[發明專利]一種工作區域復用型波長選擇開關裝置的控制方法

在審

• 申請號: 202110236147.0
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN112987185A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 楊海寧
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G02B6/293
• 分類號: G02B6/293;G02B6/35;H04J14/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 沈廉

本發明中提出了一種工作區域復用型波長選擇開關裝置的控制方法，該波長選擇開關裝置裝置由一個輸入/輸出光纖陣列、一個色散單元、一個波束控制器件以及相關光學透鏡或反射鏡構成；所述輸入/輸出光纖陣列組成兩個或兩個以上各個波長選擇開關(WSS)的輸入端口和輸出端口；該兩個或兩個以上的波長選擇開關(WSS)的入射光束以大致相同的入射角入射至色散單元的不同區域。該結構中集成了多個波長選擇開關系統，其中兩個或兩個以上的波長選擇開關共用波束控制器件中的同一片工作區域，提升了對該波束控制器件的使用效率。

技術領域

本發明是一種用于波分復用通信網絡，尤其是一種工作區域復用型波長選擇開關。

背景技術

波分復用(wavelength division multiplexing–WDM)技術：在光纖通信網絡中將多路信號加載至不同波長上，在同一根光纖中并行傳輸的技術。

波長選擇開關(wavelength selective switching–WSS)技術：WSS通常有一個輸入端口和N個輸出端口。輸入端口接收多路波分復用信號。WSS可將輸入端口接收到的 任意波長信道切換至任意目標輸出端口。該技術極大的提升了光纖通信網絡的重構性， 降低了運營成本，已經成為現代光纖通信網絡的核心技術。在實際使用過程中，輸入端 口和輸出端口可相互調換，即一個WSS擁有N個輸入端口和1個輸出端口。

1×N空間光開關技術(1×N space switch-SS)技術：1×N空間光開關具有1個 輸入端口和N個輸出端口。該光開關可將輸入端口的接收到的所有光信號切換至任意輸 出端口。與WSS不同，該光開關不具備波長選擇功能。

可重構全光分插復用器(reconfigurable optical add/drop multiplexer–ROADM) 技術：ROADM是現代光纖通信網絡的核心控制單元。一個ROADM通常由多個WSS級聯組 成。一個二維ROADM的基本構架,在ROADM傳輸端，4個1×N WSS配對級聯。在此設置 下，任意維度中的輸入的任意波長信道可被切換至任意維度的輸出端口。ROADM的上下 行端可以截取(drop)ROADM傳輸端的波長信道至本地下行端口，供本地處理；或從本地 向ROADM傳輸添加(add)新的波長信道。ROADM的維度具有擴展性。當需要添加新的維度 時，只需在ROADM添加新的WSS，并將新添加的WSS們與已有WSS和上下行端進行相應 的連接。當需要拓展上行或下行端口數目時，可以添加新的上下行單元，達到提升端口 數目的效果。目前8維、16維的ROADM為主流應用。預期未來對32維ROADM的需求也 會增加。上下行端口的數目也通常超過100。

波長交叉連接器(wavelength crossconnect-WXC)技術：ROADM的add/drop功能可由WXC技術實現。WXC有N個輸入端口和M個輸出端口，任意波長信道可以在輸入和 輸出端口之間任意切換。所以WXC也被稱為N×MWSS。WXC為目前較為先進的WXC構架， 其由N個1×MWSS和M個1×N光開關級聯構成。該設置下，WXC可實現無色、無方向 和無沖突((colourless,directionless,contentionless–CDC)波長信道add/drop。 以截取(drop)為例，ROADM傳輸端的任意波長(colourless)信道可被分配至任意下行端 口(directionless)，且不同維度上具有相同波長的兩路信道可被同時截取(contentionless)。WXC可由WSS和SS配對級聯構成。SS也可以被集成至WSS的光學 設計中，構成集成式WXC設備。

由以上背景技術介紹可見ROADM系統(特別是高維度ROADM系統)需要使用大量WSS， 提升WSS的集成度將大幅降低ROADM系統的成本和體積。

現有WSS系統的光學構架主要由一個2f傅里葉光學系統和一個4f成像光學系統構成。這兩個光學系統通過P_o面連接。在有些設計中，2f傅里葉光學系統可被集成至4f 成像光學系統中，實現相同的WSS功能。