新型大容量光交换的关键技术和应用

　　3.1 MEMS 光开关的扩展

　　MEMS 光开关是典型的矩阵光开关，其单播扩展方法与电交换结构的多级网络扩展方法（如3 级Clos）完全相同，无阻塞条件也完全相同。

　　然而，组播扩展上出现了差异。由于组播需要用到分光器件，而分光的扇出比常难以灵活控制，分光也会带来额外耗损。如果将交换结构抽象成数学上的排列，显然，单播只是组播的一个子集，组播的扩展更加复杂。3 级网络的组播扩展成本高，4级网络的组播扩展成本降低，其中，第2 级和第4 级具有组播能力（组播光开关），而第1 级和第3 级不需要支持组播（如MEMS），简称为"4（2m）"级组播网络，如图1 所示。

图1 4 级组播网络（其中只有第2 级和第4 级有组播能力）

　　可以证明广义无阻塞和可重构无阻塞"4（2m）"级组播网络的复杂度都是O（N 3/2），比2 级组播的3 级Clos 网络低，后者为O（N 2）。因此"4（2m）"级网络通常具有更好的可扩展性[12]。

　　3.2 CAWG 扩展方法

　　CAWG 交换结构的扩展也是从Clos 交换网络理论出发，建立CAWG交换结构和传统Clos 网络之间的等价关系，在引入波长变换器的情况下，3 级的CAWG 交换结构如图2 所示[13]。但是，CAWG 的端口受限于平面波导回路，有必要进行模块化的分解，实现CAWG 交换网络的模块化构造[14]。

图2 阵列波导光栅的多级网络扩展

　　3.3 WSS 扩展方法

　　WSS 同时具有空分和波分的交换功能，其扩展方法可以直接采用级联串接的方式，本文从略。