[发明专利]无源光互联结构

说明书

技术领域

本发明属于通信中的交叉互联与多路复用技术，具体涉及一种灵活的、高能效无源光互联结构。

背景技术

在云计算与其他新兴应用快速发展的驱使之下，数据中心之间及数据中心内部的网络吞吐量显著增加。为了满足日益增长的吞吐量的需求，服务器容量也在快速增长中。仅仅数年之前，1 Gb/s的网卡仍是主流，但今日绝大部分数据中心内部的服务器已经配备了10 Gb/s的端口，并且在不远的将来，40 Gb/s和100 Gb/s的端口也有望得到应用。这些趋势带来了一系列的挑战，以及对数据中心中高效的互联系统的极度需求。在这一点上，光纤在解决数据中心的传输问题上有着很大的潜力。但是在现存的数据中心服务器间的网络连接中，交换功能仍停留在通过商用交换机的电交换中。目前的商用交换机在工作时消耗大量的电能，并且是未来容量升级的瓶颈所在。为了在保持良好的交换粒度的同时，能够减少或消除数据中心网络中的电器件，许多基于光包交换技术的结构被提了出来。但是由于缺乏能够有效地解决争用问题的灵活的光存储技术，这些结构仍存在一些根本上的问题。此外，迄今为止绝大部分的对光连接的研究集中于数据中心机架间的交换中。需要注意的是，数据中心中连接同一个机架内部服务器的机架顶部交换机的功耗，占据了数据中心网络中交换机功耗的绝大部分（90%以上）。这是因为数据中心中机架顶部交换机的数量十分巨大。因此，在降低数据中心整体功耗的努力中，改善机架顶部交换机的能效应该被放在第一位来考虑。不幸的是，迄今为止在这个问题上只有很少的研究。

发明内容

1、本发明的目的。

本发明为了解决现有技术的扩展性低、能效低，灵活度不够的问题，而提出了一种无源光互联结构。

2、本发明所采用的技术方案。

无源光互联结构在机柜中的每个服务器均内置光网络接口（1），并通过其连接至具有N个输入端口的N×2型耦合器（2），此处N代表机柜内部的服务器数目，再通过控件化的通道间隔可变的的波长选择开关（3），将属于机柜内部通信的信道被传回至耦合器并广播至同一机柜中所有连接的光网络接口，属于机柜外部通信的信道以及传输至互联网的数据流将被传输至核心网。

更进一步，光网络单元由三个部分构成：数据与控制队列管理（4），小型可插拔接收机（5）以及带宽可变收发机（6）。

更进一步，所述的小型可插拔接收机（6）用于收发控制信息.

更进一步，所述的带宽可变接收机（6）用于收发数据。

更进一步，网络的广播能力由耦合器的广播选择特性决定。

更进一步，所述的波长选择开关（3）对机柜内部和通往外部的数据进行资源分配。

更进一步，所述带宽可变收发机（6）调整波长调谐与光通道占用数目。

3、本发明的有益效果。

（1）、本发明对数据中心中机架内部与机架间的光网络技术进行改进，提出了一种灵活的、高能效的数据中心的光互联结构，能够实现高扩展性、低功耗的数据中心网络技术；

（2）、本发明结合了在无源光网络中广泛使用的无源广播与选择技术，以及随灵活光网络发展起来的网络控件方法。本发明在提供高容量与高能效的同时能够使资源分配与组播传输更为灵活，由于带宽可变收发机能够提供提供波长调谐与光通道占用数目的调整能力，因此，配有带宽可变收发机的单服务器的传输容量能够根据要求在1 Gb/s到100 Gb/s。

附图说明

图1为基于本发明数据中心的光互联结构示意图。

具体实施方式

为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本发明的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本发明方案的限制，任何依据本发明构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本发明的技术方案范畴。

实施例1

如图1所示，机柜顶部的光连接，在机柜中的服务器内置光网络接口1，并通过其连接至具有N个输入端口的N×2型耦合器2，此处N代表机柜内部的服务器数目。通过控件化的通道间隔可变的的波长选择开关3，属于机柜内部通信的信道（如图1中的信道Cm+1，Cm+2……）被传回至耦合器并广播至同一机柜中所有连接了的光网络接口。而属于机柜外部通信的信道以及传输至互联网的数据流（如图1中的C1，C2，……Cm）将被传输至核心交换机（或从核心交换机接收）。光网络单元由三个部分构成：数据与控制队列管理4，小型可插拔接收机5，以及带宽可变收发机6 。小型可插拔接收机用于收发控制信息，带宽可变接收机则用于收发数据。

在本发明的结构中，网络的广播能力由耦合器的广播选择特性提供。而控件化的波长选择开关则能够灵活地对机柜内部，以及通往或来自机柜外部的数据流进行资源分配。