CN105634608B - 多通道光模块及光纤通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多通道光模块，该多通道光模块包括接收光器件组、发送光器件组、电信号处理和接口芯片、第一连接器、第二连接器及光模块连接器；接收光器件组经第一连接器与电信号处理和接口芯片连接；发送光器件组经第二连接器与电信号处理和接口芯片连接；电信号处理和接口芯片还经光模块连接器与用于承载多通道光模块及对多通道光模块的光电通路及电光通路的双向业务进行处理的单板连接。本发明还公开了一种光纤通信系统。本发明多通道光模块相对于现有技术中的多通道光模块，能够降低光网络的比特率维护成本；并且，本发明多通道光模块的故障恢复更加简单和方便，省时省力；同时，本发明多通道光模块还具有结构简单及易实现的优点。

Description

多通道光模块及光纤通信系统

技术领域

本发明涉及光纤通信领域，特别涉及一种多通道光模块及光纤通信系统。

背景技术

图1是现有技术中多通道光模块的模块结构示意图，如图1所示，该多通道光模块100包括接收光器件组101、发送光器件组102、电信号处理和接口芯片103及光模块连接器104(如数字连接器)。其中，接收光器件组101和发送光器件组102中的光子集成器件(下称光器件)均通过管脚或者软缆与该多通道光模块100的PCB板焊接相连，该多通道光模块100中的光器件和电器件统一封装和散热。然而，光器件性能异常和失效是导致该多通道光模块100的性能故障的主要原因(约占80％)，并且，现有的该多通道光模块100不具有光器件故障检测机制，虽然光器件是焊接在该多通道光模块100的PCB板上，但由于光器件的成本约占整个光模块的80％到90％，因此，由光器件性能异常和失效而导致的光模块性能故障一般都由设备商负责故障复现和诊断(所需时间长)，然后更换整个光模块，或由光模块厂商返修。

随着单片混合光子集成技术和硅基光电子技术的发展，光子集成成为光器件的公认发展趋势。因此，光子集成技术的发展使得多通路光模块在不断地进行着小型化、高集成、低功耗和低比特率成本的技术变革，光模块的市场发展需求是需要更大的器件通道集成度、更低的功耗、更小的光模块和更高的端口密度。但是，一方面，随着光器件集成通道数的增多，集成光器件的黑盒可靠性必然成下降趋势，在多通道光模块中，由光器件导致的模块故障率将呈线性增长；另一方面，随着硅基光电子技术的发展，在多通道光模块中，光器件的成本呈下降趋势，其他智能控制器件和电信号处理器件的成本将相对上升，由于光模块性能故障而直接更换光模块或返修，无论是在成本上还是故障恢复速度上都不再是明智之举。因此，综上所述，图1所示的多通道光模块(即光器件直接焊接在光模块的PCB板的方式)至少存在以下缺点：(一)加大了光网络的比特率维护成本；(二)光模块性能故障的恢复需更换整个光模块，并由光模块厂商返修，费时费力。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种能降低光网络的比特率维护成本的多通道光模块。

为实现上述目的，本发明提供一种多通道光模块，所述多通道光模块包括接收光器件组、发送光器件组、电信号处理和接口芯片、第一连接器、第二连接器及光模块连接器；其中，

所述接收光器件组经所述第一连接器与所述电信号处理和接口芯片连接；所述发送光器件组经所述第二连接器与所述电信号处理和接口芯片连接；所述电信号处理和接口芯片还经所述光模块连接器与用于承载所述多通道光模块及对所述多通道光模块的光电通路及电光通路的双向业务进行处理的单板连接。

优选地，所述第一连接器包括第一连接器插针和第一连接器插座，所述第一连接器插针与所述第一连接器插座进行配套插拔连接。

优选地，所述第二连接器包括第二连接器插针和第二连接器插座，所述第二连接器插针与所述第二连接器插座进行配套插拔连接。

优选地，所述光模块连接器包括光模块连接器插针和光模块连接器插座，所述光模块连接器插针与所述光模块连接器插座进行配套插拔连接。

优选地，所述接收光器件组封装于第一金属壳体内；所述发送光器件组封装于第二金属壳体内；所述第一连接器插针设于所述第一金属壳体的一侧边；所述第二连接器插针设于所述第二金属壳体的一侧边；所述第一连接器插座、第二连接器插座、电信号处理和接口芯片及光模块连接器插针均设于第一PCB板上；所述第一PCB板设于第一面板上；所述光模块连接器插座设于所述单板上；

所述第一面板设有与所述第一金属壳体相适配的第一面板开口及与所述第二金属壳体相适配的第二面板开口；所述第一面板开口的两侧横截面上均设有第一导轨凹槽，所述第二面板开口的两侧横截面上均设有第二导轨凹槽；所述第一连接器插座设于所述第一PCB板正对所述第一连接器插针的位置，所述第二连接器插座设于所述第一PCB板正对所述第二连接器插针的位置；所述第一金属壳体经所述第一导轨凹槽与所述第一PCB板上的所述第一连接器插座进行配套插拔连接；所述第二金属壳体经所述第二导轨凹槽与所述第一PCB板上的所述第二连接器插座进行配套插拔连接。

优选地，所述电信号处理和接口芯片包括接收侧电信号处理芯片和发送侧电信号处理芯片；所述接收光器件组经所述第一连接器与所述接收侧电信号处理芯片连接；所述发送光器件组经所述第二连接器与所述发送侧电信号处理芯片连接。

优选地，所述接收侧电信号处理芯片和所述发送侧电信号处理芯片为独立的两个单元芯片或为同一物理封装的同一单元芯片。

优选地，所述第一连接器为数字连接器、模拟连接器或模拟数字混合连接器。

优选地，所述第二连接器为数字连接器、模拟连接器或模拟数字混合连接器。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种光纤通信系统，所述光纤通信系统包括接收光器件组、发送光器件组、电信号处理和接口芯片、第一连接器、第二连接器及光模块连接器；其中，

所述接收光器件组经所述第一连接器与所述电信号处理和接口芯片连接；所述发送光器件组经所述第二连接器与所述电信号处理和接口芯片连接；所述电信号处理和接口芯片还经所述光模块连接器与用于承载所述多通道光模块及对所述多通道光模块的光电通路及电光通路的双向业务进行处理的单板连接。

本发明提供的多通道光模块，接收光器件组、发送光器件组、电信号处理和接口芯片、第一连接器、第二连接器及光模块连接器；其中，所述接收光器件组经所述第一连接器与所述电信号处理和接口芯片连接；所述发送光器件组经所述第二连接器与所述电信号处理和接口芯片连接；所述电信号处理和接口芯片还经所述光模块连接器与用于承载所述多通道光模块及对所述多通道光模块的光电通路及电光通路的双向业务进行处理的单板连接。本发明多通道光模块相对于现有技术中的多通道光模块，能够降低光网络的比特率维护成本；并且，由于光器件的性能异常和失效而导致本发明多通道光模块的性能故障时，仅仅通过更换所述接收光器件组或/和发送光器件组即可，而不需要更换整个光模块，从而使得本发明多通道光模块的故障恢复变得更加简单和方便，省时省力；同时，本发明多通道光模块还具有结构简单及易实现的优点。

附图说明

图1是现有技术中多通道光模块的模块结构示意图；

图2是本发明多通道光模块一实施例的模块结构示意图；

图3是本发明多通道光模块一实施例的数据通路功能模块结构示意图；

图4是本发明多通道光模块一实施例的模块封装及模块间的物理连接示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种多通道光模块。

参照图2，图2是本发明多通道光模块一实施例的模块结构示意图。

本实施例中，该多通道光模块200包括接收光器件组201、发送光器件组202、电信号处理和接口芯片203、第一连接器204、第二连接器205及光模块连接器206。

具体地，所述接收光器件组201经所述第一连接器204与所述电信号处理和接口芯片203连接；所述发送光器件组202经所述第二连接器205与所述电信号处理和接口芯片203连接；所述电信号处理和接口芯片203还经所述光模块连接器206与用于承载所述多通道光模块200及对所述多通道光模块200的光电通路及电光通路的双向业务进行处理的单板(图未示)连接。

本实施例中，所述第一连接器204和第二连接器205可根据需要选取数字连接器、模拟连接器或模拟数字混合连接器。并且，本实施例中，所述电信号处理和接口芯片203包括接收侧电信号处理芯片和发送侧电信号处理芯片(图未示)，所述接收侧电信号处理芯片和所述发送侧电信号处理芯片为独立的两个单元芯片或为同一物理封装的同一单元芯片。本实施例中，所述接收光器件组201经所述第一连接器204与所述电信号处理和接口芯片203中的所述接收侧电信号处理芯片连接；所述发送光器件组202经所述第二连接器205与所述电信号处理和接口芯片203中的所述发送侧电信号处理芯片连接。

本实施例多通道光模块200在现有多通道光模块(参照图1)的基础上增设了两个额外的连接器，即所述第一连接器204和第二连接器205，替代了现有技术中将接收光器件组及发送光器件组直接焊接于光模块的PCB板的方式，从而使得本实施例多通道光模块当由于光器件的性能异常和失效而导致本实施例多通道光模块的性能故障时，仅仅通过更换所述接收光器件组201或/和发送光器件组202即可，而不需要更换整个光模块，从而使得本实施例多通道光模块的故障恢复变得更加简单和方便，省时省力；同时，本实施例多通道光模块还具有结构简单及易实现的优点。

参照图3，图3是本发明多通道光模块一实施例的数据通路功能模块结构示意图。

本实施例中，该多通道光模块300包括接收光器件组301、发送光器件组302、电信号处理和接口芯片303、第一连接器304、第二连接器305及光模块连接器306。本实施例中，所述第一连接器304和第二连接器305可根据需要选取数字连接器、模拟连接器或模拟数字混合连接器。

具体地，所述接收光器件组301经所述第一连接器304与所述电信号处理和接口芯片303连接；所述发送光器件组302经所述第二连接器305与所述电信号处理和接口芯片303连接；所述电信号处理和接口芯片303还经所述光模块连接器306与用于承载所述多通道光模块及对所述多通道光模块的光电通路及电光通路的双向业务进行处理的单板500连接。

进一步地，本实施例中，所述第一连接器304包括第一连接器插针3041和第一连接器插座3042，所述第一连接器插针3041与所述第一连接器插座3042进行配套插拔连接；所述第二连接器305包括第二连接器插针3051和第二连接器插座3052，所述第二连接器插针3051与所述第二连接器插座3052进行配套插拔连接；所述光模块连接器306包括光模块连接器插针3061和光模块连接器插座3062，所述光模块连接器插针3061与所述光模块连接器插座3062进行配套插拔连接；本实施例中，所述电信号处理和接口芯片303包括接收侧电信号处理芯片3031和发送侧电信号处理芯片3032。其中，所述接收光器件组301经所述第一连接器304与所述接收侧电信号处理芯片3031连接；所述发送光器件组302经所述第二连接器305与所述发送侧电信号处理芯片3032连接。

进一步地，本实施例中，所述接收侧电信号处理芯片3031和所述发送侧电信号处理芯片3032为独立的两个单元芯片。需要说明的是，本实施例中，所述接收侧电信号处理芯片3031和所述发送侧电信号处理芯片3032也可以为同一物理封装的同一单元芯片。

本实施例中，所述接收光器件组301可以是单个金属壳体封装，也可以是多个金属壳体封装。当所述接收光器件组301为单个金属壳体封装时，根据通用光子集成器件的组成，内部应混合集成一个基于硅基二氧化硅波导PLC的分波器、N个PIN光电接收机(具体的个数根据实际通道数确定)和N个TIA跨阻放大器(具体的个数根据实际通道数确定)这三大部分。其中，分波器用于完成物理输入光口的混合光路波长的分接，分接后的N个波长首先由N个PIN光电接收机完成光电转换，然后再由N个TIA跨阻放大器完成电流信号到数字电信号的转换；当所述接收光器件组301为多个金属壳体封装时，假设金属壳体的数量为K，外部应集成一个基于薄膜滤波片TFF的分波器，分波后的光送到K个集成封装的金属壳体内，然后，再分别完成上述同样的光电转换功能，最后通过所述第一连接器插针3041输出高速数字信；

本实施例中，所述发送光器件组302可以是单个金属壳体封装也可以是多个金属壳体封装。当所述发送光器件组302为单个金属壳体封装时，根据通用光子集成器件的组成，内部应混合集成一个基于硅基二氧化硅波导PLC的合波器及N个激光器(具体的个数根据实际通道数确定)，所述第二连接器305输入的电信号，通过N个激光器完成N个通道的信号调制和电光转换，然后由合波器将光路波长合接，形成混合光路波长，该混合光路波长通过统一的物理光口输出；当所述发送光器件组302为多个金属壳体封装时，假设金属壳体的数量为K，外部应集成一个基于薄膜滤波片TFF的混合集成的合波器，K个集成封装的金属壳体中的激光器通过电光转换输出各波长的光，各波长的光在K个集成封装的金属壳体的外部进行合波。

本实施例多通道光模块300在现有多通道光模块(参照图1)的基础上增设了两个额外的可插拔连接器，即所述第一连接器304和第二连接器305，所述第一连接器304和第二连接器305均包括配套插拔连接的插针和插座，即本实施例多通道光模块300中的所述接收光器件组301及所述发送光器件组302与所述电信号处理和接口芯片303的连接方式均为可插拔方式，替代了现有技术中将接收光器件组及发送光器件组直接焊接于光模块的PCB板的方式，从而当由于光器件的性能异常和失效而导致本实施例多通道光模块的性能故障时，本实施例仅仅通过插拔更换所述接收光器件组301或/和发送光器件组302即可，而不需要更换整个光模块，从而使得本实施例多通道光模块的故障恢复变得更加简单和方便，省时省力；同时，本实施例多通道光模块还具有结构简单及易实现的优点。

参照图4，图4是本发明多通道光模块一实施例的模块封装及模块间的物理连接示意图。

本实施例中，该多通道光模块包括接收光器件组401、发送光器件组402、电信号处理和接口芯片403、第一连接器404、第二连接器405及光模块连接器406。其中，电信号处理和接口芯片403包括接收侧电信号处理芯片4031和发送侧电信号处理芯片4032。其中，所述第一连接器404包括第一连接器插针4041和第一连接器插座4042，所述第一连接器插针4041与所述第一连接器插座4042进行配套插拔连接；所述第二连接器405包括第二连接器插针4051和第二连接器插座4052，所述第二连接器插针4051与所述第二连接器插座4052进行配套插拔连接；所述光模块连接器406包括光模块连接器插针4061和光模块连接器插座4062，所述光模块连接器插针4061与所述光模块连接器插座4062进行配套插拔连接。

具体地，本实施例中，所述接收光器件组401封装于第一金属壳体407内，所述第一连接器插针4041设于所述第一金属壳体407的一侧边；所述发送光器件组402封装于第二金属壳体408内，所述第二连接器插针4051设于所述第二金属壳体408的一侧边；所述第一连接器插座4042、第二连接器插座4052、接收侧电信号处理芯片4031、发送侧电信号处理芯片4032及光模块连接器插针4061均设于第一PCB板411上；所述第一PCB板411设于第一面板412上；所述光模块连接器插座4062设于所述单板600上。

本实施例中，所述第一面板412设有与所述第一金属壳体407相适配的第一面板开口(图未标号)以及与所述第二金属壳体408相适配的第二面板开口(图未标号)；所述第一连接器插座4042设于所述第一PCB板411正对所述第一连接器插针4041的位置，所述第二连接器插座4052设于所述第一PCB板411正对所述第二连接器插针4051的位置；所述第一面板开口的两侧横截面上均设有第一导轨凹槽409，所述第二面板开口的两侧横截面上均设有第二导轨凹槽410；所述第一金属壳体407经所述第一导轨凹槽409与所述第一PCB板411上的所述第一连接器插座4042进行配套插拔连接；所述第二金属壳体408经所述第二导轨凹槽410与所述第一PCB板411上的所述第二连接器插座4052进行配套插拔连接。

本实施例中，所述第一连接器插针4041为所述接收光器件组401的机械固定和电气连接组件之一，所述第一连接器插针4041可以通过光器件生产预制封装或者由本实施例多通道光模块400的生产商自制电路板金手指。所述第一连接器插针4041和所述第一连接器插座4042进行配套插拔连接。本实施例中，所述第一连接器插针4041和所述第一连接器插座4042通过结构设计合理的第一导轨凹槽409完成连接器对准。本实施例中，所述第一连接器404可以为数字连接器、模拟连接器或模拟数字混合连接器；

本实施例中，所述第一连接器插座4042为所述第一PCB板411接收侧的机械固定和电气连接组件之一，所述第一连接器插座4042可以通过本实施例多通道光模块400的生产商将其焊接到所述第一PCB板411上。所述第一连接器插座4042和所述第一连接器插针4041进行配套插拔连接；

本实施例中，所述光模块连接器插针4061是本实施例多通道光模块400与单板600进行机械固定和电气连接组件之一，所述光模块连接器插针4061可以通过本实施例多通道光模块400的生产商焊接到所述第一PCB板411上。本实施例中，所述光模块连接器插针4061和单板600上的所述光模块连接器插座4062进行配套插拔连接。所述光模块连接器插针4061和所述光模块连接器插座4062通过结构设计合理的插拔导轨(图未示)完成连接器对准；

本实施例中，所述第二连接器插座4052为所述第一PCB板411发送侧的机械固定和电气连接组件之一，所述第二连接器插座4052可以通过本实施例多通道光模块400的生产商焊接到所述第一PCB板411上。本实施例中，所述第二连接器插座4052和所述第二连接器插针4051进行配套插拔连接，所述第二连接器插座4052和所述第二连接器插针4051通过结构设计合理的第二导轨凹槽410完成连接器对准；

本实施例中，所述第二连接器插针4051为所述发送光器件组402的机械固定和电气连接组件之一，所述第二连接器插针4051可以通过光器件生产预制封装或者由本实施例多通道光模块400的生产商自制电路板金手指。本实施例中，所述第二连接器插针4051与和所述第一PCB板411上的第二连接器插座4052进行配套插拔连接。

本实施例多通道光模块400在现有多通道光模块(参照图1)的基础上增设了两个额外的可插拔连接器，即所述第一连接器404和第二连接器405，所述第一连接器404和第二连接器405均包括配套插拔连接的插针和插座，即所述接收光器件组401及所述发送光器件组402与本实施例多通道光模块400的PCB板(即所述第一PCB板411)的连接方式均为可插拔方式，替代了现有技术中将接收光器件组及发送光器件组直接焊接于光模块的PCB板的方式，从而当由于光器件的性能异常和失效而导致本实施例多通道光模块的性能故障时，本实施例仅仅通过插拔更换所述接收光器件组401或/和发送光器件组402即可(即对应插拔更换所述第一金属壳体407或/和第二金属壳体408即可)，而不需要更换整个光模块，从而使得本实施例多通道光模块的故障恢复变得更加简单和方便，省时省力；同时，本实施例多通道光模块还具有结构简单及易实现的优点。

本发明还提供一种光纤通信系统，该光纤通信系统包括多通道光模块，该多通道光模块的模块结构及模块封装和模块间的物理连接可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的光纤通信系统采用了上述多通道光模块的技术方案，因此该光纤通信系统具有上述多通道光模块所有的有益效果。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种多通道光模块，其特征在于，包括接收光器件组、发送光器件组、电信号处理和接口芯片、第一连接器、第二连接器及光模块连接器；其中，

所述接收光器件组经所述第一连接器与所述电信号处理和接口芯片连接；所述发送光器件组经所述第二连接器与所述电信号处理和接口芯片连接；所述电信号处理和接口芯片还经所述光模块连接器与用于承载所述多通道光模块及对所述多通道光模块的光电通路及电光通路的双向业务进行处理的单板连接；

所述第一连接器包括第一连接器插针和第一连接器插座，所述第一连接器插针与所述第一连接器插座进行配套插拔连接；所述第二连接器包括第二连接器插针和第二连接器插座，所述第二连接器插针与所述第二连接器插座进行配套插拔连接；所述光模块连接器包括光模块连接器插针和光模块连接器插座，所述光模块连接器插针与所述光模块连接器插座进行配套插拔连接；

所述接收光器件组封装于第一金属壳体内；所述发送光器件组封装于第二金属壳体内；所述第一连接器插针设于所述第一金属壳体的一侧边；所述第二连接器插针设于所述第二金属壳体的一侧边；所述第一连接器插座、第二连接器插座、电信号处理和接口芯片及光模块连接器插针均设于第一PCB板上；所述第一PCB板设于第一面板上；所述光模块连接器插座设于所述单板上；

所述第一面板设有与所述第一金属壳体相适配的第一面板开口及与所述第二金属壳体相适配的第二面板开口；所述第一面板开口的两侧横截面上均设有第一导轨凹槽，所述第二面板开口的两侧横截面上均设有第二导轨凹槽；所述第一连接器插座设于所述第一PCB板正对所述第一连接器插针的位置，所述第二连接器插座设于所述第一PCB板正对所述第二连接器插针的位置；所述第一金属壳体经所述第一导轨凹槽与所述第一PCB板上的所述第一连接器插座进行配套插拔连接；所述第二金属壳体经所述第二导轨凹槽与所述第一PCB板上的所述第二连接器插座进行配套插拔连接。

2.如权利要求1所述的多通道光模块，其特征在于，所述电信号处理和接口芯片包括接收侧电信号处理芯片和发送侧电信号处理芯片；所述接收光器件组经所述第一连接器与所述接收侧电信号处理芯片连接；所述发送光器件组经所述第二连接器与所述发送侧电信号处理芯片连接。

3.如权利要求2所述的多通道光模块，其特征在于，所述接收侧电信号处理芯片和所述发送侧电信号处理芯片为独立的两个单元芯片或为同一物理封装的同一单元芯片。

4.如权利要求1所述的多通道光模块，其特征在于，所述第一连接器为数字连接器、模拟连接器或模拟数字混合连接器。

5.如权利要求1所述的多通道光模块，其特征在于，所述第二连接器为数字连接器、模拟连接器或模拟数字混合连接器。

6.一种光纤通信系统，包括多通道光模块和单板，其特征在于，所述多通道光模块为权利要求1至5中任一项所述的多通道光模块。