由光彈性突發環交換節點構成的雙環形光交換系統的製作方法
2023-12-09 17:37:31 2
專利名稱：由光彈性突發環交換節點構成的雙環形光交換系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種屬於光纖通信技術領域的系統，具體地說，是一種由光彈性突發環交換節點構成的雙環形光交換系統。
背景技術：
光突發包交換(Optical Burst Switching--OBS)是近年來出現的一種新的光交換技術。OBS的基本原理是數據與控制信息以分割的信道傳送。OBS的邊緣節點將若干個IP分組組裝成為一個突發包，並預先發送突發包頭分組(Burst HeadPacket-BHP)，通過在每個中間節點對BHP進行光/電變換、處理、預約帶寬資源後，網絡邊緣節點再傳送組裝成為突發包的數據，數據可以始終保持在光域內，並避免了分組交換中逐一處理分組頭的麻煩，同時也避免或降低了在網絡核心節點出對光緩存的需求。環形網絡拓撲是城域網中最常採用的一種拓撲結構，具有網絡建設成本低，網絡保護能力強的特點。將OBS設備進行環形組網用於城域網是滿足城域網不斷增加的帶寬需求的一個很好的解決方案。但是由於OBS交換設備只具有少量或沒有光緩存，光突發交換環存在上環或下環突發包阻塞的問題。現在一般都是採用主動丟包或者採用令牌的方式來解決這個問題，這種方式大大降低了網絡的資源利用率。
經對現有技術文獻的檢索發現，《彈性分組環》(Resilient Packet Ring--RPR)(IEEE標準802.17，草案3.0，2004年)是一項用於城域網的交換技術。RPR的主要技術特徵有雙環形的拓撲結構；基於分組的交換方式，實現帶寬的統計復用；數據包只在源節點和目標節點之間傳送，目標節點將本地接收的數據包從環上摘除以實現網絡資源的空間復用；不同節點之間使用公平帶寬管理來獲得公平地數據發送能力；採用源路由或環回技術提供50ms級的網絡保護。RPR是一種基於電域的交換方式，每個到達節點的分組都必須經過儲存、解包、處理、打包的過程。而據統計在城域環網中每個節點所接收到的數據大約有80％左右都是轉發數據，節點處理了大量與自身無關的數據，大大限制了網絡的吞吐能力。
發明內容
本發明的目的在於克服現有OBS和RPR網絡的缺點，提出一種由光彈性突發環交換節點構成的雙環形光交換系統，使其結合OBS和RPR的優點，以滿足隨著IP業務發展對城域網帶寬不斷增加的需求。
本發明是通過以下技術方案來實現的，本發明包括多個光彈性突發環交換節點和光纖，光纖設在兩個相鄰的光彈性突發環交換節點間，多個光彈性突發環交換節點與光纖組成一個雙環型拓撲結構，在該雙環型拓撲結構的外環上，光信號按順時鐘方向發送，在該雙環型拓撲結構的內環上，光信號按逆時針方向發送。
所述的光彈性突發環交換節點具有兩個光纖輸入接口、兩個光纖輸出接口和電接口，光彈性突發環交換節點可利用電接口接入本地各種數據業務，並組裝成為突發包送達環上的其它光彈性突發環交換節點。
所述的光彈性突發環交換節點包含兩套一樣的器件，分別用於處理內、外環上的數據流，每一套器件包括第一解復用器、突發包組裝器、突發包緩存、BHP處理器、公平帶寬分配器、第一光開關矩陣、光緩存、可調諧光發射器組、BHP光電轉換器、突發包光電轉換器、第一復用器、落地數據緩存，BHP處理器與突發包緩存、公平帶寬分配器、可調諧光發射器組、光緩存、BHP光電轉換器，第一光開關矩陣相連，突發包緩存與突發包組裝器、公平帶寬分配器、BHP處理器、可調諧光發射器組相連，光緩存與第一光開關矩陣、BHP處理器、第一復用器相連接，第一光開關矩陣與第一解復用器、BHP處理器、突發包光電轉換器、光緩存相連，BHP光電轉換器與第一解復用器和BHP處理器相連，突發包光電轉換器與第一光開關矩陣、落地數據緩存連接，公平帶寬分配器與突發包組裝器、突發包緩存、BHP處理器相連，第一解復用器與入光纖、第一光開關矩陣、BHP光電轉換器連接，可調諧光發射器組與突發包緩存、BHP處理器、第一復用器相連，第一復用器與可調諧光發射器組、光緩存、出光纖相連接，落地數據緩存與突發包光電轉換器和節點的電接口相連接。
來自本地的數據將在突發包組裝器處組裝成為突發包，並進入突發包緩存等待發送。當BHP處理器根據上遊來的BHP以及當前波長選擇性存儲器中突發包存儲情況判斷當前可以進行本地數據發送時，在突發包緩存中的突發包將通過可調諧光發射器組轉為光信號進入第一復用器與其它光信號合為一路進入光纖，同時與這些突發包相對應的BHP將由BHP處理器生成，通過可調諧光發射器組發送到第一復用器與其它光信號合為一路進入光纖。來自上遊節點的BHP經過第一解復用器與其他光信號分離開，經過BHP光電轉換器變成電信號後進入BHP處理器，並在此處進行處理、判斷和修改，如果對應的光突發包目的地址是本節點，則此控制信息將被湮滅，否則此BHP在被修改並且根據對應突發包在光緩存中的延時情況經過一定時間長度的儲存後通過可調諧光發射器組轉為光信號經過第一復用器繼續向下遊發送。來自上遊的光突發包通過第一解復用器與包控制信息分離後，經過第一光開關矩陣將落地突發包和轉發突發包交換到不同的埠，其中落地突發包經過突發包光電轉換器，完成光電轉換成為電信號進入落地數據緩存中對業務加以平滑以發送給最終用戶，而轉發突發包則進入光緩存，在BHP處理器的控制下進行緩存，完成緩存的光突發包進入第一復用器繼續向下遊發送。來自下遊的公平帶寬控制信息將進入公平帶寬分配器與來自BHP處理器和突發包緩存提供的本節點帶寬利用情況進行計算，生成本節點的帶寬控制信息向上遊發送。
所述的BHP處理器是整個光彈性突發環交換節點的核心，負責生成本地上傳突發包的BHP，處理和存儲來自其它節點的BHP，確定本地突發包發送的時機與波長，並通過控制光緩存來避免由於本地突發包上傳造成的突發包阻塞。
所述的光緩存，在BHP處理器的控制下，控制不同波長的突發包被存儲的時間長度。
所述的突發包組裝器，接收本站點上環的數據業務並與突發包緩存相連接，將本地IP數據包按照不同的目的地組成長度上限為TBmax的突發包，並且按照目的地不同分別存儲在突發包緩存中。
所述的突發包緩存將突發包將完成組裝的暫時未有機會發送的本地突發包按照目的地址不同進行存儲，並在BHP處理器的控制下，將可以進行發送的突發包送達可調諧光發射器組中進行發送。
所述的第一解復用器將被復用在一起的承載BHP的控制光波與承載突發包的數據光波分離開來，將BHP光波傳送到BHP光電轉換器器中，將數據光波送到第一光開關矩陣中。
所述的BHP光電轉換器將承載在控制光波上的BHP轉換為電信號送交BHP處理器進行處理。
所述的第一光開關矩陣通過BHP處理器的控制，將位於特定波長、本節點落地的突發包和轉發突發包交換至不同的輸出埠。第一光開關矩陣的輸入埠數等於數據波長數W，其輸出口數要大於數據波長數，根據各節點的業務量需求不同，輸出埠數O_NUM的取值範圍為[W+1，2W]。其中，編號為1至W的輸出埠為轉發輸出埠，分別與一個輸入埠對應，所有不以本節點為目的節點的轉發突發包自輸入埠處可以被交換到對應的轉發輸出埠。轉發輸出埠將連接至光緩存。編號為W+1至O_NUM為落地輸出埠，任一輸入埠的光信號均可以被交換至落地輸出埠。每個落地輸出埠連接至一個突發包光電轉換器。第一光開關矩陣可以在BHP處理器的控制下將任一輸入埠的光波交換對應的轉發輸出埠或任一落地輸出埠。
所述的突發包光電轉換器將以本節點為目的地的突發包進行光電轉換，轉換為電信號提供給用戶。
所述的公平帶寬分配器通過監測本地突發包組裝部件中緩存數據、突發包緩存中數據堆積情況和由BHP處理器提供的網絡資源使用情況以及從下遊來的公平帶寬控制信息計算公平帶寬，抑制本節點或上遊節點至某個目標節點過高的數據發送量，或促使本節點或上遊節點增加數據發送量以提高帶寬使用率。
所述的可調諧光發射器組在BHP處理器的控制下，在控制光波長上發送BHP，和在合適的數據波長上將組裝完成的突發包發送出去。
所述的第一復用器將本地上環的光突發包、本地轉發的上遊站點突發包以及它們對應的BHP匯聚至出光纖中。
所述的光緩存在光彈性突發環交換節點中是一個很重要的部件，由M個第二光開關矩陣、M+1根光纖延遲線、M-1個第二復用器和M-1個第二解復用器組成。第二光開關矩陣具有兩個輸出口，分別通過長度不同的光纖延遲線連接至第二復用器。其中M為光緩存的級數。M數字越大則光緩存可以提供的時間延遲的精度越高，系統的帶寬利用率也就越高，但同時也要求使用交換速度越高的光開關矩陣並且引入更高的信號損耗。一個第二光開關矩陣的輸入埠數等於數據波長數，只有兩個輸出埠。第一級第二光開關矩陣的兩個輸出埠通過兩根長度不同的光纖延遲線連接至第一個第二復用器。其它第二光開關矩陣的兩個輸出埠中只有一個埠通過光纖延遲線連接至對應的第二復用器，另外一個埠則直接與對應的第二復用器連接。轉發突發包經過第二光開關矩陣時，根據延遲的需要被交換至兩個輸出埠之一，經過兩個不同輸出口的光突發包最終都經過第二復用器合成為一路信號。
在光彈性突發環系統中，每個突發包的最大長度是受限的，假設一個突發包最大發送時間長度為TBmax，為保障丟包率低於BURST_LOSS所需要的突發包與對應BHP之間的保證偏置時間為Toffset，一個BHP進入光彈性突發環節點後排隊和處理時間為Tproc。當光彈性突發環節點對BHP的處理能力為μ個/秒，BHP的平均到達率為λ個/秒，則Toffset與BURST_LOSS之間的關係滿足BURST_LOSS=Toffset*+1.]]>Tproc滿足Tproc=1-.]]>則光緩存必須能夠提供延遲範圍為[T，TBmax+Toffset+T]的延遲，其中T≥Tproc。不同的光彈性突發環系統可以根據使用的處理晶片的處理能力和對突發包丟包率的要求來選擇光彈性突發環節點中光纖延遲線的總長度。
在第一級第二光開關矩陣的兩個輸出埠兩個光纖延遲線的長度分別可以提供時延T和T+Tbmax+Toffset2M-1.]]>其他第N級的第二光開關矩陣的兩個埠分別與兩根時延為0和Tbmax+Toffset2M-N+1]]>的光纖延遲線連接。
本發明中光緩存的第二光開關矩陣在BHP處理器的控制下，在保證已上環突發包的丟包率低於系統設定的最大丟包率BURST_LOSS和不降低網絡資源利用率的情況下，避免產生突發包阻塞。突發包阻塞產生情況有兩種第一種是由於本地突發包上傳造成的本地突發包上環阻塞。產生的一個原因是由於本地選擇一個數據波長準備用於發送突發包後，被選擇的目標波長沒有被上遊突發包預定，但是在本地突發包BHP發出後，本地突發包發送完成前，有來自上遊突發包的BHP到達預定這個波長上與本地突發包發送時間有重疊的一個時間段；另一個可能是被光緩存存儲而滯後的突發包被來自上遊的相同波長的突發包追上了。光彈性突發環系統中各突發包和對應BHP之間的偏置時間是相同的，均為Toffset+T。因此，當出現本地突發包上環阻塞時，上遊來的轉發突發包至多比本地突發包早到達本節點輸出埠Toffset，如果到達更早則這個轉發突發包會因為追趕上對應的BHP而被丟棄。所以，光緩存提供最長為Toffset+T+TBmax的時延長度可以滿足解決上環衝突的需要。光緩存將在BHP處理器的控制下，將上遊來的突發包存儲一段時間，避開本地上環的突發包或存儲在光緩存中的突發包。這個存儲時間長度為本地突發包(或存儲的突發包)傳送完成時間減去上遊突發包到達時間。當一個突發包被光緩存延遲後，這個突發包對應的BHP被BHP處理器修改後可能也需要進行一定的延遲。對應BHP的延遲時間應以使現有BHP與突發包之間的偏置時間儘量向初始偏置時間Toffset+Tproc靠齊為準。
第二種阻塞是目標節點的下環阻塞。由於每個節點的突發包光電轉換器數目往往小於數據波長數，當在某個時刻，某個節點有多於自己突發包光電轉換器數目的突發包在不同數據波長上到達，就產生了突發包的下環阻塞問題。為解決這個問題，在系統開始工作後，各節點將在系統中廣播自己的突發包光電轉換器數目，並根據一定的規則為各個節點指定與其突發包光電轉換數相同的若干波長作為此節點的接收波長。其它節點需要向此節點發送突發包則必須在這些指定的波長上傳送。若各個節點的突發包光電轉換器數目與數據波長數相同，則不存在下還阻塞問題。
本發明使用公平帶寬分配器，根據至各目標站點的數據堆積情況來計算至不同節點的公平帶寬，保證每個節點獲得公平的接入機會。當突發包緩存器中的至某個目的地的突發包堆積至一定程度時，公平帶寬分配器將會向上遊發送控制信息以抑制上遊節點到這個目標節點的數據發送量，使本地數據能夠獲得網絡資源進行發送。當本地數據沒有堆積，並且網絡資源很空閒時，公平帶寬分配器將會向上遊節點發送控制信息，促使上遊節點增加數據發送量來提高網絡資源利用率。本發明能夠實現差異化的服務。光彈性突發環中每個服務所佔用的帶寬由公平算法限制，而端到端的時延受到突發包光緩存存儲概率的限制，可以通過向高優先級的服務提供稍多於需要的波長數量，使得服務所需的帶寬能夠被保證，並且平均的端到端時延較低。優先級最低的服務可以參與剩餘的波長競爭。本發明能夠實現高效的網絡保護，由於採用雙環的拓撲結構，可以在網絡出現故障時，將內外環上受到故障影響的業務進行倒換，即可以繞過故障點，完成重路由方式的業務保護。也可以在與故障點相鄰的兩個節點完成內外環的橋接，使原本會因為故障影響的業務通過另外一個環上的路由到達目標節點，實現環回方式的業務保護。
本發明融合了RPR與OBS的優點，光彈性突發環作為一種IP over WDM的光交換系統，交換節點只對本地下載的突發包進行解包和光電轉換，對於轉發的突發包只處理控制信息，對本地不落地的數據信息的處理完全在光域內透明地進行，實現了高速、大吞吐量的交換。同時本發明解決了OBS中難以解決的阻塞問題，使得一個光彈性突發環系統的帶寬利用率很高，並且由於在光信號的處理中只使用光纖延遲線、光開關矩陣、光復用和解復用器等完全成熟的器件，使得光彈性突發環交換節點設備簡單易實現，並且具有很低的造價。
圖1為本發明結構框2為本發明光彈性突發環交換節點的結構框3為本發明波長選擇性存儲器的結構框圖具體實施方式
實施例如圖1所示，一個光彈性突發環系統由六個光彈性突發環節點組成。每個交換節點具有兩個光纖輸入接口、兩個光纖輸出接口和電接口。相鄰節點之間通過光纖接口採用雙環光纖直連，處於外環的光纖中突發包流按順時針方向流動，內環的光纖中突發包流按照逆時針方向流動。每個站點均可接入本地業務並組裝成為突發包，再至目標站點跳數的多少選擇在內環還是外環上發送突發包至目標站點。當出現網絡故障時，只需要將受故障影響的內外環上數據流對調，或在故障相鄰節點完成內外環橋接即可實現網絡的保護功能。
如圖2所示，為簡潔起見，圖中只反映了與一個突發包發送方向相關的站點邏輯結構，即與光彈性突發環外環相關的部分。在光彈性突發環站點結構圖中，深色部分為電處理部分，淺色部分為光處理部分。電處理部分包括突發包組裝器、突發包緩存、BHP處理器、公平帶寬分配器、落地數據緩存。光處理部分包括第一解復用器、第一光開關矩陣、光緩存、可調諧光發射器組、BHP光電轉換器、突發包光電轉換器、第一復用器。所述的光彈性突發環交換節點包含兩套一樣的器件，分別用於處理內、外環上的數據流，每一套器件包括第一解復用器、突發包組裝器、突發包緩存、BHP處理器、公平帶寬分配器、第一光開關矩陣、光緩存、可調諧光發射器組、BHP光電轉換器、突發包光電轉換器、第一復用器、落地數據緩存。BHP處理器與突發包緩存、公平帶寬分配器、可調諧光發射器組、光緩存、BHP光電轉換器、第一光開關矩陣相連；突發包緩存與突發包組裝器、公平帶寬分配器、BHP處理器、可調諧光發射器組相連；光緩存與第一光開關矩陣、BHP處理器、第一復用器相連接；第一光開關矩陣與第一解復用器、BHP處理器、突發包光電轉換器、光緩存相連；BHP光電轉換器與第一解復用器和BHP處理器相連；突發包光電轉換器與第一光開關矩陣、落地數據緩存連接；公平帶寬分配器與突發包組裝器、突發包緩存、BHP處理器相連；第一解復用器與入光纖、第一光開關矩陣、BHP光電轉換器連接；可調諧光發射器組與突發包緩存、BHP處理器、第一復用器相連；第一復用器與可調諧光發射器組、光緩存、出光纖相連接；落地數據緩存與突發包光電轉換器和節點的電接口相連接。
光處理部分中無源光器件包括第一復用器、第一解復用器、光纖均可以採用現今市場上常見的器件。有源光器件包括可調諧光發射器組、BHP光電轉換器、突發包光電轉換器、第一光開關矩陣。其中可調諧光發射機組中要求有一個頻率固定在控制波長上的雷射光源和一個調諧速度在微秒量級雷射光源。當高速可調的光源造價太高時可以採用由多個不同發送波長的光源組成光發送機陣列來實現。BHP光電轉換器和突發包光電轉換器採用接收範圍覆蓋系統使用波長的光電轉換器即可，當前市場上常用產品均能滿足需要。
所述的BHP處理器是整個光彈性突發環交換節點的核心，負責生成本地上傳突發包的BHP，處理來自其它節點的BHP，確定本地突發包發送的時機與波長，並通過光緩存來避免由於本地突發包上傳造成的上環阻塞和目標節點下環阻塞。可以採用INTEL公司的x86系列CPU或其它公司的CPU以及半導體存儲器來實現。
所述的光緩存，在BHP處理器的控制下，控制不同波長的突發包被存儲的時間長度。
所述的突發包組裝器接收本站點上環的數據業務並與突發包緩存相連接，將本地IP數據包按照不同的目的地組成長度上限為TBmax的突發包，並且按照目的地不同分別存儲在突發包緩存中。
所述的突發包緩存將突發包將完成組裝的暫時未有機會發送的本地突發包按照目的地址不同進行存儲，並在BHP處理器的控制下，將可以進行發送的突發包送達可調諧光發射器組中進行發送。突發包組裝器和突發包緩存可以利用半導體存儲晶片和配套進行控制的微處理晶片來實現。
所述的第一光開關矩陣通過BHP處理器的控制將位於輸入的各波長根據其是否落地交換至不同的輸出埠。
所述的光電轉換器將處於光域的突發包或BHP轉換成為電信號。
所述的公平帶寬分配器通過監測突發包緩存中數據堆積情況和BHP處理器提供的網絡資源使用情況以及從下遊來的公平帶寬控制信息計算本地公平帶寬，抑制本節點或上遊節點至某個目標節點過高的數據發送量，或促使本節點或上遊節點增加數據發送量以提高帶寬使用率。公平帶寬分配器也是通過微處理器和半導體存儲器來實現，可以使用現有RPR路由器中相同功能的部件。
所述的第一解復用器將從上遊來的光波從復用狀態分解為多個獨立的光波長，以送達不同的地方進行處理。
所述的可調諧光發射器在BHP處理器的控制下，選擇合適的波長將組裝完成的突發包在特定的波長上發送出去。
所述的第一復用器將本地上環的光突發包、本地轉發的上遊站點突發包以及它們對應的BHP匯聚至出光纖中。
如圖3所示，光緩存由M個第二光開關矩陣、M+1根光纖延遲線、M-1個第二復用器和M-1個第二解復用器組成。其中M為光緩存的級數。M數字越大則光緩存可以提供的時間延遲的精度越高，系統的帶寬利用率也就越高，但同時也要求使用交換速度越高的光開關矩陣並且引入更高的信號損耗。一個第二光開關矩陣的輸入埠數等於數據波長數，只有兩個輸出埠。第一級第二光開關矩陣的兩個輸出埠通過兩根長度不同的光纖延遲線連接至第一個第二復用器。其它第二光開關矩陣的兩個輸出埠中只有一個埠通過光纖延遲線連接至對應的第二復用器，另外一個埠則直接與對應的第二復用器連接。轉發突發包經過第二光開關矩陣時，根據延遲的需要被交換至兩個輸出埠之一，經過兩個不同輸出口的光突發包最終都經過第二復用器合成為一路信號。
光緩存必須能夠提供延遲範圍為[T，TBmax+Toffset+T]的延遲，各個光彈性突發環節點可以根據自身的處理能力按照系統對性能的要求來選擇光纖延遲線的總長度。
在第一級第二光開關矩陣的兩個輸出埠兩個光纖延遲線的長度分別可以提供時延T和T+Tbmax+Toffset2M-1.]]>其他第N級的第二光開關矩陣的兩個埠分別與兩根時延為0和Tbmax+Toffset2M-N+1]]>的光纖延遲線連接。
第一和第二光開關矩陣可以通過多個1×2和2×2光開關與復用器/解復用器集成實現。光開關需要採用開關速度在微秒量級以下的高速光開關，現在可以選用的光開關類型有MZI光開關、全息光柵開關、聲光開關等。第一、第二復用器和解復用器沒有特別要求，當前市場上商用化產品均能滿足需要。
本發明中所採用的所有器件均可以選用完全成熟、實用化的器件，所使用的公平帶寬分配算法、信令協議等在RPR和OBS相關的資料和文獻中均進行過詳細的討論，通過針對光彈性突發環特點進行簡單的修改即可用於本系統。
權利要求
1.一種由光彈性突發環交換節點構成的雙環形光交換系統，包括多個光彈性突發環交換節點和光纖，其特徵在於，所述的光彈性突發環交換節點，包含兩套一樣的器件，分別用於處理內、外環上的數據流，每一套器件包括第一解復用器、突發包組裝器、突發包緩存、BHP處理器、公平帶寬分配器、第一光開關矩陣、光緩存、可調諧光發射器組、BHP光電轉換器、突發包光電轉換器、第一復用器、落地數據緩存，BHP處理器與突發包緩存、公平帶寬分配器、可調諧光發射器組、光緩存、BHP光電轉換器、第一光開關矩陣相連，突發包緩存與突發包組裝器、公平帶寬分配器、BHP處理器、可調諧光發射器組相連，光緩存與第一光開關矩陣、BHP處理器、第一復用器相連接，第一光開關矩陣與第一解復用器、BHP處理器、突發包光電轉換器、光緩存相連，BHP光電轉換器與第一解復用器和BHP處理器相連，突發包光電轉換器與第一光開關矩陣、落地數據緩存連接，公平帶寬分配器與突發包組裝器、突發包緩存、BHP處理器相連，第一解復用器與入光纖、第一光開關矩陣、BHP光電轉換器連接，可調諧光發射器組與突發包緩存、BHP處理器、第一復用器相連，第一復用器與可調諧光發射器組、光緩存、出光纖相連接，落地數據緩存與突發包光電轉換器和節點的電接口相連接，光纖設在兩個相鄰的光彈性突發環交換節點間，多個光彈性突發環交換節點與光纖組成一個雙環型拓撲結構，在該雙環型拓撲結構的外環上，光信號按順時鐘方向發送，在該雙環型拓撲結構的內環上，光信號按逆時針方向發送。
2.根據權利要求1所述的由光彈性突發環交換節點構成的雙環形光交換系統，其特徵是，所述的光彈性突發環交換節點，具有兩個光纖輸入接口、兩個光纖輸出接口和電接口，光彈性突發環交換節點利用電接口接入本地各種數據業務，並組裝成為突發包送達環上的其它光彈性突發環交換節點。
3.根據權利要求1所述的由光彈性突發環交換節點構成的雙環形光交換系統，其特徵是，所述的BHP處理器是整個光彈性突發環交換節點的核心，負責生成本地上傳突發包的控制信息，處理來自其它節點的BHP，確定本地突發包發送的時機與波長，並通過控制光緩存來避免由於本地突發包上傳造成的上環阻塞。
4.根據權利要求1所述的由光彈性突發環交換節點構成的雙環形光交換系統，其特徵是，所述的光緩存，在BHP處理器的控制下，控制不同波長的突發包被存儲的時間長度；所述的突發包組裝器接收本站點上環的數據業務並與突發包緩存相連接，將本地IP數據包按照不同的目的地組成長度上限為TBmax的突發包，並且按照目的地不同分別存儲在突發包緩存中；所述的BHP光電轉換器，將承載在控制光波上的BHP轉換為電信號送交BHP處理器進行處理；所述的第一光開關矩陣，通過BHP處理器的控制，將承載在不同波長上的目的地址不同的突發包交換至不同的輸出埠以進行下一步處理；所述的突發包光電轉換器，將以本節點為目的地的突發包進行光電轉換，轉換為電信號提供給用戶。
5.根據權利要求1或4所述的由光彈性突發環交換節點構成的雙環形光交換系統，其特徵是，所述的第一光開關矩陣，其輸入埠數等於數據波長數W，其輸出口數要大於數據波長數，根據各節點的業務量需求不同，輸出埠數O_NUM的取值範圍為[W+1，2W]，其中編號為1至W的輸出埠為轉發輸出埠，分別與一個輸入埠對應，所有不以本節點為目的節點的轉發突發包自輸入埠處可以被交換到對應的轉發輸出埠，轉發輸出埠將連接至光緩存，編號為W+1至O_NUM為落地輸出埠，任一輸入埠的光信號均可以被交換至落地輸出埠，每個落地輸出埠連接至一個突發包光電轉換器，第一光開關矩陣可以在BHP處理器的控制下將任一輸入埠的光波交換對應的轉發輸出埠或任一落地輸出埠。
6.根據權利要求1所述的由光彈性突發環交換節點構成的雙環形光交換系統，其特徵是，所述的公平帶寬分配器，通過檢測本地突發包緩存中數據堆積情況和由BHP處理器提供的網絡資源使用情況以及從下遊來的公平帶寬控制信息計算本地公平帶寬，抑制本節點或上遊節點至某個目標節點過高的數據發送量，或促使本節點或上遊節點增加數據發送量以提高帶寬使用率。
7.根據權利要求1所述的由光彈性突發環交換節點構成的雙環形光交換系統，其特徵是，所述的突發包緩存，將突發包將完成組裝的暫時未有機會發送的本地突發包按照目的地址不同進行存儲，並在BHP處理器的控制下，將可以進行發送的突發包送達可調諧光發射器組中進行發送。
8.根據權利要求1所述的由光彈性突發環交換節點構成的雙環形光交換系統，其特徵是，所述的第一解復用器，將從上遊來的光信號分解為承載在不同波長上的光信號，並送達不同的地方進行處理；所述的可調諧光發射器組，在BHP處理器的控制下，選擇合適的波長將組裝完成的突發包在特定的波長上發送出去；所述的第一復用器，將本地上環的光突發包、本地轉發的上遊站點突發包以及它們對應的BHP匯聚至出光纖中。
9.根據權利要求1或4所述的由光彈性突發環交換節點構成的雙環形光交換系統，其特徵是，所述的光緩存由M個第二光開關矩陣、M+1根光纖延遲線、M-1個第二復用器和M-1個第二解復用器組成，一個第二光開關矩陣的輸入埠數等於數據波長數，只有兩個輸出埠，第一級第二光開關矩陣的兩個輸出埠通過兩根長度不同的光纖延遲線連接至第一個第二復用器，其它第二光開關矩陣的兩個輸出埠中只有一個埠通過光纖延遲線連接至對應的第二復用器，另外一個埠則直接與對應的第二復用器連接，轉發突發包經過第二光開關矩陣時，根據延遲的需要被交換至兩個輸出埠之一，經過兩個不同輸出口的光突發包最終都經過第二復用器合成為一路信號。
10.根據權利要求9所述的由光彈性突發環交換節點構成的雙環形光交換系統，其特徵是，所述的光纖延遲線，在第一級第二光開關矩陣的兩個輸出埠，兩個光纖延遲線的長度分別提供時延T和 其它第N級的第二光開關矩陣的兩個埠分別與兩根時延為0和 的光纖延遲線連接。
全文摘要
一種由光彈性突發環交換節點構成的雙環形光交換系統，屬於光纖通信技術領域。本發明包括多個光彈性突發環交換節點和光纖，所述的光彈性突發環交換節點具有兩個光纖輸入接口、兩個光纖輸出接口和電接口，光彈性突發環交換節點利用電接口接入本地各種數據業務，並組裝成為突發包送達環上的其它光彈性突發環交換節點，光纖設在兩個相鄰的光彈性突發環交換節點間，多個光彈性突發環交換節點與光纖組成一個雙環型拓撲結構，在該雙環型拓撲結構的外環上，光信號按順時鐘方向發送，在該雙環型拓撲結構的內環上，光信號按逆時針方向發送。本發明融合了RPR與OBS的優點，實現高速、大吞吐量的交換。
文檔編號H04L12/437GK1719804SQ200510027939
公開日2006年1月11日 申請日期2005年7月21日 優先權日2005年7月21日
發明者許華東, 範戈 申請人:上海交通大學