光源模块和光通信设备的制作方法

1.本技术涉及光通信领域，尤其涉及一种光源模块和光通信设备。


背景技术：

2.光网络设备包括如光发射机、接收机、波分复用和解复用器等关键器件。其中，光发射机和接收机通常会封装成一个模块，被称为光模块。硅光技术具有高集成度的优势，尤其在多通道的光电器件实现上，有功耗低和封装成本低等优势。因此，硅光技术被认为是下一代光电器件发展的重要趋势之一。
3.当前，光模块失效的主要原因是光模块中的光源失效。因此光网络设备采用一种可插拔的光源模块，在光源失效时，只需要替换失效的光源，而不需要替换光模块中的其他组件(例如，光调制器)。在这种光网络设备采用可插拔的光源模块的方案下，光网络设备面板既要设置可插拔光源模块，又需要设置输入输出接口(i/o接口)，此时光网络设备面板上可用空间受到限制，经常无法保证足够的空间设置散热孔，因此会限制了设备单板性能。


技术实现要素：

4.鉴于此，本技术实施例提供了一种光源模块和光通信设备，可以大大节省面板上的可用空间。
5.本技术第一方面公开了一种应用于光通信设备的光源模块，所述光源模块包括基板、光源、电接口、第一光接口和第二光接口，光源模块与所述光通信设备之间的连接为可拆卸连接，其中：光源和电接口置于基板上，电接口用于为光源供电，第一光接口用于输出光源发出的连续光和/或接收来自所述光通信设备内的第一光信号；第二光接口与第一光接口异侧，第二光接口用于接收来自光通信设备外的第二光信号和/或第一光接口发送的第一光信号。
6.本技术提供的光源模块自身配置光输入输出口，与光源模块配合使用的光网络设备的面板上无需再单独设置光输入输出口，这样大大节省了面板的可用空间。节省下的面板空间可以设置散热孔等，提升设备单板性能。
7.一种实现方式中，第一光接口包括多个第一通道，其中，所述多个第一通道中的一部分用于发送连续光和/或接收经过第二光接口的第二光信号，所述多个第一通道中的另一部分用于接收第一光信号。
8.一种实现方式中，第二光接口包括多个第二通道，其中，其中，所述多个第二通道中的一部分用于接收第一光接口发送的第一光信号，所述多个第二通道中的另一部分用于接收第二光信号。
9.一种实现方式中，第一光接口包括多组接口，其中，第一组接口用于发送连续光，第二组接口用于接收经过第二光接口的第二光信号，第三组接口用于接收第一光信号。
10.一种实现方式中，第二光接口包括多组接口，其中一组接口用于接收第一光接口发送的第一光信号，另一组接口用于接收第二光信号。
11.上述对光接口的多个通道和多组接口列举是设计举例，光接口可以是由多组接口集成一起，或者多组接口分开单独设置。
12.光源模块还可以包括光放大器，光放大器位于第一光接口和第二光接口中间，用于放大第一光接口和第二光接口之间传输的光信号。
13.光源模块还包括光分波合波器，光分波合波器位于第一光接口和第二光接口中间，用于对第一光接口和第二光接口之间传输的光信号进行分波或合波。
14.当光接口包括光纤时，光源模块还包括固定装置，固定装置和光接口直接接触，用于限定光接口的位置。
15.光源模块与光通信设备之间的连接为可拆卸连接，包括但不限于插拔、卡扣或螺栓螺母固定等方式。
16.本技术第二方面公开了一种光通信设备，包括第一方面任意一种光源模块、光电连接器和光处理芯片，光电连接器用于连接光源模块和光处理芯片，光电连接器与光源模块之间的连接为可拆卸连接，光源模块用于输出连续光给光处理芯片；光处理芯片用于将电信号调制在光源模块发送的连续光上得到所述第一光信号，并将第一光信号发送给所述光源模块；光源模块还用于接收来自光通信设备外的第二光信号；光处理芯片还用于将光源模块发送的来自光通信设备外的第二光信号解调得到电信号。
17.本技术第三方面还公开了一种应用于光通信设备的光源模块，该光源模块包括基板、光发射模块、电接口、第一光接口和第二光接口，所述光源模块与所述光通信设备之间的连接为可拆卸连接，光发射模块包括光源和第一光调制器，其中：光发射模块和电接口置于基板上，电接口用于为光源供电；电接口还用于获取第一电信号并输入到光发射模块；光发射模块中的光源用于输出第一连续光给光发射模块中的第一光调制器，第一光调制器用于将第一电信号调制为第一光信号；第二光接口用于向光通信设备外输出第一光信号；第一光接口与第二光接口异侧，光发射模块中的光源还用于通过第一光接口输出第二连续光；第一光接口还用于接收来自光通信设备内的第二光信号；第二光接口还用于向光通信设备外输出第二光信号。
18.本技术公开的该光通信设备，第一光信号和第二光信号都是从光源模块上的光接口进行输入输出，面板上无须再布置光i/o端口，大大节省了面板的使用空间。
19.其中，第二光接口还用于接收来自光通信设备外的第三光信号并输出到第一光接口。
20.一种实现方式中，第一光接口包括多个第一通道，其中，所述多个第一通道中的一部分第一通道用于发送第二连续光或者接收经过第二光接口的第三光信号，所述多个第一通道中的另一部分第一通道用于接收第二光信号。
21.一种实现方式中，第二光接口包括多个第二通道，其中，所述多个第一通道中的一部分第二通道用于接收经过第一光接口的第二光信号或第一光信号，所述多个第一通道中的另一部分第二通道用于接收第三光信号。
22.一种实现方式中，第一光接口包括多组接口，其中，一组接口用于发送连续光，另一组接口用于接收经过第二光接口的第三光信号，再一组接口用于接收第二光信号。
23.一种实现方式中，第二光接口包括多组接口，其中，一组接口用于接收第一光信号，另一组接口用于接收经过第一光接口的第二光信号，再一组接口用于接收第三光信号。
24.一种实现方式中，电接口包括多组接口，其中一组接口用于给光源供电，另一组接口用于传输第一电信号。
25.一般一组接口包括至少一个接口，一个接口包括至少一个光传输通道。上述对光接口或电接口的多个通道和多组接口列举是设计举例，光接口或电接口可以是由多组接口集成一起，或者多组接口分开单独设置。
26.光源模块还可以包括光放大器，光放大器第一光接口和第二光接口中间，用于放大第一光接口和第二光接口之间传输的光信号。
27.光源模块还可以包括光分波合波器，光分波合波器位于第一光接口和第二光接口中间，用于对第一光接口和第二光接口之间传输的光信号进行分波或合波。
28.光源模块与光通信设备的面板之间的连接为可拆卸连接，包括但不限于插拔、卡扣或螺栓螺母固定等方式。
29.本技术第四方面又公开了一种光通信设备，包括第三方面中任一所述光源模块、光电连接器和光处理芯片，所述光电连接器用于连接光源模块和光处理芯片，所述光源模块与所述光电连接器之间的连接为可拆卸连接，光处理芯片包括处理器和第二光调制器，处理器用于将第一电信号通过电接口发送给光发射模块；所述光源模块用于输出所述第二连续光给所述光处理芯片；第二光调制器用于将第二电信号调制在光源输出的第二连续光上得到第二光信号。
30.可选地，所述第二电信号与所述第一电信号的速率不同。优选地，第二电信号的速率大于第一电信号的速率。
31.光通信设备还可以包括电连接器和光连接器，光连接器和第一光接口之间的连接为可拆卸连接，电连接器与电接口之间的连接为可拆卸连接。电连接器和光连接器可以为集成的光电连接器。
32.本技术公开的该光通信设备在节省面板使用空间的同时，还将一部分低速率业务直接在光源模块中进行调制，将高速率的电信号在光处理芯片进行调制，提升了通信系统的通信效率。
附图说明
33.图1为一种可能的光通信设备结构示意图；
34.图2为一种包括光源模块201的光通信设备200的结构示意图；
35.图3为本技术实施例提供的一种包括光源模块301的光通信设备300的结构示意图；
36.图4a为本技术实施例提供的一种光源模块301的内部结构示意图；
37.图4b为本技术实施例提供的一种与图4a对应的光源模块301的逻辑结构示意图；
38.图5a为本技术实施例提供的另一种光源模块301的内部结构示意图；
39.图5b为本技术实施例提供的一种与图5a对应的光源模块301的逻辑结构示意图；
40.图6为本技术实施例公开的又一种光通信设备600的结构示意图。
具体实施方式
41.本技术提出的技术方案可以适用于不同业务场景，包括但不限于：光传输网络
(optical transmission network,otn)、光接入网络(optical access network,oan)、短距离光互联和无线业务前传/回传等。
42.图1为一种可能的光通信设备结构示意图。如图1所示，该设备100由机框101和单板102组成。其中，机框101有一个或多个槽位，用于固定单板102。单板102上有电连接器103，用于连接光模块的电接口。通常地，光通信设备包括一种或多种类型的单板，以完成客户业务数据的处理、传输和交换等功能。光模块是光通信设备重要的组件之一，用于实现客户业务数据承载在光信号进行发送和/或从光信号中解析出客户业务数据。当一个光模块仅具备发送功能时，通常被称为光发射次模块(transmitter optical subassembly，tosa)。当一个光模块具备仅具备接收光信号并进行检测时，通常称为光接收次模块(receiver optical subassembly，rosa)。发送和接收两个功能均具备的光模块，则被称为光发射接收组件(bi-directional optical sub-assembly，bosa)。当前，光模块的一端为电连接口，用于跟单板上的电连接口进行连接，其相反的一侧为光接口，用于连接光纤，以实现和网络中的其他光通信设备的连接，或者同一设备的不同单板之间的连接。其中，光模块的电接口也俗称金手指。需要说明的是，除非有特殊限定，一个光通信设备包含的单板数可以为一个或多个；一个单板上的电连接口数根据具体需要设置，本技术不做任何限定。还需要说明的是，本领域技术人员可知，在光器件技术领域，模块具备一个独立的封装。
43.图2为一种包括光源模块201的光通信设备200的结构示意图。该附图为剖视图。具体地，该装置可以为如图1所示或者类似图1的通信设备，或者其部分的组件。如图2所示，该光通信设备200包括光源模块201、光电连接器202、光处理芯片203、单板204、面板205和至少一个光输入输出(i/o)接口206。其中，光源模块201通过面板205上的开口实现跟光电连接器202的可插拔连接。图2中给出了光源模块201的插入和拔出方向。需要说明的是，这种垂直于面板205的插拔仅是示例。在具体的设计中，还可以设计为与面板205有倾斜角度的插拔，以使得插拔操作更为方便和简易。光处理芯片203和光电连接器202中的光接口连接，从而可以获取光源模块201提供的连续光。光处理芯片203将接收的电信号调制到连续光上生成光信号，光信号从光i/o接口206输出。在单纤双向场景下，光i/o接口206可能只有一个；双纤双向场景下，光i/o接口206可能至少有两个，其中一个用来输出光信号至其他设备，另一个用来接收光信号。本技术所提及的连续光是指光源发出的未经调制的光，光信号或信号光或调制光是指将电信号调制到连续光上而生成的光。
44.图2中的光通信设备是通过将光源封装为一个独立的模块，作为失效时被替换的对象，降低了光模块的替换成本。此外，通过光源模块的可拆卸连接巧妙设计，简化了失效替换的复杂度。但同时在图2的技术方案下，面板205上既需要设置光源模块201的接口，又需要设置至少一个光i/o接口206，面板上的可用空间就受限了，这样留给面板205上设置散热孔的空间就少了，光通信设备的散热性能受到限制。
45.因此，本技术是要解决如何提高光通信设备面板的可用空间的技术难题。
46.图3为本技术实施例提供的一种包括光源模块301的光通信设备300的结构示意图。如图3所示，该光通信设备300包括光源模块301、光电连接器202、光处理芯片203、单板204和面板205。其中，光源模块301仍通过面板205上的开口实现跟光电连接器202的可插拔连接。光源模块301与光通信设备300之间的连接为可拆卸连接。光电连接器202可以和光源模块301集成在一起。光处理芯片203和光电连接器202中的光接口连接，从而可以获取光源
模块301提供的连续光。光处理芯片203将接收的电信号调制到连续光上生成光信号，光信号再通过光源模块301输出。外部光信号也通过光源模块301输出给光处理芯片203。
47.这样，面板205不需要再单独设置i/o接口用于光信号的输入输出，大大节省了面板的可用空间。可以在节省下的面板空间上设置散热孔等，提升设备单板性能。
48.可选地，光源模块301的可拆卸连接可以采用插拔的方式。图3中给出了光源模块301的插入和拔出方向；也可以采用其它可拆卸连接的方式，例如，卡扣或螺栓螺母固定等。
49.具体地，光处理芯片203包括光调制器和波分复用器。或者，光处理芯片203包括光调制器、波分复用器和光检测器。或者，光处理芯片203包括光调制器、波分复用器、光检测器和解波分复用器。其中，光检测器可以是光电检测器(photodiode，pd)或雪崩二极管(avalanche photodiode，apd)。
50.本技术所提及的光处理芯片可以是硅光芯片，也可以是未来可能使用的其它材料的芯片。
51.具体地，光电连接器202可以是分立的光连接器和电连接器。其中，光连接器用于连接光源模块301的光接口和光处理芯片203的光接口，从而实现光源模块301为光处理芯片203提供连续的光能。电连接器用于连接光源模块301的电接口，从而实现对光源模块301的供电。或者，光电连接器202可以是集成一体的器件。集成的光电连接器可以加工上一次成型，减少各种限位件组装带来的公差。此外，它在机械强度上也有优势，从而保证多次插拔的精度、可重复性和稳定度。需要说明的是，本技术对一体化的光电连接器中光电连接器的相对位置和数量不作限制。在具体的设计中，可以根据光源模块的光电连接口的设计来制作集成的光电连接器。
52.图4a为本技术实施例提供的一种光源模块301的内部结构示意图。如图4a所示，该光源模块301包括基板401、光源402、电接口403、光接口404和光接口405。图4b为本技术实施例提供的一种与图4a对应的光源模块301的逻辑结构示意图。电接口403、光接口404和光接口405均置于基板401上，光接口404和光接口405异侧。电接口403获取电能提供给光源402，光源402发出连续光并通过光接口404传输给光处理芯片203，光处理芯片203将接收的连续光进行调制得到调制光。该调制光通过光接口404传输给光源模块301后，通过光接口405向外输出。光接口405还可以接收外部光信号，通过光接口404传输给光处理芯片203，光处理芯片对外部光信号解调得到电信号。
53.光接口404和光接口405异侧，光接口404面向通信设备内部，与光处理芯片203进行通信。当光源模块301为矩形或者类似矩形时，光接口405一般优选在光接口404的对侧，用于接收外部的光信号或者发送来自通信设备内的光信号。光接口405也可以设置在光源模块301的旁侧，本技术对此不做限制，只要光接口405可以与外部光纤进行通信即可。
54.一种实现方式中，光接口404或光接口405可以采用双向光接口，即光接口中一部分通道用于发送连续光或信号光，另一部分通道用于接收连续光或信号光。
55.另一种实现方式中，光接口404或光接口405还可以由两组接口组成，其中第一组接口用于发送连续光或信号光，第二组接口用于接收连续光或信号光。
56.或者，光接口404还可以由三组接口组成，其中第一组接口用于发送连续光给光处理芯片203，第二组接口用于接收光处理芯片203发出的调制光信号，第三组接口用于将光接口405接收的外部调制光信号发送给光处理芯片203。
57.或者，光接口405还可以由两组接口组成，其中一组接口用于接收经过光接口404的来自光处理芯片203的调制光信号，另一组接口用于接收外部的光信号。
58.多组接口可以集成在一起，也可以分开单独设置，一组接口可以包括至少一个接口，每个接口可以包括至少一个光传输通道。
59.可选地，光接口404或光接口405可以使用mt或lc光纤接头。当光接口包括光纤时，光源模块还包括固定装置，固定装置和光接口直接接触，用于限定光接口的位置。
60.图5a为本技术实施例提供的另一种光源模块301的内部结构示意图。如图5a所示，该光源模块301包括基板401、光源402、电接口403、光接口404、光接口405和无源器件501。图5b为本技术实施例提供的一种与图5a对应的光源模块301的逻辑结构示意图。图5a与图4a的区别在于，图5a所示的光源模块301还包括无源器件501。无源器件501放置于光接口404和光接口405之间。
61.该无源器件501可以是实现单纤双向(bidi)功能的芯片。例如，波导阵列光栅(awg，arrayed waveguide grating)、薄膜滤波器(tff,thin film filter)、马赫曾德调制器(mzm,mach-zehnder modulater)或多模干涉芯片(mmi,multimode interference)等。该无源器件501还可以包括其他合波分波器件。诸如耦合器、功率分束器、功率合束器等。
62.该无源器件501还可以包括光放大器，例如，半导体光放大器(soa，semiconductor optical amplifier)。
63.另外，光接口404与光源402之间也可以放置上述无源器件501。
64.需要说明的是，光源402与基板401之间有物理接触，例如：电连接，用于实现光源的供电和监控管理等。基板是pcb板，包括电路、小型的中央处理器和感抗元件等。
65.具体地，光源402可以是激光器(laser diode，ld)，输出的连续光是激光。或者，光源402可以是发光二极管(light emitting diode，led)，输出普通的连续光。
66.本技术实施例中图4a、图5a内部结构图仅仅是针对图4b、图5b逻辑图的设计举例，实际可以有其它的设计形式，只要能实现图4b、图5b逻辑图的功能设计均可。
67.图6为本技术实施例公开的又一种光通信设备600逻辑结构示意图。如图6所示，该光通信设备600包括光源模块60、光处理芯片61和光电连接器62。光电连接器62用于连接光源模块60和光处理芯片61。光源模块60与光电连接器62之间的连接为可拆卸连接，光源模块60包括基板601、光发射模块602、电接口603、光接口604和光接口605，其中光发射模块602包括光调制器6021和光源6022。基板601、光发射模块602、电接口603、光接口604和光接口605均置于基板601上，光接口404和光接口405异侧。光处理芯片61将第一电信号通过电接口603发送给光发射模块602，光发射模块602接收到第一电信号后，光调制器6021将第一电信号调制在光源6022发出的第一部分连续光上得到第一调制光，第一调制光通过光接口605输出。光源6022还将第二部分连续光通过光接口604输出给光处理芯片61，光处理芯片61将第二电信号调制在上述第二部分连续光上得到第二调制光，第二调制光通过光接口604和光接口605输出。
68.外部光信号也可以通过光接口605和光接口604输出给光处理芯片61进行解调。或者也可以将一部分外部光信号通过光接口605输出给光反射模块602解调，将另一部分外部光信号输出给光处理芯片61解调。或者光源模块60还可以包括光接收机，可以将一部分外部光信号通过光接口605输出给光接收机解调，将另一部分外部光信号输出给光处理芯片
61解调；也可以将外部光信号全部通过光接口605输出给光接收机解调得到电信号，再将电信号输出给光处理芯片61。
69.光源模块60与光通信设备600面板之间的连接为可拆卸连接，包括但不限于插拔、卡扣或螺栓螺母固定等方式。
70.优选地，第一电信号和第二电信号的速率不同，第二电信号的速率大于第一电信号的速率。光处理芯片61可以将速率低于预设阈值的电信号通过特定的通道输出给电接口603。
71.值得注意的是，光接口604和光接口605异侧，光接口604面向通信设备内部，与光处理芯片61进行通信。当光源模块60为矩形或者类似矩形时，光接口605一般优选在光接口604的对侧，用于接收外部的光信号或者发送来自通信设备内的光信号。光接口605也可以设置在光源模块60的旁侧，本技术对此不做限制，只要光接口605可以与外部光纤进行通信即可。
72.一种实现方式中，光接口604或光接口605可以采用双向光接口，即光接口中一部分通道用于发送连续光或信号光，另一部分通道用于接收连续光或信号光。
73.另一种实现方式中，光接口604或光接口605还可以由两组接口组成，其中一组接口用于发送连续光或信号光，另一组接口用于接收连续光或信号光。
74.或者，光接口604还可以由三组接口组成，其中第一组接口用于发送连续光给光处理芯片61，第二组接口用于接收光处理芯片61发出的调制光信号，第三组接口用于将光接口605接收的外部调制光信号发送给光处理芯片61。
75.或者，光接口605也可以由三组接口组成，其中第一组接口用于发送光发射模块602输出的第一调制光，第二组接口用于发送光接口604输出的第二调制光，第三组接口用于接收外部光信号。
76.多组接口可以集成在一起，也可以分开单独设置，一组接口可以包括至少一个接口，每个接口可以包括至少一个光传输通道。
77.一种实现方式中，电接口603也可以包括两组接口，一组接口用于给光源供电，另一组接口用于向光发射模块602发射第一电信号。
78.具体地，光处理芯片61包括处理器611和光调制器612，处理器611用于将第一电信号发送给光源模块60，将第二电信号发送给光调制器612。
79.光电连接器62用于连接光源模块60的光接口和电接口。光电连接器可以包括电连接器和光连接器，光连接器和光接口604之间的连接为可拆卸连接，电连接器与电接口603之间的连接为可拆卸连接。电连接器和光连接器可以为集成的光电连接器。
80.本技术该实施例公开的光通信设备，将一部分低速率业务直接在光源模块中进行调制，将高速率的电信号在光处理芯片进行调制，提升了通信系统的通信效率。但不论是低速率业务还是高速率业务，都是从光源模块上的光接口进行输入输出，面板上无需再布置光i/o端口，大大节省了面板的使用空间。
81.需要说明的是，本技术的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。本技术术语“和/或”，例如，“a和/或b”，包括如下三种情况：只有a、只有b、既有a也有b。
82.还需要说明的是，除非特殊说明，一个实施例中针对一些技术特征的具体描述也
可以应用于解释其他实施例提及对应的技术特征。例如，在一个实施例中关于光接口和电接口的设计举例，可以适用于其他所有实施例中的光接口和电接口。此外，为了更加明显地体现不同实施例中的组件的关系，本技术采用相同的附图编号来表示不同实施例中功能相同或相似的组件。
83.最后应说明的是：以上仅为本技术的具体实施方式，本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。