CN1527615A - 基于双环全光缓存器的弹性光分组交换的方法和节点装置 - Google Patents

Abstract

基于双环全光缓存器的弹性光分组交换的方法和节点装置。它是在弹性分组环网中使用缓存时间可调控全光缓存器的分组交换方法和装置。采用帧头速率与净负荷速率不相等的帧结构，不是把从环上来的整个光数据帧都进行光/电/光转换，只对帧头进行，获取路由信息，数据帧中的净负荷由全光缓存器缓存；根据帧头的路由信息，决定该帧是从本节点下路还是转发到环网的下游。当转发的数据和自本节点发往环网上的数据有竞争时，使用读写可控制的双环全光缓存器，并通过控制算法对缓存时间进行调整，克服竞争，可克服全部光数据流都要进行光/电/光转换的瓶颈、降低交换粒度、减少阻塞发生概率、提高带宽利用率。

Description

基于双环全光缓存器的弹性光分组交换的方法和节点装置

技术领域

本发明涉及一种全光通信网络的光分组交换方法和节点装置，尤其是采用全光缓存技术的全光分组交换的弹性分组环网络的一种交换方法和节点装置。

背景技术

以光交换为核心的全光网能够解决交换的电子速率瓶颈问题，因而受到普遍的关注。近年出现的波长交换全光网是以波长为交换粒度的交换方式，本质上属于模拟交换，带宽利用率不高，交换粒度太大，交换资源波长有限，存在竞争和阻塞等问题。为此，近年提出了一种新的全光交换技术——全光包交换OPS：Optical Packet Switching，SunYao等人在March 2001期的IEEE communications magazine杂志中的文章All-optical packet switching forMAN：Opportunities and Challenges、Amaury Jourdan等人在March 2001期的IEEE communicationsmagazine杂志中的文章The perspective of optical packet switching in IP dominat backbone and MAN、MikeJ.O’Mahony等人在March 2001期的IEEE communications magazine杂志中的文章The application ofoptical packet switching in future communication Networks中对此有详细介绍。

弹性分组环网RPR是国际工程师协会IEEE标准化组织于2000年12月7日成立的802.17项目组定义的一种多等级速率、具有保护倒换功能并基于分组传输的环接入协议，是城域网的重要形式之一。对此，网站 http：//www.ieee802.org/17.上有详细介绍。RPR采用以缓存器插入环为基础的优化的介质接入控制MAC协议，将进入环的突发流量进行平滑和均衡，并支持空间重用，提高链路带宽的利用率。对此，网站www.rpralliance.org上有详细介绍。

现行RPR节点结构是以电缓存器为基础的。来自于网络到达节点的光数据帧必须先经过光电转换，然后才能进入电的缓存器中缓存。具体过程是：先将经过光电转换的帧头信息送入控制单元，依据帧头的路由信息，控制单元使接收到的数据帧或者进入接收缓存器，或者进入转发缓存器。同时，要上路的数据帧，也预先进入上路的发送缓存器中等待发送。进入接收缓存器的数据帧，在控制单元的控制下进一步完成下路的工作。而进入转发缓存器的数据帧，这时有可能和正在上路的数据帧发生冲突。因此，到底是发送转发缓存器中的数据帧，还是发送上路的发送缓存器中的数据帧，由控制单元根据一定的调度原则和算法来确定，并利用合理的算法尽可能的消除二者的竞争。所以，从功能上看，基于电缓存器的RPR的节点大致包括6个功能模块，分别是：接收数据帧缓存与帧头信息读取模块、下路的和穿过节点的数据帧的分流模块、下路的数据帧接收模块、穿过节点的数据帧的缓存与转发模块，上路的数据帧缓存与发送模块，以及控制模块。

其中接收数据帧缓存与帧头信息读取模块完成光电转换，帧头信息读取和对接收到的经过光电转换后的数据帧进行初步缓存。下路的和穿过节点的数据帧的分流模块完成对要下路的数据帧和要转发的数据帧进行分离，尽管分离技术可以采用数据总线的方式，通过改变缓存器的读写控制线和地址线来使数据帧到达不同的缓存器，但将不同的数据帧分发到不同的缓存器的效用是一样的。下路的数据帧接收模块是进一步将进入接收缓存器中的数据帧输出下路。穿过节点的数据帧的缓存与转发模块实现数据帧在转发缓存器中的缓存与发送；上路的数据帧缓存与发送模块实现上路数据帧在发送缓存器中的缓存与发送。控制模块分析各种数据帧帧头中的路由信息，根据一定的调度原则和算法实现对前面各个模块的控制，避免冲突和竞争。由于整个节点中的信息处理、缓存、分离和合成都是在电域中进行，所以在节点的输出端不可避免的还要进行一次电光变换。

从上面的分析可以看出，目前的基于电缓存器的RPR，当数据帧到达环上一个节点时，都要将所有数据帧进行光—电—光转换，光电变换器的最高速率就是数据帧工作的最高速率，限制了链路速率的进一步提高。大量的数据帧仅仅是从该节点经过，并不下路，进行光—电—光转换是多余的。但由于缓存、分离、合成等一系列过程都是在电域中完成，仍然不得不进行大量的光电、电光转换工作。由于光电、电光器件的变换速率受到电子瓶颈的限制，致使交换速率难以进一步提高。环上的节点越多，这种无意义的转换越频繁，限制愈加严重。

尽管全光包交换技术的提出已有时日，但在城域网中的应用未见报道，更不要说在RPR中的了。若在RPR中使用全光包交换技术，净负荷的全光缓存问题以及全光缓存器的调度问题是必须解决的首要问题。在弹性光分组环的节点设备中，缓存器的使用数量不多，有的基本是固定延迟，可以使用廉价的光纤延迟线全光缓存器，实际上，只有对于那些需要用于解决冲突比如转发和上路的数据帧的冲突的缓存器，因为要对报文进行调度，其存储时间是不确定的，需要使用读写可控的、随机存入与随机读出的真正意义的缓存器才行。

传输速率越高，网络传输信息的容量越大。实际上，帧头中包含的信息量并不因网络传输速率的增大有多大的提高，但是由于时钟提取、数据帧识别等原因，帧头在数据帧中占有相对固定的长度，所以，完全可以降低帧头的传输速率、使用低光电变换速率的光电变换器件来提取帧头信息。或者说可以使用比网络链路的传输速率低的光电变换器件，避开光电变换瓶颈。但是，在对所有数据帧进行光—电—光转换的情形下，单独降低对帧头光电变换器件的速率要求是没有实际意义的。

发明内容

为了克服基于电缓存器的弹性分组环需要将全部光数据帧进行光电、电光转换对弹性分组环吞吐量的限制问题，以及易于产生竞争和阻塞等问题，本发明利用专利申请号：02153429.2，发明名称：“双环耦合全光缓存器”的专利技术——提出一种基于双环全光缓存器的弹性光分组交换的方法和节点装置。该方法采用了帧头速率相对较慢、净负荷相对快的光数据帧结构，对到达节点的光数据帧区别对待，只对帧头进行光电变换，对于需要转发的光数据帧不进行光—电—光转换而是全光包交换；在数据帧上路和下路时以复用、解复用的方式工作；节点装置使用读写可控制的双环全光缓存器解决竞争和阻塞，从而达到降低交换粒度、提高交换效率，更有效地解决竞争，减少阻塞发生概率的目的。

本发明解决现有基于电缓存器的弹性分组交换的方法和节点装置的问题所采用的技术方案如下。

基于双环全光缓存器的弹性光分组交换的方法：

在RPR中，采用帧头速率相对较慢、净负荷相对快、固定长度的光数据帧结构。当从弹性分组环网络输入光数据帧时，节点只对速率相对较慢的帧头，而不是对整个数据帧进行光电转换，降低光电转换的速率要求，并获取帧头的路由信息。来到节点的光数据帧中的速率相对较快的净负荷直接以光信号的形式，进入光纤延迟线全光缓存器进行缓存，提高交换的透明度。根据帧头中的路由信息，判断该帧是从该节点下路或者穿过该节点转发，控制具有两个输出端的光开关实现下路的和穿过节点的数据帧分流。对于穿过该节点转发的光数据帧不进行光电转换，仍以光信号的形式进入全光转发缓存器进行缓存。这里，采用专利申请号02 2 53429.2，名称为“双环耦合全光缓存器”作为解决竞争的缓存器。采用“环优先”原则的控制算法，对欲从该节点上路的、存储于全光转发缓存器中的或者存储于电缓存器中的数据帧进行调度，调整缓存时间，依次将这两路光数据帧发送出去，避免竞争和冲突。最后，在数据帧的上路和下路时，采用复用与解复用技术来降低光电转换速率。

基于双环全光缓存器的弹性光分组交换的节点装置的技术方案：

节点装置包括：接收数据帧缓存与帧头信息读取模块、下路的和穿过节点的数据帧的分流模块、下路的数据帧接收模块、穿过节点的数据帧的缓存与转发模块、上路的数据帧缓存与发送模块、控制模块。其接收数据帧缓存与帧头信息读取模块，采用光纤延迟线作为全光数据缓存器；下路的和穿过节点的数据帧的分流模块是一个光开关；下路的数据帧接收模块中，光解复用器在前，并行多路光电变换器在后，或者单路光电变换器，以便将高速的串行的光码流转换成低速率的并行光码流，对于数据速率不是很高的码流，不必经过串并变换和只需进行单路接收；穿过节点的数据帧的缓存与转发模块，采用一个写入与读出都是在控制模块的指令控制下工作的读写可控制的双环全光缓存器；上路的数据帧缓存与发送模块中的上路数据缓存采用读写可控制的双环全光缓存器，或者是电的缓存器；在上述各个模块的光数据帧的处理过程中，采用一种帧头速率相对较慢、净负荷速率相对较快的帧格式，或者速率相等的帧格式；鉴于模块中的数据帧的缓存、下路与分流、合路、转发都采用光器件完成，只有帧头信息的读取与控制模块用电子器件完成。

本发明的有益效果如下：

首先，本发明只对帧头进行光电转换，对大量的、仅仅从弹性光分组环的节点设备经过的光数据帧的净负荷不进行光—电—光转换，只是在全光缓存器中缓存，从而减少了光电转换的工作量。其次，本网络的帧结构，其帧头与净负荷采用不同的传输速率。净负荷的数据量大，但不进行或很少进行光电转换，所以能够以更高的速率传送。而帧头的数据量很小，虽然需要进行频繁的光电转换，但由于帧头速率相对较低，对光电转换速率要求可适当降低。这样，就更进一步提高了网络链路的利用率和传输速度。

其次，与波长交换相比，降低了交换粒度。当前的波长交换技术，本质是一种模拟交换和面向连接的技术，交换粒度粗糙，交换资源波长有限，产生竞争和阻塞可能性大，从而大大限制了光交换网络的灵活性、可扩展性和即插即用性能。本发明提出采用在光域中不经过光电转换的数字交换或包交换技术，可以极大的提高全光网络的交换和路由分配的灵活性、增加交换用户的数量、实现网络节点的自动识别与即插即用功能。尤其是城域网，对于组网灵活性、可扩展性要求高，要求区分不同业务等级服务，交换粒度不能太大，业务的突发性强，所以在城域网中全光包交换的优点更加明显。

第三，由于采用了可以控制读写的全光缓存器，就可以有效的克服光域中数据帧交换时的竞争与阻塞问题。由于全光缓存器不可避免的要使用光放大器等比较昂贵的器件，而弹性分组环是一种基于缓存器接入技术的城域网，缓存器是它最重要的器件，因此节点装置中缓存器的选择是十分重要的。本发明对于固定延迟使用廉价的光纤延迟线全光缓存器。只有那些需要用于解决冲突和对报文进行调度的缓存器，因其存储时间不确定，才需要使用真正意义的随机读写的缓存器。在RPR中，因为只有转发和上路的数据帧可能发生冲突，所以只有转发缓存器才需要随机读写，随机读写的存储器用量更少。采用全光包交换技术后，节点结构相对简化，可以大大降低节点设备的整体造价。

第四，本方案中采用专利申请号02253429.2，名称为“双环耦合全光缓存器”，与使用4个光开关的单环全光缓存器相比，它是一种价格相对较低，性能稳定的全光缓存器。不仅可以获得较好的缓存性能，而且进一步降低节点的成本。

附图说明

图1是基于双环全光缓存器的弹性光分组交换节点装置示意图

图2是接收数据帧缓存与帧头信息读取模块的结构示意图

图3是下路的和穿过节点的光数据帧的分流模块的结构示意图

图4是下路的光数据帧接收模块的结构示意图

图5是穿过节点的数据帧的缓存与转发模块的结构示意图

图6是基于输出端与输入端相接3×3耦合器的双环全光缓存器的结构示意图

图7是基于输出端与输出端相接、输入端与输入端相接的3×3耦合器的双环全光缓存器的结构示意图

图8是上路的数据帧缓存与发送模块的一种结构示意图

图9是上路的数据帧缓存与发送模块的另一种结构示意图

图10是基于双环全光缓存器的弹性光分组交换方法一的流程示意图

图11是基于双环全光缓存器的弹性光分组交换方法二的流程示意图

图12是弹性光分组交换环网O-RPR的双环拓扑结构示意图图中：接收数据帧缓存与帧头信息读取模块1、下路的和穿过节点的光数据帧的分流模块2、下路的光数据帧接收模块3、穿过节点的数据帧的缓存与转发模块4、上路的数据帧缓存与发送模块5、控制模块6、来自于弹性分组环网络输入到节点的光数据帧7、去下游节点的数据帧8、下路的数据帧9、上路的数据帧10、来自于控制模块的控制信号11、光纤分路耦合器12、光开关13、光纤延迟线全光缓存器14、光电转换器15、去控制模块的帧头信息16、端口17、来自于控制模块的控制信号18、电控或者光控的1入2出光开关19、端口20、端口21、光解复用器22、并行多路光电变换器23、读写可控制的双环全光缓存器24、端口25、来自于控制模块的读写控制信号26、来自于控制模块的读写控制信号27、电光转换器28、电缓存器29、光复用器30、光合路耦合器31、读写可控制的双环全光缓存器32、黑色线箭头为光通路、空心线箭头为电通路(并行或串行)、虚线箭头为控制信号通路。

具体实施方式

本发明提出的基于光缓存器的弹性光分组交换环网O-RPR的拓扑结构与电的RPR拓扑结构是一样的，仍然是双环结构。如图12所示。

基于双环全光缓存器的弹性光分组交换节点装置的一种单通道结构，如图1所示。

基于双环全光缓存器的弹性光分组交换节点装置包括：接收数据帧缓存与帧头信息读取模块、下路的和穿过节点的数据帧的分流模块、下路的数据帧接收模块、穿过节点的数据帧的缓存与转发模块、上路的数据帧缓存与发送模块、控制模块。

接收数据帧缓存与帧头信息读取模块1包括：光纤分路耦合器12、电控光开关13、光纤延迟线全光缓存器14和一个光电变换器15，具体结构如图2所示。下路的和环上穿过节点的数据帧的分流模块2，是具有一个光信号输入端和两个光信号输出端的光开关19，并能够根据来自于控制模块6的控制信号18，在两个输出端之间切换，具体结构如图3所示。下路的数据帧接收模块3中，光解复用器22在前，并行多路光电变换器23在后，具体结构如图4所示，以便将高速的串行的光码流转换成低速率的并行光码流，对于数据速率不是很高的码流，不必经过串并变换和只需进行单路接收。穿过节点的数据帧的缓存与转发模块4，采用一个写入与读出都是在控制模块6的指令控制下工作的读写可控制的双环全光缓存器24，具体结构如图5所示。上路的数据帧缓存与发送模块5是由一个2入1出的光合路耦合器31、电光变换器28、电缓存器29、光复用器30组成，具体结构如图9所示。读写可控制的双环全光缓存器24，32，是基于3×3耦合器的双环全光缓存器；3×3耦合器的接法接成输出端与输入端相接的形式，具体结构如图6所示，或者接成输出端与输出端相接、输入端与输入端相接的形式，具体结构如图7所示。在上述各个模块的光数据帧的处理过程中，采用一种帧头速率相对较慢、净负荷速率相对较快的帧格式。

来自于弹性分组环网络输入到节点的光数据帧7经过光纤分路耦合器12分为两路，如图2所示，一路进入光纤延迟线全光缓存器14进行数据缓存，另一路通过光开关13进入光电变换器15读取帧头信息；光开关13位于光电变换器15前面，由控制模块控制，以便只有帧头才能进入光电转换器15；光开关13的控制信号11是电信号，或者是光信号；采用哪种信号，根据控制的要求确定；光电变换器15，是一个变换速率足以处理相对于净负荷速率较低的帧头的光电变换器件。光开关19的光信号输入端通过端口17与接收数据帧缓存与帧头信息读取模块1的光纤延迟线全光缓存器14输出端相连，光开关19的两个光信号输出端分别通过端口21，20与下路的光数据帧接收模块3和穿过节点的数据帧的缓存与转发模块4相连，如图3所示；光开关19的来自于控制模块6的控制信号18是电信号，或者是光信号；采用哪种信号，根据控制的要求确定。控制模块6根据帧头信息决定该数据帧下路还是进入数据帧的缓存与转发模块4的读写可控制的双环全光缓存器24缓存，如图5所示。上路数据帧10存入缓存时间受控制模块6控制的电缓存器29，电缓存器29输出电信号经电光变换器28变换成并行光信号，并行光信号经光复用器30复用为一路串行信号进入光耦合器31，光耦合器31的输出端是去下游节点的数据帧8的输出口，如图9所示。到底是发送缓存于穿过节点的数据帧的缓存与转发模块4中的数据帧，还是发送缓存于上路的数据帧缓存与发送模块5中的数据帧，要由控制模块6根据用户的等级来确定。当发送缓存于电缓存器29中的上路数据帧10时，来自于控制模块6的读写控制信号27驱动上路数据帧发送电缓存器29，通过电光变换器28和光复用器30形成一路串行的光数据帧，光数据帧被送到光合路耦合器31，最后输出去下游节点的数据帧8；当发送缓存于穿过节点的数据帧的缓存与转发模块4中的数据帧时，如图5所示，来自于控制模块6的读写控制信号26，驱动读写可控制的双环全光缓存器24，通过端口25，至光合路耦合器31形成去下游节点的数据帧8的输出。

基于双环全光缓存器的弹性光分组交换节点装置的另一种单通道结构，如图1所示。

它的结构与第一种单通道结构的差异是：上路的数据帧缓存与发送模块5是由一个2入1出的光合路耦合器31、读写可控制的双环全光缓存器32、光复用器30、电光变换器28组成，具体结构如图8所示；为克服电光变换速率低带来的瓶颈问题，上路数据帧10的电信号经电光变换器28变换成并行光信号，并行光信号经光复用器30复用为一路进入读写可控制的双环全光缓存器32缓存，如图8所示；读写可控制的双环全光缓存器32的缓存时间通过端口27受控制模块6控制；光耦合器31的一个输入端通过端口25与全光缓存器24相连，另一个输入端与上路的数据帧缓存与发送模块5中读写可控制的双环全光缓存器32相连，光耦合器31的输出端是去下游节点的数据帧8的输出口；到底是发送穿过节点的缓存与转发模块4中的数据帧，还是发送读写可控制的双环全光缓存器32中的上路数据帧，要由控制模块6确定。若发送上路数据帧10，来自于控制模块6的读写控制信号27驱动读写可控制的双环全光缓存器32，将光数据帧送到光合路耦合器31，最后形成去下游节点的数据帧8输出。

基于双环全光缓存器的弹性光分组交换方法一，如图10所示的流程。

采用帧头速率相对较慢、净负荷相对快、固定长度的光数据帧结构。光数据帧还可采用帧头速率与净负荷速率相同的结构。当从弹性分组环网络输入光数据帧时，节点只对速率相对较慢的帧头，而不是对整个数据帧进行光电转换，降低光电转换的速率要求，并获取帧头的路由信息；来到节点的光数据帧中速率相对较快的净负荷直接以光信号的形式，进入光纤延迟线全光缓存器进行缓存，提高交换的透明度。根据帧头中的路由信息，判断该帧是从该节点下路或者穿过该节点转发，控制具有两个输出端的光开关实现下路的和穿过节点的数据帧分流；对于穿过该节点转发的光数据帧不进行光电转换，仍以光信号的形式进入全光转发缓存器进行缓存。全光转发缓存器采用读写可控制的双环全光缓存技术。上路数据帧缓存于电缓存器中；采用“环优先”原则的控制算法，对欲从该节点上路的、存储于电缓存器中的数据帧和全光缓存的、待转发的数据帧进行调度，调整缓存时间，依次将这两路光数据帧发送出去，避免竞争和冲突。在数据帧的上路和下路时，采用复用与解复用技术来降低光电转换速率。

基于双环全光缓存器的弹性光分组交换方法二，如图11所示的流程。它与方法一的流程的差别如下：

上路数据帧经过光电变换，缓存全光发送缓存器中。采用“环优先”原则的控制算法，对欲从该节点上路的、存储于全光缓存器中的数据帧和全光缓存的、待转发的数据帧进行调度，调整缓存时间，依次将这两路光数据帧发送出去，避免竞争和冲突。

对来到节点的光数据帧中速率相对较快的净负荷，采用光纤延迟线进行全光缓存，全光转发缓存器和全光发送缓存器采用读写可控制的双环全光缓存技术。

下路的和穿过节点的数据帧分流的方法，是根据帧头信息控制具有两个输出端的光开关的方法进行分流。

Claims (10)

1.基于双环全光缓存器的弹性光分组交换的节点装置，包括：接收数据帧缓存与帧头信息读取模块、下路的和穿过节点的数据帧的分流模块、下路的数据帧接收模块、穿过节点的数据帧的缓存与转发模块、上路的数据帧缓存与发送模块、控制模块，其特征是：接收数据帧缓存与帧头信息读取模块(1)，采用光纤延迟线全光缓存器(14)作为数据帧接收缓存器；下路的和穿过节点的数据帧的分流模块(2)是一个光开关(19)；下路的数据帧接收模块(3)中，光解复用器(22)在前，并行多路光电变换器(23)在后，以便将高速的串行的光码流转换成低速率的并行光码流，对于数据速率不是很高的码流，不必经过串并变换和只需进行单路接收；穿过节点的数据帧的缓存与转发模块(4)，采用一个写入与读出都是在控制模块(6)的指令控制下工作的读写可控制的双环全光缓存器(24)；上路的数据帧缓存与发送模块(5)中，上路数据帧缓存采用读写可控制的双环全光缓存器(32)，或者是电的缓存器(29)；在上述各个模块的光数据帧的处理过程中，采用一种帧头速率相对较慢、净负荷速率相对较快的帧格式；鉴于模块中的数据帧的缓存、下路与分流、合路、转发都是光器件完成，只有帧头信息的读取与控制模块(6)用电子器件完成。

2.根据权利要求1所述的基于双环全光缓存器的弹性光分组交换的节点装置，其特征是：接收数据帧缓存与帧头信息读取模块(1)包括光纤分路耦合器(12)、光开关(13)、光纤延迟线全光缓存器(14)和一个光电变换器(15)；来自于弹性分组环网络输入到节点的光数据帧(7)经过光纤分路耦合器(12)分为两路，一路进入光纤延迟线全光缓存器(14)进行数据缓存，另一路通过光开关(13)进入光电变换器(15)读取帧头信息；光开关(13)位于光电变换器(15)前面，由控制模块控制，以便只有帧头才能进入光电变换器(15)；光开关(13)的控制信号(11)是电信号，或者是光信号；采用哪种信号，根据控制的要求确定。

3.根据权利要求2所述的基于双环全光缓存器的弹性光分组交换的方法和节点装置，其特征是：接收数据帧缓存与帧头信息读取模块(1)中的光电变换器(15)，是一个变换速率足以处理低于净负荷速率的帧头的光电变换器件。

4.根据权利要求1所述的基于双环全光缓存器的弹性光分组交换的节点装置，其特征是：下路的和环上穿过节点的数据帧的分流模块(2)，是具有一个光信号输入端和两个光信号输出端的光开关(19)，并能够根据来自于控制模块(6)的控制信号(18)，在两个光信号输出端之间切换；光开关(19)的光信号输入端通过端口(17)与接收数据帧缓存与帧头信息读取模块(1)的光纤延迟线全光缓存器(14)输出端相连，光开关(19)的两个光信号输出端分别通过端口(21，20)与下路的光数据帧接收模块(3)和穿过节点的数据帧的缓存与转发模块(4)相连；光开关(19)的来自于控制模块(6)的控制信号(18)是电信号，或者是光信号；采用哪种信号，根据控制的要求确定。

5.根据权利要求1所述的基于双环全光缓存器的弹性光分组交换的节点装置，其特征是：读写可控制的双环全光缓存器(24，32)，是基于双环3×3耦合器的双环全光缓存器；3×3耦合器的接法接成输出端与输入端相接的形式，或者接成输出端与输出端相接、输入端与输入端相接的形式。

6.根据权利要求1所述的基于双环全光缓存器的弹性光分组交换的节点装置，其特征是：上路的数据帧缓存与发送模块(5)是由一个2入1出的光合路耦合器(31)、读写可控制的双环全光缓存器(32)、光复用器(30)和电光变换器(28)所组成；为克服电光变换速率低带来的瓶颈问题，上路数据(10)电信号经电光变换器(28)变换成并行光信号，并行光信号经光复用器(30)复用为一路串行信号，进入读写可控制的双环全光缓存器(32)缓存；读写可控制的双环全光缓存器(32)的缓存时间通过端口(27)受控制模块(6)控制；光耦合器(31)的一个输入端通过端口(25)与穿过节点的数据帧的缓存与转发模块(4)的全光缓存器(24)相连，另一个输入端与上路的数据帧缓存与发送模块(5)中读写可控制的双环全光缓存器(32)相连，光耦合器(31)的输出端是去下游节点的数据帧(8)的输出口；

上路的数据帧缓存与发送模块(5)还可以是由一个2入1出的光合路耦合器(31)、电光变换器(28)、电缓存器(29)组成；上路数据帧(10)存入缓存时间受控制模块(6)控制的电缓存器(29)，电缓存器(29)输出电信号经电光变换器(28)变换成并行光信号，并行光信号经光复用器(30)复用为一路串行光信号进入光耦合器(31)，光耦合器(31)的输出端是去下游节点的数据帧(8)的输出口。

7.基于双环全光缓存器的弹性光分组交换的方法，其特征是：采用帧头速率相对较慢、净负荷相对快、固定长度的光数据帧结构；当弹性分组环网络输入光数据帧时，节点只对速率相对较慢的帧头，而不是对整个数据帧进行光电转换，降低光电转换的速率要求，并获取帧头的路由信息；来到节点的光数据帧中，速率相对较快的净负荷直接以光信号的形式进入光纤延迟线全光缓存器进行缓存，提高交换的透明度；根据帧头中的路由信息，判断该帧是从该节点下路或者穿过该节点转发，控制具有两个输出端的光开关实现下路的和穿过节点的数据帧分流；对于穿过该节点转发的光数据帧不进行光电转换，仍以光信号的形式进入全光转发缓存器进行缓存；采用“环优先”原则的控制算法，对欲从该节点上路的、存储于全光发送缓存器中的或者存储于电缓存器中的数据帧进行调度，调整缓存时间，依次将这两路光数据帧发送出去，避免竞争和冲突；在数据帧的上路和下路时，采用复用与解复用技术来降低光电转换速率。

8.根据权利要求7所述的基于双环全光缓存器的弹性光分组交换的方法，其特征是：光数据帧还可采用帧头速率与净负荷速率相同的结构。

9.根据权利要求7所述的基于双环全光缓存器的弹性光分组交换的方法，其特征是：对来到节点的光数据帧中速率相对较快的净负荷，采用全光缓存方法进行全光缓存，其中全光接收缓存器采用光纤延迟线，全光转发缓存器和全光发送缓存器采用读写可控制的双环全光缓存技术。

10.根据权利要求7所述的基于双环全光缓存器的弹性光分组交换的方法，其特征是：下路的和穿过节点的数据帧分流的方法，是根据帧头信息控制具有两个输出端的光开关的方法进行分流。

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