CN107852260B - 光通信的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种光通信的装置和方法，该装置包括：信号输出端口；信号输入端口，用于输出信号光；检测输入端口，用于输出检测光；光开关阵列，用于根据信号光所对应的信号输出端口，控制光开关单元变更反射角度，以使光开关单元发射的信号光能够传输至所对应的信号输出端口；第二光路变更器，用于对经该光开关单元反射的信号光和检测光进行第二光路变更处理，其中，经该第二光路变更处理后的子信号光和子检测光的传播方向平行；光传感器，用于获取经该第二光路变更处理后的检测光的光斑的相关信息；处理器，用于根据该光斑的相关信息，控制该光开关单元的反射角度。

Description

光通信的装置和方法
技术领域
本发明涉及光通信领域，并且更具体地，涉及光通信的装置和方法。
背景技术
随着通信技术的发展和普及，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(ROADM，Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer)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。
目前，已知一种ROADM技术，通过将波分复用(WDM，Wavelength DivisionMultiplex)信号光的分解为K个子信号光，并可以通过调整光开关阵列中的光开关单元，或者说，波长选择开关(WSS，Wavelength Selective Switch)的反射角度，将各子信号光传输至任意输出端口，从而完成了网络交叉连接。
由于使用环境(例如，温度或湿度等)和老化等原因，可能导致系统中的各器件的工作出现误差，例如，光开关单元对反射角度的调整出现误差，进而导致各子信号光无法到需要传输至的输出端口，影响了光通信的稳定性。
因此，希望能够提供一种技术，能够实现对光路的检测与调整，提高光通信的稳定性。
发明内容
本发明实施例提供一种光通信的装置和方法，能够实现对光路的检测与调整，提高光通信的稳定性。
第一方面，提供了一种光通信的装置，该装置包括：至少一个信号输出端口；至少一个输入端口组，每个输入端口组包括一个信号输入端口和一个检测输入端口，其中，一个输入端口组中的信号输入端口用于输出在第一平面内延第一直线方向传输的信号光，该信号光包括K束子信号光，各该子信号光的中心波长彼此相异，K≥1；同一输入端口组中的检测输入端口，用于输出在该第一平面内延第二直线方向传输的检测光，该检测光包括至少一束子检测光，其中，该第一直线方向与该第二直线方向平行，该至少一束子检测光与至少一束子信号光一一对应，每束子检测光与所对应的子信号的波长相同；分波器，用于对该信号光和该检测光进行分波处理，以从该信号光中分解出该K束子信号光，使各该子信号光在该第一平面上分散，从该检测光中分解出该至少一束子检测光，使各该子检测光在该第一平面上分散，使每束子检测光与所对应的子信号在该第一平面内的传播方向平行；第一光路变更器，用于对各该子信号光和各该子检测光进行第一光路变更处理，以使经过该第一光路变更处理后的各该子信号光的传播方向彼此平行，使经过该第一光路变更处理后的各该子检测光的传播方向彼此平行，使经过该第一光路变更处理后的各该子检测光与所对应的子信号在该第一平面内汇聚；光开关阵列，包括配置在第二平面内的至少K个光开关单元，该第二平面是与该第一直线方向垂直的平面，该K个光开关单元与该K束子信号光一一对应，该至少一束子检测光与至少一个光开关单元一一对应，各该光开关单元配置于所对应的子信号光和子检测光汇聚的位置，各该光开关单元用于接收并反射所对应的、经过该第一光路变更处理后的子信号光和子检测光，各该光开关单元至少能够绕第一轴线方向变更反射角度，该第一轴线方向是该第一平面与该第二平面的交线方向，该光开关阵列用于根据各该子信号光所对应的信号输出端口，控制该光开关单元变更反射角度，以使各该子信号光能够传输至所对应的信号输出端口；第二光路变更器，用于对经该光开关单元反射的子信号光和子检测光进行第二光路变更处理，其中，经该第二光路变更处理后的子信号光和子检测光的传播方向与该第一直线方向平行；光传感器，用于获取经该第二光路变更处理后的各子检测光的光斑的相关信息；处理器，用于根据该光斑的相关信息和各该子信号光所对应的输出端口的位置，控制该分波器、该第一光路变更器、该光开关单元和该第二光路变更器中的至少一方所进行的处理。
结合第一方面，在第一方面的第一种实现方式中，第一投影与第二投影之间的距离大于或等于第一半径与第二半径之和，该第一投影是该信号输入端口在该第二平面上的投影，该第二投影是该检测输入端口在该第二平面上的投影，该第二半径是该信号光的光斑的半径，该第二半径是该检测光的光斑的半径。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第二种实现方式中，该处理器具体用于：根据该光斑的相关信息，确定该K束子信号光中的第一子信号光的光斑在该第二平面上的投影的实际位置；根据该第一子信号光所对应的信号输出端口在该第二平面上的投影，确定该第一子信号光的光斑在该第二平面上的投影的理想位置；根据该理想位置和该实际位置的在第三直线方向上的位置关系，控制该第一子信号光所对应的光开关单元绕该第一轴线方向变更反射角度，该第三直线方向是与该第一平面垂直的直线方向。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第三种实现方式中，各该光开关单元还能够绕第二轴线方向变更反射角度，该第二轴线方向是第三平面与该第二平面的交线方向，该第三平面与该第一平面垂直，且该第三平面与该第二平面垂直；以及该处理器还用于根据该理想位置和该实际位置在第四直线方向上的位置关系，控制该第一子信号光所对应的光开关单元绕该第二轴线方向变更反射角度，该第四直线方向是与该第二平面平行且与该第三直线方向垂直的直线方向。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第四种实现方式中，其特征在于，该装置具体包括：N个信号输出端口，N≥2；M个输入端口组，其中，从该M个输入端口组中的M个信号输入端口输出的信号光排列在第四平面上，该第四平面与该第一平面垂直，且该第四平面与该第二平面垂直，从该M个输入端口组中的M个检测输入端口输出的检测光排列在第五平面上，该第五平面与该第四平面平行，M≥2；该光开关阵列具体包括，配置在第二平面内的至少M×K个光开关单元，各该光开关单元还能够绕第二轴线方向变更反射角度，该第二轴线方向是第三平面与该第二平面的交线方向，该第三平面与该第一平面垂直，且该第三平面与该第二平面垂直，一个光开关单元仅用于接收来自一个信号输入端口的一束子信号光，各该光开关单元所对应的输入端口或子信号光相异。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第五种实现方式中，该M个检测输入端口连接于同一光源，该光源用于在不同时段分别向各检测输入端口提供检测光。
第二方面，提供了一种光通信的方法，该方法包括：获取在第一平面内延第一直线方向传输的信号光，该信号光包括K束子信号光，各该子信号光的中心波长彼此相异，K≥1；获取在该第一平面内延第二直线方向传输的检测光，该检测光包括至少一束子检测光，其中，该第一直线方向与该第二直线方向平行，该至少一束子检测光与至少一束子信号光一一对应，每束子检测光与所对应的子信号的波长相同；对该信号光和该检测光进行分波处理，以从该信号光中分解出该K束子信号光，使各该子信号光在该第一平面上分散，从该检测光中分解出该至少一束子检测光，使各该子检测光在该第一平面上分散，使每束子检测光与所对应的子信号在该第一平面内的传播方向平行；对各该子信号光和各该子检测光进行第一光路变更处理，以使经过该第一光路变更处理后的各该子信号光的传播方向彼此平行，使经过该第一光路变更处理后的各该子检测光的传播方向彼此平行，使经过该第一光路变更处理后的各该子检测光与所对应的子信号在该第一平面内汇聚；根据各该子信号光所对应的信号输出端口，控制配置在第二平面内的至少K个光开关单元变更反射角度，该第二平面是与该第一直线方向垂直的平面，该K个光开关单元与该K束子信号光一一对应，该至少一束子检测光与至少一个光开关单元一一对应，各该光开关单元配置于所对应的子信号光和子检测光汇聚的位置，各该光开关单元用于接收并反射所对应的、经过该第一光路变更处理后的子信号光和子检测光，各该光开关单元至少能够绕第一轴线方向变更反射角度；对经该光开关单元反射的子信号光和子检测光进行第二光路变更处理，其中，经该第二光路变更处理后的子信号光和子检测光的传播方向与该第一直线方向平行；获取经该第二光路变更处理后的各子检测光的光斑的相关信息；根据该光斑的相关信息和各该子信号光所对应的输出端口的位置，控制该分波处理、该第一光路变更处理、该旋转控制处理和该第二光路变更处理中的至少一方。
结合第二方面，在第二方面的第一种实现方式中，第一投影与第二投影之间的距离大于或等于第一半径与第二半径之和，该第一投影是该信号输入端口在该第二平面上的投影，该第二投影是该检测输入端口在该第二平面上的投影，该第二半径是该信号光的光斑的半径，该第二半径是该检测光的光斑的半径。
结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的第二种实现方式中，该根据该光斑的相关信息和各该子信号光所对应的输出端口的位置，控制该分波处理、该第一光路变更处理、该旋转控制处理和该第二光路变更处理中的至少一方，包括：根据该光斑的相关信息，确定该K束子信号光中的第一子信号光的光斑在该第二平面上的投影的实际位置；根据该第一子信号光所对应的信号输出端口在该第二平面上的投影，确定该第一子信号光的光斑在该第二平面上的投影的理想位置；根据该理想位置和该实际位置的在第三直线方向上的位置关系，控制该第一子信号光所对应的光开关单元绕该第一轴线方向变更反射角度，该第三直线方向是与该第一平面垂直的直线方向。
结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的第三种实现方式中，各该光开关单元还能够绕第二轴线方向变更反射角度，该第二轴线方向是第三平面与该第二平面的交线方向，该第三平面与该第一平面垂直，且该第三平面与该第二平面垂直；以及该根据该第一光斑在该第四平面上的实际位置，控制该分波处理、该第一光路变更处理、该旋转控制处理和该第二光路变更处理中的至少一方，还包括：根据该理想位置和该实际位置在第四直线方向上的位置关系，控制该第一子信号光所对应的光开关单元绕该第二轴线方向变更反射角度，该第四直线方向是与该第二平面平行且与该第三直线方向垂直的直线方向。
根据本发明实施例的光通信的装置和方法，通过配置信号输入端口和检测输入端口，使从信号输入端口输出的信号光和从检测输入端口输出的检测光同处于第一平面内，并使信号光和检测光的传播方向平行，其中，该第一平面是分波器对信号光所包括的子信号光和检测光所包括的子检测光进行分散的平面，并通过第一光路变更器，使相同波长的子信号光和子检测光能够分别传输至同一光开关单元，并通过第二光路变更器使经光开关单元反射的子信号光和子检测光的传播方向平行，进而能够使经该光开关单元反射的子信号光和子检测光的光斑位置平行，从而能够基于该子检测光的光斑的位置和子信号光所对应的输出端口的位置的位置关系，调整光路中部分或全部器件的工作，以使子信号光能够可靠地传输至所对应的输出端口，从而能够完成对光路的检测与调整，提高光通信的稳定性。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的光通信的装置结构的示意性框图。
图2是根据本发明一实施例的光通信的装置配置的俯视示意图。
图3是根据本发明一实施例的光通信的装置配置的正视示意图。
图4是经第二光路变更处理后的子检测光的光斑位置与输出端口的位置的位置关系的一例的示意图。
图5是根据本发明一实施例的光通信的方法的示意性流程。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的技术方案，可以应用于各种能够使用信号光来传输数据的通信系统，例如：全球移动通讯系统(GSM，Global System of Mobile communication)，码分多址(CDMA，Code Division Multiple Access)系统，宽带码分多址(WCDMA，Wideband Code DivisionMultiple Access Wireless)，通用分组无线业务(GPRS，General Packet RadioService)，长期演进(LTE，Long Term Evolution)等。
图1示出了本发明的光通信的装置100的示意性结构，如图1所示，该装置100包括：
至少一个信号输出端口110；
至少一个输入端口组120，每个输入端口组包括一个信号输入端口和一个检测输入端口，其中，
一个输入端口组中的信号输入端口122用于在第一时段输出在第一平面内延第一直线方向传输的信号光，该信号光包括K束子信号光，各该子信号光的中心波长彼此相异，K≥1；
同一输入端口组中的检测输入端口124，用于在第二时段输出在该第一平面内延第二直线方向传输的检测光，该检测光包括至少一束子检测光，其中，该第一直线方向与该第二直线方向平行，该至少一束子检测光与至少一束子信号光一一对应，每束子检测光与所对应的子信号的波长相同；
分波器130，用于对该信号光和该检测光进行分波处理，以从该信号光中分解出该K束子信号光，使各该子信号光在该第一平面上分散，从该检测光中分解出该至少一束子检测光，使各该子检测光在该第一平面上分散，使每束子检测光与所对应的子信号在该第一平面内的传播方向平行；
第一光路变更器140，用于对各该子信号光和各该子检测光进行第一光路变更处理，以使经过该第一光路变更处理后的各该子信号光的传播方向彼此平行，使经过该第一光路变更处理后的各该子检测光的传播方向彼此平行，使经过该第一光路变更处理后的各该子检测光与所对应的子信号在该第一平面内汇聚；
光开关阵列150，包括配置在第二平面内的至少K个光开关单元，该第二平面是与该第一直线方向垂直的平面，该K个光开关单元与该K束子信号光一一对应，该至少一束子检测光与至少一个光开关单元一一对应，各该光开关单元配置于所对应的子信号光和子检测光汇聚的位置，各该光开关单元用于接收并反射所对应的、经过该第一光路变更处理后的子信号光和子检测光，各该光开关单元至少能够绕第一轴线方向变更反射角度，该第一轴线方向是该第一平面与该第二平面的交线方向，该光开关阵列用于根据各该子信号光所对应的信号输出端口，控制该光开关单元变更反射角度，以使各该子信号光能够传输至所对应的信号输出端口；
第二光路变更器160，用于对经该光开关单元反射的子信号光和子检测光进行第二光路变更处理，其中，经该第二光路变更处理后的子信号光和子检测光的传播方向与该第一直线方向平行；
光传感器170，用于获取经该第二光路变更处理后的各子检测光的光斑的相关信息；
处理器180，用于根据该光斑的相关信息和各该子信号光所对应的输出端口的位置，控制该分波器、该第一光路变更器、该光开关单元和该第二光路变更器中的至少一方所进行的处理。
下面，对光通信的装置100中各器件的功能、结构和配置进行说明。
A.输入端口组120
在本发明实施例中，可以配置一个或多个输入端口组，每个输入端口组包括一个信号输入端口122和一个检测输入端口124。
其中，信号输入端口122用于获取并输出信号光，检测输入端口124用于获取并输出检测光。
在本发明实施例中，为了确保光路检测的可靠性，从同一输入端口组输出的信号光和检测光的传输路径位于同一平面(例如，水平面，即，图2中所示的XOZ平面)内，且彼此平行，或者说，如图3所示，同一输入端口组中的信号输入端口和检测输入端口在垂直于信号光中的各子信号光的分散平面(例如，水平面)的方向(例如，竖直方向)上的高度相同。
需要说明的是，当光通信的装置100包括多个输入端口组120时，各多个输入端口组120中的信号输入端口122分布用于获取来自不同维度的信号光，即：
可选地，光通信的装置100具体包括M个输入端口组，其中，从该M个输入端口组中的M个信号输入端口输出的信号光排列在第四平面上，该第四平面与该第一平面垂直，且该第四平面与该第二平面垂直，从该M个输入端口组中的M个检测输入端口输出的检测光排列在第五平面上，该第五平面与该第四平面平行，M≥2。
具体地说，在本发明实施例中，M个信号输入端口可以一维排列，用于获取M个维度的信号光，该信号光可以是来自外地通信节点(例如，通信链路中的上一跳通信节点)，也可以是来自本地节点，即，实现本地上波功能，本发明并未特别限定。
这里，所谓“上波”，是指(通过信号输入端口)获取的来自本地节点的上行信号光并进行发送，该上行信号光可以是发给外地通信节点的信号光，也可以是发给本地通信节点的信号光，本发明并未特别限定。
需要说明的是，在本发明实施例中，上行信号光使用的信号输入端口可以任意设置，例如，上行信号光使用的信号输入端口可以与上行信号光的波长数量相同，即，一个信号输入端口仅用于获取一个波长的上行信号光；也可以采用时分复用方式，而使一个信号输入端口在一个时段用于发送一个波长的上行信号光，在另一个时段发送另一个波长的上行信号光。
另外，作为信号光的维度可以是指，其来源在预设规则下的类别数量(或者说，该ROADM所连接的光纤的数量)，该预设规则可以是以区域划分，例如，以城市级别、省份级别或国家级别划分；也可以是以实体划分，例如，一个通信节点即为一个维度，或者，一组通信节点即为一个维度。
应理解，以上列举的维度划分方式仅为示例性说明，本发明并未特别限定于此，其他能够区分各通信节点的划分方法均落入本发明的保护范围内。
相应地，在本发明实施例中，M个检测输入端口也可以一维排列，用于获取M个检测光。
需要说明的是，针对M个信号输入端口，上述“一维排列”是指，M个信号输入端口排列在同一平面内，例如，与图2中的YOZ平面(即，第三平面的一例)平行的平面(即，第四平面的一例)上，其中，该第四平面与后述分波器对信号光进行分波处理而生成的各子信号光的分散平面(例如，与图2中的XOZ平面平行的平面，即，第一平面的一例)垂直，并且，该第四平面与后述N×K个第一光开关单元的排列平面(例如，与图2中的XOY平面平行的平面，即，第二平面的一例)垂直。
在本发明实施例中，从上述信号输入端口发射出的信号光(或者，从上述检测端口发射出的检测光)的传播方向也可以称为“主轴方向”。
则，上述第二平面与该主轴方向垂直；
上述第一平面、第三平面和第四平面与该主轴方向平行。
类似地，针对M个检测输入端口，上述“一维排列”是指，M个检测输入端口排列在同一平面内，例如，与图2中的YOZ平面平行的平面(即，第五平面的一例)上，其中，该第五平面与后述分波器对信号光进行分波处理而生成的各子信号光的分散平面(例如，与图2中的XOZ平面平行的平面，即，第一平面的一例)垂直，并且，该第五平面与后述N×K个第一光开关单元的排列平面(例如，与图2中的XOY平面平行的平面，即，第二平面的一例)垂直。
需要说明的是，上述各信号输入端口可以同时接收信号光，并延上述主轴方向发射信号光，也可以在不同时刻接收并发射信号光，本发明并未特别限定。
以下，为了便于理解和说明，不失一般性，以通过输入端口组#A中的信号输入端口#A输入的信号光#A，和通过输入端口组#A中的检测输入端口#A输入的检测光#A，在该装置100中的传输和处理过程为例，进行说明。
在本发明实施例中，信号光#A(即，信号光的一例)可以为例如，波分复用(WDM，Wavelength Division Multiplexing)光，此情况下，信号光#A可以包括K束(K≥1)子信号光，各子信号光的中心波长(或者说，各子信号光的中心频点)彼此相异，并且，各子信号光也具有一定的带宽。
以下，为了便于理解和区别，将信号光#A中的各子信号光记做：子信号光#A1～子信号光#AK。
在本发明实施例中，检测光#A用于检测信号光#A(具体地说，是信号光#A中的各子信号光)的光路是否能达到预期要求，例如，各子信号光是否能够到达所对应的信号输出端口。
因此，在本发明实施例中，该检测光可以为单波长光，此情况下，为了检测上述K束子信号光的光路，可以在不同时段通过一个检测输入端口分别输出K束单波长的检测光，该K束单波长的检测光与K束子信号光一一对应，彼此对应的单波长的检测光和子信号光的中心波长相同。
或者，在本发明实施例中，该检测光可以为WDM光，此情况下，该检测光包括T(T≤K)束子检测光，T束子检测光与T束子信号光一一对应，彼此对应的子检测光和子信号光的中心波长相同。
为了便于理解和说明，图2中仅示出了一束子检测光(或者说，一束单波长的检测光)，但是本发明并未限定于此，在使用WDM光作为检测光的情况下，可以存在K束子检测光。
例如，在本发明实施例中，信号输入端口#A(即，信号输入端口122的一例)可以包括信号输入光纤#A和信号输入准直器#A。
信号输入光纤#A，用于获取来自维度#A的信号光#A。
信号输入准直器#A，用于对从信号输入光纤#A输出的信号光#A进行准直处理。
类似地，检测输入端口#A(即，检测输入端口124的一例)可以包括检测输入光纤#A和检测输入准直器#A。
检测输入光纤#A，用于获取与信号光#A相对应的检测光#A。
检测输入准直器#A，用于对从检测输入光纤#A输出的检测光#A进行准直处理。
再例如，在本发明实施例中，信号输入端口#B(即，信号输入端口122的再一例)可以包括信号输入光纤#B和信号输入准直器#B。
信号输入光纤#B，用于获取来自维度#B的信号光#B。
信号输入准直器#B，用于对从信号输入光纤#B输出的信号光#B进行准直处理。
类似地，检测输入端口#B(即，检测输入端口124的再一例)可以包括检测输入光纤#B和检测输入准直器#B。
检测输入光纤#B，用于获取与信号光#B相对应的检测光#B。
检测输入准直器#B，用于对从检测输入光纤#B输出的检测光#B进行准直处理。
需要说明的是，在本发明实施例的光通信的装置100包括M个输入端口组120时，M个信号输入端口122中的M个信号输入光纤可以在上述第四平面上一维地排列，构成信号输入光纤阵列，M个信号输入端口122中的M个信号输入准直器可以在上述第四平面上一维地排列，构成信号输入准直器阵列，类似地，M个检测输入端口124中的M个检测输入光纤可以在上述第五平面上一维地排列，构成检测输入光纤阵列，M个信号检测端口124中的M个检测输入准直器可以在上述第五平面上一维地排列，构成信号输入准直器阵列。
可选地，第一投影与第二投影之间的距离大于或等于第一半径与第二半径之和，该第一投影是该信号输入端口在该第二平面上的投影，该第二投影是该检测输入端口在该第二平面上的投影，该第二半径是该信号光的光斑的半径，该第二半径是该检测光的光斑的半径。
具体地说，为了避免从同一输入端口组发出的信号光与检测光对彼此造成干扰，可以调整同一输入端口组中的信号输入端口与检测输入端口之间的距离，使信号光的光斑和检测光的光斑不重叠，作为实例而非限定，设信号光的光斑的半径为R1、检测光的光斑的半径为R2、信号输入端口在该第二平面上的投影(即，第一投影的一例)与检测输入端口在该第二平面上的投影(即，第二投影的一例)之间的距离(例如，投影中心的距离)为d，则可以调整信号输入端口与检测输入端口之间的距离，以满足以下关系式：
d≥R1+R2
作为实例而非限定，在本发明实施例中优选使R1与R2的数值相同(例如，为H)，并使d＝3H。
另外，需要说明的是，在本发明实施例中，“光斑”是指光束投射到与该光束的传播方向垂直的平面上所形成的像或投影，以下为了避免赘述，省略对相同或相似情况的说明。
可选地，该M个检测输入端口连接于同一光源，该光源用于在不同时段分别向各检测输入端口提供检测光。
具体地说，当配置有M个输入端口组的情况下，需要从M个检测输入端口输入检测光，如果为每个检测输入端口均配置一个光源，例如，可调谐激光光源(TLS，Tunable LaserSource)，可能导致该光通信的装置100的结构复杂化，并增加了制造和使用成本。
对此，在本发明实施例中，可以由一个TLS光源和一个1×M端口的光开关构成对M个检测输入端口提供检测光的光源，通过1×M端口的光开关的切换以及TLS光源的输出波长的变更，能够为各检测输入端口提供所需要的波长的检测光。
B.分波器130
分波器130可以利用衍射方式，在第一平面(例如，图2的XOZ平面)将信号光#A分解成波长(或者说，中心频点)相异的子信号光#A1～子信号光#AK，从而，如图2所示，从该分波器130输出的各子信号光#A1～子信号光#AK在第三平面上辐射式分散。需要说明的是，在本发明实施例中，分波器130根据子信号光的波长，控制该子信号光的辐射角度，以使各子信号光的辐射角度相异。
并且，当检测光为包括多束(例如，T束)子检测光的WDM光时，分波器130可以利用衍射方式，在第一平面(例如，图2的XOZ平面)将检测光#A分解成波长(或者说，中心频点)相异的子检测光，以下，为了便于理解和区别，将检测光#A中的各子检测光记做：子检测光#A1～子检测光#AT，从而，从该分波器130输出的各子检测光#A1～子检测光#AT在第三平面上辐射式分散，分波器130根据子检测光的波长，控制该子检测光的辐射角度，以使各子信号光的辐射角度相异，并且使相同波长的子信号光和子检测光的辐射角度相同，即，如图2所示，经分波器130的子信号光与所对应的子检测光的传播方向平行。
或者，当检测光为单波长光时，分波器130可以根据该检测光的波长变更该检测光的传播方向，以使该检测光与所对应的子信号光的传播方向平行。
可选地，该分波器为至少一个光栅。
作为示例而非限定，该分波器可以为反射光栅、透射光栅、色散棱镜或平面波导光栅。并且，为增加色散效应，可采用多片光栅组合，或者，可以采用调整光路是信号光多次经过同一光栅。
C.第一光路变更器140
第一光路变更器140，可以对所输入的子信号光#A1～子信号光#AK进行第一光路变更处理，以使各子信号光彼此平行地射入后述光开关单元阵列#A中所对应的光开关单元，随后，对光开关单元进行详细说明。
由于，第一光路变更器140还可以使传播方向彼此平行的一束子信号光(不失一般性，记做：子信号光#α)及其所对应的子检测光(或者，单波长的检测光，不失一般性，记做：子检测光#α)进行汇聚，以使子信号光#α与子检测光#α能够传输至同一光开关单元。
另外，当检测光包括子检测光#A1～子检测光#AT时，第一光路变更器140还可以对所输入的子检测光#A1～子检测光#AT进行第一光路变更处理，以使各子检测光彼此平行地射入后述光开关单元阵列#A中所对应的光开关单元。
作为示例而非限定，第一光路变更器140可以包括透镜、凹面镜或者柱透镜。并且，根据所选择的作为第一光路变更器140的器件的差异，该光通信的装置100内的各器件的配置位置可以相异，本发明并未特别限定。
另外，在本发明实施例中，为了减小相差，可以使用一个或多个胶合透镜、最佳外形透镜等作为第一光路变更器140。
从而，经上述分波器130的分波处理以及第一光路变更器140的第一光路变更处理，每个信号输入端口输出的一束信号光在第一平面内被分解为K束子信号光，从而，M个输入端口组发出的M束信号光，在空间内被分解为彼此平行的M×K束子信号光，其中，该M×K个子信号光在上述第二平面方向上的光斑二维排列，即，在该第一平面与该第二平面的交线方向(图2中的OX轴)上排列有K列光斑，在上述第三平面与该第二平面的交线方向(图2中的OY轴)上排列有M排光斑，其中，同一排光斑所对应的子信号光是由同一输入端口的信号光分解而成，同一列光斑所对应的子信号光的波长(或者说，中心频点)相同，换而言之，同一排光斑所对应的子信号光的波长相异，同一列光斑所对应的子信号光的输入端口相异。
D.光开关阵列150
当光通信的装置100具体包括一个输入端口组时，光开关阵列150(以下，为了便于理解和区分，记做光开关阵列#A)包括K个(即，与信号光所包括的子信号光的数量相同)光开关单元(以下，为了便于理解和区别，记做，光开关单元#A1～光开关单元#AK)。其中，光开关单元#A1～光开关单元#AK与子信号光#A1～子信号光#AK一一对应，经第一光路变更处理后的一束子信号光(例如，子信号光#α)能够射入所对应的光开关单元(记做，光开关单元#α)。
可选地，该光开关阵列具体包括，配置在第二平面内的至少M×K个光开关单元，各该光开关单元还能够绕第二轴线方向变更反射角度，该第二轴线方向是第三平面与该第二平面的交线方向，该第三平面与该第一平面垂直，且该第三平面与该第二平面垂直，一个光开关单元仅用于接收来自一个信号输入端口的一束子信号光，各该光开关单元所对应的输入端口或子信号光相异
具体地说，当光通信的装置100具体包括M个输入端口组时，光开关阵列#A包括M×K个光开关单元，其中，该M×K个光开关单元在上述第二平面方向上二维排列，即，在该第一平面与该第二平面的交线方向(图2中的OX轴)上排列有K列光开关单元，在上述第三平面与该第二平面的交线方向(图2中的OY轴)上排列有M排光开关单元。其中，光开关阵列#A中处于同一排的光开关单元对应于同一输入端口，处于同一列的光开关单元所对应的波长相同，换而言之，处于同一排的光开关单元所对应的波长相异，处于同一列的光开关单元所对应的输入端口相异。
由此，光开关阵列#A中的M×K个光开关单元与上述M×K个子信号光形成一一对应关系，即，一个光开关单元仅用于将一束子信号光传输至该子信号光所对应的后述信号输出端口。
类似的，光开关阵列#A中的M×T个光开关单元与M×T个子检测光形成一一对应关系，即，一个光开关单元仅用于接受并反射一束子检测光。
在本发明实施例中，光开关阵列#A中的各光开关单元能够接受并反射所对应的子信号光或子检测光，并且，各光开关单元能够绕该第一平面与该第二平面的交线(即，第一轴线方向的一例，例如，图2中OX轴)变更反射角度。
可选地，各光开关单元还能够绕该第三平面与该第二平面的交线(即，第二轴线方向的一例，例如，图2中OY轴)变更反射角度。
作为实例而非限定，作为光开关单元变更反射角度的方法，可以使各第一光开关单元能够一维或二维旋转，具体地说，可以使各第一光开关单元能够绕该第一平面与该第二平面的交线(图2中的OX轴)方向旋转，并且，还可以使各光开关单元能够绕该第三平面与该第二平面的交线(图2中的OY轴)方向旋转。
作为示例而非限定，本发明实施例的光开关单元可以通过以下任意技术实现。
例如，在本发明实施例中，第一光开关单元可以通过微电子机械系统(MEMS，Micro-Electro-Mechanical System)技术实现，MEMS技术是将几何尺寸或操作尺寸仅在微米、亚微米甚至纳米量级的微机电装置与控制电路高度集成在硅基或非硅基材料上的一个非常小的空间里，构成一个机电一体化的器件或系统。通过MEMS技术实现的第一光开关单元是通过静电力或其他控制力使微反射镜产生机械运动，从而使打在微反射镜上的光束偏转至任意一个方向。在通过MEMS技术实现本发明的第一光开关单元的情况下，控制器可以通过控制指令控制微机械结构，以驱动光调制器(微透镜)转动，从而实现光路的偏转，从而实现信号光的维度(或者说，传输路径)切换。
再例如，在本发明实施例中，光开关单元可以通过硅基液晶(LCOS，LiquidCrystal On Silicon)技术实现，LCOS技术是利用液晶光栅原理，调整不同波长的光反射角度来达到分离光的目的。由于没有活动部件，LCOS技术具有相当的可靠性。LCOS技术采用液晶单元折射率变化控制实现反射角变化，可以方便的实现扩展和升级。不同通道对应空间光调制器(液晶)阵列的不同区域，通过调节光斑的相位，来改变光的传播方向，达到切换不同端口及调节衰减的目的。
再例如，在本发明实施例中，光开关单元可以通过液晶(LC，liquid crystal)技术实现，在通过LC技术实现的光开关单元中，入射的信号光经过双折射晶体后，分成两个偏振态，其中一路经过半波片后，两路光的偏振态相同，然后打在光开关单元(液晶模组)上，通过调节双折射晶体的电压改变液晶的排列结构(改变晶体内部分子的角度)，从而使晶体折射率发生变化，光源以不同角度的光输出。光经过每层液晶都有两个方向可以选择，经过多层液晶层后可以有多个光路可供选择。
再例如，在本发明实施例中，光开关单元可以通过数字光处理(DLP，DigitalLight Processing)技术实现，通过DLP技术实现的光开关单元的内部结构与通过MEMS技术实现的光调制器的内部结构相似，通过微透镜的偏转实现光能量的切换。区别在于，DLP微镜转动角度只有几个状态限制信号输出端口数量。
E.第二光路变更器160
第二光路变更器160，可以对所输入的各子信号光和子检测光(或单波长的检测光)进行第二光路变更处理，以将各子信号光传输至所对应的信号输出端口。
在本发明实施例中，为了实现上述功能，该第二光路变更器160可以由多个器件构成，下面，分别对各器件的结构和功能分别进行说明。
E1.第二光路变更器#A
第二光路变更器#A可以对来自光开关阵列#A中的各光开关单元反射的子信号光或子检测光进行第二光路变更处理#A，经该第二光路变更处理#A的子信号光或子检测光的传播方向与经该第一光路变更处理之前的子信号光在该第一平面(图2中的XOZ平面)上的投影相平行，从而，从第二光路变更器#A射出的各子信号光和子检测光都能够以从分波器130出射时的角度返回后述第二光路变更器#B，进而，能够确保入射到第二光路变更器#B的来自于同一个信号输入端口的各子信号光(波长彼此相异)能够合成一束WDM信号光。
作为示例而非限定，第二光路变更器#A可以包括透镜、凹面镜。并且，根据所选择的作为第二光路变更器#A的器件的差异，该光通信的装置100内的各器件的配置位置相异，本发明并未特别限定，并且，在本发明实施例中，第二光路变更器#A与第一光路变更器140可以公用一个或多个透镜等。
E2.第二光路变更器#B
用于当对于一个信号输出端口110，存在至少两束需要接收的子信号光时，将该至少两束需要接收的子信号光合成为一束信号光；或
用于当对于一个信号输出端口110，仅存在一束需要接收的子信号光时，调整该子信号光的光功率分布。
因此，在本发明实施例中，第二光路变更器#B可以由一个合波器构成。
具体地说，在本发明实施例中，可能存在来自同一信号输入端口122的至少两束子信号光需要发送至同一信号输出端口的情况(即，情况1)，也可能存在来自同一信号输入端口122的至少两束子信号光需要发送至不同信号输出端口的情况(即，情况2)，下面，分别对上述两种情况下，第二光路变更器#B的功能进行说明。
情况1
从垂直于第一平面的方向看(例如，图2所示)，当来自于同一信号输入端口的至少两束子信号光输入至该第二光路变更器#B的同一位置时，从垂直于第三平面的方向看(例如，图3所示)，由于该自于同一信号输入端口的至少两束子信号光在传播方向上位于同一平面(此情况下，呈现为图3中第二光路变更器#A与第二光路变更器#B之间的一条线)，因此，第二光路变更器#B能够将该少两束子信号光合称为一束信号光。同样，由于该自于不同输入端口的子信号光在传播方向上位于不同平面(此情况下，呈现为图3中第二光路变更器#A与第二光路变更器#B之间的多条线)，因此，第二光路变更器#B不会将该少两束子信号光合成为一束信号光。
情况2
从垂直于第一平面的方向看(例如，图2所示)，当来自于同一输入端口的至少两束子信号光输入至该第二光路变更器#B的不同位置时，第二光路变更器#B无需对该两束子信号光进行合成，此时，第二光路变更器#B可以调整各子信号光的带宽范围内的光功率分布。
子信号光包含位于中心波长两侧频带内的一系列波长通过合波器进行合波作用，使每个波长的功率极大值都位于信号输出端口中心位置，从而改善目标信号输出端口的带宽特性，使输出信号光带宽特性满足通讯领域信号带宽特性的需求。
需要说明的，在本发明实施例中，第二光路变更器#B的配置是可选地，例如，当一个信号输出端口不需要输出多个子信号光，且对带宽谱线特性要求不严格的情况下，也可以不配置第二光路变更器#B。
另外，在本发明实施例中，从垂直于第一平面的方向看(例如，图2所示)，从第二光路变更器#B输出的各信号光彼此平行。
可选地，该第二光路变更器#B为至少一个光栅。
作为示例而非限定，该第二光路变更器#B可以为反射光栅、透射光栅或色散棱镜。
可选地，该第二光路变更器#B和该分波器共用该至少一个光栅。
作为示例而非限定，在本发明实施例中，该第二光路变更器#B与分波器可以共用一个或多个光栅等。
E3.第二光路变更器#C
在本发明实施例中，该第二光路变更器#C可以为光开关阵列(以下，为了便于理解和区分，记做，光开关阵列#B)，该光开关阵列#B包括N个光开关单元，N个光开关单元与N个信号输出端口一一对应。
即，光开关阵列#B中的一个光开关单元(记做，光开关单元#β)仅用于传输需要传输至同一信号输出端口的信号光。
另外，在本发明实施例中，光开关阵列#B中的每个光开关单元能够至少绕该第一平面与该第二平面的交线(图2中的OX轴)方向变更反射角度(例如，旋转)。
具体地说，在配置有上述第二光路变更器#B的情况下，从垂直于第一平面的方向看(例如，图2所示)，由于第二光路变更器#B输出的各子信号光彼此平行，因此，传输至光开关阵列#B中的各光开关单元的子信号光彼此平行，光开关阵列#B中的各光开关单元无需绕该第三平面与该第二平面的交线(图2中的OY轴)方向变更反射角度(例如，旋转)，便能够将各子信号光平行地传输至后述信号输出端口。
在未配置有上述第二光路变更器#B的情况下，从垂直于第一平面的方向看(例如，图2所示)，由于传输至光开关阵列#B中的各光开关单元的子信号不平行，因此需要各第二光开关单元能够绕该第三平面与该第二平面的交线(图2种的OY轴)方向变更反射角度(例如，旋转)，以将各信号光平行地传输至后述信号输出端口。
并且，从垂直于第三平面的方向看(例如，图3所示)，由于传输至光开关阵列#B中的各光开关单元的子信号光不平行，因此，需要使各光开关阵列#B中的各光开关单元能够绕该第三平面与该第二平面的交线(图2中的OX轴)方向变更反射角度(例如，旋转)，以将各信号光平行地传输至后述信号输出端口。
作为示例而非限定，本发明实施例的光开关阵列#B中的各光开关单元(例如，光开关单元#β)的实现方法可以与光开关阵列#A中的光开关单元相似，这里，为了避免赘述，省略其详细说明。
F.信号输出端口110
在本发明实施例中，N(N≥1)个输出端口110用于发送N个维度的信号光，该信号光可以是需要发送至外地通信节点(例如，通信链路中的下一跳通信节点)，也可以是需要发送至本地节点，即，实现本地下波功能，本发明并未特别限定。
这里，所谓“下波”，是指(通过信号输出端口)获取的需要发送至本地节点的下行信号光，该下行信号光可以是来自外地通信节点的信号光，也可以是来自本地通信节点的信号光，本发明并未特别限定。需要说明的是，在本发明实施例中，下行信号光使用的信号输出端口可以任意设置，例如，下行信号光使用的信号输出端口可以与下行信号光的波长数量相同，即，一个信号输出端口仅用于获取一个波长的下行信号光；也可以使同一个信号输出端口输出多个波长的下行信号光的组合；还可以采用时分复用方式，而使一个信号输出端口在一个时段用于接收一个波长的下行信号光，在另一个时段接收另一个波长的下行信号光。
另外，作为信号光的维度可以是指，其来源在预设规则下的类别数量(或者说，该ROADM所连接的光纤的数量)，该预设规则可以是以区域划分，例如，以城市级别、省份级别或国家级别划分；也可以是以实体划分，例如，一个通信节点即为一个维度，或者，一组通信节点即为一个维度。
应理解，以上列举的维度划分方式仅为示例性说明，本发明并未特别限定于此，其他能够区分各通信节点的划分方法均落入本发明的保护范围内。
在本发明实施例中，信号输出端口110可以包括信号输出光纤阵列和信号输出准直器阵列。
信号输出光纤阵列可以包括一维或二维排列的N个输出光纤，一个输出光纤用于发送一个维度的信号光。
信号输出准直器阵列可以包括一维或二维排列的N个准直器，其中，该N个准直器与N个输出光纤一一对应，一个准直器用于对从所对应的输出光纤输出的信号光进行准直。
在本发明实施例中，从各信号输出端口110输出的信号光可以为WDM信号光，也可以为单一波长的信号光，本发明并未特别限定。
G.光传感器170
在本发明实施例中，光传感器170用于获取经上述光开关阵列150的反射以及第二光路变更器160的第二光路变更处理后的子检测光(或，单波长的检测光)的光斑的相关信息，例如，该光斑的空间位置、形状等参数或在规定位置的功率等。
作为实例而非限定，在本发明实施例中，可以采用以下器件作为光传感器170。
G1.电荷耦合元件(CCD，Charge-coupled Device)传感器
CCD，作为一种集成电路，CCD上有许多排列整齐的电容，能感应光线，并将影像转变成数字信号。经由外部电路的控制，每个小电容能将其所带的电荷转给它相邻的电容。
CCD传感器可以由高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存，因而可以轻而易举地把数据传输给处理器。
G2.互补金属氧化物半导体(CMOS，Complementary Metal Oxide Semiconductor)传感器
CMOS本是计算机系统内一种重要的芯片，保存了系统引导最基本的资料。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别，主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在CMOS上共存着带N(带-电)和P(带+电)级的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。后来发现CMOS经过加工也可以作为数码摄影中的图像传感器，CMOS传感器也可细分为被动式像素传感器(Passive Pixel Sensor CMOS)与主动式像素传感器(Active Pixel Sensor CMOS)。
CMOS传感器与CCD传感器的光电转换的原理相同，他们最主要的差别在于信号的读出过程不同；由于CCD仅有一个(或少数几个)输出节点统一读出，其信号输出的一致性非常好；而CMOS中，每个像素都有各自的信号放大器，各自进行电荷-电压的转换，其信号输出的一致性较差。但是CCD为了读出整幅图像信号，要求输出放大器的信号带宽较宽，而在CMOS芯片中，每个像元中的放大器的带宽要求较低，大大降低了芯片的功耗，这就是CMOS芯片功耗比CCD要低的主要原因。尽管降低了功耗，但是数以百万的放大器的不一致性却带来了更高的固定噪声，这又是CMOS相对CCD的固有劣势。
通过使用CCD传感器或CMOS传感器作为光传感器170，能够直接获取各子检测光的光斑的图像，进而确定各子检测光的光斑的位置信息，例如，指示在所述第二平面上的投影的空间位置的信息。
G3.四象限光探测器
四象限光电探测器是把四个性能完全相同的光电二极管按照直角坐标要求排列而成的光电探测器件，常用于激光制导或激光准直中。目前在光电探测系统中广为使用的多元非成像光电探测器多为四象限光电探测器件。它包括各种规格的硅光电池以及类型各异的四象限光电二极管，如四象限PIN光电二极管、四象限雪崩光电二极管等。
通过使用四象限光探测器作为光传感器170，能够获得差分电信号，进而确定各子检测光的光斑的位置信息，例如，指示在所述第二平面上的投影的空间位置的信息。
G4.光功率探测器
光功率是光在单位时间内所做的功。光功率单位常用毫瓦(mw)和分贝毫瓦(dbm)表示，其中两者的关系为：1mw＝0dbm.而小于1mw的分贝毫瓦为负值。
通过使用光功率探测器作为光传感器170，并将该光传感器170配置于基于各输出端口确定的理想位置，能够获知光斑照射在该理想位置上的实际光功率，从而后述处理器能够根据该实际光功率能够获知光斑相对于该理想位置的漂移情况，进而可以确定各子检测光的光斑的位置信息，例如，指示在所述第二平面上的投影的空间位置的信息。
L.处理器180
在本发明实施例中，处理器180可以从光传感器170获取各子检测光的光斑的位置信息，并基于各子检测光的光斑的位置信息以及各信号输出端口的位置确定分波器、该第一光路变更器、该光开关单元和该第二光路变更器的工作是否正常，并在检测到发生异常的情况，对其进行调整。
以下，为了便于理解和说明，以基于上述子检测光#α的处理过程为例进行说明。
由于子检测光#α与子信号光#α在经第一光路变更器140的第一光路变更处理之前的传播方向平行，且，子检测光#α与子信号光#α在经第二光路变更器160的第二光路变更处理之后的传播方向平行，经第二光路变更处理之后的子检测光#α的光斑的实际位置与子信号光#α的光斑的实际位置相对应，即，通过判定子检测光#α的光斑的实际位置与理想位置的关系，能够确定子信号光#α是否能够传输至其所对应的输出端口。
处理器180可以根据来自光传感器170的信息，确定子检测光#α的光斑的实际位置(例如，图4中，虚线圆形图案所示)。
例如，可选地，该光斑的相关信息包括该实际位置的指示信息。
具体地说，在选择例如上述CCD传感器或CMOS传感器作为光传感器170时，处理器可以根据来自光传感器170的子检测光#α的光斑的相关信息直接确定出子检测光#α的光斑的实际位置。
再例如，可选地，该光斑的相关信息包括该第一子信号光的光斑在所述实际位置的光功率。
具体地说，在选择例如上述光功率探测器作为光传感器170时，在处理器中可以预先计算出当系统运行正常(及，各子信号光能够准确的传输至所对应的输出端口)时，子检测光#α的光斑在理想位置上的理想光功率，并且，可以根据来自光传感器170的子检测光#α的光斑的相关信息确定出子检测光#α的光斑理想位置上的实际光功率，从而，可以根据该实际光功率相对于理想光功率的偏差(或者说，漂移)，确定出子检测光#α的光斑的实际位置。
其后，处理器180可以根据子信号光#α所来自的信号输入端口与子检测光#α所来自的检测输入端口之间的位置关系(例如，在第二平面上的投影中心的距离等)，以及该子信号光#α所对应的信号输出端口的位置，推算出子检测光#α的光斑的理想位置(例如，图4中，实线圆形图案所示)
其后，第一处理器180可以判定子检测光#α的光斑的实际位置与子检测光#α的光斑的理想位置是否存在差异，或者所存在的差异是否处于预先设定的范围内，并根据判定结果，确定是否需要调整光路中的器件，例如，光开关阵列150中用于反射子信号光#α的光开关单元(为了便于理解和区分，记做光开关单元#α)。
可选地，该处理器具体用于：
确定该K束子信号光中的第一子信号光的光斑在该第二平面上的投影的实际位置；
根据该第一子信号光所对应的信号输出端口在该第二平面上的投影，确定该第一子信号光的光斑在该第二平面上的投影的理想位置；
根据该理想位置和该实际位置的在第三直线方向上的位置关系，向光开关阵列150(具体地说，是开关单元#α的驱动引擎)发送控制指令，以控制该第一子信号光所对应的光开关单元绕该第一轴线方向变更反射角度，该第三直线方向是与该第一平面垂直的直线方向。
例如，在使用MEMS技术实现光开关单元的情况下：
如果子检测光#α的光斑的实际位置在图4所示Y轴方向(即，第三直线方向的一例)上位于子检测光#α的光斑的理想位置的上方，则处理器可以向开关单元#α的驱动引擎发送控制指令，以使开关单元#α绕图2中OX轴，延顺时针方向旋转。
如果子检测光#α的光斑的实际位置在图4所示Y轴方向(即，第三直线方向的一例)上位于子检测光#α的光斑的理想位置的下方，则处理器可以向开关单元#α的驱动引擎发送控制指令，以使开关单元#α绕图2中OX轴，延逆时针方向旋转。
可选地，各该光开关单元还能够绕第二轴线方向变更反射角度，该第二轴线方向是第三平面与该第二平面的交线方向，该第三平面与该第一平面垂直，且该第三平面与该第二平面垂直；以及
该处理器还用于根据该理想位置和该实际位置在第四直线方向上的位置关系，向控制该第一子信号光所对应的光开关单元绕该第二轴线方向变更反射角度，该第四直线方向是与该第二平面平行且与该第三直线方向垂直的直线方向
例如，在使用MEMS技术实现光开关单元的情况下：
如果子检测光#α的光斑的实际位置在图4所示X轴方向(即，第四直线方向的一例)上位于子检测光#α的光斑的理想位置的左方，则处理器可以向开关单元#α的驱动引擎发送控制指令，以使开关单元#α绕图2中OY轴，延顺时针方向旋转。
如果子检测光#α的光斑的实际位置在图4所示X轴方向(即，第三直线方向的一例)上位于子检测光#α的光斑的理想位置的右方，则处理器可以向开关单元#α的驱动引擎发送控制指令，以使开关单元#α绕图2中OY轴，延顺时针方向旋转。
应理解，以上列举的处理器基于各子检测光的光斑的实际位置和理想位置对光路进行调制或控制的方式仅为示例性说明，本发明并未限定于此，例如，在上述分波器、该第一光路变更器和该第二光路变更器的控制位置或工作参数能够调节的情况下，也可以对其进行调节，以使各子检测光的光斑的实际位置和理想位置的差异处于预设的范围内；再例如，在使用LCOS等技术实现光开关单元的情况下，可以根据实际使用情况，调整光开关单元的反射角度，本发明并未特别限定。
另外，在光通信的装置100包括光开关阵列#B的情况下，还可以通过例如分光片等器件从该开关阵列#B反射的子光信号中获取部分(例如1％～5％)光功率作为监测信号，并根据该监测信号的光斑的实际空间位置和各子光信号所对应的输出端口的位置，对光开关阵列#B进行调制，该调制过程与针对上述开关单元#α的调制过程相似，这里，为了避免赘述，省略其详细说明。
应理解，在本发明实施例中，该处理器可以是中央处理单元(Central ProcessingUnit，简称为“CPU”)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
在本发明实施例中，光通信的装置100号可以包括存储器，该存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据。存储器的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。
在本发明实施例中，光通信的装置100号可以包括该总线系统，该总线系统除包括数据总线之外，还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。并且，该总线系统可以连接处理器及其所控制或访问的各单元(例如存储器，光开关阵列150中各光开关单元的驱动引擎)。
在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。
应理解，图2和图3中所示的光通信的装置100中各单元的配置方式和位置关系仅为示例性说明，本发明并未限定于此，可以根据所选择的器件的种类和工作方式任意变更。
根据本发明实施例的光通信的装置，通过配置信号输入端口和检测输入端口，使从信号输入端口输出的信号光和从检测输入端口输出的检测光同处于第一平面内，并使信号光和检测光的传播方向平行，其中，该第一平面是分波器对信号光所包括的子信号光和检测光所包括的子检测光进行分散的平面，并通过第一光路变更器，使相同波长的子信号光和子检测光能够分别传输至同一光开关单元，并通过第二光路变更器使经光开关单元反射的子信号光和子检测光的传播方向平行，进而能够使经该光开关单元反射的子信号光和子检测光的光斑位置平行，从而能够基于该子检测光的光斑的位置和子信号光所对应的输出端口的位置的位置关系，调整光路中部分或全部器件的工作，以使子信号光能够可靠地传输至所对应的输出端口，从而能够完成对光路的检测与调整，提高光通信的稳定性。
以上，结合图1至图4详细说明了本发明实施例的光通信的装置，下面，结合图5，详细说明本发明实施例的光通信的方法。
图5是根据本发明一实施例的光通信的方法200的示意性流程图。如图5所示，该方法200包括：
S210，获取在第一平面内延第一直线方向传输的信号光，该信号光包括K束子信号光，各该子信号光的中心波长彼此相异，K≥1；
S220，获取在该第一平面内延第二直线方向传输的检测光，该检测光包括至少一束子检测光，其中，该第一直线方向与该第二直线方向平行，该至少一束子检测光与至少一束子信号光一一对应，每束子检测光与所对应的子信号的波长相同；
S230，对该信号光和该检测光进行分波处理，以从该信号光中分解出该K束子信号光，使各该子信号光在该第一平面上分散，从该检测光中分解出该至少一束子检测光，使各该子检测光在该第一平面上分散，使每束子检测光与所对应的子信号在该第一平面内的传播方向平行；
S240，对各该子信号光和各该子检测光进行第一光路变更处理，以使经过该第一光路变更处理后的各该子信号光的传播方向彼此平行，使经过该第一光路变更处理后的各该子检测光的传播方向彼此平行，使经过该第一光路变更处理后的各该子检测光与所对应的子信号在该第一平面内汇聚；
S250，根据各该子信号光所对应的信号输出端口，控制配置在第二平面内的至少K个光开关单元变更反射角度，该第二平面是与该第一直线方向垂直的平面，该K个光开关单元与该K束子信号光一一对应，该至少一束子检测光与至少一个光开关单元一一对应，各该光开关单元配置于所对应的子信号光和子检测光汇聚的位置，各该光开关单元用于接收并反射所对应的、经过该第一光路变更处理后的子信号光和子检测光，各该光开关单元至少能够绕第一轴线方向变更反射角度；
S260，对经该光开关单元反射的子信号光和子检测光进行第二光路变更处理，其中，经该第二光路变更处理后的子信号光和子检测光的传播方向与该第一直线方向平行；
S270，获取经该第二光路变更处理后的各子检测光的光斑的相关信息；
S280，根据该光斑的相关信息和各该子信号光所对应的输出端口的位置，控制该分波处理、该第一光路变更处理、该旋转控制处理和该第二光路变更处理中的至少一方。
可选地，第一投影与第二投影之间的距离大于或等于第一半径与第二半径之和，该第一投影是该信号输入端口在该第二平面上的投影，该第二投影是该检测输入端口在该第二平面上的投影，该第二半径是该信号光的光斑的半径，该第二半径是该检测光的光斑的半径。
可选地，该根据该光斑的相关信息和各该子信号光所对应的输出端口的位置，控制该分波处理、该第一光路变更处理、该旋转控制处理和该第二光路变更处理中的至少一方，包括：
根据该光斑的相关信息，确定该K束子信号光中的第一子信号光的光斑在该第二平面上的投影的实际位置；
根据该第一子信号光所对应的信号输出端口在该第二平面上的投影，确定该第一子信号光的光斑在该第二平面上的投影的理想位置；
根据该理想位置和该实际位置的在第三直线方向上的位置关系，控制该第一子信号光所对应的光开关单元绕该第一轴线方向变更反射角度，该第三直线方向是与该第一平面垂直的直线方向。
可选地，各该光开关单元还能够绕第二轴线方向变更反射角度，该第二轴线方向是第三平面与该第二平面的交线方向，该第三平面与该第一平面垂直，且该第三平面与该第二平面垂直；以及
该根据该第一光斑在该第四平面上的实际位置，控制该分波处理、该第一光路变更处理、该旋转控制处理和该第二光路变更处理中的至少一方，还包括：
根据该理想位置和该实际位置在第四直线方向上的位置关系，控制该第一子信号光所对应的光开关单元绕该第二轴线方向变更反射角度，该第四直线方向是与该第二平面平行且与该第三直线方向垂直的直线方向。
可选地，该光斑的相关信息包括该实际位置的指示信息。
可选地，该光斑的相关信息包括该第一子信号光的光斑在该实际位置的光功率。
根据本发明实施例的光通信的方法200的实施主体可对应于本发明实施例的光通信的装置100，并且，该光通信的方法200中的各流程和上述其他操作的动作主体分别对应图1至图4中的装置100的各模块和单元，为了简洁，在此不再赘述。
根据本发明实施例的光通信的方法，通过配置信号输入端口和检测输入端口，使从信号输入端口输出的信号光和从检测输入端口输出的检测光同处于第一平面内，并使信号光和检测光的传播方向平行，其中，该第一平面是分波器对信号光所包括的子信号光和检测光所包括的子检测光进行分散的平面，并通过第一光路变更器，使相同波长的子信号光和子检测光能够分别传输至同一光开关单元，并通过第二光路变更器使经光开关单元反射的子信号光和子检测光的传播方向平行，进而能够使经该光开关单元反射的子信号光和子检测光的光斑位置平行，从而能够基于该子检测光的光斑的位置和子信号光所对应的输出端口的位置的位置关系，调整光路中部分或全部器件的工作，以使子信号光能够可靠地传输至所对应的输出端口，从而能够完成对光路的检测与调整，提高光通信的稳定性。
应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种光通信的装置，其特征在于，所述装置包括：
至少一个信号输出端口；
至少一个输入端口组，每个输入端口组包括一个信号输入端口和一个检测输入端口，其中，
一个输入端口组中的信号输入端口用于输出在第一平面内延第一直线方向传输的信号光，所述信号光包括K束子信号光，各所述子信号光的中心波长彼此相异，K≥1；
同一输入端口组中的检测输入端口，用于输出在所述第一平面内延第二直线方向传输的检测光，所述检测光包括至少一束子检测光，其中，所述第一直线方向与所述第二直线方向平行，所述至少一束子检测光与至少一束子信号光一一对应，每束子检测光与所对应的子信号的波长相同；
分波器，用于对所述信号光和所述检测光进行分波处理，以从所述信号光中分解出所述K束子信号光，使各所述子信号光在所述第一平面上分散，从所述检测光中分解出所述至少一束子检测光，使各所述子检测光在所述第一平面上分散，使每束子检测光与所对应的子信号在所述第一平面内的传播方向平行；
第一光路变更器，用于对各所述子信号光和各所述子检测光进行第一光路变更处理，以使经过所述第一光路变更处理后的各所述子信号光的传播方向彼此平行，使经过所述第一光路变更处理后的各所述子检测光的传播方向彼此平行，使经过所述第一光路变更处理后的各所述子检测光与所对应的子信号在所述第一平面内汇聚；
光开关阵列，包括配置在第二平面内的至少K个光开关单元，所述第二平面是与所述第一直线方向垂直的平面，所述K个光开关单元与所述K束子信号光一一对应，所述至少一束子检测光与至少一个光开关单元一一对应，各所述光开关单元配置于所对应的子信号光和子检测光汇聚的位置，各所述光开关单元用于接收并反射所对应的、经过所述第一光路变更处理后的子信号光和子检测光，各所述光开关单元至少能够绕第一轴线方向变更反射角度，所述第一轴线方向是所述第一平面与所述第二平面的交线方向，所述光开关阵列用于根据各所述子信号光所对应的信号输出端口，控制所述光开关单元变更反射角度，以使各所述子信号光能够传输至所对应的信号输出端口；
第二光路变更器，用于对经所述光开关单元反射的子信号光和子检测光进行第二光路变更处理，其中，经所述第二光路变更处理后的子信号光和子检测光的传播方向与所述第一直线方向平行；
光传感器，用于获取经所述第二光路变更处理后的各子检测光的光斑的相关信息；
处理器，用于根据所述光斑的相关信息和各所述子信号光所对应的输出端口的位置，控制所述分波器、所述第一光路变更器、所述光开关单元和所述第二光路变更器中的至少一方所进行的处理。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，第一投影与第二投影之间的距离大于或等于第一半径与第二半径之和，所述第一投影是所述信号输入端口在所述第二平面上的投影，所述第二投影是所述检测输入端口在所述第二平面上的投影，所述第二半径是所述信号光的光斑的半径，所述第二半径是所述检测光的光斑的半径。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述处理器具体用于：
根据所述光斑的相关信息，确定所述K束子信号光中的第一子信号光的光斑在所述第二平面上的投影的实际位置；
根据所述第一子信号光所对应的信号输出端口在所述第二平面上的投影，确定所述第一子信号光的光斑在所述第二平面上的投影的理想位置；
根据所述理想位置和所述实际位置的在第三直线方向上的位置关系，控制所述第一子信号光所对应的光开关单元绕所述第一轴线方向变更反射角度，所述第三直线方向是与所述第一平面垂直的直线方向。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，各所述光开关单元还能够绕第二轴线方向变更反射角度，所述第二轴线方向是第三平面与所述第二平面的交线方向，所述第三平面与所述第一平面垂直，且所述第三平面与所述第二平面垂直；以及
所述处理器还用于根据所述理想位置和所述实际位置在第四直线方向上的位置关系，控制所述第一子信号光所对应的光开关单元绕所述第二轴线方向变更反射角度，所述第四直线方向是与所述第二平面平行且与所述第三直线方向垂直的直线方向。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述光斑的相关信息包括所述实际位置的指示信息。
6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，
所述光斑的相关信息包括所述第一子信号光的光斑在所述实际位置的光功率。
7.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置具体包括：
N个信号输出端口，N≥2；
M个输入端口组，其中，从所述M个输入端口组中的M个信号输入端口输出的信号光排列在第四平面上，所述第四平面与所述第一平面垂直，且所述第四平面与所述第二平面垂直，从所述M个输入端口组中的M个检测输入端口输出的检测光排列在第五平面上，所述第五平面与所述第四平面平行，M≥2；
所述光开关阵列具体包括，配置在第二平面内的至少M×K个光开关单元，各所述光开关单元还能够绕第二轴线方向变更反射角度，所述第二轴线方向是第三平面与所述第二平面的交线方向，所述第三平面与所述第一平面垂直，且所述第三平面与所述第二平面垂直，一个光开关单元仅用于接收来自一个信号输入端口的一束子信号光，各所述光开关单元所对应的输入端口或子信号光相异。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述M个检测输入端口连接于同一光源，所述光源用于在不同时段分别向各检测输入端口提供检测光。
9.一种光通信的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取在第一平面内延第一直线方向传输的信号光，所述信号光包括K束子信号光，各所述子信号光的中心波长彼此相异，K≥1；
获取在所述第一平面内延第二直线方向传输的检测光，所述检测光包括至少一束子检测光，其中，所述第一直线方向与所述第二直线方向平行，所述至少一束子检测光与至少一束子信号光一一对应，每束子检测光与所对应的子信号的波长相同；
对所述信号光和所述检测光进行分波处理，以从所述信号光中分解出所述K束子信号光，使各所述子信号光在所述第一平面上分散，从所述检测光中分解出所述至少一束子检测光，使各所述子检测光在所述第一平面上分散，使每束子检测光与所对应的子信号在所述第一平面内的传播方向平行；
对各所述子信号光和各所述子检测光进行第一光路变更处理，以使经过所述第一光路变更处理后的各所述子信号光的传播方向彼此平行，使经过所述第一光路变更处理后的各所述子检测光的传播方向彼此平行，使经过所述第一光路变更处理后的各所述子检测光与所对应的子信号在所述第一平面内汇聚；
根据各所述子信号光所对应的信号输出端口，控制配置在第二平面内的至少K个光开关单元变更反射角度，所述第二平面是与所述第一直线方向垂直的平面，所述K个光开关单元与所述K束子信号光一一对应，所述至少一束子检测光与至少一个光开关单元一一对应，各所述光开关单元配置于所对应的子信号光和子检测光汇聚的位置，各所述光开关单元用于接收并反射所对应的、经过所述第一光路变更处理后的子信号光和子检测光，各所述光开关单元至少能够绕第一轴线方向变更反射角度；
对经所述光开关单元反射的子信号光和子检测光进行第二光路变更处理，其中，经所述第二光路变更处理后的子信号光和子检测光的传播方向与所述第一直线方向平行；
获取经所述第二光路变更处理后的各子检测光的光斑的相关信息；
根据所述光斑的相关信息和各所述子信号光所对应的输出端口的位置，控制所述分波处理、所述第一光路变更处理、所述变更反射角度和所述第二光路变更处理中的至少一方。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，第一投影与第二投影之间的距离大于或等于第一半径与第二半径之和，所述第一投影是所述信号输入端口在所述第二平面上的投影，所述第二投影是所述检测输入端口在所述第二平面上的投影，所述第二半径是所述信号光的光斑的半径，所述第二半径是所述检测光的光斑的半径。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述根据所述光斑和各所述子信号光所对应的输出端口的位置关系，控制所述分波处理、所述第一光路变更处理、所述变更反射角度和所述第二光路变更处理中的至少一方，包括：
确定所述K束子信号光中的第一子信号光的光斑在所述第二平面上的投影的实际位置；
根据所述第一子信号光所对应的信号输出端口在所述第二平面上的投影，确定所述第一子信号光的光斑在所述第二平面上的投影的理想位置；
根据所述理想位置和所述实际位置的在第三直线方向上的位置关系，控制所述第一子信号光所对应的光开关单元绕所述第一轴线方向变更反射角度，所述第三直线方向是与所述第一平面垂直的直线方向。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，各所述光开关单元还能够绕第二轴线方向变更反射角度，所述第二轴线方向是第三平面与所述第二平面的交线方向，所述第三平面与所述第一平面垂直，且所述第三平面与所述第二平面垂直；以及
所述根据所述第一光斑在第四平面上的实际位置，控制所述分波处理、所述第一光路变更处理、所述变更反射角度和所述第二光路变更处理中的至少一方，还包括：
根据所述理想位置和所述实际位置在第四直线方向上的位置关系，控制所述第一子信号光所对应的光开关单元绕所述第二轴线方向变更反射角度，所述第四直线方向是与所述第二平面平行且与所述第三直线方向垂直的直线方向。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述光斑的相关信息包括所述实际位置的指示信息。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，
所述光斑的相关信息包括所述第一子信号光的光斑在所述实际位置的光功率。
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