专利名称：光学交换路由器的制作方法
交叉引用到的相关中请本申请可能与以下共同申请的美国专利申请有关，在此将其全部引用作为参考美国专利申请，申请号09/740,705，发明名称在一个光学通信网络中产生光学数据流的系统、装置和方法，于2000年12月19日提出申请，申请人是Bruce A.Schofield；美国专利申请，申请号09/740,706，发明名称在一个光学通信网络中舍弃和添加光学数据流的系统、装置和方法，于2000年12月19日提出申请，申请人是Bruce A.Schofield；和美国专利申请，申请号XX/XXX，XXX，发明名称在一个光学通信系统中提供通信服务的系统和装置，在同一天提出申请，共同申请人为Bruce A.Schofield、Indermohan S.Monga和StephenSuryaputra。
令人遗憾的是，通过光学通信设备通信的装置一般不能处理信息，也不能在高速光学通信设备上操作。因此，一般光学通信信号被转化成电信号以便通过该装置进行处理，并且在必要时被转换回光学信号以便通过光学通信设备传输信号。这种光学到电和电到光学的信号转换在很大程度上增加了通信路径的延迟，同时增加了装置的复杂性。
发明的简要说明根据本发明的一个特征，一种光学交换路由器执行光学开关和传统的路由。所述的光学交换路由器包括光学接口，以便与一根或多根输入光纤连接并且和一个或多个输出光纤连接；还包数个传统的路由器端口。通过所述的输入光纤接收的每一个输入的光学数据流可以有选择地通过一个或多个输出光纤或从用于传统的路由的光学通信路径被”舍弃”。可以通过路由器端口或从被”舍弃”的光学数据流接收的路由业务，可以通过光学数据流被发送，该光学数据流被”添加”到输出光纤中。所述的”添加”的光学数据可以以任一未使用的波长被加到输出光纤，包括但不仅限于被”舍弃”的光学数据流的波长。
与传统的路由器相比，使用这样的光学交换路由器的一个优点是，该光学交换路由器不用执行光学到电的转换，就可以将光学数据流从一个输入光纤传递到一个输出光纤。而且，该光学数据流是以未改变的光学的形式通过的。这从本质上消除了光学交换路由器对通过的光学数据流而进行的任何处理。
与传统的路由器相比，这样的光学交换路由器的另一个优点是，该光学交换路由器可以自动地并且动态地在通过一个输入光学数据流和舍弃该输入光学数据流之间切换，以及光学交换路由器进行本地处理。这样，该光学交换路由器可以在一个时段内通过一个光学数据流，还可以在另一个时段内舍弃光学数据流以用于本地处理。该光学交换路由器只需在那个时段将光学数据流从光学形式转换为电形式，所述的光学数据流被舍弃以便由光学交换路由器进行本地处理。
本发明的其它特征和优点将从以下公开中变得更加明显。
最佳实施例的详细说明在本发明的一个实施例中，一个光学交换路由器执行光学开关和传统的路由。所述的光学交换路由器包括光学接口，用于与一个或多个输入光纤连接，并且和一个或多个输出光纤连接；还包数个传统的路由器端口。通过所述的输入光纤接收的每一个输入光学数据流可以有选择地通过一个或多个所述的输出光纤或从光学通信路径被”舍弃”以进行传统的路由。可以通过路由器端口或从被”舍弃”的光学数据流接收的路由业务，可以通过光学数据流被发送，该光学数据流被”添加”到输出光纤中。所述的”添加”的光学数据可以以任一未使用的波长被加到所述的输出光纤，该波长包括但不仅限于被”舍弃”的光学数据流的波长。
图1是表示根据本发明的一个实施例的一个光学交换路由器100的示意图。其中，所述的光学交换路由器100包括一个或多个输入光学接口110，交换/路由逻辑120，一个或多个输出光学接口130，和数个路由器端口140。所述的光学交换路由器100通过所述的输入光学接口(110)耦接到一个或多个输入光纤，用于接收不同波长的光学数据流。所述的光学交换路由器100还可以通过所述的输出光学接口130耦接到一个或多个输出光纤，用于输出不同波长的光学数据流。所述的交换/路由器逻辑120耦接在输入光学接口110和输出光学接口(们)之间，并且还耦接到路由器端口140。所述的交换/路由逻辑120包括光学交换逻辑和传统的路由逻辑。因为每个输入光学数据流通过所述的输入光学接口110接收，所述的交换/路由逻辑120可以动态地配置为或者通过输出光学接口130将输入光学数据流传递到输出光纤，或者配置为将输入光学数据流光学通信路径中“舍弃”以进行传统的路由。交换/路由逻辑120从“舍弃”的光学数据流和路由器端口140获得可路由的信息，比如Internet协议(IP)包，并且用传统的路由技术发送可路由的信息。交换/路由逻辑120可以通过路由器端口140和/或通过一个或多个光学数据流发送该路由信息，该一个或多个光学数据流通过输出光学接口130”添加”到输出光纤。所述的”添加”的光学数据流可以以任一未使用的波长被加到所述的输出光纤，该波长包括但不仅限于被”舍弃”的光学数据流的波长。
图2表示一个根据本发明的一个实施例的一个交换/路由逻辑120的示意图。其中，交换/路由逻辑120包括光学交换逻辑210和路由逻辑240。光学交换逻辑210耦接在输入光学接口110和输出光学接口130之间。每个输入光学数据流通过所述的输入光学接口110接收，所述的光学交换逻辑210可以动态地配置为通过输出光学接口130将输入光学数据流传递到输出光纤，或者配置为通过接口220将输入光学数据流”舍弃”到路由逻辑240。该路由逻辑240通过接口220从光学交换逻辑210接收的“舍弃”的光学数据流并从路由器端口140获得可路由的信息，比如IP信息包，并且用传统的路由技术发送可路由的信息。该路由逻辑240可以通过路由器端口140发送该路由信息，和/或通过接口230发送到光学交换逻辑210，由光学交换逻辑210通过一个或多个光学数据流”添加”到输出光纤，通过输出光学接口130传输。所述的”添加”的光学数据流可以以任一未使用的波长被加到所述的输出光纤(s)，该波长包括但不仅限于被”舍弃”的光学数据流的波长。
光学开关(例如，舍弃和/或添加光学数据流)可以根据任何一种理由进行。例如，一个特定的光学数据流可以因为被路由逻辑240处理而被“舍弃”，以便实现多点传送，而在这样情况下输入光学数据流由光学交换逻辑终止并且多点传送业务由路由逻辑240根据一个预定的多点传送路由机构(例如PIM)被路由。本发明决不仅限于光学开关。
光学交换逻辑210的动态配置可以根据任一原因进行。例如，光学交换逻辑210可以根据网络条件(例如由结点/链接故障、业务量、拥塞导致的路由变化)，成本问题，应用条件，或其它的终端用户条件，动态地被配置。本发明决不仅限于光学交换逻辑210的动态配置原因。
光学交换逻辑210的动态配置可以使用任何一种机构来完成。作为其中之一例子，光学交换逻辑210可以在受路由逻辑240的控制下动态地配置，特别是当依照一个路由协议网络路由变化时，例如路由信息协议(RIP)或开放式最短路径优先(OSPF)。在另一个例子中，光学交换逻辑210可以在经营代理商(未示出)的控制下动态地配置。本发明决不仅限于实现光学交换逻辑210动态配置的这种结构。
在本发明的一个典型的实施例中，光学交换逻辑210包括数个光学添加/舍弃多路复用器器(OADM)。每个OADM通常与输入光学接口110的一个耦接，用于处理通过一个单独的输入光纤接收的输入光学数据流，并且与输出光学接口130的一个耦接，用于通过一个单独的输出光纤输出光学数据流。为了处理通过单独的输入光纤接收的输入光学数据流，OADM通常将输入光纤中的输入光学数据流解开复用。OADM配置为将特定的输入光学数据流输送到输出光纤，并且光学通信路径上”舍弃”一个或多个输入光学数据流以进行传统的路由。每个”舍弃”的光学数据流被发送到一个光学接收机，将光学数据流转换成数字形式并且发送该数字信息到路由逻辑240。光学交换逻辑210从路由逻辑240接收数个数字数据流，通过一个或多个输出光纤将其作为输出光学数据流发送。每个从路由逻辑240接收的数字数据流由一个光学发送机处理，将发送的信息从数字形式转换为具有预定波长的光学数据流并且发送该光学数据流到多个OADM中的一个。OADM将该光学数据流“添加”到输出光纤。
图3表示一个根据本发明的一个实施例的一个光学交换逻辑210的示意图。为了简化起见，图3表示一个具有一个OADM 310，一个光学接收机340和一个光学发送机350的光学交换逻辑210的实施例。应当指出，在本发明的另一个不同的实施例中，光学交换逻辑210可以(一般如此)包括多个OADM，多个光学接收机，和多个光学发送机。
如图3所示，OADM 310与输入光学接口110的一个耦接，用于处理通过一个单独的输入光纤接收的输入光学数据流，并且与输出光学接口130的一个耦接，以通过一个单独的输出光纤输出光学数据流。OADM310多路分解输入光纤的数个输入光学数据流。对于每个输入光学数据流，该OADM310可以配置为通过输出光学接口130传递输入光学数据流到输出光纤，或者配置为通过接口320将输入光学数据流”舍弃”到光学接收机340。光学接收机340，作为”舍弃”的光学数据流的一个终点运行，将”舍弃”的光学数据流转换成数字形式并且通过接口220将转换的光学数据流发送到路由逻辑240。光学发送机350通过接口230从路由逻辑240接收发送来的信息。光学发送机350将发送的信息从数字形式转换成具有预定波长的光学数据流并且通过接口330发送该光学数据流到OADM 310。OADM 310通过输出光学接口130将该光学数据流“添加”到输出光纤。
OADM310可以使用任何一种技术舍弃和添加光学数据流。一个典型的OADM310包括至少一个多路分解器，将来自输入光纤的输入光学数据多路分解，数个用于舍弃一个或多个光学数据流的装置，和数个用于添加一个或多个光学数据流的装置。OADM 310的不同的实施例在名称为“用于在一个光学通信网络中舍弃和添加光学数据流的系统、装置和方法”的相关申请中进行了描述，作为上述说明的参考。两个示意性的OADM 310实施例将参考图4-5在下面进行描述。但应当指出，本发明决不仅限于通过OADM 310舍弃和添加光学数据流的技术。
图4表示一个OADM 310的实施例，包括一个多路分解器410、一个光学添加/舍弃结构420，和一个多路复用器430。多路分解器410耦接到输入光学接口110，用于处理通过输入光纤110接收的输入光学数据流。多路分解410多路分解数个来自输入光纤110的输入光学数据流，并且将被多路分解的光学数据流输出到光学添加/舍弃结构420。
光学添加/舍弃结构420从多路分解器410接收光学数据流，并且还从接口330接收任一”添加”的光学数据流。对于每个来自多路分解器410的光学数据流，光学添加/舍弃结构420可以配置为或者将光学数据流传递到多路复用器430，或者配置为通过接口320将输入光学数据流”舍弃”到光学接收机340。光学添加/舍弃结构420还可以配置为将“添加”的光学数据流输出到多路复用器430。由于光学添加/舍弃结构420的操作，“添加”的光学数据流通常被限制为“舍弃”的光学数据流的波长。
多路复用器430从光学添加/舍弃结构420接收不同波长的光学数据流。多路复用430通过输出光学接口130组合不同的光学数据流成为一个单独的光纤。
在本发明的一个典型实施例中，光学添加/舍弃结构420是一个微电子机械系统(MEMS)，包括双面镜或双镜组合，用于有选择地传递、舍弃和添加不同波长的光学数据流。然而，本发明决不仅限于MEMS。而且，光学添加/舍弃结构420可以使用任何一种技术，包括但不仅限于微电子机械系统(MEMS)技术、微光学电子机械系统(MOEMS)技术、泡沫(bubble)(champagne)技术、铌酸锂技术、液晶技术，或其它的光学/光子交换技术。
图5表示一个OADM 310实施例，包括一个多路分解器510、一个仅进行光学舍弃的结构520，和一个外部合成器530。多路分解器510与输入光学接口110耦接，用于通过输入光纤110处理接收的输入光学数据流。多路分解器510多路分解数个来自输入光纤110的输入光学数据流，并且将被多路分解的光学数据流输出到仅进行光学舍弃的结构520。
仅进行光学舍弃的结构520接收来自多路分解器510的光学数据流。对于每个来自多路分解器510的光学数据流，仅进行光学舍弃的结构520可以配置为或者将光学数据流传递到外部合成器530，或者配置为通过接口320将输入光学数据流”舍弃”到光学接收机340。
外部合成器530从仅进行光学舍弃的结构520接收光学数据流，并且还从接口330接收任一“添加”的光学数据流。外部合成器530通过输出光学接口130组合不同的光学数据流成为一个单独的输出光纤。因为”添加”的光学数据流是在仅进行光学舍弃的结构520以外被加到光学通信路径的，该”添加”光学数据流一般不仅限于”舍弃”的光学数据流的波长。
在本发明的典型实施例中，仅进行光学舍弃的结构520是一个微电子机械系统(MEMS)，包括单面镜，用于有选择地传递和舍弃不同波长的光学数据流。然而，本发明决不仅限于MEMS。而且，光学添加/舍弃结构420可以使用任何一种技术，包括但不仅限于微电子机械系统(MEMS)技术、微光学电子机械系统(MOEMS)技术、泡沫(bubble)(champagne)技术、铌酸锂技术、液晶技术，或者其它的光学/光子交换技术。
再次参考图3，光学接收机340通过接口320耦接，用于从OADM310接收一个特定波长的”舍弃”光学数据流。光学接收机340作为一个”舍弃”光学数据流的终点运行。光学接收机340将”舍弃”的光学数据流转换成数字形式并且通过接口220发送该转换的光学数据流到路由逻辑240。
图6表示一个光学接收机340的示意图。其中，光学接收机340包括一个光学-数字转换器610和一个接收机ASIC(专用集成电路)620。光学-数字转换器610将”舍弃”的光学数据转换为数字数据流，并且通过接口630发送该数字数据流到该接收机ASIC620。接收机ASIC包括逻辑，用于通过接口630接收数字数据流，处理该数字数据流，并且通过接口220发送该处理数字数据流到路由逻辑240。
再次参考图3，光学发送机350耦接到接口230用于从路由逻辑240接收发送信息。光学发送机350通过接口230，将来自于路由逻辑240的发送信息从数字形式转换成具有预定波长的光学数据流，并且通过接口330发送该光学数据流到OADM 310。
图7表示一个光学发送机350的示意图。其中，光学发送机350包括一个数字-光转换器710和一个发射机ASIC(专用集成电路)720。该发射机ASIC 720包括逻辑，用于通过接口230处理从路由逻辑240接收的发送信息，并且通过接口730将处理过的信息到发送数字-光转换器710。数字-光转换器710通过接口730接收发送的信息，将发送的信息从数字形式转换成具有预定波长的光学数据流，并且通过接口330发送该光学数据流到OADM 310。
数字-光转换器710可以使用任何一种技术来产生具有预定波长的光学数据流。一个典型的数字-光转换器710包括一个激光器和一个外调制器，激光器用于产生一个具有预定波长的光学载体，外调制器用于调整根据数字信息的光学载体。用于产生一个具有预定波长的光学数据流的不同的实施例在发明名称为“在一个光学通信网络中用于产生光学数据流的系统、装置、和方法”的申请中进行了描述，将其作为上述说明的参考文件。数字-光转换器710的三个典型实施例将参考图8-10进行如下说明。但应当指出、本发明决不仅限于通过光学发送机350产生光学数据流。
图8表示根据本发明的一个实施例的一个数字-光转换器710，该转换器使用了一个可调的(灵活的)激光器，以便产生一个预定波长的光学数据流。其中，该数字-光转换器710包括一个可调激光器810和一个外调制器820。可调激光器810可调到任何一个数值的波长，也可以被调到预定的波长，以便以该预定的波长产生一个光学载体。外调制器820耦接，用于从可调激光器810接收光学载体并且从接口730接收发送的信息。外调制器820根据发送信息调整光学载体以便产生预定波长的光学数据流并且通过接口330将光学数据流发送到OADM 310。
图9表示根据本发明的一个实施例的一个数字-光转换器710，该转换器使用了一个固定波长激光器，并且进行数字交换以便产生预定波长的光学数据流。其中，数字-光转换器710包括N个固定波长的激光器9201-920N，分别耦接到N个外调制器9301-930N。每对激光器/调制器能产生一个且仅产生一个波长的光学数据流。一个数字交换910以预定的波长将从接口730发送的信息路由到一对激光器/调制器的外调制器。外调制器820根据发送信息光学载体调整便以预定波长的光学数据流并且通过接口330将光学数据流发送到OADM310。
图10表示根据本发明的一个实施例的一个数字-光转换器710，该转换器使用了一个固定波长激光器，并且进行光子交换以便产生预定波长的光学数据流。其中，该数字-光转换器710包括M个固定波长激光器10101-1010M和一个外调制器1030。每个固定波长的激光器/调制器能产生一个且仅产生一个波长的光学载体。一个光子交换1020将光学载体从具有预定波长的固定波长激光器路由到外调制器1030。调制器820根据通过接口730接收的发送信息调整光学载体，以便产生预定波长的光学数据流并且通过接口330将光学数据流发送到OADM 310。
在本发明的一个典型的实施例中，光学交换逻辑作为一个光纤线路卡实现，该卡可以安装在路由器中。多个光纤线路卡可以安装一个路由器中。在路由器中每个光纤线路卡通过光物质(PHY)卡与一个光学网络连接。光学PHY卡一般地至少包括输入和输出光学接口，分别用于连接输入和输出光纤。
图11表示一个光学PHY卡1110和一个在光学交换路由器中使用的光纤线路卡1120的示意图。在这一例子中，其中，光学PHY卡1110包括数个输入光学接口110和数个输出光学接口130，用于将光纤线路卡1120连接到一个光学网络。其中，光纤线路卡1120包括OADM 310、光学接收机340和光学发送机350。
应当注意的是，光学接收机340和光学发送机350例如可以位于光学PHY卡1110上，而不是光纤线路卡1120上，以便给在光纤线路卡1120上的其它元件让出位置。同时，光学PHY卡1110可以包括附加的光学接口，用于在路由器内联接其它的光学PHY卡和其它的光纤线路卡。
在本发明的不同实施例中，在光学PHY卡1110和光纤线路卡1120上的元件的配置取决于但不仅限于这些因素卡的尺寸、元件的类型(如，固定波长激光器或可调激光器、数字交换或光子交换)、元件的尺寸、光纤支持的数量、每个光纤上光学数据流的数量、光纤线路速率(即，每个光学数据流的数据传输速度)、在每个光纤上光学数据流的频率间隔、可以被舍弃和添加的光学数据流的数量和元件的成本，等等这些略举数例的要素。
一般来讲，存在一个性能、成本和元件大小间的权衡。许多元件的成本和大小通常随着增加的波长密度(即，在一个光纤上光学数据流的数量)、增加的光纤线路速率和减少的波长间隔(即，在一个光纤上光学数据流之间的间隔)而增加。同样地，波长灵活性(即，能够在不同波长而不是在固定的、预定的波长舍弃和/或添加光学数据流)通常会增加元件的成本。
尽管本发明不仅限于任何一个特定的波长密度、光纤线路速率或波长间隔，一个方便的和高效成本的光纤线路卡实现了支持两个输入光纤和两个输出光纤，每个在100 GHz的间隔上具有八个10 Gb/S的光学数据流。光学数据流的数量可以通过光学交换逻辑减少，一般地被限制在为最多两个或四个。
例如与一个具有十六个光学数据流单独的输入光纤相比，支持每个光纤有八个光学数据流的波长密度的两个输入光纤具有更加低廉的价格。即使需要两个OADM，分别用于每个输入光纤，这也是可行的，因为一般说来，二倍的波长密度(例如在光纤上波长从八个变为十六个)通常使例如光学多路分解器/多路复用器这样的元件的成本增至三倍。与一个单独的具有十六个波长的光纤相比，两个八个波长的光纤只有一个很小的额外费用需要支付。一个典型的十六个波长的多路复用器/多路分解器大约是4″×5″，而一个典型的八波长多路复用器/多路分解器大约是3″×5″。另外，两者都需要空间用于卷起光纤引出线。
由于10 GbE(千兆位以太网)的发展，10 Gb/S的行率很方便就可以达到。然而，其它的光纤线路速率(比如通用的2.5 Gb/S的行率)也可以得到支持。
100 GHz波长间隔和一个例如为50 GHz的波长间隔相比，通常前者能提供一个价格比较低廉的实现方案。比50 GHz更密的波长间隔是可以实现的，但是更加昂贵，将50 Ghz的间隔提高到100 Ghz间隔，光学多路复用器/多路分解器性能通常可以提高3到4倍，同时仅仅增加了二倍的光纤容量。另外，激光器的成本将增加以便满足比50 Ghz间隔更密的波长的稳定性要求。因此，通过使用每信道100Ghz间隔和10 Gb/S，综合比特率比2.5 Gb/S提高了4倍，同时保持了低成本波长间隔。
本发明的四个典型的实施例将在下面被论述。四个典型的实施例全部根据使用每个光纤间隔为100 GHz并具有八个10 Gb/S光学数据流的两个输入光纤实现，这两个输入光纤还具有一个附加的光纤输入，以便在一个主要的光纤出现网络/光纤故障时可以使用。光学链路假定为短期的连接。光学部件假定为″引出线″装置，并且这些引线的间隔可以等于包大小(对于较小的装置是适当的近似值，但是对较大的装置例如光学多路复用器/多路分解器，则是一个很保守的近似值)。
分别给出四个典型的实施例硬件元件的评估、成本、间隔要求(不包括控制和接口电路)。估计费用根据以下元件估计费用1×8光学多路分解器 $8 0008×1光学多路复用器 $8,0002×2光学开关$300固定波长激光器+调制器 $4,000灵活激光器+调制器 $8,000光学接收机 $1,000一个灵活的(可调的)激光器中假定为在一秒中是可调的。快速调谐通常需要更大的成本，并且它所能增加的优点不明显。
如果支持长时间连接，一个光学接收机的估计成本增加到$2，000。
在第一示意性实施例中，两个光学数据流可以在光纤线路卡中舍弃，其中的一个来自每个输入光纤。所舍弃的波长是固定的，这样它们只能通过人工地在多路分解器和复用器外部解开连接并且重接来改变。这一实施例的元件、成本、和间隔估价如下(2)1×8光学多路分解器 $16,000 (2)3″×5″+引出线60平方英寸(2)8×1光学多路复用器 $16,000 (2)3″×5″+引出线60平方英寸(2)2×2光交换 $600 (2)1″×2″+引出线8平方英寸(2)ITU激光器+调制器 $8,000 (2)2″×2″+引出线16平方英寸(2)光接收器 $2,000 (2)2″×2″+引出线 16平方英寸总计$42,600160平方英寸在第二示意性的实施例中，两个光学数据流可以在光纤线路卡中舍弃，其中一个来自每个输入光纤。该舍弃的波长是可调的，例如、由软件控制。这一实施例的元件、成本和间隔估计如下(2)1×8光学多路分解器 $16,000(2)3″×5″+引出线60平方英寸(2)8×1光学多路复用器 $16,000(2)3″×5″+引出线60平方英寸(2)2×2光交换 $600 (2)1″×2″+引出线8平方英寸(16)2×2光交换 $4,800 (16)1″×2″+引出线64平方英寸(2)1×2光耦接器 $400 (2)1″×2″+引出线8平方英寸(2)灵活的激光器+调制器 $16,000(2)2″×2″+引出线16平方英寸(1)激光器控制电路 $200 (1)2″×3″6平方英寸(2)光接收器 $2,000 (2)2″×2″+引出线16平方英寸(8)8×1光交换$2,000 (2)4″×4″+引出线32平方英寸总计 $58,000 270270平方英寸在第三个示意性实施例中，任意一个或两个输入光纤的四个光纤数据中最大的一个在光学线路卡上被舍弃(例如，从一个光纤中丢弃三个，从另一个光纤中舍弃一个)。所舍弃的波长是固定的，这样它们只能通过在多路分解器和复用器外部人工地断开连接和重接来改变。这一实施例的元件、成本、和间隔估价如下(2)1×8光学多路分解器 $16,000 (2)3″×5″+引出线60平方英寸(2)8×1光学多路复用器 $16,000 (2)3″×5″+引出线60平方英寸(2)2×2光交换器 $600(2)1″×2″+引出线8平方英寸(4)ITU激光器+调制器 $16,000 (2)2″×2″+引出线32平方英寸(4)光接收器 $4,000 (2)2″×4″+引出线32平方英寸总计$52,600192平方英寸在第四示意性实施例中，四个光学数据流可以在光纤线路卡中舍弃，两个来自每个输入光纤。该舍弃的波长是可调的，例如由软件控制。这一实施例的元件，成本，并且间隔估计如下(2)1×8光学多路分解器 $16,000 (2)3″×5″+引出线60平方英寸(2)8×1光学多路复用器 $16,000 (2)3″×5″+引出线60平方英寸(2)2×2光交换器$600(2)1″×2″+引出线8平方英寸(16)2×2光交换器 $4,800 (16)1″×2″+引出线64平方英寸(2)1×2光耦接器$200(1)1″×2″+引出线4平方英寸(2)1×4光耦接 $200(1)1″×2″+引出线4平方英寸(4)灵活的激光器+调制器 $32,000 (2)2″×2″+引出线32平方英寸(4)激光器控制电路 $200(2)2″×3″12平方英寸(4)光接收器$4,000 (2)2″×2″+引出线32平方英寸(4)8×1光交换器$4,000 (4)4″×4″+引出线 64平方英寸总计 $74,000340平方英寸根据这些估计，线路卡的光纤部分的成本和尺寸的增加在添加/舍弃的两个波长和添加/舍弃的四个波长之间并不重要。此外，使用灵活的激光器所增加的成本不是很大，但是在很大程度上增加了板面空间。然而，全部四个示意性实施例都应能够安装在单个光纤线路卡上。因此，不论支持两个舍弃/添加波长还是四个舍弃/添加波长，也无论舍弃/添加的波长是固定的还是灵活的，一个特定的实施取决于包括在光纤线路卡上的任一附加的电路/性能的庞大程度。例如，如果10Gb/S数据流的终止电路包括在光纤线路卡上，则只有能够支持两个舍弃/添加波长的元件的空间。另一方面，如果该终止电路是在其它地方(例如，在另一个线路卡上)，则将有充分地空间支持四个灵活的舍弃/添加波长的元件。
应当注意到，这些元件成本和尺寸估计的目的仅仅是用于比较。实际的元件成本和大小可以不同，并且可以变化。以往通信系统元件的成本和大小随着技术曲线的提高而趋向减少。这种在成本和尺寸上的下降可以使特定的元件配置安装在一个单独的光纤线路卡和/或以更高效成本的方式被实现。这样，例如，具有更低的元件成本和大小，可以支持更多的光纤、更高的线路速率，更密的波长间隔，更多的舍弃/添加波长，和/或附加电路/性能。因此，本发明决不仅限于任何特定的实现方案或通过元件成本或大小来约束的实现方案。
应当注意到，尽管如上所述的光交换逻辑210的典型的实施例包括一个光添加/舍弃复用器310，执行“舍弃”和“添加”功能，本发明决不仅限于来执行“舍弃”和“添加”功能的一个光添加/舍弃复用器。光交换逻辑210可以仅执行一个“舍弃”功能、一个“添加”功能，或者“舍弃”和“添加”两个功能。这样，本发明的不同的实施例可以提供将输入光学数据流舍弃而不添加新的光学数据流到输出光纤(例如，仅进行“舍弃”功能)，提供添加新的光学数据流到输出光纤而不舍弃来自输入光纤的光学数据流(仅进行“添加”功能)，或提供舍弃和添加光学数据流两个功能。
应当注意到本发明不仅限于任一特定的路由机构，路由逻辑240通过该机构对信息进行路由。在本发明的一个典型的实施例中，路由信息包括IP信息包，该信息包根据数个例如RIP或OSPF的路由协议而被路由。然而，本发明不仅限于这些或任何其它的协议。
应当注意到在此使用的术语“复用器”和″合成器″是用于论述一个光添加/舍弃复用器的两个不同的实施例。联系本发明的上下文，一个复用器是一个合成器，并且一个合成器就是一个复用器，两者将多个光学数据流集合到一个单独的输出光纤上。本发明决不仅限于使用的这些术语。
应当注意到术语，例如在此使用的“交换”和“路由器”是用于描述通讯装置和通信性能，它可以用于任何通信系统，并且不应当被认为仅限于本发明提及的特定的通讯装置类型。因此，一个通讯装置可以包括但不仅限于一个桥接器，路由器，桥接器-路由器(桥式路由器)，交换机，节点或其它的通讯装置。
本发明还可以很多的不同的形式而体现，包括但不仅限于用于处理器(例如，一个微处理器，微控制器，数字信号处理机或通用计算机)的计算机程序逻辑，用于可编程逻辑器件(例如，一个现场可编程门阵列(FPGA)或其它的PLD)的可编程逻辑，分立元件，集成电路装备(例如一个专用集成电路(ASIC))或任何其它的装置，包括它们的组合。
全部或部分实现前述的不同具体表现功能的计算机程序逻辑，包括且不仅限于一个源代码形式一个计算机可执行的形式、和各种中间形式(例如，通过一个汇编程序产生的形式、编译程序、连接程序、或定位器)。源代码可以包括以任何不同的编程语言(例如，目标代码、汇编语言、或例如Fortran、C、C++JAVA、或HTML的高级语言)的形式实现的一系列计算机程序指令，以供不同的操作系统或操作环境使用。源代码定义可以定义和各种数据结构和通信信息。源代码可以是一个计算机可执行的形式(例如，通过一个解释器)，或可以被转换成一个计算机可执行形式的源代码(例如，通过一个翻译器，汇编程序、或编译程序)。
计算机程序可以永久地或暂时地以任意一种形式(例如，源代码形式，计算机可执行的形式、或一个中间类型)被固化在一个有形的存储介质中，例如一个半导体存储器装置(例如，RAM、ROM、PROM、EEPROM、或闪速-可编程RAM)，一个磁存储器装置(例如，磁盘或硬盘)，一个光存储器装置(例如，CD-ROM)，一个PC卡(例如，PCMCIA卡)，或者其它的存储装置。计算机程序可以以任何一种形式固化在一个信号中，该信号可以使用任何一种通信技术传输到一个计算机，该技术包括但不仅限于模拟技术、数字技术、光技术、无线技术(例如蓝牙)、网络技术和网络互联技术。计算机程序可以以任何一种形式配置，作为具有附加打印或电子文件(例如压缩包软件)的活动存储介质，由一个计算机系统(例如在系统ROM或硬盘上)预加载，或通过通信系统(例如因特网或万维网)的一个服务器或电子公告板配置。
全部或部分地实现在此之前所描述的功能的硬件逻辑(包括使用可编程逻辑设备的可编程序逻辑)可以使用传统的手工方法设计，也可以使用不同的工具，例如计算机辅助设计(CAD)，硬件描述语言(例如VHDL或AHDL)，或PLD程序设计语言(例如PALASM、ABEL、或CUPL)等来设计、俘获、模拟或电子建立文档。
可编程序逻辑可以永久地或暂时地被存储在一个有形的存储介质中，例如一个半导体存储器装置(例如，RAM、ROM、PROM、EEPROM、或闪速-可编程RAM)，一个磁存储器装置(例如，磁盘或硬盘)，一个光存储器装置(例如，CD-ROM)，或者其它的存储装置。可编程序逻辑可以以任何一种形式存储在一个信号中，该信号可以使用任何一种通信技术传输到一个计算机，这种技术包括但不仅限于模拟技术、数字技术、光技术、无线技术(例如蓝牙)、网络技术、和网络互联技术。可编程序逻辑可以为具有附加打印或电子文件(例如压缩包软件)的活动存储介质，可以由一个计算机系统(例如在系统ROM或硬盘上)预加载，或通过通信系统(例如因特网或万维网)的一个服务器或电子公告板配置。
在不脱离本发明实际范围的情况下，本发明可以具体表现为其它的具体形式。所描述的实施例将仅被认为是说明性的，而非是限制性的。
权利要求
1.一种网络装置包括光学交换逻辑，耦接到数个光学接口，用于通过至少一个光纤发送或接收光学数据流；和路由逻辑，可操作地耦接到光学交换逻辑和数个端口，用于根据路由结构来路由信息，其中光学交换逻辑和路由逻辑相互操作以交换和路由信息，用于通过至少一个光纤发送或接收所述的光学数据流。
2.如权利要求1所述的网络装置，其中所述的光学交换逻辑可操作地耦接，以及通过输入光学接口从输入光纤接收输入光学数据流，并且有选择地通过输出光学接口将所述的输入光学数据流传输到输出光纤，或转递所述的输入光学数据流以使所述的路由逻辑进行处理。
3.如权利要求2所述的网络装置，其中所述的光学交换逻辑包括多路分解器，可操作地耦接，以便通过所述的输入光学接口将从所述的输入光纤接收的数个输入光学数据流中多路分解所述的输入光学数据流。
4.如权利要求3所述的网络装置，其中所述的光学交换逻辑还包括光学开关，可操作地耦接，以便从所述的多路分解器接收所述的输入光学数据流，并且通过输出光学接口将所述的输入光学数据流传输到输出光纤，或转递所述的输入光学数据流以便所述的路由逻辑进行处理。
5.如权利要求3所述的网络装置，其中所述的光学开关包括光学添加/舍弃结构。
6.如权利要求3所述的网络装置，其中所述的光学开关包括仅进行光学舍弃的结构。
7.如权利要求4所述的网络装置，其中所述的光学交换逻辑还包括光学接收机，可操作地耦接，以便从所述的光学开关接收所述的转递输入光学数据流，并且将转递的输入光学数据流转换成数字形式输入信息以便路由逻辑进行处理。
8.如权利要求7所述的网络装置，其中所述的路由逻辑有效地被耦接，以便从所述的光学接收机接收所述的数字形式输入信息，并且利用路由结构将所述的数字形式输入信息进行路由。
9.如权利要求1所述的网络装置，其中所述的路由逻辑可操作地耦接，用于发送数字形式输出信息到所述的光学交换逻辑，用于通过输出光学接口发送到输出光纤。
10.如权利要求9所述的网络装置，其中所述的光学交换逻辑可操作地耦接，以便从所述的路由逻辑接收输出的数字形式信息，并且通过所述的输出光学接口将光学数据流输出到所述的输出光纤。
11.如权利要求10所述的网络装置，其中所述的光学交换逻辑包括光学发送机，可操作地耦接，以便从所述的路由逻辑接收输出的数字形式信息，并且从数字形式信息中产生具有预定波长的输出光学数据流。
12.如权利要求11所述的网络装置，其中所述的光学发送机包括固定波长的激光器，用于产生具有预定波长的输出光学数据流。
13.如权利要求11所述的网络装置，其中所述的光学发送机包括可调激光器，可以被调整以便产生具有预定波长的输出光学数据流。
14.如权利要求11所述的网络装置，其中所述的光学交换逻辑包括光学开关，可操作地耦接，以便从所述的光学发送机接收输出光学数据流；和多路复用器器，可操作地耦接，以便从光学开关接收输出光学数据流，并且通过所述的输出光学接口将输出光学数据流添加到所述的输出光纤。
15.如权利要求14所述的网络装置，其中所述的光学开关包括光学添加/舍弃结构。
16.如权利要求11所述的网络装置，其中所述的光学交换逻辑还包括合成器，可操作地耦接，以便从所述的光学发送机接收输出光学数据流，并且通过所述的输出光学接口将输出光学数据流添加到所述的输出光纤。
17.如权利要求1所述的网络装置，其中所述的网络装置是光学交换路由器。
18.一种系统包括光学交换逻辑，耦接到数个光学接口，用于通过至少一个光纤发送或接收光学数据流；和路由逻辑，可操作地耦接到光学交换逻辑和数个端口，用于根据路由结构来路由信息，其中光学交换逻辑和路由逻辑相互操作以便交换和路由信息，用于通过至少一个光纤发送或接收所述的光学数据流。
19.如权利要求18所述的系统，其中所述的光学交换逻辑可操作地耦接，以便通过输入光学接口从输入光纤接收输入光学数据流，并且有选择地通过输出光学接口将所述的输入光学数据流传输到输出光纤或通过所述的路由逻辑转递所述的输入光学数据流以便进行处理。
20.如权利要求19所述的系统，其中所述的光学交换逻辑包括多路分解器，可操作地耦接，用于通过所述的输入光学接口将从所述的输入光纤接收的数个输入光学数据流多路分解为所述的输入光学数据流。
21.如权利要求20所述的系统，其中所述的光学交换逻辑还包括光学开关，可操作地耦接，以便从所述的多路分解器接收所述的输入光学数据流，并且有选择地通过输出光学接口传递所述的输入光学数据流到输出光纤，或通过所述的路由逻辑转递所述的输入光学数据流以便进行处理。
22.如权利要求20所述的系统，其中所述的光学开关包括光学添加/舍弃结构。
23.如权利要求20所述的系统，其中所述的光学开关包括仅进行光学舍弃的结构。
24.如权利要求21所述的系统，其中所述的光学交换逻辑还包括光学接收机，可操作地耦接，以便从所述的光学开关接收所述的转递的输入光学数据流，并且通过所述的路由逻辑将转递的输入光学数据流转换成用于处理的输入的数字形式信息。
25.如权利要求24所述的系统，其中所述的路由逻辑有效地被耦接，以便从所述的光学接收机接收所述的输入的数字形式信息，并且根据路由结构路由所述的输入的数字形式信息。
26.如权利要求18的系统，其中所述的路由逻辑可操作地耦接，用于发送数字形式输出信息到所述的光学交换逻辑，用于通过输出光学接口发送到输出光纤。
27.如权利要求26的系统，其中所述的路由逻辑可操作地耦接，用于从所述的路由逻辑接收输出的数字形式信息，并且通过所述的输出光学接口将光学数据流输出到所述的输出光纤。
28.如权利要求27的系统，其中所述的路由逻辑包括光学发送机，可操作地耦接，用于从所述的路由逻辑接收输出的数字形式信息，并且从数字形式信息中产生具有预定波长的输出光学数据流。
29.如权利要求28的所述系统，其中所述的光学发送机包括固定波长的激光器，用于产生预定波长的输出光学数据流。
30.如权利要求28所述的系统，其中所述的光学发送机包括可调激光器，被调整以便产生预定波长的输出光学数据流。
31.如权利要求28所述的系统，其中所述的光学交换逻辑还包括光学开关，可操作地耦接，用于从所述的光学发送机接收输出光学数据流；和多路复用器器，可操作地耦接，用于从光学开关接收输出光学数据流，并且通过所述的输出光学接口将输出光学数据流添加到所述的输出光纤。
32.如权利要求31所述的系统，其中所述的光学开关包括光学添加/舍弃结构。
33.如权利要求28所述的系统，其中所述的光学交换逻辑还包括合成器，可操作地耦接，以便从所述的光学发送机接收输出光学数据流，并且通过所述的输出光学接口将输出光学数据流添加到所述的输出光纤。
34.如权利要求18所述的系统，其中所述的系统是光学交换/路由系统。
35.一种在网络装置中使用的光纤线路卡，所述的光纤线路卡包括路由器端口；和光学交换逻辑，可操作地耦接，以便通过输入光学接口从输入光纤接收输入光学数据流，并且有选择地通过输出光学接口传递输入光学数据流到输出光纤，或通过的所述的路由器端口转递输入光学数据流以便路由逻辑进行处理。
36.如权利要求35所述的光纤线路卡，其中所述的光学交换逻辑包括多路分解器，可操作地耦接，用于通过所述的输入光学接口将从所述的输入光纤接收的数个输入光学数据流中多路分解所述的输入光学数据流。
37.如权利要求36所述的光纤线路卡，其中所述的光学交换逻辑还包括光学开关，可操作地耦接，用于从所述的多路分解器接收所述的输入光学数据流，并且有选择地通过输出光学接口传递所述的输入光学数据流到输出光纤，或通过路由器端口转递所述的输入光学数据流以便路由逻辑进行处理。
38.如权利要求36所述的光纤线路卡，其中所述的光学开关包括光学添加/舍弃结构。
39.如权利要求36所述的光纤线路卡，其中所述的光学开关包括仅进行光学舍弃的结构。
40.如权利要求37所述的光纤线路卡，其中所述的光学交换逻辑还包括光学接收机，可操作地耦接，用于从所述的光学开关接收所述的转递的输入光学数据流，并且将转递的输入光学数据流转换成数字形式输入信息以便路由逻辑进行处理。
41.如权利要求40所述的光纤线路卡，其中所述的路由逻辑有效地被耦接，用于从所述的光学接收机接收所述的输入的数字形式信息，并且根据路由结构路由所述的输入的数字形式信息。
42.如权利要求35所述的光纤线路卡，其中所述的路由逻辑可操作地耦接，以便通过路由器端口从所述的路由逻辑接收输出的数字形式信息，并且通过所述的输出光学接口将光学数据流输出到所述的输出光纤。
43.如权利要求42所述的光纤线路卡，其中所述的路由逻辑包括光学发送机，可操作地耦接，以便通过所述的路由器端口从所述的路由逻辑接收输出的数字形式信息，并且从数字形式信息产生预定波长的输出光学数据流。
44.如权利要求43所述的光纤线路卡，其中所述的光学发送机包括固定波长的激光器，用于产生预定波长的输出光学数据流。
45.如权利要求43所述的光纤线路卡，其中所述的光学发送机包括可调激光器，被调整以便产生预定波长的输出光学数据流。
46.如权利要求43所述的光纤线路卡，其中所述的光学交换逻辑还包括光学开关，可操作地耦接，用于从所述的光学发送机接收输出光学数据流；和多路复用器器，可操作地耦接，用于从光学开关接收输出光学数据流，并且通过所述的输出光学接口将输出光学数据流添加到所述的输出光纤。
47.如权利要求46所述的光纤线路卡，其中所述的光学开关包括光学添加/舍弃结构。
48.如权利要求43所述的光纤线路卡，其中所述的光学交换逻辑还包括合成器，可操作地耦接，用于从所述的光学发送机接收输出光学数据流，并且通过所述的输出光学接口将输出光学数据流添加到所述的输出光纤。
49.如权利要求35所述的光纤线路卡，其中所述的输入光学接口和所述的输出光学接口是光物质卡，并且其中所述的光纤线路卡还包括物质卡接口，用于将光学交换逻辑耦接到输入光学接口和输出光学接口。
50.一种用于在光学通信系统中进行多点传送的方法，所述的方法包括接收包括多点传送业务的光学数据流；终止所述的光学数据流；和使用预定多路传送路由结构路由所述的多路传送业务。
51.如权利要求50所述的方法，其中接收包括多路传送业务的光学数据流包括通过输入光纤接收所述的光学数据流。
52.如权利要求51所述的方法，其中终止所述的光学数据流包括从所述的输入光纤中舍弃所述的光学数据流；并且将多路传送业务从光学形式转换成适合于路由的数字形式。
全文摘要
一个光学交换路由器，既可以执行光学开关，也可以执行传统的路由。所述的光学交换路由器包括光学接口(110)，与一个或多个输入光纤连接，并且和一个或多个输出光纤连接，还包括数个传统的路由器端口(140)。通过所述的输入光纤接收的每一个输入光学数据流可以有选择地通过一个或多个输出光纤或从传统路由的光学通信路径中被“舍弃”。通过路由器端口(140)或从被“舍弃”的光学数据流接收的路由业务，可以通过光学数据流被发送，也就是说“添加”到输出光纤中。所述的“添加”的光学数据流可以以任一未使用的波长被加到所述的输出光纤，包括但不仅限于被“舍弃”的光学数据流的波长。
文档编号H04Q11/00GK1451211SQ01814245
公开日2003年10月22日 申请日期2001年8月15日 优先权日2000年8月15日
发明者布鲁斯·A·斯科菲尔德, 詹姆斯·V·鲁西亚尼, 迈克尔·J·克雷恩 申请人:北方电信网络有限公司