CN116184573A - 光交叉装置和光交叉设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种光交叉装置和光交叉设备，属于光通信技术领域。光交叉装置包括多个分波模块、多个合波模块和多个N×N交换模块，N为大于1的整数，每个分波模块与P个N×N交换模块分别通过光纤连接；每个合波模块与P个N×N交换模块分别通过光纤连接；分波模块与合波模块所连接的N×N交换模块相同；目标分波模块所连接的至少一个N×N交换模块具有为目标分波模块交换多个波长的光信号的功能，目标分波模块所连接的每个N×N交换模块从目标分波模块接收到的光信号的波长的数目小于目标数值，目标数值为目标分波模块接收到的光信号的波长的数目。采用本申请，能够将输入端口输入的光束交换至任意输出端口，光交换处理的局限性比较小。

Description

光交叉装置和光交叉设备

技术领域

本申请涉及光通信技术领域，特别涉及一种光交叉装置和光交叉设备。

背景技术

随着光通信技术的发展，光交换技术被广泛应用，光交换是指不经过任何光电转换，光交叉装置将输入端口输入的光信号直接交换到输出端口。

目前光交叉装置在交换光信号时，将输入端口输入的指定波长的光信号交换至指定的输出端口，使得光交换处理局限性比较大。

发明内容

本申请提供了一种光交叉装置和光交叉设备，能够降低光交换处理的局限性。

第一方面，本申请提供了一种光交叉装置，该装置包括多个分波模块、多个合波模块和多个组间交换部件；多个分波模块和多个合波模块被划分为多个合分波组；在每个合分波组内部，每个分波模块与至少一个合波模块连接，每个合波模块与至少一个分波模块连接；在多个合分波组所包括的两个合分波组中，第一合分波组中的分波模块和第二合分波组中的合波模块分别与第一组间交换部件通过光纤连接，第一合分波组中的合波模块和第二合分波组中的分波模块分别与第二组间交换部件通过光纤连接；每个组间交换部件具有为连接的各分波模块交换多个波长的光信号的功能。

本申请所示的方案，将分波模块和合波模块划分为合分波组。在每个合分波组内部，每个分波模块与至少一个合波模块连接，每个合波模块与至少一个分波模块连接。两个合分波组之间的分波模块与合波模块通过组间交换部件互连，这样，通过组间交换部件或者合分波组内的连接，从分波模块的输入端口输入的光信号，可以交换到更多的合波模块的输出端口，能够降低光信号交换的局限性。而且，每个组间交换部件具有为连接的各分波模块交换多个波长的光信号的功能，不需要为每个波长的光信号单独设置组间交换部件，所以也可以减少组间交换部件的数目。

在一种可能的实现方式中，每个组间交换部件仅用于连接两个合分波组。这样，可以使合分波组中的分波模块和合波模块的数目比较多。

在一种可能的实现方式中，在任意两个合分波组中，第一合分波组中的分波模块和第二合分波组中的合波模块分别与第一组间交换部件通过光纤连接，第一合分波组中的合波模块和第二合分波组中的分波模块分别与第二组间交换部件通过光纤连接。这样，对于某个合分波组，该合分波组中分波模块输出的光信号能够交换至其它任意合分波组进行输出，使得光交换的灵活性更高。

在一种可能的实现方式中，在每个合分波组内部，分波模块与合波模块的数目相同。这样，可以使得组间交换部件的输入端口和输出端口的数目相同。

在一种可能的实现方式中，在每个合分波组内部，所有分波模块中每个分波模块与所有合波模块通过光纤连接。这样，在进行光信号交换时，在合分波内部，光信号可以从任意分波模块被交换至任意合波模块。

在一种可能的实现方式中，该装置还包括多个组内交换部件，每个合分波组对应不同的组内交换部件，每个组内交换部件具有为对应的分波模块交换多个波长的光信号的功能；在每个合分波组内部，每个分波模块与对应的组内交换部件分别通过光纤连接，每个合波模块与对应的组内交换部件分别通过光纤连接。

本申请所示的方案，光交叉装置还包括多个组内交换部件，每个合分波组对应不同的组内交换部件。在每个合分波组对应一个组内交换部件的情况下，在每个合分波组内部，分波模块通过该组内交换部件与任一合波模块连接，这样，分波模块不需要与每个合波模块直接连接，分波模块与合波模块的端口均不会随着对方数目的增加而增加。在每个合分波组对应多个组内交换部件时，由于多个组内交换部件均与分波模块、合波模块连接，在其中一个组内交换部件故障时，可以使用另外的组内交换部件，能够减少故障导致的通信中断的情况发生。

在一种可能的实现方式中，每个组内交换部件包括多个组内交换模块；对于每个组内交换部件，至少一个组内交换模块具有为连接的各分波模块交换多个波长的光信号的功能；对于每个组内交换部件，每个组内交换模块从所连接的第一分波模块接收到的光信号的波长的数目小于第一数值，第一数值为第一分波模块接收到的光信号的波长的数目。这样，由于至少一个组内交换模块具有为连接的各分波模块交换多个波长的光信号的功能，所以不需要为每个波长的光信号单独设置组内交换模块，可以减少组内交换模块的数目，进而可以减少分波模块的输出端口的数目，而且每个组内交换部件中所有组内交换模块共同为连接的分波模块提供光交换处理。

在一种可能的实现方式中，每个组间交换部件包括多个组间交换模块；对于每个组间交换部件，至少一个组间交换模块具有为连接的各分波模块交换多个波长的光信号的功能；对于每个组间交换部件，每个组间交换模块从所连接的第二分波模块接收到的光信号的波长的数目小于第二数值，第二数值为第二分波模块接收到的光信号的波长的数目。这样，由于至少一个组间交换模块具有为连接的各分波模块交换多个波长的光信号的功能，所以不需要为每个波长的光信号单独设置组间交换模块，可以减少组间交换模块的数目，进而可以减少分波模块的输出端口的数目，每个组间交换部件负责交换部分波长的光信号，每个组间交换部件中所有组间交换模块共同为连接的分波模块提供光交换处理。

在一种可能的实现方式中，对于每个组间交换部件，每个组间交换模块用于交换的光信号的波长不相同。这样，所有组间交换模块共同为连接的分波模块提供光交换处理。或者，对于每个组间交换部件，存在至少一组组间交换模块，每组组间交换模块包括的组间交换模块用于交换的光信号的波长中存在相同波长且不是完全相同。这样，单个组间交换部件中的组间交换模块可以交换部分波长相同的光信号，所以在某个组间交换模块不能交换某个波长的光信号时，可以使用其他组间交换模块，能够减少故障导致的通信中断的情况发生。

在一种可能的实现方式中，每个组间交换模块为N×N的波长选择开关(wavelength selective switch，WSS)，N为大于1的整数。

在一种可能的实现方式中，该装置还包括控制模块；该控制模块与该多个分波模块、该多个合波模块和该多个组间交换部件分别连接；该控制模块，用于控制每个分波模块对接收到的光信号进行解复用处理，并用于控制每个合波模块对接收到的光信号进行复用处理；该控制模块，还用于控制每个组间交换部件对接收到的光信号进行交换处理。这样，可以由控制模块综合控制该多个分波模块、该多个合波模块和该多个组间交换部件，使得光交换更简单。

第二方面，本申请提供了一种光交叉装置，该装置包括多个分波模块、多个合波模块和多个N×N交换模块，N为大于1的整数，每个分波模块与P个N×N交换模块分别通过光纤连接，P小于或等于多个N×N交换模块的数目；每个合波模块与P个N×N交换模块分别通过光纤连接；分波模块所连接的N×N交换模块与合波模块所连接的N×N交换模块相同；目标分波模块所连接的至少一个N×N交换模块具有为目标分波模块交换多个波长的光信号的功能，目标分波模块所连接的每个N×N交换模块从目标分波模块接收到的光信号的波长的数目小于目标数值，目标数值为目标分波模块接收到的光信号的波长的数目，目标分波模块属于多个分波模块。

本申请所示的方案，光交叉装置包括多个分波模块、多个合波模块和多个N×N交换模块，分波模块通过N×N交换模块与合波模块连接，使得分波模块接收到的光信号能够交换至任意合波模块进行输出，光交换的局限性比较少。而且分波模块不是与合波模块直接相连，所以分波模块的输出端口的数目不会随着合波模块的数目的增加而增加，并且合波模块的输入端口的数目也不会随着分波模块的数目增加而增加。而且目标分波模块连接的至少一个N×N交换模块具有为目标分波模块交换多个波长的光信号的功能，所以不需要为每个波长的光信号单独设置N×N交换模块，能够减少N×N交换模块的数目，进而可以减少分波模块的输出端口的数目。

在一种可能的实现方式中，每个分波模块与每个N×N交换模块的至少一个线路输入端口分别通过光纤连接；每个合波模块与每个N×N交换模块的至少一个线路输出端口分别通过光纤连接。这样，在每个分波模块与每个N×N交换模块的多个线路输入端口连接，每个合波模块与每个N×N交换模块的多个线路输出端口连接时，使用的N×N交换模块的数目比较少。

在一种可能的实现方式中，该多个N×N交换模块中至少一个N×N交换模块的各线路输入端口用于输入多个不同波长的光信号，各线路输出端口用于输出多个不同波长的光信号。这样，不需要为每个波长的光信号提供一个N×N交换模块，使得使用的N×N交换模块的数目比较少。

在一种可能的实现方式中，每个N×N交换模块用于交换的光信号的波长不相同，这样，所有N×N交换模块共同为连接的分波模块提供光交换处理。或者，该多个N×N交换模块中存在至少一组N×N交换模块，每组N×N交换模块包括的N×N交换模块用于交换的光信号的波长中存在相同波长且不是完全相同。这样，在某个N×N交换模块不能交换某个波长的光信号时，可以使用其他N×N交换模块，能够减少故障导致的通信中断情况发生。

在一种可能的实现方式中，每个N×N交换模块是N×N的WSS。

第三方面，本申请提供了一种光交叉装置，该装置包括多个分波模块、多个合波模块、至少一个组间交换部件和多个组内交换部件；该多个分波模块和该多个合波模块被划分为多个合分波组；每个合分波组对应不同的组内交换部件，在每个合分波组内部，每个分波模块与对应的组内交换部件分别通过光纤连接，每个合波模块与对应的组内交换部件分别通过光纤连接，每个组内交换部件具有为对应的分波模块交换多个波长的光信号的功能；该多个组内交换部件通过该至少一个组间交换部件连接。

本申请所示的方案，将分波模块和合波模块划分为合分波组。在每个合分波组内部，分波模块与合波模块通过组内交换部件连接。一个合分波组对应的组内交换部件与另一个合分波组对应的组内交换部件通过组间交换部件连接。这样，从分波模块的输入端口输入的光信号，通过组内交换部件和组间交换部件，可以交换到更多的合波模块的输出端口，能够降低光信号交换的局限性。而且由于分波模块与合波模块仅连接组内交换部件，所以分波模块的输出端口不会随着合波模块的数目增加而增加，合波模块的输入端口的数目也不会随着分波模块的数目增加而增加。

第四方面，本申请提供了一种光交叉设备，该光交叉设备包括上下波装置和如第一方面所述的光交叉装置；该上下波装置与该光交叉装置通过光纤连接。这样，光交叉设备能够提供上下波功能，且光交换的局限性比较小。

在一种可能的实现方式中，该上下波装置包括一个分波模块和一个合波模块；或者，该上下波装置包括端口交叉模块；或者，该上下波装置包括第一合波模块、第一分波模块、第二合波模块和第二分波模块，该第一合波模块与该第一分波模块通过光纤连接，该第二合波模块和该第二分波模块通过光纤连接，该第一合波模块与该光交叉装置通过光纤连接，该第二分波模块与该光交叉装置通过光纤连接，该第一分波模块和该第二合波模块分别用于连接用户侧设备；或者，该上下波装置包括阵列波导光栅(arrayed waveguidegrating，AWG)或者多播交换光开关(multicast switching optical switch，MCS)。这样，能够通过多种方式实现上下波装置。

附图说明

图1是本申请一个示例性的实施例提供的一种网状架构的示意图；

图2是本申请一个示例性的实施例提供的一种交换架构的示意图；

图3是本申请一个示例性的实施例提供的传统的光交叉装置的结构示意图；

图4是本申请一个示例性的实施例提供的光交叉装置的结构示意图；

图5是本申请一个示例性的实施例提供的光交叉装置的结构示意图；

图6是本申请一个示例性的实施例提供的光交叉装置的结构示意图；

图7是本申请一个示例性的实施例提供的光交叉装置的结构示意图；

图8是本申请一个示例性的实施例提供的光交叉装置的结构示意图；

图9是本申请一个示例性的实施例提供的光交叉装置的结构示意图；

图10是本申请一个示例性的实施例提供的光交叉装置的结构示意图；

图11是本申请一个示例性的实施例提供的光交叉装置的结构示意图；

图12是本申请一个示例性的实施例提供的光交叉装置的结构示意图；

图13是本申请一个示例性的实施例提供的光交叉装置的结构示意图；

图14是本申请一个示例性的实施例提供的光交叉装置的结构示意图；

图15是本申请一个示例性的实施例提供的光交叉设备的结构示意图；

图16是本申请一个示例性的实施例提供的光交叉设备的结构示意图；

图17是本申请一个示例性的实施例提供的光交叉设备的结构示意图；

图18是本申请一个示例性的实施例提供的光交叉设备的结构示意图；

图19是本申请一个示例性的实施例提供的光交叉设备的结构示意图；

图20是本申请一个示例性的实施例提供的N×N的WSS的结构示意图。

图示说明

1、分波模块；2、合波模块；3、组间交换部件；4、组内交换部件；5、控制模块；

01、N×N交换模块；02、端口交叉模块；03、AWG；04、MCS；

20、输入端口阵列；21第一色散件；22、第一交换引擎；23、第一合束件；24、第一透镜组；25、第二色散件；26、第二交换引擎；27、第二合束件；28、输出端口阵列；

31、组间交换模块；41、组内交换模块。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

下面对本申请实施例涉及的一些术语概念做解释说明。

网状(mesh)架构，指多个节点中两两直接互连。例如，图1是mesh架构的示意图，在图1中，5个节点中两两互连。

交换架构，指多个节点中每个节点均连接至某个交叉节点，任意两个节点之间通过该交叉节点进行通信。例如，图2是交换架构的示意图，在图2中5个节点分别与交叉节点连接。交换架构也能称为是交叉架构。

下面描述相关技术。

随着通信技术的发展，从最开始通过光转电以及电处理的实现方式，再到后来基于波长的固定交换网络(如固定光分插复用器(fixed optical add-drop multiplexer，FOADM))，再到后来的可重构复用网络(如可重构型光分插复用器(reconfigurableoptical add-drop multiplexer，ROADM)、光交叉(optical cross connection，OXC)节点等)，光交换不断向更加灵活，更大端口，更多波长的方向演进。光交叉装置作为ROADM或OXC节点中的交换部分，能够灵活交换光信号至关重要。

对于传统的光交叉装置，其可以提供多个输入端口，但是提供的输入端口的数目有限。具体的，图3提供了传统的光交叉装置的结构示意图，光交叉装置包括多个1×N的WSS和多个N×1的WSS(图3中仅示出4个1×N的WSS和4个N×1的WSS)，每个1×N的WSS作为分波模块，每个N×1的WSS作为合波模块。每个1×N的WSS包括1个输入端口和N个输出端口，每个N×1的WSS包括N个输入端口和1个输出端口。1×N的WSS的输入端口和N×1的WSS的输出端口分别用于连接线路侧光纤。1×N的WSS的部分输出端口用于连接N×1的WSS的部分输入端口，1×N的WSS的另一部分输出端口用于下波，N×1的WSS的部分输入端口用于上波。每个1×N的WSS分别与所有N×1的WSS通过光纤连接，参见图3所示的光纤连接方式。这样，随着1×N的WSS和N×1的WSS的数目的增加，N的取值也要增加，由于N的取值受限于光交叉芯片的发展，当前N的取值仅支持32，使得单个光交叉装置中1×N的WSS和N×1的WSS的数目受限，进而使得光交叉装置的输入端口的数目受限。

上述线路侧光纤可以用于连接光通信网络中的其它设备，如其它光交叉设备等。

本申请中提供了一种光交叉装置，该光交叉装置可以应用于骨干网、核心网和城域网中的光交叉设备中，光交叉设备如ROADM、OXC节点等，此处仅是几种示例，本申请实施例对光交叉装置的具体应用场景不进行限定。

下面描述光交叉装置的具体结构。

本申请中提供了一种光交叉装置，该光交叉装置包括多个分波模块1、多个合波模块2和多个N×N交换模块01。每个分波模块1与P个N×N交换模块01分别通过光纤连接，P小于或等于多个N×N交换模块01的数目。每个合波模块2与P个N×N交换模块01分别通过光纤连接，分波模块1所连接的N×N交换模块01与合波模块2所连接的N×N交换模块01相同。例如，在P等于多个N×N交换模块01的数目的情况下，每个分波模块1与每个N×N交换模块01分别通过光纤连接，每个合波模块2与每个N×N交换模块01分别通过光纤连接。对于任一分波模块1，多个N×N交换模块01共同用于交换该分波模块1接收到的光信号。这样，可以使得分波模块1输出的光信号，经过N×N交换模块01到达任一合波模块2。

对于任一分波模块1，称为是目标分波模块，在目标分波模块所连接的P个N×N交换模块01中，存在至少一个N×N交换模块01，该至少一个N×N交换模块01能够为目标分波模块交换多个波长的光信号。在目标分波模块所连接的P个N×N交换模块01中，每个N×N交换模块01从目标分波模块接收到的光信号的波长的数目小于目标数值，目标数值为目标分波模块接收到的光信号的波长的数目，也就是说目标分波模块连接的每个N×N交换模块01不能为目标分波模块提供全部波长的光信号的光交换处理。这样，该P个N×N交换模块01共同用于交换该分波模块1接收到的光信号。

示例性的，分波模块1包括1个输入端口和多个输出端口，分波模块1的输入端口用于连接线路侧光纤，可作为光交叉装置的输入端口，分波模块1的每个输出端口用于连接N×N交换模块01。合波模块2包括多个输入端口和一个输出端口，合波模快2的每个输入端口用于连接N×N交换模块01，合波模块2的输出端口用于连接线路侧光纤，可作为光交叉装置的输出端口。N×N交换模块01的N表示输入端口或输出端口的数目，即包括N个输入端口和N个输出端口，N为大于1的整数。N个输入端口包括一个上波输入端口和N-1个线路输入端口，N个输出端口包括一个下波输出端口和N-1个线路输出端口，每个线路输入端口用于连接分波模块1的一个输出端口，每个线路输出端口用于连接合波模块2的一个输入端口，每个线路输出端口不能输出来自不同分波模块1相同波长的光信号，这是由于来自不同分波模块1相同波长的光信号同时从一个端口输出不同被区分。另外，N×N交换模块01的上波输入端口和下波输出端口还用于连接用户侧设备，分别用于上波和下波，上波指用户侧设备传输一个或多个波长的光信号至N×N交换模块01，经过N×N交换模块01和合波模块2进行输出传输至其它节点，下波指N×N交换模块01传输一个或多个波长的光信号至用户侧设备。

在目标分波模块与P个N×N交换模块01分别连接时，可以与每个N×N交换模块01的至少一个线路输入端口分别通过光纤连接。同样，对于每个合波模块2，在分别与P个N×N交换模块01分别连接时，可以与每个N×N交换模块01的至少一个线路输出端口分别通过光纤连接。

具体的，在P等于多个N×N交换模块01的数目时，对于任一N×N交换模块01，每个分波模块1与该N×N交换模块01的至少一个线路输入端口分别通过光纤连接。每个合波模块2与该N×N交换模块01的至少一个线路输入端口分别通过光纤连接。

例如，对于单个N×N交换模块01，每个分波模块1与一个线路输入端口分别通过光纤连接。每个合波模块2与一个线路输出端口分别通过光纤连接，参见图4提供的光交叉装置的结构示意图，图4仅示出了四个分波模块1、四个合波模块2和两个N×N交换模块01。如图4所示，每个N×N交换模块01的各线路输入端口分别用于连接不同的分波模块1，每个N×N交换模块01的各线路输出端口分别用于连接不同的合波模块2，也就是说N×N交换模块01的一个线路输入端口与一个分波模块1的一个输出端口连接，N×N交换模块01的一个线路输出端口与一个合波模块2的一个输入端口连接。这样，使得分波模块1输出的光信号，可以被N×N交换模块01交换至任意合波模块2。

示例性的，在多个N×N交换模块01均与分波模块1连接的情况下，多个N×N交换模块01中，最少有一个N×N交换模块01的各线路输入端口用于输入多个波长的光信号，各线路输出端口用于输出多个波长的光信号，该多个波长不相同。该多个波长的数目小于所连接的分波模块1接收到的光信号的波长的数目，对于一个分波模块1来说，所有N×N交换模块01用于交换分波模块1接收到的所有波长的光信号。例如，单个分波模块1的输入端口输入40个波长的光信号，多个N×N交换模块01的数目为2，其中一个N×N交换模块01的各线路输入端口用于输入39个不同波长的光信号，另外一个N×N交换模块01的各线路输入端口用于输入一个波长的光信号。再例如，单个分波模块1接收到的一路光信号中包括120个波长的光信号，每个N×N交换模块01的各线路输入端口用于输入20个波长的光信号，各线路输出端口用于输出20个波长的光信号，使用6个N×N交换模块01即可实现单个分波模块1的光信号交换。

此处需要说明的是，图4仅示出了四个分波模块1、四个合波模块2和两个N×N交换模块01，本申请实施例不对分波模块1、合波模块2和N×N交换模块01的数目进行限定。

采用图4所示的装置，每个分波模块1与每个N×N交换模块01分别通过光纤连接，每个合波模块2与每个N×N交换模块01分别通过光纤连接。在每个N×N交换模块01用于为每个分波模块1交换多个波长的光信号的情况下，由于分波模块1的每个输出端口不是与合波模块2直接连接，使得分波模块1的输出端口的数目不会随着合波模块2数目的增加而增加，合波模块2的输入端口的数目也不会随着分波模块1的数目增加而增加，光纤连接数比较少。而且由于每个N×N交换模块01具有交换多个波长的光信号的功能，所以N×N交换模块01的每个线路输入端口可以输入多个波长的光信号，那么分波模块1的每个输出端口可以向N×N交换模块01输入多个波长的光信号，那么分波模块1的输出端口的数目会减少。同理N×N交换模块01的每个线路输出端口可以输出多个波长的光信号，合波模块2的每个线路输入端口也能输入多个波长的光信号，那么合波模块2的输入端口的数目也会减少。另外，至少一个N×N交换模块01支持多个波长的光信号的交换，而不是仅负责一个波长的光信号的交换，使得N×N交换模块01的数目也会减少。

例如，假设每个N×N交换模块01的N取值为64，说明可以连接63个分波模块1和63个合波模块2。在分波模块1的输入端口输入120个波长的光信号时，每个N×N交换模块01支持单个分波模块1的20个波长的光信号的交换，需要使用6个N×N交换模块01，光纤连接数为63×6×2＝756。在图3所示的传统的光交叉装置中，需要采用63个输出端口数目为63的分波模块1，以及63个输入端口数目为63的合波模块2，光纤连接总数为63×63＝3969。可见，本申请中光交叉装置不仅能够灵活交换，而且相对于传统的光交叉装置光纤连接数减少比较多。

示例性的，对于一个N×N交换模块01，每个分波模块1与多个线路输入端口分别通过光纤连接。每个合波模块2与多个线路输出端口分别通过光纤连接，参见图5提供的光交叉装置的结构示意图，图5仅示出了三个分波模块1、三个合波模块2和两个N×N交换模块01。如图5所示，每个N×N交换模块01中存在多个线路输入端口与单个分波模块1连接，每个N×N交换模块01中存在多个线路输出端口分别与单个合波模块2连接。

这样，分波模块1和合波模块2数目较少，并且N×N交换模块01的线路输入端口和线路输出端口较多时，分波模块1可以与每个N×N交换模块01存在多条光纤连接，为分波模块1提供更多波长的光交换。举例说明，输入单个分波模块1的光信号的波长为120个，分波模块1和合波模块2的数目分别为4，每个N×N交换模块01包括8个线路输入端口和8个线路输出端口，每个N×N交换模块01的各线路输入端口用于输入20个波长的光信号，各线路输出端口用于输出20个波长的光信号，若采用图4所示的光交叉装置，则需要使用6个N×N交换模块01，若采用图5所示的光交叉装置，则需要使用3个N×N交换模块01，可见分波模块1与每个N×N交换模块01存在多条光纤连接的情况下，能够使得N×N交换模块01的数目减少。

需要说明的是，在图4和图5所示的光交叉装置中，在线路输入端口用于输入多个波长的光信号时，说明该线路输入端口支持输入多个波长的光信号，并不是说该线路输入端口在实际使用时只能时输入多个波长的光信号，而在实际使用时该线路输入端口也可以输入一个波长的光信号，该线路输入端口所属的N×N交换模块01也能对该一个波长的光信号进行交换。

示例性的，光交叉装置还包括控制模块5，参见图6所示的光交叉装置的结构示意图，控制模块5与多个分波模块1分别连接，控制模块5与多个合波模块2分别连接，控制模块5与多个N×N交换模块01分别连接，在图6中未示出控制模块5与多个分波模块1分别连接。控制模块5用于控制分波模块1对接收到的光信号进行解复用，还用于控制每个N×N交换模块01接收到的光信号的线路输出端口，还用于控制合波模块2对接收到的光信号进行复用处理。控制模块5可以与网络中的管理装置进行通信，以接收管理装置发送的控制指令，控制模块5接收该控制指令，基于该控制指令，对分波模块1、N×N交换模块01和合波模块2进行控制处理。

示例性的，对于目标分波模块，目标分波模块输入各N×N交换模块01的光信号的波长不相同，目标分波模块输入P个N×N交换模块01的光信号的波长的数目总和等于目标分波模块接收到的光信号的波长的数目。例如，目标分波模块的输入端口输入120个波长的光信号，目标分波模块与6个N×N交换模块01连接，每个N×N交换模块01用于交换目标分波模块的20个波长的光信号，第一个N×N交换模块交换波长1至波长20，第二个N×N交换模块交换波长21至波长40的光信号，依此类推，第六个N×N交换模块交换波长101至波长120的光信号。

或者，多个N×N交换模块01中存在至少一组N×N交换模块，每组N×N交换模块中的各N×N交换模块01用于交换的光信号的波长中存在相同波长，且不是完全相同。即对于一组N×N交换模块，目标分波模块输入各N×N交换模块01的光信号的波长有重叠部分，但是不完全相同，目标分波模块输入各N×N交换模块01的光信号的波长合并后得到目标分波模块接收到的光信号的波长。例如，目标分波模块的输入端口输入80个波长的光信号，目标分波模块与7个N×N交换模块01连接，每个N×N交换模块01用于交换目标分波模块的20个波长的光信号，第一个N×N交换模块交换波长1至波长20的光信号，第二个N×N交换模块交换波长11至波长30的光信号，第三个N×N交换模块交换波长21至40的光信号，依此类推，第七个N×N交换模块交换波长61至波长80的光信号。这样，在某个N×N交换模块01不能交换某些波长的光信号时，可以使用其它N×N交换模块01交换这些波长的光信号。

例如，在第一个N×N交换模块不能交换波长11至波长20的光信号时，控制模块5可以控制分波模块1将波长11至波长20的光信号输入第二个N×N交换模块，第二个N×N交换模块交换波长11至波长20的光信号。

示例性的，多个N×N交换模块01中包括一个或多个备用N×N交换模块。或者，多个N×N交换模块01恰好为分波模块1提供光交换处理，光交叉装置中还包括一个或多个备用N×N交换模块，每个备用N×N交换模块分别与分波模块1、合波模块2通过光纤连接。这样，在某个N×N交换模块01故障后，可以切换至使用备用N×N交换模块，使得尽可能减少故障带来的光信号交换失败。

示例性的，分波模块1为WSS、AWG或者梳状滤波器(interliver，ITL)，合波模块2为WSS、AWG或者ITL。

在目前N×N交换模块01的线路输入端口和线路输出端口有限的情况下，又想接入比较多的分波模块1和合波模块2，本申请实施例通过对分波模块1和合波模块2进行分组，使得光交叉装置包括的分波模块1和合波模块2比较多。对分波模块1和合波模块2分组得到合分波组，合分波组之间采用交换架构进行通信。下面描述对分波模块1和合波模块2进行分组的情况下，光交叉装置的结构。

图7所示的光交叉装置的结构示意图。如图7所示，光交叉装置包括多个分波模块1、多个合波模块2和多个组间交换部件3。分波模块1和合波模块2被划分为多个合分波组。

在每个合分波组内部，每个分波模块1与至少一个合波模块2连接，每个合波模块2与至少一个分波模块1连接，使得输入分波模块1的光信号可以输出至合波模块2。可选的，在每个合分波组内部，每个分波模块1与该合分波组内所有合波模块2分别通过光纤连接，能够实现每个分波模块1与该合分波组内所有合波模块2之间的光通信。

在多个合分波组包括的两个合分波组中，假设该两个合分波组包括第一合分波组和第二合分波组。第一合分波组中的分波模块1与第一组间交换部件通过光纤连接，第二合分波组中的合波模块2与第一组间交换部件通过光纤连接。第一合分波组中的合波模块2与第二组间交换部件通过光纤连接，第二合分波组中的分波模块1与第二组间交换部件通过光纤连接。这样，第一合分波组中的分波模块1的光信号能够交换至第二合分波组中的合波模块2，第二合分波组中的分波模块1的光信号也能够交换至第一合分波组中的合波模块2。此处第一组间交换部件和第二组间交换部件均属于多个组间交换部件3，但是不相同。

每个组间交换部件3具有为所连接的分波模块1交换多个波长的光信号的功能，多个波长为不同的波长。例如，某个分波模块1接收到120个波长的光信号，该分波模块1连接的组间交换部件3为该分波模块1交换该120个波长的光信号。

这样，在图7所示的光交叉装置中，合分波组内分波模块1与合波模块2能够进行通信，合分波组间能够通过组间交换部件3进行通信。而且，每个组间交换部件3具有为连接的各分波模块交换多个波长的光信号的功能，不需要为每个波长的光信号单独设置组间交换部件3，所以也可以减少组间交换部件3的数目。

示例性的，每个合分波组中的分波模块1和合波模块2的数目相同，不同合分波组中分波模块1的数目可以相同也可以不相同。任意两个合分波组中不存在相同的分波模块1，也不存在相同的合波模块2。每个合分波组中分波模块1的数目由所连接的组间交换部件3所能接入的分波模块1的数目限制，例如，对于某个合分波组，该合分波组连接的组间交换部件3最多接入分波模块1的数目为64，该合分波组中分波模块1的数目小于或等于64。

示例性的，对于多个合分波组包括的任意两个合分波组中，假设该两个合分波组包括第一合分波组和第二合分波组。第一合分波组中的分波模块1与第一组间交换部件通过光纤连接，第二合分波组中的合波模块2与第一组间交换部件通过光纤连接。第一合分波组中的合波模块2与第二组间交换部件通过光纤连接，第二合分波组中的分波模块1与第二组间交换部件通过光纤连接。这样，一个合分波组中的分波模块1的光信号能够交换至另一个合分波组中的合波模块2，光交换更灵活。

示例性的，为了使得合分波组的数目尽可能的少，每个组间交换部件3仅用于连接两个合分波组。例如，参见图8，图8示出了三个合分波组中任意两个连接的示意图。三个合分波组包括第一合分波组、第二合分波组和第三合分波组，第一组间交换部件和第二组间交换部件仅用于连接第一合分波组和第二合分波组，而不与其它合分波组进行连接。第三组间交换部件和第四组间交换部件仅用于连接第一合分波组和第三合分波组，而不与其它合分波组进行连接。第五组间交换部件和第六组间交换部件仅用于连接第二合分波组和第三合分波组，而不与其它合分波组进行连接。

这样，可以使得每个组间交换部件3能够接入数目最多的分波模块1和合波模块2，进而可以使得合分波组的数目比较少。例如，每个组间交换部件3能够接入64个分波模块1，那么每个合分波组中分波模块1的数目可以是64。

示例性的，每个组间交换部件3包括多个组间交换模块31，对于每个分波模块1所连接的组间交换部件3，每个分波模块1与各组间交换模块31通过光纤连接，参见图9所示的光交叉装置。对于每个组间交换部件3，至少一个组间交换模块31具有为每个分波模块1交换多个波长的光信号的功能。对于任一组间交换部件3，假设该组间交换部件3连接有第二分波模块，则该组间交换部件3包括的每个组间交换模块31均与该第二分波模块连接，该每个组间交换模块31从该第二分波模块接收到的光信号的波长的数目小于第二数值，第二数值为第二分波模块接收到的光信号的波长的数目，也就是说该每个组间交换模块31负责对第二分波模块接收到的部分波长光信号进行交换，该组间交换部件3中所有组间交换模块31负责对第二分波模块接收到的所有波长光信号进行交换。这样，不需要为每个波长的光信号单独设置组间交换模块31，可以减少组间交换模块31的数目。

需要说明的是，图7至图9所示的光交叉装置中，合分波组内部的虚线连接表示分波模块1与合波模块2之间存在连接，能够进行光通信。

示例性的，对于连接有第二分波模块的组间交换部件3，每个组间交换模块31从第二分波模块接收到的光信号的波长不相同。例如，第二分波模块接收到的光信号的波长为波长1至波长30，第二分波模块连接的组间交换部件3包括三个组间交换模块31，第一个组间交换模块接收波长1至波长10的光信号，第二个组间交换模块接收波长11至波长20的光信号，第三个组间交换模块接收波长21至波长30的光信号。

或者，对于连接有第二分波模块的组间交换部件3中，存在至少一组组间交换模块，每组组间交换模块包括的组间交换模块31用于交换的光信号的波长中存在相同波长，且不完全相同，该光信号均从第二分波模块接收到。例如，第二分波模块接收到的光信号的波长为波长1至波长30，第二分波模块连接的组间交换部件3包括四个组间交换模块31，第一个组间交换模块用于交换波长1至波长10的光信号，第二个组间交换模块用于交换波长8至波长17的光信号，第三个组间交换模块用于交换波长15至波长24的光信号，第四个组间交换模块用于交换波长24至波长30的光信号。这样，在第一个组间交换模块故障时，可以使用第二个组间交换模块交换波长8至波长10的光信号，尽可能减少故障带来的光信号交换失败。

示例性的，每个组间交换部件3中还包括一个或多个备用组间交换模块，该备用组间交换模块与所属组间交换部件3连接的分波模块1、合波模块2分别连接。在每个组间交换部件3中的组间交换模块31故障后，分波模块1将光信号输出至备用组间交换模块，备用组间交换模块进行光信号的交换处理。这样，即使某个组间交换模块31故障后，光交叉装置还能正常进行光信号交换，尽可能减少故障带来的光信号交换失败。

示例性的，光交叉装置中还包括备用组间交换部件，在每个组间交换部件3仅用于连接两个合分波组的情况下，每两个合分波组可以连接有两个备用组间交换部件3，连接方式参见合分波组与组间交换部件3的连接方式，这样，在每两个合分波组连接的组间交换部件3故障后，可以使用备用组间交换部件进行光信号交换，尽可能减少故障带来的光信号交换失败。

需要说明的是，备用组间交换部件与组间交换部件3的结构相同。备用组间交换模块与组间交换模块31的结构相同。

示例性的，在每个合分波组内部，每个分波模块1与每个合波模块2分别连接的方式可以是组内mesh方式，即在一个合分波组内部，每个分波模块1与每个合波模块2分别通过光纤连接，参见图10所示的光交叉装置的结构示意图。

需要说明的是，图10所示的各组间交换部件3的端口数可以相同，也可以不相同，只要能供合分波组接入即可。

示例性的，在每个合分波组内部，每个分波模块1与每个合波模块2也可以通过交换部件连接。例如，光交叉装置还包括多个组内交换部件4，组内交换部件4和组间交换部件3的结构可以相同，也可以具有交换多个波长的光信号的功能。每个合分波组对应不同的组内交换部件4，在每个合分波组内部，各分波模块1与对应的组内交换部件4分别通过光纤连接，各合波模块2与对应的组内交换部件4分别通过光纤连接，参见图11所示的光交叉装置的结构示意图，图11示出每个合分波组对应一个组内交换部件4。这样，在每个合分波组内部，分波模块1与合波模块2通过组内交换部件4进行通信。在存在多个组内交换部件4的情况可以是存在备用组内交换部件，用于故障时的冗余保护，或者是单个组内交换部件4不足以支持单个分波模块1的所有波长光信号的交换。

需要说明的是，图7至图11所示的各组间交换部件3的端口数可以相同，也可以不相同，只要能供合分波组接入即可。图11所示的各组内交换部件4的端口数可以相同，也可以不相同，只要能供对应的合分波组接入即可。

还需要说明的是，图11所示的光交叉装置可以理解为多个图4所示的光交叉装置的组合，即图4所示的多个分波模块1和多个合波模块2组成一个合分波组，图4所示的多个N×N交换模块01组成逻辑上的一个组内交换部件4，多个图4所示的光交叉装置两两通过组间交换部件3连接，即获得图11所示的光交叉装置。

还需要说明的是，在合分波组内分波模块1与合波模块2通过组内交换部件4连接时，若每个合分波组仅对应一个组内交换部件4，则分波模块1的数目应小于或等于组内交换部件4所能接入的分波模块1的最大数目。

示例性的，每个组内交换部件4包括多个组内交换模块41，在每个合分波组中，对于每个分波模块1所连接的组内交换部件4，每个分波模块1与各组内交换模块41分别通过光纤连接，每个合波模块2与各组内交换模块41分别通过光纤连接，参见图12所示的光交叉装置。

对于每个组内交换部件4，至少一个组内交换模块41具有为连接的各分波模块1交换多个波长的光信号的功能。对于任一组内交换部件4，假设该组内交换部件4连接有第一分波模块，则该组内交换部件4包括的每个组内交换模块41均与该第一分波模块连接，该每个组内交换模块41从该第一分波模块接收到的光信号的波长的数目小于第一数值，第一数值为第一分波模块接收到的光信号的波长的数目，也就是说该每个组内交换模块41负责对第一分波模块接收到的部分波长光信号进行交换，该组内交换部件4中所有组内交换模块41负责对第一分波模块接收到的所有波长光信号进行交换。这样，不需要为每个波长的光信号单独设置组内交换模块41，可以减少组内交换模块41的数目。

示例性的，对于连接有第一分波模块的组内交换部件4，每个组内交换模块41从第一分波模块接收到的光信号的波长不相同。

或者，对于连接有第一分波模块的组内交换部件4，存在至少一组组内交换模块，每组组内交换模块中的各组内交换模块41用于交换的光信号的波长中存在相同波长，且不完全相同，该光信号均从第一分波模块接收到。例如，第一分波模块接收到的光信号的波长为波长1至波长30，第一分波模块连接的组内交换部件4包括四个组内交换模块41，第一个组内交换模块用于交换波长1至波长10的光信号，第二个组内交换模块用于交换波长8至波长17的光信号，第三个组内交换模块用于交换波长15至波长24的光信号，第四个组内交换模块用于交换波长24至波长30的光信号。这样，在第一个组内交换模块故障时，可以使用第二个组内交换模块交换波长8至波长10的光信号，尽可能减少故障带来的光信号交换失败。

示例性的，每个组内交换部件4中还包括一个或多个备用组内交换模块，该备用组内交换模块与所属组内交换部件4连接的分波模块1、合波模块2分别连接。在任一组内交换部件4中的组内交换模块41故障后，分波模块1将光信号输出至备用组内交换模块，备用组内交换模块进行光信号的交换处理。这样，即使某个组内交换模块41故障后，光交叉装置还能正常进行光信号交换，尽可能减少故障带来的光信号交换失败。

示例性的，光交叉装置中还包括多个备用组内交换部件，每个合分波组对应有一个备用组内交换部件。对于每个合分波组，该合分波组中的分波模块1与对应的备用组内交换部件连接，合波模块2与对应的备用组内交换部件连接。这样，在每个合分波组对应的组内交换部件4故障后，可以使用备用组内交换部件进行光信号交换，尽可能减少故障带来的光信号交换失败。

需要说明的是，备用组内交换部件与组内交换部件4的结构相同。备用组内交换模块与组内交换模块41的结构相同。

示例性的，每个组间交换模块31为N×N的WSS，每个组内交换模块41为N×N的WSS。

示例性的，光交叉装置还包括控制模块5，控制模块5与多个分波模块1分别连接，控制模块5与多个合波模块2分别连接，控制模块5与多个组间交换部件3分别连接。控制模块5用于控制分波模块1接收到的光信号进行解复用，还用于控制每个组间交换部件3接收到的光信号的输出端口，还用于控制合波模块2将接收到的光信号进行复用处理。控制模块5可以与网络中的管理装置进行通信，以接收管理装置发送的控制指令，控制模块5接收该控制指令，基于该控制指令，对每个分波模块1、每个组间交换部件3和每个合波模块2进行控制处理。

另外，控制模块5还与每个组内交换部件4分别连接，用于控制每个组内交换部件4接收到的光信号的输出端口。

本申请实施例还提供了另一种光交叉装置的结构，该光交叉装置中合分波组内部，各分波模块1与各合波模块2通过组内交换部件4连接，合分波组之间的光交换是通过组内交换部件4和组间交换部件3光纤连接实现。不同合分波组连接有不同的组内交换部件4。

光交叉装置包括多个分波模块1、多个合波模块2、至少一个组间交换部件3和多个组内交换部件4。多个分波模块1和多个合波模块被划分为多个合分波组，在每个合分波组中，分波模块1与合波模块2的数目可以相同，也可以不相同。不同合分波组中，分波模块1的数目可以相同，也可以不相同，合波模块2的数目可以相同，也快不相同。

在每个合分波组内部，各分波模块1与对应的组内交换部件4分别通过光纤连接，各合波模块2与对应的组内交换部件4分别通过光纤连接。

在合分波组间，多个组内交换部件4通过至少一个组间交换部件3连接。其中，在一个组间交换部件3供所有组内交换部件4接入时，使用一个组间交换部件3，在一个组间交换部件3不能供所有组内交换部件4接入时，使用多个组间交换部件3。

例如，图13示出了光交叉装置的结构示意图，在图13所示的光交叉装置中，两个组内交换部件4通过一个组间交换部件3连接。

再例如，图14示出了光交叉装置的结构示意图，在图14所示的光交叉装置中，四个组内交换部件4通过三个组间交换部件3连接。

需要说明的是，图13和图14所示的各组间交换部件3的端口数可以相同，也可以不相同，各组内交换部件4的端口数可以相同，也可以不相同。

示例性的，每个组内交换部件4具有为连接的分波模块1交换多个波长的光信号的功能，这样，在合分波组内不需要为每个波长的光信号单独设置组内交换部件4，能够减少组内交换部件4的数目。

示例性的，组内交换部件4与组间交换部件3连接时，可以通过两根光纤连接，一根光纤用于组内交换部件4向组间交换部件3传输光信号，另一根光纤用于组间交换部件3向组内交换部件4传输光信号。

或者，组内交换部件4与组间交换部件3连接时，可以通过一根光纤连接，该一根光纤既用于组内交换部件4向组间交换部件3传输光信号，还用于组间交换部件3向组内交换部件4传输光信号。

或者，组内交换部件4与组间交换部件3连接时，组内交换部件4分为用于下波的组内交换部件和用于上波的组内交换部件，组间交换部件3分为用于下波的组间交换部件和用于上波的组间交换部件。用于下波的组内交换部件与用于下波的组间交换部件通过一根光纤连接，用于上波的组内交换部件与用于上波的组间交换部件通过一根光纤连接。

示例性的，与前文中图7和图11所示的光交叉装置类似，图13和图14的光交叉装置中可以包括备用组内交换部件。图13和图14的每个组内交换部件4也可以包括一个或多个备用组内交换模块。图13和图14的光交叉装置中可以包括多个备用组间交换部件，每个组间交换部件对应一个备用交换部件。图13和图14的每个组间交换部件3也可以包括一个或多个备用组间交换模块。参见前文中的描述，此处不再赘述。

示例性的，光交叉装置还包括控制模块5，控制模块5与分波模块1、分波模块2、组间交换部件3和组内交换部件4分别连接，控制模块5控制这些模块进行光交换处理。

需要说明的是，在图13和图14所示的光交叉装置中，组内交换部件4和组间交换部件3的具体结构参见前文中的描述，此处不再赘述。

需要说明的是，本申请实施例中，对于一个光交叉装置，从线路侧光纤输入各分波模块1的光信号的波长可以相同，也可以不相同，波长的数目可以相同，也可以不相同。

还需要说明的，在每个合分波组对应的组内交换部件4中，该合分波组中的各分波模块1可以使用多个输出端口连接单个组内交换模块41，同理该合分波组中的各合波模块2可以使用多个输入端口连接单个组内交换模块41，能够减少组内交换模块41的数目。

本申请实施例还提供了一种光交叉设备，光交叉设备包括图4至图14任一所示的光交叉装置和上下波装置，该上下波装置与光交叉装置通过光纤连接，并且上下波装置与前文中提到的用户侧设备通过光纤连接。用户侧设备为接收光交叉装置下波的光信号，以及向光交叉装置发送上波的光信号。

示例性的，图15示出了光交叉设备的结构示意图，如图15所示，上下波装置包括一个分波模块1和一个合波模块2。该一个分波模块1与用户侧设备通过光纤连接，并且与光交叉装置通过光纤连接。该一个合波模块2与用户侧设备通过光纤连接，并且与光交叉装置通过光纤连接。该一个分波模块1用于将从用户侧设备接收到的一路光信号，解复用为多路光信号，向光交叉装置发送。该一个合波模块2用将从光交叉装置接收到的多路光信号合并为一路光信号，向用户侧设备发送。

例如，在图4至图6所示的光交叉装置中，该一个合波模块2与每个N×N交换模块01分别通过光纤连接，该一个分波模块1与每个N×N交换模块01分别通过光纤连接。

再例如，在图7至图12所示的光交叉装置中，该一个合波模块2与每个组间交换部件3分别通过光纤连接，该一个分波模块1与每个组间交换部件3分别通过光纤连接。在存在组内交换部件4时，该一个合波模块2与每个组内交换部件4分别通过光纤连接，该一个分波模块1与每个组内交换部件4分别通过光纤连接。

再例如，在图13和图14所示的光交叉装置中，该一个合波模块2与每个组内交换部件4分别通过光纤连接，该一个分波模块1与每个组内交换部件4分别通过光纤连接。

示例性的，图16示出了另一种光交叉设备的结构示意图，如图16所示，上下波装置包括第一合波模块、第一分波模块、第二合波模块和第二分波模块，第一合波模块与第一分波模块通过光纤连接，第二合波模块和第二分波模块通过光纤连接，第一合波模块与光交叉装置通过光纤连接，第二分波模块与光交叉装置通过光纤连接。第一分波模块和第二合波模块分别与用户侧设备连接。

例如，在图4至图6所示的光交叉装置中，该第一合波模块与每个N×N交换模块01分别通过光纤连接，该第二分波模块与每个N×N交换模块01分别通过光纤连接。在下波时，第一合波模块将从多个N×N交换模块01接收到的光信号合为一路光信号，该一路光信号传输至第一分波模块，第一分波模块将该一路光信号解复用为多路光信号，传输给用户侧设备。在上波时，第二合波模块从用户侧设备分别接收多路光信号，第二合波模块将该多路光信号合并为一路光信号，该一路光信号传输至第二分波模块，第二分波模块将该一路光信号解复用为多路光信号，分别发送给多个N×N交换模块01，多个N×N交换模块01将接收到的光信号交换至合波模块2。

再例如，在图7至图12所示的光交叉装置中，该第一合波模块与每个组间交换部件3分别通过光纤连接，该第二分波模块与每个组间交换部件3分别通过光纤连接。在存在组内交换部件4时，该第一合波模块与每个组内交换部件4分别通过光纤连接，该第二分波模块与每个组内交换部件4分别通过光纤连接。

再例如，在图13和图14所示的光交叉装置中，该第一合波模块与每个组内交换部件4分别通过光纤连接，该第二分波模块与每个组内交换部件4分别通过光纤连接。

示例性的，图17示出了另一种光交叉设备的结构示意图，图17所示的光交叉设备中，是在图16的基础上增加了端口交叉模块02。端口交叉模块02与第一分波模块通过多根光纤连接，端口交叉模块02与第二合波模块通过多根光纤连接。端口交叉模块02与用户侧设备通过多根光纤连接。端口交叉模块02用于将第一分波模块得到的多路光信号交换至任意连接用户侧设备的端口，并且用于将从用户侧设备接收到的多路光信号，交换至任意连接第二合波模块的端口。

示例性的，图18示出了另一种光交叉设备的结构示意图，如图18所示，上下波装置包括端口交叉模块02。端口交叉模块02包括多个第一连接端口和第二连接端口，每个第一连接端口与光交叉装置通过光纤连接，每个第二连接端口与用户侧设备通过光纤连接。端口交叉模块02能够实现将第一连接端口接收到的光信号，交换到任意的第二连接端口，以及将第二连接端口接收到的光信号，交换到任意的第二连接端口。

例如，在图4至图6所示的光交叉装置中，该端口交叉模块02的每个第一连接端口与每个N×N交换模块01分别通过光纤连接。

再例如，在图7至图12所示的光交叉装置中，该端口交叉模块02的每个第一连接端口与每个组间交换部件3分别通过光纤连接。在存在组内交换部件4时，每个第一连接端口与每个组内交换部件4分别通过光纤连接。

再例如，在图13和图14所示的光交叉装置中，该端口交叉模块02的每个第一连接端口与每个组内交换部件4分别通过光纤连接。

需要说明的是，上述光交叉设备中，用于光交换的模块分别通过一根连接一个第一连接端口，或通过两根光纤连接两个第一连接端口，在通过一根光纤连接时，说明该一根光纤能够用于上波和下波，通过两根光纤连接时，其中一根光纤用于上波，另一根光纤用户下波。

可选地，端口交叉模块02可以通过平面光波导(planar light wave circuit，PLC)实现，也可以通过光栅阵列实现。

示例性的，图19示出了另一种光交叉设备的结构示意图，如图19所示，上下波装置包括两个AWG03或者两个MCS04。两个AWG03或者两个MCS04分别与用户侧设备连接。其中，两个AWG03与光交叉装置分别通过光纤连接，两个MCS04与光交叉装置分别通过光纤连接。

例如，在图4至图6所示的光交叉装置中，该两个AWG03与每个N×N交换模块01分别通过光纤连接。

再例如，在图7至图12所示的光交叉装置中，该两个AWG03与每个组间交换部件3分别通过光纤连接。在存在组内交换部件4时，该两个AWG03与每个组内交换部件4分别通过光纤连接。

再例如，在图13和图14所示的光交叉装置中，该两个AWG03与每个组内交换部件4分别通过光纤连接。

示例性的，上下波装置还可以包括上下波波长选择开关(add/drop wavelengthselective switch，ADWSS)。ADWSS与光交叉装置通过光纤连接，ADWSS与用户侧设备通过光纤连接。

需要说明的是，上述光交叉装置是通过上下波装置与用户侧设备进行连接，在另一种实现中，光交叉装置与用户侧设备分别通过光纤直接连接。例如，在图4所示的光交叉装置中，每个N×N交换模块01与用户侧设备直接通过光纤连接。

需要说明的是，第一合波模块和第二合波模块均可以是AWG、WSS或者ITL。第一分波模块和第二分波模块均可以是AWG、WSS或者ITL。上下波装置在与组间交换部件3连接时，可以与组间交换部件3中的每个组间交换模块31连接，上下波装置在与组内交换部件4连接时，可以与组内交换部件4中的每个组内交换模块41连接。因此，在图15中，分波模块1的输出端口的数目等于所连接的交换模块的数目总和，合波模块2的输入端口的数目等于所连接的交换模块的数目总和。在图16和图17中，第一分波模块的输出端口的数目等于所连接的交换模块的数目总和，第一合波模块的输入端口的数目等于所连接的交换模块的数目总和。对应图4，交换模块为N×N交换模块01，对应图7，交换模块包括组间交换模块31和组内交换模块41。

在存在备用组间交换部件3、备用组间交换模块31、备用组内交换部件4、备用组内交换模块41或者N×N交换模块01时，上下波装置均与这些部件或者模块通过光纤连接。

还需要说明的是，在本申请实施例中，组间交换部件3与组内交换部件4可以是相同的交换部件，组间交换模块31与组内交换模块41也可以是相同的交换模块，均可以是前文中描述的N×N交换模块01。

下面描述N×N交换模块01的原理。

N×N交换模块01为N×N的WSS。N×N的WSS包括N个输入端口和N个输出端口，通过其内部的交换处理，实现任意输入端口中任意波长光信号到任意输出端口的输出。

例如，N×N的WSS可以包括输入模块、输出模块、分波模块、合波模块和交换单元。交换单元可由微机电系统(micro-electro-mechanical system，MEMS)微镜阵列、硅基液晶(liquid crystal on silicon，LCOS)等交换引擎来实现。具体的，当包括多个波长的光信号分别从N个输入端口进入N×N的WSS后，通过输入模块进行空间光路调整，被调整后的光信号由分波模块实现不同波长信号光在空间上散开，随后进入交换单元，交换单元根据路由配置信息，控制MEMS微镜阵列或者LCOS，来实现不同波长的光路传输方向改变，传输至多个合波模块，每个合波模块将接收到的光信号进行合并后，经过输出模块进行空间光路调整，由N个输出端口输出。

再例如，图20提供了N×N的WSS的结构示意图，如图20所示，N×N的WSS包括输入端口阵列20、第一色散件21、第一交换引擎22、第一合束件23、第一透镜组24、第二色散件25、第二交换引擎26、第二合束件27以及输出端口阵列28，输入端口阵列20包括多个输入端口，输出端口阵列28包括多个输出端口。该输入端口用于获取第一光束，第一光束为一路光信号，该第一色散件21用于从该输入端口接收该第一光束，并用于将该第一光束分解成多路第一子波长光束，每路第一子波长光束的波长不相同，该第一色散件21还用于将该多路第一子波长光束入射至该第一交换引擎22。该第一交换引擎22用于改变该第一子波长光束的传输方向以入射至该第一合束件23所包括的多个第一合束区域上，该第一合束区域用于对已接收的该第一子波长光束进行合束以形成第二光束。该第一合束件23用于将多路该第二光束入射至该第一透镜组24，该第一透镜组24用于将多路该第二光束汇聚至该第二色散件25，该第一透镜组24包括奇数个透镜，该第二色散件25用于将每路该第二光束分解成多路第二子波长光束，每路第二子波长光束的波长不相同，该第二色散件25用于将该多路第二子波长光束入射至该第二交换引擎26，该第二交换引擎26用于改变该第二子波长光束的传输方向以入射至该第二合束件27所包括的多个第二合束区域上，其中，该第一交换引擎22和该第二交换引擎26共同沿波长平面和端口平面改变子波长光束的传输方向，该波长平面和该端口平面相互垂直，且该波长平面和该端口平面均与该第一光束的传输方向平行，该第二合束区域用于对已接收的该第二子波长光束进行合束以形成第三光束，该第二合束件27用于将该第三光束传输至该输出端口。

可见，该N×N的WSS能够沿端口平面XY以及沿波长平面ZY，改变输入端口所获取的第一光束的至少一路子波长光束的传输方向，对子波长光束实现沿端口平面XY以及沿波长平面ZY对传输方向的偏转，能够实现将位于输入端口阵列任意位置处的输入端口所获取的子波长光束，交换至输出端口阵列所包括的任意位置处的输出端口，实现了对子波长光束沿任意方向的偏转。

图20所示的WSS中，第一交换引擎22和第二交换引擎26可以是LCOS等。除了上述描述的部件，还包括一些透镜组，各个透镜组的作用不相同。例如，透镜组a用于将各个输入端口输入的光束以不同入射角度，入射至第一色散件21。透镜组b用于将多路第一子波长光束，在波长平面ZY以及在端口平面XY内相互平行，且垂直入射至第一交换引擎22。透镜组c用于将由不同的第一交换区域出射的第一子波长光束传输至第一合束件23包括的不同的第一合束区域上，且将来自同一第一交换区域出射的第一子波长光束会聚至相同第一合束区域上。透镜组d用于将多路第二子波长光束会聚至第二交换引擎26，透镜组e用于将多路第二子波长光束会聚至第二合束件27，透镜组f用于将多路第三光束会聚至输出端口上。

需要说明的是，上述仅是两种N×N交换模块01的示例，凡是可用于将输入端口输入的多个波长的光信号，交换到任意输出端口均可应用到本申请实施例中。

本申请中术语“第一”“第二”等字样用于对作用和功能基本相同的相同项或相似项进行区分，应理解，“第一”、“第二”之间不具有逻辑或时序上的依赖关系，也不对数量和执行顺序进行限定。还应理解，尽管以下描述使用术语第一、第二等来描述各种元素，但这些元素不应受术语的限制。这些术语只是用于将一元素与另一元素区别分开。例如，在不脱离各种示例的范围的情况下，第一分波模块可以被称为第二分波模块，并且类似地，第二分波模块可以被称为第一分波模块。第一分波模块和第二分波模块都可以是分波模块，并且在某些情况下，可以是单独且不同的分波模块。

本申请中术语“至少一个”的含义是指一个或多个，本申请中术语“多个”的含义是指两个或两个以上。

以上描述，仅为本申请的具体实施方式，但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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (19)

1.一种光交叉装置，其特征在于，所述装置包括多个分波模块(1)、多个合波模块(2)和多个组间交换部件(3)；

所述多个分波模块(1)和所述多个合波模块(2)被划分为多个合分波组；

在每个合分波组内部，每个分波模块(1)与至少一个合波模块(2)连接，每个合波模块(2)与至少一个分波模块(1)连接；

在所述多个合分波组所包括的两个合分波组中，第一合分波组中的分波模块(1)和第二合分波组中的合波模块(2)分别与第一组间交换部件通过光纤连接，所述第一合分波组中的合波模块(2)和所述第二合分波组中的分波模块(1)分别与第二组间交换部件通过光纤连接；

每个组间交换部件(3)具有为连接的各分波模块(1)交换多个波长的光信号的功能。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每个组间交换部件(3)仅用于连接两个合分波组。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，在任意两个合分波组中，所述第一合分波组中的分波模块(1)和所述第二合分波组中的合波模块(2)分别与所述第一组间交换部件通过光纤连接，所述第一合分波组中的合波模块(2)和所述第二合分波组中的分波模块(1)分别与所述第二组间交换部件通过光纤连接。

4.根据权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于，在每个合分波组内部，分波模块(1)与合波模块(2)的数目相同。

5.根据权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，在每个合分波组内部，所有分波模块(1)中每个分波模块(1)与所有合波模块(2)通过光纤连接。

6.根据权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括多个组内交换部件(4)，每个合分波组对应不同的组内交换部件(4)，每个组内交换部件(4)具有为对应的分波模块(1)交换多个波长的光信号的功能；

在每个合分波组内部，每个分波模块(1)与对应的组内交换部件(4)分别通过光纤连接，每个合波模块(2)与对应的组内交换部件(4)分别通过光纤连接。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，每个组内交换部件(4)包括多个组内交换模块(41)；

对于每个组内交换部件(4)，至少一个组内交换模块(41)具有为连接的各分波模块(1)交换多个波长的光信号的功能；

对于每个组内交换部件(4)，每个组内交换模块(41)从所连接的第一分波模块接收到的光信号的波长的数目小于第一数值，所述第一数值为所述第一分波模块接收到的光信号的波长的数目。

8.根据权利要求1至7任一项所述的装置，其特征在于，每个组间交换部件(3)包括多个组间交换模块(31)；

对于每个组间交换部件(3)，至少一个组间交换模块(31)具有为连接的各分波模块(1)交换多个波长的光信号的功能；

对于每个组间交换部件(3)，每个组间交换模块(31)从所连接的第二分波模块接收到的光信号的波长的数目小于第二数值，所述第二数值为所述第二分波模块接收到的光信号的波长的数目。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，对于每个组间交换部件(3)，每个组间交换模块(31)用于交换的光信号的波长不相同；或者，

对于每个组间交换部件(3)，存在至少一组组间交换模块，每组组间交换模块包括的组间交换模块(31)用于交换的光信号的波长中存在相同波长且不是完全相同。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，每个组间交换模块(31)为N×N的波长选择开关WSS，N为大于1的整数。

11.根据权利要求1至10任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括控制模块(5)；

所述控制模块(5)与所述多个分波模块(1)、所述多个合波模块(2)和所述多个组间交换部件(3)分别连接；

所述控制模块(5)，用于控制每个分波模块(1)对接收到的光信号进行解复用处理，并用于控制每个合波模块(2)对接收到的光信号进行复用处理；

所述控制模块(5)，还用于控制每个组间交换部件(3)对接收到的光信号进行交换处理。

12.一种光交叉装置，其特征在于，所述装置包括多个分波模块(1)、多个合波模块(2)和多个N×N交换模块(01)，N为大于1的整数，

每个分波模块(1)与P个N×N交换模块(01)分别通过光纤连接，P小于或等于所述多个N×N交换模块(01)的数目；

每个合波模块(2)与所述P个N×N交换模块(01)分别通过光纤连接；

所述分波模块(1)所连接的N×N交换模块(01)与所述合波模块(2)所连接的N×N交换模块(01)相同；

目标分波模块所连接的至少一个N×N交换模块(01)具有为所述目标分波模块交换多个波长的光信号的功能，所述目标分波模块所连接的每个N×N交换模块(01)从所述目标分波模块接收到的光信号的波长的数目小于目标数值，目标数值为所述目标分波模块接收到的光信号的波长的数目，所述目标分波模块属于所述多个分波模块(1)。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，每个分波模块(1)与每个N×N交换模块(01)的至少一个线路输入端口分别通过光纤连接；

每个合波模块(2)与每个N×N交换模块(01)的至少一个线路输出端口分别通过光纤连接。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述多个N×N交换模块(01)中至少一个N×N交换模块(01)的各线路输入端口用于输入多个不同波长的光信号，各线路输出端口用于输出多个不同波长的光信号。

15.根据权利要求12至14任一项所述的装置，其特征在于，每个N×N交换模块(01)用于交换的光信号的波长不相同；或者，

所述多个N×N交换模块(01)中存在至少一组N×N交换模块，每组N×N交换模块包括的N×N交换模块(01)用于交换的光信号的波长中存在相同波长且不是完全相同。

16.根据权利要求12至15任一项所述的装置，其特征在于，每个N×N交换模块(01)是N×N的波长选择开关WSS。

17.一种光交叉装置，其特征在于，所述装置包括多个分波模块(1)、多个合波模块(2)、至少一个组间交换部件(3)和多个组内交换部件(4)；

所述多个分波模块(1)和所述多个合波模块(2)被划分为多个合分波组；

每个合分波组对应不同的组内交换部件(4)，在每个合分波组内部，每个分波模块(1)与对应的组内交换部件(4)分别通过光纤连接，每个合波模块(2)与对应的组内交换部件(4)分别通过光纤连接；

所述多个组内交换部件(4)通过所述至少一个组间交换部件(3)连接。

18.一种光交叉设备，其特征在于，所述光交叉设备包括上下波装置和如权利要求1至17任一项所述的光交叉装置；

所述上下波装置与所述光交叉装置通过光纤连接。

19.根据权利要求18所述的设备，其特征在于，所述上下波装置包括一个分波模块(1)和一个合波模块(2)；或者，

所述上下波装置包括端口交叉模块(02)；或者，

所述上下波装置包括两个分波模块(1)和两个合波模块(2)，其中，一个分波模块(1)用于与所述光交叉装置连接，另一个分波模块(1)用于与用户侧设备连接，一个合波模块(2)用于与所述光交叉装置连接，另一个合波模块(2)用于与所述用户侧设备连接；或者，

所述上下波装置包括阵列波导光栅AWG(03)或者多播交换光开关MCS(04)。

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