專利名稱：光通信裝置及光通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光通信裝置及光通信方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的光通信裝置的光源數(shù)量和光電轉(zhuǎn)換組件的數(shù)量相同，然，此種結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能適應(yīng)未來多核心處理器的超高數(shù)據(jù)傳輸需求，及計(jì)算機(jī)與其它電子裝置間收發(fā)光信息所要求的體積更小、價(jià)格更具優(yōu)勢，且更易于使用的需求。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，提供一種激光光源數(shù)量更少，體積更小的的光通信裝置及相應(yīng)的光通 信方法實(shí)為必要。ー種光通信裝置，包括一個(gè)發(fā)射模組和一個(gè)接收模組，該發(fā)射模組包括ー個(gè)第一激光光源，ー個(gè)第二激光光源，一個(gè)與該第一激光光源光學(xué)耦合的第一光調(diào)制器，一個(gè)與該第二激光光源光學(xué)稱合的第二光調(diào)制器，一個(gè)光稱合器，一個(gè)半導(dǎo)體光放大器，四組光帶通濾波器或ー個(gè)第一解復(fù)用器，ー個(gè)復(fù)用器。該第一激光光源用于發(fā)出中心波長為入I的第ー激光束，該第二激光光源用于發(fā)出中心波長為入2的第二激光束，\1幸^ Io該第一光調(diào)制器用于調(diào)變該第一激光束，該第二光調(diào)制器用于調(diào)變該第二激光束。該光耦合器用于率禹合該第一、第二激光束。該半導(dǎo)體光放大器與該光稱合器相連，用于使稱合后的該一、第ニ激光束經(jīng)過該半導(dǎo)體光放大器后發(fā)生四波混頻效應(yīng)。該四組光帶通濾波器或該第一解復(fù)用器與該半導(dǎo)體光放大器相連，用于對發(fā)生四波混頻效應(yīng)的激光束濾波或分離以產(chǎn)生四束中心波長不同的激光。該復(fù)用器與該四組光帶通濾波器相連，用于接收該四束激光并向該接收模組發(fā)出一束激光束。該接收模組包括ー個(gè)第二解復(fù)用器以及四個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元。該第二解復(fù)用器用于接收來自該發(fā)射模組的激光并將該激光分為該四束中心波長不同的激光。該四個(gè)光電轉(zhuǎn)換単元分別接收該四束中心波長不同的激光并轉(zhuǎn)換為電信號。一種實(shí)現(xiàn)光通信的方法，其包括以下步驟提供ー個(gè)第一激光光源，使其發(fā)出中心波長為、I的第一激光束；提供ー個(gè)第二激光光源，使其發(fā)出中心波長為入2的第二激光束，入2デA I ;提供ー個(gè)第一光調(diào)制器與該第一激光光源光學(xué)稱合，以調(diào)變該第一激光束；提供ー個(gè)第二光調(diào)制器與該第一激光光源光學(xué)耦合，以調(diào)變該第二激光束；提供一個(gè)光耦合器以耦合調(diào)變后的第一、第二激光束；提供一個(gè)半導(dǎo)體光放大器與該光耦合器相連，并使耦合后的第一、第二激光束經(jīng)過該半導(dǎo)體光放大器后發(fā)生四波混頻效應(yīng)；提供四組光帶通濾波器或ー個(gè)第一解復(fù)用器以對發(fā)生四波混頻效應(yīng)的激光束濾波或分離以產(chǎn)生四束中心波長不同的激光；以及提供ー個(gè)復(fù)用器與該四組光帶通濾波器或該第一解復(fù)用器相連，用于接收該四束激光并向該接收模組發(fā)出一束激光束；提供ー個(gè)第二解復(fù)用器以接收來自該發(fā)射模組的激光井將該激光分為該四束中心波長不同的激光；以及提供四個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元，分別接收該四束中心波長不同的激光并轉(zhuǎn)換為電信號。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的光通信裝置通過四波混頻技術(shù)利用兩顆激光光源，便可以獲得四組激光，大幅降低成本與縮小體積，提升效率，且易于利用，對于模組化更具優(yōu)勢，同時(shí)于制程上并無較繁復(fù)的エ序，可提供未來高數(shù)據(jù)與高頻寬積體光通信模組的傳輸。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例提供的光通信裝置的示意圖。主要元件符號說明
光通信裝置 [100
發(fā)射模組10
第一激光光源 11 第二激光光源 12
第一光調(diào)制器 21:
第二光調(diào)制器 22 光耦合器30
半導(dǎo)體光放大器 40 光帶通濾波器 50
復(fù)用器_60_；
光纖31，41，61
解復(fù)用器 _70_
光電轉(zhuǎn)換單元 81，82，83，84 接收模組_[90_
如下具體實(shí)施方式
將結(jié)合上述附圖進(jìn)ー步說明本發(fā)明。
具體實(shí)施例方式請參閱圖1，本發(fā)明提供的光通信裝置100包括ー個(gè)發(fā)射模組10和ー個(gè)接收模組90。該發(fā)射模組10包括ー個(gè)第一激光光源11和ー個(gè)第二激光光源12，該第一激光光源11用于發(fā)出中心波長為Al的第一激光束，該第二激光光源12用于發(fā)出中心波長為入2的第二激光束，而且，入2尹A I0該發(fā)射模組10還包括第一光調(diào)制器21，第二光調(diào)制器22, —個(gè)光稱合器30, —個(gè)半導(dǎo)體光放大器40 (Semiconductor Opticalamplifier, SOA),四組光帶通濾波器 50 (Optical Band-Pass Filter, 0BPF)或一個(gè)解復(fù)用器(de-multiplexer),以及ー個(gè)復(fù)用器60 (multiplexer)等。該發(fā)射模組10先將待傳輸?shù)碾娦盘栟D(zhuǎn)換成光信號，可以采用直接調(diào)變光源(例如調(diào)變該第一激光光源11和該第二激光光源12的偏置電流)或通過外調(diào)制器的方法來實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)換。本實(shí)施例中，該第一激光光源11和該第二激光光源12均為激光二極管(laserdiode, LD)。該第一光調(diào)制器21與該第一激光光源11光學(xué)稱合，例如通過光纖接收該第一激光束，接收后根據(jù)待傳輸?shù)碾娦盘枌υ摰谝患す馐恼穹?、頻率、位相或偏振態(tài)等參數(shù)進(jìn)行調(diào)變。類似地，該第二光調(diào)制器22接收并調(diào)變該第二激光束。該第一光調(diào)制器21和第二光調(diào)制器22可以為馬赫ー曾特爾調(diào)制器(Mach-Zehnder Modulator，MZM)或電吸收調(diào)制器(Electro-Absorption Modulator, EAM)。該第一光調(diào)制器21和第二光調(diào)制器22用于加載電信號進(jìn)行光調(diào)變，提升頻率響應(yīng)與激頻寬(Enhance laser bandwidth)、降低啁啾效應(yīng)(Reduce chirp fordirect current digital modulation)、增加產(chǎn)品的使用頻寬(Increase of thebandwidth-distance product),且利于調(diào)整光增益,從而可以使光束進(jìn)入半導(dǎo)體光放大器40后發(fā)生四波混頻效應(yīng)(Four-Wave Mixing effect)。該光稱合器30用于稱合該第一、第二激光束,使得該第一激光束和該第二激光束進(jìn)入同一根光纖31中。該光纖31與該半導(dǎo)體光放大器40相連，耦合后的該第一、第二激光束經(jīng)過該半導(dǎo)體光放大器40時(shí),發(fā)生四波混頻效應(yīng)，即兩個(gè)輸入信號波產(chǎn)生四個(gè)輸出信號波。輸入功率越高，非線性效應(yīng)越大，半導(dǎo)體光放大器40在此處起到了提升光功率的效果，并且當(dāng)光纖31中的光進(jìn)入該半導(dǎo)體光放大器40的主動區(qū)(Active Region)(圖未示)時(shí),主動區(qū)的載流子密度將受到這兩束激光的干渉項(xiàng)的調(diào)制，被調(diào)制的載流子密度反過來又會產(chǎn)生附加信號，從而新增兩路信號光波。假設(shè)同一根光纖中有兩個(gè)同方向行進(jìn)的不同頻率光波，其中一個(gè)光波(中心波長為入I)的頻率為f I,另ー個(gè)光波(中心波長為入2)頻率為f2,則藉由四波混頻效應(yīng)會產(chǎn)生出頻率分別為2fl — f2與2f2 — fl的光功率(optical power)較高的 光波。自該半導(dǎo)體光放大器40出射的四束激光通過ー根光纖41進(jìn)入四組光帶通濾波器50。該四組光帶通濾波器50并聯(lián)。由于各個(gè)波長周圍存在噪聲(光功率相對上述四束光波的光功率低的波長)，因此利用該四組光帶通濾波器50對光纖41中的激光束進(jìn)行濾波，將噪聲濾掉。效果為中心波長為入1，入2，入3，入4(中心頻率對應(yīng)為デ1，デ2，2デ1ーデ2，2デ2 —fl)的激光束分別進(jìn)入一根光纖。在其它實(shí)施例中，可以用ー個(gè)解復(fù)用器來代替該四組光帶通過濾波器50將光纖41中的光波分離成四束光功率校高的光波。該四束激光分別進(jìn)入該復(fù)用器60后被該復(fù)用器60整合為一束激光，然后通過ー根光纖61向該接收模組90傳輸。該接收模組90包括一個(gè)解復(fù)用器70和四個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元81，82，83，84。由于在光發(fā)射模組10端，該四束激光被整合在一根光纖61中傳輸，因此需要通過該解復(fù)用器70分離光纖61中的光束得到四束中心波長不同的激光，并且每束激光對應(yīng)ー根光纖傳輸，每根光纖的末端設(shè)有ー個(gè)光電轉(zhuǎn)換単元以接收一束激光并轉(zhuǎn)換成電信號。該四個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元(Photo Detector)可以是PIN光電ニ極管或雪崩光電ニ極管(Aro)等。本發(fā)明提供的光通信裝置通過四波混頻技術(shù)僅利用兩個(gè)光源便可以獲得四組激光進(jìn)入四個(gè)光電轉(zhuǎn)換組件，無須采用四個(gè)光源，大幅降低成本與縮小體積，提升效率，且易于利用，對于模組化更具優(yōu)勢，同時(shí)于制程上并無較繁復(fù)的エ序，可提供未來高數(shù)據(jù)與高頻寬積體光通信模組的傳輸。另外，該光通信裝置100還可以裝置成獨(dú)立的擴(kuò)充卡，插入擴(kuò)充卡槽，或直接模組化裝置于計(jì)算機(jī)的主機(jī)板或筆記型計(jì)算機(jī)/平板計(jì)算機(jī)/數(shù)字相機(jī)/DV數(shù)字?jǐn)z影機(jī)/電玩游戲器里的電路板里，在發(fā)射模組10和接收模組90之間設(shè)有光循環(huán)器(opticalcirculator)，在光循環(huán)器上設(shè)有一光纖孔位，使用者僅需利用光纖，例如塑料光纖(Plastic Optical Fiber),標(biāo)準(zhǔn)單模光纖(POF/Standard Single Mode Fiber /MultimodeFiber)，多模光纖等常見的光纖，便可進(jìn)行高速高容量傳輸。例如由計(jì)算機(jī)直接將電信號傳送給發(fā)射模組10，當(dāng)使用者將光纖插入光纖孔位，便可進(jìn)行傳輸，反之當(dāng)光信號從光纖進(jìn)入接收模組90，便將解調(diào)后之電信號，送至計(jì)算機(jī)?？梢岳斫獾氖?，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可于本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種光通信裝置，包括一個(gè)發(fā)射模組和ー個(gè)接收模組，其特征在于該發(fā)射模組包括 ー個(gè)第一激光光源，用于發(fā)出中心波長為\ I的第一激光束； ー個(gè)第二激光光源，用于發(fā)出中心波長為、2的第二激光束，入2デ入I ; ー個(gè)第一光調(diào)制器，與該第一激光光源光學(xué)稱合，用于調(diào)變該第一激光束； ー個(gè)第二光調(diào)制器，與該第二激光光源光學(xué)稱合，用于調(diào)變該第二激光束； 一個(gè)光稱合器，用于稱合該第一、第二激光束； 一個(gè)半導(dǎo)體光放大器，與該光耦合器相連，用于使耦合后的該一、第二激光束經(jīng)過該半導(dǎo)體光放大器后發(fā)生四波混頻效應(yīng)； 四組光帶通濾波器或ー個(gè)第一解復(fù)用器，與該半導(dǎo)體光放大器相連，用于對發(fā)生四波混頻效應(yīng)的激光束濾波或分離以得到四束中心波長不同的激光；以及 ー個(gè)復(fù)用器，與該四組光帶通濾波器或該第一解復(fù)用器相連，用于接收該四束激光并使該四束激光在同一根光纖種傳輸； 該接收模組包括 ー個(gè)第二解復(fù)用器，用于將來自該發(fā)射模組的激光分離為該四束中心波長不同的激光；以及 四個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元，分別接收該四束中心波長不同的激光并轉(zhuǎn)換為電信號。
2.如權(quán)利要求I所述的光通信裝置，其特征在于該第一、第二光調(diào)制器均為馬赫一曾特爾調(diào)制器。
3.如權(quán)利要求I所述的光通信裝置，其特征在于該第一、第二光調(diào)制器均為電吸收調(diào)制器。
4.如權(quán)利要求I所述的光通信裝置，其特征在于該四組光帶通濾波器并聯(lián)。
5.ー種光通信方法，其包括以下步驟 提供ー個(gè)第一激光光源，使其發(fā)出中心波長為、I的第一激光束； 提供ー個(gè)第二激光光源，使其發(fā)出中心波長為、2的第二激光束，入2デA I ； 提供ー個(gè)第一光調(diào)制器與該第一激光光源光學(xué)稱合，以調(diào)變該第一激光束； 提供ー個(gè)第二光調(diào)制器與該第一激光光源光學(xué)稱合，以調(diào)變該第二激光束； 提供一個(gè)光稱合器以稱合調(diào)變后的第一、第二激光束； 提供一個(gè)半導(dǎo)體光放大器，該半導(dǎo)體光放大器與該光耦合器相連，并使耦合后的第一、第二激光束經(jīng)過該半導(dǎo)體光放大器后發(fā)生四波混頻效應(yīng)； 提供四組光帶通濾波器或ー個(gè)第一解復(fù)用器以對發(fā)生四波混頻效應(yīng)的激光束濾波或分離以得到四束中心波長不同的激光；以及 提供ー個(gè)復(fù)用器與該四組光帶通濾波器或該第一解復(fù)用器相連，用于接收該四束激光井向該接收模組發(fā)出一束激光束； 提供ー個(gè)第二解復(fù)用器以將來自該發(fā)射模組的激光分離為該四束中心波長不同的激光；以及 提供四個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元，分別接收該四束中心波長不同的激光并轉(zhuǎn)換為電信號。
6.如權(quán)利要求5所述的光通信方法，其特征在于該第一、第二光調(diào)制器均為馬赫一曾特爾調(diào)制器。
7.如權(quán)利要求5所述的光通信方法，其特征在于該第一、第二光調(diào)制器均為電吸收調(diào)制器。
8.如權(quán)利要求5所述的光通信方法，其特征在于該四組光帶通濾波器并聯(lián)。
全文摘要
一種光通信裝置，包括發(fā)射模組和接收模組，該發(fā)射模組包括第一激光光源，第二激光光源，第一光調(diào)制器，第二光調(diào)制器，光耦合器，半導(dǎo)體光放大器，四組光帶通濾波器或一個(gè)第一解復(fù)用器，以及一個(gè)復(fù)用器。該接收模組包括一個(gè)第二解復(fù)用器以及四個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元。該第一、第二激光光源發(fā)出的激光因?yàn)榘l(fā)生四波混頻而形成四束中心波長不同的激光。該四個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元分別接收該四束中心波長不同的激光并轉(zhuǎn)換為電信號。本發(fā)明還提供一種光通信方法。
文檔編號H04B10/66GK102868454SQ20111018662
公開日2013年1月9日 申請日期2011年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月5日
發(fā)明者蕭宇超 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司