CN218071671U - 一种基于双波长集成一体式dml的pon olt - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于双波长集成一体式DML的PON OLT。采用双波长集成一体式DML芯片，在PON OLT应用中，将两个波长集成在一起，形成2合1一体式发射TO封装，相对于两个光源的独立封装，减少了合波、CAP、管座等元器件。利用这种新型2合1TX‑TO，进一步简化10G‑EPON OLT及Combo‑PON OLT的OSA封装。实现了降低成本，提高良率的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及光通信技术领域，具体涉及一种基于双波长集成一体式 DML的PON OLT。
背景技术
光纤接入网络作为新一代宽带解决方案已经被广泛应用，为用户提供高带宽、全业务的接入平台。而FTTH(FiberTO The Home，光纤到户，将光纤直接接至用户家)更是被称为是最理想的业务透明网络，是接入网发展的最终方式。
在多种方案中，采用点到多点(P2MP)的光纤接入方式PON(Passive OpticalNetwork，无源光纤网络)是最佳选择。PON是一种应用于接入网，局端设备(OLT)与多个用户端设备(ONU/ONT)之间通过无源的光缆、光分/合路器(Splitter)等组成的光分配网(ODN)连接的网络。“无源”的关键是在OLT和ONU之间的ODN是没有任何有源电子设备的光接入网，正因为此“无源”特性，使得PON这种纯介质网络可以避免外部设备的电磁干扰和雷电影响，减少线路和外部设备故障率，提高了系统可靠性，同时减少了维护成本。
图1所示为低速PON系统的基本架构。局端设备OLT 11和用户端设备12 是有源的，两者之间通过光纤及无源Splitter 13连接。上行及下行光信号通过波分复用在同一根光纤里传输，下行波长为1490nm，上行波长为1310nm。
由于近年来网络电视、游戏以及虚拟现实等应用的快速发展，光纤接入网络开始向更高速率升级，10G速率的PON系统开始进入商用。国际标准组织(IEEE,ITU等)将10G速率PON系统(包括10G-EPON，XGPON1，XGSPON 等)的下行波长确定在1575-1580nm之间(一般用1577nm来表示)，上行波长确定为1270nm。
图2所示是10G-PON系统的架构，传统低速PON ONU 12和10G-PON ONU 22必须在同一个PON系统里共存(Co-existence)。10G-PON OLT 21 需要能够同时支持传统低速ONU及10G速率的ONU。这样10G-PON系统通过波分复用同时会有4个波长在一根光纤里传输，包括1577nm，1490nm的下行波长，和1270nm，1310nm的上行波长。传统10G-PON OLT 21系统包含(或插入了)一个或多个传统10G-PON OLT模块25。此传统10G-PON OLT模块 25包括一个1577nm电吸收外调制激光器(EML)及一个1490nm分布式反馈激光器(DFB)，如图2中201及202所示。
10G-PON系统包括10G-EPON，Combo-PON等不同的技术方案，光器件及光模块的设计也有很大不同。10G-PON光组件实现WDM波分的设计有多种，包括TO方案，Gold Box(金盒子)，以及基于平面波导(PlanarWaveguide) 的混合集成方案等等。目前市场上流行的基本上是成本相对较低的TO方案，如图3所示。10G-EPON OSA封装需要3个TO，包括一个独立的1577nm Tx-TO 31，一个独立的1490nm Tx-TO 32，和一个APD-TO 33，通过Base，滤波片，隔离器，透镜等分立元件组装成一体。而Combo-PON OSA封装则需要4个TO 组成，除了独立的1577nm TO 31和独立的1490nm TO 32之外，还需要一个 2.5G或10G 1270nm APD-TO 34和一个1.25G 1310nm APD-TO 35。
无论是10G-EPON或者Combo-PON，都需要两个独立封装的发射光源，从而造成封装复杂，成本高，光模块内部密度过大，生产难度大等问题。
综上所述，现有技术中的10G-PON系统(无论是10G-EPON或Combo-PON等)，由于Co-exist的网络要求，需要采用一个独立的1577nm EML和一个独立的1490nm DFB。从技术方案上有如下缺点：EML激光器本身工艺复杂，成本高昂，而且输出光功率偏低；两个独立的光源需要单独封装；光组件整体成本高；光组件尺寸大，尤其是Combo-PON，模块上需要子母板结构，布局复杂，生产良率低。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提供了一种基于双波长集成一体式直接调制激光器(DML)的PON OLT，双波长集成一体式DML能够在同一光路上输出两个不同的发射波长；PONOLT为10G-PON OLT，10G-PON OLT中采用1490nm及1577nm双波长集成一体式DML作为10G-PON的下行光源；或者，PON OLT为25G-PON OLT，25G-PON OLT中采用1358nm及1577nm 双波长集成一体式DML作为25G-PON的下行光源；或者，PON OLT为 50G-PON OLT，50G-PON OLT中采用1342nm及1577nm双波长集成一体式 DML作为50G-PON的下行光源。
本实用新型还提供了一种如前所述的基于双波长集成一体式DML的 PON OLT的封装，双波长集成一体式DML封装在双波长集成一体式发射 TO中。
优选地，双波长集成一体式发射TO中还包括双波长激光器TO管座。
优选地，双波长集成一体式发射TO中还包括TEC制冷器、热敏电阻、 MPD和CAP组成的群组中的至少一个。
优选地，PON OLT为10G-EPON OLT。
优选地，10G-EPON OLT为2TO BOSA结构。
优选地，PON OLT为Combo-PON OLT。
优选地，Combo-PON OLT为3TO Triplexer OSA结构。
优选地，Combo-PON OLT包括2合1APD接收TO。
优选地，Combo-PON OLT为2TO BOSA结构。
本实用新型的有益效果在于，采用双波长集成一体式DML芯片，在PON OLT应用中，将两个波长集成在一起，形成2合1一体式发射TO封装，相对于两个光源的独立封装，减少了合波、CAP、管座等元器件。利用这种新型2 合1TX-TO，进一步简化10G-EPON OLT及Combo-PON OLT的OSA封装。实现了降低成本，提高良率的目的。
附图说明
图1是低速PON(EPON/GPON)系统的基本架构；
图2是10G-PON(10G-EPON,Combo-PON等)系统的架构；
图3是传统的基于TO的10G-PON OSA模块；
图4是本实用新型提出的集成1490nm及1577nm的2合1集成一体式 Tx-TO封装示意图；
图5是本实用新型提出的基于2合1集成一体式TX-TO的10G-EPON OLT OSA模块；
图6是本实用新型提出的基于2合1集成一体式TX-TO的Combo-PON OLT OSA模块；
图7是50G-PON系统的架构；
图8是双波长集成一体式DML的示意图。
图中：11-局端设备OLT；12-用户端设备；13-无源Splitter；21-10G-PON OLT；22-10G-PON ONU；25-10G-PON OLT模块；201-1577nm EML；202-1490nm DFB；31-1577nm Tx-TO；32-1490nm Tx-TO；33-APD-TO； 34-1270nm APD-TO；35-1310nm APD-TO；41-2合1集成一体式发射TO； 401-1490nm/1577nm双波长集成一体式DML；402-双波长激光器TO管座； 61-2合1APD-TO；71-50G-PON OLT；72-50G-PON ONU；75-50G-PON OLT 模块；701-1577nm激光器；702-1342nm激光器；801、802-激光器。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
本实用新型提出了一种基于双波长集成一体式DML的PON OLT。如图 8所示，激光器801的激射波长为λ1，激光器802的激射波长为λ2，两个激光器可通过前后级联、上下堆叠等方式形成双波长集成一体式激光器。值得一提的是，双波长集成一体式激光器的结构并不限于图8所示的结构。
TO作为一种低成本的激光器同轴封装方式在光通信行业里被广泛应用。由于空间及形状的限制，传统TO只能封装一个激光器芯片，支持一个通讯工作波长。
如图4所示，本实用新型提出了一种2合1集成TO 41，其包括 1490nm/1577nm双波长集成一体式DML 401和双波长激光器TO管座402，其中1577nm激光器部分可以采用特殊啁啾控制设计，能够减小色散效应，满足10G-PON下行20km的传输要求。双波长集成一体式DML401能够在同一光路上，输出1490nm及1577nm两个发射波长，与传统独立封装发射相比节省了另一套TO物料。
根据具体封装方式的不同，如激光器平置或竖立，还需要配置TEC制冷器，热敏电阻，MPD，CAP等等相关元器件。该TO的PIN脚除了传统的LD+/-,TEC+/-，MPD，热敏电阻，GND等信号，还需要增加1到2个PIN 脚，满足第二个波长激光的驱动需要。这样该TO需要大约9个左右的PIN 脚。
实施例1
如图3(a)所示，传统10G-EPON OLT OSA需要三个独立TO来满足 Co-exist的要求。采用图4所示的2合1集成一体式发射TO后，仅需增加一个1G/10G双速率接收TO即可满足10G-EPON的要求。如图5所示，这种新型10G-EPON OLT OSA包括一个双波长集成一体式发射TO 41，提供下行信号所需的10G 1577nm及1G 1490nm两个波长；还包括一个接收TO 33，接收上行1G 1310nm及10G 1270nm的时分复用光信号。这两个TO，按照传统单纤双向BOSA的工艺，通过隔离器，滤波玻片，BASE，插芯， Receptacle等组装成一体。1490nm和1577nm两个波长共用一个光路，节省合波，透镜等元器件，降低了工艺难度和成本。
实施例2
如图3(b)所示，Combo-PON由于Co-exist要求通过波分复用来实现，所以与10G-EPON不同，需要两个独立的接收TO，这样传统Combo-PON OLT OSA是通过4个TO方案来组装在一起的。采用图4所示的新型2合1 集成一体式发射TO后，Combo-PON OLT OSA可以简化为3TO器件，如图 6(a)所示。其中2合1集成一体式发射TO 41提供下行信号所需的10G 1577nm及2.5G 1490nm两个波长，两个接收TO 34、35分别接收上行GPON及 XG-PON的光信号。这三个TO按照传统单纤双向Triplex-OSA的工艺，通过隔离器，滤波玻片，BASE，插芯，Receptacle等组装成一体。1490nm和 1577nm两个波长共用一个光路，节省合波，透镜等元器件，降低了工艺难度和成本。
实施例3
在实施例2的基础上，将两个接收TO通过空间光学的办法集成在一个 TO里面，这样可以进一步将Combo-PON OLT OSA简化成体积更小，集成度更高的BOSA形态，如图6(b)所示，包括2合1集成一体式发射TO 41，和一个2合1APD-TO 61。2合1APD-TO 61包含两个TIA芯片(或双TIA 集成芯片)，两个APD接收芯片，通过滤波玻片将不同波长的光信号导入到不同APD接收面上。其中TO 41和61，按照传统单纤双向BOSA的工艺，通过隔离器，滤波玻片，BASE，插芯，Receptacle等组装成一体，能够简化工艺，降低成本。
实施例4
如图7所示，在50G-PON中，10G-PON ONU 22和50G-PON ONU 72 必须在同一个PON系统里共存(Co-existence)，50G-PON OLT 71需要能够同时支持10G-PON ONU及50G-PONONU。50G-PON系统通过波分复用同时会有4个波长在一根光纤里传输，包括1577nm，1342nm的下行波长，和1270nm，1300nm的上行波长。50G-PON OLT 71系统包含或插入了一个或多个传统50G-PON OLT模块75。此50G-PON OLT模块75包括1577nm 激光器701及1342nm激光器702。
在实施例4的50G-PON中，采用2合1集成一体式发射TO，其包括 1342nm/1577nm双波长集成一体式DML和双波长激光器TO管座，其中 1342nm激光器部分可以采用啁啾压制DML技术，实现长距离传输。则在 50G-PON中，除上行波长和下行波长与实施例1-3不同之外，同样可以采用如实施例1-3任一所述的封装方案，以简化工艺，降低成本。
实施例5
2合1集成一体式发射TO还可以应用于25G-PON，此时，2合1集成一体式发射TO包括1358nm/1577nm双波长集成一体式DML和双波长激光器TO管座。则在25G-PON中，除上行波长和下行波长与实施例1-3不同之外，同样可以采用如实施例1-3任一所述的封装方案，以简化工艺，降低成本。
以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于双波长集成一体式直接调制激光器(DML)的PON OLT，其特征在于，所述双波长集成一体式DML能够在同一光路上输出两个不同的发射波长；
所述PON OLT为10G-PON OLT，所述10G-PON OLT中采用1490nm及1577nm双波长集成一体式DML作为10G-PON的下行光源；
或者，所述PON OLT为25G-PON OLT，所述25G-PON OLT中采用1358nm及1577nm双波长集成一体式DML作为25G-PON的下行光源；
或者，所述PON OLT为50G-PON OLT，所述50G-PON OLT中采用1342nm及1577nm双波长集成一体式DML作为50G-PON的下行光源。
2.根据权利要求1所述的PON OLT，其特征在于，所述双波长集成一体式DML封装在双波长集成一体式发射TO中。
3.根据权利要求2所述的PON OLT，其特征在于，所述双波长集成一体式发射TO中还包括双波长激光器TO管座。
4.根据权利要求2所述的PON OLT，其特征在于，所述双波长集成一体式发射TO中还包括TEC制冷器、热敏电阻、MPD和CAP组成的群组中的至少一个。
5.根据权利要求2-4任一所述的PON OLT，其特征在于，所述PON OLT为10G-EPON OLT。
6.根据权利要求5所述的PON OLT，其特征在于，所述10G-EPON OLT为2TO BOSA结构。
7.根据权利要求2-4任一所述的PON OLT，其特征在于，所述PON OLT为Combo-PON OLT。
8.根据权利要求7所述的PON OLT，其特征在于，所述Combo-PON OLT为3TO TriplexerOSA结构。
9.根据权利要求8所述的PON OLT，其特征在于，所述Combo-PON OLT包括2合1APD接收TO。
10.根据权利要求9所述的PON OLT，其特征在于，所述Combo-PON OLT为2TO BOSA结构。
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