用于使用分級數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)交換傳輸?shù)男畔⒌难b置和方法
【專利摘要】提供了一種用于使用分級數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)交換傳輸?shù)男畔⒌慕粨Q裝置，所述分級數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)至少包括第一和第二階數(shù)據(jù)流。所述交換裝置包括輸入級(210)和輸出級(230)，所述輸入級(210)包括至少一個輸入交換單元(2111-211H)，所述輸出級(230)包括至少一個輸出交換單元(2311-231H)。中間級(220)耦合在所述輸入級(210)和輸出級(230)之間，所述中間級(220)包括中間交換單元(221)。所述至少一個輸入交換單元(2111-211H)和至少一個輸出交換單元(2311-231H)配置為交換包含在第二階數(shù)據(jù)流中的第一階數(shù)據(jù)流。所述中間交換單元(221)配置為僅交換第二階數(shù)據(jù)流，其中所述第二階數(shù)據(jù)流具有比所述第一階數(shù)據(jù)流更高的階。
【專利說明】用于使用分級數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)交換傳輸?shù)男畔⒌难b置和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于使用分級數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)交換傳輸?shù)男畔⒌难b置和方法，分級數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)例如是光信道教據(jù)單元流ODU流。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的分組-光傳輸平臺(POTP)是基于集成分組、光傳輸網(wǎng)絡(luò)(OTN)以及同一節(jié)點的波分復(fù)用(WDM)交換能力?，F(xiàn)有技術(shù)已知不同類型的節(jié)點架構(gòu)。多數(shù)節(jié)點架構(gòu)使用例如基于波長選擇交換(WSS)技術(shù)的全光交換機。這樣的節(jié)點獲得旁路業(yè)務(wù)的波長路由以及OTN或分組(或者兩者)，從而處理該節(jié)點處增加/減少的本地業(yè)務(wù)或者聚集/分解的本地業(yè)務(wù)。
[0003]一些POTP架構(gòu)使用分組交換結(jié)構(gòu)，例如“不可知交換機”來實現(xiàn)OTN交換。其它的新近架構(gòu)基于輸入業(yè)務(wù)(來自線路和客戶端接口 )的電轉(zhuǎn)換以及后續(xù)的OTN處理和交換。通常認(rèn)為后者是數(shù)字光電或者數(shù)字光傳輸方法，從這種意義上說，在每個節(jié)點中所有業(yè)務(wù)被轉(zhuǎn)換為電格式，并且然后進(jìn)行如在其它數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行的處理，所述數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)例如是基于分組或者電路的網(wǎng)絡(luò)。
[0004]當(dāng)使用數(shù)字光電方法時，這使得WDM和OTN交換層能夠集成在同一節(jié)點中。因為WDM和OTN交換層共享收發(fā)機和交叉點交換機，這能夠降低成本和能耗。Kish等人發(fā)表于2011年4月IEEE量子電學(xué)選定課題期刊(IEEE Journal of Selected Topics inQuantum Electronics),標(biāo)題為“大規(guī)模InP光電集成電路的現(xiàn)狀”(“Current Statusof Large-Scale InP Photonic Integrated Circuits”)的論文以及 Zou 等人的美國專利7782843B2給出了集成方法的示例。這種現(xiàn)有技術(shù)的解決方法基于嚴(yán)格的非阻塞大容量OTN交換機，所述OTN交換機能夠交換從低階ODU流(例如0DU0)到高階ODU流(例如0DU3、0DU4)范圍內(nèi)的ODU子流。在這種情況下，OTN交換機(或者交叉連接交換機)完全可訪問，從以下意義上說，從任意輸入端口接收的每個子流都能被路由到任意ODU級別的任意輸出端口。這就意味著OTN交換機的架構(gòu)十分復(fù)雜,包括大型交換結(jié)構(gòu)，從而成本高且功耗大。
[0005]下面討論現(xiàn)有解決方案涉及的主要問題和缺點，將現(xiàn)有產(chǎn)品系列分組為三個主要類別:
[0006]1、包含透明波長交換的Ρ0ΤΡ、OTN以及分組交換機。這些解決方案舉例說明了透明光學(xué)傳輸層相關(guān)聯(lián)的優(yōu)點和缺點。尤其是，主要缺點為成本高、靈活性低(在ROADM部分中的約束)以及信號質(zhì)量監(jiān)測方面的可管理性低。Eilenberger發(fā)表于0FC2011會議的文章OTuPl、標(biāo)題為“未來能效分組網(wǎng)的集成電/光交換”(“Integrated Electrical/Optical Switching for Future Energy Efficient Packet Networks，，)的論文，以及Zhang發(fā)表于亞洲2009年通信和光電技術(shù)會議和展覽會(Communicat 1ns and PhotonicsConference and Exhibit1n) (ACP)、標(biāo)題為“具有波長管理池資源的新型多顆粒度光交換節(jié)點，，(“Novel Mult1-granularity Optical Switching Node with WavelengthManagement Pool Resources”)的論文公開了這種解決方案的示例。
[0007]2、在同一不可知交換平臺中的包含分組的Ρ0ΤΡ和0ΤΝ交換以及透明波長交換。優(yōu)點和缺點與上面的類似，但是相同的交換平臺用于0ΤΝ和分組交換，這以更高的功耗和更少的優(yōu)化成本為代價。有時由于平臺在多個應(yīng)用(無論是否需要0ΤΝ交換)中使用的靈活性，這些較高的成本是合理的。Belotti等發(fā)表于0FC2011會議的文章OTuGl、標(biāo)題為“交叉路口傳輸網(wǎng)絡(luò)、MPLS和0ΤΝ在分組傳輸網(wǎng)絡(luò)中的作用”(“Transport Networks at aCrossroads, the roles of MPLS and OTN en packet transport networks”)的論文討論了這樣的示例。
[0008]3、基于光-電-光(0E0)技術(shù)的包含0ΤΝ以及WDM交換的數(shù)字可配置的增加/減少復(fù)用器(R0ADM)，包括所有信道的每個節(jié)點中的光電轉(zhuǎn)換，如上述Kish等的美國專利7782843B2中所示。主要優(yōu)點是充分的靈活性、可管理性以及寬松的傳輸要求，這歸因于數(shù)字光傳輸層。然而，主要缺點是所有的輸入業(yè)務(wù)必須由0ΤΝ獨立地處理，而不管是否需要這樣。因此，這樣的解決方案比上述解決方案具有消耗更多功率的缺點。
[0009]前兩個類別基于透明光傳輸，其交換機使用昂貴的全光設(shè)備。這樣的交換機的主要缺點是需要管理具有所有與其相關(guān)聯(lián)的問題的模擬光層。此外，這樣的交換機不允許完全不同的技術(shù)之間的任何真實硬件集成。因此，為了實現(xiàn)這些類別的低成本的技術(shù)方案，需要按比例減少靈活性特征(例如無色、無方向、無競爭、動態(tài)控制、容易管理等)。
[0010]圖1示出了實現(xiàn)上述第三類別的已知架構(gòu)，由此基于光-電-光(0E0)技術(shù)集成0ΤΝ和WDM交換。由解復(fù)用單元接收波分復(fù)用(WDM)輸入信號101^10、。從相應(yīng)光纖(未示出)接收WDM輸入信號ΙΟΙ^ΙΟΙν。復(fù)用的WDM信號由光電(0E)轉(zhuǎn)換器lOS^lOSw轉(zhuǎn)換成電數(shù)據(jù)流，對應(yīng)于光信道教據(jù)單元流(0DU流)107^107^將經(jīng)過電轉(zhuǎn)換的高階0DU流解復(fù)用成低階0DU流，并且隨后由輸入交換單元106交換。交換單元106在其輸入端接收K個高階0DU流107^1(^，對其進(jìn)行電學(xué)上解復(fù)用，并且0ΤΝ交換它們以輸出Μ個低階0DU流108r108M。例如，對于0DU1和0DU2流，Μ = 4XK。直接將Μ個低階0DU流108Γ108π^送到空間交換機109，例如交叉連接交換機。因為空間交換機109可以從不同的交換單元接收不同階的0DU流或者具有旁路交換單元高階0DU流，因此空間交換機109配置為將任意階的數(shù)據(jù)流從任意輸入端口交換到任意輸出端口。將空間交換機109輸出端的低階0DU流I1^I1m發(fā)送到輸出交換單元1012，由此將低階0DU流0ΤΝ交換并且復(fù)用到高階0DU流lll1-lllp電光(E0)轉(zhuǎn)換器將高階0DU流轉(zhuǎn)換為光數(shù)據(jù)流。一個或多個復(fù)用器115^115,配置為將一組光數(shù)據(jù)流復(fù)用成相應(yīng)輸出WDM信號117^117,。每個WDM信號11^-117^稱合到相應(yīng)光纖用于向前的傳輸。
[0011]圖1的交換架構(gòu)的缺點是需要復(fù)雜、完全可訪問以及嚴(yán)格非阻塞交換結(jié)構(gòu)109，其具有很多個端口。這是因為，如上所述，交換結(jié)構(gòu)109必須完全可訪問，從這種意義上說，在任意0DU級別從任意輸入端口接收的每個子流能夠路由到任意輸出端口。例如，在lOGbs需要非常大的交換結(jié)構(gòu)來處理0DU2數(shù)據(jù)流，這意味著當(dāng)僅交換0DU1 (2.5Gbps)或ODUO(lGbps)數(shù)據(jù)流時，交換機沒有被完全使用。這意味著這種交換結(jié)構(gòu)109的架構(gòu)昂貴并且耗費相當(dāng)大量的功率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的一個目的是提供一種消除或減少至少一個或多個上述缺點的方法和裝置。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于使用分級數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)交換傳輸?shù)男畔⒌慕粨Q裝置，所述分級教據(jù)結(jié)構(gòu)至少包括第一和第二階數(shù)據(jù)流。所述交換裝置包括輸入級、輸出級和連接在所述輸入級和輸出級之間的中間級，所述輸入級包括至少一個輸入交換單元，所述輸出級包括至少一個輸出交換單元，所述中間級包括中間交換單元。所述至少一個輸入交換單元和至少一個輸出交換單元配置為交換包含在第二階數(shù)據(jù)流中的第一階數(shù)據(jù)流。所述中間交換單元配置為僅交換第二階數(shù)據(jù)流，其中所述第二階數(shù)據(jù)流具有比所述第一階數(shù)據(jù)流更高的階。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于使用分級數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)交換傳輸?shù)男畔⒌慕粨Q裝置中的方法，所述分級數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)至少包括第一和第二階數(shù)據(jù)流。所述方法包括步驟:在交換裝置的輸入級交換包含在第二階數(shù)據(jù)流中的第一階數(shù)據(jù)流，所述輸入級包括至少一個輸入交換單元。在交換裝置的中間級僅交換第二階數(shù)據(jù)流，所述中間級包括中間交換單元。所述方法還包括步驟:在交換裝置的輸出級交換包含在第二階數(shù)據(jù)流中的第一階數(shù)據(jù)流，所述輸出級包括至少一個輸出交換單元。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于控制如所附權(quán)利要求請求保護(hù)的交換裝置的控制裝置。所述控制裝置包括:輸入接口，用于接收第二階數(shù)據(jù)流和第一階數(shù)據(jù)流。處理單元適用于組織第二階數(shù)據(jù)流內(nèi)的第一階數(shù)據(jù)流，以便減少所述交換裝置中阻塞的可能性。所述控制裝置還包括輸出接口，用于輸出其中具有組織的第一階數(shù)據(jù)流的第二階數(shù)據(jù)流。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為了更好地理解本發(fā)明，并且更清楚地示出其如何生效，現(xiàn)在將僅通過示例參考以下附圖，其中:
[0017]圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的交換裝置；
[0018]圖2示出根據(jù)本發(fā)明實施例的交換裝置；
[0019]圖3示出根據(jù)本發(fā)明實施例的交換裝置中執(zhí)行的方法；
[0020]圖4示出根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的交換裝置；以及
[0021]圖5示出根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的控制裝置。

【具體實施方式】
[0022]如下將關(guān)于使用分級數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)交換傳輸?shù)男畔⒌难b置和方法描述本發(fā)明的實施例，例如光信道數(shù)據(jù)單元(ODU)數(shù)據(jù)流。然而應(yīng)當(dāng)注意到，本發(fā)明實施例旨在涵蓋具有分級結(jié)構(gòu)的其它形式的數(shù)據(jù)流。
[0023]圖2示出根據(jù)本發(fā)明實施例的交換裝置，用于使用分級數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)交換傳輸?shù)男畔?，分級?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)至少包括第一和第二階數(shù)據(jù)流。例如，分級數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以包括光信道教據(jù)單元(ODU)數(shù)據(jù)流，例如0DU0、0DU1、0DU2、0DU3、0DU4……ODUX數(shù)據(jù)流。交換裝置包括輸入級210，其包括至少一個輸入交換單元211^21^。交換裝置還包括輸出級230，其包括至少一個輸出交換單元231^23^。交換裝置包括耦合在輸入級210和輸出級230之間的中間級220，中間級包括中間交換單元221。
[0024]至少一個輸入交換單元211^21^和至少一個輸出交換單元231r231H配置為交換包含在第二階數(shù)據(jù)流中的第一階數(shù)據(jù)流，其中第二階數(shù)據(jù)流具有比第一階數(shù)據(jù)流更高的階。中間交換單元221配置為僅交換第二階數(shù)據(jù)流。
[0025]由于中間交換單元配置為僅交換第二階數(shù)據(jù)流，這具有能夠簡化交換裝置復(fù)雜度的優(yōu)點，從而節(jié)省了成本和功耗。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，圖2的輸入交換單元211將在其輸入端接收的K個第二(或高)階0DU流212r212K解復(fù)用為第一(或低)階0DU流，0ΤΝ交換第一(低)階0DU流，然后在輸出K個第二(高)階0DU流213r213K之前，將第一(低)階0DU流再次復(fù)用到第二(高)階0DU流中。以這種方式，能夠由輸入交換單元交換第二階數(shù)據(jù)流中包含的第一階數(shù)據(jù)流。以類似方式，圖2的輸出交換單元231將在其輸入端接收的K個第二(或高)階0DU流232r232K解復(fù)用為第一(或低)階0DU流，0ΤΝ交換第一(低)階0DU流，然后在輸出K個第二(高)階0DU流233r233K之前，將第一(低)階0DU流再次復(fù)用為第二(高)階0DU流。
[0027]第一階數(shù)據(jù)流可以包括例如0DU0、0DU1、0DU2的低階0DU子流，而第二階數(shù)據(jù)流可以包括例如0DU3、0DU4的高階0DU子流。注意到，如果第二階數(shù)據(jù)流具有比第一階數(shù)據(jù)流高的階，則第一階數(shù)據(jù)流和第二階數(shù)據(jù)流可以分別包括0DU流的任意組合(0DU0、0DU1、0DU2、0DU3、0DU4......0DUX 的任意組合)。
[0028]中間交換單元221可以包括空間交換矩陣，例如具有輸入/輸出端口的交叉點交換機，以及具有不同粒度(0DU0……0DU4)的0ΤΝ交換機的后面級。
[0029]輸入交換單元211^21^耦合以接收第二階數(shù)據(jù)流212f212K的子集“K”，并且輸出第二階數(shù)據(jù)流213i_213K的對應(yīng)子集K。中間交換單元221耦合以從多個輸入交換單元21^-21^的每個接收至少包括第二階數(shù)據(jù)流2131-213K的子集的多個第二階數(shù)據(jù)流，并且耦合以輸出多個第二階數(shù)據(jù)流232^232^輸出交換單元231^23^.合以從中間交換單元221接收第二階數(shù)據(jù)流232i_232K的子集，并且輸出第二階數(shù)據(jù)流233i_233K對應(yīng)的子集。
[0030]因此，圖2的實施例在側(cè)面級(輸入和輸出級210、230)使用0ΤΝ交換機，其能夠交換子流(輸入流的較低的層次)，而側(cè)面級和中間級之間的互連使用較高級別的0ΤΝ流實現(xiàn)。以這種方式，給定交換機的某個總?cè)萘浚軌驕p少側(cè)面級和中間級之間互連的復(fù)雜度。
[0031]下面將結(jié)合本申請的圖4提供根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的交換裝置的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。
[0032]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的方法。該方法在用于使用分級數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)交換傳輸?shù)男畔⒌慕粨Q裝置中執(zhí)行，分級數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括至少第一和第二階數(shù)據(jù)流。例如，分級數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以包括光信道數(shù)據(jù)單元(0DU)數(shù)據(jù)流。
[0033]第一階數(shù)據(jù)流可以包括低階0DU子流(例如0DU0、0DU1、0DU2)，而第二階數(shù)據(jù)流可以包括高階0DU流(例如0DU3、0DU4)。注意到，如果第二階數(shù)據(jù)流具有比第一階數(shù)據(jù)流高的階，則第一階數(shù)據(jù)流和第二階數(shù)據(jù)流可以包括0DU流的任意組合(0DU0、0DU1、0DU2、0DU3、0DU4......0DUX 的任意組合)。
[0034]該方法包括步驟:步驟301，在交換裝置的輸入級中交換包含在第二階數(shù)據(jù)流中的第一階數(shù)據(jù)流，所述輸入級包括至少一個輸入交換單元(例如圖2的至少一個輸入交換單元211^2110。在步驟303中，僅在交換裝置的中間級中交換第二階數(shù)據(jù)流，所述中間級包括中間交換單元(例如圖2的中間交換單元221)。在步驟305，在交換裝置的輸出級交換包含在第二階數(shù)據(jù)流內(nèi)的第一階數(shù)據(jù)流，所述輸出級包括至少一個輸出交換單元(例如圖2的至少一個輸出交換單元231r231H)。
[0035]在一個實施例中，該方法還包括在由中間交換單元交換之前，將第二階數(shù)據(jù)流劃分為第二階數(shù)據(jù)流(圖2的2121-212K)的至少一個子集，用于由至少一個輸入交換單元21^-21^中的相應(yīng)交換單元交換；以及將從中間交換單元接收的第二階數(shù)據(jù)流劃分為第二階數(shù)據(jù)流2321-232K的至少一個子集，用于由至少第一輸出交換單元231^23^交換。
[0036]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的交換裝置，用于使用分級數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)交換傳輸?shù)男畔?，分級?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括至少第一和第二階數(shù)據(jù)流。如圖2，分級數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以包括如上所述的光信道數(shù)據(jù)單元(ODU)數(shù)據(jù)流。
[0037]交換裝置包括輸入級210，其包括至少一個輸入交換單元211:-211^交換裝置也包括輸出級230，其包括至少一個輸出交換單元231^231^交換裝置包括耦合在輸入級210和輸出級230之間的中間級220，中間級220包括中間交換單元221。
[0038]至少一個輸入交換單元ZII1HIh和至少一個輸出交換單元231r231H配置為交換包含在第二階數(shù)據(jù)流中的第一階數(shù)據(jù)流，其中第二階數(shù)據(jù)流具有比第一階數(shù)據(jù)流更高的階。中間交換單元221配置為僅交換第二階數(shù)據(jù)流。
[0039]圖4的輸入交換單元211將在其輸入端接收的K個第二(或高)階ODU流2121-212K解復(fù)用為第一(或低)階ODU流，OTN交換第一(低)階ODU流，然后在輸出K個第二(高)階ODU流213r213K之前，將第一(低)階ODU流再次復(fù)用為第二(高)階ODU流。以這種方式，能夠由輸入交換單元211交換第二階數(shù)據(jù)流中包含的第一階數(shù)據(jù)流。以類似方式，圖4的輸出交換單元231將在其輸入端接收的K個第二(或高)階ODU流232^232!^?復(fù)用為第一(或低)階ODU流，OTN交換第一(低)階ODU流，然后在輸出K個第二(高)階ODU流233r233K之前，將第一(低)階ODU流再次復(fù)用為第二(高)階ODU流。
[0040]例如，第一階數(shù)據(jù)流可以包括低階ODU子流(例如0DU0、0DU1、0DU2)，第二階數(shù)據(jù)流可以包括高階ODU流(例如0DU3、0DU4)。將意識到，如果第二階數(shù)據(jù)流具有比第一階數(shù)據(jù)流高的階，則第一階數(shù)據(jù)流和第二階數(shù)據(jù)流可以分別包括ODU流的任意組合(0DU0、ODUU0DU2、0DU3、0DU4......0DUX 的任意組合)。
[0041]中間交換單元221可以包括空間交換矩陣，例如具有輸入/輸出端口的交叉點交換機，以及包括具有不同粒度(0DU0……0DU4) OTN交換機的后面級，例如側(cè)面級。
[0042]輸入交換單元211^21^耦合以接收第二階數(shù)據(jù)流212f212K的子集“K”，并且輸出第二階數(shù)據(jù)流213i_213K的相應(yīng)子集K。中間交換單元221耦合以從多個輸入交換單元21^-21^的每個接收至少包括第二階數(shù)據(jù)流2131-213K的子集的多個第二階數(shù)據(jù)流，并且耦合以輸出多個第二階數(shù)據(jù)流232^232^輸出交換單元231^23^.合以從中間交換單元221接收第二階數(shù)據(jù)流232i_232K的子集，并且輸出第二階數(shù)據(jù)流233i_233K的對應(yīng)子集。
[0043]輸入級210還包括耦合以接收復(fù)用的輸入信號215i的第一解復(fù)用單元21七，所述輸入信號如是波分復(fù)用(WDM)輸入信號。第一解復(fù)用單元211配置為將復(fù)用的輸入信號215^?復(fù)用為第二階數(shù)據(jù)流2121-212w的第一輸入組W，第二階數(shù)據(jù)流的第一輸入組至少形成由至少一個輸入交換單元211^21^的第一組接收的第二階數(shù)據(jù)流。提供了用于WDM輸入信號的光電轉(zhuǎn)換器236^236(^，用于將解復(fù)用的光信號轉(zhuǎn)換為電信號以便由各交換級交換。
[0044]輸出級230還包括耦合以接收第二階數(shù)據(jù)流233i_233w的第一輸出組W的復(fù)用單元231，第二階數(shù)據(jù)流2331-233w的第一輸出組至少包括從至少一個輸出交換單元231r231H的第一組接收的第二階數(shù)據(jù)流。復(fù)用單元231配置為將第二階數(shù)據(jù)流233i_233w的第一輸出組復(fù)用為復(fù)用的輸出信號235i，例如波分復(fù)用輸出信號。提供了用于WDM輸出信號的電光轉(zhuǎn)換器2371-237w，以便在復(fù)用之前將電信號轉(zhuǎn)換為光信號。
[0045]交換裝置包括至少一個第二解復(fù)用單元214N，其耦合以接收第二復(fù)用的輸入信號215N，例如WDM輸入信號。第二解復(fù)用單兀214n配置為將第二復(fù)用的輸入信號215N解復(fù)用為第二階數(shù)據(jù)流2121-212w的第二輸入組，第二階數(shù)據(jù)流的第二輸入組至少形成由至少一個輸入交換單元211^21^的第二組接收的第二階數(shù)據(jù)流。提供了用于WDM輸入信號的光電轉(zhuǎn)換器236^236^用于將解復(fù)用的光信號轉(zhuǎn)換為電信號用于不同交換級的交換。
[0046]至少一個第二解復(fù)用234N耦合以接收第二階數(shù)據(jù)流233i_233w的第二輸出組，第二階數(shù)據(jù)流2331-233w的第二輸入組至少包括從至少一個輸出交換單元231^23^的第二組接收的第二階數(shù)據(jù)流。至少一個第二復(fù)用單元234n配置為將第二階數(shù)據(jù)流2331-233w的第二輸出組復(fù)用為第二復(fù)用的輸出信號235N，例如波分復(fù)用輸出信號。提供了用于WDM輸出信號的電光轉(zhuǎn)換器2371-237w，用于在復(fù)用之前將電信號轉(zhuǎn)換為光信號。
[0047]圖4的實施例包括N個輸入/輸出線路(光纖方向)，以及在每條光纖中傳輸?shù)腤個WDM信道。例如，方向的數(shù)量在2-8之間變換(有些情況下超出該范圍)。WDM/0TN交換機的整體架構(gòu)是三階交換機，其中側(cè)面級(輸入和輸出級)由0ΤΝ交換機元件組成，而中間級是執(zhí)行簡單空間交換功能的高容量交叉點交換機。
[0048]在交換裝置的輸入端，WDM解復(fù)用器211-214(每個方向一個，未示出)用于分離攜帶高階otn流(第二階數(shù)據(jù)流)的不同光信道，該高階otn流后由光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為光信號。所述一組0ΤΝ電信號212由輸入交換單元211^21^處理，例如0ΤΝ交換元件。圖4的實施例中示出的輸入交換單元211^21^具有KXK的維。輸入交換單元2111到211H接收并且輸出第二階數(shù)據(jù)流(高階0DU流)。
[0049]輸入交換單元211^211 (例如OTN KXK交換機元件)適用于執(zhí)行由每個交換機的輸入端接收的高階0DU流212i_212K的低階0DU數(shù)據(jù)流(例如0DU2/l/0/f lex)信道的子流交換?！癏”是圖4示出的示例的用于每個輸入/輸出線路215的輸入交換單元的數(shù)量?？梢钥闯觯皇撬械腤DM解復(fù)用器214之后的第二(高)階0DU信道都需要由輸入交換單元211^21^處理。例如，可能有W-HK個第二(高)階流不需要0ΤΝ交換。僅當(dāng)H = W/Κ時，所有的第二(高)階第二數(shù)據(jù)流才需要0ΤΝ交換。
[0050]注意到，在輸入交換單元211r211H內(nèi)的子流交換之后，低(第一)階0DU聚集成第二(高)階0DU流，其從相應(yīng)輸入交換單元2111到21111的不同的K個端口輸出。聚集的高階0DU流再由中間交換單元221 (例如交叉點交換機)向輸出交換單元231^23^的一個輸入端口路由。在輸出交換單元231^23^中，執(zhí)行低(第一)階0DU信道的新的子流交換。交換后，子流再次聚集成第二(高)階0DU流，其由輸出交換單元231^23^輸出，并且由電光轉(zhuǎn)換器2371-237w轉(zhuǎn)換成WDM信道。傳輸子流的WDM信道的組由相應(yīng)復(fù)用器234復(fù)用到輸出光纖以用于沿著光網(wǎng)絡(luò)傳輸。
[0051]例如，第二階數(shù)據(jù)流可以包括lOGbps的0DU2流，其中第一數(shù)據(jù)流各自包括2.5Gbps的4X0DU1流。在這種示例中，輸入交換單元211將接收lOGbps的第二階數(shù)據(jù)流，在輸入交換單元211內(nèi)交換2.5Gpbs的第一階數(shù)據(jù)流，并且輸出lOGbps的第二階數(shù)據(jù)流。中間交換單元221將在輸入端口接收lOGbps的第二階數(shù)據(jù)流，并且將第二階數(shù)據(jù)流交換到一個輸出端口。輸出交換單元231將接收lOGbps的第二階數(shù)據(jù)流，在輸出交換單元231內(nèi)交換2.5Gbps的第一階數(shù)據(jù)流，并且輸出lOGpbs的第二階數(shù)據(jù)流。
[0052]以這種方式，由于中間交換單元221配置為僅交換第二階數(shù)據(jù)流，因此可以減少復(fù)雜度并且更加有效。注意到，在所有的WDM信道中，一些需要增加/減少，例如由于它們需要端接到客戶端設(shè)備。
[0053]當(dāng)使用圖4描述的交換設(shè)備時，上述圖3的方法還可以包括下面的步驟。該方法包括步驟:接收第一復(fù)用的輸入信號215 (例如波分復(fù)用輸入信號)，并且將第一復(fù)用的輸入信號215解復(fù)用為第二階數(shù)據(jù)流2121-212w的第一輸入組，第二階數(shù)據(jù)流的第一輸入組至少形成由至少一個輸入交換單元211^21^的第一組交換的第二階數(shù)據(jù)流212^212^
[0054]該方法還可以包括步驟:接收第二階數(shù)據(jù)流233i_233w的第一輸出組，第二階數(shù)據(jù)流的第二輸出組至少包括從至少一個輸出交換單元231^23^的第一組接收的第二階數(shù)據(jù)流，并且將第二階數(shù)據(jù)流2331-233w復(fù)用成第一復(fù)用的輸出信號235 (例如波分復(fù)用輸入信號)。
[0055]將意識到，對于波分復(fù)用信號，該方法將包括在解復(fù)用步驟后的光電轉(zhuǎn)換，以及在復(fù)用步驟前的電光轉(zhuǎn)換。
[0056]通過減少上述實施例中描述的交換裝置的復(fù)雜度，可能引入某一阻塞概率。為了補償這一阻塞概率，本發(fā)明的另一個方面包括用于處理阻塞概率或者減少阻塞機率的一個或多個手段。這些手段可以單獨或者一起使用。
[0057]根據(jù)一個實施例，能夠控制輸出交換單元231^23^的任意一個組，使得如果輸出交換單元231^23^的組中的一個輸出端口阻塞，則能夠使用來自相同輸出交換單元或者輸出交換單元231^23^的那個組中的另一個輸出交換單元的另一個輸出端口。
[0058]以這種方式，通過“集中合并”(“pooling”)在每條輸出光纖(其為整個設(shè)備的輸出端口)的整組波分復(fù)用信號，能夠獲得低阻塞概率。因此交換功能能夠設(shè)置為點到組交換機，使得為了避免阻塞，能夠使用在給定輸出光纖上可用的任意波長來避免阻塞。例如，如果子流必須經(jīng)0ΤΝ交換以及放置在輸出交換單元231x的給定輸出端口上，但是朝向輸出交換單元231x的相關(guān)輸出端口的特定路徑阻塞，那么能夠使用輸出交換單元231x的另一個端口。同樣地，如果子流必須經(jīng)0ΤΝ交換以及放置在輸出交換單元231x的給定輸出端口上，但是朝向輸出交換單元231x的相關(guān)輸出端口阻塞，那么能夠使用來自輸出交換單元231r231H的組中的另一個輸出交換單元231γ的另一個端口，其連接到不同的波長，假設(shè)波長復(fù)用到同一輸出光纖。
[0059]因此，圖3描述的方法還可以包括步驟:判斷輸出交換單元231^23^的輸出端口是否阻塞，如果是，將第二階數(shù)據(jù)流交換到同一輸出交換單元的另一個輸出端口，或者輸出交換單元231^23^的第一組中的另一個輸出交換單元的另一個輸出端口。
[0060]因此，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，例如，控制系統(tǒng)能夠調(diào)整包含在第二階數(shù)據(jù)流中的第一階數(shù)據(jù)流，使得由交換裝置以有組織的方式接收該數(shù)據(jù)流，所述方式能更好地適合交換裝置使用。換句話說，為了改進(jìn)(或減少)阻塞概率，能夠調(diào)整控制面來控制怎樣在第二階數(shù)據(jù)流中包含第一階數(shù)據(jù)流。例如，能夠控制路徑計算引擎(PCE)來施加一些約束。以這種方式，配置PCE以尋找考慮此類標(biāo)準(zhǔn)的用于流和子流的路由。
[0061]根據(jù)一個實施例，能夠使用一個或多個以下方式來減少阻塞概率:
[0062]一一控制系統(tǒng)、控制面或控制裝置可以配置為將業(yè)務(wù)流分離為第一和第二類別:需要OTN交換的低階子流能夠在某一高階流中一起復(fù)用，而不需要OTN交換的子流能夠分組和復(fù)用在不同的高階流中。這具有在高階流中優(yōu)化對于OTN交換可用的帶寬的優(yōu)點。
[0063]一一控制系統(tǒng)、控制面或者控制裝置可以配置為在高階流中留下一些剩余可用帶寬以便交換低階流。仿真結(jié)果顯示出，通過在高階流中為交換低階流留下大約40%的剩余可用帶寬，可以達(dá)到低至10_6的阻塞概率。
[0064]圖5描述了上述實施例中描述的用于控制交換裝置的控制裝置500?？刂蒲b置500包括:輸入接口 503，用于接收第二階數(shù)據(jù)流和第一階數(shù)據(jù)流。處理單元505適用于管理第二階數(shù)據(jù)流中的第一階數(shù)據(jù)流，以便減少交換裝置中的阻塞可能性?？刂蒲b置500包括輸出接口 507，用于輸出具有重新組織的第一階數(shù)據(jù)流的第二階數(shù)據(jù)流506。由接口 503接收的第二階數(shù)據(jù)流和第一階數(shù)據(jù)流504可接收為獨立的數(shù)據(jù)流，所述數(shù)據(jù)流然后由處理單元505組織(如上所述)，和/或接收為包括第一階數(shù)據(jù)流的第二階數(shù)據(jù)流，其中第一階數(shù)據(jù)流由處理單元505重新組織。
[0065]在如上所述的實施例中，注意到，形成一個輸入交換單元和/或輸出交換單元的數(shù)據(jù)流子集的第二階數(shù)據(jù)流的數(shù)量可以不同于形成另一個輸入交換單元和/或輸出交換單元的數(shù)據(jù)流子集的第二階數(shù)據(jù)流的數(shù)量。
[0066]此外，中間交換單元221可以耦合以接收和/或輸出至少一個第二階數(shù)據(jù)流，其旁路多個輸入交換單元和/或輸出交換單元。
[0067]上述本發(fā)明的實施例的優(yōu)點是提供了集成的WDM-OTN交換機，其具有顯著的低復(fù)雜度、成本以及功耗。雖然可能引入子流阻塞概率，但是這可通過使用控制面的控制和管理過程而成功地減低。
[0068]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，在所有網(wǎng)段中，完全可訪問并且嚴(yán)格非阻塞的具有大量端口的交換結(jié)構(gòu)不是必要的。因此，本發(fā)明的實施例通過接受子流阻塞概率的可能性提供了簡化的交換裝置架構(gòu)，所述概率可以通過有效地使用控制面降到足夠低以在各種應(yīng)用中使用。
[0069]本發(fā)明的上述實施例示出雖然交換架構(gòu)不保證需要交換的任意子流能夠到達(dá)期望的交換機輸出端口，并且結(jié)果是存在阻塞概率，但是能夠急劇地降低這樣的阻塞概率。如果當(dāng)交換機的某一輸出端口的某一子流的阻塞發(fā)生時，那么能夠使用其中有用于傳輸子流的空間的不同的輸出端口?？紤]用于交換的備選輸出端口屬于同一 WDM復(fù)用器,其在同一光纖上聚集光信道。每個特定的子流在某條光纖上沿著某一路徑傳輸，并能夠到達(dá)正確的裝置或節(jié)點。
[0070]為了實現(xiàn)上述交換技術(shù)，并且?guī)椭鷾p少WDM/0TN交換機的阻塞性能，本發(fā)明的實施例包括智能控制系統(tǒng)，其能夠聰明地將子流聚集為高階流，從而最小化阻塞的概率。
[0071]本發(fā)明的實施例具有提供光-電一光(OEO)WDM交換層的緊密集成以及使用同一硬件框架的OTN交換的優(yōu)點，以便使得硬件合理化，并且因此降低占地面積、成本和功耗。
[0072]因此，對于給定的交換機容量，本發(fā)明實施例極大地減少了交換結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度、端口的數(shù)量和互連數(shù)量。
[0073]應(yīng)注意到，上述實施例是說明而不是限制本發(fā)明，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠在不背離所附權(quán)利要求的范圍的情況下設(shè)計很多備選的實施例。詞語“包括”不排除在權(quán)利要求中列出的那些之外的元件或步驟的存在，“一”不排斥多個，并且單個處理器或其它單元可以實現(xiàn)權(quán)利要求中敘述的若干單元的功能。權(quán)利要求中的任意參考標(biāo)記將不解釋為限制它們的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于使用分級數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)交換傳輸?shù)男畔⒌慕粨Q裝置，所述分級數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)至少包括第一和第二階數(shù)據(jù)流，所述交換裝置包括: 輸入級，其包括至少一個輸入交換單元； 輸出級，其包括至少一個輸出交換單元；以及 中間級，其耦合在所述輸入級和所述輸出級之間，所述中間級包括中間交換單元； 其中，所述至少一個輸入交換單元和所述至少一個輸出交換單元配置為交換包含在第二階數(shù)據(jù)流中的第一階數(shù)據(jù)流，并且其中所述中間交換單元配置為僅交換第二階數(shù)據(jù)流，其中，所述第二階數(shù)據(jù)流具有比所述第一階數(shù)據(jù)流更高的階。
2.如權(quán)利要求1所述的交換裝置，其中: 輸入交換單元耦合以接收第二階數(shù)據(jù)流的子集并且輸出第二階數(shù)據(jù)流的相應(yīng)子集； 所述中間交換單元耦合以從多個輸入交換單元的每個輸入交換單元接收至少包括第二階數(shù)據(jù)流的所述子集的多個第二階數(shù)據(jù)流，并且耦合以輸出多個第二階數(shù)據(jù)流；以及 輸出交換單元耦合以從所述中間交換單元接收第二階數(shù)據(jù)流的子集，并且輸出第二階數(shù)據(jù)流的對應(yīng)子集。
3.如權(quán)利要求2所述的交換裝置，還包括: 第一解復(fù)用單元，其耦合以接收復(fù)用的輸入信號，并且配置為將所述復(fù)用的輸入信號解復(fù)用成第二階數(shù)據(jù)流的第一輸入組，第二階數(shù)據(jù)流的所述第一輸入組至少形成由至少一個輸入交換單元的第一組接收的所述第二階數(shù)據(jù)流。
4.如權(quán)利要求2或3所述的交換裝置，還包括: 復(fù)用單元，其耦合以接收第二階數(shù)據(jù)流的第一輸出組，第二階數(shù)據(jù)流的所述第一輸出組至少包括從至少一個輸出交換單元的第一組接收的所述第二階數(shù)據(jù)流； 其中，所述復(fù)用單元配置為將第二階數(shù)據(jù)流的所述第一輸出組復(fù)用成復(fù)用的輸出信號。
5.如權(quán)利要求4所述的交換裝置，其中，控制輸出交換單元的所述第一組，使得如果輸出交換單元的輸出端口阻塞，則使用來自同一個輸出交換單元的或者輸出交換單元的所述第一組中的另一個輸出交換單元的另一個端口。
6.如前面權(quán)利要求中的任一項所述的交換裝置，其中，以有組織的方式接收包含在第二階數(shù)據(jù)流中的第一階數(shù)據(jù)流，適用于交換裝置使用。
7.如前面權(quán)利要求中的任一項所述的交換裝置，其中，形成一個輸入交換單元和/或輸出交換單元的數(shù)據(jù)流子集的第二階數(shù)據(jù)流的數(shù)量不同于形成另一個輸入交換單元和/或輸出交換單元的數(shù)據(jù)流子集的第二階數(shù)據(jù)流的數(shù)量。
8.如前面權(quán)利要求中的任一項所述的交換裝置，其中，所述中間交換單元耦合以接收和/或輸出旁路所述多個輸入交換單元和/或輸出交換單元的至少一個第二階數(shù)據(jù)流。
9.如權(quán)利要求4-8中任一項所述的交換裝置,還包括: 至少一個第二解復(fù)用單元，其耦合以接收第二復(fù)用輸入信號，并且配置為將所述第二復(fù)用輸入信號解復(fù)用成第二階數(shù)據(jù)流的第二輸入組，第二數(shù)據(jù)流的所述第二輸入組至少形成由至少一個輸入交換單元的第二組接收的所述第二階數(shù)據(jù)流；以及 至少一個第二復(fù)用單元，其耦合以接收第二階數(shù)據(jù)流的第二輸出組，第二階數(shù)據(jù)流的所述第二輸出組至少包括從至少一個輸出交換單元的第二組接收的所述第二階數(shù)據(jù)流，其中，所述第二復(fù)用單元配置為將第二階數(shù)據(jù)流的所述第二輸出組復(fù)用成第二復(fù)用輸出信號。
10.如前面權(quán)利要求中的任一項所述的交換裝置，其中，數(shù)據(jù)流的所述分級數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括光信道教據(jù)單元流ODU流。
11.如權(quán)利要求10所述的交換裝置，其中所述ODU流形成部分波分復(fù)用WDM信號。
12.如前面權(quán)利要求中的任一項所述的交換裝置，其中，所述輸入交換單元或所述輸出交換單元包括相同數(shù)量的輸入和輸出端口。
13.一種用于使用分級數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)交換傳輸?shù)男畔⒌慕粨Q裝置中的方法，所述分級數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)至少包括第一和第二階數(shù)據(jù)流，所述方法包括步驟: 在所述交換裝置的輸入級交換包含在第二階數(shù)據(jù)流中的第一階數(shù)據(jù)流，所述輸入級包括至少一個輸入交換單兀； 在所述交換裝置的中間級僅交換第二階數(shù)據(jù)流，所述中間級包括中間交換單元；以及 在所述交換裝置的輸出級交換包含在第二階數(shù)據(jù)流中的第一階數(shù)據(jù)流，所述輸出級包括至少一個輸出交換單元。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，還包括以下步驟: 在由所述中間交換單元交換之前，由所述至少一個輸入交換單元的相應(yīng)輸入交換單元將所述第二階數(shù)據(jù)流劃分為第二階數(shù)據(jù)流的至少一個子集；以及 將從所述中間交換單元接收的所述第二階數(shù)據(jù)流劃分為第二階數(shù)據(jù)流的至少一個子集用于所述至少一個輸出交換單元交換。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括以下步驟: 接收第一復(fù)用輸入信號；以及 將所述第一復(fù)用輸入信號解復(fù)用為第二階數(shù)據(jù)流的第一輸入組，第二階數(shù)據(jù)流的所述第一輸入組至少形成由至少一個輸入交換單元的第一組交換的所述第二階數(shù)據(jù)流。
16.如權(quán)利要求14或15所述的方法，還包括以下步驟: 接收第二階數(shù)據(jù)流的第一輸出組，第二階教據(jù)流的所述第二輸出組至少包括從至少一個輸出交換單元的第一組接收的所述第二階數(shù)據(jù)流；以及 將第二階數(shù)據(jù)流的所述第二輸出組復(fù)用成第一復(fù)用輸出信號。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括以下步驟: 確定所述輸出交換單元的輸出端口是否阻塞，并且，如果是； 將第二階數(shù)據(jù)流交換到同一個輸出交換單元的另一個輸出端口或者輸出交換單元的所述第一組中的另一個輸出交換單元的輸出端口。
18.如權(quán)利要求14-17中任一項所述的方法，其中，數(shù)據(jù)流的所述分級數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括光信道教據(jù)單元流ODU流。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述ODU流形成部分波分復(fù)用WDM信號。
20.一種用于控制如權(quán)利要求1-11中任一項所述的交換裝置的控制裝置，其中所述控制裝置包括: 輸入接口，用于接收第二階數(shù)據(jù)流和第一階數(shù)據(jù)流； 處理單元，適用于組織第二階數(shù)據(jù)流內(nèi)的第一階數(shù)據(jù)流以便減少所述交換裝置中阻塞的可能性；以及 輸出接口，用于輸出其中具有組織的第一階數(shù)據(jù)流的第二階數(shù)據(jù)流。
21.如權(quán)利要求20所述的控制裝置，其中，所述處理單元適用于將數(shù)據(jù)流組織成下面的一個或多個: 包括需要交換的第一階數(shù)據(jù)流的第二階數(shù)據(jù)流； 包括不需要交換的第一階數(shù)據(jù)流的第二階數(shù)據(jù)流； 具有至少一些空間能力以用于交換第一階數(shù)據(jù)流的第二階數(shù)據(jù)流。
【文檔編號】H04Q11/00GK104365114SQ201280072213
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2012年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月4日
【發(fā)明者】F·特斯塔, R·薩貝拉, M·R·卡薩諾瓦, M·利斯坦蒂, V·埃拉莫 申請人:瑞典愛立信有限公司