CN117130100A - 一种光通信设备 - Google Patents

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赵俊英
贾伟
柳贺良
夏蒙柔
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Abstract

本申请实施例提供一种光通信设备，包括设置在封闭壳体腔室内的色散单元和切换单元，色散单元和切换单元能够实现对光波长信号的分配。还包括监控单元和驱动单元，监控单元可对切换单元上形成的光斑的偏移实现实时监控，驱动单元能够根据监控单元获取的变量驱动切换单元，使切换单元对光斑的偏移进行补偿。此外，还可以包括防尘防水单元、控湿单元，减小或避免了环境变化对光通信设备性能的影响，显著的降低对光通信设备接口处密封性的要求，降低封装制造成本。

Description

一种光通信设备
技术领域
本申请涉及光通信技术领域，特别涉及一种光通信设备。
背景技术
光通信技术是一种以光波为传输媒质的通信方式，光通信设备是利用光波传输信息的通信设备，是光通信技术中普遍使用的设备。以光波长选择开关为例，是实现传输系统中光网络波长调度的核心器件。
光波长选择开关能够实现对波长的调度，从而能够远程动态地实现对波长的分配。具体的，光波长选择开关包括有壳体和壳盖，壳体和壳盖共同围成密封腔体，在该密封腔体内可以设置有色散单元、光学切换单元。在壳体上可以设置有电接口和光接口，光接口包括有输入端口和多个输出端口，光信号可以通过输入端口输入至光波长选择开关内，电接口可以与光学切换单元连接，以实现对切换单元的驱动控制。通常从输入端口输入的光信号为复用光，包括有多种波长的子光束，复用光经过色散单元被分散为多个子光束，并照射至光学切换单元的不同区域，在光学切换单元上形成光斑。光学切换单元可以实现对多个子光束的偏转，并使至少其中一子光束与其他光束分离并从不同的输出端口输出，从而实现光信号波长的调度和分配。其中，切换单元多为硅基液晶芯片、数字化光处理器等，容易受到环境的影响而降低准确性，从而降低光波长选择开关的性能，因此，对密封腔体的密封性要求较高，通常光波长选择开关采用气密封装的方式，如光接口、电接口以及壳体与壳盖连接处等需要采用激光焊、平行封焊、玻璃焊或者是焊料填充等方式，使光波长选择开关实现气密的封装，密封性要求很高。
然而，光波长选择开关的气密的封装方式，密封性要求过高，导致密封封装成本较高，增加了光波长选择开关的成本。
发明内容
本申请提供一种光通信设备，解决了现有的光波长选择开关等光通信设备采用气密的封装方式，密封性要求很高而导致密封成本较高，进而增大了光通信设备的制造成本的问题。
本申请提供的一种光通信设备，包括：具有腔室的封闭壳体、设置在腔室内的色散单元和切换单元，封闭壳体上设置有光接口，光接口包括输入端口和多个输出端口，输入端口被配置为使光信号输入至腔室内，光信号包括多个波长的子光束。
色散单元被配置为在色散平面内将光信号分散为多个子光束，并使子光束传输至切换单元的不同分区上，以在对应的分区上形成光斑，切换单元被配置为在切换平面内将多个子光束分别按照预设角度偏转，并将偏转后的多个子光束传输至对应的输出端口，输出端口将其输出。色散单元可以在色散平面内对光束起到分散作用，将经过其上的光信号分散为多个子光束，并将分散后的子光束照射至切换单元，切换单元上具有不同的分区，以对应不同的波长，各个波长的子光束可以分别照射至切换单元对应的分区上，并在对应的分区形成光斑。而切换单元能够起到偏转光束的作用，使照射至其上的多个子光束在切换平面内分别按照预设的角度偏转。切换单元可以对不同区域做调控，即可实现对不同波长的子光束的独立控制，也就能够实现对各子光束偏转角度的控制，使子光束的偏转角度不同就能够使其形成的偏转子光束对应照射至不同的输出端口，从而实现了对光信号波长的调度和分配。
还包括监控单元和位于封闭壳体外的驱动单元，监控单元被配置为监测切换单元上的光斑的偏移，光斑的偏移是指，各波长子光束形成的光斑与各波长子光束对应的分区发生偏移，监控单元能够直接或间接的监测切换单元上的光斑的偏移情况，也就能够对光波长的频偏现象进行监测。例如，腔室内的环境变化会对腔室内部的折射率等产生影响，从而导致光波长的频偏现象，导致光通信设备带宽的劣化。可以通过监控单元监测腔室内环境的变化(如气压、湿度、温度等)，就能够间接的得到光斑的偏移情况。监控单元与驱动单元连接，监控单元可以将检测到的变化量传输给驱动单元。
驱动单元与切换单元连接，驱动单元被配置为驱动切换单元对光斑的偏移进行补偿，就可以保证切换单元的准确性，从而保证了光通信设备的滤波通带性能，这样即便光通信设备受环境的影响而发生光波长的频偏现象，也不会影响光通信设备的性能。也就是说，减小或避免了环境变化对光通信设备性能的影响，使光通信设备的密封性无须达到气密封的等级，显著的降低了对光通信设备密封性的要求，例如，封闭壳体、封闭壳体与光接口、封闭壳体与电接口等连接处的密封性要求较低，可以通过粘接、焊接等方式实现封闭以及固定装配即可，整个光通信设备可以为开放或半开放的形式，大大的降低了密封成本，降低光通信设备的制造成本。
在一种可能的实现方式中，驱动单元被配置为驱动切换单元重新划分分区，以实现对光斑的偏移的补偿。经过色散单元分散的子光束分别照射至切换单元的分区上，各波长的子光束对应不同的分区，当发生光波长频偏而使光斑偏移，也就使各波长子光束形成的光斑与对应的分区发生偏移。而驱动单元能够驱动切换单元重新划分分区，就能够使光斑与分区再次对应，从而实现了对光斑偏移的补偿，保证了光通信设备的性能。
在一种可能的实现方式中，封闭壳体上还设置有电接口，驱动单元设置在封闭壳体外，监控单元设置在腔室内，监控单元通过电接口与驱动单元电连接，从而实现监控单元与驱动单元之间的信号传输。驱动单元通过电接口与切换单元电连接，以通过驱动单元驱动切换单元实现对光斑偏移的补偿。有助于提高光通信设备的集成度，且封闭壳体可以对监控单元起到保护作用，提升光通信设备的可靠性。
在一种可能的实现方式中，监控单元包括气压测量器、温度测量器、湿度测量器中的至少一种。
在一种可能的实现方式中，监控单元设置在封闭壳体外；
还包括光反应器，光反应器用于发出检测光，光反应器与光接口连接，以使检测光依次经过光接口、色散单元、切换单元后再从光接口输出并传输至监控单元上。当腔室内的环境发生变化，就会引起返回的检测光的波长、频率、折射率等光学信息发生变化，根据这些变化量实现了对光斑偏移的监测。
在一种可能的实现方式中，监控单元包括波长监控元件、光波导元件、光学气体吸收池中的至少一种。
在一种可能的实现方式中，还包括控湿单元，控湿单元设置在腔室内，控湿单元能够对腔室内的湿度起到调控的作用，进而减小腔室内湿度的变化，减小引湿度变化而引起的光波长频偏现象，有助于进一步提升光通信设备的性能，并进一步减小功耗。
在一种可能的实现方式中，还包括保温单元，保温单元覆盖封闭壳体设置，且保温单元与封闭壳体之间具有气体间隙，光接口和电接口分别穿设在保温单元上。保温单元能够对封闭壳体起到保温的作用，使封闭壳体以及其腔室的温度不会在迅速的下降，有利于切换单元的正常运行，此外，保温单元能够使腔室内的温度维持平稳，有助于减小功耗。
在一种可能的实现方式中，保温单元上具有第一透气结构，封闭壳体上具有第二透气结构，第一透气结构、第二透气结构和腔室导通。这样就使封闭壳体内腔室的气压与封闭壳体外的气压保持一致，也即实现了封闭壳体内外部气压的均衡，能够避免由于内外部形成有气压差而导致封闭壳体的形变问题，提升光通信设备的可靠性。也能够避免形变引起的腔室内环境变化，也能够避免形变对切换单元等产生的应力影响，进一步减小或避免形变引发的插损等指标劣化的现象，而且在腔室内可以不设置用于支撑切换单元等的支撑结构，有助于简化光通信设备的结构，进一步降低光通信设备的成本。
在一种可能的实现方式中，还包括防尘防水单元，防尘防水单元穿设在保温单元和封闭壳体上，防尘防水单元上形成有第一透气结构和第二透气结构。防尘防水单元具有防尘和防水作用，能够对腔室起到很好的防尘和防水效果，减小颗粒、尘土、液体等进入腔室内，避免颗粒物，水滴液体等对色散单元、切换单元等产生的遮挡等问题，从而保证光通信设备的运行可靠性。而且防尘和防水的效果还能够进一步减小腔室内环境的变化，减少波长频偏现象的发生，有助于提升光通信设备的性能，也有助于减小功耗。
在一种可能的实现方式中，防尘防水单元包括防尘模块、通气管道和防水模块，防尘模块和防水模块的其中一个上形成有第一透气结构，防尘模块和防水模块的其中另一个上形成有第二透气结构，通气管道位于防尘模块和防水模块之间，第一透气结构和第二透气结构通过通气管道连通，从而实现第一透气结构、第二透气结构与腔室的导通。防尘模块能够对腔室起到防尘的效果，减小或避免颗粒、尘土等进入腔室内，防水模块能够对腔室起到防水的效果，减小或避免液体进入腔室内，便于实现。
在一种可能的实现方式中，保温单元和封闭壳体的其中一个上穿设有防尘模块，保温单元和封闭壳体的其中另一个上穿设有防水模块，通气管道位于气体间隙内。便于保温单元和封闭壳体的成型，有助于提高光通信设备的实用性。
在一种可能的实现方式中，防尘防水单元包括防尘模块、通气管道和防水模块，通气管道位于气体间隙内，防尘模块位于通气管道内，且防尘模块上形成有与通气管道连通的第三透气结构；
通气管道的第一端与防水模块连通，通气管道的第二端可以延伸至保温单元的侧面上，以在保温单元上形成透气结构。防水模块和通气管道第二端的其中一个上形成有第一透气结构，其中另一个上形成有第二透气结构，从而使腔室通过第一透气结构、通气管道和第二透气结构与外部连通，而且通气管道和防尘模块均能够起到很好的防尘作用，有助于进一步提升对腔室的防尘效果。
在一种可能的实现方式中，防尘模块在封闭壳体上的投影与防水模块在封闭壳体上的投影重合。这样防尘模块和防水模块设置位置相对较近，位于防尘模块和防水模块之间的通气管道长度可以相对较短，可便于实现，且结构简单。
在一种可能的实现方式中，防尘模块在封闭壳体上的投影与防水模块在封闭壳体上的投影错位。这样就使防尘模块和防水模块之间的设置位置相对较远，这样位于防尘模块和防水模块之间的通气管道长度就可以相对较长，有助于提升防尘效果，能够进一步减小颗粒、尘土等进入腔室内。
在一种可能的实现方式中，色散单元和切换单元设置在封闭壳体的底壁上，无需设置支撑结构，进一步简化波长选择开关的结构。
在一种可能的实现方式中，还包括支撑单元，支撑单元设置在腔室内，色散单元和切换单元设置在支撑单元上。支撑单元对色散单元、切换单元等起到支撑保护的作用，可以起到应力缓冲的效果，从而减小或避免封闭壳体或保温单元等发生形变而对切换单元等的影响。
在一种可能的实现方式中，保温单元位于封闭壳体的外部，或者，保温单元位于腔室内。
在一种可能的实现方式中，光接口包括多个连接光纤，封闭壳体上具有第一安装位，连接光纤穿设在第一安装位上。连接光纤可以直接穿设在第一安装位上，能够有效的降低光接口处的封装成本，也便于装配。
在一种可能的实现方式中，还包括密封套管，密封套管套设在连接光纤的周向上，密封套管穿设在第一安装位上，有助于增强连接光纤与封闭壳体之间的连接强度，增强光接口的可靠性，也可以便于连接光纤的装配。
在一种可能的实现方式中，还包括插接组件，插接组件包括装配件、第一插接件和第二插接件，装配件穿设在第一安装位上，第一插接件和第二插接件可插拔设置在装配件内，也即第一插接件和第二插接件可以插入装配件内，第一插接件和第二插接件也可以从装配件内拔出。
连接光纤包括第一部分和第二部分，第一部分一端的端部上设置有第一插接件，也即通过第一插接件使连接光纤的第一部分可插拔设置在装配件内，也即可拆卸设置在封闭壳体上。第二部分一端的端部上设置有第二插接件，通过第二插接件使连接光纤的第二部分可插拔设置在装配件内，也即可拆卸设置在封闭壳体上。而且第一插接件能够和第二插接件插接配合，使第一部分和第二部分通过第一插接件和第二插接件的配合实现电连接，从而实现了连接光纤在封闭壳体上的装配。
而由于连接光纤的第一部分和第二部分可拆卸设置在封闭壳体上，这样就可以实现对第一部分和第二部分的拆卸更换，也就可以实现对连接光纤的拆卸更换，当连接光纤出现损坏等需要更换时，无须对整个光通信设备更换，只需将连接光纤的第一部分和第二部分从装配件上拔下即可，有助于降低维修更换成本。另外，也可以在装配时对损坏的连接光纤实现单独更换，降低光通信设备的整体报废率，有助于提升光通信设备的良率。
而且，当需要更换连接光纤类型，例如，需更换纤芯数量更大或更小的连接光纤时，仅需更换第一插接件和第二插接件，即可实现对连接光纤的更换，有助于提升光通信设备的适配性。
在一种可能的实现方式中，电接口包括柔性电路板，封闭壳体上具有第二安装位，柔性电路板穿设在第二安装位上。便于装配，而且能够降低电接口处的封装成本。
在一种可能的实现方式中，电接口包括第一柔性电路板和第二柔性电路板，第一柔性电路板位于腔室内，第二柔性电路板位于腔室外；
电接口还包括绝缘件，封闭壳体上具有第二安装位，绝缘件穿设在第二安装位上，绝缘件内具有连接走线，第一柔性电路板设置在绝缘件上，且第一柔性电路板与连接走线的一端电连接，第二柔性电路板设置在绝缘件上，且第二柔性电路板与连接走线的另一端电连接。这样就实现了第一柔性电路板和第二柔性电路板的电连接，从而满足光通信设备的电连接需求，实现了电接口在封闭壳体上的装配，有助于提高电接口的可靠性。
在一种可能的实现方式中，柔性电路板包括加强板和柔性基板，加强板设置在柔性基板相对的两侧上，加强板能够提升柔性电路板与封闭壳体之间的连接强度，提升电接口的可靠性。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种光通信设备的光路示意图；
图2为本申请实施例提供的另一种光通信设备的光路示意图；
图3为本申请实施例提供的又一种光通信设备的光路示意图；
图4为本申请实施例提供的一种光通信设备的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的一种光波长信号发生偏移的示意图；
图6为本申请实施例提供的一种光斑发生偏移的示意图；
图7为本申请实施例提供的一种光通信设备对光斑偏移进行补偿的流程示意图；
图8为本申请实施例提供的另一种光通信设备的结构示意图；
图9a为本申请实施例提供的一种光通信设备中光接口的光纤的结构示意图；
图9b为本申请实施例提供的另一种光通信设备中光接口的光纤的结构示意图；
图9c为本申请实施例提供的一种光通信设备中连接光纤装配前的示意图；
图9d为本申请实施例提供的一种光通信设备中光接口的局部结构示意图；
图10a为本申请实施例提供的另一种光通信设备中连接光纤装配前的示意图；
图10b为本申请实施例提供的另一种光通信设备中光接口的局部结构示意图；
图11a为本申请实施例提供的又一种光通信设备中连接光纤装配前的示意图；
图11b为本申请实施例提供的又一种光通信设备中光接口的局部结构示意图；
图11c为本申请实施例提供的又一种光通信设备中一种第二插接件的正视图；
图11d为本申请实施例提供的又一种光通信设备中另一种第二插接件的正视图；
图11e为本申请实施例提供的又一种光通信设备中又一种第二插接件的正视图；
图11f为本申请实施例提供的又一种光通信设备中再一种第二插接件的正视图；
图11g为本申请实施例提供的又一种光通信设备中再一种第二插接件的正视图；
图12a为本申请实施例提供的一种电接口的局部结构示意图；
图12b为本申请实施例提供的另一种光通信设备中电接口的局部结构示意图；
图12c为本申请实施例提供的又一种光通信设备中电接口的局部结构示意图；
图13为本申请实施例提供的又一种光通信设备的结构示意图；
图14为本申请实施例提供的再一种光通信设备的结构示意图；
图15为本申请实施例提供的又一种光通信设备的结构示意图；
图16为本申请实施例提供的再一种光通信设备的结构示意图；
图17为本申请实施例提供的又一种光通信设备的结构示意图；
图18为本申请实施例提供的再一种光通信设备的结构示意图；
图19为本申请实施例提供的又一种光通信设备的结构示意图。
附图标记说明：
100-光通信设备； 101a-腔室； 101-封闭壳体；
102-色散单元； 103-切换单元； 104-光接口；
105-电接口； 106-监控单元； 107-驱动单元；
108-保温单元； 108a-气体间隙； 1081-第一透气结构；
109-防尘防水单元； 1091-防尘模块； 1092-防水模块；
1093-通气管道； 110-控湿单元； 111-光反应器；
112-连接光纤； 113-环形器； 114-支撑单元；
115-光学输入输出单元； 116-密封套管； 117-插接组件；
117a-装配件； 117b-第一插接件； 117c-第二插接件；
118-柔性电路板； 118a-第一柔性电路板； 118b-第二柔性电路板；
1182-加强板； 119-绝缘件； 119a-连接走线。
具体实施方式
本申请的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释，而非旨在限定本申请。
本申请实施例提供一种光通信设备，是一种以光波为载体实现信息传输的设备，具体的，该光通信设备可以实现对波长的选择、分离、调度以及分配等，例如，该通信设备可以为波长选择开关、光开关、光滤波器以及光波长检测仪等。
以下以光通信设备为波长选择开光为例，对光通信设备的光路构架进行说明。其中，光波长选择开关具有从输入的波长中选择并分离输出特定波长光束的功能，从而实现对光信号波长的调度，能够远程动态地实现波长的分配，而被广泛的使用于光传送网络系统中。
图1为本申请实施例提供的一种光通信设备的光路示意图。
参见图1所示，光通信设备100可以包括有输入端口104a、色散单元102、切换单元103和输出端口104b，其中，输入端口104a可以为一个，输出端口104b可以为多个，具体的，输出端口104b的数量可以与光通信设备100选择分离的光束数量一致。
输入端口104a和输出端口104b可以位于光通信设备100的同一侧，并以层叠的方式阵列排布，以层叠的方向为x方向，以垂直于x方向且平行于输入端口104a输入的光信号的传播方向为y方向，则x方向与y方向所在的平面可以为光通信设备100的切换平面，垂直于切换平面的平面可以为光通信设备100的色散平面。
光信号可以通过输入端口104a输入至光通信设备100中，光信号可以为复用光，由多个不同波长的子光束复用在一起而形成，各子光束的波长可以为光通信系统中常用的波长，具体的波长数值可以根据需求选择设定。
从输入端口104a输入的光束可以依次经过色散单元102、切换单元103后从输出端口104b输出。其中，色散单元102可以在色散平面内对光束起到分散作用。具体的，从输入端口104a输入的光信号传输至色散单元102，色散单元102可以将光信号分散为多个不同波长的子光束，并将分散后的子光束照射至切换单元103，切换单元103上具有不同的分区，以对应不同的波长，各个波长的子光束可以分别照射至切换单元103对应的分区上，并在对应的分区形成光斑(参照图6所示)，从而使切换单元103可以实现对不同波长子光束的独立控制，进而实现对特定波长信号的分离输出。
切换单元103能够起到偏转光束的作用，具体的，切换单元103可以在切换平面内对各波长的子光束起到偏转作用，使照射至其上的多个子光束分别按照预设的角度偏转。切换单元103可以对不同分区做调控，即可实现对不同波长的子光束的独立控制，也就能够实现对各子光束偏转角度的控制，使子光束的偏转角度不同就能够使其形成的偏转子光束对应传输至不同的输出端口。例如，使多个子光束中至少其中一种波长的子光束与其他子光束的偏转角度不同，就可以使该波长的偏转子光束从对应的输出端口104b输出，从而实现了该波长信号的分离输出，进而实现对光信号波长的调度和分配。
需要说明的是，光通信设备100分离出的光束可以包括一种波长的子光束，或者，分离出的光束可以包括多种波长的子光束，例如，使两种波长的子光束偏转后从同一输出端口输出，实现两种波长子光束的合波输出。具体的分离方式可以根据通信系统的需求进行选择设定。
其中，参见图1所示，输出端口104b为N个，N大于1，从一个输入端口104a输入的光信号经过色散单元102后分为多个不同波长的子光束，多个不同波长的子光束可以在切换单元103的偏转作用下，可选择的从N个输出端口的任意一个输出。
图2为本申请实施例提供的另一种光通信设备的光路示意图。
或者，参见图2所示，输入端口104a也可以为多个，以输入端口104a为M个为例，M大于1，则M个光信号可以通过对应的M个输入端口104a分别输入光通信设备100中，每个光信号均可以经过色散单元102和切换单元103后可选择的从N个输出端口104b的任意一个输出。
参见图2所示，光通信设备100还可以包括有端口切换单元121，端口切换单元121可以选择切换输出端口104b，使从两个输入端口104a输入的光信号不能同时从同一个输出端口104b输出。
图3为本申请实施例提供的又一种光通信设备的光路示意图。
其中，在从输入端口104a至输出端口104b的光路上，切换单元的数量可以为多个。例如，参见图3所示，在色散单元102与输出端口104b的光路上设置有两个切换单元(如分别为第一切换单元103a和第二切换单元103b)，光通信设备100还可以包括有合波单元122，用于将至少两种波长的光合用在一起。M个光信号从M个输入端口104a分别输入至光通信设备100中，依次经过色散单元102、第一切换单元103、第二切换单元103和合波单元122后从输出端口104b输出。
由于光信号被色散单元102色散后经过两个切换单元103的偏转作用，从两个输入端口输入的光信号被分散后，可以同时传输至合波单元122上，并经过合波单元122合波复用后从同一个输出端口输出，也就使从两个输入端口输入的光信号能够同时从同一个输出端口输出。
其中，切换单元103可以为硅基液晶芯片(Liquid Crystal on Silicon，简称LCOS)，或者，切换单元103也可以为微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，简称MEMS)，或者，切换单元103也可以是数字光处理(Digital Light Processing，简称DLP)，或者，切换单元103也可以是液晶切换芯片或其他能够实现光路切换的芯片。
色散单元102可以是光栅，或者，色散单元102也可以是其他具有波长色散功能的光学元件，例如，色散单元102还可以是棱栅，棱栅是由棱镜和光栅组成的光学结构件。
光通信设备通常包括有壳体和盖设在壳体上的壳盖，壳体和壳盖围成密封腔体，色散单元102、切换单元103等设置在密封腔体内，密封腔体内填充有空气，以作为光束的传播介质。而光束在空气中的传播很容易由于环境不同而发生变化。具体的，如环境气压、湿度、温度等的变化，使密封腔体内部折射率等变化而易导致光波长发生频偏，使照射至切换单元103上子光束形成的光斑位置发生偏移，也就是说，各波长的光斑与其对应的分区发生偏移，影响切换单元103对各个子光束偏转的准确性(如由于光斑与对应分区的偏移，使子光束的部分不能按照预设角度偏转，而降低偏转后的子光束的占比，也即降低输出的子光束的占比)，从而降低光通信设备的滤波通带性能。
因此，常用的光通信设备多采用气密的封装方式，例如，光波长选择开关的壳体和壳盖连接形成密封腔体，色散单元和切换单元设置在密封腔体的腔体底部上，在壳体上开设有电接口和光接口，电接口用于实现切换单元的电连接控制，光接口用于实现光信号的输入与输出。为保证密封腔体的气密封性，通常光接口与壳体之间、电接口与壳体之间、以及壳体与壳盖之间的连接处均采用气密的封装方式，也即密封连接处为不透气的封装方式，以避免湿气、灰尘等进入密封腔体内，导致密封腔体内环境的变化。例如，光接口通过采用光纤密封结填充焊料的方式实现气密封装，而电接口通常会通过插针连接器穿墙密封设置来实现气密封装。
然而，气密的封装方式对密封等级要求高，密封成本高，增加了光通信设备的成本。而且，在光通信设备的大批量生产中，密封往往是最后一步处理步骤，可能由于无法达到密封要求而造成良率损失，提高整个设备的报废率，进一步增大了制造成本。
另外，光通信设备通常在55kpa到110Kpa的大气压条件下工作，在低气压条件下，密封的壳体内部和外部会存在压力差，容易导致壳体或壳盖的形状发生变化，影响光通信设备的可靠性。此外，也可能导致密封腔体体积的变化，使密封腔体内的空气折射率等发生变化，也可能引起光波长的频偏现象。而且壳体或壳盖形状的变化可能会产生一些应力而作用至色散单元、切换单元等上，影响其功能，也会发生光波长的频偏现象，影响光通信设备的滤波通带性能。因此，常用的光波长选择开关等光通信设备中，为减小形变对切换单元等产生的应力影响，通常会在壳体内设置较厚的支撑结构，将色散单元、切换单元等设置在支撑结构上，以达到应力缓冲的效果，但是这样会导致光通信设备结构的复杂化，增加光通信设备的成本。
基于此，本申请实施例提供一种光通信设备，采用非气密的封装方式，且不影响光通信设备的性能，降低光通信设备的封装等级要求，显著的降低制造成本。
以下结合附图，以光通信设备为波长选择开关为例，对光通信设备的结构进行详细的说明。
图4为本申请实施例提供的一种光通信设备的结构示意图。
参见图4所示，光通信设备100包括封闭壳体101，封闭壳体101为整个光通信设备100的支撑结构体和封装结构体，封闭壳体101内具有腔室101a，色散单元102和切换单元103设置在腔室101a内，封闭壳体101对位于腔室101a内部的色散单元102、切换单元103等起到封装保护的作用。
其中，应当理解的是，光通信设备100的封闭壳体101为封闭结构，非气密封结构，气体能够进入封闭壳体101的腔室101a内，也即封闭壳体101的内部和外部可以进行物质的交换。封闭壳体101的成型材质可以为铝(AL)、氧化铝(AL2O3)、可伐合金(Kovar)、硅铝合金(SICAL)等材料。
封闭壳体101上设置有光接口104，光接口104可以包括有上述的输入端口104a和输出端口104b，由多个不同波长的子光束复用形成的光信号可以从输入端口104a输入至腔室101a内。具体的，光接口104可以为连接光纤，连接光纤可以包括有多个纤芯，部分纤芯可以用于形成输入端口104a，部分纤芯可以用于形成输出端口104b。当然，在一些其他示例中，连接光纤也可以包括一个纤芯，此时，光接口可以包括有多个连接光纤，部分连接光纤用于形成输入端口，部分连接光纤用于形成输出端口，在本申请实施例中，以光接口包括多个连接光纤为例进行说明。
光信号通过光接口104的输入端口输入至腔室101a内并照射传输至色散单元102上，色散单元102在色散平面内将其分散形成多个子光束并照射至切换单元103的不同分区上，并在对应的分区上形成光斑。切换单元103在切换平面内将多个子光束分别按照预设的角度偏转，并将偏转后的子光束照射至对应的输出端口处，光接口104的输出端口将偏转后的子光束输出。使至少一种波长的子光束的偏转角度与其他波长的子光束的偏转角度不同，即可将其从对应的输出端口输出，从而实现对该波长子光束的分离与输出，实现对波长的调度和分配。
光通信设备100还包括有光学输入输出单元115，光学输入输出单元115设置在腔室101a内，光学输入输出单元115与光接口104连接，光学输入输出单元115能够将从光接口104输入的光信号传输至色散单元102，光学输入输出单元115还能够将从切换单元103偏转后的子光束传输至光接口104。光学输入输出单元115在将上述光信号或子光束转接的过程中，可以对光信号或子光束的光斑实现控制调节，例如，保持光信号或子光束的光斑不变，或者是增大或缩小光信号或子光束的光斑等。
具体的，光学输入输出单元115可以包括有光纤阵列(Fiber Array；简称FA)，光纤阵列可以包括有多个光纤，每个光纤上可以具有尾纤，部分光纤形成光学输入输出单元115的输入端，该部分光纤可以通过尾纤与光接口104的输入端口连接。部分光纤形成光学输入输出单元115的输出端，该部分光纤可以通过尾纤与光接口104的输出端口连接。
该光学输入输出单元115还可以包括有准直透镜、偏振分光元件、柱面透镜、玻片等光学元件，能够对光信号或子光束的光路以及光斑实现调控的作用，有助于提升光通信设备100的性能。
继续参见图4所示，该光通信设备100还包括有监控单元106和驱动单元107，监控单元106可以设置在封闭壳体101内，或者，监控单元106也可以设置在封闭壳体101外。监控单元106能够直接或间接的监测切换单元103上的光斑的偏移，其中，光斑的偏移是指，各波长子光束形成的光斑与各波长子光束对应的分区发生偏移。监控单元106能够实现对切换单元103上形成的光斑的位置偏移情况的实时监测，换言之，能够对光波长的频偏现象进行监测。例如，参见上述的内容，腔室101a内的环境变化会对空气的折射率等产生影响，从而使切换单元103上形成的光斑发生偏移，可以通过监测腔室101a内环境的变化(如气压、湿度、温度等)，就能够间接的得到光斑的偏移情况。其中，监控单元106与驱动单元107电连接，监控单元106可以将检测到的变化量传输给驱动单元107。
以监控单元106设置在封闭壳体101内，驱动单元107可以设置在封闭壳体101的外部为例，在封闭壳体101上还设置有电接口105，监控单元106可以通过电接口105与驱动单元107电连接，切换单元103可以通过电接口105与驱动单元107电连接，从而通过驱动单元107实现对切换单元103的控制。驱动单元107可以为能够实现处理和存储等功能的芯片，在接收到监控单元106传输的变化量后，驱动单元107可以驱动切换单元103对光斑的偏移进行补偿。
当然，在一些其他示例中，驱动单元107也可以设置在封闭壳体101的内部。
图5为本申请实施例提供的一种光波长信号发生偏移的示意图，图6为本申请实施例提供的一种光斑发生偏移的示意图。
例如，参见图5所示，以光信号被分散为λ1、λ2、λn波长的子光束并照射至切换单元上为例，在切换单元103上具有分区L1、L2和Ln，λ1、λ2、λn分别对应分区L1、L2和Ln中。结合图6所示，波长为λ1、λ2和λn的子光束在切换单元103上形成的光斑分别为S1、S2和Sn，则光斑S1、S2和Sn分别位于对应的分区L1、L2和Ln中。
需要说明的是，参见图5和图6所示，切换单元103上还具有频偏预留区H，频偏预留区H位于切换单元103的分区的两端，以满足光波长发生频偏现象导致光斑偏移时所需的偏移空间。
当封闭壳体101内的环境发生变化，例如，封闭壳体101内的湿度发生变化而导致光波长发生频偏，参见图5所示，λ11、λ21、λn1为偏移后的子光束，则λ11、λ21、λn1部分偏移至对应的分区L1、L2和Ln外。相应的，参见图6所示，λ11、λ21、λn1在切换单元103上形成的光斑S11、S21和Sn1也偏移至对应的分区L1、L2和Ln外，这样就会影响切换单元103对光波长偏转的精准度，例如，子光束的一部分不能按照预设角度发生偏转，降低了偏转后子光束的占比，也就降低了输出的子光束的占比，降低滤波通带性能。
以监控单元106能够监测到环境的变化量为例，例如监测湿度的变化量，监控单元106可以将检测到的变化量传输至驱动单元107，驱动单元107可以驱动切换单元103对光斑的偏移进行补偿。例如，可以使切换单元103对各波长子光束所对应的分区进行重新划分，也即驱动切换单元103更新或重新划分分区，使分区再次与光斑对应，如参见图5和图6所示，以分区Ln为例，可以根据光斑Sn1的偏移移动分区Ln，使其更新为分区Ln1，使光斑Sn1对应的位于重新划分的分区Ln1内，实现了对光斑偏移的补偿，从而能够准确的对光波长为λn的子光束进行偏转，保证光通信设备100的性能。
也即在本申请实施例中，通过设置监控单元106对切换单元103上的光斑偏移进行监测，进而实现对光波长频偏现象的监测，并通过驱动单元107驱动切换单元103对发生的光斑偏移进行补偿，从而保证了光通信设备100的滤波通带性能，这样即便光通信设备100中切换单元103等受到环境的影响而发生光波长的频偏现象，也不会影响光通信设备100的性能。也就是说，减小或避免了环境变化对光通信设备100性能的影响，使光通信设备100的密封性无须达到气密封的等级，显著的降低了对光通信设备100密封性的要求，例如，封闭壳体101、封闭壳体101与光接口104、封闭壳体101与电接口105等连接处的密封性要求较低，可以通过粘接、焊接等方式实现封闭以及固定装配即可，封闭壳体101可以采用开放或半开放的形式，大大的降低了密封成本，降低光通信设备100的制造成本。
而且光接口104与电接口105等连接处的密封性要求降低，也能够减小或避免在最后完成光接口104、电接口105的连接装配时导致的报废率高的问题，进一步降低了光通信设备100的成本。
其中，驱动单元107可以驱动切换单元103重新划分分区，以实现对光斑偏移的补偿，具体的，在一种可能的实现方式中，驱动单元107内可以存储有不同环境的变化量条件下，切换单元103加载的光栅图像，该光栅图像包括切换单元103上各波长子光束对应的分区。例如，可以通过光通信设备100针对不同环境的变化量进行标定，来设计在对应的环境变化条件下，切换单元103应加载的光栅图像，并将其存储至驱动单元107内。
监控模块获取到腔室101a内环境的变化量，可以将该变化量传输至驱动单元107，驱动单元107可以通过该变化量调取对应的光栅图像，并将该光栅图像传输至切换单元103，驱动切换单元103按照接收到的光栅图像重新划分分区。
图7为本申请实施例提供的一种光通信设备对光斑偏移进行补偿的流程示意图。
例如，光通信设备在工作时，当腔室101a内部的环境发生变化(如气压、湿度、气体体积、温度等)而导致切换单元103的光斑发生偏移，也即发生光波长频偏现象时，参见图7所示，光通信设备对光斑进行偏移补偿具体可以包括以下步骤：
S101：监控单元监测获取环境的变化量，以实现对切换单元上的光斑偏移的监测。
具体的，监控单元106能够检测并获取环境的变化量，实现对光斑偏移情况的监测。其中，该变化量可以是腔室101a内的湿度、温度、气压，或者，该变化量也可以是已知光束经过腔室101a内的色散单元102、切换单元103等输出后的折射率、波长频率、波长信息等。
S102：监控单元将变化量传输至驱动单元，驱动单元根据接收的变化量调取对应的光栅图像。
S103：驱动单元将光栅图像传输至切换单元，切换单元根据光栅图像重新划分分区。
这样驱动单元107就能够实时根据监控单元106获取的变化量，对切换单元103的光栅图像实现更新，也即对切换单元103上各波长对应的分区进行更新，从而实现对光斑偏移的补偿，减小或避免了环境变化对光通信设备性能的影响，从而能够降低光通信设备的密封等级，降低光通信设备的成本。
其中，监控单元106可以设置在封闭壳体101的腔室101a内(参照图4所示)，监控单元106通过电接口105与驱动单元107电连接，实现监控单元106与驱动单元107之间的信号传输。监控单元106设置在封闭壳体101内，有助于提高光通信设备100的集成度，且封闭壳体101可以对监控单元106起到保护作用，提升光通信设备100的可靠性。
具体的，监控单元106可以为一些能够对腔室101a内环境条件实现检测的传感器或检测结构，例如，监控单元106可以为气压测量器，能够对腔室101a内的环境气压进行实时检测，通过环境气压的变化来监测切换单元103上光斑的偏移。或者，监控单元106可以为温度测量器，能够实现对腔室101a内的环境温度的检测，从而通过对温度变化的检测来实现对光斑偏移的监测。或者，监控单元106还可以为湿度测量器，能够实现对腔室101a内的环境湿度的检测，通过对湿度变化的检测来实现对光斑偏移的监测。
图8为本申请实施例提供的另一种光通信设备的结构示意图。
或者，参见图8所示，监控单元106也可以设置在封闭壳体101外，为实现对腔室101a内的切换单元103上光斑偏移的监测，具体的，该光通信设备100还可以包括有光反应器111，光反应器111可以发出检测光，检测光可以为波长、折射率、频率等数据已知的光，例如，光反应器111可以为激光发射仪等，检测光可以为激光。光反应器111与光接口104连接，以使检测光能够输入至腔室101a内。
从光反应器111发出的检测光从光接口104输入至腔室101a内，并依次经过色散单元102、切换单元103后再从光接口104输出并照射至监控单元106上。
监控单元106可以对返回的检测光的波长、偏振、强度等光学信息进行监测，当腔室101a内的环境发生变化，则会引起返回的检测光的波长、偏振、强度等光学信息发生变化，那么根据这些变化量就能够实现对光斑偏移的监测。
监控单元106可以将返回的检测光的光学信息数据传输至驱动单元107，进而使驱动单元107根据该数据驱动切换单元103实现对分区的更新。
其中，监控单元106可以为波长监控元件、光波导元件、光学气体吸收池中的至少一种，通过此类监控单元106对返回的检测光的光学信息变量进行监测，从而对检测光的波长频偏现象实现检测，根据检测光的频偏变量来判断腔室内光波长的频偏，进而实现对光斑偏移的监测。
继续参见图8所示，在一种可能的实施方式中，光通信设备100还可以包括有传输光纤120和环形器113，其中，光反应器111、监控单元106可以均通过传输光纤120与光接口104连接。具体的，光反应器111、监控单元106均通过传输光纤120与光接口104中的其中一个连接光纤连接，从光反应器111发出的检测光可以通过传输光纤120传输至光接口104的连接光纤，进而输入至腔室101a内。从光接口104的连接光纤上返回的检测光也可以通过传输光纤120传输至监控单元106。
其中，环形器113设置在传输光纤120上，环形器113是一种单向环形传输的器件，具体的，环形器113可以设置在光接口104与监控单元106之间，环形器113能够使返回的检测光从光接口104经过传输光纤120单向传输至监控单元106，从而通过传输光纤120既能实现光反应器111与光接口104之间的信号传输，也能实现光接口104与监控单元106之间的信号传输，减少链路上的光纤，有助于降低成本。
当然，在另一种可能的实施方式中，也可以使光反应器111与光接口104之间、光接口104与监控单元106之间分别通过光纤实现连接，提高光通信设备100的设计灵活性。例如，光通信设备100可以包括有输入光纤和输出光纤，光反应器111与输入端口之间可以通过输入光纤连接，使光反应器111发出的检测光通过光接口104输入至腔室101a内。输出端口与监控单元106之间可以通过输出光纤连接，从而使返回的检测光从光接口104传输至监控单元106。
图9a为本申请实施例提供的一种光通信设备中光接口的光纤的结构示意图，图9b为本申请实施例提供的另一种光通信设备中光接口的光纤的结构示意图。
在本申请实施例中，光接口104的装配可以采用粘接或焊接等方式实现。具体的，光接口104包括有连接光纤，连接光纤用于实现光通信设备与其他设备的光通信传输。
以连接光纤112包括有多个纤芯为例，参见图9a所示，连接光纤112可以包括多个纤芯112a和包裹设置在多个纤芯112a上的保护层112b。其中，纤芯112a的数量可以根据实际的传输需求选择设定。
连接光纤112可以是带状光纤，例如，参见图9a所示，连接光纤112的保护层112b内可以设置有24个纤芯112a，24个纤芯112a按照以6个为一列，横向排成4行的方式排布，形成一个4条6芯的带状光纤。
或者，参见图9b所示，连接光纤112的保护层112b内可以设置有72个纤芯112a，72个纤芯112a按照12个为一列，横向排成6行的方式排布，形成一个6条12芯的带状光纤。
当然，在一些其他示例中，连接光纤112也可以是其他类型的光纤，例如，束状光纤等。具体的，可根据实际的传输需求选择设定。
图9c为本申请实施例提供的一种光通信设备中连接光纤装配前的示意图，图9d为本申请实施例提供的一种光通信设备中光接口的局部结构示意图。
其中，参见图9d所示，在封闭壳体101上可以具有第一安装位101c，例如，第一安装位101c可以是在封闭壳体101上开设的安装通孔，连接光纤112可以穿设在安装通孔上。
在一种可能的实施方式中，连接光纤112可以直接穿设在第一安装位101c上，能够有效的降低光接口104处的封装成本。具体的，可以在连接光纤112上设置胶体或焊料(如在图9c中在连接光纤112上设置胶体119)，然后直接将连接光纤112穿设在第一安装位101c上，通过胶体实现连接光纤112与封闭壳体101的连接，或者，通过焊料焊接的方式实现连接光纤112与封闭壳体101之间的连接，从而实现光接口104在封闭壳体101上的装配。
应当理解的是，本申请实施例中，对光接口104连接处的焊接或粘接等方式的密封性要求较低，能够实现连接光纤112与封闭壳体101的封闭连接以及装配固定即可，无须达到气密封的级别。
图10a为本申请实施例提供的另一种光通信设备中连接光纤装配前的示意图，图10b为本申请实施例提供的另一种光通信设备中光接口的局部结构示意图。
或者，在另一种可能的实施方式中，参见图10a所示，光接口104还可以包括有密封套管116，密封套管116可以套设在连接光纤112的周向上，具体的，连接光纤112可以与密封套管116通过粘接或焊料焊接的方式连接，如图10a中，在连接光纤112上涂覆胶体，并将密封套管116套设在连接光纤112上，实现两者的固定装配。
参见图10b所示，密封套管116可以穿设在封闭壳体101的第一安装位101c上，密封套管116与封闭壳体101之间也可以通过粘接或焊料焊接等方式实现固定连接，从而将连接光纤112设置在封闭壳体101上，实现光接口104在封闭壳体101上的装配。这样有助于增强连接光纤112与封闭壳体101之间的连接强度，增强光接口104的可靠性，也可以便于连接光纤112的装配。
图11a为本申请实施例提供的又一种光通信设备中连接光纤装配前的示意图，图11b为本申请实施例提供的又一种光通信设备中光接口的局部结构示意图。图11c为本申请实施例提供的又一种光通信设备中一种第二插接件的正视图，图11d为本申请实施例提供的又一种光通信设备中另一种第二插接件的正视图，图11e为本申请实施例提供的又一种光通信设备中又一种第二插接件的正视图，图11f为本申请实施例提供的又一种光通信设备中再一种第二插接件的正视图，图11g为本申请实施例提供的又一种光通信设备中再一种第二插接件的正视图。
或者，在又一种可能的实施方式中，参见图11a所示，光接口104还可以包括有插接组件117，其中，插接组件117包括有装配件117a、第一插接件117b和第二插接件117c。装配件117a可以穿设在第一安装位101c上，具体的，装配件117a可以通过粘接或焊料焊接等方式固定在第一安装位101c内，第一插接件117b和第二插接件117c可插拔设置在装配件117a内。也即第一插接件117b和第二插接件117c可以插入装配件117a内，第一插接件117b和第二插接件117c也可以从装配件117a内拔出。
连接光纤112可以包括有第一部分1121和第二部分1122，其中，第一部分1121的一端端部上可以设置有第一插接件117b，第一部分1121的另一端可以伸入腔室101a内，也即通过第一插接件117b使连接光纤112的第一部分1121可插拔设置在装配件117a内，也即可拆卸设置在封闭壳体101上。第二部分1122的一端端部上设置有第二插接件117c，第二部分1122的另一端伸出在封闭壳体101外，通过第二插接件117c使连接光纤112的第二部分1122可插拔设置在装配件117a内，也即可拆卸设置在封闭壳体101上。
其中，第一插接件117b和第二插接件117c可以相互插接配合，例如，第一插接件117b可以为凸起的卡接件，第二插接件117c为卡接槽，卡接件能够插入设置在卡接槽内。参见图11b所示，装配连接光纤112时，可以使第一插接件117b和第二插接件117c插入装配件117a内，并使第一插接件117b和第二插接件117c插接配合，就可以实现第一部分1121和第二部分1122的电连接，第一部分1121和第二部分1122也可以通过第一插接件117b和第二插接件117c设置在装配件117a上，从而实现了连接光纤112在封闭壳体101上的装配。
而由于连接光纤112的第一部分1121和第二部分1122可拆卸设置在封闭壳体101上，这样就可以实现对第一部分1121和第二部分1122的拆卸更换，也就可以实现对连接光纤112的拆卸更换，当连接光纤112出现损坏等需要更换时，无须对整个光通信设备更换，只需将连接光纤112的第一部分1121和第二部分1122从装配件117a上拔下即可，有助于降低维修更换成本。此外，也可以在装配时对损坏的连接光纤112实现单独更换，降低光通信设备的整体报废率，有助于提升光通信设备的良率。
而且，当需要更换连接光纤112类型，例如，需更换纤芯数量更大或更小的连接光纤112时，仅需更换第一插接件117b和第二插接件117c，即可实现对连接光纤112的更换，有助于提升光通信设备的适配性。
具体的，例如，以第一插接件117b为例，参见图11c所示，连接光纤112的第一部分1121为包括有12个纤芯的光纤，第一插接件117b套设在第一部分1121的一端上。需要更换第一部分1121时，例如，更换为24、48、16、32芯光纤，可以直接将第一插接件117b更换即可，如图11d所示的第一插接件117b，第一部分1121为24芯光纤，如图11e所示的第一插接件117b，第一部分1121为48芯光纤，如图11f所示的第一插接件117b，第一部分1121为16芯光纤，如图11g所示的第一插接件117b，第一部分1121为32芯光纤。
图12a为本申请实施例提供的一种电接口105的局部结构示意图。
在本申请实施例中，电接口105的装配也可以采用粘接或焊接等方式实现。
具体的，电接口105可以包括柔性电路板，柔性电路板用于实现光通信设备自身的电连接需求，例如，实现驱动单元107与切换单元103之间的电连接。柔性电路板也可以用于实现光通信设备与其他设备的电连接需求，例如，可以用于实现柔性电路板与通信系统中其他设备的电连接。
参见图12a所示，在一种可能的实施方式中，柔性电路板118可以直接穿设在封闭壳体101上，具体的，在封闭壳体101上可以开设有第二安装位101d，第二安装位101d可以为安装通孔，柔性电路板118可以穿设在第二安装位101d上，能够有效的降低电接口105处的封装成本，也便于装配。
具体的，可以在柔性电路板118上设置胶体或焊料(如图12a中，在柔性电路板118上涂覆有胶体119)，然后直接将柔性电路板118穿设在第二安装位101d上，就能够实现柔性电路板118的装配，也就实现了电接口105在封闭壳体101上的装配。
应当理解的是，电接口105连接处的焊接或粘接的密封性要求也较低，能够实现柔性电路板118与封闭壳体101的封闭连接以及装配固定即可，无须达到气密封的级别。
图12b为本申请实施例提供的另一种光通信设备中电接口的局部结构示意图。
或者，在另一种可能的实施方式中，参见图12b所示，柔性电路板118可以包括有柔性基板1181和加强板1182，加强板1182设置在柔性基板1181相对的两侧上，然后将加强板1182和柔性基板1181共同穿设在第二安装位101d上，实现对柔性电路板118的装配，使电接口105装配设置在封闭壳体101上。加强板1182能够提升柔性电路板118与封闭壳体101之间的连接强度，提升电接口的可靠性。
图12c为本申请实施例提供的又一种光通信设备中电接口的局部结构示意图。
或者，在又一种可能的实施方式中，参见图12c所示，电接口可以包括有绝缘件119，例如，该绝缘件119可以为陶瓷穿墙件。绝缘件119穿设在第二安装位101d上，也即绝缘件119的一端伸入至腔室101a内，绝缘件119的另一端伸出腔室101a外，绝缘件119内具有连接走线119a。具体的，绝缘件119可以通过胶体或焊料焊接的方式设置在第二安装位101d上。
电接口可以包括有第一柔性电路板118a和第二柔性电路板118b，其中，第一柔性电路板118a可以位于腔室101a内，第二柔性电路板118b可以位于腔室101a外。第一柔性电路板118a的一端可以与腔室101a内的切换单元103电连接，第二柔性电路板118b的一端可以与腔室101a外的驱动单元107电连接。
第一柔性电路板118a的另一端可以设置在绝缘件上，并且第一柔性电路板118a与连接走线119a的一端电连接。第二柔性电路板118b的另一端也可以设置在绝缘件上，并且第二柔性电路板118b与连接走线119a的另一端电连接，这样就实现了第一柔性电路板118a和第二柔性电路板118b的电连接，从而满足光通信设备的电连接需求，实现了电接口105在封闭壳体101上的装配，有助于提高电接口105的连接强度，提升电接口105的可靠性。
图13为本申请实施例提供的又一种光通信设备的结构示意图。
在本申请实施例中，参见图13所示，光通信设备100还可以包括有控湿单元110，控湿单元110设置在腔室101a内，控湿单元110能够对腔室101a内的湿度起到调控的作用，进而减小腔室101a内湿度的变化，减小引湿度变化而引起的光波长频偏现象，有助于进一步提升光通信设备100的性能，并进一步减小功耗。
控湿单元110的成型材质可以是干燥剂，或者也可以是其他能够对湿度产生调节作用的无机、有机材料。例如，控湿单元110的成型材质可以是双向凝露控制纤维，具有吸湿和放湿的双向功能，腔室101a内可以设置有一片或多片该控制纤维。
或者，控湿单元110的成型材质可以是具有循环吸放湿功能的微孔高分子聚合物等。其中，控制单元的成型材质为上述的高分子聚合物时，腔室101a内还可以设置有承载单元(图中未示出)，承载单元上开设有通孔，微孔高分子聚合物可以设置在承载单元内，这样可以防止微孔单元吸收的水分的滴落而降低控湿效果。
继续参见图13所示，光通信设备100还可以包括保温单元108，保温单元108覆盖封闭壳体101设置，电接口105和光接口104穿设在保温单元108上。其中，保温单元108可以设置在封闭壳体101的外部，或者，保温单元108也可以设置在封闭壳体101的内部(参照图19所示)。
应当理解的是，硅基液晶芯片等作为切换单元103，对工作环境的温度要求较高，需在相对温度较高(例如50-60℃)的环境下工作。因此，光通信设备还可以包括有加热单元(图中未示出)，加热单元可以设置在腔室101a内，加热单元能够对封闭壳体101的腔室101a内温度实现控制，以满足切换单元103的工作条件需求，保证切换单元103的精准度。
而且，为实现对整个光通信设备100的散热，以减小或避免由于光通信设备100过热等安全隐患，光通信设备100还可以包括有散热单元(图中未示出)，散热单元设置在封闭壳体101外，散热单元可以对光通信设备100进行散热，例如，对驱动单元107进行散热等。
而保温单元108能够对封闭壳体101起到保温的作用，使封闭壳体101以及其腔室101a的温度不会在散热单元的作用下而迅速的下降，有利于切换单元103的正常运行，此外，保温单元108能够使腔室101a内的温度维持平稳，也能够减小加热单元为控制腔室101a内的温度而产生的功耗。
其中，保温单元108的成型材质可以为热系数较小的材料，例如，其成型材料可以为聚苯乙烯泡沫塑料、氧化铝、玻璃棉等。
保温单元108与封闭壳体101之间可以形成有气体间隙108a，气体间隙108a内可以充满空气，或者，气体间隙108a内也可以充满其他气体，例如一些惰性气体等。气体间隙108a内的气体可以进一步对封闭壳体101起到保温的作用，进一步减小封闭壳体101内温度的下降，保证切换单元103运行且进一步减小功耗。
在本申请实施例中，由于监控单元106和驱动单元107的设置，减小或避免了环境的变化对光通信设备100的性能的影响，光通信设备100可以为非密封的结构。
因此，可以在保温单元108上形成有第一透气结构，封闭壳体101上形成有第二透气结构，第一透气结构、第二透气结构、腔室101a三者相互连通。这样就使封闭壳体101内腔室101a的气压与封闭壳体101外的气压保持一致，也即实现了封闭壳体101内外部气压的均衡，能够避免由于内外部形成有气压差而导致封闭壳体101的形变问题，提升光通信设备100的可靠性。此外，也能够避免形变引起的腔室101a内环境变化，也能够避免形变对切换单元103等产生的应力影响，进一步减小或避免形变引发的光波长频偏现象，提升光通信设备100的滤波通带性能。而且在腔室101a内可以不设置用于支撑切换单元103等的支撑结构，有助于简化光通信设备100的结构，进一步降低光通信设备100的成本。
其中，第一透气结构和第二透气结构可以是在保温单元108和封闭壳体101上分别开设的透气通孔等结构。或者，继续参见图13所示，光通信设备100可以包括有防尘防水单元109，防尘防水单元109可以穿设在保温单元108和封闭壳体101上，在防尘防水单元109上形成有第一透气结构和第二透气结构，从而使腔室101a能够与封闭壳体101外部导通而保持气压一致。
具体的，第一透气结构和第二透气结构可以是在防尘防水单元109上形成的通孔等结构。
防尘防水单元109具有防尘和防水作用，能够对腔室101a起到很好的防尘和防水效果，减小颗粒、尘土、液体等进入腔室101a内，避免颗粒物、水滴液体等对色散单元102、切换单元103等产生的遮挡等问题，从而保证光通信设备100的运行可靠性。而且防尘和防水的效果还能够进一步减小腔室101a内环境的变化，减少波长频偏现象的发生，有助于提升光通信设备100的性能，也有助于减小功耗。
其中，参见图13所示，防尘防水单元109可以包括有防尘模块1091、防水模块1092和通气管道1093。其中，防尘模块1091能够对腔室101a起到防尘的效果，减小或避免颗粒、尘土等进入腔室101a内。具体的，防尘模块1091可以是防尘通道、防尘网、防尘膜层(如聚四氟乙烯层)或者是防尘泡棉等中的一种或多种组合。
防水模块1092能够对腔室101a起到防水的效果，减小或避免液体进入腔室101a内。具体的，防水模块1092可以是防水膜层等。
在一种可能的实施方式中，防尘模块1091和防水模块1092的其中一个上可以形成有第一透气结构，其中另一个上可以形成有第二透气结构，通气管道1093可以位于防尘模块1091和防水模块1092之间，第一透气结构和第二透气结构通过通气管道1093连通，从而实现第一透气结构、第二透气结构与腔室101a的导通。
应当理解的是，第一透气结构可以位于防尘模块1091上，或者，第一透气结构也可以位于防水模块1092上。相应的，第二透气结构可以位于防水模块1092上，或者，第二透气结构也可以位于防尘模块1091上。本实施方式中，以防尘模块1091上形成有第一透气结构，防水模块1092上形成有第二透气结构为例进行说明，例如，第一透气结构可以是防尘模块1091上形成的通孔结构等(如防尘模块1091为防尘网，第一透气结构为防尘网上的网孔)，第二透气结构也可以是防水模块1092上形成的通孔结构等(如防水模块1092为防水膜层，第二透气结构为防水膜层上的通孔)。
防尘防水单元109穿设在保温单元108和封闭壳体101上，具体的，可以使保温单元108和封闭壳体101的其中一个上穿设有防尘模块1091，其中另一个上穿设有防水模块1092，通气管道1093位于保温单元108和封闭壳体101之间的气体间隙108a内。
例如，可以使防尘模块1091穿设在封闭壳体101上，防水模块1092穿设在保温单元108上，或者，参见图13所示，也可以使防尘模块1091穿设在保温单元108上，防水模块1092穿设在封闭壳体101上，防水模块1092的第二透气结构与腔室101a相通，防尘模块1091上的第一透气结构通过通气管道1093与第二透气结构相通，进而将腔室101a与封闭壳体101外部导通。
图14为本申请实施例提供的再一种光通信设备的结构示意图。
或者，也可以使防尘模块1091和防水模块1092的其中一个穿设在保温单元108和封闭壳体101上，能够保证第一透气结构、第二透气结构以及腔室101a导通，而使腔室101a与封闭壳体101外部气压一致即可。例如，参照图14所示，防水模块1092穿设在保温单元108和封闭壳体101上，防尘模块1091设置在防水模块1092上，且防尘模块1091与防水模块1092之间具有通气管道1093。防尘模块1091上的第一透气结构通过通气管道1093和防水模块1092的第二透气结构相通，第二透气结构与腔室101a相通，进而将腔室101a与封闭壳体101外部导通。
其中，参见图13和图14所示，防尘模块1091的设置位置可以与防水模块1092的设置位置相对应，也即防尘模块1091在封闭壳体101上的投影可以与防水模块1092在封闭壳体101上的投影重合。这样防尘模块1091和防水模块1092设置位置相对较近，位于防尘模块1091和防水模块1092之间的通气管道1093长度可以相对较短，可便于实现，且结构简单。
图15为本申请实施例提供的又一种光通信设备的结构示意图。
或者，参见图15所示，防尘模块1091的设置位置可以与防水模块1092的设置位置不对应，相错位，也即防尘模块1091在封闭壳体101上的投影与防水模块1092在封闭壳体101上的投影不重合，相互错开。这样就使防尘模块1091和防水模块1092之间的设置位置相对较远，这样位于防尘模块1091和防水模块1092之间的通气管道1093长度就可以相对较长，有助于提升防尘效果，能够进一步减小颗粒、尘土等进入腔室101a内。
图16为本申请实施例提供的再一种光通信设备的结构示意图。
在另一种可能的实施方式中，参见图16所示，通气管道1093可以位于保温单元108与封闭壳体101之间的气体间隙108a内，通气管道1093的第一端可以与防水模块1092连通，通气管道1093的第二端和防水模块1092的其中一个上形成第一透气结构，其中另一个上形成第二透气结构。
其中，通气管道1093的第二端可以形成第一透气结构，防水模块1092上形成有第二透气结构，或者，通气管道1093的第二端可以形成第二透气结构，防水模块1092上形成有第一透气结构。本实施方式中，以防水模块1092上形成有第一透气结构，通气管道1093的第二端形成第二透气结构为例进行说明。
防水模块1092可以设置在封闭壳体101上，通气管道1093的第二端可以延伸至保温单元108的侧面上，从而在保温单元108上形成第一透气结构1081。
防尘模块1091可以设置在通气管道1093内，防尘模块1091上具有第三透气结构，第三透气结构与通气管道1093连通，从而保证第一透气结构和第二透气结构能够与腔室101a导通。通气管道1093和防尘模块1091均能够起到很好的防尘作用，有助于进一步提升对腔室101a的防尘效果。
其中，封闭壳体101可以包括有底壁1011和设置在底壁1011上的侧壁1012，光接口104和电接口105可以设置在侧壁1012上。色散单元102、切换单元103、控湿单元110等均可以设置在封闭壳体101上，具体的，设置在封闭壳体101的底壁1011上，也即底壁1011起到支撑作用，可以不设置支撑结构，以简化光通信设备100的结构。
应当理解的是，当色散单元102等设置在封闭壳体101的底壁1011上时，保温单元108可以位于封闭壳体101的外部。当然，在一些示例中，当封闭壳体101本身的保温性较好时，也可以不设置保温单元108，进一步简化光通信设备100的结构。
图17为本申请实施例提供的又一种光通信设备的结构示意图，图18为本申请实施例提供的再一种光通信设备的结构示意图。
当然，在一些其他示例中，参见图17所示，光通信设备100也可以包括有支撑单元114，支撑单元114可以设置在腔室101a内，色散单元102、切换单元103、控湿单元110等均可以设置在支撑单元114上，支撑单元114对色散单元102、切换单元103等起到支撑保护的作用，可以起到应力缓冲的效果，从而减小或避免封闭壳体101等发生形变而对切换单元103等的影响，进而有助于减小光波长的频偏现象，提升光通信设备100的滤波通带性能。
其中，支撑单元114的成型材质可以是具有良好导热性能、以及较低膨胀系数的材料，不易于发生形变，从而对位于其上的色散单元102和切换单元103起到支撑保护作用。
继续参见图17所示，腔室101a内设置有支撑单元114，其中，监控单元106可以位于腔室101a内。应当理解的是，参见图18所示，监控单元106也可以位于腔室101a外。
图19为本申请实施例提供的又一种光通信设备的结构示意图。
本申请实施例中，例如，当封闭壳体101的成型材质为导热性较好的材料，也即封闭壳体101的隔热性较差时，可以使保温单元108设置在封闭壳体101的外部，有效的保证对腔室101a的保温效果。
参见图19所示，当封闭壳体101的成型材质为导热性较差的材料，也即封闭壳体101的隔热性较好，也就是说封闭壳体101本身的保温性较好，则保温单元108可以设置在封闭壳体101的内部。当然，在一些其他示例中，当封闭壳体101本身的保温性较好时，保温单元108也可以设置在封闭壳体101的外部。
其中，参见图19所示，保温单元108位于封闭壳体101的内部，也即保温单元108位于腔室101a内时，支撑单元114应当位于保温单元108内，从而使保温单元108能够对位于支撑单元114上的色散单元102、切换单元103等起到保温的效果。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)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。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例各实施例技术方案的范围。

Claims (24)

1.一种光通信设备，其特征在于，包括：具有腔室的封闭壳体、设置在所述腔室内的色散单元和切换单元，所述封闭壳体上设置有光接口，所述光接口包括输入端口和多个输出端口，所述输入端口被配置为使光信号输入至所述腔室内，所述光信号包括多个波长的子光束；
所述色散单元被配置为在色散平面内将所述光信号分散为多个所述子光束，并使所述子光束传输至所述切换单元的不同分区上，以在对应的所述分区上形成光斑，所述切换单元被配置为在切换平面内将多个所述子光束分别按照预设角度偏转，并使偏转后的所述子光束传输至对应的所述输出端口，所述输出端口被配置为将偏转后的所述子光束输出；
还包括监控单元和驱动单元，所述监控单元被配置为监测所述切换单元上的所述光斑的偏移，所述监控单元与所述驱动单元连接，所述驱动单元与所述切换单元连接，所述驱动单元被配置为驱动所述切换单元对所述光斑的偏移进行补偿。
2.根据权利要求1所述的光通信设备，其特征在于，所述驱动单元被配置为驱动所述切换单元重新划分所述分区，以实现对所述光斑的偏移的补偿。
3.根据权利要求1或2所述的光通信设备，其特征在于，所述封闭壳体上还设置有电接口，所述驱动单元设置在所述封闭壳体外，所述监控单元设置在所述腔室内，所述监控单元通过所述电接口与所述驱动单元电连接，所述驱动单元通过所述电接口与所述切换单元电连接。
4.根据权利要求3所述的光通信设备，其特征在于，所述监控单元包括气压测量器、温度测量器、湿度测量器中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的光通信设备，其特征在于，所述监控单元设置在所述封闭壳体外；
还包括光反应器，所述光反应器用于发出检测光，所述光反应器与所述光接口连接，以使所述检测光依次经过所述光接口、所述色散单元、所述切换单元后再从所述光接口输出并传输至所述监控单元上。
6.根据权利要求5所述的光通信设备，其特征在于，所述监控单元包括波长监控元件、光波导元件、光学气体吸收池中的至少一种。
7.根据权利要求1-6任一所述的光通信设备，其特征在于，还包括控湿单元，所述控湿单元设置在所述腔室内。
8.根据权利要求1-7任一所述的光通信设备，其特征在于，还包括保温单元，所述保温单元覆盖所述封闭壳体设置，且所述保温单元与所述封闭壳体之间具有气体间隙，所述光接口穿设在所述保温单元上。
9.根据权利要求8所述的光通信设备，其特征在于，所述保温单元上具有第一透气结构，所述封闭壳体上具有第二透气结构，所述第一透气结构、所述第二透气结构和所述腔室导通。
10.根据权利要求9所述的光通信设备，其特征在于，还包括防尘防水单元，所述防尘防水单元穿设在所述保温单元和所述封闭壳体上，所述防尘防水单元上形成有所述第一透气结构和所述第二透气结构。
11.根据权利要求10所述的光通信设备，其特征在于，所述防尘防水单元包括防尘模块、通气管道和防水模块；
所述防尘模块和所述防水模块的其中一个上形成有所述第一透气结构，所述防尘模块和所述防水模块的其中另一个上形成有第二透气结构，所述通气管道位于所述防尘模块和所述防水模块之间，所述第一透气结构和所述第二透气结构通过所述通气管道连通。
12.根据权利要求11所述的光通信设备，其特征在于，所述保温单元和所述封闭壳体的其中一个上穿设有所述防尘模块，所述保温单元和所述封闭壳体的其中另一个上穿设有所述防水模块，所述通气管道位于所述气体间隙内。
13.根据权利要求10所述的光通信设备，其特征在于，所述防尘防水单元包括防尘模块、通气管道和防水模块；
所述通气管道位于所述气体间隙内，所述防尘模块位于所述通气管道内，且所述防尘模块上形成有与所述通气管道连通的第三透气结构；
所述通气管道的第一端与所述防水模块连通，所述防水模块和所述通气管道第二端的其中一个上形成有第一透气结构，其中另一个上形成有第二透气结构。
14.根据权利要求11或12所述的光通信设备，其特征在于，所述防尘模块在所述封闭壳体上的投影与所述防水模块在所述封闭壳体上的投影重合。
15.根据权利要求11或12所述的光通信设备，其特征在于，所述防尘模块在所述封闭壳体上的投影与所述防水模块在所述封闭壳体上的投影错位。
16.根据权利要求1-15任一所述的光通信设备，其特征在于，所述色散单元和所述切换单元设置在所述封闭壳体的底壁上。
17.根据权利要求1-15任一所述的光通信设备，其特征在于，还包括支撑单元，所述支撑单元设置在所述腔室内，所述色散单元和所述切换单元设置在所述支撑单元上。
18.根据权利要求8-15任一所述的光通信设备，其特征在于，所述保温单元位于所述封闭壳体的外部，或者，所述保温单元位于所述腔室内。
19.根据权利要求1-18任一所述的光通信设备，其特征在于，所述光接口包括多个连接光纤，所述封闭壳体上具有第一安装位，所述连接光纤穿设在所述第一安装位上。
20.根据权利要求19所述的光通信设备，其特征在于，还包括密封套管，所述密封套管套设在所述连接光纤的周向上，所述密封套管穿设在所述第一安装位上。
21.根据权利要求20所述的光通信设备，其特征在于，还包括插接组件，所述插接组件包括装配件、第一插接件和第二插接件，所述装配件穿设在所述第一安装位上，所述第一插接件和所述第二插接件可插拔设置在所述装配件内；
所述连接光纤包括第一部分和第二部分，所述第一部分一端的端部上设置有所述第一插接件，所述第二部分一端的端部上设置有所述第二插接件，所述第一插接件和所述第二插接件插接配合，所述第一部分和所述第二部分通过所述第一插接件和所述第二插接件的配合实现电连接。
22.根据权利要求3所述的光通信设备，其特征在于，所述电接口包括柔性电路板，所述封闭壳体上具有第二安装位，所述柔性电路板穿设在所述第二安装位上。
23.根据权利要求3所述的光通信设备，其特征在于，所述电接口包括第一柔性电路板和第二柔性电路板，所述第一柔性电路板位于所述腔室内，所述第二柔性电路板位于所述腔室外；
所述电接口还包括绝缘件，所述封闭壳体上具有第二安装位，所述绝缘件穿设在所述第二安装位上，所述绝缘件内具有连接走线，所述第一柔性电路板与所述连接走线的一端电连接，所述第二柔性电路板与所述连接走线的另一端电连接。
24.根据权利要求23所述的光通信设备，其特征在于，所述柔性电路板包括加强板和柔性基板，所述加强板设置在所述柔性基板相对的两侧上。
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