一种光存储器及其控制方法与流程

本发明涉及光信息技术领域，尤其涉及一种光存储器及其控制方法。

背景技术：

全光缓存器作为全光交换技术的核心器件，通过对光数据包的存储和转发，能够在时域上解决数据包冲突问题。相比电缓存，光缓存存取速度更快，对调制格式和数据率透明、控制更灵活。

现有的全光缓存器主要分为两大类：直通型和反馈循环型。直通型光缓存器通过延长光信号数据包传送的光纤路径，以及降低光信号数据包在光通路中的传输速率来增大在媒介中的传输时间，实现光信号数据包的传输延时。反馈循环型则是把光信号数据包存储在一个环形腔内，通过对光信号数据包在环形腔内所停留时间的控制来避免和前一光信号数据包混合，造成两者冲突。

请参考图1所示，为一种反馈循环型的光存储器的结构图。该光存储器包括多级存储单元，在图1中以三级存储单元为例。每一级存储单元包括：具有三个端口的环形器，3×3并行排列的光耦合器。其中，光耦合器的左端的外侧两个端口1、3通过光波导相互连接形成环2。光耦合器的右端的外侧两个端口4、6通过光波导相互连接形成环1。在第一级的存储单元中，环形器的端口a用于接收输入到光存储器的光信号数据包。第三级的存储单元中，环形器的端口c用于将光信号数据包输出光存储器。除第三级存储单元中的环形器，每一级环形器的端口c连接下一级环形器的端口a。

光信号数据包通过第一级的环形器的端口a，经环形器从环形器的端口b后进入光耦合器的端口2，通过光耦合器的分束，光信号数据包分成两路分别进入端口4和端口6相向而行。此时，两路光信号数据包的相位差为0，所以两路光信号数据包绕环1相向运行一周后，在光耦合器的端口5处相遇，然后通过端口5穿过光耦合器又回到环形器的端口b，然后从环形器的端口c进入到第二级的环形器的端口a。在第二级，重复与第一级相同的过程，光信号数据包又从第二级的环形器的端口c进入到第三级的环形器的端口a，在第三级重复与第一级相同的过程，光信号数据包从第三级的环形器的端口c输出，表示光信号数据包从光存储器中读出。由此可以看出，光信号数据包在全光储存器中延时了三个环路周期。当级联的级数越多时，延时的时长就越长。

由以上描述可以看出，光信号数据包从第一级进入光存储器，然后只能从最后一级输出，而不能够在本级输出光信号数据包。换言之，图1中的光存储器虽然有多级存储单元，但只能实现一级存储。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种光存储器及其控制方法，用以解决现有技术中的多级光存储器无法在每级输出光信号光信号数据包的技术问题。

本发明第一方面提供了一种光存储器，包括：

m级存储单元；m为大于1的整数；每级存储单元包括：

隔离器件(10)，具有端口a、端口b和端口c；其中，第一级存储单元的隔离器件(10)的端口a连接所述光存储器的输入端，用于从所述光存储器的外部接收光信号数据包；第m级存储单元的隔离器件(10)的端口c连接所述光存储器的输出端，用于输出所述光信号数据包至所述光存储器的外部；第n级存储单元的隔离器件(10)的端口c与第n+1级的隔离器件(10)的端口a连接；n的取值为1至m-1之间的正整数；

3×3并行排列的光耦合器(20)，所述光耦合器(20)的第一端包括第一端口(1)、第二端口(2)和第三端口(3)，所述第一端口(1)和所述第三端口(3)分别位于所述第二端口(2)的两侧且通过光波导相互连接形成环A；所述光耦合器(20)的第二端包括第四端口(4)、第五端口(5)和第六端口(6)，所述第四端口(4)和所述第六端口(6)分别位于所述第五端口(5)的两侧且通过光波导相互连接形成环B；其中，所述端口b与所述第二端口(2)通过光波导连接；

第一相位调制单元(30)，设置在所述环A上；所述第一相位调制单元(30)用于根据控制信号改变从所述第一端口(1)进入的光信号数据包和从所述第三端口(3)进入的光信号数据包之间的第一相位差；

第二相位调制单元(40)，设置在所述环B上；所述第二相位调制单元(40)用于根据控制信号改变从所述第四端口(4)进入的光信号数据包的和/或从所述第六端口(6)进入的光信号数据包的相位，以改变从所述光耦合器(20)输出至所述第二端的两支光信号数据包之间的第二相位差；

输出端口(50)，与所述第五端口(5)连接；所述输出端口(50)用于当所述第一相位差为第一值且所述第二相位差为第二值时，输出光信号数据包至所述光存储器的外部。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，第1至第m-1级中的每级存储单元还包括：

第一光分束器件(60)，所述第一光分束器件(60)的输入端与所述第五端口(5)通过光波导连接；所述第一光分束器件(60)的输出端与所述输出端口(50)连接；所述第n级存储单元的第一光分束器件(60)的另一输出端连接至所述第n+1级的所述第一相位调制单元(30)；

所述第n+1级的存储单元的所述第一相位调制单元(30)用于根据所述第n级存储单元的所述第一光分束器件(60)输出的光信号数据包改变所述第一相位差；

所述光存储器还包括：

m-1个第二光分束器件(70)，分别设置在所述第n级存储单元的隔离器件(10)的端口c和所述第n+1级存储单元的隔离器件(10)的端口a之间；其中，所述第n级存储单元与所述第n+1级存储单元之间的所述第二光分束器件(70)的另一输出端连接至所述第n级存储单元的所述第二相位调制单元(40)；

所述第n级存储单元的所述第二相位调制单元(40)用于根据所述第n级存储单元和所述第n+1级存储单元之间的所述第二光分束器件(70)输出的光信号数据包改变从所述第四端口(4)进入的光信号数据包的和/或从所述第六端口(6)进入的光信号数据包的相位。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，当两支光信号数据包分别从所述第四端口(4)和所述第六端口(6)进入所述环B时，所述第二相位调制单元(40)具体用于根据控制信号改变从所述第四端口(4)进入的光信号数据包的和/或从所述第六端口(6)进入的光信号数据包的相位，使得所述两支光信号数据包的第二相位差为所述第二值。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述第二端还包括第七端口(7)和第八端口(8)，所述第七端口(7)和所述第八端口(8)通过光波导相互连接形成环C；

当两支光信号数据包分别进入所述环B和所述环C时，所述第二相位调制单元(40)用于根据控制信号改变进入所述环B的光信号数据包的相位，使得所述两支光信号数据包的第二相位差为所述第二值。

本发明第二方面提供一种控制如第一方面所述的光存储器的方法，针对所述每级存储单元，所述方法包括：

通过所述端口a接收光信号数据包，并通过所述端口b将所述光信号数据包输出至所述光耦合器(20)的所述第二端口(2)；

通过所述光耦合器(20)的处理，所述光信号数据包分路成两支光信号数据包，所述两支光信号数据包中的至少一支进入所述环B中运行；

控制所述第二相位调制单元(40)改变所述至少一支光信号数据包的相位，使得所述两支光信号数据包之间的第二相位差为第二值；

所述第二相位差为第二值的所述两支光信号数据包分别进入所述第一端口(1)和所述第三端口(3)在所述环A中相向运行；

控制所述第一相位调制单元改变所述环A中相向运行的两支光信号数据包的第一相位差为第一值；

所述第一相位差为第一值的所述两支光信号数据包在所述环A中运行一周后，从所述第五端口(5)输出至所述输出端口(50)；

通过所述输出端口(50)，所述光信号数据包输出至所述光存储器的外部。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，第1至第m-1级中的每级存储单元还包括：第一光分束器件(60)，所述第一光分束器件(60)的输入端与所述第五端口(5)通过光波导连接；所述第一光分束器件(60)的输出端与所述输出端口(50)连接；所述第n级存储单元的第一光分束器件(60)的另一输出端连接至所述第n+1级的所述第一相位调制单元(30)；

所述光存储器还包括：m-1个第二光分束器件(70)，分别设置在所述第n级存储单元的隔离器件(10)的端口c和所述第n+1级存储单元的隔离器件(10)的端口a之间；其中，所述第n级存储单元与所述第n+1级存储单元之间的所述第二光分束器件(70)的另一输出端连接至所述第n级存储单元的所述第二相位调制单元(40)；

控制所述第二相位调制单元(40)改变所述至少一支光信号数据包的相位，使得所述两支光信号数据包之间的第二相位差为第二值，包括：

根据所述第n级存储单元和所述第n+1级存储单元之间的所述第二光分束器件(70)输出的光信号数据包控制所述第n级存储单元的所述第二相位调制单元(40)改变所述至少一支光信号数据包的相位，使得所述两支光信号数据包之间的第二相位差为第二值；

控制所述第一相位调制单元(30)改变所述环A中相向运行的两支光信号数据包的第一相位差为第一值，包括：

根据所述第n级存储单元的所述第一光分束器件(60)输出的光信号数据包控制第n+1级存储单元的所述第一相位调制单元(30)改变所述环A中相向运行的两支光信号数据包的第一相位差为第一值。

结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，当两支光信号数据包分别从所述第四端口(4)和所述第六端口(6)进入所述环B时，控制所述第二相位调制单元(40)改变所述至少一支光信号数据包的相位，使得所述两支光信号数据包之间的第二相位差为第二值，包括：

控制所述第二相位调制单元(40)改变从所述第四端口(4)进入的光信号数据包和/或从所述第六端口(6)进入的光信号数据包的相位，使得所述两支光信号数据包的第二相位差为第二值。

结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述第二端还包括第七端口(7)和第八端口(8)，所述第七端口(7)和所述第八端口(8)通过光波导相互连接形成环C；

当两支光信号数据包分别进入所述环B和所述环C时，控制所述第二相位调制单元(40)改变所述至少一支光信号数据包的相位，使得所述两支光信号数据包之间的第二相位差为第二值，包括：

控制所述第二相位调制单元(40)改变进入所述环B的光信号数据包的相位，使得所述两支光信号数据包的第二相位差为第二值。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例中，光存储器包括多级存储单元，而且每级存储单元包括第一相位调制单元、第二相位调制单元和输出端口。第一相位调制单元设置在环A上。第二相位调制单元设置在环B上。第一相位调制单元用于根据控制信号改变从第一端口进入的光信号数据包和从第三端口进入的光信号数据包之间的第一相位差；第二相位调制单元用于根据控制信号改变从第四端口进入的光信号数据包的和/或从第六端口进入的光信号数据包的相位，以改变从光耦合器输出至第二端的两支光信号数据包之间第二相位差。根据第一相位差和第二相位差的取值，可以使得光信号数据包从每级的输出端口输出，实现本级的输出。换言之，本发明实施例中的光存储器能够实现多级存储，且每一级都能够直接输出光信号数据包。

附图说明

图1为现有技术中的光存储器的结构示意图；

图2为本发明第一实施例中的光存储器的结构示意图；

图3为本发明第一实施例中的控制光存储器的方法流程图；

图4为本发明第二实施例中的光存储器的结构示意图；

图5为本发明第三实施例中的光存储器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种光存储器及其控制方法，用以解决现有技术中的多级光存储器无法在本级输出光信号数据包的技术问题。

本发明实施例中的光存储器可以用在光纤通信、光信息处理、光分组交换、光计算等多种应用场景下。在不同的应用场景下，本发明实施例中的光存储器的运行原理均相同，不同的可能是光存储器接收的光信号数据包的来源不同，以及光存储器输出的光信号数据包的目的地址不同。

请参考图2所示，为本发明实施例中的光存储器的结构图。该光存储器包括以下部分：m级存储单元，m为大于1的整数。m的具体取值可以根据实际需求来设置。

m级存储单元中的每级存储单元包括：隔离器件10、3×3并行排列的光耦合器20、第一相位调制单元30、第二相位调制单元40和输出端口50。

需要说明的是，隔离器件10具体例如是三端口的环形器，还可以是其他三端口或以上的光隔离器件，为便于描述，在以下实施例中，隔离器件以三端口环形器为例进行说明，而其它光隔离器件的实施方式与三端口环形器的实施方式相同。

隔离器件10具有三个端口，分别为端口a、端口b和端口c。其中，第一级存储单元的隔离器件10的端口a用于从光存储器的外部接收光信号数据包。而第m级存储单元的隔离器件10的端口c用于输出光信号数据包至光存储器的外部。第n级存储单元的环形器的端口c与第n+1级的环形器的端口a连接；n的取值为1至m-1之间的正整数。

光耦合器20具有第一端和第二端。第一端包括第一端口1、第二端口2和第三端口3。第一端口1和第三端口3分别位于第二端口2的两侧且通过光波导相互连接形成环A；光耦合器20的第二端包括第四端口4、第五端口5和第六端口6，第四端口4和第六端口6分别位于第五端口5的两侧且通过光波导相互连接形成环B；其中，端口b与第二端口2通过光波导连接。

第一相位调制单元30，设置在环A上。第一相位调制单元30用于根据控制信号改变从第一端口1进入的光信号数据包和从第三端口3进入的光信号数据包之间的第一相位差。第二相位调制单元40，设置在环B上。第二相位调制单元40用于根据控制信号改变从第四端口4进入的光信号数据包和/或从第六端口6进入的光信号数据包的相位，以改变从光耦合器20输出至第二端的两支光信号数据包之间第二相位差。输出端口50与第五端口5连接，用于当第一相位差为第二值且第二相位差为第一值时，输出光信号数据包至光存储器的外部。

可选的，本实施例中的光波导可以是光纤。光纤可以是普通的光纤，也可以是经过特殊加工的光纤。光波导还可以是可实现慢光效应的材料，例如晶体。光波导还可以是有机波导、聚合物波导等提供光通路的材料。

接下来请参考图3所示，为控制图2及其实施例描述的光存储器的方法流程图。针对每一级存储单元，该方法包括以下内容。

步骤101：通过端口a接收光信号数据包，并通过端口b将光信号数据包输出至光耦合器20的第二端；

步骤102：通过光耦合器20的处理，所述光信号数据包分路成两支光信号数据包，两支光信号数据包中的至少一支进入环B中运行；

步骤103：控制第二相位调制单元40改变至少一支光信号数据包的相位，使得两支光信号数据包之间的第二相位差为第二值；

步骤104：第二相位差为第二值的两支光信号数据包分别进入第一端口1和第三端口3在环A中相向运行；

步骤105：控制第一相位调制单元30改变环A中相向运行的两支光信号数据包的第一相位差为第二值；

步骤106：第一相位差为第一值的两支光信号数据包在环A中运行一周后，从第五端口5输出至输出端口50；

步骤107：通过输出端口50，光信号数据包输出至光存储器的外部。

请同时参考图2和图3所示，以第一级存储单元来说，光存储器从外部接收的光信息，进入隔离器件10的端口a。然后通过隔离器件10，所述光信号数据包从隔离器件10的端口b输出至光耦合器20的第二端口2。所述光信号数据包从第二端口2进入光耦合器20。根据光耦合器20的工作原理，所述光信号数据包分束成两支光信号数据包，分别进入第四端口4和第六端口6在环B内相向运行。接下来根据第一相位调制单元30和第二相位调制单元40的调制结果不同，可以分为三种情况：第一种，本级输出；第二种，向下级输出；第三种，本级存储。

当需要进行本级输出时，就执行步骤103，即控制第二相位调制单元40改变至少一支光信号数据包的相位，使得两支光信号数据包之间的第二相位差为第二值。第二值具体例如是π。其中，第二值的取值与光耦合器20的工作原理相关。具体来说，当从第四端口4进入的那支光信号数据包经过第二相位调制单元40的调制，相位发生了π相移。然后发生π相移的那支光信号数据包继续沿环B运行。而从第六端口6进入的那支光信号数据包的相位没有发生相移，只是沿环B运行。如此，这两支光信号数据包之间的第二相位差就为π。那么当这两支光信号数据包在绕环B运行一周相遇后，输出到第五端口5的光功率基本为0，又被均匀的分束到第一端口1和第三端口3，沿环A相向运行。

接下来执行步骤105，即控制第一相位调制单元30改变环A中相向运行的两支光信号数据包的第一相位差为第一值。第二值和第一值具体可以相同，也可以不同。不同的情况下，第一值和第二值具体例如可以是倍数的关系。

具体来说，从第一端口1进入的那支光信号数据包经过第一相位调制单元30的调制，相位发生了相移π。然后发生π相移的那支光信号数据包继续沿环A运行。而从第三端口3进入的那支光信号数据包的相位没有发生相移，只是沿环A运行。如此，这两支光信号数据包之间的第二相位差就为π。那么当这两支光信号数据包在绕环B运行一周相遇后，再次进入光耦合器20。根据光耦合器20的工作原理，光信号数据包从第五端口5输出至输出端口50。再经输出端口50，光信号数据包输出至光存储器的外部。由此可以看出，相比现有技术中光信号数据包从第一级进入，从最后一级输出的光存储器，本发明实施例中的光存储器能够实现在本级输出，所以可以实现多级存储。

在本实施例中，实现本级输出时，第一值和第二值均为π。

当需要进行本级存储时，这两支光信号数据包在绕环B运行一周相遇后，输出到第五端口5的光功率基本为0，又被均匀的分束到第一端口1和第三端口3，沿环A相向运行时，此时控制第一相位调制单元30不作为，不对两支光信号数据包进行相移。因此，两支光信号数据包的第一相位差为0。那么当两支光信号数据包沿环A绕行一周后，两支光信号数据包相遇并通过光耦合器20又被均匀的分配到第四端口4和第六端口6沿环B相向运行。再控制第二相位调制单元40对其中一支光信号数据包进行相移，使得两支光信号数据包的第二相位差为π。那么两支光信号数据包又通过光耦合器20分配到第一端口1和第三端口3沿环A相向运行。控制第一相位调制单元30继续不作为，然后两支光信号数据包再次回到环B进行运行。如此往复，形成横“8”的绕行轨迹。光信号数据包将在两个环中交换，长期存储在第一级存储单元中，直至前述的在本级输出和下文描述的向下级存储的情况出现。

在本实施例中，实现本级存储时，第一值和第二值分别为0和π。

当需要进行向下级存储时，在两支光信号数据包分别从第四端口4和第六端口6进入环B并沿环B相向而行时，此时控制第二相位调制单元40不作为，不对两支光信号数据包进行相移。因此，两支光信号数据包的第二相位差为0。当两支光信号数据包沿环B绕行一周后，经过光耦合器20的作用，从第二端口2输出至隔离器件10的端口b。然后经隔离器件10的作用，光信号数据包从隔离器件10的端口c输出至第二级存储单元的隔离器件10的端口a。对于第二级存储单元而言，进行与上述第一级存储单元的控制过程相同的控制过程。

在图2的光存储器的结构中，第二相位差是指从光耦合器20输出至第二端的第四端口4和第六端口6的两支光信号数据包之间的相位差。

可选的，第一相位调制单元30具体包括：激光器和波分复用器(英文：Wavelength Division Multiplexing，简称：WDM)。激光器用于产生控制光。WDM用于将光信号数据包和控制光合路，根据控制光的相位的不同，当将光信号数据包和控制光合路之后，光信号数据包就会发生不同的相移。因此，通过该方法即可改变光信号数据包的相位。

可选的，第一相位调制单元30还包括光放大器，用于放大光信号数据包的功率，起到环路功率补偿的作用。如此可以增长光信号在光缓存器中的缓存时间。

可选的，第一相位调制单元30还包括偏振控制器，用于改变光的偏振态。

在图2的结构中，第二相位调制单元40与第一相位调制单元30可以相同。在本实施例中，步骤103包括：当两支光信号数据包分别从第四端口4和第六端口6进入环B时，控制第二相位调制单元40改变从第四端口4进入的光信号数据包和/或从第六端口6进入的光信号数据包的相位，使得所述两支光信号数据包的第二相位差为第二值。

在另一实施例中，请参考图4所示，光耦合器20的第二端还包括第七端口7和第八端口8。第七端口7和第八端口8通过光波导相互连接形成环C(如图4中虚线所示)。

在本实施例中，当两支光信号数据包分别进入环B和环C时，第二相位调制单元40用于根据控制信号改变从第四端口4或从第六端口6进入的光信号数据包的相位，使得所述两支光信号数据包的第二相位差相同或不相同。在该种情况下，步骤103包括：控制第二相位调制单元40改变从第四端口4或从第六端口6进入的光信号数据包的相位，使得所述两支光信号数据包的第二相位差为第二值。当然，在其它情况下，例如在向下级存储的情况下，第二相位调制单元40还改变第二相位差为其它值，例如0。

举例来说，光信号数据包通过第二端口2进入光耦合器20，光耦合器20将光信号数据包分束分别进入环B和环C。进入环B的光信号数据包可以从第四端口4进入，也可以从第六端口6进入。进入环C的光信号数据包可以从第七端口7进入，也可以从第八端口8进入。当光信号数据包分别进入环B和环C之后，因为环B上设置有第二相位调制单元40，所以控制第二相位调制单元40对环B中的光信号数据包进行相移操作。第二相位调制单元40具体例如是调节光波导的折射率的元件，通过调节光波导的折射率，改变环B中的光信号数据包的光程，进而改变环B中的光信号数据包的相位，使得环B和环C中的光信号数据包之间的第二相位差为第二值。当然，在其它情况下，例如在向下级存储的情况下，第二相位调制单元40还改变第二相位差为其它值，例如0。

当第二相位差为零时，环C和环B中的光信号数据包回到光耦合器20之后，从第二端口2输出。当第二相位差为第二值，例如为π时，环B和环C中的光信号数据包回到光耦合器20之后，分别进入第一端口1和第三端口3。其他与图2中的结构类似，在此不再赘述。

在以上实施例中，第一相位调制单元30和第二相位调制单元40具体可以是根据系统的控制信号进行相位的调制。可选的，该控制信号可以是电信号。

可选的，除了第一级存储单元的第一相位调制单元30和第m级的第二相位调制单元40，其他的第一相位调制单元30和第二相位调制单元40还可以通过光信号数据包进行控制，基本上实现全光控制。换言之，控制信号为光信号，而且是光信号数据包本身作为控制信号。一种可能的实现方式请参考图5所示。

如图5所示，第1至第m-1级中的每级存储单元还包括：第一光分束器件60。第一光分束器件60的输入端与第五端口5通过光波导连接。第一光分束器件60的输出端与输出端口50连接。第n级存储单元的第一光分束器件60的另一输出端连接至第n+1级的第一相位调制单元30。第n+1级的存储单元的第一相位调制单元30用于根据第n级存储单元的第一光分束器件60输出的光信号数据包改变从第一端口1进入的光信号数据包和从第三端口3进入的光信号数据包之间的第一相位差。

光存储器还包括：m-1个第二光分束器件70，分别设置在第n级存储单元的环形器的端口c和第n+1级存储单元的环形器的端口a之间。其中，第n级存储单元与第n+1级存储单元之间的第二光分束器件70的另一输出端连接至第n级存储单元的第二相位调制单元40。第n级存储单元的第二相位调制单元40用于根据第n级存储单元和第n+1级存储单元之间的第二光分束器件70输出的光信号数据包改变从第四端口4进入的光信号数据包和/或从第六端口6进入的光信号数据包的相位，以改变从光耦合器20输出至第二端的两支光信号数据包之间的第二相位差。

其中，第一光分束器件60和第二光分束器件70具体例如是光分束器、光分波器、解复用器、光栅等。当然，在实际运用中，第一光分束器件60和第二光分束器件70还可以是其他能实现光分束功能的光器件，本发明的所有实施例均不作限定。为便于描述，在以下实施例中，第一光分束器件60和第二光分束器件70以光分束器为例进行说明，而其它光分束器件的实施方式与光分束器的实施方式相同。

在本实施例中，步骤103包括：根据第n级存储单元和第n+1级存储单元之间的第二光分束器件70输出的光信号数据包控制第n级存储单元的第二相位调制单元40改变至少一支光信号数据包的相位，使得两支光信号数据包之间的第二相位差为第二值。

步骤105包括：根据第n级存储单元的第一光分束器件60输出的光信号数据包控制第n+1级存储单元的第一相位调制单元30改变环A中相向运行的两支光信号数据包的第一相位差为第一值。

以下举一个具体的例子说明利用光信号数据包进行控制的实施过程。

为便于描述，做如下定义：用e表示第n级存储单元的环A中相向运行的两支光信号数据包之间的第一相位差，e有两个值，0和π。用f表示第n级存储单元的环B中相向运行的两支光信号数据包之间的第二相位差，或者是环B中和环C中运行的两支光信号数据包之间的第二相位差，f也有两个值，0和π。{e，f}取值为{0，π}时表示要进行本级存储，称为存储恢复态。{e，f}取值为{0，0}时表示要向下级存储，称为存储配置态。{e，f}取值为{π，π}时表示要进行本级输出，称为实时操作态。用g表示第n+1级的端口a是否有输入光信号数据包。当g取值为1时代表第n+1级的端口a有输入光信号数据包。当g取值为0时代表第n+1级的端口a没有输入光信号数据包。用h表示第n级的输出端口50是否有输出光信号数据包。当h取值为1时代表第n级的输出端口50有输出光信号数据包。当h取值为0时代表第n级的输出端口50没有输出光信号数据包。g和h的组合用【g，h】表示。

第n级存储单元的{0，0}态诱发第n级到第n+1级的【1，0】，即第n级将光信号数据包输出至第n+1级存储单元，所以g的值为1。在第n级向第n+1级存储的同时锁定第n级为{0，π}态，保证进入第n级的光信号数据包在第n级中不断绕行。同理，第n+1级存储单元也执行上述操作。

当第n级存储单元的输出端口50有输出时，即d为1时，会锁定第n+1级由{0，π}态跳转为{π，π}态，即可实现第n级存储单元的光信号数据包输出后的第n+1级存储单元的光信号数据包的输出。

当第n级存储单元的光信号数据包输出后，第n级存储单元由{π，π}态跳转至{0，0}态，以存储新进入的光信号数据包。

具体来说，当传输网络的所有输出节点都处于忙碌状态，需要进入存储配置态，所以所有存储级都置{0，0}态。光信号数据包进入第一级存储单元的端口a之后，不断向下级存储。同时第n级到第n+1级通路上的第二光分束器件70激发第n级存储单元的第二相位调制单元40进行相位调制，使得第二相位差为π。因此，此时第n级存储单元的状态变为{0，π}态，即存储恢复态。如此可以保证新进入第n级存储单元的光信号数据包可在第n级存储单元中进行横“8”的绕行，不与已有的光信号数据包产生冲突。经存储配置态后，除第m级存储单元保持{0，0}态外，其余存储级都处于{0，π}态。

当出现空闲输出节点时，则需要光信号数据包能被读出，此时由系统控制第一级存储单元的第一相位调制单元30进行相位调制，使得第一相位差为π。那么第一级存储单元的状态就变为{π，π}态，即实时操作态。第一级存储单元的输出端口50就会有光信号数据包输出，那么第一级存储单元的第一光分束器件60检测到光信号数据包，就会将该光信号数据包分束发送给第二级存储单元的第一相位调制单元30进行相位调制，使得第一相位差为π。那么第二级存储单元的状态就变为{π，π}态，即实时操作态。第二级存储单元的输出端口50就会有光信号数据包输出。依此类推，实现缓存光信号数据包的依次读出，即所有存储级均有存储配置态跳转到了实时操作态。经实时操作态后，所有存储级的状态均处于{π，π}态。

当光信号数据包被读出后，所有存储级会在系统的控制下，实现由{π，π}到{0，0}态的跳变，以此保证当有新的光信号数据包进入时，新光信号数据包可以被存储。

由以上描述可以看出，本实施例中的光存储器能够使用光信号数据包作为控制信号对相位调制单元进行控制，实现存储级之间的状态的自动跳转。避免了复杂的控制结构和算法。

进一步，相比图1中所描述的光存储器，本实施例中的光储存器能够实现后进先出的数据读写。

在实际运用中，图4和图5中的光存储器可以相互结合，即在图5的光存储器的结构上增加图4中的环C即可。可选的，第二相位调制单元40可以进行相应的调整。结合后的光存储器的控制过程请参考前述对图4和图5中的结构的相关描述，在此不再赘述。

申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例中，多级存储单元，而且每级存储单元包括第一相位调制单元、第二相位调制单元和输出端口。第一相位调制单元设置在环A上。第二相位调制单元设置在环B上。第一相位调制单元用于根据控制信号改变从第一端口进入的光信号数据包和从第三端口进入的光信号数据包之间的第一相位差；第二相位调制单元用于根据控制信号改变从第四端口进入的光信号数据包的和/或从第六端口进入的光信号数据包的相位，以改变从光耦合器输出至第二端的两支光信号数据包之间的第二相位差。根据第一相位差和第二相位差的取值，可以使得光信号数据包从每级的输出端口输出，实现本级的输出。换言之，本发明实施例中的光存储器能够实现多级存储，且每一级都能够直接输出光信号数据包。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的方法的具体流程，可以参考前述装置实施例中的相应描述，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。