[发明专利]一种波长选择开关、交换引擎及其相位调制方法

说明书

一种波长选择开关、交换引擎及其相位调制方法，该方法包括：在确定将入射光的输出端口由第一端口切换为第二端口时，获取第二调制信号；将加载的第一调制信号切换为第二调制信号；第一调制信号用于将入射光的衍射光调制成沿第一端口输出；第二调制信号用于将入射光的衍射光调制成在第一设定时间长度内沿第一端口的输出方向和波长分布方向输出，在第二设定时间长度内沿第二端口的输出方向和波长分布方向输出；并且在第一设定时间长度内，衍射光的强度沿第一端口的输出方向逐渐减弱、沿波长分布方向逐渐增强；在第二设定时间长度内，衍射光的强度沿第二端口的输出方向逐渐增强、沿波长分布方向逐渐减弱。

技术领域

本申请涉及光通信领域，尤其涉及一种波长选择开关、交换引擎及其相位调制方法。

背景技术

随着网络流量和带宽的飞速增长，运营商对于底层的波分网络的智能调度功能的需求越来越迫切，这导致ROADM逐渐为越来越多的高端运营商的网络所采用。网络中引入ROADM后，运营商可以快速的提供波长级的业务，便于进行网络规划，降低运营费用，便于维护，降低维护成本。

而波长选择开关(Wavelength selective switch，WSS)作为可重构光分插复用器(Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer，ROADM)中重要的波长调度单元模块，其性能指标直接影响了整个网络的各项性能。近年来，对于WSS进行光交换的性能有了新的要求，要求在进行端口切换的过程中，不会对目标端口以外的其他端口产生影响，此即Hitless特性。

现有技术中，基于微机电系统MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)的WSS在控制光束偏转来实现端口切换时很难满足Hitless特性。如图1所示，不同波长的入射光，在经过光栅分光后照射至MEMS上不同位置的MEMS反射镜上，通过控制各个反射镜的角度，可以选择让不同的波长进入不同的光纤端口。如果此时希望某一波长由端口2切换至端口6，由于MEMS反射镜只能在一个维度上旋转，此时在反射镜旋转的切换过程中势必会使信号光扫过端口2至端口6路径上的所有端口，从而对波长所在的端口5的业务产生影响，引入额外的切换串扰。这种情况即不满足Hitless特性，因而需要寻求新的解决方案来实现Hitless特性。

相比较模拟式的MEMS芯片来说，基于硅基液晶(liquidcrystal on silicon，LCoS)的WSS在可靠性和稳定性上具有无可比拟的优势，并且LCoS为数字调制，可支持Flex-grid特性。当利用基于LCoS的WSS进行端口切换时，实际上是通过切换加载在LCoS面板上的相位图像来实现的。对于一维端口切换的情况，如图2所示，通常使用沿端口分布方向排布的闪耀光栅的相位分布来实现光束的偏转。通过切换不同周期的闪耀光栅即可将入射至LCoS面板上的信号光衍射至不同角度，从而耦合至不同位置的端口中。因此，理想情况下，由于LCoS的数字调制属性，在相位图的切换过程是不会对路径上的其他端口产生影响的。

然而，LCoS实际上是借助各点像素中的液晶分子旋转实现位相调制的。如图3和图4所示，当需要将沿端口分布方向分布的初始态光栅A的等效相位切换为沿端口分布方向分布的目标态光栅B的等效相位时，希望沿端口分布方向分布的闪耀光栅的相位图由初始相位梯度A切换至目标相位梯度B，此时LCoS面板上的各像素点的液晶分子同样会从初始状态旋转至目标状态，而由于实际的电子器件响应无法达到完全一致，因而各点液晶分子在切换至下一个状态的过程中，会经历若干紊乱的状态(如图4中虚线所示)，而这些紊乱的状态即会造成切换过程中的额外瞬态串扰，从而对于除了目标端口以外的其他端口业务产生干扰。

因此，基于LCoS的WSS进行端口切换时，也很难满足Hitless特性。目前已经公开的论文与专利中尚未有涉及基于LCoS交换引擎的Hitless解决方案。

发明内容