【技術實現步驟摘要】
本申請涉及光交換，具體涉及一種光纖光交換系統及其相位分布設計方法。
技術介紹
1、隨著物聯網、5g相關業務、人工智能等技術的高速發展，不斷增長的數據流量給基于電交換技術的高性能數據中心互聯網絡帶來了前所未有的挑戰。為了克服電交換網絡的限制，低時延、低功耗、低成本和高帶寬容量的光交換網絡作為一種解決方案被提出。用于光交換的光開關器件主要包括mems(micro-electro-mechanical?system，微機電系統)光開關、微環諧振器光開關、基于空間光調制器的光開關、mzi(mach-zehnderinterferometer，馬赫曾德爾干涉儀)波導光開關、陣列波導光柵路由器和半導體光放大器光開關等。
2、多芯光纖空分復用技術在解決日益增長的數據流量問題上展現出巨大的潛力和前景，將多芯光纖應用于高性能數據中心光互聯中，可以使光交換系統更加緊湊和微小型化。
3、相關技術中，用于多芯光纖扇入扇出的一種常用方案是mplc(multiplane?lightconversion，多平面光轉換器)，它理論上可以實現任意輸入輸出模式的變換。然而，傳統mplc設計一般將多個相位面級聯并固定不動，只能實現預設的單一扇入扇出方式，無法進行端口切換操作。
4、因此，有必要設計一種新的光纖光交換系統，以克服上述問題。
技術實現思路
1、本申請提供一種光纖光交換系統及其相位分布設計方法，可以解決相關技術中多平面光轉換器只能實現單一扇入扇出方式，無法進行端口切換操作的
2、第一方面，本申請實施例提供一種光纖光交換系統，其包括：第一光纖端口和第二光纖端口，所述第一光纖端口與所述第二光纖端口沿所述第一光纖端口的軸向間隔分布；級聯相位板，所述級聯相位板包括多層相位板，多層所述相位板沿所述第一光纖端口的軸向逐層間隔分布，且多層所述相位板位于所述第一光纖端口與所述第二光纖端口之間；調整機構，所述調整機構與至少一層所述相位板連接，且所述調整機構配置為調整所述相位板的位置。
3、結合第一方面，在一種實施方式中，所述調整機構包括驅動機構，所述驅動機構連接有第一調整件和/或第二調整件和/或第三調整件，所述第一調整件或所述第二調整件或所述第三調整件連接所述相位板；所述第一調整件配置為驅動所述相位板繞所述第一光纖端口的軸線旋轉；所述第二調整件配置為驅動所述相位板在垂直于光傳播方向的平面內移動；所述第三調整件配置為驅動所述相位板沿光傳播的方向移動。
4、結合第一方面，在一種實施方式中，所述級聯相位板包括2～10層所述相位板。
5、結合第一方面，在一種實施方式中，所述第一光纖端口與所述第二光纖端口為單模多芯光纖、單模單芯光纖或者多模多芯光纖。
6、第二方面，本申請實施例提供了一種上述的光纖光交換系統的相位分布設計方法，其包括以下步驟：
7、計算光沿第一方向傳播時每個相位板的光場模式；其中，第一方向為自第一光纖端口射向第二光纖端口的方向或自第二光纖端口射向第一光纖端口的方向；
8、計算光沿第二方向傳播時每個相位板的光場模式，并基于光沿第一方向和第二方向傳播時每個相位板的光場模式計算每個相位板的相位分布；其中，第二方向與第一方向相反。
9、結合第二方面，在一種實施方式中，所述計算光沿第一方向傳播時每個相位板的光場模式，包括：
10、從n＝1開始，判斷光沿第一方向傳播時第n個目標光場模式是否需要調整第m個相位板的位置；其中，n和m均為正整數；
11、若是，則調整第m個相位板的位置后，沿第一方向依次計算每個相位板的光場模式；否則直接沿第一方向依次計算每個相位板的光場模式；
12、判斷n是否等于n；其中，n為設定的光沿第一方向傳播時目標光場模式的總數，n小于等于n；
13、若n不等于n，則令n＝n+1，并繼續執行上述判斷以及計算每個相位板的光場模式的步驟，直至n等于n。
14、結合第二方面，在一種實施方式中，所述計算光沿第二方向傳播時每個相位板的光場模式，并基于光沿第一方向和第二方向傳播時每個相位板的光場模式計算每個相位板的相位分布，包括：
15、步驟a：計算光沿第二方向傳播時每個相位板的光場模式，并基于光沿第一方向和第二方向傳播時每個相位板的光場模式計算每個相位板的相位分布；
16、步驟b：基于步驟a中計算出來的每個相位板的相位分布，計算光沿第一方向傳播時每個相位板的光場模式，并基于光沿第一方向和第二方向傳播的每個相位板的光場模式計算每個相位板的相位分布；
17、步驟c：重復上述步驟a和步驟b直至達到足夠的迭代次數或收斂。
18、結合第二方面，在一種實施方式中，步驟a包括：
19、從n＝1開始，判斷光沿第二方向傳播時第n個目標光場模式是否需要調整第m個相位板的位置；其中，n和m均為正整數；
20、若是，則調整第m個相位板的位置后，沿第二方向依次計算每個相位板的光場模式；否則直接沿第二方向依次計算每個相位板的光場模式；
21、基于光沿第一方向和第二方向傳播時每個相位板的光場模式計算每個相位板的相位分布；
22、判斷n是否等于n；其中，n為設定的光沿第二方向傳播時目標光場模式的總數，n小于等于n；
23、若n不等于n，則令n＝n+1，并繼續執行上述判斷以及計算每個相位板的光場模式的步驟，直至n等于n。
24、結合第二方面，在一種實施方式中，步驟b包括：
25、從n＝1開始，判斷光沿第一方向傳播時第n個目標光場模式是否需要調整第m個相位板的位置；其中，n和m均為正整數；
26、若是，則調整第m個相位板的位置后，沿第一方向依次計算每個相位板的光場模式；否則直接沿第一方向依次計算每個相位板的光場模式；
27、基于光沿第一方向和第二方向傳播時每個相位板的光場模式計算每個相位板的相位分布；
28、判斷n是否等于n；其中，n為設定的光沿第一方向傳播時目標光場模式的總數，n小于等于n；
29、若n不等于n，則令n＝n+1，并繼續執行上述判斷以及計算每個相位板的光場模式的步驟，直至n等于n。
30、結合第二方面，在一種實施方式中，在所述計算光沿第一方向傳播時每個相位板的光場模式之前，還包括：
31、初始化所有相位板的相位分布，將所有相位板的相位分布歸一化為全1矩陣。
32、本申請實施例提供的技術方案帶來的有益效果包括：
33、通過在第一光纖端口與第二光纖端口之間布設級聯相位板，并采用調整機構調整相位板的位置，能夠實現多種扇入扇出方式，并快速切換輸出端口，解決了相關技術中多平面光轉換器只能實現單一扇入扇出方式，無法進行端口切換操作的技術問題。
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1.一種光纖光交換系統，其特征在于，其包括：
2.如權利要求1所述的光纖光交換系統，其特征在于，
3.如權利要求1所述的光纖光交換系統，其特征在于，所述級聯相位板包括2～10層所述相位板(3)。
4.如權利要求1所述的光纖光交換系統，其特征在于，
5.一種如權利要求1所述的光纖光交換系統的相位分布設計方法，其特征在于，其包括以下步驟：
6.如權利要求5所述的相位分布設計方法，其特征在于，所述計算光沿第一方向傳播時每個相位板(3)的光場模式，包括：
7.如權利要求5所述的相位分布設計方法，其特征在于，所述計算光沿第二方向傳播時每個相位板(3)的光場模式，并基于光沿第一方向和第二方向傳播時每個相位板(3)的光場模式計算每個相位板(3)的相位分布，包括：
8.如權利要求7所述的相位分布設計方法，其特征在于，步驟a包括：
9.如權利要求7所述的相位分布設計方法，其特征在于，步驟b包括：
10.如權利要求5所述的相位分布設計方法，其特征在于，在所述計算光沿第一方向傳播時每個相位板(3
...【技術特征摘要】
1.一種光纖光交換系統，其特征在于，其包括：
2.如權利要求1所述的光纖光交換系統，其特征在于，
3.如權利要求1所述的光纖光交換系統，其特征在于，所述級聯相位板包括2～10層所述相位板(3)。
4.如權利要求1所述的光纖光交換系統，其特征在于，
5.一種如權利要求1所述的光纖光交換系統的相位分布設計方法，其特征在于，其包括以下步驟：
6.如權利要求5所述的相位分布設計方法，其特征在于，所述計算光沿第一方向傳播時每個相位板(3)的光場模式，包括：...
【專利技術屬性】
技術研發人員：武霖，吳冕，陶金，
申請(專利權)人：武漢郵電科學研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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