙，則在方框118接收機(jī)70調(diào)諧到與請求節(jié)點(diǎn)有關(guān)的信道并發(fā)送確認(rèn)。在方框120，建立連接并開始傳輸。
在判決方框122，檢測到連接結(jié)束。一旦檢測到，在方框124結(jié)束連接，在判決方框126檢驗新的通知分組。如果有新的通知分組，則控制返回到方框110用于接收請求。如果在方框126沒有新的通知分組，判決方框128確定該節(jié)點(diǎn)是否還控制令牌。如果否，則系統(tǒng)在方框126和128之間循環(huán)直到新的通知分組或令牌到達(dá)。如果在方框128令牌到達(dá)，控制傳到發(fā)送方框130。
回到判決方框122，如果其中一個請求是Bnet接收請求，則在方框132接收機(jī)64調(diào)諧到請求節(jié)點(diǎn)的信道，突發(fā)通過此信道被接收。判決方框134確定何時收到所有的突發(fā)。當(dāng)突發(fā)傳輸完成時，在方框136確認(rèn)寫入下一個通知分組的字段96由節(jié)點(diǎn)發(fā)送，突發(fā)對話在方框137結(jié)束。
判決方框138和140確定接收新的通知分組(方框138)或令牌(方框140)。當(dāng)在方框138收到新的通知分組時，控制返回到方框110。如果在方框140收到令牌，則控制傳到發(fā)射請求方框130。
對于方框130中的發(fā)射請求，Cnet請求、Bnet請求或兩者都可以在判決方框142待定。如果其中一個發(fā)射請求是Bnet請求，則在方框144節(jié)點(diǎn)確定它是否還控制令牌。一旦收到令牌，則在方框146規(guī)定要傳送的突發(fā)，在方框148此信息寫入下一個通知分組的字段100。
回到方框142，如果其中一個發(fā)射請求是Cnet請求，則在方框150節(jié)點(diǎn)確定它是否還控制令牌。如果節(jié)點(diǎn)還控制令牌，則在方框152確定它是否具有當(dāng)前的電路交換連接。如果是，則在方框154該請求被緩沖，規(guī)定一空白的Cnet字段98。否則，在方框156連接信息寫入Cnet字段98。
當(dāng)在判決方框158要寫入通知分組的所有字段都已經(jīng)完成時，通知分組在方框160發(fā)送。如果方框162中正在處理突發(fā)，則在方框164發(fā)送突發(fā)，直到在判決方框166發(fā)送所有的突發(fā)。一旦發(fā)送完所有的突發(fā)，則突發(fā)對話在方框168結(jié)束。
同時，如果正在處理電路交換連接(判決方框170)，則在方框172接收機(jī)70調(diào)諧到與連接節(jié)點(diǎn)有關(guān)的信道，一旦在方框174收到確認(rèn)，則在方框176建立連接并開始傳輸。在連接建立以后，令牌在方框178傳遞。當(dāng)在判決方框180結(jié)束連接時，連接在方框182結(jié)束。
如果在判決方框184超時之前在方框174沒有收到確認(rèn)，或者如果節(jié)點(diǎn)在方框170沒有任何當(dāng)前的連接請求，則令牌在方框186傳遞。
本發(fā)明提供比現(xiàn)有技術(shù)明顯的優(yōu)點(diǎn)。這些節(jié)點(diǎn)組合了光電路交換(波長交換)和光突發(fā)交換的性質(zhì)，允許為給定的傳輸使用最有效的交換方法。該結(jié)構(gòu)允許在子網(wǎng)絡(luò)中分別對待電路和突發(fā)，該子網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化用于運(yùn)送指定類型的業(yè)務(wù)(突發(fā)或電路)。公共控制平臺管理兩種業(yè)務(wù)類型的通信。
另外，本發(fā)明提供將突發(fā)交換作為一項新的交換技術(shù)的入口策略。雖然目前對突發(fā)交換的研究是設(shè)想在實際難以引入的核心網(wǎng)(由于要接入多種核心協(xié)議和包括IP、ATM和SONET系統(tǒng)，加上這樣做需要非常高的成本)，但是在接入網(wǎng)的級別引入突發(fā)交換可以改進(jìn)公眾網(wǎng)在該級別的性能(更高的效率和緩解瓶頸)，同時可以避開核心網(wǎng)中一些復(fù)雜的接入要求。在城域/區(qū)域網(wǎng)，突發(fā)可以映射到SONET電路并且平滑地與主數(shù)據(jù)流合并直到核心網(wǎng)，如今由于OADM(光分插復(fù)用器)和OXC(光交叉連接)的出現(xiàn)，在核心網(wǎng)可以獲得額外的帶寬并且引入高級業(yè)務(wù)管理。
該解決方案所增加的一項重要的優(yōu)點(diǎn)在于，在此劃分兩種不同業(yè)務(wù)量的特定節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的復(fù)用/解復(fù)用階段采用了無源技術(shù)(光交織/分割)，導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)光域部分的簡化和成本降低。
雖然本發(fā)明的詳細(xì)描述針對特定的示范性實施例，但這些實施例的各種改變以及備選實施例將會給本領(lǐng)域技術(shù)人員提供建議，本發(fā)明包括落入權(quán)利要求書范圍內(nèi)的任何改變或備選實施例。
權(quán)利要求
1.一種用于通過在各自波長上的多個信道從輸入光纖中接收信息的光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，包括分離電路，用于將光信號分離成第一組信道和第二組信道；電路交換電路，用于交換第一組信道中的信息；突發(fā)交換電路，用于為第二組信道中的信息選擇路由；控制電路，用于管理通過所述電路交換電路和所述突發(fā)交換電路的通信；和組合電路，用于將第一和第二組信道復(fù)用到輸出光纖。
2.權(quán)利要求1的光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述電路交換電路包括用于通過所述第一組信道的預(yù)定一個信道發(fā)射的電路。
3.權(quán)利要求2的光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述電路交換電路包括用于從所述第一組信道的選定一個信道接收的電路。
4.權(quán)利要求1的光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述突發(fā)交換電路包括用于通過所述第一組信道的預(yù)定一個信道發(fā)射突發(fā)的電路。
5.權(quán)利要求1的光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述突發(fā)交換電路包括用于從所述第一組信道的選定一個信道接收的電路。
6.一種用于通過在各自波長上的多個信道從輸入光纖中接收信息的方法，包括將光信號分離成第一組信道和第二組信道；電路交換第一組信道中的信息；為第二組信道中的突發(fā)選擇路由；利用公共控制電路管理通過第一和第二組信道的通信；和將第一和第二組信道復(fù)用到輸出光纖。
7.權(quán)利要求6的方法，其特征在于，電路交換步驟包括通過所述第一組信道的預(yù)定一個信道發(fā)射的步驟。
8.權(quán)利要求7的方法，其特征在于，電路交換步驟包括從所述第一組信道的選定一個信道接收的步驟。
9.權(quán)利要求6的方法，其特征在于，路由選擇步驟包括通過所述第一組信道的預(yù)定一個信道發(fā)射突發(fā)的步驟。
10.權(quán)利要求6的方法，其特征在于，路由選擇步驟包括從所述第一組信道的選定一個信道接收突發(fā)的步驟。
全文摘要
光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(50)通過在各自波長上的多個信道(42)從輸入光纖中接收信息。該節(jié)點(diǎn)(50)包括復(fù)用/解復(fù)用電路(60)，用于將光信號分離成一組電路交換信道(48)和一組突發(fā)交換信道(46)。電路交換(波長交換)電路(68)交換電路交換信道中的信息，突發(fā)交換電路(62)為突發(fā)交換信道中的信息選擇路由。復(fù)用/解復(fù)用電路(60)將來自第一和第二組信道的信息組合到輸出光纖，因此光纖既運(yùn)送電路交換又運(yùn)送突發(fā)交換信息。一公共控制平臺管理兩種類型業(yè)務(wù)的通信。
文檔編號H04B10/02GK1462127SQ0313852
公開日2003年12月17日 申請日期2003年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月31日
發(fā)明者特萊克·S·艾爾－巴瓦卜 申請人:阿爾卡塔爾公司