FR2806558A1 - Commutateur photonique integre - Google Patents

Commutateur photonique integre Download PDF

Info

Publication number
FR2806558A1
FR2806558A1 FR0103653A FR0103653A FR2806558A1 FR 2806558 A1 FR2806558 A1 FR 2806558A1 FR 0103653 A FR0103653 A FR 0103653A FR 0103653 A FR0103653 A FR 0103653A FR 2806558 A1 FR2806558 A1 FR 2806558A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
output
input
wavelength
optical
matrix
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR0103653A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2806558B1 (fr
Inventor
Frederic Lalonde
Peter Roorda
Alan Glen Solheim
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nortel Networks Ltd
Original Assignee
Nortel Networks Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nortel Networks Ltd filed Critical Nortel Networks Ltd
Publication of FR2806558A1 publication Critical patent/FR2806558A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2806558B1 publication Critical patent/FR2806558B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/354—Switching arrangements, i.e. number of input/output ports and interconnection types
    • G02B6/356—Switching arrangements, i.e. number of input/output ports and interconnection types in an optical cross-connect device, e.g. routing and switching aspects of interconnecting different paths propagating different wavelengths to (re)configure the various input and output links
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29304—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating
    • G02B6/29305—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating as bulk element, i.e. free space arrangement external to a light guide
    • G02B6/29308—Diffractive element having focusing properties, e.g. curved gratings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29304—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating
    • G02B6/29305—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating as bulk element, i.e. free space arrangement external to a light guide
    • G02B6/2931—Diffractive element operating in reflection
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29304—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating
    • G02B6/29305—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating as bulk element, i.e. free space arrangement external to a light guide
    • G02B6/29313—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating as bulk element, i.e. free space arrangement external to a light guide characterised by means for controlling the position or direction of light incident to or leaving the diffractive element, e.g. for varying the wavelength response
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29379—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device
    • G02B6/2938—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device for multiplexing or demultiplexing, i.e. combining or separating wavelengths, e.g. 1xN, NxM
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29379—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device
    • G02B6/29395—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device configurable, e.g. tunable or reconfigurable
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0201—Add-and-drop multiplexing
    • H04J14/0202—Arrangements therefor
    • H04J14/021—Reconfigurable arrangements, e.g. reconfigurable optical add/drop multiplexers [ROADM] or tunable optical add/drop multiplexers [TOADM]
    • H04J14/0212—Reconfigurable arrangements, e.g. reconfigurable optical add/drop multiplexers [ROADM] or tunable optical add/drop multiplexers [TOADM] using optical switches or wavelength selective switches [WSS]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0005—Switch and router aspects
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/351—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements
    • G02B6/3512—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being reflective, e.g. mirror
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/354—Switching arrangements, i.e. number of input/output ports and interconnection types
    • G02B6/3554—3D constellations, i.e. with switching elements and switched beams located in a volume
    • G02B6/3556—NxM switch, i.e. regular arrays of switches elements of matrix type constellation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0005—Switch and router aspects
    • H04Q2011/0007—Construction
    • H04Q2011/0016—Construction using wavelength multiplexing or demultiplexing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0005—Switch and router aspects
    • H04Q2011/0007—Construction
    • H04Q2011/0026—Construction using free space propagation (e.g. lenses, mirrors)
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0005—Switch and router aspects
    • H04Q2011/0007—Construction
    • H04Q2011/0032—Construction using static wavelength routers (e.g. arrayed waveguide grating router [AWGR] )
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0005—Switch and router aspects
    • H04Q2011/0007—Construction
    • H04Q2011/0035—Construction using miscellaneous components, e.g. circulator, polarisation, acousto/thermo optical

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)

Abstract

Le commutateur photonique (9, 9') intégré peut être utilisé dans des réseaux tout optique. Des signaux multiplexés d'arrivée issus d'un certain nombre de ports de fibres d'entrée sont séparés en leurs longueurs d'onde constitutives. Des longueurs d'onde individuelles sont commutées, au sein de la structure de commutation (14, 14'), vers la sortie souhaitée, et les longueurs d'onde sont alors multiplexées en signaux WDM acheminés vers les ports de sortie appropriés. Le multiplexeur (50, 50') et le démultiplexeur (40, 40') sont des dispositifs de réseaux de diffraction, intégrés à la structure de commutation (14, 14'). La structure de commutation (14) comporte deux matrices de miroirs MEMS 3D (10, 20) agencées dans le même plan ou dans deux plans parallèles. Le chemin optique entre les ports d'entrée (11), le démultiplexeur (40) et la matrice d'entrée (10) est préétabli de sorte que chaque longueur d'onde frappe un miroir déterminé (10, 20).

Description

COMMUTATEUR PHOTONIQUE INTEGRE ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION <U>Domaine de l'invention</U> La présente invention concerne les commutateurs optiques et a trait plus parti cul ièrer-ent aux signaux optiques de commutation composés de lumière de longueurs d'onde prédéterminées, par exemple les signaux optiques multiplexés par répartition en longueur d'onde (WDM), multiplexés par répartition dense en longueur d'onde (DWDM) ou multiplexés par répartition grossière en longueur d'onde (CWDM) utilisés dans les télécommunications optiques.
<U>Arrière-plan de l'invention</U> Les systèmes de transmission optique parviennent à une connectivité de bout en bout en concaténant de multiples tronçons entre des n#uds de commutation intermédiaires. Lorsque la granularité de bout en bout d'un chemin de transmission donné quelconque n'est qu'une fraction de 1.3 capacité d'un porteur optique donné, on applique des protocoles de multiplexage par répartition dans le temps (TDM), lesquels partagent la largeur de bande globale d'un signal porteur. Dans ce cas, les signaux individuels (affluents) sont commutés électroniquement au niveau des n#uds intermédiaires, dans la mesure où l'accès aux affluents individuels n'est possible que par démultiplexage du signal TDM.
D'un autre côté, la transmission par multiplexage par répartition en longueur d'onde (WDM), et en particulier par DWDM et par CWDM, peut donner lieu à une expansion multiple de la capacité sur les liaisons par fibre existantes. Les réseaux optiques DWDM transmettent de multiples voies (longueurs d'onde) sur chaque fibre optique dans le réseau. I1 en résulte une pluralité de voies sur chaque fibre, une voie transportant des informations entre deux terminaux dans les réseaux. Un avantage des réseaux WDM est que des conversions entre les domaines optique et électrique n'ont lieu pratiquement qu'à la périphérie du réseau de transport. Les signaux sont insérés/extraits et amplifiés au sein du réseau, dans le format optique.
Toutefois ces réseaux optiques WDM actuels convertissent typiquement des signaux de voie en signaux électriques au niveau de chaque n#ud de commutation dans le réseau, dans la mesure où l'on ne dispose pas de commutateurs optiques dotés d'un nombre suffisamment grand de ports et où la portée optique est insuffisante. La conversion se fait à l'aide d'émetteurs (.Tx), de récepteurs (Rx), d'émetteurs- récepteurs (paire Tx-Rx) ou de transpondeurs à chaque port du noeud de commutation, et pour chaque voie. (Des transpondeurs sont des dispositifs qui convertissent le signal entre les domaines optique et électrique, et transposent également la longueur d'onde des voies à la frontière entre les réseaux à longue et courte portée.) Ces convertisseurs sont coûteux. Plus le nombre de voies transportées par une fibre optique augmente, plus la précision requise de la part des convertisseurs augmente, et donc le coût. Par ailleurs, plus le nombre de ports par naeud de commutation augmente, plus le nombre de convertisseurs nécessaires augmente. En conséquence, de grands réseaux transportant des signaux du type DWDM dense requièrent un grand nombre de convertisseurs coûteux et sont donc d'une construction coûteuse.
I1 est particulièrement avantageux de concevoir des réseaux de transmission optique de façon à ce que la majorité des voies (longueurs d'onde) peuvent être routées de bout en bout par le biais de commutateurs optiques et d'amplificateurs optiques, sans utiliser de convertisseurs (p. ex. des transpondeurs) pour chaque longueur d'onde de voie au niveau de sites ou n#uds intermédiaires. Ceci conduit à la nécessité d'un commutateur d'interconnexion optique optimisée pour l'acheminement de longueurs d'onde d'un bout à l'autre, par opposition à une grosse structure de commutation optique opaque disposée entre des batteries de transpondeurs.
On a suggéré de construire de grands commutateurs tout optique offrant une connectivité totale entre tous leurs ports. La fabrication de ces grands commutateurs optiques s'est toutefois avérée difficile. Actuellement, les grand commutateurs optiques non bloquants utilisent un grand nombre de modules de commutation. Un exemple parmi ceux-ci envisage la construction d'un commutateur de 128 x 128 ports à partir de trois étages de multiples matrices de 16 x 16 points, de connexion, ou d'un commutateur de 512 x 512 ports à partir de trois étages de multiples matrices de 32 x 32 points de connexion, dans une architecture CLOS à trois étages. Cet exemple repose sur la disponibilité de matrices de commutation 16 x 16 ou 32 x 32 sous la forme de matrices de commutation Micro-Electro-Mécanique (MEM) (décrites, p. ex. dans Free-space Micromachined Optical-Switching Technologies and Architectures , Lih Y. Lin, AT & T Labs-Research, OFC99 Session W14-1, 24 février 1999).
D'autres approches à étages multiples utilisent à des matrices plus petites et à davantage d'étages. Même l'architecture CLOS à 3 étages est limitée à 512 1024 longueurs d'onde commutées avec des modules de matrices de commutation 32 x 32, ce qui, dans l'environnement DWDM actuel à 160 longueurs d'onde par fibre, ne convient qu'à la gestion des entrées/sorties de 3 paires de fibres (480 longueurs d'onde) . Qui plus est, les commutateurs à étages multiples actuels posent de gros problèmes; même dans le cas de trois étages. Ces problèmes incluent les pertes optiques globales importantes à travers le commutateur, dans la mesure où les pertes dans chaque étage s'additionnent d'un bout à l'autre du commutateur, et la possibilité de pertes supplémentaires dans l'interconnexion interne complexe entre les étages du commutateur. On peut remédier aux limitations de taille en ce qui concerne le nombre de longueurs d'onde commutées en adoptant un commutateur CLOS à cinq étages, mais cela aggrave encore les pertes à travers le commutateur tout en augmentant sa complexité et son coût. De plus, un commutateur CLOS nécessite un degré de dilatation (c'est-à-dire des chemins de commutation de réserve) pour éviter son blocage, et chaque chemin optique doit transmettre trois (ou cinq) modules individuels en série.
La technologie des miroirs MEif a connu une évolution récente. Les dispositifs MEMS 3D ont émergé comme la technologie de commutation photonique de choix pour les commutateurs à grosses structures. MEMS 3D est un terme utilisé par le Demandeur pour désigner un miroir monté sur un bâti susceptible d'être entraîné en rotation le .long de deux axes, lui conférant ainsi quatre degrés de liberté. Les dispositifs MEMS 3D sont disposés de préférence dans une matrice qui comprend, outre les miroirs, un système de commande permettant de positionner les miroirs de façon indépendante.
RESZJME DE L'INVENTION Un objet de l'invention est de procurer un commutateur photonique intégré qui remédie totalement ou partiellement aux inconvénients des commutateurs actuels.
Un autre objet de l'invention est de procurer un commutateur photonique destiné à être utilisé dans des réseaux WDM/DWDM/CWDM, lequel commute des longueurs d'onde (voies) individuelles pour une fibre d'entrée déterminée sur une fibre de sortie sélectionnée.
Selon un aspect de l'invention, on procure un commutateur photonique pour un réseau DWDM, comprenant une pluralité I de ports d'entrée et une pluralité I' de ports de sortie, un démultiplexeur optique destiné à séparer ladite longueur d'onde a,k d'un signal multivoie d'entrée Sin(k,i) reçu sur un port d'entrée i, et à acheminer celle-ci sur une région d'entrée allouée le long d'un chemin d'entrée prédéterminé, un bloc de commutation destiné à acheminer une longueur d'onde @,k le long d'un chemin optique depuis une région d'entrée allouée jusqu'à une région de sortie associée, sélectionnée parmi une pluralité de régions de sortie, et un multiplexeur optique destiné à acheminer ladite longueur d'onde @.k depuis ladite région de sortie associée le long d'un chemin de sortie prédéterminé, et à combiner celle-ci dans un signal multivoie de sortie Sout(k',i'), transmis sur un port i'.
Selon un autre aspect de l'invention, on procure également un procédé de routage d'une longueur d'onde au sein d'un commutateur photonique d'un réseau DWDM, comprenant l'établissement préalable d'un chemin optique d'entrée entre un port d'entrée associé à ladite longueur d'onde et un élément -i.e commutation optique alloué d'une matrice d'entrée, suivant une carte de connectivité, l'établissement d'un chemin adaptable depuis ledit élément de commutation optique alloué jusqu'à un élément de commutation optique associé d'une matrice de sortie ; et l'établissement préalable d'un chemin optique de sortie entre ledit élément de commutation optique associé et un port de sortie concerné, suivant ladite carte de connectivité.
Selon encore un autre aspect de l'invention, on procure un commutateur photonique destiné à router une pluralité de longueurs d'onde d'un réseau de transport DWD, entre une pluralité de ports d'entrée et une pluralité de ports de sortie, comprenant une structure de commutation tout optique destinée à interconnecter une longueur d'onde Xk depuis un signal optique multivoie d'entrée Sin(k,i) jusqu'à un signal optique multivoie de sortie Sout(k',i'), le long d'un chemin optique adaptable, et une unité de commande destinée à configurer ledit chemin optique adaptable.
L'invention procure un système économique à faibles pertes fournissant un échange de longueurs d'onde entre de multiples systèmes à lignes WDM. Le commutateur photonique selon l'invention joue également un rôle clé dans le contexte des réseaux à ultralongue portée, dans la mesure où il peut offrir des avantages en termes de disponibilité et de souplesse sans conversion des signaux entre les domaines optique et électrique.
En ce qui concerne un n#ud de commutation photonique, la présente invention permet de réaliser des économies importantes de filtres, amplificateurs, connecteurs, cordons de raccordement et permutations de fibres, voire de les éliminer. Les économies réalisées dans les opérations de gestion des fibres (encombrement, puissance, temps de mise au point, etc.) pourraient également être importantes.
BREVE <B>DESCRIPTION DES DESSINS</B> Les objets, caractéristiques et avantages susmentionnés de l'invention, ainsi que d'autres, apparaîtront à la lecture de la description plus spécifique qui suit des modes de réalisation préférés, tels qu'illustrés dans les dessins annexés, dans lesquels la figure 1 illustre une partie d'un réseau optique doté d'interconnexions électriques ; la figure 2 illustre un schéma de principe d'un réseau optique avec commutation photonique selon l'invention ; la figure 3A est un schéma d'un plan pour un mode de réalisation du commutateur photonique ; la figure 3B est une vue dans l'espace du mode de réalisation de la figure 3A illustrant une opération de commutation ; la figure 3C est une vue dans l'espace d'un mode de réalisation du commutateur photonique doté de fonctions d'insertion/extraction ; la figure 4A est un schéma d'un autre mode de réalisation du commutateur photonique ; et la figure 4B est une vue latérale du mode de réalisation de la figure 4A.
DESCRIPTION DU MODE DE REALISATION PREFERE La figure 1 illustre une partie d'un réseau optique unidirectionnel 1, connectant deux terminaux de chemin, A et B. Le réseau 1 comporte deux sites de commutation, C et D, et un site régénérateur E, interconnectés par des tronçons de fibres optiques. Des amplificateurs optiques 7 sont placés à des intervalles adéquats le long des tronçons, en vue d'amplifier toutes les voies individuelles dans le signal WDM, sans conversion.
Le terminal au site A convertit une pluralité de signaux électriques appliqués au réseau optique 1 en signaux optiques, et combine les signaux optiques en un signal WDM. A l'extrémité distante B, le signal WDM est démultiplexé en signaux optiques individuels, lesquels sont reconvertis en signaux électriques.
Les sites de commutation C et D sont respectivement pourvus d'interconnexions électriques 2 et 2'. T-ne interconnexion électrique (commutateur) 2, 2' comprend, du côté entrée, un démultiplexeur optique 4, 4' couplé à une structure de commutation électrique 6, 6'. Les signaux sont interconnectés de façon indépendante entre les ports d'entrée et de sortie par la structure de commutation électrique 6, 6', selon le besoin. Un multiplexeur optique 5, 5' est couplé du côté sortie de la structure de commutation électrique 6, 6'. Le noeud de commutation C peut également faire fonction de multiplexeur à insertion/extraction en vue d'effectuer des opérations d'insertion/extraction. Autrement dit, la structure de commutation 6 sépare le trafic s'adressant à un utilisateur local (opération d'extraction) et insère du trafic local à la sortie du commutateur, destiné à un utilisateur distant (opération d'insertion). De façon similaire, la structure de commutation 6' effectue des opérations d'insertion/extraction au niveau du noeud D. La fonction de multiplexage optique à insertion/extraction ainsi fournie est coûteuse en termes de filtres, de connecteurs, de transpondeurs et de pertes optiques.
Du fait de la nécessité de convertir les signaux avant et après la commutation, les sites C et D doivent être pourvus de transpondeurs T pour chaque voie en vue de la conversion O/E et E/0, respectivement. On notera que les blocs désignés par T à la figure 1 ne sont pas nécessairement des transpondeurs et pourraient être des émetteurs- récepteurs, à savoir des paires récepteur-émetteur (Rx- Tx), sans transposition de fréquence. De plus, pour l'exemple de la figure 1 (écoulement unidirectionnel du trafic) , ces blocs jouent le rôle de récepteur du côté entrée du signal et d'émetteur du côté sortie, comme il convient.
Le démultiplexage, le multiplexage et les opérations d'insertion/extraction sont actuellement mises en oeuvre à l'aide de filtres et de cordons de raccordement entre le commutateur et le filtre, et ce pour chaque longueur d'onde, ce qui donne lieu à des pertes importantes à travers les situes C et D. Un préamplificateur optique 7a est généralement prévu à l'entrée du démultiplexeur 4, 4' afin d'amplifier les signaux WDM reçus avant la commutation. De façon similaire, un postamplificateur 7b est généralement prévu à la sortie du multiplexeur 5, 5' pour amplifier les signaux WDM émis après la commutation.
Le réseau 1 nécessite en outre une régénération de signal. Un site de régénération, comme le site E, est généralement pourvu de répéteurs 3 comprenant des démultiplexeurs 4" couplés à des multiplexeurs 5" via des régénérateurs R. Ce site requiert également une paire supplémentaire de transpondeurs par signal de voie, (non illustrés car inclus dans les régénérateurs R) .
En résumé, il est clair que les configurations WDM actuelles nécessitent une paire de transpondeurs sur chaque site, pour chaque signal de voie traversant les commutateurs 2, 2'. Qui plus est, des transpondeurs supplémentaires sont nécessaires pour insérer ou extraire des signaux de voie dans lé/du commutateur 2. Le réseau 1 requiert également une régénération des signaux. Par ailleurs, toute augmentation du nombre de voies (longueurs d'onde) dans un signal WDM nécessite une paire supplémentaire de transpondeurs dans chaque commutateur 2 et dans chaque répéteur 3.
La figure 2 illustre un réseau 100 utilisant un commutateur photonique selon la présente invention. I1 est évident que comme la commutation et les opérations d'insertion/extraction s'effectuent dans le domaine optique, aucun transpondeur n'est requis, ce qui résulte en des économies importantes en termes d'équipement au niveau des noeuds de commutation C et D, et en des pertes moindres.
Le commutateur photonique 9, 9' aux sites C et D, respectivement, comprend un démultiplexeur 40, 40', un multiplexeur 50, 50' et un bloc de commutation 8, 8'. Le bloc de commutation comporte une structure de commutation 14, constituée, par exemple, de matrices MEMS 3D. Toutefois, la configuration de la structure de commutation 14 selon l'invention n'est pas limitée à l'utilisation de dispositifs MEMS 3D ; tout autre dispositif capable de réacheminer la lumière avec plus de quatre degrés de liberté peut tout aussi bien être utilisé pour la structure de commutation 14.
Le bloc de commutation 8, 8' a également une unité de commande 13, 13' pour controller le chemin des longueurs d'onde au sein de la structure de commutation, depuis les ports d'entrée (connecteurs) jusqu'aux ports de sortie, en orientant de façon adéquate les dispositifs MEMS 3D.
Le tronçon d'entrée 11 et le tronçon de sortie 12 à la figure 2 comprennent une pluralité de fibres d'entrée et de sortie et les ports associés, chacun transportant un signal optique multivoie d'entrée/sortie (DWDM) respectif. Le nombre de ports d'entrée est, d'une façon générale, égal au nombre de ports de sortie, mais il pourrait également être différent dans certaines applications. On indiquera donc ici le nombre total de ports d'entrée par I et le nombre de ports de sortie par I', si bien qu'un port d'entrée est désigné par l'indice i et un port de sortie par l'indice i'. On indique également le nombre maximal de voies (longueurs d'onde) sur un port d'entrée par K, le nombre maximal de voies (longueurs d'onde) sur un port de sortie par K', l'étendue d'une voie d'entrée sur un port par k, et l'étendue d'une voie de sortie sur un port par k'. De cette manière, un signal multivoie d'entrée est désigné par Sin(k,i) et un signal multivoie de sortie est désigné par Sout (k' , i') .
Le n#ud de commutation C, D peut également être pourvu de préamplificateurs, tels que 7a, et de postamplificateurs, tels que 7b, suivant les caractéristiques de l'application.
Les commutateurs photoniques 9 et 9' illustrés à la figure 2 présentent une structure et un mode d'opération différents de ceux des interconnexions électriques aux n#uds C et D de la figure 1. Outre les différences de configuration et de mode d'opération de la structure de commutation 14, le démultiplexeur 40 et le multiplexeur 50 optiques présentent également une structure différente de celle du démultiplexeur 4 et du multiplexeur 5 illustrés à la figure 1. De plus, le commutateur photonique 9, 9' exécute des opérations d'insertion/extraction d'une manière spécifique, sans nécessiter des multiplexeurs optiques à insertion/extraction traditionnels. Ce montage résulte en sensiblement moins de pertes à travers le commutateur photonique que le montage actuel de multiplexeurs et de démultiplexeurs non intégrés en plus de cordons de raccordement de fibres pour chaque longueur d'onde.
La figure 3A illustre un schéma d'un mode de réalisation du commutateur photonique 9, illustré dans une vue dans l'espace aux figures 3B et 3C. Les figures 3A-3C n'illustrent ni l'unité de commande 13 ni certains éléments optiques qui ne sont pas pertinents à la description qui suit.
La figure 3A a également pour but d'illustrer la façon dont les longueurs d'onde sont démultiplexées du côté entrée du commutateur et multiplexées du côté sortie. Comme indiqué plus haut, le nombre total de ports (fibres) d'entrée est désigné par ï et le nombre de ports de sortie par I', si bien que les fibres (ports) d'entrée sont désignées par 11-1 ...11-i<B>...</B> 11-I, et les fibres (ports) de sortie sont désignées par 12-1...12-i'...12-1' . Pour des raisons de simplicité, ce dessin illustre quatre longueurs d'onde d'entrée et quatre longueurs d'onde de sortie dans un plan du commutateur. Les longueurs d'onde appliquées en entrée sur la fibre 11-1 dans cet exemple sont fournies en sortie sur la fibre 12-2. En fait, le commutateur opère conformément à une carte de longueurs d'onde, ce qui conduit au transfert de certaines longueurs d'onde d'un signal multivoie d'entrée à un signal multivoie de sortie, de sorte que les longueurs d'onde sont regroupées (multiplexées) différemment dans les signaux d'entrée et de sortie. Ceci est illustré de manière explicite aux figures 3A et 3B, décrites ultérieurement.
La structure de commutation 14 comprend, dans ce mode de réalisation, deux matrices de dispositifs MEMS 3D 10 et 20 agencés suivant deux plans. Un dispositif MEMS 3D est identifié au sein de la matrice respective par un numéro de ligne (k) et un numéro de colonne (i). Ainsi, le miroir 4/3 est situé dans la ligne 4 et la colonne 3 de la matrice 10 à la figure 3B. Les matrices ne doivent pas nécessairement être parallèles l'une à l'autre, tant que la trajectoire de chaque longueur d'onde, est soigneusement configurée, comme on le décrit dans la suite.
L'exemple des figures 3A, 3B et 3C correspond à 1=I'=4 et K=K'=4. On comprendra que le nombre de fibres et de longueurs d'onde n'est donné qu'à titre d'exemple et que le commutateur photonique peut interconnecter un nombre bien plus grand de longueurs d'onde entre un nombre plus grand de fibres.
Du côté entrée du commutateur 9, le signal d'entrée Sin(k,i), ici Sin(4,1) reçu sur la fibre d'entrée 11-1 est séparé en quatre longueurs d'onde constitutives (K=4) par le démultiplexeur 40, comme illustré également à la figure 2. Le démultiplexeur est, dans cet exemple, un réseau de diffraction 40. La fibre 11-1 est couplée à une lentille de collimation 16 qui à son tour achemine les longueurs d'onde vers le réseau de diffraction 40, sur une certaine zone (tache) indiquée par a, et suivant un angle d'incidence a. Le terme tache est utilisé ici pour désigner la zone d'incidence d'un faisceau de lumière, comme illustré à la figure 3A par les lettres a et b, et comme illustré intuitivement par exemple à la figure 3B par des cercles pointillés marqués al à a4 et b1 à b4.
Le réseau de diffraction 40 réfléchit chaque longueur d'onde dans le signal d'arrivée Sin(4,1) sur un certain dispositif MEMS 3D de la matrice 10, suivant un angle d'incidence P. La/le fibre/port d'entrée 11-1, le réseau de diffraction 40 et la matrice 10 sont disposés dans une relation prédéterminée les uns par rapport aux autres par l'établissement préalable des angles a et (3. Les angles peuvent être préétablis de telle sorte que chaque longueur d'onde partant de la fibre 11-i vienne frapper un miroir de longueur i, p. ex. X1 est reçue sur le miroir 1/i, X2 sur le miroir 2/i, ... Ik sur le miroir k/i, ... et I,K sur le miroir K/i. La fibre 11-1 est de préférence associée à la colonne i=1, la fibre 11-2 à la colonne i=2, et ainsi de suite.
A leur tour, les miroirs de la matrice 10 acheminent la longueur d'onde incidente respective vers un miroir cible de la matrice de MEMS 20. Dans l'exemple de la figure 3A, le miroir 1/1 envoie I1 sur le miroir 2/4' de la matrice de MEMS 20, le miroir 1/2 envoie X2 sur le miroir 2/3' , le miroir 1/3 envoie k3 sur le miroir 2/2' et le miroir 1/4 envoie 14 sur le miroir 2/l'. Comme les miroirs peuvent tourner autour de deux axes, chaque miroir peut rediriger la longueur d'onde Il sur n'importe quel miroir de la matrice 20 en fonction de la position du miroir dans la matrice 10 et de son orientation (angle (3). L'angle (3 peut être ajusté selon le besoin par l'unité de commande 13.
Les miroirs de la matrice 20 peuvent également tourner autour de deux axes, et chaque miroir est positionné pour rediriger la lumière vers le multiplexeur 50. L'angle y varié en fonction de la position du miroir dans la matrice 20, l'angle (3 et l'orientation du miroir. L'orientation des dispositifs MEMS 3D dans la matrice 20 est ajustée selon le besoin par l'unité de commande 13.
Le réseau de diffraction 50 fonctionne comme un multiplexeur dans la mesure où il combine des faisceaux lumineux en un signal multivoie de sortie Sout(k',i'), ici Sout (4, 2) , en fonction de la longueur d'onde et de la tache d'incidence b, et achemine le signal Sout(4,2) vers une fibre de sortie respective 12. Ici aussi, l'allocation longueur d'onde/port de sortie/miroir est de préférence prédéterminée.
La sortie - du commutateur photonique 9 est également pourvue d'une lentille de focalisation 17 pour focaliser les longueurs d'onde de la tache b sur la fibre 12-2.
On comprendra que d'autres éléments optiques passifs, tels que des connecteurs, lentilles, etc. peuvent être prévus pour ajuster les trajectoires de lumière dans le commutateur 9. De tels éléments ne sont toutefois ni illustrés ni décrits, dans la mesure où ils sont bien connus des hommes du métier de la physique optique, et où ils ne sont pas pertinents au principe de fonctionnement de la présente invention.
En résumé, il existe des contraintes entre le réseau de diffraction 40 et la matrice 10, et entre le réseau de diffraction 50 et la matrice 20. Lorsque de la lumière issue de la fibre d'entrée 11-1 frappe le réseau 40, elle est divisée en ses longueurs d'onde constitutives. Pour positionner la matrice 10 vis-à-vis du réseau 40, il faut connaître à l'avance la carte des longueurs d'onde constitutives. Si les longueurs d'onde variaient, les miroirs ne seraient plus dans la bonne position. Toutefois, comme il existe des cartes de longueurs d'onde normalisées (définies par l'IUT), cela ne devrait pas se produire. Si un miroir dans la matrice 10 a été correctement positionné pour réfléchir une longueur d'onde particulière, seule cette longueur d'onde peut venir frapper ce miroir.
L'inverse est vrai, pour ce qui est du positionnement de miroirs dans la matrice 20 qui acheminent des longueurs d'onde vers le réseau 50, lequel les multiplexe et les achemine vers les fibres de sortie. Si une longueur d'onde frappe un miroir dans la matrice 20 et n'est pas la longueur d'onde correcte, comme défini par la géométrie du miroir, du réseau et du port de sortie, elle ne pourra pas être acheminée vers le port de sortie. I1 s'agit là en fait d'un avantage de l'agencement de l'invention, dans la mesure où il ne permet pas l'acheminement de longueurs d'onde équivalentes sur la même fibre de sortie. I1 évite également les interférences avec d'autres voies dans le cas où une voie s'écarte de sa longueur d'onde centrale.
La figure 3B illustre une vue en perspective d'une structure de commutation dotée de matrices de MEMS 3D 10 et 20, pour commuter des signaux à 4 voies appliqués en entrée sur quatre fibres 11-1 à 11-4 sur les fibres de sortie 12-1 à 12-4. L'unité de commande n'est pas illustrée, par souci de simplification.
Comme le nombre de longueurs d'onde et de ports est de quatre dans cet exemple, chaque matrice comporte 4x4 dispositifs de MEMS 3D. Quatre fibres d'entrée et quatre fibres de sortie sont illustrées, chacune transportant 4 longueurs d'onde. I1 est clair que des matrices comportant plus/moins de miroirs peuvent tout aussi bien être utilisées, en fonction de l'application. I1 est également possible de disposer de première et deuxième matrices de tailles différentes. Dans le cas général, pour I fibres d'entrée et I' fibres de sortie, un maximum de K longueurs d'onde sur chaque fibre d'entrée et K' sur chaque fibre de sortie, la matrice 10 possède I colonnes et K lignes, et la matrice 20 possède K' lignes et I' colonnes.
Le démultiplexeur 40 reçoit les signaux DWDM d'entrée issus des fibres d'entrée et sépare chaque signal DWDM en voies (longueurs d'onde) constitutives. Ainsi, le signal multivoie Sin(4;1) issu de la fibre 11-1 est acheminé vers la tache al, le signal multivoie Sin(4,2) de la fibre 11-2 est acheminé vers la tache a2, et ainsi de suite. Une voie U de Sin(k,i) est acheminée sur un premier miroir MEMS 3D k/i de la première matrice 10., en fonction du port (i) sur lequel elle arrive au niveau du commutateur, ainsi que de la position de la tache a et de la longueur d'onde U. A la figure 3B, la longueur d'onde #.3 arrivant sur le commutateur photonique 9 par la fibre 11-3 est acheminée par le réseau de diffraction 40 depuis la tache a3 jusqu'au premier miroir 3/3.
A partir de la matrice 10, la longueur d'onde est réfléchie vers. un miroir dans la matrice 20. Le deuxième miroir est sélectionné dans la matrice 20 par l'unité de commande 13, qui ajuste l'orientation (3 du premier miroir, en fonction de la carte de longueurs d'onde actuelle. Chaque miroir de la matrice 20 achemine la voie qui le frappe vers le multiplexeur 50 sur l'une des taches b-1 à b-4, en fonction du (3 du premier miroir, de la position du deuxième miroir dans la matrice 20 et de l'orientation y du deuxième miroir. A la figure 3B, la longueur d'onde ?@3 est réfléchie par le miroir 3/3 sur le miroir 1/2', lequel achemine à son tour cette longueur d'onde vers la tache b-1 du réseau de diffraction 50, pour la multiplexer avec d'autres longueurs d'onde arrivant sur la tache b-1 et appelées à se propager sur la fibre 12-1.
La figure 3C illustre une vue dans l'espace d'un commutateur photonique 9 à insertion/extraction intégrée, et des exemples d'opérations d'insertion et d'extraction. On notera à nouveau que, selon l'invention, il n'est pas nécessaire de prévoir un multiplexeur optique à insertion/extraction séparé. La matrice MEMS 3D 15 fournit la foncticn d'insertion, tandis que la matrice MEMS 3D 25 fournit la fonction d'extraction. Les matrices 15 et 25 possèdent un nombre étendu de colonnes, à savoir, dans l'exemple de la figure 3C, deux colonnes supplémentaires, 5 et 6, lesquelles pourraient servir 2x4 ports d'insertion 21 et 2x4 ports d'extraction 22, respectivement. Les fibres/ports recevant les voies d'insertion sont désigné(e)s par A1-A8 à la figure 3C, tandis que les ports/fibres transmettant les voies d'extraction sont désigné(e)s par D1-D8. Les opérations d'insertion/extraction utilisent ces zones, et donc la zone sur la matrice 15 définie par les lignes 1-4 et les colonnes 5, 6 est la zone d'insertion, tandis que la zone sur la matrice 25 définie par '.-s lignes l'-4' et les colonnes 5', 6' est la zone d'extraction. La zone restante (lignes 1-4, colonnes 1-4) sur chaque matrice est définie comme la zone de commutation.
L'exemple à la figure 3C illustre une voie d'insertion de longueur d'onde insertion, reçue sur la fibre A2 des ports d'insertion 21. La voie est acheminée du port A2 sur le miroir 5/2 (illustré en gris foncé) de la zone d'insertion/extraction de la matrice 15, d'où elle est réfléchie sur le miroir 2/3' (également illustré en gris foncé) de la matrice 25. Le miroir 2/3' achemine la voie d'insertion vers le dispositif de réseau de diffraction 50 sur la zone b2, si bien que la voie d'insertion ;.insertion est multiplexée sur la fibre de sortie correspondant à la tache b2, ici la fibre 12-2.
Une opération d'extraction est mise en #uvre d'une Eaçon similaire. Par exemple, une voie d'extraction ;.extraction est séparée du signal DWDM d'entrée reçu de la fibre d'entrée 11-1 par le dispositif de réseau de diffraction 40, lequel achemine cette voie de la tache al vers un premier miroir 1/3 (illustré en gris clair) au sein de la zone de commutation de la matrice 15. Ce premier miroir achemine la voie d'extraction sur un miroir dans la zone d'extraction de la matrice 25, c'est-à-dire le miroir 5/2' (également illustré en gris clair). Le miroir 5/2' achemine alors la longueur d'onde lextraction vers le port d'extraction B6.
I1 est possible de disposer de zones d'insertion/extraction de tailles différentes sur les première et deuxième matrices.
La figure 4A est une représentation schématique d'un autre mode de réalisation du commutateur photonique 9 selon l'invention, et la figure 4B est une vue de côté du mode de réalisation de la figure 4A. L'unité de commande 13 n'est pas illustrée par souci de simplification. Ces figurent n'illustrent pas non plus des opérations d'insertion/extraction.
Le schéma des figures 4A et 4B illustrent des éléments optiques similaires à ceux de la figure 3A, à savoir les lentilles de collimation et de focalisation 16 et 17, le démultiplexeur 40 et le multiplexeur 50 sous la forme de dispositifs de réseau de diffraction, et les matrices MEMS 3D 10 et 20. Ce mode de réalisation comprend un dispositif de réseau de diffraction supplémentaire 14 disposé sur le chemin de la lumière entre les deux matrices 40 et 50. Bien que les matrices soient illustrées dans le même plan, il est évident qu'elles ne doivent pas nécessairement être coplanaires.
Dans cet exemple, il y a huit fibres d'entrée 11-1 à 11-8 et huit fibres de sortie 12-1 à 12-8 (I=I'=8), chacune transportant quatre voies #.1 à X4 (k=4). Un signal d'entrée Sin(k,i) issu d'une fibre d'entrée 11-i est collimaté avec les lentilles respectives 16-1 à 16-8, tandis qu'un signal de sortie Sout(k',i') est focalisé sur les fibres de sortie 12-1 à 12-8 par la lentille de focalisation 17-1 à 17-8. On comprendra que le nombre de fibres et de longueurs d'onde n'est donné qu'à titre d'exemple et que le commutateur photonique peut interconnecter un nombre bien plus grand de longueurs d'onde entre un nombre plus frand de fibres.
Le signal DWDM collimaté par les lentilles 16 est acheminé vers le dispositif de réseau de diffraction 40, qui sépare (démultiplexe) les longueurs d'onde et achemine chaque longueur d'onde vers un miroir MEMS 3D de la matrice 10. L'allocation longueur d'onde/port d'entrée/miroir ést de préférence prédéterminée, comme on l'a expliqué relativement à l'exemple des figures 3A-3C.
La longueur d'onde Il arrive, dans l'exemple des figures 4A et 4B, sur le miroir 1/1 de la matrice 10. Le miroir 1/1 achemine cette longueur d'onde sur le dispositif de réseau de diffraction intermédiaire 14, et, de là, I1 arrive sur un miroir de la matrice MEMS 3D 20. Comme les miroirs peuvent tourner autour de deux axes. Le dispositif de réseau de diffraction 14 peut recevoir la .longueur d'onde I1 sur quatre zones d'incidence b différentes, chacune correspondant à un angle d'incidence @3 différent, en fonction de la position du miroir dans la matrice 10 et de son orientation.
Le dispositif de réseau de diffraction 14 réfléchit la lumière de longueur d'onde I1 sur un miroir de la matrice 20, suivant l'angle (3 et la zone d'incidence b, qui, comme on l'a vu plus haut, dépend de l'orientation du miroir 1/1. Supposons que I1 arrive sur le miroir 3/1 de la matrice 20, com îc illustré à la figure 4B. Le miroir 3/1 achemine à présent la lumière de longueur d'onde I1 vers le dispositif de réseau de diffraction 50 suivant un angle d'incidence y et sur une zone d'incidence c. L'angle y et la zone c dépendent à nouveau de la position du miroir 3/1 dans la matrice 20 et de son orientation, et peuvent prendre différentes valeurs, puisque le miroir 3/1 peut prendre différentes orientations.
Le dispositif 50 réfléchit la lumière qui le frappe selon un angle de sortie 8 jusqu'à la lentille de focalisation 17-3, et, de là, jusqu'à la fibre de sortie 12-3. Dans l'exemple de la figure 3B, la longueur d'onde 13 est combinée à I1 par le dispositif 50, ces longueurs d'onde étant acheminées par les miroirs respectifs dans la matrice 20 Sur la fibre 12 3. L'utilisation de deux matrices de commutation permet de commuter chaque longueur d'onde ;#1 de la fibre 11-1, p. ex., sur l'une quelconque des fibres de sortie 12-1 à 12-8. A la figure 3B, ;#1 pénètre dans le commutateur sur la fibre 11-1 et sort du commutateur sur la fibre 12-3.
Bien que l'invention ait été décrite en référence à des modes de réalisation illustratifs particuliers, on pourra apporter des modifications et améliorations supplémentaires, lesquelles viendront à l'esprit de l'homme de l'art, sans s'écarter pour autant du cadre de l'invention dans son aspect plus large.

Claims (10)

REVENDICATIONS
1. Commutateur photonique pour un réseau DWDM, comprenant: une pluralité I de ports d'entrée et une pluralité I' de ports de sortie ; un démultiplexeur optique pour séparer ladite longueur d'onde Ik d'un signal multivoie d'entrée Sin(k,i) reçu sur un port d'entrée i, et pour acheminer celle-ci sur une région d'entrée allouée le long d'un chemin d'entrée prédéterminé ; un bloc de commutation destiné pour acheminer une longueur d'onde Xk le long d'un chemin optique depuis une région d'entrée allouée jusqu'à une région de sortie associée, sélectionnée parmi une pluralité de régions de sortie ; et un multiplexeur optique pour acheminer ladite longueur d'onde Ik depuis ladite région de sortie associée le long d'un chemin de sortie prédéterminé, et à combiner celle-ci dans un signal multivoie de sortie Sout(k',i'), transmis sur un port i'.
2. Commutateur photonique, selon la revendication 1, dans lequel ledit bloc de commutation comprend une structure de commutation pour interconnecter ladite longueur d'onde 7,k depuis ledit signal multivoie d'entrée Sin(k,i) jusqu'audit signal multivoie de sortie Sout(k',i') ; et une unité de commande pour sélectionner ladite région de sortie associée et pour configurer ou ajuster ladite structure de commutation afin d'acheminer ladite longueur d'onde le long d'un chemin adaptable entre ladite région d'entrée allouée et ladite région de sortie associée.
3. Commutateur photonique selon la revendication 2, dans lequel ladite structure de commutation comprend une matrice d'entrée à K lignes et I colonnes d'éléments de commutation optiques d'entrée, et une matrice de sortie à K' lignes et I' colonnes d'éléments de commutation optiques de sortie ; chaque port d'entrée étant associé à une colonne de ladite matrice d'entrée et chaque longueur d'onde arrivant sur ledit port d'entrée étant associée à une ligne de ladite matrice d'entrée ; et chacun desdits ports de sortie étant associé à une colonne de ladite matrice de sortie et chaque longueur d'onde émise au niveau dudit port de sortie étant associée à une ligne de ladite matrice de sortie.
4. Commutateur photonique selon la revendication 3, dans lequel lesdits éléments de commutation possèdent au minimum quatre degrés de liberté d'orientation.
5. Commutateur photonique selon la revendication 3, dans lequel lesdits éléments de commutation sont des miroirs MEMS 3D.
6. Commutateur, photonique selon la revendication 3, dans lequel ledit démultiplexeur optique et lesdits ports d'entrée sont agencés dans une position prédéterminée les uns par rapport aux autres, le long dudit chemin d'entrée prédéterminé, pour séparer chaque signal multivoie d'entrée en longueurs d'onde constitutives en fonction d'une région d'incidence dudit signal multivoie d'entrée sur ledit démultiplexeur.
7. Commutateur photonique selon la revendication 6, dans lequel ledit démultiplexeur et ladite matrice d'entrée sont agencés dans une position prédéterminée les uns par rapport aux autres, le long dudit chemin d'entrée prédéterminé, pour acheminer chacune desdites longueurs d'onde constitutives depuis ledit démultiplexeur jusqu'à ladite matrice d'entrée, en fonction de ladite longueur d'onde Xk et dudit port d'entrée i.
8. Commutateur photonique selon la revendication 1, comprenant en outre des éléments.optiques agencés le long dudit premier chemin d'entrée prédéterminé pour acheminer ladite longueur d'onde dudit port d'entrée i vers ladite région d'entrée allouée.
9. Commutateur photonique selon la revendication 3, dans lequel ledit multiplexeur et lesdits ports de sortie sont agencés dans une position prédéterminée les uns par rapport aux autres, le long dudit chemin de sortie prédéterminé pour combiner toutes les longueurs d'onde arrivant dans une certaine zone d'incidence sur ledit multiplexeur au sein d'un signal multivoie de sortie.
10. Commutateur. photonique selon la revendication 9, dans lequel ledit démultiplexeur et ladite matrice de sortie sont agencés dans une position prédéterminée les uns par rapport aux autres, le long dudit chemin de sortie prédéterminé pour acheminer chacune desdites longueurs d'onde Ik depuis ladite matrice de sortie jusqu'à ladite certaine zone d'incidence, en fonction de ladite longueur d'onde Xk et dudit port d'entrée i. il. Commutateur. photonique selon la revendication 10, comprenant en outre des éléments optiques agencés le long dudit second chemin de sortie prédéterminé pour acheminer ladite longueur d'onde de ladite région de sortie sur ledit port de sortie associé. 12. Commutateur photonique selon la revendication 2, dans lequel I=I' et i=i'. 13. Commutateur photonique selon la revendication 2, dans lequel K=K', k=k', I=I' et i=i'. 14. Commutateur photonique selon la revendication 1, dans lequel ledit bloc de commutation comprend une structure de commutation pour interconnecter ladite longueur d'onde #Ik depuis ledit signal multivoie d'entrée Sin(k,i) jusqu'audit signal multivoie de sortie Sout(k',i') et pour interconnecter une longueur d'onde d'insertion incidente sur ladite zone d'insertion avec ledit signal multivoie de sortie ; et une unité de commande pour configurer ladite structure de commutation pour acheminer ladite longueur d'onde le long d'un chemin adaptable entre ladite région d'entrée allouée et ladite région de sortie associée, et pour configurer ladite structure de commutation pour acheminer ladite longueur d'onde d'insertion le long d'un chemin d'insertion adaptable entre ladite zone d'insertion et ladite région de sortie associée. 15. Commutateur photonique selon la revendication 14, comprenant en outre une pluralité de ports d'insertion. 16. Commutateur photonique selon la revendication 15, dans lequel . ladite structure de commutation comprend une matrice d'entrée comportant une zone de commutation d'entrée de K lignes et I colonnes d'éléments de commutation optiques d'entrée et une zone d'insertion de M lignes et N colonnes d'éléments de commutation optiques d'entrée ; chaque port d'entrée étant associé à une colonne de ladite zone de commutation et chaque longueur d'onde étant associée à une ligne de ladite zone de commutation ; et chaque port d'insertion étant associé à une colonne de ladite zone d'insertion et chaque longueur d'onde arrivant sur ledit port d'insertion étant associée à une ligne de ladite zone d'insertion. 17. Commutateur photonique selon la revendication 1, dans lequel ledit bloc de commutation comprend une structure de commutation pour interconnecter ladite longueur d'onde ;#k depuis ledit signal multivoie d'entrée Sin(k,i) jusqu'audit signal multivoie de sortie Sout(k',i') et pour interconnecter une longueur d'onde d'extraction dudit signal multivoie d'entrée sur ladite zone d'extraction ; et une unité de commande pour configurer ladite structure de commutation pour acheminer ladite longueur d'onde le long d'un chemin adaptable entre ladite région d'entrée allouée et ladite région de sortie associée, et pour acheminer ladite longueur d'onde d'extraction le long d'un chemin d'extraction adaptable entre ladite région d'entrée allouée et ladite zone d'extraction. 18. Commutateur photonique selon la revendication 1, comprenant en outre une pluralité de ports d'extraction. 19. Commutateur photonique selon la revendication 18, dans lequel ladite structure de commutation comprend une matrice de sortie avec K' lignes et I' colonnes d'éléments de commutation optiques de sortie et une zone d'extraction de M' lignes et N' colonnes d'éléments de commutation optiques de sortie ; chacun desdits ports de sortie étant associé à une colonne de ladite zone de commutation et chacune desdites longueurs d'onde étant associée à une ligne de ladite zone de commutation ; et chaque port d'extraction étant associé à une colonne de ladite zone d'extraction et chaque longueur d'onde arrivant sur ledit port d'extraction étant associée à une ligne de ladite zone d'extraction. 20. Procédé de routage d'une longueur d'onde au sein d'un commutateur photonique d'un réseau DWDM, comprenant le préétablissement d'un chemin optique d'entrée entre un port d'entrée associé à ladite longueur d'onde et un élément de commutation optique alloué d'une matrice d'entrée, suivant une carte de connectivité ; l'établissement d'un chemin adaptable depuis ledit élément de commutation optique alloué jusqu'à un élément de commutation optique associé d'une matrice de sortie ; et le préétablissement d'un chemin optique de sortie entre ledit élément de commutation optique associé et un port de sortie concerné, suivant ladite carte de connectivité. 21. Procédé selon la revendication 20, comprenant en outre le transit dudit chemin adaptable pour connecter ledit élément de commutation optique alloué à un autre élément de commutation optique de ladite matrice de sortie, à chaque fois que ladite carte de connectivité change. 22. Commutateur photonique pour router une pluralité de longueurs d'onde d'un réseau de transport DWD, entre une pluralité de ports d'entrée et une pluralité de ports de sortie, comprenant une structure de commutation tout optique pour interconnecter une longueur d'onde Ik depuis un signal optique multivoie d'entrée Sin(k,i) jusqu'à un signal optique multivoie de sortie Sout(k',i'), le long d'un chemin optique adaptable ; et une unité ,de commande pour configurer ledit chemin optique adaptable. 23. Commutateur photonique selon la revendication 22, comprenant en outre un démultiplexeur optique pour séparer ladite longueur d'onde #,k dudit signal optique multivoie d'entrée, et pour acheminer celle-ci sur une région d'entrée allouée de ladite structure de commutation le long d'un chemin d'entrée prédéterminé. 24. Commutateur photonique selon la revendication 23, comprenant en outre un multiplexeur optique pour recevoir ladite longueur d'onde #-k reçue le long d'un chemin de sortie prédéterminé d'une région de sortie associée de ladite structure de commutation, et pour combiner celle-ci audit signal multivoie de sortie. 25. Commutateur photonique selon la revendication 22, dans lequel ladite structure de commutation tout optique comprend une matrice d'entrée à K lignes et I colonnes d'éléments de commutation optiques, chaque port d'entrée étant associé à une colonne de ladite matrice d'entrée et chaque longueur d'onde étant associée à une ligne de ladite matrice d'entrée. 26. Commutateur photonique selon la revendication 25, dans lequel ladite structure de commutation tout optique comprend en outre une matrice de sortie à K' lignes et I' colonnes d'éléments de commutation optiques, chaque port de sortie étant associé à une colonne de ladite matrice de sortie et chaque longueur d'onde étant associée à une ligne de ladite matrice de sortie. 27. Commutateur photonique selon la revendication 22, dans lequel ladite structure de commutation tout optique comprend une matrice d'entrée comportant une zone de commutation de K lignes et I colonnes d'éléments de commutation optiques et une zone d'insertion de M lignes et N colonnes d'éléments de commutation optiques d'entrée ; chaque port d'entrée étant associé à une colonne de ladite matrice d'entrée et chaque longueur d'onde étant associée à une ligne de ladite matrice d'entrée ; et chaque port d'insertion étant associé à une colonne de ladite zone d'insertion et chaque longueur d'onde arrivant sur ledit port d'insertion étant associée à une ligne de ladite zone d'insertion. 28. Commutateur photonique selon la revendication 22, dans lequel ladite structure de commutation comprend une matrice de sortie à K' lignes et I' colonnes d'éléments de commutation optiques de sortie, chacun desdits ports de sortie étant associé à une colonne de ladite matrice de sortie et chacune desdites longueurs d'onde étant associée à une ligne de, ladite matrice de sortie. 29. Commutateur photonique selon la revendication 22, dans lequel ladite structure de commutation comprend une matrice de sortie comportant une zone de commutation de K' lignes et I' colonnes d'éléments de commutation optiques et une zone d'extraction de M' lignes et N' colonnes d'éléments de commutation optiques chacun desdits ports de sortie étant associé à une colonne de ladite zone de commutation et chacune desdites longueurs d'onde étant associée à une ligne de ladite matrice de sortie ; et chaque port d'extraction étant associé à une colonne de ladite zone d'extraction et chaque longueur d'onde arrivant sur ledit port d'extraction étant associée à une ligne de ladite zone d'extraction. 30. Commutateur photonique selon la revendication 3, dans lequel ladite matrice d'entrée et ladite matrice de sortie sont agencés dans deux plans différents. 31. Commutateur photonique selon la revendication 30, dans lequel lesdits plans sont essentiellement parallèles l'un à l'autre. 32. Commutateur photonique selon la revendication 3, dans lequel ladite matrice d'entrée et ladite matrice de sortie sont agencés essentiellement dans le même plan, et dans lequel ledit bloc de commutation comprend en outre un moyen d'acheminement agencé dans le chemin de la lumière entre lesdites matrices d'entrée et de sortie.
FR0103653A 2000-03-15 2001-03-13 Commutateur photonique integre Expired - Fee Related FR2806558B1 (fr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CA002300780A CA2300780C (fr) 2000-03-15 2000-03-15 Commutateur photonique integre

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2806558A1 true FR2806558A1 (fr) 2001-09-21
FR2806558B1 FR2806558B1 (fr) 2006-07-28

Family

ID=4165535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR0103653A Expired - Fee Related FR2806558B1 (fr) 2000-03-15 2001-03-13 Commutateur photonique integre

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7106966B1 (fr)
CA (1) CA2300780C (fr)
FR (1) FR2806558B1 (fr)
GB (1) GB2366105B (fr)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2838527A1 (fr) * 2002-04-11 2003-10-17 Memscap Matrice de commutateurs optiques
FR2849919A1 (fr) * 2003-01-15 2004-07-16 Jobin Yvon Sas Dispositif d'injection soustraction de composantes spectrales pour fibres optiques.
EP1483607A2 (fr) * 2002-03-08 2004-12-08 PTS Corporation Architectures d'un raccord croise de longueurs d'onde optiques utilisant des elements d'acheminement de longueurs d'onde, et procede de realisation d'ameliorations en service

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6721508B1 (en) 1998-12-14 2004-04-13 Tellabs Operations Inc. Optical line terminal arrangement, apparatus and methods
GB0121308D0 (en) 2001-09-03 2001-10-24 Thomas Swan & Company Ltd Optical processing
US7088882B2 (en) 2002-05-20 2006-08-08 Metconnex Canada, Inc. Wavelength cross-connect
DE10241203A1 (de) * 2002-09-05 2004-03-25 Siemens Ag Leiterplatte mit elektrischen Leiterbahnen und Mitteln zur elektro-optischen und/oder optisch-elektrischen Wandlung
US8639069B1 (en) * 2003-06-30 2014-01-28 Calient Technologies, Inc. Wavelength dependent optical switch
US7277640B2 (en) * 2003-11-18 2007-10-02 Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte Ltd Optical add/drop multiplexing systems
EP1677131B1 (fr) * 2004-12-30 2011-10-05 Proximion Fiber Systems AB Coupleur optique avec réseau de Bragg à fibre optique et cavité de Fabry-Perot et procédé de son utilisation
US8249451B2 (en) * 2007-08-16 2012-08-21 Futurewei Technologies, Inc. Methods for characterizing optical switches and multiplexers/demultiplexers
US8150264B2 (en) * 2007-11-09 2012-04-03 University Of Houston Methods for non-wavelength-converting multi-lane optical switching
US8854597B2 (en) * 2011-03-16 2014-10-07 Finisar Corporation Wavelength selective switch
JP5651904B2 (ja) * 2011-04-14 2015-01-14 独立行政法人産業技術総合研究所 Ｎ×ｎ波長選択スイッチ
US9188831B2 (en) * 2012-02-17 2015-11-17 Alcatel Lucent Compact wavelength-selective cross-connect device having multiple input ports and multiple output ports
US9369783B2 (en) 2012-02-17 2016-06-14 Alcatel Lucent Wavelength-selective cross-connect device having astigmatic optics
GB2504970A (en) 2012-08-15 2014-02-19 Swan Thomas & Co Ltd Optical device and methods to reduce cross-talk
US9160478B2 (en) 2013-03-05 2015-10-13 Jds Uniphase Corporation Reconfigurable optical add/drop multiplexor and optical switching node
US9325604B2 (en) * 2013-03-15 2016-04-26 Plexxi Inc. System and method for data center optical connection
US9432750B1 (en) * 2013-04-19 2016-08-30 Wavexing, Inc. Contentionless N×M wavelength cross connect
US9756404B2 (en) * 2014-07-03 2017-09-05 Fiber Mountain, Inc. Data center path switch with improved path interconnection architecture
EP3217207B1 (fr) 2014-11-05 2019-09-04 Huawei Technologies Co., Ltd. Commutateur optique micro mecanique et noeud de commutation
CN111856658B (zh) * 2019-04-30 2022-03-25 华为技术有限公司 一种光通信的装置和波长选择方法
JP2023503444A (ja) 2019-11-22 2023-01-30 ライトマター インコーポレイテッド 線形フォトニックプロセッサ及び関連する方法
WO2022020667A1 (fr) * 2020-07-24 2022-01-27 Lightmatter, Inc. Systèmes et procédés d'utilisation de degrés de liberté photoniques dans un processeur photonique

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5726788A (en) * 1996-09-30 1998-03-10 Mci Corporation Dynamically reconfigurable optical interface device using an optically switched backplane
US5960133A (en) * 1998-01-27 1999-09-28 Tellium, Inc. Wavelength-selective optical add/drop using tilting micro-mirrors
US5973809A (en) * 1995-09-01 1999-10-26 Oki Electric Industry Co., Ltd. Multiwavelength optical switch with its multiplicity reduced
WO1999066354A2 (fr) * 1998-06-05 1999-12-23 Astarte Fiber Networks, Inc. Commutateur optique a matrice plane et procede correspondant
WO2000020899A2 (fr) * 1998-09-15 2000-04-13 Xros, Inc. Commutateur a fibres optiques, compact, modulaire et souple
EP1052868A2 (fr) * 1999-05-13 2000-11-15 Lucent Technologies Inc. Dispositif de routage utilisant l'espace libre et un réseau matrice de guide d'ondes

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5037173A (en) * 1989-11-22 1991-08-06 Texas Instruments Incorporated Optical interconnection network
JP2617054B2 (ja) * 1991-10-18 1997-06-04 日本電信電話株式会社 光接続モジュール
US5623356A (en) * 1995-02-09 1997-04-22 Lucent Technologies Inc. Combined wavelength router and switch apparatus for use in a wavelength division multiplexed optical communication system
JP3582030B2 (ja) 1995-07-05 2004-10-27 富士通株式会社 クロスコネクト装置
DE19605808C2 (de) 1996-02-16 1997-12-18 Siemens Ag WDM-Koppelanordnung
US5878177A (en) * 1997-03-31 1999-03-02 At&T Corp. Layered switch architectures for high-capacity optical transport networks
US5960132A (en) 1997-09-09 1999-09-28 At&T Corp. Fiber-optic free-space micromachined matrix switches
US6137608A (en) 1998-01-30 2000-10-24 Lucent Technologies Inc. Optical network switching system
US6647209B1 (en) * 1998-02-13 2003-11-11 Apa Optics, Inc. Multiplexer and demultiplexer for single mode optical fiber communication links
EP1151335A2 (fr) 1999-02-11 2001-11-07 Memlink Ltd. Valve optomecanique et reseau de valves pour communication par fibre optique
US6445841B1 (en) * 1999-05-28 2002-09-03 Omm, Inc. Optomechanical matrix switches including collimator arrays
US6317439B1 (en) 1999-06-03 2001-11-13 Fujitsu Network Communications, Inc. Architecture for a SONET line unit including optical transceiver, cross-connect and synchronization subsystem
EP1091614B1 (fr) 1999-10-06 2004-12-15 Nortel Networks Limited Commutateur pour des signaux optiques

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5973809A (en) * 1995-09-01 1999-10-26 Oki Electric Industry Co., Ltd. Multiwavelength optical switch with its multiplicity reduced
US5726788A (en) * 1996-09-30 1998-03-10 Mci Corporation Dynamically reconfigurable optical interface device using an optically switched backplane
US5960133A (en) * 1998-01-27 1999-09-28 Tellium, Inc. Wavelength-selective optical add/drop using tilting micro-mirrors
WO1999066354A2 (fr) * 1998-06-05 1999-12-23 Astarte Fiber Networks, Inc. Commutateur optique a matrice plane et procede correspondant
WO2000020899A2 (fr) * 1998-09-15 2000-04-13 Xros, Inc. Commutateur a fibres optiques, compact, modulaire et souple
EP1052868A2 (fr) * 1999-05-13 2000-11-15 Lucent Technologies Inc. Dispositif de routage utilisant l'espace libre et un réseau matrice de guide d'ondes

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1483607A2 (fr) * 2002-03-08 2004-12-08 PTS Corporation Architectures d'un raccord croise de longueurs d'onde optiques utilisant des elements d'acheminement de longueurs d'onde, et procede de realisation d'ameliorations en service
EP1483607B1 (fr) * 2002-03-08 2014-01-29 Altera Corporation Architectures d'un raccord croise de longueurs d'onde optiques utilisant des elements d'acheminement de longueurs d'onde, et procede de realisation d'ameliorations en service
FR2838527A1 (fr) * 2002-04-11 2003-10-17 Memscap Matrice de commutateurs optiques
FR2849919A1 (fr) * 2003-01-15 2004-07-16 Jobin Yvon Sas Dispositif d'injection soustraction de composantes spectrales pour fibres optiques.

Also Published As

Publication number Publication date
GB2366105A (en) 2002-02-27
CA2300780C (fr) 2007-08-07
FR2806558B1 (fr) 2006-07-28
GB0105562D0 (en) 2001-04-25
GB2366105B (en) 2003-07-09
CA2300780A1 (fr) 2001-09-15
US7106966B1 (en) 2006-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2806558A1 (fr) Commutateur photonique integre
CA2285128C (fr) Commutateur pour signaux optiques
US6707959B2 (en) Wavelength switch
EP2141842B1 (fr) Dispositif de commutation de signaux optiques
US6333799B1 (en) Hybrid wavelength-interchanging cross-connect
CA2384233C (fr) Multiplexeur/demultiplexeur optique programmable
US9893833B2 (en) Wavelength selective switch having integrated channel monitor
JP6615887B2 (ja) カラーレス、ディレクションレスおよびコンテンションレスのネットワークノード
JP2004536485A (ja) 異なる波長多重光通信システム間で、波長多重信号を光学的にトランスペアレントに伝送する方法及び装置
US8693821B2 (en) Bidirectional wavelength cross connect architectures using wavelength routing elements
US7079723B2 (en) Optical wavelength cross connect architectures using wavelength routing elements
US20020196493A1 (en) Tunable, multi-port optical add-drop multiplexer
CN107005334A (zh) 弹性光联网
US6990268B2 (en) Optical wavelength cross connect architectures using wavelength routing elements
US6813408B2 (en) Methods for performing in-service upgrades of optical wavelength cross connects
FR2933256A1 (fr) Dispositif de commutation de signaux optiques
US9319757B2 (en) Optical wavelength-selective switch with a bank of wavelength convertors
WO2016002736A1 (fr) Dispositif de connexion transversale optique
FR2937815A1 (fr) Dispositif de commutation de signaux optiques
EP1717980A1 (fr) Dispositif de commutation optique modulaire et reconfigurable
WO2003076981A2 (fr) Architectures d&#39;un raccord croise de longueurs d&#39;onde optiques utilisant des elements d&#39;acheminement de longueurs d&#39;onde, et procede de realisation d&#39;ameliorations en service
EP1289333A1 (fr) Système de commutation optique tel que brasseur ou routeur pour réseau de transmission

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 15

ST Notification of lapse

Effective date: 20161130