[发明专利]光通信的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，并且更具体地，涉及光通信的装置和方法。

背景技术

随着视频和云端业务的迅速增长，运营商对光网络构建的灵活性、光网络的建设和运行维护费用的降低尤为关注。网络节点需要交叉连接的方向维度(或者说，传输路径)越来越多，运营商可通过使用可重构的光分插复用器(ROADM，Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer)远程自动地进行维度切换等，来取代之前人工下站点的方式去更换光纤的连接，从而满足网络动态连接的需求。

目前，已知一种ROADM，具有一维排列的N个输入端口、一维排列的M个输出端口和两级光开关阵列，能够通过光栅将来自于每个输入端口的波分复用(WDM，Wavelength Division Multiplex)信号的分解为K个子信号，并通过第一级光开关阵列(具有二维排列的N×K个光开关单元)将各子信号分别换到第二级光开关阵列(具有二维排列的M×K个光开关单元)中所对应的光开关单元上，并通过光栅将来自于第二级光开关阵列的波长相异且所对应的输出端口相同的子信号合成WDM信号，并传输至所对应的输出端口，从而完成了网络交叉连接。

为了适应高速光通信网络高效性、灵活性的需求，作为网络交叉连接核心的ROADM需要不断的发展，希望能够使ROADM具有更多的输出端口，以实现对更多的输出维度的信号进行交叉。如上所述，在单个光开关的交叉能力(例如，旋转范围)能够得到满足的情况下，由于WDM信号包括的子信号的数量(具体地说，是所包括的子信号的波长数量)K较大且相对固定，因此，ROADM对输入端的交叉能力主要取决于第二级光开关阵列中与输出端口对应的光开关单元的数量，即，M。受配置空间和单个光开关单元的交叉能力等的限制，无法实现M的无限增大，无法满足当前日益增长的网络需求以及用户的要求。

因此，希望提供一种技术，在给定的有限配置空间内，能够提高ROADM针对输出端的网络交叉连接能力。

发明内容

本发明实施例提供一种光通信的装置和方法，能够在给定的有限配置空间内，提高针对输出端的网络交叉连接能力，进而满足网络需求以及用户的要求。

第一方面，提供了一种光通信的装置，该装置包括：输入系统、第一光开关阵列和输出系统，该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，该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，各该子信号光的中心波长彼此相异，该第二平面与主轴方向垂直，该主轴方向是从该输入端口输出的信号光的传输方向，该第一平面与该第二平面垂直，各该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，该第一轴线方向是该第一平面与该第二平面的交线方向，该第二轴线方向是第三平面与该第二平面的交线方向，该第三平面与该第二平面垂直，且该第三平面与该第一平面垂直，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，各该第一光开关单元所对应的输入端口或子信号光相异，该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，该第二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，各该第二光开关单元至少能够绕第二轴线方向旋转，各该第二光开关单元与各该输出端口一一对应，其中，该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，将该目标信号光传输至该第一扩束器，其中，该目标输入端口输出的该目标信号光的光斑为圆形，该目标信号光包括至少两束子目标信号光；该第一扩束器，用于对该目标信号光进行第一扩束处理，以将该目标信号光在该第二平面方向上的光斑由圆形变换为椭圆形，并将经过该第一扩束处理后的目标信号光传输至该分波器，其中，该椭圆形的长轴方向为该第二轴线方向，该椭圆形的短轴方向为该第一轴线方向，该椭圆形的长轴长度是基于以下参数确定的：该目标信号光的带宽、该至少两束子目标信号光中相邻子目标信号光之间的间隔、该至少两束子目标信号光的中心波长、该分波器的衍射常数；该分波器，用于对该目标信号光进行分波处理，从该目标信号光中分解出该至少两束子目标信号光，使各该子目标信号光在该第三平面上分散，并将各该子目标信号光经由该第一光路变更器而传输至对应的第一光开关单元；该第一光路变更器，用于对各该子目标信号光进行第一光路变更处理，以使各该子目标信号光彼此平行地射入所对应的第一光开关单元；该第一光开关阵列，用于基于各该子目标信号光所对应的输出端口，控制与各该子目标信号光相对应的第一光开关单元的旋转，以将各该子目标信号光经由该第二光路变更器和该第二扩束器而传输至所对应的第二光开关单元；该第二光路变更器，用于对各该子目标信号光进行第二光路变更处理，其中，经该第二光路变更处理的子目标信号光在该第三平面上的投影与所对应的经该第一光路变更处理之前的子目标信号光在该第三平面上的投影相平行；该第二扩束器，用于对各该子目标信号光进行第二扩束处理，以将各该子目标信号光在该第二平面方向上的光斑由椭圆形变换为圆形，该圆形的直径是基于该输出端口的传输要求确定的；该第二光开关阵列，用于控制各该子目标信号光所对应的第二光开关单元的旋转，以将各该子目标信号光分别传输至所对应的输出端口。