CN107431552A - 光模块及网络设备 - Google Patents

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Abstract

一种光模块及网络设备。该光模块包括公共端模块(31)和两个数据子模块(32)。公共端模块(31)包括多载波光源(311)、波分复用器(312)、波分解复用器(313)、外部光接口、两个第一光分束器(314)。数据子模块(32)包括第二光分束器(321)、光电信号调制器(322)、光接收机(323)。该光模块及网络设备，可实现大容量单光口光模块，减少光口管理的复杂度，节省光纤资源。

Description

光模块及网络设备 技术领域
本发明涉及光通信领域，尤其涉及一种光模块及网络设备。
背景技术
光模块(optical transceiver)是用于路由器与网络设备之间信号传输的载体，主要实现光电信号的转换。随着网络设备容量的增加，路由器的处理速率及单线卡的容量也会在几年内迅速升级到1太比特每秒(Terabitspersecond，简称Tbps)、2Tbps，甚至4Tbps，路由器需要同样配置大容量光模块实现光互连。因此，实现大容量光模块是目前技术发展的方向。
目前，为解决大容量光模块问题，主要有两种方法：一种是采用大颗粒度可插拔光模块，另一种是采用多个小颗粒度的光模块复用而成。其中，大颗粒度指的是较大容量的光模块，比如1Tbps的光模块；小颗粒度指的是较小容量的光模块，比如40吉比特每秒(Gigabitspersecond，简称Gbps)的光模块。
然而，若采用大颗粒度可插拔光模块实现大容量光模块，其成本将远高于通过多个小颗粒度光模块复用的成本。且由于大颗粒度可插拔光模块需求仅局限于有限的光传输网络(Optical Transmission Network，简称OTN)设备与核心路由器之间，需求用量有限，用量决定了其未来降成本趋势动力不足。同时大颗粒度可插拔光模块的开发时间较长，无法满足线卡更新的需求。若采用多个小颗粒度的光模块复用实现大容量模块，则需要路由器对多个光接口(简称光口)进行管理及配置，增加了光口管理的复杂度，同时由于每个光口都需要与之对应的光纤与对方网络设备进行互联，也会浪费点对点互连的光纤资源。
发明内容
本发明提供一种光模块及网络设备，能够基于小颗粒度的光模块，实现大容量单光口光模块，对单光口进行管理，减少光口管理的复杂度，节省光 纤资源。
本发明第一方面提供的光模块，包括：公共端模块和两个数据子模块；
所述公共端模块包括多载波光源、波分复用器、波分解复用器、外部光接口、两个第一光分束器；
所述数据子模块包括第二光分束器、光电信号调制器、光接收机；
所述多载波光源分别与所述两个第一光分束器的第一端口连接，所述波分复用器分别与所述两个第一光分束器的第二端口连接，每个第一光分束器的第三端口分别与一个数据子模块中的第二光分束器的第一端口连接，所述波分解复用器分别与每一数据子模块中的光接收机连接；
在每一数据子模块中，第二光分束器的第二端口与光电信号调制器的输入端口连接，第二光分束器的第三端口与光电信号调制器的输出端口连接；
所述多载波光源用于产生两个波长的光信号，所述两个波长的光信号中的每一光信号分别通过一个所述第一光分束器输入到一个数据子模块中的第二光分束器中，所述光电信号调制器用于将待输出电信号与第二光分束器中的光信号调制为待输出光信号，所述待输出光信号通过第二光分束器输入到所述波分复用器中合成为待发送光信号并通过所述外部光接口输出；
所述外部光接口接收的光信号通过波分解复用器分解为两个待接收的光信号，每一待接收的光信号分别输入至一个数据子模块中的光接收机，每一数据子模块中的光接收机用于将接收到的待接收的光信号进行光电检测，输出待接收的电信号。
结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述光模块包括至少两个数据子模块；
所述公共端模块包括至少两个第一光分束器；
所述第一光分束器的数量大于等于所述数据子模块的数量；
所述多载波光源分别与所述至少两个第一光分束器的第一端口连接，所述波分复用器分别与所述至少两个第一光分束器的第二端口连接，每个第一光分束器的第三端口分别与一个数据子模块中的第二光分束器的第一端口连接，所述波分解复用器分别与每一数据子模块中的光接收机连接；
所述多载波光源用于产生至少两个波长的光信号，所述至少两个波长的光信号中的每一光信号分别通过一个所述第一光分束器输入到一个数据子模 块中的第二光分束器中，所述光电信号调制器用于将待输出电信号与第二光分束器中的光信号调制为待输出光信号，所述待输出光信号通过第二光分束器输入到所述波分复用器中合成为待发送光信号并通过所述外部光接口输出；
所述外部光接口接收的光信号通过波分解复用器分解为至少两个待接收的光信号，每一待接收的光信号分别输入至一个数据子模块中的光接收机，每一数据子模块中的光接收机用于将接收到的待接收的光信号进行光电检测，输出待接收的电信号。
结合第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述第一光分束器和所述第二光分束器为偏振分束器，所述多载波光源用于产生至少两个波长的线偏振光，所述第一光分束器和所述第二光分束器通过保偏光纤连接。
结合第一方面第二种可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述偏振分束器为双向复用偏振分束器。
结合第一方面至第一方面第三种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述光电信号调制器包括：波导型光电信号调制器或电吸收型光电信号调制器。
结合第一方面至第一方面第三种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第一方面第五种可能的实现方式中，所述外部光接口为单光接口。
结合第一方面至第一方面第三种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第一方面第六种可能的实现方式中，还包括：内部光接口，所述内部光接口为多光接口；
每个第一光分束器的第三端口分别通过所述内部光接口与一个数据子模块中的第二光分束器的第一端口连接。
结合第一方面至第一方面第三种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第一方面第七种可能的实现方式中，还包括：光接口及电接口连接器，所述光接口及电接口连接器包括至少两个内部光接口，所述光接口及电接口连接器的内部光接口的数量与所述第一光分束器的数量相同，所述光接口及电接口连接器的每一内部光接口具有对应的待输出电信号接口和待接收电信号接口；
每个第一光分束器的第三端口分别通过所述光接口及电接口连接器的一个内部光接口与一个数据子模块中的第二光分束器的第一端口连接；
每个数据子模块中的光电信号调制器与第二光分束器连接的内部光接口对应的待输出电信号接口连接，每个数据子模块中的光接收机与第二光分束器连接的内部光接口对应的待接收电信号接口连接。
本发明第二方面提供的网络设备，包括：线卡和如第一方面至第一方面第七种可能的实现方式中任一种可能的实现方式所述的光模块；
所述光模块设置在所述线卡上。
本发明提供的光模块及网络设备，公共端模块包括多载波光源、波分复用器、波分解复用器、外部光接口、至少两个第一光分束器，通过公共端模块提供光源，只需对公共端模块进行管理。同时，数据子模块包括第二光分束器、光电信号调制器、光接收机，数据子模块至少为两个，根据光模块所需的容量可对应配置数据子模块的个数，从而实现大容量单光口光模块，只需对单光口进行管理，减少了光口管理的复杂度，节省了光纤资源，同时解决了大颗粒度光模块的实现及成本瓶颈。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中小颗粒度光模块并行复用系统示意图；
图2为现有技术中小颗粒度光模块串行级联系统示意图；
图3为本发明光模块实施例一的系统示意图；
图4为本发明公共端模块和数据子模块的结构示意图；
图5为本发明光模块实施例二的系统示意图；
图6为本发明光模块实施例三的系统示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
通信网络上的很多功能都需要通过光电技术来实现，其中一种必要的元件是光模块。光模块是光纤通信系统中重要的器件，适用于路由器与网络设备之间，主要实现光电信号的转换。具体的，光模块可以将光纤上的光信号转换成电信号向网络设备传输，光模块也可以将电信号转换成光信号，通过光纤传输向路由器传输。
图1为现有技术中小颗粒度光模块并行复用系统示意图。如图1所示，采用多个小颗粒度光模块11并行复用的结构实现大容量光模块传输，多个小颗粒度光模块11并行插在线卡12上。每个小颗粒度光模块11都具有一个光源，采用多个小颗粒度光模块11及多个光口并行复用实现大容量光模块，其中，光口是用来连接光纤线缆的物理接口，用于处理光信号。小颗粒度光模块并行复用系统光口的个数与小颗粒度光模块11的个数相同，有多少个小颗粒度光模块11，就需要多少个光口，就需要对多少个光口进行管理，且需要使用多少对光纤资源与对方网络设备进行互连。比如实现1Tbps线卡，可采用25个40Gbps光模块并行复用实现1Tbps传输。小颗粒度光模块并行复用系统存在25个光口，需要对25个光口进行管理，同时需要使用25对光纤资源与对方网络设备进行互连。
图2为现有技术中小颗粒度光模块串行级联系统示意图。如图2所示，采用多个小颗粒度光模块串行级联结构进行模块化连接。每一个小颗粒度光模块都具有一个前置光口和后置光口、前置电接口(简称电口)和后置电接口，其中，电口是用来连接普通的网线和射频同轴电缆的物理接口，用于处理电信号。不同级次的小颗粒度光模块通过前置光口和后置光口、前置电口和后置电口进行连接，实现了不同级次模块光信号的复用以及电信号的传输。经过采用小颗粒度光模块串行级联结构光模块，可实现光信号统一复用至传输光口，所有电信号通过电接口传输至单板上。图2中只是示出了三个级次的小颗粒度光模块串行级联的结构，三个级次分别为第一级次小颗粒度光模块a、第二级次小颗粒度光模块b、第三级次小颗粒度光模块c。第一级次的小颗粒度光模块a通过电接口插在电插口上，实现电信号通过电接口与单板 的传输。第一级次小颗粒度光模块a通过后置光口、后置电口与第二级次小颗粒度光模块b的前置光口、前置电口互连。第二级次小颗粒度光模块b通过后置光口、后置电口与第三级次小颗粒度光模块c的前置光口、前置电口互连。小颗粒度光模块串行级联系统的级次、光口、电口依据光模块容量的大小和每个小颗粒度光模块的容量大小而定。比如实现1Tbps线卡，可采用25个40Gbps光模块串行级联实现1Tbps传输。小颗粒度光模块串行级联系统存在25个级次，需要12对光口的互连对准。
然而，图1中小颗粒度光模块并行复用系统采用多个小颗粒度光模块并行复用的结构实现大容量光模块传输，首先，需要对多个光口进行管理配置，以配置传输数据的关联性，增加了光口管理的复杂度；其次，需要使用多对光纤资源与对方网络设备进行互连，浪费了光纤资源，大大增加了光纤管理及配线方面的工作。图2中小颗粒度光模块串行级联系统采用多个小颗粒度光模块串行级联的结构实现大容量光模块传输，首先，需要多个小颗粒度光模块串行级联导致模块总体长度变长，使得电信号损耗增加，难以实现高速率大容量光模块；其次，需要多个前后光口的级联，增加了光口互连的对准难度以及机械加工的精度。
本发明所要解决的技术问题是如何基于小颗粒度的光模块，实现大容量单光口光模块，对单光口进行管理，减少光口管理的复杂度，节省光纤资源。同时，不需要改变光模块的总体长度，不存在多个光口级联，减少了电信号损耗，减少了光口互连的对准难度以及机械加工的精度。
本发明的主要思想是通过将光模块整体系统结构分为公共端模块和数据子模块两部分。公共端模块包括多载波光源、波分复用器、波分解复用器、外部光接口、至少两个第一光分束器，通过公共端模块提供光源，只需对公共端模块进行管理，可实现单光口光模块。同时，数据子模块包括第二光分束器、光电信号调制器、光接收机，数据子模块至少为两个，根据光模块的所需的容量可对应配置数据子模块的个数，可实现大容量光模块，从而实现大容量单光口光模块。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图3为本发明光模块实施例一的系统示意图，图4为本发明公共端模块和数据子模块的结构示意图。如图3和图4所示，本实施例的光模块包括：公共端模块31(简称公共端)和两个数据子模块32(简称子模块)。
公共端模块31包括多载波光源311、波分复用器312、波分解复用器313、外部光接口(未示出)、两个第一光分束器314。
数据子模块32包括第二光分束器321、光电信号调制器322(简称调制器)、光接收机323。
多载波光源311分别与两个第一光分束器314的第一端口连接，波分复用器312分别与两个第一光分束器314的第二端口连接，每个第一光分束器314的第三端口分别与一个数据子模块32中的第二光分束器321的第一端口连接，波分解复用器313分别与每一数据子模块32中的光接收机323连接。
在每一数据子模块32中，第二光分束器321的第二端口与光电信号调制器322的输入端口连接，第二光分束器321的第三端口与光电信号调制器322的输出端口连接。
多载波光源311用于产生两个波长的光信号，两个波长的光信号中的每一光信号分别通过一个第一光分束器314输入到一个数据子模块32中的第二光分束器321中，光电信号调制器322用于将待输出电信号与第二光分束器321中的光信号调制为待输出光信号，待输出光信号通过第二光分束器321输入到波分复用器312中合成为待发送光信号并通过外部光接口输出。
外部光接口接收的光信号通过波分解复用器313分解为两个待接收的光信号，每一待接收的光信号分别输入至一个数据子模块32中的光接收机323，每一数据子模块32中的光接收机323用于将接收到的待接收的光信号进行光电检测，输出待接收的电信号。
需要说明的是，光模块包括两个数据子模块32，但并不只限于两个数据子模块32。公共端模块31包括两个第一光分束器314，但并不只限于两个第一光分束器314。
本实施例提供的光模块，公共端模块31包括多载波光源311、波分复用器312、波分解复用器313、外部光接口、两个第一光分束器314，通过公共端模块31提供光源，只需对公共端模块31进行管理。同时，两个数据子模块32分别包括第二光分束器321、光电信号调制器322、光接收机323，根 据光模块所需的容量可对应配置数据子模块32的个数，从而实现大容量单光口光模块，只需对单光口进行管理，减少了光口管理的复杂度，节省了光纤资源，同时解决了大颗粒度光模块的实现及成本瓶颈。
图5为本发明光模块实施例二的系统示意图。如图5所示，本实施例的光模块包括：公共端模块31(简称公共端)和至少两个数据子模块32(简称子模块)。
需要说明的是，本实施例公共端模块31和数据子模块32的结构示意图可参照图4中的公共端模块和数据子模块的结构示意图。
公共端模块31包括多载波光源311、波分复用器312、波分解复用器313、外部光接口(未示出)、至少两个第一光分束器314。
具体的，光分束器是将光信号实现分路的器件，用于将光信号进行分光，一个波长的光信号只能通过一个光分束器。第一光分束器314是位于公共端模块31的光分束器，称为第一光分束器314是为了与数据子模块32中的第二光分束器321区别，但并不仅限于称为第一光分束器314，也可以称为公共端光分束器，本实施例在此不进行限制。第一光分束器314用于将多载波光源311产生的多个波长的光信号实现分路，进行分光。同时，第一光分束器314用于接收第二光分束器321发送的相同波长的光信号。第一光分束器314具有三个端口，分别为第一端口A端口、第二端口C端口、第三端口B端口。其中，第一端口A端口作为光进入端口，第二端口C端口作为光出入端口，第三端口B端口既可以作为光进入端口，也可以作为光出入端口。第一端口A端口为光进入端口时，第三端口B端口作为光出入端口，第三端口B端口作为光进入端口时，第二端口C端口作为光出入端口。举例来说，若光信号从第一光分束器314的第一端口A端口进，则只能从第一光分束器314的第三端口B端口出。若从第一光分束器314的第三端口B端口进，则只能从第一光分束器314的第二端口C端口出。
多载波光源311可提供直流光源，用于产生至少两个波长的光信号。多载波光源311产生的多波长的光信号的个数与第一光分束器314的个数相同，假设多载波光源311产生多波长的光信号的个数和第一光分束器的个数均为N个，则将多载波光源311产生的光信号的波长分别标记为λ1、λ2……λN，其中，N为大于等于数据子模块个数的正整数。波分复用器312用于将不同 波长的光信号合成一束，合成一束的光信号沿着单根光纤传输。波分解复用器313用于将从单根光纤传输的一束光信号分成多个波长的光信号。波分复用器312和波分解复用器313具体的工作原理与现有技术中的波分复用器和波分解复用器的工作原理相同，本实施例在此不进行赘述。
数据子模块32包括第二光分束器321、光电信号调制器322(简称调制器)、光接收机323。
具体的，第二光分束器321是位于数据子模块32的光分束器，一个数据子模块32有一个第二光分束器321，称为第二光分束器321是为了与公共端模块31中的第一光分束器314区别，但并不仅限于称为第二光分束器321，也可以称为数据子模块光分束器，本实施例在此不进行限制。第二光分束器321用于将光电信号调制器322调制后的光信号实现分路，进行分光。同时，第二光分束器321用于接收第一光分束器314发送的相同波长的光信号。第二光分束器321具有三个端口，分别为第一端口D端口、第二端口E端口、第三端口F端口。其中，第一端口D端口既可以作为光进入端口，也可以作为光出入端口，第二端口E端口作为光出入端口，第三端口F端口作为光进入端口。第一端口D端口为光进入端口时，第二端口E端口作为光出入端口，第三端口F端口作为光进入端口时，第一端口D端口作为光出入端口。举例来说，若光信号从第二光分束器321的第一端口D端口进，则只能从第二光分束器321的第二端口E端口进；若光信号从第二光分束器321的第三端口F端口进，则只能从第二光分束器321的第一端口D端口出。
需要说明的是，一个光分束器只能接收一个波长的光信号。一个第一光分束器314对应一个数据子模块32，其对应的数据子模块32中的第二光分束器321与第一光分束器314相对应，比如，若第一光分束器314通过的是波长为λ1的光信号，与波长为λ1对应的数据子模块32中的第二光分束器321也只能通过波长为λ1的光信号；若第一光分束器314通过的是波长为λN的光信号，与波长为λN对应的数据子模块32中的第二光分束器321也只能通过波长为λN的光信号。
光电信号调制器322用于将待输出电信号与第二光分束器321中的光信号调制为待输出光信号。光接收机323用于将接收到的光信号进行光电检测。光电信号调制器322和光接收机323具体的工作原理与现有技术中的光电信 号调制器和光接收机的工作原理相同，本实施例在此不进行赘述。
第一光分束器314的数量大于等于数据子模块32的数量。
需要说明的是，第一光分束器314的数量大于等于数据子模块32的数量，每一个数据子模块32都有对应的第一光分束器314，确保经过每一个第一光分束器314的光信号都能传输给对应的每一个数据子模块32。
多载波光源311分别与至少两个第一光分束器314的第一端口连接，波分复用器312分别与至少两个第一光分束器314的第二端口连接，每个第一光分束器314的第三端口分别与一个数据子模块32中的第二光分束器321的第一端口连接，波分解复用器313分别与每一数据子模块32中的光接收机323连接。
在每一数据子模块32中，第二光分束器321的第二端口与光电信号调制器322的输入端口连接，第二光分束器321的第三端口与光电信号调制器322的输出端口连接。
多载波光源311用于产生至少两个波长的光信号，至少两个波长的光信号中的每一光信号分别通过一个第一光分束器314输入到一个数据子模块32中的第二光分束器321中，光电信号调制器322用于将待输出电信号与第二光分束器321中的光信号调制为待输出光信号，待输出光信号通过第二光分束器321输入到波分复用器312中合成为待发送光信号并通过外部光接口输出。
外部光接口接收的光信号通过波分解复用器313分解为至少两个待接收的光信号，每一待接收的光信号分别输入至一个数据子模块32中的光接收机323，每一数据子模块32中的光接收机323用于将接收到的待接收的光信号进行光电检测，输出待接收的电信号。
具体的，多载波光源311产生的至少两个波长的光信号中的每一光信号分别通过一个第一光分束器314输入到一个数据子模块32中的第二光分束器321中，光电信号调制器322调制后的待输出光信号通过第二光分束器321输入到波分复用器312中合成为待发送光信号并通过外部光接口输出。
外部光接口接收的光信号通过波分解复用器313分解为至少两个待接收的光信号，每一待接收的光信号分别输入至一个数据子模块32中的光接收机323，每一数据子模块32中的光接收机323用于将接收到的待接收的光信号 进行光电检测，输出待接收的电信号。
在具体使用时，当光模块作为发射端时，多载波光源311产生多个波长的光信号。多波长的光信号分别射入至第一光分束器314，其中，一个波长的光信号射入一个第一光分束器314。一个波长的光信号在一个第一光分束器314的第一端口A端口慢轴(快轴)入射，其中，慢轴与快轴是光信号的两个偏振方向，慢轴指的是与光信号平行的方向，快轴指的是与光信号垂直的方向。在第一光分束器314的第三端口B端口慢轴(快轴)出射。经第一光分束器314的第三端口B端口慢轴(快轴)出射的光信号传输至第二光分束器321的第一端口D端口，由第二光分束器321的第一端口D端口慢轴(快轴)入射，在第二光分束器321的第二端口E端口慢轴(快轴)出射。经光电信号调制器322进行调制，调制后的光信号由第二光分束器321的第三端口F端口慢轴(快轴)入射，在第二光分束器的第一端口D端口快轴(慢轴)出射。经第二光分束器321的第一端口D端口快轴(慢轴)出射的调制光传输至第一光分束器314的第三端口B端口，由第一光分束器314的第三端口B端口快轴(慢轴)入射，在第一光分束器314的第二端口C端口慢轴(快轴)出射。每个第一光分束器314的第二端口C端口的出射光由波分复用器312合波后发射至发射光纤。
当光模块作为接收端时，对于从接收光纤接收到的多波长光信号，通过波分解复用器313进行分波，然后通过不同的光纤传输至各个数据子模块32，各个数据子模块32将接收到的相应波长的光信号通过光接收机323进行光电检测，恢复至电信号。
需要说明的是，公共端模块31中的多载波光源311产生多个波长的光信号，为每一个数据子模块32提供直流光源。多载波光源311产生的每一个波长的光信号对应一个第一光分束器314，每一个第一光分束器314对应一个第二光分束器321，使得多载波光源311产生的任一个波长的光信号都可传输至数据子模块32，实现了数据子模块32无色化，使光模块可统一编码并实现绿色低功耗、小型化，其中，数据子模块32无色化是指任何波长的光信号都可通过数据子模块32。每一数据子模块32都有一个数据发射端和数据接收端，如图4所示，DATA-1T表示接收波长λ1的数据子模块32的数据发射端，DATA-1R表示接收波长λ1的数据子模块32的数据接收端，DATA-NT 表示接收波长λN的数据子模块32的数据发射端，DATA-NR表示接收波长λN的数据子模块32的数据接收端。
本实施例提供的光模块，公共端模块31包括多载波光源311、波分复用器312、波分解复用器313、外部光接口、至少两个第一光分束器314，通过公共端模块31提供光源，只需对公共端模块31进行管理。同时，数据子模块32包括第二光分束器321、光电信号调制器322、光接收机323，数据子模块32至少为两个，根据光模块所需的容量可对应配置数据子模块32的个数，从而实现大容量单光口光模块，只需对单光口进行管理，减少了光口管理的复杂度，节省了光纤资源，同时解决了大颗粒度光模块的实现及成本瓶颈。
进一步地，在图3所示实施例中，第一光分束器314和第二光分束器321为偏振分束器(Polarization Beam Splitter，简称PBS)，多载波光源311用于产生至少两个波长的线偏振光，第一光分束器314和第二光分束器321通过保偏光纤连接。
具体的，偏振分束器可以将两个不同振动方向的光分开，偏振分束器是利用双折射晶体把一束两个偏振方向的光分成两束线偏振光。比如，第一光分束器314为偏振分束器，多载波光源311产生的波长为λ1的线偏振光，存在横向和纵向两个偏振方向的光信号，通过第一光分束器314的第一端口A端口进入第一光分束器中，第一光分束器将存在横向和纵向两个偏振方向的波长为λ1的光信号分成两束波长分别为λ1的光信号，其中，一束为横向的偏振光，一束为纵向的偏振光，并将分成的波长为λ1但偏振方向不同的两束光信号通过第一光分束器314的第三端口B端口输出。同理，第二光分束器321为偏振分束器，经光电信号调制器322调制后波长为λ1的调制光存在横向和纵向两个偏振方向的光信号，通过第二光分束器321的第三端口F端口进入第二光分束器321中，第二光分束器321将存在横向和纵向两个偏振方向的波长为λ1的光信号分成两束波长分别为λ1的光信号，其中，一束为横向的偏振光，一束为纵向的偏振光，并将分成的波长为λ1但偏振方向不同的两束光信号通过第二光分束器321的第一端口D端口输出。
需要说明的是，线偏振光指的是光振动(在垂直于光波前进方向的平面内)限于某一固定方向的偏振光。第一光分束器314和第二光分束器321通过保 偏光纤连接，确保线偏振光在第一光分束器314和第二光分束器321之间传输过程中的偏振方向不变。
进一步地，在图3所示实施例中，偏振分束器为双向复用偏振分束器。
具体的，第一光分束器314采用双向复用偏振分束器，多载波光源311产生的线偏振光可以在第一光分束器314的第三端口B端口慢轴(快轴)出射，同时，光电信号调制器322调制后的线偏振光可以由第一光分束器314的第三端口B端口快轴(慢轴)入射。第二光分束器321采用双向复用偏振分束器，多载波光源311产生的线偏振光可以由第二光分束器321的第一端口D端口慢轴(快轴)入射，同时，光电信号调制器322调制后的线偏振光可以由第二光分束器321的第一端口D端口快轴(慢轴)出射。多载波光源311产生的线偏振光在第一光分束器314的第三端口B端口慢轴(快轴)出射，光电信号调制器322调制后的线偏振光在第二光分束器321的第一端口D端口快轴(慢轴)出射，使得在公共端模块31与数据子模块32存在两个方向不同光波进行传输，从而实现了在公共端模块31与数据子模块32的复用功能。
进一步地，在图3所示的实施例中，光电信号调制器322包括：波导型光电信号调制器322(Mach-Zehnder，简称MZ)或电吸收型光电信号调制器322(Electro Absorption Modulator，简称EAM)。
具体的，光电信号调制器322可以为波导型光电信号调制器或电吸收型光电信号调制器，其工作原理与现有技术波导型光电信号调制器或电吸收型光电信号调制器的工作原理一样，在此不再赘述。
进一步地，在图3所示实施例中，外部光接口为单光接口。
具体的，外部光接口与路由器光接口对接互连，外部光接口为单光接口，路由器只需对单光接口的外部光接口进行管理及配置，减少了光口管理的复杂度。
进一步地，在图3所示实施例中，还包括：内部光接口，内部光接口为多光接口。
每个第一光分束器314的第三端口分别通过内部光接口与一个数据子模块32中的第二光分束器321的第一端口连接。
具体的，内部光接口与数据子模块32光互连，内部光接口用于分别将公 共端模块31中多载波光源311提供的光源发送给每一个数据子模块32中的光电信号调制器322进行调制及发射，以及对公共端模块31中波分解复用器313解复用的光信号进行接收。内部光接口为多光接口，确保公共端模块31提供的每一个波长的光信号发送给每一个对应的数据子模块32。
图6为本发明光模块实施例三的系统示意图。如图6所示，图6是在图3-5所示实施例的基础上，进一步地还包括：光接口及电接口连接器33(简称光口及电口连接器)，光接口及电接口连接器33包括至少两个内部光接口，光接口及电接口连接器33的内部光接口的数量与第一光分束器314的数量相同，光接口及电接口连接器33的每一内部光接口具有对应的待输出电信号接口和待接收电信号接口。
每个第一光分束器314的第三端口分别通过光接口及电接口连接器33的一个内部光接口与一个数据子模块32中的第二光分束器321的第一端口连接。
每个数据子模块32中的光电信号调制器322与第二光分束器321连接的内部光接口对应的待输出电信号接口连接，每个数据子模块32中的光接收机323与第二光分束器321连接的内部光接口对应的待接收电信号接口连接。
具体的，光接口及电接口连接器33设置在线卡34上，各个数据子模块32分别通过光接口及电接口连接器33连接在线卡34上。根据线卡34容量的需求，可配置相应数量的数据子模块32。
需要说明的是，本实施例中光接口及电接口连接器33中的光接口和电接口均朝向线卡34内侧。电接口与线卡34进行数据交换，光接口及电接口连接器33包括至少两个内部光接口，使得数据子模块32可按照需求进行配置，同时，对于小颗粒度数据子模块32可进行自由更换。
举例来说，光接口及电接口连接器33包括30个内部光接口，若需要配置1Tbps容量光模块，可以采用插入25个40Gbps的数据子模块32实现，也可以采用插入10个100Gbps的数据子模块32实现。具体的采用插入数据子模块32的个数，以及插入数据子模块32的容量根据实际使用的光模块光接口及电接口连接器33中的内部光接口而定，本实施例在此不进行限定。
本实施例提供的光模块，在上述实施例的基础上，通过设置光接口及电接口连接器33，光接口及电接口连接器33包括至少两个内部光接口，使得 数据子模块32可按照需求进行配置，从而实现容量按需可配置的单光口大容量光模块。同时，对于小颗粒度数据子模块32可进行自由更换。
本实施例提供的网络设备，包括：线卡34和上述实施例任一项实施例中的光模块。
光模块设置在线卡34上。
具体的，线卡34是关于交换机、路由器或其它网络设备的访问线路与访问设备间的一种设备接口。线卡34的容量大小决定着网络设备容量的大小。光模块设置在线卡34上，根据线卡34容量的需求，可配置相应数量的数据子模块32，实现光模块的大容量，进而实现大容量的网络设备。
需要说明的是，本实施例光模块具体的结构和功能，均可以参考上述光模块所涉及的相关实施例揭露的相关内容，在此不再赘述。
本实施例提供的网络设备，通过光模块设置在线卡34上，光模块的公共端模块31包括多载波光源311、波分复用器312、波分解复用器313、外部光接口、至少两个第一光分束器314，通过公共端模块31提供光源，只需对公共端模块31进行管理。同时，数据子模块32包括第二光分束器321、光电信号调制器322、光接收机323，数据子模块32至少为两个，根据光模块所需的容量可对应配置数据子模块32的个数，从而实现大容量单光口光模块，进而实现大容量的网络设备。同时只需对单光口进行管理，减少了光模块光口管理的复杂度，节省了光纤资源，同时解决了大颗粒度光模块的实现及成本瓶颈。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

  1. 一种光模块，其特征在于，包括：公共端模块和两个数据子模块；
    所述公共端模块包括多载波光源、波分复用器、波分解复用器、外部光接口、两个第一光分束器；
    所述数据子模块包括第二光分束器、光电信号调制器、光接收机；
    所述多载波光源分别与所述两个第一光分束器的第一端口连接，所述波分复用器分别与所述两个第一光分束器的第二端口连接，每个第一光分束器的第三端口分别与一个数据子模块中的第二光分束器的第一端口连接，所述波分解复用器分别与每一数据子模块中的光接收机连接；
    在每一数据子模块中，第二光分束器的第二端口与光电信号调制器的输入端口连接，第二光分束器的第三端口与光电信号调制器的输出端口连接；
    所述多载波光源用于产生两个波长的光信号，所述两个波长的光信号中的每一光信号分别通过一个所述第一光分束器输入到一个数据子模块中的第二光分束器中，所述光电信号调制器用于将待输出电信号与第二光分束器中的光信号调制为待输出光信号，所述待输出光信号通过第二光分束器输入到所述波分复用器中合成为待发送光信号并通过所述外部光接口输出；
    所述外部光接口接收的光信号通过波分解复用器分解为两个待接收的光信号，每一待接收的光信号分别输入至一个数据子模块中的光接收机，每一数据子模块中的光接收机用于将接收到的待接收的光信号进行光电检测，输出待接收的电信号。
  2. 根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光模块包括至少两个数据子模块；
    所述公共端模块包括至少两个第一光分束器；
    所述第一光分束器的数量大于等于所述数据子模块的数量；
    所述多载波光源分别与所述至少两个第一光分束器的第一端口连接，所述波分复用器分别与所述至少两个第一光分束器的第二端口连接，每个第一光分束器的第三端口分别与一个数据子模块中的第二光分束器的第一端口连接，所述波分解复用器分别与每一数据子模块中的光接收机连接；
    所述多载波光源用于产生至少两个波长的光信号，所述至少两个波长的光信号中的每一光信号分别通过一个所述第一光分束器输入到一个数据子模 块中的第二光分束器中，所述光电信号调制器用于将待输出电信号与第二光分束器中的光信号调制为待输出光信号，所述待输出光信号通过第二光分束器输入到所述波分复用器中合成为待发送光信号并通过所述外部光接口输出；
    所述外部光接口接收的光信号通过波分解复用器分解为至少两个待接收的光信号，每一待接收的光信号分别输入至一个数据子模块中的光接收机，每一数据子模块中的光接收机用于将接收到的待接收的光信号进行光电检测，输出待接收的电信号。
  3. 根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述第一光分束器和所述第二光分束器为偏振分束器，所述多载波光源用于产生至少两个波长的线偏振光，所述第一光分束器和所述第二光分束器通过保偏光纤连接。
  4. 根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述偏振分束器为双向复用偏振分束器。
  5. 根据权利要求1-4任一项所述的光模块，其特征在于，所述光电信号调制器包括：波导型光电信号调制器或电吸收型光电信号调制器。
  6. 根据权利要求1-4任一项所述的光模块，其特征在于，所述外部光接口为单光接口。
  7. 根据权利要求1-4任一项所述的光模块，其特征在于，还包括：内部光接口，所述内部光接口为多光接口；
    每个第一光分束器的第三端口分别通过所述内部光接口与一个数据子模块中的第二光分束器的第一端口连接。
  8. 根据权利要求1-4任一项所述的光模块，其特征在于，还包括：光接口及电接口连接器，所述光接口及电接口连接器包括至少两个内部光接口，所述光接口及电接口连接器的内部光接口的数量与所述第一光分束器的数量相同，所述光接口及电接口连接器的每一内部光接口具有对应的待输出电信号接口和待接收电信号接口；
    每个第一光分束器的第三端口分别通过所述光接口及电接口连接器的一个内部光接口与一个数据子模块中的第二光分束器的第一端口连接；
    每个数据子模块中的光电信号调制器与第二光分束器连接的内部光接口对应的待输出电信号接口连接，每个数据子模块中的光接收机与第二光分束 器连接的内部光接口对应的待接收电信号接口连接。
  9. 一种网络设备，其特征在于，包括：线卡和如权利要求1-8任一项所述的光模块；
    所述光模块设置在所述线卡上。
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