CN103428587B - 光突发分插复用器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光突发分插复用器，包括：波长选择开关，用于按照波长分离来自线路接收光纤的光信号；业务处理模块，用于根据该波长选择开关分离的光信号确定需要接收的光信号的波长；高速1×N光开关，用于在该业务处理模块的控制下，将该波长选择开关分离的光信号中具有该确定的波长的光信号传送给该业务处理模块。通过本发明，降低了光突发分插复用器的成本。

Description

光突发分插复用器

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种光突发分插复用器。

背景技术

随着网络应用的不断发展，因特网流量的飞速增长，在电信号域完成交换的方式已经不能满足对高速的要求，速率瓶颈随之产生。在此基础上，光交换技术成为了下一代光网络的核心技术。

光交换技术主要包括：光路交换（OpticalCircuitSwitching，简称为OCS）、光分组交换（OpticalPacketSwitching，简称为OPS）和光突发交换（OpticalBurstSwitching，简称为OBS）。在OCS中，为了避免光通道间的相互干扰，在同一条光纤链路上的不同光通道必须具有不同的波长。但是，由于波长数目的限制并且OCS采用双向预留机制，建立和拆除一条通道需要一定的时间，因此，OCS难以适应不断增长且变化无常的因特网流量。OPS在光信号层面上以光分组作为最小的分组颗粒实现分组交换，其带宽利用率较高，适合传输突发数据。但是，OPS目前仍然有许多技术难题有待解决，最突出的是缺乏高速光逻辑器件和光缓冲存储器。因此，在今后相当长的一段时间内，OPS的应用前景并不被看好。

光突发交换（OBS）使用的带宽粒度介于光路交换和光分组交换之间，在独立的信道上传送控制分组-突发控制包（BurstControlPacket，简称为BCP），通过控制分组携带的信息在经过的核心节点上为突发数据包（BurstDataPacket，简称为BDP）预留资源，突发数据包则在光域以直通的形式通过整个OBS网络。核心节点只需对控制分组进行光/电/光（O/E/O）转换和处理，就克服了光路交换中的交换瓶颈，提高了带宽利用率，且比光分组交换更易于实现，可以说是两者之间的平衡选择。

OBS网络包括基于环形拓扑的OBS网络（也称为光突发交换环网、OBS环网、或OBSring）和基于网状拓扑的OBS网络，其中，基于环形拓扑的OBS网络相对于网状拓扑的OBS网络具有简单、易于实现的特点，特别适用于城域网中。图1是根据相关技术的OBS环网组网示意图，OBS环网中的节点称为光突发分插复用器（OpticalBurstAddDropMultiplexer，简称为OBADM）。

在相关技术中的实现OBADM的方法中，需要使用大量的光开关和合分波器。限于目前的技术条件，大规模高速光开关技术不够成熟、或者成本高昂，不能满足商用需求。

另外，相关技术中的实现OBADM的方法中，还需要使用突发式波长可调谐光收发模块和需要使用突发式光放大器，突发式光模块和突发式光放大器都不够成熟，或者成本高昂，不能满足商用需求。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种光突发分插复用器，以至少解决相关技术中OBADM成本高昂的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种光突发分插复用器，包括：波长选择开关，用于按照波长分离来自线路接收光纤的光信号；业务处理模块，用于根据该波长选择开关分离的光信号确定需要接收的光信号的波长；高速1×N光开关，用于在该业务处理模块的控制下，将该波长选择开关分离的光信号中具有该确定的波长的光信号传送给该业务处理模块。

优选地，上述光突发分插复用器还包括：上业务模块，用于接收业务处理模块发送的来自本地的控制电信号和业务电信号，并将控制电信号和业务电信号分别转化为控制光信号和业务光信号，其中，控制光信号的波长为预定的控制波长，业务光信号的波长为上述光突发分插复用器预定的业务波长。

优选地，上述光突发分插复用器还包括：第一光放大器，用于接收并放大来自线路接收光纤的光信号，并通过第一光耦合器将放大的来自线路接收光纤的光信号分别发送给波长选择开关和位于上业务模块的第二光耦合器；第二光耦合器，用于耦合控制光信号、业务光信号和第一光放大器放大的光信号；第二光放大器，用于放大第二光耦合器耦合的光信号。

优选地，第一光放大器和/或第二光放大器是连续式光放大器。

优选地，上述第二光耦合器包括：第三光耦合器，用于耦合控制光信号和第一光放大器放大的光信号；第四光耦合器，用于耦合第三光耦合器耦合的光信号和业务光信号。

优选地，上述上业务模块还包括：波长阻断器，用于阻断第一光放大器放大的光信号中波长为上述光突发分插复用器的预定业务波长的光信号，并将阻断后的光信号发送给第二光耦合器。

优选地，上述上业务模块还包括：突发控制包BCP发送光模块，用于接收业务处理模块发送的控制电信号，并将控制电信号转换成控制光信号，发送给第二光耦合器；突发数据包BDP发送光模块，用于接收业务处理模块发送的业务电信号，并将业务电信号转换成业务光信号，发送给第二光耦合器。

优选地，上述光突发分插复用器还包括：突发控制包BCP接收光模块，用于接收波长选择开关分离出的控制光信号，并将控制光信号转换成控制电信号，发送给业务处理模块；突发数据包BDP接收光模块，用于接收高速1×N光开关传送的具有确定的波长的光信号，并将具有确定的波长的光信号转换成业务电信号，发送给业务处理模块。

优选地，上述业务处理模块，用于根据控制电信号确定需要接收的光信号的波长。

优选地，上述业务处理模块包括：光突发交换OBS业务汇聚和控制模块，用于接收控制电信号，根据电信号确定业务处理模块需要接收的光信号的波长，并接收来自高速1×N光开关的具有确定的波长的光信号；本地业务收发光模块，用于从OBS业务汇聚和控制模块接收具有确定的波长的光信号。

通过本发明，采用波长选择开关对来自线路接收光纤的光信号进行分离，高速1×N光开关将分离的光信号中具有确定的波长的光信号传送给业务处理模块的方式，解决了相关技术中OBADM成本高昂的问题，进而达到了降低了OBADM成本的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的OBS环网的示意图；

图2是根据本发明实施例一的OBADM的结构框图；

图3是根据本发明实施例二的OBADM的结构框图；

图4是根据本发明实施例的OBS业务汇聚和控制模块的示意图；

图5是根据本发明实施例的OBS环网的示意图；

图6是根据本发明实施例三的节点1的示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

本发明实施例了提供一种OBADM。图2是根据本发明实施例一的OBADM的结构框图，如图2所示，该OBADM包括：波长选择开关202，用于按照波长分离来自线路接收光纤的光信号；业务处理模块204，用于根据该波长选择开关分离的光信号确定需要接收的光信号的波长；高速1×N光开关206，耦合至波长选择开关202和业务处理模块204，用于在业务处理模块204的控制下，将波长选择开关202分离的光信号中具有该确定的波长的光信号传送给业务处理模块204。

本实施例中，波长选择开关和单个高速光开关对接收到的光信号进行分离和选择传输，从而避免了使用大规模的高速光开关，进而降低了OBADM的成本。另外，本实施例使用目前较为成熟的波长选择开关和单个高速光开关实现OBADM，这满足了技术的需求，从而能够实现商用。

在本发明的一个优选实现方式中，该OBADM还包括：上业务模块，用于接收业务处理模块发送的来自本地的控制电信号和业务电信号，并将该控制电信号和该业务电信号分别转化为控制光信号和业务光信号，其中，该控制光信号的波长为预定的控制波长（如λc），该业务光信号的波长为该OBADM预定的业务波长。

在本实施例中，上业务模块将业务处理模块发送的控制电信号和业务电信号转换成控制光信号和业务光信号，其中，上业务模块不需要使用突发式光模块，从而进一步降低了OBADM的成本。

在本发明的另一个优选实现方式中，OBADM还可以包括：第一光放大器，用于接收并放大来自线路接收光纤的光信号，并通过第一光耦合器将放大的来自线路接收光纤的光信号分别发送给波长选择开关和位于上业务模块的第二光耦合器；第二光耦合器，用于耦合控制光信号、业务光信号和第一光放大器放大的光信号；第二光放大器，用于放大第二光耦合器耦合的光信号。本实施例中，使用了光放大器对OBADM接收和发送的光信号进行放大，并使用光耦合器对各路光信号进行耦合，并对各器件的结构进行了说明，具有实现简单的效果。优选地，该第一光放大器和/或该第二光放大器是连续式光放大器。相对于突发式光放大器，连续式光放大器的成本较低，因此，该实施例降低了OBADM的成本。

优选地，上述第二光耦合器可以是两个耦合器的组合，例如，该第二光耦合器包含：第三光耦合器，用于耦合控制光信号和第一光放大器放大的光信号；第四光耦合器，用于耦合第三光耦合器耦合的光信号和业务光信号。通过该实施例，实现了对OBADM待发送的信号的耦合。

在本发明实施例中，上业务模块还可以包括：波长阻断器，用于阻断第一光放大器放大的光信号中波长为OBADM的预定业务波长的光信号，并将阻断后的光信号发送给第二光耦合器。然后，第二光耦合器将阻断后的光信号、以及上业务模块中的业务光信号和控制光信号进行耦合。本实施例中，波长阻断器对本地发送波长的信号进行了阻断，从而避免了波长冲突，例如，避免业务波长和环上波长的冲突。

另外，上业务模块还可以包括：BCP发送光模块，用于接收业务处理模块发送的控制电信号，并将控制电信号转换成控制光信号，发送给第二光耦合器；BDP发送光模块，用于接收业务处理模块发送的业务电信号，并将业务电信号转换成业务光信号，发送给第二光耦合器。通过该实施例，实现了对本地电信号的电光转换及信号的传输。

优选地，OBADM还包括：BCP接收光模块，用于接收波长选择开关分离出的控制光信号，并将控制光信号转换成控制电信号，发送给业务处理模块；BDP接收光模块，用于接收高速1×N光开关传送的具有确定的波长的光信号，并将具有确定的波长的光信号转换成业务电信号，发送给业务处理模块。通过该实施例，实现了对OBADM接收的信号的光电转换及信号的传输。

其中，上述业务处理模块可以用于根据BCP接收光模块发送的控制电信号确定需要接收的光信号的波长。本实施例具有易于实现的优点。

优选地，业务处理模块可以包括：OBS业务汇聚和控制模块，用于接收控制电信号，根据电信号确定业务处理模块需要接收的光信号的波长，并接收来自高速1×N光开关的具有确定的波长的光信号；本地业务收发光模块，用于从OBS业务汇聚和控制模块接收具有确定的波长的光信号。通过本实施例，实现了业务处理模块接收来自线路接收光纤的控制信号和业务信号。

实施例二

本实施例提供了一种使用波长选择开关和单个高速光开关实现OBADM的方法。下面对本实施例的实现方式进行具体说明。

图3是根据本发明实施例二的OBADM的结构框图，如图3所示，该OBADM包括以下四个部分：

1）光放大器部分

该部分包含光放大器A（对应于第一光放大器）和光放大器B（对应于第二光放大器），分别用于对从线路接收光纤来的光和发往线路发送光纤的光信号进行放大。光放大器A和光放大器B可以是普通的连续式光放大器，而不必要是突发式光放大器。

2）下业务模块光部分（对应于下业务模块）

该部分包含光耦合器A（对应于第一耦合器）、波长选择开关（WavelengthSelectSwitch，简称为WSS）、高速1xN光开关、BCP接收光模块、和BDP接收光模块，其连接方式如图2所示。其中，光耦合器A对线路光信号进行分路，波长选择开关对包含波长为λ1到λn的本地下路业务信号和波长为λc的控制信号进行选择下路，例如，将波长为λc的控制信号传送到BCP接收光模块，将波长为λ1到λn的本地下路业务信号传送到高速1xN光开关。其中，在波长λ1到λn的下路业务信号中，如果波长λi包含了一个突发数据包BDP需要下路，则高速1xN光开关在OBS业务汇聚和控制模块的控制下，及时打开光开关，在允许此BDP的光信号通过高速1xN光开关后，再关闭高速1xN光开关。BCP接收光模块接收波长为λc的光信号，完成光电转换；BDP接收光模块是宽带接收机，可以接收光线路中包含的任意波长的光信号。

3）上业务模块光部分（对应于上业务模块）

该部分包含波长阻断器（WavelengthBlocker，简称为WB）、光耦合器B（对应于第三光耦合器）、光耦合器C（对应于第四光耦合器）、BCP发送光模块、和BDP发送光模块，其连接方式如图2所示。其中波长阻断器对线路上的波长λc和本地业务上路波长λj进行阻断，其它波长的光直通；光耦合器B和光耦合器C分别将本地控制波长λc和本地上路业务λj耦合到线路光信号中，从而完成上路；BDP发送光模块，完成本地业务上路波长λj的光电转换，该波长可以是静态分配好的固定波长，也可以使用可调谐激光发送模块，在网络需要增删节点的情况下，动态调整上路波长；BCP发送光模块，完成本地控制波长λc的光电转换。其中，两个发送光模块可以是普通的连续式激光发送模块，而不需要是突发式光模块。

4）业务处理模块

该部分包含OBS业务汇聚和控制模块、和本地业务收发光模块。其中，本地业务收发光模块完成本地上下业务的光电转换。图4是根据本发明实施例的OBS业务汇聚和控制模块的示意图，如图4所示，OBS业务汇聚和控制模块将本地业务分类、汇聚、以及调度后，产生突发控制包BCP和突发数据包BDP，将其分别发往BCP信道和BDP信道；同时，该OBS业务汇聚和控制模块可以根据从BCP信道接收的突发控制包BCP中包含的控制信息，及时打开和关闭高速1xN光开关，从多个BDP信道中选择接收在本地下路的突发数据包BDP。

本实施的OBADM可以通过以下方式进行业务处理：

本地业务的处理：本地上路业务数据包（互联网协议（InternetProtocol，简称为IP）或以太网包）通过本地业务收发光模块，进入OBS业务汇聚和控制模块；根据目的地址、服务质量（QualityOfService，简称为QOS）等信息，本地上路业务数据包被分类成不同的数据流；经过调度后，每条数据流采用适当的汇聚算法（例如，固定汇聚时间和汇聚长度算法最大突发尺寸最大汇聚周期（MaxBurst-sizeMaxAssemblyPeriod，简称为MSMAP）），产生BDP和其对应的BCP。为了尽量避免或减少接收机的冲突，可以在控制协议（例如，令牌轮询或随机轮询算法）的控制下，将产生的BDP和其对应的BCP分别经BCP发送光模块和BDP发送光模块发送到线路上。

从线路接收的业务的处理：线路业务经过光放大器A放大和光耦合器A分光后，配置在本点下路的各个波长λ1到λn和控制信息波长λc通过波长选择开关选择下路。需要说明的是，在控制协议的控制下，任一时刻，只有一个波长包含的BDP需要通过高速1xN光开关下路。经过对下路各个波长的BCP的处理，在要下路的BDP到来的时刻，打开高速1xN光开关，并在该BDP通过后，关闭高速1xN光开关，等待其它到本点的BDP的到来。经过高速1xN光开关的波长，通过BDP接收光模块后，经过解汇聚，把BDP拆分成本地业务数据包（IP包或以太网包）后，通过本地业务收发光模块下路。

本实施例使用波长选择开关和单个高速光开关实现OBADM节点，解决了传统OBADM实现时需要的大规模高速光开关阵列、突发式光模块和突发式光放大器技术不够成熟或成本高昂问题，在当前的技术条件下，可以比较容易的组建较大规模的OBS环网，实现光突发交换技术的商用。

实施例三

图5是根据本发明实施例的OBS环网的示意图，如图4所示，本实施例提供了一种4个OBADM节点组成的OBS环网。在本实施中，光线路共包含5个波长：λc和λ1到λ4，其中λc为BCP信道，用于4个节点收发BCP；λ1为节点1的BDP发送信道，λ2为节点2的BDP发送信道，λ3为节点3的BDP发送信道，λ4为节点4的BDP发送信道。图6是根据本发明实施例三的节点1的示意图，其它节点和节点1的结构与节点1类似，在此不再赘述。

环网上每个节点都可以和其它三个节点有业务互通。本实施例中以OBADM节点1为例来描述一下每个节点的业务处理过程。

节点1通过波长λ1广播发送自己的业务到环上其它3个节点（在发送前通过波长阻断器对λ1进行阻断，避免业务成环和波长冲突），并从其它三个节点各自发送的波长λ2、λ3、和λ4中选择接收发给自己的业务，为了避免接收冲突，可以采用令牌轮询控制协议：节点1通过BCP信道发送一个令牌A（也是一种突发控制包），其它3个节点中，接收到令牌A的节点可以向节点1发送业务，其它没有接收到令牌A的节点不能向节点1发送业务。接收到令牌A的节点在发送完业务后，释放令牌A到环上，下一个接收到令牌A的节点继续向节点1发送业务。通过这一方式，可以避免节点1在接收其它3个节点发送来的业务时造成的接收冲突。

节点1通过控制信道λc接收其它节点发送来的BCP，根据该BCP判断BDP信道λ2、λ3、λ4上的突发数据包是否是发给本节点的，如果是，则打开高速1x4光开关选择对应的波长，当该BDP接收完成后，关闭高速1x4光开关；如果BDP信道λ2、λ3、λ4上的BDP不是发给本节点的，则节点1更新接收的突发控制包BCP的相应控制信息后，并将该BCP通过λc发往线路上，当此BDP到来时，不用打开高速1x4光开关。

其它节点的处理过程类似，在此不再赘述。

综上所述，本发明采用波长选择开关对来自线路接收光纤的光信号进行分离，高速1×N光开关将分离的光信号中具有确定的波长的光信号传送给业务处理模块的方式，解决了相关技术中OBADM成本高昂的问题，进而达到了降低了OBADM成本的效果。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光突发分插复用器，其特征在于，包括：

波长选择开关，用于按照波长分离来自线路接收光纤的光信号；

业务处理模块，用于根据所述波长选择开关分离的光信号确定需要接收的光信号的波长；

高速1×N光开关，用于在所述业务处理模块的控制下，将所述波长选择开关分离的光信号中具有确定的所述波长的光信号传送给所述业务处理模块；其中，所述高速1×N光开关的数量为1。

2.根据权利要求1所述的光突发分插复用器，其特征在于，所述光突发分插复用器还包括：

上业务模块，用于接收所述业务处理模块发送的来自本地的控制电信号和业务电信号，并将所述控制电信号和所述业务电信号分别转化为控制光信号和业务光信号，其中，所述控制光信号的波长为预定的控制波长，所述业务光信号的波长为所述光突发分插复用器预定的业务波长。

3.根据权利要求2所述的光突发分插复用器，其特征在于，所述光突发分插复用器还包括：

第一光放大器，用于接收并放大所述来自线路接收光纤的光信号，并通过第一光耦合器将放大的所述来自线路接收光纤的光信号分别发送给所述波长选择开关和位于所述上业务模块的第二光耦合器；

所述第二光耦合器，用于耦合所述控制光信号、所述业务光信号和所述第一光放大器放大的光信号；

所述第二光放大器，用于放大所述第二光耦合器耦合的光信号。

4.根据权利要求3所述的光突发分插复用器，其特征在于，所述第一光放大器和/或所述第二光放大器是连续式光放大器。

5.根据权利要求3所述的光突发分插复用器，其特征在于，所述第二光耦合器包括：

第三光耦合器，用于耦合所述控制光信号和所述第一光放大器放大的光信号；

第四光耦合器，用于耦合所述第三光耦合器耦合的光信号和所述业务光信号。

6.根据权利要求3所述的光突发分插复用器，其特征在于，所述上业务模块还包括：

波长阻断器，用于阻断所述第一光放大器放大的光信号中波长为所述光突发分插复用器的预定业务波长的光信号，并将阻断后的光信号发送给所述第二光耦合器。

7.根据权利要求3所述的光突发分插复用器，其特征在于，所述上业务模块还包括：

突发控制包BCP发送光模块，用于接收所述业务处理模块发送的所述控制电信号，并将所述控制电信号转换成所述控制光信号，发送给所述第二光耦合器；

突发数据包BDP发送光模块，用于接收所述业务处理模块发送的所述业务电信号，并将所述业务电信号转换成所述业务光信号，发送给所述第二光耦合器。

8.根据权利要求1所述的光突发分插复用器，其特征在于，所述光突发分插复用器还包括：

突发控制包BCP接收光模块，用于接收所述波长选择开关分离出的控制光信号，并将所述控制光信号转换成控制电信号，发送给所述业务处理模块；

突发数据包BDP接收光模块，用于接收所述高速1×N光开关传送的具有确定的所述波长的光信号，并将具有确定的所述波长的光信号转换成业务电信号，发送给所述业务处理模块。

9.根据权利要求8所述的光突发分插复用器，其特征在于，所述业务处理模块，用于根据所述控制电信号确定需要接收的光信号的波长。

10.根据权利要求9所述的光突发分插复用器，其特征在于，所述业务处理模块包括：

光突发交换OBS业务汇聚和控制模块，用于接收所述控制电信号，根据所述电信号确定所述业务处理模块需要接收的光信号的波长，并接收来自所述高速1×N光开关的具有确定的所述波长的光信号；

本地业务收发光模块，用于从所述OBS业务汇聚和控制模块接收具有确定的所述波长的光信号。