[發明專利]無源光互聯結構

在審

• 申請號: 201410159689.2
• 申請日: 2014-04-21
• 公開（公告）號: CN105025399A
• 公開（公告）日: 2015-11-04
• 發明（設計）人: 陳佳佳;龔宇;梅維泉
• 申請（專利權）人: 江蘇艾思特信息科技有限公司
• 主分類號: H04Q11/00
• 分類號: H04Q11/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術領域

本發明屬于通信中的交叉互聯與多路復用技術，具體涉及一種靈活的、高能效無源光互聯結構。

背景技術

在云計算與其他新興應用快速發展的驅使之下，數據中心之間及數據中心內部的網絡吞吐量顯著增加。為了滿足日益增長的吞吐量的需求，服務器容量也在快速增長中。僅僅數年之前，1?Gb/s的網卡仍是主流，但今日絕大部分數據中心內部的服務器已經配備了10?Gb/s的端口，并且在不遠的將來，40?Gb/s和100?Gb/s的端口也有望得到應用。這些趨勢帶來了一系列的挑戰，以及對數據中心中高效的互聯系統的極度需求。在這一點上，光纖在解決數據中心的傳輸問題上有著很大的潛力。但是在現存的數據中心服務器間的網絡連接中，交換功能仍停留在通過商用交換機的電交換中。目前的商用交換機在工作時消耗大量的電能，并且是未來容量升級的瓶頸所在。為了在保持良好的交換粒度的同時，能夠減少或消除數據中心網絡中的電器件，許多基于光包交換技術的結構被提了出來。但是由于缺乏能夠有效地解決爭用問題的靈活的光存儲技術，這些結構仍存在一些根本上的問題。此外，迄今為止絕大部分的對光連接的研究集中于數據中心機架間的交換中。需要注意的是，數據中心中連接同一個機架內部服務器的機架頂部交換機的功耗，占據了數據中心網絡中交換機功耗的絕大部分（90%以上）。這是因為數據中心中機架頂部交換機的數量十分巨大。因此，在降低數據中心整體功耗的努力中，改善機架頂部交換機的能效應該被放在第一位來考慮。不幸的是，迄今為止在這個問題上只有很少的研究。

發明內容

1、本發明的目的。

本發明為了解決現有技術的擴展性低、能效低，靈活度不夠的問題，而提出了一種無源光互聯結構。

2、本發明所采用的技術方案。

無源光互聯結構在機柜中的每個服務器均內置光網絡接口（1），并通過其連接至具有N個輸入端口的N×2型耦合器（2），此處N代表機柜內部的服務器數目，再通過控件化的通道間隔可變的的波長選擇開關（3），將屬于機柜內部通信的信道被傳回至耦合器并廣播至同一機柜中所有連接的光網絡接口，屬于機柜外部通信的信道以及傳輸至互聯網的數據流將被傳輸至核心網。

更進一步，光網絡單元由三個部分構成：數據與控制隊列管理（4），小型可插拔接收機（5）以及帶寬可變收發機（6）。

更進一步，所述的小型可插拔接收機（6）用于收發控制信息.

更進一步，所述的帶寬可變接收機（6）用于收發數據。

更進一步，網絡的廣播能力由耦合器的廣播選擇特性決定。

更進一步，所述的波長選擇開關（3）對機柜內部和通往外部的數據進行資源分配。

更進一步，所述帶寬可變收發機（6）調整波長調諧與光通道占用數目。

3、本發明的有益效果。

（1）、本發明對數據中心中機架內部與機架間的光網絡技術進行改進，提出了一種靈活的、高能效的數據中心的光互聯結構，能夠實現高擴展性、低功耗的數據中心網絡技術；

（2）、本發明結合了在無源光網絡中廣泛使用的無源廣播與選擇技術，以及隨靈活光網絡發展起來的網絡控件方法。本發明在提供高容量與高能效的同時能夠使資源分配與組播傳輸更為靈活，由于帶寬可變收發機能夠提供提供波長調諧與光通道占用數目的調整能力，因此，配有帶寬可變收發機的單服務器的傳輸容量能夠根據要求在1?Gb/s到100?Gb/s。

附圖說明

圖1為基于本發明數據中心的光互聯結構示意圖。

具體實施方式

為了使專利局的審查員尤其是公眾能夠更加清楚地理解本發明的技術實質和有益效果，申請人將在下面以實施例的方式作詳細說明，但是對實施例的描述均不是對本發明方案的限制，任何依據本發明構思所作出的僅僅為形式上的而非實質性的等效變換都應視為本發明的技術方案范疇。

實施例1

如圖1所示，機柜頂部的光連接，在機柜中的服務器內置光網絡接口1，并通過其連接至具有N個輸入端口的N×2型耦合器2，此處N代表機柜內部的服務器數目。通過控件化的通道間隔可變的的波長選擇開關3，屬于機柜內部通信的信道（如圖1中的信道Cm+1，Cm+2……）被傳回至耦合器并廣播至同一機柜中所有連接了的光網絡接口。而屬于機柜外部通信的信道以及傳輸至互聯網的數據流（如圖1中的C1，C2，……Cm）將被傳輸至核心交換機（或從核心交換機接收）。光網絡單元由三個部分構成：數據與控制隊列管理4，小型可插拔接收機5，以及帶寬可變收發機6?。小型可插拔接收機用于收發控制信息，帶寬可變接收機則用于收發數據。

在本發明的結構中，網絡的廣播能力由耦合器的廣播選擇特性提供。而控件化的波長選擇開關則能夠靈活地對機柜內部，以及通往或來自機柜外部的數據流進行資源分配。