CN108631874B - 面向10g-pon应用的无制冷器的olt光组件及光模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向10G‑PON应用的无制冷器的OLT光组件及光模块。本发明采用一种特殊的1577nm直接调制激光器(DML)，能够减小色散效应，满足10G‑PON下行的传输要求；本发明在封装设计上无需半导体制冷器(TEC)对此DML进行温控；本发明在封装上采用一个加热器，当温度过低时，加热器开始工作，有效地减小激光器的工作温度范围，使得在较大环境温度变化范围内，此DML的波长漂移不超出10G‑PON规定的范围(1575nm‑1580nm)。本发明无需半导体制冷器，降低了功耗，简化了封装结构，提高封装良率，大大降低了10G‑PON OLT光组件及光模块的成本。

Description

面向10G-PON应用的无制冷器的OLT光组件及光模块

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，具体涉及一种无需制冷器的面向10G-PON应用的DML光组件及应用其的OLT光模块及系统。

背景技术

光纤接入网络作为新一代宽带解决方案已经被广泛应用，为用户提供高带宽、全业务的接入平台。而FTTH(Fiber To The Home，光纤到户，将光纤直接接至用户家)更是被称为是最理想的业务透明网络，是接入网发展的最终方式。

在多种方案中，采用点到多点(P2MP)的光纤接入方式PON(Passive OpticalNetwork，无源光纤网络)是最佳选择。PON是一种应用于接入网，局端设备(OLT)与多个用户端设备(ONU/ONT)之间通过无源的光缆、光分/合路器(Splitter)等组成的光分配网(ODN)连接的网络。“无源”的关键是在OLT和ONU之间的ODN是没有任何有源电子设备的光接入网，正因为此“无源”特性，使得PON这种纯介质网络可以避免外部设备的电磁干扰和雷电影响，减少线路和外部设备故障率，提高了系统可靠性，同时减少了维护成本。

如图1所示为现有技术中低速PON系统的基本架构。局端设备OLT(11)和用户端设备(12)是有源的，两者之间通过光纤及无源Splitter(13)连接。上行及下行光信号通过波分复用在同一根光纤里传输，下行波长为1490nm，上行波长为1310nm。

从2003年开始，低速率的PON系统开始在全世界范围内大规模部署，其中EPON上下行速率(Downstream/Upstream)均为1.25Gbps，而GPON的下行速率为2.5Gbps，上行为1.25Gbps。由于近年来网络电视、游戏以及虚拟现实等应用的快速发展，光纤接入网络开始向更高速率发展，10G速率的PON系统渐渐开始进入商用。国际标准组织(IEEE,ITU等)将10G速率PON系统(包括10G-EPON,XGPON1，XGSPON,Combo-PON等)的下行波长确定在1575-1580nm之间(一般用1577nm来表示)，上行波长确定为1270nm。

如图2所示是现有技术中10G-PON的架构，传统低速PON ONU(12)和10G-PON ONU(22)在必须在同一个PON系统里共存(Co-existence)。10G-PON OLT(21)需要能够同时支持传统低速ONU及10G速率的ONU。这样10G-PON系统通过波分复用同时会有4个波长在一根光纤里传输，包括1577nm，1490nm的下行波长，和1270nm，1310nm的上行波长。传统10G-PONOLT(21)系统包含(或插入了)一个或多个传统10G-PON OLT模块(25)。此传统模块(25)包括一个电吸收外调制激光器(EML)及一个半导体制冷器(TEC)，如图2中201及202所示。

现有技术10G-PON OLT模块(25)需要采用电吸收调制激光器(EML)作为下行光源的原因是为了克服光纤色散的影响。而EML激光器本质上必须采取带制冷器的封装方式。图3是目前市场现有的1577nm EML TO-CAN封装示意图。在此TO-CAN(30)内，必须包括一个TEC(34)。由于TEC的尺寸、散热等要求，1577nm EML(31)无法放到最佳的位置，在光路设计上需要使用反射棱镜(35)及侧面入光的背光监测PD(32)等元件。热敏电阻(33)是为了精确控制EML的温度工作点。TEC本身就十分昂贵，由于TEC的存在，TO基座设计难度也有所增加，再加上32、33、35等器件，现有基于EML激光器的1577nm OLT TO-CAN的制造成本非常高，而且整体功耗也比较大。此外在光模块设计上，必须使用专用的EML和TEC的驱动集成电路芯片，进一步增加了成本及功耗。

低速PON系统有EPON和GPON之分，10G-PON也存在10G-EPON，XGPON1，XGSPON,Combo-PON等不同的系统方案。针对不同10-PON系统，光器件封装、光模块设计等细节上也有很多不同的地方。

图4是现有技术10G-EPON OLT光组件的设计示意图。由于系统共存兼容(Coexistence)的要求，10G-EPON OLT光组件(40)要包括三个光器件，10G 1577nm TX(发射器,41)，1.25G 1490nm TX(发射器,42)和双速双波APD-RX(雪崩管接收器,43)。其中1577nmTX提供10G下行信号，1490nm发射器提供低速1G下行信号，而接收器43通过时分复用接收1G和10G上行信号。同样由于色散的问题，10G-EPON OLT 1577nm发射器(41)需要包括一个EML激光器(401)和一个半导体制冷器(402)。10G-EPON OLT光组件中的不同波长的信号，要通过波分的方式合并到一个双向光口上。此波分器件(45)的设计有多种，目前10G-EPON OLT光组件一般使用3个TO-CAN耦合的方案。

与10G-EPON方案不同，XGPON1/XGSPON在系统上行方向上采用波分方式。这样OLT光组件内部不需要包括低速PON的光器件，只需要包括10G1577nm EML TX(同样需要制冷器)和1270nm APD-RX两个器件即可。与低速GPON ONU兼容的功能在外部通过独立的波分复用器件来完成。

近年来，固网运营商开始力推Combo-PON方案，目的是为了更好地实现兼容共存功能，实现10G-PON系统的平滑升级。如图5所示，Combo-PON方案要求OLT光组件中集成4个光器件，包括10G 1577nm TX(51),2.5G1490nm DFB TX(52),2.5G或10G 1270nm APD-RX(53)和1.25G 1310nm APD-RX(54)。这四个不同波长的器件要通过WDM波分器件(55)合并到一个双向光口上。目前市场上Combo-PON组件实现WDM波分的设计有多种，包括4xTO方案，GoldBox(金盒子)，以及基于平面波导(Planar Waveguide)的混合集成方案等等。但无论采用哪种设计，其中10G 1577nm TX(51)必须包含一个10G 1577nm EML激光器(501)和一个TEC(502)。

与10G-EPON相比，Combo-PON组件设计更复杂，使用TEC温控的EML而带来的缺点更为突出。除了成本高之外，功耗过大、小型化设计难等问题都亟待解决。

综上所述，现有技术的10G-PON系统(无论是10G-EPON或XGPON1，XGSPON，Combo-PON等)目前均采用带TEC温控的1577nm电吸收激光器(EML)作为10G下行光源。从技术方案和封装工艺上存在如下技术问题：

1、EML激光器本身工艺复杂，成本高昂，而且输出光功率偏低。

2、使用TEC来控制EML激光器工作温度，导致功耗过大。尤其是对于集成度较高的Combo-PON，功耗成为难以解决的问题。

3、光组件内部部件多，结构复杂，封装工序长，且激光器粘贴精度要求高，封装过程良率偏低。

4、光组件整体成本高。

5、光模块电路设计中需要专用的EML驱动芯片及TEC驱动芯片，价格贵而且进一步加大整体功耗。

6、10G-PON OLT设计上需要功能强大的通风散热系统。而且由于光模块功耗和尺寸的原因，板卡的端口密度低(目前每个主板一般只能有8个10G-PON口)。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种无需制冷器的面向10G-PON应用的1577nmDML光组件及应用其的局端设备光模块，用以解决现有技术存在的需要半导体制冷器来控制EML激光器温度的技术问题，从而降低了功耗，简化了封装结构，提高封装良率，大大降低了成本。

本发明的第一种技术解决方案是，提供一种以下结构的面向10G-PON应用的10G1577nm DML光组件，包括一个10G 1577nm直接调制激光器(DML)，此DML采用特殊设计，能够减小色散效应，满足10G-PON下行的传输要求。所述的10G 1577nm直接调制激光器采用TO-CAN方式封装。而且此10G DML的封装结构内不含制冷器。

可选地，所述的DML光组件还包括背光检测器件，所述的10G 1577nm直接调制激光器和背光检测器件封装集成于一体，所述的背光检测器件采用表面垂直入光方式。

可选地，所述的DML光组件还包括加热器，所述的加热器与10G 1577nm直接调制激光器封装集成于一体，在低温环境应用时，所述的加热器工作以提高所述10G 1577nm直接调制激光器的工作温度，从而调节其工作波长。

可选地，所述的DML光组件还集成有热敏电阻，所述的热敏电阻用于监测TO-CAN内的温度变化，并根据温度变化控制加热器是否工作。

可选地，预设10G 1577nm直接调制激光器的最低允许工作温度，通过热敏电阻检测10G 1577nm直接调制激光器的实际工作温度，在实际工作温度低于所述最低允许工作温度时，则开启加热器工作，直到实际工作温度高于所述最低允许工作温度，并在实际工作温度高于所述最低允许工作温度状态下保持加热器处于关闭状态。

本发明的第二技术解决方案是，提供一种面向10G-PON应用的局端设备光组件，包括以上任意一种DML TO-CAN、和一个2.5G或10G 1270nm雪崩管接收器TO-CAN，所述的雪崩管接收器TO-CAN与所述DML光组件封装集成，所述局端设备光组件内的不同波长信号通过波分合并到一个双向光口。

本发明的第三技术解决方案是，提供一种的基于DML的面向10G-PON应用的局端设备光组件，包括以上所述的任意一种无TEC的1577nm DML TO-CAN、1.25G 1490nm发射器和一个双速双波雪崩管接收器，所述的1.25G1490nm发射器和双速双波雪崩管接收器与所述DML光组件封装集成，所述局端设备光组件内的不同波长信号通过波分器件合并到一个双向光口。

可选地，所述的1.25G 1490nm发射器为1.25G 1490nm分布式反馈激光器(DFB)，并采用TO-CAN封装。

可选地，所述的雪崩管接收器为双速双波雪崩管接收器，并采用TO-CAN封装，此雪崩管接收器通过时分复用接收1G 1310nm和10G 1270nm的光信号。

可选地，采用所述光组件的10G-PON局端设备光模块，所述的光模块中包括一个10G DML驱动芯片用来驱动1577nm DML，所述光模块中包括加热器驱动电路用来驱动1577nm TO-CAN封装内的加热器。

本发明的第四技术解决方案是，提供一种的基于DML的面向Combo-PON应用的局端设备光组件，包括以上任意一种无TEC的DML组件、2.5G 1490nm发射器、第一雪崩管接收器和第二雪崩管接收器，所述的2.5G 1490nm发射器、第一雪崩管接收器和第二雪崩管接收器与所述DML模块封装集成，所述的DML光组件采用TO-CAN封装；所述光组件内的不同波长信号通过集成于光组件内的波分器件合并到一个光口。

可选地，所述的2.5G 1490nm发射器为2.5G 1490nm分布式反馈激光器，并采用TO-CAN封装。

可选地，所述的第一雪崩管接收器为2.5G或10G 1270nm雪崩管接收器，所述的第二雪崩管接收器为1G 1310nm雪崩管接收器，第一和第二雪崩管均采用TO-CAN封装。

可选地，采用所述光组件的Combo-PON局端设备光模块，其特征在于：所述的光模块中包括一个10G DML驱动芯片用来驱动1577nm DML光组件，所述光模块中包括加热器驱动电路用来驱动1577nm DML光组件TO-CAN封装内的加热器。

本发明的第五技术解决方案是，提供一种面向10G-PON应用的局端设备光组件，包括10G 1577nm直接调制激光器，所述的10G 1577nm直接调制激光器采用BOX或平面波导混合集成方式封装，封装结构内不含制冷器。

可选地，所述的10G 1577nm DML封装中还包括加热器，所述的加热器与10G1577nm直接调制激光器封装集成于一体，在低温环境应用时，所述的加热器工作以提高所述10G 1577nm直接调制激光器的工作温度，从而调节其工作波长。

可选地，所述的DML封装中还集成有热敏电阻，所述的热敏电阻用于监测光组件内的温度变化，并根据温度变化控制加热器是否工作。

本发明的第六技术解决方案是，提供一种面向10G-PON应用的局端设备光组件，包括以上所述的任意一种无TEC的1577nm DML光组件(BOX或混合集成封装方式)，所述的光组件封装中还集成了一个1.25G 1490nm分布反馈激光器和一个双速双波(1G1/1310nm和10G/1270nm)雪崩管，所述光组件内的不同波长信号通过波分器件合并到一个双向光口。

本发明的第七技术解决方案是，提供一种面向10G-PON应用的局端设备光组件，包括以上所述的任意一种无TEC的1577nm DML光组件(BOX或混合集成封装方式)，所述的光组件封装中还集成了一个2.5G 1490nm分布反馈激光器、一个2.5G或10G 1270nm雪崩管，和一个1G 1310nm雪崩管，所述光组件内的不同波长信号通过集成于光组件内的波分模块合并到一个光口。

本发明的第八技术解决方案是，提供一种面向10G-PON应用的局端设备光模块，包括以上所述任意一种无制冷器的DML光组件，所述的光模块中包括一个10G DML驱动芯片用来驱动所述光组件中的10G 1577nm DML。

可选地，所述光模块中包括加热器驱动电路用来驱动所述光组件内的加热器。

可选地，所述光模块中包括加热器驱动控制逻辑，预设所述光组件中1577nm直接调制激光器的最低允许工作温度，通过热敏电阻检测或外部估算1577nm直接调制激光器的实际工作温度，在实际工作温度低于所述最低允许工作温度时，则开启加热器工作，直到实际工作温度高于所述最低允许工作温度，并在实际工作温度高于所述最低允许工作温度状态下保持加热器处于关闭状态。

可选地，所述光模块中采用包括XFP，SFP+在内的可插拔模块形态。

本发明的第九技术解决方案是，提供一种10G-PON OLT系统，使用或插入上述任意一种所述的10G-PON OLT光模块，并增大OLT端口密度。

采用本发明的结构，与现有技术相比，具有以下优点：本发明采用直接调制激光器(DML)，这种DML激光器可采用特殊设计，能够减小色散效应，满足10G-PON下行的传输要求，本发明在封装设计上无需半导体制冷器(TEC)对此DML进行温控，当温度过低时，加热器开始工作，有效地减小激光器的工作温度范围，使得在较大环境温度变化范围内，此DML的波长漂移不超出10G-PON规定的范围(1575nm-1580nm)。本发明无需半导体制冷器，降低了功耗，简化了封装结构，提高封装良率，大大降低了成本。

附图说明

图1为现有技术的低速PON系统的基本架构示意图；

图2为现有技术的10G-PON系统的架构示意图；

图3为现有技术的10G 1577nm光发射组件的结构示意图；

图4为现有技术的10G-PON OLT光组件的结构示意图；

图5为现有技术的Combo-PON OLT光组件的结构示意图；

图6为本发明的面向10G-PON应用的无制冷器的DML组件的结构示意图；

图7为本发明应用无制冷器DML的OLT光组件的第一种实施例的结构示意图；

图8为本发明应用无制冷器DML的OLT光组件第二种实施例的结构示意图；

图9为本发明的基于上述DML光组件的10G-PON OLT模块的结构示意图；

图10为本发明10G-PON OLT模块中加热器的控制流程框图；

图11为本发明OLT光模块在10G-PON系统中的应用示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。

为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

参考图6所示，示意了本发明面向10G-PON应用的DML封装的一种实施例的结构，采用无半导体制冷器TEC的10G 1577nm直接调制激光器，并基于TO-CAN的封装方案。

10G-PON(包括10G-EPON，XGPON1、XGSPON、Combo-PON等)OLT光组件的关键器件是10G 1577nm发射器。现有技术的10G 1577nm TO-CAN采用EML激光器，封装中必须使用TEC来控制温度，其光学及高频设计都相对复杂，需要反射棱镜，侧面入光的背光监测器(MPD)等比较贵的器件。而本发明使用了无需TEC的DML，大大简化了TO-CAN的设计生产难度。

图6是一种面向10G-PON OLT应用的1577nm DML TO-CAN示意图。其中包括的直调激光器61和背光检测器件62，所述的背光检测器件62采用表面垂直入光的MPD，其价格比侧面入光的器件便宜很多。此外还包括可选器件加热器64，可以在低温环境应用时提高激光器的工作温度，从而达到控制其工作波长，满足10G-PON要求(1575-1580nm)的目的。热敏电阻64也是个可选部件，用来监测TO-CAN内部的环境温度。由于DML模块在相对大的温度范围内都能正常工作并满足10G-PON波长要求，所以即使在需要加热器64的情况下，热敏电阻63也不是必须的。TO-CAN内部温度也可以从光模块上的温度传感器大概估算出来。加热器(64)和热敏电阻63都可以十分方便地集成在基板上，成本增加很小。此外没有TEC的TO-CAN的基座也简单很多，TO-CAN的整体成本低廉。总之图6所示的新型10G-PON 1577nm DML TO-CAN与传统设计(带有TEC的EML)相比，具有结构简单，工艺成熟、生产简易，成本低，功耗低等优点。

参考图7所示，示意了本发明应用上述新型DML封装的10G-PON OLT光组件第一种实施例的结构，是一种基于无TEC封装的新型10G-PON光组件。

利用图6所示的基于TO-CAN封装的10G-PON 1577nm DML，可以方便地组装出新型OLT光组件，面向10G-EPON，XGPON1或XGSPON等应用。

可以组装出如图7中本实施例的10G-EPON OLT光组件。所述10G-EPON OLT光组件包括两发一收三个TO-CAN，10G 1577nm TX 71，1.25G 1490nm DFB TX 72和双速双波APD-RX 73。其中1577nm TX提供10G下行信号，1490nm发射器提供低速1G下行信号，而接收器73通过时分复用接收1G1310nm和10G 1270nm上行信号。与传统方案不同，新型10G 1577nm TX71包括一个1577nm DML激光器701和一个可选的加热器702。光组件中的不同波长的信号，通过波分75合并到一个双向光口。由于此新型OLT组件中采用DML，而且没有TEC，光组件成本低，功耗小。

在XGPON1或XGSPON应用中，OLT组件只需要一发一收两个TO-CAN：10G 1577nm TX(71)，和APD-RX(73)，不需要图7中的1490nm TX(72)。这样光组件是一个简单的BOSA(单纤双向组件)，其中1577nm TX(71)提供10G下行信号，而接收器(73)接收2.5G或10G 1270nm上行信号。与传统方案不同，新型10G 1577nm TX(71)中包括一个1577nm DML激光器(701)和一个可选的加热器(702)。由于不需要制冷器，光组件生产简单，成本低，功耗小。

虽然在此给出了10G-PON OLT光组件采用TO-CAN的方案。请注意本发明的设计思路可以扩展到包括BOX、混合集成等其他封装方案中。

参考图8所示，示意了本发明应用上述新型DML封装的10G-PON OLT光组件第二种实施例的结构，基于无TEC封装的新型Combo-PON组件。

XGPON1和XGSPON系统(10G-GPON)在上行方向采用波分复用(WDM)的技术来兼容共存低速ONU/ONT。为了简化运营商中央机房的布局及管理，Combo-PON技术渐渐成为主流。Combo-PON OLT把共存(Coexistence)波分功能集成到组件或模块内部，这样一个Combo-PON组件内就需要集成两发两收4个不同波长的光器件，包括1577nm、1490nm发射器,和1310nm、1270nm接收器。与10G-EPON相比，Combo-PON OLT光组件相对于上一实施例多了一个器件。集成难度加大，对功耗更为敏感。

图8是本发明的Combo-PON光组件示意。包括10G 1577nm TX 81,2.5G1490nm DFBTX 82,2.5G或10G 1270nm APD-RX 83和1.25G 1310nm APD-RX 84。这四个不同波长的器件要通过波分器件85合并到一个光口上。与传统方案不同，新型10G 1577nm TX(81)中包括一个1577nm DML激光器(801)和一个可选的加热器(802)。由于此新型组件中采用DML，并且没有TEC，光组件成本低，功耗小

Combo-PON组件的设计有多种。如果采用TO方案，图8中4个不同波长的光器件都是TO-CAN封装，这4个TO-CAN通过波分耦合到一个光口上。其中10G 1577nm TO-CAN采用如图6所示的DML无TEC设计。

4个TO方案的Combo-PON光组件生产复杂，体积过大，所以采用Gold Box(金盒子)，或基于平面波导(Planar Waveguide)的混合集成等方案更具优势。延展本发明同样的思路，采用BOX或混合集成封装的Combo-PON OLT光组件(80)中包括一个1577nm DML(801)和一个可选的加热器(802)，并且不使用TEC。这样设计尺寸小、功耗低，有利于Combo-PON光组件的集成。

参考图9所示，示意了本发明基于无制冷器1577nm DML组件的新型10G-PON OLT光模块的结构。

使用本发明所阐述的新型10G-PON OLT光组件，相关光模块在设计上也能够进一步节省成本。传统方案中由于使用了EML和TEC，10G-PON OLT光模块电路设计上必须使用EML集成电路(IC)驱动芯片和TEC控制器IC。这两个芯片价格高，而且自身功耗也比较大。

图9所示是新型10G-PON(包括10G-EPON，XGPON1，XGSPON及Combo-PON)模块在10G下行信号驱动的电路设计示意。此模块90包括一个新型的无TEC的10G-PON DML光组件91，一个10G DML集成电路驱动芯片92和一个可选的加热器驱动电路93。与传统使用EML的模块相比，DML驱动IC的价格低很多，而加热器驱动电路不需要特殊IC，用简单的三极管就可以实现，因而模块电路的元器件价格便宜，整体功耗也大大降低。

图9所示的新型10G-PON OLT模块电路简化，可以采用小型化的外壳封装，包括XFP，SFP+等等。

参考图10所示，示意了本发明的新型10G-PON OLT光模块中加热器的控制框图。在本控制框图中，可以看出基于无TEC的直调激光器的10G-PON OLT模块的加热控制逻辑。

在10G-PON系统中使用无TEC的光组件，需要保证DML在高温时波长不超过1580nm。这个要求可以通个DML激光器的波长设计来实现。但当DML激光器工作在比较低的温度时，波长有可能低于1575nm，从而违反了10G-PON的系统要求，此时就需要开启加热器来控制激光器的温度不要过低。图10是一个简单的控制逻辑示意，首先需要读取DML的最低允许工作温度T0，此数值是在生产校准过程中获取的，并存储在模块里。随后需要测量DML目前的实际工作温度T1，此温度可以通过光组件内置的热敏电阻测量出来，也可以通过模块上的温度大概推算出来。如果目前实际工作温度过低，则需要开启加热器加热升温，如果实际温度高于T0，则保持加热器处于关闭状态。

图10只是给出了一个基本的控制逻辑，实际应用中也可以使用PID(比例积分微分)控制器等更为复杂的方案来得到更好的控制效果。

参考图11所示，示意了本发明的基于10G-PON架构的OLT光组件具体应用原理图，即作为基于无TEC的直调激光器的10G-PON系统。

图11是采用无TEC的DML光模块的10G-PON系统。其中新型OLT 111中包含(或插入)一个或多个新型无TEC的DML光模块112。此光模块112中包括一个10G 1577nm DML激光器1101，及一个可选的加热器1102。光模块的功耗及尺寸对系统设计有重大影响。采用无TEC的DML方案大大减小了10-GPON OLT的整体功耗，这样OLT在通风，散热管理等设计上能够进一步节省成本。此外无TEC的DML方案还可以减小光组件及模块尺寸，例如10G-PON OLT模块采用SFP+形态，从而增加系统OLT端口的密度。采用新型无TEC的DML方案，系统OLT端口的密度可以增加至每个板卡12个10G-PON口以上。

除此之外，虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (22)

1.一种面向10G-PON应用的DML光组件，其特征在于：包括10G 1577nm直接调制激光器，所述的10G 1577nm直接调制激光器采用TO-CAN方式封装，封装结构内不含制冷器；

所述的DML光组件还包括背光检测器件，所述的10G 1577nm直接调制激光器和背光检测器件封装集成于一体，所述的背光检测器件采用表面垂直入光方式；

所述的DML光组件还包括加热器，所述的加热器与10G 1577nm直接调制激光器封装集成于一体，在低温环境应用时，所述的加热器工作以提高所述10G 1577nm直接调制激光器的工作温度，从而调节其工作波长。

2.根据权利要求1所述的面向10G-PON应用的DML光组件，其特征在于：所述的DML光组件还集成有热敏电阻，所述的热敏电阻用于监测TO-CAN内的温度变化，并根据温度变化控制加热器是否工作。

3.根据权利要求1或2所述的面向10G-PON应用的DML光组件，其特征在于：预设10G1577nm直接调制激光器的最低允许工作温度，通过热敏电阻检测10G 1577nm直接调制激光器的实际工作温度，在实际工作温度低于所述最低允许工作温度时，则开启加热器工作，直到实际工作温度高于所述最低允许工作温度，并在实际工作温度高于所述最低允许工作温度状态下保持加热器处于关闭状态。

4.一种面向10G-PON应用的局端设备光组件，其特征在于：包括权利要求1-3任意一种DML光组件、和一个2.5G或10G 1270nm雪崩管接收器TO-CAN，所述的雪崩管接收器TO-CAN与所述DML光组件封装集成，所述局端设备光组件内的不同波长信号通过波分合并到一个双向光口。

5.一种面向10G-PON应用的局端设备光组件，其特征在于：包括权利要求1-3任意一种DML光组件、1.25G 1490nm发射器和一个雪崩管接收器，所述的1.25G 1490nm发射器和雪崩管接收器与所述DML光组件封装集成，所述局端设备光组件内的不同波长信号通过波分器件合并到一个双向光口。

6.根据权利要求5所述的面向10G-PON应用的局端设备光组件，其特征在于：所述的1.25G 1490nm发射器为1.25G 1490nm分布式反馈激光器，并采用TO-CAN封装。

7.根据权利要求5所述的面向10G-PON应用的局端设备光组件，其特征在于：所述的雪崩管接收器为双速双波(1G/1310nm及10G/1270nm)雪崩管接收器，并采用TO-CAN封装。

8.一种面向10G-PON应用的局端设备光模块，包括权利要求4-7任意一项所述的光组件，其特征在于：所述的光模块中包括一个10G DML驱动芯片用来驱动1577nm TO-CAN封装内的DML，所述光模块中包括加热器驱动电路用来驱动1577nm TO-CAN封装内的加热器。

9.一种面向Combo-PON应用的局端设备光组件，其特征在于：包括以上权利要求1-3任意一种DML光组件、2.5G 1490nm发射器、第一雪崩管接收器和第二雪崩管接收器，所述的2.5G 1490nm发射器、第一雪崩管接收器和第二雪崩管接收器与所述DML光组件封装集成，所述的DML光组件采用TO-CAN封装；所述光组件内的不同波长信号通过集成于光组件内的波分器件合并到一个光口。

10.根据权利要求9所述的面向Combo-PON应用的局端设备光组件，其特征在于：所述的2.5G 1490nm发射器为2.5G 1490nm分布式反馈激光器，并采用TO-CAN封装。

11.根据权利要求10所述的面向Combo-PON应用的局端设备光组件，其特征在于：所述的第一雪崩管接收器为2.5G或10G 1270nm雪崩管接收器，所述的第二雪崩管接收器为1G1310nm雪崩管接收器；第一和第二雪崩管均采用TO-CAN封装。

12.一种面向Combo-PON应用的局端设备光模块，包括权利要求9-11任意一项所述的光组件，其特征在于：所述的光模块中包括一个10G DML驱动芯片用来驱动1577nm TO-CAN封装内的DML，所述光模块中包括加热器驱动电路用来驱动1577nm DML光组件TO-CAN封装内的加热器。

13.一种面向10G-EPON或Combo-PON应用的局端设备光组件，其特征在于：包括10G1577nm直接调制激光器，所述的10G 1577nm直接调制激光器采用BOX或平面波导混合集成方式封装，封装结构内不含制冷器。

14.根据权利要求13所述的面向10G-EPON或Combo-PON应用的局端设备光组件，其特征在于：所述光组件封装中还包括加热器，所述的加热器与10G 1577nm直接调制激光器封装集成于一体，在低温环境应用时，所述的加热器工作以提高所述10G 1577nm直接调制激光器的工作温度，从而调节其工作波长。

15.根据权利要求14所述的面向10G-EPON或Combo-PON应用的局端设备光组件，其特征在于：所述的光组件封装中还集成有热敏电阻，所述的热敏电阻用于监测光组件内的温度变化，并根据温度变化控制加热器是否工作。

16.根据权利要求13、14或15所述的面向10G-EPON应用的局端设备光组件，其特征在于：所述的光组件封装中还集成了一个1.25G 1490nm分布反馈激光器和一个双速双波(1G/1310nm及10G/1270nm)雪崩管，所述光组件内的不同波长信号通过波分器件合并到一个双向光口。

17.根据权利要求13、14或15所述的面向Combo-PON应用的局端设备光组件，其特征在于：所述的光组件封装中还集成了一个2.5G 1490nm分布反馈激光器、一个2.5G或10G1270nm雪崩管，和一个1G 1310nm雪崩管，所述光组件内的不同波长信号通过集成于光组件内的波分模块合并到一个光口。

18.一种面向10G-PON应用的局端设备光模块，其特征在于：包括以上权利要求1-17任意一种DML光组件，所述的光模块中包括一个10G DML驱动芯片用来驱动所述光组件中的10G 1577nm DML。

19.根据权利要求18所述的面向10G-PON应用的局端设备光模块，其特征在于：所述光模块中包括加热器驱动电路用来驱动所述光组件内的加热器。

20.根据权利要求19所述的面向10G-PON应用的局端设备光模块，其特征在于：所述光模块中包括加热器驱动控制逻辑，预设所述光组件中1577nm直接调制激光器的最低允许工作温度，通过热敏电阻检测或外部估算1577nm直接调制激光器的实际工作温度，当实际工作温度低于所述最低允许工作温度时，则开启加热器工作，直到实际工作温度高于所述最低允许工作温度，并在实际工作温度高于所述最低允许工作温度状态下保持加热器处于关闭状态。

21.根据权利要求18、19或20所述的面向10G-PON应用的局端设备光模块，特征在于：所述光模块中采用包括XFP，SFP+在内的可插拔模块形态。

22.一种10G-PON OLT系统，其特征在于：使用或插入以上权利要求18-20任意一项所述的10G-PON OLT光模块，所述光模块无制冷器，所述OLT系统每个板卡的10-PON口数目大于12个。

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