[发明专利]全交换多模信号光开关架构

说明书

本公开提供一种全交换多模信号光开关架构，包括：M个多模信号输入单元，M≥2；M个多模信号输出单元；以及光开关，一侧与多模信号输入单元耦接，另一侧与多模信号输出单元耦接，用于将经过多模信号输入单元处理后的多个并行输入的单模信号进行交换处理，并将交换处理后的多个单模信号输入多模信号输出单元再转换为多模信号，可以实现一种模式数量可扩展、支持多路多模输入，并且支持链路间模式交换，链路内模式交换和链路交换的光开关架构，以缓解现有技术中光网络通信带宽受光开关信道单一影响而带宽受限的问题。

技术领域

本公开涉及光互联与集成光学技术领域，尤其涉及一种可完成链路间模式交换，链路内模式交换和链路交换的全交换多模信号光开关架构。

背景技术

随着高速调制器件和多核处理器并行通信的发展，通信容量的需求不断提升，光通信技术在高速、大容量通信环境(例如数据中心、超级计算机等)中的大量应用，使通信系统对于光链路的传输容量要求越来越高。为了满足用户对于网络带宽日益增长的需求，各大互联网、通讯等行业的公司正在不断建造超大规模数据中心，多模复用技术允许利用统一物理载体中并行传输多个正交的信息通道，因而在进一步的增大通信容量的应用中有很好的应用前景，然而传统的片上光网络通常只支持单通信信道或者波分复用的信道，通信容量相对受到限制。光开关等信号处理单元是光网络的重要组成单元，通过不同器件的级联和不同拓扑结构的组合来实现不同节点之间链路路径的切换功能，因此要提高光网络的通信带宽，很重要的一点在于提高光开关的通信带宽。

公开内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种全交换多模信号光开关架构，以缓解现有技术中光网络通信带宽受光开关信道单一影响而带宽受限的问题。

(二)技术方案

本公开提供了一种全交换多模信号光开关架构，包括：M个多模信号输入单元，M≥2；M个多模信号输出单元；以及光开关，一侧与多模信号输入单元耦接，另一侧与多模信号输出单元耦接，用于将经过多模信号输入单元处理后的多个并行输入的单模信号进行交换处理，并将交换处理后的多个单模信号输入多模信号输出单元再转换为多模信号。

在本公开实施例中，所述多模信号输入单元包括：多模输入波导，用于传输多模信号；模式解复用器，用于将多模输入波导输入的多模信号解复用为多个单模信号；以及N个单模输入波导，N≥2，用于传输模式解复用器所解复用后的单模信号。

在本公开实施例中，所述多模信号输出单元包括：N个单模输出波导，用于传输经光开关交换处理后的单模信号；模式复用器，用于将单模输出波导输入的多个单模信号复用为多模信号；以及多模输出波导，用于输出经过模式复用器复用后的多模信号。

在本公开实施例中，所述光开关为完全无阻塞且支持单模信号输入输出的光开关。

在本公开实施例中，所述光开关的路由状态切换方式包括：热光效应切换或等离子色散效应切换。

在本公开实施例中，所述光开关架构所支持的单组多模信号最大模式数为N，即与单模输入波导或单模输出波导的数目相同。

在本公开实施例中，所述光开关架构所支持所支持的单组多模信号的模式数为P，2≤P≤N。

在本公开实施例中，所述单模信号为波导中的基模模式信号。

在本公开实施例中，所述光开关由马克-增德尔干涉器或微环谐振器等器件按照Spanke-Benes、Benes或tri-angle network的拓扑方式级联构成。

在本公开实施例中，所述多模信号输入单元，光开关，多模信号输出单元以及之间连接的单模波导均在绝缘体上的硅上制作，用于实现单片集成。

(三)有益效果