接收设备及光交换网装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种接收设备及光交换网装置，接收设备包括：多个选择模块、连接每一选择模块的快速光开关、连接所有的快速光开关的输出模块和连接输出模块的接收机；其中，选择模块用于接收多波光信号，并在多波光信号中选择滤出设定时间片段的一段第一光信号，将第一光信号发送至快速光开关；快速光开关用于将选择模块滤出的第一光信号中选择出第二光信号，将第二光信号发送输出模块；输出模块用于将所有快速光开关分别选择的光信号合并成一路光突发信号，将光突发信号发送至接收机；接收机用于对光突发信号进行光电转换，提取电信号的业务数据。包含上述接收设备的光交换网装置可解决现有技术中光交换矩阵的容量小或切换速度无法满足需求的问题。
【专利说明】接收设备及光交换网装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明实施例涉及通信技术，尤其涉及一种接收设备及光交换网装置。
【背景技术】
[0002]当前,光交换网(Optical Switching Fabric,简称0SF)是指路由器、交换机、光传送网(Optical Transport Network,简称0TN)交换设备等的内部交换网络。通常，为了阐述方便，将OSF分成完成交换功能的光交换矩阵(Optical Switching Matrix,简称0SM)部分和实现交换调度或控制的控制部分。
[0003]OSM中支持小颗粒交换的主流方式还是时分交换(Time Division Switching,简称TDS)方式。其中，TDS包括采用光突发(Optical Burst，简称0B)、光分组(OpticalPacket，简称OP)或者光信元(Optical Cell，简称0C)。所谓时分交换是指把时间划分为若干互不重叠的时隙，由不同的时隙建立不同的子信道，通过时隙交换网络完成业务数据从输入点传输到输出点的一种交换方式。
[0004]在时分交换系统中，OSM中的光器件切换速度决定了交换颗粒的大小。光器件的切换速度决定了光突发之间的间隔长度，而为了保证一定的带宽利用效率(例如，为了保证90%的物理带宽利用效率，光突发长度必须为光突发之间间隔长度的10倍左右)，这又限制了光突发长度，从而决定了交换颗粒大小。
[0005]交换颗粒最小的应该是路由器或交换机中的交换网，它们一般要求实现以64字节信元(Cell)为颗粒的交换。如果想将光交换网装置引入到路由器或交换机中，需要:
[0006]IOGbps (Gbps,109比特每秒)互联线速的情况下，交换颗粒(时间上的)长度:64BytesX8/10Gbps 乂 50ns (ns，10 —9秒)；为了保证较高的带宽利用率(假设交换颗粒长度为间隔的10倍，物理带宽利用率大于90%)，光突发间隔为5ns。
[0007]25Gbps互联线速的情况下，交换颗粒长度为20ns ;光突发间隔为2ns。
[0008]然而，用于路由器或交换机中的光交换网装置的另一个需求是容量。随着用户流量的迅猛增长，光交换网装置的容量也会要求越来越大。
[0009]由此，如何设计出容量大且切换速度较快的光交换网装置成为当前亟待解决的问题。
【发明内容】
[0010]针对现有技术中的缺陷，本发明实施例提供一种接收设备及光交换网装置。
[0011]第一方面，本发明实施例提供一种接收设备，包括:
[0012]至少两个的选择模块、连接每一选择模块的快速光开关、连接所有的快速光开关的输出模块、和连接所述输出模块的接收机；
[0013]其中，所述选择模块，用于接收多波光信号，并在所述多波光信号中滤出设定时间片段的一段第一光信号，并将所述第一光信号发送至所述快速光开关；
[0014]所述快速光开关，用于将所述选择模块所滤出的第一光信号中选择出第二光信号，将所述第二光信号发送至所述输出模块；
[0015]所述输出模块，用于将所有快速光开关分别选择的第二光信号合并成一路光突发信号，将所述光突发信号发送至接收机；
[0016]所述接收机，用于对所述光突发信号进行光电转换，得到电信号，提取所述电信号中的业务数据并输出。
[0017]结合第一方面，在第一种可选的实现方式中，所述至少两个的选择模块分别输出的所述第一光信号在时间上有部分重叠；
[0018]至少两个的快速光开关输出所述第二光信号在时间上无重叠。
[0019]结合第一方面及上述可能的实现方式，在第二种可选的实现方式中，所述至少两个的选择模块以串联方式设置。
[0020]结合第一方面及第一种可选的实现方式，在第三种可选的实现方式中，还包括:输入丰旲块；
[0021]所述输入模块分别连接所述至少两个的选择模块；
[0022]其中，所述输入模块用于接收所述光交换网装置中的波长广播设备发送的多波光信号，并将所述多波光信号分成与所述选择模块的数量一致的多路多波光信号，将每一路多波光信号输入至对应的选择模块。
[0023]结合第一方面及第三种可选的实现方式，在第四种可选的实现方式中，所述至少两个的选择模块以并联方式设置。
[0024]结合第一方面及第三种、第四种可选的实现方式中，在第五种可选的实现方式中，所述输入模块为一输入多输出的分路器。
[0025]结合第一方面及上述可能的实现方式，在第六种可选的实现方式中，
[0026]所述输出模块为多输入一输出的合路器。
[0027]结合第一方面及上述可能的实现方式，在第七种可选的实现方式中，
[0028]所述选择模块为微环。
[0029]结合第一方面及上述可能的实现方式，在第八种可选的实现方式中，还包括:
[0030]接收时钟产生模块；
[0031]所述接收时钟产生模块用于产生供所述选择模块和所述快速光开关使用的光突发帧头时钟，以使所述接收设备与光交换网装置中的发送设备发送的光突发帧头时钟同
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少；
[0032]所述接收时钟产生模块分别连接每一所述选择模块，以及所述接收时钟产生模块分别连接每一所述快速光开关。
[0033]结合第一方面及上述可能的实现方式，在第九种可选的实现方式中，若所述接收设备包括第一选择模块和第二选择模块，以及连接所述第一选择模块的第一快速光开关，连接所述第二选择模块的第二快速光开关；
[0034]相应地，在第一选择模块和所述第二选择模块并联连接时，第一选择模块从所述多波光信号中分离出对应时间片段I的一段光信号I;
[0035]第二选择模块从所述多波光信号中分离出对应时间片段2的一段光信号2 ；
[0036]在第一选择模块和所述第二选择模块串联连接时，则第一选择模块从所述多波光信号中分离出对应时间片段I的一段光信号1，并将剩余的光信号发送给第二选择模块；所述第二选择模块从剩余的光信号中分离出对应时间片段2的一段光信号2 ；
[0037]所述光信号I和光信号2在时间上有部分重叠，且光信号I至少完整地包含选定波长I及选定时隙I上的一段光信号3，光信号2至少完整地包含选定波长2及选定时隙2上的一段光信号4，光信号3和光信号4在时间上没有重叠；
[0038]第一快速光开关从所述光信号I中分离出光信号3 ;第二快速光开关从所述光信号2中分离出光信号4;
[0039]输出模块将所述光信号3和光信号4合并成一路光突发信号输出至接收机。
[0040]第二方面，本发明实施例提供一种光交换网装置，包括:
[0041]发送设备、波长广播设备和如上所述的接收设备；
[0042]其中，所述发送设备，用于接收包括业务数据的电信号，采用预先配置的波长将所述电信号转换为光信号发送至所述波长广播设备；
[0043]所述波长广播设备，用于将所述光信号发送至所述接收设备；
[0044]所述接收设备，用于获取所述光信号中的业务数据并输出。
[0045]结合第二方面，在第一种可选的实现方式中，所述装置还包括:
[0046]时钟源和调度模块；
[0047]其中，所述时钟源与所述调度模块连接，所述调度模块和所述波长广播设备连接，所述时钟源用于产生光交换网装置的同步时钟源；
[0048]所述调度模块，用于实现对所述发送设备的光信号进行动态调度，以及用于实现所述接收设备在所述调度模块指定的时隙中进行选择接收。
[0049]结合第二方面，在第二种可选的实现方式中，所述发送设备包括:
[0050]用于将电信号转换为光信号的发射机。
[0051]结合第二方面及第一种可选的实现方式，在第三种可选的实现方式中，所述发送设备包括:
[0052]用于将电信号转换为光信号的发射机；
[0053]发送时钟产生模块，用于跟踪所述时钟源产生的同步时钟源，并产生所述发射机所需发送的数据时钟和所需发送的光突发帧头时钟。
[0054]结合第二方面，在第四种可选的实现方式中，所述波长广播设备包括:
[0055]合路器、光放单元、第一分路器；
[0056]其中，所述合路器，用于接收至少两个所述发射设备发送的光信号，并将所接收的光信号进行合路，形成所述多波长信号，发送至光放单元；
[0057]所述光放单元，用于接收所述合路器发送的多波长光信号，并放大，将放大的多波长光信号发送至所述第一分路器；
[0058]所述第一分路器，用于将所述光放单元发送的光信号分成多路，将每一路光信号发送至对应的接收设备。
[0059]结合第二方面及第一种可选的实现方式，在第五种可选的实现方式中，所述波长广播设备包括:
[0060]合路器、光放单元、第一分路器、第二分路器；
[0061]其中，所述合路器，用于接收至少两个所述发射设备发送的光信号，并将所接收的光信号进行合路，形成所述多波长信号，发送至所述第二分路器；[0062]所述第二分路器，用于将所述合路器发送的多波长光信号分成两路光信号，其中一路多波长光信号发送至所述光放单元，另一路多波长光信号发送至所述光交换网装置的调度模块；
[0063]所述光放单元，用于将所述第二分路器发送的多波长光信号发送至所述第一分路器；
[0064]所述第一分路器，用于接收调度模块发送的光信号和所述光放单元的多波长光信号，并将所述调度模块的光信号和所述光放单元发送的多波长光信号分成多路多波长光信号，将每一路多波长光信号发送至对应的接收设备。
[0065]由上述技术方案可知，本发明实施例的接收设备及光交换网装置，通过在接收设备中设置多个选择模块、连接每一选择模块的快速光开关，以及连接所有快速光开关的输出模块，和连接所述输出模块的接收机，进而包含上述接收设备的光交换网装置可解决现有技术中光交换矩阵的容量小或切换速度无法满足需求的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0066]为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地:下面附图只是本发明的一些实施例的附图，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得同样能实现本发明技术方案的其它附图。
[0067]图1为现有技术中FTL和c-AWG的原理图；
[0068]图2A为本发明一实施例提供的接收设备的结构示意图；
[0069]图2B为本发明另一实施例提供的接收设备的结构示意图；
[0070]图2C为本发明一实施例提供的接收设备的部分结构示意图；
[0071]图2D为本发明另一实施例提供的接收设备的部分结构示意图；
[0072]图2E为本发明一实施例提供的同步时钟源的示意图；
[0073]图3A为本发明一实施例提供的光交换网装置的结构示意图；
[0074]图3B为本发明另一实施例提供的光交换网装置的结构示意图；
[0075]图3C为本发明另一实施例提供的光交换网装置的结构示意图；
[0076]图3D至图3G为本发明另一实施例提供的光交换网装置的结构示意图；
[0077]图4A和图4B分别为本发明一实施例中提供的单波长光信号的示意图；
[0078]图5A为本发明一实施例提供的光交换网装置中波长广播设备的结构示意图；
[0079]图5B为本发明另一实施例提供的光交换网装置中波长广播设备的结构示意图；
[0080]图5C为本发明另一实施例提供的光交换网装置中波长广播设备的结构示意图。
【具体实施方式】
[0081]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，下述的各个实施例都只是本发明一部分的实施例。基于本发明下述的各个实施例，本领域普通技术人员即使没有作出创造性劳动，也可以通过等效变换部分甚至全部的技术特征，而获得能够解决本发明技术问题，实现本发明技术效果的其它实施例，而这些变换而来的各个实施例显然并不脱离本发明所公开的范围。
[0082]现有技术中，采用半导体光放(Semiconductor Optical Amplifier,简称S0A)光开关搭建光交换网装置。SOA切换速度比较快，可以达到ps (ps，10 —12秒)级。但是采用SOA搭建的光交换网装置的集成度较差。
[0083]目前商用的一个SOA光开关模块最大规模为8X8(即8个输入8个输出)。如果采用一级交换架构，采用SOA光开关搭建的光交换网装置规模较小，只能实现8X8的规模；如果采用多级交换架构，需要的SOA光开关模块数量过多，体积和功耗都较大(多级交换架构，需要的基本交换单元的数量是随着交换容量呈指数增长的)。
[0084]为此,业内人士采用快速可调激光器(Fast Tunable Laser,简称FTL),并结合旋转式阵列波导(cyclic Array Waveguide Gratings,简称c_AWG)搭建光交换网装置。
[0085]其中，c-AWG的主要特点是:从同一个输入端口输入的不同波长信号，能在不同的输出端口输出。FTL加上c-AWG实现信号的交换的原理如图1所示.[0086]在图1中，FTL将不同的信号调制到不同的波长上，这样经过c-AWG后，不同的信号就能从不同的输出端口输出。图1的下半部分给出了 c-AWG的输入和输出的关系的一个例子，当然也可以按照需要设计出不同输入输出特性的c-AWG，但其主要特点就是不同波长的信号从同一输入端口输入可以从不同的输出端口输出。
[0087]目前大多FTL可调波长达到80?90波(对应于C波段)，c_AWG最大可以做到80X80规模，因此，采用FTL和c-AWG的方式，基本交换单元规模可以达到80 X 80，可以用
来搭建大容量光交换网装置。
[0088]然而,采用FTL和c-AWG的光交换网装置的缺陷如下:切换速度满足不了信元交换的需求。目前的FTL切换速度一般只能达到90ns左右，满足不了 64字节信元交换2?5ns切换时间的要求。
[0089]由上，如何设计具有较大容量且切换速度较快的光交换网装置成为当前需要解决的技术问题。
[0090]另外，应说明，现有技术中描述的OB、OP、OC在时间上看的表现形式类似，只是持续时间上长度有些差异。在本发明实施例中，为了描述方便，将OB、OP、OC统称为0B，本发明实施例所描述的内容对OB、OP和OC等都是适用的。
[0091]本发明实施例主要通过设置接收设备中的各模块以及包括所述接收设备的光交换网装置，实现在光交换网装置的发送部分采用可满足波分复用(Wavelength DivisionMultiplexing,简称WDM)应用标准的光模块(如发射机)发送业务数据,通过光层广播(如波长广播设备)将多个业务数据发送到接收设备；接收设备采用快速可调滤波器从光层广播所发送的信号中将所需要的业务数据滤出，实现接收的目的。
[0092]本实施例中的快速可调滤波器可包括:选择模块、快速光开关、输出模块等，具体如下述实施例一中的描述。
[0093]在具体的实现过程中，快速可调滤波器模块采用两级多路的工作方式，该快速可调滤波器能够快速从多波信号中滤出应接收的信元(业务数据就封装在信元中)。
[0094]实施例一
[0095]图2A示出了本发明一实施例提供的接收设备的结构示意图，如图2A所示，本实施例的接收设备包括:至少两个的选择模块201、连接每一选择模块201的快速光开关202、连接所有的快速光开关202的输出模块203、和连接所述输出模块203的接收机204 ；
[0096]其中，所述选择模块201，用于接收多波光信号，并在所述多波光信号中滤出设定时间片段的一段第一光信号，并将所述第一光信号发送至所述快速光开关202 ；
[0097]其中，多波光信号为光交换网装置的波长广播设备广播的(即波长广播设备的输出)(应说明的是，若多个选择模块201串联，则第一个选择模块连接波长广播设备，其他的选择模块都是连接上一个选择模块的);
[0098]所述快速光开关202，用于将所述选择模块201所滤出的第一光信号中选择出第二光信号，将所述第二光信号发送至所述输出模块203 ；
[0099]所述输出模块203,用于将所有快速光开关202分别选择的第二光信号合并成一路光突发信号，将所述光突发信号发送至接收机204 ；
[0100]所述接收机204，用于对所述光突发信号进行光电转换，得到电信号，提取所述电信号中的业务数据并输出。
[0101]在具体的应用过程中，至少两个的选择模块分别输出的所述第一光信号在时间上可以有部分重叠；且至少两个的快速光开关输出所述第二光信号在时间上无重叠。
[0102]特别地，在图2A中，至少两个的选择模块201采用串联方式设置。
[0103]举例来说，若接收设备包括选择模块的数量为两个(如第一选择模块、第二选择模块)，则快速光开关的数量也为两个(如第一快速光开关、第二快速光开关)，此时，本实施例中的第一选择模块从所述多波光信号中分离出对应时间片段I的一段光信号I;
[0104]第二选择模块从所述多波光信号中分离出对应时间片段2的一段光信号2 ；
[0105]上述的光信号I和光信号2在时间上有部分重叠，且光信号I至少完整地包含选定波长I及选定时隙I上的一段光信号3，光信号2至少完整地包含选定波长2及选定时隙2上的一段光信号4，光信号3和光信号4在时间上没有重叠；
[0106]第一快速光开关从所述光信号I中分离出光信号3 ;第二快速光开关从所述光信号2中分离出光信号4;
[0107]输出模块将所述光信号3和光信号4合并成一路光突发信号输出至接收机；
[0108]接收机接收输出模块输出的一路光突发信号，进行光电转换，提取与光信号3对应的业务数据I和与光信号4对应的业务数据2。应理解，上述的光信号I至4均为举例说明的具体的光信号，本实施例对其不进行限定。前述的第一光信号、第二光信号可理解为方便描述所使用的统称词语，其第一光信号包括光信号1、光信号2等，第二光信号包括光信号3、光信号4等。
[0109]本实施例中，包含接收设备的光交换网装置可满足当前路由器或交换机对切换速度的需求，即采用接收设备的光交换网装置可以支持较大的容量和较快的切换速度。
[0110]在另一种可选的实施例中，本实施例的接收设备还可包括输入模块205，如图2B所示，所述输入模块205分别连接所述至少两个的选择模块；
[0111]其中，所述输入模块205用于接收所述光交换网装置中的波长广播设备发送的多波光信号，并将所述多波光信号分成与所述选择模块201的数量一致的多路多波光信号，将每一路多波光信号输入至对应的选择模块201。
[0112]本实施例中至少两个的选择模块201采用并联方式设置。举例来说，若接收设备包括两个选择模块，如第一选择模块和第二选择模块，相应地，包括两个快速光开关，如第一,决速光开关和第二快速光开关；
[0113]则第一选择模块从输入模块205输出的多波光信号中分离出对应时间片段I的一段光信号1，并将剩余的光信号发送给第二选择模块；所述第二选择模块从剩余的光信号中分离出对应时间片段2的一段光信号2 ；
[0114]上述的光信号I和光信号2在时间上有部分重叠，且光信号I至少完整地包含选定波长I及选定时隙I上的一段光信号3，光信号2至少完整地包含选定波长2及选定时隙2上的一段光信号4，光信号3和光信号4在时间上没有重叠；
[0115]第一快速光开关从所述光信号I中分离出光信号3 ;第二快速光开关从所述光信号2中分离出光信号4;
[0116]输出模块将所述光信号3和光信号4合并成一路光突发信号输出至接收机；
[0117]接收机接收输出模块输出的一路光突发信号，进行光电转换，提取与光信号3对应的业务数据I和与光信号4对应的业务数据2。应理解，上述的光信号I至4均为举例说明的光信号，本实施例对其不进行限定
[0118]由此，包含上述接收设备的光交换网装置可满足当前路由器或交换机对切换速度的需求。
[0119]在具体的应用中，上述图2B中的输入模块205可为一输入多输出的分路器,其中，分路器的输出数量与选择模块的数量一致。
[0120]图2A和图2B中的输出模块可为多输入一输出的合路器，且合路器的输入数量与快速光开关的数量一致。
[0121]可选地，前述的图2A和图2B中的选择模块均可为微环，如采用铟磷(InP)或聚合物(Polymer)材料制备的微环，用于实现从整个C波段滤出任一波长，调谐时间可以控制在IOns内以匹配信兀长度。
[0122]前述的图2A和图2B中的快速光开关可采用SOA实现，以实现ps级的切换速度。
[0123]可选地，在具体的应用中，若互联线速进一步地提升，则可在接收设备中采用较多路的选择模块(如微环)，实现接收设备的切换时间的降低，举例如下:
[0124]若采用2路选择模块，25Gbps互联线速下，可以实现Ins切换速度(支持64字节信元交换)，同时保证90%以上物理带宽利用率；
[0125]若采用3路选择模块，50Gbps互联线速下，可以实现500ps切换速度(支持64字节信元交换)，同时保证90%以上物理带宽利用率。
[0126]在上述任一具体的应用实例中，如图2C所示，选择模块可采用微环实现，可以从多波长信号中滤出单波长信号(例如实施例一的图2A中所述的第一光信号。如上所述，如果多个选择模块滤出的第一光信号之间时间有重叠，则这里所述单波长信号或所述第一光信号的开始和结束部分也可能会包含部分多波光信号，见图2C)。这样，微环的数量和整个光交换网装置的容量是呈线性增长的。例如，搭建一个80X80的光交换网装置，假设每个接收设备(假设每个接收设备中仅对应一个接收机)中有η个选择模块(一般对应η个微环，但是也有的一个选择模块采用多级微环实现，这个主要是提升微环滤波的消光比)，则整个光交换网装置需要SOXn个微环。
[0127]和现有技术中单纯采用SOA光开关搭建的光交换网装置进行比较，可以看出，现有技术中采用SOA光开关的数量是和光交换网装置的容量呈指数增长的。[0128]而采用上述实施例举例的接收设备可以用数量较少的光器件构建大容量光交换网装置；或者，采用与现有技术中相同数量的光器件本发明实施例可支持更大容量的光交换网装置。
[0129]在具体的应用过程中，采用微环滤波，其切换的速度较难达到ps量级，所以本发明实施例中，采用多路选择模块，这样每路选择模块的切换速度可以放宽，每路选择模块滤出的第一光信号之间也允许时间上有重叠(例如上面的光信号I和光信号2之间时间上有重叠)。也是基于这个原因(选择模块切换速度较慢)，在每个选择模块后面连接了 一个快速光开关，快速光开关可以采用SOA来实现，切换速度可以达到ps量级，这样经过快速光开关的快速开关之后输出的第二光信号之间时间上是没有重叠的，相邻的第二光信号(例如上面的光信号3和光信号4)之间的间隔可以较小，理论上也可以达到ps量级。
[0130]可以理解的是，在本发明实施例中，选择模块的数量和快速光开关的数量是相同的，因此快速光开关的数量也是随着光交换网装置的交换容量线性增长的，这也有利于实现较大容量的光交换网装置。总之，本实施例中，选择模块的设计主要用于支持更大的交换容量，快速光开关主要用于支持较快的切换时间。两者的结合，就能实现较大容量且较快切换速度的光交换网装置。
[0131]在第三种实施例中，前述的图2A和/或图2B所示的接收设备还可包括:接收时钟产生模块206 ;如图2D所示。
[0132]其中，接收时钟产生模块206用于产生供所述选择模块201和所述快速光开关202使用的应该滤出的光突发帧头时钟，以使所述接收设备与所述光交换网装置中的发送设备的发送的光突发帧头时钟同步；
[0133]具体方式可以为:所述选择模块201或所述快速光开关202在应该滤出的光突发帧头时钟的上升沿切换到开通状态，开始滤出所述选择模块201对应的第一光信号或快速光开关202对应的第二光信号，在应该滤出的光突发帧头时钟的下降沿切换到关闭状态，完成滤出所述第一光信号或第二光信号。因此，接收时钟产生模块206产生的送到不同选择模块201的应该滤出的光突发帧头时钟一般情况下相位是不同的(上升沿和下降沿对应的时刻不同)；同样，接收时钟产生模块206产生的送到不同的快速光开关202适用的应该滤出的光突发帧头时钟的相位一般情况下也是不同的。也就是说，各光突发帧头时钟的相位应该根据光交换网装置中调度模块对应的调度授权信息得出，进而控制选择模块和快速光开关在恰当时刻滤出第一光信号或第二光信号。
[0134]另外，在具体实现时，接收时钟产生模块206产生的应该滤出的光突发帧头时钟需要按照调度授权信息在允许的时隙送出，因此，所述的应该滤出的光突发帧头时钟可能没有固定的周期。
[0135]所述接收时钟产生模块206分别连接每一所述选择模块，以及所述接收时钟产生模块分别连接每一所述快速光开关。
[0136]在本实施例中，接收时钟产生模块206主要产生供选择模块和快速光开关模块使用的应该滤出的光突发帧头时钟(接收设备内包含的接收机204为突发模式接收机，数据时钟由突发模式的接收机自行提取)。具体实现方式就是接收时钟产生模块206从接收机送来的接收的光突发帧头时钟和调度授权信息，再根据上述举例的方式处理。
[0137]图2D中的接收机204接收一路光突发信号，进行光电转换，从中提取输出业务数据、接收的光突发帧头时钟和调度授权信息，将调度授权信息和接收的光突发帧头时钟送到接收时钟产生模块206。
[0138]应了解，在包含接收设备的光交换网装置中的时钟处理部分，可包括时钟源、至少一个发送时钟产生模块和至少一个接收时钟产生模块。
[0139]时钟源，用于产生光交换网装置的同步时钟源。具体实现时，可以送出对应光突发信号的同步时钟源，如图2E所示的同步时钟源实现方式一(进一步地，也可以根据调度授权信息传输方法的具体设计，在图2E的基础上每间隔一定数量的OB再送出一个脉冲，形成同步光突发帧头时钟源，见图2E所示的同步时钟源实现方式二。)。显然地，整个光交换网采用的数据时钟，可以在所述的同步光突发帧头时钟源基础上倍频得来。
[0140]可以理解的是，采用上述同步的方式，光交换网装置(除图3F中的业务调度模块的业务时钟外)可采用同一时钟域，以实现时钟频率同步的目的，进而在接收方向的接收设备中的接收机只需进行相位调整，即可接收间隔在Ins左右的光突发信号。
[0141]实施例二
[0142]图3A示出了本发明一实施例提供的光交换网装置的结构示意图，如图2A所示，本实施例的光交换网装置包括:发送设备300、波长广播设备400和接收设备200 ；
[0143]其中，发送设备300用于接收包括业务数据的电信号，采用预先配置的波长将所述电信号转换为光信号发送至所述波长广播设备400 ；
[0144]所述波长广播设备400，用于将所述光信号发送至所述接收设备200 ；
[0145]所述接收设备200，用于获取所述光信号中的业务数据并输出。
[0146]在一种具体的实现方式中，光交换网装置还包括业务调度模块100，其中，前述的发送设备300用于接收业务调度模块100发送的包括业务数据的电信号。可理解的是，图3A中的业务调度模块100用于接收用户输入的业务数据，并将其转换为电信号发送至发送设备300。
[0147]可选地，图3B示出了本发明另一实施例提供的光交换网装置的结构示意图，如图3B所示，本实施例的光交换网装置包括:业务调度模块100、发送设备300、波长广播设备400和接收设备200，以及还包括:时钟源101和调度模块102 ；
[0148]其中，所述时钟源101和调度模块102连接，所述时钟源用于产生所述光交换网装置的同步时钟源；
[0149]所述调度模块102和所述波长广播设备400连接，用于实现对所述发送设备的光信号进行动态调度，以及用于实现所述接收设备在所述调度模块指定的时隙中进行选择接收。
[0150]在本实施例中，调度模块102的作用就是控制业务调度模块100将业务数据封装到电信号(即业务信元)中，以及控制发送设备300 (如发射机)在调度模块102指定的时隙中将业务信元转换成光信号发送给波长广播设备400，以及控制接收设备200在调度模块102指定的时隙中进行选择接收。
[0151]在第三种可选的实施例中，本实施例中的光交换网装置如图3C所示，本实施例中光交换网装置为图3A所示的光交换网装置的详细说明，在图3C中，发送设备300包括:发射机301 ；
[0152]其中，所述发射机301用于将电信号转换为光信号。[0153]在具体的应用过程中，一个发送设备可以仅包括一个发射机，相应地，包括发送设备的光交换网装置中的一个接收设备也仅包括一个接收机。在其他实施例中，一个发送设备也可以包括多个发射机，相应地，包括发送设备的光交换网装置中的一个接收设备也可包括多个接收机，且发射机的数量和接收机的数量可以相同，也可以不同。
[0154]一般情况下，所述发射机301的数量与所述接收设备200中接收机204 (如图2A至图2B所示)的数量一致。但是也有例外的情况，例如发射机数量多于接收机的数量，或者发射机的数量也可少于接收机的数量。图3C、图3D和图3E仅为举例说明。本实施例中不限定发送设备中发射机的数量。
[0155]特别地，本实施例中的接收设备200可为图2A中的接收设备或者为图2B中的接收设备。
[0156]在第四种可选的实施例中，本实施例中的光交换网装置如图3D所示，本实施例中光交换网装置为图3B所示的光交换网装置的详细说明，在图3D中，发送设备300包括:发射机301 ;以及还包括:发送时钟产生模块302 ；
[0157]其中，所述发射机301用于将所述业务调度模块100发送的电信号转换为光信号;
[0158]在图3C、图3D中，发射机301的数量和接收204的数量一致，上述附图仅为举例说明，在其他实施例中，发射机301的数量和接收204的数量可以相同也可以不同。
[0159]发送时钟产生模块302，用于跟踪所述时钟源101产生的同步时钟源，并产生所述发射机301所需发送的数据时钟和所需发送的光突发帧头时钟；具体实施方法可以为:
[0160]图3D中的接收机204接收一路光突发信号，进行光电转换，从中提取同步光突发帧头时钟源和调度授权信息，将调度授权信息和同步光突发帧头时钟源送到光交换网装置中的发送时钟产生模块302，将调度授权信息送到业务调度模块100。具体实现中，接收机204发送给发送时钟产生模块302的调度授权信息和同步光突发帧头时钟源可以承载在一路信号上，调度授权信息和同步光突发帧头时钟源信息可以设置在所述一路信号的不同信息位置，发送时钟产生模块302可以从所述一路信号提取出调度授权信息和同步光突发帧头时钟源信息；业务调度模块100实际只需要调度授权信息，由于调度授权信息和同步光突发帧头时钟源承载在一路信号上，所以图3D中标识出来的接收机204送给发送时钟产生模块302和业务调度模块100的信号是相同的。发送时钟产生模块302接收同步光突发帧头时钟源后，可以在同步光突发帧头时钟源的基础上倍频产生发送的数据时钟，所述发送的数据时钟用于产生数据比特流；还可以根据调度授权信息在同步光突发帧头时钟源的基础上进行锁频(对应图2E中的方式一)或倍频(对应图2E中的方式二)、移相等处理，并选择出调度授权信息指明的时隙位置(或光突发序号)对应的光突发帧头时钟脉冲，形成发送的光突发帧头时钟。
[0161]其中，每一发射机301连接一发送时钟产生模块302 ;所述发送时钟产生模块302连接所述光交换网装置的接收设备中的接收机204。
[0162]可以理解的是，发送时钟产生模块302，产生发射机所需的时钟，主要包括两个时钟:一个是发送的数据时钟，另一个是发送的光突发帧头时钟。
[0163]基于上面的描述，发送的光突发帧头时钟，需要根据所述发送时钟接收的同步光突发帧头时钟源进行移相处理。发送的光突发帧头时钟和同步光突发帧头时钟源之间的相位差要能弥补不同的发射机301到波长广播设备400之间的光纤长度差导致的时延差值，也即要保证不同发射机301发送的光突发帧头时钟送到波长广播设备400时是对齐的。
[0164]举例来说，上述发送的光突发帧头时钟的具体实现方式可为:在光突发的开销写入序号:发射机301启动测距时，记下发送某一个序号的OB的时间，然后接收机写有某个序号的光突发时再记下时间(该接收机204和发射机301位于同一板卡内)，发送时间和接收时间之差，就是发射机301到波长广播设备400的时延的2倍(即一个来回)。
[0165]如前所述，由于时钟源101通过调度模块102连接波长广播设备400，从时钟源101到达发射机301的时钟源已经经过了 I倍延时，而发射机301送到波长广播设备400的光突发还会有I倍的延时，因此发射机301将接收到的时钟源相位前移2倍的延时，就能保证不同发射机301发送的光突发到达波长广播设备400时，光突发帧头时钟是对齐的。
[0166]结合图2D、图2E和图3D所示，在包含接收设备的光交换网装置中的时钟处理部分，可包括时钟源101、至少一个发送时钟产生模块302和至少一个接收时钟产生模块206。
[0167]时钟源101，提供整个光交换网的同步时钟源。具体实现时，可以送出对应光突发信号的同步时钟源，如图2E所示。
[0168]具体实施时，时钟源101将同步时钟源送到调度模块102，调度模块102采用同步光突发帧头时钟源，将调度授权信息调制到一个单独波长上，形成调度授权信息光信号，送到波长广播设备400，由波长广播设备400送到各个接收设备200。
[0169]各个接收设备200采用某个固定时间片段进行接收，提取调度授权信息(电信号)和同步光突发帧头时钟源，送到发送时钟产生模块302、接收时钟产生模块和业务调度模块100。
[0170]波长广播设备400到不同接收设备200的时延差由光突发间隔吸收。例如IOGbps互联线速(即互联的信号的比特率为IOGbps)下，可将光突发间隔控制在5ns，此时要求波长广播设备400到不同接收设备200的时延差控制在Ins以内(对应0.2m的光纤长度差，如果想放宽光纤差值，可以适当增加光突发间隔，即降低带宽利用率)，按照接收设备200内接收机204的光突发帧头预留一定余量，即可保证接收设备200的选择模块201和快速光开关202正确进行操作。
[0171]相应地，光交换网装置的业务调度模块100，接收输入的业务数据，根据输入的业务数据的流量等情况产生调度申请信号送到发送设备300的发射机301 ;以及业务调度模块100根据调度授权信息，将输入的业务数据封装到业务信元中，送到发射机301。
[0172]光交换网装置的调度模块102，从波长广播设备400中接收各个发射机301送来的调度申请信息(参见图3E或图3G，因为调度申请信息是承载在突发时隙中的，因此调度模块102中也需要采用接收设备200的方式提取调度申请信息，即需要从多个时隙中提取多个发射机301送来的调度申请信息)，按照调度算法，产生调度授权信息，并根据时钟源送来的同步时钟源产生调度授权信息发送的数据时钟，将调度授权信息承载到一个预先设定的波长上，形成调度授权信息光信号，发送给波长广播设备400。
[0173]在图3E、图3F和图3G中，发送设备至少为两个，该发送设备300的发射机301用于接收业务信元(指承载了业务数据的信元)及调度申请，封装到不同的时隙中，形成待发送的发送数据，并将所述发送数据调制到预先设置的波长(不同的发射机采用不同的波长)上，形成单波长的光信号发送到波长广播设备400。发射机301发送单波长的光信号时，可以采用突发模式，如图4A所示，也可以采用连续模式，如图4B所示，采用连续模式时，可以在有效数据的间隔处填充固定图案的数据(这些固定图案的数据是无具体含义的，一般为了保证时钟信息的提取)。
[0174]相应地，波长广播设备400将多个发射机301送来的多个单波长的光信号(多波光信号)，送到每个接收设备200 (即每个接收设备都包含所有发射机送来的光信号(需要经过波长广播设备处理)；在需要动态调度时(例如用于路由器内部时)，波长广播设备400还负责将多个发射机301送来的多个单波长的光信号进行合路，形成多波光信号，采用分路器将所述多波光信号分成两路多波光信号，一路送到调度模块102 (另一路准备送到接收设备)，并将调度模块102产生的调度授权信息光信号和所述另一路多波光信号进行合路，送到每个接收设备200，如图5C所示。
[0175]在图3E、图3F和图3G中，时钟跟踪的路径是这样的:同步光突发帧头时钟源一调度模块一波长广播设备一接收设备一接收设备中的接收机一发送设备中的发送时钟产生模块一发送设备中的发射机。
[0176]在一种可选的实施例中，如图5A所示，波长广播设备400可包括:合路器401、光放单元402、第一分路器403;
[0177]其中，所述合路器401用于接收至少两个所述发射设备300发送的光信号，并将所接收的光信号进行合路形成多波光信号，发送至光放单元402 ;所述合路器可以为合波器或者稱合器。
[0178]所述光放单元402用于接收所述合路器401发送的多波长光信号，并放大，并将方法的多波长光信号发送至所述第一分路器403 ;可以理解的是，光放单元主要用来放大光信号，补偿发送设备和接收设备之间的光器件带来的光功率的损耗；因此，当发送设备和接收设备之间的功率预算足够时，光放单元可以省略，此时合路器401和第一分路器403直接相连。
[0179]所述第一分路器403用于将所述光放单元402发送的光信号分成多路，将每一路光信号发送至对应的接收设备200。
[0180]应说明的是，上述包含图5A所示的波长广播设备400的光交换网装置可为图3A和图3C所示的结构，该光交换网装置不包括时钟源101、调度模块102、以及发送设备的发送时钟产生模块302、接收设备的接收时钟产生模块206。
[0181]可以理解是是，在一种可选的实施例中，波长广播设备400可包括:上述的合路器401和上述的第一分路器403 ;合路器401和第一分路器403直接相连。
[0182]在另一种可选的实施例中，如图5B或图5C所示，波长广播设备400可包括:合路器401、光放单元402、第一分路器403、第二分路器404 ；
[0183]其中，所述合路器401用于接收至少两个所述发射设备300发送的光信号，并将所接收的光信号进行合路，形成多波长信号，发送至所述第二分路器404 ；
[0184]所述第二分路器404用于将所述合路器401发送的多波长光信号分成两路光信号，其中一路多波长光信号发送至所述光放单元402，另一路多波长光信号发送至所述光交换网装置的调度模块102 ；
[0185]所述光放单元402用于将所述第二分路器404发送的多波长光信号放大，并将放大后的多波长光信号发送至所述第一分路器403 ；[0186]所述第一分路器403用于接收调度模块102发送的光信号和所述光放单元402的多波长光信号，并将所述调度模块102的光信号和所述光放单元402发送的多波长光信号分成多路多波长光信号，将每一路多波长光信号发送至对应的接收设备200。
[0187]当然，在具体实现时，光交换网装置的调度模块102可包括:一个发射机和接收机；简单的实施例可以为:发射机和接收机的结构和发送设备和接收设备里头的相应部分相同或近似。
[0188]调度模块从图5B中第二分路器送来的多波光信号(这个多波光信号中包含的信息和第二分路器送给光放单元的多波长光信号中的信息是一样的，也就是说除了调度申请信息外，还有各发射机发送的业务数据，只是调度模块只提取调度申请信息)中提取调度申请信息(每个发射机送来的调度申请信息所在的时隙是预先配置的)，调度申请信息的接收方法和前述的接收设备类似。有了调度申请信息之后，调度模块再根据预设的调度算法，得出每个发射机及接收机的调度授权信息，按照预先设置的时隙位置排好序，采用同步光突发帧头时钟源的光突发帧头时钟(还有由此倍频来的数据时钟，这块的形成机构和发送设备中的发送的数据时钟产生模块的机制一样)，然后采用单独的波长将调度授权信息发送出去(一般地，由于发送设备中发送的光信号不能改变，故需要另外采用一个波长发送)，这个波长和光放单元送来的包含有各发射机送来的调度申请信息和业务数据的多波光信号起再次进行合路，形成新的多波光信号送到各接收设备。各接收设备在预先设置好的时隙，取出调度模块送出的那个波长上的调度授权信息进行操作(不同接收设备上的调度授权信息可能位于不同时隙上，这些时隙安排都是事先配置好的)。
[0189]调度授权信息的接收和发送部分和发送设备及接收设备的相应部分类似，由调度申请信息经过调度算法产生调度授权信息。
[0190]应说明的是，上述包s含图5B所示的波长广播设备400的光交换网装置可为图3B、3D、3E和图3F所示的结构，该光交换网装置包括时钟源101、调度模块102、以及发送设备的发送时钟产生模块302、接收设备的接收时钟产生模块206等。
[0191]上述实施例中的光交换网装置若仅采用C波段光源，则较容易实现90波，即可以实现90 X 90的规模。
[0192]在实际应用中，若进一步增大容量，光源可以扩展范围，例如实现C+L波段，这样容量可以提升一倍。由于是短距应用，光源可以继续扩展。
[0193]本领域普通技术人员可以理解:实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括:R0M、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0194]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【权利要求】
1.一种接收设备，其特征在于，包括: 至少两个的选择模块、连接每一选择模块的快速光开关、连接所有的快速光开关的输出模块，和连接所述输出模块的接收机； 其中，所述选择模块，用于接收多波光信号，并在所述多波光信号中滤出设定时间片段的一段第一光信号，并将所述第一光信号发送至所述快速光开关； 所述快速光开关，用于将所述选择模块所滤出的第一光信号中选择出第二光信号，将所述第二光信号发送至所述输出模块； 所述输出模块，用于将所有快速光开关分别选择的第二光信号合并成一路光突发信号，将所述光突发信号发送至接收机； 所述接收机，用于对所述光突发信号进行光电转换，得到电信号，提取所述电信号中的业务数据并输出。
2.根据权利要求1所述的接收设备，其特征在于，所述至少两个的选择模块分别输出的所述第一光信号在时间上有部分重叠； 至少两个的快速光开关输出所述第二光信号在时间上无重叠。
3.根据权利要求1或2所述的接收设备，其特征在于，所述至少两个的选择模块以串联方式设置。
4.根据权利要求1或2所述的接收设备，其特征在于，还包括:输入模块； 所述输入模块分别连接所述至少两个的选择模块； 其中，所述输入模块用于接收所述光交换网装置中的波长广播设备发送的多波光信号，并将所述多波光信号分成与所述选择模块的数量一致的多路多波光信号，将每一路多波光信号输入至对应的选择模块。
5.根据权利要求4所述的接收设备，其特征在于，所述至少两个的选择模块以并联方式设置。
6.根据权利要求4或5所述的接收设备,其特征在于,所述输入模块为一输入多输出的分路器。
7.根据权利要求1至6任一所述的接收设备，其特征在于， 所述输出模块为多输入一输出的合路器。
8.根据权利要求1至7任一所述的接收设备，其特征在于， 所述选择模块为微环。
9.根据权利 要求1至8任一所述的接收设备，其特征在于，还包括: 接收时钟产生模块； 所述接收时钟产生模块用于产生供所述选择模块和所述快速光开关使用的光突发帧头时钟，以使所述接收设备与光交换网装置中的发送设备发送的光突发帧头时钟同步； 所述接收时钟产生模块分别连接每一所述选择模块，以及所述接收时钟产生模块分别连接每一所述快速光开关。
10.根据权利要求1至9任一所述的接收设备，其特征在于，若所述接收设备包括第一选择模块和第二选择模块，以及连接所述第一选择模块的第一快速光开关，连接所述第二选择模块的第二快速光开关； 相应地，在第一选择模块和所述第二选择模块并联连接时，第一选择模块从所述多波光信号中分离出对应时间片段(I)的一段光信号(I); 第二选择模块从所述多波光信号中分离出对应时间片段(2)的一段光信号(2)；在第一选择模块和所述第二选择模块串联连接时，则第一选择模块从所述多波光信号中分离出对应时间片段(I)的一段光信号(I )，并将剩余的光信号发送给第二选择模块；所述第二选择模块从剩余的光信号中分离出对应时间片段(2)的一段光信号(2)； 所述光信号(I)和光信号(2)在时间上有部分重叠，且光信号(I)至少完整地包含选定波长(I)及选定时隙(I)上的一段光信号(3 )，光信号(2 )至少完整地包含选定波长(2 )及选定时隙(2)上的一段光信号(4),光信号(3)和光信号(4)在时间上没有重叠； 第一快速光开关从所述光信号(I)中分离出光信号(3);第二快速光开关从所述光信号(2)中分离出光信号(4)； 输出模块将所述光信号(3)和光信号(4)合并成一路光突发信号输出至接收机。
11.一种光交换网装置，其特征在于，包括: 发送设备、波长广播设备和如上权利要求1至10任一所述的接收设备； 其中，所述发送设备，用于接收包括业务数据的电信号，采用预先配置的波长将所述电信号转换为光信号发送至所述波长广播设备； 所述波长广播设备，用于将所述光信号发送至所述接收设备； 所述接收设备，用于获取所述光信号中的业务数据并输出。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括: 时钟源和调度模块； 其中，所述时钟源与所述调度模块连接，所述调度模块和所述波长广播设备连接，所述时钟源用于产生光交换网装置的同步时钟源； 所述调度模块，用于实现对所述发送设备的光信号进行动态调度，以及用于实现所述接收设备在所述调度模块指定的时隙中进行选择接收。
13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述发送设备包括: 用于将电信号转换为光信号的发射机。
14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述发送设备包括: 用于将电信号转换为光信号的发射机； 发送时钟产生模块,用于跟踪所述时钟源产生的同步时钟源,并产生所述发射机所需发送的数据时钟和所需发送的光突发帧头时钟。
15.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述波长广播设备包括: 合路器、光放单元、第一分路器； 其中，所述合路器，用于接收至少两个所述发射设备发送的光信号，并将所接收的光信号进行合路，形成所述多波长信号，发送至光放单元； 所述光放单元，用于接收 所述合路器发送的多波长光信号，并放大，将放大的多波长光信号发送至所述第一分路器； 所述第一分路器，用于将所述光放单元发送的光信号分成多路，将每一路光信号发送至对应的接收设备。
16.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述波长广播设备包括: 合路器、光放单元、第一分路器、第二分路器；其中，所述合路器，用于接收至少两个所述发射设备发送的光信号，并将所接收的光信号进行合路，形成所述多波长信号，发送至所述第二分路器； 所述第二分路器，用于将所述合路器发送的多波长光信号分成两路光信号，其中一路多波长光信号发送至所述光放单元，另一路多波长光信号发送至所述光交换网装置的调度模块； 所述光放单元，用于将所述第二分路器发送的多波长光信号发送至所述第一分路器；所述第一分路器，用于接收调度模块发送的光信号和所述光放单元的多波长光信号，并将所述调度模块的光信号和所述光放单元发送的多波长光信号分成多路多波长光信号，将每一路多波长光信号发 送至对应的接收设备。
【文档编号】H04L12/931GK103609083SQ201380000846
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年5月13日 优先权日:2013年5月13日
【发明者】操时宜 申请人:华为技术有限公司