專利名稱：一種光纖光柵、光標(biāo)簽編碼方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光組播技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種光纖光柵、光標(biāo)簽編碼方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：
最近，將基于光正交碼的標(biāo)簽(簡(jiǎn)稱光碼標(biāo)簽)，應(yīng)用到基于分組交換的光組播網(wǎng)絡(luò)中，已成為全光組播中很有前途的技術(shù)之一。在基于光碼標(biāo)簽的全光組播中，節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜度與網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性是兩個(gè)最為關(guān)鍵的問題。然而，到目前為止，尚不存在可同時(shí)支持大規(guī)模組播并且只需很簡(jiǎn)單的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的方案。因此傳統(tǒng)的基于光碼標(biāo)簽的光組播在實(shí)用性方面還存在著問題。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)一種在只需要簡(jiǎn)單的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的前提下，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的全光組播的光組播網(wǎng)絡(luò)而提供一種光纖光柵、光標(biāo)簽編碼方法及其應(yīng)用，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 一種光纖光柵，該光纖光柵為光纖布拉格光柵，所述光纖布拉格光柵上刻寫了在同一碼片周期內(nèi)對(duì)若干個(gè)層疊碼字分別采樣的多采樣二維編碼信息。
其中，所述層疊碼字為若干層疊的正交碼字。
一種光標(biāo)簽編碼方法，該方法包括步驟 S1.編寫在同一個(gè)碼片周期內(nèi)對(duì)若干個(gè)層疊碼字分別采樣的多采樣二維編碼信息； S2.將所述多采樣二維編碼信息寫入光纖布拉格光柵； S3.將單個(gè)脈沖通過所述光纖布拉格光柵，得到編碼后的光標(biāo)簽。
其中，所述步驟S2中利用相位掩膜板刻寫多采樣二維編碼信息。
其中，所述層疊碼字為若干層疊的正交碼字。
本發(fā)明還提供了一種利用上述光纖光柵制成的光標(biāo)簽編碼器。
本發(fā)明提供一種應(yīng)用上述光標(biāo)簽編碼器的光組播網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)包括源節(jié)點(diǎn)以及若干目的節(jié)點(diǎn)，所述源節(jié)點(diǎn)由標(biāo)簽發(fā)生模塊以及數(shù)據(jù)發(fā)生模塊組成，所述標(biāo)簽發(fā)生模塊包括上述本發(fā)明提供的光標(biāo)簽編碼器。
其中，所述光標(biāo)簽編碼器用于生成分別標(biāo)記不同的組播群的光標(biāo)簽，所述每個(gè)光標(biāo)簽攜帶其所標(biāo)記的組播群內(nèi)目的節(jié)點(diǎn)的地址信息。
本發(fā)明通過將多個(gè)目的地址信息集成到一個(gè)多采樣二維編碼的光標(biāo)簽里，有效的避免了在光組播網(wǎng)絡(luò)中頻繁的更新組播路由轉(zhuǎn)發(fā)表及引入快速可調(diào)的解碼器，從而大大簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)；同時(shí)，將多個(gè)碼字信息分別在碼字域及空間域內(nèi)復(fù)用，大大提高了單個(gè)編碼器可攜帶的信息容量，從而可支持大規(guī)模的全光組播。



圖1為本發(fā)明的光標(biāo)簽編碼方法流程圖； 圖2為實(shí)施例中光組播網(wǎng)絡(luò)組成框圖； 圖3為實(shí)施例的光組播網(wǎng)絡(luò)中各目的節(jié)點(diǎn)處解碼結(jié)果示意圖。

具體實(shí)施例方式 本發(fā)明提出的光纖光柵、光標(biāo)簽編碼方法及其應(yīng)用，結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明如下。
本發(fā)明的光纖光柵為光纖布拉格光柵，該光纖布拉格光柵上刻寫了在同一碼片周期內(nèi)對(duì)若干個(gè)層疊碼字分別采樣的多采樣二維編碼信息。
其中，所述層疊碼字為若干層疊的正交碼字。
如圖1所示，本發(fā)明的光標(biāo)簽編碼方法包括步驟 S1.編寫在同一個(gè)碼片周期內(nèi)對(duì)若干個(gè)層疊碼字分別采樣的多采樣二維編碼信息，每個(gè)層疊碼字分別由若干個(gè)普通的正交碼字層疊而成； S2.將多采樣二維編碼信息寫入光纖布拉格光柵； S3.將單個(gè)脈沖通過光纖布拉格光柵，得到編碼后的光標(biāo)簽。
本發(fā)明的光標(biāo)簽編碼器，由上述光纖光柵制成，在光纖布拉格光柵上刻寫在同一個(gè)碼片周期內(nèi)對(duì)若干個(gè)層疊碼字分別采樣的多采樣二維編碼信息，使得光纖布拉格光柵折射率調(diào)制的包絡(luò)按照多采樣二維編碼的特征隨空間變化，整個(gè)標(biāo)簽信息被寫在一根光纖光柵上，也使得編碼器結(jié)構(gòu)緊湊且處理速度快。
本發(fā)明還提出了一種基于上述光標(biāo)簽編碼器的光組播網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)包括源節(jié)點(diǎn)以及若干目的節(jié)點(diǎn)，源節(jié)點(diǎn)由標(biāo)簽發(fā)生模塊以及數(shù)據(jù)發(fā)生模塊組成，標(biāo)簽發(fā)生模塊包括本發(fā)明所提供的光標(biāo)簽編碼器，構(gòu)成該光標(biāo)簽編碼器的光纖光柵上刻寫有在同一個(gè)碼片周期內(nèi)對(duì)若干個(gè)層疊碼字分別采樣的多采樣二維編碼信息，多采樣二維編碼信息用于記載目的節(jié)點(diǎn)的地址信息。每個(gè)組播群采用一個(gè)光標(biāo)簽來標(biāo)記，每個(gè)目的節(jié)點(diǎn)配置一個(gè)普通的光標(biāo)簽解碼器，解碼器的碼字代表該目的節(jié)點(diǎn)的地址信息，當(dāng)組播群發(fā)生變化時(shí)，只需改變多采樣二維編碼光標(biāo)簽即可，在每個(gè)目的節(jié)點(diǎn)處，解碼器固定不變，并且只需維持一個(gè)簡(jiǎn)單不變的路由表。
本發(fā)明的光標(biāo)簽編碼器以及光組播網(wǎng)絡(luò)同樣基于本發(fā)明的光標(biāo)簽編碼方法。首先，編寫多采樣二維編碼信息，假設(shè)Φ是M個(gè)N碼片雙極性正交碼字組成的碼空間，這M個(gè)碼字代表光分組交換(OPS)網(wǎng)絡(luò)中的M個(gè)節(jié)點(diǎn)的地址，λ是互相關(guān)限，λ＜＜N；假設(shè)ΦEk(k＝1，2...P)是Φ的P個(gè)互不相交的任意非平凡子集，|ΦEk|＝m，CEk是由ΦEk生成的層疊碼字，即CEk＝[cEk，1，cEk，2，...cEk，N]＝∑Ci(Ci∈ΦEk)。則刻寫了上述多采樣二維編碼信息的光標(biāo)簽編碼器的折射率調(diào)制的分布函數(shù)可按下式構(gòu)造 其中Λ為光柵周期，Z0為碼片周期，A(z)為一個(gè)每個(gè)采樣點(diǎn)內(nèi)折射率變化的幅度包絡(luò)，且滿足|A(z)|＝0(z＜0or z＞Z0/2P)。在

內(nèi)，每個(gè)碼片周期內(nèi)有P個(gè)采樣，每個(gè)采樣點(diǎn)內(nèi)采用層疊碼字，因此編碼信息在碼字域及空間域同時(shí)得到復(fù)用。在光組播網(wǎng)絡(luò)中，一個(gè)短脈沖x(t)首先被上述光標(biāo)簽編碼器編碼生成多采樣二維編碼光標(biāo)簽，之后又通過一個(gè)目的節(jié)點(diǎn)配置的由CD(CD∈Φ)編碼的解碼器解碼進(jìn)行識(shí)別，則根據(jù)光纖光柵編解碼器的基本理論，解碼信號(hào)y(t)大致滿足 其中Ymax是一個(gè)常數(shù)。由于λ＜＜N，對(duì)于適當(dāng)大小的m，(N-(m-1)λ)Ymax＞＞mλYmax。因此，(2)說明當(dāng)且僅當(dāng)解碼器由CD()編碼時(shí)，在解碼信號(hào)y(t)可以獲得一個(gè)準(zhǔn)自相關(guān)峰。從而生成的光標(biāo)簽可同時(shí)攜帶mP個(gè)節(jié)點(diǎn)的地址信息。
實(shí)施例1 如圖2所示，本實(shí)施例的光組播網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)源節(jié)點(diǎn)及18個(gè)目的節(jié)點(diǎn)組成，其中節(jié)點(diǎn)1～16構(gòu)成一個(gè)組播群。源節(jié)點(diǎn)由標(biāo)簽發(fā)生模塊及數(shù)據(jù)發(fā)生模塊組成。在標(biāo)簽發(fā)生模塊內(nèi)，首先由2ps脈沖光纖激光器產(chǎn)生重復(fù)頻率10GHz的短脈沖序列，碼型發(fā)生器產(chǎn)生311.25Mb/s的電脈沖序列，經(jīng)微波移相器移相后輸出用來控制強(qiáng)度調(diào)制器1，10GHz短脈沖序列經(jīng)過強(qiáng)度調(diào)制器1后重復(fù)頻率降為311.25MHz，即數(shù)據(jù)包的速率。此脈沖序列經(jīng)EDFA(Erbium-doped Optical FiberAmplifer，摻鉺光纖放大器)、環(huán)行器及光標(biāo)簽編碼器后完成編碼，生成的二維編碼光標(biāo)簽用以標(biāo)記組播群。
在數(shù)據(jù)發(fā)生模塊內(nèi)，利用強(qiáng)度調(diào)制器2對(duì)40Gb/s的光數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制得到長(zhǎng)度為1.6ns的載荷。載荷與光標(biāo)簽耦合后得到光數(shù)據(jù)包，經(jīng)分束器分束后被送到18個(gè)目的節(jié)點(diǎn)。每個(gè)目的節(jié)點(diǎn)處設(shè)置一個(gè)由EDFA、環(huán)行器及普通的光纖光柵解碼器組成的標(biāo)簽識(shí)別器。最后的解碼結(jié)果經(jīng)PD(Photo-Diode，光電二極管)檢測(cè)后通過DSO(DigitalSample Oscilloscope，數(shù)字采樣示波器)觀測(cè)。
根據(jù)光組播網(wǎng)絡(luò)中組播群目的節(jié)點(diǎn)數(shù)量，選擇m＝2，P＝8，將8個(gè)層疊碼字OC-2k-1+OC-2k(k＝1，...，8)在同一碼片周期內(nèi)做8個(gè)采樣，得到一個(gè)31碼片，200G碼片/秒的多采樣二維編碼信息，將該信息刻寫到一根光纖光柵上，制成本實(shí)施例所需要的光標(biāo)簽編碼器。
采用18個(gè)31碼片、200G碼片/秒的解碼器作為每個(gè)目的節(jié)點(diǎn)的地址標(biāo)識(shí)器，其中每個(gè)解碼器分別用一個(gè)Gold序列OC-k(k＝1，...，18)編碼。
另外，2ps脈沖光纖激光器采用Calmar Optcom公司的PSL-10-2T；碼型發(fā)生器采用AdvanTest公司D3186；微波移相器由北京大華西寶公司提供；40Gb/s光數(shù)據(jù)發(fā)生器采用Mintera公司的MI40000；兩個(gè)強(qiáng)度調(diào)制器采用JDS Uniphase公司的OC-192；EDFA由上海光網(wǎng)絡(luò)公司提供；環(huán)行器由無錫愛沃富光電科技有限公司提供；用于觀測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的數(shù)字采樣示波器則采用Tektronix公司的TDS8200。
光標(biāo)簽在各個(gè)目的節(jié)點(diǎn)處的解碼結(jié)果如圖3所示，在節(jié)點(diǎn)1～16處，解碼結(jié)果中均可獲得一個(gè)自相關(guān)峰，而在節(jié)點(diǎn)17，18處，解碼結(jié)果中只有互相關(guān)基底。自相關(guān)、互相關(guān)峰值比約為7dB。即只有組播群中的節(jié)點(diǎn)可以識(shí)別出經(jīng)上述編碼的光標(biāo)簽，從而實(shí)現(xiàn)全光組播。
當(dāng)組播群發(fā)生變化時(shí)，只需在源節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)新的多采樣二維編碼光標(biāo)簽即可，在網(wǎng)絡(luò)的其他節(jié)點(diǎn)處，由于解碼器僅標(biāo)識(shí)本地節(jié)點(diǎn)的地址，解碼器及組播路由轉(zhuǎn)發(fā)表均無需改變，從而節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)得以簡(jiǎn)化很多。此外，由于地址信息在光標(biāo)簽編碼器的碼字域及空間域同時(shí)得到復(fù)用，單個(gè)光標(biāo)簽編碼器可攜帶的地址信息可獲得至少一個(gè)數(shù)量級(jí)的提高，于是大規(guī)模的全光組播可以得到實(shí)現(xiàn)。
以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1、一種光纖光柵，其特征在于，該光纖光柵為光纖布拉格光柵，所述光纖布拉格光柵上刻寫了在同一碼片周期內(nèi)對(duì)若干個(gè)層疊碼字分別采樣的多采樣二維編碼信息。
2、如權(quán)利要求1所述的光纖光柵，其特征在于，所述層疊碼字為若干層疊的正交碼字。
3、一種光標(biāo)簽編碼方法，其特征在于，該方法包括步驟
S1.編寫在同一個(gè)碼片周期內(nèi)對(duì)若干個(gè)層疊碼字分別采樣的多采樣二維編碼信息；
S2.將所述多采樣二維編碼信息寫入光纖布拉格光柵；
S3.將單個(gè)脈沖通過所述光纖布拉格光柵，得到編碼后的光標(biāo)簽。
4、如權(quán)利要求3所述的光標(biāo)簽編碼方法，其特征在于，所述步驟S2中利用相位掩膜板刻寫多采樣二維編碼信息。
5、如權(quán)利要求3所述的光標(biāo)簽編碼方法，其特征在于，所述層疊碼字為若干層疊的正交碼字。
6、一種光標(biāo)簽編碼器，其特征在于，該編碼器由權(quán)利要求1-2所述的光纖光柵制成。
7、一種光組播網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)包括源節(jié)點(diǎn)以及若干目的節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述源節(jié)點(diǎn)由標(biāo)簽發(fā)生模塊以及數(shù)據(jù)發(fā)生模塊組成，所述標(biāo)簽發(fā)生模塊包括權(quán)利要求6所述的光標(biāo)簽編碼器。
8、如權(quán)利要求7所述的光組播網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述光標(biāo)簽編碼器用于生成分別標(biāo)記不同的組播群的光標(biāo)簽，所述每個(gè)光標(biāo)簽攜帶其所標(biāo)記的組播群內(nèi)目的節(jié)點(diǎn)的地址信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光纖光柵、光標(biāo)簽編碼方法及其應(yīng)用。該光纖光柵為刻寫了在同一碼片周期內(nèi)對(duì)若干個(gè)層疊碼字分別采樣的多采樣二維編碼信息的光纖布拉格光柵。光標(biāo)簽編碼方法通過將編寫的多采樣二維編碼信息寫入光纖布拉格光柵，并將單個(gè)脈沖通過所述光纖布拉格光柵，得到編碼后的光標(biāo)簽。應(yīng)用上述光纖光柵以及光標(biāo)簽編碼方法可有效的避免在光組播網(wǎng)絡(luò)中頻繁的更新組播路由轉(zhuǎn)發(fā)表及引入快速可調(diào)的解碼器，從而大大簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，且提高了單個(gè)編碼器可攜帶的信息容量，可支持大規(guī)模的全光組播。
文檔編號(hào)H04L12/18GK101604047SQ20091008693
公開日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2009年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月11日
發(fā)明者明 辛, 陳明華, 陳宏偉, 尹飛飛, 謝世鐘 申請(qǐng)人:清華大學(xué)