CN101022319B - 光通信网络中的调度装置及调度方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光通信网络中的调度装置，采用本发明的技术方案可以搭建一个低成本的电的波长可灵活配置调度装置，该装置主要包括：光电集成单元和电层调度单元，光电集成单元包括：波分复用/解复用单元和光电/电光转换单元，波分解复用单元用于多波长光信号分解为多个单波长光信号，光电转换单元用于将单波长光信号转换为单波长的电信号；电层调度单元，用于单波长的电信号的调度。使用本发明所提供的技术方案，彻底克服传统OADM/ROADM系统在色散、光功率预算、光功率调整、OSNR受限等致命弱点；同时电层调度的灵活性彻底解决波长广播和组播问题，电层的处理还解决了波长监控管理问题和波长冲突问题。

Description

光通信网络中的调度装置及调度方法
技术领域
本发明涉及通信中的调度技术，特别涉及光通信网络中的调度装置及调度方法。
背景技术
随着分组业务的迅速增长，未来的通信网络设计应以优化支持分组为主要目标，尤其是IP业务，因此，提高业务调度能力、实现业务高效率传输是非常重要的。目前，调度方法主要有：波长级电交叉或者光交叉，如可重构的光分插复用(Reconfiguration Optical Add/Drop Multiplexing，ROADM)，可以有选择的传送上下本地业务和某些波长，且不影响其他波长的传输。
现有的ROADM有基于波长选择开关(Wavelength Select Switch，WSS)的ROADM，其结构框图如图1所示，图1用8个WSS器件搭成4维、两个环路业务互相调度的ROADM系统。WSS的实现方式有多种，但目前主流仍然是微型机电系统(Micro-Electro Mechanical System，MEMS)技术；基于WSS的ROADM的工作原理是：通过一个光栅器件将多波长光信号解波分复用成多个单波长光信号，不同的单波长光信号经过放大、色散补偿后被聚焦到不同的MEMS镜片上，通过控制MEMS镜片的反射角度，可以将不同的单波长光信号反射到不同的输出端口，每个输出端口利用光栅器件将多个单波长光信号复用成多波长光信号，由于每个MEMS器件是独立控制的，因此可以实现任意波长到任意端口的可配置功能。而且，WSS的每个端口也可以传送上下本地业务。
经过发明人研究发现，现有的ROADM具有以下缺陷：不能彻底的克服色散和光功率损耗，尤其对于有多维节点的网络，色散和光功率损耗尤其明显；光噪声累积很大，而现有的ROADM不能较好的监控光信噪比，使光信噪比管理受限；不能随路监控光波长，使光波长端到端的监控管理受限；会出现波长冲突问题，且，不支持业务的广播、组播；现有的ROADM采用光器件构成，目前非常昂贵，很难商用化。
发明内容
本发明实施例提供一种光通信网络中的调度装置及调度方法，解决了光噪声累积问题，避免了光波长冲突，支持组播和广播业务。
为解决上述技术问题，本发明实施例的目的是通过以下技术方案实现的：
一种光通信网络中的调度装置，该装置包括：第一光电集成单元和电层调度单元，所述第一光电集成单元包括：解波分复用单元和光电转换单元，
所述解波分复用单元，用于将接收的多波长光信号分解，得到单波长光信号；
所述光电转换单元，用于将所述单波长光信号进行光电转换，生成单波长的电信号；
所述电层调度单元，用于将所述单波长的电信号调度输出。
一种光通信网络中的调度装置，该装置包括：
封装单元，用于将业务数据封装成统一封装容器信号；
电层调度单元，用于将所述统一封装容器信号进行调度；
电光转换单元，用于将所述电层调度单元调度输出的所述统一封装容器信号进行电光转换，生成单波长光信号；
波分复用单元，用于将所述单波长光信号复用成多波长光信号并输出。
一种光通信网络中的调度方法，该方法包括：
将接收的多波长光信号分解，得到单波长光信号；
将所述单波长光信号进行光电转换，生成单波长的电信号；
将所述单波长的电信号调度输出。
一种光通信网络中的调度方法，该方法包括：
将业务数据封装成统一封装容器信号；
对所述统一封装容器信号进行调度；
将调度输出的所述统一封装容器信号进行电光转换，生成单波长光信号；
将所述单波长光信号复用成多波长光信号并输出。
以上技术方案可以看出，本发明技术方案通过采用第一光电集成单元实现光电转换，由于在光网中进行了光电转换，避免了光噪声的累积，即解决了光信噪比管理受限的问题；采用电层调度单元将单波长的电信号调度输出，由电层调度单元本身的特点，可以避免光波长冲突，且能支持广播和组播业务。
附图说明
图1为现有技术提供的ROADM结构图；
图2为本发明实施例一所提供的光通信网络中的调度装置结构图；
图3为本发明实施例二所提供的光通信网络中的调度装置结构图；
图4为本发明实施例三所提供的光通信网络中的调度装置结构图；
图5为本发明实施例四所提供的光通信网络中的调度装置结构图；
图6为本发明实施例五所提供的光通信网络中的调度装置结构图；
图7为本发明实施例六所提供的光通信网络中的调度装置结构图；
图8为本发明实施例七所提供的光通信网络中的调度方法流程图；
图9为本发明实施例八所提供的光通信网络中的调度方法流程图；
图10为本发明实施例九所提供的光通信网络中的调度方法流程图。
具体实施方式
下面参照附图，并举实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。
参阅图2，本发明实施例一提供一种光通信网络中的调度装置，用于光波长的调度，该装置包括：第一光电集成单元201，电层解复用单元202，电层调度单元203，电层复用单元204，第二光电集成单元205；其中，第一光电集成单元201包括：解波分复用单元2011，光电转换单元2012；第二光电集成单元205包括：电光转换单元2052，波分复用单元2051；
多波长光信号通过解波分复用单元2011分解成多个单波长光信号，该单波长光信号通过光电转换单元2012进行光电转换，生成单波长的电信号，该单波长的电信号是由单波长光信号经过光电转换得到的电信号，第一光电集成单元201具有放大、整形、再定时的功能，对单波长光信号具有恢复功能，能够补偿波分复用(Wavelength Division Multiplexing，WDM)系统的色散，补充光功率的损耗。电层解复用单元202将单波长的电信号解复用，输出统一封装容器信号，其中，统一封装容器信号可以为虚拟容量(Virtual Container，VC)或光通道数据单元(Optical Channel Data Unit，ODU)；。
电层调度单元203对统一封装容器信号进行调度，将统一封装容器信号输出到电层复用单元204，电层调度单元203可以使用电层调度矩阵，电层调度矩阵能够完成电层信号的调度，可以根据光网中业务传输的需求，即某个光波长应该传输到哪个出端口，对该光波长转换后的电层信号进行调度，不会引起电层信号的冲突，可以解决光波长冲突的问题，该电层信号可以为单波长的电信号和/或统一封装容器信号；另外，由于电层调度矩阵本身的特点，可以实现将电层信号从一端调度到多个出端口，即可以实现组播和/或广播业务，电层调度矩阵可以是交叉的电层芯片；
电层复用单元204将来自电层调度单元203的统一封装容器信号，通过直接间插或比特间插等方式复用成高速率的单波长的电信号输出；电光转换单元2052将单波长的电信号进行电光转换，生成单波长光信号并输出到波分复用单元2051；波分复用单元2051将多个单波长光信号复用输出；
其中，电层解复用单元202和/或电层复用单元204可以使用封装处理器(Mapping Processor，MAP处理器)。
其中，不使用电层解复用单元202和电层复用单元204也可以达到本发明实施例的目的，即光电转换单元2012转换得到的单波长的电信号直接输入到电层调度单元203，电层调度单元203对单波长的电信号调度，直接输出到电光转换单元2052。
参阅图3，本发明实施例二提供一种光通信网络中的调度装置，用于多维的多波长环路业务的调度，其中，实施例二与实施例一的区别之处在于：光电集成单元301处理的信号是可以双向的，光电集成单元301包括：波分复用/解波分复用单元3011，电光/光电转换单元3012；MAP处理器302具有解复用和/或复用的功能；电层调度单元303处理的数据可以是双向的。带双向箭头的粗实线表示环内调度，带双向箭头的点划线表示环间调度。
参阅图4，本发明实施例三提供一种光通信网络中的调度装置，用于本地业务下环路的调度，该装置包括：第一光电集成单元401，电层解复用单元402，电层调度单元403，解封装单元404，其中，第一光电集成单元401包括：解波分复用单元4011，光电转换单元4012；解封装单元404可以包括：统一容器信号解封装单元4042，业务解封装单元4041；
多波长光信号通过解波分复用单元4011分解成多个单波长光信号，该单波长光信号通过光电转换单元4012进行光电转换，生成单波长的电信号输出到电层解复用单元402；第一光电集成单元401具有放大、整形、再定时的功能，对单波长光信号具有恢复功能，能够补偿WDM系统的色散，补充光功率的损耗。电层解复用单元402将单波长的电信号解复用，得到统一封装容器信号输入到电层调度单元403；
电层调度单元403对统一封装容器信号进行调度，将统一封装容器信号输出到统一容器信号解封装单元4042；
统一容器信号解封装单元4042对统一封装容器信号进行解封装，解析出数据帧，其中，统一封装容器信号可以为虚拟容量(Virtual Container，VC)或光通道数据单元(Optical Channel Data Unit，ODU)；业务解封装单元4041，用于对数据帧解封装，去掉数据头，解析出业务数据；
其中，统一容器信号解封装单元4042可以使用MAP处理器；
其中，不使用电层解复用单元402也可以达到本发明实施例的目的，即光电转换单元4012转换得到的单波长的电信号直接输入到电层调度单元403；
参阅图5，本发明实施例四提供一种光通信网络中的调度装置，用于本地业务上环路的调度，该装置包括：封装单元501，电层调度单元502，电层复用单元503，第二光电集成单元504，其中，封装单元501包括：业务封装单元5011，统一容器信号封装单元5012；第二光电集成单元504包括：电光转换单元5042、波分复用单元5041；
业务封装单元5011，用于对业务数据添加数据头，封装成数据帧；统一容器信号封装单元5012，用于根据数据头通过字节交叉等方式将数据帧封装成统一封装容器信号，并输出到电层调度单元502；
电层调度单元502，用于对统一封装容器信号调度输出到电层复用单元503；
电层复用单元503，用于将来自电层调度单元502的统一封装容器信号复用成单波长的电信号并输出到电光转换单元5042；
电光转换单元5042，用于将来自电层复用单元503的单波长的电信号进行电光转换，生成单波长光信号并输出到波分复用单元5041；
波分复用单元5041，用于将多个单波长光信号复用成多波长光信号输出。
其中，统一容器信号封装单元5012可以使用MAP处理器；
参阅图6，本发明实施例五提供一种光通信网络中的调度装置，用于本地业务上下环路的调度，实施例五与实施例四和/或实施例三不同之处在于：光电集成单元601处理的信号可以是双向的，光电集成单元601包括：波分复用/解波分复用单元6011，电光/光电转换单元6012；MAP处理器602具有解复用和/或复用的功能；电层调度单元603、MAP处理器6042、业务封装/解封装单元处理6041处理的数据可以是双向的，其中，MAP处理器6042可以完成统一容器信号封装/解封装的功能。
参阅图7，本发明实施例六提供一种光通信网络中的调度装置，用于电的多维光波长灵活调度，该装置可以完成本地业务上下环路调度和/或波长调度；其中，光电集成单元701处理的信号可以是双向的，光电集成单元701包括：波分复用/解波分复用单元7011，电光/光电转换单元7012；MAP处理器702具有解复用和/或复用的功能，处理的信号可以是双向的；电层调度单元703、MAP处理器7042、业务封装/解封装单元7041处理的数据可以是双向的，其中，MAP处理器7042可以完成统一容器信号封装/解封装的功能。
参阅图8，本发明实施例七提供一种光通信网络中的调度方法，用于实现波长调度，该方法包括：
步骤801、解波分复用器将多波长光信号分解成多个单波长光信号；
步骤802、光电转换器将单波长光信号进行光电转换，生成单波长的电信号；
步骤803、将单波长的电信号解复用，得到统一封装容器信号；
步骤804、对统一封装容器信号进行调度；
步骤805、将调度得到的统一封装容器信号通过直接间插或比特间插等方式复用成高速率的单波长的电信号；
步骤806、电光转换器将单波长的电信号进行电光转换，生成单波长光信号；
步骤807、波分复用器将多个单波长光信号复用输出。
其中，省略步骤803和步骤805也可以实现本发明实施例的目的，步骤804为直接对单波长的电信号进行调度。
参阅图9，本发明实施例八提供一种光通信网络中的调度方法，用于实现本地业务的下环路调度，该方法包括：
步骤901-步骤904与步骤801-步骤804相同；
步骤905、将统一封装容器信号进行解封装，解析得到数据帧；
步骤906、将数据帧进行解封装，得到业务数据。
参阅图10，本发明实施例九提供一种光通信网络中的调度方法，用于实现本地业务的上环路调度，该方法包括：
步骤1001、将业务数据添加数据头，封装成数据帧；
步骤1002、根据数据头通过字节交叉等方式将数据帧封装成统一封装容器信号；
步骤1003、对统一封装容器信号进行调度；
步骤1004、将调度得到的统一封装容器信号复用成单波长的电信号；
步骤1005、电光转换器对单波长的电信号进行电光转换，生成单波长光信号；
步骤1006、波分复用器将多个单波长光信号复用成多波长光信号输出。
从以上分析可以看出，采用本发明实施例所提供的技术方案可以带来以下技术效果：
1、本发明实施例采用光电集成单元进行光电转换或者电光转换，光电集成单元具有放大、整形、再定时的功能，对单波长光信号具有恢复功能，能够补偿色散，补充光功率的损耗；
2、本发明实施例采用光电集成单元进行光-电-光的转换，在光网络中不存在光噪声累积，解决了光信噪比管理受限问题；
3、本发明实施例采用MAP处理器处理统一封装容器信号，利用封装容器定义的开销字节可以在网络内对波长和/或业务数据随路跟踪，解决了波长监控管理受限问题；
4、本发明实施例采用电层调度单元对单波长的电信号进行调度，由于电层调度单元采用的电层调度方法本身的特性，不存在波长冲突问题，且能够实现广播和/或组播业务；
5、本发明实施例采用光电集成单元、电层调度单元、MAP处理器等搭建成一个低成本的电的多维光波长灵活调度。
以上对本发明所提供的一种光通信网络中的调度装置及调度方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (12)

1.一种光通信网络中的调度装置，其特征在于，该装置包括：第一光电集成单元、电层调度单元和第二光电集成单元，所述第一光电集成单元包括：解波分复用单元和光电转换单元，第二光电集成单元包括：电光转换单元和波分复用单元；
所述解波分复用单元，用于将接收的多波长光信号分解，得到单波长光信号；
所述光电转换单元，用于将所述单波长光信号进行光电转换，生成单波长的电信号；
所述电层调度单元，用于将所述单波长的电信号调度输出；
所述电光转换单元，用于接收来自所述电层调度单元的所述单波长的电信号并进行电光转换，生成所述单波长光信号；
所述波分复用单元，用于将所述电光转换单元生成的所述单波长光信号复用成多波长光信号并输出。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：电层解复用单元和电层复用单元，
所述电层解复用单元，用于将来自所述光电转换单元的所述单波长的电信号解复用，生成统一封装容器信号；
所述电层调度单元，用于将所述统一封装容器信号调度输出；
所述电层复用单元，用于将来自所述电层调度单元的所述统一封装容器信号复用成所述单波长的电信号，将所述单波长的电信号输出到所述电光转换单元。
3.一种光通信网络中的调度装置，其特征在于，该装置包括：第一光电集成单元、电层调度单元和解封装单元，其中，所述第一光电集成单元包括：解波分复用单元和光电转换单元，
所述解波分复用单元，用于将接收的多波长光信号分解，得到单波长光信号；
所述光电转换单元，用于将所述单波长光信号进行光电转换，生成单波长的电信号；
所述电层调度单元，用于将所述单波长的电信号调度输出；
所述解封装单元，用于将来自所述电层调度单元的所述单波长的电信号解封装，解析出业务数据。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：电层解复用单元，
所述电层解复用单元，用于将来自所述光电转换单元的所述单波长的电信号解复用，生成统一封装容器信号；
所述电层调度单元，用于将所述统一封装容器信号调度输出。
5.一种光通信网络中的调度装置，其特征在于，该装置包括：
封装单元，用于将业务数据封装成统一封装容器信号；
电层调度单元，用于将所述统一封装容器信号进行调度；
电光转换单元，用于将所述电层调度单元调度输出的所述统一封装容器信号进行电光转换，生成单波长光信号；
波分复用单元，用于将所述单波长光信号复用成多波长光信号并输出。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：
所述封装单元包括：业务封装单元和统一容器信号封装单元；
所述业务封装单元，用于将所述业务数据封装成数据帧；
所述统一容器信号封装单元，用于将所述数据帧封装成统一封装容器信号。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，该装置还包括：电层复用单元，
所述电层复用单元，用于将所述电层调度单元调度输出的所述统一封装容器信号复用得到单波长的电信号；
所述电光转换单元，用于将所述单波长的电信号进行电光转换，生成所述单波长光信号。
8.一种光通信网络中的调度方法，其特征在于，该方法包括：
将接收的多波长光信号分解，得到单波长光信号；
将所述单波长光信号进行光电转换，生成单波长的电信号；
将所述单波长的电信号调度输出；
将调度输出的所述单波长的电信号进行电光转换，生成所述单波长光信号并复用成多波长光信号。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：
在将所述单波长的电信号调度输出之前，该方法还包括：
将所述单波长的电信号解复用，生成统一封装容器信号；
将所述单波长的电信号调度输出具体为：
将所述统一封装容器信号调度输出；
在将所述单波长的电信号调度输出之后，将调度输出的所述单波长的电信号进行电光转换之前，该方法还包括：
将所述统一封装容器信号复用得到所述单波长的电信号。
10.一种光通信网络中的调度方法，其特征在于，该方法包括：
将接收的多波长光信号分解，得到单波长光信号；
将所述单波长光信号进行光电转换，生成单波长的电信号；
将所述单波长的电信号调度输出；
将调度输出的所述单波长的电信号解封装，解析出业务数据。
11.一种光通信网络中的调度方法，其特征在于，该方法包括：
将业务数据封装成统一封装容器信号；
对所述统一封装容器信号进行调度；
将调度输出的所述统一封装容器信号进行电光转换，生成单波长光信号；
将所述单波长光信号复用成多波长光信号并输出。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：
在将调度输出的所述统一封装容器信号进行电光转换之前，该方法还包括：
将调度输出的所述统一封装容器信号复用得到单波长的电信号；
所述将调度输出的所述统一封装容器信号进行电光转换具体为：
将所述单波长的电信号进行电光转换。
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