CN1309853A - 采用光学标号交换的高信息输出量、短等待时间的新一代互联网 - Google Patents

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Abstract

一种可应用于光学网络的光学信令标头技术,其中在相同的信道或波长中嵌入分组路由选择信息作为数据有效负载(211),以致标头(210)和数据(211)有效负载两者通过网络元件以相同的路径和相关的延迟传播。标头(210)路由选择信息对于数据有效负载(211)具有充分不同的特征,以致还可以除去信令标头而不影响数据有效负载。可以以模块的方式使用两类镶嵌模块把信号路由选择技术覆盖到传统网络元件上。第一类在数据有效负载进入和输出网络的入口点和出口点处实现标头编码和解码;第二类在每个网络元件处实现标头检测。

Description

采用光学标号交换的高信息输出量、短等待时间的新一代互联网
相关专利申请
本申请是申请日为1998年7月17日的专利申请09/118,437的部分续展申请以及申请日为1998年10月16日的临时申请60/104,443的非临时申请。
发明背景
1．发明领域
本发明涉及光通信系统，尤其涉及一种能适合于高信息输出量、短等待时间并能进行高速标头检测和发生的网络业务的光学系统。
2．背景领域的描述
近年来，光学波分多路复用器(WDM)技术研究的不断进步已经促使网络的传输带宽的数量级超过了已有的商业网络。尽管信息输出量的增加就其自身意义来说是令人佩服的，但降低网络的等待时间也是刻不容缓的，只有这样才能实现新一代超高速网络的新一代互联网(NGI)，这种网络能够支持各种新的应用，包括国内启动(national initiatives)。为此，人们目前正致力于对WDM光学分组交换技术的超短等待时间互联网协议(IP)的研究开发，这种技术能够在实现高信息输出量和短等待时间两者的两方面的目的。这种努力正象所承诺的那样，完全能够实现这两方面的目的。
要实现这种IP/WDM网络，必须满足几个先决条件。首先，NGI网络必须与已有的互联网一起工作，并且必须能够避免协议之间有矛盾。第二，NGI网络必须不仅能够提供超短等待时间，并且还必须同时具有分组交换(即，突发的)IP业务和电路交换WDM网两者的优点。第三，最好NGI网是不依赖于信令和数据有效负载之间的精确同步的。最后，所要求的目标是NGI网能够适合于各种协议和格式的数据业务，从而能够发送和接收IP信号以及非IP信号，而无需复杂的同步转换或格式转换。
与其它工作的比较
多波长光学网(MONET)系统(如，R.E.Wagner等人的论文：“MONET:Multi-Wavelength Optical Networking”，该论文发表在1996年第14卷第6期的“光波技术学报”上)在光学网方面显示出它具有几个主要的里程碑，包括通过12个以上散布在国家标定光纤距离上的可配置网络元件进行的多波长透明传输。然而，这种网络是电路交换的，并且在提供突发业务时效率不高。从提出请求到交换典型连接的建立时间是几秒，它受限于网络控制和管理(NC＆M)以及硬件的能力。近年来，为提高效率而花在MONET项目上的努力主要集中在“适时信令(Just-in-Time signaling)”方案。这种方法采用嵌入的1510nm NC＆M信令，它使数据有效负载继续一段估计的延迟时间。为了使信令标头和有效负载的交换同步，对于每一波长的每一种网络配置，必须精确地进行这种估计。
按照本发明，光学分组标头与分组有效负载数据一样地承载在同一波长上的。这种方法调节了标头和有效负载同步地发送。另外，在每一中间光学交换机处采用合适的光学延迟，可以无需在本地交换机处通过引入光学延迟而估计初始的突发延迟。这使得与“适时信令”形成尖锐的差别，这时，沿路径上每一交换机处的延迟必须是事先知道的，并且必须在总延迟的计算中考虑进去。最后，在请求连接时间以及实际实现连接方面浪费很少时间。与MONET中看到的几秒延迟相比，本发明研究内容使延迟减小到最小，而仅受每一交换机中实际硬件交换延迟的限制。当前交换技术使延迟仅为几个毫秒，并且在将来可以实现更短的延迟。可以在采用交换机的每一网络元件处通过采用光纤延时线而引入这样短的时延。本发明研究内容可以得到降低到硬件的基本极限可能最短的等待时间，并且不可能采用其他技术而得到再短的等待时间。
在由Chang等人撰写并于1996年6月出版的“光波技术学报”第14卷第6期上刊登的论文“多波长可重配置WDM/ATM/SONET网试验台”中报告了光网络技术合作(ONTC)的结果。ONTC项目的两个阶段，阶段Ⅰ(155Mb/s,4-波长)和阶段Ⅱ(2.5Gb/s,8-波长)是配置在基于多转发ATM的网上。尽管这样一种基于ATM的结构增加了较大的开销，并排除了单转发网的可能性，但由于采用了同步ATM单元本身而使得分组/标头信令成为可能。这种NC&M信息的通信是通过相同的光波长进行的，它潜在地提供了与本发明技术相似的好处。然而，本发明的技术与基于ATM的信令相比还有几个显著的优点。第一，本发明的技术提供了用于有效负载的单转发连接，而无需转换成电信号以及对分组进行缓冲。第二，通过排除过度的开销而可以非常有效地利用带宽。第三，允许严格的透明，而且连接等待时间非常短。
I.P.Kaminow等人在于1996年第14卷第5期IEEE学报选择的通信领域中发表的论文“宽带全光学WDM网”中报告了DARPA赞助的全光学网(AON)合作结果。实际上，AON项目有两个部分：如前述论文中报告的WDM，以及同一出版物副刊中报告的TDM。首先讨论AON项目的WDM部分，随后讨论TDM部分。
AON结构是一个三级分层的子网结构，与计算机网络中常见的LAN、MAN和WAN很象。AON在光学终端(0T)之间提供三种基本的服务：A、B和C服务。A是透明的电路交换服务，B是透明的按时间排列的TDM/WDM服务，而C是用于信令的不透明的数据报服。在B服务采用的结构中，使用每帧128时隙的250毫秒帧。在一个时隙或一组时隙中，使用者可以自由地选择调制速率和格式。按照AON结构执行的B服务最接近于WDM上的IP，而WDM是本发明的研究内容。然而，将C服务中的NC&M信令与B服务中的有效负载分开要求仔细地使信令标头和有效负载之间进行同步。当使用具有任意位速率的每帧128个时隙的250毫秒帧时，这种要求更加严格。不仅必须在位级上出现同步，而且这种同步必须能够在整个网络上.实现。由于可量测性和彼此协作性不是与网络同步要求同步的，所以可量测性和彼此协作性是非常困难的。本发明研究内容仅要求有效负载和标头是同时发送和接收的，能够与现有的IP和非IP业务协调工作，并且是可测量的。
TDM研究计划是针对100Gb/s的位速率的。原则上，这样超高速的TDM网络具有潜力来提供根据100Gb/s的突发速率要求的确实是灵活的带宽。然而，在这样高的位速率系统后面有许多重要的技术挑战，这些挑战主要涉及光纤的非线性、色散和偏振性能的降低。尽管光弧子技术可以减缓某些困难，但它仍然要求极精确的网络同步一一下降到几个微微秒。另外，标头和有效负载必须具有相同的位速率，因此，很难提供位速率透明的服务。按照本发明的研究内容是不依赖于精确的同步的，不依赖于100Gb/s技术的，而是提供透明的服务的。
Cisco公司近来公布了一种基于标记交换(Tag-Switching)的产品，Cisco公司的标记交换的一般性描述见万维网(http://www.cisco.com/warp/public/732/tag/)。Cisco(电子)标记交换向穿越由路由器和交换机组成的网络的分组分配一个标号或“标记”。在传统的路由器网络中，每一分组必须由每一路由器来处理，以确定分组向其最终的目的地的下一个转发。在一种(电子)标记交换网中，标记是分配给目的地网或主机的。随后，分组通过网络交换，网络中的每一个节点简单地就是一些交换标记，而不是对每一分组进行处理。一种(电子)交换网将由一个核心的(电子)标记交换机(传统的路由器或交换机)组成，它们与网络边缘上的(电子)标记边缘路由器相连。(电子)标记边缘路由器和标记交换机采用标准的路由选择协议来识别通过网络的路由。随后，这些系统采用由路由选择协议产生的表格，通过标记分发协议来分配和分发标记信息。标记交换机和标记路由器接收标记分发协议信息，并建立起传送数据库。数据库将特定的目的地映射到与这些目的地和端口相关的标记上，而这些标记是可以通过这些目的地和端口达到的。
当标记边缘路由器接收用于在标记网络上传送的分组时，它分析网络层标头，并执行可适用的网络层服务。随后，它从其路由选择表中选择出用于该分组的路由，附上一个标记，并将该分组传送到下一个转发标记交换机。
标记交换机接收具有标记的分组，并仅根据标记来切换分组，而不对网络层标头进行重新分析。分组达到网络出口点处的标记边缘路由器，而标记是在该出口点处除去，分组是在该出口点处传递的。在Cisco公司宣布了有关(电子)标记交换的消息以后，IETF(互联网工程任务组)推荐了一种MPLS(多协议标号交换)，用来在路由器和包括ATM交换机的交换机中执行标准化的不依赖于厂商的(电子)标记交换功能。
在Cisco(电子)标记交换中有几个性能是与本发明的研究内容光学标记交换类似的，这些性能也是针对简化分组路由选择所需处理过程的目标的。其主要差别如下。第一，光学标记交换其意义就是纯光学的，其标记和数据有效负载两者都呈光学形式。尽管用每一插接和运作式模块(本发明系统的一种元件)来探测光学标记，但直到实际的分组从网络输出时才进行光电转换。Cisco公司的(电子)标记交换将全部是电子的，并进行电子检测、处理和再传送到位于每一路由器处的每一分组。第二，本发明的光学标记交换使得可能的等待时间为最短，并且不依赖于使用缓冲器。电子标记交换将具有大得多的等待时间，这是因为采用电子处理和电子缓冲的缘故。第三，本发明的光学标记交换采用路径偏转和/或波长转换来解决由于争用分组信息而造成的阻塞，而电子标记交换将仅采用电子缓冲作为解决争用信息的手段，其代价是使等待时间增加，并且其性能是强烈地依赖于分组信息的多少的。本发明包括任意长度的分组信息。最后，本发明的光学标记交换实现了一种严格的透明网络，在该网络中，只要数据具有合适的光学标记，那么任何形式和协议的数据都可以传送。所以，数据可以是任何位速率和调制格式的数字。电子标记交换要求数据有效负载具有与电子标记相同的给定数字位速率，这是由于路由器必须对它们进行电子缓冲。
另一种用作本发明的背景技术的代表性技术是所谓的通话偏转虚拟电路协议(SDVC)，它是基于偏转路由选择方法的。N.F.Maxemchuk在1985年12月IEEE学报Globecom’85第255至261页中的论文“曼哈顿大街网络”中指出，当两个分组信息试图到达相同的目的地时，其中的一个分组信息将可以随机地被选择用于较佳的输出链路，而另一分组信息将“偏转到”非较佳链路。这就是说，偶然地，分组信息将选用不是最短的那些路径。本发明采用的偏转方法不是“随机”地选择分组信息使之取最佳的路径，相反，它尝试查看分组信息的优先级，并使具有最高优先级的分组信息使它选择通往最佳路径的路由。如果分组信息的优先级较低，则这些分组信息将被偏转；但将同时采用‘路径偏转’和‘波长偏转’两者。路径偏转与传统的SDVC的相似之处是，光学分组信息将经路由选择通往处于同一波长下的下一个最佳的路径。波长偏转使得光学分组经路由选择通往不处于同一波长下最佳路径。这一波长偏转是通过在网络元件处的波长转换来实现的。采用部分有限波长的转换，这就是说，对于给定的原始波长，并不是所有的波长都用于目的地波长的。波长偏转可以解决因波长争用而造成的阻塞，而不会增加路径延迟。将路径偏转和波长偏转组合起来为解决分组信息的争用而提供了另外的连接性能；但是，当阻塞速率开始增大时，可以增加部分波长转换的程度。网络的这种可测量性和灵活性是传统的SDVC所不能及的。
除了上面详述的整个系统的考虑以外，还有必须考虑的是如何有效地检测和/或再插入采用相同的光学波长在网络上与用于传播的数据有效负载组合起来的标头。上述论文中的主要侧重点是将副载波标头与基带数据有效负载组合起来的技术。针对这一问题的开头两篇论文是由A.Bidman等人在1992年发表的，他们将2.56Gb/s数据有效负载与3GHz载波上的40Mb/s标头组合[A.Budman,E.Eichen,J.Schalafer,R.Olshansky和F.McAleavey的论文“采用副载波寻址进行路由自选择网络的多吉位光学分组交换机”，Technical Digest,paper Tu04，第90-91,OFC’92]，以及W.I.Way等人将2.488Gb/s数据有效负载与可调微波导频音(调谐在2.520与2.690GHz之间)，用来通过声光可调谐滤波器选择WDM环网中的SONET分组信息[W.I.Way,D.A.Smith,J.J.Johnson,H.Izadpanah和H.Johnson的论文“路由自选择的WDM高容量SONET环网”，Technical Digest,paper Tu02,第86-87页，OFC’92以及W.I.Way,D.A.Smith,J.J.Johnson以及H.Izadpanah的论文“一种路由自选择的WDM高容量SONET环网”，IEEE光子学技术论文集，第4卷，第402-404页，1992年4月，2,3]。二论文都采用单个的激光二极管来携带数据有效负载和副载波标头。这一技术也已在局域DWDM光学分组交换网中进行了深入的研究[R.T.Hofmeister,L.G.Katzovsky,C.L.Lu,P.Poggiolini和F.Yang:“CORD:optical packet-switched network tested(光学分组交换网测试台)”，《光纤和集成光学》，1997年，第16卷，第199-219页]，在几种其他的全光学网中也进行了深入的研究[E.Park和A.E.Willner：《采用全光学波长转换器和QPSK副载波路由选择控制的路由自选择波长分组的网络演示》，IEEE光子学技术学报，1996年第8卷第938-940卷；以及M.Shell,M.Vaughn,A.Wang,D.J.Blumenthal,P.J.Rigole和S.Nilsson：“用于多转发波长路由选择网的全光学路由选择节点的实验演示”，IEEE光子学技术学报，1996年第8卷，第139l-1393页]。
他们没有采用将副载波标头与电学领域中的数据有效负载混合，而是采用两个具有不同波长的激光二极管在光学领域内混合起来[B.H.Wang,K.Y.Yen和W.I.Way：“采用并行处理的副载波转发导频音(P3)信令技术的吉位WDMA网演示”，IEEE光子学技术学报，1996年7月，第8卷，第933-934页]。
然而，从下面的意义上说，采用两个波长来分别传送数据有效负载和标头是不实际的：在全光学DWDM网中，最好使可能含有网络操作信息的标头沿与数据有效负载相同的路线传播，从而可以真实地报告数据有效负载的最新状态。如果标头和数据有效负载是由不同的波长传送的，那么在网络中它们将沿完全不同的路径行进，标头可能不会报告数据有效负载的实际经历。所以，尽管最好使副载波和数据有效负载由相同的波长来传送，但没有人建议采用这种技术和给出其原理。
Wang等人所给出的副载波导频音的原理由Shieh等人扩展至多个导频音[W.Shieh和A.E.Willner，“采用多功能半导体光学放大器和多个导频音编码副载波控制标头的波长路由选择节点”，《IEEE光子学技术学报》，1997年9月第9卷第1268-1270页]，这样做主要是为了增加网络地址数。
近年来，人们已经考虑将‘标头替换’用于分组交换网中的高信息输出量，其中，由于链路中断、输出端口竞争和变化的业务类型，会使数据路径发生变化。另外，标头替换可以用来在不同网络之间的网点处保持协议的兼容性。但是，已经报告的仅有的方法是用于时分多路复用的标头的，并且数据有效负载要求在网络节点之间的定时同步有极高的精确性[X.Jiang,X.P.Chen和A.E.Willner：“采用直接从分组标志产生的长CW域的全光学波长独立分组标头替换”，IEEE光子学技术学报，1998年11月第9卷第1638-1640页]。
通过上文有关标头产生和检测细节的概述，我们已经能够理解现有技术的原理和建议的欠缺在于，其中采用副载波多路复用分组数据有效负载和多副载波标头(包括老的和新的)，以致通过这些副载波标头的(顺序)引导，可以通过国家全光学DWDM网选择一个路由传递大于2.5Gbps IP分组，这里，可以写入的副载波标头总数在40或更多的范围内。
发明概要
发明采用适用于光学网络的特有的光学信令标头技术。把分组路由选择信息嵌入在相同的信道或波长内作为数据有效负载，从而标头和数据信息通过具有相同路径和相关延迟的网络传播。然而，标头路由选择信息与数据有效负载具有完全不同的特征，从而信令标头的检测可以不受数据有效负载的影响，并且可以去除信令标头而不影响数据有效负载。本发明的研究内容使得这种唯一的信号路由选择方法可以以模块方式(包括光学标头的插入、检测和处理)叠加在传统的网络元件上。
按照本发明采用完整NGI系统的广义方法方面，提供了这样一种方法，它在由多个网络元件组成的波分多路复用系统中，将数据有效负载从输入网络元件传播到输出网络元件，并且假设数据有效负载具有已知的格式和协议。该方法包括下述步骤：(a)在将数据有效负载输入到输入网络元件之前，在数据有效负载中加入一个标头，该标头具有一格式和协议，并且表示通过用于数据有效负载和标头的每一网络元件的本地路由，数据有效负载的格式和协议是与标头的格式和协议无关的；以及(b)当数据有效负载和标头通过WDM网传播时，检测每一网络元件中的标头，其中，标头是由一个或多个标头信号组成的，这些标头信号由不同的副载波频率传送，并且排列成使最高可检测副载波频率对应于工作标头信号，多个副载波频率占据数据有效负载以上的频带，从而该检测步骤还包括下述步骤：(ⅰ)同时测量标头信号，以产生标头选择信号，(ⅱ)作为在标头选择信号的控制下，选择由最高可检测副载波频率传送的工作标头信号，以及(ⅲ)处理该工作标头信号，以产生交换机控制信号，从而选择标头和数据有效负载通过网络元件的路由发送。
按照本发明用于各网络元件的意义系统方面，提供了一种在给定的光波长下检测与数据有效负载一起传送的标头的系统，该标头由一个或多个标头信号组成，每一信号由不同的副载波频率传送，并且排列成使最高可检测副载波频率对应于一个工作标头信号，多个副载波频率占据数据有效负载以上的频带。该系统包括下述元件：(a)同时测量标头信号以产生标头选择信号的测量装置；(b)与测量装置耦合用来在标头选择信号的控制下确定由最高可检测副载波频率传送的工作标头信号的选择器；以及(c)与选择器耦合用来处理工作标头信号以产生交换机控制信号来选择标头和数据有效负载的按路由发送的处理器。
附图简述
通过下文中结合附图对本发明的详细描述，读者将会更清楚地理解本发明的原理。其中，
图1是描述网络光学层和电学层之间的耦合的总体网图示；
图2描绘的是图1的网络的光学层，图中示出了光信号标头和数据有效负载之间的关系，并且在网络建立中采用的标头/有效负载；
图3是按照本发明用于标头编码的光学发射机的高级方框图；
图4是按照本发明用于标头解码的光学接收机的高级方框图；
图5描绘的是WDM电路交换的干线网；
图6描绘图1中所示具有嵌入交换机并采用本地路由选择表的网络元件；
图7描绘图3中插接和运作式模块标头编码电路的实施例的方框图；
图8描绘图3所示插接和运作式模块标头去除电路的实施例的方框图；
图9描绘图4所示插接和运作式模块标头检测电路的实施例的方框图；
图10描绘图4更详细的实施例的方框图，其中的标号交换控制器包括插入分用器和标头检测器以及快速存储器；
图11是由图10所示每一标号交换控制器实施的处理流程图；
图12是检测工作标头信号和插入新的工作标头信号而没有局部光注入的电路方框图；
图13是检测所有入射标头信号以及插入新的原始标头信号的复位电路方框图；
图14是用于采用局部光注入检测工作标头信号和插入新的工作标头信号的电路方框图；
图15是除去单个标头信号并用新的标头信号替换除去的标头信号的电路方框图。
为了便于理解，本说明书中采用相同的标号来表示图中相同的元件。
详细描述
为了能够深入理解按照本发明的基本原理，以及引入在后文中所使用术语，下面首先给出概述，然后详细描述实施例。
概述
本发明涉及一种实现短等待时间、高信息输出量并且价格-效能带宽按要求的大块数据的可以根据要求提供有效NGI应用。采用在已有的WDM网络元件上插入便携式“接插和运作式”模块，可以实现对网络的价格-效能、彼此协调的升级，以实现所谓的“WDM光学标号切换”或称之为“光学标号切换”。从网络元件设计的观点看，本发明主要影响NGI网络的硬件。
正象所指的方法那样，由网络及实现网络的附属电路所采用的方法是由称作是WDM光学标号-切换的技术所产生的--定义为由带内光学信令标头进行的突发持续时间(burst duration)的路由选择路径的动态发生。对于每一分组使用带内WDM信令标头，通过WDM网络按选择路由发送数据分组。在一个切换节点处，对信令标头进行处理，标签标头和数据有效负载(1)可以立即通过已有的流程状态连接传递，或者(2)可以为一突发持续时间建立起一条路径，以处理标头和数据有效负载。WDM标号切换使得能够进行高效率的路由选择和信息输出，并减小将分组路由选择保持在一次转发的光学水平而减少所需的IP级转发(hop)次数，而这是由产生和保持路由选择信息的“网络控制和管理(NC&M)”管理的。
图1示出的是由耦合光学层和电学层的中间层130提供的类属网络(genericnetwork)100的光学层120和电学层110之间的相互关系。为简单起见，示出的电学层110由两个传统的IP路由器111和112组成。示出的光学层120由网络元件或节点121-125组成。中间层130给出传统的ATM/SONET系统131，它将IP路由器112与网络元件122耦合。图中还示出了按照本发明的层130的一部分是标头网132，它将IP路由器111与网络元件121耦合。图1绘出的是国家级的网络132的位置，它是具有全部相互协调能力和重新配置能力的透明的基于WDM的干线网。这里要强调的是在这一点处，图1所示的元件仅是为描述按照本发明的一个实施例的，所以，诸如元件111在另一种实施例中可以是一种ATM路由器，甚至是一个交换机(switch)。
现在参见图2，图中更详细地示出了图1所示的光学层120，它包括按照本发明的基本技术，用来在光学网络201中建立起快速连接，而光学网络201由网络元件121-125组成；建立快速连接时使用用于伴随的数据有效负载211的光学信令标头210。该技术同时兼有基于电路交换的WDM和基于分组交换的IP技术的优点。新的信令信息是以光信号标头210的形式加入的，而把光信号标头210携带在多波长传送环境中每一波长的带内。光信令标头210是含有路由选择和控制信息如来源、目的地、优先级以及分组长度的标号，它通过位于数据有效负载211之前的光学网201传播。每一WDM网络元件121-125感测光信令标头210、查找连接表(在后文中讨论)，并采取必要的步骤，如交叉连接、加入、除去(drop)或除去的继续。连接表通常是由NC＆M220和WDM网络元件121-125之间的连续通信更新的。光信令标头210后的数据有效负载211是如连接所建立的那样通过每一网络元件中的路径(将在后文中讨论)来选择路由的。采用图2所示的结构，无需控制光信令标头210和数据有效负载211之间的延迟(在图2中用T表示)，这是因为每一网络元件通过插入的光纤的延迟提供在每一网络元件内建立连接所要求的短时间所需的光学延迟。另外，数据有效负载的格式和协议是与标头的格式和协议无关的，即，对于标头的格式和协议是预先确定的给定的网络，数据有效负载的格式和协议可以是与标头的格式和协议相同或不同的。
每一目的地与一较佳路径有关，它使‘成本’为最小一在图2中，从信号源123到目的地122的整个路径包括串接的路径201和202，这两条路径都采用波长WP。这一成本是根据总传播距离、转发次数以及业务负载计算的。较佳波长的缺省值为原始波长。例如，在路径202上的较佳波长是WP。如果在缺省波长状态处的较佳路径已由可用的另一分组所占据，那么网络元件121将快速决定是否有通过同一较佳路径的另一波长WA。这另一波长必须是由网络元件121中有限的波长转换所提供的选项之一。如果没有能够通过最佳路径传送分组信息的波长选择，那么就选择下一个较佳路径(路径偏转)。例如，在图2中，串接的路径203和204可以代表另一条路径。在这一点上，将较佳波长的缺省设置回到原始波长WP。如果这一缺省波长也已被占据了，那么就进行寻找另一波长的相同过程。图2中，路径203是具有相同波长WP的另一条路径，而路径204是采用另一波长WA的另一条路径。在另一种情况下，即，在没有路径和波长偏转的组合可以提供用来进行传送分组信息的时候，网络元件121将决定除去更低优先级的分组信息。换句话说，通过除去已占据较佳路径的优先级更低的其他分组信息，可以通过在原始波长下的较佳路径传送新的分组信息。
添加具有两种所谓的‘接插和运作式’模块类型的网络元件121-125，通过使传统的电路交换WDM网络元件121-125具有分组交换能力，而可以有效地处理突发业务从而将信令标头编码到IP分组上或在必要时除去。
在图1中用电光元件132表示的第一种类型的‘接插和运作式’模块，现在示出在图3的方框图中。而从概念上说，模块132是一个独立的元件，实际上，模块132是如图3中所示的那样是与网络元件121集成在一起的；模块132介于网络元件121的适合用户接口(CCI)310和IP路由器111之间，用来将光信令标头210编码到通过标头编码器321加到网络内的分组信息上，并通过标头去除器322除去从网络除去的分组中的光信令标头210。
通常，编码/去除模块132是置于使IP业务链接进入WDM网或从WDM网出来的地方，它介于网络元件的用户接口和IP路由器之间。用户接口可以是CCI类型的，也可以是非适合用户接口(NCI)类型的。在这些接口处，当将IP信号传送到网络201内时，标头编码器321将携带有目的地和其他信息的光标头210置于数据有效负载211之前。由光调制器在光域中对光标头210进行编码(将在后文中讨论)。信令标头去除器322从通过用户接口除去的光信号中删除标头210，并将电学IP分组信息提供给IP路由器111。
更具体地说，模块132从IP路由器111接收电信号，将电信号转换成要求的适合波长的光信号，并将光标头210置于整个分组信息之前。模块132与NC&M220交换信息，并且如果NC&M220请求，就在光学转换数据前对数据进行缓冲。模块132采用具有与用户接口波长匹配的波长的光发射器(将在后文中讨论)。(正如在后文中将指出的但值得一提的是，模块132还与图4所示的NCI 404兼容的，这是因为在NCI中出现了波长自适应的缘故；但是，必须事先建立NCI波长自适应和具有光标头的IP信号的位速率兼容能力。)
图4描绘的是第二种类型的“插接和运作式”模块，即，光学元件410，它与每一WDM网络元件121-125相关，下面的讨论中仅指元件121。把模块410插在传统的网络元件电路交换控制器420和传统的交换装置430之间。模块410检测来自在任一光纤401-403上传播的每一信令标头210的信息，就象由分接的光纤路径404-406提供给模块410的那样。模块410用来实现很快的表格查找以及到交换装置430的快速信令。交换控制器420的功能等效于传统的“技能接口(craftinterface)”，该“技能接口”用来控制网络元件；然而，这时，该交换控制器420的用途是从NC&M220接受电路交换的信令，并根据优先级判断哪一个控制命令被传送到标号交换控制器410。所以，标号交换控制器410从网络元件电路控制器420接收电路交换控制信号以及从对每一标头210发信令得到的信息，并在电路交换控制方案和标号交换控制方案之间作出智能选择。包含有交换装置430的交换机(将在后文中讨论)，也实现快速交换功能。置于交换装置430的输入路径401-403上的光纤415、416或417引入的延迟大于读取信令标头210、完成表格查找以及实施交换所花费的总的时间。2公里的光纤大约提供10微秒的处理时间。元件121-125所代表并且包含交换装置430的WDM网络元件的类型包括：波长增加去除多路复用器(WADM)；波长选择交叉连接器(WSXC)；以及具有有限波长转换能力的波长互换交叉连接器(WLXC)。
工作时，模块410抽取在路径401-403上出现的一小部分的光信号以检测每一信令标头210中的信息，并在查找了模块410中存储的连接表以后确定用于交换装置430的合适的命令。把光纤延迟置于401-403中，从而使具有标头210和有效负载211的分组仅在出现实际交换以后到达交换装置430。该光纤延迟对于与标头检测、表格查找和交换来说是特有的，并且在约2公里延迟的光纤415-417中通常是在约10微秒内完成的。
使用每一分组信息的信令标头210中的信息来选择通过网络201的路由发送分组信息。当分组信息到达网络元件时，读取信令标头210，并且(a)选择分组信息的路由为通往按照标号路由查找表选择的新的合适的出站端口，或者(b)分组信息被直接传送到网络元件中用于已有标号交换原始连接。后者称为“流程交换”，并且是作为一部分的光学标号交换而受到支持的；流程交换用于大容量突发模式业务。
标号交换路由选择查找表包括在网络元件121-125中，以便无论什么时候流程交换状态没有建立起来时，快速地选择光学分组信息通过网络元件的路由。将光学信令标头210传送的连接建立请求快速地与每一网络元件中的标号交换路由选择查找表比较。有时，大多数有效信号的路由选择的最佳连接可能已被占据。还构成可能的连接查找表，以提供另一种波长分配或另一条信号路由选择的路径。提供有限数量(至少一个)另一种波长大大减小了阻塞的几率。另一波长路由选择还实现了如最佳情况下相同数量的传播延迟和转发次数，并消除了使多个分组信息列队时的差异。该另一路径的路由选择可以大大增加延迟和转发次数，并从光学上监视分组信息的信噪比，以排除较多次数转发按路由选择发送分组信息的可能性。在没有第二条路径或波长的情况下，可以根据先到先服务的原则以及优先级的原则来解决出站链路的争用。信息被传送到一规则的IP路由器，随后由更高层协议来审核(review)，必要时采用再传输。
路径选择举例
图5中以图示的形式示出了用来在美国某些大城市中的终端用户之间传送分组信息的WDM电路交换干线网500--首先讨论网络500的传统运作，即，首先给出按照本发明进行WDM光学标号交换延迟前的情况。
参照图5，图中假设纽约域由网络元件501提供服务，芝加哥由网络元件502提供服务，…，洛杉矶由网络元件504提供服务，…，以及明尼阿波利斯是由网络元件507提供服务的。(后文中，网络元件也可以称为节点。)另外，NC&M220通过物理层光学监视信道与所有的网络元件501-507逻辑相连(用虚线表示，如与网络元件501相连的信道221以及与网络元件507相连的信道222)；在NC&M220和网络元件501-507之间有连续的通信。NC&M220定期请求请求和接收下述信息：(a)每一网络元件的一般状态(如紧急情况下是否是可使用或停机的)；(b)每一网络元件提供的光学波长(如，图中，网络元件501是由具有波长W1的光纤531和具有波长W2的光纤532提供服务的，这两条光纤分别与网络元件502(芝加哥)和网络元件505(波士顿)相连)；以及(c)由这些波长提供服务的端口(例如元件501的端口510与传送分组信息的输入用户接口520相关，端口511与W1相关，而端口512与W2相关，但元件502的端口513与W1相关)。
所以，NC&M220在任一时刻存储了调整路由选择而由网络元件携带输入分组信息业务所必须的全球信息。因此，NC&M220周期性地以例如对表格进行全球路由选择的形式确定路由选择信息，并用监测信道221、222将全球路由选择表下载到每一元件。全球路由选择表配置网络元件的端口，以产生某些通信链路。例如，NC＆M220可以根据业务要求和统计确定当前需要从纽约到洛杉矶的光纤链路(分别是网络元件501和504)，并且该链路是由将元件501的端口511与网络元件502中的端口513耦合起来的W1；将元件502中的端口514与元件503中的端口515耦合起来的W1；以及将元件503的端口516与元件504的端口517耦合起来的W2串联组成的。于是，进入网络元件501(纽约)并具有目的地为网络元件504(洛杉矶)的输入分组信息50立即选择该建立起来的链路按路由发送。网络元件504处，传送的分组信息是通过用户接口端口518传递作为输出分组信息的。
采用类似的方法，采用网络元件506和502之间的W2和元件502和507之间的W3建立起元件506和507(分别是圣露易斯和明尼阿波利斯)之间的专用路径。
以这种方式产生的链路--就象根据全球路由选择表的那样--其特征是稳定性，即，NC＆M220需要几秒钟的时间来确定建立起链路的连接、下载链路的连接信息，和建立起每一网络元件的输入和输出端口。每一链路具有电路交换连接的特征，即，它基本上是一个永久的连接，或者是一个长时间的专用路径或“管道(pipe)”，并且只有NC&M220可以在正常操作时断开或重新建立起一条链路。这样一条专用路径的好处是可以立即选择具有一起始点和映射进入已经建立起的专用链路的目的地的业务的路由而无需任何设置(set-up)。另一方面，从可以仅在很少时间里(例如，20％-50％的设立时间)采用专用路径这一意义上讲，专用路径可能是并且通常是效率不高的。另外，嵌入在互连输入端口和输出端口的每一网络元件中的交换装置430(见图4)仅具有有限数量的输入/输出端口。如果上述情况改变，从而需要从洛杉矶到圣露易斯的链路，并待采用已经分配给纽约到洛杉矶的端口(例如，网络元件502的端口514)，那么，存在一时间延迟，直到NC＆M220可以响应全球路由选择表并因此改变全球路由选择表。
下面将这一例子扩展，使得本发明原理的研究内容可以覆盖上述描述。首先，引入“标号交换状态”的参数，并讨论其在路由选择中的应用；接着，在下面的篇幅中详述产生标号交换状态的方法。标号交换状态产生光学标号交换。
进一步安排NC&M220，从而可以将标号交换状态赋予从用户接口输入到网络元件的每一分组信息--由接插和运作式模块132附加(appended)标号交换状态，并且为了进行讨论，标号交换状态是与标头210等同的(见图2)。标号交换状态由NC＆M220计算，并以本地路由选择表的形式下载到每一网络元件501-507。参照图6，图中示出了网络元件501及其以图示形式的嵌入的交换机601。图中还示出了输入光纤602，它带有延迟环路603，携带由标头210和有效负载211组成的分组信息620，在图5中，该有效负载211是分组信息520。光纤6022将延迟形式的分组信息620传递到网络元件501。同时，在光纤602上出现的一部分光能量通过光纤6021分接，并输入到光学模块410内，光学模块410对输入分组信息620进行处理以检测标头210--图中示出的分组信息620的标头210是由标号交换状态‘11101011000’组成的，用标号是615来识别。在图6中还示出了本地查找表610，它是由两列组成的，即，“标号交换状态”(列611)和“本地地址”(列612)。分组信息620的特定标号交换状态在查找表610中是交叉相关的，用以确定输入分组信息的路由选择。这时，分组信息620的标号交换状态是查找表610中第四行中的入口。与该标号交换状态对应的本地交换地址是“0111”，其意义如下：开头的两个二进制数表示输入端口，后面的两个二进制数表示输出端口。这时，对于示例的四输入端、四输出端交换机，输入分组信息是从输入端口“01”到输出端口“11”按路由选择发送的，从而交换机601作出相应的交换(如图所示)。在由光纤延迟603提供的延迟以后，在光纤6022上传送的输入分组信息通过交换机601传送到光纤604上。
上面的说明描述了标号交换状态是如何使用的。现在考虑产生标号交换状态的方法。NC&M220仍然定期地编制一组本地查找表，通过相应的网络元件对分组信息进行路由选择/交换(如用于网络元件501的表格610)，并且每一查找表接着被下载到相应的网络元件。每一查找表的产生考虑了网络500的NC&M220的全球资料。例如，如果通往网络501的输入分组信息的目的地是网络504(再一次是纽约至洛杉矶)，如果端口510是与输入端口“01”相关，并向光纤602提供服务的，并且如果输出端口511是与输出端口“11”相关并向光纤604提供服务的，那么NC&M220能够产生查找表610中合适的入口(即第四行)，并将表格610下载到网络元件510。现在，当由电光模块132来处理分组信息520从而在分组信息520中加入了标头210以产生增大的分组信息620时，NC&M220中有关下载本地路由选择表的知识以及通过模块132得到的在分组信息520中嵌入的目的地地址的知识使NC&M220能够指令模块132加入合适的标号交换状态作为标头210--本例中为‘11101011000’。
读者应当已经理解了，采用标号交换状态参数对分组信息进行处理本质上是突发的，即，在交换机601建立起来对输入标号交换状态进行处理以后，交换机601可以回到对流程状态进行处理以前的状态。例如，交换机601可以在分组信息620到达以前已经将输入端口‘01’与输出端口‘10’互相连接了起来，并且在处理以后回到‘0110’状态(就象如由分组信息尾标所确定的那样)。当然，也可以是这样的情况，即，电路交换的路径与标号交换状态路径是相同的，这时，甚至无需修改通过交换机601对标号交换状态进行处理的本地路由选择。但是，如果必须临时改变交换机601，那么如果有任何基础(underlying)电路交换业务时，可以对基础交换业务进行路由的重新选择和重新发送。
正象至此已经讨论过的那样，标号交换使得可以对分组信息进行指向目的地的路径选择，而无需网络元件来检查整个数据分组。以光信号标头210的形式--标号--加入新的信令信息，该信息可以是在多波长传送环境中在每一波长内的带内携带的。该标号交换通常是根据逐一分组信息而出现的。然而通常大量的分组信息将顺序地传送到相同的目的地。当有突发数据的时候尤其是这样，这时，为了传输在许多分组信息中把大数据块分段。在这样的情况下，每一特定网络元件就无法有效地仔细检查每一标号和决定路由选择路径。然而，更有效的是建立起从源到目的地的“虚拟电路”。每一分组信息的标头210将只能通知虚拟电路的继续和结束，称为流程状态连接。建立起这样一条端对端的流程状态路径，并且直到需要断开的时候网络元件中接插和运作式模块才会中断流程状态连接。如果这样的分组信息序列已经结束，或者另一优先级高得多的分组信息请求中断这一流程状态连接的时候，就会发生中断。
图6中还示出了本发明的优先级方面。本地查找表有一个“优先级别”(列613)，它设置了赋予标号交换状态的优先级。同时，标头210附上了一个示出为数字‘2’的优先级数据(标号616)。在查找表“标号交换状态”列611中的第四和第五行两行中有一个本地地址‘0111’。例如，如果使用第五行中的入口的早期数据分组建立虚拟电路或流交换状态，而现在另一个分组作为列611的第四行而进行处理，则较高的优先级数据(“2”对于“4”,“1”是最高优先级)已经领先，而将使虚拟电路终止。
示例实施例详述
为了得到在WDM标号交换上的极短等待时间IP，在光分组的实际传输期间，必须使在每个光学交换机处的光学标头的处理保持最小。为了达到这个结果，引入执行光WDM标号交换的新信令结构和分组传输协议。
信令和分组传输协议使慢而且复杂的IP路由选择功能从极快WDM交换和传递功能中消除。通过设置不需经常执行的终端-到-终端路由选择路径来实现这种消除。为了把IP分组从源发送到目的地，按照本发明执行下列步骤：光学分组传输，这里，光学分组信息的到达启动了本地标头处理，这种处理在诸多的其它事件中是要根据光学标头中的光学标号来查找在下一个转发上传送分组信息的输出端口。
尽管路由选择设置包含调用路由选择功能并且该功能通常是慢而复杂的过程，但这一过程是在分组传输处理前进行的，因此它不是位于决定传输等待时间的临界路径上的。
路由选择路径设置
在路由选择路径设置期间，将用标号交换查找表来增大WDM分组交换机的内部连接表，并包含有关的分组传递信息。尤其，感兴趣于得到极短等待时间和硬件简单化，本发明的方案产生沿流路径保持恒定的标号交换状态。例如，标号交换分配包括下列技术：
(1)基于目的地的流标号分配--在该方案中，可以使用目的地(例如，合适的目的地IP地址前缀)作为在下一个转发查找中的标号交换状态。除了无需修改光学标头之外，可以在偏转路由选择的场合中使用相同的标头。
(2)基于路由选择的流标号分配--在该方案中，所分配的标号交换状态涉及在标号交换状态设置阶段处动态地计算的终端-到-终端路由选择。该方案的优点是可以使它专门符合每个独立的标号交换状态的服务质量要求。
交换冲突解决方案
当今，可行的光学缓冲器技术的缺乏意味着不能使用传统的缓冲技术来处理交换冲突。如上所述，本发明实施例利用由光纤实现的固定延迟，以允许在该时间延迟期间发生交换，但是不能象电子缓冲器在传统IP路由器中那样得到争用的解决办法。为了解决交换的争用，根据本发明，采用下列三种方法：
(a)有限的波长互换--当通过相同的路径但是不同的波长按选择路由发送分组时。由于利用这种波长转换正好避开争用，所以无需使网络元件必须具有转换到整个波长信道的任何一个的能力。而，如果它们可以转换整个波长信道中的某一些，则就足够了。这种波长转换可以转换信令标头和数据有效负载两者。必须仔细防止分组进行过多的波长转换，这会造成较差的信号保真度。一种可能的方针是仅允许一次转换，可以容易地对在光学标头中的原始波长进行编码而强制实现。这样，如果，而且仅如果把它承载在它的原始波长上，则中间WDM交换机将允许转换。
(b)有限的偏转路由选择--当可以把分组偏转到一个相邻的交换节点，并把它从该交换节点传递到它的目的地时。必需再次仔细防止重复地使分组偏转，从而引起信号降低以及浪费网络带宽。一种解决方案是在光学标头中记录一个“时间戳”字段，如果，并且仅如果所记录的时间戳不比最大极限更旧，则允许进行偏转。
(c)优先化的分组优先权--如果到达的分组具有较高的优先级，当新到达的分组可以对当前发送的分组抢先时。目的是为了保证公平对待所有的分组，以致偶然可以保证传递再发送的分组。在这种方案中，每个分组再次具有记录在它的光学标头中的时间戳字段，并且与较新的分组相比，较旧的分组有较高的优先级。此外，再发送分组假设原始分组的时间戳。这样，分组“年令”按优先级而增加，如果需要，偶然能够在传递到它的目的地的路途中抢先。
要注意，在所有这些方案中，当光学标头在网络中移动时，它可以保持恒定。这与希望保持光学交换硬件快速和简单是吻合的。也可以考虑这些方案的组合。
路由选择协议
对于一个网络，NGI的尺寸、中央化的路由选择判定是十分办不到的，因此需要把方法统一到配置所作出的判定。如在IP路由选择情况中那样采用分层寻址和路由选择。当请求新的连接时，NC&M220判定是否为在基于WDM网络中的这一对(源、目的地)准备WDM路径。如果准备，则立即在那个(一次转发IP电平)路径上发送分组。如果没有准备这种路径，则NC&M220决定在用于第一WDM网络元件和波长的初始输出链路上携带该新业务。根据在请求新连接的时刻在网络中的其余连接而作出该判定。然后，NC&M220使用信令，通过一个合适的协议把有关信息传递到待放置在信令标头中的初始WDM网络元件。在确定初始输出链路之后，根据光学信令标头信息在独立的NE处取得其余路由选择的判定。该方法保证使在每个节点处的路由选择表以及信令标头处理要求相当地小。该方法还可以使网络按交换节点和网络用户而方便地进行标定。还要注意，可以使多个WDM子网互连在一起，而且每个子网具有它自己的NC&M。
当判定在WDM NE中的路径时，可以在那个状态设置光学交换：(ⅰ)用于每个分组通过节点然后返回默认状态的持续期(所谓的光学标号交换)；或(ⅱ)用于有限的、小时间量(所谓的流交换)。前面一种情况在有规则的一个分组一个分组的基础上执行路由选择。系统资源是专用的，只有当有待发送的信息而且在分组的结束处时，才可用这些资源分配给其它分组。后面一种情况用于大容量突发模式业务。既然是这样，WDM NE只需要从到达NE处的接着的分组的光学信令标头读出流状态标号，确定这些分组是限定到相同的目的地的，不需要对交换装置进行交换，并且把有效负载通过已经存在的连接(所述连接通过NE，由光学标号交换建立如上)传递。
使用在每个分组的信令标头中的信息，使分组通过网络自己-选择路由而发送。当一个分组到达交换节点处时，读出信令标头，根据路由选择表，或是通过已经存在的流状态连接立即传递分组，或是选择新的合适的输出端口。对于每个波长，存在在每个节点中的路由选择表。如果由于与其它分组争用(所选择的输出光纤没有空)而分组不能跟随所选择的输出端口，则路由选择方案将尝试对同一个输出端口分配一个不同的波长(结果，信号将进行在交换节点内的波长变换)。如果对所选择的输出端口没有可采用的其它合适波长，则可以从另一个表选择一个不同的输出端口，所述另一个表列出第二级(术语为优先)输出链路。
本发明技术的这个路由选择协议相似于偏转路由选择方案(回忆背景部分)，其中，如果不能跟随较佳路径，则使会话(session)偏转到某些其它的输出链路(术语为优先)。不允许连续地偏转分组。在传统的路由选择协议中，使用转发计数，在规定次数的转发之后就阻塞会话。在新的方案中，如果在交换节点处不允许产生标头，则不能使用转发计数技术。另一方面，可以寻找光学信令标头特征(即，信令标头的SNR)来判定是否应该除去一个分组。
在WDM层中的IP路由选择算法
NC&M220使用来确定路由选择表的该技术是根据最短路径算法的，它使分组在代价最低的路径上从源到目的地按选择路由发送。对于不同网络可以使用在每个路由选择(诸如长度、容量利用、转发计数或平均分组延迟)上的特殊价格准则。路由选择功能的目的是得到优良的性能(例如，术语为通过网络的短平均延迟)，同时维持高信息输出量。产生最小价格生成树，在每个时刻具有作为根的不同节点，而且从这些树得到的信息可以用来设置在每个交换节点处的路由选择表。如果执行如上所述的偏转路由选择，则可以使用k-最短路径方法来利用潜在的路由选择路径的多重性。该技术发现一个以上的最短路径，而根据价格的次序使路径分等级。可以把这个信息输入交换节点路由选择表，以致首先考虑相应于最小价格路径的输出链路，并把相应于较大价格路径的链路输入第二级路由选择表，使用所述第二级路由选择表来执行偏转路由选择。
插接和运作式模块的描述
本发明是基于两类待附加到WDM网络元件上的插接和运作式模块的。这些插接和运作式模块的引入使现有的电路交换网络元件增加了光学标号交换能力。
在图3中，以高级方框图的形式示出标头编码器321和标头去除器322两者；图7和8分别示出编码器321和去除器322两者更详细的示意图。
在图7中，在微处理器710中处理IP分组或数据报，所述微处理器对于标号交换产生每个光学信令标头210。在基带处，从微处理器传播光学信令标头210和原始IP分组211。利用本地振荡器730在RF混频器720中使信令标头210进行混频。在组合器740中组合来自混频器720的经混频的标头和原始分组211两者，接着，通过具有激光器750作为调制源的光调制器760把组合器740的输出编码到一个光波长信道。
在图8中，通过光检测器810检测从网络元件除去的光信道，并通过放大器820电气地进行放大。一般，光检测器810和放大器820两者具有的频率响应仅覆盖数据有效负载，但是不覆盖本地振荡器730提供的光学信令标头RF载波频率。低通滤波器830进一步滤除任何残余的RF载波。基本上，滤波器830的输出是通过原始网络元件的原始IP路由器发送的原始IP分组，它已经通过网络传送，并由在其它网络元件处的其它IP路由器接收。
图9的方框图900描绘一种元件，所述元件用于由图4的插接和运作式模块410实现的检测过程以把光信号901转换到基带电信号标头902，所述光信号承载标号交换信令标头210和数据有效负载211两者。起初，通过光检测器910检测光信号901；由放大器920放大光检测器910的输出，并通过高通滤波器930滤波，只保留承载光信令标头210的高频分量。RF分离器940把信号提供给包括反馈锁定的本地振荡器950。在混频器960中混合来自本地振荡器950的信号和来自分离器940的信号，即，从滤波器920的输出减除高频载波，只留下在标号交换信令标头210上的信息。在该过程中，利用带反馈锁定的本地振荡器950来产生具有正确频率、相位和幅度的本地振荡，以致在这个本地振荡信号和带高频载波的标号交换信令标头的混合期间高频分量为零。耦合到混频器960的输出的低通滤波器970传送基带信令标头210作为输出电信号902。
在图10的电路图中示出图4的更详细的实施例的例子。在图10中，每个标头检测器1010、1020、…、1030、…、或1040处理来自每个波长的信息，所述每个波长包括分别通过分用器1005、1006、1007和1008处理的，在路径1001、1002、1003和1004上到达的光输入；图9的电路900是每个分用器的例子。对每个波长组合经处理的信息。因此，例如，对于给定的波长，快速存储器1021接收来自标头检测器1010的引线1011上出现的信号、…、以及来自标头检测器1030的引线1034的信号作为输入。每个快速存储器1021-1024(诸如内容可寻址的存储器)的作用如同到相应的标号交换控制器1031-1034的输入。每个标号交换控制器1031-1034也接收来自图4的网络元件交换控制器420的电路交换控制信号。每个标号交换控制器智能地在控制器420提供的电路交换控制和由它的相应的快速存储器提供的标记交换信息之间选择，以把合适的控制信号提供给图4的交换装置430。
图11的流程图1100表示通过每个标号交换控制器1031-1034实现的处理。使用标号交换控制器1031作为例子，对来自电路交换控制器420的输入和来自快速存储器1021的输入进行监视，如同通过处理块1110所进行的那样。如果没有接收到来自快速存储器1021的输入，则通过电路交换控制器420对输入分组进行电路交换。使用判定块1120来确定是否有来自快速存储器1021的任何输入。如果有输入，则引用处理块1130，以致标号交换控制器1031可以从快速存储器输入确定交换装置430所要求的状态。然后引用处理块1160把控制信号从标号交换控制器1031发送到控制交换装置430。如果没有快速存储器输入，则引用判定块1140来确定是否有来自电路交换控制器1140的任何输入。如果有来自电路交换控制器420的输入，则进行通过块1150的处理，以致标号交换控制器1031从电路交换控制器420的输入确定交换装置430所要求的状态。由处理块1150的结果再次引用处理块1160。如果没有出现来自电路交换控制器1140的输入或当处理块1160完成时，则使控制返回到处理块1110。
通过反复的方法，光学标号交换灵活地处理所有类型的业务：高容量突发、低容量突发以及电路交换业务。这在标号交换网络控制的两一层协议的互相配合下实现。因此，所配置的交换控制快速地检测信令标头和把分组按选择路由发送到合适的目的地。当长分组流到达具有相同目的地的网络元件时，所配置的交换控制建立一个流交换连接，并通过新建立的连接传递整个分组流。
用波长数目和节点数目来适度地度量标号交换方法。这是从所配置的节点并行地处理多波长信令信息以及这些节点结合光纤延迟线形式的预测交换延迟这样的事实所得的结果。此外，为了解决争用，标号交换利用路径偏转和波长转换。
光学标头处理
前述描述是在这样一个水平上针对光学标头处理而进行的，即，相当于描述了配置有覆盖接插和运作式模块的整个NGI系统。现在适合对标头处理进行更详细水平上的讨论了，从而可以举例说明在电路细节水平上是如何实现短等待时间的。为此，下面考虑图12所示的安排，该图中的更详细的方框图是包含在先前说明过的图9和图10中的。从图12中可以看到，光信号1001用作分用器1005的输入端，二者都是根据图10重新绘制的。另外，图10中所示标头检测器1010的详细实施例描述现在如图12所示。特别要指出的是，在本实施例中的标头检测器1010包括：(a)对从分用器1005发出的光波长为λ1的光信号中的色散进行校正的色散补偿器1205；(b)从离开补偿器1205的光信号产生电输出信号1211的光电转换器1210(如光电检测器)；(c)分别馈送乘法器1221,1231,…,1241的具有频率f1,f2,…,fN的本地振荡器组，用来使电信号1211的频率分量频移至中间频率(IF)；(d)分别响应于乘法器1221,1231,…,1241的中频(IF)带通滤波器(IF-BPF)组1222,1232,…,1242，用来对图12的左上方所示的标头信号1213,…,1215中的频域能量进行滤波；(e)串联连接的包络检测器/判定电路对1223/1224,1233/1234,…,1243/1244，其中，中心位于f1,f2,…,fN处的频带中的任何一个中存在的频域能量在判定电路1224,1234,…,1244的输出处表示为逻辑‘1’，而不存在在f1,f2,…,fN处的频域能量则表示为逻辑‘0’；(f)逻辑电路1250,它在选择线1260上提供交换选择信号，其功能将在下面的操作说明中作更详细的描述；(g)与BPF滤波器1222,…,1242耦合的延迟电路1225,1235,…,1245；(h)与延迟电路1225,…,1245耦合作为输入并受引线1260上的信号控制的交换机1261,1262,…,1263；(g)与交换机1261,…,1263相连的输入引线1265，它用作解调器1291的输入端；(h)响应于解调器1291的检测器1292；以及(ⅰ)输出图10所示信号1011的读出电路。
下面是图12中所示标头检测器的运作。假设图4中所示第二种类型的‘接插和运作式’模块输入2.5Gbps的IP数据分组(例如，它是用QPSK/QAM调制的)，该IP数据分组是与155Mbps标头分组(例如，它是用QAM调制的)在中心频率f1下多路复用的副载波；与以前一样，标头在时间上在数据有效负载的前面，并且二者都由光波长λ1所携带。在波长λ1下接收混合的标头和有效负载的每一网络节点中，由包络检测器1212检测f1下的副载波标头。因为由于标头信号存在时中心位于f1的频带中有能量存在，所以，判定电路1224检测到逻辑‘1’，而所有其他的判定电路检测到逻辑‘0’。这样在输入到逻辑电路1250处并行的逻辑信号的组合(‘100…0’)产生只影响交换机1261关闭的选择信号。(重要的是要注意输入的逻辑信号是同时并且并行而不是串行产生的，从而可以显著地加快标头检测过程。)在延迟电路1225引起延迟之后，IF-BPF1222的输出处提供的实际标头信号用作通过引线1265对解调器1291的输入。电路1225的延迟不是要求很严格的，而要求延迟大于通过包络检测器1223和判定电路1224产生逻辑信号所需的时间，加上计算在逻辑电路1250中的选择信号引线1260上的控制信号所需的时间和关闭变换机1216所需的时间。(延迟可以是数字形式的，例如，通过用解调器和数字延迟器串联来取代图12中的每一模拟延迟器。)，所以，在λ1处的标头信号是将由解调器1291(如QAM解调器)解调的唯一的标头信号，并且随后由检测器1292(例如，一个155Mbps的突发方式接收机)检测经解调的基带数据突发，并由电路1293(例如微处理器)读取。
前文中的描述针对的仅是光学标头检测，以控制通过图4所示的交换装置的路由选择路径。正如在背景部分中详述的那样，对于当今的NGI技术来说，现在认为标头替换是重要的，从而可以实现在分组交换网中的高数据输出操作，而在该分组交换网中，数据路径因例如链路变化和变化的业务方式而变化。另外，标头替换对于保持协议的兼容性是有用的。至此还未描述过的图12中的元件在标头替换中起着中心的作用。实际上，标头替换具有更宽的含义，即，标头可以是由各字段如“标号”字段和“离开时间”字段组成的。对这一点的描述已经采用了标头与标号是可互换的；然而，现在清楚的是，标头实际上可以具有多个字段，因此在任一节点处任一或所有的都是可以替换的。
下面继续图12的说明，图中示出的逻辑电路1250还在选择引线1270上提供第二选择信号；该选择引线控制交换机1271,1272,…,1273，这些交换机都与引线1295相连。介于引线1295和标头输出线1011之间的是写电路1294，它是与调制器1296串联的。写电路1294负责提供新的标头信号。到达分用器1005的输入处的标头信号称为有效标头信号-在第一节点处用来处理标头信号，有效标头信号和原始的标头信号是相结合的。把新标头信号(而不是实际上重写的有效标头信号)，放在有效标头信号的频带以上的频带上，即，从组f1、f2、…、fN利用可用的下一个最高的中心频率来传播新标头信号。为了选择可用的下一个最高中心频率，配置逻辑电路1250，以致如果判定电路1224、1234、…、1244产生有效中心频率fi，则选择信号1270将只关闭来自组1271、1271、…、1273的，把连接引线1295连接到中心频率fi+1的交换机。即，将把引线1295连接到来自组1281、1282、…、1283的相应于频率fi+1的乘法器。把乘法器1281、1282、…、1283的输出连接到引线1284，该引线的作用是作为光交换机/增加-去除多路复用器1207的第二输入；通过在引线1011上的标头信号提供其它输入。现在电路1207具有双功能，即，它作为图4的交换装置430而工作，但是还把它配置成可以使输入电信号(诸如在引线1284上的电信号)转换成光信号，用于通过在电路1207的输入处出现的相同的光波长传播(既然是这样，波长λ1)。相应地，使在引线1284上的新标头信号频率偏移到数据有效负载和到达引线1208的所有其它现有标头的频率之上；这在图12右上角处的频率域波形图中示出，它和左上角的波形图是相对应的。因此，在时间上是把新标头信号放在数据有效负载的前面，通过光纤环路1206引入延迟。
图12的配置的标头更换操作如下。再次使用相同的例子，以致光学标头加上数据有效负载输入到网络节点，所述网络节点是紧跟输入分组的节点的。要求写入新标头信号，在图12的实施例中，读出电路1293的输出的作用是作为到写入电路1294的输入；在这种形式中，可以把有效标头信号作为计算新标头信号的辅助。由于输入有效标头信号的中心频率约为f1，所以通过中心频率f2来传递新标头信号。实际上，在原始光上写入新标头信号，所述原始光包括数据分组和旧副载波或在f1处的有效标头信号。因此，离开给定节点的经调制的光包括数据分组和两个副载波标头信号。(两个示例写入技术，它们两者都使用高速(～10GHz)基于LiNbO3的调制器/交换机，将在后面说明。)对于155Mbps数据，载波频率f1比f2高约200MHz，但是如果采用诸如M-QAM之类的更有效的光谱调制方法，则可以使f1和f2之间的频率差较小。注意，通过逻辑电路1250，这个节点具有智能，可以知道有效标头信号使用副载波f1以及在副载波f2上写入新标头信号。
在一个相似的方法中，沿选择路由的第三网络节点将读出在副载波f2上的有效标头信号，并把新标头信息写入副载波f3上，过程继续直到耗尽光交换机/ADM1207的调制带宽。例如，典型的10GHz外部基于LiNbO3的调制器/交换机可以写入约40((10-2)/0.2)个新标头信号，其中已经假设2.5Gbps的数据占据2Ghz的带宽。
实际上，图12示出沿分组行进的路由的第四节点的实施细则。把在λ1上的三个副载波标头同时下变频到IF频带，而且由于它们的存在，判定电路1224、1234、…、1244产生以图形“111000…000”的到逻辑电路1250的逻辑“1”信号。注意，如果在该例子中有40个下变频，则37个判定电路将产生逻辑“0”，因为在f4、f5、…、f40上没有副载波。逻辑电路1250使用输出“1110000…0”(3个1和37个0)来控制40个微波开关1261、1262、…、1263，致使只有第3微波开关是闭合的，所有其它39个开关都是开路的。因此，在f3上的标头信息变成有效标头信号，然后通过解调器1291对该信号进行解调。紧接“读出”过程之后，写电路1294产生新标头信号，然后把它施加到在IF处的调制器1296。如在图12中所描绘，新标头信号到达由选择信号1270接通的第四微波开关。然后通过f4对新标头信号进行上变频，并用来对在光路径1208(它起初只包含3个副载波标头)上的经延迟的主-路径信号进行调制。如所描述，所产生的经调制的光因而包含4个副载波标头。
要注意，在目前可用的元件中，包络检测器(1223、…)、判定电路(1224、…)、逻辑电路(1250)以及特定微波开关(1261、…)的接通的处理时间应取小于30ns。另一方面，如果假设在每个分组标头信号中有15位，则对于155Mbps的突发，读出15位、写入15位以及加10个前置码位的时间可以取260ns左右。因此，允许某些变化，使每个标头信号约为300ns。这意味着在主光学路径1208中的延迟线1206的长度应为60米左右。
在图12所建议的副载波标头插入技术上存在几个上限：(a)由于在确定传输距离(通常为几十公里)以后的光纤色散，使高达10GHz载波频率处的副载波变得严重地衰减。幸运地，通过重复地使用色散补偿光纤(诸如补偿器1205)，或在每个网络节点处使用线性调频脉冲(chirped)光纤光栅可以解决该问题；(b)在每个中间网络节点处，它的调制器1296(例如，基于LiNbOs的调制器)调制通过新的副载波标头信号“调制的”输入光，而这会引起新的互调失真产物。然而，本技术是如此的，致使在40次写入连续副载波标头信号之后，非线性失真性能恶化尚未大到足以降低距离远达2000公里的数据有效负载和副载波标头信号两者的误码率(BER)；以及(c)由于使用10GHz调制器的最大可插入副载波标头信号数目约为40，在网络的某些点必将擦除完整的副载波标头信号，以致可以把新的副载波标头信号组再次写入所接收的光的各处。保守一些，可以确定使用图12的配置的最大传输距离约为2000公里。因此，可以做得到的是实现如图13的配置所示的数个“复位”网络节点，把这些节点稀疏地放置在国内各处以保证决不会超过40次-写入极限。然而要注意，不是每个节点会插入新标头信号(回忆一般由于慢变化网络停止运转或由于协议兼容性才插入新标头信号)。如果情况确实是这样，则可以预料以40个标头信号插入来覆盖光学分组的任何跨越全国的传送是足足有余的。
然而，的确，当需要时可以插入新标头信号，最好把某些或甚至全部网络节点都配置成图13的电路1300。图12和13之间的主要区别在于图12上部的路径，其中，通过光-电转换器1210把出现在补偿器1205输出处的主-路径光信号转换回到电域，通过使用低通滤波器(LPF)1311把其中的旧副载波标头信号都擦除。在电加法器1313中把中心频率为f1的、新的单个副载波标头信号加到经再产生的数据有效负载；通过定时恢复-和-判定电路1312以传统的电气方式再产生数据有效负载。数据有效负载和新标头信号一起调制具有相同波长λ1的光发射器1314。因此，从这个复位节点以后，在需要再次复位之前(可能性不大的)可以写入其它的40个副载波标头信号。
标头插入技术的其它示例实施例
可以实现图12和13的电路配置而无需本地光射入。为了使传输距离增加到超过预期的2000公里极限，需要另外的节点标头处理配置，如现在在图14中所描绘的；该配置利用在波长λ1处的本地光的射入。示出图12和图14之间的主要区别在于处理路径，包括下列元件：(a)光-电转换器1410；(b)响应于转换器1410的判定电路1440；(c)串联配置的延迟线1441和光选通门1420，延迟线1441响应于补偿器1205的输出；(d)响应于选通门1420的耦合器1430；(e)光反馈路径，用于把来自耦合器的输出光反馈到它的输入，由掺铒光纤放大器(EDFA)1432和光交换机1433构成路径1431；(f)响应于出现在路径1284上的电信号的光调制器1450，如前所述；以及(g)响应于光调制器1450和光交换机/ADM1207两者的光加法器1460。具有如图14的左下角所示形式的增大的光学分组1470现在通过光路径1001到达图14的网络节点处。在光-电转换器1410中经光电转换之后，在光学分组标头1470中的前置码1471指使检测电路1440使光选通门1420导通，并让在λ1处的短CW光突发1472(持续期约30ns)通过耦合器1430。然后CW光突发1472通过反馈路径1431循环数次以增长CW光持续期到约300ns；把这个经扩展持续期的CW突发作为从耦合器1430通过输出路径1451到光调制器1450的输入。然后，出现在引线1284上的新的副载波标头信号通过光调制器1450(例如通过LiNbO3调制器)在引线1452上调制该本地再产生的CW光突发。然后，把在光调制器1450的输出引线1452上出现的经调制的光(它仅包含新的有效副载波标头信号)与主-路径光(它包含由交换机1207发送的数据有效负载和旧的副载波标头信号)一起在光加法器1460中组合。在光加法器1460处新副载波标头信号出现的时间基本上与原始光学分组1470同时到达。(在一个中间网络节点中，节点把新标头再调制到与数据有效负载相同的时间帧中的原始波长上是很重要的。)因此，传递新有效标头信号的光脉冲占据与输入标头信号1473的时间间隔相同的时间间隔，差别在于由于旧标头信号和新有效标头信号的相应的副载波频率，它们在频率域中是分开的。即，每次加入新标头信号，使传递在给定波长λ1处的光叠在传递旧标头信号的输入光信号的上面，但是由副载波频率来确定它们的频率域特征。
采用这种技术，不会由于对已经是调制光的光进行调制而产生其他的非线性失真。只要来自交换机1270的主路径光与来自光调制器1450的本地注入光之间的光功率比是最佳的，并且副载波标头和数据有效负载的调制深度是最佳的，那么就可以实现2000公里以上的传输。
另一种标头替换技术
也有可能使用具有极高精度的光学陷波滤波器来滤除旧副载波标头信号。在图15中示出网络节点配置1500；可以容易地理解，与图12的实施相比，配置1500是大大地简化了。有目的地把在中心频率fN处的副载波标头信号放在高频载波(例如，9GHz)上，以致传递fN的标头信号将不影响在低频范围的数据有效负载。把补偿器1205的输出馈送到光学环形器1510，所述环形器是耦合到串联的法布里-珀罗光纤传感器(FFP)陷波滤波器1515和衰减器1520的。这些元件的组合效果是滤除中心频率在fN处的标头信号；在图的左上角示出到光学环形器1510的输入的光谱，而在图的中上部分示出环形器1510的输出的光谱。通过串联组合提供新插入的标头信号，这些串联组合是：写电路1294、调制器1296、由副载波fN驱动的上变频器1281，比图12的方法要简单得多。
光学技术
光学技术覆盖实现本发明的许多重要方面。这包括光学标头技术、光学多路复用技术、光学交换技术以及波长转换技术。
(a)光学标头技术
光学标头技术包括光学标头编码和光学标头去除，如相应于图3和4所讨论。事实上，光学标头210的作用是到网络元件把目的地、源以及分组长度通知网络元件的投递员。由实际的数据有效负载相比较，光学标头210在时间上有移动。这允许数据有效负载可以有任何数据速率/协议或格式。
(b)光学多路复用技术
采用已知的二氧化硅阵列波导光栅结构可以实施示例的光学多路复用。波导光栅结构具有许多独特的优点，包括：低成本、可量测性、低损耗、一致性以及小型化。
(c)光学交换技术
对于获得分组路由选择而不需要作为缓冲器的过长的光纤延迟，快速光学交换是很重要的。
Micromachined Electro Mechanical Switches提供所要求的特征(可量测性、低损耗、偏振不灵敏度，快速交换以及加强操作)的组合。最近，基于MEM的光学增加-除去交换机报告成果达到9微秒的交换时间。
(d)波长转换技术
波长转换解决分组争用而无需路径偏转或分组缓冲。路径偏转和分组缓冲两者会铸成-系列分组序列变型的危害。此外，分组缓冲的持续期以及容量受到限制，并经常要求不-透明方法。另一方面，波长转换使另一个波长通过相同的路径发送，得到相等延迟的结果，但是解决了阻塞。示例地，推广应用带有有限波长转换能力的WSXC。
虽然这里详细地示出并描述了结合本发明的原理的各种实施例，但是熟悉本技术领域的人员可以容易地发明许多其它经改变而仍结合这些原理的实施例。

Claims (32)

1．一种用于把在由多个网络元件组成的波分多路复用(WDM)网络中的数据有效负载从输入网络元件传播到输出网络元件的方法，所述数据有效负载具有给定的格式和协议，其特征在于，所述方法包括下列步骤：
在每个网络元件中产生和存储本地路由选择查找表，每条本地路由选择表确定通过相关联的一个网络元件的另一些本地路由；
在把数据有效负载输入到输入网络元件之前，把标头加到数据有效负载上以产生一个光信号，所述标头具有一种格式和协议，并指示数据有效负载和标头通过每个网络元件的本地路由，所述数据有效负载的格式和协议与所述标头的格式和协议无关；
当数据有效负载和标头通过WDM网络传播时，检测在网络元件处的标头以产生交换控制信号；
选择本地路由中的一条路由，用于使光信号通过由查询相应的本地路由选择表中的交换控制信号而确定的每个网络元件按选择路由发送；以及
根据所选择的路由，使光信号通过网络元件按选择路由发送，
其中，所述标头由一个或多个标头信号组成，每个标头信号通过不同的副载波频率传递，并且排列成使最高可检测的副载波频率相应于有效标头信号，多个副载波频率占据数据有效负载频带以上的频带，所述检测步骤包括下列步骤：
同时测量标头信号以产生标头选择信号；
当在标头选择信号的控制下通过最高可检测副载波频率传递时，选择有效标头信号；以及
处理有效标头信号，以得到用于选择光信号路由的交换控制信号。
2．如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括下列步骤，在同时测量的步骤之前，把光信号光电转换成传递有效标头信号的电子标头的步骤。
3．如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述处理的步骤包括解调电子标头以得到经解调的有效标头信号的步骤。
4．如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述处理步骤进一步包括在解调步骤之后，检测经解调的有效标头信号中的标头信息的步骤。
5．如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述处理步骤进一步包括在检测经解调的有效标头信号中的标头信息的步骤之后，读出标头信息以产生交换控制信号的步骤。
6．如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述读出步骤包括把标头信息输入到可对内容寻址的存储器中以产生交换控制信号的步骤。
7．如权利要求1所述的方法，其特征在于，它进一步包括这样一个步骤，即，在同时测量步骤之前把光信号光-电转换成电子标头，并且其中的同时测量步骤包括把电子标头下变频到表示标头信号的多个中频信号的步骤。
8．如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述下变频步骤包括本地产生多个副载波频率，并把电子标头乘以多个本地副载波频率以产生多个中频信号的步骤。
9．如权利要求8所述的方法，其特征在于，它进一步包括在相乘步骤之后，对每个中频信号进行包络检测以同时产生多个经包络检测的信号的步骤。
10．如权利要求9所述的方法，其特征在于，它进一步包括在包络检测步骤之后同时对每个经包络检测的信号进行门限检测以产生多个判定信号的步骤。
11．如权利要求10所述的方法，其特征在于，它进一步包括在门限检测步骤之后把多个判定信号输入到逻辑电路以产生标头选择信号的步骤。
12．一种用于检测在以给定波长下传播的光信号中的标头的方法，所述光信号包括标头和数据有效负载，标头由一个或多个标头信号组成，每个标头信号通过不同的副载波频率传递，并排列成使最高可检测的副载波频率相应于有效标头信号，多个副载波频率占据在数据有效负载的频带以上的频带，所述标头包括标头信息，所述标头信息用于选择光信号通过交换机的路由，所述方法包括下列步骤：
同时测量标头信号以产生标头选择信号；
当在标头选择信号的控制下通过最高可检测副载波频率传递时，选择有效标头信号；以及
处理有效标头信号，以产生交换控制信号来控制交换机。
13．如权利要求12所述的方法，其特征在于，它进一步包括在同时测量步骤之前，把光信号光电转换成传递有效标头信号的电子标头的步骤。
14．如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述处理的步骤包括解调电子标头以产生经解调的有效标头信号的步骤。
15．如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述处理步骤进一步包括在解调步骤之后，检测经解调的有效标头信号中的标头信息的步骤。
16．如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述处理步骤进一步包括在检测标头信息的步骤之后，读出标头信息以产生交换控制信号的步骤。
17．如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述读出步骤包括把标头信息输入到可对内容寻址的存储器内以产生交换控制信号的步骤。
18．如权利要求12所述的方法，其特征在于，它进一步包括这样一个步骤，即，在同时测量步骤之前把光信号光-电转换成电子标头，并且其中的同时测量步骤包括把电子标头下变频到表示标头信号的多个中频信号。
19．如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述下变频步骤包括本地产生多个副载波频率，并把电子标头乘以多个本地副载波频率以产生多个中频信号的步骤。
20．如权利要求19所述的方法，其特征在于，它进一步包括在相乘步骤之后，对每个中频信号进行包络检测以同时产生多个经包络检测的信号的步骤。
21．如权利要求20所述的方法，其特征在于，它进一步包括在包络检测步骤之后同时对每个经包络检测的信号进行门限检测以产生多个判定信号的步骤。
22．如权利要求21所述的方法，其特征在于，它进一步包括在门限检测步骤之后把多个判定信号输入到逻辑电路内以产生标头选择信号的步骤。
23．一种用于插入标头以与数据有效负载一起传播的方法，两者都通过给定光波长下的光信号传播，其特征在于，所述方法包括下列步骤：
在具有预定频谱的基带处产生标头信号，所述标头信号表示标头；
使用载波频率使标头信号频移，以致标头信号经频移的频谱位于数据有效负载的频谱上面；
使经频移的标头信号和数据有效负载相加以产生组合信号；以及
使组合信号经电-光转换以产生在给定波长处的光信号。
24．一种用于检测在以给定的光波长传播的光信号中的标头的系统，所述光信号包括标头和数据有效负载两者，标头由一个或多个标头信号组成，每个标头信号通过不同的副载波频率传递，并排列成使最高可检测的副载波频率相应于有效标头信号，多个副载波频率占据在数据有效负载的基带谱以上的频带，所述标头包括标头信息，所述标头信息用于选择光信号通过交换机的路由，所述系统包括：
测量装置，用于同时测量标头信号以产生标头选择信号；
耦合到测量装置的选择器，用于确定在标头选择信号控制下通过最高可检测的副载波频率传递的有效标头信号；以及
耦合到选择器的处理器，用于处理有效标头信号以产生交换控制信号来控制交换机。
25．一种用于替换在以给定的光波长传播的光信号中的标头的系统，所述光信号包括标头和数据有效负载，所述标头由一个或多个标头信号组成，每个标头信号通过不同的副载波频率传递，并排列成使最高可检测的副载波频率相应于有效标头信号，所述多个副载波频率占据在数据有效负载的基带谱以上的频带，其特征在于，所述系统包括：
测量装置，用于同时测量标头信号以产生标头选择信号；
耦合到测量装置的选择器，用于确定在标头选择信号控制下通过最高可检测的副载波频率传递的有效标头信号；以及
耦合到选择器的处理器，用于处理有效标头信号以产生用于选择光信号路由的交换控制信号；
响应于处理器的标头产生器，用于确定新的有效标头信号；以及响应于标头发生器的装置，用于当通过超过最高可检测副载波频率的下一个最高副载波频率传递时，把新的有效标头信号插入到所述标头内。
26．一种用于把在由多个网络元件组成的波分多路复用(WDM)网络中的数据有效负载从输入网络元件传播到输出网络元件的系统，所述数据有效负载具有给定的格式和协议，其特征在于，所述系统包括：
路由发生器，用于在每个网络元件中产生和存储本地路由选择查找表，每个本地路由选择表确定通过相关联的一个网络元件的另一些本地路由选择；
加法器，用于在把数据有效负载输入到输入网络元件之前把标头加到数据有效负载上以产生光信号，所述标头具有一种格式和协议，并指示数据有效负载和标头通过每个网络元件的本地路由，所述数据有效负载的格式和协议与标头的格式和协议无关；
检测器，用于当数据有效负载和标头通过WDM网络传播时，检测在网络元件处的标头以产生交换控制信号；
路由器，用于选择本地路由中的一条路由，所述路由用于使光信号通过由查询相应的本地路由选择表中的交换控制信号而确定的每个网络元件按选择路由发送；以及
交换机，用于根据所选择的路由，选择光信号通过网络元件的路由，
其中，所述标头由一个或多个标头信号组成，每个标头信号通过不同的副载波频率传递，并且排列成使最高可检测的副载波频率相应于有效标头信号，多个副载波频率占据数据有效负载基带频谱以上的频带；
所述检测器进一步包括：
测量装置，用于同时测量标头信号以产生标头选择信号；以及
耦合到测量装置的选择器，用来当在标头选择信号的控制下通过最高可检测副载波频率传递时，确定有效标头信号：
耦合到选择器的处理器，用于处理有效标头信号以产生交换控制信号，
所述系统进一步包括：
响应于处理器的标头发生器，用于确定新有效标头信号；以及
响应于标头发生器的装置，用于当通过超过最高可检测副载波频率的下一个最高副载波频率传递时，把新的有效标头信号插入所述光信号内。
27．一种把在由多个网络元件组成的波分多路复用(WDM)网络中的数据有效负载从输入网络元件传播到输出网络元件的方法，所述数据有效负载具有给定的格式和协议，其特征在于，所述方法包括下列步骤：
在每个网络元件中产生和存储本地路由选择查找表，每个本地路由选择表确定通过相关联的一个网络元件的另一些本地路由；
在把数据有效负载输入到输入网络元件之前，把所述标头加到所述数据有效负载上以产生一个光信号，所述标头具有一种格式和协议，并指示数据有效负载和标头通过每个网络元件的本地路由，所述数据有效负载的格式和协议与所述标头的格式和协议无关；
当数据有效负载和标头通过WDM网络传播时，检测在网络元件处的标头以产生交换控制信号；
选择本地路由中的一条路由，用于使光信号通过由查询相应的本地路由选择表中的交换控制信号而确定的每个网络元件按选择路由发送；以及
根据所选择的路由，使光信号通过网络元件按选择路由发送，
其中，所述标头由一个或多个标头信号组成，每个标头信号通过不同的副载波频率传递，并且如此地安排，使最高可检测的副载波频率相应于有效标头信号，多个副载波频率占据数据有效负载频带以上的频带，
所述检测步骤包括下列步骤：
同时测量通过标头传递的标头信号以产生标头选择信号；
当在标头选择信号的控制下通过最高可检测副载波频率传递时，选择有效标头信号；以及
处理光信号以删除标头信号而仅恢复数据有效负载，
所述方法进一步包括在路由选择步骤之前确定新有效标头信号的步骤；以及
把新有效标头信号插入光信号内以替换所删除的标头信号的步骤。
28．一种把在由多个网络元件组成的波分多路复用(WDM)网络中的数据有效负载从输入网络元件传播到输出网络元件的系统，所述数据有效负载具有给定的格式和协议，其特征在于，所述系统包括：
路由选择发生器，用于在每个网络元件中产生和存储本地路由选择查找表，每个本地路由选择表确定通过相关联的一个网络元件的另一写本地路由；
加法器，用于在把数据有效负载输入到输入网络元件之前把标头加到数据有效负载上以产生光信号，所述标头具有一种格式和协议，并指示数据有效负载和标头通过每个网络元件的本地路由，所述数据有效负载的格式和协议与标头的格式和协议无关；
检测器，用于当数据有效负载和标头通过WDM网络传播时，检测网络元件处的标头以产生交换控制信号；
选择器，用于选择本地路由中的一条路由，通过由查询相应的本地路由选择表中的交换控制信号而确定的每个网络元件，按选择的路由发送光信号；以及
交换机，用于根据所选择的路由，通过网络元件按选择的路由发送数据有效负载和标头；
其中，所述标头由一个或多个标头信号组成，每个标头信号通过不同的副载波频率传递，并且排列成使最高可检测的副载波频率相应于有效标头信号，多个副载波频率占据数据有效负载基带频谱以上的频带；
所述检测器进一步包括：
测量装置，用于同时测量标头信号以产生标头选择信号；
耦合到测量装置的选择器，用当在标头选择信号的控制下通过最高可检测副载波频率传递时，确定有效标头信号；
响应于输入光信号的处理器，用于删除标头信号和仅恢复数据有效负载，
所述系统进一步包括：
响应于选择器的标头发生器，用于确定新的有效标头信号；以及
响应于标头发生器的装置，用于把新的有效标头信号插入光信号内以替换所删除的标头信号。
29．一种把在由多个网络元件组成的波分多路复用(WDM)网络中的数据有效负载从输入网络元件传播到输出网络元件的方法，所述数据有效负载具有给定的格式和协议，其特征在于，所述方法包括下列步骤：
在每个网络元件中产生和存储本地路由选择查找表，每个本地路由选择表确定通过相关联的一个网络元件的另一些本地路由选择；
在把数据有效负载输入到输入网络元件之前，把标头加到数据有效负载上以产生一个光信号，所述光信号进一步包括前置码和光脉冲(preamble andlight burst)，所述标头具有一种格式和协议，并指示数据有效负载和标头通过每个网络元件的本地路由，所述数据有效负载的格式和协议与所述标头的格式和协议无关；
当光信号通过WDM网络传播时，检测在网络元件处的标头以产生交换控制信号；
选择本地路由中的一条路由，用于使光信号通过由查询相应的本地路由选择表中的交换控制信号而确定的网络元件按选择路由发送；以及
根据所选择的路由，使光信号通过网络元件按选择路由发送，
其中，所述标头由一个或多个标头信号组成，每个标头信号通过不同的副载波频率传递，并且排列成使最高可检测的副载波频率相应于有效标头信号，多个副载波频率占据数据有效负载频带以上的频带，
所述检测步骤包括下列步骤：
同时测量标头信号以产生标头选择信号；
当在标头选择信号的控制下通过最高可检测副载波频率传递时，选择有效标头信号；以及
处理有效标头信号以产生用于选择发送光信号路由的交换控制信号，
所述方法进一步包括在路由选择发送步骤之前确定新的有效标头信号的步骤；
使光脉冲进行光学循环以在前置码的控制下产生时间一延长的光脉冲；
用通过超过最高可检测副载波频率的下一个最高副载波频率传递的新有效标头信号对时间延长的光脉冲进行光调制以产生输出光学标头；以及
把输出光学标头插入光信号以增大光信号。
30．一种检测和替换在以给定光波长传播的输入光信号中的标头以产生输出光信号的系统，所述输入光信号包括标头和数据有效负载，所述标头由一个或多个标头信号组成，每个标头信号通过不同的副载波频率传递，并且排列成使最高可检测的副载波频率相应于有效标头信号，多个副载波频率占据数据有效负载频带以上的频带，传递标头信息的标头用于选择输入光信号通过交换机的路由，所述光信号进一步包括前置码和光脉冲，所述系统包括：
测量装置，用于同时测量标头信号以产生标头选择信号；
耦合到测量装置的选择器，用于确定在标头选择信号控制下通过最高可检测的副载波频率传递的有效标头信号；
耦合到选择器的处理器，用于处理有效标头信号以产生交换控制信号，以选择输出光信号通过交换机的路由以及产生新有效标头信号；
响应于输入光信号的光学循环器，用于使光脉冲循环以在前置码的控制下产生时间延长的光脉冲；
响应于光学循环器和新有效标头信号的光调制器，用通过超过最高可检测副载波频率的下一个最高副载波频率传递的新有效标头信号对时间-延长的光脉冲进行调制，以产生输出光学标头；以及
响应于光调制器而用于把输出光学标头插入输入光信号内以产生输出光信号的装置。
31．一种把在由多个网络元件组成的波分多路复用(WDM)网络中的数据有效负载从输入网络元件传播到输出网络元件的方法，所述数据有效负载具有给定的格式和协议，其特征在于，所述方法包括下列步骤：
在每个网络元件中产生和存储本地路由选择查找表，每个本地路由选择表确定通过相关联的一个网络元件的另一些本地路由；
在把数据有效负载输入到输入网络元件之前，把标头加到数据有效负载上以产生一个光信号，所述标头具有一种格式和协议，并指示数据有效负载和标头通过每个网络元件的本地路由，所述数据有效负载的格式和协议与所述标头的格式和协议无关；
当数据有效负载和标头通过WDM网络传播时，检测在网络元件处的标头以产生交换控制信号；
选择本地路由中的一条路由，用于使光信号通过由查询相应的本地路由选择表中的交换控制信号而确定的网络元件按选择路由发送；以及
根据所选择的路由，使光信号通过网络元件按选择路由发送，
其中，所述标头由一个或多个标头信号组成，每个标头信号通过不同的副载波频率传递，致使标头信号的频谱占据数据有效负载频带以上的频带；
所述检测步骤包括下列步骤：
光-电转换所述光信号以检测在标头信号中的标头信息；以及
读出标头信息以产生交换控制信号，从而选择输入光信号的路由；
所述方法进一步包括在路由选择步骤之前，
用光学方法处理光信号以删除标头信号而仅恢复数据有效负载；以及
把新标头信号插入光信号以替换所删除的标头信号。
32．一种把在由多个网络元件组成的波分多路复用(WDM)网络中的数据有效负载从输入网络元件传播到输出网络元件的系统，所述数据有效负载具有给定的格式和协议，其特征在于，所述系统包括：
路由选择发生器，用于在每个网络元件中产生和存储本地路由选择查找表，每个本地路由选择表确定通过相关联的一个网络元件的另一些本地路由；
加法器，用于在把数据有效负载输入到输入网络元件之前，把标头加到数据有效负载上以产生光信号，所述标头具有一种格式和协议，并指示数据有效负载和标头通过每个网络元件的本地路由，所述数据有效负载的格式和协议与所述标头的格式和协议无关；
检测器，用于当数据有效负载和标头通过WDM网络传播时，检测在网络元件处的标头以产生交换控制信号；
用于选择本地路由中的一条路由的路由器，用于使光信号通过由查询相应的本地路由选择表中的交换控制信号而确定的每个网络元件按选择路由发送；以及
交换机，用于根据所选择的路由，使光信号通过网络元件按选择路由发送，
其中，所述标头由标头信号组成，所述标头信号通过不同的副载波频率传递，致使标头信号的频谱占据数据有效负载频带以上的频带；
所述检测器进一步包括：
光-电转换器，用于对光信号进行检测，以检测在标头信号中的标头信息；以及
读出器，用于读出标头信息以产生交换控制信号，以选择输入光信号的路由，
所述系统进一步包括：
响应于光信号的光学处理器，用于处理光信号以删除标头信号而仅恢复数据有效负载；以及
响应于光学处理器的装置，用于把新标头信号插入光信号内以替换所删除的标头信号。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105874735A (zh) * 2014-01-26 2016-08-17 华为技术有限公司 一种适配补偿控制的方法、模块和光交换系统
CN110166855A (zh) * 2019-04-26 2019-08-23 东南大学 以射频信号为先导的全光路由传输方法及采用其的系统

Families Citing this family (64)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19940565C1 (de) * 1999-08-26 2001-02-01 Siemens Ag Verfahren zur Leitweglenkung von Datenpaketen eines optischen Datenpaketstromes
US7167443B1 (en) * 1999-09-10 2007-01-23 Alcatel System and method for packet level restoration of IP traffic using overhead signaling in a fiber optic ring network
JP3578960B2 (ja) * 2000-02-28 2004-10-20 日本電信電話株式会社 超高速光パケット転送リングネットワーク、光挿入分岐型多重分離ノード装置及び光挿入分岐型多重分離ノード装置の動作方法
US6519062B1 (en) 2000-02-29 2003-02-11 The Regents Of The University Of California Ultra-low latency multi-protocol optical routers for the next generation internet
KR20030040207A (ko) * 2000-05-11 2003-05-22 비티지 인터내셔널 리미티드 광 전송 네트워크
US7075926B2 (en) * 2000-05-24 2006-07-11 Alcatel Internetworking, Inc. (Pe) Programmable packet processor with flow resolution logic
US6647412B1 (en) * 2000-06-23 2003-11-11 Nokia Internet Communications Inc. Method and network for propagating status information
US6889007B1 (en) 2000-06-29 2005-05-03 Nortel Networks Limited Wavelength access server (WAS) architecture
US6795605B1 (en) * 2000-08-01 2004-09-21 Cheetah Omni, Llc Micromechanical optical switch
JP3472809B2 (ja) 2000-09-06 2003-12-02 独立行政法人通信総合研究所 多波長ラベルを用いた光パケットルーティング方法とその装置、および多波長ラベルを用いた光パケットネットワーク
US7054557B1 (en) * 2000-10-11 2006-05-30 Nortel Networks Limited Technique for routing data within an optical network
US6768871B2 (en) 2001-01-30 2004-07-27 The Regents Of The University Of California Optical layer multicasting using a multicast switch to effect survivability and security
US6754450B2 (en) * 2001-01-30 2004-06-22 The Regents Of The University Of California Optical layer multicasting using a single sub-carrier header with active header detection, deletion, and new header insertion via opto-electrical processing
US6873797B2 (en) * 2001-01-30 2005-03-29 The Regents Of The University Of California Optical layer multicasting
US6757497B2 (en) 2001-01-30 2004-06-29 The Regents Of The University Of California Optical layer multicasting using a single sub-carrier header and a multicast switch with active header insertion via reflective single sideband optical processing
US6850515B2 (en) 2001-01-30 2005-02-01 The Regents Of The University Of California Optical layer multicasting using a single sub-carrier header and a multicast switch with active header insertion via light circulation
US6757496B2 (en) 2001-01-30 2004-06-29 The Regents Of The University Of California Optical layer multicasting using a single sub-carrier header and an optical multicasting switch
US6819666B2 (en) 2001-01-30 2004-11-16 The Regents Of The University Of California Optical layer multicasting using multiple sub-carrier headers with header detection, deletion, and insertion via reflective single sideband optical processing
US6850707B1 (en) 2001-01-30 2005-02-01 The Regents Of The University Of California Secure optical layer multicasting to effect survivability
US6813276B2 (en) 2001-01-30 2004-11-02 The Regents Of The University Of California Optical layer multicasting using a single sub-carrier header with active header detection, deletion, and re-insertion via a circulating optical path
US20040202148A1 (en) * 2001-01-31 2004-10-14 Thomas Kuehnel System and method of data stream transmission over MPLS
US7145704B1 (en) * 2003-11-25 2006-12-05 Cheetah Omni, Llc Optical logic gate based optical router
KR100401127B1 (ko) * 2001-03-07 2003-10-10 한국전자통신연구원 파장분할다중 기반 인터넷 프로토콜 망에서 가입자 서버를정합할 수 있는 ｄｗｄｍ 광 네트워크 인터페이스 장치 및방법
US20020131114A1 (en) * 2001-03-15 2002-09-19 The Regents Of The University Of California Method and apparatus for optical signal processing using subcarrier multiplexed headers
US20020159114A1 (en) * 2001-04-17 2002-10-31 Laxman Sahasrabuddhe Method and apparatus for routing signals through an optical network
JP2003037318A (ja) 2001-07-24 2003-02-07 Sony Corp 光通信装置、光通信情報解読方法、光交換システム、光交換システムの駆動方法
US7209657B1 (en) * 2001-12-03 2007-04-24 Cheetah Omni, Llc Optical routing using a star switching fabric
US7260655B1 (en) 2001-12-03 2007-08-21 Cheetah Omni, Llc Optical routing using star switching fabric with reduced effective switching time
US7110671B1 (en) * 2001-12-03 2006-09-19 Cheetah Omni, Llc Method and apparatus for scheduling communication using a star switching fabric
US7499410B2 (en) 2001-12-26 2009-03-03 Cisco Technology, Inc. Fibre channel switch that enables end devices in different fabrics to communicate with one another while retaining their unique fibre channel domain—IDs
JP2003198485A (ja) * 2001-12-28 2003-07-11 Nec Corp クロスコネクト装置及び光通信システム
US6768827B2 (en) * 2002-01-16 2004-07-27 The Regents Of The University Of California Integrated optical router
BR0215569A (pt) 2002-01-30 2004-12-21 Ericsson Telecomunicacoees S A Método para gerar um pacote óptico, método para comutar um pacote óptico, dispositivo de comutação óptica, rede óptica, gerador de pacote óptico, e, sinal de pacote óptico
US7616637B1 (en) 2002-04-01 2009-11-10 Cisco Technology, Inc. Label switching in fibre channel networks
JP3910615B2 (ja) * 2002-06-06 2007-04-25 富士通株式会社 波長分割多重光信号の切り替え制御装置
KR100467321B1 (ko) * 2002-06-17 2005-01-24 한국전자통신연구원 광 버스트 스위칭 망에서의 스케줄링 방법 및 헤더 패킷 데이터 자료구조
KR20040001238A (ko) * 2002-06-27 2004-01-07 주식회사 케이티 동적 파장 할당 장치 및 이를 이용한 광신호 라우팅 장치
US8660427B2 (en) * 2002-09-13 2014-02-25 Intel Corporation Method and apparatus of the architecture and operation of control processing unit in wavelenght-division-multiplexed photonic burst-switched networks
US20060222180A1 (en) * 2002-10-15 2006-10-05 Elliott Brig B Chip-scale transmitter for quantum cryptography
KR100558657B1 (ko) * 2002-11-15 2006-03-14 한국전자통신연구원 광 가입자 액세스 시스템에서의 스토리지 연동 처리 장치및 그 방법
US6834135B2 (en) * 2002-11-28 2004-12-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical switching system
US6940863B2 (en) * 2003-01-13 2005-09-06 The Regents Of The University Of California Edge router for optical label switched network
US7428383B2 (en) * 2003-02-28 2008-09-23 Intel Corporation Architecture, method and system of WDM-based photonic burst switched networks
US7848649B2 (en) * 2003-02-28 2010-12-07 Intel Corporation Method and system to frame and format optical control and data bursts in WDM-based photonic burst switched networks
US20040175175A1 (en) * 2003-03-03 2004-09-09 Antoniades Neophytos A. Optical packet router for an optical node in a packet switched WDM optical network
US7298973B2 (en) * 2003-04-16 2007-11-20 Intel Corporation Architecture, method and system of multiple high-speed servers to network in WDM based photonic burst-switched networks
US7266295B2 (en) * 2003-04-17 2007-09-04 Intel Corporation Modular reconfigurable multi-server system and method for high-speed networking within photonic burst-switched network
US7526202B2 (en) * 2003-05-19 2009-04-28 Intel Corporation Architecture and method for framing optical control and data bursts within optical transport unit structures in photonic burst-switched networks
US7266296B2 (en) * 2003-06-11 2007-09-04 Intel Corporation Architecture and method for framing control and data bursts over 10 Gbit Ethernet with and without WAN interface sublayer support
US7310480B2 (en) * 2003-06-18 2007-12-18 Intel Corporation Adaptive framework for closed-loop protocols over photonic burst switched networks
US20050030951A1 (en) * 2003-08-06 2005-02-10 Christian Maciocco Reservation protocol signaling extensions for optical switched networks
US20050068968A1 (en) * 2003-09-30 2005-03-31 Shlomo Ovadia Optical-switched (OS) network to OS network routing using extended border gateway protocol
US7315693B2 (en) * 2003-10-22 2008-01-01 Intel Corporation Dynamic route discovery for optical switched networks
US7340169B2 (en) 2003-11-13 2008-03-04 Intel Corporation Dynamic route discovery for optical switched networks using peer routing
US7734176B2 (en) * 2003-12-22 2010-06-08 Intel Corporation Hybrid optical burst switching with fixed time slot architecture
US20050175183A1 (en) * 2004-02-09 2005-08-11 Shlomo Ovadia Method and architecture for secure transmission of data within optical switched networks
US20050177749A1 (en) * 2004-02-09 2005-08-11 Shlomo Ovadia Method and architecture for security key generation and distribution within optical switched networks
US7324922B2 (en) * 2005-10-26 2008-01-29 International Business Machines Corporation Run-time performance verification system
US20070130455A1 (en) * 2005-12-06 2007-06-07 Elliott Brig B Series encryption in a quantum cryptographic system
US20070133798A1 (en) * 2005-12-14 2007-06-14 Elliott Brig B Quantum cryptography on a multi-drop optical network
US8082443B2 (en) * 2006-01-09 2011-12-20 Bbnt Solutions Llc. Pedigrees for quantum cryptography
US7995524B2 (en) 2006-09-07 2011-08-09 Industrial Technology Research Institute Wireless communication system and method
US9537598B2 (en) * 2014-04-11 2017-01-03 Nec Corporation Architecture of open-flow based software-defined optical label swapping
US10432403B2 (en) * 2015-11-25 2019-10-01 Fenwal, Inc. Secure communication between infusion pump and server

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4831616A (en) 1987-03-31 1989-05-16 Huber David R Multiplexed fiber optics wideband data distribution system
US4797879A (en) 1987-06-05 1989-01-10 American Telephone And Telegraph Company At&T Bell Laboratories Packet switched interconnection protocols for a star configured optical lan
JPH025663A (ja) 1988-06-23 1990-01-10 Nec Corp 光パケット交換装置
US5101290A (en) 1990-08-02 1992-03-31 At&T Bell Laboratories High-performance packet-switched wdm ring networks with tunable lasers
WO1993021706A1 (en) 1992-04-09 1993-10-28 British Telecommunications Public Limited Company Optical processing system
US5337185A (en) 1992-09-16 1994-08-09 Westinghouse Electric Corp. Three dimensional diffraction grating and crystal filter
FR2715015B1 (fr) 1994-01-07 1996-02-02 Auffret Rene Procédé et dispositif de transmission et d'aiguillage de paquets dans un réseau optique.
ES2143632T3 (es) 1994-05-23 2000-05-16 British Telecomm Red de telecomunicaciones optica.
JP2783164B2 (ja) 1994-09-14 1998-08-06 日本電気株式会社 通信網
US5550818A (en) 1994-09-19 1996-08-27 Bell Communications Research, Inc. System for wavelength division multiplexing/asynchronous transfer mode switching for network communication
FR2726726A1 (fr) 1994-11-04 1996-05-10 Guillemot Christian Systeme de commutateur pour paquets optiques
US5623356A (en) 1995-02-09 1997-04-22 Lucent Technologies Inc. Combined wavelength router and switch apparatus for use in a wavelength division multiplexed optical communication system
US5745612A (en) 1995-12-18 1998-04-28 International Business Machines Corporation Wavelength sorter and its application to planarized dynamic wavelength routing
US6108113A (en) * 1995-12-29 2000-08-22 Mci Communications Corporation Method and system for transporting ancillary network data
FR2743424B1 (fr) 1996-01-09 1998-03-27 Instruments Sa Routeur n x n de longueur d'onde, procede de routage optique et reseau de communications associes
US5706375A (en) 1996-09-10 1998-01-06 Jds Fitel Inc. Variable-attenuation tunable optical router
US5978119A (en) 1997-02-18 1999-11-02 Lucent Technologies Inc. System and method for synchronizing an optical source and a router in a wavelength division multiplexed fiber optic network
US5995256A (en) * 1997-09-30 1999-11-30 Mci Communications Corporation Method and system for managing optical subcarrier reception
US6023544A (en) 1997-12-24 2000-02-08 Lucent Technologies Inc. Monitoring with an optical wavelength router
US5920663A (en) 1997-12-24 1999-07-06 Lucent Technologies Inc. Optical waveguide router with controlled transmission characteristics
DE69933798T2 (de) 1998-03-05 2007-09-13 Nippon Telegraph And Telephone Corp. Optische Verbindungen in einer ATM-Vermittlungsstelle
US6111673A (en) * 1998-07-17 2000-08-29 Telcordia Technologies, Inc. High-throughput, low-latency next generation internet networks using optical tag switching
US6271946B1 (en) 1999-01-25 2001-08-07 Telcordia Technologies, Inc. Optical layer survivability and security system using optical label switching and high-speed optical header generation and detection
AU8017500A (en) 1999-11-08 2001-06-06 Telcordia Technologies, Inc. High-throughput, low-latency next generation internet networks using optical label switching and high-speed optical header generation, detection and reinsertion

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105874735A (zh) * 2014-01-26 2016-08-17 华为技术有限公司 一种适配补偿控制的方法、模块和光交换系统
CN110166855A (zh) * 2019-04-26 2019-08-23 东南大学 以射频信号为先导的全光路由传输方法及采用其的系统
CN110166855B (zh) * 2019-04-26 2021-09-07 东南大学 以射频信号为先导的全光路由传输方法及采用其的系统

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