GMPLS智能光网络中波长路由器的研究

【摘要】：DWDM 技术的应用使点到点光纤通信系统尽管有了巨大的传输容量,但只能提供原始的传输带宽,需要有智能光节点才能实现高效的灵活组网能力。构造具备波长转换功能的全光波长路由器是一个挑战,需要大规模的光开关模块、全光波长转换器等可调谐器件,而且要求全光波长路由器的波长交叉连接模块具有模块特性便于升级到较大规模的交换系统。另外智能光网络(ION)路由控制协议还未完全标准化。波长路由器被认为是波长颗粒度和IP 网智能的结合。它是一种光层设备,利用波分光交换技术在通用多协议标签交换(GMPLS)协议的控制下运行,实现光网络节点任意光纤端口之间不同波长光信号的交换及选路,在光域中按不同波长寻址实现波长路由。目前波长路由器的光交换核心都是光电混合结构,不具备信号速率和调制方式的透明性,光交叉连接器(OXC)大多使用大规模光开关矩阵或MEMS 技术来实现光空分交换,结构复杂,是一种过渡的产品。本文以简单、容易实现、动态可配置、支持虚波长通路、模块特性以及低成本为出发点,对新型低成本全光波长路由器的结构设计和实现展开了深入的理论和实验研究。具体工作包括: (1) 从研究GMPLS 智能光网络体系结构出发,构想了全光波长路由器的逻辑结构和功能结构。路由控制器为了和不同的外围设备和WXC 驱动进行接口,应该在设计中考虑多种接口。路由控制信息按照IP 数据包的形式在带外1310nm 控制波道上按TCP协议进行可靠传输。整个结构应分为用户数据传输模块、控制信息收发模块、IP 控制数据包解/封包模块、OSPF-TE 路由协议模块、RSVP-TE 信令模块和LMP 管理模块、波长分配和释放处理模块等几大功能模块。 (2) 提出了波长交叉连接(WXC)方案结构的损耗、灵活性和成本分析模型,评估了当前几种讨论最多的典型结构。 (3) 提出了一种不需要可调谐波长转换器和可调谐光滤波器,新型低成本的,节点共享多波长转换环回型WXC 结构SPN-VWP。该结构的突出特点是利用无阻塞全光空间开关交换矩阵与固定波长转换器组合成离散波长转换器,允许多个波长转换器无阻塞的同时工作;而且采用波长转换的环回连接,有效的利用了矩阵开关的端口,使得配置的各光开关矩阵模块均是端口对称的,一定程度上降低了系统的复杂性。这种结构解决了波长转换器节点共享问题,而且波长转换的调谐值可以根据WDM 系统的要求阶段性的灵活配置。还有一个突出的优点是减少了模拟调谐技术在结构中的使用,整