專利名稱：時(shí)分復(fù)用和波分復(fù)用光學(xué)交換節(jié)點(diǎn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
發(fā)明涉及基于分組模式的數(shù)據(jù)傳輸光學(xué)網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)該模式，具有同樣目的地的數(shù)據(jù)元素被分成組，這些組以統(tǒng)一信息結(jié)構(gòu)在公用網(wǎng)絡(luò)中被管理。分組的路由根據(jù)容納在該分組標(biāo)題的信息來(lái)保證。分組模式被非常大量地應(yīng)用在電子通信網(wǎng)絡(luò)中，并且對(duì)于具有“線路”模式的光學(xué)網(wǎng)絡(luò)中構(gòu)成了一個(gè)解決方案，在這些網(wǎng)絡(luò)中，信息從一端到另一端在一個(gè)不間斷的流中循環(huán)。
背景技術(shù)：
光學(xué)網(wǎng)絡(luò)被用于在大陸以及大陸之間這樣的尺度范圍上傳輸非常大量的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)，例如在因特網(wǎng)上的多媒體應(yīng)用。光學(xué)技術(shù)能夠?qū)嶋H保證在一條光纖上具有每秒兆兆比特(1012)級(jí)的速率，而還沒(méi)有達(dá)到其高得多的理論限制。因此它將成為大密度信息交換，特別是對(duì)于語(yǔ)音和圖像，的解決方案。
圖1示出了一個(gè)用在歐洲大陸上的，命名為“EON”(英文“European Optical Network(歐洲光學(xué)網(wǎng)絡(luò))”)的光學(xué)通信網(wǎng)絡(luò)2。如同所有網(wǎng)絡(luò)一樣，它包括一個(gè)節(jié)點(diǎn)集合，我們稱其為交換矩陣4，這些節(jié)點(diǎn)通過(guò)光纖鏈接6被連接。交換矩陣4的連接性表示出它所連接的不同鏈接的數(shù)量，典型地是三或四。一些交換矩陣4’保證了通向其它大陸的中繼。
在分組模式傳輸情況下，對(duì)于光學(xué)網(wǎng)絡(luò)面臨兩種復(fù)用技術(shù)-時(shí)分復(fù)用，后面用縮略語(yǔ)TDM表示(英文“time divisionmultiplexing”)。圖2a示出了符合該復(fù)用模式的一個(gè)分組8的基本結(jié)構(gòu)，后面稱為TDM分組。它包括一個(gè)具有在一個(gè)端部的標(biāo)題10和容納有分組有用負(fù)載的數(shù)據(jù)塊12。我們注意到，一個(gè)TDM分組8的所有元素(有用負(fù)載和標(biāo)題)承載在一個(gè)單一的并且是適于網(wǎng)絡(luò)的同樣載波長(zhǎng)度λi上；-波分復(fù)用，后面用縮略語(yǔ)WDM(英文“wavelength divisionmultiplexing”)表示。這涉及到在一個(gè)單一的支撐上，此例為一個(gè)光纖上，組合多個(gè)獨(dú)立數(shù)據(jù)信道，其中每個(gè)信道分配有自己的載波波長(zhǎng)。該類型的多路復(fù)用可以減少每個(gè)載波的速率，并且能夠放松物理限制(用于速率限制調(diào)制的電氣，噪聲阻抗等等)。圖2b示出了一個(gè)在WDM多路復(fù)用光纖上在四個(gè)載波長(zhǎng)度上λ1到λ4所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分組14的例子。在每一個(gè)載波上，傳輸通過(guò)對(duì)應(yīng)于15a到15d的子分組被執(zhí)行，每一個(gè)具有一個(gè)有用負(fù)載12a-12d并且構(gòu)成符合該多路復(fù)用模式的分組14的有用負(fù)載集合，后面稱為WDM分組。通常，一個(gè)WDM分組14包括一個(gè)單一的標(biāo)題10，這里容納在波長(zhǎng)λ4的子分組15d中。子分組15a-15d的傳輸在光纖中通過(guò)使用線性疊放原理并行實(shí)現(xiàn)。
一個(gè)傳統(tǒng)光學(xué)網(wǎng)絡(luò)只能管理這些模式中的一個(gè)，因?yàn)榻粨Q矩陣4必須被或者指定用于TDM分組，或者用于WDM分組。
實(shí)際上交換矩陣的入口和出口使用復(fù)用或去復(fù)用裝置用于在一個(gè)波長(zhǎng)或一組波長(zhǎng)上工作，并且用于根據(jù)TDM模式或WDM模式所強(qiáng)制使用的協(xié)議規(guī)則路由分組。
另外，還存在保證按線路模式發(fā)送數(shù)據(jù)的交換光纖網(wǎng)絡(luò)，也就是說(shuō)不把數(shù)據(jù)切分成分組。在該特殊領(lǐng)域中，所提出的光學(xué)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)被稱為“多粒度”以便以波長(zhǎng)管理復(fù)用信息復(fù)用。我們記得，粒度表示傳輸數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)向量。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)和在網(wǎng)絡(luò)的定位，這可能涉及i)載波波長(zhǎng)，ii)一個(gè)被稱為帶寬的波長(zhǎng)組，或者iii)載波光纖。這三種形式粒度按照一個(gè)等級(jí)，在光纖級(jí)粒度是物理元素并傳輸網(wǎng)絡(luò)所接受的n個(gè)不同波長(zhǎng)，一個(gè)組構(gòu)成一個(gè)m個(gè)波長(zhǎng)的子集合，并且最后波長(zhǎng)級(jí)的粒度包括一個(gè)n或m個(gè)波長(zhǎng)的單一元素。
多粒度網(wǎng)絡(luò)交換矩陣通過(guò)使用三個(gè)不同交換級(jí)別來(lái)遵守該等級(jí)，其中每一個(gè)配備有各自的空分交換機(jī)，即-安置在一個(gè)鏈接的輸入光纖和輸出光纖之間的第一級(jí)，這能夠在一個(gè)選定的光纖上提取出一個(gè)比特流；-一個(gè)第二級(jí)，它在一個(gè)去復(fù)用器上接收由第一級(jí)選定的一個(gè)光纖上的比特流以便提取出一個(gè)組；以及-一個(gè)第三級(jí)，它在一個(gè)去復(fù)用器上接收第二級(jí)的組以便提取出一個(gè)選定的波長(zhǎng)。
這三個(gè)級(jí)同樣可以用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)相反的操作序列，能夠通過(guò)多路復(fù)用從一個(gè)波長(zhǎng)或一個(gè)組來(lái)得到一個(gè)選定的光纖。
該結(jié)構(gòu)是很好的，因?yàn)樗軌蛟诰W(wǎng)絡(luò)的公共部分上傳輸不同波長(zhǎng)，它不是獨(dú)立的但是是成組的，對(duì)于一個(gè)集合路由，這可以通過(guò)一次只使用一個(gè)端口來(lái)進(jìn)行正確的路由來(lái)減輕了發(fā)送管理。
在現(xiàn)有情況下，多粒度架構(gòu)不能用于線路模式之外的架構(gòu)，這涉及到異步管理。因此，在分組模式傳輸中，至少一部分信息以TDM分組的形式被表示，特別是在線路6中，這就需要維持同步模式。
通過(guò)文獻(xiàn)WO 01/95661，我們知道一種在光學(xué)通信網(wǎng)絡(luò)中分組形式的數(shù)據(jù)管理方法，它包括一個(gè)步驟，該步驟將一個(gè)時(shí)分復(fù)用的分組集合合并到一個(gè)波分復(fù)用分組中，以形成一個(gè)復(fù)合波分復(fù)用分組。
該文獻(xiàn)描述了一個(gè)節(jié)點(diǎn)，包括-一個(gè)由時(shí)分復(fù)用分組交換矩陣構(gòu)成的第一級(jí)，-以及一個(gè)由波分復(fù)用分組交換矩陣構(gòu)成的第二級(jí)。
第一和第二級(jí)通過(guò)多路復(fù)用器和頻譜多路復(fù)用器來(lái)耦合。
該已知節(jié)點(diǎn)單一地交換時(shí)分復(fù)用分組，而該節(jié)點(diǎn)的核心單一地交換波分復(fù)用分組，這些分組容納有時(shí)分復(fù)用分組。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明的目的在于提供一個(gè)節(jié)點(diǎn)，它提供一個(gè)多樣的并且對(duì)于不同的復(fù)用模式透明的使用。
發(fā)明的目的是提供一個(gè)光學(xué)交換節(jié)點(diǎn)，其特征在于它包括-至少一個(gè)時(shí)分復(fù)用分組交換矩陣，-至少一個(gè)波分復(fù)用分組交換矩陣，
-至少一個(gè)波分復(fù)用光學(xué)數(shù)據(jù)分組形成設(shè)備，其輸入被耦合到一個(gè)時(shí)分復(fù)用分組交換矩陣，輸出被耦合到一個(gè)波分復(fù)用分組交換矩陣，-至少一個(gè)波分復(fù)用光學(xué)分組去復(fù)用設(shè)備，其輸入被耦合到一個(gè)波分復(fù)用分組交換矩陣，并且輸出被耦合到一個(gè)時(shí)分復(fù)用分組交換矩陣；并且時(shí)分復(fù)用分組交換矩陣包括輸入和輸出，用于接收和發(fā)送波分復(fù)用分組，它們來(lái)自和到達(dá)其它節(jié)點(diǎn)。


發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)將會(huì)通過(guò)依據(jù)對(duì)最佳實(shí)施例的描述而被更加清晰地顯現(xiàn)出來(lái)，實(shí)施例僅是給出一個(gè)非限制性的例子，參照附圖，其中-圖1，已經(jīng)描述過(guò)了，是一個(gè)大陸范圍上的光學(xué)通信網(wǎng)絡(luò)布置的例子簡(jiǎn)圖；-圖2a，已經(jīng)描述過(guò)了，是一個(gè)示出基于TDM分組的結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖；-圖2b，已經(jīng)描述過(guò)了，是一個(gè)示出基于WDM分組的結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖；-圖3是一個(gè)原理簡(jiǎn)圖，它解釋了符合本發(fā)明的從TDM分組構(gòu)造一個(gè)復(fù)合WDM分組；-圖4是一個(gè)圖3的復(fù)合WDM分組形成單元的框圖-圖5是一個(gè)復(fù)合WDM分組分解單元框圖，分解單元能夠重構(gòu)它所復(fù)合的TDM分組；-圖6是一個(gè)符合發(fā)明的TDM/WDM多路轉(zhuǎn)換的簡(jiǎn)單節(jié)點(diǎn)的第一個(gè)例子的簡(jiǎn)視；-圖7是一個(gè)符合發(fā)明的TDM/WDM多路轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)的第二個(gè)例子的簡(jiǎn)視；-圖8是一個(gè)原理簡(jiǎn)圖，示出了從多個(gè)復(fù)合WDM分組形成復(fù)合的超級(jí)WDM分組；-圖9是一個(gè)示出根據(jù)圖8所示情況的一個(gè)變化的一個(gè)超級(jí)復(fù)合WDM的結(jié)構(gòu)；-圖10是一個(gè)符合發(fā)明的TDM/WDM多路轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)的第三個(gè)例子的簡(jiǎn)視；-圖11是一個(gè)在適于以TDM和WDM分組形式傳輸數(shù)據(jù)的多粒度類型光學(xué)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)符合發(fā)明的使用節(jié)點(diǎn)架構(gòu)的例子。
具體實(shí)施例方式
如圖3所示，實(shí)施例包括一個(gè)單元16，其作用是形成波分光學(xué)分組18，后面命名為“復(fù)合WDM分組”。這些復(fù)合WDM分組的每一個(gè)由時(shí)分復(fù)用光學(xué)分組(TDM分組)8組成，TDM分組的一個(gè)例子通過(guò)參照?qǐng)D2a被描述。換句話說(shuō)，一個(gè)復(fù)合WDM分組“封裝”一個(gè)TDM分組集合。
在所示的例子中，一個(gè)復(fù)合WDM分組18由i個(gè)分組TDM8-1到TDM8-i構(gòu)成，這些分組每一個(gè)具有同樣長(zhǎng)度，并且分別由標(biāo)題10-1到10-i，以及一個(gè)有用負(fù)載12-1到12-i來(lái)構(gòu)成。TDM分組(用8來(lái)表示同一類)，它構(gòu)成一個(gè)復(fù)合WDM分組18，可以來(lái)自一個(gè)共同的源或不同的源。這些TDM分組因而有一個(gè)共同點(diǎn)就是可以在光學(xué)網(wǎng)絡(luò)的至少同一個(gè)部分上也就是說(shuō)在網(wǎng)絡(luò)至少一個(gè)鏈接6(參見(jiàn)圖1)的路徑上一起傳輸。
TDM分組8-1到8-i的起源是不同的，其各自的載波波長(zhǎng)可以有所使用的操作協(xié)議所允許的所有值。因此，為獲得兩個(gè)極端情況，這些分組可以完全具有同樣的波長(zhǎng)，例如如果他們來(lái)自同一個(gè)終端，或者完全具有不同的波長(zhǎng)，更一般地一個(gè)或一些波長(zhǎng)被一個(gè)或至少一些TDM分組的波長(zhǎng)共用。
因此WDM復(fù)用需要每一個(gè)被復(fù)用的元素有其自己的波長(zhǎng)，該參數(shù)是一個(gè)可以被識(shí)別的粒度。在該情況下，被復(fù)用的元素是一個(gè)TDM分組8-1到8-i，復(fù)合WDM分組形成單元16保證以下條件每一個(gè)封裝在復(fù)合WDM分組18中的TDM分組是在其自己的波長(zhǎng)載波上，對(duì)于分組TDM8-1到8-i波長(zhǎng)分別記為λ1-λi。為此，它還包括出現(xiàn)在輸入處的TDM8分組波長(zhǎng)分析裝置以及用于滿足波分復(fù)用條件的載波轉(zhuǎn)換裝置。
另外，單元16包括對(duì)于復(fù)合WDM分組18的公共標(biāo)題20分配裝置。該標(biāo)題根據(jù)符合光學(xué)網(wǎng)絡(luò)所使用的協(xié)議被建立，以便建立在公共部分上的路由。在例子中，公共標(biāo)題20在復(fù)合WDM分組18的被復(fù)用的波長(zhǎng)λ1-λi的整體上被編碼。然而，其作用對(duì)于標(biāo)記該分組是有限的，我們將理解到，公共標(biāo)題20可以寫(xiě)成所有其他的方式，例如在唯一一個(gè)波長(zhǎng)上，或者甚至在被封裝的那些之外的波長(zhǎng)上，或者在相關(guān)的電或無(wú)線電信號(hào)上，只要能夠索引分組。同樣，當(dāng)它位于復(fù)合分組中心時(shí)公共標(biāo)題20的位置是任意的并且是所選擇的協(xié)議的函數(shù)。
我們注意到，復(fù)合WDM分組18維持了它所封裝的每一個(gè)WDM分組8數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的原始形態(tài)，特別是所涉及的TDM分組的長(zhǎng)度，構(gòu)成有用負(fù)載12-1到12-i的數(shù)據(jù)排序，構(gòu)成，及對(duì)應(yīng)于10-1到10-i的TDM標(biāo)題相對(duì)位置。從輸出處，在分解操作時(shí)，可以輕易地分解復(fù)合WDM分組18，并且以其原始的形式重構(gòu)TDM分組8-1到8-i的每一個(gè)，在必要的情況下利用載波波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換。因此這些TDM分組8在其標(biāo)題10-1到10i的基礎(chǔ)上，或重新追尋其各自的路由或重構(gòu)另一個(gè)分組。
圖4以框圖的形式示出了構(gòu)成WDM分組的形成單元16的不同單元，即-一個(gè)用于接收TDM分組8的輸入端口22，它可以是一個(gè)并口或一個(gè)串口；-一個(gè)用于發(fā)送復(fù)合WDM分組18的輸出端口24，典型地它被連接到一個(gè)交換矩陣的WDM復(fù)用輸入端口；-一個(gè)在輸入端口出現(xiàn)的TDM分組的波長(zhǎng)λ探測(cè)單元26，它能夠確定將要封裝它們的復(fù)合WDM分組的波分復(fù)用所需要的波長(zhǎng)λ轉(zhuǎn)換；-一個(gè)輸入TDM分組的分類單元28，它建立每一個(gè)復(fù)合WDM分組18的構(gòu)成。該分類部分或全部地采取每一個(gè)TDM分組必須經(jīng)過(guò)的光學(xué)網(wǎng)絡(luò)中路徑的共同準(zhǔn)則。為此，單元28包括TDM分組的標(biāo)題10的分析裝置，從這些標(biāo)題它計(jì)算或得到光學(xué)網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)路由的信息。我們注意到，該分類單元可以在形成單元16的外部，在這種情況下，它將在所有存在于一選通脈沖中的TDM分組的集合被集合到同一復(fù)合WDM分組18的基礎(chǔ)上工作。另外，緩沖存儲(chǔ)裝置可以被用于管理分類并且能夠產(chǎn)生最佳集合；-一個(gè)輸入TDM分組載波波長(zhǎng)λ轉(zhuǎn)換單元30，它保證在形成時(shí)復(fù)合WDM分組的構(gòu)成部分(即TDM分組)的波分復(fù)用。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換可以通過(guò)所有公知的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，特別是根據(jù)純光學(xué)的技術(shù)，基于例如非線性光學(xué)現(xiàn)象，或者根據(jù)雙轉(zhuǎn)換技術(shù)，基于一個(gè)電子形式的數(shù)據(jù)中間傳輸；-一個(gè)TDM分組的合成單元32，它將分類單元28所選擇的TDM分組在由單元30根據(jù)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換后合成。該單元32有效地產(chǎn)生以復(fù)合WDM分組復(fù)用形式的有用負(fù)載，該負(fù)載對(duì)于每一個(gè)波長(zhǎng)λ1-λi(圖3)是一個(gè)TDM分組，它容納有其有用負(fù)載12和其標(biāo)題10；-一個(gè)復(fù)合WDM分組18的公共標(biāo)題20的創(chuàng)建單元34，標(biāo)題包括復(fù)合WDM分組在光學(xué)網(wǎng)絡(luò)前述的公共部分上的路由信息。為此，單元34通過(guò)TDM分組的分類單元在該公共部分上被記錄。換句話說(shuō)，公共標(biāo)題20根據(jù)被封裝到所對(duì)應(yīng)的復(fù)合WDM分組中的TDM分組8的標(biāo)題10-1到10-i中所容納的信息而被建立；-一個(gè)復(fù)合WDM分組的形成單元36，它組合被合成并由復(fù)合單元32形成波長(zhǎng)復(fù)用形式的TDM分組和由單元34創(chuàng)建的公共標(biāo)題20，以構(gòu)成一個(gè)完全的復(fù)合WDM分組18。該分組隨后在輸出端口24上被讀取，以便在光學(xué)網(wǎng)絡(luò)上被傳輸；并且-一個(gè)基于微處理器(μP)的內(nèi)部管理單元38，它控制單元22到36的整體。
WDM分組的形成單元16能夠使得在TDM多路傳輸線路和WDM多路傳輸線路的同一光學(xué)通信網(wǎng)絡(luò)4中通過(guò)耦合這些不同的線路使它們共存。
為此，還可以有一個(gè)被稱為“分解”的單元，它保證復(fù)合WDM分組的形成單元16的反向運(yùn)作的功能，即從復(fù)合WDM分組中抽取被封裝的TDM分組8。
圖5是以框圖的形式表示構(gòu)成復(fù)合WDM分組18的分解單元40的不同單元，即-一個(gè)用于接收復(fù)合WDM分組的輸入端口42；-一個(gè)用于發(fā)送復(fù)合WDM分組分解出的TDM分組8的輸出端口44；-一個(gè)TDM分組分離單元46，它提取公共標(biāo)題20并且抽取TDM分組8，以便能夠單獨(dú)地處理它們；-一個(gè)轉(zhuǎn)換單元48，用于將來(lái)自單元46的被分解的TDM分組波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換成與輸出端口24相連的TDM線路的載波波長(zhǎng)。該單元根據(jù)類似于前述單元30的技術(shù)來(lái)被實(shí)現(xiàn)；并且-一個(gè)基于微處理器(μP)的內(nèi)部管理單元50，它控制單元42-48的整體。
當(dāng)然，可以將兩個(gè)復(fù)合WDM分組的形成和分解單元16和40合成一個(gè)雙向模式工作并且共享共同功能部件(端口，轉(zhuǎn)換單元，管理單元等等)的一個(gè)單一整體。
接下來(lái)，將描述幾個(gè)由于使用復(fù)合WDM分組形成單元16和/或這些分組的分解單元40，而管理兩個(gè)TDM和WDM復(fù)用模式的交換節(jié)點(diǎn)架構(gòu)的例子。
圖6是符合發(fā)明的TDM/WDM多路轉(zhuǎn)換的簡(jiǎn)單節(jié)點(diǎn)52的第一個(gè)例子的簡(jiǎn)示，它能夠在TDM和WDM復(fù)用之間的兩個(gè)方向(雙向)內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。一個(gè)這種節(jié)點(diǎn)52典型地被置于光學(xué)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)或多個(gè)端口處。在所示的例子中，網(wǎng)絡(luò)2是多粒度類型的，因此，它同時(shí)處理TDM和WDM分組。另外，網(wǎng)絡(luò)由于每一個(gè)WDM分組占據(jù)一個(gè)可變的頻帶，即一個(gè)可變數(shù)目i的被復(fù)用的波長(zhǎng)，因此是多粒度的。當(dāng)該數(shù)目i達(dá)到其最大值時(shí)，等于能夠在同一光纖中被傳輸?shù)乃胁煌ㄩL(zhǎng)的數(shù)目，我們就達(dá)到了光纖粒度的極限。
節(jié)點(diǎn)52分別通過(guò)TDM交換矩陣58和WDM交換矩陣60來(lái)同時(shí)管理時(shí)分復(fù)用光纖線路54(此后稱為TDM線路)和物理上分離的波分復(fù)用線路(此后稱為WDM線路)。
TDM交換矩陣54在三個(gè)光學(xué)線路集合上工作，即-遠(yuǎn)程連接的第一線路集合，它保證了與其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的連接。該集合包括多個(gè)外部輸入線路62E和多個(gè)外部輸出線路62S；-本地連接的第二線路集合，它保證了與本地設(shè)備的連接，例如本地終端或網(wǎng)絡(luò)。該集合包括多個(gè)本地輸入線路64E和多個(gè)本地輸出線路64S；以及-用于多路轉(zhuǎn)換的線路的第三線路集合，它保證了與WDM交換矩陣60相連，該集合包括輸入線路66E和輸出線路66S(從TDM矩陣可見(jiàn)的)。
根據(jù)一種變型，TDM交換矩陣58可以不與遠(yuǎn)程連接線路相連，或者不與本地連接線路相連。
WDM交換矩陣60在兩個(gè)光學(xué)線路集合上工作，即-遠(yuǎn)程連接的第一線路集合，它保證與其它網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)的連接。該集合包括多個(gè)外部輸入線路68E和多個(gè)外部輸出線路68S；并且-多路轉(zhuǎn)換的前述第三線路集合，它保證在線路66E和66S上與TDM交換矩陣58相鏈接。
當(dāng)然，WDM矩陣還可以適用于管理本地線路，例如本地連接第二線路集合。另外，作為變化，我們還可以預(yù)見(jiàn)到，僅用TDM矩陣58和WDM矩陣60之一僅管理遠(yuǎn)程連接線路，另一個(gè)僅用于管理本地線路和多路轉(zhuǎn)換。
WDM分組16的形成和分解單元16和40位于在TDM和WDM交換矩陣之間的該第三線路集合中。
更特殊地，在多路轉(zhuǎn)換線路上(由66Sa所標(biāo)記的部分)的TDM交換矩陣58的輸出連接到復(fù)合WDM分組的形成單元16的一個(gè)輸入端口22上，并且該單元的輸出端口24連接到一個(gè)WDM線路上，或者可以是多個(gè)線路(由66Sb所標(biāo)記的段)，或連接到WDM交換矩陣60的多路轉(zhuǎn)換的一個(gè)WDM輸入。多個(gè)線路66Sa平行地到達(dá)輸入端口22，因此單元16執(zhí)行一個(gè)空分復(fù)用。在例子中，設(shè)置有兩個(gè)WDM分組形成單元16，獨(dú)立地并且相互地分別在線路66Sa和66Sb上并行地工作。
反過(guò)來(lái)，復(fù)用線路(由標(biāo)記66Eb所標(biāo)示的部分)上的WDM交換矩陣60的輸出到達(dá)到復(fù)合WDM分組的一個(gè)分解單元40的輸入端口42上，并且其輸出端口44引出通向TDM交換矩陣58多路轉(zhuǎn)換的TDM輸入的TDM線路上(由標(biāo)記66Ea所標(biāo)示的部分)。我們注意到，在例子中，分解單元40的輸出端口44通過(guò)在部分66Ea的各輸入線路并行地分配不同的已分解的TDM分組來(lái)實(shí)現(xiàn)空間復(fù)用。當(dāng)然，去復(fù)用的其他可能性也可以被預(yù)見(jiàn)，例如串行輸出端口44傳輸，或者在任意不同線路上的去復(fù)用。在例子中，同樣可以使用兩個(gè)WDM分組的分解單元40，它們分別在線路66Sa和66Sb上獨(dú)立地并且相互并行地工作。
在運(yùn)行中，節(jié)點(diǎn)52透明地并且多性能地在TDM和WDM復(fù)用線路上操作。TDM和WDM交換矩陣保證信息在它們各自的遠(yuǎn)程連接62E，62S和68E，68S上傳輸。當(dāng)需要從帶有多路轉(zhuǎn)換的節(jié)點(diǎn)52路由時(shí)，矩陣在上述的第三線路集合上發(fā)送。
在TDM復(fù)用朝向WDM多路轉(zhuǎn)換的情況下，TDM交換矩陣58引導(dǎo)所涉及的TDM分組8在連接到的復(fù)合WDM分組的形成單元16的線路66Sa上。這些TDM分組可以無(wú)區(qū)別地來(lái)自遠(yuǎn)程連接輸入線路62E或本地連接輸入線路64E，或者甚至線路66Ea的已分解的TDM分組的輸出，以便在新的復(fù)合WDM分組18中重新整合已分組的TDM分組。因此被引導(dǎo)的TDM分組8被WDM分組的形成單元16接收，在這里它們被組合成復(fù)合WDM分組。因此而形成的復(fù)合WDM分組在WDM交換矩陣的線路68E上被接收，從此它們?nèi)缤衅渌黈DM標(biāo)準(zhǔn)分組一樣被以透明的方式處理。在WDM交換矩陣中以及在其外的復(fù)合WDM分組18的傳輸通過(guò)參照其公共標(biāo)題來(lái)被管理。
在WDM復(fù)用朝向TDM多路轉(zhuǎn)換的情況中，WDM交換矩陣60引導(dǎo)所涉及的分組在連接到WDM分組的分解單元40的線路66Eb上。因而每一個(gè)所接收的WDM分組被分解成自適應(yīng)TDM分組8，如果需要載波波長(zhǎng)與TDM58交換矩陣的輸入線路66Ea相兼容。我們注意到某些TDM交換矩陣可以接收所有波長(zhǎng)的輸入，盡管在輸出處僅提供單一的波長(zhǎng)。在此情況下，在TDM交換矩陣58的下游設(shè)置波長(zhǎng)自適應(yīng)是無(wú)用的。從這些線路，已分解的TDM分組已如同所有其它TDM分組一樣被透明地處理。因此它們可以在不同的通路上被引導(dǎo)到在線路62S上遠(yuǎn)程連接，或在線路64S上本地連接，或甚至被重新導(dǎo)向一個(gè)復(fù)合WDM形成單元16，以便選擇性地被集成到一個(gè)新的、將由WDM交換矩陣60所管理的復(fù)合WDM分組中。
圖7是一個(gè)具有符合發(fā)明的TDM/WDM多路轉(zhuǎn)換的節(jié)點(diǎn)70的第二個(gè)例子的簡(jiǎn)示，它不同于第一個(gè)例子的是使用級(jí)聯(lián)(所示的是三級(jí))的多個(gè)WDM交換矩陣60-1到60-3，以便進(jìn)行WDM線路的多級(jí)再集合。在該圖中，與圖6相同的公共元素具有相同的標(biāo)號(hào)，并且為簡(jiǎn)潔起見(jiàn)不再重新敘述(然而，為了清楚的原因，圖6的線路68E和68S在這里被重新分別指定為68E-1和68S-1)。標(biāo)記為60-1的WDM交換矩陣與圖6的60相同，但還包括一個(gè)線路66E-1和66S-1的集合，它分別將其連接到一個(gè)第二WDM交換矩陣60-2的輸出端口和輸入端口。
該后者還包括分別為68E-2和68S-2的遠(yuǎn)程連接的輸入和輸出線路，以及一個(gè)線路66E-2和66S-2集合，它分別將其連接到一個(gè)第三WDM交換矩陣60-3的輸出端口和輸入端口。
在不同交換矩陣55，60-1，60-2和60-3之間的內(nèi)部連接線路集合(帶有前綴66的標(biāo)號(hào))能夠朝向TDM交換矩陣58通過(guò)簡(jiǎn)單的連續(xù)交換發(fā)送來(lái)自多個(gè)遠(yuǎn)程連接線路(帶有前綴62的標(biāo)號(hào))之一的所有分組。因此，一個(gè)在WDM交換矩陣62-3的一個(gè)線路62E-3上傳送的復(fù)合WDM分組將能被連續(xù)地朝向WDM矩陣60-2和60-1發(fā)送，從這里，它將在一個(gè)線路62E上被傳輸，以便在一個(gè)分解單元40內(nèi)被分解，并且接下來(lái)以TDM分組8的形式被TDM交換矩陣58所處理。
反過(guò)來(lái)，來(lái)自交換矩陣58的TDM分組8在單元16中被形成復(fù)合WDM分組的形式，然后以該形式在輸出的內(nèi)部連接線路上被傳送，以便能夠在WDM交換矩陣60-1到60-3任意之一上被傳送。該布置能夠獲得在TDM和WDM交換矩陣之間的雙向交換。
當(dāng)然，可被級(jí)聯(lián)的WDM交換矩陣的數(shù)目可以是任意的，WDM矩陣可以通過(guò)例如使用WDM交換矩陣60-3的內(nèi)部連接線路30-3(虛線)來(lái)被撤出或加入。
該連續(xù)WDM矩陣的構(gòu)型特別是具有能夠?qū)⒍鄠€(gè)復(fù)合WDM分組集合成同一個(gè)復(fù)合WDM分組的好處，我們將用“超級(jí)分組”來(lái)表明，例如用于共享公共部分。
作為例子，圖8示出了一種情況，在該情況中WDM矩陣60-2在線路66E-1上接收來(lái)自WDM矩陣60-1的一個(gè)由三個(gè)波長(zhǎng)λ1，λ2和λ3復(fù)合而成的復(fù)合WDM分組18-1，其每一個(gè)分別傳輸一個(gè)為8-1到8-3的TDM分組。在其級(jí)別上，WDM矩陣60-2形成一個(gè)與分別為8-4和8-5的TDM分組相關(guān)的兩個(gè)波長(zhǎng)λ4和λ5所復(fù)合的一個(gè)復(fù)合分組18-2。該矩陣分析復(fù)合WDM分組18-1的公共標(biāo)題20-1，并且確定是否能被加入到目前形成的分組18-2中，例如基于一個(gè)公共部分。在肯定的情況下，WDM矩陣60-2在一個(gè)組合單元17中產(chǎn)生由WDM分組18-1和18-2所復(fù)合的復(fù)合WDM超級(jí)分組18-SP。為此，在形成過(guò)程中，它抽取輸入18-1的復(fù)合WDM分組的公共標(biāo)題20-1，如果需要，還有復(fù)合WDM分組的標(biāo)題18-2，以便在此產(chǎn)生一個(gè)特定于該WDM超級(jí)分組的標(biāo)題20-SP。該標(biāo)題將包括所有對(duì)于WDM超級(jí)分組路由所必需的信息，以及可能的在下游能夠確定所涉及的兩個(gè)復(fù)合WDM分組并且以后分離這兩個(gè)分組的附加信息。
復(fù)合超級(jí)分組18-SP可以象所有其它復(fù)合WDM分組一樣被傳輸，例如朝向WDM矩陣60-1。
作為變化，WDM交換矩陣60-2可以在超級(jí)分組20-SP中保持兩個(gè)構(gòu)成復(fù)合WDM分組18-1和18-2的公共標(biāo)題20-1和20-2在其原來(lái)位置，并且加入超級(jí)分組20-SP的標(biāo)題(即一個(gè)超級(jí)標(biāo)題)，以便包括這兩個(gè)標(biāo)題，如同圖9所示的那樣。在此情況中，分解單元40將能被用于首先分析超級(jí)標(biāo)題，然后分析組成超級(jí)分組20-SP的復(fù)合WDM分組的公共標(biāo)題20-1和20-2。
在簡(jiǎn)化的例子中，在建立超級(jí)分組18-SP時(shí)沒(méi)有波長(zhǎng)的沖突，每個(gè)基本構(gòu)成TDM分組8-1至8-5都是在其各自的波長(zhǎng)λ1到λ5上。然而我們可以在矩陣中使用波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置使該WDM交換矩陣60能夠選擇性地改變構(gòu)成一個(gè)復(fù)合WDM超級(jí)分組的TDM分組的波長(zhǎng)，以避免頻帶占用的沖突。
當(dāng)然，可能在一個(gè)復(fù)合WDM超級(jí)分組中的TDM分組的數(shù)目，以及為實(shí)現(xiàn)該超級(jí)分組所組合的復(fù)合WDM分組的數(shù)目在所涉及網(wǎng)絡(luò)的元素的頻帶的限制內(nèi)是任意的。同樣，我們也可以從其他超級(jí)分組產(chǎn)生超級(jí)分組。
形成和使用超級(jí)分組的可能性對(duì)于所有WDM交換矩陣都是開(kāi)放的，并且對(duì)于其它架構(gòu)，如圖7所示的那些，也是同樣的。另外，我們也可以在WDM交換矩陣之外設(shè)置特別用于形成WDM超級(jí)分組的單元。
在一個(gè)實(shí)際情況中，我們可以決定輸入的每一個(gè)WDM分組的波長(zhǎng)數(shù)目將是同樣的。
圖10是一個(gè)符合發(fā)明的TDM/WDM多路轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)70’的第三個(gè)例子的簡(jiǎn)視。該架構(gòu)根據(jù)一個(gè)星型構(gòu)造在一個(gè)WDM交換矩陣60的周圍集合多個(gè)TDM交換矩陣(在例子中是四個(gè))58-1到58-4。四個(gè)TDM交換矩陣被分別分成兩個(gè)用作輸入源的輸入矩陣58-1和58-3(圖中左邊)，以及兩個(gè)相對(duì)于中央WDM交換矩陣60的目標(biāo)的輸出矩陣58-2和58-4(圖中右面)。
每個(gè)輸入TDM交換矩陣58-1和58-3通過(guò)兩個(gè)復(fù)合WDM分組集合的形成單元16與WDM交換矩陣60交換，它提供兩條朝向WDM交換矩陣60的并行信道(線路82)。同樣，每個(gè)輸出TDM交換矩陣58-2和58-4通過(guò)兩個(gè)復(fù)合WDM分組分解單元40從WDM交換矩陣60提供兩條并行的信道與WDM交換矩陣60交換。
另外，TDM交換矩陣可以在它們之間或者通過(guò)WDM交換矩陣，或者直接在它們之間交換。矩陣也可以具有一定數(shù)目的遠(yuǎn)程連接線路62E，62，68E，68S以及本地連接線路64。
如此成星型連接到一個(gè)WDM交換矩陣的TDM交換矩陣的數(shù)目是任意的。
圖11是一個(gè)使用不同節(jié)點(diǎn)架構(gòu)及分組結(jié)構(gòu)，前面參照?qǐng)D3到8所描述的，在適用于以TDM和WDM分組的形式傳輸數(shù)據(jù)的多粒度類型光學(xué)網(wǎng)絡(luò)2的范圍內(nèi)的例子。
例子考慮到通過(guò)一個(gè)TDM線路6a以TDM分組8的形式傳輸數(shù)據(jù)到達(dá)一個(gè)節(jié)點(diǎn)4-1的情況。在這些分組中，第一集合8-1是以特定節(jié)點(diǎn)4-5為目標(biāo)，并且第二集合8-2是以另一特定節(jié)點(diǎn)4-6為目標(biāo)。朝向這些不同目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路徑通過(guò)公共中間節(jié)點(diǎn)，依次為4-2，4-3和4-4，它們共同形成一個(gè)公共部分72。這些公共中間節(jié)點(diǎn)，以及連接它們的鏈接6b，6c，6d適于傳輸WDM分組。
另外，公共部分的至少第一個(gè)節(jié)點(diǎn)4-1和最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)4-4分別配備有一個(gè)復(fù)合WDM分組18形成單元16，以及一個(gè)復(fù)合WDM分組分解單元40。
符合發(fā)明地，我們將第一和第二TDM分組集合8-1和8-2組合成為一個(gè)復(fù)合WDM分組18，以便其在公共部分72上的傳輸。該布置的特別優(yōu)點(diǎn)是可以使用通過(guò)WDM技術(shù)所提供的非常大的通量，并且對(duì)于每一個(gè)公共中介節(jié)點(diǎn)4-2到4-4僅使用一個(gè)輸入和輸出端口。在該公共部分上的路由根據(jù)復(fù)合WDM分組的公共標(biāo)題20來(lái)被管理，在所有其它之間，它指定最后節(jié)點(diǎn)4-4。
當(dāng)復(fù)合WDM分組18到達(dá)公共部分的最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)4-4時(shí)，它被該節(jié)點(diǎn)的分解單元40所處理，提取出所封裝集合8-1和8-2的TDM分組。因而該節(jié)點(diǎn)4-4朝向其分別在鏈路6e和6f上的最終節(jié)點(diǎn)4-5和4-6執(zhí)行分組交換。來(lái)自公共部分的最后節(jié)點(diǎn)4-4的路由信息參照TDM分組8-1和8-2的標(biāo)題10-1和1-2來(lái)被獲得。當(dāng)然，這些分組的路由也可以根據(jù)它們最后的目標(biāo)來(lái)具有任意數(shù)目的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。因而TDM分組的集合之一可以與其它TDM分組一起重新被封裝到一個(gè)復(fù)合WDM分組中，以便共享另外的公共部分上。
我們注意到不是每一個(gè)光學(xué)網(wǎng)絡(luò)2都必須配備節(jié)點(diǎn)用于同時(shí)管理TDM和WDM分組，盡管圖中的情況構(gòu)成了最佳的解決方案。因此，符合發(fā)明的中間部分72上的路由可以僅用至少節(jié)點(diǎn)之一(例子中是4-3)來(lái)被實(shí)現(xiàn)，僅管理WDM線路。同樣，在給定的公共部分之外，一個(gè)節(jié)點(diǎn)(例子中是4-5)可以只管理TDM分組。
本發(fā)明范圍內(nèi)可以預(yù)見(jiàn)的其它架構(gòu)和路由分析的例子也可以適用于來(lái)自下列文獻(xiàn)的教導(dǎo)，它們覆蓋一般的多粒度光學(xué)網(wǎng)絡(luò)i)L.Noirie等人“Multi-granularity optical cross-connect”，ECOC’2000，論文9.2.4，以及ii)L.Noirie等人“Impact ofintermediate traffic grouping on the dimensioning ofmulti-granularity optical networks”，OFC’2001，TuG3頁(yè)。
顯然，對(duì)于所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，發(fā)明具有眾多的不超出其范圍的變化，不論是結(jié)構(gòu)還是功能。
權(quán)利要求
1.光學(xué)交換節(jié)點(diǎn)(52；70)，其特征在于它包括-至少一個(gè)時(shí)分復(fù)用(8)分組交換矩陣(58)，-至少一個(gè)波分復(fù)用分組交換矩陣(60)，-至少一個(gè)波分復(fù)用(18)光學(xué)數(shù)據(jù)分組形成設(shè)備(16)，其輸入(22)被耦合到一個(gè)時(shí)分復(fù)用(8)分組交換矩陣(58)，輸出(24)被耦合到一個(gè)波分復(fù)用分組交換矩陣(60)，-至少一個(gè)波分復(fù)用光學(xué)分組去復(fù)用設(shè)備(40)，其輸入(42)被耦合到一個(gè)波分復(fù)用分組交換矩陣(60)，并且輸出(44)被耦合到一個(gè)時(shí)分復(fù)用分組交換矩陣(58)；并且時(shí)分復(fù)用分組交換矩陣(58)包括輸入(68E)和輸出(68S)，用于接收和發(fā)送波分復(fù)用分組，它們來(lái)自和到達(dá)其它節(jié)點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)點(diǎn)，其特征在于波分復(fù)用光學(xué)數(shù)據(jù)分組形成設(shè)備(16)還包括將多個(gè)復(fù)合波分復(fù)用分組(18-1，18-2)組合成為一個(gè)單一的復(fù)合波分復(fù)用分組(18-SP)的裝置(17)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)點(diǎn)(70)，其特征在于時(shí)分復(fù)用分組交換矩陣(58)包括用于接收和發(fā)送來(lái)自或朝向其它節(jié)點(diǎn)的時(shí)分復(fù)用分組的輸入(62E)和輸出(62S)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)點(diǎn)(70)，其特征在于時(shí)分復(fù)用分組交換矩陣(58)包括用于接收和發(fā)送來(lái)自或朝向本地站的時(shí)分復(fù)用分組的輸入(64E)和輸出(64S)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)點(diǎn)(70)，其特征在于時(shí)分復(fù)用分組交換矩陣(58)被耦合到級(jí)聯(lián)的多個(gè)波分復(fù)用分組交換矩陣(60-1到60-3)上，這些矩陣之一能夠通過(guò)波分復(fù)用(18)的光學(xué)數(shù)據(jù)分組形成設(shè)備(16)接收來(lái)自時(shí)分復(fù)用交換矩陣(58)的光學(xué)數(shù)據(jù)，并且必要時(shí)，通過(guò)波分復(fù)用(40)光學(xué)分組去復(fù)用設(shè)備(40)朝向時(shí)分復(fù)用分組交換矩陣(58)發(fā)送光學(xué)數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)點(diǎn)(70’)，其特征在于它包括至少一個(gè)成星形與多個(gè)時(shí)分復(fù)用分組交換矩陣(58-1到58-4)相連的波分復(fù)用分組交換矩陣(60)，其-至少一個(gè)輸入時(shí)分復(fù)用分組交換矩陣(58-1，58-3)通過(guò)至少一個(gè)波分復(fù)用(18)光學(xué)數(shù)據(jù)分組形成設(shè)備(16)被連接到波分復(fù)用分組交換矩陣(60)的輸入上，并且-至少一個(gè)輸出時(shí)分復(fù)用分組交換矩陣(58-2，58-4)通過(guò)至少一個(gè)波分復(fù)用光學(xué)分組去復(fù)用設(shè)備(40)被連接到波分復(fù)用分組交換矩陣(60)的一個(gè)輸出上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)點(diǎn)，其特征在于它包括時(shí)分復(fù)用(8)分組選擇裝置(28)，它通過(guò)標(biāo)識(shí)這些分組(8)的數(shù)據(jù)所使用的公共部分(72)來(lái)形成一個(gè)波分復(fù)用(18)分組。
8.用于傳輸分組數(shù)據(jù)的光學(xué)通信網(wǎng)絡(luò)(2)，它同時(shí)管理時(shí)分復(fù)用(8)分組和波分復(fù)用(18)分組，其特征在于它包括至少一個(gè)根據(jù)前述權(quán)利要求之一的節(jié)點(diǎn)。
全文摘要
發(fā)明涉及一個(gè)用于光學(xué)通信網(wǎng)絡(luò)(2)的時(shí)分復(fù)用和波分復(fù)用光學(xué)交換節(jié)點(diǎn)，它能夠?qū)⒁粋€(gè)時(shí)分復(fù)用分組的集合(8－1，8－2，...8一i)集合到一個(gè)波分復(fù)用(18)分組中，以便形成一個(gè)復(fù)合波分復(fù)用分組，特別地每一個(gè)時(shí)分復(fù)用分組(8－1，8－2，...8i)對(duì)應(yīng)一個(gè)適當(dāng)?shù)膹?fù)用波長(zhǎng)(分別為λ1，λ2...λi)，例如一個(gè)特定于每一個(gè)時(shí)分復(fù)用分組的波長(zhǎng)。發(fā)明特別用于高通量的光學(xué)網(wǎng)絡(luò)中，在此它提供了不同復(fù)用模式的多種和透明的應(yīng)用。
文檔編號(hào)H04B10/02GK1430348SQ0310091
公開(kāi)日2003年7月16日 申請(qǐng)日期2003年1月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月3日
發(fā)明者丹尼斯·潘尼克斯, 路多維克·諾利 申請(qǐng)人:阿爾卡塔爾公司