[发明专利]多点、无竞争波长选择开关(WSS)

说明书

一种光学装置包括多个光输入端口、多个光输出端口、一波长色散装置和至少一个光束转向装置。多个光输入端口被配置为用来接收各自具有多个波长分量的光束。波长色散装置接收所述光束并且将各个光束在空间上分离成多个波长分量。光束转向装置具有第一区域和第二区域，空间分离的波长分量被引导到第一区域，各个光束的多个波长分量中的任何子集在各个子集中的波长分量被在空间上彼此重新组合之后被选择性地引导到第二区域上。光束转向装置选择性地将多个波长分量中的各个子集引导到光输出端口中不同的一个光输出端口。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年2月9日提交的名称为“多点、无竞争波长选择开关(WSS)”的美国临时专利申请号62/113,738的权益，其内容以引入的方式并入本文。

背景技术

在光通信网络中，具有不同波长上的多个光通道(即，信道)的光信号被从一个地点传送到另一个地点，典型地是通过一段光纤传送的。可以找得到各种不同类型的光开关，这些光开关能够实现光信号从一根光纤到另一根的切换。波长选择开关(WSS)能够帮助实现可配置的取决于波长的切换，就是说，它能够使某些波长通道被从第一光纤切换到第二光纤，同时让其它的波长通道在第一光纤中传播，或者它能够使某些波长通道被切换到第三光纤。基于波长选择光切换的光网络架构，由于具有能够自动创建或重新路由不同波长通道的光路的能力，因此具有很多有吸引力的特点。它加速了业务部署，促进了光网络故障点周边的重新路由，并且减少了服务提供商的首次投资和操作费用，同时创建了不会过时的网络拓扑。

不同的开关结构相对于各个波长的分配和路由提供不同程度的灵活性。图1示出了NxM光开关12的功能框图，图示了时而需要的一种路由功能。NxM光开关10具有N个输入端口10₁，10₂，10₃…10_N(10)和M个输出端口15₁，15₂，15₃…15_M(15)。输入端口10是能够接收包括多个波长或通道的波分复用(WDM)信号的WDM端口。如后面将要解释的，所期望的路由功能有时被称为无竞争路由。

在无竞争路由中，如图1所示，如果将在一个输入端口上接收到的波长λ₁的信号1发送到给定的输出端口并且在不同的输入端口上接收到同一波长λ₁的信号2(但是携带不同的数据内容)，则可以将信号2发送到除了信号1被发送到的输出端口以外的任何输出端口。换句话说，光开关12能够建立从一个输入端口到一个输出端口的一个波长上的连接，而不会阻止在第二输入端口与第二输出端口之间建立同一波长上的第二连接。

具有图1所示功能的波长选择开关已经得到了论证证明。这样的波长选择开关具有相对少量的输入和输出端口，并且不容易被扩充以提供更多的端口。例如，Neilson等人申请的美国专利公开号2014/0294346示出了一种采用LCOS阵列作为开关元件的WSS。在这一装置中，在一输入端口上接收到的各个WDM信号被成像并且沿着LCOS阵列的独立的行被按照光谱分散开。由于设计的原因，这种WSS需要M个物理上独立的行被部署到LCOS阵列上，才能提供NxM开关的功能，其中M＞N。这对于具有较大数量的端口的装置来说这有些不切实际，因为需要在LCOS阵列的表面上分配的大量空间。

发明内容

按照本发明的一个方面，提供了一种光学装置，它包括多个光输入端口、多个光输出端口、波长色散装置和至少一光束转向装置。所述多个光输入端口被配置为用来接收各自具有多个波长分量的光束。波长色散装置接收所述光束并且将各个光束在空间上分离成多个波长分量。所述光束转向装置具有第一区域和第二区域，所述空间分离的波长分量被引导到所述第一区域，各个光束的多个波长分量中的任何子集在各个子集中的波长分量被在空间上彼此重新组合之后被选择性地引导到所述第二区域上。所述光束转向装置选择性地将所述多个波长分量中的各个子集引导到光输出端口中不同的一个光输出端口。