專利名稱：一種光纖光柵、光標簽編碼方法及其應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光組播技術領域，特別涉及一種光纖光柵、光標簽編碼方法及其應用。
背景技術：
最近，將基于光正交碼的標簽(簡稱光碼標簽)，應用到基于分組交換的光組播網(wǎng)絡中，已成為全光組播中很有前途的技術之一。在基于光碼標簽的全光組播中，節(jié)點的復雜度與網(wǎng)絡的可擴展性是兩個最為關鍵的問題。然而，到目前為止，尚不存在可同時支持大規(guī)模組播并且只需很簡單的節(jié)點結構的方案。因此傳統(tǒng)的基于光碼標簽的光組播在實用性方面還存在著問題。
發(fā)明內容
本發(fā)明為了實現(xiàn)一種在只需要簡單的節(jié)點結構的前提下，實現(xiàn)大規(guī)模的全光組播的光組播網(wǎng)絡而提供一種光纖光柵、光標簽編碼方法及其應用，以克服現(xiàn)有技術的不足。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案 一種光纖光柵，該光纖光柵為光纖布拉格光柵，所述光纖布拉格光柵上刻寫了在同一碼片周期內對若干個層疊碼字分別采樣的多采樣二維編碼信息。
其中，所述層疊碼字為若干層疊的正交碼字。
一種光標簽編碼方法，該方法包括步驟 S1.編寫在同一個碼片周期內對若干個層疊碼字分別采樣的多采樣二維編碼信息； S2.將所述多采樣二維編碼信息寫入光纖布拉格光柵； S3.將單個脈沖通過所述光纖布拉格光柵，得到編碼后的光標簽。
其中，所述步驟S2中利用相位掩膜板刻寫多采樣二維編碼信息。
其中，所述層疊碼字為若干層疊的正交碼字。
本發(fā)明還提供了一種利用上述光纖光柵制成的光標簽編碼器。
本發(fā)明提供一種應用上述光標簽編碼器的光組播網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡包括源節(jié)點以及若干目的節(jié)點，所述源節(jié)點由標簽發(fā)生模塊以及數(shù)據(jù)發(fā)生模塊組成，所述標簽發(fā)生模塊包括上述本發(fā)明提供的光標簽編碼器。
其中，所述光標簽編碼器用于生成分別標記不同的組播群的光標簽，所述每個光標簽攜帶其所標記的組播群內目的節(jié)點的地址信息。
本發(fā)明通過將多個目的地址信息集成到一個多采樣二維編碼的光標簽里，有效的避免了在光組播網(wǎng)絡中頻繁的更新組播路由轉發(fā)表及引入快速可調的解碼器，從而大大簡化了網(wǎng)絡節(jié)點的結構；同時，將多個碼字信息分別在碼字域及空間域內復用，大大提高了單個編碼器可攜帶的信息容量，從而可支持大規(guī)模的全光組播。
圖1為本發(fā)明的光標簽編碼方法流程圖； 圖2為實施例中光組播網(wǎng)絡組成框圖； 圖3為實施例的光組播網(wǎng)絡中各目的節(jié)點處解碼結果示意圖。
具體實施例方式 本發(fā)明提出的光纖光柵、光標簽編碼方法及其應用，結合附圖和實施例詳細說明如下。
本發(fā)明的光纖光柵為光纖布拉格光柵，該光纖布拉格光柵上刻寫了在同一碼片周期內對若干個層疊碼字分別采樣的多采樣二維編碼信息。
其中，所述層疊碼字為若干層疊的正交碼字。
如圖1所示，本發(fā)明的光標簽編碼方法包括步驟 S1.編寫在同一個碼片周期內對若干個層疊碼字分別采樣的多采樣二維編碼信息，每個層疊碼字分別由若干個普通的正交碼字層疊而成； S2.將多采樣二維編碼信息寫入光纖布拉格光柵； S3.將單個脈沖通過光纖布拉格光柵，得到編碼后的光標簽。
本發(fā)明的光標簽編碼器，由上述光纖光柵制成，在光纖布拉格光柵上刻寫在同一個碼片周期內對若干個層疊碼字分別采樣的多采樣二維編碼信息，使得光纖布拉格光柵折射率調制的包絡按照多采樣二維編碼的特征隨空間變化，整個標簽信息被寫在一根光纖光柵上，也使得編碼器結構緊湊且處理速度快。
本發(fā)明還提出了一種基于上述光標簽編碼器的光組播網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡包括源節(jié)點以及若干目的節(jié)點，源節(jié)點由標簽發(fā)生模塊以及數(shù)據(jù)發(fā)生模塊組成，標簽發(fā)生模塊包括本發(fā)明所提供的光標簽編碼器，構成該光標簽編碼器的光纖光柵上刻寫有在同一個碼片周期內對若干個層疊碼字分別采樣的多采樣二維編碼信息，多采樣二維編碼信息用于記載目的節(jié)點的地址信息。每個組播群采用一個光標簽來標記，每個目的節(jié)點配置一個普通的光標簽解碼器，解碼器的碼字代表該目的節(jié)點的地址信息，當組播群發(fā)生變化時，只需改變多采樣二維編碼光標簽即可，在每個目的節(jié)點處，解碼器固定不變，并且只需維持一個簡單不變的路由表。
本發(fā)明的光標簽編碼器以及光組播網(wǎng)絡同樣基于本發(fā)明的光標簽編碼方法。首先，編寫多采樣二維編碼信息，假設Φ是M個N碼片雙極性正交碼字組成的碼空間，這M個碼字代表光分組交換(OPS)網(wǎng)絡中的M個節(jié)點的地址，λ是互相關限，λ＜＜N；假設ΦEk(k＝1，2...P)是Φ的P個互不相交的任意非平凡子集，|ΦEk|＝m，CEk是由ΦEk生成的層疊碼字，即CEk＝[cEk，1，cEk，2，...cEk，N]＝∑Ci(Ci∈ΦEk)。則刻寫了上述多采樣二維編碼信息的光標簽編碼器的折射率調制的分布函數(shù)可按下式構造 其中Λ為光柵周期，Z0為碼片周期，A(z)為一個每個采樣點內折射率變化的幅度包絡，且滿足|A(z)|＝0(z＜0or z＞Z0/2P)。在
內，每個碼片周期內有P個采樣，每個采樣點內采用層疊碼字，因此編碼信息在碼字域及空間域同時得到復用。在光組播網(wǎng)絡中，一個短脈沖x(t)首先被上述光標簽編碼器編碼生成多采樣二維編碼光標簽，之后又通過一個目的節(jié)點配置的由CD(CD∈Φ)編碼的解碼器解碼進行識別，則根據(jù)光纖光柵編解碼器的基本理論，解碼信號y(t)大致滿足 其中Ymax是一個常數(shù)。由于λ＜＜N，對于適當大小的m，(N-(m-1)λ)Ymax＞＞mλYmax。因此，(2)說明當且僅當解碼器由CD()編碼時，在解碼信號y(t)可以獲得一個準自相關峰。從而生成的光標簽可同時攜帶mP個節(jié)點的地址信息。
實施例1 如圖2所示，本實施例的光組播網(wǎng)絡由一個源節(jié)點及18個目的節(jié)點組成，其中節(jié)點1～16構成一個組播群。源節(jié)點由標簽發(fā)生模塊及數(shù)據(jù)發(fā)生模塊組成。在標簽發(fā)生模塊內，首先由2ps脈沖光纖激光器產(chǎn)生重復頻率10GHz的短脈沖序列，碼型發(fā)生器產(chǎn)生311.25Mb/s的電脈沖序列，經(jīng)微波移相器移相后輸出用來控制強度調制器1，10GHz短脈沖序列經(jīng)過強度調制器1后重復頻率降為311.25MHz，即數(shù)據(jù)包的速率。此脈沖序列經(jīng)EDFA(Erbium-doped Optical FiberAmplifer，摻鉺光纖放大器)、環(huán)行器及光標簽編碼器后完成編碼，生成的二維編碼光標簽用以標記組播群。
在數(shù)據(jù)發(fā)生模塊內，利用強度調制器2對40Gb/s的光數(shù)據(jù)信號調制得到長度為1.6ns的載荷。載荷與光標簽耦合后得到光數(shù)據(jù)包，經(jīng)分束器分束后被送到18個目的節(jié)點。每個目的節(jié)點處設置一個由EDFA、環(huán)行器及普通的光纖光柵解碼器組成的標簽識別器。最后的解碼結果經(jīng)PD(Photo-Diode，光電二極管)檢測后通過DSO(DigitalSample Oscilloscope，數(shù)字采樣示波器)觀測。
根據(jù)光組播網(wǎng)絡中組播群目的節(jié)點數(shù)量，選擇m＝2，P＝8，將8個層疊碼字OC-2k-1+OC-2k(k＝1，...，8)在同一碼片周期內做8個采樣，得到一個31碼片，200G碼片/秒的多采樣二維編碼信息，將該信息刻寫到一根光纖光柵上，制成本實施例所需要的光標簽編碼器。
采用18個31碼片、200G碼片/秒的解碼器作為每個目的節(jié)點的地址標識器，其中每個解碼器分別用一個Gold序列OC-k(k＝1，...，18)編碼。
另外，2ps脈沖光纖激光器采用Calmar Optcom公司的PSL-10-2T；碼型發(fā)生器采用AdvanTest公司D3186；微波移相器由北京大華西寶公司提供；40Gb/s光數(shù)據(jù)發(fā)生器采用Mintera公司的MI40000；兩個強度調制器采用JDS Uniphase公司的OC-192；EDFA由上海光網(wǎng)絡公司提供；環(huán)行器由無錫愛沃富光電科技有限公司提供；用于觀測實驗結果的數(shù)字采樣示波器則采用Tektronix公司的TDS8200。
光標簽在各個目的節(jié)點處的解碼結果如圖3所示，在節(jié)點1～16處，解碼結果中均可獲得一個自相關峰，而在節(jié)點17，18處，解碼結果中只有互相關基底。自相關、互相關峰值比約為7dB。即只有組播群中的節(jié)點可以識別出經(jīng)上述編碼的光標簽，從而實現(xiàn)全光組播。
當組播群發(fā)生變化時，只需在源節(jié)點產(chǎn)生一個新的多采樣二維編碼光標簽即可，在網(wǎng)絡的其他節(jié)點處，由于解碼器僅標識本地節(jié)點的地址，解碼器及組播路由轉發(fā)表均無需改變，從而節(jié)點的結構得以簡化很多。此外，由于地址信息在光標簽編碼器的碼字域及空間域同時得到復用，單個光標簽編碼器可攜帶的地址信息可獲得至少一個數(shù)量級的提高，于是大規(guī)模的全光組播可以得到實現(xiàn)。
以上實施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關技術領域的普通技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護范圍應由權利要求限定。
權利要求
1、一種光纖光柵，其特征在于，該光纖光柵為光纖布拉格光柵，所述光纖布拉格光柵上刻寫了在同一碼片周期內對若干個層疊碼字分別采樣的多采樣二維編碼信息。
2、如權利要求1所述的光纖光柵，其特征在于，所述層疊碼字為若干層疊的正交碼字。
3、一種光標簽編碼方法，其特征在于，該方法包括步驟
S1.編寫在同一個碼片周期內對若干個層疊碼字分別采樣的多采樣二維編碼信息；
S2.將所述多采樣二維編碼信息寫入光纖布拉格光柵；
S3.將單個脈沖通過所述光纖布拉格光柵，得到編碼后的光標簽。
4、如權利要求3所述的光標簽編碼方法，其特征在于，所述步驟S2中利用相位掩膜板刻寫多采樣二維編碼信息。
5、如權利要求3所述的光標簽編碼方法，其特征在于，所述層疊碼字為若干層疊的正交碼字。
6、一種光標簽編碼器，其特征在于，該編碼器由權利要求1-2所述的光纖光柵制成。
7、一種光組播網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡包括源節(jié)點以及若干目的節(jié)點，其特征在于，所述源節(jié)點由標簽發(fā)生模塊以及數(shù)據(jù)發(fā)生模塊組成，所述標簽發(fā)生模塊包括權利要求6所述的光標簽編碼器。
8、如權利要求7所述的光組播網(wǎng)絡，其特征在于，所述光標簽編碼器用于生成分別標記不同的組播群的光標簽，所述每個光標簽攜帶其所標記的組播群內目的節(jié)點的地址信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光纖光柵、光標簽編碼方法及其應用。該光纖光柵為刻寫了在同一碼片周期內對若干個層疊碼字分別采樣的多采樣二維編碼信息的光纖布拉格光柵。光標簽編碼方法通過將編寫的多采樣二維編碼信息寫入光纖布拉格光柵，并將單個脈沖通過所述光纖布拉格光柵，得到編碼后的光標簽。應用上述光纖光柵以及光標簽編碼方法可有效的避免在光組播網(wǎng)絡中頻繁的更新組播路由轉發(fā)表及引入快速可調的解碼器，從而大大簡化了網(wǎng)絡節(jié)點結構，且提高了單個編碼器可攜帶的信息容量，可支持大規(guī)模的全光組播。
文檔編號H04L12/18GK101604047SQ20091008693
公開日2009年12月16日 申請日期2009年6月11日 優(yōu)先權日2009年6月11日
發(fā)明者明 辛, 陳明華, 陳宏偉, 尹飛飛, 謝世鐘 申請人:清華大學