专利名称：多级互连绝对无阻塞光交换矩阵结构及其控制方法
技术领域：
本发明涉及光通信和光网络传输信道中多端口光开关的配置方案及其控制方法，适用于光节点中信道选配。
光网络要求信道选配时，不切换的信道要尽可能不产生误码，即每次配置要保证尽量少的光开关发生切换。传统的办法是用查表求解的方法，将光开关的配置方案列表以数组的形式存放在程序存贮区，网管下达配置后，单板程序查该表，以获得光开关的控制方案，再根据光开关的当前状态，从几种方案中选择最优方案去控制光开关动作。因查表需要列出各个状态和由一个状态变化到另外所有状态的变换情况，所以这种查表法非常繁琐。
本发明的目的就是要解决上述已有技术中存在的问题，提供一种可满足光网络对信道选配时，不切换的信道尽可能不产生误码要求的简便可行的各个光开关的配置变化方案-多级互连绝对无阻塞光交换矩阵结构及其控制方法。
本发明的第一个目的可以通过以下方式实现。
由光纤与光开关组成矩阵，该矩阵的结构是同一行相邻两个光开关之间为平行连接，相邻两行中互为对角位置的两个光开关之间为交叉连接，各行所设开关的数量相同，相邻两行的光开关位置一一对应。
所述的光开关为2×2型；所述同一行相邻两个光开关为平行连接，其中奇数行的相邻光开关之间是前一光开关的第1输出口连接后一光开关的第1输入口，偶数行的相邻光开关之间是前一光开关的第2输出口连接后一光开关的第2输入口；所述相邻两行中互为对角位置的两个光开关之间为交叉连接，其中奇数行前一光开关的第2输出口连接与其对角的偶数行光开关的第1输入口，偶数行前一光开关的第1输出口连接与其对角的奇数行光开关的第2输入口。
本发明的第二个目的可以通过以下方式实现。
控制本发明的多级互连绝对无阻塞光交换矩阵结构中有关光开关变换的步骤如下
(1)为光交换矩阵(以下简称矩阵)每个输入端口标号；(2)列出1种配置下矩阵中各个光开关的输出状态，得到历史状态的状态数组、矩阵的初始输出态；(3)列出需要变换到的矩阵的输出态；(4)将步骤(2)中矩阵的初始输出态与步骤(3)所列的需要的输出态进行逐一比较，找出两者不同输出态的端口，明确应掉换的输出态；(5)查对步骤(2)中得到的历史状态的状态数组，确定需要发生状态变换的光开关；(6)变换步骤(5)中所确定的光开关的状态，得到相应输出端口变换到的输出态。
当需要变换到的输出态与初始输出态相比，只有1个输出端口的输出态需要掉换时，按前面所述的变换步骤操作1次即可得到最终需要的输出态；当需要变换到的输出态与初始输出态相比，有2个或2个以上输出端口的输出态需要变换时，每次按前面所述的变换步骤只掉换其中1对端口的输出态，将由此得到的矩阵输出态作为后一次变换的初始输出态，而前一次配置情况下矩阵中各光开关的输出状态，则作为后一次变换的历史状态的状态数组，再重复上述步骤的(4)-(6)，进行下一次输出态的变换；以此类推，逐一掉换，得到最终需要的输出态。
本发明的主要优点是1、满足光网络系统对信道选配时不切换的信道尽可能不产生误码的要求，保证了每次配置中有尽量少的光开关发生切换，并且不影响不需变化的光通道；2、简化了路由算法，提高算法效率，对各个光开关的配置变化方案简便可行，根据网管下达的配置命令，迅速选出最佳方案，控制某几个光开关动作，就可实现光节点中信道的选配，突出体现了简洁、高效、快速的特点。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1、图2、图3、图4、图5分别是不同输出态的由8个2×2搭建的4×4光开关矩阵结构示意图。其中图1表示在1种配置下，上述4×4开关矩阵的初始输出态；图2表示仅经过1次变换、调节动作1个光开关，就得到的该矩阵的所需最终输出态；
图5表示经过3次变换、调节动作3个光开关，才得到的所需最终输出态；图3、图4分别表示由图1的初始输出态变换至图5的最终输出态，所经过的2次中间变换的输出态；图6是本发明对多级互连绝对无阻塞光交换矩阵结构控制方法的流程图。
实施例中采用的光开关是2×2型，由8个2×2光开关通过光纤连接搭建成无阻塞4×4光开关矩阵。
实施例1欲将图1所示光开关矩阵的输出态，变换至图2所示的需要的输出态，其控制变化光开关配置的步骤如下(1)首先为每个输入端口标号为1,2,3,4。
(2)依次按照这个标号列出在一种配置下各个光开关的输出状态。如1,21,31,41,23,44,22,33,4则4×4光开关的输出态为1,2,3,4，如图1所示。
(3)列出需要变到的输出态，例如是1,2,4,3。则用初始输出态和现在需要的输出态进行逐一比较，发现它们的第一个输出态是相同的，于是就用第二个输出态与最终需要的第二个输出态进行比较发现它还是相同的，然后继续用第三个输出态进行比较，发现原来输出端口的输出状态为3，而最终需要状态的第四个输出端口为3，因此就用目前状态的三四端口进行掉换，即3,4进行掉换，经查原来状态的状态数组可得，需要调节的是第八个光开关(GK8)的状态，实际上就是把第八个光开关GK8由原来的交叉态变为平行态，则最终输出结果就会变为1,2,4,3，如图2所示。
实施例2欲将图1所示光开关矩阵的输出态(1,2,3,4)变换至图5所示的需要的最终输出态(4,3,1,2)，其控制变化光开关配置的步骤如下(1)首先对比第一个输出状态，原来的第一个输出状态是1，现在的1状态变到了第三个输出端口，则首先就用原来状态的第一和第三输出端口的状态掉换一下，结果为3,2,1,4，为实现这个目的需要动作的光开关经过查原来状态的状态数组可得到是第二个光开关GK2。如图3所示，此时的状态数组为
1,23,13,43,23,44,22,11,4(2)目前的状态3,2,1,4继续与需要得到的状态进行比较，发现此时第一个输出端口的输出态应该到第二个输出端口，所以就用现在输出态的第一和第二端口进行掉换，即3,2进行掉换，3,2掉换对应的光开关是第四个GK4，此时得到的输出为2,3,1,4，如图4所示，此时的状态数组为1,23,13,42,33,44,22,11,4(3)继续用目前的输出态2,3,1,4与需要的最终输出态4,3,1,2进行比较，发现现在输出态第一个输出端口的状态为2，而在最终输出态中状态2在第四个输出端口，因此让这两个输出端口的输出态进行掉换，即2,4进行掉换，经过查目前输出状态的状态数组，发现应该动作的光开关是第六个GK6，动作后的输出态为4,3,1,2，如图5所示，状态数组为1,23,13,24,33,42,44,11,2(4)继续用目前得到的输出态与最终需要的得到的输出态进行比较，发现目前的输出态的第一个状态已经与最终输出态的第一个状态相同，就用目前状态的第二个输出态与最终状态的第二个输出端口的输出态进行比较，也是相同的，然后继续进行，发现现在的输出态已经与需要得到的输出状态完全一致。在整个过程中，需要变化状态的光开关为GK2,GK4,GK6。最终得到的输出状态数组为1,23,13,24,33,42,44,11,2这正是所需要变换到的输出状态。
权利要求
1.一种多级互连绝对无阻塞光交换矩阵结构，其特征在于由光纤与光开关组成矩阵，该矩阵的结构是同一行相邻两个光开关之间为平行连接，相邻两行中互为对角位置的两个光开关之间为交叉连接，各行所设开关的数量相同。
2.根据权利要求1所述的多级互连绝对无阻塞光交换矩阵结构，其特征在于所述的光开关为2×2型；所述同一行相邻两个光开关为平行连接，其中奇数行的相邻光开关之间是前一光开关的第1输出口连接后一光开关的第1输入口，偶数行的相邻光开关之间是前一光开关的第2输出口连接后一光开关的第2输入口；所述相邻两行中互为对角位置的两个光开关之间为交叉连接，其中奇数行前一光开关的第2输出口连接与其对角的偶数行光开关的第1输入口，偶数行前一光开关的第1输出口连接与其对角的奇数行光开关的第2输入口。
3.一种多级互连绝对无阻塞光交换矩阵结构的控制方法，其特征在于控制该光交换矩阵中有关光开关变换的步骤如下(1)为光交换矩阵(以下简称矩阵)每个输入端口标号；(2)列出1种配置下矩阵中各个光开关的输出状态，得到历史状态的状态数组、矩阵的初始输出态；(3)列出需要变换到的矩阵的输出态；(4)将步骤(2)中矩阵的初始输出态与步骤(3)所列需要的输出态进行逐一比较，找出两者不同输出态的标号，明确应掉换的输出态；(5)查对步骤(2)中得到的历史状态的状态数组，确定需要发生状态变换的光开关；(6)变换步骤(5)中所确定的光开关的状态，得到相应输出端口变换到的输出态。
4.根据权利要求3所述的对多级互连绝对无阻塞光交换矩阵结构的控制方法，其特征在于当需要变换到的输出态与初始输出态相比，只有1个输出端口的输出态需要掉换时，按权利要求1所述的变换步骤操作1次即可得到最终需要的输出态；当需要变换到的输出态与初始输出态相比，有2个或2个以上输出端口的输出态需要变换时，每次按权利要求1所述的变换步骤只掉换其中1对端口的输出态，将由此得到的矩阵输出态作为后一次变换的初始输出态，而前一次配置情况下矩阵中各光开关的输出状态，则作为后一次变换的历史状态的状态数组，再重复权利要求1所述步骤的(4)-(6)，进行下一次输出态的变换；以此类推，逐一掉换，得到最终需要的输出态。
全文摘要
多级互连绝对无阻塞光交换矩阵结构及其控制方法,属于光通信网络中信道选配范畴,适于光节点中信道的选配。主要特征是由2×2光开关通过光纤连接构建成m×m型光信息交换矩阵,其控制方法是通过比较矩阵的初始输出态与需要变换到的输出态,找出二者不同输出态端口,再查对历史状态的状态数组,确定需要调整的光开关,对其状态变换,得到所需的输出态。本发明与传统的查表法相比,简化了路由算法,提高效率,具有简洁、准确、快速的特点。
文档编号H04B10/12GK1318910SQ0111556
公开日2001年10月24日 申请日期2001年4月29日 优先权日2001年4月29日
发明者纪越峰, 张 杰, 方来付, 顾畹仪, 叶兵, 赵勇 申请人:北京邮电大学, 深圳市中兴通讯股份有限公司