CN102279445B - 一种单纤双向双端口光收发一体组件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种单纤双向双端口光收发一体组件，包括：一光发射器，用于发射一输出光信号λ1；一单光纤，其光端面与输出光信号λ1光耦合形成水平光轴，用于双向分别传输输出光信号λ1和一输入光信号λ2；一光接收器，位于与水平光轴相交的垂直光轴上，用于接收输入光信号λ2；一WDM滤光片，位于水平光轴上且倾斜45°，用于全透射输出光信号λ1，并全反射输入光信号λ2至光接收器，垂直光轴上还包括第一半球透镜和一0°窄带WDM滤光装置，第一半球透镜用于将WDM滤光片反射后的发散输入光信号λ2转换为平行光信号，该平行光信号再垂直入射至0°窄带WDM滤光装置，使输入光信号λ2±10nm全透射，透射后的光信号由光接收器接收。
Description
技术领域
本发明涉及用于无源光网络(Passive Optical Network，PON)系统的单光纤双向传输光组件，尤其涉及一种用于GPON(Gigabit Passive Optical Network)系统的ONU(Optical Network Unit)模块用的一种单纤双向双端口光收发一体组件。
背景技术
随着网络业务的高速发展，尤其是IPTV、HDTV、双向视频以及在线游戏等大流量宽带业务的逐渐开展与普及，用户的需求将以数量级递增，现有GPON技术只用一对通信波长(1310/1490nm)满足不了用户选择其它网络运营商的要求，现在很多国家的法律都禁止网络营运商的垄断经营行为。在现有的GPON系统上增加多对的通信波长应用使用户能得到多个运营商提供的较好通信网络服务。粗波分复用(Coarse Wavelength Division Multiplexing，简称CWDM)技术应用到现有GPON网络系统中就可以满足了目前多家网络营运商介入的需求。
ITU-T G.984.X标准确定了GPON ONU端物理层模式是非对称模式传输，即采用2.5G速率下行接收和1.25G/bs速率上行发射。CWDM GPON采用5对波长应用于5个不同的营运商，即发射/接收的配套波长：1270nm/1450nm、1290nm/1470nm、1310nm/1490nm、1330nm/1510nm、1350nm/1530nm，由此可见其接收波长通道的间隔为20nm，相邻通道的隔离度为35dB的需求对波分复用滤光片(WDM Filter)性能要求比较高，现有WDM滤光片的镀膜技术只能是平行光垂直入射才能达到隔离度35dB要求。但目前常用的单纤双向双端口光收发一体组件，由于光接收器均采用汇聚光方式接收，不能满足多波长隔离度的要求。
发明内容
为克服以上缺点，本发明提供一种能满足多波长通道间隔窄隔离度要求高的单纤双向双端口光收发一体组件。
为达到以上发明目的，本发明提供一种单纤双向双端口光收发一体组件，包括：一光发射器，用于发射一输出光信号λ1；一单光纤，其光端面与所述输出光信号λ1光耦合形成水平光轴，用于双向分别传输所述输出光信号λ1和一输入光信号λ2；一光接收器，位于与所述水平光轴相交的垂直光轴上，用于接收所述输入光信号λ2：一WDM滤光片，位于所述水平光轴上且倾斜45°，用于全透射所述输出光信号λ1至单光纤光端面出射，并全反射所述单光纤光端面入射的输入光信号λ2至所述光接收器，所述垂直光轴上还包括第一半球透镜和一0°窄带WDM滤光装置，所述第一半球透镜用于将所述WDM滤光片反射后的发散输入光信号λ2转换为平行光信号，该平行光信号再垂直入射至所述0°窄带WDM滤光装置，使输入光信号λ2±10nm全透射，透射后的光信号由所述光接收器接收，还包括第二窄带WDM滤光片，以倾斜角6°置于所述WDM滤光片与光发射器之间的水平光轴上，用于全透射所述光发射器的输出光信号λ1±10nm至所述WDM滤光片。
所述光接收器的管帽为球透镜型光窗，该光窗用于将来自0°窄带WDM滤光装置透射后的平行输入光信号λ2汇聚至所述光接收器接收。
所述光接收器的管帽为平顶型光窗，位于该光窗顶部中心与所述0°窄带WDM滤光装置之间还设有一与所述第一半球透镜相对称的第二半球透镜，该透镜用于将来自所述0°窄带WDM滤光装置透射后的平行输入光信号λ2汇聚至所述光接收器芯片接收。
所述输出光信号λ1波长为1270nm、1290nm、1310nm、1330nm或1350nm。
所述输入光信号λ2波长为1450nm、1470nm、1490nm、1510nm或1530nm。
上述结构中，由于在光接收器所在的垂直光轴上设有第一半球透镜50和一0°窄带WDM滤光装置，使来自单光纤的输入光信号λ2±10nm先经过水平光轴上设置的WDM滤光片全反射，反射后的发散光由第一半球透镜变平行光，平行光再垂直入射至0°窄带WDM滤光装置，使输入光信号λ2±10nm全透射再由光接收器接收。此结构中所设置的0°窄带WDM滤光装置能够满足接收多个波长通道间隔为20nm，且相邻通道隔离度35dB的需求。
附图说明
图1表示本发明单纤双向双端口光收发一体组件第一实施例结构示意图。
图2表示本发明单纤双向双端口光收发一体组件第二实施例结构示意图。
图3表示本发明单纤双向双端口光收发一体组件第三实施例结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本发明最佳实施例。
如图1所示的第一实施例单纤双向双端口光收发一体组件，包括：一光发射器10，用于发射一输出光信号λ1，输出光信号λ1为波长通道间隔为20nm的1270nm、1290nm、1310nm、1330nm或1350nm。一单光纤20，其光端面与 输出光信号λ1光耦合形成水平光轴，用于双向传输输出光信号λ1和一输入光信号λ2，输入光信号λ2为波长通道间隔为20nm的1450nm、1470nm、1490nm、1510nm或1530nm，。一光接收器30，位于与水平光轴相交的垂直光轴上，其管帽为球透镜型光窗31，用于接收来自单光纤20的输入光信号λ2；一WDM滤光片40，位于水平光轴上且倾斜45°，用于全透射输出光信号λ1至单光纤20光端面出射，以及全反射单光纤20光端面入射的输入光信号λ2至光接收器30接收。为了使光接收器30能够达到接收多波长通道间隔为20nm，相邻通道隔离度为35dB的要求，垂直光轴上还包括第一半球透镜50和一0°窄带WDM滤光装置60，第一半球透镜50用于将WDM滤光片40反射后的发散输入光信号λ2转换为平行光信号，该平行光信号再垂直入射至0°窄带WDM滤光装置60，使输入光信号λ2±10nm全透射，透射后的光信号由光接收器30接收。作为改进，当光发射器10的光谱性能不能保证较高的输出光信号λ1要求时，还包括第二窄带WDM滤光片70，以倾斜角6°置于WDM滤光片40与光发射器10之间的水平光轴上，用于全透射光发射器10的输出光信号λ1±10nm至WDM滤光片40。
如图2所示的第二实施例单纤双向双端口光收发一体组件，其结构是在第一实施例的基础上作出的一种改进，仅仅将图1中的第一半球透镜50和一0°窄带WDM滤光装置60两者合并为一体，即将现有的半球透镜50底平面设置0°窄带蒸镀膜即可，其余结构和光路原理两个实施例完全相同。
如图3所示的第三实施例单纤双向双端口光收发一体组件，其结构仍然是在第一实施例的基础上又作出的另一种改进，将光接收器30更改为平顶型光窗的光接收器30’，位于该光窗顶部中心与所述窄带WDM滤光装置60之间 还设有一与所述第一半球透镜50相对称的第二半球透镜80，该透镜用于将来自0°窄带WDM滤光装置60透射后的平行光信号λ2汇聚至所述光接收器30接收，其余结构和光路原理两个实施例完全相同。
Claims (5)
1.一种单纤双向双端口光收发一体组件，包括：一光发射器，用于发射一输出光信号λ1；一单光纤，其光端面与所述输出光信号λ1光耦合形成水平光轴，用于双向分别传输所述输出光信号λ1和一输入光信号λ2；一光接收器，位于与所述水平光轴相交的垂直光轴上，用于接收所述输入光信号λ2；一WDM滤光片，位于所述水平光轴上且倾斜45°，用于全透射所述输出光信号λ1至单光纤光端面出射，并全反射所述单光纤光端面入射的输入光信号λ2至所述光接收器，所述垂直光轴上还包括第一半球透镜和一0°窄带WDM滤光装置，所述第一半球透镜用于将所述WDM滤光片反射后的发散输入光信号λ2转换为平行光信号，该平行光信号再垂直入射至所述0°窄带WDM滤光装置，使输入光信号λ2±10nm全透射，透射后的光信号由所述光接收器接收，其特征在于，还包括第二窄带WDM滤光片，以倾斜角6°置于所述WDM滤光片与光发射器之间的水平光轴上，用于全透射所述光发射器的输出光信号λ1±10nm至所述WDM滤光片。
2.根据权利要求1所述的单纤双向双端口光收发一体组件，其特征在于，所述光接收器的管帽为球透镜型光窗，该光窗用于将来自0°窄带WDM滤光装置透射后的平行输入光信号λ2汇聚至所述光接收器接收。
3.根据权利要求1所述的单纤双向双端口光收发一体组件，其特征在于，所述光接收器的管帽为平顶型光窗，位于该光窗顶部中心与所述0°窄带WDM滤光装置之间还设有一与所述第一半球透镜相对称的第二半球透镜，该透镜用于将来自所述0°窄带WDM滤光装置透射后的平行输入光信号λ2汇聚至所述光接收器芯片接收。
4.根据权利要求2或3所述的单纤双向双端口光收发一体组件，其特征在于，所述输出光信号λ1波长为1270nm、1290nm、1310nm、1330nm或1350nm。
5.根据权利要求2或3所述的单纤双向双端口光收发一体组件，其特征在于，所述输入光信号λ2波长为1450nm、1470nm、1490nm、1510nm或1530nm。
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