一种波长选择开关以及相关装置制造方法及图纸

本申请实施例公开了一种波长选择开关，包括：输入光纤准直阵列包括多个输入端口；中继透镜位于第一交换引擎与第二交换引擎之间；第一透镜组包括A个透镜，第二透镜组包括B个透镜，A与B为大于或等于2的自然数，第一透镜组连接第一交换引擎与中继透镜，第二透镜组连接中继透镜与第二交换引擎，第一透镜组与第二透镜组都包括色散方向存在曲率的透镜；输出光纤准直阵列包括多个输出端口。通过在交换引擎之间设置两个或以上的透镜组。减小了波长选择开关的滤波代价，提升了波长选择开关的滤波带宽。

【技术实现步骤摘要】
一种波长选择开关以及相关装置
本申请涉及光通信
，尤其涉及一种波长选择开关以及相关装置。
技术介绍
随着视频和云端业务的迅速增长，运营商对光网络构建的灵活性、光网络的建设和运行维护费用的降低尤为关注。网络节点需要交叉连接的方向维度(或者说，传输路径)越来越多，运营商可通过使用可重构的光分插复用器(reconfigurableopticaladd-dropmultiplexer，ROADM)远程自动地进行维度切换等，来取代之前人工下站点的方式去更换光纤的连接，从而满足网络动态连接的需求。为了适应高速光通信网络高效性、灵活性的需求，作为网络交叉连接核心的ROADM需要不断的发展。在目前的ROADM节点中，采用离散化器件是一种常用的实现形式。使用多个1×N波长选择开关(wavelengthselectiveswitch，WSS)互联来搭建节点，以实现不同信号的路由交换选择，当网络业务量增加时，需要通过增加1×N波长选择开关的个数来增加节点内业务交换的能力。但是，这样需要在现有设备中大量增加模块插槽数目，以便接入多个1×N波长选择开关，增加设备的成本，并且会随着业务量的扩大，使成本急剧上升。因此，现在提出N×M波长选择开关和N×N波长选择开关，在提升节点内业务交换能力的同时，节省波长选择开关数量，其中，N与M为大于1的不相同的正整数。N×M波长选择开关和N×N波长选择开关中，需要两级或两级以上的交换引擎将相应的光信号聚焦到相应的空间位置上。然而，交换引擎的滤波效应，使得光信号每经过一级交换引擎，都会劣化信号质量，多级交换引擎级联情况下滤波的影响尤为明显，会严重降低信道质量。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种波长选择开关以及相关装置，通过在交换引擎之间设置两个或以上的透镜组，透镜组中包括X个色散方向存在曲率的透镜，其中，X为大于或等于2的自然数。减小了波长选择开关的滤波代价，提升了波长选择开关的滤波带宽，提升信道质量。本申请实施例提供以下技术方案：第一方面，本申请实施例提供一种波长选择开关，包括：输入光纤准直阵列、第一交换引擎、中继透镜、第一透镜组、第二透镜组、第二交换引擎以及输出光纤准直阵列；输入光纤准直阵列包括N个输入端口，N为大于1的自然数；第一交换引擎与输入光纤准直阵列连接；中继透镜与第一交换引擎以及第二交换引擎连接，中继透镜位于第一交换引擎与第二交换引擎之间，中继透镜为交换光路方向上的透镜；第一透镜组包括A个透镜，第二透镜组包括B个透镜，A为大于或等于2的自然数，B为大于或等于2的自然数，第一透镜组连接第一交换引擎与中继透镜，第二透镜组连接中继透镜与第二交换引擎，第一透镜组和第二透镜组中至少包括色散方向存在曲率的透镜；输出光纤准直阵列包括M个输出端口，M为大于1的自然数，输出光纤准直阵列连接第二交换引擎。在本申请实施例中，波长选择开关中两级交换引擎之间设置第一透镜组与第二透镜组，第一透镜组与第二透镜组中至少包括色散方向存在曲率的透镜，第一透镜组中包括A个色散方向存在曲率的透镜，第二透镜组中包括B个色散方向存在曲率的透镜，其中，A为大于或等于2的自然数，B为大于或等于2的自然数。减小了波长选择开关的滤波代价，提升了波长选择开关的滤波带宽，提升信道质量。在第一方面的一种可能实现中，第一透镜组中透镜之间的距离之和等于第一透镜组中透镜的焦距之和；第一透镜组中距离中继透镜最近的透镜，与中继透镜之间的距离等于透镜的焦距；第二透镜组中透镜之间的距离之和等于第二透镜组中透镜的焦距之和；第二透镜组中距离中继透镜最近的透镜，与中继透镜之间的距离等于透镜的焦距，A与B之和为偶数。在本申请实施例中，波长选择开关中两级交换引擎之间的第一透镜组与第二透镜组，按照4f光学系统的顺序排列位置，在色散方向中共有A+B个透镜，组成了(2(A+B))f光学系统，光信号通过该(2(A+B))f光学系统后，到达第二交换引擎时光斑分布区域与光信号投影于第一交换引擎的区域是一致的，光斑分布均在切换区域以内。所以第二交换引擎对光斑的切割效果较弱，有效降低了滤波代价。在第一方面的一种可能实现中，第一透镜组中透镜的焦距之和等于中继透镜的焦距；第二透镜组中透镜的焦距之和等于中继透镜的焦距。在本申请实施例中，由于第一透镜组中透镜的焦距之和等于中继透镜的焦距，且第二透镜组中透镜的焦距之和等于中继透镜的焦距，因此，第一交互引擎输出的光束大小与输入第二交换引擎的光束大小一致。第一交换引擎、第一透镜组、中继透镜、第二透镜组以及第二交换引擎共同构成一个以中继透镜为中心的2f光学系统。在第一方面的一种可能实现中，波长选择开关还包括：第一色散元件与第二色散元件；第一色散元件与输入光纤准直阵列以及第一交换引擎连接，第一色散元件位于输入光纤准直阵列与第一交换引擎之间；第二色散元件与第二交换引擎以及输出光纤准直阵列连接，第二色散元件位于第二交换引擎与输出光纤准直阵列之间。在第一方面的一种可能实现中，波长选择开关还包括：第三透镜组包括C个透镜，第四透镜包括D个透镜，C为大于或等于2的自然数,D为大于或等于2的自然数；第三透镜组连接输入光纤准直阵列与第一色散元件，连接第一色散元件与第一交换引擎，第一色散元件位于第三透镜组的透镜之间；第四透镜组连接第二交换引擎与第二色散元件，连接第二色散元件与输出光纤准直阵列，第二色散元件位于第四透镜组的透镜之间。第三透镜组中透镜之间的距离之和等于第三透镜组中透镜的焦距之和；第三透镜组中距离第一交换引擎最近的透镜，与第一交换引擎之间的距离等于透镜的焦距；第四透镜组中透镜之间的距离之和等于第四透镜组中透镜的焦距之和；第四透镜组中距离第二交换引擎最近的透镜，与第二交换引擎之间的距离等于透镜的焦距，C和D之和为偶数。在本申请实施例中，由于波长选择开关中两级交换引擎之间，在色散方向中共有(A+B)个透镜，组成了(2(A+B))f光学系统，光信号通过该(2(A+B))f光学系统后，到达第二交换引擎时光斑分布区域与光信号投影于第一交换引擎的区域是一致的，光斑分布均在切换区域以内。所以第二交换引擎对光斑的切割效果较弱，有效降低了滤波代价。第一色散元件将来自输入光纤准直阵列的光束色散打开后，按不同波长投影于第一交换引擎上，不同波长的光束通过第二色散元件后，在色散方向的不同光束又合为一个光束。通过设置第一色散元件与第二色散元件，从而实现对不同波长光束的偏转。通过设置第三透镜组与第四透镜组，为波长交换开关内的光信号提供色散色差的补偿，提升波长交换开关的光学性能。在第一方面的一种可能实现中，波长选择开关还包括：第三色散元件与第四色散元件；第三色散元件位于第一交换引擎与中继透镜之间；第四色散元件位于中继透镜与第二交换引擎之间。在本申请实施例中，通过设置第三色散元件与第四色散元件，有效减少光束在传输时产生额外的离轴像差，提升波长选择开关的光学性能。在第一方面的一种可能实现中，波长选择开关还包括：第五透镜组与第六透镜组，第五透镜组包括E个透镜，E为大于或等于2的自然数，第五透本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波长选择开关，其特征在于，所述波长选择开关包括：输入光纤准直阵列、第一交换引擎、中继透镜、第一透镜组、第二透镜组、第二交换引擎以及输出光纤准直阵列；/n所述输入光纤准直阵列包括多个输入端口；/n所述第一交换引擎与所述输入光纤准直阵列连接；/n所述中继透镜与所述第一交换引擎以及所述第二交换引擎连接，所述中继透镜位于所述第一交换引擎与所述第二交换引擎之间，所述中继透镜为交换光路方向上的透镜；/n所述第一透镜组包括A个透镜，所述第二透镜组包括B个透镜，所述A为大于或等于2的自然数，所述B为大于或等于2的自然数，所述第一透镜组连接所述第一交换引擎与所述中继透镜，所述第二透镜组连接所述中继透镜与所述第二交换引擎，所述第一透镜组中至少包括色散方向存在曲率的透镜，所述第二透镜组中至少包括色散方向存在曲率的透镜；/n所述输出光纤准直阵列包括多个输出端口，所述输出光纤准直阵列连接所述第二交换引擎。/n

【技术特征摘要】
1.一种波长选择开关，其特征在于，所述波长选择开关包括：输入光纤准直阵列、第一交换引擎、中继透镜、第一透镜组、第二透镜组、第二交换引擎以及输出光纤准直阵列；
所述输入光纤准直阵列包括多个输入端口；
所述第一交换引擎与所述输入光纤准直阵列连接；
所述中继透镜与所述第一交换引擎以及所述第二交换引擎连接，所述中继透镜位于所述第一交换引擎与所述第二交换引擎之间，所述中继透镜为交换光路方向上的透镜；
所述第一透镜组包括A个透镜，所述第二透镜组包括B个透镜，所述A为大于或等于2的自然数，所述B为大于或等于2的自然数，所述第一透镜组连接所述第一交换引擎与所述中继透镜，所述第二透镜组连接所述中继透镜与所述第二交换引擎，所述第一透镜组中至少包括色散方向存在曲率的透镜，所述第二透镜组中至少包括色散方向存在曲率的透镜；
所述输出光纤准直阵列包括多个输出端口，所述输出光纤准直阵列连接所述第二交换引擎。


2.根据权利要求1所述的波长选择开关，其特征在于，
所述第一透镜组中透镜之间的距离之和等于所述第一透镜组中透镜的焦距之和；
所述第一透镜组中距离所述中继透镜最近的透镜，与所述中继透镜之间的距离等于所述透镜的焦距；
所述第二透镜组中透镜之间的距离之和等于所述第二透镜组中透镜的焦距之和；
所述第二透镜组中距离所述中继透镜最近的透镜，与所述中继透镜之间的距离等于所述透镜的焦距；
所述A与所述B之和为偶数。


3.根据权利要求2所述的波长选择开关，其特征在于，
所述第一透镜组中透镜的焦距之和等于所述中继透镜的焦距；
所述第二透镜组中透镜的焦距之和等于所述中继透镜的焦距。


4.根据权利要求3所述的波长选择开关，其特征在于，所述波长选择开关还包括：第一色散元件与第二色散元件；
所述第一色散元件与所述输入光纤准直阵列以及所述第一交换引擎连接，所述第一色散元件位于所述输入光纤准直阵列与所述第一交换引擎之间；
所述第二色散元件与所述第二交换引擎以及所述输出光纤准直阵列连接，所述第二色散元件位于所述第二交换引擎与所述输出光纤准直阵列之间。


5.根据权利要求4所述的波长选择开关，其特征在于，所述波长选择开关还包括：第三透镜组与第四透镜组；
所述第三透镜组包括C个透镜，所述第四透镜包括D个透镜，所述C为大于或等于2的自然数,所述D为大于或等于2的自然数；
所述第三透镜组连接所述输入光纤准直阵列与所述第一交换引擎，所述第一色散元件位于所述第三透镜组的透镜之间；
所述第四透镜组连接所述第二交换引擎与所述第二色散元件，连接所述第二色散元件与所述输出光纤准直阵列，所述第二色散元件位于所述第四透镜组的透镜之间。


6.根据权利要求5所述的波长选择开关，其特征在于，
所述第三透镜组中透镜之间的距离之和等于所述第三透镜组中透镜的焦距之和；
所述第三透镜组中距离所述第一交换引擎最近的透镜，与所述第一交换引擎之间的距离等于所述透镜的焦距；
所述第四透镜组中透镜之间的距离之和等于所述第四透镜组中透镜的焦距之和；

【专利技术属性】
技术研发人员：邹冰，赵晗，闫云飞，
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