專利名稱：一種光分組全光交換方法、邊緣節(jié)點(diǎn)及核心節(jié)點(diǎn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光通信領(lǐng)域，尤其涉及一種光分組全光交換方法、邊緣節(jié)點(diǎn)及核心節(jié)點(diǎn)。
背景技術(shù)：
隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，以突發(fā)性為顯著標(biāo)志的IP業(yè)務(wù)呈爆炸性增長(zhǎng)，對(duì) 網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求不斷的擴(kuò)大。隨著密集波分復(fù)用(DWDM:Dense WavelengthDivision Multiplexing)技術(shù)的不斷發(fā)展，光通信的傳輸容量大大增加，其已達(dá)到每秒兆兆字節(jié) (Tb/s)的數(shù)量級(jí)，大大滿足了數(shù)據(jù)信息在傳輸方面的需求。因此，核心交換網(wǎng)絡(luò)大多采用了 光通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)。 目前，光通信技術(shù)中不可缺少的交換方法仍是傳統(tǒng)的進(jìn)行光-電-光轉(zhuǎn)換的光交 換方法，該光交換方法具體可包括核心路由器接收到來(lái)自源邊緣路由器的DWDM光信號(hào) 后，將該DW匿光信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，并在電域中存儲(chǔ)該電信號(hào)，其中，該源邊緣路由 器用于匯聚來(lái)自IP層的數(shù)據(jù)。這里，DW匿光信號(hào)由包頭和凈荷兩部分組成，其中，包頭中包 含光信號(hào)的目的地址，而凈荷中包含到達(dá)該目的地址的通信數(shù)據(jù)。之后，核心路由器讀取該 電信號(hào)所包含的目的地址，并在預(yù)先存儲(chǔ)的路由表中查找下一跳路由；當(dāng)查找到下一跳路 由時(shí)，將上述電信號(hào)再轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的DW匿光信號(hào)，并將該光信號(hào)發(fā)送給下一跳，若該下一 跳還為核心路由器，則該核心路由器繼續(xù)按上述操作執(zhí)行，直至到達(dá)目的邊緣路由器為止， 該目的邊緣路由器用于將光信號(hào)發(fā)送給目的地址的用戶終端。 可見(jiàn)，上述光交換方法中，核心路由器每次接收到DWDM光信號(hào)后，都需要對(duì)接收 的DW匿光信號(hào)中所包含的包頭和凈荷進(jìn)行光_電_光轉(zhuǎn)換，這樣，大大浪費(fèi)了光信號(hào)傳輸 的時(shí)間。 隨著光通信技術(shù)的發(fā)展，目前還出現(xiàn)了一種光分組交換(0PS :OpticalPacket Switching)技術(shù)，其中，光標(biāo)記交換(0LS:0ptical Label Switching)是目前光分組交換 中最典型的一種交換方法，該光標(biāo)記交換方法無(wú)需對(duì)DWDM光信號(hào)中的凈荷進(jìn)行光_電_光 轉(zhuǎn)換，在該光標(biāo)記交換方法中，利用光信號(hào)傳輸時(shí)的最小單位光分組來(lái)傳輸光信號(hào)，該光分 組中攜帶凈荷和光標(biāo)記，其中，光標(biāo)記中包含凈荷要到達(dá)的目的地址，凈荷中包含到達(dá)該目 的地址的通信數(shù)據(jù)。當(dāng)核心路由器接收到來(lái)自源邊緣路由器的光分組后，由于目前核心路 由器的發(fā)展還不成熟，核心路由器還不能識(shí)別出該光分組中的光標(biāo)記信息，因此，需要將光 標(biāo)記轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，在電域中存儲(chǔ)該電信號(hào)，而利用光緩存器暫時(shí)在光域中緩存光分組中 的凈荷，之后，讀取該電信號(hào)中所包含的目的地址，在自身所存儲(chǔ)的路由表查找到下一跳路 由；之后，將上述電信號(hào)再轉(zhuǎn)換為光標(biāo)記，并將該凈荷和該光標(biāo)記攜帶在光分組中發(fā)送出 去，若該下一跳還為核心路由器，則該核心路由器按上述操作繼續(xù)執(zhí)行，直至到達(dá)目的邊緣 路由器為止。 可見(jiàn)，上述光標(biāo)記交換方法中，雖然實(shí)現(xiàn)了不對(duì)凈荷進(jìn)行光-電-光轉(zhuǎn)換，但由于 還需要將光標(biāo)記進(jìn)行光_電_光轉(zhuǎn)換，所以，現(xiàn)有的光標(biāo)記交換方法只是光電混合型分組交
5換，仍然沒(méi)有實(shí)現(xiàn)核心交換網(wǎng)中的全光交換，也會(huì)由于對(duì)光標(biāo)記進(jìn)行光-電-光轉(zhuǎn)換而導(dǎo)致 光信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)間增加。 為了充分發(fā)揮光通信的優(yōu)勢(shì)，避免進(jìn)行光-電-光轉(zhuǎn)換，目前出現(xiàn)了一種有利于 向全光通信過(guò)渡的多波長(zhǎng)標(biāo)記方式的光分組交換方法，該方法中，無(wú)需上述對(duì)光標(biāo)記進(jìn)行 光-電-光轉(zhuǎn)換。具體地，在該光分組交換方法中，光分組攜帶了光分組頭(相當(dāng)于光標(biāo) 記)和凈荷，其中，光分組頭和凈荷在時(shí)域上有先后次序，是分開(kāi)的，光分組頭由若干具有 不同波長(zhǎng)的光脈沖組成，波長(zhǎng)的不同組合代表不同的路由信息，當(dāng)接收到光分組頭時(shí)，解讀 該光分組頭中的路由信息，并根據(jù)下一條路由產(chǎn)生新的光分組頭替換上一個(gè)光分組頭，之 后，將凈荷和新的光分組頭發(fā)送出去，若下一跳還為核心路由器，則該核心路由器按上述操 作繼續(xù)執(zhí)行，直至到達(dá)目的邊緣路由器為止。 可見(jiàn)，上述光分組交換方法中，雖然不需要對(duì)光標(biāo)記進(jìn)行光_電_光轉(zhuǎn)換，但是該 方法在每個(gè)核心節(jié)點(diǎn)都要進(jìn)行光標(biāo)記的替換操作，即用下個(gè)節(jié)點(diǎn)需要的光標(biāo)記替換本節(jié)點(diǎn) 的光標(biāo)記，這需要復(fù)雜的硬件和精確的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，在設(shè)計(jì)和操作上難度較大。

發(fā)明內(nèi)容
接收到光分組的核心節(jié)點(diǎn)根據(jù)自身的標(biāo)識(shí)碼對(duì)該光分組中的標(biāo)記進(jìn)行時(shí)域解碼，
從標(biāo)記棧中提取并恢復(fù)與其對(duì)應(yīng)的光碼標(biāo)記； 核心節(jié)點(diǎn)對(duì)提取并恢復(fù)的光碼標(biāo)記進(jìn)行頻域解碼； 核心節(jié)點(diǎn)根據(jù)頻域解碼結(jié)果控制所述光分組從與提取并恢復(fù)的光碼標(biāo)記對(duì)應(yīng)的 端口輸出； 從所述端口輸出的光分組被繼續(xù)傳輸至下一跳核心節(jié)點(diǎn)，直至到達(dá)目的邊緣節(jié)點(diǎn) 為止。
較佳地，所述路由信息包括 每個(gè)核心節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的標(biāo)識(shí)碼以及每個(gè)核心節(jié)點(diǎn)中具體的交換輸出端口對(duì)應(yīng)的光 正交碼碼字； 所述源邊緣節(jié)點(diǎn)根據(jù)路由信息進(jìn)行頻域編碼包括源邊緣節(jié)點(diǎn)根據(jù)每個(gè)核心節(jié)點(diǎn) 中具體的交換輸出端口對(duì)應(yīng)的光正交碼碼字進(jìn)行頻域編碼； 所述源邊緣節(jié)點(diǎn)根據(jù)路由信息進(jìn)行時(shí)域編碼包括源邊緣節(jié)點(diǎn)根據(jù)每個(gè)核心節(jié)點(diǎn) 對(duì)應(yīng)的標(biāo)識(shí)碼對(duì)所述光碼標(biāo)記進(jìn)行時(shí)域編碼。 較佳地，所述光碼標(biāo)記耦合為標(biāo)記棧，以及標(biāo)記棧與凈荷耦合成光分組是同時(shí)進(jìn) 行的；其中，標(biāo)記棧信號(hào)的波長(zhǎng)范圍在凈荷所用波長(zhǎng)范圍之外。
較佳地，所述時(shí)域解碼和頻域解碼使用光學(xué)相關(guān)算法。 —種光分組全光交換系統(tǒng)，包括源邊緣節(jié)點(diǎn)、目的邊緣節(jié)點(diǎn)以及源邊緣節(jié)點(diǎn)和目 的邊緣節(jié)點(diǎn)之間的至少一個(gè)核心節(jié)點(diǎn)；來(lái)自IP網(wǎng)的數(shù)據(jù)通過(guò)源邊緣節(jié)點(diǎn)和核心節(jié)點(diǎn)傳輸 到目的邊緣節(jié)點(diǎn)，并通過(guò)目的邊緣節(jié)點(diǎn)將IP網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送到最終目的地址；
所述源邊緣節(jié)點(diǎn)，用于將來(lái)自IP網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為光分組的凈荷；確定來(lái)自IP網(wǎng)的 數(shù)據(jù)在光網(wǎng)絡(luò)中的路由路徑，獲得路由信息；根據(jù)路由信息進(jìn)行頻域編碼，得到路由路徑上 各核心節(jié)點(diǎn)中進(jìn)行分組交換所需要的光碼標(biāo)記；根據(jù)路由信息對(duì)光碼標(biāo)記進(jìn)行時(shí)域編碼；
該系統(tǒng)還包括耦合器，與源邊緣節(jié)點(diǎn)相連，用于將生成的凈荷和經(jīng)時(shí)域編碼的光 碼標(biāo)記進(jìn)行耦合，形成光分組并向核心節(jié)點(diǎn)發(fā)送； 所述核心節(jié)點(diǎn)，用于根據(jù)自身的標(biāo)識(shí)碼對(duì)接收到的光分組中的標(biāo)記進(jìn)行時(shí)域解 碼，從標(biāo)記棧中提取并恢復(fù)與自身對(duì)應(yīng)的光碼標(biāo)記；對(duì)提取并恢復(fù)的光碼標(biāo)記進(jìn)行頻域解 碼，根據(jù)頻域解碼結(jié)果控制光分組從與提取并恢復(fù)的光碼標(biāo)記對(duì)應(yīng)的端口輸出。
較佳地，所述耦合器集成于源邊緣節(jié)點(diǎn)中。 較佳地，所述核心節(jié)點(diǎn)之間以及核心節(jié)點(diǎn)與邊緣節(jié)點(diǎn)之間還包括光放大器，用于 放大光分組信號(hào)。 —種邊緣節(jié)點(diǎn)，該邊緣節(jié)點(diǎn)包括由激光器和激光調(diào)制器組成的凈荷生成部分以 及至少一組由寬帶光源、調(diào)制器、頻域編碼器和時(shí)域編碼器組成的標(biāo)記生成部分； 其中標(biāo)記生成部分包括
寬帶光源，用于產(chǎn)生光信號(hào)； 調(diào)制器，與寬帶光源相連，用于對(duì)所述寬帶光源產(chǎn)生的光信號(hào)進(jìn)行調(diào)制； 頻域編碼器，與所述調(diào)制器相連，用于對(duì)調(diào)制后的光信號(hào)進(jìn)行頻域編碼，生成路由
路徑中某個(gè)核心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行光分組交換所需要的光碼標(biāo)記； 時(shí)域編碼器，與頻域編碼器相連，用于對(duì)光碼標(biāo)記進(jìn)行時(shí)域編碼，使該標(biāo)記對(duì)應(yīng)的 核心節(jié)點(diǎn)能從多個(gè)光碼標(biāo)記中將該標(biāo)記提取出來(lái)；
凈荷生成部分包括 激光器，用于產(chǎn)生光信號(hào)，且產(chǎn)生的光信號(hào)波長(zhǎng)在所述寬帶光源產(chǎn)生的光信號(hào)的 波長(zhǎng)帶寬范圍之外； 激光調(diào)制器，與所述激光器相連，用于將接收到的IP網(wǎng)數(shù)據(jù)調(diào)制到激光器產(chǎn)生的 光信號(hào)上，形成凈荷。 較佳地，該節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步包括耦合器，與所述時(shí)域編碼器和所述激光調(diào)制器連接，用于將所述凈荷和經(jīng)時(shí)域編碼的光碼標(biāo)記進(jìn)行耦合，形成光分組并向核心節(jié)點(diǎn)發(fā)送。
—種核心節(jié)點(diǎn)，該核心節(jié)點(diǎn)包括 光環(huán)行器，用于將進(jìn)入核心節(jié)點(diǎn)的光分組發(fā)送到帶阻濾波器，接收帶阻濾波器反射回的標(biāo)記棧，并發(fā)送到分光器； 帶阻濾波器與所述光環(huán)行器連接，用于對(duì)光分組進(jìn)行帶阻濾波，光分組中的凈荷部分將透射至光緩存器，而標(biāo)記棧將被反射回光環(huán)行器； 光緩存器，與帶阻濾波器連接，用于對(duì)光分組中的凈荷進(jìn)行全光緩存，并輸出至耦合為； 分光器，與光環(huán)行器相連，用于將標(biāo)記棧的光信號(hào)分為兩路，分別輸出到耦合器和時(shí)域解碼器； 耦合器，與光緩存器和分光器分別相連，用于將標(biāo)記棧和凈荷耦合形成光分組，并輸出至交換單元； 時(shí)域解碼器，與分光器相連，用于對(duì)標(biāo)記棧進(jìn)行時(shí)域解碼，將標(biāo)記棧中所有標(biāo)記的解碼結(jié)果輸出至限幅器； 限幅器，與時(shí)域解碼器相連，用于對(duì)標(biāo)記棧中所有標(biāo)記的解碼結(jié)果進(jìn)行限幅處理，保留輸出為高強(qiáng)度自相關(guān)值的標(biāo)記，消除輸出為低強(qiáng)度互相關(guān)值的標(biāo)記；保留的標(biāo)記將被輸出至標(biāo)記識(shí)別單元。 標(biāo)記識(shí)別單元，與限幅器相連，用于將輸入的標(biāo)記進(jìn)行頻域解碼，并將頻域解碼結(jié)果發(fā)送到閾值判決單元； 閾值判決單元，與標(biāo)記識(shí)別單元相連，用于對(duì)頻域解碼結(jié)果進(jìn)行閾值判決，并將閾值判決結(jié)果輸出至光交換單元； 光交換單元，與閾值判決單元相連，根據(jù)閾值判決單元輸出的判決結(jié)果控制光分組從與提取并恢復(fù)的光碼標(biāo)記對(duì)應(yīng)的端口輸出。 較佳地，所述標(biāo)記識(shí)別單元包括至少一個(gè)相關(guān)解碼器，每個(gè)相關(guān)解碼器對(duì)應(yīng)光交換單元的一個(gè)輸出端口 ；所述閾值判決單元包括至少一個(gè)閾值判決器；所述閾值判決器與相關(guān)解碼器一一對(duì)應(yīng)，每一個(gè)相關(guān)解碼器和與其對(duì)應(yīng)的閾值判決器相連。
較佳地，所述光緩存器采用光纖延遲線或其它能夠?qū)崿F(xiàn)光信號(hào)延遲的器件實(shí)現(xiàn)。
較佳地，所述光交換單元采用光控開(kāi)關(guān)陣列實(shí)現(xiàn)。 由上述的技術(shù)方案可見(jiàn)，本發(fā)明的這種光分組全光交換方法和用于實(shí)現(xiàn)該方法的光分組全光交換系統(tǒng)、邊緣節(jié)點(diǎn)及核心節(jié)點(diǎn)，采用了光碼分復(fù)用(0CDM)技術(shù)生成路由路徑中每個(gè)節(jié)點(diǎn)所需的光碼標(biāo)記，該光碼標(biāo)記由光正交碼進(jìn)行頻域及時(shí)域兩級(jí)編碼生成，時(shí)域編碼使用的碼字用于指示路由路徑中的不同核心節(jié)點(diǎn)，而頻域編碼使用的碼字用于指示每個(gè)核心節(jié)點(diǎn)內(nèi)的交換輸出端口。光分組在傳輸中攜帶路由路徑中需要的所有光碼標(biāo)記，核心節(jié)點(diǎn)通過(guò)時(shí)域解碼從光分組攜帶的所有光碼標(biāo)記中取出與自身對(duì)應(yīng)的光碼標(biāo)記，并進(jìn)一步通過(guò)對(duì)取出的光碼標(biāo)記進(jìn)行頻域解碼，確定將光分組交換到哪個(gè)輸出端口輸出，從而完成光分組的交換，由于在進(jìn)行時(shí)域和頻域解碼時(shí)可以全部使用光學(xué)器件完成，因此實(shí)現(xiàn)了光分組的全光交換，并且在核心交換節(jié)點(diǎn)中無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜的標(biāo)記替換操作，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。
8


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的全光交換方法流程圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的頻域和時(shí)域兩級(jí)編碼方法示意圖； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例中的光分組結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明實(shí)施例的相關(guān)運(yùn)算解碼原理示意圖； 圖5為本發(fā)明實(shí)施例的光分組全光交換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。 本發(fā)明主要是采用了 OC匿技術(shù)生成路由路徑中每個(gè)節(jié)點(diǎn)所需的光碼標(biāo)記，該光碼標(biāo)記由光正交碼進(jìn)行頻域及時(shí)域兩級(jí)編碼生成，時(shí)域編碼使用的碼字用于指示路由路徑中的不同核心節(jié)點(diǎn)，而頻域編碼使用的碼字用于指示每個(gè)核心節(jié)點(diǎn)內(nèi)的交換輸出端口。光分組在傳輸中攜帶路由路徑中需要的所有光碼標(biāo)記，核心節(jié)點(diǎn)通過(guò)時(shí)域解碼從光分組攜帶的所有光碼標(biāo)記中取出與自身對(duì)應(yīng)的光碼標(biāo)記，并進(jìn)一步通過(guò)對(duì)取出的光碼標(biāo)記進(jìn)行頻域解碼，確定將光分組交換到哪個(gè)輸出端口輸出，從而完成光分組的交換，由于在進(jìn)行時(shí)域和頻域解碼時(shí)可以全部使用光學(xué)器件完成，因此實(shí)現(xiàn)了光分組的全光交換，并且在核心交換節(jié)點(diǎn)中無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜的標(biāo)記替換操作，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。 本發(fā)明實(shí)施例適用于由邊緣節(jié)點(diǎn)與核心節(jié)點(diǎn)組成的光分組交換網(wǎng)絡(luò)，其中每一個(gè)
核心節(jié)點(diǎn)都擁有一個(gè)唯一的光正交碼作為標(biāo)識(shí)碼，不同核心節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)碼彼此正交，屬于
同一個(gè)正交碼集。同樣，在每個(gè)核心節(jié)點(diǎn)內(nèi)，每個(gè)輸出端口也對(duì)應(yīng)一個(gè)唯一的光正交碼。邊
緣節(jié)點(diǎn)是光網(wǎng)絡(luò)與IP網(wǎng)絡(luò)的交界點(diǎn)，用于光、電數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，核心節(jié)點(diǎn)用于光分組的路由
和交換。光分組交換網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫乾F(xiàn)有成熟技術(shù)，這里就不再贅述了。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例的光分組全光交換方法流程圖，如圖1所示，該方法包括 步驟101，源邊緣節(jié)點(diǎn)將來(lái)自IP網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為光分組的凈荷。 源邊緣節(jié)點(diǎn)對(duì)來(lái)自IP網(wǎng)的數(shù)據(jù)通過(guò)合適的算法進(jìn)行匯聚，即將擁有相同目的地
址的數(shù)據(jù)匯聚到一起，再通過(guò)激光器產(chǎn)生的光信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)調(diào)制器調(diào)制后形成凈荷，具體的
匯聚過(guò)程和算法以及將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為凈荷是現(xiàn)有成熟技術(shù)，這里就不再贅述了。當(dāng)然，不進(jìn)行
數(shù)據(jù)匯聚也是可以的，也可以直接將來(lái)自IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為凈荷。 步驟102，源邊緣節(jié)點(diǎn)確定來(lái)自IP網(wǎng)的數(shù)據(jù)在光網(wǎng)絡(luò)中的路由路徑，獲得路由信息。 源邊緣節(jié)點(diǎn)根據(jù)IP網(wǎng)的數(shù)據(jù)的目的地址選擇合適的光網(wǎng)絡(luò)的路由路徑，確定完整的光網(wǎng)絡(luò)的路由路徑中需要經(jīng)過(guò)的所有核心節(jié)點(diǎn)，以及每個(gè)核心節(jié)點(diǎn)中具體的交換輸出端口。其中路由信息包括每個(gè)核心節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的標(biāo)識(shí)碼以及每個(gè)核心節(jié)點(diǎn)中具體的交換輸出端口對(duì)應(yīng)的光正交碼碼字。每個(gè)核心節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)碼，以及每個(gè)核心節(jié)點(diǎn)的交換輸出端口所對(duì)應(yīng)的光正交碼碼字都是已知的，確定路由路徑后，路由信息就確定了。具體路由算法和路由選擇的過(guò)程屬于現(xiàn)有成熟技術(shù)，這里就不再贅述了 。 步驟103，源邊緣節(jié)點(diǎn)根據(jù)路由信息進(jìn)行頻域編碼，得到路由路徑上各核心節(jié)點(diǎn)中進(jìn)行分組交換所需要的光碼標(biāo)記。
在進(jìn)行頻域編碼時(shí)，可以采用波長(zhǎng)編碼方式，預(yù)先設(shè)置的不同波長(zhǎng)與OC匿碼字的
對(duì)應(yīng)關(guān)系，利用多種不同的特征波長(zhǎng)組合，表示不同的OC匿碼字，對(duì)路由路徑上各核心節(jié)
點(diǎn)進(jìn)行輸出交換時(shí)所需要的OCDM碼字進(jìn)行編碼，生成光碼標(biāo)記。該光碼標(biāo)記與核心節(jié)點(diǎn)中
的光交換輸出端口對(duì)應(yīng)，用于指示核心節(jié)點(diǎn)從哪個(gè)輸出端口輸出光分組。 步驟104，源邊緣節(jié)點(diǎn)根據(jù)路由信息對(duì)光碼標(biāo)記進(jìn)行時(shí)域編碼。 在進(jìn)行時(shí)域編碼時(shí)，可采用時(shí)隙編碼的方式，將一個(gè)光分組的長(zhǎng)度在時(shí)域上劃分為
多個(gè)時(shí)隙，預(yù)先設(shè)置的不同特征時(shí)隙與OCDM碼字的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)將光碼標(biāo)記占據(jù)的多個(gè)不
同時(shí)隙位置的組合，表示不同的核心節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)碼，對(duì)光碼標(biāo)記進(jìn)行編碼，從而將多個(gè)光碼標(biāo)
記在時(shí)域上分開(kāi)，以使核心節(jié)點(diǎn)能從多個(gè)標(biāo)記中將與自身標(biāo)識(shí)碼對(duì)應(yīng)的光碼標(biāo)記提取出來(lái)。 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的頻域和時(shí)域兩級(jí)編碼方法示意圖，如圖2所示 —、首先進(jìn)行頻域編碼預(yù)先設(shè)定頻域編碼使用的碼字碼長(zhǎng)為9位，對(duì)應(yīng)作為信號(hào)
源的寬帶光源中、 入9共9個(gè)不同的波長(zhǎng)，如編碼時(shí)選取的應(yīng)于某核心節(jié)點(diǎn)中的某一個(gè)
輸出端口碼字為100100100，則可根據(jù)該碼字中"1"的位置進(jìn)行編碼。例如該碼字中第1、4、
7位為"1"，則頻域編碼后的生成的光脈沖的特征波長(zhǎng)為(A" A4， A》，即波長(zhǎng)為A"入4，
入7的強(qiáng)度高，其它波長(zhǎng)強(qiáng)度低，這個(gè)擁有特征波長(zhǎng)為A4， A7)的光脈沖就是經(jīng)一級(jí)頻
域編碼后生成的光碼標(biāo)記，當(dāng)然也可以根據(jù)碼字中"O"的位置進(jìn)行頻域編碼，具體的編碼方
法很多，可以根據(jù)需要而定，這里就不再贅述了。 二、再進(jìn)行時(shí)域編碼預(yù)先表示將一個(gè)光分組的長(zhǎng)度分為0 24，共25個(gè)時(shí)隙，如路由路徑中某節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)碼為碼長(zhǎng)25、碼重為3的正交碼(0， 1，6)，則可將經(jīng)一級(jí)頻域編碼后生成的光脈沖插入碼字(0，1，6)對(duì)應(yīng)的時(shí)隙位置中，例如插入第0，1，6時(shí)隙位置，編碼后，該光脈沖在強(qiáng)度方向的特征波長(zhǎng)為A4， A》，在時(shí)間方向占據(jù)0、l、6時(shí)隙。當(dāng)然標(biāo)識(shí)碼所對(duì)應(yīng)的時(shí)隙位置也可以根據(jù)需要而定，這里就不再贅述了。 步驟105，經(jīng)時(shí)域編碼的所有光碼標(biāo)記耦合形成標(biāo)記棧，并將標(biāo)記棧與所述凈荷進(jìn)行耦合，形成光分組并向核心節(jié)點(diǎn)發(fā)送。 所有經(jīng)過(guò)時(shí)域編碼后的光碼標(biāo)記將通過(guò)耦合器同步耦合，形成標(biāo)記棧，并進(jìn)一步與凈荷耦合形成光分組。調(diào)制凈荷使用的光源的波長(zhǎng)在標(biāo)記使用的光源的波長(zhǎng)帶寬之外，以保證凈荷和標(biāo)記之間互不干擾，凈荷和標(biāo)記同步地傳輸，發(fā)送至與源邊緣核心節(jié)點(diǎn)連接的所有核心節(jié)點(diǎn)。另外，光碼標(biāo)記耦合為標(biāo)記棧，以及標(biāo)記棧與凈荷耦合成光分組在邏輯上可以是分開(kāi)進(jìn)行的，也可以是同時(shí)進(jìn)行的，但具體實(shí)現(xiàn)上一般是同時(shí)進(jìn)行的。這一耦合步驟可以由源邊緣節(jié)點(diǎn)完成，也可以由獨(dú)立的耦合器完成。 圖3為本發(fā)明實(shí)施例中形成的光分組結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，光分組中分為凈荷和標(biāo)記棧，其中標(biāo)記棧包括至少兩個(gè)經(jīng)兩級(jí)編碼后的標(biāo)記。圖中是以標(biāo)記1和標(biāo)記2兩個(gè)標(biāo)記為例，實(shí)際應(yīng)用時(shí)可以更多。圖3中，標(biāo)記1的特征波長(zhǎng)為A4， A》，占據(jù)時(shí)隙為(0，1，6)(圖3中的斜線部分)；標(biāo)記2的特征波長(zhǎng)為(、，入5，入9)，占據(jù)時(shí)隙為(0，2，9)(圖3中的網(wǎng)格線部分)。 步驟106，接收到光分組的核心節(jié)點(diǎn)根據(jù)自身的標(biāo)識(shí)碼對(duì)該光分組中的標(biāo)記進(jìn)行時(shí)域解碼。若解碼成功，則執(zhí)行步驟107，否則，結(jié)束流程。 時(shí)域解碼的目的是從標(biāo)記棧中提取并恢復(fù)與其對(duì)應(yīng)的光碼標(biāo)記，具體來(lái)說(shuō)，接收到光分組的核心節(jié)點(diǎn)首先通過(guò)濾波將光分組中耦合的凈荷和標(biāo)記棧分開(kāi)，并通過(guò)時(shí)域解碼器對(duì)光分組的標(biāo)記棧進(jìn)行時(shí)域解碼。時(shí)域解碼器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與核心節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)碼對(duì)應(yīng)，采用光學(xué)相關(guān)運(yùn)算方法進(jìn)行時(shí)域解碼。在進(jìn)行時(shí)域解碼時(shí)，標(biāo)記棧中與該核心節(jié)點(diǎn)的時(shí)域解碼器不匹配的光碼標(biāo)記在經(jīng)過(guò)時(shí)域解碼器后會(huì)輸出低強(qiáng)度的互相關(guān)值，再經(jīng)限幅器后將被消除，而匹配的光碼標(biāo)記在經(jīng)過(guò)時(shí)域解碼器后會(huì)輸出高強(qiáng)度的自相關(guān)值，再經(jīng)限幅器后將被保留；這一過(guò)程使核心節(jié)點(diǎn)從標(biāo)記棧中提取并恢復(fù)出與其對(duì)應(yīng)的光碼標(biāo)記，解碼成功，若沒(méi)有一個(gè)光碼標(biāo)記被恢復(fù)出來(lái)，則解碼失敗。時(shí)域解碼器可以使用光學(xué)器件實(shí)現(xiàn)，其具體解碼過(guò)程和解碼原理屬于現(xiàn)有成熟技術(shù)，這里就不再贅述了 。
步驟107，核心節(jié)點(diǎn)對(duì)提取并恢復(fù)的光碼標(biāo)記進(jìn)行頻域解碼。 圖4為本發(fā)明實(shí)施例的相關(guān)運(yùn)算解碼原理示意圖，如圖4所示，光碼標(biāo)記先經(jīng)過(guò)分
光分為多路，分別輸入多個(gè)相關(guān)解碼器中，分光的個(gè)數(shù)與相關(guān)解碼器個(gè)數(shù)相同，每個(gè)相關(guān)解
碼器對(duì)應(yīng)一種多波長(zhǎng)組合，如果光碼標(biāo)記與某個(gè)相關(guān)解碼器的特征波長(zhǎng)匹配，則經(jīng)過(guò)相關(guān)
解碼器后會(huì)有較高強(qiáng)度的自相關(guān)輸出，表現(xiàn)為一個(gè)強(qiáng)度較高的波峰波形，否則，將會(huì)有較低
強(qiáng)度的互相關(guān)輸出，表現(xiàn)為一個(gè)較為平緩的波形。根據(jù)相關(guān)解碼器的輸出情況，就可以獲知
光碼標(biāo)記與哪個(gè)相關(guān)解碼器匹配。相關(guān)解碼器實(shí)際上執(zhí)行的是光學(xué)相關(guān)運(yùn)算，光學(xué)相關(guān)運(yùn)
算可以使用無(wú)源光器件完成，具體光學(xué)相關(guān)運(yùn)算的方法屬于現(xiàn)有成熟技術(shù)，這里就不再贅
述了 。頻域解碼和時(shí)域解碼都可以使用相關(guān)解碼器進(jìn)行相關(guān)預(yù)算實(shí)現(xiàn)。 步驟108，核心節(jié)點(diǎn)根據(jù)頻域解碼結(jié)果控制光分組從與提取并恢復(fù)的光碼標(biāo)記對(duì)
應(yīng)的端口輸出。 由于知道了光碼標(biāo)記與哪個(gè)頻域解碼器匹配，就可以根據(jù)已知的頻域解碼器與輸出端口的對(duì)應(yīng)關(guān)系，控制光分組從與該頻域解碼器所對(duì)應(yīng)的輸出端口輸出，向下一跳發(fā)送。具體哪個(gè)頻域解碼器對(duì)應(yīng)哪個(gè)輸出端口，可以是根據(jù)實(shí)際需要預(yù)先設(shè)置的。對(duì)光分組輸出端口的控制可以使用光控開(kāi)關(guān)陣列的方式實(shí)現(xiàn)，屬于現(xiàn)有成熟技術(shù)，這里就不再贅述了 。
步驟109，接收到該光分組的核心節(jié)點(diǎn)從步驟106開(kāi)始繼續(xù)執(zhí)行，直至到達(dá)目的邊緣節(jié)點(diǎn)為止。 所有接收到光分組的核心節(jié)點(diǎn)都同樣執(zhí)行步驟106 109，直到光分組被傳輸?shù)?br> 目的邊緣節(jié)點(diǎn)上，至此，完成了在光網(wǎng)絡(luò)中的光分組全光交換。而目的邊緣節(jié)點(diǎn)接收到光分
組后，會(huì)將光分組轉(zhuǎn)換為IP網(wǎng)數(shù)據(jù)包，并通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到最終目的地址。 其中，步驟102 104是生成光碼標(biāo)記以及編碼的過(guò)程，而步驟101是生成凈荷的
過(guò)程，實(shí)際上，這兩個(gè)過(guò)程之間是沒(méi)有先后次序關(guān)系的，可以同時(shí)進(jìn)行，對(duì)這兩個(gè)過(guò)程的步
驟編號(hào)只是為了便于描述，而并不代表凈荷的生成過(guò)程先于光碼標(biāo)記的生成。 以上是對(duì)本發(fā)明所提供的全光交換方法進(jìn)行的詳細(xì)描述，下面對(duì)本發(fā)明提供的光
分組交換系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)描述。光分組交換網(wǎng)絡(luò)中，一般可以包括源邊緣節(jié)點(diǎn)、目的邊緣節(jié)點(diǎn)
以及源邊緣節(jié)點(diǎn)和目的邊緣節(jié)點(diǎn)之間的至少一個(gè)核心節(jié)點(diǎn)；來(lái)自IP網(wǎng)的數(shù)據(jù)通過(guò)源邊緣
節(jié)點(diǎn)和核心節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)侥康倪吘壒?jié)點(diǎn)，并通過(guò)目的邊緣節(jié)點(diǎn)將IP網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送到最終目的
地址；為便于描述，下面以路由路徑中經(jīng)過(guò)兩個(gè)核心節(jié)點(diǎn)為例進(jìn)行描述。 圖5為本發(fā)明實(shí)施例的光分組全光交換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，該系統(tǒng)包
括源邊緣節(jié)點(diǎn)501、第一核心節(jié)點(diǎn)502、第二核心節(jié)點(diǎn)503和目的邊緣節(jié)點(diǎn)504。 源邊緣節(jié)點(diǎn)501用于將來(lái)自IP網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為光分組的凈荷；確定來(lái)自IP網(wǎng)的
數(shù)據(jù)在光網(wǎng)絡(luò)中的路由路徑，獲得路由信息；根據(jù)路由信息進(jìn)行頻域編碼，得到路由路徑上各核心節(jié)點(diǎn)中進(jìn)行分組交換所需要的光碼標(biāo)記；根據(jù)路由信息對(duì)光碼標(biāo)記進(jìn)行時(shí)域編碼。
第三耦合器515，與源邊緣節(jié)點(diǎn)501相連，將生成的凈荷和經(jīng)時(shí)域編碼的光碼標(biāo)記進(jìn)行耦合，形成完整光分組并發(fā)送出去。 第一核心節(jié)點(diǎn)502，與第三耦合器515相連，用于根據(jù)自身的標(biāo)識(shí)碼對(duì)接收到的光分組中的標(biāo)記進(jìn)行時(shí)域解碼，從標(biāo)記棧中提取并恢復(fù)與自身對(duì)應(yīng)的光碼標(biāo)記；對(duì)提取并恢復(fù)的光碼標(biāo)記進(jìn)行頻域解碼，根據(jù)頻域解碼結(jié)果控制光分組從與提取并恢復(fù)的光碼標(biāo)記對(duì)應(yīng)的端口輸出。 第二核心節(jié)點(diǎn)503，與第一核心節(jié)點(diǎn)502相連，用于根據(jù)自身的標(biāo)識(shí)碼對(duì)接收到的光分組中的標(biāo)記進(jìn)行時(shí)域解碼，從標(biāo)記棧中提取并恢復(fù)與自身對(duì)應(yīng)的光碼標(biāo)記；對(duì)提取并恢復(fù)的光碼標(biāo)記進(jìn)行頻域解碼，根據(jù)頻域解碼結(jié)果控制光分組從與提取并恢復(fù)的光碼標(biāo)記對(duì)應(yīng)的端口輸出。 目的邊緣路由器504，與第二核心節(jié)點(diǎn)503相連，用于將接收到的光分組轉(zhuǎn)換為IP網(wǎng)數(shù)據(jù)包，并通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到最終目的地址。 其中，源邊緣節(jié)點(diǎn)501中包括由第一寬帶光源505、第一調(diào)制器506、第一頻域編碼器507、第一時(shí)域編碼器508組成的第一標(biāo)記生成部分；由第二寬帶光源509、第二調(diào)制器510、第二頻域編碼器511、第二時(shí)域編碼器512組成的第二標(biāo)記生成部分；由激光器513和第三調(diào)制器514組成的凈荷生成部分。兩個(gè)標(biāo)記生成部分分別生成路由路徑中的兩個(gè)核心節(jié)點(diǎn)所需的光碼標(biāo)記，凈荷生成部分用于生成凈荷。
第一寬帶光源505用于產(chǎn)生光信號(hào)。 第一調(diào)制器506與第一寬帶光源505相連，用于對(duì)光源505產(chǎn)生的光信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。 第一頻域編碼器507與第一調(diào)制器506相連，用于對(duì)調(diào)制后的光信號(hào)進(jìn)行頻域編碼，生成路由路徑中某個(gè)核心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行光分組交換所需要的光碼標(biāo)記。
第一時(shí)域編碼器508與第一頻域編碼器507相連，用于對(duì)光碼標(biāo)記進(jìn)行時(shí)域編碼，使該標(biāo)記對(duì)應(yīng)的核心節(jié)點(diǎn)能從多個(gè)光碼標(biāo)記中將該標(biāo)記提取出來(lái)。 第二標(biāo)記生成部分的功能和連接關(guān)系與第一標(biāo)記生成部分相同，只是生成的是另
一個(gè)核心節(jié)點(diǎn)所需的光碼標(biāo)記。 激光器513用于產(chǎn)生光信號(hào)。 激光器513產(chǎn)生的光信號(hào)波長(zhǎng)應(yīng)在第一寬帶光源505及第二寬帶光源509產(chǎn)生的光信號(hào)的波長(zhǎng)帶寬范圍之外。 第三調(diào)制器514與所述激光器513相連，用于將接收到的IP網(wǎng)數(shù)據(jù)調(diào)制到激光器513產(chǎn)生的光信號(hào)上，形成凈荷。 第一時(shí)域編碼器508和第二域編碼器512輸出的經(jīng)時(shí)域編碼后的光碼標(biāo)記需要通過(guò)第三耦合器515進(jìn)行同步耦合，形成標(biāo)記棧，并進(jìn)一步與第三調(diào)制器514輸出的凈荷進(jìn)行耦合，形成完整的光分組。凈荷和標(biāo)記棧同步地傳輸，發(fā)送至核心節(jié)點(diǎn)。另外，傳輸路徑中，為保證信號(hào)質(zhì)量，還可以通過(guò)光放大器516進(jìn)行放大。另外，耦合器515也可以集成在源邊緣節(jié)點(diǎn)501中。 第一核心節(jié)點(diǎn)502中包括第一光環(huán)行器517、第一帶阻濾波器518、第一光緩存器519、第一耦合器520、第一分光器521、第一時(shí)域解碼器522、第一限幅器523、第一標(biāo)記識(shí)別單元524、第一閾值判決單元525和第一光交換單元526。 其中，第一光環(huán)行器517用于將進(jìn)入第一核心節(jié)點(diǎn)的光分組發(fā)送到第一帶阻濾波
器518，接收第一帶阻濾波器518發(fā)射回的標(biāo)記棧，并發(fā)送到第一分光器521 ;第一帶阻濾波器518與第一光環(huán)行器517連接，用于對(duì)光分組進(jìn)行帶阻濾波，光分
組中的凈荷部分將透射至第一光緩存器519，而標(biāo)記棧將被反射回第一光環(huán)行器； 第一光緩存器519，與第一帶阻濾波器518連接，用于對(duì)光分組中的凈荷進(jìn)行全光
緩存，并輸出至第一耦合器520， 一般使用光線延遲線或其它能夠?qū)崿F(xiàn)光信號(hào)延遲的器件實(shí)現(xiàn)。 第一分光器521，與第一光環(huán)行器517相連，用于將標(biāo)記棧的光信號(hào)分為兩路，分別輸出到第一耦合器520和第一時(shí)域解碼器522 ; 第一耦合器520，與第一光緩存器519和第一分光器521分別相連，用于將標(biāo)記棧和凈荷耦合形成光分組，并輸出至第一光交換單元526。 第一時(shí)域解碼器522，與第一分光器521相連，用于對(duì)標(biāo)記棧進(jìn)行時(shí)域解碼，將標(biāo)
記棧中所有標(biāo)記的解碼結(jié)果輸出至第一限幅器523。標(biāo)記棧中與第一時(shí)域解碼器522匹配
的標(biāo)記將輸出高強(qiáng)度的自相關(guān)值，不匹配的標(biāo)記將輸出低強(qiáng)度的互相關(guān)值。 第一限幅器523，與時(shí)域解碼器522相連，用于對(duì)標(biāo)記棧中所有標(biāo)記的解碼結(jié)果進(jìn)
行限幅處理，輸出為高強(qiáng)度自相關(guān)值的標(biāo)記將被保留，輸出為低強(qiáng)度互相關(guān)值的標(biāo)記將被
消除；保留的標(biāo)記將被輸出至第一標(biāo)記識(shí)別單元524。 第一標(biāo)記識(shí)別單元524與第一限幅器523相連，其中可以包括至少一個(gè)頻域解碼器，在本實(shí)施例中，包括頻域解碼器1和頻域解碼器2，分別對(duì)應(yīng)第一光交換單元526的輸出1和輸出2。輸入的標(biāo)記被分光到每個(gè)頻域解碼器進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，與標(biāo)記匹配的頻域解碼器輸出高強(qiáng)度的自相關(guān)值，與標(biāo)記不匹配的頻域解碼器輸出低強(qiáng)度的互相關(guān)值；頻域解碼器的輸出值將發(fā)送到第一閾值判決單元525。 第一閾值判決單元525，與第一標(biāo)記識(shí)別單元524相連，用于對(duì)頻域解碼結(jié)果進(jìn)行閾值判決，并將閾值判決結(jié)果輸出至第一光交換單元526。其中可以包括至少一個(gè)閾值判決器，在本實(shí)施例中，包括閾值判決器1和閾值判決器2，分別對(duì)應(yīng)于頻域解碼器1和頻域解碼器2 ;高強(qiáng)度的自相關(guān)值經(jīng)閾值判決器后輸出為"1 "，低強(qiáng)度的互相關(guān)值經(jīng)閾值判決器后輸出為"0"，并將輸出值發(fā)送至第一光交換單元526。 第一光交換單元526，與第一閾值判決單元525相連，根據(jù)第一閾值判決單元525輸出的判決結(jié)果控制光分組從與提取并恢復(fù)的光碼標(biāo)記對(duì)應(yīng)的端口輸出，即當(dāng)與某個(gè)頻域解碼器對(duì)應(yīng)的閾值判決器輸出為"l"時(shí)，將光分組交換到與該頻域解碼器對(duì)應(yīng)的輸出端口。在本實(shí)施例中，光交換單元526包括輸出端口 l和輸出端口 2，輸出端口 l對(duì)應(yīng)于頻域解碼器l，輸出端口 2對(duì)應(yīng)于頻域解碼器2，若頻域解碼器1解碼并經(jīng)閾值判決器輸出為"l"時(shí)，將光分組交換到輸出端口 1。 第二核心節(jié)點(diǎn)502中包括第二光環(huán)行器527、第二帶阻濾波器528、第二光緩存器529、第二耦合器530、第二分光器531、第二時(shí)域解碼器532、第二限幅器533、第二標(biāo)記識(shí)別單元534、第二閾值判決單元435和第二光交換單元436 ;這些器件的連接關(guān)系和功能與第一核心節(jié)點(diǎn)502相同，這里就不再贅述了。 下面舉個(gè)具體例子，例如源邊緣節(jié)點(diǎn)501根據(jù)路由算法確定光分組在路由路徑上
13需要經(jīng)過(guò)兩個(gè)核心節(jié)點(diǎn)，即第一核心節(jié)點(diǎn)502和第二核心節(jié)點(diǎn)503，光分組須從第一核心節(jié)點(diǎn)502的輸出端口 1輸出，從第二核心節(jié)點(diǎn)502的輸出端口 3輸出，最終到達(dá)目的邊緣節(jié)點(diǎn)504。其中第一核心節(jié)點(diǎn)502對(duì)應(yīng)的標(biāo)識(shí)碼為(0， 1，6)，第二核心節(jié)點(diǎn)503對(duì)應(yīng)的標(biāo)識(shí)碼為(0， 2， 9)，第一核心節(jié)點(diǎn)502中與輸出端口 1對(duì)應(yīng)的光碼標(biāo)記所對(duì)應(yīng)的碼字為100100100，第二核心節(jié)點(diǎn)503中與輸出端口 3對(duì)應(yīng)的光碼標(biāo)記所對(duì)應(yīng)的碼字為100010001。確定這些路由信息后，即可根據(jù)這些路由信息進(jìn)行編碼，其中，第一標(biāo)記生成部分用于編碼第一核心節(jié)點(diǎn)502的光碼標(biāo)記l，第二標(biāo)記生成部分用于編碼第二核心節(jié)點(diǎn)503的光碼標(biāo)記2。當(dāng)然，第一標(biāo)記生成部分用于編碼第二核心節(jié)點(diǎn)503的光碼標(biāo)記，第二標(biāo)記生成部分用于編碼第一核心節(jié)點(diǎn)502的光碼標(biāo)記也是可以的，可根據(jù)需要而定。編碼后的光碼標(biāo)記和凈荷通過(guò)第三耦合器515進(jìn)行耦合，同步輸出至第一核心節(jié)點(diǎn)502。 光分組到達(dá)第一核心節(jié)點(diǎn)502后進(jìn)入第一光環(huán)行器，經(jīng)第一帶阻濾波器518后，光分組被分為凈荷和標(biāo)記棧兩部分。凈荷在第一光緩存器519中全光緩存。標(biāo)記棧進(jìn)入第一分光器521并被分成兩路， 一路輸入第一時(shí)域解碼522器進(jìn)行解碼。第一時(shí)域解碼器522與光碼標(biāo)記1匹配，光碼標(biāo)記1輸出高強(qiáng)度的自相關(guān)值，經(jīng)第一限幅器523后被保留，光碼標(biāo)記l得到恢復(fù)，包含的頻域碼為(、，A4， A7);光碼標(biāo)記2與第一時(shí)域解碼器522不匹配，輸出低強(qiáng)度的互相關(guān)值，經(jīng)過(guò)第一限幅器523后被消除。恢復(fù)的光碼標(biāo)記1與第一標(biāo)記識(shí)別單元524的頻域解碼器1匹配輸出高的自相關(guān)值，再經(jīng)閾值判決器后輸出為"l";與頻域解碼器2不匹配輸出低的互相關(guān)值，再經(jīng)閾值判決器后輸出為"0"。另外一路光碼標(biāo)記l與凈荷耦合形成新的光分組輸入到第一光交換單元526。經(jīng)頻域解碼器1及閾值判決器后輸出的"1 "將控制第一光交換單元526將光分組交換至輸出端口 1 ，并進(jìn)一步傳輸?shù)降诙诵墓?jié)點(diǎn)503。在第二核心節(jié)點(diǎn)503中，同樣地，標(biāo)記2得到恢復(fù)并與頻域解碼器3匹配，指示第二光交換單元536將光分組交換至輸出端口 3，最終傳輸?shù)侥康倪吘壒?jié)點(diǎn)504。
由上述的實(shí)施例可見(jiàn)，本發(fā)明的這種光分組全光交換方法和用于實(shí)現(xiàn)該方法的光分組全光交換系統(tǒng)、邊緣節(jié)點(diǎn)及核心節(jié)點(diǎn)，采用了 OC匿技術(shù)生成路由路徑中每個(gè)節(jié)點(diǎn)所需的光碼標(biāo)記，該光碼標(biāo)記由光正交碼進(jìn)行頻域及時(shí)域兩級(jí)編碼生成，時(shí)域編碼使用的碼字用于指示路由路徑中的不同核心節(jié)點(diǎn)，而頻域編碼使用的碼字用于指示每個(gè)核心節(jié)點(diǎn)內(nèi)的交換輸出端口。光分組在傳輸中攜帶路由路徑中需要的所有光碼標(biāo)記，核心節(jié)點(diǎn)通過(guò)時(shí)域解碼從光分組攜帶的所有光碼標(biāo)記中取出與自身對(duì)應(yīng)的光碼標(biāo)記，并進(jìn)一步通過(guò)對(duì)取出的光碼標(biāo)記進(jìn)行頻域解碼，確定將光分組交換到哪個(gè)輸出端口輸出，從而完成光分組的交換，由于在進(jìn)行時(shí)域和頻域解碼時(shí)可以全部使用光學(xué)器件完成，因此實(shí)現(xiàn)了光分組的全光交換，并且在核心交換節(jié)點(diǎn)中無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜的標(biāo)記替換操作，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。 所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種光分組全光交換方法，其特征在于，該方法包括源邊緣節(jié)點(diǎn)將來(lái)自IP網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為光分組的凈荷，并確定來(lái)自IP網(wǎng)的數(shù)據(jù)在光網(wǎng)絡(luò)中的路由路徑，獲得路由信息；源邊緣節(jié)點(diǎn)根據(jù)路由信息進(jìn)行頻域編碼，得到路由路徑上各核心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分組交換所需要的光碼標(biāo)記；源邊緣節(jié)點(diǎn)根據(jù)路由信息對(duì)所述光碼標(biāo)記進(jìn)行時(shí)域編碼；將經(jīng)時(shí)域編碼的所有光碼標(biāo)記耦合形成標(biāo)記棧，并將標(biāo)記棧與所述凈荷進(jìn)行耦合，形成光分組并向核心節(jié)點(diǎn)發(fā)送；接收到光分組的核心節(jié)點(diǎn)根據(jù)自身的標(biāo)識(shí)碼對(duì)該光分組中的標(biāo)記進(jìn)行時(shí)域解碼，從標(biāo)記棧中提取并恢復(fù)與其對(duì)應(yīng)的光碼標(biāo)記；核心節(jié)點(diǎn)對(duì)提取并恢復(fù)的光碼標(biāo)記進(jìn)行頻域解碼；核心節(jié)點(diǎn)根據(jù)頻域解碼結(jié)果控制所述光分組從與提取并恢復(fù)的光碼標(biāo)記對(duì)應(yīng)的端口輸出；從所述端口輸出的光分組被繼續(xù)傳輸至下一跳核心節(jié)點(diǎn)，直至到達(dá)目的邊緣節(jié)點(diǎn)為止。
2. 如權(quán)利要求1所述的光分組全光交換方法，其特征在于，所述路由信息包括每個(gè)核心節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的標(biāo)識(shí)碼以及每個(gè)核心節(jié)點(diǎn)中具體的交換輸出端口對(duì)應(yīng)的光正交碼碼字；所述源邊緣節(jié)點(diǎn)根據(jù)路由信息進(jìn)行頻域編碼包括源邊緣節(jié)點(diǎn)根據(jù)每個(gè)核心節(jié)點(diǎn)中具體的交換輸出端口對(duì)應(yīng)的光正交碼碼字進(jìn)行頻域編碼；所述源邊緣節(jié)點(diǎn)根據(jù)路由信息進(jìn)行時(shí)域編碼包括源邊緣節(jié)點(diǎn)根據(jù)每個(gè)核心節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的標(biāo)識(shí)碼對(duì)所述光碼標(biāo)記進(jìn)行時(shí)域編碼。
3. 如權(quán)利要求1所述的光分組全光交換方法，其特征在于，所述光碼標(biāo)記耦合為標(biāo)記棧，以及標(biāo)記棧與凈荷耦合成光分組是同時(shí)進(jìn)行的；其中，標(biāo)記棧信號(hào)的波長(zhǎng)范圍在凈荷所用波長(zhǎng)范圍之外。
4. 如權(quán)利要求1所述的光分組全光交換方法，其特征在于，所述時(shí)域解碼和頻域解碼使用光學(xué)相關(guān)算法。
5. —種光分組全光交換系統(tǒng)，包括源邊緣節(jié)點(diǎn)、目的邊緣節(jié)點(diǎn)以及源邊緣節(jié)點(diǎn)和目的邊緣節(jié)點(diǎn)之間的至少一個(gè)核心節(jié)點(diǎn)；來(lái)自IP網(wǎng)的數(shù)據(jù)通過(guò)源邊緣節(jié)點(diǎn)和核心節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)侥康倪吘壒?jié)點(diǎn)，并通過(guò)目的邊緣節(jié)點(diǎn)將IP網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送到最終目的地址；其特征在于所述源邊緣節(jié)點(diǎn)，用于將來(lái)自IP網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為光分組的凈荷；確定來(lái)自IP網(wǎng)的數(shù)據(jù)在光網(wǎng)絡(luò)中的路由路徑，獲得路由信息；根據(jù)路由信息進(jìn)行頻域編碼，得到路由路徑上各核心節(jié)點(diǎn)中進(jìn)行分組交換所需要的光碼標(biāo)記；根據(jù)路由信息對(duì)光碼標(biāo)記進(jìn)行時(shí)域編碼；該系統(tǒng)還包括耦合器，與源邊緣節(jié)點(diǎn)相連，用于將生成的凈荷和經(jīng)時(shí)域編碼的光碼標(biāo)記進(jìn)行耦合，形成光分組并向核心節(jié)點(diǎn)發(fā)送；所述核心節(jié)點(diǎn)，用于根據(jù)自身的標(biāo)識(shí)碼對(duì)接收到的光分組中的標(biāo)記進(jìn)行時(shí)域解碼，從標(biāo)記棧中提取并恢復(fù)與自身對(duì)應(yīng)的光碼標(biāo)記；對(duì)提取并恢復(fù)的光碼標(biāo)記進(jìn)行頻域解碼，根據(jù)頻域解碼結(jié)果控制光分組從與提取并恢復(fù)的光碼標(biāo)記對(duì)應(yīng)的端口輸出。
6. 如權(quán)利要求5所述的一種光分組全光交換系統(tǒng)，其特征在于，所述耦合器集成于源邊緣節(jié)點(diǎn)中。
7. 如權(quán)利要求5或6所述的一種光分組全光交換系統(tǒng)，其特征在于，所述核心節(jié)點(diǎn)之間以及核心節(jié)點(diǎn)與邊緣節(jié)點(diǎn)之間還包括光放大器，用于放大光分組信號(hào)。
8. —種邊緣節(jié)點(diǎn)，其特征在于，該邊緣節(jié)點(diǎn)包括由激光器和激光調(diào)制器組成的凈荷生成部分以及至少一組由寬帶光源、調(diào)制器、頻域編碼器和時(shí)域編碼器組成的標(biāo)記生成部分；其中標(biāo)記生成部分包括寬帶光源，用于產(chǎn)生光信號(hào)；調(diào)制器，與寬帶光源相連，用于對(duì)所述寬帶光源產(chǎn)生的光信號(hào)進(jìn)行調(diào)制；頻域編碼器，與所述調(diào)制器相連，用于對(duì)調(diào)制后的光信號(hào)進(jìn)行頻域編碼，生成路由路徑中某個(gè)核心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行光分組交換所需要的光碼標(biāo)記；時(shí)域編碼器，與頻域編碼器相連，用于對(duì)光碼標(biāo)記進(jìn)行時(shí)域編碼，使該標(biāo)記對(duì)應(yīng)的核心節(jié)點(diǎn)能從多個(gè)光碼標(biāo)記中將該標(biāo)記提取出來(lái)；凈荷生成部分包括激光器，用于產(chǎn)生光信號(hào)，且產(chǎn)生的光信號(hào)波長(zhǎng)在所述寬帶光源產(chǎn)生的光信號(hào)的波長(zhǎng)帶寬范圍之外；激光調(diào)制器，與所述激光器相連，用于將接收到的IP網(wǎng)數(shù)據(jù)調(diào)制到激光器產(chǎn)生的光信號(hào)上，形成凈荷。
9. 如權(quán)利要求8所述的邊緣節(jié)點(diǎn)，其特征在于，該節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步包括耦合器，與所述時(shí)域編碼器和所述激光調(diào)制器連接，用于將所述凈荷和經(jīng)時(shí)域編碼的光碼標(biāo)記進(jìn)行耦合，形成光分組并向核心節(jié)點(diǎn)發(fā)送。
10. —種核心節(jié)點(diǎn)，其特征在于，該核心節(jié)點(diǎn)包括光環(huán)行器，用于將進(jìn)入核心節(jié)點(diǎn)的光分組發(fā)送到帶阻濾波器，接收帶阻濾波器反射回的標(biāo)記棧，并發(fā)送到分光器；帶阻濾波器與所述光環(huán)行器連接，用于對(duì)光分組進(jìn)行帶阻濾波，光分組中的凈荷部分將透射至光緩存器，而標(biāo)記棧將被反射回光環(huán)行器；光緩存器，與帶阻濾波器連接，用于對(duì)光分組中的凈荷進(jìn)行全光緩存，并輸出至耦合器；分光器，與光環(huán)行器相連，用于將標(biāo)記棧的光信號(hào)分為兩路，分別輸出到耦合器和時(shí)域解碼器；耦合器，與光緩存器和分光器分別相連，用于將標(biāo)記棧和凈荷耦合形成光分組，并輸出至交換單元；時(shí)域解碼器，與分光器相連，用于對(duì)標(biāo)記棧進(jìn)行時(shí)域解碼，將標(biāo)記棧中所有標(biāo)記的解碼結(jié)果輸出至限幅器；限幅器，與時(shí)域解碼器相連，用于對(duì)標(biāo)記棧中所有標(biāo)記的解碼結(jié)果進(jìn)行限幅處理，保留輸出為高強(qiáng)度自相關(guān)值的標(biāo)記，消除輸出為低強(qiáng)度互相關(guān)值的標(biāo)記；保留的標(biāo)記將被輸出至標(biāo)記識(shí)別單元；標(biāo)記識(shí)別單元，與限幅器相連，用于將輸入的標(biāo)記進(jìn)行頻域解碼，并將頻域解碼結(jié)果發(fā)送到閾值判決單元；閾值判決單元，與標(biāo)記識(shí)別單元相連，用于對(duì)頻域解碼結(jié)果進(jìn)行閾值判決，并將閾值判決結(jié)果輸出至光交換單元；光交換單元，與閾值判決單元相連，根據(jù)閾值判決單元輸出的判決結(jié)果控制光分組從與提取并恢復(fù)的光碼標(biāo)記對(duì)應(yīng)的端口輸出。
11. 如權(quán)利要求10所述的核心節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述標(biāo)記識(shí)別單元包括至少一個(gè)相關(guān)解碼器，每個(gè)相關(guān)解碼器對(duì)應(yīng)光交換單元的一個(gè)輸出端口 ；所述閾值判決單元包括至少一個(gè)閾值判決器；所述閾值判決器與相關(guān)解碼器一一對(duì)應(yīng)，每一個(gè)相關(guān)解碼器和與其對(duì)應(yīng)的閾值判決器相連。
12. 如權(quán)利要求10或11所述的核心節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述光緩存器采用光纖延遲線或其它能夠?qū)崿F(xiàn)光信號(hào)延遲的器件實(shí)現(xiàn)。
13. 如權(quán)利要求10或11所述的核心節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述光交換單元采用光控開(kāi)關(guān)陣列實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種光分組全光交換方法、系統(tǒng)、邊緣節(jié)點(diǎn)及核心節(jié)點(diǎn)，該方法采用OCDM技術(shù)生成路由路徑中每個(gè)節(jié)點(diǎn)所需的光碼標(biāo)記，該光碼標(biāo)記由光正交碼進(jìn)行頻域及時(shí)域兩級(jí)編碼生成，時(shí)域編碼使用的碼字用于指示路由路徑中的不同核心節(jié)點(diǎn)，而頻域編碼使用的碼字用于指示每個(gè)核心節(jié)點(diǎn)內(nèi)的交換輸出端口。光分組在傳輸中攜帶路由路徑中需要的所有光碼標(biāo)記，核心節(jié)點(diǎn)通過(guò)時(shí)域解碼從光分組攜帶的所有光碼標(biāo)記中取出與自身對(duì)應(yīng)的光碼標(biāo)記，并進(jìn)一步通過(guò)對(duì)取出的光碼標(biāo)記進(jìn)行頻域解碼，確定將光分組交換到哪個(gè)輸出端口輸出，從而完成光分組的交換；該方法可以完全使用光器件實(shí)現(xiàn)，在實(shí)現(xiàn)全光交換的同時(shí)避免了標(biāo)記交換，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)H04Q11/00GK101783974SQ20091007675
公開(kāi)日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2009年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月16日
發(fā)明者余重秀, 尹霄麗, 張琦, 忻向軍, 房杰, 李書(shū)文, 桑新柱, 王擁軍, 王葵如, 趙同剛, 馬建新 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)