CN109151622B - 可扩展的多级光交换网络 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可扩展的多级光交换网络，主要解决现有光交换网络面积过大、路由单一、可实现性差的问题。基于可调谐微环谐振器2×2交叉结构的基本光交换模块，该网络共有2log₂N‑2级，每级包括多个输入端口、多级基本光交换模块、多个输出端口以及若干根光波导，各级之间根据级数的不同，分别采用左逆混洗变换连接方式、新型连接方式、左混洗变换连接方式，利用光波导，实现输入端口与输出端口的数据交换。本发明由于采用多级可调谐的微环谐振器模块，有效解决了交换网络面积过大的问题、提升良品率，通过路由可重配置提高容错能力，可用于实现高数据速率的光信号传输与交换。

Description

可扩展的多级光交换网络

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及一种多级光交换网络，可用于多路光信号的路由，实现多端口光交换。

背景技术

随着大数据应用对处理效率的需求，未来高性能计算系统集成度将随着超大规模集成电路工艺特征尺寸的进一步缩小而继续提高。当芯片系统的工作频率急速提高至数GHz甚至更高后，金属导线的寄生效应、延迟时间、信号串扰和能耗等问题将严重限制系统性能的进一步提高，电互连方式将无法进行高效地信号传输。光互连因其具有更高的带宽密度、更小的通信时延、更低的系统功耗和较小的网络串扰等优势成为一种新型互连方式。

中国科学院半导体研究所在其申请的专利文献“一种基于马赫曾德光开关的N端口光学路由器”(申请日：2014年4月24日，公开号：103941349A，授权公告号：103941349B)中公开了一种基于马赫曾德干涉器的N端口光学路由器，主要解决光交换网络的阻塞与扩展性问题。该结构通过调制马赫曾德干涉器对应调制臂的相位，可以实现马赫曾德光开关两种状态的动态切换，进而实现所述光学路由器N个双向端口的无阻塞通信。但是，该发明存在的不足之处是：马赫曾德干涉器面积较大，在光交换网络中大量使用使得网络面积急剧增加。

西安科技大学在其申请的专利文献“可重构阵列处理器中簇间通信光互连网络”(申请日：2018年1月31日，申请号：201810093539.4，公开号：108429938A，)中公开了一种多级光交换结构，主要解决光交换网络访存带宽限制与访问延迟问题。该结构通过波分复用技术，对多路请求信号进行无阻塞并行交换降低存储访问延迟、提高访问带宽。但是，该发明存在的不足之处是：波分复用技术要求不同半径的微环谐振器实现转向，实际应用时制造难度大，成品率低。

西安电子科技大学在其申请的专利文献“可容错的无阻塞片上光路由器”(申请日：2017年7月19日，申请号：201710589127.5，公开号：107911761A)中公开了一种可容错的无阻塞片上光路由器，主要解决现有光片上网络中由于某些微环谐振器故障导致无法进行光交换的问题。该结构通过备用路径增进了交换网络的容错能力，可用于光交换网络的节点互连。但是，该发明存在的不足之处是：交换模块中路由单一，且通过冗余配置增强容错性，开销巨大。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有光交换网络的不足，提出一种可扩展的多级光交换网络，以实现多端口光交换网络的路由可重配置性，提高容错能力，连通性强、波导利用率高,减小交换网络面积、提升良品率。

本发明的具体思路是：输入端口与输出端口之间，通过基于可调谐微环谐振器2×2交叉结构的多级基本光交换模块，利用若干根光波导按照规律性连接方式，实现光信号交换。

根据上述思路，本发明可扩展的多级光交换网络，包括N个输入端口、N个输出端口、连接输入与输出端口的N(log₂N-1)个基本光交换模块(C)和若干根光波导(D)，其中N是大于等于8的正整数，且N是2的幂，其特征在于：

所述的N(log₂N-1)个基本光交换模块分为2log₂N-2级，其级数用i、j表示；

各级从左到右依次布置于N个输入端口与N个输出端口之间，其中每级包括

个自上至下排列的基本光交换模块；每个基本光交换模块左侧设有两个输入端口，右侧设有两个输出端口；

当1≤i≤log₂N-2时,第i级基本光交换模块右侧从上到下每

个端口采用左逆混洗变换方式依次与第i+1级基本光交换模块左侧从上到下的每

个端口连接；

当log₂N≤j≤2log₂N-3时，第j级基本光交换模块右侧从上到下的每

个端口采用左混洗变换方式依次与第j+1级基本光交换模块左侧从上到下的每

个端口连接；

将第log₂N-1级基本光交换模块右侧从上到下每8个端口作为一组左端口A_p，依次记为

将第log₂N级基本光交换模块左侧从上到下每8个端口作为一组右端口B_q，依次记为

其中

当p＝q且均为奇数时，每个左端口组A_p中的8个端口从上到下依次与右端口组B_q中第1,3,4,5,6,7,2,8端口通过光波导连接；

当p＝q且均为偶数时，左端口组A_p中的8个端口从上到下依次与右端口组B_q中第1,7,2,3,4,5,6,8端口通过光波导连接。

作为优选，所述每个基本光交换模块采用基于微环谐振器2×2交叉结构，包括两根交叉的光波导、分别位于光波导交叉点上下方的两个可调谐微环谐振器以及位于基本光交换模块左侧的两个端口和右侧的两个端口，所有微环谐振器通过电光调谐或热光调谐实现谐振波长改变，且所有微环谐振器的微环半径、有效折射率和自由光谱距离FSR均相同。

本发明与现有技术下相比具有如下优点：

第一，由于本发明可扩展的多级光交换网络采用了3种不同的连接方式，i级之间采用了左逆混洗变换连接，第log₂N-1级与第log₂N-1级的之间采用了新型的连接方式，j级之间采用了左混洗变换连接方式，克服了交换网络中链路冗余排布、连接效率低下的问题，使得本发明具有连通性强、波导利用率高的优点。

第二，由于本发明可扩展的多级光交换网络的每个基本光交换模块采用基于微环谐振器2×2交叉结构，克服了现有技术中采用基于马赫曾德干涉器导致交换网络面积过大的问题，使得本发明具有面积紧凑、良品率高的优点。

第三，由于本发明可扩展的多级光交换网络中的基本光交换模块分为多级，克服了现有技术中路由单一，通过冗余配置增强容错性，开销巨大的问题，使得本发明具有所有微环谐振器可以通过电光调谐或热光调谐实现谐振波长改变、可重配置、容错性强、路由多样的优点。

附图说明

图1是本发明采用8端口的多级光交换网络结构实例示意图；

图2是本发明采用16端口的多级光交换网络结构实例示意图；

图3是本发明中一个基本光交换模块内部结构的示意图。

具体实施方式

为使本发明的创作特征、达成目的、技术原理及优点易于理解，下面结合附图对本发明进行进一步地详细说明。

实施例1：8端口的多级光交换网络。

参照图1，本实例包括8个输入端口、8个输出端口、连接输入与输出端口的16个基本光交换模块与若干根光波导。其中：

所述8个输入端口由上至下布置于光交换网络的最左侧，每个端口的形状呈三角形。

所述8个输出端口由上至下布置于光交换网络的最右侧，每个端口的形状呈三角形。

所述16个基本光交换模块，分为4级，各级从左到右依次布置于8个输入端口与8个输出端口之间，其中每级包括4个由上至下排列的基本光交换模块。每个基本光交换模块采用基于微环谐振器2×2交叉结构，如图3所示，它包括两根交叉的光波导，其一根交叉光波导位于光波导交叉点上下方的两个可调谐微环谐振器，另一根位于基本光交换模块左侧的两个端口和右侧的两个端口；所有微环谐振器均成圆环状，可通过电光调谐或热光调谐实现谐振波长的改变，且所有微环谐振器的微环半径、有效折射率和自由光谱距离FSR均相同。

所述若干根光波导依次连接各级输入端口、各级基本光交换模块及输出端口，其中各级之间的连接方式如下：

16个基本光交换模块分为4级，其中：

第1级基本光交换模块右侧从上到下每8个端口采用左逆混洗变换方式依次与第2级，即第1级基本光交换模块右侧与第2级基本光交换模块左侧从上到下的每8个端口连接按如下公式进行：

k表示第1级基本光交换模块右侧从上到下每8个端口中从上到下的第k个端口，端口k与第2级基本光交换模块左侧从上到下每8个端口中从上到下的第L个端口连接；

第1级基本光交换模块右侧的第1个端口与第2极基本光交换模块左侧的第1个端口相连，第1级基本光交换模块右侧的第2个端口与第2极基本光交换模块左侧的第5个端口相连，第1级基本光交换模块右侧的第3个端口与第2极基本光交换模块左侧的第2个端口相连，第1级基本光交换模块右侧的第4个端口与第2极基本光交换模块左侧的第6个端口相连，第1级基本光交换模块右侧的第5个端口与第2极基本光交换模块左侧的第3个端口相连，第1级基本光交换模块右侧的第6个端口与第2极基本光交换模块左侧的第7个端口相连，第1级基本光交换模块右侧的第7个端口与第2极基本光交换模块左侧的第4个端口相连，第1级基本光交换模块右侧的第8个端口与第2极基本光交换模块左侧的第8个端口相连。

第2级基本光交换模块右侧从上到下每8个端口依次与将第3级基本光交换模块左侧第1,3,4,5,6,7,2,8端口通过光波导连接，即第2级基本光交换模块右侧的第1个端口与第3极基本光交换模块左侧的第1个端口相连，第2级基本光交换模块右侧的第2个端口与第3极基本光交换模块左侧的第3个端口相连，第2级基本光交换模块右侧的第3个端口与第3极基本光交换模块左侧的第4个端口相连，第2级基本光交换模块右侧的第4个端口与第3极基本光交换模块左侧的第5个端口相连，第2级基本光交换模块右侧的第5个端口与第3极基本光交换模块左侧的第6个端口相连，第2级基本光交换模块右侧的第6个端口与第3极基本光交换模块左侧的第7个端口相连，第2级基本光交换模块右侧的第7个端口与第3极基本光交换模块左侧的第2个端口相连，第2级基本光交换模块右侧的第8个端口与第3极基本光交换模块左侧的第8个端口相连。

第3级基本光交换模块右侧从上到下的每8个端口采用左混洗变换方式依次与第4级基本光交换模块左侧从上到下的每8个端口连接，即第3级基本光交换模块右侧与第4级基本光交换模块左侧其连接关系通过如下公式进行：

其中，Y表示第3级基本光交换模块右侧从上到下每8个端口中从上到下的第Y个端口，端口Y与第4级基本光交换模块左侧从上到下每8个端口中从上到下的第X个端口连接；

第3级基本光交换模块右侧的第1个端口与第4极基本光交换模块左侧的第1个端口相连，第3级基本光交换模块右侧的第2个端口与第4极基本光交换模块左侧的第3个端口相连，第3级基本光交换模块右侧的第3个端口与第4极基本光交换模块左侧的第5个端口相连，第3级基本光交换模块右侧的第4个端口与第4极基本光交换模块左侧的第7个端口相连，第3级基本光交换模块右侧的第5个端口与第4极基本光交换模块左侧的第2个端口相连，第3级基本光交换模块右侧的第6个端口与第4极基本光交换模块左侧的第4个端口相连，第3级基本光交换模块右侧的第7个端口与第4极基本光交换模块左侧的第6个端口相连，第3级基本光交换模块右侧的第8个端口与第4极基本光交换模块左侧的第8个端口相连。

实施例2：16端口的多级光交换网络。

参照图2，本实例包括16个输入端口、16个输出端口、连接输入与输出端口的48个基本光交换模块与若干根光波导。其中：

所述16个输入端口由上至下布置于光交换网络的最左侧，每个端口的形状呈三角形。

所述16个输出端口由上至下布置于光交换网络的最右侧，每个端口的形状呈三角形。

所述48个基本光交换模块，分为6级，各级从左到右依次布置于16个输入端口与16个输出端口之间，其中每级包括8个由上至下排列的基本光交换模块。每个基本光交换模块采用基于微环谐振器2×2交叉结构，包括两根交叉的光波导、分别位于光波导交叉点上下方的两个可调谐微环谐振器以及位于基本光交换模块左侧的两个端口和右侧的两个端口，如图3所示，所有微环谐振器圆环状，通过电光调谐或热光调谐实现谐振波长改变，且所有微环谐振器的微环半径、有效折射率和自由光谱距离FSR均相同。

所述若干根光波导依次连接各级输入端口、各级基本光交换模块及输出端口，其中各级之间的连接方式如下：

所述的48个基本光交换模块分为6级，其中：第1、2级用i表示,第4、5级用j表示。

各级从左到右依次布置于16个输入端口与16个输出端口之间，其中每级包括8个自上至下排列的基本光交换模块；每个基本光交换模块设有两个输出端口，每级的16个输出端口通过水平波导，从上到下依次连接于第6级基本光交换模块右侧的16个端口；

第i级基本光交换模块右侧从上到下每

个端口采用左逆混洗变换方式依次与第i+1级基本光交换模块左侧从上到下的每

个端口连接，其连接关系通过如下公式进行：

k表示第i级基本光交换模块右侧从上到下每

个端口中从上到下的第k个端口，端口k与第i+1级基本光交换模块左侧从上到下每

个端口中从上到下的第L个端口连接；

当i＝1时，第1级基本光交换模块右侧的第1个端口与第2极基本光交换模块左侧的第1个端口相连，第1级基本光交换模块右侧的第2个端口与第2极基本光交换模块左侧的第9个端口相连，第1级基本光交换模块右侧的第3个端口与第2极基本光交换模块左侧的第2个端口相连，第1级基本光交换模块右侧的第4个端口与第2极基本光交换模块左侧的第10个端口相连，第1级基本光交换模块右侧的第5个端口与第2极基本光交换模块左侧的第3个端口相连，第1级基本光交换模块右侧的第6个端口与第2极基本光交换模块左侧的第11个端口相连，第1级基本光交换模块右侧的第7个端口与第2极基本光交换模块左侧的第4个端口相连，第1级基本光交换模块右侧的第8个端口与第2极基本光交换模块左侧的第12个端口相连。第1级基本光交换模块右侧的第9个端口与第2极基本光交换模块左侧的第5个端口相连，第1级基本光交换模块右侧的第10个端口与第2极基本光交换模块左侧的第13个端口相连，第1级基本光交换模块右侧的第11个端口与第2极基本光交换模块左侧的第6个端口相连，第1级基本光交换模块右侧的第12个端口与第2极基本光交换模块左侧的第14个端口相连，第1级基本光交换模块右侧的第13个端口与第2极基本光交换模块左侧的第7个端口相连，第1级基本光交换模块右侧的第14个端口与第2极基本光交换模块左侧的第15个端口相连，第1级基本光交换模块右侧的第15个端口与第2极基本光交换模块左侧的第8个端口相连，第1级基本光交换模块右侧的第16个端口与第2极基本光交换模块左侧的第16个端口相连。

当i＝2时，第2级基本光交换模块右侧的第1个端口与第3极基本光交换模块左侧的第1个端口相连，第2级基本光交换模块右侧的第2个端口与第3极基本光交换模块左侧的第5个端口相连，第2级基本光交换模块右侧的第3个端口与第3极基本光交换模块左侧的第2个端口相连，第2级基本光交换模块右侧的第4个端口与第3极基本光交换模块左侧的第6个端口相连，第2级基本光交换模块右侧的第5个端口与第3极基本光交换模块左侧的第3个端口相连，第2级基本光交换模块右侧的第6个端口与第3极基本光交换模块左侧的第7个端口相连，第2级基本光交换模块右侧的第7个端口与第3极基本光交换模块左侧的第4个端口相连，第2级基本光交换模块右侧的第8个端口与第3极基本光交换模块左侧的第8个端口相连。第2级基本光交换模块右侧的第9个端口与第3极基本光交换模块左侧的第9个端口相连，第2级基本光交换模块右侧的第10个端口与第3极基本光交换模块左侧的第13个端口相连，第2级基本光交换模块右侧的第11个端口与第3极基本光交换模块左侧的第10个端口相连，第2级基本光交换模块右侧的第12个端口与第3极基本光交换模块左侧的第14个端口相连，第2级基本光交换模块右侧的第13个端口与第3极基本光交换模块左侧的第11个端口相连，第2级基本光交换模块右侧的第14个端口与第3极基本光交换模块左侧的第15个端口相连，第2级基本光交换模块右侧的第15个端口与第3极基本光交换模块左侧的第12个端口相连，第2级基本光交换模块右侧的第16个端口与第3极基本光交换模块左侧的第16个端口相连。

将第3级基本光交换模块右侧从上到下每8个端口作为一组左端口，依次记为A₁,A₂,将第4级基本光交换模块左侧从上到下每8个端口作为一组右端口，依次记为B₁,B₂；左端口第一组A₁中的8个端口从上到下依次与右端口第一组B₁中的第1,3,4,5,6,7,2,8端口通过光波导对应连接；左端口第二组A₂中的8个端口从上到下依次与右端口第二组B₂中第1,7,2,3,4,5,6,8端口通过光波导对应连接，即：

第3级基本光交换模块右侧的第1个端口与第4极基本光交换模块左侧的第1个端口相连，第3级基本光交换模块右侧的第2个端口与第4极基本光交换模块左侧的第3个端口相连，第3级基本光交换模块右侧的第3个端口与第4极基本光交换模块左侧的第4个端口相连，第3级基本光交换模块右侧的第4个端口与第4极基本光交换模块左侧的第5个端口相连，第3级基本光交换模块右侧的第5个端口与第4极基本光交换模块左侧的第6个端口相连，第3级基本光交换模块右侧的第6个端口与第4极基本光交换模块左侧的第7个端口相连，第3级基本光交换模块右侧的第7个端口与第4极基本光交换模块左侧的第2个端口相连，第3级基本光交换模块右侧的第8个端口与第4极基本光交换模块左侧的第8个端口相连。第3级基本光交换模块右侧的第9个端口与第4极基本光交换模块左侧的第9个端口相连，第3级基本光交换模块右侧的第10个端口与第4极基本光交换模块左侧的第15个端口相连，第3级基本光交换模块右侧的第11个端口与第4极基本光交换模块左侧的第10个端口相连，第3级基本光交换模块右侧的第12个端口与第4极基本光交换模块左侧的第11个端口相连，第3级基本光交换模块右侧的第13个端口与第4极基本光交换模块左侧的第12个端口相连，第3级基本光交换模块右侧的第14个端口与第4极基本光交换模块左侧的第13个端口相连，第3级基本光交换模块右侧的第15个端口与第4极基本光交换模块左侧的第14个端口相连，第3级基本光交换模块右侧的第16个端口与第4极基本光交换模块左侧的第16个端口相连。

第j级基本光交换模块右侧从上到下的每

个端口采用左混洗变换方式依次与第j+1级基本光交换模块左侧从上到下的每

个端口连接，其连接关系通过如下公式进行：

其中，Y表示第j级基本光交换模块右侧从上到下每

个端口中从上到下的第Y个端口，端口Y与第j+1级基本光交换模块左侧从上到下每

个端口中从上到下的第X个端口连接；

当j＝4时，第4级基本光交换模块右侧的第1个端口与第5极基本光交换模块左侧的第1个端口相连，第4级基本光交换模块右侧的第2个端口与第5极基本光交换模块左侧的第3个端口相连，第4级基本光交换模块右侧的第3个端口与第5极基本光交换模块左侧的第5个端口相连，第4级基本光交换模块右侧的第4个端口与第5极基本光交换模块左侧的第7个端口相连，第4级基本光交换模块右侧的第5个端口与第5极基本光交换模块左侧的第2个端口相连，第4级基本光交换模块右侧的第6个端口与第5极基本光交换模块左侧的第4个端口相连，第4级基本光交换模块右侧的第7个端口与第5极基本光交换模块左侧的第6个端口相连，第4级基本光交换模块右侧的第8个端口与第5极基本光交换模块左侧的第8个端口相连。第4级基本光交换模块右侧的第9个端口与第5极基本光交换模块左侧的第9个端口相连，第4级基本光交换模块右侧的第10个端口与第5极基本光交换模块左侧的第11个端口相连，第4级基本光交换模块右侧的第11个端口与第5极基本光交换模块左侧的第13个端口相连，第4级基本光交换模块右侧的第12个端口与第5极基本光交换模块左侧的第15个端口相连，第4级基本光交换模块右侧的第13个端口与第5极基本光交换模块左侧的第10个端口相连，第4级基本光交换模块右侧的第14个端口与第5极基本光交换模块左侧的第12个端口相连，第4级基本光交换模块右侧的第15个端口与第5极基本光交换模块左侧的第14个端口相连，第4级基本光交换模块右侧的第16个端口与第5极基本光交换模块左侧的第16个端口相连。

当j＝5时，第5级基本光交换模块右侧的第1个端口与第6极基本光交换模块左侧的第1个端口相连，第5级基本光交换模块右侧的第2个端口与第6极基本光交换模块左侧的第3个端口相连，第5级基本光交换模块右侧的第3个端口与第6极基本光交换模块左侧的第5个端口相连，第5级基本光交换模块右侧的第4个端口与第6极基本光交换模块左侧的第7个端口相连，第5级基本光交换模块右侧的第5个端口与第6极基本光交换模块左侧的第9个端口相连，第5级基本光交换模块右侧的第6个端口与第6极基本光交换模块左侧的第11个端口相连，第5级基本光交换模块右侧的第7个端口与第6极基本光交换模块左侧的第13个端口相连，第5级基本光交换模块右侧的第8个端口与第6极基本光交换模块左侧的第15个端口相连。第5级基本光交换模块右侧的第9个端口与第6极基本光交换模块左侧的第2个端口相连，第5级基本光交换模块右侧的第10个端口与第6极基本光交换模块左侧的第4个端口相连，第5级基本光交换模块右侧的第11个端口与第6极基本光交换模块左侧的第6个端口相连，第5级基本光交换模块右侧的第12个端口与第6极基本光交换模块左侧的第8个端口相连，第5级基本光交换模块右侧的第13个端口与第6极基本光交换模块左侧的第10个端口相连，第5级基本光交换模块右侧的第14个端口与第6极基本光交换模块左侧的第12个端口相连，第5级基本光交换模块右侧的第15个端口与第6极基本光交换模块左侧的第14个端口相连，第5级基本光交换模块右侧的第16个端口与第6极基本光交换模块左侧的第16个端口相连。

以上描述仅是本发明的两个具体实例，并未构成对本发明的任何限制，显然对于本领域的专业人员来说，在了解了本发明内容和原理后，都可能在不背弃本发明原理、结构的情况下，进行形式和细节上的各种修改和改变，但是这些基于本发明思想的修正和改变仍在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.一种可扩展的多级光交换网络，包括N个输入端口、N个输出端口、连接输入与输出端口的N(log₂N-1)个基本光交换模块(C)和若干根光波导(D)，其中N是大于等于8的正整数，且N是2的幂，其特征在于：

所述的N(log₂N-1)个基本光交换模块分为2log₂N-2级，其级数用i、j表示；

各级从左到右依次布置于N个输入端口与N个输出端口之间，其中每级包括

个自上至下排列的基本光交换模块；每个基本光交换模块左侧设有两个输入端口，右侧设有两个输出端口；

当1≤i≤log₂N-2时,第i级基本光交换模块右侧从上到下每

个端口采用左逆混洗变换方式依次与第i+1级基本光交换模块左侧从上到下的每

个端口连接；

当log₂N≤j≤2log₂N-3时，第j级基本光交换模块右侧从上到下的每

个端口采用左混洗变换方式依次与第j+1级基本光交换模块左侧从上到下的每

个端口连接；

将第log₂N-1级基本光交换模块右侧从上到下每8个端口作为一组左端口A_p，依次记为

将第log₂N级基本光交换模块左侧从上到下每8个端口作为一组右端口B_q，依次记为

其中

当p＝q且均为奇数时，每个左端口组A_p中的8个端口从上到下依次与右端口组B_q中第1,3,4,5,6,7,2,8端口通过光波导连接；

当p＝q且均为偶数时，左端口组A_p中的8个端口从上到下依次与右端口组B_q中第1,7,2,3,4,5,6,8端口通过光波导连接。

2.根据权利要求1所述的网络，其特征在于：第i级基本光交换模块右侧从上到下每

个端口采用左逆混洗变换方式依次与第i+1级基本光交换模块左侧从上到下的每

个端口连接，其连接关系按如下公式进行：

k表示第i级基本光交换模块右侧从上到下每

个端口中从上到下的第k个端口，端口k与第i+1级基本光交换模块左侧从上到下每

个端口中从上到下的第L个端口连接。

3.根据权利要求1所述的网络，其特征在于：第j级基本光交换模块右侧从上到下的每

个端口采用左混洗变换方式依次与第j+1级基本光交换模块左侧从上到下的每

个端口连接，是通过如下公式进行：

Y表示第j级基本光交换模块右侧从上到下每

个端口中从上到下的第Y个端口，端口Y与第j+1级基本光交换模块左侧从上到下每

个端口中从上到下的第X个端口连接。

4.根据权利要求1所述的网络，其特征在于，每个基本光交换模块采用基于微环谐振器2×2交叉结构，包括两根交叉的光波导、分别位于光波导交叉点上下方的两个可调谐微环谐振器以及位于基本光交换模块左侧的两个端口和右侧的两个端口，所有微环谐振器通过电光调谐或热光调谐实现谐振波长改变，且所有微环谐振器的微环半径、有效折射率和自由光谱距离FSR均相同。

5.根据权利要求1所述的网络，其特征在于，各级之间的输入端口与输出端口之间通过光波导连接。

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