CN103441801B - 光线路终端制作方法、光线路终端、无源光网络局端设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种光线路终端的制作方法、光线路终端，及包括该光线路终端的无源光网络局端设备，其中，所述制作方法包括：根据光线路终端的物理版图，在封装基板上形成多个并列设置的V型槽和多个电路焊盘；在封装基板上设置单纤双向阵列收发光电组件，所述单纤双向阵列收发光电组件包括多个并排设置的单纤双向收发光电组件，且单纤双向收发光电组件与V型槽一一对应；对单纤双向阵列收发光电组件进行封装，即对多个单纤双向收发光电组件进行集体封装，从而减小了所述光线路终端的尺寸，进而在不增加局端设备成本的前提下，充分利用无源光网络中局端设备的空间，实现了高密度光端口设计。

Description

光线路终端制作方法、光线路终端、无源光网络局端设备

技术领域

本发明涉及无源光网络技术领域，尤其涉及一种光线路终端的制作方法、利用该制作方法制作的光线路终端，以及一种包括该光线路终端的无源光网络局端设备。

背景技术

在PON（无源光网络）的技术应用中，OLT（OpticalLineTerminal，光线路终端）设备是重要的局端设备，其主要功能为与前端（汇聚层）交换机用网线相连，将从前端交换机接收到的网络电信号转换为光信号，并用单根光纤与用户端的光分路器互联，实现对ONU（OpticalNetworkUnits，用户端光网络单元）的控制、管理和测距等。具体的，如图1所示，现有的PON系统结构由光线路终端（OLT）01、包含无源光器件的光分路器02和用户端光网络单元（ONU）03三部分，在下行方向，IP数据、语音、视频等多种业务位于OLT01，采用光波的方式，通过光分路器02中的1：N无源光分路器分配到ONU03；在上行方向，来自各个ONU03的多种业务信息互不干扰的通过光分路器02中的1：N无源光分路器耦合到同一光纤，最终送到OLT01。但是，现有技术中光线路终端（OLT）的尺寸较大。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种光线路终端的制作方法、利用该方法制作的光线路终端以及包括该光电路终端的无源光网络局端设备，以降低所述光线路终端以及包括该光线路终端的无源光网络局端设备的尺寸。

为解决上述问题，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种光线路终端的制作方法，包括：

根据光线路终端的物理版图，在封装基板上形成多个并列设置的V型槽和多个电路焊盘；

在所述封装基板上设置单纤双向阵列收发光电组件，所述单纤双向阵列收发光电组件包括多个并排设置的单纤双向收发光电组件，且所述单纤双向收发光电组件与所述V型槽一一对应；

对所述单纤双向阵列收发光电组件进行封装。

优选的，在所述封装基板上设置单纤双向阵列收发光电组件，所述单纤双向阵列收发光电组件包括多个并排设置的单纤双向收发光电组件，且所述单纤双向收发光电组件与所述V型槽一一对应包括：

在每个V型槽内固定透镜；

在所述封装基板上贴装光电探测器，所述光电探测器的光敏面背离所述封装基板，并将所述光电探测器与和其相对应的电路焊盘电连接；

在所述封装基板上贴装激光器，并将所述激光器与和其对应的电路焊盘电连接；

调整所述激光器和光电探测器，使所述激光器、光电探测器和透镜三者之间光学耦合；

在所述V型槽内固定光纤，且所述光纤与所述透镜远离所述激光器的一端相连；

在所述光电探测器的正上方安装滤波片，所述滤波片所在平面与封装基板所在平面之间的角度为45°；

其中，所述光电探测器、激光器、透镜与所述光纤一一对应，且位于垂直于所述封装基板的同一竖直平面内。

优选的，所述光电探测器与所述滤波片一一对应。

优选的，所述光电探测器共用同一滤波片。

优选的，所述滤波片通过支撑装置固定在所述封装基板上。

优选的，还包括：

设置在所述封装基板上的跨阻放大器，所述跨阻放大器设置在所述封装基板安装光电探测器的一侧表面，或设置在所述封装基板背离光电探测器的一侧表面。

优选的，所述激光器仅包括激光器芯片，所述光电探测器仅包括光电探测器芯片。

优选的，所述封装基板为覆铜板层压板、硅基板、陶瓷基板、玻璃基板或低膨胀率金属基板。

一种光线路终端，所述光线路终端利用上述任一项所述的制作方法制作而成。

一种无源光网络局端设备，所述无源光网络局端设备包括至少一个上述光线路终端。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

本发明实施例所提供的技术方案，包括：在所述封装基板上设置单纤双向阵列收发光电组件，所述单纤双向阵列收发光电组件包括多个单纤双向收发光电组件，并对所述单纤双向阵列收发光电组件进行封装，即对多个单纤双向收发光电组件进行集体封装，而无需再对多个单纤双向收发光电组件进行单独封装，从而减小了所述光线路终端的尺寸，进而在不增加局端设备成本的前提下，充分利用无源光网络中局端设备的空间，实现了高密度光端口设计。

附图说明

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他的附图。

图1为现有技术中PON系统结构的结构示意图；

图2为现有技术中单纤双向收发光电组件的光路原理示意图；

图3为本发明实施例所提供的光线路终端制作方法的流程示意图；

图4为本发明实施例所提供的光线路终端制作方法中步骤2的流程示意图；

图5为本发明实施例所提供的光线路终端的内部结构示意图；

图6为本发明实施例所提供的光线路终端的整体结构示意图。

具体实施方式

正如背景技术部分所述，现有技术中光线路终端（OLT）的尺寸较大。

发明人研究发现，这是由于现有技术中的光线路终端中，基本上都是采用单独封装的单纤双向收发模块，而且，为了实现所述光线路终端具有多个端口，通常是将多个单独封装的单纤双向收发模块并行排列起来，安装到光线路终端的设备中，制成光线路终端，其中每个单纤双向收发模块，对应该光线路终端的一个端口，每个端口对应多个用户端光网络单元。

但是，随着无源光网络的发展和普及，人们对所述光线路终端端口的需求数量越来越大，在网络应用中，ONU的需求量是数以千计、万计，甚至更多，而每个OLT的端口可以支持用户端光网络单元（ONU）的数量有限，如在EPON网络中，一般一个OLT端口支持32个ONU，从而使得OLT需要成百上千个端口，即成百上千个单纤双向收发模块。而现有技术中主要是通过在所述光线路终端中增加单独封装的单纤双向收发模块的数量，来增加每个光线路终端的端口数量，而每个单独封装的单纤双向收发模块均包括：单纤双向收发光电组件和封装所述单纤双向收发光电组件的封装外壳，是一个独立的封装结构，其尺寸已经很难继续减小，因此，增加所述光线路终端的端口数量必然增加光线路终端的尺寸，从而导致现有技术中光线路终端的尺寸较大，而且增加了所述光线路终端的制作成本。

发明人进一步发现，现有技术中的单纤双向收发光电组件，如图2所示，均包括透镜011、激光器012、光电探测器013、滤波片014以及与所述透镜011相连的光纤015等光器件，其中，所述激光器012和光电探测器013先采用TO封装进行单独封装，即所述激光器012包括激光器芯片和封装所述激光器芯片的封装外壳，所述光电探测器013包括光电探测器芯片和封装所述光电探测器芯片的封装外壳，然后再连接到所述单纤双向收发光电组件的光路图中进行封装，而受制于所述激光器012和光电探测器013的单独封装结构（即TO封装），在不增加成本的条件下，所述激光器012和光电探测器013的尺寸很难再减小，从而进一步导致所述单纤双向收发模块的尺寸较大，进而导致所述光线路终端的尺寸较大。

而且，局端设备的尺寸和空间有限，如果单纯依靠增加单纤双向收发模块的数量来增加光线路终端的端口数目，就会带来成本和空间上的困扰，因此，如何在现有的空间尺寸条件下，容纳更多的端口成为无源网络系统十分迫切的需求。

基于上述研究的基础上，本发明实施例提供了一种光线路终端的制作方法，包括以下步骤：

根据光线路终端的物理版图，在封装基板上形成多个并列设置的V型槽和多个电路焊盘；

在所述封装基板上设置单纤双向阵列收发光电组件，所述单纤双向阵列收发光电组件包括多个并排设置的单纤双向收发光电组件，且所述单纤双向收发光电组件与所述V型槽一一对应；

对所述单纤双向阵列收发光电组件进行封装。

相应的，本发明实施例还提供了一种利用上述制作方法制作的光线路终端，以及包括该光线路终端的无源光网络局端设备。

本发明实施例所提供的光线路终端制作方法，包括：在所述封装基板上设置单纤双向阵列收发光电组件，所述单纤双向阵列收发光电组件包括多个单纤双向收发光电组件，并对所述单纤双向阵列收发光电组件进行封装，即本发明实施例所提供的光线路终端制作方法采用直接对多个单纤双向收发光电组件进行集体封装，而无需再对多个单纤双向收发光电组件进行单独封装，从而减小了所述光线路终端的尺寸，进而在不增加局端设备成本的前提下，充分利用无源光网络中局端设备的空间，实现了高密度光端口设计。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

实施例一

本发明实施例提供了一种基于自由空间型结构来实现阵列集成化单纤双向收发光电组件的光线路终端制作方法。如图3所示，本发明实施例所提供的光线路终端制作方法，包括：

步骤S1：根据光线路终端的物理版图，在封装基板上形成多个并列设置的V型槽和多个电路焊盘。

需要说明的是，在本发明的一个实施例中，所述封装基板的材料可以为电路板材料，如所述封装基板为覆铜板层压板，优选的，所述封装基板为FR-4；在本发明的第二实施例中，所述封装基板的材料可以为基于半导体工艺制作的半导体材料，如所述封装基板为硅基板；在本发明的第三实施例中，所述封装基板的材料可以为陶瓷，即所述封装基板为陶瓷基板；在本发明的第四实施例中，所述封装基板的材料可以为玻璃，即所述封装基板为玻璃基板；在本发明的第五实施例中，所述封装基板的材料可以为低膨胀率金属（包括可发和殷钢），即所述封装基板为低膨胀率金属基板，但在本发明的其他实施例中，所述封装基板还可以为其他材料，本发明对此并不做限定。

还需要说明的是，当所述封装基板为玻璃基板时，所述封装基板还可以同时作为光信号的传输介质。

下面以所述封装基板为FR-4为例，对本发明实施例所提供的光线路终端的制作方法进行说明。首先，根据光线路终端的物理版图，通过机械加工的方式，在所述封装基板上形成多个并列设置的V型槽以及多个电路焊盘。此外，还需通过机械加工的方式，在所述封装基板上形成所需要的各种封装结构，以便于放置所述光线路终端中的各光器件，如激光器和光电探测器等，由于其已为本领域技术人员所熟知，本发明对此不再详细赘述。

步骤S2：在所述封装基板上设置单纤双向阵列收发光电组件，所述单纤双向阵列收发光电组件包括多个并排设置的单纤双向收发光电组件，且所述单纤双向收发光电组件与所述V型槽一一对应。其中，所述单纤双向收发光电组件包括：激光器、光电探测器、透镜以及与透镜相连的光纤等光器件。

需要说明的是，所述封装基板表面的各封装结构可以根据所述单纤双向阵列收发光电组件所包括的单纤双向收发光电组件的个数及其包括的各光器件的尺寸、结构进行设计布局，其中，对于透镜和光纤可以采用V型槽进行定位和固定；激光器和光电探测器可以通过贴装电极及标志线来辅助定位和固定，并通过光学耦合调试来对其进行精确调整；滤波片等其他光器件可以通过机械结构定位以及电极焊盘或标志线进行定位。

故，在本发明的一个具体实施例中，如图4所示，步骤S2包括：

步骤S201：在每个V型槽内固定透镜。

步骤S202：在所述封装基板上贴装光电探测器，所述光电探测器的光敏面背离所述封装基板，并将所述光电探测器与和其相对应的电路焊盘电连接。

步骤S203：在所述封装基板上贴装激光器，并将所述激光器与和其对应的电路焊盘电连接。

步骤S204：对所述激光器施加电压，调整所述激光器和光电探测器，使所述激光器、光电探测器和透镜三者之间光学耦合。

优选的，所述激光器、透镜、光纤和光电探测器等光器件采用紧凑尺寸结构，例如外径为1.0mm或更小的尺寸，从而减小所述光线路终端的尺寸。

步骤S205：在所述V型槽内固定光纤，使所述光纤与所述透镜远离所述激光器的一端相连。其中，所述光电探测器、激光器、透镜与所述光纤一一对应，且位于垂直于所述封装基板的同一竖直平面内。

步骤S206：在所述光电探测器的上方安装滤波片，所述滤波片所在平面与封装基板所在平面之间的角度为45°。在具体工作过程中，所述激光器发出的光通过滤波片投射到所述透镜上，并经过所述透镜耦合到光纤中，为了获得良好的耦合效率，可以通过调节光纤的位置进行耦合调整，由于其已为本领域技术人员所熟知，本发明对此不再详细赘述。

需要说明的是，在本发明的一个实施例中，所述光电探测器与所述滤波片一一对应；在本发明的另一个实施例中，所述光电探测器共用同一滤波片，以简化所述光电路终端的制作工艺，本发明对此并不做限定。优选的，所述滤波片通过支撑装置固定在所述封装基板上，所述支撑装置优选为固定在所述封装基板上，且所述支撑装置和所述滤波片的接触面同所述封装基板所在平面之间的夹角为45°，从而使得所述滤波片通过所述支撑装置固定在所述光电探测器的正上方，且位于所述激光器朝向所述光电探测器的一侧。

本发明实施例所提供的光线路终端的制作方法中，所述光电探测器的光敏面背离所述封装基板竖直向上，从而使得所述光电探测器刚好可以直接接收沿45°方向设置的滤波片反射下来的光信号；所述光电探测器、激光器、透镜与所述光纤一一对应，且位于垂直于所述封装基板的同一竖直平面内，从而可以更加紧凑所述光线路终端的结构，提高所述光线路终端的端口密度。

在本发明的一个实施例中，所述激光器仅包括激光器芯片，以减小所述单纤双向收发光电组件的占用空间，从而充分利用无源光网络中局端设备的空间，实现高密度光端口设计，或在包括相同数量的单纤双向收发光电组件的前提下，减小所述光线路终端的尺寸；在本发明的另一个实施例中，所述光电探测器仅包括光电探测器芯片，以进一步减小所述单纤双向收发光电组件的占用空间，从而进一步充分利用无源光网络中局端设备的空间，实现高密度光端口设计，或在包括相同数量的单纤双向收发光电组件的前提下，进一步减小所述光线路终端的尺寸。

本发明实施例所提供的光线路终端的制作方法，还包括：设置在所述基板上的激光器的监测器，且所述激光器的监测器与所述激光器之间具有一定的安装偏转角度，从而避免反射光反射到所述激光器中。此外，本发明实施例所提供的光线路终端的制作方法，还包括：设置在所述封装基板上的跨阻放大器，在本发明的一个实施例中，所述跨阻放大器设置在所述封装基板安装光电探测器的一侧表面，在本发明的另一个实施例中，所述跨阻放大器设置在所述封装基板背离光电探测器的一侧表面，以节省所述光线路终端的占用空间，且避免所述光线路终端工作过程中，光路被遮挡的现象。

步骤S3：对所述单纤双向阵列收发光电组件进行封装。

在所述封装基板上安装完所述单纤双向阵列收发光电组件的各光器件之后，对所述单纤双向阵列收发光电组件进行封装，在所述封装基板上形成封装所述单纤双向阵列收发光电组件的封装盒，并把所述封装基板上相应的电极与所述封装盒的各个引脚进行连线，然后进行封装外壳盒封盖，最后对所述封装盒的光纤引出口进行气密封装，完成对所述单纤双向阵列收发光电组件的封装。需要说明的是，本发明实施例所提供的光线路终端的制作方法中，所述封装盒的封装材料优选采用可发材料，但不限于可发材料，本发明对此并不做限定。

实施例二

本发明实施例提供了一种利用上述任一实施例所述光线路终端制作方法制作的光线路终端，如图5和图6所示，该光线路终端包括：封装基板1；固定在所述封装基板1上的单纤双向阵列收发光电组件，所述单纤双向阵列收发光电组件包括多个并排设置的单纤双向收发光电组件2；封装所述单纤双向阵列收发光电组件的封装盒3。其中，所述单纤双向收发光电组件2包括：透镜21、激光器22、光电探测器（图中未示出）、滤波片24以及与所述透镜21相连的光纤25等光器件，由于其已为本领域技术人员所熟知，本发明在此不再详细赘述。

需要说明的是，图5中所示光线路终端结构中，所述单纤双向阵列收发光电组件仅包括4个并排设置的单纤双向收发光电组件2，但在本发明的其他实施例中，所述单纤双向阵列收发光电组件还可以包括任意个并排设置的单纤双向收发光电组件2，本发明对此不做限定。

还需要说明的是，在本发明的一个实施例中，所述光电探测器与所述滤波片一一对应；在本发明的另一个实施例中，所述光电探测器共用同一滤波片，以简化所述光电路终端的制作工艺，本发明对此并不做限定。

在本发明的一个实施例中，所述激光器仅包括激光器芯片，以减小所述单纤双向收发光电组件的占用空间，从而充分利用无源光网络中局端设备的空间，实现高密度光端口设计，或在包括相同数量的单纤双向收发光电组件的前提下，减小所述光线路终端的尺寸；在本发明的另一个实施例中，所述光电探测器仅包括光电探测器芯片，以进一步减小所述单纤双向收发光电组件的占用空间，从而进一步充分利用无源光网络中局端设备的空间，实现高密度光端口设计，或在包括相同数量的单纤双向收发光电组件的前提下，进一步减小所述光线路终端的尺寸。

此外，本发明实施例所提供的光线路终端还包括避免反射光反射到所述激光器中的激光器的监测器26以及跨阻放大器（图中未示出）等，本发明对此不再详细赘述。

相应的，本发明实施例还提供了一种无源光网络局端设备，所述无源光网络局端设备包括至少一个实施例二中所述光线路终端。

本发明实施例所提供的光线路终端的制作方法、光线路终端、包括该光线路终端的无源光网络局端设备，对多个单纤双向收发光电组件进行集体封装，而无需再对多个单纤双向收发光电组件进行单独封装，从而减小了所述光线路终端的尺寸，进而在不增加局端设备成本的前提下，充分利用无源光网络中局端设备的空间，实现了高密度光端口设计，降低了所述光线路终端或包括该光线路终端的无源光网络局端设备中各端口的平均成本。

综上所述，利用本发明实施例所提供的制作方法制作的光线路终端、包括该光线路终端的无源光网络局端设备，相较于传统结构，实现了高密度端口设计，大大减少了每个端口所占用的设备空间，从而在包括相同数量端口的前提下，降低了所述光线路终端以及包括该光线路终端的无源光网络局端设备的成本。

本说明书中各个部分采用递进的方式描述，每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处，各个部分之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种光线路终端的制作方法，其特征在于，包括：

根据光线路终端的物理版图，在封装基板上形成多个并列设置的V型槽和多个电路焊盘；

在所述封装基板上设置单纤双向阵列收发光电组件，所述单纤双向阵列收发光电组件包括多个并排设置的单纤双向收发光电组件，且所述单纤双向收发光电组件与所述V型槽一一对应；

对所述单纤双向阵列收发光电组件进行封装；

在所述封装基板上设置单纤双向阵列收发光电组件，所述单纤双向阵列收发光电组件包括多个并排设置的单纤双向收发光电组件，且所述单纤双向收发光电组件与所述V型槽一一对应包括：

在每个V型槽内固定透镜；

在所述封装基板上贴装光电探测器，所述光电探测器的光敏面背离所述封装基板，并将所述光电探测器与和其相对应的电路焊盘电连接；

在所述封装基板上贴装激光器，并将所述激光器与和其对应的电路焊盘电连接；

调整所述激光器和光电探测器，使所述激光器、光电探测器和透镜三者之间光学耦合；

在所述V型槽内固定光纤，且所述光纤与所述透镜远离所述激光器的一端相连；

在所述光电探测器的正上方安装滤波片，所述滤波片所在平面与封装基板所在平面之间的角度为45°；

其中，所述光电探测器、激光器、透镜与所述光纤一一对应，且位于垂直于所述封装基板的同一竖直平面内。

2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述光电探测器与所述滤波片一一对应。

3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述光电探测器共用同一滤波片。

4.根据权利要求2或3所述的制作方法，其特征在于，所述滤波片通过支撑装置固定在所述封装基板上。

5.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，还包括：

设置在所述封装基板上的跨阻放大器，所述跨阻放大器设置在所述封装基板安装光电探测器的一侧表面，或设置在所述封装基板背离光电探测器的一侧表面。

6.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述激光器仅包括激光器芯片，所述光电探测器仅包括光电探测器芯片。

7.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述封装基板为覆铜板层压板、硅基板、陶瓷基板、玻璃基板或低膨胀率金属基板。

8.一种光线路终端，其特征在于，所述光线路终端利用权利要求1-7任一项所述的制作方法制作而成。

9.一种无源光网络局端设备，其特征在于，所述无源光网络局端设备包括至少一个权利要求8所述的光线路终端。