CN115149389A - 光发送组件、光收发组件和光通信设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种光发送组件、光收发组件和光通信设备，属于光通信领域。该光发送组件包括第一管壳、第一DML和滤波器。其中，第一管壳具有第一出光口。第一直接调制激光器封装在第一管壳内部。第一直接调制激光器用于从第一出光口输出第一调制光信号，所述第一调制光信号携带比特1和比特0，所述比特1对应波长和所述比特0对应的波长不同。滤波器位于第一管壳外部。滤波器用于滤除第一调制光信号中所述比特0对应波长的光信号，得到第二调制光信号，以及输出第二调制光信号。第一管壳内封装的器件少，能够降低光发送组件的制造难度。

Description

光发送组件、光收发组件和光通信设备

技术领域

本申请涉及光通信技术领域，特别涉及一种光发送组件、光收发组件和光通信设备。

背景技术

光发送组件主要用于光信号的发送，是无源光网络(passive optical network，PON)中的重要器件。光发送组件可应用于PON系统中的关键设备，例如光线路终端(opticalline terminal，OLT)OLT、光网络终端(optical network terminal，ONU)等。

相关技术中，光发送组件包括直接调制激光器(direct modulated laser，DML)、滤波器和管壳。DML和滤波器封装在管壳内。该滤波器通过对DML输出的调制光信号进行滤波，滤除调制光信号中与比特0对应的波长，以起到提升DML的消光比的作用。

由于DML和滤波器均封装在管壳内，由于管壳内部空间较小，各个器件的排列和组装困难，导致光发送组件的制造难度较大。

发明内容

本申请提供了一种光发送组件、光收发组件和光通信设备，能够降低光发送组件的制造难度。

一方面，本申请提供了一种光发送组件。该光发送组件包括第一管壳、第一DML和滤波器。其中，第一管壳具有第一出光口。第一直接调制激光器封装在所述第一管壳内部。所述第一直接调制激光器用于从所述第一出光口输出第一调制光信号，所述第一调制光信号携带比特1和比特0，所述比特1对应波长和所述比特0对应的波长不同。滤波器位于所述第一管壳外部。所述滤波器用于滤除所述第一调制光信号中所述比特0对应波长的光信号，得到第二调制光信号，以及输出第二调制光信号。在本申请实施例中，第二调制光信号的波长包含比特1对应的波长。

第一DML封装在第一管壳中，而滤波器等其他光器件设置在第一管壳外部，第一管壳内只需要封装体积较小的第一DML，组装较为简单，从而可以降低光发送组件的制造难度。

在一种可能的实施方式中，所述滤波器为法布里-珀罗腔结构。

可选地，所述光发送组件还包括准直透镜。准直透镜位于所述第一出光口和所述法布里-珀罗腔结构之间的光路上，用于将所述第一出光口输出的第一调制光信号准直后输出至所述法布里-珀罗腔结构。

为了保证法布里-珀罗腔结构对第一DML输出的第一调制光信号的滤波效果，第一调制光信号需要垂直于法布里-珀罗腔结构的反射面入射至法布里-珀罗腔结构内部，因此，在一些示例中，所述准直透镜输出的准直后的所述第一调制光信号的传播方向与所述法布里-珀罗腔结构的反射面垂直。

为了保证法布里-珀罗腔结构输出的第二调制光信号能够高效耦合至光纤的端口，所述光发送组件还包括汇聚透镜。汇聚透镜位于所述法布里-珀罗腔结构和所述出光口之间的光路上，用于将所述法布里-珀罗腔结构输出的第二调制光信号输出至出光口，以将第二调制光信号耦合至该出光口所连接的光纤的端口。

为了监控第一DML的工作状态，在一些示例中，所述光发送组件还包括分光结构和光探测器。所述分光结构用于将所述第二调制光信号分为第一部分调制光信号和第二部分调制光信号，所述第一部分调制光信号用于从所述出光口输出。光探测器用于接收所述第二部分调制光信号并对所述第二部分调制光信号进行光电转换。光电转换得到的电信号，可用于判断第一DML的工作状态是否正常。

在一些示例中，所述分光结构为集成在所述滤波器中的分光面。分光结构集成在滤波器中，一方面能够减少光发送组件所包含的器件的数量，有利于减小光发送组件的体积，另一方面，无需进行分光结构与滤波器的组装，能够简化光发送组件的组装工艺。

在另一些示例中，所述分光结构为位于所述滤波器和所述出光口之间的光路上的分光片。

在另一种可能的实施方式中，所述滤波器为反射型的光纤布拉格光栅。反射型的光纤布拉格光栅是指接收待滤波的光信号的端口和输出滤波后的光信号的端口为同一端口的光纤布拉格光栅。

所述反射型的光纤布拉格光栅用于通过反射型的光纤布拉格光栅的第一端口接收所述第一调制光信号，以及将所述第二调制光信号从该第一端口输出。

为了保证第一DML输出的第一调制光信号经过反射型的光纤布拉格光栅之后，能够高效耦合至光纤的端口，并且保证第二调制光信号不对第一DML产生影响，所述光发送组件还包括环形器。所述环形器位于所述第一出光口和所述反射型的光纤布拉格光栅的第一端口之间的光路上。所述环形器用于将所述第一出光口输出的所述第一调制光信号传输至所述反射型的布拉格光栅的第一端口，以及将所述反射型的布拉格光栅的第一端口输出的所述第二调制光信号传输至所述光发送组件的出光口。

在一些示例中，所述环形器包括隔离器、偏振分束片、波片和全反射片。其中，隔离器位于所述第一出光口和所述反射型的光纤布拉格光栅的第一端口之间的光路上。该隔离器用于将所述隔离器的输入端接收到的来自所述第一DML的第一调制光信号转换为p光后，从所述隔离器的输出端输出，以及将所述隔离器的输出端接收到的来自所述反射型的光纤布拉格光栅的第一端口的所述第二调制光信号转换为s光后，从所述隔离器的输出端输出。偏振分束片位于所述隔离器和所述反射型的光纤布拉格光栅的第一端口之间的光路上，偏振分束片用于透射所述隔离器的输出端输出的p光，以及反射所述隔离器的输出端输出的s光。转换器件用于将经所述偏振分束片反射的s光转换为p光，并将转换得到的p光传递至所述偏振分束片。全反射片用于将透过所述偏振分束片的由所述转换器件输出的p光反射至所述光发送组件的出光口。

在一些示例中，所述光发送组件还包括光探测器。光探测器用于接收所述反射型的光纤布拉格光栅的第二端口输出的被滤除的第一调制光信号，并对所述被滤除的第一调制光信号进行光电转换。光电转换得到的电信号，可用于判断第一DML的工作状态是否正常。

在另一种可能的实施方式中，所述滤波器为透射型的光纤布拉格光栅。透射型的光纤布拉格光栅是指接收待滤波的光信号的端口和输出滤波后的光信号的端口为不同端口的光纤布拉格光栅。所述透射型的光纤布拉格光栅用于从透射型的光纤布拉格光栅的第一端口接收到所述第一调制光信号，以及将所述第二调制光信号从透射型的光纤布拉格光栅的第二端口输出。

为了保证第一DML输出的第一调制光信号经过透射型的光纤布拉格光栅之后，能够高效耦合至光纤的端口，所述光发送组件还包括汇聚透镜。所述汇聚透镜用于将所述透射型的光纤布拉格光栅的第二端口输出的第一调制光信号中的至少部分传输至所述光发送组件的出光口，从而耦合至所述光纤的端口。由于透射型的光纤布拉格光栅的第二端口输出第一调制光信号的方式类似于点光源，所以通过一个汇聚透镜就能够将透射型的光纤布拉格光栅输出的第一调制光信号耦合至光纤的端口。这样，进一步简化了光发送组件的结构。

在一些示例中，光发送组件中包括一个激光器，由该激光器输出一种波长的调制光信号。在另一些示例中，光发送组件中包括两个激光器，由这两个激光器分别输出一种波长的调制光信号。在这种情况下，光发送组件还包括：第二管壳、第二DML和第一波分复用器。第二管壳具有第二出光口。第二直接调制激光器封装在所述第二管壳内部，所述第二直接激光器用于从所述第二出光口输出第三调制光信号。第一波分复用器用于将所述滤波器输出的第二调制光信号和所述第二出光口输出的第三调制光信号合并，得到混合光信号，以及将所述混合光信号输出至所述光发送组件的出光口。

在一些示例中，该光发送组件还包括隔离器。隔离器位于所述第一出光口和所述滤波器之间的光路上，用于阻隔从所述滤波器反射至所述第一出光口的光。

另一方面，本申请提供了一种光收发组件。该光收发组件包括光接收组件和光发送组件。其中，光发送组件为前述任一种光发送组件。所述光接收组件用于接收从所述光纤的端口输出的光信号，以及将接收到的光信号转换为电信号。

又一方面，本申请还提供了一种光通信设备。该光通信设备包括前述光发送组件或者前述光收发组件。该光通信设备为OLT或者光网络单元ONU或者光模块。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种光发送组件的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的另一种光发送组件的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一种反射型的光纤布拉格光栅的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的一种环形器的结构及工作过程示意图；

图5是图4所示环形器的另一工作过程示意图；

图6是本申请实施例提供的另一种光发送组件的结构示意图；

图7是本申请实施例提供的一种透射型的光纤布拉格光栅的结构示意图；

图8是本申请实施例提供的另一种光发送组件的结构示意图；

图9是一种法布里-珀罗腔结构的结构示意图；

图10是本申请实施例提供的又一种光发送组件的结构示意图；

图11是一种集成有分光结构的法布里-珀罗腔结构的示意图；

图12是本申请提供的一种光收发组件的结构示意图；

图13是本公开实施例提供的一种无源光网络系统的组网示意图。

具体实施方式

光通信是一种主流通信方案，由于其具有超高带宽、低电磁干扰的特点，目前被大规模的部署，应用到以光纤到户(fiber to the home，FTTH)为代表的接入网中。

接入网采用的主要形式是PON，PON包括OLT、光分布网络(optical distributionnetwork，ODN)和ONU。OLT和ONU之间通过ODN连接，之间无任何有源电子设备。通常来说，一个OLT与一个ODN连接，而一个ODN与多个ONU连接。每个ONU都能够视作是一个用户。一个OLT能够通过ODN的光传输，服务于多个用户。

OLT和ONU中配置有光收发组件(bi-directional Optical sub-assembly，BOSA)。光收发组件主要包括光发送组件(transmitting optical sub-assembly，TOSA)和光接收组件(receiving optical sub-assembly，ROSA)。光发送组件和光接收组件封装在壳体内。OLT和ONU通过光发送组件将电信号转化为光信号并发送，通过光接收组件将光信号接收并转化为电信号，从而实现了光信号的发送和接收。

目前，已经大规模部署的PON主要有两种，分别是以太网无源光网络(ethernetpassive optical network，EPON)和G比特无源光网络(gig-bit passive opticalnetwork，GPON)。这两种PON所支持的速率为2.5Gbit/s或1.25Gbit/s。而随着网络带宽升级，下一代将要部署的无源光网络为10G-EPON和10G-GPON(也可以称为XGPON)，而这两种无源光网络所支持的速率为10Gbit/s。

GPON中的OLT发送1490nm波长的光信号，接收1310nm波长的光信号。XGPON中的OLT发送1577nm波长的光信号，接收1270nm波长的光信号。需要说明的是，这里以GPON为例来进行说明，EPON类似考虑。

下面结合附图对光发送组件和光收发组件的结构进行详细说明。

图1是本申请实施例提供的一种光发送组件的结构示意图。如图1所示，该光发送组件包括第一管壳11、第一DML12和滤波器13。其中，第一管壳11具有第一出光口11a。第一DML12封装在第一管壳11内部，第一DML12用于从第一出光口11a输出第一调制光信号。第一调制光信号携带的信息为由比特1和比特0组成的二进制序列，比特1对应波长和比特0对应的波长不同。滤波器13位于第一管壳11外部。滤波器13用于滤除第一调制光信号中比特0对应波长的光信号，得到第二调制光信号，以及输出第二调制光信号。

在本申请实施例中，第一DML12封装在第一管壳11中，而滤波器13等其他光器件设置在第一管壳11外部，第一管壳11内只需要封装体积较小的第一DML12，组装较为简单，从而可以降低光发送组件的制造难度。

在本申请实施例中，DML是通过电信号直接调制激光器的电源，使激光器的输出光随电信号的变化而变化。由于PON系统对成本非常敏感，而DML成本较低，所以大部分场景下需要通过DML实现光发送组件。

对于DML而言，由于不同调制信息对应的注入电流或电压不同，导致DML的输出光谱的峰值对应不同的波长，即绝热啁啾。例如，第一调制光信号中比特0对应的波长和比特1对应的波长不同。由于光纤中存在色散，不同波长的光在同一根光纤中的传播速率不同，因此，激光器的绝热啁啾会导致信号在经过一定距离的传输后，信号之间出现码间干扰，极大的限制传输距离。因此，在本申请实施例中，在第一DML11后设置了滤波器12，通过滤波器12滤除第一调制光信号中比特0对应波长的光信号，抑制第一激光器11的绝热啁啾，从而实现消光比的提升。

激光器的消光比(extinction ratio，ER)是衡量调制光信号的质量的一个指标。是指激光器输出的调制光信号中比特1对应波长的光功率和比特0对应波长的光功率的相对比值。消光比可以采用以下公式计算。

ER＝P1/P0 (1)

ER＝10log₁₀(P1/P0) (2)

公式(1)和公式(2)中，ER表示消光比，P1表示比特1对应波长的光功率，P0表示比特0对应波长的光功率。

从公式(1)和公式(2)可以看出，P0越小，ER越大，激光器输出的光信号的质量越好。因此，滤除调制光信号中比特0对应波长的光信号，能够实现消光比的提升。

在本公开实施例中，由于晶体管外形封装(transistor-outline can，TO CAN)技术非常成熟，且价格便宜，因此，第一DML12采用TO封装。在TO封装的情况下，第一管壳11为一端开口的筒状壳体。第一管壳1开口的一端与具有金属管脚的管座焊接形成晶体管外形封装，第一出光口11a设置在第一管壳1的另一端上。具有金属管脚的管座一般是一个具有多个通孔的圆形基底，电气引线采用金属管脚的方式穿过这些通孔，通过玻璃胶进行密封和电气隔离。并且，为了避免第一DML因外界环境中的水汽、氧气等因素影响而出现劣化，一般采用气密封装工艺。例如，在纯氮环境下，将第一管壳11和管座焊接封装在一起。当然，除了TO CAN封装外，第一DML12还能够采用蝶形封装、盒(box)封装等，本申请对此不作限制。

第一DML12连接在管座上以通过管座接收电信号，并将接收到的电信号转化为第一调制光信号从第一出光口11a输出。

在一些示例中，滤波器13为反射型的光纤布拉格光栅、透射型的光纤布拉格光栅或者法布里-珀罗腔结构。需要说明的是，本申请对滤波器的类型不做限制，只要能够滤除比特0对应的第一调制光信号的功率即可，例如，还可以采用微环谐振器等器件。

在本申请实施例中，滤除第一调制光信号中比特0对应波长的光信号是指，比特0对应的波长的光信号经过该滤波器后，会产生较大程度的衰减，甚至衰减为0。实际应用中，可以根据实际需要选择合适的滤波器来达到期望的衰减程度。

在一种可能的实施方式中，光发送组件还包括至少一个光学器件，该至少一个光学器件用于将滤波器13输出的第二调制光信号传输至光发送组件的出光口。光发送组件的出光口用于与光纤连接，以将第一调制光信号输出至出光口所连接的光纤的端口a。示例性地，该至少一个光学器件包括但不限于环形器、透镜(透镜组或者单个透镜)等。

为了监控第一DML12输出的第一调制光信号，需要对第一DML12输出的第一调制光信号进行监控，以保证光发送组件的正常工作。

在一些示例中，对于反射型的光纤布拉格光栅，光发送组件还包括光探测器，用于接收反射型的光纤布拉格光栅的第二端口输出的被滤除的第一调制光信号，并对被滤除的第一调制光信号进行光电转换，以对第一DML12的工作状态进行监控。

在另一些示例中，对于透射型的光纤布拉格光栅或者法布里-珀罗腔结构，光发送组件还包括分光结构和光探测器。分光结构用于将第二调制光信号分为第一部分调制光信号和第二部分调制光信号，第一部分调制光信号用于从出光口输出。光探测器用于接收第二部分调制光信号并对第二部分调制光信号进行光电转换，以对第一DML12的工作状态进行监控。

在一些示例中，分光结构为集成在滤波器中的分光面。分光结构集成在滤波器中，一方面能够减少光发送组件所包含的器件的数量，有利于减小光发送组件的体积，另一方面，无需进行分光结构与滤波器的组装，能够简化光发送组件的组装工艺。

在另一些示例中，分光结构为位于滤波器和出光口之间的光路上的分光片。

图2为本申请实施例提供的另一种光发送组件的结构示意图。如图2所示，光发送组件包括：第一管壳11、第一DML12和反射型的光纤布拉格光栅131。

其中，第一管壳11具有第一出光口11a。第一DML12封装在第一管壳11内部，第一DML12用于从第一出光口11a输出第一调制光信号。反射型的光纤布拉格光栅131位于第一管壳11外部，反射型的光纤布拉格光栅131的第一端口与第一出光口11a耦合。

如前所述，第一调制光信号中比特1对应的波长和比特0对应的波长不同。而滤除第一调制光信号中比特0对应波长的光信号有利于第一DML的消光比的提升，因此，该反射型的光纤布拉格光栅131作为滤波器的一种，用于滤除第一调制光信号中比特0对应波长的光信号，以及输出第二调制光信号。第二调制光信号包含比特1对应的波长。

光纤布拉格光栅131是以共振波长为中心的一个窄带光学滤波器，该共振波长被称为布拉格波长。当第一调制光信号从光纤布拉格光栅131的第一端口输入到光纤布拉格光栅131之后，在共振波长附近的波长，会被光纤布拉格光栅131反射，从光纤布拉格光栅131的第一端口输出。

在图2所示实施例中，对于反射型的光纤布拉格光栅131，比特1对应的波长在共振波长附近，在经过反射型的光纤布拉格光栅131的反射后从反射型的光纤布拉格光栅131的第一端口输出。比特0对应的波长离共振波长较远，经过反射型的光纤布拉格光栅131后从反射型的光纤布拉格光栅131的第二端口输出，从而被滤除。

图3是反射型光纤布拉格光栅的结构示意图。如图3所示，光纤布拉格光栅131包括光纤本体1311，以及形成在光纤本体1311上的布拉格光栅结构1312。布拉格光栅结构1312为一个光栅，该光栅的光栅周期与比特1对应的波长相匹配，使得比特1对应的波长能够被反射。

光纤布拉格光栅是利用光纤中的光敏性制成的。光敏性是指强激光(例如在10～40ns脉冲内产生几百毫焦耳的能量)辐照掺杂光纤时，光纤的折射率将随着光强的空间分布发生相应的变化。光强越大，变化的程度越大。反之，光强越小，变化的程度越小。例如，用特定波长的激光干涉条纹照射掺锗光纤，会使其内部折射率呈现周期性变化，形成光纤布拉格光栅。

再次参见图2，为了保证第一DML12输出的第一调制光信号经过反射型的光纤布拉格光栅131之后，能够从出光口高效耦合至光纤(图2中黑色矩形实体部分)的端口a，并且避免第二调制光信号对第一DML12产生不良影响，光发送组件还包括环形器14。环形器14位于第一出光口11a和反射型的光纤布拉格光栅131的第一端口之间的光路上。环形器14用于将第一出光口11a输出的第一调制光信号输出至反射型的光纤布拉格光栅131的第一端口，以及将反射型的光纤布拉格光栅131的第一端口输出的第二调制光信号输出至出光口。

图4是本申请实施例提供的一种环形器的结构及工作过程示意图，展示了从第一出光口输出的第一调制光信号到反射型的光纤布拉格光栅的传播路径。图5是图4所示环形器的另一工作过程示意图，展示了反射型的光纤布拉格光栅输出的第二调制光信号的传播路径。

如图4和图5所示，环形器14包括隔离器141、偏振分束片142、转换器件143和全反射片144。隔离器141和偏振分束片142依次位于第一出光口11a和反射型的光纤布拉格光栅131的第一端口之间的光路上。

如图4所示，该隔离器141将从隔离器141的输入端接收到的来自第一DML12的第一调制光信号转换为p光后从隔离器141的输出端输出，从隔离器141的输出端输出的p光透过偏振分束片142，传递至反射型的光纤布拉格光栅131的第一端口。

如图5所示，反射型的光纤布拉格光栅131的第一端口输出的第二调制光信号仍然为p光，透过偏振分束片142到达隔离器141的输出端。隔离器141将该p光转换为s光后，从隔离器141的输出端输出至偏振分束片142。偏振分束片142将隔离器141的输出端输出的s光反射至转换器件143。转换器件143将经偏振分束片142反射的s光转换为p光，并将转换得到的p光再次传递至偏振分束片142。全反射片144用于将透过偏振分束片142的由转换器件143转换得到的p光反射至光发送组件的出光口，从而耦合到光纤的端口a。

示例性地，如图4和图5所示，该隔离器141包括反射偏振片1411和旋光器1412。反射偏振片1411的透光轴与偏振分束片142的透光轴呈45°夹角。第一DML12输出的第一调制光信号经过反射偏振片1411变为偏振方向与偏振分束片142的透光轴呈45°夹角的线偏振光，旋光器1412将该线偏振光的偏振方向旋转45°后输出，得到偏振方向与偏振分束片142的透光轴平行的线偏振光，即p光，并将p光输出至偏振分束片142。旋光器1412输出的p光透过偏振分束片142后入射至反射型的光纤布拉格光栅131的第一端口。示例性地，第一调制光信号为偏振方向与反射偏振片1411的透光轴平行，基本上能够完全透过反射偏振片1411。

反射型的光纤布拉格光栅131的第一端口输出的第二调制光信号(p光)经过旋光器1412，偏振方向旋转45°，然后到达反射偏振片1411。由于偏振方向与反射偏振片1411的偏振方向垂直，所以旋光器1412输出的线偏振光无法穿过反射偏振片1411，而是被反射偏振片1411反射。被反射偏振片1411后的线偏振光再次经过旋光器1412，偏振方向再次旋转45°，得到偏振方向与偏振分束片142的透光轴垂直的线偏振光，即s光，并将s光输出至偏振分束片142。该s光被偏振分束片142反射至转换器件143。

示例性地，转换器件143包括1/4波片和反射镜。被偏振分束片反射至转换器件143的s光经过1/4波片，变为左旋偏振光到达反射镜，经反射镜反射后变为右旋偏振光反向传播，再次经过1/4波片，变为p光。p光透过偏振分束片142，被全反射镜144反射至光纤的端口a。

本申请实施例对反射偏振片1411和旋光器1412的类型不做限制，可以采用任何合适的类型。示例性地，反射偏振片1411为多层光学膜反射偏振片、线栅反射偏振片或胆甾型反射偏振片等。旋光器1412为法拉第旋转器。法拉第旋转器用于将线偏振光的偏振方向顺时针旋转45°。

该隔离器的结构简单，有利于降低成本。需要说明的是，本申请对隔离器141的结构不做限制，只要能够实现将从隔离器141的输出端接收到的p光转换为s光后从隔离器141的输出端即可。

在本申请实施例中，p光是偏振方向与偏振分束片142的透光轴平行的线偏振光，能够透过偏振分束片142，s光是偏振方向与偏振分束片142的透光轴垂直的线偏振光，能够被偏振分束片142反射。

再次参见图2，光发送组件还包括光探测器15。光探测器15用于接收反射型的光纤布拉格光栅131的第二端口输出的被滤除的第一调制光信号，并对被滤除的第一调制光信号进行光电转换。这里，被滤除的第一调制光信号即比特0对应波长的第一调制光信号。

示例性地，光探测器15为雪崩光电二极管或者PIN型光电二极管。

在一些示例中，光发送组件还包括第一透镜11b，第一透镜11b装嵌在第一出光口11a中。将第一出光口作为第一透镜11b的安装基础，使得第一透镜11b容置在第一出光口11a中，该第一透镜11b即能够对第一DML输出的第一调制光信号进行汇聚，又能够实现对于第一出光口11a的封口。

可替代地，在另一些示例中，光发送组件还包括第一平窗管帽，第一平窗管帽套接在第一出光口外，用于对第一出光口进行封口。

再次参见图2，在一些示例中，该光发送组件还包括：第二管壳21、第二DML22和第一波分复用器31。第二管壳21具有第二出光口21a。第二DML22封装在第二管壳21内部，第二DML22用于从第二出光口21a输出第二调制光信号。第一波分复用器31用于将滤波器12输出的第二调制光信号和第二出光口21a输出的第三调制光信号合并，得到混合光信号，以及将混合光信号输出至出光口，从而耦合至光纤的端口a。

在一些示例中，光发送组件还包括第二透镜21b，第二透镜装嵌在第二出光口21a中。将第二出光口21a作为第二透镜21b的安装基础，使得第二透镜21b容置在第二出光口21a中，该第二透镜21b既能够对第二DML22输出的第二调制光信号进行汇聚，又能够实现对于第二出光口21a的封口。

可替代地，在另一些示例中，该光发送组件还包括第二平窗管帽，第二平窗管帽套接在第二出光口外，用于对第二出光口进行封口。

示例性地，第一波分复用器31为半透半反膜。半透半反膜用于透射滤波器12输出的第二调制光信号，反射第二DML22输出的第二调制光信号，以将混合光信号耦合至光纤的端口a。

示例性地，第一调制光信号的波长为1577nm，第二调制光信号的波长为1490nm。这种光发送组件能够兼容GPON和XGPON系统。

图6是本申请实施例提供的另一种光发送组件的结构示意图。如图6所示，与图2所示的光发送组件的不同之处在于，在图6所示实施例中，滤波器采用透射型的光纤布拉格光栅132。该透射型的光纤布拉格光栅132输出的第二调制光信号通过汇聚透镜16耦合至光纤的端口a。

在本申请实施例中，对于透射型的光纤布拉格光栅131，比特1对应的波长离共振波长较远，第二调制光信号从光纤布拉格光栅131的第二端口输出。比特0对应的波长在共振波长附近，被反射后从光纤布拉格光栅131的第一端口输出，从而被滤除。

汇聚透镜16用于将透射型的光纤布拉格光栅132的第二端口输出的第二调制光信号中的至少部分输出至出光口，从而耦合至光纤的端口a。由于透射型的光纤布拉格光栅132输出调制光信号的方式类似于点光源，所以通过一个汇聚透镜16就能够将透射型的光纤布拉格光栅132输出的第二调制光信号耦合至光纤的端口a，进一步简化了光发送组件的结构。

如图6所示，该光发送组件还包括隔离器17。隔离器17位于第一出光口11a和透射型的光纤布拉格光栅132的第一端口之间，用于阻隔从透射型的光纤布拉格光栅132反射至第一出光口11a的光。隔离器17是一种只允许单方向传输光的器件，即光沿着正向传输时具有较低的损耗，而沿反向传输时具有很大的损耗。因此隔离器17可以阻挡反射光对第一DML的影响，以使第一DML稳定工作。

示例性地，隔离器17为基于法拉第磁光效应制成的隔离器。

图7是透射型的光纤布拉格光栅的结构示意图。如图7所示，透射型的光纤布拉格光栅132包括光纤本体1321，以及形成在光纤本体1321上的布拉格光栅结构1322。对于透射型的光纤布拉格光栅，布拉格光栅结构1322包括多组光栅，不同组的光栅的光栅周期不同，使得不同组的光栅对应不同的共振波长，从而使得目标波长之外的波长尽可能的被滤除。这里，目标波长为比特1对应的波长。需要说明的是，图7中以包含两组光栅周期不同的光栅为例进行示意性说明，实际应用中，布拉格光栅结构1322所包含的光栅的组数以及各组光栅的光栅周期等参数根据所需的滤波效果设置。

如前所述，反射型的光纤布拉格光栅包括一个光栅周期固定的光栅，因此，反射型的光纤布拉格光栅与透射型的光纤布拉格光栅相比，结构较为简单，制作成本和设计成本较低。

如图7所示，光纤布拉格光栅132靠近其输出端的位置还设有分光面1323。该分光面1323用于将布拉格光栅结构1322输出的第二调制光信号的一部分透射，形成第一部分调制光信号，以从光发送组件的出光口输出至光纤的端口a。该分光面1323还用于将布拉格光栅结构1322输出的第二调制光信号的另一部分反射，形成第二部分调制光信号。

示例性地，该分光面1323通过激光辐照掺杂光纤，使得光纤被照射的部分的折射率发生变化而形成。

结合图6，该光发送组件还包括光探测器15。光探测器15用于接收第二部分调制光信号并对第二部分调制光信号进行光电转换，以对第一DML的工作状态进行监控。

示例性地，光探测器15为雪崩光电二极管或者PIN型光电二极管。

在本申请实施例中，分光面1323与第一DML12输出的第一调制光信号的方向之间呈夹角，该夹角根据实际需要设置，只要能够将第二部分调制光信号反射至光探测器15即可。示例性地，该夹角为45度。

需要说明的是，在其他实施例中，透射型的光纤布拉格光栅132上未设置分光面，而是通过一个单独的分光片来对透射型的光纤布拉格光栅132输出的第二调制光信号进行分光，得到第一部分调制光信号和第二部分调制光信号。

图8是本申请实施例提供的另一种光发送组件的结构示意图。如图8所示，与图6所示的光发送组件的区别在于，滤波器采用法布里-珀罗腔结构133，并且分光结构为单独的分光片19。

图9是一种法布里-珀罗腔结构的结构示意图。如图9所示，法布里-珀罗腔结构133包括透明主体1331和两个反射面1332。两个反射面1332分别位于该透明主体1331的相对的两表面上，且两个反射面1332平行。示例性地，透明主体1331采用玻璃等材料制成。反射面1332通过在透明主体1331的表面形成金属膜层实现。

第一调制光信号从一个反射面1332入射至法布里-珀罗腔结构133内部。当两个反射面1332之间的距离(即谐振腔的长度)是比特1对应的波长的一半的整数倍时，比特1对应波长的第一调制光信号在两个反射面1332之间来回反射，发生相长干涉，形成驻波，然后从另一个反射面1332透射出去。而比特0对应波长的第一调制光信号不能形成驻波，在两个反射面1332之间来回反射，发生相消干涉，从而被滤除。

为了保证法布里-珀罗腔结构133输出的第二调制光信号能够从出光口高效耦合至光纤的端口a，光发送组件还包括汇聚透镜16。汇聚透镜16位于法布里-珀罗腔结构133和光纤的端口a之间的光路上，用于将法布里-珀罗腔结构133输出的第二调制光信号输出至出光口，从而耦合至光纤的端口a。

为了保证法布里-珀罗腔结构133能够对第一DML12输出的第一调制光信号进行滤波，第一调制光信号需要垂直于法布里-珀罗腔结构133的反射面1332入射至法布里-珀罗腔结构133的内部。因此，光发送组件还包括准直透镜18。准直透镜18位于第一出光口11a和法布里-珀罗腔结构133之间的光路上，用于对第一出光口11a输出的第一调制光信号进行准直，将第一调制光信号变为平行光输出至耦合至法布里-珀罗腔结构133，该平行光的传播方向与法布里-珀罗腔结构133的反射面1332垂直。

如图8所示，该光发送组件还包括分光片19和光探测器15。该分光片19位于法布里-珀罗腔结构133与光纤的端口a之间的光路上。分光片19用于将第二调制光信号分为第一部分调制光信号和第二部分调制光信号，第一部分调制光信号用于从出光口输出。光探测器15用于接收第二部分调制光信号并对第二部分调制光信号进行光电转换，以对第一DML的工作状态进行监控。

图10是本申请实施例提供的另一种光发送组件的结构示意图。如图10所示，与图8所示的光发送组件的区别在于，分光结构集成在法布里-珀罗腔结构134内。

图11是一种集成有分光结构的法布里-珀罗腔结构的示意图。如图11所示，集成有分光结构的法布里-珀罗腔结构包括第一透明棱柱体1341、第二透明棱柱体1342。第一透明棱柱体1341和第二透明棱柱体1342分别具有一个贴合面，当第一透明棱柱体1341和第二透明棱柱体1342的贴合面相贴合时，组成一个立方体结构。两个反射面1343位于该立方体结构的两个相对的表面上。第一透明棱柱体1341和第二透明棱柱体1342的贴合面形成分光面1344。该分光面1344与反射面1343之间呈夹角，例如45度角。

示例性地，第一透明棱柱体1341和第二透明棱柱体1342由玻璃等材料制成。两个反射面1343通过在立方体结构的表面形成金属膜层实现。

在图6、图8和图10所示的光发送组件中，分光结构的分光比为设定比例，例如第一部分调制光信号和第二部分调制光信号的光功率的比值为99：1或者95:5。通过该设定比例，能够让第一调制光信号的少部分进入光探测器，第一调制光信号的大部分输出至光纤的端口a。

在图2、图6、图8和图10所示的实施例中，光发送组件均包括两个激光器，且两个激光器输出的调制光信号的波长不同。需要说明的是，在其他实施例中，光发送组件中激光器的数量为一个，由该激光器输出一种波长的调制光信号。这种情况下，光发送组件发送的调制光信号的波长为1490nm、1310nm、1577nm或者1270nm。包括一个激光器的光发送组件的结构可以通过省略图2、图6、图8和图10中的第二管壳21、第二DML22和第一波分复用器31得到，在此不再详细描述。

此外，前述光发送组件还包括壳体10，壳体10内具有腔体101，壳体10用于承载光发送组件所包含的各个光器件。壳体10的侧壁具有光发送接口和光纤连接口，光发送接口的数量与激光器的数量相同，用于固定对应的激光器的管壳。例如，对于图2、图6、图8和图10所示的光发送组件，壳体10的侧壁均具有两个光发送接口。光纤连接口用于容置光纤。腔体101分别与光发送接口和光纤连接口连通，用于为光信号提供传输的空间。

本申请实施例还提供了一种光收发组件。该光收发组件包括光接收组件和光发送组件。其中，光发送组件为前述任一种光发送组件。光接收组件用于接收从光纤的端口输出的光信号，以及将接收到的光信号转换为电信号。

图12是本申请提供的一种光收发组件的结构示意图。如图12所示，该光收发组件包括光发送组件、第二波分复用器41和光接收组件42。光发送组件的结构与图8所示结构相同。第二波分复用器41位于光发送组件和光纤的端口a之间，第二波分复用器41用于透射光发送组件输出的光信号以及反射光纤的端口a输出的光信号。光接收组件42用于接收经第二波分复用器41反射的光信号。

需要说明的是，图11中的光发送组件可以替换为图2、图6、或图10中的光发送组件的结构。

当光发送组件发送的调制光信号为单波长时，光接收组件接收的光信号也是单波长的。例如，光发送组件发送的调制光信号的波长为1490nm，光接收组件接收的光信号的波长为1310nm。又例如，光发送组件发送的调制光信号的波长为1577nm，光接收组件接收的光信号的波长为1270nm。而当光发送组件发送的调制光信号是双波长时，光接收组件接收的光信号也是双波长的。例如，光发送组件发送的调制光信号的波长为1490nm和1577nm，光接收组件接收的光信号的波长为1310nm和1270nm。

本申请还提供了一种光通信设备，例如，光模块、OLT或者OUN。该光通信设备包括前述任一种光发送组件或者光收发组件。在一些示例中，该光通信设备为OLT，OLT包括前述光收发组件。在另一些示例中，该光通信设备为ONU，ONU包括前述光发送组件。在又一些示例中，光通信设备为光模块，包括前述光发送组件或者光收发组件。

图13是本公开实施例提供的一种PON系统的组网示意图。如图13所示，该PON系统包括OLT 100、ODN 200和至少两个ONU 300。各ONU 300分别通过ODN 200与OLT 100连接。

ODN 200连接在OLT 100和各ONU 300之间，用于为OLT 100和各光网络单元300之间提供光传输通道。PON系统通过OLT 100发送光信号至光纤的第一端口，再依次由光纤的第二端口、ODN 200传输至各ONU 300。PON系统通过OLT 100接收由各ONU 300发送并由ODN200传输的光信号。该PON系统实现了至少一个波长的光信号的发送和至少一个波长的光信号的接收。

OLT 100和ONU 300中的至少一个包括前述任一种光发送组件或者光接收组件。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。

以上所述仅为本申请一个实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种光发送组件，其特征在于，包括：第一管壳(11)、第一直接调制激光器(12)和滤波器(13)；

所述第一管壳(11)具有第一出光口(11a)；

所述第一直接调制激光器(12)封装在所述第一管壳(11)内部，所述第一直接调制激光器(12)用于从所述第一出光口(11a)输出第一调制光信号，所述第一调制光信号携带比特1和比特0，所述比特1对应波长和所述比特0对应的波长不同；

所述滤波器(13)位于所述第一管壳(11)外部，所述滤波器(13)用于滤除所述第一调制光信号中所述比特0对应波长的光信号，得到第二调制光信号，以及输出所述第二调制光信号。

2.根据权利要求1所述的光发送组件，其特征在于，所述滤波器(13)为法布里-珀罗腔结构(133)；

所述光发送组件还包括：

准直透镜(18)，位于所述第一出光口和所述法布里-珀罗腔结构(133)之间的光路上，用于将所述第一出光口输出的所述第一调制光信号准直后输出至所述法布里-珀罗腔结构(133)；

汇聚透镜(16)，位于所述法布里-珀罗腔结构(133)和所述光发送组件的出光口之间的光路上，用于将所述法布里-珀罗腔结构(133)输出的所述第二调制光信号输出至所述光发送组件的出光口。

3.根据权利要求2所述的光发送组件，其特征在于，所述准直透镜(18)输出的准直后的所述第一调制光信号的传播方向与所述法布里-珀罗腔结构(133)的反射面(1332)垂直。

4.根据权利要求2或3所述的光发送组件，其特征在于，所述光发送组件还包括：分光结构和光探测器(15)，

所述分光结构用于将所述第二调制光信号分为第一部分调制光信号和第二部分调制光信号，所述第一部分调制光信号用于从所述出光口输出；

所述光探测器(15)用于接收所述第二部分调制光信号并对所述第二部分调制光信号进行光电转换。

5.根据权利要求4所述的光发送组件，其特征在于，所述分光结构为集成在所述滤波器(13)中的分光面；或者，

所述分光结构为位于所述滤波器(13)和所述出光口之间的光路上的分光片(19)。

6.根据权利要求1所述的光发送组件，其特征在于，所述滤波器(13)为反射型的光纤布拉格光栅(131)，所述反射型的光纤布拉格光栅(131)用于通过所述反射型的光纤布拉格光栅(131)的第一端口接收所述第一调制光信号，以及将所述第二调制光信号从所述反射型的光纤布拉格光栅(131)的第一端口输出；

所述光发送组件还包括：

环形器(14)，位于所述第一出光口(11a)和所述反射型的光纤布拉格光栅(131)的第一端口之间的光路上，所述环形器(14)用于将所述第一出光口(11a)输出的所述第一调制光信号传输至所述反射型的布拉格光栅(131)的第一端口，以及将所述反射型的布拉格光栅(131)的第一端口输出的所述第二调制光信号传输至所述光发送组件的出光口。

7.根据权利要求6所述的光发送组件，其特征在于，所述环形器(14)包括：

隔离器(141)，位于所述第一出光口(11a)和所述反射型的光纤布拉格光栅(131)的第一端口之间的光路上，用于将所述隔离器(141)的输入端接收到的来自所述第一直接调制激光器(12)的所述第一调制光信号转换为p光后，从所述隔离器(141)的输出端输出，以及将所述隔离器(141)的输出端接收到的来自所述反射型的光纤布拉格光栅(131)的第一端口的所述第二调制光信号转换为s光后，从所述隔离器(141)的输出端输出；

偏振分束片(142)，位于所述隔离器(141)和所述反射型的光纤布拉格光栅(131)的第一端口之间的光路上，用于透射所述隔离器(141)的输出端输出的p光，以及反射所述隔离器(141)的输出端输出的s光；

转换器件(143)，用于将经所述偏振分束片(142)反射的s光转换为p光，并将转换得到的p光传递至所述偏振分束片(142)；

全反射片(144)，用于将透过所述偏振分束片(142)的由所述转换器件(143)输出的p光反射至所述光发送组件的出光口。

8.根据权利要求6或7所述的光发送组件，其特征在于，所述光发送组件还包括：

光探测器(15)，用于接收所述反射型的光纤布拉格光栅(131)的第二端口输出的被滤除的第一调制光信号，并对所述被滤除的第一调制光信号进行光电转换。

9.根据权利要求1所述的光发送组件，其特征在于，所述滤波器(13)为透射型的光纤布拉格光栅(132)，所述透射型的光纤布拉格光栅(132)用于从所述透射型的光纤布拉格光栅(132)的第一端口接收到所述第一调制光信号，以及将所述第二调制光信号从所述透射型的光纤布拉格光栅(132)的第二端口输出；

所述光发送组件还包括：

汇聚透镜(16)，用于将所述透射型的光纤布拉格光栅(132)的第二端口输出的所述第二调制光信号中的至少部分传输至所述光发送组件的出光口。

10.根据权利要求1至9任一项所述的光发送组件，其特征在于，所述光发送组件还包括：

第二管壳(21)，具有第二出光口(21a)；

第二直接调制激光器(22)，封装在所述第二管壳(21)内部，所述第二直接激光器(22)用于从所述第二出光口(21a)输出第三调制光信号；

第一波分复用器(31)，用于将所述滤波器(13)输出的所述第二调制光信号和所述第二出光口(21a)输出的所述第三调制光信号合并，得到混合光信号，以及将所述混合光信号输出至所述光发送组件的出光口。

11.一种光收发组件，其特征在于，包括光接收组件和如权利要求1至10任一项所述的光发送组件，所述光接收组件用于接收从光纤的端口输出的光信号，以及将接收到的光信号转换为电信号。

12.一种光通信设备，其特征在于，包括如权利要求1至10任一项所述的光发送组件，或者，包括如权利要求11所述的光收发组件。

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