光交换架构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信领域，特别涉及一种光交换架构。
【背景技术】
[0002]光交换架构用于在不同维度间进行光信号的交换，是光网络交换系统中的核心模块，其性能的优劣决定着整个光网络交换系统的业务能力。
[0003]由于光波分复用技术的成熟，传输容量的迅速增长给光网络交换系统发展带来的压力和动力，通信网中光网络交换系统的规模越来越大，运行速率越来越高。从整个光网络交换技术的发展趋势来看，未来的光交换架构需要实现CDC的交换特性。第一个C代表Colorless (波长无关性)=Colorless是指同一上下路端口可以收发不同波长的特性；D代表Direct1nless (方向无关性)！Direct1nless是指同一上下路端口可以重构到不同维度方向的特性；后一个C代表Content1nless (波长冲突无关性):Content1nless是指能够同时收发来自于不同维度方向的相同波长。
[0004]参考图1，其示出了现有的一种三维的ROADM (RODAM的英文全称为Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer,中文全称为可重构的光分插复用器)光交换架构的结构示意图。该RODAM架构包括:交叉模块110和与交叉模块110相连的3个上下波模块120。交叉模块110包括3组属于不同维度的输入端和输出端,每个输入端为分离器Splitterlll且每个输出端为WSS112 (WSS的英文全称为Wavelength SelectiveSwitch,中文全称为波长选择开关)。每个维度都配有单独的上下波模块120，交叉模块110通过光纤分别与各个维度的上下波模块120连接。各个维度所对应的上下波模块120包括波导阵列光栅AWG121、发送机TX122和接收机RX123。每个维度的WSS112分出一个端口与波导阵列光栅AWG121相连，用于将本地维度需要发送到交叉模块110中的光信号上载至交叉模块110，简称为“上波”；每个维度的分离器Splitterlll分出一个端口与波导阵列光栅AWG121相连，用于将从交叉模块110发送至本地维度的光信号下载到本地维度，简称为“下波”。用于上波的波导阵列光栅AWG121与发送机TX122相连，用于下波的波导阵列光栅AWG121与接收机RX123相连。其中，本地维度即为该光交换架构所处的物理区域。
[0005]现有的这种ROADM架构至少存在以下问题:
[0006]第一,现有的RODAM架构上波和下波都用波导阵列光栅AWG,当波导阵列光栅AWG与发送机相连时，波导阵列光栅AWG中与发送机TX相连的每个上路端口只能发送固定的同一波长；当波导阵列光栅AWG与接收机RX相连时，波导阵列光栅AWG中与接收机RX相连的每个下路端口只能接收固定的同一波长，这使得每个上路端口和每个下路端口对波长固定，无法收发不同波长，所以不满足波长无关性；
[0007]第二，每个维度都配有单独的上下波模块，这使得每个上下波模块的上波和下波只能调度到与自身相连的维度，而不能调度到其它的维度，所以不满足方向无关性。
【发明内容】
[0008]为了解决现有光交换架构不满足波长无关性和方向无关性的问题，本发明实施例提供了一种光交换架构。所述技术方案如下:
[0009]第一方面，提供了一种光交换架构，所述光交换架构包括:交叉模块以及与所述交叉模块相连的上下波模块；
[0010]所述交叉模块，包括η组属于不同维度的输入端和输出端，η彡2 ;
[0011]所述上下波模块，包括与所述输入端和所述输出端相连的第一光开关单元、与所述第一光开关单元相连的至少一个发送机和与所述第一光开关单元相连的至少一个接收机；
[0012]所述第一光开关单元，用于在单次光交换过程中，将本地维度的一个发送机需要发送至目标维度的光信号交换至所述目标维度的输出端；和/或，在单次光交换过程中，将所述交叉模块中的一个维度的输入端输入至本地维度的光信号交换至所述至少一个接收机中的任意一个进行接收；
[0013]其中，所述目标维度为所述交叉模块中的任意一个维度。
[0014]在第一方面的第一种可能的实施方式中，
[0015]所述上下波模块中的单个发送机直接与所述第一光开关单元的单个输入端口相连；或者，
[0016]在所述发送机为至少两个时，所述上下波模块中还包括复用器，所述上下波模块中的多个发送机通过所述复用器与所述第一光开关单元的单个输入端口相连；
[0017]所述复用器，用于对所述多个发送机需要发送至同一目标维度的单一波长形式的光信号进行复用得到波长复用形式的光信号。
[0018]结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实施方式中，
[0019]所述第一光开关单元的单个输出端口直接与所述上下波模块中的单个接收机相连；或者，
[0020]在所述接收机为至少两个时，所述上下波模块中还包括解复用器，所述第一光开关单元的单个输出端口通过所述解复用器与所述上下波模块中的多个接收机相连；
[0021]所述解复用器，用于对所述交叉模块的一个维度的输入端输入至本地维度的波长复用形式的光信号进行解复用得到单一波长形式的光信号，并将每个单一波长形式的光信号分别输入一个接收机。
[0022]结合第一方面，在第一方面的第三种可能的实施方式中，
[0023]所述第一光开关单元的单个输出端口直接与所述交叉模块的单个输出端相连；或者，
[0024]所述上下波模块中还包括复用器，所述第一光开关单元中的多个输出端口通过所述复用器与同一维度的输出端相连；
[0025]所述复用器，用于将所述第一光开关单元中的多个输出端口输出至所述同一维度的多个光信号进行复用得到波长复用形式的光信号。
[0026]结合第一方面、第一方面的第一种可能的实施方式、第一方面的第二种可能的实施方式或者第一方面的第三种可能的实施方式，在第一方面的第四种可能的实施方式中，所述光交换架构还包括:波长转换模块，所述波长转换模块与所述交叉模块相连，或者所述波长转换模块与所述交叉模块和所述上下波模块均相连；
[0027]所述波长转换模块，用于存在来源于不同维度且需要在同一时刻交换至同一目标维度的至少两个光信号发生波长冲突时，将所述波长冲突的至少两个光信号中的全部进行波长转换得到波长互不冲突的至少两个光信号后输出至所述目标维度，或，将所述波长冲突的至少两个光信号中的部分进行波长转换得到部分光信号后输出至所述目标维度，所述部分光信号与未进行波长转换的光信号之间的波长互不冲突；
[0028]所述不同维度包括所述本地维度和所述交叉模块中的各个维度。
[0029]结合第一方面的第四种可能的实施方式，在第一方面的第五种可能的实施方式中，所述波长转换模块，包括:波长转换单元和与所述波长转换单元相连的第二光开关单元;
[0030]在所述第二光开关单元的输入端口与所述交叉模块中的各个维度的输入端相连且所述第二光开关单元的输出端口与所述波长转换单元相连时，所述第二光开关单元用于将所述波长冲突的至少两个光信号中的全部或者部分在进入所述波长转换单元之前交换至所述交叉模块的目标维度；
[0031]在所述第二光开关单元的输入端口与所述波长转换单元相连且所述第二光开关单元的输出端口与所述交叉模块的各个维度的输出端相连时，所述第二光开关单元用于将所述波长冲突的至少两个光信号中的全部或者部分从所述波长转换单元进行波长转换之后交换至所述交叉模块的目标维度；
[0032]在所述第二光开关单元的输入端口与所述交叉模块的各个维度的输入端和所述波长转换单元均相连且所述第二光开关单元的输出端口与所述波长转换单元和所述交叉模块的各个维度的输出端均相连时，所述第二光开关单元用于将所述波长冲突的至少两个光信号中的全部或者部分在进入所述波长转换单元之前或从所述波长转换单元进行波长转换之后交换至所述交叉模块的目标维度；
[0033]所述波长转换单元，用于将所述波长冲突的至少两个光信号中的全部进行波长转换得到波长互不冲突的至少两个光信号，或，将所述波长冲突的至少两个光信号中的部分进行波长转换得到部分光信号，所述部分光信号与未进行波长转换的光信号之间的波长互不冲突。
[0034]结合第一方面的第五种可能的实施方式，在第一方面的第六种可能的实施方式中，所述波长转换单元，包括:n个波长转换通路，每个波长转换通路包括依次相连的I个解复用器、至少2个波长转换组件和I个复用器；
[0035]每个波长转换通路中的解复用器，用于在输入至所述波长转换通路中的发生波长冲突的一个光信号为波长复用形式的光信号时，将所述波长复用形式的光信号解复用得到单一波长形式的光信号，并将每个单一波长形式的光信号分别输入至I个波长转换组件；
[0036]每个波长转换通路中的波长转换组件，用于将相连的所述解复用器解复用后的所述单一波长形式的光信号通过预定的波长转换方式转换为波长不冲突的单一波长形式的光信号;
[0037]每个波长转换通路中的复用器，用于将相连的所述波长转换组件转换后的所述波长不冲突的单一波长形式的光信号进行复用得到所述波长不冲突的波长复用形式的光信号;
[0038]其中，所述波长转换方式为光/电/光的形式；或，所述波长转换方式为光/光的形式。
[0039]结合第一方面的第五种可能的实施方式，在第一方面的第七种可能的实施方式中，
[0040]所述第一光开关单元和所述第二光开关单元为同一个光开关；
[0041]或，
[0042]所述第一光开关单元为一个光开关，所述第二光开关单元为另一个光开关；
[0043]或，
[0044]所述第一光开关单元包括相互独立的两个光开关，其中，一个光开关用于在单次光交换过程中，将本地维度的一个发送机需要发送至目标维度的光信号交换至所述目标维度的输出端，另一个光开关用于在单次光交换过程中，将所述交叉模块中的一个维度的输入端输入至本地维度的光信号交换至所述至少一个接收机中的任意一个进行接收。
[0045]结合第一方面的第七种可能的实施方式，在第一方面的第八种可能的实施方式中，所述光开关是基于MEMS结构的光开关；或，所述光开关是基于PLC结构的光开关；或，所述光开关是基于硅光光交叉结构的光开关。
[0046]结合第一方面的第四种可能的实施方式，在第一方面的第九种可能的实施方式中，所述波长转换模块，包括:波长转换单元和设置在所述波长转换单元内部的第二光开关单元；
[0047]所述波长转换单元，用于存在来源于不同维度且需要在同一时刻交换至同一目标维度的至少两个光信号发生波长冲突时，将所述波长冲突的至少两个光信号中的全部进行波长转换得到波长互不冲突的至少两个光信号，或，将所述波长冲突的至少两个光信号中的部分进行波长转换得到部分光信号，所述部分光信号与未进行波长转换的光信号之间的波长互不冲突；
[0048]所述第二光开关单元，用于将所述波长冲突的至少两个光信号中的全部或部分在进入所述波长转换单元中进行波长转换时交换至所述交叉模块的目标维度。
[0049]结合第一方面的第九种可能的实施方式，在第一方面的第十种可能的实施方式中，所述波长转换单元，包括:n个波长转换通路，每个波长转换通路包括I个解复用器、至少2个波长转换组件和I个复用器，每个波长转换通路中的所述解复用器通过所述第二光开关单元与所述至少2个波长转换组件相连，所述至少2个波长转换组件与所述复用器相连；
[0050]每个波长转换通路中的解复用器，用于在输入至所述波长转换通路中的发生波长冲突的一个光信号为波长复用形式的光信号时，将所述波长复用形式的光信号解复用得到单一波长形式的光信号；
[0051]所述第二光开关单元，用于将相连的所述解复用器解复用后的所述单一波长形式的光信号中需要发送至所述交叉模块中同一目标维度的单一波长形式的光信号交换至与所述目标维度所对应的复用器相连的任意一个波长转换组件中；
[0052]每个波长转换通路中的波长转换组件，用于将相连的所述第二光开关单元交换至的所述单一波长形式的光信号通过预定的波长转换方式转换为波长不冲突的单一波长形式的光信号；
[0053]每个波长转换通路中的复用器，用于将相连的所述波长转换组件转换后的所述波长不冲突的单一波长形式的光信号进行复用得到所述波长不冲突的波长复用形式的光信号，并将所述波长不冲突的波长复用形式的光信号输出至所述目标维度；
[0054]其中,所述波长转换方式为光/电/光的形式；或，所述波长转换方式为光/光的形式。
[0055]结合第一方面的第九种可能的实施方式，在第一方面的第i^一种可能的实施方式中，所述波长转换单元，包括:n个波长转换通路，每个波长转换通路包括I个解复用器、至少2个波长转换组件和I个复用器，每个波长转换通路中的所述解复用器与所述至少2个波长转换组件相连，所述至少2个波长转换组件通过所述第二光开关单元与所述复用器相连；
[0056]每个波长转换通路中的解复用器，用于在输入至所述波长转换通路中的发生波长冲突的一个光信号为波长复用形式的光信号时，将所述波长复用形式的光信号解复用得到单一波长形式的光信号；
[0057]每个波长转换通路中的波长转换组件，用于将相连的所述解复用器解复用后的所述单一波长形式的光信号通过预定的波长转换方式转换为波长不冲突的单一波长形式的光信号;
[0058]所述第二光开关单元，用于将相连的所述波长转换组件转换后的波长不冲突的单一波长形式的光信号中需要发送至所述交叉模块中同一目标维度的波长不冲突的单一波长形式的光信号交换至与所述目标维度所对应的复用器；
[0059]每个波长转换通路中的复用器，用于将相连的所述第二光开关单元交换至的所述波长不冲突的单一波长形式的光信号进行复用得到所述波长不冲突的波长复用形式的光信号，并将所述波长不冲突的波长复用形式的光信号输出至所述目标维度；
[0060]其中，所述波长转换方式为光/电/光的形式；或，所述波长转换方式为光/光的形式。
[0061]结合第一方面、第一方面的第一种可能的实施方式、第一方面的第二种可能的实施方式、第一方面的第三种可能的实施方式或者第一方面的第四种可能的实施方式，在第一方面的第十二种可能的实施方式中，所述波长转换模块，包括:n个波长转换通路，每个波长转换通路包括依次相连的I个解复用器、至少2个光电转换单元、电开关、至少2个电光转换单元和I个复用器；
[0062]每个波长转换通路中的解复用器，用于在输入至所述波长转换通路中的发生波长冲突的一个光信号为波长复用形式的光信号时，将所述波长复用形式的光信号解复用得到单一波长形式的光信号；
[0063]每个波长转换通路中的光电转换单元，用于将相连的所述解复用器解复用后的所述单一波长形式的光信号转换为对应的电信号；
[0064]所述电开关，用于将相连的所述光电转换单元转换后的电信号中需要发送至所述交叉模块中同一目标维度的电信号交换至与所述目标维度所对应的复用器相连的电光转换单元中；
[0065]每个波长转换通路中的电光转换单元，用于将相连的所述电开关交换至的所述电信号转换为波长不冲