[发明专利]芯选择开关和光节点装置

说明书

一种芯选择开关，具备空间复用分离部、光开关及光配线部，所述空间复用分离部是在平面上对多个具有S个芯的MCF和由准直透镜构成的MCF准直器进行二维布置而成的MCF准直器阵列，所述光开关是在平面上按照与所述MCF内的芯配置相似的形状对S个反射角可变镜进行二维布置而成的反射角可变镜阵列，所述光配线部是布置在所述MCF准直器阵列和所述反射角可变镜阵列之间的的转向透镜，从所述MCF准直器阵列的多个MCF中的输入MCF的各芯输出的光束聚光于与该芯相关联的反射角可变镜后，以与所期望的输出MCF的对应的芯耦合的方式被反射。

技术领域

本发明涉及一种用于实现光节点装置的技术，该光节点装置用于构成根据光信号的空间信息对路径进行控制的空间复用光网络。

背景技术

一般来说，传输线路通过增加传输频带和信噪比中的任一者或两者可增加其传输容量。目前，就长距离光纤网络中广泛使用的光纤而言，1个光纤中形成有1个单模芯。这种光纤被称为单模光纤(SMF：Single Mode Fiber)，其剖面示于图1(a)。在将SMF应用于传输线路的情况下，如果为了增加信噪比而使发送光功率增加一定量以上，则光纤的芯中的非线性光学效应所引起的波形失真就会变得很显著。为此，发送光功率是有上限的，所以1个SMF的容量也是有物理限制的，在长距离传输的用途中，可以认为100Tb/s左右的总容量是其上限。

另一方面，最新的长距离光纤通信系统的总容量已经达到～20Tb/s，考虑到互联网流量每年以20％～40％的比率进行增加的趋势，人们普遍认为需要一种新的光纤技术来取代现有的单模光纤(非专利文献1)。

作为一种新型光纤，已经提出了将多个SMF捆绑使用的光纤束(SMF－B：SMFBundle)、在1个光纤中配置有多个没有芯间耦合(实际应用时，芯间耦合小到可以忽略不计)的单模芯的非耦合多芯光纤(UC－MCF：Uncoupled Multi Core Fiber)(图1的(b))、能够使用1个芯来传播数个传播模式的少模光纤(FMF：Few Mode Fiber)(图1的(c))、藉由邻近配置的多个单模芯可对多个超模(supper mode)进行传播的耦合芯光纤(CCF：CoupledCore Fiber)(图1的(d))、及对它们进行了组合的结构(图1的(e)、(f))。

这些光纤由于在光纤束内和光纤内沿空间轴方向复用多个空间传播模式(SMF－B和MCF中为多个单模芯，FMF中为多模芯内的多个传播模式)，所以被统称为空间分割复用(SDM：Spatial Division Multiplexing)光纤。SDM光纤中可传输由波分复用(WDM：Wavelength Division Multiplexing)于单一空间传播模式内的波长的数量和空间传播模式的数量之积所表示的数量的光通道。就SDM光纤而言，根据所传播的空间模式之间是否存在耦合，可分为非耦合类型和耦合类型的2个种类。如果传播模式之间存在耦合，则传播模式不同但波长相同的光通道之间会发生串扰，此情况下，通过MIMO(Multiple-InputMultiple-Output)处理，可对混合后的多个相同波长的光通道进行分离。SMF－B和UC－MCF被分类为非耦合类型，FMF和CC－MCF被分类为耦合类型。

作为可在由这样的SDM光纤构成的将来的光网络中使用的光节点装置，已经提出了多种具有如下功能的光节点装置，即：对以空间复用和波长复用的方式来传播与光节点装置连接的光链路的多个光通道进行暂时分离，然后基于最终目的地进行路径分配，并复用至适当的光链路的波长轴和空间轴的复用·分离·路径分配功能(非专利文献2)。

另一方面，路由器等的接口速度正以每年40％左右的比率保持高速增长，最新的商用路由器刀片(router blade)的IF速度已经达到了1.2Tb/s(100Gb/s×12)。所以用于将超高速客户端接口容纳于光网络的光接口也需要以每年40％的比率进行大容量化。根据基于2010年的100Gb/s的光接口速度的外推可预测出，2024年时光传输系统所需的接口速度将会超过10Tb/s(非专利文献3)。