[發明專利]一種光信號選擇調度裝置及方法

有效

• 申請號: 202011024362.6
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112099148B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 馮勇華
• 申請（專利權）人: 烽火通信科技股份有限公司
• 主分類號: G02B6/35
• 分類號: G02B6/35;G02B6/125
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 唐勇

本發明公開了一種光信號選擇調度裝置及方法，涉及光通信技術領域，本發明的光信號選擇調度裝置支持N個輸入端口、M個輸出端口，由2M+1層平面光學陣列元件逐層堆疊構成；每一層平面光學陣列元件至少具備分波、準直、開關、導波和合波功能中一種功能；每一層平面光學陣列元件的功能元件排列成N+1列，每一列包含一字排開但互不影響的K個功能元件。本發明的光信號選擇調度裝置采用平面光學陣列元件，平面光學陣列元件具有輕薄化平面化的特點，可大幅縮小元件尺寸、減少系統復雜性，降低光器件插入損耗和通道間串擾，實現高維度波長選擇交叉器件的集成。

技術領域

本發明涉及光通信技術領域，具體涉及一種光信號選擇調度裝置及方法。

背景技術

隨著信息化革命逐步深入，光網絡對傳輸容量和交叉節點調度能力的需求不斷增加。在交叉調度層面，由于OTN時分復用機制的引入，光傳送網絡需要在交叉調度節點引入大容量的電交叉設備以確保節點任意空間維度和波長上OTN時域復用的業務數據之間能實現無阻塞交叉調度。隨著波長通道速率的快速增長，電交叉設備的容量也正在逼近電互連背板帶寬和機房供電散熱能力的極限。當前單機柜電交叉容量已經達到64T，功耗1萬瓦以上，采用集群方式可擴展到128T以上。盡管OTN仍在不斷演進以滿足新的網絡發展需求，其缺陷日益突出，技術瓶頸難以突破。設備功耗已經成為網絡建設、運維需要考慮的重要問題。此外，電交叉所需要光電電光轉換還會帶來額外的器件成本和信號處理時延。

然而，由于光邏輯、光存儲和波長轉換器件尚未成熟，無法對光信號在時域和頻域上進行全光交叉和調度，當前商用的全光交叉設備大多為空間光線路交換，其核心單元為具有波長選擇能力的光開關器件。由于基于傳統光學器件的波長選擇光交叉器件大多通過光程的積累改變相位，其體積、插入損耗和串擾比較大，大規模輸入輸出端口集成實現非常困難。

例如，采用目前可獲得的商用WSS(Wavelength Selective Switch，波長選擇光交叉開關)模塊進行全光交叉，存在以下困難：

(1)其最大端口維度32維，無法滿足未來網絡Mesh化對更高交叉調度維度的需求；

(2)插損高達8～10dB，需要額外的光放大器件進行功率補償；

(3)端口隔離度僅為20～25dB，且隨端口數量的增加而進一步減小；

(4)由傳統的光學器件搭建而成，模塊體積大，集成度差。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種光信號選擇調度裝置及方法，實現高維度波長選擇交叉器件的集成。

為達到以上目的，本發明采取的技術方案是：一種光信號選擇調度裝置，

所述光信號選擇調度裝置包括N個輸入端口、M個輸出端口，由2M+1層平面光學陣列元件逐層堆疊構成；

每一層平面光學陣列元件至少具備分波、準直、開關、導波和合波功能中一種功能；

每一層平面光學陣列元件包括(N+1)*K個功能元件，全部功能元件排列成N+1列，每一列包含一字排開但互不影響的K個功能元件，K＝最大頻譜范圍/最小頻譜調整間隔；

每一層平面光學陣列元件的前N列用于N個輸入光信號的處理，最后一列用于光信號的輸出。

在上述技術方案的基礎上，所述光信號選擇調度裝置的2M+1層平面光學開關陣列元件在垂直方向上的堆疊順序自上而下依次為：

第1層為平面光學分波陣列元件；

第2m層為平面光學準直陣列元件，m為小于等于M的正整數；

第2m+1層為平面光學開關陣列元件，每一層平面光學開關陣列元件對應一個輸出端口。

在上述技術方案的基礎上，所述功能元件包括：