CN1901416A - 一种新型多层多粒度光交叉连接结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型的多层多粒度光交叉连接(MG－OXCs)结构，属于光通信与网络范畴。与传统的多层MG－OXCs相比，本发明针对现有光交换结构的信号损耗和失真过大等问题，通过在传统多层MG－OXCs基础上引入光纤级与波带级之间的连接模块，使FXC空间交换单元与WXC空间交换单元通过F2W(光纤到波长)和W2F(波长到光纤)连接模块进行连接。疏导相应的信号直接进入对应层次的交换矩阵进行交换。达到提高交换灵活性，降低信号损耗和失真的目的。
Description
技术领域：
本发明涉及光纤通信领域，尤其涉及一种光交换网络中的交换节点结构。
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-OXCs)组成的多粒度光交换网络中，FXC(光纤交叉连接)完成光纤通道的空分交换，BXC(波带交叉连接)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。WXC(波长交叉连接)完成波长级的交换。一个波带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。
多粒度交换的引入，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Ludovic Noirie，Martin Vigoureux和Emmanuel Dotaro提到的单层多粒度光交叉连接结构(Impact of intermediate grouping on the dimensioning of multi-granularityoptical networks，in Proceedings-OFC，2001，p.TuG3-1)以及Xiaojun Cao，Vishal Anand等人提到的多层多粒度光交叉连接结构(PerformanceEvaluation of Wavelength Band Switching in Multi-fiber All-Optical Networks.IEEE INFOCOM 2003)。
多层多粒度交叉连接结构的核心部分是FXC、BXC、WXC三个交换矩阵。与单层MG-OXC的区别是它的三个交换矩阵之间都有端口连接，增加了交换的灵活性。FXC与BXC直接通过波带复用/解复用器连接，BXC与WXC直接通过波长复用/解复用器连接，每个交换矩阵提供上下路端口。FXC与WXC之间没有进行直接连接。下层的交换必须先经过上层的交换矩阵。如果光纤中有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 to Wavelength)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。
现有技术中的多层多粒度光交叉连接结构各个粒度的光信号可以进入相应的光交叉结构当中进行交换，但是，最下层的交换必须经过上层的交换，即如果有信号需要在波长交叉连接中进行交换，它需要先在所属的光纤中通过光纤交叉连接进行交换，然后在所属的波带中通过波带交叉连接进行交换，最后才被解复用成波长，在波长交叉连接中进行交换。信号经过如此路径进行交换，必然增加了损耗，带来了更大的失真。
发明内容：
本发明的目的在于针对传统多层多粒度光交叉连接结构的缺点，对传统的多层多粒度光交叉连接结构进行扩展，提出一种多层多粒度光交叉连接结构，解决其信号损耗和失真较大的缺陷。
本发明解决上述技术问题的技术方案是，提出一种新型多层多粒度光交叉连接结构，该多层多粒度光交叉连接结构主要由FXC空间交换单元、BXC空间交换单元、WXC空间交换单元以及空间交换单元之间的连接模块所组成，三种空间交换单元之间分别由对应的连接模块连接，FXC空间交换单元(101)的部分输出端口通过光纤到波长连接模块F2W(10104)连接WXC空间交换单元(103)的部分输入端口，WXC空间交换单元的部分输出端口通过波长到光纤连接模块W2F(10304)连接FXC空间交换单元的部分输入端口。FXC空间交换单元由光纤交叉连接矩阵构成，BXC空间交换单元由波带交叉连接矩阵构成，WXC空间交换单元由波长交叉连接矩阵构成，上述空间交换单元分别为光纤、波带、波长提供上下路端口。光纤到波长连接模块F2W由一系列光纤到波长的解复用器并联构成，波长到光纤连接模块W2F由一系列波长到光纤的复用器并联构成。
本发明在FXC空间交换单元与WXC空间交换单元之间采用相应连接模块进行连接，在光纤一级信号当中需要直接进入WXC空间交换单元进行交换的波长信号可以直接解复用到WXC中进行交换，而无需通过BXC空间交换单元，这样减少了信号所经过的交换器件，降低其损耗和失真。并且直接在传统多层多粒度光交叉连接结构基础上进行扩展，结构简单。
附图说明
图1为本发明的新型多层多粒度光交叉连接结构示意图
图2为光纤到波长连接模块的原理结构图
图3为波长到光纤连接模块的原理结构图
图中的标识数字与其对应的各个部件和端口分别为：101：光纤空间交换单元，10101：光纤上路端口；10102：光纤下路端口，10103：光纤到波带连接模块(F2B)，10104：光纤到波长连接模块(F2W)，102：波带空间交换单元，10201：波带上路端口，10202：波带下路端口，10203：波带到光纤连接模块(B2F)，10204：波带到波长连接模块(B2W)，103：波长空间交换单元，10301：波长上路端口，10302：波长下路端口，10303：波长到波带连接模块(W2B)，10304：波长到光纤连接模块(W2F)。
具体实施方式
图1所示为本发明所说的新型多层多粒度光交叉连接结构示意图。其主体部分由光纤、波带、波长三种粒度的空间交换单元通过相应的连接模块连接构成。FXC空间交换单元(101)的部分输出通过光纤到波带连接模块F2B(10103)连接到BXC空间交换单元(102)的部分输入端，BXC空间交换单元的部分输出端通过波带到光纤连接模块B2F(10203)连接FXC空间交换单元的部分输入端；FXC空间交换单元(101)的部分输出通过光纤到波长连接模块F2W(10104)连接WXC空间交换单元(103)的部分输入端，WXC空间交换单元(103)的部分输出端通过波长到光纤连接模块W2F(10304)连接FXC空间交换单元的部分输入端；BXC空间交换单元(102)的部分输出端通过波带到波长连接模块B2W(10204)连接WXC空间交换单元(103)的部分输入端，WXC空间交换单元(103)的部分输出端通过波长到波带连接模块W2B(10303)连接到BXC空间交换单元(102)的部分输入端；三种粒度空间交换单元的其余输入端口(10101、10201、10301)作为各自的上路端口，光纤、波带、波长信号通过上述端口可直接上路，三种粒度空间交换单元的其余输出端口(10102、10202、10302)作为各自的下路端口，光纤、波带、波长信号通过上述端口可直接下路。
各粒度之间的连接模块由相应的复用/解复用器构成。具体为：光纤到波带连接模块F2B由一系列光纤到波带的解复用器并联构成；波带到光纤连接模块B2F由一系列波带到光纤的复用器并联构成；波带到波长连接模块B2W由一系列波带到波长的解复用器并联构成；波长到波带连接模块W2B由一系列波长到波带的复用器并联构成；光纤到波长连接模块F2W由一系列光纤到波长的解复用器并联构成(如图2所示)；波长到光纤连接模块W2F由一系列波长到光纤的复用器并联构成(如图3所示)。连接模块中具体的复用与解复用器的数量根据网络传输量的需求确定。
各种粒度的空间交换单元由相应的交叉链接矩阵构成，即FXC空间交换单元由光纤交叉连接矩阵构成，BXC空间交换单元由波带交叉连接矩阵构成，，WXC空间交换单元由波长交叉连接矩阵构成，上述空间交换单元分别为光纤、波带、波长提供上下路端口。
本发明在现有多层多粒度光交叉连接MG-OXCs基础上增加了光纤到波长端口的连接模块F2W和波长到光纤端口连接模块W2F，使得FXC空间交换单元与WXC空间交换单元通过上述端口可以直接相连。这样，在光纤一级信号当中需要直接进入WXC空间交换单元进行交换的波长信号可以直接解复用到WXC中进行交换，而无需通过BXC空间交换单元，这样减少了信号所经过的交换器件，降低其损耗和失真。
本多层多粒度光交叉连接结构具有以下特征，
1.本发明在结构上用光纤到波带连接模块F2B和波带到光纤连接模块B2F连接FXC空间交换单元和BXC空间交换单元；用波带到波长连接模块B2W和波长到波带连接模块W2B连接BXC空间交换单元和WXC空间交换单元；再将FXC空间交换单元与WXC空间交换单元用光纤到波长连接模块F2W和波长到光纤连接模块W2F进行连接。在三种光交叉连接结构上都提供相应光信号的上下路功能。
2.多层多粒度光交叉连接的控制单元在节点处将只需要进行波长级交换的波长信号从光纤级信号中直接解复用成波长信号，使其得以直接在WXC中交换。交换完成后直接复用为光纤级信号向下游传输。而需要先经过波带级交换的波长信号则先解复用成波带信号，在波带交叉连接(BXC)中完成波带级的交换，然后再解复用为波长信号，在波长交叉连接(FXC)中完成波长级的交换。交换完成后再经过相反路径复用到光纤中向下游传输。
下面举一实例进行说明，
假设本交换节点处光交叉连接结构中的FXC输入8根光纤，输出为8根光纤，每根光纤包含40个波长，这40个波长分为10个波带，每个波带4个波长。此例中，波带粒度为4。这8根光纤中，有一根光纤A中含有一个波长信号λ1需要直接进入WXC进行交换，其余39个波长信号属于旁路信号；另外一根光纤B中含有需要先在BXC中进行交换后，再进入WXC进行交换的波长信号λ2，其余为旁路信号；而其他光纤信号属于旁路信号。
光纤A直接在FXC空间交换单元(101)中交换到光纤到波长连接模块(10104)中，然后被10104解复用到WXC中完成对λ1的交换，再通过波长到光纤连接模块(10304)复用进入为光纤信号继续向下游传输，这一过程不需要经过BXC空间交换单元(102)及其与其他空间交换单元之间相应的连接模块(10103、10204、10303和10203)；
光纤B在FXC空间交换单元(101)中交换到光纤到波带连接模块(10103)中，解复用为波带信号后将该波带信号在BXC空间交换单元(102)中交换到波带到波长连接模块(10204)中，然后被解复用为波长信号，使得波长信号λ2在WXC中完成交换，最后按照相反路径先通过波长到波带连接模块(10303)复用到波带，再通过波带到光纤连接模块(10203)复用到光纤中向下游传输。
本发明疏导需要直接在WXC空间交换单元中交换的波长信号直接进入WXC进行交换，增加交换的灵活性，降低了信号损耗和失真；具有结构简单；并可灵活调整各种类型交换端口的数量，实现交换成本的有效降低。
Claims (3)
1.一种多层多粒度光交叉连接结构，由FXC空间交换单元、BXC空间交换单元、WXC空间交换单元以及空间交换单元之间的连接模块所组成，三种空间交换单元之间分别由对应的连接模块连接，其特征在于，FXC空间交换单元(101)的部分输出端口通过光纤到波长连接模块F2W(10104)连接WXC空间交换单元(103)的部分输入端口，WXC空间交换单元的部分输出端口通过波长到光纤连接模块W2F(10304)连接FXC空间交换单元的部分输入端口。
2.如权利要求1所述的多层多粒度光交叉连接结构，其特征在于，FXC空间交换单元由光纤交叉连接矩阵构成，BXC空间交换单元由波带交叉连接矩阵构成，，WXC空间交换单元由波长交叉连接矩阵构成，上述空间交换单元分别为光纤、波带、波长提供上下路端口。
3.如权利要求1或2所述的多层多粒度光交叉连接结构，其特征在于，光纤到波长连接模块F2W由一系列光纤到波长的解复用器并联构成，波长到光纤连接模块W2F由一系列波长到光纤的复用器并联构成。
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