专利名称：光分组交换网络中多波长标记提取方法
技术领域：
本发明涉及一种光分组交换网络中多波长标记提取方法，解决光信头的提取、光信头的解析及交换信息的控制处理问题。属于光通信技术领域。
光分组交换是一种较为理想的光交换技术。光分组交换技术是将光信息分成长度一定的光载荷，然后加上承载路由信息的光分组头(光信头)构成一个具有固定格式的光信息包，即光分组进行传送，光分组交换技术具有开销少，带宽利用率高，传送信息格式透明等优点，是光交换技术发展的方向。
迄今为止，人们已经提出了几种可能的实现的光分组交换及相应的分组头提取技术。主要有副载波复用(SCM)标记交换技术，然而SCM技术从一开始就注定了必须与电结合处理。还有一种方法是让净荷数据和分组头信息分别使用不同的波长信道传输，这样路由信息的获取只需对传输头信息的信道执行光电转换即可实现。但这种方法的缺点是净荷数据和分组头信息需要占用不同的波长。Shilin Xiao等人在OFC 2001上发表了文章“Multi-wavelength label opticalswitching technology”，其中提出的多波长光标记交换技术采用与净荷载波处于同一波长信道内的不同波长光脉冲的不同组合来表示路由信息。这种方案受到广泛关注，而标记的提取和解析是这种实现方案的关键。Kit Chan等人在0FC2002上发表了“An All-Optical Packet Header Recognition Scheme forSelf-Routing Packet Networks”，文中提出了利用波分解复用器将分组头信号经串并转换后再处理的方案。在波长通道间隔较大且分组保护时间较长时，标记的提取可以采用Kit Chan的方案，用波分解复用器和高速光开关共同完成标记的提取及与净荷信息的分离，但是如果波长通道间隔窄时，就受限于波分解复用器技术和光开关技术。
为实现这样的目的，本发明的技术方案中，针对多波长标记交换技术，采用了一种新型的光标记提取方法，即采用光环行器、可调谐的布拉格光纤光栅和光探测器阵列对标记部分进行提取解析。
本发明采用的多波长标记，是将分组头信息用净荷承载波长所在的信道内的不同波长脉冲组合来标识，即利用光波的波长特性来标识路由等信息，由标记标识部分和标记信息部分组成，两部分均由不同波长的脉冲组合而成，其中标记标识是其中的一种特定的波长组合。
本发明所用可调谐光纤布拉格光栅的个数等于标记中所用的波长数目，且一个可调谐光纤布拉格光栅的反射波长对应一种脉冲波长。标记提取结构中每个光环行器(C)的一个输出端后紧跟着是一个反射波长可调的可调谐光纤布拉格光栅(Tunable-FBG)，另一个输出端连接一个光探测器(D)形成一个C-FBG-D，每个C-FBG-D之间的光程正好为 (M＞1时)比特位的延迟，其中M为标记中所用波长个数，若M为1，则不用考虑延时问题。由多个C-FBG-D形成的阵列可以对分组中的标记部分进行提取、解析，并将净荷与标记分离。信号到达时，不同波长的光信号会经过不同的延时后由相应的FBG反射到不同的探测器D上，从而完成标记的提取，由不同的时延和检测到信号的D所在位置完成对脉冲波长的识别。每个C-FBG-D之间的光程决定了所有接收比特位顺序与原始的信号比特位顺序一致。因为标记标识和标记信息组成方式相同，因而二者的检测方式也相同。当控制电路单元识别到标记识别部分后开始对标记信息部分进行提取、解析。当标记信息结束时控制电路对可调谐布拉格光纤光栅进行控制，调开光栅的反射波长到净荷承载波长通道以外的附近波长，以保证净荷信息的畅通无阻，所有通带内的信号全部可以通过。
目前光纤布拉格光栅的峰值反射率高达99.95％，且波长宽度低于10G(约为0.08nm)的全宽半幅值。因此这种方案对标记信号的检测及与净荷信息的分离都能达到很好的效果。它避免了现有波分解复用器波长间隔不能太小的问题，以及光开关的速度问题。
本发明采用的多波长标记方式，由于波长是较容易识别的光参量，波长标记方式的分组光交换的光分组头由不同波长的光脉冲构成，处理起来相对容易而且抗干扰能力强。这种标记技术，可以提高信道利用率，扩大通信容量。
本发明采用光环行器、可调谐的布拉格光纤光栅和光探测器组成阵列，对分组中的标记部分进行提取、解析，并将净荷与标记分离，在整个标记的提取过程中，不会引入因改变光信号的行走路径而产生的信号抖动，也不会因为要对信号进行分光而导致信号功率太小，减少了光信号功率的损失。
及
具体实施例方式为了更好地理解本发明的技术方案，以下结合附图对实施方式作进一步描述。
图1为本发明采用的标记时域组成示意图。
图1中，(1)为标记标识部分，(2)为标记信息部分。时域图示以时间t作为横轴，Ts为标记信息部分所占时间，Ti为标记标识部分所占时间。
图2为本发明多波长标记提取的构成原理和实施示意图。
附图1给出了一个具有固定格式的分组标记的时域组成，标记标识部分(1)和标记信息部分(2)均由不同的波长脉冲组合而成，标识部分为其中的一种特定组合。时域图示以时间t作为横轴。Ts为标记信息部分所占时间，Ti为标记标识部分所占时间。这两部分所占时间也可以由比特数来表示Ts＝Ns×TbTi＝Ni×Tb其中Ns、Ni分别为标记信息部分和标记标识部分的脉冲比特位数，Tb为每一比特脉冲时宽。
这里举一例说明，整个标记部分为七个比特位(其中标记标识部分为3位，标记信息部分为4位)，由λ1、λ2、λ3和λ4四种波长的脉冲组合而成，组合λ1λ1λ1作为标记的标识，λ1λ3λ2λ4为标记信息，附图2给出了针对以上标记设定本发明提出的多波长标记提取的构成原理及实施例。如附图2，根据设定，选用反射波长分别为λ1、λ2、λ3和λ4的四种可调谐FBG1、FBG2、FBG3和FBG4，每个FBG前面是一个光环行器和一个光探测器形成一个C-FBG-D，四个C-FBG-D之间的光程均为四分之一比特。四个光探测器的输出经控制电路FBGA到交换矩阵。信号从光环行器1进入，经过可调谐FBG1，当信号波长为FBG1的反射波长时，信号将会被反射至光环行器1从其另一输出端口到光探测器1，于是λ1波长脉冲经过四分之一比特的延迟后在D1被检测到，而其他波长的信号继续前行，依次类推，波长为λ2、λ3和λ4的脉冲信号分别经过二分之一、四分之三和一比特的延迟后在D2、D3、D4被检测到。这样从光探测器1检测到的脉冲信号的波长为λ1，从光探测器2检测到的脉冲信号的波长为λ2，光探测器3检测到的脉冲信号的波长为λ3，光探测器4检测到的脉冲信号的波长为λ4。尽管检测到的比特信号与该比特到达该检测有延时，但最少四分之一比特、最多一比特的延时保证了每个比特之间的顺序不会发生变化。当控制电路检测到连续3比特λ1便认为是标记信息即将到来，开始记录接下来检测到的每一比特信息，并将检测到的波长组合(λ1λ3λ2λ4)进行路由信息识别。当整个标记结束时，由控制电路发出指令让所有的可调谐FBG都调开，即让FBG的反射波长都调谐到净荷承载波长所在波段以外的附近波长，使净荷信息全部通过C-FBG-D阵列而不再被反射，同时滤除附近波长上的干扰。整个过程中不改变光信号的行走路径，没有分光处理，不会引入因改变光路径而产生的信号抖动，也不会因为分光而导致信号功率的降低。控制电路处理完标记信息部分获得此光分组的路由信息后正确地控制光交换模块。
权利要求
1.一种光分组交换网络中多波长标记提取方法，其特征在于采用光环行器(C)、可调谐光纤布拉格光栅(FBG)和光探测器(D)组成C-FBG-D阵列，每个光环行器(C)的一个输出端连接一个反射波长可调的可调谐光纤布拉格光栅(FBG)，另一个输出端连接一个光探测器(D)，形成的各个C-FBG-D之间的光程为 比特位的延迟，其中M＞1，为标记中所用波长个数，所用可调谐光纤布拉格光栅(FBG)的个数等于标记中所用的波长数目，且一个可调谐光纤布拉格光栅(FBG)的反射波长对应一种脉冲波长，由控制电路解析所获得的波长组合，判别净荷路由，控制交换模块。
全文摘要
一种光分组交换网络中多波长标记提取方法，采用光环行器、可调谐光纤布拉格光栅阵列和光探测器组成C－FBG－D阵列，将标记头中每一比特位对应的波长检出，各个C－FBG－D之间的光程为1/M比特位的延迟，其中M为标记中所用波长个数，所用可调谐光纤布拉格光栅的个数等于标记中所用的波长数目，且一个可调谐光纤布拉格光栅的反射波长对应一种脉冲波长。由控制电路解析所获得的波长组合，判别净荷路由，控制交换模块。本发明整个标记的提取和解析过程中，没有光信号的分割以及对光信号的行走路径的改变，不会产生信号抖动，减少了光信号功率的损失。
文档编号H04J14/02GK1398081SQ02136509
公开日2003年2月19日 申请日期2002年8月15日 优先权日2002年8月15日
发明者王建新, 曾庆济, 肖石林 申请人:上海交通大学