專利名稱：光網(wǎng)絡(luò)中的控制處理單元的設(shè)備結(jié)構(gòu)和操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，更具體地是涉及以光子突發(fā)交換模式進行操作的光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電信網(wǎng)絡(luò)(例如，因特網(wǎng))的傳輸帶寬需求不斷增加，因而需要尋找支持該帶寬需求的解決方案。該問題的一種解決方案是使用光纖網(wǎng)絡(luò)，在該光纖網(wǎng)絡(luò)中使用波分復(fù)用(WDM)技術(shù)來在光網(wǎng)絡(luò)中支持對于較高數(shù)據(jù)速率的不斷增長的需求。
傳統(tǒng)的光交換網(wǎng)絡(luò)通常使用需要在光交換機上進行光信號的光-電-光(OEO)轉(zhuǎn)換的波長路由選擇技術(shù)。光網(wǎng)絡(luò)中每個交換節(jié)點上的OEO轉(zhuǎn)換不僅操作非常慢(通常約為10毫秒)，而且成本很高，并且很可能產(chǎn)生光交換網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)量瓶頸。此外，當前的光交換技術(shù)不可能有效地支持在分組通信應(yīng)用(例如，因特網(wǎng))中經(jīng)常經(jīng)歷的“突發(fā)”業(yè)務(wù)量。
大接入網(wǎng)絡(luò)可以利用若干接入子網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)。例如，支持因特網(wǎng)業(yè)務(wù)的大接入網(wǎng)絡(luò)可以被劃分成大量由因特網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商(ISP)操作的較小接入網(wǎng)絡(luò)，這些較小接入網(wǎng)絡(luò)被連接到多個光城域網(wǎng)(光MAN)，光MAN又被連接到較大的光“干線”廣域網(wǎng)(WAN)。盡管局域網(wǎng)(LAN)可能具有較低的帶寬，但光MAN和WAN通常需要高帶寬，以便提供它們的高端用戶需求的服務(wù)等級。


在附隨的附圖中通過實例方式而不是限制方式圖示說明了本發(fā)明，其中類似的附圖標記代表類似的元件。
圖1是根據(jù)本發(fā)明一實施例圖示說明光子突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)的簡化框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明一實施例圖示說明光子突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)的操作的簡化流程圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明一實施例圖示說明用于光子突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)中的核心交換節(jié)點模塊的框圖；圖4A和圖4B是根據(jù)本發(fā)明一實施例圖示說明用于光子突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)中的光數(shù)據(jù)突發(fā)和光控制突發(fā)的格式的示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明一實施例圖示說明核心交換節(jié)點模塊的操作的流程圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明一實施例圖示說明時域多路復(fù)用信道供應(yīng)的示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明一實施例圖示說明多波長時域多路復(fù)用信道供應(yīng)的示意圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明一實施例圖示說明支持普通多協(xié)議控制突發(fā)交換(GMPLS)的核心交換節(jié)點模塊的框圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明一實施例圖示說明具有可調(diào)波長轉(zhuǎn)換的核心交換節(jié)點模塊的框圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明一實施例圖示說明圖9的具有光緩沖器的核心交換節(jié)點模塊的一部分的框圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明一實施例圖示說明圖10的核心交換節(jié)點模塊的操作的流程圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明一實施例圖示說明具有可調(diào)延遲光緩沖器的核心交換節(jié)點模塊的框圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明一實施例圖示說明圖12的核心交換節(jié)點模塊操作的流程圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明一實施例的控制突發(fā)處理單元的結(jié)構(gòu)的簡化框圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明一實施例的邊緣路由器的某些部分的簡化框圖，顯示了各種功能部件如業(yè)務(wù)整形器(traffic shaper)和多個隊列；圖16是根據(jù)本發(fā)明一實施例圖示說明圖14的控制突發(fā)處理單元的操作的流程圖。
具體實施例方式
以下公開說明了在光子突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)中為數(shù)據(jù)突發(fā)選擇路由的技術(shù)。在以下說明中，舉出了大量的具體細節(jié)，如邏輯實施、軟件模塊分配、總線信令技術(shù)以及操作細節(jié)，以便提供對本發(fā)明的更充分的理解。然而，本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員將會明白，沒有這些細節(jié)也可以實現(xiàn)本發(fā)明。在其他示例中，未具體顯示控制結(jié)構(gòu)、門級電路和全軟件指令序列，以便不使本發(fā)明模糊。使用所包含的描述，本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員無需過多試驗就能夠?qū)崿F(xiàn)適當?shù)墓δ?。本發(fā)明以微處理器系統(tǒng)內(nèi)的硬件形式公開。然而，本發(fā)明也可以采用其他處理器形式如數(shù)字信號處理器、小型計算機或者大型計算機實施。
圖1圖示說明了根據(jù)本發(fā)明一實施例的光子突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)10。術(shù)語光子突發(fā)在這里用來指具有相似路由選擇需求的統(tǒng)計多路復(fù)用的分組(例如，因特網(wǎng)協(xié)議(IP)分組)。光子突發(fā)通常包括含有報頭和'分組的其他路由選擇信息的光子控制突發(fā)和含有分組的數(shù)據(jù)段的有效負荷。
光子突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)10的這一實施例包括光MAN11、局域網(wǎng)(LAN)131-13N、干線光WAN(未示出)。此外，光MAN11的該實施例包括入口交換節(jié)點151-15M、核心交換節(jié)點171-17L、出口交換節(jié)點18。光MAN11可以包括與圖1所示交換節(jié)點互連的其他入口和核心交換節(jié)點(未示出)。在該實施例中，入口、出口和核心交換節(jié)點采用智能模塊實現(xiàn)。
在該實施例中，將入口交換節(jié)點151-15M實施為具有適當光接口單元或模塊的標簽交換路由器(LSR)，其中每個光接口單元或模塊被配置成從LAN接收IP分組(在某些實施例中經(jīng)由標簽交換路由器(LSR)接收)并從光MAN11的核心交換節(jié)點171-17M接收光信號。此外，入口交換節(jié)點151-15M被配置成向光MAN11的核心交換節(jié)點171-17M發(fā)射光信號。在一實施例中，入口交換節(jié)點執(zhí)行所接收的光信號的光電(OE)轉(zhuǎn)換，并且包括用于緩沖所接收的信號直至它們被發(fā)送到適當?shù)腖AN的電子存儲器。在另一實施例中，入口交換節(jié)點在將所接收的電信號發(fā)送到光MAN11的核心交換節(jié)點171-17L之前對它們執(zhí)行電光(EO)轉(zhuǎn)換。下面進一步說明入口交換節(jié)點的實施例。
出口交換節(jié)點18采用光交換單元或者模塊實現(xiàn)，并被配置成從光MAN11的其他節(jié)點接收光信號并將其選擇路由至光WAN。出口交換節(jié)點18還可以從光WAN接收光信號并將其發(fā)送到光MAN11的適當節(jié)點。在一實施例中，出口交換節(jié)點18對所接收的光信號執(zhí)行OEO轉(zhuǎn)換，并且包括用于緩沖所接收的信號直至它們被發(fā)送給光MAN11(或光WAN)的適當節(jié)點的電子存儲器。下面進一步說明出口交換節(jié)點18的實施例。
核心交換節(jié)點171-17L采用光交換單元或者模塊來實施，每個光交換單元或者模塊被配置成從其他交換節(jié)點接收光信號，并適當?shù)貙⑺邮盏墓庑盘栠x擇路由至光MAN11的其他交換節(jié)點。如下所述，核心交換節(jié)點執(zhí)行光控制突發(fā)和網(wǎng)絡(luò)管理控制標簽信號的OEO轉(zhuǎn)換。在某些實施例中，這些光控制突發(fā)和控制標簽僅在預(yù)選波長上傳播。在該實施例中，即使所述突發(fā)和網(wǎng)絡(luò)管理控制標簽可能包括用于特定的一組光數(shù)據(jù)突發(fā)的必要信息，預(yù)選波長也不傳播光“數(shù)據(jù)”突發(fā)(與控制突發(fā)和控制標簽相反)。在另一實施例中，光控制突發(fā)、網(wǎng)絡(luò)管理控制標簽和光數(shù)據(jù)突發(fā)信號在相同波長上使用不同編碼方案(如不同調(diào)制格式等)進行傳播。在任何一種方案中，光控制突發(fā)和控制標簽與它所對應(yīng)的光數(shù)據(jù)突發(fā)信號異步發(fā)送。在另一實施例中，光控制突發(fā)和控制信號作為光數(shù)據(jù)信號以不同的傳輸速率傳播。
盡管核心交換節(jié)點171-17L可以執(zhí)行光控制信號的OEO轉(zhuǎn)換，但是在該實施例中，核心交換節(jié)點不執(zhí)行光數(shù)據(jù)突發(fā)信號的OEO轉(zhuǎn)換。相反，核心交換節(jié)點171-17L僅僅執(zhí)行光數(shù)據(jù)突發(fā)信號的光交換。因此，核心交換節(jié)點可以包括用于存儲和處理輸入的光控制突發(fā)和被轉(zhuǎn)換成電子形式的網(wǎng)絡(luò)管理控制標簽的電子電路，并使用該信息來配置光子突發(fā)交換(PBS)設(shè)置，并且可以正確地為對應(yīng)于光控制突發(fā)的光數(shù)據(jù)突發(fā)信號選擇路由。新控制突發(fā)根據(jù)新路由選擇信息替代前面的控制突發(fā)，該新控制突發(fā)被轉(zhuǎn)換成光控制信號，并被發(fā)射到下一核心或者出口交換節(jié)點。下面進一步說明核心交換節(jié)點的實施例。
示范性光子突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)10的元件按以下方式互連。LAN131-13N被連接到光MAN11的入口交換節(jié)點151-15M中的一個相應(yīng)節(jié)點。
在光MAN11之中，入口交換節(jié)點151-15M和出口交換節(jié)點18經(jīng)由光纖連接到核心交換節(jié)點171-17L中的一些節(jié)點。在網(wǎng)型結(jié)構(gòu)中，核心交換節(jié)點171-17L還經(jīng)由光纖彼此互連，以便在入口交換節(jié)點之間和入口交換節(jié)點151-15L與出口交換節(jié)點18之間形成較大量的光路徑或者鏈路。理想地，核心交換節(jié)點171-17L在光MAN11的每個端點(即，入口交換節(jié)點和出口交換節(jié)點18是光MAN11之內(nèi)的端點)之間提供一個以上的光路徑。在核心交換節(jié)點、入口節(jié)點和出口節(jié)點之間的多條光路徑實現(xiàn)了在一個或多個節(jié)點出現(xiàn)故障時快速地重新選擇路由并且保護交換。
正如下面結(jié)合圖2所述的那樣，光MAN 11的入口、出口和核心交換節(jié)點被配置成發(fā)送和/或接收光控制突發(fā)、光數(shù)據(jù)突發(fā)和其他控制信號，這些突發(fā)和信號被波長多路復(fù)用以便在預(yù)選擇波長上傳播光控制突發(fā)和控制標簽，并在不同的預(yù)選波長上傳播光數(shù)據(jù)突發(fā)或有效負荷。此外，光數(shù)據(jù)突發(fā)可以在給定的波長上被時分多路復(fù)用(TDM)。另外，當把數(shù)據(jù)發(fā)送出光MAN11時，光MAN11的結(jié)束點可以發(fā)送光控制突發(fā)信號。
圖2根據(jù)本發(fā)明一實施例圖示說明了光子突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)10的操作流程。參見圖1和圖2，光子突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)10進行如下操作。
光MAN 11接收來自LAN131-13N的分組。在一實施例中，光MAN 11在入口交換節(jié)點151-15M接收IP分組。所接收的分組可以是電子形式而不是光形式，或者以光形式接收然后轉(zhuǎn)換成電子形式。在該實施例中，入口交換節(jié)點電存儲所接收的分組?？?0代表這一操作。
為了清楚起見，光子突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)10的操作流程的剩下說明集中在從入口交換節(jié)點151到出口交換節(jié)點18的信息傳遞方面。自入口交換節(jié)點152-15M的信息傳遞基本上相同。
光控制突發(fā)和有效負荷(即，光數(shù)據(jù)突發(fā))是由所接收的分組構(gòu)成。在一實施例中，入口交換節(jié)點151使用統(tǒng)計多路復(fù)用技術(shù)從所接收的'(網(wǎng)際協(xié)議)分組來構(gòu)成光數(shù)據(jù)突發(fā)，其中所接收的IP(網(wǎng)際協(xié)議)分組被存儲在入口交換節(jié)點151中。例如，由入口交換節(jié)點151接收并且在其到目的地的路徑上必須經(jīng)過出口交換節(jié)點18的分組可以被組裝成一光數(shù)據(jù)突發(fā)。框21代表這一操作。
帶寬被預(yù)留，以通過光子突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)10傳遞光數(shù)據(jù)突發(fā)。在一實施例中，入口交換節(jié)點151在通過光子突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)10的光數(shù)據(jù)信號路徑中預(yù)留時隙(例如，TDM系統(tǒng)的TDM信道)。此外，在一實施例中，預(yù)留所述帶寬一個時間段，該時間段足以將所述光突發(fā)從所述入口交換節(jié)點傳遞到所述出口交換節(jié)點。例如，在某些實施例中，入口、核心和出口交換節(jié)點保持所有使用過的和可用的時隙的更新列表?？梢栽诙鄠€波長和光纖上分配和分布所述時隙。因而，所預(yù)留的時隙(這里還稱之為TDM信道，在不同實施例中可以是固定-持續(xù)時間(duration)或者可變持續(xù)時間TDM信道)可以在一條光纖的一波長上，或者可以擴展到多波長和多光纖上?？?2代表這一操作。
當入口和/或出口交換節(jié)點預(yù)留帶寬時，或者當在光數(shù)據(jù)突發(fā)被傳遞之后釋放帶寬時，網(wǎng)絡(luò)控制器(未示出)更新該列表。在一實施例中，網(wǎng)絡(luò)控制器和入口或出口交換節(jié)點根據(jù)可用網(wǎng)絡(luò)資源和業(yè)務(wù)模式使用各種突發(fā)或者分組調(diào)度算法執(zhí)行該更新處理。被定期廣播給所有入口、核心和出口交換節(jié)點的可用可變持續(xù)時間TDM信道在與光控制突發(fā)相同的波長上進行發(fā)送，或者在整個光網(wǎng)絡(luò)的不同公共預(yù)選波長上發(fā)送。網(wǎng)絡(luò)控制器功能可以駐留在入口和出口交換節(jié)點之一上，或者可以分布在兩個或多個入口和出口交換節(jié)點上。在該實施例中，網(wǎng)絡(luò)控制器還駐留在核心交換節(jié)點(例如，圖8的處理器82或者83)中。
然后在預(yù)留的可變持續(xù)時間TDM信道中通過光子突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)10傳遞光控制突發(fā)、網(wǎng)絡(luò)管理控制標簽和光數(shù)據(jù)突發(fā)。也就是，每個預(yù)留的時隙可以具有依賴于數(shù)據(jù)突發(fā)長度的不同時間持續(xù)長度。在一實施例中，入口交換節(jié)點151沿著由網(wǎng)絡(luò)控制器確定的光標簽交換路徑(OLSP)向下一交換節(jié)點發(fā)射控制突發(fā)。在該實施例中，網(wǎng)絡(luò)控制器在一個或多個波長上使用基于約束的路由選擇協(xié)議(例如，多協(xié)議標簽交換MPLS)以確定到達出口交換節(jié)點的最佳可用OLSP。在一實施例中，入口交換節(jié)點151隨后經(jīng)由核心交換節(jié)點171-17L向目的地出口節(jié)點異步地發(fā)射光數(shù)據(jù)突發(fā)，其中在每個核心交換節(jié)點上出現(xiàn)因緩沖或者OEO轉(zhuǎn)換造成的少量時延或者不發(fā)生時延。
在某些實施例中，核心交換節(jié)點可以執(zhí)行光控制突發(fā)的OEO轉(zhuǎn)換，以便該節(jié)點可以提取和處理包含在控制突發(fā)中的路由選擇信息。此外，在某些實施例中，在用于傳播控制突發(fā)的相同波長中傳播可變持續(xù)時間TDM信道。作為替換，可以在同一光纖的同一波長上使用不同的調(diào)制格式來調(diào)制控制突發(fā)和有效負荷。例如，光控制突發(fā)可以使用不歸零(NRZ)調(diào)制格式來發(fā)射，而光有效負荷使用歸零(RZ)調(diào)制格式來發(fā)射。光子突發(fā)從相同光MAN中的一核心交換節(jié)點發(fā)射到另一核心交換節(jié)點，直至在出口交換節(jié)點18終止光子突發(fā)。框23代表這一操作。
這里的操作流程取決于目標網(wǎng)絡(luò)是光WAN還是LAN?？?4代表操作流程中的這一分支。
如果目標網(wǎng)絡(luò)是光WAN，則形成新的光控制突發(fā)和有效負荷信號。在該實施例中，出口交換節(jié)點18準備新的光控制突發(fā)和有效負荷信號?？?5代表這一操作。
隨后向目標網(wǎng)絡(luò)(即在此情況是WAN)發(fā)射新的光控制突發(fā)和有效負荷。在該實施例中，出口交換節(jié)點18包括向光WAN發(fā)射光控制突發(fā)和有效負荷的光接口?？?6代表這一操作。
然而，如果在框24中的目標網(wǎng)絡(luò)是LAN，則分解光數(shù)據(jù)突發(fā)以提取IP分組。在該實施例中，出口交換節(jié)點18將光數(shù)據(jù)突發(fā)轉(zhuǎn)換成電信號，該電信號可由出口交換節(jié)點18進行處理以用于恢復(fù)每個分組的數(shù)據(jù)段?？?7代表這一操作。
將提取的IP數(shù)據(jù)分組與對應(yīng)的IP標簽進行結(jié)合處理，然后選擇路由至目標網(wǎng)絡(luò)(即，此情況下的LAN)。在該實施例中，出口交換節(jié)點18構(gòu)成這些新的IP分組。框28代表這一操作。然后向目標網(wǎng)絡(luò)(即，LAN)發(fā)射新的IP分組，如框26所示。
光子突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)10可以通過由TDM信道提供的額外的靈活性來實現(xiàn)增加的帶寬效率。盡管上述的這一示范性實施例包括一具有將多個LAN連接到光WAN干線的入口、核心和出口交換節(jié)點的光MAN，但是在其他實施例中，所述網(wǎng)絡(luò)不一定是LAN、光MAN或者WAN干線。也就是，光MAN 11不需要服務(wù)一“城域”。而是，光子突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)10可以包括大量的相對小的網(wǎng)絡(luò)，它們被連接到一相對大的網(wǎng)絡(luò)，而該相對大的網(wǎng)絡(luò)又連接到一干線網(wǎng)。
圖3根據(jù)本發(fā)明一實施例圖示說明了用作光子突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)10(圖1)中的核心交換節(jié)點的模塊17。在該實施例中，模塊17包括一組光波分多路分解器301-30A，其中A代表用于向該模塊傳播有效負荷、控制突發(fā)和其他網(wǎng)絡(luò)資源的輸入光纖的數(shù)量。例如，雖然在其他實施例中輸入光纖可以攜帶不同數(shù)量的波長，但是在該實施例中，每個輸入光纖可以攜帶一組C波長(即，WDM波長)。模塊17還包括一組N×N光子突發(fā)交換機321-32B，其中N是每個光子突發(fā)交換機的輸入/輸出端口的數(shù)量。因此，在該實施例中，每個光子突發(fā)交換機上的波長的最大數(shù)量是A·C，其中N≥A·C+1。對于N大于A·C的實施例，可以使用額外的輸入/輸出端口返回用于緩沖的光信號。
此外，盡管光子突發(fā)交換機321-32B被顯示為分離的單元，但是也可以利用任何合適的交換機結(jié)構(gòu)將其實施為N×N光子突發(fā)交換機。模塊17還包括一組光波分多路復(fù)用器341-34A，一組光電信號轉(zhuǎn)換器36(例如，光檢測器)，一控制接口單元37和一組電光信號轉(zhuǎn)換器38(例如，激光器)。
模塊17的該實施例的元件按以下方式互連。光多路分解器301-30A連接到一組A輸入光纖，該輸入光纖傳播來自光子突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)10的其他交換節(jié)點的輸入光信號(圖10)。光多路分解器的輸出引線被連接到一組B核心光交換機321-32B以及光信號轉(zhuǎn)換器36。例如，光多路分解器301具有連接到光子突發(fā)交換機321-32B的輸入引線的B輸出引線(即，一光多路分解器301的輸出引線連接到每個光子突發(fā)交換機的一輸入引線)，以及至少一輸出引線連接到光信號轉(zhuǎn)換器36。
光子突發(fā)交換機321-32B的輸出引線連接到光多路復(fù)用器341-34A。例如，光子突發(fā)交換機321具有A輸出引線，它連接到光多路復(fù)用器341-34A的輸入引線(即，光子突發(fā)交換機321的一輸出引線連接到每個光多路復(fù)用器的一輸入引線)。每個光多路復(fù)用器還具有一輸入引線，它連接到電光信號轉(zhuǎn)換器38的一輸出引線?？刂茊卧?7具有一輸入引線或端口，它連接到光電信號轉(zhuǎn)換器36的輸出引線或端口。控制單元37的輸出引線連接到光子突發(fā)交換機321-32B和電光信號轉(zhuǎn)換器38的控制引線。如下面結(jié)合圖5的流程圖所述的，模塊17用來接收和發(fā)射光控制突發(fā)、光數(shù)據(jù)突發(fā)和網(wǎng)絡(luò)管理控制標簽。在一實施例中，光數(shù)據(jù)突發(fā)和光控制突發(fā)具有如圖4A和圖4B所示的傳輸格式。
圖4A根據(jù)本發(fā)明一實施例圖示說明了供光子突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)10(圖1)使用的光數(shù)據(jù)突發(fā)的格式。在該實施例中，每個光數(shù)據(jù)突發(fā)具有起始防護頻帶40、一IP有效負荷數(shù)據(jù)段41、一IP報頭段42，一有效負荷同步段43(通常是少量比特)，和結(jié)束防護頻帶44，如圖4A所示。IP有效負荷數(shù)據(jù)段41包括用來形成突發(fā)的統(tǒng)計多路復(fù)用IP數(shù)據(jù)分組。盡管圖4A顯示連續(xù)的有效負荷，但是模塊17以TDM格式發(fā)射有效負荷。此外，在某些實施例中，數(shù)據(jù)突發(fā)可以在多個可變持續(xù)時間的TDM信道上分段。應(yīng)當指出的是，在該實施例中，光數(shù)據(jù)突發(fā)和光控制突發(fā)在光MAN上僅具有局部重要性，在光WAN上就會失去它們的重要性。
圖4B根據(jù)本發(fā)明一實施例圖示說明了供光子突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)10(圖1)使用的光控制突發(fā)的格式。在該實施例中，每個光控制突發(fā)具有一起始防護頻帶46，一IP標簽數(shù)據(jù)段47，一標簽同步段48(通常是少量比特)，和一結(jié)束防護頻帶49，如圖4B所示。在該實施例中，標簽數(shù)據(jù)段45包含形成光子突發(fā)的IP分組的所有必要路由選擇和定時信息。盡管圖4B顯示連續(xù)的控制突發(fā)，但是在該實施例中，模塊17按照TDM方案發(fā)射控制突發(fā)。
在某些實施例中，光網(wǎng)絡(luò)管理控制標簽(未示出)還用于光子突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)10(圖1)。在這種實施例中，每個光網(wǎng)絡(luò)管理控制標簽包括一類似于起始防護頻帶46的起始防護頻帶；一類似于數(shù)據(jù)段47的網(wǎng)絡(luò)管理數(shù)據(jù)段；一類似于標簽同步段48的網(wǎng)絡(luò)管理同步段(通常是少量比特)；和類似于結(jié)束防護頻帶44的結(jié)束防護頻帶。在該實施例中，網(wǎng)絡(luò)管理數(shù)據(jù)段包含用于協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)傳輸所需的網(wǎng)絡(luò)管理信息。在某些實施例中，光網(wǎng)絡(luò)管理控制標簽按照TDM方案發(fā)送。
圖5根據(jù)本發(fā)明一實施例圖示說明了模塊17(圖3)的操作流程。參見圖3和圖5，模塊17操作如下模塊17接收具有TDM控制突發(fā)和數(shù)據(jù)信號的光信號。在該實施例中，模塊17在一或兩個光多路分解器上接收光控制突發(fā)信號和光數(shù)據(jù)突發(fā)信號。例如，可以在由光多路分解器30A接收的光信號的第一波長上調(diào)制光控制突發(fā)信號，同時可以在由光多路分解器30A接收的光信號的第二波長上調(diào)制光數(shù)據(jù)突發(fā)信號。在某些實施例中，第一光多路分解器可以接收光控制突發(fā)信號，而第二光多路分解器接收光數(shù)據(jù)突發(fā)信號。此外，在某些情況下，僅僅接收了網(wǎng)絡(luò)管理控制標簽。框51代表這一操作。
模塊17將光控制突發(fā)信號轉(zhuǎn)換成電信號。在該實施例中，控制突發(fā)信號是光控制突發(fā)信號，光多路分解器將其從所接收的光信號中分離出來，并發(fā)送到光電信號轉(zhuǎn)換器36。在其他實施例中，光控制突發(fā)信號可以是網(wǎng)絡(luò)管理標簽(如結(jié)合圖4B的之前說明)。光電信號轉(zhuǎn)換器36將光控制突發(fā)信號轉(zhuǎn)換成電信號。例如，在一實施例中，TDM控制突發(fā)信號的每個部分被轉(zhuǎn)換成電信號。由控制單元37接收的電控制突發(fā)經(jīng)過處理形成新的控制突發(fā)。在該實施例中，控制單元37存儲和處理控制突發(fā)?？?3代表這一操作。
模塊17然后根據(jù)控制突發(fā)中包含的路由選擇信息將光數(shù)據(jù)突發(fā)信號選擇路由至光多路復(fù)用器341-34A之一。在該實施例中，控制單元37處理控制突發(fā)，以提取路由選擇和定時信息，并將合適的PBS配置信號發(fā)送到一組B光子突發(fā)交換機321-32B，以重新配置每個核心交換機，來交換對應(yīng)的有效負荷信號。框55代表這一操作。
模塊17隨后將已處理的電控制突發(fā)信號轉(zhuǎn)換成新的光控制突發(fā)信號。在該實施例中，控制單元37提供TDM信道對齊，以便在希望的波長和TDM信道模式中生成重新轉(zhuǎn)換的或者新的光控制突發(fā)。新的控制突發(fā)可以在波長和/或TDM信道上進行調(diào)制，該波長和/或TDM信道不同于所述波長和在框51中接收的控制突發(fā)信號的TDM信道?？?7代表這一操作。
模塊17隨后將光信號發(fā)送到該路徑中的下一交換節(jié)點。在該實施例中，電光信號生成器38將新的光控制突發(fā)信號發(fā)送到光多路復(fù)用器341-34A的合適的光多路復(fù)用器以實現(xiàn)該路由。框59代表這一操作。
圖6根據(jù)本發(fā)明一實施例圖示說明了可變持續(xù)時間TDM信道供應(yīng)。在該實施例中，根據(jù)光控制突發(fā)信號中包含的路由選擇信息經(jīng)由選定的輸出光纖在一控制波長λC1上傳播控制突發(fā)信號，而在一數(shù)據(jù)波長λD1上傳播對應(yīng)的光數(shù)據(jù)突發(fā)信號。在某些實施例中，在光數(shù)據(jù)突發(fā)信號之前發(fā)射光控制突發(fā)信號，提前的時間足以允許光路徑上的一個或多個節(jié)點在所述數(shù)據(jù)突發(fā)信號在第一交換節(jié)點上選擇路由之前對所述控制突發(fā)信號進行處理。在下面的說明中可以將此提前時間稱作偏移時間。用這種方法，交換模塊可以配置它們的光子突發(fā)交換機321-32B以最小延遲來傳遞數(shù)據(jù)突發(fā)信號。如圖6所示，在該實例中，控制突發(fā)信號是在控制波長λC1上的E部分中發(fā)射的TDM。盡管沒有示出，其他光控制突發(fā)信號也可以在波長λC1的不同持續(xù)時隙上進行TDM發(fā)射。該實例中的光數(shù)據(jù)突發(fā)信號是在數(shù)據(jù)波長λD1的F部分中發(fā)射的TDM。光數(shù)據(jù)突發(fā)信號的每個F部分可以有不同的持續(xù)時間，這取決于如何分配預(yù)留的帶寬。在某些實施例中，在TDM信道的分配中可以有發(fā)射的光數(shù)據(jù)突發(fā)的流或者序列。
當由模塊(例如圖3的模塊17)接收時，光控制突發(fā)信號經(jīng)歷OE轉(zhuǎn)換，以便所述控制突發(fā)信號可以被處理以提取控制突發(fā)信息(例如，路由選擇和定時信息)。已處理的控制突發(fā)信號經(jīng)歷EO轉(zhuǎn)換，然后經(jīng)由輸出光纖從所述模塊發(fā)射出去，所述輸出光纖是根據(jù)從所接收的控制突發(fā)信號中提取的路由選擇信息來選擇的。在該實施例中，光控制突發(fā)信號可以在如圖6實例所示的不同控制波長(例如，波長λC2)上發(fā)射。在其他實例中，所述模塊可以在與接收所述控制突發(fā)信號相同的控制波長上發(fā)射新的控制突發(fā)信號。
當被模塊接收時，光有效負荷信號不進行OEO轉(zhuǎn)換。相反，光子突發(fā)交換模塊在適當?shù)目勺兂掷m(xù)時間TDM信道內(nèi)交換光有效負荷信號，并且根據(jù)新控制突發(fā)中包含的新路由選擇信息將有效負荷信號選擇路由至下一交換節(jié)點?？勺兂掷m(xù)時間TDM信道位于如圖6實例所示的相同數(shù)據(jù)波長(波長λD1)上，但是波長是通過由模塊的光子突發(fā)交換機所選擇的光纖來傳播的。在某些實施例中，光子突發(fā)交換模塊可以使用光纖延遲線來改變可用的TDM信道。
圖7根據(jù)本發(fā)明一實施例圖示說明了多波長可變持續(xù)時間TDM信道供應(yīng)。在該例中，控制突發(fā)信號是在控制波長λC1和λC2上傳播的TDM。在OE轉(zhuǎn)換后，新控制突發(fā)信號可以是在不同波長和/或TDM信道上傳播的TDM。如圖7所示，控制突發(fā)信號的某些TDM部分在波長λC1的TDM信道中傳播，而其他部分在波長λC3的TDM信道中傳播。在其他實施例中，可以使用不同控制波長。
相似的，有效負荷信號的TDM部分被分布在多個波長上。在該例中，光有效負荷信號的TDM部分被光交換到選定輸出光纖的相同波長和作為接收的TDM信道上。然而，在其他實施例中，光有效負荷信號的TDM部分可以在不同TDM信道中發(fā)射。
圖8根據(jù)本發(fā)明一實施例圖示說明了實現(xiàn)光子突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)10(圖1)的核心交換節(jié)點的模塊17，該交換網(wǎng)絡(luò)10支持普通的多協(xié)議標簽交換(GMPLS)。該實施例類似于圖3的實施例，不同之處在于，控制單元37被包含在控制接口單元81中，該控制接口單元81還包括一組光電信號轉(zhuǎn)換器36和一組電光信號生成器38。此外，控制單元37采用控制處理器82、網(wǎng)絡(luò)處理器83、存儲器84和膠粘邏輯85實現(xiàn)。該實施例的模塊17還包括利用精確光纖延遲線實現(xiàn)的光緩沖器87。
在該實施例中，光子突發(fā)交換機321-32B是利用快速多晶硅溝槽波導(dǎo)技術(shù)實現(xiàn)的，該技術(shù)被公開在以下兩件共同待審并共同轉(zhuǎn)讓的名為“在半導(dǎo)體襯底中導(dǎo)引光束的方法和設(shè)備”的美國專利申請中，其一由Ansheng Liu等人于2001年3月16日申請，序列號是09/811,171，其二由Ansheng Liu等人于2001年3月27日申請，序列號是09/819,160。在另一實施例中，可以使用不同技術(shù)實現(xiàn)光子突發(fā)交換機。光子突發(fā)交換機321-32B在控制接口單元81的控制下提供N×N交換。
這個模塊17的實施例以基本相同于上面結(jié)合圖3和圖5說明的方式進行操作。對于該實施例更具體地說，控制處理器82可以從網(wǎng)絡(luò)控制器88(虛線所示)接收GMPLS信息。在這樣一種實施例中，網(wǎng)絡(luò)控制器可以是硬件處理單元，如控制處理器82，和/或駐留在控制處理器82中或者網(wǎng)絡(luò)處理器83中的軟件模塊。在該實施例中，將網(wǎng)絡(luò)控制器88配置成使用已知GMPLS協(xié)議提供統(tǒng)一化的控制平面信令。這樣，網(wǎng)絡(luò)控制器88可以保持可用TDM信道、網(wǎng)絡(luò)資源和約束的更新的列表，并且確定傳遞光數(shù)據(jù)突發(fā)的有效路徑。在另一實施例中，網(wǎng)絡(luò)控制器可以作為一軟件模塊駐留在網(wǎng)絡(luò)處理器83中。
網(wǎng)絡(luò)處理器83可以執(zhí)行許多不同的分組處理功能，比如標簽交換、TDM信道控制、控制突發(fā)的成幀/幀分解、組裝/分解、網(wǎng)絡(luò)管理控制和其他必須功能。在某些實施例中，控制突發(fā)可以被嵌套在其他控制突發(fā)內(nèi)部，上升到控制突發(fā)體系。已嵌套的控制突發(fā)可以有實用性，因為一旦建立OLSP，它就可以用于后續(xù)數(shù)據(jù)突發(fā)傳輸。網(wǎng)絡(luò)處理器83可以向膠粘邏輯85提供同步和控制信號，以控制諸多光子突發(fā)交換機的操作和交換機配置設(shè)置，從而處理從所接收控制突發(fā)信號中提取的路由選擇信息。網(wǎng)絡(luò)處理器83還可以控制光子突發(fā)交換機以便在預(yù)期可變持續(xù)時間TDM信道不可用時(例如，由于爭用)將信號選擇路由至光緩沖器87。根據(jù)本發(fā)明實施例用于光子突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)10(圖1)的教導(dǎo)，光緩沖器87的長度(例如，光纖延遲線的長度)可以明顯小于傳統(tǒng)光子突發(fā)或分組交換網(wǎng)絡(luò)的實施所需的長度。
相似的，模塊17的該實施例可以被修改成通過增加電輸入接口和電光轉(zhuǎn)換電路來實現(xiàn)入口模塊，其中所述電輸入接口用于接收和存儲來自接入網(wǎng)絡(luò)的IP分組，所述電光轉(zhuǎn)換電路對所存儲的結(jié)合在一起的分組報頭和數(shù)據(jù)段進行電光轉(zhuǎn)換以形成光突發(fā)。該實施例的模塊17還可以被修改成通過增加電輸出接口和光電轉(zhuǎn)換電路來實現(xiàn)出口模塊，其中所述電輸出接口用于存儲IP分組并將其發(fā)射到接入網(wǎng)絡(luò)中，所述光電轉(zhuǎn)換電路將所接收的光控制和數(shù)據(jù)突發(fā)以及網(wǎng)絡(luò)管理標簽轉(zhuǎn)換成IP分組。值得注意的是，這些修改的任何一個都是雙向的。例如，入口模塊還應(yīng)當能夠接收光數(shù)據(jù)和控制突發(fā)，并且將它們轉(zhuǎn)換成如送回接入網(wǎng)絡(luò)的IP分組的電形式。
圖9根據(jù)本發(fā)明一實施例圖示說明了具有可調(diào)波長轉(zhuǎn)換器的核心交換節(jié)點模塊90。模塊90的該實施例類似于模塊17(圖8)的實施例，不同之處在于模塊90沒有光緩沖器87，但是包括連接在光子突發(fā)交換機321-32B與多路分解器301-30A之間的可調(diào)波長轉(zhuǎn)換器(TWC)92。此外，光子突發(fā)交換機321-32B提供至少一個備用輸出端口。如在前說明的，光子突發(fā)交換機321-32B在控制接口單元81控制下提供N×N交換。
在該實施例中，每個多路分解器301-30A的每個“光有效負荷”輸出引線連接到對應(yīng)的TWC92的一輸入引線。TWC92的輸出引線連接到光子突發(fā)交換機321-32B。因此，模塊90的該實施例中的多路分解器301-30A以和模塊17(圖8)相同的方式連接到光子突發(fā)交換機321-32B，只不過在模塊90中的這些連接的每個是經(jīng)過TWC進行的。此外，盡管在圖9中為了避免模糊而沒有示出，但是TWC92的每一個具有連接控制接口單元81的控制部分。
在基本操作中，模塊90的一實施例按以下方式操作。當沒有爭用時，模塊90以模塊17(圖8)所述方式操作。然而，當可變持續(xù)時間TDM信道不能用于在模塊90的輸入端之一上到達的有效負荷信號時，控制接口單元81將檢測到該情況。
在響應(yīng)時，當輸入光信號的數(shù)據(jù)突發(fā)還沒有到達模塊90的光子突發(fā)交換機時，控制接口單元81改變光子突發(fā)交換機321-32B的配置，以便將輸入光有效負荷信號交換到光子突發(fā)交換機321-32B的備用輸出端口之一。此外，控制接口單元81使接收該延遲的光有效負荷信號的TWC92將其波長轉(zhuǎn)換到另一可用波長上。光子突發(fā)交換機321-32B能夠在可用的可變持續(xù)時間TDM信道之內(nèi)交換“已轉(zhuǎn)換”的光有效負荷信號，從而繞過“阻塞的”TDM信道。在一實施例中，當另一可變持續(xù)時間TDM信道變得可用時，輸出的已轉(zhuǎn)換有效負荷信號可以在下一交換節(jié)點被轉(zhuǎn)換回到原波長。在另一實施例中，光子突發(fā)交換機321-32B輸出端口上另一TWC(未示出)可以在相同交換節(jié)點上使用，以便把已轉(zhuǎn)換的有效負荷信號轉(zhuǎn)換回到原波長。
然而，在模塊90的該實施例中，如果光信號的數(shù)據(jù)突發(fā)在檢測到爭用狀況時輸入已經(jīng)到達了光子突發(fā)交換機，則丟棄這些數(shù)據(jù)突發(fā)。此外，在該實施例中，控制接口單元81向發(fā)送節(jié)點發(fā)送網(wǎng)絡(luò)管理消息，以重新發(fā)送丟棄的分組。
圖10根據(jù)本發(fā)明一實施例圖示說明了模塊90(圖9)的一部分中的TWC92。在該實施例中，該TWC92包括一光耦合器100、一循環(huán)器101、一光延遲102、一可調(diào)濾光器(TOF)103、另一光耦合器104、一光檢測器105、一電緩沖器106、一可調(diào)激光器107和一控制處理器82。
在一實施例中，光延遲102是一固定延時光延遲電路。例如，光延遲102在固定延遲實施例中可以是Fabry-Perot校準器。在另一實施例中，光延遲102可以是利用夾在光纖組合器與分裂器之間的一組不同長度光纖實現(xiàn)的可變時延光電路。
此外，在該實施例中，TOF103是一可調(diào)濾光器，它被配置成響應(yīng)于控制信號來通過或者反射所選波長的光信號。在該實施例中，TOF 103具有可以調(diào)節(jié)的中心波長(即，通過濾光器反射的波長)。因此，在“通過”模式中，TOF 103應(yīng)在從將要通過的波長替換得到的一波長上進行調(diào)諧，在“反射”模式中，TOF103在將要反射波長上調(diào)諧。在其他實施例中，TOF 103可以使用其他可調(diào)電路實施。
圖10所示的TWC92的元件按以下方式互連。耦合器100有三個端口連接多路分解器(即，圖9所示的多路分解器301-30A的一個)的輸出端口的第一端口；連接循環(huán)器101的端口的第二端口；和連接光延遲102的輸出端口的第三端口。循環(huán)器101具有三個端口連接光延遲102的輸入端口的端口；連接TOF103的輸入端口的第二端口；連接耦合器100的第三端口。更具體地說，耦合器100和循環(huán)器101連接，以便將波長λi的有效負荷信號從光多路分解器傳輸?shù)絋OF103。
TOF103具有連接到耦合器104的端口的輸出端口。耦合器104具有兩個其他端口連接到光子突發(fā)交換機321-32B的輸入端口的一個端口；從可調(diào)激光器107接收光信號的另一端口。可調(diào)激光器107具有連接到緩沖器106輸出端口的數(shù)字輸入端口，該緩沖器具有連接到光檢測器105的輸出端口的輸入端口。光檢測器105被連接以便從光子突發(fā)交換機321-32B的“備用”輸出端口之一接收光信號?？刂铺幚砥?2連接到光延遲102、TOF103、緩沖器106和可調(diào)激光器107，以便控制處理器82可以控制或者監(jiān)視這些元件的操作。下面結(jié)合圖11說明模塊90的這部分的操作。
圖11根據(jù)本發(fā)明一實施例圖示說明了模塊90(圖10)的具有TWC的一部分的操作流程。盡管僅說明了對于一個TWC的操作，但是模塊90對于其他TWC的操作基本上類似。參見圖10和圖11，模塊90的該實施例操作如下。
在操作期間，模塊90監(jiān)視波長λi的預(yù)留帶寬(例如，TDM信道)的可用性。在一實施例中，網(wǎng)絡(luò)處理器83(圖9)監(jiān)視預(yù)留帶寬的可用性，并將該信息傳輸?shù)娇刂铺幚砥?2。例如，如果所接收的控制突發(fā)包含預(yù)留特定TDM信道的信息，則網(wǎng)絡(luò)處理器83(圖9)隨后將確定光子突發(fā)交換機321-32B是否可被配置成提供預(yù)留的TDM信道。在另一實施例中，控制處理器82直接執(zhí)行該操作。例如，控制處理器82可以由網(wǎng)絡(luò)處理器83(圖9)實施?？?10代表這一操作。
如果預(yù)留的可變持續(xù)時間TDM信道是可用的，則模塊90按模塊17(圖8)所述的方式操作，將有效負荷信號交換到預(yù)留的TDM信道上。更具體地說，TWC92允許輸入有效負荷信號(即在波長λi上)穿過而到達光子突發(fā)交換機321-32B。因此，在該實施例中，有效負荷信號通過耦合器100和循環(huán)器101到達TOF103，TOF103被配置成將有效負荷信號傳輸?shù)焦庾油话l(fā)交換機，以便有效負荷信號可以被交換到預(yù)留的TDM信道。框111代表這一操作。
然而，如果可變持續(xù)時間TDM信道在框110中不可用，并且在模塊90的光子突發(fā)交換機上還沒有到達輸入光有效負荷信號的分組，則光子突發(fā)交換機321-32B被配置成將輸入光有效負荷信號交換到光子突發(fā)交換機321-32B的一備用輸出端口。此外，TOF103被配置成將輸入有效負荷信號反射回循環(huán)器101。在該實施例中，控制處理器82配置光子突發(fā)交換機和TOF103。
結(jié)果，一部分光有效負荷信號(特定TDM信道之內(nèi))被選擇路由至備用輸出端口。此外，輸入有效負荷信號的后續(xù)部分被循環(huán)器101和光延遲102再循環(huán)。在延遲輸入數(shù)據(jù)突發(fā)信號的這些部分之后，光延遲102將已延遲部分引向耦合器100，已延遲部分經(jīng)由耦合器100返回到循環(huán)器101。另外，經(jīng)由循環(huán)器101、光延遲102和耦合器100連續(xù)地再循環(huán)已延遲部分，直至TOF103被調(diào)節(jié)以通過λi波長信號?？?12代表這一操作。
然而，如上所述，在某些實施例中，如果輸入光有效負荷信號的一個或多個分組已經(jīng)到達模塊90的光子突發(fā)交換機，則模塊丟棄這些分組，并且將一條消息發(fā)送給發(fā)送節(jié)點以重發(fā)已丟棄的分組。
選擇路由至備用輸出端口的數(shù)據(jù)突發(fā)信號的部分隨后被轉(zhuǎn)換成電信號。在一實施例中，光檢測器105接收這部分光有效負荷信號，并且將其轉(zhuǎn)換成電信號。對應(yīng)的電信號被緩沖器106緩沖，然后用來直接調(diào)制可調(diào)激光器107?？?13代表這一操作。
隨后從備用網(wǎng)絡(luò)波長中選擇一波長。在該實施例中，備用波長被閑置，供網(wǎng)絡(luò)中的任何一節(jié)點用于諸如緩沖的特定用途，該備用波長通常不供光數(shù)據(jù)突發(fā)和控制突發(fā)使用。在該實施例中，控制處理器82從可用的備用波長(具有不同于有效負荷信號波長的波長)中選擇備用波長(被顯示為λj)?？?14代表這一操作。
所選備用波長的帶寬被預(yù)留。在該實施例中，控制處理器82通過向網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點發(fā)送光控制網(wǎng)絡(luò)管理信號來預(yù)留該帶寬(例如，可變持續(xù)時間TDM信道)。當控制處理器82在光數(shù)據(jù)突發(fā)信號到達之前沒有足夠時間來選擇備用波長并預(yù)留帶寬時，丟棄該數(shù)據(jù)突發(fā)(如上所述)。此外，在該實施例中，控制接口單元81將網(wǎng)絡(luò)管理控制消息發(fā)送給發(fā)送節(jié)點，以便重發(fā)已丟棄的數(shù)據(jù)突發(fā)。框115代表這一操作。
模塊90以類似于框110所述的操作方式監(jiān)視用于備用波長λj的預(yù)留帶寬(例如，TDM信道)的可用性?？?16代表這一操作。
光子突發(fā)交換機隨后被配置成將備用波長信號交換到預(yù)留帶寬上。在該實施例中，控制處理器82配置光子突發(fā)交換機321-32B，將備用波長λj交換到預(yù)留帶寬(即，可變持續(xù)時間TDM信道)?？?17代表這一操作。
然后調(diào)制波長λj的光信號，使其含有源自由光檢測器105生成的電信號的信息。在一實施例中，可調(diào)激光器107經(jīng)由緩沖器106接收由光檢測器105生成的電信號，可調(diào)激光器107隨后使用該電信號(如上所述)來調(diào)制具有波長λj的輸出光信號。耦合器104接收該信號并將其返回到光子突發(fā)交換機321-32B。如前面結(jié)合圖9所述的，光子突發(fā)交換機被配置成在可用的可變持續(xù)時間TDM信道之內(nèi)為新的波長信號選擇路由，從而避免了爭用問題。在這種實施例中，網(wǎng)絡(luò)具有可以在整個網(wǎng)絡(luò)中使用的一個或多個備用波長?？?19代表這一操作。在λj數(shù)據(jù)傳輸之后，操作流程返回到框110。
該實施例具有若干優(yōu)點。例如，使用TWC92可以在避免可能的業(yè)務(wù)爭用問題時提供附加的自由度。此外，在光子突發(fā)交換機被配置成傳輸λj波長信號之后接收的λi波長有效負荷信號的部分被轉(zhuǎn)移到光延遲上，因而沒有丟失。
圖12根據(jù)本發(fā)明一實施例圖示說明了具有可變延時光緩沖器的核心交換節(jié)點模塊120的一部分。在該實施例中，模塊120與模塊90(圖9和圖10)基本相似，只不過模塊120包括的是可變延時光緩沖器(VDOB)121而不是TWC。此外，光子突發(fā)交換機321-32B的其他輸入端口具有與VDOB 121基本相似的VDOB(未示出)。在一實施例中，VDOB 121包括耦合器100、循環(huán)器101、TOF103和如TWC92(圖10)中的控制處理器82。此外，VDOB 121包括一雙穩(wěn)態(tài)光器件(BOD)122，一光放大器123，一光組合器125，光延遲線1261-126M，一分光器128和一激光器129。
在該實施例中，BOD 122是一門控器件，僅當輸入信號的強度超過閾值強度電平時輸出光信號。這種器件是本領(lǐng)域公知的。例如夾在Fabry-Perot校準器中的InGaAsP/InP多量子阱(MQW)材料可以在室溫和比較低輸入功率條件下以納秒的接通和關(guān)斷時間來操作。
VDOB 121的這一實施例的元件按以下方式互連。耦合器100有三個端口連接多路分解器(例如，圖9所示的多路分解器301-30A之一)的輸出端口的第一端口；連接BOD122的輸出端口的第二端口；連接循環(huán)器101的端口的第三端口。循環(huán)器101有兩個其他端口連接到分光器128的輸入端口的一個端口，連接到TOF103的輸入端口的另一端口。更具體地說，耦合器100和循環(huán)器101被連接，將波長λi的有效負荷信號從光多路分解器傳輸?shù)絋OF103。
分光器128具有經(jīng)由光延遲線1261-126M連接到光組合器125的M個輸入端口的M個輸出端口。在該實施例中，光延遲線1261，1262，...，126M分別提供T，2T，...，MT的延遲時間。在其他實施例中，光延遲線可以提供不均勻的延遲時間分布。在一實施例中，光延遲線1261-126M采用不同長度的光纖實現(xiàn)。光組合器125的輸出端口連接到光放大器123的輸入端口，光放大器123具有連接BOD122的兩個輸入端口之一的輸出端口。連接BOD 122的其他輸入端口以便接收由控制激光器129生成的光信號。控制處理器82連接TOF 103、光子突發(fā)交換機321-32B和控制激光器129，所以控制處理器82可以控制或監(jiān)視這些元件的操作。下面結(jié)合圖13說明模塊120的這部分的操作。
圖13根據(jù)本發(fā)明一實施例圖示說明了具有VDOB的模塊120(圖12)的一部分的操作流程。盡管僅說明了對于一個VDOB的操作，但是對于其他VDOB的模塊120的操作也是基本類似的。參見圖12和圖13，模塊120的該實施例按以下方式操作。
在操作期間，模塊120監(jiān)視預(yù)留帶寬(例如TDM信道)的可用性。在一實施例中，網(wǎng)絡(luò)處理器83(圖9)監(jiān)視預(yù)留帶寬的可用性并傳輸該信息給控制處理器82。例如，如果所接收的控制突發(fā)包含預(yù)留特定TDM信道的信息，則網(wǎng)絡(luò)處理器83(圖9)將確定光子突發(fā)交換機321-32B是否可被配置成提供預(yù)留的TDM信道。在其他實施例中，控制處理器82直接執(zhí)行這一操作。例如，控制處理器82可以由處理器83(圖9)來實現(xiàn)?？?10代表這一操作。
如果預(yù)留可變持續(xù)時間TDM信道是可用的，則模塊120按上述模塊17(圖8)的方式操作，在預(yù)留TDM信道之內(nèi)交換有效負荷信號。更具體地說，輸入光有效負荷信號(即，在波長λi上)通過耦合器100和循環(huán)器101到達TOF103，TOF103被配置成將輸入光有效負荷信號傳輸?shù)焦庾油话l(fā)交換機321-32B，以便輸入光數(shù)據(jù)突發(fā)信號可被交換到預(yù)留的可變持續(xù)時間TDM信道?？?11代表這一操作。
然而，如果可變持續(xù)時間TDM信道不可用，則反射輸入的光數(shù)據(jù)突發(fā)信號，使其不能到達光子突發(fā)交換機的輸入端口。在一實施例中，TOF 103被配置成將輸入有效負荷信號反射到循環(huán)器101。在該實施例中，控制處理器82配置光子突發(fā)交換機和TOF 103?？?30代表這一操作。
然而，如果在TOF 103可以被配置成反射輸入光數(shù)據(jù)突發(fā)信號的一個或多個數(shù)據(jù)突發(fā)之前，所述數(shù)據(jù)突發(fā)已經(jīng)到達光子突發(fā)交換機的輸入端口，則模塊120丟棄這些數(shù)據(jù)突發(fā)并將網(wǎng)絡(luò)管理控制消息發(fā)送給發(fā)送節(jié)點，以重發(fā)被丟棄的數(shù)據(jù)突發(fā)。
已反射的數(shù)據(jù)突發(fā)信號隨后被分成M個分量信號。在該實施例中，每個分量信號具有基本相同的能量和相位。在該實施例中，分光器128經(jīng)由循環(huán)器101接收由TOF103反射的數(shù)據(jù)突發(fā)信號，然后將該信號分成M個“相等”的光功率分量信號?？?32代表這一操作。
隨后延遲M個分量信號，每個被延遲不同時間量。在該實施例中，正如前述，光延遲線1261至126M向M個分量信號提供延遲T，2T，...MT?？?33代表這一操作。
然后組合已延遲的分量信號。在該實施例中，光組合器125組合從光延遲線1261-126M接收的M個分量信號。T的持續(xù)時間在一實施例中被選擇成在給定波長上(通常取決于許多參數(shù)，比如特定業(yè)務(wù)模式，PBS網(wǎng)絡(luò)拓撲，波長的數(shù)量等)大于給定的最小光數(shù)據(jù)突發(fā)持續(xù)時間。用這種方法，當被光組合器125組合時，已延遲的分量信號不會重合?？?34代表這一操作。
然后放大所組合的信號。在該實施例中，光放大器123放大所組合的信號。可以使用任何合適的光放大器來實現(xiàn)光放大器123。例如，可以使用半導(dǎo)體光放大器(SOA)。框136代表這一操作。
然后將TOF 103配置成使波長為λi的信號通過，并且將放大的組合信號的選定分量信號選擇路由至光子突發(fā)交換機。在一實施例中，控制處理器82控制TOF 103使λi波長的信號通過并且使控制激光器129輸出光信號到BOD122。選擇控制激光器信號的強度，以便當它與光放大器123的輸出信號組合時，BOD 122將有效接通并從光放大器123輸出信號，然后經(jīng)由耦合器100發(fā)射。
此外，在該實施例中，控制處理器82計算將變?yōu)榭捎玫摹⒂糜赥DM信道的所需延遲時間，然后選擇對M延遲分量信號中的哪一個進行充分地延遲，以便在TDM信道變?yōu)榭捎脮r使該分量信號可用?？刂铺幚砥?2隨后使控制激光器129生成其激光輸出信號，使BOD 122將“門控”打開或者關(guān)閉從光放大器123到耦合器100的選定延遲分量信號?？?38代表這一操作。然后操作流程返回到框111(如在前結(jié)合圖11所述)。
圖14根據(jù)本發(fā)明一實施例圖示說明了控制突發(fā)處理單元1400?？刂仆话l(fā)處理單元1400在一實施例中通?？梢员挥脼閳D8和圖9的網(wǎng)絡(luò)處理器83和/或控制處理器82。在一實施例中，下面提及的時隙可以是可變持續(xù)時間TDM信道。在另一實施例中，時隙可以是固定-持續(xù)時間TDM信道。
控制突發(fā)處理單元1400可以在連接到輸入緩沖器1402的輸入1450上接收電形式的控制突發(fā)。在一實施例中，控制突發(fā)可以呈現(xiàn)圖4B的光控制突發(fā)格式。然后可以在控制突發(fā)分析器1406中處理控制突發(fā)。在一實施例中，控制突發(fā)分析器1406可以對輸入的控制突發(fā)進行幀分解，然后分析控制突發(fā)。在一實施例中，該分析的形式可呈現(xiàn)為從圖4B的光控制突發(fā)中提取消息信息的類型?？刂仆话l(fā)信息可以包括數(shù)據(jù)突發(fā)長度、突發(fā)起始和到達時間、到達波長、源和目的地地址、等同轉(zhuǎn)發(fā)類(FEC)、突發(fā)優(yōu)先級、控制突發(fā)偏移時間和其他相關(guān)的路由選擇信息。在另一實施例中，控制突發(fā)分析器1406可以在將輸入控制突發(fā)發(fā)送到突發(fā)調(diào)度器1430之前根據(jù)所提取的信息對該輸入控制突發(fā)進行分類。
在另一實施例中，控制突發(fā)分析器1406可以對輸入控制突發(fā)額外地執(zhí)行循環(huán)冗余校驗(CRC)。如果特定控制突發(fā)上的CRC失敗，那么控制突發(fā)分析器1406可以生成一否定確認(NACK)，并將其傳輸返回到光子控制和數(shù)據(jù)突發(fā)的始發(fā)者。在一實施例中，這樣的始發(fā)者可以是圖1實施例的入口交換節(jié)點15。始發(fā)者一旦收到NACK，就可以重新發(fā)送失敗的控制突發(fā)。在一實施例中，NACK在形式上可以是上面結(jié)合圖4B討論的控制網(wǎng)絡(luò)管理標簽。
在一實施例中，同步器1404可以連接到輸出緩沖器1402和控制突發(fā)分析器1406。通過檢查控制突發(fā)內(nèi)的時間標記并將其與本地時鐘比較，同步器1404就可以確定控制突發(fā)的同步。同步器1404隨后可以保持輸入控制突發(fā)與新生成的輸出控制突發(fā)之間的同步。
同步器1404的另一功能在一實施例中可以保持與鄰近核心交換節(jié)點的同步。在一實施例中，該同步可以通過向鄰近核心交換節(jié)點發(fā)送特殊同步消息來保持。鄰近核心交換節(jié)點可以通過返回一確認消息來響應(yīng)該特殊同步消息。
最后，在一實施例中，同步器1404可以協(xié)助初始化圖1的光MAN11。這一工作可以這樣完成初始化和保持控制突發(fā)處理單元1400與光MAN 11的邊緣的路由器的同步，例如與入口交換節(jié)點15或者出口交換節(jié)點18的同步。光MAN 11邊緣的這種路由器可以被總稱為“邊緣路由器”。
突發(fā)調(diào)度器1430可以將數(shù)據(jù)突發(fā)的傳輸調(diào)度到下一核心交換節(jié)點。它可以首先確定用于所請求波長和可變持續(xù)時間TDM信道的PBS321-32B配置設(shè)置。突發(fā)調(diào)度器1430然后可以向PBS配置和控制模塊1422發(fā)射所請求的PBS配置設(shè)置。在一實施例中，PBS配置和控制模塊1422可以簡單地檢驗適當?shù)腜BS321-32B配置設(shè)置在所請求的可變持續(xù)時間TDM信道和波長之內(nèi)是否是被允許的和可用的(即，對于該配置不存在爭用)。交換控制信號1452在一實施例中可用于控制PBS321-32B的配置。PBS配置和控制模塊1422在一實施例中可以向突發(fā)調(diào)度器1430發(fā)送確認消息，確認所請求的PBS配置設(shè)置。
然而可能存在這樣的情況PBS配置和控制模塊1422確定用于所請求的波長和可變持續(xù)時間TDM信道的所請求的PBS321-32B配置設(shè)置也許不能用于給定的數(shù)據(jù)突發(fā)。在該情況下，PBS配置和控制模塊1422可以向突發(fā)調(diào)度器1430發(fā)送NACK消息。在一實施例中，NACK消息可以是結(jié)合圖4B討論的控制網(wǎng)絡(luò)管理標簽。在一實施例中，PBS配置和控制模塊1422可以檢查NACK消息，并確定不可用性是由PBS321-32B故障造成的(即與爭用無關(guān)的故障，如電源或者軟件故障)還是由與另一數(shù)據(jù)突發(fā)爭用造成的。如果用于所請求波長和可變持續(xù)時間TDM信道的PBS321-32B配置設(shè)置的不可用性是由PBS321-32B的故障造成的，則突發(fā)調(diào)度器1430可以生成一網(wǎng)絡(luò)管理控制消息，并將其發(fā)送到始發(fā)的邊緣路由器，請求使用不同OLSP進行重發(fā)，繞過有故障的PBS節(jié)點。
如果用于所請求的波長和可變持續(xù)時間TDM信道的所請求PBS321-32B配置設(shè)置的不可用性是由于與其他數(shù)據(jù)突發(fā)的爭用造成的，則突發(fā)調(diào)度器1430可利用爭用解決塊1424來確定對用于指定數(shù)據(jù)突發(fā)的所請求的波長和可變持續(xù)時間TDM信道的所請求的PBS321-32B配置設(shè)置的替換路徑。
爭用解決塊1424在某些實施例中可以實現(xiàn)用于解決數(shù)據(jù)突發(fā)間爭用的各種方法或者其組合。在一實施例中，爭用解決塊1424可以指派PBS配置和控制模塊1422接入面對輸出端口連接的所請求的輸入端口中的光纖延遲線。光纖延遲線的使用將數(shù)據(jù)突發(fā)之一的傳輸移動到之后的一個沒有爭用的時間。在一實施例中，光纖延遲線可以使用圖12實施例的VDOB 121來實現(xiàn)。
在另一實施例中，爭用解決塊1424可以指派PBS配置和控制模塊1422接入所請求PBS321-32B配置設(shè)置之一中的波長轉(zhuǎn)換模塊。然后，該波長轉(zhuǎn)換模塊的使用將一個或多個數(shù)據(jù)突發(fā)的傳輸移動到?jīng)]有爭用的不同波長。在一實施例中，波長轉(zhuǎn)換模塊可以使用圖19實施例的TWC92來實現(xiàn)。
在第三實施例中，爭用解決塊1424可以指派PBS配置和控制模塊1422將數(shù)據(jù)突發(fā)交換到替換的核心交換節(jié)點，而不交換到優(yōu)選OLSP上的下一核心交換節(jié)點。爭用解決塊1424可隨后發(fā)送一消息給突發(fā)調(diào)度器1430，以啟動向該替換核心交換節(jié)點發(fā)送一新控制突發(fā)，請求對后續(xù)的數(shù)據(jù)突發(fā)進行路由選擇，使其返回到瞬間發(fā)送節(jié)點。這個向替換核心交換節(jié)點發(fā)送控制突發(fā)和數(shù)據(jù)突發(fā)然后再次返回的過程可被稱為偏轉(zhuǎn)路由選擇。偏轉(zhuǎn)路由選擇是增加時間延遲的一方法，從而解決了用于所請求的波長和可變持續(xù)時間TDM信道的PBS321-32B配置設(shè)置的爭用。
在第四實施例中，爭用解決塊1424可以通過丟棄數(shù)據(jù)突發(fā)并請求源邊緣路由器稍后重發(fā)該控制突發(fā)和數(shù)據(jù)突發(fā)，來解決用于所請求的波長和可變持續(xù)時間TDM信道的PBS321-32B配置設(shè)置的兩個或多個數(shù)據(jù)突發(fā)之間的爭用。爭用解決塊1424在一實施例中可以指派PBS配置和控制模塊1422將數(shù)據(jù)突發(fā)交換到待用的或者內(nèi)部連接的端口。爭用解決塊1422隨后可以啟動向源邊緣路由器傳輸NACK消息。源邊緣路由器隨后可以通過重發(fā)保持在隊列中的備用拷貝中的控制突發(fā)和數(shù)據(jù)突發(fā)來進行響應(yīng)。
作為第四實施例的一部分，爭用解決塊1424可以確定應(yīng)當重發(fā)這兩個爭用中的數(shù)據(jù)突發(fā)之中的哪個。在一實施例中，爭用解決塊1424根據(jù)兩個數(shù)據(jù)突發(fā)的相對優(yōu)先級作出該確定。爭用解決塊1424可以顯性或者隱性地確定兩個數(shù)據(jù)突發(fā)的相對優(yōu)先級。在一實施例中，可以在控制突發(fā)中對顯性優(yōu)先級的相關(guān)信息進行編碼。該信息可以由控制突發(fā)分析器1406解碼并經(jīng)由突發(fā)調(diào)度器1430傳遞到爭用解決塊124。在另一實施例中，爭用解決塊1424可以應(yīng)用若干規(guī)則隱性地確定兩個數(shù)據(jù)突發(fā)的相對優(yōu)先級。例如，可將最大的數(shù)據(jù)突發(fā)確定為具有最高相對優(yōu)先級。在控制突發(fā)與數(shù)據(jù)突發(fā)之間通常存在基本時間偏移，以及存在一個在一實施例中可被分配給例如具有較高相對優(yōu)先級的數(shù)據(jù)突發(fā)的附加時間偏移。在某些實施例中，可以通過部分地考慮數(shù)據(jù)突發(fā)大小和從入口交換節(jié)點到出口交換節(jié)點的成功傳輸概率來分配附加時間偏移。在特定波長、光纖或者其他參數(shù)的分配中還存在隱性的優(yōu)先級。例如，可以分配一特定波長λA，以攜帶對延遲敏感的數(shù)據(jù)突發(fā)傳輸。爭用解決塊1424可以使用這些或其他規(guī)則的本身或者組合，作出兩個數(shù)據(jù)突發(fā)之間的相對優(yōu)先級的隱性確定。在另一實施例中，控制突發(fā)處理單元1400內(nèi)的其他模塊可以確定兩個數(shù)據(jù)突發(fā)的相對優(yōu)先級或者協(xié)助作出該確定。
在一實施例中，網(wǎng)絡(luò)管理控制器1410可負責對在各個邊緣路由器與核心交換節(jié)點之間互換的PBS網(wǎng)絡(luò)配置消息起作用。作為該功能的一部分，網(wǎng)絡(luò)管理控制器1410可以保持當前狀態(tài)的查找表，包括可用的可變持續(xù)時間TDM信道、源和目的地地址、波長用途、整體網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)條件和可用網(wǎng)絡(luò)資源的更新狀態(tài)的列表。網(wǎng)絡(luò)管理控制器1410還可以通過把NACK回送到源邊緣路由器來控制輸入緩沖器1402的填充。
轉(zhuǎn)發(fā)引擎1414可以收集在網(wǎng)絡(luò)管理控制器1410、突發(fā)調(diào)度器1430和爭用解決塊1424中產(chǎn)生的必要控制信息。一實施例中的轉(zhuǎn)發(fā)引擎可以選擇該控制和數(shù)據(jù)突發(fā)所通過的下一核心交換節(jié)點。該選擇也許部分地基于關(guān)系到標簽交換路徑(LSP)的控制突發(fā)中的目的地地址信息。轉(zhuǎn)發(fā)引擎1414還執(zhí)行控制標簽交換?？刂茦撕灲粨Q(關(guān)于下一交換節(jié)點的給定波長上的路由選擇信息)可基于已更新的目的地地址、PBS輸出端口和所選擇的波長。
使用由轉(zhuǎn)發(fā)引擎1414給出的信息，控制突發(fā)生成器1416在一實施例中產(chǎn)生如突發(fā)調(diào)度器1430所建立的新的輸出控制突發(fā)?？刂仆话l(fā)生成器還可以產(chǎn)生控制突發(fā)，用于由網(wǎng)絡(luò)管理控制器1410產(chǎn)生的任何PBS網(wǎng)絡(luò)配置消息。
最后，隊列管理器1418可以產(chǎn)生按時間排序的新控制突發(fā)的輸出流。輸出控制突發(fā)可以根據(jù)它們的相對優(yōu)先級、目的地地址和其他網(wǎng)絡(luò)管理優(yōu)先級來分類。在高業(yè)務(wù)負荷期間，隊列管理器1418可以把較低優(yōu)先級的控制突發(fā)和網(wǎng)絡(luò)管理標簽放入輸出緩沖器1420，以暫時存儲。在其他實施例中，具有在控制突發(fā)與數(shù)據(jù)突發(fā)之間的相對較長時間偏移的控制突發(fā)還可以在需要時存儲到輸出緩沖器1420內(nèi)。
在某些實施例中，控制突發(fā)處理單元1400的功能塊可實施為專用邏輯。然而，在其他實施例中，可以使用一組其他無差別和相似的處理單元中的一個或多個處理單元來實施該功能塊。
根據(jù)本發(fā)明一實施例，圖15是邊緣路由器1500的某些部分的簡化框圖結(jié)構(gòu)，它顯示了諸如業(yè)務(wù)整形器1501和多個隊列1510、1512、1514、1516的各個特征。如前所述，邊緣路由器1500可以是圖1實施例的入口交換節(jié)點15或者出口交換節(jié)點18。邊緣路由器1500可以用來支持如上面結(jié)合圖14所討論的控制和數(shù)據(jù)突發(fā)的重發(fā)。
來自多個用戶和/或源的IP分組可以到達業(yè)務(wù)整形器模塊1501的信號線1540。需要時，IP分組可以在緩沖器1504中緩沖。可以在組裝輸入IP分組之前使用業(yè)務(wù)整形器1501來減少或者消除業(yè)務(wù)相關(guān)結(jié)構(gòu)和自相似性的程度。因此，業(yè)務(wù)突發(fā)的減少可以改善交換節(jié)點的爭用解決和業(yè)務(wù)性能。在一實施例中，IP分組可以由網(wǎng)絡(luò)處理器入口模塊1502分別組裝成數(shù)據(jù)突發(fā)和控制突發(fā)內(nèi)的IP有效負荷數(shù)據(jù)41和標簽數(shù)據(jù)47。網(wǎng)絡(luò)處理器入口模塊1502隨后按照傳輸順序?qū)?shù)據(jù)突發(fā)和控制突發(fā)放入第一數(shù)據(jù)隊列1510和第一控制隊列1514。隊列的輸出由交換機1520選擇，然后經(jīng)由成幀器1522傳輸。以電格式離開成幀器1522的數(shù)據(jù)和控制突發(fā)可以經(jīng)由電光轉(zhuǎn)換器1524進入光MAN。
自光MAN到達的數(shù)據(jù)經(jīng)由光電轉(zhuǎn)換器1526進入邊緣路由器1500。一旦電格式的數(shù)據(jù)和控制突發(fā)對成幀器1522可用，成幀器1522就可以將它們提供到網(wǎng)絡(luò)處理器出口模塊1506，在此將它們分解成IP分組。
為了在請求時更方便地提供數(shù)據(jù)和控制突發(fā)的重新傳輸，邊緣路由器1500還可以包含第二數(shù)據(jù)隊列1512和第二控制隊列1516。第二數(shù)據(jù)隊列1512和第二控制隊列1516可以包含數(shù)據(jù)和控制突發(fā)的備用拷貝。當在數(shù)據(jù)突發(fā)的成功傳輸后刪除第一數(shù)據(jù)隊列1510和第一控制隊列1514內(nèi)的數(shù)據(jù)和控制突發(fā)的拷貝，也許需要這些備用拷貝。
圖16是根據(jù)本發(fā)明一實施例圖示說明圖14的控制突發(fā)處理單元操作的流程圖。該處理開始于在框1610中對控制突發(fā)的接收。在框1612中可以將控制突發(fā)分析和分類成多條控制信息，包括至輸出端口連接的輸入端口、波長和為下一核心交換節(jié)點的傳輸而分配的可變持續(xù)時間TDM信道。該控制信息可以在判定框1614中用來確定PBS端口是否可用于至輸出端口連接的特定輸入端口、波長和可變持續(xù)時間TDM信道。如果PBS端口是可用的，那么處理前進到框1616，為所請求的可變持續(xù)時間TDM信道確定PBS配置?？?616的輸出可用來在框1630中保持PBS配置設(shè)置，并且可以將其提供給判定框1614。
然而，如果PBS端口不可用，那么判定框1614退出到判定框1632。在判定框1632中，確定PBS端口的不可用性是否是由設(shè)備故障所致。如果是，那么處理進入框1638，在此產(chǎn)生用于在框1640送回源邊緣路由器的NACK或者其他類似的控制網(wǎng)絡(luò)消息。如果不是，則處理進入爭用解決框1634。
在爭用解決框1634中，可以執(zhí)行用于解決本數(shù)據(jù)突發(fā)與另一數(shù)據(jù)突發(fā)之間的資源爭用的各種方法。其中包含在上面結(jié)合圖14討論的時間延遲、波長偏移、偏轉(zhuǎn)路由選擇和重發(fā)方法。在這些實施例的某些實施例中，爭用解決框1634可以進入框1638，以生成控制網(wǎng)絡(luò)管理消息。在某些實施例中，爭用解決框1634可以在框1636中利用由TDM信道控制提供的同步。在某些情況下，因為爭用解決中引入的延遲，所以可以選擇新的可變持續(xù)時間TDM信道。(為此，TDM信道控制框1636和保持PBS配置設(shè)置框1630可以交換信息。)不論該處理是通過確定PBS配置設(shè)置框1616還是通過TDM信道控制框1636退出的，處理都前進到框1618以獲取目的地地址。該目的地地址在一實施例中可以通過轉(zhuǎn)發(fā)地址表確定。在某些實施例中，轉(zhuǎn)發(fā)地址表可以由網(wǎng)絡(luò)管理控制器加以更新。在獲得目的地地址后，該處理前進到框1620以生成新控制突發(fā)。一旦新控制突發(fā)被生成，就可以在框1622中對其排隊并發(fā)送到下一核心交換節(jié)點。
在上述說明中，已經(jīng)結(jié)合特定的示范性實施例說明了本發(fā)明。然而，在不背離所附的權(quán)利要求所述的本發(fā)明的更寬的精神和范圍的條件下，對本發(fā)明作出各種修改和變化是顯而易見的。因此上述說明和附圖應(yīng)當被認為是示范性的而不具有限制意義。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)備，包括一分析器，該分析器用于對第一輸入控制突發(fā)進行幀分解和分類；一調(diào)度器，該調(diào)度器耦合到所述分析器，用于調(diào)度光子突發(fā)交換機的配置和可變持續(xù)時間的時分多路復(fù)用信道，以便發(fā)射對應(yīng)于所述第一輸入控制突發(fā)的第一數(shù)據(jù)突發(fā)；和一爭用解決塊，該爭用解決塊耦合到所述調(diào)度器，用于當所述調(diào)度器確定所述光子突發(fā)交換機的資源爭用時確定所述第一數(shù)據(jù)突發(fā)的替換路由。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述爭用解決塊為所述第一數(shù)據(jù)突發(fā)在替換波長上建立第一路徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述第一路徑通過可調(diào)波長轉(zhuǎn)換器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述爭用解決塊為所述第一數(shù)據(jù)突發(fā)建立具有時間延遲的第二路徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述第二路徑通過可變時間延遲的光緩沖器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述第二路徑到達核心交換節(jié)點并從該核心交換節(jié)點返回。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述爭用解決塊通過請求從源邊緣路由器重發(fā)所述第一數(shù)據(jù)突發(fā)來建立替換路由。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述爭用解決塊用于在所述第一數(shù)據(jù)突發(fā)的相對優(yōu)先級低于第二數(shù)據(jù)突發(fā)時請求重發(fā)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中所述爭用解決塊用于通過從所述第一輸入控制突發(fā)確定所述第一數(shù)據(jù)突發(fā)的大小，從而確定所述更低的相對優(yōu)先級。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中所述爭用解決塊用于通過從所述第一輸入控制突發(fā)確定所述第一數(shù)據(jù)突發(fā)的時間偏移，從而確定所述更低的相對優(yōu)先級。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括用于保存可用時域多路復(fù)用信道和波長的列表的網(wǎng)絡(luò)管理控制器。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括用于向遠端核心交換節(jié)點發(fā)送同步消息的同步器。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括耦合到所述調(diào)度器和所述爭用解決塊用于向所述爭用解決塊提供光子突發(fā)交換機配置信息并從所述調(diào)度器接收已調(diào)度信息的光子突發(fā)交換機配置和控制模塊。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述分析器、所述調(diào)度器、所述爭用解決塊被實施在從一組處理器中選出的處理器上。
15.一種系統(tǒng)，包括一分析器，該分析器用于對第一輸入控制突發(fā)進行幀分解和分類；一調(diào)度器，該調(diào)度器耦合到所述分析器，用于調(diào)度光子突發(fā)交換機的配置和時域多路復(fù)用信道，以便發(fā)射對應(yīng)于所述第一輸入控制突發(fā)的第一數(shù)據(jù)突發(fā)；一爭用解決塊，該爭用解決塊耦合到所述調(diào)度器，用于當所述調(diào)度器確定所述光子突發(fā)交換機的資源爭用時確定所述第一數(shù)據(jù)突發(fā)的替換路由；和一邊緣路由器，該邊緣路由器包括發(fā)射一組數(shù)據(jù)突發(fā)的第一隊列和保存該組數(shù)據(jù)突發(fā)的拷貝的第二隊列。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述爭用解決塊通過請求從所述邊緣路由器重發(fā)所述第一數(shù)據(jù)突發(fā)來建立替換路由。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述爭用解決塊用于在所述第一數(shù)據(jù)突發(fā)的相對優(yōu)先級低于第二數(shù)據(jù)突發(fā)時請求重發(fā)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述邊緣路由器從所述第二隊列重發(fā)所述第一數(shù)據(jù)突發(fā)。
19.一種方法，包括保存可用的可變持續(xù)時間的時分多路復(fù)用信道和傳輸波長的列表；分析第一控制突發(fā)以便對第一控制信息進行幀分解；根據(jù)所述第一控制信息和所述列表來確定對應(yīng)于所述第一控制突發(fā)的第一數(shù)據(jù)突發(fā)是否會與第二數(shù)據(jù)突發(fā)發(fā)生爭用；如果存在爭用，則解決所述第一數(shù)據(jù)突發(fā)和所述第二數(shù)據(jù)突發(fā)之間的爭用；和根據(jù)所述第一控制信息和所述解決的結(jié)果來調(diào)度所述第一數(shù)據(jù)突發(fā)的傳輸。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述解決包括改變用于所述第一數(shù)據(jù)突發(fā)的傳輸波長。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述解決包括插入用于所述第一數(shù)據(jù)突發(fā)的時間延遲。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述解決包括向核心交換節(jié)點發(fā)送所述第一數(shù)據(jù)突發(fā)。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述解決包括當所述第一數(shù)據(jù)突發(fā)的相對優(yōu)先級低于所述第二數(shù)據(jù)突發(fā)時請求重發(fā)所述第一數(shù)據(jù)突發(fā)。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述分析包括對所述第一控制信息進行分類。
25.一種設(shè)備，包括用于保存可用的可變持續(xù)時間的時分多路復(fù)用信道和傳輸波長的列表的裝置；用于分析第一控制突發(fā)以便對第一控制信息進行幀分解的裝置；根據(jù)所述第一控制信息和所述列表來確定對應(yīng)于所述第一控制突發(fā)的第一數(shù)據(jù)突發(fā)是否會與第二數(shù)據(jù)突發(fā)發(fā)生爭用的裝置；如果存在爭用，則解決所述第一數(shù)據(jù)突發(fā)和所述第二數(shù)據(jù)突發(fā)之間的爭用的裝置；和根據(jù)所述第一控制信息和所述解決的結(jié)果來調(diào)度所述第一數(shù)據(jù)突發(fā)的傳輸?shù)难b置。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中所述用于解決的裝置包括改變所述第一數(shù)據(jù)突發(fā)的傳輸波長的裝置。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中所述用于解決的裝置包括插入用于所述第一數(shù)據(jù)突發(fā)的時間延遲的裝置。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中所述用于解決的裝置包括向核心交換節(jié)點發(fā)送所述第一數(shù)據(jù)突發(fā)的裝置。
29.根據(jù)權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中所述用于解決的裝置包括當所述第一數(shù)據(jù)突發(fā)的相對優(yōu)先級低于所述第二數(shù)據(jù)突發(fā)時請求重發(fā)所述第一數(shù)據(jù)突發(fā)的裝置。
30.一種系統(tǒng)，包括一分析器，該分析器用于對第一輸入控制突發(fā)進行幀分解和分類；一光子突發(fā)交換機；一調(diào)度器，該調(diào)度器耦合到所述分析器，用于調(diào)度所述光子突發(fā)交換機的配置和可變持續(xù)時間的時分多路復(fù)用信道，以便發(fā)射對應(yīng)于所述第一輸入控制突發(fā)的第一數(shù)據(jù)突發(fā)；和一爭用解決塊，該爭用解決塊耦合到所述調(diào)度器，用于當所述調(diào)度器確定所述光子突發(fā)交換機的資源爭用時確定所述第一數(shù)據(jù)突發(fā)的替換路由；
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的系統(tǒng)，其中所述爭用解決塊為所述第一數(shù)據(jù)突發(fā)在替換波長上建立第一路徑。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的系統(tǒng)，還包括耦合到所述光子突發(fā)交換機以提供所述第一路徑的可調(diào)波長轉(zhuǎn)換器。
33.根據(jù)權(quán)利要求30所述的系統(tǒng)，其中所述爭用解決塊建立具有用于所述第一數(shù)據(jù)突發(fā)的時間延遲的第二路徑。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，還包括耦合到所述光子突發(fā)交換機以提供所述第二路徑的可變時間延遲光緩沖器。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，還包括耦合到所述光子突發(fā)交換機以提供所述第二路徑的核心交換節(jié)點。
36.根據(jù)權(quán)利要求30所述的系統(tǒng)，還包括源邊緣路由器，其中所述爭用解決塊通過請求從所述源邊緣路由器重發(fā)所述第一數(shù)據(jù)突發(fā)來建立替換路由。
37.根據(jù)權(quán)利要求30所述的系統(tǒng)，還包括耦合到所述分析器用于保存可用的可變持續(xù)時間的時分多路復(fù)用信道和波長的列表的網(wǎng)絡(luò)管理控制器。
38.根據(jù)權(quán)利要求30所述的系統(tǒng)，還包括向遠端核心交換節(jié)點發(fā)送同步消息的同步器。
39.根據(jù)權(quán)利要求30所述的系統(tǒng)，還包括耦合到所述調(diào)度器、所述爭用解決塊和所述光子突發(fā)交換機用于向所述爭用解決塊提供光子突發(fā)交換機配置信息并從所述調(diào)度器接收調(diào)度信息的光子突發(fā)交換機配置和控制模塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于在WDM光子突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)中為控制和數(shù)據(jù)突發(fā)選擇路由的方法和設(shè)備。在一實施例中，只有控制突發(fā)和網(wǎng)絡(luò)管理標簽會在光子突發(fā)交換(PBS)模塊內(nèi)部進行光－電－光轉(zhuǎn)換。在PBS模塊內(nèi)部的控制處理單元的構(gòu)造塊可包括輸入和輸出緩沖器、控制突發(fā)分析器、突發(fā)調(diào)度器、PBS配置和控制、爭用解決、轉(zhuǎn)發(fā)引擎、網(wǎng)絡(luò)管理控制器、控制突發(fā)生成器、隊列管理器。爭用解決塊可用于解決多個數(shù)據(jù)突發(fā)間的資源爭用?？刹扇∫韵路绞浇鉀Q這種爭用對其中一數(shù)據(jù)突發(fā)添加附加延遲，將數(shù)據(jù)突發(fā)之一改變到替換波長上，或根據(jù)如相對優(yōu)先級和波長的各種準則丟棄一些數(shù)據(jù)突發(fā)。
文檔編號H04B10/12GK1610286SQ200310123330
公開日2005年4月27日 申請日期2003年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月23日
發(fā)明者S·奧瓦迪亞 申請人:英特爾公司