МАСШТАБИРУЕМЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ КОММУТАТОРЫ И МОДУЛИ КОММУТАЦИИ

1. Устройство оптической коммутации с соединениями расширения, содержащее фотонную интегральную схему, где фотонная интегральная схема содержит N входных оптических портов, где N>1, входной световой путь, связанный с каждым входным портом, M оптических выходных портов, где M ≥ 1, выходной световой путь, связанный с каждым выходным портом, обходной блок оптического коммутатора, связанный с каждым выходным портом, P входных портов расширения, где P ≥ 1, световой путь расширения, связанный с каждым входным портом расширения и соединенный со связанным обходным блоком коммутатора, несколько элементов оптической коммутации и связанных световых путей, формирующих сеть соединений между входными световыми путями и обходным блоком коммутатора, связанным с выходным световым путем.
2. Устройство оптической коммутации по п. 1, отличающееся тем, что P=mM, где m является целым числом ≥ 2, и где блок обходного оптического коммутатора содержит (m+1)x1 устройство оптической коммутации.
3. Устройство оптической коммутации по п. 1, отличающееся тем, что P=M, и где блок обходного оптического коммутатора включает 2x1 оптический коммутатор.
4. Устройство оптической коммутации по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит древовидную структуру оптических разветвителей и несколько связанных оптических световых путей, при этом несколько элементов оптической коммутации сформированы в группы, в которых каждая группа коммутатора связана с обходным коммутатором, связанным с выходным световым путем, где разветвленные оптические световые пути предоставляют входы в группы коммутатора, и где каждый вход в группу коммутатора соединен со световым путем, связанным с отличным деревом разветвителей.
5. Устройство оптической коммутации по п. 4, отличающееся тем, что каждый вход соединен с K ветвей, где K ≥ M, при этом если K>M, то K-M оптических маршрутов являются бездействующими.
6. Устройство оптической коммутации по п. 4, отличающееся тем, что каждый вход соединен с K ветвей, где K<M, и где элементы коммутации выполнены с возможностью выборочного направления сигнала от входа на поднабор K выходов.
7. Устройство оптической коммутации по любому из пп. 4-6, отличающееся тем, что блок коммутации, связанный с конкретным обходным коммутатором, соединенным с выходом, содержит N-1 последовательно расположенных 2x1 оптических элементов коммутации.
8. Устройство оптической коммутации по любому из пп. 4-6, отличающееся тем, что блок коммутации, связанный с конкретным обходным коммутатором, соединенным с выходом, содержит L {L=наименьшее целое число≥log2(N)} последовательных уровней 2x1 элементов оптической коммутации.
9. Устройство оптической коммутации по п. 1, отличающееся тем, что несколько элементов оптической коммутации и связанные световые пути содержат концептуальную прямоугольную матрицу коммутаторов, обеспечивающих соединения между каждым входным световым путем и каждым выходным световым путем.
10. Устройство оптической коммутации по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит набор Q выходных оптических портов расширения, выходной световой путь расширения, связанный с каждый выходным портом расширения, и обходной оптический коммутатор, соединяющий входной световой путь с выходным световым путем расширения, и сеть элементов оптической коммутации и связанные световые пути.
11. Устройство оптической коммутации по п. 1, отличающееся тем, что обходные коммутаторы выполнены с возможностью непрерывной регулировки.
12. Устройство оптической коммутации по п. 1, отличающееся тем, что фотонная интегральная схема содержит волноводную интегральную оптическую схему на планарной подложке.
13. Устройство оптической коммутации по п. 1, отличающееся тем, что элементы оптической коммутации содержат 2x1 оптические коммутаторы.
14. Устройство оптической коммутации по п. 1, отличающееся тем, что элементы оптической коммутации содержат 2x2 оптические коммутаторы.
15. Устройство оптической коммутации по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит оптический усилитель, оптически соединенный с входной линией или выходной линией.
16. Устройство оптической коммутации с соединениями расширения, содержащее фотонную интегральную схему, где фотонная интегральная схема содержит N входных оптических портов, где N ≥ 1, входной световой путь, связанный с каждым входным портом, M оптических выходных портов, где M>1, выходной световой путь, связанный с каждым выходным портом, обходной блок оптического коммутатора, связанный с каждым выходным портом, Q выходных портов расширения, где Q ≥ 1, световой путь расширения, связанный с каждым выходным портом расширения и соединенный со связанным обходным блоком коммутатора, несколько элементов оптической коммутации и связанных световых путей, формирующих сеть соединений между обходным блоком коммутатора, связанным с входным световым путем, и выходными портами.
17. Устройство оптической коммутации по п. 16, отличающееся тем, что несколько элементов оптической коммутации и связанные световые пути содержат концептуально прямоугольную матрицу коммутаторов, обеспечивающих соединения между каждым входным световым путем и каждым выходным световым путем.
18. Устройство оптической коммутации по п. 16, отличающееся тем, что дополнительно содержит древовидную структуру оптических объединителей и нескольких связанных оптических световых путей, при этом несколько элементов оптической коммутации сформированы в группы, где каждая группа коммутатора связана со световым путем, соединенным с входным портом, где каждый выход из группы коммутатора соединен с ветвью отличного дерева объединителя.
19. Устройство оптической коммутации по п. 16, отличающееся тем, что P=M, и где блок обходной оптической коммутации содержит 2x1 оптический коммутатор.
20. Устройство оптической коммутации по п. 16, отличающееся тем, что обходные коммутаторы выполнены с возможностью непрерывной регулировки.
21. Устройство оптической коммутации по п. 16, отличающееся тем, что фотонная интегральная схема содержит волноводную интегральную оптическую схему на планарной подложке.
22. Устройство оптической коммутации по п. 16, отличающееся тем, что дополнительно содержит оптический усилитель, оптически соединенный с входной линией или выходной линией.
23. Расширяемое устройство оптического коммутатора для динамического конфигурирования соединений между выбранным количеством оптических входных портов и M оптических выходных портов, при этом устройство коммутатора содержит Z оптических модулей коммутации (Z≥2) с оптическими соединениями для формирования конфигурации, которая содержит начальный модуль, терминальный модуль и факультативные промежуточные модули, где каждый модуль L оптической коммутации содержит NL входных портов и M выходных портов и необходимую возможность коммутации между входными портами и выходными портами с суммой NL, равной выбранному количеству входных портов, где каждый модуль оптической коммутации, который не является начальным модулем, содержит набор входных портов расширения, соединенных через обходные коммутаторы с соответствующими выходными портами, и каждый оптический модуль, который не является терминальным модулем, содержит набор выходных портов, соединенных с входными портами расширения другого модуля.
24. Расширяемое устройство оптического коммутатора по п. 23, отличающееся тем, что каждый модуль коммутации дополнительно содержит древовидную структуру оптических разветвителей и несколько связанных оптических световых путей и несколько элементов оптической коммутации и связанных световых путей, формирующих сеть соединений между оптическими разветвителями и обходными коммутаторами.
25. Расширяемое устройство оптического коммутатора по п. 23, отличающееся тем, что модуль оптической коммутации содержит устройство оптического коммутатора по п. 1.
26. Расширяемое устройство оптического коммутатора для динамического конфигурирования соединений между N оптических входных портов и выбранным количеством оптических выходных портов, где устройство коммутатора содержит Z оптических модулей коммутации (Z≥2) с оптическими соединениями для формирования конфигурации, которая содержит начальный модуль, терминальный модуль и факультативные промежуточные модули, где каждый модуль L оптической коммутации содержит N входных портов и ML выходных портов и необходимую возможность коммутации между входными портами и выходными портами с суммой ML, равной выбранному количеству выходных портов, где каждый модуль оптической коммутации, который не является терминальным модулем, содержит набор выходных портов расширения, соединенных через обходные коммутаторы с соответствующими входными портами, и каждый оптический модуль, который не является начальным модулем, содержит набор входных портов, соединенных с выходными портами расширения другого модуля.
27. Расширяемое устройство оптического коммутатора по п. 26, отличающееся тем, что модуль оптической коммутации содержит устройство оптической коммутации по п. 1.
28. Оптическая кольцевая сеть, содержащая несколько узлов, два отличных оптических кольца, соединенных с узлами, и оптические ветви на каждом узле, предоставляющие оптическое соединение между каждым оптическим кольцом и N выходных оптических линий, отличающаяся тем, что оптические ветви содержат два 1 x N оптических коммутатора, где каждый 1 x N оптический коммутатор соединен с соответствующим кольцом, а N 2x1 обходных коммутаторов соединяются с соответствующими 1 x N оптическими коммутаторами и N оптических линий.
29. Оптическая кольцевая сеть по п. 28, отличающаяся тем, что каждый 1xN модуль коммутации содержит древовидную структуру оптических разветвителей и несколько связанных оптических световых путей и несколько элементов оптической коммутации, сформированных в группы, где каждый элемент группы коммутатора связывается со световым путем, соединенным между структурой оптического разветвителя и обходным коммутатором.
30. Оптическая кольцевая сеть по п. 28, отличающаяся тем, что содержит устройство оптической коммутации по п. 1.
31. Узел коммутации оптической сети, отличающийся тем, что содержит N оптических световых путей, N'xM' коммутатор кросс-соединений (OXC) и N”xM” многоадресный коммутатор (MCS), набор обходных коммутаторов и набор обходных световых путей между выходом OXC и обходным коммутатором, и где обходной коммутатор также соединен с выходом MCS.
32. Узел коммутации оптической сети по п. 31, отличающийся тем, что содержит устройство оптической коммутации по п. 1.
33. Узел коммутации оптической сети, содержащий N входных световых путей, блок извлечения и структуру устранения конфликта, отличающийся тем, что блок исключения содержит многоадресный коммутатор (MCS), и структура устранения конфликта содержит селективный оптический коммутатор с выходом из селективного оптического коммутатора, направленного через световые каналы на входы MCS, где N входных световых путей разделены на поднабор, предоставляющий вход для структуры устранения конфликта, и еще один поднабор, предоставляющий вход для блока извлечения.
34. Узел коммутации оптической сети по п. 33, отличающийся тем, что содержит устройство оптической коммутации по п. 1.
35. Узел коммутации оптической сети по п. 33, отличающийся тем, что MCS содержит выходные световые пути, входные порты расширения, обходные световые пути, соединенные с входными портами расширения, и обходные коммутаторы, оптически соединенные с обходными световыми путями и выходными световыми путями, для селективной отправки оптического сигнала на выходной световой путь, и где селективный оптический коммутатор содержит выходные световые пути, оптически соединенные с входными портами расширения MCS.
36. Узел коммутации оптической сети по п. 33 или 35, отличающийся тем, что селективный оптический коммутатор содержит выходные порты расширения, оптически соединенные с входными портами MCS.