具有光滤波功能的sc型光纤适配器的制作方法

专利名称：具有光滤波功能的sc型光纤适配器的制作方法
技术领域：
本发明涉及光纤通讯设备技术领域，具体说是一种是一种配置于时分波分复用无源光纤网络(TWDM-PON)中的光网络单元(ONU)端的具有固定波长光滤波功能的SC型阴阳式光纤适配器。
背景技术：
FTTH是接入网发展的一种最终形式，光纤接入网(统称FTTx)以ONU的位置所在，分为光纤到户(FTTH)、光纤到大楼(FTTB)、和光纤到路边(FTTC)等几种情况。对于住宅或者建筑物来讲，用光纤连接用户，主要有两种方式一种是用光纤直接连接每个家庭或大楼；另一种是采用无源光纤网络(PON)技术，用分光器把光信号进行分支，一根光纤为多个 用户提供光纤到家庭服务。PON技术就是顺应这股潮流而走向市场的一种质优价廉的宽带接入技术。PON是指光纤分布式网络(0DN)不含有任何电子器件及电子电源，而全部由光分路器等无源器件组成。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。随着各国宽带政策的驱动以及对带宽需求的持续增长，现在光纤接入网开始进入大规模布放的时代，“最后一公里”的方案已经开始切实推行。整个宽带升级或者“光进铜退”本质上来说，是整个基础设施建设问题，它投资巨大，而且运营商希望网络一旦建设完成，就希望可以长时间运营；尽量避免因为升级或者扩容，导致对已有网络的大变动。因此在接入网技术和方案的选择上，必须考虑共存这个核心问题，即由单模光纤和光分路器构成的ODN需要在长时间内维持不动。当前主流的PON系统包括由国际电信联盟(ITU)和全业务接入网论坛(FSAN)制订的吉比特无源光纤网络(GP0N)，以及由美国电子电气协会IEEE802. 3ah工作组制订的以太网无源光纤网络(EPON)。他们有相同的上下行波长，即1310nm和1490nm。而下一代IOGPON系统采用的上下行波长是1270nm和1577nm。因而，两代PON系统之间，可以通过波分复用器件共存在一个ODN上，带宽升级不影响原有业务。当前，在10G-GP0N(亦称为XG-PONl)和IOG EPON的标准制订工作均已完成，同时GPON和EPON已经大规模商用，XG-PONl已经开始商用部署。后10G-P0N时代的NG-PON技术方案开始崭露头角。NG-PON技术分为两类，分别是NG-PONl和NG-P0N2。NG-PONl是循序渐进的PON技术，它支持与GPON共存于同一 ODN网络中，这种特性可以让个别用户无缝升级到NG-P0N，并且不会中断其他用户的服务；NG-P0N2从技术上来讲，是巨大的改变，已经完全脱离原有EPON、GPON限制，旨在从网络框架结构角度，提出一种全新的PON技术，同时NG-P0N2也被视为一个长期的解决方案，且是在NG-PONl之后的下一代PON技术。NG-P0N2没有被限制要具备共存条件，但是共存并不排除。NG-PONl下的PON技术已在现网中得到广泛部署，IOG-PON作为PON技术的中期演进，也着眼于兼顾现有的PON ODN系统，保护既有投资，提升宽带接入速率。NG-P0N2则被视为PON的远期发展方向，并被视作下一代PON技术。NG-P0N2有多种可选技术，主流技术包括波分复用无源光纤网络(WDM-P0N)、正交频分复用无源光纤网络(OFDM-PON )、时分波分堆叠复用无源光纤网络(TffDM-PON )、码分多址无源光纤网络(OCDMA-PON)、高速时分多址无源光纤网络(TDMA-PON)等，业界对NG-P0N2的标准走向非常关心。2012年6月，FSAN组织的标准会议上，NG-P0N2标准获突破性进展，TffDM-PON被确定为主要的NG-P0N2标准。TffDM-PON是通过多个波长通道来堆叠IOG的TDM PON, TffDM缩写本身是结合时分复用TDM和波分复用WDM的缩写；从技术角度来看，TWDM-PON天然继承了 10G-P0N的特性，不需要改动运营商已铺设的ODN网络，在协议上最接近已广泛部署的GPON或XG-PONl，是GPON和XG-PONl的自然演进，实现现有网络的带宽提升和平滑演进。因为该标准对运营商的网络继承演进特性最佳，得到了诸多运营商、芯片厂商和设备厂商的广泛认可和推动。同时，如果能解决功率预算问题，那TWDM-PON可支持超过256的用户及更长距离，实现FTTB/FTTC到FTTH的升级，并实现端局(CO)融合。另一方面，由于同一个ODN中存在多个波长，并且每个ONU都可以选择或重新配置别的波长，这使得多个运营商共享同一个网络成为可倉泛。图I是TWDM-PON与G/E-P0N和10G-P0N共存的框架图。TWDM-PON是利用4对不同 上下行波长，把原有的10G-P0N扩容成原来的四倍。为了实现与原有网络的共存，40G-P0N的波长需要重新规划，避开1577nm及1490nm下行和1270nm及1310nm上行波段。由于在同一 PON中引入了多个波长，因此产生不同波长的激光器和滤出特定波长的光滤波器成为TWDM-PON技术的关键器件。下行的四个波长(待定)经过光分路器后到达所有的0NU。因此，每个ONU都需要配备一个小型化和低成本的光滤波器，挑选出针对该ONU的特定下行通讯波长。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是将SC型光纤连接器的网络部署便捷化，与可滤出特定波长的光滤波器件的功能相结合，最终设计出配置于TWDM-PON末端ONU的具有特定波长的光滤波功能的SC型光纤活动连接适配器。该器件采用聚合物滤光元件并由特殊的制造工艺进行生产，对可选择的特定波长光波具有窄带通的功能，器件指标可根据客户需求定制，如>=0. [email protected]、>=0. [email protected]、<=1. 2nmi20dB等，对特定波长光具有高透过率、对被隔离波长光具有高隔离度。同时，该器件符合ITU对光纤活动连接器的标准，兼具小型化和低成本，并可简单快捷地应用于FTTH室内网络的施工部署。在TWDM-PON的ODN中，针对所有ONU的下行四个波长光，经过光分路器后到达某一个0NU。该ONU依靠配备具有特定波长光滤波功能的SC型光纤活动连接器，挑选出针对该ONU通讯的下行波长，同时滤除另外针对其他ONU的三个波长的光。所述具有光滤波功能的SC型光纤适配器，包括外层相互嵌套的一对适配器防尘帽和SC型光纤适配器封装外壳，内层的一对后衬套，以及处于核心位置的陶瓷套筒，其特征是所述陶瓷套筒内部套接有两段预埋光纤的陶瓷插芯，两段预埋光纤的陶瓷插芯的接合部位于所述陶瓷套筒内的中间位置，两段预埋光纤的陶瓷插芯之间设有聚合物滤光片。所述聚合物滤光片与两段预埋光纤的陶瓷插芯之间都填充有折射率为I. 48的耦合液。所述聚合物滤光片是可光滤波滤光片，其厚度为1(Γ50微米。每一只后衬套、SC型光纤适配器封装外壳、适配器防尘帽，其沿陶瓷套筒的轴向方向的长度均比较通用SC型阴阴式光纤适配器的相应配件加长了 3_，而陶瓷套筒的轴向方向的长度比较通用SC型阴阴式光纤适配器的陶瓷套筒加长了 6_，所述两段预埋光纤的陶瓷插芯各长3mm。所述两段预埋光纤的陶瓷插芯的陶瓷插芯与光纤之间、两段预埋光纤的陶瓷插芯与陶瓷套筒之间以固化胶水粘合固定。所述制造上述具有光滤波功能的SC型光纤适配器的制造工艺，按照以下制作步骤完成步骤一、装配SC型光纤适配器主体将一对后衬套相对套合，然后，将一个SC型光纤适配器封装外壳的底部接触面涂胶，从刚组装一对后衬套的一端套入，之后，将另一个SC型光纤适配器封装外壳从另一端套入，两个SC型光纤适配器封装外壳会在组件中间位置接触，并将其压紧；·[0016]步骤二、对装配好的SC型光纤适配器主体盖好适配器防尘帽，完成整个器件的制备，其特征是在所述步骤一之前预先进行下述两个步骤步骤A、制作已预埋入光纤的SC型单模球面陶瓷插芯；步骤B、利用上述SC型单模球面陶瓷插芯制作SC型光纤适配器的陶瓷插芯及套筒组件。所述步骤B中，制作SC型光纤适配器的陶瓷插芯及套筒组件按照下述步骤进行a、将陶瓷顶针模具从陶瓷套筒的一端插入，并保持两者呈套紧状态；b、将一个已预埋入光纤的SC型单模球面陶瓷插芯从陶瓷套筒的另一端插入陶瓷套筒内部，直至该预埋光纤的陶瓷插芯底面与陶瓷顶针模具顶面接触，将折射率为1.48的耦合液注入套装套筒的空腔内中；C、取另一个预埋光纤的陶瓷插芯，蘸折射率为I. 48的耦合液后，将聚合物滤光片贴附在该预埋光纤的陶瓷插芯顶端，然后将贴附有聚合物滤光片的一端插入所述陶瓷套筒，直至与之前插入的陶瓷插芯接触；d、另取一个陶瓷顶针模具插入所述陶瓷套筒，保持该陶瓷顶针模具与所述陶瓷套筒的紧密接触，形成由一个陶瓷套筒内装由两个陶瓷顶针模具夹持的两个预埋光纤的陶瓷插芯及中心的一片聚合物滤光片，所组成的待整合组件；e、将所述待整合组件嵌入金属限位模具，并保持前述陶瓷套筒的横槽朝上；f、透过该陶瓷套筒的横槽，对两个陶瓷插芯裸露部分填充固化胶水；g、开启固化炉，把带有填胶后的待整合组件的金属紧固模具放入固化炉中，并按规程加热，待胶体固化后，从固化炉中取出，前述的带整合组件形成整合组件；h、将所述的整合组件从金属限位模具中取出，并分别从所述陶瓷套筒两端拔出陶瓷顶针模具。作为辅助工具的陶瓷顶针模具，设有后端的手柄部和与手柄部垂直一体的顶针，为便于操作，手柄部是长方体形状，顶针为外径2. 5mm的管状，顶针的长度为正好将所述带聚合物滤光片的一对预埋光纤的陶瓷插芯夹持定位于中心部位的5. 7mm长度。作为辅助工具的金属限位模具是三面带挡板一面敞开的、宽度可嵌套所述陶瓷顶针模具的手柄部的凹槽形，所述金属限位模具的内空长度是所述待整合组件的长度。所述SC型光纤适配器的陶瓷插芯及套筒组件的制造步骤f中，对所述裸露出的预埋光纤的陶瓷插芯的表面进行注胶操作，所述固化胶水不接触到陶瓷顶针模具。本实用新型的积极效果是(I)由于所采用的聚合物滤光元件具有尺寸小、光学性能优异、不易受环境影响等特点，因而更易于集成在光纤适配器中，并能保证器件整体性能稳定可靠。(2)由于该器件的外形特征与普通SC型光纤适配器相似，物理操作流程与普通光纤适配器相同，因而对于FTTH室内网络部署具有快捷方便等优势。 (3)特殊的制造工艺，在结合了特定波长光滤波的功能与FTTH室内网络部署便易性的双重特点的前提下，采用小型化和低成本的设计，并避免使用功能单一的其他特定波长光滤波器件，进而有效降低了 FTTH室内网络部署的总体成本。(4)产品系列可拓展性强。本发明可针对各式接口类型的光纤适配器进行改进，从而使改进后的光纤适配器具有光滤波功能。本文针对选用SC型光纤适配器进行改进，亦可使用相同的改进方法对各式接口类型的光纤适配器进行生产。

图I是TWDM-PON与G/E-P0N和10G-P0N共存的框架图，图2是本实用新型外形结构示意图，图3是本实用新型分解部件示意图，图4是集成有聚合物滤光片的陶瓷插芯及套筒组件的后衬套放大图，图5是陶瓷顶针模具结构示意图，图6是金属限位模具结构示意图。图中1 一适配器防尘帽，2 — SC型光纤适配器封装外壳，3—金属弹片，4 一后衬套，5—陶瓷插芯及套筒组件，6—陶瓷套筒，7—预埋光纤的陶瓷插芯，8—固化胶水，9一聚合物滤光片，10—耦合液，11 一陶瓷顶针模具，12—金属限位模具，13—光纤，14 一手柄部，15—顶针。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进一步说明如图2、3所示，所述具有光滤波功能的SC型光纤适配器，包括外层相互嵌套的一对适配器防尘帽I和SC型光纤适配器封装外壳2，内层的一对后衬套4，以及处于核心位置的陶瓷套筒6，本发明的特别之处就在于，所述陶瓷套筒6内部套接有两段预埋光纤的陶瓷插芯7，两段预埋光纤的陶瓷插芯7的接合部位于所述陶瓷套筒6内的中间位置，两段预埋光纤的陶瓷插芯7之间设有聚合物滤光片9。图2是装配好的SC型光纤适配器，本发明的结构形状与通用的SC型光纤适配器类似，只是长度加长了 6mm。所述聚合物滤光片9与两段预埋光纤的陶瓷插芯7之间都填充有折射率为I. 48的耦合液10。所述聚合物滤光片9是可光滤波滤光片，其厚度为1(Γ50微米。通过在聚合物滤光片9的表面镀膜起到带通特定频率光波的作用，同时滤除其它频率的光波。通过设定表面镀膜的厚度，可以达到选择带通频率范围的效果，该聚合物滤光片9是可以指定生产的。图3中的金属弹片3是附在部件2的外侧的附件。如图4，每一只后衬套4、SC型光纤适配器封装外壳2、适配器防尘帽1，其沿陶瓷套筒6的轴向方向的长度均比较通用SC型阴阴式光纤适配器的相应配件加长了 3_，而陶瓷套筒6的轴向方向的长度比较通用SC型阴阴式光纤适配器的陶瓷套筒6加长了 6_，所述两段预埋光纤的陶瓷插芯7各长3_。陶瓷套筒6加长的6_长度是为了补足增加两段3_长的预埋光纤的陶瓷插芯7所占用的长度，而中心所夹持的聚合物滤光片的厚度仅在50微米以下，由此带来的整体长度方向的变化可以忽略，图4中为了清除表示结构，将聚合物滤光片的厚度放大画出了。所述两段预埋光纤的陶瓷插芯7的陶瓷插芯与光纤之间、两段预埋光纤的陶瓷插 芯7与陶瓷套筒6之间以固化胶水8粘合固定。所述制造上述具有光滤波功能的SC型光纤适配器的制造工艺，按照以下制作步骤完成现有技术的装配步骤是步骤一、装配SC型光纤适配器主体将一对后衬套4相对套合，然后，将一个SC型光纤适配器封装外壳2的底部接触面涂胶，从刚组装一对后衬套4的一端套入，之后，将另一个SC型光纤适配器封装外壳2从另一端套入，两个SC型光纤适配器封装外壳2会在组件中间位置接触，并将其压紧；步骤二、对装配好的SC型光纤适配器主体盖好适配器防尘帽1，完成整个器件的制备，本发明的区别之处在于在所述步骤一之前预先进行下述两个步骤步骤A、制作已预埋入光纤的SC型单模球面陶瓷插芯；步骤B、利用上述SC型单模球面陶瓷插芯制作SC型光纤适配器的陶瓷插芯及套筒组件5。所述步骤B中，制作SC型光纤适配器的陶瓷插芯及套筒组件5按照下述步骤进行a、将陶瓷顶针模具11从陶瓷套筒6的一端插入，并保持两者呈套紧状态；陶瓷顶针模具11的结构如图5所示。作为辅助工具的陶瓷顶针模具11，设有后端的手柄部14和与手柄部垂直一体的顶针15,为便于操作,手柄部是长方体形状,顶针为外径2. 5mm的管状,管状有利于保护光纤端面不被损坏。顶针的长度为正好将所述带聚合物滤光片9的一对预埋光纤的陶瓷插芯夹持定位于中心部位的5. 7mm长度。b、将一个已预埋入光纤的SC型单模球面陶瓷插芯从陶瓷套筒6的另一端插入陶瓷套筒6内部，直至该预埋光纤的陶瓷插芯7底面与陶瓷顶针模具11顶面接触，将折射率为I. 48的耦合液10注入套装套筒的空腔内中；所注入的耦合液10仅需少量，覆盖陶瓷插芯7底面即可。C、取另一个预埋光纤的陶瓷插芯7，蘸折射率为I. 48的耦合液后，将聚合物滤光片9贴附在该预埋光纤的陶瓷插芯7顶端，然后将贴附有聚合物滤光片9的一端插入所述陶瓷套筒6，直至与之前插入的陶瓷插芯接触；d、另取一个陶瓷顶针模具11插入所述陶瓷套筒6，保持该陶瓷顶针模具11与所述陶瓷套筒6的紧密接触，形成由一个陶瓷套筒6内装由两个陶瓷顶针模具11夹持的两个预埋光纤的陶瓷插芯7及中心的一片聚合物滤光片9，所组成的待整合组件；e、将所述待整合组件嵌入金属限位模具12，并保持前述陶瓷套筒6的横槽朝上；如图6，作为辅助工具的金属限位模具12是三面带挡板一面敞开的、宽度可嵌套所述陶瓷顶针模具11的手柄部14的凹槽形，所述金属限位模具12的内空长度是所述待整合组件的长度。f、透过该陶瓷套筒6的横槽，对两个陶瓷插芯裸露部分填充固化胶水8 ;对所述裸露出的预埋光纤的陶瓷插芯7的表面进行注胶操作，所述固化胶水不接触到陶瓷顶针模具15，以免金属限位模具12被粘合不易取出。g、开启固化炉，把带有填胶后的待整合组件的金属紧固模具放入固化炉中，并按规程加热，待胶体固化后，从固化炉中取出，前述的带整合组件形成整合组件；h、将所述的整合组件从金属限位模具中取出，并分别从所述陶瓷套筒6两端拔出陶瓷顶针模具11。至此，制作SC型光纤适配器的陶瓷插芯及套筒组件5完成。可以进入前述的SC型光纤适配器的制造工艺步骤一、和步骤二。完成整个SC型光纤适配器的制造过程。
权利要求1.一种具有光滤波功能的SC型光纤适配器，包括外层相互嵌套的一对适配器防尘帽(I)和SC型光纤适配器封装外壳(2)，内层的一对后衬套(4)，以及处于核心位置的陶瓷套筒(6)，其特征是所述陶瓷套筒(6)内部套接有两段预埋光纤的陶瓷插芯(7)，两段预埋光纤的陶瓷插芯(7)的接合部位于所述陶瓷套筒(6)内的中间位置，两段预埋光纤的陶瓷插芯(7 )之间设有聚合物滤光片(9 )。
2.根据权利要求I所述的具有光滤波功能的SC型光纤适配器，其特征是所述聚合物滤光片(9)与两段预埋光纤的陶瓷插芯(7)之间都填充有折射率为I. 48的耦合液(10)。
3.根据权利要求I或2所述的具有光滤波功能的SC型光纤适配器，其特征是所述聚合物滤光片(9)是可光滤波滤光片，其厚度为1(Γ50微米。
4.根据权利要求I所述的具有光滤波功能的SC型光纤适配器，其特征是每一只后衬套(4)、SC型光纤适配器封装外壳(2)、适配器防尘帽(1)，其沿陶瓷套筒(6)的轴向方向的长度均比较通用SC型阴阴式光纤适配器的相应配件加长了 3_，而陶瓷套筒(6)的轴向方向的长度比较通用SC型阴阴式光纤适配器的陶瓷套筒(6)加长了 6_，所述两段预埋光纤的陶瓷插芯(7)各长3mm。
5.根据权利要求I所述的具有光滤波功能的SC型光纤适配器，其特征是所述两段预埋光纤的陶瓷插芯(7)的陶瓷插芯与光纤(13)之间、两段预埋光纤的陶瓷插芯(7)与陶瓷套筒(6)之间以固化胶水(8)粘合固定。
专利摘要一种具有光滤波功能的SC型光纤适配器，在陶瓷套筒(6)内部套接有两段预埋光纤的陶瓷插芯(7)，两段预埋光纤的陶瓷插芯(7)的接合部位于所述陶瓷套筒(6)内的中间位置，两段预埋光纤的陶瓷插芯(7)之间设有聚合物滤光片(9)。其外形结构与通用SC型阴阳式光纤适配器类似，仅长度加长了6mm，对于FTTH室内网络部署具有快捷方便等优势。通过对陶瓷套筒(10)内的陶瓷插芯(7)之间嵌入聚合物滤光片(9)完成其工艺制造。采用小型化和低成本的设计，并避免使用功能单一的其他特定波长光滤波器件，进而有效降低了FTTH室内网络部署的总体成本。产品系列可拓展性强。
文档编号G02B6/293GK202771049SQ20122045131
公开日2013年3月6日 申请日期2012年9月5日 优先权日2012年9月5日
发明者王辉文, 肖娜, 马騵 申请人:武汉隽龙科技有限公司