模块化可扩展的N2×N2波长和空间全光路由器制造技术

本发明专利技术公开了一种模块化可扩展的N2×N2波长和空间全光路由器。N根单模输入光纤连接第一组波长转换及路由模块后，再经第一空间光路由器与第二组波长转换及路由模块连接，然后经过第二组波长转换及路由模块后，与第二空间光路由器的输入端口连接到第三组波长转换及路由模块，光信号输出进入N根单模输出光纤，完成波长和空间的全光路由；第一空间光路由器和第二空间光路由器镜像工作。本发明专利技术用于波分复用光纤通信系统中，可完成光纤内各个信道的任意交换及光纤间各信道的任意交换，并完成波长转换；并能通过对波长转换及路由模块的级联和线性增加，实现更完整的路由功能，增加路由信道数目。整个路由结构可以通过平面光波导技术实现集成。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种模块化可扩展的N2×N2波长和空间全光路由器。N根单模输入光纤连接第一组波长转换及路由模块后，再经第一空间光路由器与第二组波长转换及路由模块连接，然后经过第二组波长转换及路由模块后，与第二空间光路由器的输入端口连接到第三组波长转换及路由模块，光信号输出进入N根单模输出光纤，完成波长和空间的全光路由；第一空间光路由器和第二空间光路由器镜像工作。本专利技术用于波分复用光纤通信系统中，可完成光纤内各个信道的任意交换及光纤间各信道的任意交换，并完成波长转换；并能通过对波长转换及路由模块的级联和线性增加，实现更完整的路由功能，增加路由信道数目。整个路由结构可以通过平面光波导技术实现集成。【专利说明】模块化可扩展的N2XN2波长和空间全光路由器
本专利技术涉及光纤通信全光路由技术，尤其是涉及一种模块化可扩展的N2XN2波长 和空间全光路由器。
技术介绍
在光纤诞生并成功应用以后，光纤通信技术迅猛发展，WDM通信方式的专利技术使得光 纤通信带宽大大提高。光纤通信数据的急速增大直接对光通信网络中的各处理节点提出了 更高要求，全光通信网络成为未来光通信网络的发展方向。 以波长为依据的光信号包转发是WDM光网络中信号路由的一个重要方式。目前的 主流技术多采用光-电-光波长转换及路由的处理方式，它的优点是技术上较成熟，可实现 定时、再生、整形功能，但这种方案由于引入了光电变换和时钟提取，需要很多高成本、高功 耗的高速光电仪器，对信号比特率和信号格式不透明，信号处理速度存在"电子瓶颈"问题， 不符合全光网络"高数据吞吐量，高信号处理带宽，低能耗"的发展要求。还有一种基于微电 子机械系统开关（MEMS-Switches)的路由结构，已经有支持32输入/输出端口交换的商用 器件报道"GlimmerglassIntelligentOpticalSystem, "数据表可亦www.glimmerglass. ^获取。但是这种结构的最大缺陷是信道切换时间长，达毫秒量级，只适用于一对结点间 持续通信时间长度在秒量级的情况。 全光路由不需要经过电域处理，直接将信息从一个光波长转换到另一个光波长， 通过光无源器件的转发，达到路由目的。WDM系统光路由器中主要有光解复用、波长转换、 光复用、光路由等模块。全光路由不存在"电子瓶颈"问题，带宽巨大，对信号速率和格式透 明，且单片集成的全光路由芯片能耗更将比光-电-光路由大大降低。 目前提出的全光路由器主要有光开关、无源阵列波导光栅器件和基于半导体光放 大器（SOA)波长转换两种。"Multi-pathRoutinginanMonolithicallyIntegrated 4X4BroadcastandSelectWDMCross-connection"，EC0C，Septemberl8_22,2011，InP PHOTONICS(Mo. 2.LeSaleve)报道了一种基于SOA光开关的全光交叉互连，该结构实现了 4X4光信号交叉互连。这种全光路由方式主要由广播选择模块与波长选择模块2部分组 成。在广播选择模块中，4个输入端口的光信号通过级联多模干涉耦合器（MMI)分别输入到 每一个阵列波导光栅（AWG)的输入端口。在进入AWG之前，每一路上都有SOA开关，通过调 节SOA注入的电流，来控制每一路的通断。经过4个循环4X4阵列波导光栅路由器（AWGR) 的转发后，信号进入波长选择模块。根据路由表设计，调节波长选择模块AWG各输出端口上 SOA电流，可以决定之后连接的级联MMI上各路信号的波长，进而可以达到控制整个路由芯 片输出端上每一路的波长。但是，此方法只能进行不同输入端口光信号的转发，而不能将原 信号转移到另一波长上，而且随着输入信号通道数目（N)的增加，需要相应增加至N个循环 NXNAWGR以及2N个SOA开关。同时，每一路输入信号都要经过级联MMI扩展至N个输出端 口，整个路由系统单侧引脚数目为N2个，会大大增加器件尺寸。这种芯片结构十分不利于 信道数目的扩展，增加一路信号，整个芯片的设计都要变化，且器件设计难度大大增加。"An 8x8InPMonolithicTunableOpticalRouter(MOTOR)PacketForwardingChip，',Journal ofLightwaveTechnology,Vol. 28,Issue4,pp. 641-650 公开了一种基于SOA波长转换的 光路由方式。这种方式通过将原信号经过SOA的交叉调制作用转移到可调谐激光器发出的 新波长上，再用AWGR转发到对应信道。但是，这种结构转发能力有限，没有在光网络层面提 出多光纤之间的信号交换。 上述全光路由结构均不能完整实现光网络中全光路由的波长转换及端口透明转 发的功能需求，并且系统的扩展性不够好。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提出一种模块化可扩展的N2XN2波长和 空间全光路由器。 本专利技术采用的技术方案是： 本专利技术包括第一空间光路由器、三组波长转换及路由模块及第二空间光路由器；N 根单模输入光纤和第一空间光路由器之间连接有第一组波长转换及路由模块，通过第一组 波长转换及路由模块将单模输入光纤中复用的各个光信号内的各信道进行波长转换处理 传送到第一空间光路由器中；第一空间光路由器的输出端口经第二组波长转换及路由模块 与第二空间光路由器的输入端口连接，将每组不同波长的光信号经过波长转换处理传送到 第二空间光路由器各自对应的输入端口中；第二空间光路由器将由第二组波长转换及路由 模块输出的每组不同波长的光信号传送到第二空间光路由器各自对应的输出端口；第二空 间光路由器经第三组波长转换及路由模块连接单模输出光纤，通过第三组波长转换及路由 模块将第二空间光路由器各路输出端口的光信号经波长转换处理重新加载在该路输出端 口中的任意信道上；第一空间光路由器和第二空间光路由器镜像工作，使得由第二空间光 路由器输出的每路光纤中的各个光信号波长与第一空间光路由器各自对应的输入光纤中 的各个光信号波长一致。 所述的波长转换及路由模块包括依次连接的光解复用器、N个第一波长转换器、第 三空间光路由器、N个第二波长转换器和光复用器；第一空间光路由器每路输出端口的光 信号先经过光解复用器分解为单波长信号，各个单波长信号经各自的第一波长转换器传输 到第三空间光路由器中，第三空间光路由器对单波长信号进行空间路由后再经第二波长转 换器波长转换后传送到光复用器，光复用器将各个单波长信号合并为一路光信号输出到第 二空间光路由器。 所述的第一波长转换器或者第二波长转换器包括将转换前光信号滤除的光滤波 器结构。 所述的第一波长转换器及第二波长转换器中不包括光滤波器结构，第三空间光路 由器与第一空间光路由器、第二空间光路由器具有不同的信道间隔，使得单模输入光纤及 单模输出光纤中所传输的光信号的波长与第三空间光路由器的传输光谱不匹配。 所述的光解复用器为IXN光解复用器，采用阵列波导光栅或衍射刻蚀光栅。 所述的光复用器为NX1光复用器，采用阵列波导光栅、衍射刻蚀光栅或多模干涉 奉禹合器。 所述的第一空间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模块化可扩展的N2×N2波长和空间全光路由器，其特征在于：包括第一空间光路由器（3）、三组波长转换及路由模块（A）及第二空间光路由器（9）；N根单模输入光纤和第一空间光路由器（3）之间连接有第一组波长转换及路由模块（A），通过第一组波长转换及路由模块（A）将单模输入光纤中复用的各个光信号内的各信道进行波长转换处理传送到第一空间光路由器（3）中；第一空间光路由器（3）的输出端口经第二组波长转换及路由模块（A）与第二空间光路由器（9）的输入端口连接，将每组不同波长的光信号经过波长转换处理传送到第二空间光路由器（9）各自对应的输入端口中；第二空间光路由器（9）将由第二组波长转换及路由模块（A）输出的每组不同波长的光信号传送到第二空间光路由器（9）各自对应的输出端口；第二空间光路由器（9）经第三组波长转换及路由模块（A）连接单模输出光纤，通过第三组波长转换及路由模块（A）将第二空间光路由器（9）各路输出端口的光信号经波长转换处理重新加载在该路输出端口中的任意信道上；第一空间光路由器（3）和第二空间光路由器（9）镜像工作，使得由第二空间光路由器（9）输出的每路光纤中的各个光信号波长与第一空间光路由器（3）各自对应的输入光纤中的各个光信号波长一致。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：武英晨，何建军，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33