[发明专利]基于阵列波导光栅路由器的全光缓存器

权利要求书

1.一种基于阵列波导光栅路由器的全光缓存器，其特征在于：

包括阵列波导光栅路由器(1)、第一光纤延时线(2)、波长转换器(3)、半导体光放大器(4)、第二光纤延时线(5)和缓存控制台(7)；所述阵列波导光栅路由器(1)为(N+1)×(N+1)路由器，阵列波导光栅路由器(1)其中一个输入端口作为所述全光缓存器的输入端，其中一个输出端口作为所述全光缓存器的输出端，其余的输入端口和输出端口均用于光缓存环的环路连接；

阵列波导光栅路由器(1)其余的输出端口分别经各自的第一光纤延时线(2)与波长转换器(3)的各个输入端连接，波长转换器(3)的输出端连接半导体光放大器(4)，半导体光放大器(4)输出端经各自的第二光纤延时线(5)后分别与阵列波导光栅路由器(1)其余的各个输入端口连接；

信道中传输波长范围为λ₁～λ_N的N个复合光包信号从阵列波导光栅路由器(1)一个输入端口进入，经波分复用为N个不同波长的光包信号后从其余N个输出端口输出经第一光纤延时线阵列(2)进入到波长转换器(3)进行波长转换，再经半导体光放大器(4)进行信号放大，最后经第二光纤延时线阵列(5)传输到阵列波导光栅路由器(1)其余N个输入端口进入，从而形成N路相互独立的光缓存环；

波长转换器(3)连接有缓存控制台(7)，阵列波导光栅路由器(1)其余N个输出端口的光信号经标签处理(6)提取光包长度、源、目的地等信息后存储在缓存控制台(7)，由缓存控制台(7)控制波长转换器(8)对经过的光包信号进行波长转换，通过改变波长实现光包信号在光缓存环中的缓存圈数与缓存输出，所需输出的光包信号经阵列波导光栅路由器(1)路由处理后从最终的一个输出端口输出；

对于N个不同波长的复合光包信号，阵列波导光栅路由器(1)具有N+1个输入端口和N+1个输出端口，其中一对输入端口和输出端口作为全光缓存器输入输出用的端口，其余N对相对称的输入端口和输出端口作为光缓存环用的连接端口。

2.根据权利要求1所述的一种基于阵列波导光栅路由器的全光缓存器，其特征在于：通过标签处理(6)利用光标签交换技术提取光包信号长度、源、目的地等信息存储在缓存控制台(7)，

标签处理(6)后的不同波长的光包信号传送到缓存控制台(7)，缓存控制台(7)采用现场可编程门阵列(FPGA)，计算各个光包信号所需要的缓存时间并控制波长转换器(3)对到达的光信号进行波长转换。

3.根据权利要求1所述的一种基于阵列波导光栅路由器的全光缓存器，其特征在于：经波长转换器(3)改变波长后的所述光包信号在经过阵列波导光栅路由器(1)后，或者再次进入缓存环，或者从阵列波导光栅路由器(1)的最终输出端口输出。

4.根据权利要求1所述的一种基于阵列波导光栅路由器的全光缓存器，其特征在于：对于每一路缓存环，该路缓存环的光包信号的光包长度t满足以下公式：

t≤(L₁+L₂)/v-T_wc,

其中，v为光信号在光纤延时线中的传播速度,T_wc为波长转换器的转换时间，L₁为该路缓存环第一光纤延时线(2)的长度，L₂为该路缓存环第二光纤延时线(5)的长度。

5.根据权利要求4所述的一种基于阵列波导光栅路由器的全光缓存器，其特征在于：对于每一路缓存环，所述的第一光纤延时线(2)中光的传播时间满足：

T_f1≥T_wc，即L₁/v≥T_wc

其中，T_f1为波长转换器的转换时间。

6.根据权利要求1所述的一种基于阵列波导光栅路由器的全光缓存器，其特征在于：所述输入的每路光包信号中相邻两个光包信号各个光信号之间的间隔时间T_interval满足：

T_interval≥T_wc

其中，T_wc为波长转换器的转换时间。

7.根据权利要求1所述的一种基于阵列波导光栅路由器的全光缓存器，其特征在于：所述的阵列波导光栅路由器(1)和波长转换器(2)通过混合集成的方法集成在同一衬底上。