CN205229520U - 单纤双向bosa结构 - Google Patents

Abstract

本申请揭示了一种单纤双向BOSA结构，所述BOSA结构包括光发射组和光接收组、阵列环形器组、波分复用/解复用组、光纤接口，光发射组出射的若干第一光信号经过阵列环形器组传输至波分复用/解复用组，分复用成一路光信号传输至光纤接口进行传输；光纤接口出射的一路光信号传输至波分复用/解复用组，解复用成若干第二光信号后经阵列环形器组传输至光接收组。本申请中的单纤双向BOSA结构可以在一根光纤上进行上行和下行的信号传输，大大简化了光通讯模块的结构，极大的提升了信号传输效率，组装方便且制造成本低。

Description

单纤双向BOSA结构

技术领域

本申请属于光纤通信技术领域，具体涉及一种单纤双向BOSA结构。

背景技术

随着通讯领域的日益发展，传统的传输技术已经很难满足传输容量及速度的要求，在典型的应用领域如数据中心、网络连接、搜索引擎、高性能计算等领域，为防止宽带资源的不足，承运商和服务供应商们对规划新一代高速网络协议进行了部署，这就需要相应的高速收发模块以满足高密度高速率的数据传输要求。在高速的信息收发系统中，需要用高密度的光模块替代传统的光模块，采用多通道光收发技术，可以把更多的发射器和接收器集中在更小的空间中去，尤其在40Gbps或100Gbps的光纤解决方案中，采用4通道的传输技术，以每通道10Gbps或者更高的速度进行数据传输，其容量可以达到传统单通道传输的4倍甚至更高。而在这样的高速收发模块中，其核心组件即是模块中BOSA结构。

传统的BOSA结构是采用两个光纤跳线接口来分别进行发射和接收，在使用BOSA众多的高速收发传输系统中由于光纤数量密集，使得光纤布线变得很复杂，而采用单纤双向的BOSA结构，可以直接在一根光纤上进行上行和下行传输，大大简化了系统结构，极大的提升了效率。

实用新型内容

本申请一实施例提供一种单纤双向BOSA结构，所述BOSA结构包括光发射组和光接收组、阵列环形器组、波分复用/解复用组、光纤接口，光发射组出射的若干第一光信号经过阵列环形器组传输至波分复用/解复用组，分复用成一路光信号传输至光纤接口进行传输；光纤接口出射的一路光信号传输至波分复用/解复用组，解复用成若干第二光信号后经阵列环形器组传输至光接收组。

一实施例中，所述阵列环形器组依次包括若干阵列排布的第一偏振分光棱镜组、法拉第旋转器组、半波片组、以及第二偏振分光棱镜组。

一实施例中，所述第一偏振分光棱镜组包括若干相互平行的第一分光面和第二分光面，所述第二分光棱镜组包括若干相互平行的第三分光面和第四分光面，所述第一光信号经过第一分光面和第三分光面透射后传输至光纤接口，所述第二光信号经过第三分光面透射、第一分光面反射、第二分光面反射或经过第三分光面反射、第四分光面反射、第二分光面透射后传输至光接收组。

一实施例中，所述第一光信号依次经过第一偏振分光棱镜组、法拉第旋转器组、半波片组、第二偏振分光棱镜组和波分复用/解复用组后传输至光纤接口；所述第二光信号依次经过波分复用/解复用组、第二偏振分光棱镜组、半波片组、法拉第旋转器组和第一偏振分光棱镜组后传输至光接收组。

一实施例中，所述法拉第旋转器组和半波片组平行设置，所述半波片组包括位于第一分光面和第三分光面之间的第一半波片组合位于第二分光面和第四分光面之间的第二半波片组。

一实施例中，所述第一分光面、第二分光面、第三分光面和第四分光面与法拉第旋转器组或半波片组之间的夹角为45°。

一实施例中，所述阵列环形器组为沿水平方向或垂直方向的一维阵列环形器组或沿水平方向和垂直方向的二维阵列环形器组。

一实施例中，所述阵列环形器组为一维阵列环形器组时，所述BOSA结构包括呈一维阵列排布的光发射组和光接收组、及一个光纤接口，所述阵列环形器组为二维阵列环形器组时，所述BOSA结构包括呈二维阵列排布的光发射组和光接收组、及呈一维阵列排布的光纤接口。

与现有技术相比，本申请的技术方案中，单纤双向BOSA结构可以在一根光纤上进行上行和下行的信号传输，大大简化了光通讯模块的结构，极大的提升了信号传输效率，组装方便且制造成本低；阵列环形器组制作简单，可直接采用被动粘接的方式一次性进行排列组装，且光发射端口、光接收端口和光纤端口的光束平行度精度高；分波与合波共用一个波分复用/解复用组，相比两层的分波与合波组件的贴装工艺更简单，成本更低。

附图说明

图1是本申请第一实施方式中单纤双向BOSA结构在X-Y平面上的结构示意图；

图2是本申请第一实施方式中单纤双向BOSA结构在X-Z平面上的结构示意图；

图3是本申请第一实施方式中单纤双向BOSA结构中的TOSA光路原理图；

图4是本申请第一实施方式中单纤双向BOSA结构中的ROSA光路原理图；

图5是本申请第二实施方式中单纤双向BOSA结构在X-Y平面上的结构示意图；

图6是本申请第三实施方式中单纤双向BOSA结构在X-Y平面上的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本申请进行详细描述。但这些实施方式并不限制本申请，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本申请的保护范围内。

在本申请的各个图示中，为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分扩大，因此，仅用于图示本申请的主题的基本结构。

本文使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向（旋转90度或其他朝向），并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。

当元件或层被称为在另一部件或层“上”、与另一部件或层“连接”时，其可以直接在该另一部件或层上、连接到该另一部件或层，或者可以存在中间元件或层。相反，当部件被称为“直接在另一部件或层上”、“直接连接在另一部件或层上”时，不能存在中间部件或层。

本申请揭示了一种单纤双向BOSA（Bi-DirectionalOpticalSub-Assembly，光发射接收组件）结构，该BOSA结构包括光发射组和光接收组、阵列环形器组、波分复用/解复用组、光纤接口，光发射组出射的若干第一光信号经过阵列环形器组传输至波分复用/解复用组，分复用成一路光信号传输至光纤接口进行传输；光纤接口出射的一路光信号传输至波分复用/解复用组，解复用成若干第二光信号后经阵列环形器组传输至光接收组。

参图1、图2所示，介绍本申请单纤双向BOSA结构的第一实施方式。BOSA结构包括光发射组10和光接收组20、阵列环形器组30、波分复用/解复用组40、光纤接口50。按功能区分，BOSA结构包括ROSA（ReceivingOpticalSub-Assembly，光接收组件）结构和TOSA（TransmittingOpticalSub-Assembly，光发射组件）结构，ROSA结构包括光接收组20、阵列环形器组30、波分复用/解复用组40、和光纤接口50，其中，波分复用/解复用组40实现的是解复用功能；TOSA结构包括光发射组10、阵列环形器组30、波分复用/解复用组40、和光纤接口50，其中，波分复用/解复用组40实现的是分复用功能。

本实施方式中单纤双向BOSA结构位于X-Y-Z的三维空间内，阵列环形器组30为一维阵列环形器组，其包括平行设置的第一偏振分光棱镜组31、法拉第旋转器组32、半波片组33、以及第二偏振分光棱镜组34。

其中，第一偏振分光棱镜组31和第二偏振分光棱镜组34内包括若干平行设置的分光面，第一偏振分光棱镜组31内包括第一分光面311和第二分光面312，第二偏振分光棱镜组34包括第三分光面341和第四分光面342。四个分光面为平行设置，且本实施方式中四个分光面垂直于X-Y平面，且与X-Z平面之间的夹角为45°。

法拉第旋转器组32、半波片组33分别平行于Y-Z平面，且半波片组33包括沿Y轴方向分布的第一半波片组331和第二半波片组332。第一光信号从光发射组10出射，第二光信号从光纤接口50出射。

第一光信号依次经过第一偏振分光棱镜组31、法拉第旋转器组32、半波片组33、第二偏振分光棱镜组34、和波分复用/解复用组40后传输至光纤接口50；第二光信号依次经过波分复用/解复用组40、第二偏振分光棱镜组34、半波片组33、法拉第旋转器组32和第一偏振分光棱镜组31后传输至光接收组20。

例如，第一光信号和第二光信号可分别包括水平偏振光P和竖直偏振光S。水平偏振光P与竖直偏振光S具有以下特性：水平偏振光P经过偏振分光棱镜组的分光面后能够继续透射，沿着原有光路继续传输，竖直偏振光S经过偏振分光棱镜组的分光面后全部反射，而后继续传输。

波分复用/解复用组40包括一透明基板41和位于基板41表面上的若干滤光片42，滤光片41为带通滤光片，其只能允许特定波长的光信号通过，而其余波长的光信号全部反射，透明基板41的一侧为全反射平面。

波分复用/解复用组40进行分复用时，若干光信号从滤光片一侧发射，每个滤光片只能允许特定波长的光信号通过，如本实施例中包括四个滤光片，分别只能允许波长为λ₁、λ₂、λ₃、λ₄的光信号透射，波长为λ₁、λ₂、λ₃、λ₄的四路光信号分别从四个滤光片透射，并在透明基体内反射，最后耦合成一路光信号传输至光纤接口。

波分复用/解复用组40进行解复用时，一路光信号从光纤接口传输至透明基体内，并在透明基体内多次反射，其中从四个滤光片分别能透射出波长为λ₁、λ₂、λ₃、λ₄的光信号，而后四路光信号继续沿阵列环形器组传输，最后传输至光接收组。

对应地，本实施方式中光发射组中包括若干沿Z轴阵列分布的光发射端口，光接收组中同样包括若干沿Z轴阵列分布的光接收端口，光发射组和光接收组中端口的数量与波分复用/解复用组上滤光片的数量一致，如本实施方式中包括四个光发射端口和四个光接收端口，而光纤接口只包括一个端口。

参图3所示为本实施方式BOSA结构中的TOSA光路图，以四个阵列排布的光发射端口port1和一个光纤端口port2为例进行说明，从port1至port2的光信号传输原理具体如下：

第一光信号从port1出射后传输至第一偏振分光棱镜组31的第一分光面311，第一光信号中包括水平偏振光P，水平偏振光P能够在第一分光面311处进行透射，而透射后的水平偏振光P经过法拉第旋转器组32和第一半波片组331后偏振方向保持不变，依然为水平偏振光P，而后水平偏振光又能在第二偏振分光棱镜组34的第三分光面341上进行透射，四路从port1出射的第一光信号（波长分别为λ₁、λ₂、λ₃、λ₄）最后全部入射至波分复用/解复用组内分复用成一路光信号最终传输至光纤端口port2。

参图4所示为本实施方式BOSA结构中的ROSA光路图，以四个阵列排布的光接收端口port3和一个光纤端口port2为例进行说明，从port2至port3的光信号传输原理具体如下：

从光纤端口port2出射的第二光信号经过波分复用/解复用组后解复用成四路波长不同的第二光信号（波长分别为λ₁、λ₂、λ₃、λ₄），每一路第二光信号中分别包括水平偏振光P和竖直偏振光S。水平偏振光P经过第二偏振分光棱镜组34的第三分光面341后继续透射，依次经过第一半波片组331和法拉第旋转器组32之后变为竖直偏振光S，竖直偏振光S在第一偏振分光棱镜组31的第一分光面311上进行反射，而后继续经过第二分光面312反射后传输至光接收端口port3；而竖直偏振光S经过第二偏振分光棱镜组34的第三分光面341后进行反射，而后经过第四分光面342反射后，再依次经过第二半波片组332和法拉第旋转器组32后变为水平偏振光P，水平偏振光P再经过第一偏振分光棱镜组31上的第二分光面312后进行透射，最后传输至光接收端口port3。

应当理解的是，本实施方式中以四通道（四个光接收端口和四个光发射端口）为例进行说明，在其他实施方式中也可以通过增加或减少光接收端口、光发射端口的数量实现其他数量通道的光信号传输。

进一步地，第一偏振分光棱镜组和第二偏振分光棱镜组内的各个分光面相互平行且与X-Z平面之间的夹角为45°，在其他实施方式中也可以设置为其他角度，并在对应的两个分光面之间增加一个或多个反射镜，从而实现端口之间光路的传输，本申请中不再进行详细说明。

参图5所示，介绍本申请单纤双向BOSA结构的第二实施方式，与第一实施方式不同的是第一实施方式中是沿Z轴阵列，而本实施方式中沿Y轴方向阵列。

本实施方式中BOSA结构同样光发射组和光接收组、阵列环形器组、波分复用/解复用组、光纤接口，阵列环形器组沿Y轴阵列分布，其包括平行设置的第一偏振分光棱镜组31、法拉第旋转器组32、半波片组33、以及第二偏振分光棱镜组34。第一偏振分光棱镜组31和第二偏振分光棱镜组34分别包括若干平行的分光面，分光面垂直于X-Y平面，且与X-Z平面之间的夹角为45°。

以五通道为例，本实施方式中包括port1~port15共15个端口，port1~port3、port4~port6、port7~port9、port10~port12、port13~port15完全相同，与第一实施方式类似地，从5个光发射端口出射的第一光信号通过阵列环形器组后至5个端口，在端口后还包括波分复用/解复用组（未图示）将5路光信号分复用成一路光信号后进行传输；同样地，一路光信号经过波分复用/解复用组（未图示）解复用成5路第二光信号后，通过阵列环形器组最终传输至5个光接收端口，具体的原理详参第一实施方式中，此处不再进行赘述。

应当理解的是，上述实施方式中仅仅对阵列环形器组在Z轴或Y轴上阵列进行举例说明，为一维阵列结构，可实现多通道自由空间环形器功能。在其他实施方式中也可以结合第一实施方式和第二实施方式，对阵列环形器组在Z轴和Y轴两个方向上阵列，同样可实现多通道自由空间环形器功能，而在两个方向上二维阵列的阵列环形器组需设置一维阵列排布的光纤接口，二维阵列的每一行或每一列分别对应一个光纤接口。

参图6所示，介绍本申请单纤双向BOSA结构的第三实施方式，在本实施方式中，光发射端口、光接收端口和光纤端口分别为交叉分布，如图6所示，光发射端口port1、光接收端口port3分别位于阵列环形器组的第一侧，光纤端口port2位于阵列环形器组的第二侧，同时，另外一组端口光发射端口port4、光接收端口port6分别位于阵列环形器组的第二侧，光纤端口port5位于阵列环形器组的第一侧，两个光纤端口port2和port5交叉分布于阵列环形器组两侧，光发射端口port1与port4、以及光接收端口port3和port6同样交叉分布于阵列环形器组两侧，每一组端口的光路传输原理与第一实施方式相同，此处不再进行赘述。

其中，本实施例中的每个光接收端口对应一个光接收组，每个光发射端口对应一个光发射组，光纤端口与光纤接口之间设置有波分复用/解复用组。

本申请通过上述实施例，具有以下有益效果：

单纤双向BOSA结构可以在一根光纤上进行上行和下行的信号传输，大大简化了光通讯模块的结构，极大的提升了信号传输效率，组装方便且制造成本低；

阵列环形器组制作简单，可直接采用被动粘接的方式一次性进行排列组装，且光发射端口、光接收端口和光纤端口的光束平行度精度高；

分波与合波共用一个波分复用/解复用组，相比两层的分波与合波组件的贴装工艺更简单，成本更低。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本申请的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本申请的保护范围，凡未脱离本申请技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种单纤双向BOSA结构，其特征在于，所述BOSA结构包括光发射组和光接收组、阵列环形器组、波分复用/解复用组、光纤接口，光发射组出射的若干第一光信号经过阵列环形器组传输至波分复用/解复用组，分复用成一路光信号传输至光纤接口进行传输；光纤接口出射的一路光信号传输至波分复用/解复用组，解复用成若干第二光信号后经阵列环形器组传输至光接收组。

2.根据权利要求1所述的单纤双向BOSA结构，其特征在于，所述阵列环形器组依次包括若干阵列排布的第一偏振分光棱镜组、法拉第旋转器组、半波片组、以及第二偏振分光棱镜组。

3.根据权利要求2所述的单纤双向BOSA结构，其特征在于，所述第一偏振分光棱镜组包括若干相互平行的第一分光面和第二分光面，所述第二分光棱镜组包括若干相互平行的第三分光面和第四分光面，所述第一光信号经过第一分光面和第三分光面透射后传输至光纤接口，所述第二光信号经过第三分光面透射、第一分光面反射、第二分光面反射或经过第三分光面反射、第四分光面反射、第二分光面透射后传输至光接收组。

4.根据权利要求3所述的单纤双向BOSA结构，其特征在于，所述第一光信号依次经过第一偏振分光棱镜组、法拉第旋转器组、半波片组、第二偏振分光棱镜组和波分复用/解复用组后传输至光纤接口；所述第二光信号依次经过波分复用/解复用组、第二偏振分光棱镜组、半波片组、法拉第旋转器组和第一偏振分光棱镜组后传输至光接收组。

5.根据权利要求3所述的单纤双向BOSA结构，其特征在于，所述法拉第旋转器组和半波片组平行设置，所述半波片组包括位于第一分光面和第三分光面之间的第一半波片组合位于第二分光面和第四分光面之间的第二半波片组。

6.根据权利要求5所述的单纤双向BOSA结构，其特征在于，所述第一分光面、第二分光面、第三分光面和第四分光面与法拉第旋转器组或半波片组之间的夹角为45°。

7.根据权利要求1所述的单纤双向BOSA结构，其特征在于，所述阵列环形器组为沿水平方向或垂直方向的一维阵列环形器组或沿水平方向和垂直方向的二维阵列环形器组。

8.根据权利要求7所述的单纤双向BOSA结构，其特征在于，所述阵列环形器组为一维阵列环形器组时，所述BOSA结构包括呈一维阵列排布的光发射组和光接收组、及一个光纤接口，所述阵列环形器组为二维阵列环形器组时，所述BOSA结构包括呈二维阵列排布的光发射组和光接收组、及呈一维阵列排布的光纤接口。