[发明专利]基于波长分配的三维光片上网络路由器通信系统及方法

摘要

一种基于波长分配的三维光片上网络路由器通信系统及方法，通信系统采用光电混合的3D Mesh的网络拓扑结构以及可实现多波长通信的新型七端口无阻塞光路由器，应用于三维光片上网络中时不需转换波长。采用的光路由器减少了微环谐振器、波导等光器件的使用数量。通信方法使每一层的节点发出光信号时采用的波长相同，任意层可接收所有波长的光信号，克服了现有光片上网络架构采用单一波长通信，网络阻塞较大、链路利用率较低、扩展性受限的问题。本发明能够降低网络阻塞概率，降低通信时延，提高吞吐量和网络饱和点。

主权项

1.一种基于波长分配的三维光片上网络路由器通信系统，其特征在于：包括采用相同拓扑结构的光传输网络和电控制网络，拓扑结构包括k·N2个相互连接的节点，式中的k为层数，N2为每层的节点数，k与N为正偶数；光传输网络中的每个节点包括一个调制器、一个解调器、一个光路由器，并且光路由器的注入/注出端口通过光/电接口与电控制网络相连接，电控制网络中的每个IP核和光传输网络中的每个光路由器相对应；建立三维坐标系，确定出所有节点的坐标(x，y，z)，则光传输网络能够传输波长为λ0，λ1，…λk‑1的光信息；所述的光路由器包括窄带微环谐振器，窄带微环谐振器组以及光波导，窄带微环谐振器和窄带微环谐振器组用于实现片上光信号的转向，光波导用于实现片上光信号的传输；窄带微环谐振器工作于单波长模式，微环谐振器的谐振波长λ由节点的Z坐标确定；窄带微环谐振器组内共有k个谐振波长不同的窄带微环谐振器；通过源节点中的IP核产生电控制分组，确定该电控制分组源节点(xsrc,ysrc,zsrc)的位置信息，根据电控制分组的源地址确定电控制分组传输所使用的通信波长λ；网络规模为k·N2的3D Mesh光片上网络采用如下的规则对源节点进行波长分配：