光模块、光通信设备及光通信网络

技术领域

本申请涉及光通讯领域，具体而言，涉及光模块、光通信设备及光通信网络。

背景技术

已知的光通信模块多采用双纤模块，其收发两端分别连接发射和接收信号的两根光纤，两根光纤均正常的情况下，才能实现信号的收发功能，存在单根光纤损坏即无法实现通信的问题，通信安全性和稳定性较低。

发明内容

本申请旨在提供光模块、光通信设备及光通信网络，以解决已知双纤模块通信安全性和稳定性较低的问题。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请提供一种光模块，包括光发射元件、光接收元件、主适配器、副适配器以及光传输组件。所述光发射元件发出的信号光经所述光传输组件后，部分传输至所述主适配器、部分传输至所述副适配器；由所述主适配器入射的信号光和由所述副适配器入射的信号光分别被所述光传输组件传输至所述光接收元件。其中，所述光传输组件包括第一光学镜片。所述第一光学镜片与所述光发射元件倾斜相对并且所述第一光学镜片与所述光接收元件倾斜相对；所述第一光学镜片能够将所述光发射元件发射的信号光分为透过第一光学镜片的透射部分和被所述第一光学镜片反射的反射部分，所述透射部分用于传输至所述主适配器，所述反射部分用于传输至所述副适配器，并且，由所述主适配器的入射的信号光能够经所述第一光学镜片反射至所述光接收元件，由所述副适配器的入射的信号光能够经所述第一光学镜片透射至所述光接收元件。

在一种可能的实施方式中，所述光传输组件还包括第二光学镜片；

所述光发射元件、所述第一光学镜片及所述主适配器沿第一方向依次设置；所述光接收元件、所述第一光学镜片、所述第二光学镜片沿第二方向依次设置；所述第一方向和所述第二方向垂直，所述第一光学镜片与所述第一方向呈45°夹角，所述第二光学镜片和所述第一光学镜片平行；

所述主适配器和所述副适配器沿第二方向平行间隔设置，且所述副适配器沿第一方向对应于所述第二光学镜片，所述主适配器的光传输方向和所述副适配器的光传输方向均平行于所述第一方向。

在一种可能的实施方式中，所述光模块还包括光隔离器，所述光隔离器设于所述光发射元件和所述第一光学镜片之间，所述光隔离器允许所述光发射元件发出的信号光通过，并且所述光隔离器至少部分隔离由主适配器或副适配器入射的光进入所述光发射元件。

在一种可能的实施方式中，所述光模块还包括聚焦透镜，所述聚焦透镜设于所述第一光学镜片和所述第二光学镜片之间，用于使由第一光学镜片反射而来的反射部分的光聚焦。

在一种可能的实施方式中，所述光模块还包括座件；

所述座件开设有第一孔道、第二孔道和第三孔道，所述第一孔道和所述第二孔道分别沿第一方向延伸且彼此平行间隔，所述第三孔道沿第二方向延伸，所述第三孔道和所述第一孔道相交于第一连通口，所述第三孔道和所述第二孔道相交于第二连通口；

所述光发射元件和所述主适配器分别连接在所述第一孔道的两端，所述第一光学镜片设于所述第一连通口之处；

所述光接收元件和所述第二光学镜片分别连接在所述第三孔道的两端，所述副适配器连接于所述第二孔道的与所述主适配器同一侧的端口处，且所述第二光学镜片位于所述第二连通口之处，并倾斜对应副适配器。

在一种可能的实施方式中，所述光模块还包括一0度滤光片，所述0度滤光片设于所述第一光学镜片和所述光接收元件之间，用于隔离所述光接收元件所接收的光信号之外的其他波长的光。

本申请还提供一种光通信设备，其包括第一波分复用器、第二波分复用器和若干光模块；

各个所述光模块的主适配器分别光通信连接至所述第一波分复用器，各个所述光模块的副适配器分别光通信连接至所述第二波分复用器，以形成主光路通道和副光路通道；

其中，所述主光路通道为包括：所述光发射元件发出的光信号一部分经所述光传输组件、所述主适配器至第一波分复用器的主出光路，以及由所述第一波分复用器入射并经所述主适配器、所述光传输组件射入所述光接收元件的主接收光路；

所述副光路通道为包括：所述光发射元件发出的光信号的另一部分经所述光传输组件、所述副适配器至第二波分复用器的副出光路，以及由所述第二波分复用器入射并经所述副适配器、所述光传输组件射入所述光接收元件的副接收光路。

在一种可能的实施方式中，所述主适配器和所述第一波分复用器之间，以及所述副适配器和所述第二波分复用器之间分别通过光纤连接。

在一种可能的实施方式中，所述光模块的数量为6个，用于实现6种不同波长的光信号的收发；所述第一波分复用器和第二波分复用器均为6路粗波分复用器。

本申请还提供一种光通信网络，其包括：

两个前述的光通信设备；

主通道光纤，通信连接于两个所述光通信设备的第一波分复用器之间；

副通道光纤，通信连接于两个所述光通信设备的第二波分复用器之间。

在一种可能的实施方式中，所述副通道光纤上设有光开关，所述光开关用于接通或断开所述副通道光纤。

在一种可能的实施方式中，其中一个所述光通信设备为AAU，另一个所述光通信设备为BBU。

本申请的光模块可以通过主适配器实现光信号的收发，也可以通过副适配器实现光信号的收发，如此，可以提高通信的稳定性。例如，配置本光模块的系统，可在正常使用时通过主适配器所在光通路收发光信号；如果主适配器所在光通路出现故障，则可使用副适配器所在光通路收发光信号，从而在不增加光模块数量的基础上，为通信系统的稳定性和可靠性提供了冗余。并且，通过实现主副双路收发的光模块实现该功能，较之采用额外设置光分路器等器件实现，还具有能够显著减小光功率损耗的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例中的光模块的三维视图；

图2为图1的光模块的展开视图；

图3为图1的光模块的剖视图；

图4为图3的光模块的座件的剖视图；

图5为本申请实施例中的光通信网络的框图；

图6为一对比例的框图。

主要元件符号说明：光模块10、座件11、光发射元件12、光接收元件13、主适配器14、副适配器15、光传输组件16、第一光学镜片17、第二光学镜片18、光隔离器19、0度滤光片20、聚焦透镜21、封焊管体22、调节环23、第一孔道K1、第二孔道K2、第三孔道K3、第一连通口D1、第二连通口D2、侧面P1、顶面P2、第一方向Y1、第二方向Y2、光通信网络300、光通信设备100、主通道光纤41、副通道光纤42、第一波分复用器43、第二波分复用器44、光开关45、光纤46a,46b、单路收发光模块60、12路MWDM波分复用器61、1分2光分路器62、主通道光纤63、副通道光纤64、2:1光开关65、光纤66a,66b。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设置于”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“或／及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

实施例

参见图1-图4，本实施例提出一种光模块10，包括座件11、光发射元件12、光接收元件13、主适配器14、副适配器15以及光传输组件16。座件11作为光发射元件12、光接收元件13、主适配器14、副适配器15以及光传输组件16的安装基础，使得光模块10形成一个整体构件，方便组装使用。座件11可以为一个整体结构。在其他实施例中，座件11也可以根据需要设置为由多个部分组成，光模块10的其他构件可以分布在不同部分上，在此不做限定。

光发射元件12发出的信号光经光传输组件16后，部分传输至主适配器14、部分传输至副适配器15；由主适配器14入射的信号光和由副适配器15入射的信号光分别被光传输组件16传输至光接收元件13。

本实施例中的光模块10可以通过主适配器14实现光信号的收发，也可以通过副适配器15实现光信号的收发，如此，可以提高通信的稳定性。例如，配置本光模块10的系统，可在正常使用时通过主适配器14所在光通路收发光信号；如果主适配器14所在光通路出现故障，则可使用副适配器15所在光通路收发光信号，从而在不增加光模块10数量的基础上，为通信系统的稳定性和可靠性提供了冗余。并且，通过实现主副双路收发的光模块10实现该功能，较之采用额外设置光分路器等器件实现，还具有能够显著减小光功率损耗的效果，这将在下文具体介绍。

光传输组件16包括第一光学镜片17。第一光学镜片17与光发射元件12倾斜相对并且第一光学镜片17与光接收元件13倾斜相对，倾斜角度可以为45°。第一光学镜片17能够将光发射元件12发射的信号光分为透过第一光学镜片17的透射部分和被第一光学镜片17反射的反射部分，透射部分用于传输至主适配器14，反射部分用于传输至副适配器15，并且，由主适配器14的入射的信号光能够经第一光学镜片17反射至光接收元件13，由副适配器15的入射的信号光能够经第一光学镜片17透射至光接收元件13。

本实施例中，可选地，第一光学镜片17可以为半透半反滤光片（例如为50%光透射、50%光反射的滤光片）。

本实施例中，光传输组件16还包括第二光学镜片18。光发射元件12、第一光学镜片17及主适配器14沿第一方向Y1依次设置；光接收元件13、第一光学镜片17、第二光学镜片18沿第二方向Y2依次设置；第一方向Y1和第二方向Y2垂直，第一光学镜片17与第一方向Y1呈45°夹角，第二光学镜片18和第一光学镜片17平行。主适配器14和副适配器15沿第二方向Y2平行间隔设置，且副适配器15沿第一方向Y1对应于第二光学镜片18，主适配器14的光传输方向和副适配器15的光传输方向均平行于第一方向Y1。通过设置第二光学镜片18，可以使副适配器15和主适配器14的光传输方向平行间隔，以方便光模块10的布置及所在光路系统的光路布置。

本实施例中，可选地，第二光学镜片18可以为全反射的滤光片或反射镜。第二光学镜片18也可以为座件11对应表面镜面化处理而得。

本实施例中，光模块10还包括光隔离器19，光隔离器19设于光发射元件12和第一光学镜片17之间，光隔离器19允许光发射元件12发出的信号光通过，并且光隔离器19至少部分隔离由主适配器14或副适配器15入射的光进入光发射元件12。如此，经主适配器14入射的信号光在透过第一光学镜片17后将被光隔离器19隔离，以降低此对光发射元件12的出光的影响；相似的，经副适配器15入射的信号光在由第二光学镜片18反射再经第一光学镜片17反射后的光将被光隔离器19隔离，以降低此对光发射元件12的影响。

本实施例中，可选地，光模块10还包括一0度滤光片20，0度滤光片20设于第一光学镜片17和光接收元件13之间，用于隔离光接收元件13所接收的光信号之外的其他波长的光，以降低附近的干扰光对光接收元件13的影响。

本实施例中，光模块10还包括聚焦透镜21，聚焦透镜21设于第一光学镜片17和第二光学镜片18之间，用于使由第一光学镜片17反射而来的反射部分的光聚焦。本实施例中的聚焦透镜21可是凸透镜或具有凸面的透镜。发明人发现，经第一光学镜片17反射而来的光束直接经第二光学镜片18反射进入副适配器15，容易导致光发射元件12发射的信号光因焦距原因无法到达副适配器15，而本实施例中在该位置设置聚焦透镜21，能使光线重新聚焦，从而顺利到达副适配器15并向后传输。

本实施例中，可选地，座件11大致为一块状结构，并开设有第一孔道K1、第二孔道K2和第三孔道K3，第一孔道K1和第二孔道K2分别沿第一方向Y1延伸且彼此平行间隔，第三孔道K3沿第二方向Y2延伸，第三孔道K3和第一孔道K1相交于第一连通口D1，第三孔道K3和第二孔道K2相交于第二连通口D2。其中，第一孔道K1为通孔，其贯穿座件11的一组相对的侧面P1；第二孔道K2为盲孔，其从座件11的一侧面P1贯入座件11内；第三孔道K3为盲孔，其从座件11的顶面P2贯入经过第一孔道K1的中间位置并连接至第二孔道K2的底部。

光发射元件12和主适配器14分别连接在第一孔道K1的两端，第一光学镜片17设于第一连通口D1之处。光接收元件13和第二光学镜片18分别连接在第三孔道K3的两端，副适配器15连接于第二孔道K2的与主适配器14同一侧的端口处，且第二光学镜片18位于第二连通口D2之处，并倾斜对应副适配器15。

可选地，座件11在第一孔道K1连接光发射元件12的一端口处连接有封焊管体22，光发射元件12安装至封焊管体22。封焊管体22大致为具有台阶孔的管状结构，其能够提高光发射元件12与外界的光密封程度。

可选地，座件11在第一孔道K1或第二孔道K2连接主适配器14或适配器处连接有调节环23，主适配器14和副适配器15分别连接于调节环23处，以方面调节主适配器14和副适配器15的位置。

参见图5，本申请实施例还提供一种光通信网络300，包括两个光通信设备100、主通道光纤41和副通道光纤42。主通道光纤41和副通道光纤42分别通信连接于两个光通信设备100之间，分别用于两个光通信设备100的通信，实现冗余。

其中，光通信设备100可以是常见的通信设备，例如AAU、BBU等。图5示出的光通信网络300为实现AAU和BBU之间的通信的网络，即其中一个光通信设备100为AAU、另一个光通信设备100为BBU。

本实施例中光通信设备100包括第一波分复用器43、第二波分复用器44和若干光模块10。需要说明的是，图5中的光模块10采用简单图示的方式展示，未显示细节，其具体结构可见于图1-图4中所示。其中第一波分复用器43、第二波分复用器44可以为粗波分复用器（Coarse Wavelength Division Multiplexer, CWDM）。以光模块10数量为六个为例，六个光模块10分别实现不同波长的光信号的收发，对应的第一波分复用器43、第二波分复用器44为6路粗波分复用器。

各个光模块10的主适配器14分别光通信连接（如通过光纤46a通信连接）至第一波分复用器43，各个光模块10的副适配器15分别光通信连接（如通过光纤46b通信连接）至第二波分复用器44，以形成主光路通道和副光路通道。

前述，主光路通道为包括：光发射元件12发出的光信号一部分经光传输组件16、主适配器14至第一波分复用器43的主出光路，以及由第一波分复用器43入射并经主适配器14、光传输组件16射入光接收元件13的主接收光路；

副光路通道为包括：光发射元件12发出的光信号的另一部分经光传输组件16、副适配器15至第二波分复用器44的副出光路，以及由第二波分复用器44入射并经副适配器15、光传输组件16射入光接收元件13的副接收光路。

前述主光路通道和副光路通道中，光信号在光传输组件16中的传输可参见前文对光模块10描述处的记载。

主通道光纤41通信连接于两个光通信设备100（图示为AAU和BBU）的第一波分复用器43之间。副通道光纤42通信连接于两个光通信设备100的第二波分复用器44之间。可选地，副通道光纤42上设有光开关45，光开关45用于接通或断开副通道光纤42。

如此，在正常工作状态下，副通道光纤42上的光开关45保持断开状态，两个光通信设备100之间由主通道光纤41通信；此时的光通路为：第一个光通信设备100（如AAU）的各光模块10的光发射元件12发出的光信号经主适配器14传输（如通过光纤46a传输）至第一波分复用器43，再经主通道光纤41传输至另一个光通信设备100（如BBU）的第一波分复用器43，并继续传输至该另一个光通信设备100（如BBU）的各个光模块10的主适配器14，从而传输至对应的光接收元件13；从另一个光通信设备100（如BBU）到第一个光通信设备100（如AAU）的光通路与上述传输方向相反，在此不赘述。

当主通道光纤41因损坏等原因无法正常通信时，副通道光纤42上的光开关45闭合（如手动闭合或在检测到主通道光纤41无法通信时受控自动闭合），每个光模块10的光信号仍可通过第二波分复用器44进行传输，可保证通信继续正常进行。

对比例

图6示出了发明人已知的一种实现AAU和BBU通信的网络架构。参见图6，该网络架构中，AAU和BBU的结构均为：六个单路收发光模块60分别通过两光纤66a,66b（光纤66a用于发射光信号、光纤66b用于接收光信号）连接至一12路MWDM波分复用器61，AAU的12路MWDM波分复用器61通过1分2光分路器62分两路连接至主通道光纤63和副通道光纤64，在BBU端，主通道光纤63和副通道光纤64通过2:1光开关65组合连接至BBU的12路MWDM波分复用器61，从而实现主/副通道两路通信。

通过对比分析，图6示出的对比例的传输方式采用的12路MWDM波分复用器61，光功率损耗约为3dB，且设备经济成本也较高。同时，在2:1光开关65处，还有约1.5dB的光功率损耗，综合下来，上述两处的光功率损耗达到了4.5dB左右，这对于光模块的输出光功率，也提出了较高的要求，相关光发射元器件的材料成本较高，工艺难度也较大。

而采用本申请实施例的光通信网络300（如图5示出的实施方式），6路CWDM波分复用器（前述的第一波分复用器43/第二波分复用器44）加光开关45的光功率损耗约为1.5dB，比前述的12路MWDM波分复用器61加2:1光开关65的光功率损耗小了3dB左右，这为光模块的输出光功率留出了空间，对实施例用到的光器件也留出了足够的输出光功率剩余量，使得相关设计方案确实可行。

综上以上描述可知，采用本申请实施例中的技术方案，其光模块10只需一个光发射元件12和一个光接收元件13，即可实现主/副双适配器结合主/副光路通信的方案，能够以较低的成本、较紧凑的结构实现通信的冗余设计，提高了通信的安全性和稳定性，并且采用该光模块10的光通信网络300，光功率损耗显著降低（如前述与对比例相比，由4.5dB下降到1.5dB，下降比例达到2/3），节约通信耗能，降低使用成本，具有很高的应用价值。

以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。