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CN101995657A - 一种光开关的方法及一种光开关 - Google Patents

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CN101995657A
CN101995657A CN2010102821508A CN201010282150A CN101995657A CN 101995657 A CN101995657 A CN 101995657A CN 2010102821508 A CN2010102821508 A CN 2010102821508A CN 201010282150 A CN201010282150 A CN 201010282150A CN 101995657 A CN101995657 A CN 101995657A
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light
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傅正华
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Huawei Technologies Co Ltd
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Abstract

本发明实施例公开一种光开关的方法及一种光开关，所述光开关包括：光转向单元，用于将多个光束进行转向；所述光转向单元包括多个MEMs光栅梁，多个光束落在所述多个MEMs光栅梁上，形成多个光斑，其中，一个所述光斑落在至少两个所述MEMs光栅梁上，一个光栅梁上承载一个光斑的一部分，所述多个MEMs光栅梁中的至少两个MEMs光栅梁，分批依次转动，至少将一个光斑中的一部分反射到至少一个预设出射通道。

Description

一种光开关的方法及一种光开关
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，更具体地，涉及一种光开关的方法及一种光开关。
背景技术
随着光传输容量的不断增加，光通讯的通道交换及组网复杂度越来越高，为满足组网要求，对WDM(Wavelight Division Mutiplexing，波分复用)的传输节点中波长交换的智能要求也越来越高，具有波长选择功能的光开关随之应运而生。一种现有的实现波长选择交叉的光开关如图1所示。
该光开关利用液晶的电光特性，改变传输光的相位特性和偏振特性，对光传输方向进行调整和控制。
发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在以下缺点：
一个液晶单元做成一个1X2开关，如果需要扩展升级，切换的通道较多的情况下，则需要的液晶单元个数也相应地增加，会大大增加结构复杂程度。
发明内容
本发明实施例提供一种光开关的方法及一种光开关，通过简单的结构既可实现扩展升级。
本发明实施例提供的光开关的方法，采用如下技术方案：
至少一个入射通道输入光束形式的光信号，所述光信号为多波长光信号或单波长光信号；
将所述至少一个入射通道输入的光信号，按波长进行分离，将波长相同的分到一个光束；其中，所述分离后形成的光束为多个；
所述分离后的多个光束落在多个MEMs光栅梁上，形成多个光斑，其中，一个所述光斑落在至少两个所述MEMs光栅梁上，一个光栅梁上承载一个光斑的一部分，所述多个MEMs光栅梁中的至少两个MEMs光栅梁，分批依次转动，至少将一个光斑中的一部分反射到至少一个预设出射通道。
在本发明的一些实施例中，所述方法还可以包括：至少将一个光斑中的一部分反射到入射通道和预设出射通道之外。
与上述方法对应的，本发明的实施例还提供了一种光开关，包括：
光转向单元，用于将多个光束进行转向；所述光转向单元包括多个MEMs光栅梁，多个光束落在所述多个MEMs光栅梁上，形成多个光斑，其中，一个所述光斑落在至少两个所述MEMs光栅梁上，一个光栅梁上承载一个光斑的一部分，所述多个MEMs光栅梁中的至少两个MEMs光栅梁，分批依次转动，至少将一个光斑中的一部分反射到至少一个预设出射通道。
所述预设出射通道，用于将被反射进来至少一个光斑中的一部分，输出。
与上述方法对应的，本发明的实施例还提供了一种波长选择光开关组合，包括：
至少一个入射通道，所述入射通道输入光束形式的光信号，所述光信号为多波长光信号或单波长光信号；
波分复用单元，用于将所述至少一个入射通道输入的光信号，按波长进行分离，将波长相同的分到一个光束，入射到光转向单元；其中，所述分离后形成的光束为多个；
光转向单元，用于将从所述波分复用单元入射的多个光束进行转向；所述光转向单元包括多个MEMs光栅梁，从所述波分复用单元入射的多个光束落在所述多个MEMs光栅梁上，形成多个光斑，其中，一个所述光斑落在至少两个所述MEMs光栅梁上，一个光栅梁上承载一个光斑的一部分，所述多个MEMs光栅梁中的至少两个MEMs光栅梁，分批依次转动，至少将一个光斑中的一部分反射到至少一个预设出射通道。
与上述方法对应的，本发明的实施例还提供了一种通信设备，包括：
波长选择光开关组合，以及驱动控制单元，所述驱动控制单元用于驱动所述MEMs光栅梁的转动；
所述波长选择光开关组合，包括：
至少一个入射通道，所述入射通道输入光束形式的光信号，所述光信号为多波长光信号或单波长光信号；
波分复用单元，用于将所述至少一个入射通道输入的光信号，按波长进行分离，将波长相同的分到一个光束，入射到光转向单元；其中，所述分离后形成的光束为多个；
光转向单元，用于将从所述波分复用单元入射的多个光束进行转向；所述光转向单元包括多个MEMs光栅梁，从所述波分复用单元入射的多个光束落在所述多个MEMs光栅梁上，形成多个光斑，其中，一个所述光斑落在至少两个所述MEMs光栅梁上，一个光栅梁上承载一个光斑的一部分，所述多个MEMs光栅梁中的至少两个MEMs光栅梁，分批依次转动，至少将一个光斑中的一部分反射到至少一个预设出射通道。
本发明的一些实施例中，光转向单元中的光栅梁还可以分批依次转动，至少将一个光斑中的一部分反射到所述入射通道和预设出射通道之外。
本发明的上述实施例，用于光交换通信，通过采用MEMs光栅梁分时序的一维偏转，实现光交换。承载所述多个光斑的多个MEMs光栅梁至少分两次转动，至少将一个光斑中的一部分反射到至少一个预设出射通道(也可以称为目的出射通道)，即可实现光通道的切换，简单方便。如果希望实现更多个通道切换，只需要所述多个光栅梁分别将所述光斑的至少一部分转向更多的角度，反射的角度产生变化后，进而使光信号反射到不同的预设出射通道，由此可以比较方便的实现通道扩容升级，即只要加大反射角度的范围，预设出射通道数就可以增加。本发明上述实施例中的方案可以较方便的进行更多的通道切换，实现升级。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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为现有的光开关的示意图；
图2为本发明的实施例波长选择光开关组合的示意图；
图3为本发明的实施例波长选择光开关组合中光栅梁的示意图；
图4为本发明的实施例波长选择光开关组合中光栅梁的局部示意图；
图5为本发明的实施例波长选择光开关组合中，光栅梁转动的示意图；
图6为本发明的实施例波长选择光开关组合中，光栅梁转动到监控单元的示意图；
图7为本发明的实施例波长选择光开关组合中，部分光栅梁固定的示意图；
图8为本发明的实施例波长选择光开关组合中，监控单元的示意图；
图9为本发明的实施例波长选择光开关组合中，入射通道的示意图；
图10为本发明的实施例波长选择光开关组合中，另一种入射通道的示意图；
图11为本发明的实施例波长选择光开关组合的示意图；
图12为本发明的实施例波长选择光开关组合中，再一种入射通道的示意图；
图13为本发明的实施例波长选择光开关组合中，出射通道的示意图；
图14为本发明的实施例波长选择光开关组合中，另一种出射通道的示意图；
图15为本发明的实施例波长选择光开关组合中，再一种出射通道的示意图；
图16为本发明的实施例波长选择光开关组合中，入射通道和出射通道中部分器件集成的示意图；
图17为本发明的实施例波长选择光开关的示意图；
图18为本发明的实施例光开关的方法的示意图；
具体实施方式
本发明旨在提供一种光转向的方法及一种光开关的实施例，通过简单的结构既可实现扩展升级。
如图2至图4所示，本发明提供一种波长选择光开关组合，包括：
至少一个入射通道，所述入射通道输入光束形式的光信号，所述光信号为多波长光信号或单波长光信号；
波分复用单元，用于将所述至少一个入射通道输入的光信号，按波长进行分离，将波长相同的分到一个光束，入射到光转向单元；其中，所述分离后形成的光束为多个，所述多个光束中包括：包含平行光的光束；或者，所述多个光束中包括：包含发散光的光束；或者，所述多个光束中包括：包含平行光的光束和包含发散光的光束；
光转向单元，用于将从所述波分复用单元入射的多个光束进行转向；所述光转向单元包括多个MEMs(Micro Electromechanical System，微机电系统)光栅梁，从所述波分复用单元入射的多个光束落在所述多个MEMs光栅梁上，形成多个光斑，其中，一个所述光斑落在至少两个所述MEMs光栅梁上，一个光栅梁上承载一个光斑的一部分，所述多个MEMs光栅梁中的至少两个MEMs光栅梁，分批依次转动，至少将一个光斑中的一部分反射到至少一个预设出射通道。
所述预设出射通道，用于将被反射进来至少一个光斑中的一部分，输出。
其中，所述预设出射通道是指，希望至少将一个光斑中的一部分反射到的出射通道。
本发明的上述实施例，用于光交换通信，通过采用MEMs光栅梁分时序的一维偏转，实现光交换。承载所述多个光斑的多个MEMs光栅梁至少分两次转动，至少将一个光斑中的一部分反射到至少一个预设出射通道(也可以称为目的出射通道)，即可实现光通道的切换，简单方便。如果希望实现更多个通道切换，只需要所述多个光栅梁分别将所述光斑的至少一部分转向更多的角度，反射的角度产生变化后，进而使光信号反射到不同的预设出射通道，由此可以比较方便的实现通道扩容升级，即只要加大反射角度的范围，预设出射通道数就可以增加。本发明上述实施例中的方案可以较方便的进行更多的通道切换，实现升级。
进一步地，本发明的实施例中，通过MEMS光栅梁的一维转动实现光信号的切换，这样对波长选择光开关组合制作难度的要求比较低，便于实现；由于MEMS光栅梁体积小，该器件也具备了体积小、集成高的优点。
进一步地，在本发明的实施例中，有多个MEMs光栅梁承载所述光斑，这样，在单根梁发生问题的时候，不会对系统产生破坏性影响，可靠性有保障。承载单个光斑的MEMs光栅梁越多，可靠性就越有保障。
在本发明的实施例中，“所述多个MEMs光栅梁中的至少两个MEMs光栅梁，分批依次转动，至少将一个光斑中的一部分反射到至少一个预设出射通道。”，包括：承载所述多个光斑的多个MEMs光栅梁中的至少两个MEMs光栅梁，至少分两批，所述两批依次转动，将至少一个完整光斑或至少一个部分光斑，或者，将至少一个完整光斑和至少一个部分光斑，反射到至少一个预设出射通道。其中，在所述预设出射通道为两个或两个以上的情况下，反射到一个所述预设出射通道中的光斑可以包括至少一个完整的光斑，或者包括至少一个部分光斑，或者，包括至少一个完整的光斑，及至少一个部分光斑。换句话来讲，因为不同的光斑具有不同的波长，因此反射到一个所述预设出射通道的完整或部分光斑中可以包括一种波长的完整或部分光斑，也可以包括多种波长的完整或部分光斑。
在所述反射到一个所述预设出射通道的光斑中包括多种波长的完整或部分光斑情况下，所述预设出射通道具体用于将被反射进来的多种波长的完整或部分光斑，合并成一个多波长光信号出射。
“所述多个MEMs光栅梁中的至少两个MEMs光栅梁，分批依次转动，至少将一个光斑中的一部分反射到至少一个预设出射通道。”，中，承载所述多个光斑的MEMs光栅梁中，每批转动的至少一个MEMs光栅梁，包括：承载至少一个完整光斑或至少一个部分光斑的至少一个光栅梁，或者，承载至少一个完整光斑和至少一个部分光斑的至少一个光栅梁。
在本发明的实施例中，在所述入射通道为两个或两个以上的情况下，每个所述入射通道所输入的光信号的波长可以不同。如果一个入射通道输入的是多波长的光信号，那么，所述多波长的光信号中的所有波长都与其他入射通道中的光信号的波长不同。
在本发明的实施例中，所述入射通道可以为多个，所述预设出射通道也可以为多个，换句话讲，本发明的实施例中，可以将多个入射通道中的光信号转向到另外的多个预设出射通道中。另外，在本发明的实施例中，所述入射通道的数量可以与所述预设出射通道的数量不等，例如：所述入射通道为1个，所述预设出射通道为多个；或者，所述入射通道以及所述预设出射通道都为多个，但是数量不等。
此处可以给一个具体实例：
从一个入射通道输入具有多种波长(例如：波长λ1，λ2，λ3)光信号，从另一个入射通道输入具有一种波长(例如：波长λ4)光信号，经过所述光转向单元后，波长为λ1的光信号，以及波长为λ2的光信号的进入一个预设出射通道，波长为λ3的光信号，以及波长为λ4的光信号的进入另一个预设出射通道。
在本发明的实施例中，所述多个MEMs光栅梁可以为梳状结构。所述MEMs光栅梁的工作宽度可以小于所述光斑的直径。所述多个MEMs光栅梁中，每个MEMs光栅梁的工作宽度可以不相同。
在本发明的上述实施例中，一个光斑落在多个MEMs光栅梁上面，所述承载所述多个光斑的多个MEMs光栅梁中的至少两个MEMs光栅梁，分批依次转动，一批中转动的MEMs光栅梁，可以等前一批转动的MEMs光栅梁转动到位，停止后，再启动转动；也可以在前一批转动的MEMs光栅梁尚未转动到位时，启动转动，只要前后两批转动的光栅梁不要将光斑同时扫到同一个出射通道即可。这样，在每次转动的光栅梁上所承载的光斑有可能扫过除预设出射通道(目的出射通道)之外的光通道，每次转动的光栅梁上所承载的光斑可能是所述多个光斑中的一部分，甚至仅是一个光斑中的某一部分，所承载的能量比较小，因此，对其他的光通道的串扰较小。
更进一步地，本发明的实施例中，将一个光斑落在多个MEMs光栅梁上面，可以通过控制一次转动的光栅梁上面所承载的所述光斑的能量，可以控制转向时，对目的出射通道之外其他光通道的串扰。例如：每次转动的光栅梁上面承载光斑的能量为某一入射通道的总能量的1％，在所述光栅梁转动时，从出射通道九转到出射通道一，会扫过出射通道八、七等多个非目的出射通道，最后到达出射通道一(参见图5)，出射通道一为预设出射通道，也就是目的出射通道。这样，各时间点上，最多只有1％的光能量串扰到八、七等非目的出射通道中。每次转动的光栅梁上面承载的光斑的能量越少，对非目的出射通道的串扰也就越小。
在本发明的实施例中，所述光转向单元具体用于，将从所述波分复用单元入射的多个光束进行转向；所述光转向单元包括多个MEMs(MicroElectromechanical System，微机电系统)光栅梁，从所述波分复用单元入射的多个光束落在所述多个MEMs光栅梁上，形成多个光斑，其中，一个所述光斑落在至少两个所述MEMs光栅梁上，一个光栅梁上承载一个光斑的一部分，所述多个MEMs光栅梁中的至少两个MEMs光栅梁，分批依次转动，至少将一个光斑中的一部分反射到至少一个预设出射通道，且，至少将一个光斑中的一部分反射到“所述入射通道和所述至少一个预设出射通道”之外。
此处需说明的是，“承载所述多个光斑的MEMs光栅梁中的至少一个MEMs光栅梁”可以保持固定角度，至少将一个光斑中的一部分反射到“所述入射通道和所述至少一个预设出射通道”之外。
在本发明的上述实施例中，所述“至少一个预设出射通道”可以为多个出射通道中的部分或全部。所述“入射通道和所述至少一个预设出射通道之”，可以包括不在出射通道和入射通道上的位置，通过将光斑的一部分反射到出射通道和入射通道外，来实现光的衰减。例如：通过对能量多的某一波长的光斑进行衰减，这样，可以实现各波长光斑的能量的平均。
进一步地，通过将一个光斑落在多个MEMs光栅梁上面，承载所述光斑的MEMs光栅梁数量越多，平行光光斑的能量(或者称为功率)就越分散，这样，可以通过其中的某个或某些MEMs光栅梁的转向，精确地控制衰减量的大小。
如图6及图7所示，在本发明的实施例中，所述“入射通道和所述至少一个预设出射通道”之外，还可以包括：监控单元。
所述监控单元可以位于所述至少一个预设出射通道之外的出射通道上，或者，所述监控单元也可以位于入射通道和出射通道之外的位置。
所述监控单元，用于根据反射进来的至少一个光斑中的一部分，得到所述光斑的光功率，根据所述光斑的光功率，调整：所述入射通道中的光信号的能量，或，反射到“入射通道和所述至少一个预设出射通道之外”的光斑的能量，以使得反射到所述至少一个预设出射通道中进行传输的光能量正常。
其中，“所述至少一个预设出射通道中传输的光能量正常”是指：光信号传输过程中不至于由于能量太大导致出射通道损伤，或者由于能量太小使得所述光信号在到达目的端时，目的端接收不到该光信号。
如图7所示，此处需说明的是，“承载所述多个光斑的MEMs光栅梁中的至少一个MEMs光栅梁”可以保持固定角度，至少将一个光斑中的一部分反射到所述监控单元。
如图8所示，所述监控单元可以包括：光接收单元以及处理单元；
所述光接收单元用于：接收反射进来的至少一个光斑中的一部分，并对所述“至少一个光斑中的一部分”进行光电转换，将所述“至少一个光斑中的一部分”转换为电信号。
所述光接收单元可以包括：光准直器，以及光电转换单元。
所述光准直器用于接收光信号；
所述光电转换单元，用于将光信号转变为电信号，提供给处理单元处理。
所述光电转换单元可以为PD(光电二极管Photo-Diode)。
处理单元，用于根据所述电信号，输出控制命令给所述入射通道中的光信号的信号源或所述光转向单元，所述控制命令用于调整入射通道中的光信号的信号源，或，所述光转向单元对光信号进行衰减的量大小，使预设出射通道中传输的光信号能量正常。
所述处理单元具体用于：根据所述电信号反馈的光能量大小，以及反射到所述光接收单元的光斑的能量与反射到预设出射通道中的光斑的能量的比值，推算出所述预设出射通道中传输的光信号能量大小，反馈控制命令给所述入射通道中的光信号的信号源，所述控制命令用于调整所述入射通道中的光信号的信号源的能量；或者，反馈控制命令给所述光转向单元，所述控制命令用于调整所述光转向单元对光信号进行衰减的量大小，以使得预设出射通道中传输的光信号能量正常。
在本发明的实施例中，通过至少将一个所述光斑中的一部分反射到监控单元，实现TAP(部分的)分光，从而实现对预设出射通道中传输的光信号能量的监控，实现起来简单方便。另外，还可以将所述监控单元的光接收单元集成在所述光转向单元上，提高系统的集成度。
参见图9，在本发明的实施例中，所述入射通道可以包括：
光纤，用于输入点光源形式的光信号，所述光信号为多波长光信号或单波长光信号。
入射准直单元，用于将所述点光源形式的光信号放大为光束，所述光束可以为包含平行光的光束，或包含发散光的光束。
或者，如图10所示，所述入射通道可以包括：
光输入装置，用于输入光束形式的光信号，所述光信号为多波长光信号或单波长光信号，所述光束可以为包含平行光的光束，或包含发散光的光束。
其中，所述入射准直单元可以为光准直器或光准直透镜；所述入射准直单元可以包括至少一组透镜和反射镜。
如图11及12所示，在本发明的实施例中，所述波分复用单元可以包括：
入射波分复用器件，用于将所述至少一个入射通道输入的光信号，按波长进行分离，将波长相同的光信号分到一个光束，入射到光转向单元；其中，其中，所述分离后形成的光束为多个，所述多个光束中包括：包含平行光的光束；或者，所述多个光束中包括：包含发散光的光束；或者，所述多个光束中包括：包含平行光的光束和包含发散光的光束。所述多个光束的分布可以呈发散状。所述多个光束可以位于一个平面上。
再参见图12，在本发明的实施例中，所述波分复用单元还可以包括：
入射波分复用准直单元，用于将所述多个光束，由呈发散状分布，聚焦为呈平行状分布。
所述入射波分复用准直单元可以为光准直器或光准直透镜；所述入射波分复用准直单元可以包括至少一组透镜和反射镜。
所述入射波分复用器件可以包括晶体光栅或波导光栅。
所述波分复用单元出射的光束呈发散状分布的情况下，所述光转向单元中的多个MEMs光栅可以在一个弧面上排布，以使得所述呈发散状分布的多个光束的方向与MEMs光栅的表面大致垂直。
在所述波分复用单元出射的光束呈平行状分布的情况下，所述光转向单元中的多个MEMs光栅可以在一个平面上排布，以使得所述呈平行状分布的多个光束的方向与MEMs光栅的表面大致垂直。
参见图11及13，在本发明的实施例中，所述出射通道可以包括：
出射波分复用器件，用于将被反射进来的至少一个光斑中的一部分形成的至少两个光束，合成为一个光束，所述光束为：包含平行光的光束或包含发散光的光束。其中，所述至少两个光束可以为来自不同光斑的波长不等的光束，也可以为来自同一光斑的波长相等的光束。
所述出射波分复用器件可以包括晶体光栅或波导光栅。
如图14所示，在本发明的实施例中，所述出射通道还可以包括：
出射波分复用准直单元，用于将被反射进来的“至少一个光斑中的一部分”形成的至少两个光束，由呈发散状分布，聚焦为呈平行状分布。这样，入射到所述出射波分复用器件的所述至少两个光束呈平行状分布，当然，入射到所述出射波分复用器件的所述至少两个光束也可以呈发散状分布，也就是说，可以不需要设置所述出射波分复用准直单元。
所述出射波分复用准直单元可以为光准直器或光准直透镜；所述出射波分复用准直单元可以包括至少一组透镜和反射镜。
此处需说明，如果被反射到预设出射通道的至少一个光斑中的一部分形成一个光束，则不需设置所述出射波分复用器件，而且，也可以不需要所述出射波分复用准直单元。
如图11及15所示，在本发明的实施例中，所述出射通道还可以包括：
出射准直单元，用于将一个光束，聚焦为点光源。所述点光源可以从光纤等输出。
所述出射准直单元处理的一个光束可以为经过所述出射波分复用器件合成后的一个光束，也可以为反射到出射通道的“至少一个光斑中的一部分”形成一个光束。
所述出射准直单元可以为光准直器或光准直透镜；所述出射准直单元可以包括至少一组透镜和反射镜。
如图16所示，在本发明的实施例中，
所述入射准直单元，与，所述出射准直单元可以集成在一起；
所述入射波分复用器件，与，所述出射波分复用器件可以集成在一起；
所述入射波分复用准直单元，与，所述出射波分复用准直单元可以集成在一起。
在“所述入射波分复用器件”，与，“所述出射波分复用器件”集成在一起的情况下，所述“将所述至少一个入射通道输入的光信号，按波长进行分离，将波长相同的光信号分到一个光束，入射到光转向单元；其中，其中，所述分离后形成的光束为多个，”，中的多个光束可以位于一个平面A上。所述“将被反射进来的至少一个光斑中的一部分形成的至少两个光束，合成为一个光束，”中的“至少两个光束”位于一个平面B上，所述平面A和所述平面B可以大致平行。
如图17所示，本发明提供一种光开关，包括：
光转向单元，用于将多个光束进行转向；所述光转向单元包括多个MEMs光栅梁，多个光束落在所述多个MEMs光栅梁上，形成多个光斑，其中，一个所述光斑落在至少两个所述MEMs光栅梁上，一个光栅梁上承载一个光斑的一部分，所述多个MEMs光栅梁中的至少两个MEMs光栅梁，分批依次转动，至少将一个光斑中的一部分反射到至少一个预设出射通道。
所述预设出射通道，用于将被反射进来至少一个光斑中的一部分，输出。
所述光转向单元及所述预设出射通道的各种实现方式参照前述的实施例。
本发明的上述实施例，用于光交换通信，通过采用MEMs光栅梁分时序的一维偏转，实现光交换。承载所述多个光斑的多个MEMs光栅梁至少分两次转动，至少将一个光斑中的一部分反射到至少一个预设出射通道(也可以称为目的出射通道)，即可实现光通道的切换，简单方便。如果希望实现更多个通道切换，只需要所述多个光栅梁分别将所述光斑的至少一部分转向更多的角度，反射的角度产生变化后，进而使光信号反射到不同的预设出射通道，由此可以比较方便的实现通道扩容升级，即只要加大反射角度的范围，预设出射通道数就可以增加。本发明上述实施例中的方案可以较方便的进行更多的通道切换，实现升级。
进一步地，本发明的实施例中，通过MEMS光栅梁的一维转动实现光信号的切换，这样对波长选择光开关组合制作难度的要求比较低，便于实现；由于MEMS光栅梁体积小，该器件也具备了体积小、集成高的优点。
进一步地，在本发明的实施例中，有多个MEMs光栅梁承载所述光斑，这样，在单根梁发生问题的时候，不会对系统产生破坏性影响，可靠性有保障。承载单个光斑的MEMs光栅梁越多，可靠性就越有保障。
本发明还提供一种通信设备的实施例，所述通信设备包括：前面实施例中所述的波长选择光开关组合，以及驱动控制单元，用于驱动所述MEMs光栅梁的转动。
所述通信设备可以为：OXC(Optical Cross Connect)光交叉连接网络设备，所述光交叉连接网络设备可以包括：光通讯传输通路交叉节点设备，或光通讯上下路交叉设备。
如图18所示，本发明还提供一种光开关的方法，包括：
至少一个入射通道输入光束形式的光信号，所述光信号为多波长光信号或单波长光信号；
将所述至少一个入射通道输入的光信号，按波长进行分离，将波长相同的分到一个光束；其中，所述分离后形成的光束为多个，所述多个光束中包括：包含平行光的光束；或者，所述多个光束中包括：包含发散光的光束；或者，所述多个光束中包括：包含平行光的光束和包含发散光的光束；
所述分离后的多个光束落在多个MEMs光栅梁上，形成多个光斑，其中，一个所述光斑落在至少两个所述MEMs光栅梁上，一个光栅梁上承载一个光斑的一部分，所述多个MEMs光栅梁中的至少两个MEMs光栅梁，分批依次转动，至少将一个光斑中的一部分反射到至少一个预设出射通道。
其中，所述预设出射通道是指，希望至少将一个光斑中的一部分反射到的出射通道。
本发明的上述实施例，用于光交换通信，通过采用MEMs光栅梁分时序的一维偏转，实现光交换。承载所述多个光斑的多个MEMs光栅梁至少分两次转动，至少将一个光斑中的一部分反射到至少一个预设出射通道(也可以称为目的出射通道)，即可实现光通道的切换，简单方便。如果希望实现更多个通道切换，只需要所述多个光栅梁分别将所述光斑的至少一部分转向更多的角度，反射的角度产生变化后，进而使光信号反射到不同的预设出射通道，由此可以比较方便的实现通道扩容升级，即只要加大反射角度的范围，预设出射通道数就可以增加。本发明上述实施例中的方案可以较方便的进行更多的通道切换，实现升级。
进一步地，本发明的实施例中，通过MEMS光栅梁的一维转动实现光信号的切换，这样对波长选择光开关组合制作难度的要求比较低，便于实现；由于MEMS光栅梁体积小，该器件也具备了体积小、集成高的优点。
进一步地，在本发明的实施例中，有多个MEMs光栅梁承载所述光斑，这样，在单根梁发生问题的时候，不会对系统产生破坏性影响，可靠性有保障。承载单个光斑的MEMs光栅梁越多，可靠性就越有保障。
在本发明的实施例中，“所述多个MEMs光栅梁中的至少两个MEMs光栅梁，分批依次转动，至少将一个光斑中的一部分反射到至少一个预设出射通道。”，包括：承载所述多个光斑的多个MEMs光栅梁中的至少两个MEMs光栅梁，至少分两批，所述两批依次转动，将至少一个完整光斑或至少一个部分光斑，或者，将至少一个完整光斑和至少一个部分光斑，反射到至少一个预设出射通道。其中，在所述预设出射通道为两个或两个以上的情况下，反射到一个所述预设出射通道中的光斑可以包括至少一个完整的光斑，或者包括至少一个部分光斑，或者，包括至少一个完整的光斑，及至少一个部分光斑。换句话来讲，因为不同的光斑具有不同的波长，因此反射到一个所述预设出射通道的完整或部分光斑中可以包括一种波长的完整或部分光斑，也可以包括多种波长的完整或部分光斑。
在所述反射到一个所述预设出射通道的光斑中包括多种波长的完整或部分光斑情况下，所述预设出射通道具体用于将被反射进来的多种波长的完整或部分光斑，合并成一个多波长光信号出射。
“所述多个MEMs光栅梁中的至少两个MEMs光栅梁，分批依次转动，至少将一个光斑中的一部分反射到至少一个预设出射通道。”，中，承载所述多个光斑的MEMs光栅梁中，每批转动的至少一个MEMs光栅梁，包括：承载至少一个完整光斑或至少一个部分光斑的至少一个光栅梁，或者，承载至少一个完整光斑和至少一个部分光斑的至少一个光栅梁。
在本发明的实施例中，在所述入射通道为两个或两个以上的情况下，每个所述入射通道所输入的光信号的波长可以不同。如果一个入射通道输入的是多波长的光信号，那么，所述多波长的光信号中的所有波长都与其他入射通道中的光信号的波长不同。
在本发明的实施例中，所述入射通道可以为多个，所述预设出射通道也可以为多个，换句话讲，本发明的实施例中，可以将多个入射通道中的光信号转向到另外的多个预设出射通道中。另外，在本发明的实施例中，所述入射通道的数量可以与所述预设出射通道的数量不等，例如：所述入射通道为1个，所述预设出射通道为多个；或者，所述入射通道以及所述预设出射通道都为多个，但是数量不等。
此处可以给一个具体实例：
从一个入射通道输入具有多种波长(例如：波长λ1，λ2，λ3)光信号，从另一个入射通道输入具有一种波长(例如：波长λ4)光信号，经过所述光转向单元后，波长为λ1的光信号，以及波长为λ2的光信号的进入一个预设出射通道，波长为λ3的光信号，以及波长为λ4的光信号的进入另一个预设出射通道。
在本发明的实施例中，所述多个MEMs光栅梁可以为梳状结构。所述MEMs光栅梁的工作宽度可以小于所述光斑的直径。所述多个MEMs光栅梁中，每个MEMs光栅梁的工作宽度可以不相同。
在本发明的上述实施例中，一个光斑落在多个MEMs光栅梁上面，所述承载所述多个光斑的多个MEMs光栅梁中的至少两个MEMs光栅梁，分批依次转动，一批中转动的MEMs光栅梁，可以等前一批转动的MEMs光栅梁转动到位，停止后，再启动转动；也可以在前一批转动的MEMs光栅梁尚未转动到位时，启动转动，只要前后两批转动的光栅梁不要将光斑同时扫到同一个出射通道即可。
这样，在每次转动的光栅梁上所承载的光斑有可能扫过除预设出射通道(目的出射通道)之外的光通道，每次转动的光栅梁上所承载的光斑可能是所述多个光斑中的一部分，甚至仅是一个光斑中的某一部分，所承载的能量比较小，因此，对其他的光通道的串扰较小。
更进一步地，本发明的实施例中，将一个光斑落在多个MEMs光栅梁上面，可以通过控制一次转动的光栅梁上面所承载的所述光斑的能量，可以控制转向时，对目的出射通道之外其他光通道的串扰。例如：每次转动的光栅梁上面承载光斑的能量为某一入射通道的总能量的1％，在所述光栅梁转动时，从出射通道九转到出射通道一，会扫过出射通道八、七等多个非目的出射通道，最后到达出射通道一(参见图5)，出射通道一为预设出射通道，也就是目的出射通道。这样，各时间点上，最多只有1％的光能量串扰到八、七等非目的出射通道中。每次转动的光栅梁上面承载的光斑的能量越少，对非目的出射通道的串扰也就越小。
在本发明的实施例中，所述分离后的多个光束落在多个MEMs光栅梁上，形成多个光斑，其中，一个所述光斑落在至少两个所述MEMs光栅梁上，一个光栅梁上承载一个光斑的一部分，所述多个MEMs光栅梁中的至少两个MEMs光栅梁，分批依次转动，至少将一个光斑中的一部分反射到至少一个预设出射通道，且，至少将一个光斑中的一部分反射到“所述入射通道和所述至少一个预设出射通道”之外。
此处需说明的是，“承载所述多个光斑的MEMs光栅梁中的至少一个MEMs光栅梁”可以保持固定角度，至少将一个光斑中的一部分反射到“所述入射通道和所述至少一个预设出射通道”之外。
在本发明的上述实施例中，所述“至少一个预设出射通道”可以为多个出射通道中的部分或全部。所述“入射通道和所述至少一个预设出射通道之”，可以包括不在出射通道和入射通道上的位置，通过将光斑的一部分反射到出射通道和入射通道外，来实现光的衰减。例如：通过对能量多的某一波长的光斑进行衰减，这样，可以实现各波长光斑的能量的平均。
进一步地，通过将一个光斑落在多个MEMs光栅梁上面，承载所述光斑的MEMs光栅梁数量越多，平行光光斑的能量(或者称为功率)就越分散，这样，可以通过其中的某个或某些MEMs光栅梁的转向，精确地控制衰减量的大小。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。
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 (22)

1.一种光开关，其特征在于，包括：
光转向单元，用于将多个光束进行转向；所述光转向单元包括多个MEMs光栅梁，多个光束落在所述多个MEMs光栅梁上，形成多个光斑，其中，一个所述光斑落在至少两个所述MEMs光栅梁上，一个光栅梁上承载一个光斑的一部分，所述多个MEMs光栅梁中的至少两个MEMs光栅梁，分批依次转动，至少将一个光斑中的一部分反射到至少一个预设出射通道；
所述预设出射通道，用于将被反射进来至少一个光斑中的一部分，输出。
2.如权利要求1所述的波长选择光开关组合，其特征在于，所述多个MEMs光栅梁为梳状结构。
3.如权利要求1所述的波长选择光开关，其特征在于，所述MEMs光栅梁的工作宽度小于所述光斑的直径。
4.如权利要求1所述的波长选择光开关，其特征在于，所述多个MEMs光栅梁中，每个MEMs光栅梁的工作宽度不相同。
5.一种波长选择光开关组合，其特征在于，包括：
至少一个入射通道，所述入射通道输入光束形式的光信号，所述光信号为多波长光信号或单波长光信号；
波分复用单元，用于将所述至少一个入射通道输入的光信号，按波长进行分离，将波长相同的分到一个光束，入射到光转向单元；其中，所述分离后形成的光束为多个；
光转向单元，用于将从所述波分复用单元入射的多个光束进行转向；所述光转向单元包括多个MEMs光栅梁，从所述波分复用单元入射的多个光束落在所述多个MEMs光栅梁上，形成多个光斑，其中，一个所述光斑落在至少两个所述MEMs光栅梁上，一个光栅梁上承载一个光斑的一部分，所述多个MEMs光栅梁中的至少两个MEMs光栅梁，分批依次转动，至少将一个光斑中的一部分反射到至少一个预设出射通道；
所述预设出射通道，用于将被反射进来至少一个光斑中的一部分，输出。
6.如权利要求5所述的波长选择光开关组合，其特征在于，在所述入射通道为两个或两个以上的情况下，每个所述入射通道所输入的光信号的波长不同。
7.如权利要求5所述的波长选择光开关组合，其特征在于，所述多个MEMs光栅梁为梳状结构。
8.如权利要求5所述的波长选择光开关组合，其特征在于，所述MEMs光栅梁的工作宽度小于所述光斑的直径。
9.如权利要求5所述的波长选择光开关组合，其特征在于，所述多个MEMs光栅梁中，每个MEMs光栅梁的工作宽度不相同。
10.如权利要求5所述的波长选择光开关组合，其特征在于，所述光转向单元具体用于，将从所述波分复用单元入射的多个光束进行转向；所述光转向单元包括多个MEMs光栅梁，从所述波分复用单元入射的多个光束落在所述多个MEMs光栅梁上，形成多个光斑，其中，一个所述光斑落在至少两个所述MEMs光栅梁上，一个光栅梁上承载一个光斑的一部分，所述多个MEMs光栅梁中的至少两个MEMs光栅梁，分批依次转动，至少将一个光斑中的一部分反射到至少一个预设出射通道，且，至少将一个光斑中的一部分反射到“所述入射通道和所述至少一个预设出射通道”之外。
11.如权利要求5所述的波长选择光开关组合，其特征在于，所述多个光栅梁中的至少一个MEMs光栅梁，保持固定角度，至少将一个光斑中的一部分反射到“所述入射通道和所述至少一个预设出射通道”之外。
12.如权利要求10或11所述的波长选择光开关组合，其特征在于，所述“入射通道和所述至少一个预设出射通道”之外，包括：监控单元；
所述监控单元，用于根据反射进来的至少一个光斑中的一部分，得到所述光斑的光功率，根据所述光斑的光功率，调整：所述入射通道中的光信号的能量，或，反射到“入射通道和所述至少一个预设出射通道之外”的光斑的能量，以使得反射到所述至少一个预设出射通道中进行传输的光能量正常。
13.一种通信设备，其特征在于，所述通信设备包括：如权利要求5至11中任一项所述的波长选择光开关组合，以及驱动控制单元，所述驱动控制单元用于驱动所述MEMs光栅梁的转动。
14.如权利要求13所述的通信设备，其特征在于，所述通信设备为：光交叉连接网络设备。
15.一种光开关的方法，其特征在于，包括：
至少一个入射通道输入光束形式的光信号，所述光信号为多波长光信号或单波长光信号；
将所述至少一个入射通道输入的光信号，按波长进行分离，将波长相同的分到一个光束；其中，所述分离后形成的光束为多个；
所述分离后的多个光束落在多个MEMs光栅梁上，形成多个光斑，其中，一个所述光斑落在至少两个所述MEMs光栅梁上，一个光栅梁上承载一个光斑的一部分，所述多个MEMs光栅梁中的至少两个MEMs光栅梁，分批依次转动，至少将一个光斑中的一部分反射到至少一个预设出射通道。
16.如权利要求15所述的光开关的方法，其特征在于，“所述多个MEMs光栅梁中的至少两个MEMs光栅梁，分批依次转动，至少将一个光斑中的一部分反射到至少一个预设出射通道。”，包括：所述多个MEMs光栅梁中的至少两个MEMs光栅梁，至少分两批，所述两批依次转动，将至少一个完整光斑或至少一个部分光斑，或者，将至少一个完整光斑和至少一个部分光斑，反射到至少一个预设出射通道。
17.如权利要求15所述的光开关的方法，其特征在于，在所述入射通道为两个或两个以上的情况下，每个所述入射通道所输入的光信号的波长不同。
18.如权利要求15所述的光开关的方法，其特征在于，所述多个MEMs光栅梁可以为梳状结构。
19.如权利要求15所述的光开关的方法，其特征在于，所述MEMs光栅梁的工作宽度小于所述光斑的直径。
20.如权利要求15所述的光开关的方法，其特征在于，所述多个MEMs光栅梁中，每个MEMs光栅梁的工作宽度不相同。
21.如权利要求15所述的光开关的方法，其特征在于，“所述分离后的多个光束落在多个MEMs光栅梁上，形成多个光斑，其中，一个所述光斑落在至少两个所述MEMs光栅梁上，一个光栅梁上承载一个光斑的一部分，所述多个MEMs光栅梁中的至少两个MEMs光栅梁，分批依次转动，至少将一个光斑中的一部分反射到至少一个预设出射通道”包括：所述分离后的多个光束落在多个MEMs光栅梁上，形成多个光斑，其中，一个所述光斑落在至少两个所述MEMs光栅梁上，一个光栅梁上承载一个光斑的一部分，所述多个MEMs光栅梁中的至少两个MEMs光栅梁，分批依次转动，至少将一个光斑中的一部分反射到至少一个预设出射通道，且，至少将一个光斑中的一部分反射到“所述入射通道和所述至少一个预设出射通道”之外。
22.如权利要求15所述的光开关的方法，其特征在于，所述多个MEMs光栅梁中的至少一个MEMs光栅梁，可以保持固定角度，至少将一个光斑中的一部分反射到“所述入射通道和所述至少一个预设出射通道”之外。
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