專利名稱：8×8陣列光開關(guān)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉一種光開關(guān)及其控制方法，屬于光通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在光通訊網(wǎng)絡(luò)中，光開關(guān)在光路保護(hù)和恢復(fù)、光纖交叉連接(OXC)、光分/插復(fù)用器(OADM)、波分復(fù)用(WDM)中均有著廣泛的應(yīng)用。光開關(guān)是較為重要的光無源器件，在光通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中可對光信號進(jìn)行通斷的切換。
常見的光開關(guān)有2×2光開關(guān)和4×4光開關(guān)。隨著光通訊技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)常出現(xiàn)需要進(jìn)行超過四根光纖之間的相互進(jìn)行光路切換的現(xiàn)象。現(xiàn)有的2×2光開關(guān)、4×4光開關(guān)已經(jīng)無法滿足此類需要。
此外，理論上，8×8陣列光開關(guān)光路組合共有40320(8！)種。如果沒有科學(xué)的算法，是不可能實(shí)現(xiàn)高速的控制并實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的光路切換。
發(fā)明內(nèi)容
針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種8×8陣列光開關(guān)及其控制方法。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種8×8陣列光開關(guān)，包括第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八2×2光開關(guān)和第一、第二4×4光開關(guān)，其中，第一、第二4×4光開關(guān)的輸入口(31、32、33、34、35、36、37、38)選擇與第一、第二、第三、第四2×2光開關(guān)的輸出口(21、22、23、24、25、26、27、28)光路連通，第一、第二4×4光開關(guān)的輸出口(41、42、43、44、45、46、47、48)選擇與第五、第六、第七、第八2×2光開關(guān)的輸入口(51、52、53、54、55、56、57、58)光路連通。
作為本發(fā)明光開關(guān)的一種優(yōu)選方式，所述2×2光開關(guān)的輸入口、輸出口分為上端口和下端口，第一4×4光開關(guān)的輸入口(31、32、33、34)分別與第一、第二、第三、第四2×2光開關(guān)輸出口的上端口(21、23、25、27)光路連通，第一4×4光開關(guān)的輸出口(41、42、43、44)與第五、第六、第七、第八2×2光開關(guān)輸入口的上端口(51、53、55、57)光路連通。
作為本發(fā)明光開關(guān)的另一優(yōu)選方式，所述第二4×4光開關(guān)的輸入口(35、36、37、38)分別與所述第一、第二、第三、第四2×2光開關(guān)輸出口的下端口(22、24、26、28)光路連通，第二4×4光開關(guān)的輸出口(45、46、47、48)與第五、第六、第七、第八2×2光開關(guān)輸入口的下端口(52、54、56、58)光路連通。
其中，所述光路連通通過光纖連通。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，所述2×2光開關(guān)為基于棱鏡折射的光開關(guān)。
作為本發(fā)明的又一優(yōu)選方式，所述4×4光開關(guān)為基于棱鏡折射的光開關(guān)。
一種8×8陣列光開關(guān)的控制方法，包括以下步驟1)建立第一、第二4×4光開關(guān)光路切換數(shù)值表，即第一4×4光開關(guān)的輸入口(31、32、33、34)對應(yīng)其輸出口(41、42、43、44)第一數(shù)值表和第二4×4光開關(guān)的輸入口(35、36、37、38)對應(yīng)其輸出口(45、46、47、48)的第二數(shù)值表；2)根據(jù)輸入光路的輸入端口(11、12、13、14、15、16、17、18)及其對應(yīng)的目標(biāo)端口(61、62、63、64、65、66、67、68)，設(shè)定相鄰輸入端口與不同的4×4光開關(guān)光路連通，每一輸入端口和其對應(yīng)的目標(biāo)端口通過相同的4×4光開關(guān)光路連通；3)根據(jù)4×4光開關(guān)的輸入口與輸出口的連接狀態(tài)，查詢第一數(shù)值表和第二數(shù)值表中對應(yīng)的取值，完成8×8光開關(guān)光路切換。
作為本發(fā)明方法的一種改進(jìn)，所述2×2光開關(guān)的輸入口、輸出口分為上端口和下端口，其中，第一4×4光開關(guān)的輸入口(31、32、33、34)分別與第一、第二、第三、第四2×2光開關(guān)輸出口的上端口(21、23、25、27)光路連通，第一4×4光開關(guān)的輸出口(41、42、43、44)與第五、第六、第七、第八2×2光開關(guān)輸入口的上端口(51、53、55、57)光路連通；所述第二4×4光開關(guān)的輸入口(35、36、37、38)分別與所述第一、第二、第三、第四2×2光開關(guān)輸出口的下端口(22、24、26、28)光路連通，第二4×4光開關(guān)的輸出口(45、46、47、48)與第五、第六、第七、第八2×2光開關(guān)輸入口的下端口(52、54、56、58)光路連通。
本發(fā)明提供的8×8陣列光開關(guān)及其控制方法，不僅解決了多根光纖之間的相互進(jìn)行光路切換的問題，而且提供了一套高效的控制方法，實(shí)現(xiàn)了高速控制和復(fù)雜的光路切換。
圖1為本發(fā)明8×8陣列光開關(guān)實(shí)施例；圖2為本發(fā)明8×8陣列光開關(guān)中處于開啟狀態(tài)的2×2光開關(guān)；圖3為本發(fā)明8×8陣列光開關(guān)中處于關(guān)閉狀態(tài)的2×2光開關(guān)；圖4為本發(fā)明8×8陣列光開關(guān)中的4×4光開關(guān)；圖5為把棱鏡從光路中移除和加入的裝置。
圖6為采用本發(fā)明8×8陣列光開關(guān)進(jìn)行光路切換的實(shí)例；圖7為采用本發(fā)明8×8陣列光開關(guān)進(jìn)行光路切換的實(shí)例。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
如圖1所示，一種8×8陣列光開關(guān)，包括第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八2×2光開關(guān)和第一、第二4×4光開關(guān)，所述2×2光開關(guān)的輸入口、輸出口分為上端口和下端口，其中，第一4×4光開關(guān)的輸入口(31、32、33、34)分別與第一、第二、第三、第四2×2光開關(guān)輸出口的上端口(21、23、25、27)光路連通，第一4×4光開關(guān)的輸出口(41、42、43、44)與第五、第六、第七、第八2×2光開關(guān)輸入口的上端口(51、53、55、57)光路連通。所述第二4×4光開關(guān)的輸入口(35、36、37、38)分別與所述第一、第二、第三、第四2×2光開關(guān)輸出口的下端口(22、24、26、28)光路連通，第二4×4光開關(guān)的輸出口(45、46、47、48)與第五、第六、第七、第八2×2光開關(guān)輸入口的下端口(52、54、56、58)光路連通。所述光路連通通過光纖連通。
所述8×8陣列光開關(guān)實(shí)施例中，采用的2×2光開關(guān)(如圖2、圖3所示)及4×4光開關(guān)(如圖4所示)可以是現(xiàn)有技術(shù)中常見的光開關(guān)。本發(fā)明實(shí)施例中優(yōu)選采用基于折射原理實(shí)現(xiàn)光路切換的棱鏡。以圖3、圖4中的2×2光開關(guān)為例，結(jié)合圖5進(jìn)行說明。
如圖5所示，光路131經(jīng)棱鏡132折射后輸出。光路切換主要由微電機(jī)控制裝置來控制。微電機(jī)控制器137接收到來自電控引腳127的控制電壓后，微電機(jī)活動片135將沿中心支點(diǎn)136兩端擺動，從而驅(qū)動懸臂梁133沿焊錫點(diǎn)134上下擺動，以此來完成棱鏡132的通斷和光路的選擇。微電機(jī)活動片135的上下擺動是由微電機(jī)控制器37驅(qū)動。圖中微電機(jī)活動片135、支點(diǎn)136、微電機(jī)控制器137為現(xiàn)有技術(shù)，即市面上通用的能實(shí)現(xiàn)上下擺動的繼電器，通過不同的電平輸入指令，如當(dāng)為低電平的電信號時(shí)，繼電器向上擺動，棱鏡132保留在光路上，實(shí)現(xiàn)圖2所示的效果；當(dāng)給一個(gè)高電平的電信號后，繼電器處于向下狀態(tài)，棱鏡132離開光路，實(shí)現(xiàn)圖3所示的效果。整個(gè)系統(tǒng)共有8個(gè)2×2光開關(guān)和2個(gè)4×4光開關(guān)，可通過20個(gè)管腳控制相應(yīng)的棱鏡。
一種8×8陣列光開關(guān)的控制方法，采用上述8×8陣列光開關(guān)，包括以下步驟1)為第一、第二4×4光開關(guān)建立光路切換數(shù)值表，即第一4×4光開關(guān)的輸入口(31、32、33、34)對應(yīng)其輸出口(41、42、43、44)的第一數(shù)值表和第二4×4光開關(guān)的輸入口(35、36、37、38)對應(yīng)其輸出口(45、46、47、48)的第二數(shù)值表；其中，每個(gè)4×4陣列光開關(guān)共有4×3×2×1＝24種切換狀態(tài)?？赏ㄟ^窮舉法，完成第一、第二數(shù)值表的建立，即建立24種狀態(tài)與其輸出引腳電平之間的對應(yīng)關(guān)系；2)根據(jù)輸入光路的輸入端口(11、12、13、14、15、16、17、18)及其對應(yīng)的目標(biāo)端口(61、62、63、64、65、66、67、68)，設(shè)定相鄰輸入端口與不同的4×4光開關(guān)光路連通，每一輸入端口和其對應(yīng)的目標(biāo)端口通過相同的4×4光開關(guān)光路連通；即設(shè)定8個(gè)2×2光開關(guān)的狀態(tài)；結(jié)合輸入端口與其目標(biāo)輸出端口的關(guān)系，確定需要4×4光開關(guān)進(jìn)行的光路輸入與輸出的變換；3)根據(jù)4×4光開關(guān)的光路輸入與輸出的連接狀態(tài)，查詢第一數(shù)值表和第二數(shù)值表中對應(yīng)的取值，完成8×8光開關(guān)光路切換。
以第一4×4陣列光開關(guān)為例，建立如下第一數(shù)值表
其中，P1為控制芯片89C52的P1端口，它的值分別控制芯片的8個(gè)引腳P1.0～P1.7，數(shù)值1表示輸出高電平，0表示輸出低電平。六個(gè)輸出電平則對相應(yīng)4×4光開關(guān)的六個(gè)繼電器的狀態(tài)進(jìn)行控制，從而完成4×4光開關(guān)的光路選擇，P1.6、P1.7為永遠(yuǎn)低電平不用。
圖6、圖7為采用上述8×8陣列光開關(guān)進(jìn)行光路切換的實(shí)例，8條光路分別從第一、第二、第三、第四2×2光開關(guān)輸入口(11、12、13、14、15、16、17、18)，經(jīng)8×8陣列光開關(guān)光路切換，分別到達(dá)對應(yīng)的目標(biāo)端口(62、64、65、66、63、61、67、68)，具體輸入/輸出口對應(yīng)值可以通過RS232等接口輸入。該光路切換實(shí)例中，根據(jù)輸入/輸出口值，第一4×4光開關(guān)的輸入口(31、32、33、34)需分別與該4×4光開關(guān)的輸出口(41，43，42，44)光路連通。即對應(yīng)表中的4×4光開關(guān)切換值1324，查表得P1＝0×F8，即P1＝11111000；即棱鏡6處于光路中，使得光路在第一4×4光開關(guān)中進(jìn)行了切換。
第二4×4陣列光開關(guān)及其第二數(shù)值表，也可以采用上述相同的方法建立。在此省略該部分描述。
權(quán)利要求
1.一種8×8陣列光開關(guān)，其特征在于包括第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八2×2光開關(guān)和第一、第二4×4光開關(guān)，其中，第一、第二4×4光開關(guān)的輸入口(31、32、33、34、35、36、37、38)選擇與第一、第二、第三、第四2×2光開關(guān)的輸出口(21、22、23、24、25、26、27、28)光路連通，第一、第二4×4光開關(guān)的輸出口(41、42、43、44、45、46、47、48)選擇與第五、第六、第七、第八2×2光開關(guān)的輸入口(51、52、53、54、55、56、57、58)光路連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的8×8陣列光開關(guān)，其特征在于所述2×2光開關(guān)的輸入口、輸出口分為上端口和下端口，第一4×4光開關(guān)的輸入口(31、32、33、34)分別與第一、第二、第三、第四2×2光開關(guān)輸出口的上端口(21、23、25、27)光路連通，第一4×4光開關(guān)的輸出口(41、42、43、44)與第五、第六、第七、第八2×2光開關(guān)輸入口的上端口(51、53、55、57)光路連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的8×8陣列光開關(guān)，其特征在于所述第二4×4光開關(guān)的輸入口(35、36、37、38)分別與所述第一、第二、第三、第四2×2光開關(guān)輸出口的下端口(22、24、26、28)光路連通，第二4×4光開關(guān)的輸出口(45、46、47、48)與第五、第六、第七、第八2×2光開關(guān)輸入口的下端口(52、54、56、58)光路連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的8×8陣列光開關(guān)，其特征在于所述光路連通通過光纖連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述8×8陣列光開關(guān)，其特征在于所述2×2光開關(guān)為基于棱鏡折射的光開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述8×8陣列光開關(guān)，其特征在于所述4×4光開關(guān)為基于棱鏡折射的光開關(guān)。
7.一種8×8陣列光開關(guān)的控制方法，采用權(quán)利要求1至6中任一所述8×8陣列光開關(guān)，包括以下步驟1)建立第一、第二4×4光開關(guān)光路切換數(shù)值表，即第一4×4光開關(guān)的輸入口(31、32、33、34)對應(yīng)其輸出口(41、42、43、44)第一數(shù)值表和第二4×4光開關(guān)的輸入口(35、36、37、38)對應(yīng)其輸出口(45、46、47、48)的第二數(shù)值表；2)根據(jù)輸入光路的輸入端口(11、12、13、14、15、16、17、18)及其對應(yīng)的目標(biāo)端口(61、62、63、64、65、66、67、68)，設(shè)定相鄰輸入端口與不同的4×4光開關(guān)光路連通，每一輸入端口和其對應(yīng)的目標(biāo)端口通過相同的4×4光開關(guān)光路連通；3)根據(jù)4×4光開關(guān)的輸入口與輸出口的連接狀態(tài)，查詢第一數(shù)值表和第二數(shù)值表中對應(yīng)的取值，完成8×8光開關(guān)光路切換。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種8×8陣列光開關(guān)的控制方法，其特征在于所述光路通過折射進(jìn)行光路切換。
全文摘要
一種8×8陣列光開關(guān)及其控制方法，包括第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八2×2光開關(guān)和第一、第二4×4光開關(guān)。其控制方法，包括以下步驟1)建立第一、第二4×4光開關(guān)光路切換數(shù)值表，2)根據(jù)輸入光路的輸入端口及其對應(yīng)的目標(biāo)端口，設(shè)定相鄰輸入端口與不同的4×4光開關(guān)光路連通，每一輸入端口和其對應(yīng)的目標(biāo)端口通過相同的4×4光開關(guān)光路連通；3)根據(jù)4×4光開關(guān)的輸入口與輸出口的連接狀態(tài)，查詢第一數(shù)值表和第二數(shù)值表中對應(yīng)的取值，完成8×8光開關(guān)光路切換。本發(fā)明提供的8×8陣列光開關(guān)及其控制方法，不僅解決了多根光纖之間的相互進(jìn)行光路切換的問題，而且提供了一套高效的控制方法，實(shí)現(xiàn)了高速控制和復(fù)雜的光路切換。
文檔編號G02B6/35GK101021600SQ20061002384
公開日2007年8月22日 申請日期2006年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月13日
發(fā)明者劉浩鋒, 陸肖元, 曹建紅, 張羅成 申請人:上海未來寬帶技術(shù)及應(yīng)用工程研究中心有限公司