[发明专利]光通信模组及双向光通信模组

说明书

一种光通信模组，其具有波分复用功能用于将具有不同波长的光束波分复用至光缆的光波导的端部，所述光通信模组包括单体，所述单体包括可让N个不同波长的光穿过的光学材料，N是大于或等于2的正整数，所述单体包括光学端口、第一组和第二组被动对准特征、第一组N个光学元件、及第二组光学元件，所述光学端口适于与所述光缆的端部或设置在光缆端部的套管相耦合，所述第一和第二组被动对准特征用来在第一方向和第二方向将一个或多个光学部件与所述单体被动对准，所述第一组N个光学元件、第二光学元件、及一个或多个所述光学部件共同形成所述光通信模组的光耦合系统，并被设置成将具有不同波长的N个光束波分复用至光学端口以在所述光缆上传输。

【技术领域】

本发明涉及一种光通信模组，尤指一种具有波分复用和\或波分解复用能力的光通信模组。

【背景技术】

在光通信网络中，光通信模组通常用来在光纤中传输和\或接收光信号。光接收模组是接收光信号的光通信模组，但并不传输光信号。光传输模组是传输光信号的光通信模组，但不接收光信号。光收发模组是传输和接收光信号的光通信模组。

光传输或收发模组包括光源，所述光源由驱动线圈驱动以使得所述光源产生代表数据的振幅和\或相位和\或偏振调制的光信号。调制的光信号通过模组的光学系统被光学耦合至光纤的端部。所述光源通常是激光二极管或发光二极管(LED)。所述光学系统通常包括一个或多个反射(例如反光镜)，折射(例如透镜)，和\或衍射(例如光栅)元件。

光接收或收发模组包括光电探测器(例如P-doped-intrinsic-doped-N(PIN)二极管)，其探测从光纤端部传递出的光数据信号并将光信号变换成电信号，然后将由模组的电路放大和处理以恢复数据。所述模组的光学系统将光纤端部传递出的光数据信号光学耦合至光电探测器上。

随着对数据吞吐量的需求日益增加，光纤链路的数据速率或带宽也越来越高。尽管各种收发器和光纤链路的设计使得光纤链路的带宽增加，然而目前可使用的技术对于光纤链路的带宽增加程度有限。有一种增加光纤链路的带宽的方法是使用多信道光通信模组，也就是并行光通信模组，其通过并行的多信道发射和接收光学数据信号。另一种增加光纤链路的带宽的方法是使用波分复用(WDM)和波分解复用以使得多个不同波长的光数据信号能在同一光纤中传送。还有一种增加光纤链路的带宽的方法是在每个光纤上发射和接收不同波长的光信号，这通常被称为双向(BiDi)通信。

尽管存在集成WDM和\或BiDi功能的多信道光通信模组，但他们的设计和制造相当具有挑战性。其中一个挑战就是实现光源与光耦合系统的光学元件之间以及光电探测器与光耦合系统的光学元件之间的足够精确的光学对准。如果没有实现足够精确的光学对准，性能就会下降。迄今为止，集成WDM的光通信模组在光纤链路中使用单模光纤(SMF)，其直径约为10微米。对于直径较小的光纤，需要各种被动或有源对准设备和技术以实现足够精确的光学对准。有源对准设备和技术较贵且较费时。

另一个设计和制造集成WDM和\或BiDi功能的多信道光通信模组的挑战是足够减少从光纤端面向光源的孔中的光的背向反射。如果背向反射控制不当，性能就会下降。所以，所述光耦合系统需要被设计和制造以足够减少入射到光源的孔的背向反射光量。

另一个设计和制造集成WDM和\或BiDi功能的多信道光通信模组的挑战是匹配由光源产生的光的光模式与光纤的光模式。当发射光进入光纤的端面时，由光耦合系统提供的发射条件需要使得由光源产生的光的光模式紧密匹配光纤的光模式。如果模式匹配没有实现，光纤链路将会经历较高的相对强度噪声(RIN)，这会降低性能。在使用多模光纤(MMF)的情况下，由于MMF表现出比SMF更大的模式色散，所以模式匹配更成为问题。正是如此，MMF通常只用于相对较短的光纤链路。MMF的直径(比如60微米)比SMF大得多，因此光学对准较容易达到。MMF也比SMF便宜，但如上所述，相比SMF显示出更高的模式色散，这也导致更高的RIN。

在具有WDM能力以增加带宽的光通信模组中存在一种需求，其更适合使用MMF，使用被动对准设备和技术，可以较经济地制造，并且可以相对较容易对准。