CN1901415B - 一种包含光分插复用器的多粒度光交换装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包含光分插复用器的多粒度光交换结构，适用于多粒度光交换网络，属于光通信与网络范畴。在传统的多粒度交换结构中，本发明通过将光分叉复用器引入传统的级联式多粒度光交换结构，在多粒度光交换结构的BXC的部分输入/输出端口之间连接BOADM，在WXC的部分输入/输出端口之间连接WOADM，按需选择上下波带以及波长，从而达到减少交叉矩阵端口的目的，降低交叉矩阵的规模及其成本。

Description

一种包含光分插复用器的多粒度光交换装置

技术领域：

本发明涉及光通信网络技术领域，适用于多粒度光交换网络。

背景技术：

多粒度交换是指交换节点可以同时对多种不同粒度的光信号进行交换，主要包括光纤级信号，波带级信号，以及波长级信号。其中波带信号是由一定数量的波长所组成，在交换节点处，一个包含一定数量波长信号的波带信号只使用一个交换端口，而传统的交换结构需要采用与波长数量相等的交换端口。波带是指一组连续的波长通道，波带中包含的波长数目可以是固定的，也可以是变化的。在多粒度光交叉连接(MG-OXC)组成的多粒度光交换网络中，光纤交叉连接(FXC)完成光纤通道的空分交换，波带交叉连接(BXC)完成波带级的交换，由于波带是由一定数目(如n个)的波长通道组成，一个波带端口可以完成n个波长的交换。波长交叉连接(WXC)完成波长级的交换。一个波段只有在其中有波长需要交换的时候才需要解复用到波长级。

多粒度交换引入，使得交换节点中交换端口数量得以显著降低。目前的多粒度交换结构包括单层，多层，级联等结构。如Pin-Han Ho等人提到的级联式多粒度光交叉连接结构(Routing and Wavelength Assignment with MultigranularityTraffic in Optical Networks)。

级联的多粒度交叉连接结构的核心是一个光交叉连接矩阵，这个交叉连接矩阵在逻辑上分成FXC、BXC、WXC三个部分。它的解复用器包含两级，最外面的是波带解复用器，将光纤中的信号解复用为波带信号，第二级为波长解复用器，将波带信号解复用为单个波长。工作原理如下：进入端口的光纤中包含直通信号的直接通过FXC选路输出，含有波带或波长交换信道的光纤则通过波带解复用器解复用为单个的波带信号，只有波带交换的信道通过BXC选路输出，含有波长交换的信道则通过波长级解复用器进一步解复用为单个波长，通过WXC选路输出。每个交换层面都能提供上下路功能。如果光纤中有两个波长要进行波长级的交换，先在FXC交换矩阵中交换到FTB(Fiber to Band)端口，通过波带解复用器解复用成单个波带在BXC交换矩阵中交换到BTW(Band toWavelength)端口，通过波长解复用器解复用成单个波长在WXC中完成交换。如果信号继续向下游传输，则经过相反的过程从下层交换矩阵逐层返回光纤输出端口。

如果某一波带中含有需要进行波长交换的波长信号，则需要将此波带信号解复用成波长信号，对该波带信号中的所有波长信号进行交换，这就需要与该波带中波长信号数目相同的交换端口，同样，当一个光纤信号包含需要进行波带交换的波带信号，则这个光纤信号需要全部解复用到波带一级，采用与该光纤信号中波带数目相同的交换端口进行交换，这造成了交换端口数的浪费。

发明内容：

本发明主要针对现有技术中的上述缺陷，对多粒度光交换结构进行扩展，提出一种解决此类问题的多粒度光交换结构。本发明通过将光分叉复用器引入传统的级联式多粒度光交换结构，按需选择上下波带和波长，从而达到减少交叉矩阵端口的目的，降低交叉矩阵的规模及其成本。

为实现这一目的，本发明利用光分插复用器OADM对需要进行波带交换的波带以及需要进行波长交换的波长进行选择，其余直通信号可直接通过，避免了交换端口的浪费。

本发明解决上述技术问题的技术方案为：在传统的级联式多粒度光交换结构的基础上增加光分插复用器OADM。一种包含光分插复用器的多粒度光交换矩阵，包括光纤交叉连接矩阵FXC，波带交叉连接矩阵BXC，波长交叉连接矩阵WXC，波带光分插复用器BOADM和波长分插复用器WOADM，在多粒度光交换矩阵的BXC的输入/输出端口之间连接BOADM，在WXC输入/输出端口之间连接WOADM，控制器通过控制线连接FXC、BXC、WXC、BOADM和WOADM。具体连接关系为，FXC(201)的部分输出端口连接BOADM的部分输入端口(202-1，202-2)，BOADM的部分输出端口连接BXC(203)的输入端口，BXC的输出端口分别连接BOADM的其余部分输入端口；BOADM的其余部分输出端口分别连接WOADM的部分输入端口(204-1，204-2)，WXC(205)的输出端口连接WOADM的其余部分输入端口，WOADM的部分输出端口连接WXC的输入端口，WOADM的其余部分输出端口直接下路。该多粒度光交换结构还可包括复用器和解复用器，波带解复用器(102)连接在FXC(101)和输入端BXC(103-1)之间；波长解复用器(105)连接在输入端BXC(103-1)和WXC(106)之间；波长复用器(108)连接在WXC(106)和输出端BXC(103-2)之间；波带复用器连接在输出端BXC的输出。该多粒度光交换矩阵还可去除所有复用器及解复用器，所有需要交换的波带和波长都通过光分插复用器OADM进入到波带交叉连接矩阵BXC、波长交叉连接矩阵WXC中进行交换。

波带交叉连接矩阵BXC提供波带的上下路功能，波长交叉连接矩阵WXC提供波长的上下路功能。

本发明的优点在于：1)根据输入光纤信号中的交换需求，选择需要交换的波带信号或波长信号，避免将一根光纤或者一个波带全部解复用进行交换造成的交换端口的浪费；2)本结构根据光信号特征，灵活调整交换方式，提高了传统光交换结构的灵活性。

附图说明

图1包含光分插复用器的多粒度光交换矩阵。

图2去除传统复用器及解复用器后的多粒度光交换矩阵

具体实施方式

图1所示为包含光分插复用器的级联式多粒度光交换矩阵，在传统的级联式多粒度光交换结构的基础上增加光分插复用器OADM。FXC(101)的部分输出端口通过波带解复用器(102)与输入级BXC(103-1)的部分输入端口相连，该BXC的部分输出端口通过波长解复用器(105)与WXC(106)的部分输入端口相连；WXC的部分输出端口与输出级BXC(103-2)的部分输入端口通过波长复用器(108)连接，BOADM(104)的部分输入端口和部分输出端口分别连接输入级BXC的部分输出端口和部分输入端口，BOADM的其余输入端口连接FXC的部分输出端口，FXC的其余部分输出端口为直通端口；WOADM的输入端口分别连接WXC的部分输出端口和FXC的部分输出端口，WOADM的部分输出端口连接WXC的部分输入端口，WOADM的其余部分输出端口为直通端口；输入级波带交叉连接矩阵BXC的部分输出端口与输出级BXC的部分输入端口直接相连，输出级BXC的输出端连接波带复用器。FXC、BXC、WXC、BOADM和WOADM都通过控制线与控制器连接。

控制器根据光纤中需要交换的波带或波长的数目疏导输入光纤进入相应部分进行交换。如果需要交换的波带或波长的数目较多时，疏导该光纤信号进入传统级联结构进行交换，该输入信号通过FXC以及解复用器后进入输入端BXC完成交换，交换后的信号如果不需要进行波长级的交换，则直接进入输出侧BXC，然后通过复用器复用为光纤信号向下游传输；如果交换后的信号需要进行波长级的交换，则该信号通过解复用器解复用为波长信号以后在WXC中完成交换，然后分别通过复用器，输出侧BXC后再复用为光纤信号向下游传输。如果需要交换的波带或波长数目较少时，用光分插复用器选择该光纤信号中的波带或波长进入BXC或WXC进行交换，交换完成后，又通过光分插复用器复用到光纤信号向下游传输；如果该光纤信号只需要进行光纤级的交换，则直接在光纤交叉连接中进行交换，然后通过直通端口向下游传输。

图2为一种去除传统复用器及解复用器后的多粒度光交换矩阵，该结构为图1所示结构的特例，在传统的级联式多粒度光交换矩阵中去除所有复用器及解复用器，所有需要交换的波带和波长都通过光分插复用器OADM进入到波带交叉连接矩阵BXC、波长交叉连接矩阵WXC中进行交换。光纤交叉连接矩阵(201)的部分输出端口分别连接一系列波带分插复用器BOADM的部分输入端口，BOADM的部分输出端口分别连接BXC(203)的输入端口，BXC的输出端口分别连接一系列BOADM的其余部分输入端口，一系列BOADM的其余部分输出端口分别连接一系列WOADM的部分输入端口，WXC的输出端口连接一系列WOADM的其余部分输入端口，WOADM的部分输出端口连接WXC的输入端口，WOADM的其余部分输出端口直接下路。

当光纤信号进入该交换结构时，控制器判断该光纤信号中需要交换的信号的粒度类型以及数量。如果包含需要交换的波带信号，则通过波带光分插复用器选择其中的波带进入波带交叉连接进行交换，交换完成以后如果里面含有需要进行波长交换的波长信号，则又通过波长光分插复用器选择需要交换的波长信号进入波长交叉连接进行交换，完成以后通过波长分插复用器复用到光纤信号向下游传输，如果经过波带交换以后的信号里没有需要交换的波长言号，则该信号通过波带分插复用器复用到光纤中继续向下游传输；如果光纤信号中只有需要进行波长交换的波长信号，则直接通过波长分插复用器选择该波长信号进入波长交叉连接进行交换，交换完成以后又通过波长分插复用器复用为光纤信号继续向下游传输；如果该光纤信号只需要进行光纤级的交换，则直接在光纤交叉连接中进行交换，然后向下游传输。

这样波带交叉连接矩阵BXC和波长交叉连接矩阵WXC的端口数目可以减少到很少。

下面结合附图举例对本发明作进一步说明：

实例1：若在一根光纤f1中有16个波带，每个波带4个波长，该光纤信号中只有一个波带β1中包含的一个波长λ1需要交换，其余波长不需要交换。另外一个光纤信号f2中只有一个波带信号β2需要进行波带交换，其余的波带信号不需交换。

当采用已有光交叉矩阵结构时，光纤f1中的光信号需解复用16个波带信号，并连接到波带交换矩阵，占用16个波带端口。其中一个波带还需要解复用成4个波长信号，并连接波长交换矩阵，占用4个波长端口。光纤f2中的光信号需解复用16个波带信号，并连接到波带交换矩阵，占用16个波带端口。这种情况下，一共需要占用36个输入波带/波长交换端口。

若采用本发明如图1所示的交换矩阵，光纤信号f1通过光纤交叉连接矩阵(101)直接进入波长分插复用器(107)，107将f1中的波长信号λ1进行选择，疏导其进入波长交叉连接矩阵(106)，占用波长交叉连接矩阵的1个波长输入端口，其余信号直接通过波长分插复用器107，并与经过波长交叉连接矩阵交换后的波长信号复用到光纤信号后通过输出端口继续向下游传输。光纤信号f2通过波带光分插复用器，选择波带信号β2连接到波带交叉连接矩阵进行交换，占用1个波带输入端口。以上分析表明，在这种情况下，只需占用2个输入波带/波长交换端口。若采用本发明如图2所示的交换矩阵，其分析及其结果与图1一致。

因此，采用本发明提出的包含光分插复用器的多粒度光交换矩阵，能有效地减少端口数目。本发明可广泛用于光通信网络中。

Claims (4)

1.一种包含光分插复用器的多粒度光交换装置，包括光纤交叉连接矩阵FXC、波带交叉连接矩阵BXC、波长交叉连接矩阵WXC、波带光分插复用器BOADM和波长分插复用器WOADM，波带复用器、波带解复用器、波长复用器、波长解复用器，其中波带解复用器连接在FXC和输入端BXC之间，波长解复用器连接在输入端BXC和WXC之间，波长复用器连接在WXC和输出端BXC之间，波带复用器连接输出端BXC的输出端口，其特征在于，FXC的部分输出端口连接BOADM的部分输入端口，BOADM的部分输出端口连接BXC的部分输入端口，BXC的部分输出端口分别连接BOADM的部分输入端口；FXC的部分输出端口连接WOADM的部分输入端口，WXC的部分输出端口连接WOADM的部分输入端口，WOADM的部分输出端口连接WXC的部分输入端口，BOADM和WOADM的其余部分输出端口直接下路，控制器通过控制线连接FXC、BXC、WXC、BOADM和WOADM。

2.根据权利要求1所述的多粒度光交换装置，其特征在于，需要交换的波带通过波带光分插复用器连接到波带交叉连接矩阵中进行交换，需要交换的波长通过波长分插复用器连接到波长交叉连接矩阵中进行交换。

3.根据权利要求1-2其中之一所述的多粒度光交换装置，其特征在于，波带交叉连接矩阵BXC提供波带的上下路功能；波长交叉连接矩阵WXC提供波长的上下路功能。

4.一种包含光分插复用器的多粒度光交换装置，包括光纤交叉连接矩阵FXC、波带交叉连接矩阵BXC、波长交叉连接矩阵WXC、波带光分插复用器BOADM和波长分插复用器WOADM，其特征在于，FXC的部分输出端口连接BOADM的部分输入端口，BOADM的部分输出端口连接BXC的输入端口，BXC的输出端口分别连接BOADM的其余部分输入端口；BOADM的其余部分输出端口分别连接WOADM的部分输入端口，WXC的输出端口连接WOADM的其余部分输入端口，WOADM的部分输出端口连接WXC的输入端口，WOADM的其余部分输出端口直接下路，控制器通过控制线连接FXC、BXC、WXC、BOADM和WOADM。

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