[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

说明书

本发明涉及一种面向弹性光网络的灵活可重构光交换节点系统及其工作方法，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；本发明采用SOA实现波长选择光开关功能，同时控制波长链路的增益，响应速率在ns级。结合交换波长、通道带宽可调谐AWGR，实现交换节点灵活的交换端口调谐，100GHz、200GHz和400GHz通道带宽调谐，以及双波长和四波长的波带级路由。

技术领域

本发明涉及一种面向弹性光网络的灵活可重构光交换节点系统及其工作方法，属于光纤通信网络的光交换技术领域。

背景技术

随着云计算、物联网等业务的发展，作为支撑其高速数据传输的光网络，也在向大规模、高带宽、动态灵活的方向发展。

高速大容量光网络规模将越来越大，拓扑越来越复杂。在光纤传输上，采用高阶多维调制和数字相干接收技术，受制于相互牵连的各种物理损伤；在光通道构建上，需要综合大量的业务连接要求，权衡频谱效率和功率效率等众多因素；在控制管理上，繁杂多样的业务需求迫使光网络动态变化，交换粒度更多，传输带宽可调，节点功能可重构。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种面向弹性光网络的灵活可重构光节点系统。本发明提供一种工作波长、通道带宽灵活可调谐，支持任意输入波长、任意交换输出端口的光节点。

本发明还提供了上述灵活可重构光节点系统的工作方法。

术语解释：

1、OpenFlow协议，一种网络通信协议，属于数据链路层，能够控制网上交换器或路由器的转发平面，借此改变网络数据包所走的网络路径。

2、OpenFlow控制流表，由很多个流表项组成，每个流表项就是一个转发规则。进入交换机的数据包通过查询流表来获得转发的目的端口。流表项由头域、计数器和操作组成；其中头域是个十元组，是流表项的标识；计数器用来计算流表项的统计数据；操作标明了与该流表项匹配的数据包应该执行的操作。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种面向弹性光网络的灵活可重构光交换节点系统，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。

据本发明优选的，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。

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；