[发明专利]一种用于网状拓扑结构光轨网络的多个光纤输入输出的光轨网络节点结构

说明书

技术领域

本发明属于用于城域网的高速光交换技术领域，特别是用于网状拓扑结构的光轨网络中的节点结构。 

背景技术

随着以视频点播、IPTV和3G/4G无线数据业务等为代表的新型网络业务的推广与普及，光纤通信网络面对的主要业务类型已经从传统的线路交换型业务演进为更适合上述新业务特点的分组交换型业务。因此，在光纤通信网络的传输与交换层面，特别是城域网领域，组建支持面向分组交换类型业务的新型光网络对于推动新型网络业务的发展具有重要的意义。 

光轨(Light-Trails)网络是由A.Gumaste和I.Chlamtac在2003年提出的一种新型的光交换网络结构。光轨网络主张采用现有成熟的光学器件，在一条光通道上以空分复用的方式进行业务量疏导，以时分复用的方式传输多个节点的信息。并且在信息的传输过程中，中间节点不需要进行基于高速光开关的重新配置。由于光轨网络具有光开关动态切换率低、波长利用率高、支持子波长疏导和多播传输、比特率透明等优点，所以在其概念提出后逐渐受到网络研究者的关注。 

目前，在各类文献中，已查阅到的光轨网络节点结构是以总线型或者环形拓扑结构为应用背景的、采用单个光纤输入输出形式的光学结构，如“光轨：一种实现IP突发业务的新方案”(王伟伟等，光通信技术，2006年08期)、“光轨网络节点结构设计及性能分析”(乐孜纯 等，中国激光，2010年12期)和“一种新型光轨网络节点结构及其FPGA实现方法”(乐孜纯等，申请号：201010162564.7)。然而，已有的光轨节点结构不能用于未来城域网中的网状拓扑结构，不能支持多个光纤输入输出的光学形式。同时，已有的光轨节点结构只适合本地业务的上路和下路操作，不适合多个输入输出端口间的直通和交换操作。 

发明内容

为了克服已有的光轨节点结构不能用于以网状拓扑结构为应用背景的光轨网络，且不能支持多个光纤输入输出的光学形式和不适合多个输入输出端口间的直通和交换操作等不足，本发明提供了一种适用于网状拓扑结构的光轨网络，同时具有上路/下路功能和多个输入输出端口间的直通和交换功能的、多个光纤输入输出的光轨网络节点结构。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种用于网状拓扑结构光轨网络的多个光纤输入输出的光轨网络节点结构，所述光轨网络节点结构包括： 

WDM下路单元，用于分离光监控信道中用于传输控制信令的波长，将用于传输控制信令的波长传输到光轨交换单元，并将其他波长传输到解复用器组； 

解复用器组，用于将经过WDM下路单元滤波后的WDM复用信号进行解复用操作，将2路数据信道波长传输到光轨交换单元，以及将其余数据信道波长传输到光纤直通单元； 

光轨交换单元，用于对WDM下路单元传输的波长信号进行接收和处理，并按照控制信令要求对来自解复用器组的2路数据信道波长进行下路、上路或者直通操作； 

光纤直通单元，用于按照事先确定的端口分配方法，将来自解复用器组的输入波长进行直通交换操作； 

复用器组，用于将来自光纤直通单元和光轨交换单元的数据信道波长进行复用操作，并将复用后的信号传输到WDM上路单元； 

WDM上路单元，用于将来自光轨交换单元的传输控制信令的波长加载到各个已复用的数据信道波长中，并将最终的信号传输到输出光纤。 

进一步，所述光轨交换单元包括： 

网络层协议处理单元，用于接收来自WDM下路单元的控制信道波长，按照光轨网络层协议执行控制信令，并将执行结果发送到节点控制单元，最后将新的控制信令发送到WDM上路单元； 

节点控制单元，用以按照网络层协议处理单元的执行结果对光开关配置单元进行配置，所述光开关配置单元用于控制突发模式光接收单元和突发模式光发送单元，其中所述突发模式光接收单元由一组工作在突发模式的光接收机组成，所述突发模式光发送单元由一组工作在突发模式的光发射机组成； 

光轨交换单元上路/下路部分，由光分束器、光开关和3dB耦合器组成，其中，光分束器和3dB耦合器分别用于波长的下路和上路；光开关受到光开关配置单元的控制，并且只在光轨建立阶段执行切换操作，其他阶段处于关闭状态。 

再进一步，所述光纤直通单元利用光纤跳线，按照预定的端口分配原则，将来自解复用器组的波长直通到复用器组中；同时完成了光纤直通和波长固定交换。 

更进一步，所述WDM下路单元组由一组固定波长WDM下路单元组成，用于将控制信道波长滤出，对数据信道波长直通。