JP6818899B2

JP6818899B2 - 光トランシーバアセンブリ

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Publication number: JP6818899B2
Application number: JP2019540475A
Authority: JP
Inventors: 之光徐; ▲ユエ▼ 文
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2016-10-11
Filing date: 2016-10-11
Publication date: 2021-01-27
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Description

本発明は、光ファイバ通信の技術分野に関し、特に、光トランシーバアセンブリに関する。

現在、受動光ネットワーク（ＰＯＮ）システムは、中央局に配置された１つの光回線ターミナル（ＯＬＴ）と、分割／結合または多重化／逆多重化のために使用される１つの光分配ネットワーク（ＯＤＮ）と、複数の光ネットワークユニット（ＯＮＵ）とを含む。ＯＬＴは、ＯＤＮを使用することによって複数のＯＮＵに接続される。光トランシーバアセンブリは、受動光ネットワークシステムにおけるＯＬＴ内の重要なデバイスであり、光信号を送受信するように構成されている。

ユーザの増大する帯域幅要件および受動光ネットワークの継続的な開発により、ギガビット受動光ネットワーク（ＧＰＯＮ）および１０ギガビット受動光ネットワーク（ＸＧＰＯＮ）が出現している。ＧＰＯＮのダウンリンク帯域幅は２．５Ｇｂｐｓであり、ＧＰＯＮのアップリンク帯域幅は１．２５Ｇｂｐｓである。ＸＧＰＯＮのダウンリンク帯域幅は１０Ｇｂｐｓであり、ＸＧＰＯＮのアップリンク帯域幅は２．５Ｇｂｐｓである。ＧＰＯＮのダウンリンク波長は１４９０ｎｍであり、ＧＰＯＮのアップリンク波長は１３１０ｎｍである。ＸＧＰＯＮのダウンリンク波長は１５７７ｎｍであり、ＸＧＰＯＮのアップリンク波長は１２７０ｎｍである。そこで、ＸＧＰＯＮとＧＰＯＮを共存させるために、波長分割マルチプレクサ（ＷＤＭ）をＯＬＴ側に追加する。

ＸＧＰＯＮとＧＰＯＮとが混在する場合、既存の構成の光アセンブリは、図１に示すような構造となる。光アセンブリは、ＸＧＰＯＮ送信機（Ｔｘ）、ＸＧＰＯＮ受信機（Ｒｘ）、ＧＰＯＮＴｘ、およびＧＰＯＮＲｘを含む。ＸＧＰＯＮＴｘ、ＸＧＰＯＮＲｘ、ＧＰＯＮＴｘ、ＧＰＯＮＲｘは、いずれも独立したデバイスであり、ＷＤＭ１、ＷＤＭ２、ＷＤＭ３と組み合わされている。図１に示す光アセンブリの構造では、各Ｔｘおよび各Ｒｘは独立してパッケージ化されており、レイアウトは雑然としている。結果として、光アセンブリはサイズが比較的大きい。

本発明の実施形態は、光アセンブリが散在されたレイアウトを有し、かつ光アセンブリが大きなサイズを有するという従来技術の課題を解決するための光トランシーバアセンブリを提供する。

本発明の実施形態は、少なくとも２つの光受信機を含む第１のキャビティであり、少なくとも２つの光受信機はそれぞれ異なる波長の光を受信するように構成されている、第１のキャビティと、
少なくとも２つの光送信機を含む第２のキャビティであり、少なくとも２つの光送信機は、それぞれ異なる波長の光を出射するように構成され、少なくとも２つの光受信機によって受信される光の波長は、少なくとも２つの光送信機によって出射される光の波長とは異なる、第２のキャビティと
各光受信機および各光送信機は、それぞれ異なる波長分割マルチプレクサＷＤＭに対応し、
光受信機に対応するＷＤＭは、光ファイバから出射された光から、対応する光受信機によって受信されることができる波長の光を分離し、光を対応する光受信機に送信し、他の波長を反射するように構成され、
光送信機に対応するＷＤＭは、対応する光送信機によって出射された波長の光を送信し、光ファイバから出射された他の波長の光を反射するように構成され、そして
ＷＤＭから送信されたまたは反射された光を全反射するように構成された光反射コンポーネントと
を備える光トランシーバアセンブリを提供する。

光反射コンポーネントは全反射器であってもよい。

本発明のこの実施形態で提供される光トランシーバアセンブリでは、複数の送信機および複数の受信機はそれぞれ２つの異なるキャビティ内に一緒に配置されるので、光アセンブリはよりコンパクトな構造を有し、さらに送信信号と受信信号との間の相互クロストークが回避される。

本発明のこの実施形態における第１のキャビティおよび第２のキャビティは、送信信号と受信信号との間の相互クロストークを回避するために気密パッケージ型キャビティとし得る。

任意選択的に、光トランシーバアセンブリは各光受信機および各光送信機にそれぞれ対応するレンズをさらに含んでもよく、
光受信機に対応するレンズは、第１のキャビティ内に配置され、光受信機に対応するＷＤＭから放出された光を光受信機に送信するように構成され、光送信機に対応するレンズは、第２のキャビティ内に配置され、光送信機によって出射された光を光受信機に対応するＷＤＭに送信するように構成されている。

光送信機によって出射された光は、光送信機に対応するレンズを透過し、次いで１つの対応するＷＤＭを透過して光ファイバに到達する、あるいは光送信機によって出射された光は、光送信機に対応するレンズを透過し、次いで対応する１つのＷＤＭを透過し、次いで他のＷＤＭのうちの少なくとも１つのＷＤＭおよび光反射コンポーネントによって反射されて光ファイバに到達し、
光受信機によって受信される光は、光ファイバから出射され、光受信機に対応する１つのＷＤＭを透過し、光受信機に対応するレンズを透過して光受信機に到達する、あるいは光ファイバから出射され、少なくとも１つのＷＤＭおよび光反射コンポーネントから反射され、次いで光受信機に対応する１つのＷＤＭを透過し、光受信機に対応するレンズを透過して光受信機に到達する。

可能な設計において、第１のキャビティと第２のキャビティとが共通のキャビティ壁を用いて接続されている。

任意選択的に、共通のキャビティ壁は、金属板またはセラミック板である。

第１のキャビティと第２のキャビティとが共通のキャビティ壁を用いて接続される場合、第１のキャビティにおいて、光受信機に対応するＷＤＭに近い側の部分キャビティ壁は透明板であり、第１のキャビティ内の透明板は、光受信機に対応するＷＤＭから送信された光を光受信機に送信するように構成され、
第２のキャビティにおいて、光送信機に対応するＷＤＭに近い側の部分キャビティ壁は透明板であり、第２のキャビティ内の透明板は、光送信機によって出射された光を光送信機に対応するＷＤＭに送信するように構成されている。

また、第１のキャビティと第２のキャビティとが共通のキャビティ壁を用いて接続される場合、第１のキャビティにおいて、光受信機に対応するＷＤＭから遠い側のキャビティ壁上にセラミックが配置され、第１のキャビティ内のセラミックの上に金属ピンが配置され、第１のキャビティ内では、金属ピンは第１のキャビティ内にセラミック内のビアを用いて埋め込まれ、第１のキャビティ内に配置されたリードの一端に接続され、第１のキャビティ内のリードの他端は光受信機に接続され、
第２のキャビティにおいて、光送信機に対応するＷＤＭから遠い側のキャビティ壁上にセラミックが配置され、第１のキャビティ内のセラミックの上に金属ピンが配置され、金属ピンは第２のキャビティ内にセラミック内のビアを用いて埋め込まれ、第２のキャビティ内に配置されたリードの一端に接続され、第２のキャビティ内のリードの他端は光送信機に接続されている。

上記の設計を使用することにより、第１のキャビティ内の電気信号と第２のキャビティ内の電気信号との間の相互干渉を回避することができる。

任意選択的に、第１のキャビティと第２のキャビティとの間の共通のキャビティ壁として用いられるセラミック板は、第１のキャビティ内のセラミックと第２のキャビティ内のセラミックとに一体的に接続されている。

上記の設計を使用することにより、セラミックは一体的に形成され、容易に固定されることができる。

第１のキャビティと第２のキャビティとが共通のキャビティ壁を用いて接続される場合、すべてのＷＤＭおよび光反射コンポーネントはすべて、第１のキャビティおよび第２のキャビティの外側に配置されている。

別の可能な設計において、第１のキャビティ、すべてのＷＤＭ、および光反射コンポーネントはすべて第２のキャビティ内に配置されており、
第１のキャビティにおいて、光受信機に対応するＷＤＭに近い側の部分キャビティ壁は透明板であり、第１のキャビティ内の透明板は、光受信機に対応するＷＤＭから出射された光を光受信機に送信するように構成され、
第２のキャビティにおいて、光反射コンポーネントに近い側の部分キャビティ壁は透明板であり、第２のキャビティ内の透明板は、光ファイバから出射された光をＷＤＭに送信するように構成されている、またはＷＤＭから送信または反射された光を光ファイバに送信するように構成されている。

第１のキャビティ、すべてのＷＤＭ、および光反射コンポーネントがすべて第２のキャビティ内に配置される場合、任意選択的に、第２のキャビティにおいて、光反射コンポーネントから遠い側のキャビティ壁上にセラミックが配置され、セラミックは第１の部分と第２の部分とを含み、
金属ピンが第１の部分の上に配置され、第１の部分の上の金属ピンは第２のキャビティ内に第１の部分内のビアを使用することにより埋め込まれ、第２のキャビティ内に配置されたリードの一端に接続され、第２のキャビティ内のリードは光送信機に接続され、
第２の部分は、第１のキャビティの、光受信機に対応するＷＤＭから遠い側の部分キャビティ壁として使用され、金属ピンが第２の部分の上に配置され、第２の部分の上の金属ピンは第１のキャビティ内に第２の部分内のビアを使用することにより埋め込まれ、第１のキャビティ内に配置されたリードの一端に接続され、第１のキャビティ内のリードの他端は光受信機に接続される。

第２のキャビティは、第１のキャビティから延出するセラミックの上に配置されてもよく、その結果、金属ピンに接続されたリードは、セラミックの層の下面を通過し、次いで、セラミック内のビアを使用することにより第２のキャビティ内のセラミックの上面に入り、次いで光送信機に接続される。これにより、第２のキャビティ内の電気信号が第１のキャビティ内に漏洩して第１のキャビティ内の信号と干渉することを防止されることができる。

さらに別の可能な設計において、第２のキャビティ、すべてのＷＤＭ、および光反射コンポーネントは第１のキャビティ内に配置され、
第２のキャビティにおいて、光送信機に対応するＷＤＭに近い側の部分キャビティ壁は透明板であり、第２のキャビティ内の透明板は、光送信機により出射された光を光送信機に対応するＷＤＭに送信するように構成され、
第１のキャビティにおいて、光反射コンポーネントに近い側の部分キャビティ壁は透明板であり、第１のキャビティ内の透明板は、光ファイバから出射された光をＷＤＭに送信する、またはＷＤＭから出射された光を光ファイバに送信するように構成されている。

第２のキャビティにおいて、すべてのＷＤＭおよび光反射コンポーネントがすべて第１のキャビティ内に配置される場合、任意選択的に、第１のキャビティにおいて、光受信機に対応するＷＤＭから遠い側のキャビティ壁上にセラミックが配置され、第１のキャビティ内のセラミックは第１の部分と第２の部分を含み、
金属ピンが第１の部分の上に配置され、第１の部分の上の金属ピンは第１のキャビティ内に第１の部分内のビアを使用することにより埋め込まれ、第１のキャビティに配置されたリードの一端に接続され、第１のキャビティ内のリードは光受信機に接続されており、
第２の部分は、第２のキャビティの、光送信機に対応するＷＤＭから遠い側の部分キャビティ壁として使用され、第２の部分の上に金属ピンが配置され、第２の部分の上の金属ピンは第２のキャビティ内に第２の部分のビアを使用することにより埋め込まれ、第２のキャビティ内に配置されたリードの一端に接続され、第２のキャビティ内のリードの他端は光送信機に接続されている。

第１のキャビティは、第２のキャビティから延出するセラミックの上に配置されてもよく、その結果、金属ピンのリードは、セラミックの層の下面を通過し、次いで、セラミック内のビアを使用することにより第１のキャビティ内のセラミックの上面に入り、次いで受信機に接続されている。これにより、第１のキャビティ内の電気信号が第２のキャビティ内に漏洩して第２のキャビティと干渉することが防止され得る。

可能な設計において、半導体冷却器が光送信機の側面に取り付けられてもよい。

図１は、従来技術で設けられる光トランシーバアセンブリの概略構造図である。図２は、本発明の実施形態によるＰＯＮシステムのアーキテクチャの概略図である。図３は、本発明の実施形態による別のＰＯＮシステムのアーキテクチャの概略図である。図４は、本発明の実施形態によるさらに別のＰＯＮシステムのアーキテクチャの概略図である。図５は、本発明の実施形態による光モジュールの概略図である。図６は、本発明の実施形態による光トランシーバアセンブリの第１の概略図である。図６Ａは、本発明の実施形態による光トランシーバアセンブリの第２の概略図である。図７は、本発明の実施形態による光トランシーバアセンブリの第３の概略図である。図８は、本発明の実施形態による光トランシーバアセンブリの第４の概略図である。図９は、本発明の実施形態による光トランシーバアセンブリの第５の概略図である。図９Ａは、本発明の実施形態による図９のセラミック９３の概略図である。図１０は、本発明の実施形態による図９の第１の部分概略図である。図１０Ａは、本発明の実施形態による図９の第２の部分概略図である。図１１は、本発明の実施形態による光トランシーバアセンブリの第６の概略図である。図１１Ａは、本発明の実施形態による図９のセラミック９４の概略図である。図１２は、本発明の実施形態による図１１の第１の部分概略図である。図１２Ａは、本発明の実施形態による図１１の第２の部分概略図である。

本発明の実施形態の目的、技術的解決策、および効果をより明確にするために、以下、本発明を添付図面を参照してさらに説明する。明らかに、説明される実施形態は、単に本発明の実施形態のいくつかではあるがすべてではない。創造的な努力をせずに本発明の実施形態に基づいて当業者によって得られる他のすべての実施形態は、本発明の保護範囲に包含されるべきものである。

本発明の実施形態で提供される光トランシーバアセンブリは、ＰＯＮシステムに適用され、特に、ＧＰＯＮとＸＧＰＯＮが共存するシステムに適用されてもよい。図２は、ＰＯＮシステムのアーキテクチャの図である。ＰＯＮシステムは、１つのＯＬＴと、１つのＯＤＮと、複数のＯＮＵとを含む。ＯＬＴは、ＯＤＮを使用することによって複数のＯＮＵに接続されている。

図３は、ＧＰＯＮとＸＧＰＯＮが混在するシステムのアーキテクチャの概略図である。ＷＤＭの受動デバイスがＯＬＴ側に追加される。ＸＧＰＯＮＯＬＴおよびＧＰＯＮＯＬＴはそれぞれ、ＷＤＭの分岐ポートに接続されている。ＷＤＭの共通ポートはＯＤＮに接続されている。さらに、帯域幅をアップグレードする必要があるＯＮＵはＸＧＰＯＮＯＮＵに置き換えられる。ＸＧＰＯＮシステムにおけるダウンリンクレートは１０Ｇｂｐｓであり、ＧＰＯＮのダウンリンクレートよりも大きい。したがって、ＸＧＰＯＮのユーザに対する平均帯域幅は、ＧＰＯＮのユーザに対する平均帯域幅よりも大きい。ＧＰＯＮとＸＧＰＯＮが共存するこのアップグレードソリューションでは、ＯＤＮを変更する必要はなく、システムへの影響は最小限となる。

前述のアップグレードに基づいて、配置スペースは、オフィスの機器室に追加されたＷＤＭデバイスに対して用意されている。１つの機器室には多数のＧＰＯＮポートとＸＧＰＯＮポートがあり、アップグレードには大量のＷＤＭデバイスが必要であり、非常に大きなスペースが必要となる。キャビネットや機器室のスペースが限られている場合は、ＧＰＯＮ機能とＸＧＰＯＮ機能を統合した基板を使用することが考えられる。図４に示すように、ＯＬＴの各ポートは、ＧＰＯＮ機能とＸＧＰＯＮ機能をサポートしている。ＧＰＯＮＯＮＵとＸＧＰＯＮＯＮＵの両方がこのポートと通信できる。このように、外部ＷＤＭデバイスを使用する必要はない。

図４に示すシステムでは、ＯＬＴは、ＧＰＯＮ機能とＸＧＰＯＮ機能の両方をサポートする光モジュールを使用する必要がある。光モジュールの構成を図５に示す。光モジュールは、ＧＰＯＮ−ＸＧＰＯＮ光サブアセンブリ（ＯＳＡ）、ならびにマイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）バイアス（ＡＰＤバイアス）回路、レーザダイオードドライバ（ＬＤＤ）、制限増幅器（ＬＡ）、および熱電冷却器（ＴＥＣ）コントローラ（ＴＥＣコントローラ）などの関連する駆動および制御回路を含む。光トランシーバアセンブリは最も重要であり、光モジュールだけでなくシステム全体の性能をも決定する。

これに基づいて、本発明の実施形態は、光アセンブリが散在されたレイアウトを有し、かつ光アセンブリが大きなサイズを有するという従来技術の課題を解決するための光トランシーバアセンブリを提供する。

図６は、本発明の一実施形態による光トランシーバアセンブリの概略図である。図６は一例を示したものであり、デバイス構成や数量は特に限定されない。光トランシーバアセンブリは、２つのキャビティ、すなわち第１のキャビティ１１および第２のキャビティ１２を含む。第１のキャビティは、少なくとも２つの光受信機１１を含む。少なくとも２つの光受信機はそれぞれ、異なる波長の光を受信するように構成されている。第２のキャビティは、少なくとも２つの光送信機１２を含む。少なくとも２つの光送信機はそれぞれ、異なる波長の光を出射するように構成されている。少なくとも２つの光受信機によって受信される光の波長は、少なくとも２つの光送信機によって出射される光の波長とは異なる。

本発明のこの実施形態における第１のキャビティ１１および第２のキャビティ１２は、気密パッケージ型キャビティであってもよい。

本発明のこの実施形態は、光トランシーバアセンブリが２つの光受信機と２つの光送信機とを含む例を用いて説明される。２つの光受信機は、ＸＧＰＯＮ受信機２１とＧＰＯＮ受信機２２である。２つの光送信機は、ＧＰＯＮ送信機３１とＸＧＰＯＮ送信機３２である。

光トランシーバアセンブリは、少なくとも４つのＷＤＭをさらに含む。具体的には、各光受信機および各光送信機は、それぞれ異なるＷＤＭに対応している。

光受信機に対応するＷＤＭは、光ファイバから出射された光から、対応する光受信機が受信可能な波長の光を分離し、その光を対応する光受信機に送信し、他の波長を反射するように構成されている。光送信機に対応するＷＤＭは、対応する光送信機によって出射された波長の光を送信し、光ファイバから出射された他の波長の光を反射するように構成されている。図６において、ＸＧＰＯＮ受信機２１はＷＤＭ４１に対応し、ＧＰＯＮ受信機２２はＷＤＭ４２に対応し、ＧＰＯＮ送信機３１はＷＤＭ４３に対応し、ＸＧＰＯＮ送信機３２はＷＤＭ４４に対応する。

光トランシーバアセンブリは、光反射コンポーネント５１をさらに含む。光反射コンポーネント５１は、ＷＤＭから送信または反射された光を全反射するように構成されている。

具体的には、少なくとも４つのＷＤＭと光反射コンポーネント５１とを組み合わせて、波長分割多重機能を実現する。具体的には、少なくとも２つの光送信機によって出射された複数の波長の光が光ファイバに対して多重化され、光ファイバから出射された複数の波長の光が少なくとも２つの光受信機に対して逆多重化される。

本発明のこの実施形態で提供される光トランシーバアセンブリでは、送信機および受信機はそれぞれ２つの異なるキャビティ内に一緒に配置されるので、光アセンブリはよりコンパクトな構造を有し、さらに送信信号と受信信号との間の相互クロストークが回避される。

任意選択的に、光トランシーバアセンブリは、各光受信機および各光送信機にそれぞれ対応するレンズをさらに含み得る。光受信機に対応するレンズは、第１のキャビティ１１内に配置され、光受信機に対応するＷＤＭから出射された光を光受信機に送信するように構成され、光送信機に対応するレンズは、第２のキャビティ１２内に配置され、光送信機によって出射された光を光送信機に対応するＷＤＭに送信するように構成される。図６において、ＸＧＰＯＮ受信機２１はレンズ６１に対応し、ＧＰＯＮ受信機２２はレンズ６２に対応し、ＧＰＯＮ送信機３１はレンズ６３に対応し、ＸＧＰＯＮ送信機３２はレンズ６４に対応する。

図６において、光ファイバから送信され、ＸＧＰＯＮ受信機２１に送信される必要がある光は、ＷＤＭ４４によって反射されて光反射コンポーネント５１に到達し、その後、光反射コンポーネント５１によってＷＤＭ４３に向けて反射され、次いで、ＷＤＭ４３によって光反射コンポーネント５１に向けて反射され、その後、光反射コンポーネント５１によってＷＤＭ４２に向けて反射され、その後、ＷＤＭ４２によって光反射コンポーネント５１に向けて反射され、その後、光反射コンポーネント５１によってＷＤＭ４１に向けて反射され、そして、ＷＤＭ４１を透過し、レンズ６１を透過してＸＧＰＯＮ受信機２１に到達する。

同様に、光ファイバから出射され、ＧＰＯＮ受信機２２に送信される必要がある光は、ＷＤＭ４４によって反射されて光反射コンポーネント５１に到達し、その後、光反射コンポーネント５１によってＷＤＭ４３に向かって反射され、その後、ＷＤＭ４３によって光反射コンポーネント５１に向かって反射され、次に、光反射コンポーネント５１によってＷＤＭ４２に向かって反射され、その後、ＷＤＭ４２を透過し、レンズ６２を透過してＧＰＯＮ受信機２２に到達する。

ＧＰＯＮ送信機３１から出射された光は、レンズ６３およびＷＤＭ４３を透過して光反射コンポーネント５１に到達し、その後、光反射コンポーネント５１およびＷＤＭ４４で順次反射されて光ファイバに到達する。

同様に、ＸＧＰＯＮ送信機３２によって出射された光は、レンズ６４およびＷＤＭ４４を透過して光ファイバに到達する。

光トランシーバアセンブリ内のすべてのＷＤＭおよび光反射コンポーネント５１の具体的な配置方法は、上述の光経路伝送を実施することができれば、本発明のこの実施形態では限定されない。

上述の光経路伝送を実現するために、任意選択的に、ＸＧＰＯＮ受信機２１、ＧＰＯＮ受信機２２、ＧＰＯＮ送信機３１、およびＸＧＰＯＮ送信機３２は、互いに平行な異なる光軸上に別々に配置されることができる。好ましくは、異なる光軸は同一平面内に配置されている。ＸＧＰＯＮ受信機２１に続いて、レンズ６１およびＷＤＭ４１が、ＸＧＰＯＮ受信機２１が配置されている光軸上に順に配置されている。ＧＰＯＮ受信機２２に続いて、レンズ６２およびＷＤＭ４２が、ＧＰＯＮ受信機２２が配置されている光軸上に順次配置される。ＧＰＯＮ送信機３１に続いて、レンズ６３およびＷＤＭ４３が、ＧＰＯＮ送信機３１が配置されている光軸上に順次配置されている。ＸＧＰＯＮ送信機３２に続いて、レンズ６４およびＷＤＭ４４が、ＸＧＰＯＮ送信機３２が配置されている光軸上に順次配置される。

隣接する３つの光軸は、光反射コンポーネント５１を通過する。３つの光軸以外の光軸は、光ファイバと同軸である。図６は、ＸＧＰＯＮ送信機３２が配置されている光軸が光ファイバと同軸であることを示している。光反射コンポーネント５１の材料は、本発明のこの実施形態では限定されない。例えば、光反射コンポーネント５１は全反射器であってもよい。あるいは、光反射コンポーネント５１は、３つの全反射器から構成されていてもよい。もちろん、３つの隣接する光軸が光反射コンポーネント５１を通過することが保証されるという条件で、光反射コンポーネント５１は代替的に２つの全反射器から形成されてもよい。

任意選択的に、光トランシーバアセンブリは、図６に示すようにフェルール７１をさらに含み得る。フェルール７１は、光ファイバに接続するように構成されている。

好ましくは、ＷＤＭ４１からＷＤＭ４４は、光反射コンポーネント５１からＬの距離にあり、かつ光反射コンポーネント５１と平行な直線上に配置されている。直線と任意の光軸との間の角度はθである。θはＬと相関し、また任意の２つの隣接する光軸間の距離と相関する。もちろん、任意の２つの光軸間の距離は、光送信機、光受信機、レンズ、およびＷＤＭのサイズの最大サイズより小さくすることはできない。

光トランシーバアセンブリ上における光送信機と光送信機の相対的な位置は、本発明のこの実施形態では制限されない。図６において、光受信機は光送信機の上に位置している。理論的には図６Ａに示されるように、代替的に光送信機は光受信機の上に位置することができる。本発明のこの実施形態では、光受信機が光送信機の上に位置している例を用いて以下に記述される。

本発明のこの実施形態では、すべてのＷＤＭおよび光反射コンポーネント５１を第１のキャビティ１１および第２のキャビティ１２の外側に配置してもよい。代替的に、全てのＷＤＭおよび光反射コンポーネント５１は、第１のキャビティ１１および第２のキャビティ１２以外の第３のキャビティ内に配置されてもよい。全てのＷＤＭおよび光反射コンポーネント５１は代替的に、第１のキャビティ１１内に配置される、あるいは第２のキャビティ１２内に配置されてもよい。

図７に示すように、全てのＷＤＭおよび光反射コンポーネント５１が第１のキャビティ１１および第２のキャビティ１２の外側に配置されている場合について、以下に詳細に説明する。

第１のキャビティ１１と第２のキャビティ１２とは、共通のキャビティ壁を用いて接続されている。共通のキャビティ壁は、金属板またはセラミック板１０３であり得る。

第１のキャビティ１１において、任意の光受信機に対応するＷＤＭ（ＷＤＭ４１またはＷＤＭ４２）に近い側の部分キャビティ壁は、透明板８１である。第１のキャビティ１１内の透明板８１は、任意の光受信機に対応するＷＤＭから送信された光を対応する光受信機に送信するように構成されている。

第２のキャビティ１２において、任意の光送信機に対応するＷＤＭ（ＷＤＭ４３またはＷＤＭ４４）に近い側の部分キャビティ壁は、透明板８２である。第２のキャビティ１２内の透明板８２は、任意の光送信機によって出射された光を対応するＷＤＭに送信するように構成されている。

第１のキャビティ１１において、セラミック９１は、光受信機に対応するＷＤＭから遠い側のキャビティ壁上に配置されている。金属ピン１０１は、第１のキャビティ１１内のセラミック９１上に配置されている。金属ピン１０１は、セラミック９１内のビアを使用することによって第１のキャビティ１１内に埋め込まれ、第１のキャビティ１１内に配置されたリードの一端に接続される。第１のキャビティ１１内のリードの他端は光受信機に接続されている。

第２のキャビティ１２において、セラミック９２は、光送信機に対応するＷＤＭから遠い側のキャビティ壁上に配置されている。金属ピン１０２は、第２のキャビティ１２内のセラミック９２上に配置されている。金属ピン１０２は、セラミック９２内のビアを使用することによって第２のキャビティ１２内に埋め込まれ、第２のキャビティ１２内に配置されたリードの一端に接続される。第２のキャビティ１２内のリードの他端は光送信機に接続されている。

任意選択的に、第１のキャビティ１１と第２のキャビティ１２との間の共通のキャビティ壁として使用される金属板は、第１のキャビティ１１および第２のキャビティ１２に一体的に接続される。

任意選択的に、第１のキャビティ１１と第２のキャビティ１２との間の共通のキャビティ壁として使用されるセラミック板１０３は、図８に示すように、第１のキャビティ１１内のセラミック９１および第２のキャビティ１２内のセラミック９２に一体的に接続されてセラミック９ａを形成する。

図９に示すように、全てのＷＤＭと光反射コンポーネント５１とが第２のキャビティ１２内に配置されている場合について、以下に詳細に説明する。

第１のキャビティ１１、全てのＷＤＭ、および光反射コンポーネント５１は全て第２のキャビティ１２内に配置されている。

第１のキャビティ１１において、光受信機に対応するＷＤＭに近い側の部分キャビティ壁は透明板８３である。具体的には、第１のキャビティ１１において、ＷＤＭ４１およびＷＤＭ４２に近い側の部分キャビティ壁が透明板８３である。第１のキャビティ１１内の透明板８３は、光受信機に対応するＷＤＭから出射された光を光受信機に送信するように構成される。具体的には、透明板８３は、ＷＤＭ４１から出射された光をＸＧＰＯＮ受信機２１に送信するとともに、ＷＤＭ４２から出射された光をＧＰＯＮ受信機２２に送信するように構成されている。

第２のキャビティ１２において、光反射コンポーネント５１に近い側の部分キャビティ壁は、透明板８４である。第２のキャビティ１２内の透明板８４は、光ファイバから出射された光をＷＤＭに送信するように構成される、あるいはＷＤＭから送信または反射された光を光ファイバに送信するように構成されている。図９において、透明板８４は、ＷＤＭ４４から送信された光をフェルール７１に送信するように構成されている、あるいはＷＤＭ４４から反射された光をフェルール７１に送信するように構成されている、あるいは光ファイバから出射された光をフェルール７１を透過してＷＤＭ４４に送信するように構成されている。

第２のキャビティ１２において、セラミック９３は、光反射コンポーネント５１から遠い側のキャビティ壁上に配置されている。セラミック９３は、図９Ａに示すように、第１の部分１１１と第２の部分１１２とを含む。

図９に示すように、金属ピン１０３は、第１の部分１１１上に配置されている。第１の部分１１１上の金属ピン１０３は、第１の部分１１１内のビアを用いて第１のキャビティ１１内に埋め込まれ、第１のキャビティ１１内に配置されたリードの一端に接続される。第１のキャビティ１１内のリードの他端は、光受信機に接続されている。

第２の部分１１２は、光送信機に対応するＷＤＭから遠い側の第２のキャビティ１２の部分キャビティ壁として使用される。金属ピン１０４は、第の２部分１１２上に配置されている。第の２部分１１２上の金属ピン１０４は、第の２部分１１２内のビアを用いて第２のキャビティ１２内に埋め込まれ、第２のキャビティ１２内に配置されたリードの一端に接続される。第２のキャビティ１２内のリードの他端は、光送信機に接続されている。

任意選択的に、図１０および図１０Ａに示すように、第１のキャビティ１１は、金属ピン１０３のリードがセラミック９３の層の下面を通過でき、その後、セラミック９３内のビアを使用して第１のキャビティ１１内のセラミック９３の上面に入り込み、次いでＸＧＰＯＮ受信機２１およびＧＰＯＮ受信機２２に接続されるように第２のキャビティ１２から延出するセラミック９３上に配置されてもよい。

図１１に示すように、全てのＷＤＭと光反射コンポーネント５１とが第１のキャビティ１１内に配置されている場合について、以下に詳細に説明する。

第２のキャビティ１２、全てのＷＤＭ、および光反射コンポーネント５１は全て第１のキャビティ１１内に配置されている。

第２のキャビティ１２において、光送信機に対応するＷＤＭに近い側の部分キャビティ壁は透明板８５である。第２のキャビティ１２内の透明板８５は、光送信機によって出射された光を光送信機に対応するＷＤＭに送信するように構成される。図１１において、ＷＤＭ４３とＷＤＭ４４に近い側の第２のキャビティ１２の部分キャビティ壁は、透明板８５である。透明板８５は、ＧＰＯＮ送信機３１によって出射された光をＷＤＭ４３に送信するとともに、ＸＧＰＯＮ送信機３２によって出射された光をＷＤＭ４４に送信するように構成されている。

第１のキャビティ１１において、光反射コンポーネント５１に近い側の部分キャビティ壁は、透明板８６である。第１のキャビティ１１内の透明板８６は、光ファイバから出射された光をＷＤＭに送信するように構成される、あるいはＷＤＭから出射された光を光ファイバに送信するように構成されている。図１１において、透明板８６は、ＷＤＭ４４から送信された光をフェルール７１に送信するように構成されている、あるいはＷＤＭ４４から反射された光をフェルール７１に送信するように構成されている、あるいは光ファイバから出射された光をフェルール７１を使用してＷＤＭ４４に送信するように構成されている。

第１のキャビティ１１において、セラミック９４は、光受信機に対応するＷＤＭから遠い側のキャビティ壁上に配置されている。第１のキャビティ１１内のセラミック９４は、第１の部分１１３と第２の部分１１４とを含む。

金属ピン１０５は、第１の部分１１３上に配置されている。第１の部分１１３上の金属ピン１０５は、第１の部分１１３内のビアを用いて第１のキャビティ１１内に埋め込まれ、第１のキャビティ１１内に配置されたリードの一端に接続される。第１のキャビティ１１内のリードの他端は、光受信機に接続されている。

第２の部分１１４は、光送信機に対応するＷＤＭから遠い側の第２のキャビティ１２の部分キャビティ壁として使用される。金属ピン１０６は、第の２部分１１４上に配置されている。第の２部分１１４上の金属ピン１０６は、第の２部分１１４内のビアを用いて第２のキャビティ１２内に埋め込まれ、第２のキャビティ１２内に配置されたリードの一端に接続される。第２のキャビティ１２内のリードの他端は、光送信機に接続されている。

任意選択的に、図１２および図１２Ａに示すように、第２のキャビティ１２は、金属ピン１０６のリードがセラミック９４の層の下面を通過でき、その後、セラミック９４内のビアを使用して第２のキャビティ１２内のセラミック９４の上面に入り込み、次いでＧＰＯＮ送信機３１およびＸＧＰＯＮ送信機３２に接続されるように第１のキャビティ１１から延出するセラミック９４上に配置されてもよい。ＧＰＯＮ送信機３１は、比較的高い温度要件を有する。したがって、半導体冷却器をＧＰＯＮ送信機３１の側面に装着してもよい。半導体冷却器はＴＥＣであってもよい。

当業者は理解すべきであるが、本発明の実施形態は、方法、システム、またはコンピュータプログラム製品として提供され得る。したがって、本発明は、ハードウェアのみの実施形態、ソフトウェアのみの実施形態、またはソフトウェアとハードウェアの組み合わせを有する実施形態の形態を使用し得る。さらに、本発明は、コンピュータで使用可能なプログラムコードを含む１つまたは複数のコンピュータ使用可能記憶媒体（ディスクメモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、光メモリなどを含むがこれらに限定されない）上で実施されるコンピュータプログラム製品の形態を使用し得る。

本発明は、本発明の実施形態による方法、装置（システム）、およびコンピュータプログラム製品のフローチャートおよび／またはブロック図を参照して説明される。フローチャートおよび／またはブロック図中の各プロセスおよび／または各ブロック、ならびにフローチャートおよび／またはブロック図中のプロセスおよび／またはブロックの組み合わせを実施するためにコンピュータプログラム命令を使用し得ることを理解されたい。これらのコンピュータプログラム命令は、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、組み込み型プロセッサ、または任意の他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサに対して提供されて機械を生成し得、その結果、任意の他のプログラム可能データ処理装置のコンピュータまたはプロセッサによって実行される命令は、フローチャート内の１つまたは複数のプロセスおよび／またはブロック図内の１つまたは複数のブロックにおいて特定の機能を実施するための装置を生成する。

これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータまたは他の任意のプログラム可能データ処理装置に特定の方法で動作するように命令することができるコンピュータ可読メモリに格納することができ、その結果、コンピュータ可読メモリに格納された命令は命令装置を含むアーチファクトを生成する。命令装置は、フローチャート内の１つまたは複数のプロセスにおいておよび／またはブロック図内の１つまたは複数のブロックにおいて特定の機能を実施する。

これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータまたは他のプログラム可能なデータ処理装置に読み込んでもよく、これによって、一連の動作およびステップがコンピュータまたは他のプログラム可能な装置上で実行され、それによりコンピュータ実施処理が生成される。したがって、コンピュータまたは他のプログラム可能な装置上で実行される命令は、フローチャート中の１つ以上のプロセスおよび／またはブロック図中の１つ以上のブロックにおいて特定の機能を実施するためのステップを提供する。

本発明のいくつかの好ましい実施形態を説明してきたが、当業者であれば、基本的な発明の概念を習得すれば、これらの実施形態に変形および変更を加えることができる。したがって、以下の特許請求の範囲は、好ましい実施形態ならびに本発明の範囲に含まれるすべての変形および変更を網羅するように解釈されることを意図している。

明らかに、当業者は、本発明の実施形態の精神および範囲から逸脱することなく、本発明の実施形態に様々な変形および変更を加えることができる。本発明は、これらの変形および変更が添付の特許請求の範囲およびそれらの等価の技術によって定義される保護の範囲内にある限り、これらの変形および変更を網羅することを意図している。

Claims

帯域幅の異なる少なくとも２つの受動光ネットワーク（ＰＯＮ）が共存するシステムに適用される光トランシーバアセンブリであって、
前記少なくとも２つのＰＯＮに属する少なくとも２つの光受信機を含む第１のキャビティであり、前記少なくとも２つの光受信機はそれぞれ異なる波長の光を受信するように構成されている、第１のキャビティと、
前記少なくとも２つのＰＯＮに属する少なくとも２つの光送信機を含む第２のキャビティであり、前記少なくとも２つの光送信機は、それぞれ異なる波長の光を出射するように構成され、前記少なくとも２つの光受信機によって受信される光の波長は、前記少なくとも２つの光送信機によって出射される光の波長とは異なる、第２のキャビティと
各光受信機および各光送信機は、それぞれ異なる波長分割マルチプレクサ（ＷＤＭ）に対応し、
前記光受信機に対応する前記ＷＤＭは、光ファイバから出射された光から、前記対応する光受信機によって受信されることができる波長の光を分離し、前記光を前記対応する光受信機に送信し、他の波長の光を反射するように構成され、
前記光送信機に対応する前記ＷＤＭは、前記対応する光送信機によって出射された波長の光を送信し、前記光ファイバから出射された他の波長の光を反射するように構成され、そして
前記ＷＤＭから送信されたまたは反射された光を全反射するように構成された光反射コンポーネントと
を備える光トランシーバアセンブリ。
各光受信機および各光送信機にそれぞれ対応するレンズをさらに含み、
前記光受信機に対応する前記レンズは、前記第１のキャビティ内に配置され、前記光受信機に対応する前記ＷＤＭから放出された前記光を前記光受信機に送信するように構成され、前記光送信機に対応する前記レンズは、前記第２のキャビティ内に配置され、前記光送信機によって出射された前記光を前記光送信機に対応する前記ＷＤＭに送信するように構成されている、請求項１に記載の光トランシーバアセンブリ。
前記第１のキャビティと前記第２のキャビティとが共通のキャビティ壁を用いて接続されている、請求項１または２に記載の光トランシーバアセンブリ。
前記共通のキャビティ壁は、金属板またはセラミック板である、請求項３に記載の光トランシーバアセンブリ。
前記第１のキャビティにおいて、前記光受信機に対応する前記ＷＤＭに近い側の部分キャビティ壁は透明板であり、前記第１のキャビティ内の前記透明板は、前記光受信機に対応する前記ＷＤＭから送信された前記光を前記光受信機に送信するように構成され、
前記第２のキャビティにおいて、前記光送信機に対応する前記ＷＤＭに近い側の部分キャビティ壁は透明板であり、前記第２のキャビティ内の前記透明板は、前記光送信機によって出射された前記光を前記光送信機に対応する前記ＷＤＭに送信するように構成されている、請求項３または４に記載の光トランシーバアセンブリ。
前記第１のキャビティにおいて、前記光受信機に対応する前記ＷＤＭから遠い側のキャビティ壁上にセラミックが配置され、前記第１のキャビティ内の前記セラミックの上に金属ピンが配置され、前記第１のキャビティ内では、前記金属ピンは前記第１のキャビティ内に前記セラミック内のビアを用いて埋め込まれ、前記第１のキャビティ内に配置されたリードの一端に接続され、前記第１のキャビティ内の前記リードの他端は前記光受信機に接続され、
前記第２のキャビティにおいて、前記光送信機に対応する前記ＷＤＭから遠い側のキャビティ壁上にセラミックが配置され、前記第２のキャビティ内の前記セラミックの上に金属ピンが配置され、前記金属ピンは前記第２のキャビティ内に前記セラミック内のビアを用いて埋め込まれ、前記第２のキャビティ内に配置されたリードの一端に接続され、前記第２のキャビティ内の前記リードの他端は前記光送信機に接続されている、請求項３から５のいずれか一項に記載の光トランシーバアセンブリ。
前記第１のキャビティと前記第２のキャビティとの間の前記共通のキャビティ壁として用いられるセラミック板は、前記第１のキャビティ内の前記セラミックと前記第２のキャビティ内の前記セラミックとに一体的に接続されている、請求項６に記載の光トランシーバアセンブリ。
すべての前記ＷＤＭおよび前記光反射コンポーネントはすべて前記第１のキャビティおよび前記第２のキャビティの外側に配置されている、請求項３から７のいずれか一項に記載の光トランシーバアセンブリ。
前記第１のキャビティ、すべての前記ＷＤＭ、および前記光反射コンポーネントはすべて前記第２のキャビティ内に配置されており、
前記第１のキャビティにおいて、前記光受信機に対応する前記ＷＤＭに近い側の部分キャビティ壁は透明板であり、前記第１のキャビティ内の前記透明板は、前記光受信機に対応する前記ＷＤＭから出射された前記光を前記光受信機に送信するように構成され、
前記第２のキャビティにおいて、前記光反射コンポーネントに近い側の部分キャビティ壁は透明板であり、前記第２のキャビティ内の前記透明板は、前記光ファイバから出射された前記光を前記ＷＤＭに送信するように構成されている、または前記ＷＤＭから送信または反射された前記光を前記光ファイバに送信するように構成されている、請求項１または２に記載の光トランシーバアセンブリ。
前記第２のキャビティにおいて、前記光反射コンポーネントから遠い側のキャビティ壁上にセラミックが配置され、前記セラミックは第１の部分と第２の部分とを含み、
金属ピンが前記第１の部分の上に配置され、前記第１の部分の上の前記金属ピンは前記第２のキャビティ内に前記第１の部分内のビアを使用することにより埋め込まれ、前記第２のキャビティ内に配置されたリードの一端に接続され、前記第２のキャビティ内の前記リードは前記光送信機に接続され、
前記第２の部分は、前記第１のキャビティの、前記光受信機に対応する前記ＷＤＭから遠い側の部分キャビティ壁として使用され、金属ピンが前記第２の部分の上に配置され、前記第２の部分の上の前記金属ピンは前記第１のキャビティ内に前記第２の部分内のビアを使用することにより埋め込まれ、前記第１のキャビティ内に配置されたリードの一端に接続され、前記第１のキャビティ内の前記リードの他端は前記光受信機に接続されている、請求項９に記載の光トランシーバアセンブリ。
前記第２のキャビティ、すべての前記ＷＤＭ、および前記光反射コンポーネントは前記第１のキャビティ内に配置され、
前記第２のキャビティにおいて、前記光送信機に対応する前記ＷＤＭに近い側の部分キャビティ壁は透明板であり、前記第２のキャビティ内の前記透明板は、前記光送信機により出射された前記光を前記光送信機に対応する前記ＷＤＭに送信するように構成され、
前記第１のキャビティにおいて、前記光反射コンポーネントに近い側の部分キャビティ壁は透明板であり、前記第１のキャビティ内の前記透明板は、前記光ファイバから出射された前記光を前記ＷＤＭに送信する、または前記ＷＤＭから出射された前記光を前記光ファイバに送信するように構成されている、請求項１または２に記載の光トランシーバアセンブリ。
前記第１のキャビティにおいて、前記光受信機に対応する前記ＷＤＭから遠い側のキャビティ壁上にセラミックが配置され、前記第１のキャビティ内の前記セラミックは第１の部分と第２の部分を含み、
金属ピンが第１の部分の上に配置され、前記第１の部分の上の前記金属ピンは前記第１のキャビティ内に前記第１の部分内のビアを使用することにより埋め込まれ、前記第１のキャビティに配置されたリードの一端に接続され、前記第１のキャビティ内の前記リードは前記光受信機に接続されており、
前記第２の部分は、前記第２のキャビティの、前記光送信機に対応する前記ＷＤＭから遠い側の部分キャビティ壁として使用され、前記第２の部分の上に金属ピンが配置され、前記第２の部分の上の前記金属ピンは前記第２のキャビティ内に前記第２の部分のビアを使用することにより埋め込まれ、前記第２のキャビティ内に配置されたリードの一端に接続され、前記第２のキャビティ内の前記リードの他端は前記光送信機に接続されている、請求項１１に記載の光トランシーバアセンブリ。
半導体冷却器が前記光送信機の側面に取り付けられている、請求項１から１２のいずれか一項に記載の光トランシーバアセンブリ。