[发明专利]一种兼容波分复用信号的硅基集成化片上多模光交换系统

摘要

一种兼容波分复用信号的硅基集成化片上多模光交换系统，包含多模光交换阵列，N组波分‑模分复用光信号发送与接收系统，以及支撑片上系统的外围驱动电路系统、电学串并转换、并串转换系统和高速数据输入输出电学总线。该系统将数据处理节点产生的高速串行电信号转换为并行多通道电信号输入，通过调制器阵列转换为光信号并加载在波长与模式共同复用的光载波上，通过多模波导输入端口进入多模光交换阵列，到达目标端口后再解复用成多个通道的光信号，并经过光电探测器转换成并行电信号，最后还原成高速串行信号提供给目标端口的数据节点使用。具有低能耗，高带宽，低延迟的特点。数据输入与输出接口均为电域，与现有的各种处理器数据接口兼容。

主权项

1.一种兼容波分复用信号的硅基集成化片上多模光交换系统，其特征在于：该片上系统包含多模光交换阵列（115），N组波分‑模分复用光信号发送与接收系统，还配套有支撑片上系统的外围电路系统、电学数据处理节点（101）和高速数据输入输出电学总线（102），其中，N组波分‑模分复用信号发送与接收系统，N为光交换系统所设计的交换端口数，为不小于2的正整数；每组波分‑模分复用光信号发送与接收系统包括波长选择性调制器阵列（106），模式复用器（107），多模输入波导（108），多模输出波导（109），模式解复用器（110），波长解复用器（111），以及探测器阵列（112）；每组波分‑模分复用信号发送与接收系统中：多模输入波导（108）连接模式复用器（107），模式复用器（107）连接波长选择性电光调制器阵列（106），多模输出波导（109）连接模式解复用器（110），模式解复用器（110）连接波长解复用器（111），波长解复用器（111）连接探测器阵列（112），波分‑模分复用信号发送与接收系统的多模输入波导（108）和多模输出波导（109）分别连接多模光交换阵列（115）；外围电路系统包括串并信号转换器（103）、调制器驱动电路（104）、跨阻放大器（113）、并串信号转换器（114），其中调制器驱动电路（104）与串并信号转换器（103）和波长选择性电光调制器阵列（106）连接，跨阻放大器（113）与探测器阵列（112）和并串信号转换器（114）连接，并串信号转换器（114）和串并信号转换器（103）分别与高速数据输入输出总线（102）连接，高速数据输入输出电学总线（102）与电学数据处理节点（101）连接；激光器（105）产生多波长的激光，在被耦合进入芯片，为整个多模光交换系统提供光源。