专利名称：M×n光矩阵多信道交换方法
技术领域：
本发明涉及一种用于全光宽带通信网络，全光网络设备中的M×N光矩阵多信道交换方法。
背景技术：
由于全光交换技术尚处于实验阶段，因此互联网目前仍采用普通的电信交换机连接网络的物理层。然而，从目前互联网上已开始广泛应用多媒体，网络极需进一步扩容的情况来看，现行电信交换机所采用的光-电-光交换方式，已远远跟不上网络发展的需求，是制约和阻碍网络流量进一步扩大的“电子瓶颈”。尽管已有许多公开的专利技术都试图解决这一难题，如01116218.x，日本专利W000/14586等，都曾提出或研制过一些光开关交换方法，但仍未解决这一难题。目前，常用有两种方法，一种是光学分束交叉交换方法，缺点是导致光输出的幅值减少很多，另一种是采取平行镜面排列在一起的方法即典型的MEMS集成光开关交换的方法，它是一个镜面代表一个控制机构，镜与镜之间相关性强，一个开关与其他开关的状态有关，使光程增加，光损耗变大，光学结构复杂，光学系统的稳定性差。因此时至今日，尚未找到一种能解决光交换长期存在的稳定性、重复性和维护性等问题的光开关交换方法。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有的光开关交换方法中的缺点，提供一种用由已申请的专利02157758.7三端可交换光开关来实现的M×N光矩阵多信道交换方法。
本发明的技术方案，M×N光矩阵多信道交换方法特点是1、由第一个三端可交换光开关的两个输出端和后两个三端可交换光开关的输入端相连接而成光矩阵中可交叉交换排列的光开关基本单元；2、2×N组的光开关基本单元对称排列在光交换区的两侧；
3、在光交换区一侧的每一个光开关基本单元组的输出端光接点通过光纤分别和光交换区另一侧的各个光开关基本单元组的输入端光接点交叉相连接；4、通过控制三端可交换光开关驱动片的位置，根据驱动片在开关中阻挡位置，反射或阻断来确定光路的通过或转移，达到所有光信道的相互交换；5、光开关基本单元的每一输出光节点通过串接三端可交换光开关实现2n递增。
本发明是应用由已申请的专利02157758.7三端可交换光开关来组成组成的MxN光矩阵多信道交换方法，它不仅使光开关交换器的制作成本降低，而且使光交换速度加快，开关性能也更为稳定。如果与典型的MEMS集成光开关交换系统相比，它的开关组合方式更显灵活，性价比优势也更为明显。从而会推动全光交换器快速发展，实现真正意义上的全光宽带互联网。
图1为透射式4×4光交换排列图；图2为反射式4×4光交换排列图；图3为反射式8×8光交换排列图。
具体实施例方式
一组由三个独立的1×2三端可交换光开关作为光矩阵中可交叉交换排列的光开关基本单元，1×2三端可交换光开关可以是透射式或反射式，由一组GRIN光纤耦合的准直器，一个具有全光反射功能的、可微量位移的驱动片和压电(或磁电)材料驱动器控制部件构成。具有全反射功能的驱动片，预先设置在一个光纤GRIN耦合准直器表面位置，并且保持与光轴呈垂直状态。当压电(或磁电)材料受到一定电压(或磁场)作用，驱动片就会产生相对的微量位移。这种物理效应，在陶瓷、金属、晶体、半导体、纳米粉末等材料中都存在。本专利就是利用上述材料中的这种物理微量位移特性，使光反射的路径和方向获得改变。本发明就是用这种已申请专利的三端可交换光开关连接成光矩阵中可交叉交换排列的光开关基本单元。
由图1、图2所示的是透射式4×4光交换排列和反射式4×4光交换排列，光开关基本单元包含有三个独立的1×2三端可交换光开关， 由第一个三端可交光开关(1)的两个输出端1B、1C和后两个三端可交换光开关(2)、(3)的输入端2A、3A相连接而成；根据光路递增原理，2×2路光开关交换，必须有2×2组三个独立的三端光开关基本单元。4×4路光开关交换，必须有2×4组三个独立的三端光开关基本单元。8×8路光开关交换，必须有2×8组三个独立的三端光开关基本单元。同理，M×N路光开关交换，必须有2×N组三个独立的三端光开关基本单元。其原因是光开关的所有输入、输出信道，必须是对称排列在光交换区的两侧。本发明的两实施例是4×4光交换排列，如由图1、图2所示，将4组如上述组成的光开关基本单元对称排列在光交换区的两侧，在光交换区右侧的每一个光开关基本单元组的输出端光接点通过光纤分别和光交换区左侧的各个光开关基本单元组的输入端光接点交叉相连接，即光交换区右侧的每一个光开关基本单元组的输出端光接点只能与光交换区左侧的各个光开关基本单元组的一个输入端光接点相连接。
光开关基本单元是由其第一个三端可交换光开关的两个输出端和后两个三端可交换光开关的输入端相连接而成，则后两边个三端可交换光开关的输出端就有4个光接点，若在后两个光开关的4个输出端，再接入到其后8个光开关的输入端上，则后8个光开关的输出端就变成16个光接点。同理，N组光开关器件基本单元，实现2n递增，可构成大的光矩阵，如图3所示，光开关基本单元的4输出光节点串接4个三端可交换光开关光开关，则有8个输出光接点，构成8×8光交换排列。
当光矩阵中所有三端光开关器件的输入输出端，按照上述规律完成连接，既可看到，需要光交叉交换开关的信道，只要通过控制反射驱动片的使光路通过或转移，即会达到所有光信道相互交换的目的。例如，第一级光开关中的反射驱动片工作时，1信道就切换到2信道，第二级光开关中的反射驱动片工作时，1信道就切换到3信道。以此类推，光开关列阵完全可实现2×2，4×4，8×8或M×N路光开关交换功能。
在光矩阵交换上，通常用1A标注为第1级的入射光，1B和1C表示第1级的反射光路。2A表示第2级的入射光，2B、2C表示第2级的反射光。同样，其它各级光开关器件的光接点均以此类推。由图1和图2可见，1B和2A连接，光信号可从1信道切换到2信道。5B和7A连接，光信号可从1信道切换到3信道。9B和12A连接，光信号可从1信道切换到4信道。2B和3A连接，光信号可从2信道切换到3信道。6B和8A连接，光信号可从2信道切换。以此类推，光开关列阵可实现2×2，4×4，8×8……，实现M×N光矩阵多信道交换。
权利要求
1.种M×N光矩阵多信道交换方法，其特征在于，a)由第一个三端可交换光开关的两个输出端和后两个三端可交换光开关的输入端相连接而成光矩阵中可交叉交换排列的光开关基本单元；b)2×N组的光开关基本单元对称排列在光交换区的两侧；c)在光交换区一侧的每一个光开关基本单元组的输出端光接点通过光纤分别和光交换区另一侧的各个光开关基本单元组的输入端光接点交叉相连接；d)通过控制三端可交换光开关驱动片的位置，根据驱动片在开关中阻挡位置，反射或阻断来确定光路的通过或转移达到所有光信道的相互交换；e)光开关基本单元的每一输出光节点通过串接三端可交换光开关实现2n递增。
全文摘要
本发明涉及一种M×N光矩阵多信道交换方法，由三个光开关连接成光开关基本单元；2×N组的光开关基本单元对称排列在光交换区的两侧；一侧的输出端光接点通过光纤分别和另一侧输入端光接点交叉相连接；控制光开关驱动片的位置确定光路的通过或转移达到光信道的交换；光开关基本单元的每一输出光节点通过串接光开关实现文档编号G02B26/00GK1549607SQ03117079
公开日2004年11月24日 申请日期2003年5月22日 优先权日2003年5月22日
发明者王海彪, 王又良, 曲世浦 申请人:上海市激光技术研究所