[发明专利]一种光信号选择调度装置及方法

说明书

本发明公开了一种光信号选择调度装置及方法，涉及光通信技术领域，本发明的光信号选择调度装置支持N个输入端口、M个输出端口，由2M+1层平面光学阵列元件逐层堆叠构成；每一层平面光学阵列元件至少具备分波、准直、开关、导波和合波功能中一种功能；每一层平面光学阵列元件的功能元件排列成N+1列，每一列包含一字排开但互不影响的K个功能元件。本发明的光信号选择调度装置采用平面光学阵列元件，平面光学阵列元件具有轻薄化平面化的特点，可大幅缩小元件尺寸、减少系统复杂性，降低光器件插入损耗和通道间串扰，实现高维度波长选择交叉器件的集成。

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，具体涉及一种光信号选择调度装置及方法。

背景技术

随着信息化革命逐步深入，光网络对传输容量和交叉节点调度能力的需求不断增加。在交叉调度层面，由于OTN时分复用机制的引入，光传送网络需要在交叉调度节点引入大容量的电交叉设备以确保节点任意空间维度和波长上OTN时域复用的业务数据之间能实现无阻塞交叉调度。随着波长通道速率的快速增长，电交叉设备的容量也正在逼近电互连背板带宽和机房供电散热能力的极限。当前单机柜电交叉容量已经达到64T，功耗1万瓦以上，采用集群方式可扩展到128T以上。尽管OTN仍在不断演进以满足新的网络发展需求，其缺陷日益突出，技术瓶颈难以突破。设备功耗已经成为网络建设、运维需要考虑的重要问题。此外，电交叉所需要光电电光转换还会带来额外的器件成本和信号处理时延。

然而，由于光逻辑、光存储和波长转换器件尚未成熟，无法对光信号在时域和频域上进行全光交叉和调度，当前商用的全光交叉设备大多为空间光线路交换，其核心单元为具有波长选择能力的光开关器件。由于基于传统光学器件的波长选择光交叉器件大多通过光程的积累改变相位，其体积、插入损耗和串扰比较大，大规模输入输出端口集成实现非常困难。

例如，采用目前可获得的商用WSS(Wavelength Selective Switch，波长选择光交叉开关)模块进行全光交叉，存在以下困难：

(1)其最大端口维度32维，无法满足未来网络Mesh化对更高交叉调度维度的需求；

(2)插损高达8～10dB，需要额外的光放大器件进行功率补偿；

(3)端口隔离度仅为20～25dB，且随端口数量的增加而进一步减小；

(4)由传统的光学器件搭建而成，模块体积大，集成度差。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种光信号选择调度装置及方法，实现高维度波长选择交叉器件的集成。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种光信号选择调度装置，

所述光信号选择调度装置包括N个输入端口、M个输出端口，由2M+1层平面光学阵列元件逐层堆叠构成；

每一层平面光学阵列元件至少具备分波、准直、开关、导波和合波功能中一种功能；

每一层平面光学阵列元件包括(N+1)*K个功能元件，全部功能元件排列成N+1列，每一列包含一字排开但互不影响的K个功能元件，K＝最大频谱范围/最小频谱调整间隔；

每一层平面光学阵列元件的前N列用于N个输入光信号的处理，最后一列用于光信号的输出。

在上述技术方案的基础上，所述光信号选择调度装置的2M+1层平面光学开关阵列元件在垂直方向上的堆叠顺序自上而下依次为：

第1层为平面光学分波阵列元件；

第2m层为平面光学准直阵列元件，m为小于等于M的正整数；

第2m+1层为平面光学开关阵列元件，每一层平面光学开关阵列元件对应一个输出端口。

在上述技术方案的基础上，所述功能元件包括：