四端口多模路由器及链路交换网络制造技术

本公开提供了一种四端口多模路由器及链路交换网络，四端口多模路由器包括四个多模输入波导；四个模式解复用器，模式解复用器适用于将多模复用信号转换为N个单模信号，其中N为正整数；四个单模输入波导组，每个单模输入波导组包括N个单模输入波导，N个单模输入波导输入端连接一个模式解复用器的N个输出端；N个4

【技术实现步骤摘要】
四端口多模路由器及链路交换网络


[0001]本公开涉及集成光学与光互连领域，尤其涉及一种四端口多模路由器及链路交换网络。

技术介绍

[0002]随着通信容量需求的提升，波分复用等技术已无法满足要求，更多的自由度如模分复用技术得到重视。模分复用技术利用统一物理载体中并行传输多个携带信息的空间模，在进一步的增大通信容量的应用中有很好的应用前景。传统的路由器通常只支持单通信信道或者波分复用的信道，因而，通信容量相对受到限制，进一步提高通信容量成为研究的热点。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本公开的实施例提供了一种四端口多模路由器及链路交换网络。
[0004]本公开的一个方面，提供了一种四端口多模路由器，包括：
[0005]四个多模输入波导；
[0006]四个模式解复用器，每个所述模式解复用器的输入端与一个所述多模输入波导连接，所述模式解复用器适用于将接收的多模复用信号转换为N个单模信号，其中N为正整数；
[0007]四个单模输入波导组，每个所述单模输入波导组包括N个单模输入波导，N个所述单模输入波导的输入端连接一个所述模式解复用器的N个输出端；
[0008]N个4
×
4单模光路由单元，N个所述4
×
4单模光路由单元相同的输入端连接一个所述单模输入波导组的N个单模波导输出端，所述4
×
4单模光路由单元接收所述单模信号；
[0009]四个单模输出波导组，每个所述单模输出波导组包括N个单模输出波导，N个所述单模输出波导的输入端分别连接各个所述4
×
4单模光路由单元的同一输出端；
[0010]四个模式复用器，每个所述模式复用器的输入端连接一个所述单模输出波导组的N个所述单模输出波导的输出端，所述模式复用器适用于将接收到的N个所述单模信号转换为多模复用信号；
[0011]四个多模输出波导，所述多模输出波导的输入端连接所述模式复用器的输出端。
[0012]根据本公开的实施例，其中，所述4
×
4单模光路由单元是由四个2
×
2光开关构成的环状路由结构；四个所述2
×
2光开关包括：
[0013]第一2
×
2光开关，第一输入端适用于接收所述第二模式解复用器转换的N个所述单模信号中的一个；所述第一2
×
2光开关的第二输入端适用于接收所述第三模式解复用器转换的N个所述单模信号中的一个；
[0014]第二2
×
2光开关，第一输入端适用于接收所述第一模式解复用器转换的N个所述单模信号中的一个；所述第二2
×
2光开关的第二输入端适用于连接所述第一2
×
2光开关的第一输出端；所述第二2
×
2光开关的第一输出端适用于连接所述第四模式复用器；
[0015]第三2
×
2光开关，第一输入端适用于连接所述第一2
×
2光开关的第二输出端；所
述第三2
×
2光开关的第二输入端适用于接收所述第四模式解复用器转换的N个所述单模信号中的一个；所述第二2
×
2光开关的第二输出端适用于连接所述第一模式复用器；
[0016]第四2
×
2光开关，第一输入端适用于连接所述第二2
×
2光开关的第二输出端；所述第四2
×
2光开关的第二输入端适用于连接所述第三2
×
2光开关的第一输出端；所述第四2
×
2光开关的第一输出端适用于连接所述第三模式复用器；所述第四2
×
2光开关的第二输出端适用于连接所述第二模式复用器。
[0017]根据本公开的实施例，第i单模输入波导组，包括N个第i单模输入波导，N个第i单模输入波导的输入端分别连接所述第i模式解复用器的N个输出端，N个第i单模输入波导的输出端分别连接N个所述4
×
4单模光路由单元的第i输入端。
[0018]根据本公开的实施例，第i单模输出波导组，包括N个第i单模输出波导，N个第i单模输出波导的输出端分别连接所述第一模式复用器的N个输入端，N个第i单模输出波导的输入端分别连接N个所述4
×
4单模光路由单元的第i输出端；其中4≤i≤1且i为整数。
[0019]根据本公开的实施例，所述2
×
2光开关单元根据控制信号在直通状态和交叉状态之间切换，N个所述4
×
4单模光路由单元的所述2
×
2单模光开关单元同时处于直通状态或交叉状态，以使N个所述4
×
4单模光路由单元同时处于相同的路由状态。
[0020]根据本公开的实施例，通过热光效应或等离子色散效应调谐所述4
×
4单模光路由单元的路由状态切换。
[0021]根据本公开的实施例，所述2
×
2光开关单元为马赫
‑
曾德尔干涉器结构或微环谐振器结构。
[0022]根据本公开的实施例，N个所述4
×
4单模光路由单元的所述2
×
2光开为马赫
‑
曾德尔干涉器结构或微环谐振器结构。
[0023]根据本公开的实施例，四个多模输入波导、所述四个模式解复用器、所述四个单模输入波导组、所述N个单模路由单元、所述四个单模输出波导组、所述四个模式复用器和所述四个多模输出波导均在绝缘体上硅平台制作。
[0024]作为本公开的另一个方面，提供了一种支持多模的链路交换网络，包括上述中任一所述的四端口多模路由器。
[0025]根据本公开的实施例，所述链路交换网络为Mesh网络、Fat
‑
Tree网络、Crossbar网络、Clos网络。
[0026]根据本公开的实施例，通过将模式复用器、模式解复用器和N个4
×
4单模光路由单元的结合可以实现多模式扩展，以适应更高通信容量的使用需求，并且可以实现在包含某一光学链路，比如：输入1到输出2的所有路由状态中其他光学链路可以被建立，并且已经建立的链路可以保持不变，无阻塞。
附图说明
[0027]图1为本公开实施例的四端口多模路由器结构的示意图。
具体实施方式
[0028]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开作进一步的详细说明。但是，本公开能够以不同形式实施，而不应当解释为
局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本公开的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大，自始至终相同附图标记表示相同元件。
[0029]以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种四端口多模路由器，包括：四个多模输入波导；四个模式解复用器，每个所述模式解复用器的输入端与一个所述多模输入波导连接，所述模式解复用器适用于将接收的多模复用信号转换为N个单模信号，其中N为正整数；四个单模输入波导组，每个所述单模输入波导组包括N个单模输入波导，N个所述单模输入波导的输入端连接一个所述模式解复用器的N个输出端；N个4
×
4单模光路由单元，N个所述4
×
4单模光路由单元相同的输入端连接一个所述单模输入波导组的N个单模波导输出端，所述4
×
4单模光路由单元接收所述单模信号；四个单模输出波导组，每个所述单模输出波导组包括N个单模输出波导，N个所述单模输出波导的输入端分别连接各个所述4
×
4单模光路由单元的同一输出端；四个模式复用器，每个所述模式复用器的输入端连接一个所述单模输出波导组的N个所述单模输出波导的输出端，所述模式复用器适用于将接收到的N个所述单模信号转换为多模复用信号；四个多模输出波导，所述多模输出波导的输入端连接所述模式复用器的输出端。2.根据权利要求1所述的四端口多模路由器，其中，所述4
×
4单模光路由单元是由四个2
×
2光开关构成的环状路由结构；四个所述2
×
2光开关包括：第一2
×
2光开关，第一输入端适用于接收所述第二模式解复用器转换的N个所述单模信号中的一个；所述第一2
×
2光开关的第二输入端适用于接收所述第三模式解复用器转换的N个所述单模信号中的一个；第二2
×
2光开关，第一输入端适用于接收所述第一模式解复用器转换的N个所述单模信号中的一个；所述第二2
×
2光开关的第二输入端适用于连接所述第一2
×
2光开关的第一输出端；所述第二2
×
2光开关的第一输出端适用于连接所述第四模式复用器；第三2
×
2光开关，第一输入端适用于连接所述第一2
×
2光开关的第二输出端；所述第三2
×
2光开关的第二输入端适用于接收所述第四模式解复用器转换的N个所述单模信号中的一个；所述第二2
×
2光开关的第二输出端适用于连接所述第一模式复用器；第四2
×
2光开关，第一输入端适用于连接所述第二2
×
2光开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘思薇，付鑫，杨林，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：