CN114675382A - 光源切换方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本申请揭示了一种光源切换装置和方法，该装置包括一个或多个第一光源、光交叉器、一个或多个第二光源和至少一个第一耦合器，其中：所述光交叉器与所述一个或多个第一光源连接，所述光交叉器还与所述第一耦合器连接，所述第一耦合器与所述第二光源连接；所述第一光源和所述第二光源均用于输出连续光能，所述光交叉器用于在所述一个或多个第二光源中有至少一个所述第二光源失效时，使得一个或多个第一光源中至少一个第一光源输出的光能进入所述第一耦合器；所述第一耦合器用于实现第一光源和/或第二光源输出光能的分束。

Description

光源切换方法和装置
技术领域
本申请涉及光器件领域，尤其涉及光源切换方法和装置。
背景技术
光网络设备包括如光发射机、接收机、波分复用和解复用器等关键器件。其中，光发射机或接收机通常会封装成一个模块，被称为光模块。硅光技术具有高集成度的优势，尤其在多通道的光电器件实现上，有功耗低和封装成本低等优势。因此，硅光技术被认为是下一代光电器件发展的重要趋势之一。
当前，解决光模块失效问题通常的技术手段是使用新的光模块来替换失效的光模块。但是，随着基于硅光技术的光模块包括的通道数在逐步增加，亟需一种更高效的替换方案。
发明内容
鉴于此，本申请实施例提供了一种光源切换的方案，以实现更高效的失效组件替换。
第一方面，本申请实施例提供了一种光源切换装置，该装置包括一个或多个第一光源、光交叉器、一个或多个第二光源和至少一个第一耦合器，其中：
所述光交叉器与所述一个或多个第一光源连接，所述光交叉器还与所述第一耦合器连接，所述第一耦合器与所述第二光源连接；
所述第一光源和所述第二光源均用于输出连续光能，所述光交叉器用于在所述一个或多个第二光源中有至少一个所述第二光源失效时，使得所述一个或多个第一光源中至少一个所述第一光源输出的光能进入所述第一耦合器；所述第一耦合器用于实现第一光源和/或第二光源光能的分束。
本申请实施例中提到的“连接”或“相连”包括直接或间接的连接，可以是通过端口连接，还可以是指光路上的连接。
在第一方面的第一种可能的实施方式中，该装置还包括至少一个第一光调制器，所述第一光调制器与所述第一耦合器连接，所述第一光调制器用于调制光能。
结合第一方面及第一方面第一种可能的实施方式，在第一方面第二种可能的实施方式中，该装置还包括至少一个第一光检测器，所述第一光检测器与所述第一耦合器连接，所述第一光检测器用于检测第一耦合器输出的光功率。
结合第一方面及第一方面第一种至第二种可能的实施方式，在第一方面第三种可能的实施方式中，该装置还包括至少一个第二耦合器，所述第二耦合器与所述第一耦合器相连。
结合第一方面及第一方面第一种至第三种可能的实施方式，在第一方面第四种可能的实施方式中，该装置还包括至少一个第二光调制器，所述第二光调制器与所述第二耦合器相连。
结合第一方面及第一方面第一种至第四种可能的实施方式，在第一方面第五种可能的实施方式中，该装置还包括至少一个第二光检测器，所述第二光检测器与所述第二耦合器相连。级联第二耦合器可以实现光能更多的分束，其中，每个分束所占总光能的比例可不同。
结合第一方面及第一方面第一种至第五种可能的实施方式，在第一方面第六种可能的实施方式中，该包括光吸收装置，所述光吸收装置与所述光交叉器相连，所述光吸收装置用于吸收所述第一光源输出的光能。
结合第一方面及第一方面第一种至第六种可能的实施方式，在第一方面第七种可能的实施方式中，所述光吸收装置包括如下中的一个或多个：光衰减光纤、光吸收晶体和涂黑物质，所述涂黑物质包括表面经过黑色涂料涂黑的物质。
结合第一方面及第一方面第一种至第七种可能的实施方式，在第一方面第八种可能的实施方式中，所述光吸收晶体包括隔离器中的法拉第晶体。
结合第一方面及第一方面第一种至第八种可能的实施方式，在第一方面第九种可能的实施方式中，所述光交叉器包括马赫-岑德尔干涉仪MZI、微机电系统MEMS和波长选择开关WSS。
第二方面，本申请实施例提供了一种光源备份的方法，应用于光设备中，所述光设备包括一个或多个第一光源、光交叉器、一个或多个第二光源和至少一个第一耦合器，其中：
所述光交叉器与所述一个或多个第一光源连接，所述光交叉器还与所述第一耦合器连接，所述第一耦合器与所述第二光源连接；所述第一光源和所述第二光源均用于输出连续光能，所述光交叉器用于在所述一个或多个第二光源中有至少一个所述第二光源失效时，从所述一个或多个第一光源选择至少一个所述第一光源向所述第一耦合器输出光能；所述第一耦合器用于实现第一光源和/或第二光源输出光能的分束；
所述方法包括：
所述光设备检测到所述一个或多个第二光源中有至少一个所述第二光源失效；
向所述光交叉器输出一个光路切换信号，所述光路切换信号用于指示所述光交叉器在至少一个所述第一光源与所述失效的至少一个第二光源所在链路上建立光路，使得所述至少一个第一光源输出的光能进入所述第一耦合器。
在第二方面第一种可能的实施方式中，所述光设备检测到所述一个或多个第二光源中有至少一个所述第二光源失效之后，所述方法还包括：启动所述一个或多个第一光源中的至少一个第一光源。该实施方式适用的情况是第二光源中有被检测到失效的情况后，再启动第一光源。
结合第二方面及第二方面第一种可能的实施方式，在第二方面第二种可能的实施方式中，所述光设备检测到所述一个或多个第二光源中有至少一个所述第二光源失效之前，所述方法还包括：启动所述一个或多个第一光源中的至少一个第一光源。该实施方式适用的情况是在第二光源种尚未出现有失效前就启动第一光源，这样的好处是节约了光源的启动时间，可以迅速用备份光源替代失效的工作光源。
结合第二方面及第二方面第一种至第二种可能的实施方式，在第二方面第三种可能的实施方式中，所述光设备还包括光吸收装置，所述光吸收装置放置于光芯片外或放置于光芯片内，所述光吸收装置连接所述光交叉器，所述光吸收装置用于吸收所述至少一个第一光源输出的光能。
结合第二方面及第二方面第一种至第三种可能的实施方式，在第二方面第四种可能的实施方式中，所述第一光源、所述光交叉器和所述第一耦合器放置在一个光芯片中，所述第二光源外置于所述光芯片。
结合第二方面及第二方面第一种至第四种可能的实施方式，在第二方面第五种可能的实施方式中，所述第二光源、所述光交叉器和所述第一耦合器放置在一个光芯片中，所述第一光源外置于所述光芯片。
结合第二方面及第二方面第一种至第五种可能的实施方式，在第二方面第六种可能的实施方式中，所述光交叉器和所述第一耦合器放置在一个光芯片中，所述第一光源和所述第二光源均外置于所述光芯片。
结合第二方面及第二方面第一种至第六种可能的实施方式，在第二方面第七种可能的实施方式中，所述第一光源、所述第二光源、所述光交叉器和所述第一耦合器放置在一个光芯片中。
结合第二方面及第二方面第一种至第七种可能的实施方式，在第二方面第八种可能的实施方式中，所述光芯片还包括如下部件中的一个或多个：至少一个光调制器、至少一个第二耦合器、至少一个光检测器，所述第二耦合器与所述第一耦合器连接，所述第一光调制器和所述第一耦合器连接，所述第一光检测器和所述第一耦合器连接。
结合第二方面及第二方面第一种至第八种可能的实施方式，在第二方面第九种可能的实施方式中，所述光设备检测到所述一个或多个第二光源中有至少一个所述第二光源失效包括：
所述光设备检测到所述一个或多个第二光源中有至少一个所述第二光源的电流小于预设的阈值时，确定所述至少一个第二光源失效；或者，所述第二光源的背面设置有光检测器，所述光设备检测到所述一个或多个第二光源中有至少一个所述第二光源连接的光检测器输出的光能的光功率小于预设的阈值时，确定所述至少一个第二光源失效。
结合第二方面及第二方面第一种至第九种可能的实施方式，在第二方面第十种可能的实施方式中，所述光芯片中还包括至少一个第一光检测器，所述第一光检测器与所述第一耦合器连接，所述光设备检测到所述一个或多个第二光源中有至少一个所述第二光源失效包括：
确定所述第一光检测器检测所述一个或多个第二光源中是否有至少一个所述第二光源的电流小于预设的阈值；
当所述第一光检测器检测到所述一个或多个第二光源中有至少一个所述第二光源的电流小于预设的阈值，确定所述至少一个第二光源失效。
结合第二方面及第二方面第一种至第十种可能的实施方式，在第二方面第十一种可能的实施方式中，所述光芯片还包括至少一个第二光调制器，所述第二光调制器与所述第二耦合器连接，所述第二光调制器用于调制光能。
结合第二方面及第二方面第一种至第十一种可能的实施方式，在第二方面第十二种可能的实施方式中，所述光芯片还包括至少一个第二光检测器，所述第二光检测器与所述第二耦合器连接，所述光设备检测到所述一个或多个第二光源中有至少一个所述第二光源失效包括：
确定所述第二光检测器检测所述一个或多个第二光源中是否有至少一个所述第二光源的电流小于预设的阈值；
当所述第二光检测器检测到所述一个或多个第二光源中有至少一个所述第二光源的电流小于预设的阈值，确定所述至少一个第二光源失效。
结合第二方面及第二方面第一种至第十二种可能的实施方式，在第二方面第十三种可能的实施方式中，所述方法还包括：替换所述失效的至少一个第二光源为又至少一个光源。
结合第二方面及第二方面第一种至第十三种可能的实施方式，在第二方面第十四种可能的实施方式中，所述方法还包括：向所述光交叉器输出另一个光路切换信号，使得所述又至少一个光源输出的光能进入所述第一耦合器。
本申请实施例提供的光源切换装置和方法，在有至少第二光源出现故障时，通过控制光交叉器实现用第一光源代替出现故障的第二光源继续输出光能，实现光源的快速切换替换。本申请实施例提供的光源切换装置可以较大的提高光源的可靠性，相对于现有方案大大降低了整体成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的实施例或现有技术中的技术方案，下面将对描述背景技术和实施例时所使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面附图中描述的仅仅是本申请的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图和描述得到其他的附图或实施例，而本申请旨在涵盖所有这些衍生的附图或实施例。
图1为一个可能的光通信设备结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种光源切换装置的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的另一种光源切换装置的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的又一种光源切换装置的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的再一种光源切换装置的结构示意图；
图6a为本申请实施例提供的一种2*2耦合器的结构示意图；
图6b为本申请实施例提供的一种级联耦合器的结构示意图；
图6c为本申请实施例提供的另一种级联耦合器的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的一种光源切换的方法流程图；
图8为本申请实施例提供的另一种光源切换的方法流程图。
具体实施方式
本申请实施例描述的设备形态以及业务场景是为了更加清楚地说明本发明实施例的技术方案，并不构成对本发明实施例提供的技术方案的限制。本领域普通技术人员可知，随着设备形态的演变和新业务场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题同样适用。
本申请提出的技术方案可以适用于不同业务场景，包括但不限于：骨干光传输网络、光接入网络、短距离光互联和无线业务前传/回传等。
图1为一种可能的光通信设备结构示意图。如图1所示，该设备100由机框101和单板102组成。其中，机框101有一个或多个槽位，用于固定单板102。单板102上有电连接器103，用于连接光模块的电接口。通常地，光通信设备包括一种或多种类型的单板，以完成客户业务数据的处理、传输和交换等功能。光模块是光通信设备重要的组件之一，用于实现客户业务数据承载在光信号进行发送和/或从光信号中解析出客户业务数据。当一个光模块仅具备发送功能时，通常被称为光发射次模块(Transmitter Optical Subassembly，TOSA)。当一个光模块具备仅具备接收光信号并进行检测时，通常称为光接收次模块(Receiver Optical Subassembly，ROSA)。发送和接收两个功能均具备的光模块，则被称为光发射接收组件(Bi-Directional Optical Sub-Assembly，BOSA)。当前，光模块的一端为电连接口，用于跟单板上的电连接口进行连接，其相反的一侧为光接口，用于连接光纤，以实现和网络中的其他光通信设备的连接，或者同一设备的不同单板之间的连接。
当前，光模块通常通过插入单板102上的电连接器103来进行工作。一旦光模块失效，可以通过拔出失效的光模块，替换为新的光模块的方式，来恢复光通信设备的正常工作状态。这种方式主要适用于通道数较低的光模块，例如：单通道或双通道。随着硅光技术的发展，光模块的通道数在逐渐增加，例如，增加到8通道，甚至是16通道。传统的直接丢弃失效光模块的方案存在一定局限性。首先，通道数增加后，对应光模块中的组件(例如，光调制器)的数量也要对应增加，从而使得光模块的成本增加，因此丢弃成本较以前大大增加。其次，通过研究发现，光模块的不同组件的失效率存在较大差异，因此失效率较高的组件成为了光模块寿命的瓶颈。光模块中的光源失效率明显高于光模块的其他组件(例如：光调制器、复用器或解复用器等)。因为通道数的增加，光源失效会成为光模块失效的主要原因。再次，将不同组件封装到一个模块中，导致了模块内组件的工作温度升高，缩减了组件(尤其是光源)的寿命。因此，亟需一种更高效的方案来解决当前方案中由光源失效造成的光模块失效的技术难题。
需要说明的是，光调制器用于将电信号加载到光能，输出带信号的光能(亦可以称作光信号)。具体地，电信号加载到光能的具体形式，可以改变光能的相位、幅度等。
需要说明的是，本申请的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以本申请未描述的顺序实施。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。方法实施例中的具体操作方法也可以应用于装置实施例中。此外，为了更加明显地体现不同实施例中的组件的关系，本申请采用相同的附图编号来表示不同实施例中功能相同或相似的组件。
还需要说明的是，除非特殊说明，一个实施例中针对一些技术特征的具体描述也可以应用于解释其他实施例提及对应的技术特征。例如，在一个实施例中关于光交叉器的设计举例，可以适用于其他所有实施例中的光交叉器。
图2为本申请实施例提供的一种光源切换装置200的结构示意图。如图2所示，光源切换装置200包括备份光源201、光交叉器202、耦合器203和工作光源204，其中，备份光源201与光交叉器202连接，光交叉器202还与耦合器203连接，工作光源202与耦合器203连接。在正常工作状态下，工作光源204向耦合器203输入连续光能，此时耦合器203用于实现工作光源204输出光能的分束；当工作光源204失效时，启动备份光源201，然后向光交叉器202输入一个光路切换信号，光交叉器202接收到光路切换信号后，在启动后的备份光源201和失效的工作光源204所在链路上建立光路，使得启动后的备份光源201输出的光能进入耦合器203，耦合器203实现备份光源201输出光能的分束，那么此时实现了快速使用备份光源201替换失效的工作光源204的过程，提高了光源的可靠性。
可选地，耦合器203还可以与光调制器205连接，该光调制器205用于调制光能；耦合器203还可以与光检测器206连接，该光检测器206用于检测耦合器203输出功率，进一步地，通过检测耦合器203的输出功率可以检测工作光源204失效。光源失效包括光源不能持续稳定的输入光能或不能输入正常功率的光能。
可选地，光交叉器202可以是马赫-岑德尔干涉仪(Mach ZehnderInterferometer,MZI)或微机电系统(micro-electro-mechanical systems,MEMS)或波长选择开关(wavelength selective switching,WSS)；光交叉器202可以单独是一个光交叉芯片。
值得一提的是，本申请实施例中提到的“连接”或“相连”包括直接或间接的连接，可以是通过端口连接，还可以是指光路上的连接，本领域技术人员可以理解，具体的光器件可能不一定具有实质的接触性的物理连接关系，但是这些光器件的空间位置和它们本身的器件特性让它们构成一种光路上的连接关系。
图3为本申请实施例提供的另一种光源切换装置300的结构示意图。如图3所示，该光源切换装置300包括第一光源301、光交叉器302、第二光源303和至少一个第一耦合器(304a、304b为其中的任意两个)。本申请实施例图3～图5中仅画出第一耦合器304a和第一耦合器304b为例，理论上可存在更多个第一耦合器，亦可只存在第一耦合器304a和第一耦合器304b中的某一个；第一耦合器304a和第一耦合器304b仅仅是为了描述区别，第一耦合器304a与第一耦合器304b可以相同亦可以不同，本申请对此并不限定。
光交叉器302与一个或多个第一光源301连接，光交叉器302还与第一耦合器(304a、304b)相连，第一耦合器304a或第一耦合器304b均可以由一个或多个第二光源303输入光能。在正常工作状态下，第二光源303向第一耦合器(304a、304b)输入连续光能，此时第一耦合器(304a、304b)用于实现第二光源输出光能的分束；当第二光源303中有出现光源失效时，启动至少一个第一光源301，光交叉器302选择该已经启动第一光源301继续向第一耦合器204输出光能，此时第一耦合器(304a、304b)用于实现第一光源和/或第二光源输出光能的分束。后续还可以再用新的光源替代失效的第二光源，第一光源关闭以备再次出现第二光源失效的情况。这里第一耦合器用于实现第一光源和/或第二光源输出光能的分束包括如下三种情形：(1)第一耦合器用于实现第一光源输出光能的分束：第二光源全部失效，第二光源全部被第一光源替代，第一耦合器接收的光能全部来自第一光源；(2)第一耦合器用于实现第二光源输出光能的分束：第二光源全部正常，未出现失效的情况，第一耦合器接收的光能全部来自第二光源；(3)第一耦合器用于实现第一光源和第二光源输出光能的分束：光源切换装置有多个第二光源，有其中部分第二光源失效且被第一光源替代，此时第一耦合器接收的光能一部分来自第一光源，一部分来自第二光源。
可选地，第一光源301、光交叉器302和第一耦合器304放置在一个光芯片中，第二光源303外置于该光芯片。
可选地，第二光源303、光交叉器302和第一耦合器304放置在一个光芯片中，第一光源301外置于该光芯片。
可选地，光交叉器302和第一耦合器304放置在一个光芯片中，第一光源301和第二光源303均外置于该光芯片。
可选地，第一光源301、第二光源303、光交叉器302和第一耦合器304均放置在一个光芯片中。
所述光芯片还可以包括如下部件中的一个或多个：至少一个光调制器、至少一个光检测器。
值得一提的是，本申请所提到的光芯片可以是硅光芯片，还可以是石英芯片、氮化硅芯片或InP(indium phosphide，InP)芯片以及未来可能实现的其他种类材料的光芯片，本申请对此并不限定。
本申请实施例所提到的耦合器可以是如下四种中的任意一种：多模耦合器、Y分支耦合器、定向耦合器、MEMS(micro-electro-mechanical systems，微机电系统)。其中，多模耦合器可集成于芯片。只要能实现本申请耦合器功能作用的器件均可适用于本申请所提供的光源切换装置里，本申请对此并不限定。
本申请实施例提供的光源切换装置，在有第二光源出现失效情况时，通过控制光交叉器实现用第一光源代替失效的第二光源继续输出光能，实现光源的快速切换替换。等新的光源模块替换了失效的第二光源后，光交叉器可以再切换回用替换后的新的光源模块输出光能。本申请实施例提供的光源切换装置可以较大的提高光源的可靠性，相对于现有方案大大降低了整体成本。
图4为本申请实施例提供的又一种光源切换装置400的结构示意图。如图4所示，图4中光源切换装置400的第一光源301、光交叉器302和第二光源303与图3中光源切换装置300的第一光源301、光交叉器302和第二光源303对应描述相同，参见图3对应实施例相关描述，此处不再赘述。
图4对应的实施例与图3对应的实施例不同之处在于，光源切换装置400可以包括至少一个光调制器402，光调制器402连接第一耦合器304a，光调制器402用于调制光能；光源切换装置400还可以包括至少一个光检测器401，光检测器401与第一耦合器304a连接。第一耦合器304a或第一耦合器304b是对第一耦合器的设计举例，实际可存在一个或多个第一耦合器，它们可以是第一耦合器304a、304b中的任意一种情形。
可选地，第一耦合器304a可以同时连接光检测器401和光调制器402；第一耦合器304a还可以只与光调制器402连接，此时第一耦合器304a的未被使用的另一端口作为end脚；第一耦合器304a还可以只与光检测器401连接，此时第一耦合器304a的未被使用的另一端口作为end脚。其中，光检测器可以是光电检测器(Photodiode，PD)或雪崩二极管(Avalanche Photodiode，APD)。
图4对应的实施例与图2对应的实施例不同之处还在于，光源切换装置400还可以包括第二耦合器403，第一耦合器304b可以连接一个或多个第二耦合器403(图4中仅画出一个第二耦合器)。第二耦合器403可以实现光能更多的分束，例如，第一耦合器304b实现光能的1束分2束，其中分束比例可设计，即分出来的2束光能可以不同，例如其中一束占10％的光能，而另外一束占90％的光能；在第一耦合器的分出来2束光的所在支路上分别再装一个第二耦合器，每个第二耦合器都可以再次实现1束分2束(分束比例可设计)，那么此时在从开始输入第一耦合器到最后从第二耦合器输出端输出的光能路径上实现了1束分4束，其中，这4束所占第一耦合器接收到的总光能的比例可以不同；依次类推1束分8束、1束分16束等等也是可以实现的。第二耦合器403也可以是与第一耦合器304a或304b设计相同。
可选地，第二耦合器403可以与第二光检测器或第二光调制器连接。
图5为本申请实施例提供的再一种光源切换装置的结构示意图。如图5所示，图5中光源切换装置500的第一光源301、第二光源303和第一耦合器(304a、304b)与图3中光源切换装置300的第一光源301、第二光源303和第一耦合器(304a、304b)对应描述相同，参见图3对应实施例相关描述，此处不再赘述。
图5对应的实施例与图3对应的实施例不同之处在于，光源切换装置500可以包括光吸收装置501，光吸收装置501与光交叉器302连接，光吸收装置501用于吸收第一光源301输出的光能。
具体地，光吸收装置501是一个无源器件，用于吸收处于启动状态但是还未被用于替代失效的第二光源的第一光源输出的光能。例如，在有至少一个第二光源303出现失效之前，启动了M个第一光源301(M、N为正整数，M大于或等于N)，此时，因为第二光源303正常工作，不需要第一光源301输出光能，则利用光吸收装置501吸收已经启动的M个第一光源301输出的光能；在之后的某一个时刻，N个第二光源303出现故障失效了(M、N为正整数，M大于或等于N)，此时光交叉器202切换光路，用已经启动的M个第一光源301中的N个第一光源301代替失效的N个第二光源303继续输出光能给第一耦合器(304a、304b)，那么还有(M-N)个第一光源301已经启动但是还未被用于代替失效的第二光源303输出光能，那么该(M-N)个已经启动但未被用于替代失效第二光源的第一光源301输出的光能继续由光吸收装置501来吸收。
可选地，光吸收装置可以包括如下三种可能性中的一个或多个：光衰减光纤、光吸收晶体和涂黑物质，光吸收晶体可以是隔离器中的法拉第晶体，涂黑物质包括表面经过黑色涂料涂黑的物质。
图6包括图6a～图6c，图6为本申请实施例提供的耦合器的结构示意图。图6a为本申请实施例提供的一种2*2耦合器的结构示意图。如图6a所示，该2*2耦合器包括4个端口，4个输入端口，2个输出端口。值得注意的是，在本实施例描述的耦合器的输入端口或输出端口仅仅是设计举例，是该类端口的代表，实际可以存在一个或多个，可以理解，在本实施例所描述耦合器基础做出相关端口增添的耦合器应包含在本申请要保护的范围内。
参照图3和图4对应实施例的描述，该2*2耦合器的2个输入端口可以与光交叉器302和第二光源303连接，2个输出端口可以与光调制器或光检测器或者第二耦合器403连接。本申请图3对应的实施例所提及的至少一个第一耦合器(304a、304b为其中的任意两个)中的任意一个第一耦合器均可以是图6a对应描述的2*2耦合器。
图6b为本申请实施例提供的一种级联耦合器610的结构示意图。该级联耦合器610包括一级耦合器601和多个二级耦合器(602a和602b为其中任意两个)，图6b仅仅画出二级耦合器602a和二级耦合器602b为例，理论上一级耦合器601可以连接更多个二级耦合器。
参照图3～图5对应的实施例的描述，一级耦合器2个输入端口可以与光交叉器302和第二光源303连接，一级耦合器的输出端口除了连接二级耦合器之外，还可以连接光检测器或光调制器或者留有一个end脚；二级耦合器可以连接光调制器或光检测器或者留有end脚。
值得注意的是，本申请图3对应的实施例所提及的至少一个第一耦合器(304a、304b为其中的任意两个)中的任意一个第一耦合器均可以是图6b对应描述的级联耦合器610；参照图4对应的实施例的描述，至少一个第一耦合器(304a、304b为其中的任意两个)中的任意一个第一耦合器还可以仅仅是级联耦合器610中的一级耦合器601，此时，第二耦合器403即为二级耦合器。
图6c为本申请实施例提供的另一种级联耦合器620的结构示意图。该级联耦合器520包括一级耦合器601、多个二级耦合器(602a和602b为其中任意两个)，以及每个二级耦合器还可以连接多个三级耦合器(603a和603b为其中任意两个)，以此类推每个三级耦合器可以连接多个四级耦合器，理论上可以无限往下级联，本实施例仅画出到三级耦合器的情况；三级耦合器再往下级联的情况与此原理相同，应理解，应包括在本申请所要保护的范围内。
参照图3～图5对应的实施例的描述，一级耦合器601的输入端口可以连接光交叉器302和第二光源303，一级耦合器601的输出端口除了连接二级耦合器(602a、602b)之外，还可以连接光检测器或光调制器或者留有一个end脚；同样，二级耦合器(602a、602b)的输出端口除了连接三级耦合器(603a、603b)之外，还可以连接光检测器或光调制器或者留有一个end脚；三级耦合器(603a、603b)可以连接光检测器或光调制器或四级耦合器。
可选地，该四级耦合器的结构与三级耦合器相同。
值得注意的是，本申请图3对应的实施例所提及的至少一个第一耦合器(304a、304b为其中的任意两个)中的任意一个第一耦合器均可以是图6c对应描述的级联耦合器620；参照图4对应的实施例的描述，至少一个第一耦合器(204a、204b为其中的任意两个)中的任意一个第一耦合器还可以仅仅是级联耦合器620中的一级耦合器601，此时，第二耦合器403即为二级耦合器(602a或602b)，第二耦合器(二级耦合器)还可以继续连接三级耦合器，依次类推。
其中，光交叉器、光调制器、光检测器的功能参照上述实施例相关描述，在此不做赘述。
图6b和图6c所描述的级联耦合器可以集成在光芯片中。
图7为本申请实施例提供的一种光源切换的方法流程图。该方法可以应用于图3或图4对应的实施例所描述的光源切换装置、或图3图4与图6a～6c结合的光源切换装置中，在此不再赘述。该方法包括如下步骤：
步骤7001：检测到有至少一个第二光源失效；
具体地，监测光源的方式有很多。例如，检测到有至少一个第二光源的电流小于预设的阈值时，确定该至少一个第二光源失效；或者，在第二光源的背面设置有光检测器，检测到有至少一个第二光源连接的光检测器输出的光能的光功率小于预设的阈值时，确定该至少一个第二光源失效。
在另一种具体的实现方式中，针对图4对应的实施例所描述的情况，确定光检测器401是否检测到有至少一个第二光源的电流小于预设的阈值；当所述光检测器401检测到有至少一个第二光源的电流小于预设的阈值，确定该至少一个第二光源失效。
在又一种具体的实现方式中，针对图4对应的实施例所描述的情况，确定第二耦合器403连接的第二光检测器检测是否有至少一个第二光源的电流小于预设的阈值；当第二光检测器检测到有至少一个第二光源的电流小于预设的阈值，确定该至少一个第二光源失效。
步骤7002：启动至少一个第一光源；
具体地，例如在步骤7001中检测到K个第二光源失效，那么启动K个第一光源。
步骤7003：向光交叉器输出一个光路切换信号，使得启动后的至少一个第一光源输出的光能进入第一耦合器；
具体地，向所述光交叉器输出一个光路切换信号，该光路切换信号用于指示光交叉器在启动后的至少一个第一光源与失效的至少一个第二光源所在链路上建立光路，使得所述启动后的至少一个第一光源输出的光能进入第一耦合器，实现光源的快速备份。
步骤7004：替换失效的至少一个第二光源为至少一个新的光源；
该步骤为可选的步骤，以保证光源备份的可靠性有效性。
步骤7005：向光交叉器输出另一个光路切换信号，使得新的光源输出的光能进入第一耦合器。
此时可以关闭已经启动的第一光源，以备后续继续使用。该步骤为可选的步骤，可以根据具体情况来确定是否执行该步骤。
图8为本申请实施例提供的另一种光源切换的方法流程图。该方法可以应用于图5对应的实施例所描述的光源切换装置、或图4与图5结合对应的实施例所描述的光源切换装置、或图5与图6a～6c结合的光源切换装置中，即此方法需要有光吸收装置501，其中光吸收装置501可以集成在光芯片中，在此不再赘述。该方法包括如下步骤：
步骤8001：启动至少一个第一光源；
在第二光源尚在正常工作时，就启动至少一个第一光源，这样在第二光源中有出现失效情况后，直接可以用启动后的第一光源备份替代，省去了启动光源的时间，相比图7的方法，可以实现更加快速的光源备份。例如，在第二光源中尚未有任何失效前，启动了M个第一光源(M为正整数)，此时，因为第二光源正常工作，不需要第一光源输出光能，则利用光吸收装置吸收启动后的M个第一光源输出的光能。
步骤8002：检测到有至少一个第二光源失效；
参照图7步骤7001的描述，在此不再赘述。
步骤8003：向光交叉器输出一个光路切换信号，使得启动后的至少一个第一光源输出的光能进入第一耦合器；
具体地，向所述光交叉器输出一个光路切换信号，该光路切换信号用于指示光交叉器在启动后的至少一个第一光源与失效的至少一个第二光源所在链路上建立光路，使得所述启动后的至少一个第一光源输出的光能进入第一耦合器，实现光源的快速备份。例如，在之后的某一个时刻，N个第二光源出现故障失效了(M、N为正整数，M大于或等于N)，此时光交叉器切换光路，用已经启动的M个第一光源中的N个第一光源代替失效的N个第二光源继续输出光能给第一耦合器，那么还有(M-N)个第一光源已经启动但是还未被用于代替第二光源输出光能，那么该(M-N)个已经启动但未被用于代替第二光源的第一光源输出的光能继续由光吸收装置来吸收。
步骤8004：替换失效的至少一个第二光源为至少一个新的光源；
该步骤为可选的步骤，以保证光源备份的可靠性有效性。
步骤8005：向光交叉器输出另一个光路切换信号，使得新的光源输出的光能进入第一耦合器。
具体地，可以使用光吸收装置继续吸收N个已经启动的第一光源输出的光能，因为已经失效的第二光源已经用的新的光源代替了。该步骤为可选的步骤，可以根据具体情况来确定是否执行该步骤。
本申请实施例提供了在是否具备光吸收装置下的两种光源切换的方法，该方法缩短了光源切换的时间，较大的提高光源的可靠性，相对于现有方案大大降低了整体成本。
最后应说明的是：以上所述仅为本申请的具体实施方式，本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种光源切换装置，其特征在于，所述装置包括一个或多个第一光源、光交叉器、一个或多个第二光源、第一一级耦合器、第二一级耦合器，其中：
所述光交叉器的输入端与所述一个或多个第一光源连接，所述光交叉器的输出端分别与第一一级耦合器的输入端、第二一级耦合器的输入端连接，所述第一一级耦合器的输入端还与所述第二光源连接，所述第二一级耦合器的输入端还与所述第二光源连接；
所述第一光源和所述第二光源均用于输出连续光能，所述光交叉器用于在所述一个或多个第二光源中有至少一个失效时，使得所述一个或多个第一光源中至少一个所述第一光源输出的光能进入所述第一一级耦合器和第二一级耦合器；所述第一一级耦合器和第二一级耦合器用于实现第一光源和/或第二光源输出光能的分束。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一光调制器，所述第一光调制器和所述第一一级耦合器或第二一级耦合器连接，所述第一光调制器用于调制光能。
3.如权利要求1或2任一所述的装置，其特征在于，所述装置还包括至少一个第一光检测器，所述第一光检测器和所述第一一级耦合器或第二一级耦合器连接，所述第一光检测器用于检测所述第一一级耦合器或第二一级耦合器的输出。
4.如权利要求1-3任一所述的装置，其特征在于，所述装置还包括光吸收装置，所述光吸收装置连接所述光交叉器，所述光吸收装置用于吸收所述第一光源输出的光能。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述光吸收装置包括如下中的一个或多个：光衰减光纤、光吸收晶体和涂黑物质，所述涂黑物质包括表面经过黑色涂料涂黑的物质。
6.如权利要求1-5任一所述的装置，其特征在于，所述光交叉器包括如下装置中的一个或多个：马赫-岑德尔干涉仪MZI、微机电系统MEMS和波长选择开关WSS。
7.一种光源切换装置，其特征在于，所述装置包括一个或多个第一光源、光交叉器、一个或多个第二光源、多个第一耦合器、至少一个光调制器、至少一个光检测器，其中：
所述光交叉器的输入端与所述一个或多个第一光源连接，所述光交叉器的输出端分别与所述多个第一耦合器的输入端连接；
所述多个第一耦合器的输入端还分别与所述一个或多个第二光源连接，所述第一耦合器的输出端连接所述第一光调制器，所述第一耦合器的输出端还连接所述第一光检测器。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括至少一个第二耦合器，所述第二耦合器的输入端和所述第一耦合器的输出端连接。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括至少一个第二光调制器，所述第二光调制器的输入端和所述第二耦合器的输出端连接。
10.如权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括至少一个第二光检测器，所述第二光检测器的输入端与所述第二耦合器的输出端连接。
11.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括光吸收装置，所述光吸收装置连接所述光交叉器的输出端，所述光吸收装置用于吸收所述第一光源输出的光能。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述光吸收装置包括如下中的一个或多个：光衰减光纤、光吸收晶体和涂黑物质，所述涂黑物质包括表面经过黑色涂料涂黑的物质。
13.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述光交叉器包括如下装置中的一个或多个：马赫-岑德尔干涉仪MZI、微机电系统MEMS和波长选择开关WSS。
14.一种光模块，其特征在于，包括如权利要求1-13任一项所述的光源切换装置。
15.一种光通信设备，其特征在于，包括如权利要求14所述的光模块，所述光模块连接到所述光通信设备的电连接器。
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