[发明专利]光学数据传输系统

说明书

技术领域

本发明涉及光学通信系统中的光学分组交换的技术领域。本发明进一步涉及用于在使用光学分组交换的数据中心中存储/提供数据的网络节点和数据传输系统，以及相应的方法。

背景技术

近年来，数据中心的使用已经变得越来越普遍。常规的数据中心的问题之一在于，由于数据中心的大量部件，部件之间必须有大量的数据连接。数据中心的常规网络架构通常将经由以太网线缆连接的以太网交换机用作数据连接。如随后将会解释的，这导致了复杂的网络结构。

图1示出了具有三层(仅示出了层2和3)的数据中心的常规网络架构100的示例。如能够从图1所得出的，在网络层2中，多个架顶式(Top of Rack，ToR)交换机连接至多个交换机S。交换机S连接至汇总交换机AS。汇总交换机AS连接至位于层3中的接入路由器AR。接入路由器AR随后连接至位于层3中的纤芯路由器CR。纤芯路由器CR连接至外部通信网络、如因特网。

在该架构中，随着数据通过数据中心网络在交换机层级中向上流动(从架顶式交换机到因特网)，可能出现导致高延时效应的数据瓶颈。可能通过向数据中心添加更多硬件来去除该网络中的数据瓶颈，即以增加数据中心的硬件成本(超量配置)为代价。超量配置的数量可以由“超额利用率”所指定，其实质上指示相对数据中心网络中的最大数据业务量需求/硬件资源需求提供了多少硬件能力。

在图1中示出的架构100需要大量接口和线缆以便将数据中心的部件互相连接。此外，线缆经常互相交叉。这导致了对维护数据中心的高成本和工作量。

发明内容

在一个实施例中，提供了一种数据传输系统。该数据传输系统包括具有多个分组传输信道的主光学分组环以及通过该主光学分组环进行互连的多个辅光学分组环。这些辅光学分组环中的每个辅光学分组环包括多个节点。该主光学分组环的分组传输信道中的每个分组传输信道分别连接至每个辅光学分组环的不同节点。因此，每个节点与主光学分组环的分组传输信道以及辅光学分组环相连接。连接至辅光学分组换的节点通常连接至主光学分组环的不同分组传输信道。在一个实施例中，每个节点可以连接至主光学分组换的一个分组传输信道和一个辅光学分组换。因此，提供了一种完全互连的网络架构，其中所有节点都被连接而没有任何瓶颈。

在一个实施例中，每个节点可以包括可连接到至少一个数据处理单元的数据接口，该数据处理单元例如数据中心中的服务器计算机。每个数据接口可以选择性地可连接至主光学分组环和该节点的辅光学分组环。该节点可以被配置为使得在主光学分组环的分组传输信道上传播的并且以并未连接至承载该数据分组的分组传输信道的目的地节点的数据接口为地址的光学数据分组被连接至承载该数据分组的分组传输信道的节点所接收。该分组随后可以经由辅光学分组环被转发至目的地节点。可替换地或除此之外，该节点可以被配置为将光学数据分组从源节点经由辅光学分组环转发至同样连接至该辅光学分组环的另一个节点，并且经由主光学分组环中连接至该另一个节点的分组传输信道将该光学数据分组传输至目的地节点。因此，每个节点能够经由辅光学分组环上的一次数据传送以及主光学分组环上的一次数据传送与每个节点进行通信。

因此，实现了网络的所有节点和数据处理单元之间的完全连接。节点之间的网络业务量由主光学分组环的多个光学分组传输信道来承载。每一个均被指配至特定节点集合的多个辅光学分组环允许信道转换，例如在源节点的辅分组环中、在目的地节点的辅分组环中、或者在主光学分组环的中间节点的任意辅分组环中。

在一个实施例中，主光学分组环的每个分组传输信道可以是单独的物理信道并且使用单独的光学信号。该分组传输信道可以是复用传输信道。在一个实施例中，主光学分组环包括以下各项中的至少一项：多模光纤内的空间复用模式信道，用于允许信号的同时传播为不同光学模式；多芯光纤的光纤纤芯，每个纤芯允许至少一个光学信号的传播；光纤内的允许不同波长的信号同时传播的波长信道；以及多光纤线缆内的光纤，每个光纤允许至少一个光学信号的传播。可替换地，主光学分组环可以包括多光纤线缆，其包括光纤束，每个光纤允许至少一个光学信号的传播。另外，主光学分组环可以包括多波长光纤，其允许不同波长的信号的同时传播。