[发明专利]一种面向弹性光网络的灵活可重构光交换节点系统以及工作方法

权利要求书

1.一种面向弹性光网络的灵活可重构光交换节点系统，其特征在于，包括通过基于OpenFlow协议通信的控制层及转发层，所述控制层包括软件定义网络控制器即SDN控制器，所述转发层包括半导体光放大器光开关阵列即SOA光开关阵列及波导阵列光栅路由器即AWGR；

所述SDN控制器用于负责流量控制以确保智能网络；所述SOA光开关阵列用于完成工作波长和链路光信噪比设定；所述AWGR用于交换波长与通道带宽可调谐；

所述转发层包括4个激光器LD、4个功率分配器、16个半导体光放大器、4个耦合器及可调谐AWGR；

4个激光器LD出光经由通道传输至功率分配器，功率分配器完成输入光信号的功率分配，每条光链路经半导体光放大器的电光开关控制，通过耦合器耦合送入可调谐AWGR的各个输入端口；

加偏置电流时，半导体光放大器保持工作状态，这一路的信号被放大后传输至耦合器；撤掉偏置电流时，半导体光放大器不再放大，此时通道呈关闭状态；

SOA光开关阵列基于SDN控制器下发的OpenFlow控制流表，设定各路开关的控制电压和偏置电流，控制电压决定半导体光放大器的电光开关的闭合或断开状态，从而决定进入可调谐AWGR的各个输入端口的波长数量和波长值。

2.根据权利要求1所述的一种面向弹性光网络的灵活可重构光交换节点系统，其特征在于，可调谐AWGR利用阵列波导区特定形状的电极区及不同的调谐电压，实现各个端口路由波长及通道带宽的调谐，端口路由中心波长实现±0.8nm或±1.6nm调谐，3dB通道带宽支持100GHz、200GHz和400GHz调谐，其中，端口路由中心波长和通道带宽的设定值，来自SDN控制器的OpenFlow控制流表；

基于控制层SDN控制器下发的OpenFlow控制流表，和转发层面SOA光开关阵列、可调谐AWGR的响应，实现AWGR输入端口任意波长的输入和链路最佳OSNR的设定，对于同一AWGR输入端口的同一波长，路由输出端口号±1或±2调谐。

3.根据权利要求1所述的一种面向弹性光网络的灵活可重构光交换节点系统，其特征在于，所述AWGR为4×4可调谐AWGR，包括输入端、波长路由器及输出端；

λ_i^j表示j端口i号波长，i,j∈{1，2，3，4},波长λ₁λ₂λ₃λ₄，4个波长由j端口输入，经波长路由器后，分别由4个输出端的端口包括1，2，3，4输出；其中，若λ₁λ₂λ₃λ₄经过1端口输入，经波长路由器后的输出端口分别为4，1，2，3；由2端口输入，经波长路由器后，分别由1，2，3，4输出端口输出；当4个波长从3端口输入时，输出端口分别为2，3，4，1；由4端口输入时，波长路由后的输出端口分别为3，4，1，2；

阵列波导的倒三角区域为AWGR中心工作波长调谐区域，通过正负一级调谐电压和正负二级调谐电压的加载，在100GHz通道带宽条件下，实现路由输出端口的±1、±2调谐。

4.权利要求1-3任一所述的灵活可重构光交换节点系统的工作方法，其特征在于，包括步骤如下：

(1)不同激光器LD产生不同波长的光信号；

(2)功率分配器完成输入光信号的功率分配，每条光链路经半导体光放大器的电光开关控制；

(3)SOA光开关阵列基于SDN控制器下发的OpenFlow控制流表，设定各路开关的控制电压和偏置电流；

(4)AWGR中心工作波长调谐区域，通过正负一级调谐电压和正负二级调谐电压的加载，在100GHz通道带宽条件下，实现路由输出端口的±1、±2调谐。