專利名稱：M×n光矩陣多信道交換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于全光寬帶通信網(wǎng)絡(luò)，全光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的M×N光矩陣多信道交換方法。
背景技術(shù)：
由于全光交換技術(shù)尚處于實驗階段，因此互聯(lián)網(wǎng)目前仍采用普通的電信交換機連接網(wǎng)絡(luò)的物理層。然而，從目前互聯(lián)網(wǎng)上已開始廣泛應(yīng)用多媒體，網(wǎng)絡(luò)極需進一步擴容的情況來看，現(xiàn)行電信交換機所采用的光-電-光交換方式，已遠遠跟不上網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需求，是制約和阻礙網(wǎng)絡(luò)流量進一步擴大的“電子瓶頸”。盡管已有許多公開的專利技術(shù)都試圖解決這一難題，如01116218.x，日本專利W000/14586等，都曾提出或研制過一些光開關(guān)交換方法，但仍未解決這一難題。目前，常用有兩種方法，一種是光學(xué)分束交叉交換方法，缺點是導(dǎo)致光輸出的幅值減少很多，另一種是采取平行鏡面排列在一起的方法即典型的MEMS集成光開關(guān)交換的方法，它是一個鏡面代表一個控制機構(gòu)，鏡與鏡之間相關(guān)性強，一個開關(guān)與其他開關(guān)的狀態(tài)有關(guān)，使光程增加，光損耗變大，光學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，光學(xué)系統(tǒng)的穩(wěn)定性差。因此時至今日，尚未找到一種能解決光交換長期存在的穩(wěn)定性、重復(fù)性和維護性等問題的光開關(guān)交換方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的光開關(guān)交換方法中的缺點，提供一種用由已申請的專利02157758.7三端可交換光開關(guān)來實現(xiàn)的M×N光矩陣多信道交換方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案，M×N光矩陣多信道交換方法特點是1、由第一個三端可交換光開關(guān)的兩個輸出端和后兩個三端可交換光開關(guān)的輸入端相連接而成光矩陣中可交叉交換排列的光開關(guān)基本單元；2、2×N組的光開關(guān)基本單元對稱排列在光交換區(qū)的兩側(cè)；
3、在光交換區(qū)一側(cè)的每一個光開關(guān)基本單元組的輸出端光接點通過光纖分別和光交換區(qū)另一側(cè)的各個光開關(guān)基本單元組的輸入端光接點交叉相連接；4、通過控制三端可交換光開關(guān)驅(qū)動片的位置，根據(jù)驅(qū)動片在開關(guān)中阻擋位置，反射或阻斷來確定光路的通過或轉(zhuǎn)移，達到所有光信道的相互交換；5、光開關(guān)基本單元的每一輸出光節(jié)點通過串接三端可交換光開關(guān)實現(xiàn)2n遞增。
本發(fā)明是應(yīng)用由已申請的專利02157758.7三端可交換光開關(guān)來組成組成的MxN光矩陣多信道交換方法，它不僅使光開關(guān)交換器的制作成本降低，而且使光交換速度加快，開關(guān)性能也更為穩(wěn)定。如果與典型的MEMS集成光開關(guān)交換系統(tǒng)相比，它的開關(guān)組合方式更顯靈活，性價比優(yōu)勢也更為明顯。從而會推動全光交換器快速發(fā)展，實現(xiàn)真正意義上的全光寬帶互聯(lián)網(wǎng)。


圖1為透射式4×4光交換排列圖；圖2為反射式4×4光交換排列圖；圖3為反射式8×8光交換排列圖。
具體實施例方式
一組由三個獨立的1×2三端可交換光開關(guān)作為光矩陣中可交叉交換排列的光開關(guān)基本單元，1×2三端可交換光開關(guān)可以是透射式或反射式，由一組GRIN光纖耦合的準直器，一個具有全光反射功能的、可微量位移的驅(qū)動片和壓電(或磁電)材料驅(qū)動器控制部件構(gòu)成。具有全反射功能的驅(qū)動片，預(yù)先設(shè)置在一個光纖GRIN耦合準直器表面位置，并且保持與光軸呈垂直狀態(tài)。當壓電(或磁電)材料受到一定電壓(或磁場)作用，驅(qū)動片就會產(chǎn)生相對的微量位移。這種物理效應(yīng)，在陶瓷、金屬、晶體、半導(dǎo)體、納米粉末等材料中都存在。本專利就是利用上述材料中的這種物理微量位移特性，使光反射的路徑和方向獲得改變。本發(fā)明就是用這種已申請專利的三端可交換光開關(guān)連接成光矩陣中可交叉交換排列的光開關(guān)基本單元。
由圖1、圖2所示的是透射式4×4光交換排列和反射式4×4光交換排列，光開關(guān)基本單元包含有三個獨立的1×2三端可交換光開關(guān)， 由第一個三端可交光開關(guān)(1)的兩個輸出端1B、1C和后兩個三端可交換光開關(guān)(2)、(3)的輸入端2A、3A相連接而成；根據(jù)光路遞增原理，2×2路光開關(guān)交換，必須有2×2組三個獨立的三端光開關(guān)基本單元。4×4路光開關(guān)交換，必須有2×4組三個獨立的三端光開關(guān)基本單元。8×8路光開關(guān)交換，必須有2×8組三個獨立的三端光開關(guān)基本單元。同理，M×N路光開關(guān)交換，必須有2×N組三個獨立的三端光開關(guān)基本單元。其原因是光開關(guān)的所有輸入、輸出信道，必須是對稱排列在光交換區(qū)的兩側(cè)。本發(fā)明的兩實施例是4×4光交換排列，如由圖1、圖2所示，將4組如上述組成的光開關(guān)基本單元對稱排列在光交換區(qū)的兩側(cè)，在光交換區(qū)右側(cè)的每一個光開關(guān)基本單元組的輸出端光接點通過光纖分別和光交換區(qū)左側(cè)的各個光開關(guān)基本單元組的輸入端光接點交叉相連接，即光交換區(qū)右側(cè)的每一個光開關(guān)基本單元組的輸出端光接點只能與光交換區(qū)左側(cè)的各個光開關(guān)基本單元組的一個輸入端光接點相連接。
光開關(guān)基本單元是由其第一個三端可交換光開關(guān)的兩個輸出端和后兩個三端可交換光開關(guān)的輸入端相連接而成，則后兩邊個三端可交換光開關(guān)的輸出端就有4個光接點，若在后兩個光開關(guān)的4個輸出端，再接入到其后8個光開關(guān)的輸入端上，則后8個光開關(guān)的輸出端就變成16個光接點。同理，N組光開關(guān)器件基本單元，實現(xiàn)2n遞增，可構(gòu)成大的光矩陣，如圖3所示，光開關(guān)基本單元的4輸出光節(jié)點串接4個三端可交換光開關(guān)光開關(guān)，則有8個輸出光接點，構(gòu)成8×8光交換排列。
當光矩陣中所有三端光開關(guān)器件的輸入輸出端，按照上述規(guī)律完成連接，既可看到，需要光交叉交換開關(guān)的信道，只要通過控制反射驅(qū)動片的使光路通過或轉(zhuǎn)移，即會達到所有光信道相互交換的目的。例如，第一級光開關(guān)中的反射驅(qū)動片工作時，1信道就切換到2信道，第二級光開關(guān)中的反射驅(qū)動片工作時，1信道就切換到3信道。以此類推，光開關(guān)列陣完全可實現(xiàn)2×2，4×4，8×8或M×N路光開關(guān)交換功能。
在光矩陣交換上，通常用1A標注為第1級的入射光，1B和1C表示第1級的反射光路。2A表示第2級的入射光，2B、2C表示第2級的反射光。同樣，其它各級光開關(guān)器件的光接點均以此類推。由圖1和圖2可見，1B和2A連接，光信號可從1信道切換到2信道。5B和7A連接，光信號可從1信道切換到3信道。9B和12A連接，光信號可從1信道切換到4信道。2B和3A連接，光信號可從2信道切換到3信道。6B和8A連接，光信號可從2信道切換。以此類推，光開關(guān)列陣可實現(xiàn)2×2，4×4，8×8……，實現(xiàn)M×N光矩陣多信道交換。
權(quán)利要求
1.種M×N光矩陣多信道交換方法，其特征在于，a)由第一個三端可交換光開關(guān)的兩個輸出端和后兩個三端可交換光開關(guān)的輸入端相連接而成光矩陣中可交叉交換排列的光開關(guān)基本單元；b)2×N組的光開關(guān)基本單元對稱排列在光交換區(qū)的兩側(cè)；c)在光交換區(qū)一側(cè)的每一個光開關(guān)基本單元組的輸出端光接點通過光纖分別和光交換區(qū)另一側(cè)的各個光開關(guān)基本單元組的輸入端光接點交叉相連接；d)通過控制三端可交換光開關(guān)驅(qū)動片的位置，根據(jù)驅(qū)動片在開關(guān)中阻擋位置，反射或阻斷來確定光路的通過或轉(zhuǎn)移達到所有光信道的相互交換；e)光開關(guān)基本單元的每一輸出光節(jié)點通過串接三端可交換光開關(guān)實現(xiàn)2n遞增。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種M×N光矩陣多信道交換方法，由三個光開關(guān)連接成光開關(guān)基本單元；2×N組的光開關(guān)基本單元對稱排列在光交換區(qū)的兩側(cè)；一側(cè)的輸出端光接點通過光纖分別和另一側(cè)輸入端光接點交叉相連接；控制光開關(guān)驅(qū)動片的位置確定光路的通過或轉(zhuǎn)移達到光信道的交換；光開關(guān)基本單元的每一輸出光節(jié)點通過串接光開關(guān)實現(xiàn)文檔編號G02B26/00GK1549607SQ03117079
公開日2004年11月24日 申請日期2003年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月22日
發(fā)明者王海彪, 王又良, 曲世浦 申請人:上海市激光技術(shù)研究所