[发明专利]一种光交换装置

说明书

本申请公开一种光交换装置，涉及光信息处理领域，能够提高滤波带宽。该装置包括：至少一个输入输出器件以及交换引擎；其中，输入输出器件包括：准矩形滤波光斑整形器，依次分布于准矩形滤波光斑整形器的传输光轴上的色散方向光斑放大器件、光栅器件、色散方向光斑聚焦器件；还包括：滤波光斑整形器与光栅器件之间的第一交换方向聚焦器件；光栅器件与交换引擎之间的第二交换方向聚焦器件；其中色散方向与交换方向垂直，并且所述色散方向和交换方向均与传输光轴垂直。

技术领域

本申请的实施例涉及光信息处理领域，尤其涉及一种光交换装置。

背景技术

长距高波特率200G/400G OTN(光传送网，optical transport network)，将采用新型码型CS-16QAM或FTN-QPSK提高传输距离，信号波特率相比传统PDM-16QAM大幅提高,信号谱宽极度接近或等于信道带宽。同时信号需要通过多级由光波长交换装置(wavelengthselective switch，WSS)构成的ROADM(reconfigurable optical add-drop multiplexer，可重构光分插复用器)进行上下波，WSS数目可达10级、16级甚至更多。级联WSS带宽迅速减小，导致滤波代价过大，对信号造成极大的损伤。因此，需要设计拥有高滤波陡峭度的高带宽WSS。

影响WSS滤波带宽的第一个因素是波长方向通道所占交换引擎宽度与波长方向交换引擎上的光斑半径的比值。交换引擎可为LCOS(lquid crystal ON silicon，硅基液晶)或MEMS(micro-electro-mechanical system，微机电系统)芯片。为了提高WSS滤波带宽，可以增加波长方向通道所占交换引擎宽度，比如采用大尺寸交换引擎芯片。或者减小交换引擎波长方向光斑半径。大尺寸交换引擎芯片会增加WSS模块体积，减小光斑半径会带来更大的光学误差和组装难度。

影响WSS滤波带宽的第二个因素是交换引擎上光斑的形貌。交换引擎上传统光斑为高斯光斑，将高斯光斑变换为特殊光斑，比如分布均匀的矩形光斑或接近矩形光斑的超高斯光斑，会对WSS滤波特性带来变化。相比高斯光斑WSS，单级矩形光斑WSS并没有优势，只有级联10级的情况下，0dB至3dB带宽有增加，但3dB至22dB带宽仍然性能不佳。

发明内容

本申请的实施例提供一种光交换装置，能够提高滤波带宽。

第一方面，提供一种光交换装置，包括：至少一条输入输出器件以及交换引擎；其中，输入输出器件上包括：准矩形滤波光斑整形器，依次分布于准矩形滤波光斑整形器传输光轴上的色散方向光斑放大器件、光栅器件、色散方向光斑聚焦器件；还包括：滤波光斑整形器与光栅器件之间的第一交换方向聚焦器件；光栅器件与交换引擎之间的第二交换方向聚焦器件；其中，色散方向与交换方向垂直，并且色散方向和交换方向均与传输光轴垂直；准矩形滤波光斑整形器用于接收第一光纤发送的高斯光信号，并将高斯光信号转换为准矩形滤波光信号，其中高斯光信号的光斑为高斯光斑，示例性的，准矩形滤波光信号具有准矩形滤波光斑特征或准矩形滤波光斑特征的傅里叶变换形态；色散方向光斑放大器件用于在色散方向将准矩形滤波光信号聚焦于光栅器件；光栅器件用于将色散方向光斑放大器件在色散方向聚焦的准矩形滤波光信号中不同波长的光信号在色散方向进行衍射形成至少一条色散方向的色散光线；色散方向光斑聚焦器件用于将至少一条色散方向的色散光线聚焦于交换引擎，以便于交换引擎将任意一条色散方向的色散光线变换传输方向后发送至其他输入输出器件并通过第二光纤输出；第一交换方向聚焦器件用于在交换方向将准矩形滤波光信号聚焦于光栅器件；第二交换方向聚焦器件用于在交换方向将聚焦于光栅器件的准矩形滤波光信号聚焦于交换引擎，以便于交换引擎在交换方向将聚焦于交换引擎的准矩形滤波光信号变换传输方向后发送至其他输入输出器件并通过第二光纤输出；准矩形滤波光信号在交换引擎上的光斑的振幅随分布变化的第一斜率连续变化，且第一斜率的绝对值大于或等于高斯光斑的振幅随分布变化的第二斜率的绝对值，准矩形滤波光信号在交换引擎上的光斑半径以内的能量占比大于高斯光斑的光斑半径以内的能量占比。