對光信號進行路由的制作方法
【專利摘要】公開了用于路由光信號的系統、方法和裝置。一種路由光信號的示例性裝置包括多個中空金屬波導光開關陣列。每個陣列包括多個光輸入端口和多個光輸出端口。陣列中第一陣列的輸入端口和輸出端口被布置在第一平面內，陣列中第二陣列的輸入端口和輸出端口被布置在第二平面內，并且多個陣列被堆疊為使得第一平面和第二平面鄰近。陣列中的第一陣列用于將光信號從第一通信設備傳送到第二通信設備，并且陣列中的第二陣列用于將光信號從所述第二通信設備傳送到第一通信設備。
【專利說明】對光信號進行路由
【背景技術】
[0001] 電信和數據網絡越來越多地使用光纖鏈路來實現。傳統地，由光纖承載的光信號 被轉換成電信號，并且在電子域中執行所有信號路由功能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0002] 圖1是根據本公開教導的包括用于耦合不均衡數目的源和宿的光開關的示例性 系統的框圖。
[0003] 圖2是根據本發明教導的包括用于耦合不均衡數目的源和宿的光開關的另一個 示例性系統的框圖。
[0004] 圖3例示了用于實現圖1和圖2的示例性光開關的示例性堆疊不對稱光開關。
[0005] 圖4例示了用于實現圖1和圖2的示例性光開關的另一個示例性堆疊不對稱光開 關。
[0006] 圖5A例示了已知的對稱開關。
[0007] 圖5B例不了不例性不對稱光開關的一層。
[0008] 圖6是表示可用于被執行以實現開關控制器的示例性機器可讀指令的流程圖。
[0009] 圖7是能夠執行圖6的指令以實現圖1和/或圖2的開關控制器的示例性計算機 的框圖。
【具體實施方式】
[0010] 這里公開了用于路由光信號的示例性系統、方法以及裝置。這里公開的示例性系 統、方法以及裝置通過減少光損耗并且使得能夠使用用于光計算應用的較低成本的部件， 而提供了更有效的光開關動作。在一些示例中，光開關被用在數據中心中，以連接處理單 元。在這里公開的一些多層中空金屬波導（HMWG)光開關中，光開關的每個層（或者陣列） 包括在該層第一側的輸入端口組和在該層第二側的輸出端口組。該層被配置為網格，其中 可以使用微機電系統（MEMS)(諸如MEMS反射器）來配置該網格，以將在任意輸入端口接收 的光信號引導至任意一個輸出端口。MEMS反射器選擇性地改變輸入端口和輸出端口之間的 光路（例如，響應于電控制信號）。在一些公開的不例中，輸入端口的數目和輸出端口的數 目是不同的（例如，輸入端口是輸出端口的幾倍，輸出端口是輸入端口的幾倍等等）。這里 描述的一些不例使用多層或者多個陣列在兩個處理設備之間在兩個方向上傳送光信號。
[0011] 在一些公開的示例中，光開關包括多層開關，以從第一處理單元到第二處理單元 建立具有多個通道的光連接（或鏈路）。例如，光開關可具有四個相似或者相同的層，以路 由處理設備之間的四通道連接，并且選擇性改變處理設備之間的路由。
[0012] 一個用于路由光信號的示例裝置包括多個HMWG光開關陣列。每個陣列包括第一 數目的光輸入端口和第二數目的光輸出端口，第二數目的光輸出端口不同于第一數目的光 輸入端口。陣列中第一陣列的輸入端口和輸出端口被布置在第一平面，而陣列中第二陣列 的輸入端口和輸出端口被布置在第二平面。陣列被堆疊使得第一平面和第二平面平行。第 一陣列將光信號從第一通信設備傳送到第二通信設備，并且第二陣列將光信號從第二通信 設備傳送到第一通信設備，其中第一陣列的輸出端口與第二陣列的輸入端口鄰近。
[0013] -個不例性方法包括將一信號施加于多個HMWG光開關陣列。該方法中的每一 個陣列包括第一數目的光輸入端口和第二數目的光輸出端口（不同于輸入端口的第一數 目）。該方法中的陣列中第一陣列的輸入端口和輸出端口被布置在第一平面，而陣列中第二 陣列的輸入端口和輸出端口被布置在第二平面。第一和第二陣列包括MEMS反射器以選擇 性地耦合光輸入端口和光輸出端口的組合。陣列中的第一陣列將信號從第一通信設備傳送 到第二通信設備，并且陣列中的第二陣列將光信號從第二通信設備傳送到第一通信設備。 施加的信號使第一和第二陣列中的相應MEMS反射器將第一和第二陣列的相應輸入端口光 學奉禹合至第一和第二陣列的相應輸出端口。
[0014] 雖然這里使用了諸如源和宿的術語，這些詞語僅僅是為了便于引用。這些術語并 不意在，并且不被解釋為，強加方向的要求或者目的于系統、方法、裝置、通信或者本公開或 本公開權利要求的任意其他方面，除非另外明確規定。這里使用的輸入端口是指通過其從 外部設備接收信號的通信端口。這里使用的輸出端口是指信號從其傳輸至外部設備的通信 端口。
[0015] 下面使用術語堅直和/或水平描述一些示例。術語堅直和/或水平不一定指絕對 的方向，而是參考示例中的其他結構的相對性術語。
[0016] 圖1是包括光學耦合不均衡數目的源和宿的光開關102的示例性系統100的框 圖。圖1的示例性系統可以被用于例如提供不同處理單元之間的可選擇的互連。
[0017] 圖1的示例性系統包括多個源104、106和多個宿108、110、112、114、116、118、120、 122。任意或者所有源和或宿可以是處理單元、存儲設備或者任何其他形式的電和/或光 學電路。在例示性的示例中，示例性光開關102將源104U06中的每一個光學耦合至宿 108-122中的單個。因此，圖1的示例性光開關102將源104、106光學耦合至宿108-122中 的相應宿。選擇可基于例如數據處理中心中的資源需求或者基于主和/或輔處理單元的可 用性。相反，在源要多于宿的示例中，示例性光開關102可將源中的多個源光學耦合至宿中 的單個宿。
[0018] 示例性源和宿104 - 122經相應的光鏈路124 - 142耦合至光開關。在一些示 例中，一些或者所有光鏈路124 - 142是多通道鏈路（例如，多個通道的光信號可以在源 和宿之間經由相同的鏈路同時被傳輸）和/或多向鏈路（例如，光信號可以從源向宿以及 從宿向源傳輸）。具體地，鏈路124 - 142可以是多光纖鏈路，其中至少一支光纖從宿設 備108-122向源設備104、106傳送光信號，并且至少一支光纖從源設備104、106向宿設備 108-122傳送光信號。
[0019] 為了在源104U06和宿108-122之間提供有效的路由，圖1的示例性光開關102 是不對稱光開關，其中光開關102具有不同于輸出端口的輸入端口數目。例如，圖1的光開 關102可具有是將光開關102耦合至源的端口（例如，輸入和/或輸出端口）的四倍的將 光開關102耦合至宿108 - 122的端口（例如，輸入端口和/或輸出端口）。
[0020] 圖1的示例性光開關102在源104、106中的相應源與宿108 - 122中的相應宿之 間路由信號。開關控制器144控制光開關102以選擇路由路徑。在例示性的示例中，路由 路徑通過插入可選擇性地被耦合的HMWG路徑來限定。例如，開關控制器144向光開關102 提供一個或多個電信號，以使光開關102配置和/或重新配置光開關102內部的一個或多 個MEMS反射器（例如，光反射鏡）。光開關102中MEMS反射器的配置的改變導致光開關 102重新配置開關102的光路，以在源104、106和宿108 - 122中的不同源和宿之間路由光 信號。
[0021] 示例性開關控制器144控制示例性開關102的多層中的MEMS反射器以同時將相 應的輸入端口光學耦合至相應的輸出端口，和/或將相應的輸入端口與相應的輸出端口光 學地解耦。為了控制MEMS反射器，示例性開關控制器144被電聯接至MEMS反射器以提供 信號。電聯接可包括獨立地聯接開關控制器144至開關102的每層和/或聯接開關控制器 144至聯接到開關102的所有層的總線。在一些示例中，開關控制器144被電聯接至開關 102的第一層，并且開關102的多層被電聯接至其他層，使得每層中相應的MEMS反射器（例 如，堅直設置的MEMS反射器）同時由一信號控制。
[0022] 圖2是另一種示例性系統200的框圖，包括光學耦合不均衡數目的源和宿的光開 關202。圖2的示例性系統200包括四個源204、206、208、210,其可以選擇性地被光學耦合 至同一宿212。
[0023] 示例性源204 - 210和示例性宿212經由相應的多通道鏈路214、216、218、220、 222被連接至光開關202。在圖2的示例中，多通道鏈路214 - 222是四通道鏈路。通道可 經分立的光纖被限定。此外，光纖可沿著光纖長度在兩個方向上承載或傳播信號。因此，四 通道單向鏈路會包括4根光纖（例如，在每個方向上2根光纖進行傳輸）。為了開關四通道 鏈路214 - 222,圖2的示例性光開關202包括四個堆疊的層202a、202b、202c、202d。圖2 的示例性層202a - 202d是基本相同的，并且被布置為使得相應的層202a - 202d的端口 被對齊。層202a - 202d的每層被光學耦合至每個鏈路214 - 222的通道中的相應通道。 每層202a - 202d被光學耦合至每個鏈路214 - 222的通道中的相應通道（例如，第一層 202a被耦合至鏈路214的第一通道，第二層202b被耦合至鏈路214的第二通道，等等）。 因此，相比于在源204 - 210和宿212之間使用單層對稱開關進行開關的情況，使用多層 202a-202d能夠使得針對每層202a-202d使用較少的端口（例如，在四層中的四個端口，相 比于在一層中的16個端口），因此降低了鏈路214 - 222的光損耗。
[0024] 開關控制器144 (例如，圖1的開關控制器144)控制光開關202以選擇源204 - 210和宿212之間的路由路徑。在圖2的示例中，開關控制器144使光開關202在相同的時 間（例如，同時）改變層202a - 202d中的每一層的狀態。此外，在例示性示例中，一個源 (例如，源204)的鏈路214中的所有通道被耦合至宿212 (例如，經由鏈路222中的所有通 道）。在某些示例中，在狀態改變完成之后，之前的源（例如，源204)從宿212解耦，不同的 源（例如，源206)被耦合至宿212,并且剩余的源208 - 210保持從宿212解耦。
[0025] 雖然以上示出并描述了源和宿的示例性數目，但是可以使用不同數目的源、不同 數目的宿和/或每鏈路不同數目的通道。
[0026] 圖3描述了示例性的堆疊不對稱光開關300。圖3的示例性光開關300可被用于 實施圖1和/或圖2的光開關102、202中的任一個，以選擇性地耦合源和宿。在圖3的示例 中，源的數目不等于宿的數目。示例性光開關300包括4層302、304、306、308。每層302 - 308具有在光開關300第一側的第一數目的輸入端口 310以及在第二側的第二數目的輸入 端口 312。第二數目不等于第一數目。在圖3的示例中，每層302 - 308包括四個輸入端 口 310和十六個輸出端口 312 (例如4X 16層或陣列）。給定層302 - 308中的任意輸入 端口 310可被光學f禹合至同一層302 - 308上的任意輸出端口 312,以從源向宿傳輸信號。 然而，在圖3的示例中，每次僅一個輸入端口可被耦合至給定的輸出端口。
[0027] 在圖3的示例性開關300中，層302 - 308被控制以耦合相應的輸入端口 310至 相應的輸出端口 312。例如，層302 - 308各自在相應的輸入端口 310上接收一組光信號 314中的相應一個（例如，每層上四個輸入端口中的第二輸入端口接收一個信號），并光學 地耦合接收的信號中的相應一個至相應的輸出端口 312 (例如，每層上十六個端口中的第 十六個輸出端口）。
[0028] 對于所有的示例性層302 - 308來說，可以通過激勵層302 - 308的每一個中的相 應MEMS反射器，以期望的時間順序完成輸入端口 310和輸出端口 312的光學耦合的改變。 激勵可通過向層302 - 308的每一個施加相同的信號（例如，經由將相應的連接耦合至層 中的MEMS反射器的總線）和/或通過在鄰近層302 - 308中的相應MEMS反射器之間提供 電連接（例如，層間連接）來執行，從而在各層被物理堆疊時，自動電聯接鄰近的各層。電 連接可使用任何類型的電連接器和/或電連接方法來實現。
[0029] 示例層可被附著于鄰近層上，從而從附著獲得結構支撐。在某些示例中，多個分立 的層可以物理地（例如，被箝位、被夾住）和/或化學地（例如，被粘合）被固定在一起。在 某些其他的示例中，各層使用集成電路封裝技術（諸如芯片堆疊）而被構建和/或被連接。 在某些示例中，各層被間隔開和/或被形成所需尺寸以允許標準多光纖光纜被光學耦合至 不同層上的相應端口。
[0030] 圖4描述了另一個示例性堆疊不對稱光開關400,用來實現圖1和/或圖2的示例 性光開關1〇2、202。圖4的示例性光開關400包括八層402 - 416。雖然圖3的開關300被 示出為具有其附著的層，但為了便于清晰地例示，圖4的示例性光開關400的層402 - 416 以部分分解圖的形式示出。在操作時，示例性光開關400的層402 - 416以類似于圖3中 所示出的方式被物理地和/化學地彼此耦合或者彼此附著。
[0031] 在圖4的示例中，層402 - 416中的每一層包括在第一側上的四個端口和在第二 側上的十六個端口，使得示例性光開關能夠將多達四個源（或者宿）設備光學耦合到多達 十六個宿（或源）設備。層402 - 408的輸入端口與層410 - 416的輸出端口位于開關400 的同一側（以及層402 - 416的同一側）（例如，層402 - 408的輸入端口與層410 - 416 的輸出端口堅直地對齊和/或鄰近）。類似地，層410 - 416的輸入端口與層402 - 408的 輸出端口位于開關400的同一側。（例如，層410 - 416的輸入端口與層402 - 408的輸出 端口堅直地對齊和/或鄰近）。
[0032] 在圖4的示例中，開關400被配置為使用八個單向通道（例如，第一方向上的四個 通道，相反方向上的四個通道）在相應的源和宿之間路由八通道雙向通行。示例性層402 - 408在第一相應的（例如，堅直對齊的）輸入端口（例如，每層402 - 408中的一個）和第 一相應的（例如，堅直對齊的）輸出端口之間的第一方向上引導第一光信號418,而示例性 層410 - 416在第二相應的（例如，堅直對齊的）輸入端口和第二相應的（例如，堅直對齊 的）輸出端口之間的第二方向上引導第二光信號420。
[0033] 光信號組418、420兩者都經由相同的開關事件（例如，同時）在相同的設備之間 路由。此外，每層402 - 416具有與其他層402 - 416中的MEMS反射器同時開關的相應 MEMS反射器，從而同時將所有層402 - 416的相應端口（在圖4的示例中相對于彼此被堅 直對齊）和他們的對應端口光學耦合。光信號418、420被光學耦合至所有層402 - 416上 的相應端口。
[0034] 雖然已知的單層和/或對稱光開關可以被配置為提供雙向通行，如下面解釋的， 但由于使用雙向收發器，這些已知的光開關的實現非常昂貴，和/或由于使用單層對稱開 關，這些已知的光開關經歷比圖4的示例性開關400更多的光損耗。
[0035] 圖5A例示已知的對稱開關500。對稱開關500包括十六個輸入端口（il - il6) 和十六個輸出端口（〇1 - 〇16)。進入開關500(例如從光纖）的光信號被f禹合至輸入端口 il 一 il6。在輸入端口 il 一 il6上輸入開關的光信號被路由至輸出端口 〇1 - 〇16中的一 個，其中光信號離開開關（例如，至光纖）。輸入端口 il 一 Π 6中的任一個可以經由對應的 MEMS反射器（例如，可伸縮的反射鏡）被耦合至輸出端口 〇1 - 〇16中的任一個。因此，開 關500包括256個MEMS反射器（即162)以耦合輸入端口和輸出端口的任意組合。
[0036] 開關500中的光損耗來自四個主要源頭：距離（或者傳播）損耗（在圖5A和5B 中用d表示）、耦合損耗（例如，光纖和開關介質之間的界面引起的損耗，在圖5A和5B中用 c表示）、反射損耗（例如，由于來自MEMS反射器的反射而引起的損耗，在圖5A和5B中用 m表示）、以及交叉損耗（例如，在每個潛在輸出路徑處的中空金屬波導路徑中的間隙引起 的損耗，在圖5A和5B中用X表示）。任何輸入端口和輸出端口之間的耦合損耗和反射損耗 基本恒定。然而，距離損耗和交叉損耗的上限基于開關500的尺寸（例如，端口的數目）。
[0037] 在16端口 X16端口的開關500中，輸入端口和輸出端口之間的組合的光信號損 耗可能例如高達5. 42dB(例如，對于圖5A中的il6和〇16之間的例示性連接）。在32端 口 X 32端口的開關500中，組合的光信號損耗可能例如高達8. 92dB。在64端口 X64端口 的開關500中，組合的光信號損耗可能例如高達15. 92dB，并且對于具有相同的一般特性的 開關來說，端口的數目越多，越逐漸增多地產生更高的損耗。一般而言，大于6dB的光信號 損耗會對計算機光學應用帶來實質上的挑戰。大于10dB的光學損耗會使得光開關對于許 多或者大部分光學計算機應用來說是無用的。因此，圖5A中例示的開關類型對于許多計算 機應用的使用來說有很大限制。
[0038] 圖5B例不了根據本公開教導構建的不例性不對稱光開關的層502。不例層502可 以用于實現圖2 - 4中的任意層202a - 202d、302 - 308、402 - 416。層502包括四個輸 入端口 il 一 i4和十六個輸出端口 〇1 - 〇16。層502可以結合附加的層使用，以在源和宿 之間提供可選擇的多通道光學連接，和/或可以用于在源和宿之間提供可選擇的單通道光 學連接。
[0039] 當使用示例性開關102、202、300、400提供多通道連接時，開關中堆疊層的數目等 于或者小于每連接的通道數目。例如，如果協議是基于使用四個通道的組提供一個連接（N 端口 X4端口，或者4端口 XN端口，其中N關4)，那么開關102、202、300、400可以包括多 達四層，并且開關將以4模式的模數工作，也即，所有四個通路都可被開關，并且在每層上 追隨同一路由。
[0040] 使用如上作為示例的圖5B的拓撲，假設各自具有四個端口或者通道的兩條鏈路 (來自兩個不同的源）被耦合至開關的輸入端口。此外，開關包括三十二個輸出端口，其光 學地耦合至各自具有四個通道的八條鏈路。因此，示例性配置具有在八個宿之間切換的兩 個源。使用如圖5A中示出的單層對稱芯片方案，必須要32 X 32芯片來提供潛在的耦合。如 上所討論的，32X32開關具有高達8. 92dB的關聯光損耗。這個水平的光功率損耗是低成本 短通道光子鏈路所能容忍的最高限值。比較而言，四層光開關可以通過堆疊四個根據圖5B 的示例性方案的層而被使用，每層具有兩個輸入端口和八個輸出端口。該方案可招致最高 3. 96dB的光功率損耗，這相比于單層實施方案具有顯著改進。
[0041] 在另外一個示例中，系統使用十六個輸入和六十四個輸出，輸入包括各自有四個 通道的四個輸入鏈路，輸出包括各自具有四個通道的十六個輸出鏈路。在該示例中，使用 圖5A的方案的單平面對稱陣列實施方式需要64X64的開關，具有高達15. 92dB的關聯光 損耗。這么高水平的光損耗很可能需要更為昂貴的光發射器和/或接收器，這會顯著增加 該方案的成本。比較而言，可以使用包括四層的堆疊不對稱陣列，每層具有四個輸入端口和 十六個輸出端口的不對稱陣列。在這種示例中，四個堆疊的開關層可以被配置為同時開關 相同的路徑。因為每個四端口 X十六端口的層僅僅引起3. 96dB的光損耗，且該方案是并 行的，因此最高損耗應當不會超過3. 96dB，這比圖5A中例示的已知方案具有顯著改進。此 夕卜，該較低的光損耗使得能夠有效的使用低成本光學元件，而不需要犧牲信號的可靠性。
[0042] 圖1和2的示例性開關控制器144可以通過硬件、軟件、固件和/或硬件、軟件和/ 或固件的任意組合來實現。因此，例如，開關控制器144可以通過一個或者多個電路、可編 程處理器、專用集成電路（ASIC)、可編程邏輯器件（PLD)和/或場可編程邏輯器件（FPLD) 等等來實現。當本專利要求的任意裝置或系統被解讀為覆蓋純軟件和/或固件實施方式 時，示例性開關控制器144因此而被明確地限定為包括存儲有軟件和/或固件的實體計算 機可讀存儲介質，諸如存儲器、DVD、⑶、藍光等等。
[0043] 圖6中示出表示用于實現圖1和圖2的開關控制器144的示例性機器可讀指令 的流程圖。在該示例中，機器可讀指令包括通過處理器（諸如如下結合圖7所討論的示例 計算機700中示出的處理器712)執行的程序。該程序可以以存儲在實體計算機可讀存儲 介質（諸如CD-ROM、軟盤、硬盤、數字多功能盤（DVD)、藍光盤或者與處理器712相關的存儲 器）中的軟件來具體體現，但是整個程序和/或程序的部分可以可替代地由處理器712之 外的設備所執行，和/或以固件或者專用硬件來具體體現。此外，雖然示例性程序是參照圖 6例示的流程圖來描述的，但是許多其他實施示例性開關控制器144的方法也可替代地被 使用。例如，方框的執行順序可以改變，和/或描述的某些方框也可以改變、刪除或者組合。
[0044] 如上所提到的，圖6的示例性過程可以使用存儲在實體計算機可讀介質（諸如、硬 盤驅動、閃存、只讀存儲器（ROM)、光盤（⑶)、數字多功能盤（DVD)、高速緩沖存儲器、隨機存 取存儲器（RAM)和/或信息可在其中存儲任意時間（例如，延長的時間段、永久地、短暫瞬 間、臨時緩沖和/或信息的高速緩存）的任何其他的存儲介質）中的編碼指令（例如，計算 機可讀指令）來實現。如這里使用的，術語實體計算機可讀存儲介質清楚地定義為包括任 何類型的計算機可讀存儲器而并不傳播信號。另外或者可替代地，圖6的示例性過程可以 使用存儲在非瞬態計算機可讀介質（諸如、硬盤驅動、閃存、只讀存儲器、光盤、數字多功能 盤、高速緩沖存儲器、隨機存取存儲器和/或信息可在其中存儲任意時間（例如，延長的時 間段、永久地、短暫瞬間、臨時緩沖和/或信息的高速緩存）的任何其他的存儲介質）中的 編碼指令（例如，計算機可讀指令）來實現。如這里使用的，術語非瞬態計算機可讀存儲介 質清楚地定義為包括任何類型的計算機可讀介質而并不傳播信號。如這里使用的，當短語 "至少"被用作權利要求前序中的過渡術語時，其與術語"包括"開放的方式相同地開放。因 此，在其前序中使用"至少"作為過渡性術語的權利要求可包括在權利要求中明確提到的那 些元件以外的部件。
[0045] 圖6是表示可以被執行以實現開關控制器（例如，圖1和2的開關控制器144)的 示例性機器可讀指令600的流程圖。示例性開關控制器144可執行指令600以控制多層光 開關（例如，多個中空金屬波導光開關陣列），其中每層（陣列）包括第一數目的光輸入端 口和第二數目的光輸出端口。示例性多層光開關的每一層包括一組MEMS反射器以選擇性 地奉禹合光輸入端口和光輸出端口的組合。
[0046] 示例性開關控制器144接收指示期望的源和宿的連接性的第一指令（方框602)。 例如，開關控制器144可接收指示多個源中的哪一個將被耦合至多個宿中的宿的指令。
[0047] 基于接收到的指令，示例性開關控制器144施加一信號至光開關的各層，以使層 中的MEMS反射器中的相應MEMS反射器將層的相應輸入端口光學耦合至層的相應輸出端口 (方框604)。例如，開關控制器144可施加一信號至聯接到多層中的相應MEMS反射器的總 線，以使MEMS反射器動作，將層上的相應輸入端口（例如，位于不同層上的相似或者相同位 置的輸入端口，例如位于每層上的第一輸入端口，位于每層上的第四輸入端口，等等）耦合 至層上的相應輸出端口（例如，位于不同層上的相似或者相同位置的輸出端口，例如位于 每層上的第一輸出端口，位于每層上的第四輸出端口，等等）。
[0048] 示例性開關控制器144允許系統以拓撲操作（方框606)。示例性開關控制器144 確定（例如，周期性地、非周期性地、在特定的時間、響應于觸發事件、或者基于請求）是否 改變拓撲（方框608)。方框608的不例性確定可以響應于例如處理設備變得不可用時的失 效備援條件而執行。在一些其他的示例中，指令600可以基于手動選擇和/或事件（例如， 計算資源的重新分布）的發生而執行。任何其他的觸發事件和/或條件可以被使用。如果 開關控制器144不改變拓撲（方框608)，那么控制返回到方框606以繼續允許系統以當前 拓撲操作。
[0049] 當要改變拓撲時（方框608)，開關控制器144接收指示期望的源宿連接性的更新 的指令（方框610)。基于該指令，示例性開關控制器144施加信號至光開關的多層以基于 接收到的指令而光學地耦合輸入端口和輸出端口的組合（方框612)。在圖6的示例性指令 中，控制返回到方框606以允許系統以更新的拓撲操作。
[0050] 方框606-612可在系統操作期間重復，以便如期望的那樣更新光開關和/或系統 拓撲。例如，當系統關閉時或者響應于一個或者多個條件或事件時，示例性指令可能結束。
[0051] 圖7是可以執行圖6的指令以實現圖1和2的開關控制器144的示例性計算機 700的框圖。計算機700可以是例如服務器、個人電腦、路由設備、英特網支柱設備、或者任 意其他類型的計算設備。
[0052] 舉例的示例系統700包括處理器712。例如，處理器712可以由來自任何期望的家 族或者制造商的一個或者多個微處理器或者控制器實現。
[0053] 處理器712包括本地存儲器713 (例如，高速緩沖存儲器），且經總線718與包括 易失性存儲器714和非易失性存儲器716的主存儲器通信。易失性存儲器714可以由同步 動態隨機存取存儲器（SDRAM)、動態隨機存取存儲器（DRAM)、RAMBUS動態隨機存取存儲器 (RDRAM)和/或任意其他類型的隨機存取存儲設備實現。非易失性存儲器716可以由閃存 和/或任意其他期望類型的存儲設備實現。對主存儲器714、716的存取由存儲控制器控制。
[0054] 計算機700還包括接口電路720。接口電路720可以由任意類型的接口標準，諸如 以太網接口、通用串行總線（USB)、和/或PCI快速接口實現。
[0055] -個或者多個輸入設備722被連接至接口電路720。輸入設備722允許使用者錄 入數據和命令到處理器712中。輸入設備可以由例如鍵盤、鼠標、觸摸屏、跟蹤板、跟蹤球、 isopoint和/或語音識別系統實現。
[0056] -個或者多個輸出設備724也被連接至接口電路720。輸出設備724可以由例如 顯示設備（例如，液晶顯示器、陰極射線管顯示器（CRT)、打印機和/或揚聲器）實現。因 此，接口電路720典型地包括圖形驅動程序卡。
[0057] 接口電路720還包括通信設備，諸如調制解調器或者網絡接口卡，以便于經網絡 726(例如，以太網連接、數字用戶線路（DSL)、電話線、同軸電纜、蜂窩電話系統等等）與外 部計算機進行數據交換。
[0058] 計算機700還包括用于存儲軟件和數據的一個或多個大容量存儲設備。這種大容 量存儲設備728的示例包括硬驅動盤、固態存儲器、光盤驅動以及數字多功能盤（DVD)驅 動。
[0059] 圖6的編碼指令732可以存儲在大容量存儲設備728中、易失性存儲器714中、非 易失性存儲器716中、和/或可拆卸的存儲介質（諸如CD或DVD)上。
[0060] 已公開了示例性系統、方法以及裝置，以提供光信號在多個源和/或宿之間更有 效的路由。具體來說，所公開的系統、方法和裝置使用具有數目不同于輸出的輸入的光開關 陣列，以便為源和宿的數目不相等的應用提供減少的光損耗。另外，這里公開的示例性系 統、方法和裝置使得能夠使用比具有較高光損耗的已知開關便宜的光發射器和光接收器。
[0061] 雖然這里描述了特定的方法、裝置以及制造品，但是本專利覆蓋的范圍并不限于 此。相反地，本專利覆蓋落入權利要求范圍內的所有方法、裝置和制造品。
【權利要求】
1. 一種路由光信號的裝置，包括： 多個中空金屬波導光開關陣列，每個陣列包括： 多個光輸入端口；以及 多個光輸出端口，所述陣列中的第一陣列的輸入端口和輸出端口被布置在第一平面 內，所述陣列中的第二陣列的輸入端口和輸出端口被布置在第二平面內，并且所述多個陣 列被堆疊以使得所述第一平面和所述第二平面鄰近，所述陣列中的所述第一陣列將光信號 從第一通信設備傳送到第二通信設備，并且所述陣列中的所述第二陣列將光信號從所述第 二通信設備傳送到所述第一通信設備。
2. 如權利要求1所述的裝置，其中所述多個陣列中的每一個包括多個微機電反射器， 以選擇性地耦合相應陣列的輸入端口和輸出端口的對。
3. 如權利要求2所述的裝置，其中所述第一陣列的多個微機電反射器中的第一個和所 述第二陣列的微機電反射器的矩陣中的第二個分別用于分別將所述第一陣列和所述第二 陣列的相應輸入端口耦合至所述第一陣列和所述第二陣列的相應輸出端口。
4. 如權利要求3所述的裝置，其中所述第一陣列的多個第一微機電系統和所述第二陣 列的多個第二微機電系統被配置為將所述第一陣列和所述第二陣列的相應輸入端口同時 耦合至所述第一陣列和所述第二陣列的相應輸出端口。
5. 如權利要求1所述的裝置，進一步包括開關控制器，所述開關控制器用于控制所述 第一陣列和所述第二陣列中的多個微機電反射器，以選擇性地改變所述第一陣列和所述第 二陣列的輸入端口和輸出端口之間的光路。
6. 如權利要求1所述的裝置，其中所述第一陣列中的第一微機電反射器與所述第二陣 列中的第二微機電反射器協作，使得所述第一微機電反射器和所述第二微機電反射器分別 將所述第一陣列和所述第二陣列上的相應輸入端口光學耦合至所述第一陣列和所述第二 陣列上的相應輸出端口。
7. 如權利要求6所述的裝置，其中所述第一陣列和所述第二陣列的相應輸入端口鄰 近，所述第一陣列和所述第二陣列的相應輸出端口鄰近，并且所述第一陣列和所述第二陣 列的相應微機電反射器鄰近。
8. -種路由光信號的方法，包括： 向多個中空金屬波導光開關陣列施加至少一個信號，每一個陣列包括多個光輸入端口 和多個光輸出端口，所述陣列中第一陣列的輸入端口和輸出端口被布置在第一平面上，所 述陣列中第二陣列的輸入端口和輸出端口被布置在第二平面上，并且所述陣列被堆疊為使 得所述第一平面和所述第二平面鄰近，其中所述陣列中的所述第一陣列將光信號從第一通 信設備傳送到第二通信設備，并且所述陣列中的所述第二陣列將光信號從所述第二通信設 備傳送到所述第一通信設備，其中所述第一陣列的輸出端口與所述第二陣列的輸入端口鄰 近；并且 通過調整所述第一陣列和所述第二陣列中的微機電反射器來響應所述至少一個信號， 以在所述輸入端口和所述輸出端口之間形成光路，使得所述第一陣列和所述第二陣列的相 應輸入端口與所述第一陣列和所述第二陣列的相應輸出端口進行光通信。
9. 如權利要求8所述的方法，其中響應所述至少一個信號進一步包括同時調整所述微 機電反射器以形成所述光路。
10. 如權利要求8所述的方法，其中施加至少一個信號包括施加第一信號至所述第一 陣列，并且施加第二信號至所述第二陣列，所述第一信號和所述第二信號用于使所述第一 陣列和所述第二陣列促使所述第一陣列和所述第二陣列中的微機電反射器中的相應微機 電反射器形成光路。
11. 一種路由光信號的系統，包括： 第一多個源設備； 第二多個宿設備，所述第一多個中的源設備的數目不同于所述第二多個中的宿設備的 數目；以及 具有多個層的光開關，其中所述層中的第一層用于從所述源設備中的第一源設備向所 述宿設備中的第二宿設備傳送光信號，并且所述層中的第二層用于從所述宿設備中的所述 第二宿設備向所述源設備中的所述第一源設備傳送光信號。
12. 如權利要求11所述的系統，其中所述光開關用于通過將所述多個層的第一側上的 相應端口同時耦合至所述多個層的第二側上的相應端口，來將所述第一多個源設備中的源 設備選擇性地耦合至所述第二多個宿設備中的相應宿設備。
13. 如權利要求11所述的系統，進一步包括開關控制器，用于激勵所述層中的微機電 反射鏡，以將所述輸入端口中的輸入端口選擇性地耦合至所述輸出端口中的輸出端口。
14. 如權利要求13所述的系統，其中所述開關控制器與位于所述層中不同層上的微機 電反射鏡中的相應微機電反射鏡一起經由總線連接而接到電路中。
15. 如權利要求13所述的系統，其中所述開關控制器經由層間連接而被聯接至所述多 個層的微機電反射鏡中的相應微機電反射鏡。
【文檔編號】H04Q11/00GK104094611SQ201280068609
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2012年4月11日 優先權日:2012年4月11日
【發明者】特雷爾·莫里斯, 邁克爾·瑞恩·泰·譚, 王世元, 邁克爾·史蒂文·施蘭斯克 申請人:惠普發展公司，有限責任合伙企業