CN1819706B - 基于可调滤波器的光波带交换网络节点结构 - Google Patents

基于可调滤波器的光波带交换网络节点结构 Download PDF

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Abstract

本发明请求保护一种基于可调滤波器的光波带交换网络，涉及光通信技术中的光子系统领域。本发明使用可调光滤波器来构成可调合波器和分波器，可以支持光波带交换，波带交换矩阵和波长交换矩阵通过可调光滤波器组成的可调分波器和可调合波器连接，动态完成不同波长范围的光信息交换，实现波长业务合成到波带及从波带中分离出来的功能，减少了交换矩阵的端口数目，降低了网络管理的复杂性，节约了网络成本。

Description

基于可调滤波器的光波带交换网络节点结构
技术领域
本发明涉及光通信技术中的光子系统领域，尤其涉及光波带交换网络节点结构，适用于多粒度的支持波带交换的波长路由光交换网络。
背景技术
目前，在光纤交叉连接(OXC)和光分插复用设备(OADM)上的交换是基于波长的光交换，业务上的交换由下层的路由器完成，随着业务带宽需求的不断增加，网络节点的输入光纤数目和每根光纤上的波长数目越来越多，这样在节点上的交换矩阵的规模也越来越大，这样造成了一系列的问题：网络设备使用量增加，网络节点的规模扩大，网络成本加大；网络节点的管理控制规模扩大导致管理控制变得困难；交换矩阵增大后运行的可靠性降低，升级维护困难等等。而实际统计表明目前的网络业务请求中，每个网络节点上有大量业务在本地节点并不进行业务交换，而是直接经过节点。因此对这些业务进行交换处理实际上是对节点资源的浪费。为了解决这个问题，波带交换的思想提了出来，所谓波带交换主要是指将多个波长合在一起进行交换和传送，通过这种组合每个由多个波长组成的波带交换时只占用节点的一对输入输出端口，减少了节点的端口使用数目，更有效的利用网络资源，减少了网络的成本。
目前已经有人提出了光波带交换网络节点的结构，这些支持波带交换的网络节点结构在普通的支持波长交换的网络节点的基础上增加了支持波带交换和不同波带之间进行波长交换的结构，图1所示为两种不同结构的光波带交换节点的结构(Chunming Qiao Dahai Xu，Yang Chen，Yizhi Xiong and XinHe；“On Finding Disjoint Paths in Single and Dual Link Cost Networks”，Proc.IEEE Infocom03，March，2004)，图中光交换节点中的FXC、BXC、WXC模块分别代表了光纤交换矩阵、光波带交换矩阵和光波长交换矩阵，通过在同一个节点中使用多种交换矩阵及使用多个光合波器和光分波器处理不同粒度的光信号交换完成光波带交换功能。但是由于使用的光合波器和光分波器能处理的波长范围是固定的，这种节点结构的波带交换的容量和灵活性受到了限制，如果要增加波带交换的容量，就必须增加网络节点光合波器和光分波器的数目(即增加交换端口的数目)，这样势必增加网络建设成本。为了解决这个问题，本发明提出了一种使用可调光滤波器的光波带交换的光网络节点结构，可以有效的减少网络资源使用、降低网络结构的复杂性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提出一种基于可调光滤波器的支持波带交换的光网络节点结构，这种光网络节点可以降低节点端口数目，减少网络资源使用，提高网络性能。
解决上述技术问题所采用的技术方案是，采用基于可调光滤波器的支持波带交换的光网络节点结构，其中的可调滤波器在实现上表现为两种形态：与输入光纤连接的可调分波器和与输出光纤连接的可调合波器。这种光交换网络节点结构分成两部分：波带交换和波长交换部分，直通光纤和本地光纤直接和光波带交换矩阵输入/输出光纤相连接，交换业务输入光纤通过粗分波器后分成多路光纤与波带交换矩阵输入光纤连接，波带交换矩阵输出端的多路光纤通过粗合波器后由交换业务输出光纤输出，波带交换矩阵输出端由交换业务光纤连接可调分波器后分成多路光纤连接波长交换矩阵输入光纤，波长交换矩阵输出光纤的多路光纤通过可调合波器后由交换业务光纤连接到波带交换矩阵的输入光纤，波长交换矩阵通过波长交换输入/输出光纤分别与本地业务接入接口相连，波带交换部分和波长交换部分相互之间通过两组交换业务光纤相连，其中波带交换部分的一组输出光纤通过多个采用可调光滤波器做的可调分波器分别与波长交换部分的波长交换矩阵相连，波长交换矩阵的多组业务交换光纤通过多个采用可调光滤波器做的可调合波器分别与波带交换矩阵的多个输入端口相连。波带交换矩阵和波长交换矩阵各由数组交换业务光纤与本地网络接口输入和输出端相连。
本发明使用可调光滤波器来构成可调合波器和分波器，实现波长业务合成到波带及从波带中分离出来的功能，具有良好的效果，减少了交换矩阵的端口数目，降低了网络管理的复杂性，节约了网络成本。
附图说明
图1两种光波带交换节点分层结构示意图
图2本发明涉及的光波带交换网络节点结构示意图
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案，以下结合附图对实施方式作进一步的描述。
如图2所示，本发明在光波带交换节点采用多个粗合波器、粗分波器、可调合波器、可调分波器、波带交换矩阵和波长交换矩阵、光纤等组成。交换网络络节点结构分成两部分：波带交换部分和波长交换部分，节点输入光纤分为三种：直通光纤、本地光纤、交换业务光纤，直通光纤和本地光纤直接和光波带交换矩阵相连接，交换业务光纤通过粗分波器后分成多路光纤与光交换矩阵连接，波带交换矩阵和波长交换矩阵通过交换业务光纤分别连接到可调分波器和可调合波器两端，波长交换矩阵通过波长交换输入/输出光纤分别与本地接入业务接口相连。波带交换部分和波长交换部分相互之间通过两组交换业务光纤相连，其中波带交换的一组输出光纤通过多个采用可调光滤波器做的可调合波器分别与波长交换结构的交换矩阵相连，波长交换矩阵的多组业务交换光纤通过多个采用可调光滤波器做的可调合波器分别与波带交换矩阵的多个输入端口相连。波带交换矩阵和波长交换矩阵各由数组交换业务光纤与本地网络接口输入和输出端相连。
当业务到达本地时，根据业务的目的地址确定它的路径，可以有三种交换途径实现：1.如果是直通业务就直接由波带交换矩阵选择相应的输出端口通过输出光纤送往目的节点；如果整个光纤中的业务都要在本地下路就通过本地下路业务光纤送入本地网络中；2.如果整个波带上的业务全部在本地下路则通过波带交换输出光纤输出到本地网络；3.如果是某个波带上的部分波长上的业务在本地下路，则通过波带交换输出光纤输出到波长交换部分中通过可调滤波器及波长交换矩阵把相应的本地业务波长分离出来送入本地网络，其余的业务再通过可调滤波器做成的可调合波器重新合成到波带上送回波带交换矩阵输出到相应的目的节点。
而本地业务上路也主要通过两种途径实现：1.如果是本地的单个波长业务则由本地网络通过本地网络接口送入波长交换矩阵与可用的波带组合再送入波带交换矩阵输出到目的节点；2.如果是本地的完整波带业务或本地的完整光纤业务则通过本地网络接口送入波带交换矩阵再输出到相应的目的节点。
以一个4根光纤的光包交换网络节点为例，假设光纤数目用L表示，即L＝4，每根光纤使用4个波带，假设波带数目用M表示，即M＝4，每个波带由4个波长组成。假设每个波带中的波长数目用N表示，即N＝4，在输入光纤中，用一根光纤作为直通光纤，两根作为交换业务光纤，一根作为本地业务上下路光纤，波带交换输入光纤4根，生成端采用相对的配置。这样，波带交换结构部分的输入端口总数为(1根直通光纤+M×2+1根本地业务上下路光纤)＝10。在波长交换结构中，我们采用两根光纤输入到可调滤波器组成的分波器上，每个分波器采用P＝4个输入端口；本地业务上路端口数Q采用4个，这样，波长交换结构部分的输入端口总数为(P×2+Q)＝12个。如果采用完全波长交换的话，相同的配置需要的端口总数为(1根直通光纤+M×N×2+1根本地业务上下路光纤)＝34。这样我们节约的端口数目为34-10-12＝12个，而且可以看到使用的波带数目越多，每个波带中的波长数目越多，节约的端口数目就越多。
本发明提出的光波带交换网络节点结构应用通过光纤互联，可以构成各种形式的光网络结构，如光环网、光多环网和光网格网等，可以应用于骨干光网络、城域光网络和光接入网络中。

Claims (2)

1.一种基于可调滤波器的光波带交换网络节点设备，包括波带交换部分和波长交换部分，其特征在于，直通光纤和本地光纤直接和波带交换矩阵输入/输出光纤相连接，波带交换部分中交换业务输入光纤通过粗分波器后分成多路光纤与波带交换矩阵输入光纤连接，波带交换矩阵输出端的多路光纤通过粗合波器后由交换业务输出光纤输出，波带交换矩阵输出端由交换业务光纤连接采用可调光滤波器做的可调分波器后分成多路光纤连接波长交换矩阵输入光纤，波长交换矩阵输出的多路光纤通过采用可调光滤波器做的可调合波器后由交换业务光纤连接到波带交换矩阵的输入光纤，波带交换矩阵和波长交换矩阵各由数组交换业务光纤与本地网络接口输入和输出端相连。
2.根据权利要求1所述的光波带交换网络节点设备，其特征在于，当某个波带上的部分波长的业务在本地下路，通过波带交换矩阵输出到波长交换部分中通过可调光滤波器及波长交换矩阵把相应的本地业务波长分离出来送入本地网络，其余的业务再通过可调光滤波器做成的可调合波器重新合成送回波带交换矩阵输出到目的节点。
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