一种收发光模块的制作方法

1.本实用新型属于光通信技术领域，具体涉及一种收发光模块。


背景技术：

2.目前单模1310nm波长附近的光模块主要使用单模光纤传输，如传输距离为500m以内的100g qsfp28 psm4，传输距离在2km以内的100g qsfp28 cwdm4，以及传输距离在10km以内的100g qsfp28 lr4等。
3.通常情况下，用现在通用的1310nm波长附近的光模块，如果要实现既能用单模光纤传输又能用多模光纤传输，如图1、图3所示，会存在以下两种情况。第一种情况：用单模光纤传输，发射端单模适配器1a与单模光纤3a的一端连接，接收端单模适配器2a与单模光纤3a的另一端连接，这是通用的应用场景，用通用的1310nm波长附近的光模块传输不会存在问题。第二种情况：用多模光纤传输，发射端单模适配器1a与多模光纤4a的一端连接，接收端单模适配器2a与多模光纤4a的另一端连接，由于光在多模光纤内以多种模式进行传输，传输一段距离后从多模光纤出来的眼图就会严重劣化，因而无法用多模光纤实现信号准确无误的传输。图2为光信号经过2km单模光纤后的眼图，可以看出眼图的模板余量仍然足够。图4为光信号经过150m多模光纤后的眼图，可以看出眼图已经严重劣化，出现眼图模板余量严重不足的情况。
4.基于以上情况，用普通的1310nm波长附近的光模块实现既能用单模光纤传输又能用多模光纤传输不现实，如何实现既能用单模光纤传输又能用多模光纤传输就需要对原来的光模块进行技术改进。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种收发光模块，其大幅度改善了传输后的眼图，且大幅度降低了传输过程中的误码率。
6.本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型公开了一种收发光模块，包括光发射次模块和光接收次模块，所述光发射次模块与光接收次模块之间设有第一多模光纤、单模光纤、第二多模光纤，所述第一多模光纤用于将光发射次模块发出的光导引至单模光纤，所述单模光纤用于将第一多模光纤出来的光导引至第二多模光纤，所述第二多模光纤用于将单模光纤出来的光导引至光接收次模块。
7.进一步地，本实用新型的收发光模块还包括第三多模光纤，所述第三多模光纤位于第二多模光纤与光接收次模块之间，第二多模光纤用于将单模光纤出来的光导引至第三多模光纤，所述第三多模光纤用于将第二多模光纤出来的光导引至光接收次模块。
8.进一步地，所述单模光纤的一端设有第一单模光纤连接器，所述单模光纤的另一端设有第二单模光纤连接器，所述第二多模光纤的一端设有第一多模光纤连接器，所述第二多模光纤的另一端设有第二多模光纤连接器，所述第一多模光纤作为多模光纤纤芯内置在第三多模光纤连接器内，所述第三多模光纤作为多模光纤纤芯内置在第四多模光纤连接
器内，所述第三多模光纤连接器一端与光发射次模块的壳体固定连接，第三多模光纤连接器的另一端与单模光纤一端的第一单模光纤连接器固定连接，单模光纤另一端的第二单模光纤连接器与第二多模光纤一端的第一多模光纤连接器固定连接，第二多模光纤另一端的第二多模光纤连接器与第四多模光纤连接器的一端固定连接，第四多模光纤连接器的另一端与光接收次模块的壳体固定连接。
9.进一步地，第二多模光纤为进行长距离传输的光纤；第二多模光纤的一端通过光纤连接器与单模光纤连接，第二多模光纤的另一端通过光纤连接器与第三多模光纤连接；第三多模光纤与光接收次模块做成一体；第三多模光纤的长度位于10mm以内，如果第三多模光纤采用盘纤，则第三多模光纤的长度不超过1m。
10.进一步地，所述单模光纤的一端设有第一单模光纤连接器，所述单模光纤的另一端设有第二单模光纤连接器，所述第二多模光纤的一端设有第一多模光纤连接器，所述第二多模光纤的另一端设有第二多模光纤连接器，所述第一多模光纤作为多模光纤纤芯内置在第三多模光纤连接器内，所述第三多模光纤连接器一端与光发射次模块的壳体固定连接，第三多模光纤连接器的另一端与单模光纤一端的第一单模光纤连接器固定连接，单模光纤另一端的第二单模光纤连接器与第二多模光纤一端的第一多模光纤连接器固定连接，第二多模光纤另一端的第二多模光纤连接器与光接收次模块的壳体固定连接。
11.进一步地，第一多模光纤与光发射次模块做成一体，第一多模光纤的长度小于10mm，如果第一多模光纤采用盘纤，则第一多模光纤的长度不超过1m。
12.进一步地，单模光纤与第一多模光纤通过光纤连接器或其它方式直接对接；单模光纤、第一多模光纤与光发射次模块做成一体或单模光纤与光发射次模块做成可插拔的结构，通过光纤连接器跟光发射次模块的第一多模光纤连接。
13.进一步地，第二多模光纤为进行长距离传输的光纤；第二多模光纤的一端通过光纤连接器与单模光纤连接；第二多模光纤的另一端通过光纤连接器与光接收次模块连接。
14.进一步地，所述光发射次模块包括单个激光器、单个第一透镜、单个第二透镜，所述第一透镜用于将激光器发出的光进行准直，所述第二透镜用于将准直后的光汇聚进第一多模光纤；所述光接收次模块包括单个光电二极管、单个第三透镜、单个第四透镜，所述第三透镜用于将光接收次模块接收进来的光进行准直，所述第四透镜用于将准直后的光汇聚进光电二极管；第二透镜与第一多模光纤之间设有隔离器。
15.进一步地，所述光发射次模块包括光复用器、多个激光器、多个第一透镜、单个第二透镜，多个第一透镜用于分别对应将多个激光器发出的光进行准直，所述光复用器用于将多路准直光合成一路准直光，第二透镜用于将该路准直光汇聚进第一多模光纤；所述光接收次模块包括光解复用器、多个光电二极管、单个第三透镜，所述第三透镜用于将光接收次模块接收进来的光进行准直，所述光解复用器用于将准直光分成多路光，多个第四透镜用于分别将多路光对应汇聚进多个光电二极管；第二透镜与第一多模光纤之间设有隔离器。
16.本实用新型至少具有如下有益效果：
17.本实用新型采用第一多模光纤接单模光纤再接第二多模光纤的传输方式，大幅度改善了传输后的眼图。
18.本实用新型采用第一多模光纤接单模光纤，再接第二多模光纤和第三多模光纤的
传输方式，大幅度降低了传输过程中的误码率。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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它的附图。
20.图1为传统收发光模块用单模光纤进行传输的示意图；
21.图2为光信号经过2km单模光纤后的眼图；
22.图3为传统收发光模块用多模光纤进行传输的示意图；
23.图4为光信号经过150m多模光纤后的眼图；
24.图5为本实用新型的单激光器的收发光模块方案示意图；
25.图6为本实用新型的多路复用的收发光模块方案示意图；
26.图7为本实用新型的收发光模块的实际应用案例示意图；
27.图8为光信号经过单模光纤(4mm)+多模光纤(150m)后的眼图；
28.图9为光信号经过多模光纤(4mm)+多模光纤(150m)后的眼图；
29.图10为光信号经过多模光纤(4mm)+单模光纤(10mm)+多模光纤(150m)后的眼图。
30.附图中，1为光发射次模块，2为光接收次模块，3为第一多模光纤，31为第三多模光纤连接器，4为单模光纤，41为第一单模光纤连接器，42为第二单模光纤连接器，5为第二多模光纤，51为第一多模光纤连接器，52为第二多模光纤连接器，6为第三多模光纤，61为第四多模光纤连接器。
具体实施方式
31.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
33.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。
34.实施例一
35.本实用新型实施例提供一种收发光模块，包括光发射次模块和光接收次模块，所述光发射次模块与光接收次模块之间设有第一多模光纤、单模光纤、第二多模光纤，所述第
一多模光纤用于将光发射次模块发出的光导引至单模光纤，所述单模光纤用于将第一多模光纤出来的光导引至第二多模光纤，所述第二多模光纤用于将单模光纤出来的光导引至光接收次模块。
36.进一步地，如果本实用新型的收发光模块采用单路方案(只有1路发射和1路接收)，则所述光发射次模块包括单个激光器、单个第一透镜、单个第二透镜，所述第一透镜用于将激光器发出的光进行准直，所述第二透镜用于将准直后的光汇聚进第一多模光纤；所述光接收次模块包括单个光电二极管、单个第三透镜、单个第四透镜，所述第三透镜用于将光接收次模块接收进来的光进行准直，所述第四透镜用于将准直后的光汇聚进光电二极管；第二透镜与第一多模光纤之间设有隔离器。
37.进一步地，如果本实用新型的收发光模块采用多路复用的方案，则所述光发射次模块包括光复用器、多个激光器、多个第一透镜、单个第二透镜，多个第一透镜用于分别对应将多个激光器发出的光进行准直，所述光复用器用于将多路准直光合成一路准直光，第二透镜用于将该路准直光汇聚进第一多模光纤；所述光接收次模块包括光解复用器、多个光电二极管、单个第三透镜，所述第三透镜用于将光接收次模块接收进来的光进行准直，所述光解复用器用于将准直光分成多路光，多个第四透镜用于分别将多路光对应汇聚进多个光电二极管；第二透镜与第一多模光纤之间设有隔离器。
38.第一多模光纤用来接收激光器发出的并经第二透镜汇聚的光，第一多模光纤通常跟光发射次模块做成一体，多模光纤通常的长度比较短，长度通常小于10mm，如果采用盘纤，第一多模光纤的长度也不会超过1m。
39.进一步地，单模光纤用来接收从第一多模光纤出来的光，单模光纤跟第一多模光纤通过光纤连接器或其它方式直接对接。单模光纤和第一多模光纤通常跟光发射次模块做成一体，单模光纤也可以跟光发射次模块做成可插拔的结构，通过光纤连接器跟光发射次模块的第一多模光纤连接。单模光纤的长度根据实际应用长度不受限制，可以做得很长，也可以做得很短，但通常为了使用方便，单模光纤的长度控制在1mm到200mm之间。
40.进一步地，第二多模光纤为进行长距离传输的光纤，第二多模光纤的长度由光模块实际应用需要传输的距离决定，通常长度最长可达200m。
41.进一步地，第二多模光纤的一端通过光纤连接器与单模光纤连接，第二多模光纤的另一端通过光纤连接器与光接收次模块连接。
42.进一步地，本实施例的实际应用案例的实施方式如下：所述单模光纤的一端设有第一单模光纤连接器，所述单模光纤的另一端设有第二单模光纤连接器，所述第二多模光纤的一端设有第一多模光纤连接器，所述第二多模光纤的另一端设有第二多模光纤连接器，所述第一多模光纤作为多模光纤纤芯内置在第三多模光纤连接器内，所述第三多模光纤连接器一端与光发射次模块的壳体固定连接，第三多模光纤连接器的另一端与单模光纤一端的第一单模光纤连接器固定连接，单模光纤另一端的第二单模光纤连接器与第二多模光纤一端的第一多模光纤连接器固定连接，第二多模光纤另一端的第二多模光纤连接器与光接收次模块的壳体固定连接。
43.实施例二
44.本实施例在实施例一的基础上增加了第三多模光纤6。本实施例的收发光模块包括光发射次模块1和光接收次模块2，所述光发射次模块1与光接收次模块2之间设有第一多
模光纤3、单模光纤4、第二多模光纤5、第三多模光纤6，所述第一多模光纤3用于将光发射次模块1发出的光导引至单模光纤4，所述单模光纤4用于将第一多模光纤3出来的光导引至第二多模光纤5，第二多模光纤5用于将单模光纤4出来的光导引至第三多模光纤6，所述第三多模光纤6用于将第二多模光纤5出来的光导引至光接收次模块2。
45.如图5所示，如果本实用新型的收发光模块采用单路方案(只有1路发射和1路接收)，则光发射次模块1包括激光器，以及将激光器发出的光进行准直的第一透镜，以及将准直后的光汇聚进第一多模光纤3的第二透镜，通常在第一多模光纤3和第二透镜之间还会增加隔离器防止从光纤返回来的光影响激光器的性能。光接收次模块2包括将第三多模光纤6接收来的光进行准直的第三透镜，以及将准直后的光汇聚进pd(光电二极管)的第四透镜以及pd。
46.如图6所示，如果本实用新型的收发光模块采用多路复用的方案，则光发射次模块1包括多个激光器以及将多个激光器发出的光进行准直的多个第一透镜，还包括将多路准直光合成一路准直光的mux(光复用器)和将准直光汇聚的第二透镜以及隔离器。光接收次模块2包括将第三多模光纤6接收来的光进行准直的第三透镜，将准直光分成多路光的demux(光解复用器)，以及多个将多路光汇聚进pd的透镜4以及多个pd。
47.第一多模光纤3用来接收激光器发出的并经第二透镜汇聚的光，第一多模光纤3通常跟光发射次模块1做成一体，多模光纤通常的长度比较短，长度通常小于10mm，如果采用盘纤，第一多模光纤3的长度也不会超过1m。
48.单模光纤4用来接收从第一多模光纤3出来的光，单模光纤4跟第一多模光纤3通过光纤连接器或其它方式直接对接。单模光纤4和第一多模光纤3通常跟光发射次模块1做成一体，单模光纤4也可以跟光发射次模块1做成可插拔的结构，通过光纤连接器跟光发射次模块1的第一多模光纤3连接。单模光纤4的长度根据实际应用长度不受限制，可以做得很长，也可以做得很短，但通常为了使用方便，单模光纤4的长度控制在1mm到200mm之间。
49.第二多模光纤5为进行长距离传输的光纤，第二多模光纤5的一端通过光纤连接器与单模光纤4连接，第二多模光纤5的另一端通过光纤连接器与第三多模光纤6连接；第二多模光纤5的长度由光模块实际应用需要传输的距离决定，通常长度最长可达200m。第二多模光纤5的两端通常通过光纤连接器跟光发射次模块1的单模光纤4和光接收次模块2的第三多模光纤6连接。
50.第三多模光纤6用来接收从第二多模光纤5接收来的光，通常通过光纤连接器跟第二多模光纤5连接。第三多模光纤6通常跟光接收次模块2做成一体。第三多模光纤6的长度通常在10mm以内，如果第三多模光纤6采用盘纤的方式，长度通常不会超过1m。
51.如图7所示，本实施例的实际应用案例的实施方式如下：所述单模光纤4的一端设有第一单模光纤连接器41，所述单模光纤4的另一端设有第二单模光纤连接器42，所述第二多模光纤5的一端设有第一多模光纤连接器51，所述第二多模光纤5的另一端设有第二多模光纤连接器52，所述第一多模光纤3作为多模光纤纤芯内置在第三多模光纤连接器31内，所述第三多模光纤6作为多模光纤纤芯内置在第四多模光纤连接器61内，所述第三多模光纤连接器31一端与光发射次模块1的壳体固定连接，第三多模光纤连接器31的另一端与单模光纤4一端的第一单模光纤连接器41固定连接，单模光纤4另一端的第二单模光纤连接器42与第二多模光纤5一端的第一多模光纤连接器51固定连接，第二多模光纤5另一端的第二多
模光纤连接器52与第四多模光纤连接器61的一端固定连接，第四多模光纤连接器61的另一端与光接收次模块2的壳体固定连接。
52.采用上述方案将内置多模光纤纤芯(第一多模光纤3)的第三多模光纤连接器31固定在光发射次模块1的壳体上，将激光器发出的光通过第一透镜和第二透镜耦合进第三多模光纤连接器31。将内置多模光纤纤芯(第三多模光纤6)的第四多模光纤连接器61固定在光接收次模块2的壳体上，通过第四多模光纤连接器61外接光源，通过第三透镜和第四透镜将第四多模光纤连接器61出来的光耦合进pd。将两端带单模光纤4连接器的10mm长的单模光纤4一端连接光发射次模块1的第三多模光纤连接器31，另一端连接两端带多模光纤连接器的150m多模光纤的一端，将150m的多模光纤的另一端跟光接收次模块2的内置多模光纤纤芯的第四多模光纤连接器61连接。
53.按照上述步骤连接，对于单通道10g速率、波长为1310nm的光模块，用多模光纤进行传输，能保证无误码传输距离至少达到150m以上，同时又能满足使用单模光纤4无误码传输距离达到2km以上。
54.本实用新型采用第一多模光纤3接单模光纤4再接第二多模光纤5的传输方式，大幅度改善了传输后的眼图。图8为单模光纤4(长度为4mm)接多模光纤(长度为150m)的眼图。图9为多模光纤(长度为4mm)接多模光纤(长度为150m)的眼图。图10为多模光纤(长度为4mm)接单模光纤4(长度为10mm)再接多模光纤(长度为150m)。可以看出，图8的眼图模板余量一般，图9的眼图最差，图10的眼图明显比图8和图9好。采用多模光纤接单模光纤4再接多模光纤的传输方式，从多模光纤出来的光信号的眼图质量改善明显。
55.本实用新型采用第一多模光纤3接单模光纤4，再接第二多模光纤5和第三多模光纤6的传输方式，大幅度降低了传输过程中的误码率。表1为采用不同传输方式的误码率情况，可以看出，采用本实用新型的传输方式用多模光纤传输150m可以保证无误码，而采用其它的方式都出现了大量的误码。
56.表1
[0057][0058]
本实用新型解决了光信号在多模光纤传输后光信号劣化的问题，提升光信号经过多模光纤传输后的眼图模板余量。且本实用新型解决了多模光纤传输光信号劣化导致的误码问题。
[0059]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本
实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。