WO2015161452A1 - 光通信的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种光通信的装置，装置包括：输入系统、第一光开关阵列和输出系统，输入系统包括一维排列在第一平面上的N个输入端口、第一扩束器、分波器和第一光路变更器，第一光开关阵列包括二维排列在第二平面上的N×K个第一光开关单元，各第一光开关单元能够绕第一轴线方向和第二轴线方向旋转，输出系统包括第二光路变更器、第二扩束器、第二光开关阵列和二维排列的M个输出端口，第二开关阵列包括二维排列的M个第二光开关单元，一个第二光开关单元在同一时段仅用于接收来自同一输入端口的子信号光，各第二光开关单元至少能够绕第二轴线方向旋转，各第二光开关单元与各输出端口一一对应。

Description

光通信的装置和方法 技术领域
本发明涉及通信领域， 并且更具体地， 涉及光通信的装置和方法。 背景技术
随着视频和云端业务的迅速增长， 运营商对光网络构建的灵活性、 光网 络的建设和运行维护费用的降低尤为关注。 网络节点需要交叉连接的方向维 度（或者说， 传输路径）越来越多， 运营商可通过使用可重构的光分插复用 器（ ROADM, Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer )远程自动地进行 维度切换等， 来取代之前人工下站点的方式去更换光纤的连接， 从而满足网 络动态连接的需求。
目前， 已知一种 ROADM， 具有一维排列的 N个输入端口、 一维排列的 M个输出端口和两级光开关阵列，能够通过光栅将来自于每个输入端口的波 分复用 （ WDM， Wavelength Division Multiplex )信号的分解为 K个子信号， 并通过第一级光开关阵列 （具有二维排列的 Ν X Κ个光开关单元）将各子信 号分别换到第二级光开关阵列（具有二维排列的 M x Κ个光开关单元）中所 对应的光开关单元上， 并通过光栅将来自于第二级光开关阵列的波长相异且 所对应的输出端口相同的子信号合成 WDM信号，并传输至所对应的输出端 口， 从而完成了网络交叉连接。
为了适应高速光通信网络高效性、 灵活性的需求， 作为网络交叉连接核 心的 ROADM需要不断的发展， 希望能够使 ROADM具有更多的输出端口， 以实现对更多的输出维度的信号进行交叉。 如上所述， 在单个光开关的交叉 能力 （例如， 旋转范围）能够得到满足的情况下， 由于 WDM信号包括的子 信号的数量（具体地说，是所包括的子信号的波长数量） K较大且相对固定， 因此， ROADM对输入端的交叉能力主要取决于第二级光开关阵列中与输出 端口对应的光开关单元的数量， 即， M。 受配置空间和单个光开关单元的交 叉能力等的限制， 无法实现 M 的无限增大， 无法满足当前日益增长的网络 需求以及用户的要求。
因此，希望提供一种技术，在给定的有限配置空间内，能够提高 ROADM 针对输出端的网络交叉连接能力。 发明内容
本发明实施例提供一种光通信的装置和方法， 能够在给定的有限配置空 间内， 提高针对输出端的网络交叉连接能力， 进而满足网络需求以及用户的 要求。
第一方面， 提供了一种光通信的装置， 该装置包括： 输入系统、 第一光 开关阵列和输出系统，该输入系统包括一维排列在第一平面上的 N个输入端 口、 第一扩束器、 分波器和第一光路变更器， 该第一光开关阵列包括二维排 列在第二平面上的 N X K个第一光开关单元， K为信号光包括的子信号光的 数量， 各该子信号光的中心波长彼此相异， 该第二平面与主轴方向垂直， 该 主轴方向是从该输入端口输出的信号光的传输方向， 该第一平面与该第二平 面垂直， 各该第一光开关单元能够绕第一轴线方向和第二轴线方向旋转， 该 第一轴线方向是该第一平面与该第二平面的交线方向，该第二轴线方向是第 三平面与该第二平面的交线方向， 该第三平面与该第二平面垂直， 且该第三 平面与该第一平面垂直， 一个第一光开关单元仅用于接收来自一个输入端口 的一束子信号光， 各该第一光开关单元所对应的输入端口或子信号光相异， 该输出系统包括第二光路变更器、 第二扩束器、 第二光开关阵列和二维排列 的 M个输出端口， 该第二开关阵列包括二维排列的 M个第二光开关单元， 一个第二光开关单元在同一时段仅用于接收来自同一输入端口的子信号光， 各该第二光开关单元至少能够绕第二轴线方向旋转，各该第二光开关单元与 各该输出端口——对应， 其中， 该 N个输入端口中的目标输入端口， 用于在 接收到目标信号光时， 将该目标信号光传输至该第一扩束器， 其中， 该目标 输入端口输出的该目标信号光的光斑为圓形， 该目标信号光包括至少两束子 目标信号光； 该第一扩束器， 用于对该目标信号光进行第一扩束处理， 以将 该目标信号光在该第二平面方向上的光斑由圓形变换为椭圓形， 并将经过该 第一扩束处理后的目标信号光传输至该分波器， 其中， 该椭圓形的长轴方向 为该第二轴线方向， 该椭圓形的短轴方向为该第一轴线方向， 该椭圓形的长 轴长度是基于以下参数确定的： 该目标信号光的带宽、 该至少两束子目标信 号光中相邻子目标信号光之间的间隔、 该至少两束子目标信号光的中心波 长、 该分波器的衍射常数； 该分波器， 用于对该目标信号光进行分波处理， 从该目标信号光中分解出该至少两束子目标信号光，使各该子目标信号光在 该第三平面上分散， 并将各该子目标信号光经由该第一光路变更器而传输至 对应的第一光开关单元； 该第一光路变更器， 用于对各该子目标信号光进行 第一光路变更处理， 以使各该子目标信号光彼此平行地射入所对应的第一光 开关单元； 该第一光开关阵列， 用于基于各该子目标信号光所对应的输出端 口， 控制与各该子目标信号光相对应的第一光开关单元的旋转， 以将各该子 目标信号光经由该第二光路变更器和该第二扩束器而传输至所对应的第二 光开关单元； 该第二光路变更器， 用于对各该子目标信号光进行第二光路变 更处理， 其中， 经该第二光路变更处理的子目标信号光在该第三平面上的投 影与所对应的经该第一光路变更处理之前的子目标信号光在该第三平面上 的投影相平行；该第二扩束器，用于对各该子目标信号光进行第二扩束处理， 以将各该子目标信号光在该第二平面方向上的光斑由椭圓形变换为圓形， 该 圓形的直径是基于该输出端口的传输要求确定的； 该第二光开关阵列， 用于 控制各该子目标信号光所对应的第二光开关单元的旋转， 以将各该子目标信 号光分别传输至所对应的输出端口。
结合第一方面， 在第一方面的第一种实现方式中， 该输出系统还包括： 合波器， 位于该第二光路变更器和该第二扩束器之间， 用于当对于一个输出 端口， 存在至少两束需要接收的子目标信号光时， 将该至少两束需要接收的 子目标信号光合成为一束信号光， 并经由该第二扩束器而传输至该第二光开 关阵列； 或用于当对于一个输出端口， 仅存在一束需要接收的子目标信号光 时， 调整该子目标信号光的带宽范围内的光功率分布。
结合第一方面及其上述实现方式， 在第一方面的第三种实现方式中， 该 分波器和该合波器为至少一个光栅。
结合第一方面及其上述实现方式， 在第一方面的第四种实现方式中， 该 合波器和该分波器共用该至少一个光栅。
结合第一方面及其上述实现方式， 在第一方面的第五种实现方式中， 该 第一扩束器， 还用于对该目标信号光进行第一扩束处理， 以将该目标信号光 在该第三平面上的、在该第一扩束器与该第一光路变更器之间的束腰位置位 于该分波器。
结合第一方面及其上述实现方式， 在第一方面的第六种实现方式中， 该 第二扩束器， 还用于对各该子目标信号光进行第二扩束处理， 以将从该第二 扩束器输出的各该子目标信号光在该第三平面上的束腰位置位于该输出端 口„ 结合第一方面及其上述实现方式， 在第一方面的第七种实现方式中， 该 第一光路变更器和该第二光路变更器为至少一个透镜。
结合第一方面及其上述实现方式， 在第一方面的第八种实现方式中， 该 第一光路变更器和该第二光路变更器共用该至少一个透镜。
结合第一方面及其上述实现方式， 在第一方面的第九种实现方式中， 当 该第一光路变更器和该第二光路变更器共用一个透镜时， 在该第三平面内， 该目标信号光在该分波器上的入射点位于该第一光路变更器在该主轴方向 上的轴线上。
结合第一方面及其上述实现方式， 在第一方面的第十种实现方式中， 当 该第一光路变更器和该第二光路变更器共用一个透镜时， 在该第三平面内， 该目标信号光在该分波器上的入射点位于该第一光路变更器在该主轴方向 上的轴线外。
结合第一方面及其上述实现方式， 在第一方面的第十一种实现方式中， 当该第一光路变更器和该第二光路变更器共用一个透镜时， 在该第一平面 内， 该目标信号光在该分波器上的入射点位于该第一光路变更器在该主轴方 向上的轴线上。
结合第一方面及其上述实现方式， 在第一方面的第十二种实现方式中， 当该第一光路变更器和该第二光路变更器共用一个透镜时， 在该第一平面 内， 该目标信号光在该分波器上的入射点位于该第一光路变更器在该主轴方 向上的轴线外。
结合第一方面及其上述实现方式， 在第一方面的第十三种实现方式中， 该第一光路变更器和该第二光路变更器为至少一个凹面镜。
结合第一方面及其上述实现方式， 在第一方面的第十四种实现方式中， 该第一光路变更器和该第二光路变更器共用该至少一个凹面镜。
结合第一方面及其上述实现方式， 在第一方面的第十五种实现方式中， 该第一光路变更器包括： 至少一个第一柱透镜， 用于改变各该子目标信号光 在该第三平面内的传播方向； 以及该第二光路变更器包括： 至少一个第二柱 透镜， 用于改变各该子目标信号光在该第一平面内的传播方向； 至少一个第 三柱透镜， 用于将从该第一柱透镜模块输出的目标信号光在该第一平面上的 束腰位置调整至该第一光开关阵列； 至少一个第四柱透镜， 用于将从该第一 光开关阵列输出的各子目标信号光在该第一平面上的束腰位置调整为， 与从 该输入端口输出的目标信号光在该第一平面上的、在该输出端口和该分波器 之间束腰位置相对应。
第二方面， 提供了一种光通信的方法， 该方法在包括输入系统、 第一光 开关阵列和输出系统的装置中执行， 该输入系统包括一维排列在第一平面上 的 N个输入端口和分波器，该第一光开关阵列包括二维排列在第二平面上的 Ν χ K个第一光开关单元， K为信号光包括的子信号光的数量， 各该子信号 光的中心波长彼此相异， 该第二平面与主轴方向垂直， 该主轴方向是从该输 入端口输出的信号光的传输方向， 该第一平面与该第二平面垂直， 各该第一 光开关单元能够绕第一轴线方向和第二轴线方向旋转，该第一轴线方向是该 第一平面与该第二平面的交线方向， 该第二轴线方向是第三平面与该第二平 面的交线方向， 该第三平面与该第二平面垂直， 且该第三平面与该第一平面 垂直， 一个第一光开关单元仅用于接收来自一个输入端口的一束子信号光， 各该第一光开关单元所对应的输入端口或子信号光相异， 该输出系统包括第 二光开关阵列和二维排列的 M个输出端口， 该第二开关阵列包括二维排列 的 M个第二光开关单元， 一个第二光开关单元在同一时段仅用于接收来自 同一输入端口的子信号光，各该第二光开关单元至少能够绕第二轴线方向旋 转， 各该第二光开关单元与各该输出端口——对应， 该方法包括： 通过目标 输入端口， 接收目标信号光， 其中， 该目标信号光的光斑为圓形， 该目标信 号光包括至少两束子目标信号光； 对该目标信号光进行第一扩束处理， 以将 该目标信号光在该第二平面上的光斑由圓形变换为椭圓形， 其中， 该椭圓形 的长轴方向为该第二轴线方向， 该椭圓形的短轴方向为该第一轴线方向， 该 椭圓形的长轴长度是基于以下参数确定的： 该目标信号光的带宽、 该至少两 束子目标信号光中相邻子目标信号光之间的间隔、该至少两束子目标信号光 的中心波长、 该分波器的衍射参数； 通过该分波器， 对该目标信号光进行分 波处理， 以从该目标信号光中分解出该至少两束子目标信号光， 使各该子目 标信号光在该第三平面上分散； 对各该子目标信号光进行第一光路变更处 理， 以使各该子目标信号光彼此平行地射入所对应的第一光开关单元； 基于 各该子目标信号光所对应的输出端口，控制该第一光开关阵列中与各该子目 标信号光相对应的第一光开关单元的旋转， 以将各该子目标信号光传输至所 对应的第二光开关单元； 对各该子目标信号光进行第二光路变更处理， 以使 经该第二光路变更处理的子目标信号光在该第三平面上的投影与所对应的 经该第一光路变更处理之前的子目标信号光在该第三平面上的投影相平行； 对各该子目标信号光进行第二扩束处理， 以将各该子目标信号光在该第二平 面方向上的光斑由椭圓形变换为圓形， 该圓形的直径是基于该输出端口的传 输要求确定的； 控制该第二光开关阵列中各该子目标信号光所对应的第二光 开关单元的旋转， 以将各该子目标信号光分别传输至所对应的输出端口。
结合第二方面， 在第二方面的第一种实现方式中， 该方法还包括： 当对 于一个输出端口， 存在至少两束需要接收的子目标信号光时， 将该至少两束 需要接收的子目标信号光合成为一束信号光， 并传输至该第二光开关阵列； 或当对于一个输出端口， 仅存在一束需要接收的子目标信号光时， 调整该子 目标信号光的带宽范围内的光功率分布。
结合第二方面及其上述实现方式， 在第二方面的第二种实现方式中， 该 对该目标信号光进行第一扩束处理包括： 对该目标信号光进行第一扩束处 理， 以将该目标信号光在该第三平面上的、 在经该第一光路变更处理之前的 束腰位置位于该分波器。
结合第二方面及其上述实现方式， 在第二方面的第三种实现方式中， 该 对各该子目标信号光进行第二扩束处理包括： 对各该子目标信号光进行第二 扩束处理， 以将经该第二扩束处理后的各该子目标信号光在该第三平面上的 束腰位置位于该输出端口。
本发明实的光通信的装置和方法， 通过设置第一扩束器， 并利用该第一 扩束器对信号光进行扩束处理， 能够将射入第二光开关阵列的信号光在该第 二光开关阵列的配置平面上的光斑由圓形变换为椭圓形， 其中， 经该扩束处 理而生成的椭圓形光斑的长轴长度能够满足分波处理的要求， 由于椭圓的短 轴长度小于长轴长度， 从而， 在椭圓的短轴方向上， 能够为第二光开关阵列 配置更多的第二光开关单元， 进而能够提供更多的输出端口； 并且， 通过使 各第一光开关单元二维旋转， 并使一个第二光开关单元在同一时段仅用于接 收来自同一输入端口的子信号光， 从而无需 M各第二光开关单元一维地排 歹 |J， 进而能够实现 M个输出端口的二维排列。 因此， 能够在给定的有限配 置空间内， 提高针对输出端的网络交叉连接能力， 满足网络需求以及用户的 要求。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案， 下面将对实施例或现有技 术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图 仅仅是本发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造 性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。
图 1是根据本发明一实施例的光通信的装置结构的示意性框图。
图 2A是根据本发明一实施例的光通信的装置配置的俯视示意图。
图 2B是图 2A所示光通信的装置配置的侧视示意图。
图 3A是根据本发明另一实施例的光通信的装置配置的俯视示意图。 图 3B是图 3A所示光通信的装置配置的侧视示意图。
图 4A是根据本发明再一实施例的光通信的装置配置的俯视示意图。 图 4B是图 4A所示光通信的装置配置的侧视示意图。
图 5A是根据本发明再一实施例的光通信的装置配置的俯视示意图。 图 5B是图 5A所示光通信的装置配置的侧视示意图。
图 6A是根据本发明再一实施例的光通信的装置配置的俯视示意图。 图 6B是图 6A所示光通信的装置配置的侧视示意图。
图 7A是根据本发明再一实施例的光通信的装置配置的俯视示意图。 图 7B是图 7A所示光通信的装置配置的侧视示意图。
图 8A是根据本发明再一实施例的光通信的装置配置的俯视示意图。 图 8B是图 8A所示光通信的装置配置的侧视示意图。
图 9是根据本发明再一实施例的光通信的装置配置的俯视示意图。 图 10是根据本发明一实施例的光通信的方法的示意性流程。 具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例是本发明一部分实施例， 而不是 全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创 造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例是本发明一部分实施例， 而不是 全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创 造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。 本发明的技术方案，可以应用于各种能够使用信号光来传输数据的通信 系统， 例如： 全球移动通讯系统 （ GSM， Global System of Mobile communication )， 码分多址 ( CDMA, Code Division Multiple Access ) 系统， 宽带码分多址（ WCDMA, Wideband Code Division Multiple Access Wireless )， 通用分组无线业务（ GPRS， General Packet Radio Service )， 长期演进（ LTE， Long Term Evolution )等。
图 1示出了本发明的光通信的装置 100的示意性结构， 如图 1所示， 该 装置 100包括：
输入系统 110、 第一光开关阵列 120和输出系统 130，
该输入系统 110包括：
排列在第一平面上的 N个输入端口 112、 第一扩束器 114、 分波器 116 和第一光路变更器 118，
该第一光开关阵列 120包括二维排列在第二平面上的 N X K个第一光开 关单元， K为信号光包括的子信号光的数量，各该子信号光的波长彼此相异， 该第二平面与主轴方向垂直， 该主轴方向是从该输入端口输出的信号光的传 输方向， 该第一平面与该第二平面垂直， 各该第一光开关单元能够绕第一轴 线方向和第二轴线方向旋转， 该第一轴线方向是该第一平面与该第二平面的 交线方向， 该第二轴线方向是第三平面与该第二平面的交线方向， 该第三平 面与该第二平面垂直， 且该第三平面与该第一平面垂直， 一个第一光开关单 元仅用于接收来自一个输入端口的一束子信号光，各该第一光开关单元所对 应的输入端口或子信号光相异，
该输出系统 130包括第二光路变更器 132、 第二扩束器 134、 第二光开 关阵列 136和二维排列的 M个输出端口 138，该第二开关阵列 136包括二维 排列的 M个第二光开关单元， 各该第二光开关单元与各该输出端口——对 应， 其中，
该 N个输入端口 112中的目标输入端口， 用于在接收到目标信号光时， 将该目标信号光传输至该第一扩束器， 其中， 该目标输入端口输出的该目标 信号光的光斑为圓形， 该目标信号光包括至少两束子目标信号光；
该第一扩束器 114， 用于对该目标信号光进行第一扩束处理， 以将该目 标信号光在该第二平面方向上的光斑由圓形变换为椭圓形， 并将经过该第一 扩束处理后的目标信号光传输至该分波器 116， 其中， 该椭圓形的长轴方向 为该第二轴线方向， 该椭圓形的短轴方向为该第一轴线方向， 该椭圓形的长 轴长度是基于以下参数确定的：
该目标信号光的带宽、该至少两束子目标信号光中相邻子目标信号光之 间的间隔、该至少两束子目标信号光的中心波长、该分波器 116的衍射参数； 该分波器 116， 用于对该目标信号光进行分波处理， 从该目标信号光中 分解出该至少两束子目标信号光， 使各该子目标信号光在该第三平面上分 散， 并将各该子目标信号光经由该第一光路变更器 118而传输至对应的第一 光开关单元；
该第一光路变更器 118， 用于对各该子目标信号光进行第一光路变更处 理， 以使各该子目标信号光彼此平行地射入所对应的第一光开关单元；
该第一光开关阵列 120，用于基于各该子目标信号光所对应的输出端口， 控制与各该子目标信号光相对应的第一光开关单元的旋转， 以将各该子目标 信号光经由该第二光路变更器 132和该第二扩束器 134而传输至所对应的第 二光开关单元；
该第二光路变更器 132， 用于对各该子目标信号光进行第二光路变更处 理， 其中， 经该第二光路变更处理的子目标信号光在该第三平面上的投影与 所对应的经该第一光路变更处理之前的子目标信号光在该第三平面上的投 影相平行；
该第二扩束器 134， 用于对各该子目标信号光进行第二扩束处理， 以将 各该子目标信号光在该第二平面方向上的光斑由椭圓形变换为圓形，该圓形 的直径是基于该输出端口 138的传输要求确定的，
该第二光开关阵列 136， 用于控制各该子目标信号光所对应的第二光开 关单元的旋转， 以将各该子目标信号光分别传输至所对应的输出端口 138。
首先， 对光通信的装置 100中各器件的功能和结构进行说明。
A. 输入系统 110
A1. 输入端口 112
在本发明实施例中， 一维排列的 N个输入端口 112用于获取 N个维度 的信号光， 该信号光可以是来自外地通信节点（例如， 通信链路中的上一跳 通信节点）， 也可以是来自本地节点， 即， 实现本地上波功能， 本发明并未 特别限定。
这里， 所谓 "上波"， 是指 （通过输入端口）获取的来自本地节点的上 行信号光并进行发送， 该上行信号光可以是发给外地通信节点的信号光， 也 可以是发给本地通信节点的信号光， 本发明并未特别限定。 需要说明的是， 在本发明实施例中， 上行信号光使用的输入端口可以任意设置， 例如， 上行 信号光使用的输入端口可以与上行信号光的波长数量相同， 即， 一个输入端 口仅用于获取一个波长的上行信号光； 也可以釆用时分复用方式， 而使一个 输入端口在一个时段用于发送一个波长的上行信号光，在另一个时段发送另 一个波长的上行信号光。
另外，作为信号光的维度可以是指，其来源在预设规则下的类别数量（或 者说， 该 ROADM所连接的光纤的数量）， 该预设规则可以是以区域划分， 例如， 以城市级别、省份级别或国家级别划分； 也可以是以实体划分， 例如， 一个通信节点即为一个维度， 或者， 一组通信节点即为一个维度。
应理解， 以上列举的维度划分方式仅为示例性说明， 本发明并未特别限 定于此， 其他能够区分各通信节点的划分方法均落入本发明的保护范围内。
在本发明实施例中， N个输入端口 112可以包括输入光纤阵列和输入准 直器阵列。
输入光纤阵列可以包括一维排列的 N个输入光纤，一个输入光纤用于获 取一个维度的信号光。
输入准直器阵列可以包括一维排列的 N个准直器， 其中， 该 N个准直 器与 N个输入光纤一一对应，一个准直器用于对从所对应的输入光纤输出的 信号光进行准直。
需要说明的是， 上述 "一维排列的 N个输入端口"是指， N个输入端口 排列在同一平面内， 例如， 第一平面 （图 2至图 8的 YOZ平面）上， 其中， 该第一平面与后述分波器对信号光进行分波处理而生成的各子信号光的分 散平面， 即第三平面 （图 2至图 8的 XOZ平面）垂直， 并且， 该第一平面 与后述 N x K个第一光开关单元的排列平面， 即第二平面 （图 2至图 8的 XOY平面）垂直。 即， 如果将从输入端口输出的信号光的传输方向作为主 轴方向， 则该第二平面与该主轴方向垂直， 第一平面和第三平面与该主轴方 向平行。 同样的， "一维排列的 N个输入光纤" 是指， N个输入光纤排列在 第一平面上； "一维排列的 N个准直器" 是指， N个准直器排列在第一平面 上。 以下， 为了避免赘述， 省略对相同或相似情况的说明。
经上述处理， 从上述 N个输入端口 112 (具体地说， 是上述准直器）输 出的信号光的投射在上述第二平面 （图 2至图 8的 XOY平面） 方向上的光 斑为圓形， 为了便于理解和后述说明， 这里， 不失一般性， 设该圓形的直径 为 d。
在本发明实施例中，从各输入端口 112输入的信号光为波分复用（ WDM， Wavelength Division Multiplexing )信号光， 一束 WDM信号光包括多束（至 少两束）子信号光， 各子信号光的中心波长（或者说， 各子信号光的中心频 点）彼此相异， 并且， 各子信号光也具有一定的带宽。
上述各输入端口可以同时接收信号光， 并输出信号光， 以下， 为了便于 理解和说明， 不失一般性， 以该光通信装置 100对 N各输入端口中的目标输 出端口所接收到的信号光（以下， 称为目标信号光）的处理为例， 进行说明， 并且， 将该目标信号光包括的各子信号光， 称为子目标信号光。
A2. 第一扩束器 114
第一扩束器 114在目标信号光的传输方向上， 配置在输入准直器阵列之 后， 其只在第三平面 （图 2至图 9的 XOZ平面） 内对于目标信号光起扩束 作用， 以将目标信号光在第二平面 （图 2至图 8的 XOY平面）上的光斑由 圓形调整为椭圓形。 具体地说， 从准直器阵列输出的目标信号光在 XOZ平 面方向、XOY平面方向和 YOZ平面方向上的光斑均为圓形。第一扩束器 114， 在 ΧΟΖ平面方向上， 沿与目标信号光的传播方向 （图 2至图 8的 ΟΖ轴方 向）垂直的方向 （图 2至图 8的 ΟΧ轴方向）对光斑进行拉伸， 从而， 在 ΧΟΖ和 ΧΟΥ平面方向上， 该目标信号光的光斑由圓形变为椭圓形。
需要说明的是， 在本发明实施例中， ΧΟΥ 平面方向上， 该椭圓形光斑 在短轴方向上的长度与原始的圓形光斑的直径 d相比， 可以增长， 也可以为 发生变化， 本发明并未特别限定。
在本发明实施例中，为了能够使输出光信号满足预设的带宽特性（例如， 带宽谱线） 需求（例如， 可以根据用户需求和传输网络的硬件情况设定）， 需要使该椭圓形光斑的长轴长度， 或者说， 在波长交换平面 （即， 图 2至图 8的 XOZ平面）上的与目标信号光的传播方向 （图 2至图 8的 OZ轴方向） 垂直的方向 （图 2至图 8的 OX轴方向）上的长度满足预设条件， 其中， 该 预设条件可以由分波器 116的衍射能力和目标信号光的属性决定。
可选地， 在本发明实施例中， 该分波器为光栅， 以及
该分波器的衍射参数包括该分波器的光栅常数和该分波器的出射角。 具体地说， 作为示例而非限定， 上述长轴长度 a可以通过以下公式 1确 定：
a = Od cosl 公式 1
2πΑλ
其中， 参数 ζ、 Α和 与上述目标信号光的属性相对应， 是根据该目 标信号光的带宽（或者说， 带宽要求）确定的， 这里， 例如， 在需要是带宽 谱线为三阶高斯分布时， 可以将 设为 5。 A表示该目标信号光包括的各子 目标信号光的中心波长， 表示相邻的两个子目标信号光彼此之间的间隔。
并且， 参数 ^ /和 S与分波器 116 的衍射能力相对应， ^ /表示后述分波器 的光栅常数 (衍射参数的一例 )， S后述分波器 116的出射角 （衍射参数的另 一例）。
另外， 作为示例而非限定， 可以选用该变形棱镜或柱透镜对等作为该第 一扩束器 114。
可选地， 该第一扩束器， 还用于对该目标信号光进行第一扩束处理， 以 将该目标信号光在该第三平面上的、在该第一扩束器与该第一光路变更器之 间的束腰位置位于该分波器。
具体地说， 在本发明实施例中， 从垂直于第三平面的方向看（例如， 图 3A所示），第一扩束器 114还可以调节目标光信号在第三平面上的束腰位置， 以使该目标光信号在该第一扩束器 114与后述第一光路变更器 118之间的束 腰位置位于后述分波器 116， 使经第一光路变更器 118处理的各子信号光的 束腰位置位于第一光开关单元阵列。
由于位于束腰位置光斑尺寸最小， 能够降低对第一光开关单元阵列中光 开关单元尺寸需求保证器件输出特性和带宽特性。
A3. 分波器 116
分波器 116可以利用衍射方式， 在第三平面（图 2至图 8的 XOZ平面） 将目标信号光分解成波长（或者说， 中心频点）相异的各子目标信号光， 从 而， 从该分波器 116输出的各子目标信号光在第三平面方向上辐射式分散。
可选地， 该分波器为至少一个光栅。
作为示例而非限定， 该分波器可以为反射光栅、 透射光栅、 色散棱镜或 平面波导光栅。 并且， 为增加色散效应， 可釆用多片光栅组合， 或者， 可以 釆用调整光路是目标信号光多次经过同一光栅。
A3. 第一光路变更器 118 第一光路变更器 118， 可以对所输入的各子目标信号光进行第一光路变 更处理， 以使各子目标信号光彼此平行地射入后述第一光开关单元阵列 120 中所对应的第一光开关单元。
作为示例而非限定， 第一光路变更器 118可以包括透镜、 凹面镜或者柱 透镜。 并且， 根据所选择的作为第一光路变更器 118的器件的差异， 该光通 信的装置 100内的各器件的配置位置相异， 或者说， 信号光在该光通信的装 置 100中的传输路径相异， 随后， 对可以选择的各配置位置方式以及各方式 下的传输路径进行详细说明。
另外， 在本发明实施例中， 为了减小相差， 可以使用一个或多个胶合透 镜、 最佳外形透镜等作为第一光路变更器 118。
从而， 经上述第一扩束器 114、 分波器 116、 第一光路变更器 118的处 理， 在从上述 N个输入端口 112输出的 N束信号光， 且每个信号光包括 K 束波长相异的子信号光的情况下，该 N束信号光在空间内被分解为彼此平行 的 N x K束子信号光， 其中， 该 N x K个子信号光在上述第二平面方向上的 光斑二维排列， 即， 在该第一平面与该第二平面的交线方向 （图 2至图 8的 OY轴）上排列有 N排光斑， 在在该第三平面与该第二平面的交线方向 （图 2至图 8的 OX轴）上排列有 K列光斑， 其中， 同一排光斑所对应的子信号 光来自于是由同一输入端口的信号光分解而成， 同一列光斑所对应的子信号 光的波长（或者说， 中心频点）相同， 换而言之， 同一排光斑所对应的子信 号光的波长相异， 同一列光斑所对应的子信号光的输入端口相异。
B. 第一光开关阵列 120
在本发明实施例中， 第一光开关阵列 120由 N x K个第一光开关单元构 成， 即， N x K个第一光开关单元沿上述第二平面 （图 2至图 8的 XOY平 面）方向二维排列为 N排 K列， 具体地说， 在该第一平面与该第二平面的 交线方向（图 2至图 8的 OY轴）上排列有 N排第一光开关单元， 在在该第 三平面与该第二平面的交线方向（图 2至图 8的 OX轴）上排列有 K列第一 光开关单元。 其中， 处于同一排的第一光开关单元对应于同一输入端口， 处 于同一列的第一光开关单元所对应的波长相同， 换而言之， 处于同一排的第 一光开关单元所对应的波长相异，处于同一列的第一光开关单元所对应的输 入端口相异。
由此， 该 N X K个第一光开关单元与上述 N X K个子信号光形成——对 应关系， 即， 一个第一光开关单元仅用于将一束子信号光传输至该子信号光 所对应的后述输出端口 （或者说， 后述第二光开关单元）。
并且，在本发明实施例中，各第一光开关单元能够二维旋转，具体地说， 各第一光开关单元能够绕该第一平面与该第二平面的交线（图 2至图 8 的 OY轴）方向旋转， 并且， 各第一光开关单元能够绕该第三平面与该第二平 面的交线（图 2至图 8的 OX轴）方向旋转。 从而， 各第一光开关单元能够 将所对应的子信号光传输至后述第二光开关阵列中的任意第二光开关单元。
作为示例而非限定，本发明实施例的第一光开关单元可以通过以下任意 技术实现。
例如， 在本发明实施例中， 第一光开关单元可以通过微电子机械系统
( MEMS , Micro-Electro-Mechanical System )技术实现， MEMS技术是将几 何尺寸或操作尺寸仅在微米、亚微米甚至纳米量级的微机电装置与控制电路 高度集成在硅基或非硅基材料上的一个非常小的空间里，构成一个机电一体 化的器件或系统。 通过 MEMS技术实现的第一光开关单元是通过静电力或 其他控制力使微反射镜产生机械运动，从而使打在微反射镜上的光束偏转至 任意一个方向。 在通过 MEMS技术实现本发明的第一光开关单元的情况下， 控制器可以通过控制指令控制微机械结构， 以驱动光调制器 (微透镜 )转动， 从而实现光路的偏转， 从而实现信号光的维度（或者说， 传输路径）切换。
再例如，在本发明实施例中，第一光开关单元可以通过硅基液晶（ LCoS， Liquid Crystal On Silicon )技术实现， LCoS技术是利用液晶光栅原理， 调整 不同波长的光反射角度来达到分离光的目的。 由于没有活动部件， LCoS技 术具有相当的可靠性。 LCoS技术釆用液晶单元折射率变化控制实现反射角 变化， 可以方便的实现扩展和升级。 不同通道对应空间光调制器（液晶）阵 列的不同区域， 通过调节光斑的相位， 来改变光的传输方向， 达到切换不同 端口及调节衰减的目的。
再例如，在本发明实施例中， 第一光开关单元可以通过液晶（LC， liquid crystal )技术实现， 在通过 LC技术实现的第一光开关单元中， 入射的信号 光经过双折射晶体后， 分成两个偏振态， 其中一路经过半波片后， 两路光的 偏振态相同， 然后打在第一光开关单元（液晶模组）上， 通过调节双折射晶 体的电压改变液晶的排列结构 （改变晶体内部分子的角度）， 从而使晶体折 射率发生变化， 光源以不同角度的光输出。 光经过每层液晶都有两个方向可 以选择， 经过多层液晶层后可以有多个光路可供选择。
再例如， 在本发明实施例中， 第一光开关单元可以通过数字光处理
( DLP， Digital Light Processing )技术实现， 通过 DLP技术实现的第一光开 关单元的内部结构与通过 MEMS技术实现的光调制器的内部结构相似， 通 过微透镜的偏转实现光能量的切换。 区别在于， DLP微镜转动角度只有几个 状态限制输出端口数量。
C. 输出系统 130
C1. 第二光路变更器 132
第二光路变更器 132， 可以对所输入的各子目标信号光进行第二光路变 更处理， 以将各子目标信号光传输至所对应的第二光开关单， 其中， 经该第 二光路变更处理的子目标信号光在第三平面 （图 2至图 8的 XOZ平面）上 的投影与所对应的经该第一光路变更处理之前的子目标信号光在该第三平 面 （图 2至图 8的 XOZ平面）上的投影相平行， 从而， 从第二光路变更器 132射出的各子目标信号光都能够以从分波器 116出射时的角度返回后述第 二光开关阵列 136 (或者， 后述合波器 135 )， 进而， 能够确保入射到第二光 开关阵列 136 (或者， 后述合波器 135 ) 的来自于同一个输入端口 112的各 子信号光（波长彼此相异） 能够合成一束 WDM信号光。
作为示例而非限定，第二光路变更器 132可以包括透镜、 凹面镜。并且， 根据所选择的作为第二光路变更器 132的器件的差异， 该光通信的装置 100 内的各器件的配置位置相异， 或者说， 信号光在该光通信的装置 100中的传 输路径相异， 并且， 在本发明实施例中， 该第二光路变更器 132与第一光路 变更器 118可以公用一个或多个透镜等， 随后， 对可以选择的各配置位置方 式以及各方式下的传输路径进行详细说明。
C2. 合波器 133
可选地， 该输出系统还包括：
合波器 133， 位于该第二光路变更器 132和该第二扩束器 134之间， 用于当对于一个输出端口 138， 存在至少两束需要接收的子目标信号光 时， 将该至少两束需要接收的子目标信号光合成为一束信号光， 并经由该第 二扩束器而传输至该第二光开关阵列； 或
用于当对于一个输出端口 138，仅存在一束需要接收的子目标信号光时， 调整该子目标信号光的光功率分布。 具体地说， 在本发明实施例中， 可能存在来自同一输出端口 112的至少 两束子目标信号光需要发送至后述 M个输出端口 138中的同一输出端口的 情况（即， 情况 1 )， 也可能存在来自同一输出端口 112的至少两束子目标信 号光需要发送至后述 M个输出端口 138中的不同输出端口的情况（即， 情 况 2 )， 下面， 分别对上述两种情况下， 合波器 133的功能进行说明。
情况 1
从垂直于第三平面的方向看（例如， 图 3A所示）， 当来自于同一输入端 口的至少两束子目标信号光输入至该合波器 133的同一位置时，从垂直于第 一平面的方向看（例如， 图 3B所示）， 由于该自于同一输入端口的至少两束 子目标信号光在传输方向上位于同一平面 （此情况下， 呈现为图 3B中第二 光路变更器 132与合波器 133之间的一条线）， 因此， 合波器 133能够将该 少两束子目标信号光合称为一束信号光。 同样， 由于该自于不同输入端口的 子目标信号光在传输方向上位于不同平面 （此情况下， 呈现为图 3B中第二 光路变更器 132与合波器 133之间的多条线）， 因此， 合波器 133不会将该 少两束子目标信号光合成为一束信号光。
情况 2
从垂直于第三平面的方向看（例如， 图 3A所示）， 当来自于同一输入端 口的至少两束子目标信号光输入至该合波器 133的不同位置时， 合波器 133 无需对该两束子目标信号光进行合成， 此时， 合波器 133可以调整各子目标 信号光的带宽范围内的光功率分布。
与多个子目标信号相类似，子目标信号包含位于中心波长两侧频带内的 一系列波长通过合波器进行合波作用，使每个波长的功率极大值都位于输出 端口中心位置， 从而改善目标输出端口的带宽特性， 使输出信号光带宽特性 满足通讯领域信号带宽特性的需求。
另外， 在本发明实施例中， 可以该合波器 133的配置是可选地， 例如， 当一个输出端口 138不需要输出多个子目标信号光，且对带宽谱线特性要求 不严格的情况下， 也可以不配置合波器 133， 而直接使用第二开关阵列 136。
并且， 在本发明实施例中， 从垂直于第三平面的方向看 （例如， 图 3A 所示 )， 从合波器 133输出的各信号光彼此平行。
可选地， 该合波器为至少一个光栅。
作为示例而非限定， 该合波器可以为反射光栅、 透射光栅或色散棱镜。 可选地， 该合波器和该分波器共用该至少一个光栅。
作为示例而非限定， 在本发明实施例中， 该合波器 133与分波器 116可 以共用一个或多个光栅等， 随后， 对可以选择的各配置位置方式以及各方式 下的传输路径进行详细说明
C3. 第二扩束器 134
第二扩束器 134用于将各子目标信号光在第二平面（图 2至图 8的 XOY 平面）上的光斑由椭圓形调整为圓形。 其中， 该圓形光斑的直径可以才艮据输 出端口的规格， 例如， 后述输出光纤的规格确定， 使从第二扩束器 134输出 的各子目标信号光满足后述输出端都的传输要求。
另外， 作为示例而非限定， 可以选用该变形棱镜或柱透镜对等作为该第 二扩束器 134。
可选地，该第二扩束器，还用于对各该子目标信号光进行第二扩束处理， 以将从该第二扩束器输出的各该子目标信号光在该第三平面上的束腰位置 位于该输出端口。
具体地说， 在本发明实施例中， 从垂直于第三平面的方向看（例如， 图
3A所示）， 该第二扩束器 134还可以调节目标光信号在第三平面上的束腰位 置， 以使该目标光信号的束腰位置位于后述输出端口 138。
C4. 第二光开关阵列 136
在本发明实施例中， 第二光开关阵列 136由 M = P x Q个第二光开关单 元构成， 即， P x Q个第二光开关单元二维排列为 P排 Q列。
并且， 该 P x Q个第二光开关单元与后述 M = P x Q个输出端口 138形 成——对应关系， 即， 一个第二光开关单元仅用于传输需要传输至同一输出 端口的信号光。
另外， 在本发明实施例中， 第二光开关单元能够至少绕该第三平面与该 第二平面的交线 （图 2至图 8的 OX轴）方向旋转。
具体地说， 在配置有上述合波器 133的情况下， 从垂直于第三平面的方 向看（例如， 图 3A所示）， 由于从合波器 133输出的各信号光彼此平行， 因 此， 传输至各第二光开关单元的信号光彼此平行， 各第二光开关单元无需绕 该第一平面与该第二平面的交线（图 2至图 8的 OY轴）方向旋转， 便能够 将各信号光平行地传输至后述输出端口 138。
类似地， 在未配置有上述合波器 133的情况下， 从垂直于第三平面的方 向看（例如， 图 3A所示）， 由于传输至各第二光开关单元的信号不平行， 因 此需要各第二光开关单元能够绕该第一平面与该第二平面的交线（图 2至图 8的 OY轴） 方向旋转， 以将各信号光平行地传输至后述输出端口 138。
并且， 从垂直于第一平面的方向看（例如， 图 3B所示）， 由于传输至各 第二光开关单元的信号光不平行， 因此， 需要各第二光开关单元能够绕该第 三平面与该第二平面的交线（图 2至图 8的 OX轴）方向旋转， 以将各信号 光平行地传输至后述输出端口 138。
作为示例而非限定，本发明实施例的第二光开关单元的实现方法可以与 第一光开关单元相似， 这里， 为了避免赘述， 省略其详细说明。
需要说明的是， 在本发明实施例中， 上述 P和 Q可以根据需要（例如， 提供的配置空间和外地通信节点的数量等）任意设置， 不受信号光包括的子 信号光的数量的限制。
C5. 输出端口 138
在本发明实施例中， M = P X Q个输出端口 138二维排列为 P排 Q列， 从而， 该 M = P x Q个输出端口 138与上述 P x Q个第二光开关单元与后述 形成——对应关系。
并且， 该 M个输出端口 138用于发送 M个维度的信号光， 该信号光可 以是需要发送至外地通信节点 （例如， 通信链路中的下一跳通信节点）， 也 可以是需要发送至本地节点， 即， 实现本地下波功能，本发明并未特别限定。
这里， 所谓 "下波"， 是指 （通过输出端口 )获取的需要发送至本地节 点的下行信号光， 该下行信号光可以是来自外地通信节点的信号光， 也可以 是来自本地通信节点的信号光， 本发明并未特别限定。 需要说明的是， 在本 发明实施例中， 下行信号光使用的输出端口可以任意设置， 例如， 下行信号 光使用的输入端口可以与下行信号光的波长数量相同， 即， 一个输出端口仅 用于获取一个波长的下行信号光； 也可以使同一个输出端口输出来自于同一 端口的多个子信号光的组合； 还可以釆用时分复用方式， 而使一个输出端口 在一个时段用于接收一个波长的下行信号光，在另一个时段接收另一个波长 的下行信号光。
另外，作为信号光的维度可以是指，其来源在预设规则下的类别数量（或 者说， 该 ROADM所连接的光纤的数量）， 该预设规则可以是以区域划分， 例如， 以城市级别、省份级别或国家级别划分； 也可以是以实体划分， 例如， 一个通信节点即为一个维度， 或者， 一组通信节点即为一个维度。
应理解， 以上列举的维度划分方式仅为示例性说明， 本发明并未特别限 定于此， 其他能够区分各通信节点的划分方法均落入本发明的保护范围内。
在本发明实施例中， M个输出端口 138可以包括输出光纤阵列和输出准 直器阵列。
输出光纤阵列可以包括二维排列的 M个输出光纤， 一个输出光纤用于 发送一个维度的信号光。
输出准直器阵列可以包括二维排列的 M个准直器， 其中， 该 M个准直 器与 M个输出光纤一一对应， 一个准直器用于对从所对应的输出光纤输出 的信号光进行准直。
在本发明实施例中，从各输出端口 138输出的信号光可以为 WDM信号 光， 也可以为单一波长的信号光， 本发明并未特别限定。
下面， 对本发明实施例的光通信的装置 100中各器件的配置， 或者说， 光路设计， 进行示例性说明。
配置方式 1
图 2A示出了才艮据本发明一实施例的光通信的装置 100配置的一例的俯 视示意图。 图 2B是图 2A所示光通信的装置 100配置的侧视示意图。
可选地， 该第一光路变更器和该第二光路变更器为至少一个透镜。
可选地， 该第一光路变更器和该第二光路变更器共用该至少一个透镜。 可选地， 当该第一光路变更器和该第二光路变更器共用一个透镜时， 在该第三平面内，该目标信号光在该分波器上的入射点位于该第一光路 变更器在该主轴方向上的轴线外。
可选地， 当该第一光路变更器和该第二光路变更器共用一个透镜时， 在该第一平面内，该目标信号光在该分波器上的入射点位于该第一光路 变更器在该主轴方向上的轴线外。
具体地说，在图 2A和图 2B所示的配置方式中，未配置上述合波器 133， 而由第二光开关阵列 136能够二维旋转，以实现合波器 133的上述合波功能。
如图 2A所示， 第一光路变更器 118与第二光路变更器 132共用同一透 镜 2， 其中， 分波器 116、 上述透镜 2、 第一光开关阵列 120与第二光开关阵 列 136构成 4f 系统，即，分波器 116在信号光传输方向上的至透镜 2的距离、 第一光开关阵列 120在信号光传输方向上的至透镜 2的距离、 以及第二光开 关阵列 136在信号光传输方向上的至透镜 2， 均为该透镜 2的焦距 f， 从而 能够确保无论第一光开关单元将子信号光偏转到第二光开关阵列 136中的任 意第二光开关单元的时， 该子信号光在该第二光开关单元上的入射角度均与 其从分波器 116射出的出射角度相同。
并且， 如图 2A所示， 信号光分波器 116上的入射点在透镜 2的主轴的 一侧，各子信号光在第二光路变更器 132上的入射点在透镜 2的主轴的另一 侧。
如图 2B所示， 第一光路变更器 118与第二光路变更器 132共用同一透 镜 2， 其中， 分波器 116、 上述透镜 2、 第一光开关阵列 120与第二光开关阵 列 136构成 4f 系统，即，分波器 116在信号光传输方向上的至透镜 2的距离、 第一光开关阵列 120在信号光传输方向上的至透镜 2的距离、 以及第二光开 关阵列 136在信号光传输方向上的至透镜 2， 均为该透镜 2的焦距 f， 从而 能够确保无论第一光开关单元将子信号光偏转到第二光开关阵列 136中的任 意第二光开关单元的时， 该子信号光在该第二光开关单元上的入射角度均与 其从分波器 116射出的出射角度相同。
另外， 由于在图 2B中， 从输入端口 112输入的信号光呈现为彼此平行 的多束， 因此， 第一光路变更器 118还包括柱透镜 1， 该柱透镜 1用于在第 一平面 （YOZ )， 将彼此平行的目标信号光进行汇聚， 并使汇聚点位于分波 器 116。
并且， 如图 2Α所示， 信号光在分波器 116上的入射点在透镜 2的主轴 的一侧，各子信号光在第二光路变更器 132上的入射点在透镜 2的主轴的另 一侧。
另外， 需要说明的是， 在图 2Α中， 透镜 1用虚线示出， 表示透镜 1在 图 2Α所示平面 （即， ΧΟΖ平面） 内不起作用。 同样的， 在图 2Β中， 第一 扩束器 114用虚线示出， 表示第一扩束器 114在图 2Β所示平面 （即， ΥΟΖ 平面） 内不起作用； 分波器 116用虚线示出， 表示分波器 116在图 2Β所示 平面 （即， ΥΟΖ平面） 内不起作用； 第二扩束器 134用虚线示出， 表示第 二扩束器 134在图 2Β所示平面 （即， ΥΟΖ平面） 内不起作用。 以下， 为了 避免赘述， 在未特别说明的情况下， 对于附图中虚线表示的器件均表示该器 件在该附图所示平面内不起作用。
配置方式 2 图 3A示出了才艮据本发明一实施例的光通信的装置 100配置的另一例的 俯视示意图。 图 3B是图 3A所示光通信的装置 100配置的侧视示意图。
在图 3A和图 3B所示的配置方式中， 与配置方式 1相异的是， 配置了 上述合波器 133， 从而第二光开关阵列 136无需二维旋转。
相应地， 在方式 2中， 合波器 133位于方式 1中第二光开关阵列 136的 位置， 第二光开关阵列 136配置在第二扩束器 134之后。
配置方式 3
图 4A示出了才艮据本发明一实施例的光通信的装置 100配置的另一例的 俯视示意图。 图 4B是图 4A所示光通信的装置 100配置的侧视示意图。
在图 4A和图 4B所示的配置方式中， 与配置方式 2相异的是， 第二扩 束器 134除了棱镜 2以外， 还配置柱透镜 3和透镜 4。
其中， 柱透镜 3用于调节从第二光开关阵列 136射出的信号光在 YOZ 平面内的束腰位置， 使该束腰位置与从输入端口 112射出的信号光在 YOZ 平面内的束腰位置相对应。
透镜 4用于调节从第二光开关阵列 136射出的信号光在 XOZ平面内的 束腰位置， 使该束腰位置与从输入端口 112射出的信号光在 XOZ平面内的 束腰位置相对应。
配置方式 4
图 5A示出了根据本发明一实施例的光通信的装置 100配置的另一例的 俯视示意图。 图 5B是图 5A所示光通信的装置 100配置的侧视示意图。
可选地， 该第一光路变更器和该第二光路变更器为至少一个透镜。
可选地， 该第一光路变更器和该第二光路变更器共用该至少一个透镜。 可选地， 当该第一光路变更器和该第二光路变更器共用一个透镜时， 在该第三平面内， 该目标信号光在该分波器上的入射点位于该第一光路 变更器在该主轴方向上的轴线上。
可选地， 当该第一光路变更器和该第二光路变更器共用一个透镜时， 在该第一平面内， 该目标信号光在该分波器上的入射点位于该第一光路 变更器在该主轴方向上的轴线上。
具体地说， 在图 5A图 5B示的配置方式中， 与配置方式 2相异的是， 设置了反射镜 1和反射镜 2。
其中，反射镜 2用于将从第一扩束器 114射出并经由柱透镜 1而传输至 的信号光通过位于反射镜 1中心的透射孔， 反射至分波器 116。
反射镜 1用于将从合波器 133 (与分波器 116公用同一光栅）射入的信 号光， 通过除透射孔以外的区域， 反射至第二扩束器 134。
从而， 在 XOZ平面和 YOZ平面上， 信号光在上述合波器 133上的入射 点均位于透镜 2的主轴上。
需要说明的是， 为了便于理解， 图 5B示出了将实际配置的光路以第一 光开关阵列为中心（反折面）反折后的状态， 其中， 第一光开关阵列右侧的 透镜 2与第一光开关阵列右侧左侧的透镜 2为同一部件， 为了体现光路， 这 里用虚线示出。
另外， 图 5A和图 5B中， 在输入系统中传播的输入信号光用实线示出， 在输出系统中传播的输出信号光用虚线示出。
配置方式 5
图 6A示出了才艮据本发明一实施例的光通信的装置 100配置的另一例的 俯视示意图。 图 6B是图 6A所示光通信的装置 100配置的侧视示意图。
可选地， 该第一光路变更器包括：
至少一个第一柱透镜， 用于改变各该子目标信号光在该第三平面内的传 播方向； 以及
该第二光路变更器包括：
至少一个第二柱透镜， 用于改变各该子目标信号光在该第一平面内的传 播方向；
至少一个第三柱透镜， 用于将从该第一柱透镜模块输出的目标信号光在 该第一平面上的束腰位置调整至该第一光开关阵列；
至少一个第四柱透镜，用于将从该第一光开关阵列输出的各子目标信号 光在该第一平面上的束腰位置调整为， 与从该输入端口输出的目标信号光在 该第一平面上的、 在该输出端口和该分波器之间束腰位置相对应。
具体地说， 如图 6A和图 6B所示， 在 XOZ平面， 柱透镜 2 (第一柱透 镜） 的作用与配置方式 1中透镜 2的作用相似。
在 YOZ平面， 柱透镜 3 (第二柱透镜） 的作用与配置方式 1 中透镜 2 的作用相似。
在 YOZ平面， 柱透镜阵列 1 (第三柱透镜 )用于将从柱透镜 2射出的 信号光的束腰位置调节至第一光开关阵列 120，具体地说，是图 6A中的面 5 位置。
在 YOZ平面， 柱透镜 4 (第四柱透镜）用于调节从第二光开关阵列 136 射出的信号光在 ΥΟΖ平面内的束腰位置， 使该束腰位置与从输入端口 112 射出的信号光在 ΥΟΖ平面内的束腰位置相对应， 具体地说， 是图 6Α和图 6Β中的面 3位置。
另外， 图 6Α和图 6Β中， 在输入系统中传播的输入信号光用实线示出， 在输出系统中传播的输出信号光用虚线示出。
如图 6Α所示， 在第三平面（ΧΟΖ平面） 内， 信号光在合波器 133上的 入射点位于柱透镜 2的主轴上， 并且， 如图 6Β所示， 在第一平面 （ΥΟΖ平 面）内， 来自输入端口的输入至柱透镜 3的信号光在该柱透镜 3上的入射点 位于柱透镜 2的主轴的一侧， 来自第一光开关阵列 120的输入至柱透镜 3的 信号光在该柱透镜 3上的入射点位于柱透镜 2的主轴的另一侧。
在本发明实施例中， 柱透镜 2与柱透镜 3可以同轴配置， 即， 柱透镜 2 的主轴与柱透镜 3的主轴重合。
配置方式 6
图 7Α示出了才艮据本发明一实施例的光通信的装置 100配置的另一例的 俯视示意图。 图 7Β是图 7Α所示光通信的装置 100配置的侧视示意图。
可选地， 该第一光路变更器和该第二光路变更器为至少一个透镜。
可选地， 该第一光路变更器和该第二光路变更器共用该至少一个透镜。 可选地， 当该第一光路变更器和该第二光路变更器共用一个透镜时， 在该第三平面内， 该目标信号光在该分波器上的入射点位于该第一光路 变更器在该主轴方向上的轴线上。
可选地， 当该第一光路变更器和该第二光路变更器共用一个透镜时， 在该第一平面内，该目标信号光在该分波器上的入射点位于该第一光路 变更器在该主轴方向上的轴线外。
具体地说， 在图 7Α和图 7Β所示的配置方式中， 与配置方式 2相异的 是， 在 ΧΟΖ平面， 信号光在上述合波器 133上的入射点位于透镜 2的主轴 上。
另外， 图 7Α和图 7Β中， 在输入系统中传播的输入信号光用实线示出， 在输出系统中传播的输出信号光用虚线示出。
配置方式 7 图 8A示出了才艮据本发明一实施例的光通信的装置 100配置的另一例的 俯视示意图。 图 8B是图 8A所示光通信的装置 100配置的侧视示意图。
可选地， 该第一光路变更器和该第二光路变更器为至少一个透镜。
可选地， 该第一光路变更器和该第二光路变更器共用该至少一个透镜。 可选地， 当该第一光路变更器和该第二光路变更器共用一个透镜时， 在该第三平面内， 该目标信号光在该分波器上的入射点位于该第一光路 变更器在该主轴方向上的轴线外。
可选地， 当该第一光路变更器和该第二光路变更器共用一个透镜时， 在该第一平面内， 该目标信号光在该分波器上的入射点位于该第一光路 变更器在该主轴方向上的轴线上。
具体地说， 在图 8A和图 8B所示的配置方式中， 与配置方式 2相异的 是， 在 YOZ平面， 信号光在上述合波器 133上的入射点位于透镜 2的主轴 上。
另外， 图 8A和图 8B中， 在输入系统中传播的输入信号光用实线示出， 在输出系统中传播的输出信号光用虚线示出。
配置方式 7
图 9示出了根据本发明一实施例的光通信的装置 100配置的另一例的俯 视示意图。
可选地， 该第一光路变更器和该第二光路变更器包括至少一个凹面镜。 可选地， 该第一光路变更器和该第二光路变更器共用该至少一个凹面 镜。
具体地说， 如图 9所示， 第一光路变更器 118与第二光路变更器 132共 用同一凹面镜， 其中， 分波器 116、 上述凹面镜、 第一光开关阵列 120与合 波器 133构成 4f系统， 即，分波器 116在信号光传输方向上的至凹面镜的距 离、 第一光开关阵列 120在信号光传输方向上的至凹面镜的距离、 以及合波 器 133在信号光传输方向上的至凹面镜， 均为该凹面镜的焦距 f， 从而能够 确保无论第一光开关单元将子信号光偏转到合波器 133中的任意位置时， 该 子信号光在合波器 133上的入射角度均与其从分波器 116射出的出射角度相 同。
并且， 如图 9所示， 信号光分波器 116上的入射点在透镜 2的主轴的一 侧， 各子信号光在合波器 133上的入射点在透镜 2的主轴的另一侧。 需要说明的是，如图 9所示第一光路变更器 118由透镜 1和上述凹面镜 构成， 图 9中透镜 1的作用与例如， 图 2A中透镜 1的作用相似， 这里， 为 了避免赘述， 省略其说明。
本发明实的光通信的装置， 通过设置第一扩束器， 并利用该第一扩束器 对信号光进行扩束处理， 能够将射入第二光开关阵列的信号光在该第二光开 关阵列的配置平面上的光斑由圓形变换为椭圓形， 其中， 经该扩束处理而生 成的椭圓形光斑的长轴长度能够满足分波处理的要求， 由于椭圓的短轴长度 小于长轴长度， 从而， 在椭圓的短轴方向上， 能够为第二光开关阵列配置更 多的第二光开关单元， 进而能够提供更多的输出端口； 并且， 通过使各第一 光开关单元二维旋转， 并使一个第二光开关单元在同一时段仅用于接收来自 同一输入端口的子信号光， 从而无需 M各第二光开关单元一维地排列， 进 而能够实现 M个输出端口的二维排列。 因此， 能够在给定的有限配置空间 内， 提高针对输出端的网络交叉连接能力， 满足网络需求以及用户的要求。
以上，结合图 1至图 9详细说明了本发明实施例的光通信的方法，下面， 结合图 10， 详细说明本发明实施例的光通信的方法。
图 10是根据本发明一实施例的光通信的方法 200的示意性流程图。 该 方法 200在包括输入系统、 第一光开关阵列和输出系统的装置中执行， 该输 入系统包括一维排列在第一平面上的 N个输入端口和分波器，该第一光开关 阵列包括二维排列在第二平面上的 N X K个第一光开关单元， K为信号光包 括的子信号光的数量， 各该子信号光的中心波长彼此相异， 该第二平面与主 轴方向垂直， 该主轴方向是从该输入端口输出的信号光的传输方向， 该第一 平面与该第二平面垂直，各该第一光开关单元能够绕第一轴线方向和第二轴 线方向旋转， 该第一轴线方向是该第一平面与该第二平面的交线方向， 该第 二轴线方向是第三平面与该第二平面的交线方向， 该第三平面与该第二平面 垂直， 且该第三平面与该第一平面垂直， 一个第一光开关单元仅用于接收来 自一个输入端口的一束子信号光，各该第一光开关单元所对应的输入端口或 子信号光相异， 该输出系统包括第二光开关阵列和二维排列的 M个输出端 口， 该第二开关阵列包括二维排列的 M个第二光开关单元， 一个第二光开 关单元在同一时段仅用于接收来自同一输入端口的子信号光，各该第二光开 关单元至少能够绕第二轴线方向旋转，各该第二光开关单元与各该输出端口 ——对应， 该方法 200包括： S210, 通过目标输入端口， 接收目标信号光， 其中， 该目标信号光的光 斑为圓形， 该目标信号光包括至少两束子目标信号光；
S220, 对该目标信号光进行第一扩束处理， 以将该目标信号光在该第二 平面方向上的光斑由圓形变换为椭圓形， 其中， 该椭圓形的长轴方向为该第 二轴线方向， 该椭圓形的短轴方向为该第一轴线方向， 该椭圓形的长轴长度 是基于以下参数确定的：
该目标信号光的带宽、该至少两束子目标信号光中相邻子目标信号光之 间的间隔、 该至少两束子目标信号光的中心波长、 该分波器的 4汙射参数；
S230, 通过该分波器， 对该目标信号光进行分波处理， 以从该目标信号 光中分解出该至少两束子目标信号光，使各该子目标信号光在该第三平面上 分散；
S240, 对各该子目标信号光进行第一光路变更处理， 以使各该子目标信 号光彼此平行地射入所对应的第一光开关单元；
S250, 基于各该子目标信号光所对应的输出端口， 控制该第一光开关阵 列中与各该子目标信号光相对应的第一光开关单元的旋转， 以将各该子目标 信号光传输至所对应的第二光开关单元；
S260, 对各该子目标信号光进行第二光路变更处理， 以使经该第二光路 变更处理的子目标信号光在该第三平面上的投影与所对应的经该第一光路 变更处理之前的子目标信号光在该第三平面上的投影相平行；
S270, 对各该子目标信号光进行第二扩束处理， 以将各该子目标信号光 在该第二平面方向上的光斑由椭圓形变换为圓形， 该圓形的直径是基于该输 出端口的传输要求确定的；
S280,控制该第二光开关阵列中各该子目标信号光所对应的第二光开关 单元的旋转， 以将各该子目标信号光分别传输至所对应的输出端口。
可选地， 该方法 200还包括：
当对于一个输出端口， 存在至少两束需要接收的子目标信号光时， 通过 合波器将该至少两束需要接收的子目标信号光合成为一束信号光， 并传输至 该第二光开关阵列； 或
当对于一个输出端口， 仅存在一束需要接收的子目标信号光时， 通过该 合波器调整该子目标信号光的带宽范围内的光功率分布。
可选地， 该对该目标信号光进行第一扩束处理包括： 对该目标信号光进行第一扩束处理， 以将该目标信号光在该第三平面上 的、 在经该第一光路变更处理之前的束腰位置位于该分波器。
可选地， 该对各该子目标信号光进行第二扩束处理包括：
对各该子目标信号光进行第二扩束处理， 以将经该第二扩束处理后的各 该子目标信号光在该第三平面上的束腰位置位于该输出端口。
根据本发明实施例的光通信的方法 200的实施主体可对应于本发明实施 例的光通信的装置 100， 并且， 该光通信的方法 200中的各流程和上述其他 操作的动作主体分别对应图 1至图 9中的装置 100的各模块和单元， 为了简 洁， 在此不再赘述。
本发明实的光通信的方法， 通过设置第一扩束器， 并利用该第一扩束器 对信号光进行扩束处理， 能够将射入第二光开关阵列的信号光在该第二光开 关阵列的配置平面上的光斑由圓形变换为椭圓形， 其中， 经该扩束处理而生 成的椭圓形光斑的长轴长度能够满足分波处理的要求， 由于椭圓的短轴长度 小于长轴长度， 从而， 在椭圓的短轴方向上， 能够为第二光开关阵列配置更 多的第二光开关单元， 进而能够提供更多的输出端口； 并且， 通过使各第一 光开关单元二维旋转， 并使一个第二光开关单元在同一时段仅用于接收来自 同一输入端口的子信号光， 从而无需 M各第二光开关单元一维地排列， 进 而能够实现 M个输出端口的二维排列。 因此， 能够在给定的有限配置空间 内， 提高针对输出端的网络交叉连接能力， 满足网络需求以及用户的要求。
应理解， 本文中术语 "和 /或"， 仅仅是一种描述关联对象的关联关系， 表示可以存在三种关系， 例如， A和 /或 可以表示： 单独存在 ， 同时存 在八和^ 单独存在 B这三种情况。 另外， 本文中字符 "/"， 一般表示前后 关联对象是一种 "或" 的关系。
应理解， 在本发明的各种实施例中， 上述各过程的序号的大小并不意味 着执行顺序的先后， 各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定， 而不应 对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
本领域普通技术人员可以意识到， 结合本文中所公开的实施例描述的各 示例的单元及算法步骤， 能够以电子硬件、 或者计算机软件和电子硬件的结 合来实现。 这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行， 取决于技术方案的特 定应用和设计约束条件。 专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方 法来实现所描述的功能， 但是这种实现不应认为超出本发明的范围。 所属领域的技术人员可以清楚地了解到， 为描述的方便和简洁， 上述描 述的系统、 装置和单元的具体工作过程， 可以参考前述方法实施例中的对应 过程， 在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中， 应该理解到， 所揭露的系统、 装置和 方法， 可以通过其它的方式实现。 例如， 以上所描述的装置实施例仅仅是示 意性的， 例如， 所述单元的划分， 仅仅为一种逻辑功能划分， 实际实现时可 以有另外的划分方式， 例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个 系统， 或一些特征可以忽略， 或不执行。 另一点， 所显示或讨论的相互之间 的耦合或直接辆合或通信连接可以是通过一些接口， 装置或单元的间接耦合 或通信连接， 可以是电性， 机械或其它的形式。 为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元， 即可以位于一个地方， 或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或 者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外， 在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元 中， 也可以是各个单元单独物理存在， 也可以两个或两个以上单元集成在一 个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使 用时， 可以存储在一个计算机可读取存储介质中。 基于这样的理解， 本发明 的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部 分可以以软件产品的形式体现出来， 该计算机软件产品存储在一个存储介质 中， 包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机， 服务器， 或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。 而前 述的存储介质包括： U盘、移动硬盘、只读存储器（ ROM, Read-Only Memory )、 随机存取存储器（RAM, Random Access Memory ), 磁碟或者光盘等各种可 以存储程序代码的介质。
以上所述， 仅为本发明的具体实施方式， 但本发明的保护范围并不局限 于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内， 可轻易 想到变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。 因此， 本发明的保护 范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

权利要求
1、 一种光通信的装置， 其特征在于， 所述装置包括： 输入系统、 第一 光开关阵列和输出系统，所述输入系统包括一维排列在第一平面上的 N个输 入端口、 第一扩束器、 分波器和第一光路变更器， 所述第一光开关阵列包括 二维排列在第二平面上的 N X K个第一光开关单元， K为信号光包括的子信 号光的数量， 各所述子信号光的中心波长彼此相异， 所述第二平面与主轴方 向垂直， 所述主轴方向是从所述输入端口输出的信号光的传输方向， 所述第 一平面与所述第二平面垂直，各所述第一光开关单元能够绕第一轴线方向和 第二轴线方向旋转， 所述第一轴线方向是所述第一平面与所述第二平面的交 线方向， 所述第二轴线方向是第三平面与所述第二平面的交线方向， 所述第 三平面与所述第二平面垂直， 且所述第三平面与所述第一平面垂直， 一个第 一光开关单元仅用于接收来自一个输入端口的一束子信号光，各所述第一光 开关单元所对应的输入端口或子信号光相异， 所述输出系统包括第二光路变 更器、 第二扩束器、 第二光开关阵列和二维排列的 M个输出端口， 所述第 二开关阵列包括二维排列的 M个第二光开关单元， 一个第二光开关单元在 同一时段仅用于接收来自同一输入端口的子信号光，各所述第二光开关单元 至少能够绕第二轴线方向旋转，各所述第二光开关单元与各所述输出端口一 一对应， 其中，
所述 N个输入端口中的目标输入端口，用于在接收到目标信号光时，将 所述目标信号光传输至所述第一扩束器， 其中， 所述目标输入端口输出的所 述目标信号光的光斑为圓形， 所述目标信号光包括至少两束子目标信号光； 所述第一扩束器， 用于对所述目标信号光进行第一扩束处理， 以将所述 目标信号光在所述第二平面方向上的光斑由圓形变换为椭圓形， 并将经过所 述第一扩束处理后的目标信号光传输至所述分波器， 其中， 所述椭圓形的长 轴方向为所述第二轴线方向， 所述椭圓形的短轴方向为所述第一轴线方向， 所述椭圓形的长轴长度是基于以下参数确定的：
所述目标信号光的带宽、所述至少两束子目标信号光中相邻子目标信号 光之间的间隔、 所述至少两束子目标信号光的中心波长、 所述分波器的衍射 参数；
所述分波器， 用于对所述目标信号光进行分波处理， 从所述目标信号光 中分解出所述至少两束子目标信号光，使各所述子目标信号光在所述第三平 面上分散， 并将各所述子目标信号光经由所述第一光路变更器而传输至对应 的第一光开关单元；
所述第一光路变更器， 用于对各所述子目标信号光进行第一光路变更处 理， 以使各所述子目标信号光彼此平行地射入所对应的第一光开关单元； 所述第一光开关阵列， 用于基于各所述子目标信号光所对应的输出端 口， 控制与各所述子目标信号光相对应的第一光开关单元的旋转， 以将各所 述子目标信号光经由所述第二光路变更器和所述第二扩束器而传输至所对 应的第二光开关单元；
所述第二光路变更器， 用于对各所述子目标信号光进行第二光路变更处 理， 其中， 经所述第二光路变更处理的子目标信号光在所述第三平面上的投 影与所对应的经所述第一光路变更处理之前的子目标信号光在所述第三平 面上的投影相平行；
所述第二扩束器， 用于对各所述子目标信号光进行第二扩束处理， 以将 各所述子目标信号光在所述第二平面方向上的光斑由椭圓形变换为圓形， 所 述圓形的直径是基于所述输出端口的传输要求确定的；
所述第二光开关阵列， 用于控制各所述子目标信号光所对应的第二光开 关单元的旋转， 以将各所述子目标信号光分别传输至所对应的输出端口。
2、 根据权利要求 1 所述的光通信的装置， 其特征在于， 所述输出系统 还包括：
合波器， 位于所述第二光路变更器和所述第二扩束器之间，
用于当对于一个输出端口， 存在至少两束需要接收的子目标信号光时， 将所述至少两束需要接收的子目标信号光合成为一束信号光， 并经由所述第 二扩束器而传输至所述第二光开关阵列； 或
用于当对于一个输出端口， 仅存在一束需要接收的子目标信号光时， 调 整所述子目标信号光的带宽范围内的光功率分布。
3、 根据权利要求 2所述的光通信的装置， 其特征在于， 所述分波器和 所述合波器为至少一个光栅。
4、 根据权利要求 3所述的光通信的装置， 其特征在于， 所述合波器和 所述分波器共用所述至少一个光栅。
5、 根据权利要求 1至 4中任一项所述的光通信的装置， 其特征在于， 所述第一扩束器， 还用于对所述目标信号光进行第一扩束处理， 以将所述目 标信号光在所述第三平面上的、在所述第一扩束器与所述第一光路变更器之 间的束腰位置位于所述分波器。
6、 根据权利要求 1至 5中任一项所述的光通信的装置， 其特征在于， 所述第二扩束器， 还用于对各所述子目标信号光进行第二扩束处理， 以将从 所述第二扩束器输出的各所述子目标信号光在所述第三平面上的束腰位置 位于所述输出端口。
7、 根据权利要求 1至 6中任一项所述的光通信的装置， 其特征在于， 所述第一光路变更器和所述第二光路变更器为至少一个透镜。
8、 根据权利要求 7所述的光通信的装置， 其特征在于， 所述第一光路 变更器和所述第二光路变更器共用所述至少一个透镜。
9、 根据权利要求 8所述的光通信的装置， 其特征在于， 当所述第一光 路变更器和所述第二光路变更器共用一个透镜时，
在所述第三平面内， 所述目标信号光在所述分波器上的入射点位于所述 第一光路变更器在所述主轴方向上的轴线上。
10、 根据权利要求 8所述的光通信的装置， 其特征在于， 当所述第一光 路变更器和所述第二光路变更器共用一个透镜时，
在所述第三平面内， 所述目标信号光在所述分波器上的入射点位于所述 第一光路变更器在所述主轴方向上的轴线外。
11、 根据权利要求 8至 10中任一项所述的光通信的装置， 其特征在于， 当所述第一光路变更器和所述第二光路变更器共用一个透镜时，
在所述第一平面内， 所述目标信号光在所述分波器上的入射点位于所述 第一光路变更器在所述主轴方向上的轴线上。
12、 根据权利要求 8至 10中任一项所述的光通信的装置， 其特征在于， 当所述第一光路变更器和所述第二光路变更器共用一个透镜时，
在所述第一平面内， 所述目标信号光在所述分波器上的入射点位于所述 第一光路变更器在所述主轴方向上的轴线外。
13、 根据权利要求 1至 6中任一项所述的光通信的装置， 其特征在于， 所述第一光路变更器和所述第二光路变更器包括至少一个凹面镜。
14、 根据权利要求 13所述的光通信的装置， 其特征在于， 所述第一光 路变更器和所述第二光路变更器共用所述至少一个凹面镜。
15、 根据权利要求 1至 4中任一项所述的光通信的装置， 其特征在于， 所述第一光路变更器包括：
至少一个第一柱透镜， 用于改变各所述子目标信号光在所述第三平面内 的传播方向； 以及
所述第二光路变更器包括：
至少一个第二柱透镜， 用于改变各所述子目标信号光在所述第一平面内 的传播方向；
至少一个第三柱透镜， 用于将从所述第一柱透镜模块输出的目标信号光 在所述第一平面上的束腰位置调整至所述第一光开关阵列；
至少一个第四柱透镜， 用于将从所述第一光开关阵列输出的各子目标信 号光在所述第一平面上的束腰位置调整为， 与从所述输入端口输出的目标信 号光在所述第一平面上的、在所述输出端口和所述分波器之间束腰位置相对 应。
16、 一种光通信的方法， 其特征在于， 所述方法在包括输入系统、 第一 光开关阵列和输出系统的装置中执行， 所述输入系统包括一维排列在第一平 面上的 N个输入端口和分波器，所述第一光开关阵列包括二维排列在第二平 面上的 N x K个第一光开关单元， K为信号光包括的子信号光的数量， 各所 述子信号光的中心波长彼此相异， 所述第二平面与主轴方向垂直， 所述主轴 方向是从所述输入端口输出的信号光的传输方向， 所述第一平面与所述第二 平面垂直， 各所述第一光开关单元能够绕第一轴线方向和第二轴线方向旋 转， 所述第一轴线方向是所述第一平面与所述第二平面的交线方向， 所述第 二轴线方向是第三平面与所述第二平面的交线方向， 所述第三平面与所述第 二平面垂直， 且所述第三平面与所述第一平面垂直， 一个第一光开关单元仅 用于接收来自一个输入端口的一束子信号光，各所述第一光开关单元所对应 的输入端口或子信号光相异， 所述输出系统包括第二光开关阵列和二维排列 的 M个输出端口，所述第二开关阵列包括二维排列的 M个第二光开关单元， 一个第二光开关单元在同一时段仅用于接收来自同一输入端口的子信号光， 各所述第二光开关单元至少能够绕第二轴线方向旋转，各所述第二光开关单 元与各所述输出端口——对应， 所述方法包括：
通过目标输入端口， 接收目标信号光， 其中， 所述目标信号光的光斑为 圓形， 所述目标信号光包括至少两束子目标信号光；
对所述目标信号光进行第一扩束处理， 以将所述目标信号光在所述第二 平面方向上的光斑由圓形变换为椭圓形， 其中， 所述椭圓形的长轴方向为所 述第二轴线方向， 所述椭圓形的短轴方向为所述第一轴线方向， 所述椭圓形 的长轴长度是基于以下参数确定的：
所述目标信号光的带宽、所述至少两束子目标信号光中相邻子目标信号 光之间的间隔、 所述至少两束子目标信号光的中心波长、 所述分波器的衍射 参数；
通过所述分波器， 对所述目标信号光进行分波处理， 以从所述目标信号 光中分解出所述至少两束子目标信号光，使各所述子目标信号光在所述第三 平面上分散；
对各所述子目标信号光进行第一光路变更处理， 以使各所述子目标信号 光彼此平行地射入所对应的第一光开关单元；
基于各所述子目标信号光所对应的输出端口，控制所述第一光开关阵列 中与各所述子目标信号光相对应的第一光开关单元的旋转， 以将各所述子目 标信号光传输至所对应的第二光开关单元；
对各所述子目标信号光进行第二光路变更处理， 以使经所述第二光路变 更处理的子目标信号光在所述第三平面上的投影与所对应的经所述第一光 路变更处理之前的子目标信号光在所述第三平面上的投影相平行；
对各所述子目标信号光进行第二扩束处理， 以将各所述子目标信号光在 所述第二平面方向上的光斑由椭圓形变换为圓形， 所述圓形的直径是基于所 述输出端口的传输要求确定的；
控制所述第二光开关阵列中各所述子目标信号光所对应的第二光开关 单元的旋转， 以将各所述子目标信号光分别传输至所对应的输出端口。
17、 根据权利要求 16所述的光通信的方法， 其特征在于， 所述方法还 包括：
当对于一个输出端口， 存在至少两束需要接收的子目标信号光时， 将所 述至少两束需要接收的子目标信号光合成为一束信号光， 并传输至所述第二 光开关阵列； 或
当对于一个输出端口， 仅存在一束需要接收的子目标信号光时， 调整所 述子目标信号光的带宽范围内的光功率分布。
18、 根据权利要求 16或 17所述的光通信的方法， 其特征在于， 所述对 所述目标信号光进行第一扩束处理包括： 对所述目标信号光进行第一扩束处理， 以将所述目标信号光在所述第三 平面上的、 在经所述第一光路变更处理之前的束腰位置位于所述分波器。
19、根据权利要求 16至 18中任一项所述的光通信的方法，其特征在于， 所述对各所述子目标信号光进行第二扩束处理包括：
对各所述子目标信号光进行第二扩束处理， 以将经所述第二扩束处理后 的各所述子目标信号光在所述第三平面上的束腰位置位于所述输出端口。
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