[发明专利]基于光码分复用的光分组交换结构

说明书

技术领域

本发明属于光纤通信技术领域，具体来讲，涉及一种基于光码分复用的光分组交换结构。

技术背景

在光网络中，采用光电转换后实现交换功能的交换节点越来越不能处理速率迅速增大的传输业务，出现了限制光网络带宽的电子瓶颈。

光分组交换技术采用光交换形式来代替电交换形式，克服了高速电信号在传输过程中的信号完整性问题，避免了在存储和处理过程中电子器件的响应导致的信号上升和下降沿增大等问题，可以实现线速的处理光信号。同时光分组交换技术采用分组级的交换粒度，具有高的统计复用率。为了能降低交换过程中节点的复杂度，光网络采用通用多协议标签交换协议(Generalized Multi-protocol Label Switching，GMPLS)为分组的传输建立标签交换路径，在边缘节点实现路由，在核心节点实现交换，因此标签包含了分组路由和交换的信息。

光码分复用技术是一种采用不同光学编码来区分不同用户信息的光学复用技术。每一个用户被分配一个光码字，光码字之间相互正交，用户通过分配的光码字提取发送给自己数据信息。用户数据在进入光纤信道前，采用目的端用户的光码字，通过光编码器完成数据的光学编码；接收端用分配的光码字对应的光解码器对接收到的光信号进行解码，与光码字匹配的光信号被解码后恢复成原始信号，而其他与光码字正交的光信号被解码后变成噪声信号。

为了实现光标签的快速识别，光分组的透明交换和光标签的准确更新，采用光码字代表标签的光码分复用的光分组格式。在交换节点各输出端口通过光解码器分离和恢复出要从该输出端口输出的光分组，在输出前通过光编码器对光分组重新编码，为光分组附加上新的标签。基于光码分复用的光分组交换结构要求能够根据标签转发表配置输入，输出标签对应的光编解码器；要求根据标签转发表配置输入标签与输出端口的交换连接。

发明内容

本发明的目的在于提供一种根据标签转发表实现标签更新和端口交换的基于光码分复用的光分组交换结构。

为实现上述发明目的，本发明的基于光码分复用的光分组交换结构，其特征在于，包括：

多个输入端口平面，输入端口平面由光分支器，多个光解码器，光开关和多个光编码器组成，基于光码分复用的光分组交换结构的各输入端口分别连接一个输入端口平面的光分支器，光分支器的输出端分别连接该输入端口平面的各光解码器的输入端，各光解码器的输出端分别连接该输入端口平面的光开关的输入端，光开关可以根据依据标签转发表产生的控制信号进行切换，光开关的输出端连接该输入端口平面的各光编码器的输入端，各光编码器的输出端构成该输入端口平面的输出端；光分组交换结构的各输入端口输入的光分组输入到各自的输入端口平面的光分支器，光分支器将光分组广播到该输入端口平面的各光解码器中，与输入光分组编码匹配的光解码器的输出端恢复出原净荷信号，并经依据标签转发表产生的控制信号进行切换的该输入端口平面的光开关切换，将恢复出的净荷信号输入到该输入端口平面的某光编码器附加上新光标签，得到标签更新后的光分组；

多个端口交换平面，每个端口交换平面为一端口交换光开关，端口交换光开关可以根据依据标签转发表产生的控制信号进行切换，一个端口交换光开关的多个输入端口分别连接多个输入端口平面中的一个光编码器的输出端，用于将输入端口平面输出的标签更新后的光分组交换到某一输出端口平面；

多个输出端口平面，每个输出端口平面为一个光耦合器，每一个光耦合器每一输入端口分别接一端口交换光开关，用于将来自不同端口交换平面的光分组耦合后从输出端口输出。

本发明是这样实现上述发明的，基于光码分复用的光分组到达交换节点后，由输入端口输入到某一输入端口平面，光分组在输入端口平面经光分支器广播到各光解码器，与输入光分组编码匹配的光解码器的输出端恢复出原净荷信号，并经过该输入端口平面中的光开关将恢复出的净荷信号输入到某光编码器，光分组信号经过光编码器实现了光码标签的更新后，输入到的某端口交换平面；经过端口交换平面中的光开关，光分组被交换到某输出端口平面，输出端口平面中的光耦合器将来自不同端口交换平面的光分组耦合后从输出端口输出，这样实现了光分组标签更新和端口交换。

本发明的基于光码分复用的光分组交换结构采用两级光开关进行互连，第一级光开关，即输入端口平面中的光开关连接光解码器和光编码器实现标签更新；第二级光开关，即端口交换平面中的光开关连接不同的输入/输出端口，实现端口交换。