CN205121023U - 光学收发模块及光纤缆线模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种光学收发模块及光纤缆线模块。光学收发模块包括基板、光接收组件及光发射组件。光接收组件的多个光接收器或所述光发射组件的多个光发射器是相互分离地设置于基板上。光纤缆线模块包括光学收发模块及光纤缆线。本实用新型的光学收发模块可降低成本。

Description

光学收发模块及光纤缆线模块

【技术领域】

本实用新型涉及一种光学收发模块及光纤缆线模块，特别是涉及一种涉及并行光学模块的光学收发模块及光纤缆线模块。

【背景技术】

目前，对于计算装置的需求持续上升，甚至对于计算装置达到较高性能的需求亦在提升中。然而，传统的电性I/O(输入/输出)信号传递并无不预期会与对于性能增加的需求，特别是对于未来高性能计算的期待齐步并进。现今，I/O信号是通过电路板自处理器来回地电性传送并向外输送至周边装置。电性信号必需经过焊料接头、缆线及其他电性导体。因此，电性I/O信号速率会受电性连接器的电性特性所限制。

传统的电信传输系统逐渐被光纤传输系统所取代。光纤传输系统由于并不具有带宽限制，具有高速传输、传输距离长、材质不受电磁波干扰等优点，因此，目前电子产业多朝光纤传输之方向进行研发。

近年来，并行光学模块由于其大通信容量、低能耗等特点而受到欢迎，发展迅速。并行光学模块指的是在一个模块中，通过多根光纤实现多通道激光器和多通道探测器的一对一传输。器件集成化和小型化所带来的低功耗，使得并行光学模块产生和散发的热量大大少于多个分立器件。例如在QSFPSR4短距离传输模块中，集成四路发射和四路接收。

然而，在目前的并行光学模块中，仍存在一些问题需要进一步改善。例如，并行光学模块中的多个光发射芯片或多个光接收芯片一般为数组形式，其价钱较昂贵，且不易重工、缺少空间设置弹性。

【实用新型内容】

本实用新型的主要目的在于提供一种光学收发模块，所述光学收发模块包括：

基板；

光接收组件，设置于所述基板上，并设有多个光接收器；以及

光发射组件，设置于所述基板上，并设有多个光发射器；

其中，所述光接收组件的多个光接收器及/或所述光发射组件的多个光发射器是相互分离的。

本实用新型的另一目的在于提供一种光纤缆线模块，所述光纤缆线模块包括：

光纤缆线；以及

光学收发模块，包括:

基板；

光接收组件，设置于所述基板上，并设有多个光接收器；

以及

光发射组件，设置于所述基板上，并设有多个光发射器；

其中，所述光接收组件的多个光接收器及/或所述光发射组件的多个光发射器是相互分离的。

在本实用新型的一实施例中，所述光接收组件的多个光接收器及所述光发射组件的多个光发射器是相互分离的。

在本实用新型的一实施例中，所述光接收组件的多个光接收器或所述光发射组件的多个光发射器是相互分离的。

在本实用新型的一实施例中，光发射组件更包括多个光发射驱动器，用于驱动及控制光发射器。多个光发射驱动器是相互分离地设置于基板的表面上。

在本实用新型的一实施例中，光接收组件更包括多个光接收驱动器，用于驱动及控制光接收器。多个光接收驱动器是相互分离地设置于基板的表面上。

在本实用新型的一实施例中，光发射器可为适于产生光信号之任一种类型的激光芯片(例如边射型激光装置，FP/DFB/EML激光，或垂直腔表面发光型激光，VCSEL)。

在本实用新型的一实施例中，光发射组件更包括光发射外罩，光发射器及光发射驱动器是收纳封装于光发射外罩内。

在本实用新型的一实施例中，外部的光纤可例如透过光发射外罩的光纤透镜组来耦合于多个光发射器。

在本实用新型的一实施例中，光接收组件更包括光接收外罩，光接收器及光接收驱动器是收纳封装于光接收外罩内。

在本实用新型的一实施例中，外部的光纤可例如透过光接收外罩的光纤透镜组来耦合于多个光接收器。

相较于现有的光学收发模块的问题，在本实用新型的光学收发模块中，光发射组件的多个光发射器及/或多个光发射驱动器可相互分离地设置于基板的表面上，光接收组件的多个光接收器及/或多个光接收驱动器也可相互分离地设置于基板的表面上。如此，本实用新型的光学收发模块可具有较低成本及较高的空间设置弹性。

为让本实用新型的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

【附图说明】

图1是使用本实用新型的光学缆线模块的一实施例的系统方块图；

图2为本实用新型的光学收发模块的一实施例的示意图；以及

图3为本实用新型的光学收发模块的一实施例的示意图。

【具体实施方式】

以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本实用新型可用以实施的特定实施例。本实用新型所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本实用新型，而非用以限制本实用新型。

附图和说明被认为在本质上是示出性的，而不是限制性的。在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。另外，为了理解和便于描述，附图中示出的每个组件的尺寸和厚度是任意示出的，但是本实用新型不限于此。

在附图中，为了清晰起见，夸大了层、膜、面板、区域等的厚度。在附图中，为了理解和便于描述，夸大了一些层和区域的厚度。将理解的是，当例如层、膜、区域或基底的组件被称作“在”另一组件“上”时，所述组件可以直接在所述另一组件上，或者也可以存在中间组件。

另外，在说明书中，除非明确地描述为相反的，否则词语“包括”将被理解为意指包括所述组件，但是不排除任何其它组件。此外，在说明书中，“在......上”意指位于目标组件上方或者下方，而不意指必须位于基于重力方向的顶部上。

请参照图1，图1是其中可使用一光学缆线模块100的一系统的一实施例之方块图。本实施例的光学缆线模块100可包括光学收发模块110及光纤缆线130，用于传输信号(视讯video或数据data)至电子装置101。电子装置101可以是许多运算或显示装置中的任何一种，其包括但不局限于数据中心、桌上型或膝上型计算机、笔记本电脑、超薄型笔电、平板计算机、小笔电、或其它运算装置。除了运算装置之外，可被了解的是，许多其他类型的电子装置可包含一或多种描述于本文中的光学收发模块110及/或匹配埠102，且描述于本文中的实施例可等效地应用在这些电子装置上。这些其它电子装置的例子可包括手持式装置、智能型手机、媒体装置、个人数字助理(PDA)、超行动个人计算机、移动电话、多媒体装置、内存装置、照相机、录音机、I/O装置、服务器、机顶盒、打印机、扫描机、监视器、电视机、电子广告牌、投影机、娱乐控制单元、可携式音乐播放器、数字摄影机、上网装置、游戏设备、游戏主机、或任何可以包括此光学收发模块110及/或匹配端口102的其它电子装置。在其它实施例中，此电子装置101可以是任何其他处理数据或影像的电子装置。

光纤缆线130是连接于光学收发模块110，用于传输光学信号。光纤缆线130可包括至少一或多条光纤芯，用于允许光学信号在光纤芯内传输。

如图1所示，电子装置101可包括处理器103，其可代表任何类型的处理电性及/或光学I/O信号的处理组件。可理解的是，此处理器103可以是一单一处理装置，或多个分开的装置。此处理器103可包括或可以是一微处理器、可程序逻辑装置或数组、微型控制器、讯号处理器、或某些组合。

如图1所示，电子装置101的匹配端口102是用于作为一界面，以连接至光学收发模块100的光学收发模块110。光学收发模块110可允许另一周边装置105与电子装置101相互连接。本实施例的光学收发模块110可支持经由一光学界面的通信。在各种实施例中，光学收发模块110亦可支持透过一电性界面的通信。

如图1所示，此周边装置105可以是一外围I/O装置。在各种实施例中，周边装置105可以是多种运算装置中的任何一种，其包括但不局限于桌上型或膝上型计算机、笔记本电脑、超薄型笔电、平板计算机、小笔电、或其它运算装置。除了运算装置之外，可被了解的是，周边装置105可包括手持式装置、智能型手机、媒体装置、个人数字助理(PDA)、超行动个人计算机、移动电话、多媒体装置、内存装置、照相机、录音机、I/O装置、服务器、机顶盒、打印机、扫描机、监视器、电视机、电子广告牌、投影机、娱乐控制单元、可携式音乐播放器、数字摄影机、上网装置、游戏设备、游戏主机、或其他电子装置。

在一实施例中，电子装置101也可包括内部的光学路径。此光学路径可代表一或多个组件，其可包括在处理器103与端口102之间传送一光学信号的处理及/或终止组件。传送一信号系可包括产生及转换至光学性、或接收及转换至电性。在一实施例中，装置也包括电性路径。电性路径代表在处理器103与埠102之间传送一电信号的一或多个组件。

如图1所示，光学收发模块110可用于对应配接电子装置101的匹配端口102。在本实施例中，将一连接器插头和另一者配接可以是用来提供一机械式连接。将一连接器插头与另一者配接通常亦提供通信连接。此匹配埠102可包括一罩壳104，其可提供该机械式连接机构。此匹配埠102亦可包括一或多个光学界面构件。路径106可代表一或多个构件，其可包括用来传递光讯号(或光讯号及电讯号)于处理器103和匹配埠102之间的处理及/或终止构件。传递讯号可包括产生并转换成光讯号、或接收并转换成电讯号。

如图1所示，本实用新型的光学收发模块110可被称为光学连接器或光学接头。一般而言，此一光学连接器可用于提供和一匹配的连接器及一光学组件相界接的实体连接界面。此光学收发模块110可为一光引擎，用于产生光讯号及/或接收并处理光讯号。光学收发模块110可提供从电-至-光信号或从光-至-电信号的转换。

在一实施例中，光学收发模块110可用来遵照或依据一或多种通信协议处理该等光讯号。对于光学收发模块110用来传递一光讯号及一电讯号的实施例而言，光学界面和电性界面可依据相同的协议，但这并不是绝对必要的。不论光学收发模块110是依据电性I/O界面的协议，或是依据一不同的协议或标准来处理讯号，光学收发模块110都可为了一预期的(intended)的协议而被建构或程序化于一特定的模块内，且不同的收发模块或光引擎可为了不同的协定而被建构。

请参照图2及图3，其为本实用新型光学收发模块的一实施例的示意图。此光学收发模块110包括基板111、处理器(未显示)、光发射组件113及光接收组件114。基板111例如为印刷电路板(PCB)或陶瓷基板，并可包括例如插脚或连接球，用于介接至一外部装置。处理器是连接于基板111，处理器可为任何类型的处理器晶粒或光学IC，而非限制于任一特定的处理器类型。光发射组件113及光接收组件114是设置于基板111上，并连接至处理器，分别用于发射及接收光信号。光发射组件113及光接收组件114可包括传输电子信号之发射电路和接收电路，更具体的说，是处理对应光信号之电子信号的时序或其它协议方面的事项。

在本实施例中，光学收发模块110可例如应用于四光纤通道并行传输(ParallelSingleMode4lane,PSM4)的技术，其是经由多个光发射组件113分别将四个激光源不同波长的光导入光纤中，通过光纤来进行中、长距离的传输。光接收组件114可接收光信号，并可将处理过的光信号分别导引至不同的通道。然不限于此，光学收发模块110除应用PSM4的技术外，亦可应用于波长分波多任务(WDM)，二位相位偏移调变(BinaryPhaseShiftKeying，BPSK)，四位相位偏移调变(QuadraturePhaseShiftKeying，QPSK)、粗式波长分割多任务转换(Conventional/CoarseWavelengthDivisionMultiplexing，CWDM)高密度分波多任务(DenseWavelengthDivisionMultiplexing，DWDM)、光塞取多任务(OpticalAdd/DropMultiplexer，OADM)、可调光塞取多任务(ReconfigurableOpticalAdd/DropMultiplexer，ROADM)、或类此之相关光通讯技术。

在一实施例中，此光学收发模块110更可包括连接器(未显示)，提供复位向机制以便越过光纤(未示出)来改变光学收发模块110与外部的一些对象(例如，另一装置)之间的光线。例如，连接器可通过反射面来提供光信号的复位向。连接器的角度、一般尺寸和形状系取决于光的波长，以及用来制造耦合器的材料和整个系统的要求。在一实施例中，连接器可设计成提供来自基板111的垂直光和传至基板111的水平光的复位向。

此外，连接器的尺寸、形状及组态和该标准有关，其包括用于相应的连接器配接的公差。因此，连接器用来整合光学I/O组件的布局(layout)可因为各式标准而有所不同。本领域技术者可理解的是，光学界面需要瞄准线(line-of-sight)连接，用以具有一和接收器界接之光讯号发送器(两者皆可被称为透镜)。因此，连接器的组态将使得透镜不会被相应的电性接点组件遮挡住。例如，光学界面透镜可被设置在该等接点组件的侧边、或上方或下方，端视该连接器内可用空间而定。

在其他实施例中，光学收发模块110还可包括平面光-波芯片(PLC)及调变器。平面光-波芯片可为光的传输及其转换成电子信号提供一平面之整合组件，反之亦然。可以理解的是，平面光-波芯片(PLC)的功能也可以被整合于连接器115中。

请参照图2及图3，其为本实用新型的光学收发模块的一实施例的示意图。在本实施例中，光发射组件113可包括多个(例如4个)光发射器113a、多个(例如4个)光发射驱动器113b、及光发射外罩113c，光发射器113a及光发射驱动器113b可通过例如芯片直接封装(chip-on-board)方式来固定于基板111的表面上，且收纳封装于光发射外罩113c内。其中，外部的光纤可例如透过光发射外罩113c的光纤透镜组(未显示)来耦合于多个光发射器113a。

在各种实施例中，光发射组件113的光发射器113a所发出的光信号的波长可位于近红外光至红外光的范围，约为830纳米(nm)～1660纳米。光发射器113a可为可为适于产生光信号之任一种类型的激光芯片(例如边射型激光装置，FP/DFB/EML激光，或垂直腔表面发光型激光，VCSEL)。

在各种实施例中，多个光发射驱动器113b是分别以一对一的形式来电性连接于光发射器113a，用于驱动及控制光发射器113a。

值得注意的是，多个光发射器113a及/或多个光发射驱动器113b是相互分离地设置于基板的表面上。相较于数组形式的光发射器数组或光发射驱动器数组，分离设置的多个光发射器113a及/或多个光发射驱动器113b可具有较低的成本。具体地，在一实施例中，4个分离设置的光发射器113a的成本可相较于光发射器数组便宜25％。又，由于光发射器113a及/或光发射驱动器113b可分离设置，故可对应于光发射外罩113c的内部空间或基板111上的空间来任意排列，而具有空间设置的弹性。再者，当多个分离设置的光发射器113或多个光发射驱动器113b的其中之一个故障或失效时，可仅针对单一故障的光发射器113a或光发射驱动器113b进行更换，而不需更换整组数组组件。

在本实施例中，光接收组件114可包括多个(例如4个)光接收器114a、多个(例如4个)光接收驱动器114b、及光接收外罩114c，光接收器114a及光接收驱动器114b可通过例如芯片直接封装(chip-on-board)方式来固定于基板111的表面上，且收纳封装于光接收外罩114c内。其中，外部的光纤可例如透过光接收外罩114c的光纤透镜组(未显示)来耦合于多个光接收器114a。

在各种实施例中，光接收组件114的光接收器114a例如光检测二极管芯片(PD)，用于接收并感测光信号。多个光接收驱动器114b是分别以一对一的形式来电性连接于光接收器114a，用于驱动及控制光接收器114a。

值得注意的是，多个光接收器114a及/或多个光接收驱动器114b是相互分离地设置于基板的表面上。相较于数组形式的光接收器数组或光接收驱动器数组，分离设置的多个光接收器114a及/或多个光接收驱动器114b可具有较低的成本。同样地，在一实施例中，4个分离设置的光接收器114a的成本可相较于光接收器数组便宜25％。又，由于光接收器114a及/或光接收驱动器114b可分离设置，故可对应于光接收外罩114c的内部空间或基板111上的空间来任意排列，而具有空间设置的弹性。再者，当多个分离设置的光接收器114a或多个光接收驱动器114b的其中之一个故障或失效时，可仅针对单一故障的光接收器114a或光接收驱动器114b进行更换，而不需更换整组数组组件。

在本实用新型的光学收发模块中，光发射组件113的多个光发射器113a及/或多个光发射驱动器113b可相互分离地设置于基板的表面上，光接收组件114的多个光接收器114a及/或多个光接收驱动器114b也可相互分离地设置于基板的表面上。如此，本实用新型的光学收发模块可具有较低成本及较高的空间设置弹性。

“在一些实施例中”及“在各种实施例中”等用语被重复地使用。该用语通常不是指相同的实施例；但它亦可以是指相同的实施例。“包含”、“具有”及“包括”等用词是同义词，除非其前后文意显示出其它意思。

虽然各种方法、设备、及系统的例子已被描述于本文中，但本揭示内容涵盖的范围并不局限于此。相反地，本揭示内容涵盖所有合理地落在权利要求界定的范围内的方法、设备、系统及制造之物，权利要求的范围应依据已被建立的申请专利范围解释原理来加以解读。例如，虽然上面揭示的系统的例子在其它构件之外还包括可自硬件上执行的软件或或韧体，但应被理解的是，该等系统只是示范性的例子，并应被解读为是限制性的例子。详言之，任何或所有被揭示的硬件、软件、及/或韧体构件可被专门地被体现为硬件、专门地被体现为软件、专门地被体现为韧体、或硬件、软件及/或韧体的一些组合。

综上所述，虽然本实用新型已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本实用新型，本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本实用新型的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种光学收发模块，其特征在于：所述光学收发模块包括：

基板；以及

光接收组件，设置于所述基板上，并设有多个光接收器；以及

光发射组件，设置于所述基板上，并设有多个光发射器；

其中，所述光接收组件的多个光接收器及/或所述光发射组件的多个光发射器是相互分离的。

2.根据权利要求1所述的光学收发模块，其特征在于：所述光接收组件的多个光接收器及所述光发射组件的多个光发射器是相互分离的。

3.根据权利要求1所述的光学收发模块，其特征在于：所述光接收组件的多个光接收器或所述光发射组件的多个光发射器是相互分离的。

4.根据权利要求1所述的光学收发模块，其特征在于：所述光发射组件更包括多个光发射驱动器，以驱动及控制所述光发射器，所述多个光发射驱动器是相互分离地设置于所述基板的表面上。

5.根据权利要求1所述的光学收发模块，其特征在于：所述光接收组件更包括多个光接收驱动器，以驱动及控制所述光接收器，所述多个光接收驱动器是相互分离地设置于所述基板的表面上。

6.根据权利要求1所述的光学收发模块，其特征在于：所述光发射组件更包括光发射外罩，所述光发射器及所述光发射驱动器是收纳封装于所述光发射外罩内。

7.根据权利要求6所述的光学收发模块，其特征在于：外部的光纤是透过所述光发射外罩的光纤透镜组来耦合于所述多个光发射器。

8.根据权利要求1所述的光学收发模块，其特征在于：所述光接收组件更包括光接收外罩，所述光接收器及所述光接收驱动器是收纳封装于所述光接收外罩内。

9.根据权利要求8所述的光学收发模块，其特征在于：外部的光纤是透过所述光接收外罩的光纤透镜组来耦合于所述多个光接收器。

10.一种光纤缆线模块，其特征在于：所述光纤缆线模块包括：

光纤缆线；以及

光学收发模块，连接于所述光纤缆线，所述光学收发模块包括:

基板；以及

光接收组件，设置于所述基板上，并设有多个光接收器；以及

光发射组件，设置于所述基板上，并设有多个光发射器；

其中，所述光接收组件的多个光接收器及/或所述光发射组件的多个光发射器是相互分离的。