CN113504616A - 一种用于5g前传的光模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种用于5G前传的光模块。光模块包括至少一对互相配合的单纤双向光组件，单纤双向光组件包括光发射器、光接收器和协调单元，协调单元包括标准具、分光片和准直透镜，准直透镜用于将从分光片透射出的光射入另一单纤双向光组件，准直透镜透射从另一单纤双向光组件发出的透射光，其中标准具包括两个互相平行的第一膜层和第二膜层，第一膜层和第二膜层用于透射光发射器发出的光至分光片，第二膜层还用于反射从另一单纤双向光组件发出的透射光至光接收器，标准具通过两个膜层实现精准锁波，即分别透射、反射两个不同波长的光，且两个波长间隔为1nm，由此光模块实现收、发光波长的间隔小。

Description

一种用于5G前传的光模块
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种用于5G前传的光模块。
背景技术
BIDI(Bidirectional)光模块是一种单纤双向光模块。利用WDM技术,发射和接收两个不同方向的中心波长，实现光信号在一根光纤上的双向传输。传统光模块一般都有两个端口：发射端口(TX)和接收端口(RX)，而BIDI光模块只有一个端口，可通过光模块中的滤波器进行滤波，同时完成一种波长光信号的发射和另一种波长光信号的接收，因此BIDI光模块必须成对使用。相对于双纤双向模块，BIDI光模块最为明显的优势在于可以减少光纤跳线面板上的端口数量，节约光纤布线基础设施的成本，还可以缩小布线空间，有助于光纤管理，并且减少了所需使用的光纤数量。
为了能够高效地工作，BIDI光模块必须配对使用，通过调谐双工器以匹配发射器和接收器的期望波长，实现数据的双向传输。例如，配对的两个BIDI光模块，光模块A的双工器必须有一个1550nm的接收波长和一个1310nm的发射波长。光模块B的双工器必须有一个1310nm的接收波长和一个1550nm的发射波长。目前BIDI光模块常用的波长有1310nm/1550nm；1310nm/1490nm；1510nm/1590nm。
针对5G前传的应用，中国移动提出MWDM方案，在重用25G CWDM前6波的基础上，通过进行温度控制，左右偏移3.5nm波长形成12个波长，由于此12波波长间隔小，市场上常用的BIDI光模块已然不能满足要求，因此本申请提供了一种新型的用于5G前传的25G可调BIDI光模块组件。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于5G前传的光模块，光模块实现收、发光波长的间隔小。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于5G前传的光模块，包括至少一对互相配合的单纤双向光组件，所述单纤双向光组件包括光发射器、光接收器和协调单元，所述光接收器设置在所述光发射器的出光轴的一侧；
所述协调单元包括标准具、分光片和准直透镜，所述标准具包括第一膜层和第二膜层，所述第一膜层和所述第二膜层平行设置，所述第一膜层和所述第二膜层用于透射所述光发射器发出的光至所述分光片，所述第二膜层用于反射从另一所述单纤双向光组件发出的透射光至所述光接收器；
所述准直透镜用于将从所述分光片透射出的光转换为平行光后射入另一所述单纤双向光组件，还用于透射从另一所述单纤双向光组件发出的透射光；
所述分光片用于将从所述准直透镜透射出的光射入所述标准具上。
优选地，所述协调单元还包括全反滤光片，所述全反滤光片用于将所述第二膜层反射出的光继续垂直反射入所述光接收器。
优选地，所述分光片为V型，所述分光片包括第一镀膜面和第二镀膜面，所述第一镀膜面和所述第二镀膜面相交在一条线。
优选地，所述协调单元还包括第一侧面收光探测器，所述第一侧面收光探测器设置在所述第一镀膜面下方，所述第一侧面收光探测器用于接收所述第一镀膜面的反射光并根据反射光监控所述光发射器的出光功率。
优选地，所述协调单元还包括第二侧面收光探测器，所述第二侧面收光探测器设置在所述第二镀膜面下方，所述第二侧面收光探测器用于接收所述第二镀膜面的反射光并根据反射光监控另一所述单纤双向光组件的出光功率。
优选地，所述标准具相对所述光发射器的出光轴倾斜5°-85°。
优选地，所述光接收器包括管帽、基座、第三标准具和光电探测器，所述管帽盖设在所述基座上形成用于放置所述第三标准具、所述光电探测器的容纳空间；
所述管帽、所述第三标准具和所述光电探测器的中心均与光轴重合。
优选地，所述接收器还包括跨阻放大器，所述跨阻放大器与所述光电探测器电连接，所述跨阻放大器用于将光电流信号转化为电压信号。
优选地，所述接收器还包括滤波电容，所述滤波电容与所述跨阻放大器电连接。
优选地，还包括壳体，所述单纤双向光组件设置在所述壳体的容纳腔内。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本申请的用于5G前传的光模块包括至少一对互相配合的单纤双向光组件，所述单纤双向光组件包括光发射器、光接收器和协调单元，所述协调单元包括标准具、分光片和准直透镜，其中标准具包括两个互相平行的第一膜层和第二膜层，第一膜层和所述第二膜层用于透射所述光发射器发出的光至所述分光片，光发射器发出预设波长的水平光依次经过第一膜层、所述第二膜层、分光片、准直透镜射入至互相配合的另一单纤双向光组件；另一单纤双向光组件发射出的另一预设波长的光先后依次经过准直透镜、分光片，并继续传输至第二膜层的表面，第二膜层用于反射从另一所述单纤双向光组件发出的透射光至所述光接收器，标准具通过两个膜层实现精准锁波，即分别透射、反射两个不同波长的光，且两个波长间隔小，由此光模块实现收、发光波长的间隔小。
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它的附图。
图1为本发明实施例提供的单纤双向光组件结构示意图；
图2为本发明实施例提供的光模块工作原理示意图；
图3为本发明实施例提供的光接收器结构示意图。
图示说明：光发射器1、光接收器2、协调单元3、第一光发射器4、第一光接收器5、第一协调单元6；
管帽21、基座22、滤波电容23、光电探测器24、跨阻放大器25、第三标准具26；
标准具31、分光片32、准直透镜33、全反滤光片34、第一侧面收光探测器35、第二侧面收光探测器36；
第一标准具61、第一分光片62、第一准直透镜63
具体实施方式
为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。
此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本发明的限制。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
请参阅图1至3，一种用于5G前传的光模块包括至少一对互相配合的单纤双向光组件，单纤双向光组件包括光发射器1、光接收器2和协调单元3，光接收器2设置在光发射器1出光轴的一侧；
协调单元3包括标准具31、分光片32和准直透镜33，标准具31用于透射光发射器1发出的光至分光片32，且标准具31用于反射从另一单纤双向光组件发出的透射光至光接收器2，其中标准具31又称为Etalon；
准直透镜33用于将从分光片32透射出的光转换为平行光后射入至另一单纤双向光组件，且准直透镜33用于透射从另一单纤双向光组件发出的透射光。
具体的，光发射器1发出预设波长的水平光先经过标准具31，然后再先后依次通过分光片32、准直透镜33射入至互相配合的另一单纤双向光组件。另一单纤双向光组件发射出的另一预设波长的光先后依次经过准直透镜33、分光片32，并继续传输至标准具31的表面，标准具31反射另一预设波长的光至光接收器2。其中，标准具31包括第一膜层和第二膜层，第一膜层和第二膜层平行设置，第一膜层和第二膜层透射光发射器1发出的光至分光片32，此外，第二膜层反射从另一单纤双向光组件发出的透射光至光接收器2，标准具31通过两个膜层实现精准锁波，即分别透射、反射两个不同波长的光，且两个波长间隔小，由此光模块实现收、发光波长间隔小。
进一步，结合附图2详细描述本发明的技术方案。用于5G前传的光模块包括第一单纤双向光组件和第二单纤双向光组件，第一单纤双向光组件包括第一光发射器4、第一光接收器5和第一协调单元6，第一协调单元6包括第一标准具61、第一分光片62和第一准直透镜63；第二单纤双向光组件包括光发射器1、光接收器2和协调单元3，光接收器2设置在协调单元3的上方，协调单元3包括标准具31、分光片32和准直透镜33。
第二单纤双向光组件的光发射器1发出1268.63nm的水平光，水平光先后依次经过标准具31、分光片32和准直透镜33后射入至第一单纤双向光组件，并先后依次经过第一准直透镜63、第一分光片62，继续传输至第一标准具61，第一标准具61最先与光接触的膜层将1268.63nm的光反馈至第一光接收器5。第一单纤双向光组件的第一光发射器4发出1269.63nm的水平光，水平光先后依次经过第一标准具61、第一分光片62和第一准直透镜63后射入至第二单纤双向光组件，并先后依次经过准直透镜33、分光片32，继续传输至标准具31的第二膜层上，第二膜层反射1269.63nm的光至光接收器2。应用于中国移动提出的针对5G前传的MWDM方案，一共有12波，即需要12对匹配的可调单纤双向光模块组件，本实施例以波长组合1268.63nm/1269.63nm为例，剩下11对组合类推即可。本申请中，标准具31可通过加热电极改变投射和反射的波长，因此可以兼容1260-1370nm波段。此外，用于5G前传的光模块还包括壳体，单纤双向光组件设置在壳体的容纳腔内。
在一个可选的实施方式中，协调单元3还包括全反滤光片34，全反滤光片34设置在出光轴一侧，全反滤光片34用于将第二膜层反射出的光继续垂直反射入光接收器2。
在一个可选的实施方式中，分光片32为V型，分光片32包括第一镀膜面和第二镀膜面，第一镀膜面和第二镀膜面相交在一条线。
为更及时监控到光发射器1是否存在异常，可选的，协调单元3还包括第一侧面收光探测器35，第一侧面收光探测器35设置在第一镀膜面下方，第一侧面收光探测器35监控光发射器1的出光功率。具体的，波长1268.63nm的发射光95％通过第一镀膜面，5％反射到第一侧面收光探测器35，可选的，5％的发射光可垂直入射到第一侧面收光探测器35。第一侧面收光探测器35监控发射光的波长，一旦通过标准具31的波长漂移较多，此时第一侧面收光探测器35得到的响应光功率也就越小，第一侧面收光探测器35将反馈这一信息至光发射器1，光发射器1中包括有半导体制冷器，半导体制冷器控制芯片表面的温度，进而改变发射光的波长。
在一个可选的实施方式中，协调单元3还包括第二侧面收光探测器36，第二侧面收光探测器36设置在第二镀膜面下方，第二侧面收光探测器36用于监控另一单纤双向光组件的出光功率。具体的，互相配合的另一单纤双向光组件波长1269.63nm的光95％透过第二镀膜面，5％反射到第二侧面收光探测器36，第二侧面收光探测器36将测得的数据反馈给另一单纤双向光组件的光发射器1。
在一个可选的实施方式中，标准具31相对光发射器1的出光轴倾斜5°-85°，标准具31工作所需的能耗较小。优选的，标准具31相对光发射器1的出光轴倾斜8°-50°。
在一个可选的实施方式中，光接收器2包括管帽21、基座22、第三标准具26和光电探测器24，管帽21盖设在基座22上形成用于放置第三标准具26、光电探测器24的容纳空间，管帽21、第三标准具26和光电探测器24的中心均与光轴重合。
可选的，接收器2还包括跨阻放大器25，跨阻放大器25与光电探测器24电连接，跨阻放大器25用于将光电流信号转化为电压信号。
在一个可选的实施方式中，接收器2还包括滤波电容23，滤波电容23与跨阻放大器25电连接，滤波电容23滤除杂波，提高接收器2的抗串扰和抗电磁干扰能力。
综上，本实施例光模块以一对互相配合的单纤双向光组件为例描述，单纤双向光组件包括光发射器1、光接收器2和协调单元3，协调单元3包括依次设置在出光轴方向上的标准具31、分光片32和准直透镜33，标准具31用于透射光发射器1发出的光至分光片32、准直透镜33，且标准具31用于反射从另一单纤双向光组件发出的透射光至光接收器2，标准具31通过两个膜层实现精准锁波，即分别透射、反射两个不同波长的光，且两个波长间隔小，由此光模块实现收、发光波长间隔小。本实施例的收、发光间隔仅为1nm，标准具31透射1268.63nm的波长，反射1269.63nm的波长。
以上所述，以上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精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于5G前传的光模块，其特征在于，包括至少一对互相配合的单纤双向光组件，所述单纤双向光组件包括光发射器(1)、光接收器(2)和协调单元(3)，所述光接收器(2)设置在所述光发射器(1)出光轴的一侧；
所述协调单元(3)包括标准具(31)、分光片(32)和准直透镜(33)，所述标准具(31)包括第一膜层和第二膜层，所述第一膜层和所述第二膜层平行设置，所述第一膜层和所述第二膜层用于透射所述光发射器(1)发出的光至所述分光片(32)，所述第二膜层还用于反射从另一所述单纤双向光组件发出的透射光至所述光接收器(2)；
所述准直透镜(33)用于将从所述分光片(32)透射出的光转换为平行光后射入另一所述单纤双向光组件，还用于透射从另一所述单纤双向光组件发出的透射光；
所述分光片(32)用于将从所述准直透镜(33)透射出的光射入所述标准具(31)上。
2.根据权利要求1所述的用于5G前传的光模块，其特征在于，所述协调单元(3)还包括全反滤光片(34)，所述全反滤光片(34)用于将所述第二膜层反射出的光继续垂直反射入所述光接收器(2)。
3.根据权利要求1所述的用于5G前传的光模块，其特征在于，所述分光片(32)为V型，所述分光片(32)包括第一镀膜面和第二镀膜面，所述第一镀膜面和所述第二镀膜面相交在一条线。
4.根据权利要求3所述的用于5G前传的光模块，其特征在于，所述协调单元(3)还包括第一侧面收光探测器(35)，所述第一侧面收光探测器(35)设置在所述第一镀膜面下方，所述第一侧面收光探测器(35)用于接收所述第一镀膜面的反射光并根据反射光监控所述光发射器(1)的出光功率。
5.根据权利要求4所述的用于5G前传的光模块，其特征在于，所述协调单元(3)还包括第二侧面收光探测器(36)，所述第二侧面收光探测器(36)设置在所述第二镀膜面下方，所述第二侧面收光探测器(36)用于接收所述第二镀膜面的反射光并根据反射光监控另一所述单纤双向光组件的出光功率。
6.根据权利要求1所述的用于5G前传的光模块，其特征在于，所述标准具(31)相对所述光发射器(1)的出光轴倾斜5°-85°。
7.根据权利要求1所述的用于5G前传的光模块，其特征在于，所述光接收器(2)包括管帽(21)、基座(22)、第三标准具(26)和光电探测器(24)，所述管帽(21)盖设在所述基座(22)上形成用于放置所述第三标准具(62)、所述光电探测器(24)的容纳空间；
所述管帽(21)、所述第三标准具(26)和所述光电探测器(24)的中心均与光轴重合。
8.根据权利要求7所述的用于5G前传的光模块，其特征在于，所述接收器(2)还包括跨阻放大器(25)，所述跨阻放大器(25)与所述光电探测器(24)电连接，所述跨阻放大器(25)用于将光电流信号转化为电压信号。
9.根据权利要求8所述的用于5G前传的光模块，其特征在于，所述接收器(2)还包括滤波电容(23)，所述滤波电容(23)与所述跨阻放大器(25)电连接。
10.根据权利要求1所述的用于5G前传的光模块，其特征在于，光模块还包括壳体，所述单纤双向光组件设置在所述壳体的容纳腔内。
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