CN216083189U - 一种应用于Combo Pon OLT光模块的混合集成光收发器件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种应用于Combo Pon OLT光模块的混合集成光收发器件，属于光通信技术领域。其10G发射端以及2.5G发射端采用蝶形封装且与合波PLC进行耦合，两发射端的出射光由合波PLC以点光源输出，依次经第一准直透镜准直，自由空间隔离器透射，45°滤波片透射，第二准直透镜聚焦后进入陶瓷套管；1.25G和2.5G接收的光由陶瓷套管进入，依次经第二准直透镜准直，45°滤波片反射，第三准直镜聚焦后进入分波PLC芯片，实现对1270nm波长和1310nm波长的分波，并将对应的光输入到对应的APD芯片上。本实用新型的光收发器件减少耦合步骤，减少了透镜和玻片的使用，降低了制造和物料成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及光通信技术领域，具体涉及一种应用于Combo Pon OLT光模块的混合集成光收发器件。
背景技术
GPON（无源光接入***）升级到XGPON过渡方案有外置合波器方案和光模块合一的Combo Pon方案两种。外置合波器方案需新增OLT机框、机架、10GPON线卡、外置合波器及跳纤和ODF架等配套设备，建设成本高，机房空间占用大，施工和布线复杂，管理和维护困难。此外，外置合波器引入的光功率损耗也会影响现网ONU的光功率预算，存在影响用户业务的风险。
而光模块合一的Combo Pon方案即GPON和XGPON OLT的联合体，利用两种技术采用不同的承载波长，在一个光模块内将四种波长合波实现GPON和XGPON光信号的独立发送和接收处理。采用光模块合一的Combo Pon方案，将GPON和XGPON光波长在一个光模块内进行双通道合波后从同一光口输出，进行XGPON升级时，只需用Combo Pon线卡替换原OLT上的GPON线卡，原GPON线卡上的光纤同步切换到Combo Pon线卡上即可实现GPON和XGPON的共存。该方案相比外置合波器方案的升级方式，具有以下几方面优势：
1、节省机房空间，简化运维。Combo Pon方案不需要新增外置设备以及相关配套，在GPON满配升级的情况下，可以极大节省机房空间。
2、减少初期投资，平滑投资收益，当前XGPON ONU终端相较GPON ONU成本较高，采用Combo Pon部署方案，可以根据家庭用户的带宽升级需求，随着业务的发展按需升级用户家庭里的ONU。
3、不影响现网GPON业务，平滑网络升级，若采用外置合波器方案，将引入至少1.5dB的插损，存在现网GPON ONU不能正常工作的风险，进而影响现网业务，采用Combo Pon方案不存在此问题。
4、减少局端部署成本Combo Pon升级方案可以减少局端部署成本，针对Combo Pon和外置合波器方案，采用Combo Pon方案比外置合波器方案可以节省24%的部署费用。
传统应用于PON的光器件和光模块，数据通道数往往只有2路，个别产品为3路，而应用于Combo Pon的光模块和光器件，需要在维持原来SFP+或XFP封装形式的前提下，实现4路的数据通道，且各通道规格指标不能有任何的降低，这对光器件和光模块的光学设计，散热设计，结构设计等方面提出了非常高的要求，现有的实现方案，在我公司公开的现有专利201810260524.2，一种基于无源PLC光波导技术的Combo Pon光组件的背景技术以及附图1中有详细说明。
我司的公开专利，克服了现有实现方案存在的缺陷如：1、尺寸过长过宽，虽然能勉强装入SFP+外壳中，但给后端电路布局带来较大困难，另尺寸过长使得空间光路增长，从而导致输出光功率降低。2、10G发射端和2.5G发射端分别耦合，存在因角度失配导致的发射端光功率低的风险，影响整体良率。3、1.25G接收端1.25G接收端0°滤波片因采用汇聚光路，导致分光隔离度差，且透射波长插损大。尽管我公司公开的现有专利201810260524.2，在现有实现方案的基础上进行了一定的优化，但是优化后的方案依然存在2路接收端独立耦合，耗时长，生产制造成本高的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种应用于Combo PonOLT光模块的混合集成光收发器件，其利用无源PLC光波导技术，将Combo Pon光器件的2路发射端合成在一个蝶形封装中，2路接收端合成在一个TO中，从而使外部的光路耦合由两发两收简化为一发一收，极大地简化了外部光路的耦合，减小了器件的体积。并且接收端采用全准直光路，响应度较传统方案高1dB以上，从而提高器件制造的整体良率。
本实用新型提供了一种应用于Combo Pon OLT光模块的混合集成光收发器件，包括：10G发射端，用于发射10G/bs速率的光；
2.5G发射端，用于发射2.5G/bs速率的光；
合波PLC芯片，用于接收所述10G发射端和2.5G发射端的出射光并将接收的出射光以点光源的形式输出；所述10G发射端和2.5G发射端通过近场耦合方式与合波PLC芯片耦合；
第一准直透镜，与所述合波PLC芯片相对，用于对合波PLC芯片输出的点光源进行准直；
自由空间隔离器，与第一准直透镜相对，用于透射第一准直透镜发出的准直光；
45°滤波片，与自由空间隔离器相对，用于透射自由空间隔离器的出射光；
第二准直透镜，与45°滤波片相对，用于对45°滤波片的出射光进行聚焦；
陶瓷套管，与第二准直透镜相对，用于接收第二准直透镜聚焦的光；
第三准直透镜，设于所述45°滤波片的正上方，用于聚焦经第二准直透镜准直和45°滤波片反射的经过陶瓷套管的入射光；
分波PLC芯片，与第三准直透镜相对，用于分出1310nm光和1270nm光；
1.25G接收APD芯片，用于接收分波PLC芯片分出1310nm光；
2.5G接收APD芯片，用于接收分波PLC芯片分出1270nm光。
较佳地，还包括接收端TO-Header，所述1.25G接收APD芯片和2.5G接收APD芯片贴装于分波PLC芯片上，再整体贴装于接收端TO-Header上。
较佳地，10G发射端采用是1577nm 激光器芯片，2.5G发射端采用是1490nm激光器芯片。
较佳地，45°滤波片的透射范围是1480nm-1580nm，反射范围是：1260nm -1380 nm。
较佳地，10G发射端和2.5G发射端均采用蝶形封装。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型两路发射端在蝶形封装下实现了外部光路重合，保证了两路耦合效率的一致性，因而只要保证了一路的耦合效率，另一路能得到相同的耦合效率，同时由于两个发射端封装在一起，使得封装体积减小。
2、本实用新型中所有经过滤波片和自由空间隔离器的部分都是准直光，而相比于传统方案的会聚光来说，准直光经过滤波片和隔离器时没有光斑畸变，从而提高了耦合效率和良率。
3、本实用新型接收端采用将两路接收放在同一个TO内，实现了外部两路接收端在TO封装内光路的重合，保证了两路耦合效率的一致性，因而只要保证了一路的耦合效率，另一路能得到相同的耦合效率，减少了耦合步骤，压缩了整个光路的长度，使得器件长度减小，增加了模块PCB的布板空间。
4、本实用新型接收端与传统分离TO封装相比，减少了透镜和玻片的使用，降低了制造和物料成本。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
附图1标记如下：
1-10G发射端、2-自由空间隔离器、3-45°滤波片、4-陶瓷套管、5-第二准直透镜、6-第三准直透镜、7-分波PLC芯片、8-1.25G接收APD芯片、9-接收端TO-Header、10-2.5G接收APD芯片、11-第一准直透镜、12-合波PLC芯片、13-2.5G发射端。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型提供的一种应用于Combo Pon OLT光模块的混合集成光收发器件，包括10G发射端1，用于发射10G/bs速率的光；2.5G发射端13，用于发射2.5G/bs速率的光；合波PLC芯片12，用于接收所述10G发射端1和2.5G发射端13的出射光并将接收的出射光以点光源的形式输出；所述10G发射端1和2.5G发射端13通过近场耦合方式与合波PLC芯片12耦合；第一准直透镜11，与所述合波PLC芯片12相对，用于对合波PLC芯片12输出的点光源进行准直；自由空间隔离器2，与第一准直透镜11相对，用于透射第一准直透镜11发出的准直光；45°滤波片3，与自由空间隔离器2相对，用于透射自由空间隔离器2的出射光；第二准直透镜5，与45°滤波片3相对，用于对45°滤波片3的出射光进行聚焦；陶瓷套管4，与第二准直透镜5相对，用于接收第二准直透镜5聚焦的光；第三准直透镜6，设于所述45°滤波片3的正上方，用于聚焦经第二准直透镜5准直和45°滤波片3反射的经过陶瓷套管4的入射光；分波PLC芯片7，与第三准直透镜6相对，用于分出1310nm光和1270nm光；1.25G接收APD芯片8，用于接收分波PLC芯片7分出1310nm光；2.5G接收APD芯片10，用于接收分波PLC芯片7分出1270nm光。
进一步地，还包括接收端TO-Header9，所述1.25G接收APD芯片8和2.5G接收APD芯片10贴装于分波PLC芯片7上，再整体贴装于接收端TO-Header9上。
进一步地，10G发射端1采用是1577nm激光器芯片，2.5G发射端13采用是1490nm激光器芯片。
进一步地，45°滤波片3的透射范围是1480nm-1580nm，反射范围是：1260nm -1380nm。
进一步地，所述10G发射端1和2.5G发射端13均采用蝶形封装。
进一步地，分波PLC芯片7通过片上反射技术即在波导上刻蚀45度反射面，并在反射面上镀金属，将光信号反射到对应的1.25G接收APD芯片8和2.5G接收APD芯片10的光敏面上。
如图所示，本实用新型提供的一种应用于Combo Pon OLT光模块的混合集成光收发器件，包括10G发射端1、2.5G发射端13、合波PLC芯片12、第一准直透镜11、自由空间隔离器2、45°滤波片3、第二准直透镜5、陶瓷套管4、第三准直透镜6、分波PLC芯片7、1.25G接收APD芯片8和2.5G接收APD芯片10及接收端TO-Header9；
10G发射端1：封装形式为蝶形封装，采用1577nm激光器芯片与合波PLC芯片12进行耦合，后由合波PLC芯片12点光源输出，经由第一准直透镜11准直，自由空间隔离器2透射，45°滤波片3透射，第二准直透镜5聚焦，进入陶瓷套管4；
2.5G发射端13：封装形式为蝶形封装，采用1490nm激光器芯片与合波PLC芯片12进行耦合，后由合波PLC芯片12点光源输出，经由第一准直透镜11准直，自由空间隔离器2透射，45°滤波片3透射，第二准直透镜5聚焦，进入陶瓷套管4；
1.25G接收APD芯片8接收的光从陶瓷套管4输入，经由第二准直透镜5准直，45°滤波片3反射，第三准直透镜6聚焦，分波PLC芯片7分出1310nm光，再通过片上反射镜，进入1.25G接收端；
2.5G接收APD芯片10接收的光从陶瓷套管4输入，经由第二准直透镜5准直，45°滤波片3反射，第三准直透镜6聚焦，分波PLC芯片7分出1270nm光，再通过片上反射镜，进入2.5G接收APD芯片10；
本实用新型应用于Combo Pon OLT光模块的混合集成光收发器件中发射端采用二合一的方式，用PLC光波导芯片合波的技术，将2.5G1490nm激光器芯片与10G1577nm激光器芯片封装在一个蝶形封装中，具有以下优点：
1、实现了外部两路发射端在蝶形封装外部光路的重合，保证了两路耦合效率的一致性，因而只要保证了一路的耦合效率，另一路能得到相同的耦合效率。
2、所有经过滤波片和隔离器的部分都是准直光，而相比于传统方案的会聚光来说，准直光经过滤波片和隔离器时没有光斑畸变，从而提高了耦合效率和良率。
本实用新型应用于Combo Pon OLT光模块的混合集成光收发器件接收端也采用二合一的方式，用波分PLC将1270nm和1310nm光分开，分别通过片上反射镜将信号传输给对应贴装的APD芯片上，具有以下优点：
1、实现了外部两路接收端在TO封装内光路的重合，保证了两路耦合效率的一致性，因而只要保证了一路的耦合效率，另一路能得到相同的耦合效率；
2、与传统分离TO封装相比，减少耦合步骤，减少了透镜和玻片的使用，降低了制造和物料成本。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种应用于Combo Pon OLT光模块的混合集成光收发器件，其特征在于，包括：
10G发射端（1），用于发射10G/bs速率的光；
2.5G发射端（13），用于发射2.5G/bs速率的光；
合波PLC芯片（12），用于接收所述10G发射端（1）和2.5G发射端（13）的出射光并将接收的出射光以点光源的形式输出；所述10G发射端（1）和2.5G发射端（13）通过近场耦合方式与合波PLC芯片（12）耦合；
第一准直透镜（11），与所述合波PLC芯片（12）相对，用于对合波PLC芯片（12）输出的点光源进行准直；
自由空间隔离器（2），与第一准直透镜（11）相对，用于透射第一准直透镜（11）发出的准直光；
45°滤波片（3），与自由空间隔离器（2）相对，用于透射自由空间隔离器（2）的出射光；
第二准直透镜（5），与45°滤波片（3）相对，用于对45°滤波片（3）的出射光进行聚焦；
陶瓷套管（4），与第二准直透镜（5）相对，用于接收第二准直透镜（5）聚焦的光；
第三准直透镜（6），设于所述45°滤波片（3）的正上方，用于聚焦经第二准直透镜（5）准直和45°滤波片（3）反射的经过陶瓷套管（4）的入射光；
分波PLC芯片（7），与第三准直透镜（6）相对，用于分出1310nm光和1270nm光；
1.25G接收APD芯片（8），用于接收分波PLC芯片（7）分出1310nm光；
2.5G接收APD芯片（10），用于接收分波PLC芯片（7）分出1270nm光。
2.如权利要求1所述的应用于Combo Pon OLT光模块的混合集成光收发器件，其特征在于，还包括接收端TO-Header（9），所述1.25G接收APD芯片（8）和2.5G接收APD芯片（10）贴装于分波PLC芯片（7）上，再整体贴装于接收端TO-Header（9）上。
3.如权利要求1所述的应用于Combo Pon OLT光模块的混合集成光收发器件，其特征在于，所述10G发射端（1）采用是1577nm 激光器芯片，2.5G发射端（13）采用是1490nm激光器芯片。
4.如权利要求1所述的应用于Combo Pon OLT光模块的混合集成光收发器件，其特征在于，所述45°滤波片（3）的透射范围是1480nm-1580nm，反射范围是1260nm -1380 nm.。
5.如权利要求1所述的应用于Combo Pon OLT光模块的混合集成光收发器件，其特征在于，所述10G发射端（1）和2.5G发射端（13）均采用蝶形封装。
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