光模塊及具有該光模塊的光纖通信系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請揭示了一種光模塊及設(shè)有該光模塊的光纖通訊系統(tǒng)，光模塊包括殼體、設(shè)置于殼體內(nèi)的光發(fā)射組件和/或光接收組件、波分復(fù)用器、以及設(shè)置于殼體外的多模光纖；光發(fā)射組件發(fā)出單模激光信號，所述光接收組件接收單模激光信號并對其進行處理，波分復(fù)用器對單模激光信號進行合波或分波處理；所述光發(fā)射組件發(fā)出的單模激光信號經(jīng)過波分復(fù)用器進行合波處理后經(jīng)由多模光纖進行傳輸；經(jīng)由多模光纖傳輸至波分復(fù)用器的單模激光信號經(jīng)過波分復(fù)用器分波后到達光接收組件并由光接收器組件進行處理。本申請通過在所述光模塊中增加波分復(fù)用器，可通過所述光模塊直接對單根多模光纖進行擴容，使該光模塊滿足了用戶需求的同時，節(jié)約制造及使用成本。
【專利說明】光模塊及具有該光模塊的光纖通信系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于光纖通信領(lǐng)域，具體涉及一種光模塊及具有該光模塊的光纖通信系 統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高速傳輸信號技術(shù)被廣泛應(yīng)用，光學(xué)互連能夠在比電學(xué)傳 輸寬得多的帶寬上傳輸信號，以及使用小尺寸、低功耗光模塊構(gòu)造信號傳輸系統(tǒng)。光模塊中 以光纖作為傳輸媒介的通信方式，與電纜或者微波等電通信相比，光纖通信具有傳輸頻帶 寬、信號串?dāng)_弱、抗電磁干擾、通信容量大、傳輸衰減小、傳輸距離遠(yuǎn)等優(yōu)點。
[0003] 光纖按其內(nèi)傳輸模式的多少，分為單模光纖和多模光纖；單模光纖是指在工作波 長中，只能傳輸一個傳播模式的光纖；目前，在有線電視和光通信中，是應(yīng)用最廣泛的光纖， 其具有傳輸距離遠(yuǎn)的優(yōu)點。多模光纖是指工作波長以其傳播可能的模式為多個模式的光 纖，由于多模光纖傳輸模式可達幾百個，故，多模光纖比單模光纖芯徑粗，數(shù)值孔徑大，能從 光源耦合更多的光功率。
[0004] 相應(yīng)的，單模光纖和多模光纖相比，存在一些問題： 首先，由于網(wǎng)絡(luò)中連接器、耦合器用量大，單模光纖無源器件比多模光纖無源器件貴， 而且相對精密、允差小，故，單模器件操作不如多模器件方便可靠。其次，單模光纖只能使用 激光器作光源，而多模光纖可以使用發(fā)光二極管、垂直腔面發(fā)射激光器等做光源；故，單模 光纖的光源成本比多模光纖的光源成本要高得多；特別是，當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)規(guī)模小，單位光纖長度 使用光源個數(shù)多，干線中可能幾百公里用一個光源，而十幾公里甚至幾公里的每個網(wǎng)絡(luò)各 有獨立的光源，如果網(wǎng)絡(luò)使用單模光纖配用激光器，網(wǎng)絡(luò)總體造價會大幅度提高。
[0005] 因此，隨著科技的發(fā)展，人們對多模光纖傳輸數(shù)據(jù)的容量提出了越來越高的要求。 為了對多模光纖進行擴容，常用的辦法是采用多模光纖陣列進行擴容，這樣無疑增加使用 成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本申請的一實施例提供一種光模塊及具有該光模塊的光纖通訊系統(tǒng)，所述光模塊 中通過增加波分復(fù)用器對單根多模光纖進行擴容，使該光模塊內(nèi)光束傳輸穩(wěn)定，滿足了用 戶對多模光纖進行擴容的需求。
[0007] 相應(yīng)的，本申請的一實施例提供的光模塊包括： 殼體、設(shè)置于所述殼體內(nèi)的光發(fā)射組件和/或光接收組件、波分復(fù)用器、控制器、以及 設(shè)置于所述殼體外的多模光纖； 所述光發(fā)射組件發(fā)出單模激光信號，所述光接收組件接收單模激光信號并對所接收的 單模激光信號進行處理，所述控制器控制所述光發(fā)射組件和/或所述光接收組件的工作， 所述波分復(fù)用器對單模激光信號進行合波或分波處理； 所述光發(fā)射組件發(fā)出的單模激光信號經(jīng)過波分復(fù)用器進行合波處理后經(jīng)由所述多模 光纖進行傳輸； 經(jīng)由所述多模光纖傳輸至所述波分復(fù)用器的單模激光信號經(jīng)過所述波分復(fù)用器分波 后到達所述光接收組件并由所述光接收器組件進行處理。
[0008] 在一個實施例中，所述光模塊還包括對光路中單模激光信號的色散進行電子色散 補償?shù)纳⒀a償單元；所述色散補償單元設(shè)置于所述波分復(fù)用器和所述多模光纖之間。
[0009] 在一個實施例中，所述光模塊還包括對光路中單模激光信號的色散進行電子色散 補償?shù)纳⒀a償單元；所述色散補償單元設(shè)置于所述光接收組件器和所述波分復(fù)用器之 間。
[0010] 在一個實施例中，所述光模塊還包括單模光纖，所述單模光纖設(shè)置于所述波分復(fù) 用器和所述多模接收光纖之間。
[0011] 在一個實施例中，所述單模光纖和所述多模光纖的連接處具有物理偏移以使所述 單模光纖的中心與所述多模光纖的中心相互偏移。
[0012] 在一個實施例中，所述接收組件為：光電二極管陣列。
[0013] 相應(yīng)的，本申請一實施方式中的光纖通訊系統(tǒng)，所述光纖通訊系統(tǒng)包括至少兩個 如上所述的光模塊。
[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請?zhí)峁┑墓饽K及具有該光模塊的光纖通訊系統(tǒng)，通過在 所述光模塊中增加波分復(fù)用器，可通過所述光模塊直接對單根多模光纖進行擴容，該光模 塊以及該光纖系統(tǒng)在滿足了用戶需求的同時，節(jié)約制造及使用成本；另外，對于以前采用 多模光纖進行信號傳輸?shù)墓鈧鬏斁W(wǎng)絡(luò)，本申請的光模塊和光纖通信系統(tǒng)能夠很好的利用已 經(jīng)鋪設(shè)好的多模光纖光傳輸網(wǎng)絡(luò)，從而在不對當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)進行改變的前提下達到提高光傳輸 容量的目的，使整個光纖通信系統(tǒng)具有傳輸容量大、成本低的優(yōu)點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1是本申請第一實施方式中光模塊的原理示意圖； 圖2是本申請第二實施方式中光模塊的原理示意圖； 圖3A、3B是本申請第三實施方式中光模塊的原理示意圖； 圖4是本申請一實施方式中光纖通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0016] 以下將結(jié)合附圖所示的【具體實施方式】對本申請進行詳細(xì)描述。但這些實施方式并 不限制本申請，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的 變換均包含在本申請的保護范圍內(nèi)。
[0017] 相應(yīng)的，結(jié)合圖1、圖4所示，圖1是本申請第一實施方式中光模塊的原理示意圖； 圖4是本申請一實施方式中光纖通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。光纖通信系統(tǒng)中包括至少兩個光 模塊100,光模塊100之間通過光纖進行連接，以實現(xiàn)光模塊100之間的光束傳遞。一般的， 所述光纖可分為單模光纖和多模光纖。本申請為了描述方便，在以下描述中，按照光束在光 路中的傳遞方向，將單模光纖分為單模發(fā)射光纖和單模接收光纖；將多模光纖分為多模發(fā) 射光纖和多模接收光纖，其具體結(jié)構(gòu)將在以下內(nèi)容中詳細(xì)描述。
[0018] 進一步的，本實施方式是針對在光模塊100中直接對多模光纖進行擴容，故兩個 光模塊100之間通過單根多模光纖150進行連接。多模光纖150容許不同模式的光于一根 光纖上傳輸，由于多模光纖150的芯徑較大，故可使用較為廉價的耦合器及接線器，多模光 纖150的纖芯直徑為50 μ m至100 μ m。
[0019] 相應(yīng)的，本申請第一實施方式中的光模塊100包括殼體(未具體圖不)，主機200， 設(shè)置于所述殼體內(nèi)的電路板(未具體圖示)、連接器110、控制器120、波分復(fù)用器160、光發(fā) 射組件130和光接收組件140 ;多模光纖150設(shè)置于殼體外，包括：多模發(fā)射光纖151和多 模接收光纖153。
[0020] 進一步的，光發(fā)射組件130包括：設(shè)置于所述殼體內(nèi)的光發(fā)射器131、驅(qū)動光發(fā)射 器131的激光驅(qū)動器133 ;光發(fā)射器131用于將電信號轉(zhuǎn)換為單模激光信號后發(fā)出單模激 光信號，激光驅(qū)動器133用于驅(qū)動光發(fā)射器131 ;相應(yīng)的，激光驅(qū)動器133驅(qū)動光發(fā)射器131 發(fā)出單模激光信號，所述單模激光信號經(jīng)過波分復(fù)用器160進行合波處理后經(jīng)由多模發(fā)射 光纖151進行傳輸；并傳遞到另外一個光模塊100。光接收組件140包括：設(shè)置于所述殼 體內(nèi)的放大器（143,145)、光接收器141 ;經(jīng)由多模接收光纖153傳輸至波分復(fù)用器160的 單模激光信號，經(jīng)過波分復(fù)用器160分波后到達光接收器141，并由光接收器141將該單模 激光信號轉(zhuǎn)換為電信號；放大器（143,145)用于將光接收器141轉(zhuǎn)換后的微弱電信號電流 轉(zhuǎn)換成有足夠幅度的信號電壓進行輸出，所述放大器包括TIA跨阻放大器143,英文名稱： trans-impedance amplifier,以及限幅放大器145, TIA跨阻放大器143用于將電信號轉(zhuǎn)換 成模擬信號進行輸出；限幅放大器145用于將跨阻放大器輸出的幅度不同的信號處理成等 幅的數(shù)字信號進行輸出。
[0021] 相應(yīng)的，控制器120用于控制激光驅(qū)動器133以及限幅放大器145。
[0022] 波分復(fù)用器 160,英文名稱 Wavelength Division Multiplexing ,縮寫 WDM，在光 模塊100的發(fā)送端，將兩種或多種不同波長的光載波信號復(fù)用匯合在一起，并耦合到光線 路的同一根光纖中進行傳輸；在接收端，經(jīng)解復(fù)用將各種波長的光載波分離，然后對光載波 作進一步處理以恢復(fù)原信號，其可以充分利用多模光纖150的低損耗波段，增加多模光纖 150的傳輸容量，使單根多模光纖150傳送信息的物理限度增加一倍至數(shù)倍，進而對光模塊 100中的多模光纖150進行擴容，保證傳輸帶寬充足。
[0023] 波分復(fù)用器160的數(shù)量為兩個，分別為第一波分復(fù)用器161，以及第二波分復(fù)用器 163 ;第一波分復(fù)用器161設(shè)置于光發(fā)射組件130和多模發(fā)射光纖151之間，以將所述單模 激光信號中包含的兩種或多種不同波長的光載波信號在發(fā)送端匯合在一起，并耦合到光線 路的同一根多模發(fā)射光纖151中進行傳輸；第二波分復(fù)用器163設(shè)置于光接收組件140和 多模接收光纖153之間，以接收通過多模接收光纖153傳遞的包含有各種波長的光載波的 單模激光信號，之后將所述各種波長的光載波的單模激光信號分離，然后再做進一步處理 以恢復(fù)原信號后傳遞到光接收器140上。
[0024] 需要說明的是，波分復(fù)用器160的數(shù)量也可以為1個，相應(yīng)的，單個波分復(fù)用器160 上集成至少兩對端口，一對端口分別對應(yīng)光發(fā)射組件130和多模發(fā)射光纖151 ;-對分別對 應(yīng)光接收組件140和多模接收光纖153 ;在此不做詳細(xì)贅述。
[0025] -實施方式中，光發(fā)射器131為波分單模激光器陣列。該光發(fā)射器131驅(qū)動電路 相對簡單，制作成本低，可廣泛被人們所應(yīng)用。
[0026] -實施方式中，光接收器141為光電二極管陣列；同樣的，該光接收器141驅(qū)動電 路相對簡單，制作成本低，可廣泛被人們所應(yīng)用。
[0027] 相應(yīng)的，結(jié)合圖2所示，介紹本申請的第二實施方式中的光模塊。
[0028] 相應(yīng)的，本申請的第二實施方式是在第一實施方式的基礎(chǔ)上加以改進，所述第二 實施方式和所述第一實施方式的區(qū)別在于：所述第二實施方式中還包括一單模光纖170， 單模光纖170包括：單模發(fā)射光纖171，以及單模接收光纖173 ;單模發(fā)射光纖171設(shè)置于 第一波分復(fù)用器161和多模發(fā)射光纖151之間，單模接收光纖173設(shè)置于第二波分復(fù)用器 163和多模接收光纖153之間。
[0029] 相應(yīng)的，單模發(fā)射光纖171和多模發(fā)射光纖151的連接處，以及單模接收光纖173 和多模接收光纖153的連接處均具有物理偏移，以使單模發(fā)射光纖171的中心與多模發(fā)射 光纖151的中心、單模接收光纖173的中心與多模接收光纖173的中心均相互偏移，進而使 光模塊100中傳遞的光具有更好的傳輸距離。
[0030] 進一步的，為了克服光模塊100中增加波分復(fù)用器160后，所傳遞的單模激光信號 產(chǎn)生色散現(xiàn)象，以獲取更好的傳輸距離。
[0031] 相應(yīng)的，結(jié)合圖3A、3B所示，介紹本申請的第三實施方式中的光模塊。
[0032] 相應(yīng)的，本申請的第三實施方式是在第一實施方式的基礎(chǔ)上加以改進，所述第三 實施方式和所述第一實施方式的區(qū)別在于：所述第三實施方式中光模塊100還包括對光路 中單模激光信號的色散進行電子色散補償?shù)纳⒀a償單元180 ;相應(yīng)的，色散補償單元180 設(shè)置于第二波分復(fù)用器163和多模接收光纖163之間，或設(shè)置于光接收器140和第二波分 復(fù)用器163之間。其中，單模激光信號經(jīng)由多模接收光纖153,之后依次經(jīng)過色散補償單元 180,第二波分復(fù)用器163,最后傳入到光接收器140 ;或，所述單模激光信號經(jīng)由多模接收 光纖153,之后依次經(jīng)過第二波分復(fù)用器163,色散補償單元180,最后傳入到光接收器140。
[0033] 需要說明的是，本申請也可以在第二實施方式的基礎(chǔ)上增加色散補償單元180,以 獲取更好的傳輸距離，在此不做詳細(xì)贅述。
[0034] 另外，圖4所示的光纖通信系統(tǒng)中包括兩個第一實施方式的光模塊，而在實際應(yīng) 用過程中，光纖通信系統(tǒng)中包含光模塊的具體結(jié)構(gòu)，以及數(shù)量均沒有具體限制；即：可以將 第一、第二、第三實施方式中的光模塊之間任意組合，在此不做詳細(xì)贅述。
[0035] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請?zhí)峁┑墓饽K及設(shè)有模塊的光纖通信系統(tǒng)，通過在所述 光模塊中增加波分復(fù)用器，可通過所述光模塊直接對單根多模光纖進行擴容，該光模塊以 及該光纖系統(tǒng)在滿足了用戶需求的同時，節(jié)約制造及使用成本。另外，對于以前采用多模光 纖進行信號傳輸?shù)墓鈧鬏斁W(wǎng)絡(luò)，本申請的光模塊和光纖通信系統(tǒng)能夠很好的利用已經(jīng)鋪設(shè) 好的多模光纖光傳輸網(wǎng)絡(luò)，從而在不對當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)進行改變的前提下達到提高光傳輸容量的 目的，使整個光纖通信系統(tǒng)具有傳輸容量大、成本低的優(yōu)點。
[0036] 應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一 個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說 明書作為一個整體，各實施方式中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可 以理解的其他實施方式。
[0037] 上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對本申請的可行性實施方式的具體說 明，它們并非用以限制本申請的保護范圍，凡未脫離本申請技藝精神所作的等效實施方式 或變更均應(yīng)包含在本申請的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種光模塊，其特征在于，所述光模塊包括殼體、設(shè)置于所述殼體內(nèi)的光發(fā)射組件和 /或光接收組件、波分復(fù)用器、控制器、以及設(shè)置于所述殼體外的多模光纖； 所述光發(fā)射組件發(fā)出單模激光信號，所述光接收組件接收單模激光信號并對所接收的 單模激光信號進行處理，所述控制器控制所述光發(fā)射組件和/或所述光接收組件的工作， 所述波分復(fù)用器對單模激光信號進行合波或分波處理； 所述光發(fā)射組件發(fā)出的單模激光信號經(jīng)過波分復(fù)用器進行合波處理后經(jīng)由所述多模 光纖進行傳輸； 經(jīng)由所述多模光纖傳輸至所述波分復(fù)用器的單模激光信號經(jīng)過所述波分復(fù)用器分波 后到達所述光接收組件并由所述光接收器組件進行處理。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光模塊，其特征在于：所述光模塊還包括對光路中單模激光 信號的色散進行電子色散補償?shù)纳⒀a償單元；所述色散補償單元設(shè)置于所述波分復(fù)用器 和所述多模光纖之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光模塊，其特征在于：所述光模塊還包括對光路中單模激光 信號的色散進行電子色散補償?shù)纳⒀a償單元；所述色散補償單元設(shè)置于所述光接收組件 和所述波分復(fù)用器之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光模塊，其特征在于：所述光模塊還包括單模光纖，所述單模 光纖設(shè)置于所述波分復(fù)用器和所述多模接收光纖之間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光模塊，其特征在于：所述單模光纖和所述多模光纖的連接 處具有物理偏移以使所述單模光纖的中心與所述多模光纖的中心相互偏移。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光模塊，其特征在于：所述光接收組件為：光電二極管陣列。
7. -種光纖通信系統(tǒng)，其特征在于，包括至少兩個如權(quán)利要求1至6任一項所述的光模 塊。
【文檔編號】H04B10/2581GK104158590SQ201410382036
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月6日
【發(fā)明者】李偉龍, 孫雨舟, 王祥忠 申請人:蘇州旭創(chuàng)科技有限公司