CN107710648A - 具有热阵列波导光栅多路复用器和无热阵列波导光栅解复用器的多通道光收发器模块 - Google Patents

具有热阵列波导光栅多路复用器和无热阵列波导光栅解复用器的多通道光收发器模块 Download PDF

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Abstract

多通道光收发器包括具有用于多路复用光信号的热阵列波导光栅的一光发射次模块(TOSA)和具有用于解复用光信号的无热阵列波导光栅(AWG)的一光接收次模块(ROSA)。TOSA还可包括光学耦合到热AWG的激光器阵列和热耦合到激光器阵列及热AWG的温度控制系统以控制用于波长调谐的温度。光发射次模块中的温度控制系统可包括冷却激光器阵列和热AWG的热电冷却器(TEC)。由于ROSA中的无热AWG与温度无关，因此ROSA不包括TEC，从而降低功耗并节省空间。光收发器可用在波分复用光学系统中，例如在波分复用(WDM)无源光网络中的光线路终端中。

Description

具有热阵列波导光栅多路复用器和无热阵列波导光栅解复用 器的多通道光收发器模块
技术领域
本发明关于多通道光收发器模块，更具体地，关于一种包括热阵列波导光栅(AWG)多路复用器和无热阵列波导光栅(AWG)解复用器的多通道光收发器模块。
背景技术
光纤通信网络可通过使用波分复用(WDM)多路复用在不同波长上的不同光信号来增加光纤上承载的信息量。在WDM无源光网络(PON)中，举例而言，主干光纤将光信号在多个通道波长上传送到光分支点并从光分支点携带光信号，并且分支点通过将各种不同波长的信号引导到单独订户提供简单的路由功能。在这种情况下，每个用户可被分配一个或多个在其上发送和/或接收数据的通道波长。
为了在多个通道波长上发送和接收光信号，WDM-PON中的一光线路终端(OLT)可包括多通道光发射次模块(TOSA)、多通道光接收次模块(ROSA)和相关电路。这种光线路终端(OLT)收发器模块的一个挑战是在相对较小的空间和相对较低的功耗下提供温度控制。
附图说明
图1是根据本发明实施例的包括具有热阵列波导光栅(AWG)和无热阵列波导光栅(AWG)的至少一个多通道光收发器的一波分复用(WDM)无源光网络(PON)的功能方框图。
图2是根据本发明一实施例的紧凑型多通道光收发器的分解图，其包括具有热阵列波导光栅(AWG)的多通道光发射次模块(TOSA)和具有无热阵列波导光栅(AWG)的光接收次模块(ROSA)。
图3是图2所示的多通道光收发器内部的俯视图。
图4是具有热阵列波导光栅(AWG)的光发射次模块(TOSA)的一个实施例的端部透视图。
图5是具有无热阵列波导光栅(AWG)的光接收次模块(ROSA)的一个实施例的分解透视图。
具体实施方式
根据本文所述的实施例的多通道光收发器包括：具有用于复用光信号的热阵列波导光栅(AWG)的光发射次模块(TOSA)和具有用于解复用光信号的热阵列波导光栅(AWG)的光接收次模块(ROSA)。光发射次模块(TOSA)还可包括光耦合到热阵列波导光栅(AWG)的一激光器阵列和热耦合到激光器阵列及热阵列波导光栅(AWG)以控制用于波长调谐的温度的一温度控制系统。光发射次模块(TOSA)中的温度控制系统可包括一热电冷却器(TEC)，热电冷却器(TEC)冷却激光器阵列和热阵列波导光栅(AWG)两者。由于光接收次模块(ROSA)中的无热阵列波导光栅(AWG)与温度无关，因此光接收次模块(ROSA)不包括热电冷却器(TEC)，从而降低功耗并节省空间。光收发器可以使用在波分复用(WDM)光学系统中，例如使用在波分复用(WDM)无源光网络(PON)中的一光线路终端(OLT)中。
如本文所用的，“热阵列波导光栅(AWG)”是指温度依赖性的阵列波导光栅(AWG)，其中阵列波导光栅(AWG)所通过的波长中的至少一个波长响应于光收发器的整个工作温度(即-5至75℃之间)的温度变化而改变，并且“无热阵列波导光栅(AWG)”是指与温度无关的阵列波导光栅(AWG)，因为阵列波导光栅(AWG)通过的波长响应于光收发器的整个工作温度(即-5至75℃之间)的温度变化而不显著变化。如本文所使用的，“通道波长”是指与光通道相关联的波长，并且可包括围绕一中心波长的指定波长带。在一个示例中，通道波长可以由例如ITU-T密集波分复用(DWDM)网格的国际电信(ITU)标准来定义。如本文所使用的，“调谐到通道波长”是指调节激光输出，以使得发射的激光包括通道波长。
本文所用的术语“耦合”是指任何连接、耦合、链接等，“光耦合”是指将光线从一个元件赋予另一元件的耦合。这种“耦合”设备不一定直接相互连接，并且可以由可操纵或修改这些信号的中间组件或设备分隔开。如本文所用，“热耦合”是指两个部件之间的直接或间接连接或接触，导致热量从一个部件传导到另一个部件。
请参考图1，根据本发明之实施例，一WDM-PON 100可包括具有用于多路复用的热阵列波导光栅(AWG)和用于解复用的无热阵列波导光栅(AWG)的一个或多个多通道光收发器102a、102b。WDM-PON 100使用一波分复用(WDM)系统提供点对多点光网络架构。根据WDM-PON 100的一个实施例，至少一个光线路终端(OLT)110可经由光纤、波导和/或路径114、115-1至115-n耦合到多个光网络终端(ONT)或光网络单元(ONU)112-1至112-n。尽管光线路终端(OLT)110在所示实施例中包括两个多通道光收发器102a、102b，但是光线路终端(OLT)110可包括一个或多个多通道光收发器。
光线路终端(OLT)110可位于WDM-PON 100的中心局，并且光网络单元(ONU)112-1至112-n可以位于家庭、企业或其他类型的用户位置或场所中。一分支点113(例如，远程节点)将一主干光路114耦合到单独的光路115-1至115-n到各个用户位置的光网络单元(ONU)112-1至112-n。分支点113可包括一个或多个无源耦合装置，例如分离器或光多路复用器/解复用器。在一个示例中，光网络单元(ONU)112-1至112-n可以位于相聚光线路终端(OLT)110大约20km或更小的位置。
WDM-PON 100还可包括耦合在分支点113和不同的地点或处所的光网络单元(ONU)112-1至112-n之间的附加节点或网络设备，例如以太网无源光网络(PON)(EPON)或千兆无源光网络(PON)(GPON)节点或设备。WDM-PON 100的一个应用是提供能够跨公共平台传送语音、数据和/或视频服务的光纤到户(FTTH)或光纤到驻地(FTTP)。在这种应用中，中心局可以耦合到提供语音、数据和/或视频的一个或多个源或网络。
在WDM-PON 100中，不同的光网络单元(ONU)112-1至112-n可分配有不同的通道波长用于发送和接收光信号。在一个实施例中，WDM-PON 100可使用不同的波长带用以传送相对于光线路终端(OLT)110的下行和上行光信号，以避免在同一光纤上的接收信号和反向反射的发射信号之间的干扰。举例而言，L波段(例如，大约1565至1625nm)可用于来自光线路终端(OLT)110的下行传输，并且C波段(例如，大约1530至1565nm)可用于通向光线路终端(OLT)110的上行传输。上行和/或下行通道波长通常可对应于国际电信(ITU)网格。在一个示例中，上行波长可以与100GHz国际电信(ITU)网格对准，并且下行波长可以略微偏离100GHz国际电信(ITU)网格。
因此，光网络单元(ONU)112-1至112-n可以在L波段内和C波段内分配不同的通道波长。位于光网络单元(ONU)112-1至112-n内的收发器或接收器可配置为在L波段(例如，λL1、λL2、...λLn)中的至少一个通道波长上接收光信号。位于光网络单元(ONU)112-1至112-n内的收发器或发射器可配置为在C波段(例如λC1、λC2、...λCn)中的至少一个通道波长上发送光信号。其他波长和波长带也在本文所述的系统和方法的范围内。
分支点113可以将来自光线路终端(OLT)110的下行波分复用(WDM)光信号(例如，λL1、λL2、...λLn)解复用，以将各个通道波长传输到相应的光网络单元(ONU)112-1至112-n。或者，分支点113可以将下行波分复用(WDM)光信号提供给每个光网络单元(ONU)112-1至112-n，并且每个光网络单元(ONU)112-1至112-n分离并处理分配的光通道波长。各个光信号可进行加密，用以防止对未分配给特定光网络单元(ONU)的光通道进行窃听。分支点113还将来自各个光网络单元(ONU)112-1至112-n的上行光信号组合或多路复用，以作为上行波分复用(WDM)光信号(例如，λL1、λL2、...λLn)通过主干光路114发送到光线路终端(OLT)110。
光线路终端(OLT)110可配置为在不同的通道波长(例如，λL1、λL2、...λLn)处产生多个光信号，并将光信号组合成在主干光纤或路径114上承载的下行波分复用(WDM)光信号。每个光线路终端(OLT)多通道光收发器102a、102b可包括用于在多个通道波长处生成和组合光信号的多通道光发射次模块(TOSA)120。光线路终端(OLT)110还可配置为从主干路径114上携带的上行波分复用(WDM)光信号分离不同的通道波长(例如，λL1、λL2、...λLn)的光信号并接收分离的光信号。因此，每一个光线路终端(OLT)多通道光收发器102a、102b可包括用于在多个通道波长处分离和接收光信号的多通道光接收次模块(ROSA)130。
多通道光发射次模块(TOSA)120的一个实施例包括一激光器阵列122，例如激光二极管的一阵列，其可由相应的射频(RF)数据信号(TX_D1至TX_Dm)调制以产生各自的光信号。激光器阵列122可使用包括外部调制和直接调制的各种调制技术来调制。热阵列波导光栅(AWG)124将不同的各个下游信道波长(例如，λL1、λL2、...λLm)的光信号复用或组合。光发射次模块(TOSA)120还可包括用于控制激光器阵列122和热阵列波导光栅(AWG)124的温度的温度控制系统，例如用以保持所需的波长精度或准确度。
激光器阵列122可包括激光发射器例如激光二极管芯片的阵列，或者形成外腔激光器的增益芯片。在一些实施例中，激光器阵列122可包括可调谐激光器，可调谐激光器在各个通道波长处产生光信号。在其他实施例中，激光器阵列122可包括在通道波长带上产生光信号的激光器，并且可使用滤波和/或复用技术来产生所分配的通道波长。包括一激光阵列和阵列波导光栅(AWG)的光发射器的实例在美国专利申请序列号13/543,310(美国专利申请公开号：2013-0016971)、美国专利申请序列号13/357,130(美国专利申请公开号：2013-0016977)、以及美国专利申请序列号13/595,505(美国专利申请公开号_______________)中更详细地公开，所有这些全部内容通过引用并入本文。在所示的实施例中，光线路终端(OLT)110还包括多路复用器104，用于将来自多通道收发器102a中的多通道光发射次模块(TOSA)120的复用光信号与来自另一多通道收发器102b中的多通道光发射次模块(TOSA)的复用光信号多路复用，以产生下游聚合波分复用(WDM)光信号。
多通道光接收次模块(ROSA)130的一个实施例包括用于解复用或分离各个上行通道波长(例如，λL1、λL2、...λLn)的一无热阵列波导光栅(AWG)132。光电检测器134，例如光电二极管的阵列，在相应的分离的上行通道波长处检测光信号，并且提供接收到的数据信号(RX_D1至RX_Dm)。在所示的实施例中，光线路终端(OLT)110还包括一光学解复用器106，用于将上行波分复用(WDM)光信号解复用为提供给每个收发器102a、102b中的相应多通道光接收次模块(ROSA)的第一和第二波分复用(WDM)光信号。光线路终端(OLT)110还包括在主干路径114和多路复用器104及解复用器106之间的一双工器108，以使得主干路径114携带上游和下游通道波长。收发器102a、102b还可包括用于发送和接收光信号的其它组件，例如激光驱动器、跨阻抗放大器(TIA)、以及控制接口。
在一个示例中，多通道光收发器102a、102b中的每一个可配置为发送和接收16个通道，使得WDM-PON 100支持32个下行L波段通道波长和32个上行C波段通道波长。如上所述，上行和下行通道波长可跨越100GHz国际电信(ITU)网格上的通道波长范围。每个收发器102a、102b例如可覆盖用于光发射次模块(TOSA)的L波段中的16个通道波长和用于光接收次模块(ROSA)的C波段中的16个通道波长，使得收发器102a、102b一起覆盖32个通道。因此，多路复用器104可以将来自一个收发器102a的16个通道与来自另一个收发器102b的16个通道组合，并且解复用器106可以将32通道波分复用(WDM)光信号分离成两个16通道波分复用(WDM)光信号。根据在WDM-PON 100中使用的多通道光收发器的一个实例，期望的波长精度或准确度为±0.05nm，期望的工作温度为-5至70℃之间，期望的功率消耗为大约16.0W。
请参考图2及图3，更详细地表示和描述了一多通道光收发器模块202的一个实施例。如上所述，可以在WDM-PON的光线路终端(OLT)中使用多个多通道收发器模块来覆盖期望的通道范围。因此，光收发器模块202可设计成具有相对小的形状因子并且具有最小的空间。光收发器模块202通常在光连接端204处提供光输入和输出，并且在电连接端206处提供电输入和输出。收发器模块202包括一收发器壳体210a、210b，收发器壳体210a、210b封闭多通道光发射次模块(TOSA)220、多通道光接收次模块(ROSA)230、电路板240、以及直接链接到光发射次模块(TOSA)220和光接收次模块(ROSA)230的双光纤适配器250，双光纤适配器250用于提供光输入和输出。收发器壳体210a、210b可具有小于大约55毫米(mm)的宽度、小于大约130毫米(mm)的长度、以及小于大约10毫米(mm)的高度。更具体地，收发器壳体210的一个示例可具有54.6毫米(mm)的宽度、110毫米(mm)的长度、以及大约9.8毫米(mm)的高度。
在该示例性实施例中，光发射次模块(TOSA)220靠近光连接端204位于收发器壳体210a、210b中，并且光接收次模块(ROSA)230靠近电连接端206位于收发器壳体210a、210b中。电路板240位于收发器壳体底部210a附近并延伸到电连接端206。光接收次模块(ROSA)230位于电路板240和收发器壳体顶部210b之间。如将在下面更详细描述的那样，光接收次模块(ROSA)230可以与电路板240间隔开，用以为电路板部件提供空间，并且可以倒置并定位在收发器壳体顶部210b附近，以便于热量从光接收次模块(ROSA)230传送到壳体顶部210b。
光发射次模块(TOSA)220和光接收次模块(ROSA)230各自具有朝向收发器光连接端204的光连接端221、231和朝向收发器电连接端206的电连接端223、233。光发射次模块(TOSA)220和光接收次模块(ROSA)230的光连接端221、231分别使用相应光纤227、237光学耦合到双光纤适配器250，以提供适配器250与光发射次模块(TOSA)220和光接收次模块(ROSA)230两者之间的直接连接。光发射次模块(TOSA)220和光接收次模块(ROSA)230的电连接端223、233分别使用焊接到电路板240上的导电焊盘的光发射次模块(TOSA)引脚225和光接收次模块(ROSA)引脚235而电连接到电路板240。电路板240包括靠近收发器电连接端206的输入/输出导电焊盘242。输入导电焊盘242可设置在电路板240的一侧上，用于向光发射次模块(TOSA)220提供视频(RF)输入并且输出导电焊盘242可设置在电路板240的另一侧上，用于提供来自光接收次模块(ROSA)230的输出。
双光纤适配器250还配置为接收例如LC连接器(图未示)的可插拔光连接器，以将光发射次模块(TOSA)220和光接收次模块(ROSA)230分别连接到光纤线缆(图未示)。当可插拔光学连接器插入到双光纤适配器250中时，适配器250在光发射次模块(TOSA)220和光接收次模块(ROSA)230以及光纤线缆中的各个光纤之间建立光耦合，并且在光纤线缆中的各个光纤将光信号传送到收发器。
多通道光发射次模块(TOSA)220包括耦合到一激光器阵列(图2及图3中未示)的一热阵列波导光栅(AWG)224。如将在下面更详细的描述，一温度控制系统可用于控制热阵列波导光栅(AWG)224和激光器阵列两者的温度。温度可受到控制，例如，用以提供具有期望的波长精度或准确度的波长。在一个示例中，每个激光器的温度在-5至70℃之间的操作范围内保持在±0.5℃内，以保持大约±0.05纳米(nm)的波长精度或准确度。
虽然所示实施例表示出了具有面向收发器壳体底部210a的底部区域的光发射次模块(TOSA)220，但光发射次模块(TOSA)220也可倒置，并且光发射次模块(TOSA)220的底部可热耦合到(例如，接触)收发器壳体顶部210b。收发器模块202可以安装在一保持架组件中，收发器壳体顶部210b位于靠近保持架顶部的散热器。因为光发射次模块(TOSA)220从底部(例如，从热电冷却器(TEC))产生大部分热量，所以上下颠倒或倒置设置可提供更好的热消散并且改善收发器模块202的总体工作温度范围。
多通道光接收次模块(ROSA)230包括一无热阵列波导光栅(AWG)，无热阵列波导光栅(AWG)耦合到例如光电二极管的光电检测器的一阵列，如将在下面更详细的描述。印刷电路板240可包括例如激光二极管驱动器、跨阻放大器(TIA)、控制接口、以及温度控制电路的电路和电子部件。在该示例性实施例中，电路板240包括例如使用在电路板240上或其中的导电迹线，电连接到光发射次模块(TOSA)220和光接收次模块(ROSA)230的集成电路(IC)组件244。集成电路(IC)组件244安装在电路板240和光接收次模块(ROSA)230之间的电路板240的至少一侧上，也可安装在电路板240的相对侧上。集成电路(IC)组件244可以一行或多行的集成电路(IC)组件244形式设置在电路板240上。在一个实施例中，集成电路(IC)组件是包括激光二极管驱动器和光电二极管限制放大器的组合集成电路(IC)组件。
在该示例实施例中，光接收次模块(ROSA)支撑件260保持并支撑在光接收次模块(ROSA)230的每一侧上的光接收次模块(ROSA)230。光接收次模块(ROSA)支撑件260安装到收发器壳体底部210a，使得光接收次模块(ROSA)230与电路板240间隔开。光接收次模块(ROSA)支撑件260所示的实施例具有一L形部分，使得光接收次模块(ROSA)支撑件260从收发器壳体底部210a的侧面延伸并支撑光接收次模块(ROSA)230，而不干扰电路板240或其上的任何部件。L形部分支撑光接收次模块(ROSA)230，并且将光接收次模块(ROSA)230与电路板240间隔开，具有足以接收电路部件，例如集成电路(IC)组件244的一空间。在一个示例中，该空间可以在大约1.4毫米(mm)至1.6毫米(mm)的范围内。
请参考图4，更详细地描述多通道光发射次模块(TOSA)220的实施例。多通道光发射次模块(TOSA)220的该实施例包括光学耦合到热阵列波导光栅(AWG)224的激光器阵列222-1至222-n(仅详细表示出激光器222-1)的阵列。激光器222-1至222-n可例如使用低弯曲损耗光纤(图未示)光学耦合到热阵列波导光栅(AWG)224。每个激光器222-1可提供为激光器封装，激光器封装包括但不限于安装在激光器安装结构上的激光二极管芯片。激光器封装还可包括光学部件，例如用于将激光光学耦合到光纤中的相应一根光纤中的透镜，和/或例如监视器光电二极管的光电子部件。热阵列波导光栅(AWG)224可包括例如用于波分复用(WDM)、稀疏波分复用(CWDM)、或密集(DWDM)复用或解复用类型的阵列波导光栅(AWG)芯片。如下文更详细的描述，光发射次模块(TOSA)220中的热阵列波导光栅(AWG)224是温度控制的，以防止可能影响热阵列波导光栅(AWG)224的操作的温度变化。
激光器222-1至222-n的阵列支撑在激光器阵列托盘270上，并且热阵列波导光栅(AWG)支撑在阵列波导光栅(AWG)托盘272上。激光器阵列托盘270和阵列波导光栅(AWG)托盘272两者均热耦合到相同的温度控制装置280，以使得温度控制装置280、激光器阵列托盘270以及阵列波导光栅(AWG)托盘272在相对较小的空间内为光发射次模块(TOSA)提供一温度控制系统。温度控制装置280可以是用于冷却激光器222-1至222-n的阵列和热阵列波导光栅(AWG)224的一热电冷却器，例如珀尔帖装置(Peltier device)。在该实施例中，阵列波导光栅(AWG)托盘272在激光器222-1至222-n上方支撑热阵列波导光栅(AWG)224。通过使用相同的温度控制装置并支撑激光器222-1至222-n上的热阵列波导光栅(AWG)224，可以相对低的功率消耗并在相对小的空间内保持所需的温度范围。
在所示的实施例中，阵列波导光栅(AWG)托盘272包括一支撑部分274和侧部276、278，支撑部分274支撑热阵列波导光栅(AWG)224，侧部276、278保持在激光器222-1至222-n上方的支撑部分274。激光器阵列托盘270可以是配合在侧部276、278之间相对平的板，以使得激光器阵列托盘270和阵列波导光栅(AWG)托盘272的侧部276、278分别热耦合到温度控制装置280(例如，到热电冷却器(TEC)的冷侧)。激光器阵列托盘270和阵列波导光栅(AWG)托盘272的侧部276、278可分别直接接触温度控制装置280，或者可通过另一导热材料热耦合。因为激光器阵列托盘270的一较大表面积热耦合到温度控制装置280，所以可更准确地控制激光器222-1至222-n的温度。尽管所示的实施例表示出了托盘270、272的特定形状，但是也可使用其它形状来支撑激光器222-1至222-n和热阵列波导光栅(AWG)224并且提供到相同温度控制装置280的热耦合。每个托盘270、272也可以形成为一片或多片。
托盘270、272均可以由热导率大于60W/(m·K)，更具体地大于80W/(m·K)的导热材料制成。托盘270、272可由例如铜或锌制成。托盘270、272的至少一部分也可以是镀金的，例如以便于焊接到托盘270、272。在一个示例中，激光器阵列托盘270由热导率为大约170W/(m·K)的氮化铝(AlN)制成，阵列波导光栅(AWG)托盘272由具有金(Au)镀层的铜制成并且具有大于300W/(m·K)的热导率。
请参考图5，更详细地描述多通道光接收次模块(ROSA)230的一实施例。光接收次模块(ROSA)230包括安装在光接收次模块(ROSA)基部238上的一无热阵列波导光栅(AWG)234。无热阵列波导光栅(AWG)234的光输出光耦合到例如光电二极管的光电检测器232的阵列。无热阵列波导光栅(AWG)234的输入在光连接端231光耦合到输入光纤237，并且光电检测器232的输出在电连接端233电连接到光接收次模块(ROSA)引脚235。一光接收次模块(ROSA)盖239覆盖光接收次模块(ROSA)基部238并且包围无热阵列波导光栅(AWG)234和光电检测器232的阵列。
无热阵列波导光栅(AWG)234可包括一阵列波导光栅(AWG)芯片，例如用于波分复用(WDM)、稀疏波分复用(CWDM)、或密集(DWDM)复用或解复用的类型，其也设计为对温度变化不敏感。无热阵列波导光栅(AWG)的一个实例是对-5至75℃范围内的温度变化不敏感的16通道解复用器(DEMUX)无热阵列波导光栅(AWG)，例如本领域普通技术人员可获得的和/或已知的类型。因为温度变化并不显著地影响无热阵列波导光栅(AWG)234或光电检测器232的操作，所以光接收次模块(ROSA)230不包括热电冷却器(TEC)。
当光接收次模块(ROSA)230相对于电路板240安装时，如图2和图3所示并且如上所述，光接收次模块(ROSA)230反转，使得光接收次模块(ROSA)基部238背离电路板240，并且光接收次模块(ROSA)支撑件260接合光接收次模块(ROSA)基部238的每一侧。光接收次模块(ROSA)支撑件260包括例如，在每侧与光接收次模块(ROSA)基部238接合的夹持杆，以及从各个夹紧杆延伸出的L形部分。由于无热阵列波导光栅(AWG)234和光电检测器232安装在基部238上或附近，所以由光接收次模块(ROSA)230产生的热趋于集中在光接收次模块(ROSA)基部238。通过反转光接收次模块(ROSA)230，光接收次模块(ROSA)基部238接近和面向收发器壳体顶部210b(参见图2)，使得由光接收次模块(ROSA)230产生的热传送到收发器壳体顶部210b并消散。光接收次模块(ROSA)基部238可以与壳体顶部210b间隔开或热耦合(例如，使得收发器壳体顶部210b接触热)。
因此，根据在本文所述的实施例，多通道光收发器模块通过使用用于在光发射次模块(TOSA)中多路复用的热阵列波导光栅(AWG)和用于在光接收次模块(ROSA)中解复用的无热阵列波导光栅(AWG)来降低功耗并节省空间。
根据本发明的一实施例，一多通道光收发器模块包括一收发器壳体，位于收发器壳体中的一多通道光发射次模块(TOSA)，以及位于收发器壳体中的一多通道光接收次模块(ROSA)。光发射次模块(TOSA)设置为在多个通道波长上发送一波分复用(WDM)光信号，并且包括用于光多路复用的一热阵列波导光栅(AWG)。光接收次模块(ROSA)设置为在多个通道波长上接收一波分复用(WDM)光信号，并且包括用于光解复用的一无热阵列波导光栅(AWG)。
根据本发明的另一实施例，一光线路终端包括至少第一和第二多通道收发器。每个多通道收发器包括一收发器壳体，位于收发器壳体中的一多通道光发射次模块(TOSA)，以及位于收发器壳体中的一多通道光接收次模块(ROSA)。光发射次模块(TOSA)设置为在多个通道波长上发送一波分复用(WDM)光信号，并且包括用于光多路复用的一热阵列波导光栅(AWG)。光接收次模块(ROSA)设置为在多个通道波长上接收波分复用(WDM)光信号，并且包括用于光解复用的一无热阵列波导光栅(AWG)。
虽然本发明的原理描述如上，但是本领域技术人员应当理解的是本说明仅通过示例的方式进行而不作为对本发明范围的限制。除了这里表示及描述的示例实施例之外，其它实施例也属于本发明的范围内。在以下的权利要求所限定的本发明的范围内，本领域的技术人员可进行不同的修改和替换。

Claims (19)

1.一种多通道光收发器模块，包括：
一收发器壳体；
一多通道光发射次模块，位于所述收发器壳体中，所述光发射次模块设置为在多个通道波长上传输一波分复用光信号，其中所述光发射次模块包括用于光多路复用的一热阵列波导光栅；以及
一多通道光接收次模块，位于所述收发器壳体中，所述光接收次模块设置为在多个通道波长上接收一波分复用光信号，其中所述光接收次模块包括用于光解复用的一无热阵列波导光栅。
2.根据权利要求1所述的多通道光收发器模块，其中所述光发射次模块还包括用于控制所述热阵列波导光栅的温度的一温度控制系统。
3.根据权利要求1所述的多通道光收发器模块，其中所述光发射次模块还包括热耦合到所述热阵列波导光栅的一热电冷却器。
4.根据权利要求1所述的多通道光收发器模块，其中所述光发射次模块还包括：
一激光器阵列，设置为产生与不同的相应光学通道相关联的激光，其中所述热阵列波导光栅光学耦合到所述激光器阵列并设置为在不同的相应通道波长处将所述激光组合；以及
一温度控制系统，设置为使用一相同的温度控制装置来控制所述激光器阵列和所述热阵列波导光栅的温度。
5.根据权利要求4所述的多通道光收发器模块，还包括一阵列波导光栅托盘，所述阵列波导光栅托盘支撑所述激光器阵列上方的所述阵列波导光栅并热耦合到所述温度控制装置。
6.根据权利要求4所述的多通道光收发器模块，其中所述温度控制系统包括作为相同的所述温度控制装置的一热电冷却器。
7.根据权利要求4所述的多通道光收发器模块，其中所述阵列波导光栅托盘由导热率大于60W/(m·K)的材料制成。
8.根据权利要求1所述的多通道光收发器模块，还包括一电路板，所述电路板位于所述收发器壳体中并电连接到所述光发射次模块和所述光接收次模块。
9.根据权利要求8所述的多通道光收发器模块，其中所述光接收次模块包括光电检测器阵列，所述光电检测器阵列耦合到所述无热阵列波导光栅的输出。
10.根据权利要求9所述的多通道光收发器模块，其中所述光接收次模块还包括一光接收次模块基部，其中所述无热阵列波导光栅安装在所述光接收次模块基部上，并且其中所述光接收次模块定向在所述收发器壳体中，并且所述光接收次模块基部面向远离所述电路板并面向所述收发器壳体的顶部。
11.根据权利要求10所述的多通道光收发器模块，还包括一光接收次模块支撑件，所述光接收次模块支撑件安装到收发器壳体底部并且支撑与所述电路板间隔开的所述光接收次模块。
12.根据权利要求1所述的多通道光收发器模块，其中所述光接收次模块不包括一热电冷却器。
13.根据权利要求1所述的多通道光收发器模块，其中所述收发器壳体的长度小于130mm，并且所述收发器壳体的宽度小于55mm。
14.一种光线路终端，包括：
至少第一多通道收发器和第二多通道收发器，每个多通道收发器包括：
一收发器壳体；
一多通道光发射次模块，位于所述收发器壳体中，所述光发射次模块设置为在多个通道波长上传输一波分复用光信号，其中所述光发射次模块包括用于光多路复用的一热阵列波导光栅；以及
一多通道光接收次模块，位于所述收发器壳体中，所述光接收次模块设置为在多个通道波长上接收一波分复用光信号，其中所述光接收次模块包括用于光解复用的一无热阵列波导光栅。
15.根据权利要求14所述的光线路终端，其中所述光发射次模块还包括热耦合到所述热阵列波导光栅的一热电冷却器。
16.根据权利要求14所述的光线路终端，其中所述光发射次模块还包括：
一激光器阵列，设置为产生与不同的相应光学通道相关联的激光，其中所述热阵列波导光栅光学耦合到所述激光器阵列并设置为在不同的相应通道波长处将所述激光组合；以及
一温度控制系统，设置为使用一相同的温度控制装置来控制所述激光器阵列和所述热阵列波导光栅的温度。
17.根据权利要求16所述的光线路终端，还包括一阵列波导光栅托盘，所述阵列波导光栅托盘支撑所述激光器阵列上方的所述阵列波导光栅并热耦合到所述温度控制装置。
18.根据权利要求16所述的光线路终端，其中所述温度控制系统包括作为相同的所述温度控制装置的一热电冷却器。
19.根据权利要求14所述的光线路终端，其中所述光接收次模块不包括一热电冷却器。
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