一种光发送模块及与之对应的光接收模块 【技术领域】
本发明涉及光传输模块，特别是关于一种数字信息长距离的光发送模块和光接收模块。
背景技术
现有的大屏幕显示技术中，用于发送和接收数字视频光信号的光发送模块和光接收模块，其通常包括一个激光器或一个光检测器和一光纤，光发送模块中的激光器接收数字电信号并将其转化成具有一波长的光信号传送到光纤中；光发送模块中的光检测器对应的接收所述的光信号，并将其转化成数字电信号，达成一根光纤中传送一路光信号，如2004年2月25日公开的申请号为02134591，发明名称为《视频数据收发器》的发明申请中所揭示的光模块。
但是，随着高清晰度电视的发展以及电脑的大屏幕多媒体应用，其极高地分辨率要求必须采用新型的视频接口如RGB、VGA、DVI等以模拟或数字视频三基色为传输对象的传输方式。每一路色彩(R、G、B)数字化后的速率约为1.4G，加上需要同步传输的高质量多声道音频，一路完整的音视频节目需要4路高速率信息传送，采用现有的光模块传输则需要2组相对应的光发送、光接收模块，则需要有4根光纤；同时，为了将两个光发送模块中的两根光纤中传送来的光信号传送到与之相对应的两个光接收模块中，现有的方法有两种：一种是直接利用两根光纤分别连接两组光发送模块、光接收模块；另一种是通过一根光纤，但是需要外加两个光波分复用器，用以耦合、分波光信号。但是在光纤资源相对有限的今天，将造成较高的使用成本和资源的浪费；另外，采用光波分复用器，增加了器件安装成本。另外，在迅速发展的图象监控领域，如城市智能交通、高速公路等，需要传输多达16路的单向数字视频，而现有的光模块中由于只有一个激光器或一个检测器和一根光纤，它只能传输少于8路的数字视频，达不到完整的传输高清视频的色度分量。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种能够完整地传输高清视频的色度分量、同时又能够减少光纤资源的占用，成倍地提高单芯光纤的传输容量的光发送模块。
本发明的另一个目的是提供一种能够完整地传输高清视频的色度分量、同时又能够减少光纤资源的占用，成倍地提高单芯光纤的传输容量的光接收模块。
本发明光发送模块，用以接收外部电信号并将其转换成光信号传送出去，它包括：第一光源产生器，产生第一波长的光信号；第二光源产生器，产生第二波长的光信号；单模光纤，用以传输所述光信号；合波器，用以耦合第一波长的光信号和第二波长的光信号到所述的光纤中。
本发明光接收模块，用以接收外部传送来的具有第一、第二不同波长的光信号、并将此光信号转换成电信号传送出去，它包括：单模光纤，用以传输所述光信号；第一光检测器，用以接收第一波长的光信号；第二光检测器，用以接收第二波长的光信号；光分波器，用以将所述光纤传输来的第一波长光信号、第二波长光信号，分别耦合到第一光检测器、第二光检测器中。
本发明光发送模块，通过在一个光组件中集成安装了两个光源产生器，并将两个光源产生器发射的不同波长的光耦合到一根光纤中；以及在一个光组件中集成安装了两个光检测器，并通过一个光分波器将来自光纤中的不同波长的光耦合到与之相对应的光检测器中；达到了在一个光模块中的一根光纤中传送两束不同波长的光，解决了现有的在发射端的一个光发送模块只有一个激光器的光耦合到光纤中，接收部分也只能接收一束光信号的不足。
另外，本发明中的光发送模块和光接收模块可以成对使用，从而只用两根光纤就可以传送一套完整的高清视/音频节目，较之原有技术节约了两根光纤，即50％的光纤资源，同时也提高了设备的集成度和降低了设备的安装维护成本。
本发明避免了现有的光发送模块、光接收模块在同样的应用中需要两组光发送模块和光接收模块间再外置光波分复用器的结构，简化了应用，减少了器件数量和成本。
【附图说明】
图1a是本发明光发送模块的原理图。
图1b是本发明光接收模块的原理图。
图2a是本发明光发送模块的构造图。
图2b是本发明光接收模块的构造图。
图3a是本发明光接收模块或光接收模块封装后的俯视图。
图3b是本发明光接收模块或光接收模块封装后的前视图。
图3c是本发明光接收模块或光接收模块封装后的后视图。
【具体实施方式】
请参照图1a，本明光发送摸块，用以接收外部数字视频电信号并将其转化成光信号发送出去，包括光源产生器1和2，耦合光纤3，光合波器4，光源产生器1和2发出的光经光合波器4耦合到耦合光纤3中。其中，所述的光源产生器1和2为激光器，本实施例中光源产生器1为1310nm激光器，光源产生器2为1550nm激光器；耦合光纤3为单模光纤；光合波器4为镀膜玻片，本实施例中，它为可使波长为1550nm的光直接透过，而对1310nm波长的光产生反射的滤波片。光源产生器1发射1310nm波长的光经玻片反射并耦合到光纤3中，同时光源产生器2发射的1550nm波长的光直接穿过玻片射入耦合光纤3中。
请同时参照图2a，本发明的光发送模块还包括组件壳体20，所述的组件壳体20为一空腔壳体，如本实施例中为一具有通孔的圆柱体，在其圆柱体上开设有垂直于柱体的开口21，并且在壳体的内部与开口21相对的内壁向上延伸出一支撑部22，所述的支撑部22的端部具有一个斜面23，和一个横向贯穿具斜面23的支撑部22的端部的通光孔(未标号)。本实施例中，所述的斜面呈45度角度倾斜。本发明中的激光器1和2各还包括一金属管11、25，用以保护、套设激光器到所述组件壳体20上。所述耦合光纤3包括套有纤芯31的插针32、陶瓷套管33和金属套管34，所述的插针32套设在所述陶瓷套管33内，所述金属套管34套设在所述陶瓷套管33上。
组装本发明光发送模块时，将所述的光合波器4固定到所述支撑部22的斜面23上，在将所述耦合光纤3的插针32一端插入所述组件壳体20其中的一个端口。两个光源产生器如在本实施例中，将所述的光源产生器2部分插入所述组件壳体20的另一个端口中，所述金属管1 1抵接于所述组件壳体20的端部；所述另一个光源产生器1部分插入所述的开口21中，所述金属管25抵接于所述组件壳体20的开口端壁上。调整各部件的位置，直到耦合光纤3能最大限度的接收到的光源产生器1和光源产生器2发送来的光，以及耦合光纤3输出的光的光学特性达到最佳效果，最后通过粘胶或结构卡合的方式，将所述的光源产生器1和光源产生器2的外部的金属管11、金属管25固定到组件壳体20上，将所述的耦合光纤3固定到所述的组件壳体20上。组装后的光发送模块中的光源产生器2发射的光，通过通光孔入射到光合波器4上，并直接透过光合波器4进入耦合光纤3中；光源产生器1发射的光，以45度的入射角入射到光合波器4上，并以45度的角度反射后进入耦合光纤3中，所述的两束不同波长的光通过耦合光纤3传送出去。
本实施例中的光发送模块中的光源产生器2与耦合光纤3位于同一直线上，光源产生器1位于光源产生器2和耦合光纤3上方并与光源产生器2成直角；所述的光合波器4位于光源产生器1、光源产生器2和耦合光纤3三者之间，并在两个光源产生器1和2发射的光线相交处。可以理解地，本发明的光合波器可以为一反射器，该反射器位于光源产生器1、光源产生器2和耦合光纤3的同一侧，并使光源产生器1和2发送出来的光经该反射器反射后进入耦合光纤3中，如通过使光源产生器1和2发送出来的光成直角，所述的光反射器位于光源产生器1和2发送出来的光的交点处，即使入射角和反射角为45度，所述耦合光纤3位于光源产生器1和2之间的反射光路上。
请参照图1b所示，本发明光接收模块，用以接收外部传送来的光信号，并将其转换成电信号发送出去，包括光检测器5和6、光分波器和光纤7，所述的光纤7将具有两种不同波长的光束传送到所述的分波器(未标示)，分波器将光束中两个不同波长的光分别耦合到光检测器5和6中。本实施例中，光检测器5为接收光发送模块中发送来的1310nm波长光信号的具有一个内置跨阻抗放大器的跨阻抗光电管，光检测器6为接收光发送模块中发送来的1550nm波长光信号的具有一个内置跨阻抗放大器的跨阻抗光电管；光纤7为单模光纤；光分波器包括镀膜玻片8和两个滤波片9和10，镀膜玻片8为反射某一波长的光、让另一波长的光透过的滤波片，本实施例中镀膜玻片8对1310nm波长的光产生光反射、让1550nm波长的光透过；滤波片9为通1310nm波长的光、阻1550nm波长的光的滤波片，滤波片10为通1550nm波长的光、阻1310nm的光的滤波片。由光纤7发送来的光，1310nm波长的光经镀膜玻片8反射后并经滤波片9滤掉少量反射来的1550nm波长的光后耦合到接收1310nm波长的光的光检测器5中，光检测器5中的跨阻抗放大器对它接收到的1310nm波长的光信号进行放大；1550nm波长的光直接穿过镀膜玻片8并经滤波片10滤去少量传送来的1310nm波长的光后将1550nm波长的光耦合到接收1550nm波长的光的光检测器6中，光检测器6中的跨阻抗放大器对它接收到的1550nm波长的光信号进行放大。
请同时参照图2B，所述光接收模块还包括组件壳体40，它的结构与组件壳体20基本相同，为中空的圆柱体，具有开口41，和支撑部42，所述的支撑部42端部同样的具有通光孔(未标号)和呈45度的斜面43，所述的支撑部42的端部还具有相互垂直的水平顶部(未标号)和竖直侧壁45。
本发明中的光检测器5和6各还包括一金属管51、61，用以保护、套设光检测器到所述壳体40上。所述光纤7与耦合光纤3结构完全相同，在此不再详述。
组装本发明光接收模块和组装本发明光发送模块的方法相似，将所述的镀膜玻片8固定到所述支撑部42的斜面43上，滤波片9和10分别固定到水平顶部和竖直侧壁45；将所述光纤7的插针一端插入所述组件壳体40其中的一个端口，两个光检测器如在本实施例中，将所述的光检测器6部分插入所述组件壳体40的另一个端口中，所述另一个光检测器5部分插入所述的开口41中，调整各部件的位置，直到各部件接收到来自光纤7的光的的效果最佳，最后通过粘胶或结构卡合的方式，将所述的光检测器5和6的外部的金属管51、61固定到组件壳体40上，将所述的光纤7固定到所述的组件壳体40上。组装后的光接收模块中的光检测器6接收到透过镀膜玻片8、经过通光孔入射到滤波片10的1550nm波长的光；光检测器5接收到经镀膜玻片8以45度角反射出去、并经滤波片9滤波后的1330nm波长的光。
可以理解地，本发明中光接收模块光分波器可以只为一个对1310nm波长光产生反射、通1550nm波长的光的滤波片，而省略了滤波片9和10；当然，本发明中光接收模块的光分波器还可以由一个普通的反射器和滤波片9和10构成，反射器将光纤7传送来的光分成两束，一半光束直接通过反射器，通过通光孔进入滤波片10滤除1330nm波长的光后，将1550nm波长的光耦合到光检测器6中；另一半光束通过反射器反射后，进入滤波片9滤除1550nm波长的光后，将1330nm波长的光耦合到光检测器5中。
请参阅图3a-3c，本发明的光发送模块和光接收模块，均以国际标准的“1×9”封装(Multi-sourced 1×9 Protocol)方式进行封装，封装外壳100为包括具开口101的容置部(未标示)、9只引脚102和一对操作部103。所述的光发送模块或接收模块容置在所述的容置部内，所述的光纤3或光纤7端部位于开口101处以与外部的光纤或连接器进行光耦接，它可以在正中，也可以是靠某一侧，本图仅绘出位于正中的外形图。所述的光发送模块和光接收模块的9只引脚的定义分别如表1和表2所示：
表1光发送模块的9只引脚的定义
引脚序号 定义
1 发射1地
2 发射1数据输出+
3 发射1数据输出-
4 发射1电源
5 空
6 发射2电源
7 发射2数据输入-
8 发射2数据输入+
9 发射2地
表2光光接收模块的9只引脚的定义
引脚序号 定义
1 接收1地
2 接收1数据输出+
3 接收1数据输出-
4 接收1信号监测输出
5 接收共用电源
6 接收2信号监测输出
7 接收2数据输入-
8 接收2数据输入+
9 接收2地
可以理解地，本发明中的光发送模块中的光源产生器可以为任意两个产生不同波长的激光器，如产生850nm、1470nm、1490nm和1610nm波长的光的激光器的组合；光接收模块中的两个光检测器可以为与光发送模块中传送来的不同波长光相对应跨阻抗光电管。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。