本申请要求于 2013 年 12 月 25 日提交中国专利局、 申请号为 201310726630.2、 发明名称为 "一种光交换装置" 的中国专利申请的优先权， 其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及通信技术领域， 尤其涉及一种光交换装置。 背景技术

密集型光波复用 （ DWDM， Dense Wavelength Division Multiplexing )是将 一组光波长组合起来用一根光纤进行传送的技 术，可以提高现有的光纤骨干网 的带宽。在给定的信息传输容量不变的情况下 ， 可以减少所需要的光纤的总数 量。

随着光波复用 （WDM， Wavelength Division Multiplexing )光网络中城域 网和骨干网的交换节点吞吐容量要求越来越高 ， 单个波长的速率也越来越高， 相干技术引入后， 上下波和波长转换设备的复杂度和成本急剧增 加， 因此光交 叉节点需要使用多个维度共用上下波和波长转 换的结构。通过使用大规模的光 开关， 将每个维度的波长全部展开， 在光开关中进行交换和上下， 可以实现上 下波和波长转换的共用。但大规模的光开关工 艺难度很高， 目前业界的光开关 端口数量远不能满足骨干网的需求。 另外通过一些小的光开关的组合，也可以 使多个维度共用上下波和波长转换。

现有技术中存在一种基于波长平面的光交换方 法， 来自各个维度的 WDM 光通过光波解复用分开， 然后将相同的波长送入同一个小开关（即波长 平面）； 每个波长的光在各自的波长平面进行调度； 完成调度后， 将各自维度的 WDM 光复用到一起。其中，每个波长平面内预留一 定的输入输出端口用于上下波和 波长转换， 并且预留的端口和一个波长转换开关相连， 波长转换开关也预留一 定的端口用于上下波使用。 当有一个波长需要下波时， 就从对应波长平面预留 的输出端口进入波长转换开关，再从波长转换 开关输出到下波端口； 当有一个 波长需要上载时，从波长转换开关的上波端口 上来， 经波长转换开关送到对应 的波长平面，在对应的波长平面交换到目标维 度去；当有一个波长需要转换时， 从对应的波长平面的预留端口下来到达波长转 换开关， 完成波长转换之后， 交 换到目标波长平面中， 再调度到对应的波长平面。

如上介绍的基于波长平面的光交换方法中，由 于每个波长平面都需要预留 一定的端口做波长上下， 当上下波和波长转换比例较高时，很容易出现 某个波 长需要全上或全下的情况，故每个波长平面都 需要预留足够多的端口， 并且波 长转换开关的端口数量相应也需要很多，如果 用光开关来实现， 目前的业界在 工艺上难以实现， 若每个波长平面预留的端口数较少时又容易造 成丟包。 另外 由于波长平面的端口都是固定用来做光波调度 ，而波长转换开关上的端口也只 能固定用来做上下波和波长转换，因此波长转 换开关的端口太多也容易造成资 源浪费， 并且灵活性差。 发明内容

本发明实施例提供了一种光交换装置，用于实 现上下波和波长转换的端口 共用， 提高端口资源的利用率， 减小丟包率。

为解决上述技术问题， 本发明实施例提供以下技术方案：

第一方面， 本发明实施例提供一种光交换装置， 所述光交换装置包括： 输 入端口组、 输入分配矩阵、 交叉矩阵、 输出分配矩阵和输出端口组， 其中， 所述输入端口组包括多个输入插槽， 所述输入插槽上有多个输入端口， 所 述输入插槽用于输入各个维度的光信号， 或用于输入需要进行上波的光信号， 或用于输入波长转换之后的光信号；

所述输入分配矩阵和所述输入端口组通过光纤 交叉连接的方式连接，所述 输入分配矩阵包括多个第一光开关，所述第一 光开关的输入端口和所述输入插 槽的输入端口连接；

所述交叉矩阵包括多个第二光开关， 所述第二光开关对应一个或多个波 长， 所述第二光开关的输入端口和所述第一光开关 的输出端口连接；

所述输出分配矩阵包括多个第三光开关，所述 第三光开关的输入端口和所 述第二光开关的输出端口连接；

所述输出端口组和所述输出分配矩阵通过光纤 交叉连接的方式连接，所述 输出端口组包括多个输出插槽， 所述输出插槽上有多个输出端口， 所述输出插 槽的输出端口和所述第三光开关的输出端口连 接，所述输出插槽用于输出各个 维度的光信号， 或用于输出需要进行下波的光信号， 或用于输出需要进行波长 转换的光信号。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实 现方式中， 所述输入分配矩 阵和所述输入端口组通过光纤交叉连接的方式 连接， 包括：

所述输入插槽的输入端口分为多个组，将每组 的输入端口分别和所述输入 分配矩阵的各个第一光开关连接，并且多组的 输入端口之间以交错连接的方式 分别与所述输入分配矩阵的各个第一光开关连 接；

所述输出端口组和所述输出分配矩阵通过光纤 交叉连接的方式连接， 包 括：

所述输出插槽的输出端口分为多个组，将每组 的输出端口和所述输出分配 矩阵的各个第三光开关连接，并且多组的输出 端口之间以交错连接的方式分别 与所述输出分配矩阵的各个第三光开关连接。

结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实 现方式中， 所述输入端口组 包括的多个输入插槽分为两种类型： 第一类型输入插槽、 第二类型输入插槽， 所述第一类型输入插槽用于输入需要进行维度 调度的光信号，所述第二类型输 入插槽用于输入需要进行上波的光信号或波长 转换之后的光信号；

所述输出端口组包括的多个输出插槽分为两种 类型： 第一类型输出插槽、 第二类型输出插槽，所述第一类型输出插槽用 于输出需要进行维度调度的光信 号，所述第二类型输出插槽用于输出需要进行 下波的光信号或需要进行波长转 换的光信号。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第 一方面的第三种可能的实现 方式中，所述第二类型输入插槽， 包括： 上波输入插槽和转换输入插槽，其中， 所述上波输入插槽用于输入需要进行上波的光 信号， 所述转换输入插槽， 用于 输入波长转换之后的光信号；

所述第二类型输出插槽， 包括： 下波输出插槽和转换输出插槽， 其中， 所 述下波输入插槽用于输出需要进行下波的光信 号， 所述转换输出插槽， 用于输 出需要进行波长转换的光信号。

结合第一方面或第一方面的第一种可能或第二 种可能或第三种可能的实 现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式 中， 当所述第二光开关对应于 M 个波长时， 所述第二光开关和所述第一光开关通过 M根光纤连接两者之间的 端口， 所述 M为非零自然数。

结合第一方面或第一方面的第一种可能或第二 种可能或第三种可能的实 现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式 中， 所述输入分配矩阵的第一光 开关和所述输出分配矩阵的第三光开关为同一 个光开关，所述第一光开关的输 入端口和第三光开关的输出端口为所述同一个 光开关的输入端口，所述第一光 开关的输出端口和第三光开关的输入端口为所 述同一个光开关的输出端口。

结合第一方面或第一方面的第一种可能或第二 种可能或第三种可能的实 现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式 中， 所述交叉矩阵的多个第二光 开关中每 T个第二光开关合并为一个光开关，所述输入� �配矩阵的多个第一光 开关中每个第一光开关拆分为 T个光开关，拆分后的每个光开关和合并后的� � 个光开关连接， 所述 T为非零自然数。

结合第一方面， 在第一方面的第七种可能的实现方式中，

所述输入端口组包括 N个输入插槽， 每个输入插槽上有 K个输入端口， 其中， 2N/3个输入插槽用于输入各个维度的光信号， N/3个输入插槽用于输入 需要进行上波的光信号或进行波长转换之后的 光信号， 其中， 所述 N和 K都 为非零自然数；

所述输入分配矩阵包括 N个第一光开关， 所述第一光开关的输入端口数 量为 2K个， 所述第一光开关的输出端口数量为 2K个， 每个输入插槽的 2K 个输入端口和所述 N个第一光开关的输入端口连接；

所述交叉矩阵包括 K/3个第二光开关，所述第二光开关的输入端口 数量为 3N个， 所述第二光开关的输出端口数量为 3N个， 每个第二光开关对应 3个 波长， 每个第一光开关的 2K个输出端口和所述 K/3个第二光开关连接；

所述输出分配矩阵包括 N个第三光开关， 所述第三光开关的输入端口数 量为 2K个， 所述第三光开关的输出端口数量为 2K个， 每个第三光开关的 2K 个输入端口和所述 K/3个第二光开关连接；

所述输出端口组包括 N个输出插槽， 每个输出插槽上有 K个输出端口， 每个输出插槽的 K个输出端口和所述 N个第三光开关连接， 2N/3个输出插槽 用于输出各个维度的光信号， N/3个输出插槽用于输出需要进行下波的光信号 或需要进行波长转换的光信号。 结合第一方面的第七种可能的实现方式，在第 一方面的第八种可能的实现 方式中，所述交叉矩阵包括的 K/3个第二光开关中相邻的 2个第二光开关合并 为一个光开关，合并后的每个光开关对应六个 波长， 所述输入分配矩阵包括的 N个第一光开关中每个第一光开关拆分为两个� �开关，拆分后的每个光开关和 合并后的每个光开关连接。

结合第一方面， 在第一方面的第九种可能的实现方式中，

所述输入端口组包括 N个输入插槽， 每个输入插槽上有 K个输入端口， 其中， N/2个输入插槽用于输入各个维度的光信号， N/2个输入插槽用于输入 需要进行上波的光信号或进行波长转换之后的 光信号， 其中， 所述 N和 K都 为非零自然数；

所述输入分配矩阵包括 N个第一光开关， 所述第一光开关的输入端口数 量为 K个， 所述第一光开关的输出端口数量为 K个， 每个输入插槽的 K个输 入端口和所述 N个第一光开关的输入端口连接；

所述交叉矩阵包括 K/2个第二光开关，所述第二光开关的输入端口 数量为 2N个， 所述第二光开关的输出端口数量为 2N个， 每个第二光开关对应 2个 波长， 每个第一光开关的 K个输出端口和所述 K/2个第二光开关连接；

所述输出分配矩阵包括 N个第三光开关， 所述第三光开关的输入端口数 量为 K个， 所述第三光开关的输出端口数量为 K个， 每个第三光开关的 K个 输入端口和所述 K/2个第二光开关连接；

所述输出端口组包括 N个输出插槽， 每个输出插槽上有 K个输出端口， 每个输出插槽的 K个输出端口和所述 N个第三光开关连接， N/2个输出插槽 用于输出各个维度的光信号， N/2个输出插槽用于输出需要进行下波的光信号 或需要进行波长转换的光信号。

结合第一方面，在第一方面的第十种可能的实 现方式中， 所述输入分配矩 阵和所述输入端口组通过光纤交叉连接的方式 连接， 包括：

所述输入端口组包括的 N个输入插槽， 所述 N个输入插槽分别为： 第一 输入插槽、 第二输入插槽 第 N输入插槽， 每个输入插槽上的 K个输入 端口都分为 N组，每个输入插槽上的 N组输入端口分别为： 第一组输入端口、 第二组输入端口 第 N组输入端口， 每组输入端口都包括有 K/N个输入 端口； 所述输入分配矩阵的 N个第一光开关分别为： 第一个第一光开关、 第 二个第一光开关 第 N个第一光开关， 其中， 所述 N和 K都为非零自然 数；

对于所述第一输入插槽，所述第一输入插槽的 第一组输入端口和所述第一 个第一光开关连接，所述第一输入插槽的第二 组输入端口和所述第二个第一光 开关连接， ...， 所述第一输入插槽的第 N组输入端口和所述第 N个第一光开 关连接；

对于所述第二输入插槽，所述第二输入插槽的 第一组输入端口和所述第二 个第一光开关连接，所述第二输入插槽的第二 组输入端口和所述第三个第一光 开关连接， ...， 所述第二输入插槽的第 （N - 1 )组输入端口和所述第 N个第 一光开关连接， 所述第二输入插槽的第 N组输入端口和所述第一个第一光开 关连接；

对于所述第 N输入插槽， 所述第 N输入插槽的第一组输入端口和所述第 N个第一光开关连接， 所述第 N输入插槽的第二组输入端口和所述第一个第 一光开关连接， ...， 所述第二输入插槽的第 （N - 1 )组输入端口和所述第 （N - 2 )个第一光开关连接， 所述第二输入插槽的第 N组输入端口和所述第 （N - 1 )个第一光开关连接。

结合第一方面，在第一方面的第十一种可能的 实现方式中， 所述输出端口 组和所述输出分配矩阵通过光纤交叉连接的方 式连接， 包括：

所述输出端口组包括的 N个输出插槽， 所述 N个输出插槽分别为： 第一 输出插槽、 第二输出插槽 第 N输出插槽， 每个输出插槽上的 K个输出 端口都分为 N组，每个输出插槽上的 N组输出端口分别为： 第一组输出端口、 第二组输出端口 第 N组输出端口， 每组输出端口都包括有 K/N个输出 端口； 所述输出分配矩阵的 N个第三光开关分别为： 第一个第三光开关、 第 二个第三光开关 第 N个第三光开关， 其中， 所述 N和 K都为非零自然 数；

对于所述第一输出插槽，所述第一输出插槽的 第一组输出端口和所述第一 个第三光开关连接，所述第一输出插槽的第二 组输出端口和所述第二个第三光 开关连接， ...， 所述第一输出插槽的第 N组输出端口和所述第 N个第三光开 关连接；

对于所述第二输出插槽，所述第二输出插槽的 第一组输出端口和所述第二 个第三光开关连接，所述第二输出插槽的第二 组输出端口和所述第三个第三光 开关连接， ...， 所述第二输出插槽的第 （N - 1 )组输出端口和所述第 N个第 三光开关连接， 所述第二输出插槽的第 N组输出端口和所述第一个第三光开 关连接； 对于所述第 N输出插槽， 所述第 N输出插槽的第一组输出端口和所述第 N个第三光开关连接， 所述第 N输出插槽的第二组输出端口和所述第一个第 三光开关连接， ...， 所述第二输出插槽的第 （N - 1 )组输出端口和所述第 （N - 2 )个第三光开关连接， 所述第二输出插槽的第 N组输出端口和所述第 （N - 1 )个第三光开关连接。

从以上技术方案可以看出， 本发明实施例具有以下优点：

在本发明实施例中， 光交换装置包括： 输入端口组、 输入分配矩阵、 交叉 矩阵、 输出分配矩阵和输出端口组， 输入端口组包括多个输入插槽， 每个输入 插槽上有多个输入端口，输入分配矩阵包括多 个第一光开关， 第一光开关的输 入端口和输入插槽的输入端口连接， 交叉矩阵包括多个第二光开关， 第一光开 关的输出端口和第二光开关的输入端口连接， 输出分配矩阵包括多个第三光开 关， 第三光开关的输入端口和第二光开关的输出端 口连接，输出端口组包括多 个输出插槽，每个输出插槽上有多个输出端口 ， 输出插槽的输出端口和第三光 开关的输出端口连接。输入端口组对于各个维 度输入的光信号可以传输给输入 分配矩阵， 由输入分配矩阵将光信号传输给交叉矩阵， 交叉矩阵再将光信号传 输给输出分配矩阵，最后到达输出端口组，从 而实现各个维度的光信号的调度， 另外对于需要进行上波的光信号可以通过输入 插槽的输入端口输入到光交装 置中，对于进行波长转换之后的光信号也可以 通过输入插槽的输入端口输入到 光交换装置中，另外需要进行下波的光信号可 以通过输出插槽的输出端口输出 去， 对于需要进行波长转换的光信号也可以通过输 出插槽的输出端口输出去， 从而实现了对光信号的上下波和波长转换。本 发明实施例中每个维度的每个波 长的光信号都可以从输入端口组输入， 到达输出端口组的任何一个输出端口， 并且光信号的维度调度、上下波和波长转换共 享光交换装置的端口，故可以避 免端口资源的浪费， 提高端口资源的利用率， 另外输入分配矩阵、 交叉矩阵、 输出分配矩阵均通过若干个光开关来实现，多 个光开关中都设置输入端口和输 出端口，可以避免单个光开关中端口过多造成 的工艺难度过大而不可能实现的 问题， 灵活性较强。 每个维度的每个波长的光信号都可以从输入端 口组输入， 到达输出端口组的任何一个输出端口， 故光信号在进行维度调度、上下波和波 长转换时总是可以到达输出端口组的任何一个 输出端口， 可以减小丟包率。 附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案 ，下面将对实施例描述中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本发明 的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲， 还可以根据这些附图获得其他的 附图。

图 1为本发明实施例提供的一种光交换装置的组� �结构示意图； 图 2为本发明实施例提供的光交换装置的一种应� �场景示意图； 图 3-a为本发明实施例提供的线路板的组成结构示 意图；

图 3-b为本发明实施例提供的支路板的组成结构示 意图；

图 4为本发明实施例提供的输入分配矩阵和输出� �配矩阵、交叉矩阵的连 接方式方式示意图；

图 5为本发明实施例中另一种光交换装置的组成� �构示意图；

图 6 为本发明实施例提供的输入分配矩阵和输入端 口组之间的分组交错 连接对照图；

图 7-a为本发明实施例提供的光交换装置的下波实 现方式示意图； 图 7-b为本发明实施例提供的光交换装置的上波实 现方式示意图； 图 8为本发明实施例中另一种光交换装置的组成� �构示意图；

图 9为本发明实施例中另一种光交换装置的组成� �构示意图；

图 10为本发明实施例提供的光交换装置的上下波� ��现方式示意图。 具体实施方式

本发明实施例提供了一种光交换装置，用于实 现上下波和波长转换的端口 共用， 提高端口资源的利用率， 减小丟包率。

为使得本发明的发明目的、 特征、 优点能够更加的明显和易懂， 下面将结 合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中 的技术方案进行清楚、 完整地描 述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明 一部分实施例，而非全部实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域的技术人员所获得的所有其他实施例， 都属于 本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的 术语 "第一"、 "第二"等是 用于区别类似的对象， 而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该 理解这样 使用的术语在适当情况下可以互换，这仅仅是 描述本发明的实施例中对相同属 性的对象在描述时所釆用的区分方式。 此外， 术语 "包括" 和 "具有" 以及他 们的任何变形， 意图在于覆盖不排他的包含， 以便包含一系列单元的过程、 方 法、 系统、 产品或设备不必限于那些单元， 而是可包括没有清楚地列出的或对 于这些过程、 方法、 产品或设备固有的其它单元。

以下分别进行详细说明。

本发明光交换装置的一个实施例， 请参阅如图 1所示， 该光交换装置 100 可包括： 输入端口组 101、 输入分配矩阵 102、 交叉矩阵 103、 输出分配矩阵 104和输出端口组 105， 其中，

输入端口组 101包括多个输入插槽， 上述输入插槽上有多个输入端口， 上 述输入插槽用于输入各个维度的光信号， 或用于输入需要进行上波的光信号， 或用于输入进行波长转换之后的光信号；

输入分配矩阵 102和输入端口组 101通过光纤交叉连接的方式连接，上述 输入分配矩阵 102包括多个第一光开关，第一光开关的输入端 口和上述输入插 槽的输入端口连接；

交叉矩阵 103包括多个第二光开关， 第二光开关对应一个或多个波长， 上 述第二光开关的输入端口和上述第一光开关的 输出端口连接；

输出分配矩阵 104包括多个第三光开关，上述第三光开关的输 入端口和上 述第二光开关的输出端口连接；

输出端口组 105和输出分配矩阵 104通过光纤交叉连接的方式连接，输出 端口组 105包括多个输出插槽， 上述输出插槽上有多个输出端口， 上述输出插 槽的输出端口和上述第三光开关的输出端口连 接，上述输出插槽用于输出各个 维度的光信号， 或用于输出需要进行下波的光信号， 或用于输出需要进行波长 转换的光信号。

在本发明实施例中，输入端口组和外界光信号 输入设备相连接，输入端口 组接收外界光信号输入设备输入的光信号，其 中外界光信号输入设备具体可以 指的是与光交换装置处于同一个光传输网络的 上一节点设备，上一节点设备将 光信号传输给本发明实施例提供的光交换装置 ，光交换装置的输入端口组从上 一节点设备接收到各个维度的光信号，另外外 界光信号输入设备还可以指的是 与光交换装置连接的波长汇聚转换板，波长汇 聚转换板对光信号的上下波和波 长转换时， 具体的， 波长汇聚转换板将需要进行上波的光信号输入 到光交换装 置，并且波长汇聚转换板在对光信号进行波长 转换之后还可以将光信号输入到 光交换装置中， 波长汇聚转换板和本发明实施例提供的光交换 装置相连接， 波 长汇聚转换板用于完成上下波和波长转换的功 能， 当本地光信号需要上波时， 可以经过波长汇聚转换板通过光交换装置的输 入端口组上波到光交换装置中， 光交换装置对于需要进行下波的光信号从输出 端口组输出给光交换装置，波长 汇聚转换板可以将下波后的光信号下载到本地 ， 另外，从光交换装置下载下来 的光信号，还可以直接在波长汇聚转换板中进 行波长转换， 然后再将转换过波 长后的光信号直接通过光交换装置的输入端口 组上波到光交换装置中。

举例说明如下，请参阅如图 2所示， 为本发明实施例提供的光交换装置的 一种应用场景示意图， 假设在深圳有一个光交换装置， 用于调度广州、 武汉、 北京、 深圳共四个地区的光信号， 来自武汉和到武汉区的光信号称为维度 1， 来自北京和到北京区的光信号称为维度 2， 来自广州和到广州区的信号称为维 度 3， 则每个维度可以有多个波长的光信号， 并且不同维度的光信号波长可以 相同也可以不同，来自深圳本地的光信号可以 直接从深圳本地路由器通过光交 换装置的输入端口组上波到光交换装置， 实现对光信号的上波， 需要到深圳的 光信号从光交换装置的输出端口组下波到深圳 本地路由器，实现对光信号的下 波。 光交换装置可以对各个维度的光信号进行维度 调度， 光交换装置还可以将 光信号输入到波长汇聚转换板，由波长汇聚转 换板对光信号进行上下波和波长 转换，由于光交换装置中每个维度的每个波长 的光信号都可以从输入端口组输 入， 到达输出端口组的任何一个输出端口， 光信号的维度调度、 上下波和波长 转换共享光交换装置的端口，故可以避免端口 资源的浪费，提高端口资源的利 用率。 以输入端口组为例， 这里共享光交换装置的端口指的是输入多个维 度进 行维度调度的光信号、需要进行上波的光信号 以及进行波长转换之后的光信号 都可以共用输入端口组的多个输入端口，而并 需要局限于为每个波长平面分配 专用的端口， 从而提高了本发明实施例中光交换装置的端口 资源利用率。

需要说明的是， 每个维度都有多个波长的光信号， 如果维度 1 的波长 1 的光信号要调度到维度 3上， 维度 2的波长 1的光信号也调度到维度 3上， 维 度 1和维度 2的波长都是波长 1的光信号就会发生冲突，因为两个带有信号� � 波长 1的光信号若直接调度到维度 3上， 则两个光信号就会合到一起， 维度 3 上面的光信号就都没有了，所以需要先把维度 2的波长 1的光信号从光交换装 置里面调出来， 然后进行波长转换， 转到波长 2上面去， 然后在上波到光交换 装置中， 然后再调到维度 3上，如此在进行光信号的维度调度时就需要� �光信 号进行波长转换。

需要说明的是， 在本发明实施例中， 光交换装置中设置有多个插槽， 用于 连接与光交换装置处于同一个光传输网络的上 一节点设备，或连接波长汇聚转 换板， 因光交换装置中设置的插槽用于输入端口组和 输出端口组的不同，将插 槽分别定义为输入插槽和输出插槽， 其中， 输入插槽属于输入端口组， 输出插 槽属于输出端口组， 并且本发明实施例中端口指的是关开关的传输 光口， 并且 为了便于描述，也根据端口所用于的功能不同 将端口分别定义为输入端口和输 出端口。

在本发明的一些实施例中，输入端口组包括多 个输入插槽， 其中每个输入 插槽上都设置有多个输入端口，通常每个输入 插槽上设置的输入端口数量会大 于或等于各个光信号的所有波长总数，例如外 界光信号输入设备输入给光交换 装置的共有 20种波长不同的光信号， 则在每个输入插槽中设置的输入端口数 量通常需要 20个输入端口，或者 20个以上的输入端口，但是为了不造成端口 资源的浪费，每个输入插槽中设置的输入端口 数量能够保证所有波长不同的光 信号都可以输入到输入端口中即可。

在本发明的一些实施例中，输入端口组中包括 的多个输入插槽，有的输入 插槽中输入的光信号是用于维度调度的，有的 输入插槽中输入的光信号是需要 进行上波的光信号和进行波长转换之后的光信 号，其中可以根据所有维度的所 有光信号中需要进行上下波和波长转换的比例 来分配哪些输入插槽用于输入 进行维度调度的光信号、哪些输入插槽用于输 入进行光信号的上波和进行波长 转换之后的光信号，其中所有光信号中需要进 行上下波和波长转换的比例指的 是需要进行上波的光信号、需要进行下波的光 信号以及需要进行波长转换的光 信号占光交换装置中的所有光信号的比例大小 。在本发明的一些实施例中，输 入端口组中的所有输入插槽可以分为两类： 第一类型输入插槽、第二类型输入 插槽， 其中， 第一类型输入插槽用于输入需要进行维度调度 的光信号， 第二类 型输入插槽用于输入需要进行上波的光信号或 波长转换之后的光信号。对于第 一类型输入插槽可以插入线路板以输入对需要 进行维度调度光信号，对于第二 类型输入插槽可以插入支路板，以输入需要进 行上波的光信号或波长转换之后 的光信号， 其中光信号的上下波和波长转换是在波长汇聚 转换板中进行的， 当 然光信号的上下波和波长转换也可在专用的光 信号处理设备中实现。

具体的， 在本发明的一些实施例中， 对于第二类型输入插槽， 具体可以指 两种类型的输入插槽， 其中， 第二类型输入插槽， 包括： 上波输入插槽和转换 输入插槽， 其中， 上波输入插槽用于输入需要进行上波的光信号 ， 转换输入插 槽， 用于输入波长转换之后的光信号。 也就是说， 可以为输入插槽配置为传输 特定类型的光信号， 具体实现方式可以由第二类型输入插槽来实现 ， 可以由上 波输入插槽和转换输入插槽来分别实现， 此处仅作说明。

举例说明， 对于输入插槽中输入的光信号，每一个维度的 光信号对应有一 个线路板， 一个线路板包括一个多路复用器 （MUX ) 和一个多路解复用器 ( DEMUX )，如图 3-a所示，为本发明实施例提供的线路板的组成 结构示意图， 需要说明的是， 图中所示的线路板没有画出放大器等中继器件 。 另外对于输入 插槽用于输入各个维度的光信号， 或输入需要进行上波的光信号， 或输入波长 转换之后的光信号，每个维度分别对应有一个 支路板， 支路板可以将光开关的 端口引到外面的本地路由器上， 如图 3-b所示， 为本发明实施例提供的支路板 的组成结构示意图， 其中， 图中所示的支路板没有画出放大器等中继器件 ， 光 信号的上波、 下波、 波长转换都需要通过该支路板输出或输入。

例如， 对于输入插槽中输入的光信号， 如果每个维度的光信号都包括有 40个波长的光信号， 那么线路板中就需要 MUX和 DEMUX各 40个端口， 所 以输入端口组中的每个输入插槽的槽位就是 80个端口， 线路板插进去到输入 插槽中刚好能匹配上。 如果每个维度的光信号都包括有 80个波长的光信号， 那么线路板中就需要 MUX和 DEMUX各 80个端口。 支路板为了能够适配槽 位， 通常也做成和线路板一样的端口数， 每个线路板占一个输入插槽的槽位， 每个支路板占一个输入插槽的槽位。 在本发明实施例中，输入分配矩阵包括多个第 一光开关， 第一光开关的输 入端口和输入插槽的输入端口连接，输入分配 矩阵和输入端口组通过光纤交叉 连接的方式连接。其中输入分配矩阵包括有多 个光开关， 为了区分输入分配矩 阵中包括的光开关、交叉矩阵中包括的光开关 、输出分配矩阵中包括的光开关， 对光开关的命名方式进行区分定义，将输入分 配矩阵包括的光开关定义为 "第 一光开关"， 将交叉矩阵包括的关开关定义为 "第二光开关"， 将输出分配矩阵 包括的光开关定义为 "第三关开关"。

对于本发明实施例中提供的光开关，通常具有 输入端口和输出端口，任意 输入端口输入的光信号可以从任意的输出端口 输出，并且若干个光开关集成在 一个器件或模块中， 称之为光开关阵列。 不同波长的光信号混合在一起从输入 端口中输入， 关开关可以选择某几个波长从一个输出端口输 出， 另几个波长从 其它的输出端口输出。

需要说明的是，在本发明实施例中， 输入分配矩阵和输入端口组通过光纤 交叉连接的方式连接，其中输入分配矩阵和输 入端口组之间的连接方式是光纤 交叉连接，指的是输入端口组中的每个输入插 槽分别和输入分配矩阵中的每个 第一光开关都通过光纤连接， 例如， 输入端口组中包括有输入插槽 1、 输入插 槽 2、 输入插槽 3， 则输入插槽 1和输入分配矩阵中的每个第一光开光都通过 光纤连接， 则输入插槽 2 和输入分配矩阵中的每个第一光开光都通过光 纤连 接， 则输入插槽 3和输入分配矩阵中的每个第一光开光都通过� �纤连接。

在本发明的一些实施例中，输入分配矩阵和输 入端口组通过光纤交叉连接 的方式连接， 具体可以包括： 输入插槽的输入端口分为多个组， 将每组的输入 端口分别和输入分配矩阵的各个第一光开关连 接，并且多组的输入端口之间以 交错连接的方式分别与输入分配矩阵的各个第 一光开关连接。通常可以将每个 输入插槽的所有输入端口大致均分为多个组， 并且分组后的每一组输入端口都 和输入分配矩阵的各个第一光开关分别连接， 其中输入端口组包括的每个输入 插槽都按照前述的输入插槽与各个第一光开关 的连接方式与输入分配矩阵的 各个第一光开关进行连接。通过如上的输入插 槽与各个第一光开关的连接方式 可以保证每个输入插槽输入的各个波长的光信 号可以传输到输入分配矩阵的 每一个第一光开关的各个输入端口。其中，每 组的输入端口分别与输入分配矩 阵的各个第一光开关以交错连接的方式连接， 该交错连接可以指的是各个组的 输入端口和输入分配矩阵的各个第一光开关连 接时各个组的输入端口之间是 相互交错的， 具体可以参阅本发明实施例中后续实施例的说 明以及附图。

另外，输出端口组和输出分配矩阵通过光纤交 叉连接的方式连接， 可以包 括： 输出插槽的输出端口分为多个组，将每组的输 出端口和输出分配矩阵的各 个第三光开关连接，并且多组的输出端口之间 以交错连接的方式分别与所述输 出分配矩阵的第三光开关连接。输出端口组和 输出分配矩阵之间的光纤交叉连 接的方式与前述的输入端口和输入分配矩阵之 间的光纤交叉连接的方式相类 似。

在本发明实施例中，输入分配矩阵和输入端口 组连接， 并且输入分配矩阵 还和交叉矩阵连接， 交叉矩阵包括多个第二光开关， 其中交叉矩阵中包括有多 个光开关， 为了和前述的输入分配矩阵中包括的光开关相 区分，将交叉矩阵中 包括的光开关定义为第二光开关， 并且每个第二光开关都对应一个或多个波 长， 第二光开关的输入端口和输入分配矩阵的第一 光开关的输出端口连接，假 设共有 100个波长分别为 、 λ ₂ 、 ...λ _1(Μ) ， 交叉矩阵中包括有 20个第二光开关， 则将 100个波长均分为 20组，每组有 5个波长， 由于交叉矩阵包括有 20个第 二光开关， 则每个第二光开关对应 5个波长， 具体为第一个第二光开关对应的 波长 、 λ ₂ 、 ...λ ₅ ， 第二个第二光开关对应的波长 λ ₆ 、 λ ₇ 、 ...λ ₁₀ , 第三个第二 光开关对应的波长 λ ₁₁ λ ₁₂ 、 ...λ ₁₅ ， ...， 第二十个第二光开关对应的波长 λ ₉₆ 、 λ ₉₇ 、 ... 。。， 另外每个第二光开关对应哪 5个波长可以根据具体的应用场景灵 活设定， 此处不做限定。

在本发明的一些实施例中， 当第二光开关对应于 Μ个波长时， 第二光开 关和第一光开关通过 Μ根光纤连接两者之间的端口，其中， Μ为非零自然数。 例如，每一个第二光开关对应于 5个波长时，每个第二光开关和每个第一光开 关之间可以通过 5根光纤连接两者之间的端口。

在本发明实施例中， 交叉矩阵和输入分配矩阵相连接， 并且交叉矩阵和输 出分配矩阵相连接，输出分配矩阵包括有多个 第三光开关， 其中输出分配矩阵 中包括有多个光开关， 为了和前述的输入分配矩阵中包括的光开关、 交叉矩阵 中包括的光开关相区分， 将输出分配矩阵中包括的光开关定义为第三光 开关， 则交叉矩阵包括的第二光开关的输入端口和第 一光开关的输出端口连接，交叉 矩阵包括的第二光开关的输出端口和第三光开 关的输入端口连接。交叉矩阵和 输出分配矩阵的连接方式与前述的交叉矩阵和 输入分配矩阵的连接方式相类 似， 此处不再赘述。

在本发明实施例中，光交换装置中输出端口组 和输出分配矩阵通过光纤交 叉连接的方式连接，输出端口组包括多个输出 插槽，输出插槽上有多个输出端 口，输出插槽的输出端口和第三光开关的输出 端口连接，输出插槽用于输出各 个维度的光信号， 或用于输出需要进行下波的光信号， 或用于输出需要进行波 长转换的光信号。输出插槽构成的输出端口组 用于连接与光交换装置处于同一 个光传输网络的下一节点设备， 或连接波长汇聚转换板。通常每个输出插槽上 设置的输出端口数量会大于或等于各个光信号 的所有波长总数，例如外界光信 号输入设备输入给光交换装置的共有 20种波长不同的光信号， 则在每个输出 插槽中设置的输出端口数量通常需要 20个输出端口，或者 20个以上的输出端 口，但是为了不造成端口资源的浪费，每个输 出插槽中设置的输出端口数量能 够保证所有波长不同的光信号都可以输出到输 出端口中即可。

在本发明的一些实施例中，输出端口组中包括 的多个输出插槽，有的输出 插槽用于输出需要进行维度调度的光信号，有 的输出插槽用于输出需要进行下 波的光信号或输出需要进行波长转换的光信号 ，其中可以根据所有维度的所有 光信号中需要进行上下波和波长转换的比例来 分配哪些输出插槽输出维度调 度后的光信号、哪些输出插槽输出上下波和波 长转换后的光信号。在本发明的 一些实施例中，输出端口组中的所有输出插槽 可以分为两类： 第一类型输出插 槽、 第二类型输出插槽， 其中， 第一类型输出插槽用于输出需要进行维度调度 的光信号，第二类型输出插槽用于输出需要进 行下波的光信号或需要进行波长 转换的光信号。对于第一类型输出插槽可以插 入线路板以输出需要进行维度调 度的光信号，对于第二类型输出插槽可以插入 支路板以输出需要进行下波的光 信号或需要进行波长转换的光信号。对输出插 槽中插入的线路板和支路板的说 明， 可以参阅前述图 3-a和图 3-b中的说明。

具体的， 在本发明的一些实施例中， 对于第二类型输出插槽， 具体可以指 两种类型的输出插槽， 其中， 第二类型输出插槽， 包括： 下波输出插槽和转换 输出插槽， 其中， 下波输入插槽用于输出需要进行下波的光信号 ， 转换输出插 槽， 用于输出需要进行波长转换的光信号。 也就是说， 可以为输出插槽配置为 传输特定类型的光信号， 具体实现方式可以由第二类型输出插槽来实现 ， 可以 由下波输出插槽和转换输出插槽来分别实现， 此处仅作说明。

在本发明实施例中， 上下波和波长转换、 维度调度可以共用光交换装置中 的各个输入端口和输出端口，通过输入端口组 中的输入端口输入的每个维度的 每个波长的光信号都可以到达任何一个输出端 口组的任何一个输出端口，这样 就可以保证输入插槽和输出插槽上的端口的利 用率最高。本发明实施例中使用 了三级的光开关， 分别定义为第一光开关、 第二光开关、 第三光开关， 其中将 多个第一光开关的组合定义为输入分配矩阵， 将多个第三光开关的组合定义为 输出分配矩阵，将多个第二光开关的组合定义 为交叉矩阵， 两边的输入分配矩 阵和输出分配矩阵的端口将线路板和支路板的 端口全部重排。如果某个波长的 光信号在前一时刻是调度到其他维度， 下一时刻是下波 (上波)或波长转换， 则 这个切换过程主要通过输入分配矩阵和输出分 配矩阵完成。中间一级为交叉矩 阵， 用于光信号的维度之间的调度， 例如维度 1的波长 1的光信号要到调度到 维度 2的波长 1上去， 就在中间的交叉矩阵完成， 另外在某些分配矩阵上下波 负荷已满的情况下， 也可以通过交叉矩阵分流。

需要说明的是，在本发明的一些实施例中，输 入分配矩阵和输出分配矩阵 具体可以通过唯一的一个分配矩阵来实现，即 本发明实施例中光交换装置可以 包括输入端口组、 分配矩阵、 交叉矩阵、 输出端口组， 其中分配矩阵可以同时 实现输入分配矩阵和输出分配矩阵的功能，输 入端口组和分配矩阵通过光纤交 叉连接的方式连接， 分配矩阵和交叉矩阵连接， 并且分配矩阵和输出端口组通 过光纤交叉连接的方式连接。从光开关组合的 角度来看， 输入分配矩阵和输出 分配矩阵具体可以通过一个分配矩阵来实现， 但是从光开关的角度来看，输入 分配矩阵的第一光开关和输出分配矩阵的第三 光开关为同一个光开关，第一光 开关的输入端口和第三光开关的输出端口为同 一个光开关的输入端口，第一光 开关的输出端口和第三光开关的输入端口为同 一个光开关的输出端口。

举例说明如下，请参阅如图 4所示， 为本发明实施例提供的输入分配矩阵 和输出分配矩阵、 交叉矩阵的连接方式方式示意图， 其中， 输入分配矩阵和输 出分配矩阵为同一个分配矩阵， 以分配矩阵中包括有两个关开关为例进行说 明， 为了便于作图说明分配矩阵和交叉矩阵之间的 连接方式，在图 4中仍将分 配矩阵拆分为输入分配矩阵和输出分配矩阵来 描述， 用 " 1/2" 表示输入分配 矩阵， 用 "2/2" 表示输出分配矩阵， "1/2" 和 "2/2" 合起来表示一个分配矩 阵， 其中线路板和支路板插入到输入端口组、 输出端口组上， 输入分配矩阵和 线路板、 交叉矩阵连接， 交叉矩阵和输出分配矩阵连接， 输出分配矩阵和支路 板连接。

在本发明的一些实施例中，交叉矩阵的多个第 二光开关中每 T个第二光开 关合并为一个光开关，输入分配矩阵的多个第 一光开关中每个第一光开关拆分 非零自然数。 也就是说， 本发明实施例中， 为了降低输入分配矩阵中光开关的 规模， 可以将交叉矩阵中的第二光开关进行合并，将 输入分配矩阵中的第一光 开关进行拆分，其中合并的含义为多个小的光 开关的功能由一个大的光开关实 现， 拆分的含义为一个大的光开关的功能由若干个 小的光开关来实现， 以 T 为 2为例， 可以将交叉矩阵中每 2个第二光开关合并为一个光开关，将输入分 配矩阵中每个第一光开关拆分为 2个光开关，则拆分后的每个光开关和合并后 的每个光开关相连接，通过对输入分配矩阵中 第一光开关的拆分， 可以降低输 入分配矩阵的光开关规模， 从而可以进一步的降低使用大规模光开关的成 本。

通过如上对本发明实施例的说明可知， 光交换装置包括： 输入端口组、 输 入分配矩阵、 交叉矩阵、 输出分配矩阵和输出端口组， 输入端口组包括多个输 入插槽，每个输入插槽上有多个输入端口，输 入分配矩阵包括多个第一光开关， 第一光开关的输入端口和输入插槽的输入端口 连接，交叉矩阵包括多个第二光 开关， 第一光开关的输出端口和第二光开关的输入端 口连接，输出分配矩阵包 括多个第三光开关， 第三光开关的输入端口和第二光开关的输出端 口连接，输 出端口组包括多个输出插槽，每个输出插槽上 有多个输出端口，输出插槽的输 出端口和第三光开关的输出端口连接。输入端 口组对于各个维度输入的光信号 可以传输给输入分配矩阵， 由输入分配矩阵将光信号传输给交叉矩阵， 交叉矩 阵再将光信号传输给输出分配矩阵， 最后到达输出端口组，从而实现各个维度 的光信号的调度，另外对于需要进行上波的光 信号可以通过输入插槽的输入端 口输入到光交装置中，对于进行波长转换之后 的光信号也可以通过输入插槽的 输入端口输入到光交换装置中，另外需要进行 下波的光信号可以通过输出插槽 的输出端口输出去，对于需要进行波长转换的 光信号也可以通过输出插槽的输 出端口输出去，从而实现了对光信号的上下波 和波长转换。本发明实施例中每 个维度的每个波长的光信号都可以从输入端口 组输入，到达输出端口组的任何 一个输出端口， 并且光信号的维度调度、上下波和波长转换共 享光交换装置的 端口， 故可以避免端口资源的浪费， 提高端口资源的利用率， 另外输入分配矩 阵、 交叉矩阵、 输出分配矩阵均通过若干个光开关来实现， 多个光开关中都设 置输入端口和输出端口，可以避免单个光开关 中端口过多造成的工艺难度过大 而不可能实现的问题， 灵活性较强。每个维度的每个波长的光信号都 可以从输 入端口组输入， 到达输出端口组的任何一个输出端口，故光信 号在进行维度调 度、上下波和波长转换时总是可以到达输出端 口组的任何一个输出端口， 减小 丟包率。在光交换系统节点中， 不同维度的光信号可以共用光交换装置的上下 波端口。 为便于更好的理解和实施本发明实施例的上述 方案，下面举例相应的应用 场景来进行具体说明。

请参阅如图 5所示，为本发明实施例中另一种光交换装置� �组成结构示意 图， 其中，

输入端口组包括 N个输入插槽， 每个输入插槽上有 K个输入端口， 其中， 2N/3个输入插槽用于输入各个维度的光信号， N/3个输入插槽用于输入需要进 行上波的光信号或进行波长转换之后的光信号 ， 其中， 所述 N和 K都为非零 自然数；

输入分配矩阵包括 N个第一光开关，第一光开关的输入端口数量� � 2K个， 第一光开关的输出端口数量为 2K个， 每个输入插槽的 2K个输入端口和 N个 第一光开关的输入端口连接；

交叉矩阵包括 K/3个第二光开关， 第二光开关的输入端口数量为 3N个， 第二光开关的输出端口数量为 3N个， 每个第二光开关对应 3个波长， 每个第 一光开关的 2K个输出端口和 K/3个第二光开关连接；

输出分配矩阵包括 N个第三光开关，第三光开关的输入端口数量� � 2K个， 第三光开关的输出端口数量为 2K个，每个第三光开关的 2K个输入端口和 K/3 个第二光开关连接；

输出端口组包括 N个输出插槽， 每个输出插槽上有 K个输出端口， 每个 输出插槽的 K个输出端口和 N个第三光开关连接， 2N/3个输出插槽用于输出 各个维度的光信号， N/3个输出插槽用于输出需要进行下波的光信号 或需要进 行波长转换的光信号。

其中， 对于输入端口组中包括的 N个输入插槽， 每个输入插槽都有 K个 槽位， 每个槽位对应一个输入端口， 则每个输入插槽上有 K个输入端口， 当 上下波和波长转换的最大比例为 50%时，输入插槽上插入的线路板数量小于槽 位数量的 2/3， 本发明实施例可以实现所有的维度所有波长的 光信号都可以使 用全部的上下波和波长转换端口， 图 5中以 2/3的槽位插入线路板， 剩余槽位 全部插入支路板为例。

在本发明的一些实施例中，输入分配矩阵和输 入端口组通过光纤交叉连接 的方式连接， 具体为： 输入端口组包括的 N个输入插槽分别为： 第一输入插 槽、 第二输入插槽 第 N输入插槽， 每个输入插槽上的 K个输入端口都 分为 N组， 每个输入插槽上的 N组输入端口分别为： 第一组输入端口、 第二 组输入端口 第 N组输入端口， 每组输入端口都包括有 K/N个输入端口； 输入分配矩阵的 N个第一光开关分别为： 第一个第一光开关、 第二个第一光 开关 第 N个第一光开关， 其中，

对于第一输入插槽，第一输入插槽的第一组输 入端口和第一个第一光开关 连接， 第一输入插槽的第二组输入端口和第二个第一 光开关连接， ...， 第一输 入插槽的第 N组输入端口和第 N个第一光开关连接；

对于第二输入插槽，第二输入插槽的第一组输 入端口和第二个第一光开关 连接， 第二输入插槽的第二组输入端口和第三个第一 光开关连接， ...， 第二输 入插槽的第 （N - 1 )组输入端口和第 N个第一光开关连接， 第二输入插槽的 第 N组输入端口和第一个第一光开关连接； 对于第 N输入插槽， 第 N输入插槽的第一组输入端口和第 N个第一光开 关连接， 第 N输入插槽的第二组输入端口和第一个第一光� �关连接， ...， 第 二输入插槽的第 （N - 1 )组输入端口和第 （N - 2 )个第一光开关连接， 第二 输入插槽的第 N组输入端口和第 （N - 1 )个第一光开关连接。

输入分配矩阵和输入端口组通过如上说明的分 组交错连接的方式相连接， 可以保证输入分配矩阵的每一个第一光开关的 输入波长都不相同，为了更简洁 的说明输入分配矩阵和输入端口组之间的分组 交错连接，请参阅如图 6所示的 输入分配矩阵和输入端口组之间的分组交错连 接对照图， 其中， 图 6中横轴表示的是输入分配矩阵包括的 N个第一光开关， 其中， 横轴 中 "1" 表示第一个第一光开关， "2" 表示第二个第一光开关， ...， "N" 表示 第 N个第一光开关， 图 6中纵轴表示的是输入端口组包括的 N个输入插槽， 其中， 纵轴中 "1" 表示第一输入插槽， "2" 表示第二输入插槽， ...， "N" 表 示第 N输入插槽， 图 6中纵轴以右的内容表示的是每个输入插槽上� � N组输 入端口， 例如， 对于纵轴第一输入插槽 "Γ 的行， 分别用 "1" 表示第一组输 入端口， "2" 表示第二组输入端口， ...， "N" 表示第 N组输入端口， 对于纵 轴第二输入插槽 "2" 等行右边表示的含义相类似， 例如， 对于纵轴第三输入 插槽 "3" 的行， 分别用 "N-1" 表示第 （N-1 )组输入端口， "N" 表示第 N组 输入端口， ...， "N-2" 表示第 （ N-2 )组输入端口。

需要说明的是，在图 6所示的光交换装置中，对于输入分配矩阵包� �的光 开关（即第一光开关）共有 N个， 分别为光开关 1、 光开关 2 光开关 N， 对于输出分配矩阵包括的光开关（即第三光开 关）共有 N个，分别为光开关 1、 光开关 2 光开关 N， 交叉矩阵共包括有 K/3个光开关（即第二光开关）， 分别为光开关 1、 光开关 2 光开关 K/3， 每个光开关对应 3个波长， 其 中光开关 1对应的波长为 、 λ _{1+ κ/3} 、 λ _{1+ 2Κ/3} ，光开关 2对应的波长为 λ ₂ 、 λ _{2+ κ/3} 、 λ _{2+ 2} Κ/3， ...， 光开关 K/3对应的波长为 λκ/ ₃ 、 λ _2Κ/3 、 λΐο

在图 6中，输入分配矩阵和输出分配矩阵使用同一� �光开关来实现，共包 含 Ν个光开关， 每个光开关的规模均为 2k*2k， 其中 N个光开关中每个光开 关有一半的端口属于输入分配矩阵， N个光开关中每个光开关有一半的端口属 于输出分配矩阵。

在本发明的一些实施例中，输出端口组和输出 分配矩阵通过光纤交叉连接 的方式连接， 具体可以包括：

所述输出端口组包括的 N个输出插槽， 所述 N个输出插槽分别为： 第一 输出插槽、 第二输出插槽 第 N输出插槽， 每个输出插槽上的 K个输出 端口都分为 N组，每个输出插槽上的 N组输出端口分别为： 第一组输出端口、 第二组输出端口 第 N组输出端口， 每组输出端口都包括有 K/N个输出 端口； 所述输出分配矩阵的 N个第三光开关分别为： 第一个第三光开关、 第 二个第三光开关 第 N个第三光开关， 其中， 所述 N和 K都为非零自然 数； 对于所述第一输出插槽，所述第一输出插槽的 第一组输出端口和所述第一 个第三光开关连接，所述第一输出插槽的第二 组输出端口和所述第二个第三光 开关连接， ...， 所述第一输出插槽的第 N组输出端口和所述第 N个第三光开 关连接；

对于所述第二输出插槽，所述第二输出插槽的 第一组输出端口和所述第二 个第三光开关连接，所述第二输出插槽的第二 组输出端口和所述第三个第三光 开关连接， ...， 所述第二输出插槽的第 （N - 1 )组输出端口和所述第 N个第 三光开关连接， 所述第二输出插槽的第 N组输出端口和所述第一个第三光开 关连接；

...

对于所述第 N输出插槽， 所述第 N输出插槽的第一组输出端口和所述第 N个第三光开关连接， 所述第 N输出插槽的第二组输出端口和所述第一个第 三光开关连接， ...， 所述第二输出插槽的第 （N - 1 )组输出端口和所述第 （N - 2 )个第三光开关连接， 所述第二输出插槽的第 N组输出端口和所述第 （N - 1 )个第三光开关连接。

需要说明的是，输出端口组和输出分配矩阵通 过光纤交叉连接的方式连接 与前述的输入分配矩阵和输入端口组通过光纤 交叉连接的方式连接相类似，举 例说明也可参阅前述图 6所示的实施例， 不同之处在于图 6中以输入端口、输 入分配矩阵为例， 此处举例可以为输出端口、 输出分配矩阵， 此处不再赘述。

在本发明实施例中，输入分配矩阵和交叉矩阵 的连接方式为： 输入分配矩 阵的每个光开关有 K个输出端口， 分别连接到交叉矩阵的 K/3个光开关上。 输入分配矩阵的每个光开关和交叉矩阵的每个 光开关有 3个端口相连。输出分 配矩阵与交叉矩阵的连接方式和输入分配矩阵 与交叉矩阵的连接方式相同。输 出端口组与输出分配矩阵的光纤连接方式和输 入端口组与输入分配矩阵的连 接方式相同。

本发明实施例中提供的光交换装置，支路板的 波长上下和波长转换的端口 被均分到输入分配和输出分配矩阵的光开关中 。 此时每个光开关中都有 2/3的 端口分配给来自线路板的各个波长信道， 剩余 1/3的端口分配来自支路板的上 下波和波长转换功能。

接下来对本发明实施例提供的光交换装置的上 下波过程进行说明，请参阅 如图 7-a所示， 为本发明实施例提供的光交换装置的下波实现 方式示意图。 由 于输入分配矩阵和输出分配矩阵的光开关是共 用的同一个组光开关，在对光信 号进行下波时， 可以直接跳过中间的交叉矩阵， 直接从输入分配矩阵调到输出 分配矩阵的下波端口， 如图 7-a中的虚线所示。 如果对应的输出分配矩阵的光 开关内的下波端口已经用完，则通过中间的交 叉矩阵调度到其他输出分配矩阵 的光开关进行下波， 如图 7-a中实线所示。 光交换装置在收到下波请求时， 优 先从图 7-a中虚线表示的下波通道对光信号进行下波， 通过实线所示的下波路 径， 实现了任何维度的任何一个波长的光信号都可 以从任意一个下波端口下 载。 当某个输入分配矩阵内的光开关需要全部下波 时，一半的光信号可以通过 虚线所示的路径下波， 另一半光信号可以通过实线所示的路径下波。

请参阅如图 7-b所示， 为本发明实施例提供的光交换装置的上波实现 方式 示意图。 由于输入分配矩阵和输出分配矩阵的光开关是 共用的同一个组光开 关， 在对光信号进行上波时， 可以直接跳过中间的交叉矩阵， 直接从输出分配 矩阵调到输入分配矩阵的上波端口， 如图 7-b中的虚线所示。 如果对应的输入 分配矩阵的光开关内的上波端口已经用完，则 通过中间的交叉矩阵调度到其他 输入分配矩阵的光开关进行上波， 如图 7-b中实线所示。 光交换装置在收到上 波请求时， 优先从图 7-b中虚线表示的上波通道对光信号进行上波， 通过实线 所示的上波路径，实现了任何维度的任何一个 波长的光信号都可以从任意一个 上波端口上载。 当某个输出分配矩阵内的光开关需要全部上波 时， 一半的光信 号可以通过虚线所示的路径上波， 另一半光信号可以通过实线所示的路径上 波。

当需要波长转换时， 可以通过图 7-a中的某种路径下波， 在波长转换板转 换后， 通过图 7-b中的某种路径上载。

需要说明的是，本发明实施例中可以根据节点 上下波和波长转换比例对线 路板和支路板的比例进行动态调整。 当上下波比例较高时， 可以增加支路板的 比例。 以 8个维度 96波的系统 50%上下波为例， 8*96* ( 1+50% ) =1152， 若 釆用现有技术的方式需要一个 1152* 1152的全交叉光开关，这个目前在业界的 工艺上无法实现。 但通过本发明实施例提供的方案， 只需要最大规模为 192* 192的光开关就可以实现， 而这种规模的光开关在业界已经有产品可以实 现。 当上下波和波长转换的最大比例为 50%时，请参阅如图 8所示，为本发明 实施例中另一种光交换装置的组成结构示意图 ， 其中， 交叉矩阵包括的 K/3 个第二光开关中相邻的 2个第二光开关合并为一个光开关，合并后的� �个光开 关对应六个波长， 输入分配矩阵包括的 N个第一光开关中每个第一光开关拆

矩阵的光开关中对应有六个波长，与此同时 将输入分配矩阵的一个光开关拆分 成两个，输出分配矩阵的一个光开关拆分为两 个，输入分配矩阵中的一个光开 关和交叉矩阵中的一个光开关之间仍然只有三 根光纤连接，光孔槽位组不做改 变。其中输入分配矩阵和交叉矩阵的光纤连接 方式和调度方法与前述的实施例 基本一致。通过拆分输入分配矩阵和输出分配 矩阵的光开关， 可以进一步降低 输入分配矩阵和输出分配矩阵的光开关的规模 。 以 8个维度 96波的系统 50% 上下波为例，通过本发明实施例的实现方式， 输入分配矩阵和输出分配矩阵只 需要最大 96*96的光开关就可以实现。当然针对本发明实� ��例中图 8所示的光 交换装置，还可以进一步的进行光开关的拆分 ， 由可以进一步的减少光开关的 规模。

请参阅如图 9所示，为本发明实施例中另一种光交换装置� �组成结构示意 图， 其中，

输入端口组包括 N个输入插槽， 每个输入插槽上有 K个输入端口， 其中， N/2个输入插槽用于输入各个维度的光信号， N/2个输入插槽用于输入需要进 行上波的光信号或进行波长转换之后的光信号 ， 其中， 所述 N和 K都为非零 自然数；

输入分配矩阵包括 N个第一光开关，第一光开关的输入端口数量� � K个， 第一光开关的输出端口数量为 K个， 每个输入插槽的 K个输入端口和 N个第 一光开关的输入端口连接；

交叉矩阵包括 K/2个第二光开关， 第二光开关的输入端口数量为 2N个， 第二光开关的输出端口数量为 2N个， 每个第二光开关对应 2个波长， 每个第 一光开关的 K个输出端口和 K/2个第二光开关连接；

输出分配矩阵包括 N个第三光开关，第三光开关的输入端口数量� � K个， 第三光开关的输出端口数量为 K个， 每个第三光开关的 K个输入端口和 K/2 个第二光开关连接；

输出端口组包括 N个输出插槽， 每个输出插槽上有 K个输出端口， 每个 输出插槽的 K个输出端口和 N个第三光开关连接， N/2个输出插槽用于输出 各个维度的光信号， N/2个输出插槽用于输出需要进行下波的光信号 或需要进 行波长转换的光信号。

在本发明实施例中， 4叚设光交换装置支持 K个波长， 光交换装置有 N个 插槽， 可以插入线路板进行维度的调度， 也可以插入支路板， 将波长导入或导 出， 在波长汇聚转换板上进行上下波和波长转换。 每个插槽有 K个输入端口 和 K个输出端口， 为了描述方便， 将一个插槽分开成两类， 一个是输入插槽， 一个是输出插槽， 各个插槽都有 K个端口。

在本发明实施例中，输入分配矩阵和交叉矩阵 的连接方式为： 输入分配矩 阵的每个光开关有 K个输出端口， 分别连接到交叉矩阵的 K/2个光开关上。 输入分配矩阵的每个光开关和交叉矩阵的每个 光开关有 2个端口相连。输出分 配矩阵与交叉矩阵的连接方式和输入分配矩阵 与交叉矩阵的连接方式相同。输 出端口组与输出分配矩阵的光纤连接方式和输 入端口组与输入分配矩阵的连 接方式相同。

输入分配矩阵和输入端口组通过光纤交叉连接 的方式连接， 具体为： 输入 端口组包括的 N个输入插槽分别为： 第一输入插槽、 第二输入插槽 第 N 输入插槽， 每个输入插槽上的 K个输入端口都分为 N组， 每个输入插槽上的 N组输入端口分别为： 第一组输入端口、 第二组输入端口 第 N组输入 端口， 每组输入端口都包括有 K/N个输入端口； 输入分配矩阵的 N个第一光 开关分别为： 第一个第一光开关、 第二个第一光开关 第 N个第一光开 关， 其中，

对于第一输入插槽，第一输入插槽的第一组输 入端口和第一个第一光开关 连接， 第一输入插槽的第二组输入端口和第二个第一 光开关连接， ...， 第一输 入插槽的第 N组输入端口和第 N个第一光开关连接；

对于第二输入插槽，第二输入插槽的第一组输 入端口和第二个第一光开关 连接， 第二输入插槽的第二组输入端口和第三个第一 光开关连接， ...， 第二输 入插槽的第 （N - 1 )组输入端口和第 N个第一光开关连接， 第二输入插槽的 第 N组输入端口和第一个第一光开关连接； 对于第 N输入插槽， 第 N输入插槽的第一组输入端口和第 N个第一光开 关连接， 第 N输入插槽的第二组输入端口和第一个第一光� �关连接， ...， 第 二输入插槽的第 （N - 1 )组输入端口和第 （N - 2 )个第一光开关连接， 第二 输入插槽的第 N组输入端口和第 （N - 1 )个第一光开关连接。

输入分配矩阵和输入端口组通过如上说明的分 组交错连接的方式相连接， 可以保证输入分配矩阵的每一个第一光开关的 输入波长都不相同，为了更简洁 的说明输入分配矩阵和输入端口组之间的分组 交错连接，请参阅如图 6所示的 输入分配矩阵和输入端口组之间的分组交错连 接对照图， 此处不再描述。

请参阅如图 10所示， 为本发明实施例提供的光交换装置的上下波实 现方 式示意图。其中有 N/2个线路板插入到输入插槽中，输入分配矩阵 的光开关中 有一半的端口被指定用于光信号的维度调度， 另外， 支路板可以配置 N/2个插 入到输入插槽中，也可以少于 N/2个插入到输入插槽中， 由于输入分配矩阵和 输出分配矩阵的光开关是共用的同一个组光开 关，在对光信号进行上波时， 可 以直接跳过中间的交叉矩阵，直接从输出分配 矩阵调到输入分配矩阵的上波端 口， 如图 10中的虚线所示。 光交换装置在收到上波请求时， 从图 10中虚线表 示的上波通道对光信号进行上波，通过虚线所 示的上波路径， 实现了任何维度 的任何一个波长的光信号都可以从任意一个上 波端口上载。当某个输出分配矩 阵内的光开关需要全部上波时， 全部的光信号都可以通过虚线所示的路径上 波。 由于输入分配矩阵和输出分配矩阵的光开关是 共用的同一个组光开关，在 对光信号进行下波时， 可以直接跳过中间的交叉矩阵， 直接从输入分配矩阵调 到输出分配矩阵的下波端口， 如图 10中的实线所示。 光交换装置在收到下波 请求时， 从图 10中实线表示的下波通道对光信号进行下波， 通过实线所示的 下波路径，实现了任何维度的任何一个波长的 光信号都可以从任意一个下波端 口下载。 当光信号需要波长转换时， 则先通过图 10中所示的实线路径下载到 支路板， 再到达波长汇聚转换板进行波长转换， 转换完的光信号通过图 10所 示的虚线路径上传到对应维度的对应波长当中 去。

在实际使用中，本发明实施例中光交换装置可 以根据节点上下波和波长转 换比例对线路板和支路板的比例进行动态调整 。 当上下波比例较高时， 可以增 加支路板的比例。 当系统是 8个维度 80波时， 预留 100%上下波端口。 如果按 照现有技术的方式釆用一个全交叉光开关， 需要 1280*1280光开关， 目前业界 的工艺水平还达不到这种要求。如果釆用本发 明实施例的方案来实现， 则需要 32个 80*80的光开关和 40个 32*32的光开关， 而目前业界的工艺水平就可以 实现。

本发明实施例提供的光交换装置具有如下有益 效果：

1、 本发明实施例提供的光交换装置实现了所有维 度所有波长的光信号共 用全部的上下波和波长转换的端口，提升了波 长上下、转换类单板的使用效率。 因此在配置同样比例的波长上下和转换单板的 条件下，本发明提供的光交换装 置比各维度分别配波长上下和转换单板的方案 冲突率和丟包率低；

2、 本发明实施例通过若干个小规模的光开关交叉 相连， 完成了共用上下 波和波长转换的功能，解决了目前单个光开关 方案中大规模的光开关器件无法 获得的问题；

3、本发明实施例的所有的插槽的槽位都是完� �相同的，在实际的使用中， 可以在任意槽位插入线路板或支路板，都不影 响系统的性能， 不需要人为指定 哪些槽位插入何种单板， 系统较为简洁；

4、 由于本发明实施例中波长上下和转换是共用端 口的， 在实际应用中， 可以根据当前业务上下和波长冲突概率，增减 波长上下和转换类单板， 系统灵 活性很高；

5、 本发明实施例提供的光交换装置的结构方案易 于实现交换节点的扩容 升级， 当系统维度增加时， 仍然可以使用较小的光开关来实现节点功能。

通过如上对本发明实施例的说明可知， 光交换装置包括： 输入端口组、 输 入分配矩阵、 交叉矩阵、 输出分配矩阵和输出端口组， 输入端口组包括多个输 入插槽，每个输入插槽上有多个输入端口，输 入分配矩阵包括多个第一光开关， 第一光开关的输入端口和输入插槽的输入端口 连接，交叉矩阵包括多个第二光 开关， 第一光开关的输出端口和第二光开关的输入端 口连接，输出分配矩阵包 括多个第三光开关， 第三光开关的输入端口和第二光开关的输出端 口连接，输 出端口组包括多个输出插槽，每个输出插槽上 有多个输出端口，输出插槽的输 出端口和第三光开关的输出端口连接。输入端 口组对于各个维度输入的光信号 可以传输给输入分配矩阵， 由输入分配矩阵将光信号传输给交叉矩阵， 交叉矩 阵再将光信号传输给输出分配矩阵， 最后到达输出端口组，从而实现各个维度 的光信号的调度，另外对于需要进行上波的光 信号可以通过输入插槽的输入端 口输入到光交装置中，对于进行波长转换之后 的光信号也可以通过输入插槽的 输入端口输入到光交换装置中，另外需要进行 下波的光信号可以通过输出插槽 的输出端口输出去，对于需要进行波长转换的 光信号也可以通过输出插槽的输 出端口输出去，从而实现了对光信号的上下波 和波长转换。本发明实施例中每 个维度的每个波长的光信号都可以从输入端口 组输入，到达输出端口组的任何 一个输出端口， 并且光信号的维度调度、上下波和波长转换共 享光交换装置的 端口， 故可以避免端口资源的浪费， 提高端口资源的利用率， 另外输入分配矩 阵、 交叉矩阵、 输出分配矩阵均通过若干个光开关来实现， 多个光开关中都设 置输入端口和输出端口，可以避免单个光开关 中端口过多造成的工艺难度过大 而不可能实现的问题， 灵活性较强。每个维度的每个波长的光信号都 可以从输 入端口组输入， 到达输出端口组的任何一个输出端口，故光信 号在进行维度调 度、上下波和波长转换时总是可以到达输出端 口组的任何一个输出端口， 减小 丟包率。

需要说明的是， 对于前述的光信号传输的各方法实施例， 为了简单描述， 故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领 域技术人员应该知悉，本发明并 不受所描述的动作顺序的限制， 因为依据本发明， 某些步骤可以釆用其他 顺序或者同时进行。 其次， 本领域技术人员也应该知悉， 说明书中所描述 的实施例均属于优选实施例， 所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必 须的。

另外需说明的是， 以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的， 其中所述作 部件可以是或者也可以不是物理单元， 即可以位于一个地方， 或者也可以分布 到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择 其中的部分或者全部模块来实现 本实施例方案的目的。 另外， 本发明提供的装置实施例附图中， 模块之间的连 接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以 实现为一条或多条通信总线或信 号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳 动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术 人员可以清楚地了解到本发 明可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现 ，当然也可以通过专用硬件包括 专用集成电路、 专用 CPU、 专用存储器、 专用元器件等来实现。 一般情况下， 凡由计算机程序完成的功能都可以很容易地用 相应的硬件来实现， 而且， 用来 实现同一功能的具体硬件结构也可以是多种多 样的， 例如模拟电路、数字电路 或专用电路等。但是，对本发明而言更多情况 下软件程序实现是更佳的实施方 式。基于这样的理解， 本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做 出贡献的 部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算 机软件产品存储在可读取的存储 介质中， 如计算机的软盘， U盘、 移动硬盘、 只读存储器（ROM， ead-Only Memory )、 随机存取存 4诸器（RAM, Random Access Memory )、 磁碟或者光盘 等， 包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以 是个人计算机， 服务器， 或 者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的 方法。

综上所述， 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对其限制； 尽 管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明 ，本领域的普通技术人员应当理 解： 其依然可以对上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 离本发明各实施例技术方案的精神和范围。