KR100221254B1

KR100221254B1 - 단일 광도파관을 통해 정보를 전송하는 광통신 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100221254B1
Application number: KR1019930702457A
Authority: KR
Inventors: 윌리암.엠.브룩스
Original assignee: 프레드엔.매기; 피어시스템즈,인코포레이티드
Priority date: 1991-12-19
Filing date: 1991-12-19
Publication date: 1999-09-15
Also published as: KR930703753A

Abstract

정보를 통신하기 위한 광 통신장치는 연속파 레이저 광(30)원 및 데이터에 의해 주파수 또는 진폭 변조된 한 개 이상의 음향 빔(51)을 포함한다. 상기 레이저 광빔 및 음향빔을 음향 광학 변조기(50)에 입력하는 것은 비회절된 레이저 광빔 및 한 개 이상 회절된 레이저 광빔(52)을 생산하기 위해서이다. 상기 회절된 레이저 광빔은 상기 비회절된 레이저 광빔으로 이동된 주파수이고 전송될 상기 데이터를 포함한다. 상기 회절되거나, 되지 않은 빔은 결합되어지고(60), 원거리에서 복조하기 위하여 광섬유를 걸쳐 수신기에 전송된다. 상기 수신기는 광다이오드(70)를 구비하며, 광다이오드는 회절되거나 되지 않은 빔을 헤테로다인하고, 음향빔의 주파수를 가지는 신호를 산출한다. 동조 회로(74)는 상기 신호를 분리하고, 복조기(80)는 전송된 데이터를 복원하다. 단일 광섬유를 가진 2개의 상기 통신장치를 이용하고, 이용가능한 밴드폭을 할당하는 것과 도시에 양방향 다중 채널 통신은 성취된다.

Description

[발명의 명칭]

단일 광도파관을 통해 정보를 전송하는 광통신장치 및 방법

[기술분야]

본 발명은 광섬유같은 광도파관을 사용해서 정보를 통신하기 위한장치 및 방법에 관한 것이다

[기술배경]

광섬유 링크를 통한 데이터 통신은 빠른 속도와 비교적 안전한 정보 교환 수단을 제공한다. 현재의 광섬유 링크 구조는 많은 데이터 채널을 동시에 또는 양방향성으로 통신할 수 없으므로 성능면에서 제한을 받는다. 현재 사용하는 통상의장치는 송신기에 한개의 레이저 다이오우드와 동시에 수신기에 하나의 광다이오드를 함께 갖춘 구조를 요한다. 레이저 다이오드로 들어가는 주입전류의 직접 데이터 변조는 진폭 변조된 광반송 빔을 발생한다. 그 후 광반송 빔은 도파관 역할을 하는 광섬유의 한쪽 단으로 집중되고, 반송 빔을 광섬유의 다른쪽 단에 있는 광다이오드로 보낸다. 원 데이터를 복원하기 위해서 광다이오드는 휘도변조된 광반송 빔을 2승 검파한다. 그래서 각 데이터 채널에는 레이저 다이오드 및 광다이오드 한쌍이 필요하다. 레이저-광다이오드 한쌍에 대한 데이터 채널의 수를 증가시키면 광섬유 링크의 비용면에서 상당히 절감할 수 있지만, 하나의 광섬유에 대해 데이터 채널의 수를 늘리는 지금까지 공지된 여러 방법들은 심각한 결점을 갖고 있다.

공지된 첫번째 방법은 시분할 다중화 전송방식(TDM)데이터 코딩을 사용하는 것이다. 이 방법은 입력 데이터 신호를 나이퀴스트(Nyquist)간격보다 큰 레이트(rate)에서 이산적 표본화하는 것이고, 낮은 입력 데이터율만 사용한다 할지라도 광섬유 성분이 고속일 것을 요구한다. 이 방법을 구현하는데는 데이터 인터리브 블록(Date interleave block)의 정확한 타이밍 및 복잡하고 비싼 전자부품이 필요하다.

공지된 두번째 방법은 RF 부반송파 세트를 만드는 것인데 각각의 RF 부반송파는 진폭 변이방식(ASK), 위상 변이방식(PSK) 또는 주파수 변이방식(FSK)등과 같은 몇몇 적당한 변조 기법을 사용해서 다른 데이터로 변조한다. 그 결과 데이터로 변조된 반송파들은 레이저 다이오드 DC 주입 전류를 따라 선형적으로 더한다. 결국 주파수 분할 다중화 전송방식(FDM)이 되고, 무선 주파수 부반송파의 휘도에 따라 레이저 다이오드의 출력 빔을 변조한다. 이 방법에는 여러개의 결점이 있는데, 그중 하나는 광출력의 휘도를 주입 전류로 바꾸는 전달 함수가 제한된 범위에서만 선형이라는 것이다. 전달 함수의 그래프에는 불연속점(또는 발작점)이 자주 있어서 결국 비선형 변조 전달항을 갖게 된다. 게다가 레이저 다이오드의 주입 전류를 휘도 변조하는 것은 특히 이득 전달 레이저에 있어서 광학적 모드 호핑(mode-hopping)을 유발하고 레이저 다이오드의 동작 수명을 단축시킨다. 주입 전류의 변조는 레이저 다이오드의 열적 전도도에 있어서 동적 불안정을 초래하고 부차적으로 생기는 열적 스트레스와 함께 레이저 다이오드의 동작 수명을 단축시킨다.

공지된 세번째 방법은 광섬유 하나에 사용하는 데이터 채널 수를 간단히 증가시키는 것이다. 이 방법은 여러개의 레이저 다이오드를 사용하는데 각 다이오드는 상이한 광파장에서 동작하고 별개의 분리된 데이터에 의해 변조된다. 그 결과로 휘도 변조된 광빔들은 파장 분할 다중화 방식(WDM) 격자를 사용해서 선형적으로 결합된다. 그 결과로 다중 파장 광반송 빔들은 광섬유 도파관의 수신단에 있는 또 다른 WDM 격자를 사용해서 디멀티플렉서되고 각각의 광 다이오드에 의해 모여진다. 이방법에는 비록 광섬유 한 개만 이용될지라도 각 데이터 채널에는 레이저 다이오드, 광다이오드 한쌍이 필요하다. 현재 사용가능한 WDM 격자는 엄청나게 비싸다. 그뿐 아니라 상이한 광파장에서 동작할 수 있는 다중 레이저 다이오드를 사용하는 것은 비용을 증가시키고 이 방법을 사용하는 통신장치가 고장이 잘나게 만든다.

[발명의 상세한 설명]

제1장소에서 제2장소로 정보를 전달하는 광통신장치에는, 정보에 의해 변조된 음향 빔(acoustic beam)을 만들고 음향 빔 주파수를 갖는 입력 수단과, 연속파 레이저 빔을 본래 고정된 광주파수에서 만들어내는 광원수단 및 음향 빔과 레이저 빔을 수신하고 회절된 레이저 빔과 회절되지 않은 레이저 빔을 만들어내는 변조 수단이 있다. 회절된 레이저 빔은 회절안된 레이저 빔 주파수에서 음향 빔 주파수 만큼 주파수 이동하고, 음향 빔 주파수에 의해 결정되는 각도만큼 회절된다. 상기장치는 또한, 제1장소에, 회절된 레이저 빔과 회절안된 레이저 빔을 공간적으로 결합해서 결합 레이저 빔을 만드는 수단과, 제1장소와 제2장소사이에 레이저 광을 전송하는 전송 수단도 포함된다. 양호한 실시예에 있는 상기 전송 수단은 단일 광 도파관이다. 상기 도파관은 제1장소에서 결합 레이저 빔을 수신하고 제2장소로 결합 레이저 빔을 송신한다. 상기 장치는 또한, 제2장소에, 광 도파관에서 오는 결합 레이저 빔을 수신하고, 회절된 레이저 빔을 복조하여 음향 빔 주파수를 갖고, 음향 빔의 정보 내용을 갖고 있는 복조 신호를 만들어내는 출력 수단도 갖고 있다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 상기 변조 수단은 음향 광학 변조기이고, 광원 수단은 정보에 의해 변조되지 않는 연속파 모드에서 동작하는 단일 레이저 다이오드를 포함하고, 상기 출력 수단은 단일 광 다이오드를 포함한다. 출력 수단은 동조 회로를 포함하는데 동조 회로는 광 다이오드에 연결하고 음향 빔 주파수에 동조하여 복조 신호를 만든다.장치의 출력 수단은 복조기를 포함하는데, 이 복조기는 동조 회로와 연결되어 있고 음향 빔의 정보 내용을 갖고 있는 출력 데이터 신호를 만들기 위해 복조 신호를 복조한다. 출력 수단은 또한 복조기 입력 전단계에서 동조 회로에 의해 만들어진 복조 신호를 증폭시키는 증폭 회로도 포함한다.

양호한 실시예에서, 입력 수단은 음향 빔 주파수를 갖는 연속파 신호를 만드는 수단과, 상기 연속파 신호를 정보가 포함된 데이터 신호로 변조하기 위하여 음향 빔 주파수를 갖는 구동 신호(dirve signal)로 만드는 수단 및, 구동 신호에 의해 음향 빔을 만드는 수단을 포함한다. 상기 광원 수단은 레이저 빔을 평행하게 하는(collimating)수단을 포함하고, 상기 수단은 회절되거나 되지 않은 레이저 빔을 공간적으로 결합하기 위해 회절되거나 되지 않은 레이저 빔을 수신하고 결합 레이저 빔을 만드는 결합 렌즈를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 입력 수단이 만든 음향 빔은 다수의 음향 빔으로 구성되는데, 각각의 음향 빔은 상이한 주파수를 가지고, 상기장치가 통신하려하는 일부의 분리된 정보에 의해 변조된다. 상기 변조 수단은 상응하는 다수의 회절된 레이저 빔을 만들고, 각각의 회절된 레이저 빔은 상이한 회절 각도만큼 회절되고 상응하는 음향 빔 주파수 만큼 주파수 이동된 것이다. 상기 출력 수단은 다수의 회절된 레이저 빔을 복조하여 다수의 음향 빔에 상응하는 다수의 복조 신호를 만들며, 각각의 복조 신호는 음향 빔에 있는 정보 신호를 갖는다. 이 실시예를 사용하면 여러개의 분리된 정보 채널은 단일 광도파관을 통해 동시에 통신될 수 있다.

그러나, 본 발명의 또 다른 실시예는, 바라던 대로, 하나 또는 다중 데이터 채널을 이용하여 양방향성 통신을 제공한다. 본 발명의 다른 특징 및장점들은 첨부한 도면을 수반하여 설명한 아래 발명의 상세한 설명에서 명백해질 것이다.

[도면에 대한 간단한 설명]

제1도는 본 발명에 의한 단일방향 광통신장치의 제1실시예에 대한 개략도.

제2도는 단 한 개의 데이터 채널을 이용하는 제1도의장치에 이용된 전송기의 제1실시예에 대한 개략도.

제3도는 단한개의 데이터 채널을 이용하는 제1도의장치에 이용된 수신기의 제1실시예에 대한 개략도.

제4도는 다수의 데이터 채널을 이용하는 상기 본 발명에 따른 전송기의 제2실시예에 대한 개략도.

제5도는 다수의 데이터 채널을 이용하는 본 발명에 따른 수신기의 제2실시예에 대한 개략도.

제6도는 본 발명에 따른 양방향 광통신장치의 개략도.

[본 발명을 수행하기 위한 가장 좋은 방식]

제1도는 본 발명에 따른 양방향 광통신장치(10)의 제1실시예에 대한 개략도 이다. 상기 광통신장치(10)는 제1위치(12)로부터 광섬유(16)같은 단일 광도파관을 이용하여 제2위치(14)에 전송한다. 제1 및 제2위치사이에 레이저 광을 전송하기 위한 다른 수단이 또한 이용될 수 있다는 것이 주목된다. 전송기(18)는 제1위치(12)에 위치되고, 수신기(20)는 제2위치(14)에 위치된다. 상기 광섬유(16)는 전송기(18) 및 수신기(20) 사이에 접속된다. 수신기(18)는 아날로그 또는 디지털 형태중에 입력 데이터 신호(22)의 형태로 전송되는 정보를 수신한다. 상기 전송기(18)는 상기 입력 데이터 신호(22)를 광섬유(16)를 통하여 수신기(20)에 전송하기에 적합한 광형태로 변형한다. 광섬유(16)를 통하여 전송된 광신호를 수신하에서, 수신기(20)는 상기 광신호를 전송된 아날로그 또는 디지털 정보를 포함하는 출력 데이터 신호(24)로 변형한다.

본 발명의 전송기(18)의 제1실시예는 제2도에 도시되었다. 본 전송기(18)는 레이저 다이오드(30)같은 레이저 빔원을 포함한다. 상기 레이저 다이오드(30)는 일정한 주파수에서 레이저 광을 생산하는 연속파(CW)모드로써 작동한다. 만약 상기 레이저 빔원이 레이저 다이오드에 있으면, 상기 레이저 빔은 직류(DC)레이저 다이오드 주입 전류원(32)에 의해 생산되며, 이것은 레이저 다이오드를 활성시킨다.

상기 데이터 신호(22) 및 무선 주파 발전기(34)의 CW 출력은 변조기(36)에 입력되며, 이것은 데이터 신호(22)에 의해 변조된 RF전기 구동 신호(38)를 생성한다. 상기 구동신호(38)는 제4050호에 Crystal Technology법인체에 의해 제조된 것과 같은 음향 광학 변조기(50)의 일부를 형성하는 압전 결정(49)에 공급된다. 상기 압전 결정(49)은 음향 광학 변조기의 양면 광채 재료안으로 무선 주파수로 인하여 진행파 음향 빔(51)을 발생시킨다.

상기 레이저 빔원(30)은 음향 광학 변조기(50)에 전송된 진행파 광빔(40)을 제공한다. 상기 광빔(40)은 조준 광학렌즈(42)에 의해 조준되며, 광빔(40)과 직각으로 진행파 음향빔(51)을 통과시키기 위해서 상기 변조기(50)를 통하여 진행된다.

상기 변조기(50)는 광빔(40)을 한개 이상으로 회절된 광빔(52)(제2도의 실시예에 이용되고 도시되고 있는 단일 회절빔)으로 산란시키는 진행파 변조기이다. 상기 회절된 광빔(52)은 변조기(50) 및 변조기의 기하를 통과하는 진행파 음향 빔(51)의 음향 RF 주파수에 의존한는 회절각(56)을 가질 것이다. 상기 변조기(50)는 상기 변조기를 통과하여 그것의 내용에 영향을 주지 않는 회절되지 않은 광빔(54)을 또한 생산한다. 상기 광빔(40)이 변조되지 않은 연속파일 때, 상기 음향 광학 변조기(50)는 상기 변조기(50)안에 진행파 음향빔(51)의 증폭 기능같이 회절된 광빔(52)을 또한 증폭 변조할 것이다. 상기 음향 광학 변조기(50)의 상기 특성을 이용하는 것에 의해서, 광섬유(16)를 거쳐 한쪽 방향으로 데이터 채널을 전송하기 위해서, 또는 원한다면, 한방향 또는 양방향으로 단한개의 광섬유를 거쳐 동시에 다중 데이터 채널을 전송하기 위하여 한 개 또는 두 개의 진폭 변조 또는 주파수 변조를 이용하는 것이 가능하며, 이것은 아래에 더욱 상세히 기술될 것이다.

본 발명의 상기 광통신장치(10)는 이동된 도플러가 있는 회절된 광빔(52)의 광주파수를 발생하는 음향 광학 변조기(50)의 특성을 또한 이용한다. 일정량의 도플러 이동은 진행파 음향 빔(51)의 주파수와 같다. 상기 도플러 이동은 음향빔(51)에 대한 광자의 상호 작용 및 광빔(40)의 광자사이에 에너지의 보존에 대한 산물이며, 회절된 광빔(52)이 회절되지 않은 광빔(52)으로부터 음향 광학 변조기(50)의 다른 경로로 진행한다는 사실에 기인한다. 이것은 다음 등식에 의해 지시되었다.

상기 등식에 의해서, W는 광빔(40)의 본래 광주파수이고, Va는 진행파 음향 빔(51)의 음파 속도이고,s는 진행파 음향빔(51)의 신호 파장이고, sinθ는 진행파 음향 빔(51)의 각이고, C는 빛 속5이고, η는 음향 광학 변조기(50)의 굴절율이고, Vs는 진행파 음향빔(51)의 음향 속도이고, wd는 회절된 광빔(52)의 도플러-이동된 주파수이고, 그리고 ws는 진행파 음향 빔(51)의 음향파 주파수이다. 한 결과로써, 상기 도플러-이동된 주파수(즉, wd)는 광빔(40)(즉, w)의 본래 광주파수 및 진행파 음향 빔(51)(즉, ws)의 음향파 주파수의 합계로써 표현될 수 있다.

위에서 주목된 것처럼, 회절되지 않은 광빔(54)은 음향 광학 변조기(50)를 회절되지 않고 통과한다. 회절되지 않은 광빔(54)상에 변조기(50)의 유일한 효과는 회절된 빔(52)의 밀도와 같은 광밀도의 손실이다. 이것은 다운모듈레이션(down modula tion)으로써 공지된다.

본 발명에 있어서, 진폭 변조 또는 주파수 변조, 또는 양쪽을 이용하는 것이 가능하며, 이것은 아래에 더욱 상세히 기술될 것이다. 원한다면, 진행파 음향 빔(51)의 밀도는 데이터 신호(22)에 의해 변조되어 증폭될 수 있고, 이것은 진폭 변조된 회절 광빔(52)을 발생한다. 그런것처럼, 만약 음향 진행파 빔(51)의주파수가 그것이 데이터 신호(22)에 의해 진폭 변조되는 동안 일정하게 유지된다면, 회절된 광빔(52)의 회절각(56)은(회절되지 않은 광빔(54)에 관하여 측정된)일정하게 남아있을 것이다. 회절되거나 회절되지 않은 광빔(52,54)사이의 각(56)의 효과는 2개의 광빔(52,54)에 대하여 단한개 수직점 광원을 형성하기 위해서이다.

만약 데이터 신호(22)를 가진 진행파 음향 빔(51)을 주파수 변조하기를 원한다면, 상기 빔(51)은 가변 주파수를 가질 것이고, 회절된 광빔(52)의 회절각(56)은 비슷하게 변할 것이다. 예컨데, 만약 2진 디지털 데이터가 전송된다면, 상기 데이터 신호(22)는 주파수 변조된 구동 신호(38)를 생산하고, 상기 빔(51)이 제1주파수에서1비트를 표시하므로, 다른 제2주파수에서, 또는 ON/OFF키가 없는 곳에 이용할 때, 0비트를 표시하기 위하여 상기 진행파 음향 빔(51)을 변조하는데 이용될 수 있다. 그것만으로, 한 1비트는 제1주파수에 상응하는 제1회절각(56)을 가지는 회절된 광빔(52)에 의해 표시될 것이며, 0비트는 다른 제2회절각을 가지는 회절된 광빔에 의하여 표시될 수 있으나, 만약 ON/OFF키가 이용된다면, 존재하지 않는다. 회절각의 상기 변화 및 회절된 광빔(52)의 도플러 이동속에 그것에 기인한 변화는 전송에 이용되고, 그 다음에 수신기(20)에서 디지털 데이터를 복원한다. 훨씬 더 많은 정보를 전송하기 위하여 진행파 음향 빔(51) 및 그후에 회절된 광빔(52)을 동시에 진폭 및 주파수 변조시키는 것이 가능하다. 디지털 데이터에 대하여 기술되는 동안, 이러한 변조 기술은 아날로그 정보를 전송하기 위하여 또한 이용될 수 있다.

위에 도시된 것처럼, 회절된 광빔(52)은 진행파 음향 빔(51)의 주파수 WS와 동일한 양으로 이동된 도플러이다. 한광학 응축 또는 집중렌즈 소자(60)는 회절되거나 회절되지 않은 광빔(52,54)를 인터셉트하기 위해서 배치되며, 공간에 2개의 빔으로 결합된 광빔(62)에 결합한다. 상기 결합 광빔(62)은 종래 수단을 이용하여 광섬유(16)로 보내지며 광섬유를 통해 수신기(20)로 보내진다.

본 발명에 따른 수신기(20)의 제1실시예는 제3도에 도시되어 있다. 수신기(20)는, 결합 광빔(62)에 의해 비춰지고, 이로써, 결합 광빔을 구비하며 회절되거나 되지 않은 광빔(52,54)에 의해 동시에 비춰지는 광다이오드(70)를 포함한다. 상기 광다이오드 및 참조번호(72)로 표시된 전자 회로는 진행파 음향 빔(51)의 주파수와 같거나 큰 전기적인 대역폭이 제공된다. 이로써, 광다이오드(70)는 광 헤테로다인 믹서로써 작동하여 다른 주파수 성분 및 합을 산출하며, 이것은 다음 등식에 나타난다.

상기 등식에서, E₁은 비회절 광빔(54)의 진폭이며, E₂는 회절 광빔(52)의 진폭이고, W₁은 회절 광빔(52)의 도플러-이동(Doppler-shifted)주파수이며, W₂는 비회절 광빔(54)의 주파수이다.

상기 등식의 제1항은 DC 포락선 항이다. 상기 등식의 제3항은 광다이오드(70)에 실제존재할 수 없는 합 주파수인데, 이것은 합 주파수가 광다이오드의 응답 주파수 대역폭보다 크기 때문이다. 상기 등식의 제2항은 소정의 차 주파수 항(W₁-W₂)이다.

차 주파수항 (W₁-W₂)을 이용하면, 입력 데이터를 포함한 데이터 신호(22)에 의해 변조된 진행파 음향 빔(51)(즉, WS)의 주파수는 분리될 수 있으며 입력 데이터는 수신기(20)에서 원상태로 복원될 수 있다. W₁이 회절 광빔(52)의 도플러-이동 주파수(즉, Wd=W+Ws)이고, W₂는 비회절 광빔(54)의 주파수(즉, W, 광빔(40)의 본래 비회절 주파수)이기 때문에, 차 주파수 W₁-W₂=Ws이다. Ws 가 송신기(18)에서 데이터 신호(22)에 의해 변조된 진행파 음향 빔(51)의 주파수이므로,ws는 주파수 변조가 이용될 때 입력 데이터를 포함한다. 상기 등식의 제3항은 또한 임의의 진폭 변조 정보를 포함한다. 진행파 음향 빔(51)의 주파수로 동조되느 전자 회로(72)를 이용하여 단순한 주파수 영역 대역통과 필터를 통해서,다음에 설명될 것이지만 데이터 채널은 효율적으로 생성된다. 복원된 음향파의 간단한 휘도 복조를 이용하면 복조는 수신기(20)에서 입력 데이터를 산출하여 그 데이터를 포함하는 출력 신호(24)를 제공할 수 있다.

휘도 복조에 이용된 전자 회로(72)는 진행파 음향 빔(51)의 주파수를 선택하기 위해 동조 회로(74)(LC 공진 회로와 같은)와, 광다이오드(70)와 동조 회로(74)사이의 접점으로 접속된 결합 캐패시터(76)를 포함한다. 결합 캐패시터(76)의 출력은 저 노이즈 증폭기(78)를 통과하여 복조기(80)로 보낸다. 상기 복조기(80)는 종래의 결정 회로(도시않됨)를 포함할 수있고, 상기 복조기의 출fur은 출력 신호(24)이다.

제2도의 변조기(50)에 의해 제공된 음향-광학 변조는 통상적으로 큰 휘도 범위 및 큰 주파수 범위에 대해 선형이다.

제4도 및 제5도에 관하여 더욱 상세하게 설명될 것이지만, 다른 음향 주파수의 몇몇 진행파 음향 빔의 도시 사용에 의해, 다중 데이터 채널은 단일 광섬유(16)를 이용하여 동시에 발생되어 전송될 수 있다. 상기 언급된 대로, 음향-광학 변조기(50)는 광빔(40)을 한 개이상 회절된 광빔(52)으로 분산시키며, 각각 회절된 광범의 회절각(56)은 상기 진행파 음향 빔(51)의 음향 RF 주파수에 의해 결정되며, 진행파 음향 빔(51)은 변조기(50)안에서 회절된 광빔의 회절에 원인이 된다. 그 자체로, 각각 다른 데이터 신호에 의해 개별적으로 변조된, 몇 개의 음향 빔의 이용에 의해, 다중 회절 광빔은 변조기(50)내에서 동시에 발생될 수 있다. 각각 회절된 광빔은 그것을 생성한 음향 빔의 특정 주파수에 종속된 다른 도플러 이동을 할 것이다. 상술된 대로, 상기 주파수가 데이터 신호에 의해 변조될 때, 상기 주파수는 전송될 데이터를 포함한다. 다중 회절광빔과 비회절 광빔을 재결합하고, 광섬유(16)를 통해 결합 광빔(62)을 송신하는 것에 의해, 다중 데이터 채널은 단일 레이저 다이오드(30)를 이용하여 단일 광섬유와 병렬로 전송될 수 있으며, 다음 설명대로 수신기(20)내에서 단일 광다이오드(70)를 이용할 수 있다.

다중 데이터 채널을 송신하도록 고안된 본 발명에 따른 송신기(18')에 제2실시예에 대한 개략도는 제4도에 개시된다. 편의상, 제1실시예에 도시된 것과 동일한 수자는 동일한 참조 번호가 주어질 것이다. 제4도의 송신기(18')는 소정의 N개의 각각의 데이터 신호들(22-1, 22-2,..., 및 22-N)은 동시에 조종하기 위해서 적용된다. 각각의 데이터 신호 21-1에서 22-N은 대응하는 개별 변조기(36-1, 36-2,...,및 36-N)에 입력되는데, 이 개별 변조기는 대응하는 개별 RF 발진기(34-1, 34-2,..., 및 34-N)의 CW 출력을 수신하며, 각각 개별 변조기의 개별 주파수 밴드내에서 작동한다. 상기 방식에 있어서, 각각의 입력 신호 22-1 내지 22-N은 제2위치(14)에서 수신기(20')에 의해 각각 복조될 수 있다(제5도 참조).

변조기(36-1 내지 36-N)의 데이터-변조된 출력은 선형 전원 결합기(37)에 의해 결합되는데, 이는 RF 전기 구동신호(38')를 생성한다. 구동 신호(38')는 음향-광학 변조기(50)에 인가되고, 변조기(50)내에서 N개의 다중 진행 음향 빔(51-1,51-2,... 및 51-N)을 발생시킨다. 단일 빔에 대해 상기에 설명되었지만, 이것은 각기 다른 회절된(56-1, 56-2,... 및 56-N)에서 회절된 N개의 회절 광빔(52-1,52-2,...,52-N)을 생성한다

본 발명의 제2실시예의 송신기.(18')와 함께 이용된 수신기(20')의 개략도가 제5도에 도시되어 있다. 수신기(20')의 전자 회로(72')는 N개의 개별 동조 회로(74-1, 74-2,..., 및 74-N)로 구성된다. 각각의 동조 회로는 광다이오드(70)에 접속되고, 또한 대응하는 개별 저 노이즈 증폭기(78-1, 78-2,..., 및 78-N)에 접속된다. 각각 증폭기는 대응하는 개별 복조기(80-1, 80-2,...,및 80-N)에 접속된 출력을 가지며, 대응하는 개별 복조기는 각각 대응하는 출력신호(24-1, 24-2,,,, 및 24-N)를 발생한다. 각각의 동조 회로(74-1 내지 74-N)는 RF 발진기 (34-1 내지 34-N)에 상응하는 주파수 대역에 동조된다. 이것은 각기 자체의 주파수를 N갖는 데이터 채널을 효과적으로 발생한다.

제4도 및 제5도의 광통신 장치는 동시에 이루어질 수 있고, 단일 광섬유(16), 단일 레이저 다이오드(30) 및 단일 광다이오드(70)를 이용하는 동안, 병렬 데이터 채널은 시간(즉, 표본화되지 않은)에 연속이다. 또한, 상기 변조는 레이저 다이오드가 연속파 모드에서 동작할 수 있는 레이저 다이오드(30) 외부에서 실행된다. 이용 가능한 채널의 갯수는 음향-광학 변조기(50)의 대역폭에 의해서만 제한된다. 유지될 수 있는 채널의 갯수는 개인용 채널에 이용된 대역폭에 의해 변조기 (50)의 대역폭을 분할함으로써 세어질 수 있다.

제6도에 도시 된 대로, 바른 양방향 데이터 채널 동작은 광섬유(16)를 통해 한쪽 방향으로 전송을 하기 위해 데이터 채널 주파수들 중의 한 설정 주파수와 반대 방향으로 전송하기 위해 다른 설정된 데이터 채널 주파수를 간단히 설정함으로써 이루어질 수 있다. 송신기(18₁ ^'')와 수신기(20₁)는 제1위치(12)에 위치되고, 송신기(18₂)와 수신기(20₂)는 제2위치(14)에 위치된다. 송신기(18₂ _')와 수신기(20₂)는 함께 동작하여 데이터 신호(22-1 내지 22-K)를 조정하고 , 송신기(18₂)와 수신기(20₂)는 함께 동작하여 데이터 신호(22-L 내지22-N)를 조정한다. 이로써, 제1위치(12)의 데이터 신호(22-1 내지 22-K)내에 포함딘 정보는 출력 데이터 신호(24-1 내지 24-K)를 생성하기 위해 제2위치(14)에 동시에 송신될 수 있고, 제2위치(14)의 데이터 신호(22-L내지 22-N)내에 포함된 정보는 출력 데이터 신호(24-1 내지 24-N)를 생성하기 위해 제1위치(12)에 동시에 전송될 수 있으며, 단일 광섬유(16)를 통해 모든 전송은 동시 발생한다. 그 결과 정보가 양방향으로 전송된다는 것은 사실이다. 제1위치(12)에서 입력 및 출력 신호는 와이형 접속기(90₁)에 의해 분리되고, 제2위치(14)에서 입력 및 출력신호는 와이형 접속기(90₂)에 의해 분리된다. 상기와 같은 것이 다중 데이터 채널 작동에 대해 상술하는 동안, 상기 설명은 제4도 및 5도에서 설명된다. 제2도 및 제3도에 대해 상술된 바와 같이, 제6도의 송신기 및 수신기는 각각의 방향에 있어 단일 데이터 채널 동작에 이용될 수 있음이 주목된다.

본 발명의 구체적인 실시예가 실례로서 여기서 설명되고 있을지라도, 다양한 변형예가 본 발명의 정신과 범위에서 벗어나지 않도록 성립될 수 있음을 알게 된다. 따라서, 본 발명의 첨부된 청구 범위에 의한 것 이외에는 제한받지 않는다.

Claims

음향 빔 주파수를 가지며 정보에 의해 변조된 음향 빔을 발생시키는 입력 수단과, 실제로 고정된 광 주파수에서 연속파 레이저 광빔을 발생시키는 광원수단과, 회절않된 레이저 광빔과 회절된 레이저 광빔을 발생시키고 음향 빔과 레이저 광빔을 수신하며, 상기 회절된 레이저 광빔이 음향 빔 주파수에 의해 회절안된 레이저 광빔이 주파수로부터 주파수 이동되고 음향 빔 주파수에 따르는 각도를 통해 회절되는 변조 수단과, 제1위치에서, 결합된 레이저 광빔을 발생시키기 위해 회절안되거나 회절된 레이저 광빔을 공간적으로 결합시키기 위한 수단과, 제1위치와 제2위치간에 결합되어 제1위치에서 결합된 레이저 광빔을 수신하고 결합된 레이저 광빔을 제2위치에 송신하는 단일 광도파관 및 제2위치에서, 광도파관으로부터 결합된 레이저 광빔을 수신하고 음향 빔 주파수를 갖는 복조된 신호를 발생시키기 위해 회절된 레이저 광빔을 복조시키고 음향 빔의 정보 내용을 포함하는 출력 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 제1위치로부터 제2위치로 정보를 통신하는 광통신장치.
제1항에 있어서, 상기 변조 수단이 음향 광학 변조기인 것을 특징으로 하는 제1위치로부터 제2위치로 정보를 통신하는 광통신장치.
제1항에 있어서, 상기 광원 수단이 연속파 모드에서 동작하는 단일 레이저 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1 위치로부터 제2 위치로 정보를 통신하는 광통신장치.
제1항에 있어서, 상기 출력 수단이 단일 광다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1위치로부터 제2위치로 정보를 통신하는 광통신장치.
제4항에 있어서, 상기 출력 수단이 광다이오드에 연결되어 복조된 신호를 발생시키기 위해 음향 빔 주파수에 동조되는 동조 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1위치로부터 제2위치로 정보를 통신하는 광통신장치.
제5항에 있어서, 상기 출력 수단은 동조 회로에 연결되어 음향 빔이 정보 내용을 포함하는 출력 데이터 신호를 발생시키기 위한 복조된 신호를 복조시키는 복조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1위치로부터 제2위치로 정보를 통신하는 광통신장치.
제6항에 있어서, 상기 출력 수단은 상기 복조기에 입력하기 전에 동조 회로에 위해 발생된 복조된 신호를 증폭시키는 저잡음 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1위치로부터 제2위치로 정보를 통신하는 광통신장치.
제1항에 있어서, 상기 입력 수단은 음향 빔 주파수로써 연속파 신호를 발생시키는 수단과, 음향 빔 주파수로써 구동신호를 발생시키기 위해 정보를 포함하는 데이터 신호에 의해 연속파 신호를 변조하는 수단과, 구동 신호에 응답하여 음향빔을 발생시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 제1위치로부터 제2위치로 정보를 통신하는 광통신장치.
제1항에 있어서, 상기 광원 수단이 레이저 광빔을 조준하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 제1위치로부터 제2위치로 정보를 통신하는 광통신장치.
제1항에 있어서, 회절안되거나 회절된 레이저 광빔을 공간적으로 결합시키는 상기 수단을 회절안되거나 회절된 레이저 광빔을 수신하여 결합된 레이저 광빔을 발생시키기 위한 집속(collection)렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1위치로부터 제2위치로 정보를 통신하는 광통신장치.
제1항에 있어서, 상기 각각의 음향 빔은 다른 주파수를 가지며장치에 의해 통신되도록 정보의 분리부에 의해 변조되는데, 상기 입력 수단에 의해 발생된 음향 빔을 다수의 음향 빔을 구비하며, 각각의 회절된 레이저 광빔은 다른 회절 각도로 회절되고 대응하는 음향 빔의 주파수에 의해 주파수 이동되는데, 상기 변조수단은 대응하는 다수의 회절된 레이저 광빔을 발생시키며, 각각의 복조된 신호는 대응하는 음향 빔의 정보 내용을 포함하고, 상기 출력 수단은 다수의 음향 빔에 대응하는 다수의 복조된 신호를 발생시키기 위해 다수의 회절된 레이저 광빔을 복조시키며, 상기 단일 광도파관을 통해 다수의 분리된 정보 채널이 동시에 통신되는 것을 특징으로 하는 제1위치로부터 제2위치로 정보를 통신하는 광통신장치.
제11항에 있어서, 상기 변조 수단은 음향 광 변조기인 것을 특징으로 하는 제1위치로부터 제2위치로 정보를 통신하는 광통신장치.
제11항에 있어서, 상기 광원 수단은 연속파 모드에서 동작하는 단일 레이저 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1위치로부터 제2위치로 정보를 통신하는 광통신장치.
제11항에 있어서, 상기 출력 수단은 단일 광다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1위치로부터 제2위치로 정보를 통신하는 광통신장치.
제14항에 있어서, 상기 출력 수단은 상기 광다이오드에 각기 접속되고 다수의 복조된 신호중 하나를 발생시키기 위해 다수의 음향 빔중 다른 하나의 음향 빔 주파수에 동조되는 다수의 동조 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1위치로부터 제2위치로 정보를 통신하는 광통신장치.
제15항에 있어서, 상기 출력 수단은 다수의 복조기를 포함하며, 각각의 상기 복조기는 동조 회로중 하나에 연결되고 대응하는 음향 빔의 정보 내용을 포함하는 출력 신호를 발생시키기 위해 다수의 복조된 신호중 대응하는 하나를 복조시키는 것을 특징으로 하는 제1위치로부터 제2위치로 정보를 통신하는 광통신장치.
제16항에 있어서, 상기 출력 수단은 다수의 저잡음 증폭기를 포함하며, 각각의 증폭기는 다수의 복조기중 대응하는 하나에 복조된 신호를 입력하기 전에 다수의 복조된 신호중 다른 하나를 증폭시키는 것을 특징으로 하는 제1위치로부터 제2위치로 정보를 통신하는 광통신장치.
제11항에 있어서, 상기 입력 수단은 다수의 음향 빔중의 한 주파수를 갖는 각각의 연속파 신호를 발생시키는 수단 및 다수의 변조된 신호를 발생시키기 위해 대응하는 음향 빔의 정보 내용을 포함하는 분리 데이터 신호에 의해 각각의 연속파 신호를 변조시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 제1위치로부터 제2 위치로 정보를 통신하는 광통신 장치.
제18항에 있어서, 상기 입력 수단은 음향 주파수 대역에서 구동 신호를 발생시키기 위해 변조된 신호를 결합하며, 상기 구동 신호에 응답해서 다수의 음향 빔을 발생시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 제1위치로부터 제2위치로 정보를 통신하는 광통신장치.
제11항에 있어서, 상기 광원 수단은 레이저 광빔을 조준하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 제1위치로부터 제2위치로 정보를 통신하는 광통신장치.
제11항에 있어서, 회절안되거나 회절된 레이저 광빔을 공간적으로 결합시키는 상기 수단은 회절안되거나 회절된 레이저 광빔을 수신하여 결합된 레이저 광빔을 발생시키기 위한 접속 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1위치로부터 제2위치로 정보를 통신하는 광통신장치.
각각 다른 음향 빔 주파수를 가지며장치에 의해 통신되도록 정보의 분리부에 의해 변조되는 다수의 음향 빔을 발생시키는 입력 수단과, 실제로 고정된 광주파수에서 연속파 레이저 광빔을 발생시키는 광원 수단과, 음향 빔 및 레이저 광빔을 수신하여 회절않된 레이저 광빔 및 다수의 회절된 레이저 광빔을 발생시키는 변조 수단으로서, 각각의 회절된 레이저 광빔은 다수의 음향 빔중 하나에 대응하고, 각각의 다수의 회절된 레이저 광빔은 상기 대응하는 음향 빔의 주파수에 의해 회절안된 레이저 광빔의 주파수로부터 주파수 이동되고 상기 대응하는 음향 빔의 주파수에 따르는 각도를 통해 회절되어, 각각의 회절된 레이저 광빔이 다른 회절각도로 회절되며 다른 주파수로 주파수 이동되는 변조 수단과, 제1위치에서, 결합된 레이저 광빔을 발생시키기 위해 회절않된 레이저 광빔과 회절된 레이저 광빔을 공간적으로 결합시키는 수단과, 제1위치 및 제2위치간에 접속되어 상기 결합된 레이저 광빔을 제1위치에서 수신하고 제2 위치에서 송신하는 단일 광도파관 및, 제2위치에서, 상기 광도파관으로부터 상기 결합된 레이저 광빔을 수신해서 다수의 음향 빔에 대응하는 다수의 복조된 신호를 발생시키기 위해 회절된 레이저 광빔을 복조시키는 출력 수단으로서, 각각의 복조된 신호는 대응하는 음향 빔의 음향 빔 주파수를 가지고 상기 대응하는 음향 빔의 정보 내용을 포함하며, 다수의 분리 정보 채널은 상기 단일 광도파관을 통해 동시에 통신되는 것을 특징으로 하는 제1위치로부터 제2위치로 정보를 통신하는 광통신장치.
제22항에 있어서, 상기 변조 수단은 음향 광 변조기인 것을 특징으로 하는 제1위치로부터 제2위치로 정보를 통신하는 광통신장치.
제22항에 있어서, 상기 광원 수단은 연속파 모드에서 동작하는 단일 레이저 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1위치로부터 제2위치로 정보를 통신하는 광통신장치.
제22항에 있어서, 상기 출력 수단은 단일 광다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1위치로부터 제2위치로 정보를 통신하는 광통신장치.
제25항에 있어서, 상기 출력 수단은 상기 광다이오드에 각각 연결되어 다수의 복조된 신호중 하나를 발생시키기 위해 다수의 음향 빔중 또다른 하나의 음향 빔 주파수에 각각 동조되는 다수의 동조 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1위치로부터 제2위치로 정보를 통신하는 광통신장치
제26항에 있어서, 상기 출력 수단은 다수의 복조기를 포함하며, 각각의 복조기는 상기 동조 회로중 하나에 연결되어 상기 대응하는 음향 빔의 정보 내용을 포함하는 출력 신호를 발생시키기 위해 다수의 복조된 신호중 대응하는 하나를 복조시키는 것을 특징으로 하는 제1위치로부터 제2위치로 정보를 통신하는 광통신장치.
제27항에 있어서, 상기 출력 수단은 다수의 저잡음 증폭기를 포함하며, 각각의 증폭기는 다수의 복조기중 대응하는 하나에 그 복조된 신호를 입력하기에 앞서 다수의 복조된 신호중 또다른 한 신호를 증폭시키는 것을 특징으로 하는 제1위치로부터 제2위치로 정보를 통신하는 광통신장치.
제22항에 있어서, 상기 입력 수단은, 각각 다수의 음향 빔중의 한 주파수를 갖는 다수의 연속파 신호를 발생시키는 수단 및, 다수의 변조된 신호를 발생시키기 위해 상기 대응하는 음향 빔의 정보 내용을 포함하는 분리 데이터 신호에 의해 상기 각각의 연속파 신호를 변조시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 제1위치로부터 제2위치로 정보를 통신하는 광통신장치.
제29항에 있어서, 상기 변조된 신호는 음향 주파수 대역에서 구동 신호를 발생시키기 위해 결합되며, 상기 변조 수단은 상기 구동 신호를 응답하여 다수의 음향 빔을 발생시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 제1위치로부터 제2위치로 정보를 통신하는 광통신장치.
제22항에 있어서, 상기 광원 수단은 레이저 광빔을 조준하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 제1위치로부터 제2위치로 정보를 통신하는 광통신장치.
제22항에 있어서, 상기 회절되지 않은 레이저 광빔과 회절된 레이저 광빔을 공간적으로 결합하는 수단은 회절되지 않은 레이저 광빔 및 회절된 레이저 광빔을 받아 결합된 레이저 광빔을 생성하는 집속 렌즈를 구비하는 것을 특징으로 하는 제1위치로부터 제2위치로 정보를 통신하느 광통신장치.
제1 위치와 제2위치간에 정보를 통신하는 양방향성 광통신장치에 있어서, 상기 제1위치 및 제2위치 사이에 접속된 단일 광도파관과, 제1정보에 의해 변조되고 제1음향 빔 주파수를 갖는 제1음향 빔을 생성하는 제1입력 수단과, 제1연속파 레이저 광빔을 실질적으로 고정된 광 주파수로 생성하는 제1광원 수단과, 제1 음향 빔 및 제1레이저 광빔을 수신하고 회절되지 않은 제1레이저 광빔 및 회절된 제1레이저 광빔을 생성하는 제1변조수단으로서, 상기 회절된 제1레이저 광빔은 상기 제1음향 빔 주파수에 의해 상기 회절되지 않은 제1레이저 광빔의 주파수로부터 주파수가 이동되고 제1음향 빔 주파수에 따른 제1각도로 회절되는 제1변조 수단과, 제1위치에서, 회절되지 안하은 제1레이저 광빔과 회절된 제1레이저 광빔을 공간적으로 결합하여 제1결합 레이저 광빔을 생성하고, 제2위치에서 상기 제1결합 레이저 광빔의 전송을 위한 광도파관에 제1결합 레이저 광빔을 향하게 하느 제1수단과, 상기 제2위치에서, 광도파관으로부터 제1결합 레이저 광빔을 수신하고 제1회절된 레이저 광빔을 복조하여, 제1음향 빔 주파수를 갖고 제1음향 빔의 제1정보 내용을 포함하는 제1복조신호를 발생시키는 제1출력 수단과, 제2 정보에 의해서 변조된 제2음향 빔을 발생하고 제2음향 빔 주파수를 갖는 제2입력 수단과, 제2연속파 레이저 광빔을 실질적으로 고정된 제2과 주파수로 발생하는 제2광원 수단과, 제2음향 빔 및 제2레이저 광빔을 수신하여 회절되지 않은 제2레이저 광빔 및 회절된 제2레이저 광빔을 발생하는 제2변조 수단으로서, 상기 회절된 제2 레이저 광빔은 제2음향 빔 주파수에의해 상기 회절되지 않은 제2레이저 광빔의 주파수로부터 주파수 이동되고, 즉 제2음향 빔 주파수에 따른 제2각도로 회절되는 제2변조 수단과, 제2위치에서, 회절되지 않은 제레이저 광빔 및 회절된 제2레이저 광빔을 공간적으로 결합하여, 제2 결합된 레이저 광빔을 발생하고, 제1위치에서 제2결합 레이저 광빔의 전송을 위한 광도파관에 제2결합된 광빔을 향하게 하는 제2 수단 및, 제1위치에서, 광도파관으로부터 제2결합된 레이저 광빔을 수신하고 제2회절된 레이저 광빔을 복조하여 제2음향 빔 주파수를 갖고 제2음향 빔의 제2정보 내용을 포함하는 제2복조된 신호를 발생하는 제2출력 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향성 광통신장치.
제33항에 있어서, 상기 제1변조 수단 및 상기 제2변조 수단은 각각 음향-광학 변조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향성 광통신장치.
제33항에 있어서, 상기 제1광원 수단 및 상기 제2광원 수단은 각각 연속파 모드로 동작하는 단일 레이저 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향성 광통신장치.
제35항에 있어서, 상기 레이저 다이오드는 실질적으로 동일 주파수로 레이저 광빔을 발생하는 제1광원 및 제2광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향성 광통신장치.
제33항에 있어서, 상기 제1출력 수단 및 제2출력 수단은 각각 단일 광다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향성 광통신장치.
제37항에 있어서, 상기 제1출력 수단 및 제2출력 수단은 각각 대응 광다이오드에 접속되고 제1음향 빔 주파수 또는 제2음향 빔 주파수에 동조되어 제1복조된 신호 또는 제2복조된 신호를 발생시키는 동조 회로를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향성 광통신장치.
제1위치에서 제2위치로 정보를 통신하는 광통신장치에 있어서, 상기 정보에 의해 변조되고 음향 주파수를 갖는 구동 신호를 발생하는 입력 수단과, 연속파 레이저 광빔을 실질적으로 고정된 광 주파수로 발생하는 단일 레이저 다이오드와, 상기 구동 신호를 수신하고 음향 주파수에서 음향 빔을 발생하며, 정보를 포함하는 음향-광학 변조기로서, 상기 음향 빔과 레이저 광빔의 상호 작용에 응답하여 회절되지 않은 레이저 광빔 및 회절된 레이저 광빔을 발생하는데, 상기 회절된 레이저 광빔은 상기 음향 주파수에 의해 상기 회절되지 않은 레이저 광빔의 주파수로부터 주파수 이동되며 상기 음향 주파수에 따른 각도로 회절되는 음향-광학 변조기와, 상기 제1위치에서, 회절되지 않은 레이저 광빔 및 회절된 레이저 광빔을 공간적으로 결합하여 결합된 레이저 광빔을 발생시키는 수단과, 제1위치 및 제2위치간에 접속되고, 제1위치에서 결합된 레이저 광빔을 수신하며, 제2위치에서 상기 결합된 레이저 광빔을 전송하는 단일 광섬유 및, 제2위치에서 광섬유로부터 나온 상기 결합된 레이저 광빔을 수신하고 광학 헤테로다인으로서 작용하여 회절된 레이저 광빔을 복조시키며, 음향 주파수를 갖고 음향 빔의 정보 내용을 포함하는 복조된 신호를 발생하는 단일 광다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 광통신장치.
제1위치에서 제2위치로 정보를 광학적으로 통신하는 방법에 있어서, 상기 정보에 의해 변조되고 음향 빔 주파수를 갖는 음향 빔을 발생하는 단계와, 연속파 레이저 광빔을 실질적으로 고정된 광 주파수로 발생하는 단계와, 음향 빔 및 레이저 광빔을 수신하여 회절되지 않은 레이저 광빔 및 회절된 레이저 광빔을 발생하는데, 상기 회절된 레이저 광빔은 음향 빔 주파수에 의해 상기 회절되지 않은 레이저 광빔의 주파수로부터 주파수 이동되며 음향 빔 주파수에 따른 각도로 회절되는 단계와, 제1위치에서 상기 회절되지 않은 레이저 광빔 및 회절된 레이저 광빔을 공간적으로 결합하여 결합된 레이저 광빔을 발생시키는 단계와, 제1위치에서 결합된 레이저 광빔을 수신하여 제2위치에 결합된 레이저 광빔을 전송하는 제위치 및 제2위치간에 접속된 단일 광도파관을 제공하는 단계 및, 제2위치에서 광도파관으로 분터 나온 결합된 레이저 광빔을 수신하고 회절된 레이저 광빔을 복조시켜 음향 빔 주파수를 갖고 음향 빔의 정보 내용을 포함하는 복조된 신호를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광통신 방법.
제40항에 있어서, 상기 회절되지 않은 레이저 광빔과 회절된 레이저 광빔을 발생하는 단계는 음향-광학 변조기를 통하여 횡단 각도로 레이저 광빔 및 음향 빔을 향하게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광통신 방법.
제40항에 있어서, 상기 레이저 광빔을 발생하는 단계는 연속파 모드로 단일 레이저 다이오드를 동작시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광통신 방법.
제40항에 있어서, 상기 회절된 레이저 광빔을 복조시키는 단계는 결합된 레이저 광빔에 의해 단일 광다이오드를 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광통신 방법.
제43항에 있어서, 상기 회절된 레이저 광빔을 복조시키는 단계는 음향 빔 주파수에 동조된 동조 회로에 광다이오드의 출력 신호를 인가시켜 복조된 신호를 발생시키는 단계를 포함시키는 것을 특징으로 하는 광통신 방법.
제40항에 있어서, 상기 음향 빔을 발생시키는 단계는 음향 빔 주파수를 지닌 연속파 신호를 발생시키고, 정보를 포함하는 데이터 신호에 의해 연속파 신호를 변조시켜 음향 빔 주파수를 지닌 구도 신호를 발생하며, 그 구동 신호에 응답하여 음향 빔을 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광통신 방법.
제1위치에서 제2위치로 정보를 통신하는 광 통신장치에 있어서, 정보에 의해 변조되고 음향 빔 주파수를 갖는 음향 빔을 발생하는 입력 수단과, 고정된 광 주파수에서 연속파 레이저 광빔을 발생시키는 광원 수단과, 음향 빔 및 레이저 광빔을 수신하여 회절되지 않은 레이저 광빔 및 회절된 레이저 광빔을 발생하는 변조 수단으로서, 상기 회절된 레이저 광빔은 음향 및 주파수에 의해서 회절되지 않은 레이저 광빔의 주파수로부터 주파수 이동되며 음향 빔 주파수에 따른 각도로 회절되는 변조 수단과, 제1위치에서, 회절되지 않은 레이저 광빔 및 회절된 레이저 광빔을 공간적으로 결합하여 결합된 레이저 광빔을 발생시키는 수단과, 제1위치에서 결합된 레이저 광빔을 수신하여 제2위치에 결합된 레이저 광빔을 전송시키는 전송 수단 및 제2위치에서, 전송된 결합 레이저 광빔을 수신하고 회절된 레이저 광빔을 복조시켜 음향 빔 주파수를 갖고 음향 빔의 정보 내용을 포함하는 복조된 신호를 발생시키는 출력 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 광통신장치.
제46항에 있어서, 상기 변조 수단은 음향-광학 변조기인 것을 특징으로 하는 광통신장치.
제46항에 있어서, 상기 광원 수단은 연속파 모드로 동작하는 단일 레이저 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 광통신장치.
제46항에 있어서, 상기 출력 수단은 단일 광다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 광통신장치.
제49항에 있어서, 상기 출력 수단은 광다이오드에 접속되어 상기 음향 빔 주파수에 동조되어 복조된 신호를 발생시키는 동조 회로를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 광통신장치.
제50항에 있어서, 상기 출력 수단은 동조 회로에 접속되어 상기 복조된 신호를 복조하여 음향 빔의 정보 내용을 포함하는 출력 데이터 신호를 발생시키는 복조기를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 광통신장치.
제51항에 있어서, 상기 출력 수단은 상기 복조기에 입력하기 전에 동조 회로에 의해서 발생된 복조 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 광통신장치.
제46항에 있어서, 상기 입력 수단은 음향 빔 주파수를 갖는 연속파 신호를 발생하는 수단과, 정보를 포함하는 데이터 신호에 의해 연속파 신호를 변조하여 음향 빔 주파수를 갖는 구동 신호를 발생하는 수단 및, 상기 구동 신호에 응답하여 음향 빔을 발생하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 광통신장치.
제46항에 있어서, 상기 광원 수단은 레이저 광빔을 조준하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 광통신장치.
제46항에 있어서, 회절되거나 안된 레이저 광빔을 공간적으로 결합하는 상기 수단은, 회절되거나 않된 레이저 광빔을 수신하여 결합된 레이저 광빔을 발생하는 조준 렌즈를 구비하는 것을 특징으로 하는 광통신장치.
제46항에 있어서, 상기 입력 수단에 발생된 음향 빔은 다수의 음향 빔을 구비하며, 각각의 음향 빔은 다른 주파수를 가지며장치에 의해 통신되도록 정보의 분리부에 의해 변조되고, 상기 변조 수단은 대응하는 다수의 회절된 레이저 광빔을 발생하며, 각 회절된 레이저 광빔은 상이한 회절각도로 회절되고 대응 음향 빔의 주파수에 의해 주파수 이동되며, 상기 출력 수단은 다수의 회절된 레이저 광빔을 복조하여 다수의 음향빔에 대응하는 다수의 복조된 신호를 발생하며, 각각의 복조된 신호는 대응 음향 빔의 정보 내용을 포함하고, 복수의 분리 정보 채널은 동시에 통신되는 것을 특징으로 하는 광통신장치.
제56항에 있어서, 상기 변조 수단은 음향 광학 변조기인 것을 특징으로 하는 광통신장치.
제56항에 있어서, 상기 광원 수단은 정보에 의해 변조되지 않고 연속파 모드에서 동작하는 단일 레이저 다이오드를 구비하는 것을 특징으로 하는 광통신장치.
제56항에 있어서, 상기 출력 수단은 단일 광다이오드인 것을 특징으로 하는 광통신장치.
제59항에 있어서, 상기 출력 수단은 다수의 동조 회로를 구비하며, 각각의 동조회로는 광다이오드에 접속되고, 다수의 음향 빔중 상이한 하나의 음향 빔 주파수에 동조되여 다수의 복조된 신호중 하나를 발생하는 것을 특징으로 하는 광통신장치.
제60항에 있어서, 상기 출력 수단은, 다수의 복조기를 더 구비하며, 각 복조기는 다수의 동조 회로중 각각에 접속되며, 다수의 복조된 신호중 대응하는 신호를 복조하여 대응하는 음향 빔의 정보 내용을 포함하는 출력 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 광통신장치.
제61항에 있어서, 상기 출력 수단은, 다수의 저잡음 증폭기를 더 구비하며, 각각의 증폭기는 다수의 복조기중 대응하는 복조기에 복조된 신호를 입력하기 전에 다수의 복조된 신호증 상이한 신호를 증폭하는 것을 특징으로 하는 광통신장치.
제59항에 있어서, 상기 입력 수단은 다수의 연속파 신호를 발생하는 수단을 포함하며, 각각의 연속파 신호는 다수의 음향 빔중 한 빔의 주파수를 가지며, 대응하는 음향 빔의 정보 내용을 포함하는 분리 데이터 신호에 의해 각 연속파 신호를 변조하여 다수의 변조된 신호를 발생하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 광통신장치.
제63항에 있어서, 상기 입력 수단은 음향 주파수 대역에서 구동 신호를 발생하도록 변조된 신호를 결합하며, 상기 구동 신호에 응답하여 다수의 음향 빔을 발생하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 광통신장치.
제59항에 있어서, 상기 광원 수단은 레이저 광빔을 조준하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 광통신장치.
제59항에 있어서, 회절 않된 및 회절된 레이저 광빔을 공간적으로 결합하는 상기 수단은, 회절되지 않은 및 회절된 레이저 광빔을 수신하여 결합된 레이저 광빔을 출력하는 집속 렌즈를 구비하는 것을 특징으로 하는 광통신장치.
제1위치와 제2위치 사이에서 정보를 통신하는 양방향 광학 통신장치에 있어서, 제1위치와 제2위치 사이에서 레이저 광을 전송하는 전송수단과, 제1음향 빔 주파수를 가지며 제1정보에 의해 변조된 제1음향 빔을 발생하는 제1입력 수단과, 제1의 연속파 레이저 광빔을 실질적으로 고정된 제1광학 주파수로 발생하는 제1광원 수단과, 상기 회절된 제1레이저 광빔은 제1음향 빔 주파수에 의해 상기 회절되지 않은 제1레이저 광빔의 주파수로부터 주파수-이동되고, 제1음향 빔 주파수에 따라 제1각도로 회절되며, 제1음향 빔 및 제1레이저 광빔을 수신하여 회절되지 않은 제1레이저 광빔 및 회절전 제1레이저 광빔을 발생하는 제1변조 수단과, 제1위치에서, 회절 않된 및 회절된 제1레이저 광빔을 공간적으로 결합하여 제1결합된 레이저 광빔을 발생하며, 상기 제1결합된 레이저 광빔을 제2위치에 전송하는 전송 수단에 직접 전송하는 제1수단과, 전송된 제1결합된 레이저 광빔을 수신하여 제1회절된 레이저 광빔을 복조하며, 제1음향 빔 주파수를 가지며 상기 제1음향 빔의 제1정보 내용을 포함하는 제1복조된 신호를 제2위치에서 발생하는 제1출력 수단과, 제2음향 빔 주파수를 가지며 제2정보에 의해 변조된 제2음향 빔을 발생하는 제2입력 수단과, 제2연속파 레이저 광빔을 실질적으로 고정된 제2광학 주파수로 발생하는 제2광원 수단과, 상기 회절된 제2레이저 광빔은 제2음향 빔 주파수에 의해 상기 회절되지 않은 제2레이저 광빔의 주파수로부터 주파수-이동되고, 제2음향 빔 주파수에 따라 제2각도로 회절되며, 제2음향 빔 및 제2레이저 광빔을 수신하여 회절되지 않은 제2레이저 광빔 및 회절된 제2레이저 광빔을 발생하는 제2변조 수단과, 회절않된 및 회절된 제2레이저 광빔을 공간적으로 결합하여 제2결합된 레이저 광빔을 발생하며, 상기 제2결합된 레이저 광빔을 제1위치에 전송하는 전송 수단에 상기 제2결합된 레이저 광빔을 제2위치에서 직접 전송하는 제2 수단과, 전송된 제2결합된 레이저 광빔을 수신하여 제2회절된 레이저 광빔을 복조하여, 제2 음향 빔 주파수를 가지며 상기 제2음향 빔의 제2정보 내용을 포함하는 제2복조된 신호를 제1위치에서 발생하는 제2출력 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 통신장치.
제67항에 있어서, 상기 제1변조 수단 및 상기 제2변조 수단은 음향 광학 변조기인 것을 특징으로 하는 통신장치.
제67항에 있어서, 제1 및 제2광원 수단 각각은 연속파 모드에서 동작하는 단일 레이저 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신장치.
제69항에 있어서, 제1 및 제2광원을 구비하는 레이저 다이오드는 실질적으로 동일한 주파수로 레이저 광빔을 발생하는 것을 특징으로 하는 통신장치.
제67항에 있어서, 제1 및 제2출력 수단 각각은 단일 광다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신장치.
제71항에 있어서, 각각의 제1 및 제2출력 수단은 대응 광다이오드에 접속되며 제1또는 제2음향 빔 주파수에 동조되어 제1 또는 제2복조된 신호를 발생하는 동조 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신장치.