CN112698454A - 一种兼容10g gpon和gpon的四向光路结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种兼容10G GPON和GPON的四向光路结构，包括由左向右依次设置的光纤插芯、22度组合滤波片、第一45度滤波片、二次聚焦组件、第二45度滤波片和10G GPON发射光聚焦组件，在所述22度组合滤波片底部设置有10G GPON接收光聚焦组件，在所述第一45度滤波片上方设置有GPON接收光聚焦组件，在所述第二45度滤波片底部设置有GPON发射光聚焦组件，其中：所述22度组合滤波片为V形结构，开口朝下设置且开口角度为45度，远离所述光纤插芯一侧与水平面之间的夹角为68度；使用一体式结构的22度滤波片，使结构更加紧凑，使其可以满足SFP+尺寸的封装，满足小型化的要求，去掉相关技术中的第二透镜，使耦合效率更高，同时节省了生产成本。

Description

一种兼容10G GPON和GPON的四向光路结构

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其是涉及一种兼容10G GPON和GPON的四向光路结构。

背景技术

近年来，随着市场对传输内容的增加，在接入网上，人们对传输速率要求越来越高，目前市场上大量布局的2.5G GPON速率无法满足传输速率要求，这就要求接入网从2.5GGPON向10G GPON升级，在GPON向10G GPON升级时，运营商需要考虑多方面的需求，包括重用现有资源、快速部署和前后向兼容等问题，就要求Combo PON的出现。

Combo顾名思义是联合体的意思，Combo PON即GPON和10G GPON的联合体，利用两种技术采用不同的承载波长，在一个光模块内将两种波长合波实现GPON和10G GPON光信号的独立发送和接收处理，兼容现有GPON网络业务的同时按需提供高带宽业务，重用现有网络设备和ODN，避免现网资源的改动和额外的机房空间占用，根据业务套餐升级按需更换用户侧ONU终端，实现高带宽业务的快速平滑升级。

相关技术中，申请日为2017.03.31，申请号为201710208342.6的发明专利申请公开了一种兼容GPON、10GPON的四向光电器件，虽然可以基本解决功能性问题，但是由于第二透镜a1的存在导致耦合效率低，第一竖向光路通道a2下部设有32度滤光片a3，对应的，横向光路通道a5上设有13度滤光片a4，进而由光纤通道进入的波长1260-1280的光可经过13度滤光片a4反射至所述32度滤光片a3再反射至所述10GPON接收端，13度滤光片a4和32度滤光片a3均为斜向设置，导致加工困难，而且两者为分体设置，导致光器件布置较分散，使产品尺寸较长，对于SFP+尺寸的封装存在难度。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种兼容10GGPON和GPON的四向光路结构，用22度组合滤波片替换现有专利申请中的13度滤光片和32度滤波片，一体式结构的22度组合滤波片使结构更加紧凑，尺寸小，满足SFP+尺寸的封装条件，用二次聚焦组件替换相关技术中的第一透镜，并取消了现有专利申请中的第二透镜，加快了耦合速率，同时节省了成本。

本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种兼容10G GPON和GPON的四向光路结构，包括由左向右依次设置的光纤插芯、22度组合滤波片、第一45度滤波片、二次聚焦组件、第二45度滤波片和10GGPON发射光聚焦组件，在所述22度组合滤波片底部设置有10G GPON接收光聚焦组件，在所述第一45度滤波片上方设置有GPON接收光聚焦组件，在所述第二45度滤波片底部设置有GPON发射光聚焦组件，其中：所述22度组合滤波片为V形结构，开口朝下设置且开口角度为45度，远离所述光纤插芯一侧与水平面之间的夹角为68度；由所述光纤插芯发射的波长为1260nm～1280nm的发散光入射到所述22度组合滤波片，经开口处远离所述光纤插芯一侧反射到靠近所述光纤插芯一侧，经靠近所述光纤插芯一侧反射后入射到所述10G GPON接收光汇聚组件，经所述10G GPON接收光聚焦组件变为汇聚光；由所述光纤插芯发射的波长为1300nm～1320nm的发散光穿过所述22度组合滤波片后经所述第一45度滤波片反射到所述GPON接收光聚焦组件，经所述GPON接收光聚焦组件变为汇聚光；波长为1480nm～1500nm的发散光经所述GPON发射光聚焦组件聚焦后入射到所述第二45度滤波片，经第二45度滤波片反射后，入射到所述二次聚焦组件，经所述二次聚焦组件聚焦后穿过所述第一45度滤波片和所述22度组合滤波片变为汇聚光进入所述光纤插芯；波长为1575nm～1580nm的发散光经所述10G GPON发射光聚焦组件聚焦后穿过所述第二45度滤波片，经所述二次聚焦组件再次聚焦后穿过所述第一45度滤波片和所述22度组合滤波片后形成汇聚光进入所述光纤插芯。

本申请将相关技术中的分体设置的13度滤光片和32度滤光片更换为一体式结构的22度滤波片，使结构更加紧凑，使其可以满足SFP+尺寸的封装，满足小型化的要求，而且耦合效率更高，此外，将分体设计改变成一体化结构，使其在工艺上更容易实现；去掉相关技术中靠近光纤插芯位置的第二透镜，将起分散光线作用的第一透镜更换为二次聚焦组件，耦合时，只需对光纤插芯、二次聚焦组件和第一聚焦透镜耦合即可，使耦合效率更高，同时节省了第二透镜和第一透镜，降低了生产成本。

优选地，所述10G GPON发射光聚焦组件包括第一聚焦透镜。

优选地，所述GPON发射光聚焦组件包括第二聚焦透镜。

优选地，所述GPON接收光聚焦组件包括第三聚焦透镜和设置在所述第三聚焦透镜远离所述第一45度滤波片一侧的第一0度滤波片。

优选地，所述10G GPON接收光聚焦组件包括第四聚焦透镜和设置在所述第四聚焦透镜靠近所述22度组合滤波片一侧的第二0度滤波片。

优选地，所述二次聚焦组件为第五聚焦透镜。

优选地，所述第五聚焦透镜和所述第二45度滤波片之间还设置有隔离器。

优选地，所述22度组合滤波片的前端距离所述光纤插芯处发射的发散光的反射点0.72毫米。

优选地，所述22度组合滤波片的底端距离所述光纤插芯处发射的发散光的反射点0.5毫米。

优选地，波长为1480nm～1500nm的发散光和波长为1575nm～1580nm的发散光的焦点位于所述二次聚焦组件远离所述光纤插芯一侧。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

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，下面描述中的附图仅仅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是本发明实施例示出的兼容10GGPON和GPON的四向光路结构示意图；

图2是本发明实施例示出的图1的剖视图；

图3是本发明实施例示出的光线λ₄行走路径；

图4是本发明实施例示出的光线λ₃行走路径；

图5是本发明实施例示出的光线λ₂行走路径；

图6是本发明实施例示出的光线λ₁行走路径；

图7是相关技术中示出的兼容GPON、10GPON的四向光电器件结构示意图。

图中：a1、第二透镜；a2、第一竖向光路通道；a3、32度滤光片；a4、13度滤光片；1、光纤插芯；2、22度组合滤波片；3、第一45度滤波片；4、第二45度滤波片；5、第一聚焦透镜；6、第二聚焦透镜；7、第三聚焦透镜；8、第一0度滤波片；9、第四聚焦透镜；10、第二0度滤波片；11、第五聚焦透镜；12、隔离器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

参看图1～图6，本申请公开了一种兼容10GGPON和GPON的四向光路结构，包括由左向右依次设置的光纤插芯1、22度组合滤波片2、第一45度滤波片3、二次聚焦组件、第二45度滤波片4和10GGPON发射光聚焦组件，在22度组合滤波片2底部设置有10GGPON接收光聚焦组件，在第一45度滤波片3上方设置有GPON接收光聚焦组件，在第二45度滤波片4底部设置有GPON发射光聚焦组件，其中，22度组合滤波片2为V形结构，开口朝下设置，具体的说是开口朝左下方设置，22度组合滤波片2包括远离光纤插芯1一侧的第一滤波片和靠近光纤插芯1一侧的第二滤波片，第一滤波片和第二滤波片在顶端连接为一体结构，两者之间的夹角为45度，第一滤波片远离光纤插芯1一侧的面与水平面之间的夹角为68度。

上述的10GGPON发射光聚焦组件包括第一聚焦透镜5，GPON发射光聚焦组件包括第二聚焦透镜6，GPON接收光聚焦组件包括第三聚焦透镜7和设置在第三聚焦透镜7远离第一45度滤波片3一侧的第一0度滤波片8，10GGPON接收光聚焦组件包括第四聚焦透镜9和设置在第四聚焦透镜9靠近22度组合滤波片2一侧的第二0度滤波片10，二次聚焦组件为第五聚焦透镜11。

此外，在第五聚焦透镜11和第二45度滤波片4之间还设置有隔离器12，可防止光路中由于各种原因产生的后向传输光对光源以及光路系统产生的不良影响。

在工作时，GPON发射光和接收光、10GGPON的发射光和接收光分四条路径行进，分别为：

第一条路径，10GGPON的接收光λ4，波长为1260nm～1280nm的发散光，该发射光由光纤插芯1射入，首先入射到22度组合滤波片2的第一滤波片靠近光纤插芯1一侧的反射面上，然后光线反射到22度组合滤波片2的第二滤波片远离光纤插芯1一侧的反射面上，然后光光线沿竖直方向反射穿过第二0度滤波片10后经第四聚焦透镜9变为汇聚光，耦合射入到PD芯片上；

第二条路径，GPON的接收光λ₃，波长为1300nm～1320nm的发散光，该发射光由光纤插芯1射入，首先穿过22度组合滤波片2的第一滤波片，然后光线入射到第一45度滤波片3，经第一45度滤波片3发射后，沿竖直方向入射到第三聚焦透镜7，经第三聚焦透镜7后变成汇聚光，最后穿过第一0度滤波片8后耦合到PD芯片上；

第三条路径，GPON的发射光λ₂，波长为1480nm～1500nm的发散光，该发射光首先经第二聚焦透镜6后变成汇聚光，在到达焦点位置之前，该发射光入射到第二45度滤波片4，经45度滤波片后反射，光线汇聚为一点，然后继续传播穿过隔离器12，经过焦点后变为发散光，然后经过第五聚焦透镜11二次聚焦，经过二次汇聚后的发射光依次穿过第一45度滤波片3和22度组合滤波片2的第一滤波片，到达光纤插芯1处时汇聚为一点，光纤插芯1的头端即为焦点位置，最终耦合进入光纤内；

第四条路径，10GGPON发射光λ₁，波长为1575nm～1580nm的发散光，该发散光首先经第一聚焦透镜5后变为汇聚光，在到达焦点位置之前，穿过第二45度滤波片4，然后汇聚为一点，然后继续传播穿过隔离器12，经过焦点位置之后变为发散光，然后经过第五聚焦透镜11二次聚焦，经过二次聚焦后的发散光依次穿过第一45度滤波片3和22度组合滤波片2的第一滤波片，到达插芯处汇聚为一点，光纤插芯1的头端即为焦点位置，最终耦合进入光纤内。

较佳的，光线λ₃和光线λ₄在22度组合滤波片2的第一滤波片上的入射点与22度组合滤波片2的第二滤波片的前端之间的水平距离为0.72毫米，同时，该入射点距离第一滤波片底端之间的竖直距离为0.5毫米。

本申请所公开的结构可取得以下有益效果：

第一，将相关技术中的分体设置的13度滤光片a4和32度滤光片a2更换为一体式结构的22度组合滤波片2，使结构更加紧凑，使其可以满足SFP+尺寸的封装，满足小型化的要求，而且耦合效率更高，此外，将分体设计改变成一体化结构，使其在工艺上更容易实现；

第二，去掉相关技术中靠近光纤插芯1位置的第二透镜a1，将起分散光线作用的第一透镜更换为起二次聚焦作用的第五聚焦透镜11，耦合时，只需对光纤插芯1、第五聚焦透镜11和第一聚焦透镜5耦合即可，使耦合效率更高，同时节省了第二透镜a1和第一透镜，降低了生产成本。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种兼容10G GPON和GPON的四向光路结构，其特征在于，包括由左向右依次设置的光纤插芯(1)、22度组合滤波片(2)、第一45度滤波片(3)、二次聚焦组件、第二45度滤波片(4)和10G GPON发射光聚焦组件，在所述22度组合滤波片(2)底部设置有10G GPON接收光聚焦组件，在所述第一45度滤波片(3)上方设置有GPON接收光聚焦组件，在所述第二45度滤波片(4)底部设置有GPON发射光聚焦组件，其中：

所述22度组合滤波片(2)为V形结构，开口朝下设置且开口角度为45度，远离所述光纤插芯(1)一侧与水平面之间的夹角为68度；

由所述光纤插芯(1)发射的波长为1260nm～1280nm的发散光入射到所述22度组合滤波片(2)，经开口处远离所述光纤插芯(1)一侧反射到靠近所述光纤插芯(1)一侧，经靠近所述光纤插芯(1)一侧反射后入射到所述10G GPON接收光汇聚组件，经所述10G GPON接收光聚焦组件变为汇聚光；

由所述光纤插芯(1)发射的波长为1300nm～1320nm的发散光穿过所述22度组合滤波片(2)后经所述第一45度滤波片(3)反射到所述GPON接收光聚焦组件，经所述GPON接收光聚焦组件变为汇聚光；

波长为1480nm～1500nm的发散光经所述GPON发射光聚焦组件聚焦后入射到所述第二45度滤波片(4)，经第二45度滤波片(4)反射后，入射到所述二次聚焦组件，经所述二次聚焦组件聚焦后穿过所述第一45度滤波片(3)和所述22度组合滤波片(2)变为汇聚光进入所述光纤插芯(1)；

波长为1575nm～1580nm的发散光经所述10G GPON发射光聚焦组件聚焦后穿过所述第二45度滤波片(4)，经所述二次聚焦组件再次聚焦后穿过所述第一45度滤波片(3)和所述22度组合滤波片(2)后形成汇聚光进入所述光纤插芯(1)。

2.根据权利要求1所述的兼容10G GPON和GPON的四向光路结构，其特征在于，所述10GGPON发射光聚焦组件包括第一聚焦透镜(5)。

3.根据权利要求1所述的兼容10G GPON和GPON的四向光路结构，其特征在于，所述GPON发射光聚焦组件包括第二聚焦透镜(6)。

4.根据权利要求1所述的兼容10G GPON和GPON的四向光路结构，其特征在于，所述GPON接收光聚焦组件包括第三聚焦透镜(7)和设置在所述第三聚焦透镜(7)远离所述第一45度滤波片(3)一侧的第一0度滤波片(8)。

5.根据权利要求1所述的兼容10G GPON和GPON的四向光路结构，其特征在于，所述10GGPON接收光聚焦组件包括第四聚焦透镜(9)和设置在所述第四聚焦透镜(9)靠近所述22度组合滤波片(2)一侧的第二0度滤波片(10)。

6.根据权利要求1所述的兼容10G GPON和GPON的四向光路结构，其特征在于，所述二次聚焦组件为第五聚焦透镜(11)。

7.根据权利要求6所述的兼容10G GPON和GPON的四向光路结构，其特征在于，所述第五聚焦透镜(11)和所述第二45度滤波片(4)之间还设置有隔离器(12)。

8.根据权利要求1所述的兼容10G GPON和GPON的四向光路结构，其特征在于，所述22度组合滤波片(2)的前端距离所述光纤插芯(1)处发射的发散光的反射点0.72毫米。

9.根据权利要求8所述的兼容10G GPON和GPON的四向光路结构，其特征在于，所述22度组合滤波片(2)的底端距离所述光纤插芯(1)处发射的发散光的反射点0.5毫米。

10.根据权利要求1所述的兼容10G GPON和GPON的四向光路结构，其特征在于，波长为1480nm～1500nm的发散光和波长为1575nm～1580nm的发散光的焦点位于所述二次聚焦组件远离所述光纤插芯(1)一侧。

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