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光路监测N×M矩阵光 开关系统

阅读：311发布：2024-02-23

专利汇可以提供光路监测N×M矩阵光开关系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型为光路监测N×M矩阵光开关系统，N路光复用装置的N个光复用器各有通信光信号和监测光2个输入端，M路光解复用装置的M个光解复用器各有监测光和通信光信号 2个输出端。1×N发射光开关的N个选择端口与N路光复用装置的N个监测光输入端一一对接、公共端接激光器。1×M接收光开关的M个选择端口与M路光解复用装置的M个监测光输出端一一对接、公共端接光探测器，M个通信光输出端为系统的通信光信号输出端。激光器发出监测光经发射光开关依次接入N个光复用器的监测光输入端口，光探测器经接收光开关对M个光解复用器的输出端逐次进行监测。实现对N×M矩阵光开关的光路监测及可靠反馈；整体结构更紧凑、性能更稳定。，下面是光路监测N×M矩阵光开关系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.光路监测N×M矩阵光开关系统，包括N×M矩阵光开关模块，其特征在于：
还包括光发射部分（1）、光探测部分（2）、N路光复用装置（3）、M路光解复用装置（5）以及驱动和接口模块（6），其中：
N路光复用装置（3）包括N个光复用器，每个光复用器包括2个输入端和1个输出端，
2个输入端分别为通信光信号输入端和监测光输入端；
M路光解复用装置（5）包括M个光解复用器，每个光解复用器包括1个输入端和2个输出端，2个输出端分别为监测光输出端和通信光信号输出端；
N路通信光信号接入N路光复用装置（3）的N个光复用器的N个通信光信号输入端，N路光复用装置（3）的N个光复用器的N个输出端经光路连接N×M矩阵光开关模块（4）的N个输入端，N×M矩阵光开关模块（4）的M个输出端连接M路光解复用装置（5）的M个光解复用器M个输入端；M路光解复用装置（5）的M个通信光输出端为整个系统的通信光信号输出端；
光发射部分（1）包括激光器（12）及其连接的1×N发射光开关（11），N个光开关选择端口与N路光复用装置（3）的N个监测光输入端一一对应连接，激光器（12）与1×N发射光开关（11）的公共端经光路连接；
光探测部分2包括1×M接收光开关（21）及其连接的光探测器（22），M个接收光开关选择端口与M路光解复用装置（5）的M个监测光输出端一一对应连接，光探测器（22）与1×M接收光开关（21）的公共端经光路连接；
激光器（12）、1×N发射光开关（11）、1×M接收光开关（21）、光探测器（22）以及矩阵光开关模块（4）均与驱动和接口模块（6）相连接。
2.根据权利要求1所述的光路监测N×M矩阵光开关系统，其特征在于：
所述 N、M均为小于或等于256的整数。
3.根据权利要求1所述的光路监测N×M矩阵光开关系统，其特征在于：
所述光探测器（22）为光电二极管。
4.根据权利要求1所述的光路监测N×M矩阵光开关系统，其特征在于：
所述激光器（12）为波长与通信光信号波长的差大于100nm的激光器。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光路监测N×M矩阵光开关系统，其特征在于：
所述N路光复用装置（3）为波长分别为通信光波长和监测光波长的波分复用装置。
6.根据权利要求5所述的光路监测N×M矩阵光开关系统，其特征在于：
所述激光器（12）为法布里-珀罗半导体激光器，所述波分复用装置的监测光输入端工作带宽为±20nm。
7.根据权利要求5所述的光路监测N×M矩阵光开关系统，其特征在于：
所述激光器（12）为分布反馈半导体激光器类型，所述波分复用装置的监测光输入端工作带宽为±5nm，波长隔离度≥45dB。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的光路监测N×M矩阵光开关系统，其特征在于：
所述光发射部分（1）集成为光发射模块，和/或光探测部分（2）集成为光探测模块，和/或N×M矩阵光开关模块（4）、N路光复用装置（3）和M路光解复用装置（5）集成为矩阵光开关及光路耦合波分模块。

说明书全文

光路监测N×M矩阵光开关系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及光纤通信技术领域，具体涉及一种光路监测N×M矩阵光开关系统。

背景技术

[0002] 光纤通信技术的问世和发展给通信业带来了革命性的变革，目前世界大约85％的通信业务经光纤传输。自动交换光网络(ASON：automatic switched optical networks)是光纤通信系统的研究热点，它的核心节点由光交叉连接(OXC：optical cross connect)设备构成，而光开关矩阵是光交叉连接设备的重要部件。随着光通信技术的日益发展， N×M矩阵光开关的高可靠性设计显地越来越重要。目前，通信系统中使用的N×M矩阵光开关种类很多，按照生产工艺主要包括MEMS工艺N×M矩阵光开关，机械式N×M矩阵光开关等。现有的N×M矩阵光开关在系统中使用时存在的主要问题是无法及时可靠反馈光开关当前的光路状况，从而使光纤通信系统的可靠性降低。实用新型内容

[0003] 本实用新型所要解决的技术问题是设计一种光路监测N×M矩阵光开关系统，在N×M矩阵光开关内部集成监测光发射部分、监测光探测部分，对N×M矩阵光开关光路实时监测，反馈矩阵光开关切换及保持状态的当前光路状况，提高使用N×M矩阵光开关通信系统的可靠性。

[0004] 本实用新型所设计的光路监测N×M矩阵光开关系统，包括N×M矩阵光开关模块，还包括光发射部分、光探测部分、N路光复用装置、M路光解复用装置以及驱动和接口模块，其中：

[0005] N路光复用装置包括N个光复用器，每个光复用器包括2个输入端和1个输出端，2个输入端分别为通信光信号输入端和监测光输入端。

[0006] M路光解复用装置包括M个光解复用器，每个光解复用器包括1个输入端和2个输出端，2个输出端分别为监测光输出端和通信光信号输出端。

[0007] N路通信光信号接入N路光复用装置的N个光复用器的N个通信光信号输入端，N路光复用装置的N个光复用器的N个输出端经光路连接N×M矩阵光开关模块的N个输入端，N×M矩阵光开关模块的M个输出端连接M路光解复用装置的M个光解复用器的M个输入端。M路光解复用装置的M个通信光输出端作为整个系统的通信光信号输出端。

[0008] 光发射部分包括激光器及1×N发射光开关，N个光开关选择端口与N路光复用装置的N个监测光输入端一一对应连接。激光器与1×N发射光开关的公共端经光路连接。

[0009] 光探测部分包括1×M接收光开关及其连接的光探测器。M个接收光开关选择端口与M路光解复用装置的M个监测光输出端一一对应连接，光探测器与1×M接收光开关的公共端经光路连接。

[0010] 激光器、1×N发射光开关、1×M接收光开关、光探测器以及矩阵光开关模块均与驱动和接口模块相连接，该模块对激光器、1×N发射光开关、1×M接收光开关、光探测器以及矩阵光开关模块进行驱动和控制，并实现对1×N发射光开关和1×M接收光开关的切换和状态监测，该模块还提供外部通信接口。

[0011] 光发射部分的激光器发出的监测光经光路接入1×N发射光开关，当1×N发射光开关的第1个光开关选择端口接通，监测光接入N路光复用装置的第1个光复用器的监测光输入端口，与第1路通信光信号复合。同时光探测部分的1×M接收光开关，对M个光解复用器逐次进行监测，确认N×M矩阵光开关模块中1-1、1-2、1-3至1-M光路的状态；同理，激光器发出的光通过1×N发射光开关依次进入N路光复用装置中的2路、3路至N路，同时1×M接收光开关对M路解复用装置逐次进行监测，确认N×M矩阵光开关模块中2-1、2-2、
2-3至2-M，3-1、3-2、3-3至3-M光路，最终完成对N-M光路状态的监测。

[0012] 所述 N、M均为小于或等于256的整数。

[0013] 所述光探测器为光电二极管（PIN管）。

[0014] 所述N路光复用装置为波长分别为通信光波长和监测光波长的波分复用装置。

[0015] 所述激光器为波长与通信光信号波长的差大于100nm的激光器。

[0016] 所述激光器为法布里-珀罗半导体激光器（FP激光器），所述波分复用装置的监测光输入端工作带宽为±20nm。

[0017] 或者，所述激光器为分布反馈半导体激光器（DFB激光器）类型，所述波分复用装置的监测光输入端工作带宽为±5nm，波长隔离度≥45dB。

[0018] 所述1×N接收光开关、1×M发射光开关波长范围覆盖监测光波长，而不覆盖通信光信号波长，这样可以提高监测光路与通信光路的隔离，增强监测系统的抗干扰能力。

[0019] 所述光发射部分可集成为光发射模块，和/或光探测部分可集成为光探测模块，和/或N×M矩阵光开关模块、N路光复用装置和M路光解复用装置可以集成为矩阵光开关及光路耦合波分模块。

[0020] 与现有技术相比，本实用新型光路监测N×M矩阵光开关系统的优点为：1、不同于通信波长的监测光路实现了对N×M矩阵光开关的光路监测及可靠反馈；2、一体化集成的光发射模块、光探测模块和矩阵光开关及光路耦合波分模块，使整体结构更紧凑、性能更稳定，更适合光纤通信系统的应用。附图说明

[0021] 图1为本光路监测N×M矩阵光开关系统实施例的结构原理图。

[0022] 图中标号：

[0023] 1、光发射部分： 11、1×4发射光开关， 12、激光器；

[0024] 2、光探测部分： 21、1×4接收光开关， 22、光探测器；

[0025] 3、4路光复用装置；4、4×4矩阵光开关模块；5、4路光解复用装置； 6、驱动和接口模块。

具体实施方式

[0026] 本光路监测N×M矩阵光开关系统实施例如图1所示，本例N=4，M=4，即本例采用4×4矩阵光开关模块4，还包括光发射部分1、光探测部分2、4路光复用装置3、4路光解复用装置5以及驱动和接口模块6。

[0027] 4路光复用装置3的4个光复用器每个包括2个输入端和1个输出端，2个输入端分别为通信光信号输入端和监测光输入端；通信光信号输入端对应波长131nm和1550nm的通信光信号，监测光输入端对应波长1060nm的监测光。本例4路光复用装置3为波长131nm、1550nm和1060nm的波分复用装置。

[0028] 4路光解复用装置5的4个光解复用器每个包括1输入端和2个输出端，2个输出端分别为监测光输出端和通信光信号输出端。监测光输出端对应波长1060nm的监测光，通信光信号输出端对应波长131nm和1550nm的通信光信号。

[0029] 4路通信光信号接入4路光复用装置3的4个光复用器的4个通信光信号输入端，4路光复用装置3的4个光复用器的4个输出端经光路连接4×4矩阵光开关模块4的4个输入端，4×4矩阵光开关模块4的4个输出端连接4路光解复用装置5的4个光解复用器
4个输入端。4个光解复用器的4个通信光输出端作为整个系统的通信光信号输出端。

[0030] 光发射部分1的激光器12为1060nm波长的FP激光器（即法布里-珀罗半导体激光器），激光器12输出端通过光纤熔接与1×4发射光开关11的公共端连接，1×4发射光开关11的4个光开关选择端口分别对应4路光复用装置3的4个监测光输入端，一一对应连接。

[0031] 光探测部分2包括1×4接收光开关21及光探测器22。4个接收光开关21的选择端口与4路光解复用装置5的4个监测光输出端一一对应连接，本例光探测器22为光电二极管（PIN管）。光探测器22与1×4接收光开关21的公共端通过光纤熔接。

[0032] 激光器12、1×4发射光开关11、1×4接收光开关21、光探测器22以及4×4矩阵光开关模块4均与驱动和接口模块6相连接，该驱动和接口模块6对激光器12、1×N发射光开关11、1×M接收光开关21、光探测器22以及矩阵光开关模块5进行驱动和控制，并实现对1×N发射光开关11和1×M接收光开关21的切换和状态监测，该模块还提供外部通信接口，以实现外部对本实施例的光路监测4×4矩阵光开关4进行控制。

[0033] 本例光发射部分1集成为光发射模块、光探测部分2集成为光探测模块，4×4矩阵光开关模块4、4路光复用装置3和4路光解复用装置5集成为矩阵光开关及光路耦合波分模块。

[0034] 本实施例工作时，激光器12发出的光通过1×4发射光开关11的第1个光开关选择端口、进入4路光复用装置3中的第1路光复用器的监测光输入端，同时1×4接收光开关21对4个光解复用器逐次进行监测，确认光路由1-1、1-2、1-3、1-4状态；同理激光器12发出的光通过1×4发射光开关依次进入4路光复用装置3中的第2路、第3路、第4路光复用器的监测光输入端，同时1×4接收光开关21对4路光解复用装置5逐次进行监测，确认光路由2-1、2-2、2-3、2-4、3-1、3-2、3-3、3-4、4-1、4-2、4-3、4-4的状态。

[0035] 上述实施例，仅为对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本实用新型并非限定于此。凡在本实用新型的公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。

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