一种基于MPO接口的双扇入扇出的多通道光模块的制作方法

一种基于mpo接口的双扇入扇出的多通道光模块
技术领域
1.本发明属于光模块技术领域，更具体地，涉及一种基于mpo接口的双扇入扇出的多通道光模块。


背景技术：

2.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。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。
3.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，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。
4.随着通信技术的发展，光模块通道数量必然呈现增长的趋势。使用并行方案，接口密度会成为主要瓶颈。而使用波分复用方案，激光器的波长数量需要随之增加，波长间隔必须随之减少，所带来的成本及串扰等问题也会成为高通道密度光模块的瓶颈。
5.因此需要一种节省光纤、节省布线空间、具有超高接口密度，且能够使用同波长激光器的成本更优的高通道密度光模块解决方案。


技术实现要素：

6.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mpo接口的双扇入扇出的多通道光模块，是一种可以节省光纤、节省布线空间、具有超高接口密度，且能够使用同波长激光器的成本更优的高通道密度光模块。
7.为实现上述目的，本发明提供了一种基于mpo接口的双扇入扇出的多通道光模块，包括沿输出光轴方向依次设置的具有n个激光器的ld模组、具有n个输入端口和n/m个输出端口的多芯光纤扇入器件、n/m根与所述多芯光纤扇入器件输出端口进行耦合的具有m芯的多芯光纤以及与n/m根多芯光纤进行连接的n/m芯m芯光纤mpo连接器；沿输入光轴方向依次设置的n/m芯m芯光纤mpo连接器、与mpo连接器进行连接的n/m根具有m芯的多芯光纤以及具有n/m个输入端口和n个输出端口的多芯光纤扇出器件。
8.在一些可选的实施方案中，所述多芯光纤扇入器件的输入端口能够与常规单芯光纤进行连接，也能够通过透镜耦合直接接收激光器发光。
9.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器件的n个输入端口中，从所述多芯光纤扇入器件的n/m个输出端口进入n/m根m芯光纤的m个并行通道中。
10.在一些可选的实施方案中，所述多芯光纤扇入器件的输出端口与n/m根m芯光纤直接或通过光纤阵列进行连接。
11.在一些可选的实施方案中，所述多芯光纤扇出器件的输入端口与n/m根m芯光纤直接或通过光纤阵列进行连接，由n个探测器组成的探测器模组与所述多芯光纤扇出器件的n个输出端口连接，探测器模组接收由所述多芯光纤扇出器件输出端口发出的n组信号。
12.在一些可选的实施方案中，所述多芯光纤扇入器件的每个输出端口包括m个与m芯光纤纤芯排列一致的出口。
13.在一些可选的实施方案中，所述多芯光纤扇入器件的输入端口的间隔与激光器模组的排布间隔相同。
14.在一些可选的实施方案中，所述多芯光纤扇出器件的每个输入端口包括m个与m芯光纤纤芯排列一致的入口。
15.在一些可选的实施方案中，所述多芯光纤扇出器件的输出端口的间隔与探测器模组的排布间隔相同。
16.在一些可选的实施方案中，所述多芯光纤扇出器件的输出端口能够与常规单芯光纤进行连接，也能够直接将光信号传输到探测器上。
17.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：
18.本发明采用新型的光模块结构，可轻松实现超高通道密度光模块，例如采用12芯8芯光纤mpo即可实现96通道传输。相较原有单芯并行方案，要实现96芯传输，需要超高密度的96芯mpo接头，大大减小了制备难度，节省外部布线光纤量的同时大大提高了外部通道密度。解决了数据中心等应用中布线密度的问题。本发明相较波分复用方案，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器件均换成现有的单个光纤扇入扇出器件，该器件具有n个输入端口和n/m个输出端口，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
19.图1是本发明实施例提供的一种基于8芯光纤96通道扇入扇出器件的光模块光路结构示意图；
20.图2是本发明实施例提供的一种48通道8芯光纤扇入器件的示意图；
21.图3是本发明实施例提供的一种48通道8芯光纤扇入器件的示意图；
22.图4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
23.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。
24.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。
25.本发明提供一种低成本长距离超高通道密度并行传输的光模块解决方案，通过成倍增加通道数量来提高密度，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个通道仅需要两根8芯光纤。以此类推，采用12芯8芯光纤mpo接头，可轻松实现96通道超高密度光模块的传输。相较常规单芯并行高密度传输方案，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，本发明中采用扇入扇出器件的成本与插损都低于波分复用、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。
26.实施例1：
27.如图1、图2、图3及图4所示，一种新型的多通道光模块，包括沿光轴方向依次设置的48通道ld模组1、48通道8芯光纤扇入器件3、8芯光纤阵列4、以及与48通道8芯光纤扇入器件输出端349～354进行耦合的8芯光纤5(芯编号为51～58)，与8芯光纤进行连接的12芯8芯光纤mpo连接器6。
28.其中，48通道激光器模组与48通道8芯光纤扇入器件的输入端之间设有48个与激光器模组的48个通道分别对应的第一聚焦透镜2，编号为21、22、23
…
248，用于将ld模组发出的48路发散光源汇聚并耦合到扇入器件的48个输入端口31、32、33
…
348中，从扇入器件的输出端349～354进入6根8芯光纤中。输入光路包含沿光轴方向依次设置的8芯光纤mpo连接器、6根8芯光纤、8芯光纤阵列、48通道8芯光纤扇出器件8以及探测器模组7。6根8芯光纤接收外部光信号，通过8芯光纤阵列进入扇出器件8的输入端849～854，从扇出器件输出端81、82、83
…
848直接到达探测器阵列7。实现并行48收48发的光模块方案。
29.所述48通道8芯光纤扇入器件具有48个输入端口以及6组输出端口，一组输出端口包含8个与8芯光纤的8个纤芯排布相同的输出端口。所述48个输入端口的间隔与激光器模组11、12、13
…
148的排布间隔相同。所述48通道8芯光纤扇出器件具有6组输入端口849～854及48个输出端口81、82、83
…
848。输入端口849～854的排布与8芯光纤的8个纤芯排布相同。输出端口81～848的间隔与探测器模组7(编号为71～748)的排布间隔相同。所述48通道8芯光纤扇入器件的输出端口349～354与扇出器件输入端口849～854分别通过8芯光纤阵列4与8芯光纤5进行连接。所述扇入器件3和扇出器件8的插损为2db，优选的，为1.5db。
30.实施例2：
31.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与实施例1中相关数量相同，激光器和探测器的排布为2*24的矩形排布。
32.实施例3：
33.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。
34.需要指出，根据实施的需要，可将本技术中描述的各个步骤/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。
35.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。