一种具有正负延迟功能的光纤延迟线结构及方法

摘要

本发明公开了一种具有正负延迟功能的光纤延迟线结构及方法，将一个能产生0到M个单位延迟的普通光纤延迟线结构S1和一个能产生0到N个单位延迟的普通光纤延迟线结构S2串联起来组成一个新的光纤延迟线结构S，S1和S2作为S的子结构存在，受S中的光开关控制模块的统一控制。将本发明的光纤延迟线结构应用于光分组交换网络中时，可以增加节点交换的灵活度；将本发明的光纤延迟线结构应用于光突发交换网络时，可以增加节点预留资源的成功概率。

说明书

技术领域

本发明涉及光纤延迟线技术领域，具体涉及一种具有正负延迟功能的光纤延迟线结构及 方法。

背景技术

在传统的光网络中采用“光传输-电交换”的工作方式，即：数据在链路中以光信号的 形式传输，在节点处光信号被转换为电信号进行交换处理，然后再被转换为光信号在下一条 链路中传输。这种交换方式可以简记为O-E-O(Optical-Electronic-Optical)交换。近年来， 随着光传输技术的发展，节点在电域内处理能力的提升速度已无法跟上光链路传输能力的增 加速度，从而产生了“电子瓶颈”。为了解决电子瓶颈问题，学者们提出了称为全光交换的 解决方案。全光交换是指信号在中间节点处不经过光-电-光转换、而直接在光域内被交换到 相应输出端口的交换技术。全光交换可以简记为O-O-O(Optical-Optical-Optical)交换。光 突发交换(Optical Burst Switching，OBS)和光分组交换(Optical Packet Switching，OPS) 是两种典型的全光交换技术，二者都采用统计复用的信道接入方式。在光分组交换中，数据 分组直接被转换为光信号——光分组，光分组是网络中传输和交换的基本单元。在光突发交 换中，多个数据分组先被组合成一个长的突发，然后再转换为光信号——光突发，网络中传 输和交换的基本单元是光突发。为了叙述方便，下面将光分组和光突发统称为光分组。

由于光突发交换和光分组交换都采用统计复用的信道接入方式，当两个光分组同时对同 一段信道资源进行竞争时，会发生光分组之间的冲突，若无法有效解决冲突将会引起数据丢 失。为了避免数据丢失，当两个光分组之间发生冲突时，需要对其中一个光分组进行缓存。 在光域内不存在像随机接入存储器(Random Access Memory，RAM)那样的缓存器；为了 实现在光域内对数据的缓存功能，通常使用光纤延迟线来实现对光信号进行一定时间的延 迟。最简单的光纤延迟线结构由一个1×2的光开关连接的两个分支组成，信号通过一个分 支不产生延迟、通过另一个分支则产生固定时间的延迟，信号具体通过哪个分支由光开关来 控制。当两个光分组间发生冲突时，可以先将其中一个光分组使用光纤延迟线结构延迟一段 时间，等输出链路空闲后再将被延迟的光分组在输出端口上发送出去。

传统的光纤延迟线结构只能产生正向的延迟，灵活性不够好。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明提供一种具有正负延迟功能的光纤延迟线结构及 方法，在光突发交换网络和光分组交换网络中，为了更好地解决光分组之间的冲突问题，需 要使用光纤延迟线结构对其中一个光分组进行缓存。普通的光纤延迟线结构只能产生正延 迟，为了提高对光分组延迟的灵活度，本发明提出一种同时具备正延迟和负延迟功能的光纤 延迟线结构。

其技术方案为：

一种具有正负延迟功能的光纤延迟线结构，将一个能产生0到M个单位延迟的普通光 纤延迟线结构S1和一个能产生0到N个单位延迟的普通光纤延迟线结构S2串联起来组成 一个新的光纤延迟线结构S，S1和S2作为S的子结构存在，受S中的光开关控制模块的统 一控制。

一种具有正负延迟功能的光纤延迟线方法，包括以下步骤：

(1)在初始状态下，将S1置于M个单位的延迟状态，将S2置于0个单位的延迟状态， 并规定此状态为新光纤延迟线结构S的0延迟状态；

(2)当需要对一个光分组产生+n个单位的延迟时，只需要在光纤延迟线结构S中维持 子结构S1的状态不变(即M个单位的时延状态)，并将子结构S2置于n个单位时延状态；

(3)当需要对一个光分组产生-m个单位的时延时，只需要维持子结构S2的状态不变， 并将子结构S1置于M-m个单位的时延状态。

本发明的有益效果：将本发明的光纤延迟线结构应用于光分组交换网络中时，可以增加 节点交换的灵活度；将本发明的光纤延迟线结构应用于光突发交换网络时，可以增加节点预 留资源的成功概率。

附图说明

图1是具有正负延迟功能的光纤延迟线结构的组成示意图。

图2是具有正负延迟功能的光纤延迟线结构的0延迟状态示意图。其中，S1是一个具 有0到M个单位延迟功能的普通光纤延迟线结构；S2是一个具有0到N个单位延迟功能的 普通光纤延迟线结构；S由S1和S2串联而成，并使用一个光开关控制模块对S1和S2进行 联合控制。在图中，粗线所示为光信号在S的0延迟状态所通过的支路。

图3是具有正负延迟功能的光纤延迟线结构的+n个单位延迟状态。在图中，粗线所示 为光信号在S的+n个单位时延状态所通过的支路。

图4是具有正负延迟功能的光纤延迟线结构的-m个单位延迟状态。在图中，粗线所示 为光信号在S的-m个单位时延状态所通过的支路。

图5是安装了具有正负延迟功能光纤延迟线结构的光交换节点示意图。在图中，节点对 光分组的交换功能由光交叉连接器完成，光交叉连接器有P个信号入口和P个信号出口。每 个入口连接一条输入光链路，每个出口连接一条输出光链路。在光交叉连接器的每个入口处 安装一个具有正负延迟功能的光纤延迟线结构S。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。

本发明的具体实施方法为，将一个能产生0到M个单位延迟的普通光纤延迟线结构S1 和一个能产生0到N个单位延迟的普通光纤延迟线结构S2串联起来组成一个新的光纤延迟 线结构S，S1和S2作为S的子结构存在，受S中的光开关控制模块的统一控制。图1是具 有正负延迟功能的光纤延迟线结构的示意图。需要注意的是，本发明只要求S1能产生0到 M个单位的延迟、S2能产生0到N个单位的延迟，而对它们的内部结构具体是并联、串联 或者混合型没有特殊要求，但为了描述清晰起见，下面以并联结构为例对具有正负延迟功能 的光纤延迟线结构的工作原理进行介绍。

在初始状态下，将S1置于M个单位的延迟状态，将S2置于0个单位的延迟状态，并 规定此状态为新光纤延迟线结构S的0延迟状态，正负延迟结构的0时延状态如图2所示； 在正常情况下，该光纤延迟线结构作为输入链路的一部分存在，所有光分组都通过该光纤延 迟线结构。

当需要对一个光分组B产生+n个单位的延迟时，只需要在光纤延迟线结构S中维持子 结构S1的状态不变(即M个单位的时延状态)，并将子结构S2置于n个单位时延状态。其 它所有光分组在S的0时延状态下通过S，产生M个单位的时延；光分组B在S2切换后通 过S，产生M+n个单位的时延；相对于其它光分组来说，光分组B就产生了+n个单位的时 延。S的+n个单位时延状态如图3所示。

当需要对一个光分组B产生-m个单位的时延时，只需要维持子结构S2的状态不变，并 将子结构S1置于M-m个单位的时延状态。其它所有光分组在S的0时延状态下通过S，产 生M个单位的时延；光分组B在S1切换后通过S，产生M-m个单位的时延；相对于其它 光分组来说，光分组B就相当于产生了-m个单位的时延。S的-m个单位的时延状态如图4 所示。

本发明的适用范围为光突发交换网络和光分组交换网络，对于采用双向资源预留机制的 光突发交换网络来说能产生更加明显的效果。图5为安装了本发明所设计的光纤延迟线结构 的光交换节点结构示意图。下面分两种应用场景对本发明应用于光突发交换网络和光分组交 换网络中的工作方式进行介绍：一种场景是光分组交换网络或采用单向资源预留协议的光突 发交换网络；另一种场景是采用双向资源预留协议的光突发交换网络。

在第一种场景中，光分组在光路上传输时，所使用的多个链路上的信道资源之间没有关 联性。在节点处，当来自两个入口的光分组需要同时使用同一个出口链路时，就产生了冲突。 此时可以调节其中一个入口处的光纤延迟线结构S对相应的光分组进行延迟。普通的光纤延 迟线结构只能对光分组进行正向延迟，如果正向延迟之后信道依然被占用，就会引起数据丢 失。若使用具有正负延迟功能的光纤延迟线结构，在正向延迟后依然无法解决冲突时，还可 以对光分组进行负延迟，从而能够更加灵活地解决冲突，降低数据丢弃率。

在第二种场景中，在光路上传输光分组之前，会使用控制包在每条链路上事先为光分组 预留资源，所有链路上被预留的资源之间有固定的对应关系。当在一条链路上发生冲突时， 普通的光纤延迟线结构虽然可以解决当前链路上的冲突问题，但却会造成后续链路上所预留 资源不可用；若使用具有正负延迟功能的光纤延迟线结构，在一个节点处进行正延迟后，在 下一个节点处可以进行相应大小的负延迟，从而将光分组使用的信道资源矫正回原来的时间 上来。故此，具有正负延迟功能的光纤延迟线结构在解决冲突时可以发挥更大的作用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本 技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化 或等效替换均落入本发明的保护范围内。