CN205157849U - 单纤四向组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单纤四向组件，通过针对不同的波长间隔的光信号设置不同类型的滤光片，解决了相邻波长的干扰和无法有效分开的困难，使得密集波长的单纤四向收发模块组件得以实现和有效使用，同时还使光信号的传输具有更短的光程，从而获得了较高的耦合效率，利于器件小型化，有效降低了成本。

Description

单纤四向组件

技术领域

本实用新型涉及光纤通信领域，尤其涉及一种密集波长单纤四向组件。

背景技术

随着光纤网络的应用越来越普及，尤其是世界各地光纤接入FTTH(FiberToTheHome)项目逐步实施，以及点对点的数据传输，特别是三网合一的推进，和光纤到户网络从EPON和GPON升级到下一代光纤到户网络(XGPON)，出现混合组网的情况，市场上对于单纤四向组件的需求也越来越大，尤其是某两个波长间隔很窄的单纤四向组件。

比如XGPON标准里面，需要处理的波长为1270nm和1577nm，相比原来GPON标准里的1310nm和1490nm，以及三网合一里面的1550nm，波长间隔从原先的最窄60nm，变成最窄27nm。实际过渡带从原先的40nm，变成15nm，相应的技术难度成倍增加。

最简单结构的单纤四向光收发模块组件的原理，如图1所示，第一光信号λ1(λ1同时指代第一光信号的波长，以下λ2、λ3、λ4的表示同此规则)和第二光信号λ2通过光纤由公共端1进入光学组件，在光学组件中，第一滤光片51与光路呈45度角，第一光信号λ1经过第一滤光片51，第一光信号λ1发生90度反射后由第一接收端31接收；第二光信号λ2依次经第一滤光片51透射、第二滤光片52反射后由第二接收端32接收。第一接收端31和第二接收端32可以为一种光探测器，用于光电转换，使光信号转化为电信号。第一发射端21和第二发射端22可采用激光二极管，第一发射端21发出的第三光信号λ3依次经第三滤光片53透射、第二滤光片52透射和第一滤光片51透射后由公共端1接收，第二发射端22发出的第四光信号λ4依次经过第三滤光片53反射、第二滤光片52透射和第一滤光片51透射后由公共端1接收。

在上述的现有结构中，光信号入射第一滤波片51、第二滤光片52和第三滤光片53的角度约是45度，在采用此类较大入射角度的前提下，要实现不同波长的透射和反射，收发的四个光信号的波长就势必需要有足够宽的间隔，否则就会导致透射波长信号或者反射波长信号无法有效分开。如当公共端1发出的第一光信号λ1和第二光信号λ2的波长相隔很近时，第一滤光片51和第二滤光片52就无法将这两个相邻波长有效的分开。当然在这种应用要求中，把传输的光信号转变为平行光束，可以将四个光信号有效的分开，但是这样的成本很高。

另一方面，图1的结构中公共端1和第二发射端21之间的间距较大，不利于器件的小型化。

实用新型内容

在现有技术中，通过对滤光片的镀膜设计同时配合光信号的入射角度，可以实现将两个波长间隔较小的光信号有效分开，即一个光信号经滤光片反射，另一个经滤光片透射。并且当波长间隔越小，入射的光信号可选用的入射角度也越小。

基于此，针对现有单纤四向组件的不足，本实用新型提供了一种单纤四向组件。

首先，针对本实用新型使用到的概念和定义做如下说明：

(1)滤光片的对应波长，满足当该滤光片可将同向入射的两个光信号分开时，其对应波长的大小必定介于所述两个光信号的波长之间；

(2)大角度滤光片，是指可用于将入射角＞40度、波长位于对应波长不同侧(即小于对应波长的一侧以及大于对应波长的一侧)并且波长差＞40nm的两个光信号分开的滤光片；

(3)中角度滤光片，是指可用于将入射角＞15度且≤40度、波长位于对应波长不同侧并且波长差＞20nm且≤40nm的两个光信号分开的滤光片；

(4)小角度滤光片，是指可用于将入射角≤15度、波长位于对应波长不同侧并且波长差≤20nm的两个光信号分开的滤光片。

以上的大角度滤光片、中角度滤光片和小角度滤光片，以及各自相应的对应波长设置，均是在现有工艺条件下可实现的，在此不做赘述。

本实用新型提供的单纤四向组件的滤光片配置方法，其中所述单纤四向组件包括多个滤光片，所述单纤四向组件传输的信号中包括第一光信号和第二光信号，当所述第一光信号和所述第二光信号的波长差≤20nm，则仅用于透射所述第一光信号以及反射所述第二光信号的滤光片采用小角度滤光片，所述第一光信号和所述第二光信号入射该滤光片的入射角优选≤15度。

进一步地，所述单纤四向组件传输的信号中包括第三光信号和第四光信号，当所述第三光信号和所述第四光信号的波长差≤20nm，则仅用于透射所述第三光信号以及反射所述第四光信号的滤光片采用小角度滤光片，所述第三光信号和所述第四光信号入射该滤光片的入射角优选≤15度。

进一步地，所述单纤四向组件传输的信号中包括第三光信号和第四光信号，当所述第三光信号和所述第四光信号的波长差＞20nm，则仅用于透射所述第三光信号以及反射所述第四光信号的滤光片采用中角度滤光片或大角度滤光片，所述第三光信号和所述第四光信号入射该滤光片的入射角优选＞15度(针对采用中角度滤光片)或＞40度(针对采用大角度滤光片)。

进一步地，所述单纤四向组件传输的信号中包括第三光信号和第四光信号，当所述第三光信号和所述第四光信号的波长差＞40nm，则仅用于透射所述第三光信号以及反射所述第四光信号的滤光片采用大角度滤光片，所述第三光信号和所述第四光信号入射该滤光片的入射角优选＞40度。

进一步地，所述单纤四向组件传输的信号中包括第三光信号和第四光信号，当所述第三光信号和所述第四光信号的波长差＞20nm且≤40nm，则仅用于透射所述第三光信号以及反射所述第四光信号的滤光片采用中角度滤光片，所述第三光信号和所述第四光信号入射该滤光片的入射角优选＞15度且≤40度。

进一步地，设置一大角度滤光片或中角度滤光片，用以透射所述第一光信号和所述第二光信号以及反射所述第三光信号和所述第四光信号，或者用以透射所述第三光信号和所述第四光信号以及反射所述第一光信号和所述第二光信号，所述第一光信号、所述第二光信号、所述第三光信号和所述第四光信号入射该滤光片的入射角优选＞15度(针对采用中角度滤光片)或＞40度(针对采用大角度滤光片)。

本实用新型提供的单纤四向组件，包括第一发射端、第二发射端、第一接收端、第二接收端、输入输出端；所述输入输出端用于发出第一光信号和第二光信号；所述第一发射端和所述第二发射端分别用于发出第三光信号和第四光信号，其特征在于，还包括第一滤光片、第二滤光片和第三滤光片，所述第一光信号依次经所述第一滤光片反射和所述第二滤光片透射后由所述第一接收端接收；所述第二光信号依次经所述第一滤光片反射和所述第二滤光片反射后由所述第二接收端接收；所述第三光信号依次经所述第三滤光片透射和所述第一滤光片透射后由所述输入输出端接收；所述第四光信号依次经所述第三滤光片反射和所述第一滤光片透射后由所述输入输出端接收；并且所述第一滤光片和所述第三滤光片采用大角度滤光片或中角度滤光片，所述第二滤光片采用小角度滤光片。

进一步地，所述第一光信号和所述第二光信号的波长差≤20nm。

进一步地，所述第三光信号和所述第四光信号的波长差＞20nm且≤40nm时，所述第一滤光片和所述第三滤光片采用中角度滤光片。

进一步地，所述第三光信号和所述第四光信号的波长差＞40nm时，所述第一滤光片和所述第三滤光片采用大角度滤光片。

以上单纤四向组件，采用了一大角度滤光片或中角度滤光片(即所述第一滤光片)用以透射所述第三光信号和所述第四光信号以及反射所述第一光信号和所述第二光信号，从而可见，所述第一光信号和所述第二光信号的波长形成的区间与所述第三光信号和所述第四光信号的波长形成的区间存在一个间隔，且间隔宽度＞20nm(针对采用中角度滤光片)，甚至可以＞40nm(针对采用大角度滤光片)。

本实用新型提供的另一种单纤四向组件，包括第一发射端、第二发射端、第一接收端、第二接收端、输入输出端；所述输入输出端用于发出第二光信号和第四光信号；所述第一发射端和所述第二发射端分别用于发出第一光信号和第三光信号，其特征在于，还包括第一滤光片、第二滤光片和第三滤光片，所述第二光信号依次经所述第一滤光片透射和所述第三滤光片反射后由所述第一接收端接收；所述第四光信号依次经所述第一滤光片反射和所述第二滤光片反射后由所述第二接收端接收；所述第一光信号依次经所述第三滤光片透射和所述第一滤光片透射后由所述输入输出端接收；所述第三光信号依次经所述第二滤光片透射和所述第一滤光片反射后由所述输入输出端接收；并且所述第一滤光片采用大角度滤光片或中角度滤光片，所述第二滤光片和所述第三滤光片采用小角度滤光片。

进一步地，所述第一光信号和所述第二光信号的波长差≤20nm，所述第三光信号和所述第四光信号的波长差≤20nm。

以上单纤四向组件，采用了一大角度滤光片或中角度滤光片(即所述第一滤光片)用以透射所述第一光信号和所述第二光信号以及反射所述第三光信号和所述第四光信号，从而可见，所述第一光信号和所述第二光信号的波长形成的区间与所述第三光信号和所述第四光信号的波长形成的区间存在一个间隔，且间隔宽度＞20nm(针对采用中角度滤光片)，甚至可以＞40nm(针对采用大角度滤光片)。

本实用新型的单纤四向组件，通过针对不同的波长间隔的光信号设置不同类型的滤光片，解决了相邻波长的干扰和无法有效分开的困难，使得密集波长的单纤四向收发模块组件得以实现和有效使用，同时还使光信号的传输具有更短的光程，从而获得了较高的耦合效率，利于器件小型化，有效降低了成本。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1是现有的一种单纤四向组件的结构示意图；

图2本实用新型实施例一的密集波长单纤四向组件的结构示意图；

图3本实用新型实施例二的密集波长单纤四向组件的结构示意图；

图4本实用新型实施例三的密集波长单纤四向组件的结构示意图。

具体实施方式

实施例一

如图2所示，本实施例的密集波长单纤四向组件包括第一发射端21、第二发射端22、第一接收端31、第二接收端32、输入输出端1、第一滤光片41、第二滤光片42、第三滤光片43、第四滤光片44。输入输出端1用于发出第一光信号λ1和第二光信号λ2，第一发射端21和第二发射端22分别用于发出第三光信号λ3和第四光信号λ4。

由输入输出端1发出的第一光信号λ1经过第一滤光片41反射后到达第二滤光片42，经第二滤光片42透射后由第一接收端31接收；由输入输出端1发出的第二光信号λ2经过第一滤光片41反射后到达第二滤光片42，由第二滤光片42反射后到达第三滤光片43，由第三滤光片43透射后由第二接收端32接收；由第一发射端21发出的第三光信号λ3经过第四滤光片44和第一滤光片41透射后由输入输出端1接收；由第二发射端22发出的第四光信号λ4经过第四滤光片44反射后到达第一滤光片41，再经第一滤光片41透射后由输入输出端1接收。

λ1、λ2、λ3和λ4彼此不同，|λ1-λ2|≤20nm，|λ3-λ4|＞40nm。第一滤光片41采用大角度滤光片，将λ1、λ2、λ3、λ4分为λ1、λ2和λ3、λ4两组，即λ1、λ2位于第一滤光片41的对应波长的一侧，λ3、λ4位于第一滤光片41的对应波长的另一侧，并且区间[λ1,λ2]与区间[λ3,λ4]存在＞40nm的间隔；第二滤光片42采用小角度滤光片，将相邻波长λ1和λ2分开，即λ1位于第二滤光片42的对应波长的一侧，λ2位于第二滤光片42的对应波长的另一侧；第四滤光片44采用大角度滤光片，将具有宽间隔的λ3和λ4分开，即λ3位于第四滤光片44的对应波长的一侧，λ4位于第四滤光片44的对应波长的另一侧。

本实施例中，若区间[λ1,λ2]与区间[λ3,λ4]的间隔＞20nm且≤40nm，则第一滤光片41采用中角度滤光片；若20nm＜|λ3-λ4|≤40nm，则第四滤光片44采用中角度滤光片。

上述各光信号入射大角度滤光片的入射角＞40度，入射中角度滤光片的入射角＞15度且≤40度，入射小角度滤光片的入射角≤15度。

实施例二

如图3所示，本实施例的密集波长单纤四向组件包括第一发射端21、第二发射端22、第一接收端31、第二接收端32、输入输出端1、第一滤光片41、第二滤光片42、第三滤光片43、第五滤光片45、第六滤光片46。输入输出端1用于发出第二光信号λ2和第四光信号λ4，第一发射端21和第二发射端22分别用于发出第一光信号λ1和第三光信号λ3。

由输入输出端1发出的第二光信号λ2经过第一滤光片41透射后到达第二滤光片42，经第二滤光片42反射后再经过第三滤光片43透射后由第一接收端31接收；由输入输出端1发出的第四光信号λ4经过第一滤光片41反射后到达第五滤光片45，由第五滤光片45反射后到达第六滤光片46，由第六滤光片46透射后由第二接收端32接收；由第一发射端21发出的第一光信号λ1经过第二滤光片42和第一滤光片41透射后由输入输出端1接收；由第二发射端22发出的第三光信号λ3经过第五滤光片45透射后到达第一滤光片41，再经过第一滤光片41反射后由输入输出端1接收。

λ1、λ2、λ3和λ4彼此不同，|λ1-λ2|≤20nm，|λ3-λ4|≤20nm。第一滤光片41采用大角度滤光片，将λ1、λ2、λ3、λ4分为λ1、λ2和λ3、λ4两组，即λ1、λ2位于第一滤光片41的对应波长的一侧，λ3、λ4位于第一滤光片41的对应波长的另一侧，并且区间[λ1,λ2]与区间[λ3,λ4]存在＞40nm的间隔；第二滤光片42采用小角度滤光片，将相邻波长λ1和λ2分开，即λ1位于第二滤光片42的对应波长的一侧，λ2位于第二滤光片42的对应波长的另一侧；第五滤光片45采用小角度滤光片，将相邻波长λ3和λ4分开，即λ3位于第五滤光片45的对应波长的一侧，λ4位于第五滤光片45的对应波长的另一侧。

本实施例中，若区间[λ1,λ2]与区间[λ3,λ4]的间隔＞20nm且≤40nm，则第一滤光片41采用中角度滤光片。

上述各光信号入射大角度滤光片的入射角＞40度，入射中角度滤光片的入射角＞15度且≤40度，入射小角度滤光片的入射角≤15度。

实施例三

如图4所示，本实施例的密集波长单纤四向组件包括第一发射端21、第二发射端22、第一接收端31、第二接收端32、输入输出端1、第一滤光片41、第二滤光片42、第三滤光片43、第五滤光片45、第六滤光片46和反射镜6。输入输出端1用于发出第二光信号λ2和第四光信号λ4，第一发射端21和第二发射端22分别用于发出第一光信号λ1和第三光信号λ3。

本实施例的结构原理与实施例二基本相同，差异仅在于增加反射镜6，用于改变第一接收端31的位置。由输入输出端1发出的第二光信号λ2经过第一滤光片41透射后到达第二滤光片42，经第二滤光片42反射后到达反射镜6，经反射镜6反射后经过第三滤光片43透射后由第一接收端31接收。第一光信号λ1、第三光信号λ3和第四光信号λ4的光路原理与实施例二一致。上述结构，有利于压缩光路长度，使结构更紧凑和稳定。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种单纤四向组件，包括第一发射端、第二发射端、第一接收端、第二接收端、输入输出端；所述输入输出端用于发出第一光信号和第二光信号；所述第一发射端和所述第二发射端分别用于发出第三光信号和第四光信号，其特征在于，还包括第一滤光片、第二滤光片和第三滤光片，所述第一光信号依次经所述第一滤光片反射和所述第二滤光片透射后由所述第一接收端接收；所述第二光信号依次经所述第一滤光片反射和所述第二滤光片反射后由所述第二接收端接收；所述第三光信号依次经所述第三滤光片透射和所述第一滤光片透射后由所述输入输出端接收；所述第四光信号依次经所述第三滤光片反射和所述第一滤光片透射后由所述输入输出端接收；并且所述第一滤光片和所述第三滤光片采用大角度滤光片或中角度滤光片，所述第二滤光片采用小角度滤光片。

2.如权利要求1所述的单纤四向组件，其特征在于，所述第一光信号和所述第二光信号的波长差≤20nm。

3.如权利要求2所述的单纤四向组件，其特征在于，所述第三光信号和所述第四光信号的波长差＞20nm且≤40nm时，所述第一滤光片和所述第三滤光片采用中角度滤光片。

4.如权利要求2所述的单纤四向组件，其特征在于，所述第三光信号和所述第四光信号的波长差＞40nm时，所述第一滤光片和所述第三滤光片采用大角度滤光片。

5.一种单纤四向组件，包括第一发射端、第二发射端、第一接收端、第二接收端、输入输出端；所述输入输出端用于发出第二光信号和第四光信号；所述第一发射端和所述第二发射端分别用于发出第一光信号和第三光信号，其特征在于，还包括第一滤光片、第二滤光片和第三滤光片，所述第二光信号依次经所述第一滤光片透射和所述第三滤光片反射后由所述第一接收端接收；所述第四光信号依次经所述第一滤光片反射和所述第二滤光片反射后由所述第二接收端接收；所述第一光信号依次经所述第三滤光片透射和所述第一滤光片透射后由所述输入输出端接收；所述第三光信号依次经所述第二滤光片透射和所述第一滤光片反射后由所述输入输出端接收；并且所述第一滤光片采用大角度滤光片或中角度滤光片，所述第二滤光片和所述第三滤光片采用小角度滤光片。