專利名稱：微光學(xué)元件與光開關(guān)集成循環(huán)光交換模塊及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光通信和光計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中信道選配裝置，適于光節(jié)點(diǎn)中信號(hào)的選配。
背景技術(shù)：
21世紀(jì)的通信網(wǎng)應(yīng)當(dāng)是能提供各種通信業(yè)務(wù)的、具有巨大通信能力的B-ISDN，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)將以寬帶視頻和高速數(shù)據(jù)及普通話音業(yè)務(wù)為主，因此需要高速寬帶大容量傳輸系統(tǒng)和寬帶交換系統(tǒng)。現(xiàn)有的光纖通訊網(wǎng)只是在信號(hào)的傳輸過程采用光波，而在進(jìn)行信息交換時(shí)仍采用的是電子程控交換機(jī)。當(dāng)光纖通過采用各種時(shí)分和波分復(fù)用技術(shù)使得信號(hào)傳輸速率不斷提高時(shí)，數(shù)字電子交換系統(tǒng)成了整個(gè)通信網(wǎng)信息傳輸速率進(jìn)一步提高的“瓶頸”。
由于光互連具有的寬帶寬、速度快、傳輸與交換匹配、空間并行傳輸?shù)忍攸c(diǎn)，促進(jìn)了大容量光交換機(jī)的研制。目前研究較多的光交換包括空分、時(shí)分、波分三種光交換方式，其中空分型較常見也易于實(shí)現(xiàn)。它直接使用光開關(guān)構(gòu)成開關(guān)矩陣，通過改變各個(gè)節(jié)點(diǎn)光開關(guān)的狀態(tài)實(shí)現(xiàn)光交換，或者用光纖和光開關(guān)連接起來，構(gòu)成m×m型光交換矩陣，通過比較矩陣的初始輸出態(tài)和需要變換的輸出態(tài)，找出二者不同輸出態(tài)端口，再查對(duì)歷史狀態(tài)的狀態(tài)數(shù)組，確定需要調(diào)整的光開關(guān)，對(duì)其狀態(tài)變換，得到所需的輸出態(tài)。
一種現(xiàn)有的空分型光交換矩陣結(jié)構(gòu)可以參閱
公開日為2001年10月24日公開的中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?1115565.5，發(fā)明名稱是多級(jí)互連絕對(duì)無阻塞光交換矩陣結(jié)構(gòu)及其控制方法(參看圖1)，該申請(qǐng)案公開了一種光交換矩陣結(jié)構(gòu)是由8個(gè)2×2光開關(guān)和12條光纖組成的4×4光交換結(jié)構(gòu)，矩陣的具體結(jié)構(gòu)是同一行相鄰兩個(gè)光開關(guān)之間為平行連接，相鄰兩行中互為對(duì)角位置的兩個(gè)光開關(guān)為交叉連接，各行所設(shè)的光開關(guān)數(shù)量相同，相鄰兩行的光開關(guān)位置一一對(duì)應(yīng)。圖中所示的GK1、GK2、GK3、GK4、GK5、GK6、GK7、GK8為8個(gè)2×2光開關(guān)。
其控制方法為先給光交換矩陣每個(gè)輸入端口標(biāo)號(hào)，列出1種配置下矩陣中各個(gè)光開關(guān)的輸出狀態(tài)，得到歷史狀態(tài)的狀態(tài)數(shù)組、矩陣的初始輸出態(tài)；再列出需要變換到的矩陣的輸出態(tài)，比較矩陣初始輸出態(tài)與所需要的輸出態(tài)，找出二者不同輸出態(tài)的標(biāo)號(hào)，明確應(yīng)調(diào)換的輸出態(tài)；查對(duì)歷史狀態(tài)數(shù)組，確定需要發(fā)生狀態(tài)變換的光開關(guān)；變換上面步驟所確定的光開關(guān)的狀態(tài)，得到相應(yīng)輸出端口變換到的輸出態(tài)，實(shí)現(xiàn)指定的輸出。
但是，由于該交換矩陣是由光開關(guān)構(gòu)成的開關(guān)矩陣網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，當(dāng)輸入信道和輸出信道增加時(shí)，需要的光開關(guān)將大量增加，結(jié)構(gòu)龐雜，不利于集成，同時(shí)算法上的復(fù)雜、煩瑣也大大影響了該網(wǎng)絡(luò)的效率與交換速度，成本上升，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模交換有困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是克服現(xiàn)有光交換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高、損耗大、帶寬小、算法復(fù)雜、不易集成等問題，提供一種能夠微型集成化、全光型任意互連、可編程、大吞吐量、成本較低、操作簡(jiǎn)單的光交換模塊的配置方案及其控制方法。
本發(fā)明的第一個(gè)目的可以通過以下方式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明包括至少1塊微光學(xué)列車元件，2×2高速光開關(guān)、輸出控制光開關(guān)、輸入光纖耦合器、光纖延時(shí)線、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，它們之間采用循環(huán)級(jí)聯(lián)控制方式，實(shí)現(xiàn)全光交換。
上述的微光學(xué)列陣元件(簡(jiǎn)稱PS片)為能夠?qū)崿F(xiàn)完全洗牌變換(簡(jiǎn)稱PS變換)的微光學(xué)列陣元件；能夠?qū)崿F(xiàn)完全洗牌變換(PS變換)的微光學(xué)列陣元件可以是微閃耀光柵列陣元件。
所述實(shí)現(xiàn)全光交換的循環(huán)級(jí)聯(lián)控制方式，可以是微光學(xué)列陣元件上含有N個(gè)光信號(hào)傳輸信道，所述的2×2高速光開關(guān)的數(shù)量為N/2個(gè)，輸入光纖耦合器數(shù)量也是N個(gè)，輸出控制光開關(guān)1個(gè)；由輸入光纖耦合器輸入到微光學(xué)列陣元件上的光信號(hào)通過完全洗牌變化(PS變換)后把光信號(hào)分別傳輸?shù)礁鱾€(gè)2×2高速光開關(guān)，所說的2×2高速光開關(guān)經(jīng)過開關(guān)變換使光信號(hào)通過光纖延時(shí)線把光信號(hào)返回傳輸?shù)轿⒐鈱W(xué)列陣元件上，由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)通過控制電路分別和2×2高速光開關(guān)、輸出控制光開關(guān)連接，控制光信號(hào)循環(huán)變換，直到獲得滿足要求的輸出變換為止，最終從輸出控制光開關(guān)的輸出端輸出光信號(hào)。前述“N”的含義為對(duì)于輸入信道為N＝2r(r＝1，2，3…)的光互連網(wǎng)絡(luò)，要實(shí)現(xiàn)任意信號(hào)序列的無沖突輸出，其互連級(jí)數(shù)至少為3log2N-(r+1)級(jí)。
所述的微光學(xué)列陣元件上的N個(gè)光信號(hào)傳輸信道可以為8個(gè)光信號(hào)傳輸信道。
所述的2×2高速光開關(guān)為響應(yīng)速度為幾百納秒到幾納秒的2×2高速光開關(guān)。
所述的輸入控制光開關(guān)是側(cè)壁定位式多芯1×2移動(dòng)套管式光開關(guān)。
本發(fā)明的第二個(gè)目的即控制本發(fā)明的微光學(xué)元件與光開關(guān)集成循環(huán)光交換模塊步驟如下(1)對(duì)微光學(xué)列陣元件上的N個(gè)光信號(hào)傳輸信道進(jìn)行序列編號(hào)，根據(jù)要求的輸出光信號(hào)順序，得到輸入到輸出的對(duì)應(yīng)變換關(guān)系；(2)根據(jù)步驟(1)所得的變換關(guān)系，將變換關(guān)系輸入到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)編寫的Looping Algorithm路由算法程序確定每次變換時(shí)的各個(gè)2×2高速光開關(guān)的狀態(tài)；(3)打開光信號(hào)輸入端口，讓光信號(hào)輸入到微光學(xué)列陣元件上的光信號(hào)傳輸信道上，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)產(chǎn)生時(shí)序節(jié)點(diǎn)開關(guān)控制數(shù)據(jù)流，從而改變2×2高速開關(guān)狀態(tài)；輸入的光信號(hào)經(jīng)過完全洗牌變換，再經(jīng)過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制2×2高速開關(guān)變換后的結(jié)果通過光纖延時(shí)線，然后送回到微光學(xué)列陣元件作下一級(jí)變換，變換后又再經(jīng)過2×2高速開關(guān)，此時(shí)2×2高速開關(guān)級(jí)的狀態(tài)已經(jīng)按算法要求由計(jì)算機(jī)脈沖時(shí)序信號(hào)控制而改變，依次進(jìn)行下一級(jí)變換；(4)由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)多次級(jí)聯(lián)變換所需時(shí)間，來控制輸出控制光開關(guān)；若變換未完成，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)不產(chǎn)生脈沖，此時(shí)輸出控制光開關(guān)將經(jīng)過一次變換的光信號(hào)通過光纖延時(shí)線送回微光學(xué)列陣元件作下一級(jí)變換；如此循環(huán)直到變換全部完成；當(dāng)級(jí)聯(lián)變換全部完成時(shí)，計(jì)算機(jī)將產(chǎn)生脈沖信號(hào)來控制光開關(guān)，光信號(hào)從控制輸出光開關(guān)輸出。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明光交換模塊采用微光學(xué)元件與光開關(guān)集成循環(huán)級(jí)聯(lián)方法，結(jié)合計(jì)算機(jī)控制，用很少的光開關(guān)單元就能實(shí)現(xiàn)全排列無阻塞的輸出和排序；由于采用了微光學(xué)列陣元件，可方便地實(shí)現(xiàn)一維完全洗牌變換；而微光學(xué)列陣元件與光開關(guān)集成循環(huán)級(jí)聯(lián)，構(gòu)成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、微型集成化、全光型任意互連、損耗小、可編程、吞吐量大的互連光交換網(wǎng)絡(luò)，大大降低了模塊的成本，同時(shí)提高了模塊的性能。
采用本發(fā)明控制方法能夠簡(jiǎn)化路由算法，提高算法效率；提升了網(wǎng)絡(luò)的交換效率和光交換速度；降低了光交換成本，比較容易的就能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模光交換。


圖1是中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?1115565.5的空分型光交換矩陣結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明微光學(xué)列陣元件實(shí)現(xiàn)完全洗牌變換功能示意圖；
圖3是本發(fā)明中2×2高速光開關(guān)直通和交叉兩種狀態(tài)功能示意圖；圖4是本發(fā)明微光學(xué)列陣元件和光開關(guān)集成循環(huán)光交換模塊裝置示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例中側(cè)壁定位式多芯1×2移動(dòng)套管式光開關(guān)未動(dòng)作時(shí)輸入輸出狀態(tài)功能示意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例中側(cè)壁定位式多芯1×2移動(dòng)套管式光開關(guān)動(dòng)作后輸入輸出狀態(tài)功能示意圖；圖7是本發(fā)明光交換模塊在工作中構(gòu)成的等價(jià)5級(jí)PS互連光交換網(wǎng)絡(luò)示意圖；圖8是本發(fā)明經(jīng)路由算法計(jì)算后確定的5級(jí)PS網(wǎng)絡(luò)各級(jí)節(jié)點(diǎn)開關(guān)的狀態(tài)示意圖；圖9是本發(fā)明信道數(shù)為8時(shí)光交換模塊工作時(shí)進(jìn)行5次循環(huán)變換時(shí)，第1次變換示意圖；圖10是本發(fā)明信道數(shù)為8時(shí)光交換模塊工作時(shí)進(jìn)行5次循環(huán)變換時(shí)，第2次變換示意圖；圖11是本發(fā)明信道數(shù)為8時(shí)光交換模塊工作時(shí)進(jìn)行5次循環(huán)變換時(shí)，第3次變換示意圖；圖12是本發(fā)明信道數(shù)為8時(shí)光交換模塊工作時(shí)進(jìn)行5次循環(huán)變換時(shí)，第4次變換示意圖；圖13是本發(fā)明信道數(shù)為8時(shí)光交換模塊工作時(shí)進(jìn)行5次循環(huán)變換時(shí)，第5次變換示意圖；具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，以使本發(fā)明更加清晰。
本發(fā)明包括至少1塊微光學(xué)列陣元件(簡(jiǎn)稱PS片)，也可以包括2塊以上的微光學(xué)列陣元件；2×2高速光開關(guān)、輸出控制光開關(guān)、輸入光纖耦合器、光纖延時(shí)線、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，它們之間采用循環(huán)級(jí)聯(lián)控制方式，實(shí)現(xiàn)全光交換。
所述的微光學(xué)列陣元件可以是能夠?qū)崿F(xiàn)完全洗牌變換(PS變換)的微光學(xué)列陣元件，也可以是微閃耀光柵列陣元件。
在實(shí)施例中，選用1塊8信道的微閃耀光柵列陣元件100；用4個(gè)2×2高速光開關(guān)200、2×2高速光開關(guān)201、2×2高速光開關(guān)210、2×2高速光開關(guān)220組成開關(guān)陣列；所述的2×2高速光開關(guān)可以選用響應(yīng)速度為幾百納秒到幾納秒的2×2高速光開關(guān)。選用8個(gè)2×1光纖耦合器組成輸入光纖耦合器陣列600；輸入控制光開關(guān)選用側(cè)壁定位式8芯1×2移動(dòng)套管式光開關(guān)300，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)400，光輸入信道510，光輸出信道520。
參看圖2，所述的微閃耀光柵列陣元件100能夠?qū)崿F(xiàn)一維完全洗牌變換，無須空間濾波或復(fù)雜的光學(xué)裝置來實(shí)現(xiàn)信號(hào)的分割，光能利用率極高。參看圖3，所述的2×2高速光開關(guān)可通過對(duì)控制引腳施加高低電平以實(shí)現(xiàn)直通和交叉的功能。
本發(fā)明光交換模塊通過PS的級(jí)聯(lián)，結(jié)合光開關(guān)，借助Looping Algorithm可以實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)的全排列。理論上已經(jīng)證明，對(duì)于輸入信道為N＝2r(r＝1，2，3…)的光互連網(wǎng)絡(luò)，要實(shí)現(xiàn)任意信號(hào)序列的無沖突輸出，其互連級(jí)數(shù)至少為3log2N-(r+1)級(jí)，在實(shí)施例中我們采用N＝8＝23(r＝3)個(gè)信道的情況，其互連級(jí)數(shù)等于5。
參看圖4，本發(fā)明光交換模塊由3級(jí)構(gòu)成，微閃耀光柵列陣元件100構(gòu)成PS變換級(jí)；由4個(gè)2×2高速光開關(guān)200、201、210、220組成的開關(guān)陣列構(gòu)成節(jié)點(diǎn)開關(guān)級(jí)；側(cè)壁定位式多芯1×2移動(dòng)套管式光開關(guān)300構(gòu)成耦合級(jí)。
當(dāng)光信號(hào)經(jīng)過光輸入信道510在8信道的微閃耀光柵列陣元件100通過完全洗牌變換(PS變換)后把光信號(hào)分別傳輸?shù)?個(gè)2×2高速光開關(guān)200、2×2高速光開關(guān)201、2×2高速光開關(guān)210、2×2高速光開關(guān)220，所說的2×2高速光開關(guān)經(jīng)過開關(guān)變換把光信號(hào)通過光纖分別傳輸?shù)絺?cè)壁定位式8芯1×2移動(dòng)套管式光開關(guān)300，再由側(cè)壁定位式8芯1×2移動(dòng)套管式光開關(guān)300分路，一路通過光纖延時(shí)線500把光信號(hào)返回傳輸?shù)轿㈤W耀光柵列陣元件100上，另外一路經(jīng)過開關(guān)變換把光信號(hào)通過光輸出信道520輸出到光纖輸出端。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)400由輸出端口P0、輸出端口P1、輸出端口P2、輸出端口P3通過控制電路分別和2×2高速光開關(guān)200、2×2高速光開關(guān)201、2×2高速光開關(guān)210、2×2高速光開關(guān)220連接；而計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)400由輸出端口P4通過控制電路與側(cè)壁定位式8芯1×2移動(dòng)套管式光開關(guān)300連接。當(dāng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)400由計(jì)算機(jī)編程通過優(yōu)化的Looping Algorithm路由算法得到各節(jié)點(diǎn)級(jí)的開關(guān)狀態(tài)，并產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)開關(guān)控制數(shù)據(jù)流，從而改變節(jié)點(diǎn)開關(guān)狀態(tài)以滿足各級(jí)所要求的變換。輸入的光信號(hào)經(jīng)過PS變換，再經(jīng)過計(jì)算機(jī)控制的節(jié)點(diǎn)開關(guān)變換后的結(jié)果通過光纖延時(shí)線500，然后送回到微閃耀光柵列陣元件100作下一級(jí)變換，變換后又再經(jīng)過由4個(gè)2×2高速光開關(guān)組成的節(jié)點(diǎn)開關(guān)列陣，此時(shí)節(jié)點(diǎn)開關(guān)級(jí)的狀態(tài)已經(jīng)按算法要求改變，依次進(jìn)行下一級(jí)的交換。對(duì)于微閃耀光柵列陣元件100上的8信道的排序，整個(gè)過程只需5次循環(huán)，當(dāng)全部交換完成后即得到所要求的排列。因此計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)400可以控制光信號(hào)循環(huán)，直到得到滿足要求的輸出為止。
參看圖7，本發(fā)明集成循環(huán)級(jí)聯(lián)式光交換模塊在工作中構(gòu)成等價(jià)的5級(jí)PS互連光交換網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)任意形式的互連。如果將圖7輸入信號(hào)序列{A，B，C，D，E，F(xiàn)，G，H}變換成輸出信號(hào)序列{D，F(xiàn)，E，A，B，H，G，C}，控制該模塊實(shí)現(xiàn)所要求的排序操作步驟如下(1)根據(jù)8信道微閃耀光柵列陣元件100要求的輸出順序，確定輸入到輸出的變換關(guān)系為1234567845813276]]>(2)參看圖8，光開關(guān)的狀態(tài)由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)400控制引腳決定，0表示低電平，1表示高電平，光開關(guān)輸入為0，狀態(tài)為直通；輸入為1，狀態(tài)為交叉。根據(jù)步驟(1)所得的變換關(guān)系，將變換關(guān)系輸入計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)400，利用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)400編寫的Looping Algorithm路由算法程序確定每次變換時(shí)的4個(gè)節(jié)點(diǎn)開關(guān)的狀態(tài)，得到控制光開關(guān)的時(shí)序信號(hào)分別為0111，0111，0110，1001，0111。
(3)參看圖9、圖10、圖11、圖12、圖13，打開輸入端口，讓8信道光信號(hào)輸入到PS變換級(jí)，同時(shí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)400產(chǎn)生時(shí)序節(jié)點(diǎn)開關(guān)控制數(shù)據(jù)流(時(shí)序脈沖信號(hào))0111從而改變節(jié)點(diǎn)開關(guān)狀態(tài)。輸入信號(hào)經(jīng)PS變換，再經(jīng)過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)400控制的節(jié)點(diǎn)開關(guān)變換后的結(jié)果通過光纖延時(shí)線500，然后送回到微閃耀光柵列陣元件100作下一級(jí)變換，變換后又再經(jīng)過節(jié)點(diǎn)開關(guān)，此時(shí)節(jié)點(diǎn)開關(guān)級(jí)的狀態(tài)已經(jīng)按算法要求由計(jì)算機(jī)脈沖時(shí)序信號(hào)控制而改變，時(shí)序脈沖信號(hào)變?yōu)?111，依次進(jìn)行下一級(jí)變換，時(shí)序脈沖信號(hào)變?yōu)?110，開關(guān)節(jié)點(diǎn)又一次改變，依次進(jìn)行5次循環(huán)變換。
(4)參看圖5、圖6、圖9、圖10、圖11、圖12、圖13，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)400根據(jù)5次變換所需時(shí)間，控制耦合級(jí)的側(cè)壁定位式8芯1×2移動(dòng)套管式光300開關(guān)，實(shí)現(xiàn)變換全部完成時(shí)信號(hào)的輸出。若變換未完成，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)400不產(chǎn)生脈沖，此時(shí)耦合級(jí)將經(jīng)過1次變換的光信號(hào)通過光纖延時(shí)線500送回微閃耀光柵列陣元件100作下一級(jí)變換，如此循環(huán)直到全部變換完成；若變換全部完成，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)400將產(chǎn)生脈沖信號(hào)控制移動(dòng)套管式光開關(guān)300將信號(hào)輸出，得到所要求的排列{D，F(xiàn)，E，A，B，H，G，C}。
權(quán)利要求
1.一種微光學(xué)元件與光開關(guān)集成循環(huán)光交換模塊，其特征在于包括至少1塊微光學(xué)列陣元件，2×2高速光開關(guān)、輸出控制光開關(guān)、輸入光纖耦合器、光纖延時(shí)線、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，它們之間采用循環(huán)級(jí)聯(lián)控制方式，實(shí)現(xiàn)全光交換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微光學(xué)元件與光開關(guān)集成循環(huán)光交換模塊，其特征在于所述的微光學(xué)列陣元件為能夠?qū)崿F(xiàn)完全洗牌變換的微光學(xué)列陣元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微光學(xué)元件與光開關(guān)集成循環(huán)光交換模塊，其特征在于所述的能夠?qū)崿F(xiàn)完全洗牌變換的微光學(xué)列陣元件是微閃耀光柵列陣元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的微光學(xué)元件與光開關(guān)集成循環(huán)光交換模塊，其特征在于所述循環(huán)級(jí)聯(lián)控制方式，實(shí)現(xiàn)全光交換是微光學(xué)列陣元件上含有N個(gè)光信號(hào)傳輸信道，所述的2×2高速光開關(guān)的數(shù)量為N/2個(gè)，輸入光纖耦合器數(shù)量也是N個(gè)，輸出控制光開關(guān)1個(gè)；由輸入光纖耦合器輸入到微光學(xué)列陣元件上的光信號(hào)通過完全洗牌變換后把光信號(hào)分別傳輸?shù)礁鱾€(gè)2×2高速光開關(guān)，所說的2×2高速光開關(guān)經(jīng)過開關(guān)變換使光信號(hào)通過光纖延時(shí)線把光信號(hào)返回傳輸?shù)轿⒐鈱W(xué)列陣元件上，由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)通過控制電路分別和2×2高速光開關(guān)、輸出控制光開關(guān)連接，控制光信號(hào)循環(huán)變換，直到獲得滿足要求的輸出變換為止，最終從輸出控制光開關(guān)的輸出端輸出光信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微光學(xué)元件與光開關(guān)集成循環(huán)光交換模塊，其特征在于所述的微光學(xué)列陣元件上的N個(gè)光信號(hào)傳輸信道的N值為8。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微光學(xué)元件與光開關(guān)集成循環(huán)光交換模塊，其特征在于所述的2×2高速光開關(guān)為響應(yīng)速度是幾百納秒到幾納秒的2×2高速光開關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微光學(xué)元件與光開關(guān)集成循環(huán)光交換模塊，其特征在于所述的輸入控制光開關(guān)是側(cè)壁定位式多芯1×2移動(dòng)套管式光開關(guān)。
8.一種微光學(xué)元件與光開關(guān)集成循環(huán)光交換模塊的控制方法，其特征在于包括以下幾個(gè)步驟(1)對(duì)微光學(xué)列陣元件上的N個(gè)光信號(hào)傳輸信道進(jìn)行序列編號(hào)，根據(jù)要求的輸出光信號(hào)順序，得到輸入到輸出的對(duì)應(yīng)變換關(guān)系；(2)根據(jù)步驟(1)所得的變換關(guān)系，將變換關(guān)系輸入到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)編寫的Looping Algorithm路由算法程序確定每次變換時(shí)的各個(gè)2×2高速光開關(guān)的狀態(tài)；(3)打開光信號(hào)輸入端口，讓光信號(hào)輸入到微光學(xué)列陣元件上的光信號(hào)傳輸信道上，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)產(chǎn)生時(shí)序節(jié)點(diǎn)開關(guān)控制數(shù)據(jù)流，從而改變2×2高速光開關(guān)狀態(tài)；輸入的光信號(hào)經(jīng)過完全洗牌變換，再經(jīng)過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制2×2高速開關(guān)變換后的結(jié)果通過光纖延時(shí)線，然后送回到微光學(xué)列陣元件作下一級(jí)變換，變換后又再經(jīng)過2×2高速開關(guān)，此時(shí)2×2高速開關(guān)級(jí)的狀態(tài)已經(jīng)按算法要求由計(jì)算機(jī)脈沖時(shí)序信號(hào)控制而改變，依次進(jìn)行下一級(jí)變換；(4)由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)多次級(jí)聯(lián)變換所需時(shí)間，來控制輸出控制光開關(guān)；若變換未完成，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)不產(chǎn)生脈沖，此時(shí)輸出控制光開關(guān)將經(jīng)過一次變換的光信號(hào)通過光纖延時(shí)線送回微光學(xué)列陣元件作下一級(jí)變換；如此循環(huán)直到變換全部完成；當(dāng)級(jí)聯(lián)變換全部完成時(shí)，計(jì)算機(jī)將產(chǎn)生脈沖信號(hào)來控制光開關(guān)，光信號(hào)從控制輸出光開關(guān)輸出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微光學(xué)元件與光開關(guān)集成循環(huán)光交換模塊及控制方法，旨在提供一種微型集成化、全光型任意互連、成本較低、操作簡(jiǎn)單的光交換模塊及其控制方法。本發(fā)明包括至少1塊微光學(xué)列陣元件、2×2高速光開關(guān)、輸出控制光開關(guān)、輸入光纖耦合器、光纖延時(shí)線、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，采用循環(huán)級(jí)聯(lián)控制方式，實(shí)現(xiàn)全光交換?？刂品椒ㄊ歉鶕?jù)微光學(xué)列陣元件上確定輸入到輸出的變換關(guān)系輸入到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)編寫的Looping Algorithm路由算法程序控制光信號(hào)循環(huán)變換，最終得到滿足要求的輸出。
文檔編號(hào)H04B10/12GK1812628SQ20051003308
公開日2006年8月2日 申請(qǐng)日期2005年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月29日
發(fā)明者徐平, 黃海漩, 萬麗麗 申請(qǐng)人:深圳大學(xué)