NxN波长路由网络拓扑、光子集成芯片及光路由器制造技术

本发明专利技术实施例提供NxN波长路由网络拓扑、光子集成芯片及光路由器，涉及光电通信领域，能够减小光信息在传输过程中的功率损耗，提高信息传输的可靠性。包括：n列交换节点，每一列有N/M个交换节点，每一个交换节点包括M个输入端口和M和输出端口,N为M的n次方，M＞2且M为2的整倍数，第J列和第J+1列交换节点分别形成2

【技术实现步骤摘要】
NxN波长路由网络拓扑、光子集成芯片及光路由器
本专利技术涉及光电通信领域，尤其涉及NxN波长路由网络拓扑、光子集成芯片及光路由器。
技术介绍
在片上光网络(英文：opticalnetwork-on-chip，缩写：ONoC)中具有两种主要的路由方式：空间路由与波长路由。其中，基于波长路由的片上光网络(以下简称波长路由网络)虽然可以支持N个节点间存在的N2对通信同时进行，以提高吞吐量，但是波长路由网络却仍然存在扩展能力不足，功率损耗严重的问题。目前，通过采用一种基于梳妆滤波器的波长路由网络拓扑，能够在一定程度上提高网络的扩展能力。例如，如图1所示的基于梳妆滤波器的波长路由网络拓扑，包括8个输入端口(包括I1-I8)和8个输出端口(包括O1-O8)，一个2x2交换单元(包括两个输入端口和两个输出端口)作为一个交换节点，共由Log28＝3列交换节点组成，每一列有4个交换节点，通过利用微环谐振器的多个谐振波长，提高单个微环谐振器的利用率。然而，基于上述波长路由网络拓扑，由于光信息在波长路由网络中传输时，每经过一个交换节点，都可能会发生一次微环谐振，导致引入功率损耗，因此，随着网络的规模越来越大，需要的交换节点的列数越来越多，光信息在波长路由网络中传输时的功率损耗也会也来越大，从而降低了光信息传输的可靠性。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供NxN波长路由网络拓扑、光子集成芯片及光路由器，能够减小光信息在波长路由网络中传输时的功率损耗，从而提高光信息传输的可靠性。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：第一方面，本专利技术实施例提供NxN波长路由网络拓扑，包括：n列交换节点，所述n列交换节点分别为第0列到第n-1列，每一列有N/M个交换节点，每一个交换节点包括M个输入端口和M和输出端口,N为M的n次方，M＞2且M为2的整倍数，M和n均为整数，在所述波长路由网络拓扑中，第J列和第J+1列交换节点分别形成2J大组，每一大组由个交换节点形成，第J+1列中的每一大组交换节点分别形成M小组，每一小组由个交换节点形成，每一小组交换节点共个输入端口；其中，第J列的第m大组中的第k个交换节点的M个输出端口，分别与第J+1列的第m大组中每一小组的第k个输入端口连接，1≤m≤2J，0≤J≤n-2。在本专利技术实施例提供的NxN波长路由网络拓扑中，每一个交换节点的交换规模为M×M，即每一个交换节点都具有M个输入端口和M个输出端口，当组建NxN波长路由网络拓扑时，由于M大于2，因此，LogMN小于Log2N从而能够减少组建波长路由网络拓扑时交换节点的列数，且光信息在经过每一个交换节点时，最多发生一次谐振，从而有效减小了光信息在传输过程中的功率损耗，提供信息传输的可靠性。结合上述第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，当所述M为偶数时，在所述交换节点中，包括M级2x2交换单元，分别为第0级到第M-1级，其中，第2L级包括M/2个2x2交换单元，第2L+1级包括M/2-1个2x2交换单元，0≤L≤M/2-1，所述2x2交换单元包括2个输入端口和2和输出端口；第2L级中的第1个2x2交换单元第1个输出端口和第2L+2级中的第1个2x2交换单元第1个输入端口连接，第2L级中的第M/2个2x2交换单元第2个输出端口和第2L+2级中的第M/2个2x2交换单元第2个输入端口连接；第2L+1级中的第h个2x2交换单元的第1个输入端口和第2L级中的第h个2x2交换单元的第2个输出端口连接，第2L+1级中的第h个2x2交换单元的第2个输入端口和第2L级中的第h+1个2x2交换单元的第1个输出端口连接，第2L+1级中的第h个2x2交换单元的第1个输出端口和第2L+2级中的第h个2x2交换单元的第2个输入端口连接，第2L+1级中的第h个2x2交换单元的第2个输出端口和第2L+2级中的第h+1个2x2交换单元的第1个输入端口连接，1≤h≤M/2-1。结合上述第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，当所述M为奇数时，在所述交换节点中，包括M级2x2交换单元，分别为第0级到第M-1级，其中，每一级都包括(M-1)/2个2x2交换单元，第2D级中的第1个2x2交换单元第1个输出端口和第2D+2级中的第1个2x2交换单元第1个输入端口连接，第2D+1级中的第(M-1)/2个2x2交换单元第2个输出端口和第2D+3级中的第(M-1)/2个2x2交换单元第2个输入端口连接，第2D+1级中的第(M-1)/2个2x2交换单元第1个输出端口和第2D+2级中的第(M-1)/2个2x2交换单元第2个输入端口连接，第2D+1级中的第(M-1)/2个2x2交换单元第1个输入端口和第2D级中的第(M-1)/2个2x2交换单元第2个输入端口连接；第2D+1级中的第g个2x2交换单元的第1个输入端口和第2D级中的第g个2x2交换单元的第2个输出端口连接，第2D+1级中的第g个2x2交换单元的第2个输入端口和第2D级中的第g+1个2x2交换单元的第1个输出端口连接，第2D+1级中的第g个2x2交换单元的第1个输出端口和第2D+2级中的第g个2x2交换单元的第2个输入端口连接，第2D+1级中的第g个2x2交换单元的第2个输出端口和第2D+2级中的第g+1个2x2交换单元的第1个输入端口连接，1≤g≤(M-1)/2-1，0≤D≤(M-1)/2-1。结合上述第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式至第一方面的第二种可能的实现方式中的任一种实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，在所述波长路由网络拓扑中，每个2x2交换单元的谐振波长的分配规则为：Λij＝{λ|λ＝a×Mi+1+b+j×Mi,0≤a≤Mn-i-1-1,0≤b≤Mi-1}其中，Λij表示为第i列第j级2x2交换单元分配的谐振波长，a和b均为整数。结合上述第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式至第一方面的第三种可能的实现方式中的任一种实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述2x2交换单元中包括基于梳状滤波器的微环。结合上述第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式至第一方面的第四种可能的实现方式中的任一种实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，若光信息在属于Λij的传输波长上进行传输，则当所述光信息经过第i列第j级2x2交换单元时，所述光信息以直通的方式经过所述第i列第j级2x2交换单元；若光信息在不属于Λij的传输波上进行传输，则当所述光信息经过第i列第j级2x2交换单元时，所述光信息以交叉的方式经过所述第i列第j级2x2交换单元。第二方面，本专利技术实施例提供一种光子集成芯片，包括：如上述第一方面或第一方面的任一种实现方式所述的波长路由网络拓扑。第三方面，本专利技术实施例提供一种光路由器，包括：如第二方面所述的光子集成芯片。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例。图1为现有技术中的一种基于梳状滤波器的波长路由网络的结构示意图；图2为本专利技术实例提供的一种交换节点的连接示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种交换节点的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的另一种交换节点的结构示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
NxN波长路由网络拓扑，其特征在于，包括：n列交换节点，所述n列交换节点分别为第0列到第n‑1列，每一列有N/M个交换节点，每一个交换节点包括M个输入端口和M和输出端口，N为M的n次方，M＞2且M为2的整倍数，M和n均为整数，在所述波长路由网络拓扑中，第J列和第J+1列交换节点分别形成2

【技术特征摘要】
1.NxN波长路由网络拓扑，其特征在于，包括：n列交换节点，所述n列交换节点分别为第0列到第n-1列，每一列有N/M个交换节点，每一个交换节点包括M个输入端口和M和输出端口，N为M的n次方，M＞2且M为2的整倍数，M和n均为整数，在所述波长路由网络拓扑中，第J列和第J+1列交换节点分别形成2J大组，每一大组由个交换节点形成，第J+1列中的每一大组交换节点分别形成M小组，每一小组由个交换节点形成，每一小组交换节点共个输入端口；其中，第J列的第m大组中的第k个交换节点的M个输出端口，分别与第J+1列的第m大组中每一小组的第k个输入端口连接，1≤m≤2J，0≤J≤n-2。2.根据权利要求1所述的NxN波长路由网络拓扑，其特征在于，当所述M为偶数时，在所述交换节点中，包括M级2x2交换单元，分别为第0级到第M-1级，其中，第2L级包括M/2个2x2交换单元，第2L+1级包括M/2-1个2x2交换单元，0≤L≤M/2-1，所述2x2交换单元包括2个输入端口和2和输出端口；第2L级中的第1个2x2交换单元第1个输出端口和第2L+2级中的第1个2x2交换单元第1个输入端口连接，第2L级中的第M/2个2x2交换单元第2个输出端口和第2L+2级中的第M/2个2x2交换单元第2个输入端口连接；第2L+1级中的第h个2x2交换单元的第1个输入端口和第2L级中的第h个2x2交换单元的第2个输出端口连接，第2L+1级中的第h个2x2交换单元的第2个输入端口和第2L级中的第h+1个2x2交换单元的第1个输出端口连接，第2L+1级中的第h个2x2交换单元的第1个输出端口和第2L+2级中的第h个2x2交换单元的第2个输入端口连接，第2L+1级中的第h个2x2交换单元的第2个输出端口和第2L+2级中的第h+1个2x2交换单元的第1个输入端口连接，1≤h≤M/2-1。3.根据权利要求1所述的NxN波长路由网络拓扑，其特征在于，当所述M为奇数时，在所述交换节点中，包括M级2x2交换单元，分别为第0级到第M-1级，其中，每一级都包括(M-1)/2个2x2交换单元，第2D级中的第1个2x2交换单元第1个输出端口和...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈可，邱晨，程祺翔，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44