一种多路相干光通信装置的发射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发射端及多路相干光通信装置，该发射端包括：基板，设置在基板上的多路光数字信号处理器，以及设置在基板上的多路调制器模块；还包括将多路光数字信号处理器以及多路调制器模块封装在基板上的封装层；其中，多路调制器模块包括与多路光数字信号处理器的每路通道一一对应连接的调制器。在上述技术方案中，通过将多路相干光通信装置中的发射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发射端组成一个器件，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；并且将发射端单独进行封装，相比收发一起的混合封装降低了发射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发射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形可插拔)、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CFP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。模块的发射端一般是由这几部分构成：发射端调制器和射频放大器均为一个。同时对应Odsp芯片同时实现发射端和发射端信号的处理。

但是上述方案中，为了满足未来单个线卡T比特率的要求，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发射端及多路相干光通信装置，降低多路相干光通信装置的能耗，同时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发射端，该发射端包括：基板，设置在所述基板上的多路光数字信号处理器，以及设置在所述基板上的多路调制器模块；还包括将所述多路光数字信号处理器以及多路调制器模块封装在所述基板上的封装层；其中，

所述多路调制器模块包括与所述多路光数字信号处理器的每路通道一一对应连接的调制器。

在上述技术方案中，通过将多路相干光通信装置中的发射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发射端组成一个器件，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；并且将发射端单独进行封装，相比收发一起的混合封装降低了发射端之间的光串扰和射频串扰。

在一个具体的方案中，还包括设置在所述基板上且位于所述多路光数字信号处理器及所述多路调制器模块之间的多路射频驱动器模块，所述多路射频驱动器模块包括多个射频驱动器，所述多个射频驱动器与多个调制器及所述多路光数字信号处理器多路通道一一对应，且每个射频驱动器的两端分别与对应的所述多路光数字信号处理器的通道及调制器电连接。

在一个具体的方案中，与所述多路光数字信号处理器的每路通道一一对应连接的调制器单排排列，多个射频驱动器单排排列。便于器件的设置，减少发射端占用的空间。

在一个具体的方案中，所述多路射频驱动器模块与所述多路调制器模块封装成一个器件。将两个器件封装成一个器件，减少发射端的在安装器件时的连线，同时减少发射端占用的空间。

在一个具体的方案中，还包括设置在所述基板上的多路光放大器模块，所述多路光放大器模块包括与每个调制器一一对应连接的光放大器。

在一个具体的方案中，所述多路光放大器模块与所述多路调制器模块封装成一体器件；且在包括多路射频驱动器模块时，所述多路射频驱动器模块、多路光放大器模块与所述多路调制器模块封装成一体器件。将多个器件封装成一个器件，减少发射端的在安装器件时的连线，同时减少发射端占用的空间。

在一个具体的方案中，多个光放大器单排排列。便于器件的设置，减少发射端占用的空间。

在一个具体的方案中，所述多路光数字信号处理器、多路调制器模块及所述多路光放大器模块设置在所述基板的同一侧；且在包括多路射频驱动器模块时，所述多路光数字信号处理器、多路射频驱动器模块、多路调制器模块及所述多路光放大器模块设置在所述基板的同一侧。便于器件的设置，减少发射端占用的空间。

在一个具体的方案中，所述基板为硅基板或陶瓷基板。能够提供良好的支撑。

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发射端。

在上述技术方案中，通过将多路相干光通信装置中的发射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发射端组成一个器件，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；并且将发射端单独进行封装，相比收发一起的混合封装降低了发射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发射端的结构框图；

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发射端的侧视图；

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发射端的结构框图；

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发射端的侧视图；

图5为本申请实施例2提供的一种多路相干光通信装置的发射端的结构框图；

图6为本申请实施例3提供的另一种多路相干光通信装置的发射端的结构框图；

图7为本申请实施例3提供的一种多路相干光通信装置的发射端的结构框图。

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发射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发射端包括基板，该基板作为一个承载件，用于承载发射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。

在具体设置时，基板上设置了不同的电器件及光器件，具体的，该电器件至少包含光数字处理器，光器件至少包含调制器模块。其中的光数字处理器为多路光数字处理器，对应的调制器模块为多路调制器模块，该多路调制器模块包含有多个调制器，在一个具体的实施方案中，该调制器可以选为双偏振马赫增德尔调制器(DP-IQ-MZM，Dual-PolarizationInphase Quadrature Mach-Zehnder modulator)，且调制器可以是硅光子或磷化铟调制器。在具体设置时，每个调制器为多路调制器模块的一路，并且多个调制器单排排列封装成一体器件。

在多数字信号处理器与多路调制器模块电连接时，一个调制器与多路光数字信号处理器中的一个通道对应电连接，在具体连接时，每个调制器与其对应的多路光数字信号处理器的通道之间通过线缆电连接。在具体设置时，多路光数字信号处理器及多路调制器模块设置在了基板的同一面，并且多路光数字信号处理器与多路调制器模块分别固定在基板上，具体的，可以采用焊接的方式实现多路光数字信号处理器及多路调制器模块与基板固定连接，更具体的，采用激光球焊的方式实现部件与基板之间的连接。

此外，为了保证整个发射端的稳定性及安全性，该发射端还包括一封装层，该封装层用于将所述多路光数字信号处理器以及多路调制器模块封装在所述基板，在具体设置时，当多路光数字信号处理器以及多路调制器模块固定在器件上后，通过封装胶覆盖住基板、多路光信号处理器及多路调制器模块，形成一个凝固的膜层或胶层将多路光数字信号处理器及多路调制器模块保护起来。

在具体使用时，电信号通过多路光信号处理器中的Q-DAC(Quatemary-DAC多通道的数模转换)将双偏振的XI(X inphase，X通道同相分量)、XQ(X qudarature，X通道正交分量)、YI(Y inphase，Y通道同相分量)和YQ(Y qudarature，X通道正交分量)信号分别对应双偏振马赫增德尔调制器，通过光电效应将电信号调制到光载波上。通过上述描述可以看出，在上述实施例中，通过将多路相干光通信装置中的发射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发射端组成一个器件，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；并且将发射端单独进行封装，相比收发一起的混合封装降低了发射端之间的光串扰和射频串扰。

为了方便理解本实施例提供的发射端，下面结合具体的附图以及实施例对其进行详细的描述。

实施例1

如图1及图2所示，在本实施例中，为了方便描述多路光数字信号处理器采用四通道光数字信号处理器20，且该四通道光数字信号处理器20包括四个数模转换21。对应的该多路调制器模块30包含四个调制器31。

在具体设置时，如图1所示，本实施例提供的四通道光数字信号处理器20采用球焊的方式设置在基板10上，并且四个数模转换21设置在四通道光数字信号处理器20的同一侧，即四通道光数字信号处理器20的四个输出口位于四通道光数字信号处理器20的同一侧。四个调制器31组成的多路调制器模块30设置在基板10上并位于四通道光数字信号处理器20的输出口的一侧。在具体固定时，多路调制器模块30也通过球焊的方式固定在基板10上，并且，四通道光数字信号处理器20与多路调制器模块30设置在基板10的同一侧，在具体连接时，四通道光数字信号处理器20的一个数模转换21通过焊球阵列封装或者打线键合的方式与一个调制器31电连接。

通过上述描述可以看出，在上述实施例中，通过将多路相干光通信装置中的发射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发射端组成一个器件，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；并且将发射端单独进行封装，相比收发一起的混合封装降低了发射端之间的光串扰和射频串扰。

实施例2

如图3及图4所示，在本实施例中，为了方便描述多路光数字信号处理器采用四通道光数字信号处理器20，且该四通道光数字信号处理器20包括四个数模转换21。对应的该多路调制器模块30包含四个调制器31。在本实施例中，发射端与图1所示的实施例1相比，除具有实施例1中的结构及设置方式外，发射端还包含一个多路射频驱动器模块40。

在具体设置时，多路射频驱动器模块40设置在基板10上且位于四通道光数字信号处理器20及所述多路调制器模块30之间，在具体设置时，该多路射频驱动器模块40包括与每个调制器31及多路光数字信号处理器多路通道一一对应的射频驱动器41(Driver)，在具体连接时，每个射频驱动器41的输入端与多路光数字信号处理器的通道(即一个数模转换21)电连接，输出端与一个调制器31电连接，在一个具体的实施方案中，多个射频驱动器41采用单排排列的方式设置，且多个射频驱动器41一体封装成器件作为上述的多路射频驱动器模块40来使用。

在本实施例采用四通道光数字信号处理器20时，该多路射频驱动器模块40也对应包含四个射频驱动器41。其在具体设置时，如图3所示，四通道光数字信号处理器20、多路射频驱动器模块40、多路调制器模块30设置在基板10的同一侧，且上述三个部件分别通过球焊方式与基板10固定连接。多路射频驱动器模块40设置在多路光数字信号处理器与多路调制器模块30之间，且每个射频驱动器41的输入端与一个数模转换21通过线缆连接，输出端与一个调制器31通过线缆连接。

在具体使用时，电信号通过Q-DAC(Quatemary-DAC 4通道的数模转换21)将双偏振的XI、XQ、YI和XQ信号通过四通道的射频驱动器41进行放大，每个射频驱动器41的输出分别对应一个调制器31(双偏振马赫增德尔调制器)，通过光电效应将电信号调制到光载波上。

通过上述描述可以看出，在本实施例中，调制器31、射频驱动器41和对应的光数字信号处理器20分别进行封装形成单独的模块，之后再进行联合封装组成发射端，具体上就是多路调制器31和多路射频驱动器模块40均进行焊球阵列封装或栅格阵列封装，再将其和和多路的光信号处理器20联合封装，相比与现有技术中采用的一个发射端与一个发射端组成一个器件，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；并且将发射端单独进行封装，相比收发一起的混合封装降低了发射端之间的光串扰和射频串扰。

作为一个优选的技术方案，如图5所示，在本实施例中还可以采用所述多路射频驱动器模块40与所述多路调制器模块30封装成一体器件。在具体设置时，多路射频驱动器模块40与多路调制器模块30中的射频驱动器41与其对应的调制器31连接好后作为一个整体进行封装，进而将两个模块封装成一体结构。从而减少发射端的在安装器件时的连线，同时减少发射端占用的空间。

实施例3

如图6及图7所示，在本实施例中，为了方便描述多路光数字信号处理器采用四通道光数字信号处理器20，且该四通道光数字信号处理器20包括四个数模转换21。对应的该多路调制器模块30包含四个调制器31。在本实施例中，发射端与图3及图6所示的实施例2相比，除具有实施例2中的结构及设置方式外，发射端还包含一个多路光放大器模块50。或者为如图1所示的实施例1中的发射端的结构再加上一个多路光放大器模块50。

在具体设置时，该多路光放大器模块50包括多个光放大器51，且在具体设置时，多个光放大器51单排排列设置。且一个光发大器与一个调制器31一一对应连接，或者，该多路光放大器模块50包括一个光放大器51，多个调制器31的输出端与一个光放大器51连接。

在本实施例采用四通道光数字信号处理器20时，该多路光放大器模块50也对应包含四个光放大器51。其在具体设置时，如图6及图7所示，四通道光数字信号处理器20、多路射频驱动器模块40、多路调制器模块30、多路光放大器模块50设置在基板10的同一侧，且上述四个部件分别通过球焊方式与基板10固定连接，此外，本申请中的上述器件即可以采用如图6所示的并排设置的方式设置，也可以采用层叠的方式设置，具体的设置方式可以根据实际的发射端的安装空间设置。多路射频驱动器模块40设置在多路光数字信号处理器与多路调制器模块30之间，多路光放大器模块50设置在多路调制器31的输出端。

在一个具体的方案中，如图6所示，在发射端包括四通道光数字信号处理器20、多路射频驱动器模块40、多路调制器模块30、多路光放大器模块50时，所述多路射频驱动器模块40、多路光放大器模块50与所述多路调制器模块30封装成一体器件。或者如图7所示，多路光放大器模块50与所述多路调制器模块30封装成一体器件，多路射频驱动器模块40单独设置成一个模块。在发射端不包含多路射频驱动器模块时，多路光放大器模块50与所述多路调制器模块30封装成一体器件。无论采用上述哪种方式，均能够减少发射端的在安装器件时的连线，同时减少发射端占用的空间。

在具体使用时，由于实际的调制器31总插损(等于直流插损和调制插损之和)不同，因此可能需要光信号放大的场景。因此，采用光放大器51(简称光放)实现信号放大，该光放大器51可以在直接在基板10上形成，也可以在模块内实现。并且在具体采用光放大器51时，可以采用每个调制器31连接一个光放大器51，即多路信号分别进行光信号的放大，再进行和路，确保了每路输出光信号有足够的光功率，也可以采用多个调制器31连接一个光放大器51，即多个波长信号先经过光合路器后再进行光信号的放大，节约了光放大器51的数目，但是四路信号没法独立输出。

通过上述描述可以看出，在本实施例中，调制器31、射频驱动器41和对应的四通道光数字信号处理器20分别进行封装形成单独的模块，之后再进行联合封装组成发射端，即多路调制器31和多路射频驱动器模块40均进行焊球阵列封装或栅格阵列封装，再将其和和多路的光信号处理器20联合封装，相比与现有技术中采用的一个发射端与一个发射端组成一个器件，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；并且将发射端单独进行封装，相比收发一起的混合封装降低了发射端之间的光串扰和射频串扰。

通过上述实施例1、实施例2及实施例3的具体设置可以看出，在本申请中提供的发射端将多路光数字处理器20、调制器31、射频驱动器41器件等进行混合封装。在处理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；将发射端单独进行封装，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，多路光数字处理器20和射频驱动器41功耗较高，在本申请中发射端的多路光数字处理器20和射频驱动器41采用分开封装的方案，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；此外，在本申请中采用多通道集成设计，可以将时钟、电源等功能重复利用，相比与多个模块的解决方案，可降低降功耗；并且，多个器件的联合封装相比各自独立封装，降低了经多次封装结构引起的电信号带宽降低和幅度衰减，从而提升系统的带宽和性能；另外，由于器件封装等占器件价格的很大一部分，通过多通道的封装结构可以分摊成本，使多通道的器件每通道的成本远低于单通道器件，从而可以降低光模块整体的成本。

另一方面，本申请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所述的发射端。

在上述技术方案中，通过将多路相干光通信装置中的发射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发射端组成一个器件，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；并且将发射端单独进行封装，相比收发一起的混合封装降低了发射端之间的光串扰和射频串扰。

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。