CN117518358A - 波长选择开关，光束传输方向的调度方法以及光交换节点 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种波长选择开关，光束传输方向的调度方法以及光交换节点，其能够对每路子光束沿色散方向以及端口方向中的至少一个方向，灵活调度至任一输出光纤。波长选择开关包括：第一光交换引擎用于沿端口方向偏转第一子光束的传输方向，以向第一反射镜发送偏转后的第一子光束，第一光交换引擎用于沿端口方向偏转第二子光束的传输方向，以向第二反射镜发送偏转后的第二子光束，第一反射镜用于沿色散方向反射偏转后的第一子光束以向第二光交换引擎的第一区域发送反射后的第一子光束，第二反射镜用于沿色散方向反射偏转后的第二子光束以向第二光交换引擎的第二区域发送反射后的第二子光束。

Description

波长选择开关，光束传输方向的调度方法以及光交换节点
技术领域
本申请涉及光通信技术领域，尤其涉及一种波长选择开关，光束传输方向的调度方法以及光交换节点。
背景技术
光网络采用波分复用(wavelength division multiplexing，WDM)等技术传输光信号的过程中，可通过光交换节点完成光信号传输方向的调度。光交换节点主要通过波长选择开关(wavelength selective switching，WSS)进行波长级的传输方向的调度。WSS基于光交换引擎实现光信号传输方向的偏转。
光交换引擎的工作原理为通过电压控制光交换引擎的每个液晶单元的相位来对入射光的传输方向进行偏转。来自输入光纤的多路子光束，在光交换引擎的表面沿色散方向排布而成多个光斑。光交换引擎沿色散方向的宽度有限，导致每个光斑沿色散方向覆盖的光交换引擎的像素数较少，从而使得光交换引擎在色散方向能对每路子光束的传输方向进行小角度的偏转或无法偏转，导致光交换引擎主要沿端口方向偏转每路子光束的传输方向，限制了光交换引擎沿色散方向偏转的维度，难以实现WSS的输出光纤阵列所包括的输出光纤沿色散方向的扩充。
发明内容
本发明实施例提供了一种波长选择开关，光束传输方向的调度方法以及光交换节点，其能够对每路子光束沿色散方向以及端口方向中的至少一个方向，灵活调度至任一输出光纤。
本发明实施例第一方面提供了一种波长选择开关，包括：输入光纤，色散单元，第一光交换引擎，反射镜组，第二光交换引擎以及多个输出光纤；所述输入光纤用于向所述色散单元发送输入光束；所述色散单元用于沿色散方向分解所述输入光束以获取多路子光束，所述多路子光束至少包括第一子光束和第二子光束；所述反射镜组至少包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一光交换引擎用于沿端口方向偏转所述第一子光束的传输方向，以向所述第一反射镜发送偏转后的第一子光束，所述第一光交换引擎用于沿所述端口方向偏转所述第二子光束的传输方向，以向所述第二反射镜发送偏转后的第二子光束；所述第一反射镜用于沿所述色散方向反射所述偏转后的第一子光束以向所述第二光交换引擎的第一区域发送反射后的第一子光束，所述第二反射镜用于沿所述色散方向反射所述偏转后的第二子光束以向所述第二光交换引擎的第二区域发送反射后的第二子光束，沿所述色散方向，所述第一区域和所述第二区域位于所述第二光交换引擎不同的区域；所述第二光交换引擎的第一区域用于沿所述端口方向偏转所述反射后的第一子光束的传输方向以获取调度后的第一子光束，所述第二光交换引擎用于向第一输出光纤发送所述调度后的第一子光束，所述第二光交换引擎的第二区域用于沿所述端口方向偏转所述反射后的第二子光束的传输方向以获取调度后的第二子光束，所述第二光交换引擎用于向第二输出光纤发送所述调度后的第二子光束，所述第一输出光纤与所述第二输出光纤沿所述色散方向位于不同的位置。
采用本方面所示的波长选择开关，WSS能够将从输入光纤输入的子光束的传输方向，沿端口方向以及沿色散方向偏转，以使WSS实现将输入的子光束灵活调度至任一输出光纤，提高了WSS所支持的通道数。在不增加WSS沿端口方向的高度以及光交换引擎沿端口方向的最大偏转角度的情况下，能够提升WSS所支持的输出光纤的数量。
基于第一方面，一种可选的实现方式中，所述第一光交换引擎用于沿所述端口方向，以第一偏转角度偏转所述第一子光束的传输方向以出射所述偏转后的第一子光束，所述第二光交换引擎用于沿所述端口方向，以第二偏转角度偏转所述第二子光束的传输方向以出射所述偏转后的第二子光束；所述第一偏转角度不同于所述第二偏转角度，和/或，所述偏转后的第一子光束从所述第一光交换引擎出射的位置不同于所述偏转后的第二子光束从所述第一光交换引擎出射的位置。
采用本实现方式，第一光交换引擎沿端口方向偏转第一子光束的传输方向以及第二子光束的传输方向，能够准确的将第一子光束偏转至第一反射镜以及将第二子光束偏转至第二反射镜，以保证反射镜组对第一子光束和第二子光束沿色散方向反射，保证了对子光束沿色散方向的调度。
基于第一方面，一种可选的实现方式中，所述多个输出光纤的排布，沿所述色散方向呈至少两列，沿所述端口方向呈至少一行；所述第一反射镜与所述第一输出光纤在所述多个输出光纤中所属的列对应，所述第二反射镜与所述第二输出光纤在所述多个输出光纤中所属的列对应。
本实现方式中，第一反射镜与第一输出光纤对应，从而使得第一反射镜出射的反射后的第一子光束能够成功调度至第一输出光纤输出，第二反射镜与第二输出光纤对应，从而使得第二反射镜出射的反射后的第二子光束能够成功调度至第二输出光纤输出，保证了反射镜组将每路子光束沿色散方向调度至输出光纤。
基于第一方面，一种可选的实现方式中，在色散平面内，所述第一反射镜和第二反射镜之间存在夹角，在端口平面内，所述第一反射镜和所述第二反射镜之间位置分离，所述色散平面包括所述色散方向以及传输方向，所述端口平面包括所述端口方向以及所述传输方向，所述传输方向为从所述输入光纤输入的光束的传输方向。
本实现方式中，第一反射反射镜和第二反射镜能够使得从第一光交换引擎出射的偏转后的第一子光束和偏转后的第二子光束的传输路径彼此隔离，并使得偏转后第一子光束能够成功发送至第一反射镜，偏转后的第二子光束能够成功发送至第二反射镜，保证了反射镜组将每路子光束沿色散方向调度至输出光纤。
基于第一方面，一种可选的实现方式中，所述第一反射镜具有偶数个反射面，来自所述第一光交换引擎的所述偏转后的第一子光束依次经由所述第一反射镜的偶数个反射面的反射后，从所述第一反射镜出射；所述第二反射镜具有偶数个反射面，来自所述第一光交换引擎的所述偏转后第二子光束依次经由所述第二反射镜的偶数个反射面的反射后，从所述第二反射镜出射；沿所述端口方向，所述偏转后的第一子光束入射所述第一反射镜的入射位置与所述偏转后的第二子光束入射所述第二反射镜的入射位置之间具有第一间距，沿所述端口方向，所述反射后的第一子光束从所述第一反射镜出射的出射位置与所述反射后的第二子光束从所述第二反射镜出射的出射位置之间具有第二间距。
本实现方式中，具有偶数个反射面的反射镜，能够实现对每路子光束沿色散方向的平移或偏转，从而将每路子光束沿色散方向调度至输出光纤。
基于第一方面，一种可选的实现方式中，所述第一反射镜和所述第二反射镜为所述反射镜组的不同区域；沿所述端口方向，所述偏转后的第一子光束在所述反射镜组上的第一光斑和所述偏转后的第二子光束在所述反射镜组上的第二光斑位于不同行。
本实现方式中，反射镜组为独立的光器件，第一反射镜和第二反射镜为反射镜组的不同区域，保证了反射镜组对每路子光束沿色散方向的偏转，而且还能够降低波长选择开关所包括的光器件的数量，降低波长选择开关的整体插损。
基于第一方面，一种可选的实现方式中，所述第一输出光纤在所述多个输出光纤中所属的列与所述第二输出光纤在所述多个输出光纤中所属的列之间，沿所述端口方向存在夹角。
本实现方式中，第一输出光纤能够成功接收到沿色散方向以及端口方向偏转的第一子光束，第二输出光纤能够成功接收到沿色散方向以及端口方向偏转的第二子光束，保证了第一子光束和第二子光束成功的从对应的输出光纤输出。
基于第一方面，一种可选的实现方式中，沿所述色散方向，所述多路子光束在所述第二光交换引擎上具有多个光斑，所述反射后的第一子光束在所述第二光交换引擎上具有第三光斑，所述反射后的第二子光束在所述第二光交换引擎上具有第四光斑，所述第三光斑和所述第四光斑之间沿所述端口方向的间距与所述夹角呈正相关关系。
本实现方式中，在所述第三光斑和所述第四光斑之间沿所述端口方向的间距与所述夹角呈正相关关系的情况下，保证了第一子光束和第二子光束成功的从对应的输出光纤输出。
基于第一方面，一种可选的实现方式中，所述第二光交换引擎和所述多个输出光纤之间还包括光学4F系统，所述光学4F系统用于将所述调度后的第一子光束中继至所述第一输出光纤，所述4F系统还用于将所述调度后的第二子光束中继至所述第二输出光纤。
本实现方式中，所述4F系统能够保证第一子光束和第二子光束成功的从对应的输出光纤输出。
基于第一方面，一种可选的实现方式中，所述光学4F系统位于所述第二光交换引擎和合束单元之间，所述光学4F系统用于将所述调度后的第一子光束中继为中继后第一子光束，所述光学4F系统用于向所述合束单元发送所述中继后的第一子光束；所述光学4F系统用于将所述调度后的第二子光束中继为中继后第二子光束，所述光学4F系统用于向所述合束单元发送所述中继后的第二子光束，所述合束单元用于合束所述中继后的第一子光束以向所述第一输出光纤发送合束后的第一子光束，所述合束单元还用于合束所述中继后的第二子光束以向所述第二输出光纤发送合束后的第二子光束。
本实现方式中，能够保证第二光交换引擎成功的偏转反射后的第一子光束的传输方向以及成功的偏转反射后的第二子光束的传输方向。
本发明实施例第二方面提供了一种波长选择开关，包括光纤阵列，色散单元以及光交换引擎，其中，所述光纤阵列包括沿色散方向排布的多个子阵列，每个子阵列包括一个输入光纤和多个输出光纤；第一目标输入光纤用于向所述色散单元发送第一目标光束，所述第一目标输入光纤属于所述多个子阵列中的第一子阵列；所述色散单元用于沿色散方向分解所述第一目标光束以获取多路第一目标子光束；所述光交换引擎用于沿端口方向偏转所述第一目标子光束的传输方向，以向第一目标输出光纤发送偏转后的第二目标子光束，所述第一目标输出光纤属于所述第一子阵列；所述第一目标输出光纤与第二目标输入光纤连接，所述第二目标输入光纤属于所述多个子阵列中的第二子阵列，所述第一子阵列不同于所述第二子阵列，所述第一目标输出光纤用于向所述第二目标输入光纤发送所述第二目标子光束；所述第二目标输入光纤用于向所述色散单元发送第二目标光束，所述第二目标光束包括所述第二目标子光束；所述色散单元用于沿所述色散方向分解所述第二目标光束以获取多路目标子光束，所述多路目标子光束包括所述第二目标子光束；所述光交换引擎还用于沿所述端口方向偏转所述第二目标子光束的传输方向，以向第二目标输出光纤发送偏转后的第三目标子光束，所述第二目标输出光纤属于所述第二子阵列。
本实现方式中，在将第一子阵列和第二子阵列连接的情况下，从波长选择开关的第一子阵列的第一目标输入光纤输入的子光束，能够调度至第二子阵列的任一输出光纤，第一子阵列和第二子阵列位于色散方向不同的位置，以实现了对子光束沿端口方向以及沿色散方向的调度。而且，对于不同子阵列输入的子光束，能够复用相同的色散单元以及光交换引擎，在对子光束沿色散方向以及沿端口方向调度的过程中，降低了光器件的数量以及成本，提高了波长选择开关的集成度。
基于第二方面，一种可选的实现方式中，在色散平面内，所述第一子阵列和所述第二子阵列之间存在夹角，沿所述端口方向，所述第一目标光束照射在所述光交换引擎上的区域不同于所述第二目标光束照射在所述光交换引擎上的区域，所述色散平面包括所述色散方向以及传输方向。
本实现方式中，通过光交换引擎的不同区域对来自不同子阵列的子光束沿端口方向进行偏转，以保证了对每路子光束沿端口方向的调度。
基于第二方面，一种可选的实现方式中，分别沿所述端口方向和所述色散方向，所述第一子阵列平行于所述第二子阵列；在所述第一子阵列与所述第二子阵列之间的间距小于预设距离的情况下，沿所述端口方向，第一目标光斑和第二目标光斑至少部分重合，其中，所述第一目标光斑为所述第一目标光束照射在所述光交换引擎上的多个光斑中的任一个，所述第二目标光斑为所述第二目标光束照射在所述光交换引擎上的多个光斑中的一个。
本实现方式中，在第一目标光斑和第二目标光斑至少部分重合的情况下，有效地降低了光交换引擎沿端口方向的高度，提高了光交换引擎的利用效率。在不增设光交换引擎沿端口方向高度的情况下，能够有效地提升光交换引擎所能够偏转的子光束的路数，提高了波长选择开关所支持的输出光纤的数量。
基于第二方面，一种可选的实现方式中，分别沿所述端口方向和所述色散方向，所述第一子阵列平行于所述第二子阵列；在所述第一子阵列与所述第二子阵列之间的间距大于或等于预设距离的情况下，沿所述端口方向，第一目标光斑和第二目标光斑为位置相错，其中，所述第一目标光斑为所述第一目标光束照射在所述光交换引擎上的多个光斑中的任一个，所述第二目标光斑为所述第二目标光束照射在所述光交换引擎上的多个光斑中的任一个。
本实现方式中，通过调节光纤阵列所包括的第一子阵列与第二子阵列之间的间距的情况下，调整第一子阵列输入的多路子光束照射在光交换引擎上的光斑与第二子阵列输入的多路子光束照射在光交换引擎上的光斑的排布方式。
基于第二方面，一种可选的实现方式中，沿所述端口方向，所述第一子阵列平行于所述第二子阵列，沿所述色散方向，所述第一子阵列和所述第二子阵列之间存在夹角，沿所述色散方向，第一目标光斑和第二目标光斑位置相错，所述第一目标光斑为所述第一目标光束照射在所述光交换引擎上的多个光斑中的任一个，所述第二目标光斑为所述第二目标光束照射在所述光交换引擎上的多个光斑中的任一个。
本实现方式中，通过调节光纤阵列所包括的第一子阵列与第二子阵列之间沿所述色散方向的夹角的情况下，调整第一子阵列输入的多路子光束照射在光交换引擎上的光斑与第二子阵列输入的多路子光束照射在光交换引擎上的光斑的排布方式。
基于第二方面，一种可选的实现方式中，所述光交换引擎和所述第一目标输出光纤之间还包括光学4F系统；所述光学4F系统用于使得经由所述光交换引擎偏转后的所述第二目标子光束发送至所述第一目标输出光纤。
本实现方式中，通过调节光纤阵列所包括的第一子阵列与第二子阵列之间的间距的情况下，调整第一子阵列输入的多路子光束照射在光交换引擎上的光斑与第二子阵列输入的多路子光束照射在光交换引擎上的光斑的排布方式。
基于第二方面，一种可选的实现方式中，所述光学4F系统位于所述光交换引擎和所述色散单元之间。
本实现方式中，该4F系统降低来自色散单元的多路分解后的第一目标子光束，照射在光交换引擎上的光斑发生扭曲变形的程度，以保证光交换引擎偏转第一目标子光束的传输方向后所出射的第二目标子光束，能够成功的经由第一子阵列对应的第一目标输出光纤输出。
本发明实施例第三方面提供了一种光束传输方向的调度方法，所述方法应用于波长选择开关，所述波长选择开关包括：输入光纤，色散单元，第一光交换引擎，反射镜组，第二光交换引擎以及多个输出光纤，所述方法包括：通过所述输入光纤向所述色散单元发送输入光束；通过所述色散单元沿色散方向分解所述输入光束以获取多路子光束，所述多路子光束至少包括第一子光束和第二子光束；所述反射镜组至少包括第一反射镜和第二反射镜，通过所述第一光交换引擎沿端口方向偏转所述第一子光束的传输方向，以向所述第一反射镜发送偏转后的第一子光束，通过所述第一光交换引擎沿所述端口方向偏转所述第二子光束的传输方向，以向所述第二反射镜发送偏转后的第二子光束；通过所述第一反射镜沿所述色散方向反射所述偏转后的第一子光束以向所述第二光交换引擎的第一区域发送反射后的第一子光束，通过所述第二反射镜沿所述色散方向反射所述偏转后的第二子光束以向所述第二光交换引擎的第二区域发送反射后的第二子光束，沿所述色散方向，所述第一区域和所述第二区域位于所述第二光交换引擎不同的区域；通过所述第二光交换引擎的第一区域沿所述端口方向偏转所述反射后的第一子光束的传输方向以获取调度后的第一子光束，通过所述第二光交换引擎向第一输出光纤发送所述调度后的第一子光束，通过所述第二光交换引擎的第二区域沿所述端口方向偏转所述反射后的第二子光束的传输方向以获取调度后的第二子光束，通过所述第二光交换引擎向第二输出光纤发送所述调度后的第二子光束，所述第一输出光纤与所述第二输出光纤沿所述色散方向位于不同的位置。
本方面有益效果的说明，请参见第一方面所示，具体不做赘述。
基于第三方面，一种可选的实现方式中，所述通过所述第一光交换引擎沿端口方向偏转所述第一子光束的传输方向，以向所述第一反射镜发送偏转后的第一子光束包括：通过所述第一光交换引擎沿所述端口方向，以第一偏转角度偏转所述第一子光束的传输方向以出射所述偏转后的第一子光束；所述第一光交换引擎沿所述端口方向偏转所述第二子光束的传输方向，以向所述第二反射镜发送偏转后的第二子光束包括：通过所述第二光交换引擎沿所述端口方向，以第二偏转角度偏转所述第二子光束的传输方向以出射所述偏转后的第二子光束；其中，所述第一偏转角度不同于所述第二偏转角度，和/或，所述偏转后的第一子光束从所述第一光交换引擎出射的位置不同于所述偏转后的第二子光束从所述第一光交换引擎出射的位置。
基于第三方面，一种可选的实现方式中，所述多个输出光纤的排布，沿所述色散方向呈至少两列，沿所述端口方向呈至少一行；所述第一反射镜与所述第一输出光纤在所述多个输出光纤中所属的列对应，所述第二反射镜与所述第二输出光纤在所述多个输出光纤中所属的列对应。
基于第三方面，一种可选的实现方式中，所述第一反射镜和所述第二反射镜均为平面反射镜，且在色散平面内，所述第一反射镜和第二反射镜之间存在夹角，在端口平面内，所述第一反射镜和所述第二反射镜之间位置分离，所述色散平面包括所述色散方向以及传输方向，所述端口平面包括所述端口方向以及所述传输方向，所述传输方向为从所述输入光纤输入的光束的传输方向。
基于第三方面，一种可选的实现方式中，所述第一反射镜具有偶数个反射面，所述通过所述第一反射镜沿所述色散方向反射所述偏转后的第一子光束以向所述第二光交换引擎的第一区域发送反射后的第一子光束包括：来自所述第一光交换引擎的所述偏转后的第一子光束依次经由所述第一反射镜的偶数个反射面的反射后，从所述第一反射镜出射；所述第二反射镜具有偶数个反射面，所述通过所述第二反射镜沿所述色散方向反射所述偏转后的第二子光束以向所述第二光交换引擎的第二区域发送反射后的第二子光束包括：来自所述第一光交换引擎的所述偏转后第二子光束依次经由所述第二反射镜的偶数个反射面的反射后，从所述第二反射镜出射；沿所述端口方向，所述偏转后的第一子光束入射所述第一反射镜的入射位置与所述偏转后的第二子光束入射所述第二反射镜的入射位置之间具有第一间距，沿所述端口方向，所述反射后的第一子光束从所述第一反射镜出射的出射位置与所述反射后的第二子光束从所述第二反射镜出射的出射位置之间具有第二间距。
基于第三方面，一种可选的实现方式中，所述第一反射镜和所述第二反射镜为所述反射镜组的不同区域；沿所述端口方向，所述偏转后的第一子光束在所述反射镜组上的第一光斑和所述偏转后的第二子光束在所述反射镜组上的第二光斑位于不同行。
基于第三方面，一种可选的实现方式中，所述第一输出光纤在所述多个输出光纤中所属的列与所述第二输出光纤在所述多个输出光纤中所属的列之间，沿所述端口方向存在夹角。
基于第三方面，一种可选的实现方式中，所述色散方向，所述多路子光束在所述第二光交换引擎上具有多个光斑，所述反射后的第一子光束在所述第二光交换引擎上具有第三光斑，所述反射后的第二子光束在所述第二光交换引擎上具有第四光斑，所述第三光斑和所述第四光斑之间沿所述端口方向的间距与所述夹角呈正相关关系。
基于第三方面，一种可选的实现方式中，其特征在于，所述第二光交换引擎和所述多个输出光纤之间还包括光学4F系统；所述通过所述第二光交换引擎向第一输出光纤发送所述调度后的第一子光束还包括：通过所述光学4F系统将所述调度后的第一子光束发送至所述第一输出光纤；所述通过所述第二光交换引擎向第二输出光纤发送所述调度后的第二子光束还包括：通过所述4F将所述调度后的第二子光束发送至所述第二输出光纤。
基于第三方面，一种可选的实现方式中，所述光学4F系统位于所述第二光交换引擎和合束单元之间，所述通过所述光学4F系统将所述调度后的第一子光束发送至所述第一输出光纤包括：通过所述光学4F系统将所述调度后的第一子光束中继为中继后第一子光束；通过所述光学4F系统向所述合束单元发送所述中继后的第一子光束；通过所述合束单元合束所述中继后的第一子光束以向所述第一输出光纤发送合束后的第一子光束；所述通过所述4F将所述调度后的第二子光束发送至所述第二输出光纤包括：通过所述光学4F系统将所述调度后的第二子光束中继为中继后第二子光束；通过所述光学4F系统向所述合束单元发送所述中继后的第二子光束；通过所述合束单元合束所述中继后的第二子光束以向所述第二输出光纤发送合束后的第二子光束。
本发明实施例第四方面提供了一种光束传输方向的调度方法，所述方法应用于波长选择开关，所述波长选择开关包括光纤阵列，色散单元以及光交换引擎，其中，所述光纤阵列包括沿色散方向排布的多个子阵列，每个子阵列包括一个输入光纤和多个输出光纤；所述方法包括：通过第一目标输入光纤向所述色散单元发送第一目标光束，所述第一目标输入光纤属于所述多个子阵列中的第一子阵列；通过所述色散单元沿色散方向分解所述第一目标光束以获取多路第一目标子光束；通过所述光交换引擎沿端口方向偏转所述第一目标子光束的传输方向，以向第一目标输出光纤发送偏转后的第二目标子光束，所述第一目标输出光纤属于所述第一子阵列；所述第一目标输出光纤与第二目标输入光纤连接，所述第二目标输入光纤属于所述多个子阵列中的第二子阵列，所述第一子阵列不同于所述第二子阵列，通过所述第一目标输出光纤向所述第二目标输入光纤发送所述第二目标子光束；通过所述第二目标输入光纤向所述色散单元发送第二目标光束，所述第二目标光束包括所述第二目标子光束；通过所述色散单元沿所述色散方向分解所述第二目标光束以获取多路目标子光束，所述多路目标子光束包括所述第二目标子光束；通过所述光交换引擎沿所述端口方向偏转所述第二目标子光束的传输方向，以向第二目标输出光纤发送偏转后的第三目标子光束，所述第二目标输出光纤属于所述第二子阵列。
本方面有益效果的说明，请参见第二方面所示，具体不做赘述。
基于第四方面，一种可选的实现方式中，在色散平面内，所述第一子阵列和所述第二子阵列之间存在夹角，沿所述端口方向，所述第一目标光束照射在所述光交换引擎上的区域不同于所述第二目标光束照射在所述光交换引擎上的区域，所述色散平面包括所述色散方向以及传输方向。
基于第四方面，一种可选的实现方式中，分别沿所述端口方向和所述色散方向，所述第一子阵列平行于所述第二子阵列；在所述第一子阵列与所述第二子阵列之间的间距小于预设距离的情况下，沿所述端口方向，第一目标光斑和第二目标光斑至少部分重合，其中，所述第一目标光斑为所述第一目标光束照射在所述光交换引擎上的多个光斑中的任一个，所述第二目标光斑为所述第二目标光束照射在所述光交换引擎上的多个光斑中的一个。
基于第四方面，一种可选的实现方式中，分别沿所述端口方向和所述色散方向，所述第一子阵列平行于所述第二子阵列；在所述第一子阵列与所述第二子阵列之间的间距大于或等于预设距离的情况下，沿所述端口方向，第一目标光斑和第二目标光斑为位置相错，其中，所述第一目标光斑为所述第一目标光束照射在所述光交换引擎上的多个光斑中的任一个，所述第二目标光斑为所述第二目标光束照射在所述光交换引擎上的多个光斑中的任一个。
基于第四方面，一种可选的实现方式中，沿所述端口方向，所述第一子阵列平行于所述第二子阵列，沿所述色散方向，所述第一子阵列和所述第二子阵列之间存在夹角，沿所述色散方向，第一目标光斑和第二目标光斑位置相错，所述第一目标光斑为所述第一目标光束照射在所述光交换引擎上的多个光斑中的任一个，所述第二目标光斑为所述第二目标光束照射在所述光交换引擎上的多个光斑中的任一个。
基于第四方面，一种可选的实现方式中，所述光交换引擎和所述第一目标输出光纤之间还包括光学4F系统；所述光学4F系统用于将所述第二目标子光束发送至所述第一目标输出光纤。
基于第四方面，一种可选的实现方式中，所述光学4F系统位于所述光交换引擎和所述色散单元之间。
本发明实施例第五方面提供了一种光交换节点，所述光交换节点包括多个波长选择开关，不同的两个所述波长选择开关之间通过光纤连接，所述波长选择开关如上述第一方面或第二方面任一项所述。
附图说明
图1为本申请提供的光交换节点的一种结构示例图；
图2为已有的WSS的部分结构示例图；
图3a为本申请实施例提供的WSS在色散平面的第一种结构示例图；
图3b为本申请实施例提供的WSS在端口平面的第一种结构示例图；
图3c为本申请实施例提供的WSS的第一种整体结构示例图；
图3d为本申请实施例提供的光斑在偏转无关型LCOS上的排布示例图；
图3e为本申请实施例提供的偏转无关型LCOS组件的结构示例图；
图3f为本申请实施例提供的光斑在单偏振态型LCOS上的排布示例图；
图4为本申请实施例提供的输出光纤阵列的排布示例图；
图5为本申请实施例提供的第一光交换引擎和第二光交换引擎的光斑分布对比示例图；
图6为本申请实施例提供的WSS的第二种整体结构示例图；
图7为本申请实施例提供的WSS的第三种整体结构示例图；
图8a为本申请实施例提供的WSS的第四种整体结构示例图；
图8b为本申请实施例提供的第一光交换引擎，反射镜组和第二光交换引擎的光斑分布对比示例图；
图9a为本申请实施例提供的WSS在色散平面的第二种结构示例图；
图9b为本申请实施例提供的WSS在端口平面的第二种结构示例图；
图9c为本申请实施例提供的WSS的第五种整体结构示例图；
图10a为本申请实施例提供的WSS在色散平面的第三种结构示例图；
图10b为本申请实施例提供的WSS在端口平面的第三种结构示例图；
图10c为本申请实施例提供的WSS的第五种整体结构示例图；
图10d为本申请实施例提供的WSS的第六种整体结构示例图；
图11为本申请实施例提供的光纤阵列的排布示例图；
图12为本申请实施例提供的WSS的第七种整体结构示例图；
图13为本申请实施例提供的光斑在光交换引擎上的第一种排布示例图；
图14为本申请实施例提供的光斑在光交换引擎上的第二种排布示例图；
图15为本申请实施例提供的光束传输方向的调度方法的第一种步骤流程图；
图16为本申请实施例提供的光束传输方向的调度方法的第二种步骤流程图。
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，所描述的实施例仅仅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，本领域技术人员在没有作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。
本申请提供了一种光交换节点，该光交换节点用于实现光信号传输方向的调度。光交换节点可为可重构光分插复用器(reconfigurable optical add drop multiplexer,ROADM)或光交叉连接(optical cross connection,OXC)等。光交换节点主要是通过波长选择开关(wavelength selective switching，WSS)对光信号的传输方向进行波长级调度。
首先结合图1所示对本申请提供的光交换节点的结构进行说明，其中，图1为本申请提供的光交换节点的一种结构示例图。本示例以光交换节点为ROADM为例进行示例性说明。本示例对该ROADM的具体网络结构不做限定，例如，ROADM可采用链形、环形和网状网等网络结构，图1所示以ROADM采用网状网的网络结构为例进行示例性说明。
本示例以该ROADM包括八个WSS(即WSS1、WSS2至WSS8)为例，该八个WSS位于不同的位置，本示例对ROADM所包括的WSS的数量以及各WSS所位于的位置不做限定。位于不同位置处的WSS之间用于进行光信号传输方向的调度。
以WSS1为例，WSS1可将光信号发送至该ROADM所包括的任一与WSS1通过光纤连接的WSS，以实现光信号不同的传输方向的调度。例如，ROADM中，与该WSS1通过光纤连接有WSS4、WSS6以及WSS8，则WSS1可将光信号发送至WSS4、WSS6以及WSS8中的任一个WSS。本示例以该WSS1通过光纤与WSS4、WSS6以及WSS8连接为例进行示例性说明，不做限定，在其他示例中，该WSS1还可与ROADM所包括的WSS2、WSS3、WSS5以及WSS7中的任意WSS通过光纤连接。
以下继续以WSS1和WSS4为例，对光信号的传输方向进行调度的过程进行说明：
沿第一方向传输的子光束101，经由WSS1的输入端口输入至WSS1，经由WSS1对光信号的传输方向的调度，经由WSS1的输出端口输出子光束101。WSS1的输出端口通过光纤与WSS4连接，经由该光纤子光束101发送至WSS4，该子光束101从WSS4所包括的一个输出端口输出，且从WSS4输出的子光束101沿第二方向传输，可见，图1所示的ROADM能够实现将子光束101的传输方向由第一方向调度至第二方向的目的。
可以理解，WSS所包括的光交换引擎用于将输入的任一波长或任一组波长的传输方向进行偏转，以使偏转后的波长从任意输出端口输出。
结合图2所示说明已有的WSS的缺陷，其中，图2为已有的WSS的部分结构示例图。WSS包括沿端口方向排布的多个光纤。其中，光纤201为输入光纤，用于向WSS输入子光束202。子光束202经由透镜203准直后，入射光交换引擎204。光交换引擎204偏转子光束202的传输方向后，将偏转后子光束205从光交换引擎204出射。偏转后子光束205经由透镜203的准直后，经由输出光纤206输出。在沿端口方向排布的一列光纤中，输入光纤201和输出光纤206位置相邻。输入光纤201和输出光纤206沿端口方向的距离pitch满足下述公式：
pitch＝tan(step)·fx
其中，step为子光束202入射光交换引擎204的入射角度与偏转后子光束205从光交换引擎204出射的出射角度之差。fx为透镜203的焦距。为了使得WSS能够支持更高的通道数目，则需要提升WSS所包括的输出光纤的数量，为此，在不提高WSS沿端口方向高度的情况下，需要压缩pitch，可以理解，压缩pitch的情况下，能够在固定的WSS高度下，提升WSS所包括的输出光纤的数量。WSS沿端口方向所支持的输出光纤的数量portsmax满足下述公式：
其中，stepmin为step所有取值中的最小值，θmax为光交换引擎204偏转的最大偏转角度。在WSS沿端口方向的高度固定的情况下，θmax的取值也固定。为使得从光交换引擎204出射的不同的偏转后子光束的传输路径之间互不干涉，则stepmin不能过小，进而导致portsmax的数量不能过大，即，WSS沿端口方向所支持的输出光纤的数量有限，不能够无限扩充。
可以理解，WSS沿端口方向所支持的输出光纤的数量，受限于光交换引擎的最大偏转角度，WSS沿端口方向的高度等因素的限制，导致WSS沿端口方向所支持的输出光纤的数量受限，为扩充WSS所支持的输出光纤的数量，本申请所提供的WSS，能够将从输入光纤输入的子光束的传输方向，沿端口方向以及沿色散方向偏转，以使WSS实现将输入的子光束灵活调度至任一输出光纤，提高了WSS所支持的通道数。在不增加WSS沿端口方向的高度以及光交换引擎的最大偏转角度的情况下，能够提升WSS所支持的输出光纤的数量。以下结合各个实施例对本申请所提供的WSS的结构进行示例性说明：
实施例一
结合图3a，图3b以及图3c所示，其中，图3a为本申请实施例提供的WSS在色散平面的第一种结构示例图，图3b为本申请实施例提供的WSS在端口平面的第一种结构示例图。图3c为本申请实施例提供的WSS的第一种整体结构示例图。
本实施例所示的色散平面YZ为包括色散方向Y和传输方向Z的平面，端口平面XZ为包括端口方向X和传输方向Z的平面，其中，传输方向Z为从WSS所包括的输入光纤输入的光束的传输方向，色散方向Y垂直于端口方向X，且色散方向Y和端口方向X均垂直于传输方向Z。
本实施例所示的WSS包括输入光纤301，色散单元302，第一光交换引擎303，反射镜组304，第二光交换引擎305，合束单元306以及多个输出光纤。
结合色散单元302对本实施例所示的色散方向Y进行说明，本实施例所示的色散单元302用于将照射在该色散单元302上的输入光束311分解为多路波长互不相同的子光束，本实施例对子光束的路数不做限定。本实施例所示的色散方向Y为从色散单元302出射的多路子光束散开的方向。其中，来自输入光纤301的输入光束311沿XYZ坐标系中的Z轴传输时，端口方向X与色散方向Y指的是XY平面内的两个方向。例如，来自输入光纤301的输入光束311的传输方向Z与XYZ坐标系中的Z轴重合。端口方向X与XYZ坐标系中的X轴重合，色散方向Y与XYZ坐标系中的Y轴重合，端口方向X与色散方向Y垂直。需明确的是，在其他示例中，端口方向还可以是XY平面内与X轴有一定角度的方向，色散方向还可以是XY平面内与Y轴有一定角度的方向，在端口方向与X轴的夹角越小(近乎于端口方向与X轴重合)，且在色散方向与Y轴的夹角越小(近乎于色散方向与Y轴重合)的情况下，能够提高WSS所包括的光交换引擎对光信号的偏转角度的精确性以及提高反射组件对光信号的反射角度的精确性，从而提高WSS对任一光信号调度的精确性。本示例以来自输入光纤301的输入光束311的传输方向Z垂直于XY平面为例，不做限定，在其他示例，来自输入光纤301的输入光束311的传输方向也可与XY平面之间存在夹角。
具体的，输入光纤301用于向色散单元302发送输入光束311。本实施例所示的输入光纤301和色散单元302之间可包括色散方向柱透镜321以及端口方向柱透镜322(如图3a以及图3b所示)。其中，输入光纤301位于端口方向柱透镜322和色散方向柱透镜321的前焦点处或前焦点附近的位置，以保证所述色散方向柱透镜321能够沿色散方向准直以及整形输入光束311以及保证端口方向柱透镜322能够沿端口方向准直以及整形输入光束311。其中，色散方向柱透镜321对输入光束311的整形是指，沿色散方向对输入光束311的模场直径以及发散角等的调整。所述端口方向柱透镜322沿端口方向准直以及整形输入光束311，端口方向柱透镜322对输入光束311整形的说明，请参见色散方向柱透镜321对输入光束311整形的说明，具体不做赘述。
本实施例以两个独立的透镜，分别实现对输入光束311色散方向以及端口方向的准直为例，又如，也可由一个独立的透镜同时实现色散方向以及端口方向的准直以及整形。又如，可由一个或多个透镜组实现上述所示的色散方向柱透镜321以及端口方向柱透镜322的功能。本实施例以透镜为柱透镜为例，在其他示例中，透镜还可为球面，球柱面透镜，非球面透镜或非球柱面透镜。且上述柱透镜可为透射型的柱透镜，也可以是反射型的柱面镜。本实施例对输入光纤301，色散方向柱透镜321，端口方向柱透镜322以及色散单元302之间位置的说明为可选的示例，不做限定，只要色散方向柱透镜321能够对输入光束311沿色散方向准直以及整形，且端口方向柱透镜322能够对输入光束311沿端口方向的准直以及整形即可。
本实施例所示的输入光纤301输出的输入光束311为一个宽波长范围的光束，经色散方向柱透镜321以及端口方向柱透镜322后，输入光束311的光斑被准直成一个椭圆准直光斑。可选的，本实施例也可以用一个球透镜替代色散方向柱透镜321以及端口方向柱透镜322，球透镜将所述输入光束311的光斑准直成一个圆形的准直光斑。本实施例对经由色散方向柱透镜321以及端口方向柱透镜322准直后的光斑的形状不做限定。
如图3a所示，色散单元302在YZ平面内，将输入光束311分解为第一子光束312和第二子光束313。第一子光束312和第二子光束313沿色散方向Y以不同的出射角度从色散单元302出射，以使第一子光束312和第二子光束313能够照射在第一光交换引擎303的不同位置。WSS还包括色散方向柱透镜323，从色散单元302出射的多路子光束经由色散方向柱透镜323整形后，入射至第一光交换引擎303的不同位置，色散单元302位于色散方向柱透镜323的前焦点处或前焦点附近的位置，第一光交换引擎303位于色散方向柱透镜323的后焦点处或后焦点附近的位置，以保证所述色散方向柱透镜323能够沿色散方向准直以及整形多路子光束，对色散方向柱透镜323说明，请参见色散方向柱透镜321的说明，具体不做赘述。
本实施例所示的第一光交换引擎303用于对来自色散单元302的各路子光束的传输方向进行偏转，以使该第一光交换引擎303出射多路偏转后的子光束。本实施例所示的第一光交换引擎303对每路子光束沿端口方向X偏转。本实施例所示的第一光交换引擎303可为硅基液晶(liquid crystal on silicon，LCOS)，液晶(liquid crystal，LC)阵列芯片，微机电系统(micro electro mechanical system，MEMS)，或数字光处理器(digital lightprocessor，DLP)。
本实施例以第一光交换引擎303为LCOS为例。若本实施例所示的第一光交换引擎303为LCOS，则本实施例所示的LCOS可为图3d所示的偏转无关型LCOS341，其中，图3d为本申请实施例提供的光斑在偏转无关型LCOS上的排布示例图。该第一光交换引擎341无论子光束是S偏振光(S-polarized light)还是P偏振光(P-polarized light)均能够照射在偏转无关型LCOS341的面板上，并形成沿色散方向Y排布成一行的光斑。偏转无关型LCOS341即能够对S偏振光的传输方向进行偏转，还能够对P偏振光的传输方向进行偏转。
本实施例所示的LCOS还可为图3e所示的偏振无关型LCOS组件，其中，图3e为本申请实施例提供的偏转无关型LCOS组件的结构示例图。偏振无关型LCOS组件包括偏振转换器件和单偏振态型LCOS351。其中，偏振转换器件可包括偏振分光棱镜(polarization beamsplitter，PBS)352和波片353。来自色散单元的多路子光束中的P偏振光和S偏振光入射PBS352，多路子光束中的P偏振光穿过PBS352以发送至单偏振态型LCOS351的第一区域361。多路子光束中的S偏振光经由PBS352的反射后发送至波片353，波片353将S偏振光转换为P偏振光并重新穿过PBS352以入射单偏振态型LCOS351的第二区域362。如图3f所示，图3f为本申请实施例提供的光斑在单偏振态型LCOS上的排布示例图。第一区域361和第二区域362沿色散方向Y分离，第一区域361和第二区域362也可沿端口方向X分离。可以理解，仅P偏振光入射至单偏振态型LCOS，单偏振态型LCOS对P偏振光的传输方向进行偏转。若LCOS为偏振无关型LCOS组件，该偏振无关型LCOS组件能够对多路子光束基于偏振态进行偏振分区，可以使得单偏振态型LCOS分别对S偏振光和P偏振光分别进行偏转和控制，有效地降低了偏振相关损耗(polarization dependent loss，PDL)。
如图3c所示，从色散单元302出射的多路子光束，照射在第一光交换引擎303的情况下，在第一光交换引擎303的面板上形成多个光斑。由同一输入光纤301输入的输入光束311，在第一光交换引擎303的面板上形成沿色散方向Y排布为一行的多个光斑。例如，第一子光束312在第一光交换引擎303的面板上形成第五光斑331，第二子光束313在第一光交换引擎303的面板上形成第六光斑332，第五光斑331和第六光斑332沿色散方向Y排布为一行。为提升WSS能够调度的波长的数量，需要提升从第一输入光纤301输入的输入光束311所包括的波长数量。而输入光束311所包括的波长数量的提升，会提升输入光束311经由色散单元302分解后，沿色散方向Y在第一光交换引擎303上所形成的光斑的数量。在不增加第一光交换引擎303沿色散方向Y的宽度的情况下，为使得第一光交换引擎303能够容纳分解后的输入光束311的多路子光束对应的光斑，则每个光斑沿色散方向Y的宽度比较小，从而使得每个光斑沿色散方向Y覆盖第一光交换引擎303的像素较少。为保证第一光交换引擎303能够将每路子光束偏转至对应的输出光纤，则经由色散方向柱透镜321以及端口方向柱透镜322准直和整形后的子光束照射在第一光交换引擎303的光斑，沿端口方向X的长度比较大，从而使得每个光斑沿端口方向X覆盖第一光交换引擎的像素比较多，以提升第一光交换引擎303偏转子光束的传输方向的偏转角度。
本实施例以第一光交换引擎303仅沿端口方向X偏转每路子光束，而沿色散方向Y不偏转为例，在其他示例中，第一光交换引擎也可沿端口方向X以及沿色散方向Y偏转每路子光束的传输方向，因每路子光束沿色散方向Y覆盖第一光交换引擎303的像素比较少，则第一光交换引擎303沿色散方向X所偏转的角度比较小。
本实施例中，第一光交换引擎303沿端口方向X所偏转的角度与WSS所包括的多个输出光纤的排布相关，具体请参见图4所示，其中，图4为本申请实施例提供的输出光纤阵列的排布示例图。本实施例以WSS的输出光纤阵列400所包括的多个输出光纤在XY平面内呈N行M列方式排布，所述N为大于或等于1的任一正整数，所述M为大于1的任意正整数。可以理解，输出光纤阵列400沿色散方向Y排布有多列，而输出光纤阵列400沿端口方向X排布有一行或多行。第一光交换引擎303沿端口方向X所偏转的不同角度的数量，等于输出光纤阵列400沿色散方向Y所包括的列数。如图4所示的输出光纤阵列400沿色散方向Y具有M列，那么，第一光交换引擎303沿端口方向X以M个不同的偏转角度偏转多路子光束的传输方向。具体例如，输出光纤阵列400沿色散方向Y具有两列，那么，第一光交换引擎303沿端口方向X具有两个不同的第一偏转角度和第二偏转角度，第一光交换引擎303沿第一偏转角度偏转的子光束，能够偏转至输出光纤阵列400的第一列所包括的输出光纤，第一光交换引擎303沿第二偏转角度偏转的子光束，能够偏转至输出光纤阵列400的第二列所包括的输出光纤。可以理解，第一光交换引擎303沿端口方向X所偏转的不同角度的数量，与WSS所包括的输出光纤阵列400的列数相同。
需明确的是，本实施例对输出光纤阵列的排布方式的说明为可选的示例，不做限定，例如，输出光纤阵列沿色散方向Y每列的排布具有一定的曲率，又如，输出光纤阵列沿端口方向X每行的排布具有一定曲率。又如，输出光纤阵列所包括的多个输出光纤的位置可呈随机性排布等。
本实施例中，以第一子光束312偏转至输出光纤阵列400的第一列，而第二子光束313偏转至输出光纤阵列400的第二列为例，那么，第一光交换引擎303以第一偏转角度偏转第一子光束312的传输方向以出射偏转后的第一子光束，第一光交换引擎303以第二偏转角度偏转第二子光束313的传输方向以出射偏转后的第二子光束，所述第一偏转角度不同于所述第二偏转角度。WSS所包括的反射镜组304包括多个反射镜，WSS所包括的反射镜的数量与输出光纤阵列400所包括的列数相同，如图4所示在输出光纤阵列400包括两列的情况下，WSS的反射镜组也包括两个反射镜，即第一反射镜3041和第二反射镜3042。在第一子光束312需要从输出光纤阵列400的第一列输出的情况下，第一光交换引擎303沿端口方向X以第一偏转角度偏转后的第一子光束发送至第一反射镜3041上，以使经由第一反射镜3041反射后的第一子光束能够发送至输出光纤阵列400的第一列，第一光交换引擎303沿端口方向X以第二偏转角度偏转后的第二子光束发送至第二反射镜3042上，以使经由第二反射镜3042反射后的第二子光束能够发送至输出光纤阵列400的第二列。
本实施例对第一偏转角度和第二偏转角度不做限定，只要沿第一偏转角度偏转的第一子光束能够发送至第一反射镜3041上，沿第二偏转角度偏转的第二子光束能够发送至第二反射镜3042上。例如，第一偏转角度和第二偏转角度的大小不同。又如，经由第一偏转角度偏转的偏转后第一子光束从第一光交换引擎303出射的位置不同于经由第二偏转角度偏转的偏转后的第二子光束从第一光交换引擎303出射的位置。
从第一光交换引擎303出射的偏转后的第一子光束经由色散方向柱透镜324准直和整形后，入射至第一反射镜3041，从第一光交换引擎303出射的偏转后的第二子光束经由色散方向柱透镜324准直和整形后，入射第二反射镜3042。其中，第一光交换引擎303位于色散方向柱透镜324的前焦点处或前焦点附近的位置，反射镜组304位于色散方向柱透镜324的后焦点处或后焦点附近的位置，以保证色散方向柱透镜324能够沿色散方向准直以及整形偏转后的第一子光束以及偏转后的第二子光束，经过准直以及整形后的偏转后的第一子光束以及偏转后的第二子光束成功入射反射镜组304。对色散方向柱透镜324的说明，请参见色散方向柱透镜321的说明，具体不做赘述。
本实施例中，所述第一反射镜3041和第二反射镜3042可为平面反射镜或微机电系统(micro-electro-mechanical system，MEMS)。所述第一反射镜3041和第二反射镜3042之间的位置满足预设条件。其中，该预设条件为在色散平面YZ内，第一反射镜3041和第二反射镜3042之间存在夹角，而在端口平面XZ内，第一反射镜3041和第二反射镜3042之间位置分离。所述色散平面YZ包括色散方向Y和传输方向Z。在所述第一反射镜3041和第二反射镜3042满足该预设条件的情况下，使得从第一光交换引擎303出射的偏转后的第一子光束和偏转后的第二子光束的传输路径彼此隔离，并使得偏转后第一子光束能够成功发送至第一反射镜3041，偏转后的第二子光束能够成功发送至第二反射镜3042。
所述第一反射镜3041用于沿色散方向Y反射偏转后的第一子光束以出射反射后的第一子光束314，第二反射镜3042用于沿色散方向Y反射偏转后的第二子光束以出射反射后的第二子光束315。WSS还包括色散方向柱透镜325，所述反射镜组304位于色散方向柱透镜325的前焦点处或前焦点附近的位置，第二光交换引擎305位于色散方向柱透镜325的后焦点处或后焦点附近的位置，以保证色散方向柱透镜325能够将来自第一反射镜3041的反射后的第一子光束314整形后，入射第二光交换引擎305的第一区域，还能够保证色散方向柱透镜325将来自第二反射镜3042的反射后的第二子光束315整形后，入射第二光交换引擎305的第二区域。其中，沿色散方向Y，第一区域和第二区域位于第二光交换引擎305不同的区域。色散方向柱透镜324和色散方向柱透镜325构成光学4F系统。该光学4F系统用于使得经由所述第二光交换引擎偏转后的各路子光束能够从对应的输出光纤输出。
参见图5所示，其中，图5为本申请实施例提供的第一光交换引擎和第二光交换引擎的光斑分布对比示例图。第一子光束312在第一光交换引擎303的面板上形成第五光斑331，第二子光束313在第一光交换引擎303的面板上形成第六光斑332，第五光斑331和第六光斑332沿色散方向Y位于同一行。可以理解，沿色散方向Y，第五光斑331和第六光斑332位置分离。而沿端口方向X，第五光斑331和第六光斑332位置重合。第一反射镜3041能够沿色散方向Y反射输入光束，以导致反射后的第一子光束314入射第二光交换引擎305上的第一区域511以形成第三光斑512。第二反射镜3042能够沿色散方向Y反射第二子光束，以导致反射后的第二子光束315入射第二光交换引擎305上的第二区域513以形成第四光斑514。因第一反射镜3041和第二反射镜3042沿色散方向Y的反射作用，导致沿色散方向Y第三光斑512和第四光斑514位于不同行，且沿端口方向X第三光斑512和第四光斑514位于不同列。
其中，第二光交换引擎305的第一区域511与输出光纤阵列400的第一列对应，即从第一区域511出射的调度后的子光束，能够经由输出光纤阵列400的第一列输出。以反射后的第一子光束314为例，沿端口方向X，第二光交换引擎305沿端口方向X偏转反射后的第一子光束314的传输方向，以将从第二光交换引擎305出射的调度后的第一子光束316调度至输出光纤阵列400的第一列，该调度后的第一子光束316以不同的出射角度从第二光交换引擎305出射，会导致调度后的第一子光束在输出光纤阵列400的第一列中的不同行输出。第二光交换引擎305的第二区域513与输出光纤阵列400的第二列对应，即从第二区域513出射的调度后的子光束，能够经由输出光纤阵列400的第二列输出。以反射后的第二子光束315为例，沿端口方向X，第二光交换引擎305沿端口方向X偏转反射后的第二子光束315的传输方向，以将从第二光交换引擎305出射的调度后的第二子光束317调度至输出光纤阵列400的第二列，该调度后的第二子光束317以不同的出射角度从第二光交换引擎305出射，会导致调度后的第二子光束在输出光纤阵列400的第二列中的不同行输出。
可以理解，对于第一子光束而言，由第一反射镜3041调度该第一子光束在输出光纤阵列400中，沿色散方向Y由哪一列输出，再由第二光交换引擎305调度该第一子光束在输出光纤阵列400中，沿端口方向X由哪一行输出。
本实施例所示的第一光交换引擎303和第二光交换引擎305可为同一光交换引擎的不同区域，或，第一光交换引擎303和第二光交换引擎305可为分别独立的两个不同的光交换引擎。本实施例所示的第一光交换引擎303和第二光交换引擎305可为反射式光交换引擎或透射式光交换引擎，具体不做限定。
第二光交换引擎306和合束单元306之间还包括色散方向柱透镜327，其中，第二光交换引擎306位于色散方向柱透镜327的前焦点处或前焦点附近的位置，合束单元306位于色散方向柱透镜327的后焦点处或后焦点附近的位置，以保证第二光交换引擎306出射的调度后的第一子光束和调度后的第二子光束能够成功传输至合束单元306，并保证合束单元306成功的分别对调度后的第一子光束和调度后的第二子光束进行合束。其中，色散方向柱透镜327用于沿色散方向Y准直，对色散方向柱透镜327的说明，请参见色散方向柱透镜321的说明，具体不做赘述。
经由色散方向Y准直后的，调度后的第一子光束316和调度后的第二子光束317入射合束单元306的不同区域。合束单元306用于对调度后的第一子光束316进行波长合束，例如，若调度后的第一子光束316需要从位于输出光纤阵列400的第一列第二行的输出光纤输出，而来自输入光纤的第三子光束也需要从位于输出光纤阵列400的第一列第二行的输出光纤输出，则依次经由色散单元302，第一光交换引擎303，反射镜组304，第二光交换引擎305后输出调度后的第三子光束，获取调度后的第三子光束的过程的说明，请参见上述获取调度后的第一子光束的说明，具体不做赘述。为使得调度后的第一子光束和调度后的第三子光束经由同一输出光纤输出，则调度后的第一子光束和调度后的第三子光束入射所述合束单元，合束单元306即可合束调度后的第一子光束和调度后的第三子光束以获取第一输出光束318。合束单元306用于对调度后的第二子光束317进行合束以获取第二输出光束319，获取第二输出光束319的过程的说明，请参见上述获取第一输出光束318的说明，具体不做赘述。
本实施例所示的合束单元306和多个输出光纤之间，还依次包括色散方向柱透镜329以及端口方向柱透镜330，色散方向柱透镜329用于沿色散方向准直第一输出光束318以及第二输出光束319，端口方向柱透镜330用于沿端口方向准直第一输出光束318以及第二输出光束319，以保证第一输出光束318发送至第一输出光纤，第二输出光束319发送至第二输出光纤。对色散方向柱透镜329以及端口方向柱透镜330的说明，请参见色散方向柱透镜321以及端口方向柱透镜322的说明，具体不做赘述。
其中，第一输出光纤和第二输出光纤位于输出光纤阵列400沿色散方向Y不同的列，例如，第一输出光纤位于输出光纤阵列400的第一列，第二输出光纤位于输出光纤阵列400的第二列，本实施例对第一输出光纤和第二输出光纤沿端口方向所位于的行数，不做限定。例如图4所示，第一输出光纤401位于输出光纤阵列400的第一列第二行，第二输出光纤402位于输出光纤阵列400的第二列第四行。
为保证第一输出光束318和第二输出光束319能够成功的经由输出光纤阵列400输出，则所述第一输出光纤在所述输出光纤阵列400中所属的列(例如上述所示的输出光纤阵列400的第一列)与所述第二输出光纤在输出光纤阵列400中所属的列(例如上述所示的输出光纤阵列400的第二列)处于不平行的状态，即第一列和第二列之间，沿所述端口方向X存在夹角。第一列和第二列之间沿端口方向X所存在的夹角，能够保证第一输出光束和第二输出光纤的传输路径之间不存在重叠，而且保证第一输出光束318能够准确的发送至第一输出光纤，保证第二输出光束319能够准确的发送至第二输出光纤。其中，在第二光交换引擎305上的第三光斑512和第四光斑514之间沿端口方向X之间的间距，与所述夹角呈正相关关系。即，第一列和第二列之间的夹角越大，则第三光斑512和第四光斑514沿端口方向X的间距越大。同样的，第一列和第二列之间的夹角越小，则第三光斑512和第四光斑514沿端口方向X的间距越小。本实施例以WSS对第一子光束和第二子光束分别沿色散方向Y以及沿端口方向调度至输出光纤为例，本实施例所示的WSS可仅对子光束沿色散方向调度或仅对子光束沿端口方向调度，具体调度的过程，请参见上述所示，具体不做赘述。
采用本实施例所示的WSS，能够提高调度子光束的传输方向的维度。具体的，WSS所包括的反射镜组件能够沿色散方向Y调度各路子光束的传输方向，以实现子光束经由输出光纤阵列所包括的不同列输出的目的。第二光交换引擎能够沿端口方向X偏转各路子光束的传输方向，以实现子光束经由输出光纤阵列所包括的不同行输出的目的。可见，本实施例所示的WSS能够沿端口方向X以及沿色散方向Y调度各路子光束的传输方向，能够有效的增加输出光纤阵列所包括的输出光纤的维度和数量，提升了WSS所能够调度的维度。
本实施例所示的WSS在有效地提升输出光纤的数量的情况下，还能够降低WSS的插损。WSS的插损主要由光交换引擎引入，光交换引擎的插损与所偏转的角度成正相关关系，以第一光交换引擎偏转第一子光束为例，第一光交换引擎偏转第一子光束的偏转角度越大，则第一光交换引擎偏转第一子光束的过程中所引入的插损越大。本实施例所示的WSS沿端口方向X，无需增加输出光纤的数量，而是沿色散方向Y，增加输出光纤的数量。因沿端口方向X无需增加输出光纤的数量，则不会增加光交换引擎沿端口方向X的偏转角度，降低了光交换引擎所引入的插损。可以理解，本实施例所示的WSS所包括的输出光纤的数量能够提升，以满足光通信系统容量越来越多的需求。在具体应用中，本实施例所示的WSS能够实现64个输出光纤，128个输出光纤，甚至更多输出光纤数量，以使本实施例所示的WSS为高通道数的WSS。因无需增加WSS沿端口方向X的行数，则在调度多路子光束的传输方向的过程中，无需增加WSS的高度。即，本实施例所示为提高WSS的输出光纤的数量，无需受限于WSS的高度。若需要增加WSS所支持的输出光纤的数量，无需增加WSS沿端口方向X上的高度，而是增加WSS沿色散方向Y所包括的输出光纤的数量，提高了WSS提升所支持的输出光纤数量的可扩展性。
本实施例所示的WSS，由反射镜组对各路子光束沿色散方向Y进行调度，则第二光交换引擎对各路子光束，沿色散方向Y可不进行偏转或进行极微小角度的偏转，有效地降低了每路子光束在第二光交换引擎中所覆盖的像素的数量，使得光交换引擎沿色散方向Y能够容纳更多数量的光斑，提升了WSS所能够调度的波长的数量。
实施例二
本实施例所示的WSS所包括的反射镜组以及所包括的具体透镜和实施例一是不同的，具体说明请参见图6所示，其中，图6为本申请实施例提供的WSS的第二种整体结构示例图。本实施例所示的WSS包括光纤阵列601，色散单元，第一光交换引擎，反射镜组，第二光交换引擎，合束单元以及多个输出光纤。本实施例以色散单元和合束单元为同一光栅602的不同区域为例，在其他示例中，色散单元和合束单元也可为两个独立的光栅。第一光交换引擎和第二光交换引擎可为同一光交换引擎603的不同区域，在其他示例中，第一光交换引擎和第二光交换引擎也可为两个独立的光交换引擎，具体在本实施例中不做限定。
该光纤阵列601包括N行M列，具体说明请参见图4所示的输出光纤阵列的说明，具体不做赘述。该光纤阵列601中的任一列，包括一个输入光纤。本实施例对输入光纤在光纤阵列中的具体位置不做限定。光纤阵列601所包括的输入光纤用于向光栅602发送输入光束，对输入光纤向光栅602发送输入光束的说明，请参见实施例一所示，具体不做赘述。
WSS还包括依次位于输入光纤和光栅602之间的色散方向柱透镜621以及端口方向柱透镜622，色散方向柱透镜621用于沿色散方向Y准直以及整形输入光束631，端口方向柱透镜622用于沿端口方向X准直以及整形输入光束631。对色散方向柱透镜621以及端口方向柱透镜622的说明，请参见实施例一所示的色散方向柱透镜321以及端口方向柱透镜322的说明，具体不做赘述。
准直以及整形后的输入光束631发送至光栅602，所述光栅602用于沿色散方向Y分解所述输入光束631以获取第一子光束632和第二子光束633，对第一子光束632和第二子光束633的说明，请参见实施例一所示的第一子光束和第二子光束的说明，具体不做赘述。
WSS还包括位于光栅602和第一光交换引擎603之间的色散方向柱透镜623，色散方向柱透镜623用于沿色散方向Y准直第一子光束632以入射至第一光交换引擎603，色散方向柱透镜623还用于沿色散方向Y准直第二子光束633以入射至第一光交换引擎603，对色散方向柱透镜623的说明，请参见实施例一所示的色散方向柱透镜323的说明，具体不做赘述。第一光交换引擎603偏转第一子光束632的传输方向以出射偏转后的第一子光束，第一光交换引擎603偏转第二子光束632的传输方向以出射偏转后的第二子光束，对第一光交换引擎603偏转子光束的传输方向的具体说明，请参见实施例一所示的第一光交换引擎的说明，具体不做赘述。
反射镜组具体包括第一反射镜604和第二反射镜605，其中，第一反射镜604具有偶数个反射面，偏转后的第一子光束依次经由第一反射镜604所包括的偶数个反射面的反射后，入射至第二光交换引擎603的第一区域。来自第一光交换引擎603的偏转后的第一子光束632以第一入射角度入射至第一反射镜604。第一反射镜604具有的偶数个反射面依次对偏转后的第一子光束632进行偶数次反射后，以出射反射后的第一子光束634，反射后的第一子光束634以第一出射角度从第一反射镜604出射。在第一入射角度和第一出射角度相等或近似相等的情况下，该反射后的第一子光束634的传输方向相对于偏转后的第一子光束的传输方向，出现一定程度的平移。本实施例以第一反射镜604为直角棱镜为例，该直角棱镜具有两个反射面，两个反射面之间所成的角度为直角。第二反射镜605用于反射偏转后的第二子光束以获取反射后的第二子光束635，从第二反射镜605出射的反射后的第二子光束635的说明，请参见从第一反射镜604出射的反射后的第一子光束634的说明，具体不做赘述。本实施例所示的第一反射镜604和第二反射镜605均具有偶数个反射面，从而使得每路偏转后的子光束均经过偶数个反射面的偶数次的反射，保证从色散单元(即光栅602)出射的多路子光束的波长排布顺序，和从反射镜组出射的多路反射后的子光束的波长排布相同，以保证合束单元(即光栅602)能够正常对多路反射后的子光束进行合束。
本实施例中，为使得反射后的第一子光束634向第二光交换引擎603传输的过程中，与反射后的第二子光束635向第二光交换引擎603传输的过程中，不会出现重叠，则沿端口方向X，所述偏转后的第一子光束入射所述第一反射镜604的入射位置与所述偏转后的第二子光束入射所述第二反射镜605的入射位置之间具有第一间距。而且，沿所述端口方向X，所述反射后的第一子光束634从所述第一反射镜604出射的出射位置与所述反射后的第二子光束635从所述第二反射镜605出射的出射位置之间具有第二间距。
本实施例所示的反射镜组所包括的反射镜的数量，与光纤阵列所包括的列数相同，本实施例以光纤阵列包括两列为例，则反射镜组包括两个直角棱镜。本实施例所示的第一光交换引擎603和反射镜组之间还包括色散方向柱透镜624和色散方向柱透镜624。依次经由色散方向柱透镜624和色散方向柱透镜624准直后的偏转后第一子光束入射第一反射镜604，准直后的第二子光束入射第二反射镜605。其中，所述第一反射镜604和第二反射镜6505沿端口方向X位于不同的位置，以使第一光交换引擎603沿端口方向X偏转第一子光束后，能够使得偏转后的第一子光束入射至第一反射镜604，还能够使得第一光交换引擎603沿端口方向X偏转第二子光束后，能够使得偏转后的第二子光束入射第二反射镜605。本实施例中，色散方向柱透镜624和色散方向柱透镜625构成一个光学4F系统。
从第一反射镜604出射的反射后的第一子光束634依次经由色散方向柱透镜625以及色散方向柱透镜624后，入射至第二光交换引擎603的第一区域。从第二反射镜605出射的反射后的第二子光束635依次经由色散方向柱透镜625以及色散方向柱透镜624后，入射至第二光交换引擎603的第二区域，以第一子光束为例，从第一光交换引擎出射的偏转后的第一子光束发送至反射镜组件的过程中，依次经由的色散方向柱透镜625和色散方向柱透镜624构成光学4F系统，而从第一反射镜604出射的反射后的第一子光束发送至第二光交换引擎603的过程中，依次经由的色散方向柱透镜625以及色散方向柱透镜624也构成光学4F系统，那么，从第一光交换引擎到第二光交换引擎构成一个光学8F系统。
其中，沿色散方向Y，第一区域和第二区域位于第二光交换引擎603不同的区域，以保证第一子光束和第二子光束从光纤阵列中，不同的列输出。对第二光交换引擎603的第一区域和第二区域的具体说明，请参见实施例一所示的第二光交换引擎603的第一区域和第二区域的说明，具体不做赘述。可以理解，本实施例所示的WSS，由反射镜组件调度每路子光束沿色散方向Y从光纤阵列中哪列输出，由第二光交换引擎603调度每路子光束沿端口方向X从光纤阵列中哪行输出，具体调度每路子光束从光纤阵列输出的过程的说明，请参见实施例一所示，具体不做赘述。
第二光交换引擎603偏转反射后的第一子光束634以出射调度后的第一子光束636，并将该调度后的第一子光束636发送至光栅602(即合束单元)。第二光交换引擎603偏转反射后的第二子光束635以出射调度后的第二子光束637，并将该调度后的第二子光束637发送至光栅602。而且调度后的第一子光束636和调度后的第二子光束637入射光栅602。光栅602用于合束该调度后的第一子光束636以获取第一输出光束，光栅602用于合束该调度后的第二子光束637以获取第二输出光束，本实施例所示的光栅602获取第一输出光束和第二输出光束的过程的说明，请参见实施例一所示的光栅获取第一输出光束和第二输出光束的说明，具体不做赘述。需明确的是，以第一反射镜605为例，在第一反射镜605具有偶数个反射面的情况下，能够保证光栅602对反射后的第一子光束进行正常的合束。从光栅602出射的第一输出光束经由端口方向柱透镜622和色散方向柱透镜621，以分别进行沿端口方向X上的聚焦和沿色散方向Y上的聚焦，以出射至对应的第一输出光纤。从光栅602出射的第二输出光束分别经由端口方向柱透镜622和色散方向柱透镜621，以分别进行沿端口方向X上的聚焦和沿色散方向Y上的聚焦，以出射至对应的第二输出光纤，对第一输出光纤和第二输出光纤的具体说明，请参见实施例一所示，具体不做赘述。
本实施例所示的具有偶数个反射面的反射镜，能够实现对每路子光束沿色散方向Y的平移，从而调度每路子光束沿色散方向Y从光纤阵列中的输出位置，能够有效的增加输出光纤阵列所包括的输出光纤的维度和数量，使得WSS的输出光纤的数量和维度具有较大的扩展性。
实施例三
本实施例所示的WSS所包括的反射镜组以及具体透镜和实施例二所示是不同的，具体说明请参见图7所示，其中，图7为本申请实施例提供的WSS的第三种整体结构示例图。本实施例所示的WSS包括光纤阵列701，色散单元，第一光交换引擎，反射镜组，第二光交换引擎，合束单元以及多个输出光纤。本实施例以色散单元和合束单元为同一光栅702的不同区域为例，在其他示例中，色散单元和合束单元也可为两个独立的光栅。第一光交换引擎和第二光交换引擎可为同一光交换引擎703的不同区域，在其他示例中，第一光交换引擎和第二光交换引擎也可为两个独立的光交换引擎，具体在本实施例中不做限定。
该光纤阵列701包括N行M列，具体说明请参见实施例二所示的光纤阵列的说明，具体不做赘述。WSS还包括依次位于输入光纤和光栅702(即色散单元)之间的色散方向柱透镜721以及端口方向柱透镜722，对色散方向柱透镜721以及端口方向柱透镜722的具体说明，请参见实施例二所示，具体不做赘述。经由色散方向柱透镜721以及端口方向柱透镜722准直以及整形后的输入光束731发送至光栅702，所述光栅702用于沿色散方向Y分解所述输入光束731以获取第一子光束732和第二子光束733，对第一子光束732和第二子光束733的说明，请参见实施例二所示的第一子光束和第二子光束的说明，具体不做赘述。
WSS还包括位于光栅702和第一光交换引擎703之间的色散方向柱透镜723，色散方向柱透镜723的说明请参见实施例二所示的色散方向柱透镜623的说明，具体不做赘述。第一光交换引擎703偏转第一子光束732的传输方向以出射偏转后的第一子光束，第一光交换引擎703偏转第二子光束733的传输方向以出射偏转后的第二子光束，对第一光交换引擎703偏转子光束的传输方向的具体说明，请参见实施例二所示的第一光交换引擎的说明，具体不做赘述。
本实施例所示的反射镜组具体包括第一反射镜704和第二反射镜705，其中，第一反射镜704和第二反射镜705均具有两个反射面，且两个反射面之间所形成的夹角为钝角。以第一反射镜704为例，来自第一光交换引擎703的偏转后的第一子光束732以第二入射角度入射至第一反射镜704。第一反射镜704具有的两个夹角呈钝角的反射面依次对偏转后的第一子光束732进行反射后，以出射反射后的第一子光束734，反射后的第一子光束734以第二出射角度从第一反射镜704出射。因第一反射镜704的两个反射面之间的夹角为钝角，能够使得第二入射角度和第二出射角度不相等。那么，该反射后的第一子光束734的传输方向相对于偏转后的第一子光束的传输方向，出现一定程度的偏转。可以理解，实施例二所示的第一反射镜所包括的两个反射面之间的夹角为直角，而本实施例所示的第一反射镜704所包括的两个反射面之间的夹角为钝角。
本实施例中，为使得反射后的第一子光束734向第二光交换引擎703传输的过程中，与反射后的第二子光束735向第二光交换引擎703传输的过程中，不会出现重叠，则沿端口方向X，所述偏转后的第一子光束入射所述第一反射镜704的入射位置与所述偏转后的第二子光束入射所述第二反射镜705的入射位置之间具有第一间距，且反射后的第一子光束734从第一反射镜704出射的出射位置与反射后的第二子光束735从第二反射镜705出射的出射位置之间具有第二间距，该第一间距以及第二间距的具体说明，请参见实施例二所示，具体不做赘述。
本实施例所示的第一光交换引擎和反射镜组之间还包括色散方向柱透镜725，为保证第一子光束经由第一光交换引擎703的偏转后，能够成功入射至第一反射镜704，以及保证第二子光束经由第一光交换引擎703的偏转后，能够成功入射第二反射镜705，则本实施例所示从第一光交换引擎703到第二光交换引擎703，由色散方向柱透镜725构成一个光学4F系统。
从第一反射镜704出射的反射后的第一子光束734经由色散方向柱透镜725后，入射至第二光交换引擎703的第一区域。从第二反射镜705出射的反射后的第二子光束735经由色散方向柱透镜725后，入射至第二光交换引擎703的第二区域，其中，沿色散方向Y，第一区域和第二区域位于第二光交换引擎703不同的区域，以保证第一子光束和第二子光束从光纤阵列中，不同的列输出。对第二光交换引擎703的第一区域和第二区域的具体说明，请参见实施例一所示的第二光交换引擎的第一区域和第二区域的说明，具体不做赘述。可以理解，本实施例所示的WSS，由反射镜组件调度每路子光束沿色散方向Y从光纤阵列中哪列输出，由第二光交换引擎703调度每路子光束沿端口方向X从光纤阵列中哪行输出，具体调度每路子光束从光纤阵列输出的过程的说明，请参见实施例二所示，具体不做赘述。
第二光交换引擎703偏转反射后的第一子光束734以出射调度后的第一子光束736，并将该调度后的第一子光束736发送至光栅702(即合束单元)。第二光交换引擎703偏转反射后的第二子光束735以出射调度后的第二子光束737，并将该调度后的第二子光束737发送至光栅702。而且调度后的第一子光束736和调度后的第二子光束737入射光栅702不同的位置。光栅702用于合束该调度后的第一子光束736以获取第一输出光束，光栅702用于合束该调度后的第二子光束737以获取第二输出光束，本实施例所示的光栅702获取第一输出光束和第二输出光束的过程的说明，请参见实施例二所示的光栅获取第一输出光束和第二输出光束的说明，具体不做赘述。
从光栅702出射的第一输出光束经由端口方向柱透镜722和色散方向柱透镜721，以分别进行沿端口方向X上的聚焦和沿色散方向Y上的聚焦，以出射至对应的第一输出光纤。从光栅702出射的第二输出光束分别经由端口方向柱透镜722和色散方向柱透镜721，以分别进行沿端口方向X上的聚焦和沿色散方向Y上的聚焦，以出射至对应的第二输出光纤，对第一输出光纤和第二输出光纤的具体说明，请参见实施例二所示，具体不做赘述。
本实施例所示的反射镜所包括的两个反射面之间夹角为钝角，能够实现对每路子光束沿色散方向Y偏转，从而调度每路子光束沿色散方向Y从光纤阵列中的输出位置，能够有效的增加输出光纤阵列所包括的输出光纤的维度和数量，使得WSS的输出光纤的数量和维度具有较大的扩展性。
实施例四
在实施例一至实施例三中，第一反射镜和第二反射镜为两个独立的反射镜，而且第一反射镜和第二反射镜沿端口方向X位于不同的位置，而本实施例所示的反射镜组为一个独立的光器件，具体说明请参见图8a所示，其中，图8a为本申请实施例提供的WSS的第四种整体结构示例图。本实施例所示的WSS包括输入光纤801，色散单元802，第一光交换引擎803，反射镜组804，第二光交换引擎805，合束单元806以及输出光纤阵列。
本实施例所示的输入光纤801，色散单元802，第一光交换引擎803，第二光交换引擎805，合束单元806以及输出光纤阵列的具体说明，请参见实施例一所示，具体不做赘述。本实施例所示的WSS所包括的各透镜的说明，请参见实施例一所示，具体不做赘述。
本实施例所示的反射镜组804为独立的MEMS，从第一光交换引擎803出射的偏转后的第一子光束831在反射镜组804上的第一光斑和偏转后的第二子光束832在反射镜组上的第二光斑在端口方向X上，位于不同的行。对本实施例所示的偏转后的第一子光束831和偏转后的第二子光束832的说明，请参见实施例一所示，具体不做赘述。具体说明，请结合图8b所示，其中，图8b为本申请实施例提供的第一光交换引擎，反射镜组和第二光交换引擎的光斑分布对比示例图。第一子光束在第一光交换引擎803的第一偏转区域841上形成第五光斑842，第二子光束在第一偏转区域841上形成第六光斑843，第五光斑842和第六光斑843沿色散方向Y位于同一行。对第五光斑842和第六光斑843的说明，请参见图5所示，具体不做赘述。第一光交换引擎803的第一偏转区域841用于沿端口方向X偏转所述第一子光束的传输方向以出射偏转后的第一子光束831，第一光交换引擎803的第一偏转区域841用于沿端口方向X偏转所述第二子光束的传输方向以出射偏转后的第二子光束832。本实施例所示的反射镜组804包括第一反射镜844和第二反射镜845，其中，第一反射镜844和第二反射镜845为反射镜组804(即独立的MEMS)所包括的不同的区域。
可以理解，本实施例所示的第一反射镜844和第二反射镜845为独立的MEMS所包括的，分别用于进行反射的不同区域。具体的，沿端口方向X，所述第一反射镜844和第二反射镜845位置分离且位于不同的位置。所述第一光交换引擎803的第一偏转区域841沿端口方向偏转能够将偏转后的第一子光束831入射所述第一反射镜844。偏转后的第一子光束831在第一反射镜844上形成第一光斑846。所述第一光交换引擎803的第一偏转区域841沿端口方向偏转能够将偏转后的第二子光束832入射所述第二反射镜845。偏转后的第二子光束832在第二反射镜845上形成第二光斑847。可以理解，沿端口方向X，所述第一光斑846和所述第二光斑847位于不同行。本实施例对各个光斑形状不做限定，例如，光斑的形状可为椭圆形光斑，圆形光斑或条形光斑等。
第一反射镜844能够沿色散方向Y反射偏转后的输入光束831，以导致反射后的第一子光束834入射第二光交换引擎上的第一区域811以形成第三光斑848。第二反射镜845能够沿色散方向Y反射第二子光束，以导致反射后的第二子光束835入射第二光交换引擎上的第二区域812以形成第四光斑849。因第一反射镜844和第二反射镜845沿色散方向Y的反射作用，导致沿色散方向Y的第三光斑848和第四光斑849位于不同行，且沿端口方向X的第三光斑848和第四光斑849位于不同列。其中，第二光交换引擎805的第一区域811与光纤阵列的第一列对应，即从第一区域811出射的调度后的子光束，能够经由光纤阵列的第一列输出。第二光交换引擎805的第二区域812与光纤阵列的第二列对应，即从第二区域812出射的调度后的子光束，能够经由光纤阵列的第二列输出，对第二光交换引擎805出射调度后的第一子光束和调度后的第二子光束的过程的说明，请参见实施例一所示，具体不做赘述。
合束单元805用于合束调度后的第一子光束以获取第一输出光束，还用于合束调度后的第二子光束以获取第二输出光束，第一输出光束和第二输出光束均经由光纤阵列输出，第一输出光束和第二输出光束的具体说明，以及从光纤阵列输出的具体说明，请参见实施例二所示，具体不做赘述。
本实施例所示的反射镜组为独立的MEMS，在保证了WSS能够实现对每路子光束沿色散方向Y的偏转，以增加输出光纤阵列所包括的输出光纤的维度和数量的情况下，还能够降低WSS所包括的光器件的数量，降低WSS的整体插损。
实施例五
本实施例所示的WSS，能够有效的简化光路的设计，匹配更长的光程。具体的，结合图9a，图9b以及图9c所示，其中，图9a为本申请实施例提供的WSS在色散平面的第二种结构示例图。图9b为本申请实施例提供的WSS在端口平面的第二种结构示例图。图9c为本申请实施例提供的WSS的第五种整体结构示例图。本实施例所示的WSS包括输入光纤901，色散单元902，第一光交换引擎903，反射镜组904，第二光交换引擎905，合束单元906以及多个输出光纤。
对输入光纤901，色散单元902，第一光交换引擎903，反射镜组904以及第二光交换引擎905的说明，请参见上述实施例一至实施例四任一实施例所示，具体不做赘述。
本实施例所示的第二光交换引擎905和合束单元906之间包括端口方向柱透镜921和端口方向柱透镜922。该端口方向柱透镜921和端口方向柱透镜922构成一个光学4F系统。其中，第二光交换引擎905位于端口方向柱透镜921的前焦点处或前焦点附近的位置。端口方向柱透镜921和端口方向柱透镜922所构成的光学4F系统能够将调度后的第一子光束中继为中继后的第一子光束，具体的，该4F系统能够延长调度后的第一子光束的传输光程以出射中继后第一子光束。该光学4F系统还能够将调度后的第二子光束中继为中继后第二子光束。具体的，该4F系统能够延长调度后的第二子光束的传输光程以出射中继后第二子光束。合束单元906能够合束中继后的第一子光束以向所述第一输出光纤发送合束后的第一子光束，所述合束单元906还用于合束所述中继后的第二子光束以向所述第二输出光纤发送合束后的第二子光束。本实施例所示的端口方向柱透镜921和端口方向柱透镜922所构成的光学4F系统，能够保证第二光交换引擎能够的偏转反射后的第一子光束的传输方向以出射偏转后的第一子光束，还能够保证第二光交换引擎能够偏转反射后的第二子光束的传输方向以出射偏转后的第二子光束，该4F系统还能够保证合束单元906分别对中继后的第一子光束和中继后的第二子光束的合束。
合束单元906和输出光纤阵列之间还包括端口方向柱透镜923，且端口方向柱透镜921，端口方向柱透镜922和端口方向柱透镜923构成光学6F系统。对端口方向柱透镜921和端口方向柱透镜923的说明，请参见实施例一所示，具体不做赘述。
第二光交换引擎905和合束单元906之间包括色散方向柱透镜924。合束单元906和输出光纤阵列之间还包括色散方向柱透镜925。端口方向柱透镜921和端口方向柱透镜922所构成的光学4F系统能够将调度后的第一子光束913以及调度后的第二子光束914发送至合束单元906，而且能够降低调度后的第一子光束913以及调度后的第二子光束914的发散角度，从而保证从合束单元906出射的第一输出光束和第二输出光束能够从对应的输出光纤输出，对第一输出光束和第二输出光束的说明，请参见实施例一所示，具体不做赘述。
采用本实施例所示的WSS，能够提高切换子光束的传输方向的维度。而且能够将各路子光束准确的发送至对应的输出光纤输出，保证了WSS对各路子光束调度的准确性和成功率。
实施例六
上述实施例一至实施例五中，由反射镜组实现对每路子光束沿色散方向Y的调度，由第二光交换引擎实现对每路子光束沿端口方向X的调度，以使WSS能够对每路子光束实现二维偏转。本实施例所示的WSS无需在WSS中增设反射镜组的情况下，即可实现对每路子光束的二维调度，具体结构请参见图10a至图10d所示。本实施例所示的端口方向X，色散方向Y的说明，请参见实施例一所示，具体不做赘述。其中，图10a为本申请实施例提供的WSS在色散平面的第三种结构示例图，图10b为本申请实施例提供的WSS在端口平面的第三种结构示例图，图10c为本申请实施例提供的WSS的第五种整体结构示例图，图10d为本申请实施例提供的WSS的第六种整体结构示例图。本实施例所示的WSS包括光纤阵列1001，色散单元1002以及光交换引擎1003。
结合图11所示说明光纤阵列1001，其中，图11为本申请实施例提供的光纤阵列的排布示例图。光纤阵列1001包括沿色散方向Y排布的多个子阵列，例如，光纤阵列1001包括沿色散方向Y排布的四个子阵列，即子阵列1101，子阵列1102，子阵列1103以及子阵列1104。光纤阵列1001沿色散方向所包括的子阵列的数量为大于或等于2的任意正整数，对具体数量不做限定。该子阵列1101包括沿端口方向X排布的一个第一目标输入光纤1105以及多个输出光纤。子阵列1102包括沿端口方向X排布的一个第二目标输入光纤1106以及多个输出光纤。本实施例对各输入光纤在各子阵列中的具体位置不做限定，对其他子阵列的说明，请参见子阵列1101的说明，具体不做赘述。本实施例以第一子阵列1101和第二子阵列1102在光纤阵列1001中位置相邻为例进行示例性说明，在其他示例中，该第一子阵列1101和第二子阵列1102也可为光纤阵列所包括的任意两个子阵列，具体在本实施例中，不做限定。
本实施例所示的光纤阵列1001所包括的任意相邻的第一子阵列和第二子阵列之间，在色散平面YZ存在夹角(如图10d所示)。例如，第一子阵列为子阵列1101，第二子阵列为子阵列1102，来自子阵列1101的多路子光束对应的多个光斑照射在光交换引擎1103的第一区域，来自子阵列1102的多路子光束对应的多个光斑照射在光交换引擎1103的第二区域，该第一区域和第二区域沿端口方向位置分离。
本实施例所示的第一目标输入光纤1105用于向色散单元1002发送第一目标光束1011。所述色散单元1002用于沿色散方向Y分解第一目标光束1011以获取多路第一目标子光束1012，对色散单元分解第一目标光束的说明，请参见上述实施例一至实施例五所示的色散单元分解输入光束的说明，具体不做赘述。
其中，第一目标输入光纤1105和色散单元1002之间还包括端口方向柱透镜1021以及色散方向柱透镜1022，端口方向柱透镜1021和色散方向柱透镜1022分别用于对来自第一目标输入光纤1105的第一目标光束1011分别沿端口方向X和沿色散方向Y进行准直和整形，具体说明请参见实施例一所示的端口方向柱透镜322和色散方向柱透镜321的说明，具体不做赘述。经由端口方向柱透镜1021以及色散方向柱透镜1022准直后的第一目标子光束1012发送至色散单元1002。
色散单元1002和所述光交换引擎1003之间依次包括端口方向柱透镜1023，色散方向柱透镜1024以及端口方向柱透镜1025。其中，端口方向柱透镜1021，端口方向柱透镜1023以及端口方向柱透镜1025构成一个光学6F系统。该6F系统使得由不同子阵列输入的光束能够照射在光交换引擎1003上，沿端口方向X上的不同区域。例如，沿所述端口方向X，由第一子阵列的第一目标输入光纤1105输入的子光束对应的第一目标光束照射在所述光交换引擎上的区域不同于由第二子阵列的第二目标输入光纤1106输入的子光束对应的第二目标光束照射在所述光交换引擎上的区域。所述色散单元1002位于色散方向柱透镜1024的前焦点或前焦点附近的位置，所述光交换引擎1003位于色散方向柱透镜1024的后焦点或后焦点附近的位置，其中，该色散方向柱透镜1024能够将来自同一子阵列的不同波长的子光束对应的光斑，沿色散方向Y位于光交换引擎1003上的不同位置。
所述光交换引擎1003用于沿端口方向偏转所述第一目标子光束1012的传输方向，以向第一目标输出光纤1107发送偏转后的第二目标子光束，所述第一目标输出光纤1107为第一子阵列所包括的任一输出光纤，例如，第一目标输出光纤1107为第一子阵列1101沿端口方向X所包括的最后一个光纤。需明确的是，本实施例对第一目标输出光纤1107在第一子阵列1101中的具体位置不做限定。对光交换引擎1003沿端口方向偏转第一目标子光束1012的传输方向的说明，请参见上述实施例一至实施例五任一实施例所示的光交换引擎沿端口方向偏转子光束的传输方向的说明，具体不做赘述。
本实施例所示的端口方向柱透镜1023和端口方向柱透镜1025构成一个光学4F系统，该光学4F系统能够使得经由所述光交换引擎1003偏转后的所述第二目标子光束发送至所述第一子阵列的第一目标输出光纤。可见，该光学4F系统，沿端口方向X聚焦每路第二目标子光束，以保证每路第二目标子光束能够发送至第一子阵列对应的输出光纤。可选的，本实施例所示的由端口方向柱透镜1023和端口方向柱透镜1025构成的光学4F系统位于光交换引擎1003和所述色散单元1002之间。位于光交换引擎1003和所述色散单元1002之间的该4F系统，可以降低来自色散单元1002的多路分解后的第一目标子光束，照射在光交换引擎1003上的光斑发生扭曲变形的程度，以保证光交换引擎1003偏转第一目标子光束的传输方向后所出射的第二目标子光束，能够成功的经由第一子阵列对应的第一目标输出光纤输出。
本实施例中，以第一子阵列1101的输入光纤1105在光纤阵列1001中位于WSS中心轴上，或位于WSS中心轴附近为例。在输入光纤1105位于WSS中心轴上或位于WSS中心轴附近的情况下，由输入光纤1105入射的第一目标光束1011沿端口方向X入射到色散单元1002的角度为0或很小，有利于不同波长的光斑在所述光交换引擎1003上的整齐排布，所述光交换引擎1003不需要特殊旋转放置去匹配光斑旋转的角度，可有效兼顾所有通道的耦合效率即插损。
结合图10d和图11所示，第一子阵列1101的第一目标输出光纤1107与第二子阵列的第二目标输入光纤1106通过外部光纤1100连接，对第二目标输入光纤1106的说明，请参见第一子阵列1101所包括的第一目标输入光纤1105的说明，具体不做赘述。所述第一目标输出光纤1107用于经由外部光纤1100向第二目标输入光纤1106发送第二目标子光束。第二目标输入光纤1106向色散单元1002发送第二目标光束1041，其中，第二目标光束1041包括来自所述第一目标输出光纤1107的第二目标子光束，本实施例对第二目标光束1041所包括的波长通道数不做限定。
所述色散单元1002用于沿色散方向Y分解所述第二目标光束1041以获取多路目标子光束，所述多路目标子光束包括所述第二目标子光束，对色散单元1002分解第二目标光束1041的说明，请参见上述所示的色散单元1002分解第一目标光束的说明，具体不做赘述。所述光交换引擎1003用于沿端口方向X偏转所述第二目标子光束的传输方向，以向第二目标输出光纤1108发送偏转后的第三目标子光束，所述第二目标输出光纤1108属于所述第二子阵列1102。本实施例对第二目标输出光纤1108在第二子阵列1102中的具体位置不做限定。对光交换引擎1003偏转第二目标子光束的传输方向以出射第三目标子光束的过程的说明，请参见上述所示的光交换引擎1003偏转第一目标子光束的传输方向以出射第二目标子光束的过程的说明，具体不做赘述。
采用本实施例所示的WSS，可将不同的子阵列通过外部光纤连接起来，例如，第一子阵列1101的维度为一维的1*N，是指该第一子阵列1101具有一个输入光纤和N个输出光纤，第二子阵列的维度为一维的1*N，是指该第二子阵列1102具有第一个输入光纤和N个输出光纤，N为大于1的任意正整数。在将第一子阵列1101的一个输出光纤与第二子阵列1102的输入光纤连接的情况下，即可构成2维的1*N。例如，对于第一子阵列1101而言，因其维度是一维的1*N，则从输入光纤输入的子光束，能够调度至N个不同的输出端口输出，而在第一子阵列1101和第二子阵列1102连接的情况下，第一子阵列1101的输入光纤输入的光束，能够调度至第二子阵列1102所包括的任一输出光纤输出。可见，对于第一子阵列1101输入的子光束，调度至第二子阵列1102的输出光纤输出，因第一子阵列1101和第二子阵列1102沿色散方向Y位置不同，那么，能够实现对该子光束沿色散方向Y方向的调度。光交换引擎将第二目标子光束的传输方向沿端口方向X偏转以发送至对应的第二子阵列1102所包括的输出光纤的情况下，能够实现对子光束沿端口方向X的调度。可见，本实施例所示的WSS能够实现对子光束的沿色散方向Y以及沿端口方向X的二维调度。而且本实施例所示的WSS基于所包括的端口方向的6F光学系统以及色散方向的2F光学系统，降低了光纤阵列中，相邻的光纤之间的间距，提高了WSS的集成度。
本实施例所示的WSS，对于不同子阵列输入的子光束，能够复用相同的色散单元，光交换引擎以及上述所示的各个透镜，在对子光束沿色散方向Y以及沿端口方向X调度的过程中，降低了光器件的数量以及成本，提高了WSS的集成度。
本实施例所示还能够有效的提升WSS的可扩展性，具体的，需要增加WSS所支持的端口的数量，则沿色散方向Y增加WSS所包括的子阵列的数量，增设的子阵列与第一子阵列的目标输出光纤连接，提升了经由第一子阵列输入的子光束沿色散方向Y调度的程度，而且增加新的子阵列无需增加WSS沿端口方向的高度。
实施例七
本实施例所示的WSS结合图12所示，其中，图12为本申请实施例提供的WSS的第七种整体结构示例图。本实施例所示的WSS包括光纤阵列1201，色散单元1202以及光交换引擎1203。本实施例所示的色散单元1202以及光交换引擎1203的具体说明，请参见实施例六所示，具体不做赘述。本实施例所示的WSS所包括的各个透镜的说明，请参见实施例六所示，具体不做赘述。
本实施例所示的光纤阵列1201包括多个子阵列，每个子阵列包括沿端口方向X排布的一个目标输入光纤以及多个输出光纤。光纤阵列1201所包括的任意两个不同的光纤沿色散方向Y以及沿端口方向X均平行。可以理解，本实施例所示的光纤阵列不同于实施例六所示的光纤阵列，在实施例六中，光纤阵列所包括的任意相邻的第一子阵列和第二子阵列之间，在端口平面XZ存在夹角，以保证来自第一子阵列的多路子光束照射在光交换引擎的区域不同于来自第二子阵列的多路子光束照射在光交换引擎的区域。而本实施例所示的光纤阵列所包括的任意相邻的第一子阵列和第二子阵列，沿色散方向Y以及沿端口方向X均平行或近似平行。可知，第一子阵列和第二子阵列之间沿端口方向X不存在夹角或夹角很小，且第一子阵列和第二子阵列之间沿色散方向Y不存在夹角或夹角很小。
在第一子阵列沿端口方向X以及色散方向Y均平行或近似平行，而且光纤阵列1201所包括的第一子阵列与第二子阵列之间的间距小于预设距离的情况下，第一子阵列对应的第一目标光斑和第二子阵列对应的第二目标光斑至少部分重合。其中，第一目标光斑为来自第一子阵列的第一目标输入光纤的第一目标光束，照射在光交换引擎1203上所形成的多个光斑中的任一个，而第二目标光斑为来自第二子阵列的第二目标输入光纤的第二目标光束，照射在光交换引擎1203上所形成的多个光斑中的一个，其中，第一目标光束和第二目标光束在光交换引擎1203上照射出光斑的说明，请参见实施例六所示，具体不做赘述。可以理解，来自第一目标输入光纤的第一目标光束在光交换引擎1203上的多个光斑和来自第二目标输入光纤的第二目标光束在光交换引擎1203上的多个光斑，分别重合或至少部分重合。
例如，第一目标光束包括五路子光束，五路子光束在光交换引擎1203上形成五个光斑，即光斑J1，光斑J2，光斑J3，光斑J4以及光斑J5。第二目标光束包括五路子光束，五路子光束在光交换引擎1203上形成五个光斑，即光斑K1，光斑K2，光斑K3，光斑K4以及光斑K5。其中光斑J1与光斑K1部分重合，依次类推，光斑J5与光斑K5部分重合。为保证光斑J1对应的子光束从第一子阵列的输出光纤输出，光斑K1对应的子光束从第二子阵列的输出光纤输出，则本实施例所示的光斑J1对应的波长不同于光斑K1对应的波长，依次类推，不做赘述。可以理解，本实施例所示的在光交换引擎1203上对应的光斑位置至少部分重合的两路子光束的波长存在一定的差异，以保证这两路子光束的传输方向经由光交换引擎1203的偏转后，经由不同的子阵列的输出光纤输出。如光斑K1对应的波长为λ1，而光斑J1对应的波长为λ3，即本示例所示位置部分重合的两路子光束的波长相错两个波长。光交换引擎1203偏转光斑K1对应的子光束的偏转角度不同于光交换引擎1203偏转光斑J1对应的子光束的偏转角度，以使光斑K1对应的子光束经由第一子阵列的输出光纤输出，光斑J1对应的子光束经由第二子阵列的输出光纤输出。
采用本实施例所示的WSS，可将不同的子阵列通过外部光纤连接起来，以实现对输入光纤输入的一路子光束沿色散方向Y以及沿端口方向X调度，具体调度的说明，请参见实施例六所示，具体不做赘述。
本实施例所示的WSS，对于不同子阵列输入的子光束，能够复用相同的色散单元，光交换引擎以及上述所示的各个透镜，在对子光束沿色散方向Y以及沿端口方向X调度的过程中，降低了光器件的数量以及成本，提高了WSS的集成度。
本实施例所示的第一子阵列输入的一路子光束在光交换引擎照射出的第一目标光斑和第二子阵列输入的一路子光束在光交换引擎照射出的第二目标光斑至少部分重合的情况下，有效地降低了光交换引擎沿端口方向X的高度，提高了光交换引擎的利用效率。在不增设光交换引擎沿端口方向X高度的情况下，能够有效地提升光交换引擎所能够偏转的子光束的路数，提高了WSS所支持的输出光纤的数量。
实施例八
在实施例七中，第一目标光斑和第二目标光斑在光交换引擎上至少部分重合，而本实施例所示的第一目标光斑和第二光斑的排布方式和实施例七不同，本实施例所示的WSS包括光纤阵列，色散单元以及光交换引擎，本实施例所示的色散单元以及光交换引擎的具体说明，请参见实施例六所示，具体不做赘述。本实施例所示的WSS所包括的各个透镜的说明，请参见实施例六所示，具体不做赘述。本实施例所示的WSS能够对任一子阵列输入的子光束，沿色散方向Y以及端口方向X调度，以从光纤阵列所包括的任一输出光纤输出，对每路子光束沿色散方向Y以及沿端口方向X调度的说明，请参见实施例六所示，具体不做赘述。
本实施例所示的光纤阵列包括多个子阵列，每个子阵列包括沿端口方向X排布的一个目标输入光纤以及多个输出光纤。光纤阵列所包括的任意两个不同的子阵列沿色散方向Y以及沿端口方向X均平行或近似平行。而且光纤阵列所包括的第一子阵列与第二子阵列之间的间距大于或等于预设距离。在本实施例所示的第一子阵列和第二子阵列沿色散方向Y以及沿端口方向X均平行或近似平行，且第一子阵列与第二子阵列之间的间距大于或等于预设距离的情况下，第一子阵列对应的第一目标光斑和第二子阵列对应的第二目标光斑，对第一目标光斑和第二目标光斑的说明，请参见实施例七所示，具体不做赘述。
例如图13所示，其中，图13为本申请实施例提供的光斑在光交换引擎上的第一种排布示例图。第一目标光束包括五路子光束，五路子光束在光交换引擎1400上形成五个光斑，即光斑1401，光斑1402，光斑1403，光斑1404以及光斑1405。第二目标光束包括五路子光束，五路子光束在光交换引擎1400上形成五个光斑，即光斑1411，光斑1412，光斑1413，光斑1414以及光斑1415。其中光斑1401为上述所示的第一目标光斑，光斑1411为第二目标光斑。该光斑1401和光斑1402沿色散方向Y位置相错，沿端口方向位置至少部分重合。本示例所示的第一目标光束对应的多个光斑和第二目标光束对应的多个光斑沿色散方向依次间隔排布。可以理解，第一目标光束对应的多个光斑在光交换引擎1400上分布于第一区域，第二目标光束对应的多个光斑在光交换引擎1400上分别于第二区域，第一区域和第二区域至少部分重合。
可选的，若光纤阵列所包括的任意两个不同的子阵列沿端口方向X平行或近似平行。光纤阵列所包括的任意两个不同的子阵列沿色散方向Y之间存在夹角。例如，光纤阵列所包括的第一子阵列和第二子阵列沿端口方向X平行，而且第一子阵列和第二子阵列之间沿色散方向Y存在夹角。在第一子阵列和第二子阵列沿端口方向X平行，而且第一子阵列和第二子阵列之间沿色散方向Y存在夹角的情况下，第一子阵列输入的多路子光束对应的第一目标光斑和第二子阵列输入的多路子光束对应的第二目标光斑，本示例所示的第一目标光斑和第二目标光斑相错的具体示例也可参见图13所示，具体不做赘述。
还可选的，本实施例所示的第一目标光斑和第二目标光斑相错的具体示例还可参见图14所示，其中，图14为本申请实施例提供的光斑在光交换引擎上的第二种排布示例图。第一目标光束包括五路子光束，五路子光束在光交换引擎1420上形成五个光斑，即光斑1431，光斑1432，光斑1433，光斑1434以及光斑1435。且第一目标光束对应的多个光斑分布于光交换引擎1420上的第一区域1421。第二目标光束包括五路子光束，五路子光束在光交换引擎1420上形成五个光斑，即光斑1441，光斑1442，光斑1443，光斑1444以及光斑1445。且第二目标光束对应的多个光斑分布于光交换引擎1420上的第二区域1422。其中，第一区域1421和第二区域1422沿色散方向Y位置分离。如光斑1431为上述所示的第一目标光斑，光斑1441为第二目标光斑。该光斑1431和光斑1441沿色散方向Y位置分离。
本实施例所示的来自不同子阵列的子光束对应的光斑，位于光交换引擎沿色散方向Y不同的区域，WSS能够降低沿端口方向X的高度的情况下，能够将每路子光束灵活调度至光纤阵列所包括的任一输出光纤。
实施例九
本申请实施例结合图15所示提供了一种光束传输方向的调度方法，其中，图15为本申请实施例提供的光束传输方向的调度方法的第一种步骤流程图。
步骤1501、WSS通过输入光纤向色散单元发送输入光束。
步骤1502、WSS通过色散单元沿色散方向分解输入光束以获取多路子光束。
步骤1503、WSS通过第一光交换引擎沿端口方向偏转第一子光束的传输方向，以向第一反射镜发送偏转后的第一子光束。
步骤1504、WSS通过所述第一光交换引擎沿端口方向偏转第二子光束的传输方向，以向第二反射镜发送偏转后的第二子光束。
步骤1505、WSS通过第一反射镜沿色散方向反射偏转后的第一子光束以向第二光交换引擎的第一区域发送反射后的第一子光束。
步骤1506、WSS通过第二反射镜沿色散方向反射偏转后的第二子光束以向第二光交换引擎的第二区域发送反射后的第二子光束。
步骤1507、WSS通过第二光交换引擎的第一区域沿端口方向偏转反射后的第一子光束的传输方向，以获取调度后的第一子光束。
步骤1508、WSS通过第二光交换引擎向第一输出光纤发送调度后的第一子光束。
步骤1509、WSS通过第二光交换引擎的第二区域沿端口方向偏转反射后的第二子光束的传输方向，以获取调度后的第二子光束。
步骤1510、WSS通过第二光交换引擎向第二输出光纤发送调度后的第二子光束。
WSS执行本实施例所示的方法的过程，请参见上述实施例一至实施例五任一实施例所示，具体不做赘述。
实施例十
本申请实施例结合图16所示提供了一种光束传输方向的调度方法，其中，图16为本申请实施例提供的光束传输方向的调度方法的第二种步骤流程图。
步骤1601、WSS通过第一目标输入光纤向色散单元发送第一目标光束。
步骤1602、WSS通过色散单元沿色散方向分解第一目标光束以获取多路第一目标子光束。
步骤1603、WSS通过光交换引擎沿端口方向偏转第一目标子光束的传输方向，以向第一目标输出光纤发送偏转后的第二目标子光束。
步骤1604、WSS通过第一目标输出光纤向第二目标输入光纤发送第二目标子光束。
步骤1605、WSS通过第二目标输入光纤向色散单元发送第二目标光束。
步骤1606、WSS通过色散单元沿色散方向分解第二目标光束以获取多路目标子光束。
步骤1607、WSS通过光交换引擎沿端口方向偏转第二目标子光束的传输方向，以向第二目标输出光纤发送偏转后的第三目标子光束。
WSS执行本实施例所示的方法的过程，请参见上述实施例六至实施例八任一实施例所示，具体不做赘述。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (21)

1.一种波长选择开关，其特征在于，包括：输入光纤，色散单元，第一光交换引擎，反射镜组，第二光交换引擎以及多个输出光纤；
所述输入光纤用于向所述色散单元发送输入光束；
所述色散单元用于沿色散方向分解所述输入光束以获取多路子光束，所述多路子光束至少包括第一子光束和第二子光束；
所述反射镜组至少包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一光交换引擎用于沿端口方向偏转所述第一子光束的传输方向，以向所述第一反射镜发送偏转后的第一子光束，所述第一光交换引擎用于沿所述端口方向偏转所述第二子光束的传输方向，以向所述第二反射镜发送偏转后的第二子光束；
所述第一反射镜用于沿所述色散方向反射所述偏转后的第一子光束以向所述第二光交换引擎的第一区域发送反射后的第一子光束，所述第二反射镜用于沿所述色散方向反射所述偏转后的第二子光束以向所述第二光交换引擎的第二区域发送反射后的第二子光束，沿所述色散方向，所述第一区域和所述第二区域位于所述第二光交换引擎不同的区域；
所述第二光交换引擎的第一区域用于沿所述端口方向偏转所述反射后的第一子光束的传输方向以获取调度后的第一子光束，所述第二光交换引擎用于向第一输出光纤发送所述调度后的第一子光束，所述第二光交换引擎的第二区域用于沿所述端口方向偏转所述反射后的第二子光束的传输方向以获取调度后的第二子光束，所述第二光交换引擎用于向第二输出光纤发送所述调度后的第二子光束，所述第一输出光纤与所述第二输出光纤沿所述色散方向位于不同的位置。
2.根据权利要求1所述的波长选择开关，其特征在于，所述第一光交换引擎用于沿所述端口方向，以第一偏转角度偏转所述第一子光束的传输方向以出射所述偏转后的第一子光束，所述第二光交换引擎用于沿所述端口方向，以第二偏转角度偏转所述第二子光束的传输方向以出射所述偏转后的第二子光束；
所述第一偏转角度不同于所述第二偏转角度，和/或，所述偏转后的第一子光束从所述第一光交换引擎出射的位置不同于所述偏转后的第二子光束从所述第一光交换引擎出射的位置。
3.根据权利要求1或2所述的波长选择开关，其特征在于，所述多个输出光纤的排布，沿所述色散方向呈至少两列，沿所述端口方向呈至少一行；
所述第一反射镜与所述第一输出光纤在所述多个输出光纤中所属的列对应，所述第二反射镜与所述第二输出光纤在所述多个输出光纤中所属的列对应。
4.根据权利要求1至3任一项所述的波长选择开关，其特征在于，在色散平面内，所述第一反射镜和第二反射镜之间存在夹角，在端口平面内，所述第一反射镜和所述第二反射镜之间位置分离，所述色散平面包括所述色散方向以及传输方向，所述端口平面包括所述端口方向以及所述传输方向，所述传输方向为从所述输入光纤输入的光束的传输方向。
5.根据权利要求1至3任一项所述的波长选择开关，其特征在于，所述第一反射镜具有偶数个反射面，来自所述第一光交换引擎的所述偏转后的第一子光束依次经由所述第一反射镜的偶数个反射面的反射后，从所述第一反射镜出射；所述第二反射镜具有偶数个反射面，来自所述第一光交换引擎的所述偏转后第二子光束依次经由所述第二反射镜的偶数个反射面的反射后，从所述第二反射镜出射；
沿所述端口方向，所述偏转后的第一子光束入射所述第一反射镜的入射位置与所述偏转后的第二子光束入射所述第二反射镜的入射位置之间具有第一间距，沿所述端口方向，所述反射后的第一子光束从所述第一反射镜出射的出射位置与所述反射后的第二子光束从所述第二反射镜出射的出射位置之间具有第二间距。
6.根据权利要求1至5任一项所述的波长选择开关，其特征在于，所述第一反射镜和所述第二反射镜为所述反射镜组的不同区域；
沿所述端口方向，所述偏转后的第一子光束在所述反射镜组上的第一光斑和所述偏转后的第二子光束在所述反射镜组上的第二光斑位于不同行。
7.根据权利要求1至6任一项所述的波长选择开关，其特征在于，所述第一输出光纤在所述多个输出光纤中所属的列与所述第二输出光纤在所述多个输出光纤中所属的列之间，沿所述端口方向存在夹角。
8.根据权利要求7所述的波长选择开关，其特征在于，沿所述色散方向，所述多路子光束在所述第二光交换引擎上具有多个光斑，所述反射后的第一子光束在所述第二光交换引擎上具有第三光斑，所述反射后的第二子光束在所述第二光交换引擎上具有第四光斑，所述第三光斑和所述第四光斑之间沿所述端口方向的间距与所述夹角呈正相关关系。
9.根据权利要求1至8任一项所述的波长选择开关，其特征在于，所述第二光交换引擎和所述多个输出光纤之间还包括光学4F系统；
所述光学4F系统用于将所述调度后的第一子光束中继至所述第一输出光纤，所述4F系统还用于将所述调度后的第二子光束中继至所述第二输出光纤。
10.根据权利要求9所述的波长选择开关，其特征在于，所述光学4F系统位于所述第二光交换引擎和合束单元之间，所述光学4F系统用于将所述调度后的第一子光束中继为中继后第一子光束，所述光学4F系统用于向所述合束单元发送所述中继后的第一子光束；所述光学4F系统用于将所述调度后的第二子光束中继为中继后第二子光束，所述光学4F系统用于向所述合束单元发送所述中继后的第二子光束，所述合束单元用于合束所述中继后的第一子光束以向所述第一输出光纤发送合束后的第一子光束，所述合束单元还用于合束所述中继后的第二子光束以向所述第二输出光纤发送合束后的第二子光束。
11.一种光束传输方向的调度方法，其特征在于，所述方法应用于波长选择开关，所述波长选择开关包括：输入光纤，色散单元，第一光交换引擎，反射镜组，第二光交换引擎以及多个输出光纤，所述方法包括：
通过所述输入光纤向所述色散单元发送输入光束；
通过所述色散单元沿色散方向分解所述输入光束以获取多路子光束，所述多路子光束至少包括第一子光束和第二子光束；
所述反射镜组至少包括第一反射镜和第二反射镜，通过所述第一光交换引擎沿端口方向偏转所述第一子光束的传输方向，以向所述第一反射镜发送偏转后的第一子光束，通过所述第一光交换引擎沿所述端口方向偏转所述第二子光束的传输方向，以向所述第二反射镜发送偏转后的第二子光束；
通过所述第一反射镜沿所述色散方向反射所述偏转后的第一子光束以向所述第二光交换引擎的第一区域发送反射后的第一子光束，通过所述第二反射镜沿所述色散方向反射所述偏转后的第二子光束以向所述第二光交换引擎的第二区域发送反射后的第二子光束，沿所述色散方向，所述第一区域和所述第二区域位于所述第二光交换引擎不同的区域；
通过所述第二光交换引擎的第一区域沿所述端口方向偏转所述反射后的第一子光束的传输方向以获取调度后的第一子光束，通过所述第二光交换引擎向第一输出光纤发送所述调度后的第一子光束，通过所述第二光交换引擎的第二区域沿所述端口方向偏转所述反射后的第二子光束的传输方向以获取调度后的第二子光束，通过所述第二光交换引擎向第二输出光纤发送所述调度后的第二子光束，所述第一输出光纤与所述第二输出光纤沿所述色散方向位于不同的位置。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述通过所述第一光交换引擎沿端口方向偏转所述第一子光束的传输方向，以向所述第一反射镜发送偏转后的第一子光束包括：
通过所述第一光交换引擎沿所述端口方向，以第一偏转角度偏转所述第一子光束的传输方向以出射所述偏转后的第一子光束；
所述第一光交换引擎沿所述端口方向偏转所述第二子光束的传输方向，以向所述第二反射镜发送偏转后的第二子光束包括：
通过所述第二光交换引擎沿所述端口方向，以第二偏转角度偏转所述第二子光束的传输方向以出射所述偏转后的第二子光束；
其中，所述第一偏转角度不同于所述第二偏转角度，和/或，所述偏转后的第一子光束从所述第一光交换引擎出射的位置不同于所述偏转后的第二子光束从所述第一光交换引擎出射的位置。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述多个输出光纤的排布，沿所述色散方向呈至少两列，沿所述端口方向呈至少一行；所述第一反射镜与所述第一输出光纤在所述多个输出光纤中所属的列对应，所述第二反射镜与所述第二输出光纤在所述多个输出光纤中所属的列对应。
14.根据权利要求11至13任一项所述的方法，其特征在于，所述第一反射镜和所述第二反射镜均为平面反射镜，且在色散平面内，所述第一反射镜和第二反射镜之间存在夹角，在端口平面内，所述第一反射镜和所述第二反射镜之间位置分离，所述色散平面包括所述色散方向以及传输方向，所述端口平面包括所述端口方向以及所述传输方向，所述传输方向为从所述输入光纤输入的光束的传输方向。
15.根据权利要求11至13任一项所述的方法，其特征在于，所述第一反射镜具有偶数个反射面，所述通过所述第一反射镜沿所述色散方向反射所述偏转后的第一子光束以向所述第二光交换引擎的第一区域发送反射后的第一子光束包括：
来自所述第一光交换引擎的所述偏转后的第一子光束依次经由所述第一反射镜的偶数个反射面的反射后，从所述第一反射镜出射；
所述第二反射镜具有偶数个反射面，所述通过所述第二反射镜沿所述色散方向反射所述偏转后的第二子光束以向所述第二光交换引擎的第二区域发送反射后的第二子光束包括：
来自所述第一光交换引擎的所述偏转后第二子光束依次经由所述第二反射镜的偶数个反射面的反射后，从所述第二反射镜出射；
沿所述端口方向，所述偏转后的第一子光束入射所述第一反射镜的入射位置与所述偏转后的第二子光束入射所述第二反射镜的入射位置之间具有第一间距，沿所述端口方向，所述反射后的第一子光束从所述第一反射镜出射的出射位置与所述反射后的第二子光束从所述第二反射镜出射的出射位置之间具有第二间距。
16.根据权利要求11至15任一项所述的方法，其特征在于，所述第一反射镜和所述第二反射镜为所述反射镜组的不同区域；沿所述端口方向，所述偏转后的第一子光束在所述反射镜组上的第一光斑和所述偏转后的第二子光束在所述反射镜组上的第二光斑位于不同行。
17.根据权利要求11至16任一项所述的方法，其特征在于，所述第一输出光纤在所述多个输出光纤中所属的列与所述第二输出光纤在所述多个输出光纤中所属的列之间，沿所述端口方向存在夹角。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，沿所述色散方向，所述多路子光束在所述第二光交换引擎上具有多个光斑，所述反射后的第一子光束在所述第二光交换引擎上具有第三光斑，所述反射后的第二子光束在所述第二光交换引擎上具有第四光斑，所述第三光斑和所述第四光斑之间沿所述端口方向的间距与所述夹角呈正相关关系。
19.根据权利要求11至18任一项所述的方法，其特征在于，所述第二光交换引擎和所述多个输出光纤之间还包括光学4F系统；所述通过所述第二光交换引擎向第一输出光纤发送所述调度后的第一子光束还包括：
通过所述光学4F系统将所述调度后的第一子光束发送至所述第一输出光纤；
所述通过所述第二光交换引擎向第二输出光纤发送所述调度后的第二子光束还包括：
通过所述4F将所述调度后的第二子光束发送至所述第二输出光纤。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述光学4F系统位于所述第二光交换引擎和合束单元之间，所述通过所述光学4F系统将所述调度后的第一子光束发送至所述第一输出光纤包括：
通过所述光学4F系统将所述调度后的第一子光束中继为中继后第一子光束；
通过所述光学4F系统向所述合束单元发送所述中继后的第一子光束；
通过所述合束单元合束所述中继后的第一子光束以向所述第一输出光纤发送合束后的第一子光束；
所述通过所述4F将所述调度后的第二子光束发送至所述第二输出光纤包括：
通过所述光学4F系统将所述调度后的第二子光束中继为中继后第二子光束；
通过所述光学4F系统向所述合束单元发送所述中继后的第二子光束；
通过所述合束单元合束所述中继后的第二子光束以向所述第二输出光纤发送合束后的第二子光束。
21.一种光交换节点，其特征在于，所述光交换节点包括多个波长选择开关，不同的两个所述波长选择开关之间通过光纤连接，所述波长选择开关如权利要求1至10任一项所述。
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