本发明专利技术公开了一种基于异步光分组交换的分布式边缘数据中心光接入网架构，属于光接入网领域，数据接入端将待处理的上行信号调制至预设波长，利用多波长的波分复用器对待处理的上行信号进行传输；HEM分组头提取模块对接入信号进行光分组头和净荷分离；光线路终端对光分组头进行分析得到每个待处理信号目标地址和优先级信息；延时光纤缓存每个待处理信号的净荷；光交换矩阵根据每个待处理信号目标地址确定光交换矩阵的交换状态，并根据优先级信息将每个待处理信号的净荷传输至目标地址。本发明专利技术的光接入网架构可实现大批量终端用户突发业务的随机接入，提高系统的可扩展性，能够解决同时有两个或两个以上突发任务产生波长冲突的问题。突的问题。突的问题。
【技术实现步骤摘要】
基于异步光分组交换的分布式边缘数据中心光接入网架构
[0001]本专利技术涉及光接入网
，特别涉及一种基于异步光分组交换的分布式边缘数据中心光接入网架构。
技术介绍
[0002]云计算中的数据中心通常远离大多数用户。随着网络流量的快速增长，其聚合服务模式会由于长距离网络传输和业务冲突而造成较大的传播延迟，无法有效处理大规模的延迟敏感服务。面对网络延迟和应用程序可用性的挑战，出现了边缘数据中心(EDC)。与光路交换(OCS)和光突发交换(OBS)相比，光分组交换(OPS)技术具有更精细的交换粒度、更大的容量、更透明的速率和格式，可以提高网络资源利用率。其中，异步光分组交换(AOPS)技术更适合于随机和突发业务。
[0003]随着边缘数据中心服务类型的多样化，光接入网技术也在不断变化，应用于宽带接入的无源光网络(PON)主要采用基于分光器的时分复用(TDM)技术，通过利用不同分束比的分光器，可以在不同带宽要求下实现不同系统规模的灵活配置。然而，分光器不仅会造成较大的信号衰减，缩短可传输距离，而且其较小的分束比也限制了规模和灵活性。
[0004]由于缺乏成熟的光缓冲器，电缓存已经成为高速大容量光接入网上行信号冲突解决的瓶颈。此外，由于光链路终端(OLT)远离ONU，OLT进行仲裁并使用TDM技术为每个ONU分配传输时隙，不仅会引入较大的路径延迟，也会降低灵活性。
技术实现思路
[0005]本专利技术提供一种基于异步光分组交换的分布式边缘数据中心光接入网架构，能够满足边缘计算场景下分布式、海量、异构、突发业务的交互、存储和计算需求，解决来自不同组的两个或多个信号以相同波长同时传输时发生冲突的问题。
[0006]本专利技术的实施例提供一种基于异步光分组交换的分布式边缘数据中心光接入网架构，包括：数据接入端，用于接入n
×
m个待处理的上行信号，将所述n
×
m个待处理的上行信号分为m组，将每组的n个待处理的上行信号调制至预设波长，利用多波长的波分复用器对每组的n个待处理的上行信号进行传输；m+1个HEM分组头提取模块，其中，m个HEM分组头提取模块与所述数据接入端和光交换矩阵相连，另一个HEM分组头提取模块与光线路终端相连，所述HEM分组头提取模块用于对接入信号进行光分组头和净荷分离；所述光线路终端，用于将接入的多个待处理的下行信号通过掺铒光纤放大器放大后输出到所述HEM分组头提取模块，以及接收所述HEM分组头提取模块输出的光分组头进行分析，得到每个待处理信号目标地址和优先级信息；1
×
m光分路器，所述光分路器设置在所述光交换矩阵和所述另一个HEM分组头提取模块之间；延时光纤，用于缓存每个待处理信号的净荷；所述光交换矩阵，用于接收所述HEM分组头提取模块发送的每个待处理信号的净荷以及所述光线路终端发送的每个待处理信号的目标地址和优先级信息，根据每个待处理信号目标地址确定所述光交换矩阵的交换状态，并根据所述优先级信息将每个待处理信号的净荷传输至所述目
标地址。
[0007]可选地，在本专利技术的一个实施例中，所述HEM分组头提取模块包括：按照下行信号传输方向，在HEM前加入1
×
2耦合器，在HEM后加入光环形器，1
×
2耦合器一路按照下行信号方向，将分组输入HEM，从HEM的第一端口a端口输出的净荷通过光环形器1
→
2循环继续下行进入后续模块，上行信号通过光环形器2
→
3的循环反方向进入1
×
2耦合器的另一路进行上行信号传输。
[0008]可选地，在本专利技术的一个实施例中，HEM包括：
[0009]分光耦合器、第一多模干涉仪MMI1、第二多模干涉仪MMI2、第一半导体光放大器SOA1、第二半导体光放大器SOA2；
[0010]其中，所述第一半导体光放大器SOA1和所述第二半导体光放大器SOA2分别与所述第一多模干涉仪MMI1和所述第二多模干涉仪MMI2双向连通，且所述第一半导体光放大器SOA1和所述第二半导体光放大器SOA2的载流子寿命不相等，用于实现信号放大和相位改变；
[0011]分光耦合器用于根据分光比将接入信号分为功率不等的信号光和控制光，其中所述信号光的功率小于所述控制光的功率，所述信号光接入所述第一多模干涉仪MMI1，所述控制光通过延时光纤后接入所述第二多模干涉仪MMI2；
[0012]所述第二多模干涉仪MMI2的第一输出端a与所述HEM分组头提取模块中的耦合器相连，用于输出净荷，第二输出端b与所述光线路终端相连，用于输出光分组头。
[0013]可选地，在本专利技术的一个实施例中，所述分光耦合器的分光比为95：5～99：1之间。
[0014]可选地，在本专利技术的一个实施例中，所述光线路终端包括：
[0015]边缘数据中心，用于对接收到的待处理的下行信号进行轮询；
[0016]光发模块，用于接收和发送待处理的下行信号。
[0017]可选地，在本专利技术的一个实施例中，将多个待处理信号的净荷传输至所述目标地址过程中，若不同分组净荷中的至少两个待处理信号以相同波长同时传输时，所述光交换矩阵进一步用于，根据净荷的优先级信息确定传输顺序，根据所述传输顺序传输所述多个净荷，其中，等待传输的净荷缓存在所述光交换矩阵的延时光纤中。
[0018]可选地，在本专利技术的一个实施例中，所述光交换矩阵的延时光纤的延时时间为所述光线路终端接收时间的整数倍。
[0019]可选地，在本专利技术的一个实施例中，所述光交换矩阵的延时光纤进一步用于，在所述等待传输的净荷的组数大于，所述光交换矩阵的延时光纤的个数时，将优先级最低的净荷丢弃，以使得所述等待传输的净荷个数等于，所述光交换矩阵的延时光纤个数。
[0020]本专利技术实施例的基于异步光分组交换的分布式边缘数据中心光接入网架构，可以满足接入网的应用需求，采用异步光分组交换技术及波分复用技术，可实现大批量终端用户突发业务的实时、灵活的随机接入，提高系统的可扩展性，采用本地的冲突解决方案可减小额外路径时延，能够解决同时有两个或两个以上待处理任务信号产生上行数据时产生波长冲突的问题。
[0021]本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0022]本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0023]图1为根据本专利技术实施例提供的一种基于异步光分组交换的分布式边缘数据中心光接入网架构框图；
[0024]图2为根据本专利技术实施例提供的一种基于异步光分组交换的分布式边缘数据中心光接入网架构结构示意图；
[0025]图3为根据本专利技术实施例提供的一种HEM结构示意图；
[0026]图4为根据本专利技术实施例提供的一种光环性器示意图。
具体实施方式
[0027]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于异步光分组交换的分布式边缘数据中心光接入网架构，其特征在于，包括：数据接入端，用于接入n
×
m个待处理的上行信号，将所述n
×
m个待处理的上行信号分为m组，将每组的n个待处理的上行信号调制至预设波长，利用多波长的波分复用器对每组的n个待处理的上行信号进行传输；m+1个HEM分组头提取模块，其中，m个HEM分组头提取模块与所述数据接入端和光交换矩阵相连，另一个HEM分组头提取模块与光线路终端相连，所述HEM分组头提取模块用于对接入信号进行光分组头和净荷分离；所述光线路终端，用于将接入的多个待处理的下行信号通过掺铒光纤放大器放大后输出到所述HEM分组头提取模块，以及接收所述HEM分组头提取模块输出的光分组头进行分析，得到每个待处理信号目标地址和优先级信息；1
×
m光分路器，所述光分路器设置在所述光交换矩阵和所述另一个HEM分组头提取模块之间；延时光纤，用于缓存每个待处理信号的净荷；所述光交换矩阵，用于接收所述HEM分组头提取模块发送的每个待处理信号的净荷以及所述光线路终端发送的每个待处理信号的目标地址和优先级信息，根据每个待处理信号目标地址确定所述光交换矩阵的交换状态，并根据所述优先级信息将每个待处理信号的净荷传输至所述目标地址。2.根据权利要求1所述的基于异步光分组交换的分布式边缘数据中心光接入网架构，其特征在于，所述HEM分组头提取模块包括：按照下行信号传输方向，在HEM前加入1
×
2耦合器，在HEM后加入光环形器，1
×
2耦合器一路按照下行信号方向，将分组输入HEM，从HEM的第一端口a端口输出的净荷通过光环形器1
→
2循环继续下行进入后续模块，上行信号通过光环形器2
→
3的循环反方向进入1
×
2耦合器的另一路进行上行信号传输。3.根据权利要求2所述的基于异步光分组交换的分布式边缘数据中心光接入网架构，其特征在于，HEM包括：分光耦合器、第一多模干涉仪MMI1、第二多模...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵俊，常嘉瑞，温易宸，孙小菡，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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