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CN104094611A - 对光信号进行路由 - Google Patents

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CN104094611A
CN104094611A CN201280068609.1A CN201280068609A CN104094611A CN 104094611 A CN104094611 A CN 104094611A CN 201280068609 A CN201280068609 A CN 201280068609A CN 104094611 A CN104094611 A CN 104094611A
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CN
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optical
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reflector
port
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CN201280068609.1A
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特雷尔·莫里斯
迈克尔·瑞恩·泰·谭
王世元
迈克尔·史蒂文·施兰斯克
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Hewlett Packard Development Co LP
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Abstract

公开了用于路由光信号的系统、方法和装置。一种路由光信号的示例性装置包括多个中空金属波导光开关阵列。每个阵列包括多个光输入端口和多个光输出端口。阵列中第一阵列的输入端口和输出端口被布置在第一平面内，阵列中第二阵列的输入端口和输出端口被布置在第二平面内，并且多个阵列被堆叠为使得第一平面和第二平面邻近。阵列中的第一阵列用于将光信号从第一通信设备传送到第二通信设备，并且阵列中的第二阵列用于将光信号从所述第二通信设备传送到第一通信设备。

Description

对光信号进行路由
背景技术
电信和数据网络越来越多地使用光纤链路来实现。传统地，由光纤承载的光信号被转换成电信号，并且在电子域中执行所有信号路由功能。
附图说明
图1是根据本公开教导的包括用于耦合不均衡数目的源和宿的光开关的示例性系统的框图。
图2是根据本发明教导的包括用于耦合不均衡数目的源和宿的光开关的另一个示例性系统的框图。
图3例示了用于实现图1和图2的示例性光开关的示例性堆叠不对称光开关。
图4例示了用于实现图1和图2的示例性光开关的另一个示例性堆叠不对称光开关。
图5A例示了已知的对称开关。
图5B例示了示例性不对称光开关的一层。
图6是表示可用于被执行以实现开关控制器的示例性机器可读指令的流程图。
图7是能够执行图6的指令以实现图1和/或图2的开关控制器的示例性计算机的框图。
具体实施方式
这里公开了用于路由光信号的示例性系统、方法以及装置。这里公开的示例性系统、方法以及装置通过减少光损耗并且使得能够使用用于光计算应用的较低成本的部件，而提供了更有效的光开关动作。在一些示例中，光开关被用在数据中心中，以连接处理单元。在这里公开的一些多层中空金属波导(HMWG)光开关中，光开关的每个层(或者阵列)包括在该层第一侧的输入端口组和在该层第二侧的输出端口组。该层被配置为网格，其中可以使用微机电系统(MEMS)(诸如MEMS反射器)来配置该网格，以将在任意输入端口接收的光信号引导至任意一个输出端口。MEMS反射器选择性地改变输入端口和输出端口之间的光路(例如，响应于电控制信号)。在一些公开的示例中，输入端口的数目和输出端口的数目是不同的(例如，输入端口是输出端口的几倍，输出端口是输入端口的几倍等等)。这里描述的一些示例使用多层或者多个阵列在两个处理设备之间在两个方向上传送光信号。
在一些公开的示例中，光开关包括多层开关，以从第一处理单元到第二处理单元建立具有多个通道的光连接(或链路)。例如，光开关可具有四个相似或者相同的层，以路由处理设备之间的四通道连接，并且选择性改变处理设备之间的路由。
一个用于路由光信号的示例装置包括多个HMWG光开关阵列。每个阵列包括第一数目的光输入端口和第二数目的光输出端口，第二数目的光输出端口不同于第一数目的光输入端口。阵列中第一阵列的输入端口和输出端口被布置在第一平面，而阵列中第二阵列的输入端口和输出端口被布置在第二平面。阵列被堆叠使得第一平面和第二平面平行。第一阵列将光信号从第一通信设备传送到第二通信设备，并且第二阵列将光信号从第二通信设备传送到第一通信设备，其中第一阵列的输出端口与第二阵列的输入端口邻近。
一个示例性方法包括将一信号施加于多个HMWG光开关阵列。该方法中的每一个阵列包括第一数目的光输入端口和第二数目的光输出端口(不同于输入端口的第一数目)。该方法中的阵列中第一阵列的输入端口和输出端口被布置在第一平面，而阵列中第二阵列的输入端口和输出端口被布置在第二平面。第一和第二阵列包括MEMS反射器以选择性地耦合光输入端口和光输出端口的组合。阵列中的第一阵列将信号从第一通信设备传送到第二通信设备，并且阵列中的第二阵列将光信号从第二通信设备传送到第一通信设备。施加的信号使第一和第二阵列中的相应MEMS反射器将第一和第二阵列的相应输入端口光学耦合至第一和第二阵列的相应输出端口。
虽然这里使用了诸如源和宿的术语，这些词语仅仅是为了便于引用。这些术语并不意在，并且不被解释为，强加方向的要求或者目的于系统、方法、装置、通信或者本公开或本公开权利要求的任意其他方面，除非另外明确规定。这里使用的输入端口是指通过其从外部设备接收信号的通信端口。这里使用的输出端口是指信号从其传输至外部设备的通信端口。
下面使用术语竖直和/或水平描述一些示例。术语竖直和/或水平不一定指绝对的方向，而是参考示例中的其他结构的相对性术语。
图1是包括光学耦合不均衡数目的源和宿的光开关102的示例性系统100的框图。图1的示例性系统可以被用于例如提供不同处理单元之间的可选择的互连。
图1的示例性系统包括多个源104、106和多个宿108、110、112、114、116、118、120、122。任意或者所有源和或宿可以是处理单元、存储设备或者任何其他形式的电和/或光学电路。在例示性的示例中，示例性光开关102将源104、106中的每一个光学耦合至宿108-122中的单个。因此，图1的示例性光开关102将源104、106光学耦合至宿108-122中的相应宿。选择可基于例如数据处理中心中的资源需求或者基于主和/或辅处理单元的可用性。相反，在源要多于宿的示例中，示例性光开关102可将源中的多个源光学耦合至宿中的单个宿。
示例性源和宿104－122经相应的光链路124－142耦合至光开关。在一些示例中，一些或者所有光链路124－142是多通道链路(例如，多个通道的光信号可以在源和宿之间经由相同的链路同时被传输)和/或多向链路(例如，光信号可以从源向宿以及从宿向源传输)。具体地，链路124－142可以是多光纤链路，其中至少一支光纤从宿设备108-122向源设备104、106传送光信号，并且至少一支光纤从源设备104、106向宿设备108-122传送光信号。
为了在源104、106和宿108-122之间提供有效的路由，图1的示例性光开关102是不对称光开关，其中光开关102具有不同于输出端口的输入端口数目。例如，图1的光开关102可具有是将光开关102耦合至源的端口(例如，输入和/或输出端口)的四倍的将光开关102耦合至宿108－122的端口(例如，输入端口和/或输出端口)。
图1的示例性光开关102在源104、106中的相应源与宿108－122中的相应宿之间路由信号。开关控制器144控制光开关102以选择路由路径。在例示性的示例中，路由路径通过插入可选择性地被耦合的HMWG路径来限定。例如，开关控制器144向光开关102提供一个或多个电信号，以使光开关102配置和/或重新配置光开关102内部的一个或多个MEMS反射器(例如，光反射镜)。光开关102中MEMS反射器的配置的改变导致光开关102重新配置开关102的光路，以在源104、106和宿108－122中的不同源和宿之间路由光信号。
示例性开关控制器144控制示例性开关102的多层中的MEMS反射器以同时将相应的输入端口光学耦合至相应的输出端口，和/或将相应的输入端口与相应的输出端口光学地解耦。为了控制MEMS反射器，示例性开关控制器144被电联接至MEMS反射器以提供信号。电联接可包括独立地联接开关控制器144至开关102的每层和/或联接开关控制器144至联接到开关102的所有层的总线。在一些示例中，开关控制器144被电联接至开关102的第一层，并且开关102的多层被电联接至其他层，使得每层中相应的MEMS反射器(例如，竖直设置的MEMS反射器)同时由一信号控制。
图2是另一种示例性系统200的框图，包括光学耦合不均衡数目的源和宿的光开关202。图2的示例性系统200包括四个源204、206、208、210，其可以选择性地被光学耦合至同一宿212。
示例性源204－210和示例性宿212经由相应的多通道链路214、216、218、220、222被连接至光开关202。在图2的示例中，多通道链路214－222是四通道链路。通道可经分立的光纤被限定。此外，光纤可沿着光纤长度在两个方向上承载或传播信号。因此，四通道单向链路会包括4根光纤(例如，在每个方向上2根光纤进行传输)。为了开关四通道链路214－222，图2的示例性光开关202包括四个堆叠的层202a、202b、202c、202d。图2的示例性层202a－202d是基本相同的，并且被布置为使得相应的层202a－202d的端口被对齐。层202a－202d的每层被光学耦合至每个链路214－222的通道中的相应通道。每层202a－202d被光学耦合至每个链路214－222的通道中的相应通道(例如，第一层202a被耦合至链路214的第一通道，第二层202b被耦合至链路214的第二通道，等等)。因此，相比于在源204－210和宿212之间使用单层对称开关进行开关的情况，使用多层202a-202d能够使得针对每层202a-202d使用较少的端口(例如，在四层中的四个端口，相比于在一层中的16个端口)，因此降低了链路214－222的光损耗。
开关控制器144(例如，图1的开关控制器144)控制光开关202以选择源204－210和宿212之间的路由路径。在图2的示例中，开关控制器144使光开关202在相同的时间(例如，同时)改变层202a－202d中的每一层的状态。此外，在例示性示例中，一个源(例如，源204)的链路214中的所有通道被耦合至宿212(例如，经由链路222中的所有通道)。在某些示例中，在状态改变完成之后，之前的源(例如，源204)从宿212解耦，不同的源(例如，源206)被耦合至宿212，并且剩余的源208－210保持从宿212解耦。
虽然以上示出并描述了源和宿的示例性数目，但是可以使用不同数目的源、不同数目的宿和/或每链路不同数目的通道。
图3描述了示例性的堆叠不对称光开关300。图3的示例性光开关300可被用于实施图1和/或图2的光开关102、202中的任一个，以选择性地耦合源和宿。在图3的示例中，源的数目不等于宿的数目。示例性光开关300包括4层302、304、306、308。每层302－308具有在光开关300第一侧的第一数目的输入端口310以及在第二侧的第二数目的输入端口312。第二数目不等于第一数目。在图3的示例中，每层302－308包括四个输入端口310和十六个输出端口312(例如4×16层或阵列)。给定层302－308中的任意输入端口310可被光学耦合至同一层302－308上的任意输出端口312，以从源向宿传输信号。然而，在图3的示例中，每次仅一个输入端口可被耦合至给定的输出端口。
在图3的示例性开关300中，层302－308被控制以耦合相应的输入端口310至相应的输出端口312。例如，层302－308各自在相应的输入端口310上接收一组光信号314中的相应一个(例如，每层上四个输入端口中的第二输入端口接收一个信号)，并光学地耦合接收的信号中的相应一个至相应的输出端口312(例如，每层上十六个端口中的第十六个输出端口)。
对于所有的示例性层302－308来说，可以通过激励层302－308的每一个中的相应MEMS反射器，以期望的时间顺序完成输入端口310和输出端口312的光学耦合的改变。激励可通过向层302－308的每一个施加相同的信号(例如，经由将相应的连接耦合至层中的MEMS反射器的总线)和/或通过在邻近层302－308中的相应MEMS反射器之间提供电连接(例如，层间连接)来执行，从而在各层被物理堆叠时，自动电联接邻近的各层。电连接可使用任何类型的电连接器和/或电连接方法来实现。
示例层可被附着于邻近层上，从而从附着获得结构支撑。在某些示例中，多个分立的层可以物理地(例如，被箝位、被夹住)和/或化学地(例如，被粘合)被固定在一起。在某些其他的示例中，各层使用集成电路封装技术(诸如芯片堆叠)而被构建和/或被连接。在某些示例中，各层被间隔开和/或被形成所需尺寸以允许标准多光纤光缆被光学耦合至不同层上的相应端口。
图4描述了另一个示例性堆叠不对称光开关400，用来实现图1和/或图2的示例性光开关102、202。图4的示例性光开关400包括八层402－416。虽然图3的开关300被示出为具有其附着的层，但为了便于清晰地例示，图4的示例性光开关400的层402－416以部分分解图的形式示出。在操作时，示例性光开关400的层402－416以类似于图3中所示出的方式被物理地和/化学地彼此耦合或者彼此附着。
在图4的示例中，层402－416中的每一层包括在第一侧上的四个端口和在第二侧上的十六个端口，使得示例性光开关能够将多达四个源(或者宿)设备光学耦合到多达十六个宿(或源)设备。层402－408的输入端口与层410－416的输出端口位于开关400的同一侧(以及层402－416的同一侧)(例如，层402－408的输入端口与层410－416的输出端口竖直地对齐和/或邻近)。类似地，层410－416的输入端口与层402－408的输出端口位于开关400的同一侧。(例如，层410－416的输入端口与层402－408的输出端口竖直地对齐和/或邻近)。
在图4的示例中，开关400被配置为使用八个单向通道(例如，第一方向上的四个通道，相反方向上的四个通道)在相应的源和宿之间路由八通道双向通行。示例性层402－408在第一相应的(例如，竖直对齐的)输入端口(例如，每层402－408中的一个)和第一相应的(例如，竖直对齐的)输出端口之间的第一方向上引导第一光信号418，而示例性层410－416在第二相应的(例如，竖直对齐的)输入端口和第二相应的(例如，竖直对齐的)输出端口之间的第二方向上引导第二光信号420。
光信号组418、420两者都经由相同的开关事件(例如，同时)在相同的设备之间路由。此外，每层402－416具有与其他层402－416中的MEMS反射器同时开关的相应MEMS反射器，从而同时将所有层402－416的相应端口(在图4的示例中相对于彼此被竖直对齐)和他们的对应端口光学耦合。光信号418、420被光学耦合至所有层402－416上的相应端口。
虽然已知的单层和/或对称光开关可以被配置为提供双向通行，如下面解释的，但由于使用双向收发器，这些已知的光开关的实现非常昂贵，和/或由于使用单层对称开关，这些已知的光开关经历比图4的示例性开关400更多的光损耗。
图5A例示已知的对称开关500。对称开关500包括十六个输入端口(i1－i16)和十六个输出端口(o1－o16)。进入开关500(例如从光纤)的光信号被耦合至输入端口i1－i16。在输入端口i1－i16上输入开关的光信号被路由至输出端口o1－o16中的一个，其中光信号离开开关(例如，至光纤)。输入端口i1－i16中的任一个可以经由对应的MEMS反射器(例如，可伸缩的反射镜)被耦合至输出端口o1－o16中的任一个。因此，开关500包括256个MEMS反射器(即162)以耦合输入端口和输出端口的任意组合。
开关500中的光损耗来自四个主要源头：距离(或者传播)损耗(在图5A和5B中用d表示)、耦合损耗(例如，光纤和开关介质之间的界面引起的损耗，在图5A和5B中用c表示)、反射损耗(例如，由于来自MEMS反射器的反射而引起的损耗，在图5A和5B中用m表示)、以及交叉损耗(例如，在每个潜在输出路径处的中空金属波导路径中的间隙引起的损耗，在图5A和5B中用X表示)。任何输入端口和输出端口之间的耦合损耗和反射损耗基本恒定。然而，距离损耗和交叉损耗的上限基于开关500的尺寸(例如，端口的数目)。
在16端口×16端口的开关500中，输入端口和输出端口之间的组合的光信号损耗可能例如高达5.42dB(例如，对于图5A中的i16和o16之间的例示性连接)。在32端口×32端口的开关500中，组合的光信号损耗可能例如高达8.92dB。在64端口×64端口的开关500中，组合的光信号损耗可能例如高达15.92dB，并且对于具有相同的一般特性的开关来说，端口的数目越多，越逐渐增多地产生更高的损耗。一般而言，大于6dB的光信号损耗会对计算机光学应用带来实质上的挑战。大于10dB的光学损耗会使得光开关对于许多或者大部分光学计算机应用来说是无用的。因此，图5A中例示的开关类型对于许多计算机应用的使用来说有很大限制。
图5B例示了根据本公开教导构建的示例性不对称光开关的层502。示例层502可以用于实现图2－4中的任意层202a－202d、302－308、402－416。层502包括四个输入端口i1－i4和十六个输出端口o1－o16。层502可以结合附加的层使用，以在源和宿之间提供可选择的多通道光学连接，和/或可以用于在源和宿之间提供可选择的单通道光学连接。
当使用示例性开关102、202、300、400提供多通道连接时，开关中堆叠层的数目等于或者小于每连接的通道数目。例如，如果协议是基于使用四个通道的组提供一个连接(N端口×4端口，或者4端口×N端口，其中N≠4)，那么开关102、202、300、400可以包括多达四层，并且开关将以4模式的模数工作，也即，所有四个通路都可被开关，并且在每层上追随同一路由。
使用如上作为示例的图5B的拓扑，假设各自具有四个端口或者通道的两条链路(来自两个不同的源)被耦合至开关的输入端口。此外，开关包括三十二个输出端口，其光学地耦合至各自具有四个通道的八条链路。因此，示例性配置具有在八个宿之间切换的两个源。使用如图5A中示出的单层对称芯片方案，必须要32×32芯片来提供潜在的耦合。如上所讨论的，32×32开关具有高达8.92dB的关联光损耗。这个水平的光功率损耗是低成本短通道光子链路所能容忍的最高限值。比较而言，四层光开关可以通过堆叠四个根据图5B的示例性方案的层而被使用，每层具有两个输入端口和八个输出端口。该方案可招致最高3.96dB的光功率损耗，这相比于单层实施方案具有显著改进。
在另外一个示例中，系统使用十六个输入和六十四个输出，输入包括各自有四个通道的四个输入链路，输出包括各自具有四个通道的十六个输出链路。在该示例中，使用图5A的方案的单平面对称阵列实施方式需要64×64的开关，具有高达15.92dB的关联光损耗。这么高水平的光损耗很可能需要更为昂贵的光发射器和/或接收器，这会显著增加该方案的成本。比较而言，可以使用包括四层的堆叠不对称阵列，每层具有四个输入端口和十六个输出端口的不对称阵列。在这种示例中，四个堆叠的开关层可以被配置为同时开关相同的路径。因为每个四端口×十六端口的层仅仅引起3.96dB的光损耗，且该方案是并行的，因此最高损耗应当不会超过3.96dB，这比图5A中例示的已知方案具有显著改进。此外，该较低的光损耗使得能够有效的使用低成本光学元件，而不需要牺牲信号的可靠性。
图1和2的示例性开关控制器144可以通过硬件、软件、固件和/或硬件、软件和/或固件的任意组合来实现。因此，例如，开关控制器144可以通过一个或者多个电路、可编程处理器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)和/或场可编程逻辑器件(FPLD)等等来实现。当本专利要求的任意装置或系统被解读为覆盖纯软件和/或固件实施方式时，示例性开关控制器144因此而被明确地限定为包括存储有软件和/或固件的实体计算机可读存储介质，诸如存储器、DVD、CD、蓝光等等。
图6中示出表示用于实现图1和图2的开关控制器144的示例性机器可读指令的流程图。在该示例中，机器可读指令包括通过处理器(诸如如下结合图7所讨论的示例计算机700中示出的处理器712)执行的程序。该程序可以以存储在实体计算机可读存储介质(诸如CD-ROM、软盘、硬盘、数字多功能盘(DVD)、蓝光盘或者与处理器712相关的存储器)中的软件来具体体现，但是整个程序和/或程序的部分可以可替代地由处理器712之外的设备所执行，和/或以固件或者专用硬件来具体体现。此外，虽然示例性程序是参照图6例示的流程图来描述的，但是许多其他实施示例性开关控制器144的方法也可替代地被使用。例如，方框的执行顺序可以改变，和/或描述的某些方框也可以改变、删除或者组合。
如上所提到的，图6的示例性过程可以使用存储在实体计算机可读介质(诸如、硬盘驱动、闪存、只读存储器(ROM)、光盘(CD)、数字多功能盘(DVD)、高速缓冲存储器、随机存取存储器(RAM)和/或信息可在其中存储任意时间(例如，延长的时间段、永久地、短暂瞬间、临时缓冲和/或信息的高速缓存)的任何其他的存储介质)中的编码指令(例如，计算机可读指令)来实现。如这里使用的，术语实体计算机可读存储介质清楚地定义为包括任何类型的计算机可读存储器而并不传播信号。另外或者可替代地，图6的示例性过程可以使用存储在非瞬态计算机可读介质(诸如、硬盘驱动、闪存、只读存储器、光盘、数字多功能盘、高速缓冲存储器、随机存取存储器和/或信息可在其中存储任意时间(例如，延长的时间段、永久地、短暂瞬间、临时缓冲和/或信息的高速缓存)的任何其他的存储介质)中的编码指令(例如，计算机可读指令)来实现。如这里使用的，术语非瞬态计算机可读存储介质清楚地定义为包括任何类型的计算机可读介质而并不传播信号。如这里使用的，当短语“至少”被用作权利要求前序中的过渡术语时，其与术语“包括”开放的方式相同地开放。因此，在其前序中使用“至少”作为过渡性术语的权利要求可包括在权利要求中明确提到的那些元件以外的部件。
图6是表示可以被执行以实现开关控制器(例如，图1和2的开关控制器144)的示例性机器可读指令600的流程图。示例性开关控制器144可执行指令600以控制多层光开关(例如，多个中空金属波导光开关阵列)，其中每层(阵列)包括第一数目的光输入端口和第二数目的光输出端口。示例性多层光开关的每一层包括一组MEMS反射器以选择性地耦合光输入端口和光输出端口的组合。
示例性开关控制器144接收指示期望的源和宿的连接性的第一指令(方框602)。例如，开关控制器144可接收指示多个源中的哪一个将被耦合至多个宿中的宿的指令。
基于接收到的指令，示例性开关控制器144施加一信号至光开关的各层，以使层中的MEMS反射器中的相应MEMS反射器将层的相应输入端口光学耦合至层的相应输出端口(方框604)。例如，开关控制器144可施加一信号至联接到多层中的相应MEMS反射器的总线，以使MEMS反射器动作，将层上的相应输入端口(例如，位于不同层上的相似或者相同位置的输入端口，例如位于每层上的第一输入端口，位于每层上的第四输入端口，等等)耦合至层上的相应输出端口(例如，位于不同层上的相似或者相同位置的输出端口，例如位于每层上的第一输出端口，位于每层上的第四输出端口，等等)。
示例性开关控制器144允许系统以拓扑操作(方框606)。示例性开关控制器144确定(例如，周期性地、非周期性地、在特定的时间、响应于触发事件、或者基于请求)是否改变拓扑(方框608)。方框608的示例性确定可以响应于例如处理设备变得不可用时的失效备援条件而执行。在一些其他的示例中，指令600可以基于手动选择和/或事件(例如，计算资源的重新分布)的发生而执行。任何其他的触发事件和/或条件可以被使用。如果开关控制器144不改变拓扑(方框608)，那么控制返回到方框606以继续允许系统以当前拓扑操作。
当要改变拓扑时(方框608)，开关控制器144接收指示期望的源宿连接性的更新的指令(方框610)。基于该指令，示例性开关控制器144施加信号至光开关的多层以基于接收到的指令而光学地耦合输入端口和输出端口的组合(方框612)。在图6的示例性指令中，控制返回到方框606以允许系统以更新的拓扑操作。
方框606-612可在系统操作期间重复，以便如期望的那样更新光开关和/或系统拓扑。例如，当系统关闭时或者响应于一个或者多个条件或事件时，示例性指令可能结束。
图7是可以执行图6的指令以实现图1和2的开关控制器144的示例性计算机700的框图。计算机700可以是例如服务器、个人电脑、路由设备、英特网支柱设备、或者任意其他类型的计算设备。
举例的示例系统700包括处理器712。例如，处理器712可以由来自任何期望的家族或者制造商的一个或者多个微处理器或者控制器实现。
处理器712包括本地存储器713(例如，高速缓冲存储器)，且经总线718与包括易失性存储器714和非易失性存储器716的主存储器通信。易失性存储器714可以由同步动态随机存取存储器(SDRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、RAMBUS动态随机存取存储器(RDRAM)和/或任意其他类型的随机存取存储设备实现。非易失性存储器716可以由闪存和/或任意其他期望类型的存储设备实现。对主存储器714、716的存取由存储控制器控制。
计算机700还包括接口电路720。接口电路720可以由任意类型的接口标准，诸如以太网接口、通用串行总线(USB)、和/或PCI快速接口实现。
一个或者多个输入设备722被连接至接口电路720。输入设备722允许使用者录入数据和命令到处理器712中。输入设备可以由例如键盘、鼠标、触摸屏、跟踪板、跟踪球、isopoint和/或语音识别系统实现。
一个或者多个输出设备724也被连接至接口电路720。输出设备724可以由例如显示设备(例如，液晶显示器、阴极射线管显示器(CRT)、打印机和/或扬声器)实现。因此，接口电路720典型地包括图形驱动程序卡。
接口电路720还包括通信设备，诸如调制解调器或者网络接口卡，以便于经网络726(例如，以太网连接、数字用户线路(DSL)、电话线、同轴电缆、蜂窝电话系统等等)与外部计算机进行数据交换。
计算机700还包括用于存储软件和数据的一个或多个大容量存储设备。这种大容量存储设备728的示例包括硬驱动盘、固态存储器、光盘驱动以及数字多功能盘(DVD)驱动。
图6的编码指令732可以存储在大容量存储设备728中、易失性存储器714中、非易失性存储器716中、和/或可拆卸的存储介质(诸如CD或DVD)上。
已公开了示例性系统、方法以及装置，以提供光信号在多个源和/或宿之间更有效的路由。具体来说，所公开的系统、方法和装置使用具有数目不同于输出的输入的光开关阵列，以便为源和宿的数目不相等的应用提供减少的光损耗。另外，这里公开的示例性系统、方法和装置使得能够使用比具有较高光损耗的已知开关便宜的光发射器和光接收器。
虽然这里描述了特定的方法、装置以及制造品，但是本专利覆盖的范围并不限于此。相反地，本专利覆盖落入权利要求范围内的所有方法、装置和制造品。

Claims (15)

1.一种路由光信号的装置，包括：
多个中空金属波导光开关阵列，每个阵列包括：
多个光输入端口；以及
多个光输出端口，所述阵列中的第一阵列的输入端口和输出端口被布置在第一平面内，所述阵列中的第二阵列的输入端口和输出端口被布置在第二平面内，并且所述多个阵列被堆叠以使得所述第一平面和所述第二平面邻近，所述阵列中的所述第一阵列将光信号从第一通信设备传送到第二通信设备，并且所述阵列中的所述第二阵列将光信号从所述第二通信设备传送到所述第一通信设备。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述多个阵列中的每一个包括多个微机电反射器，以选择性地耦合相应阵列的输入端口和输出端口的对。
3.如权利要求2所述的装置，其中所述第一阵列的多个微机电反射器中的第一个和所述第二阵列的微机电反射器的矩阵中的第二个分别用于分别将所述第一阵列和所述第二阵列的相应输入端口耦合至所述第一阵列和所述第二阵列的相应输出端口。
4.如权利要求3所述的装置，其中所述第一阵列的多个第一微机电系统和所述第二阵列的多个第二微机电系统被配置为将所述第一阵列和所述第二阵列的相应输入端口同时耦合至所述第一阵列和所述第二阵列的相应输出端口。
5.如权利要求1所述的装置，进一步包括开关控制器，所述开关控制器用于控制所述第一阵列和所述第二阵列中的多个微机电反射器，以选择性地改变所述第一阵列和所述第二阵列的输入端口和输出端口之间的光路。
6.如权利要求1所述的装置，其中所述第一阵列中的第一微机电反射器与所述第二阵列中的第二微机电反射器协作，使得所述第一微机电反射器和所述第二微机电反射器分别将所述第一阵列和所述第二阵列上的相应输入端口光学耦合至所述第一阵列和所述第二阵列上的相应输出端口。
7.如权利要求6所述的装置，其中所述第一阵列和所述第二阵列的相应输入端口邻近，所述第一阵列和所述第二阵列的相应输出端口邻近，并且所述第一阵列和所述第二阵列的相应微机电反射器邻近。
8.一种路由光信号的方法，包括：
向多个中空金属波导光开关阵列施加至少一个信号，每一个阵列包括多个光输入端口和多个光输出端口，所述阵列中第一阵列的输入端口和输出端口被布置在第一平面上，所述阵列中第二阵列的输入端口和输出端口被布置在第二平面上，并且所述阵列被堆叠为使得所述第一平面和所述第二平面邻近，其中所述阵列中的所述第一阵列将光信号从第一通信设备传送到第二通信设备，并且所述阵列中的所述第二阵列将光信号从所述第二通信设备传送到所述第一通信设备，其中所述第一阵列的输出端口与所述第二阵列的输入端口邻近；并且
通过调整所述第一阵列和所述第二阵列中的微机电反射器来响应所述至少一个信号，以在所述输入端口和所述输出端口之间形成光路，使得所述第一阵列和所述第二阵列的相应输入端口与所述第一阵列和所述第二阵列的相应输出端口进行光通信。
9.如权利要求8所述的方法，其中响应所述至少一个信号进一步包括同时调整所述微机电反射器以形成所述光路。
10.如权利要求8所述的方法，其中施加至少一个信号包括施加第一信号至所述第一阵列，并且施加第二信号至所述第二阵列，所述第一信号和所述第二信号用于使所述第一阵列和所述第二阵列促使所述第一阵列和所述第二阵列中的微机电反射器中的相应微机电反射器形成光路。
11.一种路由光信号的系统，包括：
第一多个源设备；
第二多个宿设备，所述第一多个中的源设备的数目不同于所述第二多个中的宿设备的数目；以及
具有多个层的光开关，其中所述层中的第一层用于从所述源设备中的第一源设备向所述宿设备中的第二宿设备传送光信号，并且所述层中的第二层用于从所述宿设备中的所述第二宿设备向所述源设备中的所述第一源设备传送光信号。
12.如权利要求11所述的系统，其中所述光开关用于通过将所述多个层的第一侧上的相应端口同时耦合至所述多个层的第二侧上的相应端口，来将所述第一多个源设备中的源设备选择性地耦合至所述第二多个宿设备中的相应宿设备。
13.如权利要求11所述的系统，进一步包括开关控制器，用于激励所述层中的微机电反射镜，以将所述输入端口中的输入端口选择性地耦合至所述输出端口中的输出端口。
14.如权利要求13所述的系统，其中所述开关控制器与位于所述层中不同层上的微机电反射镜中的相应微机电反射镜一起经由总线连接而接到电路中。
15.如权利要求13所述的系统，其中所述开关控制器经由层间连接而被联接至所述多个层的微机电反射镜中的相应微机电反射镜。
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