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一种用于5G中传的高速收发模块

阅读：685发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种用于5G中传的高速收发模块专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提出一种用于5G中传的高速收发模块，所述收发模块包括用于接收信号的接收光路和用于发送信号的发射光路；所述接收光路和发射光路共用收发模块的收发端口；所述收发端口内设准直器使进入收发端口的光准直成为平行光；收发模块发射端设有用于发送信号的激光芯片，接收端设有用于接收信号的光电接收芯片，激光芯片发送的光信号先经发射光路始端的透镜部转为平行光后，再经发射光路到达收发端口出射；收发端口接收的光信号则在被准直为平行光后，经接收光路到达光电接收芯片处；本发明能用小角度滤光片实现波长间隔窄的信号有效分开或者是合成，通过较短的光程，获得窄波长间隔的两路光信号的有效合波和分波，同时获得较高的耦合效率。，下面是一种用于5G中传的高速收发模块专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于5G中传的高速收发模块，其特征在于：所述收发模块包括用于接收信号的接收光路和用于发送信号的发射光路；所述接收光路和发射光路共用收发模块的收发端口（1）；所述收发端口内设准直器使进入收发端口的光准直成为平行光；收发模块发射端（2）设有用于发送信号的激光芯片（21），接收端（3）设有用于接收信号的光电接收芯片（31），激光芯片（21）发送的光信号先经发射光路始端的透镜部（5）转为平行光后，再经发射光路到达收发端口出射；收发端口接收的光信号则在被准直为平行光后，经接收光路到达光电接收芯片处。
2.根据权利要求1所述的一种用于5G中传的高速收发模块，其特征在于：当所述光电接收芯片（31）接收端口与收发端口位于同一直线上时，所述接收光路中，入射光经收发端口（1）准直为平行光A后，平行光A先经第一滤光片（41）透射后入射至光电接收芯片（31）前方的正透镜（32），再被正透镜（32）汇聚为入射至光电接收芯片（31）接收端口的光信号；
此结构下，所述发射光路中，激光芯片（21）发射的激光先经透镜部（5）转为平行光B，再经自由空间隔离器（6）向第一反射片（42）出射，所述平行光B先经第一反射片（42）反射至第一滤光片（41）处，再被第一滤光片（41）反射至收发端口出射。
3.根据权利要求2所述的一种用于5G中传的高速收发模块，其特征在于：当所述光电接收芯片（31）接收端口与收发端口位于同一直线上时，所述第一滤光片（41）为可对波长间隔窄的两路光信号进行分离或者合成的小角度滤光片。
4.根据权利要求2所述的一种用于5G中传的高速收发模块，其特征在于：所述自由空间隔离器（6）的输出端处可增设第二反射片（44），所述第二反射片（44）对平行光B反射以调节平行光B的出射方向。
5.根据权利要求1所述的一种用于5G中传的高速收发模块，其特征在于：当所述激光芯片（21）的光信号发射端与收发端口位于同一直线上时，所述发射光路中，激光芯片（21）发射的激光先经透镜部（5）转为平行光B，再经自由空间隔离器（6）射至第一滤光片（41）处，经第一滤光片（41）透射后到达收发端口出射；
此结构下，所述接收光路中，入射光经收发端口（1）准直为平行光A后，平行光A先经第一滤光片（41）至第一反射片（42）处，再被第一反射片（42）反射至第二滤光片（43）后，经第二滤光片（43）透射至光电接收芯片（31）前方的正透镜（32），再被正透镜（32）汇聚为入射至光电接收芯片（31）接收端口的光信号。
6.根据权利要求5所述的一种用于5G中传的高速收发模块，其特征在于：当所述激光芯片（21）的光信号发射端与收发端口位于同一直线上时，所述第一滤光片（41）为可对波长间隔窄的两路光信号进行分离或者合成的小角度滤光片；所述第二滤光片（43）为0度滤光片。
7.根据权利要求1所述的一种用于5G中传的高速收发模块，其特征在于：所述透镜部（5）为透镜组或单个非球透镜，当透镜部为透镜组时，所述激光芯片（21）发射的激光先经凸透镜（22）转为汇聚光，汇聚光再经负透镜（7）转为平行光B。
8.根据权利要求1所述的一种用于5G中传的高速收发模块，其特征在于：所述收发模块发射端的激光芯片包括激光二极管，接收端的光电接收芯片包括光电二极管。
9.根据权利要求8所述的一种用于5G中传的高速收发模块，其特征在于：所述激光二极管可选用带致冷封装的激光二极管，所述光电二极管可选用雪崩光电二极管。

说明书全文

一种用于5G中传的高速收发模块

技术领域

[0001] 本发明涉及光纤通讯技术领域，尤其是一种用于5G中传的高速收发模块。

背景技术

[0002] 随着光纤网络的应用越来越普及，尤其是当前5G网络的快速实施，以及点对点的数据传输,特别是5G中传和前传节点的大量布设，市场上对于波长间隔窄的单纤双向组件的需求也越来越大。

[0003] 当前5G网络中，前传网络是AAU(有源天线处理单元)到DU（分布单元）之间的传输，中传网络是DU（分布单元）到CU（集中单元）之间的传输。中传网络，处理的信息量大，需要高速，还要用50G双向；另外还是长距离传输，因此要用0色散附近的波长，色散越小越好，所以波长间隔就窄了。LAN WDM的波长，用于高速，长距离，低色散的传输，已经有成熟应用的产业基础,所以在5G中传网络中采用LAN WDM的标准波长，用1295.56nm和1309.14nm两波长分别作为发射端和接收端的波长，波长间隔为13.58nm，波长间隔窄。如果再扣掉1.3nm的波长带宽, 实际波长间隔是12.28nm。

[0004] 目前市场上的单纤双向组件都是波长间隔很宽的两个波长的光信号,比如FTTH(光纤到户)使用的是1310nm和1490nm的波长信号,波长间隔是100nm以上。

[0005] 传统的双波长单纤双向光收发模块组件结构中，需要发射和接收端的波长足够宽，否则就会导致透射波长信号或者反射波长信号无法有效分开。

发明内容

[0006] 本发明提出一种用于5G中传的高速收发模块，能用小角度滤光片实现波长间隔窄的信号有效分开或者是合成，通过较短的光程，获得窄波长间隔的两路光信号的有效合波和分波，同时获得较高的耦合效率。

[0007] 本发明采用以下技术方案。

[0008] 一种用于5G中传的高速收发模块，所述收发模块包括用于接收信号的接收光路和用于发送信号的发射光路；所述接收光路和发射光路共用收发模块的收发端口（1）；所述收发端口内设准直器使进入收发端口的光准直成为平行光；收发模块发射端（2）设有用于发送信号的激光芯片（21），接收端（3）设有用于接收信号的光电接收芯片（31），激光芯片（21）发送的光信号先经发射光路始端的透镜部（5）转为平行光后，再经发射光路到达收发端口出射；收发端口接收的光信号则在被准直为平行光后，经接收光路到达光电接收芯片处。

[0009] 当所述光电接收芯片（31）接收端口与收发端口位于同一直线上时，所述接收光路中，入射光经收发端口（1）准直为平行光A后，平行光A先经第一滤光片（41）透射后入射至光电接收芯片（31）前方的正透镜（32），再被正透镜（32）汇聚为入射至光电接收芯片（31）接收端口的光信号；此结构下，所述发射光路中，激光芯片（21）发射的激光先经透镜部（5）转为平行光B，再经自由空间隔离器（6）向第一反射片（42）出射，所述平行光B先经第一反射片（42）反射至第一滤光片（41）处，再被第一滤光片（41）反射至收发端口出射。

[0010] 当所述光电接收芯片（31）接收端口与收发端口位于同一直线上时，所述第一滤光片（41）为可对波长间隔窄的两路光信号进行分离或者合成的小角度滤光片。

[0011] 所述自由空间隔离器（6）的输出端处可增设第二反射片（44），所述第二反射片（44）对平行光B反射以调节平行光B的出射方向。

[0012] 当所述激光芯片（21）的光信号发射端与收发端口位于同一直线上时，所述发射光路中，激光芯片（21）发射的激光先经透镜部（5）转为平行光B，再经自由空间隔离器（6）射至第一滤光片（41）处，经第一滤光片（41）透射后到达收发端口出射；此结构下，所述接收光路中，入射光经收发端口（1）准直为平行光A后，平行光A先经第一滤光片（41）至第一反射片（42）处，再被第一反射片（42）反射至第二滤光片（43）后，经第二滤光片（43）透射至光电接收芯片（31）前方的正透镜（32），再被正透镜（32）汇聚为入射至光电接收芯片（31）接收端口的光信号。

[0013] 当所述激光芯片（21）的光信号发射端与收发端口位于同一直线上时，所述第一滤光片（41）为可对波长间隔窄的两路光信号进行分离或者合成的小角度滤光片；所述第二滤光片（43）为0度滤光片。

[0014] 所述透镜部（5）为透镜组或单个非球透镜，当透镜部为透镜组时，所述激光芯片（21）发射的激光先经凸透镜（22）转为汇聚光，汇聚光再经负透镜（7）转为平行光B。

[0015] 所述收发模块发射端的激光芯片包括激光二极管，接收端的光电接收芯片包括光电二极管。

[0016] 所述激光二极管可选用带致冷封装的激光二极管，所述光电二极管可选用雪崩光电二极管。

[0017] 本发明用小角度滤光片实现波长间隔窄的信号有效分开或者是合成，可通过较短的光程，获得窄波长间隔的两路光信号的有效合波和分波，同时获得较高的耦合效率。附图说明

[0018] 下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：附图1是光电接收芯片接收端口与收发端口位于同一直线上时的示意图；
附图2是光电接收芯片接收端口与收发端口位于同一直线上，且自由空间隔离器增设第二反射片时的示意图；
附图3是激光芯片的光信号发射端与收发端口位于同一直线上时的示意图；
附图4是透镜部为透镜组时的示意图；
图中：1-收发端口；2-发射端；3-接收端；5-透镜部；6-自由空间隔离器；7-负透镜；21-激光芯片；22-凸透镜；31-光电接收芯片；32-正透镜；41-第一滤光片；42-第一反射片；43-第二滤光片；44-第二反射片。

具体实施方式

[0019] 如图1-4所示，一种用于5G中传的高速收发模块，所述收发模块包括用于接收信号的接收光路和用于发送信号的发射光路；所述接收光路和发射光路共用收发模块的收发端口1；所述收发端口内设准直器使进入收发端口的光准直成为平行光；收发模块发射端2设有用于发送信号的激光芯片21，接收端3设有用于接收信号的光电接收芯片31，激光芯片21发送的光信号先经发射光路始端的透镜部5转为平行光后，再经发射光路到达收发端口出射；收发端口接收的光信号则在被准直为平行光后，经接收光路到达光电接收芯片处。

[0020] 当所述光电接收芯片31接收端口与收发端口位于同一直线上时，所述接收光路中，入射光经收发端口1准直为平行光A后，平行光A先经第一滤光片41透射后入射至光电接收芯片31前方的正透镜32，再被正透镜32汇聚为入射至光电接收芯片31接收端口的光信号；此结构下，所述发射光路中，激光芯片21发射的激光先经透镜部5转为平行光B，再经自由空间隔离器6向第一反射片42出射，所述平行光B先经第一反射片42反射至第一滤光片41处，再被第一滤光片41反射至收发端口出射。

[0021] 当所述光电接收芯片31接收端口与收发端口位于同一直线上时，所述第一滤光片41为可对波长间隔窄的两路光信号进行分离或者合成的小角度滤光片。

[0022] 所述自由空间隔离器6的输出端处可增设第二反射片44，所述第二反射片44对平行光B反射以调节平行光B的出射方向。

[0023] 当所述激光芯片21的光信号发射端与收发端口位于同一直线上时，所述发射光路中，激光芯片21发射的激光先经透镜部5转为平行光B，再经自由空间隔离器6射至第一滤光片41处，经第一滤光片41透射后到达收发端口出射；此结构下，所述接收光路中，入射光经收发端口1准直为平行光A后，平行光A先经第一滤光片41至第一反射片42处，再被第一反射片42反射至第二滤光片43后，经第二滤光片43透射至光电接收芯片31前方的正透镜32，再被正透镜32汇聚为入射至光电接收芯片31接收端口的光信号。

[0024] 当所述激光芯片21的光信号发射端与收发端口位于同一直线上时，所述第一滤光片41为可对波长间隔窄的两路光信号进行分离或者合成的小角度滤光片；所述第二滤光片43为0度滤光片。

[0025] 所述透镜部5为透镜组或单个非球透镜，当透镜部为透镜组时，所述激光芯片21发射的激光先经凸透镜22转为汇聚光，汇聚光再经负透镜7转为平行光B。

[0026] 所述收发模块发射端的激光芯片包括激光二极管，接收端的光电接收芯片包括光电二极管。

[0027] 所述激光二极管可选用带致冷封装的激光二极管，所述光电二极管可选用雪崩光电二极管。

[0028] 本例中，如图1所示，所述光电接收芯片31接收端口与收发端口位于同一直线上时，发射端在侧面，接收端在输入输出端的正后方。这种结构中接收端隔离度足够满足要求，不需要加0度滤光片来增加隔离度。这种结构简单，易于调试。

[0029] 本例中，如图2所示，所述光电接收芯片31接收端口与收发端口位于同一直线上，发射端和接收端同时在输入输出端的正后方时，这种结构整体空间大些，接收端也不需要加0度滤光片来增加隔离度。

[0030] 本例中，如图3所示，当所述激光芯片21的光信号发射端与收发端口位于同一直线上时，发射端在输入输出端的正后方，接收端在侧面。这种结构中为了增加接收端的隔离度，需在接收端前增加0度滤光片。这种结构在外型上完全与现有的光收发模块兼容，封装外形要求不变。

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