[发明专利]可重构光分插模块的封装

说明书

技术领域

[01]本发明涉及一种用于光通信网络的光交叉连接模块，并且更特别地涉及一种诸如可重构光分插模块的光交叉连接模块的封装。 

背景技术

[02]在光通信网络中，具有在单独的波长上被称为“波长信道”的多个光学信道的光信号被从一个位置传输到另一个位置，通常穿过一段光纤。光交叉连接模块可实现将光信号从一个光纤切换到另一个光纤。波长选择光交叉连接，或者可重构光分插模块(ROADM)，可实现波长相关切换，也就是说，其可实现将某些波长信道从第一光纤切换到第二光纤，同时使其它波长信道在第一光纤内传播，或者其可实现将某些波长信道切换到第三光纤。基于波长选择光开关的光网络体系结构，有时被称为“灵活的”光网络体系结构，具有许多吸引人的特征，因为其能够自动地生成或重新路由单独的波长信道的光路径。其促进服务的展开、促进在光网络的失败点周围的重新路由、减少服务供应商的资本和操作费用，以及生成防止过时(future-proof)的网络拓扑。 

[03]在现今可利用的许多ROADM体系结构中，基于自由空间光学和微机电系统(MEMS)阵列或液晶(LC)阵列的体系结构是最通用的且高性能体系结构中的一种。特别地，Bouevitch等人的US专利6,498,872中教导的折叠对称4-f结构和Iyer等人的US专利6,760,501中教导的可选平像场修正光楔，它们都被转让给JDS Uniphase Corporation并在此通过参考将其合并入本申请中，可实现诸如以下ROADM的构造：动态增益均衡器模块，其平衡单独的波长信道的光功率值；波长阻挡器模块，其完全阻挡全部波长信道的任意子组；波长选择光学开关模块，其执行上述波长信道切换功能。基于折叠的4-f构造的ROADM之一是：Danagher等人的US专利7,014,326中教导的波长阻挡器模块和Ducellier等人的US专利6,707,959及Bouevitch等人的US专利6,810,169中教导的多端口波长选择开关模块，它们都被转让给JDS Uniphase Corporation并在此通过参考将其合并入本申请中；以及Keyworth等人的美国专利申请公开US20070242953中教导的多模块单元，在此通过参考将其合并入本申请中。有利地，当和其它现有的相似功能的自由空间ROADM光学构造相比，折叠的4-fROADM具有减少数目的光学元件和减少的实际尺寸。折叠的4-fROADM光学操作原理的更多细节可以在上述US专利文件中找到。

[04]ROADM通常被配置在光学网络的不同节点，因此它们必须在大范围的温度和湿度为特征的苛刻的环境中可靠地运行，这通常需要利用气密密封来封装ROADM。气密密封是已知的。它们经常被用来封装小型光电和电光装置，例如，光电二极管和光功率监视器、激光二极管或接收器，它们中的大多数具有1/2英寸或更小的最大外部尺寸。小型陶瓷基板有时被用在需要良好的射频(RF)电性能的装置中。但是，这些气密封装的方法对于ROADM来说是不实际的，因为需要相当大的约一平方英寸或更大的光学器件封脚(footprint)和大量的约五十到几百的电馈通孔。 

[05]如上所解释的，由于相对大的光学器件的封脚，以及由于大量的到MEMS或LC光学开关引擎的电连接，所以ROADM的机械封装存在相当大的技术挑战。如上所述，气密密封的封装盒通常被用来确保所需要的环境稳定性和可靠性等级。在现有技术中采用柔性的(flexible)印刷电路板(柔性-PCB)来提供气密封装内所需的电连接，同时从安装在盒壁上的内部多针气密电连接器将开关引擎机械地解耦。需要长时间和相当多的操作员技能和努力来装配所有光纤馈通孔、柔性-PCB，并装配和对准封装内部的光学元件，这增加了组装成本并减少了产量，因为这增加了光纤、光学器件、或开关引擎意外损坏的可能性。此外，因为需要将光学器件、柔性-PCB和多针气密电连接器容纳在封装内，所以利用这些现有技术构建的ROADM封装具有相对大的封脚。ROADM封装的大尺寸是非常有害的，因为电信系统提供商被强烈地推动来增加他们的电路板的元件密度以有利于减少系统的尺寸和成本。 

发明内容

[06]因此，本发明的目的是提供一种RODAM，其没有大封装尺寸、相当大的组装复杂性、较低的组装量，以及相当长的组装时间的缺点。 

[07]本发明满足上述目的；此外，有利的和意想不到的是，其极大地提高了ROADM封装的多功能性和模块性并且能够实现直接的单板ROADM电子集成，这大大简化了灵活的光网络系统中的ROADM的后续利用。