光开关装置及其工作方法、光通信系统与流程

本发明涉及光通信，具体涉及一种光开关装置，以及该光开关装置的工作方法、设有该光开关装置的光通信系统。

背景技术：

1、光开关是光通信系统、光器件测试、光收发模块封装等领域的核心基础器件，主要用于实现光通道的切换、分配与连接，其结构与性能直接影响整个光系统的稳定性与灵活性。现有光开关装置普遍存在以下缺陷：

2、第一，软件配置与硬件结构绑定。由于通道切换逻辑由硬件电路决定，软件仅能实现简单控制，无法自定义配置通道映射关系、切换时序等核心参数，导致软件功能难以灵活适配多场景需求。

3、第二，扩展性差。现有光开关装置多为固定规格，不支持多模块级联扩展，且光通道数量与切换模式固定，难以满足不同场景下的扩展需求。

4、第三，配置变更操作繁琐。调整配置时往往需拆卸装置、修改硬件电路或重新烧录固件，过程复杂、耗时较长，且无法实现可视化监控与远程运维。

技术实现思路

1、本发明的第一目的是提供一种光开关装置，支持软件可编程配置与模块化扩展，提升使用灵活性与可靠性，满足多场景应用需求。

2、本发明的第二目的是提供一种上述光开关装置的工作方法。

3、本发明的第三目的是提供一种设有上述光开关装置的光通信系统。

4、为了实现本发明的第一目的，本发明提供一种光开关装置，其中，包括全交换光开关、光开关和嵌入式系统，全交换光开关具有多个交换端口，光开关具有公共端口和两个以上的互联端口，公共端口与全交换光开关中的一个作输出用的交换端口连接，嵌入式系统包括通信接口、存储器和控制器，控制器分别与通信接口、存储器、全交换光开关和光开关电连接；控制器通过通信接口接收外部下发的配置数据，并将配置数据存储至存储器中；控制器还用于读取配置数据，根据配置数据生成目标驱动信号，并向全交换光开关、光开关输出目标驱动信号，以驱动全交换光开关、光开关运行。

5、由上可见，本光开关装置集成嵌入式系统，可通过通信接口接收并存储外部配置数据，实现光开关运行参数的本地化管理，从而根据实际需求灵活配置端口组合。在嵌入式系统的作用下，光开关装置能够实现多模块配合工作，具备良好的扩展能力，可便捷地适配不同规模的扩容需求，克服传统光开关装置扩展受限的缺陷，同时简化扩容流程并节约扩容成本。另外，通过全交换光开关与光开关的结合，使得本光开关装置在达到同等端口规模时，相较于采用单一全交换光开关的方式，光信号传输损耗显著降低，具有更高的性价比。

6、一个优选的方案是，控制器将配置数据存储至存储器时，若存储器内存储有原配置数据，控制器还将原配置数据更新成配置数据。

7、由上可见，通过在新配置数据写入存储器时同步覆盖原有配置数据,确保控制器始终基于最新的配置参数生成目标驱动信号，有效消除因配置数据版本不一致或旧配置残留引发的运行偏差，提升光开关装置配置管理的可靠性，并保障光通信系统的持续稳定运行。

8、另一个优选的方案是，全交换光开关中，作输出用的交换端口分为至少两组端口组；光开关的数量为两个以上，每个光开关的公共端口分别与一组端口组中的一个交换端口连接。

9、由上可见，通过将作输出用的交换端口划分为至少两组端口组，并为每组端口组配置光开关，实现全交换光开关的分组拓展。在嵌入式系统可灵活配置的支持下，充分发挥中低端口数的全交换光开关的使用潜能，使得中低端口数的全交换光开关能够满足多样化的端口扩展需求，拓宽适用场景，在提升端口利用率的同时有效降低整体部署成本。

10、进一步的方案是，交换端口的数量小于或等于20个；光开关的互联端口数量小于或等于64个。

11、由上可见，由于全交换光开关的交换端口数量越多，其成本和损耗越高，且在实际应用中，高端口数的全交换光开关往往无法充分利用全部通道，造成端口浪费，同时导致系统整体损耗偏高。通过将全交换光开关的交换端口数量及光开关的互联端口数量分别限制在合理范围内，在满足同等通信需求的前提下，有效降低光开关装置的损耗及部署成本，并借助嵌入式系统及模块化组合实现光开关装置的灵活扩展。

12、更进一步的方案是，全交换光开关中，作输入用的交换端口的数量为两个以上；和/或光开关的互联端口数量小于或等于16个。

13、由上可见，将全交换光开关作输入用的交换端口数量设为两个以上，使光开关装置具备基础的多路输入能力，可支持至少两路光信号的并行接入，有效避免单一输入端口对系统输入容量的限制，提升输入侧端口组合与扩展配置的灵活性；将光开关的互联端口数量限制在16个以内，有效控制单级扩展模块的端口规模，避免因端口数过多而导致的插入损耗增大、驱动控制复杂化及成本上升等问题。

14、更进一步的方案是，光开关装置还包括无线通信模块，无线通信模块与控制器电连接。

15、由上可见，通过增配无线通信模块，使光开关装置可通过无线通信的方式与上位机建立通信通道，无需依赖物理线缆即可进行配置数据的传输与交互，从而提升光开关装置的配置灵活性及上位机部署的便利性。

16、为了实现本发明的第二目的，本发明提供一种光通信系统，其中，包括上述的光开关装置和上位机，上位机与通信接口电连接。

17、由上可见，光通信系统通过采用上述光开关装置，并经由上位机对光开关装置的嵌入式系统适时下发配置数据，可实现光通信通道的灵活增减，满足不同场景下的扩展需求；在满足同等通信规模的前提下，相较于采用单一高端口数的全交换光开关，有效降低系统整体损耗及部署成本，提升系统配置的灵活性，从而更适用于中小规模光通信场景的高性价比部署。

18、为了实现本发明的第三目的，本发明提供一种光开关装置的工作方法，其中，光开关装置为上述的光开关装置，工作方法包括：通过通信接口接收上位机下发的配置数据，将配置数据存储至存储器中；和/或获取启动信号，读取存储器中的配置数据，根据配置数据生成目标驱动信号，并将目标驱动信号发送至全交换光开关、光开关，使全交换光开关的第一执行单元执行光通道切换操作、使光开关的第二执行单元执行光通道切换操作。

19、由上可见，通过本工作方法，上位机可经通信接口向嵌入式系统下发配置数据，嵌入式系统在获取启动信号后读取配置数据并生成目标驱动信号，分别驱动全交换光开关和光开关执行光通道切换操作以建立光通道，从而有效解决现有光开关装置扩展受限的问题，同时简化扩容流程、降低扩容难度并节约扩容成本。此外，通过控制全交换光开关与光开关的配合，在满足同等端口规模的前提下，相较于采用单一全交换光开关的方式，显著降低光信号传输损耗，提升经济性。

20、进一步的方案是，将配置数据存储至存储器时，若存储器内存储有原配置数据，则将原配置数据更新成配置数据。

21、由上可见，通过在新配置数据写入存储器时同步覆盖原有配置数据,确保控制器始终基于最新的配置参数生成目标驱动信号，有效消除因配置数据版本不一致或旧配置残留引发的运行偏差，提升光开关装置配置管理的可靠性，并保障光通信系统的持续稳定运行。

22、更进一步的方案是，将配置数据存储至存储器中的步骤包括：判断配置数据是否完整且格式是否正确；若完整且格式正确，则从配置数据中提取路由信息；根据路由信息，判断其是否符合全交换光开关、光开关的端口范围；若均在端口范围内，则配置数据存储至存储器中。

23、由上可见，在将配置数据存储至存储器前，先对配置数据进行解析，判断配置数据是否符合要求，并在当符合要求时再存储至存储器中，避免后续全交换光开关和/或光开关执行光通道切换时出现异常，有效保障光通信的稳定性与可靠性。