FR2743430A1 - Switching matrix router for optical communications networks - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un routeur N x N de longueur d'onde, plus particulièrement destiné à un réseau de communications. The present invention relates to a N x N wavelength router, more particularly intended for a communications network.
Les importants développements de télétransmissions par voie optique amènent à connecter chaque usager à un centre d'émission ou de relais par l'intermédiaire de fibres optiques de transmission munies, à chacune de leurs extrémités, d'un composant optique destiné à relier l'émetteur de lumière modulée à la fibre pour y faire pénétrer la lumière, ou bien à l'autre extrémité, à recueillir la lumière pour la diriger vers un détecteur qui décodera le signal optique pour le transformer en un signal électrique ou électronique utilisable dans un récepteur usuel. The important developments of optical teletransmissions lead to connecting each user to a transmission or relay center via transmission optical fibers provided, at each of their ends, with an optical component for connecting the transmitter. of light modulated to the fiber to penetrate the light, or at the other end, to collect the light to direct it to a detector that will decode the optical signal to transform it into an electrical or electronic signal usable in a conventional receiver .
Les réseaux de télécommunications ainsi obtenus rendent nécessaire la réalisation de commutations en grand nombre par le biais de dispositifs complexes du type autocommutateur optique. The telecommunications networks thus obtained make it necessary to perform switching in large numbers by means of complex devices of the optical switch type.
Pour parvenir à un tel autocommutateur optique, on a développé des composants spécifiques à N entrées et N sorties, aptes à relier une entrée quelconque à une sortie quelconque par ajustement de longueur d'onde. Ce composant, appelé routeur N x N de longueur d'onde ou WDM (Wavelength Division Multiplexer), comporte habituellement N éléments diffractants d'entrée reliés respectivement aux entrées, et N éléments diffractants de sortie disposés vis-à-vis des éléments diffractants d'entrée et reliés respectivement aux sorties. Chacun des éléments diffractants d'entrée est apte à produire pour un signal donné transmis à une longueur d'onde, une image disposée dans un plan focal correspondant à l'un quelconque des éléments diffractants de sortie. La sélection de l'élément de sortie est subordonnée à la longueur d'onde du signal. To achieve such an optical switch, specific components have been developed with N inputs and N outputs, able to connect any input to any output by wavelength adjustment. This component, called the Wavelength Division Multiplexer (Wavelength Division Multiplexer) N x N, usually has N input diffracting elements connected respectively to the inputs, and N output diffracting elements arranged with respect to the diffracting elements of the input. input and respectively connected to the outputs. Each of the input diffracting elements is adapted to produce for a given signal transmitted at a wavelength, an image disposed in a focal plane corresponding to any of the output diffracting elements. The selection of the output element is subordinate to the wavelength of the signal.
A chaque couple fibre d'entrée-fibre de sortie, est donc associée une longueur d'onde de transmission. Le spectre global de transmission de l'ensemble du routeur N x N se présente ainsi sous la forme d'un peigne avec des dents situées à ces longueurs d'onde. Pour des éléments diffractants identiques disposés à intervalles égaux dans une ligne d'entrée et une ligne de sortie, 2N-1 longueurs d'onde distinctes sont utilisées dans le spectre de transmission. Each pair of input fiber-output fiber is therefore associated with a transmission wavelength. The overall transmission spectrum of the entire N x N router is thus in the form of a comb with teeth located at these wavelengths. For identical diffracting elements arranged at equal intervals in an input line and an output line, 2N-1 distinct wavelengths are used in the transmission spectrum.
Un inconvénient de ces routeurs traditionnels est leur encombrement et leur complexité, 2N éléments diffractants étant nécessaires. A disadvantage of these traditional routers is their size and complexity, 2N diffracting elements being necessary.
De plus, les plages de longueurs d'onde situées entre les dents constituent des zones perdues. Etant donné que la bande spectrale utilisable est restreinte, il en résulte une limitation du nombre de longueurs d'onde de transmission. Le nombre possible d'usagers est ainsi considérablement restreint. A titre d'exemple, pour une bande spectrale totale limitée à 30 nm, et l'espacement entre deux longueurs d'onde de transmission étant de 1 nm, le nombre de longueurs d'onde de transmission ne peut dépasser 30, ce qui restreint le nombre d'usagers à une quinzaine. In addition, the wavelength ranges between the teeth are lost areas. Since the usable spectral band is restricted, this results in a limitation of the number of transmission wavelengths. The possible number of users is thus considerably reduced. By way of example, for a total spectral band limited to 30 nm, and the spacing between two transmission wavelengths being 1 nm, the number of transmission wavelengths can not exceed 30, which limits the number of users to fifteen.
D'autre part, les dents du spectre de transmission ont une largeur à mi-hauteur ou FWHM (Full Width Half-Maximum) habituellement faible par rapport à l'espacement entre longueurs d'onde de transmission, ce qui rend délicate la sélection d'une longueur d'onde d'émission, du fait que le positionnement dans une dent du spectre nécessite une grande précision. On the other hand, the teeth of the transmission spectrum have a half width or FWHM (Full Width Half-Maximum) usually low compared to the spacing between transmission wavelengths, which makes the selection of an emission wavelength, since the positioning in a tooth of the spectrum requires a high degree of accuracy.
Pour diminuer les zones perdues et augmenter la zone utile en longueurs d'onde, un moyen consiste à rapprocher le coeur des fibres. Le rapport R de la largeur à mi-hauteur des dents sur leur espacement augmente en effet avec le rapport du diamètre du coeur des fibres sur leur distance. Ainsi, le rapport R peut-il atteindre une valeur de 0,4 lorsque des fibres ayant des coeurs de diamètre 10 zm sont espacées successivement de 22 clam. To reduce the lost areas and increase the useful area in wavelengths, one way is to bring the heart of the fibers. The ratio R of the width at mid-height of the teeth on their spacing increases with the ratio of the diameter of the core of the fibers over their distance. Thus, the ratio R can reach a value of 0.4 when fibers having hearts of diameter 10 μm are spaced successively from 22 clam.
Cependant, de tels rapprochements de fibres s'avèrent techniquement limités, et entraînent de plus un phénomène de diaphotie, la lumière passant directement d'un coeur de fibre à un autre voisin. However, such fiber approximations are technically limited, and moreover cause a phenomenon of crosstalk, light passing directly from a fiber core to another neighbor.
Afin d'augmenter les capacités des routeurs, il a été proposé d'associer plusieurs routeurs élémentaires. Dans des dispositifs existants, les routeurs sont reliés en entrée à des coupleurs achromatiques par l'intermédiaire d'unités de multiplexage et de démultiplexage temporels. In order to increase the capacity of the routers, it has been proposed to associate several elementary routers. In existing devices, the routers are input to achromatic couplers via time multiplexing and demultiplexing units.
Les entrées de chacun des coupleurs peuvent ainsi être reliées aux entrées de chacun des routeurs au moyen d'un réseau d'interconnexions.The inputs of each of the couplers can thus be connected to the inputs of each of the routers by means of an interconnection network.
La capacité du routeur ainsi obtenu est sensiblement accrue par rapport à celle des routeurs élémentaires, le nombre total d'usagers étant la somme des usagers prévus pour les différents routeurs élémentaires.The capacity of the router thus obtained is substantially increased compared to that of the elementary routers, the total number of users being the sum of the expected users for the different elementary routers.
Cependant, un tel réseau produit des pertes importantes. De plus, il implique la mise en oeuvre de procédés complexes afin d'effectuer le multiplexage temporel. Par ailleurs, le problème précédemment évoqué de sélections de longueurs d'onde reste présent. However, such a network produces significant losses. In addition, it involves the implementation of complex processes in order to perform time division multiplexing. Moreover, the previously mentioned problem of wavelength selections remains present.
La présente invention vise un routeur N x N de longueur d'onde valable pour un grand nombre d'usagers, impliquant de faibles pertes et simple à réaliser et à mettre en oeuvre. The present invention aims a N x N wavelength router valid for a large number of users, involving low losses and simple to implement and implement.
La présente invention a également pour but un tel routeur N x N évitant tout problème de diaphotie, et ayant un rapport largeur à mihauteur sur espacement entre longueurs d'onde de transmission élevé. The present invention also aims at such a N x N router avoiding any problem of crosstalk, and having a ratio width to mid-high spacing between wavelengths of high transmission.
L'invention a aussi pour objectif un réseau de communications reposant sur des moyens optiques, valable pour un grand nombre d'usagers, fiable, impliquant de faibles pertes d'énergie, et simple à réaliser et à utiliser. The invention also aims a communications network based on optical means, valid for a large number of users, reliable, involving low energy losses, and simple to achieve and use.
A cet effet, I'invention concerne un routeur N x N de longueur d'onde comportant N entrées et N sorties, destiné à transmettre des signaux optiques ayant chacun une longueur d'onde, des entrées vers les sorties. For this purpose, the invention relates to a N x N wavelength router having N inputs and N outputs, for transmitting optical signals each having a wavelength, inputs to the outputs.
Le routeur N x N comporte également des moyens d'aiguillage aptes à aiguiller chacun des signaux optiques de l'une quelconque des N entrées vers l'une quelconque des N sorties en fonction de la longueur d'onde du signal.The router N x N also comprises switching means capable of switching each of the optical signals of any one of the N inputs to any of the N outputs as a function of the wavelength of the signal.
Le routeur N x N est caractérisé en ce que les moyens d'aiguillage comportent:
- n coupleurs m x m ayant chacun m entrées et m sorties, N étant égal à n x m et les N entrées des n coupleurs m x m étant les entrées du routeur N x N,
- m routeurs n x n ayant chacun n entrées et n sorties, chacune des n entrées étant reliée à une des sorties de, respectivement, les n coupleurs m x m et les N sorties des m routeurs n x n étant les sorties du routeur N x N. Chacun des routeurs n x n est apte à aiguiller un signal optique ayant une longueur d'onde, de l'une quelconque de ses n entrées vers l'une quelconque de ses n sorties, en fonction de la longueur d'onde du signal, le routeur n x n ayant un spectre de transmission en fonction de la longueur d'onde sous forme d'un peigne.The router N x N is characterized in that the switching means comprise:
n mxm couplers each having m inputs and m outputs, N being equal to nxm and the N inputs of the n mxm couplers being the inputs of the router N x N,
nxn routers each having n inputs and n outputs, each of the n inputs being connected to one of the outputs of, respectively, the n mxm couplers and the N outputs of the nxn m routers being the outputs of the router N x N. Each of the routers nxn is able to steer an optical signal having a wavelength, from any of its n inputs to any one of its n outputs, depending on the wavelength of the signal, the router nxn having a transmission spectrum as a function of the wavelength in the form of a comb.
Les peignes des m routeurs n x n sont différents les uns des autres. The combs of the routers n x n are different from each other.
On appelle spectre de transmission d'un routeur optique, la répartition spectrale du flux lumineux au niveau de ses sorties, produite par un flux lumineux de spectre étendu sur toute la bande de fonctionnement du routeur appliqué à l'ensemble de ses entrées. The transmission spectrum of an optical router is the spectral distribution of the light flux at its outputs, produced by an extended spectrum light flux over the entire operating band of the router applied to all its inputs.
Le routeur selon l'invention met en oeuvre des spectres différents selon les différents routeurs n x n rendant possible une sélection en fonction de la longueur d'onde, pour une entrée donnée, du routeur n x n concerné et au sein de celui-ci, de la voie de sortie visée. Ce dispositif ne rend donc nécessaire aucun multiplexage temporel et permet d'utiliser, en amont des routeurs n x n, un simple montage d'aiguillage de voies tel que celui revendiqué. The router according to the invention implements different spectra according to the different routers nxn making it possible to select as a function of the wavelength, for a given input, of the nxn router concerned and within it, of the channel target output. This device therefore makes no time division multiplexing necessary and makes it possible to use, upstream of the routers n x n, a simple circuitry for routing tracks such as the one claimed.
Dans sa globalité, le routeur N x N peut admettre un spectre de transmission sous forme de peigne avec des dents très rapprochées. In its entirety, the N x N router can admit a transmission spectrum in the form of a comb with very close teeth.
Pour une plage donnée de longueurs d'onde utilisable, le nombre N d'entrées et de sorties peut ainsi être sensiblement augmenté, sans risque de diaphotie et sans problème technique particulier.For a given range of usable wavelengths, the number N of inputs and outputs can thus be substantially increased, without the risk of crosstalk and without particular technical problems.
De plus, le rapport R pour le spectre de transmission global peut être considérablement accru. L'élargissement relatif de la largeur des dents permet donc une sélection de longueurs d'onde d'émission moins stricte que dans les dispositifs existants. In addition, the ratio R for the overall transmission spectrum can be considerably increased. The relative widening of the width of the teeth thus allows a selection of emission wavelengths less strict than in the existing devices.
Plus le nombre de routeurs n x n est grand, plus les dents de ce spectre peuvent être rapprochées, mais au prix d'une complexité accrue du montage. The larger the number of routers n x n, the closer the teeth of this spectrum can be, but at the cost of an increased complexity of the assembly.
Préférentiellement, les peignes des m routeurs n x n ont des dents incluses dans des bandes intercalées. Preferably, the combs of the routers n x n have teeth included in interleaved strips.
Cette configuration permet d'obtenir globalement un spectre de transmission comportant des bandes complémentaires en provenance des différents routeurs n x n. Ceci peut être particulièrement avantageux lorsque des longueurs d'onde de transmission sont regroupées par paquets dans chacun des routeurs n x n. This configuration makes it possible to globally obtain a transmission spectrum comprising complementary bands coming from the different routers n x n. This can be particularly advantageous when transmission wavelengths are packaged in packets in each of the routers n x n.
Dans un mode de réalisation avantageux de cette configuration, les peignes des m routeurs n x n ont leurs dents intercalées. In an advantageous embodiment of this configuration, the combs of the routers n x n have their teeth interposed.
Dans ce cas, les dents du spectre global de transmission proviennent alternativement d'un routeur n x n distinct, ce qui permet d'obtenir par rapport à chacun des routeurs nxn pris isolément, un rapprochement des dents d'autant plus grand que le nombre de routeurs n x n est grand. Le rapport R peut être ainsi multiplié par m. In this case, the teeth of the overall transmission spectrum originate alternately from a distinct router nxn, which makes it possible to obtain, with respect to each of the routers nxn taken in isolation, a closer approximation of the teeth, the greater the number of routers nxn is big. The ratio R can thus be multiplied by m.
Dans une forme avantageuse de réalisation, les peignes des m routeurs n x n ont des dents complètement dissociées. In an advantageous embodiment, the combs of the n x n m routers have completely dissociated teeth.
Les dents du spectre global de transmission peuvent ainsi être distinguées clairement les unes des autres, tout en étant très proches. The teeth of the overall transmission spectrum can thus be clearly distinguished from each other, while being very close.
Des chevauchements des dents provenant des différents spectres des routeurs n x n sont cependant également possibles.However, tooth overlaps from the different spectra of routers n x n are also possible.
Selon un premier mode de réalisation du routeur N x N, chacun des coupleurs mxm est un coupleur achromatique à répartition uniforme d'énergie entre ses sorties. According to a first embodiment of the N x N router, each of the mxm couplers is an achromatic coupler with a uniform distribution of energy between its outputs.
On utilise de la sorte des éléments peu coûteux et usuels. In this way, inexpensive and customary elements are used.
Selon une seconde forme de réalisation, chacun des coupleurs m x m est un coupleur à répartition de longueur d'onde apte à transmettre de l'énergie d'un signal optique ayant une longueur d'onde, uniquement par la sortie du coupleur m x m reliée au routeur n x n dont le peigne comprend cette longueur d 'onde. According to a second embodiment, each of the mxm couplers is a wavelength division coupler able to transmit energy of an optical signal having a wavelength, solely by the output of the mxm coupler connected to the router. nxn whose comb includes this wavelength.
Ce second mode de réalisation est avantageux en ce qu'il évite toute perte d'énergie due aux coupleurs m x m, en canalisant les signaux en amont des routeurs n x n en fonction de la longueur d'onde du signal optique. This second embodiment is advantageous in that it avoids any loss of energy due to the couplers m × m, by channeling the signals upstream of the routers n × n as a function of the wavelength of the optical signal.
Dans une forme de réalisation préférée du routeur N x N, les coupleurs m x m sont composés de coupleurs 2 x 2 ayant chacun deux entrées et deux sorties. In a preferred embodiment of the N x N router, the m x m couplers are composed of 2 x 2 couplers each having two inputs and two outputs.
De tels coupleurs 2 x 2, dits aussi coupleurs en X, sont des éléments couramment disponibles et aisément utilisables en association. Such 2 × 2 couplers, also known as X-couplers, are elements that are currently available and can easily be used in combination.
Dans ce mode de réalisation préféré, le routeur N x N comprend avantageusement un premier niveau de coupleurs 2 x 2 dont les entrées sont les entrées du routeur N x N, et un dernier niveau de coupleurs 2 x 2 dont les sorties sont reliées aux entrées des routeurs n x n. Les entrées des coupleurs 2 x 2 qui n'appartiennent pas au premier niveau, sont reliées à des sorties de coupleurs 2 x 2, et les sorties des coupleurs 2 x 2 qui n'appartiennent pas au dernier niveau, sont reliées à des entrées de coupleurs 2 x 2. In this preferred embodiment, the router N x N advantageously comprises a first level of 2 x 2 couplers whose inputs are the inputs of the router N x N, and a last level of 2 x 2 couplers whose outputs are connected to the inputs routers nx n. The inputs of the 2 x 2 couplers that do not belong to the first level are connected to outputs of 2 x 2 couplers, and the outputs of the 2 x 2 couplers that do not belong to the last level are connected to inputs of 2 x 2 couplers.
II est intéressant que le routeur N x N comporte des coupleurs en Y ayant chacun un bras principal et deux bras secondaires, les entrées et les sorties du routeur N x N étant reliées aux bras principaux des coupleurs en Y. Le routeur N x N permet d'envoyer des signaux optiques simultanément de ses entrées vers ses sorties et de ses sorties vers ses entrées, les signaux optiques circulant en sens opposés dans les deux bras secondaires de chacun des coupleurs en Y. It is interesting that the router N x N has Y couplers each having a main arm and two secondary arms, the inputs and outputs of the N x N router being connected to the main arms of the Y couplers. The N x N router allows to send optical signals simultaneously from its inputs to its outputs and its outputs to its inputs, the optical signals flowing in opposite directions in the two secondary arms of each of the Y couplers.
Ce dernier dispositif permet de gagner un facteur 2 dans le nombre d'entrées et de sorties disponibles, car une même longueur d'onde permet des communications dans un sens et dans l'autre du routeur N x N. La caractéristique revendiquée contribue donc à accroître le nombre d'usagers d'un système de transmission, de façon simple. This last device makes it possible to gain a factor of 2 in the number of available inputs and outputs, because the same wavelength allows communications in one direction and in the other of the router N x N. The characteristic claimed thus contributes to increase the number of users of a transmission system in a simple way.
Préférentiellement, chacun des routeurs n x n comprend
- un support de transmission comprenant une première rangée des n entrées et une seconde rangée des n sorties, les première et seconde rangées étant disposées parallèlement et le support de transmission ayant une surface de transmission plane,
- un élément diffractant disposé en regard de la surface de transmission,
- une optique de focalisation placée entre le support de transmission et l'élément diffractant
I'élément diffractant et l'optique de focalisation étant aptes à produire de l'une quelconque des entrées une image correspondant à l'une quelconque des sorties, en fonction de la longueur d'onde des signaux optiques.Preferably, each of the routers nxn comprises
a transmission medium comprising a first row of n inputs and a second row of n outputs, the first and second rows being arranged in parallel and the transmission medium having a flat transmission surface,
a diffractive element arranged facing the transmission surface,
a focussing optics placed between the transmission medium and the diffracting element
The diffractive element and the focusing optics being able to produce from any of the inputs an image corresponding to any one of the outputs, as a function of the wavelength of the optical signals.
Cette configuration des routeurs nxn est à la fois compacte et économique. This configuration of nxn routers is both compact and economical.
L'invention concerne également un réseau de communications comprenant au moins un routeur N x N présentant l'une quelconque des caractéristiques précédentes, ou plusieurs d'entre elles en association. The invention also relates to a communications network comprising at least one N x N router having any of the above characteristics, or several of them in combination.
L'invention sera mieux comprise en se référant à des applications particulières données à titre d'exemples et représentées par les dessins annexés:
- les Figures 1A et 1B sont des représentations schématiques d'un routeur 4 x 4 de longueur d'onde utilisé dans un routeur N x N selon l'invention, la Figure 1A montrant une vue d'ensemble du routeur 4 x 4 et la Figure 1B, une vue de face de son plan de fibres;
- la Figure 2 représente un routeur 8 x 8 de longueur d'onde selon
I'invention, comportant quatre coupleurs 2 x 2 et deux routeurs 4 x 4 tels que celui schématisés sur les Figures 1A et lB;;
- la Figure 3 montre les spectres de transmission respectifs des deux routeurs 4 x 4 du routeur 8 x 8 de la Figure 2
- la Figure 4 est une représentation schématique d'un routeur 12 x 12 de longueur d'onde selon l'invention, comportant trois coupleurs 4 x 4 et quatre routeurs 3 X 3, et à double sens de transmission;
-la Figure 5 est une vue détaillée d'un des coupleurs 4 x 4 du routeur 12 x 12 de la Figure 4;
- la Figure 6 montre les spectres de transmission respectifs des quatre routeurs 3 x 3 du routeur 12 x 12 de la Figure 4.The invention will be better understood with reference to particular applications given by way of example and represented by the appended drawings:
FIGS. 1A and 1B are diagrammatic representations of a wavelength 4 × 4 router used in an N × N router according to the invention, FIG. 1A showing an overview of the 4 × 4 router and the Figure 1B, a front view of its fiber plane;
2 represents an 8 x 8 wavelength router according to FIG.
The invention, comprising four 2x2 couplers and two 4x4 routers such as that shown schematically in Figures 1A and 1B;
Figure 3 shows the respective transmission spectra of the two 4x4 routers of the 8x8 router of Figure 2.
- Figure 4 is a schematic representation of a 12 x 12 wavelength router according to the invention, comprising three 4 x 4 couplers and four routers 3 X 3, and two directions of transmission;
FIG. 5 is a detailed view of one of the 4 × 4 couplers of the 12 × 12 router of FIG. 4;
Figure 6 shows the respective transmission spectra of the four 3x3 routers of the 12x12 router of Figure 4.
Un routeur 4 x 4 élémentaire, utilisé dans un routeur N x N selon l'invention, comporte un réseau 50 de diffraction disposé vis-à-vis d'un plan 62 de fibres, comme on peut le voir sur la Figure 1A. Le routeur 4 x 4 comporte également une optique de focalisation telle qu'une lentille 59. An elementary 4 x 4 router used in an N x N router according to the invention comprises a diffraction grating 50 arranged with respect to a plane 62 of fibers, as can be seen in FIG. 1A. The 4x4 router also includes focusing optics such as a lens 59.
Des fibres d'entrée 51, 52, 53, 54 aboutissent au plan 62 de fibres en étant disposées en ligne, de même que des fibres de sortie 55, 56, 57, 58, le plan 62 de fibres étant représenté de face sur la Figure 1 B. Les fibres d'entrée 51-54 sont disposées parallèlement aux fibres de sortie 55-58 et en vis-à-vis dans le plan 62. Le réseau 50 est apte à produire d'une quelconque des fibres d'entrée 51-54 une image disposée dans un plan focal qui correspond à l'une quelconque des fibres de sortie 55-58 fonction de la longueur d'onde. Un rayon incident 60 contenant des informations transmises par une des fibres d'entrée en provenance d'un usager émetteur est ainsi transformé en un rayon renvoyé 61 au moyen de la lentille 59 et du réseau 50 qui est dirigé vers un usager récepteur par une des fibres de sortie. Selon la longueur d'onde du signal émis, I'un quelconque des quatre usagers émetteurs peut communiquer avec l'un quelconque des quatre usagers récepteurs.Input fibers 51, 52, 53, 54 terminate at the plane 62 of fibers being arranged in line, as are exit fibers 55, 56, 57, 58, the plane 62 of fibers being represented frontally on the Figure 1 B. The input fibers 51-54 are arranged parallel to the output fibers 55-58 and facing the plane 62. The network 50 is able to produce any input fibers 51-54 an image disposed in a focal plane which corresponds to any of the output fibers 55-58 depending on the wavelength. An incident ray 60 containing information transmitted by one of the input fibers from a transmitting user is thus transformed into a returned ray 61 by means of the lens 59 and the grating 50 which is directed to a receiving user by one of the output fibers. Depending on the wavelength of the transmitted signal, any one of the four transmitting users may communicate with any one of the four receiving users.
Les relations donnant les longueurs d'onde qui permettent de passer de l'une quelconque des fibres d'entrée à l'une quelconque des fibres de sortie peuvent être schématisées dans une matrice 4 x 4 du type de celle représentée ci-dessous. Les lignes correspondent aux fibres d'entrée 51-54 et les colonnes aux fibres de sortie 55-58. L'ensemble des communications à travers le routeur 4 x 4 nécessitent 7 longueurs d'onde Xi, i variant de 1 à 7, classées en ordre croissant. The wavelength-to-pass relationships of any of the input fibers to any of the output fibers can be schematized in a 4 × 4 matrix of the type shown below. The lines correspond to input fibers 51-54 and columns to output fibers 55-58. All communications across the 4 x 4 router require 7 wavelengths Xi, i ranging from 1 to 7, ranked in ascending order.
1234
1234
<tb> 1 <SEP> 7 <SEP> 6 <SEP> A5 <SEP> 4 <SEP>
<tb> 2 <SEP> k6 <SEP> B5 <SEP> x4 <SEP> x3 <SEP>
<tb> 3 <SEP> A5 <SEP> A4 <SEP> A3 <SEP> x2 <SEP>
<tb> 4 <SEP> A4 <SEP> x <SEP> A2 <SEP>
<tb>
La réalisation d'un routeur n x n élémentaire, similaire à celui décrit, avec n quelconque, peut être menée comme pour le routeur 4 x 4. Dans ce cas, si les fibres sont identiques et périodiquement espacées, 2n-1 longueurs d'onde de transmission sont nécessaires.<tb> 1 <SEP> 7 <SEP> 6 <SEP> A5 <SEP> 4 <SEP>
<tb> 2 <SEP> k6 <SEP> B5 <SEP> x4 <SEP> x3 <SEP>
<tb> 3 <SEP> A5 <SEP> A4 <SEP> A3 <SEP> x2 <SEP>
<tb> 4 <SEP> A4 <SEP> x <SEP> A2 <SEP>
<Tb>
The realization of an elementary nxn router, similar to that described, with any n, can be carried out as for the 4 x 4 router. In this case, if the fibers are identical and periodically spaced, 2n-1 wavelengths of transmission are necessary.
Le réseau 50 de diffraction peut être remplacé ou complété par un ensemble de filtres multi-diélectriques, ou encore par un ensemble de réseaux de phase (phased array grating). The diffraction grating 50 may be replaced or supplemented by a set of multi-dielectric filters, or alternatively by a set of phase gratings (phased array grating).
De plus, au lieu des fibres, une ou plusieurs barrettes de lasers peuvent être employées comme moyens d'aiguillage en entrée, et une ou plusieurs barrettes de photodétecteurs comme moyens de réception en sortie. In addition, instead of fibers, one or more laser arrays can be used as input switching means, and one or more photodetector arrays as output receiving means.
Une unique barrette de fibres d'entrée et de sortie peut aussi être employée. A single input and output fiber array may also be employed.
Dans un mode de réalisation particulier d'un routeur n x n, celui-ci comprend un miroir et un réseau de diffraction, le miroir, le réseau et les fibres étant fixés dans un bloc de silice solide. Une barrette de fibres d'entrée et une barrette de fibres de sortie parallèles sont placées en face d'une fente photogravée sur un réseau de réflexion plan, perpendiculaire à des rainures. Un miroir concave est apte à transformer un faisceau divergent provenant de l'une quelconque des fibres d'entrée en un faisceau parallèle. Le réseau est quant à lui apte à transformer ce faisceau en le dispersant angulairement vers le miroir concave. Ce faisceau a alors une image formée à une extrémité d'une des fibres de sortie en une position qui dépend de la longueur d'onde. Cette configuration est aplanétique, afocale et a une amplification de 1.Ainsi, tous angles de et vers les fibres étant identiques, les meilleures conditions sont obtenues avec une grande efficacité de couplage,
I'achromatisme est parfait et les aberrations sont pratiquement nulles quand le miroir est parabolique.In a particular embodiment of an nxn router, the latter comprises a mirror and a diffraction grating, the mirror, the grating and the fibers being fixed in a solid silica block. An array of input fibers and a strip of parallel output fibers are placed in front of a photoengraved slot on a plane reflection grating perpendicular to grooves. A concave mirror is adapted to transform a diverging beam from any of the input fibers into a parallel beam. The network is itself able to transform this beam by dispersing it angularly towards the concave mirror. This beam then has an image formed at one end of one of the output fibers at a position which depends on the wavelength. This configuration is aplanatic, afocal and has an amplification of 1. Thus, all angles to and from the fibers being identical, the best conditions are obtained with a high coupling efficiency,
The achromatism is perfect and the aberrations are practically nil when the mirror is parabolic.
Pour le calcul de spécifications, le réseau est avantageusement dans une configuration de Littrow. De plus, on utilise préférentiellement une configuration de type OP (Out of Plane) pour éviter un retour direct vers un amplificateur optique situé à courte distance. Dans cette configuration, le composant utilise une barrette de fibres d'entrée au foyer du dispositif dispersif de réseau, de telle sorte qu'aucune lumière ne peut être couplée directement aux fibres de sortie à une longueur d'onde correspondant à une condition de Littrow. La barrette des fibres de sortie est disposée pour ceci au-dessus de celle des fibres d'entrée. For the calculation of specifications, the network is advantageously in a Littrow configuration. In addition, an OP (Out of Plane) configuration is preferably used to avoid a direct return to an optical amplifier located at a short distance. In this configuration, the component uses an input fiber array at the focus of the dispersive array device, so that no light can be coupled directly to the output fibers at a wavelength corresponding to a Littrow condition. . The array of output fibers is arranged for this above that of the input fibers.
Un routeur 8 x 8 référencé 1 conforme à l'invention, représenté sur la Figure 2, comporte huit entrées E1-E8 et huit sorties S1-S8. Ce routeur 8 x 8 est destiné à transmettre des signaux optiques d'une entrée quelconque Ei vers une sortie quelconque S, dans le sens 5, le trajet du signal optique étant déterminé par sa longueur d'onde. Le routeur 1 comporte deux routeurs 4 x 4 référencés respectivement 30 et 40 qui sont des routeurs 4 x 4 tels que celui précédemment décrit (Figures 1A et 1 B). An 8 x 8 router referenced 1 according to the invention, shown in Figure 2, comprises eight inputs E1-E8 and eight outputs S1-S8. This 8 x 8 router is intended to transmit optical signals of any input Ei to any output S, in the direction 5, the path of the optical signal being determined by its wavelength. The router 1 comprises two 4 × 4 routers referenced respectively 30 and 40 which are 4 × 4 routers such as the one previously described (FIGS. 1A and 1B).
Eventuellement, il peut aussi s'agir de routeurs 4 x 4 traditionnels. Les routeurs 30 et 40 comprennent chacun respectivement quatre entrées 3134 et 41-44, et quatre sorties 35-38 et 45-48. Les sorties 35-38, 45-48 des routeurs 30 et 40 conduisent directement aux sorties S1-S8 du routeur 1.Optionally, it can also be traditional 4 x 4 routers. The routers 30 and 40 respectively comprise four inputs 3134 and 41-44, and four outputs 35-38 and 45-48. The outputs 35-38, 45-48 of the routers 30 and 40 lead directly to the outputs S1-S8 of the router 1.
Le routeur 1 comporte également quatre coupleurs achromatiques en X référencés 10, 15, 20, 25 ayant chacun respectivement deux entrées 11, 12; 16,17; 21, 22 et 26, 27, et deux sorties 13, 14; 18,19; 23, 24 et 28, 29. Les entrées 11,12; 16, 17; 21, 22; 26, 27 des coupleurs 10, 15, 20, 25 en X correspondent respectivement aux entrées E1-E8 du routeur 1. Chacun des coupleurs 10, 15, 20, 25 a de plus l'une de ses sorties, respectivement 13, 18, 23, 28, reliées à l'une des entrées, respectivement 31, 32, 33, 34, d'un premier routeur 30, et son autre sortie, respectivement 14, 19, 24, 29, reliée à l'une des entrées, respectivement 41, 42, 43, 44, du second routeur 40. The router 1 also comprises four X achromatic couplers referenced 10, 15, 20, 25 each respectively having two inputs 11, 12; 16.17; 21, 22 and 26, 27, and two outputs 13, 14; 18.19; 23, 24 and 28, 29. The inputs 11,12; 16, 17; 21, 22; 26, 27 of the couplers 10, 15, 20, 25 in X respectively correspond to the inputs E1-E8 of the router 1. Each of the couplers 10, 15, 20, 25 has moreover one of its outputs, respectively 13, 18, 23, 28, connected to one of the inputs, respectively 31, 32, 33, 34, of a first router 30, and its other output, respectively 14, 19, 24, 29, connected to one of the inputs, respectively 41, 42, 43, 44, of the second router 40.
Les spectres 67 et 68 de transmission respectifs des routeurs 30 et 40, représentés sur la Figure 3, se présentent sous forme de peignes avec des dents, respectivement 71-73 et 74-76. Les spectres 67 et 68 étant tracés selon des axes 65 et 66, respectivement de longueurs d'onde X et de transmission T, ont leurs dents 71-76 centrées sur des longueurs d'onde de transmission des routeurs 30 et 40. En reprenant la matrice de correspondance précédemment donnée, les dents 71, 72 et 73 du spectre 67 sont, par exemple, respectivement centrées sur les longueurs d'onde x 2. A3, les longueurs d'onde Xi étant classées en ordre croissant.De façon similaire, les dents 74, 75 et 76 du spectre 68 sont centrées sur les longueurs d'onde h'l, X 3
Dans l'exemple de réalisation, les dents 71-76 ont des hauteurs approximativement identiques et égales à H. Des particularités des spectres 67 et 68 sont constituées par les largeurs L des dents 71-76 à mi-hauteur 2 et par les espacements D entre les longueurs d'onde Xi de transmission successives. En première approximation, les largeurs L à mi-hauteur sont voisines pour l'ensemble des dents1 ainsi que les espacements D. Le rapport R= L est significatif des capacités des routeurs 30 et 40. Plus ce rapport est grand, plus les capacités de traitement des routeurs 30 et 40 sont élevées.The respective transmission spectra 67 and 68 of the routers 30 and 40, shown in FIG. 3, are in the form of combs with teeth 71-73 and 74-76, respectively. The spectra 67 and 68 being plotted along axes 65 and 66, respectively of wavelengths X and of transmission T, have their teeth 71-76 centered on transmission wavelengths of routers 30 and 40. correspondence matrix previously given, the teeth 71, 72 and 73 of the spectrum 67 are, for example, respectively centered on the wavelengths x 2. A3, wavelengths Xi being ranked in ascending order.Similarly, the teeth 74, 75 and 76 of the spectrum 68 are centered on the wavelengths h'l, X 3
In the exemplary embodiment, the teeth 71-76 have heights approximately equal to and equal to H. Particularities of the spectra 67 and 68 are constituted by the widths L of the teeth 71-76 at mid-height 2 and by the spacings D between the successive transmission wavelengths Xi. As a first approximation, the widths L at mid-height are close for all the teeth1 as well as the spacings D. The ratio R = L is significant of the capacities of the routers 30 and 40. The greater this ratio, the more the capacities of Processing routers 30 and 40 are high.
Les routeurs 30 et 40 sont choisis de telle sorte que leurs longueurs d'onde de transmission Rj et X'i soient intercalées. On a donc:
x 1 < Xl < Y2 < X2 < Y3 <
En fonctionnement, un signal à une longueur d'onde donnée parvient à l'une quelconque des entrées Ei du routeur 1, puis à l'un des coupleurs 10, 15, 20, 25. Le signal est alors transmis aux deux sorties de ce coupleur avec dans chacune une énergie divisée par deux, les coupleurs étant achromatiques. Le signal optique parvient ainsi à une entrée de chacun des routeurs 30, 40. Etant donné que la longueur d'onde du signal correspond à une longueur d'onde de transmission de l'un seulement des spectres 67, 68 des routeurs 30, 40, le signal n'est transmis que dans ce routeur, vers la sortie appropriée sélectionnée en fonction de la longueur d'onde. La sortie Sj visée est ainsi atteinte par le signal.The routers 30 and 40 are chosen so that their transmission wavelengths Rj and X'i are interspersed. So we have:
x 1 <Xl <Y2 <X2 <Y3 <
In operation, a signal at a given wavelength reaches any one of the inputs Ei of the router 1, then to one of the couplers 10, 15, 20, 25. The signal is then transmitted to the two outputs of this coupler with in each an energy divided by two, the couplers being achromatic. The optical signal thus arrives at an input of each of the routers 30, 40. Since the wavelength of the signal corresponds to a transmission wavelength of only one of the spectra 67, 68 of the routers 30, 40 , the signal is transmitted only in this router, to the appropriate output selected according to the wavelength. The output Sj referred to is thus reached by the signal.
Le routeur 1 dispose donc d'un spectre global de transmission qui admet conjointement les dents 71-76 des deux spectres 67 et 68 des routeurs 30 et 40. A largeur à mi-hauteur constante, égale à L,
I'espacement D inter-longueurs d'onde de transmission est ainsi sensiblement réduit, cette réduction pouvant aller jusqu'à un facteur 2.The router 1 thus has a global transmission spectrum which jointly admits the teeth 71-76 of the two spectrums 67 and 68 of the routers 30 and 40. At constant half-height, equal to L,
The spacing D inter-wavelengths of transmission is thus substantially reduced, this reduction being up to a factor of 2.
Pour une bande spectrale disponible donnée, le nombre de longueurs d'onde de transmission peut donc être multiplié par 2, et par conséquent également le nombre d'usagers. Le rapport R peut lui-même être multiplié par 2, ce qui rend plus aisée la sélection d'une longueur d'onde de transmission.For a given available spectral band, the number of transmission wavelengths can therefore be multiplied by 2, and consequently also the number of users. The ratio R can itself be multiplied by 2, which makes it easier to select a transmission wavelength.
Un second exemple de réalisation d'un routeur N x N selon l'invention est fourni par un routeur 12 x 12 de longueur d'onde référencé 2, représenté sur la Figure 4. Ce routeur comporte douze entrées P1-P12 et douze sorties P13-P24. Il comprend également quatre routeurs 3 x 3 de longueur d'onde référencés 130, 140, 150, 160, ayant chacun respectivement trois entrées 131-133, 141-143, 151-153, 161-163 et trois sorties 134-136, 144-146, 154-156 et 164-166. Les sorties des routeurs 130, 140, 150, 160 correspondent respectivement aux sorties P13-P24 du routeur 2. A second embodiment of an N x N router according to the invention is provided by a 12 x 12 wavelength router referenced 2, shown in FIG. 4. This router has twelve P1-P12 inputs and twelve P13 outputs. -P24. It also comprises four routers 3 x 3 of wavelength referenced 130, 140, 150, 160, each having three inputs 131-133, 141-143, 151-153, 161-163 and three outputs 134-136, 144 respectively. -146, 154-156 and 164-166. The outputs of the routers 130, 140, 150, 160 respectively correspond to the outputs P13-P24 of the router 2.
Le routeur 2 comporte également trois coupleurs achromatiques 4 x 4, référencés 80, 90 et 100. Ces coupleurs comportent chacun quatre entrées, respectivement 81-84, 91-94 et 101-104 et quatre sorties, respectivement 85-88, 95-98 et 105-108. Les entrées des coupleurs 80, 95, 100 correspondent respectivement aux entrées P1-P12 du routeur 2, et les quatre sorties de chacun des coupleurs 80, 90, 100 sont reliées chacune à une entrée d'un des routeurs 130,140, 150,160. The router 2 also includes three achromatic couplers 4 x 4, referenced 80, 90 and 100. These couplers each have four inputs, respectively 81-84, 91-94 and 101-104 and four outputs, respectively 85-88, 95-98 and 105-108. The inputs of the couplers 80, 95, 100 respectively correspond to the inputs P1-P12 of the router 2, and the four outputs of each of the couplers 80, 90, 100 are each connected to an input of one of the routers 130, 140, 150, 160.
Chacun des coupleurs 80, 90, 100 est en réalité constitué à partir de quatre coupleurs en X. Ainsi, comme on peut le voir sur la Figure 5, le coupleur 80 comporte quatre coupleurs 2 x 2 référencés 111-114 comprenant chacun deux entrées, respectivement 81, 82; 83, 84; 125, 126; 127, 128 et deux sorties, respectivement 121, 122; 123, 124; 85, 86; 87, 88. Deux des coupleurs en X, 111, 112, sont disposés à un premier niveau, leurs entrées 81-84 étant celles du coupleur 80. Les deux autres coupleurs en X, 113 et 114, sont disposés à un second niveau, leurs sorties 85-88 étant celles du coupleur 80. De plus, les sorties 121124 de chacun des deux coupleurs 111, 112 du premier niveau sont chacune reliées à une entrée 125-128 d'un des coupleurs 113, 114 du second niveau. Les deux autres coupleurs 4 x 4, 90 et 100, sont réalisés de façon similaire. Each of the couplers 80, 90, 100 is actually made up of four X-couplers. Thus, as can be seen in FIG. 5, the coupler 80 comprises four 2 × 2 couplers 111-114 each comprising two inputs, respectively 81, 82; 83, 84; 125, 126; 127, 128 and two outputs, respectively 121, 122; 123, 124; 85, 86; 87, 88. Two of the X-couplers, 111, 112, are arranged at a first level, their inputs 81-84 being those of the coupler 80. The two other X-couplers, 113 and 114, are arranged at a second level, their outputs 85-88 being those of the coupler 80. In addition, the outputs 121124 of each of the two couplers 111, 112 of the first level are each connected to an input 125-128 of one of the couplers 113, 114 of the second level. The other two 4 x 4, 90 and 100 couplers are made in a similar manner.
Le routeur 2 comprend de plus 24 coupleurs achromatiques en Y référencés 120, chacun d'eux comprenant un bras principal 115 et deux bras secondaires 116 et 117. Chacune des entrées P1-P12 et des sorties
P13-P24 du routeur 2 est reliée au bras principal 115 de l'un des coupleurs en Y 120. Les coupleurs 120 sont destinés à servir de moyens de transmission, à double sens de propagation, les deux branches 116, 117 de chacun des coupleurs 120 étant prévues pour des sens 118, 119 opposés de propagation de signaux. Le routeur 2 est ainsi destiné à des transmissions de signaux, à la fois dans un sens 3 des entrées P1-P12 vers les sorties P13-P24, et dans un sens 4 opposé.Router 2 furthermore comprises 24 Y achromatic couplers referenced 120, each of them comprising a main arm 115 and two secondary arms 116 and 117. Each of the inputs P1-P12 and outputs
P13-P24 of the router 2 is connected to the main arm 115 of one of the Y couplers 120. The couplers 120 are intended to serve as transmission means, in two directions of propagation, the two branches 116, 117 of each of the couplers 120 being provided for opposite directions 118, 119 of signal propagation. The router 2 is thus intended for signal transmissions both in one direction 3 of the inputs P1-P12 to the outputs P13-P24, and in an opposite direction.
Les routeurs 130, 140, 150, 160 ont des spectres 175, 180, 183, 186 de transmission présentant des formes de peignes comportant des dents, respectivement 176-178; 181,182; 184,185; 187, 188, centrées sur des longueurs d'onde #1, X3 ; 2; X'2 ; 2;X"2 ; 2 X"'2
Les dents des quatre spectres 175,180,183, 186 des routeurs 130, 140, 150, 160 sont alternées, c'est-à-dire que l'on a:
xî < x'1 < Y'1 < Y"1 < Y2 < Y'2 < Y112 < X3
En fonctionnement, un signal à une longueur d'onde donnée parvient à l'une des entrées d'un des coupleurs 80, 90 ou 100 et est transmis aux quatre sorties de ce coupleur 4x4 avec une réduction d'énergie par un facteur 4. Le signal optique est ainsi transmis à une entrée de chacun des quatre routeurs 130, 140, 150, 160.Etant donné que la longueur d'onde du signal n'est qu'une longueur d'onde de transmission d'un seulement des spectres 175, 180, 183, 186 des routeurs 3 x 3, la transmission du signal n'a lieu que dans ce routeur, vers la sortie sélectionnée en fonction de la longueur d'onde du signal.Routers 130, 140, 150, 160 have transmission spectra 175, 180, 183, 186 having comb shapes having teeth, respectively 176-178; 181,182; 184.185; 187, 188, centered on wavelengths # 1, X3; 2; X'2;2; X "2; 2 X"'2
The teeth of the four spectra 175, 180, 183, 186 of the routers 130, 140, 150, 160 are alternated, that is to say that we have:
xi <x'1 <Y'1 <Y "1 <Y2 <Y'2 <Y112 <X3
In operation, a signal at a given wavelength reaches one of the inputs of one of the couplers 80, 90 or 100 and is transmitted to the four outputs of this 4x4 coupler with a reduction of energy by a factor of 4. The optical signal is thus transmitted to an input of each of the four routers 130, 140, 150, 160. Since the wavelength of the signal is only a transmission wavelength of only one of the spectra 175, 180, 183, 186 of the 3 x 3 routers, the transmission of the signal takes place only in this router, to the selected output according to the wavelength of the signal.
Le routeur 2 présente donc un spectre général de transmission ayant l'ensemble des dents 176-178, 181, 182, 184, 185, 187, 188 des spectres 175, 180, 183, 186 des quatre routeurs 130, 140, 150, 160. La largeur à mi-hauteur des dents est ainsi conservée, et l'espacement interlongueurs d'onde de transmission sensiblement réduit, cette réduction pouvant atteindre un facteur 4. Qui plus est, des signaux peuvent parvenir simultanément des sorties P13-P24 vers les entrées P1-P12, selon le même principe. Une même longueur d'onde peut ainsi être utilisée dans les deux sens de communication entre deux usagers, ce qui multiplie par deux les capacités du routeur 2. The router 2 therefore has a general transmission spectrum having all the teeth 176-178, 181, 182, 184, 185, 187, 188 of the spectra 175, 180, 183, 186 of the four routers 130, 140, 150, 160 The width at mid-height of the teeth is thus preserved, and the spacing of the transmission wave lengths is substantially reduced, this reduction being able to reach a factor of 4. Moreover, signals can reach P13-P24 outputs simultaneously at the same time. inputs P1-P12, according to the same principle. The same wavelength can thus be used in the two directions of communication between two users, which doubles the capacity of the router 2.
Les pertes d'énergie des routeurs 1 et 2 sont faibles, correspondant respectivement à des facteurs de tordre de 2 et de 4. La présence d'amplificateurs optiques dans les dispositifs de commutation permet de compenser les effets de ces pertes. II est cependant possible de rendre les pertes dues aux coupleurs négligeables, en associant les coupleurs à des moyens de sélection de longueurs d'onde. Ces moyens peuvent être obtenus, par exemple, par un interféromètre à deux ondes, tel qu'un interféromètre de Michelson qui peut être disposé dans une plaquette optique intégrée. Dans ce cas, le signal optique sortant d'un des coupleurs n'est transmis sélectivement que vers le routeur ayant une longueur d'onde de transmission correspondant à la longueur d'onde du signal. The energy losses of routers 1 and 2 are low, respectively corresponding to twisting factors of 2 and 4. The presence of optical amplifiers in the switching devices compensates for the effects of these losses. It is however possible to make the losses due to the couplers negligible, by associating the couplers with wavelength selection means. These means can be obtained, for example, by a two-wave interferometer, such as a Michelson interferometer which can be arranged in an integrated optical wafer. In this case, the optical signal output from one of the couplers is transmitted selectively only to the router having a transmission wavelength corresponding to the wavelength of the signal.
Bien que les dents des peignes de routeurs n x n distincts aient été représentées dissociées, elles peuvent également se chevaucher,
I'important étant le centrage de chacune des dents sur une longueur d'onde de transmission donnée. Dans les exemples représentés, on a montré des spectres dont les dents des différents routeurs sont intercalées. Cependant, tout autre moyen d'obtenir un recouvrement complémentaire du spectre peut convenir. En particulier, I'alternance de composantes spectrales d'un routeur à l'autre peut concerner des bandes et non plus des dents, chaque bande comprenant plusieurs dents. Cette dernière configuration est avantageuse en particulier si l'espacement inter-longueurs d'onde de transmission est irrégulier, les dents étant regroupées par paquets.Although the teeth of the separate nxn router combs have been shown dissociated, they may also overlap,
The important being the centering of each of the teeth on a given transmission wavelength. In the examples shown, spectra were shown whose teeth of the different routers are intercalated. However, any other means of obtaining complementary spectrum coverage may be suitable. In particular, the alternation of spectral components from one router to another may relate to bands and not to teeth, each band comprising several teeth. This last configuration is advantageous especially if the inter-wavelength spacing of transmission is irregular, the teeth being grouped in packets.
On conçoit que les routeurs 4 x 4 et 3 x 3 élémentaires respectivement employés dans les routeurs 1 et 2 peuvent être euxmêmes des routeurs selon l'invention. It will be understood that the 4 × 4 and 3 × 3 elementary routers used respectively in routers 1 and 2 may themselves be routers according to the invention.
Cette possibilité s'avère surtout intéressante en présence d'un nombre n plus élevé d'entrées et de sorties, I'invention pouvant être appliquée en cascade sur deux niveaux ou davantage. This possibility is of particular interest in the presence of a greater number of inputs and outputs, the invention being cascadable on two or more levels.
Le routeur de l'invention peut être réalisé dans une technologie à base de fibres optiques ou encore en optique intégrée. The router of the invention can be realized in a technology based on optical fibers or in integrated optics.
Exemple 1
Dans ce premier exemple d'application, le routeur selon l'invention est un routeur 40 x 40 comprenant deux routeurs 20 x 20 et 20 coupleurs achromatiques en X. Chacun des routeurs 20 x 20 correspond à un composant en silice, avec une focale de 119,512 mm, un réseau de 600 traits/mm, avec un porte-fibre à double barrette de fibres espacées de 42,54 lit. Le premier routeur est en autocollimation au centre du champ pour 1548,5145 nm, et le second routeur a un spectre décalé d'une demi-période grâce à une autocollimation à 1548,5145 + 0,4 nm. Example 1
In this first example of application, the router according to the invention is a 40 x 40 router comprising two routers 20 x 20 and 20 X achromatic couplers. Each of the 20 x 20 routers corresponds to a silica component, with a focal length of 119.512 mm, a network of 600 lines / mm, with a double fiber bar fiber holder spaced 42.54 lit. The first router is self-collimating at the center of the field at 1548.5145 nm, and the second router has a half-period offset spectrum due to autocollimation at 1548.5145 + 0.4 nm.
Une double barrette de 20 fibres également espacées est disposée au foyer.A double bar of 20 fibers equally spaced is disposed at the focus.
Les longueurs d'onde de transmission du premier routeur 20 x 20 vont de 1533,2 nm à 1563,9 nm avec un espacement inter-longueurs d'onde de transmission de 0,8 nm. The transmission wavelengths of the first 20 x 20 router range from 1533.2 nm to 1563.9 nm with a wavelength inter-wavelength spacing of 0.8 nm.
Les spectres des routeurs 20 x 20 sont tels que la largeur à mihauteur des dents, qui ont approximativement une forme gaussienne, vaut 0,25 nm+0,02 nm. De plus, les routeurs 20x20 ont les propriétés suivantes:
- pertes de 4 dB + 1 dB;
- diaphotie intrinsèque < - 55 dB d'une voie à une autre
-perte retour < - 25 dB;
- sensibilité de polarisation < 1 dB;
- élargissement d'impulsion dû au réseau égal à 38,6 ps; - précision de voie de longueur d'onde + + 0,05 nm. The spectra of the 20x20 routers are such that the half-height width of the teeth, which have approximately a Gaussian shape, is 0.25 nm + 0.02 nm. In addition, the 20x20 routers have the following properties:
- losses of 4 dB + 1 dB;
- intrinsic crosstalk <- 55 dB from one channel to another
-back loss <- 25 dB;
- polarization sensitivity <1 dB;
- network pulse width equal to 38.6 ps; - wavelength channel accuracy + + 0.05 nm.
L'espacement entre longueurs d'onde de transmission (valant 0,8 nm) est choisi constant, ce qui évite des pertes additionnelles pouvant atteindre 3 dB. The spacing between transmission wavelengths (0.8 nm) is chosen constant, which avoids additional losses of up to 3 dB.
Les routeurs 20 x 20 sont compatibles avec des débits de 10 Gbitlseconde sur chaque voie. The 20x20 routers are compatible with 10 Gbit / second rates on each channel.
La matrice de longueur d'onde 20 x 20 du premier routeur 20 x 20 a été calculée en prenant en compte l'indice exact de silice de chaque longueur d'onde, par ajustement itératif à des valeurs de référence. La matrice obtenue est représentée en annexe, les 20 colonnes correspondant aux entrées, et les 20 lignes aux sorties. Les valeurs indiquées sont exprimées en nm. Le défaut d'ajustement reste inférieur à 0,008 nm, ce qui est négligeable. The 20x20 wavelength matrix of the first 20x20 router was calculated by taking into account the exact silica index of each wavelength, by iterative adjustment to reference values. The matrix obtained is represented in the appendix, the columns corresponding to the inputs, and the 20 lines to the outputs. The values indicated are expressed in nm. The lack of adjustment remains below 0.008 nm, which is negligible.
Exemple 2
Un routeur 80 x 80 comprend deux routeurs 40 x 40 et 40 coupleurs achromatiques en X.Example 2
An 80x80 router includes two 40x40 routers and 40 X achromatic couplers.
Les routeurs 40 x 40 vérifient les spécifications qui suivent:
- espacement inter-longueurs d'onde de transmission : 0,4 nm
- largeur à mi-hauteur des dents : 0,25 nm + 0,03 nm - pertes < 7 dB 12 dB;
- diaphotie d'une voie à une autre < - 60 dB
Ces routeurs 40 x 40 sont compatibles avec des débits de 10 Gbitlseconde sur chaque voie.The 40 x 40 routers verify the following specifications:
- inter-wavelength spacing of transmission: 0.4 nm
- width at mid-height of teeth: 0.25 nm + 0.03 nm - losses <7 dB 12 dB;
- crosstalk from one channel to another <- 60 dB
These 40 x 40 routers are compatible with 10 Gbit / s on each channel.
Exemple 3
Un routeur 6 x 6 comporte deux routeurs 3 x 3 réalisés à l'aide de 6 multiplexeurs faits chacun en technologie à fonction optique partagée avec focale 119,512 mm, espace entre fibres 32 zm et réseau de 300 traits/mm.Example 3
A 6x6 router has two 3x3 routers made using 6 multiplexers, each made of shared optical function technology with a focal length of 119.512 mm, a fiber space of 32 μm and a network of 300 lines / mm.
Les multiplexeurs du premier routeur 3 X 3 sont associés aux longueurs d'onde 1552,517 nm, 1550,916 nm et 1549,315 nm. Ceux du second routeur 3 x 3, aux mêmes longueurs d'onde décalées de + 0,8 nm. The multiplexers of the first 3 X 3 router are associated with the wavelengths 1552.517 nm, 1550.916 nm and 1549.315 nm. Those of the second 3 x 3 router, at the same wavelengths shifted by + 0.8 nm.
Le routeur 6 x 6 comporte également 3 coupleurs en X réalisés en technique de fibres fusionnées à coeurs rapprochés (fused coupler). The 6x6 router also features 3 x fused coupler couplers.
ANNEXE:
ANNEX:
<tb> <SEP> 1[15Y3'ir7I5485-05
<tb> 111562,919 <SEP> lS487507 <SEP> 1-C
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<Tb>
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Family Applications (1)
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Citations (1)
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EP0592331A1 (en) * | 1992-10-09 | 1994-04-13 | Alcatel N.V. | Optical switching matrix |
-
1996
- 1996-01-09 FR FR9600170A patent/FR2743430A1/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0592331A1 (en) * | 1992-10-09 | 1994-04-13 | Alcatel N.V. | Optical switching matrix |
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