KR20160131306A - 파장 가변 필터를 이용한 광 수신기의 채널 설정 방법 - Google Patents

파장 가변 필터를 이용한 광 수신기의 채널 설정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 TO형 수신 파장 가변 광 수신기에 있어서 에탈론 필터 형태의 파장 가변 필터를 이용하는 수신되는 파장 채널을 설정하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 파장 가변형 광 수신기의 채널 설정 방법은 미리 설정된 온도 범위 내에서 순환적으로 통신 채널을 수신하되, 파장 가변형 필터의 투과 모드 중 인접한 두 개의 투과 모드를 이용하여 통신 채널의 선택적 수신이 이루어짐으로써, 미리 정해진 온도 영역 내에서 전 통신 채널을 개별적으로 선택하여 수신할 수 있으며, 동시에 파장 가변 필터의 특정 온도에서의 투과 파장 성질과 관계없이 모든 FP형 에탈론 필터를 사용할 수 있어, 제품 제조 비용과 소모 전력을 낮출 수 있으며, 패키지의 열적 안정성을 강화할 수 있게 된다.

Description

파장 가변 필터를 이용한 광 수신기의 채널 설정 방법 {CHANNEL SET UP METHOD OF OPTICAL RECEIVER WITH WAVELENGTH TUNABLE FILTER}
본 발명은 광 수신기의 채널 설정 방법에 관한 것으로, 특히 TO(transistor outline)형 수신 파장 가변 광 수신기에 있어서 에탈론 필터 형태의 파장 가변 필터를 이용하는 수신되는 파장 채널을 설정하는 방법에 관한 것이다.
근래에 들어 스마트폰 등의 동영상 서비스를 비롯하여 통신 용량이 매우 큰 통신 서비스들이 출시되고 있다. 이에 따라 종래의 통신 용량을 대폭적으로 증가시킬 필요가 대두 되고 있는데, 이러한 통신 용량 증가 방법의 하나로 이미 종래에 포설되어 있는 광섬유를 이용하는 DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing) 방식의 통신 방식이 채택되고 있다. 상기 DWDM은, 파장이 서로 다른 레이저 빛들이 서로 간섭하지 않아 하나의 광섬유를 통하여 동시에 여러 가지 파장의 빛 신호를 전송하여도 신호 간에 간섭이 없는 현상을 이용한 것으로, 하나의 광섬유로 여러 파장의 빛을 동시에 전송하는 방식을 말한다.
현재 세계적으로 NG-PON2(Next Generation - Passive Optical Network version 2)라는 규격이 합의되고 있으며, 이러한 NG-PON2 규격에는 전화국에서 가입자로의 하향 광신호로 10Gbps급의 신호 속도를 가지는 4 채널의 파장을 설정하고 있다. 이러한 4채널의 파장 간격은 100GHz의 파장 간격을 설정하고 있다. NG-PON2의 국제 규격에 의해 100GHz 간격으로 설정된 하향 파장은 다음의 표 1과 같다.
Figure pat00001
이러한 설정 파장 중 최소 4개의 인접한 채널로 동시에 인입되는 광신호 중에서 광 수신기는 자신이 받아야 할 광신호를 선택적으로 수신하여야 하며, 다른 3개의 광신호는 수신을 하지 않도록 하여야 한다.
이러한 광수신기의 파장 선택적 광수신을 위해 광 수신기에서 동적으로 수신 파장을 결정할 수 있는 파장 가변 광 수신기가 개발되어 왔다. 이러한 파장 가변 광 수신기에 사용되는 파장 가변 필터로 온도에 따라 굴절률이 변화하는 Silicon 또는 GaAs, InP 등의 반도체 기판의 양면에 굴절률이 높고 낮은 유전체 박막을 증착한 Fabry-Perot(FP)형 에탈론 필터 형태의 파장 가변 필터를 사용한다.
도 1은 미국특허 US6985281호에 적용된 파장 가변 필터를 나타낸 것으로, 상기 미국특허의 파장 가변 필터는 기존에 사용되고 있는 유리 재질의 기판에 비정질 실리콘과 SiO2 등을 교대로 증착하여 특정한 파장만을 투과시킬 수 있도록 하고 있다.
도 2는 FP형 에탈론 필터의 투과 특성 곡선을 보여준다. FP형 에탈론 필터는 주파수 기준으로 일정한 주기(FSR : Free spectral range)를 가지는 복수개의 투과 피크를 가지는 파장 선택성 필터로 정의된다. 여기에서 FSR(free spectral range)는 FP형 에탈론 필터에서 인접한 채널 사이의 파장 간격 또는 주파수 간격을 의미하는 것으로 FP형 에탈론 필터의 중요한 변수가 된다.
이러한 FSR은 FP형 에탈론 필터를 구성하는 공진기 물질의 굴절률과 공진기의 길이에 의해 다음의 [수학식 1]로 결정된다.
Figure pat00002
여기서 c : 광속, n : 에탈론 필터 공진기 물질의 굴절률, d : 에탈론 필터 공진기의 길이, θ : 에탈론 필터를 진행하는 빛의 입사각도를 의미한다.
상기 [수학식 1]에서 에탈론 필터가 진행 방향에 수직으로 배치된 경우 θ는 "0"으로 볼 수 있어 cos = 1로 볼 수 있다. 에탈론 필터를 제작할 경우의 중요한 변수인 에탈론 필터 공진기의 길이에 대한 FSR의 변화율은 다음의 [수학식 2]와 같이 표현할 수 있다.
Figure pat00003
그러므로 공진기 길이의 약간의 변화에 따른 FSR의 상대적 변화율은 다음의 [수학식 3]으로 표현할 수 있다.
Figure pat00004
상기 [수학식 3]에서와 같이 FSR의 상대적 변화율은 공진기 길이의 변화율에만 비례하게 되는데, 에탈론 필터의 FSR을 1％ 이내로 조절하는 것은 두께를 1％의 비율로 정밀하게 조절하는 것으로 손쉽게 이룰 수 있다.
예를 들어 Silicon 에탈론 필터의 경우 400GHz 간격을 가지는 에탈론 필터의 공진기 길이는 대략 117um정도인데, 이 공진기 길이의 1.0％인 1.17um 두께의 정밀도로 에탈론 필터의 두께를 조절하면 FSR은 400GHz +/4 GHz의 정밀도를 가지게 된다.
도 3은 4 channel 100GHz의 DWDM(dense wavelength division multiplexing)의 경우의 NG-PON2 구조에서 파장의 설정과 파장 가변성 필터가 하나의 파장의 광신호를 선택하는 과정을 나타낸 것이다.
도 3-a는 100GHz 간격으로 배치된 a, b, c, d의 4 채널의 광파장 신호를 보여주고 있다. 도 3-a에서 점선은 실제 광통신에서 사용되지는 않지만, 광통신에 사용되는 채널과 100GHz의 간격을 가지는 파장을 나타내고 있다. 즉, 도 3-a에서 점선은 실제적인 광신호를 보여주는 선이 아니며, 도 3-a의 실선으로 표시된 a, b, c, d만이 실제 통신 신호를 가지고 있는 파장을 의미한다.
도 3-a와 같이 4개의 파장이 동시에 파장 가변 광수신 소자에 인입한다고 할 때, 파장 가변 필터는 도 3-b와 같이 최소 400GHz 간격을 가지는 FP형 에탈론 필터라 가정하기로 하자. 앞으로 본 발명의 설명에서는 FSR이 400GHz 인 경우를 예로 들어 설명하겠지만, 실질적으로 FP형 에탈론 필터의 FSR이 350GHz 이상이면 사용하는데 문제가 없다. 도 3-b와 같이 FSR이 400GHz인 FP형 에탈론 필터를 사용하여, 4채널의 파장 신호중 a 채널을 선택한다고 하자. 이 경우 FP형 에탈론 필터의 인접 투과 필터 대역은 d채널과 최소 100GHz의 파장 간격을 가지므로 a, b, c, d의 네 개의 채널에서 a 채널만 선택적으로 수신하고, b, c, d 채널의 광신호는 수신하지 않는 것이 가능하다. 본 설명에서 400GHz의 파장 간격을 가지는 FP형 에탈론 필터를 예로 들어 설명하였지만, FSR이 380GHz인 경우의 FP형 에탈론 필터를 사용할 경우에 FP형 에탈론 필터가 a, b, c, d 중 어느 한 채널을 수신할 때, FP형 에탈론 필터의 인접 투과 대역은 a, b, c, d 채널과 최소 80GHz 정도의 파장 간격을 가진다. 통상적으로 FP형 에탈론 필터는 -20dB 광 isolation 선폭을 매우 용이하게 80GHz 정도로 구현할 수 있어, 380GHz 또는 400GHz 정도의 FSR을 가지는 FP형 에탈론 필터를 사용하여 충분히 100GHz 4 채널 중 어느 한 채널을 효과적으로 광수신하는데 문제가 없게 된다. 또한, FSR이 400Ghz이상인 경우에는 FP형 에탈론 필터의 복수의 투과 피크(peak)가 동시에 두 개의 채널을 선택하는 일은 벌어지지 않는다. 그러므로 FP형 에탈론 필터의 FSR은 380GHz 이상이면 파장 가변 광 수신기에 적용이 가능하게 되며, 그러므로 FSR 측면에서 FP 에탈론 필터의 두께 정밀도는 매우 완화되게 된다.
도 3-c는 도 3-b의 투과 파장 대역을 가지는 FP형 에탈론 필터의 투과 파장 대역을 바꾸어 "b" 채널을 선택하는 경우를 보여준다. 특히 Silicon, InP, GaAs 등의 반도체 기반의 FP형 에탈론 필터는 온도의 상승에 따라 굴절률이 상승하여 투과 파장 대역이 장파장 이동을 하는 결과를 가져온다. 이러한 과정은 Bragg's law에 의해 설명이 가능하다.
Figure pat00005
여기에서, λ : FP형 에탈론 필터를 투과하는 빛의 파장, m : 양의 자연수, n : 에탈론 필터 공진기 물질의 굴절률, d : 에탈론 필터 공진기의 길이, θ : 에탈론 필터를 진행하는 빛의 입사각도를 의미한다.
즉, [수학식 4]에 의해 FP형 에탈론 필터의 온도가 바뀌게 되면 에탈론 필터의 공진기의 굴절률이 달라지게 되며, 이에 따라 투과 파장 대역이 달라지게 된다. 통상적으로 Si, GaAs, InP 등의 반도체 물질은 대략 12GHz/℃ 정도로 파장이 증가하게 되며, 이에 따라 대략 8℃ 정도의 간격으로 인접 채널로 투과 파장이 옮겨지게 된다. 즉, 예를 들어 "a" 채널을 투과하는 FP형 에탈론 필터의 온도가 32℃ 라고 한다면, "b" 채널은 40℃, "c" 채널은 48℃, "d" 채널은 56℃에서 FP형 에탈론 필터를 투과하게 된다.
현재 FP형 에탈론 필터의 온도를 조절하는 방법으로는 히터(heater)에 의한 방법과 열전소자(thermo electric cooler)를 이용하는 두 가지 방법이 있는데, 두 방법 모두 널은 온도 범위에서 온도를 조절할 수가 없다. 즉 히터를 사용하는 경우에는 외부 환경 온도에 비해 높은 온도범위에서는 에탈론 필터를 운용할 수 있다. 예를 들어 외부 환경 온도가 80℃ 까지 올라간다면 에탈론 필터는 적어도 90℃ 이상의 온도에서 운용되어야 온도 조절 능력을 가질 수 있다. 그러나 에탈론 필터를 구성하는 물질과 패키지 부품의 열적 안정성을 고려하면 가능하면 낮은 온도에서 구동되어야 하며, 하나의 예로 90∼130℃의 40℃ 구간을 설정할 수가 있다. 그러나 이 경우 "a", "b", "c", "d" 채널을 모두 얻기 위한 최소 온도 범위가 24℃이므로 채널 "a"를 선택하기 위한 온도 구간이 90∼106℃ 이내에 있어야, 90∼130℃의 구간에서 4 채널 모두를 선택할 수 있게 된다.
열전소자(TEC)를 사용하는 경우에도 마찬가지로 열전소자의 온도가 외부 환경에 비해 너무 낮은 온도를 적용할 경우 소모전력이 커지는 문제가 발생하므로 열전소자의 온도를 40∼80℃ 정도에서 운용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 열전소자를 사용하여 FP형 에탈론 필터의 투과 파장 대역을 조절할 경우 "a" 채널을 선택하는 에탈론 필터의 온도 구간이 40∼56℃ 안에 있어야, 이러한 에탈론 필터를 이용하여 40∼80℃의 구간 내에서 모든 채널을 선택하여 투과시킬 수 있게 된다.
열전소자의 경우를 예로 들어 다시 설명하면, FP형 에탈론 필터가 48℃에서 "a" 채널의 파장과 +/-0.8nm 안의 투과 파장 대역을 가질 경우에만 열전소자 온도 40∼80℃ 구간에서 모든 4 채널을 선택하여 투과시킬 수 있게 된다.
또한, 상기 [수학식 4]에 의해
Figure pat00006
로 표시되는데, 파장을 +/-0.8nm로 정밀하게 조절하기 위해서 두께를 58nm의 두께 정밀도를 가지도록 조절하여야 한다.
Figure pat00007
상기 [수학식 6]의 계산에서는 400GHz의 FSR을 가지는 에탈론 필터와 1596nm 대역의 광통신을 고려하였으며, 허용되는 파장 정밀도를 +/- 0.8nm로 제한하였다. 58um의 두께는 실질적으로 조절이 불가능한 영역으로, 에탈론 필터의 간격은 매우 용이하게 조절되는데 비해 에탈론 필터의 투과 피크의 위치를 조절하는 것은 불가능하다. 그러므로 이 경우 무작위로 에탈론 필터를 제작한 후 에탈론 필터의 설정 온도에서 +/-0.8nm 이내에서 투과 피크를 가지는 에탈론 필터를 선택하여 파장 가변 필터로 채택하는 방법이 가능하다. 그러나 이 경우 무작위로 제작될 경우 복수의 투과 피크를 가지는 FP형 에탈론 필터의 1/4 만이 원하는 파장 대역을 가지게 되어 에탈론 필터의 손실이 커지는 문제가 발생하게 된다. 에탈론 필터의 손실을 줄이기 위해 히터의 운용 온도 범위나, 열전소자의 운용 온도 범위를 늘리게 되면, 이에 따라 소모 전력의 증가와 패키지 구성품의 열 안정성에 문제가 발생하게 된다.
미국특허 US 6,985,281호 (2006.01.10)
본 발명은 이러한 종래 파장 가변 광 수신기의 채널 설정 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 파장 가변 광 수신기에 있어서 모든 파장 가변 필터를 40℃의 운용 온도 범위에서 사용할 수 있도록 하는 파장 가변 광 수신기의 채널 설정 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광 수신기는 미리 정해진 온도 +/- 4℃의 온도 범위 내에서 n 채널을 수신하고, 파장 가변 필터의 온도를 증가시켜 차례로 n+1, n+2, n+3의 채널을 설정하도록 한다. 이때, n = 1, 2, 3, 4 중 어느 하나의 숫자가 되며, 5번 채널은 1번 채널의 파장 특성을 가지도록 하고, 6번 채널은 2번 채널의 파장을 가지도록 하며, 7번 채널은 3번 채널의 특성을 가지도록 한다.
즉, 본 발명에 따른 광 수신기의 채널 선택 방법은 기준 채널 온도 구간을 설정하고, 설정된 온도 구간에서 파장 가변 필터의 온도를 스캔(scan)하여, 미리 정해진 파장 간격의 통신 신호 채널 중 이 온도 구간에서 채택되는 파장을 확인하는 단계와; 미리 정해진 온도 구간에서 설정되는 기준 채널이 동조되어 수신되는 파장 가변 필터의 온도를 메모리에 입력하는 단계와; 상기 파장 가변 필터의 온도를 변화시켜 기준 채널 + 1, 기준 채널 + 2, 기준 채널 + 3 채널에 해당하는 파장 가변 필터의 온도를 설정하고 메모리에 저장하는 단계와; 기준 채널 및 기준 채널 + 1, 기준 채널 + 2, 기준 채널 + 3의 채널을 실제 통신 채널 번호와 매칭(matching) 시켜 메모리에 저장하는 단계;를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명에 따른 파장 가변 광 수신기의 채널 설정 방법은 FP형 에탈론 필터의 투과 모드 중 인접한 두 개의 투과 모드를 이용하여 미리 설정한 온도 범위 내에서 모든 통신 파장의 채널을 선택적으로 수신하는 방법으로서, 상기 파장 가변 필터의 온도를 증가시킴에 따라 채택되는 채널이 cyclic(순환적) 특성을 가지도록 한다.
본 발명에 따른 광 수신기는 모든 채널을 선택하기 위한 온도가 32℃ 구간 내에서 이루어지므로 히터 또는 열전소자의 온도를 미리 정해진 좁은 온도 영역에서만 사용할 수 있도록 하여, 히터 또는 열전소자의 소모 전력을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 모든 파장 가변 필터를 모두 사용할 수 있도록 하는 장점이 있다.
도 1은 종래 히터(heater)에 의해 투과되는 파장이 달라지는 파장 가변 필터의 일례,
도 2는 FP형 에탈론 필터의 투과 특성 곡선 일례,
도 3은 4 channel 100GHz의 DWDM 경우의 NG-PON2 구조에서 파장의 설정과 파장 가변성 필터가 하나의 파장의 광신호를 선택하는 과정을 나타낸 일례,
도 4는 본 발명에 따라 필터의 cyclic 특성을 사용하지 않을 경우에 파장을 선택하는 과정을 나타낸 일례,
도 5는 본 발명에 따른 FP형 에탈론 필터의 cyclic 특성을 이용하여 채널 선택을 위한 온도 변화 구간을 좁히는 과정을 나타낸 일례,
도 6은 본 발명에 따른 FP형 에탈론 필터의 cyclic 특성을 이용하여 채널 선택을 위한 온도 변화 구간을 좁히는 또 다른 예를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 한정하지 않는 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 함께 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 필터의 cyclic 특성을 사용하지 않을 경우에 파장을 선택하는 과정을 나타내고 있다.
도 4-a는 100GHz 간격을 가지는 4개의 통신 파장 채널을 보여준다. 도 4-b는 임의로 제작된 FP형의 에탈론 필터의 투과 피크 대역을 보여준다. 본 발명의 설명에서는 FP형의 에탈론 필터의 FSR이 400GHz 인 경우를 예로 들기로 한다. 또한, 온도를 올리면서 채널을 설정하는 경우를 예로 들어 설명하기고 한다.
이러한 경우 채널 a 보다 작은 파장을 가지는 에탈론 필터의 투과 피크(peak)가 파장 선택을 위한 투과 피크로 선정될 수 있다. 즉, 도 4-b와 같이 복수 개의 투과 파장 피크를 가지는 FP형 에탈론 필터의 투과 파장 모드 중, m+1차의 모드는 이미 1채널보다 긴 파장을 가지고 있으므로 온도를 상승하는 방법에 의해서는 통신 채널 "a"를 선택할 수 없다. 그러므로 온도를 상승시키는 방법으로 채널을 동조할 경우에는 에탈론 필터의 투과 모드 중 m차 투과 모드를 사용하여야 한다.
특정 온도 To에서 FP형 에탈론 필터의 투과 모드 중 m차 모드의 투과 파장이 "aa"라고 하자. 이 파장은 채널 "a" 파장이 아니므로 FP형의 에탈론 필터를 채널 "a"로 조절하기 위해 T1의 온도를 더 해야 한다고 하자. 이때 T1은 FSR에 해당하는 온도를 가지게 된다. 즉, FSR이 400GHz 이고, 에탈론 필터 투과 피크의 온도 의존성이 12.5GHz/℃일 때는 T1은 0∼32℃ 사이의 임의의 값이 될 수 있다. 이는 T1이 32℃를 넘을 경우 이는 에탈론 필터의 cyclic(순환적) 특성에 의해 0(zero)과 동일해 지기 때문이다. 즉, 도 4에서 보이는 바와 같이 특정 온도 To에서 에탈론 필터가 가지는 투과 피크 파장에 관계없이 에탈론 필터를 사용하여 파장 가변의 특성을 얻기 위해서는, 파장 가변 필터의 온도를 도 4-c와 같이 To ∼ To + T1 + 24℃ 로 변화시켜주어야 한다. T1은 0 ∼ 32℃의 값을 가지므로 히터 또는 열전소자는 24∼56℃의 온도 변화를 주어야 한다. 56℃의 온도 변화는 히터 또는 열전소자를 사용하여 조절하기에는 소모 전력이 높게 드는 문제가 있다.
도 5는 본 발명에 따른 FP형 에탈론 필터의 cyclic 특성을 이용하여 채널 선택을 위한 온도 변화 구간을 좁히는 과정을 나타낸 것이다.
도 5에서 4개의 통신 파장 채널은 100GHz의 간격을 가지고 있으며, FP형의 에탈론 필터는 400GHz의 FSR을 가지고 있다고 가정하자. 또한, 특정 온도 To에서 FP형의 에탈론 필터의 투과 파장이 "c" 채널과 "d" 채널 사이에 존재한다고 가정하자. 이 경우 FP형의 에탈론 필터의 온도를 T1 만큼 바꾸어, 도 5-b 처럼 FP형의 에탈론 필터의 투과 파장을 채널 "d"에 동조시킬 수 있다. 이때 T1은 0∼8℃의 값을 가질 수 있다. To + T1의 온도에서 FP형의 에탈론 필터의 투과 피크가 채널 "d"를 선택할 경우, 에탈론 필터의 다른 투과 피크는 "aa" 위치에 존재하게 되며, "aa" 위치는 "a" 채널로부터 100GHz 떨어진 위치에 있게 된다. 그러므로 To + T1온도에서 "aa"의 위치에 있는 에탈론 필터의 투과 피크를 이용하면 To + T1 + 8℃에서 "a" 채널을 설정할 수 있으며, To + T1 + 16℃에서 "b" 채널, To + T1 + 24℃에서 "c" 채널을 선정할 수 있다. 그러므로 이러한 방법을 사용할 경우 T1은 0∼8℃의 값을 가지므로, 24∼32℃의 에탈론 필터의 온도 조절만으로 4개의 파장을 모두 선별적으로 선택할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명에 따른 FP형 에탈론 필터의 cyclic 특성을 이용하여 채널 선택을 위한 온도 변화 구간을 좁히는 또 다른 예를 나타낸 것이다.
도 6에서 4개의 통신 파장 채널은 100GHz의 간격을 가지고 있으며, FP형의 에탈론 필터는 400GHz의 FSR을 가지고 있다고 가정하자. 또한, 특정 온도 To에서 FP형의 에탈론 필터의 투과 파장이 "a" 채널과 "b" 채널 사이에 존재한다고 가정하자. 이 경우 FP형의 에탈론 필터의 온도를 T1 만큼 바꾸어 도 6-b 처럼 FP형의 에탈론 필터의 투과 파장을 채널 "b"에 동조 시킬 수 있다. 이때 T1은 0∼8℃의 값을 가질 수 있다. To + T1의 온도에서 FP형의 에탈론 필터의 투과 피크가 채널 "b"를 선택할 경우, To + T1 + 8℃에서 "c" 채널, To + T1 + 16℃에서 "d" 채널을 선정할 수 있다. To + T1 + 16℃에서 에탈론 필터의 다른 투과 피크는 "aaa" 위치에 존재하게 되며, "aaa" 위치는 "a" 채널로부터 100GHz 떨어진 위치에 있게 된다. 그러므로 To + T1 + 16℃ 온도에서 "aaa"의 위치에 있는 에탈론 필터의 투과 피크를 이용하면 To + T1 + 24℃에서 "a" 채널을 설정할 수 있다. 그러므로 이러한 방법을 사용할 경우 T1은 0∼8℃의 값을 가지므로 24∼32℃의 에탈론 필터의 온도 조절만으로 4개의 파장을 모두 선별적으로 선택할 수 있다.
즉, 도 5와 도 6에서 에탈론 필터의 투과 파장이 통신 파장 대역의 어디에 존재하든지 관계없이 24∼32℃의 온도 조절만으로 모든 파장 채널을 선별적으로 선택할 수 있다. 그러므로 이러한 방법을 사용할 경우에는 FP형 에탈론 필터의 특정 온도에서의 투과 파장에 관계없이 모든 에탈론 필터를 사용하여 최대 32℃의 온도 조절만으로 4 파장의 채널을 선별적으로 선택할 수 있어, 에탈론 필터의 수율과 에탈론 필터의 온도 조절을 위한 에너지를 절감할 수 있고, 패키지의 열 안정성을 개선하는 장점이 있다.
이러한 방법을 실질적으로 사용하기 위해서는 다음과 같은 과정을 사용하는 것이 바람직하다.
먼저, 공장에서 광트랜시버를 제작하는 과정에 있어서, 미리 정해진 온도 구간에서 선택되는 광통신 기준 채널 n을 설정하는 단계(이때 n은 1~4의 숫자를 가질 수 있다.)와, 파장 가변형 FP형 에탈론 필터의 온도를 증가시키면서, n+1, n+2, n+3의 채널에 해당하는 온도를 설정하는 단계와, 채널 1, 채널 2, 채널 3, 채널 4에 해당하는 각각의 온도를 미리 광트랜시버 내부의 메모리에 저장하는 단계와, 특정 채널을 설정하고자 할 때는 메모리에 저장된 채널별 온도를 이용하여 FP형 파장 가변 필터의 온도를 설정하는 단계를 통하여, 에탈론 필터의 투과 파장을 선별적으로 선택하여 선택된 채널을 통하여 신호를 수신할 수 있게 된다.
이러한 방법을 하나의 예로 들어 설명하면 다음과 같다. 먼저, 기준 채널이 설정될 온도 구간을 정하는 단계로서 이 온도 구간은 최소한 통신 파장의 파장 간격보다 큰 파장을 수용할 수 있는 온도 범위가 바람직하다. 예를 들어 100GHz 파장 간격의 DWDM에서는 파장 가변 필터의 투과 파장의 온도의존도가 12.5GHz/℃일 때, 8℃ 이상의 온도 구간을 설정하는 것이 바람직하다.
즉, 40℃에서 48℃를 기준 채널 온도 구간으로 설정하고, 이 온도범위에서 파장 가변 에탈론 필터의 온도를 스캔(scan)하여 미리 정해진 100GHz 파장 간격의 신호 채널 중 이 온도 구간에서 채택되는 파장을 확인하는 단계, 미리 정해진 온도 구간에서 설정되는 기준 채널이 동조되어 수신되는 파장 가변 필터의 온도를 메모리에 입력하는 단계, 파장 가변 필터의 온도를 변화시켜 기준 채널 + 1, 기준 채널 + 2, 기준 채널 + 3 채널에 해당하는 파장 가변 필터의 온도를 설정하고 메모리에 기억하는 단계, 기준 채널 및 기준 채널 + 1, 기준 채널 + 2, 기준 채널 + 3의 채널을 실제 통신 채널 번호와 매칭(matching) 시키는 정보를 메모리에 입력하는 단계를 통하여 이루어질 수 있다.
즉, 각 채널 사이의 파장 가변 필터의 온도 차이가 8℃일 경우, 기준 채널이 2 채널이며, 기준 채널이 동조되는 온도가 41℃일 경우, 통신 채널 3 채널은 49℃, 통신 채널 4는 57℃, 통신 채널 1은 65℃에 설정된다. 또 하나의 예로 기준 채널이 4 채널이며, 기준 채널이 동조되는 온도가 47℃일 경우, 통신 채널 1 채널은 55℃, 통신 채널 2는 63℃, 통신 채널 2는 71℃에 설정된다. 이러한 과정으로 특정온도에서 어떠한 투과 파장을 가지는 에탈론 필터를 사용하여서도, 전 채널을 40∼72℃의 32℃의 온도 구간에서 전 채널을 설정하는 것이 가능하여, 전기 소모량을 줄이며, 파장 가변 필터의 활용도를 높이며, 패키지의 열적 안정성을 동시에 얻는 것이 가능해진다.
이러한 본 발명의 특성은 FP형 에탈론 필터의 투과 모드 중 인접한 두 개의 투과모드를 이용하여 미리 설정한 온도 범위 내에서 모든 통신 파장의 채널을 선택적으로 수신하는 방법으로서, 파장 가변 필터의 온도를 증가시킴에 따라 채택되는 채널이 cyclic(순환적) 특성을 가진다.
이러한 본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구 범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

Claims (2)

  1. 파장 가변 광 수신기의 채널 설정 방법에 있어서,
    (a) 기준 채널 온도 구간을 설정하고, 설정된 온도 구간에서 파장 가변 필터의 온도를 스캔(scan)하여, 미리 정해진 파장 간격의 통신 신호 채널 중 이 온도 구간에서 채택되는 파장을 확인하는 단계와;
    (b) 미리 정해진 온도 구간에서 설정되는 기준 채널이 동조되어 수신되는 파장 가변 필터의 온도를 메모리에 입력하는 단계와;
    (c) 상기 파장 가변 필터의 온도를 변화시켜 기준 채널 + 1, 기준 채널 + 2, 기준 채널 + 3 채널에 해당하는 파장 가변 필터의 온도를 설정하고 메모리에 저장하는 단계와;
    (d) 기준 채널 및 기준 채널 + 1, 기준 채널 + 2, 기준 채널 + 3의 채널을 실제 통신 채널 번호와 매칭(matching) 시켜 메모리에 저장하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 수신기의 채널 설정 방법.
  2. 파장 가변 광 수신기의 채널 설정 방법에 있어서,
    FP형 에탈론 필터의 투과 모드 중 인접한 두 개의 투과 모드를 이용하여 미리 설정한 온도 범위 내에서 모든 통신 파장의 채널을 선택적으로 수신하는 방법으로서, 상기 파장 가변 필터의 온도를 증가시킴에 따라 채택되는 채널이 cyclic(순환적) 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 파장 가변 광수신기의 채널 설정 방법.
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