多波長(zhǎng)編碼的系統(tǒng)和方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)案交叉申請(qǐng)
[0002] 本發(fā)明要求2012年12月11日遞交的發(fā)明名稱為"光包交換機(jī)中的多波長(zhǎng)信令 的系統(tǒng)和方法（System and Method for Multi-Wave length Signaling in a Photonic Packet Switch)"的第61/735, 842號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案的在先申請(qǐng)優(yōu)先權(quán)以及要求 2013年5月24日遞交的發(fā)明名稱為"多波長(zhǎng)編碼的系統(tǒng)和方法（System and Method for Multi-Wavelength Encoding) "的第13/902, 085號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)案的在先申請(qǐng)優(yōu)先權(quán)，這 兩個(gè)在先申請(qǐng)的內(nèi)容以引入的方式并入本文本中，如全文再現(xiàn)一般。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及一種光通信的系統(tǒng)和方法，尤其涉及一種多波長(zhǎng)編碼的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 數(shù)據(jù)中心路由大量數(shù)據(jù)。目前，數(shù)據(jù)中心的吞吐量可能約為5至7百萬(wàn)兆字節(jié)每 秒，預(yù)計(jì)未來(lái)會(huì)大幅增加。電包交換機(jī)被用來(lái)在這些數(shù)據(jù)中心路由數(shù)據(jù)包。電包交換機(jī)基 于帶有級(jí)間緩存的包頭交換或路由這些包。該緩存可能溢出，導(dǎo)致丟包并需要重傳包。 [0005] 服務(wù)器機(jī)架、存儲(chǔ)器和輸入輸出功能可包含架頂式（T0R)包交換機(jī)，這些T0R包交 換機(jī)將來(lái)自與它們關(guān)聯(lián)的服務(wù)器和/或其它外圍設(shè)備的包流組合成每個(gè)T0R交換機(jī)的較少 量的極高速包流。這些包流被路由至核心包交換設(shè)備。此外，T0R交換機(jī)接收從該設(shè)備返 回的交換流并將它們分發(fā)給它們機(jī)架內(nèi)的服務(wù)器。每個(gè)T0R交換機(jī)到核心交換設(shè)備之間存 在4X40Gb/s的流，并且存在同樣數(shù)量的返回流。每個(gè)機(jī)架可能有一個(gè)T0R交換機(jī)，由于存 在數(shù)以百計(jì)到成千上萬(wàn)個(gè)機(jī)架，所以數(shù)據(jù)中心有數(shù)以百計(jì)到成千上萬(wàn)個(gè)T0R交換機(jī)。
[0006] 數(shù)據(jù)中心容量已經(jīng)有了巨大增長(zhǎng)，導(dǎo)致存在大量電包交換結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)實(shí)施起 來(lái)更復(fù)雜、更困難、更昂貴。需要替代這種方法，例如光包交換。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] -種多波長(zhǎng)編碼的實(shí)施例方法包括接收具有地址和數(shù)據(jù)的輸入包流以及對(duì)所述 輸入包流的所述地址進(jìn)行編碼，從而產(chǎn)生包括含有第一選擇的符號(hào)的第一組符號(hào)的已編碼 地址，其中所述第一組符號(hào)擁有兩個(gè)以上符號(hào)。所述方法還包括根據(jù)所述第一選擇的符號(hào) 生成第一波長(zhǎng)以及生成具有所述輸入光包的所述數(shù)據(jù)以及所述第一波長(zhǎng)的輸出光包流，其 中所述第一波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)于所述第一選擇的符號(hào)。另外，所述方法包括使用所述輸入光包流調(diào) 制所述第一波長(zhǎng)。
[0008] -種解碼多波長(zhǎng)地址的實(shí)施例方法包括將具有多個(gè)波長(zhǎng)的輸入光包流劃分為第 一光包流和第二光包流以及通過波長(zhǎng)將所述第一光包流劃分為第一組光包流，其中所述第 一組光包流具有兩條以上的光包流。所述方法還包括檢測(cè)所述第一組光包流中的光功率， 從而產(chǎn)生多個(gè)符號(hào)，其中光功率在所述第一組光包流的第一光包流中檢測(cè)到。
[0009] 一種對(duì)輸入包流的地址進(jìn)行多波長(zhǎng)編碼的實(shí)施例系統(tǒng)包括用于確定所述輸入包 流的輸入光包的所述地址的包流地址解讀器以及耦合至所述包流地址解讀器的第一編碼 器，其中所述第一編碼器用于編碼所述地址，從而產(chǎn)生包括含有第一選擇的符號(hào)的第一組 符號(hào)的第一已編碼地址，以及所述第一組符號(hào)擁有兩個(gè)以上符號(hào)。所述系統(tǒng)還包括耦合至 所述第一組符號(hào)的第一多個(gè)交換機(jī)以及耦合至所述第一多個(gè)交換機(jī)的第一多個(gè)波長(zhǎng)源。另 外，所述系統(tǒng)包括耦合至所述第一多個(gè)交換機(jī)和所述輸入光包的第一光調(diào)制器，其中所述 第一多個(gè)交換機(jī)用于將所述第一多個(gè)波長(zhǎng)源的第一波長(zhǎng)源耦合至所述第一光調(diào)制器，以及 所述第一波長(zhǎng)源對(duì)應(yīng)于所述第一選擇的符號(hào)。
[0010] 一種用于對(duì)輸入光包流的地址進(jìn)行多波長(zhǎng)解碼的實(shí)施例系統(tǒng)包括用于將所述輸 入光包流劃分為第一光包流和第二光包流的分路器以及通過波長(zhǎng)劃分所述第一光包流以 產(chǎn)生包括兩個(gè)以上光包流的第一組光包流的第一光濾波器。所述系統(tǒng)還包括耦合至所述第 一光濾波器的第一多個(gè)光檢測(cè)器，所述第一多個(gè)光檢測(cè)器用于檢測(cè)所述第一組光包流中的 功率和檢測(cè)所述第一組光包流的所述第一光包流中的功率。另外，所述系統(tǒng)包括耦合至所 述第一多個(gè)光檢測(cè)器的交換機(jī)，所述交換機(jī)用于根據(jù)所述第一組光包流交換第二光包流。
[0011] 上述內(nèi)容廣泛地列出了本發(fā)明實(shí)施例的特征，因而能更好地理解下文對(duì)本發(fā)明的 詳細(xì)描述。本發(fā)明實(shí)施例的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在下文描述，其構(gòu)成本發(fā)明的權(quán)利要求書的 主題。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，所述概念和具體實(shí)施例可方便地作為改進(jìn)或設(shè)計(jì)其他結(jié)構(gòu) 或過程的基礎(chǔ)，執(zhí)行與本發(fā)明相同的目的。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)意識(shí)到這種等效結(jié)構(gòu)不脫 離所附權(quán)利要求書所述的本發(fā)明的精神和范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 為了更完整地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在參考下文結(jié)合附圖進(jìn)行的描述，其中：
[0013] 圖1不出了多波長(zhǎng)編碼和解碼的實(shí)施例系統(tǒng)；
[0014] 圖2A至2B示出了多波長(zhǎng)編碼的另一實(shí)施例系統(tǒng)；
[0015] 圖3示出了具有地址空間和每載波比特率的表；
[0016] 圖4A至4B示出了進(jìn)行m進(jìn)制編碼的地址字段大小和候選波長(zhǎng)數(shù)目的表；
[0017] 圖5示出了用于m進(jìn)制編碼的候選載波數(shù)目和比特率載波的表；
[0018] 圖6不出了多波長(zhǎng)編碼的其它實(shí)施例系統(tǒng)；
[0019] 圖7示出了進(jìn)行各種編碼方法的地址值的表；
[0020] 圖8示出了多波長(zhǎng)編碼的其它實(shí)施例系統(tǒng)；
[0021] 圖9示出了多波長(zhǎng)解碼的實(shí)施例系統(tǒng)；
[0022] 圖10示出了多波長(zhǎng)解碼的其它實(shí)施例系統(tǒng)；
[0023] 圖11A至11C示出了從M個(gè)波長(zhǎng)中選擇n個(gè)波長(zhǎng)的候選波長(zhǎng)、使用的波長(zhǎng)數(shù)目以 及地址字段大小的表；
[0024] 圖12示出了多波長(zhǎng)編碼的其它實(shí)施例系統(tǒng)；
[0025] 圖13示出了多波長(zhǎng)解碼的其它實(shí)施例系統(tǒng)；
[0026] 圖14A至14B示出了從8個(gè)波長(zhǎng)中選擇4個(gè)波長(zhǎng)的組合；
[0027] 圖15A至15B示出了從M/2個(gè)波長(zhǎng)中選擇n/2個(gè)波長(zhǎng)的候選波長(zhǎng)數(shù)目、使用的波 長(zhǎng)數(shù)目以及地址字段的表；
[0028] 圖16A至16B示出了從M/k個(gè)波長(zhǎng)中選擇n/k個(gè)波長(zhǎng)的候選波長(zhǎng)數(shù)目、使用的波 長(zhǎng)數(shù)目以及地址字段大小的表；
[0029] 圖17示出了多波長(zhǎng)編碼的另一實(shí)施例系統(tǒng)；
[0030] 圖18示出了多波長(zhǎng)解碼的另一實(shí)施例系統(tǒng)；
[0031] 圖19示出了多波長(zhǎng)編碼的實(shí)施例方法；以及
[0032] 圖20示出了多波長(zhǎng)解碼的實(shí)施例方法。
[0033] 除非另有指示，否則不同圖中的對(duì)應(yīng)標(biāo)號(hào)和符號(hào)通常指代對(duì)應(yīng)部分。繪制各圖是 為了清楚地說(shuō)明實(shí)施例的相關(guān)方面，因此未必是按比例繪制的。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 首先應(yīng)理解，盡管下文提供一項(xiàng)或多項(xiàng)實(shí)施例的說(shuō)明性實(shí)施方案，但所公開的系 統(tǒng)和/或方法可使用任何數(shù)目的技術(shù)來(lái)實(shí)施，無(wú)論該技術(shù)是當(dāng)前已知還是現(xiàn)有的。本發(fā)明 決不應(yīng)限于下文所說(shuō)明的說(shuō)明性實(shí)施方案、附圖和技術(shù)，包括本文所說(shuō)明并描述的示例性 設(shè)計(jì)和實(shí)施方案，而是可在所附權(quán)利要求書的范圍以及其等效物的完整范圍內(nèi)修改。
[0035] 光包交換機(jī)是網(wǎng)絡(luò)通信元件的一個(gè)產(chǎn)品系列，可以在數(shù)據(jù)中心用作核心交換機(jī)， 或在任何其它包交換環(huán)境中使用。在光包交換機(jī)中，在不需要將包轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的情況下， 這些包由光設(shè)備交換。包交換機(jī)通過將每個(gè)包單獨(dú)交換到其目的地來(lái)交換包流。
[0036] 存在若干基于波長(zhǎng)的地址編碼方法，以及各種實(shí)現(xiàn)這些編碼的實(shí)施方式。在發(fā)射 器側(cè)，可以采用多種方案通過多個(gè)波長(zhǎng)構(gòu)成的一種組合編碼每個(gè)包的目的地址。在一示例 中，使用二進(jìn)制編碼。為了編碼一個(gè)符號(hào)從兩個(gè)波長(zhǎng)中選擇一個(gè)波長(zhǎng)。例如，為"〇"選擇第 一波長(zhǎng)，為" 1"選擇第二波長(zhǎng)，反之亦然。地址可通過每符號(hào)兩個(gè)波長(zhǎng)來(lái)進(jìn)行編碼。
[0037] 在另一示例中，地址被編碼為n個(gè)m進(jìn)制的數(shù)字。從多個(gè)波長(zhǎng)中選擇一個(gè)波長(zhǎng)。候 選波長(zhǎng)的數(shù)目是m*n。這導(dǎo)致地址通過對(duì)光載波波長(zhǎng)進(jìn)行三進(jìn)制、四進(jìn)制或更高進(jìn)制編碼為 地址來(lái)表示。地址空間為3 n、4n或通常情況下為!!!11。在選