CN1345141A - 光路由器 - Google Patents

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Abstract

公开了一种具有至少一个频率路由器的光路由器。该频率路由器包括多个输入端和多个输出端。至少一个输入端同时接收将被频率路由的至少两个光信号,而至少一个输出端同时输出至少两个频率路由的光信号。将被频率路由的每个光信号对应于目的地信息被染色。

Description

光路由器
技术领域
本发明涉及通信，并且特别涉及适用于互连网协议(“IP”)通信业务的光路由器。
背景技术
互连网通信业务的快速增长对更高响应的互联网组件产生了增长的需要。接近工作极限的组件是IP路由器。IP路由器在互联网的目的地之间路由通信业务数据包。
目前，IP路由器是基于装置的电开关。到目前为止，可利用的商品化的电开关是基于具有16输入16输出信道的IP路由器。然而，由于空间管理、功耗和散热、电磁干扰等问题，对增加输入输出信道的数量提出了很大挑战。应该相信，由于输入输出信道数量的限制，基于IP路由器的电开关将很快达到路由互联网通信业务的极限。因此，工业界正在研究基于光学的组件，包括IP路由器。据估计，具有128输入128输出信道的光IP路由器不久将实现，这样就会有更大的总吞吐量。
鉴于以上，对于可提供更多输入输出信道数量和更大总吞吐量的光IP路由器提出要求。
发明内容
在共同未决的共同转让美国专利中请系列号09/430,318中，它是Brinkman等人于1999年10月29日申请的，所描述的光路由器是通过确定用于被路由的包的预定的目的地来路由信号，以一个特定的目的地方式根据一个选定的波长适当地“染色”该包，并且然后通过光频路由器传输该染色的包。通过这种装置，该染色的数据包被路由到期望的目的地。
我们发明了具有比上文提到的美国专利申请更大吞吐量的光路由器。我们的光路由器采用光频路由器，用于在一个输入端同时接收至少两个被不同染色-具有不同波长-的信号。该光频路由器也可以在一个输出端同时输出至少两个被不同染色-具有不同波长-的信号。通过这种装置，大量染色的数据包可以通过一个端口同时被路由到每个期望的目的地。
在本发明的一个说明性的实施例中，公开了一种光路由器。该光路由器包括多个组合器、多个接收器，以及至少一个用于根据光信号的颜色路由光信号的光频路由器。为了增加光路由器的输入输出信道，该频率路由器的至少一个输入端与一个组合器耦合，用于组合不同颜色的光信号，而该光频路由器的至少一个输出端与一个接收器耦合，用于分离和引导至少两个频率的路由光信号到它们预定的目的地。
这些及其它的实施例，从以下详述中，结合附加的权利要求书和附图，对于熟练的技术人员，其优点及目的很显然。
附图说明
从阅读以下非限制性的实施例的描述，并参考附图，可以更好地理解本发明，其中：
图1说明本发明的第一个实施例；
图2说明本发明的第二个实施例；
图3说明本发明的第三个实施例；
图4说明本发明的第四个实施例；
图5说明本发明的第五个实施例；
图6说明本发明的第六个实施例；
图7根据本发明的一个实施例，说明一个变换器；以及
图8根据本发明的一个实施例，说明一个光频路由器装置。
应该强调一下，本申请的附图不是定量的，而仅仅是示意性的描述，并且因此不能试图描绘本发明的结构细节的特定参数，一个此领域熟练的技术人员可以通过对此处信息的考察而确定这些特定参数。
具体实施方式
参考图1，根据本发明的第一个实施例来说明光路由器10。光路由器10路由来自多个路由器输入信道12、14、16和18的信号到多个路由器输出信道38、40、42和44。每个路由器输入信道12、14、16和18接收一个将被路由的信号。在本发明的一个实施例中，每个将被路由的信号是采用互连网协议(“IP”)格式的一个数据包，-但是也可以采用其它格式及标准。在每个IP数据包内有它预定的目的地，下文结合图7，这点从本公开将会得到更好的理解。
光路由器10包括一个光频路由器20。光频路由器20路由对应波长或颜色的光信号，下文结合图8，这点从本公开将会得到更好的理解。频率路由器20有多个输入端22及24，以及多个输出端26及28。
光路由器10也包括一对输入设备30及32。输入设备30及32变换接收的数据包为相应光信号。每个变换成的光信号，对应各自的数据包的预定的目的地信息被“染色”。合成的被染色的光信号具有与预定的输出端26及28相应的波长，其将被频率路由器20路由到输出端26及28。
频率路由器20的每个输入端22及24分别耦合到输入设备30及32。同样，每个输入设备30及32分别耦合到路由器的一组输入信道12及14，以及，16及18。每个输入设备30及32可以同时从其各自的路由器输入信道接收多于一个的输入数据包。结果，如果光信号有不同的波长或颜色，每个输入设备30及32可以组合一个以上的光信号。
光路由器包括一个中央调度器(图中未显示)，用于调度每个接收的数据包变换到光信号。该调度器使对应于相应数据包的预定的目的地信息的每个光信号的染色成为可能，其还为了防止具有相同颜色的光信号的重叠，也称为冲突。在调度数据包的变换中，如果两个数据包被路由到路由器的同一个输出信道，调度器则可以相对于其它的数据包来延迟一个数据包。同样，如果两个数据包被同一个输入设备接收及被通过频率路由器20的同一个输出端路由到不同的目的地，调度器则可以相对于其它的数据包来延迟一个数据包。
在本说明性的实施例中，大量数据包1a及2a被输入设备30同时接收，而数据包2b被输入设备32接收。每个输入设备30及32分别变换这些数据包为相应的光信号，λ1a、λ2a及λ2b-每个都对应其目的地被染色。输入设备30接收数据包1a及2a，组合变换后的光信号λ1a及λ2a为具有两个组分信号的组合光信号。因此，输入端24同时接收该组合光信号。同时，输入端24接收变换后的光信号λ2b。由于其物理性质，频率路由器20从输入端22路由光信号λ1a及λ2a分别到输出端26及28，并且从输入端24路由光信号λ2b到输出端26。
耦合到每个输出端26及28的是接收器34及36。每个接收器34及36也分别耦合到一组路由器输出信道38及40，以及42及44。每个接收器34及36能够分离被频率路由器20在其各自的输出端组合的路由光信号组分。每个接收器34及36也输出-或者，换句话说，引导-每个路由光信号组分分别到其预定的目的地。在本说明性的实施例中，接收器34同时从输出端26接收光信号λ1a及λ2b，而接收器36从输出端28接收光信号λ2a。结果，接收器34输出光信号λ1a及λ2b分别到路由器输出信道38及40，并且接收器36输出光信号λ2a到路由器输出信道42。此外，每个接收器34及36也变换每个接收的光信号λ1a、λ2a及λ2b复原到电域的数据包1a、2a及2b。
频率路由器20包括N个输入端N个输出端，在本说明性的实施例中N等于二(2)。频率路由器20的每个输入端能同时从一个各自的输入设备接收N或二(2)个光信号，而每个输出端也能同时输出N或二(2)个光信号到一个各自的接收器。结果，光路由器10有N×N个路由器输入信道及N×N个路由器输出信道。
参考图2，根据本发明的第二个实施例来说明光路由器50。采用与图1的光路由器10相同的工作原理，光路由器50的结构支持多于N×N个路由器输入信道及N×N个路由器输出信道。光路由器50包括一个光频路由器80，该光频路由器80具有N个输入端68、70及72，以及N个输出端74、76及78，其中N等于三(3)。
在本说明性的实施例中，输入端68通过路由器输入信道52、54、56、58及60能同时从一个输入设备62接收M个或五(5)个光信号。同时，输出端74能同时输出M个或五(5)个光信号到接收器82，并且由此到路由器输出信道88、90、92、94及96。如果输入端接收的光信号的数量超过了输出端的数量，频率路由器80路由其中的两个或更多的光信号到相同的输出端。然而，如果这些路由的信号有不同的颜色(波长)并且其波长比满足频率路由器80的模态性质，则可以避免数据冲突，下文结合图8，这点从本公开将会得到更好的理解。
从以上的公开，对于熟练的技术人员，以下是很显然的，即输入端70及72每个都可以通过输入设备64及66分别同时接收M个光信号，而输出端76及78每个也都可以分别同时输出到接收器84及86，M个光信号。这里，光路由器50将有N×M个路由器输入信道及N×M个路由器输出信道。为了有效增加光路由器50，相对于图1的光路由器10，的输入及输出信道的数量，M应大于N。光路由器50的输入及输出信道的最大数量主要限制于频率路由器80的材料性质。
参考图3，根据本发明的第三个实施例来说明光IP路由器100。光IP路由器100从多个路由器输入信道1021-102M、1041-104M及1061-106M路由信号到多个路由器输出信道1641-164M、1661-166M及1681-168M。路由器输入信道1021-102M、1041-104M及1061-106M每个可以接收一个其内有预定的目的地的数据包。
光路由器100包括一个用于路由对应于其波长或颜色的光信号的光频路由器120。光路由器100也包括多个输入设备1101-110N。每个输入设备变换来自于相应数量的路由器输入信道的多个接收的IP数据包为多个染色的光信号。在变换时，每个光信号可以对应于各自的数据包的预定的目的地信息而被“染色”(colored)。
为了有效变换每个接收的IP数据包，每个输入设备包括多个变换器1121-112M、1141-114M及1161-116M，每个变换器与路由器输入信道1021-102M、1041-104M及1061-106M相对应。每个变换器包括一个可调谐激光器(“TL”)，用于产生一束具有选定的特定波长或颜色的载波单色光，对应一个接收的数据包并且被中央调度器135控制，下文结合图7，这点从本公开将会得到更好的理解。该载波光束接着对应于接收到的数据包被一个调制器调制，得到一个具有与接收到的数据包的预定的目的地信息相应颜色的光数据信号。
每个输入设备1101-110N也包括一个光功率组合器1181-118N。每个组合器1181-118N与多个相应的变换器1121-112M、1141-114M及1161-116M，以及各自的输入设备1101-110N耦合。每个组合器同时组合接收到的被染色的光信号。结果，多个组合的光信号1251-125N从每个相应的输入设备输出。应该指出，调度器135防止每个组合器组合相同颜色的多于一个的光信号。
频率路由器120包括多个输入端1301-130N及多个输出端1401-140N。与一个输入设备耦合，每个输入端可以接收一个组合的光信号。频率路由器120路由在组合的光信号内的每个组分光信号到一个与各自信号的颜色相对应的输出端。例如，如果组合的光信号1251，包括由每个路由器输入信道1021-102M的数据包变换来的组分光信号，被输入端1301接收，则频率路由器120路由每个组分光信号到一个输出端。如果输入端1302-130N也接收组合的光信号，则多个被路由的光信号可以同时输出到多个输出端。由频率路由器120的性质，在示意的输出端1401输出的被路由的光信号有不同的颜色。因此，每个输出端可以输出一个合成的光信号1451-145N，其中包括多个组分被路由的光信号。
IP路由器100也包括多个输出接收器1501-150N。每个接收器与频率路由器120的输出端耦合，用于接收合成的光信号1451-145N。每个接收器1501-150N包括一个光功率分离器1521-152N。每个分离器1521-152N与多个相应的可调谐滤波器(“TF”)1541-154M、1561-156M及1601-160M耦合，组成各自的接收器1501-150N。每个分离器在各自的可调谐滤波器中分离或分割相应合成的光信号1451-145N的光功率。
通过这种装置，每个可调谐滤波器可以接收合成的光信号1451-145N的被分割的功率。通过调度器135，对应于原始数据包的预定的目的地，相应的接收器的至少一个可调谐滤波器被调谐到合成的光信号的一个组分光信号的颜色。可调谐滤波器的调谐使合成的光信号中的每个组分光信号能够到达其预定的目的地。
应该指出的是光IP路由器100防止同时路由多于一个的被一个输入设备1101-110N接收的IP数据包到一个输出接收器1501-150N。该限制基于这样一个事实，两个IP数据包要求被同样地染色，并被路由到相同的输出接收器。为了防止数据冲突，在一个实施例中，调度器135在这种IP数据包间引入一个延迟。然而，通过设置一些或所有的相应的可调谐滤波器为相同的颜色，这个潜在的限制也使光IP路由器100能够路由一个数据包，从一个与一个输入设备相连的路由器输入信道到任何数量的与一个输出接收器相连的路由器输出信道。这种路由的特征，也可称为部分的多信道广播，允许光IP路由器100路由一个数据包，例如，从路由器输入信道1022到路由器输出信道1661-166M。
参考图4，根据本发明的第四个实施例来说明光IP路由器200。光路由器200类似图3的光IP路由器100一样工作。然而，光路由器200采用两级路由结构来代替可调谐滤波器1541-154M、1561-156M及1601-160M。
光路由器200的两级结构包括第一级和第二级光频路由器220和260，用于将数据包从多个路由器输入信道2021-202M、2041-204M和2061-206M路由到多个路由器输出信道2801-280M、2821-282M和2841-284M。光路由器200包括多个第一级输入设备2101-210N。每个输入设备2101-210N与图3的输入设备1101-110N非常类似，包括多个变换器2121-212M、2141-214M和2161-216M。每个变换器包括一个可调谐激光器(“TL”)，用于将接收到的IP数据包变换成对应其预定的目的地染色的一个光信号。每个输入设备还包括一个组合器2181-218N，用于将染色的光信号组合成多个颜色的一个组合的光信号，以及一个调度器235，用于防止多于一个的同一颜色的光信号被组合。一个组合的光信号2221-222N可以由每个相应的输入设备产生。
第一级频率路由器220包括多个输入端2251-225N和多个输出端2301-230N。每个输入端与一个输入设备相连，以接收一个组合的光信号2221-222N。第一级频率路由器220将一个组合光信号内的每个光信号组分对应其颜色路由到一个输出端。同样地，每个输出端可以具有一个合成的光信号2381-238N，包括多个同时输出的被路由的光信号，每个光信号具有不同的颜色。
光路由器200还包括多个第二级输入设备2401-240N，每个用于使第一级频率路由器220的一个输出端与第二级频率路由器260的一个输入端2551-255N耦合。每个第二级输入设备2401-240N包括一个第二级解复用器2421-242N，用于将一个合成的光信号2381-238N解复用为多个组分的，曾经被路由的光信号。每个第二级输入设备还包括多个第二级变换器2441-244M、2461-246M和2481-248M，以及一个第二级组合器2501-250N，得到组合的第二级光信号2521-252N。通过这种装置，每个曾被路由的光信号组分对应其颜色被引导到一个专门的第二级变换器。每个第二级变换器，对应于原始数据包的预定的目的地，将接收到的曾被路由的光信号组分重新染色，以形成一个第二级光信号。
应当注意到每个第二级变换器将一个接收到的被解复用的被路由的光信号变换成一个电信号。每个第二级变换器将曾被路由的光信号组分从生成的电形式重新生成为一个第二级光信号。对应于原始数据包的预定的目的地，由调度器235控制，该第二级光信号被染色。
可以认识到调度器235使用的是一种中心化设计。或者，调度器235可以包括多个独立的调度器。这里，每个输入设备2101-210N和每个第二级输入设备2401-240N具有一个相关的独立的调度器。每个独立的调度器相应其相关的输入设备控制数据包的路由。因此，每个独立的调度器不需要与任何其它的独立的调度器相互作用，因此简化了一个中心化方案相关的调度计算。
每个输入端2551-255N可以接收一个组合的第二级光信号2521-252N。第二级频率路由器260将一个相关输入端接收的组合的第二级光信号2521-252N的每个组分根据其颜色路由。同样地，每个第二级路由的光信号2681-268N包括不同的第二级光信号2521-252N的被路由的组分。合成的被路由的光信号2681-268N由每个输出端2651-265N输出到一个相应的输出级接收器2701-270N。
每个输出级接收器2701-270N包括一个输出级解复用器2721-272N，用于解复用一个合成的被路由的光信号2681-168N。每个合成的被路由的光信号2681-268N可以具有多个组分的光信号。同样地，该合成的被路由的光信号的每个组分被引导到一个特定的路由器输出信道2801-280N、2821-282N和2841-284N，并且因此，被输出到该原始数据包的预定的目的地。
参考图5，根据本发明的第五实施例说明光IP路由器300。光路由器300类似图4的光IP路由器200一样工作。然而，光路由器300使得由任意一个路由器输入信道接收的一个数据包被同时路由到任意多个路由器输出广播信道。该特性被定义为完全多信道广播或路由器广播。
为了实现这种完全多信道广播特性，光路由器300包括一个第一级和第二级光频路由器320和370，用于路由多个路由器输入信道3021-302N、3041-304N和3061-306N与多个路由器输出信道3961-396M、3981-398M和4001-400M之间的数据包。光路由器300包括多个第一级输入设备3101-310N。每个输入设备3101-310N包括多个固定激光器(“FL”)3121-312M、3141-314M和3161-316M，用于将一个接收的IP数据包变换成一个光信号。
不象前面的实施例，每个光信号可以对应接收IP数据包的某个固定激光器以及某个路由器而被染色。例如，由路由器输入信道3022和固定激光器3121接收的每个数据包应当被类似地染色。每个输入设备3101-310N还包括一个复用器3181-318N，用于复用，或者换句话说，组合从相应的固定激光器接收的每个光信号，以及用于产生一个复用的或组合的光信号3221-322N。
第一级频率路由器320包括多个输入端3251-325N，每个用于从一个输入设备接收一个复用的光信号3221-322N。频率路由器320根据其颜色路由被接收的复用信号3221-322N的每个组分光信号。频率路由器320在每个输入端3251-325N处输出一个合成的被路由的光信号3381-338N，每个光信号可以包括其它复用的信号3221-322N的被路由的组分。
每个输出端3301-330N与一个第二级接收器3401-340N耦合。每个第二级接收器包括一个光功率分离器3421-342N，用于从多个可调谐滤波器(“TF”)3441-344M、3481-348M和3521-352M之间的该相应的输出端分离一个接收到的合成的被路由的光信号。每个可调谐滤波器接收一个合成的被路由的光信号3381-338N的被分割的功率，并且可以由一个中央调度器335对应于原始数据包的预定的目的地被调谐到一个组分光信号的颜色。每个可调谐滤波器可以使来自合成的被路由的光信号3381-338N的一个组分光信号通过，到达一个相应的固定激光器3461-346M、3501-350M、3541-354M。每个固定激光器变换或重新染色被一个相应的调谐的滤波器通过的一个组分光信号。这里，该合成的光信号可以根据接收该组分光信号的某个固定激光器被染色。例如，由可调谐滤波器3442通过到固定激光器3462的每个组分光信号将被同样地染色。
每个输出设备3401-340N还包括一个复用器3561-356N，用于复用从相应的第二级固定激光器接收的每个光信号，以及用于产生一个第二级复用的光信号3581-358N。进而，每个第二级复用的光信号被第二级频率路由器370的一个输入端3651-365N接收。频率路由器370根据其颜色路由接收到的第二级复用的信号3581-358N的每个组分光信号。频率路由器370在每个输出端3751-375N处输出一个末级光信号3781-378N。每个末级光信号可以包括来自其它第二级复用的信号3581-358N的被路由的组分。
每个输出端3751-375N与一个输出级接收器3801-380N耦合。每个输出级接收器包括一个功率分离器3821-382N，用于分离多个相关输出级可调谐滤波器3841-384M、3881-388M和3921-392M之间的从相应输出端接收的一个末级光信号3781-378N。每个可调谐滤波器接收一个末级光信号3781-378N的一个被分割的功率。一个或多个可调谐滤波器可以通过一个调度器335对应于一个原始数据包的预定的目的地被调谐到一个组分光信号的颜色。因此，该通过的光信号可以通过路由器输出信道3961-396M、3981-398M和4001-400M被有效地路由到其预定的目的地。
参考图6，根据本发明的第六实施例说明光IP路由器450。光IP路由器450是图4的光IP路由器200的一个可替换配置，使用一个光频路由器480。应当注意到图5的光IP路由器300还可以根据光IP路由器450的配置进行修改。
频率路由器480包括多个端口4751-475N和4851-485N，每个端口具有双重功能：(1)用于从多个可调谐激光器接收组合的光信号；以及(2)用于输出包括多个被不同染色的光信号的一个路由的光信号。此外，频率路由器480使用多个环行器4651-465N和4701-470N，每个环行器与一个端口耦合。熟练的技术人员知道，光学环行器功能性地分离不同方向传播的光信号。每个环行器使得具有不同组分信号的一个组合的光信号和一个被路由的光信号通过同一端口无阻碍地传播。
例如，一个数据包被一个变换器4551接收，以产生对应其目的地染色的一个光信号4581。光信号4581被组合器4602接收，在这里它可能与其它光信号组合，得到一个组合的光信号4622。环行器4652允许组合的光信号4622传播到端口4752，同时一个被路由的光信号4682从端口4752被输出到环行器4652。被路由的光信号4682被环行器4652引导到一个解复用器4902，例如，并且被引导到多个光探测设备，包括设备4952。
参考图7，说明了可以被用于本发明的一个变换器500。变换器500接收数据包，每个数据包可以使用一种互连网协议(“IP”)格式。每个IP数据包包括含有源和目的地识别符的一个报头，以及一个数据部分。该源识别符识别该数据包的源或起源，而该目的地识别符识别该特定包的预定的目的地。该包的数据部分包含将从该源传输到该目的地的数据。使用变换器500，每个数据包可以根据其目的地被“染色”。尤其是，为每个数据包选择一种光的合适波长或颜色，使其能够通过一个光频路由器传输到一个期望的输出端。
变换器500包括一个可调谐发射器515和一个调制器520。可调谐发射器515可以通过各种元件包括一个可调谐激光器实现。通过确定每个数据包的目的地以及选择一个合适的颜色，可调谐发射器515被调谐到合适的颜色并且该数据包可以由调制器520调制成指定的合适颜色的一个光包信号。该合成的染色的光数据包随后被输出到一个组合器，如上详述。
对于每个数据包的一个合适颜色的选择是由中央调度器525根据其目的地而控制的。例如，如果图3的一个输入设备1101的两个变换器内部的两个数据包具有相同目的地，中央调度器525能够避免数据冲突。在这种情况下，一个数据包在被染色前可以由一个存储设备例如一个缓冲器510延迟。
在本发明的另一个实施例中，变换器500包括一个光探测器505，例如一个光电二极管，用于将一个光数据包变换成电形式。合成的电信号可以被馈入一个用于暂时存储的缓冲器510。缓冲器510延迟该电信号到调制器520，对应于调度器525，使得来自激光器515的载波光束被调制。
参考图8，说明一个光频路由器600用于本发明。光频路由器600是被建议的用于路由光信号的一类电光元件。目前各种实现都是可以做到的，包括如美国专利号5,002,350和5,136,671中所公开，并且这里作为参考的一种波导光栅路由器(“WGR”)。
频率路由器600包括一个互连的设备，具有多个输入端6051-605N，每个输入端被连接到一个自由空间区域610。频率路由器600进一步包括从自由空间区域610延伸的多个输出波导620。多个输出波导中的每个输出波导620与一个光栅630耦合。光栅630包括多个不等长波导。这些波导的长度差异导致通过光栅630传播的光信号之间明显的相对相位延迟。该多个不等长的波导的每个波导与多个输入波导640的一个输入波导耦合。每个输入波导连接到第二自由空间区域650。从第二自由空间区域650延伸的是多个输出端6551-655N。典型地，输入和输出端6051-605N和6551-655N是分别由波导构成的。
对于熟练的技术人员，显然频率路由器600可以象光学频率的一个复用器和/或一个解复用器那样工作。因此，如果具有幅值A的一个光信号被输入端6051接收，则在输出端6551-655N处产生多个光信号。输出端6551-655N处的光信号具有相应的幅值AT1、AT2、ATN，这里Ti是对于输入端6051及每个输出端6551-655N的传输系数值。此外，从这些性质，频率路由器600可以将一个输入端6051-605N接收的一个光信号对应其波长或颜色引导到一个输出端6551-655N。
虽然参考说明性实施例描述了本特殊的发明，但是本描述并不意味着是一种限制。应当理解尽管已经描述了本发明，但是本发明的这些说明性实施例以及附加实施例的各种变型，对于熟练的技术人员在参考本描述而不偏离附加权利要求书中所述的本发明的精神的前提下是显然的。因此期望附加权利要求书将覆盖本发明真正范围内的任何这种变型或实施例。

Claims (27)

1.一种光路由器，包括至少一个频率路由器，该频率路由器具有多个输入端和多个输出端，至少一个输入端同时接收将被频率路由的至少两个光信号，并且至少一个输出端同时输出至少两个频率路由的光信号，其中将被频率路由的每个光信号对应于目的地信息被染色。
2.权利要求1的光路由器，进一步包括：
多个组合器，一个组合器用于组合该至少两个将被路由的光信号；以及
多个接收器，一个接收器用于对应于目的地信息分离该至少两个路由的光信号的每一个到预定的目的地。
3.权利要求2的光路由器，其中该频率路由器通过颜色路由光信号，该至少两个将被路由的光信号具有不同的颜色，并且该至少两个路由的光信号具有不同的颜色。
4.权利要求3的光路由器，其中该光路由器接收数据包，每个数据包具有目的地信息，每个组合器与其中至少一个变换器耦合，每个变换器将至少一个数据包变换为对应于相应的至少一个数据包的目的地信息染色的一个光信号。
5.权利要求4的光路由器，其中该频率路由器包括：
至少一个输入波导；
至少一个输出波导；
第一和第二自由空间区域，该第一自由空间区域与该至少一个输入波导耦合并且该第二自由空间区域与该至少一个输出波导耦合；以及
一个光学光栅，具有多个不等长的波导，每个不等长的波导耦合在该第一自由空间区域与该第二自由空间区域之间。
6.权利要求5的光路由器，其中每个接收器包括：
至少两个可调谐滤波器；以及
至少一个分离器，用于分离该至少两个可调谐滤波器之间的该至少两个路由的光信号，使得该至少两个可调谐滤波器的至少一个被调谐到使该至少两个路由的光信号中的一个通过，到达一个预定的目的地。
7.权利要求5的光路由器，其中每个接收器包括：
至少两个第二级变换器；
至少一个解复用器，用于分离该至少两个路由的光信号的每一个到该至少两个第二级变换器的一个，每个第二级变换器将该路由的光信号的一个变换成对应于该相应的至少一个数据包的目的地信息染色的一个第二级光信号；以及
至少一个第二级组合器，用于将第二级光信号组合成将被频率路由的一个组合的第二级光信号。
8.权利要求7的光路由器，进一步包括：
一个第二级频率路由器，具有多个第二级输入端和多个第二级输出端，一个第二级输入端接收将被频率路由的该组合的第二级光信号；以及
多个输出级解复用器，每个输出级解复用器与该第二级频率路由器的一个第二级输出端耦合，使得该组合的路由的第二级光信号的每个第二级光信号被输出到一个预定的目的地。
9.一种光路由器，用于路由多个数据包N，每个数据包具有目的地信息，该光路由器包括：
多个变换器，每个变换器接收一个数据包并提供将被路由的一个光信号，每个光信号对应于各自数据包的目的地信息染色；
多个组合器，一个组合器组合至少两个将被路由的光信号；
至少一个频率路由器，具有多个输入端M，和多个输出端M，至少一个输入端同时接收该至少两个将被路由的光信号，并且至少一个输出端同时输出至少两个路由的光信号，该至少一个频率路由器通过颜色路由光信号；
多个接收器；以及
多个分离器，一个分离器分离至少两个接收器之间的该至少两个路由的光信号，使得该至少两个接收器的至少一个被调谐到使该至少两个路由的光信号的一个通过，到达一个预定的目的地。
10.权利要求9的光路由器，其中每个变换器包括一个可调谐光源，用于产生一个光信号，并且用于对应于各自数据包的目的的信息给该光信号染色，并且其中每个接收器包括一个可调谐滤波器，用于调谐到一个颜色，以使该至少两个路由的光信号的一个通过，到达一个预定的目的地。
11.权利要求10的光路由器，其中每个变换器包括一个变换器，用于将至少一个数据包转换成对应于目的地信息染色的一个光信号，并且其中每个接收器包括一个变换器，用于将一个路由的光信号变换成一个路由的数据包。
12.权利要求11的光路由器，进一步包括一个调度器，用于调度每个数据包变换成一个光信号以及用于调度该可调谐滤波器的调谐。
13.权利要求11的光路由器，其中该频率路由器包括：
至少一个输入波导；
至少一个输出波导；
第一和第二自由空间区域，该第一自由空间区域与该至少一个输入波导耦合并且该第二自由空间区域与该至少一个输出波导耦合；以及
一个光学光栅，具有多个不等长的波导，每个不等长的波导耦合在该第一自由空间区域与该第二自由空间区域之间。
14.一种光路由器，用于路由多个数据包N，每个数据包具有目的地信息，该光路由器包括：
多个第一级变换器，每个变换器接收一个数据包并提供将被路由的一个光信号，每个光信号对应于各自数据包的目的地信息染色；
多个第一级组合器，一个组合器组合至少两个将被路由的光信号；
一个第一级频率路由器，具有多个输入端M，和多个输出端M，至少一个输入端同时接收该组合的至少两个将被路由的光信号，并且至少一个输出端同时输出至少两个第一级路由的光信号，该第一级频率路由器通过颜色路由光信号；
多个第二级变换器，每个第二级变换器提供将被路由的一个第二级光信号，每个第二级光信号对应于各自数据包的目的地信息染色；
多个第二级解复用器，一个第二级解复用器输出来自该第一级频率路由器的该至少两个路由的光信号的每一个到一个第二级变换器；
多个第二级组合器，一个第二级组合器组合将被路由的至少两个第二级光信号；以及
一个第二级频率路由器，具有多个第二级输入端M和多个第二级输出端M，至少一个第二级输入端同时接收将被路由的至少两个第二级光信号，并且至少一个第二级输出端同时输出至少两个第二级路由的光信号，该第二级频率路由器通过颜色路由第二级光信号。
15.权利要求14的光路由器，进一步包括多个输出级接收器，每个输出级接收器具有一个输出级解复用器，一个输出级解复用器输出来自该第二级频率路由器的该至少两个第二级路由的光信号的每一个到一个预定的目的地。
16.权利要求14的光路由器，进一步包括多个输出级接收器，每个输出级接收器包括：
至少两个可调谐滤波器，用于调谐到一个颜色；以及
一个分离器，与该至少两个可调谐滤波器耦合，其中一个输出级接收器分离该相应的至少两个可调谐滤波器之间的该至少两个第二级路由的光信号，使得该至少两个可调谐滤波器的至少一个被调谐到使该至少两个第二级路由的光信号的一个通过，到达一个预定的目的地。
17.权利要求14的光路由器，其中每个第一级变换器包括一个第一级可调谐光源，用于产生一个光信号，并且用于对应于各自数据包的目的地信息给该光信号染色，每个第二级变换器包括一个第二级可调谐光源，用于产生一个第二级光信号，并且用于对应于各自数据包的目的地信息给该第二级光信号染色，以及进一步包括一个调度器，用于调度每个光信号及每个第二级光信号的染色。
18.权利要求17的光路由器，其中每个第一级变换器包括一个第一级变换器，用于将至少一个数据包变换成对应于各自数据包的目的地信息染色的一个光信号，每个第二级变换器包括一个第二级变换器，用于对应于各自数据包的目的地信息给一个第二级光信号染色。
19.权利要求14的光路由器，其中该第一级和第二级频率路由器的至少一个包括：
至少一个输入波导；
至少一个输出波导；
第一和第二自由空间区域，该第一自由空间区域与该至少一个输入波导耦合并且该第二自由空间区域与该至少一个输出波导耦合；以及
一个光学光栅，具有多个不等长的波导，每个不等长的波导耦合在该第一自由空间区域与该第二自由空间区域之间。
20.权利要求14的光路由器，其中该第一级和第二级频率路由器是由一个频率构成的。
21.一种用于路由光信号的方法，包括：
分别为第一、第二和第三数据包确定第一、第二和第三目的地；
产生具有与该第一、第二和第三目的地相关的第一、第二和第三频率的第一、第二和第三载波信号；
对应于该第一、第二和第三数据包调制该第一、第二和第三载波信号，以形成第一、第二和第三光信号；以及
通过一种频率路由设备路由该第一、第二和第三光信号，该路由包括：
在一个频率路由器的第一输入同时接收该第一、第二和第三信号的至少两个；以及
从该频率路由器的第一输出同时输出该第一、第二和第三路由的光信号的至少两个。
22.一种方法，用于通过具有多个输入和多个输出的一个路由器，路由作为颜色函数的多个光信号，该方法包括以下步骤：
向输入端的至少一个同时接收按其中包含的目的地信息的函数被分别染色的至少两个光信号；以及
从输出端的至少一个同时输出按其颜色的函数被路由的至少两个光信号。
23.权利要求22的方法，进一步包括步骤：处理从该至少一个输出端输出的至少两个路由的光信号的每一个。
24.权利要求22的方法，其中同时应用于至少一个输入端的步骤包括给每个光信号染色的步骤，该光信号是光信号被加到那个输入端的进一步的函数。
25.一种方法，与具有多个输入端和多个输出端的一个路由器一起使用，所述路由器的类型是将加到其输入端的光信号按所述光信号的各自颜色的函数路由到所述输出端的特定端口，该方法：
将多个光信号的每一个加到各自的输入端，该步骤包括在各个所述输入端同时加至少两个光信号的步骤，该光信号已按所述光信号中包含的目的信息的函数分别染色，至少两个所述光信号被同时路由到所述输出端的特定端口。
26.权利要求25的本发明，包括将同时路由到的所述的两个光信号从所述输出端的所述特定端口同时消除的进一步的步骤。
27.权利要求25的本发明，其中每个所述光信号的染色是该信号被加到的那个输入端的一个进一步的函数。
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