專利名稱：級聯(lián)型光標(biāo)簽編解碼方法及編解碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于分組交換的光組播技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種級聯(lián)型光標(biāo)簽編解碼方法及編解碼器。

背景技術(shù)：
基于光正交碼的標(biāo)簽(簡稱光碼標(biāo)簽)，由于能夠很容易的利用編解碼技術(shù)實現(xiàn)標(biāo)簽的全光識別，目前已成為光分組交換領(lǐng)域很有前途的一種標(biāo)簽處理技術(shù)。將光碼標(biāo)簽應(yīng)用到基于分組交換的光組播網(wǎng)絡(luò)中，則可以克服傳統(tǒng)的基于波長的組播中波長資源有限的問題。然而，由于每個光碼標(biāo)簽在識別時僅能提供1比特的信息(匹配或不匹配)，在光組播領(lǐng)域它仍存在著一些局限。目前，光碼標(biāo)簽一般用來標(biāo)記一個組播群(即某個組播業(yè)務(wù)的所有目的節(jié)點)。由于當(dāng)組播業(yè)務(wù)結(jié)束時，組播群便會失效，在組播網(wǎng)絡(luò)的每個節(jié)點處都需要快速可調(diào)的解碼器，組播路由轉(zhuǎn)發(fā)表也需要根據(jù)業(yè)務(wù)的變化不斷的更新，這導(dǎo)致節(jié)點的復(fù)雜度大大增加。因此傳統(tǒng)的基于光碼標(biāo)簽的光組播在實用性方面還存在著問題。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服傳統(tǒng)的基于光碼標(biāo)簽的光組播的局限性，在實現(xiàn)全光組播的同時，能夠大大簡化節(jié)點的結(jié)構(gòu)。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案提出一種級聯(lián)型光標(biāo)簽編解碼方法，該方法包括以下步驟 S11、采用光纖布拉格光柵作為光標(biāo)簽的編解碼器； S12、在所述光纖光柵上刻寫級聯(lián)型編解碼信息，所述級聯(lián)型編解碼信息為若干個正交碼字的級聯(lián)。
上述的級聯(lián)型光標(biāo)簽編解碼方法中，步驟S12具體包括 利用相位掩膜板刻寫所述級聯(lián)型編碼信息，使得光纖布拉格光柵折射率調(diào)制的包絡(luò)按照級聯(lián)正交碼字的特征隨空間變化。
上述的級聯(lián)型光標(biāo)簽編解碼方法中，還包括 S13、在光組播網(wǎng)絡(luò)中，每個組播群用一個級聯(lián)標(biāo)簽來標(biāo)記，每個節(jié)點配置一個普通的光碼標(biāo)簽解碼器，解碼器的碼字代表此節(jié)點的地址信息。當(dāng)組播群發(fā)生變化時，只需改變級聯(lián)標(biāo)簽即可，在每個節(jié)點處，解碼器固定不變，并且只需維持一個簡單不變的路由轉(zhuǎn)發(fā)表。
上述的級聯(lián)型光標(biāo)簽編解碼方法中，步驟S13具體包括 S131、采用不同的級聯(lián)標(biāo)簽標(biāo)記不同的組播群； S132、每個節(jié)點配置一個普通的光碼標(biāo)簽解碼器，解碼器的碼字代表本地節(jié)點的地址信息； S133、當(dāng)組播群發(fā)生變化時，只需改變級聯(lián)標(biāo)簽，各個節(jié)點處的解碼器及路由轉(zhuǎn)發(fā)表均保持不變。
上述的級聯(lián)型光標(biāo)簽編解碼方法中，設(shè)級聯(lián)型編碼信息為m個普通正交碼的級聯(lián)，則單個光脈沖經(jīng)過級聯(lián)型光標(biāo)簽編碼器后得到同時攜帶m個路由信息的級聯(lián)型光標(biāo)簽，m為大于1的自然數(shù)。
本發(fā)明的技術(shù)方案還提出一種級聯(lián)型光標(biāo)簽編解碼器，采用光纖布拉格光柵制作，利用相位掩膜板在所述光纖光柵上刻寫級聯(lián)型編解碼信息，所述級聯(lián)型編解碼信息為若干個普通正交碼的級聯(lián)。
本發(fā)明的技術(shù)方案通過將多個目的地址信息集成到一個級聯(lián)標(biāo)簽里，有效的避免了在光組播網(wǎng)絡(luò)中頻繁的更新組播路由轉(zhuǎn)發(fā)表及引入快速可調(diào)的解碼器，從而大大簡化了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的結(jié)構(gòu)。



圖1為本發(fā)明級聯(lián)型光標(biāo)簽編碼器反射譜的測量值與計算值的比較； 圖2為本發(fā)明級聯(lián)型光標(biāo)簽應(yīng)用于全光組播網(wǎng)絡(luò)的實施例采用的裝置圖； 圖3為本發(fā)明實施例中光組播網(wǎng)絡(luò)不同節(jié)點處的解碼器對級聯(lián)標(biāo)簽解碼的實驗結(jié)果圖。

具體實施例方式 以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明的級聯(lián)型光標(biāo)簽編解碼方法中，采用光纖布拉格光柵作為光碼標(biāo)簽的編解碼器，利用相位掩模板在光纖光柵上刻寫級聯(lián)型的編解碼信息。設(shè)光纖光柵編解碼器的折射率調(diào)制的分布函數(shù)如下 其中Λ為光柵周期，Z0為碼片周期，A(z)為一個碼片周期內(nèi)折射率變化的幅度包絡(luò)，C＝[C1，C2...CN]是采用的碼字序列。如果A(z)很小，光纖光柵的頻率響應(yīng)函數(shù)H(ω)可近似由下式給出 其中K為常系數(shù)，ne為光纖光柵的有效折射率，c為真空的光速。于是光纖光柵的時域沖擊響應(yīng)為 設(shè)編解碼器的時域沖擊響應(yīng)分別為he(t)與hd(t)，Ce和Cd分別是編解碼器采用的碼字，則入射短脈沖x(t)與最后解碼結(jié)果y(t)之間的關(guān)系為 其中 假設(shè)C1，C2，C3和C4是四個N碼片的雙極性正交碼，分別代表光分組交換網(wǎng)絡(luò)中四個節(jié)點的地址。令Cd＝Ci，i＝1，2，3，4，其中O代表N-1個0碼片，

表示C1，O，C2，O及C3的順序排列，從而由5N-2個碼片組成。于是可以很容易得到 根據(jù)(4)、(5)式，同時利用C1，C2，C3，C4之間的正交性，可知當(dāng)i＝1，2，3時，解碼結(jié)果y(t)中將獲得一個自相關(guān)峰，而當(dāng)i＝4時解碼結(jié)果中只有互相關(guān)基底，于是由Ce編碼的光標(biāo)簽便同時攜帶了三個目的節(jié)點的地址信息。這種由多個基本碼字及若干個0碼片級聯(lián)后編碼的編解碼器即為本發(fā)明的級聯(lián)型編解碼器，由級聯(lián)編碼器編碼得到的光標(biāo)簽稱為級聯(lián)光標(biāo)簽。
由于級聯(lián)型編解碼器與傳統(tǒng)的基于光纖光柵的光碼分多址編解碼器僅僅是編解碼碼字有區(qū)別，其實現(xiàn)工藝完全相同，不會引入額外的復(fù)雜度。
利用掃描曝光的方法，可刻制級聯(lián)型編解碼器。在制作過程中，Coherent公司的氬離子倍頻激光器通過聚焦，其光斑的半高全寬在70μm左右。在控制均勻掩模板時，通過采樣曝光及等效相移技術(shù)，僅需要亞微米的控制精度即可實現(xiàn)納米級的精度控制，從而可以很容易的制作出無相位失配的編解碼器。圖1給出的是一根級聯(lián)編碼器的反射譜的測量值及計算值的比較，由此圖可見二者符合的很好，從而說明采用的刻制技術(shù)可靠性很高。
下面通過一個實施例來說明級聯(lián)型光標(biāo)簽在光組播網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。本實施例采用31碼片的M-Gold序列作為基本碼字，將若干個M-Gold碼級聯(lián)構(gòu)成級聯(lián)編碼器的碼字。選取四個M-Gold序列OC-A、B、C、D，以O(shè)C-A、B、C級聯(lián)編碼構(gòu)成一個碼片速率為250G碼片/秒的級聯(lián)編碼器OC-AOBOC。再分別用OC-A、B、C、D編碼構(gòu)成四個碼片速率也為250G碼片/秒的解碼器。
采用圖2所示的裝置搭建了一個光組播網(wǎng)絡(luò)。它由一個源節(jié)點及四個目的節(jié)點A、B、C、D組成，其中節(jié)點A、B、C構(gòu)成一個組播群。在源節(jié)點處，首先由2皮秒脈沖光纖激光器產(chǎn)生重復(fù)頻率10GHz的短脈沖序列，碼型發(fā)生器產(chǎn)生622.5Mb/s的電脈沖序列，經(jīng)微波移相器移相后輸出用來控制強度調(diào)制器，10G短脈沖序列經(jīng)過強度調(diào)制器后重復(fù)頻率降為622.5MHz，從而保證了在目的節(jié)點的解碼過程中相鄰脈沖的解碼結(jié)果在時域不會交疊。此脈沖序列經(jīng)EDFA(Erbium-doped Optical Fiber Amplifer，摻鉺光纖放大器)、環(huán)行器及級聯(lián)編碼器后完成編碼，級聯(lián)編碼器采用碼字OC-AOBOC，用以標(biāo)記組播群。編碼結(jié)果經(jīng)分束器分束后送到各個目的節(jié)點解碼。在每個目的節(jié)點處，級聯(lián)光標(biāo)簽經(jīng)過EDFA、環(huán)行器及光纖光柵解碼器完成解碼。最后的解碼結(jié)果通過數(shù)字采樣示波器觀測。
其中圖中各器件可采用下例的具體產(chǎn)品、型號2皮秒脈沖光纖激光器采用Calmar Optcom公司的PSL-10-2T；碼型發(fā)生器采用AdvanTest公司D3186；微波移相器由北京大華西寶公司提供；強度調(diào)制器采用JDS Uniphase公司的OC-192；EDFA由上海光網(wǎng)絡(luò)公司提供；環(huán)行器由無錫愛沃富光電科技有限公司提供；光纖光柵編解碼器為自主制作；用于觀測實驗結(jié)果的數(shù)字采樣示波器則采用Tektronix公司的TDS8200。
圖3給出了級聯(lián)標(biāo)簽在各個目的節(jié)點處的解碼結(jié)果，如圖所示，在節(jié)點A、B、C處，解碼結(jié)果中均可獲得一個自相關(guān)峰，而在節(jié)點D處，解碼結(jié)果中只有互相關(guān)基底。自相關(guān)、互相關(guān)峰值比大于9dB。可以通過增加基本碼字的長度或優(yōu)化碼字的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)，獲得更高的自相關(guān)、互相關(guān)峰值比。由上述結(jié)果可知只有組播群中的節(jié)點可以識別出級聯(lián)標(biāo)簽，從而全光組播在本實施例中可以獲得實現(xiàn)。
由本實施例還可以看出，當(dāng)組播群發(fā)生變化時，只需在源節(jié)點產(chǎn)生一個新的級聯(lián)標(biāo)簽即可，在網(wǎng)絡(luò)的其他節(jié)點處，由于解碼器僅標(biāo)識本地節(jié)點的地址，解碼器及組播路由轉(zhuǎn)發(fā)表均無需改變，從而節(jié)點的結(jié)構(gòu)得以簡化很多。
綜上所述，本發(fā)明的技術(shù)方案通過將多個目的地址信息集成到一個標(biāo)簽里，有效的避免了在光組播網(wǎng)絡(luò)中頻繁的更新組播路由轉(zhuǎn)發(fā)表及引入快速可調(diào)的解碼器，從而大大簡化了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的結(jié)構(gòu)。
以上為本發(fā)明的最佳實施方式，依據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠顯而易見地想到一些雷同、替代方案，均應(yīng)落入本發(fā)明保護的范圍。
權(quán)利要求
1、一種級聯(lián)型光標(biāo)簽編解碼方法，其特征在于，該方法包括以下步驟
S11、采用光纖布拉格光柵作為光標(biāo)簽的編解碼器；
S12、在所述光纖光柵上刻寫級聯(lián)型編解碼信息，所述級聯(lián)型編解碼信息為若干個正交碼字的級聯(lián)。
2、如權(quán)利要求1所述的級聯(lián)型光標(biāo)簽編解碼方法，其特征在于，步驟S12具體包括
利用相位掩膜板刻寫所述級聯(lián)型編碼信息，使得光纖布拉格光柵折射率調(diào)制的包絡(luò)按照正交碼字級聯(lián)的特征隨空間變化。
3、如權(quán)利要求1所述的級聯(lián)型光標(biāo)簽編解碼方法，其特征在于，該方法還包括
S13、在光組播網(wǎng)絡(luò)中，每個組播群用一個級聯(lián)標(biāo)簽來標(biāo)記，每個節(jié)點配置一個普通的光碼標(biāo)簽解碼器，解碼器的碼字代表此節(jié)點的地址信息。當(dāng)組播群發(fā)生變化時，只需改變級聯(lián)標(biāo)簽即可，在每個節(jié)點處，解碼器固定不變，并且只需維持一個簡單不變的路由轉(zhuǎn)發(fā)表。
4、如權(quán)利要求3所述的級聯(lián)型光標(biāo)簽編解碼方法，其特征在于，步驟S13具體包括
S131、采用不同的級聯(lián)標(biāo)簽標(biāo)記不同的組播群；
S132、每個節(jié)點配置一個普通的光碼標(biāo)簽解碼器，解碼器的碼字代表此節(jié)點的地址信息；
S133、當(dāng)組播群發(fā)生變化時，只需改變級聯(lián)標(biāo)簽，各個節(jié)點處的解碼器及路由轉(zhuǎn)發(fā)表均保持不變。
5、如權(quán)利要求1所述的級聯(lián)型光標(biāo)簽編解碼方法，其特征在于，設(shè)級聯(lián)型編碼信息為m個普通正交碼的級聯(lián)，則單個光脈沖經(jīng)過級聯(lián)型光標(biāo)簽編碼器后得到同時攜帶m個目的節(jié)點地址信息的級聯(lián)型光標(biāo)簽，m為大于1的自然數(shù)。
6、一種級聯(lián)型光標(biāo)簽編解碼器，采用光纖布拉格光柵制作，其特征在于，利用相位掩膜板在所述光纖布拉格光柵上刻寫級聯(lián)型編解碼信息，所述級聯(lián)型編解碼信息為若干個普通正交碼的級聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光標(biāo)簽編解碼方法，包括以下步驟首先，采用光纖布拉格光柵作為光標(biāo)簽的編解碼器；再利用相位掩膜板在所述光纖光柵上刻寫級聯(lián)型編解碼信息，其中，級聯(lián)型編解碼信息為若干個正交碼字的級聯(lián)。本發(fā)明的技術(shù)方案還提出一種對應(yīng)的編解碼器。上述本發(fā)明的技術(shù)方案通過將多個目的地址信息集成到一個級聯(lián)型光標(biāo)簽里，有效的避免了在光組播網(wǎng)絡(luò)中頻繁的更新組播路由轉(zhuǎn)發(fā)表及引入快速可調(diào)的解碼器，從而大大簡化了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的結(jié)構(gòu)。
文檔編號H04Q11/00GK101431386SQ20081023901
公開日2009年5月13日 申請日期2008年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月4日
發(fā)明者明 辛, 陳明華, 陳宏偉, 謝世鐘 申請人:清華大學(xué)