CN107689540A - 光放大器及该光放大器的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明所要解决的技术问题为提供能够增大空间利用率的光放大器及该光放大器的制造方法。尤其是，本发明的目的在于，能够提高使用标准化的光收发器的光通信装置的空间效率。本发明涉及包括壳体、设置有光放大器的放大模块部和光收发器的装置，其特征在于，放大模块部以及光收发器包括于壳体，壳体包括通过一个以上的连接要素相互结合的上段部以及下段部，上段部包括沿着与从下段部向上段部延伸的第二方向垂直的第一方向排列的第一区域以及第二区域，第一区域具有比第二区域更大的面积，第二区域包括用于安装放大模块部的空腔，放大模块部包括用于安装光放大器的至少一部分的第一部分和形成于第一部分的一侧的结合支撑部。

Description

光放大器及该光放大器的制造方法

技术领域

本发明涉及光放大器及该光放大器的制造方法，尤其是，本发明涉及在标准化的光收发器的壳体另行设置空间而可安装于上述空间的光放大器。

背景技术

随着互联网的普及和数据服务的增加，宽带服务的需求在增加，因此，在光通信技术中，带宽增加的趋势在持续维持，目前跨越宽带的时代而要求用于实现超宽带的时代的技术创新。作为用于传递宽带信号的基础网的光传送网的信号速度，在过去10年间从2.5Gbps发展到10Gbps，但根据超高速互联网的必要性，在2010年电气和电子工程师学会(IEEE)完成了40Gbps以及100Gbps的互联网的标准化，与此相关，国际电信联盟电信标准分局(ITU-T)制定了能够收容这些信号的通信量来传送的40Gbps以及100Gbps光传送网(OTN)的建议案。像这样，急剧变化的带宽的增加趋势要求开发能够传送40Gbps以及100Gbps的光收发器。光传送网在从数据中心至使用人员终端为止的传递宽带服务的过程中担当重要的角色，因云服务和移动设备的数据服务的利用扩散而进一步强调光传送网的超宽带化的要求，预计这种趋势将会持续一段时间。尤其，为了数据中心和互联网/光传送网的大容量/高速化而将会持续性地进行向40G/100G的光收发器的更换。

为了进行大容量的传送，需要多个光收发器，为了减少聚集多个光收发器的空间，处于微型化趋势当中。此外，若不同的运营方以各自的形态来进行制作，则不能具有设备兼容性，因此，另行制定标准来进行标准化。

标准化的代表性的基准为通用形状因子可插拔(C Form-factor Pluggable，以下，称为“CFP”)。CFP区分为通用形状因子可插拔(CFP)、通用形状因子可插拔2(CFP2)、通用形状因子可插拔4(CFP4)，数字越大则意味着壳体的大小越小。尤其是，通用形状因子可插拔2(CFP2)具有通信公司所需要的速度和光学配件的大小最优化的结构，因此是最广泛使用的规格。

图1为示出包括一个以上的光收发器(未图示)并包括基于可与主框架500相结合的CFP2的壳体100的光通信装置10的一例。光通信装置10可以以插件(plug-in)形态来提供。

利用光通信装置10来实现的多个光收发器不仅可以为了提供光网络而使用，而且可以以像19英寸的机架(rack)那样的能够作为商业用购买的单一的机架的方式提供，从而能够最小化占有空间。

例如，包括一个以上的光收发器(未图示)的壳体100通过将壳体100的公端电连接器12与主框架500的母端电连接器11相连接来与主框架500相连接。

为了明确说明光通信装置10的尺寸以及结构，将引入+D1、-D1、+D2以及-D2的方向。+D1方向和-D1的方向为相互相反的方向。+D2方向和-D2的方向为相互相反的方向。+D1以及-D1方向分别垂直于+D2以及-D2方向。

为了接收没有错误的光信号，从接收器接收的光信号的强度应大于规定电平。但是，光信号的传送距离越长则光信号的强度越小。为了弥补这样的光信号的强度的损失，可以使用光放大器。

基于光纤的光放大器不会将光信号转换为电信号，因此，上述基于光纤的光放大器为在光通信系统广泛使用的光放大器。

此外，基于光纤的光放大器必须设置有用于能够放大光的介质的放大用光纤、产生激发光的泵浦(pump)光源等多个光元件，这样的光学配件具有规定大小，多个光元件以及光纤受到用于结合的结构以及外部环境的很大影响，因此基于光纤的光放大器现实上难以制作成规定大小以下。

【先行技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】韩国公开专利10-2012-0101828号公报

发明内容

(发明所要解决的问题)

随着光通信的速度加快至40Gbps或100Gbps，所需要的光信号的强度也变高，因此，光放大器的使用是必不可少的。因此，目前的实际情况是，一个光收发器需要追加一个光放大器，由于上述光放大器需要附加的空间，因此，要增加对于设置空间的费用。

本发明所要实现的技术问题在于，提供能够提高空间利用率的光放大器及其制造方法。尤其，本发明目的在于，能够提高使用标准化的光收发器的光通信装置的空间效率。

本发明的目的在于，对插槽(slot)空间的使用进行最小化，即，提高空间利用率来提供用于使用光收发器和光放大器的新的形态的光放大器或光收发器。

(解决问题所采用的措施)

用于解决本发明的问题的措施的一个实施例的包括壳体、设置有光放大器的放大模块部以及光收发器的装置的特征在于，上述放大模块部以及上述光收发器包含于上述壳体，上述壳体包括通过一个以上的连接要素相互结合的上段部以及下段部，上述上段部包括沿着与从上述下段部向上述上段部延伸的第一方向垂直的第二方向排列的第四区域以及第五区域，上述第四区域具有比上述第五区域更大的面积，上述第五区域包括用于安装上述放大模块部的空腔，上述放大模块部包括用于安装上述光放大器的至少一部分的第一部分和形成于上述第一部分的一侧的结合支撑部。

此外，根据本实施例的另一实施方式，还包括电连接器，上述电连接器结合于上述放大模块部和上述壳体的下段部之间，并与上述结合支撑部的一个以上的孔相结合。

此外，根据本实施例的另一实施方式，上述放大模块部还包括光输入/光输出端口以及电信号输入/输出端口。

此外，根据本实施例的另一实施方式，还包括形成于上述壳体的上段部的侧面且与上述放大模块部的一部分结合的一个以上的槽。

作为用于解决本发明的问题的措施的一个实施例的包括壳体、设置有光放大器的放大模块部以及光收发器的装置中，上述放大模块部以及上述光收发器包含于上述壳体，上述壳体包括通过一个以上的连接要素相互结合的上段部以及下段部，上述上段部包括沿着与从上述下段部向上述上段部延伸的第一方向垂直的第二方向排列的第一区域至第三区域，上述第一区域具有比上述第三区域更大的面积，第二区域划分第一区域与第三区域，上述第三区域包括用于安装上述放大模块部的空腔。

(发明的效果)

根据以上说明的本发明具有不需要额外的插槽空间而使在标准化的光收发器内的有限的空间利用率极大化来实现光放大器的优点。

由此，通过抑制系统的价格，不仅能够提高价格竞争力，而且能够提高效率。

此外，通过另行形成空腔，能够便于组装，从而缩短组装时间来可提高生产率。

附图说明

图1为示出包括一个以上的光收发器(未图示)的基于CFP2的壳体插入于主框架的光通信装置的示例的图。

图2的(A)部分为上段部110与下段部120相结合的壳体100的立体图，(B)部分为图2的(A)部分的侧视图，(C)部分为图2的(B)部分的壳体的局部放大图。

图3为图1的光通信装置的侧剖视图。

图4为图3的壳体的上段部的一个实施例的图。

图5为图4所示的壳体的上段部的另一个图。

图6为根据本发明一个实施例的包括光收发器的壳体与主框架相结合的光通信装置的侧剖视图。

图7为示出图4的壳体的上段部的实施例1的图。

图8为示出图4的壳体的上段部的实施例2的图。

图9为示出图4的壳体的上段部的实施例3的图。

图10为根据本发明一个实施例的用于安装光收发器以及光放大器的壳体的立体图。

图11为图10的侧剖视图。

(附图标记的说明)

10：光通信装置；11、143：母端电连接器；12、142：公端电连接器；

100、1000：壳体；110、210、310、1010：上段部；120、1020：下段部；

130、230：第一区域；131：主控制部；140、240：第二区域；

150、250：第三区域；231：放大用光纤(EDF)；232：布放孔；

241：开口部；242：紧固孔；251：空腔；252：支撑部；

253：驱动控制部；254：光部件；255：驱动控制部连接器；

256：支撑部件；420：放大模块部；500：主框架；1030：第四区域；

1050：第五区域；1060：放大模块部；1061：第一部分；1062：结合支撑部；

1063：第二连接孔；1072：第一连接孔；1080：连接要素

具体实施方式

图2至图5为示出以往的适用于CFP2的光收发器的标准化的壳体100的图。图2为示出CFP2的壳体的上段部110与下段部120相结合的形态的图。壳体100的大小应满足非常小的大小。

图3至图5为示出以往的CFP2的壳体100的上段部110的形状的附图。上段部110包括：第一区域(section)130，起到光收发器所处的位置的盖作用；第二区域140，起到与构成光收发器的多个配件分离的作用，支撑用于控制光收发器的主控制部131所结合的公端电连接器142并与其结合；第三区域150，覆盖母端电连接器143的上部面，公端电连接器142以插头形态与母端电连接器143紧固结合，在公端电连接器142与母端电连接器143相结合的情况下上述第三区域150位于母端电连接器143的上面。

通过图2至图5可以理解，第三区域150的外部形状为了通用的使用而被标准化，由于壳体100的大小非常小，因此，在需要光放大器的情况下，上述壳体100为不能另行放置现有的光放大器的结构。

图6至图11为用于解决这样的问题的、用于在标准化的且小的CFP2的壳体中放置光放大器的结构的实施例。

(实施例1：参照图7等)

为了适用于具有CFP2的规格的系统，光放大器应使用标准化的壳体100。因此，壳体的外部结构应该使用相同的结构。

因此，壳体100的上段部210的形状与以往的壳体的上段部110相同，上段部210包括第一区域230、第二区域240、第三区域250。

光放大器包括放大用光纤231、能够驱动并控制多个光部件254(例如，泵浦光源(pump light source)、隔离器、波分复用耦合器(wavelength division multiplexingcoupler)、波长可变光滤波器(wavelength-variable optival filter)、监控分接头光电二极管(monitoring tap photodiode))的驱动控制部253。

光部件在特性上对振动等的外部环境敏感，光纤对弯曲等极其明显地呈现出光功率损失。因此，封装多个光部件来形成的光部件的安装极其重要。

为了在上段部210装载光放大器，第一区域230包括可将放大所需长度的掺铒纤维(EDF，Erbium-doped fiber)231卷绕而安装的布放孔(routing hole)232。布放孔232的深度应小于标准化的上段部210的厚度。

此外，布放孔232可以形成为圆形，也可以形成为椭圆形。若考虑CFP2壳体的形状，则优选为椭圆形形状。

此外，所使用的EDF 231不是使用一般的EDF而是使用具有弯曲损失低的功能的特殊的EDF。这是因为，由于CFP2的壳体的大小缘故，若使用一般的EDF，则弯曲损失变大。因此，当布放孔232形成为圆形或椭圆形时，布放孔232的圆形部分的半径可以为5mm以上，但优选地，考虑上段部210的形状而使布放孔232具有尽量大的半径。

布放孔323的EDF 231经由第二区域240来与第三区域250的多个光元件相连接。优选地，EDF 231位于第一区域230的布放孔232，利用额外的部件使EDF 231与第一区域230相结合来防止EDF 231移动。此外，对安装于布放孔232的EDF 231应利用模塑(molding)材料等来进行固定。模塑材料的种类可以为有机硅等。

参照图4以及图7，图4中的以往的第二区域140以矩形的形态来设置于图7中的上段部210的第三区域250与第一区域230的之间。但是，参照图6以及图7，本发明的第二区域240可在中央包括开口部241。上述开口部241以矩形的形态设置于上段部210的第三区域250和第一区域230之间，EDF 231经由开口部241来从第一区域230连接至第三区域250。

此外，在开口部241设置后述的驱动控制部连接器255，提供仅用于测试光放大器的空间。

公端电连接器142与位于第二区域240的紧固孔242相结合。以往的第二区域140因不具有开口部而第二区域240和公端电连接器142的结合很牢固，但本发明中提出的第二区域240包括开口部241，因此，相对地无法充分地支撑公端电连接器142。在第二区域240的一个面形成支撑部252来增大公端电连接器142的面积，由此能够解决如上所述的问题，优选地，将多个支撑部252中的2个形成于紧固孔242附近。

以往的第三区域150不具有额外的内部空间而仅包括用于进行散热的结构，但本发明的第三区域250还包括空腔251(参照图6)。上述空腔251应以不变更上段部210的CFP2的外围规格的形状的方式包括在第三区域250。空腔251可包括驱动控制部253以及用于构成光放大器的多个光部件254。优选地，驱动控制部253由可挠性的印刷电路板来形成，多个光部件254可使用小型化的多个光部件254以便能够安装于空腔251。例如，多个光部件254可包括泵浦光源、隔离器、波分复用耦合器、波长可变光滤波器、监控分接头光电二极管。泵浦光源、隔离器、波分复用耦合器为通常所使用的基于光纤的光放大器的结构，其中，波长可变光滤波器是为了减少光放大器输出的信噪比而使用。驱动控制部连接器255使驱动控制部253和主控制部131(参照图6)相连接，并横跨(cross)第二区域240的开口部241。上述驱动控制部连接器255不仅起到使驱动控制部253与主控制部131相结合的作用，而且在结合之后，具有可以按模块来进行测试的空间以及功能。通过如上所述的特征，可以按各个模块来进行有无异常的判断，从而能够进行容易的管理。

为了在空腔251内安装驱动控制部253和多个光部件254，首先使驱动控制部253位于空腔251的底部。若从整个光收发器观察，则这相当于上部。多个光部件254位于驱动控制部253的上侧。此时，驱动控制部253因多个光部件254的壳体而可能产生短路，因此，为了防止这样的现象，空腔251可另行包括划分部件。

驱动控制部253和多个光部件254安装于空腔251的内部，因此，若使上段部210与下段部120相结合，则驱动控制部253和多个光部件254朝向下侧，因此，需要将驱动控制部253和多个光部件254固定于空腔251。为此，可利用模塑材料，例如，模塑材料可使用有机硅型的热固性模塑液。如上所述的有机硅型的热固性模塑液的热传递特性优于其他模塑材料的热传递特性，因此，为了散热而优选使用有机硅型，若有机硅型的热固性模塑液进行固化，则与壳体的上段部的面相接，能够有效地进行散热。此外，模塑液通过制作单独的夹具(jig)并利用注射针来进行注入，使得模塑液不向开口部241漏出。其后，使模塑液固化。由于利用夹具来引导(guide)模塑液，因此，模塑液固化后的形状可以利用夹具来形成，形状可考虑CFP2的形状和可进行散热的表面积来加以制作。因此，可以一次性对驱动控制部253和多个光部件254进行模塑。

在上段部210与下段部120相结合的情况下，固定于空腔251的放大用光纤231、多个光部件254、驱动控制部253可能与公端电连接器142或母端电连接器143产生干涉。因此，为了防止这种现象，用于覆盖第三区域250的额外的盖可与第三区域250相结合。

(实施例2：参照图8等)

图8为示出本发明的另一实施例的图。在实施例2中，上段部310包括第一区域230、第二区域240和第三区域250，第二区域240呈在中央包括开口部(空洞，241)的矩形的形态，且位于上段部310的第三区域250与第一区域230之间。

第二区域240包括紧固孔242，紧固孔242与公端电连接器142相连接。但是，与以往的第二区域140不同，包括开口部241的第二区域240相对地不能充分地支撑电连接器。在第二区域240的一个面形成多个支撑部252来增大电连接器的支撑面积，由此能够解决如上所述的问题，优选地，将多个支撑部252中的2个形成于紧固孔242附近。

第三区域250包括空腔251(参照图6)，为了在空腔251内安装驱动控制部253和多个光部件254，首先，使驱动控制部253位于空腔251的底部。若从整个光收发器观察，则这相当于上部侧。多个光部件254位于驱动控制部253上侧。此时，驱动控制部253因多个光部件254的壳体而可能产生短路，因此，为了防止这样的现象，空腔250可另行包括划分部件。

驱动控制部连接器255横跨第二区域240的开口部241，使位于第一区域230的主控制部131(参照图6)与驱动控制部253相连接。驱动控制部连接器255可以用于对光放大器进行测试。

放大用光纤231以在空腔内具有椭圆形的方式安装于驱动控制部253的上部。此时，为了固定放大用光纤231，空腔251可包括支撑部件256。多个光部件254位于呈椭圆形态并安装于空腔251的放大用光纤231的内侧。驱动控制部253、放大用光纤231以及多个光部件254可利用模塑液来固定于空腔251。例如，模塑材料可以使用有机硅型的热固性模塑液。此外，在上段部310与下段部120相结合的情况下，固定于空腔251的放大用光纤231、驱动控制部253以及多个光部件254可能与公端电连接器142或母端电连接器143等产生干涉。因此，为了防止这种现象，用于覆盖第三区域250的额外的盖可与第三区域250相结合。

(实施例3：参照图9等)

图9为示出本发明的另一实施例的图。参照图9，实施例3与实施例2相比，在提高生产率、组装光放大器之后的测试的便利性等方面具有更优秀的效果。

参照图9，将光放大器安装于第三区域250的过程中，光放大器的上段部410包括第一区域230、第二区域240以及第三区域250，第三区域250包括空腔251(参照图6)以及放大模块部420。放大模块部420可以与空腔251相结合。此外，光放大器安装于上述放大模块部420。例如，放大模块部420可以为塑料材料的矩形的形态，可包括能够使驱动控制部连接器255通过的孔。

使驱动控制部253位于放大模块部420的底部，使驱动控制部连接器255位于放大模块部420的外部。驱动控制部连接器255可经由第二区域240的开口部241使驱动控制部253与主控制部131相连接，也可用于另外的测试用途。

放大用光纤231可以以椭圆形的形态卷绕而安装于放大模块部420，多个光部件254可以位于所安装的放大用光纤231内。此外，上述的放大用光纤231和多个光部件254可以利用上述模塑液来固定于放大模块部420的内部。在本实施例中，可以变更驱动控制部250和放大用光纤231的位置。

本实施例中，虽将放大用光纤231安装于放大模块部420的内部，但可在第一区域230形成布放孔232，使放大用光纤231位于布放孔232，放大模块部420仅包括除了放大用光纤以外的多个光部件254、驱动控制部253或其他配件。

(实施例4：参照图10等)

图10和图11为本发明一个实施例的用于安装光收发器以及光放大器的壳体的立体图和侧剖视图。

如图10所示，壳体1000包括相互结合的上段部1010以及下段部1020。上述壳体1000的上段部1010可包括沿着作为与从上述上段部1010延伸至下段部1020的方向垂直、即与+D1垂直的方向的+D2排列的第四区域1030以及第五区域1050。在第四区域1030可包括至少一个光收发器(未图示)，第五区域1050可以包括用于安装上述放大模块部的空腔。第四区域1030可具有比第五区域1050更宽阔的面积。

在上述第五区域1050的空腔1051内，设置包括光放大器(未图示)的放大模块部1060。此外，上述放大模块部1060包括用于安装上述光放大器的至少一部分的第一部分1061和形成于上述第一部分1061的一端的结合支撑部1062。

壳体1000还可包括与主框架(未图示)(例如，图1的500)的电连接器相连接而形成光通信装置(未图示)的电连接器1070。此外，在上述电连接器1070可包括至少一个第一连接孔1072，在上述结合支撑部1062可形成与第一连接孔相对应的至少一个第二连接孔1063。

下段部1020、上段部1010、结合支撑部1062可经第一连接孔1072以及第二连接孔1063，利用连接要素1080、例如螺丝来与电连接器1070相结合。通过如上所述的结合，电连接器1070可配置于放大模块部1060和上段部1010之间。

在上述的一部分实施例中，放大模块部1060还可包括光输入/光输出端口1064-1以及电信号输入/输出端口1064-2。

光输入/光输出端口1064-1例如可与第四区域1030内的光收发器(未图示)相结合(例如熔接连接)，电信号输入/输出端口1064-2例如至少可与主控制部(未图示，例如图6的131)相连接。作为另一例，光输入/光输出端口1064-1可以利用露出的光纤或SC、LC等的其他标准的光连接器来实现。

此外，在一部分实施例中，放大模块部1060可包括朝向-D2方向向形成于第四区域1030的一个以上的孔(未图示)延伸的像销(pin)那样的一个以上的突出部(未图示)。放大模块部1060使一个以上的突出部与在第四区域1030的一个以上的孔内相结合，从而可以与第四区域1030相结合。

此外，在一部分实施例中，放大模块部1060在侧面还包括至少一个槽(groove)(未图示)。此外，壳体1000的第五区域1050可包括形成于侧面的至少一个滑轨。上述滑轨与上述槽相对应，上述放大模块部1060可通过上述滑轨和上述槽向第五区域1050内滑动。

此外，在部分实施例中，放大模块部1060在侧面还可包括至少一个滑轨(未图示)。此外，壳体1000的第五区域1050可包括形成于侧面的至少一个槽。上述滑轨与上述槽相对应，上述放大模块部1060可通过上述滑轨和槽向第五区域1050内滑动。

此外，在部分实施例中，在上述壳体1000的上段部1010的侧面还可包括一个以上的槽，上述槽可以起到划分第四区域1030和第五区域1050的作用。上述一个以上的槽可以与上述放大模块部1060的一部分结合。优选地，上述放大模块部1060的一部分可以用作结合支撑部1062。

Claims (5)

1.一种包括壳体、设置有光放大器的放大模块部以及光收发器的装置，其特征在于，

上述放大模块部以及上述光收发器包含于上述壳体，

上述壳体包括通过一个以上的连接要素相互结合的上段部以及下段部，

上述上段部包括沿着与从上述下段部向上述上段部延伸的第一方向垂直的第二方向排列的第四区域以及第五区域，

上述第四区域具有比上述第五区域更大的面积，上述第五区域包括用于安装上述放大模块部的空腔，

上述放大模块部包括用于安装上述光放大器的至少一部分的第一部分和形成于上述第一部分的一端的结合支撑部。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括电连接器，上述电连接器结合于上述放大模块部和上述壳体的下段部之间，并与上述结合支撑部的一个以上的孔相结合。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，上述放大模块部还包括光输入/光输出端口以及电信号输入/输出端口。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括形成于上述壳体的上段部的侧面且与上述放大模块部的一部分相结合的一个以上的槽。

5.一种包括壳体、设置有光放大器的放大模块部以及光收发器的装置，其特征在于，

上述放大模块部以及上述光收发器包含于上述壳体，

上述壳体包括通过一个以上的连接要素相互结合的上段部以及下段部，

上述上段部包括沿着与从上述下段部向上述上段部延伸的第一方向垂直的第二方向排列的第一区域至第三区域，

上述第一区域具有比上述第三区域更大的面积，

第二区域划分第一区域与第三区域，

上述第三区域包括用于安装上述放大模块部的空腔。