KR0123060B1 - 광검출기를 이용한 클럭 재생용 신호변환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광통신 시스템에서 클럭 재생을 위하여 필요한 NRZ 신호를 PRZ 신호로 변환하는 광검출기를 이용한 클럭 재생용 신호변환기에 관한 것으로, 입력되는 NRZ 신호를 둘로 분할하는 광분할수단(21)과, 상기 광분할수단(21)에서 분할된 하나의 신호를 입력받으며 광섬유의 길이를 조정하여 구현되는 광지연수단(22)과, 상기 광지연수단(22)을 통과한 신호와 상기 광분할수단(21)에서 분할된 나머지 하나의 신호를 각각 입력받아 PRZ 신호로 변환하여 출력하는 변환수단(200)을 구비하여 광학적으로 NRZ 신호를 PRZ 신호로 변환함에 따라 통신속도를 증가하여도 구현의 어려움이 증가하지 않고 저렴한 가격으로 구현이 가능하며 전력 소모도 적고, 특히 광통신의 속도를 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

광검출기를 이용한 클럭 재생용 신호변환기

제1도는 종래의 광수신기의 블럭 구성도.

제2도는 본 발명에 따른 광검출기를 이용한 클럭 재생용 신호 변환기의 블럭 구성도.

제3도는 본 발명에 따른 클럭 재생용 신호 변환기의 타이밍도.

제4도는 본 발명이 적용된 광수신기의 블럭 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 광분할기 22 : 광지연기

23, 24, 32 : 광검출기 25 : 출력단 부하

200 : 신호 변환부 31 : 광전치 증폭기

33 : 증폭기 34 : 판별회로

35 : 신호 변환기 36 : 클럭 재생기

본 발명은 광통신 시스템에서 클릭의 재생을 위해 NRZ(Non-Return to Zero)신호를 PRZ(Pseudo-Return to Zero)신호로 변환시키는 클럭 재생용 신호변환기에 관한 것으로, 특히 광검출기를 이용한 클럭재생용 신호변환기에 관한 것이다.

종래의 광통신 시스템에서는 제1도에 도시된 바와 같이 송신된 광신호를 전기신호로 변환시켜 증폭시킨후, 비선형 특성을 갖는 전파 검파기난 배타적 논리합(XOR)게이트 등을 사용한 회로에 통과시켜 클럭 신호를 생성한다.

이를 제1도에 도시된 종래 광통신용 수신기를 참조하여 보다 구체적으로 살펴본다. 도면에서 11은 전치 증폭기, 12는 주증폭기, 13은 신호 변환기, 131은 지연기, 132는 배타적 논리합(XOR) 게이트, 14는 클럭 재생기, 15는 판별회로를 각각 나타낸다.

광섬유를 통해 수신된 NRZ 신호는 광검출기(10)에 의해 전기신호로 변환되어 전치 증폭기(11)로 입력된다. 전치 증폭기(11)는 전기신호로 변환된 신호를 1차적으로 증폭하고, 이 1차적으로 증폭된 신호는 주증폭기(12)에 의해 충분한 크기를 갖는 신호로 증폭된다. 그리고, 주증폭기(12)에 의해 증폭된 신호는 두 갈래의 신호로 분리되어 하나의 신호는 판별회로(15)로 입력되고, 다른 신호는 클럭추출회로인 신호 변환기(13)로 입력된다.

신호 변환기(13)에 입력된 신호는 다시 두갈래의 신호로 분리되어 하나의 신호는 지연기(131)에 의해 지연되어 배타적 논리합 게이트(132)로 입력되고, 다른 신호는 지연없이 배타적 논리합 게이트(132)로 입력된다.

배타적 논리합 게이트(132)는 지연기에 의해 지연된 신호와 지연되지 않은 신호를 배타적 논리합함으로써, NRZ 신호는 PRZ 신호로 변환된다. 그리고, 이 변환된 신호는 클럭 재생기(14)로 입력된다.

한편, 판별회로(15)는 클럭 재생기(14)의 출력 신호와 주증폭기(12)의 출력신호를 비교하여 송신된 신호를 재생한다.

이와 같은 종래의 광통신용 수신기에서는 클럭신호를 추출하기 위한 신호 변환기(13)의 구성 소자들이 통신 속도의 증가에 따라 그 기능을 수행하기 어려우며, 이의 구성을 위한 소자의 가격도 매우 비싸고, 전력 손실도 큰 문제점이 있었다.

따라서, 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 광검출기 2개를 이용하여 통신속도가 증가하더라도 간단히 신호 변환을 수행할 수 있으며, 전력 소모도 적은 클럭 재생용 신호 변환기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, NRZ 신호를 PRZ 신호로 변환시키는 신호 변환기에 있어서, 입력되는 NRZ 신호를 분할하는 광분할수단 ; 상기 광분할수단에 의해 분할된 하나의 신호를 임의의 시간동안 지연시키는 광지연수단 ; 및 적어도 두 개의 광검출수단을 구비하며, 상기 광분할수단에 의해 분할된 다른 신호와 상기 광지연수단에 의해 임의의 시간동안 지연된 지연신호가 각각 상기 광검출수단들로 입력되어 전기신호로의 변환없이 광학적으로 상기 NRZ 신호를 PRZ 신호로 변환시키는 신호변환수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 제2도 및 제4도를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 따른 광검출기를 이용한 클럭 재생용 신호 변환기의 블록 구성도를 나타낸다.

본 발명에 따른 신호 변환기는 입력되는 NRZ 신호를 분할하는 광분할기(21)와, 상기 광분할기(21)에 의해 분할된 하나의 신호를 입력받아 지연시키는 광지연기(22)와, 상기 광지연기(22)의 출력신호와 상기 광분할기(21)의 다른 신호를 입력받아 PRZ 신호로 변환시켜 출력하는 신호 변환부(200)를 구비한다. 여기서, 신호변환부(200)는 상기 광지연기(22)의 출력신호를 입력받으며, 캐소우드측에 양(+)전압이 입력되는 제1광검출기(23)와, 상기 광분할기(21)의 다른 신호를 입력받으며, 상기 제1광검출기(23)와 직렬로 연결되고, 애노우드측에 음(-)전압이 입력되는 제2광검출기(24)와 상기 제1 및 제2광검출기(23,24)의 직렬 연결 접속점에 연결된 출력단 부하(25)를 구비한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 신호 변환기의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

외부로부터 입력되는 NRZ 신호는 광분할기(21)에 의해 두 갈래의 신호로 분할되고, 이 분할된 하나의 신호는 광지연기(22)에 입력된다. 광지연기(22)는 제2광검출기(24)에 입사되는 신호보다 하나의 정보를 운반하는데 필요한 통신 주기의 반에 해당하는 지연시간(예를들어, 10Gbps 통신용의 경우 50bps(1×10^-12초)의 지연 시간)만큼 입력된 신호를 지연시켜 제1광검출기(23)로 입사시킨다.

이때, 각 광검출기(23,24)로 입력되는 신호의 크기는 동일하며, 제3도에 도시된 바와 같이 광검출기들(23,24)은 입력신호(제3도의 a)와 광지연기(22)에 의해 지연된 신호(제3도의 b)를 각각 입력받는다. 이때, 두광검출기(23,24) 모두에 신호가 입력되면 출력단 부하(25)로는 전류가 흐르지 않으며, 반대로 하나의 광검출기로만 신호가 입력되면 출력단 부하(25)로 전류가 흐르게 된다.

따라서, 두 광검출기(23,24)는 종래의 신호변환기에서의 배타적 논리합 게이트와 같은 동작을 수행하며, 두 광검출기(23,24)에 의해 생성된 출력신호(제3도의 c)는 처음 지연시간인 통신주기의 반에 해당하는 시간동안 출력되지 않으며, 0110의 신호가 입력되는 끝 부분은 1비트가 차지하는 통신주기의 한 주기동안 출력되지 않는다. 따라서, NRZ 신호는 PRZ 신호로 변환된다.

제4도는 본 발명이 적용된 광수신기의 블럭 구성도를 나타낸다.

광섬유를 통과한 신호는 저잡음 광전치 증폭기(31)에 의해 증폭되어 두 갈래의 신호로 분할된다. 이 분할된 신호들 중 하나의 신호는 광검출기(32)에 의해 전기신호로 변환된다. 그리고, 이 전기신호는 주증폭기(33)에 의해 증폭되어 판별회로(34)로 인가된다. 한편 분할된 신호들 중 다른 신호는 제2도에 도시된 바와 같은 신호 변환기(35)로 입력되어 PRZ 신호로 변환된다. 그리고, 이 변환된 PRZ 신호는 광검출기와 협대역 필터 또는 위상고정루프(PLL:Phase Locked Loop)로 구성된 클럭 재생기(36)에 의해 재생된다. 그런 다음, 클럭 재생기(36)의 출력신호는 판별회로(34)로 인가된다. 판별회로(34)는 종래와 동일하게 증폭기(33)의 출력신호와 클럭 재생기(36)의 출력신호를 비교하여 송신된 신호를 재생한다.

상기와 같은 본 발명은, 광검출기를 이용하여 광학적으로 NRZ 신호를 PRZ 신호로 변환시킬 수 있어, 종래의 전기적으로 구현되는 경우에 비해 간단한 구조를 가지며, 따라서 전력소모도 적고, 광통신의 속도를 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. NRZ 신호를 PRZ 신호로 변환시키는 신호 변환기에 있어서, 입력되는 NRZ 신호를 분할하는 광분할 수단 ; 상기 광분할수단에 의해 분할된 하나의 신호를 임의의 시간동안 지연시키는 광지연수단 ; 및 적어도 두 개의 광검출수단을 구비하며, 상기 광분할수단에 의해 분할된 다른 신호와 상기 광지연수단에 의해 임의의 시간동안 지연된 지연신호가 각각 상기 광검출수단들로 입력되어 전기신호로의 변환없이 광학적으로 상기 NRZ 신호를 PRZ 신호로 변환시키는 신호변환수단을 구비한 것을 특징으로 하는 클럭 재생용 신호 변환기.
2. 제1항에 있어서, 상기 신호 변환수단은, 상기 광지연수단에 의해 임의의 시간동안 지연된 신호를 입력받으며, 캐소우드 측에 양(+)전압이 연결되는 제1광검출수단 ; 상기 광분할수단에 의해 분할된 다른 신호를 입력받으며, 애노우드 측에 음(-)전압이 연결되고, 캐소우드 측은 상기 제1광검출수단과 직렬로 연결된 제2광검출수단 ; 및 상기 제1광검출수단과 상기 제2광검출수단의 직렬 연결의 접점에 연결된 출력단 부하를 구비한 것을 특징으로 하는 클럭 재생용 신호 변환기.