CN112995804B - 一种光交换方法、装置及*** - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种光交换方法、装置及***。方案如下：输入端AWG在接收到第一光信号时，将不同波长的第二光信号分别传输至AOWC阵列中的各AOWC；AOWC根据光纤分发网与第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG之间的信道的导通情况，对第二光信号进行波长转换，得到第三光信号；光纤分发网将第三光信号传输至第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG；输出端AWG在第三光信号的波长与该输出端AWG的输入端所支持的目标波长匹配时，输出接收到的第三光信号；其中，第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG的输入端所支持的目标波长均不相同。通过本发明实施例提供的技术方案，有效降低了光交换节点的部署成本。

Description

一种光交换方法、装置及***
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，特别是涉及一种光交换方法、装置及***。
背景技术
由于光交换技术在能耗、体积和带宽等方面的优势，使得光交换技术在光网络中得到广泛的应用。
目前，在相关的光交换技术中，光交换节点由传统的波长选择开关(Wavelength-Selective Switch，WSS)和大量的光开关器件组合得到。其中，WSS用于对输入的光信号进行波长转换，并将转换得到的不同波长的光信号传输至不同的输出端，实现光交换过程。而光开关器件的大量使用则是用于输入端口或输出端口的匹配状态进行配置，从而降低光交换过程的波长冲突和端口冲突。但是WSS和光开关器件的成本相对较高，这使得光交换节点的部署成本也相对较高。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种光交换方法、装置及***，以降低光交换节点的部署成本。具体技术方案如下：
本发明实施例提供了一种光交换方法，应用于光交换***中的光交换节点，所述光交换节点包括输入端波导阵列光栅(Array Waveguide Grating，AWG)阵列，全光波长转换器(All-Optical Wavelength Converter，AOWC)阵列，光纤分发网和第一输出端AWG阵列，所述光交换***还包括边缘数据发送节点，所述方法包括：
针对所述输入端AWG阵列中的每一输入端AWG，该输入端AWG在接收到所述边缘数据发送节点发送的第一光信号时，按照所述第一光信号包括的每一第二光信号的波长，将不同波长的第二光信号分别传输至所述AOWC阵列中与该输入端AWG连接的各AOWC；
针对所述AOWC阵列中的每一AOWC，该AOWC根据所述光纤分发网与所述第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG之间的信道的导通情况，对接收到的第二光信号进行波长转换，得到第三光信号，并将所述第三光信号传输至所述光纤分发网；
所述光纤分发网将接收到的第三光信号传输至所述第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG；
针对所述第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG，该输出端AWG在接收到的第三光信号的波长与该输出端AWG的输入端所支持的目标波长匹配时，输出接收到的第三光信号；其中，所述第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG的输入端所支持的目标波长均不相同。
可选的，所述按照所述第一光信号包括的每一第二光信号的波长，将不同波长的第二光信号分别传输至所述AOWC阵列中与该输入端AWG连接的各AOWC的步骤，包括：
对所述第一光信号进行解聚，得到至少一个波长的第二光信号；
根据该输入端AWG的每一输出端口与波长间的对应关系，将每一波长的第二光信号分别分发到对应的输出端口，并通过所述输出端口所连接的信道，将不同波长的第二光信号传输至所述AOWC阵列中与该输入端AWG连接的各AOWC。
可选的，所述根据所述光纤分发网与所述第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG之间的信道的导通情况，对接收到的第二光信号进行波长转换，得到第三光信号的步骤，包括：
若所述第一输出端AWG阵列中存在目标输出端AWG时，则根据所述目标输出端AWG的输入端所支持的目标波长，将接收到的第二光信号的波长转换为所述目标波长，得到第三光信号；所述目标输出端AWG的输入端口与所述光纤分发网的输出端口间存在未导通的信道；
若所述第一输出端AWG阵列中不存在所述目标输出端AWG，则将接收到的第二光信号的波长转换为预设波长，得到第三光信号；所述预设波长不同于所述第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG的输入端所支持的目标波长。
可选的，所述光纤分发网包括功率分束器和耦合器，所述功率分束器包括的输入端口的数量与所述耦合器包括的输出端口的数量相同；
所述功率分束器中包括多个输入端口组，每一输入端口组包括的输入端口与所述输入端AWG阵列中每一输入端AWG包括的输出端口一一对应；
所述耦合器包括多个输出端口组，每个输出端口组包括的输出端口与所述输出端AWG阵列中每一输出端AWG包括的输出端口一一对应；
所述功率分束器中的每一输入端口与所述耦合器包括的每一输出端口组中的一个输出端口连接、且所述功率分束器中同一输入端口组的各输入端口所连接的耦合器中同一输出端口的各输出端口均不相同。
可选的，所述功率分束器中每一输入端口与所述耦合器中每一输出端口间的连接关系表示为：
Input(i,j)→Output(k,[(j+k-2)mod n]+1)
其中，i为所述功率分束器包括的n个输入端口组中的第i个输入端口组，表示为
Figure BDA0002869369390000031
j为第i个输入端口组包括的m个输入端口中的第j个输入端口，表示为
Figure BDA0002869369390000032
Input(i,j)为功率分束器中第i个输入端口组中的第j个输入端口，k为所述耦合器包括的n个输出端口组中的第k个输出端口组，表示为
Figure BDA0002869369390000033
Output(k,[(j+k-2)mod n]+1)为耦合器中第k个输出端口组中的第[(j+k-2)mod n]+1个输出端口，Input(i,j)→Output(k,[(j+k-2)mod n]+1)表示功率分束器中第i个输入端口组中的第j个输入端口，与耦合器中第k个输出端口组中的第[(j+k-2)mod n]+1个输出端口连接，mod为取余数操作。
可选的，所述边缘数据发送节点包括包头处理器、光收发机和第二输出端AWG阵列；
所述第一光信号为所述第二输出端AWG阵列中的输出端AWG对至少一个光收发机发送的第二光信号进行汇聚得到的，所述第二光信号为所述光收发机对缓存中存储的数据包进行封装得到的，所述数据包为所述包头处理器根据所述数据包的包头信息存储在所述光收发机的缓存中。
本发明实施例还提供了一种光交换装置，应用于光交换***中的光交换节点，所述光交换节点包括输入端AWG阵列，AOWC阵列，光纤分发网和第一输出端AWG阵列，所述光交换***还包括边缘数据发送节点，所述装置包括：
所述输入端AWG阵列中的每一输入端AWG，用于在接收到所述边缘数据发送节点发送的第一光信号时，按照所述第一光信号包括的每一第二光信号的波长，将不同波长的第二光信号分别传输至所述AOWC阵列中与该输入端AWG连接的各AOWC；
所述AOWC阵列中的每一AOWC，用于根据所述光纤分发网与所述第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG之间的信道的导通情况，对接收到的第二光信号进行波长转换，得到第三光信号，并将所述第三光信号传输至所述光纤分发网；
所述光纤分发网，用于将接收到的第三光信号传输至所述第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG；
所述第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG，用于该输出端AWG在接收到的第三光信号的波长与该输出端AWG的输入端所支持的目标波长匹配时，输出接收到的第三光信号；其中，所述第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG的输入端所支持的目标波长均不相同。
可选的，所述AOWC阵列中的每一AOWC，具体用于若所述第一输出端AWG阵列中存在目标输出端AWG时，则根据所述目标输出端AWG的输入端所支持的目标波长，将接收到的第二光信号的波长转换为所述目标波长，得到第三光信号；所述目标输出端AWG的输入端口与所述光纤分发网的输出端口间存在未导通的信道；
若所述第一输出端AWG阵列中不存在所述目标输出端AWG，则将接收到的第二光信号的波长转换为预设波长，得到第三光信号；所述预设波长不同于所述第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG的输入端所支持的目标波长。
可选的，所述光纤分发网包括功率分束器和耦合器，所述功率分束器包括的输入端口的数量与所述耦合器包括的输出端口的数量相同；
所述功率分束器中包括多个输入端口组，每一输入端口组包括的输入端口与所述输入端AWG阵列中每一输入端AWG包括的输出端口一一对应；
所述耦合器包括多个输出端口组，每个输出端口组包括的输出端口与所述输出端AWG阵列中每一输出端AWG包括的输出端口一一对应；
所述功率分束器中的每一输入端口与所述耦合器包括的每一输出端口组中的一个输出端口连接、且所述功率分束器中同一输入端口组的各输入端口所连接的耦合器中同一输出端口的各输出端口均不相同。
本发明实施例还提供了一种光交换***，所述光交换***包括边缘数据发送节点和光交换节点，边缘数据发送节点包括包头处理器、光收发机和第二输出端AWG阵列，所述光交换节点包括输入端AWG阵列，AOWC阵列，光纤分发网和第一输出端AWG阵列；
所述边缘数据发送节点，用于所述包头处理器根据接收到的数据包的包头信息，将所述数据包存储至对应的光收发机的缓存中；所述光收发机将缓存中的数据包封装为第二光信号发送给所述第二输出端AWG阵列中与所述光收发机连接的输出端AWG；针对所述第二输出端AWG阵列中的每一输出端AWG，该输出端AWG对接收到的第二光信号进行汇聚得到第一光信号，并将所述第一光信号发送给所述输入端AWG阵列中与该输出端AWG连接的输入端AWG；
所述光交换节点，用于针对所述输入端AWG阵列中的每一输入端AWG，该输入端AWG在接收到所述第一光信号时，按照所述第一光信号包括的每一第二光信号的波长，将不同波长的第二光信号分别传输至所述AOWC阵列中与该输入端AWG连接的各AOWC；针对所述AOWC阵列中的每一AOWC，该AOWC根据所述光纤分发网与所述第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG之间的信道的导通情况，对接收到的第二光信号进行波长转换，得到第三光信号，并将所述第三光信号传输至所述光纤分发网；所述光纤分发网将接收到的第三光信号传输至所述第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG；针对所述第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG，该输出端AWG在接收到的第三光信号的波长与该输出端AWG的输入端所支持的目标波长匹配时，输出接收到的第三光信号；其中，所述第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG的输入端所支持的目标波长均不相同。
本发明实施例有益效果：
本发明实施例提供的光交换方法、装置及***，输入端AWG阵列中的每一输入端AWG在接收到第一光信号后，可以按照第一光信号包括的每一第二光信号的波长的不同，分别将每一第二光信号传输至AOWC阵列中的AOWC，由AOWC根据光纤分发网与第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG之间的信道的导通情况，对接收到的第二光信号进行波长转换，得到第三光信号，从而依次通过光纤分发网和第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG，将波长与第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG的输入端所支持的目标波长匹配的第三光信号输出，实现光交换过程。在该光交换过程中，输入端AWG和AOWC的组合实现了对接收到的光信号的波长转换，第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG仅输出波长与其输入端所支持的目标波长匹配的光信号可以降低波长冲突和端口冲突。相比于相关技术中光交换节点使用的WSS和大量光开关器件，由于AWG和AOWC的成本比WSS和光开关期间的成本低，这使得包括输入端AWG阵列、AOWC阵列、光纤分发网和第一输出端AWG阵列的光交换节点的成本相对较低，从而有效降低了光交换节点的部署成本。
当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1为本发明实施例提供的光交换方法的一种流程示意图；
图2-a为本发明实施例提供的光交换节点的第一种结构示意图；
图2-b为本发明实施例提供的光交换节点的第二种结构示意图；
图3为本发明实施例提供的边缘数据发送节点的一种结构示意图；
图4为本发明实施例提供的第二光信号传输方法的一种流程示意图；
图5为本发明实施例提供的功率分束器的输入端口和耦合器间输出端口间连接方式的一种示意图；
图6为本发明实施例提供的光交换过程的一种信令图；
图7为本发明实施例提供的一种光交换装置的一种结构示意图；
图8为本发明实施例提供的光交换***的一种结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了解决相关技术中，光交换节点部署成本较高的问题，本发明实施例提供了一种光交换方法。该方法应用于光交换***中的光交换节点，该光交换节点可以包括输入端AWG阵列，AOWC阵列，光纤分发网和第一输出端AWG阵列，该光交换***还可以包括边缘数据发送节点。如图1所示，图1为本发明实施例提供的光交换方法的一种流程示意图。该方法包括以下步骤。
步骤S101，针对输入端AWG阵列中的每一输入端AWG，该输入端AWG在接收到边缘数据发送节点发送的第一光信号时，按照第一光信号包括的每一第二光信号的波长，将不同波长的第二光信号分别传输至AOWC阵列中与该输入端AWG连接的各AOWC。
步骤S102，针对AOWC阵列中的每一AOWC，该AOWC根据光纤分发网与第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG之间的信道的导通情况，对接收到的第二光信号进行波长转换，得到第三光信号，并将第三光信号传输至光纤分发网。
步骤S103，光纤分发网将接收到的第三光信号传输至第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG。
步骤S104，针对第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG，该输出端AWG在接收到的第三光信号的波长与该输出端AWG的输入端所支持的目标波长匹配时，输出接收到的第三光信号；其中，第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG的输入端所支持的目标波长均不相同。
为便于理解，以图2-a和图2-b为例对上述光交换节点进行说明，图2-a为本发明实施例提供的光交换节点的第一种结构示意图，图2-b为本发明实施例提供的光交换节点的第二种结构示意图。
在图2-a中，上述输入端AWG阵列由图2-a所示的光交换节点中左侧的多个AWG共同构成，即图2-a所示的光交换节点中所有AOWC左侧所连接的AWG共同构成。上述AOWC阵列由图2-a所示的光交换节点中所有AOWC共同构成。上述第一输出端AWG阵列由图2-a所示的光交换节点中右侧的多个AWG共同构成，即图2-a所示的光交换节点中光纤分发网右侧所连接的AWG共同构成。
为便于理解，结合图2-b，仅以上述输入端AWG阵列包括一个输入端AWG，即图2-b所示的AWG1，上述AOWC阵列包括三个AOWC，即图2-b所示的AOWC1-AOWC3，上述第一输出端AWG阵列包括一个输出端AWG，即图2-b所示的AWG2为例进行说明。AWG1的输入端口(即端口1)与上述边缘数据发送节点中第二输出端AWG阵列中的一个输出端AWG的输出端口连接。AWG1的三个输出端口(即端口21、端口22和端口23)分别与AOWC1-AOWC3的输入端口(即端口31、端口32和端口33)连接。AOWC1-AOWC3的输出端口(即端口41、端口42和端口43)分别与光纤分发网包括的功率分束器中一个输入端口组中的各输入端口(即端口51、端口52和端口53)连接。AWG2的三个输入端口(即端口71、端口72和端口73)分别与光纤分发网包括的耦合器中一个输出端口组中的各输出端口(即端口61、端口62和端口63连接)。AWG2的输出端口(即端口8)对输入端口传输来的光信号进行汇聚及输出。上述光纤分发网可以包括上述功率分束器和上述耦合器，关于功率分束器的输入端口与耦合器的输出端口间的连接方式可参见下文描述，在此不作赘述。
在本发明实施例中，上述输入端AWG阵列中至少包括一个输入端AWG，且每一输入端AWG可以包括多个输出端口。上述第一输出端AWG阵列中至少包括一个输出端AWG，且每一输出端AWG可以包括多个输入端口。在此，对上述输入端AWG阵列和第一输出端AWG阵列中包括的AWG的数量，以及每一AWG包括的输入端口/输出端口的数量不作具体限定。另外，由于上述输入端AWG阵列中包括的输入端AWG的数量的不确定性以及每一输入端AWG包括的输出端口的数量的不确定性，在此，对上述AOWC阵列中包括的AWOC的数量不作具体限定。
在图2-a和图2-b所示的光交换节点中信号均是以光信号的形式传输的，也就是上述输入端AWG阵列中的每一输入端AWG，AOWC阵列中的每一AOWC、光纤分发网以及第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG间均通过光纤进行连接。
通过本发明实施例提供的方法，输入端AWG阵列中的每一输入端AWG在接收到第一光信号后，可以按照第一光信号包括的每一第二光信号的波长的不同，分别将每一第二光信号传输至AOWC阵列中的AOWC，由AOWC根据光纤分发网与第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG之间的信道的导通情况，对接收到的第二光信号进行波长转换，得到第三光信号，从而依次通过光纤分发网和第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG，将波长与第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG的输入端所支持的目标波长匹配的第三光信号输出，实现光交换过程。在该光交换过程中，输入端AWG和AOWC的组合实现了对接收到的光信号的波长转换，第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG仅输出波长与其输入端所支持的目标波长匹配的光信号可以降低波长冲突和端口冲突。相比于相关技术中光交换节点使用的WSS和大量光开关器件，由于AWG和AOWC的成本比WSS和光开关期间的成本低，这使得包括输入端AWG阵列、AOWC阵列、光纤分发网和第一输出端AWG阵列的光交换节点的成本相对较低，从而有效降低了光交换节点的部署成本。
下面通过具体的实施例，对本发明实施例进行说明。
针对上述步骤S101，即针对输入端AWG阵列中的每一输入端AWG，该输入端AWG在接收到边缘数据发送节点发送的第一光信号时，按照第一光信号包括的每一第二光信号的波长，将不同波长的第二光信号分别传输至AOWC阵列中与该输入端AWG连接的各AOWC。
在本步骤中，上述边缘数据发送节点可以向光交换节点的输入端AWG阵列中的每一输入端AWG发送第一光信号。该第一光信号可以由至少一个波长的第二光信号汇聚得到。也就是该第一光信号中可以包括至少一个波长的第二光信号。针对上述输入端AWG阵列中的每一输入端AWG，在该输入端AWG接收到上述边缘数据节点发送的第一光信号后，该输入端AWG可以根据每一第二光信号的波长，采用不同的信道将第二光信号传输至AOWC阵列中的AOWC。
一个可选的实施例中，上述边缘数据发送节点可以包括包头处理器、光收发机和第二输出端AWG阵列。
上述第一光信号可以为第二输出端AWG阵列中的输出端AWG对至少一个光收发机发送的第二光信号进行汇聚得到的，第二光信号为光收发机对缓存中存储的数据包进行封装得到的，数据包为包头处理器根据数据包的包头信息存储在光收发机的缓存中。
为便于理解，结合图3进行说明，图3为本发明实施例提供的边缘数据发送节点的一种结构示意图。
上述边缘数据发送节点可以接收多个边缘设备发送的数据包。某一时刻，当边缘数据发送节点同时接收到的多个边缘设备发送的数据包，如数据包1-数据包k时，针对每一数据包，边缘数据节点中的包头处理器可以提取该数据包的包头信息。其中，每一数据包的包头信息包括但不限于源互联网协议(Internet Protocol，IP)地址、目的IP地址、源媒体存取控制(Media Access Control，MAC)地址和目的MAC地址。
针对每一数据包，包头处理器利用哈希算法，对提取到的数据包的包头信息进行哈希计算，得到该数据包的包头信息的哈希值。包头处理器可以根据该数据包的包头信息的哈希值，在路由表中确定与该哈希值对应的端口，即上述光收发机中的端口，也就是图3所示的Tx1至Txn中的某一端口(为便于描述记为目的端口)。
针对每一数据包，包头处理器在确定该数据包的包头信息的哈希值所对应的目的端口后，可以通过该目的端口将该数据包存储至对应的光收发器的缓存中。
由于上述数据包为电信号，因此，上述光收发机需要对缓存中存储的每一数据包进行封装，得到该数据包所对应的第二光信号。不同数据包封装后得到的第二光信号的波长不同。以电信号为传输控制协议/网际协议(Transmission Control Protocol/InternetProtocol，TCP/IP)数据包和第二光信号为光通路传输单元(OTUk)数据包为例进行说明。TCP/IP数据包的大小一般在64-1518字节(Byte)之间，OTUk数据包的大小为15296Bytes。上述光收发机中封装了对TCP/IP数据包进行汇聚和封装的步骤，包头处理器在将TCP/IP数据包存储至光收发机的缓存中，光收发机可以自动完成缓存中的TCP/IP数据包的封装过程。也就是光收发机对缓存中存储的TCP/IP数据包进行汇聚和封装得到OTUk数据包，即上述第二光信号。
每一光收发机将封装后得到的第二光信号发送至其连接的第二输出端AWG阵列中的输出端AWG。针对第二输出端AWG阵列中的每一输出端AWG，该输出端AWG可以同时接收其每一输入端口所连接的光收发机所发送的第二光信号，此时，该输出端AWG可以对接收到的多个第二光信号进行汇聚，得到第一光信号。
上述第二输出端AWG阵列中的每一输出端AWG连接有一个输入端AWG阵列中的输入端AWG阵列。针对第二输出端AWG阵列中的每一输出端AWG，在该输出端AWG汇聚得到上述第一光信号后，可以将该光信号传输至其连接的输入端AWG中。
一个可选的实施例中，上述路由表中至少可以存储有哈希值和执行动作，每一哈希值存在对应的执行动作。其中，执行动作可以为将数据包发送至某端口(即上述目的端口)，也可以为丢弃数据包等。
一个可选的实施例中，当上述某一数据包所对应的执行动作为丢弃数据包时，该数据包在边缘数据发送节点将被丢弃，不会传输至上述光交换节点进行光交换过程。
另一个可选的实施例中，针对每一数据包，包头处理器根据该数据包的包头信息的哈希值，在上述路由表中未查找到该哈希值所对应的执行动作时，包头处理器可以将该数据包发送给网络控制器。网络控制器在接收到该数据包后，可以确定该数据包的包头信息的哈希值所对应的执行动作，即该数据包所对应的执行动作，并将确定的该数据包对应的执行动作下发至边缘数据发送节点。边缘数据发送接单可以根据网络控制器下发的数据，对上述路由表进行更新，也就是在上述路由表中新增该数据包的包头信息的哈希值与该数据包对应的执行动作间的对应关系。
在本发明实施例中，由于上述边缘设备所发送的数据包可能需要传输到不同的地区。如边缘数据发送节点接收到三个边缘设备发送的数据包，即数据包1-数据包3，其中，数据包1需要发送至地区A，数据包2需要发送至地区B，数据包3需要发送至地区C。因此，上述边缘数据发送节点中的包头处理器根据每一数据包的包头信息，将接收到的数据包存储至对应的光收发机的缓存中，这可以在边缘数据发送节点处完成对不同地区数据包的分类，保证了数据包所携带信息传输的有效性和准确性。
在上述图3所示的边缘数据发送节点中，仅示出了第二输出端AWG阵列中包括的一个输出端AWG。上述第二输出端AWG阵列中至少包括一个输出端AWG。在此，对上述第二输出端AWG阵列中包括的输出端AWG的数量不作具体限定。
一个可选的实施例中，上述边缘数据发送节点中每一光收发机所对应的缓存可以为物理独立的缓存空间，也可以为逻辑独立的环境空间，在此，对上述收发机的缓存不作具体限定。
一个可选的实施例中，针对上述步骤S101中的按照第一光信号包括的每一第二光信号的波长，将不同波长的第二光信号分别传输至AOWC阵列中与该输入端AWG连接的各AOWC，如图4所示，图4为本发明实施例提供的第二光信号传输方法的一种流程示意图。该方法包括以下步骤。
步骤S401，对第一光信号进行解聚，得到至少一个波长的第二光信号。
在本步骤中，针对上述输入端AWG阵列中的每一输入端AWG，当该输入端AWG接收到上述第二输出端AWG阵列中与其所连接的输出端AWG发送的第一光信号后，该输入端AWG可以对接收到的第一光信号进行解聚，得到该第一光信号包括的每一第二光信号。当第二光信号为多个时，每一第二光信号的波长可能相同，也可能不相同。
步骤S402，根据该输入端AWG的每一输出端口与波长间的对应关系，将每一波长的第二光信号分别分发到对应的输出端口，并通过输出端口所连接的信道，将不同波长的第二光信号传输至AOWC阵列中与该输入端AWG连接的各AOWC。
在本步骤中，上述输入端AWG阵列中的每一输入端AWG可以包括多个输出端口。每一输出端口与其传输的光信号的波长间存在对应关系。针对上述接收到的第一光信号的输入端AWG，该输入端AWG可以根据其包括的每一输出端口与波长间的对应关系，将解聚得到的每一波长的第二光信号分别分发到对应的输出端口，通过与每一输出端口连接的信道将每一第二光信号传输至AOWC阵列中的AOWC。
为便于理解，以上述图2-b为例进行说明，现上述步骤S401对第一光信号进行解聚后得到两个第二光信号，即信号1和信号2。其中，信号1的波长为波长1，信号2的波长为波长2。AWG1中每一输出端口与波长间的对应关系如表1所示。
表1
输出端口 波长
端口21 波长1
端口22 波长2
端口23 波长3
基于上述表1，AWG1可以将上述信号1分发至端口21，通过端口21与端口31连接的信道，将信号1传输至AOWC1。AWG1可以将上述信号2分发至端口22，通过端口22与端口32连接的信道，将信号2传输至AOWC2。
在本发明实施例中，针对上述输入端AWG阵列中的每一输入端AWG，该输入端AWG包括的每一输出端口所对应的波长均不相同。
通过上述输入端AWG阵列中的每一输入端AWG，可以使得不同波长的第二光信号分别可以传输到不同的AOWC中，便于AOWC直接对接收到的第二光信号进行波长转换，从而保证波长转换的准确性，提高光交换过程的效率。
针对上述步骤S102，即针对AOWC阵列中的每一AOWC，该AOWC根据光纤分发网与第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG之间的信道的导通情况，对接收到的第二光信号进行波长转换，得到第三光信号，并将第三光信号传输至光纤分发网。
在本步骤中，针对上述AOWC阵列中的每一AOWC，当该AOWC接收到的上述输入端AWG发送的第二光信号时，该AOWC可以接收上述网络控制器针对该第二光信号下发的控制指令，并根据该控制指令对接收到的第二光信号的波长进行波长转换，得到第三光信号，进而将第三光信号传输至光纤分发网。其中，网络控制器针对该第二光信号下发的控制指令是根据光纤分发网与第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG之间的信道的导通情况生成的。
在本发明实施例中，上述光纤分发网和上述第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG均属于无源器件。因此，上述光纤分发网与上述第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG之间的信道的导通受到上述AOWC阵列中每一AOWC所输出的波长的影响。也就是当AWOC转换后的第三光信号的波长与第一输出端AWG阵列中某一输出端AWG的输入端所支持的目标波长匹配时，该输出端AWG的输入端口所连接的信道将导通。上述网络控制器可以根据光纤分发网与第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG之间的信道的导通情况，向AOWC下发针对第二光信号的控制指令。另外，针对上述输出端AWG阵列中的每一输出端AWG，由于该输出端AWG阵列中包括多个输入端口，因此，上述网络控制器在对光纤分发网和第一输出端AWG阵列中某一输出端AWG间的信道进行导通时，导通的信道可以是该输出端AWG所包括的输入端口中的一个输入端口所连接的信道，也可以是多个输入端口所连接的信道。在此，对导通的信道不作具体限定。
一个可选的实施例中，针对上述光纤分发网与第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG之间的信道的导通情况，至少可以包括以下两种情况：
情况一，上述第一输出端AWG阵列中存在一个或多个输入端口与光纤分发网的输出端口间连接的信道处于未导通状态的输出端AWG。也就是第一输出端AWG阵列中存在一个或多个目标输出端AWG，该目标输出端AWG的输入端口与光纤分发网的输出端口间存在未导通的信道。
情况二，上述第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG的输入端口与光纤分发网的输出端口间连接的信道均处于导通状态。也就是第一输出端AWG阵列中不存在上述目标输出端AWG。
一个可选的实施例中，针对上述情况一，上述步骤S102中的根据光纤分发网与第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG之间的信道的导通情况，对接收到的第二光信号进行波长转换，得到第三光信号，具体可以表示为：
AOWC根据目标输出端AWG的输入端所支持的目标波长，将接收到的第二光信号的波长转换为目标波长，得到第三光信号。
为便于理解，以上述目标输出端AWG的输入端所支持的目标波长为波长1，AOWC接收到的第二光信号的波长为波长2为例，上述控制指令可以指示将第二光信号的波长有波长2转换为波长1。因此，上述AOWC可以根据接收到的控制指令，将接收到的第二光信号的波长由波长1转换为波长2。
上述当第一输出端AWG阵列中存在上述目标输出端AWG时，通过将接收到第二光信号的波长转换为目标输出端AWG的输入端所支持的目标波长，这可以使得转换后得到的第三光信号在传输到第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG时，有且仅有目标输出端AWG可以输出该第三光信号，从而实现光交换。
一个可选的实施例中，为了提高上述波长转换的效率，当上述第一输出端AWG阵列中的某一输出端AWG的输入端所支持的目标波长，与AOWC所接收到的第二光信号的波长匹配，且该输出端AWG为上述目标输出端AWG时，AOWC可以对该第二光信号的波长不作波长转换。也就是上述波长转换得到的第三光信号为AOWC所接收到的第二光信号。这使得该第二光信号在传输至该输出端AWG时，可以直接输出，在实现光交换的同时，缩短了光交换所需的时间，提高了光交换的效率。
另一个可选的实施例中，针对上述情况二，上述步骤S102中的根据光纤分发网与第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG之间的信道的导通情况，对接收到的第二光信号进行波长转换，得到第三光信号，具体可以表示为：
AOWC将接收到的第二光信号的波长转换为预设波长，得到第三光信号；预设波长不同于第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG的输入端所支持的目标波长。
上述当第一输出端AWG阵列中不存在上述目标输出端AWG时，也就是上述第一输出端AWG中的每一输出端AWG均已经用于传输目标波长的光信号时，AOWC通过将接收到的第二光信号的波长转换为预设波长，可以使得转换得到的第三光信号传输至第一输出端AWG的每一输出端AWG后，由于与每一输出端AWG的输入端所支持的目标波长不匹配，该预设波长的光信号将被阻塞掉，从而有效降低了光交换过程的波长冲突和端口冲突。同时，也克服了相关技术中采用大量光开关器件的使用所带来的控制复杂度较高的问题，也就是降低了光交换过程的控制复杂度，节约了大量光开关器件部署的成本。
在本发明实施例中，上述第二光信号的波长的转换是由上述控制设备实时根据光纤分发网与第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG之间的信道的导通情况进行控制的，在此，转换得到的第三光信号的波长不作具体限定。另外，在此，对上述光信号的波长转换的过程不作具体说明。
在本发明实施例中，通过上述输入端AWG与上述AOWC的组合，可以很好的完成对光信号的波长转换，并使得第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG可以输出与目标波长的匹配的光信号，相比于相关技术中用于波长转换的WSS，AWG与AOWC的成本相对较低，有效节约了光信号波长转换所需的成本。另外，AWG与AOWC组合所产生的功率损耗也要明显低于WSS所产生的功率损耗，这有效降低了光交换过程的功率损耗。
针对上述步骤S103，即光纤分发网将接收到的第三光信号传输至第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG。
上述光纤分发网可以包括功率分束器和耦合器，其中，功率分束器可以包括多个输入端口，即光纤分发网的输入端口，耦合器可以包括多个输出端口，即光纤分发网的输出端口。功率分束器包括的输入端口的数量与耦合器包括的输出端口的数量相同。功率分束器的输入端口与耦合器的输出端口间通过预设的连接方式进行连接，使得光纤分发网可以将接收到的第三光信号传输至第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG。
一个可选的实施例中，上述功率分束器中可以包括多个输入端口组，每一输入端口组包括的输入端口与输入端AWG阵列中每一输入端AWG包括的输出端口一一对应。
上述耦合器可以包括多个输出端口组，每个输出端口组包括的输出端口与输出端AWG阵列中每一输出端AWG包括的输出端口一一对应。
上述功率分束器中的每一输入端口与耦合器包括的每一输出端口组中的一个输出端口连接、且功率分束器中同一输入端口组的各输入端口所连接的耦合器中同一输出端口的各输出端口均不相同。
一个可选的实施例中，上述功率分束器中每一输入端口与耦合器中每一输出端口间的连接关系表示为：
Input(i,j)→Output(k,[(j+k-2)mod n]+1)
其中，i为功率分束器包括的n个输入端口组中的第i个输入端口组，表示为
Figure BDA0002869369390000161
j为第i个输入端口组包括的m个输入端口中的第j个输入端口，表示为
Figure BDA0002869369390000162
Input(i,j)为功率分束器中第i个输入端口组中的第j个输入端口，k为耦合器包括的n个输出端口组中的第k个输出端口组，表示为
Figure BDA0002869369390000163
Output(k,[(j+k-2)mod n]+1)为耦合器中第k个输出端口组中的第[(j+k-2)mod n]+1个输出端口，Input(i,j)→Output(k,[)j+k-2)mod n]+1)表示功率分束器中第i个输入端口组中的第j个输入端口，与耦合器中第k个输出端口组中的第[(j+k-2)mod n]+1个输出端口连接，mod为取余数操作。
为便于理解，以图5为例进行说明，图5为本发明实施例提供的功率分束器的输入端口和耦合器间输出端口间连接方式的一种示意图。
在图5中，功率分束器包括3组输入端口，每组输入端口包括3个输入端口，即第1组输入端口A11-A13，第2组输入端口A21-A23，以及第3组输入端口A31-A33。耦合器包括3组输出端口，每组输出端口包括3个输出端口，即第1组输出端口B11-B13，第2组输出端口B21-B23，以及第3组输出端口B31-B33。
基于上述功率分束器中每一输入端口与耦合器中每一输出端口间的连接关系，即Input(i,j)→Output(k,[(j+k-2)mod n]+1)，结合图5可知，第1组输入端口中包括的第1个输入端口(表示为图5中的A11)所连接的耦合器中的输出端口为B11、B22和B33。
具体的，当k＝1时，Input(1,1)→Output(1,[(1+1-2)mod3]+1)，即nput(1,1)→Output(1,1)，表示为图5中的B11。
当k＝2时，Input(1,1)→Output(2,[(1+2-2)mod3]+1)，即nput(1,1)→Output(2,2)，表示为图5中的B22。
当k＝3时，Input(1,1)→Output(3,[(1+3-2)mod3]+1)，即nput(1,1)→Output(3,3)，表示为图5中的B33。
以此类推，图5中A11、A21和A31所连接的输出端口为：B11、B22和B33，A12、A22和A32所连接的输出端口为B12、B23和B31，A13、A23和A33所连接的输出端口为B13、B21和B32。
在本发明实施例中，由于上述光纤分发网中功率分束器的每组输入端口与上述输入端AWG阵列中的每一输入端AWG对应，光纤分发网中耦合器的每组输出端口与上述第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG的输入端口一一对应。因此，通过上述连接方式，可以使得每一AOWC转换后的第三光信号可以通过上述功率分束器传输至耦合器的每组输出端口，进而通过耦合器的输出端口与第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG的输入端口所连接的信道，将每一第三光信号传输至第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG，因此，通过AOWC阵列中每一AOWC、光纤分发网以及第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG的组合，可以有效克服相关技术中的端口冲突问题，从而保证了上述第三光信号传输的有效性。
针对上述步骤S104，即针对第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG，该输出端AWG在接收到的第三光信号的波长与该输出端AWG的输入端所支持的目标波长匹配时，输出接收到的第三光信号；其中，第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG的输入端所支持的目标波长均不相同。
在本步骤中，针对上述第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG，该输出端AWG可以接收到的上述光纤分发网中耦合器的每组输出端口传输的第三光信号。也就是该输出端AWG可以同时接收到的多个波长的第三光信号。此时，该输出端AWG仅会对波长与其输入端所支持的目标波长匹配的第三光信号进行输出。
为便于理解，结合上述图5对第三光信号的输出进行说明。现假设图5中输入端口A11所连接的AOWC输出的光信号1的波长为波长1，输入端口A21所连接的AOWC输出的光信号2的波长为波长2，输入端口A31所连接的AOWC输出的光信号3的波长为波长3，并且，与输出端口B11所连接的输出端AWG 1的输入端口11所支持的目标波长为波长1，与输出端口B22所连接的输出端AWG 2的输入端口22所支持的目标波长为波长2，与输出端口B31所连接的输出端AWG 3的输入端口33所支持的目标波长为波长3。由于输入端口A11、A21和A31所连接的输出端口相同，即B11、B22和B33，因此，上述光信号1、光信号2和光信号3均可以传输至上述输出端AWG 1的输入端口11，输出端AWG 2的输入端口22以及输出端AWG 3的输入端口33。此时，由于输出端AWG 1的输入端口11所支持的目标波长为波长1，因此，输出端AWG 1的输入端口11仅将光信号1传输至输出端AWG 1，从而输出光信号1，而光信号2和光信号3将被阻塞掉。以此类推，输出端AWG 2的输入端口22将输出光信号2，阻塞掉光信号1和光信号3，输出端AWG3的输入端口33将输出光信号3，阻塞掉光信号1和光信号2。
一个可选的实施例中，针对上述第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG，若波长与该输出端AWG的输入端所支持的目标波长匹配的第三光信号的数量为多个时，该输出端AWG可以对匹配的多个第三光信号进行汇聚，进而将汇聚后的光信号传输至该输出端AWG所连接的信道中。
为便于理解，结合图5中的一组输出端口所连接的某一输出端AWG为例，对上述多个波长的第三光信号的汇聚进行说明。现假设图5所示的B11、B12和B13分别与输出端AWG 1中的输入端口11、输入端口12和输入端口13连接。由于输出端AWG 1中的输入端口11、输入端口12和输入端口13所支持的目标波长均不相同，例如，输入端口11所支持的目标波长可以为波长1，输入端口12所支持的目标波长可以为波长2，输入端口13所支持的目标波长可以为波长3。因此，输入端口11只能将接收到的波长为波长1的第三光信号传输至输出端AWG1的输出端口，输入端口12只能将接收到的波长为波长2的第三光信号传输至输出端AWG 1的输出端口，输入端口13只能将接收到的波长为波长3的第三光信号传输至输出端AWG 1的输出端口。此时，输出端AWG 1的输出端口可以对波长分别为波长1、波长2和波长3的第三光信号进行汇聚，接近而将汇聚后的光信号输出。
为便于理解，下面结合图6对上述本发明实施例提供光交换方法进行说明。其中，图6为本发明实施例提供的光交换过程的一种信令图。为便于描述，仅以上述输入端AWG阵列中的输入端AWG，第一输出端AWG阵列中的第一输出端AWG，第二输出端AWG阵列中的第二输出端AWG，以及AOWC阵列中的一个AOWC为例进行说明，并不起任何限定作用。其中，第二输出端AWG与输入端AWG通过光纤连接。
步骤S601，包头处理器提取接收到的数据包的包头信息。
步骤S602，包头处理器基于提取到的包头信息以及路由表，确定是否存在接收到的数据包所对应的目的端口。若否，则执行步骤S603。若是，则执行步骤S605。
在本步骤中，路由表中存储有包头信息的哈希值与数据包的执行动作间的对应关系，包头处理器可以根据该对应关系，确定接收到的数据包所对应的执行动作。当该数据包对应的执行动作为发送至某一端口(即上述目的端口)时，包头处理器可以确定存在对应的目的端口。
步骤S603，包头处理器将接收到的数据包发送给网络控制器。
步骤S604，网络控制器确定接收到的数据包所对应的执行动作，并下发该数据包对应的执行动作。
在本步骤中，网络控制器在确定接收到的数据包所对应的执行动作，可以向上述边缘数据发送节点发送该数据包所对应的执行动作，边缘数据发送节点可以对上述路由表进行更新。也就是在该路由表中增加该数据包的包头信息的哈希值与该数据包的执行动作间的对应关系。
步骤S605，包头处理器根据数据包对应的目的端口，将该数据包存储至光收发机的缓存中。
步骤S606，光收发机获取缓存中存储的数据包所对应的第二光信号，并向第二输出端AWG发送该第二光信号。
在本步骤中，光收发机的缓存中存储的数据包将被封装为光信号，光收发机获取该光信号，并将该光信号发送至其连接的第二输出端AWG。关于数据包的封装过程在此不作具体说明。
步骤S607，第二输出端AWG将接收到的第二光信号发送至输入端AWG。
在本步骤中，第二输出端AWG的输出端口与输入端AWG的输入端口连接。第二输出端AWG通过其输出端口与输入端AWG的输入端口之间连接的光纤将上述第二信号发送至输入端AWG。
在本发明实施例中，第二输出端AWG可以包括多个输入端口，每一输入端口与一个光收发机的输出端口连接。因此，上述第二输出端AWG可以同时接收到的多个光收发机发送的第二光信号。其中，每一第二光信号的波长可能相同，也可能不同。此时，第二输出端AWG可以对接收到的多个第二光信号进行汇聚，得到上述第一光信号，从而将该第一光信号传输至输入端AWG。为便于理解，上述步骤S607仅以第二光信号为例进行说明，并不起任何限定作用。
步骤S608，输入端AWG在接收到第二光信号后，根据波长与输出端口间的对应关系，通过与第二光信号的波长匹配的输出端口，将第二光信号传输至AOWC。
在本步骤中，输入端AWG可以包括多个输出端口，每一输出端口存在对应的波长，并且，每一输出端口与上述AOWC阵列中的一个AWOC连接。上述第二光信号所传输到的AOWC为输入端口与第二光信号波长所匹配的输出端口连接的AOWC。
另外，由于上述第二输出端AWG发送的光信号应该为上述第一光信号，因此，上述输入端AWG在接收到的第二输出端AWG发送的光信号，即上述第一光信号后，可以先对该第一光信号进行解聚，从而得到多个第二光信号，进而执行上述步骤S608。
步骤S609，网络控制器向AOWC发送针对第二光信号的控制指令。
步骤S610，AOWC根据接收到的控制指令，对接收到的第二光信号进行波长转换，得到第三光信号。
在本步骤中，第二光信号经过波长转换得到第三光信号后，该第三光信号的波长至少包括以下两种情况：
情况一，第三光信号的波长与上述第一输出端AWG阵列中的某一输出端AWG，如图6所示的第一输出端AWG的输入端所支持的目标波长匹配。
情况二，第三光信号的波长与上述第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG的输入端所支持的目标波长均不相同，即第三光信号的波长为上述预设波长。
步骤S611，AOWC将第三光信号传输至光纤分发网。
步骤S612，光纤分发网将接收到的第三光信号传输至第一输出端AWG。
在本步骤中，光纤分发网可以将接收到的第三光信号传输至上述第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG。
步骤S613，第一输出端AWG在其输入端所支持的目标波长与接收到的第三光信号的波长匹配时，输出接收到的第三光信号。
步骤S614，第一输出端AWG在其输入端所支持的目标波长与接收到的第三光信号的波长不匹配时，阻塞接收到的第三光信号。
针对上述第一输出端AWG阵列中的每一其他输出端AWG，即第一输出端AWG阵列中除上述第一输出端AWG以外的输出端AWG，若第三光信号的波长与该其他输出端AWG的输入端所支持的目标波长均不匹配，则该其他输出端AWG阵列无法输出接收到的第三光信号，也就是第三光信号在第一输出端AWG阵列中的其他输出端AWG中被阻塞掉。
基于同一种发明构思，根据上述本发明实施例提供的光交换方法，本发明实施例还提供了一种光交换装置。如图7所示，图7为本发明实施例提供的一种光交换装置的一种结构示意图。该光交换装置为光交换***中的光交换节点，该光交换节点包括输入端AWG阵列，AOWC阵列，光纤分发网和第一输出端AWG阵列，光交换***还包括边缘数据发送节点。
上述输入端AWG阵列中的每一输入端AWG 701，用于在接收到边缘数据发送节点发送的第一光信号时，按照第一光信号包括的每一第二光信号的波长，将不同波长的第二光信号分别传输至AOWC阵列中与该输入端AWG 701连接的各AOWC 702；
上述AOWC阵列中的每一AOWC 702，用于根据光纤分发网703与第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG之间的信道的导通情况，对接收到的第二光信号进行波长转换，得到第三光信号，并将第三光信号传输至光纤分发网703；
上述光纤分发网703，用于将接收到的第三光信号传输至第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG；
上述第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG 704，用于该输出端AWG704在接收到的第三光信号的波长与该输出端AWG 704的输入端所支持的目标波长匹配时，输出接收到的第三光信号；其中，第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG 704的输入端所支持的目标波长均不相同。
可选的，上述输入端AWG阵列中的每一输入端AWG 701，具体可以用于对接收到的第一光信号进行解聚，得到至少一个波长的第二光信号；根据该输入端AWG 701的每一输出端口与波长间的对应关系，将每一波长的第二光信号分别分发到对应的输出端口，并通过输出端口所连接的信道，将每一不同波长的第二光信号传输至AOWC阵列中与该输入端AWG701连接的各AOWC。
可选的，上述AOWC阵列中的每一AOWC 702，具体可以用于若第一输出端AWG阵列中存在目标输出端AWG时，则根据目标输出端AWG的输入端所支持的目标波长，将接收到的第二光信号的波长转换为目标波长，得到第三光信号；目标输出端AWG的输入端口与光纤分发网703的输出端口间存在未导通的信道；若第一输出端AWG阵列中不存在目标输出端AWG，则将接收到的第二光信号的波长转换为预设波长，得到第三光信号；预设波长不同于第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG的输入端所支持的目标波长。
可选的，上述光纤分发网703可以包括功率分束器和耦合器，功率分数器分束器包括的输入端口的数量与耦合器包括的输出端口的数量相同；
上述功率分束器中包括多个组输入端口组，每一组输入端口组包括的输入端口与输入端AWG阵列中每一输入端AWG 701包括的输出端口一一对应；
上述耦合器包括多个组输出端口组，每个组输出端口组包括的输出端口与输出端AWG阵列中每一输出端AWG 704包括的输出端口一一对应；
上述功率分束器中的每一输入端口与上述耦合器包括的每组一输出端口组中的一个输出端口连接、且功率分束器中同一组输入端口组的各输入端口所连接的耦合器中的同一输出端口一组的各输出端口均不相同。
可选的，上述功率分束器中每一输入端口与上述耦合器中每一输出端口间的连接关系可以表示为：
Input(i,j)→Output(k,[(j+k-2)mod n]+1)
其中，i为功率分束器包括的n个输入端口组中的第i个输入端口组，表示为
Figure BDA0002869369390000231
j为第i个输入端口组包括的m个输入端口中的第j个输入端口，表示为
Figure BDA0002869369390000232
Input(i,j)为功率分束器中第i个输入端口组中的第j个输入端口，k为耦合器包括的n个输出端口组中的第k个输出端口组，表示为
Figure BDA0002869369390000233
Output(k,[(j+k-2)mod n]+1)为耦合器中第k个输出端口组中的第[(j+k-2)mod n]+1个输出端口，Input(i,j)→Output(k,[(j+k-2)mod n]+1)表示功率分束器中第i个输入端口组中的第j个输入端口，与耦合器中第k个输出端口组中的第[(j+k-2)mod n]+1个输出端口连接，mod为取余数操作。
可选的，上述边缘数据发送节点可以包括包头处理器、光收发机和第二输出端AWG阵列；
上述第一光信号为第二输出端AWG阵列中的输出端AWG对至少一个光收发机发送的第二光信号进行汇聚得到的，第二光信号为光收发机对缓存中存储的数据包进行封装得到的，数据包为包头处理器根据接收到的每一数据包的包头信息，将每一数据包存储至对应的光收发机的缓存中，每一光收发机将缓存中的数据包封装为第二光信号发送至连接的第二输出端AWG阵列中的输出端AWG，第二输出端AWG阵列中的每一输出端AWG对接收到的第二光信号进行汇聚得到的存储在光收发机的缓存中。
通过本发明实施例提供的装置，输入端AWG阵列中的每一输入端AWG在接收到第一光信号后，可以按照第一光信号包括的每一第二光信号的波长的不同，分别将每一第二光信号传输至AOWC阵列中的AOWC，由AOWC根据光纤分发网与第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG之间的信道的导通情况，对接收到的第二光信号进行波长转换，得到第三光信号，从而依次通过光纤分发网和第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG，将波长与第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG的输入端所支持的目标波长匹配的第三光信号输出，实现光交换过程。在该光交换过程中，输入端AWG和AOWC的组合实现了对接收到的光信号的波长转换，第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG仅输出波长与其输入端所支持的目标波长匹配的光信号可以降低波长冲突和端口冲突。相比于相关技术中光交换节点使用的WSS和大量光开关器件，由于AWG和AOWC的成本比WSS和光开关期间的成本低，这使得包括输入端AWG阵列、AOWC阵列、光纤分发网和第一输出端AWG阵列的光交换节点的成本相对较低，从而有效降低了光交换节点的部署成本。
基于同一种发明构思，根据上述本发明实施例提供的光交换方法，本发明实施例还提供了光交换***。如图8所示，图8为本发明实施例提供的光交换***的一种结构示意图。光交换***包括边缘数据发送节点801和光交换节点802，边缘数据发送节点801包括包头处理器、光收发机和第二输出端AWG阵列，光交换节点802包括输入端AWG阵列，AOWC阵列，光纤分发网和第一输出端AWG阵列；
边缘数据发送节点801，用于包头处理器根据接收到的数据包的包头信息，将数据包存储至对应的光收发机的缓存中；光收发机将缓存中的数据包封装为第二光信号发送给第二输出端AWG阵列中与光收发机连接的输出端AWG；针对第二输出端AWG阵列中的每一输出端AWG，该输出端AWG对接收到的第二光信号进行汇聚得到第一光信号，并将第一光信号发送给输入端AWG阵列中与该输出端AWG连接的输入端AWG；
光交换节点802，用于针对输入端AWG阵列中的每一输入端AWG，该输入端AWG在接收到第一光信号时，按照第一光信号包括的每一第二光信号的波长，将不同波长的第二光信号分别传输至AOWC阵列中与该输入端AWG连接的各AOWC；针对AOWC阵列中的每一AOWC，该AOWC根据光纤分发网与第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG之间的信道的导通情况，对接收到的第二光信号进行波长转换，得到第三光信号，并将第三光信号传输至光纤分发网；光纤分发网将接收到的第三光信号传输至第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG；针对第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG，该输出端AWG在接收到的第三光信号的波长与该输出端AWG的输入端所支持的目标波长匹配时，输出接收到的第三光信号；其中，第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG的输入端所支持的目标波长均不相同。
通过本发明实施例提供的***，输入端AWG阵列中的每一输入端AWG在接收到第一光信号后，可以按照第一光信号包括的每一第二光信号的波长的不同，分别将每一第二光信号传输至AOWC阵列中的AOWC，由AOWC根据光纤分发网与第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG之间的信道的导通情况，对接收到的第二光信号进行波长转换，得到第三光信号，从而依次通过光纤分发网和第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG，将波长与第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG的输入端所支持的目标波长匹配的第三光信号输出，实现光交换过程。在该光交换过程中，输入端AWG和AOWC的组合实现了对接收到的光信号的波长转换，第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG仅输出波长与其输入端所支持的目标波长匹配的光信号可以降低波长冲突和端口冲突。相比于相关技术中光交换节点使用的WSS和大量光开关器件，由于AWG和AOWC的成本比WSS和光开关期间的成本低，这使得包括输入端AWG阵列、AOWC阵列、光纤分发网和第一输出端AWG阵列的光交换节点的成本相对较低，从而有效降低了光交换节点的部署成本。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置及***等实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种光交换方法，其特征在于，应用于光交换***中的光交换节点，所述光交换节点包括输入端波导阵列光栅AWG阵列，全光波长转换器AOWC阵列，光纤分发网和第一输出端AWG阵列，所述光交换***还包括边缘数据发送节点，所述方法包括：
针对所述输入端AWG阵列中的每一输入端AWG，该输入端AWG在接收到所述边缘数据发送节点发送的第一光信号时，按照所述第一光信号包括的每一第二光信号的波长，将不同波长的第二光信号分别传输至所述AOWC阵列中与该输入端AWG连接的各AOWC；
针对所述AOWC阵列中的每一AOWC，该AOWC根据所述光纤分发网与所述第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG之间的信道的导通情况，对接收到的第二光信号进行波长转换，得到第三光信号，并将所述第三光信号传输至所述光纤分发网；
所述根据所述光纤分发网与所述第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG之间的信道的导通情况，对接收到的第二光信号进行波长转换，得到第三光信号的步骤，包括：
若所述第一输出端AWG阵列中存在目标输出端AWG时，则根据所述目标输出端AWG的输入端所支持的目标波长，将接收到的第二光信号的波长转换为所述目标波长，得到第三光信号；所述目标输出端AWG的输入端口与所述光纤分发网的输出端口间存在未导通的信道；
若所述第一输出端AWG阵列中不存在所述目标输出端AWG，则将接收到的第二光信号的波长转换为预设波长，得到第三光信号；所述预设波长不同于所述第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG的输入端所支持的目标波长；
所述光纤分发网将接收到的第三光信号传输至所述第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG；
针对所述第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG，该输出端AWG在接收到的第三光信号的波长与该输出端AWG的输入端所支持的目标波长匹配时，输出接收到的第三光信号；其中，所述第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG的输入端所支持的目标波长均不相同。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照所述第一光信号包括的每一第二光信号的波长，将不同波长的第二光信号分别传输至所述AOWC阵列中与该输入端AWG连接的各AOWC的步骤，包括：
对所述第一光信号进行解聚，得到至少一个波长的第二光信号；
根据该输入端AWG的每一输出端口与波长间的对应关系，将每一波长的第二光信号分别分发到对应的输出端口，并通过所述输出端口所连接的信道，将不同波长的第二光信号传输至所述AOWC阵列中与该输入端AWG连接的各AOWC。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光纤分发网包括功率分束器和耦合器，所述功率分束器包括的输入端口的数量与所述耦合器包括的输出端口的数量相同；
所述功率分束器中包括多个输入端口组，每一输入端口组包括的输入端口与所述输入端AWG阵列中每一输入端AWG包括的输出端口一一对应；
所述耦合器包括多个输出端口组，每个输出端口组包括的输出端口与所述输出端AWG阵列中每一输出端AWG包括的输出端口一一对应；
所述功率分束器中的每一输入端口与所述耦合器包括的每一输出端口组中的一个输出端口连接、且所述功率分束器中同一输入端口组的各输入端口所连接的耦合器中同一输出端口的各输出端口均不相同。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述功率分束器中每一输入端口与所述耦合器中每一输出端口间的连接关系表示为：
Input(i,j)→Output(k,[(j+k-2)modn]+1)
其中，i为所述功率分束器包括的n个输入端口组中的第i个输入端口组，表示为
Figure FDA0003321726130000021
j为第i个输入端口组包括的m个输入端口中的第j个输入端口，表示为
Figure FDA0003321726130000022
Input(i,j)为功率分束器中第i个输入端口组中的第j个输入端口，k为所述耦合器包括的n个输出端口组中的第k个输出端口组，表示为
Figure FDA0003321726130000023
Output(k,[(j+k-2)modn]+1)为耦合器中第k个输出端口组中的第[(j+k-2)modn]+1个输出端口，Input(i,j)→Output(k,[(j+k-2)modn]+1)表示功率分束器中第i个输入端口组中的第j个输入端口，与耦合器中第k个输出端口组中的第[(j+k-2)modn]+1个输出端口连接，mod为取余数操作。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述边缘数据发送节点包括包头处理器、光收发机和第二输出端AWG阵列；
所述第一光信号为所述第二输出端AWG阵列中的输出端AWG对至少一个光收发机发送的第二光信号进行汇聚得到的，所述第二光信号为所述光收发机对缓存中存储的数据包进行封装得到的，所述数据包为所述包头处理器根据所述数据包的包头信息存储在所述光收发机的缓存中。
6.一种光交换装置，其特征在于，应用于光交换***中的光交换节点，所述光交换节点包括输入端波导阵列光栅AWG阵列，全光波长转换器AOWC阵列，光纤分发网和第一输出端AWG阵列，所述光交换***还包括边缘数据发送节点，所述装置包括：
所述输入端AWG阵列中的每一输入端AWG，用于在接收到所述边缘数据发送节点发送的第一光信号时，按照所述第一光信号包括的每一第二光信号的波长，将不同波长的第二光信号分别传输至所述AOWC阵列中与该输入端AWG连接的各AOWC；
所述AOWC阵列中的每一AOWC，用于根据所述光纤分发网与所述第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG之间的信道的导通情况，对接收到的第二光信号进行波长转换，得到第三光信号，并将所述第三光信号传输至所述光纤分发网；
所述根据所述光纤分发网与所述第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG之间的信道的导通情况，对接收到的第二光信号进行波长转换，得到第三光信号的步骤，包括：
若所述第一输出端AWG阵列中存在目标输出端AWG时，则根据所述目标输出端AWG的输入端所支持的目标波长，将接收到的第二光信号的波长转换为所述目标波长，得到第三光信号；所述目标输出端AWG的输入端口与所述光纤分发网的输出端口间存在未导通的信道；
若所述第一输出端AWG阵列中不存在所述目标输出端AWG，则将接收到的第二光信号的波长转换为预设波长，得到第三光信号；所述预设波长不同于所述第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG的输入端所支持的目标波长；
所述光纤分发网，用于将接收到的第三光信号传输至所述第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG；
所述第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG，用于该输出端AWG在接收到的第三光信号的波长与该输出端AWG的输入端所支持的目标波长匹配时，输出接收到的第三光信号；其中，所述第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG的输入端所支持的目标波长均不相同。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述光纤分发网包括功率分束器和耦合器，所述功率分束器包括的输入端口的数量与所述耦合器包括的输出端口的数量相同；
所述功率分束器中包括多个输入端口组，每一输入端口组包括的输入端口与所述输入端AWG阵列中每一输入端AWG包括的输出端口一一对应；
所述耦合器包括多个输出端口组，每个输出端口组包括的输出端口与所述输出端AWG阵列中每一输出端AWG包括的输出端口一一对应；
所述功率分束器中的每一输入端口与所述耦合器包括的每一输出端口组中的一个输出端口连接、且所述功率分束器中同一输入端口组的各输入端口所连接的耦合器中同一输出端口的各输出端口均不相同。
8.一种光交换***，其特征在于，所述光交换***包括边缘数据发送节点和光交换节点，边缘数据发送节点包括包头处理器、光收发机和第二输出端波导阵列光栅AWG阵列，所述光交换节点包括输入端AWG阵列，全光波长转换器AOWC阵列，光纤分发网和第一输出端AWG阵列；
所述边缘数据发送节点，用于所述包头处理器根据接收到的数据包的包头信息，将所述数据包存储至对应的光收发机的缓存中；所述光收发机将缓存中的数据包封装为第二光信号发送给所述第二输出端AWG阵列中与所述光收发机连接的输出端AWG；针对所述第二输出端AWG阵列中的每一输出端AWG，该输出端AWG对接收到的第二光信号进行汇聚得到第一光信号，并将所述第一光信号发送给所述输入端AWG阵列中与该输出端AWG连接的输入端AWG；
所述光交换节点，用于针对所述输入端AWG阵列中的每一输入端AWG，该输入端AWG在接收到所述第一光信号时，按照所述第一光信号包括的每一第二光信号的波长，将不同波长的第二光信号分别传输至所述AOWC阵列中与该输入端AWG连接的各AOWC；针对所述AOWC阵列中的每一AOWC，该AOWC根据所述光纤分发网与所述第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG之间的信道的导通情况，对接收到的第二光信号进行波长转换，得到第三光信号，并将所述第三光信号传输至所述光纤分发网；所述根据所述光纤分发网与所述第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG之间的信道的导通情况，对接收到的第二光信号进行波长转换，得到第三光信号的步骤，包括：若所述第一输出端AWG阵列中存在目标输出端AWG时，则根据所述目标输出端AWG的输入端所支持的目标波长，将接收到的第二光信号的波长转换为所述目标波长，得到第三光信号；所述目标输出端AWG的输入端口与所述光纤分发网的输出端口间存在未导通的信道；若所述第一输出端AWG阵列中不存在所述目标输出端AWG，则将接收到的第二光信号的波长转换为预设波长，得到第三光信号；所述预设波长不同于所述第一输出端AWG阵列中每一输出端AWG的输入端所支持的目标波长；所述光纤分发网将接收到的第三光信号传输至所述第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG；针对所述第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG，该输出端AWG在接收到的第三光信号的波长与该输出端AWG的输入端所支持的目标波长匹配时，输出接收到的第三光信号；其中，所述第一输出端AWG阵列中的每一输出端AWG的输入端所支持的目标波长均不相同。
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