光子分組交換機(jī)的基數(shù)增強(qiáng)的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)分組交換機(jī)從另一交換機(jī)或者終端節(jié)點(diǎn)接收分組數(shù)據(jù)，并將該分組轉(zhuǎn)發(fā)到目的地終端節(jié)點(diǎn)或者另一中間交換機(jī)。網(wǎng)絡(luò)分組交換機(jī)主要使用分組交換機(jī)處的電子輸出/輸出(I/O)連接。許多網(wǎng)絡(luò)分組交換機(jī)被封裝在單個專用集成電路(ASIC)中，并且因而通過各自封裝處的功率和引線數(shù)限制兩者而在外部帶寬方面受到限制。
【附圖說明】
[0002]圖1圖示了光交換模塊的示例。
[0003]圖2圖示了光交換模塊的另一示例。
[0004]圖3圖示了光復(fù)用器的示例。
[0005]圖4圖不了光復(fù)用器的另一個不例。
[0006]圖5圖示了用于增加光子分組交換機(jī)(photonic packet switch)的基數(shù)(radix)的方法的示例。
【具體實(shí)施方式】
[0007]本公開涉及利用光輸入/輸出連接和交換機(jī)核心的光子分組交換機(jī)的基數(shù)增強(qiáng)。為了最小化大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中的等待時間，希望的是增加所給定的光子分組交換機(jī)(例如，連接到更大可能數(shù)量的離散源和目的地的交換機(jī))的端口數(shù)。通過使用到所述分組交換機(jī)的光輸入或者來自所述分組交換機(jī)的光輸出中的每一個的密集波分復(fù)用(DWDM)，光子分組交換機(jī)內(nèi)的集成光子學(xué)允許高帶寬和多端口數(shù)的結(jié)合。通過與光子分組交換機(jī)一起利用光復(fù)用器和解復(fù)用器的布置，可以提供單個光交換模塊，其能夠支持增加數(shù)量的網(wǎng)絡(luò)輸入和輸出連接，而此外不增加到所述交換機(jī)的物理I/O連接的數(shù)量。
[0008]圖1圖示了光交換模塊100的示例。光交換模塊100使用光復(fù)用和解復(fù)用來增加光子分組交換機(jī)110的基數(shù)，所述光子分組交換機(jī)可作為光交換模塊100的一部分被包括。如此處所述的，術(shù)語“基數(shù)”指的是光子分組交換機(jī)110的端口 114的數(shù)量。因而，與復(fù)用和解復(fù)用的扇入(fan-1n)和扇出(fan-out)特性有關(guān)的光子分組交換機(jī)110的端口 114的數(shù)量(如此處所述的)可以對應(yīng)于交換機(jī)基數(shù)。如此處所述的，給定的端口 114包括兩個分離的并獨(dú)立的數(shù)據(jù)信道，例如一個輸入信道和一個輸出信道。光子分組交換機(jī)110還包括交換機(jī)核心120用以處理源自多個光輸入信號ΙΝ_0ΡΤ的輸入數(shù)據(jù)分組，所述多個光輸入信號ΙΝ_0ΡΤ可以分別從多個輸入信道被提供給交換機(jī)核心120，使得多個光輸入信號IN_OPT中的每一個都可以與多個端口 114中的一個相關(guān)聯(lián)。在一些示例中，交換機(jī)核心120可以被配置成電交換機(jī)核心。在其它示例中，交換機(jī)核心可以被配置成光交換機(jī)核心或者混合電光核心。
[0009]例如，端口 114中的每一個都可以包括光至電(0/E)轉(zhuǎn)換器、電數(shù)據(jù)緩沖器和/或路由邏輯。交換機(jī)核心120可以具有控制路徑和數(shù)據(jù)路徑，其中控制路徑處理例如仲裁、流量控制以及錯誤檢測與恢復(fù)。數(shù)據(jù)路徑將數(shù)據(jù)(例如分組)從輸入信道移動到與端口 114相關(guān)聯(lián)的對應(yīng)的輸出信道，所述輸出信道諸如通過路由邏輯確定。因而，端口 114中的每一個還可以包括電至光(E/Ο)轉(zhuǎn)換器用以將從交換機(jī)核心120提供的電信號轉(zhuǎn)換為光信號用于從各自的輸出信道傳輸。
[0010]光交換模塊100還可以包括光復(fù)用器(即MUX)級150和光解復(fù)用器(即DEMUX)級160。在圖1的示例中，光復(fù)用器級150包括至少一個光復(fù)用器162，其耦合到與端口 114相關(guān)聯(lián)的各自的輸入信道(例如，通過光波導(dǎo)，諸如光纖)。(多個)光復(fù)用器162分別包括一組光輸入端用以通過復(fù)用不同波長的各自組光輸入信號來增加光子分組交換機(jī)110的交換機(jī)基數(shù)，所述光輸入信號在圖1的示例中表明為光輸入信號I λ glj I λ τ，其中T是正整數(shù)，其表示用于所給定的復(fù)用器162的分離的輸入信號的數(shù)量。光輸入信號I Aglj I λ τ中的每一個可以與一個或多個不同的波長相關(guān)聯(lián)(例如，波分復(fù)用(WDM)信號，例如稀疏WDM或者DWDM信號)。例如，光輸入信號I λ jlj I λ τ可以從諸如光發(fā)送器終端和/或光路由器的各種源被提供。
[0011]此外，光解復(fù)用器級160包括至少一個光解復(fù)用器164，其耦合到與端口 114相關(guān)聯(lián)的各自的輸出信道(例如通過光波導(dǎo))。(多個)光解復(fù)用器162分別類似地包括一組光輸出端用以通過將多個光輸出信號0UT_0PT(諸如每一個光輸出信號對應(yīng)于多個輸出信道中的各自一個輸出信道)解復(fù)用成不同波長的光輸出信號來增加光子分組交換機(jī)110的交換機(jī)基數(shù)，所述光輸出信號在圖1的示例中表明為光輸出信號0λ#1」0λ R，其中R是正整數(shù)，其表示來自所給定的解復(fù)用器164的輸出信號的數(shù)量。光輸出信號0λ$」0λ R中的每一個都可以同樣地包括一個或多個不同波長。光輸出信號OAgIj 0λ [；可以被提供給各種目的地、諸如光接收器終端和/或光路由器用于進(jìn)一步處理和/或路由。作為一個示例，T和R可以是相等的，使得光輸出信號O λ glj O λ K中的每一個可以對應(yīng)于光輸入信號I λ I到I 的各自一個。作為另一個不例，光輸入信號I λ jlj I λ τ的數(shù)量可以不同于光輸出信號O λ glj O λ [；的數(shù)量。
[0012]作為進(jìn)一步的示例，(多個)光復(fù)用器162可以分別被配置成接收各自組光輸入信號I λ jlj I λ ^乍為多個(例如T個)細(xì)信道，并且將它們組成成單個寬信道，所述寬信道作為光輸入信號ΙΝ_0ΡΤ中的一個被提供給分組交換機(jī)110。如此處使用的，術(shù)語“寬信道”指的是具有給定波長數(shù)量(例如，16)的光信號，并且術(shù)語“細(xì)信道”指的是光信號具有小于寬信道中給定波長數(shù)量的波長數(shù)量(例如1，2，4)?？梢曰凇吧热搿币蜃訉τ诮o定的光復(fù)用器162將細(xì)信道的多個波長組合成寬信道，使得可以從具有扇入因子為4的光復(fù)用器162之一作為4個細(xì)信道的組合提供具有16個波長的給定寬信道信號，其中所述細(xì)信道分別包括4個波長。以類似但是相反的方式，(多個)光解復(fù)用器164因而可以分別被配置成從光子分組交換機(jī)110接收為寬信道信號的光輸出信號0UT_0PT，并將寬信道信號分離成對應(yīng)于光輸出信號O λ jlj O λ R的各自多個細(xì)信道。類似于如關(guān)于(多個)光復(fù)用器162所述的，可以從寬信道中分裂的細(xì)信道的波長數(shù)量可以基于“扇出”因子。
[0013]此外，端口 114可以分別被配置成接收寬信道光輸入信號ΙΝ_0ΡΤ并且提供寬信道光輸出信號0UT_0PT。然而，寬信道光輸入信號ΙΝ_0ΡΤ不局限于由光復(fù)用器162提供，并且寬信道光信號0UT_0PT不局限于被提供給光解復(fù)用器164。替代地，在某些示例中，寬信道光輸入信號ΙΝ_0ΡΤ可以從光交換模塊100外部的光源直接提供。此外，寬信道光輸出信號0UT_0PT可以直接被提供給光交換模塊100外部的光接收器。針對每個輸入和輸出信道的操作模式(例如，直接從/向源或者從/向復(fù)用器/解復(fù)用器接收/發(fā)送寬信道任一種)可以基于光子分組交換機(jī)I1中的控制寄存器或者配置設(shè)置。因此，端口 114中的每一個可以選擇性地被配置成操作用以增加光子分組交換機(jī)110的基數(shù)或者作為高帶寬DWDM端口操作。
[0014]通過將光子分組交換機(jī)110和交換機(jī)核心120與集成CMOS光子學(xué)組合并且進(jìn)一步地使用光復(fù)用器/解復(fù)用器級150和160，光交換模塊100可以在一個示例中起極高端口數(shù)交換機(jī)的作用，或者在另一示例中起具有高帶寬DWDM端口的高端口數(shù)交換機(jī)的作用。因而，光交換模塊100可以包括任意數(shù)量的復(fù)用器和解復(fù)用器，其連接到分組交換機(jī)110的各自的輸入和輸出信道。復(fù)用器和解復(fù)用器的配置和數(shù)量可以根據(jù)所使用的(多個)光復(fù)用器162和(多個)光解復(fù)用器164的各自的扇入和扇出因子來增加交換機(jī)基數(shù)。
[0015]圖2圖示了光交換模塊200的另一示例。光交換模塊200可以在實(shí)現(xiàn)分組交換的各種光學(xué)應(yīng)用的任一種中實(shí)現(xiàn)。例如，可以在集成基