CN201387500Y - Gpon单纤双向光收发组件 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种GPON单纤双向光收发组件，包括：一单光纤、一TO－CAN激光器组件、第一WDM滤波片和一内置第二WDM滤波片的TO－CAN光接收组件，TO－CAN激光器组件发射光束经第一WDM滤波片透射后入射至单光纤的光端面，而由该光端面出射光束经第一WDM滤波片反射后由TO－CAN光接收组件接收，单光纤的光端面设有第一倾斜角θ1，第一WDM滤波片与单光纤的中心轴呈第二倾斜角θ2，第二WDM滤波片与单光纤的中心轴呈第三倾斜角θ3，TO－CAN光接收组件的PD芯片与单光纤的中心轴的呈第四倾斜角θ4。本结构单纤双向光收发组件耦合效率高、能够满足不同工业级性能参数要求。

Description

GPON单纤双向光收发组件
技术领域
本实用新型涉及一种吉比特无源光网络(Gigabit Passive Optical network，以下简称GPON)光收发一体模块，尤其涉及GPON单纤双向光收发组件。
背景技术
在光接人网中，如果光配线网(以下简称ODN)全部由无源器件组成，不包括任何有源节点，则这种光接人网就是无源光网络(以下简称PON)。PON的架构主要是将从光纤线路终端设备(以下简称OLT)下行的光信号，通过一根光纤经由光无源器件光分路器(Splitter)，将光信号分路广播给各用户终端设备(以下简称ONU)，这样就大幅减少网络机房及设备维护的成本，更节省了大量光缆资源等建置成本，PON因而成为光纤到户(FTTH)最新热门技术。其中，GPON系统要求OLT和ONU之间的光传输系统使用符合ITU-TG.652标准的单模光纤，上下行一般采用波分复用技术实现单纤双向的上下行传输，上行使用1260nm～1360nm波长，下行使用1480nm～1500nm波长。GPON的物理媒介从属(PMD)层对应于OLT和ONU之间的光传输接口(也称为PON接口)，其具体参数值决定了GPON系统的最大传输距离和最大分路比。OLT和ONU的发送光功率、接收机灵敏度等关键参数主要根据系统支持的ODN类型来进行划分。根据允许衰减范围的不同，ODN类型主要分为A、B、C三大类，结合目前实际应用需求和光收发模块的实际能力工业界还定义了B+类，扩展了GPON系统支持的最大分路比。目前B+类ODN是主流，其光衰减范围为13～28dB，光通道损耗差15dB。现有技术中用于GPON系统的ONU单纤双向组件100(Single Fiber Bi-directional Optical Assembly，以下简称BOSA)，包括：一单光纤101、一同轴封装(TO-CAN)激光器组件102、一波分复用器(WDM)滤波片103和一同轴封装(TO-CAN)光接收组件104。其中，单光纤101与同轴封装(TO-CAN)激光器组件102置于水平光轴上呈相对安装，波分复用器(WDM)滤波片位于两者之间呈倾斜45°，使同轴封装(TO-CAN)激光器组件102发射1490nm光束经波分复用器(WDM)滤波片103透射后入射至单光纤101的光端面向外输出，而同轴封装(TO-CAN)光接收组件104则置于垂直光轴上，使自单光纤101输入的1310nm光束经波分复用器(WDM)滤波片103反射后由光接收组件104接收转换成电信号输出。该种结构的BOSA组件，存在以下缺点：1、同轴封装(TO-CAN)激光器组件102经单光纤101输出的光功率耦合效率低2、由于波分复用器(WDM)滤波片103的结构和性能，除了将反射1310nm光信号外，还有部分1490nm光束反射至光接收组件104芯片接收，造成同轴封装(TO-CAN)光接收组件104的信号干扰。
发明内容
本实用新型提供一种耦合效率高、能够满足不同工业级性能参数要求的GPON单纤双向光收发组件。
为实现以上发明目的，本实用新型提供一种GPON单纤双向光收发组件，包括：一单光纤、一带管帽透镜的同轴封装(TO-CAN)激光器组件、第一波分复用器(WDM)滤波片和一内置第二波分复用器(WDM)滤波片的同轴封装(TO-CAN)光接收组件，所述单光纤与同轴封装(TO-CAN)激光器组件相对设置，第一波分复用器(WDM)滤波片置于两者光路之间，所述同轴封装(TO-CAN)激光器组件发射光束经第一波分复用器(WDM)滤波片透射后入射至单光纤的光端面，而由该光端面出射光束经所述第一波分复用器(WDM)滤波片反射后由同轴封装(TO-CAN)光接收组件接收转换成电信号输出，所述单光纤的光端面设有第一倾斜角θ1，第一波分复用器(WDM)滤波片与单光纤的中心轴呈第二倾斜角θ2，第二波分复用器(WDM)滤波片与单光纤的中心轴呈第三倾斜角θ3，所述同轴封装(TO-CAN)光接收组件的PD芯片与单光纤的中心轴呈第四倾斜角θ4。
所述第一倾斜角θ1为0°至12°；第二倾斜角θ2为45°±θ1/4；第三倾斜角θ3为0°至4°；第四倾斜角θ4为0°至8°。
所述第一倾斜角θ1为8°；第二倾斜角θ2为43°；第三倾斜角θ3为4°；第四倾斜角θ4为8°。
所述第一波分复用器(WDM)滤波片与同轴封装(TO-CAN)激光器组件之间还设有一自由空间光隔离器。
所述单光纤的外部设有一调节环，用于调节所述单光纤的轴向和径向位置。
所述同轴封装(TO-CAN)激光器组件水平安装，其管帽透镜偏移激光器组件中心轴，使所述同轴封装(TO-CAN)激光器组件的发射光束入射至所述单光纤的光端面时，其光束与单光纤中心轴呈θ5，其大小为θ1/2角。
所述同轴封装(TO-CAN)激光器组件倾斜安装，使所述同轴封装(TO-CAN)激光器组件至所述单光纤的光端面的光束与单光纤中心轴呈θ6，其大小为θ1/2角。
由于上述结构的同轴封装(TO-CAN)光接收组件的PD芯片与单光纤的中心轴设有0°至8°的第四倾斜角θ4，整个GPON单纤双向光收发组件耦合效率高、能够满足不同工业级性能参数要求。
附图说明
图1表示现有技术单纤双向光收发组件BOSA光路示意图。
图2表示本实用新型GPON单纤双向光收发组件BOSA的光路示意图。
图3表示图2所示单纤双向光收发组件BOSA的第一种安装结构示意图。
图4表示图2所示单纤双向光收发组件BOSA的第二种安装结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本实用新型最佳实施例。
如图2所示的单纤双向光收发组件(BOSA)，包括：一单光纤1、一带管帽透镜的同轴封装(TO-CAN)激光器组件2、第一波分复用器(WDM)滤波片3和一内置第二波分复用器(WDM)滤波片42的同轴封装(TO-CAN)光接收组件4。单光纤1与同轴封装(TO-CAN)激光器组件2相对设置，第一波分复用器(WDM)滤波片3置于两者光路之间，同轴封装(TO-CAN)激光器组件2发射光束经第一波分复用器(WDM)滤波片3透射后入射至单光纤1的光端面11，而由该光端面的出射光束经所述第一波分复用器(WDM)滤波片3反射后由同轴封装(TO-CAN)光接收组件4接收转换成电信号输出。其中，单光纤1的光端面11设有第一倾斜角θ1，该角是光端面11与垂直面的夹角，其大小为0°至12°，最佳值8°；第一波分复用器(WDM)滤波片3与单光纤1的中心轴呈第二倾斜角θ2，其大小为为45°±θ1/4，其最佳值43°；第二波分复用器(WDM)滤波片42与单光纤1的中心轴呈第三倾斜角θ3，其大小为0°至4°，最佳值4°；同轴封装(TO-CAN)光接收组件4的PD芯片41与单光纤1的中心轴的呈第四倾斜角θ4，其大小为0°至8°，最佳值8°。另外，为防止其它光信号干扰激光器芯片的发射，位于第一波分复用器(WDM)滤波片3和同轴封装(TO-CAN)激光器组件2之间还可以设置一自由空间光隔离器7。
如图3表示图2所示光路的单纤双向光收发组件(BOSA)组装结构第一种实施例，在一个封装底座内，分别设有单光纤1、同轴封装(TO-CAN)激光器组件2a和同轴封装(TO-CAN)光接收组件4的安装孔位置。其中，第一波分复用器(WDM)滤波片3由一端面倾斜45°±θ1/4的支座6固定，自由空间光隔离器7内置于该支座的通光孔内，支座6置于单光纤1和同轴封装(TO-CAN)激光器组件2a的光路之间，而同轴封装(TO-CAN)光接收组件4则安装于单光纤1的出射光由第一波分复用器(WDM)滤波片3反射后的光路上，其内置的第二波分复用器(WDM)滤波片42和PD芯片41分别按4°和8°的倾斜角安装，这样有利于优化器件的光反射性能。为了提高单光纤1的出射光耦合效率，同轴封装(TO-CAN)激光器组件2a采用标准件并按照常规技术水平安装，但其管帽透镜则偏移组件的中心轴，使同轴封装(TO-CAN)激光器组件2a发射光束入射至单光纤1的光端面11时，其光束与单光纤中心轴呈θ5，其大小为θ1/2角，最佳值为4°，使激光器芯片光束经组件管帽透镜折射后的光束能以较大耦合效率入射至单光纤1的光端面11后输出。另外，为了能够使单光纤1更好地与同轴封装(TO-CAN)激光器组件2a耦合对准，单光纤1外部设有一调节环5，用于调节所述单光纤1的轴向和径向位置，当出射光焦点调节到合适位置后，即通过激光焊固定该调节环。
图4表示图2所示光路的单纤双向光收发组件(BOSA)组装结构第二种实施例，与图3所示的第一种实施例的组装构件相近似，其区别仅仅是同轴封装(TO-CAN)激光器组件2b采用常规标准结构件，安装时，仅需将标准同轴封装(TO-CAN)激光器组件2b倾斜安装，使同轴封装(TO-CAN)激光器组件2b发射光束入射至单光纤1的光端面11时，其光束与单光纤中心轴呈θ6，其大小同样为θ1/2角，最佳值为4°。其它结构与图3完全相同，不再重复叙述。
上述结构的单纤双向光收发组件(BOSA)的同轴封装(TO-CAN)激光器组件和同轴封装(TO-CAN)光接收组件的管帽透镜为球透镜或非球透镜。

Claims (7)

1、一种GPON单纤双向光收发组件，包括：一单光纤、一带管帽透镜的同轴封装(TO-CAN)激光器组件、第一波分复用器(WDM)滤波片和一内置第二波分复用器(WDM)滤波片的同轴封装(TO-CAN)光接收组件，所述单光纤与同轴封装(TO-CAN)激光器组件相对设置，第一波分复用器(WDM)滤波片置于两者光路之间，所述同轴封装(TO-CAN)激光器组件发射光束经第一波分复用器(WDM)滤波片透射后入射至单光纤的光端面，而由该光端面出射光束经所述第一波分复用器(WDM)滤波片反射后由同轴封装(TO-CAN)光接收组件接收转换成电信号输出，其特征在于，所述单光纤的光端面设有第一倾斜角θ1，第一波分复用器(WDM)滤波片与单光纤的中心轴呈第二倾斜角θ2，第二波分复用器(WDM)滤波片与单光纤的中心轴呈第三倾斜角θ3，所述同轴封装(TO-CAN)光接收组件的PD芯片与单光纤的中心轴的呈第四倾斜角θ4。
2、根据权利要求1所述的GPON单纤双向光收发组件，其特征在于，所述第一倾斜角θ1为0°至12°；第二倾斜角θ2为45°±θ1/4；第三倾斜角θ3为0°至4°；第四倾斜角θ4为0°至8°。
3、根据权利要求2所述的GPON单纤双向光收发组件，其特征在于，所述第一倾斜角θ1为8°；第二倾斜角θ2为43°；第三倾斜角θ3为4°；第四倾斜角θ4为8°。
4、根据权利要求3所述的GPON单纤双向光收发组件，其特征在于，所述第一波分复用器(WDM)滤波片与同轴封装(TO-CAN)激光器组件之间还设有一自由空间光隔离器。
5、根据权利要求4所述的GPON单纤双向光收发组件，其特征在于，所述单光纤的外部设有一调节环，用于调节所述单光纤的轴向和径向位置。
6、根据权利要求1、2、3、4或5所述的GPON单纤双向光收发组件，其特征在于，所述同轴封装(TO-CAN)激光器组件水平安装，其管帽透镜偏移激光器组件中心轴，使所述同轴封装(TO-CAN)激光器组件的发射光束入射至所述单光纤的光端面时，其光束与单光纤中心轴呈θ5，其大小为θ1/2角。
7、根据权利要求1、2、3、4或5所述的GPON单纤双向光收发组件，其特征在于，所述同轴封装(TO-CAN)激光器组件倾斜安装，使所述同轴封装(TO-CAN)激光器组件至所述单光纤的光端面的光束与单光纤中心轴呈θ6，其大小为θ1/2角。
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