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CN110768743A - 一种光模块 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例公开了一种光模块，所述光模块包括：壳体、主板、第一光环行器和第一光纤适配器；所述主板上设置有第一发射单元和第一接收单元；所述第一发射单元的输出端与所述第一光环行器的第一端口连接，所述第一接收单元的输入端与所述第一光环行器的第三端口连接，所述第一光环行器的第二端口与所述第一光纤适配器连接；所述第一发射单元的输出端输出的光信号沿所述第一光环行器的第一端口传输至所述第一光环行器的第二端口；所述第一光纤适配器接收到从外部输入的光信号沿所述第一光环行器的第二端口传输至所述第一光环行器的第三端口。本申请实施例还公开了一种光通信设备和光传输系统。

Description

一种光模块
技术领域
本发明涉及光通信技术，尤其涉及一种光模块。
背景技术
现有数据中心光模块普遍采用双纤双向封装，即发射端和接收端在光路上是独立的，各需一路光纤与外界互联。一个光模块需要两根光纤与外界连接，这对光纤资源产生了极大的浪费，特别是超大型数据中心内部，光纤布线和维护压力极大。数据中心光模块普遍具有至少4路发射和4路接收，某些400G光模块，例如2x200G疏波分复用(CoarseWavelength Division Multiplexing，CWDM)4光模块，甚至包含8路发射和8路接收，发射和接收工作在同一个波段，且光模块封装密度非常高，这给单纤多向设计带来了极大挑战。
因此，如何实现低成本、高可靠性的多通道单纤多向光模块，是当前需要解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种光模块，所述光模块包括：壳体、主板、第一光环行器和第一光纤适配器；其中，
所述壳体围设有容纳腔，所述壳体的第一端设置有第一连接腔；
所述第一光纤适配器设置于所述第一连接腔处；
所述主板至少部分设置于所述容纳腔内；
所述主板上设置有第一发射单元和第一接收单元；
所述第一发射单元的输出端与所述第一光环行器的第一端口连接，所述第一接收单元的输入端与所述第一光环行器的第三端口连接，所述第一光环行器的第二端口与所述第一光纤适配器连接；
所述第一发射单元的输出端输出的光信号沿所述第一光环行器的第一端口传输至所述第一光环行器的第二端口；所述第一光纤适配器接收到从外部输入的光信号沿所述第一光环行器的第二端口传输至所述第一光环行器的第三端口。
在一些实施例中，所述壳体的第一端还设置有第二连接腔。
在一些实施例中，所述第一光环行器的第一端口和第三端口位于所述第一光环行器的第一侧，所述第一光环行器的第二端口位于所述第一光环行器的第二侧。
在一些实施例中，所述第一光环行器设置于所述主板上。
在一些实施例中，所述光模块还包括：第二光环行器和第二光纤适配器；其中，
所述第二光纤适配器设置于所述第二连接腔处；
所述主板上还设置有第二发射单元和第二接收单元；
所述第二发射单元的输出端与所述第二光环行器的第一端口连接，所述第二接收单元的输入端与所述第二光环行器的第三端口连接，所述第二光环行器的第二端口与所述第二光纤适配器连接；
所述第二发射单元的输出端输出的光信号沿所述第二光环行器的第一端口传输至所述第二光环行器的第二端口；所述第二光纤适配器接收到外部输入的光信号沿所述第二光环行器的第二端口传输至所述第二光环行器的第三端口。
在一些实施例中，所述第二光环行器的第一端口和第三端口位于所述第二光环行器的第一侧，所述第二光环行器的第二端口位于所述第二光环行器的第二侧。
在一些实施例中，所述第二光环行器设置于所述主板上。
在一些实施例中，所述第一光环行器、所述第二光环行器、所述第一发射单元和所述第二发射单元位于所述主板的一侧；
所述第一接收单元和所述第二接收单元位于所述主板的另一侧；
所述第一发射单元位于所述第一光环行器和所述第二光环行器之间，近所述第二光环行器侧；
所述第一接收单元位于近所述第二光环行器侧；
所述第二发射单元位于所述第一光环行器和所述第二光环行器之间，近所述第一光环行器侧；
所述第二接收单元位于近所述第一光环行器侧。
本申请实施例提供一种光通信设备，所述光通信设备包括上述任一光模块。
本申请实施例提供一种光传输系统，所述光传输系统包括上述光通信设备。
本申请实施例中，通过主板上的第一发射单元的输出端与第一光环行器的第一端口连接，主板上的第一接收单元的输入端与第一光环行器的第三端口连接，第一光环行器的第二端口与第一光纤适配器连接，所述第一发射单元的输出端输出的光信号沿所述第一光环行器的第一端口传输至所述第一光环行器的第二端口；所述第一光纤适配器接收到从外部输入的光信号沿所述第一光环行器的第二端口传输至所述第一光环行器的第三端口，实现一种单纤双向传输的光模块，通过第一光环行器实现了单纤双向收发的光传输路线，成本较低，光路结构简单，提高了设备可靠性。
附图说明
附图以示例而非限制的方式大体示出了本文中所讨论的各个实施例。
图1为本申请实施例一种光模块的结构示意图；
图2为本申请又一实施例一种光模块的结构示意图；
图3为本申请又一实施例一种光模块的结构示意图；
图4为本申请一些实施例中发射单元的结构示意图；
图5为本申请一些实施例中接收单元的结构示意图。
具体实施方式
为了能够更加详尽地了解本发明实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本发明实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本发明实施例。
需要说明的是，本申请实施例所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二\第三”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的本申请的实施例可以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
在本申请实施例记载中，需要说明的是，除非另有说明和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
以下结合图1至图5对本申请实施例记载的光模块进行详细说明。
图1为本申请实施例一种光模块的结构示意图，如图1所示，本申请实施例提供了一种光模块，所述光模块包括：壳体101，主板102，第一光环行器103和第一光纤适配器104；其中，
壳体101围设有容纳腔，壳体101的第一端设置有第一连接腔1011；
第一光纤适配器104设置于所述第一连接腔1011处；
主板102上设置有第一发射单元1021和第一接收单元1022；
第一发射单元1021的输出端与第一光环行器103的第一端口连接，第一接收单元1022的输入端与第一光环行器103的第三端口连接，第一光环行器103的第二端口与第一光纤适配器104连接；
第一发射单元1021的输出端输出的光信号沿第一光环行器103的第一端口传输至第一光环行器103的第二端口；第一光纤适配器104接收到从外部输入的光信号沿第一光环行器103的第二端口传输至第一光环行器103的第三端口。
在一些实施例中，壳体101的第一端还设置有第二连接腔1012。
在一些实施例中，第一光环行器103的第一端口、第二端口及第三端口位于第一光环行器103的第一侧。在这种布置方式中，光环行器内部采用反射式光路结构，可以缩小光环行器的尺寸。光环行器的三个端口光纤在同一边侧，其光纤的盘绕方式也与第一端口、第三端口处于同侧，第二端口处于另一侧有所不同，这为光模块盘纤布局增加了灵活性。
在一些实施例中，第一光环行器103设置于所述第二连接腔1012处，所述第一光环行器103的第二侧至少部分位于所述第二连接腔1012内。
第一发射单元1021和第一接收单元1022位于主板102的同一面。第一光环行器103的三个端口分布在同一侧。由于光模块有两个连接腔，而第一光纤适配器104只占用了一个光口，另一个原本在常规光模块中放置光纤适配器的空间可以用来放置第一光环行器103的主体。本实施例展示的光模块布局可以方便地将现有双光口4x25G CWDM4光模块和4x100G FR4光模块实现单光口输入/输出，极大地节省数据中心的光纤资源。
在一些实施例中，所述第一光环行器103的第一端口和第三端口位于所述第一光环行器103的第一侧，所述第一光环行器103的第二端口位于所述第一光环行器103的第二侧。
在一些实施例中，光环行器的三个端口可以分布在同一侧，也可以分布在不同侧，可以根据模块盘纤布局进行选择。
在一些实施例中，第一光环行器103设置于主板102上。
图2为本申请又一实施例一种光模块的结构示意图，图3为本申请又一实施例一种光模块的结构示意图，如图2和图3所示，在一些实施例中，光模块还包括：第二光环行器105和第二光纤适配器106；
第二光纤适配器106设置于第二连接腔1012处；
主板102上还设置有第二发射单元1023和第二接收单元1024；
第二发射单元1023的输出端与第二光环行器105的第一端口连接，第二接收单元1024的输入端与第二光环行器105的第三端口连接，第二光环行器105的第二端口与第二光纤适配器106连接；
第二发射单元1023的输出端输出的光信号沿第二光环行器105的第一端口传输至第二光环行器105的第二端口，第二光纤适配器106接收到外部输入的光信号沿第二光环行器105的第二端口传输至第二光环行器105的第三端口。
在一些实施例中，第二光环行器105的第一端口和第三端口位于第二光环行器105的第一侧，第二光环行器105的第二端口位于第二光环行器105的第二侧。
在一些实施例中，第二光环行器105设置于主板102上。
在一些实施例中，如图2所示，第一光环行器103、第二光环行器105、第一发射单元1021、第一接收单元1022、第二发射单元1023和第二接收单元1024位于主板102的一侧；
第一光环行器103的第一侧近第二光纤适配器106；
第二光环行器105的第一侧近第一光纤适配器104；
第一发射单元1021和第一接收单元1022位于第一光环行器103和第二光环行器105之间，近第二光环行器105侧；
第二发射单元1023和第二接收单元1024位于第一光环行器103和第二光环行器105之间，近第一光环行器103侧。
采用本申请实施例的布局，可以降低由于光传输器件位置太近导致器件之间的连接光纤容易折断的风险。
在一些实施例中，如图3所示，第一光环行器103、第二光环行器105、第一发射单元1021和第二发射单元1023位于主板102的一侧；
第一接收单元1022和第二接收单元1024位于主板102的另一侧；
第一发射单元1021位于第一光环行器103和第二光环行器105之间，近第二光环行器105侧；
第一接收单元1022位于近第二光环行器105侧；
第二发射单元1023位于第一光环行器103和第二光环行器105之间，近第一光环行器103侧；
第二接收单元1024位于近第一光环行器103侧。
在实际应用中，这为光模块盘纤布局增加了灵活性，并且为光模块的内部结构设计提供了多样性选择。
图4为本申请一些实施例中发射单元的结构示意图，如图2所示，在一些实施例中，第一发射单元1021包括激光器芯片301、平面光波导复用芯片302、透镜303及隔离器304。第二发射单元2021与第一发射单元1021的结构相同，此处不再赘述。
图5为本申请一些实施例中接收单元的结构示意图，如图3所示，在一些实施例中，第一接收单元1022包括探测器芯片305及平面光波导解复用芯片306。第二接收单元2022与第一接收单元1022的结构相同，此处不再赘述。
在一些实施例中，发射单元包含4路不同波长的激光器芯片301，工作波长分别为1271nm、1291nm、1311nm和1331nm，统称为粗波分复用器(Coarse Wavelength DivisionMultiplexer，CWDM)4波长。
第一发射单元1021包含四路CWDM4波长激光器芯片及其平面光波导复用芯片，第一接收单元包含四路探测器芯片及其平面光波导解复用芯片。
如果发射/接收每个波长工作速率是50Gb/s，则本申请实施方案具有200Gb/s收发能力；如果发射/接收每个波长工作速率是100Gb/s，则本申请实施方案具有400Gb/s收发能力。
在本申请一些实施例提供的光模块中，如图2和图3所示，每个光模块的发射单元包含四路CWDM4波长工作在50Gb/s的激光器芯片及其平面光波导复用芯片，接收单元包含四路工作在50Gb/s探测器芯片及其平面光波导解复用芯片。本实施例展示的光模块具有2个4x50Gb/s收发能力，解决了现有的2x200G OSPF光模块单纤双向的难题。
本申请实施例还提供一种光通信设备，所述光通信设备包括上述任一实施例所述的光模块。
这里，光通信设备的结构不作限定。例如，光通信设备可以为光交换机、光端机、光纤收发器、服务器、射频拉远单元、基带处理单元、光纤直放站、光纤干放站等。
本申请实施例还提供一种光传输系统，所述光传输系统包括上述任一光通信设备。这里光传输系统的结构不作限定。
本申请实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种光模块，其特征在于，所述光模块包括：壳体、主板、第一光环行器和第一光纤适配器；其中，
所述壳体围设有容纳腔，所述壳体的第一端设置有第一连接腔；
所述第一光纤适配器设置于所述第一连接腔处；
所述主板至少部分设置于所述容纳腔内；
所述主板上设置有第一发射单元和第一接收单元；
所述第一发射单元的输出端与所述第一光环行器的第一端口连接，所述第一接收单元的输入端与所述第一光环行器的第三端口连接，所述第一光环行器的第二端口与所述第一光纤适配器连接；
所述第一发射单元的输出端输出的光信号沿所述第一光环行器的第一端口传输至所述第一光环行器的第二端口；所述第一光纤适配器接收到从外部输入的光信号沿所述第一光环行器的第二端口传输至所述第一光环行器的第三端口。
2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，
所述壳体的第一端还设置有第二连接腔。
3.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，
所述第一光环行器的第一端口和第三端口位于所述第一光环行器的第一侧，所述第一光环行器的第二端口位于所述第一光环行器的第二侧。
4.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，
所述第一光环行器设置于所述主板上。
5.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，所述光模块还包括：第二光环行器和第二光纤适配器；其中，
所述第二光纤适配器设置于所述第二连接腔处；
所述主板上还设置有第二发射单元和第二接收单元；
所述第二发射单元的输出端与所述第二光环行器的第一端口连接，所述第二接收单元的输入端与所述第二光环行器的第三端口连接，所述第二光环行器的第二端口与所述第二光纤适配器连接；
所述第二发射单元的输出端输出的光信号沿所述第二光环行器的第一端口传输至所述第二光环行器的第二端口；所述第二光纤适配器接收到外部输入的光信号沿所述第二光环行器的第二端口传输至所述第二光环行器的第三端口。
6.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于，
所述第二光环行器的第一端口和第三端口位于所述第二光环行器的第一侧，所述第二光环行器的第二端口位于所述第二光环行器的第二侧。
7.根据权利要求6所述的光模块，其特征在于，
所述第二光环行器设置于所述主板上。
8.根据权利要求7所述的光模块，其特征在于，
所述第一光环行器、所述第二光环行器、所述第一发射单元和所述第二发射单元位于所述主板的一侧；
所述第一接收单元和所述第二接收单元位于所述主板的另一侧；
所述第一发射单元位于所述第一光环行器和所述第二光环行器之间，近所述第二光环行器侧；
所述第一接收单元位于近所述第二光环行器侧；
所述第二发射单元位于所述第一光环行器和所述第二光环行器之间，近所述第一光环行器侧；
所述第二接收单元位于近所述第一光环行器侧。
9.一种光通信设备，其特征在于，所述光通信设备包括权利要求1至9任一项所述的光模块。
10.一种光传输系统，其特征在于，所述光传输系统包括权利要求9所述的光通信设备。
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