一种光信号处理方法及光交叉装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种光信号处理方法及光交叉装置，该方法包括：光交叉装置的输入端口i首先接收第一光信号，发射端信号处理模块i基于第一光信号执行第一调相处理和第一混频处理以得到携带有第一光信号的信号信息的THz信号，发射端天线i发射THz信号，接收端天线j接收THz信号，接收端信号处理模块j基于THz信号执行第二调相处理和第二混频处理以得到携带有信号信息的第二光信号，输出端口j输出第二光信号。实施本发明专利技术实施例，有利于提升光交叉装置的切换速度，降低装置成本，提高装置集成度和扩展规模。

Optical signal processing method and optical cross device

The embodiment of the invention discloses a method for optical signal processing and optical cross device, the method includes: input I optical cross device first receives the first optical signal transmitter, signal processing module I the first optical signal processing and the first implementation of the first phase to carry the mixing processing THz signal information of the first optical signal based on the transmit antenna I transmits THz signals, the receiver antenna J receiving THz signal, the receiver signal processing module of J THz implementation of the second phase signal processing and mixing to obtain second carrying second light signal signal based on the information of the second optical signal output port J output. The embodiment of the invention is beneficial to improve the switching speed of the optical cross device, reduce the cost of the device, and improve the integration degree and the expansion scale of the device.

【技术实现步骤摘要】
一种光信号处理方法及光交叉装置
本专利技术涉及光通信
，具体涉及了一种光信号处理方法及光交叉装置。
技术介绍
企业云技术和消费类视频应用给通信市场带来了广泛的影响，使得数据中心的数量强劲增长并不断地在新的地理位置上进行扩张。其中，全光数据中心的发展，对光交叉装置提出了严苛的要求。光交叉装置的规模至少要达到100×100以上，不然很难应对海量的服务器的接入；光交叉装置的切换时间至少要到达10us-100us左右，不然不能满足包交换的应用；光交叉装置的插损至少要小于5dB,不然在很多应用场景没办法部署。目前的光交叉装置技术主要有三维微电子机械系统3D-MEMS光交叉装置和硅光交叉装置等。一方面，3D-MEMS光交叉装置目前商用的规模可以达到320×320，理论可以达到上千个端口，并且其光学性能也比较优越，但是该光交叉装置的切换速度很慢，只能在毫秒量级，限制了其在数据中心的应用。另一方面，硅光交叉装置的切换速度很快，通过载流子的注入技术，其切换速度可以达到纳秒量级，但是硅光交叉装置目前的插损特别大，有偏振相关性问题，而且光交叉装置的规模难以扩展，也限制了其应用。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种光信号处理方法及光交叉装置，以期提升光交叉装置的切换速度，降低装置成本，提高装置集成度和扩展规模。本专利技术实施例第一方面公开了一种光信号处理方法，包括：光交叉装置的输入端口i接收第一光信号，所述输入端口i连接所述光交叉装置的发射端信号处理模块i，所述发射端信号处理模块i连接所述光交叉装置的发射端天线i和控制器，所述光交叉装置的输出端口j连接所述光交叉装置的接收端信号处理模块j，所述接收端信号处理模块j连接所述光交叉装置的接收端天线j和所述控制器，所述光交叉装置的N个输入端口包括所述输入端口i，所述光交叉装置的M个输出端口包括所述输出端口j，所述N和所述M为正整数；所述光交叉装置的所述发射端信号处理模块i基于所述第一光信号执行第一调相处理和第一混频处理以得到携带有所述第一光信号的信号信息的太赫兹THz信号，所述第一调相处理使用的相位调节信息包括来自所述控制器的与路由信息匹配的第一相位调节信息，所述路由信息包括所述输入端口i和所述输出端口j的端口信息；所述光交叉装置的所述发射端天线i发射所述THz信号；所述光交叉装置的所述接收端天线j接收所述THz信号；所述光交叉装置的所述接收端信号处理模块j基于所述THz信号执行第二调相处理和第二混频处理以得到携带有所述信号信息的第二光信号，所述第二调相处理使用的相位调节信息包括来自所述控制器的所述路由信息匹配的第二相位调节信息；所述光交叉装置的所述输出端口j输出所述第二光信号。本专利技术实施例中，光交叉装置的输入端口i首先接收第一光信号，其次，光交叉装置的发射端信号处理模块i基于第一光信号执行第一调相处理和第一混频处理以得到携带有第一光信号的信号信息的THz信号，再次，光交叉装置的所述输入端口i对应的发射端天线i基于Beamforming技术，向输出端口j对应的接收端天线j定向发射THz信号，接收端天线j接收THz信号，再次，光交叉装置的接收端信号处理模块j基于THz信号执行第二调相处理和第二混频处理以得到携带有信号信息的第二光信号，最后，光交叉装置的输出端口j输出第二光信号。由于所述第一调相处理使用的相位调节信息包括来自所述控制器的与路由信息匹配的第一相位调节信息，所述第二调相处理使用的相位调节信息包括来自所述控制器的所述路由信息匹配的第二相位调节信息，可见，光交叉装置能够基于相位调节信息调整发射端和接收端的相位，并基于Beamforming技术通过发射端天线i和接收端天线j快速实现信号传输链路的的定向切换，从而有利于提升了光交叉装置的切换速度，且所述光交叉装置的THz相关器件可采用互补金属氧化物半导体CMOS集成，有利于降低装置成本，提高装置集成度和扩展规模。本专利技术实施例第一方面第一种可能的实现方式中，所述发射端信号处理模块i包括与所述输入端口i连接的发射端光电转换器i、与所述发射端光电转换器i连接的发射端功分器i，以及与所述发射端功分器i连接的m个发射端调相及混频模块i，所述控制器连接所述m个发射端调相及混频模块i，所述m个发射端调相及混频模块i中的m个发射端调相器i的相位包括与所述第一相位调节信息匹配的相位，所述发射端天线i包括与所述m个发射端调相及混频模块i连接的m个发射端单天线i，所述m为大于1的整数；所述接收端信号处理模块j包括与所述接收端天线j连接的至少一个接收端调相及混频模块j、与所述接收端调相及混频模块j连接的接收端光电转换器j；所述接收端光电转换器j连接所述输出端口j，所述控制器连接所述接收端调相及混频模块j，所述接收端调相及混频模块j中的接收端调相器j的相位包括与所述第二相位调节信息匹配的相位，所述接收端天线j包括与所述至少一个接收端调相及混频模块j连接的至少一个接收端单天线j；所述发射端信号处理模块i基于所述第一光信号执行第一调相处理和第一混频处理以得到携带有所述第一光信号的信号信息的THz信号，包括：所述发射端光电转换器i转换所述第一光信号以得到第一电信号；所述发射端功分器i分解所述第一电信号以得到m路功率相同的功分电信号；所述m个发射端调相及混频模块i基于所述m路功分电信号执行第一调相处理和第一混频处理以得到携带有所述信号信息的m路THz信号；所述接收端信号处理模块j基于所述THz信号执行第二调相处理和第二混频处理以得到携带有所述信号信息的第二光信号，包括：所述至少一个接收端调相及混频模块j基于所述m路THz信号执行第二调相处理和第二混频处理以得到携带所述信号信息的第二电信号；所述接收端光电转换器j转换所述第二电信号以得到携带有所述信号信息的第二光信号。本专利技术实施例第一方面第二种可能的实现方式中，所述发射端信号处理模块i包括与所述输入端口i连接的发射端光电转换器i、与所述发射端光电转换器i连接的发射端电信号处理器i、与所述发射端电信号处理器i连接的发射端功分器i，以及与所述发射端功分器i连接的m个发射端调相及混频模块i，所述发射端电信号处理器i连接所述控制器，所述控制器连接所述m个发射端调相及混频模块i，所述发射端天线i包括与所述m个发射端调相及混频模块i连接的m个发射端单天线i，所述m为大于1的整数；所述接收端信号处理模块j包括与所述接收端天线j连接的至少一个接收端调相及混频模块j，以及与所述接收端调相及混频模块j连接的接收端光电转换器j，所述接收端光电转换器j连接所述输出端口j，所述控制器连接所述接收端调相及混频模块j，所述接收端天线j包括与所述至少一个接收端调相及混频模块j连接的至少一个接收端单天线j；所述发射端信号处理模块i基于所述第一光信号执行第一调相处理和第一混频处理以得到携带有所述第一光信号的信号信息的太赫兹THz信号，包括：所述发射端光电转换器i转换所述第一光信号以得到第一电信号；所述发射端电信号处理器i提取所述第一电信号的所述路由信息，并向所述控制器发送携带有所述路由信息的调相信息获取请求，所述调相信息获取请求用于指示所述控制器查询预存的路由表以获取与所述路由信息匹配的所述第一相位调节信息和所述第二相位调节信息，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光信号处理方法，其特征在于，包括：光交叉装置的输入端口i接收第一光信号，所述输入端口i连接所述光交叉装置的发射端信号处理模块i，所述发射端信号处理模块i连接所述光交叉装置的发射端天线i和控制器，所述光交叉装置的输出端口j连接所述光交叉装置的接收端信号处理模块j，所述接收端信号处理模块j连接所述光交叉装置的接收端天线j和所述控制器，所述光交叉装置的N个输入端口包括所述输入端口i，所述光交叉装置的M个输出端口包括所述输出端口j，所述N和所述M为正整数；所述光交叉装置的所述发射端信号处理模块i基于所述第一光信号执行第一调相处理和第一混频处理以得到携带有所述第一光信号的信号信息的太赫兹THz信号，所述第一调相处理使用的相位调节信息包括来自所述控制器的与路由信息匹配的第一相位调节信息，所述路由信息包括所述输入端口i和所述输出端口j的端口信息；所述光交叉装置的所述发射端天线i发射所述THz信号；所述光交叉装置的所述接收端天线j接收所述THz信号；所述光交叉装置的所述接收端信号处理模块j基于所述THz信号执行第二调相处理和第二混频处理以得到携带有所述信号信息的第二光信号，所述第二调相处理使用的相位调节信息包括来自所述控制器的与所述路由信息匹配的第二相位调节信息；所述光交叉装置的所述输出端口j输出所述第二光信号。...

【技术特征摘要】
1.一种光信号处理方法，其特征在于，包括：光交叉装置的输入端口i接收第一光信号，所述输入端口i连接所述光交叉装置的发射端信号处理模块i，所述发射端信号处理模块i连接所述光交叉装置的发射端天线i和控制器，所述光交叉装置的输出端口j连接所述光交叉装置的接收端信号处理模块j，所述接收端信号处理模块j连接所述光交叉装置的接收端天线j和所述控制器，所述光交叉装置的N个输入端口包括所述输入端口i，所述光交叉装置的M个输出端口包括所述输出端口j，所述N和所述M为正整数；所述光交叉装置的所述发射端信号处理模块i基于所述第一光信号执行第一调相处理和第一混频处理以得到携带有所述第一光信号的信号信息的太赫兹THz信号，所述第一调相处理使用的相位调节信息包括来自所述控制器的与路由信息匹配的第一相位调节信息，所述路由信息包括所述输入端口i和所述输出端口j的端口信息；所述光交叉装置的所述发射端天线i发射所述THz信号；所述光交叉装置的所述接收端天线j接收所述THz信号；所述光交叉装置的所述接收端信号处理模块j基于所述THz信号执行第二调相处理和第二混频处理以得到携带有所述信号信息的第二光信号，所述第二调相处理使用的相位调节信息包括来自所述控制器的与所述路由信息匹配的第二相位调节信息；所述光交叉装置的所述输出端口j输出所述第二光信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发射端信号处理模块i包括与所述输入端口i连接的发射端光电转换器i、与所述发射端光电转换器i连接的发射端功分器i，以及与所述发射端功分器i连接的m个发射端调相及混频模块i，所述控制器连接所述m个发射端调相及混频模块i，所述m个发射端调相及混频模块i中的m个发射端调相器i的相位包括与所述第一相位调节信息匹配的相位，所述发射端天线i包括与所述m个发射端调相及混频模块i连接的m个发射端单天线i，所述m为大于1的整数；所述接收端信号处理模块j包括与所述接收端天线j连接的至少一个接收端调相及混频模块j、与所述接收端调相及混频模块j连接的接收端光电转换器j；所述接收端光电转换器j连接所述输出端口j，所述控制器连接所述接收端调相及混频模块j，所述接收端调相及混频模块j中的接收端调相器j的相位包括与所述第二相位调节信息匹配的相位，所述接收端天线j包括与所述至少一个接收端调相及混频模块j连接的至少一个接收端单天线j；所述发射端信号处理模块i基于所述第一光信号执行第一调相处理和第一混频处理以得到携带有所述第一光信号的信号信息的THz信号，包括：所述发射端光电转换器i转换所述第一光信号以得到第一电信号；所述发射端功分器i分解所述第一电信号以得到m路功率相同的功分电信号；所述m个发射端调相及混频模块i基于所述m路功分电信号执行第一调相处理和第一混频处理以得到携带有所述信号信息的m路THz信号；所述接收端信号处理模块j基于所述THz信号执行第二调相处理和第二混频处理以得到携带有所述信号信息的第二光信号，包括：所述至少一个接收端调相及混频模块j基于所述m路THz信号执行第二调相处理和第二混频处理以得到携带所述信号信息的第二电信号；所述接收端光电转换器j转换所述第二电信号以得到携带有所述信号信息的第二光信号。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发射端信号处理模块i包括与所述输入端口i连接的发射端光电转换器i、与所述发射端光电转换器i连接的发射端电信号处理器i、与所述发射端电信号处理器i连接的发射端功分器i，以及与所述发射端功分器i连接的m个发射端调相及混频模块i，所述发射端电信号处理器i连接所述控制器，所述控制器连接所述m个发射端调相及混频模块i，所述发射端天线i包括与所述m个发射端调相及混频模块i连接的m个发射端单天线i，所述m为大于1的整数；所述接收端信号处理模块j包括与所述接收端天线j连接的至少一个接收端调相及混频模块j，以及与所述接收端调相及混频模块j连接的接收端光电转换器j，所述接收端光电转换器j连接所述输出端口j，所述控制器连接所述接收端调相及混频模块j，所述接收端天线j包括与所述至少一个接收端调相及混频模块j连接的至少一个接收端单天线j；所述发射端信号处理模块i基于所述第一光信号执行第一调相处理和第一混频处理以得到携带有所述第一光信号的信号信息的太赫兹THz信号，包括：所述发射端光电转换器i转换所述第一光信号以得到第一电信号；所述发射端电信号处理器i提取所述第一电信号的所述路由信息，并向所述控制器发送携带有所述路由信息的调相信息获取请求，所述调相信息获取请求用于指示所述控制器查询预存的路由表以获取与所述路由信息匹配的所述第一相位调节信息和所述第二相位调节信息，并向所述m个发射端调相及混频模块i发送所述第一相位调节信息，以及向所述至少一个接收端调相及混频模块j发送所述第二相位调节信息；所述m个发射端调相及混频模块i中的m个发射端调相器i调节相位至所述第一相位调节信息对应的相位；所述至少一个接收端调相及混频模块j中的接收端调相器j调节相位至所述第二相位调节信息对应的相位；所述发射端功分器i分解所述第一电信号以得到m路功率相同的功分电信号；所述m个发射端调相及混频模块i基于所述m路功分电信号执行第一调相处理和第一混频处理以得到携带有所述信号信息的m路THz信号；所述接收端信号处理模块j基于所述THz信号执行第二调相处理和第二混频处理以得到携带有所述信号信息的第二光信号，包括：所述至少一个接收端调相及混频模块j基于所述m路THz信号执行第二调相处理和第二混频处理以得到携带所述信号信息的第二电信号；所述接收端光电转换器j转换所述第二电信号以得到携带有所述信号信息的第二光信号。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发射端信号处理模块i包括与所述输入端口i连接的发射端分光器i、与所述发射端分光器i连接的m个发射端调相器i、与所述m个发射端调相器i连接的m个发射端光电转换器i、与所述m个发射端光电转换器i连接的m个发射端混频器i，以及与所述m个发射端混频器i连接的m个发射端THz源i，所述控制器连接所述m个发射端调相器i，所述m个发射端调相器i的相位包括与所述第一相位调节信息匹配的相位，所述发射端天线i包括与所述m个发射端混频器i连接的m个发射端单天线i，所述m为大于1的整数；所述接收端信号处理模块j包括与所述接收端天线j连接的至少一个接收端混频器j、与所述接收端混频器j连接的接收端THz源j、与所述接收端混频器j连接的接收端光电转换器j，以及与所述接收端光电转换器j连接的接收端调相器j，所述接收端调相器j连接所述输出端口j，所述接收端调相器j的相位包括与所述第二相位调节信息匹配的相位；所述发射端信号处理模块i基于所述第一光信号执行第一调相处理和第一混频处理以得到携带有所述第一光信号的信号信息的THz信号，包括：所述发射端分光器i分解所述第一光信号以得到m路功率相同的功分光信号；所述m个发射端调相器i基于所述m路功分光信号执行第一调相处理以得到m路第一调相光信号；所述m个发射端光电转换器i转换所述m路第一调相光信号以得到m路第一电信号；所述m个发射端混频器i基于所述m路第一电信号和所述m个发射端THz源i的m路THz载波，执行第一混频处理以得到携带有所述信号信息的m路THz信号；所述接收端信号处理模块j基于所述THz信号执行第二调相处理和第二混频处理以得到携带有所述信号信息的第二光信号，包括：所述接收端混频器j基于所述m路THz信号和所述接收端THz源j的THz载波，执行第二混频处理以得到携带有所述信号信息的第二电信号；所述接收端光电转换器j转换所述第二电信号以得到第三光信号；所述接收端调相器j基于所述第三光信号执行第二调相处理以得到携带有所述信号信息的第二光信号。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发射端信号处理模块i包括与所述输入端口i连接的发射端光信号处理器i、与所述发射端光信号处理器i连接的发射端分光器i、与所述发射端分光器i连接的m个发射端调相器i、与所述m个发射端调相器i连接的m个发射端光电转换器i、与所述m个发射端光电转换器i连接的m个发射端混频器i，以及与所述m个发射端混频器i连接的m个发射端THz源i，所述发射端光信号处理器i连接所述控制器，所述控制器连接所述m个发射端调相器i，所述发射端天线i包括与所述m个发射端混频器i连接的m个发射端单天线i；所述接收端信号处理模块j包括与所述接收端天线j连接的至少一个接收端混频器j、与所述接收端混频器j连接的接收端THz源j和接收端光电转换器j、与所述接收端光电转换器j连接的接收端调相器j，所述接收端调相器j连接所述输出端口j，所述控制器连接所述接收端调相器j，所述接收端天线j包括与所述至少一个接收端混频器j连接的至少一个接收端单天线j；所述发射端信号处理模块i基于所述第一光信号执行第一调相处理和第一混频处理以得到携带有所述第一光信号的信号信息的太赫兹THz信号，包括：所述发射端光信号处理器i提取所述第一光信号的路由信息，并向所述控制器发送携带有所述路由信息的调相信息获取请求，所述调相信息获取请求用于指示所述控制器查询预存的路由表以获取与所述路由信息匹配的第一相位调节信息和第二相位调节信息，并向所述m个发射端调相器i发送所述第一相位调节信息，以及向所述至少一个接收端混频器j对应的至少一个接收端调相器j发送所述第二相位调节信息；所述m个发射端调相器i调节相位至所述第一相位调节信息对应的相位；所述至少一个接收端调相器j调节相位至所述第二相位调节信息对应的相位；所述发射端分光器i分解所述第一光信号以得到m路功率相同的功分光信号；所述m个发射端调相器i基于所述m路功分光信号执行第一调相处理以得到m路第一调相光信号；所述m个发射端光电转换器i转换所述m路第一调相光信号以得到m路第一电信号；所述m个发射端混频器i基于所述m路第一电信号和所述m个发射端THz源i的m路THz载波，执行第一混频处理以得到携带有所述信号信息的m路THz信号；所述接收端信号处理模块j基于所述THz信号执行第二调相处理和第二混频处理以得到携带有所述信号信息的第二光信号，包括：所述接收端混频器j基于所述m路THz信号和所述接收端THz源j的THz载波，执行第二混频处理以得到携带有所述信号信息的第二电信号；所述接收端光电转换器j转换所述第二电信号以得到第三光信号；所述接收端调相器j基于所述第三光信号执行第二调相处理以得到携带有所述信号信息的第二光信号。6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述发射端信号处理模块i还包括发射端串并转换器i，所述发射端串并转换器i用于拆分第一高速信号为k路第一低速信号，所述k为大于1的正整数；所述发射端天线i包括与所述k路第一低速信号对应的k个发射端天线i子阵，所述k为大于1的整数；所述接收端信号处理模块j还包括接收端串并转换器j，所述接收端串并转换器j用于合并k路第二低速信号为第二高速信号，所述接收端天线j包括与所述k路第二低速信号对应的k个接收端天线j子阵；所述k个发射端天线i子阵与所述k个接收端天线j子阵一一对应。7.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述发射端信号处理模块i还包括光解复用器i，所述光解复用器i用于分解第一n波长信号为n路第一单波...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋臣迪，肖新华，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44