[发明专利]一种用于全光交换的高阶M×N光交换矩阵

权利要求书

1.一种用于全光交换的高阶M×N光交换矩阵，其特征在于，包括由多级a×b小开关单元依次级联组成的包括输入端矩阵和输出端矩阵的、输入端口数量为M、输出端口数量为N的开关阵列，开关阵列中每一个开关的每一个端口均带有输入或输出尾纤，其中，M、N、a、b互为独立的不小于1的自然数，M、N分别为M×N交换矩阵的输入端口数和输出端口数，a、b分别为a×b小开关单元的输入端口数和输出端口数，

所述开关阵列输入端矩阵中共有k级a×b小开关，其中第i级a×b小开关的数量为X_i+T_i，i是初始值为1的正整数，且依次递增为2、3……一直到k；输出端矩阵中共有q级a×b小开关，其中第j级a×b小开关的数量为Y_j+F_j，j是初始值为1的正整数，且依次递增为2、3……一直到q；开关阵列输入端矩阵中a×b小开关单元的数量m、开关阵列输出端矩阵中a×b小开关单元的数量n，以及X_i、T_i、Y_j、F_j依据以下规定配置：

1)从输入端朝输出端方向看，输入端矩阵第1级a×b小开关单元的数量为X₁+T₁，此时i取1，其中X₁为商，t₁为余数，当t₁≠0时，T₁计1；当t₁＝0时，T₁计0；

2)若X₁≤a，则停止计算，此时k记为1，即输入端只有1级a×b小开关；

3)若X₁＞a，则继续计算此时i递增为2，其中X₂为商，t₂为余数，则输入端矩阵第2级a×b小开关单元的数量为X₂+T₂，当t₂≠0时，T₂计1；当t₂＝0时，T₂计0；

4)若X₂≤a，则停止计算，此时k记为2，即输入端一共有2级a×b小开关；

5)若X₂＞a，则继续计算此时i递增成3，其中X₃为商，t₃为余数，则输入端矩阵第3级a×b小开关单元的数量为X₃+T₃，当t₃≠0时，T₃计1；当t₃＝0时，T₃计0；

6)若X₃≤a，则停止计算，此时k记为3，输入端一共有3级a×b小开关；

7)以此类推，X_i+1为X_i除以a的商，其中i是初始值为1的正整数，表示第i阶a×b小开关，若X_i＞a计算继续，不断重复步骤3)、步骤4)，且采用i+1不断递增，若X_i≤a，则计算停止，返回此时的i值记为k，输入端一共有k级a×b小开关；

8)输入端所需a×b小开关的总数量输入端共有k级a×b小开关，最末一级即为第k级；

9)从输出端朝输入端方向看，交换矩阵的最末级假设为输出矩阵的第1级，所需a×b小开关单元的数量为Y₁+F₁，其中，此时j取1，Y₁为商，f₁为余数，当f₁≠0时，F₁计1；当f₁＝0时，F₁计0；

10)若Y₁≤b，停止计算，此时q记为1，即输出端只有1级a×b小开关；

11)若Y₁＞b，继续计算其中j是初始值为1的正整数，若Y_j＞b计算继续，且采用j+1不断递增，若Y_j≤b，则计算停止，返回此时的j值记为q，输出端一共有q级a×b小开关；

12)输出端所需a×b小开关的总数量输出端共有q级a×b小开关，最末一级即为第q级；

13)输入端和输出端一起组成一个M×N光交换矩阵，总共需要的a×b小开关数量为m+n，

所述M×N光交换矩阵从输入端朝输出端方向看，i的取值依次为1、2、3……k、M×N光交换矩阵从输出端朝输入端方向看j的取值依次为1、2、3……q，当i≠k，j≠q时，从输入端朝输出端方向看，输入端矩阵的任意一级即阵列的第i列中的每个a×b小开关单元至少有一个输出端与下一级即i+1列中的任意一个a×b小开关单元的任意一个输入端相连接；同理，输出端矩阵的第j列中的每个a×b小开关单元至少有一个输入端与上一级即第j+1列的任意一个a×b小开关单元的任意一个输出端连接，输入端矩阵的最末一级即第k级的每个a×b小开关单元至少有一个输出端与输出端矩阵的最末一级即第q级每个a×b小开关单元的至少一个输入端口连接，第k级和第q级a×b小开关单元处于M×N光交换矩阵的矩阵中心位置，而输入端矩阵的第1列和输出端矩阵的第1列分别位于M×N光交换矩阵的2个最外端位置。