[发明专利]使用角度复用光学器件的波长切换系统

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及一种采用角度复用光学器件的光开关系统。

背景技术

随着对于因特网带宽需求的实质上增长，因特网通信量要求已经变得完全不可预测。适应于这种挑战，许多网络已经演进为在环形和网格网络中的节点处使用可重新配置光上下路模块(ROADM)。这些网络要求使用波长切换系统。可以通过使用这些网络动态地路由从点A到点B的通信量。为了使能路由灵活性，这些系统采用许多可使用的波长和信道。当需要时，可以响应于增加的带宽要求来配置新的信道，或者替代地，可以响应于网络的一部分的拥塞或中断来使信道下路。响应于这些增长的需求的WSS的演进包含两个基本体系结构：有色WSS和无色WSS。

有色WSS将特定的波长切换到相关联的输出光纤。使用阵列波导光栅(AWG)作为波长复用/解复用元件来研究有色WSS。有色WSS的缺点是不能提供灵活性，因为需要固定或特定的波长用于切换过程的发生，即使可调激光器是普遍可用的。由于波长和具体输出光纤之间的物理关联性，波长是固定的。这限制了有色WSS用作上下路模块的能力，因为需要固定或特定的波长以便执行上下路功能。使用有色WSS产生了不灵活的ROADM和网络。当安装WSS时实现波长提供或路由确定，这是手动的而不是动态的操作。

另一方面，假设可调激光器与WSS相连，有色WSS提供了动态地选择任意波长传输的自由度。然而，每一个可调激光器只可以经由WSS的一个信道传输数据。如果从一个阶段需要更多的波长，需要将更多可调激光器与WSS相连。为了将更多的可调激光器与WSS相连，需要更多的WSS端口。为此原因，需要让WSS具有较高的端口数，或者需要光学结构配置为使用现有个数的端口传输更多个数的多信道光信号。

在光开关领域，需要可以在保持波长切换系统的主要设计方面的同时增加波长切换系统的灵活性的光开关结构。

本发明的实施例起因于这样的场景。

附图说明

图1A是说明了根据现有技术的波长切换系统的示例的示意性顶视图。

图1B是说明了根据现有技术的波长切换系统的示例的示意性截面图。

图2A是说明了光学设计的基本原理的示意图。

图2B是说明了光学设计的另一个基本原理的示意图。

图3A是说明了根据本发明实施例的采用角度复用的波长切换系统的示例的示意性顶视图。

图3B是说明了根据本发明实施例的采用角度复用的波长切换系统的示例的示意性截面图。

图4A是说明了根据本发明实施例的配置用于角度复用的输入端口的示意性侧视图。

图4B是说明了根据本发明实施例的配置用于角度复用的输入端口的示意性轴向图。

图4C是说明了根据本发明实施例的配置用于角度复用的端口阵列的示意性侧视图。

图4D是说明了根据本发明实施例的配置用于角度复用的端口阵列的示意性轴向图。

图5A是说明了根据本发明实施例的采用角度复用和角度交换的波长切换系统的示意性顶视图。

图5B是说明了根据本发明实施例的采用角度复用和角度交换的波长切换系统的示意性截面图。

图5C是说明了根据本发明另一个实施例的采用角度复用和角度交换的波长切换系统的示意性截面图。

图6A是说明了根据本发明实施例的采用角度复用和角度交换的光纤开关的示意性顶视图。

图6B是说明了根据本发明实施例的采用角度复用和角度交换的光纤开关的示意性截面图。

具体实施方式

本发明的实施例利用了一种光学结构，所述光学结构可以在保持主要设计方面的同时，增加波长切换系统的灵活性。

介绍

为了说明本发明的波长选择性开关(WSS)结构的优势，理解传统WSS的细节是有用的。图1A-B说明了根据现有技术的波长切换系统(WSS)的示例。图1A说明了WSS的顶视图，而图1B说明了WSS的截面图。WSS100包括光纤准直器阵列103、一组中继光学器件105、波长分离器107、聚焦光学器件109和信道偏转元件阵列111。WSS100配置为接收一个或多个信道的光信号101，并且将这些组成信道导引至它们相应的输出端口106。通过将各种波长复用成单一的高速度信号来产生每一个多信道光信号101。