[发明专利]一种光交换芯片性能的获取方法

说明书

技术领域

本发明属于光通信技术领域，更为具体地讲，涉及一种光交换芯片性能的获取方法。

背景技术

光纤通信网络已成为电信网、机算机网、有线电视网乃至目前倍受关注的物联网的重要支撑，其技术成果已渗透到诸多领域，不断影响着人们的生活方式。光纤通信网络的发展离不开光传输和光交换(处理)两大核心技术。然而，目前普遍采用的“光－电－光”交换/处理方式难以与高速光纤传输相匹配，成为制约光纤信息网络进一步发展的瓶颈。光子信息处理技术被认为是解决这种“电子瓶颈”的有效手段，成为当今世界范围内的前沿研究领域。

新一代的信息通信网络逐渐向全光交换网络演进，光交换结构作为全光交换网络的核心技术，决定了网络的光交换容量、功能和性能。采用光子集成技术实现大规模光交换芯片已成为光信息处理领域的研究热点，光开关结构是组成光交换芯片的基本单元，目前报道的端口数最多的是基于硅隔离体－马赫曾德干涉仪(SOI-MZI)的8×8光交换芯片。当前，国际上正在采用CMOS标准工艺技术，设计、制备基于SOI-MRR光开关单元的大规模可拓展光交换芯片，可实现16×16端口的任意交换。其中，光交换芯片性能与光交换芯片拓扑结构、交换芯片工艺设计、以及交换芯片驱动电路等密切相关，对光纤通信网络的发展应用也起到了至关重要的作用。一个完整的光子交换集成芯片的设计、制备、模块化封装和测试需要很长的时间，而且需要耗费大量的人力、物力和财力，采用计算或仿真光交换芯片性能的方法，可以大大缩短光子集成芯片的设计周期。

现有的光交换芯片性能的获取方法是根据具体的光开关拓扑结构，按照信号传输的路径，采用传输矩阵的方法，一级一级地进行计算，因此该方法并不通用、可扩展性差，且其计算规模将随着开关规模的扩大而极速地增大，当开关规模变得非常大的时候，其计算过程将变得非常复杂，面对快速增长的光通信技术，光开关的拓扑结构和规模将时刻处于变动之中，采用传统的获取方法并不能很好地对光交换芯片的性能进行测试。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种光交换芯片性能的获取方法，通过行列交替路由的方式计算各个输入端口对应的组播光功率，从而获取到给定光开关配置状态下的光交换芯片性能，具有可扩展、效率低以及简单易行的特点。

为实现上述发明目的，本发明一种光交换芯片性能的获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、确定光开关的配置方式；

根据用户的光交换连接请求所确定的所有路由方式，确定出不同路由方式下组成光交换芯片中光开关的配置状态；

(2)、构建光交换芯片的拓扑信息表；

根据第一种路由方式下的光开关配置状态获取光交换芯片各组成单元的光场传输矩阵信息,再结合光交换芯片内各组成单元的连接信息构建光交换芯片的拓扑信息表，其中光交换芯片组成单元包括光开关单元，交叉波导，以及实现光开关单元和交叉波导间连接的直连波导；

(3)、计算各输入端口对应的组播光功率；

根据光交换芯片的拓扑信息表，计算出光交换芯片中各输入端口对应的输出功率，即为各输入端口对应的组播光功率；

(4)、获取光交换芯片的性能；

根据各个输入端口对应的组播光功率信息，计算出各个输入端口与对应输出端口间的插入损耗和串扰，从而获取到该配置状态下的光交换芯片性能；

在第一种路由方式下的光交换芯片性能获取完成后，继续获取下一种路由方式的光交换芯片性能，并依次执行第一种路由方式的相同处理，直到最后一种路由方式，从而获取到各种路由方式下的光交换芯片性能。

其中所述的光交换芯片的性能包括：每个输入输出端口之间的插入损耗和输出光信噪比(OSNR)，以及串扰等，其中，OSNR包括同频输入和异频输入。

进一步地，所述的插入损耗和串扰的获取方法为：将通常的传输矩阵计算方式转化为行列交替路由的计算方式，从而计算出光交换芯片中输入端口与对应输出端口间的插入损耗和串扰。

本发明的发明目的是这样实现的：

本发明光交换芯片性能的获取方法，通过用户的光交换连接请求所确定的所有路由方式，确定出不同路由方式下组成光交换芯片中光开关的配置状态，再根据行列交替路由的方式获取到不同光开关配置状态下的光交换芯片的性能。这样的方法适合任意拓扑结构的光交换芯片，且获取方法简单，同时具有可扩展、效率低以及简单易行的优点。

同时，本发明光交换芯片性能的获取方法还具有以下有益效果：