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CN111385052B - 一种光交换装置、系统及功率计算方法 - Google Patents

一种光交换装置、系统及功率计算方法 Download PDF

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CN111385052B CN201811640720.9A CN201811640720A CN111385052B CN 111385052 B CN111385052 B CN 111385052B CN 201811640720 A CN201811640720 A CN 201811640720A CN 111385052 B CN111385052 B CN 111385052B
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Abstract

本申请提供一种光交换装置，用以解决对于没有业务光的光通道，如何监测光开关的插损问题。该装置包括：第一光开关，L个第一波分复用器/解复用器和L个第二波分复用器/解复用器，与L个第一波分复用器/解复用器连接的光束生成装置，与L个第二波分复用器/解复用器连接的检测装置。第一波分复用器/解复用器的多个合波端口中一个合波端口为信号光端口，其余合波端口与光束生成装置相连，第一波分复用器/解复用器的多个分波端口与第一光开关相连。第二波分复用器/解复用器的多个合波端口中一个合波端口为信号光端口，其余合波端口与检测装置相连，第二波分复用器/解复用器的多个分波端口与第一光开关相连。

Description

一种光交换装置、系统及功率计算方法
技术领域
本申请实施例属于光通信技术领域，尤其涉及一种光交换装置、光交换系统以及基于该装置的功率计算方法。
背景技术
随着密集波分复用(Dense Wavelength Division Multiplexing，DWDM)技术的发展，光纤通信链路中信息传输的速度和容量日益增长，对光通信网络(例如城域网、数据中心等) 中信息交换速度和容量的需求也随之增长。全光交换系统成为光通信网络的发展趋势。
全光通信网的一种组网方式为光交叉连接(optical cross-connect，OXC)光交换系统。通常采用分光检测的办法来监测OXC光交换系统中任一个节点的插损。如图1所示，在AWG102 和光开关101的每一个光通道中间串联一个分光器103(图1中以5％分光器为例)，在分光器103的分光端口上接一个光电探测器(photodetector，PD)104。在光开关101的每一个支路端口也串联一个分光器106，分光器106的分光端口接一个PD105。
当AWG102和光开关101的光通道有业务光通过时，一部分业务光会通过分光器103进入PD104，通过PD104检测到的光功率和分光器104的分光比，可以计算出输入光开关101的光功率和输出光开关101的光功率。进而可以根据输入光开关101的光功率和输出光开关101的光功率计算出光开关的插损。
但是，图1中只能在光通道中存在业务光时，检测到光开关的插损，对于没有业务光的光通道，由于此时PD检测不到光功率，也就无法监测光开关的插损。
发明内容
本申请实施例提供一种光交换装置，用以解决对于没有业务光的光通道，如何监测光开关的插损问题。
为了解决上述技术问题，本申请实施例提供如下技术方案：
第一方面，本申请实施例提供一种光交换装置，包括：第一光开关，与第一光开关连接的L个第一波分复用器/解复用器和L个第二波分复用器/解复用器，与L个第一波分复用器/ 解复用器连接的光束生成装置，以及与所述L个第二波分复用器/解复用器连接的检测装置， L为正整数。其中，第一波分复用器/解复用器和第二波分复用器/解复用器包括多个合波端口和多个分波端口。第一波分复用器/解复用器的多个合波端口中一个合波端口为信号光端口，其余合波端口与光束生成装置相连，第一波分复用器/解复用器的多个分波端口与第一光开关相连。第二波分复用器/解复用器的多个合波端口中一个合波端口为信号光端口，其余合波端口与检测装置相连，第二波分复用器/解复用器的多个分波端口与第一光开关相连。
本申请实施例提供的光交换装置，包括L个第一波分复用器/解复用器和L个第二波分复用器/解复用器。每个波分复用器/解复用器具有信号光端口和其余合波端口，这样可以通过光束生成装置向L个第一波分复用器/解复用器中的其余合波端口输入激光，然后第一光开关将接收到的激光输入至L个第二波分复用器/解复用器中的分波端口。然后L个第二波分复用器 /解复用器中任一个接收到激光的第二波分复用器/解复用器，将从第二波分复用器/解复用器的其余合波端口将接收到的激光发送给检测装置，以使得检测装置获取输出的激光的输出功率。与现有技术相比，本申请实施例提供的光交换装置可以在无信号光的情况下，依然可以计算出输出的激光的输出功率，从而根据激光的输入功率，得到第一光开关的插损。这样对于通道闭环、上电自检和未用通道检测场景中，即使通道中没有业务光，也可以得到第一光开关的插损。
在一种可能的实现方式中，光束生成装置包括：可调激光器和第二光开关；第二光开关分别与可调激光器和第一波分复用器/解复用器的其余合波端口相连，用于将可调激光器输出的激光切换到第一波分复用器/解复用器的目标合波端口上。通过第二光开关将可调激光器生成的激光依次切换至L个第一波分复用器/解复用器中，可以使得L个第一波分复用器/解复用器共享一个可调激光器。大大降低了光交换装置的成本和体积。
在一种可能的实现方式中，检测装置还包括：探测器和耦合器；耦合器分别与探测器和第二波分复用器/解复用器的其余合波端口相连，用于将第二波分复用器/解复用器的其余合波端口输出的激光耦合到探测器。通过耦合器可以将L个第二波分复用器/解复用器中每个第二波分复用器/解复用器的其余合波端口输出的激光依次耦合到探测器，使得L个第二波分复用器/解复用器共用一个探测器，大大降低了光交换装置的成本和体积。
在一种可能的实现方式中，光束生成装置包括：多个第一可调激光器，多个第一可调激光器中每个第一可调激光器与L个第一波分复用器/解复用器中除信号光端口外的一个合波端口相连。通过为每个第一波分复用器/解复用器连接一个第一可调激光器，可以保证每个第一波分复用器/解复用器接收到激光的可靠性。此外，还可以降低成本和光交换装置的体积。
在一种可能的实现方式中，检测装置包括：多个探测器，每个探测器与L个第二波分复用器/解复用器中的除所述信号光端口外的一个合波端口相连。为每个第二波分复用器/解复用器除所述信号光端口外的一个合波端口连接一个探测器，可以保证探测器准确地探测与其相连的第二波分复用器/解复用器输出的激光的输出功率的可靠性。
在一种可能的实现方式中，第一光开关还包括M个第一支路端口，光交换装置还包括第三光开关，其中，第三光开关分别与光束生成装置和M个第一支路端口相连，M为正整数。这样可以实现上波通道和/或下波通道的检测。
在一种可能的实现方式中，当M个第一支路端口对应L个第一波分复用器/解复用器时，光交换装置还包括多个环形器；多个环形器中每个环形器的第一端口与光束生成装置相连，每个环形器的第二端口与第一波分复用器/解复用器中除信号光端口外的一个合波端口相连，每个环形器的第三端口与所述检测装置相连。这样可以有效隔离输入至第一波分复用器/解复用器的激光和从第一波分复用器/解复用器输出的激光。
在一种可能的实现方式中，第一光开关还包括N个第二支路端口，光交换装置还包括第四光开关，其中，第四光开关分别与所述光束生成装置和第一光开关的N个第二支路端口相连，N为正整数。
在一种可能的实现方式中，第一光开关还包括M个第一支路端口，所述光交换装置包括多波长激光源，所述多波长激光源的多个输出端口分别与所述M个第一支路端口相连。在这种情况下，可以省略与M个第一支路端口连接的光开关，降低了成本和体积，并且轮循监测所有通道插损的速度不受与M个第一支路端口连接的光开关的速度限制。
在一种可能的实现方式中，本申请实施例提供的光交换装置还包括：处理器，与检测装置的输出端口连接，用于获取激光的输入功率和检测装置获取的激光的输出功率，以及用于根据所述输出功率和所述输入功率，确定第一光开关的插损。
第二方面，本申请实施例提供一种光交换系统，该光交换系统包括至少两个如第一方面至第一方面的任意一种可能的实现方式描述的光交换装置。
第三方面，本申请实施例提供一种激光的功率计算方法，应用于光交换装置中，光交换装置包括：第一光开关，与所述第一光开关连接的L个第一波分复用器/解复用器和L个第二波分复用器/解复用器，与所述L个第一波分复用器/解复用器连接的光束生成装置，以及与L 个第二波分复用器/解复用器连接的检测装置，L为正整数，该方法包括：光束生成装置向L 个第一波分复用器/解复用器中任一个第一波分复用器/解复用器的多个合波端口中除信号光端口外的合波端口输入第一激光；接收到第一激光的第一波分复用器/解复用器将第一激光从所述第一波分复用器/解复用器的多个分波端口中的一个分波端口输入至第一光开关；第一光开关将第一激光输入至L个第二波分复用器/解复用器中的任一个第二波分复用器/解复用器对应的分波端口；接收到第一激光的第二波分复用器/解复用器将所述第一激光从所述第二波分复用器/解复用器的多个合波端口中除信号光端口外的一个合波端口输入至所述检测装置；检测装置获取第一激光的输出功率。
在一种可能的实现方式中，光束生成装置包括：可调激光器和第二光开关，光束生成装置向L个第一波分复用器/解复用器中任一个第一波分复用器/解复用器的多个合波端口中除信号光端口外的合波端口输入第一激光，包括：可调激光器生成所述第一激光，以及将第一激光输入至所述第二光开关；第二光开关将所述第一激光切换到所述任一个第一波分复用器/ 解复用器的目标合波端口上。
在一种可能的实现方式中，检测装置包括：探测器和耦合器；检测装置获取所述第一激光的输出功率，包括：耦合器将来自第二波分复用器/解复用器的所述第一激光耦合到所述探测器；探测器探测所述第二波分复用器/解复用器输出的所述第一激光的输出功率。
在一种可能的实现方式中，光束生成装置包括：多个第一可调激光器，多个第一可调激光器中每个第一可调激光器与L个第一波分复用器/解复用器中除信号光端口外的一个合波端口相连；光束生成装置向L个第一波分复用器/解复用器中任一个第一波分复用器/解复用器的多个合波端口中除信号光端口外的合波端口输入第一激光，包括：每个第一可调激光器向相连的合波端口输入所述第一激光。
在一种可能的实现方式中，检测装置包括多个探测器，多个探测器中每个探测器与所述 L个第二波分复用器/解复用器中的除所述信号光端口外的一个合波端口相连。检测装置获取所述第一激光的输出功率，包括：每个探测器探测从相连的合波端口输出的所述第一激光的输出功率。
在一种可能的实现方式中，第一光开关还包括M个第一支路端口，所述光交换装置还包括第三光开关。其中，第三光开关分别与光束生成装置和M个第一支路端口相连，M为正整数，本申请实施例提供的方法还包括：光束生成装置通过第三光开关向M个第一支路端口输入第二激光，以将第二激光输入至第一光开关。第一光开关将第二激光输入至所述L个第一波分复用器/解复用器中的一个第一波分复用器/解复用器的目标分波端口；接收到第二激光的第一波分复用器/解复用器将所述第二激光输入至所述检测装置；检测装置获取第二激光的输出功率。
在一种可能的实现方式中，当M个第一支路端口对应L个第一波分复用器/解复用器时，光交换装置还包括多个环形器，多个环形器中每个环形器的第一端口与光束生成装置相连，每个环形器的第二端口与第一波分复用器/解复用器中除信号光端口外的一个合波端口相连，每个环形器的第三端口与检测装置相连；接收到第二激光的第一波分复用器/解复用器将第二激光输入至检测装置，包括：接收到第二激光的第一波分复用器/解复用器将第二激光输入至所述环形器的第二端口。环形器从第三端口将第二激光输入至检测装置。
在一种可能的实现方式中，本申请实施例提供的方法还包括：光束生成装置通过第三光开关向第一光开关的M个第一支路端口输入第二激光，M为正整数。接收到第二激光的第一支路端口将第二激光输入至第一光开关。第一光开关将第二激光输入至L个第二波分复用器/ 解复用器中的一个第二波分复用器/解复用器的目标分波端口。接收到第二激光的第二波分复用器/解复用器将第二激光输入至检测装置；检测装置获取第二激光的输出功率。
在一种可能的实现方式中，本申请实施例提供的方法还包括：第一光开关包括的M个第一支路端口接收来自多波长激光源的激光。
在一种可能的实现方式中，本申请实施例提供的方法还包括：处理器获取检测装置获取的激光的输出功率，以及根据光束生成装置生成的激光的输入功率，计算激光的功率损耗。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种光交换系统的中任一个节点的示意图；
图2为本申请实施例提供的一种光交换系统的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的穿通通道的光路径示意图；
图4为本申请实施例提供的上波通道的光路径示意图；
图5为本申请实施例提供的下波通道的光路径示意图；
图6-图17为本申请实施例提供的一种光交换装置的结构示意图；
图18为本申请实施例提供的一种功率计算方法的流程示意图一；
图19为本申请实施例提供的一种功率计算方法的流程示意图二。
具体实施方式
为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案，在本申请的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一激光和第二激光仅仅是为了区分不同的激光，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
需要说明的是，本申请中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b，或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a-b，a-c，b-c，或a-b-c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
如图2所示，在OXC光交换系统中，任一个节点包括：光开关10和至少一个阵列波导光栅(Arrayed Waveguide Grating，AWG)20。其中，AWG20包括1个合波端口201和N个分波端口202。合波端口201作为线路端口用于和OXC光交换系统中的其他节点通信，分波端口202与光开关10相连。光开关10中未与AWG20相连的端口作为支路端口，用于和本地业务板通信。
本申请实施例提供一种光交换装置，包括L个第一波分复用器/解复用器和L个第二波分复用器/解复用器，每个波分复用器/解复用器具有信号光端口和其余合波端口，这样可以通过光束生成装置向L个第一波分复用器/解复用器中的其余合波端口输入激光，然后第一光开关将接收到的激光输入至L个第二波分复用器/解复用器中的分波端口，然后L个第二波分复用器/解复用器中任一个接收到激光的第二波分复用器/解复用器，将从第二波分复用器/解复用器的其余合波端口将接收到的激光发送给检测装置，以使得检测装置获取输出的激光的输出功率。与现有技术相比，本申请实施例提供的光交换装置可以在无信号光的情况下，依然可以获取激光的输出功率。从而根据激光的输入功率和激光的输出功率，得到第一光开关的插损。
下面结合本申请的实施例对实施例中涉及到的名词做相关解释：
1)穿通通道，指线路端口到线路端口之间的光信号通道。即激光经第一波分复用器/解复用器输入至第一光开关，再由第一光开关输入至第二波分复用器/解复用器。然后激光由第二波分复用器/解复用器输出。或者激光经第二波分复用器/解复用器输入至第一光开关，再由第一光开关输入至第一波分复用器/解复用器。然后激光由第一波分复用器/解复用器输出。
需要说明的是，在穿通通道时，监控光在第一光开关中的传输方向可以与信号光在第一光开关中的传输方向相同，也可以相反。下述实施例图3中以监控光在光开关中的传输方向可以与信号光在光开关中的传输方向相反的情况为例。
示例性的，如图3所示，以第二波分复用器/解复用器为AWG3、第一波分复用器/解复用器为AGW2为例，波长为λ3的信号光从AWG3的信号光端口输入，从AWG3的分波端口3 输出。经过第一光开关之后波长为λ3的信号光从AWG2的分波端口3输入，并从AWG2的信号光端口输出。波长为λ'3的监控光从AWG2的用作监控光端口的合波端口输入，从AWG2 的分波端口3输出。波长为λ'3的监控光经过第一光开关后从AWG3的分波端口3输入，从 AWG3的合波端口输出，被探测器接收检测。通过探测器检测到波长为λ'3的监控光的输出功率。这样可以根据波长为λ'3的监控光的输出功率以及波长为λ'3的监控光的输入功率，得到波长为λ'3的监控光在整个穿通通道中的插损1。使用插损1减去波长为λ'3的监控光在穿通通道中的光路径中经过的元器件的插损(例如，AWG2和AWG3的插损)，即可得到穿通通道中波长为λ'3的监控光在第一光开关中的插损。由于第一光开关对波长不敏感，穿通通道中波长为λ'3的监控光在第一光开关中的插损，可以近似认为是波长为λ3的信号光在第一光开关中的损耗值。
调节可调光源的波长，即可对AWG2对应的光信号通道的信号光插损进行监测。
2)上波通道，支路端口到线路端口之间的光信号通道。即激光经第一支路端口或者第二支路端口输入至第一光开关，再由第一光开关输入至第二波分复用器/解复用器或者第一波分复用器/解复用器。然后由激光由第二波分复用器/解复用器或者第一波分复用器/解复用器输出。
示例性的，上波通道的监测方法如附图4所示，监控光在第一光开关中的传输方向可以与信号光在第一光开关中的传输方向相同，也可以相反。图4以监控光和信号光传输方向相同的情况为例：
波长为λ2的信号光从耦合器的95％端口输入，进入第一光开关的一个第一支路端口，经过第一光开关之后从AWG1的分波端口2输入，波长为λ2的信号光从AWG1的信号光端口输出。
波长为λ'2的监控光从耦合器的5％端口输入，进入第一光开关的一个第一支路端口，经过第一光开关后从AWG1的分波端口2输入，波长为λ'2的监控光从AWG1的合波端口输出，被探测器接收检测，这样探测器可以检测波长为λ'2的监控光的输出功率。
最终，根据探测器检测到的波长为λ'2的监控光的输出功率和波长为λ'2的监控光的输入功率，可以得到波长为λ'2的监控光在上波通道中的插损1。使用波长为λ'2的监控光在上波通道中的插损1插损1减去波长为λ'2的监控光在上波通道中的光路径中经过的元器件的插损(例如，AWG1和5％耦合器的插损)，即可得到上波通道中波长为λ'2的监控光在第一光开关中的插损。由于第一光开关对波长不敏感，上波通道中波长为λ'2的监控光在第一光开关中的插损，可以近似认为是上波通道中波长为λ2的信号光在第一光开关中的插损。
3)下波通道，线路端口到支路端口的光信号通道。即激光经第二波分复用器/解复用器或者第一波分复用器/解复用器输入至第一光开关，再由第一光开关输入至第一支路端口或者第二支路端口。然后由激光由第一支路端口或者第二支路端口输出。
示例性的，下波通道的监测方法如附图5所示，在下波通道中监控光和信号光在第一光开关中的传输方向必须相反。
波长为λ2信号光从AWG2的信号光端口输入，从分波端口2输出，经过第一光开关之后从第一光开关的一个支路端口输出，穿过一个耦合器向本地业务板传输。
波长为λ'2监控光从耦合器的5％端口输入，进入第一光开关的支路端口；经过第一光开关后从AWG2的分波端口2输入，从AWG2的合波端口输出，被探测器接收检测，这样探测器可以探测得到波长为λ'2的监控光的输出功率。
最终，通过探测器检测到的波长为λ'2的监控光的输出功率和波长为λ'2的监控光的输入功率，可以波长为λ'2的监控光在下波通道中的插损1。使用波长为λ'2的监控光在下波通道中的插损1减去波长为λ'2的监控光在下波通道中的光路径中经过的元器件的插损(例如， AWG1和5％耦合器的插损)，即可得到下波通道中波长为λ'2的监控光在第一光开关中的插损。由于第一光开关对波长不敏感，下波通道中波长为λ'2的监控光在第一光开关中的插损，可以近似认为是下波通道中波长为λ2的信号光在第一光开关中的插损。
需要说明的是，本申请实施例中可以根据下波通道/上波通道/穿通通道中监控光在第一光开关中的插损，得到波长为λ2的信号光在第一光开关中的插损。如果需要计算波长为λ2的信号光下波通道/上波通道/穿通通道中的插损时，可以根据波长为λ2的信号光在第一光开关中的插损，加上波长为λ2的信号光在下波通道/上波通道/穿通通道中所经的光路径中元器件中的插损。
应理解，本申请实施例中的下波通道、上波通道以及穿通通道以波长为单位进行传输。
需要说明的是，本申请实施例中的箭头表示信号光或监控光的传播方向。
如图6所示，图6示出了本申请实施例提供的一种光交换装置200，该光交换装置200，包括：第一光开关201，与第一光开关201连接的L个第一波分复用器/解复用器202(例如，图6中示出的第一波分复用器/解复用器21、第一波分复用器/解复用器22、…、第一波分复用器/解复用器2L)和L个第二波分复用器/解复用器203(例如，图6中的第二波分复用器/解复用器31、第二波分复用器/解复用器32、…、第二波分复用器/解复用器3L)，与L个第一波分复用器/解复用器202连接的光束生成装置204，以及与L个第二波分复用器/解复用器203连接的检测装置205，L为正整数。
其中，第一波分复用器/解复用器202包括多个合波端口和多个分波端口(例如，图6中所示的合波端口2021和合波端口2022、分波端口2023。应理解，图6中示意出了2个合波端口，在实际过程中合波端口的数量可以为3个或3个以上。
其中，第二波分复用器/解复用器203包括多个合波端口和多个分波端口(例如，图6中所示的合波端口2031和合波端口2032、分波端口2033)，第一波分复用器/解复用器202的多个合波端口中一个合波端口为信号光端口(例如，如图6所示，合波端口2021为信号光端口)，其余合波端口与光束生成装置204相连，第一波分复用器/解复用器202的多个分波端口与第一光开关201相连。第二波分复用器/解复用器203的多个合波端口中一个合波端口为信号光端口(例如，合波端口2031为信号光端口)，其余合波端口与检测装置205相连，第二波分复用器/解复用器203的多个分波端口与第一光开关201相连。应理解，图6中示意出了2个合波端口，在实际过程中合波端口的数量可以为3个或3个以上。
应理解，信号光端口用于输入信号光，或者输出信号光。例如，第一波分复用器/解复用器202的信号光端口用于输入信号光。第二波分复用器/解复用器203的信号光端口用于输出信号光。
本申请实施例中L个第一波分复用器/解复用器202中任一个第一波分复用器/解复用器 202的多个合波端口，以及L个第二波分复用器/解复用器203中任一个第二波分复用器/解复用器203的多个合波端口可以作为线路端口用于和其他节点通信。
本申请实施例中L个第一波分复用器/解复用器202中任一个第一波分复用器/解复用器 202的信号光端口，以及L个第二波分复用器/解复用器203中任一个第二波分复用器/解复用器203的信号光端口，使用DWDM信号光。
应理解，如果光束生成装置204还用于向L个第一波分复用器/解复用器202提供信号光，则光束生成装置204还与L个第一波分复用器/解复用器202中每个第一波分复用器/解复用器202的信号光端口相连。
其中，本申请实施例中的光束生成装置204用于向L个第一波分复用器/解复用器202的其余合波端口提供监控光。本申请实施例中的其余合波端口可以称为监控光端口。
应理解，本申请实施例中的信号光指经过调制，具有业务信号的激光。本申请实施例中的监控光指未进行调制，不带有业务信号的激光。
示例性的，本申请实施例中的第一波分复用器/解复用器202和第二波分复用器/解复用器 203可以为阵列波导光栅(Arrayed Waveguide Grating，AWG)。
本申请实施例中的光开关是实现全光交换系统的关键器件，它可以实现全光层的路由选择、波长选择、光交叉连接、自愈保护等功能。目前的光开关主要包括传统的机械结构光开关、微电子机械系统(MicroElectrical-Mechanical System，MEMS)光开关、液晶光开关、波导型光开关和半导体光放大器光开关等。
本申请实施例提供的光交换装置，包括L个第一波分复用器/解复用器和L个第二波分复用器/解复用器。每个波分复用器/解复用器具有信号光端口和其余合波端口，这样可以通过光束生成装置向L个第一波分复用器/解复用器中的其余合波端口输入激光，然后第一光开关将接收到的激光输入至L个第二波分复用器/解复用器中的分波端口。然后L个第二波分复用器 /解复用器中任一个接收到激光的第二波分复用器/解复用器，将从第二波分复用器/解复用器的其余合波端口将接收到的激光发送给检测装置，以使得检测装置获取输出的激光的输出功率。与现有技术相比，本申请实施例提供的光交换装置可以在无信号光的情况下，依然可以获取激光的输出功率。进而使得可以根据激光的输入功率和输出功率，得到第一光开关的插损。这样对于通道闭环、上电自检和未用通道检测场景中，即使通道中没有业务光，也可以得到第一光开关的插损。
可选的，本申请实施例中的第一光开关201，用于完成穿通通道、上波通道、下波通道的建立和切换。
应理解，本申请实施例中波长相同的信号光和监控光从不同的分波端口输出。但是，当信号光和监控光波长满足特定关系时，波长相同的信号光和监控光可以从不同的合波端口输入，而从相同的分波端口输出。
通常情况下，不同波长的监控光可以从同一个合波端口输入，也可以从不同的合波端口输入。不同波长的信号光可以从同一个信号光端口输入。
例如，以第一波分复用器/解复用器202具有三个合波端口为例，如果合波端口1为信号光端口、合波端口2和合波端口3为监控光端口。则波长为λ1的信号光、波长为λ2的信号光、波长为λ3的信号光、…、波长为λN的信号光可以从合波端口1输入。波长为λ'1的监控光、波长为λ'2的监控光从合波端口2输入，波长为λ'3的监控光、…、波长为λ'N的监控光从合波端口3输入。或者波长为λ'1的监控光、波长为λ'2的监控光、波长为λ'3的监控光、…、波长为λ'N的监控光从合波端口3或者合波端口2输入。
示例性的，如图7所示，波长为λ1的信号光、波长为λ2的信号光、波长为λ3的信号光、…、波长为λN的信号光从第一波分复用器/解复用器202的合波端口2021输入。波长为λ'1的监控光、波长为λ'2的监控光、波长为λ'3的监控光、…、波长为λ'N的监控光从第一波分复用器 /解复用器202的合波端口2022输入。然后，波长为λ1的信号光、波长为λ'1的监控光从分波端口1输出。波长为λ2的信号光、波长为λ'2的监控光从分波端口2输出。波长为λ3的信号光、波长为λ'3的监控光从分波端口3输出。波长为λN的信号光、波长为λ'N的监控光从分波端口N输出。
应理解，在图7中，本申请实施例中波长为λi的信号光从分波端口i输入，可以从合波端口2021输出，合波端口2022输出的信号光的功率很小(串扰光)或无信号光。波长为λi的信号光从分波端口j(j≠i)输入，合波端口2021输出的光功率很小(串扰光)或无光。
波长为λ'i的监控光从分波端口i输入，可以从合波端口2022输出，合波端口2021输出的监控光的功率很小(串扰光)或无监控光。λ'i从分波端口j(j≠i)输入，合波端口2032输出的光功率很小(串扰光)或无监控光。j取自1、…、N。波分复用器/解复用器是根据干涉原理制成的，是波长相关器件。从一个合波端口到一个分波端口的传输通路只能通过特定波长的激光。同理，从一个分波端口到一个合波端口的传输通路只能通过特定波长的激光。
根据以上关系，显然λi和λ'i不能相同。但是λ1到λN的集合，和λ'1到λ'N的集合，可以相同，也可以不相同。
需要说明的是，本申请实施例中一个合波端口可以和一个分波端口形成一个传输通路，也即如果有X个合波端口，Y个分波端口，则可以形成X*Y个传输通路。一个分波端口可以同时和用作信号光端口的合波端口形成传输通路，也可以和用作监控光端口的合波端口形成传输通路。例如，在图7中合波端口2021和合波端口2022分别和分波端口1形成两个传输通路，则合波端口2021中输入的波长为λ1的信号光和合波端口2022中输入的波长为λ'1的监控光可以从分波端口1输出。
在第一种可选的实现方式中，L个第一波分复用器/解复用器202可以共享一个光束生成装置204。在这种情况下，如图8所示，本申请实施例中的光束生成装置204包括：可调激光器(Tunable Laser，TL)2041和第二光开关2042。
其中，第二光开关2042分别与可调激光器2041和第一波分复用器/解复用器202的其余合波端口相连，用于将可调激光器2041输出的激光切换到第一波分复用器/解复用器202的目标合波端口上。
应理解，第二光开关2042用于选择将可调激光器2041生成的激光切换至L个第一波分复用器/解复用器202中的哪一个第一波分复用器/解复用器202中。即第二光开关2042用于选择将可调激光器2041生成的相同波长的激光，依次输入至L个第一波分复用器/解复用器 202中的哪一个第一波分复用器/解复用器202中。
例如，第二光开关2042可以为1×T的耦合器或者1×T的光开关，T为正整数。
应理解，当第二光开关2042为1×T的耦合器时，第二光开关2042可以采用下述第二种示例向第一波分复用器/解复用器202中依次输入不同波长的激光。
示例性的，当L个第一波分复用器/解复用器202可以共享一个光束生成装置204时。一方面，本申请实施例中可调激光器2041每次生成一个波长的激光，然后由第二光开关2042 将可调激光器2041每次生成的同一个波长的激光依次输入至L个第一波分复用器/解复用器 202中。或者，另一方面，调节第二光开关2042先切换至一个第一波分复用器/解复用器202 的合波端口2022，这时可调激光器2041生成波长从λ'1到λ'N的监控光，然后该波长从λ'1到λ'N的监控光依次输入至第二光开关2042切换到的第一波分复用器/解复用器202的合波端口2022。
例如，第一种示例，光束生成装置204在工作过程中，以生成的激光为监控光为例，可调激光器2041生成波长为λ'1的监控光，第二光开关2042将波长为λ'1的监控光切换至第一波分复用器/解复用器21的合波端口2022。然后将波长为λ'1的监控光切换至第一波分复用器 /解复用器22的合波端口2022、…、将波长为λ'1的监控光切换至第一波分复用器/解复用器 2L的合波端口2022。如果光束生成装置204再生成波长为λ'2的监控光，则第二光开关2042 将波长为λ'2的监控光依次切换至第一波分复用器/解复用器21至第一波分复用器/解复用器 2L中。即第二光开关2042的目的在于将光束生成装置204生成的任一个波长的监控光依次切换至L个第一波分复用器/解复用器202中。
例如，第二种示例，首先调节第二光开关2042使得第二光开关2042切换到第一波分复用器/解复用器21的合波端口2022，然后可调激光器2041依次生成波长从λ'1到λ'N的监控光。由于此时第二光开关2042切换到第一波分复用器/解复用器21的合波端口2022，这时，可调激光器2041生成的波长从λ'1到λ'N的监控光，将依次输入至第一波分复用器/解复用器 21的合波端口2022。然后，再调节第二光开关2042使得第二光开关2042切换到第一波分复用器/解复用器22的合波端口2022，然后可调激光器2041依次生成波长从λ'1到λ'N的监控光。由于此时第二光开关2042切换到第一波分复用器/解复用器22的合波端口2022，这时，可调激光器2041生成的波长从λ'1到λ'N的监控光，将依次输入至第一波分复用器/解复用器 22的合波端口2022，依次类推，使得L个第一波分复用器/解复用器中每个第一波分复用器/ 解复用器中依次输入波长从λ'1到λ'N的监控光。
在第二种可选的实现方式中，L个第二波分复用器/解复用器203可以共享一个检测装置 205。在这种情况下，如图8所示，检测装置205还包括：探测器2051和耦合器2052。其中，耦合器2052分别与探测器2051和第二波分复用器/解复用器203的其余合波端口相连，用于将第二波分复用器/解复用器的其余合波端口输出的激光耦合到探测器2051。
应理解，耦合器2052依次将L个第二波分复用器/解复用器203中每个第二波分复用器/ 解复用器203的其余合波端口输出的激光耦合到探测器2051。
例如，耦合器2052先接收到哪个第二波分复用器/解复用器203的其余合波端口输出的激光，则先将该第二波分复用器/解复用器203的其余合波端口输出的激光耦合到探测器2051，以使得探测器2051可以探测到每个第二波分复用器/解复用器203的其余合波端口输出的激光的输出功率。
应理解，探测器2051用于获取每个第二波分复用器/解复用器203的其余合波端口输出的不同波长的激光中每个波长的激光的输出功率。
例如，如果第二波分复用器/解复用器31输出的波长为λ'1的激光，则耦合器2052将波长为λ'1的激光耦合至探测器2051，探测器2051探测波长为λ'1的激光的输出功率。如果第二波分复用器/解复用器31输出的波长为λ'2的激光，则耦合器2052将波长为λ'2的激光耦合至探测器2051，探测器2051探测波长为λ'2的激光的输出功率。
示例性的，耦合器2052可以为1×T的光开关或者1×T的耦合器。
应理解，对于本申请实施例中1×多个端口的光开关，可以根据系统特性和监控需求，可以替换成端口数相同的耦合器。1×多个端口的耦合器，可以根据系统特性和监控需求，可以替换成端口数相同的光开关。但是，如果检测装置中采用耦合器时，光束生成装置204中的第二光开关需要为1×T的光开关。例如，耦合器2052可以为1×T的光开关，第二光开关为1×T的光开关。耦合器2052可以为1×T的耦合器，第二光开关为1×T的光开关。耦合器2052可以为1×T的光开关，第二光开关为1×T的耦合器。
可选的，如图8所示，当本申请实施例中当L个第一波分复用器/解复用器202共享一个光束生成装置204，L个第二波分复用器/解复用器203共享一个检测装置205时，本申请实施例中的可调激光器2041、第二光开关2042、耦合器2052、探测器2051可以做成一个单独的监控板。
具体的，当光交换装置采用如图8所示的结构时，可以检测穿通通道中波长λi的信号光在第一光开关中的插损。例如，首先控制可调激光器2041输出端口的1*T的第二光开关2042，将其切换至任一个第一波分复用器/解复用器202(以第一波分复用器/解复用器21为例)的合波端口2022，以使得可调激光器2041与第一波分复用器/解复用器21的合波端口2022连通。然后，调节可调激光器2041输出波长为λ'i的监控光，根据图3所描述的穿通通道监测原理，波长为λ'i的监控光输入至第一波分复用器/解复用器21的合波端口2022后，将从第一波分复用器/解复用器21的一个分波端口输入至第一光开关201。然后第一光开关201选择一个第二波分复用器/解复用器(以第二波分复用器/解复用器32为例)，波长为λ'i的监控光将从第二波分复用器/解复用器32的一个分波端口进入第二波分复用器/解复用器32，并从第二波分复用器/解复用器32的合波端口2032输出，经过1*T的耦合器2052进入探测器2051。然后，探测器2051探测接收到的波长为λ'i的监控光的输出功率。最终，根据波长为λ'i的监控光的输出功率和波长为λ'i的监控光的输入功率，可以计算出穿通通道中波长为λ'i的监控光的插损1。使用穿通通道中波长为λ'i的监控光的插损1减去波长为λ'i的监控光在穿通通道的路径(即从第一波分复用器/解复用器21到探测器2051)中除第一光开关以外元器件的插损，就可以得到波长为λ'i的监控光在第一光开关中的插损。可以近似认为波长为λ'i的监控光在第一光开关的插损即为穿通通道中波长为λi的信号光在第一光开关中的插损。
应理解，第二光开关2042可以将波长为λi的监控光切换至不同的第一波分复用器/解复用器202中，从而使得探测器2051获取不同波长的监控光在穿通通道中的输出功率。
在另一种可选的实现方式中，为了对L个第一波分复用器/解复用器202中每个第一波分复用器/解复用器202输入的激光实现灵活控制，可以为每个第一波分复用器/解复用器202 配置一个第一可调激光器。如图9所示，图9与图8的区别在于：光束生成装置204包括：多个第一可调激光器(例如，包括L个第一可调激光器。以第一可调激光器41、第一可调激光器42、…、以及第一可调激光器4L为例)，多个第一可调激光器中每个第一可调激光器与 L个第一波分复用器/解复用器中除信号光端口外的一个合波端口相连。
例如，如图9所示，第一可调激光器41与第一波分复用器/解复用器21中的合波端口2022 连接。第一可调激光器42与第一波分复用器/解复用器22中的合波端口2022连接。第一可调激光器4L与第一波分复用器/解复用器2L中的合波端口2022连接。
在图9所示的结构中，任一个第一可调激光器用于依次生成不同波长的激光，然后向与其相连的第一波分复用器/解复用器202依次输入不同波长的激光。
例如，在图9中第一可调激光器41用于依次生成波长从λ'1到λ'N的监控光，以使得与第一可调激光器41连接的第一波分复用器/解复用器可以依次接收到波长从λ'1到λ'N的监控光。
进一步可选的，为了精确获取从L个第二波分复用器/解复用器203中每个第二波分复用器/解复用器203输出的激光的输出功率，可以为每个第二波分复用器/解复用器203配置一个探测器。在这种情况下，检测装置205包括：多个探测器。例如，如图9所示，包括：探测器51、探测器52、…、探测器5L。如图9所示，多个探测器中每个探测器与一个第二波分复用器/解复用器中的除信号光端口外的一个合波端口相连。
本申请实施例中的探测器可以为光电探测器(photodetector，PD)。
例如，如图9所示，第二波分复用器/解复用器31中的合波端口2032与探测器51连接。第二波分复用器/解复用器32中的合波端口2032与探测器52连接。第二波分复用器/解复用器3L中的合波端口2032与探测器5L连接。
应理解的，如图9中任一个探测器用于探测与该探测器连接的第二波分复用器/解复用器输出的不同波长中每个波长的激光的输出功率。
需要说明的是，本申请实施例中如图6-图9中任一个附图中的光交换装置可以计算穿通通道中输出的激光的输出功率。在实现穿通通道检测时，L个第一波分复用器/解复用器202 中任一个第一波分复用器/解复用器202的信号光端口中输入的信号光的传输方向和其余合波端口中输入的监控光的传输方向相同，也可以相反。当光交换装置可以计算穿通通道中输出的激光的输出功率时，光束生成装置204向任一个第一波分复用器/解复用器202提供波长为λ'i的激光。波长为λ'i的激光从该任一个第一波分复用器/解复用器202的合波端口2022进入任一个第一波分复用器/解复用器202，然后从任一个第一波分复用器/解复用器202的分波端口输入进入第一光开关201。然后第一光开关201为波长为λ'i的激光选择一个第二波分复用器/解复用器203之后，将波长为λ'i的激光输入至被选择的第二波分复用器/解复用器203的分波端口进入第二波分复用器/解复用器203。然后从第二波分复用器/解复用器203的一个合波端口2032输出至检测装置205。
具体的，当光交换装置采用如图9所示的结构时，计算波长为λi的信号光在穿通通道中的插损与图8所示的结构的区别在于：以第一可调激光器41为例，图9中第一可调激光器 41用于向与其连接的第一波分复用器/解复用器21的合波端口2022输入波长为λi的监控光，根据如图3所描述的穿通波长监测原理，接收到波长为λ'i的监控光的第一波分复用器/解复用器21将从分波端口2023将波长为λ'i的监控光输入至第一光开关201。第一光开关201选择一个第二波分复用器/解复用器(例如，第二波分复用器/解复用器32)之后，将波长为λ'i的监控光输入至被选择的第二波分复用器/解复用器32的分波端口2033。然后λ'i的监控光从第二波分复用器/解复用器32的合波端口2032输出，由与第二波分复用器/解复用器32连接的探测器52接收。探测器52探测接收到的λ'i的监控光的输出功率。这样之后便可以根据第一可调激光器41提供的波长为λ'i的监控光的输入功率和波长为λ'i的监控光的输出功率，可以计算出波长为λ'i的监控光在穿通通道中的插损1。用这个插损1减去图9中波长λ'i的监控光在光路径中除第一光开关以外元器件的插损，就可以得到穿通通道中波长为λ'i的监控光在第一光开关中的插损。由于第一光开关的插损对波长不敏感，可以近似认为穿通通道中波长为λ'i的监控光在第一光开关中的插损即为穿通通道中波长λi的信号光在第一光开关中的插损。或者，可以认为波长为λ'i的监控光在穿通通道中的插损1即为波长为λi的信号光在穿通通道中的插损。
可选的，为了实现上波通道或者下波通道的插损检测，本申请实施例提供的第一光开关 201还包括M个第一支路端口206，光交换装置还包括第三光开关2043。其中，第三光开关 2043分别与光束生成装置204和M个第一支路端口206相连，M为正整数。
示例性的，在如图10所示的结构中，第三光开关2043分别与第二光开关2042和M个第一支路端口206相连。光束生成装置204用于向M个第一支路端口206提供激光。
示例性的，第三光开关2043为1*M的光开关或者1*M的耦合器。
在上波通道检测时，第二光开关2042用于将来自可调激光器2041的激光切换至第三光开关2043。第三光开关2043用于选择将来自可调激光器2041的激光输入至M个第一支路端口206中的哪一个第一支路端口。最终使得可调激光器2041生成的不同波长的激光依次输入至每个第一支路端口。
应理解，以第三光开关2043为1*M的耦合器为例，如果可调激光器2041依次生成波长从λ'1到λ'N的监控光，则第三光开关2043可以将波长从λ'1到λ'N的监控光依次输入至同一个第一支路端口。也即此时首先，将第三光开关2043切换至一个第一支路端口，先向该第一支路端口输入从λ'1到λ'N的监控光后，再将第三光开关2043切换至另一个第一支路端口。然后再将可调激光器2041依次生成波长从λ'1到λ'N的监控光输入至另一个第一支路端口。
如果可调激光器2041每次输入同一个波长的监控光，则第三光开关2043可以依次将同一个波长的监控光输入至M个第一支路端口206中。
需要说明的是，M个第一支路端口206可以位于同一个支路板上，也可以位于多个支路板上。当M个第一支路端口206位于同一个支路板上时，为了减少光交换装置的成本和体积， M个第一支路端口206可以共享一个第三光开关2043。
当M个第一支路端口206位于多个支路板上时，多个支路板上的分布的第一支路端口206 的数量之和等于M。以多个支路板的数量为P为例，每个支路板上分布的第一支路端口206 的数量为Q为例，应理解，不同支路板上的第一支路端口206的数量可以相同，也可以不同，但是需要保证P个支路板上的所有第一支路端口206的数量之和为M。
如果M个第一支路端口206位于P个支路板上，每个支路板上包括Q个第一支路端口206，该P个支路板可以共享一个第三光开关2043。也可以为每个支路板连接一个光开关。则第三光开关2043包括P个光开关20431。其中，P个光开关20431分别与光束生成装置204 和P个支路板中的一个支路板连接。光束生成装置204用于将生成的激光输入P个光开关 20431中的任一个光开关20431。接收到来自光束生成装置204的激光的光开关20431用于选择将接收到的激光输入至与其连接的支路板上的哪一个第一支路端口206。此时光开关20431可以为1*Q的光开关。
应理解，M个第一支路端口206可以共享一个第一光束生成装置，当然，M个第一支路端口206中每个第一支路端口206也可以连接一个可调激光器。L个第一波分复用器/解复用器共享一个第二光束生成装置。第二光束生成装置和第一光束生成装置为不同的光束生成装置。应理解，图10中以第二光束生成装置和第一光束生成装置为同一个光束生成装置为例，即M个第一支路端口206和L个第一波分复用器/解复用器202共享一个光束生成装置204。
为了实现向M个第一支路端口206灵活的输入激光，本申请实施例中还可以为M个第一支路端口206配置一个第二可调激光器207。在这种情况下，在图11所示的结构中，本申请实施例中的光交换装置还包括：第二可调激光器208和第五光开关209。其中，第五光开关209分别与第二可调激光器208和M个第一支路端口206相连。其中，第五光开关209用于选择来自第二可调激光器208的激光切换至哪个第一支路端口206。
应理解，图10与图11或图12的区别在于：在图10中M个第一支路端口206和L个第一波分复用器/解复用器202共用一个光束生成装置。在图11中M个第一支路端口206通过第二可调激光器208提供激光。L个第一波分复用器/解复用器202通过可调激光器提供激光。在图12中M个第一支路端口206通过第二可调激光器208提供激光，L个第一波分复用器/ 解复用器202中每个第一波分复用器/解复用器202由与其连接的第一可调激光器提供激光。
可选的，对于如图11或图12所示的结构，如果M个第一支路端口206位于P个支路板上，每个支路板上包括Q个第一支路端口206，则第五光开关的结构可以参考第三光开关2043 的结构，此处不再赘述。
可选的，在图10-图12所示的结构中，M个第一支路端口中每个支路端口上具有一个分光器或者1*2的耦合器207。
应理解，串接在每个支路端口上的分光器或者1*2的耦合器207用于将监控光耦合到光路中。
示例性的，该分光器或者耦合器207具有多个端口，该多个端口中一个端口为信号光端口2061，其余端口2062可以作为监控光端口。其中，其余端口2062与第五光开关209或者第三光开关2043连接。
当有信号光时，信号光会通过信号光端口2061进入第一光开关，监控光通过其余端口 2062进入第一光开关。
具体的，当光交换装置采用如图10所示的结构时，除了可以计算穿通通道中波长为λi的信号光在第一光开关的插损，还可以用于计算上波通道中波长为λi的信号光在第一光开关的插损。首先控制可调激光器2041输出端口的1*T的第二光开2042，以及上波通道的M个第一支路端口所对应的1*M的第三光开关2043，使可调激光器2041输出端口和第一支路端口上的每个分光器连通。然后调节可调激光器2041，使可调激光器2041输出波长为λ'i的监控光，根据图4描述的上波通道的监测原理，波长为λ'i的监控光将从被检测的第一支路端口 206对应的一个第一波分复用器/解复用器202(以第一波分复用器/解复用器21为例)或者第二波分复用器/解复用器203(以第二波分复用器/解复用器31为例)的除信号光端口外的一个合波端口输出。然后被与第一波分复用器/解复用器21或第二波分复用器/解复用器31连接的耦合器2051耦合至探测器2052。探测器2052探测接收到的波长为λ'i的监控光的输出功率。然后处理器可以根据波长为λ'i的监控光的输入功率、波长为λ'i的监控光的输出功率，可以计算出波长为λ'i的监控光在整个上波通道中的插损1。使用波长为λ'i的监控光在整个上波通道中的插损1减去波长为λ'i的监控光在上波通道的光路径中除第一光开关以外元器件的插损，就可以得到波长为λ'i的监控光在第一光开关中的插损。由于第一光开关对波长不敏感，可以近似认为波长为λ'i的监控光在第一光开关中的插损就是上波通道中波长为λi的信号光在第一光开关中的插损。或者，可以认为波长为λ'i的监控光在整个上波通道中的插损 1即为波长为λi的信号光在整个上波通道中的插损。
具体的，当光交换装置采用如图11或图12所示的结构时，波长为λ'i的监控光在第一光开关中的插损的监测过程与图10的区别在于：首先控制待测的第一支路端口所对应的1*M 的第五光开关209，使第二可调激光器208输出端口和待测的第一支路端口上的1*2的耦合器连通。其余过程可以参考图10中如何监测波长为λ'i的监控光在第一光开关中的插损的过程，此处不再赘述。
可选的，当图10-图12所示的结构既有上波通道又有穿通通道时，且当M个第一支路端口206对应L个第一波分复用器/解复用器202时，光交换装置还包括多个环形器210。多个环形器210中每个环形器210的第一端口b与光束生成装置204相连，每个环形器210的第二端口a与第一波分复用器/解复用器202中除信号光端口外的一个合波端口2022相连，每个环形器210的第三端口c与检测装置205相连。
应理解，在上波通道时，波长为λ'i的激光从任一个第一支路端口206中输入至第一光开关201。然后第一光开关201选择一个第一波分复用器/解复用器202或者一个第二波分复用器/解复用器203之后，第一光开关201将λ'i的激光输入至第一波分复用器/解复用器202或者一个第二波分复用器/解复用器203中的波长为λ'i的分波端口。
应理解，M个第一支路端口206对应L个第一波分复用器/解复用器202可以指：在上波通道时，M个第一支路端口206中任一个第一支路端口206中输出的激光从L个第一波分复用器/解复用器202中的一个第一波分复用器/解复用器202的其余合波端口2022输出。
应理解，图13和图14的区别在于：在图13所示的结构中每个环形器210的第一端口b 与第二光开关2042连接，每个环形器210的第三端口c与耦合器2051连接，在图14所示的结构中检测装置205还包括L个探测器，L个探测器中每个探测器与一个环形器210的第三端口c连接，每个环形器210的第一端口b与各自相连的第一可调激光器连接。
需要说明的是，环形器210可以为光环形器。环形器210用于分离输入至第一波分复用器/解复用器202的激光和从第一波分复用器/解复用器202输出的激光。
应理解，使用图13所示的结构监测波长为λ'i的监控光在第一光开关中的插损的过程与图10的区别在于，在图13中如果一个第一波分复用器/解复用器202接收到波长λ'i的监控光，波长λ'i的监控光从第一波分复用器/解复用器202的除信号光端口外的合波端口输出，从环形器的a口进入环形器210中，然后从环形器210的c口进入耦合器2051中。图13与图10相同之处可以参考图10处的描述，此处不再赘述。
使用图14所示的结构监测波长为λ'i的监控光在第一光开关中的插损的监测过程与图11 或图12的区别在于：如果一个第一波分复用器/解复用器202接收到波长λ'i的监控光，波长λ'i的监控光从第一波分复用器/解复用器202的除信号光端口外的合波端口输出，从环形器的a口进入环形器210中，然后从环形器210的c口进入探测器中。图14与图11或图12相同之处可以参考图11处的描述，此处不再赘述。
需要说明的是，当图10-图12所示的结构既有上波通道又有穿通通道时，当M个第一支路端口206对应L个第二波分复用器/解复用器203时，或者该光交换装置中不具有上波通道时，光交换装置可以不设置环形器210。
可选的，在一种可选的实施例中，如图15或图16所示，第一光开关201还包括N个第二支路端口211，光交换装置还包括第四光开关212，其中，第四光开关212分别与光束生成装置204和第一光开关201的N个第二支路端口211相连，N为正整数。
其中，第四光开关212为1*N的光开关或者耦合器。应理解，图16与图15的区别在于，在图15中N个第二支路端口211和L个第一波分复用器/解复用器202共享一个光束生成装置。例如，N个第二支路端口211通过第四光开关212与第二光开关2042连接。在图16中光交换装置还可以包括：第三可调激光器213以及第六光开关214。其中，第六光开关214 与第三可调激光器213和N个第二支路端口211连接。其中，第三可调激光器213用于向N 个第二支路端口211提供激光。N个第二支路端口211用于选择第三可调激光器213生成的激光进入哪个第二支路端口211。
应理解，在下波通道时，由于输入至第一光开关201中的信号光和输入至第一光开关201 中的监控光的传输方向必须相反，因此，如果信号光从一个第二支路端口211输出时，监控光需要从第二支路端口211输入，在这种情况下，每个第二支路端口211由第三可调激光器 213提供激光。对于下波通道，监控光是从支路端口到线路端口的，监控光的传输方向与信号光传输方向相反。所以第二支路端口也要接第三可调激光器213来输入监控光。
本申请实施例中的第六光开关214可以为1*N的光开关，第五光开关209可以为1*M的光开关。
应理解，N个第二支路端口211中的任一个第二支路端口211用于与L个第一波分复用器/解复用器202中的一个第一波分复用器/解复用器202形成下波通道。或者任一个第二支路端口211用于与L个第二波分复用器/解复用器203中的一个第二波分复用器/解复用器203 形成下波通道。
应理解，当光交换装置中同时存在下波通道和上波通道时，该光交换装置可以既有N个第二支路端口，又有M个第一支路端口。或者将M个第一支路端口中的一部分第一支路端口用作上波端口，将另一部分第一支路端口用作下波端口。此时可以不设置N个第二支路端口。或者当光交换装置中下波通道和上波通道不是同时存在时，可以在上波通道时使用M个第一支路端口作为上波端口。在下波通道时，使用M个第一支路端口作为下波端口，这时，也可以不设置N个第二支路端口。
可选的，本申请实施例中每个第二支路端口上可以串接分光器207。
使用如图15所示的结构监测波长为λ'i的信号光在第一光开关中的插损的监测过程具体可以为：当需要监控一个波长为λi的信号光在下波通道中的插损时，首先控制可调激光器 2041输出端口的1*T的第二光开关2042，以及待测第二支路端口所对应的1*N的第四光开关212，使可调激光器输出端口和待测第二支路端口上的1*2耦合器207连通。然后调节可调激光器2041，使可调激光器2041输出波长为λ'i的监控光，根据如图5描述的下波通道的监测原理，波长为λ'i的监控光将从待测第二支路端口对应的第二波分复用器/解复用器203 的除信号光端口外的合波端口输出，经过1*T的耦合器2051之后进入探测器2052。探测器 2052探测波长为λ'i的监控光的输出功率。此后，处理器可以基于可调激光器2041生成的波长为λ'i的监控光的输入功率和波长为λ'i的监控光的输出功率得到插损1。用这个插损1减去波长为λ'i的监控光在下波通道的光路径中除第一光开关201以外器件的插损，就可以得到波长为λ'i的监控光在第一光开关中的插损。可以近似认为波长为λ'i的监控光在第一光开关中的插损即为波长为λi的信号光在第一光开关中的插损。
当采用如图16所示的结构监测波长为λ'i的信号光在第一光开关中的插损时，该过程与图15的区别在于，首先控制待测第二支路端口所对应的1*N的第六光开关214，使第三可调激光器213输出端口和待测第二支路端口上的1*2的耦合器207连通。然后调节第三可调激光器213，使第三可调激光器213输出波长为λ'i的监控光，波长为λ'i的监控光在下波通道中的光路径可以参考图15出的描述，此处不再赘述。此外，在图16中波长为λ'i的监控光的输出功率由与接收到波长为λ'i的监控光的第二波分复用器/解复用器相连的探测器探测，波长为λ'i的监控光的输入功率由第三可调激光器213提供。
可选的，如图17所示，第一光开关还包括M个第一支路端口206，光交换装置包括多波长激光源，多波长激光源的多个输出端口分别与M个第一支路端口206相连。
应理解，图17中以L个第一波分复用器/解复用器202中每个第一波分复用器/解复用器 202与一个第一可调激光器连接，L个第二波分复用器/解复用器203中每个第二波分复用器/ 解复用器203与一个探测器连接为例。在实际过程中，多波长激光源的多个输出端口分别与 M个第一支路端口206相连时，L个第一波分复用器/解复用器202可以共享一个光束生成装置204。L个第二波分复用器/解复用器203也可以共享一个检测装置205。本申请实施例在此不再赘述。
示例性的，多波长激光源可以为业务板。
在由图17所示的结构计算波长为λ'i的监控光的在上波通道或者下波通道中的插损时，具体可以参考上述相关地方的描述，此处不再赘述。区别在于，在图17中波长为λ'i的监控光由本地业务板产生。
在实际的监测过程中，可以根据场景需要，有序的调节每个第一支路端口206或者每个第二支路端口211连接的光开关和可调激光器的波长，对光交换装置中所有待测通道的插损进行轮循监测。
本实施例的方案的每个第二波分复用器/解复用器203对应的一组穿通通道，和每组上波通道或下波通道，都有一个可调激光器，各组通道可以同时进行轮循检测，可以有效减少轮循时间。此外穿通通道的监控光没有经过第二光开关2042，轮循检测不受第二光开关2042 的切换时间限制，选用波长快速可调的激光器，可以获得很快的轮循检测速度。
需要说明的是，在实现过程中，可以将1个第一波分复用器/解复用器202和1个第二波分复用器/解复用器203制作在一个电路板上，称为线路板。将一组上波端口和一组下波端口制作在、一个电路板上，称为支路板。本申请实施例中的探测器和可调激光器可以分配到每个支路板或者线路板上，实现比较方便。
可选的，本申请实施例提供的光交换装置还可以包括：处理器，与检测装置205的输出端口连接，用于获取激光的输入功率和检测装置205获取的激光的输出功率，以及用于根据激光的输出功率和激光的输入功率，确定第一光开关201的插损。
具体的，处理器具体用于，根据检测装置205获取的激光的输出功率和激光的输入功率可以计算出激光在整个待测通道(穿通通道、上波通道或者下波通道)中的插损1。以及用插损1减去除第一光开关201以外元器件的插损2，就可以得到激光在第一光开关201中的插损3。由于第一光开关201的插损对波长不敏感，可以近似认为插损3即为待测通道中信号光在第一光开关201中的插损。
本申请实施例中的处理器可以是一个通用中央处理器(central processingunit，CPU)，微处理器，特定应用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)，或一个或多个用于控制本申请方案程序执行的集成电路。输入功率可以从光束生成装置获取，也可以预先配置在处理器中，本申请实施例不做限定。
可选的，本申请实施例提供一种光交换系统，该光交换系统包括至少两个如图6到图17 中任一个所示的光交换装置。任意两个光交换装置之间通过线路端口通信。
需要指出的是，本申请各实施例之间可以相互借鉴或参考，例如，相同或相似的步骤，方法实施例和装置实施例之间，均可以相互参考，不予限制。
如图18所示，图18示出了本申请提供的一种功率计算方法的流程示意图，可以应用于光交换装置中，例如，图6至图17所示的任一种光交换装置。
示例性的，当该方法应用于图6所示的结构(具体结构可以参考图6中的描述，此处不再赘述)时，该方法包括：
步骤101、光束生成装置204向L个第一波分复用器/解复用器202中任一个第一波分复用器/解复用器202的多个合波端口中除信号光端口外的合波端口2022输入第一激光。
应理解，光束生成装置204每次生成一种波长的第一激光，然后向L个第一波分复用器/ 解复用器202中任一个第一波分复用器/解复用器202的多个合波端口中除信号光端口外的合波端口2022输入第一激光。
步骤102、接收到第一激光的第一波分复用器/解复用器202将第一激光从第一波分复用器/解复用器202的多个分波端口2023中的一个分波端口2023输入至第一光开关201。
步骤103、第一光开关201将第一激光输入至L个第二波分复用器/解复用器202中的任一个第二波分复用器/解复用器202对应的分波端口2033。
步骤104、接收到第一激光的第二波分复用器/解复用器203将第一激光从第二波分复用器/解复用器的多个合波端口中除信号光端口外的一个合波端口2032输入至检测装置205。
步骤105、检测装置205计算第一激光的输出功率。
本申请实施例提供的功率计算方法，包括L个第一波分复用器/解复用器和L个第二波分复用器/解复用器。每个波分复用器/解复用器具有信号光端口和其余合波端口，这样可以通过光束生成装置向L个第一波分复用器/解复用器中的其余合波端口输入激光，然后第一光开关将接收到的激光输入至L个第二波分复用器/解复用器中的分波端口。然后L个第二波分复用器/解复用器中任一个接收到激光的第二波分复用器/解复用器，将从第二波分复用器/解复用器的其余合波端口将接收到的激光发送给检测装置，以使得检测装置获取输出的激光的输出功率。与现有技术相比，本申请实施例提供的光交换装置可以在无信号光的情况下，依然可以获取激光的输出功率。进而使得可以根据激光的输入功率和输出功率，得到第一光开关的插损。这样对于通道闭环、上电自检和未用通道检测场景中，即使通道中没有业务光，也可以得到第一光开关的插损。
可选的，当该光交换装置采用如图8所示的结构时，步骤101具体可以通过以下方式实现：可调激光器2041生成第一激光，以及将第一激光输入至第二光开关2042。第二光开关 2042将第一激光切换到任一个第一波分复用器/解复用器202的目标合波端口上。
应理解，第二光开关2042将第一激光切换到任一个第一波分复用器/解复用器202的目标合波端口指：第二光开关2042将第一激光切换到任一个第一波分复用器/解复用器202的除信号光端口外的一个合波端口上。
需要说明的是，如果有两个或两个以上的监控光端口，此时激光器数量应该和监控光端口的数量一致。
当该光交换装置采用如图8所示的结构时，步骤105具体可以通过以下方式实现：耦合器2052将来自第二波分复用器/解复用器203的第一激光耦合到探测器2051。探测器2051探测第二波分复用器/解复用器203输出的第一激光的输出功率。
应理解，如果耦合器2052接收到多个来自不同第二波分复用器/解复用器203的第一激光，则耦合器2052将来自每个第二波分复用器/解复用器203的第一激光依次耦合到探测器 2051，以使得探测器2051每次可以探测来自一个第二波分复用器/解复用器203的第一激光的输出功率。
可选的，当光束生成装置204采用如图9所示的结构时，步骤101具体可以采用如下方式实现：每个第一可调激光器(例如，第一可调激光器41、第一可调激光器42、…、第一可调激光器4L)向相连的合波端口输入第一激光。
例如，第一可调激光器41向与其相连的一个第一波分复用器/解复用器21的合波端口 2022输入第一激光。
可选的，当检测装置205采用如图9所示的结构时，步骤105具体可以通过以下方式实现：每个探测器探测从相连的合波端口输出的第一激光的输出功率。
例如，探测器51探测从第二波分复用器/解复用器31的合波端口2032输出的第一激光的输出功率。探测器52探测从第二波分复用器/解复用器32的合波端口2032输出的第一激光的输出功率。
可选的，当该光交换装置采用如图10所示的结构时，即第一光开关201还包括M个第一支路端口206时，光交换装置还包括第三光开关2043，其中，第三光开关2043分别与光束生成装置204和M个第一支路端口206相连，M为正整数，如图19所示，本申请实施例提供的方法还包括：
步骤106、光束生成装置204通过第三光开关2043向M个第一支路端口206输入第二激光。
具体的，在图10中步骤106可以通过以下方式具体实现：可调激光器2041生成第二激光，以及将第二激光输入至第二光开关2042。第二光开关2042将第二激光切换到第三光开关2043。第三光开关2043从M个第一支路端口206中选择一个第一支路端口206，并将第二激光输入至被选择的第一支路端口26中。
具体的，当每个第一支路端口上存在分光器或者耦合器207时，第三光开关2043向被选择的第一支路端口26串接的分光器或者耦合器207的监控光端口输入第二激光。
步骤107、接收到第二激光的第一支路端口将第二激光输入至第一光开关201。
步骤108、第一光开关201将第二激光输入至L个第一波分复用器/解复用器中的一个第一波分复用器/解复用器的目标分波端口。
步骤109、接收到第二激光的第一波分复用器/解复用器将第二激光输入至检测装置205。
步骤110、检测装置205获取第二激光的输出功率。
应理解，在图10所示的结构中，步骤110具体可以通过以下方式实现：探测器2052依次探测输入至检测装置中的第一波分复用器/解复用器输出的第二激光的输出功率。
此外，在上波通道时，步骤109还可以通过如下方式替换：接收到第二激光的第二波分复用器/解复用器将第二激光输入至检测装置205。
可选的，当光交换装置采用如图11或图12所示的结构时，本申请实施例提供的步骤106 还可以通过以下方式替换：第二可调激光器208通过第五光开关209向M个第一支路端口206 输入第二激光。当光交换装置采用如图12所示的结构，即每个第一波分复用器/解复用器与一个探测器连接，步骤109还可以通过以下方式替换：接收到第二激光的第二波分复用器/解复用器将第二激光输入至与其相连的探测器。
可选的，如图13所示，当M个第一支路端口206对应L个第一波分复用器/解复用器202 时，光交换装置还包括多个环形器210，多个环形器210中每个环形器210的第一端口与光束生成装置相连，所述每个环形器210的第二端口与第一波分复用器/解复用器中除信号光端口外的一个合波端口相连，所述每个环形器210的第三端口与所述检测装置205相连，在这种情况下，步骤109具体可以通过以下方式实现：环形器从第二端口接收第二激光，以及从第三端口将第二激光输入至检测装置205。例如，环形器从第三端口将第二激光输入至耦合器2051，耦合器2051将第二激光耦合至2052。
可选的，当本申请实施例中的M个第一支路端口对应的L个第二波分复用器/解复用器时，即M个第一支路端口中任一个第一支路端口中的第二激光将从L个第二波分复用器/解复用器中的一个第二波分复用器/解复用器中输出，此时，上述步骤109还可以通过以下方式替换：接收到所述第二激光的第二波分复用器/解复用器将所述第二激光输入至所述检测装置。
具体的，接收到第二激光的第一波分复用器/解复用器将第二激光输入至耦合器2051，耦合器2051将接收到的来自第一波分复用器/解复用器的第二激光耦合至探测器2052。
可选的，本申请实施例提供的方法还包括：第一光开关包括的M个第一支路端口接收来自多波长激光源的激光。
可选的，本申请实施例提供的方法还包括：处理器获取检测装置获取的激光的输出功率，以及根据激光的输入功率，计算激光的功率损耗。
例如，激光的输入功率可以从光束生成装置处获取。
示例性的，处理器获取检测装置获取的第一激光的输出功率，以及根据第一激光的输入功率，计算第一激光的功率损耗。
例如，处理器获取检测装置获取的第二激光的输出功率，以及根据第二激光的输入功率，计算第二激光的功率损耗。
应理解，本申请实施例中第一激光的功率损耗可以为第一激光在所在待测通道中的插损。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (17)

1.一种光交换装置，其特征在于，包括：第一光开关，与所述第一光开关连接的L个第一波分复用器/解复用器和L个第二波分复用器/解复用器，与所述L个第一波分复用器/解复用器连接的光束生成装置，以及与所述L个第二波分复用器/解复用器连接的检测装置，L为正整数；
其中，所述第一波分复用器/解复用器和所述第二波分复用器/解复用器包括多个合波端口和多个分波端口；
所述第一波分复用器/解复用器的多个合波端口中一个合波端口为信号光端口，其余合波端口与所述光束生成装置相连，所述第一波分复用器/解复用器的多个分波端口与所述第一光开关相连；
所述第二波分复用器/解复用器的多个合波端口中一个合波端口为信号光端口，其余合波端口与所述检测装置相连，所述第二波分复用器/解复用器的多个分波端口与所述第一光开关相连；
所述第一光开关还包括M个第一支路端口，所述光交换装置还包括第三光开关，其中，所述第三光开关分别与所述光束生成装置和所述M个第一支路端口相连，M为正整数。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光束生成装置包括：可调激光器和第二光开关；
所述第二光开关分别与所述可调激光器和所述第一波分复用器/解复用器的所述其余合波端口相连，用于将所述可调激光器输出的激光切换到所述第一波分复用器/解复用器的目标合波端口上。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述检测装置包括：探测器和耦合器；
所述耦合器分别与所述探测器和所述第二波分复用器/解复用器的所述其余合波端口相连，用于将所述第二波分复用器/解复用器的所述其余合波端口输出的激光耦合到所述探测器。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光束生成装置包括：多个第一可调激光器，所述多个第一可调激光器中每个第一可调激光器与所述L个第一波分复用器/解复用器中除所述信号光端口外的一个合波端口相连。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述检测装置包括：多个探测器，每个探测器与所述L个第二波分复用器/解复用器中的除所述信号光端口外的一个合波端口相连。
6.根据权利要求1-5任一项所述的装置，其特征在于，当所述M个第一支路端口对应所述L个第一波分复用器/解复用器时，所述光交换装置还包括多个环形器；
所述多个环形器中每个环形器的第一端口与所述光束生成装置相连，所述每个环形器的第二端口与所述第一波分复用器/解复用器中除所述信号光端口外的一个合波端口相连，所述每个环形器的第三端口与所述检测装置相连。
7.根据权利要求1-5任一项所述的装置，其特征在于，所述第一光开关还包括N个第二支路端口，所述光交换装置还包括第四光开关，其中，所述第四光开关分别与所述光束生成装置和所述第一光开关的N个第二支路端口相连，N为正整数。
8.根据权利要求1-5任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
处理器，与所述检测装置的输出端口连接，用于获取激光的输出功率，以及用于根据所述输出功率和输入功率，确定所述第一光开关的插损。
9.一种光交换系统，其特征在于，所述光交换系统包括至少两个如权利要求1-8任一项所述的光交换装置。
10.一种功率计算方法，其特征在于，应用于光交换装置中，所述光交换装置包括：第一光开关，与所述第一光开关连接的L个第一波分复用器/解复用器和L个第二波分复用器/解复用器，与所述L个第一波分复用器/解复用器连接的光束生成装置，以及与所述L个第二波分复用器/解复用器连接的检测装置，L为正整数，所述方法包括：
所述光束生成装置向所述L个第一波分复用器/解复用器中任一个第一波分复用器/解复用器的多个合波端口中除信号光端口外的合波端口输入第一激光；
接收到所述第一激光的第一波分复用器/解复用器将所述第一激光从所述第一波分复用器/解复用器的多个分波端口中的一个分波端口输入至所述第一光开关；
所述第一光开关将所述第一激光输入至L个第二波分复用器/解复用器中的任一个第二波分复用器/解复用器对应的分波端口；
接收到所述第一激光的第二波分复用器/解复用器将所述第一激光从所述第二波分复用器/解复用器的多个合波端口中除信号光端口外的一个合波端口输入至所述检测装置；
所述检测装置获取所述第一激光的输出功率；
所述第一光开关还包括M个第一支路端口，所述光交换装置还包括第三光开关，其中，所述第三光开关分别与所述光束生成装置和所述M个第一支路端口相连，M为正整数；
所述方法还包括：所述光束生成装置通过所述第三光开关向所述M个第一支路端口输入第二激光；所述第一光开关将所述第二激光输入至所述L个第一波分复用器/解复用器中的一个第一波分复用器/解复用器的目标分波端口；接收到所述第二激光的第一波分复用器/解复用器将所述第二激光输入至所述检测装置；所述检测装置获取所述第二激光的输出功率；或者，所述方法还包括：所述光束生成装置通过所述第三光开关向所述第一光开关的M个第一支路端口输入第二激光；所述第一光开关将所述第二激光输入至所述L个第二波分复用器/解复用器中的一个第二波分复用器/解复用器的目标分波端口；接收到所述第二激光的第二波分复用器/解复用器将所述第二激光输入至所述检测装置；所述检测装置获取所述第二激光的输出功率。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述光束生成装置包括：可调激光器和第二光开关，
所述光束生成装置向L个第一波分复用器/解复用器中任一个第一波分复用器/解复用器的多个合波端口中除信号光端口外的合波端口输入第一激光，包括：
所述可调激光器生成所述第一激光，以及将所述第一激光输入至所述第二光开关；
所述第二光开关将所述第一激光切换到所述任一个第一波分复用器/解复用器的目标合波端口上。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述检测装置包括：探测器和耦合器；
所述检测装置获取所述第一激光的输出功率，包括：
所述耦合器将来自所述第二波分复用器/解复用器的所述第一激光耦合到所述探测器；
所述探测器计算所述第二波分复用器/解复用器输出的所述第一激光的输出功率。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述光束生成装置包括：多个第一可调激光器，所述多个第一可调激光器中每个第一可调激光器与所述L个第一波分复用器/解复用器中除所述信号光端口外的一个合波端口相连；
所述光束生成装置向L个第一波分复用器/解复用器中任一个第一波分复用器/解复用器的多个合波端口中除信号光端口外的合波端口输入第一激光，包括：
所述每个第一可调激光器向相连的合波端口输入所述第一激光。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述检测装置包括多个探测器，所述多个探测器中每个探测器与所述L个第二波分复用器/解复用器中的除所述信号光端口外的一个合波端口相连；
所述检测装置获取所述第一激光的输出功率，包括：
所述每个探测器探测从相连的合波端口输出的所述第一激光的输出功率。
15.根据权利要求10-14任一项所述的方法，其特征在于，当所述M个第一支路端口对应所述L个第一波分复用器/解复用器时，所述光交换装置还包括多个环形器，所述多个环形器中每个环形器的第一端口与所述光束生成装置相连，所述每个环形器的第二端口与所述第一波分复用器/解复用器中除所述信号光端口外的一个合波端口相连，所述每个环形器的第三端口与所述检测装置相连；
所述接收到所述第二激光的第一波分复用器/解复用器将所述第二激光输入至所述检测装置，包括：
所述接收到所述第二激光的第一波分复用器/解复用器将所述第二激光输入至所述环形器的第二端口；
所述环形器从所述第三端口将所述第二激光输入至所述检测装置。
16.根据权利要求10-15任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述第一光开关包括的M个第一支路端口接收来自多波长激光源的激光。
17.根据权利要求10-15任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
处理器获取所述检测装置获取的激光的输出功率，以及根据所述激光的输入功率，计算所述激光的功率损耗。
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