時(shí)分波分復(fù)用無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)終端收發(fā)集成芯片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種時(shí)分波分復(fù)用無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)光線路終端收發(fā)集成芯片的制作方法，特別是在結(jié)構(gòu)緊湊的一個(gè)芯片上，同時(shí)實(shí)現(xiàn)4個(gè)波長(zhǎng)的發(fā)射和4個(gè)波長(zhǎng)接收的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在當(dāng)今以計(jì)算技術(shù)和光纖通信網(wǎng)絡(luò)為代表的信息社會(huì)中，光纖通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量以年增50%的速度急劇增加，而超級(jí)并行計(jì)算系統(tǒng)的運(yùn)算速度年復(fù)合增長(zhǎng)率則接近100%。
2.5G和1G是目前網(wǎng)絡(luò)中最常用的接口，受到網(wǎng)絡(luò)數(shù)字影音、云端運(yùn)算、在線游戲及電視數(shù)字化等應(yīng)用趨勢(shì)帶動(dòng)，高帶寬與高速率的寬帶網(wǎng)絡(luò)需求持續(xù)增加，將光纖直接接至用戶家(Fiber to the Home，F(xiàn)TTH)，其帶寬、波長(zhǎng)和傳輸技術(shù)種類都沒(méi)有限制，適于引入各種新業(yè)務(wù)，是最理想的業(yè)務(wù)透明網(wǎng)絡(luò)，是接入網(wǎng)發(fā)展的最終方式。光進(jìn)銅退正在全球轟烈上演，其中又以中國(guó)對(duì)光纖建設(shè)最積極，政策推動(dòng)寬帶中國(guó)，目標(biāo)2017年要將全部城市銅線寬帶改為光纖寬帶，而今年三大電信運(yùn)營(yíng)商用于網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的投資已高達(dá)4300億人民幣。
[0003]原本外界預(yù)期十二五計(jì)劃及光進(jìn)銅退寬帶升級(jí)，將帶動(dòng)家庭整合服務(wù)商機(jī)，商機(jī)上看千億人民幣，甚至喊出網(wǎng)通廠黃金十年來(lái)臨，看好的程度不言而喻。
[0004]目前運(yùn)營(yíng)商主要通過(guò)GPON技術(shù)實(shí)現(xiàn)將光纖網(wǎng)絡(luò)向用戶側(cè)的延伸。GPON技術(shù)可以充分滿足未來(lái)幾年駐地用戶對(duì)于帶寬的要求。但從未來(lái)業(yè)務(wù)和市場(chǎng)角度考慮，運(yùn)營(yíng)商必須及時(shí)找到合適的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)GPON在傳輸帶寬上的超越，從而發(fā)揮光纖網(wǎng)絡(luò)的極致能力，獲得收益的最大化。
[0005]許多運(yùn)營(yíng)商希望擁有一張靈活彈性的網(wǎng)絡(luò)，可以支持很多可盈利業(yè)務(wù)，有效地利用已有資產(chǎn)，并降低大規(guī)模部署極速寬帶時(shí)的成本。基于時(shí)分和波分復(fù)用的PON(TWDM-PON)技術(shù)在每根光纖提供四根或更多波長(zhǎng)，每根波長(zhǎng)可提供2.5Gbps或1Gbps對(duì)稱或非對(duì)稱速率的傳輸能力。2012年，F(xiàn)SAN將TWDM-PON技術(shù)定為NG-P0N2架構(gòu)實(shí)施的方案選擇。
[000?] TWDM技術(shù)既可以實(shí)現(xiàn)更高帶寬(總帶寬最高40Gbps，每用戶最高可實(shí)現(xiàn)1Gbps)，也可以提供最理想化的靈活性，用于每用戶帶寬的調(diào)整、光纖的管理、業(yè)務(wù)的融合和資源的共享等。這些改進(jìn)使TWDM在設(shè)備資產(chǎn)投入(CAPEX)方面相比DWDM下降30%，同時(shí)維護(hù)復(fù)雜度也大大降低。由此可見(jiàn)，TWDM技術(shù)結(jié)合了TDM和DWDM兩種系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，是NG-P0N2理想的選擇之一O
[0007]時(shí)分波分復(fù)用無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(TWDM Ρ0Ν)是下一代光接入網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在光線路終端側(cè)(OLT)需要實(shí)現(xiàn)4個(gè)波長(zhǎng)4xlOGbps的發(fā)射和接收，為實(shí)現(xiàn)OLT這一功能，需要4個(gè)電吸收調(diào)制器(EML)、4個(gè)探測(cè)器、波分復(fù)用器、波分解復(fù)用器、上下載寬帶濾波器十一功能單元，采用分離器件，通過(guò)光纖耦合連接的方式，會(huì)使整個(gè)功能器件尺寸增大，無(wú)法裝配在QSFP小型化的模塊中，減小OLT側(cè)收發(fā)器件的尺寸，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊的光電集成芯片是一種現(xiàn)實(shí)可行的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種時(shí)分波分復(fù)用無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)終端收發(fā)集成芯片的方法，可以達(dá)到制作結(jié)構(gòu)緊湊收發(fā)芯片的效果。
[0009]本發(fā)明提供一種時(shí)分波分復(fù)用無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)終端收發(fā)集成芯片的制作方法，包括以下步驟:
[0010]步驟1:取一寬帶濾波器；
[0011]步驟2:在寬帶濾波器的后端分別連接有復(fù)用器陣列波導(dǎo)光柵輸出波導(dǎo)和解復(fù)用器陣列波導(dǎo)光柵輸入波導(dǎo)；
[0012]步驟3:該復(fù)用器陣列波導(dǎo)光柵輸出波導(dǎo)的輸出端與復(fù)用第一平板波導(dǎo)區(qū)連接，該解復(fù)用器陣列波導(dǎo)光柵輸入波導(dǎo)的輸入端與解復(fù)用第一平板波導(dǎo)區(qū)連接；
[0013]步驟4:該復(fù)用第一平板波導(dǎo)區(qū)和解復(fù)用第一平板波導(dǎo)區(qū)分別與復(fù)用器4通道陣列波導(dǎo)光柵和解復(fù)用器4通道陣列波導(dǎo)光柵連接；
[0014]步驟5:該復(fù)用器4通道陣列波導(dǎo)光柵和解復(fù)用器4通道陣列波導(dǎo)光柵的另一端分別連接有復(fù)用第二平板波導(dǎo)區(qū)和解復(fù)用第二平板波導(dǎo)區(qū)；
[0015]步驟6:該復(fù)用第二平板波導(dǎo)區(qū)和解復(fù)用第二平板波導(dǎo)區(qū)分別與復(fù)用器陣列波導(dǎo)光柵輸入波導(dǎo)和解復(fù)用器陣列波導(dǎo)光柵輸出波導(dǎo)連接；
[0016]步驟7:該復(fù)用器陣列波導(dǎo)光柵輸入波導(dǎo)的另一端與1Gbps電吸收調(diào)制激光器的輸出端連接，該解復(fù)用器陣列波導(dǎo)光柵輸出波導(dǎo)的另一端與1Gbps探測(cè)器的輸入連接。
[0017]本發(fā)明的有益效果是，通過(guò)兩個(gè)具有波分復(fù)用和解復(fù)用功能的陣列波導(dǎo)光柵交疊倒扣的方式，混合或單片集成方式將4個(gè)電吸收調(diào)制激光器和4個(gè)探測(cè)器與波分復(fù)用及解復(fù)用器集成在同一芯片;開(kāi)槽嵌入濾波片或波導(dǎo)型寬帶濾波器，芯片尺寸只有10mmX5mm，極大地提高了芯片集成度，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊一體化收發(fā)集成芯片。
【附圖說(shuō)明】
[0018]為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實(shí)施例及附圖詳細(xì)說(shuō)明如后，其中:
[0019]圖1是本發(fā)明集成芯片發(fā)射接收的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是本發(fā)明探測(cè)器混合集成的放大結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]請(qǐng)參閱圖1和圖2所示，本發(fā)明提供一種時(shí)分波分復(fù)用無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)終端收發(fā)集成芯片的制作方法，包括以下步驟:
[0022]步驟1:取一寬帶濾波器11，要求寬帶濾波器11包含一根上傳下載波導(dǎo)，兩路后端輸出；
[0023]步驟2:在寬帶濾波器11的后端分別連接有復(fù)用器陣列波導(dǎo)光柵輸出波導(dǎo)12和解復(fù)用器陣列波導(dǎo)光柵輸入波導(dǎo)13，該復(fù)用器陣列波導(dǎo)光柵輸出波導(dǎo)12和解復(fù)用器陣列波導(dǎo)光柵輸入波導(dǎo)13通過(guò)一個(gè)寬帶濾波器11合成一根上傳下載波導(dǎo)，要求在寬帶濾波器11上傳下載波導(dǎo)輸入波長(zhǎng)范圍1524nm-1527nm和1596nm-1603nm的復(fù)合信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)范圍1524nm-1527nm信號(hào)光與波長(zhǎng)范圍1596]1111-1603111]1信號(hào)光從寬帶濾波器11兩個(gè)不同后端輸出，兩通道串?dāng)_要求小于-40dB;反之，在寬帶濾波器11兩個(gè)后端分別輸入波長(zhǎng)范圍1524nm-1527nm和1596nm-1603nm的信號(hào)光，可以實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)范圍1524nm-1527nm信號(hào)光與波長(zhǎng)范圍1596nm-1603nm信號(hào)光從寬帶濾波器11上傳下載波導(dǎo)同時(shí)輸出。寬帶濾波器11是嵌入的薄膜濾波，或是波導(dǎo)型定向耦合器或馬赫-曾德?tīng)柛缮嫫鳎?br>[0024]步驟3:該復(fù)用器陣列波導(dǎo)光柵輸出波導(dǎo)12的輸出端與復(fù)用第一平板波導(dǎo)區(qū)12’連接，該解復(fù)用器陣列波導(dǎo)光柵輸入波導(dǎo)13的輸入端與解復(fù)用第一平板波導(dǎo)區(qū)13’連接，要求解復(fù)用器陣列波導(dǎo)光柵輸入波導(dǎo)13間距取到足夠大，滿足相鄰?fù)ǖ乐g波導(dǎo)的耦合串?dāng)_小于_40dB，復(fù)用信號(hào)光在復(fù)用第一平板波導(dǎo)區(qū)12’內(nèi)衍射，解復(fù)用信號(hào)光在解復(fù)用第一平板波導(dǎo)區(qū)13’內(nèi)發(fā)生干涉，所述復(fù)用第一平板波導(dǎo)區(qū)12’和解復(fù)用第一平板波導(dǎo)區(qū)13’采用交叉倒扣形式放置，可以有效的保證復(fù)用第一平板波導(dǎo)區(qū)12’和解復(fù)用第一平板波導(dǎo)區(qū)13’內(nèi)光信號(hào)的衍射和干涉，并實(shí)現(xiàn)減小器件面積，其中復(fù)用第一平板波導(dǎo)區(qū)12’和解復(fù)用第一平板波導(dǎo)區(qū)13’長(zhǎng)度計(jì)算公式為:
[0025]R= Δ χ0.ns.d.nc/( Δ λ.m.ng) (I)
[0026]其中ΔχΟ為輸出波導(dǎo)間距，ns平板波導(dǎo)有效折射率，d陣列波導(dǎo)光柵間距，nc陣列波導(dǎo)有效折射率，A λ相鄰?fù)ǖ啦ㄩL(zhǎng)間隔，m為衍射級(jí)數(shù)，ng陣列波導(dǎo)群折射率。
[0027]步驟4:該復(fù)用第一平板波導(dǎo)區(qū)12’和解復(fù)用第一平板波導(dǎo)區(qū)13’分別與復(fù)用器4通道陣列波導(dǎo)光柵15和解復(fù)用器4通道陣列波導(dǎo)光柵14連接，復(fù)用信號(hào)光與解復(fù)用信號(hào)光分別在復(fù)用器4通道陣列波導(dǎo)光柵15和解復(fù)用器4通道