CN113917633A - 一种新型双发双收单纤四向光器件及其封装工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型双发双收单纤四向光器件及其封装工艺，光器件包括GPON ONU有源光器件组件和XGS PON ONU有源光器件组件。与现有技术相比，本发明的积极效果是：本发明集成了GPON ONU器件和XGS PON ONU器件的功能为一体，利用波分复用功能将4波信号集成到一根光纤中，同时支持GPON ONU和XGS PON ONU功能。可以用现有终端网络设备，无须改动现有网络资源，根据业务套餐升级按需更换用户需求，实现高带宽业务的快速平滑升级。

Description

一种新型双发双收单纤四向光器件及其封装工艺
技术领域
本发明涉及一种新型双发双收单纤四向光器件及其封装工艺。
背景技术
近年来，随着4K视频、3D游戏、虚拟现实等高带宽业务的不断发展，加上国家宽带提速政策的驱动，宽带接入产业正进入千兆时代，10G PON将逐渐成为主流技术。现有GPON网络无法在保证足够分光比的情况下实现百兆、甚至千兆的入户带宽，需要升级为10G PON网络，同时对于带宽要求不高的用户仍然可采用GPON接入。目前GPON升级到10G PON通常采用外置合波器方案，该方案需新增10G PON线卡、外置合波器、光纤跳线和光纤配线架等配套设备，建设成本高，机房空间占用大，施工和布线复杂，管理和维护困难。此外，外置合波器引入的光功率损耗也会影响现网中ONU的光功率预算，存在影响用户业务的风险。
目前接入网技术中，GPON ONU和XGS PON分别为不同的光网络单元ONU，当用户有不同需求情况下，则要针对用户的需求分别配置不同的光网络单元ONU，特别在旧小区和农村地区经常产生这种情况。
发明内容
为了克服现有技术的缺点，本发明提供了一种新型双发双收单纤四向光器件及其封装工艺，旨在集成GPON ONU和XGS PON ONU功能的问题，本发明将GPON ONU和XGS PONONU集成到一起，采用波分复用制式，从而实现单纤四个波长的传输。
本发明所采用的技术方案是：一种新型双发双收单纤四向光器件，包括GPON ONU有源光器件组件和XGS PON ONU有源光器件组件，其中：
所述GPON ONU有源光器件组件包括第一金属壳体和设置在第一金属壳体内的1.25G激光器TO-CAN、第一45°滤波片、第一0°滤波片和2.5G探测器TO-CAN，第一金属壳体与第一波分复用器组件的金属套筒端耦合；
所述XGS PON ONU有源光器件组件包括第二金属壳体和设置在第二金属壳体内的10G激光器TO-CAN、LD镜架、隔离器、发端LENS、第二45°滤波片、收端LENS、第二0°滤波片、收端镜架和10G探测器TO-CAN，第二金属壳体与第二波分复用器组件的金属套筒端耦合；
所述第一波分复用器组件和第二波分复用器组件共用一根尾纤。
本发明还提供了一种新型双发双收单纤四向光器件的封装工艺，包括如下步骤：
步骤一、将第二45°滤波片采用烤胶工艺粘合在第二金属壳体上；
步骤二、将隔离器采用烤胶工艺粘合在LD镜架上，然后将发端LENS采用烤胶工艺粘合在LD镜架上；再将LD镜架采用烤胶工艺粘合在第二金属壳体上；
步骤三、将收端lens采用烤胶工艺粘合在收端镜架上，再将第二0°滤波片采用烤胶工艺粘合在收端镜架上；再将收端镜架采用烤胶工艺粘合在第二金属壳体上；
步骤四、将第二波分复用器组件的金属套筒端与第二金属壳体激光焊接配合；使用过渡套穿透焊接过渡配合，对接焊固定配合；
步骤五、将10G探测器TO-CAN采用烤胶工艺粘合在第二金属壳体上；
步骤六、将10G激光器TO-CAN与LD储能焊管座采用电阻焊放电熔接为一体后，再将10G激光器TO-CAN与LD镜架通过耦合，过渡环作为调节环采用激光焊接工艺焊接为一体；
步骤七、将10G探测器TO-CAN与第二金属壳体耦合，紫外胶水预固化，使用环氧树脂胶高温固化，温度控制在85℃±10℃，时间80～100分钟；
步骤八、将组装完成后的XGS PON ONU有源光器件组件在-40℃～85℃之间进行温度循环；
步骤九、将第一45°滤波片采用烤胶工艺粘合在第一金属壳体上；再将第一0°滤波片采用烤胶工艺粘合在第一金属壳体上；然后将1.25G激光器TO-CAN采用压装方式与第一金属壳体配合；
步骤十、将第一波分复用器组件的蓝色尾纤SC-APC端与1.25G激光器TO-CAN耦合后采用激光焊接工艺焊接为一体；
步骤十一、将2.5G探测器TO-CAN用烤胶工艺粘合在第一金属壳体上。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
本发明集成了GPON ONU器件和XGS PON ONU器件的功能为一体，其中：XGS PONONU光器件组件包括10G激光器TO-CAN、10G探测器TO-CAN、45°滤波片、0°滤波片、收端镜架、收端lens、发端lens、隔离器、过渡套、过渡环、LD管座、波分复用器组件。本发明的新型双发双收单纤光器件是利用波分复用功能将4波信号集成到一根光纤中，同时支持GPON ONU和XGS PON ONU功能。可以用现有终端网络设备，无须改动现有网络资源，根据业务套餐升级按需更换用户需求，实现高带宽业务的快速平滑升级。具体优点如下：
1、现有技术需要两个光器件一个XGS PON ONU一个GPON ONU来实现四个波长传输，采用外置合波器方案，该方案需新增10G EPON线卡、外置合波器、光纤跳线和光纤配线架等配套设备；而本发明只需一个光器件就能实现四个波长传输，同时支持GPON ONU和10GEPON ONU功能，可以用现有网络设备，无须改动现有网络资源，不占用额外的机房空间。
2、现有技术采用常规的SBOSA设计，需采用2根尾纤结构，用法兰进行连接，导致原材料成本上升，极大的增加光器件功率损耗。
3、本发明采用波分复用功能，集成GPON ONU和10G EPON ONU功能，提高产品良率和节约成本。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1为本发明的结构示意图；
图2为第一波分复用器组件6和第二波分复用器组件17的工作原理示意图。
具体实施方式
一种新型双发双收单纤四向光器件，如图1所示，包括：1.25G激光器TO-CAN 1、第一金属壳体2、第一45°滤波片3、第一0°滤波片4、2.5G探测器TO-CAN 5、第一波分复用器组件6、10G激光器TO-CAN 7、LD储能焊管座8、LD过渡环9、LD镜架10、隔离器11、发端LENS 12、第二金属壳体13、第二45°滤波片14、金属保护套15、过渡套16、第二波分复用器组件17、收端LENS 18、第二0°滤波片19、收端镜架20、10G探测器TO-CAN 21等。其中：
(一)第一波分复用器组件6和第二波分复用器组件17的结构均包括金属套筒和尾纤及内设置的玻璃管、TFF滤波片，所述TFF滤波片与玻璃管紧配合，玻璃管与尾纤紧配合，用金属套筒固定。第一波分复用器组件6为光纤耦合P端，第二波分复用器组件17为一款WDM波分复用器组件，具有分光功能，达到1270nm和1577nm波长通过，1310、1490nm波长返回，其中1310、1490nm波长传送到第一波分复用器组件6，使GPON ONU能够正常工作，二者的工作原理如图2所示。
(二)10G激光器TO-CAN 7、LD储能焊管座8、LD过渡环9、LD镜架10、隔离器11、发端LENS 12、第二金属壳体13、第二45°滤波片14、金属保护套15、过渡套16、第二波分复用器组件17、收端LENS 18、第二0°滤波片19、收端镜架20、10G探测器TO-CAN 21组成XGS PON ONU有源光器件组件，其中：
(1)第二45°滤波片14采用烤胶工艺粘合在第二金属壳体13上；
(2)隔离器11采用烤胶工艺粘合在LD镜架10上，然后将发端LENS 12采用烤胶工艺粘合在LD镜架10上；
(3)收端lens 18用烤胶工艺粘合在收端镜架20上，再将第二0°滤波片19用烤胶工艺粘合在收端镜架20上；
(4)收端镜架20用烤胶工艺粘合在第二金属壳体13上；
(5)第二波分复用器组件17的金属套筒端与第二金属壳体13激光焊接配合；使用过渡套16穿透焊接过渡配合，对接焊固定配合；
(6)10G探测器TO-CAN 21用烤胶工艺粘合在第二金属壳体13上；
(7)第二金属壳体13与第二波分复用器组件17的金属套筒端耦合，过渡套16作为调节环采用激光焊接工艺与第二波分复用器组件17的金属套筒焊接为一体；再将金属保护套15与第二金属壳体13采用激光焊接配合；
(8)10G激光器TO-CAN 7与LD储能焊管座8采用电阻焊放电熔接为一体后再整体与LD镜架10通过激光器过渡环9作为调节环焊接为一体：10G激光器TO-CAN 7与LD镜架10通过耦合，过渡环9作为调节环采用激光焊接工艺焊接为一体；
(9)10G探测器TO-CAN 21与第二金属壳体13耦合，紫外胶水预固化，使用环氧树脂胶高温固化，温度控制在85℃±10℃，时间80～100分钟。
(10)为了消除焊接的应力，使产品达到稳定状态，将组装完成后的XGS PON ONU有源光器件组件在-40℃～85℃之间进行温度循环，其中-40℃和85℃的恒温保持时间至少30分钟为一个循环周期，每次循环不少于40个周期。
(三)1.25G激光器TO-CAN 1、第一金属壳体2、第一45°滤波片3、第一0°滤波片4、2.5G探测器TO-CAN 5、第一波分复用器组件6组成GPON ONU有源光器件组件，其中：
(1)第一45°滤波片3采用烤胶工艺粘合在第一金属壳体2上；
(2)第一0°滤波片4采用烤胶工艺粘合在第一金属壳体2上；
(3)1.25G激光器TO-CAN 1采用压装方式与第一金属壳体2配合；
(4)第一波分复用器组件6的蓝色尾纤SC-APC端与GPON ONU耦合后采用激光焊接工艺焊接为一体；本步骤的作用是为了将1310nm和1490nm波长传送到GPON ONU；
(5)2.5G探测器TO-CAN 5用烤胶工艺粘合在第一金属壳体2上。
本发明将XGS PON ONU与GPON ONU耦合采用激光焊接工艺焊接为一体；利用波分复用功能将4波信号集成到一根光纤中，同时支持GPON ONU和XGS PON ONU功能。

Claims (10)

1.一种新型双发双收单纤四向光器件，其特征在于：包括GPON ONU有源光器件组件和XGS PON ONU有源光器件组件，其中：
所述GPON ONU有源光器件组件包括第一金属壳体和设置在第一金属壳体内的1.25G激光器TO-CAN、第一45°滤波片、第一0°滤波片和2.5G探测器TO-CAN，第一金属壳体与第一波分复用器组件的金属套筒端耦合；
所述XGS PON ONU有源光器件组件包括第二金属壳体和设置在第二金属壳体内的10G激光器TO-CAN、LD镜架、隔离器、发端LENS、第二45°滤波片、收端LENS、第二0°滤波片、收端镜架和10G探测器TO-CAN，第二金属壳体与第二波分复用器组件的金属套筒端耦合；
所述第一波分复用器组件和第二波分复用器组件共用一根尾纤。
2.根据权利要求1所述的一种新型双发双收单纤四向光器件，其特征在于：所述第一波分复用器组件和第二波分复用器组件的结构均包括金属套筒和尾纤及金属套筒内设置的玻璃管、TFF滤波片，所述TFF滤波片与玻璃管紧配合，玻璃管与尾纤紧配合。
3.根据权利要求1所述的一种新型双发双收单纤四向光器件，其特征在于：所述第二波分复用器组件为WDM波分复用器组件，具有分光功能，达到1270nm和1577nm波长通过，1310nm、1490nm波长返回，并使1310nm、1490nm波长传送到第一波分复用器组件。
4.根据权利要求1所述的一种新型双发双收单纤四向光器件，其特征在于：所述第二45°滤波片14粘合在第二金属壳体上；所述隔离器和发端LENS粘合在LD镜架上；10G激光器TO-CAN与LD储能焊管座采用电阻焊放电熔接为一体后再整体与LD镜架通过激光器过渡环作为调节环焊接为一体。
5.根据权利要求1所述的一种新型双发双收单纤四向光器件，其特征在于：所述收端lens和第二0°滤波片粘合在收端镜架上；收端镜架粘合在第二金属壳体上。
6.根据权利要求1所述的一种新型双发双收单纤四向光器件，其特征在于：第二波分复用器组件的金属套筒端与第二金属壳体激光焊接配合；使用过渡套穿透焊接过渡配合；10G探测器TO-CAN粘合在第二金属壳体上；金属保护套与第二金属壳体采用激光焊接配合。
7.根据权利要求1所述的一种新型双发双收单纤四向光器件，其特征在于：第一45°滤波片和第一0°滤波片粘合在第一金属壳体上；1.25G激光器TO-CAN采用压装方式与第一金属壳体配合；第一波分复用器组件的蓝色尾纤SC-APC端与1.25G激光器TO-CAN耦合后采用激光焊接工艺与第一金属壳体焊接为一体；2.5G探测器TO-CAN 5粘合在第一金属壳体上。
8.一种新型双发双收单纤四向光器件的封装工艺，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、将第二45°滤波片采用烤胶工艺粘合在第二金属壳体上；
步骤二、将隔离器采用烤胶工艺粘合在LD镜架上，然后将发端LENS采用烤胶工艺粘合在LD镜架上；再将LD镜架采用烤胶工艺粘合在第二金属壳体上；
步骤三、将收端lens采用烤胶工艺粘合在收端镜架上，再将第二0°滤波片采用烤胶工艺粘合在收端镜架上；再将收端镜架采用烤胶工艺粘合在第二金属壳体上；
步骤四、将第二波分复用器组件的金属套筒端与第二金属壳体激光焊接配合；使用过渡套穿透焊接过渡配合，对接焊固定配合；
步骤五、将10G探测器TO-CAN采用烤胶工艺粘合在第二金属壳体上；
步骤六、将10G激光器TO-CAN与LD储能焊管座采用电阻焊放电熔接为一体后，再将10G激光器TO-CAN与LD镜架通过耦合，过渡环作为调节环采用激光焊接工艺焊接为一体；
步骤七、将10G探测器TO-CAN与第二金属壳体耦合，紫外胶水预固化，使用环氧树脂胶高温固化，温度控制在85℃±10℃，时间80～100分钟；
步骤八、将组装完成后的XGS PON ONU有源光器件组件在-40℃～85℃之间进行温度循环；
步骤九、将第一45°滤波片采用烤胶工艺粘合在第一金属壳体上；再将第一0°滤波片采用烤胶工艺粘合在第一金属壳体上；然后将1.25G激光器TO-CAN采用压装方式与第一金属壳体配合；
步骤十、将第一波分复用器组件的蓝色尾纤SC-APC端与1.25G激光器TO-CAN耦合后采用激光焊接工艺焊接为一体；
步骤十一、将2.5G探测器TO-CAN用烤胶工艺粘合在第一金属壳体上。
9.根据权利要求8所述的一种新型双发双收单纤四向光器件的封装工艺，其特征在于：在步骤四将第二波分复用器组件、第二金属壳体和过渡套焊接为一体后，再将金属保护套与第二金属壳体采用激光焊接配合。
10.根据权利要求8所述的一种新型双发双收单纤四向光器件的封装工艺，其特征在于：步骤八所述温度循环时，-40℃和85℃的恒温保持时间至少30分钟为一个循环周期，每次循环不少于40个周期。
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