CN102318363B - 数据交叉系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种数据交叉系统和方法，该数据交叉系统包括：至少两个第一级交叉模块、至少一个第二级交叉模块和至少一个第三级交叉模块；所述第一级交叉模块包括：第一级交叉子模块、信号封装子模块、第一信息生成子模块和至少一个发射机。本发明中，可以采用较高速率进行子架间互联，从而可以减少互联光纤及该互联光纤的连接器的数量；另外，第二级交叉模块直接在光层进行交叉，可以减少交叉子架的数量，降低交叉子架的体积和功耗。

Description

数据交叉系统和方法
技术领域
本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种数据交叉系统和方法。
背景技术
随着流量的迅猛增长，对传送网网络节点处理容量的要求越来越高。而单子架的传送设备，由于体积和功耗的限制，其能实现的交叉容量增长幅度有限，赶不上流量增长的速度。
为了提供更大的交叉容量，可以采用多子架级联的方式，构建一个集群式交叉系统：即将至少两个线路子架和交叉子架之间采用光纤连接起来，共同实现超大容量的交叉系统。该集群式交叉系统的传送设备中，多级交叉矩阵一般采用三级CLOS矩阵。
现有的一种技术方案中，采用电交叉子架来实现集群式交叉系统。采用电交叉子架实现的集群式交叉系统中，第2级为电交叉。由于第2级为电交叉，可以支持小颗粒交叉的交叉矩阵，因此子架间互联信号速率较高，从而减少了互联光纤数量。
但是，采用电交叉子架实现的集群式交叉系统功耗和体积较大。另外，由于采用电交叉子架同步困难，三级交叉矩阵的设计可能需要支持严格无阻塞，也就是说，第1级交叉的输出容量基本上需要在输入的基础上增长1倍(由此第2级基本交叉单元数量也需要翻番，第3级的情况和第1级类似)，这会带来子架间互联光纤数量、交叉子架的功耗和体积也大幅增长。
现有的另一种技术方案中，直接采用微机电系统(Micro-electromechanical Systems；以下简称：MEMS)切换交叉颗粒，即集群式交叉系统的第2级基本交叉单元由MEMS器件构成，直接在光层切换信号。由于第2级不用在电层进行交叉，从而可以大幅降低交叉子架的功耗。
但是，采用MEMS实现的集群式交叉系统的互联总速率率过低，互联光纤数量太多。另外，由于MEMS器件切换速度太慢，采用MEMS实现的集群式交叉系统也只能采用严格无阻塞的交叉矩阵，这进一步增加了互联光纤的数量和交叉子架的数量。
发明内容
本发明实施例提供一种数据交叉系统和方法，以实现减少互联光纤和交叉子架的数量，降低交叉子架的体积和功耗。
本发明实施例提供一种数据交叉系统，包括：至少两个第一级交叉模块、至少一个第二级交叉模块和至少一个第三级交叉模块；
所述第一级交叉模块包括：第一级交叉子模块、信号封装子模块、第一信息生成子模块和至少一个发射机；
所述第一信息生成子模块，用于生成第一信息；
所述第一级交叉子模块，用于根据所述第一信息生成子模块生成的第一信息对输入数据信号进行第一级交叉，获得至少一路数据信号，并将所述至少一路数据信号发送给所述信号封装子模块；
所述信号封装子模块，用于接收所述第一级交叉子模块发送的至少一路数据信号，将所述至少一路数据信号封装为至少一路电信号，并将所述至少一路电信号发送给所述至少一个发射机；
所述至少一个发射机，用于将所述信号封装子模块封装的至少一路电信号转换为有效区域对齐的至少一路光信号，并将所述至少一路光信号发送给所述至少一个第二级交叉模块；
所述至少一个第二级交叉模块，用于对所述至少两个第一级交叉模块各自包括的至少一个发射机发送的至少一路光信号进行第二级交叉，将交叉后获得的光突发信号发送给所述至少一个第三级交叉模块；
所述至少一个第三级交叉模块，用于接收所述至少一个第二级交叉模块发送的光突发信号，将所述光突发信号转换为电信号，对所述电信号进行解封装，获得至少一路数据信号，并对所述至少一路数据信号进行第三级交叉，获得输出数据信号。
本发明实施例还提供一种数据交叉系统，包括：至少一个第一级交叉模块、至少两个第二级交叉模块和至少一个第三级交叉模块；
所述第一级交叉模块包括：第一级交叉子模块、信号封装子模块、第一信息生成子模块和至少两个发射机；
所述第一信息生成子模块，用于生成第一信息；
所述第一级交叉子模块，用于根据所述第一信息生成子模块生成的第一信息对输入数据信号进行第一级交叉，获得至少两路数据信号，并将所述至少两路数据信号发送给所述信号封装子模块；
所述信号封装子模块，用于接收所述第一级交叉子模块发送的至少两路数据信号，将所述至少两路数据信号封装为至少两路电信号，并将所述至少两路电信号分别发送给所述至少两个发射机；
所述至少两个发射机，用于将所述信号封装子模块封装的至少两路电信号转换为有效区域对齐的至少两路光信号，并将所述至少两路光信号分别发送给所述至少两个第二级交叉模块；
所述至少两个第二级交叉模块，用于对所述至少一个第一级交叉模块包括的至少两个发射机发送的至少两路光信号进行第二级交叉，将交叉后获得的光突发信号发送给所述至少一个第三级交叉模块；
所述至少一个第三级交叉模块，用于接收所述至少两个第二级交叉模块中的至少一个发送的光突发信号，将所述光突发信号转换为电信号，对所述电信号进行解封装，获得至少一路数据信号，并对所述至少一路数据信号进行第三级交叉，获得输出数据信号。
本发明实施例还提供一种数据交叉方法，包括：
至少两个第一级交叉模块分别根据第一信息对输入数据信号进行第一级交叉，分别获得至少一路数据信号，并分别将所述至少一路数据信号封装为至少一路电信号；
所述至少两个第一级交叉模块各自包括的至少一个发射机将封装后的至少一路电信号转换为有效区域对齐的至少一路光信号，并将所述至少一路光信号发送给至少一个第二级交叉模块，以便所述至少一个第二级交叉模块对所述至少两个第一级交叉模块各自包括的至少一个发射机发送的至少一路光信号进行第二级交叉后，将交叉后获得的光突发信号发送给至少一个第三级交叉模块。
本发明实施例还提供一种数据交叉方法，包括：
至少一个第一级交叉模块根据第一信息对输入数据信号进行第一级交叉，获得至少两路数据信号，并将所述至少两路数据信号封装为至少两路电信号；
所述至少一个第一级交叉模块包括的至少两个发射机将封装后的至少两路电信号转换为有效区域对齐的至少两路光信号，并将所述至少两路光信号发送给至少两个第二级交叉模块，以便所述至少两个第二级交叉模块对所述至少一个第一级交叉模块包括的至少两个发射机发送的至少两路光信号进行第二级交叉后，将交叉后获得的光突发信号发送给至少一个第三级交叉模块。
通过本发明实施例，第一级交叉模块中的信号封装子模块将数据信号封装为电信号，再由发射机将电信号转换为有效区域对齐的光信号，发送给第二级交叉模块。本发明实施例采用较高速率进行子架间互联，从而可以减少互联光纤及该互联光纤的连接器的数量，可以增加可靠性和可维护性，进而可以降低设计难度；另外，第二级交叉模块直接在光层对发射机发送的光信号进行交叉，可以减少交叉子架的数量，降低交叉子架的体积和功耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明数据交叉系统一个实施例的结构示意图；
图2为本发明数据交叉系统另一个实施例的结构示意图；
图3为本发明FTL加上CAWG实现信号交换的原理示意图；
图4为本发明第二级交叉模块一个实施例的结构示意图；
图5为本发明空分光交叉子模块一个实施例的实现示意图；
图6为本发明第二级交叉模块另一个实施例的结构示意图；
图7本发明数据交叉系统再一个实施例的结构示意图；
图8为本发明数据交叉系统再一个实施例的结构示意图；
图9为本发明数据交叉系统再一个实施例的结构示意图；
图10为本发明数据交叉系统再一个实施例的结构示意图；
图11为本发明数据交叉系统再一个实施例的结构示意图；
图12a为本发明OB信号一个实施例的示意图；
图12b为本发明连续的光信号一个实施例的示意图；
图13为本发明第二级交叉模块再一个实施例的结构示意图；
图14为本发明全光交换网一个实施例的结构示意图；
图15为本发明数据交叉方法一个实施例的流程图；
图16为本发明数据交叉过程一个实施例的示意图；
图17为本发明数据交叉过程另一个实施例的示意图；
图18为本发明数据交叉方法另一个实施例的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明数据交叉系统一个实施例的结构示意图，如图1所示，该数据交叉系统可以包括：至少两个第一级交叉模块11、至少一个第二级交叉模块12和至少一个第三级交叉模块13；
其中，第一级交叉模块11可以包括：第一级交叉子模块111、信号封装子模块112、第一信息生成子模块113和至少一个发射机115；
第一信息生成子模块113，用于生成第一信息；
第一级交叉子模块111，用于根据第一信息生成子模块113生成的第一信息对输入数据信号进行第一级交叉，获得至少一路数据信号，并将该至少一路数据信号发送给信号封装子模块112；
信号封装子模块112，用于接收第一级交叉子模块111发送的至少一路数据信号，将上述至少一路数据信号封装为至少一路电信号，并将上述至少一路电信号发送给至少一个发射机115；
至少一个发射机115，用于将信号封装子模块112封装的至少一路电信号转换为有效区域对齐的至少一路光信号，并将至少一路光信号发送给至少一个第二级交叉模块12；本实施例中，一路光信号为一个发射机115发送的光信号；
至少一个第二级交叉模块12，用于对至少两个第一级交叉模块11各自包括的至少一个发射机115发送的至少一路光信号进行第二级交叉，将交叉后获得的光突发信号发送给至少一个第三级交叉模块13；
至少一个第三级交叉模块13，用于接收至少一个第二级交叉模块12发送的光突发信号，将上述光突发信号转换为电信号，对该电信号进行解封装，获得至少一路数据信号，并对上述至少一路数据信号进行第三级交叉，获得输出数据信号。
如图1所示，本实施例以上述数据交叉系统包括两个第一级交叉模块11、一个第二级交叉模块12和一个第三级交叉模块13，以及每个第一级交叉模块11中包括一个发射机115为例进行说明。其中，上述两个第一级交叉模块11分别表示为第一级交叉模块11a和第一级交叉模块11b，第一级交叉模块11a中包括第一级交叉子模块111a、信号封装子模块112a、第一信息生成子模块113a和发射机115a；第一级交叉模块11b中包括第一级交叉子模块111b、信号封装子模块112b、第一信息生成子模块113b和发射机115b。
具体地，第一级交叉子模块111a接收到输入数据信号之后，根据第一信息生成子模块113a生成的第一信息对输入数据信号进行第一级交叉，获得一路数据信号，并将上述一路数据信号发送给信号封装子模块112a，然后信号封装子模块112a将上述一路数据信号封装为一路电信号，并将上述一路电信号发送给发射机115a；接下来，发射机115a将上述一路电信号转换为有效区域对齐的一路光信号，并将上述一路光信号发送给第二级交叉模块12。
同样，第一级交叉子模块111b接收到输入数据信号之后，根据第一信息生成子模块113b生成的第一信息对输入数据信号进行第一级交叉，获得一路数据信号，并将上述一路数据信号发送给信号封装子模块112b，然后信号封装子模块112b将上述一路数据信号封装为一路电信号，并将上述一路电信号发送给发射机115b；接下来，发射机115b将上述一路电信号转换为有效区域对齐的一路光信号，并将上述一路光信号发送给第二级交叉模块12。
接收到发射机115a和发射机115b各自发送的一路光信号之后，第二级交叉模块12对发射机115a和发射机115b各自发送的一路光信号进行第二级交叉，将交叉后获得的光突发信号发送给第三级交叉模块13。
第三级交叉模块13将接收到的光突发信号转换为电信号，并对该电信号进行解封装，获得至少一路数据信号，然后对上述至少一路数据信号进行第三级交叉，获得输出数据信号。
当上述数据交叉系统应用于集群式交叉系统时，第一信息生成子模块113具体为第一交叉配置信息生成子模块，第一信息生成子模块113生成的第一信息具体为第一交叉配置信息，由于对于多级交叉而言，第一交叉配置信息的更改可能需要多个第一交叉配置信息生成子模块共同交互完成，因此，各第一交叉配置信息生成子模块之间需要总线互通信息，也就是说，需要将不同第一级交叉模块11中的第一交叉配置信息生成子模块连接起来，例如将第一信息生成子模块113a和第一信息生成子模块113b连接起来，图1中未示出。一般地，在实际实现时，数据交叉系统采用嵌入控制通道(EmbeddedControl Channel；以下简称：ECC)来交互第一交叉配置信息。
当上述数据交叉系统应用于全光交换网时，第一信息生成子模块113具体为第一调度信息生成子模块，第一信息生成子模块113生成的第一信息具体为第一调度信息，但是不同第一调度信息生成子模块之间不需要交互。
需要说明的是，本发明实施例中的“第一”和“第二”仅为描述方便，不代表顺序的先后、性能的优劣和/或优先级的高低，下同。
上述数据交叉系统可以实现采用较高速率进行子架间互联，从而可以减少互联光纤及该互联光纤的连接器的数量，可以增加可靠性和可维护性，进而可以降低设计难度；另外，第二级交叉模块12直接在光层对发射机115发送的光信号进行交叉，可以减少交叉子架的数量，降低交叉子架的体积和功耗。
图2为本发明数据交叉系统另一个实施例的结构示意图，与图1所示的数据交叉系统相比，不同之处在于，本实施例的数据交叉系统中，上述第一级交叉模块11还可以包括：
同步信息生成子模块114，用于生成同步信息，并将同步信息发送给信号封装子模块112；
第一时钟生成子模块116，用于生成第一时钟信号，并将该第一时钟信号发送给信号封装子模块112和/或第一级交叉子模块111；
这样，信号封装子模块112，具体用于根据同步信息生成子模块114生成的同步信息和第一时钟生成子模块116生成的第一时钟信号，将至少一路数据信号封装为至少一路电信号；
第一级交叉子模块111，具体用于根据第一信息生成子模块113生成的第一信息和第一时钟生成子模块116生成的第一时钟信号对输入数据信号进行第一级交叉，获得至少一路数据信号。
本实施例中，第三级交叉模块13可以包括：第三信息生成子模块131、信号解封装子模块132、至少一个接收机133和第三级交叉子模块135；
至少一个接收机133，用于接收至少一个第二级交叉模块12发送的光突发信号，将上述光突发信号转换为电信号，并将上述电信号发送给信号解封装子模块132；
信号解封装子模块132，用于对至少一个接收机133发送的电信号进行解封装，获得至少一路数据信号；
第三信息生成子模块131，用于生成第三信息；
第三级交叉子模块135，用于根据第三信息生成子模块131生成的第三信息对信号解封装子模块132获得的至少一路数据信号进行第三级交叉，获得输出数据信号。
进一步地，第三级交叉模块13还可以包括：第二时钟生成子模块134，用于生成第二时钟信号，并将第二时钟信号发送给信号解封装模块132和/或第三级交叉子模块135；
信号解封装子模块132，具体用于根据第二时钟生成子模块134生成的第二时钟信号，对至少一个接收机133发送的电信号进行解封装，获得至少一路数据信号；
第三级交叉子模块135，具体用于根据第三信息生成子模块131生成的第三信息和第二时钟生成子模块134生成的第二时钟信号，对信号解封装子模块132获得的至少一路数据信号进行第三级交叉，获得输出数据信号。
本实施例中，发射机具体为波长快速可调发送模块，例如：快速可调激光器(Fast Tunable Laser；以下简称：FTL)215，第二级交叉模块具体为旋转阵列式波导光栅(Cyclic Arrayed Waveguide Grating；以下简称：CAWG)22，光信号具体为光突发信号；
至少一个FTL 215，用于将信号封装子模块112封装的至少一路电信号转换为有效区域对齐的至少一路光突发信号，并根据第一信息生成子模块113生成的第一信息分别采用相应的波长将上述至少一路光突发信号发送给至少一个CAWG 22。本实施例中，一路光突发信号为一个FTL 215发送的光突发信号。
也就是说，本实施例采用FTL和CAWG来实现交叉。
CAWG的主要特点是：从同一输入端口输入的不同波长的信号，能在不同的输出端口输出。图3为本发明FTL加上CAWG实现信号交换的原理示意图，图3中，FTL1，FTL2，...，FTLN为N个发射机，Rx1，Rx2，...，RxN为N个接收机，其中，N为大于或等于2的正整数；如图3所示，以FTL1为例，FTL1分别采用相应的波长，例如：λ1，λ2，...，λN将不同的信号发送给CAWG，这样经过CAWG之后，FTL1发送的信号就能从不同的输出端口输出，分别由Rx1，Rx2，...，RxN这N个接收机进行接收。
如图2所示，本实施例以上述数据交叉系统包括两个第一级交叉模块11、一个CAWG 22和一个第三级交叉模块13，每个第一级交叉模块11中包括一个FTL 215，以及第三级交叉模块13中包括一个接收机133为例进行说明。其中，上述两个第一级交叉模块11分别表示为第一级交叉模块11a和第一级交叉模块11b，第一级交叉模块11a中包括第一级交叉子模块111a、信号封装子模块112a、第一信息生成子模块113a、同步信息生成子模块114a、FTL215a和第一时钟生成子模块116a；第一级交叉模块11b中包括第一级交叉子模块111b、信号封装子模块112b、第一信息生成子模块113b、同步信息生成子模块114b、FTL 215b和第一时钟生成子模块116b；第三级交叉模块13包括第三信息生成子模块131、信号解封装子模块132、接收机133、第二时钟生成子模块134和第三级交叉子模块135。
具体地，第一级交叉子模块111a接收到输入数据信号之后，根据第一信息生成子模块113a生成的第一信息对输入数据信号进行第一级交叉，获得一路数据信号，并将上述一路数据信号发送给信号封装子模块112a，然后信号封装子模块112a根据同步信息生成子模块114a生成的同步信息，以及第一时钟生成子模块116a生成的第一时钟信号，将上述一路数据信号封装为一路电信号，并将上述一路电信号发送给FTL 215a；接下来，FTL 215a将上述一路电信号转换为有效区域对齐的一路光突发信号，并根据第一信息生成子模块113a生成的第一信息采用第一波长将上述一路光突发信号发送给CAWG22。
同样，第一级交叉子模块111b接收到输入数据信号之后，根据第一信息生成子模块113b生成的第一信息对输入数据信号进行第一级交叉，获得一路数据信号，并将上述一路数据信号发送给信号封装子模块112b，然后信号封装子模块112b根据同步信息生成子模块114b生成的同步信息，以及第一时钟生成子模块116b生成的第一时钟信号，将上述一路数据信号封装为一路电信号，并将上述一路电信号发送给FTL 215b；接下来，FTL 215b将上述一路电信号转换为有效区域对齐的一路光突发信号，根据第一信息生成子模块113b生成的第一信息采用第二波长将上述一路光突发信号发送给CAWG 22。其中，第一波长和第二波长可以相同，也可以不同；这是因为，FTL 215a和FTL 215b连接的是CAWG 22的不同端口，根据CAWG的原理，不同FTL选择的波长可以是相同的，也可以是不同的。
接收到FTL 215a和FTL 215b各自发送的一路光突发信号之后，CAWG 22将FTL 215a和FTL 215b各自发送的一路光突发信号发送给第三级交叉模块13中的接收机133。
然后，接收机133将上述光突发信号转换为电信号，并将上述电信号发送给信号解封装子模块132，由信号解封装子模块132根据第二时钟生成子模块134生成的第二时钟信号，对接收机133发送的电信号进行解封装，获得至少一路数据信号；再由第三级交叉子模块135根据第三信息生成子模块131生成的第三信息和第二时钟生成子模块134生成的第二时钟信号，对信号解封装子模块132获得的至少一路数据信号进行第三级交叉，获得输出数据信号。
本实施例中，可以采用光突发信号的间隔区域或无效区域吸收不同时钟的频差，因此不同第一时钟生成子模块116生成的第一时钟信号可以同步，也可以不同步；同样，不同第二时钟生成子模块134生成的第二时钟信号可以同步，也可以不同步，本发明实施例对此不作限定。
当上述数据交叉系统应用于集群式交叉系统时，同步信息生成子模块114具体为帧头同步子模块，同步信息生成子模块114生成的同步信息具体为帧头同步信号，主要用于将数据交叉系统中，不同发射机发送的光信号的有效区域对齐，以控制不同发射机采用相同的周期发送上述光信号。简单的情况下，不同发射机发送的光信号帧头可以对齐，这样，如果光信号长度固定且相等、间隔或无效区域长度也固定且相等的话，不同发射机发送的光信号的有效区域就可以对齐了。需要注意的是，不同发射机发送的光信号帧头也可以不对齐，比如彼此相差光信号长度加上间隔或者无效区域的整数倍，这样如果光信号长度固定且相等、间隔或无效区域长度也固定且相等的话，不同发射机发送的光信号的有效区域也能对齐。当然，还有很多其他情况，比如光信号长度不相等，或者不固定等等，但是这些信息都提前配置好的话，也能实现不同发射机发送的光信号的有效区域对齐。因此，同步信息生成子模块114的主要目的是使得不同发射机发送的光信号的有效区域对齐，具体的控制信号可以有很多种，包括但不限于上述列出的几种对齐的情形。不同发射机发送的光信号的有效区域对齐之后，才能实现光信号的交叉连接，也才能支持发射机采用较高的线速。本实施例中，每个帧头同步子模块将帧头同步信号发送到信号封装子模块112，信号封装子模块112再按照上述帧头同步信号，控制与该信号封装子模块112相连的发射机输出的光信号的有效区域对齐。不同的帧头同步子模块之间也需要同步对齐各自输出的帧头同步信号，如图2所示，需要将同步信息生成子模块114a和同步信息生成子模块114b连接起来，具体地，不同的帧头同步子模块之间同步对齐各自输出的帧头同步信号可以采用跟踪的方式实现，例如采用树形的跟踪方式，简单的情况下，在所有帧头同步子模块中选定一个主模块，所有帧头同步子模块中除主模块之外的其他帧头同步子模块跟踪锁定主模块输出的帧头同步信号，从而实现不同的帧头同步子模块输出到信号封装子模块112的帧头同步信号同步对齐。当然，不同的帧头同步子模块也可以只同步而不对齐，这样需要调度算法根据不同帧头同步子模块之间的帧头位置差进行适配修改。
另外，当上述数据交叉系统应用于集群式交叉系统时，第三信息生成子模块131具体为第三交叉配置信息生成子模块，第三信息生成子模块131生成的第三信息具体为第三交叉配置信息，由于对于多级交叉而言，第三交叉配置信息的更改可能需要多个第三交叉配置信息生成子模块共同交互完成，因此，各第三交叉配置信息生成子模块之间需要总线互通信息，也就是说，需要将不同第三级交叉模块13中的第三交叉配置信息生成子模块连接起来，图2中未示出。一般地，在实际实现时，数据交叉系统采用ECC来交互第三交叉配置信息。
当上述数据交叉系统应用于全光交换网时，第三信息生成子模块131具体为第三调度信息生成子模块，第三信息生成子模块131生成的第三信息具体为第三调度信息，但是不同第三调度信息生成子模块之间可以不需要交互。另外，当上述数据交叉系统应用于全光交换网时，同步信息生成子模块114具体为调度周期同步子模块，同步信息生成子模块114生成的同步信息具体为调度周期同步信号，同样不同调度周期同步子模块之间也需要同步对齐各自输出的周期同步信号，如图2所示，需要将同步信息生成子模块114a和同步信息生成子模块114b连接起来。
上述数据交叉系统中，FTL 215可以采用不低于输入数据信号对应速率的速率将上述光突发信号发送给CAWG 22，由于采用较高速率进行子架间互联，从而可以减少互联光纤及该互联光纤的连接器的数量，可以增加可靠性和可维护性，进而可以降低设计难度；另外，由CAWG 22构成交叉子架，从而可以实现交叉子架直接在光层进行交叉，进而可以减少交叉子架的数量，降低交叉子架的体积和功耗。
本发明数据交叉系统再一个实施例中，与图2所示的数据交叉系统相比，不同之处在于，本实施例的数据交叉系统中，第二级交叉模块12可以包括：至少两个第一空分光交叉子模块121、至少一个CAWG 122、至少一个第二空分光交叉子模块123和第二信息生成子模块124；
本实施例中，至少一个FTL 215，用于将信号封装子模块112封装的至少一路电信号转换为有效区域对齐的至少一路光突发信号，并根据第一信息生成子模块113生成的第一信息分别采用相应的波长，将上述至少一路光突发信号发送给至少两个第一空分光交叉子模块121；
第二信息生成子模块124，用于生成第二信息；
至少两个第一空分光交叉子模块121，用于根据第二信息生成子模块124生成的第二信息，将至少两个第一级交叉模块11各自包括的至少一个FTL 215发送的至少一路光突发信号发送给至少一个CAWG 122；
至少一个CAWG 122，用于将至少两个第一空分光交叉子模块121发送的光突发信号发送给至少一个第二空分光交叉子模块123；
至少一个第二空分光交叉子模块123，用于根据第二信息生成子模块124生成的第二信息将至少一个CAWG 122发送的光突发信号发送给至少一个第三级交叉模块13。
图4为本发明第二级交叉模块一个实施例的结构示意图，如图4所示，本实施例以上述第二级交叉模块12包括两个第一空分光交叉子模块121、一个CAWG 122、一个第二空分光交叉子模块123和一个第二信息生成子模块124为例进行说明。其中，上述两个第一空分光交叉子模块121分别表示为第一空分光交叉子模块121a和第一空分光交叉子模块121b。
具体地，FTL 215a将信号封装子模块112a封装的一路电信号转换为有效区域对齐的一路光突发信号，并根据第一信息生成子模块113a生成的第一信息采用第一波长将上述一路光突发信号发送给第一空分光交叉子模块121a；
第一空分光交叉子模块121a接收到FTL 215a发送的一路光突发信号之后，根据第二信息生成子模块124生成的第二信息将上述一路光突发信号发送给CAWG 122；
同样，FTL 215b将信号封装子模块112b封装的一路电信号转换为有效区域对齐的一路光突发信号，并根据第一信息生成子模块113b生成的第一信息采用第二波长将上述一路光突发信号发送给第一空分光交叉子模块121b；其中，第一波长和第二波长可以相同，也可以不同；
第一空分光交叉子模块121b接收到FTL 215b发送的一路光突发信号之后，根据第二信息生成子模块124生成的第二信息将上述一路光突发信号发送给CAWG 122；
接收到第一空分光交叉子模块121a和第一空分光交叉子模块121b各自发送的一路光突发信号之后，CAWG 122将上述光突发信号发送给第二空分光交叉子模块123，由第二空分光交叉子模块123根据第二信息生成子模块124生成的第二信息将上述光突发信号发送给第三级交叉模块13中的接收机133。后续过程请参见本发明图2所示实施例中的描述，在此不再赘述。
在具体实现时，上述第一空分光交叉子模块121和第二空分光交叉子模块123可以采用快速光开关阵列搭建，图5给出了一个10×10的空分光交叉模块实现的例子，图5为本发明空分光交叉子模块一个实施例的实现示意图，图4中的第一空分光交叉子模块121和第二空分光交叉子模块123均可采用图5提供的方式实现。
如图5所示，一个10×10的空分光交叉子模块可以由100个1∶1的快速光开关、10个1∶10的分路器以及10个10∶1的合路器构成。当然本发明实施例并不仅限于此，空分光交叉子模块也可以由多级1∶2光开关级联构成，本发明实施例对空分光交叉子模块的实现方式不作限定。但是，采用光开关阵列构成空分光交叉子模块，可以简化第二级交叉的处理。
本发明数据交叉系统再一个实施例中，与图2所示的数据交叉系统相比，不同之处在于，第二级交叉模块12可以包括：至少一个第一空分光交叉子模块125、至少两个CAWG 126、至少一个第二空分光交叉子模块127和第二信息生成子模块128；
本实施例中，至少一个FTL 215，用于将信号封装子模块112封装的至少一路电信号转换为有效区域对齐的至少一路光突发信号，并根据第一信息生成子模块113生成的第一信息采用相应的波长，将上述至少一路光突发信号发送给至少一个第一空分光交叉子模块125；
第二信息生成子模块128，用于生成第二信息；
至少一个第一空分光交叉子模块125，用于根据第二信息生成子模块128生成的第二信息，将至少两个第一级交叉模块11各自包括的至少一个FTL 215发送的至少一路光突发信号发送给至少两个CAWG 126；
至少两个CAWG 126，用于将至少一个第一空分光交叉子模块125发送的光突发信号发送给至少一个第二空分光交叉子模块127；
至少一个第二空分光交叉子模块127，用于根据第二信息生成子模块128生成的第二信息，将至少两个CAWG 126发送的光突发信号发送给至少一个第三级交叉模块13。
图6为本发明第二级交叉模块另一个实施例的结构示意图，如图6所示，本实施例以上述第二级交叉模块12包括一个第一空分光交叉子模块125、两个CAWG 126、一个第二空分光交叉子模块127和一个第二信息生成子模块128为例进行说明。其中，上述两个CAWG 126分别表示为CAWG 126a和CAWG 126b。
具体地，FTL 215a将信号封装子模块112a封装的一路电信号转换为有效区域对齐的一路光突发信号，并根据第一信息生成子模块113a生成的第一信息采用第一波长将上述一路光突发信号发送给第一空分光交叉子模块125；FTL 215b将信号封装子模块112b封装的一路电信号转换为有效区域对齐的一路光突发信号，并根据第一信息生成子模块113b生成的第一信息采用第二波长将上述一路光突发信号发送给第一空分光交叉子模块125；其中，第一波长和第二波长可以相同，也可以不同；
第一空分光交叉子模块125根据第二信息生成子模块128生成的第二信息将FTL 215a和FTL 215b各自发送的一路光突发信号发送给CAWG126a和CAWG 126b；
CAWG 126a和CAWG 126b将第一空分光交叉子模块125发送的光突发信号发送给第二空分光交叉子模块127。然后，第二空分光交叉子模块127根据第二信息生成子模块128生成的第二信息将CAWG 126a和CAWG 126b发送的光突发信号发送给第三级交叉模块13中的接收机133。后续过程请参见本发明图2所示实施例中的描述，在此不再赘述。
在具体实现时，上述第一空分光交叉子模块125和第二空分光交叉子模块127可以采用快速光开关阵列搭建，例如可以采用图5提供的方式实现。
图7本发明数据交叉系统再一个实施例的结构示意图，与图1所示的数据交叉系统相比，不同之处在于，上述第一级交叉模块11还可以包括：
同步信息生成子模块114，用于生成同步信息，并将同步信息发送给信号封装子模块112；
第一时钟生成子模块116，用于生成第一时钟信号，并将该第一时钟信号发送给信号封装子模块112和/或第一级交叉子模块111；
这样，信号封装子模块112，具体用于根据同步信息生成子模块114生成的同步信息和第一时钟生成子模块116生成的第一时钟信号，将至少一路数据信号封装为至少一路电信号；
第一级交叉子模块111，具体用于根据第一信息生成子模块113生成的第一信息和第一时钟生成子模块116生成的第一时钟信号对输入数据信号进行第一级交叉，获得至少一路数据信号。
本实施例所示的数据交叉系统中，第二级交叉模块12可以包括：第二信息生成子模块129和空分光交叉子模块1210；
至少一个第二信息生成子模块129，用于生成第二信息；
至少一个空分光交叉子模块1210，用于根据至少一个第二信息生成子模块129生成的第二信息，对至少两个第一级交叉模块11各自包括的至少一个发射机115发送的至少一路连续的光信号进行第二级交叉，将交叉后获得的光突发信号发送给至少一个第三级交叉模块13。本实施例中，一路连续的光信号为一个发射机115发送的连续的光信号。
本实施例中，发射机115发送的光信号为连续的光信号，图12b为本发明连续的光信号一个实施例的示意图，如图12b所示，该连续的光信号与光突发信号的区别在于，连续的光信号在光突发信号的突发间隔中填充了无效信息(例如：固定图案或者前导字段等等)，这时空分光交叉子模块1210的光开关需要在无效区域内切换，这样空分光交叉子模块1210进行第二级交叉后获得的信号即为光突发信号。
第三级交叉模块13可以包括：第三信息生成子模块131、信号解封装子模块132、至少一个接收机133和第三级交叉子模块135；
至少一个接收机133，用于接收至少一个第二级交叉模块12发送的光突发信号，将上述光突发信号转换为电信号，并将上述电信号发送给信号解封装子模块132；
信号解封装子模块132，用于对至少一个接收机133发送的电信号进行解封装，获得至少一路数据信号；
第三信息生成子模块131，用于生成第三信息；
第三级交叉子模块135，用于根据第三信息生成子模块131生成的第三信息对信号解封装子模块132获得的至少一路数据信号进行第三级交叉，获得输出数据信号。
进一步地，第三级交叉模块13还可以包括：第二时钟生成子模块134，用于生成第二时钟信号，并将第二时钟信号发送给信号解封装模块132和/或第三级交叉子模块135；
信号解封装子模块132，具体用于根据第二时钟生成子模块134生成的第二时钟信号，对至少一个接收机133发送的电信号进行解封装，获得至少一路数据信号；
第三级交叉子模块135，具体用于根据第三信息生成子模块131生成的第三信息和第二时钟生成子模块134生成的第二时钟信号，对信号解封装子模块132获得的至少一路数据信号进行第三级交叉，获得输出数据信号。
如图7所示，本实施例以上述数据交叉系统包括两个第一级交叉模块11、一个第二级交叉模块12和一个第三级交叉模块13，以及每个第一级交叉模块11中包括一个发射机115，以及每个第三级交叉模块13中包括一个接收机133为例进行说明。其中，上述两个第一级交叉模块11分别表示为第一级交叉模块11a和第一级交叉模块11b，第一级交叉模块11a中包括第一级交叉子模块111a、信号封装子模块112a、第一信息生成子模块113a、同步信息生成子模块114a、发射机115a和第一时钟生成子模块116a；第一级交叉模块11b中包括第一级交叉子模块111b、信号封装子模块112b、第一信息生成子模块113b、同步信息生成子模块114b、发射机115b和第一时钟生成子模块116b；上述第二级交叉模块12包括第二信息生成子模块129和空分光交叉子模块1210；其中，第三级交叉模块13包括第三信息生成子模块131、信号解封装子模块132、接收机133、第二时钟生成子模块134和第三级交叉子模块135。
具体地，第一级交叉子模块111a接收到输入数据信号之后，根据第一信息生成子模块113a生成的第一信息对输入数据信号进行第一级交叉，获得一路数据信号，并将上述一路数据信号发送给信号封装子模块112a，然后信号封装子模块112a根据同步信息生成子模块114a生成的同步信息，以及第一时钟生成子模块116a生成的第一时钟信号，将上述一路数据信号封装为一路电信号，并将上述一路电信号发送给发射机115a；接下来，发射机115a将上述一路电信号转换为有效区域对齐的一路连续的光信号，并将上述有效区域对齐的一路连续的光信号发送给空分光交叉子模块1210。
同样，第一级交叉子模块111b接收到输入数据信号之后，根据第一信息生成子模块113b生成的第一信息对输入数据信号进行第一级交叉，获得一路数据信号，并将上述一路数据信号发送给信号封装子模块112b，然后信号封装子模块112b根据同步信息生成子模块114b生成的同步信息，以及第一时钟生成子模块116b生成的第一时钟信号，将上述一路数据信号封装为一路电信号，并将上述一路电信号发送给发射机115b；接下来，发射机115b将上述一路电信号转换为有效区域对齐的一路连续的光信号，并将上述有效区域对齐的一路连续的光信号发送给空分光交叉子模块1210。
然后，空分光交叉子模块1210根据第二信息生成子模块129生成的第二信息，对发射机115a和发射机115b分别发送的一路连续的光信号进行第二级交叉，将交叉后获得的光突发信号分别发送给第三级交叉模块13中的接收机133。
然后，接收机133将上述光突发信号转换为电信号，并将上述电信号发送给信号解封装子模块132，信号解封装子模块132根据第二时钟生成子模块134生成的第二时钟信号，对接收机133发送的电信号进行解封装，获得至少一路数据信号；再由第三级交叉子模块135根据第三信息生成子模块131生成的第三信息和第二时钟生成子模块134生成的第二时钟信号对信号解封装子模块132获得的至少一路数据信号进行第三级交叉，获得输出数据信号。
本实施例中，可以采用光信号的无效区域吸收不同时钟的频差，因此不同第一时钟生成子模块116生成的第一时钟信号可以同步，也可以不同步；同样，不同第二时钟生成子模块134生成的第二时钟信号可以同步，也可以不同步，本发明实施例对此不作限定。
本实施例中，发射机115可以为彩光口，例如符合波分复用(Wavelength Division Multiplexing；以下简称：WDM)等多光信道系统中的波长标准的光口；也可以为灰光口(或称为白光口)，例如符合国际电信联盟远程通信标准化组织(International Telecommunication UnionTelecommunication Standardization Sector；以下简称：ITU-T)G.693等局内系统(intra-office systems)标准的光口。如果发射机115为灰光口，则空分光交叉子模块1210可以采用图5提供的方式实现；如果发射机115为彩光口，则空分光交叉子模块1210可以采用基于微环的快速光滤波器阵列来实现。
当上述数据交叉系统应用于集群式交叉系统时，同步信息生成子模块114具体为帧头同步子模块，同步信息生成子模块114生成的同步信息具体为帧头同步信号，主要用于将数据交叉系统中，不同发射机发送的光信号的有效区域对齐，以控制不同发射机采用相同的周期发送上述光信号。简单的情况下，不同发射机发送的光信号帧头可以对齐，这样，如果光信号长度固定且相等、间隔或无效区域长度也固定且相等的话，不同发射机发送的光信号的有效区域就可以对齐了。需要注意的是，不同发射机发送的光信号帧头也可以不对齐，比如彼此相差光信号长度加上间隔或者无效区域的整数倍，这样如果光信号长度固定且相等、间隔或无效区域长度也固定且相等的话，不同发射机发送的光信号的有效区域也能对齐。当然，还有很多其他情况，比如光信号长度不相等，或者不固定等等，但是这些信息都提前配置好的话，也能实现不同发射机发送的光信号的有效区域对齐。因此，同步信息生成子模块114的主要目的是使得不同发射机发送的光信号的有效区域对齐，具体的控制信号可以有很多种，包括但不限于上述列出的几种对齐的情形。不同发射机发送的光信号的有效区域对齐之后，才能实现光信号的交叉连接，也才能支持发射机采用较高的线速。本实施例中，每个帧头同步子模块将帧头同步信号发送到信号封装子模块112，信号封装子模块112再按照上述帧头同步信号，控制与该信号封装子模块112相连的发射机输出的光信号的有效区域对齐。不同的帧头同步子模块之间也需要同步对齐各自输出的帧头同步信号，如图2所示，需要将同步信息生成子模块114a和同步信息生成子模块114b连接起来，具体地，不同的帧头同步子模块之间同步对齐各自输出的帧头同步信号可以采用跟踪的方式实现，例如采用树形的跟踪方式，简单的情况下，在所有帧头同步子模块中选定一个主模块，所有帧头同步子模块中除主模块之外的其他帧头同步子模块跟踪锁定主模块输出的帧头同步信号，从而实现不同的帧头同步子模块输出到信号封装子模块112的帧头同步信号同步对齐。当然，不同的帧头同步子模块也可以只同步而不对齐，这样需要调度算法根据不同帧头同步子模块之间的帧头位置差进行适配修改。
另外，当上述数据交叉系统应用于集群式交叉系统时，第二信息生成子模块129具体为第二交叉配置信息生成子模块，第二信息生成子模块129生成的第二信息具体为第二交叉配置信息，由于对于多级交叉而言，第二交叉配置信息的更改可能需要多个第二交叉配置信息生成子模块共同交互完成，因此，各第二交叉配置信息生成子模块之间需要总线互通信息，也就是说，需要将不同第二级交叉模块12中的第二交叉配置信息生成子模块连接起来，图7中未示出。一般地，在实际实现时，数据交叉系统采用ECC来交互第二交叉配置信息。
另外，当上述数据交叉系统应用于集群式交叉系统时，第三信息生成子模块131具体为第三交叉配置信息生成子模块，第三信息生成子模块131生成的第三信息具体为第三交叉配置信息，由于对于多级交叉而言，第三交叉配置信息的更改可能需要多个第三交叉配置信息生成子模块共同交互完成，因此，各第三交叉配置信息生成子模块之间需要总线互通信息，也就是说，需要将不同第三级交叉模块13中的第三交叉配置信息生成子模块连接起来，图7中未示出。一般地，在实际实现时，数据交叉系统采用ECC来交互第三交叉配置信息。
当上述数据交叉系统应用于全光交换网时，同步信息生成子模块114具体为调度周期同步子模块，同步信息生成子模块114生成的同步信息具体为调度周期同步信号，同样不同调度周期同步子模块之间也需要同步对齐各自输出的周期同步信号，如图7所示，需要将同步信息生成子模块114a和同步信息生成子模块114b连接起来。
另外，当上述数据交叉系统应用于全光交换网时，第二信息生成子模块129具体为第二调度信息生成子模块，第二信息生成子模块129生成的第二信息具体为第二调度信息，但是不同第二调度信息生成子模块之间可以不需要交互。另外，当上述数据交叉系统应用于全光交换网时，第三信息生成子模块131具体为第三调度信息生成子模块，第三信息生成子模块131生成的第三信息具体为第三调度信息，但是不同第三调度信息生成子模块之间不需要交互。
上述数据交叉系统中，发射机115可以采用不低于输入数据信号对应速率的速率将连续的光信号发送给空分光交叉子模块1210，由于采用较高速率进行子架间互联，从而可以减少互联光纤及该互联光纤的连接器的数量，可以增加可靠性和可维护性，进而可以降低设计难度；另外，由空分光交叉子模块1210构成交叉子架，从而可以实现交叉子架直接在光层进行交叉，进而可以减少交叉子架的数量，降低交叉子架的体积和功耗。
图8为本发明数据交叉系统再一个实施例的结构示意图，如图8所示，该数据交叉系统可以包括：至少一个第一级交叉模块81、至少两个第二级交叉模块82和至少一个第三级交叉模块83；
其中，第一级交叉模块81可以包括：第一级交叉子模块811、信号封装子模块812、第一信息生成子模块813和至少两个发射机815；
第一信息生成子模块813，用于生成第一信息；
第一级交叉子模块811，用于根据第一信息生成子模块813生成的第一信息对输入数据信号进行第一级交叉，获得至少两路数据信号，并将上述至少两路数据信号发送给信号封装子模块812；
信号封装子模块812，用于接收第一级交叉子模块811发送的至少两路数据信号，将上述至少两路数据信号封装为至少两路电信号，并将上述至少两路电信号分别发送给至少两个发射机815；
至少两个发射机815，用于将信号封装子模块812封装的至少两路电信号转换为有效区域对齐的至少两路光信号，并将上述至少两路光信号分别发送给至少两个第二级交叉模块82；本实施例中，一路光信号为一个发射机815发送的光信号；
至少两个第二级交叉模块82，用于对至少一个第一级交叉模块81包括的至少两个发射机815发送的至少两路光信号进行第二级交叉，将交叉后获得的光突发信号发送给至少一个第三级交叉模块83；
至少一个第三级交叉模块83，用于接收至少两个第二级交叉模块82中的至少一个发送的光突发信号，将上述光突发信号转换为电信号，对上述电信号进行解封装，获得至少一路数据信号，并对上述至少一路数据信号进行第三级交叉，获得输出数据信号。
如图8所示，本实施例以上述数据交叉系统包括一个第一级交叉模块81、两个第二级交叉模块82和一个第三级交叉模块83，以及第一级交叉模块81中包括两个发射机815为例进行说明。其中，上述两个第二级交叉模块82分别表示为第二级交叉模块82a和第二级交叉模块82b，两个发射机815分别表示为发射机815a和发射机815b。
具体地，第一级交叉子模块811接收到输入数据信号之后，根据第一信息生成子模块813生成的第一信息对多路数据信号进行第一级交叉，获得两路数据信号，并将上述两路数据信号发送给信号封装子模块812，然后信号封装子模块812将上述两路数据信号封装为两路电信号，并将上述两路电信号分别发送给发射机815a和发射机815b；接下来，发射机815a将接收到的电信号转换为有效区域对齐的光信号，并将上述光信号发送给第二级交叉模块82a，同样发射机815b也将接收到的电信号转换为有效区域对齐的光信号，并将上述光信号发送给第二级交叉模块82b。
然后第二级交叉模块82a和第二级交叉模块82b分别对接收到的光信号进行第二级交叉，将交叉后获得的光突发信号发送给第三级交叉模块83。
第三级交叉模块83将接收到的光突发信号转换为电信号，并对该电信号进行解封装，获得至少一路数据信号，然后对上述至少一路数据信号进行第三级交叉，获得输出数据信号。
当上述数据交叉系统应用于集群式交叉系统时，第一信息生成子模块813具体为第一交叉配置信息生成子模块，第一信息生成子模块813生成的第一信息具体为第一交叉配置信息，由于对于多级交叉而言，第一交叉配置信息的更改可能需要多个第一交叉配置信息生成子模块共同交互完成，因此，各第一交叉配置信息生成子模块之间需要总线互通信息，也就是说，需要将不同第一级交叉模块81中的第一交叉配置信息生成子模块连接起来，图8中未示出。一般地，在实际实现时，数据交叉系统采用ECC来交互第一交叉配置信息。
当上述数据交叉系统应用于全光交换网时，第一信息生成子模块813具体为第一调度信息生成子模块，第一信息生成子模块813生成的第一信息具体为第一调度信息，但是不同第一调度信息生成子模块之间可以不需要交互。
上述数据交叉系统可以实现采用较高速率进行子架间互联，从而可以减少互联光纤及该互联光纤的连接器的数量，可以增加可靠性和可维护性，进而可以降低设计难度；另外，第二级交叉模块82直接在光层对发射机815发送的光信号进行交叉，可以减少交叉子架的数量，降低交叉子架的体积和功耗。
图9为本发明数据交叉系统再一个实施例的结构示意图，与图8所示的数据交叉系统相比，不同之处在于，本实施例的数据交叉系统中，上述第一级交叉模块81还可以包括：
同步信息生成子模块814，用于生成同步信息，并将该同步信息发送给信号封装子模块812；
第一时钟生成子模块816，用于生成第一时钟信号，并将第一时钟信号发送给信号封装子模块812和/或第一级交叉子模块811；
信号封装子模块812，具体用于根据同步信息生成子模块814生成的同步信息和第一时钟生成子模块816生成的第一时钟信号，将至少两路数据信号封装为至少两路电信号；
第一级交叉子模块811，具体用于根据第一信息生成子模块813生成的第一信息和第一时钟生成子模块816生成的第一时钟信号，对输入数据信号进行第一级交叉，获得至少两路数据信号。
本实施例中，第三级交叉模块83可以包括：第三信息生成子模块831、信号解封装子模块832、至少一个接收机833和第三级交叉子模块835；
至少一个接收机833，用于接收至少两个第二级交叉模块82中的至少一个发送的光突发信号，将上述光突发信号转换为电信号，并将上述电信号发送给信号解封装子模块832；
信号解封装子模块832，用于对至少一个接收机833发送的电信号进行解封装，获得至少一路数据信号；
第三信息生成子模块831，用于生成第三信息；
第三级交叉子模块835，用于根据第三信息生成子模块831生成的第三信息，对信号解封装子模块832获得的至少一路数据信号进行第三级交叉，获得输出数据信号。
进一步地，第三级交叉模块83还可以包括：第二时钟生成子模块834，用于生成第二时钟信号，并将第二时钟信号发送给信号解封装子模块832和/或第三级交叉子模块835；
信号解封装子模块832，具体用于根据第二时钟生成子模块834生成的第二时钟信号，对至少一个接收机833发送的电信号进行解封装，获得至少一路数据信号；
第三级交叉子模块835，具体用于根据第三信息生成子模块831生成的第三信息和第二时钟生成子模块834生成的第二时钟信号，对信号解封装子模块832获得的至少一路数据信号进行第三级交叉，获得输出数据信号。
本实施例中，发射机具体为波长快速可调发送模块，例如：FTL 915，第二级交叉模块具体为CAWG 92；
至少两个FTL 915，具体用于将信号封装子模块812封装的至少两路电信号转换为有效区域对齐的至少两路光突发信号，并根据第一信息生成子模块813生成的第一信息分别采用相应的波长将上述至少两路光突发信号发送给至少两个CAWG 92。本实施例中，一路光突发信号为一个FTL915发送的光突发信号。
也就是说，本实施例采用FTL和CAWG来实现交叉，FTL加上CAWG实现信号交换的原理示意图可以参见图3，在此不再赘述。
如图9所示，本实施例以上述数据交叉系统包括一个第一级交叉模块81、两个CAWG 92和一个第三级交叉模块83，第一级交叉模块81中包括两个FTL 915，第三级交叉模块83中包括一个接收机833为例进行说明。其中，上述两个CAWG 92分别表示为CAWG 92a和CAWG 92b，两个FTL 915分别表示为FTL 915a和FTL 915b。
具体地，第一级交叉子模块811接收到输入数据信号之后，根据第一信息生成子模块813生成的第一信息对输入数据信号进行第一级交叉，获得两路数据信号，并将上述两路数据信号发送给信号封装子模块812，然后信号封装子模块812根据同步信息生成子模块814生成的同步信息，以及第一时钟生成子模块816生成的第一时钟信号，将上述两路数据信号封装为两路电信号，并将上述两路电信号分别发送给FTL 915a和FTL 915b；接下来，FTL915a将接收到的电信号转换为有效区域对齐的光突发信号，并根据第一信息生成子模块813生成的第一信息采用第一波长将上述光突发信号发送给CAWG 92a，同样FTL 915b也将接收的电信号转换为有效区域对齐的光突发信号，根据第一信息生成子模块813生成的第一信息采用第二波长将上述光突发信号发送给CAWG 92b。其中，第一波长和第二波长可以相同，也可以不同。
接收到FTL 915a发送的光突发信号之后，CAWG 92a将上述光突发信号发送给第三级交叉模块83中的接收机833；接收到FTL 915b发送的光突发信号之后，CAWG 92b将上述光突发信号发送给第三级交叉模块83中的接收机833。
然后，接收机833将上述光突发信号转换为电信号，并将上述电信号发送给信号解封装子模块832；信号解封装子模块832根据第二时钟生成子模块834生成的第二时钟信号，对接收机833发送的电信号进行解封装，获得至少一路数据信号；再由第三级交叉子模块835根据第三信息生成子模块831生成的第三信息和第二时钟生成子模块834生成的第二时钟信号对信号解封装子模块832获得的至少一路数据信号进行第三级交叉，获得输出数据信号。
本实施例中，可以采用光突发信号的间隔区域或无效区域吸收不同时钟的频差，因此不同第一时钟生成子模块816生成的第一时钟信号可以同步，也可以不同步；同样，不同第二时钟生成子模块834生成的第二时钟信号可以同步，也可以不同步，本发明实施例对此不作限定。
当上述数据交叉系统应用于集群式交叉系统时，同步信息生成子模块814具体为帧头同步子模块，同步信息生成子模块814生成的同步信息具体为帧头同步信号，主要用于将数据交叉系统中，不同发射机发送的光信号的有效区域对齐，以控制不同发射机采用相同的周期发送上述光信号。简单的情况下，不同发射机发送的光信号帧头可以对齐，这样，如果光信号长度固定且相等、间隔或无效区域长度也固定且相等的话，不同发射机发送的光信号的有效区域就可以对齐了。需要注意的是，不同发射机发送的光信号帧头也可以不对齐，比如彼此相差光信号长度加上间隔或者无效区域的整数倍，这样如果光信号长度固定且相等、间隔或无效区域长度也固定且相等的话，不同发射机发送的光信号的有效区域也能对齐。当然，还有很多其他情况，比如光信号长度不相等，或者不固定等等，但是这些信息都提前配置好的话，也能实现不同发射机发送的光信号的有效区域对齐。因此，同步信息生成子模块814的主要目的是使得不同发射机发送的光信号的有效区域对齐，具体的控制信号可以有很多种，包括但不限于上述列出的几种对齐的情形。不同发射机发送的光信号的有效区域对齐之后，才能实现光信号的交叉连接，也才能支持发射机采用较高的线速。本实施例中，每个帧头同步子模块将帧头同步信号发送到信号封装子模块812，信号封装子模块812再按照上述帧头同步信号，控制与该信号封装子模块812相连的发射机输出的光信号的有效区域对齐。不同的帧头同步子模块之间也需要同步对齐各自输出的帧头同步信号，图9中未示出，具体地，不同的帧头同步子模块之间同步对齐各自输出的帧头同步信号可以采用跟踪的方式实现，例如采用树形的跟踪方式，简单的情况下，在所有帧头同步子模块中选定一个主模块，所有帧头同步子模块中除主模块之外的其他帧头同步子模块跟踪锁定主模块输出的帧头同步信号，从而实现不同的帧头同步子模块输出到信号封装子模块812的帧头同步信号同步对齐。当然，不同的帧头同步子模块也可以只同步而不对齐，这样需要调度算法根据不同帧头同步子模块之间的帧头位置差进行适配修改。
另外，当上述数据交叉系统应用于集群式交叉系统时，第三信息生成子模块831具体为第三交叉配置信息生成子模块，第三信息生成子模块831生成的第三信息具体为第三交叉配置信息，由于对于多级交叉而言，第三交叉配置信息的更改可能需要多个第三交叉配置信息生成子模块共同交互完成，因此，各第三交叉配置信息生成子模块之间需要总线互通信息，也就是说，需要将不同第三级交叉模块83中的第三交叉配置信息生成子模块连接起来，图9中未示出。一般地，在实际实现时，数据交叉系统采用ECC来交互第三交叉配置信息。
当上述数据交叉系统应用于全光交换网时，同步信息生成子模块814具体为调度周期同步子模块，同步信息生成子模块814生成的同步信息具体为调度周期同步信号，同样不同调度周期同步子模块之间也需要同步对齐各自输出的周期同步信号，图9中未示出。另外，当上述数据交叉系统应用于全光交换网时，第三信息生成子模块831具体为第三调度信息生成子模块，第三信息生成子模块831生成的第三信息具体为第三调度信息，但是不同第三调度信息生成子模块之间可以不需要交互。
上述数据交叉系统中，FTL 915可以采用不低于输入数据信号对应速率的速率将上述光突发信号发送给CAWG 92，由于采用较高速率进行子架间互联，从而可以减少互联光纤及该互联光纤的连接器的数量，可以增加可靠性和可维护性，进而可以降低设计难度；另外，由CAWG 92构成交叉子架，从而可以实现交叉子架直接在光层进行交叉，进而可以减少交叉子架的数量，降低交叉子架的体积和功耗。
另外，本发明图9所示实施例中的第二级交叉模块82也可以采用本发明图4或图6所示的方式实现，在此不再赘述。
图10为本发明数据交叉系统再一个实施例的结构示意图，与图8所示的数据交叉系统相比，不同之处在于，本实施例的数据交叉系统中，上述第一级交叉模块81还可以包括：
同步信息生成子模块814，用于生成同步信息，并将该同步信息发送给信号封装子模块812；
第一时钟生成子模块816，用于生成第一时钟信号，并将第一时钟信号发送给信号封装子模块812和/或第一级交叉子模块811；
信号封装子模块812，具体用于根据同步信息生成子模块814生成的同步信息和第一时钟生成子模块816生成的第一时钟信号，将至少两路数据信号封装为至少两路电信号；
第一级交叉子模块811，具体用于根据第一信息生成子模块813生成的第一信息和第一时钟生成子模块816生成的第一时钟信号，对输入数据信号进行第一级交叉，获得至少两路数据信号。
本实施例中，第二级交叉模块82可以包括：第二信息生成子模块821和空分光交叉子模块822；
至少两个第二信息生成子模块821，用于生成第二信息，分别发送给至少两个空分光交叉子模块822；
至少两个空分光交叉子模块822，用于根据至少两个第二信息生成子模块821生成的第二信息，对至少一个第一级交叉模块81包括的至少两个发射机815发送的至少两路连续的光信号进行第二级交叉，将交叉后获得的光突发信号发送给至少一个第三级交叉模块83。本实施例中，一路连续的光信号为一个发射机815发送的连续的光信号。
本实施例中，发射机815发送的光信号为连续的光信号，如图12b所示，该连续的光信号与光突发信号的区别在于，连续的光信号在光突发信号的突发间隔中填充了无效信息(例如：固定图案或者前导字段等等)，这时空分光交叉子模块822的光开关需要在无效区域内切换，这样空分光交叉子模块822进行第二级交叉后获得的信号即为光突发信号。
本实施例中，第三级交叉模块83可以包括：第三信息生成子模块831、信号解封装子模块832、至少一个接收机833和第三级交叉子模块835；
至少一个接收机833，用于接收至少两个第二级交叉模块82中的至少一个发送的光突发信号，将上述光突发信号转换为电信号，并将上述电信号发送给信号解封装子模块832；
信号解封装子模块832，用于对至少一个接收机833发送的电信号进行解封装，获得至少一路数据信号；
第三信息生成子模块831，用于生成第三信息；
第三级交叉子模块835，用于根据第三信息生成子模块831生成的第三信息，对信号解封装子模块832获得的至少一路数据信号进行第三级交叉，获得输出数据信号。
进一步地，第三级交叉模块83还可以包括：第二时钟生成子模块834，用于生成第二时钟信号，并将第二时钟信号发送给信号解封装子模块832和/或第三级交叉子模块835；
信号解封装子模块832，具体用于根据第二时钟生成子模块834生成的第二时钟信号，对至少一个接收机833发送的电信号进行解封装，获得至少一路数据信号；
第三级交叉子模块835，具体用于根据第三信息生成子模块831生成的第三信息和第二时钟生成子模块834生成的第二时钟信号，对信号解封装子模块832获得的至少一路数据信号进行第三级交叉，获得输出数据信号。
如图10所示，本实施例以上述数据交叉系统包括一个第一级交叉模块81、两个第二级交叉模块82和一个第三级交叉模块83，第一级交叉模块81中包括两个发射机815，第三级交叉模块83中包括一个接收机833为例进行说明。其中，上述两个第二级交叉模块82分别表示为第二级交叉模块82a和第二级交叉模块82b；其中，第二级交叉模块82a包括第二信息生成子模块821a和空分光交叉子模块822a，第二级交叉模块82b包括第二信息生成子模块821b和空分光交叉子模块822b。两个发射机815分别表示为发射机815a和发射机815b。
具体地，第一级交叉子模块811接收到输入数据信号之后，根据第一信息生成子模块813生成的第一信息对输入数据信号进行第一级交叉，获得两路数据信号，并将上述两路电信号发送给信号封装子模块812，然后信号封装子模块812根据同步信息生成子模块814生成的同步信息，以及第一时钟生成子模块816生成的第一时钟信号，将上述两路电信号封装为两路电信号，并将上述两路电信号分别发送给发射机815a和发射机815b；接下来，发射机815a将接收的电信号转换为有效区域对齐的连续的光信号，并将上述连续的光信号发送给空分光交叉子模块822a；同样发射机815b也将接收的电信号转换为有效区域对齐的连续的光信号，并将上述连续的光信号发送给空分光交叉子模块822b。
接收到发射机815a和发射机815b发送的连续的光信号之后，第二级交叉子模块822a和第二级交叉模块822b分别根据第二信息生成子模块821a和第二信息生成子模块821b生成的第二信息，对发射机815a和发射机815b发送的连续的光信号进行第二级交叉，将交叉后获得的两路光突发信号发送给第三级交叉模块83中的接收机833。
然后，接收机833将上述光突发信号转换为电信号，并将上述电信号发送给信号解封装子模块832；信号解封装子模块832根据第二时钟生成子模块834生成的第二时钟信号，对接收机833发送的电信号进行解封装，获得至少一路数据信号；再由第三级交叉子模块835根据第三信息生成子模块831生成的第三信息和第二时钟生成子模块834生成的第二时钟信号对信号解封装子模块832获得的至少一路数据信号进行第三级交叉，获得输出数据信号。
本实施例中，因为可以采用光信号的无效区域吸收不同时钟的频差，因此不同第一时钟生成子模块816生成的第一时钟信号可以同步，也可以不同步；同样，不同第二时钟生成子模块834生成的第二时钟信号可以同步，也可以不同步，本发明实施例对此不作限定。
本实施例中，发射机815可以为彩光口，例如符合WDM等多光信道系统中的波长标准的光口，也可以为灰光口(或称为白光口)，例如符合ITU-T G.693等局内系统(intra-office systems)标准的光口。如果发射机815为灰光口，则空分光交叉子模块822可以采用图5提供的方式实现；如果发射机815为彩光口，则空分光交叉子模块822可以采用基于微环的快速光滤波器阵列来实现。
当上述数据交叉系统应用于集群式交叉系统时，同步信息生成子模块814具体为帧头同步子模块，同步信息生成子模块814生成的同步信息具体为帧头同步信号，主要用于将数据交叉系统中，不同发射机发送的光信号的有效区域对齐，以控制不同发射机采用相同的周期发送上述光信号。简单的情况下，不同发射机发送的光信号帧头可以对齐，这样，如果光信号长度固定且相等、间隔或无效区域长度也固定且相等的话，不同发射机发送的光信号的有效区域就可以对齐了。需要注意的是，不同发射机发送的光信号帧头也可以不对齐，比如彼此相差光信号长度加上间隔或者无效区域的整数倍，这样如果光信号长度固定且相等、间隔或无效区域长度也固定且相等的话，不同发射机发送的光信号的有效区域也能对齐。当然，还有很多其他情况，比如光信号长度不相等，或者不固定等等，但是这些信息都提前配置好的话，也能实现不同发射机发送的光信号的有效区域对齐。因此，同步信息生成子模块814的主要目的是使得不同发射机发送的光信号的有效区域对齐，具体的控制信号可以有很多种，包括但不限于上述列出的几种对齐的情形。不同发射机发送的光信号的有效区域对齐之后，才能实现光信号的交叉连接，也才能支持发射机采用较高的线速。本实施例中，每个帧头同步子模块将帧头同步信号发送到信号封装子模块812，信号封装子模块812再按照上述帧头同步信号，控制与该信号封装子模块812相连的发射机输出的光信号的有效区域对齐。不同的帧头同步子模块之间也需要同步对齐各自输出的帧头同步信号，图10中未示出，具体地，不同的帧头同步子模块之间同步对齐各自输出的帧头同步信号可以采用跟踪的方式实现，例如采用树形的跟踪方式，简单的情况下，在所有帧头同步子模块中选定一个主模块，所有帧头同步子模块中除主模块之外的其他帧头同步子模块跟踪锁定主模块输出的帧头同步信号，从而实现不同的帧头同步子模块输出到信号封装子模块812的帧头同步信号同步对齐。当然，不同的帧头同步子模块也可以只同步而不对齐，这样需要调度算法根据不同帧头同步子模块之间的帧头位置差进行适配修改。
另外，当上述数据交叉系统应用于集群式交叉系统时，第二信息生成子模块821具体为第二交叉配置信息生成子模块，第二信息生成子模块821生成的第二信息具体为第二交叉配置信息，由于对于多级交叉而言，第二交叉配置信息的更改可能需要多个第二交叉配置信息生成子模块共同交互完成，因此，各第二交叉配置信息生成子模块之间需要总线互通信息，也就是说，需要将不同第二级交叉模块82中的第二交叉配置信息生成子模块连接起来，图10中未示出。一般地，在实际实现时，数据交叉系统采用ECC来交互第二交叉配置信息。
另外，当上述数据交叉系统应用于集群式交叉系统时，第三信息生成子模块831具体为第三交叉配置信息生成子模块，第三信息生成子模块831生成的第三信息具体为第三交叉配置信息，由于对于多级交叉而言，第三交叉配置信息的更改可能需要多个第三交叉配置信息生成子模块共同交互完成，因此，各第三交叉配置信息生成子模块之间需要总线互通信息，也就是说，需要将不同第三级交叉模块83中的第三交叉配置信息生成子模块连接起来，图10中未示出。一般地，在实际实现时，数据交叉系统采用ECC来交互第三交叉配置信息。
当上述数据交叉系统应用于全光交换网时，同步信息生成子模块814具体为调度周期同步子模块，同步信息生成子模块814生成的同步信息具体为调度周期同步信号，同样不同调度周期同步子模块之间也需要同步对齐各自输出的周期同步信号，图10中未示出。另外，当上述数据交叉系统应用于全光交换网时，第二信息生成子模块821具体为第二调度信息生成子模块，第二信息生成子模块821生成的第二信息具体为第二调度信息，但是不同第二调度信息生成子模块之间可以不需要交互。另外，当上述数据交叉系统应用于全光交换网时，第三信息生成子模块831具体为第三调度信息生成子模块，第三信息生成子模块831生成的第三信息具体为第三调度信息，但是不同第三调度信息生成子模块之间可以不需要交互。
上述数据交叉系统中，发射机815可以采用不低于输入数据信号对应速率的速率将连续的光信号发送给空分光交叉子模块822，由于采用较高速率进行子架间互联，从而可以减少互联光纤及该互联光纤的连接器的数量，可以增加可靠性和可维护性，进而可以降低设计难度；另外，由空分光交叉子模块822构成交叉子架，从而可以实现交叉子架直接在光层进行交叉，进而可以减少交叉子架的数量，降低交叉子架的体积和功耗。
图11为本发明数据交叉系统再一个实施例的结构示意图，本实施例以发射机具体为FTL，第二级交叉模块具体为CAWG为例进行说明，并且本实施例提供的数据交叉系统应用于集群式交叉系统。
如图11所示，该数据交叉系统可以包括m个第一级交叉模块1101、k个规模为m×m的CAWG 1102和m个第三级交叉模块1103；其中，m和k为正整数，m≥1，k≥1。
其中，每个第一级交叉模块1101包括一个规模为n×k的第一级交叉子模块11011、一个信号封装子模块11012、一个第一交叉配置信息生成子模块11013、一个帧头同步子模块1114、k个FTL 11015和一个第一时钟生成子模块11016。
每个第三级交叉子模块1103包括一个第三交叉配置信息生成子模块11031、一个信号解封装子模块11032、k个接收机11033、一个第二时钟生成子模块11034和规模为n×k的第三级交叉子模块11035。
图11中，m个第一级交叉模块1101各自包括的规模为n×k的第一级交叉子模块11011分别表示为S1-1、S1-2、...、S1-m，m个第一级交叉模块1101中各自包括的k个FTL 11015分别表示为FTL 1-1、...、FTL 1-k，FTL 2-1、...、FTL 2-k，......FTL m-1、...、FTL m-k。
图11中，k个规模为m×m的CAWG 1102分别表示为S2-1、S2-2、...S2-k；
图11中，m个第三级交叉模块1103各自包括的规模为n×k的第三级交叉子模块11035分别表示为S3-1、S3-2、...、S3-m，m个第三级交叉模块1103中各自包括的k个接收机11033分别表示为Rx 1-1、...、Rx1-k，Rx 2-1、...、Rx 2-k，......Rx m-1、...、Rx m-k。
本实施例中，n为正整数，n≥1。
具体地，每个第一级交叉模块1101中的第一级交叉子模块11011接收到n路数据信号之后，根据第一交叉配置信息生成子模块11013生成的第一交叉配置信息对n路数据信号进行第一级交叉，获得k路数据信号，并将上述k路数据信号发送给信号封装子模块11012，然后信号封装子模块11012根据帧头同步子模块11014生成的帧头同步信号，以及第一时钟生成子模块11016生成的第一时钟信号，将上述k路数据信号封装为k路电信号，并将上述k路电信号分别发送给k个FTL 11015，即每个FTL 11015接收一路电信号；接下来，k个FTL 11015分别将上述一路电信号转换为有效区域对齐的一路光突发信号，并分别根据第一交叉配置信息生成子模块11013生成的第一交叉配置信息采用相应的波长将各自转换后的一路光突发信号发送给k个CAWG1102。
接收到m个第一交叉模块1101中的k个FTL 11015分别发送的光突发信号之后，每个CAWG 1102将接收到m路光突发信号；然后，k个CAWG 1102将各自接收到的m路光突发信号分别发送给m个第三级交叉模块1103中的k个接收机11033。
然后，k个接收机11033分别将接收到的光突发信号转换为电信号，并将上述电信号发送给信号解封装子模块11032；信号解封装子模块11032根据第二时钟生成子模块11034生成的第二时钟信号，对接收机11033发送的电信号进行解封装，获得k路数据信号；再由第三级交叉子模块11035根据第三交叉配置信息生成子模块11031生成的第三交叉配置信息和第二时钟生成子模块11034生成的第二时钟信号对信号解封装子模块11032获得的k路数据信号进行第三级交叉，获得n路数据信号。
本实施例中，光突发(Optical Burst；以下简称：OB)信号是相对定长的。所谓相对定长，是指如果要更改OB信号的长度，需要与数据交叉系统中其他需要配合的模块协调一致后才能更改。一般情况下，在具体实现时，为了简化设计，OB信号的长度是固定的，而且是等长的。
信号封装子模块11012将需要交叉的k路电信号的交叉颗粒封装到OB信号的净荷区。OB信号因为要支持突发接收，一般会带有前导、定界和其他开销。为了支持在光层直接切换上述交叉颗粒，信号封装子模块11012需要将一个交叉颗粒封装进一个OB信号中。图12a给出了将级别0的光通道数据单元(Optical Data Unit 0；以下简称：ODU0)封装到OB信号净荷区的示例，其中ODU0为一个交叉颗粒，图12a为本发明OB信号一个实施例的示意图。需要说明的是，信号封装子模块11012封装的电信号的格式主要由FTL 11015决定，这是为了使FTL 11015输出的OB信号的格式与图12a所示的信号格式类似，也就是说，本实施例中，信号封装子模块11012封装的电信号的格式可能与图12a所示的信号格式有所不同。
如图12a所示，OB信号之间有突发间隔，该突发间隔是无效区域，理论上突发间隔区域内应该是无光或者功率极低的，但实际设计时，由于
FTL 11015波长调谐需要一段时间，所以突发间隔中可能有部分光功率残余，特别地，突发间隔内可能还存在较大光功率，但是由于在接收端，突发间隔内的信号都会被丢弃，因此突发间隔内存在光功率残余并不影响本发明实施例的实现。
为了完成交叉，图12a中的信号按照成帧的方式进行组织。
举例而言，如果第一交叉配置信息不会发生更改，从同一个发射机(FTL)到达同一个接收机(Rx)的OB信号是周期性发出的。如图12a所示，假定这一周期为OB帧长，这样，从同一FTL到达同一Rx的OB信号就在OB帧的固定位置。不同OB帧中固定位置上的OB信号就组成了一个OB通道，即一路OB信号，也就是说，本实施例中，一个FTL发送的OB信号即为一路OB信号。本实施例提供的数据交叉系统就是实现了OB通道的交叉连接。
由于一个OB帧中可以包括多个OB信号，而每个OB信号中可以包括一个交叉颗粒。因此，FTL 11015发送一路OB信号的速率不低于交叉颗粒对应的速率。例如图12a中，OB帧可以为125微秒(μs)，FTL 11015的发送速率为12.5吉比特每秒(Gbit/s)，突发间隔为1μs，OB信号的长度为14.625μs，则每个OB帧可以封装进8个ODU0。
从图12a中可以看出，两个OB帧中，同一位置的OB信号的波长可能不同，本实施例中，FTL 11015根据第一交叉配置信息，以及CAWG 1102的设计特性，采用相应的波长将OB信号发送给CAWG 1102，从而使得OB信号经过CAWG 1102之后，能够到达不同的接收机11033。这样，FTL11015就配合CAWG 1102一起完成了第二级交叉，交叉的颗粒为OB信号(实际上是封装到OB信号中的交叉颗粒，例如图12a中的ODU0)。而FTL 11015另一个作用是实现子架间(主要指线路子架和交叉子架之间)的光突发信号互联，从上面的例子中可以看出，交叉颗粒为ODU0时，FTL11015速率可以为12.5Gbit/s，从而可以大幅减少互联光纤的数量，以一个OB帧中封装8个ODU0计算，相对于现有的采用MEMS切换交叉颗粒的技术方案，本实施例中互联光纤数可以减少到现有的采用MEMS切换交叉颗粒的技术方案中所需互联光纤数的1/8左右。
而在全光交换网的应用中，调度周期可以直接采用图12a或图12b中，光信号长度加间隔(或无效区域)作为一个调度周期，也可以采用数个光信号长度加间隔(或无效区域)之和为一个调度周期，例如图12a中的帧周期。
本实施例中，第一交叉配置信息生成子模块11013的主要功能是生成第一交叉配置信息，并将该第一交叉配置信息发送给k个FTL 11015，以控制k个FTL 11015按照第一交叉配置信息配置好交叉连接。特别地，需要控制FTL 11015将一路OB信号调制到特定的波长上，从而实现第二级交叉。另外，第一交叉配置信息生成子模块11013也需要将生成的第一交叉配置信息发送给第一级交叉子模块11011，以控制第一级交叉子模块11011按照第一交叉配置信息配置好交叉连接，完成第一级交叉。
另外，第三交叉配置信息生成子模块11031的主要功能是生成第三交叉配置信息，并将该第三交叉配置信息分别发送给第三级交叉子模块11035，以控制第三级交叉子模块11035按照第三交叉配置信息配置好交叉连接，完成第三级交叉。
由于对于多级交叉而言，第一交叉配置信息的更改需要多个第一交叉配置信息生成子模块11013共同交互完成，因此，各第一交叉配置信息生成子模块11013之间需要总线互通信息。一般地，在实际实现时，数据交叉系统采用ECC通道来交互第一交叉配置信息。同样，第三交叉配置信息的更改也需要多个第三交叉配置信息生成子模块11031共同交互完成，因此，各第三交叉配置信息生成子模块11031之间也需要总线互通信息。一般地，在实际实现时，数据交叉系统采用ECC通道来交互第三交叉配置信息
帧头同步子模块11014的主要作用是将数据交叉系统中，不同FTL11015发送的OB帧帧头同步对齐，即将OB帧的有效区域对齐，以控制k个FTL 11015采用相同的周期分别发送各自对应的一路OB信号。不同FTL11015发送的OB帧帧头同步对齐之后，才能实现OB通道的交叉连接，也才能支持FTL 11015采用较高的线速。图11中，每个第一级交叉模块1101中的帧头同步子模块11014将帧头同步信号发送到信号封装子模块11012，信号封装子模块11012再按照这个帧头同步信号，控制与该信号封装子模块11012相连的FTL 11015输出的OB帧的帧头同步对齐，具体地，信号封装子模块11012可以按照上述帧头同步信号，控制与该信号封装子模块11012相连的FTL 11015输出的OB帧的帧头中的定界字段同步对齐。不同的帧头同步子模块11014之间也需要同步对齐各自输出的帧头同步信号，具体地，可以采用跟踪的方式实现：即在所有帧头同步子模块11014中选定一个主模块，所有帧头同步子模块11014中除主模块之外的其他帧头同步子模块跟踪锁定主模块输出的帧头同步信号，从而实现不同的帧头同步子模块11014输出到信号封装子模块11012的帧头同步信号同步对齐。当然，不同的帧头同步子模块11014也可以只同步而不对齐，这样需要调度算法根据不同帧头同步子模块11014之间的帧头位置差进行适配修改。
本实施例提供的数据交叉系统中，可以通过设计合适的突发间隔来吸纳帧头同步误差，从而放宽了对帧头同步的要求，使得整个数据交叉系统支持可重配的无阻塞交叉矩阵，即能支持新增配置交叉连接不会中断或干扰现有交叉连接。举例而言，如上述，突发间隔为1μs，而在具体实现时，FTL 11015波长切换的时间可以控制在300纳秒(ns)以内，这样可以容允的帧头同步误差为700ns，相当于不同子架互联光纤长度差可以在140米(m)左右。另外，本实施例中，FTL 11015的调节速度较快，例如：300ns左右，也就是说第二级切换的时间由无效的突发间隔吸收，不影响交叉颗粒的调度，因此，本实施例提供的数据交叉系统可以采用重配无阻塞交叉矩阵，图11中，实际设计时的交叉矩阵中k＝n，这样，可以继续降低一半的互联光纤数量和CAWG的数量。
第一时钟生成子模块11016主要是提供参考时钟给第一级交叉子模块11011和信号封装子模块11012，第二时钟生成子模块11034主要是提供参考时钟给信号解封装子模块11032，使得这些模块可以锁定参考时间封装待发送数据和解调出待发送数据。由于突发间隔的存在，上述数据交叉系统的各个第一时钟生成子模块11016之间不需要同步，同样各个第二时钟生成子模块11034之间也不需要同步，由突发间隔吸收不同时钟之间存在的频率差；当然本发明实施例并不仅限于此，也可以采用与帧头同步子模块11014类似的方式将各第一时钟生成子模块11016同步起来，以及将各第二时钟生成子模块11034同步起来，这样可以减低突发间隔长度，提高带宽利用率，不过增加了系统设计难度。
本实施例提供的数据交叉系统的交叉子架中主要为CAWG 1102，而CAWG 1102基本不用控制(具体实现时，CAWG需要在一个稳定的温度下工作，因此需要温度控制)，从而可以降低交叉子架的功耗，减小交叉子架的体积。
本发明图11所示实施例中，采用FTL和CAWG相配合实现第二级交叉，这需要FTL有比较大的波长调谐范围，以及CAWG支持较多的端口数。假设本发明图11所示数据交叉系统中，FTL需要在m波范围内快速可调，CAWG则需要支持m×m个端口。而本发明图13所示实施例中，可以采用FTL、空分光交叉子模块和CAWG一起来实现第二级交叉模块，具体地，可以采用图13所示的模块替代图11中的第二级交叉模块，图13为本发明第二级交叉模块再一个实施例的结构示意图，图13示出了一个第二级交叉模块的结构，其他第二级交叉模块与之类似。
如图13所示，本实施例中的第二级交叉模块13也由三级组成：第一级为第一空分光交叉子模块1301，规模为s×t，数量为m/s个；第二级为(m/s)×(m/s)的CAWG 1302，数量为t个；第三级为t×s的第二空分光交叉子模块1303，数量为m/s个；其中，m/s和t为正整数，m/s≥1，t≥1。
从图13可以看出，实际上第二级交叉模块内部也是一个三级CLOS矩阵，因此要实现严格无阻塞，需要t≥2s-1，实现重配无阻塞时最低要求t＝s。
上述第一空分光交叉子模块1301和第二空分光交叉子模块1303要求切换速度能适配突发间隔，也即在几百ns级别。在具体实现时，可以采用快速光开关阵列搭建，例如，可以采用图5提供的方式实现。
如图5所示，一个10×10的空分光交叉子模块可以由100个1∶1的快速光开关、10个1∶10的分路器以及10个10∶1的合路器构成。当然本实施例并不仅限于此，空分光交叉子模块也可以由多级1∶2光开关级联构成，本发明实施例对空分光交叉子模块的实现方式不作限定。但是，采用光开关阵列构成空分光交叉子模块，可以简化第二级交叉的处理。
同本发明图11所示实施例一样，如果第一空分光交叉子模块1301和第二空分光交叉子模块1303的切换速度足够快，图13所示的第二级交叉模块也支持重配无阻塞交叉矩阵，即t＝s。
从图13可以看出，CAWG的规模已经从图11中的m×m降到图13中的(m/s)×(m/s)，特别地是FTL波长调谐范围也从图11中的m波降到图13中的m/s波。
由于增加了第一空分光交叉子模块1301和第二空分光交叉子模块1303，因此需要引入图13所示的第二交叉配置信息生成子模块1304，用于生成第二交叉配置信息，并将第二交叉配置信息分别发送给第一空分光交叉子模块1301和第二空分光交叉子模块1303，以控制第一空分光交叉子模块1301和第二空分光交叉子模块1303进行交叉。
另外，不同的第二交叉配置信息生成子模块1304之间也需要交互，特别地，由于第二级交叉模块一般位于交叉子架，而第一级交叉模块和第三级交叉模块一般位于线路子架，因此在本实施例中，第二交叉配置信息生成子模块1304与第一交叉配置信息生成子模块11013和第三交叉配置信息生成子模块11031是不同的，第二交叉配置信息生成子模块1304、第一交叉配置信息生成子模块11013与第三交叉配置信息生成子模块11031之间也需要交互；具体地，第二交叉配置信息生成子模块1304、第一交叉配置信息生成子模块11013与第三交叉配置信息生成子模块11031之间可以采用ECC通道进行交互。
如上所述，本实施例降低了FTL和CAWG的实现难度，但是增加了第一空分光交叉子模块1301和第二空分光交叉子模块1303，并且CAWG 1302的数量也有所增加，因此本实施例中，交叉子架的数量和功耗相对本发明图11所示实施例提供的数据交叉系统所用到的交叉子架的数量和功耗而言将会有所上升，但是通过合理选取s的值，本实施例提供的数据交叉系统相比现有技术，仍然存在功耗和体积方面的优势。而且随着空分光交叉模块和CAWG等光器件集成度的提高，功耗和体积方面的优势将会增大。
本发明实施例能大幅降低多子架级联的数据交叉系统的体积和功耗，反过来讲，在相同体积和功耗的限制下，本发明实施例能大幅提升整个数据交叉系统能支持的交叉容量。具体如下：
1、交叉子架间互联采用光突发信号，将交叉颗粒封装到光突发信号中，采用较高线速进行互联，从而在支持较小的交叉颗粒的同时，采用较高速率进行交叉子架间互联，从而减少了互联光纤及其连接器数量，增加了可靠性和可维护性，降低了设计难度。
2、由于交叉子架主要是由CAWG等光模块构成，交叉子架直接在光层进行交叉，降低了交叉框的体积和功耗。
3、采用光突发通道进行交叉连接，光突发信号之间有突发间隔，可以吸收交叉子架间互联导致的帧同步误差以及各交叉子架使用的时钟的频率差，从而可以采用重配的交叉矩阵支持交叉系统的交叉配置要求，进一步减少了互联光纤及其连接器数量，减低了交叉子架的体积和功耗。
本发明实施例提供数据交叉系统不仅可以用于光传送网中的交叉设备中，还可以进一步扩展到集群路由器中的交换网中，如图14所示，图14为本发明全光交换网一个实施例的结构示意图，与图11所示的数据交叉系统相比，可知如果用于全光交换网中，交叉配置信息生成子模块需要改成调度信息生成子模块，不同调度信息生成子模块之间可以无交互。同时，帧头同步子模块需要更改成调度周期同步子模块。
图15为本发明数据交叉方法一个实施例的流程图，本实施例中的数据交叉方法可以用于本发明图1～图7任一实施例提供的数据交叉系统中，如图15所示，该数据交叉方法可以包括：
步骤1501，至少两个第一级交叉模块分别根据第一信息对输入数据信号进行第一级交叉，分别获得至少一路数据信号，并分别将上述至少一路数据信号封装为至少一路电信号。
步骤1502，至少两个第一级交叉模块各自包括的至少一个发射机将封装后的至少一路电信号转换为有效区域对齐的至少一路光信号，并将上述至少一路光信号发送给至少一个第二级交叉模块，以便至少一个第二级交叉模块对至少两个第一级交叉模块各自包括的至少一个发射机发送的至少一路光信号进行第二级交叉后，将交叉后获得的光突发信号发送给至少一个第三级交叉模块。
本实施例中，步骤1502之后，至少一个第三级交叉模块将至少一个第二级交叉模块发送的光突发信号转换为电信号，对上述电信号进行解封装，获得至少一路数据信号，并对至少一路数据信号进行第三级交叉，获得输出数据信号。
本实施例的一种实现方式中，发射机具体可以为波长快速可调发送模块，例如：FTL，第二级交叉模块具体可以为CAWG，上述光信号具体为光突发信号；进一步地，至少两个第一级交叉模块各自包括的至少一个发射机将封装后的至少一路电信号转换为有效区域对齐的至少一路光信号可以为：至少两个第一级交叉模块各自包括的至少一个波长快速可调发送模块将封装后的至少一路电信号转换为有效区域对齐的至少一路光突发信号；
将上述至少一路光信号发送给至少一个第二级交叉模块可以为：至少两个第一级交叉模块各自包括的至少一个波长快速可调发送模块根据第一信息分别采用相应的波长，将至少一路光突发信号发送给至少一个CAWG。
本实现方式中，采用FTL和CAWG实现数据交叉的过程可以如图16所示，图16为本发明数据交叉过程一个实施例的示意图。
图16中，S1-1、S1-2、...、S 1-m为m个规模为n×k的第一级交叉子模块，FTL1，FTL2，...，FTLk为k个发射机，共有m组发射机(每组k个)，也就是说，每个第一级交叉子模块对应k个发射机；S2-1、S2-2、...、S2-k为k个规模为m×m的第二级交叉模块，本实现方式中，第二级交叉模块通过CAWG实现；S3-1、S3-2、...、S3-m为m个规模为k×n的第三级交叉子模块，Rx1，Rx2，...，Rxk为k个接收机，共有m组接收机(每组k个)，也就是说，每个第三级交叉子模块对应k个接收机。
本实现方式中，第一级交叉和第二级交叉都是在电层进行的，第二级交叉主要由CAWG实现。第一级交叉子模块完成第一级的电层交叉后，FTL根据第一信息采用相应的波长将光突发信号发送给第二级的CAWG，由第二级的CAWG将FTL发送的光突发信号输出到不同的目的端口，分别由不同的接收机Rx进行接收，之后，再由第三级交叉子模块进行第三级的交叉。这样，图16中的FTL实际完成了两个功能：一是实现子架间(主要指线路子架和交叉子架之间)的互联，将电信号转换成光信号；二是与第二级的CAWG配合，完成第二级交叉。
本实施例的另一实现方式中，至少一个第二级交叉模块对至少两个第一级交叉模块各自包括的至少一个发射机发送的至少一路光信号进行第二级交叉后，将交叉后的光突发信号发送给至少一个第三级交叉模块可以为：至少一个第二级交叉模块包括的空分光交叉子模块根据第二信息，对至少两个第一级交叉模块各自包括的至少一个发射机发送的至少一路连续的光信号进行第二级交叉，将交叉后获得的光突发信号发送给至少一个第三级交叉模块。
本实现方式中，数据交叉过程可以如图17所示，图17为本发明数据交叉过程另一个实施例的示意图。
图17中，S 1-1、S1-2、...、S1-m为m个规模为n×k的第一级交叉子模块，Tx1，Tx2，...，Txk为k个发射机，共有m组发射机(每组k个)，也就是说，每个第一级交叉子模块对应k个发射机；S2-1、S2-2、...、S2-k为k个规模为m×m的第二级交叉模块，本实施例中，第二级交叉模块通过空分光交叉模块实现；S3-1、S3-2、...、S3-m为m个规模为k×n的第三级交叉子模块，Rx1，Rx2，...，Rxk为k个接收机，共有m组接收机(每组k个)，也就是说，每个第三级交叉子模块对应k个接收机。
本实现方式中，第一级交叉和第三级交叉都是在电层进行的，多路数据信号先经过第一级交叉子模块进行第一级的电层交叉后，再由Tx转换成自身对应的一路光突发信号发送出去。由第二级交叉模块进行第二级交叉，然后Rx分别对在光层进行交叉后的光突发信号进行光电转换，将转换后的电突发信号发送给第三级交叉子模块进行第三级交叉。
图17中，Tx可以为彩光口，例如符合WDM等多光信道系统中的波长标准的光口，也可以为灰光口(或称为白光口)，例如符合ITU-T G.693等局内系统(intra-office systems)标准的光口。如果图17中的Tx为灰光口，则图17中的第二级交叉模块可以采用图5所示的空分光交叉子模块实现；如果图17中的Tx为彩光口，则图17中的第二级交叉模块可以采用基于微环的快速光滤波器阵列来实现。
上述实施例可以采用较高速率进行子架间互联，从而可以减少互联光纤及该互联光纤的连接器的数量，可以增加可靠性和可维护性，进而可以降低设计难度；另外，第二级交叉模块直接在光层对发射机发送的光信号进行交叉，可以减少交叉子架的数量，降低交叉子架的体积和功耗。
图18为本发明数据交叉方法另一个实施例的流程图，本实施例中的数据交叉方法可以应用于本发明图8～图10任一实施例提供的数据交叉系统中。如图18所示，该数据交叉方法可以包括：
步骤1801，至少一个第一级交叉模块根据第一信息对输入数据信号进行第一级交叉，获得至少两路数据信号，并将至少两路数据信号封装为至少两路电信号。
步骤1802，至少一个第一级交叉模块包括的至少两个发射机将封装后的至少两路电信号转换为有效区域对齐的至少两路光信号，并将上述至少两路光信号发送给至少两个第二级交叉模块，以便至少两个第二级交叉模块对至少一个第一级交叉模块包括的至少两个发射机发送的至少两路光信号进行第二级交叉后，将交叉后获得的光突发信号发送给至少一个第三级交叉模块。
进一步地，步骤1802之后，至少一个第三级交叉模块将至少两个第二级交叉模块发送的光突发信号转换为电信号，对上述电信号进行解封装，获得至少两路数据信号，并对至少两路数据信号进行第三级交叉，获得输出数据信号。
本实施例的一种实现方式中，发射机具体为波长快速可调发送模块，例如：FTL，第二级交叉模块具体为CAWG，上述光信号具体为光突发信号；本实现方式中，至少一个第一级交叉模块包括的至少两个发射机将封装后的至少两路电信号转换为有效区域对齐的至少两路光信号可以为：至少一个第一级交叉模块包括的至少两个波长快速可调发送模块将封装后的至少两路电信号转换为有效区域对齐的至少两路光突发信号；
将至少两路光信号发送给至少两个第二级交叉模块可以为：
至少一个第一级交叉模块包括的至少两个波长快速可调发送模块根据第一信息分别采用相应的波长，将至少两路光突发信号发送给至少两个CAWG。
本实现方式实现数据交叉的原理可以如图16所示，在此不再赘述。
本实施例的另一种实现方式中，光信号具体为连续的光信号；至少两个第二级交叉模块对至少一个第一级交叉模块包括的至少两个发射机发送的至少两路光突发信号进行第二级交叉后，将交叉后获得的光突发信号发送给至少一个第三级交叉模块可以为：至少两个第二级交叉模块各自包括的空分光交叉子模块根据第二信息，对至少一个第一级交叉模块包括的至少两个发射机发送的至少两路连续的光信号进行第二级交叉，将交叉后获得的光突发信号发送给至少一个第三级交叉模块。
本实现方式实现数据交叉的原理可以如图17所示，在此不再赘述。
上述实施例可以采用较高速率进行子架间互联，从而可以减少互联光纤及该互联光纤的连接器的数量，可以增加可靠性和可维护性，进而可以降低设计难度；另外，第二级交叉模块直接在光层对发射机发送的光信号进行交叉，可以减少交叉子架的数量，降低交叉子架的体积和功耗。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种数据交叉系统，其特征在于，包括：至少两个第一级交叉模块、至少一个第二级交叉模块和至少一个第三级交叉模块；
所述第一级交叉模块包括：第一级交叉子模块、信号封装子模块、第一信息生成子模块和至少一个发射机；
所述第一信息生成子模块，用于生成第一信息；
所述第一级交叉子模块，用于根据所述第一信息生成子模块生成的第一信息对输入数据信号进行第一级交叉，获得至少一路数据信号，并将所述至少一路数据信号发送给所述信号封装子模块；
所述信号封装子模块，用于接收所述第一级交叉子模块发送的至少一路数据信号，将所述至少一路数据信号封装为至少一路电信号，并将所述至少一路电信号发送给所述至少一个发射机；
所述至少一个发射机，用于将所述信号封装子模块封装的至少一路电信号转换为有效区域对齐的至少一路光信号，并将所述至少一路光信号发送给所述至少一个第二级交叉模块；
所述至少一个第二级交叉模块，用于对所述至少两个第一级交叉模块各自包括的至少一个发射机发送的至少一路光信号进行第二级交叉，将交叉后获得的光突发信号发送给所述至少一个第三级交叉模块；
所述至少一个第三级交叉模块，用于接收所述至少一个第二级交叉模块发送的光突发信号，将所述光突发信号转换为电信号，对所述电信号进行解封装，获得至少一路数据信号，并对所述至少一路数据信号进行第三级交叉，获得输出数据信号；
其中，所述发射机具体为波长快速可调发送模块，所述第二级交叉模块具体为旋转阵列式波导光栅，所述光信号具体为光突发信号；至少一个波长快速可调发送模块，用于将所述信号封装子模块封装的至少一路电信号转换为有效区域对齐的至少一路光突发信号，并根据所述第一信息生成子模块生成的第一信息分别采用相应的波长将所述至少一路光突发信号发送给至少一个旋转阵列式波导光栅；或者，
所述发射机具体为波长快速可调发送模块，所述光信号为光突发信号，所述第二级交叉模块包括：至少两个第一空分光交叉子模块、至少一个旋转阵列式波导光栅、至少一个第二空分光交叉子模块和第二信息生成子模块；所述至少一个波长快速可调发送模块，用于将所述信号封装子模块封装的至少一路电信号转换为有效区域对齐的至少一路光突发信号，并根据所述第一信息生成子模块生成的第一信息分别采用相应的波长，将所述至少一路光突发信号发送给所述至少两个第一空分光交叉子模块；所述第二信息生成子模块，用于生成第二信息；所述至少两个第一空分光交叉子模块，用于根据所述第二信息生成子模块生成的第二信息，将所述至少两个第一级交叉模块各自包括的至少一个波长快速可调发送模块发送的至少一路光突发信号发送给所述至少一个旋转阵列式波导光栅；所述至少一个旋转阵列式波导光栅，用于将所述至少两个第一空分光交叉子模块发送的光突发信号发送给所述至少一个第二空分光交叉子模块；所述至少一个第二空分光交叉子模块，用于根据所述第二信息生成子模块生成的第二信息将所述至少一个旋转阵列式波导光栅发送的光突发信号发送给所述至少一个第三级交叉模块；或者，
所述发射机具体为波长快速可调发送模块，所述光信号为光突发信号，所述第二级交叉模块包括：至少一个第一空分光交叉子模块、至少两个旋转阵列式波导光栅、至少一个第二空分光交叉子模块和第二信息生成子模块；所述至少一个波长快速可调发送模块，用于将所述信号封装子模块封装的至少一路电信号转换为有效区域对齐的至少一路光突发信号，并根据所述第一信息生成子模块生成的第一信息采用相应的波长，将所述至少一路光突发信号发送给所述至少一个第一空分光交叉子模块；所述第二信息生成子模块，用于生成第二信息；所述至少一个第一空分光交叉子模块，用于根据所述第二信息生成子模块生成的第二信息，将所述至少两个第一级交叉模块各自包括的至少一个波长快速可调发送模块发送的至少一路光突发信号发送给所述至少两个旋转阵列式波导光栅；所述至少两个旋转阵列式波导光栅，用于将所述至少一个第一空分光交叉子模块发送的光突发信号发送给所述至少一个第二空分光交叉子模块；所述至少一个第二空分光交叉子模块，用于根据所述第二信息生成子模块生成的第二信息，将所述至少两个旋转阵列式波导光栅发送的光突发信号发送给所述至少一个第三级交叉模块；或者，
所述第二级交叉模块包括：第二信息生成子模块和空分光交叉子模块；所述光信号为连续的光信号；至少一个第二信息生成子模块，用于生成第二信息；至少一个空分光交叉子模块，用于根据所述至少一个第二信息生成子模块生成的第二信息，对所述至少两个第一级交叉模块各自包括的至少一个发射机发送的至少一路连续的光信号进行第二级交叉，将交叉后获得的光突发信号发送给所述至少一个第三级交叉模块。
2.根据权利要求1所述的数据交叉系统，其特征在于，所述第一级交叉模块还包括：同步信息生成子模块和第一时钟生成子模块；
所述同步信息生成子模块，用于生成同步信息，并将所述同步信息发送给所述信号封装子模块；
所述第一时钟生成子模块，用于生成第一时钟信号，并将所述第一时钟信号发送给所述信号封装子模块和/或所述第一级交叉子模块；
所述信号封装子模块，具体用于根据所述同步信息生成子模块生成的同步信息和所述第一时钟生成子模块生成的第一时钟信号，将所述至少一路数据信号封装为至少一路电信号；
所述第一级交叉子模块，具体用于根据所述第一信息生成子模块生成的第一信息和所述第一时钟生成子模块生成的第一时钟信号对输入数据信号进行第一级交叉，获得至少一路数据信号。
3.根据权利要求1或2所述的数据交叉系统，其特征在于，所述第三级交叉模块包括：第三信息生成子模块、信号解封装子模块、至少一个接收机和第三级交叉子模块；
所述至少一个接收机，用于接收所述至少一个第二级交叉模块发送的光突发信号，将所述光突发信号转换为电信号，并将所述电信号发送给所述信号解封装子模块；
所述信号解封装子模块，用于对所述至少一个接收机发送的电信号进行解封装，获得至少一路数据信号；
所述第三信息生成子模块，用于生成第三信息；
所述第三级交叉子模块，用于根据所述第三信息生成子模块生成的第三信息对所述信号解封装子模块获得的至少一路数据信号进行第三级交叉，获得输出数据信号。
4.根据权利要求3所述的数据交叉系统，其特征在于，所述第三级交叉模块还包括：第二时钟生成子模块；
所述第二时钟生成子模块，用于生成第二时钟信号，并将所述第二时钟信号发送给所述信号解封装模块和/或所述第三级交叉子模块；
所述信号解封装子模块，具体用于根据所述第二时钟生成子模块生成的第二时钟信号，对所述至少一个接收机发送的电信号进行解封装，获得至少一路数据信号；
所述第三级交叉子模块，具体用于根据所述第三信息生成子模块生成的第三信息和所述第二时钟生成子模块生成的第二时钟信号，对所述信号解封装子模块获得的至少一路数据信号进行第三级交叉，获得输出数据信号。
5.一种数据交叉系统，其特征在于，包括：至少一个第一级交叉模块、至少两个第二级交叉模块和至少一个第三级交叉模块；
所述第一级交叉模块包括：第一级交叉子模块、信号封装子模块、第一信息生成子模块和至少两个发射机；
所述第一信息生成子模块，用于生成第一信息；
所述第一级交叉子模块，用于根据所述第一信息生成子模块生成的第一信息对输入数据信号进行第一级交叉，获得至少两路数据信号，并将所述至少两路数据信号发送给所述信号封装子模块；
所述信号封装子模块，用于接收所述第一级交叉子模块发送的至少两路数据信号，将所述至少两路数据信号封装为至少两路电信号，并将所述至少两路电信号分别发送给所述至少两个发射机；
所述至少两个发射机，用于将所述信号封装子模块封装的至少两路电信号转换为有效区域对齐的至少两路光信号，并将所述至少两路光信号分别发送给所述至少两个第二级交叉模块；
所述至少两个第二级交叉模块，用于对所述至少一个第一级交叉模块包括的至少两个发射机发送的至少两路光信号进行第二级交叉，将交叉后获得的光突发信号发送给所述至少一个第三级交叉模块；
所述至少一个第三级交叉模块，用于接收所述至少两个第二级交叉模块中的至少一个发送的光突发信号，将所述光突发信号转换为电信号，对所述电信号进行解封装，获得至少一路数据信号，并对所述至少一路数据信号进行第三级交叉，获得输出数据信号；
其中，所述发射机具体为波长快速可调发送模块，所述第二级交叉模块具体为旋转阵列式波导光栅，所述光信号具体为光突发信号；至少两个波长快速可调发送模块，具体用于将所述信号封装子模块封装的至少两路电信号转换为有效区域对齐的至少两路光突发信号，并根据所述第一信息生成子模块生成的第一信息分别采用相应的波长将所述至少两路光突发信号发送给至少两个旋转阵列式波导光栅；或者，
所述第二级交叉模块包括：第二信息生成子模块和空分光交叉子模块；所述光信号为连续的光信号；至少两个第二信息生成子模块，用于生成第二信息，分别发送给至少两个空分光交叉子模块；所述至少两个空分光交叉子模块，用于根据所述至少两个第二信息生成子模块生成的第二信息，对所述至少一个第一级交叉模块包括的至少两个发射机发送的至少两路连续的光信号进行第二级交叉，将交叉后获得的光突发信号发送给所述至少一个第三级交叉模块。
6.根据权利要求5所述的数据交叉系统，其特征在于，所述第一级交叉模块还包括：同步信息生成子模块和第一时钟生成子模块；
所述同步信息生成子模块，用于生成同步信息，并将所述同步信息发送给所述信号封装子模块；
所述第一时钟生成子模块，用于生成第一时钟信号，并将所述第一时钟信号发送给所述信号封装子模块和/或所述第一级交叉子模块；
所述信号封装子模块，具体用于根据所述同步信息生成子模块生成的同步信息和所述第一时钟生成子模块生成的第一时钟信号，将所述至少两路数据信号封装为至少两路电信号；
所述第一级交叉子模块，具体用于根据所述第一信息生成子模块生成的第一信息和所述第一时钟生成子模块生成的第一时钟信号，对输入数据信号进行第一级交叉，获得至少两路数据信号。
7.根据权利要求5或6所述的数据交叉系统，其特征在于，所述第三级交叉模块包括：第三信息生成子模块、信号解封装子模块、至少一个接收机和第三级交叉子模块；
所述至少一个接收机，用于接收所述至少两个第二级交叉模块中的至少一个发送的光突发信号，将所述光突发信号转换为电信号，并将所述电信号发送给所述信号解封装子模块；
所述信号解封装子模块，用于对所述至少一个接收机发送的电信号进行解封装，获得至少一路数据信号；
所述第三信息生成子模块，用于生成第三信息；
所述第三级交叉子模块，用于根据所述第三信息生成子模块生成的第三信息，对所述信号解封装子模块获得的至少一路数据信号进行第三级交叉，获得输出数据信号。
8.根据权利要求7所述的数据交叉系统，其特征在于，所述第三级交叉模块还包括：第二时钟生成子模块；
所述第二时钟生成子模块，用于生成第二时钟信号，并将所述第二时钟信号发送给所述信号解封装子模块和/或所述第三级交叉子模块；
所述信号解封装子模块，具体用于根据所述第二时钟生成子模块生成的第二时钟信号，对所述至少一个接收机发送的电信号进行解封装，获得至少一路数据信号；
所述第三级交叉子模块，具体用于根据所述第三信息生成子模块生成的第三信息和所述第二时钟生成子模块生成的第二时钟信号，对所述信号解封装子模块获得的至少一路数据信号进行第三级交叉，获得输出数据信号。
9.一种数据交叉方法，其特征在于，包括：
至少两个第一级交叉模块分别根据第一信息对输入数据信号进行第一级交叉，分别获得至少一路数据信号，并分别将所述至少一路数据信号封装为至少一路电信号；
所述至少两个第一级交叉模块各自包括的至少一个发射机将封装后的至少一路电信号转换为有效区域对齐的至少一路光信号，并将所述至少一路光信号发送给至少一个第二级交叉模块，以便所述至少一个第二级交叉模块对所述至少两个第一级交叉模块各自包括的至少一个发射机发送的至少一路光信号进行第二级交叉后，将交叉后获得的光突发信号发送给至少一个第三级交叉模块；
其中，所述发射机具体为波长快速可调发送模块，所述第二级交叉模块具体为旋转阵列式波导光栅，所述光信号具体为光突发信号；所述至少两个第一级交叉模块各自包括的至少一个发射机将封装后的至少一路电信号转换为有效区域对齐的至少一路光信号包括：所述至少两个第一级交叉模块各自包括的至少一个波长快速可调发送模块将封装后的至少一路电信号转换为有效区域对齐的至少一路光突发信号；所述将所述至少一路光信号发送给至少一个第二级交叉模块包括：所述至少两个第一级交叉模块各自包括的至少一个波长快速可调发送模块根据所述第一信息分别采用相应的波长，将所述至少一路光突发信号发送给至少一个旋转阵列式波导光栅；或者，
所述发射机具体为波长快速可调发送模块，所述光信号为光突发信号；所述至少两个第一级交叉模块各自包括的至少一个发射机将封装后的至少一路电信号转换为有效区域对齐的至少一路光信号，并将所述至少一路光信号发送给至少一个第二级交叉模块包括：所述至少两个第一级交叉模块各自包括的至少一个波长快速可调发送模块，将封装后的至少一路电信号转换为有效区域对齐的至少一路光突发信号，并根据所述第一信息分别采用相应的波长，将所述至少一路光突发信号发送给所述至少一个第二级交叉模块各自包括的至少两个第一空分光交叉子模块；所述至少一个第二级交叉模块对所述至少两个第一级交叉模块各自包括的至少一个发射机发送的至少一路光信号进行第二级交叉后，将交叉后获得的光突发信号发送给至少一个第三级交叉模块包括：所述至少一个第二级交叉模块各自包括的至少两个第一空分光交叉子模块分别根据第二信息，将所述至少两个第一级交叉模块各自包括的至少一个波长快速可调发送模块发送的至少一路光突发信号发送给所述至少一个第二级交叉模块各自包括的至少一个旋转阵列式波导光栅，再由所述至少一个第二级交叉模块各自包括的至少一个旋转阵列式波导光栅将所述光突发信号发送给所述至少一个第二级交叉模块各自包括的至少一个第二空分光交叉子模块，所述至少一个第二级交叉模块各自包括的至少一个第二空分光交叉子模块根据所述第二信息将所述光突发信号发送给所述至少一个第三级交叉模块；或者，
所述发射机具体为波长快速可调发送模块，所述光信号为光突发信号，所述至少两个第一级交叉模块各自包括的至少一个发射机将封装后的至少一路电信号转换为有效区域对齐的至少一路光信号，并将所述至少一路光信号发送给至少一个第二级交叉模块包括：所述至少两个第一级交叉模块各自包括的至少一个波长快速可调发送模块将封装后的至少一路电信号转换为有效区域对齐的至少一路光突发信号，并根据所述第一信息采用相应的波长，将所述至少一路光突发信号发送给所述至少一个第二级交叉模块各自包括的至少一个第一空分光交叉子模块；所述至少一个第二级交叉模块对所述至少两个第一级交叉模块各自包括的至少一个发射机发送的至少一路光信号进行第二级交叉后，将交叉后获得的光突发信号发送给至少一个第三级交叉模块包括：所述至少一个第二级交叉模块各自包括的至少一个第一空分光交叉子模块根据第二信息，将所述至少两个第一级交叉模块各自包括的至少一个波长快速可调发送模块发送的至少一路光突发信号发送给所述至少一个第二级交叉模块各自包括的至少两个旋转阵列式波导光栅，再由所述至少一个第二级交叉模块各自包括的至少两个旋转阵列式波导光栅将所述光突发信号发送给所述至少一个第二级交叉模块各自包括的至少一个第二空分光交叉子模块，所述至少一个第二级交叉模块各自包括的至少一个第二空分光交叉子模块根据所述第二信息，将所述光突发信号发送给所述至少一个第三级交叉模块；或者，
所述光信号具体为连续的光信号；所述至少一个第二级交叉模块对所述至少两个第一级交叉模块各自包括的至少一个发射机发送的至少一路光信号进行第二级交叉后，将交叉后获得的光突发信号发送给至少一个第三级交叉模块包括：所述至少一个第二级交叉模块包括的空分光交叉子模块根据第二信息，对所述至少两个第一级交叉模块各自包括的至少一个发射机发送的至少一路连续的光信号进行第二级交叉，将交叉后获得的光突发信号发送给至少一个第三级交叉模块。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述至少一个第二级交叉模块对所述至少两个第一级交叉模块各自包括的至少一个发射机发送的至少一路光信号进行第二级交叉后，将交叉后获得的光突发信号发送给至少一个第三级交叉模块之后，还包括：
所述至少一个第三级交叉模块将所述至少一个第二级交叉模块发送的光突发信号转换为电信号，对所述电信号进行解封装，获得至少一路数据信号，并对所述至少一路数据信号进行第三级交叉，获得输出数据信号。
11.一种数据交叉方法，其特征在于，包括：
至少一个第一级交叉模块根据第一信息对输入数据信号进行第一级交叉，获得至少两路数据信号，并将所述至少两路数据信号封装为至少两路电信号；
所述至少一个第一级交叉模块包括的至少两个发射机将封装后的至少两路电信号转换为有效区域对齐的至少两路光信号，并将所述至少两路光信号发送给至少两个第二级交叉模块，以便所述至少两个第二级交叉模块对所述至少一个第一级交叉模块包括的至少两个发射机发送的至少两路光信号进行第二级交叉后，将交叉后获得的光突发信号发送给至少一个第三级交叉模块；
其中，所述发射机具体为波长快速可调发送模块，所述第二级交叉模块具体为旋转阵列式波导光栅，所述光信号具体为光突发信号；所述至少一个第一级交叉模块包括的至少两个发射机将封装后的至少两路电信号转换为有效区域对齐的至少两路光信号包括：所述至少一个第一级交叉模块包括的至少两个波长快速可调发送模块将封装后的至少两路电信号转换为有效区域对齐的至少两路光突发信号；所述将所述至少两路光信号发送给至少两个第二级交叉模块包括：所述至少一个第一级交叉模块包括的至少两个波长快速可调发送模块根据所述第一信息分别采用相应的波长，将所述至少两路光突发信号发送给至少两个旋转阵列式波导光栅；或者，
所述光信号具体为连续的光信号；所述至少两个第二级交叉模块对所述至少一个第一级交叉模块包括的至少两个发射机发送的至少两路光信号进行第二级交叉后，将交叉后获得的光突发信号发送给至少一个第三级交叉模块包括：所述至少两个第二级交叉模块各自包括的空分光交叉子模块根据第二信息，对所述至少一个第一级交叉模块包括的至少两个发射机发送的至少两路连续的光信号进行第二级交叉，将交叉后获得的光突发信号发送给至少一个第三级交叉模块。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述至少两个第二级交叉模块对所述至少一个第一级交叉模块包括的至少两个发射机发送的至少两路光信号进行第二级交叉后，将交叉后获得的光突发信号发送给至少一个第三级交叉模块之后，还包括：
所述至少一个第三级交叉模块将所述至少两个第二级交叉模块发送的光突发信号转换为电信号，对所述电信号进行解封装，获得至少两路数据信号，并对所述至少两路数据信号进行第三级交叉，获得输出数据信号。
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