專利名稱：用于無源光網(wǎng)絡(luò)的分光模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光通信領(lǐng)域，具體涉及一種用于無源光網(wǎng)絡(luò)的分光模塊。
背景技術(shù)：
無源光網(wǎng)絡(luò)(Passive Optical Network，PON)是指光配線網(wǎng)中不含有任何電子器件及電子電源，光配線網(wǎng)全部由無源器件組成，不需要貴重的有源電子設(shè)備。PON網(wǎng)絡(luò)的突出優(yōu)點(diǎn)是消除了戶外的有源設(shè)備，所有的信號(hào)處理功能均在交換機(jī)和用戶宅內(nèi)設(shè)備完成。這種結(jié)構(gòu)也是全光網(wǎng)絡(luò)的重要部分，是光纖到戶(FTTH)的核心，可以經(jīng)濟(jì)的為居家用戶服務(wù)。
PON系統(tǒng)由OLT(光線路終端-Optical Line Termination)、ONU(光網(wǎng)絡(luò)單元-OpticalNetwork Unit)和分光模塊組成。其中，分光器為傳統(tǒng)PON的分光模塊中重要的無源光學(xué)元件。我們稱從OLT經(jīng)過分光模塊到ONU的為下行信號(hào)，從ONU到OLT的為上行信號(hào)。分光器的主要功能是將OLT的下行光信號(hào)(1490nm)通過分光器連接到多個(gè)用戶側(cè)的ONU；將多個(gè)用戶側(cè)的ONU的光信號(hào)(1310nm)通過分光器與OLT相連接。一般分光器的制作工藝，先將兩根光纖稍微扭絞一下，然后加熱，最后拉細(xì)成型。拉絲完成后，將輸入端的一根截?cái)啵褪且粋€(gè)一分二的分光器(如圖1)。光信號(hào)從左端輸入，在經(jīng)過被加熱過的熔融區(qū)(耦合腰)后，由于此處纖芯的面積已經(jīng)小到了無法維持各自光信號(hào)傳輸?shù)某潭?，因而產(chǎn)生了能量溢出被分配入右端兩條單模光纖，從而完成了信號(hào)的分解。
傳統(tǒng)分光器的分光性能入射光從左端輸入能量100％，右端兩端口分別以50％的光信號(hào)能量輸出。
傳統(tǒng)分光器的合光性能左端輸出的光信號(hào)能量為右端兩端口各自輸入能量的50％相疊加。即整個(gè)光通道損耗了約100％的光能量。
分光模塊(1∶32)的架構(gòu)如圖6。傳統(tǒng)分光模塊有以下幾個(gè)特點(diǎn)1.每個(gè)ONU平均分配到的OLT(1490nm)的光信號(hào)強(qiáng)度大約是3％(-15dB)。
2.設(shè)OLT端輸出的光信號(hào)強(qiáng)度為0dBm(1mw)，經(jīng)過1∶32分光器后進(jìn)入ONU端的信號(hào)強(qiáng)度為(0.03125mw)10*log(1/32)＝-15dbm3.每個(gè)ONU發(fā)出的1310nm的光信號(hào)也只有大約3％(15dB)進(jìn)入OLT，其他的光信號(hào)將被衰減。
4.由于OLT的采用價(jià)格昂貴的DFB激光器，其發(fā)光強(qiáng)度高達(dá)+5dBm以上，但是ONU側(cè)，出于成本考慮，生產(chǎn)商只能用發(fā)光強(qiáng)度較差的F-P激光器，其發(fā)光強(qiáng)度只有-2dBm，所以在上傳信號(hào)(upstream)會(huì)由于ONU的激光器光強(qiáng)不足導(dǎo)致更多的誤碼，影響整個(gè)PON系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
5.為了改善PON的穩(wěn)定性，生產(chǎn)商被迫將OLT的接收端(ROSA)的PIN管(光電二極管)改為價(jià)格昂貴，控制電路復(fù)雜的APD管(雪崩光電二極管)。APD管固有特性使整個(gè)OLT的過載光功率(Over Load Input Optical Power)性能下降到-10dBm(一般采用PIN可以到-3dBm)以至于影響整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍。
由于目前的分光器的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致在PON網(wǎng)絡(luò)中只能夠?qū)崿F(xiàn)1∶32分支，ONU側(cè)的光信號(hào)強(qiáng)度成為了發(fā)展1∶64分支，1∶128分支PON系統(tǒng)的主要障礙。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種分光模塊，能夠降低鏈路損耗，同時(shí)降低ONU側(cè)對(duì)于調(diào)制激光器的發(fā)光強(qiáng)度的要求，降低OLT側(cè)對(duì)于接收二極管的靈敏度的要求。
為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種用于無源光網(wǎng)絡(luò)的分光模塊，包括一種分光/合光器，所述分光/合光器包括相互熔接的熔錐光纖、擴(kuò)束光纖，所述的熔錐光纖由兩根單模光纖組成，與擴(kuò)束光纖熔接的一端為熔融端，所述擴(kuò)束光纖與熔錐光纖熔接的一端的纖芯端面大于單模光纖的纖芯端面。所述的擴(kuò)束光纖的纖芯端面面積與熔融端的纖芯端面面積相近。
本實(shí)用新型中所包括的1∶2分光/合光器，在分光性能上與傳統(tǒng)分光器相似。左端入射光能量100％時(shí)，右端兩端口分別以50％的光信號(hào)能量輸出。在合光性能上，則與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)有很大的區(qū)別右端兩端口各自輸入能量100％時(shí)，左端輸出的光信號(hào)能量為其疊加，即200％。
即在合光方面，本實(shí)用新型理論上沒有光能量損失。
本實(shí)用新型降低上行光路的損耗，從而降低了整個(gè)系統(tǒng)對(duì)ONU側(cè)光信號(hào)強(qiáng)度的性能要求和整個(gè)1∶32分支PON系統(tǒng)的成本。也使得無障礙的推廣1∶64分支，1∶128分支的PON系統(tǒng)成為可能。


圖1是傳統(tǒng)分光器的制作工藝示意圖。
圖2是本實(shí)用新型中單模光纖加熱成擴(kuò)束光纖的效果圖。
圖3是本實(shí)用新型中制作分光/合光器的前兩個(gè)步驟的示意圖。
圖4是本實(shí)用新型中制作分光/合光器的步驟4示意圖。
圖5是在處于無源光網(wǎng)絡(luò)中的分光器；圖6是1∶32 PON網(wǎng)絡(luò)分光模塊的結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
通過以下步驟1)先將兩根單模光纖稍微扭絞一下，然后加熱，熔接在一起，最后拉細(xì)成型。在加熱時(shí)，幾種熱源均可采用，其中包括微型加熱器，使用火焰噴燈則最好。在實(shí)際的操作過程中，要對(duì)耦合比進(jìn)行監(jiān)控，并通過控制拉絲過程來進(jìn)行調(diào)節(jié)。光纖的熔接、拉絲均為現(xiàn)有技術(shù)，這里不再贅述；2)步驟完成后，從熔融端2進(jìn)行截?cái)?，形成半根熔錐光纖3。見圖3；3)將另一根單模光纖的一端進(jìn)行加熱，不須拉伸，這時(shí)光纖的纖芯1將受熱膨脹形成擴(kuò)束光纖，見圖2；4)當(dāng)擴(kuò)束光纖4的加熱端面和半根熔錐光纖的纖芯1端面大小相近時(shí)(相近的大小有利于提高耦合效率)，將受熱膨脹的擴(kuò)束光纖4與熔錐光纖3兩端通過高壓放電熔接；即形成1∶2分光/合光器。見圖4。
當(dāng)用1∶2分光/合光器替代(1∶32)分光模塊中OLT下端第一級(jí)1∶2分光器，那么由ONU側(cè)發(fā)送的0dbm光強(qiáng)信號(hào)實(shí)際上只經(jīng)過了4級(jí)衰減，信號(hào)衰減可以減少3db。
依照本實(shí)施例，每個(gè)ONU發(fā)出的1310nm的光信號(hào)大約6％(第一級(jí))或者12％(2階合波器)能進(jìn)入OLT，比原來的分光器光信號(hào)強(qiáng)度大2倍到4倍。依次類推，當(dāng)完全替代原有的1∶2分光器時(shí)，理想狀態(tài)可達(dá)到0衰減。
PON系統(tǒng)上可以使用輸出功率低的F-P激光器，同時(shí)在OLT側(cè)可以使用PIN作為接收管，可以滿足現(xiàn)有的系統(tǒng)的要求，提高動(dòng)態(tài)范圍，也可以降低整個(gè)1∶32分支PON系統(tǒng)的成本，并能無障礙的推廣1∶64分支，1∶128分支的PON系統(tǒng)。
權(quán)利要求1.一種用于無源光網(wǎng)絡(luò)的分光模塊，其特征在于所述的分光模塊包括一種分光/合光器，所述分光/合光器包括相互熔接的熔錐光纖(3)、擴(kuò)束光纖(4)，所述的熔錐光纖由兩根單模光纖組成，與擴(kuò)束光纖(4)熔接的一端為熔融端(2)，所述擴(kuò)束光纖(4)與熔錐光纖(3)熔接的一端的纖芯(1)端面大于單模光纖的纖芯端面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分光模塊，其特征在于，所述的擴(kuò)束光纖(4)的纖芯(1)端面面積與熔融端(2)的纖芯端面面積相近。
專利摘要本實(shí)用新型涉及光通信領(lǐng)域的一種用于無源光網(wǎng)絡(luò)的分光模塊，所述的分光模塊包括一種分光/合光器，所述分光/合光器包括相互熔接的熔錐光纖、擴(kuò)束光纖，所述的熔錐光纖由N根單模光纖組成，與擴(kuò)束光纖熔接的一端為熔融端，所述擴(kuò)束光纖與熔錐光纖熔接的一端的纖芯端面大于單模光纖的纖芯端面。本實(shí)用新型降低上行光路的損耗，從而降低了整個(gè)系統(tǒng)對(duì)ONU側(cè)光信號(hào)強(qiáng)度的性能要求和整個(gè)1:32分支PON系統(tǒng)的成本。也使得無障礙的推廣1:64分支，1:128分支的PON系統(tǒng)成為可能。
文檔編號(hào)H04B10/12GK2840076SQ20052004654
公開日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2005年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月15日
發(fā)明者劉浩峰, 曹建紅, 陸肖元 申請(qǐng)人:上海未來寬帶技術(shù)及應(yīng)用工程研究中心有限公司