專利名稱：一種雙重二維光碼光標簽的全光識別方案的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于通信技術領域，具體來說，涉及光碼分多址(0CDMA)通信技術和基于 編解碼光標簽處理的光分組交換(OPS)網絡的編解碼技術。
背景技術：
由于電子瓶頸的存在，光分組交換網絡中，往往需要采用全光信號處理技術。特別 是在單信道速率超高40Gb/s的系統(tǒng)中，全光信號處理更是不可避免。通常光分組由標簽和 凈荷兩部分組成，當光分組到達交換節(jié)點處時，分組處理模塊首先將標簽與凈荷分離，其中 標簽被送到標簽處理模塊，而凈荷則被送到交換模塊。標簽處理模塊進行標簽識別，提取其 中的路由信息，再由路由器進行路由計算，指出光分組應該到達的下一節(jié)點，進而控制交換 矩陣完成相應的交叉連接配置。與此同時，還要為光分組生成新的標簽，并且判斷輸出端口 是否會產生分組沖突，決定光分組是否需要緩存。對標簽信號的處理過程可以采用全光或者光電光兩種方式實現(xiàn)，由于光電光的操 作方式過程復雜，難以實現(xiàn)40Gb/s以上速率的信號處理，未來的趨勢是實現(xiàn)信號處理的 全光化，要實現(xiàn)這一過程，標簽信號的全光識別就必不可少。目前對標簽信號的全光識別 方案很少，主要有兩種方案一是利用非線性媒介的四波混頻原理來對標簽信號進行識別 [Jos' e Bernardo Rosas-Fern' and ez. Ultrafast Forwarding Architecture Using a Single Optical Processor for MultipleSAC-Label Recognition Based on FWM. IEEE Journal Of Selected Topics inQuantum Electronics, 2008,14 (3) :868 878] ；二是 利用S0A的非線性光學環(huán)路鏡來識別標簽信號[H. J. Dorren，M. T. Hill, Y. Liu. Optical packet switching andbuffering by using all-optical signal processing methods. J. Lightwave Technol.，2003，Vol. 21 (1) :2_12]。對于采用第一種方案識別的標簽都是一 維(波長域)編碼的光標簽，這種編碼的標簽就是通過兩個波長的不同組合來區(qū)分不同的 標簽，不僅占用的波長數(shù)目多，而且得到的標簽數(shù)目少。而采用第二種方案識別的標簽也都 是一維(時域)編碼的光標簽，這種編碼的標簽就是通過兩個脈沖之間的時間間隔不同來 區(qū)分不同的標簽。以上兩種方案都只是對一維編碼的標簽的處理識別，并沒有對二維編碼 的標簽的識別方案。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一種結構簡單，器件穩(wěn)定性 高，信號檢出容易，效率高的雙重二維光碼(2D-0C)標簽的全光識別方案。為了方便的描述本發(fā)明的內容，對一些專業(yè)術語進行描述S0A(Semiconductor Optical Amplifier)半導體光放大器；2D-0C (Optical Code Of Two-dimensional) 二會Hjfe石馬。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的光標簽的全光識別方案中，包括濾波器、S0A的非線性 光學環(huán)路鏡、波長轉換器和非線性S0A。其特征在于，所述的光標簽的識別方案就是對光標簽信號的識別是全光處理的，而不需要再把光信號轉化為電信號來處理。因此，此方法識別 光標簽信號的速度更快，效率更高。本發(fā)明中的雙重2D-0C光標簽的全光識別原理方案中的光標簽是由雙重2D-0C 組成的，并且這兩個2D-0C中所含的n個波長完全相同。當標簽進入到標簽識別單元，首先 經過一個lXn的分路器把標簽信號等功率地分到n路光路中，每路光路中都依次有一個濾 波器、一個S0A的非線性光學環(huán)路鏡和一個波長轉換器，標簽經過濾波器提取出2D-0C中 的某個波長，因而這n路光路中都分別得到同一波長且有一定時間間隔的兩個脈沖。由濾 波器濾出的兩個相同波長的脈沖再經過S0A的非線性光學環(huán)路鏡，若兩脈沖的時間間隔與 S0A的非線性光學環(huán)路鏡中的非對稱時延相同就有脈沖輸出，否則就沒有脈沖輸出。輸出的 脈沖再通過波長轉換器變換到另一新波長再與另外幾路得到的新波長脈沖耦合到一起成 一個脈沖輸入到非線性S0A中發(fā)生四波混頻產生新的波長，最后通過濾波器濾出只有這種 情況才能產生的特定新波長脈沖，這一新波長脈沖就作為光標簽的識別信號。本發(fā)明中的光標簽及其識別方法具有以下幾個優(yōu)點1.本發(fā)明中采用的光標簽格式為雙重二維光碼光標簽，即由兩個二維光碼串行排 列組合而成的光標簽。與傳統(tǒng)的一維光碼相比，在相同碼長和碼重的情況下，二維光碼碼字 容量得到了大大提高。發(fā)明中的光標簽又是由兩個二維光碼串行排列組合而成的，且這兩 個二維光碼所含波長成分完成相同，因而在占用相同波長數(shù)量的情況下，光標簽的數(shù)目也 得到大大增加。2.本發(fā)明中提出的光標簽的識別方案能夠對光標簽實現(xiàn)全光識別。與傳統(tǒng)的把光 信號轉化為電信號處理方法相比，本發(fā)明提出的光標簽識別的速率更快，效率更高。3.本發(fā)明提出的光標簽的識別方案不用考慮光碼的自/互相關系數(shù)的要求，從而 在較短碼長和碼重條件下可構造更多的光碼標簽，同時提高了標簽識別的可靠性。


圖1是本發(fā)明中的雙重2D-0C光標簽的結構示意圖；圖2是光分組交換中的交換節(jié)點的結構示意圖；圖3是光標簽經過濾波器之后得到的特定波長脈沖的示意圖；圖4是光標簽進入脈沖識別單元的結構示意圖；圖5是兩脈沖經S0A的非線性光學環(huán)路鏡識別的原理示意圖。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
，對本發(fā)明一種雙重2D-0C標簽的全光識別方案，這里以 2D-0C中只含三個波長為例作進一步詳細的說明。圖1是本發(fā)明所采用的雙重2D-0C光標簽的結構示意圖。光標簽是由二個2D-0C 構成的，每個2D-0C都有三個頻率的編碼脈沖組成，且這二個2D-0C含有相同的三個頻率。圖2是光分組交換網絡中的核心節(jié)點的結構圖。當光分組到達核心節(jié)點時，首先 經過濾波器1把標簽與凈荷分離出來。其中標簽被送到標簽識別模塊2，而凈荷則被送到交 換模塊14。標簽處理模塊進行標簽識別，提取其中的路由信息，進而控制交換矩陣完成相應 的交叉連接配置。與此同時，還要在標簽更新模塊15為光分組生成新的標簽，并且判斷輸
4出端口是否會產生分組沖突，決定光分組是否需要緩存。圖3是雙重2D-0C標簽進入標簽識別單元之后，標簽信號由分支器3分成三路，再 由濾波器4分別濾出三個波長的脈沖，因此，三路中都分別得到相同波長且有一定時延的 兩個脈沖。圖4是標簽信號經過濾波器4之后，得到的兩個有一定時延的脈沖，再經過S0A的 非線性光纖環(huán)鏡7對兩脈沖間的時延進行識別處理，若兩脈沖的時間間隔與S0A的非線性 光學環(huán)路鏡7的非對稱時延相同，則有脈沖輸出，否則就無脈沖輸出。由S0A的非線性光學 環(huán)路鏡輸出的脈沖再經過波長轉換器8進行波長轉換，每個波長轉換器轉換得到的波長都 不相同，因而就得到三路新波長脈沖。這三路脈沖由耦合器10耦合成一個脈沖，此脈沖經 過非線性S0A 11發(fā)生四波混頻，產生多個新波長，最后通過波分復用(WDM)解復用器12濾 出其中特有新波長脈沖就作為標簽的識別信號。圖5是S0A的非線性光學環(huán)路鏡識別有一定時延的兩脈沖的原理圖。如圖5(a) 所示，當兩脈沖之間的時延t ‘與S0A的非線性光學環(huán)路鏡中的非對稱時延t相同時，此 時的S0A的非線性光學環(huán)路鏡相當于一個透鏡，輸出原來兩個脈沖；如圖5(b)所示，當兩脈 沖之間的時延t ‘與S0A的非線性光學環(huán)路鏡中的非對稱時延T不相同時，此時的S0A的 非線性光學環(huán)路鏡相當于一個反射鏡，輸出端口沒有脈沖輸出。該標簽的全光識別方案的具體步驟如下第一步光分組進入到光分組交換網絡中的核心節(jié)點時，首先經過一個光學濾波 器分離出光標簽與凈荷，其中光標簽被送到標簽處理模塊，而凈荷則被送到交換模塊，此光 標簽是由雙重2D-0C構成的。第二步光標簽進入全光識別單元后，經過一個1 X3的分路器3分成三路光信號， 每路光信號都分別經過一個濾波器4、一個S0A的非線性光纖環(huán)路鏡7和一個波長轉換器 8。光標簽經過濾波器提取出2D-0C中的某一波長脈沖，就得到相同波長且有一定時間間隔 的兩脈沖。將由濾波器輸出的兩脈沖輸入到一個S0A的非線性光纖環(huán)路鏡中，若兩脈沖的 時間間隔與非線性光纖環(huán)路鏡中的非對稱時延相匹配，則非線性光纖環(huán)路鏡的輸出端口就 有脈沖輸出，否則就沒有脈沖輸出。由非線性光纖環(huán)路鏡輸出的脈沖再經波長轉換器進行 波長轉換，得到另一波長的脈沖。第三步將三路光路得到的脈沖信號由耦合器10耦合成一個脈沖后，此脈沖就含 有三個波長成分，再把此脈沖輸入到非線性S0A 11中發(fā)生四波混頻，產生新的波長，其中 有些新波長只有這種光標簽才會產生的，最后通過WDM 12濾出這種新波長脈沖，此波長脈 沖就作為光標簽的識別信號。盡管上面對本發(fā)明說明性的具體實施方式
進行了描述，但應當清楚，本發(fā)明不限 于具體實施方式
的范圍，對本技術領域的普通技術人員來講，只要各種變化在所附的權利 要求限定和確定的本發(fā)明的精神和范圍內，這些變化是顯而易見的，一切利用本發(fā)明構思 的發(fā)明創(chuàng)造均在保護之列。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的設計原理簡單，結構緊湊，體積小，速率快，效率高；采用本發(fā)明進行光標 簽的全光識別容易實現(xiàn)，可以根據具體碼字進行靈活的結構設計；本發(fā)明采用的是二維光 碼，大大提高了碼字數(shù)量，增加了可用標簽數(shù)。采用本發(fā)明可以實現(xiàn)雙重二維光碼光標簽的全光識別。
權利要求
本方案主要是由濾波器、半導體光放大器(SOA)的非線性光學環(huán)路鏡、波長轉換器和非線性SOA組成的。濾波器是用來提取出兩個相同波長的脈沖，SOA的非線性光學環(huán)路鏡是用來提取滿足一定時間間隔的兩脈沖，即在時域對光標簽進行處理；而非線性SOA是利用四波混頻原理來產生新波長，從而來進行標簽的識別，即在頻域對光標簽進行識別。其特征一是對采用二維(時域和頻域)編碼格式的二維光碼(2D-OC)進行處理識別；其特征二是可以識別由雙重2D-OC構成的標簽信號。
2.對由雙重2D-0C構成的光標簽的識別方案的結構是主要由SOA的非線性光學環(huán)路鏡 和非線性SOA組成的。其中SOA的非線性光學環(huán)路鏡是用來對標簽信號在時域進行處理識 另IJ，而非線性SOA是用來對標簽信號在頻域進行識別處理。其特征是在全光域能夠快速高 效地識別出由雙重2D-0C構成的標簽信號。
3.根據權利要求1和權利要求2所述的標簽識別方案，其特征在于，所述的光標簽中的 二個2D-0C中所占有的波長必須完全相同。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于雙重二維光碼光標簽的全光識別方法，方案中的光標簽全光識別模塊的結構主要是由濾波器、SOA的非線性光學環(huán)路鏡、波長轉換器和非線性SOA構成的。該方法主要是利用SOA的非線性光學環(huán)路鏡在時域對標簽信號進行處理，利用非線性SOA的四波混頻的原理在頻域對標簽信號進行識別，提取出特有的新波長脈沖作為光標簽的識別信號。
文檔編號H04Q11/00GK101854221SQ20101016039
公開日2010年10月6日 申請日期2010年4月29日 優(yōu)先權日2010年4月29日
發(fā)明者周恒 , 張崇富, 王樂陽, 邱昆 申請人:電子科技大學