專利名稱：光分組交換網(wǎng)絡中多波長標記提取方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光分組交換網(wǎng)絡中多波長標記提取方法，解決光信頭的提取、光信頭的解析及交換信息的控制處理問題。屬于光通信技術領域。
光分組交換是一種較為理想的光交換技術。光分組交換技術是將光信息分成長度一定的光載荷，然后加上承載路由信息的光分組頭(光信頭)構成一個具有固定格式的光信息包，即光分組進行傳送，光分組交換技術具有開銷少，帶寬利用率高，傳送信息格式透明等優(yōu)點，是光交換技術發(fā)展的方向。
迄今為止，人們已經(jīng)提出了幾種可能的實現(xiàn)的光分組交換及相應的分組頭提取技術。主要有副載波復用(SCM)標記交換技術，然而SCM技術從一開始就注定了必須與電結合處理。還有一種方法是讓凈荷數(shù)據(jù)和分組頭信息分別使用不同的波長信道傳輸，這樣路由信息的獲取只需對傳輸頭信息的信道執(zhí)行光電轉換即可實現(xiàn)。但這種方法的缺點是凈荷數(shù)據(jù)和分組頭信息需要占用不同的波長。Shilin Xiao等人在OFC 2001上發(fā)表了文章“Multi-wavelength label opticalswitching technology”，其中提出的多波長光標記交換技術采用與凈荷載波處于同一波長信道內的不同波長光脈沖的不同組合來表示路由信息。這種方案受到廣泛關注，而標記的提取和解析是這種實現(xiàn)方案的關鍵。Kit Chan等人在0FC2002上發(fā)表了“An All-Optical Packet Header Recognition Scheme forSelf-Routing Packet Networks”，文中提出了利用波分解復用器將分組頭信號經(jīng)串并轉換后再處理的方案。在波長通道間隔較大且分組保護時間較長時，標記的提取可以采用Kit Chan的方案，用波分解復用器和高速光開關共同完成標記的提取及與凈荷信息的分離，但是如果波長通道間隔窄時，就受限于波分解復用器技術和光開關技術。
為實現(xiàn)這樣的目的，本發(fā)明的技術方案中，針對多波長標記交換技術，采用了一種新型的光標記提取方法，即采用光環(huán)行器、可調諧的布拉格光纖光柵和光探測器陣列對標記部分進行提取解析。
本發(fā)明采用的多波長標記，是將分組頭信息用凈荷承載波長所在的信道內的不同波長脈沖組合來標識，即利用光波的波長特性來標識路由等信息，由標記標識部分和標記信息部分組成，兩部分均由不同波長的脈沖組合而成，其中標記標識是其中的一種特定的波長組合。
本發(fā)明所用可調諧光纖布拉格光柵的個數(shù)等于標記中所用的波長數(shù)目，且一個可調諧光纖布拉格光柵的反射波長對應一種脈沖波長。標記提取結構中每個光環(huán)行器(C)的一個輸出端后緊跟著是一個反射波長可調的可調諧光纖布拉格光柵(Tunable-FBG)，另一個輸出端連接一個光探測器(D)形成一個C-FBG-D，每個C-FBG-D之間的光程正好為 (M＞1時)比特位的延遲，其中M為標記中所用波長個數(shù)，若M為1，則不用考慮延時問題。由多個C-FBG-D形成的陣列可以對分組中的標記部分進行提取、解析，并將凈荷與標記分離。信號到達時，不同波長的光信號會經(jīng)過不同的延時后由相應的FBG反射到不同的探測器D上，從而完成標記的提取，由不同的時延和檢測到信號的D所在位置完成對脈沖波長的識別。每個C-FBG-D之間的光程決定了所有接收比特位順序與原始的信號比特位順序一致。因為標記標識和標記信息組成方式相同，因而二者的檢測方式也相同。當控制電路單元識別到標記識別部分后開始對標記信息部分進行提取、解析。當標記信息結束時控制電路對可調諧布拉格光纖光柵進行控制，調開光柵的反射波長到凈荷承載波長通道以外的附近波長，以保證凈荷信息的暢通無阻，所有通帶內的信號全部可以通過。
目前光纖布拉格光柵的峰值反射率高達99.95％，且波長寬度低于10G(約為0.08nm)的全寬半幅值。因此這種方案對標記信號的檢測及與凈荷信息的分離都能達到很好的效果。它避免了現(xiàn)有波分解復用器波長間隔不能太小的問題，以及光開關的速度問題。
本發(fā)明采用的多波長標記方式，由于波長是較容易識別的光參量，波長標記方式的分組光交換的光分組頭由不同波長的光脈沖構成，處理起來相對容易而且抗干擾能力強。這種標記技術，可以提高信道利用率，擴大通信容量。
本發(fā)明采用光環(huán)行器、可調諧的布拉格光纖光柵和光探測器組成陣列，對分組中的標記部分進行提取、解析，并將凈荷與標記分離，在整個標記的提取過程中，不會引入因改變光信號的行走路徑而產生的信號抖動，也不會因為要對信號進行分光而導致信號功率太小，減少了光信號功率的損失。


及
具體實施例方式為了更好地理解本發(fā)明的技術方案，以下結合附圖對實施方式作進一步描述。
圖1為本發(fā)明采用的標記時域組成示意圖。
圖1中，(1)為標記標識部分，(2)為標記信息部分。時域圖示以時間t作為橫軸，Ts為標記信息部分所占時間，Ti為標記標識部分所占時間。
圖2為本發(fā)明多波長標記提取的構成原理和實施示意圖。
附圖1給出了一個具有固定格式的分組標記的時域組成，標記標識部分(1)和標記信息部分(2)均由不同的波長脈沖組合而成，標識部分為其中的一種特定組合。時域圖示以時間t作為橫軸。Ts為標記信息部分所占時間，Ti為標記標識部分所占時間。這兩部分所占時間也可以由比特數(shù)來表示Ts＝Ns×TbTi＝Ni×Tb其中Ns、Ni分別為標記信息部分和標記標識部分的脈沖比特位數(shù)，Tb為每一比特脈沖時寬。
這里舉一例說明，整個標記部分為七個比特位(其中標記標識部分為3位，標記信息部分為4位)，由λ1、λ2、λ3和λ4四種波長的脈沖組合而成，組合λ1λ1λ1作為標記的標識，λ1λ3λ2λ4為標記信息，附圖2給出了針對以上標記設定本發(fā)明提出的多波長標記提取的構成原理及實施例。如附圖2，根據(jù)設定，選用反射波長分別為λ1、λ2、λ3和λ4的四種可調諧FBG1、FBG2、FBG3和FBG4，每個FBG前面是一個光環(huán)行器和一個光探測器形成一個C-FBG-D，四個C-FBG-D之間的光程均為四分之一比特。四個光探測器的輸出經(jīng)控制電路FBGA到交換矩陣。信號從光環(huán)行器1進入，經(jīng)過可調諧FBG1，當信號波長為FBG1的反射波長時，信號將會被反射至光環(huán)行器1從其另一輸出端口到光探測器1，于是λ1波長脈沖經(jīng)過四分之一比特的延遲后在D1被檢測到，而其他波長的信號繼續(xù)前行，依次類推，波長為λ2、λ3和λ4的脈沖信號分別經(jīng)過二分之一、四分之三和一比特的延遲后在D2、D3、D4被檢測到。這樣從光探測器1檢測到的脈沖信號的波長為λ1，從光探測器2檢測到的脈沖信號的波長為λ2，光探測器3檢測到的脈沖信號的波長為λ3，光探測器4檢測到的脈沖信號的波長為λ4。盡管檢測到的比特信號與該比特到達該檢測有延時，但最少四分之一比特、最多一比特的延時保證了每個比特之間的順序不會發(fā)生變化。當控制電路檢測到連續(xù)3比特λ1便認為是標記信息即將到來，開始記錄接下來檢測到的每一比特信息，并將檢測到的波長組合(λ1λ3λ2λ4)進行路由信息識別。當整個標記結束時，由控制電路發(fā)出指令讓所有的可調諧FBG都調開，即讓FBG的反射波長都調諧到凈荷承載波長所在波段以外的附近波長，使凈荷信息全部通過C-FBG-D陣列而不再被反射，同時濾除附近波長上的干擾。整個過程中不改變光信號的行走路徑，沒有分光處理，不會引入因改變光路徑而產生的信號抖動，也不會因為分光而導致信號功率的降低?？刂齐娐诽幚硗陿擞浶畔⒉糠肢@得此光分組的路由信息后正確地控制光交換模塊。
權利要求
1.一種光分組交換網(wǎng)絡中多波長標記提取方法，其特征在于采用光環(huán)行器(C)、可調諧光纖布拉格光柵(FBG)和光探測器(D)組成C-FBG-D陣列，每個光環(huán)行器(C)的一個輸出端連接一個反射波長可調的可調諧光纖布拉格光柵(FBG)，另一個輸出端連接一個光探測器(D)，形成的各個C-FBG-D之間的光程為 比特位的延遲，其中M＞1，為標記中所用波長個數(shù)，所用可調諧光纖布拉格光柵(FBG)的個數(shù)等于標記中所用的波長數(shù)目，且一個可調諧光纖布拉格光柵(FBG)的反射波長對應一種脈沖波長，由控制電路解析所獲得的波長組合，判別凈荷路由，控制交換模塊。
全文摘要
一種光分組交換網(wǎng)絡中多波長標記提取方法，采用光環(huán)行器、可調諧光纖布拉格光柵陣列和光探測器組成C－FBG－D陣列，將標記頭中每一比特位對應的波長檢出，各個C－FBG－D之間的光程為1/M比特位的延遲，其中M為標記中所用波長個數(shù)，所用可調諧光纖布拉格光柵的個數(shù)等于標記中所用的波長數(shù)目，且一個可調諧光纖布拉格光柵的反射波長對應一種脈沖波長。由控制電路解析所獲得的波長組合，判別凈荷路由，控制交換模塊。本發(fā)明整個標記的提取和解析過程中，沒有光信號的分割以及對光信號的行走路徑的改變，不會產生信號抖動，減少了光信號功率的損失。
文檔編號H04J14/02GK1398081SQ02136509
公開日2003年2月19日 申請日期2002年8月15日 優(yōu)先權日2002年8月15日
發(fā)明者王建新, 曾慶濟, 肖石林 申請人:上海交通大學