CN109716678B - 一种发射光组件、光器件、光模块以及无源光网络系统 - Google Patents
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Abstract
一种发射光组件、光器件、光模块以及无源光网络系统,该发射光组件包括基板以及设置在基板上的直接调制激光器,基板上沿光的传播方向并排设有单级隔离器、偏振方向旋转器、分光型滤波器;其中,偏振方向旋转器能够将线偏振光调整成P偏振光;分光型滤波器包括分光器组件和滤波器组件,且分光器组件中的分光器膜为P偏振的分光器膜。上述实施例中,通过偏振方向旋转器将进入其中的线偏振光调整成P偏振光,由于分光型滤波器中的分光器膜为P偏振的分光器膜,因此,单偏振的P偏振光进入分光型滤波器后能够全部透过,不会出现偏振损耗,也不会出现双峰,增大了发射光组件的出光率,同时使光器件更好地实现了锁波功能。
Description
技术领域
本申请涉及通信领域,尤其涉及一种发射光组件、光器件、光模块以及无源光网络系统。
背景技术
随着10G PON(无源光网络)系统商业化的不断临近,10G PON光器件的成本已经成为影响产业化的重要因素,而激光器作为OLT(光线路端)光器件中BOSA的重要组成部分,更是占据了成本的一大部分。相比工艺复杂、成本昂贵的10G EML(Electro-absorptionModulated Laser,电吸收调制激光器),10G DML(Direct Modulated Laser,直接调制激光器)在成本、功耗、和出光功率上具有绝对的优势。但是,DML相比EML具有大的啁啾、较低的消光比,这在10G以上速率传输时会在系统中产生较大的色散代价和接收灵敏度损失。
最近实验结果表明,DML在高偏置电流等合适参数设置下功率预算能够满足要求,但消光比仍小于XG-PON(10 Gigabit-Capable Passive Optical Network,10G无源光网络)8.2dB的标准要求。提高消光比一方面可以提高灵敏度,另一方面可以更好吻合标准。DML配合etalon(滤波器)通过一定的功率损失,能实现光信号消光比提升,同时有一定的负啁啾补偿和线宽压缩效果。
为了减小光器件的体积,降低光器件的成本,DML发射光组件采取TO封装(同轴管壳封装),如图1中所示的为一种TO封装的DML发射光组件。该发射光组件包括直接调制激光器、准直透镜、单级隔离器以及分光型滤波器,其中,分光型滤波器包括分光器组件和滤波器组件,通过将分光器组件和滤波器组件集成为一体结构以减小光器件的体积。该发射光组件在工作时,DML输出单偏振的P偏振光,经过单级隔离器后,输出的光旋转45°,即为P偏振光和S偏振光的混合偏振光,不是单偏振光,混合偏振光进入分光型滤波器后,如果使用的是P偏振的分光器,其中P偏振光透过,S偏振光全部反射,因此总体损耗增加3dB,整个期间的损耗很大;如果使用的是消偏振的分光器,由于需要做偏振补偿,分光器部分会有相位差,并且分光器膜非常厚,分光型滤波器内部的反射光经过大相位差的分光器,厚的分光器膜,会导致分光型滤波器输出的波长发生大的偏移,导致输出光出现双峰,不利于器件进行波长锁定。
发明内容
本申请提供了一种发射光组件、光器件、光模块以及无源光网络系统,用以降低发射光组件的偏振损耗,提高输出光功率,同时使光器件更好地实现锁波功能。
本申请提供了一种发射光组件,该发射光组件包括基板以及设置在所述基板上的直接调制激光器,所述基板上沿光的传播方向还并排设置有单级隔离器、偏振方向旋转器、分光型滤波器;
其中,所述偏振方向旋转器能够将线偏振光调整成P偏振光;所述分光型滤波器包括分光器组件和滤波器组件,且所述分光器组件中的分光器膜为P偏振的分光器膜。
上述实施例中,通过偏振方向旋转器将入射到其中的线偏振光调整成P偏振光,且分光型滤波器中的分光器膜为P偏振的分光器膜,因此,单偏振的P偏振光进入分光型滤波器后能够全部透过,不会出现偏振损耗,也不会出现双峰现象,增大了发射光组件的出光率。
在一个具体的实施方式中,所述偏振方向旋转器为半波片。
在另一个具体的实施方式中,所述偏振方向旋转器为法拉第旋转片。
为了减小了发射光组件的体积,使得发射光组件可以实现同轴管壳封装,并降低成本,所述偏振方向旋转器与所述分光型滤波器集成为一体结构。
另外,所述直接调制激光器与所述单级隔离器之间还设有准直透镜。
本申请还提供了一种光器件,包括上述任一项所述的发射光组件,发射光组件中的偏振方向旋转器将入射到其中的线偏振光调整成P偏振光,且单偏振的P偏振光进入分光型滤波器中的分光器部分后能够全部透过,避免了偏振损耗以及输出光的双峰现象,使光器件更好地实现了锁波功能。
本申请还提供了一种光模块,包括上述光器件,光模块担负着将网络信号进行光电转换及传输的任务。
本申请还提供了一种无源光网络系统,该系统包括光线路终端、光网络单元,光线路终端通过无源光分配网络与光网络单元连接,其中,光线路终端包括上述光器件,或者,光网络单元包括上述光器件。
附图说明
图1为现有技术中的发射光组件的结构简图;
图2为本申请实施例提供的发射光组件的结构简图;
图3为本申请实施例提供的无源光网络系统的示意图。
附图标记:
10-直接调制激光器 20-单级隔离器 30-分光型滤波器
40-准直透镜 50-偏振方向旋转器 60-基板
71-光线路终端 72-光网络单元 73-无源光分配网络
81-第一光器件 82-第二光器件
具体实施方式
下面将结合附图对本申请进行说明。
图2示出了一种发射光组件,该发射光组件包括基板60、设置在基板60上的直接调制激光器10,以及沿光的传播方向并排设置在基板60上的单级隔离器20、偏振方向旋转器50、分光型滤波器30;
其中,偏振方向旋转器50用于将线偏振光调整成P偏振光,另外,分光型滤波器30包括分光器组件和滤波器组件,且分光器组件中的分光器膜为P偏振的分光器膜。
上述实施例中,通过偏振方向旋转器50将进入其中的线偏振光调整成单偏振的P偏振光,且由于分光型滤波器30中的分光器膜为P偏振的分光器膜,因此,单偏振的P偏振光进入分光型滤波器30中的分光器部分后能够全部透过,不会出现偏振损耗,也不会出现双峰现象,增大了发射光组件的出光率。
下面对该发射光组件的结构以及工作原理进行详细地描述。
如图2所示,该发射光组件包括基板60,基板60上设有直接调制激光器10,直接调制激光器10能够发射出单偏振的P偏振光,沿光的传播方向在基板60上并排设置有单级隔离器20、偏振方向旋转器50、分光型滤波器30,其中,直接调制激光器10与单级隔离器20之间还设有准直透镜40,直接调制激光器10射出的发散的P偏振光经由准直透镜40后成为平行的P偏振光;P偏振光经过准直透镜40后进入单级隔离器20,单级隔离器20将单偏振的P偏振光旋转45°成为45°的线偏振光,即为P偏振光和S偏振光的混合偏振光,不是单偏振光;45°的线偏振光由单级隔离器20射出后进入偏振方向旋转器50,偏振方向旋转器50将入射其中的线偏振光调整成P偏振光,具体设置时,偏振方向旋转器50为半波片,也可以是法拉第旋转片;单偏振的P偏振光由偏振方向旋转器50射出并进入分光型滤波器30,其中,分光型滤波器30包括分光器组件和滤波器组件,且分光器组件中的分光器膜为P偏振的分光器膜,因此,单偏振的P偏振光进入分光器部分后可以全部透过,增大了发射光组件的出光率,解决了现有技术中分光型滤波器30出现的偏振损耗以及双峰问题。另外,分光型滤波器30的分光器采用P偏振的分光器膜,它的膜系设计简单,造价低,节约了成本,且分光器组件和滤波器组件集成为一体结构减小了发射光组件的体积,同样,还可以将偏振方向旋转器50与分光型滤波器30集成为一体结构,通过这种方式,能够在狭小的TO(同轴管壳)空间内,使TO的输出功率达到最大。
本申请还提供了一种光器件,包括上述发射光组件,发射光组件用于将电信号转化为光信号,该发射光组件通过设置P偏振的偏振方向旋转器以及具有P偏振分光器膜的分光型滤波器30,提高了出光率,同时使光器件更好地实现了锁波功能;另外,通过将偏振方向旋转器50与分光型滤波器集成为一体结构降低了发射光组件的体积,以实现同轴管壳封装,节约了成本。该光器件还包括接收光组件,用于接收光信号,并对其进行电信号转化,发射光组件和接收光组件是整个网络能够正常通信的基础。
本申请还提供了一种光模块,该光模块包括上述光器件,还包括模块电路板,光模块担负着将网络信号进行光电转换及传输的任务。本申请还提供了一种无源光网络系统,如图3所示,无源光网络系统包括至少一个光线路终端(OLT)71、多个光网络单元(ONU)72和一个无源光分配网络(ODN)73。光线路终端71通过无源光分配网络73以点到多点的形式连接到多个光网络单元72。光线路终端71和光网络单元72之间可以采用TDM机制、WDM机制或者TDM/WDM混合机制进行通信。其中,从光线路终端71到光网络单元72的方向定义为下行方向,而从光网络单元72到光线路终端71的方向为上行方向。
无源光网络系统可以是不需要任何有源器件来实现光线路终端71与光网络单元72之间的数据分发的通信网络,在具体实施例中,光线路终端71与光网络单元72之间的数据分发可以通过无源光分配网络73中的无源光器件(比如分光器)来实现。无源光网络系统可以为ITU-T G.983标准定义的异步传输模式无源光网络(ATM PON)系统或宽带无源光网络(BPON)系统、ITU-T G.984系列标准定义的吉比特无源光网络(GPON)系统、IEEE 802.3ah标准定义的以太网无源光网络(EPON)、波分复用无源光网络(WDM PON)系统或者下一代无源光网络(NGAPON系统,比如ITU-T G.987系列标准定义的XGPON系统、IEEE 802.3av标准定义的10G EPON系统、TDM/WDM混合PON系统等)。上述标准定义的各种无源光网络系统的全部内容通过引用结合在本申请文件中。
光线路终端71通常位于中心位置(例如中心局Central Office,CO),其可以统一管理多个光网络单元72。光线路终端71可以充当光网络单元72与上层网络(图未示)之间的媒介,将从上层网络接收到的数据作为下行数据转发到光网络单元72,以及将从光网络单元72接收到的上行数据转发到上层网络。光线路终端71的具体结构配置可能会因无源光网络系统的具体类型而异,在一种实施例中,光线路终端71包括第一光器件81和数据处理模块(图未示),第一光器件81可以将经过数据处理模块处理的下行数据转换成下行光信号,并通过无源光分配网络73将下行光信号发送给光网络单元72,并且接收光网络单元72通过无源光分配网络73发送的上行光信号,并将上行数据信号转换为电信号并提供给数据处理模块进行处理。
光网络单元72可以分布式地设置在用户侧位置(比如用户驻地)。光网络单元72可以为用于与光线路终端71和用户进行通信的网络设备,具体而言,光网络单元72可以充当光线路终端71与用户之间的媒介,例如,光网络单元72可以将从光线路终端71接收到的下行数据转发到用户,以及将从用户接收到的数据作为上行数据转发到光线路终端71。光网络单元72的具体结构配置可能会因无源光网络系统的具体类型而异,在一种实施例中,光网络单元72包括第二光器件82,第二光器件82用于接收光线路终端71通过无源光分配网络73发送的下行数据信号,并且通过无源光分配网络73向光线路终端71发送上行数据信号。应当理解,在本申请文件中,光网络单元72的结构与光网络终端(Optical NetworkTerminal,ONT)相近,因此在本申请文件提供的方案中,光网络单元和光网络终端之间可以互换。
无源光分配网络73可以是一个数据分发系统,其可以包括光纤、光耦合器、光合波/分波器、光分路器和/或其他设备。在一个实施例中,光纤、光耦合器、光合波/分波器、光分路器和/或其他设备可以是无源光器件,具体来说,光纤、光耦合器、光合波/分波器、光分路器和/或其他设备可以是在光线路终端71和光网络单元72之间分发数据信号是不需要电源支持的器件。另外,在其他实施例中,该无源光分配网络73还可以包括一个或多个处理设备,例如,光放大器或者中继设备(Relay device)。在如图1所示的分支结构中,无源光分配网络73具体可以从光线路终端71延伸到多个光网络单元72,但也可以配置成其他任何点到多点的结构。
第一光器件81或第二光器件82可以是集成有光信号收发与光电转换功能以及OTDR测试功能的可插拔光收发组件,以光线路终端71的第一光器件81为例,第一光器件81包括发射光组件、接收光组件和OTDR测试组件。其中,发射光组件用于将下行数据信号通过无源光分配网络下发给光网络单元,并在需要对光纤网络和PON设备进行检测时,根据OTDR测试组件提供的OTDR测试控制信号,将OTDR测试信号调制到下行数据信号并输出到无源光分配网络73。接收光组件用于接收来自光网络单元72且通过无源光分配网络73传送的上行数据信号,并通过光电转换将其转换为电信号并转发给光线路终端71的控制模块或者数据处理模块(图未示)进行处理。
通过上述描述可以看出,该无源光网络系统包括光线路终端、光网络单元,且光线路终端通过无源光分配网络与光网络单元连接,其中,光线路终端包括光器件,或者,光网络单元包括光器件,光器件是整个网络能够正常通信的基础,而发射光组件是光器件的重要组成部分。
显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种发射光组件,其特征在于,包括基板以及设置在所述基板上的直接调制激光器,所述基板上沿光的传播方向并排设有单级隔离器、偏振方向旋转器、分光型滤波器;
其中,所述单级隔离器用于将所述直接调制激光器射出的P偏振光旋转45°成为45°的线偏振光,所述偏振方向旋转器能够将线偏振光调整成P偏振光;所述分光型滤波器包括分光器组件和滤波器组件,且所述分光器组件中的分光器膜为P偏振的分光器膜。
2.如权利要求1所述的发射光组件,其特征在于,所述偏振方向旋转器为半波片。
3.如权利要求1所述的发射光组件,其特征在于,所述偏振方向旋转器为法拉第旋转片。
4.如权利要求1所述的发射光组件,其特征在于,所述偏振方向旋转器与所述分光型滤波器集成为一体结构。
5.如权利要求1~4任一项所述的发射光组件,其特征在于,所述直接调制激光器与所述单级隔离器之间还设有准直透镜。
6.一种光器件,其特征在于,包括权利要求1~5任一项所述的发射光组件。
7.一种光模块,其特征在于,包括权利要求6所述的光器件。
8.一种无源光网络系统,所述系统包括光线路终端、光网络单元,所述光线路终端通过无源光分配网络与所述光网络单元连接,其特征在于,所述光线路终端包括权利要求6所述的光器件或者所述光网络单元包括如权利要求6所述的光器件。
9.一种光网络装置,其特征在于,包括权利要求7所述的光模块。
10.如权利要求9所述的光网络装置,其特征在于,所述光网络装置为光线路终端或光网络单元。
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