CN106034000A - 光信号传输系统、方法和光通信设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光信号传输系统、方法和光通信设备。本发明的光信号传输系统包括：PCB板和设置在所述PCB板上的硅光芯片单元、光传输单元、光接收单元；所述硅光芯片单元与所述光传输单元通过所述PCB板上的光纤链路连接，所述硅光芯片单元与所述光接收单元通过所述PCB板上的光纤链路连接；所述光接收单元，用于接收外部传输的光信号；所述硅光芯片单元，用于将所述光信号转换为电信号,对所述电信号进行处理,以及将处理后的电信号转换为光信号；所述光传输单元，用于通过光纤链路将所述硅光芯片单元转换的光信号出去；本发明的光信号传输系统能够解决现有光通信设备传输大容量高速数据时可靠性低的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，尤其一种光信号传输系统、方法和光通信设备。
背景技术
数据流量的井喷式增长给传输网络带来巨大的带宽压力，电信运营商对引入100G/400G甚至更高传输要求极为迫切；同时数据网络的扁平化和移动网络的IP化进一步给传送网络带来了更大容量的调度需求，数据业务的迅猛发展和日益复杂的网络拓扑要求传送网络能够实现业务的快速开通，并且具备大容量、多业务颗粒、多方向的交叉调度能力。因此具备高传输能力，能够灵活高效调度的大容量传送设备成为电信运营商关注的焦点。
现有的光传输技术需通过光收发一体化模块实现光电/电光的变换，发射部分输入一定码率的电信号经内部的驱动芯片处理后驱动半导体激光器或发光二极管发射出相应速率的调制光信号，内部带有光功率自动控制电路，使输出的光信号功率保持稳定。接收部分是一定码率的光信号输入模块后由光探测二极管转换为电信号，经放大器后输出相应码率的电信号。光传输系统中信号的处理、变换、编码、解码等步骤还需要用电学量作为信息载体，光信号只是在光纤传输中存在。
具体地，在光通讯设备内部传输数据时，需要将光信号转换为电信号，在设备主背板和子卡上用电信号作为数据载体来进行传输和处理，然而在光通讯设备内部采用电信号传输大容量高速数据时，由于电信号会在传输过程中出现衰减(例如电信号链路会损坏电信号，或者设备发热导致电信号传输衰减或者电信号过大等)，导致数据传输的可靠性低。
如图1所示，当光传输系统需要传输大容量高速数据时，光通信设备中背板上子卡光电转换模块会将光信号转换为电信号，之后电信号在PCB子卡上通过电信号链路进行传输，且通过PCB背板上的电信号链路将电信号传输至其他子卡，然而此时电信号在子卡和背板均会传输出现衰减问题，导致数据传输的可靠性降低。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是，提供一种光信号传输系统、方法和光通信设备，能够解决现有光通信设备传输大容量高速数据时可靠性低的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种光信号传输系统，包括：PCB板和设置在所述PCB板上的硅光芯片单元、光传输单元、光接收单元；所述硅光芯片单元与所述光传输单元通过所述PCB板上的光纤链路连接，所述硅光芯片单元与所述光接收单元通过所述PCB板上的光纤链路连接；
所述光接收单元，用于接收外部传输的光信号；
所述硅光芯片单元，用于将所述光信号转换为电信号,对所述电信号进行处理,以及将处理后的电信号转换为光信号；
所述光传输单元，用于通过光纤链路将所述硅光芯片单元转换的光信号传输出去。
进一步地，所述硅光芯片单元包括：第一硅光芯片、电信号处理模块和第二硅光芯片；
所述第一硅光芯片，用于将所述光信号转换为电信号传输给所述电信号处理模块；
所述电信号处理模块，用于对所述电信号进行处理，并将处理后的电信号传输给所述第二硅光芯片；
所述第二硅光芯片，用于将所述处理后的电信号转换为光信号。
进一步地，所述光接收单元包括：光连接器，所述光传输单元包括：第一光转接器；
所述光连接器，用于接收与之连接的外部光纤传输的光信号；
所述第一光转接器，用于通过光纤链路将所述硅光芯片单元转换的光信号传输给与所述第一光连接器连接的外部PCB板。
进一步地，所述光接收单元包括：第二光转接器，所述光传输单元包括：第三光转接器；
所述第二光转接器，用于接收与之连接的外部PCB板传输的光信号；
所述第三光转接器，用于通过光纤链路将所述硅光芯片单元转换的光信号传输给与所述第三光转接器连接的外部PCB板。
进一步地，所述光信号传输系统还包括：光信号处理单元；
所述光信号处理单元，用于在光传输单元将所述硅光芯片单元转换的光信号传输出去之前，对所述硅光芯片单元转换的光信号进行处理。
同样为了解决上述的技术问题，本发明还提供了一种光通信设备，包括如上任一项所述的光信号传输系统。
同样为了解决上述的技术问题，本发明还提供了另一种光信号传输系统，包括：PCB背板、设置在所述PCB背板上的第一PCB板和第二PCB板,所述第一PCB板和所述第二PCB板上均设有硅光芯片单元、光传输单元、光接收单元；所述硅光芯片单元与所述光传输单元通过二者所在的PCB板上的光纤链路连接，所述硅光芯片单元与所述光接收单元通过二者所在的PCB板上的光纤链路连接；所述第一PCB上的光传输单元与所述第二PCB板上的光接收单元通过所述PCB背板上的光纤链路连接；
所述第一PCB板中光接收单元，用于接收外部传输的光信号；
所述第一PCB板中硅光芯片单元，用于将所述光信号转换为电信号,对所述电信号进行处理,以及将处理后的电信号转换为光信号；
所述第一PCB板中光传输单元，用于将所述第一PCB板中硅光芯片单元转换的光信号通过所述PCB背板上的光纤链路传输给第二PCB板中的光接收单元；
所述第二PCB板中硅光芯片单元，用于将第二PCB板中光接收单元接收到的光信号转换为电信号,对所述电信号进行处理,以及将处理后的电信号转换为光信号；
所述第二PCB板中光传输单元，用于将所述第二PCB板中硅光芯片单元转换的光信号传输出去。
进一步地，所述硅光芯片单元包括：第一硅光芯片、电信号处理模块和第二硅光芯片；
所述第一硅光芯片，用于将光信号转换为电信号传输给所述电信号处理模块；
所述电信号处理模块，用于对所述电信号进行处理，并将处理后的电信号传输给所述第二硅光芯片；
所述第二硅光芯片，用于将所述处理后的电信号转换为光信号。
同样为了解决上述的技术问题，本发明还提供了另一种光通信设备，包括如上任一项所述的另一种光信号传输系统。
同样为了解决上述的技术问题，本发明还提供了光信号传输方法，包括如下步骤：
接收PCB板外部传输的光信号，通过所述PCB板上的光纤链路将所述光信号传输至所述PCB板上的硅光芯片单元；
所述硅光芯片单元将所述光信号转换为电信号,对所述电信号进行处理,以及将处理后的电信号转换为光信号；
通过光纤链路将所述硅光芯片单元转换的光信号传输出去
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种光信号传输系统、方法和光通信设备；本发明的光信号传输系统包括：PCB板和设置在所述PCB板上的硅光芯片单元、光传输单元、光接收单元；所述硅光芯片单元与所述光传输单元通过所述PCB板上的光纤链路连接，所述硅光芯片单元与所述光接收单元通过所述PCB板上的光纤链路连接；所述光接收单元，用于接收外部传输的光信号；所述硅光芯片单元，用于将所述光信号转换为电信号,对所述电信号进行处理,以及将处理后的电信号转换为光信号；所述光传输单元，用于通过光纤链路将所述硅光芯片单元转换的光信号出去；本发明的光信号传输系统可以在传输数据时利用光信号作为数据载体在PCB板上以及PCB板之间传输，具体地利用光纤链路传输光信号，由于光纤链路基本上是无损的、也没有发热问题，因此不会存在信号传输过程中衰减的问题，即使在传输大容量高速数据也不会存在信号在传输过程中衰减的问题；应用本发明的光信号传输系统可以实现在光通信设备内部利用光信号传输数据，与现有技术相比，提高了光通信设备传输的数据可靠性，进而实现了在光通信可以实现了光传输系统真正意义上的全光无源传输。
进一步地，本发明的光信号传输系统应用硅光芯片单元实现光电转换，相比现有技术应用光电转换模块，节约了成本。
附图说明
图1为现有技术中PCB背板的结构示意图；
图2为本发明实施例一提供第一种光信号传输系统的结构示意图；
图3为本发明实施例一提供第二种光信号传输系统的结构示意图；
图4为本发明实施例一提供第三种光信号传输系统的结构示意图；
图5为本发明实施例一提供第四种光信号传输系统的结构示意图；
图6为本发明实施例一提供第五种光信号传输系统的结构示意图；
图7为本发明实施例二提供的一种光信号传输系统的结构示意图；
图8为本发明实施例二提供的另一种光信号传输系统的结构示意图；
图9为本发明实施例二提供的一种光通信设备的结构示意图；
图10为本发明实施例三提供的一种光信号传输方法的流程示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例一：
考虑到现有光通信设备传输大容量高速数据时可靠性低的技术问题，本实施例提供了一种光信号传输系统，如图2所示，包括：PCB板和设置在所述PCB板上的硅光芯片单元、光传输单元、光接收单元；所述硅光芯片单元与所述光传输单元通过所述PCB板上的光纤链路连接，所述硅光芯片单元与所述光接收单元通过所述PCB板上的光纤链路连接；
所述光接收单元，用于接收外部传输的光信号；
所述硅光芯片单元，用于将所述光信号转换为电信号,对所述电信号进行处理,以及将处理后的电信号转换为光信号；
所述光传输单元，用于通过光纤链路将所述硅光芯片单元转换的光信号传输出去。
具体地，在本实施例中光传输单元可以通过光纤链路将所述硅光芯片单元转换的光信号传输给与所述光传输单元连接的外部PCB板；或者直接将所述硅光芯片单元转换的光信号传输给与之连接的外部光纤从而传输出去。
本实施例中硅光芯片单元可以由硅光芯片和信号处理模块构成；本实施例中硅光芯片可实现光电或者电光转换功能，是利用硅光子技术形成的，即为将光模块集成到传统的硅基芯片中，利用芯片的生产工艺和封装技术形成的。
当然，本实施例硅光芯片单元的功能还可以由一个硅光芯片实现。
本实施例中光纤链路是光信号在PCB功能内部的传输的载体，可采用PCB埋纤或高分子光导材料来实现。
优选地，如图3所示，本实施例中所述硅光芯片单元包括：第一硅光芯片、电信号处理模块和第二硅光芯片；
所述第一硅光芯片，用于将所述光信号转换为电信号传输给所述电信号处理模块；
所述电信号处理模块，用于对所述电信号进行处理，并将处理后的电信号传输给所述第二硅光芯片；
所述第二硅光芯片，用于将所述处理后的电信号转换为光信号。
本实施例的光信号传输系统在传输数据时利用光信号作为数据载体在PCB板上和PCB板之间传输，具体地利用光纤链路传输光信号，由于光纤链路基本上是无损的、也没有发热问题，因此不会存在信号传输过程中衰减的问题，即使在传输大容量高速数据也不会存在信号在传输过程中衰减的问题；应用本实施例的PCB板可以实现在光通信设备内部利用光信号传输数据，与现有技术相比，提高了光通信设备传输的数据可靠性，满足超大容量的数据传输，进而实现了在光通信可以实现了光传输系统真正意义上的全光无源传输。
本实施例光信号传输系统中光接收单元可以接收外部光纤传输的光信号或者外部PCB板传输的光信号，其光传输单元可以通过将光信号传输给外部光纤传输出去或者通过光纤链路传输给其他PCB板；因此，如图4所示，本实施例中所述光接收单元包括：光连接器，所述光传输单元包括：第一光转接器；
所述光连接器，用于接收与之连接的外部光纤传输的光信号；
所述第一光转接器，用于通过光纤链路将所述硅光芯片单元转换的光信号传输给与所述第一光连接器连接的外部PCB板。
图4所示的光信号传输系统接收外部光纤传输的光信号，然后将光信号通过PCB板上的光纤链路传输至硅光芯片单元，由硅光芯片单元处理后输出光信号，然后将硅光芯片单元输出的光信号通过光转接器传输至与该光转接器通过光纤链路连接的其他PCB板中。
本实施例PCB板中光接收模块还可以接收外部PCB板传输的光信号；如图5所示，所述光接收单元包括：第二光转接器，所述光传输单元包括：第三光转接器；
所述第二光转接器，用于接收与之连接的外部PCB板传输的光信号；
所述第三光转接器，用于通过光纤链路将所述硅光芯片单元转换的光信号传输给与所述第三光转接器连接的外部PCB板。
优选地，第二光转接器与第三光转接器为同一个光转接器。
图5所示的PCB板接收与之相连的PCB板传输的光信号，然后将光信号通过PCB板上的光纤链路传输至硅光芯片单元，由硅光芯片单元处理后输出光信号，然后将硅光芯片单元输出的光信号通过光转接器传输至与该光转接器通过光纤链路连接的其他PCB板中。
考虑到在硅光芯片单元输出光信号之后，还需要对光信号进行一系列的处理，例如变换、放大、编码、解码等，在上述光信号传输系统的基础上，如图6所示，本实施例光信号传输系统后还包括：光信号处理单元；
所述光信号处理单元，用于在光传输单元将所述硅光芯片单元转换的光信号传输之前，对所述硅光芯片单元转换的光信号进行处理。
应用本实施例的光信号传输系统可以利用光信号替换电信号在PCB板上传输数据，避免了在PCB板上采用电信号传输数据，由于电信号在传输过程中衰减的问题，提高了数据传输的可靠性，可以满足传输大容量高速数据的要求，例外应用硅光芯片进行光电转换，提示了PCB板的集成度，简化了PCB板的布局。
实施例二：
本实施例提供了一种光信号传输系统，如图7所示，包括：PCB背板、设置在所述PCB背板上的第一PCB板和第二PCB板,所述第一PCB板和所述第二PCB板上均设有硅光芯片单元、光传输单元、光接收单元；所述硅光芯片单元与所述光传输单元通过二者所在的PCB板上的光纤链路连接，所述硅光芯片单元与所述光接收单元通过二者所在的PCB板上的光纤链路连接；所述第一PCB上的光传输单元与所述第二PCB板上的光接收单元通过所述PCB背板上的光纤链路连接；
所述第一PCB板中光接收单元，用于接收外部传输的光信号；
所述第一PCB板中硅光芯片单元，用于将所述光信号转换为电信号,对所述电信号进行处理,以及将处理后的电信号转换为光信号；
所述第一PCB板中光传输单元，用于将所述第一PCB板中硅光芯片单元转换的光信号通过所述PCB背板上的光纤链路传输给第二PCB板中的光接收单元；
所述第二PCB板中硅光芯片单元，用于将第二PCB板中光接收单元接收到的光信号转换为电信号,对所述电信号进行处理,以及将处理后的电信号转换为光信号；
所述第二PCB板中光传输单元，用于将所述第二PCB板中硅光芯片单元转换的光信号传输出去。
本实施例中第二PCB板中光传输单元可以将光信号传输给外部光纤，也可以将光信号换上给其他PCB板处理。
优选地，所述硅光芯片单元包括：第一硅光芯片、电信号处理模块和第二硅光芯片；
所述第一硅光芯片，用于将光信号转换为电信号传输给所述电信号处理模块；
所述电信号处理模块，用于对所述电信号进行处理，并将处理后的电信号传输给所述第二硅光芯片；
所述第二硅光芯片，用于将所述处理后的电信号转换为光信号。
本实施例光信号传输系统可以在PCB板上和PCB板之间利用光信号传输数据，避免了在PCB板上采用电信号传输数据，由于电信号在传输过程中衰减的问题，在光通信设备应用本实施例的光信号传输系统可以提高数据传输的可靠性，尤其可以满足传输大容量高速数据的要求。
根据上述的描述，本实施例提供了一种光信号传输系统，如图7所示，包括：PCB背板、PCB子卡、多芯光纤、多芯光连接器、PCB上的光纤链路、硅光芯片、光信号处理单元、多芯光转接器；图8中，PCB子卡即为PCB板，硅光芯片实现上述硅光芯片单元的所有功能；
PCB背板可为系统设备各单元包括PCB子卡提供可能的供电、低频信号和监控信号的传输及处理等。
PCB子卡可通过多种方式可靠固定在PCB背板上，包括但不限于定位销、电连接器、螺钉安装连接等。本实施例中PCB背板上的PCB子卡可以有1个、2个或多个，以满足实际使用功能。
多芯光纤，通过多芯光连接器与PCB子卡相连。其中多芯光纤的外形可以是带状的也可以是圆形。多芯光连接器由插头和插座互配组成，插头与多芯光纤连接组成插头组件，插座可直接与子卡连接或通过光纤介质转接后再与子卡连接。多芯光连接器需满足高密度、高效率和高可靠性的光纤互连，可以是MPO/MT型光纤活动连接器，也可以是其他形式光纤连接器。
PCB上的光纤链路是光信号在PCB内部和PCB之间传输的载体。可采用PCB埋纤或高分子光导材料来实现。
硅光芯片是将光模块集成到传统的硅基芯片中，利用芯片的生产工艺和封装技术大规模生产光电模块，实现光电转换、电光转换功能和电信号处理功能。
光信号处理单元，包括对光信号进行处理的一系列过程及相应的光器件，如变换、放大、编码、解码等。
多芯光转接器，用于实现光信号在不同PCB光纤链路的转接，即实现PCB板之间的光信号传输。
如图9所示，本实施例还提供了一种光通信设备，包括如实施例二所述的光信号传输系统或者如实施例一所述的光信号传输系统。
实施例三：
如图10所示，本实施例提供了一种光信号传输方法，包括如下步骤：
步骤101：接收PCB板外部传输的光信号，通过所述PCB板上的光纤链路将所述光信号传输至所述PCB板上的硅光芯片单元。
步骤102：所述硅光芯片单元将所述光信号转换为电信号,对所述电信号进行处理,以及将处理后的电信号转换为光信号。
步骤103：通过光纤链路将所述硅光芯片单元转换的光信号传输出去。
优选地，本实施例中PCB板可以将转换的光信号传输给其他外部PCB板，例如在所述PCB板与外部PCB板设置在PCB背板上时，步骤103具体包括：通过所述PCB板所在PCB背板上的光纤链路将所述硅光芯片单元转换的光信号传输给与所述PCB板相连的外部PCB板。
应用本实施例的光信号传输方法可以使得在传输数据时利用光信号作为数据载体在PCB板上和PCB板之间传输，具体地利用光纤链路传输光信号，由于光纤链路基本上是无损的、也没有发热问题，因此不会存在信号传输过程中衰减的问题，即使在传输大容量高速数据也不会存在信号在传输过程中衰减的问题；进而可以实现在光通信设备内部利用光信号传输数据，与现有技术相比，提高了光通信设备传输的数据可靠性，满足超大容量的数据传输，进而实现了在光通信可以实现了光传输系统真正意义上的全光无源传输。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种光信号传输系统，其特征在于，包括：PCB板和设置在所述PCB板上的硅光芯片单元、光传输单元、光接收单元；所述硅光芯片单元与所述光传输单元通过所述PCB板上的光纤链路连接，所述硅光芯片单元与所述光接收单元通过所述PCB板上的光纤链路连接；
所述光接收单元，用于接收外部传输的光信号；
所述硅光芯片单元，用于将所述光信号转换为电信号,对所述电信号进行处理,以及将处理后的电信号转换为光信号；
所述光传输单元，用于通过光纤链路将所述硅光芯片单元转换的光信号传输出去。
2.如权利要求1所述的光信号传输系统，其特征在于，所述硅光芯片单元包括：第一硅光芯片、电信号处理模块和第二硅光芯片；
所述第一硅光芯片，用于将所述光信号转换为电信号传输给所述电信号处理模块；
所述电信号处理模块，用于对所述电信号进行处理，并将处理后的电信号传输给所述第二硅光芯片；
所述第二硅光芯片，用于将所述处理后的电信号转换为光信号。
3.如权利要求1或2所述的光传输系统，其特征在于，所述光接收单元包括：光连接器，所述光传输单元包括：第一光转接器；
所述光连接器，用于接收与之连接的外部光纤传输的光信号；
所述第一光转接器，用于通过光纤链路将所述硅光芯片单元转换的光信号传输给与所述第一光连接器连接的外部PCB板。
4.如权利要求1或2所述的光信号传输系统，其特征在于，所述光接收单元包括：第二光转接器，所述光传输单元包括：第三光转接器；
所述第二光转接器，用于接收与之连接的外部PCB板传输的光信号；
所述第三光转接器，用于通过光纤链路将所述硅光芯片单元转换的光信号传输给与所述第三光转接器连接的外部PCB板。
5.如权利要求1或2所述的光信号传输系统，其特征在于，还包括：光信号处理单元；
所述光信号处理元，用于在光传输单元将所述硅光芯片单元转换的光信号传输出去之前，对所述硅光芯片单元转换的光信号进行处理。
6.一种光信号传输系统，其特征在于，包括：PCB背板、设置在所述PCB背板上的第一PCB板和第二PCB板,所述第一PCB板和所述第二PCB板上均设有硅光芯片单元、光传输单元、光接收单元；所述硅光芯片单元与所述光传输单元通过二者所在的PCB板上的光纤链路连接，所述硅光芯片单元与所述光接收单元通过二者所在的PCB板上的光纤链路连接；所述第一PCB上的光传输单元与所述第二PCB板上的光接收单元通过所述PCB背板上的光纤链路连接；
所述第一PCB板中光接收单元，用于接收外部传输的光信号；
所述第一PCB板中硅光芯片单元，用于将所述光信号转换为电信号,对所述电信号进行处理,以及将处理后的电信号转换为光信号；
所述第一PCB板中光传输单元，用于将所述第一PCB功能板中硅光芯片单元转换的光信号通过所述PCB背板上的光纤链路传输给第二PCB功能板中的光接收单元；
所述第二PCB板中硅光芯片单元，用于将第二PCB板中光接收单元接收到的光信号转换为电信号,对所述电信号进行处理,以及将处理后的电信号转换为光信号；
所述第二PCB板中光传输单元，用于将所述第二PCB板中硅光芯片单元转换的光信号传输出去。
7.如权利要求6所述的光信号传输系统，其特征在于，所述硅光芯片单元包括：第一硅光芯片、电信号处理模块和第二硅光芯片；
所述第一硅光芯片，用于将光信号转换为电信号传输给所述电信号处理模块；
所述电信号处理模块，用于对所述电信号进行处理，并将处理后的电信号传输给所述第二硅光芯片；
所述第二硅光芯片，用于将所述处理后的电信号转换为光信号。
8.一种光通信设备，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的光信号传输系统。
9.一种光通信设备，其特征在于，包括如权利要求6或7所述的光信号传输系统。
10.一种光信号传输方法，其特征在于，包括如下步骤：
接收PCB板外部传输的光信号，通过所述PCB板上的光纤链路将所述光信号传输至所述PCB板上的硅光芯片单元；
所述硅光芯片单元将所述光信号转换为电信号,对所述电信号进行处理,以及将处理后的电信号转换为光信号；
通过光纤链路将所述硅光芯片单元转换的光信号传输出去。
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