專利名稱：一種萬兆epon網(wǎng)絡(luò)onu端用光器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種光纖通信用有源光電子器件，具體地說，是涉及一種萬兆以 太無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)中的光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)端用的單纖雙向光電子器件，屬于光通信技術(shù) 領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在以多媒體、互動等為主要特征的寬帶業(yè)務(wù)的高帶寬、綜合化等新需求的驅(qū)動下， 以及寬帶網(wǎng)絡(luò)光纖化的趨勢下，無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)技術(shù)已成為目前全球各大電信運營商探 討最炙熱的技術(shù)領(lǐng)域。雖然經(jīng)過早期以太無源光網(wǎng)絡(luò)EPON和吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)(GPON)的 探索發(fā)展，其接入技術(shù)已經(jīng)能夠提供1G/2G的帶寬，但隨著IPTV、HDTV、雙向視頻以及在線 游戲等大流量寬帶業(yè)務(wù)的逐漸開展與普及，用戶的帶寬需求預(yù)計將以每5年一個數(shù)量級遞 增，并有加速趨勢。無論是EPON網(wǎng)絡(luò)還是GPON網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)有的PON 口都將出現(xiàn)新的帶寬瓶頸， 因此FSAN和IEEE組織均在積極推進下一代PON接入技術(shù)。萬兆EP0N(10G ΕΡ0Ν)技術(shù)由于標(biāo)準(zhǔn)開放性好，易于實現(xiàn)，且便于規(guī)模化生產(chǎn)，產(chǎn)業(yè) 鏈成熟迅速，而且因其與現(xiàn)有IG EPON的良好兼容性，已經(jīng)得到廣泛推廣。萬兆EPON網(wǎng)絡(luò) 所提供的非對稱模式，即IOG速率下行和IG速率上行可以滿足現(xiàn)有用戶的絕大部分需求。 但是在這種高功率預(yù)算光網(wǎng)絡(luò)中還存在一些技術(shù)缺陷，例如，由于光模塊中的光器件結(jié)構(gòu) 所限，萬兆EPON網(wǎng)絡(luò)用的光模塊設(shè)備密度較小、通用性較差，光模塊功率和靈敏度不足等， 因而限制了萬兆EPON網(wǎng)絡(luò)的進一步推廣和應(yīng)用。

實用新型內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用于萬兆EPON網(wǎng)絡(luò)中的光模塊存在的上述缺陷， 提供了一種萬兆EPON網(wǎng)絡(luò)ONU端用的光器件，將該光器件應(yīng)用于ONU端的光模塊中，不僅 便于光模塊小型化封裝、增加設(shè)備密度，且易于解決高速光收發(fā)一體模塊的功率和靈敏度 不足的問題。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)一種萬兆EPON網(wǎng)絡(luò)ONU端用光器件，包括殼體，以及設(shè)置在殼體內(nèi)的激光器和光 電探測器；沿激光器的水平光軸方向依次設(shè)置有第一波分復(fù)用元件及光器件的光接口，在 第一波分復(fù)用元件的一側(cè)依次設(shè)置有第二波分復(fù)用元件及光電探測器；第一波分復(fù)用元件 對第一波段的光波完全透射、對第二波段的光波完全反射，第二波分復(fù)用元件對第一波段 的光波完全反射、對第二波段的光波完全透射，且第一波分復(fù)用元件與第二波分復(fù)用元件 間的設(shè)置角度使得從光接口傳輸至第一波分復(fù)用元件中的第二波段的光波完全反射至第 二波分復(fù)用元件。如上所述的光器件，所述第一波分復(fù)用元件優(yōu)選與所述激光器的水平光軸成45° 夾角設(shè)置。此時，所述第二波分復(fù)用元件及所述光電探測器依次設(shè)置在第一波分復(fù)用元件 的上方、且與激光器的水平光軸相垂直的方向上。[0008]如上所述的光器件，為滿足萬兆EPON網(wǎng)絡(luò)的ONU端的功能，所述第一波段的光波 為U60-1360nm的光波，所述第二波段的光波為1575_1580nm的光波。如上所述的光器件，在所述激光器與所述第一波分復(fù)用元件之間還設(shè)置有隔離 器，以提高激光器的發(fā)射抗干擾能力。如上所述的光器件，為進一步提高光器件的靈敏度，所述激光器通過有源耦合方 式與所述光接口進行定位；所述光電探測器通過有源耦合方式與所述第一波分復(fù)用元件及 所述第二波分復(fù)用元件進行定位。如上所述的光器件，所述殼體為金屬殼體，所述光接口通過激光焊接固定在所述 金屬殼體上；而所述光電探測器通過絕緣材料固定在所述金屬殼體上。如上所述的光器件，所述第一波分復(fù)用元件及所述第二波分復(fù)用元件可以采用濾 光片來實現(xiàn)。如上所述的光器件，所述光電探測器優(yōu)選采用雪崩光電二極管APD來實現(xiàn)，以進 一步提高光器件的接收靈敏度，并滿足標(biāo)準(zhǔn)所要求的高功率鏈路概算要求。如上所述的光器件，所述光接口可以采用SC插拔型或LC插拔型中的一種。而且，光器件采用小型化封裝方式進行封裝，以適用于SFP+光模塊，提高設(shè)備密集度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點和積極效果是本實用新型通過在光器件中 設(shè)置兩個波分復(fù)用元件，分別對不同波段的光波完全透射或完全反射，能夠保證上行光信 號和下行光信號不會相互干涉，從而實現(xiàn)兩個不同波長的光波的高靈敏度單纖雙向傳輸。 同時，波分復(fù)用元件體積較小、與激光器及光電探測器采用特定設(shè)置位置后固定并封裝于 殼體中，易于實現(xiàn)光器件的小型化封裝，進而便于實現(xiàn)光模塊的設(shè)備密集化，提高設(shè)備密 度。結(jié)合附圖閱讀本實用新型的具體實施方式
后，本實用新型的其他特點和優(yōu)點將變 得更加清楚。

圖1是本實用新型萬兆EPON網(wǎng)絡(luò)ONU端用光器件一個實施例的封裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1實施例的光器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是基于圖2結(jié)構(gòu)的光器件的光路原理圖。上述各圖中，附圖標(biāo)記及其對應(yīng)的部件名稱如下1、殼體；2、激光器；3、隔離器；4、第一波分復(fù)用元件；5、第二波分復(fù)用元件；6、光 電探測器；7、光接口 ；8、絕緣膠。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行詳細的描述。本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用于萬兆EPON網(wǎng)絡(luò)的光模塊存在的設(shè)備密度小、 通用性差的問題，提供了一種萬兆EPON網(wǎng)絡(luò)ONU端用光器件，利用該光器件構(gòu)成的光模塊 不僅可以解決光模塊小型化問題、增加設(shè)備密度，而且還能解決高速光模塊功率低、靈敏度 不足的問題。[0025]圖1至圖3示出了本實用新型萬兆EPON網(wǎng)絡(luò)ONU端用光器件的一個實施例。其 中，圖1是該實施例的封裝結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是其內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，而圖3則是其光路原理 圖。如圖1及圖2所示，該實施例的光器件包括有金屬殼體1，在殼體1內(nèi)設(shè)置有激光 器2和光電探測器6。為滿足萬兆EPON網(wǎng)絡(luò)的ONU端，激光器2的發(fā)射速率為1. 25(ibpS， 光電探測器6的接收速率為10(ibpS。激光器2和光電探測器6通過兩個波分復(fù)用元件集成 在殼體1中，從而在一條光纖上實現(xiàn)1. 25Gbpsl310nm的光信號發(fā)射和10. 3125Gbps 1577nm 光信號接收的單纖雙向傳輸。其結(jié)構(gòu)具體來說如下沿激光器2的水平光軸方向依次設(shè)置有第一波分復(fù)用元件4及光器件的光接口 7， 在第一波分復(fù)用元件4的一側(cè)設(shè)置有第二波分復(fù)用元件5及光電探測器6。其中，第一波分 復(fù)用元件4對第一波段的光波完全透射、對第二波段的光波完全反射，而第二波分復(fù)用元 件5對第一波段的光波完全反射、對第二波段的光波完全透射。并且，第一波分復(fù)用元件4 與第二波分復(fù)用元件5間的設(shè)置角度使得從光接口 7傳輸至第一波分復(fù)用元件4中的第二 波段的光波完全反射至第二波分復(fù)用元件5，從而確保激光器2發(fā)射的第一波段的光波順 利經(jīng)第一波分復(fù)用元件4的透射從光接口 7中輸出，而從光接口 7中傳輸來的外部網(wǎng)絡(luò)的 第二波段的光波順利經(jīng)第一波分復(fù)用元件4的發(fā)射及第二波分復(fù)用元件5的透射而被光電 探測器6接收。如該實施例的圖2所示，為簡化光器件結(jié)構(gòu)、保證光信號收發(fā)靈敏度，第一波分復(fù) 用元件4優(yōu)先選擇與激光器2的水平光軸成45°夾角設(shè)置。此時，第二波分復(fù)用元件5及 光電探測器6將依次設(shè)置在第一波分復(fù)用元件4的上方、且與激光器2的水平光軸相垂直 的方向上。為避免光路中被反射回來的發(fā)射光信號進入激光器2中而對其發(fā)射信號造成干 擾，該實施例在激光器2與第一波分復(fù)用元件4之間設(shè)置了隔離器3，以提高激光器2的發(fā) 射抗干擾能力。對于萬兆EPON網(wǎng)絡(luò)而言，在ONU端，上述第一波段的光波為1260-1360nm的光波， 第二波段的光波為1575-1580nm的光波。整個光器件的組裝可采用下述過程首先，將激光器2固定在金屬殼體1上。然后，在激光器2的水平光軸方向上依次 固定隔離器3、第一波分復(fù)用元件4，并在第一波分復(fù)用元件4的上方、垂直于激光器2的水 平光軸方向上固定第二波分復(fù)用元件5。然后，激光器發(fā)射第一波段的光信號，從而將激光 器2通過有源耦合方式與光接口 7進行定位，在確定光接口 7的位置后，將光接口 7通過激 光焊接方式固定在金屬殼體1上。之后，利用光接口 7接收外部網(wǎng)絡(luò)的第二波段的光信號， 從而將光電探測器6通過有源耦合方式與第一波分復(fù)用元件4及第二波分復(fù)用元件5進行 定位，然后用絕緣膠8將光電探測器6固定在殼體1上，實現(xiàn)光電探測器6與金屬殼體1的 絕緣。在該實施例中，第一波分復(fù)用元件4及所述第二波分復(fù)用元件5均可以采用濾光 片來實現(xiàn)，或者也可以采用其他能夠滿足所要求的光路傳輸條件的波分復(fù)用元件。光電探 測器6作為接收光信號的主要組件，為進一步提高光器件的接收靈敏度、達到標(biāo)準(zhǔn)所要求 的高功率鏈路概算要求，優(yōu)選采用雪崩光電二極管APD來實現(xiàn)。而光接口 7作為光器件的公共輸入、輸出端口，可以采用SC插拔型或LC插拔型中的任一種，以與外部網(wǎng)絡(luò)的光口相 連接，實現(xiàn)單纖雙向傳輸功能。對于該實施例的光器件，為將其適用于SFP+光模塊中，以提高設(shè)備密集度，該光 器件優(yōu)選采用小型化封裝方式進行封裝。
以下結(jié)合附圖3對上述實施例的光器件的光路原理作一具體描述。如上所述，對于萬兆EPON網(wǎng)絡(luò)中的ONU來說，其發(fā)射光信號的波長為 1260-1360nm,而接收的光信號的波長為1575_1580nm，此外，在EPON網(wǎng)絡(luò)中還存在有 1480-1500nm及1550-1560nm的干擾光波信號。選擇每段光波信號段中的典型值，分別為發(fā) 射光信號中的1310nm、接收光信號的1577nm、干擾光信號中的1490nm及1550nm。下面將以 這幾個典型波長的光波信號描述上述實施例中的光器件的光路原理。激光器2發(fā)射的1310nm波長的光信號，沿水平光軸自左至右傳輸，首先進入隔離 器3，其能量被隔離器3完全通過后，再經(jīng)過第一波分復(fù)用元件4，其能量被第一波分復(fù)用元 件4也完全透過，然后進入光接口 7后進入外部光網(wǎng)絡(luò)。由外部光網(wǎng)絡(luò)串?dāng)_進入光器件的1310nm、1490nm、1550nm及1577nm波長的光信 號，經(jīng)光接口 7沿水平光軸先入射到第一波分復(fù)用元件4的表面；1310nm的光波的能量被 第一波分復(fù)用元件4全部透過后，沿水平光軸進入隔離器3，其能量被隔離器3完全吸收，從 而避免了串?dāng)_進入光器件的1310nm的光波信號對激光器2的發(fā)射信號產(chǎn)生干擾，提高器件 激光器2的發(fā)射抗干擾能力。同時，1490nm、1550nm及1577nm波長的光信號的能量被第一波分復(fù)用元件4沿 與水平光軸成90度夾角方向全部反射后，向上入射到第二波分復(fù)用元件5的表面。其中， 1490nm及1550nm波長的光波信號的能量被第二波分復(fù)用元件5全部反射，以防止其進入光 電探測器6，提高對串?dāng)_信號的隔離度；而1577nm波長的接收光波信號的能量被第二波分 復(fù)用元件5全部透過，進入光電探測器6，實現(xiàn)對光信號的接收。以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其進行限制；盡管參照前 述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，依然可以對 前述實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些 修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型所要求保護的技術(shù)方案的精神和 范圍。
權(quán)利要求1.一種萬兆EPON網(wǎng)絡(luò)ONU端用光器件，包括殼體，以及設(shè)置在殼體內(nèi)的激光器和光電 探測器，其特征在于，沿激光器的水平光軸方向依次設(shè)置有第一波分復(fù)用元件及光器件的 光接口，在第一波分復(fù)用元件的一側(cè)依次設(shè)置有第二波分復(fù)用元件及光電探測器；第一波 分復(fù)用元件對第一波段的光波完全透射、對第二波段的光波完全反射，第二波分復(fù)用元件 對第一波段的光波完全反射、對第二波段的光波完全透射，且第一波分復(fù)用元件與第二波 分復(fù)用元件間的設(shè)置角度使得從光接口傳輸至第一波分復(fù)用元件中的第二波段的光波完 全反射至第二波分復(fù)用元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光器件，其特征在于，所述第一波分復(fù)用元件與所述激光器 的水平光軸成45°夾角，所述第二波分復(fù)用元件及所述光電探測器依次設(shè)置在第一波分復(fù) 用元件的上方、且與激光器的水平光軸相垂直的方向上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光器件，其特征在于，所述第一波段的光波為1260-1360nm的 光波，所述第二波段的光波為1575-1580nm的光波。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光器件，其特征在于，在所述激光器與所述第一波分復(fù)用元 件之間還設(shè)置有隔離器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的光器件，其特征在于，所述激光器通過有源耦合 方式與所述光接口進行定位；所述光電探測器通過有源耦合方式與所述第一波分復(fù)用元件 及所述第二波分復(fù)用元件進行定位。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光器件，其特征在于，所述殼體為金屬殼體，所述光接口通過 激光焊接固定在所述金屬殼體上，所述光電探測器通過絕緣材料固定在所述金屬殼體上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光器件，其特征在于，所述第一波分復(fù)用元件及所述第二波 分復(fù)用元件均為濾光片。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光器件，其特征在于，所述光電探測器為雪崩光電二極管APD。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光器件，其特征在于，所述光接口為SC插拔型或LC插拔型中 的一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光器件，其特征在于，所述光器件采用小型化封裝方式進行封裝。
專利摘要本實用新型公開了一種萬兆EPON網(wǎng)絡(luò)ONU端用光器件，包括殼體以及設(shè)置在殼體內(nèi)的激光器和光電探測器；沿激光器的水平光軸方向依次設(shè)置有第一波分復(fù)用元件及光器件的光接口，在第一波分復(fù)用元件的一側(cè)依次設(shè)置有第二波分復(fù)用元件及光電探測器。將本實用新型的光器件應(yīng)用于ONU端的光模塊中，不僅便于光模塊小型化封裝、增加設(shè)備密度，且易于解決高速光收發(fā)一體模塊的功率和靈敏度不足的問題。
文檔編號G02B6/42GK201886180SQ201020634339
公開日2011年6月29日 申請日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者宋琛 申請人:青島海信寬帶多媒體技術(shù)有限公司