[实用新型]用于光突发交换网络核心节点的光交叉连接装置

说明书

技术领域

本实用新型属于光突发交换(Optical Burst Switching，OBS)网络领域，尤其是OBS网络中的核心节点结构。具体涉及用于OBS网络核心节点中的光交叉连接(Optical Cross Connection，OXC)结构及OXC的控制方法。

技术背景

随着密集波分复用(DWDM)技术的日渐成熟，通信网络的容量越来越大。目前，单根光纤能够承载十几个甚至上百个传输信道，而每个传输信道的传输容量可以达到40Gbps甚至更高。虽然通信网络的传输容量已经能够满足各种业务的需求，但同时带来的是对交换系统发展的压力。目前网络节点的交换能力不足，成为限制当前网络发展的一个瓶颈。为了增加交换能力、降低交换成本，发展光交换技术势在必行。光交换技术主要有3种：光线路交换(OCS)、光分组交换(OPS)和光突发交换(OBS)。OBS使用的带宽粒度介于OCS和OPS之间，与OCS相比，OBS的带宽利用率更高；与OPS相比，OBS对光器件的要求更低。可以说，OBS结合了两者的优点又克服两者的部分缺点，是两者之间的平衡选择。因此，OBS是下一代网络中最具潜力的交换技术之一，近年来OBS技术已成为光通信领域的研究热点。

OBS网络由边缘节点和核心节点两个部分组成。其中核心节点主要负责路由交换功能。光交叉连接(OXC)系统是OBS核心节点的关键部分，其性能优劣直接决定了OBS核心节点的性能，甚至整个OBS网络的性能。因此，设计一个性能优异、操作可靠的OXC系统作为核心节点，对于OBS网络的实用化具有非常重要的意义。

根据OXC波长转换能力的强弱，OXC结构可以分为两种：图1所示的是一种不能转换输入波长，即不具备波长转换能力的OXC，被称作波长选择交叉连接器(WSXC)。例如文献(S.Okamoto，A.Watanabe，K.-I.Sato，Optical path cross-connect node architectures forphotonic transport network，Journal of Lightwave Technology，vol.14，issue 6，pp1410-1422，1996)中提及的OXC即为WSXC。它具有p个输入/输出链路，每个链路内传输n个波长。本实用新型假定p为3，n为4。图1中的WSXC是由解复用器，3×3光开关，复用器组成的一个简单的WSXC型的OXC。各个链路里的采用波分复用方式进行传输的一组波长分别由解复用器进行解复用功能，然后相同波长的信道成为一组，进入对应波长的光开关，由对应的光开关执行交换功能。虽然WSXC提供了强大的交换连接功能，但是当一个新的连接请求需要占用一条已经连接的繁忙通道时，拥塞就出现了。

图2所示的是一种具有波长转换(Wavelength Conversion，WC)能力的OXC，称作波长内部可变交叉连接器(WIXC)，WIXC能够把任意输入光纤的一个任意传输信道交换到任意输出光纤的一个任意传输信道上去。例如文献(E.Karasan，E.Ayanoglu，Performance ofWDM transport networks，IEEE Journal on Selected Areas inCommunications，vol.16，issue 7，pp1081-1096，1998)中提及的OXC即为WIXC，它具有p个输入/输出链路，每个链路内传输n个波长。本实用新型假定p为3，n为4。图中的WIXC由解复用器，光开关矩阵，波长转换器和复用器组成。光开关矩阵能够将输入链路中的任意波长信号交换到任意输出链路中去。每个波长转换器都有能力将输入波长转换成其它任意波长。因此在WIXC中，如果一个新的信号连接与已经建立的信号连接相冲突，那么它可以将冲突波长转换成其它空闲波长。很明显，与WSXC相比，WIXC具有更强的应对拥塞的能力。只有在输出光纤中的所有波长都有被占用的情况下，拥塞才会发生。