减少串扰光子交换机制造技术

本公开的实施例涉及减少串扰光子交换机，其描述了用于使用光交换机传播光的方法。所述方法包括：使用所述光交换机的一个或多个波导接收第一光和第二光，所述第一光处于第一光功率，第二光处于第二光功率，所述第二光功率由于衰减而低于所述第一光功率，所述光交换机具有补偿所述衰减的物理形状；使用所述光开关的所述物理形状形成补偿光；以及将所述补偿光传输到所述光交换机中的多个端口中的一个端口。输到所述光交换机中的多个端口中的一个端口。输到所述光交换机中的多个端口中的一个端口。

【技术实现步骤摘要】
减少串扰光子交换机
[0001]相关申请
[0002]本申请是申请号为201811638109.2、申请日为2018年12月29日、专利技术名称为“减少串扰光子交换机”的专利技术专利申请的分案申请。


[0003]本公开一般涉及用于交换网络的交换机，并且更具体地涉及减少串扰光交换机。

技术介绍

[0004]诸如在数据中心中使用的那些通信网络的一些通信网络使用交换网络来路由设备之间的通信。在某些网络中，交换机是Mach
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Zehnder光交换机，其使用相位调制器和耦合器，调整相位调制器的状态以选择连接哪个交换机输入和输出端口，并将携带信号的光路由到终端设备(例如客户端设备、服务器)。Mach
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Zehnder光交换机可以将入射光分离成沿多个路径路由的分量。然后，Mach
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Zehnder光交换机使用一个或多个相位调制器在潜在输出路径处的输出耦合器中创建相长干扰和相消干扰，以便选择光被路由的位置。穿过交换网络的不同光束之间的串扰可能由于耦合器和相位调制器的物理特性而产生，并且可以随着光通过连续的交换机节点而增加。此外，用于减少串扰的当前方案，例如低衰减热交换机，是耗电的并且不能在具有大量交换机的网络架构中实现，诸如现代光交换网络。
附图说明
[0005]为了容易地标识对任何特定元件或动作的讨论，附图标记中的最高有效数字或多个数字指的是该元件或动作被首先引入的附图(“附图”)号。
[0006]图1示出了根据一些示例实施例的实现减少的串扰交换机的网络架构。
[0007]图2示出了根据一些示例实施例的Mach
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Zehnder干扰仪(MZI)减少的串扰交换机。
[0008]图3示出了根据一些示例实施例的多量子阱(MQW)调制器的响应图。
[0009]图4示出了根据一些示例实施例的可以集成到光交换机中以补偿基于相位调制器的衰减的耦合器。
[0010]图5示出了根据一些示例实施例的具有两个耦合器的交换机架构。
[0011]图6示出了根据一些示例实施例的用于将光路由通过减少的串扰交换机的方法的流程图。
[0012]图7示出了根据一些示例实施例的用于制造功率有效的减少串扰光交换机的方法的流程图。
[0013]图8示出了根据一些示例实施例的可用于减少串扰的扩张交换机。
具体实施方式
[0014]以下描述包括体现本公开的说明性实施例的系统、方法、技术和指令序列。在以下描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以便提供对本专利技术主题的各种实施例的理
解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本专利技术主题的实施例。通常，不一定详细示出公知的指令实例、协议、结构和技术。
[0015]光分组交换机是在一些数据通信网络中使用的可重新配置的低延迟光路由网络组件。可以使用光子集成电路(PIC)技术来实现一些交换网络(例如使用Benes或Banyan架构)。在交换网络中使用的交换机组件的一个示例是2x2 Mach Zehnder干扰仪(MZI)，其使用耦合器将入射光束分离成多个波束，每个波束指向不同的路径。一个或多个相位调制器用于在不同路径上的波束之间创建相位差。第二耦合器用于干扰多个路径上的波束并将波束耦合到输出端口。相位差在几个可能的输出路径上引起相长干扰和相消干扰，确定信号被路由到哪条路径。2x2 MZI具有两个输入和两个输出端口，并使用一个或多个相位调制器在其“交叉”(“cross”)和“条”(“bar”)传输状态之间切换。
[0016]通常，交换网络的基数(端口数量)受所实现的交换机的串扰、插入损耗和功耗的限制。此外，给定交换网络的总串扰和插入损耗可以通过来自通过交换网络的光路中的所有组件的求和贡献来计算。作为光分组交换机中的组件，MZI具有可量化的串扰和插入损耗。
[0017]本文，当涉及个体交换机时，串扰是离开两个输出端口的光束的功率的比，其中光束源自单个输入端口。输出端口之一是预期路径。该交换机被配置为使得预期路径的端口是输出耦合器的构造端口(“constructive port”)，并且第二输出端口是输出耦合器的破坏性端口(“destructive port”)。此外，在包括沿光路的多个光束和多个交换机的交换网络的上下文下，串扰是输出端口或沿光路的光束功率与由于个体交换机的串扰导致在交换网络中的相同位置的另一个光束的总功率之比。
[0018]串扰可以源自给定交换机内的若干潜在源。一些源包括具有错误的分配比的耦合器，以及用不足的公差制造的波导，所述不足的公差导致插入损耗或光程长度随机改变。附加的串扰源包括由相位调制器元件引起的幅度改变。在使用载流子等离子体调制的硅光子调制器中，相位的改变伴随着插入损耗的改变。插入损耗的改变导致光束中的振幅不平衡，其干扰MZI的输出耦合器，这导致串扰。基于载流子等离子体分散效应的硅调制器可以在GHz范围内的频率下工作，并且可以用于光分组交换机。PIC中的快速调制也可以通过使用量子限制斯塔克效应或Franz
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Keldysh效应的调制器来实现；然而，当在交换机中使用时，它们遭受相同的幅度不平衡问题。幅度不平衡对交换机元件中可达到的串扰设置了下限，并进一步限制了整个分组交换机的大小。
[0019]虽然一些热相位调制器表现出很小甚至没有幅度不平衡，但是热相位调制器具有高功耗并且具有缓慢的上升/下降时间(例如微秒)，因此限制了它们在分组切换中的有用性。
[0020]为此，可以实现专门配置为优化耦合器的分配比的改进的交换机，以抵消由于来自交换机的相位调制器的吸收引起的幅度不平衡的串扰。在一些实施例中，已经从相位调制器相移的光被输入到多模干扰分量(MMI)，诸如2
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2MMI。MMI由锥形侧面制造，使得功率分配比补偿幅度不平衡。配置的功率分配比在2x2 MMI的一个输出上得到完美或接近完美的相消干扰。改进的交换机可以集成到高基数(“radix”)计数交换网络中，以消除穿过网络的不同光束之间的串扰。
[0021]本文，术语波束被解释为可以沿着信道(例如波导、光纤线缆)传播的电磁波(例如
光、光信号)。可以对波束进行编码以携带一个或多个信号，例如数据流。波束可以分开(例如分离)成分量。波束的分量本身是波束，波束中的每一个可以包括原始波束的一个或多个信号。除非指定，否则路由、分离、相移或以其他方式修改是对波束本身的操纵，而不是给定波束可能携带的基础一个或多个信号。例如如果波束被分离成两个分量波束，则两个分量波束中的每一个可以包括原始波束中的所有信号或原始波束中的信号的一部分。
[0022]图1示出了根据一些示例实施例的实现减少的串扰交换机的示例网络架构100。网络架构100包括多个端点105A
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105F设备(例如诸如膝上型计算机、台式机或数据中心中的服务器之类的计算机)，其通过光交换网络110来回发送光数据。光交换网络本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于使用光交换机传播光的方法，所述方法包括：使用所述光交换机的一个或多个波导接收第一光和第二光，所述第一光处于第一光功率，第二光处于第二光功率，所述第二光功率由于衰减而低于所述第一光功率，所述光交换机具有补偿所述衰减的物理形状；使用所述光开关的所述物理形状形成补偿光；以及将所述补偿光传输到所述光交换机中的多个端口中的一个端口。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：使用所述光交换机的一个或多个输入端口接收输入光。3.根据权利要求2所述的方法，还包括：将所述输入光分离成所述第一光和所述第二光。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述输入光由耦合器分离成所述第一光和所述第二光。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述光交换机包括耦合器，所述耦合器具有补偿所述耦合器中的光的衰减差异的物理形状。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述耦合器具有修改所述耦合器中的光的叠加的锥形侧面。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述耦合器中的光的所述叠加由所述锥形侧面修改，使得所述耦合器的功率分配比补偿所述耦合器中的光的衰减差异。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述功率分配比为t^2/(1+t^2)，其中t是所述光交换机中的光组件的场传输系数的比。9.根据权利要求7所述的方法，其中所述功率分配比为t/(1+t)，其中t是所述光交换机中的光组件的场传输系数的比。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述衰减是由于所述光交换机中的一个或多个光组件。11.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：奥里恩公司，
类型：发明
国别省市：