專利名稱：M×n光矩陣多信道交換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于全光寬帶通信網(wǎng)絡(luò)，全光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的M×N光矩陣多信道交換方法。
背景技術(shù)：
由于全光交換技術(shù)尚處于實(shí)驗(yàn)階段，因此互聯(lián)網(wǎng)目前仍采用普通的電信交換機(jī)連接網(wǎng)絡(luò)的物理層。然而，從目前互聯(lián)網(wǎng)上已開(kāi)始廣泛應(yīng)用多媒體，網(wǎng)絡(luò)極需進(jìn)一步擴(kuò)容的情況來(lái)看，現(xiàn)行電信交換機(jī)所采用的光-電-光交換方式，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需求，是制約和阻礙網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)一步擴(kuò)大的“電子瓶頸”。盡管已有許多公開(kāi)的專利技術(shù)都試圖解決這一難題，如01116218.x，日本專利W000/14586等，都曾提出或研制過(guò)一些光開(kāi)關(guān)交換方法，但仍未解決這一難題。目前，常用有兩種方法，一種是光學(xué)分束交叉交換方法，缺點(diǎn)是導(dǎo)致光輸出的幅值減少很多，另一種是采取平行鏡面排列在一起的方法即典型的MEMS集成光開(kāi)關(guān)交換的方法，它是一個(gè)鏡面代表一個(gè)控制機(jī)構(gòu)，鏡與鏡之間相關(guān)性強(qiáng)，一個(gè)開(kāi)關(guān)與其他開(kāi)關(guān)的狀態(tài)有關(guān)，使光程增加，光損耗變大，光學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，光學(xué)系統(tǒng)的穩(wěn)定性差。因此時(shí)至今日，尚未找到一種能解決光交換長(zhǎng)期存在的穩(wěn)定性、重復(fù)性和維護(hù)性等問(wèn)題的光開(kāi)關(guān)交換方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的光開(kāi)關(guān)交換方法中的缺點(diǎn)，提供一種用由已申請(qǐng)的專利02157758.7三端可交換光開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)的M×N光矩陣多信道交換方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案，M×N光矩陣多信道交換方法特點(diǎn)是1、由第一個(gè)三端可交換光開(kāi)關(guān)的兩個(gè)輸出端和后兩個(gè)三端可交換光開(kāi)關(guān)的輸入端相連接而成光矩陣中可交叉交換排列的光開(kāi)關(guān)基本單元；2、2×N組的光開(kāi)關(guān)基本單元對(duì)稱排列在光交換區(qū)的兩側(cè)；
3、在光交換區(qū)一側(cè)的每一個(gè)光開(kāi)關(guān)基本單元組的輸出端光接點(diǎn)通過(guò)光纖分別和光交換區(qū)另一側(cè)的各個(gè)光開(kāi)關(guān)基本單元組的輸入端光接點(diǎn)交叉相連接；4、通過(guò)控制三端可交換光開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)片的位置，根據(jù)驅(qū)動(dòng)片在開(kāi)關(guān)中阻擋位置，反射或阻斷來(lái)確定光路的通過(guò)或轉(zhuǎn)移，達(dá)到所有光信道的相互交換；5、光開(kāi)關(guān)基本單元的每一輸出光節(jié)點(diǎn)通過(guò)串接三端可交換光開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)2n遞增。
本發(fā)明是應(yīng)用由已申請(qǐng)的專利02157758.7三端可交換光開(kāi)關(guān)來(lái)組成組成的MxN光矩陣多信道交換方法，它不僅使光開(kāi)關(guān)交換器的制作成本降低，而且使光交換速度加快，開(kāi)關(guān)性能也更為穩(wěn)定。如果與典型的MEMS集成光開(kāi)關(guān)交換系統(tǒng)相比，它的開(kāi)關(guān)組合方式更顯靈活，性價(jià)比優(yōu)勢(shì)也更為明顯。從而會(huì)推動(dòng)全光交換器快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)真正意義上的全光寬帶互聯(lián)網(wǎng)。
圖1為透射式4×4光交換排列圖；圖2為反射式4×4光交換排列圖；圖3為反射式8×8光交換排列圖。
具體實(shí)施例方式
一組由三個(gè)獨(dú)立的1×2三端可交換光開(kāi)關(guān)作為光矩陣中可交叉交換排列的光開(kāi)關(guān)基本單元，1×2三端可交換光開(kāi)關(guān)可以是透射式或反射式，由一組GRIN光纖耦合的準(zhǔn)直器，一個(gè)具有全光反射功能的、可微量位移的驅(qū)動(dòng)片和壓電(或磁電)材料驅(qū)動(dòng)器控制部件構(gòu)成。具有全反射功能的驅(qū)動(dòng)片，預(yù)先設(shè)置在一個(gè)光纖GRIN耦合準(zhǔn)直器表面位置，并且保持與光軸呈垂直狀態(tài)。當(dāng)壓電(或磁電)材料受到一定電壓(或磁場(chǎng))作用，驅(qū)動(dòng)片就會(huì)產(chǎn)生相對(duì)的微量位移。這種物理效應(yīng)，在陶瓷、金屬、晶體、半導(dǎo)體、納米粉末等材料中都存在。本專利就是利用上述材料中的這種物理微量位移特性，使光反射的路徑和方向獲得改變。本發(fā)明就是用這種已申請(qǐng)專利的三端可交換光開(kāi)關(guān)連接成光矩陣中可交叉交換排列的光開(kāi)關(guān)基本單元。
由圖1、圖2所示的是透射式4×4光交換排列和反射式4×4光交換排列，光開(kāi)關(guān)基本單元包含有三個(gè)獨(dú)立的1×2三端可交換光開(kāi)關(guān)， 由第一個(gè)三端可交光開(kāi)關(guān)(1)的兩個(gè)輸出端1B、1C和后兩個(gè)三端可交換光開(kāi)關(guān)(2)、(3)的輸入端2A、3A相連接而成；根據(jù)光路遞增原理，2×2路光開(kāi)關(guān)交換，必須有2×2組三個(gè)獨(dú)立的三端光開(kāi)關(guān)基本單元。4×4路光開(kāi)關(guān)交換，必須有2×4組三個(gè)獨(dú)立的三端光開(kāi)關(guān)基本單元。8×8路光開(kāi)關(guān)交換，必須有2×8組三個(gè)獨(dú)立的三端光開(kāi)關(guān)基本單元。同理，M×N路光開(kāi)關(guān)交換，必須有2×N組三個(gè)獨(dú)立的三端光開(kāi)關(guān)基本單元。其原因是光開(kāi)關(guān)的所有輸入、輸出信道，必須是對(duì)稱排列在光交換區(qū)的兩側(cè)。本發(fā)明的兩實(shí)施例是4×4光交換排列，如由圖1、圖2所示，將4組如上述組成的光開(kāi)關(guān)基本單元對(duì)稱排列在光交換區(qū)的兩側(cè)，在光交換區(qū)右側(cè)的每一個(gè)光開(kāi)關(guān)基本單元組的輸出端光接點(diǎn)通過(guò)光纖分別和光交換區(qū)左側(cè)的各個(gè)光開(kāi)關(guān)基本單元組的輸入端光接點(diǎn)交叉相連接，即光交換區(qū)右側(cè)的每一個(gè)光開(kāi)關(guān)基本單元組的輸出端光接點(diǎn)只能與光交換區(qū)左側(cè)的各個(gè)光開(kāi)關(guān)基本單元組的一個(gè)輸入端光接點(diǎn)相連接。
光開(kāi)關(guān)基本單元是由其第一個(gè)三端可交換光開(kāi)關(guān)的兩個(gè)輸出端和后兩個(gè)三端可交換光開(kāi)關(guān)的輸入端相連接而成，則后兩邊個(gè)三端可交換光開(kāi)關(guān)的輸出端就有4個(gè)光接點(diǎn)，若在后兩個(gè)光開(kāi)關(guān)的4個(gè)輸出端，再接入到其后8個(gè)光開(kāi)關(guān)的輸入端上，則后8個(gè)光開(kāi)關(guān)的輸出端就變成16個(gè)光接點(diǎn)。同理，N組光開(kāi)關(guān)器件基本單元，實(shí)現(xiàn)2n遞增，可構(gòu)成大的光矩陣，如圖3所示，光開(kāi)關(guān)基本單元的4輸出光節(jié)點(diǎn)串接4個(gè)三端可交換光開(kāi)關(guān)光開(kāi)關(guān)，則有8個(gè)輸出光接點(diǎn)，構(gòu)成8×8光交換排列。
當(dāng)光矩陣中所有三端光開(kāi)關(guān)器件的輸入輸出端，按照上述規(guī)律完成連接，既可看到，需要光交叉交換開(kāi)關(guān)的信道，只要通過(guò)控制反射驅(qū)動(dòng)片的使光路通過(guò)或轉(zhuǎn)移，即會(huì)達(dá)到所有光信道相互交換的目的。例如，第一級(jí)光開(kāi)關(guān)中的反射驅(qū)動(dòng)片工作時(shí)，1信道就切換到2信道，第二級(jí)光開(kāi)關(guān)中的反射驅(qū)動(dòng)片工作時(shí)，1信道就切換到3信道。以此類推，光開(kāi)關(guān)列陣完全可實(shí)現(xiàn)2×2，4×4，8×8或M×N路光開(kāi)關(guān)交換功能。
在光矩陣交換上，通常用1A標(biāo)注為第1級(jí)的入射光，1B和1C表示第1級(jí)的反射光路。2A表示第2級(jí)的入射光，2B、2C表示第2級(jí)的反射光。同樣，其它各級(jí)光開(kāi)關(guān)器件的光接點(diǎn)均以此類推。由圖1和圖2可見(jiàn)，1B和2A連接，光信號(hào)可從1信道切換到2信道。5B和7A連接，光信號(hào)可從1信道切換到3信道。9B和12A連接，光信號(hào)可從1信道切換到4信道。2B和3A連接，光信號(hào)可從2信道切換到3信道。6B和8A連接，光信號(hào)可從2信道切換。以此類推，光開(kāi)關(guān)列陣可實(shí)現(xiàn)2×2，4×4，8×8……，實(shí)現(xiàn)M×N光矩陣多信道交換。
權(quán)利要求
1.種M×N光矩陣多信道交換方法，其特征在于，a)由第一個(gè)三端可交換光開(kāi)關(guān)的兩個(gè)輸出端和后兩個(gè)三端可交換光開(kāi)關(guān)的輸入端相連接而成光矩陣中可交叉交換排列的光開(kāi)關(guān)基本單元；b)2×N組的光開(kāi)關(guān)基本單元對(duì)稱排列在光交換區(qū)的兩側(cè)；c)在光交換區(qū)一側(cè)的每一個(gè)光開(kāi)關(guān)基本單元組的輸出端光接點(diǎn)通過(guò)光纖分別和光交換區(qū)另一側(cè)的各個(gè)光開(kāi)關(guān)基本單元組的輸入端光接點(diǎn)交叉相連接；d)通過(guò)控制三端可交換光開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)片的位置，根據(jù)驅(qū)動(dòng)片在開(kāi)關(guān)中阻擋位置，反射或阻斷來(lái)確定光路的通過(guò)或轉(zhuǎn)移達(dá)到所有光信道的相互交換；e)光開(kāi)關(guān)基本單元的每一輸出光節(jié)點(diǎn)通過(guò)串接三端可交換光開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)2n遞增。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種M×N光矩陣多信道交換方法，由三個(gè)光開(kāi)關(guān)連接成光開(kāi)關(guān)基本單元；2×N組的光開(kāi)關(guān)基本單元對(duì)稱排列在光交換區(qū)的兩側(cè)；一側(cè)的輸出端光接點(diǎn)通過(guò)光纖分別和另一側(cè)輸入端光接點(diǎn)交叉相連接；控制光開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)片的位置確定光路的通過(guò)或轉(zhuǎn)移達(dá)到光信道的交換；光開(kāi)關(guān)基本單元的每一輸出光節(jié)點(diǎn)通過(guò)串接光開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)文檔編號(hào)G02B26/00GK1549607SQ03117079
公開(kāi)日2004年11月24日 申請(qǐng)日期2003年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月22日
發(fā)明者王海彪, 王又良, 曲世浦 申請(qǐng)人:上海市激光技術(shù)研究所