一种多路相干光通信装置的接收端及多路相干光通信装置

摘要

本申请提供了一种多路相干光通信装置的接收端及多路相干光通信装置，该接收端包括：基板，设置在基板上的多路光数字信号处理器、跨阻放大器模块、光路探测器模块，以及混频器模块；其中，跨阻放大器模块包括与多路光数字信号处理器的每路通道电连接的跨阻放大器；光路探测器模块包括与每个跨阻放大器电连接的光路探测器；混频器模块包括与每个光路探测器耦合的混频器。通过将接收端作为一个整体的器件，相比与现有技术中采用的一个发射端与一个接收端组成一个器件，在得到相同比特率的情况下可以大幅度降低模块本身的体积，从而提升单板的传输能力；并且将接收端单独进行封装，相比收发一起的混合封装降低了收端之间的光串扰和射频串扰。

说明书

技术领域

本申请涉及信息技术领域，尤其涉及一种多路相干光通信装置的接收端及多路相干光通信装置。

背景技术

随着网络系统业务量的增加，通信系统需要在机架体积不变的情况下提升系统的传输容量，进而实现高密度传输。通过降低模块的尺寸，如采用型化的CFP(C form-factorpluggable，100G可插拔)、CFP2和CFP4等成光模块可以提升单位体积的数据率。对于线路侧光模块来说，采用相干技术的模块由于采用了DSP(digital signal processing，光数字信号处理)算法芯片能补偿色散等，因此可以支持较长的传输距离，目前相干模块对应的数据率一般为100G比特每秒。

现有的线路侧线卡可支撑多个光模块，支撑的数目和模块形态密切相关。随着CFP模块的推出，单个线卡基本可以实现支撑4个光模块的数据业务和为其供电。目前的相干光模块大多采用单路的技术，也就是模块只有一个波长进行相干信号的调制。模块的收端一般是由这几部分构成：混频器(Mixer)、光电探测器(PD，Photodetector)和跨阻放大器(TIA)。同时收端的信号处理和发端的信号处理均集成在对应的光数字信号处理芯片中，其中的ADC(Analog to digital conversion，模数转换)用于接收TIA(Transientimpendence amplifier，跨阻放大器)放大后的电信号，再将其转化为数字信号进行后续的处理。

但是上述方案中，为了满足未来单个线卡Tbit率的要求，在单个线卡上可放置多个模块，每个模块的数据率如果是100G比特，10个模块才能能满足单个单板Tbit的需求。由于每个相干光模块(DCO，Digital coherent optics)均需要使用DSP芯片，相比与非相干的客户侧模块增加了模块整体的功耗，因此当模块数目提升后单板的散热能力很难满足需求。与此同时，机房电力功耗成本也是运营商运营成本的重要组成部分，所以会进一步增加运营商的成本。同时现有的相干模块大多采用单通道的光器件和电器件，且器件本身和DSP芯片没有进行联合封装，因此很难实现多通道的小尺寸和低功耗。

发明内容

本申请提供一种多路相干光通信装置的接收端及多路相干光通信装置，降低了多路相干光通信装置的能耗，以及便于多路相干光通信装置的小型化发展。

第一方面，本申请提供了一种多路相干光通信装置的接收端，该多路相干光通信装置的接收端包括：基板，设置在所述基板上的多路光数字信号处理器，设置在所述基板上的跨阻放大器模块，设置在所述基板上的光路探测器模块，以及设置在所述基板上的混频器模块；还包括将所述多路光数字信号处理器、跨阻放大器模块、光路探测器模块及混频器模块封装在所述基板上的封装层；其中，

所述跨阻放大器模块包括与所述多路光数字信号处理器的每路通道电连接的一个跨阻放大器；

所述光路探测器模块包括与每个跨阻放大器一一对应电连接的光路探测器；

所述混频器模块包括与每个光路探测器一一对应耦合的混频器。

在上述技术方案中，通过将多路相干光通信装置中的接收端作为一个整体的器件，相比与现有技术中采用的一个发射端与一个接收端组成一个器件，在得到相同比特率的情况下可以大幅度降低模块本身的体积，从而提升单板的传输能力；并且将接收端单独进行封装，相比收发一起的混合封装降低了收端之间的光串扰和射频串扰。

在一个具体的实施方案中，所述多路光数字信号处理器、跨阻放大器模块、光路探测器模块及所述混频器模块设置在所述基板的同一侧。便于器件的设置，以及接收端的安装。

在一个具体的实施方案中，所述基板为硅基板或陶瓷基板。具有良好的支撑效果。

在一个具体的实施方案中，所述多路光数字信号处理器、跨阻放大器模块及光路探测器模块之间通过线缆连接。

在一个具体的实施方式中，多个跨阻放大器单排排列。从而方便多个跨阻放大器设置，并便于跨阻放大器与多路光数字信号处理器连接。

在一个具体的实施方案中，多个光路探测器单排排列。从而方便多个光路探测器设置，并便于光路探测器与跨阻放大器连接。

在一个具体的实施方案中，多个混频器单排排列。从而方便多个混频器设置，并便于混频器与光路探测器连接。

在一个具体的实施方案中，所述混频器模块与所述光路探测器模块封装成一体器件。进一步的减小接收端的体积。

在一个具体的实施方案中，所述跨阻放大器模块、混频器模块与所述光路探测器模块封装成一体器件。进一步的减少了接收端的体积，并减少了接收端的外部接线。

第二方面，提供了一种多路相干光通信装置，该通信装置包括上述任一项所述的接收端。

在上述技术方案中，通过将多路相干光通信装置中的接收端作为一个整体的器件，相比与现有技术中采用的一个发射端与一个接收端组成一个器件，在得到相同比特率的情况下可以大幅度降低模块本身的体积，从而提升单板的传输能力；并且将接收端单独进行封装，相比收发一起的混合封装降低了收端之间的光串扰和射频串扰。

附图说明

图1为本申请实施例1提供的一种多路相干光通信装置的接收端的结构框图；

图2为本申请实施例1提供的一种多路相干光通信装置的接收端的侧视图；

图3为本申请实施例2提供的一种多路相干光通信装置的接收端的结构框图；

图4为本申请实施例2提供的一种多路相干光通信装置的接收端的侧视图；

图5为本申请实施例3提供的一种多路相干光通信装置的接收端的结构框图；

图6为本申请实施例3提供的一种多路相干光通信装置的接收端的侧视图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。

为了简化多路相干光通信装置的结构，本申请将多路相干光通信装置的接收端单独做成一个器件，在具体设置时，该多路相干光通信装置的接收端包括基板，该基板作为一个承载件，用于承载接收端的各个电器件及光器件。在具体设置时，该基板可以采用不同的材料来制作，具体的，该基板为硅基板或陶瓷基板，硅基板及陶瓷基板均具有良好的支撑硬度及支撑强度。

基板上承载的器件包含多个电器件及光器件，其中，电器件至少包括多路光数字信号处理器、跨阻放大器模块以及光路探测器模块，光器件至少包含混频器模块。在具体设置时，多路光数字信号处理器、跨阻放大器模块、光路探测器模块及混频器模块通过焊球焊接在基板上，并且上述几个器件设置在基板的同一侧。在连接时，多路光数字信号处理器、跨阻放大器模块及光路探测器模块之间通过线缆连接，从而便于器件的安装，同时，多个器件设置在基板的一侧，减少了形成的接收端占用的空间的体积，同时也便于接收端与其他的部件连接。

其中的多路光数字信号处理器包含多个通道，每路通道沿由近到远的顺序依次连接了跨阻放大器、光路探测器以及混频器。且在具体制作成器件时，多个跨阻放大器组成上述的跨阻放大器模块，多个光路探测器组成上述的光路探测器模块，多个混频器组成上述的混频器模块，即通过将各个电器件及光器件单独形成器件，从而方便在基板上设置，并且方便了各个部件之间的连接。

此外，在本申请中，还包括一个封装层，该封装层用于将多路光数字信号处理器、跨阻放大器模块、光路探测器模块及混频器模块封装在基板上，在具体设置时，该封装层可以为现有技术中常用的封装层，如封装胶层、薄膜封装层。

为了方便理解本申请提供的多路相干光通信装置的接收端的结构，下面结合具体的实施例以及附图对其进行详细的描述。

实施例1

为了方便描述以及实例，在本申请采用具有四通道的相干光通信装置的接收端为例进行说明。如图1及图2所示，图1示出了本申请实施例1所示的多路相干光通信装置的结构框图，图2示出了本申请实施例1所示的多路相干光通信装置的接收端的侧视图。

如图1所示，本申请实施例提供的四通道相干光通信装置的多路光数字信号处理器50具有四个通道，对应的跨阻放大器模块20具有四个跨阻放大器21，光路探测器模块30具有四个光路探测器31，混频器模块40具有四个混频器41。在具体设置时，如图1所示，多路光数字信号处理器50的通道接口设置在多路光数字信号处理器50的同一侧，与每路通道连通的跨阻放大器21位于多路光数字信号处理器50的同一侧，在一个具体的设置方式中，该四个跨阻放大器21呈单排设置，不仅方便了与多路光数字信号处理器50连接，同时，也方便了跨阻放大器21的设置，并且如图1所示，四个跨阻放大器21放置的宽度近似于多路光数字信号处理器50的宽度，因此，在采用单排排列时，可以合理利用基板10上的空间面积，便于器件的小型化发展。同理，在光路探测器31及混频器41设置时，四个光路探测器31及四个混频器41也分别采用单排设置的方式设置，以便方便电路及光路的设置，并合理的利用基板10上的空间，方便器件的设置。

为了进一步的减少多路相干光通信装置的接收端占用的空间面积，较佳的，多路光数字信号处理器50、跨阻放大器模块20、光路探测器模块30及混频器模块40通过焊球焊接在基板10上，从而方便基板10上电器件及光器件的安装，同时，器件位于基板10的同一侧，也便于多路相干光通信装置的设置。

上述实施例提供的多路相干光通信装置的接收端在具体使用时，本振光和接收的光信号分别进入每路的双偏振的混频器41，接着光信号耦合仅对应的光路探测器31，然后再经过跨阻放大器21的放大得到放大后的电信号，电信号在进入多路光数字信号处理器50的模数转换将模拟的电信号转化为数字的信号，接着多路光数字信号处理器50中的处理单元会进行后续的信号处理，通过处理就能恢复发送的信号，进而完成了通信的过程。

应当理解的是，在上述实施例中，采用多路光数字信号处理器50为例进行的说明，当多路光数字信号处理器50的通道个数放生改变时，上述跨阻放大器21、光路探测器31及混频器41的设置方式也适用，如在多路光数字信号处理器50采用五通道时，对应的五个跨阻放大器21、五个光路探测器31及五个混频器41采用单排排列的方式设置。

实施例2

为了方便描述以及实例，在本申请采用具有四通道的相干光通信装置的接收端为例进行说明。如图3及图4所示，图3示出了本申请实施例2所示的多路相干光通信装置的结构框图，图4示出了本申请实施例1所示的多路相干光通信装置的接收端的侧视图。

如图3所示，本申请实施例提供的四通道相干光通信装置的多路光数字信号处理器50具有四个通道，对应的跨阻放大器模块20具有四个跨阻放大器21，光路探测器模块30具有四个光路探测器31，混频器模块40具有四个混频器41。在具体设置时，如图3所示，多路光数字信号处理器50的通道接口设置在多路光数字信号处理器50的同一侧，与每路通道连通的跨阻放大器21位于多路光数字信号处理器50的同一侧，在一个具体的设置方式中，该四个跨阻放大器21呈单排设置，不仅方便了与多路光数字信号处理器50连接，同时，也方便了跨阻放大器21的设置，并且如图3所示，四个跨阻放大器21放置的宽度近似于多路光数字信号处理器50的宽度，因此，在采用单排排列时，可以合理利用基板10上的空间面积，便于器件的小型化发展。同理，在光路探测器31及混频器41设置时，四个光路探测器31及四个混频器41也分别采用单排设置的方式设置，以便方便电路及光路的设置，并合理的利用基板10上的空间，方便器件的设置。为了更进一步的合理利用基板10上的空间，如图3及图4所示，在本申请中，混频器模块40与光路探测器模块30封装成一体器件，该器件为集成相干接收机60。在上述实施例中可以看出，将接收端的多路光数字信号处理器50和集成相干接收机60联合封装的方案，避免了两个高功耗器件的封装，进而避免封装功耗过高，有利于封装的散热和可靠性等。

为了进一步的减少多路相干光通信装置的接收端占用的空间面积，较佳的，多路光数字信号处理器50、跨阻放大器模块20、光路探测器模块30及混频器模块40通过焊球焊接在基板10上，从而方便基板10上电器件及光器件的安装，同时，器件位于基板10的同一侧，也便于多路相干光通信装置的设置。

上述实施例提供的多路相干光通信装置的接收端在具体使用时，本振光和接收的光信号分别进入每路的双偏振的混频器41，接着光信号耦合仅对应的光路探测器31，然后再经过跨阻放大器21的放大得到放大后的电信号，电信号在进入多路光数字信号处理器50的模数转换将模拟的电信号转化为数字的信号，接着多路光数字信号处理器50中的处理单元会进行后续的信号处理，通过处理就能恢复发送的信号，进而完成了通信的过程。图中器件的封装管脚为焊球阵列封装或栅格阵列封装等方案。

实施例3

为了方便描述以及实例，在本申请采用具有四通道的相干光通信装置的接收端为例进行说明。如图5及图6所示，图5示出了本申请实施例3所示的多路相干光通信装置的结构框图，图6示出了本申请实施例1所示的多路相干光通信装置的接收端的侧视图。

如图5所示，本申请实施例提供的四通道相干光通信装置的多路光数字信号处理器50具有四个通道，对应的跨阻放大器模块20具有四个跨阻放大器21，光路探测器模块30具有四个光路探测器31，混频器模块40具有四个混频器41。在具体设置时，如图5所示，多路光数字信号处理器50的通道接口设置在多路光数字信号处理器50的同一侧，与每路通道连通的跨阻放大器21位于多路光数字信号处理器50的同一侧，在一个具体的设置方式中，该四个跨阻放大器21呈单排设置，不仅方便了与多路光数字信号处理器50连接，同时，也方便了跨阻放大器21的设置，并且如图5所示，四个跨阻放大器21放置的宽度近似于多路光数字信号处理器50的宽度，因此，在采用单排排列时，可以合理利用基板10上的空间面积，便于器件的小型化发展。同理，在光路探测器31及混频器41设置时，四个光路探测器31及四个混频器41也分别采用单排设置的方式设置，以便方便电路及光路的设置，并合理的利用基板10上的空间，方便器件的设置。为了更进一步的合理利用基板10上的空间，如图5及图6所示，在本申请中，跨阻放大器模块20、混频器模块40与光路探测器模块30封装成一体器件。在本实施例中，形成的一体器件为集成相干接收机+跨阻放大器，该器件为如图6中所示的70。

为了进一步的减少多路相干光通信装置的接收端占用的空间面积，较佳的，多路光数字信号处理器50、跨阻放大器模块20、光路探测器模块30及混频器模块40通过焊球焊接在基板10上，从而方便基板10上电器件及光器件的安装，同时，器件位于基板10的同一侧，也便于多路相干光通信装置的设置。

上述实施例提供的多路相干光通信装置的接收端在具体使用时，本振光和接收的光信号分别进入每路的双偏振的混频器41，接着光信号耦合仅对应的光路探测器31，然后再经过跨阻放大器21的放大得到放大后的电信号，电信号在进入多路光数字信号处理器50的模数转换将模拟的电信号转化为数字的信号，接着多路光数字信号处理器50中的处理单元会进行后续的信号处理，通过处理就能恢复发送的信号，进而完成了通信的过程。

通过上述具体的实施例可以看出，在本申请中，将多路相干光通信装置的接收端单独封装在一个器件内，也可以将发射端单独封装在一个器件内，即多路相干光通信装置按照接收端与发射端进行封装，从而有效的改善了多路相干光通信装置占用的空间，此外，接收端及发射端单独封装，与现有技术中的相比收发一起的混合封装降低了收端之间的光串扰和射频串扰。

此外，在本申请中还提供了一种多路相干光通信装置，该通信装置包括上述任一项的多路相干光通信装置的接收端。

在上述技术方案中，通过将多路相干光通信装置中的接收端作为一个整体的器件，在本申请技术方案中，相比与现有技术中采用的一个发射端与一个接收端组成一个器件，在得到相同比特率的情况下可以大幅度降低模块本身的体积，从而提升单板的传输能力；并且将接收端单独进行封装，相比收发一起的混合封装降低了收端之间的光串扰和射频串扰；此外，将接收端的多路光数字信号处理器50和集成相干接收机60等的联合封装方案，避免了两个高功耗器件的封装，可以避免封装功耗过高，有利于封装的散热和可靠性等。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。