CN116015528A - 一种紧凑型50gpon波分复用无源光器件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种紧凑型50GPON波分复用无源光器件，包括第一波分复用器、第二波分复用器、滤波片、管体；管体上设有接收接口、探测器阵列接口、第一激光器接口、第二激光器接口、第三激光器接口；第一波分复用器、第二波分复用器、滤波片固定在管体内；第一波分复用器上设有第一入射口、第二入射口、第三入射口、第一出射口，第二波分复用器上设有第四入射口、第二出射口、第三出射口、第四出射口。本发明采用波分复用器，实现了1286nm的波分复用，结构简单，组装精度高，满足了50GPON的波分复用需求；滤波片通过TFF镀膜技术实现光信号的过滤及反射，优化了波分复用器排布方式，波分复用器的出射口位于同侧，光信号直接出射至探测器阵列，减小了体积。

Description

一种紧凑型50GPON波分复用无源光器件

技术领域

本发明涉及接入网技术领域，特别涉及一种紧凑型50GPON波分复用无源光器件。

背景技术

随着接入网的发展，网络速度不断的提升，无源光纤网络(PON)的发展也在不断升级，从GPON(Gigabit-Capable PON)到10GPON再到50GPON，国际电信联盟电信标准分局于2021年9月正式发布50GPON标准作为10GPON之后下一代PON的唯一标准，50GPON标准的确立为宽带业务从千兆迈向万兆时代奠定了基础。现有的10GPON网络中为实现单纤双向多采用Combo PON方案，Combo PON的OLT(Optical Line Terminal，光线路终端)为四端口光器件，是在一个光器件中集成了两套收发器件：即传统GPON的2.5G 1490nm分布式反馈激光器及1310nm APD探测器以及XGPON的10G 1577nm电吸收调制激光器及1270nm APD探测器，并采用WDM(Wavelength Division Multiplexing，波分复用)合波耦合到输出光口，通过蝶形封装实现单纤双向功能；50GPON标准中发射端为1342nm、1490nm、1577nm激光器，接收端为1270nm、1286nm、1310nm光电探测器，采用Combo PON的同轴蝶形方案封装，存在体积大，滤波片增多，组装精度差，且滤波片大角度入射无法实现1286nm波分复用的问题，满足不了50GPON的需求。

发明内容

为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，本发明的目的是提供一种紧凑型50GPON波分复用无源光器件，包括第一波分复用器、第二波分复用器、滤波片、管体；所述管体上设有接收接口、探测器阵列接口、第一激光器接口、第二激光器接口、第三激光器接口；所述第一波分复用器、第二波分复用器、滤波片固定在所述管体内；所述第一波分复用器上设有第一入射口、第二入射口、第三入射口、第一出射口，所述第二波分复用器上设有第四入射口、第二出射口、第三出射口、第四出射口，所述第一入射口入射第一激光器发射的光信号，所述第二入射口入射第二激光器发射的光信号，所述第三入射口入射第三激光器发射的光信号，所述第一出射口出射所述第一波分复用器复用的光信号，所述第一出射口出射的光信号经所述滤波片过滤后进入所述接收接口中的光纤，接收端从所述光纤传输到接收接口的光信号经所述滤波片反射至所述第四入射口，所述第二出射口、所述第三出射口、所述第四出射口分别出射所述第二波分复用器解复用的光信号至所述探测器阵列中对应的探测器。

进一步地，所述第二波分复用器上相邻出射口之间出射光的间距值与所述探测器阵列中对应的探测器之间的间距值相同。

进一步地，还包括准直透镜，所述准直透镜安装在所述接收接口的一端，所述准直透镜将所述滤波片过滤的光信号汇聚至所述接收接口中的光纤及将接收端从所述光纤传输到接收接口的光信号准直后入射至所述滤波片。

进一步地，所述第一激光器为1342nm激光器，所述第二激光器为1490nm激光器，所述第三激光器为1577nm激光器。

进一步地，所述探测器阵列中的探测器分别为1286nm光电探测器、1310nm光电探测器、1270nm光电探测器。

进一步地，所述滤波片为TFF薄膜滤波片，所述TFF薄膜滤波片允许1342nm、1490nm、1577nm光信号通过。

进一步地，所述第一波分复用器、所述第二波分复用器采用无源贴装方式贴装在所述管体内。

进一步地，所述第一激光器、所述第二激光器、所述第三激光器、探测器阵列采用COB封装方式。

进一步地，所述第一入射口、所述第二入射口、所述第三入射口位于所述第一波分复用器的同侧，所述第一出射口与所述第一入射口位于所述第一波分复用器相对的两侧；

所述第二出射口、所述第三出射口、所述第四出射口位于所述第二波分复用器的同侧，所述第四入射口与所述第二出射口位于所述第二波分复用器相对的两侧。

进一步地，所述第一激光器、所述第二激光器、所述第三激光器采用激光器阵列。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供一种紧凑型50GPON波分复用无源光器件，采用波分复用器的方式，实现了1286nm的波分复用，结构简单，组装精度高，满足了50GPON的波分复用需求；滤波片通过TFF镀膜技术实现1342nm，1490nm，1577nm光信号过滤以及将接收端从光纤输入到接收接口的1270nm、1286nm、1310nm光信号反射至波分复用器，使得两个波分复用器的排布方式得到优化，达到节省空间，减小体积的效果；波分复用器的出射口设计位于同侧，将光信号直接出射至探测器阵列，节省了多个反光元件，进一步节省了空间，减小了体积；第一波分复用器、第二波分复用器贴装完成后，通过调节接收接口和滤波片使整个结构损耗最小；激光器和探测器使用集成阵列芯片，采用COB封装，相较于TO封装的激光器和探测器所占用的空间更小，尺寸更紧凑，整体体积更小，更加适合客户端小型化的需求。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为实施例1的一种紧凑型50GPON波分复用无源光器件示意图。

图中：1、第一波分复用器；11、第一入射口；12、第二入射口；13、第三入射口；2、第二波分复用器；21、第二出射口；22、第三出射口；23、第四出射口；3、滤波片；4、准直透镜；5、接收接口；6、管体。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

实施例1

一种紧凑型50GPON波分复用无源光器件，如图1所示，包括第一波分复用器1、第二波分复用器2、滤波片3、管体6；管体6上设有接收接口5、探测器阵列接口、第一激光器接口、第二激光器接口、第三激光器接口；探测器阵列接口用于安装探测器阵列，第一激光器接口用于安装第一激光器，第二激光器接口用于安装第二激光器，第三激光器接口用于安装第三激光器。本实施例中，第一激光器为1342nm激光器，第二激光器为1490nm激光器，第三激光器为1577nm激光器。探测器阵列中包含1286nm光电探测器、1310nm光电探测器、1270nm光电探测器。

第一波分复用器1、第二波分复用器2、滤波片3固定在管体6内；第一波分复用器1上设有第一入射口11、第二入射口12、第三入射口13、第一出射口，第二波分复用器2上设有第四入射口、第二出射口21、第三出射口22、第四出射口23，第一入射口11用于入射1342nm激光器发射的1342nm激光信号，第二入射口12用于入射1490nm激光器发射的1490nm激光信号，第三入射口13用于入射1577nm激光器发射的1577nm激光信号。第一出射口用于出射第一波分复用器1复用的光信号，第一出射口出射的光信号经滤波片3过滤后进入接收接口5中的光纤，接收端从光纤传输到接收接口5的光信号经滤波片3反射至第四入射口，第二出射口21、第三出射口22、第四出射口23分别出射第二波分复用器2解复用的光信号至探测器阵列中对应的探测器。具体的，第二出射口21出射第二波分复用器2解复用的1286nm光信号至探测器阵列中的1286nm光电探测器，使得1286nm的光信号被1286nm光电探测器接收；第三出射口22出射第二波分复用器2解复用的1270nm光信号至探测器阵列中的1270nm光电探测器，使得1270nm的光信号被1270nm光电探测器接收；第四出射口23出射第二波分复用器2解复用的1310nm光信号至探测器阵列中的1310nm光电探测器，使得1310nm的光信号被1310nm光电探测器接收。

为了更好的组装各器件及节省空间，第一入射口11、第二入射口12、第三入射口13位于第一波分复用器1的同侧，第一出射口与第一入射口11位于第一波分复用器1相对的两侧；

第二出射口21、第三出射口22、第四出射口23位于第二波分复用器2的同侧，第四入射口与第二出射口21位于第二波分复用器2相对的两侧。

为了耦合更大自由空间的光束到光纤中以及将从光纤中输出的光转化成自由空间中的准直光束，紧凑型50GPON波分复用无源光器件还包括准直透镜4，准直透镜4安装在接收接口5的一端，准直透镜4将滤波片3过滤的光信号汇聚至接收接口5中的光纤及将接收端从光纤传输到接收接口5的光信号准直后入射至滤波片3。

第一波分复用器1、第二波分复用器2采用无源贴装方式贴装在管体6内，可以实现自动贴装，保证产品的一致性和稳定性。第一波分复用器1和第二波分复用器2贴装完成后，通过调节接收接口5和滤波片3，使整个结构损耗最小，再封装到管体6中；管体6上预留有探测器阵列接口和激光器接口，提供客户组装。

第一激光器、第二激光器、第三激光器、探测器阵列采用COB封装方式。其中，第一激光器、第二激光器、第三激光器也可以采用激光器阵列的形式。相较于TO封装的激光器和光电探测器所占用的空间更小，更加适合客户端小型化的需求，成本更低，能够满足50GPON的要求。

紧凑型50GPON波分复用无源光器件的工作原理为：

发射端的准直光从第一激光器、第二激光器、第三激光器入射到第一波分复用器1，经过第一波分复用器1复用后1342nm、1490nm、1577nm三个波长的光入射到滤波片3上，滤波片3采用TFF镀膜技术实现允许1342nm、1490nm、1577nm的光信号通过；再通过准直透镜4汇聚到接收接口5的光纤中，这样完成了光信号从发射经过波分复用后传输到光纤的过程。

接收端1270nm、1286nm、1310nm光信号从光纤输入到接收接口5，经过准直透镜4准直后入射到滤波片3上，滤波片3起反射作用，光信号通过滤波片3的反射传输到第二波分复用器2上，第二波分复用器2将光信号解复用分别出射到探测器阵列中对应的光电探测器上。其中，第二出射口21出射1286nm的光信号，被探测器阵列中的1286nm光电探测器接收；第三出射口22出射1270nm的光信号，被探测器阵列中的1270nm光电探测器接收；第四出射口23出射1310nm的光信号，被探测器阵列中的1310nm光电探测器接收。这样就完成了1270nm、1286nm、1310nm光信号分别被对应的光电探测器接收。第二波分复用器2上相邻出射口之间出射光的间距值与探测器阵列中对应的探测器之间的间距值相同，即使用相同间距值的探测器阵列，就可以分别接收到1270nm、1286nm、1310nm的光信号，这样就实现了单纤双向的收发一体功能。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上仅为本说明书实施例而已，并不用于限制本说明书一个或多个实施例。对于本领域技术人员来说，本说明书一个或多个实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书一个或多个实施例的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种紧凑型50GPON波分复用无源光器件，其特征在于：包括第一波分复用器、第二波分复用器、滤波片、管体；所述管体上设有接收接口、探测器阵列接口、第一激光器接口、第二激光器接口、第三激光器接口；所述第一波分复用器、第二波分复用器、滤波片固定在所述管体内；所述第一波分复用器上设有第一入射口、第二入射口、第三入射口、第一出射口，所述第二波分复用器上设有第四入射口、第二出射口、第三出射口、第四出射口，所述第一入射口入射第一激光器发射的光信号，所述第二入射口入射第二激光器发射的光信号，所述第三入射口入射第三激光器发射的光信号，所述第一出射口出射所述第一波分复用器复用的光信号，所述第一出射口出射的光信号经所述滤波片过滤后进入所述接收接口中的光纤，接收端从所述光纤传输到接收接口的光信号经所述滤波片反射至所述第四入射口，所述第二出射口、所述第三出射口、所述第四出射口分别出射所述第二波分复用器解复用的光信号至所述探测器阵列中对应的探测器。

2.如权利要求1所述的一种紧凑型50GPON波分复用无源光器件，其特征在于：所述第二波分复用器上相邻出射口之间出射光的间距值与所述探测器阵列中对应的探测器之间的间距值相同。

3.如权利要求1所述的一种紧凑型50GPON波分复用无源光器件，其特征在于：还包括准直透镜，所述准直透镜安装在所述接收接口的一端，所述准直透镜将所述滤波片过滤的光信号汇聚至所述接收接口中的光纤及将接收端从所述光纤传输到接收接口的光信号准直后入射至所述滤波片。

4.如权利要求1所述的一种紧凑型50GPON波分复用无源光器件，其特征在于：所述第一激光器为1342nm激光器，所述第二激光器为1490nm激光器，所述第三激光器为1577nm激光器。

5.如权利要求4所述的一种紧凑型50GPON波分复用无源光器件，其特征在于：所述探测器阵列中的探测器分别为1286nm光电探测器、1310nm光电探测器、1270nm光电探测器。

6.如权利要求5所述的一种紧凑型50GPON波分复用无源光器件，其特征在于：所述滤波片为TFF薄膜滤波片，所述TFF薄膜滤波片允许1342nm、1490nm、1577nm光信号通过。

7.如权利要求1所述的一种紧凑型50GPON波分复用无源光器件，其特征在于：所述第一波分复用器、所述第二波分复用器采用无源贴装方式贴装在所述管体内。

8.如权利要求1所述的一种紧凑型50GPON波分复用无源光器件，其特征在于：所述第一激光器、所述第二激光器、所述第三激光器、探测器阵列采用COB封装方式。

9.如权利要求1所述的一种紧凑型50GPON波分复用无源光器件，其特征在于：所述第一入射口、所述第二入射口、所述第三入射口位于所述第一波分复用器的同侧，所述第一出射口与所述第一入射口位于所述第一波分复用器相对的两侧；

所述第二出射口、所述第三出射口、所述第四出射口位于所述第二波分复用器的同侧，所述第四入射口与所述第二出射口位于所述第二波分复用器相对的两侧。

10.如权利要求1所述的一种紧凑型50GPON波分复用无源光器件，其特征在于：所述第一激光器、所述第二激光器、所述第三激光器采用激光器阵列。

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