专利名称：一种双重二维光码光标签的全光识别方案的制作方法
技术领域：
本发明属于通信技术领域，具体来说，涉及光码分多址(0CDMA)通信技术和基于 编解码光标签处理的光分组交换(OPS)网络的编解码技术。
背景技术：
由于电子瓶颈的存在，光分组交换网络中，往往需要采用全光信号处理技术。特别 是在单信道速率超高40Gb/s的系统中，全光信号处理更是不可避免。通常光分组由标签和 净荷两部分组成，当光分组到达交换节点处时，分组处理模块首先将标签与净荷分离，其中 标签被送到标签处理模块，而净荷则被送到交换模块。标签处理模块进行标签识别，提取其 中的路由信息，再由路由器进行路由计算，指出光分组应该到达的下一节点，进而控制交换 矩阵完成相应的交叉连接配置。与此同时，还要为光分组生成新的标签，并且判断输出端口 是否会产生分组冲突，决定光分组是否需要缓存。对标签信号的处理过程可以采用全光或者光电光两种方式实现，由于光电光的操 作方式过程复杂，难以实现40Gb/s以上速率的信号处理，未来的趋势是实现信号处理的 全光化，要实现这一过程，标签信号的全光识别就必不可少。目前对标签信号的全光识别 方案很少，主要有两种方案一是利用非线性媒介的四波混频原理来对标签信号进行识别 [Jos' e Bernardo Rosas-Fern' and ez. Ultrafast Forwarding Architecture Using a Single Optical Processor for MultipleSAC-Label Recognition Based on FWM. IEEE Journal Of Selected Topics inQuantum Electronics, 2008,14 (3) :868 878] ；二是 利用S0A的非线性光学环路镜来识别标签信号[H. J. Dorren，M. T. Hill, Y. Liu. Optical packet switching andbuffering by using all-optical signal processing methods. J. Lightwave Technol.，2003，Vol. 21 (1) :2_12]。对于采用第一种方案识别的标签都是一 维(波长域)编码的光标签，这种编码的标签就是通过两个波长的不同组合来区分不同的 标签，不仅占用的波长数目多，而且得到的标签数目少。而采用第二种方案识别的标签也都 是一维(时域)编码的光标签，这种编码的标签就是通过两个脉冲之间的时间间隔不同来 区分不同的标签。以上两种方案都只是对一维编码的标签的处理识别，并没有对二维编码 的标签的识别方案。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种结构简单，器件稳定性 高，信号检出容易，效率高的双重二维光码(2D-0C)标签的全光识别方案。为了方便的描述本发明的内容，对一些专业术语进行描述S0A(Semiconductor Optical Amplifier)半导体光放大器；2D-0C (Optical Code Of Two-dimensional) 二会Hjfe石马。为实现上述目的，本发明的光标签的全光识别方案中，包括滤波器、S0A的非线性 光学环路镜、波长转换器和非线性S0A。其特征在于，所述的光标签的识别方案就是对光标签信号的识别是全光处理的，而不需要再把光信号转化为电信号来处理。因此，此方法识别 光标签信号的速度更快，效率更高。本发明中的双重2D-0C光标签的全光识别原理方案中的光标签是由双重2D-0C 组成的，并且这两个2D-0C中所含的n个波长完全相同。当标签进入到标签识别单元，首先 经过一个lXn的分路器把标签信号等功率地分到n路光路中，每路光路中都依次有一个滤 波器、一个S0A的非线性光学环路镜和一个波长转换器，标签经过滤波器提取出2D-0C中 的某个波长，因而这n路光路中都分别得到同一波长且有一定时间间隔的两个脉冲。由滤 波器滤出的两个相同波长的脉冲再经过S0A的非线性光学环路镜，若两脉冲的时间间隔与 S0A的非线性光学环路镜中的非对称时延相同就有脉冲输出，否则就没有脉冲输出。输出的 脉冲再通过波长转换器变换到另一新波长再与另外几路得到的新波长脉冲耦合到一起成 一个脉冲输入到非线性S0A中发生四波混频产生新的波长，最后通过滤波器滤出只有这种 情况才能产生的特定新波长脉冲，这一新波长脉冲就作为光标签的识别信号。本发明中的光标签及其识别方法具有以下几个优点1.本发明中采用的光标签格式为双重二维光码光标签，即由两个二维光码串行排 列组合而成的光标签。与传统的一维光码相比，在相同码长和码重的情况下，二维光码码字 容量得到了大大提高。发明中的光标签又是由两个二维光码串行排列组合而成的，且这两 个二维光码所含波长成分完成相同，因而在占用相同波长数量的情况下，光标签的数目也 得到大大增加。2.本发明中提出的光标签的识别方案能够对光标签实现全光识别。与传统的把光 信号转化为电信号处理方法相比，本发明提出的光标签识别的速率更快，效率更高。3.本发明提出的光标签的识别方案不用考虑光码的自/互相关系数的要求，从而 在较短码长和码重条件下可构造更多的光码标签，同时提高了标签识别的可靠性。
图1是本发明中的双重2D-0C光标签的结构示意图；图2是光分组交换中的交换节点的结构示意图；图3是光标签经过滤波器之后得到的特定波长脉冲的示意图；图4是光标签进入脉冲识别单元的结构示意图；图5是两脉冲经S0A的非线性光学环路镜识别的原理示意图。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
，对本发明一种双重2D-0C标签的全光识别方案，这里以 2D-0C中只含三个波长为例作进一步详细的说明。图1是本发明所采用的双重2D-0C光标签的结构示意图。光标签是由二个2D-0C 构成的，每个2D-0C都有三个频率的编码脉冲组成，且这二个2D-0C含有相同的三个频率。图2是光分组交换网络中的核心节点的结构图。当光分组到达核心节点时，首先 经过滤波器1把标签与净荷分离出来。其中标签被送到标签识别模块2，而净荷则被送到交 换模块14。标签处理模块进行标签识别，提取其中的路由信息，进而控制交换矩阵完成相应 的交叉连接配置。与此同时，还要在标签更新模块15为光分组生成新的标签，并且判断输
4出端口是否会产生分组冲突，决定光分组是否需要缓存。图3是双重2D-0C标签进入标签识别单元之后，标签信号由分支器3分成三路，再 由滤波器4分别滤出三个波长的脉冲，因此，三路中都分别得到相同波长且有一定时延的 两个脉冲。图4是标签信号经过滤波器4之后，得到的两个有一定时延的脉冲，再经过S0A的 非线性光纤环镜7对两脉冲间的时延进行识别处理，若两脉冲的时间间隔与S0A的非线性 光学环路镜7的非对称时延相同，则有脉冲输出，否则就无脉冲输出。由S0A的非线性光学 环路镜输出的脉冲再经过波长转换器8进行波长转换，每个波长转换器转换得到的波长都 不相同，因而就得到三路新波长脉冲。这三路脉冲由耦合器10耦合成一个脉冲，此脉冲经 过非线性S0A 11发生四波混频，产生多个新波长，最后通过波分复用(WDM)解复用器12滤 出其中特有新波长脉冲就作为标签的识别信号。图5是S0A的非线性光学环路镜识别有一定时延的两脉冲的原理图。如图5(a) 所示，当两脉冲之间的时延t ‘与S0A的非线性光学环路镜中的非对称时延t相同时，此 时的S0A的非线性光学环路镜相当于一个透镜，输出原来两个脉冲；如图5(b)所示，当两脉 冲之间的时延t ‘与S0A的非线性光学环路镜中的非对称时延T不相同时，此时的S0A的 非线性光学环路镜相当于一个反射镜，输出端口没有脉冲输出。该标签的全光识别方案的具体步骤如下第一步光分组进入到光分组交换网络中的核心节点时，首先经过一个光学滤波 器分离出光标签与净荷，其中光标签被送到标签处理模块，而净荷则被送到交换模块，此光 标签是由双重2D-0C构成的。第二步光标签进入全光识别单元后，经过一个1 X3的分路器3分成三路光信号， 每路光信号都分别经过一个滤波器4、一个S0A的非线性光纤环路镜7和一个波长转换器 8。光标签经过滤波器提取出2D-0C中的某一波长脉冲，就得到相同波长且有一定时间间隔 的两脉冲。将由滤波器输出的两脉冲输入到一个S0A的非线性光纤环路镜中，若两脉冲的 时间间隔与非线性光纤环路镜中的非对称时延相匹配，则非线性光纤环路镜的输出端口就 有脉冲输出，否则就没有脉冲输出。由非线性光纤环路镜输出的脉冲再经波长转换器进行 波长转换，得到另一波长的脉冲。第三步将三路光路得到的脉冲信号由耦合器10耦合成一个脉冲后，此脉冲就含 有三个波长成分，再把此脉冲输入到非线性S0A 11中发生四波混频，产生新的波长，其中 有些新波长只有这种光标签才会产生的，最后通过WDM 12滤出这种新波长脉冲，此波长脉 冲就作为光标签的识别信号。尽管上面对本发明说明性的具体实施方式
进行了描述，但应当清楚，本发明不限 于具体实施方式
的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利 要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思 的发明创造均在保护之列。本发明的有益效果本发明的设计原理简单，结构紧凑，体积小，速率快，效率高；采用本发明进行光标 签的全光识别容易实现，可以根据具体码字进行灵活的结构设计；本发明采用的是二维光 码，大大提高了码字数量，增加了可用标签数。采用本发明可以实现双重二维光码光标签的全光识别。
权利要求
本方案主要是由滤波器、半导体光放大器(SOA)的非线性光学环路镜、波长转换器和非线性SOA组成的。滤波器是用来提取出两个相同波长的脉冲，SOA的非线性光学环路镜是用来提取满足一定时间间隔的两脉冲，即在时域对光标签进行处理；而非线性SOA是利用四波混频原理来产生新波长，从而来进行标签的识别，即在频域对光标签进行识别。其特征一是对采用二维(时域和频域)编码格式的二维光码(2D-OC)进行处理识别；其特征二是可以识别由双重2D-OC构成的标签信号。
2.对由双重2D-0C构成的光标签的识别方案的结构是主要由SOA的非线性光学环路镜 和非线性SOA组成的。其中SOA的非线性光学环路镜是用来对标签信号在时域进行处理识 另IJ，而非线性SOA是用来对标签信号在频域进行识别处理。其特征是在全光域能够快速高 效地识别出由双重2D-0C构成的标签信号。
3.根据权利要求1和权利要求2所述的标签识别方案，其特征在于，所述的光标签中的 二个2D-0C中所占有的波长必须完全相同。
全文摘要
本发明公开了一种基于双重二维光码光标签的全光识别方法，方案中的光标签全光识别模块的结构主要是由滤波器、SOA的非线性光学环路镜、波长转换器和非线性SOA构成的。该方法主要是利用SOA的非线性光学环路镜在时域对标签信号进行处理，利用非线性SOA的四波混频的原理在频域对标签信号进行识别，提取出特有的新波长脉冲作为光标签的识别信号。
文档编号H04Q11/00GK101854221SQ20101016039
公开日2010年10月6日 申请日期2010年4月29日 优先权日2010年4月29日
发明者周恒 , 张崇富, 王乐阳, 邱昆 申请人:电子科技大学