交换机的线路保护和用于1+1线路、网状或环状配置的保护交换)；光纤到户(FTTH)网络自动化和测试；网络监视；性能监视，例如波长差错、误码率(BER)、光信噪比，即0SNR，等。
[0062]实施例还可以用于计算平台中以用于光学地交换和光学地互连计算组件，例如CPU、经加速处理单元(APU)、存储器、协处理器和用于高速、高通量、低时延、高性能连接的其它外设。图12图示在硅光子电路中的8X8路由和选择交换机。本文所公开的各种实施例的所有方面还应用于路由和选择交换机结构。
[0063]本发明的各方面提供用于确定NXN光子交换网络中的串音抑制映射的递归算法。NXN光子交换网络可以分解为耦合到NXN交换网络的输入端口的第一列光子单元(PE)、親合到NXN交换网络的输入端口的最后一列PE、以及定位在第一列与最后一列之间的多个N/2XN/2子网(在本文中被称作模块)。NXN光子交换网络的输入/输出用于确定NXN光子交换网络的第一列和最后列的交换配置。之后，独立地确定用于多个N/2 XN/2模块中的每一者的个别的交换配置。更确切地说，N/2 XN/2模块可以分解为耦合到N/2XN/2模块的输入的第一列PE、耦合到N/2XN/2模块的输入端口的最后一列PE、以及多个N/4XN/4子网。每个N/2 XN/2模块的输入用于确定所述N/2 XN/2模块的第一列和最后列的交换配置。重复此过程，直到获得用于2X2模块(位于NXN光子交换网络的中心)的交换配置。这些概念在下文得到更详细的说明，其中在8X8光子交换网络的情形下说明递归算法。然而，在审阅本发明后，所属领域的技术人员将认识到，这些概念适用于任何NXN光子交换网络，例如，16X16、32X32等。
[0064]图13A到13B图示8X8光子交换网络800，其包括多个4X4交换子网1310、1320、1330、1340。4X4交换子网1310包含2X2交换模块1312、1314、1316以及1318，4X4交换子网1320包含2X2交换模块1322、1324、1326以及1328，4X4交换子网1330包含2X2交换模块1332、1334、1336以及1338，且4X4交换子网1340包含2X2交换模块1342、1344、1346以及1348。由连接映射界定用于在级_1和级_6中的光子单元的交换配置。在个别的基础上确定用于中间4X4子网1310、1320、1330、1340中的每一者的交换配置。更确切地说，通过对进入对应的4X4子网1310、1310、1320、1330、1340的输入信号应用第一组规则(在下文描述)来确定用于在级-2和级-5中的光子单元的交换配置。之后，通过对进入对应的 2X2 子网 1312、1314、1316、1318、1322、1324、1326、1328、1332、1334、1336、1338、1342、1344、1346、1348的输入信号应用第二组规则(在下文描述)来确定用于在级_3和级-4中的光子单元的交换配置。用于确定交换配置的规则在图15到19H中展示，其中4X4模块关于图14中示出的虚线对称。
[0065]图15图示在没有信号通过4X4模块时的交换配置。图16A到16B图示在一个信号通过4X4模块的输入-1时的交换配置，且图16C到16D图不在一个信号通过4X4模块的输入-2时的交换配置。用于在一个信号通过输入-3或输入-4时的交换配置可以从图16A到16D推导出，因为4X4模块关于图14中示出的虚线对称。此特性大大减少了 4X4模块的分析工作。例如，可以使用用于在一个信号通过输入端口 -1时的情况的交换配置推导出用于在一个信号通过输入端口 -4时的情况的交换配置。图17A到17P图示在两个信号通过4X4模块时的交换配置。图18A到18L图示在三个信号通过4X4模块时的交换配置。图19A到19H图示用于2X2模块的各种交换配置。
[0066]如本文中所论述，术语“靠近”可指代在集合{1，2}或{3，4}中的给定端口编号的附近端口编号。例如，靠近I的是2，靠近3的是4。如本文中所论述，术语“准条形”可指代信号的输入端口连接到相邻输出端口，例如，当信号的输入编号属于{1，2}且输出编号属于{1，2}时，或当信号的输入编号属于{3，4}且输出编号属于{3，4}时。如本文中所论述，术语“准交叉”可指代信号的输入端口连接到相反的输出端口，例如，当信号的输入编号属于{1，2}且输出编号属于{3，4}时，或当信号的输入编号属于{3，4}且输出编号属于{1，2}时。在一个实施例中，确定用于级-2和级-5中的光子单元的交换配置的规则概括为如下:
[0067]如果没有信号通过4X4模块，那么将所有空闲信元设定成交叉的。
[0068]如果一个信号通过4X4模块，那么用以下方式设定在列2中的空闲信元:所连接的信元和靠近其的空闲信元具有相互相反的状态，且将其它空闲信元设定成交叉的。用以下方式设定在列5中的空闲信元:如果将所连接的信元设定成条形的，那么将靠近其的空闲信元设定成交叉的且将其它空闲信元设定成无源的；如果将所连接的信元设定成交叉的，那么将剩余的三个空闲信元设定成交叉的。
[0069]如果两个信号经由(输入-1、输入-2)或(输入-3、输入-4)通过4X4模块，那么将在列2中的空闲信元设定成交叉的，且如下设定在列中的空闲信元:如果两个所连接的信元都是条形的，那么剩余的两个空闲信元是无源的；如果两个所连接的信元都是交叉的，那么将剩余的两个空闲信元设定成条形的；如果两个所连接的信元具有不同的状态，那么将与条形配置的所连接的信元靠近的空闲信元设定成交叉的且与交叉配置的所连接的信元靠近的空闲信元是无源的。
[0070]如果两个信号经由(输入-1、输入-3)或(输入-1、输入-4)、(输入-2、输入-3)或(输入_2、输入-4)通过4X4模块，那么将在列2中的空闲信元对应地设定成靠近它们的所连接的信元的相反状态，且如下设定在列5中的空闲信元:如果两个所连接的信元具有相同的状态，那么其相邻信元都具有所述状态；如果两个所连接的信元具有不同状态，那么剩余的两个空闲信元是无源的。
[0071]如果三个信号通过4X4模块，那么将在列2中的空闲信元设定成靠近其的所连接的信元的相反状态，且如下设定在列5中的空闲信元:如果三个所连接的信元具有相互相同的状态，那么空闲信元具有所述状态；如果三个所连接的信元不具有相互相同的状态，那么空闲信元是无源的。
[0072]本发明的各方面增加了光子单元和/或光子交换结构的制造容限。图20图示的图示出了具有不同质量信元的各种光子交换机结构的光信噪比(OSNR)惩罚值之间的关系。示出最低OSNR惩罚值的三条线表示具有不同程度的串音优化的N X N光子交换架构，而其它线示出了 Benes和Cantor架构的OSNR惩罚值。出于比较的目的，假设为需要小于一分贝(dB)的OSNR惩罚值的服务提供商(或客户)制造交换结构。如果使用具有-1OdB的单元串音的光子单元，那么本发明的各方面允许NXN光子交换架构的OSNR惩罚值从3dB (无优化)减少到在IdB与0.2dB(具有不同水平的串音优化)之间。如果使用具有-12dB的单元串音的光子单元，那么本发明的各方面允许NXN光子交换架构的OSNR惩罚值从IdB (无串音优化)减少到小于.1dB (完全串音优化)。如果使用-1OdB或-12dB的光子单元，那么利用Benes或Cantor架构可能难以制造或不可能制造满足〈ldB性能要求的光子交换结构。
[0073]图21图示用于执行本文中所描述的方法和技术的设备2100的实施例的框图。设备2100可以包含处理器2104、存储器2106、以及多个接口 2110、2112、2114，所述组件可以(或可以不)如图21中示出进行安排。处理器2104可以是能够执行计算和/或其它处理相关任务的任何组件，且存储器2106可以是能够为处理器2104存储程序设计和/或指令的任何组件。接口 2110、2112以及2114可以是允许通信设备2100与其它装置进行通信的任何组件或组件的集合。
[0074]图22是此类处理系统的框图。特定装置可利用所有所示的组件或所述组件的仅一子集，且装置之间的集成程度可能不同。此外，设备可以包括部件的多个实例，例如多个处理单元、处理器、存储器、发射器、接收器等。处理系统可以包括配备一个或多个输入/输出设备，例如扬声器、麦克风、鼠标、触摸屏、按键、键盘、打印机、显示器等的处理单元。处理单元可以包括中央处理器(CPU)、存储器、大容量存储器设备、视频适配器以及连接至总线的I/o接口。
[0075]总线可以是任意类型的若干总线架构中的一个或多个，包括存储总线或存储控制器、外设总线、视频总线等等。总线的实施方案可以采用在实施例中描述的硅光子连接性。(PU可包括任意类型的电子数据处理器。存储器可包括任何类型的系统存储器，例如静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、只读存储器(ROM