[发明专利]用于可扩展可重构光分插复用器的光子开关芯片

说明书

提供了针对用于可扩展可重构光分插复用器(ROADM)的光子开关芯片的系统和方法实施方式。实施方式实现了低成本按增长付费的ROADM，该低成本按增长付费的ROADM随着被插入或分出的波长的数目的增大以及节点在方向的数目方面的尺寸的增大二者而扩展。在一种实施方式中，ROADM包括：M自由度光交叉连接串联部件，该M自由度光交叉连接串联部件包括耦接至M个波分复用(WDM)节点接口的M个波长选择开关(WSS)，其中，M等于输入方向的数目或输出方向的数目；路由级波长选择器开关(WSS)，该路由级波长选择器开关(WSS)包括连接至串联部件的多个WSS；以及耦接至路由级WSS的用于分插的N×M的合路器/分配器，其中，合路器/分配器包括一个或更多个光子集成电路(PIC)芯片，并且其中，N为分插波长的最大数目。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年9月9日提交的题目为“Photonic Switch Chip forScalable Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer(用于可扩展可重构光分插复用器的光子开关芯片)”的第14/021,999号美国专利申请的权益，其全部内容通过引用合并至本文中，如同其全部内容在本文中再现一样。

技术领域

本发明涉及光网络，并且，在特别的实施方式中，涉及光学路由器。

背景技术

针对住宅和商业二者的互联网流量的增长使得服务提供商寻找用于产生更多的收益并且使其从经由因特网提供的所增加的越来越多的服务中获益的方式。这些服务中的许多服务例如HDTV、游戏和实时应用的特征在于以下两个特征。一个特征在于服务对与延迟、抖动和对高带宽的需求有关的迫切的网络需求，而另一个特征在于服务的突发性、服务的流量路由模式以及不可预测的带宽需求。这对服务提供商提出了在其站点中的许多站点处预测带宽需求的操作挑战。注意，应对该挑战的一个方式为提供至各个站点中的每个站点的高带宽连接。这导致资本支出和网络复杂性二者均增大。

由于以上挑战，服务提供商将会从支持对网络资源进行重构的全光敏捷网络中受益。作为全光网络(AON)的一部分，可重构光分插复用器(ROADM)提供了至任何站点的带宽连接并且使得能够支配节点分插流量。ROADM使得能够以环形连接和网状连接二者的方式进行许多城域节点的透明连接。通过定义，ROADM为直接对光信号进行路由并且避免光电光(OEO)转换的光网络元件。将ROADM集成到当前WDM网络中是关键要素，因为其为动态提供波长方面提供了按增长付费(pay-as-you-grow)能力和灵活性。这使得ROADM既能够使任何单独的波长在WDM节点线路接口之间通过，又能够将任何单独的波长从WDM线路接口分插至分插端口。

发明内容

根据一种实施方式，ROADM包括：M自由度光交叉连接串联部件，该M自由度光交叉连接串联部件包括耦接至M个波分复用(WDM)节点接口的M个波长选择开关(WSS)，其中，M为整数并且等于输入方向的数目和/或输出方向的数目；路由级波长选择器开关(WSS)，该路由级波长选择器开关包括连接至串联部件的多个WSS，其中，WSS为单向部件；以及耦接至路由级WSS的N×M的合路器/分配器，其中，合路器/分配器包括光子集成电路(PIC)，并且其中，N为ROADM可以插入或分出的分插波长的最大数目。

根据另一实施方式，ROADM包括：第一级，其中，第一级包括M自由度OXC串联部件；耦接至第一级的第二级，其中，第二级包括PIC，并且其中，第二级包括多个功率分路器和多个功率合路器中的至少之一，其中，功率分路器将输入分路成K个信号，其中，功率合路器将K个信号合并成输出，其中，K<＝N，K为可以被插入或分出的波长信号的最大数目；以及耦接至第二级的第三级，其中，第三级包括PIC，并且其中，第三级包括多个选择器开关。