專利名稱：級聯型光標簽編解碼方法及編解碼器的制作方法
技術領域：
本發明涉及基于分組交換的光組播技術領域，尤其涉及一種級聯型光標簽編解碼方法及編解碼器。
背景技術：
基于光正交碼的標簽(簡稱光碼標簽)，由于能夠很容易的利用編解碼技術實現標簽的全光識別，目前已成為光分組交換領域很有前途的一種標簽處理技術。將光碼標簽應用到基于分組交換的光組播網絡中，則可以克服傳統的基于波長的組播中波長資源有限的問題。然而，由于每個光碼標簽在識別時僅能提供1比特的信息(匹配或不匹配)，在光組播領域它仍存在著一些局限。目前，光碼標簽一般用來標記一個組播群(即某個組播業務的所有目的節點)。由于當組播業務結束時，組播群便會失效，在組播網絡的每個節點處都需要快速可調的解碼器，組播路由轉發表也需要根據業務的變化不斷的更新，這導致節點的復雜度大大增加。因此傳統的基于光碼標簽的光組播在實用性方面還存在著問題。
發明內容
本發明的目的是克服傳統的基于光碼標簽的光組播的局限性，在實現全光組播的同時，能夠大大簡化節點的結構。
為了達到上述目的，本發明的技術方案提出一種級聯型光標簽編解碼方法，該方法包括以下步驟 S11、采用光纖布拉格光柵作為光標簽的編解碼器； S12、在所述光纖光柵上刻寫級聯型編解碼信息，所述級聯型編解碼信息為若干個正交碼字的級聯。
上述的級聯型光標簽編解碼方法中，步驟S12具體包括 利用相位掩膜板刻寫所述級聯型編碼信息，使得光纖布拉格光柵折射率調制的包絡按照級聯正交碼字的特征隨空間變化。
上述的級聯型光標簽編解碼方法中，還包括 S13、在光組播網絡中，每個組播群用一個級聯標簽來標記，每個節點配置一個普通的光碼標簽解碼器，解碼器的碼字代表此節點的地址信息。當組播群發生變化時，只需改變級聯標簽即可，在每個節點處，解碼器固定不變，并且只需維持一個簡單不變的路由轉發表。
上述的級聯型光標簽編解碼方法中，步驟S13具體包括 S131、采用不同的級聯標簽標記不同的組播群； S132、每個節點配置一個普通的光碼標簽解碼器，解碼器的碼字代表本地節點的地址信息； S133、當組播群發生變化時，只需改變級聯標簽，各個節點處的解碼器及路由轉發表均保持不變。
上述的級聯型光標簽編解碼方法中，設級聯型編碼信息為m個普通正交碼的級聯，則單個光脈沖經過級聯型光標簽編碼器后得到同時攜帶m個路由信息的級聯型光標簽，m為大于1的自然數。
本發明的技術方案還提出一種級聯型光標簽編解碼器，采用光纖布拉格光柵制作，利用相位掩膜板在所述光纖光柵上刻寫級聯型編解碼信息，所述級聯型編解碼信息為若干個普通正交碼的級聯。
本發明的技術方案通過將多個目的地址信息集成到一個級聯標簽里，有效的避免了在光組播網絡中頻繁的更新組播路由轉發表及引入快速可調的解碼器，從而大大簡化了網絡節點的結構。
圖1為本發明級聯型光標簽編碼器反射譜的測量值與計算值的比較； 圖2為本發明級聯型光標簽應用于全光組播網絡的實施例采用的裝置圖； 圖3為本發明實施例中光組播網絡不同節點處的解碼器對級聯標簽解碼的實驗結果圖。
具體實施例方式 以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。
本發明的級聯型光標簽編解碼方法中，采用光纖布拉格光柵作為光碼標簽的編解碼器，利用相位掩模板在光纖光柵上刻寫級聯型的編解碼信息。設光纖光柵編解碼器的折射率調制的分布函數如下 其中Λ為光柵周期，Z0為碼片周期，A(z)為一個碼片周期內折射率變化的幅度包絡，C＝[C1，C2...CN]是采用的碼字序列。如果A(z)很小，光纖光柵的頻率響應函數H(ω)可近似由下式給出 其中K為常系數，ne為光纖光柵的有效折射率，c為真空的光速。于是光纖光柵的時域沖擊響應為 設編解碼器的時域沖擊響應分別為he(t)與hd(t)，Ce和Cd分別是編解碼器采用的碼字，則入射短脈沖x(t)與最后解碼結果y(t)之間的關系為 其中 假設C1，C2，C3和C4是四個N碼片的雙極性正交碼，分別代表光分組交換網絡中四個節點的地址。令Cd＝Ci，i＝1，2，3，4，其中O代表N-1個0碼片，
表示C1，O，C2，O及C3的順序排列，從而由5N-2個碼片組成。于是可以很容易得到 根據(4)、(5)式，同時利用C1，C2，C3，C4之間的正交性，可知當i＝1，2，3時，解碼結果y(t)中將獲得一個自相關峰，而當i＝4時解碼結果中只有互相關基底，于是由Ce編碼的光標簽便同時攜帶了三個目的節點的地址信息。這種由多個基本碼字及若干個0碼片級聯后編碼的編解碼器即為本發明的級聯型編解碼器，由級聯編碼器編碼得到的光標簽稱為級聯光標簽。
由于級聯型編解碼器與傳統的基于光纖光柵的光碼分多址編解碼器僅僅是編解碼碼字有區別，其實現工藝完全相同，不會引入額外的復雜度。
利用掃描曝光的方法，可刻制級聯型編解碼器。在制作過程中，Coherent公司的氬離子倍頻激光器通過聚焦，其光斑的半高全寬在70μm左右。在控制均勻掩模板時，通過采樣曝光及等效相移技術，僅需要亞微米的控制精度即可實現納米級的精度控制，從而可以很容易的制作出無相位失配的編解碼器。圖1給出的是一根級聯編碼器的反射譜的測量值及計算值的比較，由此圖可見二者符合的很好，從而說明采用的刻制技術可靠性很高。
下面通過一個實施例來說明級聯型光標簽在光組播網絡中的應用。本實施例采用31碼片的M-Gold序列作為基本碼字，將若干個M-Gold碼級聯構成級聯編碼器的碼字。選取四個M-Gold序列OC-A、B、C、D，以OC-A、B、C級聯編碼構成一個碼片速率為250G碼片/秒的級聯編碼器OC-AOBOC。再分別用OC-A、B、C、D編碼構成四個碼片速率也為250G碼片/秒的解碼器。
采用圖2所示的裝置搭建了一個光組播網絡。它由一個源節點及四個目的節點A、B、C、D組成，其中節點A、B、C構成一個組播群。在源節點處，首先由2皮秒脈沖光纖激光器產生重復頻率10GHz的短脈沖序列，碼型發生器產生622.5Mb/s的電脈沖序列，經微波移相器移相后輸出用來控制強度調制器，10G短脈沖序列經過強度調制器后重復頻率降為622.5MHz，從而保證了在目的節點的解碼過程中相鄰脈沖的解碼結果在時域不會交疊。此脈沖序列經EDFA(Erbium-doped Optical Fiber Amplifer，摻鉺光纖放大器)、環行器及級聯編碼器后完成編碼，級聯編碼器采用碼字OC-AOBOC，用以標記組播群。編碼結果經分束器分束后送到各個目的節點解碼。在每個目的節點處，級聯光標簽經過EDFA、環行器及光纖光柵解碼器完成解碼。最后的解碼結果通過數字采樣示波器觀測。
其中圖中各器件可采用下例的具體產品、型號2皮秒脈沖光纖激光器采用Calmar Optcom公司的PSL-10-2T；碼型發生器采用AdvanTest公司D3186；微波移相器由北京大華西寶公司提供；強度調制器采用JDS Uniphase公司的OC-192；EDFA由上海光網絡公司提供；環行器由無錫愛沃富光電科技有限公司提供；光纖光柵編解碼器為自主制作；用于觀測實驗結果的數字采樣示波器則采用Tektronix公司的TDS8200。
圖3給出了級聯標簽在各個目的節點處的解碼結果，如圖所示，在節點A、B、C處，解碼結果中均可獲得一個自相關峰，而在節點D處，解碼結果中只有互相關基底。自相關、互相關峰值比大于9dB。可以通過增加基本碼字的長度或優化碼字的數學結構，獲得更高的自相關、互相關峰值比。由上述結果可知只有組播群中的節點可以識別出級聯標簽，從而全光組播在本實施例中可以獲得實現。
由本實施例還可以看出，當組播群發生變化時，只需在源節點產生一個新的級聯標簽即可，在網絡的其他節點處，由于解碼器僅標識本地節點的地址，解碼器及組播路由轉發表均無需改變，從而節點的結構得以簡化很多。
綜上所述，本發明的技術方案通過將多個目的地址信息集成到一個標簽里，有效的避免了在光組播網絡中頻繁的更新組播路由轉發表及引入快速可調的解碼器，從而大大簡化了網絡節點的結構。
以上為本發明的最佳實施方式，依據本發明公開的內容，本領域的普通技術人員能夠顯而易見地想到一些雷同、替代方案，均應落入本發明保護的范圍。
權利要求
1、一種級聯型光標簽編解碼方法，其特征在于，該方法包括以下步驟
S11、采用光纖布拉格光柵作為光標簽的編解碼器；
S12、在所述光纖光柵上刻寫級聯型編解碼信息，所述級聯型編解碼信息為若干個正交碼字的級聯。
2、如權利要求1所述的級聯型光標簽編解碼方法，其特征在于，步驟S12具體包括
利用相位掩膜板刻寫所述級聯型編碼信息，使得光纖布拉格光柵折射率調制的包絡按照正交碼字級聯的特征隨空間變化。
3、如權利要求1所述的級聯型光標簽編解碼方法，其特征在于，該方法還包括
S13、在光組播網絡中，每個組播群用一個級聯標簽來標記，每個節點配置一個普通的光碼標簽解碼器，解碼器的碼字代表此節點的地址信息。當組播群發生變化時，只需改變級聯標簽即可，在每個節點處，解碼器固定不變，并且只需維持一個簡單不變的路由轉發表。
4、如權利要求3所述的級聯型光標簽編解碼方法，其特征在于，步驟S13具體包括
S131、采用不同的級聯標簽標記不同的組播群；
S132、每個節點配置一個普通的光碼標簽解碼器，解碼器的碼字代表此節點的地址信息；
S133、當組播群發生變化時，只需改變級聯標簽，各個節點處的解碼器及路由轉發表均保持不變。
5、如權利要求1所述的級聯型光標簽編解碼方法，其特征在于，設級聯型編碼信息為m個普通正交碼的級聯，則單個光脈沖經過級聯型光標簽編碼器后得到同時攜帶m個目的節點地址信息的級聯型光標簽，m為大于1的自然數。
6、一種級聯型光標簽編解碼器，采用光纖布拉格光柵制作，其特征在于，利用相位掩膜板在所述光纖布拉格光柵上刻寫級聯型編解碼信息，所述級聯型編解碼信息為若干個普通正交碼的級聯。
全文摘要
本發明涉及一種光標簽編解碼方法，包括以下步驟首先，采用光纖布拉格光柵作為光標簽的編解碼器；再利用相位掩膜板在所述光纖光柵上刻寫級聯型編解碼信息，其中，級聯型編解碼信息為若干個正交碼字的級聯。本發明的技術方案還提出一種對應的編解碼器。上述本發明的技術方案通過將多個目的地址信息集成到一個級聯型光標簽里，有效的避免了在光組播網絡中頻繁的更新組播路由轉發表及引入快速可調的解碼器，從而大大簡化了網絡節點的結構。
文檔編號H04Q11/00GK101431386SQ20081023901
公開日2009年5月13日 申請日期2008年12月4日 優先權日2008年12月4日
發明者明 辛, 陳明華, 陳宏偉, 謝世鐘 申請人:清華大學