循环寻址AWG路由器互联结构及分布式交换网络的制作方法

循环寻址awg路由器互联结构及分布式交换网络
技术领域
1.本实用新型涉及一种循环寻址awg路由器互联结构及分布式交换网络。适用于光通信、光交换领域。


背景技术：

2.为应对数据中心数据量的飞速增长，全光交换的需求日益迫切。作为全光交换的核器件的wss发展缓慢，lcos和mes是主要的两种wss实现技术，但是这两种技术方案都存在技术难度大、成本高、价格贵的问题。循环寻址awg路由器设计相对容易、制作成本低，基于循环寻址awg路由器的光交换技术受到越来越多的关注。
3.由于循环寻址阵列波导光栅路由器覆盖自由光谱范围广，边缘端口的m级干涉极大和m
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1级干涉极大能量相近，最终导致边缘输出端口与中央输出端口之间存在固有的3db损耗非均匀性。国内外专家和学者提出较多的方案和措施来解决循环寻址awg的均匀性问题，主要包括以下几种方案：
4.1、通过一个多模干涉耦合器将边缘端口的m级干涉极大与m
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1级干涉极大能量耦合到同一个输出信道，从而达到提高信道损耗非均匀性的目的。这种方法存在的缺点是在输出波导端将存在很多波导交叉的节点。
5.2、通过在阵列波导输出端添加辅助波导，通过方向耦合器的方法来改变输出模场，从而实现各输出信道的损耗均匀性。由于二氧化硅等弱限制波导平台，方向耦合器之间的耦合效率较低，采用这种方法往往会设计锯齿状波导，通过提高波导损耗的方法来增加方向耦合器的耦合效率，这在增加设计复杂度的同时，也增加了制作难度，同时会引入不必要的波导损耗。
6.3、专利号为zl200510126242.6的中国专利，提供了一种“采用损耗微调波导实现阵列波导光栅通道均匀性的方法”，通过在阵列波导光栅路由器的输出波导的末端加入损耗微调波导，从而实现阵列波导光栅路由器的输出信道插入损耗均匀。该方法在awg的输出端增加了额外的损耗微调波导，导致整个结构极其复杂，体积较大。
7.4、专利号为zl2012104193432的中国专利，提供了一种“信道损耗均匀的波导光栅器件”，通过将阵列波导按照一定的角度倾斜，将能量在成像面上重新分布，类似于闪耀光栅的方法来提高循环寻址awg路由器输出信道损耗均匀性。这种方法，往往会额外增加循环寻址awg路由器的串扰，降低循环寻址awg路由器的性能。
8.5、专利号为cn201820764046.4的中国专利，提供了“一种损耗均匀的阵列波导光栅路由器”，通过设计波导参数使得从输出星型耦合器输出矩形光场，从而实现阵列波导光栅路由器损耗均匀的功能，但此方案设计和工艺难度大，同时也会增加波导损耗。典型的分布式光收发交换网络，采用多个分布式光收发交换单元两两互联，光收发交换单元包含n个可调谐光模块和nxn的循环寻址阵列波导光栅路由器。分布式光收发交换网络种不同节点的nxn的循环寻址阵列波导光栅互联损耗波动较大。


技术实现要素：

9.本实用新型要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种循环寻址awg路由器互联结构及分布式交换网络，以降低最大互联损耗，平坦化通道损耗。
10.本实用新型所采用的技术方案是：一种循环寻址awg路由器互联结构，用于nxn的循环寻址awg路由器ⅰ和nxn的循环寻址awg路由器ⅱ之间的互联，并降低最大互联损耗，平坦化通道损耗，其特征在于：
11.所述循环寻址awg路由器ⅰ输出道通中的边缘端口与循环寻址awg路由器ⅱ输入道通中的中央端口互联；和/或循环寻址awg路由器ⅰ输出道通中的中央端口与循环寻址awg路由器ⅱ输入道通中的边缘端口互联。
12.所述循环寻址awg路由器ⅰ的输出端口m与所述循环寻址awg路由器ⅱ的输入端口k互联，其中m为端口号，1≤m≤n；k为m+n/2或m
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n/2相同或者相近的端口，且1≤k≤n。
13.一种分布式交换网络，具有若干个节点，每个节点上都有至少有一个循环寻址awg路由器，其特征在于：所述节点上的循环寻址awg路由器与另一节点上的循环寻址awg路由器之间采用所述的循环寻址awg路由器互联结构互联。
14.所述节点上的循环寻址awg路由器与另一节点上的循环寻址awg路由器之间经两条或以上光纤互联。
15.本实用新型的有益效果是：本实用新型利用循环寻址awg路由器边缘端口和中央端口的特性，通过边缘端口和中央端口互联，降低最大互联损耗，平坦化通道损耗。
16.本实用新型中节点上的循环寻址awg路由器与另一节点上的循环寻址awg路由器之间经两条或以上光纤互联，可以提供断纤保护功能，并具备冲突防止功能。
附图说明
17.图1为现有技术中典型边缘端口输入插损图。
18.图2为现有技术中典型中央端口输入插损图。
19.图3为典型分布式光交换网络结构图。
20.图4为实施例1中循环寻址awg路由器互联的结构示意图。
21.图5为实施例1的互联链路总损耗图，分别为循环寻址awg路由器ⅰ1端口输出，循环寻址awg路由器ⅱ9端口输入；循环寻址awg路由器ⅰ2端口输出，awgⅱ10端口输入；循环寻址awg路由器ⅰ的3端口输出，循环寻址awg路由器ⅱ11端口输入；循环寻址awg路由器ⅰ4端口输出，循环寻址awg路由器ⅱ12端口输入；循环寻址awg路由器ⅰ5端口输出，循环寻址awg路由器ⅱ13端口输入；循环寻址awg路由器ⅰ6端口输出，循环寻址awg路由器ⅱ14端口输入；循环寻址awg路由器ⅰ7端口输出，循环寻址awg路由器ⅱ15端口输入；循环寻址awg路由器ⅰ8端口输出，循环寻址awg路由器ⅱ18端口输入等情况的互联链路总损耗图，横坐标为波长通道。
22.图6为实施例2中分布式交换网络的示意图。
23.图7为实施例3中分布式交换网络的示意图。
具体实施方式
24.实施例1：本实施例为一种循环寻址awg路由器互联结构，用于nxn的循环寻址awg路由器ⅰ(n可以为4、8、16、32、64等)和nxn的循环寻址awg路由器ⅱ之间的互联，并降低最大
互联损耗，平坦化通道损耗。
25.图1为现有技术中典型边缘端口输入插损图，横坐标为波长通道，波长通道边缘插入损耗小，波长通道中心插入损耗大；图2为现有技术中典型中央端口输入插损图，横坐标为波长通道，波长通道中心插入损耗小，波长通道边缘插入损耗大。图3为现有技术中的典型分布式光交换网络结构图。本实施例基于边缘端口和中央端口的上述特性，将循环寻址awg路由器ⅰ输入输出端口中的中央端口与循环寻址awg路由器ⅱ输入输出端口中的边缘端口互联(见图4)，通过中间端口和边沿端口互联补偿整体损耗，降低最大互联小损耗，平坦化通道损耗(见图5)。
26.本例中循环寻址awg路由器ⅰ的n个输入输出端口的端口号从其一侧边缘至另一侧边缘依次为1、2、3...n，循环寻址awg路由器ⅱ的n个输入输出端口的端口号从其一侧边缘至另一侧边缘依次为1、2、3...n。本实施例中循环寻址awg路由器ⅰ的输入输出端口m与循环寻址awg路由器ⅱ的输入输出端口k互联，其中m为循环寻址awg路由器ⅰ的输入输出端口端口号，1≤m≤n；k为循环寻址awg路由器ⅱ的输入输出端口端口号，在满足1≤k≤n的前提下，k为m+n/2或m
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n/2相同或者相近的端口，一般为邻近损耗相近通道，其差别在0.5db内。
27.实施例2：本实施例为一种分布式交换网络，具有5个节点，每个节点均具有光收发交换单元，每个光收发交换单元上具有一个nxn的循环寻址awg路由器，节点上的循环寻址awg路由器与另一节点上的循环寻址awg路由器通过实施例1中的循环寻址awg路由器互联结构互联。
28.如图6所示，1号光收发交换单元中nxn的循环寻址awg路由器1端口与5号光收发交换单元中nxn的循环寻址awg路由器的9号端口互联；1号光收发交换单元中nxn的循环寻址awg路由器12端口与3号光收发交换单元中nxn的循环寻址awg路由器的4号端口互联；1号光收发交换单元中nxn的循环寻址awg路由器1端口与5号光收发交换单元中nxn的循环寻址awg路由器的9号端口互联；1号光收发交换单元中nxn的循环寻址awg路由器12端口与3号光收发交换单元中nxn的循环寻址awg路由器的4号端口互联；3号光收发交换单元中nxn的循环寻址awg路由器16端口与5号光收发交换单元中nxn的循环寻址awg路由器的8号端口互联；构成分布式光收发交换网络。
29.实施例3：本实施例为一种为带保护和冲突防止功能的分布式交换网络，具有5个节点，每个节点均具有光收发交换单元，每个光收发交换单元上具有一个nxn的循环寻址awg路由器，节点上的循环寻址awg路由器与另一节点上的循环寻址awg路由器经两条光纤互联，具体互联的结构形式按实施例1中的循环寻址awg路由器互联结构。
30.如图7所示，1号光收发交换单元中nxn的循环寻址awg路由器1及11端口分别与5号光收发交换单元中nxn的循环寻址awg路由器的9及3端口互联；1号光收发交换单元中nxn的循环寻址awg路由器3及12端口与3号光收发交换单元中nxn的循环寻址awg路由器的8及4端口互联；1号光收发交换单元中nxn的循环寻址awg路由器1及11端口分别与5号光收发交换单元中nxn的循环寻址awg路由器的9及2端口互联；1号光收发交换单元中nxn的循环寻址awg路由器3及12端口分别与3号光收发交换单元中nxn的循环寻址awg路由器的11及4端口互联；3号光收发交换单元中nxn的循环寻址awg路由器8及16端口与5号光收发交换单元中nxn的循环寻址awg路由器的16及8端口互联；构成分布式光收发交换网络。
31.本实施例中任意光收发交换单元中的循环寻址awg路由器都有两条光纤与其他光
收发交换单元中的循环寻址awg路由器端口互联，在其中一条光纤链路由于某种原因发生断纤、损耗过大等情况时，另一条光纤链路仍然可以保持分布式光收发交换系统的正常工作，起到互相保护作用，提高了系统的健壮性。
32.本实施例中任意光收发交换单元中的循环寻址awg路由器都有两条光纤与其他光收发交换单元中的循环寻址awg路由器端口互联，分布式光收发交换系统中存在信息的相互转发，节点间双光纤互联可以避免由于但单根光纤占用接收资源导致的信号碰撞丢失现象，实现分布式光交换系统的冲突避免能力。