一种基于光通断控制的分光系统的制作方法

本实用新型涉及光电设备领域，特别是涉及一种基于光通断控制的分光系统。

背景技术：

光分路器又称分光器，在网络安全领域有着非常广泛的应用，是光纤链路中重要的无源器件之一，主要用于将整个光信号分路到多个通道进行传输。

但是，现有的光分路器通常无法控制信号通路的通断，无法实现端口开启和关闭的配置功能，也无法实现对端口光功率的实时监控，更无法通过网络管理平台实现远程管理。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型提供一种基于光通断控制的分光系统，用于解决现有的光分路器通常无法控制信号通路的通断，无法实现端口开启和关闭的配置功能等技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种基于光通断控制的分光系统，其包括：光分路模块，其包括至少一输入端和多个输出端；多个光开关模块，各所述光开关模块的输入端分别连接所述光分路模块的一输出端，以控制从该输出端输出的光通路的通断。

于本实用新型的一实施例中，所述光开关模块包括1×1光开关。

于本实用新型的一实施例中，所述1×1光开关的类型包括MEMS光开关。

于本实用新型的一实施例中，所述系统包括：控制模块，电性连接并控制所述光开关模块，以控制所述光开关模块的闭合与关断。

于本实用新型的一实施例中，所述系统包括：光放大模块，其电性连接并受控于所述控制模块；其中，所述光放大模块的输入端接入外部光信号，输出端连接所述光分路模块的输入端，以将所述外部光信号进行放大处理并传输至所述光分路模块。

于本实用新型的一实施例中，所述光放大模块包括：光电转换电路，用于将接入的外部光信号转换成相应的电信号；整形放大电路，电性连接所述光电转换电路，以将所述电信号进行加工处理；电光转换电路，电性连接所述整形放大电路，以将经过加工处理后的电信号转换成相应的光信号。

于本实用新型的一实施例中，所述光放大模块包括OEO放大器。

于本实用新型的一实施例中，所述系统包括：多个光信号监控模块，其电性连接并受控于所述控制模块；其中，各所述光信号监控模块的输入端连接一所述光开关模块的输出端，且各所述光信号监控模块的输出端连接所述分光系统的一输出接口，以对该输出接口进行光功率监控。

于本实用新型的一实施例中，所述控制模块通信连接一管理模块；所述管理模块用于接收来自所述控制模块的采集信息，并发送控制指令至所述控制模块，以通过所述控制模块控制所述基于光通断控制的分光系统。

于本实用新型的一实施例中，所述控制模块包括控制器；所述控制器的类型包括：CPU控制器、MCU控制器、FPGA控制器、DSP控制器及SoC控制器中的任一种或多种组合。

如上所述，本实用新型涉及的一种基于光通断控制的分光系统，具有以下有益效果：现有技术中的光分路器通常无法控制信号通路的通断，导致在需要关断信号通路或者需要打开信号通路时束手无策，即使通过外部解决了信号通路的通断问题，也导致响应时间长或者解决办法笨拙而导致时间，人力，物力等多个方面的浪费。本实用新型提供的分光系统能够巧妙地解决现有技术中的问题，它为光分路模块输出的每一路信号通路设置相应的光开关模块，通过所述光开关模块实现对每一路信号通路单独的，精准的，高效的控制。

附图说明

图1显示为本实用新型一实施例中基于光通断控制的分光系统的结构示意图。

图2显示为本实用新型一实施例中基于光通断控制的分光系统的结构示意图。

图3显示为本实用新型一实施例中光放大模块的结构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固持”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

本实用新型提供一种基于光通断控制的分光系统，通过光开关模块控制经分光器分路后的每一路光通路的通断，从而实现对每一路光通路的独立控制。另外，本实用新型提供的分光系统还用于实现对端口光功率的实时监控，且能够通过网络管理平台实现远程管理。下文，将结合具体的实施例说明本实用新型所提供的技术方案的工作原理。

如图1所示，展示本实用新型一实施例中基于光通断控制的分光系统的结构示意图。于本实施例中，所述分光系统包括光分路模块11和多个光开关模块12，其中，所述光分路模块11包括至少一输入端和多个输出端，各所述光开关模块12的输入端分别连接所述光分路模块11的一输出端，以控制从该输出端输出的光通路的通断。

所述光分路模块11按功率分配形成规格可表示为M×N或者可表示为M：N。M表示输入光纤路数，N表示输出光纤路数。例如：M可为1或2，N则可相应为2、4、8、16、32、64等等。本实用新型对于所述光分路模块11的功率分配形成规格并不作限定。

所述光开关模块12是一种具有一或多个可选的传输端口的光学器件，其作用是对光传输线路或集成光路中的光信号进行物理切换或逻辑操作。光开关的性能参数有多种，例如：切换速度、隔离度、插入损耗、偏振敏感性以及可靠性等等，高性能的光开关通常具有快切换速度、高隔离度、小插入损耗、对偏振不敏感性以及高可靠性等特点，不同应用领域对于光开关的性能也有着不同的要求。光开关的种类多样，例如有传统的机械光开关，还有新型光开关，如：热光开关、液晶开关、电光开关、声光开关、微光机电系统光开关或者气泡开关等等。

在一实施例中，所述光开关模块12包括1×1光开关，其具有是光路通断的功能，具有阻断光传输的作用。优选的，所述1×1光开关的类型包括MEMS光开关。MEMS光开关是采用微电子机械系统MEMS技术制作的一种光开关，其与光信号的格式、波长、协议、调制方式、偏振、或者传输方向等因素均无关，而且在损耗和扩展性上都优于其它类型的光开关。

需要说明的是，传统的机械式光开关虽然也能够实现光通路的通断，但传统的机械式光开关体积庞大，集成度低，切换时间长，且寿命短。本实用新型采用的MEMS光开关相比于传统的机械式光开关，具有结构紧凑，插损低，偏振敏感性低，可靠性高，反应速度快，消光比高，功耗低等优点，因此更加适用于本实用新型的分光系统。

另外，本实用新型的光开关类型包括但不限于MEMS光开关，还可以是由光电晶体材料波导材料制成的电光效应开关，或者基于NOLM原理和SOA非线性效应制作的全光开关等等，本实用新型对此不作限定。

所述分光系统还包括控制模块13，所述控制模块13电性连接并控制所述光开关模块12，用于控制所述光开关模块12的闭合与关断。所述控制模块13包括控制器；所述控制器的类型包括：CPU控制器、MCU控制器、FPGA控制器、DSP控制器及SoC控制器中的任一种或多种组合。

于本实施例中，所述控制模块13通信连接一管理模块14；所述管理模块14用于接收来自所述控制模块13的采集信息，并发送控制指令至所述控制模块13，以通过所述控制模块13控制所述基于光通断控制的分光系统。

所述管理模块14包括但不限于智能手机、平板电脑、笔记本电脑、智能穿戴设备、个人数字助理PDA等可移动设备，或者台式电脑、智能电视、云端服务器、本地服务器等固定设备。所述控制模块13与管理模块14之间的通信方式包括但不限于基于WiFi、NB-IoT、LTE、ZigBee、eMTC、或者3G/4G/5G等网络的通信。

值得指出的是，现有技术中的光分路器通常无法控制信号通路的通断，导致在需要关断信号通路或者需要打开信号通路时束手无策，即使通过外部解决了信号通路的通断问题，也导致响应时间长或者解决办法笨拙而导致时间，人力，物力等多个方面的浪费。本实用新型提供的分光系统能够巧妙地解决现有技术中的问题，它为光分路模块11输出的每一路信号通路设置相应的光开关模块12，通过所述光开关模块12实现对每一路信号通路单独的，精准的，高效的控制。特别是本实用新型提供的MEMS光开关，更是具有具有结构紧凑，插损低，偏振敏感性低，可靠性高，反应速度快，消光比高，功耗低等传统机械光开关无法比拟的优势，从而使得本实用新型提供的分光系统尺寸更小巧，更省电，更可靠。

如图2所示，展示本实用新型又一实施例中基于光通断控制的分光系统的结构示意图。于本实施例中，所述分光系统包括光分路模块21、多个光开关模块22和控制模块23，其中，所述控制模块通信连接管理模块24。所述光分系统还包括光放大模块25和多个光信号监控模块26。

所述光放大模块25电性连接并受控于所述控制模块23，且所述光放大模块25的输入端接入外部光信号，输出端连接所述光分路模块21的输入端，以将所述外部光信号进行放大处理并传输至所述光分路模块21。

优选的，所述光放大模块25包括OEO光放大器，所述OEO光放大器是一种使用OEO，即“光-电-光”技术在传输过程中对信号进行再生、放大和整形处理的光纤转换器，可有效节省光纤资源和组网成本。

具体的，所述光放大模块25的结构如图3所示，其包括：光电转换电路31、整形放大电路32以及电光转换电路33。所述光电转换电路31用于将接入的外部光信号转换成相应的电信号；所述整形放大电路32电性连接所述光电转换电路31，以将所述电信号进行放大、整形、时钟提取等处理，也即Regenration、Reshaping、Retiming，统称为3R处理；所述电光转换电路33电性连接所述整形放大电路32，以将经过放大、整形、时钟提取等处理后的电信号转换成相应的光信号。

多个所述光信号监控模块26电性连接并受控于所述控制模块23。其中，各所述光信号监控模块26的输入端连接一所述光开关模块22的输出端，且各所述光信号监控模块26的输出端连接所述分光系统的一输出接口，以对该输出接口进行光功率监控。

在实施例中，所述光信号监控模块26包括光功率计，用于测量对应的输出接口的光功率值。光功率计主要用于策监控输出接口的光信号的强弱，其内部经光探头，I/V变换，放大及显示等步骤。其中，光探头就是光敏感面积较大的半导体PIN光电二极管，被测光信号通过光纤接口投射到光探头的光敏面上时，半导体中的阶带电子激发到导带，偏置电路中便会出现光电流，通过负载电阻实现I/V变换，此电压信号再经过滤波放大后向用户显示。

本实施例提供一种基于光通断控制的分光系统的硬件设施，具体包括光分路模块21、多个光开关模块22、控制模块23、光放大模块25和多个光信号监控模块26，其中所述控制模块23还通信连接管理模块24。所述管理模块24接收来自所述控制模块23所采集的信息包括光放大模块25的状态信息，光开关模块22的状态信息，以及光信号监控模块26的监控信息等等；所述管理模块24通过所述控制模块23控制光开关模块22的开启和关闭。

具体而言，本实用新型提供的硬件设施既可单独使用，也可与相应的软件或者控制程序相结合，以此来实现如下功能：所述管理模块24判断光开关模块22是否满足触发其改变开关状态的触发条件；若满足触发条件，则下发相应的控制指令至控制模块23，以通过控制模块23改变光开关模块22的开关状态；若不满足触发条件，则不下发控制指令至控制模块23，以维持光开关模块22当前的开关状态。

改变所述光开关模块22的开关状态包括：将所述光开关模块22从打开状态改变至关闭状态，和/或将所述光开关模块22从关闭状态改变至打开状态。所述触发条件包括：光信号通路发生故障而触发所述光开关模块22关闭的条件，例行维护而触发所述光开关模块22关闭的条件，输出接口处于空闲状态而触发所述光开关模块22关闭的条件，或者用户请求而触发所述光开关模块22打开的条件等等。

举例来说，所述管理模块24将光信号监控模块26采集到的输出接口的实时光功率数据分别与预设最低光功率阈值和预设最高光功率阈值做比较，若实时光功率值低于预设最低光功率阈值或者高于预设最高光功率阈值，则判断该输出接口出现故障。管理模块24在判断该输出接口处于故障状态后，发送控制指令至控制模块23，以通知控制模块23关闭该输出接口对应的光开关模块22。需要指出的是，所述管理模块24除了下发控制指令至控制模块23以外，还可与此同时发出相应的故障提示，以提示用户该分光系统出现故障。发出相应的故障提示的方式可以是显示屏显示，语音播报，或者信号灯闪烁等等，本实用新型对此不作限定。

需要说明的是，上述实施例的形式、各要素及其数量仅为举例，而非对本申请应用场景及各要素的限制。事实上，所述管理模块24还可在其他场景中下发控制指令至控制模块23以打开或关闭光开关模块22，在此不再一一赘述。

综上所述，本实用新型提供一种基于光通断控制的分光系统，解决了现有技术中，光分路器无法控制信号通路的通断，无法实现端口开启和关闭的配置功能等技术问题。本实用新型提供的基于光通断控制的分光系统不仅能够控制信号通路的通断，能够实现端口开启和关闭的配置功能，还能对端口功率进行实时监控，能够通过网络管理平台实现对分光系统的远程管理，真正实现了智能化且高效率的控制。因此，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。