WO2011039443A1 - Dispositif de commutation de paquets optiques - Google Patents

Dispositif de commutation de paquets optiques Download PDF

Info

Publication number
WO2011039443A1
WO2011039443A1 PCT/FR2010/051917 FR2010051917W WO2011039443A1 WO 2011039443 A1 WO2011039443 A1 WO 2011039443A1 FR 2010051917 W FR2010051917 W FR 2010051917W WO 2011039443 A1 WO2011039443 A1 WO 2011039443A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical
packet
section
node
wavelength
Prior art date
Application number
PCT/FR2010/051917
Other languages
English (en)
Inventor
Thierry Zami
Original Assignee
Alcatel Lucent
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alcatel Lucent filed Critical Alcatel Lucent
Priority to US13/497,216 priority Critical patent/US8737835B2/en
Priority to CN201080043531.9A priority patent/CN102550042B/zh
Priority to JP2012531473A priority patent/JP2013506372A/ja
Priority to KR1020127010710A priority patent/KR101451608B1/ko
Priority to EP10770564A priority patent/EP2484122A1/fr
Publication of WO2011039443A1 publication Critical patent/WO2011039443A1/fr

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0005—Switch and router aspects
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0278—WDM optical network architectures
    • H04J14/0283—WDM ring architectures
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0287—Protection in WDM systems
    • H04J14/0297—Optical equipment protection
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0062—Network aspects
    • H04Q11/0066—Provisions for optical burst or packet networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0005—Switch and router aspects
    • H04Q2011/0007—Construction
    • H04Q2011/0013—Construction using gating amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0005—Switch and router aspects
    • H04Q2011/0007—Construction
    • H04Q2011/0016—Construction using wavelength multiplexing or demultiplexing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0005—Switch and router aspects
    • H04Q2011/0037—Operation
    • H04Q2011/0039—Electrical control
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q2213/00—Indexing scheme relating to selecting arrangements in general and for multiplex systems
    • H04Q2213/1301—Optical transmission, optical switches

Definitions

  • the invention relates to optical spectral multiplexing (WDM) communication networks.
  • WDM optical spectral multiplexing
  • the invention also relates to an optical packet switching device and, more generally, to the network elements for such a communication network.
  • Insertion-extraction optical packet multiplexers are known for spectral multiplexed optical communication networks, for example according to US 2002/01 31 1 1 8.
  • the fundamental functions of such equipment are the insertion of traffic, traffic extraction, traffic transmission and multipoint traffic extraction and transmission.
  • the transmission function By performing the transmission function in a transparent manner, that is to say without converting the data signal to the electronic domain, the number of necessary optical transponders is reduced with respect to a communication node producing an electronic conversion of all the traffic entering.
  • the invention provides an optical packet switching device comprising:
  • an input section adapted to receive an optical signal comprising data packets carried by wavelength channels
  • an output section adapted to transmit an optical signal comprising data packets carried by wavelength channels
  • an extraction section able to demodulate data packets carried by at least one of the wavelength channels received in the input section, an insertion section able to generate optical data packets on at least one channel wavelength to be transmitted by the output section, a spectral splitter for separating a plurality of said wavelength channels received in the input section,
  • an optical combiner for recombining wavelength channels separated by said spectral separator
  • a transit section comprising optical paths for transparently transmitting respective wavelength channels between the spectral separator and the optical combiner
  • selector elements each cooperating with a respective optical path and being switchable in packet mode for selectively blocking or individually passing a data packet carried by the wavelength channel transiting in said optical path
  • control unit adapted to receive signaling information relating to data packets received in the input section and defining, for a data packet, a wavelength channel and a time window which contain said data packet, and controlling a selector element corresponding to said wavelength channel synchronously with said time window to block or pass said data packet, said control unit holding the selector element in a blocking state during the time windows in which no data packet is received on said wavelength channel.
  • this device may comprise one or more of the following characteristics:
  • the signaling information relating to a data packet defines a destination of said data packet.
  • control unit is adapted to switch the selector element into an on state during a time window containing a data packet having a destination downstream of said communication node to pass the data packet to said output section.
  • the insertion section comprises at least one optical transmitter capable of generating data packets on said wavelength channel.
  • control unit is adapted to receive information relating to data pending insertion and to control said optical transmitter of the insertion section to generate on said wavelength channel optical packets containing said data pending synchronously with time windows in which the selector element is in the blocking state.
  • the selector element may be arranged on the optical path or at one of its ends, in particular in the spectral separator or the optical combiner.
  • Spectral separator means one or more components, arranged on one or more stages, for separating optical signals at several wavelengths.
  • the spectral separator may include a component adapted to a predetermined grid of wavelengths, such as a demultiplexer or a non-colored beam splitter associated with fixed or tunable filters.
  • the spectral separator can be reconfigurable, for example in the form of a wavelength selective switch (WSS).
  • WSS wavelength selective switch
  • a spectral splitter may be provided to separate individual channels or groups of channels, including spectral bands containing one or more channels.
  • an optical path and a corresponding selector element may be dedicated to the transit of a channel of individual wavelength or to the transit of a group of channels.
  • the insertion section may comprise one or more optical transmitters with a fixed or adjustable wavelength.
  • the number of transmitters determines the insertion capability of the node.
  • the insertion section is designed in a modular manner to allow adaptation of the insertion capacity of the node to the real needs.
  • the insertion section comprises a fast tunable tunable optical transmitter.
  • Fast tuning refers to the ability of an optical source to change the emission wavelength in a much shorter time than the average duration of the optical packets.
  • Such a source may for example be used to transmit successive packets on channels of different wavelengths.
  • the insertion section may be connected inside or outside the transit section.
  • the insertion section comprises one or more fixed or tunable transmitters connected to one or more of the optical paths upstream of the optical combiner or ports of the optical combiner.
  • the insertion section comprises one or more fixed or tunable transmitters connected to the output section.
  • optical combiner is meant one or more components, arranged on one or more stages, for combining optical signals at several wavelengths.
  • the optical combiner may include a component adapted to a predetermined grid of wavelengths, such as a multiplexer, or an uncolored component, such as a star coupler.
  • a non-colored component may be preferred in the case where the optical combiner is to receive the inserted traffic because it does not limit the choice of wavelengths for the insertion of traffic.
  • the extraction section may comprise one or more optical receivers with a fixed or adjustable wavelength. The number of receivers determines the extraction capacity of the node.
  • the extraction section is designed in a modular manner to allow adaptation of the extraction capacity of the node to the real needs.
  • the extraction section comprises a plurality of packet mode receivers each connected to an optical path of the transit section and able to demodulate data packets carried by the wavelength channels transiting through the corresponding optical paths.
  • This arrangement makes it possible to extract packets carried by several wavelength channels, which provides flexibility for sources to address traffic to the node.
  • the extraction section comprises at least one packet mode receiver connected to the input section via at least one fast tunable tunable filter for selecting a channel of length. wave carrying a packet of data to be demodulated.
  • the extraction section can therefore be connected inside or outside the transit section.
  • the extraction section comprises one or more fixed or tunable receivers connected to one or more of the optical paths of the transit section.
  • the extraction section comprises one or more fixed or tunable receivers connected to the input section upstream of the spectral separator.
  • the extraction section comprises a plurality of packet mode receivers for demodulating data packets carried by several wavelength channels received in the input section and an electronic switch for transferring the data of said packets to a plurality of outputs for the extracted traffic.
  • This arrangement makes it possible to simultaneously extract packets on several channels and to resolve the contention between the data extracted to the output ports.
  • said or each selector element comprises a semiconductor optical amplifier arranged as an optical gate on an optical path of the transit section.
  • This embodiment makes it possible to use the amplifier to erase packets not to be transmitted and to re-amplify packets to be transmitted to the output section of the node.
  • Other possibilities exist for making the selector element for example a switch 1 ⁇ 2 or 2x2 or other.
  • the information relating to the packet-carrying wavelength channel may be explicit, for example when the signaling includes digital information identifying the channel, or implicit, for example when a given physical channel carries the signaling information relating to a channel. given wavelength.
  • the information relating to the time window containing a packet may be explicit, for example when the signaling includes digital information identifying the beginning, the end and / or the duration of the time window, or implicit, for example when there is synchronization predefined between the signaling information received by the control unit and the data packets received by the optical layer of the node.
  • the data packets may be variable size packets or fixed size packets. Preferably, the data packets are positioned substantially synchronously on the different wavelength channels.
  • the signaling information relating to the data packets received in the input section is carried by a predetermined wavelength channel of said optical signal, said node comprising a spectral separator for separating said predetermined channel and an optical receiver for demodulating said signaling information.
  • the signaling may be carried out of the band, that is to say on one or more channels reserved for signaling, or in the band, that is to say on one or more channels shared with packets of data, especially in packet headers.
  • the invention also provides a communication node for a WDM optical network comprising:
  • a wavelength switching device connecting said input lines to said output lines and adapted to form said outgoing WDM optical signals into recombining each time wavelength channels from said incoming WDM optical signals.
  • the invention also provides a transparent or hybrid optical network having a plurality of network elements selected from the group consisting of aforementioned switching devices and aforesaid communication nodes and optical fibers connecting said communication elements. network.
  • This optical network can in particular be used to transmit data packets having different modulation formats and / or different modulation rates.
  • An idea underlying the invention is to allow several optical packets transmitted by several different sources to share a same wavelength channel in a WDM optical network.
  • the switchable packet mode selector element selectively deletes a packet in the transit section to release the wavelength channel for the insertion of a packet on the same channel by the node insertion section. or by another element of the network.
  • This selective deletion of packets on a wavelength channel can be used to suppress the traffic having no destination downstream of the communication node, for example the point-to-point traffic to be extracted by the extraction section of the node. , or to delete a packet in transit in favor of a packet to be inserted by the insertion section, for example when there is no available bandwidth for this packet to be inserted and that this packet has a priority level greater than or equal to the packet in transit.
  • controlling the selector element maintained by default in a blocking state in each network element makes it possible to keep the optical noise at a very low level in the unoccupied windows.
  • the insertion of an optical packet in a previously unoccupied window is performed on a low background noise, which optimizes the optical signal-to-noise ratio (OSNR) and thus improves the range of transmissions in the optical domain .
  • OSNR optical signal-to-noise ratio
  • FIG. 1 is a schematic view of an optical network according to one embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a functional representation of the optical architecture of a node of the network of FIG. 1,
  • FIG. 3 is a functional representation of the electronic architecture of the node of FIG. 2,
  • FIG. 4 is a functional representation of the format of an optical signal received by the node of FIG.
  • FIG. 5 is a functional representation of an extraction section of the node of FIG. 2 according to an alternative embodiment
  • FIG. 6 is a functional representation of an insertion section of the node of FIG. 2 according to a variant embodiment
  • FIG. 7 represents the optical architecture of a communication node according to another embodiment of the invention.
  • FIG. 1 very schematically shows an optical network 10 with a ring architecture, for example of the metropolitan type, comprising access nodes 1, 2, 3, 4, 5, 6 interconnected by optical links 9 , for example optical fibers.
  • the arrow 7 represents the direction of circulation of the optical signals in the ring.
  • the data is transported on a grid of N predetermined wavelength channels, N being a positive integer, for example equal to 40 or 80 channels.
  • the data rate per wavelength channel is set by the rate of optical modulators of the access nodes, for example 1 0 or 40 Gbit / s.
  • Each access node cooperates with a client layer, represented at digit 8 for node 1, which provides the access node with data to be inserted into the optical network and which retrieves data extracted from the optical network by the access node.
  • This client layer includes, for example, an aggregation network or a passive optical network. Many other elements than those shown may be involved in the constitution of the network 1 0, for example redundant links for protection against failures, a network management system, etc.
  • the network is preferably designed in such a way that any access node can communicate with all others in the optical domain. That is, the network can transport transparently a packet of data from the sending node to the destination node.
  • the nodes have a transparent transit section.
  • an access node is capable of extracting data packets on several wavelength channels.
  • the bandwidth used for the traffic destined for this node can be flexibly allocated in a wide range as needed.
  • an access node is capable of inserting data packets on several of the wavelength channels.
  • the transmitting node can choose a wavelength channel on which to transmit according to the load of the channels.
  • FIG. 2 shows an optical layer 20 of node 1, in the form of an insertion-extraction optical packet multiplexer, which can satisfy these constraints.
  • the optical signal WDM carried by the optical fiber 9 is received and introduced into a demultiplexer 22.
  • the demultiplexer 22 has a plurality of outputs providing separately all the wavelength channels, namely a channel reserved for signaling at an output 23 and (N1) data transport channels at the outputs 25.
  • the output 23 is connected to an optical packet receiver 24 for demodulating the signaling information.
  • a link 26 transmits the signaling information to a node controller 50, shown in FIG.
  • Each output 25 of the demultiplexer 22 is connected by a transit optical path 30 to a N-type star coupler 28.
  • the optical path 30 successively comprises an optical link 31, a coupler 32 of the 1: 2 type for the extraction, a semiconductor amplifier 34 serving as a fast optical gate, a coupler 32 of the 2: 1 type for the insertion and an optical link 38.
  • the amplifier 34 is controlled by the node controller 50 through a link 39 to selectively block or pass each data packet carried by the allocated wavelength channel to the optical path 30
  • a delay line 33 for example an optical fiber length, may also be provided on the optical path 30 to adjust the transit time of the packets through the node.
  • the extraction section is constituted, for each optical path 30, of an optical packet receiver 40 receiving the packets carried by the corresponding wavelength channel from the coupler 32.
  • the wavelength channel allocated to the optical path 30 is therefore broadcast in the transit section and the section by means of the coupler 32.
  • Each optical packet receiver 40 demodulates the optical packets under the control of the node controller 50 and transmits the demodulated data over a link 41 to an electronic switch 42, shown in FIG.
  • optical packets 40 (also known as "burst mode receiver") is able to demodulate optical packet data by adapting to the signal level of each packet, which may vary depending on the origin of the packet optical and the distance he has traveled in the network. Packet receivers 40 also perform clock recovery.
  • the insertion section of the node here consists of one or more optical packet transmitters 45 coupled to the optical paths 30 at the level of the couplers 37.
  • the or each optical packet transmitter 45 uses a tunable optical source with an internal or external modulator, which makes it possible to reach the entire spectrum of wavelength channels for the insertion of traffic regardless of the number of transmitters. used.
  • the optical packet transmitter 45 is connected by a link 49 to the node controller 50.
  • the tuning of the transmitter 45 is performed under the control of the node controller 50 in synchronization with the time windows available on the optical paths 30 for transmission. some packages.
  • the source must allow fast tuning with respect to packet time. For example current technologies allow tuning in 50 or 100 ns.
  • the optical combiner 28 recombines the optical packets coming from the transit section and the insertion section and carried by the different wavelength channels, as well as the signaling packets inserted by an optical transmitter 44 into the channel dedicated to signaling, and sends the resulting spectral multiplexing optical signal into the optical fiber 9 to the next downstream access node.
  • an optical amplifier 1 6 EDFA type mounted each time on the optical fiber 9 to amplify the optical signal carried in the fiber.
  • These amplifiers 1 6 improve the cascadability of the node by compensating for the losses caused by the optical components, in particular the demultiplexer 22, the couplers 32 and 37 and the combiner 28.
  • the number of amplification stages can be adapted according to the existing needs in the network, which depends on the propagation distances and all the optical equipment installed.
  • the optical gate 34 can fulfill an amplification function for the packets in transit, an amplifier 1 6 is not always necessary.
  • the architecture of FIG. 2 makes it possible to balance the losses between the different transit optical paths.
  • the node controller 50 receives the signaling information relating to the data packets arriving on the input optical fiber 9 with a time advance on these packets, to have time to process this information and configure the packet receiver (s) 40 the optical door (s) 34 and the optical transmitter (s) 45 in synchronization with the arrival of the packets.
  • the signaling information relating to an optical packet includes, for example, the identity of the wavelength channel carrying it, the identity of the destination access node or nodes, the priority level of the packet and information of the packet. timing relative to the arrival time of the packet in the node.
  • the node controller 50 has a link 51 with the packet receivers 40.
  • the node controller 50 controls the packet receiver 40 assigned to the length channel of the packet. corresponding wave to demodulate this packet, that is to say convert the data in the electronic domain and pass them to the electronic switch 41.
  • demodulate only the optical packets intended for the access node in question, which preserves the confidentiality of the traffic in transit.
  • An alternative is to demodulate all incoming packets in the fetch section and erase the data that does not have that destination.
  • the electronic switch 41 provides temporary storage of the extracted data to manage contention to the output ports 55, reorder the packets, and forward the packets to the output interfaces 54.
  • An output interface 54 is an electronic module that formats the data suitably for the client layer connected to the output port 55.
  • the output interfaces 54 are Ethernet format line cards, for example with a capacity of 10 Gbit / s or the like.
  • the extraction capacity of the node can be modified in a modular way by adding or deleting an output interface 54 and / or by adding or
  • a packet receiver 40 and an output interface 54 of suitable capacity are arranged in the form of a unitary module, for example an optoelectronic card.
  • the optical gates 34 are controlled by the node controller 50 so as to have a blocking state by default.
  • the node controller 50 switches an optical gate 34 in the on state only to allow transit traffic to the next nodes.
  • the node controller 50 controls the optical gate 34 assigned to the corresponding wavelength channel to pass this packet. During this time window, this wavelength channel is busy and unavailable for the traffic to be inserted.
  • multipoint or broadcast traffic to all nodes is normally seamlessly passed through optical gate 34, which may also be used to amplify the packet signal.
  • the insertion section includes a temporary storage unit 53 for the data to be inserted.
  • the unit 53 receives the data to be inserted from the client layer via input interfaces 52, classifies the data in queues according to their destinations and their priority levels to form packets having a size adapted to the format used in the optical network 10, and transfers this data to the packet transmitters 45 when their insertion is decided by the node controller 50.
  • the node controller 50 has a link 56 with the temporary storage unit 53 to permanently know the properties of the traffic to insert, ie for example the filling status of the different queues. When there is a packet waiting to be inserted, the node controller 50 controls its insertion in a time window. available on a wavelength channel that the destination node is able to extract.
  • a table of allocation of the wavelength channels to the different access nodes of the network can be decided centrally and communicated to all the nodes, for example by a network management system.
  • a good distribution of the length channels between the nodes and an optimal use of the tunable transmitters 45 must make it possible to balance the traffic on the different channels.
  • the available windows are known, either according to the signaling and according to the decisions made regarding the erasure of the packets in transit, or by physical detection of a lack of traffic on a given channel (CSMA / CA method) . If necessary, the detection of the signal to identify the available windows can be done upstream of the delay lines 33.
  • Node controller 50 is also responsible for managing contention between packets in transit and packets inserted. For example, several methods can be implemented:
  • the node controller If a packet in transit has a higher priority level than a packet awaiting insertion coveting the same wavelength channel, the node controller passes the packet in transit and delays insertion of the packet to be inserted. .
  • the node controller blocks the packet in transit with the optical gate 34 and inserts the packet at the same time. insert in the time window thus released. For the low priority packet that it has cleared, the node controller 50 can let the retransmission mechanisms act at the sending node without performing any particular action.
  • the controller of node controls the execution of the following steps: demodulation of the optical packet in transit in the extraction section and, simultaneously, erasure of the optical packet in transit through the transit section, inserting the packet to be inserted into the time window thus released, storing the demodulated transit data in a temporary storage unit 57, and inserting these data into an optical packet in a subsequent time window on a channel of length d wave compatible with their destination.
  • This treatment has the disadvantage of passing data in transit through the electronic domain, but such an event should be rare if the network is not overloaded and its load is well distributed over the wavelength channels.
  • This processing also makes it possible to perform a wavelength conversion for the packet in transit.
  • This processing of giving priority to the packet to be inserted and delaying the transmission of the packet in transit can also be used, regardless of the priority levels, when the queues of the storage unit 53 reach a high fill level.
  • the insertion capacity of the node can be modified in a modular way by adding or deleting an input interface 52 and / or by adding or deleting a packet transmitter 45.
  • a transmitter of packets 45 and an input interface 52 of suitable capacity are arranged in the form of a unitary module, for example an optoelectronic board.
  • the node controller 50 Based on the decisions made about the packets in transit and the packets inserted, the node controller 50 generates signaling information about the outgoing data packets on the output optical fiber 9 and controls the transmitter 44 through a link 58 to transmit this signaling information to the next hop with a time advance on the packets themselves.
  • Optical data packets can have various formats, with a fixed or variable size.
  • the network 1 0 is designed to jointly transport data packets having several modulation formats (for example OOK, BPSK, DQPSK and others) and / or several modulation rates (for example 1 0 Gb / s , 40 Gb / s, 100 Gb / s, and others).
  • the signaling associated with a packet preferably comprises information on the format and / or the modulation rate, so that optical packet switching decisions can be made by the controllers of the nodes taking into account these properties of the packet, for example to direct the packet to a suitable optical receiver at the destination node of the packet.
  • FIG. 4 illustrates a synchronous transmission of fixed packets on all channels.
  • the columns represent successive time windows of the same duration.
  • the data is inserted into the network 10 in the form of at most one optical packet 60 per time window and per wavelength channel.
  • Four channels of wavelengths ⁇ to ⁇ 4 are represented, as well as a signaling channel ⁇ c.
  • a line represents the traffic passing over a wavelength channel at a given point of the network 1 0 in the course of time between the time t 1, and the time t n + 2 .
  • FIG. 4 represents, by way of example, a format that can be used to transmit the signaling information in this context.
  • the packet 60 on the signaling channel comprises four fields C1 to C4 respectively containing the signaling information relating to the four data channels.
  • a time window contains the signaling information relating to the packets present in the following time window, so that the nodes always receive the signaling information in advance of the data.
  • the duration of the time window may be of the order of 1 to 100 microseconds, advantageously close to 10 microseconds.
  • FIG. 4 also shows that, in the packet network 10, an optical signal is present on a wavelength channel only when there is a data packet to be transmitted, as opposed to circuit-type technologies such as SONET / SDH.
  • an optical packet receiver 40 is assigned to a wavelength channel, which links the retrieval capability of the node to the number of channels on which it can receive packets.
  • FIG. 5 represents an alternative embodiment of the extraction section of a node according to this principle. The elements identical or similar to those of FIG. 2 bear the same reference number increased by 1 00.
  • the input optical fiber 1 09 is here connected to a star coupler 80, of type 1: 5 in the example shown.
  • a tunable receiver 85 is for example constituted by a tunable filter 81 and a packet receiver 140.
  • the link 1 51 between the node controller and the tunable receivers 85 makes it possible to control the filter 81 as a function of the signaling information for tuning the filter 81 on the wavelength channel corresponding to a packet to be demodulated.
  • the extraction capacity of the node can be modified in a modular way by adding or removing tunable receivers 85.
  • the use of tunable receivers 85 makes it possible to dispense with a centralized allocation of the wavelength channels to the access nodes. .
  • Block 1 65 represents the other components of the node, which are made similarly to FIG. 2.
  • a 4x4 coupler (or PxQ, P and Q, positive integers) can be provided to combine the signals taken from each optical path and to redistribute the signal. combined to multiple packet mode receivers with fixed or tunable filters.
  • the coupler 80 is replaced by a coupler 1 X2 whose output leads to the extraction section.
  • the extraction section can be performed each time with a beam splitter and a plurality of tunable receivers, or with a demultiplexer and a plurality of selectable color receivers.
  • a selectable color receiver may consist of a fixed wavelength receiver combined with an optical gate. Coherent optical receivers with fixed or tunable wavelength may also be used, in which case an optical filter is not necessary.
  • Figure 6 shows an alternative embodiment of the insertion section of a node. Elements identical or similar to those in Figure 2 bear the same reference numeral increased by 200.
  • the optical packet transmitters 244 and 245 are here connected to a star coupler 90, type 6: 1 in the example shown, which combines the packets inserted by these transmitters with the packets having passed through the transit section.
  • the output of the coupler 90 is connected to the output optical fiber 209.
  • the optical combiner 228 therefore only receives the packets in transit.
  • the combiner 228 can then be implemented in the form of a multiplexer since the optical lines 238 carry predefined wavelength channels, which makes it possible to reduce losses and possibly to economize an optical amplification stage.
  • the insertion capacity of the node can be modified in a modular way by adding or deleting fixed or tunable transmitters 245.
  • the block 265 represents the other components of the node, which are made similarly to FIG.
  • the insertion section is made with a strip of fixed color transmitters, optionally a strip of optical ports arranged at the output of the transmitters, and a multiplexer for combining the colored signals of the transmitters.
  • a 2x1 coupler is disposed in place of the coupler 90 to combine the output of the insertion section with the output of the optical combiner 228.
  • the optical components of the extraction, transit and insertion sections are protected by redundant components according to a protection scheme 1 for n, where n denotes a number greater than 1.
  • Protection components are provided, for example, for the fixed or tunable packet receivers 85, the packet transmitters 45 or 245 and the optical paths 30.
  • a means is preferably provided for switching the optical gates 34 in the on state in response to such a situation. Thus, the rest of the network is not affected by the fault.
  • optical amplifiers for example of the SOA type, may be provided at multiple points of the node, in particular at points where the optical signal is attenuated, such as the couplers.
  • An amplifier can for example be integrated in a coupler.
  • the optical network 10 is preferably managed using a combination of centralized methods and distributed methods.
  • Centralized processes implemented for example using a centralized management system, for example relate to the allocation of wavelength channels to the nodes that can extract them and the definition of priority levels or classes of services.
  • the distributed methods concern for example the management of the insertion, transit and extraction by the access nodes with a packet level granularity.
  • Some of the elements represented, in particular the node controller 50, can be made in different forms, unitarily or distributed, by means of hardware and / or software components.
  • Useful hardware components are ASIC specific integrated circuits, FPGA programmable logic networks or microprocessors.
  • Software components can be written in different programming languages, for example C, C ++, Java or VHDL. This list is not exhaustive.
  • the queues required for temporary storage of the extracted data and data waiting to be inserted can be centralized in a memory module or distributed in several.
  • a network management system may be hardware equipment, for example a microcomputer, a workstation, a device connected to the Internet or any other dedicated or general purpose communication device.
  • Software programs executed by this system perform network management functions to control network elements.
  • the nodes described above are usable in many types of optical networks, with a ring architecture or otherwise, with any number of nodes, and with various geographic extents, including LAN, MAN, WAN, and others.
  • these nodes having optical gates capable of clearing transit traffic on the transit optical paths 30 can be used in combination with other types of nodes, having fully transparent transit optical paths.
  • a fully transparent transit optical path is the function by which an input port of the node transparently passes all incoming packets to one or more output ports of the node.
  • nodes having fully transparent transit optical paths are in particular the DBORN nodes described in the publications "DBORN: a shared WDM Ethernet Bus architecture for optical packet metropolitan networks", N. Le Sauze et al., Paper TuC3, Photonic In Switching, Cheju Island, Korea, 2002 and T. Zami et al., Paper Ps.Th.B2, Photonic In Switching, 2003.
  • These nodes perform the insertion of packets on the transit optical path by a CSMA / CA type media access control protocol based on the detection of empty time windows. In other words, the node monitors the incoming wavelength channels using photodiodes that sample the transit traffic to detect the empty time windows into which packets can be inserted.
  • the control of these optical gates in a blocking state by This defect limits the broadband optical noise accumulated in the empty time windows, and thus improves the signal-to-noise ratio of the optical packets inserted by the nodes having fully transparent transit optical paths.
  • the optical gate of a transit optical path of a node can be used to clean the corresponding wavelength channel (s), even at times when this node does not have a node. packet to be inserted and even at times when no optical packet is present on this or these channels, to improve the noise conditions for the insertion of traffic by a node DBORN or similar downstream.
  • the node of FIG. 7 comprises a switching matrix of FIG. wavelength channels 70, here having four inputs and four outputs, made from beam splitters 71 and wavelength select switches 72 in a broadcast and select architecture.
  • An insertion-fetch optical packet multiplexer 20 is disposed on each input line 109.
  • an optical add-drop optical packet multiplexer may be mounted on each output line 209.
  • the controller of Node 50 may be arranged to control both the insertion-fetch optical packet multiplexers 20 and the wavelength-selection switches 72 in an integrated manner.

Abstract

Un dispositif de commutation de paquets optiques (20) comporte une section d'entrée (9) apte à recevoir un signal optique comprenant des paquets de données (60) portés par des canaux de longueurs d'ondes, une section de transit (30) comprenant des chemins optiques (31) pour faire transiter de manière transparente des canaux de longueurs d'ondes respectifs, plusieurs éléments sélecteurs (34) commutables en mode paquet pour sélectivement bloquer ou faire passer individuellement un paquet de données, et une unité de commande apte à recevoir des informations de signalisation relatives aux paquets de données reçus dans la section d'entrée et à commander un élément sélecteur correspondant au canal de longueur d'onde pour bloquer ou laisser passer lesdits paquet de données, ladite unité de commande maintenant l'élément sélecteur (34) dans un état bloquant pendant les fenêtres temporelles dans lesquelles aucun paquet de données n'est reçu sur ledit canal de longueur d'onde.

Description

DISPOSITIF DE COMMUTATION DE PAQUETS OPTIQUES
L'invention se rapporte aux réseaux de communication optiques à multiplexage spectral (WDM). L'invention se rapporte aussi à un dispositif de commutation de paquets optiques et, plus généralement, aux éléments de réseau pour un tel réseau de communication.
On connaît des multiplexeurs de paquets optiques à insertion-extraction pour les réseaux de communication optiques à multiplexage spectral, par exemple d'après US 2002/01 31 1 1 8. Les fonctions fondamentales d'un tel équipement sont l'insertion de trafic, l'extraction de trafic, la transmission de trafic et l'extraction- transmission du trafic multipoint. En réalisant la fonction transmission de manière transparente, c'est-à-dire sans conversion du signal de données vers le domaine électronique, on réduit le nombre de transpondeurs optiques nécessaires par rapport à un nœud de communication produisant une conversion électronique de tout le trafic entrant.
Selon un mode de réalisation, l'invention fournit un dispositif de commutation de paquets optiques comportant :
une section d'entrée apte à recevoir un signal optique comprenant des paquets de données portés par des canaux de longueurs d'ondes,
une section de sortie apte à transmettre un signal optique comprenant des paquets de données portés par des canaux de longueurs d'ondes,
une section d'extraction apte à démoduler des paquets de données portés par au moins un des canaux de longueurs d'ondes reçus dans la section d'entrée, une section d'insertion apte à engendrer des paquets de données optiques sur au moins un canal de longueur d'onde à transmettre par la section de sortie, un séparateur spectral pour séparer une pluralité desdits canaux de longueurs d'ondes reçus dans la section d'entrée,
un combineur optique pour recombiner des canaux de longueurs d'ondes séparés par ledit séparateur spectral,
une section de transit comprenant des chemins optiques pour faire transiter de manière transparente des canaux de longueurs d'ondes respectifs entre le séparateur spectral et le combineur optique,
plusieurs éléments sélecteurs coopérant chacun avec un chemin optique respectif et étant commutables en mode paquet pour sélectivement bloquer ou faire passer individuellement un paquet de données porté par le canal de longueur d'onde transitant dans ledit chemin optique, et
une unité de commande apte à recevoir des informations de signalisation relatives aux paquets de données reçus dans la section d'entrée et définissant, pour un paquet de données, un canal de longueur d'onde et une fenêtre temporelle qui contiennent ledit paquet de données, et à commander un élément sélecteur correspondant audit canal de longueur d'onde de manière synchronisée avec ladite fenêtre temporelle pour bloquer ou laisser passer ledit paquet de données, ladite unité de commande maintenant l'élément sélecteur dans un état bloquant pendant les fenêtres temporelles dans lesquelles aucun paquet de données n'est reçu sur ledit canal de longueur d'onde.
Selon des modes de réalisation avantageux, ce dispositif peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
les informations de signalisation relatives à un paquet de données définissent une destination dudit paquet de données.
l'unité de commande est apte à commuter l'élément sélecteur dans un état passant pendant une fenêtre temporelle contenant un paquet de données présentant une destination en aval dudit nœud de communication pour laisser passer le paquet de données jusqu'à ladite section de sortie.
la section d'insertion comporte au moins un transmetteur optique apte à générer des paquets de données sur ledit canal de longueur d'onde.
l'unité de commande est apte à recevoir des informations relatives à des données en attente d'insertion et à commander ledit transmetteur optique de la section d'insertion pour générer sur ledit canal de longueur d'onde des paquets optiques contenant lesdites données en attente d'insertion de manière synchronisée avec des fenêtres temporelles dans lesquelles l'élément sélecteur est dans l'état bloquant.
L'élément sélecteur peut être disposé sur le chemin optique ou à une de ses extrémités, notamment dans le séparateur spectral ou le combineur optique.
Par séparateur spectral, on entend un ou plusieurs composants, disposés sur un ou plusieurs étages, permettant de séparer des signaux optiques à plusieurs longueurs d'ondes. Le séparateur spectral peut inclure un composant adapté à une grille prédéterminée de longueurs d'ondes, tel un démultiplexeur ou un diviseur de faisceau non coloré associé à des filtres fixes ou accordables. Le séparateur spectral peut être reconfigurable, par exemple sous la forme d'un commutateur à sélection de longueurs d'onde (WSS). Un séparateur spectral peut être prévu pour séparer des canaux individuels ou bien des groupes de canaux, notamment des bandes spectrales contenant un ou plusieurs canaux. De même, un chemin optique et un élément sélecteur correspondant peuvent être dédiés au transit d'un canal de longueur d'onde individuel ou bien au transit d'un groupe de canaux.
La section d'insertion peut comporter un ou plusieurs transmetteurs optiques à longueur d'onde fixe ou réglable. Le nombre de transmetteurs détermine la capacité d'insertion du nœud. De préférence, la section d'insertion est conçue de manière modulaire pour permettre une adaptation de la capacité d'insertion du nœud aux besoins réels.
De préférence, la section d'insertion comporte un transmetteur optique accordable à accordage rapide. Par accordage rapide, on désigne la capacité d'une source optique à changer de longueur d'onde d'émission dans une durée très inférieure à la durée moyenne des paquets optiques. Une telle source peut par exemple être utilisée pour émettre des paquets successifs sur des canaux de longueurs d'ondes distincts.
La section d'insertion peut être raccordée à l'intérieur ou à l'extérieur de la section de transit. Dans le premier cas, la section d'insertion comprend un ou plusieurs transmetteurs fixes ou accordables reliés à un ou plusieurs des chemins optiques en amont du combineur optique ou à des ports du combineur optique. Dans le deuxième cas, la section d'insertion comprend un ou plusieurs transmetteurs fixes ou accordables reliés à la section de sortie.
Par combineur optique, on entend un ou plusieurs composants, disposés sur un ou plusieurs étages, permettant de combiner des signaux optiques à plusieurs longueurs d'ondes. Le combineur optique peut inclure un composant adapté à une grille prédéterminée de longueurs d'ondes, tel un multiplexeur, ou un composant non coloré, tel un coupleur en étoile. Un composant non coloré peut être préféré dans le cas où le combineur optique doit recevoir le trafic inséré, car il ne limite pas le choix des longueurs d'ondes pour l'insertion de trafic. La section d'extraction peut comporter un ou plusieurs récepteurs optiques à longueur d'onde fixe ou réglable. Le nombre de récepteurs détermine la capacité d'extraction du nœud. De préférence, la section d'extraction est conçue de manière modulaire pour permettre une adaptation de la capacité d'extraction du nœud aux besoins réels.
Selon un mode de réalisation particulier, la section d'extraction comporte une pluralité de récepteurs en mode paquet reliés chacun à un chemin optique de la section de transit et aptes à démoduler des paquets de données portés par les canaux de longueurs d'ondes transitant dans les chemins optiques correspondants. Cet agencement permet d'extraire des paquets portés par plusieurs canaux de longueurs d'ondes, ce qui offre une flexibilité pour les sources devant adresser du trafic au nœud.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la section d'extraction comporte au moins un récepteur en mode paquet connecté à la section d'entrée par l'intermédiaire d'au moins un filtre accordable à accordage rapide pour sélectionner un canal de longueur d'onde portant un paquet de données devant être démodulé.
La section d'extraction peut donc être raccordée à l'intérieur ou à l'extérieur de la section de transit. Dans le premier cas, la section d'extraction comprend un ou plusieurs récepteurs fixes ou accordables reliés à un ou plusieurs des chemins optiques de la section de transit. Dans le deuxième cas, la section d'extraction comprend un ou plusieurs récepteurs fixes ou accordables reliés à la section d'entrée en amont du séparateur spectral.
Avantageusement, la section d'extraction comporte une pluralité de récepteurs en mode paquet pour démoduler des paquets de données portés par plusieurs canaux de longueurs d'ondes reçus dans la section d'entrée et un commutateur électronique pour transférer les données desdits paquets vers une pluralité de sorties destinées au trafic extrait. Cet agencement permet d'extraire simultanément des paquets sur plusieurs canaux et de résoudre la contention entre les données extraites vers les ports de sortie.
De préférence, ledit ou chaque élément sélecteur comprend un amplificateur optique à semi-conducteur agencé en tant que porte optique sur un chemin optique de la section de transit. Ce mode de réalisation permet d'utiliser l'amplificateur pour effacer des paquets ne devant pas être transmis et pour réamplifier des paquets devant être transmis vers la section de sortie du nœud. D'autres possibilités existent pour réaliser l'élément sélecteur, par exemple un commutateur 1 x2 ou 2x2 ou autre.
Les informations relatives au canal de longueur d'onde portant un paquet peuvent être explicites, par exemple lorsque la signalisation inclut une information numérique identifiant le canal, ou implicite, par exemple lorsqu'un canal physique donné porte les informations de signalisation relatives à un canal de longueur d'onde donné.
Les informations relatives à la fenêtre temporelle contenant un paquet peuvent être explicites, par exemple lorsque la signalisation inclut une information numérique identifiant le début, la fin et/ou la durée de la fenêtre temporelle, ou implicite, par exemple lorsqu'il existe une synchronisation prédéfinie entre les informations de signalisation reçues par l'unité de commande et les paquets de données reçus par la couche optique du nœud. Les paquets de données peuvent être des paquets à taille variable ou des paquets à taille fixe. De préférence, les paquets de données sont positionnés de manière sensiblement synchrone sur les différents canaux de longueurs d'ondes.
Avantageusement, les informations de signalisation relatives aux paquets de données reçus dans la section d'entrée sont portées par un canal de longueur d'onde prédéterminé dudit signal optique, ledit nœud comportant un séparateur spectral pour séparer ledit canal prédéterminé et un récepteur optique pour démoduler lesdites informations de signalisation. La signalisation peut être portée hors de la bande, c'est-à-dire sur un ou plusieurs canaux réservés à la signalisation, ou bien dans la bande, c'est-à-dire sur un ou plusieurs canaux partagés avec des paquets de données, notamment dans des entêtes des paquets.
Selon un mode de réalisation, l'invention fournit également un nœud de communication pour un réseau optique WDM comportant :
une pluralité de lignes d'entrée pour recevoir des signaux optiques WDM entrants, une pluralité de lignes de sortie pour transmettre des signaux optiques WDM sortants, un dispositif de commutation précité interposé sur chacune desdites lignes d'entrée ou de sortie, et
un dispositif de commutation de longueurs d'onde reliant lesdites lignes d'entrée auxdites lignes de sortie et apte à former lesdits signaux optiques WDM sortants en recombinant à chaque fois des canaux de longueurs d'onde provenant desdits signaux optiques WDM entrants.
Selon un mode de réalisation, l'invention fournit également un réseau optique transparent ou hybride comportant une pluralité d'éléments de réseau choisis dans le groupe consistant en des dispositifs de commutation précités et des nœuds de communication précités et des fibres optiques reliant lesdits éléments de réseau.
Ce réseau optique peut notamment être utilisé pour transmettre des paquets de données présentant différents formats de modulation et/ou différentes cadences de modulation.
Une idée à la base de l'invention est de permettre que plusieurs paquets optiques émis par plusieurs sources différentes partagent un même canal de longueur d'onde dans un réseau optique WDM. L'élément sélecteur commutable en mode paquet permet d'effacer sélectivement un paquet dans la section de transit afin de libérer le canal de longueur d'onde pour l'insertion d'un paquet sur le même canal par la section d'insertion du nœud ou par un autre élément du réseau. Cet effacement sélectif des paquets sur un canal de longueur d'onde peut servir à supprimer le trafic n'ayant pas de destination en aval du nœud de communication, par exemple le trafic point à point devant être extrait par la section d'extraction du nœud, ou à supprimer un paquet en transit au profit d'un paquet à insérer par la section d'insertion, par exemple lorsqu'il n'existe pas de bande passante disponible pour ce paquet à insérer et que ce paquet présente un niveau de priorité supérieur ou égal au paquet en transit.
De plus, le contrôle de l'élément sélecteur maintenu par défaut dans un état bloquant dans chaque élément de réseau permet de maintenir le bruit optique à un niveau très bas dans les fenêtres temporelles inoccupées. Ainsi, l'insertion d'un paquet optique dans un fenêtre préalablement inoccupée est effectuée sur un faible bruit de fond, ce qui optimise le rapport signal sur bruit optique (OSNR) et permet donc d'améliorer la portée des transmissions dans le domaine optique.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l'invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés. Sur ces dessins : La figure 1 est une vue schématique d'un réseau optique selon un mode de réalisation de l'invention,
La figure 2 est une représentation fonctionnelle de l'architecture optique d'un nœud du réseau de la figure 1 ,
La figure 3 est une représentation fonctionnelle de l'architecture électronique du nœud de la figure 2,
La figure 4 est une représentation fonctionnelle du format d'un signal optique reçu par le nœud de la figure 2,
La figure 5 est une représentation fonctionnelle d'une section d'extraction du nœud de la figure 2 selon une variante de réalisation,
La figure 6 est une représentation fonctionnelle d'une section d'insertion du nœud de la figure 2 selon une variante de réalisation,
La figure 7 représente l'architecture optique d'un nœud de communication selon un autre mode de réalisation de l'invention.
Sur la figure 1 , on a représenté très schématiquement un réseau optique 1 0 avec une architecture en anneau, par exemple du type métropolitain, comportant des nœuds d'accès 1 , 2, 3, 4, 5, 6 interconnectés par des liens optiques 9, par exemple des fibres optiques. La flèche 7 représente le sens de circulation des signaux optiques dans l'anneau. Les données sont transportées sur une grille de N canaux de longueurs d'ondes prédéterminés, N étant un nombre entier positif, par exemple égal à 40 ou 80 canaux. Le débit de données par canal de longueur d'onde est fixé par la cadence des modulateurs optiques des nœuds d'accès, par exemple 1 0 ou 40 Gbit/s. Chaque nœud d'accès coopère avec une couche cliente, représentée au chiffre 8 pour le nœud 1 , qui fournit au nœud d'accès des données à insérer dans le réseau optique et qui récupère des données extraites du réseau optique par le nœud d'accès. Cette couche cliente inclut par exemple un réseau d'agrégation ou un réseau optique passif. Bien d'autres éléments que ceux représentés peuvent intervenir dans la constitution du réseau 1 0, par exemple des liens redondants pour la protection contre les pannes, un système de gestion de réseau, etc.
En référence à la figure 2, on décrit maintenant une architecture optique convenant pour les nœuds d'accès 1 à 6. Le réseau est de préférence conçu de manière que tout nœud d'accès puisse communiquer avec tous les autres dans le domaine optique, c'est-à-dire que le réseau puisse transporter de manière transparente un paquet de données depuis le nœud émetteur jusqu'au nœud destinataire. Pour cela, les nœuds possèdent une section de transit transparente. De préférence, un nœud d'accès est capable d'extraire des paquets de données sur plusieurs canaux de longueurs d'ondes. Ainsi, la bande passante utilisée pour le trafic destiné à ce nœud peut être allouée de manière flexible dans une large plage selon les besoins. De préférence, un nœud d'accès est capable d'insérer des paquets de données sur plusieurs des canaux de longueurs d'ondes. Ainsi, le nœud émetteur peut choisir un canal de longueur d'onde sur lequel émettre en fonction de la charge des canaux. La figure 2 représente une couche optique 20 du nœud 1 , sous la forme d'un multiplexeur de paquets optiques à insertion-extraction, qui peut satisfaire à ces contraintes.
Au niveau d'une entrée 21 , le signal optique WDM transporté par la fibre optique 9 est reçu et introduit dans un démultiplexeur 22. Le démultiplexeur 22 présente une pluralité de sorties fournissant de manière séparée tous les canaux de longueurs d'ondes, à savoir un canal réservé à la signalisation au niveau d'une sortie 23 et (N-l ) canaux de transport des données au niveau des sorties 25. La sortie 23 est reliée à un récepteur de paquets optiques 24 pour démoduler les informations de signalisation. Une liaison 26 transmet les informations de signalisation à un contrôleur de nœud 50, représenté sur la figure 3.
Chaque sortie 25 du démultiplexeur 22 est reliée par un chemin optique de transit 30 à un coupleur en étoile 28, de type N: l . Le chemin optique 30 comporte successivement un lien optique 31 , un coupleur 32 de type 1 :2 pour l'extraction, un amplificateur à semi-conducteur 34 servant de porte optique rapide, un coupleur 32 de type 2: 1 pour l'insertion et un lien optique 38. L'amplificateur 34 est commandé par le contrôleur de nœud 50 par l'intermédiaire d'une liaison 39 pour sélectivement bloquer ou faire passer chaque paquet de données porté par le canal de longueur d'onde attribué au chemin optique 30. Une ligne à retard 33, par exemple une longueur de fibre optique, peut aussi être prévue sur le chemin optique 30 pour régler le temps de transit des paquets à travers le nœud.
La section d'extraction est ici constituée, pour chaque chemin optique 30, d'un récepteur de paquets optiques 40 recevant les paquets portés par le canal de longueur d'onde correspondant depuis le coupleur 32. Le canal de longueur d'onde attribué au chemin optique 30 est donc diffusé dans la section de transit et la section d'extraction par le coupleur 32. Chaque récepteur de paquets optiques 40 démodule les paquets optiques sous le contrôle du contrôleur de nœud 50 et transmet les données démodulées par une liaison 41 vers un commutateur électronique 42, représenté sur la figure 3. Un récepteur de paquets optiques 40 (aussi connu sous le nom anglo-saxon « burst mode receiver ») est capable de démoduler les données des paquets optiques en s'adaptant au niveau de signal de chaque paquet, qui peut varier en fonction de l'origine du paquet optique et de la distance qu'il a parcourue dans le réseau. Les récepteurs de paquets 40 effectuent aussi la récupération d'horloge.
La section d'insertion du nœud est ici constituée d'un ou plusieurs transmetteurs de paquets optiques 45 couplés aux chemins optiques 30 au niveau des coupleurs 37.
De préférence, le ou chaque transmetteur de paquets optiques 45 utilise une source optique accordable avec un modulateur interne ou externe, ce qui permet d'atteindre tout le spectre des canaux de longueurs d'ondes pour l'insertion de trafic indépendamment du nombre de transmetteurs utilisés. Le transmetteur de paquets optiques 45 est relié par une liaison 49 au contrôleur de nœud 50. L'accordage du transmetteur 45 est effectué sous la commande du contrôleur de nœud 50 en synchronisation avec les fenêtres temporelles disponibles sur les chemins optiques 30 pour l'émission des paquets. De préférence, la source doit autoriser un accordage rapide par rapport au temps paquet. Par exemple des technologies actuelles permettent un accordage en 50 ou 1 00 ns.
Le combineur optique 28 recombine les paquets optiques venant de la section de transit et de la section d'insertion et portés par les différents canaux de longueurs d'onde, ainsi que les paquets de signalisation insérés par un transmetteur optique 44 sur le canal dédié à la signalisation, et envoie le signal optique à multiplexage spectral qui en résulte dans la fibre optique 9 vers le prochain nœud d'accès en aval.
Au niveau de l'entrée et de la sortie de la couche optique 20, on a représenté un amplificateur optique 1 6 de type EDFA monté à chaque fois sur la fibre optique 9 pour amplifier le signal optique transporté dans la fibre. Ces amplificateurs 1 6 améliorent la cascadabilité du nœud en compensant les pertes occasionnées par les composants optiques, notamment le démultiplexeur 22, les coupleurs 32 et 37 et le combineur 28. Le nombre d'étages d'amplification peut être adapté en fonction des besoins existants dans le réseau, ce qui dépend des distances de propagation et de l'ensemble des équipements optiques installés. Par ailleurs, comme la porte optique 34 peut remplir une fonction d'amplification pour les paquets en transit, un amplificateur 1 6 n'est pas toujours nécessaire. L'architecture de la figure 2 permet d'équilibrer les pertes entre les différents chemins optiques de transit.
En référence à la figure 3, on décrit maintenant la couche électronique du nœud d'accès et son fonctionnement. Le contrôleur de nœud 50 reçoit les informations de signalisation relatives aux paquets de données arrivant sur la fibre optique d'entrée 9 avec une avance temporelle sur ces paquets, pour avoir le temps de traiter ces informations et de configurer le ou les récepteurs de paquets 40, la ou les portes optiques 34 et le ou les transmetteurs optiques 45 en synchronisation avec l'arrivée des paquets. L'information de signalisation relative à un paquet optique inclut par exemple l'identité du canal de longueur d'onde qui le porte, l'identité du ou des nœuds d'accès de destination, le niveau de priorité du paquet et une information de synchronisation relative à l'instant d'arrivée du paquet dans le nœud.
Le contrôleur de nœud 50 possède une liaison 51 avec les récepteurs de paquets 40. Lorsque la destination d'un paquet inclut le nœud d'accès en question, le contrôleur de nœud 50 commande le récepteur de paquet 40 attribué au canal de longueur d'onde correspondant pour démoduler ce paquet, c'est-à-dire convertir les données dans le domaine électronique et les faire passer au commutateur électronique 41 . Ainsi, il est possible de ne démoduler que les paquets optiques destinés nœud d'accès en question, ce qui préserve la confidentialité du trafic en transit. Une alternative consiste à démoduler tous les paquets entrants dans la section d'extraction et à effacer les données qui n'ont pas cette destination.
Le commutateur électronique 41 assure un stockage temporaire des données extraites pour gérer la contention vers les ports de sortie 55, réordonner les paquets, et transférer les paquets vers les interfaces de sortie 54. Une interface de sortie 54 est un module électronique qui formate les données de manière adaptée à la couche cliente connectée au port de sortie 55. Par exemple, les interfaces de sortie 54 sont des cartes de ligne au format Ethernet, par exemple avec une capacité de 1 0 Gbit/s ou autre. La capacité d'extraction du nœud peut être modifiée de manière modulaire par ajout ou suppression d'une interface de sortie 54 et/ou par ajout ou suppression d'un récepteur de paquets 40. Selon un mode de réalisation particulier, un récepteur de paquets 40 et une interface de sortie 54 de capacité adaptée sont agencés sous la forme d'un module unitaire, par exemple une carte optoélectronique.
Les portes optiques 34 sont commandées par le contrôleur de nœud 50 de manière à présenter un état bloquant par défaut. Le contrôleur de nœud 50 commute une porte optique 34 dans l'état passant uniquement pour laisser passer le trafic en transit vers les nœuds suivants. Ainsi, lorsqu'un paquet reçu au niveau de l'entrée 21 présente une destination en aval du nœud d'accès, le contrôleur de nœud 50 commande la porte optique 34 attribuée au canal de longueur d'onde correspondant pour laisser passer ce paquet. Pendant cette fenêtre temporelle, ce canal de longueur d'onde est donc occupé et indisponible pour le trafic à insérer. De même, le trafic multipoint ou diffusé à tous les nœuds est normalement passé de manière transparente à travers la porte optique 34, qui peut être utilisée également pour amplifier le signal du paquet.
Lorsqu'une fenêtre temporelle ne contient aucun paquet sur un canal de longueur d'onde donné, par exemple λ3 sur la fenêtre [tn, tn+1] sur la figure 4, la porte optique 34 correspondant à ce canal de longueur d'onde reste dans l'état bloquant. Cette disposition permet de limiter la propagation d'un bruit de fond optique pouvant exister dans cette partie du spectre et dans cette fenêtre temporelle, par exemple en raison des composants optiques actifs disposés sur la ligne en amont du nœud ou dans le nœud, notamment les amplificateurs de type EDFA.
La section d'insertion comporte une unité de stockage temporaire 53 pour les données à insérer. L'unité 53 reçoit les données à insérer depuis la couche cliente par l'intermédiaire d'interfaces d'entrée 52, classe les données dans des files d'attente en fonction de leurs destinations et de leurs niveaux de priorité pour former des paquets ayant une taille adaptée au format utilisé dans le réseau optique 10, et transfère ces données aux transmetteurs de paquets 45 lorsque leur insertion est décidée par le contrôleur de nœud 50. Le contrôleur de nœud 50 possède une liaison 56 avec l'unité de stockage temporaire 53 pour connaître en permanence les propriétés du trafic à insérer, à savoir par exemple l'état de remplissage des différentes files d'attentes. Lorsqu'il existe un paquet en attente d'insertion, le contrôleur de nœud 50 commande son insertion dans une fenêtre temporelle disponible sur un canal de longueur d'onde que le nœud de destination est capable d'extraire. Pour cela, une table d'attribution des canaux de longueurs d'ondes aux différents nœuds d'accès du réseau peut être décidée de manière centralisée et communiquée à tous les nœuds, par exemple par un système de gestion du réseau. Une bonne distribution des canaux de longueurs entre les nœuds et une utilisation optimale des transmetteurs accordables 45 doivent permettre d'équilibrer le trafic sur les différents canaux. En variante, on peut envisager de donner à tous les nœuds la capacité d'extraire des paquets sur tous les canaux, auquel cas une table d'attribution n'est pas nécessaire.
Les fenêtres disponibles sont connues, soit d'après la signalisation et en fonction des décisions prise quant à l'effacement des paquets en transit, soit par détection physique d'une absence de traffic sur un canal donné (méthode de type CSMA/CA). Le cas échéant, la détection du signal pour identifier les fenêtres disponibles peut être effectuée en amont des lignes à retard 33.
Le contrôleur de nœud 50 est aussi en charge de gérer la contention entre les paquets en transit et les paquets insérés. Par exemple, plusieurs méthodes peuvent être mises en œuvres :
Si un paquet en transit présente un niveau de priorité plus élevé qu'un paquet en attente d'insertion convoitant le même canal de longueur d'onde, le contrôleur de nœud laisse passer le paquet en transit et diffère l'insertion du paquet à insérer.
Si un paquet en transit présente un niveau de priorité moins élevé qu'un paquet en attente d'insertion convoitant le même canal de longueur d'onde, le contrôleur de nœud bloque le paquet en transit avec la porte optique 34 et insère le paquet à insérer dans la fenêtre temporelle ainsi libérée. Pour le paquet de faible priorité qu'il a effacé, le contrôleur de nœud 50 peut laisser agir les mécanismes de retransmission au niveau du nœud émetteur sans effectuer d'action particulière.
Si un paquet en transit et un paquet en attente d'insertion convoitant le même canal de longueur d'onde présentent tous les deux un niveau de priorité élevé, correspondant par exemple à une latence garantie incompatible avec une retransmission de bout en bout, le contrôleur de nœud commande l'exécution des étapes suivantes : démodulation du paquet optique en transit dans la section d'extraction et, simultanément, effacement du paquet optique en transit dans la section de transit, insertion du paquet à insérer dans la fenêtre temporelle ainsi libérée, stockage des données en transit démodulées dans une unité de stockage temporaire 57, puis insertion de ces données dans un paquet optique dans une fenêtre temporelle ultérieure sur un canal de longueur d'onde compatible avec leur destination. Ce traitement présente l'inconvénient de faire passer des données en transit par le domaine électronique, mais un tel événement devrait être assez rare si le réseau n'est pas surchargé et que sa charge est bien répartie sur les canaux de longueurs d'ondes. Ce traitement permet aussi d'effectuer une conversion de longueur d'onde pour le paquet en transit. Ce traitement consistant à donner priorité au paquet à insérer et à différer la transmission du paquet en transit peut aussi être utilisé, indépendamment des niveaux de priorité, lorsque les files d'attente de l'unité de stockage 53 atteignent un niveau de remplissage élevé.
La capacité d'insertion du nœud peut être modifiée de manière modulaire par ajout ou suppression d'une interface d'entrée 52 et/ou par ajout ou suppression d'un transmetteur de paquets 45. Selon un mode de réalisation particulier, un transmetteur de paquets 45 et une interface d'entrée 52 de capacité adaptée sont agencés sous la forme d'un module unitaire, par exemple une carte optoélectronique.
En fonction des décisions prises quant aux paquets en transit et aux paquets insérés, le contrôleur de nœud 50 génère des informations de signalisation relatives aux paquets de données sortant sur la fibre optique de sortie 9 et il commande le transmetteur 44 par une liaison 58 pour transmettre ces informations de signalisation au prochain saut avec une avance temporelle sur les paquets eux-mêmes.
Les paquets de données optiques peuvent avoir divers formats, avec une taille fixe ou variable. Selon un mode de réalisation, le réseau 1 0 est conçu pour transporter conjointement des paquets de données ayant plusieurs formats de modulation (par exemple OOK, BPSK, DQPSK et autres) et/ou plusieurs cadences de modulation (par exemple 1 0 Gb/s, 40 Gb/s, 1 00 Gb/s, et autres). Dans ce cas, la signalisation associée à un paquet comporte de préférence une information sur le format et/ou la cadence de modulation, de sorte que des décisions d'aiguillage du paquet optique puissent être prises par les contrôleurs des nœuds en tenant compte de ces propriétés du paquet, par exemple pour diriger le paquet vers un récepteur optique adapté au niveau du nœud de destination du paquet. De préférence, des fenêtres temporelles de taille fixe sont utilisées de manière sensiblement synchrone sur tous les canaux de longueur d'onde, ce qui simplifie la synchronisation entre les nœuds d'accès et réduit la quantité d'information devant être échangée pour réaliser cette synchronisation. En effet, dans le cas d'une transmission synchrone sur tous les canaux de longueur d'onde, il suffit aux nœuds de reconnaître le début de la fenêtre de transmission. La figure 4 illustre une transmission synchrone de paquets fixes sur tous les canaux. Les colonnes représentent des fenêtres temporelles successives de même durée. Les données sont insérées dans le réseau 1 0 sous la forme d'au plus un paquet optique 60 par fenêtre temporelle et par canal de longueur d'onde. Quatre canaux de longueurs d'ondes λΐ à λ4 sont représentés, ainsi qu'un canal de signalisation λc. Une ligne représente le trafic passant sur un canal de longueur d'onde en un point donné du réseau 1 0 au cours du temps entre l'instant t.., et l'instant tn+2. La figure 4 représente, à titre d'exemple, un format utilisable pour transmettre l'information de signalisation dans ce cadre. Le paquet 60 sur le canal de signalisation comporte quatre champs Cl à C4 contenant respectivement les informations de signalisation relatives aux quatre canaux de données. Sur le canal de signalisation, une fenêtre temporelle contient l'information de signalisation relative aux paquets présents dans la fenêtre temporelle suivante, de sorte que les nœuds reçoivent toujours l'information de signalisation en avance sur les données. Si cette avance est un nombre fixe de fenêtres temporelles, il n'est pas nécessaire d'insérer une information de synchronisation explicite dans les données de signalisation, car un nœud reconnaît la relation entre les paquets de signalisation et les paquets de données en fonction des fenêtres temporelles dans lesquelles il reçoit ces paquets. A titre d'exemple, la durée de la fenêtre temporelle peut être de l'ordre de 1 à 1 00 microsecondes, avantageusement proche de 1 0 microsecondes. La figure 4 montre aussi que, dans le réseau de paquets 1 0, un signal optique n'est présent sur un canal de longueur d'onde que lorsqu'il existe un paquet de données à transmettre, par opposition aux technologies de type circuit comme SONET/SDH.
Sur la figure 2, un récepteur de paquets optiques 40 est attribué à un canal de longueur d'onde, ce qui lie la capacité d'extraction du nœud au nombre de canaux sur lesquels il peut recevoir des paquets. En utilisant un ou plusieurs récepteurs accordables à accordage rapide, il est possible de régler la bande spectrale pouvant être utilisée pour adresser des paquets au nœud d'accès et la capacité d'extraction du nœud indépendamment l'une de l'autre. La figure 5 représente une variante de réalisation de la section d'extraction d'un nœud suivant ce principe. Les éléments identiques ou similaires à ceux de la figure 2 portent le même chiffre de référence augmenté de 1 00. La fibre optique d'entrée 1 09 est ici reliée à un coupleur en étoile 80, de type 1 :5 dans l'exemple représenté, dont les branches de sortie sont respectivement reliées au démultiplexeur 1 22 de la section de transit du nœud et à un au plusieurs récepteurs de paquets optiques accordables à accordage rapide 85 formant la section d'extraction du nœud. Un récepteur accordable 85 est par exemple constitué d'un filtre accordable 81 et d'un récepteur de paquets 140. Dans ce cas, la liaison 1 51 entre le contrôleur de nœud et les récepteurs accordables 85 permet de commander le filtre 81 en fonction de l'information de signalisation pour accorder le filtre 81 sur le canal de longueur d'onde correspondant à un paquet à démoduler. La capacité d'extraction du nœud peut être modifiée de manière modulaire par ajout ou suppression de récepteurs accordables 85. L'utilisation de récepteurs accordables 85 permet de se passer d'une attribution centralisée des canaux de longueurs d'ondes aux nœuds d'accès. Le bloc 1 65 représente les autres composants du nœud, qui sont réalisés similairement à la figure 2.
D'autres possibilités existent pour réaliser une section d'extraction. Par exemple, dans le cas d'une section d'extraction intérieure comme sur la figure 2, un coupleur 4x4 (ou PxQ, P et Q entiers positifs) peut être prévu pour combiner les signaux prélevés sur chaque chemin optique et pour redistribuer le signal combiné vers plusieurs récepteurs en mode paquet munis de filtres fixes ou accordables. Dans une autre variante basée sur la figure 5, le coupleur 80 est remplacé par un coupleur 1 X2 dont une sortie mène à la section d'extraction. La section d'extraction peut être à chaque fois réalisée avec un diviseur de faisceau et une pluralité de récepteurs accordables, ou bien avec un démultiplexeur et une pluralité de récepteurs colorés sélectionnables. Un récepteur coloré sélectionnable peut être constitué d'un récepteur à longueur d'onde fixe combiné à une porte optique. Des récepteurs optiques cohérents à longueur d'onde fixe ou accordable peuvent aussi être utilisés, auquel cas un filtre optique n'est pas nécessaire.
La figure 6 représente une variante de réalisation de la section d'insertion d'un nœud. Les éléments identiques ou similaires à ceux de la figure 2 portent le même chiffre de référence augmenté de 200. Les transmetteurs de paquets optiques 244 et 245 sont ici reliés à un coupleur en étoile 90, de type 6: 1 dans l'exemple représenté, qui combine les paquets insérés par ces transmetteurs aux paquets ayant traversé la section de transit. La sortie du coupleur 90 est reliée à la fibre optique de sortie 209. Le combineur optique 228 ne reçoit donc que les paquets en transit. Le combineur 228 peut alors être réalisé sous la forme d'un multiplexeur puisque les lignes optiques 238 portent des canaux de longueurs d'ondes prédéfinis, ce qui permet de réduire les pertes et éventuellement d'économiser un étage d'amplification optique. Ici aussi, la capacité d'insertion du nœud peut être modifiée de manière modulaire par ajout ou suppression de transmetteurs fixes ou accordables 245. Le bloc 265 représente les autres composants du nœud, qui sont réalisés similairement à la figure 2.
Dans une autre variante de réalisation, la section d'insertion est réalisée avec une barrette de transmetteurs colorés fixes, optionnellement une barrette de portes optiques disposées à la sortie des transmetteurs, et un multiplexeur pour combiner les signaux colorés des transmetteurs. Un coupleur 2x1 est disposé à la place du coupleur 90 pour combiner la sortie de la section d'insertion avec la sortie du combineur optique 228.
Avantageusement, les composants optiques des sections d'extraction, de transit et d'insertion sont protégés par des composants redondants selon un schéma de protection 1 pour n, où n désigne un nombre supérieur à 1 . Des composants de protection sont par exemple prévus pour les récepteurs de paquets fixes 40 ou accordables 85, les transmetteurs de paquets 45 ou 245 et les chemins optiques 30. Pour la protection contre les fautes, par exemple défaillance de l'alimentation ou du contrôleur de nœud, on prévoit de préférence un moyen pour commuter les portes optiques 34 dans l'état passant en réponse à une telle situation. Ainsi, le reste du réseau n'est pas affecté par la faute.
Pour améliorer la cascadabilité du nœud, des amplificateurs optiques, par exemple du type SOA, peuvent être prévus en de multiples points du nœud, notamment en des points où le signal optique subit une atténuation, tels que les coupleurs. Un amplificateur peut par exemple être intégré à un coupleur.
Le réseau optique 1 0 est de préférence géré à l'aide d'une combinaison de procédés centralisés et de procédés distribués. Les procédés centralisés, mis en œuvre par exemple à l'aide d'un système de gestion centralisé, concernent par exemple l'attribution des canaux de longueurs d'ondes aux nœuds qui peuvent les extraire et la définition des niveaux de priorité ou classes de services. Les procédés distribués concernent par exemple la gestion de l'insertion, du transit et de l'extraction par les nœuds d'accès avec une granularité de niveau paquet.
Certains des éléments représentés, notamment le contrôleur de nœud 50, peuvent être réalisés sous différentes formes, de manière unitaire ou distribuée, au moyen de composants matériels et/ou logiciels. Des composants matériels utilisables sont les circuits intégrés spécifiques ASIC, les réseaux logiques programmables FPGA ou les microprocesseurs. Des composants logiciels peuvent être écrits dans différents langages de programmation, par exemple C, C + + , Java ou VHDL. Cette liste n'est pas exhaustive. De même, les files d'attentes nécessaires au stockage temporaire des données extraites et des données en attente d'insertion peuvent être centralisées dans un module de mémoire ou distribuées dans plusieurs.
Un système de gestion de réseau peut être un équipement matériel, par exemple un micro-ordinateur, une station de travail, un appareil connecté à l'Internet ou tout autre dispositif de communication dédié ou à usage général. Des programmes logiciels exécutés par ce système remplissent des fonctions de gestion du réseau pour contrôler des éléments de réseau.
Les nœuds décrits ci-dessus sont utilisables dans de nombreux types de réseaux optiques, avec une architecture en anneau ou autre, avec un nombre de nœuds quelconque, et avec des étendues géographiques diverses, notamment LAN, MAN, WAN, et autres. En particulier, ces nœuds comportant des portes optiques capables d'effacer du traffic de transit sur les chemins optiques de transit 30 peuvent être utilisés en combinaison avec d'autres types de nœuds, présentant des chemins optiques de transit entièrement transparents. Par chemin optique de transit entièrement transparent, on désigne la fonction par laquelle un port d'entrée du nœud passe de manière transparente tous les paquets entrants vers un ou plusieurs ports de sortie du nœud.
Des exemples de nœuds présentant des chemins optiques de transit entièrement transparents sont notamment les nœuds DBORN décrits dans les publications "DBORN: a shared WDM Ethernet Bus architecture for optical packet metropolitan networks", N. Le Sauze et al., Paper TuC3, Photonic In Switching, Cheju Island, Korea, 2002 et "Physical assessment of a cost-effective passive optical packet ring at 2.5 Gbit/s", T. Zami et al., Paper Ps.Th.B2, Photonic In Switching, 2003. Ces nœuds effectuent l'insertion de paquets sur le chemin optique de transit par un protocole de contrôle d'accès au média de type CSMA/CA basé sur la détection des fenêtres temporelles vides. En d'autres termes, le noeud surveille les canaux de longueurs d'onde entrants à l'aide de photodiodes qui échantillonnent le traffic de transit pour détecter les fenêtres temporelles vides dans lesquelles des paquets peuvent être insérés.
Dans un réseau comportant à la fois des nœuds munis des portes optiques capables d'effacer du traffic de transit sur les chemins optiques de transit et des nœuds présentant des chemins optiques de transit entièrement transparents, le pilotage de ces portes optiques dans un état bloquant par défaut permet de limiter le bruit optique large bande accumulé dans les fenêtres temporelles vides, et ainsi d'améliorer le rapport signal sur bruit des paquets optiques insérés par les nœuds présentant des chemins optiques de transit entièrement transparents . En d'autres termes, la porte optique d'un chemin optique de transit d'un nœud peut être utilisée pour nettoyer le ou les canaux de longueur d'onde correspondant(s), même aux instants où ce nœud n'a pas de paquet à insérer et même aux instants où aucun paquet optique n'est présent sur ce ou ces canaux, afin d'améliorer les conditions de bruit pour l'insertion de traffic par un nœud DBORN ou similaire situé en aval.
En référence à la figure 7, on décrit maintenant une autre architecture de nœud optique adaptée par exemple à réaliser une topologie maillée. Les éléments identiques ou analogues à ceux des figures 2 et 3 sont désignés par les mêmes chiffres de référence. En particulier, le chiffre 20 désigne un multiplexeur de paquets optiques à insertion-extraction décrit plus haut, le sens de propagation des signaux étant toutefois inversé entre la figure 2 et la figure 7. Le nœud de la figure 7 comporte une matrice de commutation de canaux de longueurs d'onde 70, présentant ici quatre entrées et quatre sorties, réalisée à partir de diviseurs de faisceaux 71 et de commutateurs à sélection de longueurs d'onde 72 dans une architecture de type diffusion et sélection (broadcast and select). Un multiplexeur de paquets optiques à insertion-extraction 20 est disposé sur chaque ligne d'entrée 1 09. En variante, comme indiqué au chiffre 1 20, un multiplexeur de paquets optiques à insertion-extraction peut être monté sur chaque ligne de sortie 209. Le contrôleur de nœud 50 peut être agencé pour commander à la fois les multiplexeurs de paquets optiques à insertion-extraction 20 et les commutateurs à sélection de longueurs d'onde 72 de manière intégrée.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.
L'usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n'exclut pas la présence d'autres éléments ou d'autres étapes que ceux énoncés dans une revendication. L'usage de l'article indéfini « un » ou « une » pour un élément ou une étape n'exclut pas, sauf mention contraire, la présence d'une pluralité de tels éléments ou étapes. Plusieurs unités ou modules peuvent être représentés par un même élément matériel.
Dans les revendications, tout chiffre de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif de commutation de paquets optiques (20) comportant : une section d'entrée (9) apte à recevoir un signal optique comprenant des paquets de données (60) portés par des canaux de longueurs d'ondes,
une section de sortie (9) apte à transmettre un signal optique comprenant des paquets de données portés par des canaux de longueurs d'ondes,
une section d'extraction (40) apte à démoduler des paquets de données portés par au moins un des canaux de longueurs d'ondes reçus dans la section d'entrée, une section d'insertion (45) apte à engendrer des paquets de données optiques sur au moins un canal de longueur d'onde à transmettre par la section de sortie, un séparateur spectral (22) pour séparer une pluralité desdits canaux de longueurs d'ondes reçus dans la section d'entrée,
un combineur optique (28) pour recombiner des canaux de longueurs d'ondes séparés par ledit séparateur spectral,
une section de transit (30) comprenant des chemins optiques (31 ) pour faire transiter de manière transparente des canaux de longueurs d'ondes respectifs entre le séparateur spectral et le combineur optique,
plusieurs éléments sélecteurs (34) coopérant chacun avec un chemin optique respectif et étant commutables en mode paquet pour sélectivement bloquer ou faire passer individuellement un paquet de données porté par le canal de longueur d'onde transitant dans ledit chemin optique, et
une unité de commande (50) apte à recevoir des informations de signalisation relatives aux paquets de données reçus dans la section d'entrée et définissant, pour un paquet de données, un canal de longueur d'onde et une fenêtre temporelle qui contiennent ledit paquet de données, et à commander un élément sélecteur correspondant audit canal de longueur d'onde de manière synchronisée avec ladite fenêtre temporelle pour bloquer ou laisser passer ledit paquet de données, ladite unité de commande maintenant l'élément sélecteur (34) dans un état bloquant pendant les fenêtres temporelles dans lesquelles aucun paquet de données n'est reçu sur ledit canal de longueur d'onde.
2. Dispositif de commutation selon la revendication 1 , dans lequel lesdites informations de signalisation relatives à un paquet de données définissent une destination dudit paquet de données.
3. Dispositif de commutation selon la revendication 2, dans lequel ladite unité de commande (50) est apte à commuter l'élément sélecteur (34) dans un état passant pendant une fenêtre temporelle contenant un paquet de données présentant une destination en aval dudit nœud de communication pour laisser passer le paquet de données jusqu'à ladite section de sortie.
4. Dispositif de commutation selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la section d'insertion comporte au moins un transmetteur optique (45) apte à générer des paquets de données sur ledit canal de longueur d'onde.
5. Dispositif de commutation selon la revendication 4, dans lequel l'unité de commande est apte à recevoir des informations relatives à des données en attente d'insertion et à commander ledit transmetteur optique (45) de la section d'insertion pour générer sur ledit canal de longueur d'onde des paquets optiques contenant lesdites données en attente d'insertion de manière synchronisée avec des fenêtres temporelles dans lesquelles l'élément sélecteur (34) est dans l'état bloquant.
6. Dispositif de commutation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que ledit élément sélecteur (34) comprend un amplificateur optique à semi-conducteur agencé en tant que porte optique sur un chemin optique de la section de transit.
7. Dispositif de commutation selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les informations de signalisation relatives aux paquets de données reçus dans la section d'entrée sont portées par un canal de longueur d'onde prédéterminé kc) dudit signal optique, ledit nœud comportant un séparateur spectral (22) pour séparer ledit canal prédéterminé et un récepteur optique (24) pour démoduler lesdites informations de signalisation.
8. Nœud de communication pour un réseau optique WDM comportant :
une pluralité de lignes d'entrée (1 09) pour recevoir des signaux optiques WDM entrants,
une pluralité de lignes de sortie (209) pour transmettre des signaux optiques WDM sortants,
un dispositif de commutation (20, 1 20) selon l'une des revendications 1 à 7 interposé sur chacune desdites lignes d'entrée ou de sortie, et
un dispositif de commutation de longueurs d'onde (70) reliant lesdites lignes d'entrée auxdites lignes de sortie et apte à former lesdits signaux optiques WDM sortants en recombinant à chaque fois des canaux de longueurs d'onde provenant desdits signaux optiques WDM entrants.
9. Réseau optique transparent ou hybride (1 0) comportant une pluralité d'éléments de réseau (1 -6) choisis dans le groupe consistant en des dispositifs de commutation selon l'une des revendications 1 à 7 et des nœuds de communication selon la revendication 8 et des fibres optiques (9) reliant lesdits éléments de réseau.
10. Réseau optique selon la revendication 9, dans lequel sont transmis des paquets de données présentant différents formats de modulation et/ou différentes cadences de modulation.
1 1 . Réseau optique selon la revendication 9, comportant en outre au moins un nœud optique à chemin de transit entièrement transparent relié à au moins un desdits éléments de réseau par des fibres optiques.
PCT/FR2010/051917 2009-09-29 2010-09-15 Dispositif de commutation de paquets optiques WO2011039443A1 (fr)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/497,216 US8737835B2 (en) 2009-09-29 2010-09-15 Optical packet switching device
CN201080043531.9A CN102550042B (zh) 2009-09-29 2010-09-15 光分组交换设备
JP2012531473A JP2013506372A (ja) 2009-09-29 2010-09-15 光パケット交換デバイス
KR1020127010710A KR101451608B1 (ko) 2009-09-29 2010-09-15 광학 패킷 스위칭 디바이스
EP10770564A EP2484122A1 (fr) 2009-09-29 2010-09-15 Dispositif de commutation de paquets optiques

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0956727 2009-09-29
FR0956727A FR2950765B1 (fr) 2009-09-29 2009-09-29 Dispositif de commutation de paquets optiques

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011039443A1 true WO2011039443A1 (fr) 2011-04-07

Family

ID=41800562

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2010/051917 WO2011039443A1 (fr) 2009-09-29 2010-09-15 Dispositif de commutation de paquets optiques

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8737835B2 (fr)
EP (1) EP2484122A1 (fr)
JP (1) JP2013506372A (fr)
KR (1) KR101451608B1 (fr)
CN (1) CN102550042B (fr)
FR (1) FR2950765B1 (fr)
WO (1) WO2011039443A1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104365115A (zh) * 2012-07-30 2015-02-18 阿尔卡特朗讯 高容量网络节点

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9794019B2 (en) * 2011-04-28 2017-10-17 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Prioritized optical arbitration systems and methods
EP2661096B1 (fr) * 2012-05-04 2014-12-10 Alcatel Lucent Procédé de surveillance d'une grille optique et équipement associé
CN102932065B (zh) * 2012-11-12 2015-03-18 武汉邮电科学研究院 一种多子信道的增益平坦装置及方法
EP2747322B1 (fr) 2012-12-20 2016-09-21 Alcatel Lucent Bloc de commutation de paquets optiques wdm
CN103888857B (zh) * 2014-03-11 2018-06-19 北京邮电大学 软定义弹性光交换网络中有共享调制复用能力的节点装置
TWI776294B (zh) * 2020-11-30 2022-09-01 中華電信股份有限公司 光框架交換機

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0924950A2 (fr) * 1997-12-22 1999-06-23 Nec Corporation Réseau optique
EP1241913A1 (fr) * 2001-03-16 2002-09-18 Alcatel Noeud de paquets optique et multiplexeur à insertion/extraction de paquets optiques
EP1408715A2 (fr) * 2002-10-11 2004-04-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Système de commutation optique à multiplexage en longueur d'onde
US20070025731A1 (en) * 2000-08-15 2007-02-01 Schofield Bruce A Optical switch router
EP1986361A1 (fr) * 2007-04-27 2008-10-29 Alcatel Lucent Dispositif de commutation optique pour réseau optique transparent

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3855691B2 (ja) * 2001-07-06 2006-12-13 日本電気株式会社 光スイッチモジュール
US7167620B2 (en) * 2003-07-16 2007-01-23 Doron Handelman Devices and methods for all-optical processing and storage
JP4792365B2 (ja) * 2006-09-29 2011-10-12 富士通株式会社 光伝送装置およびその制御方法
KR100871041B1 (ko) * 2006-12-12 2008-11-27 한국정보통신대학교 산학협력단 시간 동기화를 통한 광 스위칭 시스템에서의 광 데이터전달장치
JP4805135B2 (ja) * 2006-12-28 2011-11-02 三菱電機株式会社 光クロスコネクト装置
JP4957315B2 (ja) * 2007-03-26 2012-06-20 富士通株式会社 半導体光増幅モジュール、マトリクス型光スイッチ装置、および駆動回路
JP4930175B2 (ja) * 2007-04-27 2012-05-16 富士通株式会社 信号光を転送するノードの制御装置
JP5012232B2 (ja) * 2007-06-08 2012-08-29 富士通株式会社 光スイッチ装置
JP5380872B2 (ja) * 2008-03-18 2014-01-08 富士通株式会社 光ゲート素子の監視装置及び方法並びに光スイッチシステム
CN102301627B (zh) * 2009-01-29 2015-01-28 瑞典爱立信有限公司 光通信网络节点和控制光通信网络节点之间数据传送的方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0924950A2 (fr) * 1997-12-22 1999-06-23 Nec Corporation Réseau optique
US20070025731A1 (en) * 2000-08-15 2007-02-01 Schofield Bruce A Optical switch router
EP1241913A1 (fr) * 2001-03-16 2002-09-18 Alcatel Noeud de paquets optique et multiplexeur à insertion/extraction de paquets optiques
US20020131118A1 (en) 2001-03-16 2002-09-19 Alcatel Optical packet node and optical packet add drop multiplexer
EP1408715A2 (fr) * 2002-10-11 2004-04-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Système de commutation optique à multiplexage en longueur d'onde
EP1986361A1 (fr) * 2007-04-27 2008-10-29 Alcatel Lucent Dispositif de commutation optique pour réseau optique transparent

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHIARONI D ET AL: "Successful demonstration of the compatibility of optical packet and wavelength Circuit switching in optical networks", OPTICAL COMMUNICATION, 2009. ECOC '09. 35TH EUROPEAN CONFERENCE ON, IEEE, PISCATAWAY, NJ, USA, 20 September 2009 (2009-09-20), pages 1 - 2, XP031546500, ISBN: 978-1-4244-5096-1 *
CHIARONI D: "Optical Packet Add/Drop Multiplexers for packet ring networks", ECOC2008, ECOC, BRUSSELS, 21-25 SEP 2008, ECOC, BRUSSELS EXPO, BELGIUM, 21 September 2008 (2008-09-21), pages 103 - 106, XP001524738, ISBN: 978-1-4244-2228-9 *
N. LE SAUZE ET AL.: "DBORN: a shared WDM Ethernet Bus architecture for optical packet metropolitan networks", PAPER TUC3, PHOTONIC IN SWITCHING, 2002
T. ZAMI ET AL.: "Physical assessment of a cost-effective passive optical packet ring at 2.5 Gbit/s", PAPER PS.TH.B2, PHOTONIC IN SWITCHING, 2003
TAKASHI SAKAMOTO ET AL: "Optical Packet Synchronizer Using Wavelength and Space Switching", IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, IEEE SERVICE CENTER, PISCATAWAY, NJ, US, vol. 14, no. 9, 1 September 2002 (2002-09-01), XP011067316, ISSN: 1041-1135 *
WEN-PING CHEN ET AL: "A Novel Burst Algorithm of OBS Metro Ring Networks", COIN-NGNCON 2006. THE JOINT INTERNATIONAL CONFERENCE ON OPTICAL INTERNET AND NEXT GENERATION NETWORK, 9-13 JULY 2006, JEJU, SOUTH KOREA, IEEE, PISCATAWAY, NJ, USA, 9 July 2006 (2006-07-09), pages 121 - 123, XP031232265, ISBN: 978-89-955301-4-6 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104365115A (zh) * 2012-07-30 2015-02-18 阿尔卡特朗讯 高容量网络节点
US20150188657A1 (en) * 2012-07-30 2015-07-02 Alcatel Lucent High capacity network node
US9531495B2 (en) * 2012-07-30 2016-12-27 Alcatel Lucent High capacity network node

Also Published As

Publication number Publication date
FR2950765B1 (fr) 2012-07-27
EP2484122A1 (fr) 2012-08-08
CN102550042B (zh) 2014-11-19
US20120183293A1 (en) 2012-07-19
FR2950765A1 (fr) 2011-04-01
KR20120073297A (ko) 2012-07-04
CN102550042A (zh) 2012-07-04
US8737835B2 (en) 2014-05-27
KR101451608B1 (ko) 2014-10-16
JP2013506372A (ja) 2013-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0677936B1 (fr) Réseau de télécommunication organisé en boucles optiques multicolores reconfigurables
WO2011039443A1 (fr) Dispositif de commutation de paquets optiques
EP2141842B1 (fr) Dispositif de commutation de signaux optiques
EP0753946A2 (fr) Réseau de transmission optique avec multiplexage de longueurs d'onde
EP1349416A1 (fr) Méthode dynamique d'insertion de données aux noeuds d'un réseau de transmission optique
EP1592159B1 (fr) Réseau de transmission optique en arbre
EP0612172B1 (fr) Centre satellite photonique-électronique pour raccorder des lignes d'abonnés optiques à un réseau ATM
EP1428333B1 (fr) Reseau en anneau realise a partir d'un bus optique double
EP2160045B1 (fr) Noeud de commutation de paquets optiques
EP2606655B1 (fr) Procede de commutation d'un flot de donnees optiques, produit programme d'ordinateur, moyen de stockage et noeud correspondants
EP1303161A1 (fr) Dispositif de commutation sélective de fréquences et circuit à retard optique reconfigurable l'incorporant
EP1193995A1 (fr) Commutateur pour réseau de transmission optique utilisant le multiplexage en longueur d'onde
EP2549773B1 (fr) Dispositif et procédé de fusion de composantes optiques associées à une longueur d'onde en une composante optique fusionnée
EP1986361B1 (fr) Dispositif de commutation optique pour réseau optique transparent
EP1326473B1 (fr) Dispositif de communication optique et procédé de commande de ce dispositif
FR2682240A1 (fr) Systeme de raccordement optique de terminaux d'abonnes a un centre local d'un reseau de telecommunications.
EP1557068B1 (fr) Routeur perfectionne a insertion et/ou extraction de ressources
EP1804407B1 (fr) Noeud d'accès pour réseau de transmission optique en anneau
EP1376910A2 (fr) Réseau optique en anneau a fibres de lecture et d'écritures découplées
FR2937815A1 (fr) Dispositif de commutation de signaux optiques
FR2918229A1 (fr) Dispositif de demultiplexage temporel optique.
EP1569369A1 (fr) Réseau de transmission optique en anneau
FR2978314A1 (fr) Dispositif et procede de fusion de composantes optiques associees a une longueur d'onde en une composante optique fusionnee

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201080043531.9

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10770564

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010770564

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012531473

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13497216

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20127010710

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A