[發(fā)明專(zhuān)利]無(wú)阻塞通信的光片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其通信方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210245590.5
• 申請(qǐng)日: 2012-07-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102780936A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳可;顧華璽;楊銀堂;王琨;陳崢;李慧
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04Q11/00
• 分類(lèi)號(hào): H04Q11/00;H04B10/00
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專(zhuān)利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

1.一種無(wú)阻塞通信的光片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括光傳輸網(wǎng)絡(luò)和電控制網(wǎng)絡(luò)，該光片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的規(guī)模為N×N，N是正偶數(shù)，4≤N≤32，其特征在于：

光傳輸網(wǎng)絡(luò)，用于傳輸波長(zhǎng)為λ₀，λ₁，......λ_N，λ_N+1，......λ_2N-1的光信息，它包括N²個(gè)節(jié)點(diǎn)，N²個(gè)節(jié)點(diǎn)按照從左至右，從下至上的方式均勻規(guī)則排布，節(jié)點(diǎn)之間用波導(dǎo)相連并形成Torus拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)包括一個(gè)能夠產(chǎn)生并處理電信息和電控制信息的IP核、一個(gè)發(fā)送單元、一個(gè)接收單元和一個(gè)光交換單元，發(fā)送單元和接收單元均置于IP核與光交換單元之間；在光傳輸網(wǎng)絡(luò)中，以左下角的節(jié)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平向右為X維正方向，豎直向上為Y維正方向，建立二維坐標(biāo)系，依次確定所有節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)（x，y），每個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)的IP核、發(fā)送單元、接收單元和光交換單元共享該節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)；

電控制網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)傳輸電控制信息，控制光傳輸網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部單元工作，它包括N²個(gè)電控制單元，每個(gè)電控制單元之間通過(guò)電連線(xiàn)連接，形成Mesh拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)阻塞通信的光片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，光傳輸網(wǎng)絡(luò)中的波導(dǎo)，分為水平波導(dǎo)和垂直波導(dǎo)，該水平波導(dǎo)為單向波導(dǎo)，以沿順時(shí)針?lè)较騻鬏敹鄠€(gè)波長(zhǎng)的信號(hào)，該垂直波導(dǎo)為雙向波導(dǎo)，以雙向傳輸多個(gè)波長(zhǎng)的光信號(hào)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)阻塞通信的光片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，發(fā)送單元由一個(gè)電光轉(zhuǎn)換單元和一個(gè)光平行開(kāi)關(guān)構(gòu)成，該電光轉(zhuǎn)換單元用于將IP核產(chǎn)生的電信息調(diào)制為波長(zhǎng)是λ_i的光信息，該光平行開(kāi)關(guān)用于將波長(zhǎng)是λ_i的光信息耦合進(jìn)波導(dǎo)，其中λ_i為發(fā)送單元的發(fā)送波長(zhǎng)，發(fā)送波長(zhǎng)λ_i由節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)決定，0≤i≤2N-1，其中x、y分別為發(fā)送單元的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，為向下取整運(yùn)算。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)阻塞通信的光片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，光平行開(kāi)關(guān)由兩根平行波導(dǎo)和一個(gè)微環(huán)諧振器構(gòu)成，該微環(huán)諧振器置于兩根平行波導(dǎo)之間，以將一根波導(dǎo)中的光信息耦合進(jìn)另一根波導(dǎo)中；微環(huán)諧振器的諧振波長(zhǎng)作為光平行開(kāi)關(guān)的工作波長(zhǎng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)阻塞通信的光片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，光交換單元由N/2個(gè)光垂直開(kāi)關(guān)構(gòu)成，該光垂直開(kāi)關(guān)用于控制光信息轉(zhuǎn)向；N/2個(gè)光垂直開(kāi)關(guān)水平排成一行，從左至右依次編號(hào)為0，1，2，…，N/2-1。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無(wú)阻塞通信的光片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，光垂直開(kāi)關(guān)由一根水平波導(dǎo)、一根垂直波導(dǎo)和兩個(gè)諧振波長(zhǎng)不同的微環(huán)諧振器構(gòu)成，該水平波導(dǎo)與垂直波導(dǎo)垂直相交，相交處形成波導(dǎo)交叉點(diǎn)，波導(dǎo)交叉點(diǎn)的左上角與左下角各放置一個(gè)微環(huán)諧振器，左上角微環(huán)諧振器的諧振波長(zhǎng)為λ_j，左下角微環(huán)諧振器的諧振波長(zhǎng)為λ_j+1，0≤j≤2N-2，其中y為光垂直開(kāi)關(guān)所在光交換單元的縱坐標(biāo)，k為光垂直開(kāi)關(guān)的編號(hào)，“%”為求余運(yùn)算，為向下取整運(yùn)算；當(dāng)微環(huán)諧振器打開(kāi)時(shí)，實(shí)現(xiàn)光信息轉(zhuǎn)向。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)阻塞通信的光片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，接收單元由N/2組光平行開(kāi)關(guān)、N²個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元和1個(gè)處理單元構(gòu)成；光平行開(kāi)關(guān)用來(lái)從垂直波導(dǎo)中提取到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的光信息，光電轉(zhuǎn)換單元將光信息轉(zhuǎn)換成電信息，處理單元用于對(duì)多路電信息的緩存和復(fù)用，并依次交予IP核處理；N/2組光平行開(kāi)關(guān)，各組從左至右依次編號(hào)為0，1，2，…，N/2-1。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無(wú)阻塞通信的光片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，接收單元的每組光平行開(kāi)關(guān)的數(shù)量均為2N個(gè)；各組中的2N個(gè)光平行開(kāi)關(guān)垂直排成一列，N/2組光平行開(kāi)關(guān)分別放置于光交換開(kāi)關(guān)單元中N/2根垂直波導(dǎo)的左側(cè)；每列的2N個(gè)光平行開(kāi)關(guān)，從上到下工作波長(zhǎng)依次為λ₀，λ₁，......λ_N，λ_N+1，......λ_2N-1，其中奇數(shù)序號(hào)工作波長(zhǎng)的光平行開(kāi)關(guān)用來(lái)提取逆時(shí)針?lè)较騻鬏數(shù)墓庑畔ⅲ紨?shù)序號(hào)工作波長(zhǎng)的光平行開(kāi)關(guān)提取順時(shí)針?lè)较騻鬏數(shù)墓庑畔ⅰ?/p>