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Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Komponente. Es gibt optische Komponenten mit einem Gehäuse und einer im Gehäuse angeordneten Empfangseinheit mit einem Demultiplexer.
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So hat beispielsweise die Cube Optics AG im Jahre 2008 eine integrierte multi-Lambda 40 Gbps ROSA-Einheit (Receiver Optical Sub-Assembly) vorgestellt.
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Diese Komponente weist einen Anschluss für einen Lichtleiter für die Empfangseinheit auf, über den das aus mehreren Signalkanälen (in der vorgestellten Ausführungsform sind es vier Kanäle) bestehende Lichtsignal dem 4-Kanal-Demultiplexer zugeführt wird, welcher die einzelnen Signalkanäle separiert und entsprechenden Detektoren, z. B. PIN-Dioden, zuführt, mit deren Hilfe die optischen Signale in elektrische Signale umgewandelt werden.
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Der Demultiplexer weist zu diesem Zweck mindestens ein wellenlängensensitives Element auf, das einen Teil des Lichtsignals, nämlich einen ersten Wellenlängenbereich, reflektiert, während ein anderer Teil des Lichtsignals, d. h. ein anderer Wellenlängenbereich, transmittieren kann. Dadurch ist eine Signalkanaltrennung möglich. Der reflektierte Anteil und der transmittierte Anteil werden dann auf unterschiedliche Detektoren fokussiert, mit denen die einzelnen Wellenlängenkanäle ausgewertet bzw. in elektrische Signale umgewandelt werden können. Bei einer 4-Kanal-WDM-ROSA-Einheit kommen mindestens drei wellenlängensensitive Elemente (Filter) zum Einsatz. Bei der von der Cube Optics vorgestellten Ausführungsform ist der Hauptteil der Elektronik zur Ansteuerung und Versorgung der Detektoren außerhalb des Gehäuses angeordnet. Lediglich ein Transimpedanzverstärker (TIA) ist direkt hinter dem Demultiplexer angeordnet.
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Des Weiteren sind auch sogenannte TOSA-Bauteile (Transmit Optical Sub-Assembly) bekannt. Bei diesen wird in einem Gehäuse eine Sendeeinheit, bestehend im Allgemeinen aus mindestens einem Laser und einer Einkoppeleinheit zur Einkopplung des Laserlichtes in eine an einem entsprechenden Anschluss bereitgestellte Glasfaser.
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Häufig werden TOSA- und ROSA-Einheiten nebeneinander eingesetzt, um eine bidirektionale Verbindung zwischen zwei Punkten aufzubauen. Dabei werden zwei Gehäuse neben- oder übereinander in entsprechenden Schaltschränken eingesetzt. Der Platz in den Schaltschränken ist jedoch häufig begrenzt, insbesondere dann, wenn der Schaltschrank die Basis einer sternförmigen Telekommunikationsverteilung ist.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine optische Komponente bereitzustellen, die einen deutlich kleineren Platzbedarf hat.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass im Gehäuse ebenfalls eine Sendeeinheit mit Multiplexer angeordnet ist. Dadurch, dass im selben Gehäuse sowohl die Empfangseinheit mit Demultiplexer als auch die Sendeeinheit mit Multiplexer angeordnet ist, kann mit Hilfe eines einzelnen Gehäuses sowohl eine TOSA- als auch eine ROSA-Einheit verwirklicht werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Gehäuse ein erstes Gehäuseteil und ein zweites Gehäuseteil auf, wobei die Empfangseinheit an dem ersten Gehäuseteil befestigt ist, während die Sendeeinheit am zweiten Gehäuseteil befestigt ist. Durch diese Maßnahme ist es möglich, die Empfangseinheit samt Demultiplexer am ersten Gehäuseteil zu befestigen, zu justieren und anschließend zu vermessen, während die Sendeeinheit samt Multiplexer völlig unabhängig davon am zweiten Gehäuseteil befestigt werden, justiert werden und im Anschluss daran charakterisiert werden kann. Sollte sich bei der Vermessung oder der Charakterisierung herausstellen, dass Empfangseinheit oder Sendeeinheit die gewünschten Eigenschaften nicht in ausreichendem Maße zeigt, so muss nur diese Einheit ersetzt werden.
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Nachdem beide Einheiten justiert und getestet sind, können die beiden Gehäuseteile zusammengesetzt und miteinander verbunden, z. B. verschweißt oder verklebt, werden. Bevorzugt ist eine hermetisch dichte Verbindung, so dass das Gehäuseinnere gegenüber äußeren Einflüssen, wie z. B Luftfeuchte und Staub geschützt ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Gehäuse eine vordere Fläche mit einem Anschluss für einen Lichtleiter für die Empfangseinheit und einen Anschluss für einen Lichtleiter für die Sendeeinheit, eine rückwärtige Fläche, sowie ein Bodenfläche, eine Deckelfläche und zwei Seitenflächen auf. Der Anschluss für einen Lichtleiter kann beispielsweise durch die übliche Ferrule verwirklicht werden. Über die Anschlüsse für die Lichtleiter kann dann eine Glasfaser mit der Empfangseinheit bzw. mit der Sendeeinheit verbunden werden.
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Die beiden zusammengesetzten Gehäuseteile umschließen einen Funktionsraum.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn in einer Blickrichtung von der vorderen Fläche zur rückwärtigen Fläche der Demultiplexer hinter dem Multiplexer angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, dass die Elektronik, die im Allgemeinen auf einer Leiterplatte bereitgestellt wird, welche für den Betrieb der Sendeeinheit notwendig ist, ebenfalls im Gehäuse untergebracht werden kann. Die Sendeelektronik muss auf der im Anschluss für einen Lichtleiter für die Sendeeinheit gegenüberliegende Seite des Multiplexers angeordnet sein. In der hinteren Raumhälfte sind dann sowohl der Demultiplexer der Empfangseinheit als auch die Elektronik für die Sendeeinheit angeordnet, wobei die beiden Teile jedoch mit unterschiedlichen Gehäuseteilen verbunden sind. Die größten Bauteile, nämlich der Multiplexer und der Demultiplexer, der optischen Komponente sind somit hintereinander angeordnet.
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Der große Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, dass Empfangseinheit mit Demultiplexer und Sendeeinheit mit Multiplexer prinzipiell vollkommen unabhängig voneinander auf dem jeweiligen Gehäuseteil angeordnet, justiert und vermessen werden können. Erst im letzten Schritt werden die beiden Gehäuseteile aufeinander gesetzt, so dass sie ein möglichst geschlossenes Gehäuse bilden.
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Es hat sich zudem als zweckmäßig erwiesen, dass die vordere Fläche geteilt ist, wobei ein Teil der vorderen Fläche den Anschluss für einen Lichtleiter für die Empfangseinheit aufweist und mit dem ersten Gehäuseteil verbunden ist, und ein anderer Teil der vorderen Fläche den Anschluss für einen Lichtleiter für die Sendeeinheit aufweist und mit dem zweiten Gehäuseteil verbunden ist.
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Durch diese Maßnahme kann auch der jeweilige Anschluss für den Lichtleiter für die Empfangseinheit und die Sendeeinheit getrennt am Gehäuseteil angeordnet und entsprechend ausgerichtet werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das zweite Gehäuseteil mindestens zwei, vorzugsweise drei Seitenflächen des Gehäuses. Die Elektronik für die Sendeeinheit benötigt eine Leiterplatte mit relativ großer Grundfläche. Um die Gehäuseabmessungen möglichst kompakt zu halten, kann die Leiterplatte daher zumindest teilweise flexibel ausgebildet sein und sich über mehr als eine Seitenfläche des Gehäuseteils erstrecken. Beispielsweise kann das erste Gehäuseteil im Wesentlichen aus dem Gehäusedeckel sowie einem sich senkrecht hiervon erstreckenden Teil der vorderen Fläche, die den entsprechenden Anschluss für den Lichtleiter bereitstellt, bestehen, während das zweite Gehäuseteil den Gehäuseboden sowie die beiden gegenüberliegende Seitenflächen aufweisen, so dass sich die Leiterplatte sowohl über den Gehäuseboden als auch über die beiden sich senkrecht hierzu erstreckenden Seitenflächen erstrecken kann, so dass sie im Querschnitt im Wesentlichen U-förmig ist. Mit anderen Worten umgreift die Leiterplatte, welche die Elektronik für die Sendeeinheit trägt, im zusammengesetzten Zustand den Demultiplexer der Empfangseinheit U-förmig.
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Grundsätzlich ist es von Vorteil, wenn beide Gehäuseteile einen Teil der rückwärtigen Fläche umfassen, in der entsprechende elektrische Anschlüsse zur elektrischen Versorgung von Empfangs- und Sendeeinheit angeordnet sind.
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Im Gegensatz zu den bekannten einzeln TOSA- und ROSA-Einheiten ergibt sich durch eingesparte Gehäusewände sowie eine geringere Anzahl von hermetisch dichten elektrischen Durchführungen ein Platz- und Kostenvorteil ohne dass auf den Vorteil einer getrennten Überprüfung der Teilkomponenten verzichtet werden muss.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie der dazugehörigen Figuren. Es zeigen:
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1 eine erste perspektivische Ansicht auf eine erfindungsgemäße Ausführungsform mit getrennten Gehäuseteilen,
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2 eine zweite perspektivische Ansicht auf die beiden Gehäuseteile von 1,
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3 eine erste perspektivische Ansicht des zusammengesetzten Gehäuses der 1 und 2, und
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4 eine zweite perspektivische Ansicht des Gehäuses von 3.
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In 1 ist eine Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Die optische Komponente 1 besteht aus einem ersten Gehäuseteil 2 und einem zweiten Gehäuseteil 3. Das erste Gehäuseteil 2 umfasst einen Gehäusedeckel 5 sowie einen Teil der vorderen Fläche 17 und einen Teil der rückwärtigen Fläche 11. Auf dem ersten Gehäuseteil ist ein Demultiplexer 4 befestigt, der über eine Glasfaserverbindung 10 mit einem entsprechenden Anschluss, hier durch eine Ferrule bzw. Receptacle 6 verwirklicht, verbunden ist. Der Demultiplexer 4 weist in der gezeigten Ausführungsform einen Vorverstärker (Transimpedanzverstärker) auf, der die einzelnen Signale verstärkt.
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An die Ferrule 6 kann eine entsprechende Glasfaser, die das auszuwertende Signal trägt, angeschlossen werden. Das Signal wird dann über die Ferrule 6 eingekoppelt und über die Glasfaserverbindung 10 dem Demultiplexer 4 zugeführt, welcher die einzelnen Signalkanäle auftrennt und entsprechende Detektoren (nicht gezeigt) zuführt, mit denen die einzelnen optischen Signale in elektrische Signale umgewandelt werden können, welche über die elektrischen Anschlüsse 13 ausgelesen werden können. Die auf dem ersten Gehäuseteil 2 angeordneten Komponenten bilden eine Empfangseinheit, die auch ROSA genannt wird. Die Empfangseinheit kann auch eine flexible Leiterplatte aufweisen, die den Vorverstärker (Transimpedanzverstärker) mit den elektrischen Kontakten an der rückwärtigen Fläche verbindet. Die flexible Leiterplatte kann sich bis über die rückwärtige Fläche erstrecken.
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Das zweite Gehäuseteil 3 weist einen Multiplexer 9 auf. Die Ferrule 7 weist eine Linse zur Übertragung des Lichtsignals zum Multiplexer auf.
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Hinter dem Multiplexer 9 ist eine Leiterplatte 14, 15, 16 angeordnet, die die entsprechende für die Sendeeinheit notwendige Elektronik trägt. Hier werden mit Hilfe von Lasern Lichtsignale verschiedener Frequenzkanäle erzeugt und über den Multiplexer 9 gemischt und zusammen über den Anschluss 7 auf einen Lichtleiter 7 ausgegeben. Zur Versorgung der Sendeelektronik sind die elektrischen Anschlüsse 13, die dem hinteren Teil angeordnet sind, vorgesehen. Das zweite Gehäuseteil 3 weist nicht nur den Gehäuseboden 8, sondern zudem die beiden Seitenwände 19, 20 sowie Abschnitte der vorderen Fläche 18 und der rückwärtigen Fläche 12 auf.
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Dadurch, dass das zweite Gehäuseteil neben der Bodenfläche 8 noch zwei Seitenwände 19, 20 aufweist, kann die Leiterplatte 14, 15, 16 flexibel aufgebaut sein, sodass sie nicht nur an der Bodenplatte 8, sondern auch an den Seitenwänden 19, 20 anliegt.
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2 zeigt die gleiche Ausführungsform in einer anderen Perspektive. Grundsätzlich können die beiden Gehäuseteile mit der Empfangseinheit bzw. der Sendeeinheit im getrennten Zustand separat betrieben werden. Bei der Herstellung können daher die Empfangseinheit und die Sendeinheit getrennt aufgebaut, justiert und vermessen werden. Erst im letzten Schritt werden die beiden völlig unabhängig arbeitenden Bauteile zusammengefügt, indem das erste Gehäuseteil 2 in Pfeilrichtung gedreht auf das zweite Gehäuseteil 3 gesetzt wird, so dass sich die in den 3 und 4 gezeigte Position ergibt.
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In den 3 und 4 sind die beiden Gehäuseteile aneinandergefügt. In der Regel werden die beiden Gehäuseteile miteinander hermetisch verschweißt, da es nach der Montage nicht mehr notwendig ist, die beiden Gehäuseteile voneinander zu trennen.
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Das in den 3 und 4 gezeigte optische Element ist sehr kompakt und vereint die Funktionen einer Mehrkanal-TOSA-Einheit mit einer Mehrkanal-ROSA-Einheit.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Komponente
- 2
- Gehäuseteil
- 3
- Gehäuseteil
- 4
- Demultiplexer
- 5
- Deckelfläche
- 6
- Anschluss
- 7
- Anschluss
- 8
- Gehäuseboden
- 9
- Multiplexer
- 10
- Glasfaserverbindung
- 11
- rückwärtige Fläche
- 12
- rückwärtige Fläche
- 13
- elektrische Anschlüsse
- 14
- Leiterplatte
- 15
- Leiterplatte
- 16
- Leiterplatte
- 17
- erste vordere Teilseitenfläche
- 18
- zweite vordere Teilseitenfläche
- 19
- Seitenwände
- 20
- Seitenwände
