一种基于WDM光电混合的光互联网络系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于WDM光电混合的光互联网络系统，将接收光信号通过光接收端口解复用成两部分，一路光信号传输至电交换控制模块，通过光电转换成数字电信号进行处理，处理后通过电光转换为光信号；剩余光信号传输至光交换控制模块通过光开关进行波长交换；光开关的配置由本地资源模块中路由配置寄存器决定；路由配置寄存器通过电交换控制模块中读取到路由配置数据包，读取数据包中的配置信息进行路由配置，然后光发送端口重新将多路光信号通过波分复用技术复用为一路光信号进行传输。过波分复用技术复用为一路光信号进行传输。过波分复用技术复用为一路光信号进行传输。

【技术实现步骤摘要】
一种基于WDM光电混合的光互联网络系统


[0001]本专利技术属于光通信
，更为具体地讲，涉及一种基于WDM光电混合的光互联网络系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着通信网络的发展使得通信网络数据量不断增加，高速的数据传输系统成为通信网络的发展趋势。从通信网络传输介质来看，传统的通信网络大都基于电介质进行传输，从通信网络架构来看，传统的通信网络大都基于总线型，星型等网络架构，这种网络结构简单，使用方便，但是存在可拓展性差，传输容量低，传输速度慢，易干扰等特点，不利于现在通信技术的发展。
[0003]国外在上世纪八十年代就提出用光纤作为传输介质，相比与传统的电缆介质，光纤不但拥有良好的抗电磁干扰性能，而且具有传输距离远，信号带宽大等特点，同时光传输技术，特别是光波分复用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)技术的成熟，使得多个数据链路可以整合到单根光纤上进行传输，能显著提高信道容量。但由于目前技术，无法对光进行存储，没办法像电传输一样简单进行路由交换，信号再生等操作，制约了光互联网络的发展。
[0004]而针对光互联中的交换方案，目前主要采用电交换、光分支器和光交换三种交换方案，其中，在电交换方案中，节点连接链路采用波分复用光纤传输，节点内部经过波分解复用和光电转换后，采用电子交换芯片进行数据的端口交换，再经过电光转换后，经过波分复用器输出。电交换方案具有技术成熟、实现简单和工作灵活等优点，但也引进了光电转换流程，这样使时延增加，随着网络规模增大，节点增加，总的时延增加。在光分支器方案中，通过光无源器件(光分支器)将所有信号广播到每个节点，由各节点自行选择接收属于本节点的信号。同时，光分支器(反向光传输)作为光耦合器实现多路信号汇聚功能，实现了光广播及组播功能，且简单易行；但光分支器一旦设定后，难以更换配置，导致连接方式固定，网络不灵活，同时由于光分支器广播会导致光功率下降，在没有光放大器的情况下，限制网络规模。在光交换方案中，基于光交换的节点方案，是采用光交换芯片，对节点端口之间的光信号不经过光电转换，直接进行可控的连接，可解决电交换时延大和光分支器不可调的问题。通过光交换，将光信号直接连接到对应的输出端口，经过节点的时延为传输时延，可忽略不计。光交换可通过控制信号配置端口连接关系，避免了光分支器连接关系固定的问题。各端口输入的信号经过波分解复用器后分解到不同波长，在经过光交换芯片实现对各波长的端口连接关系，完成交换后，各波长再经过波分复用器复用后从端口输出。该方案具有时延小、传输无需转换、并通过对光芯片配置可以实现不同的交换场景等优点。但目前光芯片主要实现光端口交换，不支持广播和组播功能，同时波分复用器、光交换芯片以及光接口不可避免的带来光功率损耗，导致每经过一个节点光功率下降，在没有光放大器情况下，限制了传输的节点数和网络规模。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于WDM光电混合的光互联网络系统，利用WDM技术实现单纤多波长光互联数据传输，提高通信链路带宽，降低通信干扰，提高通信速率；使用光交换技术实现光多端口的交叉互换，提高了网络的通信效率；通过光电混合技术解决光交换中无法存储和广播、组播困难问题。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术一种基于WDM光电混合的光互联网络系统，其特征在于，包括：连接支持波分解复用的光接收端口和支持波分复用的光发送端口的电交换控制模块、本地资源模块和光交换控制模块；
[0007]所述光接收端口用于接收包含有N个波长的光信号，每个光接收端口将光信号解复用成N个波长信号，其中一个波长信号发送至电交换控制模块，其余N
‑
1组波长信号发送至光交换控制模块；
[0008]所述电交换控制模块包括光电转换模块、任务模块、资源调度模块和电光转换模块；
[0009]每一个光电转换模块接收对应光接收端口发送的光信号，并将其转换为电信号，然后以数据帧的形式传输给对应任务模块，任务模块读取数据帧中的目的节点ID，然后判断目的节点ID与本地资源模块中节点基本信息寄存器储存的节点ID是否相同，如果相同，则启动本地接受数据帧，如果不相同，则直接转发数据帧；
[0010]当任务模块转发数据帧时，任务模块不对数据帧进行处理，数据帧直接转发至资源调度模块；
[0011]当任务模块启动本地接受数据帧时，任务模块先读取数据帧中的命令字，再根据命令字中的指令进行对应的应答处理：
[0012]如果命令字中的指令为状态查询指令时，任务模块根据指令中需要查询的对象及查询条件进行查询，然后将查询结果作为数据部分，将本地节点ID设置为源地址，将发出查询指令的节点ID设置为目的地址，再添加新的帧头和功能指令后组成新的数据帧，并发送给资源调度模块；
[0013]如果命令字中的指令为数据配置指令时，任务模块读取数据帧中的数据部分，然后将数据部分配置给指令中需要配置的对象，配置完成后，将本地节点ID设置为源地址，将发出配置指令的节点ID设置为目的地址，再添加新的帧头和功能指令后组成新的数据帧，发送给资源调度模块；
[0014]资源调度模块接收各个数据帧，然后读取各个数据帧的功能指令，提取功能指令中的权值和数据帧来源的端口号，以权值优先和端口轮询的方式将各个数据帧调度至对应的输出端口，然后通过对应端口的电光转换模块转换为光信号，并传输至光发送端口；
[0015]所述光交换控制模块由N
‑
1组光开关组成，用于完成光接收端口中其余N
‑
1组波长信号的波长交换；其余N
‑
1组波长信号按照波长的不同，分别将不同波长的光信号输送至对应波长的光开关，然后通过本地资源模块中路由配置寄存器中的数据对各组光开关的端口交换模式进行配置，并根据配置结果分配输入端口和输出端口一一对应的连接关系，最后通过光开关将交换后光信号输送至光发送端口；
[0016]所述光发送端口将N组波长信号复用为一组光信号并发送。
[0017]本专利技术的专利技术目的是这样实现的：
[0018]本专利技术一种基于WDM光电混合的光互联网络系统，将接收光信号通过光接收端口解复用成两部分，一路光信号传输至电交换控制模块，通过光电转换成数字电信号进行处理，处理后通过电光转换为光信号；剩余光信号传输至光交换控制模块通过光开关进行波长交换；光开关的配置由本地资源模块中路由配置寄存器决定；路由配置寄存器通过电交换控制模块中读取到路由配置数据包，读取数据包中的配置信息进行路由配置，然后光发送端口重新将多路光信号通过波分复用技术复用为一路光信号进行传输。
[0019]同时，本专利技术一种基于WDM光电混合的光互联网络系统还具有以下有益效果：
[0020](1)、本专利技术通过使用WDM技术实现了单纤多波长光信号传输，提高了通信带宽，降低通信时延。
[0021](2)、节点使用光开关进行光交换，时延小，传输无需转换，通过对光芯片配置可以实现不同的交换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于WDM光电混合的光互联网络系统，其特征在于，包括：连接支持波分解复用的光接收端口和支持波分复用的光发送端口的电交换控制模块、本地资源模块和光交换控制模块；所述光接收端口用于接收包含有N个波长的光信号，每个光接收端口将光信号解复用成N个波长信号，其中一个波长信号发送至电交换控制模块，其余N
‑
1组波长信号发送至光交换控制模块；所述电交换控制模块包括光电转换模块、任务模块、资源调度模块和电光转换模块；每一个光电转换模块接收对应光接收端口发送的光信号，并将其转换为电信号，然后以数据帧的形式传输给对应任务模块，任务模块读取数据帧中的目的节点ID，然后判断目的节点ID与本地资源模块中节点基本信息寄存器储存的节点ID是否相同，如果相同，则启动本地接受数据帧，如果不相同，则直接转发数据帧；当任务模块转发数据帧时，任务模块不对数据帧进行处理，数据帧直接转发至资源调度模块；当任务模块启动本地接受数据帧时，任务模块先读取数据帧中的命令字，再根据命令字中的指令进行对应的应答处理：如果命令字中的指令为状态查询指令时，任务模块根据指令中需要查询的对象及查询条件进行查询，然后将查询结果作为数据部分，将本地节点ID设置为源地址，将发出查询指令的节点ID设置为目的地址，再添加新的帧头和功能指令后组成新的数据帧，并发送给资源调度模块；如果命令字...

【专利技术属性】
技术研发人员：周嘉润，刘国杰，许渤，邱昆，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：