ES2391110B1 - OPTICAL DEVICE FOR LOGIC SIGNAL TREATMENT - Google Patents

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ES2391110B1 ES201030211A ES201030211A ES2391110B1 ES 2391110 B1 ES2391110 B1 ES 2391110B1 ES 201030211 A ES201030211 A ES 201030211A ES 201030211 A ES201030211 A ES 201030211A ES 2391110 B1 ES2391110 B1 ES 2391110B1
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    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F3/00Optical logic elements; Optical bistable devices

Abstract

Dispositivo óptico de tratamiento de señales lógicas.#Dispositivo óptico de tratamiento de señales que permite implementar funciones lógicas de N bits mediante la utilización de al menos un amplificador óptico de semiconductor (16) adaptado para recibir una pluralidad de señales ópticas de datos (SOD_1 ... SOD_N) y una señal óptica de prueba (SOP). Mediante ganancia cruzada de modulación, se genera una señal de salida (SOR) que es función de las señales de datos (SOD_1 ? SOD _N). Las funciones lógicas pueden ser programables electrónicamente u ópticamente.Optical device for the treatment of logical signals. # Optical device for the treatment of signals that allows the implementation of N-bit logic functions by using at least one semiconductor optical amplifier (16) adapted to receive a plurality of optical data signals (SOD_1. .. SOD_N) and an optical test signal (SOP). By cross modulation gain, an output signal (SOR) is generated that is a function of the data signals (SOD_1? SOD _N). Logic functions can be electronically or optically programmable.

Description

DISPOSITIVO ÓPTICO DE TRATAMIENTO DE SEÑALES LÓGICAS OPTICAL DEVICE FOR LOGICAL SIGNAL TREATMENT

CAMPO DE LA INVENCIÓN FIELD OF THE INVENTION

5 5
La presente invención se aplica al campo de las comunicaciones ópticas y más específicamente, al procesado todo-óptico de señales. The present invention applies to the field of optical communications and more specifically, to all-optical signal processing.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN BACKGROUND OF THE INVENTION

1 o 1st
Son conocidas implementaciones de puertas lógicas de 2 bits utilizando amplificadores ópticos de semiconductor. 2-bit logic gate implementations using semiconductor optical amplifiers are known.

15 fifteen
US 6,930,826 B2 describe la implementación de una puerta lógica XOR de dos bits empleando modulación de ganancia cruzada en un amplificador óptico de semiconductor. US 6,930,826 B2 describes the implementation of a two-bit XOR logic gate using cross gain modulation in a semiconductor optical amplifier.

20 twenty
US 7,123,4047 B2 describe la implementación de una puerta lógica NOR de dos bits empleando modulación de ganancia cruzada en un amplificador óptico de semiconductor. US 7,248,400 B2 describe la implementación de una puerta lógica NANO de dos bits empleando modulación de ganancia cruzada en un amplificador óptico de semiconductor y acopladores ópticos. US 7,123,4047 B2 describes the implementation of a two-bit NOR logic gate using cross gain modulation in a semiconductor optical amplifier. US 7,248,400 B2 describes the implementation of a two-bit NANO logic gate using cross gain modulation in a semiconductor optical amplifier and optical couplers.

2 5 2 5
Sin embargo, estas implementaciones realizan una operación fija sobre dos flujos de bits. However, these implementations perform a fixed operation on two bit streams.

3 o 3rd
Por otro lado, WO 2007/039152 describe el modo de obtener diferentes funciones lógicas, como NOR, NOT, XOR, ANO u OR empleando únicamente señales ópticas. El dispositivo descrito comprende un único amplificador óptico de semiconductor y una serie de filtros ópticos que permiten seleccionar diferentes componentes frecuenciales generados por varios efectos no-lineales On the other hand, WO 2007/039152 describes how to obtain different logical functions, such as NOR, NOT, XOR, ANO or OR using only optical signals. The described device comprises a single semiconductor optical amplifier and a series of optical filters that allow selecting different frequency components generated by several non-linear effects.

en el amplificador óptico de semiconductor. Esta invención plantea la posibilidad de configuración de la salida óptica como una selección de una de las operaciones lógicas anteriormente mencionadas, pero no contempla todas las posibilidades de función lógica entre dos bits, y por tanto, no permite una programación libre de la salida. in the semiconductor optical amplifier. This invention raises the possibility of configuring the optical output as a selection of one of the aforementioned logical operations, but does not contemplate all the possibilities of logical function between two bits, and therefore does not allow free programming of the output.

También son conocidas implementaciones de lógica sobre múltiples bits en el campo de la electrónica, por medio de memorias lógicas. There are also known implementations of logic on multiple bits in the field of electronics, by means of logical memories.

US 2006/097752 describe una arquitectura para construir un multiplexor basado en tablas lógicas, donde el multiplexor se construye conectando una serie de etapas en cascada. Cada etapa está formada por un dispositivo que tiene como entradas unas líneas de datos y unas líneas de selección, y una salida que corresponde a la línea seleccionada por las líneas de selección. US 2006/097752 describes an architecture to build a multiplexer based on logical tables, where the multiplexer is built by connecting a series of cascade stages. Each stage is formed by a device that has data lines and selection lines as inputs, and an output corresponding to the line selected by the selection lines.

US 6,026,227 describe cómo agrupar e interconectar las diferentes celdas lógicas que constituyen una FPGA, dividiendo la matriz de celdas lógicas en bloques, cada uno de los cuales tiene un conjunto de líneas de bus locales. US 6,026,227 describes how to group and interconnect the different logical cells that constitute an FPGA, dividing the matrix of logical cells into blocks, each of which has a set of local bus lines.

WO 96/42141 describe una FPGA que incluye celdas de memoria SRAM, cada una de las cuales tiene un match configurado de modo que las señales de lectura y escritura se envían a través de la conexión de datos. De este modo, la FPGA incluye únicamente un decodificador para controlar las puertas conectadas a las células de memoria. WO 96/42141 describes an FPGA that includes SRAM memory cells, each of which has a match configured so that read and write signals are sent through the data connection. Thus, the FPGA includes only a decoder to control the doors connected to the memory cells.

Sigue existiendo por lo tanto en el estado de la técnica la necesidad de una lógica programable sobre multiples bits ejecutada en el dominio óptico. Therefore, the need for programmable logic on multiple bits executed in the optical domain still exists in the state of the art.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN SUMMARY OF THE INVENTION


La presente invención soluciona los problemas anteriormente descritos mediante un dispositivo óptico de tratamiento de señales lógicas que permite implementar una función lógica, programable electrónicamente, sobre un conjunto de señales ópticas de datos moduladas con información (por ejemplo binaria). El dispositivo óptico de la invención comprende los siguientes elementos: un medio de acoplamiento óptico, un amplificador óptico de semiconductor y un filtro óptico. A continuación se describe cada uno de ellos con mayor detalle.

The present invention solves the problems described above by means of an optical device for the treatment of logic signals that allows to implement a logic function, electronically programmable, on a set of optical data signals modulated with information (for example binary). The optical device of the invention comprises the following elements: an optical coupling means, an optical semiconductor amplifier and an optical filter. Each of them is described in more detail below.

1) Un medio de acoplamiento óptico 1) An optical coupling means

El medio de acoplamiento óptico sirve para acoplar un conjunto de señales ópticas de datos entre sí y a una señal óptica de prueba. En principio, el medio de acoplamiento puede estar constituido de cualquier modo conocido en la técnica, aunque en una realización preferida de la invención se implementa mediante acopladores, y más específicamente mediante un primer acoplador, que combina el conjunto de señales ópticas de datos, cuya salida se combina con la señal óptica de prueba mediante un segundo acoplador. The optical coupling means serves to couple a set of optical data signals to each other and to an optical test signal. In principle, the coupling means can be constituted in any way known in the art, although in a preferred embodiment of the invention it is implemented by couplers, and more specifically by a first coupler, which combines the set of optical data signals, whose Output is combined with the optical test signal by a second coupler.

Según una realización preferente, el dispositivo óptico de la invención comprende además unos controladores fase dispuestos antes de la entrada de las señales ópticas de datos y de la señal óptica de prueba al medio de acoplamiento óptico. Los controladores de fase sirven para controlar la fase relativa de estas señales para que puedan interferir constructivamente al ser acopladas. According to a preferred embodiment, the optical device of the invention further comprises phase controllers arranged before the input of the optical data signals and the optical test signal to the optical coupling means. The phase controllers serve to control the relative phase of these signals so that they can interfere constructively when coupled.

2) Un amplificador óptico de semiconductor (AOS) 2) A semiconductor optical amplifier (AOS)


El AOS, que presenta modulación de ganancia cruzada (MGC), está conectado a los medios de acoplamiento óptico anteriores para recibir como entrada la señal resultado de la combinación de las señales ópticas de datos y la señal óptica de prueba. La salida del AOS es una señal óptica a la frecuencia de la señal de prueba y cuyo valor es una

The AOS, which features cross gain modulation (MGC), is connected to the above optical coupling means to receive as input the result of the combination of the optical data signals and the optical test signal. The AOS output is an optical signal at the frequency of the test signal and whose value is a

función lógica de las señales ópticas de datos. logical function of optical data signals.

Además, el AOS recibe una entrada de activación que sirve para In addition, the AOS receives an activation input that serves to

activar una respuesta positiva o negativa a una cierta combinación de bits activate a positive or negative response to a certain combination of bits

5 5
en las señales de datos. Esta señal de activación puede ser de dos tipos: in the data signals. This activation signal can be of two types:

-Una señal de activación eléctrica que se introduce por una entrada -An electrical activation signal that is introduced by an input

eléctrica del AOS, encendiéndolo o apagándolo. AOS power, turning it on or off.

10 10
-Una señal de activación óptica, acoplada en la propia entrada -An optical activation signal, coupled to the input itself

óptica del AOS, y cuya potencia óptica es igual o mayor que la potencia AOS optics, and whose optical power is equal to or greater than the power

media de las señales ópticas de datos que combinadas constituyen la average of the combined optical data signals constitute the

entrada del AOS. De esta forma, si la señal de activación óptica está AOS entrance. In this way, if the optical activation signal is

activada, suprime la señal de salida del AOS independientemente del activated, suppresses the AOS output signal regardless of

15 fifteen
contenido de la señal de entrada al AOS. content of the input signal to the AOS.

En ambos casos, la señal de activación es preferentemente una In both cases, the activation signal is preferably a

señal modulada, de modo que la determinación del valor de salida en modulated signal, so that the determination of the output value in

función de las señales de datos (es decir, la programación del dispositivo), function of data signals (i.e. device programming),

20 twenty
se realiza de forma dinámica. It is done dynamically.

3) 3)
Un filtro óptico An optical filter

El filtro óptico recibe la señal de salida del AOS y elimina todas las The optical filter receives the output signal from the AOS and eliminates all

2 5 2 5
señales espúreas que no corresponden a la frecuencia de la señal óptica spurious signals that do not correspond to the frequency of the optical signal

de prueba, conservando la señal resultado de la función lógica. Se test, keeping the result signal of the logical function. Be

consigue así evitar el uso de circuladores ópticos, componente de difícil thus avoid the use of optical circulators, a difficult component

fabricación en circuitos integrados fotónicos, así como reducir el ruido manufacturing in photonic integrated circuits, as well as reducing noise

óptico espontáneo generado por el AOS, mejorando la relación señal a spontaneous optic generated by the AOS, improving the signal to

30 30
ruido.    noise.

Finalmente, el dispositivo óptico de la invención preferentemente Finally, the optical device of the invention preferably

comprende además un controlador de fase adicional situado a la salida del filtro It also includes an additional phase controller located at the filter outlet

óptico adicional. additional optical

Así, es posible combinar varios de los dispositivos ópticos de la invención para implementar una tabla de consulta (Look-Up-Table, o LUT según sus siglas en inglés). Según una realización preferente, la tabla de consulta según la presente invención comprende: Thus, it is possible to combine several of the optical devices of the invention to implement a lookup table (Look-Up-Table, or LUT). According to a preferred embodiment, the reference table according to the present invention comprises:

a) Unos medios ópticos de entrada, que reciben unas señales ópticas de datos de entrada y devuelven a la salida esas mismas señales ópticas de datos de entrada, así como sus negados, a una frecuencia deseada. Se consigue así asegurar que las señales ópticas de datos de entrada no interfieran entre sí y puedan ser eliminadas mediante filtrado óptico. a) Optical input means, which receive optical signals of input data and return to the output those same optical signals of input data, as well as their denials, at a desired frequency. This ensures that the optical signals of the input data do not interfere with each other and can be eliminated by optical filtering.

b) Un conjunto de divisores de señal óptica, que reciben de los medios ópticos de entrada las señales ópticas de entrada y sus negados y generan todas sus combinaciones posibles. b) A set of optical signal splitters, which receive the optical input signals and their denials from the optical input means and generate all their possible combinations.

e) Un conjunto de dispositivos ópticos según la invención, cada uno de los cuales recibe como entrada una combinación diferente de las señales ópticas de datos de entrada y sus negados y proporciona como salida una función lógica de los mismos. e) A set of optical devices according to the invention, each of which receives as input a different combination of the optical signals of input data and its denials and provides as an output a logical function thereof.


Más concretamente, para un número N de señales ópticas de datos de entrada, la tabla de consulta comprende 2N dispositivos ópticos según la invención. De esta forma, las señales de entrada de cada dispositivo óptico de la invención son todas combinaciones lógicas posibles de las señales ópticas de datos de entrada y sus negados (Es decir, para dos entradas A y B, las entradas de los 2N=4 dispositivos de la invención serán AB, AB, AB y AB respectivamente, donde el subrayado

More specifically, for a number N of optical signals of input data, the reference table comprises 2N optical devices according to the invention. Thus, the input signals of each optical device of the invention are all possible logical combinations of the optical data input signals and their denials (i.e., for two inputs A and B, the 2N inputs = 4 devices of the invention will be AB, AB, AB and AB respectively, where the underlining

5 5
representa el negado lógico de la señal). De esta forma, para cada combinación de valores de las señales ópticas de datos de entrada, solamente uno de los dispositivos de la invención emite una señal óptica resultante con un valor positivo (por supuesto, sin tener en cuenta el efecto de la programación del AOS correspondiente con las señales de activación). represents the logical denial of the signal). Thus, for each combination of values of the optical signals of input data, only one of the devices of the invention emits a resulting optical signal with a positive value (of course, regardless of the effect of AOS programming corresponding with the activation signals).

1 o 1st
Adicionalmente, la tabla óptica de consulta preferentemente comprende un acoplador, que combina constructivamente la pluralidad de señales ópticas resultantes de los 2N dispositivos según la invención para obtener una señal óptica resultante final que contiene una función lógica cualquiera seleccionada según la programación eléctrica u óptica establecida. Additionally, the optical query table preferably comprises a coupler, which constructively combines the plurality of optical signals resulting from the 2N devices according to the invention to obtain a final resulting optical signal that contains any logical function selected according to the established electrical or optical programming.

15 fifteen
Preferentemente, las señales de datos de entrada están moduladas con una modulación de retorno a cero, de forma que se minimiza el impacto de la amplificación no lineal al separar los bits por una banda de guarda en nivel de potencia óptica nulo o muy reducido respecto al nivel máximo de pulso. Preferably, the input data signals are modulated with a zero-return modulation, so that the impact of non-linear amplification is minimized by separating the bits by a guard band at zero or very low optical power level with respect to the maximum pulse level

2 o 2nd
Preferentemente, la señal óptica de prueba es modulada en amplitud y/o fase con datos auxiliares para posteriores etapas. Preferably, the optical test signal is amplitude and / or phase modulated with auxiliary data for later stages.

25 25
Por último, de acuerdo con otra realización preferida la señal óptica resultante final se utiliza como señal óptica de datos de entrada del mismo dispositivo mediante realimentación o de un segundo dispositivo concatenado. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Finally, according to another preferred embodiment, the final resulting optical signal is used as the optical signal of input data of the same device by means of feedback or of a second concatenated device. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

30 30
La figura 1 muestra una realización particular del dispositivo óptico de la invención, así como las señales involucradas en su funcionamiento. Figure 1 shows a particular embodiment of the optical device of the invention, as well as the signals involved in its operation.


La figura 2 presenta un esquema del comportamiento temporal de algunas señales del dispositivo óptico de la figura 1.

Figure 2 presents a schematic of the temporal behavior of some signals of the optical device of Figure 1.

La figura 3 presenta un algunas señales en la figura 1. Figure 3 shows some signals in Figure 1.
esquema del comportamiento frecuencial de frequency behavior scheme of

5 5
La figura 4 muestra un esquema una tabla de consulta que emplea varios cuatro dispositivos ópticos de acuerdo con la invención. Figure 4 shows a diagram of a reference table using several four optical devices according to the invention.

La figura 5 presenta una realización particular de medios ópticos de entrada utilizada en la tabla de consulta de la figura 4. Figure 5 shows a particular embodiment of optical input means used in the reference table of Figure 4.

10 10
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

15 fifteen
La figura 1 presenta una realización del dispositivo (1 O) óptico de la invención, que proporciona una señal óptica resultante (SOR) cuyos datos constituyen una función lógica NOR de N señales ópticas de datos (SOD_1 ... SOD_N), y cuya la longitud de onda está determinada por una señal óptica de prueba (SOP). Figure 1 shows an embodiment of the optical device (1 O) of the invention, which provides a resulting optical signal (SOR) whose data constitutes a logical NOR function of N optical data signals (SOD_1 ... SOD_N), and whose Wavelength is determined by an optical test signal (SOP).

2 o 25 3 o 2 or 25 3 or
Las N señales ópticas de datos, así como la señal óptica de prueba se sincronizan adecuadamente utilizando controladores de fase (11 ). Dichos controladores, en el caso de presentarse al menos dos de las señales ópticas de datos (SOD_1 ... SOD_N) en una misma frecuencia, tienen la función de ajustar el grado de interferencia de dichas señales al acoplarlas mediante un primer acoplador Nx1 (12). Un segundo acoplador 2x1 (13) acopla adicionalmente la señal óptica de prueba (SOP). A continuación, las N señales ópticas de datos (SOD_1 ... SOD_N) y la señal óptica de prueba (SOP), convenientemente ajustadas en fase, entran en un amplificador óptico de semiconductor (14), en el que interaccionan mediante modulación de ganancia cruzada. La activación o apagado de esta operación lógica se controla en este ejemplo, mediante una señal electrónica de control (SEC).    The N optical data signals, as well as the optical test signal are properly synchronized using phase controllers (11). Said controllers, in the case of presenting at least two of the optical data signals (SOD_1 ... SOD_N) on the same frequency, have the function of adjusting the degree of interference of said signals when coupled by means of a first coupler Nx1 (12 ). A second 2x1 coupler (13) additionally couples the optical test signal (SOP). Next, the N optical data signals (SOD_1 ... SOD_N) and the optical test signal (SOP), conveniently set in phase, enter a semiconductor optical amplifier (14), in which they interact by gain modulation crusade. The activation or shutdown of this logical operation is controlled in this example, by an electronic control signal (SEC).

A continuación, la salida del AOS (14) pasa por un filtro óptico 15 que Next, the output of the AOS (14) passes through an optical filter 15 that

permite seleccionar únicamente la señal presente en la frecuencia de la señal allows you to select only the signal present in the signal frequency

óptica de prueba (SOP), eliminando así cualquier residuo de las señales ópticas test optics (SOP), thus eliminating any residue from the optical signals

de datos (SOD_1 ... SOD_N) y reduciendo el ruido óptico procedente del AOS data (SOD_1 ... SOD_N) and reducing optical noise from AOS

5 5
(14) presente en la señal óptica resultante (SOR). (14) present in the resulting optical signal (SOR).

Por último, un controlador de fase (16) sirve para sincronizar la señal Finally, a phase controller (16) serves to synchronize the signal

óptica resultante (SOR) con posibles etapas posteriores. resulting optics (SOR) with possible later stages.

10 10
El funcionamiento del dispositivo de la invención, por tanto, puede The operation of the device of the invention, therefore, can

interpretarse como una función lógica NOR sobre las N señales ópticas de datos interpreted as a logical NOR function over the N optical data signals

(SOD_1 ... SOD_N). Si la potencia de las señales ópticas de datos es suficiente, (SOD_1 ... SOD_N). If the power of the optical data signals is sufficient,

una sola de ellas en estado de '1' lógico es capaz de suprimir la señal óptica de only one of them in a logical '1' state is capable of suppressing the optical signal of

prueba (SOP). Por equivalencia lógica, esa función también puede expresarse test (SOP). By logical equivalence, that function can also be expressed

15 fifteen
como una ANO de los negados de las señales ópticas de datos (SOD_1 ... as an ANO of the denied data optical signals (SOD_1 ...

SOD_N). Es decir, sólo en el periodo de bit en el que ninguna señal óptica de SOD_N). That is, only in the bit period in which no optical signal from

datos lleve potencia, esto es, todas lleven un 'O' lógico, habrá potencia, es decir data carry power, that is, all carry a logical 'O', there will be power, that is

un '1' lógico, en la señal óptica resultante (SOR). a logical '1' in the resulting optical signal (SOR).

2 o 2nd
En la figura 2 se muestra el comportamiento temporal de las señales Figure 2 shows the temporal behavior of the signals

involucradas en la el dispositivo de la figura 1 para un caso de N=2 bits en el que involved in the device of figure 1 for a case of N = 2 bits in which

los datos están modulados en intensidad con retorno a cero. La señal óptica de the data is modulated in intensity with zero return. The optical signal of

prueba (SOP), es en este caso un tren de pulsos. Las señales de datos SOD_1 y test (SOP), is in this case a pulse train. The data signals SOD_1 and

SOD_2, se suman constructivamente en el acoplador (12), que en este ejemplo SOD_2, are added constructively in the coupler (12), which in this example

2 5 2 5
se trata de un acoplador 2x1. Como resultado, la señal suma contiene un triple It is a 2x1 coupler. As a result, the sum signal contains a triple

nivel. Tanto en los casos en que SOD_1 y SOD_2 son simultáneamente '1 ',en level. Both in cases where SOD_1 and SOD_2 are simultaneously '1', in

cuyo caso la señal tras el acoplador (12) es máxima, o sólo una de ellas sea '1' in which case the signal behind the coupler (12) is maximum, or only one of them is '1'

en un periodo de bit, la señal óptica de prueba (SOP) se ve suprimida por efecto in a bit period, the optical test signal (SOP) is suppressed by effect

de la modulación de ganancia cruzada. Es habitual que quede un pequeño of cross gain modulation. It is usual to have a small

3 o 3rd
residuo de la señal suprimida, que debe mantenerse suficientemente bajo para residue of the suppressed signal, which must be kept low enough to

evitar un deterioro adicional de la señal. Para ello, es adecuado el uso de AOS avoid further deterioration of the signal. For this, the use of AOS is appropriate

(14) con elevada eficiencia no-lineal y constante de recuperación de ganancia al    (14) with high non-linear efficiency and constant gain recovery at

menos de la mitad que la tasa de bit empleada. less than half the bit rate used.

La figura 3 muestra el comportamiento frecuencial de las señales Figure 3 shows the frequency behavior of the signals

involucradas en el dispositivo óptico de la figura 1 para un caso de N=2 bits en el involved in the optical device of figure 1 for a case of N = 2 bits in the

5 5
que los datos están modulados en intensidad con retorno a cero. La señal óptica that the data is modulated in intensity with zero return. Optical signal

de prueba (SOP) se identifica como una señal armónica, mientras que las dos test (SOP) is identified as a harmonic signal, while the two

señales ópticas de datos (SOD_1 y SOD_2) tienen una distribución espectral en optical data signals (SOD_1 and SOD_2) have a spectral distribution in

forma de sine. Tras el AOS (14), las señales ópticas de datos (SOD_1 y SOD_2) sine shape. After the AOS (14), the optical data signals (SOD_1 and SOD_2)

se ven amplificadas, mientras que la señal óptica de prueba (SOP), además de they are amplified, while the optical test signal (SOP), in addition to

1 o 1st
ser amplificada, se ve ensanchada debido a la modulación de ganancia cruzada. being amplified, it is widened due to cross gain modulation.

Tras el filtro óptico (15), en la señal óptica resultante (SOR) prevalece el After the optical filter (15), the resulting optical signal (SOR) prevails

contenido espectral en la longitud de onda de la señal óptica de prueba (SOP). Spectral content in the wavelength of the optical test signal (SOP).

Mientras que las señales presentes en otras longitudes de onda se ven While the signals present in other wavelengths are seen

fuertemente atenuadas. strongly attenuated.

15 fifteen

La figura 4 presenta un ejemplo de implementación de una tabla de Figure 4 presents an example of implementation of a table of

consulta de dos bits. Será evidente para un experto en la materia el desarrollo two bit query. Development will be apparent to an expert in the field

de una implementación de una función lógica programable de un número of an implementation of a programmable logic function of a number

mayor de bits. En primer lugar, cada señal óptica de datos de entrada higher bit First, each optical signal of input data

2 o 2nd
(SODE_1, SODE_2), es convertida en una señal óptica de datos negados (SODE_1, SODE_2), is converted into an optical signal of denied data

(SODN), que contiene el negado de los datos presentes en la SODE en la (SODN), which contains the denial of the data present in the SODE in the

longitud de onda de la señal auxiliar negadora (SAN), y una señal óptica de wavelength of the auxiliary denial signal (SAN), and an optical signal of

datos adaptados (SODA), que contiene los mismos datos que la SODE pero en adapted data (SODA), which contains the same data as SODE but in

la longitud de onda de la señal auxiliar de adaptación (SAA). Esta operación se the wavelength of the adaptive auxiliary signal (SAA). This operation is

2 5 2 5
realiza empleando los medios (20) de entrada representados en la figura 5. performed using the input means (20) represented in Figure 5.

Concretamente, en los medios (20) de entrada la señal óptica de datos Specifically, in the input means (20) the optical data signal

de entrada (SODE) se combina con la señal auxiliar negadora (SAN) en un input (SODE) is combined with the auxiliary signal denier (SAN) in a

acoplador óptico 2x1 (22), previo ajuste de sus fases para sincronización de 2x1 optical coupler (22), prior adjustment of its phases for synchronization of

3 o 3rd
reloj mediante controladores de fase (21 ). Dichas señales entran en un clock using phase controllers (21). These signals enter a

amplificador óptico de semiconductor (23) en el que, debido a la modulación de semiconductor optical amplifier (23) in which, due to the modulation of

ganancia cruzada, los datos de la señal óptica de datos de entrada (SODE) se    cross gain, optical signal data input data (SODE) is

replican negados sobre la longitud de onda de la señal auxiliar negadora replicates denied on the wavelength of the auxiliary denial signal

(SAN). Tras un filtro óptico (24), únicamente los componentes en la longitud de (SAINT). After an optical filter (24), only the components in the length of

onda de la señal auxiliar negadora (SAN) prevalecen, siendo divididos Auxiliary denial signal (SAN) wave prevail, being divided

mediante un acoplador 1 x2 (25), tomándose una de sus salidas como señal via a 1 x 2 coupler (25), taking one of its outputs as a signal

5 5
óptica de datos negada (SODN) y la otra, previo control de fase (21 ), es data optics denied (SODN) and the other, prior to phase control (21), is

acoplada mediante un acoplador 2x1 (26) a una señal auxiliar de adaptación coupled via a 2x1 coupler (26) to an adaptive auxiliary signal

(SAA), también controlada en fase (21 ). La señal de salida del acoplador se (SAA), also controlled in phase (21). The output signal of the coupler is

introduce en un amplificador óptico de semiconductor (27) en el que, por efecto introduced into a semiconductor optical amplifier (27) in which, by effect

de la modulación de ganancia cruzada se obtienen en la longitud de onda de la of the cross gain modulation are obtained in the wavelength of the

1 o 1st
señal auxiliar de adaptación (SAA), los datos binarios presentes en la señal auxiliary adaptation signal (SAA), the binary data present in the signal

óptica de datos de entrada (SODE), siendo éstos los únicos presentes tras input data optics (SODE), these being the only ones present after

filtrar los componentes frecuenciales no deseados mediante un filtro óptico (28) filter unwanted frequency components using an optical filter (28)

y obteniendo así la señal óptica de datos adaptada en frecuencia (SODA). and thus obtaining the frequency adapted optical data signal (SODA).

15 fifteen
Esta primera etapa llevada a cabo por los medios (20) de entrada sirve This first stage carried out by the input means (20) serves

para generar las señales a utilizar por las etapas posteriores y darles las to generate the signals to be used in the later stages and give them the

características necesarias. El requisito mínimo de estas señales es estar en necessary features. The minimum requirement of these signals is to be in

diferente frecuencia de la señal óptica de prueba (SOP) para poder así ser different frequency of the optical test signal (SOP) so that it can be

eliminadas mediante filtrado óptico. Una vez generadas las señales, éstas se removed by optical filtering. Once the signals are generated, they are

2 o 2nd
dividen mediante acopladores 1 x2 (32), para posteriormente introducirse de divide by couplers 1 x2 (32), to later enter

dos en dos en dispositivos ópticos (1 O) según la invención, cubriendo todas las two by two in optical devices (1 O) according to the invention, covering all

combinaciones exceptuando en las que la SODN y la SODA proceden de una combinations except in which the SODN and the SODA come from a

misma SODE, obteniéndose por tanto todas las combinaciones de señales de SODE itself, thus obtaining all the signal combinations of

entrada y señales de entrada negadas. En dichos dispositivos ópticos (1 O) input and input signals denied. In said optical devices (1 O)

2 5 2 5
según la invención, si la respectiva señal electrónica de control (SEC) está according to the invention, if the respective electronic control signal (SEC) is

activada, se obtiene un '1' lógico como señal óptica resultante (SOR) siempre activated, a logical '1' is obtained as the resulting optical signal (SOR) always

que las señales ópticas de entrada contengan simultáneamente un 'O' lógico. that the optical input signals simultaneously contain a logical 'O'.

Las 4 señales ópticas resultantes (SOR) se combinan mediante un acoplador The 4 resulting optical signals (SOR) are combined by a coupler

4x1, dando lugar a una señal óptica resultante final (SORF). La función lógica 4x1, resulting in a final resulting optical signal (SORF). The logical function

3 o 3rd
contenida en dicha SORF se puede expresar según la siguiente tabla:    contained in said SORF can be expressed according to the following table:

SODE 1 SODE 1
SODE 2 SORF SODE 2 SORF

o or
o or
SEC 4 SEC 4

o or
1 SEC 3 one SEC 3

1 one
o SEC 2 or SEC 2

1 one
1 one
SEC 1 SEC 1

Por tanto, So,
el conjunto de señales electrónicas de control (SEC_1 ... he set of electronic control signals (SEC_1 ...

SEC_4) configuran cualquier función de N bits (en este ejemplo 2). SEC_4) configure any N bit function (in this example 2).

5 5
En otra implementación preferente, la señal electrónica de control (SEC) In another preferred implementation, the electronic control signal (SEC)

se puede sustituir por una señal óptica de control (SOC) que, de estar activada, it can be replaced by an optical control signal (SOC) that, if activated,

suprime la señal óptica resultante (SOR) con independencia del contenido del suppresses the resulting optical signal (SOR) regardless of the content of the

resto de señales por efecto de la propia modulación cruzada de ganancia. Para Other signals due to cross gain modulation itself. For

ello, la potencia óptica de la señal óptica de control (SOC) cuando está activa this, the optical power of the optical control signal (SOC) when active

1 o 1st
es mayor que la suma de las potencias de las señales de datos. is greater than the sum of the powers of the data signals.

Por último, By last,
se contempla la posibilidad de utilizar esta señal óptica be contemplates the possibility of using is signal optics

resultante final final result
(SORF) como señal óptica de datos de entrada (SODE) en (SORF) how optical input data signal (SODE) in

etapas posteriores later stages
realizadas en cascada, o bien en el propio dispositivo made in waterfall, O well in he own device

15 fifteen
creando realimentación, para realizar operaciones sobre diferentes bits de un creating feedback, to perform operations on different bits of a

mismo flujo de datos. En estos casos, Same data flow. In these cases,
se contempla que la señal óptica de be contemplates that the optical signal of

prueba proof
(SOP) contenga datos modulados en fase, no afectada por la (SOP) contain data modulated in phase, no affected by the

modulación modulation
de ganancia cruzada, que permitan transmitir información from gain crusade, that allow to transmit information

accesoria. accessory.

20 twenty

Claims (8)

REIVINDICACIONES 1. Dispositivo óptico (1 O) de tratamiento de señales lógicas caracterizado porque comprende: 1. Optical device (1 O) for processing logical signals characterized in that it comprises:
--
un medio de acoplamiento óptico, que acopla un conjunto de señales ópticas de datos (SOD_1 ... SOD_N) y una señal óptica de prueba (SOP); an optical coupling means, which couples a set of optical data signals (SOD_1 ... SOD_N) and an optical test signal (SOP);
--
un amplificador óptico de semiconductor( 14), que recibe como entrada a semiconductor optical amplifier (14), which receives as input
1 o la combinación de las señales ópticas de datos (SOD_1 ... SOD_N) y la señal óptica de prueba (SOP), que interaccionan mediante modulación de ganancia cruzada, y emite como salida una señal óptica resultante (SOR) a la frecuencia de la señal de prueba (SOP), siendo dicha señal óptica resultante (SOR) una función lógica de las señales ópticas de datos (SOD_1 ... SOD_N); y 1 or the combination of the optical data signals (SOD_1 ... SOD_N) and the optical test signal (SOP), which interact by cross-gain modulation, and output a resulting optical signal (SOR) at the frequency of the test signal (SOP), said resulting optical signal (SOR) being a logical function of the optical data signals (SOD_1 ... SOD_N); Y 15 -un filtro (15) que filtra la señal de salida (SOR) en torno a la frecuencia de la señal de prueba (SOP). 15 -a filter (15) that filters the output signal (SOR) around the frequency of the test signal (SOP).
2. Dispositivo óptico (1 O) de acuerdo con la reivindicación 1, donde el medio 2. Optical device (1 O) according to claim 1, wherein the medium 2 o de acoplamiento óptico comprende un primer acoplador (12) que combina las señales ópticas de datos (SOD_1 ... SOD_N), cuya salida se combina con la señal óptica de prueba (SOP) mediante un segundo acoplador (13). 2 or optical coupling comprises a first coupler (12) that combines the optical data signals (SOD_1 ... SOD_N), whose output is combined with the optical test signal (SOP) by a second coupler (13). 3. Dispositivo óptico (1 O) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 3. Optical device (1 O) according to any of the claims 2 5 anteriores, que además comprende unos controladores de fase (11) que establecen una coherencia temporal de las señales de datos (SOD_1 ... SOD_N). 2 5 above, which also includes phase controllers (11) that establish a temporal coherence of the data signals (SOD_1 ... SOD_N). 4. Dispositivo óptico (1 O) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, 4. Optical device (1 O) according to any of the preceding claims, 3 o donde el amplificador óptico de semiconductor (14) es activado mediante una señal de activación eléctrica (SEC) que determina el resultado de la función lógica de la señal óptica resultante (SOR). 3 or where the semiconductor optical amplifier (14) is activated by an electrical activation signal (SEC) that determines the result of the logical function of the resulting optical signal (SOR).
5. 5.
Dispositivo óptico (1 O) según cualquiera de las reivindicaciones 1-3 donde el amplificador óptico de semiconductor (14) es activado mediante una señal óptica de control (SOC) que determina el resultado de la función lógica de la señal óptica resultante (SOR). Optical device (1 O) according to any of claims 1-3 wherein the semiconductor optical amplifier (14) is activated by an optical control signal (SOC) that determines the result of the logical function of the resulting optical signal (SOR) .
6. 6.
Dispositivo óptico (1 O) según una cualquiera de las reivindicaciones 4 ó 5, donde la señal eléctrica de control (SEC) y/o la señal óptica de control (SOC) presentan una modulación que determina dinámicamente el resultado de la función lógica de la señal óptica resultante (SOR). Optical device (1 O) according to any one of claims 4 or 5, wherein the electrical control signal (SEC) and / or the optical control signal (SOC) have a modulation that dynamically determines the result of the logic function of the resulting optical signal (SOR).
7. 7.
Dispositivo óptico (1 O) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además comprende un controlador de fase adicional (16) dispuesto a la salida del filtro óptico (15). Optical device (1 O) according to any of the preceding claims, further comprising an additional phase controller (16) arranged at the output of the optical filter (15).
15 8. Tabla óptica de consulta, que comprende: 15 8. Optical query table, comprising:
--
N medios ópticos de entrada (20), que reciben unas señales ópticas de datos de entrada (SODE_1, .. SODE_N) y devuelven a la salida dichas señales ópticas de datos de entrada (SODE_1, .. SODE_N) y sus negados (SODN_1, .. N optical input means (20), which receive optical signals of input data (SODE_1, .. SODE_N) and return said optical signals of input data (SODE_1, .. SODE_N) and their denials (SODN_1, ..
2 o SODN_N) a una frecuencia deseada; 2 or SODN_N) at a desired frequency;
--
2N divisores de señal óptica, que reciben las señales ópticas de datos de entrada (SODE_1, .. SODE_N) y sus negados (SODN_1, .. SODN_N) y generan todas sus combinaciones posibles; y 2N optical signal dividers, which receive the optical signals of input data (SODE_1, .. SODE_N) and their denials (SODN_1, .. SODN_N) and generate all their possible combinations; Y
25 -2N dispositivos ópticos (1 O) según cualquiera de las reivindicaciones 1-8, que reciben las combinaciones de las señales ópticas de datos de entrada (SODE_1, .. SODE_N) y sus negados (SODN_1, .. SODN_N) y proporcionan como salida una función lógica de los mismos. 25 -2N optical devices (1 O) according to any of claims 1-8, which receive the combinations of the optical input data signals (SODE_1, .. SODE_N) and their denials (SODN_1, .. SODN_N) and provide as Output a logical function of them.

9. Tabla óptica de consulta según la reivindicación 8, que además comprende un acoplador (33) que combina constructivamente las señales

9. Optical reference table according to claim 8, further comprising a coupler (33) that constructively combines the signals
ópticas resultantes (SOR_1 ... SOR_N) de los 2N dispositivos ópticos (1 O) para obtener una señal óptica resultante final (SORF) que contiene una función lógica seleccionada de las señales ópticas de datos de entrada (SODE_1, .. SODE_N). resulting optical (SOR_1 ... SOR_N) of the 2N optical devices (1 O) to obtain a final resulting optical signal (SORF) containing a logical function selected from the optical input data signals (SODE_1, .. SODE_N).
5 5
1O. Tabla óptica de consulta según cualquiera de las reivindicaciones 8-9 donde las señales ópticas de datos de entrada (SODE_1 ... SODE_N) están moduladas con una modulación de retorno a cero. 1O. Optical query table according to any of claims 8-9 wherein the optical input data signals (SODE_1 ... SODE_N) are modulated with a zero return modulation.
1 o 1st
11. Tabla óptica de consulta según cualquiera de las reivindicaciones 8-1 O donde la señal óptica de prueba (SOP) es modulada en amplitud y/o fase con datos auxiliares para posteriores etapas. 11. Optical query table according to any of claims 8-1 OR wherein the optical test signal (SOP) is amplitude and / or phase modulated with auxiliary data for later stages.
15 fifteen
12. Tabla óptica de consulta según cualquiera de las reivindicaciones 8-11 donde la señal óptica resultante final (SORF) se utiliza como señal óptica de datos de entrada (SODE) del mismo dispositivo mediante realimentación o de un segundo dispositivo concatenado.    12. Optical query table according to any of claims 8-11 wherein the final resulting optical signal (SORF) is used as the optical input data signal (SODE) of the same device by means of feedback or of a second concatenated device.
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