[发明专利]一种多级波分复用环形光网络

说明书

技术领域

本发属于光纤通信领域，涉及一种多级波分复用环形光网络。

背景技术

在数据中心内，服务器间数据交换需要占用较大带宽，构建高速大容量、可扩展性强、可灵活配置并且节能高效的数据中心交换网络是构建大规模数据中心中非常重要的环节，传统的树形交换网络存在着诸多劣势，例如：由于越靠近根节点负载越重，故对根节点性能要求极高，根节点的性能限制了数据中心的规模；上层交换节点发生故障会导致下层交换节点无法正常工作；随数据中心规模增加，树形交换网络下功耗激增等问题。

近年来，利用光网络技术解决数据中心中使用传统树形结构存在的问题成为光网络方向的一个研究热点，如N.Farrington等提出的Helios结构，S.Yoo等提出的Hi-LION结构等，但上述结构存在着光开关切换时延较大，或者器件制造成本较高等问题。

在高性能计算机内，采用光互联可以大大增加CPU间通信带宽，降低CPU间数据传输时延，构建高带宽、低时延、可扩展性良好、组网成本可控的高性能计算机内光互联网络是提高高性能计算机性能的关键技术，同样地S.Yoo等提出的Hi-LION结构等存在着器件制造成本较高的问题。

此外，面向电信业务的端到端交换光网络也成为近期的研究热点，如V.W.S.Chan等提出的光数据流交换网络等。

波分复用(Wavelength Division Multiplexing，WDM)技术是当前骨干网中的通用技术，该技术利用不同波长信道的光载波同时在一根光纤上传输，极大地扩大了网络传输带宽与容量、并提高光层路由的灵活性。

发明内容

技术问题：本发明提供一种大规模端到端光交换网络的，高速大容量、易扩展、经济成本低的多级波分复用环形光网络。

技术方案：本发明的多级波分复用环形光网络，包括数据传送平面和全网统一的控制节点，所述数据传送平面包括通过跨环架顶/集群交换机连接的p个并行一级环和m个二级环、与所述二级环连接的架顶/集群交换机，其中p为不大于100的正整数，m为不大于300的正整数，所述一级环由m个分叉复用器/可重构分叉复用器首尾连接构成，m个二级环分别由n₁、n₂...n_m个分叉复用器/可重构分叉复用器首尾连接构成，其中n₁、n₂...n_m为不大于300的正整数，所述一级环中的每个分叉复用器/可重构分叉复用器均通过跨环架顶/集群交换机与一个二级环连接，所述二级环中，一个分叉复用器/可重构分叉复用器通过跨环架顶/集群交换机与一级环连接，其余分叉复用器/可重构分叉复用器与架顶/集群交换机相连。架顶/集群交换机和跨环架顶/集群交换机均与各业务终端相连，所述全网统一的控制节点分别与各架顶/集群交换机和跨环架顶/集群交换机相连，接收架顶/集群交换机与跨环架顶/集群交换机的数据发送请求并根据全网资源进行调度，同时向架顶/集群交换机与跨环架顶/集群交换机发送确认信号。

进一步的，分叉复用器/可重构分叉复用器对固定/可调谐的波长在一级环或二级环上进行上路/下路处理。

进一步的，一级环和二级环中，单环中的各分叉复用器/可重构分叉复用器使用的上路/下路波长均不相同。

进一步的，连接不同架顶/集群交换机的业务终端之间，以及连接不同跨环架顶/集群交换机的业务终端之间通过一级环和二级环实现数据交换，连接相同架顶/集群交换机的业务终端之间，以及连接相同跨环架顶/集群交换机的业务终端之间的数据交换不通过一级环和二级环。

进一步的，架顶/集群交换机和跨环架顶/集群交换机与一级环相连的端口，以及与二级环相连的端口均具有波长可调谐功能，数据根据不同波长进行路由。

进一步的，本发明光网络中，业务终端为数据中心内服务器、高性能计算机内CPU或电信网络中的终端设备。

本发明中，连接不同架顶/集群交换机的业务终端之间，以及连接不同跨环架顶/集群交换机的业务终端之间进行数据交换时，架顶/集群交换机或跨环架顶/集群交换机根据业务数据的目的地址，调谐输出波长，基于一级环或二级环内各分叉复用器/可重构分叉复用器使用的不同波长进行交换，该交换过程中无光电/电光转换。