CN105323660B - 光信号的交叉系统、交叉处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光信号的交叉系统、交叉处理方法及装置，其中，该交叉系统包括：业务板和用于对光信号进行交叉处理的交叉板，还包括：光背板，第一光连接器，第二光连接器；其中，所述光背板，通过所述第一光连接器与所述交叉板连接，用于将来自所述业务板的光信号通过光通路转发至所述交叉板；所述业务板通过所述第二光连接器与所述光背板连接。采用本发明提供的上述技术方案，解决了相关技术中，电信号交叉方案不能适应单槽位超高速率或带宽的交叉容量等技术问题，为单槽位业务板采用更大的交叉带宽提供了有力支持。
Description
技术领域
本发明涉及光通讯领域，尤其是涉及一种光信号的交叉系统、交叉处理方法及装置。
背景技术
随着电信网向分组化和宽带化的发展，All-IP已经成为业务网演进的趋势，如何高效承载IP业务，同时降低网络建设和运维成本，成为运营商在传送网建设中最关注的问题。传送网不仅仅要求能够提供宽带传送，同时要求提供高生存性、可灵活配置、对波长及业务灵活调度、可平滑扩展以满足IP业务的有效承载。但随着网络容量的进一步加大，同时网络逐步演化为网状(Mesh)化复杂组网，核心节点业务调度相关的容量需求也在不断增加，具备大容量和超大容量、多颗粒交叉和调度的核心节点将是发展的趋势。
基于微机电系统(Micro Electro Mechanical System，简称为MEMS)技术的光开光矩阵(即微电子机械开关)，易于集成，适宜于制造大规模开关矩阵，在规模方面，采用3D结构的MEMS光开关也有上千端口数的产品。从而使构建大规模光纤网络节点成为可能。
随着核心节点单槽位业务板交叉带宽从100G、200G到400G、800G甚至更高带宽，要求能够完成交叉的背板信号速率越来越高。如图1所示，目前光网络核心节点交叉原理都是采用基于电交叉背板的方式完成交叉功能。当业务板100G交叉带宽时，背板信号速率要求为5.4Gbps；业务板400G交叉带宽时，则背板信号速率要求达到25Gbps；当单槽位业务板交叉带宽达到800G甚至更高时，则背板信号速率要达到56Gbps甚至更高，目前的技术是无法实现基于背板电信号交叉、高带宽对现有的PCB处理高速电信号的技术带来严峻挑战。主要表现在：
对于单槽位超高速率或带宽的交叉容量，受制于高速信号限制则目前基于电交叉方法无法实现超大容量交叉。
针对相关技术中的上述问题，尚未提出有效地解决方案。
发明内容
针对相关技术中，电信号交叉方案不能适应适应单槽位超高速率或带宽的交叉容量等技术问题，本发明提供了一种光信号的交叉系统、交叉处理方法及装置，以至少解决上述技术问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种光信号的交叉系统，包括：业务板和用于对光信号进行交叉处理的交叉板，还包括：光背板，第一光连接器，第二光连接器；其中，所述光背板，通过所述第一光连接器与所述交叉板连接，用于将来自所述业务板的光信号通过光通路转发至所述交叉板；所述业务板通过所述第二光连接器与所述光背板连接。
优选地，所述光信号包括：第一类光信号和第二类光信号，所述第一类光信号的传输速率高于所述第二类光信号的传输速率；所述交叉板包括以下至少之一：光交叉板，用于接收所述第一类光信号，并通过光信号通道对所述第一类光信号进行交叉处理；电交叉板，用于接收所述第二类光信号，并将所述第二类光信号转换为电信号后，对所述电信号进行交叉处理。
优选地，所述光交叉板上设置有微机电系统MEMS开关，该MEMS开关用于通过所述光信号通道实现对所述第一类光信号的交叉处理。
优选地，所述交叉板包括：主用交叉板和备用交叉板，该备用交叉板用于在所述主用交叉板异常时，承担所述主用交叉板的功能对所述光信号进行交叉处理。
优选地，上述系统还包括：分光器，用于对所述业务板发送的所述光信号进行分光处理，并将分光后得到的第一路信号发送至所述主用交叉板，将分光后得到的第二路信号发送至所述备用交叉板。
优选地，所述分光器设置在所述业务板上；或者，所述分光器设置在所述光背板上。
优选地，所述分光器的分光比为：50：50。
根据本发明的另一个方面，提供了一种光信号的交叉处理方法，包括：光背板接收来自业务板的光信号；所述光背板将所述光信号转发至用于对所述光信号进行交叉处理的交叉板。
优选地，所述光信号包括：第一类光信号和第二类光信号，所述第一类光信号的传输速率高于所述第二类光信号的传输速率；所述光背板将所述光信号转发至用于对所述光信号进行交叉处理的交叉板，包括以下至少之一：所述光背板将所述第一类光信号转发至光交叉板，其中，所述光交叉板用于通过光信号通道对所述第一类光信号进行交叉处理；所述光背板将所述第二类光信号转发至电交叉板，其中，所述电交叉板用于将所述第二类光信号转换为电信号，并对所述电信号进行交叉处理。
根据本发明的再一个方面，提供了一种光信号的交叉处理装置，应用于光背板，包括：接收模块，用于接收来自业务板的光信号；转发模块，用于将所述光信号转发至用于对所述光信号进行交叉处理的交叉板。
通过本发明，利用光背板将光信号传至交叉板的技术手段，解决了相关技术中，电信号交叉方案不能适应适应单槽位超高速率或带宽的交叉容量等技术问题，为单槽位业务板采用更大的交叉带宽提供了有力支持。
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为根据相关技术的交叉方案框图；
图2为根据本发明实施例的光信号的交叉系统的结构框图；
图3为根据本发明实施例的光信号的交叉系统的另一结构框图；
图4为根据本发明优选实施例1的光信号的交叉系统的结构示意图；
图5为根据本发明优选实施例2的光信号的交叉系统的结构示意图；
图6为根据本发明优选实施例3的光信号的交叉系统的结构示意图；
图7为根据本发明优选实施例4的光信号的交叉系统的结构示意图；
图8为根据本发明实施例的光信号的交叉处理方法的流程图；
图9为根据本发明实施例的光信号的交叉处理装置的结构框图。
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。
相关技术中，对于单槽位超高速率或带宽的交叉容量，受制于高速信号限制则目前基于电交叉方法无法实现超大容量交叉；目前采用电交叉技术导致功耗、成本都比较高。针对上述技术问题，本发明实施例提供了相应的解决方案，以下详细说明。
图2为根据本发明实施例的光信号的交叉系统的结构框图。如图2所示，该系统包括：
业务板20、光背板22、用于对光信号进行交叉处理的交叉板24、以及第一光连接器26，第二光连接器28；其中，
光背板(又称为光交叉背板)22，通过第一光连接器26与光交叉板连接，用于将来自业务板20的光信号通过光通路转发至交叉板24；
在一个优选实施例中，光背板由多层光波导实现光信号互联，同时通过光连接器连接业务板和光(或电)交叉板。通过光连接器、光交叉背板实现光信号互联。光交叉背板还对光波导对发送到光交叉板的信号实现50/50耦合器，配合两块光交叉板实现1+1保护。
业务板20通过第二光连接器28与光背板22连接。
在一个优选实施例中，业务板20实现客户侧不同种类(同步数字体系(Synchronous Digital Hierarchy，简称为SDH)/(Synchronous Optical Network，简称为SONET)/光传输网络(Optical Transport Network，简称为OTN)/光纤通道(FibreChannel，简称为FC)/千兆以太网(Gigabit Ethernet，简称为GE)等)和不同速率(2.5G、10G、40G、100G等)业务接入、汇聚以及对接入信号进行相关检测和处理，并形成待交叉的光信号通过光连接器连接到光交叉背板上。同时，还可以将经过光(或电)交叉板交叉后、经光连接器将交叉后的光信号发送到线路侧进行传输。
另外，从反向来看。业务板从线路侧接收传输来的光信号，经光连接器连接到光(或电)交叉完成交叉，并交叉后的光信号通过光连接器连接到业务板客户侧，并经客户侧相关端口输出给客户。
因此业务板有分为业务板的客户侧和线路侧两部分。系统根据系统交叉容量不同可以配置不同数量、不同速率的业务板。
对于光连接器(包括第一光连接器26和第二光连接器28)，其是一种光信号的接插件，连接两个或多个光信号通道。本实施例中，业务板和光交叉板、以及光交叉背板都安装光连接器，业务板和光交叉板通过连接器连接到光交叉背板上，实现光信号通道互联。
对于交叉板24，包括但不限于光交叉板和电交叉板，通过光连接器102与光交叉背板100连接。当交叉板为光交叉板时，可以实现NxN(N为自然数)个光信号通道无阻交叉，比如光交叉板使用MEMS(微电子机械开关)320x320可以实现输入320个光信号通道到输出320个光信号通道的无阻交叉，实现基于光信号通道的大颗粒度、大容量交叉。
当交叉板为电交叉板时，先对来自光交叉背板的光信号先完成光电(Optical/Electrical，简称为O/E)转换，然后通过电交叉板的交叉调度矩阵(如3级CLOS)完成光通道数据单元ODUk(Optical Channel Data Unit)的交叉，交叉完成后通过电/光(E/O)转换模块发送给光交叉背板。
在本实施例中，光信号包括：第一类光信号和第二类光信号，第一类光信号的传输速率高于上述第二类光信号的传输速率；如图3所示，此时交叉板24包括以下至少之一：
光交叉板240，用于接收上述第一类光信号，并通过光信号通道对上述第一类光信号进行交叉处理；
电交叉板242，用于接收上述第二类光信号，并将上述第二类光信号转换为电信号后，对上述电信号进行交叉处理。在一个优选实施例中，对第一类光信号完成的光交叉可以叫高阶交叉；对第二类光信号(信号速率小于第一类光信号)完成的电交叉可以叫低阶交叉，即系统支持多阶交叉
在本实施例中，光交叉板上还设置有微机电系统MEMS开关，该MEMS开关用于通过上述光信号通道实现对上述第一类光信号的交叉处理。
MEMS是目前一种成熟的光开个矩阵，从结构上有2D和3D两种。因3D结构可以做到成本、性能、容量更好，故3D应用最有前景。在3D结构中，所有微反射镜处于相向的两个平面上，通过改变每个微镜的不同位置来实现光路的切换。
在本实施例中，还可以设置对交叉板的保护，此时交叉板包括：主用交叉板和备用交叉板，该备用交叉板用于在上述主用交叉板异常时，承担主用交叉板的功能对上述光信号进行交叉处理，在一个优选实施方式中，当主用交叉板恢复时，交叉功能又返回到主用交叉板。
在一个优选实施过程中，上述系统还可以包括：分光器，用于对业务板20发送的上述光信号进行分光处理，并将分光后得到的第一路信号发送至上述主用交叉板，将分光后得到的第二路信号发送至上述备用交叉板。优选地，分光器设置在业务板上；或者，上述分光器设置在光背板上。
在本实施例中，分光器的分光比为：50：50。
为了更好地理解上述实施例以下结合优选实施例(实施例1-4)详细说明。
实施例1
本实施例为纯光交叉系板，应用大交叉容量、大颗粒度交叉。
如图4所示，业务板的客户侧部分接收客户接入的各种类型、各种速率的业务信号，经过客户侧相关处理后，通过光连接器连接到光交叉背板。如图4中的1-1信号。
光交叉板完成从光交叉背板过来的光信号交叉，交叉后的光信号通过光连接器连接到光交叉背板。
这些经过交叉后的光信号将通过业务板的线路侧经过合波、光放大发送到光传输线路上。如图4中的1-2信号。
上述三个步骤完成从客户侧接入信号到完成交叉后发送到光传输线路上。
来自光传输线路的光信号通过业务板的线路侧经光连接器连接到光交叉背板上。
光交叉板完成从光交叉背板过来的光信号交叉，交叉后的光信号通过光连接器连接到光交叉背板。如图4中的2-1信号。
这些经过交叉后的光信号将通过业务板客户侧连接到客户侧设备。如图4中的2-2信号。
上述三个步骤完成将来自光传输线路上光信号发送给客户侧设备。
实施例2
本实施例中，光交叉板1+1对业务保护，在业务板实现双发、优收。
如图5所示：
双发：业务板安装50/50分光器，经过业务板客户侧处理后的光信号通过业务板50/50分光器将光信号分两路通过光连接器连接到光交叉背板，在通过光交叉板一侧的光链接器分别连接到光交叉板1和光交叉板2。交叉板1和交叉板2对此双发信号做相同的交叉操作。
分别有交叉板1和交叉板2将交叉后的两路光信号通过光连接器和光交叉背板同时发送给业务板。
优收：业务板安装1x2光开关。当交叉板1故障或交叉板2出现故障时，业务板接收部分可以选无故障交叉板1或2发送过来交叉后业务光信号，通过光交叉板1+1保护方式实现对业务的保护。
实施例3
本实施例中，对光交叉板1+1保护，在光交叉背板实现双发，利用光交叉板主备倒换实现对业务保护。
如图6所示：
双发：经过业务板客户侧处理后的光信号通过光连接器连接到光交叉背板上，光交叉背板利用光波导实现50/50分光器，实现对业务板发发送给交叉板的光信号一分为二，即50/50分光器将光信号分两路通过光连接器连分别连接到光交叉板1和光交叉板2。交叉板1和交叉板2对此双发信号做相同的交叉操作。
交叉板1和交叉板2是互为主备的光交叉板。
交叉板1和交叉板2将交叉后光信号通过交叉板上的光开关输出，当交叉板1为主板时，光开关是接通状态；此时交叉板2为备板，交叉板2的光开关是断开状态。
交叉板1和交叉板2的光开关输出光信号通过光连接器连接到交叉板背板的50/50分光器两个输入端。当交叉板1是主板时，交叉板1输出光信号将与业务板板连接，当交叉板2为主板时，交叉板2的输出光信号将与业务板连接。过光交叉板1+1主备方式实现对业务的保护。
实施例4：
本实施例提供光交叉板、电交叉板二阶交叉，实现不同交叉颗粒度灵活调度
如图7所示，交叉节点中有光交叉板1和电交叉板X。其中，光交叉板完成高速业务信号交叉，电交叉板完成低速业务信号交叉，共同完成二阶交叉。
来自客户侧输入业务信号为低速业务信号1-1，该业务信号将通过交叉配置由电交叉板X完成交叉。首先由电交叉板完成光电(O/E)转换，然后再完成电交叉。完成电交叉后电信号通过电光(E/O)转换为光光信号1-2，该光信号通过光连接器和光交叉背板发送给业务板线路侧，并通过合波、放大发送给主光通道。
来自线路的主光高速信号到业务板1的线路侧，线路侧接收后将该光信号2-1通过光连接器连接到光交叉背板，该高速信号将通过交叉配置由光交叉板1完成交叉，2-1信号将发送给光交叉板1，由光交叉板1完成光交叉。完成光交叉后光信号2-2光连接器和光交叉背板发送给业务板N的客户侧，并发送给客户端设备。
在本实施例中，还提供了光信号的交叉处理方法，如图8所示，该方法包括以下处理步骤：
步骤S802，光背板接收来自业务板的光信号；
步骤S804，光背板将上述光信号转发至用于对上述光信号进行交叉处理的交叉板。
在一个优选实施例中，上述光信号包括：第一类光信号和第二类光信号，第一类光信号的传输速率高于第二类光信号的传输速率；此时，步骤S804可以通过以下至少之一方式实现：
(1)光背板将所述第一类光信号转发至光交叉板，其中，光交叉板用于通过光信号通道对第一类光信号进行交叉处理；
(2)光背板将第二类光信号转发至电交叉板，其中，电交叉板用于将第二类光信号转换为电信号，并对电信号进行交叉处理。
在本实施例中，还提供了一种光信号的交叉处理装置，应用于光背板，如图9所示，该装置包括：
接收模块90，用于接收来自业务板的光信号；
转发模块92，连接至接收模块90，用于将所述光信号转发至用于对所述光信号进行交叉处理的交叉板。
综上所述，本发明实施例实现了以下有益效果：解决了当单槽位业务板交叉带宽不能过大，如超过400G、800G甚至更高的情况下的交叉问题。采用本发明后，因交叉完成是通过光信号通道进行完成的，其交叉带宽不会受制于交叉背板，同时，基于MEMS技术可以实现更多端口交叉，则整体交叉容量、交叉带宽可以大幅提升；
因为采用光信号通道以及MEMS交叉矩阵完成交叉功能，这样可以大大降低交叉功能的功耗；
通过光交叉板和电交叉板实现二阶交叉，高阶是通过光交叉板实现大颗粒度或超大颗粒度光信号交叉。低阶是通过电交叉板，完成小颗粒度、较小粒度的电交叉，使得交叉方式更为灵活，提高业务交叉调度效率。
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 (8)
1.一种光信号的交叉系统，包括：业务板和用于对光信号进行交叉处理的交叉板，其特征在于，还包括：光背板，第一光连接器，第二光连接器；其中，
所述光背板，通过所述第一光连接器与所述交叉板连接，用于将来自所述业务板的光信号通过光通路转发至所述交叉板；
所述业务板通过所述第二光连接器与所述光背板连接；
其中，所述光信号包括：第一类光信号和第二类光信号，所述第一类光信号的传输速率高于所述第二类光信号的传输速率；所述交叉板包括以下至少之一：光交叉板，用于接收所述第一类光信号，并通过光信号通道对所述第一类光信号进行交叉处理；电交叉板，用于接收所述第二类光信号，并将所述第二类光信号转换为电信号后，对所述电信号进行交叉处理。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光交叉板上设置有微机电系统MEMS开关，该MEMS开关用于通过所述光信号通道实现对所述第一类光信号的交叉处理。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述交叉板包括：主用交叉板和备用交叉板，该备用交叉板用于在所述主用交叉板异常时，对所述光信号进行交叉处理。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括：
分光器，用于对所述业务板发送的所述光信号进行分光处理，并将分光后得到的第一路信号发送至所述主用交叉板，将分光后得到的第二路信号发送至所述备用交叉板。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，
所述分光器设置在所述业务板上；或者，所述分光器设置在所述光背板上。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述分光器的分光比为：50：50。
7.一种光信号的交叉处理方法，其特征在于，包括：
光背板接收来自业务板的光信号；
所述光背板将所述光信号转发至用于对所述光信号进行交叉处理的交叉板；
其中，所述光信号包括：第一类光信号和第二类光信号，所述第一类光信号的传输速率高于所述第二类光信号的传输速率；所述光背板将所述光信号转发至用于对所述光信号进行交叉处理的交叉板，包括以下至少之一：所述光背板将所述第一类光信号转发至光交叉板，其中，所述光交叉板用于通过光信号通道对所述第一类光信号进行交叉处理；所述光背板将所述第二类光信号转发至电交叉板，其中，所述电交叉板用于将所述第二类光信号转换为电信号，并对所述电信号进行交叉处理。
8.一种光信号的交叉处理装置，应用于光背板，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收来自业务板的光信号；
转发模块，用于将所述光信号转发至用于对所述光信号进行交叉处理的交叉板；
其中，所述光信号包括：第一类光信号和第二类光信号，所述第一类光信号的传输速率高于所述第二类光信号的传输速率；所述光背板将所述光信号转发至用于对所述光信号进行交叉处理的交叉板，包括以下至少之一：所述光背板将所述第一类光信号转发至光交叉板，其中，所述光交叉板用于通过光信号通道对所述第一类光信号进行交叉处理；所述光背板将所述第二类光信号转发至电交叉板，其中，所述电交叉板用于将所述第二类光信号转换为电信号，并对所述电信号进行交叉处理。
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