CN104486695B - 一种光波分复用机载全光交换网络结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光波分复用机载全光交换网络结构，包括光交换机和多个节点机，光交换机包括波分复用器和与分光器，波分复用器包括复用器输出端和多个复用器输入端，分光器包括分光器输入端和多个分光器输出端；节点机包括节点机输入端和节点机输出端；节点机输出端与复用器输入端一一对应相连，复用器输出端与分光器输入端相连，分光器输出端与节点机输入端一一对应相连。通过本发明能够实现每个节点和其他任意节点通信，并且没有冲突，本发明为建立基于波分复用技术的机载全光交换网络提供光交换机和节点机设计依据。

Description

一种光波分复用机载全光交换网络结构

技术领域

本发明属于网络通信技术领域，涉及一种光波分复用机载全光交换网络结构。

背景技术

未来航空电子系统是一种高带宽、大吞吐量的统一网络。它要求强实时性和高容错的网络性能，需要灵活可升级的网络结构，并且需要支持大规模处理器的并行处理。WDM网络很好地适应了未来航空电子网络的需求，它具备在单光纤上同时传送大容量的模拟和数字信号的能力，每个波长都是独立的传输通道；它的透明传输性使航电系统具有良好的继承性；WDM波长路由网络结构灵活可升级，对航电网络任务变化具有很好的适应性。然而目前对于波分复用机载网络的结构并没有详细规定。

发明内容

本发明提出一种光波分复用机载全光交换网络结构，解决了基于波分复用技术的机载网络交换机和节点机的构建方案，同时满足了航电网络的高可靠性。

本发明的目的：发明一种光波分复用机载光交换网络的设计方法，

本发明给出以下技术方案：

一种光波分复用机载全光交换网络结构，其特殊之处在于：包括光交换机和多个节点机，

光交换机包括波分复用器和与分光器，波分复用器包括复用器输出端和多个复用器输入端，分光器包括分光器输入端和多个分光器输出端；节点机包括节点机输入端、光放大器、解复用器、光发送器、光接收器、通信处理单元和节点机输出端；

光放大器包括光放大器输入端和光放大器输出端；光发送器的数量为1，光发送器包括光发送器输入端和光发送器输出端；通信处理单元包括通信输入端、通信输出端和主机连接端；光放大器输入端为所述节点机输入端，光发送器输出端为节点机输出端；

所述节点机输出端与复用器输入端一一对应相连，复用器输出端与分光器输入端相连，分光器输出端与节点机输入端一一对应相连；

光放大器输出端依次通过解复用器、光接收器与通信处理单元的通信输入端相连；

通信处理单元用于将接收到的电信号进行串并转换得到数据信息，然后缓存该数据信息，通知与主机连接端相连的主机读取缓存的数据信息；并将通信处理单元读取的由所述主机发送到光交换机上的数据信息、进行并串转换得到电信号，通过通信输出端传递给光发送器输入端；

光发送器用于将接收到的电信号转换为光信号，并通过节点机输出端光信号发送至对应的复用器输入端。

上述解复用器包括解复用器输出端，光接收器包括光接收器输入端和光接收器输出端，解复用器输出端、光接收器输入端、光接收器输出端和所述通信输入端均有多个，解复用器输出端与光接收器输入端一一对应相连，光接收器输出端与通信输入端一一对应相连。

本发明具有以下技术效果：

本发明可以实现光波分复用机载全光交换网络，构建的光交换机无源、结构简单，节点机配置灵活，保证了光网络每个节点能支持单点、多点、所有点的三种接收模式。

通过本发明能够实现每个节点和其他任意节点通信，并且没有冲突，

本发明为建立基于波分复用技术的机载全光交换网络提供光交换机和节点机设计依据。

本发明每个节点机可以只使用一个光发送器发送一个特定的光波长，而使用个光接收器同时接收所有节点(包含本地节点)发来的N个光波长，光交换机的光复用器对N个光波长产生合波信号，而分光器向N个节点机广播合波信号，能实现N个节点的全互联无阻塞交换，因此整个全光交换网络使用的波长数目只和节点数N相关，只需要N个波长，波长分配简单且波长数最少。

附图说明

图1是本发明的光交换机示意图；

图2是本发明节点机与光交换机的连接示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种光波分复用机载全光交换网络结构，包括光交换机和节点机，光交换机为无源设备，主要完成接收不同端口发送的光信号，负责将所有光信号转发到不同端口接收端上。

光交换机包括波分复用器和与分光器，波分复用器包括复用器输出端和多个复用器输入端，分光器的数量为1，光发送器包括分光器输入端和多个分光器输出端；节点机包括节点机输入端、光放大器、解复用器、光发送器、光接收器、通信处理单元和节点机输出端。

光放大器包括光放大器输入端和光放大器输出端；光发送器包括光发送器输入端和光发送器输出端；通信处理单元包括通信输入端、通信输出端和主机连接端；光放大器输入端为所述节点机输入端，光发送器输出端为节点机输出端。

节点机输出端与复用器输入端一一对应相连，复用器输出端与分光器输入端相连，分光器输出端与节点机输入端一一对应相连。

波分复用器的多个复用器输入端接收来自多个不同节点机发来的不同波长光信号，合波后传递给分光器输入端，分光器通过分光器输出端将光信号广播发送到多个节点机的节点机输入端，每个分光器输出端输出的光信号包括了各种波长的光信号；节点机输出端与复用器输入端一一对应相连，能够使得光发送器实现将数据发送到指定波长上的功能。

光放大器输出端依次通过解复用器、光接收器与通信处理单元的通信输入端相连：

光放大器用于放大接收到的光信号，并通过光放大器输出端输出至解复用器；解复用器用于分解提取接收到的经过放大的光信号中不同波长的光信号，将分解提取到的光信号发送至对应的光接收器；光接收器用于将接收到的光信号转换为电信号，然后传递至通信处理单元；通信处理单元用于将接收到的电信号进行串并转换得到数据信息，然后缓存该数据信息，通知与主机连接端相连的主机读取缓存的数据信息。

通信处理单元的通信输出端与光发送器输入端相连，使得通信处理单元将通信处理单元读取的由所述主机发送到光交换机上的数据信息、进行并串转换得到电信号，通过通信输出端传递给光发送器输入端，光发送器用于将接收到的电信号转换为光信号，并通过节点机输出端光信号发送至对应的复用器输入端，实现了将该主机对应的节点的数据发送到光交换机上。

解复用器包括解复用器输出端，光接收器包括光接收器输入端和光接收器输出端，解复用器输出端、光接收器输入端、光接收器输出端和所述通信输入端均有多个，解复用器输出端与光接收器输入端一一对应相连，光接收器输出端与通信输入端一一对应相连。

光放大器主要完成接收链路信号的放大，解复用器主要完成链路上多路光信号分离与提取，光接收器完成对解复用器输出的多路光信号的光电转换，通信处理单元完成电信号处理及与主机单元的适配，

如图1所示，光交换机由N端口的波分复用器和N端口的分光器组成。它接收来自不同端口的不同波长光信号，并将其广播到每个输出端口，如图1所示。

节点机主要由光放大器、解复用器、光接收器、通信处理单元、光发送器构成，完成对节点的适配处理过程，如图2所示。

节点机接收光交换机数据的过程为：光放大器用于补偿光信号连接引起的插损及分光器引起的信号功率衰减；解复用器接收来自光放大器放大后的WDM光信号，并负责将光信号解复用到对应波长的接收器中；每个接收器分别接收到相应波长的光信号后，将进行光电转换得到电信号，然后将电信号交由通信处理单元进行处理；通信处理单元将接收到的电信号串并转换，根据本地节点主机选取接收网络上一个节点、一组节点或所有节点的配置要求，只缓存指定的一个节点、一组节点或所有节点的数据，从而实现单点、多点或所有点的三种接收模式，缓存完成后通知主机读取从全光交换网络上接收到的数据。

节点机向光交换机发送数据的过程为：通信处理单元接收与该通信处理单元的主机连接端相连的主机上的数据，对数据进行并串转换，通过采用本地指定波长的光发送器发送指定波长的光信号至光交换机，由光交换机转发到网络上的其他各个节点上。

Claims (1)

1.一种光波分复用机载全光交换网络结构，其特征在于：包括光交换机和多个节点机，

光交换机包括波分复用器和与分光器，波分复用器包括复用器输出端和多个复用器输入端，分光器包括分光器输入端和多个分光器输出端；节点机包括节点机输入端、光放大器、解复用器、光发送器、光接收器、通信处理单元和节点机输出端；

光放大器包括光放大器输入端和光放大器输出端；光发送器的数量为1，光发送器包括光发送器输入端和光发送器输出端；通信处理单元包括通信输入端、通信输出端和主机连接端；光放大器输入端为所述节点机输入端，光发送器输出端为节点机输出端；

所述节点机输出端与复用器输入端一一对应相连，复用器输出端与分光器输入端相连，分光器输出端与节点机输入端一一对应相连；

光放大器输出端依次通过解复用器、光接收器与通信处理单元的通信输入端相连；

通信处理单元用于将接收到的电信号进行串并转换得到数据信息，然后缓存该数据信息，通知与主机连接端相连的主机读取缓存的数据信息；并将通信处理单元读取的由所述主机发送到光交换机上的数据信息、进行并串转换得到电信号，通过通信输出端传递给光发送器输入端；

光发送器用于将接收到的电信号转换为光信号，并通过节点机输出端光信号发送至对应的复用器输入端；

所述解复用器包括解复用器输出端，光接收器包括光接收器输入端和光接收器输出端，解复用器输出端、光接收器输入端、光接收器输出端和所述通信输入端均有多个，解复用器输出端与光接收器输入端一一对应相连，光接收器输出端与通信输入端一一对应相连。