无源光分配节点及电光混合双层接入网络.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110809202A(43)申请公布日2020.02.18(21)申请号201910952791.0(22)申请日2019.10.09(71)申请人东南大学地址210018江苏省南京市玄武区四牌楼2号(72)发明人孙小菡郑宇戈志群叶晓凯(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人葛潇敏(51)Int.Cl.H04Q11/00(2006.01)H04J14/02(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称无源光分配节点及电光混合双层接入网络(57)摘要本发明通过构建一种无源光分配节点，使连接至同一个无源光分配节点的多台服务器形成计算簇，以计算簇为基本单元形成数据中心电光混合双层接入网络，实现数据中心内服务器的网络接入功能。通过无源光分配节点实现1个计算簇内m台服务器的流量汇聚，实现了无源光分配节点汇聚交换接口与簇间交换机交换接口的连接链路的高链路利用率；计算簇可以通过簇内信道实现簇内服务器的直接通信，不需要电交换设备转发，降低了簇间数据通信的转发时延；本发明网络可以大幅降低接入层网络电交换设备数量，降低网络功耗，简化上层网络的布局布线的复杂程度；同时，为服务器的双收发网络接口卡配置可调谐收发器，可以根据实时网络负载灵活配置网络带宽。CN110809202ACN110809202A权利要求书1/2页1.一种无源光分配节点，其特征在于，包括光耦合器、光分路器、第一光环形器、第二光环形器、第一窄带滤波器、第二窄带滤波器、m个边缘输入端口、m个边缘输出端口、1个汇聚输入端口以及1个汇聚输出端口，其中，光耦合器具有m个输入端口和1个输出端口，光分路器具有1个输入端口和m个输出端口，第一光环形器和第二光环形器分别具有各自的第一端口、第二端口和第三端口，第一窄带滤波器和第二窄带滤波器具有各自的第一端口和第二端口，反射预设波长光信号而透射所有其余波长光信号；光耦合器的输出端口与第一光环形器的第一端口连接，第一光环形器的第二端口与第一窄带滤波器的第一端口连接，第一光环形器的第三端口与第二光环形器的第一端口连接，第二光环形器的第二端口与第二窄带滤波器的第一端口连接，第二光环形器的第三端口与光分路器的输入端口连接；m个边缘输入端口分别与光耦合器的m个输入端口连接，m个边缘输出端口分别与光分路器的m个输出端口连接，汇聚输入端口与第二窄带滤波器的第二端口连接，汇聚输出端口与第一窄带滤波器的第二端口连接；m个边缘输入端口与对应的m个边缘输出端口组成m个边缘交换接口，汇聚输入端口与汇聚输出端口组成1个汇聚交换接口。2.一种电光混合双层接入网络，其特征在于，包括1台簇间交换机、k个权利要求1所述的无源光分配节点及k组服务器；k组服务器分别包括多台服务器，每组内的每一台服务器通过各自的网络接口卡与1个无源光分配节点的一个边缘交换接口连接，每组内的服务器形成1个计算簇；所述簇间交换机具有k个交换接口，分别连接k个无源光分配节点的汇聚交换接口；其中，无源光分配节点的第一和第二窄带滤波器的预设波长设置为簇内信道波长，计算簇内的服务器之间使用簇内信道通过无源光分配节点进行簇内数据交换，不同计算簇的服务器使用上行和下行信道通过无源光分配节点和簇间交换机实现簇间数据交换。3.如权利要求2所述的电光混合双层接入网络，其特征在于，所述簇间交换机的交换接口包括交换接口控制单元、交换接口电缓存、固定波长收发器阵列、交换接口复用器、交换接口解复用器、交换接口输入端口和交换接口输出端口，其中固定波长收发器阵列包括n个固定波长收发器，固定波长收发器具有光发送端口、光接收端口、电发送端口、电接收端口，n个固定波长收发器的光发送端口分别使用n个下行信道波长λd1至λdn，n个固定波长收发器的光接收端口分别使用n个上行信道波长λu1至λun，交换接口复用器具有n个输入端口和1个输出端口，交换接口解复用器具有1个输入端口和n个输出端口；固定波长收发器阵列中的n个固定波长收发器的光发送端口分别与交换接口复用器的n个输入端口连接，固定波长收发器阵列中的n个固定波长收发器的光接收端口分别与交换接口解复用器的n个输出端口连接，固定波长收发器阵列中的n个固定波长收发器的电发送端口与电接收端口均与交换接口电缓存连接，交换接口复用器的输出端口连接交换接口输出端口，交换接口解复用器的输入端口连接交换接口输入端口，交换接口输出端口和交换接口输入端口连接无源光分配节点的汇聚交换接口，交换接口控制单元实现交换接口电缓存中的数据报文的发送与接收的调度。4.如权利要求2所述的电光混合双层接入网络，其特征在于，所述网络接口卡包括接口卡控制单元、接口卡电缓存、可调谐收发器、接口卡固定波长收发器、接口卡复用器