一种全光数据中心网络交换系统的制作方法

本发明涉及光通信技术领域，特别是涉及一种全光数据中心网络交换系统。

背景技术：

随着云计算技术的快速发展，大型数据中心逐渐建立起来，从而导致数据中心的内部流量呈现出持续的增长。

传统的电分组交换数据中心网络带宽较低、延时较大，其已无法满足现实的网络需求。

随着光通信技术发展的越来越成熟，如何进行全光数据中心网络交换系统的构建，增加交换容量、提高带宽、减小延时，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种全光数据中心网络交换系统，以增加交换容量、提高网络带宽，减小网络延时。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种全光数据中心网络交换系统，包括全光交换子系统和软定义控制子系统，所述全光交换子系统包括光交换单元和与所述光交换单元连接的若干个oeo信号转换器，每个oeo信号转换器还分别与数据中心内以太网交换设备连接，以使以太网交换设备之间通过所述全光交换子系统实现高速互联，所述软定义控制子系统分别与所述光交换单元和每个oeo信号转换器连接，用于对光交换平面实时状态信息的收集以及控制指令的下发。

在本发明的一种具体实施方式中，所述光交换单元包括信号输入模块、基于awgr的核心交换模块、以及若干个wss光开关模块，所述基于awgr的核心交换模块分别与所述信号输入模块和每个wss光开关模块连接。

在本发明的一种具体实施方式中，oeo信号转换器包括第一光模块、第二光模块以及调制解调电路，所述第一光模块与以太网交换设备连接，所述第二光模块的输出口与所述光交换单元的所述信号输入模块连接，所述第二光模块的输入口与wss光开关模块的输出口连接。

在本发明的一种具体实施方式中，所述第二光模块为波长可调光模块。

在本发明的一种具体实施方式中，所述软定义控制子系统分别与oeo信号转换器和wss光开关模块连接。

在本发明的一种具体实施方式中，所述软定义控制子系统包括通信单元、中央处理单元、以及用户交互单元。

应用本发明实施例所提供的技术方案，通过全光交换子系统以及软定义控制子系统构建全光数据中心网络交换系统，全光交换子系统包括光交换单元和与光交换单元连接的若干个oeo信号转换器，每个oeo信号转换器还分别与数据中心内以太网交换设备连接，以使以太网交换设备之间通过全光交换子系统实现高速互联，软定义控制子系统分别与光交换单元和每个oeo信号转换器连接，用于对光交换平面实时状态信息的收集以及控制指令的下发，实现了全光数据中心网络交换系统的搭建，可以增加交换容量，提高网络带宽，减小网络延时。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中全光数据中心网络交换系统的一种结构示意图；

图2为本发明实施例中全光数据中心网络交换系统的另一种结构示意图；

图3为本发明实施例中全光数据中心网络交换系统的另一种结构示意图；

图4为本发明实施例中oeo信号转换器的结构示意图；

图5为本发明实施例中光交换单元的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1、图2、图3所示，为本发明实施例所提供的一种全光数据中心网络交换系统的结构示意图，该系统包括全光交换子系统100和软定义控制子系统200，全光交换子系统100包括光交换单元和与光交换单元连接的若干个oeo信号转换器，每个oeo信号转换器还分别与数据中心内以太网交换设备连接，以使以太网交换设备之间通过全光交换子系统100实现高速互联，软定义控制子系统200分别与光交换单元和每个oeo信号转换器连接，用于对光交换平面实时状态信息的收集以及控制指令的下发。

本发明实施例所提供的全光数据中心网络交换系统包括全光交换子系统100和软定义控制子系统200。

全光交换子系统100可以与数据中心内的以太网交换系统连接，如图1所示，以太网交换系统包括多个以太网交换设备，以太网交换设备可以是以太网交换路由器或者以太网交换机等。以太网交换设备之间通过全光交换子系统100可实现高速互联。全光交换子系统100包括光交换单元和与光交换单元连接的若干个oeo信号转换器，oeo，即opticalelectricaloptical，光电光。每个oeo信号转换器还分别与数据中心内以太网交换设备连接，即以太网交换设备可通过oeo信号转换器与光交换单元连接，实现以太网交换设备之间的互联互通。如图2所示，数据中心内共包含四个以太网交换设备，每个以太网交换设备通过全光交换子系统100分别与其他三个以太网交换设备连接。相较于现有技术中的电核心交换方式具有更低的能耗。

如图2所示，软定义控制子系统200分别与光交换单元和每个oeo信号转换器连接，可进行光交换平面实时状态信息的收集以及控制指令的下发。具体的，软定义控制子系统200可以包括通信单元、中央处理单元、以及用户交互单元。用户通过通信单元、用户交互单元和中央处理单元将控制指令下发给全光交换子系统100。

光交换单元为无源器件，不需要供电工作。在实际工作过程中，将oeo的光模块的10gbps换成40gbps，即可实现容量的升级。

数据中心整个架构可以包含数据平面和控制平面。从数据平面(光交换平面)而言，数据平面可以包含应用业务层和数据传输层。

本发明实施例所提供的全光数据中心网络交换系统对应的应用业务可以包括高清视频、小型云计算平台等。

数据传输层可以包含以太网交换和全光交换。

在实际应用中，以以太网交换机为例，以太网交换机可以包括上行光接口和用户端接口，上行光接口用于与oeo信号转换器连接。每个以太网交换机的上行光接口与oeo信号转换器连接，从而通过oeo信号转换器与光交换单元连接。上行光接口带宽可以为10gbps。每个以太网交换机的用户端接口可以与用户设备连接，如图3所示的视频服务器、远端屏幕等。用户端接口带宽可以为1gbps或10gbps。

参见图2所示，光交换单元可以包括信号输入模块，即合波器、基于awgr的核心交换模块、以及若干个wss光开关模块，基于awgr的核心交换模块分别与信号输入模块和每个wss光开关模块连接。

awgr，即arrayedwaveguidegratingrouter，阵列波导光栅路由器。

参见图5所示，基于awgr的核心交换模块具体可以采用200ghz波段awg为核心器件。作为输入端口的信号输入模块与oeo信号转换器连接，保证任何可变波长输入。4×4awgr完成波段交换。作为输出端口的wss光开关模块具体可以为1×3波长选择开关wss，保证任何波长可以从任何输出端口输出。

上述架构具有一定的灵活性，可以实现多种交换组合，如1对1交换，即一个输入端口的3个波长同时到一个输出端口，或者3对3交换，即每个输入端口有一个波长到不同的输出端口。

软定义控制子系统200可分别与oeo信号转换器和wss光开关模块连接。以便在实现不同组合时，除控制oeo信号转换器的输出波长外，还可控制wss的输出波长。

参见图4所示，oeo信号转换器可以包括第一光模块、第二光模块和调制解调电路，第一光模块与以太网交换设备连接，第二光模块的输出口与光交换单元的信号输入模块连接，第二光模块的输入口与wss光开关模块的输出口连接。

在实际工作过程中，第一光模块可以将以太网交换设备的光接口的光信号转换成电信号，传输给调制解调电路，调制解调电路将电信号调制后传输给第二光模块，第二光模块与光交换单元连接，输出转换后的光信号。

具体的，第二光模块可以为波长可调光模块。在本发明实施例中，可以通过光模块波长控制电路控制第二光模块的波长。光模块波长控制电路通过以太网接口与软定义控制子系统200连接，通过软件接口对第二光模块的波长进行波长调整控制，如图4所示。第一光模块可以为1310nm，第二光模块可以为1550nm，每个光模块均包含一个光接收器和一个光发射器。

应用本发明实施例所提供的技术方案，通过全光交换子系统以及软定义控制子系统构建全光数据中心网络交换系统，全光交换子系统包括光交换单元和与光交换单元连接的若干个oeo信号转换器，每个oeo信号转换器还分别与数据中心内以太网交换设备连接，以使以太网交换设备之间通过全光交换子系统实现高速互联，软定义控制子系统分别与光交换单元和每个oeo信号转换器连接，用于对光交换平面实时状态信息的收集以及控制指令的下发，实现了全光数据中心网络交换系统的搭建，可以增加交换容量，提高网络带宽，减小网络延时。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。