一种八通道光收发模块
【技术领域】
1.本发明涉及光模块技术领域，特别是涉及一种八通道光收发模块。
背景技术：2.随着大数据云计算、人工智能、5g万物互联等应用的爆发式发展，数据中心网络规模不断扩大，内部流量急剧增加。据预测，数据中心流量每三年翻一倍，相应地，数据中心光模块的带宽也必须每三年增加一倍。
3.当前具有四个发射通道和四个接收通道，每通道速率达100gb/s的4x100g光模块正在批量应用，预计未来几年800g光模块将迅速上量并成为市场主流。因此开发低成本800g光模块，是光模块供应商较为紧迫的任务。以当前的光电产业链技术水平，实现800g光模块，比较现实的路径是在当前4x100gb/s光模块的基础上，将通道数增加一倍，即8x100gb/s。
4.在光模块封装体积不变的情况下，从4通道变成8通道，对于光器件封装是极大的挑战。如何降低光器件布局难度、降低封装成本是业内普遍关注的问题。在另一些技术方案中，八个发射和八个接收光路布局在电路板的同一面，且发射和接收光路基本是平行放置，这无论对于电路布板走线还是光器件封装，均有较大限制。
5.鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。
技术实现要素：6.在另一些技术方案中，八个发射和八个接收光路布局在电路板的同一面，且发射和接收光路基本是平行放置，这无论对于电路布板走线还是光器件封装，均有较大限制。
7.本发明实施例采用如下技术方案：
8.本发明提供了一种八通道光收发模块，包括：
9.置于模壳体内部的电路板、八通道发射光路和八通道接收光路；
10.发射光路和接收光路位于电路板的同一面，其中，构成发射光路的发射组件的发射方向与电路板长边方向平行，构成接收光路的接收组件的摆放方向与发射组件的发射方向呈一预设角度。
11.优选的，所述的构成接收光路接收组件的摆放方向与发射组件的发射方向呈一预设角度的角度范围为10
°
～45
°
。
12.优选的，发射光路的发射组件放置在同一个钨铜基板上。
13.优选的，所述的钨铜基板为凸字型结构，所述电路板上挖有可容纳发射光路的发射组件大小的通孔，所述钨铜基板嵌上用于放置所述发射光路的发射组件的凸台面嵌于所述通孔中。
14.优选的，所述八通道接收光路具体由两组各四个通道的四通道接收组件组成，所述四通道接收组件布局于所述电路板表面，且第一四通道接收组件位于第二四通道接收组件相对更靠近公共的模块光口侧的前面，形成第一四通道接收组件和第二四通道接收组件
之间的前后错位布局。
15.优选的，第一四通道接收组件的接收端口相对于八通道光收发模块上的公共的模块光口的水平横向距离为d1；第二四通道接收组件的接收端口相对于八通道光收发模块上的公共的模块光口的水平横向距离为d2；发射光路的发射端口相对于八通道光收发模块上的公共的模块光口的水平横向距离为d3，具体的：
16.所述水平横向距离d1、水平横向距离d2和水平横向距离d3是相对于由光模块长轴所在方向上的距离；而相对于光模块短轴方向上，依次布局有第一四通道接收光路、第二四通道接收光路和发射光路；其中，所述第一四通道接收光路和发射光路分别与光模块的两侧壁相邻，并且，d1《d3《d2。
17.优选的，电路板上还挖有两个半通孔，分别用于安装第一四通道接收组件和第二四通道接收组件；
18.其中，所述安装第一四通道接收组件的半通孔，以及安装第二四通道接收组件的半通孔均与发射光路位于同侧；或者，所述安装第一四通道接收组件的半通孔与发射光路位于同侧，所述安装第二四通道接收组件的半通孔位于电路板上与所述发射光路相对的一侧。
19.优选的，所述发射光路包括第一四通道发射光路和第二四通道发射光路；其中，第一四通道发射光路的工作波段与第一四通道接收光路的工作波段相同；第二四通道发射光路的工作波段与第二四通道接收光路的工作波段相同；则还包括：
20.发射光路与所述第二四通道接收光路相邻的一侧设置的是第一四通道发射光路；其中，所述第二四通道发射光路与所述光模块的侧壁相邻。
21.优选的，所述发射光路设置后的发射方向相对于光模块而言，与其长轴所在水平方向一致；则所述第一四通道接收光路和第二四通道接收光路的设置角度相对于水平方向呈15
°
。
22.优选的，所述模块光口为mpo、lc、sn、mdc或者cs。
23.与现有技术相比，本发明实施例的有益效果在于：
24.本发明提出了一种具有新型布局方案的八通道光收发模块，它包含模块壳体，置于模壳体内部的电路板以及八通道发射和接收光路，发射光路和接收光路位于电路板的同一面，其中发射光路的内部方向与电路板长边方向平行，接收光路的摆放方向与发射光路的方向呈一定角度。从而克服了现有技术中，八个发射和八个接收光路布局在电路板的同一面，且发射和接收光路基本是平行放置，这无论对于电路布板走线还是光器件封装，均有较大限制的问题。
【附图说明】
25.为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。
26.图1是本发明实施例提供的一种八通道光收发模块的结构俯视图；
27.图2是本发明实施例提供的一种电路板与发射光路结构轴视示意图；
28.图3是本发明实施例提供的一种电路板与发射光路结构轴视示意图；
29.图4是本发明实施例提供的一种电路板与发射光路结构俯视示意图；
30.图5是本发明实施例提供的一种模块结构示表现各光路距离的示意图；
31.图6是本发明实施例提供的一种模块结构示表现各光路是配置的波段示意图；
32.图7是本发明实施例提供的一种接收光路未做倾斜布局八通道收发模块。
【具体实施方式】
33.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
34.在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”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发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。
35.此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
36.实施例1:
37.本发明实施例1提供了一种八通道光收发模块，如图1所示，包括：
38.置于模壳体1内部的电路板2、八通道发射光路3和八通道接收光路4；
39.发射光路3和接收光路4位于电路板2的同一面，其中，构成发射光路3的发射组件的发射方向与电路板2长边方向平行(在图1中电路板2长边方向表现为相应图示中的x轴方向)，构成接收光路的接收组件的摆放方向与发射组件的发射方向呈一预设角度。
40.本发明提出了一种具有新型布局方案的八通道光收发模块，它包含模块壳体，置于模壳体内部的电路板以及八通道发射和接收光路，发射光路和接收光路位于电路板的同一面，其中发射光路的内部方向与电路板长边方向平行，接收光路的摆放方向与发射光路的方向呈一定角度。从而克服了现有技术中，八个发射和八个接收光路布局在电路板的同一面，且发射和接收光路基本是平行放置，这无论对于电路布板走线还是光器件封装，均有较大限制的问题。
41.在诸多可选实现方式中，考虑到从光模块光口5(所述模块光口为mpo、lc、sn、mdc或者cs，在本发明说明书附图中所呈现的均为mpo实例，但不应该将其解释为本发明单一适用的接口场景)引出的光纤长度所允许的弯折程度，以及考虑到接收光路所呈现倾斜角度下所占用的设置空间，结合本发明实施例，所述的接收光路的方向与发射光路的方向呈一预设角度的角度范围为10
°
～45
°
。
42.出于对发射光路布局的便捷程度，以及考虑到响应发射光路中包含有8个激光器所需要考虑的散热需求，在本发明实施例中，优选的，发射光路的发射组件放置在同一个钨铜基板上。相应的组合结构，在图2中的轴视图中呈现的更为清楚，并且，在图2中也可以看出其中，所述的钨铜基板为凸字型结构，所述电路板上挖有可容纳发射光路的发射组件大小的通孔，所述钨铜基板嵌上用于放置所述发射光路的发射组件的凸台面嵌于所述通孔中。之所以制作成凸台面结构，一方面是便于与相应通孔形成嵌入式固定结构，提升固定稳定性；二方面也可以通过相应的凸台面作为定位结构，从而简化组装、对准的安装工艺复杂
度。
43.在本发明实施例中，为了减小整个光模块的体积大小，另外，也是为了保证本发明所提出的解决方案能够正常的辅助实践，给予了一种更为详尽和可行的八通接收光路实现方案。如图1所示，所述八通道接收光路具体由两组各四个通道的四通道接收组件组成，所述四通道接收组件布局于所述电路板表面，且第一四通道接收组件位于第二四通道接收组件相对更靠近公共的模块光口侧的前面，形成第一四通道接收组件和第二四通道接收组件之间的前后错位布局。
44.为了能够达到上述前后错位布局的特性，以下也给出的了一种具体可行的方案设计，如图5所示，第一四通道接收组件的接收端口相对于八通道光收发模块上的公共的模块光口的水平横向距离为d1；第二四通道接收组件的接收端口相对于八通道光收发模块上的公共的模块光口的水平横向距离为d2；发射光路的发射端口相对于八通道光收发模块上的公共的模块光口的水平横向距离为d3，具体的：
45.所述水平横向距离d1、水平横向距离d2和水平横向距离d3是相对于由光模块长轴所在方向上的距离；而相对于光模块短轴方向上，依次布局有第一四通道接收光路、第二四通道接收光路和发射光路；其中，所述第一四通道接收光路和发射光路分别与光模块的两侧壁相邻，并且，d1《d3《d2。
46.如图2所示，出于和发射光路同样的目的，即为了安装定位的方便，以及为了起到更好的辨识度，电路板上还挖有两个半通孔，分别用于安装第一四通道接收组件和第二四通道接收组件；
47.其中，所述安装第一四通道接收组件的半通孔，以及安装第二四通道接收组件的半通孔均与发射光路位于同侧。
48.在更有选的实现方案中，除了达到上述安装定位的方便，以及为了起到更好的辨识度效果以外，进一步还为了降低光口之间的干涉，相较于图2所示的半通孔实现方式，还提出一种如图3和图4所示的半通孔改进方案，所述安装第一四通道接收组件的半通孔与发射光路位于同侧，所述安装第二四通道接收组件的半通孔位于电路板上与所述发射光路相对的一侧。之所以上述如图3所示的改进方案可以实现，存在本发明技术方案设定的强约束条件，即如图1所示的，光模块光口5的耦合光纤与电路板之间存在一定的间隙，这样允许除了图1所示的同侧布局以外，形成图3中第一四通道接收组件的耦合光纤从电路板背面设置就成为了可能，这样一来可以进一步降低第一四通道接收组件、第二四通道接收组件和八通道发射组件之间的光路干涉。
49.在本发明实施例中，如图6所示，所述发射光路包括第一四通道发射光路和第二四通道发射光路；其中，第一四通道发射光路的工作波段与第一四通道接收光路的工作波段相同(图6中所示的是λ5～λ8)；第二四通道发射光路的工作波段与第二四通道接收光路的工作波段相同(图6中所示的是λ1～λ4)；则还包括：发射光路与所述第二四通道接收光路相邻的一侧设置的是第一四通道发射光路；其中，所述第二四通道发射光路与所述光模块的侧壁相邻。这样的方式可以在图5所示的错开结构基础上，进一步增加了光路布局的灵活性。
50.在本发明实施例中，正如图1所示的，为本发明实施例提出的一种最优实现方案的提现，所述发射光路设置后的发射方向相对于光模块而言，与其长轴所在水平方向一致；则
所述第一四通道接收光路和第二四通道接收光路的设置角度相对于水平方向呈15
°
。
51.为了更清楚地说明本发明的意义，图7展示了接收光路未做倾斜布局八通道收发模块，其发射光路和接收光路方向(箭头方向)与电路板长边方向(图5坐标中的x方向)是平行的，即便第一组接收光路4-1和第二组接收光路呈现前后错位布局，第一组接收光路及其光纤也会对第二组接收光路的光器件造成干涉。而且两组接收光路光纤弯曲程度都很大，应力很大。
52.实施例2：
53.本发明实施例从另一种可能都实现方式角度阐述了本发明实施例1所提出的解决方案能够适用的应用场景。实施例仍然以图1作为示例进行阐述，这是一个具有八个发射光路通道和八个接收光路通道的光模块。每个通道都工作在1310nm波段，每个通道的速率是100gb/s，因此这是一个800g光模块。此800g光模块八个发射光路和八个接收光路均放置在模块电路板的同一面，按图1中的示例，光路放置在电路板的top面。每个收发通道通过光纤6连接到公共的模块光口7上。如图2所示，在发射光路对应的区域，电路板2上开有通孔，钨铜基板7嵌入通孔中，八通道发射光路3作为一个整体，放置在钨铜基板7和电路板通孔所形成的凹形区域中。在接收光路对应的区域，电路板上还挖有半通孔，用于安装接收芯片及其光路元件。
54.如图1所示，八个接收光路被分成了两组，第一组接收光组件4-1和第二组接收光组件4-2均包含四个通道，这两组接收光路分别放置于电路板上，且第一组接收光组件4-1放置在第二组接收光组件4-2前面，形成错位放置。此外，图1中用箭头表示了光组件(包括接收光组件和发射光组件)的光路方向，可以看到发射光组件的方向和电路板的长边方向(图1坐标中的x方向)是平行的，而接收光组件方向与发射光组件的方向呈一定角度，图中的角度大致在15
°
，事实上10～45
°
都是合理的角度范围。
55.为了更清楚地说明本发明的意义，图7展示了接收光路未做倾斜布局八通道收发模块，其发射光路和接收光路方向(箭头方向)与电路板长边方向(图5坐标中的x方向)是平行的，即便第一组接收光组件4-1和第二组接收光路呈现前后错位布局，第一组接收光路及其光纤也会对第二组接收光路的光器件造成干涉。而且两组接收光路光纤弯曲程度都很大，应力很大。
56.而本发明这种倾斜的布局，顺应了光纤的弯曲方向，可以极大减少光纤弯曲应力对光路的影响，增加模块的可靠性；更重要的是，这种倾斜且前后错位的光器件布局，给接收光组件的电路布局以及制造带来了更大的灵活性，可以减少干涉。
57.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种八通道光收发模块，其特征在于，包括：置于模壳体内部的电路板、八通道发射光路和八通道接收光路；发射光路和接收光路位于电路板的同一面，其中，构成发射光路的发射组件的发射方向与电路板长边方向平行，构成接收光路的接收组件的摆放方向与发射组件的发射方向呈一预设角度。2.根据权利要求1所述的八通道光收发模块，其特征在于，所述的构成接收光路接收组件的摆放方向与发射组件的发射方向呈一预设角度的角度范围为10
°
～45
°
。3.根据权利要求1所述的八通道光收发模块，其特征在于，发射光路的发射组件放置在同一个钨铜基板上。4.根据权利要求3所述的八通道光收发模块，其特征在于，所述的钨铜基板为凸字型结构，所述电路板上挖有可容纳发射光路的发射组件大小的通孔，所述钨铜基板嵌上用于放置所述发射光路的发射组件的凸台面嵌于所述通孔中。5.根据权利要求1所述的八通道光收发模块，其特征在于，所述八通道接收光路具体由两组各四个通道的四通道接收组件组成，所述四通道接收组件布局于所述电路板表面，且第一四通道接收组件位于第二四通道接收组件相对更靠近公共的模块光口侧的前面，形成第一四通道接收组件和第二四通道接收组件之间的前后错位布局。6.根据权利要求5所述的八通道光收发模块，其特征在于，第一四通道接收组件的接收端口相对于八通道光收发模块上的公共的模块光口的水平横向距离为d1；第二四通道接收组件的接收端口相对于八通道光收发模块上的公共的模块光口的水平横向距离为d2；发射光路的发射端口相对于八通道光收发模块上的公共的模块光口的水平横向距离为d3，具体的：所述水平横向距离d1、水平横向距离d2和水平横向距离d3是相对于由光模块长轴所在方向上的距离；而相对于光模块短轴方向上，依次布局有第一四通道接收光路、第二四通道接收光路和发射光路；其中，所述第一四通道接收光路和发射光路分别与光模块的两侧壁相邻，并且，d1<d3<d2。7.根据权利要求6所述的八通道光收发模块，其特征在于，电路板上还挖有两个半通孔，分别用于安装第一四通道接收组件和第二四通道接收组件；其中，所述安装第一四通道接收组件的半通孔，以及安装第二四通道接收组件的半通孔均与发射光路位于同侧；或者，所述安装第一四通道接收组件的半通孔与发射光路位于同侧，所述安装第二四通道接收组件的半通孔位于电路板上与所述发射光路相对的一侧。8.根据权利要求6所述的八通道光收发模块，其特征在于，所述发射光路包括第一四通道发射光路和第二四通道发射光路；其中，第一四通道发射光路的工作波段与第一四通道接收光路的工作波段相同；第二四通道发射光路的工作波段与第二四通道接收光路的工作波段相同；则还包括：发射光路与所述第二四通道接收光路相邻的一侧设置的是第一四通道发射光路；其中，所述第二四通道发射光路与所述光模块的侧壁相邻。9.根据权利要求6所述的八通道光收发模块，其特征在于，所述发射光路设置后的发射方向相对于光模块而言，与其长轴所在水平方向一致；则所述第一四通道接收光路和第二四通道接收光路的设置角度相对于水平方向呈15
°
。
10.根据权利要求6所述的八通道光收发模块，其特征在于，所述模块光口为mpo、lc、sn、mdc或者cs。
技术总结本发明涉及光模块技术领域，提供了一种八通道光收发模块。包括置于模壳体内部的电路板、八通道发射光路和八通道接收光路；发射光路和接收光路位于电路板的同一面，其中，发射光路的内部方向与电路板长边方向平行，接收光路的摆放方向与发射光路的方向呈一预设角度。本发明克服了现有技术中，八个发射和八个接收光路布局在电路板的同一面，且发射和接收光路基本是平行放置，这无论对于电路布板走线还是光器件封装，均有较大限制的问题。均有较大限制的问题。均有较大限制的问题。
技术研发人员：朱虎 周日凯 付永安 高万超 薛振峰 孙莉萍 宋琼辉 罗勇 赵小博
受保护的技术使用者：武汉光迅科技股份有限公司
技术研发日：2022.02.25
技术公布日：2022/7/5
