一种基于微环谐振器及阵列波导光栅的路由器结构的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明涉及数据传输领域，具体涉及一种基于微环谐振器及阵列波导光栅的路由器结构。
【背景技术】
[0002]云计算以及大量出现的互联网应用导致了数据中心网络流量的爆炸性增长，因此数据中心网络需要具有高带宽的交换机进行支持。而传统的基于电分组交换机的数据中心网络，因为流量的增长导致能耗急剧升高，同时传统的电分组交换机速率受限于现有技术发展的瓶颈，从而无法满足数据中心的性能需求。因此，光网络由于其高吞吐，低时延，低能耗的特点，它在数据中心的应用得到广泛关注，而数据中心光网络的核心部分则是光路由器的设计。
[0003]目前的光路由器结构大多基于阵列波导光栅(ArrayedWaveguide Grating)或微机电系统交换机(Micro Electro Mechanical Systems Switches) 0
[0004]由于微机电系统交换机是基于微动开关通过旋转镜面建立链路连接输入与输出端口，因此基于微机电系统交换机的光路由器配置时间在微秒级，只适用于光电路交换而无法实现光分组交换。基于阵列波导光栅的光路由器则可以实现更加快速的交换过程。
[0005]数据中心光交换机(Datacenter Optical Switch) [ I ]是一种基于阵列波导光栅的全光互连架构，如图1所示，阵列波导光栅作为光交换机在架构中实现光域的波长交换，而且可以实现同时的多到一通信。整个交换架构包含一组波长转换器，一个阵列波导光栅和一个环回共享缓存。通过配置波长转换器进行波长的变换可以实现整个架构中的任意输入与输出端口之间的通信。波长转换器则由控制器根据光标签提取器提取的信息进行控制。控制器除了控制波长转换器调整波长之外，还负责波长的竞争解决。通信流程如下:首先，交换机将下层服务器发来的光分组汇聚。之后，光标签提取器将分组的标签提取，经过光电转换之后送入控制器，控制器则根据分组的标签中的信息，如目的端口、分组长度等，进行竞争判决，之后控制波长转换器调整波长使分组经阵列波导光栅后能够到达目的端口。由于输出端口的接收器数量限制，因此如果多个波长同时到达一个输出端口，就会导致阻塞发生，因此该架构设立了一个环回共享缓存来存储这些冲突的波长，随后再重新发送。
[0006]数据中心光交换机架构的主要缺陷在于，每一次分组交换都需要由控制层进行决策，控制器的决策是有周期的，而且控制器在每个周期只能进行一次决策。因此，当网络流量增大时，每个分组都需要控制器进行决策，这样分组的平均等待时延就会快速增加。
[0007]若要实现光分组交换，那么整个决策过程，包含标签提取、光电转换、决策处理、控制信息下发等动作必须在非常短的时间内全部完成，因此数据中心光交换机架构中的集中式控制方式制约了整个数据中心光交换机架构的性能。另外，由于其缓存部分需要不断的进行光电、电光转换，同样也会带来较大的分组时延。
[0008][ I ]X.Ye , et al.，“DOS-A scalable optical switch for datacenters，，，inArchitectures for Networking and Communicat1ns Systems(ANCS),2010ACM/IEEESymposium οη,νο?.1,n0.12,pp.25_260ct.2010.
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种基于微环谐振器及阵列波导光栅的路由器结构，能够降低时延，提升交换性能，实现任意输入端口到任意输出端口的通信。
[0010]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
[0011 ]包括光纤親合器以及阵列波导光栅;所述光纤親合器的输入端口连接η条输入光纤，光纤親合器的输出端口连接m条输出光纤;所述阵列波导光栅的输入端口连接m条输入光纤，且该m条输入光纤与光纤耦合器的m条输出光纤交叉放置，二者之间互不接触，光纤的交叉位置处设置具有不同耦合频率的微环谐振器，微环谐振器与交叉位置的两条光纤相互接触;所述阵列波导光栅的输出端口连接m条输出光纤;所述的m，n为正整数。
[0012]所述的微环谐振器在光纤的交叉位置处，沿输入至输出的方向，设置在光纤耦合器输出光纤的后方，并且设置在阵列波导光栅输入光纤的上方。
[0013]微环谐振器采用能将不同频率多个波长信号同时耦合并传入另一光纤的宽带微环谐振器。
[0014]所述的宽带微环谐振器采用垂直耦合结构，微环谐振器的耦合频率与其环形结构直径的关系为PA = IieffectL，其中λ为波长，P为正整数，neffec;t为微环材料系数，L为环形结构直径。
[0015]所述不同耦合频率的微环谐振器具有m阶乘种排列方式。
[0016]所述的光纤耦合器与阵列波导光栅均采用无源类型器件。
[0017]所述的光纤耦合器为采用熔拉法制成的波导式nXm耦合器，能够将η个输入端口当中输入的多个波长信号合并，并将合并之后的信号同时从多个输出端口发出。
[0018]光纤親合器包括SC光纤親合器，FC光纤親合器，LC光纤親合器以及ST光纤親合器。
[0019]所述的阵列波导光栅采用奥康AWG型阵列波导光栅。
[0020]所述光纤親合器输入端口连接的η条输入光纤的波长不同。
[0021]与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果:η条输入光纤中的波长信号经过光纤耦合器之后将输入的所有波长信号发送到m条输出光纤中，因此这m条输出光纤包含相同的波长信号。根据波长信号对应的路由器目的输出端口，控制系统控制微环谐振器阵列的开关，打开微环谐振器将相应的波长耦合进对应的阵列波导光栅输入端口，随后阵列波导光栅将波长信号发送至目的输出端口。本发明利用光纤耦合器、微环谐振器以及阵列波导光栅组成的结构，替代了传统基于阵列波导光栅的光路由器波长转换及控制决策部分，从而避免了传统基于阵列波导光栅的光路由器中提取分组标签信息、进行光电转换、决策处理、下发控制信息、调整波长转换器等复杂过程，对于光分组交换，该过程的时间开销巨大，是数据中心光交换机交换架构性能的瓶颈所在，因此本发明减少了交换时间，突破了对于光分组交换最为重要的时延瓶颈，提升了整个网络的性能。光纤耦合器输出端口连接的m条输出光纤与阵列波导光栅输入端口连接的m条输入光纤交叉放置，二者之间互不接触，光纤的交叉位置处设置具有不同耦合频率的微环谐振器，微环谐振器与交叉位置的两条光纤相互接触，每一行每一列放置的微环谐振器都不存在相同的耦合频率，以避免微环谐振器耦合的波长交换过程中，相同的波长被传输到阵列波导光栅输入端口的同一根光纤中而产生冲突，并保证任意波长信号能够到达阵列波导光栅的任意输入端口。
[0022]进一步的，本发明在光纤親合器输出端口连接的m条输出光纤与阵列波导光栅输入端口连接的m条输入光纤交叉位置处设置宽带微环谐振器，由于窄带微环谐振器不能使波长信号经过光纤时路径发生转向，而宽带微环谐振器具有多个谐震频率，因此当宽带微环谐振器打开之后，光纤中具有相同频率的多个波长信号能够同时被耦合入微环谐振器，并传入另一根光纤，这样能够节省微环谐振器使用数量，并且提高路由器的集成度以及通信效率。
【附图说明】
[0023]图1数据中心光交换机结构示意图；
[0024]图2本发