TWM644758U - 被動光網雙系統聚焦裝置 - Google Patents
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Abstract
一種被動光網雙系統聚焦裝置包含光導引單元、光路徑轉換單元及光收發單元。光導引單元係連接於光纖,並適用以傳輸光訊號。光路徑轉換單元連接光導引單元,適用以接收光訊號並改變光訊號的光路徑,利用於光收發單元中進行雙個接收件及雙個發射件的配置,在相同光路徑上能夠同時支持兩組通訊協定系統的使用。
Description
本創作是有關於一種光學模組,特別是指一種應用於被動光網系統,能提供雙系統通用的被動光網雙系統聚焦裝置。
隨著對高性能和速度的需求的增加,導致光纖在通信中的使用變得更為廣泛。在光通訊系統中,光被用來以光脈衝而不是電流的形式,藉由光纖以將數據傳輸到遠端。光纖收發器是通訊系統的重要組成部分,且可依照光纖模式、傳輸速率、傳輸距離、波長和連接器類型來進行分類。在光纖電纜通訊領域中,光傳輸模組(Transceiver)具備著承先啟後之角色,其主要的功能是將光訊號轉換為電訊號,或者將電訊號轉換成為光訊號。其中一種光傳輸模組類型的收發器是雙向的收發器(BOSA),而BOSA的主要組件是雙向光學子組件(bi-directional Optical Sub-Assembly)。
BOSA使用兩個獨立的波長通道,一個用於通過單根光纖束與互連設備之間進行收發,一端的發射波長與另一端的接收
波長彼此匹配。BOSA可以在每一端分別地發送(Tx)數據和接收(Rx)數據。
一般而言,BOSA由光發射器所構成,其中所述的光發射器具有像是激光二極體、具有光接收源的光接收器、可讓一種波長的光通過但同時反射另一波長的光濾波器,以及一種可同時輸出發射光並輸入接收光的光傳輸器,且上述的元件均由一殼體所包覆著。Tx數據在通過光發射器後,再透過波長濾波器傳輸到光連接器中的光纖,Rx數據則是在通過光纖後,再藉由濾波器傳輸到光接收器。
舉例而言,在一習知技術中,提供了一種光傳輸次模組,請參考圖一。在此習知技術中,光傳輸次模組1即包含了可同時輸出並接受光的一光傳輸器11與具有光接收源的一光接收器12,換言之,在此結構下僅適用於一個通訊協定的系統。而隨著資料傳輸速度的需求提升,舊網路系統遂需要升級到新系統以負荷大量及快速的資料傳輸,而在升級的過程中存在著交接期,亦即,在升級的過程中,仍需同時服務維持舊網路系統及升級為新網路系統的用戶。當辦公大樓或轉接站的數據機需求有兩種系統時,遂無法統一使用一個數據機來解決。因此,提升光傳輸次模組的結構以應對需同時服務兩個系統的情形係成為光纖電纜通訊領域中欲考量的重要課題。
有鑑於上述,習知技術存在許多瓶頸,本創作係克服上述問題,提出一種富實用性的被動光網雙系統聚焦裝置。
本創作之一目的在於提供一種被動光網雙系統聚焦裝置,該模組能同時支持兩個通訊系統的使用,以解決習知技術中需要重新佈置光纖傳輸線及汰換數據機的問題。
本創作之又一目的在於提供一種被動光網雙系統聚焦裝置,該模組能夠於狹小的空間當中同時裝設兩組接收件及發射件,以解決習知技術中僅能設置一組接收件及發射件的問題。
為達上述目的,本創作提出一種被動光網雙系統聚焦裝置,該被動光網雙系統聚焦裝置包含一光導引單元、一光路徑轉換單元及一光收發單元。其中該光導引單元係連接於一光纖,並適用以傳輸至少一光訊號,且該至少一光訊號係非為單一波長。其中該光路徑轉換單元連接該光導引單元,適用以接收該至少一光訊號並改變該至少一光訊號的光路徑,該光路徑轉換單元係沿著朝向該光導引單元的方向依序包含一第一濾波片、一第二濾波片、一聚焦調整透鏡及一第三濾波片。該光收發單元係適用以接收及發送該至少一光訊號,並適用於兩組通訊協定系統,該光收發單元包含一第一接收件、一第二接收件、一第三發射件及一第四發射件。其中該第一接收件係對應該第一濾波片設置。該第二
接收件係對應該第二濾波片設置。該第三發射件係對應該第三濾波片設置。該第四發射件係對應該第三濾波片設置。其中該第一接收件及該第二接收件係分別對應於該第三發射件及該第四發射件的其中之一設置。
在本創作的一實施例中,其中該至少一光訊號傳遞至該第一濾波片時,該至少一光訊號進入該第一濾波片的入射角係介於40度至50度。
在本創作的一實施例中,其中該至少一光訊號傳遞至該第二濾波片時,該至少一光訊號進入該第二濾波片的入射角係介於40度至50度。
在本創作的一實施例中,其中該至少一光訊號傳遞至該第三濾波片時,該至少一光訊號進入該第三濾波片的入射角係介於40度至50度。
在本創作的一實施例中,其中該第一接收件係接收波長範圍介於1575至1580nm。
在本創作的一實施例中,其中該第二接收件係接收波長範圍介於1480至1500nm。
在本創作的一實施例中,其中該第三發射件係發射波長範圍介於1300nm至1320nm。
在本創作的一實施例中,其中該第四發射件係發射波長範圍介於1260nm至1280nm。
在本創作的一實施例中,其中該第三發射件及該第四發射件之間的發射波長範圍差係不大於60nm。
在本創作的一實施例中,其中該聚焦調整透鏡的外徑係介於1.3mm至2.3mm。
在本創作的一實施例中,其中該聚焦調整透鏡的長度係介於1.1mm至1.7mm。
在本創作的一實施例中,其中該聚焦調整透鏡至該光纖的距離係介於2.3mm至2.5mm。
在本創作的一實施例中,其中該聚焦調整透鏡至該第三濾波片的距離係介於3.5mm至3.7mm。
在本創作的一實施例中,其中該第一接收件至該第一濾波片的距離係介於2mm至2.3mm。
在本創作的一實施例中,其中該第二接收件至該第二濾波片的距離係介於2mm至2.3mm。
在本創作的一實施例中,其中該第三濾波片至該第三發射件及該第四發射件之至少其中之一的距離係介於5.5mm至10.6mm。
在本創作的一實施例中,其中該第三濾波片至該第三發射件的距離係介於2mm至3mm。
在本創作的一實施例中,其中該第三濾波片至該第四發射件的距離係介於5mm至7mm。
在本創作的一實施例中,其中該第一濾波片、該第二濾波片及該第三濾波片的至少其中之一的厚度係介於0.1mm至0.3mm。
在本創作的一實施例中,其中該聚焦調整透鏡調整該至少一光訊號至第一接收件、第二接收件、第三發射件及第四發射件之至少其中之一的光路徑行程。
綜上所述,本創作係提出一種被動光網雙系統聚焦裝置,利用於光收發單元中進行雙個接收件及雙個發射件的配置,在相同光路徑上能夠同時支持兩組通訊協定的使用。此外,藉由光路徑轉換單元中各個濾波片的角度設置,以在狹小的空間內裝設兩組接收件及發射件,不僅不會增加整體的佔據空間,且依然能夠維持良好的訊號傳遞效果。
現將經由對說明性實施例、隨附圖式及申請專利範圍之以下詳細描述的評述,使本創作之此等以及其他組件、步驟、特徵、效益及優勢變得明朗。
1:光傳輸次模組
11:光傳輸器
12:光接收器
2:被動光網雙系統聚焦裝置
20:光導引單元
22:光路徑轉換單元
240:第一接收件
242:第二接收件
244:第三發射件
246:第四發射件
220:第一濾波片
222:第二濾波片
223:聚焦調整透鏡
224:第三濾波片
S:光訊號
9:光纖
本創作之其他的特徵及功效,將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現,其中:
圖1為習知技術之一光傳輸次模組的一結構示意圖;
圖2為本創作之被動光網雙系統聚焦裝置的一結構示意圖;
圖3為本創作之被動光網雙系統聚焦裝置的一剖面的一結構示意圖;
圖4為本創作之被動光網雙系統聚焦裝置的一剖面的含光路徑的一結構示意圖。
在本創作被詳細描述之前,應當注意在以下的說明內容中,類似的元件是以相同的編號來表示,此外圖式中元件的形狀、尺寸、厚度、以及角度等相關參數並未依照比例繪製,其簡化用意僅為方便清楚說明。
本案所公開的實施例為一種被動光網雙系統聚焦裝置。舉例而言,被動光網雙系統聚焦裝置可安裝在無源光網絡(PON)系統的用戶端光網路單元(ONU),此系統係為光纖到路邊(FTTC)、光纖到大樓(FTTB)或光纖到戶(FTTH)系統,採用點對多點網絡架構以及遠程用戶住處採用的FTTC、FTTB、FTTH的系統及設備。
首先,先就本案被動光網雙系統聚焦裝置的結構外觀及部份功能進行描述。請參閱圖2,為本創作之被動光網雙系統聚焦裝置的一結構示意圖。被動光網雙系統聚焦裝置2包含光導引單元20、光路徑轉換單元22及光收發單元。光導引單元20連接於光纖9,光導引單元20係適用以輸出光訊號。光路徑轉換單元22連接該光導引單元20,適用以接收光訊號並改變光訊號的光路徑。光收發單元適用以接收及發送光訊號,光收發單元包含第一接收件240、第二接收件242、第三發射件244及第四發射件246。其中,第一接收件240及第二接收件242係分別對應於第三發射件244及第四發射件246的其中之一設置。換句話說,接收件及發射件係為成對設置,而圖2中接收件及發射件的安裝位置僅為實施例中的示意圖,實際安裝位置仍係依照佈置需求而決定。
接著,藉由剖面圖以進一步揭露本案被動光網雙系統聚焦裝置的內部結構。請參閱圖3,圖3為本創作之被動光網雙系統聚焦裝置的一剖面的一結構示意圖。被動光網雙系統聚焦裝置2包含光導引單元20、光路徑轉換單元22及光收發單元。光路徑轉換單元22連接該光導引單元20,並沿著朝向光導引單元20的方向依序包含第一濾波片220、第二濾波片222、聚焦調整透鏡223、第三濾波片224。光收發單元包含第一接收件240、第二接收件242、第三發射件244及第四發射件246。其中,第一接收件240
係對應第一濾波片220設置;第二接收件242係對應第二濾波片222設置;第三發射件244係對應第三濾波片224設置;第四發射件246係對應第三濾波片224設置。
關於上述濾波片、接收件及發射件的設計位置將於此進一步說明。需說明的是,由於能夠裝設本案模組的裝置通常係於較為狹窄的空間,因此如何在簡化元件的排列及減少整體空間的同時達到效果優良的平衡係為設計上述元件位置時的主要考量。在本案當中,首要考慮之處在於光訊號的傳遞路徑是否被遮擋,一但光訊號被遮擋,勢必會造成傳輸效果降低,因此,必須提供接收件及/或發射件適當的裝設空間,然而,任何一個接收件及/或發射件的移動皆會增加元件之間的碰撞。此外,當移動接收件及/或發射件的同時,在光路徑轉換單元內部的聚焦調整透鏡及濾波片亦需隨之調整,而為了減少光斑影響訊號傳遞的效果,在發射端的濾波片通常係裝設於發射件的光聚焦點附近,光斑小濾波片就可以使用小尺寸節省空間,也因此,在層層考量之下,於光調整單元內的元件設計係為一大挑戰。
在上述考量下,關於光路徑轉換單元當中光的詳細路徑將於此進一步說明,請繼續參考圖3,並請同時參考圖4,圖4為本創作之被動光網雙系統聚焦裝置的一剖面的含光路徑的一結構示意圖。由於各個濾波片的過濾波長皆係以濾波片所對應的接收
件及/或發射件之需求而定,因此在本案中僅依照各個濾波片的角度進行敘述。而定義濾波片角度的方式係以光入射至濾波片的角度而決定。亦即,在本案所述被動光網雙系統聚焦裝置2中,當光訊號S(虛線)傳遞至第一濾波片220時,光訊號S進入第一濾波片220的入射角為40度至45度;當光訊號S傳遞至第二濾波片222時,光訊號S進入第二濾波片222的入射角為40度至45度;當光訊號S傳遞至第三濾波片224時,光訊號S進入第三濾波片224的入射角為40度至45度,而在本實施例中,均僅繪示入射角為45度為參考示意。
需特別說明的是,本案的光訊號係非為單一波長,而在不同波長的情況下,若直接將光訊號傳輸至光導引單元,則可能會發生光訊號受到干擾,進而導致接收不良的問題。因此,在習知技術中常用平行光透鏡來彌補上述之不足,但通常在使用平行光透鏡的情況下,會需要設置較多個以達到延長焦距的目的,而平行光透鏡的成本較高,若要進行大量生產,勢必會耗費較多成本,且當內部組件增加,元件之件的安排及設計就必須重新考量。本案的被動光網雙系統聚焦裝置中係設置有一聚焦調整透鏡,此透鏡可用以調整自光纖發出後的光訊號至第一接收件、第二接收件、第三發射件及第四發射件之至少其中之一的光路徑行程。
在本案的被動光網雙系統聚焦裝置中,第一接收件係接收波長範圍介於1575nm至1580nm。第二接收件係接收波長範圍介於1480nm至1500nm。第三發射件係發射波長範圍介於1300nm至1320nm。該第四發射件係發射波長範圍介於1260nm至1280nm。且其中該第三發射件及該第四發射件之間的發射波長範圍差係不大於60nm。
本案係透過聚焦調整透鏡調整該至少一光訊號至第一接收件、第二接收件、第三發射件及第四發射件之至少其中之一的光路徑行程。因此,聚焦調整透鏡的本身結構,以及對應各光收發件的距離係為重要之關鍵。在本實施例中,聚焦調整透鏡的外徑係介於1.3mm至2.3mm,聚焦調整透鏡的長度係介於1.1mm至1.7mm。聚焦調整透鏡至該光纖的距離係介於2mm至3mm。聚焦調整透鏡至該第三濾波片的距離係介於3mm至4mm。需說明的是,本案所指聚焦調整透鏡至各元件的距離係以聚焦調整透鏡的中心點起算,至光纖的距離為至光訊號出口的距離,至接收件的距離為至接收件頂端的距離,至發射件的距離為至發射徑基座的距離。
此外,由於焦距係會影響光收發損耗,且係元件設置安排的依據之一。因此,各接收件及各發射件至濾波片的距離係為相當重要之關鍵。在本實施例中,第一接收件至第一濾波片的距
離係介於2mm至2.3mm。第二接收件至該二濾波片的距離係介於1.5至2.1mm。第三濾波片至第三發射件及第四發射件之至少其中之一的距離係介於2mm至7mm。第三濾波片至第三發射件的距離係介於2mm至3mm。第三濾波片至第四發射件的距離係介於5mm至7mm。其中第一濾波片、第二濾波片及第三濾波片的至少其中之一的厚度係介於0.1mm至0.3mm。
利用本案所述的被動光網雙系統聚焦裝置,可於同一結構中同時提供兩種通訊協定系統的服務,舉例而言,可以同時服務GPON(Gigabit-Capable Passive Optical network)與XGS-PON(10 Gigabit-Capable Symmetric Passive Optical network)兩種系統。當然,上述通訊系統僅為示例,任何能夠應用於本案之被動光網雙系統聚焦裝置之通訊系統皆不應超出本創作之範圍。
據此,本創作係揭露一種被動光網雙系統聚焦裝置,並具有以下優點:
1.結合雙系統元件於同一模組當中,使欲更換或同時使用兩種通訊系統時,無須額外拆解數據機等硬體設備,大幅降低更換系統的成本。
2.透過聚焦調整透鏡的設置,使得光訊號得以直接於內部進行焦距調整,提升了接收件所收到的光訊號品質。
3.藉由聚焦調整透鏡的設置的設計,其所占空間較小,成本較低,不僅增加了其他元件設計安排的可行性,大幅地節省了整體空間,更減少元件成本較高的問題。
本創作所揭露之技術內容並不限於上述之實施例,凡是與本創作所揭露之創作概念及原則相同者,皆落入本創作之申請專利範圍。需注意的是,本創作所述之元件之方向,例如“上”、“下”、“上方”、“下方”、“水平”、“垂直”、“左”、“右”等並不表示絕對的位置及/或方向。元件的定義,例如“第一”和“第二”並不是限定之文字,而是區別性的用語。而本案所用之“包括”或“包含”涵蓋“包括”和“具有”的概念,並表示元件、操作步驟及/或組或上述的組合,並不代表排除或增加的意思。又,除非有特別說明,否則操作之步驟順序並不代表絕對順序。更,除非有特別說明,否則以單數形式提及元件時(例如使用冠詞“一”或“一個”)並不代表“一個且只有一個”而是“一個或多個”。本案所使用的“及/或”是指“及”或“或”,以及“及”和“或”。本案所使用的範圍相關用語係包含全部及/或範圍限定,例如“至少”、“大於”、“小於”、“不超過”等,是指範圍的上限或下限。
惟以上所述者,僅為本創作之實施例而已,當不能以此限定本創作實施之範圍,凡是依本新型申請專利範圍及專利說明
書內容所作之簡單的等效變化與修飾,皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。
2:被動光網雙系統聚焦裝置
20:光導引單元
22:光路徑轉換單元
240:第一接收件
242:第二接收件
244:第三發射件
246:第四發射件
220:第一濾波片
222:第二濾波片
223:聚焦調整透鏡
224:第三濾波片
9:光纖
Claims (20)
- 一種被動光網雙系統聚焦裝置,包含:一光導引單元,連接於一光纖,並適用以傳輸至少一光訊號,且該至少一光訊號係非為單一波長;一光路徑轉換單元,連接該光導引單元,適用以接收該至少一光訊號並改變該至少一光訊號的光路徑,該光路徑轉換單元係沿著朝向該光導引單元的方向依序包含一第一濾波片、一第二濾波片、一聚焦調整透鏡、一第三濾波片;以及一光收發單元,適用以接收及發送該至少一光訊號,以適用於兩組通訊協定系統,該光收發單元包含:一第一接收件,係對應該第一濾波片設置;一第二接收件,係對應該第二濾波片設置;一第三發射件,係對應該第三濾波片設置;以及一第四發射件,係對應該第三濾波片設置;其中,該第一接收件及該第二接收件係分別對應於該第三發射件及該第四發射件的其中之一設置。
- 如請求項1所述的被動光網雙系統聚焦裝置,其中該至少一光訊號傳遞至該第一濾波片時,該至少一光訊號進入該第一濾波片的入射角係介於40度至50度。
- 如請求項1所述的被動光網雙系統聚焦裝置,其中該至少一光訊號傳遞至該第二濾波片時,該至少一光訊號進入該第二濾波片的入射角係介於40度至50度。
- 如請求項1所述的被動光網雙系統聚焦裝置,其中該至少一光訊號傳遞至該第三濾波片時,該至少一光訊號進入該第三濾波片的入射角係介於40度至50度。
- 如請求項1所述的被動光網雙系統聚焦裝置,其中該第一接收件係接收波長範圍介於1575至1580nm。
- 如請求項1所述的被動光網雙系統聚焦裝置,其中該第二接收件係接收波長範圍介於1480至1500nm。
- 如請求項1所述的被動光網雙系統聚焦裝置,其中該第三發射件係發射波長範圍介於1300nm至1320nm。
- 如請求項1所述的被動光網雙系統聚焦裝置,其中該第四發射件係發射波長範圍介於1260nm至1280nm。
- 如請求項1所述的被動光網雙系統聚焦裝置,其中該第三發射件及該第四發射件之間的發射波長範圍差係不大於60nm。
- 如請求項1所述的被動光網雙系統聚焦裝置,其中該聚焦調整透鏡的外徑係介於1.3mm至2.3mm。
- 如請求項1所述的被動光網雙系統聚焦裝置,其中該聚焦調整透鏡的長度係介於1.1mm至1.7mm。
- 如請求項1所述的被動光網雙系統聚焦裝置,其中該聚焦調整透鏡至該光纖的距離係介於2mm至3mm。
- 如請求項1所述的被動光網雙系統聚焦裝置,其中該聚焦調整透鏡至該第三濾波片的距離係介於3mm至4mm。
- 如請求項1所述的被動光網雙系統聚焦裝置,其中該第一接收件至該第一濾波片的距離係介於1.5mm至2.1mm。
- 如請求項1所述的被動光網雙系統聚焦裝置,其中該第二接收件至該第二濾波片的距離係介於0.9mm至1.5mm。
- 如請求項1所述的被動光網雙系統聚焦裝置,其中該第三濾波片至該第三發射件及該第四發射件之至少其中之一的距離係介於2mm至7mm。
- 如請求項1所述的被動光網雙系統聚焦裝置,其中該第三濾波片至該第三發射件的距離係介於2mm至3mm。
- 如請求項1所述的被動光網雙系統聚焦裝置,其中該第三濾波片至該第四發射件的距離係介於5mm至7mm。
- 如請求項1所述的被動光網雙系統聚焦裝置,其中該第一濾波片、該第二濾波片及該第三濾波片的至少其中之一的厚度係介於0.1mm至0.3mm。
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