KR100703396B1 - Wavelength-division-multiplexed broadband light source - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 광섬유를 통해 다중화된 광신호를 송신하기 위한 파장분할다중 방식의 광대역 광원은, 기설정된 파장 대역의 광을 출력하는 광원과; 상기 파장 대역에서 그 출력 프로파일이 상기 광섬유의 손실 곡선과 유사한 형태를 갖도록 상기 광대역 광을 필터링하는 필터와; 상기 필터링된 광대역 광을 스펙트럼 분할하며, 입력된 광신호들을 다중화하여 상기 광섬유로 송신하는 파장분할 다중화기와; 상기 스펙트럼 분할된 광들에 의해 생성된 광신호들을 출력하는 복수의 광송신기를 포함한다.A broadband light source of a wavelength division multiplex method for transmitting a multiplexed optical signal through an optical fiber according to the present invention comprises: a light source for outputting light of a predetermined wavelength band; A filter for filtering the broadband light such that its output profile in the wavelength band has a shape similar to the loss curve of the optical fiber; A wavelength division multiplexer for spectral dividing the filtered wideband light and multiplexing the input optical signals to the optical fiber; And a plurality of optical transmitters for outputting optical signals generated by the spectrally divided lights.

파장분할다중, 광대역 광원, 대역통과 필터, 전송 광섬유, 손실 Wavelength Division Multiple, Broadband Light Source, Bandpass Filter, Transmission Fiber, Loss

Description

파장분할다중 방식의 광대역 광원{WAVELENGTH-DIVISION-MULTIPLEXED BROADBAND LIGHT SOURCE}Wideband Light Source with Wavelength Division Multiplexing {WAVELENGTH-DIVISION-MULTIPLEXED BROADBAND LIGHT SOURCE}

도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 파장분할다중 방식의 수동형 광가입자망을 나타내는 도면,1 is a view showing a wavelength division multiplex passive optical subscriber network according to a first embodiment of the present invention;

도 2는 도 1에 도시된 간선 광섬유의 전송 손실을 설명하기 위한 도면,2 is a view for explaining the transmission loss of the trunk optical fiber shown in FIG.

도 3은 도 1에 도시된 하향 대역통과 필터의 필터링 과정을 설명하기 위한 도면,3 is a view for explaining a filtering process of a downlink bandpass filter shown in FIG. 1;

도 4는 도 1에 도시된 상향 대역통과 필터의 필터링 과정을 설명하기 위한 도면,4 is a diagram illustrating a filtering process of an uplink bandpass filter illustrated in FIG. 1;

도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 파장분할다중 방식의 수동형 광가입자망을 나타내는 도면.5 is a view showing a passive optical subscriber network of wavelength division multiplex according to a second preferred embodiment of the present invention.

본 발명은 광원에 관한 것으로서, 특히 파장분할다중 방식의 수동형 광가입자망(wavelength-division-multiplexed PON: WDM PON)에 적용되는 광대역 광원에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light source, and more particularly, to a broadband light source applied to a wavelength-division-multiplexed PON (WDM PON).

파장분할다중 방식의 수동형 광가입자망(wavelength-division-multiplexed PON: WDM PON)은 각 가입자에게 별도의 파장을 할당하기 때문에 복수의 가입자를 위한 광원들과 이로부터 발생한 복수의 광신호를 다중화하기 위한 파장분할 다중화기(wavelength division multiplexer: WDM)를 구비한 파장분할다중 방식의 광대역 광원을 필요로 한다. 여기서, 상기 광원들과 상기 파장분할 다중화기간의 파장 정렬을 경제적인 방법으로 구현하는 것이 망의 유지 및 보수 비용을 줄이는데 매우 중요한 요인이다. 파장분할다중 방식의 광대역 광원으로서는, 파장분할 다중화기와 더불어 분포궤환 레이저 어레이(distributed feedback laser array), 고출력 발광 다이오드 어레이(light emitting diode array) 또는 스펙트럼 분할 방식용 광원(spectrum-sliced light source)의 조합이 제안된 바 있다. 최근에는 광원의 유지 및 보수가 용이하도록 광원의 출력 파장이 광원 자체에 의하지 않고 외부에서 주입되는 광에 의해 결정되는 광주입형 광원(light source with external light injection)이 제안된 바 있으며, 이러한 광원으로서 광주입형 페브리-페롯 레이저(Fabry-Perot laser diode: FP-LD)와 광주입형 반사형 반도체 광증폭기(reflective semiconductor optical amplifier: R-SOA)가 있다. 광주입형 광원들의 장점은 광원의 파장이 주입광에 의해서 결정되므로, 한 종류의 광원들이 별다른 조정 없이 서로 다른 파장의 복수의 광신호를 출력하도록 할 수 있다는 것이다. 따라서, 광원들과 파장분할 다중화기 사이에 파장 정렬이 필요하지 않으므로, 망의 운영, 유지 및 보수가 간단해진다. 이러한 장점을 살리기 위해서는, 효율적인 주입 광원이 필요하 다. 이러한 주입 광원으로서는, 어븀 첨가 광섬유 증폭기(erbium doped fiber amplifier: EDFA), 반사형 반도체 광증폭기 등 넓은 대역폭을 갖는 광대역 광원이 주로 사용된다. 주입 광원으로부터 출력된 주입광은 파장분할 다중화기에서 스펙트럼 분할된 후 복수의 광주입형 광원들에 입력된다. 상기 각 광주입형 광원으로부터 출력되는 광신호의 파워는 상기 광주입형 광원에 입력된 주입광의 파워에 비례한다. The wavelength-division-multiplexed PON (WDM PON) of the wavelength division multiplexing scheme assigns a separate wavelength to each subscriber so that it is possible to multiplex light sources for multiple subscribers and multiple optical signals generated therefrom. There is a need for a wavelength division multiplexed broadband light source having a wavelength division multiplexer (WDM). Here, implementing the wavelength alignment of the light sources and the wavelength division multiplexing period in an economical manner is a very important factor in reducing the maintenance and repair cost of the network. As a wavelength division multiplexing broadband light source, a wavelength division multiplexer and a combination of a distributed feedback laser array, a light emitting diode array, or a spectral-sliced light source are used. This has been proposed. Recently, a light source with external light injection has been proposed in which the output wavelength of the light source is determined by light injected from the outside instead of the light source itself so as to easily maintain and repair the light source. There is a Fabry-Perot laser diode (FP-LD) and a reflective semiconductor optical amplifier (R-SOA). The advantage of the Gwangju-type light sources is that the wavelength of the light source is determined by the injection light, so that one kind of light sources can output a plurality of optical signals of different wavelengths without any adjustment. Thus, wavelength alignment is not required between the light sources and the wavelength division multiplexer, thus simplifying the operation, maintenance and repair of the network. To take advantage of these advantages, an efficient injection light source is needed. As such an injection light source, a wide bandwidth light source such as an erbium doped fiber amplifier (EDFA) or a reflective semiconductor optical amplifier is mainly used. The injection light output from the injection light source is spectral-divided in the wavelength division multiplexer and then input to the plurality of light-emitting light sources. The power of the optical signal output from each of the light sources of the light sources is proportional to the power of the injection light input to the light sources of the light sources.

그러나 종래의 파장분할다중 방식의 수동형 광가입자망은 중앙 기지국(central office: CO)과 지역 기지국(remote node: RN)을 연결하는 간선 광섬유(feeder fiber: FF)의 파장 의존적인 전송 손실에 의해 가입자측 장치(subscriber side apparatus: SUB)에 수신되는 광신호들의 파워들이 균일하지 않다는 문제점이 있다. 이러한 간선 광섬유의 전송 손실은 주로 상기 간선 광섬유에 함유된 물 분자에 의해 야기되는 것으로 파악된다. However, in the conventional wavelength division multiplexing passive optical subscriber network, subscribers are prevented by wavelength dependent transmission loss of a feeder fiber (FF) connecting a central office (CO) and a local node (RN). There is a problem that the powers of the optical signals received at the subscriber side apparatus (SUB) are not uniform. It is understood that the transmission loss of such trunk optical fiber is mainly caused by water molecules contained in the trunk optical fiber.

따라서, 이러한 간선 광섬유의 파장 의존적인 전송 손실을 보상할 수 있는 새로운 파장분할다중 방식의 광대역 광원이 요구된다. Therefore, there is a need for a new wavelength division multiplex broadband light source capable of compensating for the wavelength dependent transmission loss of such trunk fibers.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 전송 광섬유의 파장 의존적인 전송 손실을 보상할 수 있는 파장분할다중 방식의 광대역 광원과 이를 이용한 수동형 광가입자망을 제공함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a wavelength-division multiplexed broadband light source capable of compensating for wavelength-dependent transmission loss of a transmission optical fiber and a passive optical subscriber network using the same.

상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 광섬유를 통해 다중화된 광신호를 송신하기 위한 파장분할다중 방식의 광대역 광원은, 기설정된 파장 대역의 광을 출력하는 광원과; 상기 파장 대역에서 그 출력 프로파일이 상기 광섬유의 손실 곡선과 유사한 형태를 갖도록 상기 광대역 광을 필터링하는 필터와; 상기 필터링된 광대역 광을 스펙트럼 분할하며, 입력된 광신호들을 다중화하여 상기 광섬유로 송신하는 파장분할 다중화기와; 상기 스펙트럼 분할된 광들에 의해 생성된 광신호들을 출력하는 복수의 광송신기를 포함한다.In order to solve the above problems, the broadband light source of the wavelength division multiplex method for transmitting the multiplexed optical signal through the optical fiber according to the present invention comprises: a light source for outputting light of a predetermined wavelength band; A filter for filtering the broadband light such that its output profile in the wavelength band has a shape similar to the loss curve of the optical fiber; A wavelength division multiplexer for spectral dividing the filtered wideband light and multiplexing the input optical signals to the optical fiber; And a plurality of optical transmitters for outputting optical signals generated by the spectrally divided lights.

이하에서는 첨부 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능이나 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention; In describing the present invention, detailed descriptions of well-known functions or configurations are omitted in order not to obscure the subject matter of the present invention.

도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 파장분할다중 방식의 수동형 광가입자망을 나타내는 도면이다. 상기 수동형 광가입자망(100)은 중앙 기지국(CO, 105)과, 상기 중앙 기지국(105)과 간선 광섬유(FF, 220)틀 통해 연결된 지역 기지국(RN, 230)과, 상기 지역 기지국(230)과 제1 내지 제N 분배 광섬유(distribution fiber: DF, 250-1~250-N)를 통해 연결된 가입자측 장치(SUB, 260)를 포함한다. 상기 수동형 광가입자망(100)은 하향 대역(downstream band)에 S-밴드를 할당하고, 상향 파장 대역(upstream band)에 C-밴드를 할당한다. 상기 간선 광섬유(220)로는 단일 모드 광섬유(single mode fiber: SMF)를 사용한다. 1 is a view showing a passive optical subscriber network of wavelength division multiplex according to a first embodiment of the present invention. The passive optical subscriber network 100 includes a central base station (CO, 105), a local base station (RN, 230) connected to the central base station 105 through a trunk fiber (FF, 220) frame, and the local base station 230 And subscriber-side devices (SUB) 260 connected through first through Nth distribution fibers (DF, 250-1 through 250-N). The passive optical subscriber network 100 allocates an S-band to a downstream band and allocates a C-band to an upstream band. As the trunk fiber 220, a single mode fiber (SMF) is used.

도 2는 도 1에 도시된 간선 광섬유의 전송 손실을 설명하기 위한 도면이다. 도 2에서 가로축은 파장을 나타내고, 세로축은 전송 거리 25㎞에 대한 상기 간선 광섬유(220)의 전송 손실을 나타낸다. 도 2에는, S-밴드 반도체 광증폭기의 출력 광신호에 대한 제1 손실 곡선(310)과, C-밴드 반도체 광증폭기의 출력 광신호에 대한 제2 손실 곡선(320)이 도시되어 있다. 1410㎚ 부근에 나타나는 제1 손실 곡선(310)의 피크는 상기 간선 광섬유(220)에 함유된 물 분자로 인한 것이다. 이러한 손실 피크로 인해 파장에 따라 손실이 급격하게 변화하게 된다. 도시된 바와 같이, C-밴드의 경우에 손실 곡선이 파장에 따라 완만하게 변화하는 평탄한 형태를 갖고 있으나, S-밴드의 경우에 손실 곡선이 파장에 따라 급격하게 변화하는 경사진 형태를 갖는 것을 알 수 있다. 따라서, 중앙 기지국(105)에서 출력되는 S-밴드 하향 광신호들의 파워들이 일정하더라도, 가입자측 장치(260)에서 수신하는 하향 광신호들의 파워들은 상기 간선 광섬유(220)의 전송 손실에 의해 불균일해짐을 알 수 있다. FIG. 2 is a diagram for describing a transmission loss of the trunk optical fiber shown in FIG. 1. In FIG. 2, the horizontal axis represents wavelength, and the vertical axis represents transmission loss of the trunk fiber 220 over a transmission distance of 25 km. 2, a first loss curve 310 for the output optical signal of the S-band semiconductor optical amplifier and a second loss curve 320 for the output optical signal of the C-band semiconductor optical amplifier are shown. The peak of the first loss curve 310 appearing near 1410 nm is due to the water molecules contained in the trunk fiber 220. This loss peak causes the loss to change rapidly with wavelength. As shown, in the case of the C-band, the loss curve has a flat shape that varies slowly with the wavelength, but in the case of the S-band, the loss curve has a slanted shape that rapidly changes with the wavelength. Can be. Therefore, even though the powers of the S-band downlink optical signals output from the central base station 105 are constant, the powers of the downlink optical signals received by the subscriber-side device 260 are uneven by the transmission loss of the trunk fiber 220. It can be seen.

다시 도 1을 참고하면, 상기 중앙 기지국(105)은 상기 지역 기지국(230)으로 다중화된 하향 광신호를 송신하고, 상기 지역 기지국(230)으로부터 다중화된 상향 광신호를 수신한다. 상기 중앙 기지국(105)은 하향 광대역 광원(downstream broadband light source: DBLS, 130)과, 상향 광대역 광원(upstream broadband light source: UBLS, 170)과, 결합기(coupler: CP, 210)와, 파장분할 다중화기(WDM, 120)와, 제1 내지 제N 광송수신기(optical transceiver: TRX, 110-1~110-N)를 포함한다. 상기 중앙 기지국(105)에서 하향 광신호들을 생성하는데 필요한 구성 소자들은 또한 파장분할다중 방식의 광대역 광원을 구성한다. Referring back to FIG. 1, the central base station 105 transmits the multiplexed downlink optical signal to the local base station 230 and receives the multiplexed uplink optical signal from the local base station 230. The central base station 105 includes a downstream broadband light source (DBLS, 130), an upstream broadband light source (UBLS, 170), a coupler (CP, 210), and wavelength division multiplexing. A firearm (WDM) 120 and first to Nth optical transceivers TRX 110-1 to 110-N. The components required to generate the downlink optical signals at the central base station 105 also constitute a broadband light source of wavelength division multiplexing.

상기 하향 광대역 광원(130)은 필터링된 하향 대역의 광을 출력하며, 하향 광원(downstream light source: DLS, 140)과, 하향 대역통과 필터(downstream band pass filter: DBPF, 150)와, 제1 아이솔레이터(isolator: ISO, 160)를 포함한다. The downlink broadband light source 130 outputs filtered downband light, and includes a downstream light source (DLS) 140, a downstream band pass filter (DBPF) 150, and a first isolator. (isolator: ISO, 160).

상기 하향 광원(140)은 하향 광신호들의 파장들을 모두 포함하는 하향 대역의 광을 출력한다. 상기 하향 광원(140)으로는 어븀 첨가 광섬유 증폭기, 반도체 광증폭기 등을 사용할 수 있다. The downlink light source 140 outputs downlink light including all wavelengths of the downlink optical signals. As the downward light source 140, an erbium-doped fiber amplifier, a semiconductor optical amplifier, or the like may be used.

상기 하향 대역통과 필터(150)는 하향 대역에서 그 출력 프로파일이 상기 간선 광섬유(220)의 손실 곡선과 유사한 형태를 갖도록 상기 하향 광원(140)으로부터 입력된 광을 필터링한다. The downlink bandpass filter 150 filters the light input from the downlink light source 140 such that an output profile of the downlink band has a shape similar to a loss curve of the trunk fiber 220.

도 3은 도 1에 도시된 하향 대역통과 필터의 필터링 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 3의 (a)는 하향 광원(140)으로부터 출력된 가우시안 프로파일(Gaussian profile)을 갖는 하향 대역의 광에 대한 파워 곡선을 나타낸다. 도 3의 (b)는 직사각형에 가까운 사다리꼴 프로파일을 갖는 상기 하향 대역통과 필터(150)의 투과도 곡선을 나타낸다. 이때, 상기 투과도 곡선의 중심축(420)을 상기 파워 곡선의 중심축(410)과 이격시킴으로써, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 간선 광섬유(220)의 S-밴드에 대한 손실 곡선과 유사한 형태를 갖는, 즉 상단 경사진 프로파일을 갖는 필터링된 광을 얻을 수 있다. 이러한 프로파일을 얻기 위해, 상기 투과도 곡선의 어느 한 가장자리를 상기 파워 곡선의 중심축(410)과 일치시키거나, 양 가장자리를 상기 파워 곡선의 중심축(410)의 일측에 위치시킬 수 있다. 도 3의 (c)는 상단 경사진 프로파일을 갖는 필터링된 광의 파워 곡선을 나타낸다. FIG. 3 is a diagram for describing a filtering process of the downlink bandpass filter illustrated in FIG. 1. FIG. 3A illustrates a power curve for downlink light having a Gaussian profile output from the downlight source 140. FIG. 3B shows the transmittance curve of the downward bandpass filter 150 having a trapezoidal profile close to a rectangle. At this time, by separating the central axis 420 of the transmittance curve from the central axis 410 of the power curve, as shown in (c) of Figure 3, the loss of the S-band of the trunk optical fiber 220 It is possible to obtain filtered light having a shape similar to a curve, ie with a top sloped profile. In order to obtain such a profile, one edge of the transmittance curve may coincide with the central axis 410 of the power curve, or both edges may be located on one side of the central axis 410 of the power curve. 3 (c) shows the power curve of the filtered light with the top sloped profile.

다시 도 1을 참고하면, 상기 제1 아이솔레이터(160)는 상기 하향 대역통과 필터(150)로부터 입력된 필터링된 광을 통과시키고, 그 역방향으로 입력되는 광을 차단한다. Referring back to FIG. 1, the first isolator 160 passes the filtered light input from the downlink bandpass filter 150 and blocks the light input in the reverse direction.

상기 상향 광대역 광원(170)은 필터링된 상향 대역의 광을 출력하며, 상향 광원(ULS, 180)과, 상향 대역통과 필터(UBPF, 190)와, 제2 아이솔레이터(ISO, 200)를 포함한다. The upward broadband light source 170 outputs the filtered upward band light, and includes an upward light source ULS 180, an upward band pass filter UBPF 190, and a second isolator ISO 200.

상기 상향 광원(180)은 상향 광신호들의 파장들을 모두 포함하는 상향 대역의 광을 출력한다. 상기 상향 광원(180)으로는 어븀 첨가 광섬유 증폭기, 반도체 광증폭기 등을 사용할 수 있다. The upward light source 180 outputs light of an upward band including all wavelengths of the upward optical signals. As the upward light source 180, an erbium-doped fiber amplifier, a semiconductor optical amplifier, or the like may be used.

상기 상향 대역통과 필터(190)는 하향 대역에서 그 출력 프로파일이 상기 간선 광섬유(220)의 손실 곡선과 유사한 형태를 갖도록 상기 상향 광원(180)으로부터 입력된 상향 대역의 광을 필터링한다. The uplink bandpass filter 190 filters light in an uplink band input from the uplink light source 180 such that an output profile of the uplink band has a shape similar to a loss curve of the trunk fiber 220.

도 4는 도 1에 도시된 상향 대역통과 필터의 필터링 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 4의 (a)는 상향 광원(180)으로부터 출력된 가우시안 프로파일을 갖는 상향 대역의 광에 대한 파워 곡선을 나타낸다. 도 4의 (b)는 직사각형에 가까운 사다리꼴 프로파일을 갖는 상기 상향 대역통과 필터(190)의 투과도 곡선을 나타낸다. 이때, 상기 투과도 곡선의 중심축(430)을 상기 파워 곡선의 중심축과 일치시킴으로써, 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 간선 광섬유(220)의 C-밴드에 대한 손실 곡선과 유사한 형태를 갖는, 즉 평탄한 프로파일을 갖는 필터링된 광을 얻을 수 있다. 도 4의 (c)는 평탄한 프로파일을 갖는 필터링된 광의 파워 곡선을 나타낸다. FIG. 4 is a diagram for describing a filtering process of the uplink bandpass filter illustrated in FIG. 1. 4A illustrates a power curve for light in an uplink band having a Gaussian profile output from the upstream light source 180. 4B shows a transmission curve of the upward bandpass filter 190 having a trapezoidal profile close to a rectangle. At this time, by matching the central axis 430 of the transmittance curve with the central axis of the power curve, as shown in Figure 4 (c), similar to the loss curve for the C-band of the trunk optical fiber 220 It is possible to obtain filtered light having a shape, ie a flat profile. 4 (c) shows the power curve of the filtered light having the flat profile.

다시 도 1을 참고하면, 상기 제2 아이솔레이터(200)는 상기 상향 대역통과 필터(190)로부터 입력된 필터링된 상향 대역의 광을 통과시키고, 그 역방향으로 입력되는 광을 차단한다. Referring back to FIG. 1, the second isolator 200 passes the filtered upband light input from the uplink bandpass filter 190 and blocks the light input in the reverse direction.

상기 결합기(210)는 제1 내지 제4 포트를 구비하며, 제1 포트는 상기 파장분할 다중화기(120)와 연결되고, 제2 포트는 상기 제2 아이솔레이터(200)와 연결되며, 제3 포트는 상기 간선 광섬유(220)와 연결되고, 제4 포트는 상기 제1 아이솔레이터(160)와 연결된다. 상기 결합기(210)는 제4 포트에 입력된 필터링된 하향 대역의 광을 제1 포트로 출력하고, 제2 포트에 입력된 필터링된 상향 대역의 광을 제3 포트로 출력하며, 제1 포트에 입력된 다중화된 하향 광신호를 제3 포트로 출력하고, 제3 포트에 입력된 다중화된 상향 광신호를 제1 포트로 출력한다. The combiner 210 includes first to fourth ports, a first port is connected to the wavelength division multiplexer 120, a second port is connected to the second isolator 200, and a third port. Is connected to the trunk fiber 220, and a fourth port is connected to the first isolator 160. The combiner 210 outputs the filtered downlink light input to the fourth port to the first port, and outputs the filtered upband light input to the second port to the third port. The input multiplexed downlink optical signal is output to the third port, and the multiplexed uplink optical signal input to the third port is output to the first port.

상기 파장분할 다중화기(120)는 다중화 포트(multiplexing port: MP)와 제1 내지 제N 역다중화 포트(demultiplexing port: DP)를 구비하며, 다중화 포트는 상기 결합기(210)의 제1 포트와 연결되고, 제1 내지 제N 역다중화 포트는 상기 제1 내지 제N 광송수신기(110-1~110-N)와 차례로 일대일 연결된다. 상기 파장분할 다중화기(120)는 다중화 포트에 입력된 필터링된 하향 대역의 광을 스펙트럼 분할하여 제1 내지 제N 하향 주입광을 생성하며, 생성된 제1 내지 제N 하향 주입광을 제1 내지 제N 역다중화 포트를 통해 차례로 일대일 출력한다. 상기 파장분할 다중화기(120)는 다중화 포트에 입력된 다중화된 상향 광신호를 제1 내지 제N 상향 광신호로 역다중화하여 제1 내지 제N 역다중화 포트로 차례로 일대일 출력한다. 상기 파장분할 다중화기(120)는 제1 내지 제N 역다중화 포트에 입력된 제1 내지 제N 하향 광신호를 다중화하여 다중화 포트로 출력한다. 상기 파장분할 다중화기(120)로는 통상의 1×N 도파로열 격자(arrayed waveguide grating: AWG)를 사용할 수 있다. The wavelength division multiplexer 120 includes a multiplexing port (MP) and first to Nth demultiplexing ports (DP), and the multiplexing port is connected to the first port of the combiner 210. The first to Nth demultiplexing ports are connected one-to-one with the first to Nth optical transmitters 110-1 to 110 -N in turn. The wavelength division multiplexer 120 spectrally divides the filtered down-band light input to the multiplexing port to generate first to Nth down-injected light, and generates the first to N-th down-injected light from the first to Nth down-injected light. One-to-one output via the Nth demultiplexing port. The wavelength division multiplexer 120 demultiplexes the multiplexed uplink optical signal input to the multiplexed port into first to Nth uplink optical signals and sequentially outputs one-to-one to the first to Nth demultiplexed ports. The wavelength division multiplexer 120 multiplexes the first to Nth downlink optical signals inputted to the first to Nth demultiplexing ports and outputs the multiplexed ports. The wavelength division multiplexer 120 may use a conventional 1 × N arrayed waveguide grating (AWG).

상기 제1 내지 제N 광송수신기(110-1~110-N)는 상기 파장분할 다중화기(120)의 제1 내지 제N 역다중화 포트와 차례로 일대일 연결된다. 상기 제N 광송수신기(110-N)는 제N 하향 주입광 및 제N 상향 광신호를 수신하고, 제N 하향 광신호를 송신한다. 상기 제N 광송수신기(110-N)는 제N 하향 광송신기(downstream optical transmitter: DTX, 112-N)와, 제N 상향 광수신기(upstream optical receiver: URX, 114-N)와, 제N 파장분할다중 필터(FT, 116-N)를 포함한다. The first to Nth optical transmitters 110-1 to 110 -N are sequentially connected one to one with the first to Nth demultiplexing ports of the wavelength division multiplexer 120. The N-th optical transceiver 110 -N receives the N-th down injection light and the N-th upstream optical signal and transmits the N-th downlink optical signal. The Nth optical transmitter 110 -N includes an Nth downlink optical transmitter (DTX) 112 -N, an Nth upstream optical receiver (URX, 114-N), and an Nth wavelength. Split Multiple Filter (FT) 116-N.

상기 제N 파장분할다중 필터(116-N)는 제1 내지 제3 포트를 구비하며, 제1 포트는 상기 파장분할 다중화기(120)의 제N 역다중화 포트와 연결되고, 제2 포트는 상기 제N 하향 광송신기(112-N)와 연결되며, 제3 포트는 상기 제N 상향 광수신기(114-N)와 연결된다. 상기 제N 파장분할다중 필터(116-N)는 상기 파장분할 다중화기(120)로부터 입력된 제N 하향 주입광을 상기 제N 하향 광송신기(112-N)로 출력하고, 상기 파장분할 다중화기(120)로부터 입력된 제N 상향 광신호를 상기 제N 상향 광수신기(114-N)로 출력하며, 상기 제N 하향 광송신기(112-N)로부터 입력된 제N 하향 광신호를 상기 파장분할 다중화기(120)로 출력한다. The N-th wavelength division multiplexing filter 116 -N includes first to third ports, and the first port is connected to the N-th demultiplexing port of the wavelength division multiplexer 120, and the second port is The N-th downlink optical transmitter 112 -N is connected, and the third port is connected to the N-th uplink optical receiver 114 -N. The Nth wavelength division multiplexer filter 116 -N outputs the Nth down-injected light input from the wavelength division multiplexer 120 to the Nth downlink optical transmitter 112 -N, and the wavelength division multiplexer. The Nth uplink optical signal input from 120 is output to the Nth uplink optical receiver 114 -N, and the Nth downlink optical signal input from the Nth downlink optical transmitter 112 -N is divided into the wavelengths. Output to the multiplexer 120.

상기 제N 하향 광송신기(112-N)는 상기 제N 파장분할다중 필터(116-N)로부터 입력된 제N 하향 주입광에 의해 생성된 동일 파장의 제N 하향 광신호를 상기 제N 파장분할다중 필터(116-N)로 출력한다. 상기 제N 하향 광송신기(112-N)로는 페브리-페롯 레이저 다이오드 또는 반사형 반도체 광증폭기를 사용할 수 있다. The Nth downlink optical transmitter 112 -N divides the Nth downlink optical signal having the same wavelength generated by the Nth downlink injection light input from the Nth wavelength division multiplex filter 116 -N. Output to multiple filter 116-N. As the Nth downlink optical transmitter 112 -N, a Fabry-Perot laser diode or a reflective semiconductor optical amplifier may be used.

상기 제N 상향 광수신기(114-N)는 상기 제N 파장분할다중 필터(116-N)로부터 입력된 제N 상향 광신호를 전기 신호로 광전 변환한다. The N-th upstream optical receiver 114 -N photoelectrically converts the N-th upstream optical signal input from the N-th wavelength division multiplex filter 116 -N into an electrical signal.

상기 중앙 기지국(230)은 파장분할 다중화기(240)를 포함한다. The central base station 230 includes a wavelength division multiplexer 240.

상기 파장분할 다중화기(240)는 다중화 포트와 제1 내지 제N 역다중화 포트를 구비하며, 다중화 포트는 상기 간선 광섬유(220)와 연결되고, 제1 내지 제N 역다중화 포트는 상기 제1 내지 제N 분배 광섬유(250-1~250-N)와 차례로 일대일 연결된다. 상기 파장분할 다중화기(240)는 다중화 포트에 입력된 필터링된 상향 대역의 광을 스펙트럼 분할하여 제1 내지 제N 상향 주입광을 생성하며, 생성된 제1 내지 제N 상향 주입광을 제1 내지 제N 역다중화 포트를 통해 차례로 일대일 출력한다. 상기 파장분할 다중화기(240)는 다중화 포트에 입력된 다중화된 하향 광신호를 제1 내지 제N 하향 광신호로 역다중화하여 제1 내지 제N 역다중화 포트로 차례로 일대일 출력한다. 상기 파장분할 다중화기(240)는 제1 내지 제N 역다중화 포트에 입력된 제1 내지 제N 상향 광신호를 다중화하여 다중화 포트로 출력한다. 상기 파장분할 다중화기(240)로는 통상의 1×N 도파로열 격자를 사용할 수 있다. The wavelength division multiplexer 240 includes a multiplexing port and first to Nth demultiplexing ports, the multiplexing port is connected to the trunk optical fiber 220, and the first to Nth demultiplexing ports are the first to Nth multiplexing ports. The N-th distribution optical fibers 250-1 to 250-N are sequentially connected one-to-one. The wavelength division multiplexer 240 spectrally divides the filtered upstream light inputted to the multiplexing port to generate first to Nth upstream injection light, and generates the first to Nth upstream injection light. One-to-one output via the Nth demultiplexing port. The wavelength division multiplexer 240 demultiplexes the multiplexed downlink optical signal input to the multiplexed port into first to Nth downlink optical signals and sequentially outputs one-to-one to the first to Nth demultiplexed ports. The wavelength division multiplexer 240 multiplexes the first to Nth uplink optical signals inputted to the first to Nth demultiplexing ports and outputs the multiplexed optical signals to the multiplexing port. As the wavelength division multiplexer 240, a conventional 1 × N waveguide column grating may be used.

상기 가입자측 장치(260)는 제1 내지 제N 광송수신기(270-1~270-N)를 포함한다. The subscriber side device 260 includes first to Nth optical transceivers 270-1 to 270 -N.

상기 제1 내지 제N 광송수신기(270-1~270-N)는 상기 제1 내지 제N 분배 광섬유(250-1~250-N)와 차례로 일대일 연결된다. 상기 제N 광송수신기(270-N)는 제N 상향 주입광 및 제N 하향 광신호를 수신하고, 제N 상향 광신호를 송신한다. 상기 제N 광송수신기(270-N)는 제N 상향 광송신기(UTX, 272-N)와, 제N 하향 광수신기(DRX, 274-N)와, 제N 파장분할다중 필터(FT, 276-N)를 포함한다. The first to Nth optical transceivers 270-1 to 270 -N are sequentially connected one-to-one with the first to Nth split optical fibers 250-1 to 250 -N. The N-th optical transceiver 270 -N receives the N-th upstream injection light and the N-th downlink optical signal, and transmits the N-th upstream optical signal. The N-th optical transmitter 270 -N includes an N-th upstream optical transmitter UTX 272-N, an N-th downlink optical receiver DRX 274-N, and an N-th wavelength division multiplex filter FT 276-N. N).

상기 제N 파장분할다중 필터(276-N)는 제1 내지 제3 포트를 구비하며, 제1 포트는 상기 제N 분배 광섬유(250-N)와 연결되고, 제2 포트는 상기 제N 상향 광송신기(272-N)와 연결되며, 제3 포트는 상기 제N 하향 광수신기(274-N)와 연결된다. 상기 제N 파장분할다중 필터(276-N)는 제N 분배 광섬유(250-N)로부터 입력된 제N 상향 주입광을 상기 제N 상향 광송신기(272-N)로 출력하고, 상기 제N 분배 광섬유(250-N)로부터 입력된 제N 하향 광신호를 상기 제N 하향 광수신기(274-N)로 출력하며, 상기 제N 상향 광송신기(272-N)로부터 입력된 제N 상향 광신호를 상기 제N 분배 광섬유(250-N)로 출력한다. The N-th wavelength division multiplex filter 276 -N includes first to third ports, a first port is connected to the N-th distribution fiber 250 -N, and a second port is the N-th uplink optical fiber. The third port is connected to the N-th downlink optical receiver 274 -N. The N-th wavelength division multiplex filter 276 -N outputs the N-th upstream injection light input from the N-th distribution optical fiber 250 -N to the N-th upstream optical transmitter 272 -N, and the N-th distribution The Nth downlink optical signal input from the optical fiber 250 -N is output to the Nth downlink optical receiver 274 -N, and the Nth uplink optical signal input from the Nth uplink optical transmitter 272 -N is output. Output to the N-th distribution optical fiber 250 -N.

상기 제N 상향 광송신기(272-N)는 상기 제N 파장분할다중 필터(276-N)로부터 입력된 제N 상향 주입광에 의해 생성된 동일 파장의 제N 상향 광신호를 상기 제N 파장분할다중 필터(276-N)로 출력한다. 상기 제N 상향 광송신기(272-N)로는 페브리-페롯 레이저 다이오드 또는 반사형 반도체 광증폭기를 사용할 수 있다. The N-th uplink optical transmitter 272 -N divides the N-th upstream optical signal having the same wavelength generated by the N-th upstream injection light input from the N-th wavelength division multiplex filter 276 -N. Output to multiple filter 276-N. The N-th uplink optical transmitter 272 -N may use a Fabry-Perot laser diode or a reflective semiconductor optical amplifier.

상기 제N 하향 광수신기(274-N)는 상기 제N 파장분할다중 필터(276-N)로부터 입력된 제N 하향 광신호를 전기 신호로 광전 변환한다. The Nth downlink optical receiver 274 -N photoelectrically converts the Nth downlink optical signal input from the Nth wavelength division multiplex filter 276 -N into an electrical signal.

상술한 바와 같이, 상기 중앙 기지국(105)에 포함되는 복수의 하향 광송신기(112-N)와, 파장분할 다중화기(120)와, 커플러(210)와, 하향 광대역 광원(130)은 파장분할다중 방식의 광대역 광원을 구성한다. As described above, the plurality of downlink optical transmitters 112 -N, the wavelength division multiplexer 120, the coupler 210, and the downlink broadband light source 130 included in the central base station 105 are wavelength-divided. A multi-mode broadband light source is constructed.

또한, 본 발명에 따른 하향 및 상향 광대역 광원(130,170)은 각각 해당 광원(140;180)으로부터 출력된 광에 대한 파워 곡선의 중심축과 해당 대역통과 필터(150;190)에 대한 투과도 곡선의 중심축의 파장차를 조절함으로써, 상기 간선 광섬 유(220)의 해당 대역에 대한 손실 곡선과 유사한 형태를 갖는 필터링된 광을 얻는다. 이러한 파장차는, 해당 광원(140;180)으로서 사용되는 어븀 첨가 광섬유의 어븀 조성 및 길이를 조절하여 고정하거나, 해당 광원(140;180)으로서 사용되는 반도체 광증폭기의 동작 온도를 조절하여 가변적으로 정하거나, 해당 대역통과 필터(150,190)의 투과도 곡선을 파장축을 따라 이동시킴으로써 가변적으로 정할 수 있다. In addition, the downward and upward broadband light sources 130 and 170 according to the present invention are the center axis of the power curve for the light output from the light source (140; 180) and the center of the transmittance curve for the band pass filter (150; 190), respectively. By adjusting the wavelength difference of the axis, filtered light having a shape similar to the loss curve for the corresponding band of the trunk optical fiber 220 is obtained. The wavelength difference is fixed by adjusting the erbium composition and length of the erbium-doped optical fiber used as the light source 140 or 180, or by adjusting the operating temperature of the semiconductor optical amplifier used as the light source 140 or 180. Alternatively, the transmittance curves of the band pass filters 150 and 190 may be variably determined along the wavelength axis.

이하의 본 발명의 제2 실시예에서는, 간선 광섬유의 손실 정도에 따라 가변적으로 하향 및 상향 광대역 광원의 출력을 조절하는 방법을 예시한다. In the following second embodiment of the present invention, a method of controlling the output of the downlink and uplink broadband light sources variably according to the degree of loss of the trunk fiber.

도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 파장분할다중 방식의 수동형 광가입자망을 나타내는 도면이다. 상기 수동형 광가입자망(100')은 도 1에 도시된 수동형 광가입자망(100)에서 중앙 기지국(105')이 주 제어부(main CTRL: CTRLM) 및 보조 제어부(secondary CTRL: CTRLS)를 더 포함한다는 점에서만 차이가 있다. 따라서, 중복되는 설명은 생략하고, 동일 구성 요소에 대해 동일 참조 번호를 사용하기로 한다. 상기 수동형 광가입자망(100')은 하향 및 상향 파장 대역에 C-밴드를 할당한다. 5 is a view illustrating a passive optical subscriber network of wavelength division multiplex according to a second embodiment of the present invention. In the passive optical subscriber network 100 ′, the central base station 105 ′ in the passive optical subscriber network 100 shown in FIG. 1 is connected to a main controller (CTRL M ) and a secondary controller (CTRL S ). The only difference is that it includes more. Therefore, duplicate descriptions are omitted and the same reference numerals are used for the same components. The passive optical subscriber network 100 ′ allocates C-bands in the downward and upward wavelength bands.

상기 중앙 기지국(105')은 지역 기지국(230)으로 다중화된 하향 광신호를 송신하고, 상기 지역 기지국(230)으로부터 다중화된 상향 광신호를 수신한다. 상기 중앙 기지국(105')은 하향 및 상향 광대역 광원(130,170)과, 결합기(210)와, 파장분할 다중화기(120)와, 제1 내지 제N 광송수신기(110-1~110-N)와, 상기 주 제어부 (280) 및 보조 제어부(290)로 이루어진 제어부를 포함한다. The central base station 105 ′ transmits the multiplexed downlink optical signal to the local base station 230 and receives the multiplexed uplink optical signal from the local base station 230. The central base station 105 'includes downlink and uplink broadband light sources 130 and 170, a combiner 210, a wavelength division multiplexer 120, and first to Nth optical transceivers 110-1 to 110-N. The control unit includes a main control unit 280 and an auxiliary control unit 290.

상기 주 제어부(280)는 상기 제1 내지 제N 광송수신기(110-1~110-N)가 수신한 제1 내지 제N 상향 광신호로부터 상기 간선 광섬유(220)의 손실 곡선을 파악한다. 예를 들자면, 단파장인 제1 상향 광신호의 파워와 장파장인 제N 상향 광신호의 파워를 비교함으로써, 상기 손실 곡선의 기울기를 파악할 수 있다. 또는, 상기 제1 내지 제N 상향 광신호의 파워들로부터 상기 손실 곡선의 형태를 더욱 세밀하게 파악할 수도 있다. 상기 주 제어부(280)는 상기 손실 곡선을 파악한 후, 상기 하향 및 상향 광대역 광원(130,170)의 출력 프로파일들이 상기 간선 광섬유(220)의 C-밴드에 대한 손실 곡선과 유사한 형태를 갖도록 상기 보조 제어부(290)를 제어한다. 예를 들자면, 상기 주 제어부(280)는 단파장인 제1 상향 광신호의 파워와 장파장인 제N 상향 광신호의 파워를 소정 시간 동안 비교하면서, 상기 제1 상향 광신호의 파워와 상기 제N 상향 광신호의 파워가 균일해지는 방향으로 상기 하향 및 상향 광대역 광원(130,170)의 출력 프로파일들의 형태를 조절할 수 있다. 즉, 제1 상향 광신호의 파워가 보다 크다면, 상기 하향 및 상향 광대역 광원(130,170)이 단파장에서 장파장으로 갈수록 상향으로 상단 경사진(다르게 말하자면, 그 파워가 증가하는) 형태의 출력 프로파일들을 갖도록 상기 보조 제어부(290)를 제어한다. 반대로, 제1 상향 광신호의 파워가 보다 작다면, 상기 하향 및 상향 광대역 광원(130,170)이 단파장에서 장파장으로 갈수록 하향으로 상단 경사진(다르게 말하자면, 그 파워가 감소하는) 형태의 출력 프로파일들을 갖도록 상기 보조 제어부(290)를 제어한다. The main controller 280 detects a loss curve of the trunk optical fiber 220 from the first to Nth upward optical signals received by the first to Nth optical transceivers 110-1 to 110 -N. For example, the slope of the loss curve may be determined by comparing the power of the first uplink optical signal having a short wavelength and the power of the Nth uplink optical signal having a long wavelength. Alternatively, the shape of the loss curve may be further understood from the powers of the first to Nth upward optical signals. After determining the loss curve, the main controller 280 determines that the output profiles of the downward and upward broadband light sources 130 and 170 have a shape similar to the loss curve for the C-band of the trunk fiber 220. 290 control. For example, the main controller 280 compares the power of the first uplink optical signal having a short wavelength and the power of the N upstream optical signal having a long wavelength for a predetermined time, while the power of the first uplink optical signal and the Nth uplink are compared. The shape of the output profiles of the downward and upward broadband light sources 130 and 170 may be adjusted in a direction in which the power of the optical signal is uniform. That is, if the power of the first upward optical signal is greater, the downward and upward broadband light sources 130 and 170 have output profiles in the form of inclined upwards (in other words, increasing in power) from the short wavelength to the longer wavelength. The auxiliary control unit 290 is controlled. On the contrary, if the power of the first uplink optical signal is smaller, the downward and upward broadband light sources 130 and 170 have output profiles in the form of inclined top downwards (in other words, the power decreases) from short wavelength to long wavelength. The auxiliary control unit 290 is controlled.

상기 보조 제어부(290)는 상기 주 제어부(280)의 제어에 따라 상기 하향 및 상향 광대역 광원(130,170)을 제어한다. 예를 들자면, 상기 보조 제어부(290)는 상 기 하향 및 상향 광대역 광원(130,170)에 구비된 반도체 광증폭기의 동작 온도를 제어하거나, 대역통과 필터의 투과도 곡선을 파장축을 따라 이동시킬 수 있다. The auxiliary control unit 290 controls the downward and upward broadband light sources 130 and 170 under the control of the main control unit 280. For example, the auxiliary control unit 290 may control the operating temperature of the semiconductor optical amplifiers provided in the downward and upward broadband light sources 130 and 170, or move the transmittance curve of the bandpass filter along the wavelength axis.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 파장분할다중 방식의 광대역 광원과 이를 이용한 수동형 광가입자망은 광대역 광원의 출력 프로파일이 전송 광섬유의 손실 곡선과 유사한 형태를 갖도록 함으로써, 상기 전송 광섬유의 파장 의존적인 전송 손실을 보상할 수 있다는 이점이 있다. As described above, the wavelength division multiplex broadband light source and the passive optical subscriber network using the same according to the present invention have the output profile of the broadband light source having a shape similar to the loss curve of the transmission optical fiber, thereby transmitting the wavelength dependent transmission of the optical fiber. The advantage is that the loss can be compensated.

Claims (5)

광섬유를 통해 다중화된 광신호를 송신하기 위한 파장분할다중 방식의 광대역 광원에 있어서,In the broadband light source of the wavelength division multiplex for transmitting the optical signal multiplexed through the optical fiber, 기설정된 파장 대역의 광을 출력하는 광원과;A light source for outputting light of a predetermined wavelength band; 상기 파장 대역에서 그 출력 프로파일이 상기 광섬유의 손실 곡선과 유사한 형태를 갖도록 상기 광원으로부터 입력된 광을 필터링하는 필터와;A filter for filtering the light input from the light source such that its output profile in the wavelength band has a shape similar to the loss curve of the optical fiber; 상기 필터에 의해 필터링된 광을 스펙트럼 분할하며, 입력된 광신호들을 다중화하여 상기 광섬유로 송신하는 파장분할 다중화기와;A wavelength division multiplexer for spectral division of the light filtered by the filter and multiplexing the input optical signals to the optical fiber; 상기 파장분할 다중화기에 의해 스펙트럼 분할된 광들에 따라서 생성된 광신호들을 출력하는 복수의 광송신기를 포함함을 특징으로 하는 파장분할다중 방식의 광대역 광원.And a plurality of optical transmitters for outputting optical signals generated according to the spectrally divided lights by the wavelength division multiplexer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 파장 대역은 C-밴드에 속하며, 상기 필터링된 광은 단파장에서 장파장으로 갈수록 그 파워가 감소하는 프로파일을 가짐을 특징으로 하는 파장분할다중 방식의 광대역 광원.The wavelength band belongs to the C-band, the filtered light is a wavelength-division multiple-band broadband light source, characterized in that the power has a profile that decreases from short wavelength to long wavelength. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광원은 반도체 광증폭기 또는 어븀 첨가 광섬유 증폭기임을 특징으로 하는 파장분할다중 방식의 광대역 광원.The light source is a wavelength split multiple broadband light source, characterized in that the semiconductor optical amplifier or erbium-doped optical fiber amplifier. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 필터는 기설정된 투과도 곡선을 갖는 대역통과 필터임을 특징으로 하는 파장분할다중 방식의 광대역 광원.And the filter is a bandpass filter having a predetermined transmittance curve. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 광섬유의 손실 곡선은 경사져 있으며,The loss curve of the optical fiber is inclined, 상기 파장 대역에서 상기 필터의 출력 프로파일이 상기 광섬유의 손실 곡선과 유사한 형태를 갖도록, 상기 광원으로부터 출력된 광에 대한 파워 곡선의 중심축과 상기 필터가 갖는 투과도 곡선의 중심축은 서로 이격됨을 특징으로 하는 파장분할다중 방식의 광대역 광원.The center axis of the power curve for the light output from the light source and the center axis of the transmittance curve of the filter is spaced apart from each other so that the output profile of the filter in the wavelength band has a form similar to the loss curve of the optical fiber. Wideband light source with wavelength division multiplexing.
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