一种5G应用的彩光波分复用模块
技术领域
本实用新型涉及光纤通讯技术领域，尤其是一种5G应用的彩光波分复用模块。
背景技术
由于光纤通讯发展迅速，随着传输容量需求的提升，直接要求最大利用光纤的宽度。光波分复用技术是将各路不同光波长的光调制信号按光波长复用到一根光纤中传输，也可将同一光纤中同时传输的多波长光调制信号分解为个别波长分别输出，是提高光纤通信容量最有效方案之一。因此在当前的光通讯网络中得到了广泛的应用。
为满足当前热门的5G前传网络需求，5G前传方案中从基站到机房，只布置一次光纤，基站设备可以是6波也可以是12波，然后根据业务开展的需要选用相应的几个波长。基站和机房都需要通过分合波模块将来自光模块的不同波长的光复用到一光纤中，将来自光纤中的不同波长的光分波到各个光模块。目前提出的5G前传方案的典型应用是采用前6波的CWDM方案，波长相隔20nm，波长分别为1271nm、1291nm、1311nm、1331nm、1351nm、1371nm。
前传有5G单独组网，也有和4G混合组网。混合组网的时候,实际上一个基站有4G信号，也有5G信号，4G一个基站6个波长，5G也需要6个波长。为了未来更方便的基站兼容模式，在4G和5G混合组网的时候，就需要12个波长。综合考虑重用成熟产业链，成本可控，满足10KM链路预算和5G前传网络部署的迫切性，建议推动O波段WDM技术。MWDM重用低成本25G波分产业链，快速满足5G前传12波需求。中国移动提出的创新型Open-WDM/MWDM方案，可以是非等距波长+等距/非等距滤波系统，MWDM方案的提出，基于现有的六个通道的CWDM 20nm通道波长间隔的基础上，一种解决方案是上调和下调3.5nm波长偏移，每个通道传输CW-3.5nm和CW+3.5nm的两个波长信号，形成波长间隔非等距的12波信号波分复用模块。
相应地，中国电信和中国联通，采用前6波的CWDM ：1271nm、1291nm、1311nm、1331nm、1351nm、1371nm和后6波的CWDM ：1471nm、1491nm、1511nm、1531nm、1551nm、1571nm。
在4G/5G基站的情况，是不加光放大的10km、20km传输，对光路损耗的要求很高。在电信运营商的招标中，采用累加损耗评分的方式，所以光路的损耗是非常重要的指标。
目前普通调准直器结构的分合波模块，如果光纤头是1.0mm，准直器做到外径1.4mm，再加上适当的调试空间，通道间隔至少要到1.8~2.0mm。在现有4G基站基本填满的情况下要增加5G设备，现有的普通调准直器结构的分合波模块难以满足需求。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种能将损耗减半，误差积累减半，总体错位减半，具有光程短，结构紧凑，插入损耗小，加工简单和成本低优势的5G应用的彩光波分复用模块。
本实用新型的技术方案在于：一种5G应用的彩光波分复用模块，包括玻璃基片，所述玻璃基片的底面贴设有第一白片或第一高低通滤片，所述玻璃基片的顶面贴设有第二高低通滤片与第二白片，所述第一白片或第一高低通滤片下方设置有光纤准直器，所述第二高低通滤片上方设置有直角棱镜，所述玻璃基片上设置有分光接收组件。
进一步地，所述分光接收组件包括设置于玻璃基片底面两侧的滤光片阵列，所述玻璃基片顶面两侧设置有反射镜或滤光片阵列，所述滤光片阵列外远离玻璃基片方向均设置有透镜阵列，所述透镜阵列上对应设置有多个单光纤头。
进一步地，所述光纤准直器为单光纤准直器、带升级端的双光纤准直器和带升级端的两个单光纤准直器中的其中一种。
进一步地，所述透镜阵列包括玻璃透镜，所述玻璃透镜上设置有多个凸透镜，所述凸透镜与单光纤头一一对应。
进一步地，所述玻璃基片不镀膜，所述第一白片与第二白片的一面不镀膜，另一面镀对空气增透膜。
进一步地，所述滤光片阵列包括多片滤光片，所述滤光片的一面不镀膜，波分复用面朝向空气。
进一步地，所述单光纤头与滤光片一一对应。
进一步地，所述第一白片、第一高低通滤片、第二白片、第二高低通滤片、滤光片及反射镜均通过胶合粘贴固定于玻璃基片上。
与现有技术相比较，本实用新型具有以下优点：本模块将12个输出端口均布于两侧，使得损耗减半，误差积累减半，总体错位减半，具有光程短，结构紧凑，插入损耗小，加工简单和成本低等优势。通过设置高低通滤片将全波分为两部分的半波，大大降低了后续滤光片的镀膜难度。并且通过先固定透镜阵列，再根据透镜阵列来三维调节单光纤头的方法，避免原有的五维调节准直器的方法，大大降低了调试难度与调试空间，减少了模块体积，更适用于有限的基站空间。
附图说明
图1为本实用新型的实施例一的示意图；
图2为本实用新型的实施例二的示意图；
图3为本实用新型的实施例三的示意图；
图4为本实用新型的实施例四的示意图；
图5为本实用新型的实施例五的示意图；
图6为本实用新型的实施例六的示意图；
图7为本实用新型的实施例一仅使用一半的示意图；
图8为本实用新型在5G网络中的应用的示意图；
图9为当前4G和5G混合组网时中国移动所需要的12波长列表图。
图中：11-单光纤准直器，12-双光纤准直器，2-玻璃基片，31-第一白片，32-第二白片，41-第一高低波滤片，42-第二高低波滤片，5-直角棱镜，6-滤波片，7-玻璃透镜，8-单光纤头，9-反射镜，10-凸透镜。
具体实施方式
为让本实用新型的上述特征和优点能更浅显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本实用新型并不限于此。
实施例一：
参考图1。
一种5G应用的彩光波分复用模块，包括玻璃基片2，为了减少光线入射时的损失，所述玻璃基片的底面贴设有第一白片31，所述玻璃基片的顶面贴设有第二高低通滤片42与第二白片32，以将光线按波长不同分为反射光束与透射光束并降低透射光束再次进入玻璃基片时的损失，所述第一白片的下方设置有单光纤准直器11，所述第二高低通滤片上方设置有直角棱镜5，所述玻璃基片上设置有分光接收组件。
本实施例中，所述分光接收组件包括设置于玻璃基片底面两侧各一的滤光片阵列，所述玻璃基片顶面两侧也设置有滤光片阵列，以将光线按照波长不同依次析出，所述滤光片阵列外远离玻璃基片方向均设置有透镜阵列，所述透镜阵列上对应设置有多个单光纤头8。
本实施例中，所述透镜阵列包括玻璃透镜7，所述玻璃透镜上设置有多个凸透镜，所述凸透镜与单光纤头一一对应，构成多个准直器，用以接受和发射光线。
本实施例中，所述玻璃基片不镀膜，所述第一白片与第二白片的一面不镀膜，另一面镀对空气增透膜，以增强光束的透射率，增强信号稳定性。
本实施例中，所述滤光片阵列包括多片滤光片6，所述滤光片的一面不镀膜，波分复用面朝向空气。
本实施例中，所述单光纤头与滤光片一一对应。
本实施例中，所述第一白片、第二白片、第二高低通滤片及滤光片均通过胶合粘贴固定于玻璃基片上。
工作原理：系统光束从玻璃基片粘贴第一白片的一侧由单光纤准直器输入。光束入射经过第一白片后到达第二高低通滤片，经第二高低通滤片反射和透射后分成反射光束和透射光束两束光束。反射光束在玻璃基片内照射在滤光片上，符合滤光片波长的光束自滤光片中透出，不符合的则反射至下一片滤光片，直至完全透出。透出的光束再经过透镜阵列，由各滤光片对应的单光纤头分别输出。透射光束经过直角棱镜反射重新回到玻璃基片，经过第二白片后，在玻璃基片内照射在滤光片上，符合滤光片波长的光束自滤光片中透出，不符合的则反射至下一片滤光片，直至完全透出。透出的光束再经过透镜阵列，由各滤光片对应的单光纤头分别输出。
实施例二：
参考图2。
一种5G应用的彩光波分复用模块，包括玻璃基片2，为了减少光线入射时的损失，所述玻璃基片的底面贴设有第一白片31，所述玻璃基片的顶面贴设有第二高低通滤片42与第二白片32，以将光线按波长不同分为反射光束与透射光束并降低透射光束再次进入玻璃基片时的损失，所述第一白片的下方设置有带升级端的双光纤准直器12，所述第二高低通滤片上方设置有直角棱镜5，所述玻璃基片上设置有分光接收组件。
本实施例中，所述分光接收组件包括设置于玻璃基片底面两侧各一的滤光片阵列，所述玻璃基片顶面两侧也设置有滤光片阵列，以将光线按照波长不同依次析出，所述滤光片阵列外远离玻璃基片方向均设置有透镜阵列，所述透镜阵列上对应设置有多个单光纤头8。
本实施例中，所述透镜阵列包括玻璃透镜7，所述玻璃透镜上设置有多个凸透镜，所述凸透镜与单光纤头一一对应，构成多个准直器，用以接受和发射光线。
本实施例中，所述玻璃基片不镀膜，所述第一白片与第二白片的一面不镀膜，另一面镀对空气增透膜，以增强光束的透射率，增强信号稳定性。
本实施例中，所述滤光片阵列包括多片滤光片6，所述滤光片的一面不镀膜，波分复用面朝向空气。
本实施例中，所述单光纤头与滤光片一一对应。
本实施例中，所述第一白片、第二白片、第二高低通滤片及滤光片均通过胶合粘贴固定于玻璃基片上。
工作原理：系统光束从双光纤准直器的一根光纤输入，其中波长符合需求的光束透射输出至波分复用光路中，其他波长光束被反射到双光纤准直器的另外一根光纤的光路中，可用于后续升级。光束入射经过第一白片后到达第二高低通滤片，经第二高低通滤片反射和透射后分成反射光束和透射光束两束光束。反射光束在玻璃基片内照射在滤光片上，符合滤光片波长的光束自滤光片中透出，不符合的则反射至下一片滤光片，直至完全透出。透出的光束再经过透镜阵列，由各滤光片对应的单光纤头分别输出。透射光束经过直角棱镜反射重新回到玻璃基片，经过第二白片后，在玻璃基片内照射在滤光片上，符合滤光片波长的光束自滤光片中透出，不符合的则反射至下一片滤光片，直至完全透出。透出的光束再经过透镜阵列，由各滤光片对应的单光纤头分别输出。
实施例三：
参考图3。
一种5G应用的彩光波分复用模块，包括玻璃基片2，为了减少光线入射时的损失，所述玻璃基片的底面贴设有第一高低通滤片41，所述玻璃基片的顶面贴设有第二高低通滤片42与第二白片32，以将光线按波长不同分为反射光束与透射光束并降低透射光束再次进入玻璃基片时的损失，所述第一高低通滤片的下方设置有带升级端的两个单光纤准直器11，所述第二高低通滤片上方设置有直角棱镜5，所述玻璃基片上设置有分光接收组件。
本实施例中，所述分光接收组件包括设置于玻璃基片底面两侧各一的滤光片阵列，所述玻璃基片顶面两侧也设置有滤光片阵列，以将光线按照波长不同依次析出，所述滤光片阵列外远离玻璃基片方向均设置有透镜阵列，所述透镜阵列上对应设置有多个单光纤头8。
本实施例中，所述透镜阵列包括玻璃透镜7，所述玻璃透镜上设置有多个凸透镜，所述凸透镜与单光纤头一一对应，构成多个准直器，用以接受和发射光线。
本实施例中，所述玻璃基片不镀膜，所述第一高低通滤片与第二白片的一面不镀膜，另一面镀对空气增透膜，以增强光束的透射率，增强信号稳定性。
本实施例中，所述滤光片阵列包括多片滤光片6，所述滤光片的一面不镀膜，波分复用面朝向空气。
本实施例中，所述单光纤头与滤光片一一对应。
本实施例中，所述第一高低通滤片、第二白片、第二高低通滤片及滤光片均通过胶合粘贴固定于玻璃基片上。
工作原理：系统光束由一个单光纤准直器输入，其中波长符合需求的光束经第一高低通滤片透射后进入波分复用光路中，其他波长光束被第一高低通滤片反射后，由另一个单光纤准直器接收输出，可用于后续升级。光束入射经过第一白片后到达第二高低通滤片，经第二高低通滤片反射和透射后分成反射光束和透射光束两束光束。反射光束在玻璃基片内照射在滤光片上，符合滤光片波长的光束自滤光片中透出，不符合的则反射至下一片滤光片，直至完全透出。透出的光束再经过透镜阵列，由各滤光片对应的单光纤头分别输出。透射光束经过直角棱镜反射重新回到玻璃基片，经过第二白片后，在玻璃基片内照射在滤光片上，符合滤光片波长的光束自滤光片中透出，不符合的则反射至下一片滤光片，直至完全透出。透出的光束再经过透镜阵列，由各滤光片对应的单光纤头分别输出。
实施例四：
参考图4。
一种5G应用的彩光波分复用模块，包括玻璃基片2，为了减少光线入射时的损失，所述玻璃基片的底面贴设有第一白片31，所述玻璃基片的顶面贴设有第二高低通滤片42与第二白片32，以将光线按波长不同分为反射光束与透射光束并降低透射光束再次进入玻璃基片时的损失，所述第一白片的下方设置有单光纤准直器11，所述第二高低通滤片上方设置有直角棱镜5，所述玻璃基片上设置有分光接收组件。
本实施例中，所述分光接收组件包括设置于玻璃基片底面两侧各一的滤光片阵列，以将光线按照波长不同依次析出，所述玻璃基片顶面两侧设置有反射镜9，以将光线不断反射到滤光片上，所述滤光片阵列外远离玻璃基片方向均设置有透镜阵列，所述透镜阵列上对应设置有多个单光纤头8。
本实施例中，所述透镜阵列包括玻璃透镜7，所述玻璃透镜上设置有多个凸透镜，所述凸透镜与单光纤头一一对应，构成多个准直器，用以接受和发射光线。
本实施例中，所述玻璃基片不镀膜，所述第一白片与第二白片的一面不镀膜，另一面镀对空气增透膜，以增强光束的透射率，增强信号稳定性。
本实施例中，所述滤光片阵列包括多片滤光片6，所述滤光片的一面不镀膜，波分复用面朝向空气。
本实施例中，所述单光纤头与滤光片一一对应。
本实施例中，所述第一白片、第二白片、第二高低通滤片、滤光片及反射镜均通过胶合粘贴固定于玻璃基片上。
工作原理：系统光束从玻璃基片粘贴第一白片的一侧由单光纤准直器输入。光束入射经过第一白片后到达第二高低通滤片，经第二高低通滤片反射和透射后分成反射光束和透射光束两束光束。反射光束在玻璃基片内照射在滤光片上，符合滤光片波长的光束自滤光片中透出，不符合的则反射至反射镜，再由反射镜反射至下一片滤光片上，直至完全透出。透出的光束再经过透镜阵列，由各滤光片对应的单光纤头分别输出。透射光束经过直角棱镜反射重新回到玻璃基片，经过第二白片后，在玻璃基片内照射在滤光片上，符合滤光片波长的光束自滤光片中透出，不符合的则反射至反射镜，再由反射镜反射至下一片滤光片上，直至完全透出。透出的光束再经过透镜阵列，由各滤光片对应的单光纤头分别输出。
实施例五：
参考图5。
一种5G应用的彩光波分复用模块，包括玻璃基片2，为了减少光线入射时的损失，所述玻璃基片的底面贴设有第一白片31，所述玻璃基片的顶面贴设有第二高低通滤片42与第二白片32，以将光线按波长不同分为反射光束与透射光束并降低透射光束再次进入玻璃基片时的损失，所述第一白片的下方设置有带升级端的双光纤准直器12，所述第二高低通滤片上方设置有直角棱镜5，所述玻璃基片上设置有分光接收组件。
本实施例中，所述分光接收组件包括设置于玻璃基片底面两侧各一的滤光片阵列，以将光线按照波长不同依次析出，所述玻璃基片顶面两侧设置有反射镜9，以将光线不断反射到滤光片上，所述滤光片阵列外远离玻璃基片方向均设置有透镜阵列，所述透镜阵列上对应设置有多个单光纤头8。
本实施例中，所述透镜阵列包括玻璃透镜7，所述玻璃透镜上设置有多个凸透镜，所述凸透镜与单光纤头一一对应，构成多个准直器，用以接受和发射光线。
本实施例中，所述玻璃基片不镀膜，所述第一白片与第二白片的一面不镀膜，另一面镀对空气增透膜，以增强光束的透射率，增强信号稳定性。
本实施例中，所述滤光片阵列包括多片滤光片6，所述滤光片的一面不镀膜，波分复用面朝向空气。
本实施例中，所述单光纤头与滤光片一一对应。
本实施例中，所述第一白片、第二白片、第二高低通滤片、滤光片及反射镜均通过胶合粘贴固定于玻璃基片上。
工作原理：系统光束从双光纤准直器的一根光纤输入，其中波长符合需求的光束透射输出至波分复用光路中，其他波长光束被反射到双光纤准直器的另外一根光纤的光路中，可用于后续升级。光束入射经过第一白片后到达第二高低通滤片，经第二高低通滤片反射和透射后分成反射光束和透射光束两束光束。反射光束在玻璃基片内照射在滤光片上，符合滤光片波长的光束自滤光片中透出，不符合的则反射至反射镜，再由反射镜反射至下一片滤光片上，直至完全透出。透出的光束再经过透镜阵列，由各滤光片对应的单光纤头分别输出。透射光束经过直角棱镜反射重新回到玻璃基片，经过第二白片后，在玻璃基片内照射在滤光片上，符合滤光片波长的光束自滤光片中透出，不符合的则反射至反射镜，再由反射镜反射至下一片滤光片上，直至完全透出。透出的光束再经过透镜阵列，由各滤光片对应的单光纤头分别输出。
实施例六：
参考图6。
一种5G应用的彩光波分复用模块，包括玻璃基片2，为了减少光线入射时的损失，所述玻璃基片的底面贴设有第一高低通滤片41，所述玻璃基片的顶面贴设有第二高低通滤片42与第二白片32，以将光线按波长不同分为反射光束与透射光束并降低透射光束再次进入玻璃基片时的损失，所述第一高低通滤片的下方设置有带升级端的两个单光纤准直器11、13，所述第二高低通滤片上方设置有直角棱镜5，所述玻璃基片上设置有分光接收组件。
本实施例中，所述分光接收组件包括设置于玻璃基片底面两侧各一的滤光片阵列，以将光线按照波长不同依次析出，所述玻璃基片顶面两侧设置有反射镜9，以将光线不断反射到滤光片上，所述滤光片阵列外远离玻璃基片方向均设置有透镜阵列，所述透镜阵列上对应设置有多个单光纤头8。
本实施例中，所述透镜阵列包括玻璃透镜7，所述玻璃透镜上设置有多个凸透镜，所述凸透镜与单光纤头一一对应，构成多个准直器，用以接受和发射光线。
本实施例中，所述玻璃基片不镀膜，所述第一高低通滤片与第二白片的一面不镀膜，另一面镀对空气增透膜，以增强光束的透射率，增强信号稳定性。
本实施例中，所述滤光片阵列包括多片滤光片6，所述滤光片的一面不镀膜，波分复用面朝向空气。
本实施例中，所述单光纤头与滤光片一一对应。
本实施例中，所述第一高低通滤片、第二白片、第二高低通滤片、滤光片及反射镜均通过胶合粘贴固定于玻璃基片上。
工作原理：系统光束由一个单光纤准直器输入，其中波长符合需求的光束经第一高低通滤片透射后进入波分复用光路中，其他波长光束被第一高低通滤片反射后，由另一个单光纤准直器接收输出，可用于后续升级。光束入射经过第一白片后到达第二高低通滤片，经第二高低通滤片反射和透射后分成反射光束和透射光束两束光束。反射光束在玻璃基片内照射在滤光片上，符合滤光片波长的光束自滤光片中透出，不符合的则反射至反射镜，再由反射镜反射至下一片滤光片上，直至完全透出。透出的光束再经过透镜阵列，由各滤光片对应的单光纤头分别输出。透射光束经过直角棱镜反射重新回到玻璃基片，经过第二白片后，在玻璃基片内照射在滤光片上，符合滤光片波长的光束自滤光片中透出，不符合的则反射至反射镜，再由反射镜反射至下一片滤光片上，直至完全透出。透出的光束再经过透镜阵列，由各滤光片对应的单光纤头分别输出。
实施例七：
参考图7。
在实际使用中，不必完全使用12个端口，只需要使用6个即可满足需求，故而只需要使用本模块的一半，部分零部件不需要使用。
参考实施例一。
工作原理：系统光束从玻璃基片粘贴第一高低通滤片的一侧由单光纤准直器输入。其中波长符合需求的光束经第一高低通滤片透射后进入波分复用光路中，其他波长光束被第一高低通滤片反射。透射光束在玻璃基片内照射在滤光片上，符合滤光片波长的光束自滤光片中透出，不符合的则反射至下一片滤光片，直至完全透出。透出的光束再经过透镜阵列，由各滤光片对应的单光纤头分别输出。
上述实施例一至实施例七，由于光路可逆原理，本模块还可以实现十二个不同波长光束的合波功能，故而本模块的十二个通道可以是六输入六输出，也可以是其他任意数量比例的光输入输出。
上述实施例一至实施例七，可根据使用要求，通过增加或减少滤光片数量及透镜阵列上凸透镜数量，来要求增加或减少模块通道数量。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
