专利名称：光通信网络中的业务调度装置及其方法
技术领域：
本发明涉及通信中的业务调度技术，特别涉及光光通信网络中的业务调度技术。
背景技术：
随着科技的进步和社会的发展，通信技术在社会生产和人们生活中日益重要。为了适应多种需求，各种各样的通信技术和通信网络随之诞生。同时，业务的多样化使得通信网络需要实现高效的多业务传输。近年来，随着宽带接入互联网、移动通信、数字电视、多媒体通讯、数据存储等新兴业务的出现，通信网络中承载的数据业务需求急剧增长，尤其在大、中城市数据业务量正以每个季度翻番的速度持续发展，并且势头还非常强劲，这就对通信网络，尤其是城域网(Metropolitan Area Networks，简称“MAN”)的传输效率和资源利用率等方面提出了新的要求。通信界内的一致意见是，未来网络中传输的数据量与今天的数字网相比将是巨大的，并要求先进的日常维护和管理技术。
为构建骨干网和接入网间的桥梁，以及满足城市内和城市间业务发展的需求，城域网将成为下一轮电信建设的热点，尤其是数据业务。城域网复杂的环境对网络的建设提出种种难题，从而产生许多建设城域网的新技术。目前，新兴的城域网技术平台基于同步数字体系(Synchronous DigitalHierarchy，简称“SDH”)的同步光纤网络(Synchronous Optical Network，简称“SONET”)、弹性分组环(Resilient Packet Ring，简称“RPR”)、多协议标记交换(Multi-Protocol Label Switching，简称“MPLS”)、城域波分复用(Wavelength Division Multiplexing，简称“WDM”)等，及时缓解了一定的传输压力，但相应解决方案所存在的技术问题也随之产生带宽不够、扩容成本高、组网复杂、全网缺乏统一管理调度能力等，严重影响了城域网等通信网络的进一步发展。
针对客户层业务的多样性及复杂性，城域网技术必须向高效承载多业务方向演进。继在骨干网及长途网络中应用后，波分复用技术，特别是密集波分复用(Dense Wavelength Division Multiplexing，简称“DWDM”)也开始在城域网应用，特别是其巨大的容量、网络的扩展性及业务的可扩充性，在城域网中显示出特有的优势。它能提供高带宽并支持波长出租，核心平台对协议透明，支持网际协议(Internet Protocol，简称“IP”)、时分复用(TimeDivision Multiplexing，简称“TDM”)等多种业务，而且通过开通下一波长可以扩容并不影响已有业务。
DWDM平台为业务传输提供了巨大的带宽资源，在该平台上将承载大量各类业务，业务的传输仅希望提供一个透明通道，而不破坏业务结构。同时对业务的调度容量和灵活性也提出了要求首先，需要业务调度容量极大，可高达几十吉容量；而且要能够灵活处理各个级别的交叉、调度，例如波长级，即完成多个波长业务灵活调度；同时也可以完成基于业务级的灵活调度，例如能对客户侧所有上、下业务在网内任意调配，且不对业务标准、协议做任何的修改。
可见，无论在基于DWDM或者SDH等其他技术的城域网等现代多业务通信网络中，提升业务调度能力和是解决城域网现有问题、实现业务高效率传输和网络资源高度利用的必须途径。目前在城域网的汇聚、核心传输层面的业务调度方法主要有较低层次的交叉、复用、传输，如基于SDH的全网TDM技术，或者较高层次的波长级电交叉或者光交叉，如光分插复用(OpticalAdd/Drop Multiplexing，简称“OADM”)。
现阶段在WDM平台上只能提供简单的点到点传输，因此目前OADM环网实现以波长为单元的业务调度与管理，将任何一种不同的业务都用一个波长通道传输，在光传输网的节点将不同波长的信号进行交叉调度。
OADM系统主要有两种形态固定波长和动态可配置的OADM。如果选择某个或某些固定的波长通道进行分插复用，则称为固定波长OADM，如果分插复用的波长通道是可配置的，则称为可配置OADM。动态可配置的OADM可以实现有选择的波长信号的上下，或全部波长业务的上下。OADM只从传输设备中自由地、有选择地上下业务，而不考虑其具体内容。
无论是固定波长的OADM或者动态可配置的OADM，都是只能在波长级进行业务调度。事实上由于归属地不同的业务，需要在各个站点进行灵活的调度、上下，OADM只能用点到点一个波分传输一个业务，这样，一个十吉甚至更宽的带宽的波长通道极有可能被一个几十兆、几百兆的业务就占用，大大的浪费了波长资源。
由于在OADM环网中，不同的业务必须由不同的波长通道承载，不能对不同需求和性质的业务进行区分或者合并传输，直接限制了业务调度灵活性、传输效率和资源利用率的提高。而且，由于不同波长通道在核心传输线路上的复用，导致了波色散和损耗的产生，限制了光信号的传输质量。如果由此采用光信号放大器等器件进行补偿，则会大大增加系统复杂度和网络成本。
另外一种建立在原有的SDH平台上提供TDM交换方式的业务调度方法，也存在许多实际应用问题。由于时域的业务调度必须满足全网统一的SDH标准和定时，这对于城域网等多运营商共存的通信网络，就会产生因标准差异导致的时钟信息丢失而失去同步等致命性问题。同时，由于在同步平台上交换时钟必须同步，这样对于业务会带来损坏，时域的业务调度也不能实现业务的透明传输。在SDH操作后时钟信息不能透传等问题，丧失了WDM透传业务的基本特性，大大削弱了WDM的竞争力。
可见，由于城域网的汇聚、核心层面的业务颗粒大且饱满，业务类型多，牵涉的标准、协议多，业务量大等特性，目前的种种方法业务调度方法，均不能很好的解决目前城域网发展所面临的问题。
在实际应用中，上述方案存在以下问题波长级的调度或者同步对于透明传输的破坏，都使得城域网中带宽等网络资源的利用率低，业务传输效率低，多种业务的调度能力低，而且缺乏灵活性和高效的业务保护，严重限制了城域网等通信网络的发展。
造成这种情况的主要原因在于，当前以波长为单位的的业务调度方法，不能灵活地处理各种各样的业务，不能以统筹的方法解决网络资源分配问题，波长资源的浪费也导致了光信号的传输质量下降，大大降低了光网络的性能和实用性；而基于时分同步的业务调度方法，则不能适应多运营商共存的网络体系，不能实现业务透明传输，破坏的光网络的透明传输特性。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种光通信网络中的业务调度装置及其方法，使得各种通信网络，特别是基于光传输的城域网，能够实现业务的透明传输，实现业务的端到端管理，实现业务级的灵活调度，实现波长等网络资源的充分利用，从而提高网络容量和多业务承载能力。
为实现上述目的，本发明提供了一种光通信网络中的业务调度装置，包含控制单元、业务调度单元、分布在客户侧和线路侧的多个业务预处理单元和业务后处理单元，其中，线路侧的所述业务预处理单元用于接收来自所述线路侧的业务的光信号，进行光电转换并把单波长承载的多个业务解汇聚成多个独立业务；客户侧的所述业务预处理单元用于接收来自所述客户侧的独立业务的光信号，进行光电转换；所述业务预处理单元还用于对收到的业务进行监测，将监测到的状态信息上报给所述控制单元；
所述控制单元用于根据所述状态信息以及所述通信网络的配置信息，产生并下发控制信息给所述业务调度单元；所述业务调度单元用于根据所述状态信息，对来自所述业务预处理单元的每一个独立业务通过交叉连接处理进行业务级别的调度，将需要在本地终结的业务输出到客户侧的所述业务后处理单元，其他业务输出到线路侧的所述业务后处理单元；客户侧的所述业务后处理单元用于进行电光转换并向所述客户侧输出；线路侧的所述业务后处理单元用于进行业务汇聚和电光转换并向所述线路侧输出。
其中，所述独立业务是千兆以太网业务。
所述业务调度单元采用电交叉器件实现；所述装置采用背板走线或者电缆连接的方式实现一个节点内不同单元之间的信号传输。
所述业务调度装置应用于波分复用通信网络中。
所述业务调度装置被应用于双归属业务模型下通信网络；所述双归属业务模型下通信网络包含子速率复用系统；所述双归属业务模型下通信网络包含承载千兆以太网业务的通信网络。
所述来自线路侧的业务的光信号中至少有一个波长的光波是由4路千兆以太网信号汇聚而成的。
本发明还提供了一种光通信网络中的业务调度装置，包含控制单元、业务调度单元、分布在客户侧和线路侧的多个业务预处理单元和业务后处理单元，其中，线路侧的所述业务预处理单元用于接收来自所述线路侧的业务的光信号，进行光电转换并把单波长承载的多个业务解汇聚成多个独立业务；客户侧的所述业务预处理单元用于对来自所述业务调度单元的业务的光信号进行光电转换；所述业务预处理单元还用于对收到的业务进行监测，将监测到的状态信息上报给所述控制单元；所述控制单元用于根据所述状态信息以及所述通信网络的配置信息，产生并下发控制信息给所述业务调度单元；客户侧的所述业务后处理单元用于接收来自线路侧的所述业务预处理单元的电信号，进行电光转换；线路侧的所述业务后处理单元用于接收来自客户侧的所述业务预处理单元的电信号，进行业务汇聚处理及电光转换后输出到所述线路侧；所述业务调度单元用于根据所述控制信息，对来自所述客户侧或客户侧的所述业务后处理单元的每一个独立业务通过交叉连接处理完成业务级别的调度，将需要在本地终结的业务的光信号输出到所述客户侧，其他业务的光信号输出到客户侧的所述业务预处理单元。
其中，所述独立业务是千兆以太网业务。
所述业务调度单元采用光交叉器件实现；所述装置采用光缆实现一个节点内的不同单元之间的信号传输。
所述业务调度装置应用于波分复用通信网络中。
所述业务调度装置被应用于双归属业务模型下通信网络；所述双归属业务模型下通信网络包含子速率复用系统；所述双归属业务模型下通信网络包含承载千兆以太网业务的通信网络。
所述来自线路侧的业务的光信号中至少有一个波长的光波是由4路千兆以太网信号汇聚而成的。
本发明还提供了一种光通信网络中的业务调度方法，包含以下步骤A客户侧的业务预处理单元将来自客户侧的业务的光信号转换为电信号，并输出到业务调度单元，同时进行监测并将生成的状态信息上报给控制单元；线路侧的业务预处理单元将来自线路侧的业务的光信号转换为电信号，进行业务解汇聚，输出到所述业务调度单元，同时进行监测并将生成的状态信息上报给所述控制单元；B所述控制单元根据所述状态信息以及所述通信网络的配置信息，控制所述业务调度单元对来自客户侧和线路侧的所述业务预处理单元的电信号进行交叉连接处理，完成业务调度，将需要在本地终结的业务的电信号输出到客户侧的业务后处理单元，将其他业务的电信号输出到线路侧的业务后处理单元；C客户侧的所述业务后处理单元将来自所述业务调度单元的电信号转换为光信号，输出到客户侧；线路侧的所述业务后处理单元将来自所述业务调度单元的电信号进行业务汇聚，并转为光信号后输出到线路侧。
其中，所述业务是千兆以太网业务或由多个千兆以太网业务汇聚而成的业务。
所述来自线路侧的业务的光信号中至少有一个波长的光波是由多路数据业务信号或同步业务信号组合而成的。
所述来自线路侧的业务的光信号中至少有一个波长的光波是由4路千兆以太网信号汇聚而成的。
本发明还提供了一种光通信网络中的业务调度方法，当收到来自线路侧的业务的光信号时，包含以下步骤线路侧的业务预处理单元将该光信号转换为电信号，进行业务解汇聚处理，发送到客户侧的业务后处理单元；客户侧的所述业务后处理单元将收到的电信号转换为光信号，发送到业务调度单元；
所述业务调度单元对收到的光信号进行交叉连接处理，完成业务调度，将需要在本地终结的业务的光信号向客户侧输出，其他业务的光信号通过客户侧的业务预处理单元转换为电信号，再通过线路侧的业务后处理单元进行业务汇聚并转换为光信号后向线路侧输出；当收到来自客户侧的业务的光信号时，包含以下步骤所述业务调度单元对该光信号进行交叉连接处理，完成业务调度，发送到客户侧的所述业务预处理单元；客户侧的所述业务预处理单元将收到的光信号转换为电信号，发送到线路侧的业务后处理单元；线路侧的所述业务后处理单元对收到的电信号进行业务汇聚处理，并转化为光信号后向线路侧输出。
其中，所述业务是千兆以太网业务或由多个千兆以太网业务汇聚而成的业务。
所述来自线路侧的业务的光信号中至少有一个波长的光波是由多路数据业务信号或同步业务信号组合而成的。
所述来自线路侧的业务的光信号中至少有一个波长的光波是由4路千兆以太网信号汇聚而成的。
通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的区别在于，采用了基于空分交叉平台的空分交叉连接技术实现业务级别的业务调度，将线路信号在每个节点进行分解汇聚处理，并对分解后的不同业务信号以及上下行业务信号进行交叉处理，实现业务信号的透传和中继，并能实现各种业务的灵活调度，能够将多个不同业务在一个波长通道传输。
这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即业务级别的业务调度使得多种业务在网络中传输根据灵活、高效，多个不同业务由一个波长通道承载大大节约了网络资源，提高了资源利用率，业务信号在各个节点内的处理实现了业务端到端的管理，而业务信号在每个节点内的中继大大减小了信号在网络传输中的衰减，节省了因功率放大器件或中继器件带来的额外成本，多种容量、速率的业务的透传提高了网络容量和承载能力，可以提供快速的光层保护，提高网络的可靠性，能满足大容量、多种类、结构复杂、组织灵活的网络通信的要求。
图1是根据本发明的一个实施例的空分交叉平台的结构示意图；图2是根据本发明的一个实施例的采用电交叉器件实现的基于空分交叉连接技术的业务调度装置的结构；图3是根据本发明的一个实施例的DWDM环网中的业务调度过程；图4是一个双归属业务数据模型的网络结构及传统业务调度装置和相应网络资源分配示意图；图5是根据本发明的一个实施例的双归属业务数据模型中业务调度装置的结构和相应网络资源分配示意图；图6是根据本发明的一个实施例的采用光交叉器件实现的业务调度装置结构示意图；图7是根据本发明的一个实施例的业务调度方法的流程图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
本发明提出一种通过空分交叉连接技术实现的，基于业务级透明、高效的业务调度装置和方法，能满足业务快速、灵活的在各个层面进行任意调度的要求，可以应用于各种通信网络，尤其是基于光传输的城域网。
在本发明的一个实施例中，针对光传输的城域网提出的大容量、透明传输和交叉连接的要求，提供了一种基于业务级的空分交叉平台实现业务调度的技术解决方案。
下面参照图1详细阐述所述业务级的空分交叉平台的各个组成部分。空分交叉平台由业务接口单元101、空分交叉单元102和WDM单元103三个部分组成。
其中，业务接口单元101，用于完成与客户侧的业务接口，常见有功能有光电转换、性能监视、码型转换等，经过该模块处理后把业务无损耗传递到空分交叉单元102；空分交叉单元102，用于实现业务的透明传输，既能满足WDM透明传输这一重要特性，又可以完成业务的任意交叉，可以把业务接口单元101送来的任意业务交换到WDM单元103的任意波长上去，非常灵活完成了业务调度功能，并且为业务提供非常完善的保护路由；WDM单元103，由多个协议接口部分104和一个光接口部分105组成，协议接口部分104完成相应协议下的业务封装、映射，而光接口部分105则完成WDM光波分复用和解复用。先由协议接口部分104把从空分交叉单元102送来的无损业务信号进行各种协议的封装、映射成帧，这些协议可以是通用成帧规程(Generic Framing Procedure，简称“GFP”)、高级数据链路规程(High Digital Link Control，简称“HDLC”)、链路访问规程SDH(LinkAccess Procedure-SDH，简称“LAPS”)等，然后再转换为定波长的光信号，由光接口部分105复用到光纤信道进行传输。
熟悉本领域的技术人员可以理解，将上述空分交叉平台的WDM单元103改为用其他各种物理层接口实现，即可应用于其他类型的通信网络，而不影响本发明的实质和范围。
在本发明的一个实施例中，在上述空分交叉平台上，采用电交叉器件实现了基于空分交叉连接技术的业务调度装置。
图2示出了采用电交叉器件实现的基于空分交叉连接技术的业务调度装置的结构。按照信号流向，分别为业务预处理单元201、业务调度单元203、业务后处理单元202，而控制单元204和其他三个单元连接。其中针对于双向信号处理，在客户侧和线路侧均都有业务预处理单元201和业务后处理单元202，图中为了表示简单，将同一侧的业务预处理单元201和业务后处理单元202画在一起，而实际应用中，往往也将两个单元捆绑在一起。该空分交叉连接装置，在客户侧与多个客户信号相连，在线路侧与光传输网络的多个光传输单元(Optical Transmission Unit，简称“OTU”)相连。这样，客户的上下行信号均经过空分交叉装置处理，既可以将多个业务信号合并在一个波长发送，也能实现从一个经过该节点的网络信号中分解出到达本节点的业务信号并透传其他业务信号，完成客户与网络的多种业务调度。
在业务调度过程中，当从客户侧上行到线路侧时，客户侧信号1～n经过客户侧的业务预处理单元201光电转换之后，变成电信号输出给业务调度单元203；同时业务预处理单元201同时对客户侧业务信号进行监测，产生状态信息205送给控制单元204；控制单元204根据接收到的状态信息205及所收集的网络配置信息，产生相应的控制信息206下发给业务调度单元203；业务调度单元203根据接收到的控制信息206对收到的客户侧业务信号进行交叉连接处理，输出给不同的线路侧业务后处理单元202，产生线路信号给相应OTU，即信号OTU1～OTUk。
同样的，从线路侧的输入的网络信号经过线路侧的业务预处理单元201，解汇聚成多个业务信号，同时对业务信号进行监测，产生状态信息205送给控制单元204，控制单元204根据接收到的状态信息205及收集的网络配置信息，产生相应的控制信息206下发给业务调度单元203；业务调度单元203对业务信号进行交叉连接处理，输出给客户侧的业务后处理单元202或线路侧的业务后处理单元202进行后续操作。
上述基于交叉连接处理的业务调度装置，可以实现业务级的调度功能。比如，来自线路侧的OTU1网络信号中，可能包含多个业务信号，将这些业务信号经过线路侧的业务预处理单元201可以分解成单个的业务信号；于是在控制单元204就可以判断那些业务信号到达本节点，并发相应控制信息206；而在业务调度单元203中，根据控制单元204提供的控制信息206，将需要在本地终结的业务信号送给客户侧的相应业务后处理单元202，由业务后处理单元202经过电光转换送给对应客户端；另外，业务调度单元203还将其他需要通过本站透传的业务信号，以及从本地上载的客户信号，则送给相应的其他的线路侧业务后处理单元202继续在网络中传输。可见，由于采用这种交叉处理，对经过本站透传的业务信号与本站上载的业务信号，都经过电的解析汇聚处理，避免了业务信号因穿通的中间站点过多而引起的信号劣化的问题，就可以省去昂贵的中继处理单元；同时，由于业务调度是在业务级别进行的，实现了波长通道的共用和业务的灵活上、下行，大大提高了网络资源利用率。
在本发明的一个较佳实施例中，采用了背板走线或者电缆实现了在一个节点内的不同客户信号从一块单板传送到另一块单板的传输，比如上述实施例中，本节点的透传信号需要从不同OTU穿通，就可以采用背板走线或者电缆实现一块单板到另一块单板的传输。
为进一步详细阐述本发明的业务调度装置和方法，图3示出了在本发明的一个实施例中，在一个四节点的DWDM环网中业务调度过程。
如图3所示，在由节点301、节点302、节点303和节点304四个节点组成双向环网中，外环沿逆时针方向，内环沿顺时针方向，环中存在若干客户信号。图中只画出了节点301的业务调度装置的内部框图，其他站点类似。
节点301包含两个OTU 305、306，分别与环网的上下相连节点相连。OTU305与节点302相连，从外环接收节点302发来的信号，从内环发送节点301的信号给节点302；OTU306与节点303相连，从内环接收节点303发来的信号，从外环发送节点301的信号给节点303。
下面详细阐述图3中节点301的业务调度机制，当外环中从节点302传送到OTU305的线路信号中，包含了从节点302到节点301的业务信号321和从节点302到节点303的业务信号323，该线路信号经过光转发单元OTU305所对应的业务预处理单元的处理之后，分解成单独的客户信号；然后由交叉单元和控制单元，按照上述业务调度机制，将其中在节点301终结的客户信号321交叉传送到客户侧业务后处理单元，在节点301下载；同时，需要从节点301传送到节点303的客户信号313，在经过预处理单元及交叉单元等处理，与需要透传的业务信号323一起，经过业务后处理单元汇聚成线路信号，最后通过OTU306输出到光纤线路中。
同样的，对于从节点303经内环传送到节点301的线路信号进行类似的处理，即将从节点303到节点301的业务信号331和从节点303到节点302的业务信号332进行分解，将业务信号331在节点301下载，而将节点301到节点302的客户信号312与业务信号332一起汇聚成线路信号继续传送到节点302。
可见上述业务调度过程是业务级别的调度，完全可以将多个业务信号封装在一个波长通道传输。比如，上述业务信号321和业务信号323，虽然目的节点不同业务信号321在节点301终结，而业务信号323在节点303终结；但由于业务级别的调度在每个节点都进行的分解、汇聚和中继业务信号321在节点301分解并下载，而业务信号323继续透传；因此，在节点302到节点301只需要一个波长通道就传输多种不同业务。
在本发明的另一个实施例中，采用空分交叉连接技术，在子速率系统中实现了业务调度，并且与原方法进行了对比，有较大的优势。比如，针对在发明《一种子速率复用方法、装置和系统》(中国专利申请号为“200410003052.0”)中提供的4个GE信号透明映射进5G线路单元的系统，结合本发明的空分交叉连接技术，就可以实现GE业务的灵活高效的调度。
根据发明《一种子速率复用方法、装置和系统》，图4示出了一个双归属数据业务模型的网络结构，以及在采用传统业务调度方法的情况下，节点OTU结构框图和波长资源分配情况。
如图4a所示，在这个双归属业务模型中，节点401、节点402为归属节点，节点403、节点404、节点405和节点406为从节点，每个从节点与归属节点之间都存在一个GE业务。
如图4b所示，原业务调度方法下的传统节点结构中，每个OTU只能实现各自GE业务的波长转换功能，因此每个从节点与每一个归属节点之间都需要一个波长通道。于是对于4个从节点的接入情况，一共需要8个波长才能完成所有从节点与归属节点之间的通信。
图4c示出了波长资源在所述双归属业务模型中的分配情况。可见，在原业务调度方法下，每个波长只能承载1个GE业务，带宽利用率低。而且在这种应用中，每个波长通道中，只有在通道两端节点进行进行信号分析处理，而在中间节点则需要进行光的波分复用和解复用处理。比如，节点C到节点B的GE2业务，经过节点D、E、F时，必须先使用光的解复用器将该业务信号解复用成波长λ2，再与其他穿通波长信号一起进行复用，合成多波长信号。每个节点的处理都需如此操作。因此，由于光纤衰减及光复用器/解复用器的插入损耗，将引起光信号功率降低，传输质量下降。在实际应用中，往往进行适当的光功率放大，才能克服接收端由于光功率过低导致无法正确接收的问题，这样就增加了系统复杂度和网络成本，降低系统稳定性。
而采用空分交叉连接技术实现GE业务信号的调度，就可以克服上述带宽利用率低和使用昂贵放大器的缺点，增加GE业务信号调度的灵活性。实际应用中发现，在相同的配置情况下，只需要使用1个波长就可以同时处理8个GE业务。图5示出了根据本发明的一个实施例的采用空分交叉连接技术实现的双归属数据业务模型中业务调度装置，及其相应网络资源分配情况。
图5a示出了根据本发明的一个实施例的在子速率复用系统中采用空分交叉实现GE业务调度的节点装置结构图。在由2个归属节点节点501和节点502，4个从节点节点503、节点504、节点505、节点506组成的网络中，每个从节点除了上下本地产生和终结的GE业务外，还完成对其他经过其他节点GE业务的穿通功能。
参照图5a，以从节点503的业务调度装置为例，说明业务调度处理过程。在系统两侧，与归属节点501相连的5G线路信号中包含有4个GE信号，GE1、3、5、7，与归属节点502相连的5G线路信号中包含有4个GE信号，GE2、4、6、8，其中每个GE信号包括上行和下行两个通道。这样每个从节点都与每个归属节点之间存在一个上下行GE信号。例如，节点503与节点501之间GE业务信号为GE1，节点503与节点502之间的GE业务信号为GE2。在这个双向环网中，每个节点都将GE信号往归属节点发送或者从归属节点下行。而每个节点的业务调度装置完成上下行本节点业务信号和透传其他节点业务信号的功能。例如，对于节点503，从归属节点接收下行GE1、3、5、7，经过本节点时，将GE1分解并下行，同时将上行GE2，与透传的下行GE3、5、7，一起汇聚形成GE2、3、5、7，继续传送下一节点504。同时，节点503也从节点504接收上行GE3、5、7和下行GE2，通过本节点处理，将GE2下行，同时将上行GE1，与需要透传的上行GE3、5、7，一起汇聚形成GE1、3、5、7，上行给归属节点501。其他节点处理类似。
图5b示出了根据本发明的一个实施例的在子速率复用系统中采用空分交叉实现GE业务调度的网络结构和网络资源分配情况。可见，由于业务级的业务调度装置使得不同GE业务在同一个波长通道传输，因此全网只需1个波长资源(λ0)即可承载8个GE业务(GE1-8)。采用该业务调度装置的另一个非常显著的优点在于，由于每个节点都会对GE业务进行接收、光电转换、交叉、电光转换、发送等处理，在电层实现业务处理功能，同时起到信号中继的作用，因此不会出现某个业务连续经过几个跨段都没有信号处理的情况，于是只要考虑两个节点之间的跨段带来的影响，不需要昂贵的光放大器及色散补偿装置；若采用传统的GE的OTU单元(图5所示)，对于在节点穿通的业务，需要考虑为补偿信噪比、色散等光性能劣化而采取的额外补偿措施引入的成本及系统复杂性的因素。
本发明的关键技术是使用基于空分交叉平台的业务调度单元在客户信号级别实现业务的任意调度功能，在完成对业务信号的分解之后，至于空分业务调度单元的实现方式可以是多种多样的，比如上述的采用电交叉连接芯片实现，或者也可以采用光交叉连接芯片实现，例如采用光开关、耦合器等分立元件搭建的业务调度单元。
图6示出了在本发明的一个实施例中，采用光交叉连接芯片实现基于空分交叉连接技术的业务调度装置和方法。当采用光交叉器件实现业务级别的空分交叉时，必须先将线路侧的多个业务信号汇聚的光信号分解为单个业务的光信号，然后在这些光信号与客户光信号之间直接进行空分交叉处理。于是，在线路测必须先完成光信号的分解汇聚，在本发明的该实施例中，先采用第一层业务预处理或后处理单元进行光电转换和电信号分解或汇聚，然后将分解或汇聚后的电信号，通过第二层业务预处理或后处理单元完成电光转换，得到光信号。
在图6中，业务调度装置由业务调度单元以及内外两层业务预处理、后处理单元组成。客户侧信号1～n送给光业务调度单元，直接对光层客户信号进行交叉连接处理，输出交叉后的客户光信号再送给内层的业务后处理单元，进行光电转换，变换为客户电信号，然后将相同方向的多个客户电信号汇聚到外层的单个业务后处理单元，通过该业务后处理单元的电光转换，在OTU上发送。同理，输入的线路侧信号经过外层的业务预处理单元的电光转换处理，转换为电信号，并分解为多个业务电信号，然后分别将每个业务电信号各自传送给内层的一个业务预处理单元，经过电光转换，传送给光业务调度单元，交叉处理之后，将需要下行的客户信号传给相应客户，需要透传的则返回给内层业务后处理单元，经过光电转换后与上述上行的客户电信号一起汇聚到外层业务后处理单元，并经电光转换在OTU发送。
在上述业务调度过程中，业务预处理、后处理单元对业务信号进行检测，并上报状态信息给控制单元，控制单元根据收到的业务状态信息及网络配置情况向业务调度单元下发相应的控制信息。业务调度单元根据接收到的控制信息，进行相应交叉处理。光交叉连接处理与电交叉连接处理方法类似，不同的地方在于直接交叉处理的信号为光信号。在本发明的一个实施例中，直接采用光纤实现光交叉连接处理中不同单元之间的信号连接。
熟悉本领域的技术人员可以理解，上述业务调度装置中所采用的空分交叉连接技术，除了电交叉器件和光交叉器件，还可以根据系统需要采用其他任何方法实现，同样能完成发明目的，而不影响本发明的实质和范围。
最后，图7示出了根据本发明的一个实施例的业务调度方法流程图。
在步骤701中，在客户侧，业务预处理单元对上行的业务信号进行预处理并传送给交叉连接模块，同时进行监测并将生成的状态信息上报给控制单元；在线路侧，业务预处理单元对线路业务信号进行预处理，分解为单个业务信号，并传送给交叉连接模块，同时进行监测，并将生成的状态信息上报给控制单元。
接着进入步骤702，控制单元根据上报的状态信息以及收集的网络信息，下发控制信息给业务调度单元。
接着进入步骤703，交叉连接模块根据控制信息对预处理后的客户侧上行的业务信号和线路侧分解后的业务信号进行交叉连接处理，并传送给相应业务后处理单元。将需要下行的线路侧业务信号传送给客户侧业务后处理单元；将客户侧需要上行的业务信号和线路侧需要透传的业务信号，汇聚到相应业务后处理单元。
接着进入步骤704，业务后处理单元在客户侧对业务信号进行后处理，将需要下行的线路侧业务信号进行后处理，并在相应客户信道下行；将客户侧需要上行的业务信号和线路侧需要透传的业务信号，汇聚为线路信号，经过后处理在线路上报送。
以上是一个基本流程，如果业务调度单元使用的是电交叉器件，则具体的流程如下当收到来自客户侧的业务的光信号时，客户侧的业务预处理单元将光信号转换为电信号，并输出到业务调度单元，同时进行监测并将生成的状态信息上报给控制单元；控制单元根据状态信息以及通信网络的配置信息，控制业务调度单元对来自客户侧和线路侧的业务预处理单元的电信号进行交叉连接处理，完成业务调度，将经过调度的电信号发送到线路侧的业务后处理单元；线路侧的业务后处理单元将来自业务调度单元的电信号进行业务汇聚，并转为光信号后输出到线路侧的光网络。
当收到来自线路侧的业务的光信号时，线路侧的业务预处理单元将该光信号转换为电信号，并进行业务解汇聚，再输出到业务调度单元，同时进行监测并将生成的状态信息上报给控制单元；控制单元根据状态信息以及通信网络的配置信息，控制业务调度单元对来自客户侧和线路侧的业务预处理单元的电信号进行交叉连接处理，完成业务调度，将需要在本地终结的业务的电信号输出到客户侧的业务后处理单元，将其他业务的电信号输出到线路侧的业务后处理单元；
客户侧的业务后处理单元将来自业务调度单元的电信号转换为电信号，输出到客户侧；线路侧的业务后处理单元将来自业务调度单元的电信号进行业务汇聚，并转为光信号后输出到线路侧的光网络。
如果业务调度单元使用的是光交叉器件，则具体的流程如下当受到来自线路侧的业务的光信号时，包含以下步骤线路侧的业务预处理单元将该光信号转换为电信号，进行业务解汇聚处理，发送到客户侧的业务后处理单元。
客户侧的业务后处理单元将收到的电信号转换为光信号，发送到业务调度单元。
控制单元根据通信网络中的配置数据，控制业务调度单元对收到的光信号进行交叉连接处理，完成业务调度，将需要在本地终结的业务的光信号向客户侧输出，其他业务的光信号发送到客户侧的业务预处理单元。
客户侧的业务预处理单元将收到的光信号转换为电信号，发送到线路侧的业务后处理单元。
线路侧的业务后处理单元对收到的电信号进行业务汇聚处理，并转化为光信号后向线路侧输出。
当收到来自客户侧的业务的光信号时，包含以下步骤控制单元根据通信网络中的配置数据，控制业务调度单元对该光信号进行交叉连接处理，完成业务调度，发送到客户侧的业务预处理单元。
客户侧的业务预处理单元将收到的光信号转换为电信号，发送到线路侧的业务后处理单元。
线路侧的业务后处理单元对收到的电信号进行业务汇聚处理，并转化为光信号后向线路侧输出。
上述实施例中，来自线路侧的业务的光信号中至少有一个波长的光波是由多路业务信号组合而成的，这些业务信号包括但不限于数据业务如GE、光纤通道(Fibre Channel，简称“FC”)、企业系统互连协议(Enterprise SystemsConnection，简称“ESCON”)或其他数据业务以及同步业务如STM-1(STM是“同步传输模式”)、STM-4等。在本发明的一个较佳实施例中，线路侧的业务的光信号单波长传输速率为5Gb/s，并且该光信号可以由4路GE信号合并而成，在线路侧的业务预处理单元该光信号会被解汇聚为4路GE信号。
虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种光通信网络中的业务调度装置，其特征在于，包含控制单元、业务调度单元、分布在客户侧和线路侧的多个业务预处理单元和业务后处理单元，其中，线路侧的所述业务预处理单元用于接收来自所述线路侧的业务的光信号，进行光电转换并把单波长承载的多个业务解汇聚成多个独立业务；客户侧的所述业务预处理单元用于接收来自所述客户侧的独立业务的光信号，进行光电转换；所述业务预处理单元还用于对收到的业务进行监测，将监测到的状态信息上报给所述控制单元；所述控制单元用于根据所述状态信息以及所述通信网络的配置信息，产生并下发控制信息给所述业务调度单元；所述业务调度单元用于根据所述状态信息，对来自所述业务预处理单元的每一个独立业务通过交叉连接处理进行业务级别的调度，将需要在本地终结的业务输出到客户侧的所述业务后处理单元，其他业务输出到线路侧的所述业务后处理单元；客户侧的所述业务后处理单元用于进行电光转换并向所述客户侧输出；线路侧的所述业务后处理单元用于进行业务汇聚和电光转换并向所述线路侧输出。
2.根据权利要求1所述的光通信网络中的业务调度装置，其特征在于，所述独立业务是千兆以太网业务。
3.根据权利要求2所述的光通信网络中的业务调度装置，其特征在于，所述业务调度单元采用电交叉器件实现；所述装置采用背板走线或者电缆连接的方式实现一个节点内不同单元之间的信号传输。
4.根据权利要求2所述的光通信网络中的业务调度装置，其特征在于，所述业务调度装置应用于波分复用通信网络中。
5.根据权利要求1至4中任意一条所述的光通信网络中的业务调度装置，其特征在于，所述业务调度装置被应用于双归属业务模型下通信网络；所述双归属业务模型下通信网络包含子速率复用系统；所述双归属业务模型下通信网络包含承载千兆以太网业务的通信网络。
6.根据权利要求1至4中任意一条所述的光通信网络中的业务调度装置，其特征在于，所述来自线路侧的业务的光信号中至少有一个波长的光波是由4路千兆以太网信号汇聚而成的。
7.一种光通信网络中的业务调度装置，其特征在于，包含控制单元、业务调度单元、分布在客户侧和线路侧的多个业务预处理单元和业务后处理单元，其中，线路侧的所述业务预处理单元用于接收来自所述线路侧的业务的光信号，进行光电转换并把单波长承载的多个业务解汇聚成多个独立业务；客户侧的所述业务预处理单元用于对来自所述业务调度单元的业务的光信号进行光电转换；所述业务预处理单元还用于对收到的业务进行监测，将监测到的状态信息上报给所述控制单元；所述控制单元用于根据所述状态信息以及所述通信网络的配置信息，产生并下发控制信息给所述业务调度单元；客户侧的所述业务后处理单元用于接收来自线路侧的所述业务预处理单元的电信号，进行电光转换；线路侧的所述业务后处理单元用于接收来自客户侧的所述业务预处理单元的电信号，进行业务汇聚处理及电光转换后输出到所述线路侧；所述业务调度单元用于根据所述控制信息，对来自所述客户侧或客户侧的所述业务后处理单元的每一个独立业务通过交叉连接处理完成业务级别的调度，将需要在本地终结的业务的光信号输出到所述客户侧，其他业务的光信号输出到客户侧的所述业务预处理单元。
8.根据权利要求7所述的光通信网络中的业务调度装置，其特征在于，所述独立业务是千兆以太网业务。
9.根据权利要求8所述的光通信网络中的业务调度装置，其特征在于，所述业务调度单元采用光交叉器件实现；所述装置采用光缆实现一个节点内的不同单元之间的信号传输。
10.根据权利要求8所述的光通信网络中的业务调度装置，其特征在于，所述业务调度装置应用于波分复用通信网络中。
11.根据权利要求7至10中任意一条所述的光通信网络中的业务调度装置，其特征在于，所述业务调度装置被应用于双归属业务模型下通信网络；所述双归属业务模型下通信网络包含子速率复用系统；所述双归属业务模型下通信网络包含承载千兆以太网业务的通信网络。
12.根据权利要求7至10中任意一条所述的光通信网络中的业务调度装置，其特征在于，所述来自线路侧的业务的光信号中至少有一个波长的光波是由4路千兆以太网信号汇聚而成的。
13.一种光通信网络中的业务调度方法，其特征在于，包含以下步骤A客户侧的业务预处理单元将来自客户侧的业务的光信号转换为电信号，并输出到业务调度单元，同时进行监测并将生成的状态信息上报给控制单元；线路侧的业务预处理单元将来自线路侧的业务的光信号转换为电信号，进行业务解汇聚，输出到所述业务调度单元，同时进行监测并将生成的状态信息上报给所述控制单元；B所述控制单元根据所述状态信息以及所述通信网络的配置信息，控制所述业务调度单元对来自客户侧和线路侧的所述业务预处理单元的电信号进行交叉连接处理，完成业务调度，将需要在本地终结的业务的电信号输出到客户侧的业务后处理单元，将其他业务的电信号输出到线路侧的业务后处理单元；C客户侧的所述业务后处理单元将来自所述业务调度单元的电信号转换为光信号，输出到客户侧；线路侧的所述业务后处理单元将来自所述业务调度单元的电信号进行业务汇聚，并转为光信号后输出到线路侧。
14.根据权利要求13所述的光通信网络中的业务调度方法，其特征在于，所述业务是千兆以太网业务或由多个千兆以太网业务汇聚而成的业务。
15.根据权利要求13所述的光通信网络中的业务调度方法，其特征在于，所述来自线路侧的业务的光信号中至少有一个波长的光波是由多路数据业务信号或同步业务信号组合而成的。
16.根据权利要求13至15中任意一条所述的光通信网络中的业务调度方法，其特征在于，所述来自线路侧的业务的光信号中至少有一个波长的光波是由4路千兆以太网信号汇聚而成的。
17.一种光通信网络中的业务调度方法，其特征在于，当收到来自线路侧的业务的光信号时，包含以下步骤线路侧的业务预处理单元将该光信号转换为电信号，进行业务解汇聚处理，发送到客户侧的业务后处理单元；客户侧的所述业务后处理单元将收到的电信号转换为光信号，发送到业务调度单元；所述业务调度单元对收到的光信号进行交叉连接处理，完成业务调度，将需要在本地终结的业务的光信号向客户侧输出，其他业务的光信号通过客户侧的业务预处理单元转换为电信号，再通过线路侧的业务后处理单元进行业务汇聚并转换为光信号后向线路侧输出；当收到来自客户侧的业务的光信号时，包含以下步骤所述业务调度单元对该光信号进行交叉连接处理，完成业务调度，发送到客户侧的所述业务预处理单元；客户侧的所述业务预处理单元将收到的光信号转换为电信号，发送到线路侧的业务后处理单元；线路侧的所述业务后处理单元对收到的电信号进行业务汇聚处理，并转化为光信号后向线路侧输出。
18.根据权利要求17所述的光通信网络中的业务调度方法，其特征在于，所述业务是千兆以太网业务或由多个千兆以太网业务汇聚而成的业务。
19.根据权利要求17所述的光通信网络中的业务调度方法，其特征在于，所述来自线路侧的业务的光信号中至少有一个波长的光波是由多路数据业务信号或同步业务信号组合而成的。
20.根据权利要求17至19中任意一条所述的光通信网络中的业务调度方法，其特征在于，所述来自线路侧的业务的光信号中至少有一个波长的光波是由4路千兆以太网信号汇聚而成的。
全文摘要
本发明涉及通信中的业务调度技术，公开了一种光通信网络中的业务调度装置及其方法，使得各种通信网络，特别是基于光传输的城域网，能够实现业务的透明传输，实现业务的端到端管理，实现业务级的灵活调度，实现波长等网络资源的充分利用，从而提高网络容量和多业务承载能力。这种光通信网络中的业务调度装置及其方法采用了基于空分交叉平台的空分交叉连接技术实现业务级别的业务调度，将线路信号在每个节点进行分解汇聚处理，并对分解后的不同业务信号以及上下行业务信号进行交叉处理，实现业务信号的透传和中继，并能实现各种业务的灵活调度，能够将多个不同业务在一个波长通道传输。
文档编号H04B10/12GK1691552SQ200410037020
公开日2005年11月2日 申请日期2004年4月21日 优先权日2004年4月21日
发明者张建梅, 罗军 申请人:华为技术有限公司