专利名称：用于无源光网络的分光模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光通信领域，具体涉及一种用于无源光网络的分光模块。
背景技术：
无源光网络(Passive Optical Network，PON)是指光配线网中不含有任何电子器件及电子电源，光配线网全部由无源器件组成，不需要贵重的有源电子设备。PON网络的突出优点是消除了户外的有源设备，所有的信号处理功能均在交换机和用户宅内设备完成。这种结构也是全光网络的重要部分，是光纤到户(FTTH)的核心，可以经济的为居家用户服务。
PON系统由OLT(光线路终端-Optical Line Termination)、ONU(光网络单元-OpticalNetwork Unit)和分光模块组成。其中，分光器为传统PON的分光模块中重要的无源光学元件。我们称从OLT经过分光模块到ONU的为下行信号，从ONU到OLT的为上行信号。分光器的主要功能是将OLT的下行光信号(1490nm)通过分光器连接到多个用户侧的ONU；将多个用户侧的ONU的光信号(1310nm)通过分光器与OLT相连接。一般分光器的制作工艺，先将两根光纤稍微扭绞一下，然后加热，最后拉细成型。拉丝完成后，将输入端的一根截断，就是一个一分二的分光器(如图1)。光信号从左端输入，在经过被加热过的熔融区(耦合腰)后，由于此处纤芯的面积已经小到了无法维持各自光信号传输的程度，因而产生了能量溢出被分配入右端两条单模光纤，从而完成了信号的分解。
传统分光器的分光性能入射光从左端输入能量100％，右端两端口分别以50％的光信号能量输出。
传统分光器的合光性能左端输出的光信号能量为右端两端口各自输入能量的50％相叠加。即整个光通道损耗了约100％的光能量。
分光模块(1∶32)的架构如图6。传统分光模块有以下几个特点1.每个ONU平均分配到的OLT(1490nm)的光信号强度大约是3％(-15dB)。
2.设OLT端输出的光信号强度为0dBm(1mw)，经过1∶32分光器后进入ONU端的信号强度为(0.03125mw)10*log(1/32)＝-15dbm3.每个ONU发出的1310nm的光信号也只有大约3％(15dB)进入OLT，其他的光信号将被衰减。
4.由于OLT的采用价格昂贵的DFB激光器，其发光强度高达+5dBm以上，但是ONU侧，出于成本考虑，生产商只能用发光强度较差的F-P激光器，其发光强度只有-2dBm，所以在上传信号(upstream)会由于ONU的激光器光强不足导致更多的误码，影响整个PON系统的稳定性。
5.为了改善PON的稳定性，生产商被迫将OLT的接收端(ROSA)的PIN管(光电二极管)改为价格昂贵，控制电路复杂的APD管(雪崩光电二极管)。APD管固有特性使整个OLT的过载光功率(Over Load Input Optical Power)性能下降到-10dBm(一般采用PIN可以到-3dBm)以至于影响整个系统的动态范围。
由于目前的分光器的结构导致在PON网络中只能够实现1∶32分支，ONU侧的光信号强度成为了发展1∶64分支，1∶128分支PON系统的主要障碍。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种分光模块，能够降低链路损耗，同时降低ONU侧对于调制激光器的发光强度的要求，降低OLT侧对于接收二极管的灵敏度的要求。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案一种用于无源光网络的分光模块，包括一种分光/合光器，所述分光/合光器包括相互熔接的熔锥光纤、扩束光纤，所述的熔锥光纤由两根单模光纤组成，与扩束光纤熔接的一端为熔融端，所述扩束光纤与熔锥光纤熔接的一端的纤芯端面大于单模光纤的纤芯端面。所述的扩束光纤的纤芯端面面积与熔融端的纤芯端面面积相近。
本实用新型中所包括的1∶2分光/合光器，在分光性能上与传统分光器相似。左端入射光能量100％时，右端两端口分别以50％的光信号能量输出。在合光性能上，则与传统设计有很大的区别右端两端口各自输入能量100％时，左端输出的光信号能量为其叠加，即200％。
即在合光方面，本实用新型理论上没有光能量损失。
本实用新型降低上行光路的损耗，从而降低了整个系统对ONU侧光信号强度的性能要求和整个1∶32分支PON系统的成本。也使得无障碍的推广1∶64分支，1∶128分支的PON系统成为可能。
图1是传统分光器的制作工艺示意图。
图2是本实用新型中单模光纤加热成扩束光纤的效果图。
图3是本实用新型中制作分光/合光器的前两个步骤的示意图。
图4是本实用新型中制作分光/合光器的步骤4示意图。
图5是在处于无源光网络中的分光器；图6是1∶32 PON网络分光模块的结构。
具体实施方式
通过以下步骤1)先将两根单模光纤稍微扭绞一下，然后加热，熔接在一起，最后拉细成型。在加热时，几种热源均可采用，其中包括微型加热器，使用火焰喷灯则最好。在实际的操作过程中，要对耦合比进行监控，并通过控制拉丝过程来进行调节。光纤的熔接、拉丝均为现有技术，这里不再赘述；2)步骤完成后，从熔融端2进行截断，形成半根熔锥光纤3。见图3；3)将另一根单模光纤的一端进行加热，不须拉伸，这时光纤的纤芯1将受热膨胀形成扩束光纤，见图2；4)当扩束光纤4的加热端面和半根熔锥光纤的纤芯1端面大小相近时(相近的大小有利于提高耦合效率)，将受热膨胀的扩束光纤4与熔锥光纤3两端通过高压放电熔接；即形成1∶2分光/合光器。见图4。
当用1∶2分光/合光器替代(1∶32)分光模块中OLT下端第一级1∶2分光器，那么由ONU侧发送的0dbm光强信号实际上只经过了4级衰减，信号衰减可以减少3db。
依照本实施例，每个ONU发出的1310nm的光信号大约6％(第一级)或者12％(2阶合波器)能进入OLT，比原来的分光器光信号强度大2倍到4倍。依次类推，当完全替代原有的1∶2分光器时，理想状态可达到0衰减。
PON系统上可以使用输出功率低的F-P激光器，同时在OLT侧可以使用PIN作为接收管，可以满足现有的系统的要求，提高动态范围，也可以降低整个1∶32分支PON系统的成本，并能无障碍的推广1∶64分支，1∶128分支的PON系统。
权利要求1.一种用于无源光网络的分光模块，其特征在于所述的分光模块包括一种分光/合光器，所述分光/合光器包括相互熔接的熔锥光纤(3)、扩束光纤(4)，所述的熔锥光纤由两根单模光纤组成，与扩束光纤(4)熔接的一端为熔融端(2)，所述扩束光纤(4)与熔锥光纤(3)熔接的一端的纤芯(1)端面大于单模光纤的纤芯端面。
2.根据权利要求1所述的分光模块，其特征在于，所述的扩束光纤(4)的纤芯(1)端面面积与熔融端(2)的纤芯端面面积相近。
专利摘要本实用新型涉及光通信领域的一种用于无源光网络的分光模块，所述的分光模块包括一种分光/合光器，所述分光/合光器包括相互熔接的熔锥光纤、扩束光纤，所述的熔锥光纤由N根单模光纤组成，与扩束光纤熔接的一端为熔融端，所述扩束光纤与熔锥光纤熔接的一端的纤芯端面大于单模光纤的纤芯端面。本实用新型降低上行光路的损耗，从而降低了整个系统对ONU侧光信号强度的性能要求和整个1:32分支PON系统的成本。也使得无障碍的推广1:64分支，1:128分支的PON系统成为可能。
文档编号H04B10/12GK2840076SQ20052004654
公开日2006年11月22日 申请日期2005年11月15日 优先权日2005年11月15日
发明者刘浩峰, 曹建红, 陆肖元 申请人:上海未来宽带技术及应用工程研究中心有限公司