[发明专利]一种波长选择开关

说明书

本发明实施例提供的WSS，无需增加任何额外部件，仅需对LCOS面板进行相应的旋转，即可保证除+1级次衍射光外的其他衍射光不会进入任何输入端口或输出端口，从而低成本地实现了串扰抑制。

技术领域

本发明涉及通信领域，更具体地，涉及一种波长选择开关。

背景技术

网络流量的持续增长，推动波分复用系统的单通道比特速率从十多年前的10G逐渐发展到40G、100G乃至未来的400G以及1T。对于单通道速率为100G以下的网络系统，传统的50GHz频谱间隔能够满足需求。然而，当比特速率达到400G、1T乃至更高时，其占有的频谱宽度将超过50GHz。因此，在现有网络中，当承载一个400G及以上速率的信号时，需要将一个高速率的信号分成多个低速率的信号，例如将一个400G的信号分成四个100G的信号，每一个100G的信号均用固定的50GHz频带来承载。这在网络实现上虽然行得通，但与一个连续的400G信号相比，势必会造成频谱利用率的下降。

因此，为了提高网络频谱资源利用率，一种全新的网络应运而生——“可变带宽光网络”。其中，不同信号所占的带宽不再局限于50GHz或者是50GHz的整数倍，而是以灵活间隔(Flexgrid)的形式存在。网络结构的改变势必需要各个光学组件与之相配，这其中就包括核心交换器件波长选择开关(Wavelength Selective Switch，WSS)。早期的WSS主要为基于微机电系统的光学引擎，但由于微机电系统中各个微镜之间存在着一定的间隙，当需要多个微镜实现一个宽谱滤波时，频谱之间会产生一些凹槽，因此无法满足滤波谱宽的“Flexgrid”需求。鉴于此，业界提出了一种新的基于硅基液晶(Liquid Crystal OnSilicon LCOS)的光学引擎。由于LCOS可以实现“Flexgrid”滤波功能，逐渐成为一项主流技术。

LCOS的工作原理是通过在LCOS的不同像素点(pixel)上加载不同的电压，由于液晶的双折射效应，不同的电压将对应不同的相位延迟量，从而可以形成一个类似于闪耀光栅(Blazed grating)的结构。因为闪耀光栅的衍射角度取决于闪耀光栅的光栅周期，所以只需改变LCOS上不同位置对应的光栅周期，即可以控制入射光的衍射角度，使得衍射光在WSS的不同端口输出，从而实现波长选择开关功能。由于LCOS上有数百万个像素点，并且像素点之间的间隙也非常小，因此可以非常灵活的实现Flexgrid滤波功能，同时不会存在光谱间隙。

然而，由于LCOS的工作原理是基于衍射效应，在获得我们需要的衍射光的同时，由于相位误差的存在，还会产生一些高阶衍射级次。如图1所示，图1为一个WSS的结构示意图，图1是为了说明串扰产生原因的示意图，未完全画出WSS的完整结构。图1中，从输入端口入射的光经过黑框中一系列处理(可以包括偏转处理、分波合波处理等)后，入射到LCOS面板上，LCOS上相应的像素点根据相应的配置把需要的+1级衍射光衍射到相应的输出端口。然而，这种情况下，其他衍射级的光有可能进入其他输出端口。这些衍射光，如0级、-1级、+2级等衍射光，进入相应的输入端口后，可能会造成后续光链路的串扰。比如，图1中，当+1级衍射光需要从输出端口3输出时，其他几个衍射级次可能会作为串扰光从其他几个端口输出，从而形成同频串扰，而这部分信号一旦进入相应的输出端口后难以消除，对系统性能带来影响。因此，为了提升基于LCOS的WSS的系统性能，必须找到一个解决方案，实现对串扰信号的有效抑制。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种波长选择开关。

本发明实施例提供了一种波长选择开关WSS，所述WSS包括光纤阵列、硅基液晶LCOS面板和透镜部件，所述光纤阵列包括排成一列的多个端口，所述多个端口包括输入端口和多个输出端口，所述排成一列的多个端口的最外侧的两个端口分别为第一端口和第二端口,所述LCOS面板和第一平面的相交线与入射所述LCOS面板的入射光之间的夹角等于(90-θ)度，所述第一平面为入射所述LCOS面板的入射光与出射所述LCOS面板的出射光所在的平面，所述入射光的波长与所述出射光的波长相同，所述θ小于15度且满足以下条件：