FR2849015A1 - Optical telecommunications switching having five optical switch connections providing input intermediate outputs from four switches and fifth connection providing remaining outputs - Google Patents

Optical telecommunications switching having five optical switch connections providing input intermediate outputs from four switches and fifth connection providing remaining outputs Download PDF

Info

Publication number
FR2849015A1
FR2849015A1 FR0216495A FR0216495A FR2849015A1 FR 2849015 A1 FR2849015 A1 FR 2849015A1 FR 0216495 A FR0216495 A FR 0216495A FR 0216495 A FR0216495 A FR 0216495A FR 2849015 A1 FR2849015 A1 FR 2849015A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
optical
outputs
mirrors
inputs
switch
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.)
Pending
Application number
FR0216495A
Other languages
French (fr)
Inventor
Tarek Badreldin
Kareem Madkour
Bassam Saadany
Diaa Khalil
Philippe Helin
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.)
Memscap SA
Original Assignee
Memscap SA
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 Memscap SA filed Critical Memscap SA
Priority to FR0216495A priority Critical patent/FR2849015A1/en
Publication of FR2849015A1 publication Critical patent/FR2849015A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/35Optical coupling means having switching means
    • G02B6/354Switching arrangements, i.e. number of input/output ports and interconnection types
    • G02B6/35442D constellations, i.e. with switching elements and switched beams located in a plane
    • G02B6/3546NxM switch, i.e. a regular array of switches elements of matrix type constellation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q11/00Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0005Switch and router aspects
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/35Optical coupling means having switching means
    • G02B6/351Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements
    • G02B6/3512Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being reflective, e.g. mirror
    • G02B6/3514Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being reflective, e.g. mirror the reflective optical element moving along a line so as to translate into and out of the beam path, i.e. across the beam path
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/35Optical coupling means having switching means
    • G02B6/351Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements
    • G02B6/3512Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being reflective, e.g. mirror
    • G02B6/3518Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being reflective, e.g. mirror the reflective optical element being an intrinsic part of a MEMS device, i.e. fabricated together with the MEMS device
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/35Optical coupling means having switching means
    • G02B6/3564Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details
    • G02B6/3568Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details characterised by the actuating force
    • G02B6/357Electrostatic force
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/35Optical coupling means having switching means
    • G02B6/3564Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details
    • G02B6/3584Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details constructional details of an associated actuator having a MEMS construction, i.e. constructed using semiconductor technology such as etching
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q11/00Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0005Switch and router aspects
    • H04Q2011/0007Construction
    • H04Q2011/0024Construction using space switching

Abstract

The optical microswitch connects 4N optical inputs (I1n to I4n) with 4N optical outputs (O1n to O4n). There are five optical switch connections (S1 to S5) with 2N outputs. A group of four switches are connected together to generate 2N intermediate outputs and to a final output whilst a fifth structure provides the remaining outputs.

Description

MICROCOMMUTATEUR OPTIQUEOPTICAL MICROSWITCH

Domaine technique L'invention se rattache au domaine de la microélectronique appliquée aux 5 télécommunications par voie optique Elle concerne plus précisément les composants optiques microélectroniques assurant des fonctions de commutation, communément appelés "switch" Parmi ces composants, on peut citer à titre principal les brasseurs optiques, également appelés "optical cross connect OXC", ainsi que les multiplexeurs à extraction/insertion, également appelés "add drop 10 multiplexer".  Technical field The invention relates to the field of microelectronics applied to telecommunications by optical means. It relates more precisely to microelectronic optical components ensuring switching functions, commonly called "switch". Among these components, we can mainly mention brewers optics, also called "optical cross connect OXC", as well as extraction / insertion multiplexers, also called "add drop 10 multiplexer".

L'invention vise plus spécifiquement une nouvelle architecture de ce type de composant, destinée à limiter les pertes d'insertion ainsi que le chemin optique, en réduisant le nombre de miroirs nécessaires. 15 Techniques antérieures De façon générale, un commutateur optique est relié à un ensemble d'entrées et de sorties optiques Un ensemble de miroirs mobiles, et plus généralement de structures réfléchissantes, est agencé en alignement avec les différentes entrées et 20 sorties optiques, de telle sorte que lorsque les miroirs sont déplacés de façon appropriée, n'importe quelle entrée optique peut être reliée à n'importe quelle des sorties optiques.  The invention relates more specifically to a new architecture of this type of component, intended to limit the insertion losses as well as the optical path, by reducing the number of necessary mirrors. BACKGROUND ART In general, an optical switch is connected to a set of optical inputs and outputs. A set of movable mirrors, and more generally of reflecting structures, is arranged in alignment with the various optical inputs and outputs. so that when the mirrors are moved appropriately, any optical input can be connected to any of the optical outputs.

De manière classique, ces différents miroirs sont agencés selon une 25 organisation de matrice, qui est carrée lorsque le nombre d'entrées est égal au nombre de sorties optiques Un exemple d'une telle matrice est décrit dans le document US 2002/0102045.  Conventionally, these different mirrors are arranged in a matrix organization, which is square when the number of inputs is equal to the number of optical outputs. An example of such a matrix is described in document US 2002/0102045.

Toutefois, ce type de structure matricielle présente des inconvénients, 30 notamment en termes de pertes d'insertion En effet, plus la taille de la matrice est importante, plus les chemins optiques que peuvent parcourir les rayons à l'intérieur de la matrice sont importants En outre, ces chemins optiques s'étagent dans une plage étendue Cette plage va d'une valeur très faible, correspondant au chemin pour relier l'entrée et la sortie les plus proches d'un coin de la matrice, jusqu'à une valeur la plus élevée correspondant sensiblement à deux fois la dimension de cette matrice. Un objectif de l'invention est de réduire le chemin optique au sein du commutateur, afin de réduire les pertes d'insertion.  However, this type of matrix structure has drawbacks, in particular in terms of insertion losses. In fact, the larger the size of the matrix, the greater the optical paths that the rays can travel inside the matrix. In addition, these optical paths are staged in a wide range. This range goes from a very small value, corresponding to the path for connecting the input and the output closest to a corner of the matrix, up to a value the highest corresponding substantially to twice the dimension of this matrix. An objective of the invention is to reduce the optical path within the switch, in order to reduce the insertion losses.

Un autre objectif de l'invention, en réduisant ce chemin optique, est de 10 réduire également la distance sur laquelle doit se déplacer le miroir passant à un état bloquant, et donc ainsi améliorer l'efficacité des actionneurs utilisés.  Another object of the invention, by reducing this optical path, is also to reduce the distance over which the mirror must move, moving to a blocking state, and therefore thus improve the efficiency of the actuators used.

L'importance du chemin optique le plus long au sein d'une matrice, est une conséquence du fait qu'il est nécessaire d'avoir un nombre suffisant de miroirs pour 15 permettre la combinaison de n'importe quelle entrée avec n'importe quelle sortie optique Ainsi, à titre d'exemple, pour une matrice permettant de combiner quatre entrées avec quatre sorties, un nombre de seize miroirs est nécessaire pour assurer les vingt-quatre combinaisons entre les quatre entrées optiques et les quatre sorties.  The importance of the longest optical path within a matrix is a consequence of the fact that it is necessary to have a sufficient number of mirrors to allow the combination of any input with any optical output Thus, for example, for a matrix making it possible to combine four inputs with four outputs, a number of sixteen mirrors is necessary to ensure the twenty-four combinations between the four optical inputs and the four outputs.

Un autre objectif de l'invention est de réduire le nombre de miroirs pour parvenir à limiter le chemin optique parcouru par les différents faisceaux se propageant au sein du commutateur.  Another objective of the invention is to reduce the number of mirrors in order to limit the optical path traveled by the different beams propagating within the switch.

Exposé de l'invention L'invention concemrne donc tout d'abord un microcommutateur optique, permettant de connecter indifféremment quatre entrées optiques avec quatre sorties optiques. Conformément à l'invention, ce microcommutateur comporte cinq miroirs 30 répartis en deux groupes Un premier groupe de quatre miroirs est agencé selon deux lignes et deux colonnes Ces miroirs sont disposés en regard de quatre entrées optiques, qui sont alignées chacune avec une ligne ou une colonne Ces miroirs sont également disposés en regard de deux des sorties optiques du microcommutateur, ainsi que de deux sorties optiques intermédiaires Ces différentes sorties, globales ou intermédiaires, sont alignées chacune avec une ligne ou une colonne, et sont dans l'alignement d'une des entrées optiques Le 5 microcommutateur comprend également un second groupe de miroirs, limité au cinquième miroir, qui joue un rôle de commutateur de brassage Les entrées de ce cinquième miroir sont formées par les deux sorties intermédiaires issues du groupe de quatre miroirs, et les sorties de ce commutateur de brassage sont formées par les deux sorties optiques restantes, qui ne sont pas connectées au groupe de quatre 10 miroirs.  DESCRIPTION OF THE INVENTION The invention therefore relates first of all to an optical microswitch, making it possible to interconnect four optical inputs with four optical outputs. According to the invention, this microswitch comprises five mirrors 30 divided into two groups A first group of four mirrors is arranged in two lines and two columns These mirrors are arranged opposite four optical inputs, which are each aligned with a line or a column These mirrors are also arranged opposite two of the optical outputs of the microswitch, as well as two intermediate optical outputs These different outputs, global or intermediate, are each aligned with a line or a column, and are in alignment with a optical inputs The microswitch also includes a second group of mirrors, limited to the fifth mirror, which acts as a crossover switch The inputs of this fifth mirror are formed by the two intermediate outputs from the group of four mirrors, and the outputs of this patch switch are formed by the two remaining optical outputs, which are not not connected to the group of four 10 mirrors.

Autrement dit, l'invention consiste à ne plus utiliser de structure totalement matricielle, mais à construire un commutateur à partir de deux zones fonctionnant de manière complémentaire, et de structure différente Il est à noter que le nombre 15 de miroirs pour un commutateur 4 x 4 conformément à l'invention, s'élève à cinq, alors qu'il est de seize pour une matrice de commutateur 4 x 4 classique, comportant quatre lignes et quatre colonnes La réduction du nombre de miroirs se traduit donc inévitablement par une réduction du chemin optique des différents faisceaux se propageant au sein du commutateur, et donc une réduction des pertes optiques Il 20 est à noter également que le nombre de cinq miroirs pour un commutateur 4 x 4 correspond au nombre minimum pour permettre de réaliser les vingt quatre combinaisons d'entrée et de sortie, puisqu'il autorise donc trente-deux états différents. En pratique, les deux groupes de miroirs peuvent être installés soit sur le même substrat, soit de manière préférée, sur deux substrats différents Dans ce dernier cas, il est possible d'optimiser chacun des groupes, en utilisant des technologies identiques ou différentes.  In other words, the invention consists in no longer using a fully matrix structure, but in constructing a switch from two zones operating in a complementary manner, and of a different structure. It should be noted that the number 15 of mirrors for a switch 4 x 4 according to the invention, amounts to five, while it is sixteen for a conventional 4 × 4 switch matrix, comprising four rows and four columns The reduction in the number of mirrors therefore inevitably results in a reduction in the optical path of the different beams propagating within the switch, and therefore a reduction in optical losses It should also be noted that the number of five mirrors for a 4 x 4 switch corresponds to the minimum number to allow the twenty four combinations of 'entry and exit, since it therefore authorizes thirty-two different states. In practice, the two groups of mirrors can be installed either on the same substrate, or preferably, on two different substrates. In the latter case, it is possible to optimize each of the groups, using identical or different technologies.

En pratique, les liaisons entre les différents groupes, c'est-à-dire la manière dont sont acheminées les sorties intermédiaires depuis le premier groupe de quatre miroirs jusqu'au cinquième miroir, peuvent s'effectuer soit par des miroirs fixes, soit de manière préférée par des guides d'ondes En effet, dans ce dernier cas, les pertes optiques pour la transmission entre deux groupes de miroirs sont très limitées, et il n'est donc pas nécessaire de disposer les deux groupes de miroirs avec le plus faible éloignement possible Cette solution est donc préconisée lorsque les deux groupes de miroirs sont réalisés sur des substrats différents.  In practice, the connections between the different groups, that is to say the way in which the intermediate outputs are routed from the first group of four mirrors to the fifth mirror, can be carried out either by fixed mirrors, or by preferred way by waveguides Indeed, in the latter case, the optical losses for the transmission between two groups of mirrors are very limited, and it is therefore not necessary to have the two groups of mirrors with the lowest possible distance This solution is therefore recommended when the two groups of mirrors are produced on different substrates.

En revanche, lorsque les deux groupes de miroirs sont réalisés sur le même substrat, il peut être pratique de rediriger les sorties intermédiaires du premier groupe de quatre miroirs vers le cinquième miroir par l'intermédiaire d'un miroir 10 fixe, qui devra en revanche être orienté de manière relativement précise.  On the other hand, when the two groups of mirrors are produced on the same substrate, it may be practical to redirect the intermediate outputs of the first group of four mirrors to the fifth mirror by means of a fixed mirror 10, which must on the other hand be relatively precisely oriented.

On comprend aisément que ce principe peut être reproduit à une échelle supérieure, et transposé à un commutateur optique permettant de connecter 4 N entrées optiques avec 4 N sorties optiques. 15 Dans ce cas, le commutateur comporte cinq structures formant des commutateurs de taille inférieure, avec 2 N entrées et 2 N sorties Ces structures sont agencées de telle sorte qu'elles forment un groupe de quatre structures qui sont reliées à 4 N entrées optiques et à 2 N sorties optiques Ces quatre structures sont 20 interconnectées pour générer 2 N sorties intermédiaires Une cinquième structure de commutateur 2 N x 2 N est reliée à ces 2 N sorties intermédiaires, pour en assurer le brassage vis- à-vis des 2 N sorties optiques restantes.  It is easy to understand that this principle can be reproduced on a larger scale, and transposed to an optical switch making it possible to connect 4 N optical inputs with 4 N optical outputs. In this case, the switch has five structures forming switches of smaller size, with 2 N inputs and 2 N outputs. These structures are arranged so that they form a group of four structures which are connected to 4 N optical inputs and with 2 N optical outputs These four structures are interconnected to generate 2 N intermediate outputs A fifth switch structure 2 N x 2 N is connected to these 2 N intermediate outputs, to ensure mixing with the 2 N outputs remaining optics.

En pratique, cette architecture permet donc de réaliser des commutateurs 8 x 8 25 à partir de structures de commutateurs 4 x 4 telles que décrites ci-avant Un tel commutateur comporte donc 5 fois 5 miroirs, soit un nombre total de 25, à comparer avec un nombre de 64 miroirs pour un commutateur réalisé selon une matrice carrée de huit colonnes et huit lignes De même, pour un commutateur 16 x 16, le nombre de miroirs avec une construction conforme à l'invention est de 30 125, à comparer au nombre de 256 dans le cas d'une matrice conventionnelle.  In practice, this architecture therefore makes it possible to produce 8 x 8 switches 25 from 4 x 4 switch structures as described above. Such a switch therefore comprises 5 times 5 mirrors, ie a total number of 25, to be compared with a number of 64 mirrors for a switch produced according to a square matrix of eight columns and eight rows Similarly, for a 16 x 16 switch, the number of mirrors with a construction according to the invention is 30,125, to be compared with the number of 256 in the case of a conventional matrix.

Description sommaire des figures La manière de réaliser l'invention ainsi que les avantages qui en découlent, ressortiront bien de la description des modes de réalisation qui suivent, à l'appui des figures annexées dans lesquelles: À la figure 1 est une vue schématique d'un commutateur 4 x 4 réalisé conformément à l'invention, avec des miroirs se déplaçant parallèlement au plan contenant les fibres optiques d'entrée et de sortie; * les figures 2 et 3 sont des schémas synoptiques de variantes de réalisation utilisant des miroirs se déplaçant perpendiculairement au plan des fibres optiques; 10 * la figure 4 est un schéma général illustrant la réalisation d'un commutateur sur deux puces distinctes; * les figures 5 et 6 sont des schémas synoptiques illustrant la généralisation de l'invention à des commutateurs 4 Nx 4 N. Manière de réaliser l'invention Le commutateur ( 1) 4 x 4 illustré à la figure 1 comporte quatre entrées optiques, illustrées par les flèches (Il, I 2, I 3 et I 4) Il comporte également quatre sorties optiques représentées par les flèches ( 01, 02, 03 et 04) Les quatre entrées Il, I 2, I 3, I 4 sont connectées à un ensemble de quatre miroirs (M 1, M 2, M 3, M 4) qui 20 sont disposés en deux lignes et deux colonnes définies par les entrées (Il à I 4) Dans la forme illustrée, chaque miroir comporte une zone réfléchissante ( 3) qui peut être déplacée selon sa direction principale par un actionneur ( 2) qui, à titre d'exemple, est un réseau de peigne interdigité Ainsi, la structure réfléchissante du miroir (M 4) peut être déplacée pour venir intercepter l'entrée ( 13) afin de la rediriger vers la 25 sortie (O 1) Dans le même temps, l'entrée (I 4) est alors dirigée vers la sortie ( 04).  Brief description of the figures The manner of carrying out the invention as well as the advantages which ensue therefrom, will emerge clearly from the description of the embodiments which follow, with the support of the appended figures in which: 'a 4 x 4 switch produced in accordance with the invention, with mirrors moving parallel to the plane containing the input and output optical fibers; * Figures 2 and 3 are block diagrams of alternative embodiments using mirrors moving perpendicular to the plane of the optical fibers; 10 * Figure 4 is a general diagram illustrating the embodiment of a switch on two separate chips; * Figures 5 and 6 are block diagrams illustrating the generalization of the invention to switches 4 Nx 4 N. Way of carrying out the invention The switch (1) 4 x 4 illustrated in Figure 1 has four optical inputs, illustrated by the arrows (Il, I 2, I 3 and I 4) It also has four optical outputs represented by the arrows (01, 02, 03 and 04) The four inputs Il, I 2, I 3, I 4 are connected to a set of four mirrors (M 1, M 2, M 3, M 4) which are arranged in two rows and two columns defined by the entrances (II to I 4) In the illustrated form, each mirror has a reflecting zone ( 3) which can be moved in its main direction by an actuator (2) which, for example, is an interdigitated comb network. Thus, the reflecting structure of the mirror (M 4) can be moved to intercept the entry. (13) in order to redirect it to the exit (O 1) At the same time, the inlet (I 4) is then directed towards the outlet (04).

Lorsqu'au contraire, le miroir (M 4) est à l'état de repos, l'entrée (I 3) se propage librement jusqu'à la sortie ( 04), l'entrée ( 14) se propageant alors également et librement vers la sortie ( 01), ou plus précisément vers le miroir M 3 Le miroir M 4 agit donc comme un commutateur 2 x 2.  When, on the contrary, the mirror (M 4) is in the rest state, the entry (I 3) propagates freely until the exit (04), the entry (14) then propagating also and freely towards the output (01), or more precisely towards the mirror M 3 The mirror M 4 therefore acts as a 2 x 2 switch.

Conformément à l'invention, le commutateur ( 1) comporte également un cinquième miroir (Ms), qui peut intercepter des faisceaux formant les sorties intermédiaires ( O '3) et ( O '4) du groupe des quatre miroirs (MI-M 4).  According to the invention, the switch (1) also includes a fifth mirror (Ms), which can intercept beams forming the intermediate outputs (O '3) and (O' 4) of the group of four mirrors (MI-M 4 ).

Ces sorties intermédiaires sont réfléchies par deux miroirs fixes ( 7,8) Le miroir ( 5) agit donc également comme un commutateur 2 x 2 pour brasser les deux sorties intermédiaires ( O '2) et ( O '3) avec les sorties du commutateur ( 02) et ( 03).  These intermediate outputs are reflected by two fixed mirrors (7,8) The mirror (5) therefore also acts as a 2 x 2 switch to blend the two intermediate outputs (O '2) and (O' 3) with the outputs of the switch (02) and (03).

Une commande appropriée de chacun des miroirs (M 1-Ms) permet donc de relier chacune des sorties (Il-I 4) à n'importe quelle des sorties ( 0104).  Appropriate control of each of the mirrors (M 1-Ms) therefore makes it possible to connect each of the outputs (Il-I 4) to any of the outputs (0104).

En pratique, les miroirs illustrés à la figure 1 peuvent être réalisés sur différents types de substrats, et notamment les substrats SOI. 10 Une variante de réalisation est illustrée à la figure 2, dans laquelle les miroirs (Mll,M 12,M 13,M 14,M 15) ne se déplacent pas parallèlement au plan défini par les fibres optiques, mais perpendiculairement à ce dernier De tels miroirs peuvent par exemple être réalisés selon la technique décrite par le Demandeur dans le 15 document WO 02/44781 Cette technologie permet notamment de réaliser l'alignement entre les fibres optiques et les faces des miroirs de manière très précise, pour des opérations de gravure chimique.  In practice, the mirrors illustrated in FIG. 1 can be produced on different types of substrates, and in particular SOI substrates. 10 An alternative embodiment is illustrated in FIG. 2, in which the mirrors (Mll, M 12, M 13, M 14, M 15) do not move parallel to the plane defined by the optical fibers, but perpendicular to the latter De such mirrors can for example be produced according to the technique described by the Applicant in document WO 02/44781 This technology makes it possible in particular to achieve alignment between the optical fibers and the faces of the mirrors very precisely, for etching operations chemical.

Une autre variante est illustrée à la figure 3, dans laquelle les quatre miroirs 20 (M 21, M 22, M 23, M 24) présentent des orientations non pas convergentes comme dans la figure 2, mais parallèles, avec une répartition des différentes entrées et sorties différentes.  Another variant is illustrated in FIG. 3, in which the four mirrors 20 (M 21, M 22, M 23, M 24) have orientations that are not convergent as in FIG. 2, but parallel, with a distribution of the different inputs and different exits.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les différents groupes de 25 miroirs peuvent être réalisés sur des puces ou substrats différents, comme illustré schématiquement à la figure 4 Ainsi, les quatre miroirs associés aux quatre entrées (Il-I 4), sont rassemblés sur une première puce ( 10) réalisée selon une première technologie, c'est-à-dire par exemple sur un substrat SOI tel qu'illustré à la figure 1, ou bien encore avec les miroirs se déplaçant perpendiculairement entre les fibres 30 optiques comme illustré à la figure 2 Ce premier groupe de quatre miroirs est donc relié également à deux sorties ( 01,02) Il génère également deux sorties intermédiaires (O'2,O'3) qui sont reliées à une seconde puce ( 11) contenant un seul miroir, agissant donc comme un commutateur 2 x 2 Cette seconde puce peut être réalisée selon la même technologie ou une technologie différente de la première ( 10) La transmission de ces sorties intermédiaires ( O '2,0 '3) peut se faire avantageusement par des guides d'ondes, telles que des fibres optiques, dans 5 lesquels les pertes sont particulièrement réduites Cette connexion peut par exemple s'effectuer par des méthodes dites de "splicing" qui sont d'un cot réduit tout en procurant d'excellents résultats en termes de qualité.  According to another characteristic of the invention, the different groups of 25 mirrors can be produced on different chips or substrates, as illustrated diagrammatically in FIG. 4 Thus, the four mirrors associated with the four inputs (Il-I 4), are brought together on a first chip (10) produced according to a first technology, that is to say for example on an SOI substrate as illustrated in FIG. 1, or even with the mirrors moving perpendicularly between the optical fibers as illustrated in Figure 2 This first group of four mirrors is therefore also connected to two outputs (01.02) It also generates two intermediate outputs (O'2, O'3) which are connected to a second chip (11) containing a single mirror, therefore acting as a 2 x 2 switch This second chip can be produced using the same technology or a technology different from the first (10) The transmission of these intermediate outputs (O '2,0 '3) can advantageously be done by waveguides, such as optical fibers, in which the losses are particularly reduced This connection can for example be carried out by so-called "splicing" methods which are on the one hand reduced while providing excellent results in terms of quality.

Ce mode de réalisation en deux puces distinctes tel qu'illustré à la figure 4, 10 présente l'avantage de ne pas impliquer de contraintes sur les alignements des miroirs des deux groupes En outre, le chemin optique parcouru par les différents faisceaux dans l'espace libre, c'est-à-dire à proximité du miroir, est relativement réduit, puisqu'il est limité aux zones de proximité directe du miroir Ces valeurs sont à comparer avec la somme des dimensions d'une matrice dans le cas d'un 15 commutateur classique.  This embodiment in two separate chips as illustrated in FIG. 4, 10 has the advantage of not involving constraints on the alignments of the mirrors of the two groups. In addition, the optical path traveled by the different beams in the free space, that is to say near the mirror, is relatively reduced, since it is limited to the zones of direct proximity of the mirror These values are to be compared with the sum of the dimensions of a matrix in the case of a conventional switch.

Comme déjà évoqué, le principe illustré par un commutateur 4 x 4 peut être généralisé à des commutateurs 4 Nx 4 N, comme illustré aux figures 5 et 6 Dans ce cas, 4 N entrées (I 1 N, I 2 N, I 3 N, 14 N) sont affectées à un premier groupe ( 15) de quatre 20 commutateurs ( 51-54), représentés chacun par un pavé illustrant un commutateur 2 Nx 2 N Ces différents commutateurs 2 Nx 2 N (SI-54) sont interconnectés entre eux.  As already mentioned, the principle illustrated by a 4 x 4 switch can be generalized to 4 Nx 4 N switches, as illustrated in Figures 5 and 6 In this case, 4 N inputs (I 1 N, I 2 N, I 3 N , 14 N) are assigned to a first group (15) of four switches (51-54), each represented by a block illustrating a 2 Nx 2 N switch These different 2 Nx 2 N switches (SI-54) are interconnected between them.

Ils sont également connectés à deux ensembles 2 N de sorties intermédiaires (O'2 N, Ot 3 N) du premier groupe ( 15) de commutateurs 2 Nx 2 N, qui sont acheminées à destination d'un cinquième commutateur 2 Nx 2 N ( 55), lui-même relié à 2 N sorties 25 (O 2 N, O 3 N) L'interconnexion des commutateurs 2 Nx 2 N (SI-Ss) entre eux peut être réalisée sous une forme différente que celle de la figure 5, commne par exemple illustrée à la figure 6.  They are also connected to two sets 2 N of intermediate outputs (O'2 N, Ot 3 N) of the first group (15) of switches 2 Nx 2 N, which are routed to a fifth switch 2 Nx 2 N ( 55), itself connected to 2 N outputs 25 (O 2 N, O 3 N) The interconnection of the 2 Nx 2 N switches (SI-Ss) between them can be carried out in a different form than that of FIG. 5 , as for example illustrated in FIG. 6.

Cette même structure d'un commutateur 2 Nx 2 N peut être réalisée par la 30 même architecture à partir de cinq commutateurs Nx N, la même décomposition pouvant s'effectuer jusqu'à aboutir à des commutateurs 4 x 4, comme décrits ciavant.  This same structure of a 2 N × 2 N switch can be produced by the same architecture from five N × N switches, the same decomposition being able to be carried out until arriving at 4 × 4 switches, as described above.

Bien entendu, les commutateurs conformes à l'invention sont symétriques, et les entrées et sorties optiques décrites ci-avant peuvent être inversées sans sortir du cadre de l'invention.  Of course, the switches according to the invention are symmetrical, and the optical inputs and outputs described above can be reversed without departing from the scope of the invention.

Il ressort de ce qui précède que la nouvelle architecture de commutateur conforme à l'invention, permet de réduire très fortement le nombre de miroirs nécessaires par rapport à des structures matricielles conventionnelles Cette réduction du nombre de miroirs se traduit par une diminution du chemin optique 10 parcouru par les faisceaux se propageant au sein du commutateur, avec donc par conséquent, une diminution des pertes d'insertion Dans le cas o la décomposition du commutateur selon l'architecture de l'invention se fait sur deux puces ou substrats différents, on bénéficie en outre d'une égalisation du chemin optique dans l'espace libre qui est très avantageuse en ce qui concemrne les performances de 15 collimation nécessaire.  It appears from the above that the new switch architecture in accordance with the invention makes it possible to very greatly reduce the number of mirrors required compared to conventional matrix structures This reduction in the number of mirrors results in a reduction in the optical path 10 traversed by the beams propagating within the switch, with therefore consequently, a reduction of the insertion losses In the case where the decomposition of the switch according to the architecture of the invention is done on two different chips or substrates, one benefits in addition to an equalization of the optical path in the free space which is very advantageous as regards the performance of collimation required.

Claims (6)

REVENDICATIONS 1/ Microcommutateur optique, permettant de connecter 4 N entrées optiques 5 (I 1 N, I 2 N, I 3 N, I 4 N) avec 4 N sorties optiques (OIN, 02 N, 03 N, 04 N), caractérisé en ce qu'il comporte cinq structures formant des commutateurs optiques de brassage (SI, 52, 53, 54, 55) de 2 N entrées avec 2 N sorties, dans lesquels: * un groupe de quatre ( 51-54) de ces cinq structures sont reliées aux 4 N entrées optiques (IIN-I 4 N), et à 2 N sorties optiques (OIN,O 4 N), ces quatre 10 structures étant interconnectées pour générer 2 N sorties intermédiaires (O'2 N,O'3 N); la cinquième structure ( 55) est reliée à ces 2 N sorties intermédiaires (O'2 N,O'3 N) pour en assurer le brassage vis-à-vis des 2 N sorties optiques restantes (O 2 N,O 3 N).  1 / Optical microswitch, allowing to connect 4 N optical inputs 5 (I 1 N, I 2 N, I 3 N, I 4 N) with 4 N optical outputs (ISO, 02 N, 03 N, 04 N), characterized in what it comprises five structures forming optical switching switches (SI, 52, 53, 54, 55) of 2 N inputs with 2 N outputs, in which: * a group of four (51-54) of these five structures are connected to the 4 N optical inputs (IIN-I 4 N), and to 2 N optical outputs (OIN, O 4 N), these four 10 structures being interconnected to generate 2 N intermediate outputs (O'2 N, O'3 NOT); the fifth structure (55) is connected to these 2 N intermediate outputs (O'2 N, O'3 N) to ensure mixing with the 2 N remaining optical outputs (O 2 N, O 3 N) . 2/ Microcommutateur optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le groupe de quatre structures (Sl-54) et la cinquième structure ( 55) sont réalisés sur le même substrat.  2 / optical microswitch according to claim 1, characterized in that the group of four structures (Sl-54) and the fifth structure (55) are produced on the same substrate. 3/ Microcommutateur optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le groupe de quatre structures (Sl-54) et la cinquième structure ( 55) sont réalisés sur des substrats différents.  3 / optical microswitch according to claim 1, characterized in that the group of four structures (Sl-54) and the fifth structure (55) are produced on different substrates. 4/ Microcommutateur optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que 25 les sorties intermédiaires ( O '3, O'4) sont reliées à la cinquième structure ( 55) par un ensemble de miroirs fixes ( 7,8).  4 / optical microswitch according to claim 1, characterized in that the intermediate outputs (O '3, O'4) are connected to the fifth structure (55) by a set of fixed mirrors (7,8). 5/ Microcommutateur optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les sorties intermédiaires sont reliées à la cinquième structure par des guides 30 d'ondes.  5 / optical microswitch according to claim 1, characterized in that the intermediate outputs are connected to the fifth structure by waveguides 30. 6/ Microcommutateur optique selon la revendication 1, dans lequel N est égal à 1, permettant de connecter quatre entrées optiques ( 11-I 4) avec quatre sorties optiques ( 01,04), caractérisé en ce qu'il comporte cinq miroirs (M 1-Ms) répartis en deux groupes, à savoir: un premier groupe de quatre miroirs (M 1-M 4) agencés selon deux lignes et deux colonnes, les quatre miroirs étant disposés: en regard de quatre entrées optiques (Il-I 4), chacune avec une ligne ou une colonne, et en regard de deux sorties optiques ( 01- 04), et de deux sorties optiques intermédiaires ( O '2,0 '3), également alignées chacune avec une ligne ou une colonne, et dans l'alignement d'une entrée optique 10 ( 11-I 4); * un cinquième miroir (M 5), jouant le rôle de commutateur, dont les entrées sont formées par les deux sorties intermédiaires ( O '2,0 '3), et dont les sorties sont les deux sorties optiques restantes ( 02,03).  6 / optical microswitch according to claim 1, in which N is equal to 1, making it possible to connect four optical inputs (11-I 4) with four optical outputs (01.04), characterized in that it comprises five mirrors (M 1-Ms) divided into two groups, namely: a first group of four mirrors (M 1-M 4) arranged in two rows and two columns, the four mirrors being arranged: opposite four optical inputs (Il-I 4 ), each with a row or a column, and opposite two optical outputs (01-04), and two intermediate optical outputs (O '2,0' 3), also aligned each with a row or a column, and in alignment with an optical input 10 (11-I 4); * a fifth mirror (M 5), playing the role of switch, whose inputs are formed by the two intermediate outputs (O '2,0' 3), and whose outputs are the two remaining optical outputs (02,03) .
FR0216495A 2002-12-23 2002-12-23 Optical telecommunications switching having five optical switch connections providing input intermediate outputs from four switches and fifth connection providing remaining outputs Pending FR2849015A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0216495A FR2849015A1 (en) 2002-12-23 2002-12-23 Optical telecommunications switching having five optical switch connections providing input intermediate outputs from four switches and fifth connection providing remaining outputs

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0216495A FR2849015A1 (en) 2002-12-23 2002-12-23 Optical telecommunications switching having five optical switch connections providing input intermediate outputs from four switches and fifth connection providing remaining outputs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR2849015A1 true FR2849015A1 (en) 2004-06-25

Family

ID=32406377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR0216495A Pending FR2849015A1 (en) 2002-12-23 2002-12-23 Optical telecommunications switching having five optical switch connections providing input intermediate outputs from four switches and fifth connection providing remaining outputs

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2849015A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1152632A2 (en) * 2000-05-05 2001-11-07 Cronos Integrated Microsystems, Inc. Microelectromechanical optical cross-connect switches having reduced numbers of reflectors
US20010043770A1 (en) * 2000-04-24 2001-11-22 Ja-Nan Wang Method of mirror layout of multi-level optical switch
US6408113B1 (en) * 2000-04-24 2002-06-18 Industrial Technology Research Institute Multi-mirror reflection optical switch structure

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010043770A1 (en) * 2000-04-24 2001-11-22 Ja-Nan Wang Method of mirror layout of multi-level optical switch
US6408113B1 (en) * 2000-04-24 2002-06-18 Industrial Technology Research Institute Multi-mirror reflection optical switch structure
EP1152632A2 (en) * 2000-05-05 2001-11-07 Cronos Integrated Microsystems, Inc. Microelectromechanical optical cross-connect switches having reduced numbers of reflectors

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2770307A1 (en) PHASE ARRAY OR PHASAR DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF
FR2990771A1 (en) POLARIZATION SEPARATOR OPTICAL COUPLER
JP2005292521A (en) Micromirror element and optical switch
EP0703473B1 (en) Integrated optoelectronic device for the separating and detecting of different wavelengths
FR2754354A1 (en) CONNECTING DEVICE FOR MULTICOEUR OPTICAL FIBER, BASED ON OPTICAL ELEMENTS IN FREE SPACE
CA2194086A1 (en) Wavelength demultiplexer
EP0881527B1 (en) Spatial optical switching system using a multichannel acousto-optic deflector
FR2479993A1 (en) Mechanically operated switch for fibre=optic transmission lines - has movable plate on which are mounted intermediate fibres which connect incident and outgoing fibres between two positions
FR2849015A1 (en) Optical telecommunications switching having five optical switch connections providing input intermediate outputs from four switches and fifth connection providing remaining outputs
CA2160217C (en) Wavelength selective optical coupler
FR2770649A1 (en) OPTICAL POWER DIVIDER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF
EP1076470B1 (en) Hybrid space and wavelength selector and optical switching matrix containing such selectors
FR2777662A1 (en) METHOD FOR ASSEMBLING AN OPTICAL MODULE
WO2002103443A1 (en) Liquid crystal-based electrooptical device forming, in particular, a switch
FR2838526A1 (en) MATRIX OF OPTICAL SWITCHES AND METHOD FOR MANUFACTURING SUCH A MATRIX
EP1291707A1 (en) Optical saturable absorber and its use for regenerating a wavelength division multiplexed signal
WO2003029864A2 (en) Support for positioning and holding optical fibres and the production method thereof
FR2608784A1 (en) Optical switching device having a plurality of inlets and a plurality of outlets
EP1322076A1 (en) Switching device with means for local decoding
FR2838527A1 (en) Matrix of optical switches
EP1178564A1 (en) Polarisation separators and converters, delay lines and switching matrices for a phased-array antenna
WO2003017714A2 (en) Optical switching system such as a cross connect or a router for a communications network
FR2686754A1 (en) Optical switching matrix and interconnection network especially for this matrix
WO2002044781A1 (en) Method for making an optical switch, optical switch obtained by said method and matrix of such optical switches
CA2311280A1 (en) Optical line distribution unit