CN113359253A - 一种基于单lc接口的多通道光模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于单LC接口的多通道光模块，属于光模块技术领域，包括：沿光轴方向依次设置的具有N个激光器的LD模组、具有2N个输入端口和一个输出端口的多芯光纤扇入扇出器件、与所述多芯光纤扇入扇出器件的输出端口进行耦合的具有2N芯的多芯光纤以及与所述多芯光纤进行连接的具有2N芯的多芯光纤LC连接器。通过本发明相较并行传输方案，不需要使用高成本的高密度MPO接头。相较波分复用传输方案，不需要使用各种不同波长的激光器，本发明采用扇入扇出器件的成本也低于波分复用、解复用器的成本。本发明整体在节省布线空间的同时总体成本更优。

Description

一种基于单LC接口的多通道光模块

技术领域

本发明属于光模块技术领域，更具体地，涉及一种基于单LC接口的多通道光模块。

背景技术

目前高速光模块主要包括并行传输的SR4、PSM4、SR8、SR16以及使用波分复用传输方案的CWDM4、LR4、ER4、FR8、LR8、ER8等。并行传输采用多根光纤并行传输的方式实现单个模块的高速传输，如图2所示。例如SR4、PSM4采用4根光纤收光，4根光纤发光实现8通道收发，SR8则需要采用8收8发共16根光纤进行并行传输，以此类推。并行方案需要使用高密度的MPO接头与光模块进行连接，通道数越高，所需要的MPO接头密度也越高，而目前最常用的12通道MPO接口仅能满足8通道的收发需求，随着模块速率的增加，并行方案消耗的光纤量、对接口密度的要求以及传输光缆体积的增加皆会成为挑战。

在大于500m的传输场景，由于并行传输消耗光纤量随传输距离呈倍数增长，并不适合用于远距离传输。故通常使用波分复用的方式进行传输，如图1所示，无论通道数量的多少，波分复用方式仅需要消耗一收一发两根光纤，使用光纤总使用量较少。但波分复用方案需要增加分合波器，目前多通道分合波器成本较高，且需要使用多个不同波长的激光器，例如LR8，需要8个不同波长的激光器进行发光。对产业链成熟度以及复用程度也会造成一定的影响，导致波分复用方案的综合成本也较高。

因此需要一种节省光纤、节省布线空间、可以使用低成本双工连接器且能够使用同波长激光器的成本更优的光模块解决方案。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提出了一种基于单LC接口的多通道光模块，是一种可以节省光纤、节省布线空间、可以使用低成本双工连接器且能够使用同波长激光器的成本更优的光模块。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于单LC接口的多通道光模块，包括：沿光轴方向依次设置的具有N个激光器的LD模组、具有2N个输入端口和一个输出端口的多芯光纤扇入扇出器件、与所述多芯光纤扇入扇出器件的输出端口进行耦合的具有2N芯的多芯光纤以及与所述多芯光纤进行连接的具有2N芯的多芯光纤LC连接器。

在一些可选的实施方案中，所述多芯光纤扇入扇出器件为2N芯的多芯光纤扇入扇出器件。

在一些可选的实施方案中，所述多芯光纤扇入扇出器件的2N个输入端口能够直接与常规单模光纤进行连接，也能够通过透镜耦合直接接收激光器发光，还能够直接与探测器阵列对准。

在一些可选的实施方案中，N通道LD模组与所述多芯光纤扇入扇出器件的输入端口之间设有N个与LD模组的N个通道分别对应的第一聚焦透镜，用于将LD模组发出的N路发散光源汇聚并耦合到所述多芯光纤扇入扇出器件的N个输入端口中，从所述多芯光纤扇入扇出器件的输出端口进入具有2N芯的多芯光纤的N个并行通道中。

在一些可选的实施方案中，所述具有2N芯的多芯光纤的另外N个并行通道接收其它光模块的信号通过所述多芯光纤扇入扇出器件的输出端口后，通过所述多芯光纤扇入扇出器件的另外N个输入端口直接进入探测器阵列，实现N发N收的并行光模块。

在一些可选的实施方案中，所述多芯光纤扇入扇出器件的2N个输入端口分为两组，第一组输入端口的间隔与激光器模组的排布间隔相同，第二组输入端口的间隔与探测器的排布间隔相同。

在一些可选的实施方案中，所述多芯光纤扇入扇出器件的输出端口能够通过多芯光纤阵列或直接与所述具有2N芯的多芯光纤进行连接。

在一些可选的实施方案中，所述具有2N芯的多芯光纤的每个芯都能够作为常规单芯光纤进行信号传输。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

本发明采用新型的光模块结构，实现2N通道传输，可替代原有的SR4、PSM4、SR8、SR16、CWDM4、LR4、ER4、FR8、LR8、ER8等通道数量为4的倍数的并行或波分复用传输方案，相较DR4、PSM4等并行方案，本发明在光模块外部采用单根多芯光纤即可完成原有所有收发通道的信号传输，节省布线光纤量的同时大大提高了通道密度。把原有的具有多芯的MPO接口替换为单芯接口，减少了模块连接器的成本，同时解决了数据中心等应用中布线密度的问题。本发明相较CWDM4、LR4、ZR4等波分复用方案，通过成倍增加通道数量来提高密度，可以采用单一波长的激光器，更有利于产业链的规模量产以及厂家备货，且将原本的MUX、DEMUX器件换成现有的单个2N芯光纤扇入扇出器件，将原本的双工连接头变为现在的单个连接头，成本更优。且扇入扇出器件的插损小于MUX、DEMUX器件，为光模块的整体损耗留出更多的余量。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种常规基于波分复用的8通道光模块示意图；

图2是本发明实施例提供的一种常规并行8通道光模块示意图；

图3是本发明实施例提供的一种基于8芯光纤扇入扇出器件的光模块光路结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种8芯光纤扇入扇出器件的示意图；

图5是本发明实施例提供的一种八芯光纤的截面图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明实例中，“第一”、“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序或先后次序。

本发明提供一种低成本长距离多通道并行传输的光模块解决方案，该光模块每个通道都可以使用波长相同的激光器。实现8个通道的传输仅需要一根8芯光纤，实现16个通道仅需要一根16芯光纤。以此类推，可以制备任何芯数为4的倍数且与光模块传输通道数量相同的多芯光纤来匹配光模块进行传输，无论是多少通道的传输，理论上都可以使用单个单工接口来进行连接，相较并行传输方案，不需要使用高成本的高密度MPO接头。相较波分复用传输方案，不需要使用各种不同波长的激光器，本发明采用扇入扇出器件的成本也低于波分复用、解复用器的成本。本发明整体在节省布线空间的同时总体成本更优。

实施例1：

如图3、图4、图5所示，为本实施例提供的一种新型的多通道光模块，包括沿光轴方向依次设置的4通道LD模组1(如图3中编号1A～1D)、8芯光纤扇入扇出器件3、八芯光纤阵列4、以及与8芯光纤扇入扇出器件的输出端进行耦合的8芯光纤5，与8芯光纤进行连接的8芯光纤LC连接器6。

其中，上述4通道LD模组1与8芯光纤扇入扇出器件3的输入端之间设有4个与LD模组的4个通道分别对应的第一聚焦透镜(编号为2A、2B、2C、2D)，用于将LD模组发出的4路发散光源汇聚并耦合到扇入扇出器件的4个输入端31、32、33、34中，从扇入扇出器件的输出端口进入8芯光纤的4个并行通道51、52、53、54中。

上述8芯光纤扇入扇出器件具有8个输入端口以及一个输出端口，输入端口分为两组，第一组编号为31、32、33、34，第二组编号为35、36、37、38。第一组输入端口的间隔与激光器模组1A、1B、1C、1D的排布间隔相同，第二组输入端口35、36、37、38的间隔与探测器模组7的7A、7B、7C、7D排布间隔相同。8芯光纤扇入扇出器件的输出端口39通过八芯光纤阵列4与8芯光纤5进行连接。扇入扇出器件3的插损为2dB，优选的，为1.5dB。

上述8芯光纤扇入扇出器件3输入端口的另外4个端口35、36、37、38直接与探测器阵列7A、7B、7C、7D进行对准，8芯光纤5另外4个并行通道55、56、57、58接收其它光模块的信号通过扇入扇出器件35、36、37、38进入探测器阵列7A、7B、7C、7D，实现4发4收的并行光模块方案。

实施例2：

实施例2中激光器阵列中的激光器数量、探测器阵列中的探测器数量、多芯光纤的芯数以及扇入扇出器件的通道数量皆为实施例1中相关数量的2倍，激光器和探测器的排布为2*4的矩形排布。

实施例3：

实施例3中激光器阵列中的激光器数量、探测器阵列中的探测器数量、多芯光纤的芯数以及扇入扇出器件的通道数量皆为实施例1中相关数量的2倍，激光器和探测器的排布为1*8的线型排布。

需要指出，根据实施的需要，可将本申请中描述的各个步骤/部件拆分为更多步骤/部件，也可将两个或多个步骤/部件或者步骤/部件的部分操作组合成新的步骤/部件，以实现本发明的目的。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于单LC接口的多通道光模块，其特征在于，包括：沿光轴方向依次设置的具有N个激光器的LD模组、具有2N个输入端口和一个输出端口的多芯光纤扇入扇出器件、与所述多芯光纤扇入扇出器件的输出端口进行耦合的具有2N芯的多芯光纤以及与所述多芯光纤进行连接的具有2N芯的多芯光纤LC连接器。

2.根据权利要求1所述的多通道光模块，其特征在于，所述多芯光纤扇入扇出器件为2N芯的多芯光纤扇入扇出器件。

3.根据权利要求2所述的多通道光模块，其特征在于，所述多芯光纤扇入扇出器件的2N个输入端口能够直接与常规单模光纤进行连接，也能够通过透镜耦合直接接收激光器发光，还能够直接与探测器阵列对准。

4.根据权利要求3所述的多通道光模块，其特征在于，N通道LD模组与所述多芯光纤扇入扇出器件的输入端口之间设有N个与LD模组的N个通道分别对应的第一聚焦透镜，用于将LD模组发出的N路发散光源汇聚并耦合到所述多芯光纤扇入扇出器件的N个输入端口中，从所述多芯光纤扇入扇出器件的输出端口进入具有2N芯的多芯光纤的N个并行通道中。

5.根据权利要求4所述的多通道光模块，其特征在于，所述具有2N芯的多芯光纤的另外N个并行通道接收其它光模块的信号通过所述多芯光纤扇入扇出器件的输出端口后，通过所述多芯光纤扇入扇出器件的另外N个输入端口直接进入探测器阵列，实现N发N收的并行光模块。

6.根据权利要求5所述的多通道光模块，其特征在于，所述多芯光纤扇入扇出器件的2N个输入端口分为两组，第一组输入端口的间隔与激光器模组的排布间隔相同，第二组输入端口的间隔与探测器的排布间隔相同。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的多通道光模块，其特征在于，所述多芯光纤扇入扇出器件的输出端口能够通过多芯光纤阵列或直接与所述具有2N芯的多芯光纤进行连接。

8.根据权利要求1至6任意一项所述的多通道光模块，其特征在于，所述具有2N芯的多芯光纤的每个芯都能够作为常规单芯光纤进行信号传输。

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