KR100298353B1

KR100298353B1 - 2단광증폭기및광증폭방법

Info

Publication number: KR100298353B1
Application number: KR1019980040886A
Authority: KR
Inventors: 윤지현
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1998-09-30
Filing date: 1998-09-30
Publication date: 2001-08-07
Also published as: KR20000021660A; JP2000114631A

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은 광전송장비의 2단 광증폭기 및 광증폭방법에 관한 것이다.

나. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제

광전송장비의 2단 광증폭기를 간소화시킨다.

다. 발명의 해결방법의 요지

입력광신호와 여기 이온을 여기시키기 위한 펌프광을 다중화하는 파장분할 다중화부와, 상기 펌프광과 다중화된 입력광신호를 증폭하는 광섬유 증폭부와, 그 증폭된 입력광신호와 상기 입력광신호의 증폭시 사용되고 남은 잔여 펌프광을 역다중화하여 출력하는 파장분할 역다중화부를 구비하는 제1증폭부와; 상기 증폭된 입력광신호를 입력받아 색분산으로 인한 손실을 보상하는 분산손실보상부와; 상기 손실이 보상된 입력광신호와 잔여 펌프광을 다중화하는 파장분할 다중화부와, 상기 잔여 펌프광과 다중화된 입력광신호를 증폭하여 출력하는 광섬유 증폭부를 구비하는 제2증폭부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

라. 발명의 중요한 용도

본 발명은 광전송장비에 사용된다.

Description

2단 광증폭기 및 광증폭방법{2 STEP OPTICAL AMPLIFIER AND OPTICAL AMPLIFING METHOD}

본 발명은 광전송장비에 관한 것으로, 특히 광전송장비의 2단 광증폭기 및 그에 따른 방법에 관한 것이다.

전송시스템의 광선로 증폭기로 채용되었던 2단 광증폭기의 구성도를 도시한 도 1을 참조하면, 2단 광증폭기는 크게 제1증폭부(100)와 DCF(Dispersion Compensation Fiber)부(108)와 제2증폭부(110)로 구성된다.

상기 제1증폭부(100)는 단일 모드 광선로(Single Mode Fiber)로부터의 입력광신호를 펌프광에 의해 1차 증폭하여 출력한다. 그 1차 증폭된 광신호는 DCF부(108)를 거쳐 색분산에 의한 손실이 보상된 후에 제2증폭부(110)에 입력된다.상기 제2증폭부(110)는 그 손실보상된 광신호를 펌프광으로 2차 증폭하여 최종 출력광신호로서 출력한다.

상기 제1증폭부(100)는 입력광신호의 1차 증폭을 위한 펌프광을 생성하는 제1펌프 레이저 다이오드(LASER Diode;이하 LD라 칭함)부(104)와, 상기 입력광신호와 상기 펌프광을 다중화하는 제1파장분할다중(Wavelength Division Multiplex;이하 'WDM'라 칭함)부(102)와, 상기 입력광신호와 상기 펌프광이 다중화된 신호를 입력받아 상기 펌프광으로 입력광신호를 1차 증폭하여 DCF부(108)에 제공하는 제1에르븀 첨가 광섬유(Erbium-Doped Fiber;이하 EDF라 칭함)부(106)로 구성된다.

그리고 상기 제2증폭부(110)는 DCF부(108)를 통해 색분산에 의한 손실이 보상된 광신호를 2차 증폭하기 위한 펌프광을 생성하는 제2펌프 LD부(114)와, 상기 손실보상된 광신호와 상기 펌프광을 다중화하는 제2WDM부(112)와, 상기 손실보상된 광신호와 상기 펌프광이 다중화된 신호를 입력받아 상기 펌프광으로 상기 손실보상된 광신호를 2차 증폭하여 출력하는 제2EDF부(116)로 구성된다.

통상적으로 DCF는 단일모드 광선로(Single Mode Fiber)에 입력되는 광신호의 세기가 0[dBm]이상이 되면 비선형현상이 나타나는데, 이와같은 비선형 현상은 광통신에 악영향을 끼친다. 따라서 상기 제1증폭부(100)는 입력광신호를 0[dBm]이하로 증폭하여 상기 DCF부(108)에 제공한다. 이와같이 0[dBm]이하로 1차 증폭된 광신호를 입력받은 DCF부(108)는 색분산에 의해 일어나는 손실을 보상하여 출력하는 데, 이때 광신호의 세기는 약 8[dBm] 정도 감쇄된다. 제2증폭부(110)는 8[dBm] 정도 감쇄된 광신호를 최종 출력할 세기로 증폭하여 출력한다.

예를들어, 제1증폭부(100)는 -18[dBm]의 입력광신호를 18[dBm] 증폭하여 0[dBm]의 세기의 광신호로서 DCF부(108)에 제공하고, 제2증폭부(110)는 DCF부(108)가 출력하는 -8[dBm]의 광신호를 18[dBm] 증폭하여 최종출력할 광신호로서 출력할 때에, 18[dBm]의 증폭을 위하여 제1증폭부(100)의 제1펌프 LD부(104)에는 약 25[mW]의 바이어스 전류가 공급되고, 18[dBm]의 증폭을 위하여 제2증폭부(110)의 제2펌프 LD부(114)에는 약 50[mW]의 바이어스 전류가 공급되었다. 그런데, 제1펌프 LD부(104)와 제2펌프 LD부(114)로는 100[mW]용 펌프 LD부가 채용되므로, 제1펌프 LD부(104)의 사용효율은 25[%]정도가 되고, 제2펌프 LD부(114)는 50[%]정도가 된다.

이와같이 종래 2단 광증폭기는 고가의 펌프 LD부를 두 개나 사용하여 제품의 원가를 상승시키고, 제품의 소형화를 곤란하게 하는 원인이 되었다. 더욱이 두 개의 펌프 LD부의 사용효율이 극히 낮은 곤란한 점이 있었다.

상술한 바와 같이 종래 2단 광증폭기는 고가의 펌프 LD부를 두 개나 구비하여 원가를 상승시킴은 물론이고 제품의 소형화를 곤란하게 하는 원인이 되었다. 더욱이 펌프 LD부의 사용효율이 극히 낮은 곤란한 점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 펌프 LD부를 단일화시킴은 물론이고 펌프 LD부의 사용효율을 향상시키는 광전송장치의 2단 광증폭기 및 광증폭방법을 제공함에 있다.

도 1은 종래의 2단 광증폭기의 구성도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2단 광증폭기의 구성도.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상기 입력광신호와 상기 여기 이온을 여기시키기 위한 펌프광을 다중화하는 파장분할 다중화부와, 상기 펌프광과 다중화된 입력광신호를 증폭하는 광섬유 증폭부와, 그 증폭된 입력광신호와 상기 입력광신호의 증폭시 사용되고 남은 잔여 펌프광을 역다중화하여 출력하는 파장분할 역다중화부를 구비하는 제1증폭부와; 상기 증폭된 입력광신호를 입력받아 색분산으로 인한 손실을 보상하는 분산손실보상부와; 상기 손실이 보상된 입력광신호와 잔여 펌프광을 다중화하는 파장분할 다중화부와, 상기 잔여 펌프광과 다중화된 입력광신호를 증폭하여 출력하는 광섬유 증폭부를 구비하는 제2증폭부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2단 광증폭기의 구성을 도시한 도 2를 참조하면, 상기 2단 광증폭기는 제1증폭부(200)와 DCF부(210)와 제2증폭부(212)로 구성된다.

상기 제1증폭부(200)의 펌프 LD부(204)는 펌프광을 생성함에 있어서, 제1증폭부(200)에서 필요로 하는 펌프광과 함께 제2증폭부(212)에서 필요로 하는 펌프광을 생성한다. 이와같이 생성된 펌프광은 입력광신호와 함께 제1WDM부(202)에 제공된다. 상기 제1WDM부(202)는 입력광신호와 펌프광을 다중화하여 제1EDF부(206)에 입력한다. 상기 제1EDF부(206)는 상기 입력광신호를 펌프광에 의해 1차 증폭한다. 여기서, 제1EDF부(206)는 입력광신호를 1차 증폭할 때에 사용하고 남은 펌프광을 1차 증폭된 광신호와 함께 출력한다. 상기 제1EDF부(206)의 출력은 제2WDM부(208)에 입력된다. 상기 제2WDM부(208)는 파장분할 역다중화기능을 수행하여, 제1EDF부(206)의 출력을 잔여 펌프광과 1차 증폭된 광신호로 분리하여 출력한다. 상기 제2WDM부(208)에서 출력되는 1차 증폭된 광신호는 DCF부(210)에 입력되고, 잔여 펌프광은 제2증폭부(212)의 제3WDM부(214)의 펌프광 입력부에 입력된다.

상기 DCF부(210)는 1차증폭된 광신호에 대해 색분산으로 인한 손실을 보상하여 출력한다.

상기 DCF부(210)의 출력은 제2증폭부(212)의 제3WDM부(214)에 입력된다. 상기 제3WDM부(214)는 DCF부(210)의 출력광신호와 제2WDM부(212)가 출력하는 잔여 펌프광을 다중화하여 출력한다. 제2EDF부(216)는 제3WDM부(214)의 출력을 입력받아 DCF부(210)의 출력광신호를 제2WDM부(212)가 출력하는 잔여 펌프광으로 증폭하여 출력한다.

예를들어, 제1증폭부(200)가 입력광신호를 18[dBm] 증폭하고, 제2증폭부(212)가 DCF부(210)의 출력광신호를 18[dBm] 증폭할 때에, 100[mW]용 펌프 LD부(204)에 60∼70[mW]의 바이어스 전류를 공급하면, 제1 및 제2증폭부(200,212)가 필요로 하는 펌프광이 생성된다. 이와 같이 생성된 펌프광은 제1,제2증폭부(200,212)에 공급되어 입력광신호의 증폭시 사용되므로, 펌프 LD부(204)의 사용효율을 60∼70[%]정도로 높일 수 있다. 이 때, 상기 펌프 LD부(204)에서 출력되는 펌프광이 상기 제1EDF부(206) 및 제2WDM부(208)를 지나면서 흡수, 산란 등의 기타 손실로 인하여 그 세기가 감쇠되는 것을 보상하기 위하여, 상기 펌프 LD부(204)에 공급되는 바이어스 전류의 값을 다소 상향 조정할 수 있다. 또한 단일 펌프 LD부(204)만으로 입력광신호를 두 번 증폭할 수 있다.

종래의 2단 광증폭기는 두 펌프 LD부를 구비함에 따라서, 상기 각 펌프 LD부에 바이어스 전류를 공급하기 위한 펌프 LD 구동부도 두 개를 구비하여야 했다. 또한, 상기 두 펌프 LD 구동부를 각각 제어하기 위한 제어 회로의 구성도 복잡하였다.

반면에, 본 발명에 따른 2단 광증폭기는 하나의 펌프 LD부와 상기 펌프 LD부에 바이어스 전류를 공급하기 위한 하나의 펌프 LD 구동부를 구비한다. 이에 따라서, 상기 하나의 펌프 LD 구동부를 제어하기 위한 제어 회로의 구성도 종래에 비하여 간단해진다. 즉, 본 발명에 따른 2단 광증폭기는 높은 가격대의 펌프 LD 구동부 및 펌프 LD 구동부를 각각 하나만 구비함에 따라서, 그 제작 비용이 감소함과 더불어 그 부피 또한 감소시킬 수가 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 2단 광증폭기에서 펌프 LD부를 단일화함으로써 제품의 원가를 절감시키고, 크기를 소형화할 수 있도록 한다. 또한 펌프 LD부의 사용효율을 향상시키는 이점이 있다.

Claims

여기 이온의 유도 방출을 이용하여 입력광신호를 증폭하는 광전송장비의 2단 광증폭기에 있어서,

상기 입력광신호와 상기 여기 이온을 여기시키기 위한 펌프광을 다중화하는 파장분할 다중화부와, 상기 펌프광과 다중화된 입력광신호를 증폭하는 광섬유 증폭부와, 그 증폭된 입력광신호와 상기 입력광신호의 증폭시 사용되고 남은 잔여 펌프광을 역다중화하여 출력하는 파장분할 역다중화부를 구비하는 제1증폭부와,

상기 증폭된 입력광신호를 입력받아 색분산으로 인한 손실을 보상하는 분산손실보상부와,

상기 손실이 보상된 입력광신호와 잔여 펌프광을 다중화하는 파장분할 다중화부와, 상기 잔여 펌프광과 다중화된 입력광신호를 증폭하여 출력하는 광섬유 증폭부를 구비하는 제2증폭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 2단 광증폭기.
제1항에 있어서, 상기 제1증폭부가,

상기 제1증폭부와 상기 제2증폭부의 증폭시 필요로 하는 펌프광을 생성하는 펌프 레이저 다이오드부와,

상기 펌프광과 상기 입력광신호를 입력받아 파장분할 다중화하는 파장분할 다중화부와,

상기 제1다중화부의 출력을 입력받아 상기 입력광신호를 상기 펌프광에 의해 증폭하는 에르븀 첨가 광섬유부와,

상기 에러븀 첨가 광섬유부의 출력을 입력받아 파장분할 역다중화함으로써, 증폭된 입력광신호와 상기 입력광신호의 증폭시 사용되고 남은 잔여 펌프광으로 분리하여 출력하는 파장분할 역다중화부로 구성됨을 특징으로 하는 2단 광증폭기.
제1항에 있어서, 상기 제2증폭부가,

상기 손실이 보상된 입력광신호와 상기 잔여 펌프광을 입력받아 파장분할 다중화하는 파장분할 다중화부와,

상기 파장분할 다중화부의 출력을 입력받아 상기 손실이 보상된 입력광신호를 상기 잔여 펌프광으로 증폭하여 출력하는 에르븀 첨가 광섬유부로 구성됨을 특징으로 하는 2단 광증폭기.
각각 여기 이온의 유도 방출을 이용하여 입력광신호를 증폭하는 광전송장비의 2단 광증폭기의 광증폭방법에 있어서,

상기 여기 이온을 여기시키기 위한 펌프광을 생성하는 단계와,

상기 펌프광을 상기 입력광신호와 파장분할 다중화하고, 상기 펌프광과 다중화된 입력광신호를 증폭하며, 증폭된 입력광신호와 상기 입력광신호의 증폭시 사용되고 남은 잔여 펌프광을 파장분할 역다중화하여 출력하는 단계와,

상기 증폭된 입력광신호에 대해 색분산에 의한 손실을 보상하여 출력하는 단계와,

상기 잔여 펌프광을 상기 손실이 보상된 입력광신호와 파장분할 다중화하며, 상기 잔여 펌프광과 다중화된 입력광신호를 증폭하여 출력하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 광증폭방법.