一种用于可调谐光装置的控制装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于可调谐光装置的控制装置及方法，所述控制装置，可以直接设置在主机以及可调谐光装置之间，不必对主机以及可调谐光装置进行专门的改造，并且可被用于缓存在波长切换过程中持续发送的数据流，持续地判断可调谐光装置波长是否切换完毕，并在切换完成后继续发送缓存的数据，有效改进波长切换过程中高速传输数据发生闪断丢失的问题，有利于降低丢包率，增强网络可靠性与稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于可调谐光装置的控制装置与方法
本专利技术涉及光连网络，尤其涉及对光互连网络中的可调谐光装置进行控制。
技术介绍
随着云计算、大数据和人工智能的迅猛发展，数据中心和超算中心承载了越来越多样化的应用，负载通信特征差异明显，不同的拓扑结构适合不同的通信特征，提高拓扑的可重构能力成为网络发展的一个重要方向。传统的电域连接的拓扑结构是固定的，难以实现动态的调整，无法对网络进行重构。光交换网络的拓扑结构不再受限于硬件的布置格局，其可以在不改变物理连接关系的情况下，通过控制和调整光路来实现拓扑重构，因而具备很好的灵活性。光波长交换技术可用于构建可重构光网络，其中可调谐光装置是光互连网络中的重要器件，通过对可调谐光装置的波长控制以切换光路是实现链路可重构性的关键。在现有技术中，可调谐激光器主要被应用于作为光源备份和替代固定波长激光器、可重构插分复用器、波长转换器、以及被用在光传感和光测量的应用中。这些传统的应用主要是利用了可调谐激光器的灵活调节能力来实现对系统的动态调谐，其中大多数场景下对于数据传输速率和光波长的切换频率并没有太高的要求，因此尽管在利用现有技术对可调谐光装置进行波长切换的过程中存在数据闪断丢失、发生丢包的情况，但可以通过上层传输协议来保证传输的正确性，例如重传数据，对整体的网络性能也不会造成太大影响。然而，在可重构光网络中，由于传输速率很高、波长切换频繁，可调谐光装置的数据闪断丢失、发生丢包会严重影响传输数据的正确性、以及光互连网络的整体稳定性，这使得可调谐半导体激光器难以被用于高速网络的应用场景中去。例如，在数据中心和超算中心的互连网络中，应用特征变换很快，波长切换频率很高，而且网络传输带宽大，可调谐光模块的丢包不容忽视，以带宽10G的以太网为例，若可调谐光装置的切换延迟需要50毫秒，这会导致该端口出现500Mb的数据的丢失，再考虑到极高的切换频率，因此虽然通过以太网的重传机制来保证传输的正确性，但会对网络性能造成极大的影响，为了保证波长切换过程中的传输性能，急需一种能够减少在可调谐光装置发生闪断从而导致丢失数据的解决方案。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种用于可调谐光装置的控制装置，包括：指令发送缓存单元，用于通过AXI-lite接口接收经由AXI总线的来自主机的波长调谐指令，以及通过AXI-IIC接口向所述可调谐光装置输出与所述波长调谐指令对应的波长控制信息；指令接收缓存单元，用于通过AXI-IIC接口接收来自可调谐光装置的切换完成指示位的信号；状态监测单元，用于监测所述指令发送缓存单元是否接收到来自所述主机的波长调谐指令，以及监测所述指令接收缓存单元是否接收到来自所述可调谐光装置的指示其已完成了物理的波长切换的切换完成指示位；数据缓存单元，用于在主机发出波长调谐指令直到所述可调谐光装置完成了物理的波长切换的时间段内，通过AXI-stream接口缓存AXI总线上尚未传输的数据；时序控制状态机，用于在所述状态监测单元监测到主机已发出了波长调谐指令之后，指示所述数据缓存单元开始缓存数据，以及用于在所述状态监测单元监测到所述可调谐光装置已完成了物理的波长切换之后，指示所述数据缓存单元将所缓存的数据通过AXI-Ethernet接口提供至所述可调谐光装置。优选地，根据所述控制装置，其中，所述时序控制状态机，还用于在所述状态监测单元监测到主机已发出了波长调谐指令之后，通过AXI-Ethernet接口向所述可调谐光装置输出读写使能信号以指示其暂停读写数据的功能，以及还用于在所述状态监测单元监测所述可调谐光装置已完成了物理的波长切换之后，通过AXI-Ethernet接口向所述可调谐光装置输出读写使能信号以指示其开启读写数据的功能。优选地，根据所述控制装置，其中，所述指令接收缓存单元，还用于在所述时序控制状态机确定主机已发出了波长调谐指令之后，通过AXI-lite接口向所述主机输出暂停发出新的数据的控制信号，以及用于在所述时序控制状态机确定所述可调谐光装置已完成了物理的波长切换之后，通过AXI-lite接口向所述主机输出恢复发出新的数据的控制信号。优选地，根据所述控制装置，其中，所述时序控制状态机，还用于在发出指示所述数据缓存单元开始缓存数据的控制信号之后又经过的一时间裕量时，指示所述状态监测单元开始监测所述指令接收缓存单元是否接收到来自所述可调谐光装置的指示其已完成了物理的波长切换的切换完成指示位；其中，所述时间裕量与所述可调谐光装置所采用的光交换器件进行物理波长切换的时间相关。一种用于可调谐光装置的控制系统，包括可调谐光装置、前述任意一项所述的用于可调谐光装置的控制装置、以及主机，其中：所述主机通过AXI总线的AXI-lite接口与所述控制装置的指令发送缓存单元连接以提供波长调谐指令，并且通过AXI总线的AXI-lite接口与所述控制装置的指令接收缓存单元连接以获取用于暂停或者恢复发出新的数据的控制信号；并且，所述AXI总线还通过AXI-stream接口与所述控制装置的数据缓存单元连接，以在主机发出波长调谐指令直到所述可调谐光装置完成了物理的波长切换的时间段内缓存AXI总线上尚未传输的数据；并且，所述可调谐光装置通过AXI-IIC接口与所述控制装置的指令发送缓存单元连接以接收与所述波长调谐指令对应的波长控制信息，并且通过AXI-IIC接口与所述控制装置的指令接收缓存单元连接以提供切换完成指示位的信号，并且通过AXI-Ethernet接口与所述控制装置的时序控制状态机连接以接收用于暂停或开启读写数据的功能的读写使能信号，并且通过AXI-Ethernet接口与所述控制装置的数据缓存单元连接以接收缓存的数据。以及，一种用于可调谐光装置的控制方法，包括：1)在监测到来自主机的波长调谐指令后，缓存当前AXI总线中尚未传输的数据；2)指示所述可调谐光装置根据所述波长调谐指令进行波长切换；3)监测所述可调谐光装置的切换完成指示位，在确定所述可调谐光装置已完成了物理的波长切换后，将缓存的尚未传输的数据提供至所述可调谐光装置。优选地，根据所述控制方法，其中，步骤2)包括：通过光模块读写使能信号指示所述可调谐光装置暂停读写数据的功能，并且通过AXI-IIC接口向所述可调谐光装置发送进行波长切换的控制信号；步骤3)包括：在确定所述可调谐光装置已完成了物理的波长切换后，通过光模块读写使能信号指示所述可调谐光装置开启读写数据的功能，并且通过AXI-Ethernet接口将所述缓存的尚未传输的数据提供至所述可调谐光装置。优选地，根据所述控制方法，其中，步骤1)包括：在监测到来自主机的波长调谐指令后，指示主机暂停发出新的数据；步骤3)包括：在完成了将缓存的尚未传输的数据提供至所述可调谐光装置的操作之后，指示主机恢复传输数据的操作。优选地，根据所述控制方法，其中，步骤2)还包括：在完成发出所述进行波长切换的控制信号的操作之后又经过的一时间裕量时，开始执行步骤3)；其中，所述时间裕量与所述可调谐光装置所采用的光交换器件进行物理波长切换的时间相关。以及，一种计算机可读存储介质，其中存储有计算机程序，所述计算机程序在被执行时用于实现所述方法。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：可完成实时的在系统的用户本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于可调谐光装置的控制装置，包括：指令发送缓存单元，用于通过AXI‑lite接口接收经由AXI总线的来自主机的波长调谐指令，以及通过AXI‑IIC接口向所述可调谐光装置输出与所述波长调谐指令对应的波长控制信息；指令接收缓存单元，用于通过AXI‑IIC接口接收来自可调谐光装置的切换完成指示位的信号；状态监测单元，用于监测所述指令发送缓存单元是否接收到来自所述主机的波长调谐指令，以及监测所述指令接收缓存单元是否接收到来自所述可调谐光装置的指示其已完成了物理的波长切换的切换完成指示位；数据缓存单元，用于在主机发出波长调谐指令直到所述可调谐光装置完成了物理的波长切换的时间段内，通过AXI‑stream接口缓存AXI总线上尚未传输的数据；时序控制状态机，用于在所述状态监测单元监测到主机已发出了波长调谐指令之后，指示所述数据缓存单元开始缓存数据，以及用于在所述状态监测单元监测到所述可调谐光装置已完成了物理的波长切换之后，指示所述数据缓存单元将所缓存的数据通过AXI‑Ethernet接口提供至所述可调谐光装置。

【技术特征摘要】
1.一种用于可调谐光装置的控制装置，包括：指令发送缓存单元，用于通过AXI-lite接口接收经由AXI总线的来自主机的波长调谐指令，以及通过AXI-IIC接口向所述可调谐光装置输出与所述波长调谐指令对应的波长控制信息；指令接收缓存单元，用于通过AXI-IIC接口接收来自可调谐光装置的切换完成指示位的信号；状态监测单元，用于监测所述指令发送缓存单元是否接收到来自所述主机的波长调谐指令，以及监测所述指令接收缓存单元是否接收到来自所述可调谐光装置的指示其已完成了物理的波长切换的切换完成指示位；数据缓存单元，用于在主机发出波长调谐指令直到所述可调谐光装置完成了物理的波长切换的时间段内，通过AXI-stream接口缓存AXI总线上尚未传输的数据；时序控制状态机，用于在所述状态监测单元监测到主机已发出了波长调谐指令之后，指示所述数据缓存单元开始缓存数据，以及用于在所述状态监测单元监测到所述可调谐光装置已完成了物理的波长切换之后，指示所述数据缓存单元将所缓存的数据通过AXI-Ethernet接口提供至所述可调谐光装置。2.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述时序控制状态机，还用于在所述状态监测单元监测到主机已发出了波长调谐指令之后，通过AXI-Ethernet接口向所述可调谐光装置输出读写使能信号以指示其暂停读写数据的功能，以及还用于在所述状态监测单元监测所述可调谐光装置已完成了物理的波长切换之后，通过AXI-Ethernet接口向所述可调谐光装置输出读写使能信号以指示其开启读写数据的功能。3.根据权利要求1或2所述的控制装置，其中，所述指令接收缓存单元，还用于在所述时序控制状态机确定主机已发出了波长调谐指令之后，通过AXI-lite接口向所述主机输出暂停发出新的数据的控制信号，以及用于在所述时序控制状态机确定所述可调谐光装置已完成了物理的波长切换之后，通过AXI-lite接口向所述主机输出恢复发出新的数据的控制信号。4.根据权利要求1或2所述的控制装置，其中，所述时序控制状态机，还用于在发出指示所述数据缓存单元开始缓存数据的控制信号之后又经过的一时间裕量时，指示所述状态监测单元开始监测所述指令接收缓存单元是否接收到来自所述可调谐光装置的指示其已完成了物理的波长切换的切换完成指示位；其中，所述时间裕量与所述可调谐光装置所采用的光交换器件进行物理波长切换的时间相关。5.一种用于可调谐光装置的控制系统，包括可调谐光装置、如权利要求1-4中任意一项所述的用于可调谐光装置的控制装置、以及主机，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：元国军，李璐，范日召，谭光明，孙凝晖，王展，邵恩，杨帆，臧大伟，张佩珩，
申请(专利权)人：中国科学院计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11