ES2956487T3 - Subconjunto óptico receptor, subconjunto óptico bidireccional combinado, módulo óptico combinado, OLT y sistema PON - Google Patents
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Abstract
Las realizaciones de la presente solicitud se relacionan con el campo técnico de las comunicaciones y proporcionan un componente receptor óptico, un componente transceptor combinado, un módulo óptico combinado, un terminal de línea óptica y un sistema de red óptica pasiva. El componente receptor óptico comprende una primera carcasa tubular coaxial; la primera carcasa tubular coaxial está provista de una entrada de luz; un primer divisor de onda, un primer receptor óptico, un segundo receptor óptico y un grupo de lentes ópticas están empaquetados en el primer alojamiento tubular coaxial; la luz que entra desde la entrada de luz entra en el primer divisor de onda; el primer divisor de onda se utiliza para transmitir una señal óptica de una primera longitud de onda y reflejar una señal óptica de una segunda longitud de onda; el primer receptor óptico está dispuesto en una trayectoria de transmisión de luz del primer divisor de onda y se utiliza para recibir la señal óptica de la primera longitud de onda; el grupo de lentes ópticas está dispuesto en una trayectoria de luz reflectante del primer divisor de ondas, y se utiliza para dirigir la señal óptica de la segunda longitud de onda reflejada por el primer divisor de ondas al segundo receptor óptico; el segundo receptor óptico se utiliza para recibir la señal óptica de la segunda longitud de onda. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Subconjunto óptico receptor, subconjunto óptico bidireccional combinado, módulo óptico combinado, OLT y sistema PON
Campo técnico
Esta solicitud se relaciona con el campo de las tecnologías de comunicaciones ópticas y, en particular, con un subconjunto óptico receptor, un subconjunto óptico bidireccional combinado, un módulo óptico combinado, un terminal de línea óptica y un sistema de red óptica pasiva.
Antecedentes
Con el desarrollo de la sociedad moderna, el crecimiento explosivo del volumen de información y, especialmente, el advenimiento de una era de big data, existen requisitos crecientes en la capacidad de rendimiento de la red. Con características únicas tales como ancho de banda ultra alto y baja interferencia electromagnética, la transmisión óptica se ha convertido gradualmente en una solución principal para la comunicación moderna. En particular, se están desplegando a gran escala nuevas redes en la etapa actual, por ejemplo, una red de acceso representada por fibra hasta el hogar.
Una red de comunicaciones ópticas aplicada a un escenario de red de acceso existe principalmente en forma de red óptica pasiva (Passive Optical Network, PON). Junto con la amplia adopción de la red óptica, se despliega una gran cantidad de redes PON y se requiere una gran cantidad de dispositivos de comunicación. Un dispositivo de comunicaciones relacionado, tal como un terminal de línea óptica (Optical Line Terminal, OLT), incluye principalmente un módulo óptico, una placa en la que se dispone el módulo óptico y un subbastidor. Como se muestra en la Figura 1, un módulo óptico en un terminal de línea óptica 01 corresponde a una red de distribución óptica (Optical Distribution Network, ODN) 02 y sirve a una cantidad específica de unidades de red óptica (Optical Network Unit, ONU) 03. En la Figura 1, la red de distribución óptica 02 corresponde a x unidades de red óptica 03 (ONU 1 a ONU x), y cada unidad de red óptica 03 puede representar un usuario. Como componentes esenciales en la red óptica, los módulos ópticos en el terminal de línea óptica 01 y la unidad de red óptica 03 son responsables de realizar la conversión y transmisión óptica a eléctrica en una señal de red, y son la base de la comunicación normal de la red.
Actualmente, la red PON que se despliega a gran escala incluye dos tipos: una red óptica pasiva Ethernet EPON (Ethernet Passive Optical Network, EPON) y una red óptica pasiva con capacidad de gigabit (gigabit-capable passive optical network, GPON). Los dos tipos de redes ópticas soportan una velocidad de 2,5 Gbit/s o 1,25 Gbit/s. Con una actualización del ancho de banda de la red, una red de próxima generación que se implementará es 10G-EPON y 10G-GPON (también conocida como XGPON) y soporta una velocidad de 10 Gbit/s. A continuación, se usa la GPON como ejemplo para la descripción. Lo mismo es válido para el escenario EPON. Con respecto a la longitud de onda de una señal óptica, un terminal de línea óptica en la GPON usa una longitud de onda de 1490 nanómetros para enviar y una longitud de onda de 1310 nanómetros para recibir, y un terminal de línea óptica en la XGPON usa 1577 nanómetros para enviar y 1270 nanómetros para recibir. Suponiendo que la red GPON actual se actualice a 10G PON, es poco probable que se reconstruya una red ODN. Por lo tanto, cuando se necesita realizar la expansión del servicio en la red actual, ciertamente existe el siguiente escenario: Del lado del usuario, algunos usuarios quieren una actualización a XGPON y otros no. En consecuencia, un caso mostrado en la Figura 2 se produce: En la misma red de distribución óptica 02, existe tanto un servicio GPON como un servicio XGPON. Como se muestra en la Figura 2, los módulos ópticos en algunas unidades de red óptica 03 son módulos ópticos GPON, y los módulos ópticos en otras unidades de red óptica 03 son módulos ópticos XGPON. Esto plantea un problema de coexistencia de subconjuntos ópticos XGPON y una gran cantidad de subconjuntos GPON anteriores. En el lado del terminal de línea óptica 01, se requieren los dos tipos de módulos ópticos OLT: el módulo óptico GPON y el módulo óptico XGPON. En un entorno de red de este tipo, se usa un módulo de multiplexación por división de longitud de onda (wavelength division multiplexing, WDM) 04 para multiplexar longitudes de onda aguas arriba y aguas abajo de GPON y XGPON. Sin embargo, en la aplicación real, si el módulo WDM 04 se dispone en el exterior, como se muestra en la Figura 2, los costos de construcción son altos, se ocupa un gran espacio en la sala de equipos, la construcción y el cableado son complejos y la gestión y el mantenimiento son difíciles.
El documento WO 2017/106668A1 divulga un cartucho de subconjunto óptico para usar en un subconjunto óptico receptor multicanal (ROSA). El ROSA multicanal incluye una carcasa y una pluralidad de paquetes de fotodiodos unidos de forma fija a la misma. La carcasa incluye una pluralidad de aberturas en las paredes laterales configuradas para recibir y unir de forma fija los paquetes de fotodiodos. Cada uno de los paquetes de fotodiodos contiene componentes ópticos tal como un fotodiodo y TIA.
El documento US 2017/0090121 Al describe un conjunto ROSA TO-can de multiplexación por división de longitud de onda (WDM), que tiene primer, segundo, tercer y cuarto dispositivos TO-can 62, 63, 64 y 65, respectivamente, dispuestos en un cuerpo de conjunto 66.
Resumen
Las realizaciones de esta solicitud proporcionan un subconjunto óptico receptor, un subconjunto óptico transmisor, un subconjunto óptico bidireccional combinado, un módulo óptico combinado, un terminal de línea óptica y un sistema de red óptica pasiva, para multiplexar longitudes de onda aguas arriba y aguas abajo y, por lo tanto, reduce los costos de construcción, ahorra espacio en la sala de equipos, simplifica la construcción y el cableado, y facilita la gestión y el mantenimiento.
Para lograr el objetivo anterior, se adoptan las soluciones técnicas definidas en las reivindicaciones adjuntas. La invención se define en las reivindicaciones independientes. Las características adicionales de la invención se proporcionan en las reivindicaciones dependientes. A continuación, las partes de la descripción y los dibujos que se refieren a las realizaciones que no cubren las reivindicaciones no se presentan como realizaciones de la invención, sino como ejemplos útiles para comprender la invención.
De acuerdo con un primer aspecto, esta solicitud proporciona un subconjunto óptico receptor, que incluye una primera lata de contorno de transistores, donde se dispone un orificio de luz incidente en la primera lata de contorno de transistores, y un primer demultiplexor, un primer receptor óptico, un segundo receptor óptico y una combinación de lentes ópticas se empaquetan en la primera lata de contorno de transistores; la luz entra en el primer demultiplexor a través del orificio de luz incidente, y el primer demultiplexor se configura para transmitir una señal óptica de una primera longitud de onda y reflejar una señal óptica de una segunda longitud de onda; el primer receptor óptico se dispone en una trayectoria óptica de transmisión del primer demultiplexor, y el primer receptor óptico se configura para recibir la señal óptica de la primera longitud de onda; y la combinación de lentes ópticas se dispone en una trayectoria óptica de reflexión del primer demultiplexor, la combinación de lentes ópticas se configura para guiar, al segundo receptor óptico, la señal óptica de la segunda longitud de onda que se refleja por el primer demultiplexor, y el segundo receptor óptico se configura para recibir la señal óptica de la segunda longitud de onda. De acuerdo con el subconjunto óptico receptor proporcionado en la realización de esta solicitud, el primer receptor óptico en el subconjunto óptico receptor puede recibir la señal óptica de la primera longitud de onda, el segundo receptor óptico puede recibir la señal óptica de la segunda longitud de onda, y el primer demultiplexor se configura para transmitir la señal óptica de la primera longitud de onda y reflejar la señal óptica de la segunda longitud de onda. De esta manera, las señales ópticas aguas arriba de diferentes longitudes de onda se separan, de manera que las señales ópticas aguas arriba pueden demultiplexarse y recibirse. Además, el primer demultiplexor se dispone en el subconjunto óptico receptor, es decir, se implementa el demultiplexor incorporado. De esta manera, se reducen los costos de construcción, se ahorra espacio en la sala de equipos, la construcción y el cableado son simples y se implementan una gestión y un mantenimiento convenientes. Además, se usa una lata de contorno de transistores para empaquetar y, por lo tanto, es compatible con un proceso de empaquetado TO existente. Esto evita una carcasa compleja a medida y reduce los costes de fabricación.
En una posible implementación, la combinación de lentes ópticas incluye un refractor y al menos un reflector, el refractor se dispone en la trayectoria óptica de reflexión del primer demultiplexor, y la señal óptica de la segunda longitud de onda que es refractada por el refractor ingresa al segundo receptor óptico después de ser reflejado sucesivamente por los reflectores. Cuando un ángulo incluido entre la trayectoria óptica de reflexión del primer demultiplexor y una trayectoria óptica incidente del primer demultiplexor es relativamente pequeño, el refractor puede disponerse a lo largo de una dirección aproximadamente vertical que está cerca de la trayectoria óptica incidente del primer demultiplexor. De esta manera, después de entrar en el refractor, una señal óptica reflejada por el primer demultiplexor se desvía en una dirección que se aleja de la trayectoria óptica incidente del primer demultiplexor, de manera que hay espacio suficiente para disponer el reflector.
En una posible implementación, el reflector incluye un primer reflector y un segundo reflector, el refractor se dispone en la trayectoria óptica de reflexión del primer demultiplexor, el primer reflector se dispone en una trayectoria óptica de refracción del refractor, el segundo reflector se dispone en una trayectoria óptica de reflexión del primer reflector, y una trayectoria óptica de reflexión del segundo reflector es paralelo a la trayectoria óptica de transmisión del primer demultiplexor y coincide con una trayectoria óptica de recepción del segundo receptor óptico. Por lo tanto, el primer receptor óptico y el segundo receptor óptico pueden disponerse en un mismo lado. Esto está más en línea con una estructura de paquete TO existente y tiene una estructura más compacta. Además, se garantiza que las trayectorias ópticas de recepción de los dos receptores ópticos puedan acoplarse verticalmente y se mejora la eficiencia del acoplamiento.
En una posible implementación, una primera lente condensadora y un primer filtro se disponen secuencialmente en una trayectoria óptica de recepción del primer receptor óptico en una dirección de incidencia de la luz del primer receptor óptico, y una segunda lente condensadora y un segundo filtro se disponen secuencialmente en una trayectoria óptica de recepción del segundo receptor óptico en una dirección de incidencia de la luz del segundo receptor óptico. De esta forma, puede implementarse la concentración y el filtrado de la luz para evitar el impacto de otra luz parásita en una señal óptica.
En una posible implementación, la combinación de lentes ópticas es un prisma óptico integrado. Una superficie de refracción, una primera superficie de reflexión y una segunda superficie de reflexión se disponen en el prisma óptico,
donde la superficie de refracción se dispone en la trayectoria óptica de reflexión del primer demultiplexor, la primera superficie de reflexión se dispone en una trayectoria óptica de refracción de la superficie de refracción, la segunda superficie de reflexión se dispone en una trayectoria óptica de reflexión de la primera superficie de reflexión, y una trayectoria óptica de reflexión de la segunda superficie de reflexión coincide con la trayectoria óptica de recepción del segundo receptor óptico. La combinación de lentes ópticas se integra en un prisma óptico, de manera que la estructura es compacta y la instalación y fabricación son más fáciles.
En una posible implementación, la primera lente condensadora es una primera superficie concentradora de luz sobre una superficie del prisma óptico, la segunda lente condensadora es una segunda superficie concentradora de luz sobre la superficie del prisma óptico, la primera superficie concentradora de luz corresponde a la primera receptor óptico, y la segunda superficie concentradora de luz corresponde al segundo receptor óptico. De esta forma, la primera lente condensadora y la segunda lente condensadora pueden integrarse en el prisma óptico y la estructura general es más compacta.
En una posible implementación, el primer filtro y el segundo filtro se insertan en el prisma óptico, el primer filtro se ubica entre la primera superficie concentradora de luz y el primer receptor óptico, y el segundo filtro se ubica entre la segunda superficie concentradora de luz y el segundo receptor óptico. Por lo tanto, el filtro puede instalarse fácilmente.
En una posible implementación, el prisma óptico incluye patas de soporte, y el primer filtro y el segundo filtro se insertan en las patas de soporte del prisma óptico.
En una posible implementación, tanto el primer filtro como el segundo filtro son filtros de 0 grados.
En una posible implementación, tanto el primer reflector como el segundo reflector son reflectores totales. De esta forma, puede evitarse la atenuación de la señal óptica.
En una posible implementación, tanto el primer receptor óptico como el segundo receptor óptico son fotodiodos. De esta forma, la señal óptica de la primera longitud de onda y la señal óptica de la segunda longitud de onda pueden convertirse en una señal eléctrica para la salida.
En una posible implementación, hay una superficie de instalación en el prisma óptico, el primer demultiplexor se sujeta en la superficie de instalación y la trayectoria óptica de reflexión del primer demultiplexor pasa a través de la superficie de refracción. De esta forma, el primer demultiplexor puede sujetarse sobre el prisma óptico, para mejorar la utilización del espacio de instalación.
En una posible implementación, la primera lata de contorno de transistores puede incluir una cabecera y una tapa dispuesta en la cabecera, el prisma óptico se sujeta en la cabecera, existe un espacio de instalación entre el prisma óptico y la cabecera, y el primer receptor óptico y el segundo receptor óptico se disponen en el espacio de instalación y se conectan de forma segura a la cabecera. De esta manera, puede ahorrarse espacio de instalación. En una posible implementación, la cabecera se conecta a pines, y el primer receptor óptico y el segundo receptor óptico se conectan a los pines mediante el uso de un amplificador. Por lo tanto, las señales eléctricas generadas después de la conversión óptica a eléctrica por el primer receptor óptico y el segundo receptor óptico pueden amplificarse, de manera que las señales eléctricas se fortalecen para la salida.
En otra posible implementación, la combinación de lentes ópticas incluye al menos un reflector, y la señal óptica de la segunda longitud de onda que es reflejada por el primer demultiplexor ingresa al segundo receptor óptico después de ser reflejada sucesivamente por los reflectores.
En una posible implementación, la combinación de lentes ópticas incluye un tercer reflector, y el tercer reflector se dispone en la trayectoria óptica de reflexión del primer demultiplexor. De esta forma, una trayectoria óptica es más corto y se provoca una menor pérdida de señal.
En una posible implementación, el primer receptor óptico y el segundo receptor óptico se disponen uno al lado del otro, y una trayectoria óptica de reflexión del tercer reflector es paralelo a la trayectoria óptica de transmisión del primer demultiplexor y coincide con la trayectoria óptica de recepción del segundo. receptor óptico.
En una posible implementación, una tercera lente condensadora y un tercer filtro se disponen secuencialmente en la trayectoria óptica de recepción del primer receptor óptico en la dirección de incidencia de la luz del primer receptor óptico, y una cuarta lente condensadora y un cuarto filtro se disponen secuencialmente en la trayectoria óptica de recepción del segundo receptor óptico en la dirección de incidencia de la luz del segundo receptor óptico. De esta forma, puede implementarse la concentración y el filtrado de la luz para evitar el impacto de otra luz parásita en una señal óptica.
En una posible implementación, se incluye además un soporte transparente, donde el soporte transparente incluye una placa inferior y una placa de techo. El primer demultiplexor se sujeta a la placa inferior, el tercer reflector se sujeta a la placa de techo y se ubica en la trayectoria óptica de reflexión del primer demultiplexor, y el primer receptor óptico y el segundo receptor óptico se disponen en la superficie inferior de la placa inferior. Por lo tanto, el primer demultiplexor y el tercer reflector pueden sujetarse a un mismo soporte transparente, de manera que una estructura sea compacta.
En una posible implementación, se incluye además un soporte transparente, donde el soporte transparente incluye una primera placa de soporte y una segunda placa de soporte. La primera placa de soporte y la segunda placa de soporte se disponen a intervalos, y el tercer reflector se dispone sobre la primera placa de soporte y la segunda placa de soporte. Por tanto, tras ser dividida por el primer demultiplexor, una parte de la luz recibida se transmite directamente y entra en el primer receptor óptico. La otra parte de la luz recibida es reflejada por el primer demultiplexor e incide en el tercer reflector a través de un espacio entre la primera placa de soporte y la segunda placa de soporte, y luego es reflejada por el tercer reflector y entra al segundo receptor óptico a lo largo de la trayectoria óptica de recepción del segundo receptor óptico. En la realización, la primera placa de soporte y la segunda placa de soporte pueden estar hechas de un material transparente o pueden estar hechas de un material opaco.
En una posible implementación, la tercera lente condensadora es una tercera superficie concentradora de luz en la superficie inferior de la placa inferior, y la cuarta lente condensadora es una cuarta superficie concentradora de luz en la superficie inferior de la placa inferior. La tercera superficie concentradora de luz corresponde al primer receptor óptico, y la cuarta superficie concentradora de luz corresponde al segundo receptor óptico.
En una posible implementación, el tercer filtro y el cuarto filtro se insertan en el soporte transparente. El tercer filtro se ubica entre la tercera superficie de concentración de luz y el primer receptor óptico, y el cuarto filtro se ubica entre la cuarta superficie de concentración de luz y el segundo receptor óptico.
En una posible implementación, el soporte transparente incluye patas de soporte, y el tercer filtro y el cuarto filtro se insertan en las patas de soporte del soporte transparente.
En una posible implementación, la primera lata de contorno de transistores incluye la cabecera y la tapa dispuesta sobre la cabecera, el soporte transparente se sujeta a la cabecera, existe un espacio de instalación entre el soporte transparente y la cabecera, y el primer receptor óptico y el segundo receptor óptico se disponen en el espacio de instalación y se conectan de forma segura a la cabecera. De esta manera, puede ahorrarse espacio de instalación. En una posible implementación, la señal óptica de la primera longitud de onda es una señal óptica de una longitud de onda de 1310 nm, y la señal óptica de la segunda longitud de onda es una señal óptica de una longitud de onda de 1270 nm; o la señal óptica de la primera longitud de onda es una señal óptica de una longitud de onda de 1270 nm, y la señal óptica de la segunda longitud de onda es una señal óptica de una longitud de onda de 1310 nm. De esta forma, pueden recibirse señales ópticas de la GPON y la XGPON.
De acuerdo con un segundo aspecto, esta solicitud proporciona un subconjunto óptico transmisor, que incluye una segunda lata de contorno de transistores, donde se dispone un orificio de salida de luz en la segunda lata de contorno de transistores, un multiplexor, un primer transmisor óptico y un segundo transmisor óptico se empaquetan en la segunda lata de contorno de transistores, el primer transmisor óptico puede enviar una señal óptica de una tercera longitud de onda, el segundo transmisor óptico puede enviar una señal óptica de una cuarta longitud de onda, el multiplexor óptico se ubica en trayectorias ópticas de envío del primer transmisor óptico y el segundo transmisor óptico, y el multiplexor óptico puede combinar la señal óptica de la tercera longitud de onda y la señal óptica de la cuarta longitud de onda y enviar una señal óptica combinada al orificio de salida de luz.
De acuerdo con el subconjunto óptico transmisor proporcionado en la realización de esta solicitud, el primer transmisor óptico puede enviar la señal óptica de la tercera longitud de onda, el segundo transmisor óptico puede enviar la señal óptica de la cuarta longitud de onda y el multiplexor puede combinar la señal óptica de la tercera longitud de onda y la señal óptica de la cuarta longitud de onda para el envío. De esta forma, las señales ópticas aguas abajo pueden multiplexarse y enviarse. Además, el multiplexor se dispone en el subconjunto óptico transmisor y, por lo tanto, no se requiere un multiplexor externo. En este caso, los costos de construcción se reducen, se ahorra espacio en la sala de equipos, la construcción y el cableado son simples y se implementan una gestión y un mantenimiento convenientes. Además, la lata de contorno de transistores se usa para empaquetar y, por lo tanto, es compatible con el proceso de empaquetado TO existente. Esto evita una carcasa compleja a medida y reduce los costes de fabricación.
En una posible implementación del segundo aspecto, el multiplexor es un multiplexor de guía de ondas. El multiplexor de guía de ondas incluye un primer terminal de entrada, un segundo terminal de entrada y un terminal de salida. El acoplamiento y la adaptación se realizan en el primer terminal de entrada y el primer transmisor óptico, y el acoplamiento y la adaptación se realizan en el segundo terminal de entrada y el segundo transmisor óptico. El terminal de salida corresponde al orificio de salida de luz en la segunda lata de contorno de transistores.
En una posible implementación del segundo aspecto, el primer terminal de entrada y el segundo terminal de entrada se ubican respectivamente en dos paredes laterales opuestas del multiplexor de guía de ondas y son perpendiculares a una dirección de iluminación exterior del terminal de salida. La trayectoria óptica de envío del primer transmisor óptico y la trayectoria óptica de envío del segundo transmisor óptico se disponen en la dirección de salida de la luz del terminal de salida de manera alternada. Por lo tanto, puede ahorrarse espacio de instalación y puede evitarse la interferencia mutua entre la luz emitida por el primer transmisor óptico y la luz emitida por el segundo transmisor óptico.
En otra posible implementación del segundo aspecto, el multiplexor óptico es un multiplexor deslizante, y el multiplexor deslizante puede transmitir la señal óptica de la tercera longitud de onda y puede reflejar la señal óptica de la cuarta longitud de onda. El primer transmisor óptico y el segundo transmisor óptico se disponen uno al lado del otro. Tanto el multiplexor deslizante como el orificio de salida de luz se ubican en la trayectoria óptica de envío del primer transmisor óptico. Un cuarto reflector se dispone en la trayectoria óptica de envío del segundo transmisor óptico, y el cuarto reflector puede reflejar, al multiplexor deslizante, la señal óptica de la cuarta longitud de onda que es emitida por el segundo transmisor óptico. El multiplexor de diapositivas puede combinar la señal óptica de la tercera longitud de onda y la señal óptica de la cuarta longitud de onda y enviar una señal óptica combinada al orificio de salida de luz. La estructura en la que se usa el multiplexor deslizante puede permitir que el primer transmisor óptico y el segundo transmisor óptico se dispongan uno al lado del otro, para adaptarse al proceso de empaquetado TO existente.
En una posible implementación del segundo aspecto, se dispone una lente de colimación en el orificio de salida de luz. De esta manera, la luz puede emitirse en línea recta desde el orificio de salida de luz, para evitar una señal óptica de una desviación de dirección.
En una posible implementación del segundo aspecto, se dispone una primera lente de colimación entre el primer transmisor óptico y el multiplexor, y se dispone una segunda lente de colimación entre el segundo transmisor óptico y el multiplexor. De esta forma, puede emitirse luz en línea recta desde el primer transmisor óptico y el segundo transmisor óptico, para evitar una señal óptica de una desviación de dirección.
En una posible implementación del segundo aspecto, el primer transmisor óptico y el segundo transmisor óptico son diodos láser.
En una posible implementación del segundo aspecto, el primer transmisor óptico o el segundo transmisor óptico es un láser enfriado, y el láser enfriado se conecta a un controlador de temperatura. De esta forma, puede ajustarse la temperatura de operación del láser enfriado.
En una posible implementación del segundo aspecto, el primer transmisor óptico y el segundo transmisor óptico se conectan a un fotodiodo monitor (Monitor Photo-diode, m Pd ), y el fotodiodo monitor se configura para monitorear los estados operativos del primer transmisor óptico y el segundo transmisor óptico.
En una posible implementación del segundo aspecto, la señal óptica de la tercera longitud de onda es una señal óptica de una longitud de onda de 1577 nm, y la señal óptica de la cuarta longitud de onda es una señal óptica de una longitud de onda de 1490 nm. Alternativamente, la señal óptica de la tercera longitud de onda es una señal óptica de una longitud de onda de 1490 nm, y la señal óptica de la cuarta longitud de onda es una señal óptica de una longitud de onda de 1577 nm. De esta manera, pueden enviarse señales ópticas de GPON y XGPON.
De acuerdo con un tercer aspecto, esta aplicación proporciona además un subconjunto óptico bidireccional combinado, que incluye:
una carcasa, donde un canal de transmisión óptica se dispone en la carcasa, un segundo demultiplexor se dispone en el canal de transmisión óptica y un puerto de recepción óptica, un puerto de transmisión óptica y un puerto de conexión de fibra óptica que están en comunicación con el canal de transmisión óptica se disponen en la carcasa; y
un subconjunto óptico receptor, donde el subconjunto óptico receptor es el subconjunto óptico receptor de acuerdo con cualquier solución técnica del primer aspecto, y el subconjunto óptico receptor se empaqueta en el puerto de recepción óptica.
El segundo demultiplexor puede reflejar, al puerto de recepción óptica, una señal óptica de una primera longitud de onda y una señal óptica de una segunda longitud de onda que ingresan desde el puerto de conexión de fibra óptica.
De acuerdo con un cuarto aspecto, esta aplicación proporciona un subconjunto óptico bidireccional combinado, que incluye:
una carcasa, donde un canal de transmisión óptica se dispone en la carcasa, un segundo demultiplexor se dispone en el canal de transmisión óptica y un puerto de recepción óptica, un puerto de transmisión óptica y un puerto de conexión de fibra óptica que están en comunicación con el canal de transmisión óptica se disponen en la carcasa; y
un subconjunto óptico transmisor, donde el subconjunto óptico transmisor es el subconjunto óptico transmisor de acuerdo con cualquier solución técnica del segundo aspecto, y el subconjunto óptico transmisor se empaqueta en el puerto de transmisión óptica.
El segundo demultiplexor puede transmitir, al puerto de conexión de fibra óptica, una señal óptica de una tercera longitud de onda y una señal óptica de una cuarta longitud de onda que son emitidas por el subconjunto óptico transmisor.
De acuerdo con un quinto aspecto, esta solicitud proporciona un subconjunto óptico bidireccional combinado: una carcasa, donde un canal de transmisión óptica se dispone en la carcasa, un segundo demultiplexor se dispone en el canal de transmisión óptica y un puerto de recepción óptica, un puerto de transmisión óptica y un puerto de conexión de fibra óptica que están en comunicación con el canal de transmisión óptica se disponen en la carcasa;
un subconjunto óptico receptor, donde el subconjunto óptico receptor es el subconjunto óptico receptor de acuerdo con cualquier solución técnica del primer aspecto, y el subconjunto óptico receptor se empaqueta en el puerto de recepción óptica; y
un subconjunto óptico transmisor, donde el subconjunto óptico transmisor es el subconjunto óptico transmisor de acuerdo con cualquier solución técnica del segundo aspecto, y el subconjunto óptico transmisor se empaqueta en el puerto de transmisión óptica.
El segundo demultiplexor puede reflejar, al puerto de recepción óptica, una señal óptica de una primera longitud de onda y una señal óptica de una segunda longitud de onda que ingresan desde el puerto de conexión de fibra óptica, y puede transmitir, al puerto de conexión de fibra óptica, una señal óptica de una tercera longitud de onda y una señal óptica de una cuarta longitud de onda que son emitidas por el subconjunto óptico transmisor.
De acuerdo con el subconjunto óptico bidireccional combinado proporcionado en la realización de esta solicitud, el subconjunto óptico receptor es el subconjunto óptico receptor en cualquier solución técnica del primer aspecto, y el subconjunto óptico transmisor es el subconjunto óptico transmisor en cualquier solución técnica del segundo aspecto. Por lo tanto, el subconjunto óptico bidireccional combinado puede implementar la demultiplexación y la recepción de señales ópticas aguas arriba y la multiplexación y el envío de señales ópticas aguas abajo. Además, la estructura de la carcasa del subconjunto óptico bidireccional combinado es aplicable a una estructura de paquete BOSA existente, de manera que un proceso de empaquetado es fácil de implementar, se evita la fabricación de cuerpos tubáricos externos complejos y se mejoran la eficiencia de fabricación y la tasa de rendimiento.
En una posible implementación del quinto aspecto, el canal de transmisión óptica incluye un primer canal óptico que conecta el puerto de transmisión óptica y el puerto de conexión de fibra óptica y un segundo canal óptico que conecta el puerto de recepción óptica y el primer canal óptico. El segundo demultiplexor se dispone en una unión del primer canal óptico y el segundo canal óptico. El canal óptico tiene una estructura simple y está en línea con un proceso de fabricación de carcasa BOSA existente. Esto mejora la eficiencia de fabricación.
En una posible implementación del quinto aspecto, se dispone un aislador en un canal de transmisión óptica entre el subconjunto óptico transmisor y el segundo demultiplexor. El aislador reduce el impacto de la luz reflejada en el rendimiento del subconjunto óptico transmisor en una red.
De acuerdo con un sexto aspecto, esta solicitud proporciona un módulo óptico combinado, que incluye el subconjunto óptico receptor en el primer aspecto, o el subconjunto óptico transmisor en el segundo aspecto, o un subconjunto eléctrico y el conjunto óptico bidireccional combinado en una cualquiera de las soluciones técnicas en el tercer aspecto, el cuarto aspecto y el quinto aspecto, donde el subconjunto eléctrico se conecta eléctricamente al subconjunto óptico receptor y el subconjunto óptico transmisor en el subconjunto óptico bidireccional.
De acuerdo con un séptimo aspecto, esta aplicación proporciona un terminal de línea óptica, que incluye el módulo óptico combinado en la solución técnica del sexto aspecto.
En una posible implementación del séptimo aspecto, el terminal de línea óptica incluye además una placa que se configura para montar el módulo óptico combinado y un subbastidor.
De acuerdo con un octavo aspecto, esta solicitud proporciona un sistema de red óptica pasiva, que incluye:
un terminal de línea óptica, donde el terminal de línea óptica es el terminal de línea óptica en cualquier solución técnica del séptimo aspecto;
una red de distribución óptica, donde la red de distribución óptica se conecta al terminal de línea óptica; y una pluralidad de unidades de red óptica, donde la pluralidad de unidades de red óptica se conecta a la red de distribución óptica.
Los módulos ópticos de algunas unidades de red óptica en la pluralidad de unidades de red óptica son módulos ópticos GPON, y los módulos ópticos de las otras unidades de red óptica son módulos ópticos XGpON.
Alternativamente, los módulos ópticos de algunas unidades de red óptica en la pluralidad de unidades de red óptica son módulos ópticos EPON, y los módulos ópticos de las otras unidades de red óptica son módulos ópticos 10G-EPON.
Puede entenderse que los módulos ópticos en la pluralidad de unidades de red óptica incluyen al menos dos de un módulo óptico GPON, un módulo óptico XGPON, un módulo óptico 25G-GPON y un módulo óptico 50G-GPON.
Alternativamente, los módulos ópticos en la pluralidad de unidades de red óptica incluyen al menos dos de un módulo óptico EPON, un módulo óptico 10G-EPON, un módulo óptico 25G-EPON y un módulo óptico 50G-EPON.
De acuerdo con el módulo óptico combinado, el terminal de línea óptica y el sistema de red óptica pasiva proporcionados en la realización de esta solicitud, el módulo óptico combinado usa el subconjunto óptico transmisor en el primer aspecto, el subconjunto óptico receptor en el segundo aspecto, o el subconjunto óptico bidireccional combinado en una cualquiera de las soluciones técnicas del tercer aspecto, el cuarto aspecto y el quinto aspecto.
Por lo tanto, el módulo óptico combinado puede implementar la demultiplexación y la recepción de señales ópticas aguas arriba y la multiplexación y el envío de señales ópticas aguas abajo. Además, la estructura de la carcasa del subconjunto óptico bidireccional en el módulo óptico combinado es aplicable a una estructura de la carcasa BOSA existente, de manera que un proceso de fabricación y empaquetado es fácil de implementar y se evita la fabricación compleja de un cuerpo tubárico externo, y se mejoran la eficiencia de fabricación y la tasa de rendimiento. Por lo tanto, se reducen los costes de construcción del módulo de transmisión óptica y del sistema de red óptica pasiva.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es un diagrama de configuración de dispositivos de red en una red óptica pasiva;
La Figura 2 es un diagrama estructural esquemático de una configuración de dispositivo de red a la que es aplicable una realización de esta aplicación;
La Figura 3 es un diagrama esquemático de una estructura de paquete típica de un subconjunto óptico bidireccional; La Figura 4 es un diagrama esquemático de una estructura de paquete típica de un subconjunto óptico transmisor; La Figura 5 es un diagrama esquemático de una estructura de paquete típica de un subconjunto óptico receptor; La Figura 6 es un diagrama estructural esquemático de un subconjunto óptico bidireccional combinado;
La Figura 7 es un diagrama esquemático de una arquitectural general de un subconjunto óptico bidireccional combinado de acuerdo con una realización de esta solicitud;
La Figura 8 es un diagrama esquemático de una estructura de paquete de un subconjunto óptico bidireccional combinado de acuerdo con una realización de esta solicitud;
La Figura 9 es un diagrama esquemático de una estructura de paquete de un subconjunto óptico receptor de acuerdo con una realización de esta solicitud;
La Figura 10 es un diagrama esquemático de una trayectoria óptica de un subconjunto óptico receptor de acuerdo con una realización de esta solicitud;
La Figura 11 es un diagrama estructural esquemático de un prima óptico en un subconjunto óptico receptor de acuerdo con una realización de esta solicitud;
La Figura 12 es un diagrama esquemático de una trayectoria óptica de un subconjunto óptico receptor de acuerdo con otra realización de esta solicitud;
La Figura 13 es un diagrama esquemático de una estructura de paquete de un subconjunto óptico receptor de acuerdo con otra realización de esta solicitud;
La Figura 14 es un diagrama estructural esquemático de un soporte transparente en un subconjunto óptico receptor de acuerdo con otra realización de esta solicitud;
La Figura 15 es un diagrama estructural esquemático de un subconjunto óptico receptor cuando se usa otra estructura para un soporte transparente;
La Figura 16 es un diagrama esquemático parcial de la estructura de la Figura 15 desde una dirección A;
La Figura 17 es un diagrama esquemático de una trayectoria óptica de un subconjunto óptico transmisor de acuerdo con una realización de esta solicitud;
La Figura 18 es un diagrama esquemático de una estructura de paquete de un subconjunto óptico transmisor de acuerdo con una realización de esta solicitud;
La Figura 19 es un diagrama esquemático de una trayectoria óptica de un subconjunto óptico transmisor de acuerdo con otra realización de esta solicitud;
La Figura 20 es un diagrama esquemático de una estructura de paquete de un subconjunto óptico transmisor de acuerdo con otra realización más de esta solicitud; y
La Figura 21 es un diagrama estructural de red de un sistema de red óptica pasiva de acuerdo con una realización de esta solicitud.
Descripción de las realizaciones
Las realizaciones de esta solicitud se refieren a un subconjunto óptico receptor, un subconjunto óptico transmisor, un subconjunto óptico bidireccional combinado, un módulo óptico combinado y un sistema de red óptica pasiva. A continuación, se describen brevemente los conceptos de las realizaciones anteriores:
Red óptica pasiva (Passive Optical Network, PON): Una red óptica pasiva es una red de distribución óptica (ODN) entre una OLT y una ONU, y no hay ningún dispositivo electrónico activo en la PON.
Red de distribución óptica (Optical Distribution Network, ODN): una ODN es una red de fibra hasta el hogar basada en dispositivos PON. Una función de la ODN es proporcionar un canal de transmisión óptica entre la OLT y la ONU. Multiplexación por división de longitud de onda (wavelength division multiplexing, WDM): La multiplexación por división de longitud de onda se refiere a una tecnología en la que dos o más señales portadoras ópticas (que transportan varia información) de diferentes longitudes de onda se combinan en un extremo de transmisión mediante el uso de un multiplexor y se acoplan a una misma fibra óptica en una trayectoria óptica para la transmisión. En un extremo de recepción, las portadoras ópticas de varias longitudes de onda se separan mediante el uso de un demultiplexor, y luego un receptor óptico realiza un procesamiento adicional para restaurar una señal original. Esta tecnología de transmisión simultánea de dos o más señales ópticas de diferentes longitudes de onda en una misma fibra óptica se denomina como multiplexación por división de longitud de onda.
Módulo de transmisión óptica: un módulo de transmisión óptica se denomina como módulo óptico para abreviar e incluye principalmente dos partes: un subconjunto óptico bidireccional (Bi-directional Optical sub-assembly, BOSA) y un subconjunto eléctrico (Electrical Subassembly, ESA). El módulo de transmisión óptica se forma al conectar eléctricamente un pin del subconjunto óptico bidireccional al subconjunto eléctrico periférico (ESA), y luego montar el subconjunto óptico bidireccional y el subconjunto eléctrico periférico en una carcasa de módulo óptico.
Subconjunto óptico bidireccional (Directional Optical sub-assembly, BOSA): Un BOSA incluye principalmente un subconjunto óptico transmisor (transmitter Optical sub-assembly, TOSA) y un subconjunto óptico receptor (Receiver Optical sub-assembly, ROSA).
Subconjunto óptico transmisor (Transmitter Optical sub-assembly, TOSA): una función de TOSA es convertir una señal eléctrica en una señal óptica e introducir la señal óptica en una fibra óptica para su transmisión.
Subconjunto óptico receptor (Receiver Optical sub-assembly, ROSA): una función de ROSA es recibir una señal óptica transmitida a través de una fibra óptica y convertir la señal óptica en una señal eléctrica.
El subconjunto óptico bidireccional (BOSA) es un componente esencial en el módulo óptico y puede usarse para enviar y recibir una señal óptica. Una estructura BOSA típica se muestra en la Figura 3, que incluye una carcasa 05, un subconjunto óptico transmisor incorporado (Transmitter Optical sub-assembly, TOSA) 06 en la carcasa 05, un subconjunto óptico receptor (Receiver Optical sub-assembly, ROSA) 07, un demultiplexor 08 dispuesto en la carcasa 05, y una virola de conexión de fibra óptica 09 y una fibra óptica 091 que se conectan a un extremo de la carcasa 05. Una función del subconjunto óptico transmisor 06 es convertir una señal eléctrica en una señal óptica y enviar la señal óptica a la fibra óptica 091 para su transmisión. Una función del subconjunto óptico receptor 07 es recibir una entrada de señal óptica desde la fibra óptica y convertir la señal óptica en una señal eléctrica. Generalmente, debido a que las longitudes de onda de la luz enviada y recibida son diferentes, se requiere el demultiplexor 08 en la carcasa 05 para separar las dos longitudes de onda. Una función del demultiplexor es transmitir luz de algunas longitudes de onda y reflejar la luz de otras longitudes de onda. Una trayectoria de envío de luz se muestra mediante la flecha de línea sólida en la Figura 3. La luz emitida por el subconjunto óptico transmisor 06 se transmite a través del demultiplexor 08 en línea recta y luego ingresa a la fibra óptica 091 para la transmisión. Una trayectoria de recepción óptica se muestra mediante una flecha de línea discontinua en la Figura 3. Una señal óptica transmitida a través de la fibra óptica 091 se refleja en el demultiplexor 08, y el subconjunto óptico receptor 07 está exactamente en una trayectoria óptica de reflexión para recibir la señal óptica.
Para un TOSA y un ROSA separados, debido a las características materiales de dispositivos tal como un transmisor (diodo láser) y un receptor (fotodiodo), el TOSA y el ROSA son sensibles al vapor de agua y al oxígeno en un ambiente. Si el TOSA y el ROSA están expuestos a los gases correspondientes, el rendimiento de los dispositivos puede deteriorarse con el tiempo y provocar una falla. Por lo tanto, usualmente se usa una forma de lata de contorno de transistores (Transistor-Outline can, TO CAN) para empaquetar, y se usa una técnica hermética en un proceso de producción. Un método específico es: soldar una tapa a una cabecera en un ambiente de nitrógeno puro.
Específicamente, la Figura 4 es un diagrama de una estructura de paquete del TOSA. El TOSA incluye principalmente una cabecera de metal (Header) 061 que tiene pines, una tapa (Cap) 062, un fotodiodo (photodiode, PD) 063 dispuesto en la cabecera, un submontaje (Submount) 064, un diodo láser (Laser diode, LD) 065, un disipador de calor (Heat Sink) 066 y una ventana (Window) 067. Los pines 068 en la cabecera se conectan a los electrodos de señal en el diodo láser 065 a través de cables dorados, de manera que pueda transmitirse una señal eléctrica externa al diodo láser 065 para la conversión de electrónica a óptica.
La Figura 5 es un diagrama de una estructura de paquete de ROSA. El ROSA incluye principalmente una cabecera de metal (Header) 071 con pines, una tapa (Cap) 072, un amplificador de transimpedancia (Trans-impedance amplifier, TIA) 073, un submontaje (Submontaje) 074, un fotodiodo (Photodiode) 075, un capacitor 076 y una lente esférica 077. Una señal obtenida después de la conversión óptica a eléctrica por el fotodiodo 075 puede emitirse a través de los pines 078 en la cabecera.
Una estructura con un módulo WDM dispuesto externamente conduce a altos costos de construcción, gran espacio ocupado en la sala de equipos, construcción y cableado complejos, y gestión y mantenimiento difíciles. Por lo tanto, el módulo WDM puede disponerse en el módulo óptico.
A continuación, se usa un GPON como ejemplo para la descripción. Lo mismo es válido para un escenario EPON.
Un módulo óptico que puede soportar simultáneamente dos velocidades de transmisión diferentes puede denominarse como módulo óptico combinado (Combo). Por ejemplo, el módulo óptico combinado puede soportar simultáneamente velocidades de dos cualquiera de GPON, un XGPON, un 25G GPON y un 50G GpOn , o simultáneamente soportar velocidades de dos cualquiera de EPON, un 10GEPON, un 25G EPON y un 50G EPON. Puede entenderse que el módulo óptico combinado también puede denominarse como módulo óptico.
Con respecto a la longitud de onda usada de una señal óptica, un terminal de línea óptica en la GPON usa una longitud de onda de 1490 nanómetros para enviar y una longitud de onda de 1310 nanómetros para recibir; y un terminal de línea óptica en el XGPON usa 1577 nanómetros para enviar y 1270 nanómetros para recibir. En el subconjunto óptico bidireccional combinado, la recepción y el envío de las señales ópticas de las dos longitudes de onda deben coexistir mediante el uso de un diseño de estructura particular. Esto requiere una serie de módulos WDM (multiplexor o demultiplexor) para combinar y separar las señales ópticas de las dos longitudes de onda. Además, es necesario disponer un filtro de banda estrecha específico antes del receptor para filtrar aún más otras posibles luces parásitas. Por ejemplo, un filtro de 0 grados que pasa solamente una banda de 1270 nm debe disponerse antes que un receptor de 1270 nm; y un filtro de 0 grados que pasa solamente una banda de 1310 nm debe disponerse antes de un receptor de 1310 nm.
La Figura 6 es un diagrama estructural esquemático de un subconjunto óptico bidireccional combinado. El subconjunto óptico bidireccional combinado incluye principalmente una carcasa 05a. La carcasa 05a se proporciona con un primer subconjunto óptico transmisor 06a, un segundo subconjunto óptico transmisor 06b, un primer subconjunto óptico receptor 07a y un segundo subconjunto óptico receptor 07b. Un primer demultiplexor 08a, un segundo demultiplexor 08b y un multiplexor 08c se disponen en la carcasa 05a. Un extremo izquierdo de la carcasa 05a es un puerto de acceso de fibra óptica 051a. Después de entrar en la carcasa 05a a través del puerto de acceso de fibra óptica 051a, el primer demultiplexor 08a refleja una señal óptica de 1270 nm y entra en el primer subconjunto óptico receptor 07a. Después de entrar en la carcasa 05a a través del puerto de acceso de fibra óptica 051a, se transmite una señal óptica de 1310 nm a través del primer demultiplexor 08a y se refleja en el segundo demultiplexor 08b y entra en el segundo subconjunto óptico receptor 07b. Después de ser reflejada por el multiplexor 08c, la luz enviada por el primer subconjunto óptico transmisor 06a pasa sucesivamente a la izquierda a través del segundo demultiplexor 08b y el primer demultiplexor 08a, y se emite desde el puerto de acceso de fibra óptica 051a. La luz enviada por el segundo subconjunto óptico transmisor 06b pasa sucesivamente a través del multiplexor óptico 08c, el segundo demultiplexor 08b y el primer demultiplexor 08a, y se emite desde la interfaz de acceso de fibra óptica 051a. El aislador de la Figura 6 tiene una función de reducir el impacto de la luz reflejada en el rendimiento de un láser en una red. Un filtro de 0 grados 010 en la Figura 6 se configura para filtrar otra posible luz parásita.
La estructura de la Figura 6 usa dos subconjuntos bidireccionales completamente independientes. Se diseña y produce una carcasa a medida, y se proporcionan una serie de estructuras de sujeción en la carcasa para disponer una pluralidad de módulos WDM, un filtro de 0 grados y un aislador. Además, se disponen dos TOSA y dos ROSA alrededor de la carcasa cuadrada. Toda la estructura se usa para implementar dos funciones de transceptor en un GPON y un XGPON. Sin embargo, los solicitantes encuentran que, en esta solución, se requiere una carcasa a medida con una estructura compleja. Esto impone un alto requisito de precisión de fabricación y, en particular, se impone un requisito más alto de precisión de fabricación de una estructura en la que se disponen varios filtros de ondas y subconjuntos bidireccionales. Además, el acoplamiento puede resultar difícil debido a una desviación de fabricación en una condición de trayectoria óptica larga. En general, en un proceso de fabricación de dispositivos, el acoplamiento del TOSA puede ser de manera activa (para ser más específicos, encender el TOSA, ajustar levemente la ubicación del TOSA y monitorear la potencia óptica de salida en un extremo de salida), y el acoplamiento del ROSA suele ser de forma pasiva (directamente disponer y sujetar la ROSA con adhesivo negro sin ajuste de ubicación). La complejidad de esta estructura provoca una gran dificultad para el acoplamiento y no puede garantizar de manera efectiva una tasa de rendimiento. Además, una ubicación en la que se dispone el primer demultiplexor provoca una incidencia no perpendicular de una fibra óptica receptora del primer subconjunto óptico receptor. En consecuencia, la eficiencia de recepción no puede optimizarse.
Además, debido a que se usan una pluralidad de estructuras de latas de contorno de transistores, una trayectoria óptica es relativamente larga. Como resultado, no puede reducirse la longitud total de un subconjunto bidireccional fabricado de acuerdo con esta solución. En consecuencia, en un proceso de fabricación de módulo óptico subsecuente, no puede controlarse la longitud total de un circuito de control y subconjuntos ópticos, y es necesario alargar la carcasa de un módulo óptico. Sin embargo, el tamaño de un módulo óptico necesita estar de acuerdo con un estándar específico. Un estándar para GPON es el factor de forma pequeño conectable (Small Form-Factor Pluggable, SFP), y un estándar para un XGPON es SFP+. Los tamaños de los módulos ópticos de acuerdo con los dos estándares son los mismos. Si la longitud total del módulo óptico no puede controlarse, un tamaño de un módulo final no puede controlarse y, por lo tanto, no puede cumplir con los requisitos estándar.
Para resolver los problemas anteriores, como se muestra en la Figura 7 y la Figura 8, una realización de esta solicitud proporciona un subconjunto óptico bidireccional combinado, que incluye:
una carcasa 1, donde un canal de transmisión óptica 11 se dispone en la carcasa 1, un segundo demultiplexor 2 se dispone en el canal de transmisión óptica 11, y un puerto de recepción óptica, un puerto de transmisión óptica y un puerto de conexión de fibra óptica 12 que están en comunicación con el canal de transmisión óptica 11 se disponen en la carcasa;
un subconjunto óptico receptor 3, donde el subconjunto óptico receptor 3 se empaqueta en el puerto de recepción óptica; y
un subconjunto óptico transmisor 4, donde el subconjunto óptico transmisor 4 se empaqueta en el puerto de transmisión óptica.
El segundo demultiplexor 2 puede reflejar, al puerto de recepción óptica, una señal óptica de una primera longitud de onda y una señal óptica de una segunda longitud de onda que ingresan desde el puerto de conexión de fibra óptica 12, y puede transmitir, al puerto de conexión de fibra óptica 12, una señal óptica de una tercera longitud de onda y una señal óptica de una cuarta longitud de onda que son emitidas por el subconjunto óptico receptor 4.
Una trayectoria de envío de luz se muestra mediante una flecha de línea continua en la Figura 8. La luz emitida por el subconjunto óptico transmisor 4 se transmite a través del segundo demultiplexor 2 en una línea recta y luego ingresa al puerto de conexión de fibra óptica 12 para la transmisión. Una trayectoria de recepción óptica se muestra mediante una flecha de línea discontinua en la Figura 8. Una señal óptica transmitida a través del puerto de conexión de fibra óptica 12 se refleja en el segundo demultiplexor 2, y el subconjunto óptico receptor 3 está exactamente en una trayectoria óptica de reflexión para recibir la señal óptica. Para el subconjunto óptico receptor 3, se empaquetan dos subconjuntos receptor en una misma lata de contorno de transistores, y se dispone un demultiplexor dentro de la lata de contorno de transistores, para implementar la demultiplexación y la recepción de señales ópticas aguas arriba. De manera similar, para el subconjunto óptico transmisor 4, se empaquetan dos subconjuntos de transmisor en una misma lata de contorno de transistores, y se dispone un multiplexor dentro de la lata de contorno de transistores, para implementar la multiplexación y el envío de señales ópticas aguas abajo. Por lo tanto, como se muestra en la Figura 8, la estructura es aplicable a una estructura de paquete BOSA existente y no se requiere una carcasa a medida. Esto reduce los costos de fabricación, simplifica un proceso de empaquetado y cumple con un requisito estándar existente para el tamaño de un módulo óptico. Además, la estructura es simple, la trayectoria óptica es corta y la dificultad de acoplamiento es baja.
En la Figura 8 puede mostrarse una estructura de paquete específica. El canal de transmisión óptica 11 incluye un primer canal óptico 11a que conecta el puerto de transmisión óptica y el puerto de conexión de fibra óptica 12 y un segundo canal óptico 11b que conecta el puerto de recepción óptica y el primer canal óptico 11a. El segundo demultiplexor 2 se dispone en una unión del primer canal óptico 11a y el segundo canal óptico 11b. El canal óptico tiene una estructura simple y está en línea con un proceso de fabricación de carcasa BOSA existente. Esto mejora la eficiencia de fabricación.
Para reducir el impacto de la luz reflejada en el rendimiento del subconjunto óptico transmisor 4 en una red, como se muestra en la Figura 7, puede disponerse un aislador 5 en el canal de transmisión óptica 11 entre el subconjunto óptico transmisor 4 y el segundo demultiplexor 2.
Para colimar la trayectoria óptica, una lente de colimación 13 puede disponerse en el interior del puerto de conexión de fibra óptica 12.
Las implementaciones específicas del subconjunto óptico receptor 3 y el subconjunto óptico transmisor 4 se describen más abajo mediante el uso de ejemplos.
Una implementación del subconjunto óptico receptor 3 se muestra en la Figura 9 y la Figura 10. El subconjunto óptico receptor 3 incluye una primera caja de contorno de transistores 31, donde un orificio de luz incidente 311 se dispone en la primera caja de contorno de transistores 31, y un primer demultiplexor 32, un primer receptor óptico 33, un segundo receptor óptico 34, y una combinación de lentes ópticas 35 se empaquetan en la primera lata de contorno de transistores 31. El primer receptor óptico 33 puede recibir una señal óptica de una primera longitud de onda y el segundo receptor óptico 34 puede recibir una señal óptica de una segunda longitud de onda. La luz entra en el primer demultiplexor 32 a través del orificio de luz incidente 311, y el primer demultiplexor 32 se configura para transmitir la señal óptica de la primera longitud de onda y reflejar la señal óptica de la segunda longitud de onda. El primer receptor óptico 33 se dispone en una trayectoria óptica de transmisión del primer demultiplexor 32, y la combinación de lentes ópticas 35 se dispone en una trayectoria óptica de reflexión del primer demultiplexor 32. La combinación de lentes ópticas 35 se configura para guiar, al segundo receptor óptico 34, la señal óptica de la segunda longitud de onda que es reflejada por el primer demultiplexor 32.
De acuerdo con el subconjunto óptico receptor 3 proporcionado en esta realización de esta solicitud, el primer receptor óptico 33 en el subconjunto óptico receptor 3 puede recibir la señal óptica de la primera longitud de onda, el segundo receptor óptico 34 puede recibir la señal óptica de la segunda longitud de onda, y el primer demultiplexor 32
puede transmitir la señal óptica de la primera longitud de onda y reflejar la señal óptica de la segunda longitud de onda. De esta manera, las señales ópticas aguas arriba de diferentes longitudes de onda se separan, de manera que las señales ópticas aguas arriba pueden demultiplexarse y recibirse. Además, el primer demultiplexor 32 se dispone en el subconjunto óptico receptor 3, es decir, se implementa el demultiplexor incorporado, de manera que no es necesario disponer un exceso de demultiplexores en la carcasa del subconjunto óptico bidireccional combinado, y no se requiere una estructura de carcasa a medida para sujetar los demultiplexores. Esto reduce los costes de fabricación de la carcasa del subconjunto óptico bidireccional combinado. Además, se usa una lata de contorno de transistores para empaquetar el subconjunto óptico receptor 3 y, por lo tanto, es compatible con un proceso de empaquetado TO existente. Esto evita una carcasa compleja a medida y reduce los costes de fabricación.
La combinación de lentes ópticas incluye un refractor y al menos un reflector. El refractor se dispone en la trayectoria óptica de reflexión del primer demultiplexor, y la señal óptica de la segunda longitud de onda que es refractada por el refractor entra en el segundo receptor óptico después de ser reflejada sucesivamente por los reflectores. Si solamente hay un reflector, el reflector se dispone en una trayectoria óptica de refracción del refractor, y se ajusta un ángulo del reflector para permitir que la señal óptica reflejada de la segunda longitud de onda entre en el segundo receptor óptico. Si hay una pluralidad de reflectores, uno de los reflectores se dispone en la trayectoria óptica de refracción del refractor, y los reflectores restantes se disponen secuencialmente, con un reflector que se ubica en una trayectoria óptica de reflexión de un reflector anterior, y una trayectoria óptica de reflexión del último reflector que coincide con una trayectoria óptica de recepción del segundo receptor óptico. Cuando un ángulo incluido entre la trayectoria óptica de reflexión del primer demultiplexor 32 y una trayectoria óptica incidente del primer demultiplexor 32 es relativamente pequeño, el refractor puede disponerse a lo largo de una dirección aproximadamente vertical que está cerca de la trayectoria óptica incidente del primer demultiplexor 32. De esta forma, después de entrar en el refractor, una señal óptica reflejada por el primer demultiplexor 32 se desvía en dirección opuesta a la trayectoria óptica incidente del primer demultiplexor 32, de manera que hay espacio suficiente para disponer el reflector.
Puede haber una pluralidad de ubicaciones relativas cuando el primer receptor óptico 33 y el segundo receptor óptico 34 se disponen, por ejemplo, dispuestos en paralelo y lado a lado, dispuestos perpendiculares entre sí o dispuestos en un ángulo específico. Como se muestra en la Figura 5, en el proceso de empaquetado TO existente, el receptor óptico (es decir, un fotodiodo 075) se dispone en la cabecera 071. Para permitir que el subconjunto óptico receptor 3 en esta aplicación se adapte al proceso de empaquetado TO existente, como se muestra en la Figura 10, el primer receptor óptico 33 y el segundo receptor óptico 34 pueden disponerse uno al lado del otro. En este caso, para permitir que los dos receptores ópticos reciban señales ópticas correspondientes, como se muestra en la Figura 10, la combinación de lentes ópticas 35 puede incluir un refractor 351, un primer reflector 352 y un segundo reflector 353. El refractor 351 se dispone en la trayectoria óptica de reflexión del primer demultiplexor 32, el primer reflector 352 se dispone en una trayectoria óptica de refracción del refractor 351, y el segundo reflector 353 se dispone en una trayectoria óptica de reflexión del primer reflector 352. Una trayectoria óptica de reflexión del segundo reflector 353 es paralelo a la trayectoria óptica de transmisión del primer demultiplexor 32 y coincide con la trayectoria óptica de recepción del segundo receptor óptico 34. Como se muestra por las flechas en la Figura 10, después de que las señales ópticas ingresan desde un orificio incidente, la señal óptica de la primera longitud de onda se transmite directamente a través del primer demultiplexor 32 y entra en el primer receptor óptico 33, y la señal óptica de la segunda longitud de onda se refleja en el primer demultiplexor 32, y entra en el segundo receptor óptico 34 a lo largo de la trayectoria óptica de recepción del segundo receptor óptico 34 después de ser refractado por el refractor 351, y reflejado por el primer reflector 352 y el segundo reflector 353 sucesivamente. Por lo tanto, el primer receptor óptico 33 y el segundo receptor óptico 34 pueden disponerse en un mismo lado. Esto está más en línea con la estructura del paquete TO existente y tiene una estructura más compacta. Además, se garantiza que las trayectorias ópticas de recepción de los dos receptores ópticos puedan acoplarse verticalmente y se mejora la eficiencia del acoplamiento. El primer reflector 352 y el segundo reflector 353 se disponen y cooperan con el refractor 351, de manera que la señal óptica de la segunda longitud de onda puede ajustarse para que incida verticalmente en el segundo receptor óptico 34, para mejorar la eficiencia de acoplamiento del segundo receptor óptico 34.
Para implementar la concentración y el filtrado de la luz, como se muestra en la Figura 10, una primera lente condensadora 36a y un primer filtro 37a se disponen secuencialmente en la trayectoria óptica de recepción del primer receptor óptico 33 en una dirección de incidencia de la luz del primer receptor óptico 33, y una segunda lente condensadora 36b y un segundo filtro 37b se disponen secuencialmente en la trayectoria óptica de recepción del segundo receptor óptico 34 en una dirección de incidencia de la luz del segundo receptor óptico 34. Por lo tanto, la primera lente condensadora 36a y la segunda lente condensadora 36b pueden implementar concentración de luz, de manera que se fortalezca una señal. El primer filtro 37a y el segundo filtro 37b pueden implementar el filtrado para evitar el impacto de otra luz parásita en una señal óptica.
Cabe señalar que puede disponerse además un filtro en el orificio de luz incidente 311. En este caso, no es necesario disponer el primer filtro 37a y el segundo filtro 37b.
La combinación de lentes ópticas 35 puede incluir una pluralidad de lentes ópticas 35, o puede diseñarse como una estructura completa. Como se muestra en la Figura 9 y la Figura 11, la combinación de lentes ópticas 35 es un
prisma óptico integrado 35'. Una superficie de refracción 351', una primera superficie de reflexión 352' y una segunda superficie de reflexión 353' se disponen sobre el prisma óptico 35'. La superficie de refracción 351' se dispone en la trayectoria óptica de reflexión del primer demultiplexor 32, la primera superficie de reflexión 352' se dispone en una trayectoria óptica de refracción de la superficie de refracción 351', la segunda superficie de reflexión 353' se dispone en una trayectoria óptica de reflexión de la primera superficie de reflexión 352', y una trayectoria óptica de reflexión de la segunda superficie de reflexión 353' coincide con la trayectoria óptica de recepción del segundo receptor óptico 34. Como se muestra por las flechas en la Figura 11, la señal óptica de la primera longitud de onda se transmite directamente a través del primer demultiplexor 32 y el prisma óptico 35', y entra al primer receptor óptico 33. La señal óptica de la segunda longitud de onda es reflejada por el primer demultiplexor 32, refractada por la superficie de refracción 351' del prisma óptico 35' y luego transferida al interior del prisma óptico 35'. La señal óptica de la segunda longitud de onda se transfiere a la primera superficie de reflexión 352' en el prisma óptico 35' y se refleja por primera vez, y luego se transfiere a la segunda superficie de reflexión 353' en el prisma óptico 35' y se refleja por segunda vez. La luz reflejada por segunda vez se emite desde la superficie inferior del prisma óptico 35' a lo largo de la trayectoria óptica de recepción del segundo receptor óptico 34 y entra en el segundo receptor óptico 34. La combinación de lentes ópticas 35 se integra en el prisma óptico 35', de manera que la estructura es compacta y la instalación y fabricación son más sencillas.
Además, la primera lente condensadora 36a y la segunda lente condensadora 36b pueden integrarse adicionalmente en el prisma óptico 35'. Específicamente, como se muestra en la Figura 9 y la Figura 11, la primera lente condensadora 36a es una primera superficie concentradora de luz 36a' en la superficie inferior del prisma óptico 35', y la segunda lente condensadora 36b es una segunda superficie concentradora de luz 36b' en la superficie inferior del prisma óptico 35'. La primera superficie de concentración de luz 36a' corresponde al primer receptor óptico 33, y la segunda superficie de concentración de luz 36b' corresponde al segundo receptor óptico 34. Por lo tanto, la estructura general es más compacta.
Como se muestra en la Figura 9, el primer filtro 37a y el segundo filtro 37b pueden insertarse adicionalmente en el prisma óptico 35', el primer filtro 37a se ubica entre la primera superficie concentradora de luz 36a' y el primer receptor óptico 33, y el segundo filtro 37b se ubica entre la segunda superficie concentradora de luz 36b' y el segundo receptor óptico 34. Por lo tanto, el filtro puede instalarse fácilmente. Como se muestra en la Figura 11, el prisma óptico 35' puede incluir dos patas de soporte 354', y hay ranuras 355' en las patas de soporte 354'. El primer filtro 37a y el segundo filtro 37b se insertan en las respectivas ranuras 355' en las dos patas de soporte 354'.
El prisma óptico 35' puede implementar todos los elementos funcionales en la trayectoria óptica a través de una estructura de molde, por ejemplo, puede formarse a la vez en una forma de fundición a presión de alto polímero. El primer filtro 37a y el segundo filtro 37b pueden ser filtros de 0 grados. Además, el primer reflector 352 y el segundo reflector 353 pueden ser reflectores totales, evitando, de esta manera, que la intensidad de la señal óptica se atenúe durante la reflexión. El primer receptor óptico 33 y el segundo receptor óptico 34 pueden ser fotodiodos, de manera que la señal óptica de la primera longitud de onda y la señal óptica de la segunda longitud de onda pueden convertirse en señales eléctricas para la salida.
El primer demultiplexor 32 puede sujetarse además al cuerpo del prisma. Específicamente, como se muestra en la Figura 11, se forma una superficie de instalación 356' en el cuerpo del prisma, y el primer demultiplexor 32 se sujeta a la superficie de instalación 356'. Al ajustar un ángulo incluido entre la superficie de instalación 356' y la superficie de refracción 351', puede garantizarse que la superficie de refracción 351' se ubique en la trayectoria óptica de reflexión del primer demultiplexor 32. Por lo tanto, el primer demultiplexor 32 puede sujetarse al cuerpo del prisma para mejorar la utilización del espacio de instalación.
Una estructura de la primera lata de contorno de transistores 31 puede mostrarse en la Figura 9, que incluye una primera cabecera 312 y una primera tapa 313 dispuesta en la primera cabecera 312. El prisma óptico 35' se sujeta en la primera cabecera 312, existe un espacio de instalación 314 entre el prisma óptico 35' y la primera cabecera 312, y el primer receptor óptico 33 y el segundo receptor óptico 34 se disponen en el espacio de instalación 314 y se conectan de forma segura a la primera cabecera 312. Por lo tanto, puede ahorrarse espacio de instalación del primer receptor óptico 33 y el segundo receptor óptico 34, y el primer receptor óptico 33 y el segundo receptor óptico 34 pueden protegerse eficazmente mediante el uso del prisma óptico 35'.
Debido a que la luz recibida por el receptor óptico es relativamente débil, una señal eléctrica generada es bastante débil y necesita amplificarse antes de ser procesada. En vista de esto, como se muestra en la Figura 9, la señal eléctrica generada por el receptor óptico puede enviarse a un amplificador 39 para amplificación, es decir, el receptor óptico se conecta al amplificador 39 y el amplificador 39 se conecta a los pines. Por lo tanto, las señales eléctricas generadas después de la conversión óptica a eléctrica por el primer receptor óptico 33 y el segundo receptor óptico 34 pueden amplificarse, de manera que las señales eléctricas se fortalecen para la salida.
Durante el empaquetado del primer receptor óptico 33 y el segundo receptor óptico 34 en la primera cabecera 312, se realizan los siguientes pasos: primero se monta un sustrato en la superficie de la primera cabecera 312 y se construye un circuito de metal específico en el sustrato. Luego, el primer receptor óptico 33 y el segundo receptor
óptico 34 se montan en la superficie del sustrato, y se realiza la unión de hilos de oro en el primer receptor óptico 33 y el segundo receptor óptico 34 con el circuito de metal. La unión de hilos de oro también se realiza en el circuito de metal y un TIA periférico. Se insertan dos filtros de 0 grados en el prisma óptico 35' y el prisma óptico 35' se monta en la superficie del sustrato. En este caso, la eficiencia de acoplamiento de los dos receptores ópticos se asegura con precisión de montaje. El primer demultiplexor 32 se monta en la superficie sobre el prisma óptico 35', y finalmente la primera tapa 313 se usa para cubrir todo el dispositivo para implementar un empaquetado hermético. Los pines y la primera cabecera 312 pueden separarse mediante el uso de cemento de vidrio, y los pines y la primera cabecera 312 se aíslan eléctricamente entre sí. En general, toda la primera cabecera 312 se configura para usarse como un plano de tierra y se conecta a una tierra externa mediante el uso de un pin especial conectado a la primera cabecera 312. Las conexiones eléctricas anteriores podrán implementarse a través de soldadura con alambre de oro.
En otra implementación del subconjunto óptico receptor 3, la combinación de lentes ópticas puede no incluir un refractor, pero incluye solamente al menos un reflector. La señal óptica de la segunda longitud de onda que es reflejada por el primer demultiplexor entra en el segundo receptor óptico después de ser reflejada sucesivamente por los reflectores. Si solamente hay un reflector, el reflector se dispone en la trayectoria óptica de reflexión del primer demultiplexor, y se ajusta un ángulo del reflector para permitir que la señal óptica reflejada de la segunda longitud de onda entre en el segundo receptor óptico. Si hay una pluralidad de reflectores, uno de los reflectores se dispone en la trayectoria óptica de reflexión del primer demultiplexor, y los reflectores restantes se disponen secuencialmente, con un reflector que se ubica en una trayectoria óptica de reflexión de un reflector anterior, y una trayectoria óptica de reflexión del último reflector que coincide con la trayectoria óptica de recepción del segundo receptor óptico.
La Figura 12 muestra una implementación en la que el subconjunto óptico receptor 3 no incluye refractor. El primer receptor óptico 33 y el segundo receptor óptico 34 se disponen uno al lado del otro, y las trayectorias ópticas de recepción del mismo son paralelos entre sí. La combinación de lentes ópticas 35 incluye un tercer reflector 354, donde el tercer reflector 354 se dispone en la trayectoria óptica de reflexión del primer demultiplexor 32, y una trayectoria óptica de reflexión del tercer reflector 354 es paralelo a la trayectoria óptica de transmisión del primer demultiplexor 32 y coincide con la trayectoria óptica de recepción del segundo receptor óptico 34. Después de ser dividida por el primer demultiplexor 32, una parte de la luz recibida se transmite directamente y entra al primer receptor óptico 33. La otra parte de la luz recibida incide en el tercer reflector 354, y se refleja por el tercer reflector 354 y entra en el segundo receptor óptico 34 a lo largo de la trayectoria óptica de recepción del segundo receptor óptico 34. En esta implementación, el primer receptor óptico 33 y el segundo receptor óptico 34 pueden disponerse en un mismo lado, de manera que el primer receptor óptico 33 y el segundo receptor óptico 34 sean compatibles con la estructura del paquete TO existente, una trayectoria óptica puede ser más corto, y se produce una menor pérdida de señal.
De manera similar, para lograr la concentración y el filtrado de la luz, una tercera lente condensadora 36c y un tercer filtro 37c se disponen secuencialmente en la trayectoria óptica de recepción del primer receptor óptico 33 en la dirección de incidencia de la luz del primer receptor óptico 33, y una cuarta lente condensadora 36d y un cuarto filtro 37d se disponen secuencialmente en la trayectoria óptica de recepción del segundo receptor óptico 34 en la dirección de incidencia de la luz del segundo receptor óptico 34. De esta forma, puede implementarse la concentración y el filtrado de la luz para evitar el impacto de otra luz parásita en una señal óptica. Por lo tanto, la tercera lente condensadora 36c y la cuarta lente condensadora 36d pueden implementar la concentración de luz, de manera que se fortalezca una señal. El tercer filtro 37c y el cuarto filtro 37d pueden implementar el filtrado para evitar el impacto de otra luz parásita en una señal óptica.
Para facilitar la sujeción del primer demultiplexor 32 y el tercer reflector 354, como se muestra en la Figura 13 y la Figura 14, puede disponerse de un soporte transparente 38. El soporte transparente 38 incluye una placa inferior 381 y una placa de techo 382. El primer demultiplexor 32 se sujeta a la placa inferior 381, el tercer reflector 354 se sujeta a la placa de techo 382 y se ubica en la trayectoria óptica de reflexión del primer demultiplexor 32, y el primer receptor óptico 33 y el segundo receptor óptico 34 se disponen en la superficie inferior de la placa inferior 381. Por lo tanto, el primer demultiplexor 32 y el tercer reflector 354 pueden sujetarse al soporte transparente 38, de manera que la estructura sea compacta. La placa inferior 381 y la placa de techo 382 pueden formarse integralmente mediante el uso de un material transparente, o pueden hacerse de forma independiente. Esto no se limita en la presente descripción.
En otra posible implementación, como se muestra en la Figura 15 y la Figura 16, el soporte transparente 38 incluye además una primera placa de soporte 383 y una segunda placa de soporte 384. La primera placa de soporte 383 y la segunda placa de soporte 384 se disponen a intervalos, y el tercer reflector se dispone sobre la primera placa de soporte 382 y la segunda placa de soporte 384. Después de ser dividida por el primer demultiplexor 32, una parte de la luz recibida se transmite directamente y entra al primer receptor óptico 33. La otra parte de la luz recibida es reflejada por el primer demultiplexor 32 e incide en el tercer reflector 354 a través de un espacio entre la primera placa de soporte 383 y la segunda placa de soporte 384, y luego es reflejada por el tercer reflector 354 y entra al segundo receptor óptico 34 a lo largo de la trayectoria óptica de recepción del segundo receptor óptico 34. En esta realización, la primera placa de soporte 383 y la segunda placa de soporte 384 pueden estar hechas de un material transparente o pueden estar hechas de un material opaco. Esto no se limita en la presente descripción.
Además, la tercera lente condensadora 36c y la cuarta lente condensadora 36d pueden integrarse aún más en el soporte transparente 38. Específicamente, como se muestra en la Figura 13 y la Figura 14, la tercera lente condensadora 36c es una tercera superficie concentradora de luz 36c' en la superficie inferior de la placa inferior 381, y la cuarta lente condensadora 36d es una cuarta superficie concentradora de luz 36d' en la superficie inferior de la placa inferior 381. La tercera superficie concentradora de luz 36c' corresponde al primer receptor óptico 33, y la cuarta superficie concentradora de luz 36d' corresponde al segundo receptor óptico 34. Por lo tanto, la estructura general es más compacta.
Como se muestra en la Figura 13, el tercer filtro 37c y el cuarto filtro 37d pueden insertarse más en el soporte transparente 38. El tercer filtro 37c se ubica entre la tercera superficie concentradora de luz 36c' y el primer receptor óptico 33, y el cuarto filtro 37d se ubica entre la cuarta superficie concentradora de luz 36d' y el segundo receptor óptico 34. Por lo tanto, el filtro puede instalarse fácilmente. Como se muestra en la Figura 14, el soporte transparente 38 puede incluir una pata de soporte 383, y hay una ranura de soporte 384 en la pata de soporte 383. El tercer filtro 37c y el cuarto filtro 37d se insertan en las dos ranuras de soporte respectivas 384.
En la Figura 13 puede mostrarse la estructura de la primera lata de contorno de transistores 31. La primera lata de contorno de transistores 31 incluye la primera cabecera 312 y la primera tapa 313 dispuesta en la primera cabecera 312, el soporte transparente 38 se sujeta en la primera cabecera 312, existe espacio de instalación entre el soporte transparente 38 y la primera cabecera 312, y el primer receptor óptico 33 y el segundo receptor óptico 34 se disponen en el espacio de instalación y se conectan de forma segura a la primera cabecera 312. De esta manera, puede ahorrarse espacio de instalación.
Usando las longitudes de onda de transmisión y recepción de un GPON y un XGPON como ejemplo, la señal óptica de la primera longitud de onda puede ser una señal óptica de una longitud de onda de 1310 nm, y la señal óptica de la segunda longitud de onda puede ser una señal óptica de una longitud de onda de 1270 nm. Alternativamente, la señal óptica de la primera longitud de onda puede ser una señal óptica de una longitud de onda de 1270 nm, y la señal óptica de la segunda longitud de onda puede ser una señal óptica de una longitud de onda de 1310 nm. De esta forma, pueden recibirse señales ópticas de la GPON y la XGPON.
Una implementación específica del subconjunto óptico transmisor 4 puede mostrarse en la Figura 17 y la Figura 18. El subconjunto óptico transmisor 4 incluye una segunda lata de contorno de transistores 41, donde se dispone un orificio de salida 411 en la segunda lata de contorno de transistores 41. Un multiplexor 42, un primer transmisor óptico 43 y un segundo transmisor óptico 44 se empaquetan en la segunda lata de contorno de transistores 41. El primer transmisor óptico 43 puede enviar una señal óptica de una tercera longitud de onda y el segundo transmisor óptico 44 puede enviar una señal óptica de una cuarta longitud de onda. El multiplexor 42 se ubica en trayectorias ópticas de envío del primer transmisor óptico 43 y el segundo transmisor óptico 44. El multiplexor 42 puede combinar la señal óptica de la tercera longitud de onda y la señal óptica de la cuarta longitud de onda y enviar una señal óptica combinada al orificio de salida de luz 411.
De acuerdo con el subconjunto óptico transmisor 4 proporcionado en la realización de esta solicitud, el primer transmisor óptico 43 puede enviar la señal óptica de la tercera longitud de onda, el segundo transmisor óptico 44 puede enviar la señal óptica de la cuarta longitud de onda y el multiplexor 42 puede combinar la señal óptica de la tercera longitud de onda y la señal óptica de la cuarta longitud de onda para enviar. De esta forma, las señales ópticas aguas abajo pueden multiplexarse y enviarse. Además, el multiplexor 42 se dispone en el subconjunto óptico transmisor 4, es decir, el multiplexor incorporado 42 se implementa, de manera que no es necesario disponer un exceso de multiplexores 42 en la carcasa del subconjunto óptico bidireccional combinado, y no se requiere una estructura de carcasa a medida para sujetar el multiplexor óptico 42. Esto reduce los costes de fabricación de la carcasa del subconjunto óptico bidireccional combinado. Además, se usa una lata de contorno de transistores para el empaquetado del subconjunto óptico transmisor 4 y, por lo tanto, es compatible con el proceso de empaquetado TO existente. Esto evita una carcasa compleja a medida y reduce los costes de fabricación.
El multiplexor 42 puede ser un multiplexor de guía de ondas, un multiplexor deslizante o similar. Esto no se limita en la presente descripción. Cuando el multiplexor 42 es un multiplexor de guía de ondas, se muestra en la Figura 18 una estructura de paquete específica. La segunda lata de contorno de transistores 41 incluye una segunda cabecera 41a y una segunda tapa 41b. Una estructura portadora 412 para soportar un multiplexor de guía de ondas 42a se dispone en la segunda cabecera 41a. El multiplexor de guía de ondas 42a incluye un primer terminal de entrada, un segundo terminal de entrada y un terminal de salida. El acoplamiento y la adaptación se realizan en el primer terminal de entrada y el primer transmisor óptico 43, y el acoplamiento y la adaptación se realizan en el segundo terminal de entrada y el segundo transmisor óptico 44. El terminal de salida corresponde al orificio de salida de luz 411 en la segunda lata de contorno de transistores 41. La segunda tapa 41b se configura para implementar un empaquetado hermético. Como se muestra en la Figura 17, las señales ópticas emitidas desde el primer transmisor óptico 43 y el segundo transmisor óptico 44 son multiplexadas por el multiplexor de guía de ondas 42a y luego emitidas por el orificio de salida de luz 411 en la segunda lata de contorno de transistores 41.
Como se muestra en la Figura 18, el primer terminal de entrada y el segundo terminal de entrada pueden ubicarse respectivamente en dos paredes laterales opuestas del multiplexor de guía de ondas 42a y son perpendiculares a
una dirección de salida de luz del terminal de salida. En este caso, la trayectoria óptica de envío del primer transmisor óptico 43 y la trayectoria óptica de envío del segundo transmisor óptico 44 se disponen en la dirección de salida de luz del terminal de salida de manera escalonada, es decir, se genera una diferencia de altura en dirección vertical como se muestra en la Figura 18. Por lo tanto, puede evitarse la interferencia mutua entre la luz emitida por el primer transmisor óptico 43 y la luz emitida por el segundo transmisor óptico 44.
Cuando el multiplexor 42 es un multiplexor deslizante, y el multiplexor deslizante puede transmitir la señal óptica de la tercera longitud de onda y puede reflejar la señal óptica de la cuarta longitud de onda. Una estructura específica puede mostrarse en la Figura 19 y la Figura 20. El primer transmisor óptico 43 y el segundo transmisor óptico 44 se disponen uno al lado del otro. Tanto el multiplexor deslizante 42b como el orificio de salida de luz 411 en la segunda lata de contorno de transistores 41 se ubican en la trayectoria óptica de envío del primer transmisor óptico 43. Un cuarto reflector 45 se dispone en la trayectoria óptica de envío del segundo transmisor óptico 44, y el cuarto reflector puede reflejar, al multiplexor deslizante 42b, la señal óptica de la cuarta longitud de onda que es emitida por el segundo transmisor óptico 44. El multiplexor de diapositivas 42b puede combinar la señal óptica de la tercera longitud de onda y la señal óptica de la cuarta longitud de onda, y enviar una señal óptica combinada al orificio de salida de luz 411. La estructura en la que se usa el multiplexor deslizante puede permitir que el primer transmisor óptico 43 y el segundo transmisor óptico 44 se dispongan uno al lado del otro, para adaptarse al proceso de empaquetado TO existente.
Para colimar la luz emergente, puede disponerse de una lente de colimación. En la Figura 18 puede mostrarse una ubicación en la que el lente de colimación se dispone. Una lente de colimación 46 se dispone en el orificio de salida de luz 411 en la segunda lata de contorno de transistores 41. De esta manera, la luz puede emitirse en línea recta desde el orificio de salida de luz 411, para evitar una señal óptica de una desviación de dirección. Además, como se muestra en la Figura 20, una primera lente de colimación 46a puede disponerse entre el primer transmisor óptico 43 y el multiplexor, y una segunda lente de colimación 46b puede disponerse entre el segundo transmisor óptico 44 y el multiplexor. De esta manera, la luz puede emitirse en línea recta desde el primer transmisor óptico 43 y el segundo transmisor óptico 44, para evitar una señal óptica de una desviación de dirección.
El primer transmisor óptico 43 y el segundo transmisor óptico 44 pueden ser diodos láser.
Usando las longitudes de onda de transmisión y recepción de GPON y XGPON como ejemplo, la señal óptica de la tercera longitud de onda puede ser una señal óptica de una longitud de onda de 1577 nm, y la señal óptica de la cuarta longitud de onda puede ser una señal óptica de una longitud de onda de 1490 nm. Alternativamente, la señal óptica de la tercera longitud de onda puede ser una señal óptica de una longitud de onda de 1490 nm, y la señal óptica de la cuarta longitud de onda puede ser una señal óptica de una longitud de onda de 1577 nm. De esta manera, pueden enviarse señales ópticas de GPON y XGPON.
La velocidad de transmisión de la señal óptica de una longitud de onda de 1577 nm es alta y la cantidad de calor del transmisor óptico es relativamente grande. Por lo tanto, se requiere un láser refrigerado para controlar la temperatura de operación del transmisor óptico y evitar una temperatura excesivamente alta. Específicamente, como se muestra en la Figura 18 y la Figura 20, puede disponerse de un controlador de temperatura 47 debajo de un láser enfriado correspondiente a la longitud de onda de 1577 nm, para ajustar una temperatura de funcionamiento del láser enfriado mediante el uso del controlador de temperatura 47.
Para monitorear los estados operativos del primer transmisor óptico 43 y el segundo transmisor óptico 44, como se muestra en la Figura 18 y la Figura 20, puede disponerse un fotodiodo monitor (MPD) 48. El fotodiodo monitor 48 se configura para monitorear los estados operativos del primer transmisor óptico 43 y el segundo transmisor óptico 44. Específicamente, como se muestra en la Figura 18, los dos fotodiodos de monitor 48 pueden disponerse respectivamente al lado del primer transmisor óptico 43 y el segundo transmisor óptico 44. Como se muestra en la Figura 20, los dos fotodiodos de monitor 48 pueden disponerse alternativamente más abajo del primer transmisor óptico 43 y el segundo transmisor óptico 44 respectivamente.
Específicamente, un proceso de empaquetado de una estructura de paquete mostrada en la Figura 20 es como sigue: Una estructura portadora 49 se forma integralmente en la segundo cabecera 41a, y luego el controlador de temperatura y el portador láser se disponen en la estructura portadora 49. Dos transmisores ópticos se montan en la superficie por separado en la estructura portadora 49. El MPD se dispone directamente en la segunda cabecera 41a. Una lente se dispone encima de cada uno de los dos transmisores ópticos. El cuarto reflector 45 se dispone encima de una lente y el multiplexor se dispone encima de la otra lente. Finalmente, la segunda tapa 41b se usa para implementar un empaquetado hermético.
Las soluciones de implementación específicas anteriores del subconjunto óptico receptor 3 y el subconjunto óptico transmisor 4 pueden aplicarse todas al subconjunto óptico bidireccional combinado mostrado en la Figura 7, de manera que el subconjunto óptico bidireccional combinado puede ser aplicable a la estructura de paquete BOSA existente y, por lo tanto, no se requiere una carcasa a medida. Esto reduce los costos de fabricación, simplifica un proceso de empaquetado y cumple con un requisito estándar existente para el tamaño de un módulo óptico. Además, la estructura es simple, la trayectoria óptica es corta y la dificultad de acoplamiento es baja.
Cabe señalar que el subconjunto óptico bidireccional combinado puede usar alternativamente solo el subconjunto óptico receptor 3 en la realización anterior, y usar dos subconjuntos ópticos transmisores no empaquetados independientes como el subconjunto óptico transmisor. De manera similar, el subconjunto óptico bidireccional combinado puede usar alternativamente solo el subconjunto óptico transmisor 4 en la realización anterior, y usar dos subconjuntos ópticos receptores no empaquetados independientes como el subconjunto óptico receptor.
Por ejemplo, en una posible implementación, el subconjunto óptico bidireccional combinado usa solamente el subconjunto óptico receptor 3 en la realización anterior, y los dos subconjuntos ópticos transmisores pueden instalarse por separado en lugar de estar empaquetados en una misma lata de contorno de transistores. En este caso, pueden disponerse dos puertos de transmisión óptica en la carcasa 1 en el subconjunto óptico bidireccional combinado. Un subconjunto óptico transmisor independiente se dispone en cada uno de los dos puertos de transmisión óptica, donde un subconjunto óptico transmisor se configura para enviar una señal óptica de una tercera longitud de onda, y el otro subconjunto óptico transmisor se configura para enviar una señal óptica de una cuarta longitud de onda. Un multiplexor se dispone en el canal de transmisión óptica 11 y se configura para combinar las señales ópticas enviadas por los dos subconjuntos ópticos transmisores para su envío.
El subconjunto óptico bidireccional combinado en una cualquiera de las realizaciones anteriores se conecta eléctricamente a un subconjunto eléctrico periférico (ESA), y luego se dispone una combinación del subconjunto óptico bidireccional combinado y el subconjunto eléctrico periférico en una carcasa de módulo óptico, para formar un módulo óptico combinado.
Por ejemplo, los pines del subconjunto óptico receptor y el subconjunto óptico transmisor en el subconjunto óptico bidireccional mostrado en la Figura 7 se conectan eléctricamente a un subconjunto eléctrico periférico (ESA), y luego se dispone una combinación del subconjunto óptico bidireccional y el subconjunto eléctrico periférico en una carcasa de módulo óptico para formar un módulo óptico combinado.
Se forma un terminal de línea óptica al conectar el módulo óptico combinado anterior a una placa y colocar el módulo óptico combinado en un subbastidor.
Cuando el terminal de línea óptica anterior se aplica a un sistema de red óptica pasiva, se muestra en la Figura 21 una estructura del sistema de red óptica pasiva, que incluye:
un terminal de línea óptica 100, donde un módulo óptico combinado 101 se dispone en el terminal de línea óptica 100;
una red de distribución óptica 200, donde la red de distribución óptica 200 se conecta al terminal de línea óptica 100; y
una pluralidad de unidades de red óptica 300, donde la pluralidad de unidades de red óptica 300 se conecta a la red de distribución óptica 200.
Los módulos ópticos de algunas unidades de red óptica en la pluralidad de unidades de red óptica 300 son módulos ópticos GPON, y los módulos ópticos de las otras unidades de red óptica son módulos ópticos XGPON.
Alternativamente, los módulos ópticos de algunas unidades de red óptica en la pluralidad de unidades de red óptica 300 son módulos ópticos EPON, y los módulos ópticos de las otras unidades de red óptica son módulos ópticos 10G-EPON.
De acuerdo con el módulo de transmisión óptica y el sistema de red óptica pasiva proporcionados en las realizaciones de esta solicitud, el módulo óptico combinado 101 puede implementar la demultiplexación y recepción de señales ópticas aguas arriba y la multiplexación y envío de señales ópticas aguas abajo. Además, una estructura de carcasa de un subconjunto óptico bidireccional combinado en el módulo óptico combinado 101 es aplicable a una estructura de carcasa BOSA existente, de manera que un proceso de fabricación y empaquetado es fácil de implementar, se evita la fabricación compleja de un cuerpo tubárico externo, y se mejoran la eficiencia de fabricación y la tasa de rendimiento. Por lo tanto, se reducen los costes de construcción del módulo de transmisión óptica y del sistema de red óptica pasiva.
En las descripciones de esta memoria descriptiva, las características, estructuras, materiales o características específicas descritas pueden combinarse de manera apropiada en una cualquiera o más de las realizaciones o ejemplos.
Las descripciones anteriores son meramente implementaciones específicas de la presente invención, pero no pretenden limitar el alcance de protección de la presente invención. Cualquier variación o reemplazo fácilmente resuelto por un experto en la técnica dentro del alcance técnico divulgado en la presente invención caerá dentro del alcance de protección de la presente invención. Por lo tanto, el alcance de protección de la presente invención estará sujeto al alcance de protección de las reivindicaciones.
Claims (15)
1. Un subconjunto óptico receptor (3), que comprende una primera lata de contorno de transistores (31), en el que la primera lata de contorno de transistores (31) comprende una cabecera (312) y una tapa (313) dispuesta en la cabecera (312), se dispone un orificio de luz incidente (311) en la primera lata de contorno de transistores (31), un primer demultiplexor (32), un primer receptor óptico (33), un segundo receptor óptico (34) y una combinación de lentes ópticas (35) se disponen dentro de la tapa (313), y el primer receptor óptico (33) y el segundo receptor óptico (34) se conectan a la cabecera (312);
la luz ingresa al primer demultiplexor (32) a través del orificio de luz incidente (311), y el primer demultiplexor (32) se configura para transmitir una señal óptica de una primera longitud de onda y refleja una señal óptica de una segunda longitud de onda;
el primer receptor óptico (33) se dispone en una trayectoria óptica de transmisión del primer demultiplexor (32), y el primer receptor óptico (33) se configura para recibir la señal óptica de la primera longitud de onda; la combinación de lentes ópticas (35) se dispone en una trayectoria óptica de reflexión del primer demultiplexor (32), la combinación de lentes ópticas (35) se configura para guiar, al segundo receptor óptico (34), la señal óptica de la segunda longitud de onda que es reflejada por el primer demultiplexor (32), y el segundo receptor óptico (34) se configura para recibir la señal óptica de la segunda longitud de onda.
2. El subconjunto óptico receptor (3) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la combinación de lentes ópticas (35) comprende un refractor (351) y al menos un reflector (352, 353), el refractor (351) se dispone en la trayectoria óptica de reflexión del primer demultiplexor (32), y la señal óptica de la segunda longitud de onda que es refractada por el refractor (351) ingresa al segundo receptor óptico (34) luego de ser reflejada sucesivamente por los reflectores.
3. El subconjunto óptico receptor (31) de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el reflector (352, 353) comprende un primer reflector (352) y un segundo reflector (353), el refractor (351) se dispone en la trayectoria óptica de reflexión del primer demultiplexor (32), el primer reflector (352) se dispone en una trayectoria óptica de refracción del refractor (351), y el segundo reflector (353) se dispone en una trayectoria óptica de reflexión del primer reflector (352).
4. El subconjunto óptico receptor (31) de acuerdo con la reivindicación 3, en el que una primera lente condensadora (36a) y un primer filtro (37a) se disponen secuencialmente en una trayectoria óptica de recepción del primer receptor óptico (33) en una dirección de incidencia de la luz. del primer receptor óptico (33), y una segunda lente condensadora (36b) y un segundo filtro (37b) se disponen secuencialmente en una trayectoria óptica de recepción del segundo receptor óptico (34) en una dirección de incidencia de la luz del segundo receptor óptico (34) .
5. El subconjunto óptico receptor (31) de acuerdo con la reivindicación 4, en el que la combinación de lentes ópticas (35) es un prisma óptico integrado (35'), una superficie de refracción (351'), una primera superficie de reflexión (352') y una segunda superficie de reflexión (353') se dispone sobre el prisma óptico (35'), la superficie de refracción (351') se dispone sobre la trayectoria óptica de reflexión del primer demultiplexor (32), la primera superficie de reflexión (352') se dispone en una trayectoria óptica de refracción de la superficie de refracción (351'), la segunda superficie de reflexión (353') se dispone en una trayectoria óptica de reflexión de la primera superficie de reflexión (352'), y una trayectoria óptica de reflexión de la segunda superficie de reflexión (353') coincide con la trayectoria óptica de recepción del segundo receptor óptico (34).
6. El subconjunto óptico receptor (31) de acuerdo con la reivindicación 5, en el que la primera lente condensadora (36a) es una primera superficie concentradora de luz (36a') sobre una superficie del prisma óptico (35'), la segunda lente condensadora (36b) es una segunda superficie concentradora de luz (36b') sobre la superficie del prisma óptico (35'), la primera superficie concentradora de luz (36a') corresponde al primer receptor óptico (33), y la segunda superficie concentradora de luz (36b') corresponde al segundo receptor óptico (34).
7. El subconjunto óptico receptor (31) de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el primer filtro (37a, 37c) y el segundo filtro (37b, 37d) se insertan en el prisma óptico, el primer filtro (37a, 37c) se ubica entre la primera superficie concentradora de luz (36a', 36c') y el primer receptor óptico (33), y el segundo filtro (37b, 37d) se ubica entre la segunda superficie concentradora de luz (36b', 36d') y el segundo receptor óptico (34).
8. El subconjunto óptico receptor (31) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en el que existe una superficie de instalación (356') sobre el prisma óptico (35'), el primer demultiplexor (32) se sujeta en la superficie de instalación (356'), y la trayectoria óptica de reflexión del primer demultiplexor (32) pasa a través de la superficie de refracción (351').
9. El subconjunto óptico receptor (31) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, en el que el prisma óptico (35') se sujeta en la cabecera, existe un espacio de instalación (314) entre el prisma óptico (35') y
la cabecera (312), y el primer receptor óptico (33) y el segundo receptor óptico (34) se disponen en el espacio de instalación (314) y se conectan de forma segura a la cabecera.
10. El subconjunto óptico receptor (31) de acuerdo con la reivindicación 9, en el que la cabecera (312) se conecta a pines, y los extremos de salida de señal eléctrica del primer receptor óptico y el segundo receptor óptico se conectan a los pines mediante el uso de un amplificador (39).
11. El subconjunto óptico receptor (31) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la combinación de lentes ópticas (35) comprende al menos un reflector (354), y la señal óptica de la segunda longitud de onda que es reflejada por el primer demultiplexor (32) ingresa el segundo receptor óptico (34) después de ser reflejado sucesivamente por los reflectores.
12. El subconjunto óptico receptor (31) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que el primer receptor óptico (33) y el segundo receptor óptico (34) se disponen uno al lado del otro, y la trayectoria óptica receptora del primer receptor óptico el receptor (33) es paralelo a la trayectoria óptica de recepción del segundo receptor óptico (34).
13. El subconjunto óptico receptor (31) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que la señal óptica de la primera longitud de onda es una señal óptica de una longitud de onda de 1310 nm, y la señal óptica de la segunda longitud de onda es una señal óptica de una longitud de onda de 1270 nm; o la señal óptica de la primera longitud de onda es una señal óptica de una longitud de onda de 1270 nm, y la señal óptica de la segunda longitud de onda es una señal óptica de una longitud de onda de 1310 nm.
14. Un subconjunto óptico bidireccional combinado que comprende:
una carcasa (1), en el que un canal de transmisión óptica (11, 11a, 11b) se dispone en la carcasa (1), un segundo demultiplexor (2) se dispone en el canal de transmisión óptica (11, 11a, 11b), y un puerto de recepción óptica, un puerto de transmisión óptica y un puerto de conexión de fibra óptica (12) que están en comunicación con el canal de transmisión óptica (11, 11a, 11b) se disponen en la carcasa (1); y
un subconjunto óptico receptor (3), en el que el subconjunto óptico receptor (3) es el subconjunto óptico receptor (31) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, y el subconjunto óptico receptor (3, 31) se empaqueta en el puerto de recepción óptica; y
el segundo demultiplexor (2) se configura para reflejar, al puerto de recepción óptica, la señal óptica de la primera longitud de onda y la señal óptica de la segunda longitud de onda que ingresan desde el puerto de conexión de fibra óptica.
15. El subconjunto óptico bidireccional de acuerdo con la reivindicación 14, en el que el canal de transmisión óptica (11) comprende un primer canal óptico (11a) que conecta el puerto de transmisión óptica y el puerto de conexión de fibra óptica (12) y un segundo canal óptico (11b) que conecta el puerto de recepción óptico y el primer canal óptico (11a), y el segundo demultiplexor (2) se dispone en una unión del primer canal óptico (11a) y el segundo canal óptico (11b).
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