KR100211583B1 - The stabilizing system of laser diode for wavelength division multiplexing - Google Patents
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Abstract
본 발명은 파장 분할 다중 방식을 사용하는 광 전송 시스템을 위한 광원 안정화 시스템에 관한 것으로,The present invention relates to a light source stabilization system for a light transmission system using wavelength division multiplexing,
이 시스템은, 광원인 레이저 다이오드(LD)가 포함된 N개의 광원 안정화기(100)와; 광원 안정화기로부터 출력된 N개의 광 신호를 합치기 위한 Nx1 먹스(MUX : 400)와; 송신신호의 일부를 검출하기 위한 1x2 커플러(500)와; 광원 안정화를 위해 검출된 신호가 지정된 주파수들로 동조되는 광 에탈론 여파기(600)와; 광 에탈론 여파기(600)에서 출력된 광 신호를 전기신호로 변환하는 광 검출기(PD:700)와; 변환된 전기신호를 증폭하기 위한 증폭기(800)로 이루어지며,The system includes N light source stabilizers 100 including a laser diode LD as a light source; An Nx1 mux (MUX: 400) for combining the N optical signals output from the light source stabilizer; A 1 × 2 coupler 500 for detecting a portion of the transmission signal; An optical etalon filter 600 in which the detected signal for light source stabilization is tuned to specified frequencies; A photo detector (PD) 700 for converting the optical signal output from the optical etalon filter 600 into an electrical signal; An amplifier 800 for amplifying the converted electrical signal,
상기 광원 안정화기(100)는:The light source stabilizer 100 is:
얻고자 하는 정현파 주파수의 정수배로 발진되는 고정 주파수 발진기(101)와, 고정 주파수 발진기(101)의 구형파 발진주파수로 부터 지정된 자신의 정현파주파수를 얻기 위한 분주기(102)와, 고주파 성분을 제거하여 자신의 정현파를 얻기 위한 저역여파기(103)와, 모드선택 스위치(200)로 초기화되는 온도 초기값(104)으로서 각각 입력된 S1, S2 신호의 차이값을 증폭하기 위한 차동증폭기(105)와, 전압신호를 전류로 변환하는 전류변환기(106)와, 1부터 N 까지의 지정된 주파수중 일 지정주파수를 갖는 정현파를 출력하는 레이저 다이오드(109)와, 상기 저역여파기(103)로 부터의 정현파와 전류변환기(113)로 부터의 출력을 이용하여 레이저 다이오드(109)내의 바이어스 전류(LD bias)를 변조하는 혼합기(110)와, 상기 모드선택 스위치(200)로 초기화되는 전류초기값(111)으로서 각각 입력된 S5, S6 신호의 차이값을 증폭하기 위한 차동증폭기(112)와, 전압신호를 전류신호로 변환하는 전류변환기(113)와, 시스템 초기화 상태시 각각 상기 온도초기값(104)과 전류초기값(111)을 입력하도록 상기 차동증폭기(105,112)에 접속되고, 시스템 정상상태시 각각 레벨 변환기(R1:108 , R2:115)에 접속되는 스위치(107,114)와, 증폭기(800)의 출력신호가 자신의 정현파 신호를 검출하기 위한 레벨검출기(119)와, 이 레벨검출기(119)로 부터 검출된 정현파신호와 기준값(118)을 입력으로 하여 그 오차신호를 발생시키는 차동증폭기(117)와, 이 오차신호를 제어신호로 변환하는 오차제어기(116)와, 시스템의 초기화 상태와 정상상태를 결정하는 모드선택 스위치(200)와, 제1 및 제2 귀환루프에 의해 각각 발생된 온도조정 신호(S3)와 전류조정 신호(S7)간에 시간차를 부여하거나 부여하지 않는 지연기(201)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로한다.The fixed frequency oscillator 101 oscillated at an integer multiple of the sine wave frequency to be obtained, the frequency divider 102 for obtaining its specified sine wave frequency from the square wave oscillation frequency of the fixed frequency oscillator 101, and high frequency components are removed. A differential amplifier 105 for amplifying a difference value between the S1 and S2 signals input as the low pass filter 103 for obtaining its own sinusoidal wave, and the temperature initial value 104 initialized with the mode selection switch 200, and A current converter 106 for converting a voltage signal into a current, a laser diode 109 for outputting a sine wave having a specified frequency among 1 to N specified frequencies, and a sine wave and current from the low frequency filter 103. As a mixer 110 for modulating the bias current (LD bias) in the laser diode 109 using the output from the converter 113, and as the current initial value 111 initialized by the mode selection switch 200. A differential amplifier 112 for amplifying a difference value between the inputted S5 and S6 signals, a current converter 113 for converting a voltage signal into a current signal, and the temperature initial value 104 and a current in a system initialization state, respectively. Switches 107 and 114 connected to the differential amplifiers 105 and 112 so as to input an initial value 111, and to level converters R1 108 and R2 115, respectively, in a system normal state, and output signals of the amplifier 800; A level detector 119 for detecting its own sinusoidal signal, a differential amplifier 117 for generating the error signal by inputting a sinusoidal signal detected from the level detector 119 and a reference value 118, and An error controller 116 for converting the error signal into a control signal, a mode selection switch 200 for determining the initial state and the normal state of the system, and a temperature adjustment signal generated by each of the first and second feedback loops ( Provide a time difference between S3) and the current adjustment signal S7. And characterized by comprising a delay unit 201 is not assigned.
Description
본 발명은 파장 분할 다중방식(WDM: Wavelength Division Multiplexing) 광 전송 시스템을 위한 광원 안정화 시스템에 관한 것으로, 특히 광원 안정화기(Stabilizer of Laser Diode)를 사용하여 주파수 천이현상을 제거함으로써 자동적으로 안정하게 지정된 주파수에서 원하는 광 출력을 발생하는 파장 분할 다중방식 광 전송 시스템을 위한 광원 안정화 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
파장 분할 다중방식 광 전송 시스템이란, 파장이 다른 여러개의 전송용 레이저들을 하나의 광섬유에 다중화하여 전송함으로써 광섬유당 전송용량을 크게 증가 시킬 수 있는 시스템을 말한다.The wavelength division multiplexing optical transmission system refers to a system that can greatly increase transmission capacity per optical fiber by multiplexing multiple transmission lasers having different wavelengths into one optical fiber.
그러므로 파장분할 다중방식을 사용하는 광전송 시스템의 전송 레이저들은 국제적으로 표준화된 특정 주파수에서 동작하여야 한다. 따라서, 이러한 광전송 시스템을 만족시키기 위해서는, 전송 레이저의 파장을 시스템의 생산공장 또는 설치현장에서 정밀하게 조정해 주어야 한다. 뿐만 아니라, 전송 레이저들이 시스템의 수명동안 표준 주파수에서 동작하도록 관리하여야 한다.Therefore, transmission lasers in optical transmission systems using wavelength division multiplexing must operate at specific internationally standardized frequencies. Therefore, in order to satisfy such an optical transmission system, the wavelength of the transmission laser must be precisely adjusted at the production plant or installation site of the system. In addition, the transmitting lasers must be managed to operate at the standard frequency for the life of the system.
그러나 레이저의 주파수는 그 동작조건이 일정하게 유지되더라도 노화효과등으로 인하여 주파수가 수십 GHz 이상 천이 될 수 있다. 이러한 레이저 주파수의 천이는 파장 분할 다중방식 광 전송 시스템의 이득여유를 감소시키거나 신호의 누화를 유발하여 통신장애를 일으키는등 데이터 통신의 신뢰도가 떨어지는 문제점이 있었다.However, even though the operating frequency of the laser is kept constant, the frequency of the laser may be tens of GHz or more due to the aging effect. Such a shift of the laser frequency has a problem that the reliability of data communication is deteriorated, such as reducing the gain margin of the wavelength division multiplex optical transmission system or causing a crosstalk of a signal, thereby causing communication failure.
따라서, 본 발명은 이와같은 문제점을 극복하기 위한 것으로, 상기와 같은 주파수 천이현상을 제거하기 위해 간단한 H/W로 구성된 광원 안정화기를 이용하여 전송 레이저들이 자동적으로 표준 주파수에서 동작하고 원하는 광 출력을 발생하도록 조정하는 파장분할 다중방식 광 전송 시스템을 위한 광원 안정화 시스템에 관한 것이다.Accordingly, the present invention is to overcome this problem, the transmission lasers are automatically operated at the standard frequency and generate the desired light output by using a light source stabilizer composed of a simple H / W to eliminate the frequency shift phenomenon as described above A light source stabilization system for a wavelength division multiplexing optical transmission system is adjusted.
도 1은 광원 안정화 시스템 전체 구성도.1 is an overall configuration diagram of a light source stabilization system.
도 2는 광원 안정화기 구성도.2 is a block diagram of a light source stabilizer.
도 3은 레벨 검출기 구성도.3 is a level detector configuration diagram.
도 4는 오차 제어기 1 구성도.4 is an
도 5는 오차 제어기 2 구성도.5 is an
도 6는 오차 제어기 3 구성도.6 is an error controller 3 configuration diagram.
도 7은 광 에탈론 여파기의 전달특성 곡선인 광 스펙트럼도7 is an optical spectral diagram of a transmission characteristic curve of an optical etalon filter
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
100 : N 개의 광원 안정화기 400 : Nx1 먹스100: N light source stabilizers 400: Nx1 mux
500 : 2x1 커플러 600 : 광 에탈론 여파기500: 2x1 Coupler 600: Photo Etalon Filter
700 : 포토 다이오드 800 : 증폭기700: photodiode 800: amplifier
101 : 고정 주파수 발진기 102 : 분주기101: fixed frequency oscillator 102: divider
103,123 : 저역 여파기 104 : 온도 초기값103,123: low pass filter 104: initial temperature
105,112,117 : 차동 증폭기 106,113 : 전류 변환기105,112,117: differential amplifier 106,113: current transducer
107,114 : 스위치 109 : 레이저 다이오드107,114
110 : 혼합기 111 : 전류 초기값110: mixer 111: initial current value
116 : 오차제어기 117 : 차동 증폭기116: error controller 117: differential amplifier
118 : 기준값 119 : 레벨 검출기118: reference value 119: level detector
120 : 증폭기 121,125 : 완충 증폭기120: amplifier 121,125: buffer amplifier
122,126 : 곱셈기 127 : 루프 필터122,126
128 : 전압조정 발진기 129 : 분주기128: voltage controlled oscillator 129: divider
130,135,140 : 적분기 131,136,141 : 미분기130,135,140: Integrator 131,136,141: Differentiator
132,142 : 레벨 비교기 133,146 : 스위치 134,139,144 : 가산기132,142: level comparator 133,146: switch 134,139,144: adder
R1:108, R2:115, R3:137, R4:138, R5:143, R6:145 : 레벨 변환기R1: 108, R2: 115, R3: 137, R4: 138, R5: 143, R6: 145: level shifter
200 : 모드선택 스위치200: mode selection switch
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 광원인 레이저 다이오드(LD)가 포함된 N개의 광원 안정화기(100)와; 광원 안정화기(100)로부터 출력된 N개의 광 신호를 합치기 위한 Nx1 먹스(MUX : 400)와; 송신신호의 일부를 검출하기 위한 1x2 커플러(500)와; 광원 안정화를 위해 검출된 신호가 지정된 주파수들로 동조되는 광 에탈론 여파기(Optical Etalon Filter:600)와; 광 에탈론 여파기(600)에서 출력된 광 신호를 전기신호로 변환하는 광 검출기(PD:700)와; 변환된 전기신호를 증폭하기 위한 증폭기(800)로 이루어지며,In order to achieve the above object, the present invention, the N light source stabilizer (100) including a laser diode (LD) as a light source; An Nx1 mux (MUX: 400) for combining the N optical signals output from the
상기 광원 안정화기(100)는: 얻고자 하는 정현파 주파수의 정수배로 발진되는 고정 주파수 발진기(101)와, 고정 주파수 발진기(101)의 구형파 발진주파수로 부터 지정된 자신의 정현파주파수를 얻기 위한 분주기(102)와, 고주파 성분을 제거하여 정현파를 얻기 위한 저역여파기(103)와, 모드선택 스위치(200)로 초기화되는 온도 초기값(104)으로서 각각 입력된 S1, S2 신호의 차이값을 증폭하기 위한 차동증폭기(105)와, 전압신호를 전류로 변환하는 전류변환기(106)와, 1부터 N 까지의 지정된 주파수중 하나를 갖는 정현파를 출력하는 레이저 다이오드(109)와, 상기 저역여파기(103)로 부터의 정현파와 전류 변환기(113)로 부터의 출력을 이용하여 상기 레이저 다이오드(109)내의 바이어스 전류(LD bias)를 변조하는 혼합기(110)와, 상기 모드선택 스위치(200)로 초기화되고 전류초기값(111)으로서 각각 입력된 S5, S6 신호의 차이값을 증폭하기 위한 차동증폭기(112)와, 전압신호를 전류신호로 변환하는 전류변환기(113)와, 시스템 초기화상태시 각각 상기 온도초기값(104)과 전류초기값(111)을 입력하도록 각각 차동증폭기(105,112)에 접속되고, 시스템 정상상태시 각각의 레벨 변환기(R1:108 , R2:115)에 접속되는 스위치(107,114)와, 증폭기(800)의 출력신호가 자신의 정현파신호를 검출하기 위한 레벨검출기(119)와, 이 레벨검출기(119)로부터 검출된 정현파신호와 기준값(118)을 입력으로 하여 그 오차신호를 발생시키는 차동 증폭기(117)와, 이 오차신호를 제어신호로 변환하는 오차제어기(116)와, 시스템의 초기화 상태와 시스템의 정상상태를 결정하는 모드선택 스위치(200)와, 제1 및 제2 귀환루프에 의해 발생된 온도조정 신호(S3)와 전류조정 신호(S7)간에 시간차를 부여하거나 부여하지 않는 지연기(201)로 구성되는 것을 특징으로한다.The
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in more detail the configuration of the present invention.
도 1은 본 발명의 광원 안정화 시스템을 도시한 전체 구성도이다.1 is an overall configuration diagram showing a light source stabilization system of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 광원 안정화 시스템은, 광원인 레이저 다이오드(LD)가 포함되고 각각이 동일하게 구성된 N 개의 광원 안정화기(100)와, 광원 안정화기(100)로부터 출력된 N개의 광 신호를 합치기 위한 Nx1 먹스(400)와, 송신신호의 일부를 검출하기 위한 1x2 커플러(500)와, 광원 안정화를 위해 검출된 신호가 지정된 주파수들로 도 7과 같이 동조되는 광 에탈론 여파기(600)와, 광 에탈론 여파기(600)에서 출력된 광 신호를 전기신호로 변환하는 광 검출기(PD:700)와, 변환된 전기신호를 증폭하기 위한 증폭기(800)를 포함하여 구성된다.As shown, the light source stabilization system of the present invention includes N
도 2는 도 1에 도시된 N개의 광원 안정화기(100)들중 일 광원안정화기(100)에 대한 상세 구성도이다.FIG. 2 is a detailed configuration diagram of one
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 광원 안정화기(100)의 각각은, 얻고자 하는 정현파 주파수의 정수배로 발진되는 고정 주파수 발진기(101)와, 고정 주파수 발진기(101)의 구형파 발진주파수로 부터 지정된 자신의 정현파주파수를 얻기 위한 분주기(102)와, 고주파 성분을 제거하여 정현파 주파수를 얻기 위한 저역여파기(103)와, 모드선택 스위치(200)로 초기화되는 온도초기값(104)으로서 각각 입력된 S1, S2신호의 차이값을 증폭하기 위한 차동증폭기(105)와, 전압신호를 전류로 변환하는 전류변환기(106)와, 1부터 N까지의 지정된 주파수중 하나를 갖는 정현파를 출력하는 레이저 다이오드(109)와, 상기 저역여파기(103)로 부터의 정현파와 전류변환기(113)로 부터의 출력을 이용하여 상기 레이저 다이오드(109)내의 바이어스 전류(LD bias)를 변조하는 혼합기(110)와, 상기 모드선택 스위치(200)로 초기화되는 전류초기값(111)으로서 각각 입력된 S5, S6 신호의 차이값을 증폭하기 위한 차동증폭기(112)와, 전압신호를 전류신호로 변환하는 전류변환기(113)와, 시스템 초기화상태시 상기 온도초기값(104)과 전류초기값(111)을 입력하도록 각각 상기 차동증폭기(105,112)에 접속되고, 시스템 정상상태시 각각 레벨변환기(R1:108 , R2:115)에 접속되는 스위치(107,114)와, 도 1의 증폭기(800)의 출력신호가 자신의 정현파신호를 검출하기 위한 레벨검출기(119)와, 이 레벨검출기(119)로부터 검출된 정현파 신호와 기준값(118)을 입력으로 하여 이 정현파 신호와 기준값(118)의 차이값인 오차신호를 발생시키는 차동증폭기(117)와, 이 오차신호를 제어신호로 변환하는 오차제어기(Proportion,Integration Differetiation(PID):116)와, 시스템의 초기화상태 및 정상상태를 결정하는 모드선택 스위치(200)와, 제1 및 제2 귀환루프에 의한 온도조정 신호와 전류조정 신호에 시간차를 부여하거나 부여하지않는 지연기(201)를 포함하여 구성된다.As shown in Fig. 2, each of the
이때 레이저 다이오드(109)내의 바이어스 전류(LD bias)의 변조(Modulation)는 상기 레이저 다이오드(109)의 입력부 혹은 출력부에서 이루어 질 수 있다.In this case, modulation of the bias current LD bias in the
도 3도은 도 2에 도시된 레벨 검출기(119)의 상세 구성도이다.3 is a detailed block diagram of the level detector 119 shown in FIG.
도시된 바와 같이, 상기 레벨 검출기(119)는, 도 1의 증폭기(800)의 출력신호가 입력되는 증폭기(120)와, 이 증폭기(120)의 출력신호가 분리되어 각각 입력되는 완충증폭기(121 및 125)와, 완충증폭기(125)의 출력신호가 자신의 신호를 구별하기 위해 통과하며 곱셈기(126), 루프필터(127), 전압조정 발전기(128), 분주기(129)로 구성되는 위상동기 루프와, 상기 완충증폭기(121)의 출력신호가 상기 전압조정 발진기(128)의 도움을 받아 자신의 현재 신호크기만이 검출돠어 출력되는 곱셈기(122)와 저역여파기(123)를 포함하여 구성된다.As shown, the level detector 119 is an
도 4도는 도 2에 도시된 오차제어기(116)를 더욱 상세히 나타낸 오차 제어기 구성도 1 이다.4 is an error controller configuration diagram 1 showing the error controller 116 shown in FIG. 2 in more detail.
도시된 바와 같이, 상기 오차제어기(116)는 , 도 2의 차동증폭기(117)의 출력신호인 오차신호가 각각 입력되는 적분기(130), 미분기(131) 및 레벨베교기(132)와, 이 레벨 비교기(132)로 조정되는 스위치(133)와, 자신의 입력신호가 스위치(133)에 의해 결정되며, 제어신호를 출력하는 가산기(134)를 포함하여 구성된다.As illustrated, the error controller 116 includes an
도 5는 도 4의 변형도로서 오차 제어기 구성도 2 이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of an error controller in FIG. 4.
도시된 바와 같이, 상기 오차 제어기(116)는, 도 2의 차동증폭기(117)의 출력신호인 상기 오차신호가 각각 입력되는 적분기(135) 및 미분기(136)와, 이 적분기(135) 및 미분기(136)의 출력신호가 각각 입력되는 레벨 변환기(R3:137 , R4:138)와, 자신의 입력신호가 상기 레벨 변환기(R3:137 , R4:138)에 의해 결정되며, 제어신호를 출력하는 가산기(139)를 포함하여 구성된다.As shown, the error controller 116 includes an
도 6은 도 4와 도 5를 결합한 상태를 도시한 오차 제어기 구성도 3 이다.FIG. 6 is an error controller configuration diagram illustrating a state in which FIG. 4 and FIG. 5 are combined.
도시된 바와 같이, 상기 오차제어기(116)는 , 도 2의 차동증폭기(117)의 출력신호인 오차신호가 각각 입력되는 적분기(140), 미분기(141) 및 레벨비교기(142)와, 적분기(140) 및 미분기(142)의 출력신호가 각각 입력되는 레벨 변환기(R5:143 , R6:145)와, 자신의 입력신호가 상기 레벨 변환기(R5:143 , R6:145)와 상기 레벨비교기(142)로 조정되는 스위치(146)로 인해 결정되며, 제어신호를 출력하는 가산기(144)를 포함하여 구성된다.As illustrated, the error controller 116 may include an
본 발명의 광원 안정화 시스템은, 사용자에 의해 구동되는 도 2의 모드선택 스위치(200)와 지연기(201)를 이용하여 시스템 초기화 상태와 시스템 정상 상태인 두 모드로 구분되어 동작된다.The light source stabilization system of the present invention is operated by being divided into two modes, a system initialization state and a system normal state, by using the
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 동작원리를 설명한다.Hereinafter, the operation principle of the present invention with reference to the accompanying drawings.
먼저, 본 발명의 시스템 초기화 상태시의 동작을 설명한다.First, the operation in the system initialization state of the present invention will be described.
시스템 초기화 상태에서는, 도 1에 도시된 광원 안정화 시스템의 구성요소중에서, 광원인 레이저 다이오드(LD)가 포함되고 각각이 동일하게 구성된 N개의 광원 안정화기(100)만이 광원 안정화를 위해 구동되며, 광원 안정화를 위한 외부 검출수단인 상기 Nx1먹스(400), 1x2 커플러(500), 광 에탈론 여파기(600), 광 검출기(700) 및 증폭기(800)는 광원 안정화를 위한 시스템 초기화시엔 동작하지 않는다.In the system initialization state, among the components of the light source stabilization system shown in FIG. 1, only N
또한, 시스템 초기화 상태에서는 상기 광원 안정화기(100)의 상세 구성도인 도 2의 일부 구성요소만이 작동한다.In addition, only some components of FIG. 2, which are detailed configurations of the
이를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.This will be described in more detail as follows.
먼저, 시스템 초기화 상태는 상기 모드선택 스위치(200)에 의해 결정된다.First, the system initialization state is determined by the
시스템 초기화 상태시, 스위치(107)와 스위치(114)는 각각 온도초기값(104)과 전류초기값(111)을 입력하도록 각각 차동증폭기(105,112)에 접속된다.In the system initialization state, the
상기 온도초기값(104)은 고정 전압값과 레이저 다이오드(109)내의 써미스터(Thermistor: THM)값을 귀환받아 발생되며, 차동증폭기(105)와 전류변환기(106)를 거쳐 레이저 다이오드(109)내의 열전냉각기(Thermo-Electric Cooler: TEC)를 동작시킨다.The temperature initial value 104 is generated by receiving a fixed voltage value and a thermistor (THM) value in the
상기 열전냉각기(TEC)를 조정하기 위한 온도초기값(104)으로는 S1, S2가 이용된다.As the temperature initial value 104 for adjusting the thermoelectric cooler TEC, S1 and S2 are used.
S1은 정밀하게 고정된 기준 전압값과 레이저 다이오드(109)내의 써미스터(THM)값을 귀환받아 발생되며, S2는 스위치(107)를 통해 S4에 접속된다. 이 S2는 레이저 다이오드(109)의 초기 주파수를 지정된 주파수에 맞추기 위한 초기 전압값으로 레이저 다이오드(109)마다 변할 수 있는 값이다.S1 is generated by receiving the fixed reference voltage value and the thermistor (THM) value in the
상기와 같이 레이저 다이오드(109)내의 써미스터(THM)값을 귀환받아 온도초기값(104)을 발생시키는 이유는, 레이저 다이오드(109)가, 시스템 초기화 시기에 과전류로 인한 충격으로 수명이 단축되는 것을 막고, 레이저 다이오드(109)의 동작을 안정화하기 위함이다.The reason for generating the temperature initial value 104 by returning the thermistor (THM) value in the
이와같은 온도초기값(104)은, 두 입력신호 값인 S1과 S2의 차이값을 증폭하기 위한 차동증폭기(105)를 통과하고 전압신호를 전류신호로 변환하기 위한 전류변환기(106)를 거쳐 레이저 다이오드(109)내의 열전냉각기(TEC)를 동작시킨다.This temperature initial value 104 passes through a
참고로 일반적인 레이저 다이오드의 특성은, 온도가 상승하면 레이저 다이오드내의 써미스터 값인 저항값이 줄어들고, 레이저 다이오드내의 열전냉각기에 인가되는 전류값이 커지면 온도상승 효과가 발생된다.For reference, a characteristic of a general laser diode is that as the temperature increases, a resistance value, which is a thermistor value in the laser diode, decreases, and a temperature increase effect occurs when the current value applied to the thermoelectric cooler in the laser diode increases.
이와같은 온도상승으로 인해 레이저 다이오드(109)의 주파수가 낮아지고(혹은 파장이 커지고), 미세하지만 상기 열전냉각기(TEC)의 조정으로 인해 레이저 다이오드(109)의 전력값도 변화한다.Due to this temperature rise, the frequency of the
또한, 상기 전류초기값(111)은, 고정 전압값과 레이저 다이오드(109)내의 광검출기(PD)값을 귀환받아 발생되며, 차동증폭기(112)와 전류변환기(113)를 거쳐 혼합기(110)에서 상기 저역여파기(103)로부터 발생된 정현파와 더해져 레이저 다이오드(109)내의 바이어스 전류(LD bias)를 조정한다.In addition, the current initial value 111 is generated by receiving the fixed voltage value and the photodetector PD value in the
레이저 다이오드(109)내의 바이어스 전류((LD bias)를 조정하기 위한 전류초기값(111)으로는 S5와 S6가 이용된다.S5 and S6 are used as the current initial value 111 for adjusting the bias current (LD bias) in the
S5는 정밀하게 고정된 기준 전압값과 레이저 다이오드(109)내의 광 검출기(PD) 값을 귀환받아 발생되며, S6는 스위치(114)를 통해 S8에 접속된다. 이 S6는 광원의 초기전력을 지정된 전력에 맞추기 위한 초기 전압값으로서 레이저 다이오드(109)마다 변할 수 있는 값이다.S5 is generated by receiving a precisely fixed reference voltage value and a photo detector PD value in the
상기와 같이 광검출기(PD) 값을 귀환받아 전류초기값(111)을 발생시키는 이유는, 레이저 다이오드(109)가 상기 시스템 초기화 시기에 과전류로 인한 충격으로 수명이 단축되는 것을 막고, 레이저 다이오드(109)의 동작을 안정화시키기 위함이다.The reason for generating the current initial value 111 by returning the photodetector PD value as described above is to prevent the
상기 전류초기값(111)은, 두 입력신호 값인 S5와 S6의 차이값을 증폭하기 위한 차동증폭기(112)를 통과하고 전압신호를 전류신호로 변환하기 위한 전류변환기(113)를 거쳐 혼합기(110)에서 상기 저역여파기(103)의 출력신호인 정현파와 더해져 레이저 다이오드(109)내의 바이어스 전류(LD bias)를 조정한다.The initial current value 111 is passed through the
참고로, 일반적인 레이저 다이오드의 특성은, 레이저 다이오드내의 바이어스 전류가 커질수록 전력이 커지며, 레이저 다이오드내의 바이어스 전류조정으로 인해 주파수도 변화한다.For reference, the characteristic of the general laser diode is that the power increases as the bias current in the laser diode increases, and the frequency also changes due to the bias current adjustment in the laser diode.
이제, 시스템 정상상태시의 동작을 설명한다.Now, the operation in the system steady state will be described.
시스템 정상상태에서는, 도 1에 도시된 광원 안정화 시스템의 모든 구성요소가 구동되며, 이를 설명하면 다음과 같다.In the system steady state, all components of the light source stabilization system shown in FIG. 1 are driven, which will be described below.
N개의 광원 안정화기(100)의 각각은, 광원인 레이저 다이오드(109); 초기값(104,111), 차동증폭기(105,112,117), 전류변환기(106,113), 오차제어기(116),기준값(118) 및 레벨검출기(119)를 포함하는 레이저 조정부; 고정 주파수 발진기(101), 분주기(102) 및 저역 여파기(103)를 포함하는 낮은 주파수의 정현파 발생기로 구성된다.Each of the N
레이저 다이오드(109)의 바이어스 전류(LD bias)를 이용하여 낮은 주파수의 정현파로 변조함으로써 광 주파수를 낮은 주파수 범위로 흔들어(dither)준다.By using a bias current (LD bias) of the
즉, 상기 바이어스 전류(LD bias)는 각 레이저 다이오드(109)에 해당하는 각 채널을 구분하기 위한 수단이다.That is, the bias current LD bias is a means for distinguishing each channel corresponding to each
이와같이 하여, N개의 광신호가, N개의 광원 안정화기(100)로부터 서로 다른 N 개의 낮은 주파수를 갖는 정현파들로 변조되어 출력되고, 정현파들로 변조되어 출력된 N개의 광신호를 합치기 위한 Nx1 먹스 (400)와 광원 안정화를 위해 송신신호의 일부를 검출하는 1x2커플러(500)를 이용하여 한가닥의 광섬유를 통해 전송된다.In this way, the N optical signals are modulated and output from the N
이때, 레이저 다이어드(109)의 변조는 레이저 다이오드(109)의 입력부 혹은 출력부에서 이루어 질 수 있으며, 레이저 다이어드(109)를 변조시키는 정현파는 레이저 다이어드(109)에 실리는 데이터에 영향을 주지 못하도록 그 크기가 매우 작아야 한다.In this case, the modulation of the
광원 안정화를 위해 검출된 신호는 지정된 주파수(혹은 파장)들에 도 7에서와 같이 동조된 광 에탈론 여파기(600)를 통과하며, 이때 광 에탈론 여파기(600)에서 출력되어 동조된 광신호의 N개의 파장은 λ1 , λ2 , ... , λ2 이고, 각 채널의 파장간격은 Δλ/2 로 일정하다.The signal detected for light source stabilization passes through the
광 에탈론 여파기(600)의 출력은, 광신호를 전기신호로 변환하는 광 검출기(700)를 통과하면서 매우 높은 주파수를 갖는 광신호는 제거되고, 광 주파수를 낮은 주파수 범위로 흔들어준 낮은 주파수를 갖는 정현파들 만이 남게 된다.The output of the
결국 저주파 정현파들의 합쳐진 형태인 전기신호가 출력된다.As a result, an electrical signal is output, which is the sum of the low frequency sinusoids.
그러므로, 광원 안정화기(100)로부터 출력된 N개의 정현파들은 가장 낮은 주파수가 K 라고 하면, 가장 높은 주파수는 2 x K보다 낮아야 자신들의 정현파를 구별할 수 있다.Therefore, when the N sinusoids output from the
상기 광 검출기(700)에서 출력된 전기신호는 그 신호크기가 매우 작기 때문에, 이 전기신호를 증폭하기 위한 증폭기(800)를 거쳐 도 2에 도시된 광원 안정화기(100)의 레벨검출기(119)로 입력된다.Since the electrical signal output from the
이제, 도 2를 참조하여 시스템 정상상태에서 작동하는 광원 안정화기(100)의 동작을 설명한다.Now, the operation of the
상기한 시스템 초기화 상태가 끝난후, 시스템 정상 상태에서 스위치(107)와 스위치(114)는 각각 레벨변환기(R1:108 , R2:115)에 접속된다.After the system initialization state is completed, in the system normal state, the
시스템 정상상태시 광원 안정화를 위한 안정화 루프에서는, 도 1의 증폭기(800)의 출력신호가 자신의 정현파 크기를 검출하기 위한 레벨검출기(119)를 통과하며, 기준값 (118)과의 차이를 증폭하기 위한 차동증폭기(117)를 거쳐 오차신호를 발생한다.In the stabilization loop for stabilizing the light source in the system steady state, the output signal of the
이 오차신호는 자신의 현재 정현파 신호크기를 갖는 레벨검출기(119)의 출력값과, 레이저 다이오드(109)가 지정된 주파수와 전력 상황에서 최대 정현파 신호크기를 갖는 기준값(118)이 각각 상기 차동증폭기(117)로 입력되어 그 차이값이 출력되는 신호를 의미한다.The error signal includes the output of the level detector 119 having its current sinusoidal signal size, and the
차동 증폭기(117)로부터 출력된 오차신호는 오차제어기(116)를 통과한 후 제어신호로 변환된다.The error signal output from the
이 제어신호는 각각의 레벨변환기(R1:108 , R2:115)에 접속되어 시스템 초기화 상태와 동일한 경로를 거쳐 레이저 다이오드(109)내의 열전냉각기(TEC)와 바이어스 전류(LD bias)를 조정한다.This control signal is connected to each of the level converters R1: 108 and R2: 115 to adjust the thermoelectric cooler TEC and the bias current LD bias in the
광원인 레이저 다이오드(109)는 1부터 N 까지의 지정된 주파수(혹은 파장)중 하나를 갖는 광 신호를 출력한다.The
상기한 바와 같이, 채널 구분용 정현파는, 상기 레이저 다이오드(109)의 바이어스 전류(LD bias)를 이용하여 낮은 주파수의 정현파로 변조함으로써 광 주파수를 낮은 주파수 범위로 흔들어 준다.As described above, the sinusoidal wave for channel classification uses the bias current of the
상기 채널 구분용 정현파는, 얻고자 하는 정현파 주파수의 정수배로 발진되는 고정 주파수 발진기(101)와, 자신의 주파수를 얻기 위한 분주기(102)와, 고주파 성분을 제거하여 정현파를 얻기 위한 저역여파기(103)로 구성되는 정현파 발생기를 거쳐 발생된다.The sine wave for channel classification includes a fixed
여기서 상기 정현파 발생기를 거쳐 발생된 정현파의 주파수는 수 내지 수백 KHz 주파수대역이 이용된다.Here, the frequency of the sine wave generated through the sine wave generator is a frequency band of several hundreds of KHz.
상기 정현파 발생기내의 저역여파기(103)로 부터의 정현파 발생시, 정현파 발생기내의 고주파발진기(101)의 크기등과 같은 조건을 감안하여 입력신호 주파수의 정수배인 높은 주파수로 발진하는 것이 바람직하다.When generating a sine wave from the low-
이와같이 상기 저역여파기(103)로부터 발생된 교류신호인 정현파 신호는 전류변환기(113)의 직류신호와 (교류직류)혼합기(110)에서 혼합되며, 각 레이저 다이오드(109)의 바이어스 전류를 변조하고 부수적으로 촉진 브릴로인 분산(Stimulated Brillouin Scattering) 효과도 감소시킬 수 있다.As described above, the sine wave signal, which is the AC signal generated from the
시스템 초기화 이후의 동작상태인 시스템 정상 상태도 모드선택 스위치(200)로 시스템 정상 상태가 결정되며, 스위치(107)와 스위치(114)는 각각 온도조정을 위한 귀환값인 S3 신호와 전류조정을 위한 귀환값인 S7 신호가 입력되도록 각각 차동증폭기(105 및 112)에 접속된다.The system normal state, which is an operating state after the system initialization, is also determined by the
이때, 상기 제1 귀환루프에 의한 온도조정은 레이저 다이오드(109)를 지정된 주파수에서 동작시키기 위한 것이고, 제2 귀환루프에 의한 전류조정은 레이저 다이오드(109)의 전력을 지정된 레벨로 유지하기 위함이다.At this time, the temperature adjustment by the first feedback loop is for operating the
이때, 지연기(201)는 상기 온도조정 신호(S3)와 전류조정 신호(S7)간에 시간차를 두어, 시스템 정상상태에서 먼저 레이저 다이오드(109)의 파장을 조정한 후 전력을 조정하기 위한 것이다.At this time, the
또한, 상기 지연기(201)를 제거하거나, 상기 온도조정 신호(S3)와 전류조정 신호(S7)간의 시간차인 지연시간을 제로로하여 레이저 다이오드(109)의 파장과 전력을 동시에 조정할 수도 있다.The wavelength and power of the
시스템 정상상태에서 광원 안정화를 위한 광원 안정화기(100)의 입력신호는 도 1의 증폭기(800)의 출력신호로서, 이 출력신호는 광 에탈론 여파기(600)를 통과한 후의 낮은 주파수 정현파들만이 남아 결국 낮은 주파수를 갖는 정현파들의 합쳐진 형태인 전기신호가 증폭된 것이다.The input signal of the
여기서, 광 에탈론 여파기(600)를 안정하게 구성했을때, 상기 레이저 다이오드(LD)로부터 출력된 N개의 정현파신호중 각각의 정현파신호가 지정된 파장인 광 에탈론 여파기(600)의 피크치에 위치하면 자신의 정현파 크기를 각각의 광원 안정화기(100)에서 검출하여야 한다. 이는, 자신의 정현파 크기가 각각의 레이저 다이오드(LD) 안정화정도를 의미하기 때문이다.Here, when the
따라서, 자신의 정현파 크기를 검출하기 위해 상기 N개의 광원 안정화기(100)에 포함된 레벨검출기(119)를 통과한다.Therefore, to pass through the level detectors 119 included in the N
도 3을 참조하여 도 2의 레벨 검출기(119)에 대해 시스템 정상상태에서의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 3, the operation of the system steady state with respect to the level detector 119 of FIG. 2 is as follows.
도 1의 증폭기(800)의 출력신호인 상기 레벨검출기(119)의 입력신호는, N개의 광원 안정화기(100)에 포함된 레벨검출기(119)와 연결되므로 다시 증폭기(120)를 통과하고, 자신의 정현파 신호크기를 검출하기 위한 완충증폭기(121)와 자신의 정현파 신호를 구별하기 위한 또다른 완충증폭기(125)로 분리된다.Since the input signal of the level detector 119 which is the output signal of the
상기 완충증폭기(125)를 통과한 신호는 상기 레이저 다이오드(109)로부터 출력되는 N 개의 정현파신호중 다른 채널의 정현파신호들을 무시하고 자신의 정현파신호를 구분하기 위한 위상동기 루프(Phase Locked Loop)를 통과한다.The signal passing through the
이 위상동기 루프는 위상차 검출기의 역할을 수행하는 곱셈기(126), 고주파 성분울 제거하기 위한 루프 필터(127), 입력신호와 위상이 동일하도록 조정되는 전압조정 발진기(128), 이 전압조정 발진기(128)로 부터의 발진주파수를 지정된 정현파 주파수로 만들기 위한 분주기(129)로 구성된다.The phase-locked loop includes a
이와 같은 과정을 통해, 자신의 정현파 신호와 동일한 주파수 및 위상을 갖는 정현파 신호가 발생된다.Through this process, a sinusoidal signal having the same frequency and phase as its sinusoidal signal is generated.
자신의 정현파신호 크기를 검출하기 위한 경로인 곱셈기(122)의 입력신호는, 완충 증폭기(121)의 출력신호인 혼합된 N 개의 정현파와, 분주기(129)의 출력신호인 N개 정현파중 하나인 자신의 정현파와 동기된 신호가 각각 입력되어 곱신호가 출력된다.The input signal of the
이 곱신호는 상기 저역여파기(123)에서 자신의 현재 정현파 신호크기만이 검출돠어 출력되고 나머지 고주파 성분은 제거된다.The product signal is detected by the
도 2에 도시된 오차제어기(PID: 116)의 여러 가지 변경 가능한 구성을 도시한 도 4, 5 및 6의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operations of FIGS. 4, 5, and 6 illustrating various changeable configurations of the error controller (PID) 116 illustrated in FIG. 2 are as follows.
오차제어기 1을 도시한 도 4에서, 도 1의 차동증폭기(117)의 출력신호인 오차신호가 적분기(130), 미분기(131), 레벨 비교기(132)로 각각 입력된다. 여기서, 적분기(130)는 상기 레벨검출기(119)의 출력값과 기준값(118)의 차이값인 오차값을 없애기 위한 것으로 응답속도가 느려서 안정화 되는데 시간이 요구되고, 미분기(131)는 응답속도가 빨라 동 특성을 개선할 수 있는 특징을 갖는다.In FIG. 4 showing the
이와같은 성질을 본 고안에서는 이용하였다.This property was used in the present invention.
시스템 정상상태의 초기시, 일반적으로 레벨비교기(132)의 입력신호는 레벨비교기내(132)의 기준값에 비해 작으므로 스위치(133)가 단락된다.At the beginning of the system steady state, the input signal of the
따라서, 가산기(134)의 입력신호에 적분기(130)와 미분기(131)의 출력값들인 적분값과 미분값이 모두 반영되므로 응답속도가 빠르게 오차를 줄이는 제어신호가 발생된다.Accordingly, since the integral value and the derivative value, which are the output values of the
일정시간 경과후 상기 제어신호로 인해 레이저 다이오드(109)가 비교적 안정화되면, 레벨 비교기(132)의 입력신호는 레벨 비교기(132)내의 기준값보다 커지므로 스위치(133)가 개방된다.When the
따라서, 가산기(134)에는 상기 적분값만이 반영되어 정확하게 오차를 줄이도록 제어신호가 발생된다.Therefore, the
이와같이 레벨 비교기(132)와 스위치(133)의 사용으로 동 특성을 개선함과 동시에 정확하게 오차를 줄일 수 있다.Thus, the use of the
오차제어기 2를 도시한 도 5는, 도 4의 변형으로서 오차신호가 적분기(135)와 미분기(136)로 입력되며, 가산기(139)의 입력신호가 적분기(135)와 가산기(139)사이에 배열된 레벨 변환기(R3:137)의 변환비율과, 미분기(136)와 가산기(139)사이에 배열된 레벨 변환기(R4:138)의 변환비율로 적분값과 미분값의 반영비율이 결정된다.5 shows an
따라서, 가산기(139)에는 레벨 변환기(R4:138)에 의해 반영비율이 결정된 상기 적분값 및 미분값이 반영되어 정확하게 오차를 줄이도록 제어신호가 발생된다.Accordingly, the
이와같이 레벨 변환기들(R3:137 및 R4:138)의 사용으로 동 특성을 개선함과 동시에 정확하게 오차를 줄일 수 있다.In this way, the use of the level converters R3: 137 and R4: 138 can accurately reduce errors while improving dynamic characteristics.
오차제어기 3을 도시한 도 6은, 상기 오차제어기 1과 상기 오차제어기 2의 결합형태로 이를 설명하면 다음과 같다.6, which shows an error controller 3, will be described as a combination of the
상기 오차신호가 적분기(140), 미분기(141) 및 레벨 비교기(142)로 입력된다.The error signal is input to the
시스템 정상상태의 초기시, 일반적으로 레벨비교기(142)의 입력신호는 레벨비교기내(142)의 기준값에 비해 작으므로 스위치(146)가 단락된다.At the beginning of the steady state of the system, the input signal of the
따라서, 가산기(144)의 입력신호에 상기 레벨 변환기(R5:143) 및 레벨변환기(R6:145)에 의해 반영비율이 결정된 상기 적분값과 미분값이 모두 반영되므로 응답속도가 빠르게 오차를 줄이는 제어신호가 발생된다.Accordingly, since the integral value and the derivative value whose reflection ratios are determined by the level converter R5: 143 and the level converter R6: 145 are reflected in the input signal of the
일정시간 경과후 상기 제어신호로 인해 레이저 다이오드(109)가 비교적 안정화되면, 레벨 비교기(142)의 입력신호는 레벨 비교기(142)내의 기준값보다 커지므로 스위치(146)가 개방된다.When the
따라서, 가산기(144)에는 상기 적분값만이 반영된다. 되어 정확하게 오차를 줄이도록 제어신호가 발생된다.Therefore, only the integral value is reflected in the
이와같이 레벨 비교기(142), 스위치(146) 및 레벨변환기(R5:143 및 R6:145)의 사용으로 동 특성을 개선함과 동시에 정확하게 오차를 줄일 수 있다.As such, the use of the
시스템 정상상태에서 도 2의 광원 안정화기(100)의 동작을 다시 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the
상기 오차제어기(PID: 116)의 출력인 제어신호는, 온도조정을 위한 레벨 변환기(R1:108)와 전류조정을 위한 레벨변환기(R2:115)에 동시에 입력된다. 상기 레벨 변환기(R1:108 및 R2:115)에서는 레이저 다이오드(109)의 조정특성 즉, 옵셋 및 변화폭 등을 고려하여 변환된다.The control signal output from the error controller PID 116 is simultaneously input to the level converter R1 108 for temperature adjustment and the
레이저 다이오드(109)의 열전냉각기(THM)를 조정하기 위하여, S1인 온도초기값(104)으로 부터의 신호와, S4에 단락돤 S3신호인 레벨변환기(R1:108)의 출력값이 이용된다.In order to adjust the thermoelectric cooler THM of the
이때 S1은, 시스템 초기화 상태에서 사용한 것과 동일한 신호로 레이저 다이오드(109)내의 써미스터(THM) 값을 귀환받아 온도초기값(104)을 발생시킨다.At this time, S1 receives the thermistor (THM) value in the
여기서, S1신호를 사용하는 이유는, 레이저 다이오드(109)가 시스템 정상상태의 초기에 과전류로인한 충격으로 수명이 단축되는것을 막고 광원의 동작을 안정화하기 위함이다.Here, the reason why the S1 signal is used is to prevent the
S1과 S3신호는 이들 두 신호의 차이값을 증폭 시키기 위한 차동증폭기(105)를 통과하고, 레이저 다이오드(109)내의 열전냉각기(TEC)는 바이어스 전류(LD bias)로 조정되므로, 조정 전압신호를 전류신호로 변환하기 위한 전류변환기(106)를 거쳐 상기 열전냉각기(THM)를 조정한다.The S1 and S3 signals pass through a
또한, 레이저 다이오드(109)내의 바이어스 전류(LD bias)를 조정하기 위하여, S5인 전류초기값(111)으로 부터의 신호와 S8에 단락된 S7신호인 레벨 변환기(R2:115)의 출력값을 이용한다.In addition, in order to adjust the bias current LD bias in the
이때 S5은, 시스템초기화 상태에서 사용한 것과 동일한 신호로 광 검출기(PD) 값을 귀환받아 전류초기값(111)을 발생시킨다.At this time, S5 receives the photodetector PD value with the same signal used in the system initialization state and generates the current initial value 111.
S5신호를 사용하는 이유는, 레이저 다이오드(109)가 시스템 정상상태의 초기에 과전류로 인한 충격으로 수명이 단축되는 것을 막고 광원의 동작을 안정화 시키기 위함이다.The reason for using the S5 signal is to prevent the
S5와 S6 신호는 이들 두 신호의 차이값을 증폭하기 위한 차동증폭기(112)를 통과하고, 레이저 다이오드(109)내의 바이어스 전류(LD bias)는 전압으로 조정될 수 없으므로, 조정 전압신호를 전류신호로 변환하기 위한 전류변환기(113)를 거쳐 상기 바이어스 전류(LD bias)를 조정한다.The S5 and S6 signals pass through the
상기 광원내의 열전냉각기(THM)와 바이어스 전류(LD bias)를 조정하기 위한 전류변환기(106,107)는 레이저 다이오드의 특성을 참조하여 최대 가변 전류 용량을 초과하지 않게 함으로써 광원을 보호한다.The
상기한 본 발명의 구성상의 특징을 요약하면 다음과 같다.The structural features of the present invention described above are as follows.
ㄱ. 본 발명은, 파장 분할 다중 방식을 사용하는 광전송 시스템에서 광원인 레이저 다이오드가 자동적으로 안정하게 지정된 주파수에서 원하는 광출력을 발생하도록 간단한 H/W만으로 구현가능한 광원 안정화기(100)를 채용하였다.A. The present invention employs a
ㄴ. 광원 안정화를 위한 모드를 시스템 초기화 상태와 시스템 정상 상태로 구분하였다.N. The mode for stabilizing the light source is divided into system initialization state and system normal state.
ㄷ. 레이저 다이오드(109)내 열전냉각기(TEC)의 조정은, 시스템초기화 상태에서 기준값(118)과 레이저 다이오드(109)내의 써미스터(THM) 값을 귀환받아 사용함으로써 레이저 다이오드(109)가 시스템 초기화 시기에 과전류로 인한 충격으로 수명이 단축되는 것을 막고, 광원의 동작을 안정화 시켰다.C. Adjustment of the thermoelectric cooler (TEC) in the
또한 시스템 정상상태에서도 광원 안정화 루프를 이용한 귀환값과 레이저 다이오드(109)내 써미스터(THM) 값을 귀환 받아 사용함으로써 레이저 다이오드(109)가 시스템 초기화 시기에 과전류로 인한 충격으로 수명이 단축되는 것을 막고, 광원의 동작을 안정화시켰다.In addition, even when the system is in a normal state, the feedback value using the light source stabilization loop and the thermistor (THM) value in the
ㄹ. 레이저 다이오드(109)내 바이어스 전류(LD bias)의 조정은, 시스템 초기화 상태에서 기준값과 레이저 다이오드(109)내 포토 다이오드인 광 검출기(PD) 값을 귀환받아 사용함으로써 레이저 다이오드(109)가 시스템 초기화 시기에 과전류로 인한 충격으로 수명이 단축되는 것을 막고, 광원의 동작을 안정화시켰다.D. The adjustment of the bias current (LD bias) in the
또한, 시스템 정상상태에서도 광원 안정화 루프를 이용한 귀환값과 레이저 다이오드(109)내 포토 다이오드인 광 검출기(PD) 값을 귀환받아 사용함으로써 레이저 다이오드(109)가 시스템 초기화 시기에 과전류로 인한 충격으로 수명이 단축되는 것을 막고, 광원의 동작을 안정화시켰다.In addition, even when the system is in a steady state, the feedback value using the light source stabilization loop and the photodetector (PD) value of the photodiode in the
ㅁ. 파장분할 다중방식을 이용하는 광전송 시스템에서, 광원 안정화를 위해 각 광원에 해당하는 채널을 구분하기 위한 수단으로 레이저 다이오드(109)의 바이어스 전류(LD bias)를 이용하여 서로 다른 낮은 주파수의 정현파로 변조시킨다.M. In an optical transmission system using wavelength division multiplexing, a signal for modulating a channel corresponding to each light source for light source stabilization is modulated into a sine wave having different low frequencies by using a bias current (LD bias) of the
광원 안정화를 위해 혼합된 정현파들 중 자신의 정현파 신호만을 감지하기 의한 수단으로는 열화가 쉽고 광전송 시스템마다 주파수 대역이 바뀌어야 하는 대역여파기(Band Pass Filter)대신에, 정확하게 자신의 신호를 구분할 수 있고 어느 주파수 대역이나 동일하게 구성되는 레벨 검출기(119)를 구성하는 위상 동기 루프(Phase Locked Loop)를 이용하였다.As a means of detecting only sinusoidal signals of mixed sinusoids for light source stabilization, instead of band pass filter which is easy to deteriorate and frequency band must be changed for each optical transmission system, it is possible to accurately distinguish one's own signal. A phase locked loop constituting the frequency detector or the level detector 119 constituted in the same manner was used.
ㅂ. 오차값에서 제어 신호를 발생하기 위한 오차제어기(116)를, 도 4, 5 및 6 과 같이 적분기(130,135,140), 미분기(131,136,141), 레벨 변환기(R3:137, R4:138, R5:143, R6:145)등을 포함하여 구성하므로써, 응답속도인 동 특성을 개선함과 동시에 정확하게 오차를 줄이기 위한 제어신호를 발생시킨다.Iii. The error controller 116 for generating a control signal at the error value is shown as
상기와 같은 구성상의 특징으로 인해, 광원이 자동적으로 안정하게 지정된 주파수에서 원하는 광출력을 발생시켜서Due to the above configuration features, the light source automatically generates a desired light output at a stable frequency
ㄱ)파장분할 다중방식 광전송 시스템의 채널 수를 증가시킬 수 있고.A) increase the number of channels in a wavelength division multiplex optical transmission system;
ㄴ)주파수 천이현상을 제거하므로써 신뢰도 높은 데이터 통신을 구현할 수 있다.B) Reliable data communication can be realized by eliminating frequency transition.
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