[发明专利]光通信的装置和方法

权利要求书

1.一种光通信的装置，其特征在于，所述装置包括：输入系统、第一光开关阵列和输出系统，所述输入系统包括一维排列在第一平面上的N个输入端口、第一扩束器、分波器和第一光路变更器，所述第一光开关阵列包括二维排列在第二平面上的N×K个第一光开关单元，K为信号光包括的子信号光的数量，各所述子信号光的中心波长彼此相异，所述第二平面与主轴方向垂直，所述主轴方向是从所述输入端口输出的信号光的传输方向，所述第一平面与所述第二平面垂直，各所述第一光开关单元能够绕第一轴线方向和第二轴线方向旋转，所述第一轴线方向是所述第一平面与所述第二平面的交线方向，所述第二轴线方向是第三平面与所述第二平面的交线方向，所述第三平面与所述第二平面垂直，且所述第三平面与所述第一平面垂直，一个第一光开关单元仅用于接收来自一个输入端口的一束子信号光，各所述第一光开关单元所对应的输入端口或子信号光相异，所述输出系统包括第二光路变更器、第二扩束器、第二光开关阵列和二维排列的M个输出端口，所述第二光开关阵列包括二维排列的M个第二光开关单元，一个第二光开关单元在同一时段仅用于接收来自同一输入端口的子信号光，各所述第二光开关单元至少能够绕第二轴线方向旋转，各所述第二光开关单元与各所述输出端口一一对应，其中，

所述N个输入端口中的目标输入端口，用于在接收到目标信号光时，将所述目标信号光传输至所述第一扩束器，其中，所述目标输入端口输出的所述目标信号光的光斑为圆形，所述目标信号光包括至少两束子目标信号光；

所述第一扩束器，用于对所述目标信号光进行第一扩束处理，以将所述目标信号光在所述第二平面方向上的光斑由圆形变换为椭圆形，并将经过所述第一扩束处理后的目标信号光传输至所述分波器，其中，所述椭圆形的长轴方向为所述第二轴线方向，所述椭圆形的短轴方向为所述第一轴线方向，所述椭圆形的长轴长度是基于以下参数确定的：

所述目标信号光的带宽、所述至少两束子目标信号光中相邻子目标信号光之间的间隔、所述至少两束子目标信号光的中心波长、所述分波器的衍射参数；

所述分波器，用于对所述目标信号光进行分波处理，从所述目标信号光中分解出所述至少两束子目标信号光，使各所述子目标信号光在所述第三平面上分散，并将各所述子目标信号光经由所述第一光路变更器而传输至对应的第一光开关单元；

所述第一光路变更器，用于对各所述子目标信号光进行第一光路变更处理，以使各所述子目标信号光彼此平行地射入所对应的第一光开关单元；

所述第一光开关阵列，用于基于各所述子目标信号光所对应的输出端口，控制与各所述子目标信号光相对应的第一光开关单元的旋转，以将各所述子目标信号光经由所述第二光路变更器和所述第二扩束器而传输至所对应的第二光开关单元；

所述第二光路变更器，用于对各所述子目标信号光进行第二光路变更处理，其中，经所述第二光路变更处理的子目标信号光在所述第三平面上的投影与所对应的经所述第一光路变更处理之前的子目标信号光在所述第三平面上的投影相平行；

所述第二扩束器，用于对各所述子目标信号光进行第二扩束处理，以将各所述子目标信号光在所述第二平面方向上的光斑由椭圆形变换为圆形，所述圆形的直径是基于所述输出端口的传输要求确定的；

所述第二光开关阵列，用于控制各所述子目标信号光所对应的第二光开关单元的旋转，以将各所述子目标信号光分别传输至所对应的输出端口。

2.根据权利要求1所述的光通信的装置，其特征在于，所述输出系统还包括：

合波器，位于所述第二光路变更器和所述第二扩束器之间，

用于当对于一个输出端口，存在至少两束需要接收的子目标信号光时，将所述至少两束需要接收的子目标信号光合成为一束信号光，并经由所述第二扩束器而传输至所述第二光开关阵列；或

用于当对于一个输出端口，仅存在一束需要接收的子目标信号光时，调整所述子目标信号光的带宽范围内的光功率分布。

3.根据权利要求2所述的光通信的装置，其特征在于，所述分波器和所述合波器为至少一个光栅。

4.根据权利要求3所述的光通信的装置，其特征在于，所述合波器和所述分波器共用所述至少一个光栅。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的光通信的装置，其特征在于，所述第一扩束器，还用于对所述目标信号光进行第一扩束处理，以将所述目标信号光在所述第三平面上的、在所述第一扩束器与所述第一光路变更器之间的束腰位置位于所述分波器。