KR100348900B1 - Supervisory System for Wavelength division multiplexing channel - Google Patents
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Abstract
본 발명은 주파수 이동이 서로 다른 2개의 광섬유 내에서 유도 브릴루앙 산란(Stimulated Brillouin Scattering, SBS) 광을 이용하여 다채널 광원의 중심파장, 채널간격을 동시에 측정하도록 하는 광대역 다채널 광원 감시시스템을 제공함에 있다. 이와같은 본 발명은 전광(all optical) 방식으로 측정대역이 10 GHz에서 1 GHz 이하의 신호대로 이동시켜 고주파대의 전자회로 및 장비가 필요 없는 장점을 갖고 있다. 또한, 고주파 대역의 전기잡음을 광학적으로 상쇄할 수 있기 때문에 신호 대 잡음비(signal to noise ratio)가 높아지는 장점을 갖고 있고, 측정대역이 낮은 주파수 대역이므로 주파수-전압 변환기와 마이크로프로세서에 직접 연결할 수 있기 때문에 본 발명의 구성이 간단한 장점이 있다. 파장분할 다중시스템에서 다채널 다중/역다중 및 삽입/추출시 다채널 광원의 중심파장의 변화에 따른 채널 간격의 변화를 동시에 측정하는 감시제어 시스템에 활용할 수 있다.The present invention provides a broadband multi-channel light source monitoring system for simultaneously measuring the center wavelength and channel spacing of a multi-channel light source using Stimulated Brillouin Scattering (SBS) light in two optical fibers having different frequency shifts. Is in. As such, the present invention has the advantage of eliminating the need for high-frequency electronic circuits and equipment by shifting the measurement band from 10 GHz to 1 GHz or less in an all-optical manner. It also has the advantage of high signal-to-noise ratio because it can optically cancel high-frequency electric noise, and the low-band measurement band allows direct connection to frequency-to-voltage converters and microprocessors. Therefore, the configuration of the present invention has a simple advantage. It can be used for supervisory control system that simultaneously measure the change of channel spacing according to the change of center wavelength of multichannel light source in multi-channel multi / demultiplex and insertion / extraction in wavelength division multiplexing system.
Description
본 발명은 광대역 다채널 광원감시시스템에 관한 것으로서, 특히, 주파수 이동이 서로 다른 2개의 광섬유 내에서의 유도 브릴루앙 산란(Stimulated Brillouin Scattering, SBS) 광을 이용하여 다채널 광원의 중심파장, 채널간격을 동시에 측정하도록 하는 광대역 다채널 광원감시 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wideband multi-channel light source monitoring system, and more particularly, to the center wavelength and channel spacing of a multi-channel light source using stimulated Brillouin Scattering (SBS) light in two optical fibers having different frequency shifts. A broadband multi-channel light source monitoring system for simultaneously measuring the
일반적으로, 파장분할다중(wavelength division multiplexing, WDM) 시스템에서 다중화된 다채널 광원의 중심파장 및 광원의 세기를 계속적으로 측정하여 감시하는 것은 시스템의 유지 보수를 위하여 중요하다. 특히, 파장 변환과 삽입/추출 따른 광원의 중심 파장 및 광원의 세기의 변화를 감시/제어함으로써, 시스템의 성능을 정상적으로 유지할 필요가 있다. 이때, 다중화된 채널에서 감시할 항목은 다중화된 다채널의 중심 파장 값과 선폭, 인접 채널 간격 등이다.In general, in wavelength division multiplexing (WDM) systems, it is important to continuously measure and monitor the center wavelength of the multiplexed light source and the intensity of the light source. In particular, by monitoring / controlling changes in the center wavelength of the light source and the intensity of the light source due to wavelength conversion and insertion / extraction, it is necessary to maintain the performance of the system normally. At this time, the items to monitor in the multiplexed channel are the center wavelength value, line width, and adjacent channel spacing of the multiplexed multichannel.
도 1은 종래의 유도 브릴루앙 산란 광을 이용한 다채널 광원의 선폭 측정장치의 구성도를 도시한 것이다.1 is a block diagram of a line width measuring apparatus of a multi-channel light source using a conventional guided Brillouin scattered light.
도 1에 도시된 바와같이, 종래의 유도 브릴루앙 산란 광을 이용한 다채널 광원의 선폭 측정장치는 레이저광(12)을 분기시키는 제1광커플러(13)와, 상기 제1광커플러(13)의 출력 광신호의 세기를 증폭하는 광증폭기(14)와, 상기 광증폭기(15)의 출력 광신호를 광섬유(16)에 유도한 후, 그 광섬유(16)에서 입력되는 광신호를 출력하는 광 순환기(15)와, 상기 광 순환기(15)의 출력 광신호와 상기 제1광커플러(13)에서 분기된 광신호를 결합하는 제2광커플러(17)와, 상기 제2광커플러(17)의 출력 광신호에서 10 GHz 대역을 갖는 광신호를 검출하는 광검출기(18)와, 상기 광검출기(18)의 출력 광신호에서 라디오 주파수를 증폭하는 라디오 주파수 증폭기(19)와, 상기 라디오 주파수 증폭기(19)의 라디오 주파수의 스펙트럼을 분석하는 라디오 주파수 스펙트럼 분석기(20)로 구성된다.As shown in FIG. 1, a line width measuring apparatus of a multi-channel light source using a conventional guided Brillouin scattered light includes a first optical coupler 13 for splitting a laser light 12, and the first optical coupler 13. An optical amplifier 14 for amplifying the intensity of an output optical signal of the optical amplifier 14, and an optical signal for guiding the optical signal from the optical amplifier 15 to the optical fiber 16, and then outputting an optical signal input from the optical fiber 16 A second optical coupler 17 for coupling a circulator 15, an output optical signal of the optical circulator 15, and an optical signal branched from the first optical coupler 13, and the second optical coupler 17. A photodetector 18 for detecting an optical signal having a 10 GHz band from an output optical signal of the optical detector; a radio frequency amplifier 19 for amplifying a radio frequency from the output optical signal of the photodetector 18; and the radio frequency amplifier It consists of a radio frequency spectrum analyzer 20 for analyzing the spectrum of the radio frequency of 19 .
이와같이 구성된 종래의 종래의 유도 브릴루앙 산란 광을 이용한 다채널 광원의 선폭 측정장치의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the line width measuring apparatus of the multi-channel light source using the conventional conventional guided Brillouin scattered light configured as described above is as follows.
먼저, 레이저 광(12)이 제1광커플러(13)에 입사되면, 제1광커플러(13)는 레이저광(12)을 분기시켜 광증폭기(14) 및 제2광커플러(17)에 입력시킨다. 제1광커플러(13)에 입력된 광신호는 광증폭기(14)를 거쳐 세기가 증폭된 후, 광순환기(15)의 단자 a, 단자 b를 거쳐 광섬유(16)에 유도된다.First, when the laser light 12 is incident on the first optical coupler 13, the first optical coupler 13 branches the laser light 12 and inputs it to the optical amplifier 14 and the second optical coupler 17. Let's do it. The optical signal input to the first optical coupler 13 is amplified through the optical amplifier 14 and then guided to the optical fiber 16 via the terminals a and b of the optical circulator 15.
광섬유(16)에 유도된 광신호는 광섬유(16)에 입사될 때, 광섬유(16) 내에서 유도 브릴루앙 산란 현상에 의해 발생되는 주파수 이동된 후, 출력된다. 광섬유(16)의 출력 광신호는 광순환기(15)의 단자 b, 단자 c를 거쳐 제2광커플러(17)에 입력된다. 제1광커플러(13)의 출력 광신호 및 광순환기(15)의 출력 광신호는 제2광커플러(17)를 거쳐 결합되어 광검출기(18)에 입력된다.When the optical signal guided to the optical fiber 16 is incident on the optical fiber 16, it is output after being shifted in frequency generated by the induced Brillouin scattering phenomenon in the optical fiber 16. The output optical signal of the optical fiber 16 is input to the second optical coupler 17 via terminals b and c of the optical circulator 15. The output optical signal of the first optical coupler 13 and the output optical signal of the optical circulator 15 are combined via the second optical coupler 17 and input to the photodetector 18.
광검출기(18)는 제2광커플러(17)의 출력 광신호에서 10 GHz 대역을 갖는 광신호를 검출하고, 광검출기(18)의 출력 광신호에서 라디오 주파수를 증폭하며, 라디오 주파수 스펙트럼 분석기(20)는 라디오 주파수 증폭기(19)의 라디오 주파수의 스펙트럼을 분석한다.The photodetector 18 detects an optical signal having a 10 GHz band from the output optical signal of the second optical coupler 17, amplifies a radio frequency in the output optical signal of the photodetector 18, and a radio frequency spectrum analyzer ( 20 analyzes the spectrum of the radio frequency of the radio frequency amplifier 19.
이와같이 종래에는 높은 세기의 빛이 광섬유에 입사될 때 광섬유 내에서 유도 브릴루앙 산란 현상에 의해 발생되는 주파수 이동된 빛을 이용하여 다채널 광원의 선폭을 측정하였다. 이때, 기존의 방식은 광섬유 내의 SBS를 유도된 브릴루앙 산란 광과 측정하고자 하는 광원과의 맥놀이 신호대역이 10 GHz 대에서 측정된다.As described above, the line width of a multi-channel light source is measured by using a frequency shifted light generated by induced Brillouin scattering in the optical fiber when high intensity light is incident on the optical fiber. At this time, in the conventional method, the beat signal signal band between the SBl-induced Brillouin scattered light and the light source to be measured in the optical fiber is measured in the 10 GHz band.
따라서, 10 GHz 대역의 광대역을 검출하는 광검출기(18), 라디오 주파수 증폭기(19), 라디오 주파수 스펙트럼 분석기(20) 등이 필요하기 때문에 기존 방식을 구현하기 위하여 고가의 부품 및 장비가 필요하며 비효율적이다.Therefore, since a photodetector 18, a radio frequency amplifier 19, a radio frequency spectrum analyzer 20, and the like, which detect a wide band in the 10 GHz band, are required, expensive components and equipment are required to implement the existing method, and are inefficient. to be.
본 발명의 목적은 주파수 이동이 서로 다른 2개의 광섬유 내에서의 유도 브릴루앙 산란(Stimulated Brillouin Scattering, SBS) 광을 이용하여 다채널 광원의 중심파장, 채널간격을 동시에 측정하도록 하는 광대역 다채널 광원감시 시스템을 제공하는 데에 있다.An object of the present invention is to provide broadband multi-channel light source monitoring to simultaneously measure the center wavelength and channel spacing of a multi-channel light source using Stimulated Brillouin Scattering (SBS) light in two optical fibers having different frequency shifts. To provide a system.
도 1은 종래의 유도 브릴루앙 산란 광을 이용한 다채널 광원의 선폭 측정장치의 구성도,1 is a configuration diagram of a line width measuring apparatus of a multi-channel light source using a conventional induction Brillouin scattered light,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 다채널 광원 감시 시스템의 구성도,2 is a block diagram of a broadband multi-channel light source monitoring system according to an embodiment of the present invention;
도 3은 도 2에서의 각 부분의 입출력 파형도이다.FIG. 3 is an input / output waveform diagram of each part in FIG. 2.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※※ Explanation of code about main part of drawing ※
1 : 다채널 광원 2 : 광증폭기1: multi-channel light source 2: optical amplifier
3 : 광커플러 4 : 제1 광순환기3: optocoupler 4: first optical circulator
5 : 제1 SBS발생용 광섬유 6 : 제2 광순환기5: first SBS generating optical fiber 6: second optical circulator
7 : 제2 SBS 발생용 광섬유 8 : 제 2 광커플러7 second optical fiber for SBS generation 8 second optical coupler
9 : 광검출기 10 : 주파수-전압 변환기9 photodetector 10 frequency-to-voltage converter
11 : 마이크로-프로세서 12 : 레이저11 micro-processor 12 laser
13 : 제1 광커플러 14 : 광증폭기13: first optical coupler 14: optical amplifier
15 : 광순환기 16 : 광섬유15: optical circulator 16: optical fiber
17 : 제2 광커플러 18 : 광검출기17: second optocoupler 18: photodetector
19 : 라디오주파수 증폭기 20 : 라디오주파수 스펙트럼분석기19: radio frequency amplifier 20: radio frequency spectrum analyzer
이러한 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명은, 측정하고자 하는 다채널광원을 제1,제2SBS발생용 광섬유 내에서 충분히 유도 브릴루앙 산란이 발생하도록 증폭하는 광증폭기와; 상기 광증폭기의 출력 광신호를 분기시키는 제1광커플러와; 상기 제1광커플러에서 분기된 광신호를 제1단자에 입력받아, 제2단자를 거쳐 제1SBS발생용 광섬유에 유도한 후, 제1SBS발생용 광섬유 내에서 발생된 다채널 광원의 주파수 이동된 스톡스 광원을 제3단자로 출력하는 제1광순환기와; 상기 제1광커플러에서 분기된 광신호를 제4단자에 입력받아, 제5단자를 거쳐 제2SBS발생용 광섬유에 유도한 후, 제2SBS발생용 광섬유 내에서 발생된 다채널 광원의 주파수 이동된 스톡스 광원을 제6단자로 출력하는 제2광순환기와; 상기 제1,제2광순환기의 출력 광신호를 결합하는 제2광커플러와; 상기 제2광커플러의 출력 광신호에서 상기 제1,제2SBS발생용 광섬유의 주파수 이동된 스톡스 광원의 주파수 차를 얻는 광검출기와; 상기 광검출기에서 얻은 주파수를 전압으로 변환하는 주파수-전압 변환기와; 상기 주파수-전압 변환기에서 변환된 전압에 의해 다채널 광원의 중심파장 및 채널간격을 동시에 측정하는 마이크로 프로세서를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an optical amplifier for amplifying a multi-channel light source to be measured to sufficiently induce Brillouin scattering in the first and second SBS generating optical fibers; A first optical coupler for branching an output optical signal of the optical amplifier; The optical signal branched from the first optical coupler is input to the first terminal, guided to the first SBS generating optical fiber via the second terminal, and then the frequency shifted Stokes of the multi-channel light source generated in the first SBS generating optical fiber A first optical circulator for outputting a light source to the third terminal; The optical signal branched from the first optical coupler is input to the fourth terminal, guided to the second SBS generating optical fiber via the fifth terminal, and then frequency shifted stokes of the multi-channel light source generated in the second SBS generating optical fiber. A second optical circulator for outputting a light source to the sixth terminal; A second optical coupler coupling an output optical signal of the first and second optical cyclers; A photodetector for obtaining a frequency difference of the Stokes light source which is frequency shifted in the first and second SBS generating optical fibers from the output optical signal of the second optical coupler; A frequency-voltage converter for converting a frequency obtained by the photodetector into a voltage; And a microprocessor which simultaneously measures the center wavelength and the channel spacing of the multi-channel light source by the voltage converted by the frequency-voltage converter.
양호하게는, 상기 광증폭기는 1.3um 또는 1.5um대역에서 사용하는 어븀이 첨가된 광증폭기 및 반도체 증폭기 중 어느 하나를 사용한다.Preferably, the optical amplifier uses any one of an erbium-doped optical amplifier and a semiconductor amplifier used in the 1.3um or 1.5um band.
보다 양호하게는, 상기 제1SBS발생용 광섬유의 스톡스 광원의 주파수 이동량은, 상기 제1SBS발생용 광섬유가 단일모드 광섬유, 분산천이 광섬유 및 분산보상 광섬유 중 어느 하나인 경우, 1550nm에서 각각 10.8GHz, 10.5GHz, 9.8GHz 중 어느 하나이다.More preferably, the frequency shift of the Stokes light source of the first SBS generating optical fiber is 10.8 GHz and 10.5 at 1550 nm, respectively, when the first SBS generating optical fiber is any one of a single mode optical fiber, a dispersion transition optical fiber and a distributed compensation optical fiber. GHz or 9.8 GHz.
보다 양호하게는, 상기 제2SBS발생용 광섬유의 스톡스 광원의 주파수 이동량은, 상기 제2SBS발생용 광섬유가 단일모드 광섬유, 분산천이 광섬유 및 분산보상 광섬유 중 어느 하나인 경우, 1550nm에서 각각 10.8GHz, 10.5GHz, 9.8GHz 중 어느 하나이다.More preferably, the frequency shift amount of the Stokes light source of the second SBS generating optical fiber is 10.8 GHz and 10.5 at 1550 nm, respectively, when the second SBS generating optical fiber is any one of a single mode optical fiber, a distributed transition optical fiber and a distributed compensation optical fiber. GHz or 9.8 GHz.
보다 양호하게는, 상기 광검출기는 상기 제1,제2SBS발생용 광섬유가 각각 단일모드 광섬유와 분산천이 광섬유인 경우, 10.8 GHz와 10.5 GHz의 차이인 0.3 GHz 근방에서 채널 광원의 스펙트럼을 얻는다. 상기 제1,제2SBS발생용 광섬유가 각각 분산천이 광섬유와 분산보상 광섬유인 경우, 10.5 GHz와 9.8 GHz의 차이인 0.7 GHz 근방에서 채널 광원의 스펙트럼을 얻는다. 상기 제1,제2SBS발생용 광섬유가 단일모드 광섬유와 분산보상 광섬유인 경우, 10.8 GHz와 9.8 GHz의 차이인 1 GHz 근방에서 채널 광원의 스펙트럼을 얻는다.More preferably, when the first and second SBS generating optical fibers are a single mode optical fiber and a dispersion transition optical fiber, the photodetector obtains a spectrum of a channel light source near 0.3 GHz, which is a difference between 10.8 GHz and 10.5 GHz. When the first and second SBS generating optical fibers are distributed transition optical fibers and distributed compensation optical fibers, respectively, a spectrum of a channel light source is obtained near 0.7 GHz, which is a difference between 10.5 GHz and 9.8 GHz. When the first and second SBS generating optical fibers are a single mode optical fiber and a distributed compensation optical fiber, a spectrum of a channel light source is obtained in the vicinity of 1 GHz, which is a difference between 10.8 GHz and 9.8 GHz.
이 발명의 상기 및 기타의 특성과 장점은 아래의 양호한 실시예에 대한 설명에 의해 좀 더 명료해질 것이다.These and other features and advantages of this invention will become more apparent from the following description of the preferred embodiments.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 이 발명에 따른 광대역 다채널 광원 감시시스템을 상세하게 설명한다.Hereinafter, a wideband multi-channel light source monitoring system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다채널 광원 감시시스템의 구성도를 도시한 것이다.2 is a block diagram of a multi-channel light source monitoring system according to an embodiment of the present invention.
도 2 에 도시된 바와같이, 본 발명의 실시예에 따른 광대역 다채널 광원 감시시스템은 측정하고자 하는 다채널 광원(1)을 제1,제2SBS발생용 광섬유 내에서 충분히 유도 브릴루앙 산란(SBS)이 발생하도록 증폭하는 광증폭기(2)와, 상기 광증폭기(2)의 출력 광신호를 분기시키는 제1광커플러(2)와, 상기 제1광커플러(2)에서 분기된 광신호를 단자 a에 입력받아, 단자 b를 거쳐 제1SBS발생용 광섬유(5)에 유도한 후, 제1SBS발생용 광섬유(5) 내에서 발생된 다채널 광원의 주파수 이동된 스톡스 광원을 단자 c로 출력하는 제1광순환기(4)와, 상기 제1광커플러(6)에서 분기된 광신호를 단자 a에 입력받아, 단자 b를 거쳐 제2SBS발생용 광섬유(7)에 유도한 후, 제2SBS발생용 광섬유(7) 내에서 발생된 다채널 광원의 주파수 이동된 스톡스 광원을 단자 c로 출력하는 제2광순환기(6)와, 상기 제1,제2광순환기(4),(6)의 출력 광신호를 결합하는 제2광커플러(8)와, 상기 제2광커플러(8)의 출력 광신호에서 상기 제1,제2SBS발생용 광섬유(5),(7)의 주파수 이동된 스톡스 광원의 주파수 차를 얻는 광검출기(9)와, 상기 광검출기(9)에서 얻은 주파수를 전압으로 변환하는 주파수-전압 변환기(10)와, 상기 주파수-전압 변환기(10)에서 변환된 전압에 의해 다채널 광원의 중심파장 및 채널간격을 동시에 측정하는 마이크로 프로세서(11)로 구성된다.As shown in FIG. 2, in the broadband multi-channel light source monitoring system according to an exemplary embodiment of the present invention, the multi-channel light source 1 to be measured is sufficiently induced in the first and second SBS generating optical fibers by Brillouin scattering (SBS). An optical amplifier (2) for amplifying the signal, a first optical coupler (2) for branching the output optical signal of the optical amplifier (2), and an optical signal branched from the first optical coupler (2). After inputting to the first SBS generating optical fiber 5 via the terminal b, and outputting the frequency shifted Stokes light source of the multi-channel light source generated in the first SBS generating optical fiber 5 to the terminal c The optical circulator 4 and the optical signal branched from the first optical coupler 6 are input to the terminal a, guided to the second SBS generating optical fiber 7 via the terminal b, and then the second SBS generating optical fiber ( 7) a second optical circulator 6 for outputting the frequency shifted Stokes light source of the multi-channel light source generated in the terminal c to the terminal c, A second optical coupler 8 for coupling the output optical signals of the first and second optical cyclers 4 and 6, and the first and second SBS in the output optical signal of the second optical coupler 8; A photodetector 9 which obtains a frequency difference between the frequency shifted Stokes light sources of the generating optical fibers 5 and 7, and a frequency-voltage converter 10 that converts the frequency obtained by the photodetector 9 into voltage; The microprocessor 11 is configured to simultaneously measure the center wavelength and the channel spacing of the multi-channel light source by the voltage converted by the frequency-voltage converter 10.
이와같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 다채널 광원 감시시스템의 동작을 첨부된 도 3을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The operation of the multi-channel light source monitoring system according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described in detail with reference to FIG. 3.
먼저, 도 3의 (a)에 도시된, 측정하고자 하는 다채널 광원(1)을 광증폭기(2)에 입사시켜 SBS발생용 광섬유(5,7)내에서 충분히 유도 브릴루앙 산란(SBS)이 발생하도록 증폭한다. 이때, 사용되는 광증폭기(2)는 1.3um 또는 1.5um대역에서 사용하는 어븀이 첨가된 광증폭기(Erbium doped fiber amplifier, EDFA)나 반도체 증폭기(semiconductor optical amplifier, SOA) 등을 사용할 수 있다. 광증폭기(2)의 출력은 제1광커플러(3)에 의해 분기되어 제1광순환기(4)와 제2광순환기(6)에 입력된다.First, as shown in FIG. 3A, the multichannel light source 1 to be measured is incident on the optical amplifier 2 to sufficiently induce Brillouin scattering (SBS) in the SBS generating optical fibers 5 and 7. Amplify to occur. In this case, the optical amplifier 2 used may include an Erbium doped fiber amplifier (EDFA), a semiconductor optical amplifier (SOA), or the like, which is used in the 1.3 μm or 1.5 μm band. The output of the optical amplifier 2 is branched by the first optical coupler 3 and input to the first optical cycler 4 and the second optical cycler 6.
상기 제1,제2광순환기(4),(6)는 신호가 단자 a로 입력되면 단자 b로 출력하고, 신호가 단자 b로 입력되면 단자 c로 출력하는 기능을 갖는다. 따라서, 제1광커플러(3)에 의해 분기되어 제1광순환기(4)의 단자 a에 입력된 다채널 광원신호는 제1광순환기(4)의 단자 b로 출력된 후, 제1SBS 발생용 광섬유(5)에 입력된다.The first and second optical circulators 4 and 6 have a function of outputting to a terminal b when a signal is input to the terminal a and outputting to a terminal c when a signal is input to the terminal b. Therefore, the multi-channel light source signal branched by the first optical coupler 3 and input to the terminal a of the first optical circulator 4 is outputted to the terminal b of the first optical circulator 4 and then used for generating the first SBS. It is input to the optical fiber 5.
제1SBS 발생용 광섬유(5)에 입력된 다채널 광원신호는, 도 3의 (b)에 도시된 바와같이, 광섬유(5) 내의 주파수가 이동(shift) 스톡스(Stokes) 광원을 다채널 광원(1)의 입력방향에 반대 방향으로 유도되어, 상기 제1광순환기(4)의 단자 b에 입력된다. 결국 상기 제1광순환기(4)의 단자 c로 다채널 광원이 주파수 이동된 스톡광원이 출력된다.As shown in FIG. 3B, the multi-channel light source signal input to the first SBS generating optical fiber 5 includes a multi-channel light source having a shifted Stokes light source shifted in the optical fiber 5. It is guided in the opposite direction to the input direction of 1) and is input to the terminal b of the first optical circulator 4. As a result, the stock light source of which the multi-channel light source is frequency-shifted to the terminal c of the first optical circulator 4 is output.
또한, 상기 제1 광커플러(3)에서 출력하여 제2 광순환기(6)에 입력된 광원은 제1 SBS발생용 광섬유(5)에서 발생되는 현상과 동일하며, 제2 SBS발생용 광섬유(7)에 발생하는 주파수가 이동(shift)된 스톡스(Stokes) 광원은 제2 광순환기(6)의 단자 c로 출력된다. 이때, 스톡스(Stokes) 광원의 주파수의 이동(shift)량은 광섬유의 굴절률과 전파속도에 따라 다른 값을 갖는다. 스톡스(Stokes) 광원의 주파수의 이동(shift)량은 단일모드 광섬유(single mode fiber, SMF), 분산천이 광섬유(dispersion shifted fiber, DSF), 분산보상 광섬유(dispersion compensated fiber, DCF)경우에, 1550nm에서 각각 10.8 GHz, 10.5GHz, 9.8 GHz 정도를 갖는다.In addition, the light source output from the first optical coupler 3 and input to the second optical circulator 6 is the same as that generated in the first SBS generating optical fiber 5, and the second SBS generating optical fiber 7 The Stokes light source shifted in frequency generated by the? Is output to the terminal c of the second optical cycle 6. At this time, the shift amount of the frequency of the Stokes light source has a different value depending on the refractive index and the propagation speed of the optical fiber. The frequency shift of Stokes light sources is 1550 nm for single mode fiber (SMF), dispersion shifted fiber (DSF), and dispersion compensated fiber (DCF). Have 10.8 GHz, 10.5 GHz, and 9.8 GHz, respectively.
이때, 서로 다른 광섬유, 즉 상기 제1,제2 SBS 발생용 광섬유(5)(7)에서 나오는 스톡스(Stokes) 광원을 제2 광커플러(8)를 이용하여 서로 맥놀이하면 광검출기(9)에서 얻는 광검출기 신호(도3의 (d)에 도시됨)는 결국 서로 다른 광섬유에서얻는 주파수 이동된 스톡스 광원의 주파수 차를 얻을 수 있다.In this case, when the Stokes light sources emitted from the different optical fibers, that is, the first and second SBS generating optical fibers 5 and 7, are beaten with each other using the second optical coupler 8, the photodetector 9 may be used. The resulting photodetector signal (shown in Figure 3 (d)) can eventually obtain the frequency difference of the frequency shifted Stokes light sources obtained from different optical fibers.
따라서, SMF와 DSF 사이의 경우 10.8 GHz와 10.5 GHz사이의 차인 0.3 GHz근방에서 채널 광원의 스펙트럼을 얻을 수 있고, DSF와 DCF를 사용할 경우 10.5GHz과 9.8 GHz 차이인 0.7 GHz에서 스펙트럼을 얻을 수 있다. SMF와 DCF사이의 경우는 10.8 GHz과 9.8 GHz 차이인 1 GHz 대역에서 얻을 수 있다.Therefore, the spectrum of the channel light source can be obtained in the vicinity of 0.3 GHz, which is the difference between 10.8 GHz and 10.5 GHz between SMF and DSF, and the spectrum can be obtained at 0.7 GHz, which is the difference between 10.5 GHz and 9.8 GHz when using DSF and DCF. . The case between SMF and DCF can be obtained in the 1 GHz band, which is the difference between 10.8 GHz and 9.8 GHz.
한 종류의 광섬유를 이용할 경우, 상기 다채널 광원(1)과 주파수 이동광원과의 차인 10 GHz 대역의 신호는 주파수전압 변환기로 변환할 수 없기 때문에, 낮은 대역의 주파수로 변경하기 위하여 10 GHz의 국부 발진기와 고주파 믹서기 필요하다는 단점이 있다. 본 발명에서는 광학적으로 낮은 주파수에서 얻을 수 있기 때문에 고가의 전자소자와 장비가 필요 없고 낮은 주파수대역에서 다양하게 얻을 수 있기 때문에 시스템에 활용하기 쉽다는 장점이 있다.When using one type of optical fiber, a signal of 10 GHz band, which is the difference between the multi-channel light source 1 and the frequency moving light source, cannot be converted by a frequency voltage converter, so that a local frequency of 10 GHz is used to change to a low band frequency. The disadvantage is that an oscillator and a high frequency mixer are required. In the present invention, since it can be obtained at an optically low frequency, there is no need for expensive electronic devices and equipment, and there is an advantage that it is easy to use in a system because it can be obtained in various ways at a low frequency band.
또한, 고주파대역의 전기잡음을 광학적으로 상쇄할 수 있기 때문에 신호 대 잡음 비(signal to noise ratio)가 높아지고, 스톡스 광원을 발생하기 위한 간섭거리가 코히어런트 길이(coherent length)보다 충분히 길기 때문에 별도의 광섬유지연기가 필요 없는 장점을 갖는다.In addition, since the electrical noise of the high frequency band can be optically canceled, the signal-to-noise ratio is high, and the interference distance for generating the Stokes light source is sufficiently longer than the coherent length. It has the advantage of not needing the fiber delay.
따라서, 도 3의 d에 도시된 광검출기(9)의 출력신호를 주파수-전압 변환기(10)와 마이크로프로세서(11)에 직접 연결할 수 있기 때문에, 본 발명의 구성이 간단한 장점이 있다. 파장분할 다중 시스템에서 다채널 다중/역다중 및 삽입/추출시 다채널 광원의 중심파장의 변화에 따른 채널 간격의 변화, 동시에 측정하는 감시제어 시스템에 쉽게 활용할 수 있다.Therefore, since the output signal of the photodetector 9 shown in FIG. 3d can be directly connected to the frequency-voltage converter 10 and the microprocessor 11, the configuration of the present invention has a simple advantage. In the wavelength division multiplexing system, it is easy to apply to the supervisory control system to measure the channel spacing according to the change of the center wavelength of the multichannel light source at the time of multichannel multi / demultiplexing and insertion / extraction.
본 발명은 전광 (all optical)방식으로 측정대역이 10 GHz 에서 1 GHz 이하의 신호대로 이동시켜 고주파대의 전자회로 및 장비가 필요 없는 장점을 갖고 있다.The present invention has the advantage of eliminating the need for high-frequency electronic circuits and equipment by moving the measuring band from 10 GHz to 1 GHz or less in an all optical method.
또한, 본 발명은 고주파대역의 전기잡음을 광학적으로 상쇄할 수 있기 때문에, 신호 대 잡음비 (signal to noise ratio)가 높아지는 장점을 갖고 있고, 측정대역이 낮은 주파수 대역이므로 주파수-전압 변환기와 마이크로프로세서에 직접 연결할 수 있기 때문에 본 발명의 구성이 간단한 장점이 있다.In addition, the present invention has an advantage that the signal to noise ratio is high because it can optically cancel the electrical noise of the high frequency band, and because the measurement band is a low frequency band, the frequency-to-voltage converter and the microprocessor The configuration of the present invention is simple because it can be connected directly.
또한, 본 발명은 파장분할 다중 시스템에서 다채널 다중/역다중 및 삽입/추출 시 다채널 광원의 중심파장의 변화에 따른 채널 간격의 변화를 동시에 측정하는 감시제어 시스템에 활용할 수 있다.In addition, the present invention can be utilized in the monitoring control system for simultaneously measuring the change in the channel spacing according to the change in the center wavelength of the multi-channel light source when the multi-channel multi / demultiplexing and insertion / extraction in the wavelength division multiplexing system.
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