[发明专利]一种基于FSK/ASK正交调制的光标记交换的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及光通信领域，特别涉及一种基于FSK/ASK正交调制的光标记交换的实现方法和装置。

背景技术

随着互联网的迅猛发展对网络带宽的需求不断的扩大，从传输层面上看目前的通信网是光传输网，但在通信网的交换层面无论是线路交换还是分组交换，几乎全部是基于电交换或路由技术。由于电子技术的速度瓶颈限制，光波长通道链路承载的速率信号在交换节点处需要进行速率匹配。这样带来的直接后果是交换节点成为整个通信网的瓶颈，两个子网之间大量的光/电接口适配和速率匹配操作降低了网络资源利用率，降低了网络性能，提高了网络成本。如果能够将通信网的电交换子网变换为光交换子网，目前光传输子网与电交换子网并存所产生的问题将得以解决，从而实现整个通信网数据平面在光平面上实现无缝融合，毫无疑问实现光交换应是通信网的发展趋势。类似传统的电交换技术，光交换技术从交换体制上也可以大致划分为光路交换(OCS，Optical CircuitSwitching)，光分组交换(OPS，Optical Packet Switching)两个大类。近几年人们提出了一种新的光交换技术——光标记交换技术，其基本思想是在光层直接实现多协议标记交换(MPLS，Multi-Protocol Labeled Switching)的光分组路由与转发功能。迄今为止尽管此方面的研究已取得了一些的进展，但仍然处于初始研究阶段，还有大量的问题尚未解决，还需要进一步的研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有光标记交换网络设计和操作复杂，频率资源利用率低，实现难度较大的不足，提供了一种新型的光标记交换的方法，使其结构简单、实现容易、具有高的网络带宽资源利用率。

本发明采用的光标记交换技术方案为：

首先IP数据包信息在边缘路由器，形成频移键控/幅移键控(FSK/ASK，Frequency Shift Keying/Amplitude Shift Keying)正交联合调制信号：

低速IP数据包的头信息对单分布反馈式(DFB，Distributed Feed-back)激光器进行直接强度调制，产生FSK光标记信号，继而进入M-Z调制器。

高速IP数据包的净负荷经过相关的编码技术转换成适合光纤传输的信号，继而输入到马赫-曾德尔调制器(MZM，Mach-Zehnder Modulator)。

边缘路由器部分的MZM，用于将IP净负荷调制到FSK光标记信号上，实现FSK/ASK的正交联合调制，产生FSK/ASK信号。

然后，FSK/ASK正交信号经过系统传输部分，并产生信号色散及引入各类噪声：

掺铒光纤放大器(EDFA，Erbium Doped Fiber Amplifiers)，用于提高FSK/ASK信号发射功率，或者放大在光纤传输中减弱的信号。

单模色散光纤(SMF，Single Mode Fiber)和色散补偿光纤(DCF，DispersionCompensation Fiber)，在给信号提供长距离传输路径的同时，分别产生正的和负的信号色散。

最后，通过传输和交换的信号进入系统的IP头信息(由FSK光信号携带)与IP净负荷(由ASK光信号携带)接收部分，解调出信号：

首先，耦合器将传送过来的信号按功率的比例分成两部分，使其分别进入FSK信号接收机和ASK信号接收机。

其次，在FSK信号接收机部分，信号首先经过窄带光滤波器(OBPF，OpticalBandpass Filter)，通过选取恰当的滤波器带宽，滤除FSK信号中的一个峰值点，留下另一单频率信号信息；再经过光电检测器，将单频率的光信号转化为电信号，并通过前置放大器将小信号放大；最后通过低通滤波器(LPF，Low PassFilter)的滤波整形作用，将IP头信息解调出来。

同理，在ASK信号接收机部分，来自耦合器的信号信号首先经过窄带光滤波器，滤除正交信号在信道中引入的噪声；再经过光电检测器将FSK/ASK正交光信号中的ASK信号转化为电信号，并通过前置放大器将小信号放大；最后通过低通滤波器的滤波整形作用，将IP净负荷解调出来。

本发明的有益效果是，FSK及ASK信号实质上是同一个光波长信号，因此没有任何的额外频率资源消耗，网络带宽资源利用率高。另外此调制解调系统结构简单，实施方便，具有实际可操作性。

附图说明