高隔离度和高回波损耗两端口光回射器的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求名称为“highisolationandhighreturnloss2-portopticalretro-reflector”、2014年10月16日提交的美国临时申请no.62/122,224的权益，在此为了所有目的通过参考将该临时申请并入本文。

本发明一般涉及光通信领域。特别地，本发明涉及高隔离度(isolation)和高回波损耗(returnloss)两端口光回射器。

背景技术：

在光网络中，重要的一点是具有otdr(光时域反射计)来监控系统操作，从而检测网络中任何可能的损坏或问题。之前，人们广泛探讨和部署在光网络中的otdr监控，比如美国专利2012/0134663。同时，目前光网络已经快速发展为智能网络，具有更多功能层和复杂的多维结构，且由此对otdr信号实施情况的监控和反馈功能的需求不断增加。

在多层网络结构的情况下，由于每一层都需要逐个叠加信号且由此任何不希望的返回信号将是不利的，会劣化信噪比，因此高隔离度和高回波损耗需求不可避免地很重要。而且，下一代pon(ngpon)正在推进到个人家中的最后一公里，并且对于光网络比如fttx(光纤到x)跃迁到快得多的速度，对于多层智能网络能提供otdr功能的优质级(premiumgrade)回射器起到重要作用且被迫切需求。

本发明的公开内容教导了对于已经传输的数据信号具有高隔离度和在回射的otdr信号中具有高回波损耗的独有装置，以便满足多层智能网络中的优质级回射器需求。

技术实现要素：

本部分的目的是总结本发明的一些方面且简要介绍一些优选实施方式。可能进行简化或省略以避免混淆本部分的目的。这种简化或省略并非意在限制本发明的范围。

总体上，本发明涉及具有高隔离度和高回波损耗的两端口光回射器。根据本发明的一个方面，装置被设计成通过使用被独有地设置的一个或多个滤波器来增加光滤波次数，由此增大隔离和回波损耗。

本发明可被实施为单独的装置、方法和部分的系统。根据一个实施方式，本发明是两端口光回射器，所述两端口光回射器包括：第一端口，所述第一端口用于接收包括第一信号和第二信号的输入信号；第二端口；被设计成透射所述第一信号并反射所述第二信号的第一滤波器；反射器；和透镜，所述透镜将所述输入信号引导至透射所述第一信号并反射所述第二信号的所述第一滤波器，其中被透射的第一信号射向所述反射器，以使得在被反射的第一信号向所述第二端口行进之前，被反射的第一信号再次经过所述第一滤波器，且被反射的第二信号被耦合到所述第一端口。依赖于实施情况，所述反射器可以是镜面或者第二滤波器。所述第一滤波器和所述第二滤波器在光学特性上是一致的(identical)。

根据另一实施方式，本发明是两端口光回射器，所述两端口光回射器包括：第一端口，所述第一端口用于接收包括第一信号和第二信号的输入信号；第二端口；被设计成透射所述第一信号并反射所述第二信号的第一滤波器；透镜，所述透镜将所述输入信号导向至透射所述第一信号并反射所述第二信号的所述第一滤波器，其中，被透射的第一信号被耦合至所述第二端口，被反射的第二信号被耦合至如下装置：所述装置包括：单光纤尾纤(singlefiberpigtail)；透镜；和第二滤波器，其中被反射的第二信号通过所述单光纤尾纤以及所述透镜射向所述第二滤波器。

一旦结合附图查阅了本发明实施方式的下文具体描述，本发明的其他目的、特征和优势将变得显而易见。

附图说明

结合下文描述、所附权利要求书以及附图，可更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优势，在附图中：

图1示出了在两个连接器之间耦合有回射器的结构；

图2示出了根据本发明的一个实施方式的示范性实施方式；

图3a示出了具有经过com端口(串行通信端口)光纤的全波段输入光信号的设计，数据信号自滤波器反射，otdr信号经过滤波器且之后由镜面反射；

图3b示出了对图3a的改进：将镜面改为薄膜滤波器；

图3c示出了对图3a的改进：通过在小管状装置中使用四光纤尾纤改善数据端口隔离度；

图3d示出了通过用滤波器312替换镜面对图3c的改进。通过的光路径与图3c中的路径确切(exactly)相同；

图4a示出了由两个迷你管状装置制成的装置，其中，两个迷你管状装置被接合(spliced)到一起以在数据端口中实现高隔离度并在回射的com端口中实现高回波损耗；

图4b示出了通过将第二滤波器串联添加到另一滤波器以获得双滤波对图4a的改进；

图4c示出了通过用薄膜滤波器替换镜面对图4a的改进；

图4d示出了通过用薄膜滤波器替换镜面对图4b的改进；

图5a-5d示出了分别在图4a-图4d中的设计的每一个中四光纤尾纤的使用；以及

图6示出了用于封装在前的附图中示出的所有部分的盒体设计。

具体实施方式

在以下描述中，阐述大量具体细节以提供对本发明的透彻理解。但是，对所属领域技术人员将显而易见的是，可不需要这些具体细节来实践本发明。本文中的描述和呈现是所属领域有经验的人员或者是技术人员使用的通用方式，以将他们的工作实质最有效地传达给所属领域其他技术人员。在其他情况下，不具体描述公知的方法、工序、组件和电路以避免不必要地模糊本发明的方面。

本文中提到的“一个实施方式”或“实施方式”是指结合该实施方式描述的具体特征、结构或特性可包括在本发明的至少一个实施方式中。在本说明书的各个位置出现的短语“在一个实施方式中”不必全部指相同实施方式，也不是排除其他实施方式的彼此分离或替换的实施方式。而且，工艺流程图或者呈现本发明一个或多个实施方式的附图中块(block)的顺序并不是固有地表示任何特定顺序，也不暗示对本发明的任何限制。

此处参照图2-6讨论本发明的实施方式。但是，所属领域技术人员将容易认识到，由于本发明延伸超出了这些受限的实施方式，因此本文关于这些附图给出的具体描述是用于说明性目的。

为了提供用于高隔离度和高回波损耗的方案，本文描述了一种两端口光回射器。现在参照附图，贯穿几个附图采用相似的数字指代相似的部分。图1示出了结构100，在结构100中回射器102耦合在两个连接器104和106之间，其中，连接器104将输入光信号108耦合到回射器102的输入，并且回射器102的输出被耦合至连接器106。在操作中，当输入信号108的一些或全部经由回射器102传输时，被返回的或反射的信号112通过回射器102的独有设计被最小化。

图2示出了根据本发明一个实施方式200的示范性实施方式。装置包括两个端口201和203，其中端口201也称作com端口或者com端口光纤，而端口203被称作数据端口或者数据端口光纤。在操作中，输入信号(光)被耦合至com端口并经由双光纤尾纤208射向透镜210。然后输入信号撞击光滤波器202(例如薄膜滤波器)。光滤波器202被设计成通过确定波长的信号，同时反射其他信号。被透射或通过的信号被反射器212反射。依赖于实施情况，反射器212可以是镜面或者是其他光滤波器。使得被通过的信号再次通过滤波器202，由此增大隔离度。由滤波器202二次滤波后的信号被导向至数据端口203。同时，被滤波器202反射的信号被导向至指定端口。作为两端口装置，被反射的信号被导向至com端口201。如下文所述，从数据端口203输出的被通过的信号被称作数据信号，而被反射的信号被称作otdr信号。

在业界一般已知的是，薄膜滤波器涂层本征反射隔离度仅能提供≤20db，且由此图2中的通过(pass-through)隔离度仅为≤40db。为了增大隔离度和回波损耗，使用迷你管状结构中的多次反射和多次通过(pass-through)以满足需求。应当注意，本文的描述中，otdr信号也可称作回射信号，数据信号也可称作通过信号。依赖于实施情况，利用可通过不同薄膜涂层实现的各种波长组合，实际装置可以是非常多功能的。例如，输入信号承载otdr信号(1630-1670nm)和数据信号(1260-1618nm)，数据信号需要通过装置200，同时otdr需要被反射回装置200的输入com端口。在不意味着任何限制的情况下，依赖于滤波器，数据信号可以是被反射的信号，otdr信号也可以是通过的信号。

现在参照图3a，图3a示出了具有经过com端口光纤的全波段(例如1260-1670nm)输入光信号的设计，自滤波器302反射数据信号(例如1260-1618nm)，otdr信号(例如1630-1670nm)经过滤波器302，然后被镜面反射。之后被反射的otdr信号再次经过滤波器302而回到com光纤，作为回射信号(retrosignal)。通过这种结构，估算对于回射的otdr80db中的数据信号，能实现高回波损耗80db，但是数据端口隔离度仅为20db。

图3b示出了对图3a的改进：将镜面改成薄膜滤波器，对于本实施方式，由于数据信号两次通过滤波器302且被滤波器312反射一次，因此回射回com端口的数据信号的回波损耗可提高到100db，同时，数据端口信号隔离度仍保持为20db。由此，在回射com端口(retrocomport)中，本实施方式具有20db数据端口隔离度和100db数据信号回波损耗。

图3c示出了对图3a的改进：通过在小管状装置中使用四光纤尾纤提高了数据端口隔离度。通过的光路径与图3b确切相同，但是使得来自滤波器302的被反射的数据信号向回行进至四光纤尾纤308的另一光纤，并且自滤波器302被反射作为第二次反射，由此，通过此双反射(每次反射具有20db隔离度)增强了数据端口隔离度，且对于数据端口的此设计的最终隔离度是40db。由此，在回射com端口中，图3c中的设计具有40db数据端口隔离度和80db数据信号回波损耗。

图3d示出了对图3c的改进：用滤波器312替换了镜面。通过的光路径与图3c中的路径确切相同。反射的光路径与图3b中的路径确切相同。由此，在回射com端口中，图3d中的设计具有40db数据端口隔离度和100db数据信号回波损耗。

现在参照图4a，图4a示出了由两个迷你管状装置401和403制成的装置。这两个迷你管状装置401和403被接合到一起以在数据端口中实现高隔离度并在回射com端口中实现高回波损耗。如图4a中所示，数据信号经过滤波器302并进入隔离度为40db的数据端口，otdr信号在滤波器302上被反射且自双滤波器输出到com端口侧，之后进入单光纤管状装置303。此otdr信号被镜面反射并再一次向回行进到滤波器302，最终回射回com端口。通过这种结构，在回射com端口中，本实施方式具有40db数据端口隔离度和40db数据信号回波损耗。

图4b示出了通过将第二滤波器305串联添加至滤波器302以获得双滤波对图4a的改进，数据信号两次通过滤波器302以增强隔离度，而otdr信号路径与图4a确切相同。由此，在回射com端口中，图4b中的设计具有80db数据端口隔离度和40db数据信号回波损耗。

图4c示出了通过用薄膜滤波器302替换镜面对图4a的改进，这样对于数据信号，otdr信号将被增强20db附加回波损耗，同时，数据信号将通过滤波器302，与图4a中确切相同。由此，在回射com端口中，图4c中的设计具有40db数据端口隔离度和60db数据信号回波损耗。

图4d示出了通过用薄膜滤波器302替换镜面对图4b的改进，这样对于数据信号，otdr信号将被增强20db附加回波损耗，同时数据信号两次通过滤波器302，与图4b中确切相同。由此，在回射com端口中，本设计具有80db数据端口隔离度和60db数据信号回波损耗。

图5a-图5d示出了分别在图4a-图4d中的设计的每一个中四光纤尾纤的使用。如上文所解释的，引入这种四光纤尾纤以用于增大隔离度，实现在图5a的回射com端口中40db数据端口隔离度和80db数据信号回波损耗，在图5b的回射com端口中80db数据端口隔离度和80db数据信号回波损耗，在图5c的回射com端口中40db数据端口隔离度和100db数据信号回波损耗，以及在图5d的回射com端口中80db数据端口隔离度和100db数据信号回波损耗。

为了完整性，图6示出了用于封装在前的附图中示出的所有部分的盒体设计。在一个实施方式中，所有部分被封装在小型耐用盒体中，此小型耐用盒体具有2mm护套(jacket)保护的电缆，以用于各种困难环境下的部署。

已经通过一定程度的特例充分详细地描述了本发明。所属领域技术人员应当理解，仅借助于实例进行了本发明实施方式的公开内容的描述，在多个部分的布置和组合方面可采取多种改变而不脱离如所要求保护的本发明的精神和范围。例如，可变的中密度滤波器可被可强化光信号的另一装置代替。因此，本发明的范围由所附权利要求书限定而非由上文描述的实施方式限定。