KR100300099B1 - Apparatus and method for measuring the transient chirp of optical pulse - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광신호의 파장을 변화시키는 천이 출력을 특정하는 장치와 방법에 관한 것으로, 천이 출력 때문에 생기는 파장의 삽입 손실을 측정하고 이를 이용하여 간단하게 천이 출력을 구하기 위해, 변조된 광신호 패턴을 파장 역다중화부를 거쳐 파장별로 나눈 후 삽입 손실을 측정하여 손실 차이 변화량 당 파장 변화량을 구하고 이 값에 광출력전력 차이 값을 곱하여 천이 출력을 간단하게 구하게 된다.The present invention relates to a device and a method for specifying a transition output for changing a wavelength of an optical signal. The present invention relates to a modulated optical signal pattern for measuring an insertion loss of a wavelength caused by the transition output and simply using the same. After dividing by wavelength through the wavelength demultiplexer, the insertion loss is measured to obtain the wavelength change per loss difference change, and the transition output is simply obtained by multiplying this value by the optical output power difference.
본 발명에 의하면, 광원을 변조할 때에 발생하는 천이 출력을 파장 역다중화 기능을 하는 수동 소자인 AWG를 사용하여 간단하게 측정할 수 있으므로, 기존의 고가의 측정 장비가 필요하지 않은 간편함과 비용의 절감을 얻을 수 있게 된다.According to the present invention, the transition output generated when the light source is modulated can be easily measured using an AWG, a passive device having a wavelength demultiplexing function, thereby reducing the cost and convenience of existing expensive measuring equipment. You will get
Description
본 발명은 광펄스의 천이출력을 측정하는 장치와 방법에 관한 것으로서, 특히 배열 격자 도파로의 출력단자를 이용하여 천이출력을 간단하게 측정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for measuring a transition output of an optical pulse, and more particularly, to an apparatus and a method for simply measuring a transition output using an output terminal of an arrayed grating waveguide.
초고속 광통신 시스템에서 전송 신호의 오율에 영향을 주는 여러 요인 중 하나가 천이출력(transient chirp)이다. 광원을 온-오프 변조(on-off modulation)하여 디지털 신호를 이루는 일정 파장의 펄스(pulse)를 생성하여 전송하는 경우 펄스의 천이 시간에 발진하는 파장이 변화함에 따라 광펄스를 이루는 파장 성분이 펄스의 선단부(leading edge)와 후단부(falling edge)에서 서로 달라지는 현상이 일어난다. 이런 시간에 따른 출력 파장의 변화량을 천이 출력이라 한다. 천이 출력으로 인해 파장에 삽입손실(insertion loss)이 생기게 되고 이로 인해 광펄스의 파장이 변하게 되면 그에 따라 광펄스의 속도가 변하게 된다. 천이 출력은 파장에 따라 다른 속도를 갖는 매질(광통신 시스템에서는 매질이 광섬유임)의 분산(dispersion)특성에 의해 펄스의 폭을 변화시키는 원인이며, 광신호의 전송 거리를 제한하는 주요 요인중의 하나이다. 따라서 천이출력은 광신호 변조의 품질을 결정하는 한 요소가 되며, 이를 정확하게 측정해야 할 필요가 있다.Transient chirp is one of the factors that affect the error rate of transmission signal in high speed optical communication system. In the case of generating and transmitting a pulse of a predetermined wavelength constituting a digital signal by on-off modulation of the light source, the wavelength component of the optical pulse is pulsed as the wavelength oscillated at the transition time of the pulse changes. A phenomenon occurs that is different from each other at the leading edge and the falling edge of the edge. The amount of change in the output wavelength over time is called the transition output. The transition output causes insertion loss in the wavelength, which causes the speed of the optical pulse to change as the wavelength of the optical pulse changes. Transition output is the cause of changing the pulse width by the dispersion characteristic of a medium having a different speed according to the wavelength (the medium is an optical fiber in an optical communication system), and is one of the main factors limiting the transmission distance of an optical signal. . Therefore, the transition output is a factor in determining the quality of optical signal modulation and needs to be measured accurately.
종래에는 천이출력을 측정하기 위해서 파브리-페로(Fabry-Perot) 에탈론 필터(etalon filter) 같은 광필터나 광 간섭계(interferometer)를 이용하여 측정하는 방법을 사용했다.Conventionally, in order to measure the transition output, an optical filter such as a Fabry-Perot etalon filter or an optical interferometer is used.
에탈론 필터를 사용하는 경우에는 보통 필터의 삽입손실이 최소인 최소피크(peak)로부터 좌우 -3 [dB] 점을 기준으로, 변조된 신호를 각각 통과시켜서 출력되는 출력 펄스와 입력 펄스의 시간에 따른 파워비(power ratio)로부터 펄스의 주파수 천이 정보를 얻는다. 그리고 이 천이 주파수 정보에서 천이 파장에 대한 정보인 천이출력에 대한 정보를 얻는다. 광 간섭계를 이용하는 경우에는 간섭계의 전달 특성 곡선의 양의 기울기를 갖는 부분과 음의 기울기를 갖는 곡선 부분에서의 출력 펄스를 각각 측정하여 이로부터 시간에 따른 주파수의 천이정보를 얻고 다시 이로부터 천이출력에 대한 정보를 얻는다.In the case of using the etalon filter, the output pulse and the input pulse are outputted by passing the modulated signal with respect to the left and right -3 [dB] points from the minimum peak that the filter insertion loss is minimum. From the power ratio according to the frequency shift information of the pulse is obtained. From the transition frequency information, information on the transition output, which is information on the transition wavelength, is obtained. In the case of using the optical interferometer, the output pulses of the positive and negative slopes of the interferometer's propagation curves are measured, respectively, to obtain the transition information of the frequency according to time, and the transition output therefrom. Get information about
도 1은 종래의 출력 펄스를 측정하기 위해 출력의 특성 곡선을 이용하는 것을 도시한 것이다.1 illustrates the use of a characteristic curve of an output to measure a conventional output pulse.
위의 두 경우 모두 전달 특성의 양의 기울기(10)를 갖는 곡선 부분과 음의 기울기(12)를 갖는 곡선 부분에서 각각 출력 펄스를 측정해야 하므로 전달 특성의 피크로부터 정확히 같은 양의 삽입 손실을 갖는 점(14)에서 측정해야 하는데, 이런 점을 정확하게 찾는데 어려움이 있으며 측정 시간동안 이 점을 계속 처음과 동일하게 유지시켜야 하는 어려움이 있다. 만약 측정하는 동안 이 위치(14)가 흔들리거나, 위치를 잘못 고정하는 경우에는 주파수 천이 정보에 오차가 생기게되어 정확한 천이 출력을 구하지 못하게 된다.In both cases, the output pulses must be measured at the curved portion having the positive slope 10 of the transfer characteristic and at the curved portion having the negative slope 12 respectively, so that they have exactly the same positive insertion loss from the peak of the transfer characteristic. It is necessary to measure at point 14, which makes it difficult to find this point accurately and has to keep this point the same for the first time during the measurement. If the position 14 is shaken or the position is incorrectly fixed during measurement, an error occurs in the frequency shift information, and thus an accurate transition output cannot be obtained.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는, 상기의 문제점들을 해결하기 위해, 신호가 온-오프 변조되는 것에 의해 발생하는 파장의 천이 출력 때문에 생기는 삽입손실을 이용하여 전달 특성에서의 정확한 측정 위치를 결정하거나 유지할 필요없이 간단하고 정확하게 천이출력을 측정하는 장치 및 방법을 제공하는데 있다.The technical problem to be solved by the present invention is to solve the above problems, by using the insertion loss caused by the transition output of the wavelength caused by the signal is on-off modulated to determine the exact measurement position in the transmission characteristics or It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for measuring transition output simply and accurately without the need for maintenance.
도 1은 종래의 출력 펄스를 측정하기 위해 출력의 특성 곡선을 이용하는 것을 도시한 것이다.1 illustrates the use of a characteristic curve of an output to measure a conventional output pulse.
도 2는 본 발명이 적용된 천이 출력 측정 장치의 구성도이다.2 is a configuration diagram of a transition output measuring apparatus to which the present invention is applied.
도 3은 본 발명이 적용된 천이 출력 측정 방법의 흐름도이다.3 is a flowchart of a transition output measuring method to which the present invention is applied.
도 4는 AWG 출력 포트 2개의 특성 곡선과 레이저 다이오드의 출력 파장을 도시한 것이다.4 shows the characteristic curves of two AWG output ports and the output wavelength of the laser diode.
도 5는 도 3에서 (A)에서 (B)까지의 천이 출력 계산을 계산하는 상세 흐름도이다.FIG. 5 is a detailed flowchart of calculating the transition output calculation from (A) to (B) in FIG. 3.
도 6은 AWG 출력 포트 2개의 출력 특성과 출력 포트간의 삽입손실차이 특성을 도시한 것이다.Figure 6 shows the output loss characteristics between the output characteristics of the two AWG output port and the output port.
도 7은 AWG 출력 포트 2개의 출력 펄스 패턴을 도시한 것이다.Figure 7 illustrates the output pulse pattern of two AWG output ports.
도 8은 광원 펄스와 AWG를 이용하여 측정한 광원 펄스의 천이 출력을 도시한 것이다.8 shows the transition output of the light source pulse measured using the light source pulse and the AWG.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한, 광펄스의 천이 출력을 측정하는 장치는, 전기적인 펄스 패턴을 생성하고 이 펄스 패턴과 동기할 때에 필요한 정보를 생성하는 펄스패턴 발생부; 상기 전기적인 펄스 패턴을 광신호로 변조하여 소정 파장의 광신호로 출력하는 신호 전환부; 상기 변조된 광신호를 입력으로 하여 파장대별로 분리하여 출력하는 파장 역다중화부; 상기 신호 전환부의 출력과 상기 파장 역다중화부의 출력들의 파장을 측정하며, 상기 신호 전환부의 출력의 파장이 상기 파장 역다중화부의 2개 출력들의 파장의 사이에 위치하고 그 2개 출력 파장간의 차이가 최소가 되는 2개 출력포트를 선택하여 그 출력포트들의 삽입 손실을 측정하고, 상기 펄스 패턴 발생부에서 생성되는 펄스 동기시에 필요한 정보를 이용하여 상기 파장 역다중화부의 선택된 2개 출력 포트의 출력 펄스 패턴을 동기하여 각 출력 포트별로 시간에 대한 광출력전력의 변화량을 측정하는 신호측정부; 및 상기 삽입 손실 및 상기 출력 포트별 시간에 대한 광출력전력의 변화량을 사용하여 천이 출력을 계산하는 계산 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention for solving the above technical problem, an apparatus for measuring a transition output of an optical pulse, the pulse pattern generating unit for generating an electrical pulse pattern and the information required when synchronizing with the pulse pattern; A signal switching unit configured to modulate the electrical pulse pattern into an optical signal and output the optical signal having a predetermined wavelength; A wavelength demultiplexer for separating and outputting the modulated optical signal for each wavelength band as an input; The wavelength of the output of the signal conversion section and the outputs of the wavelength demultiplexing section is measured, wherein the wavelength of the output of the signal conversion section is located between the wavelengths of the two outputs of the wavelength demultiplexing section, and the difference between the two output wavelengths is minimal. Select the two output ports to measure the insertion loss of the output ports, and by using the information required for the pulse synchronization generated in the pulse pattern generator to measure the output pulse pattern of the selected two output ports of the wavelength demultiplexer A signal measuring unit configured to measure an amount of change in optical output power with respect to time for each output port in synchronization; And a calculation control unit for calculating a transition output using the amount of change in optical output power with respect to the insertion loss and the time for each output port.
상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한, 광펄스의 천이 출력을 측정하는 방법은, 전기적인 펄스 패턴을 생성하는 단계; 상기 전기적인 펄스 패턴을 소정 파장의 광신호로 변조하는 단계; 상기 변조된 광신호를 파장 다중화소자의 입력으로 하고, 그 파장 역다중화소자의 출력 포트 중 2개의 출력 포트의 출력 파장들의 사이에 상기 변조된 광신호의 파장이 위치하며 그 2개 파장의 차이가최소가 되도록 파장 역다중화소자의 출력 포트 2개를 선택하는 단계; 및 상기 선택된 2개의 출력 포트에서 출력 펄스간의 출력 손실의 차이와 각 출력 포트별로 시간에 대한 광출력전력의 변화량을 구하여 이를 사용하여 시간에 따른 천이 출력을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of measuring a transition output of an optical pulse, the method including: generating an electrical pulse pattern; Modulating the electrical pulse pattern into an optical signal having a predetermined wavelength; The modulated optical signal is input to a wavelength multiplexing element, and the wavelength of the modulated optical signal is located between the output wavelengths of two output ports of the output demultiplexing element, and the difference between the two wavelengths is Selecting two output ports of the wavelength demultiplexer to be minimal; And calculating a transition output according to time using the difference in output loss between the output pulses at the selected two output ports and the amount of change in optical output power with respect to time for each output port.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명이 적용된 천이 출력 측정 장치의 구성도이다.2 is a configuration diagram of a transition output measuring apparatus to which the present invention is applied.
이 장치는 전기적인 펄스 패턴을 생성하는 패턴 발생부(20), 전기적인 신호를 광신호로 전환하는 신호전환부(22), 광신호를 파장대별로 분리하는 파장 역다중화부(24), 광신호의 파장과 삽입 손실 및 시간에 따른 광출력의 변화를 측정하는 신호측정부(26) 및 광신호의 출력파장의 변화량을 계산하는 계산제어부(28)를 포함한다.The apparatus includes a pattern generator 20 for generating an electrical pulse pattern, a signal switcher 22 for converting an electrical signal into an optical signal, a wavelength demultiplexer 24 for separating an optical signal for each wavelength band, and an optical signal. It includes a signal measuring unit 26 for measuring the change in the wavelength and the insertion loss and the light output over time and a calculation controller 28 for calculating the amount of change in the output wavelength of the optical signal.
패턴 발생부(20)는 시험하려는 전기적인 펄스 패턴신호를 생성한다. 이 신호는 디지털 신호로 이루어진다. 또한 패턴 발생부(20)는 이 패턴 신호와 동기하는데 필요한 신호를 생성하게 된다. 이 신호에는 패턴 신호에 대한 클럭(clock) 신호가 포함된다.The pattern generator 20 generates an electrical pulse pattern signal to be tested. This signal consists of a digital signal. In addition, the pattern generator 20 generates a signal necessary for synchronizing with the pattern signal. This signal includes a clock signal for the pattern signal.
신호 전환부(22)는 패턴 발생부(20)의 전기적인 펄스 패턴 신호를 입력으로 하여 소정 파장의 광신호를 출력하게 된다. 신호 전환부(22)로는 분포 귀환형 레이저 다이오드(Distributed Feed Back Laser Diod, 이하 DFB LD) 소자를 사용하는 것이 바람직하다. 일반적인 반도체 레이저 소자에서는 고속 전송에서는 파장 분산으로 인한 파장 열화가 크며, 입력 신호를 고속으로 변조하면 전송거리가 매우 제한된다. 그러나 DFB LD는 출력 파장의 단일화가 가능하게 되어 강한 파장 선택성을 가지는 소자이다. 그러므로 한 파장의 신호만이 출력되는 것을 이용하는 본 발명에는 적합한 소자이다.The signal switching unit 22 receives an electric pulse pattern signal of the pattern generator 20 as an input and outputs an optical signal having a predetermined wavelength. As the signal switching unit 22, it is preferable to use a distributed feed back laser diode (DFB LD) element. In a typical semiconductor laser device, wavelength degradation due to wavelength dispersion is large in high-speed transmission, and transmission distance is very limited by modulating the input signal at high speed. However, the DFB LD is capable of unifying the output wavelength and is a device having strong wavelength selectivity. Therefore, the device is suitable for the present invention using only the output of a signal of one wavelength.
파장 역다중화부(24)는 신호 전환부(22)에서 변조된 소정 파장의 광신호를 입력으로 하여 이 신호를 파장별로 구분하여 출력포트를 통해 출력한다. 각 출력 포트에서는 해당되는 파장의 신호들이 출력된다. 그런데 신호 전환부(22)에서 출력된 신호는 하나의 파장만이 실려있는 신호이므로 이 신호를 파장 역다중화부(24)를 통해 출력하면 해당되는 하나의 출력 포트에서 상기 파장의 신호가 출력된다. 또한 파장 역다중화부(24)의 출력 포트에서 이 신호를 이용하는 방법과 이에 따른 파장 역다중화부(24)의 기능은 본 발명의 동작에서 상세히 설명될 것이다.The wavelength demultiplexer 24 receives an optical signal of a predetermined wavelength modulated by the signal switcher 22 and divides the signal for each wavelength and outputs the signal through an output port. At each output port, signals of the corresponding wavelengths are output. However, since the signal output from the signal conversion unit 22 is a signal containing only one wavelength, when the signal is output through the wavelength demultiplexer 24, the signal of the wavelength is output from the corresponding one output port. Also, the method of using this signal at the output port of the wavelength demultiplexer 24 and thus the function of the wavelength demultiplexer 24 will be described in detail in the operation of the present invention.
신호측정부(26)는 신호 전환부(22)의 출력의 파장을 측정한다. 또 파장 역다중화부(24)의 출력 포트 중에서 신호 전환부(22)의 출력의 파장이 파장 역다중화부(24)의 2개 출력들의 파장의 사이에 위치하고 그 2개 출력 파장간의 차이가 최소가 되는 2개 출력포트를 선택하여 그 출력포트들의 삽입손실을 측정한다. 그리고 펄스 패턴 발생부(20)에서 생성되는 동기시에 필요한 정보를 이용하여 측정하려는 신호와 동기시킨다. 이 측정하려는 신호는 파장 역다중화부(24)의 선택된 2개 출력포트에서 발생하는 출력신호이다.The signal measuring unit 26 measures the wavelength of the output of the signal switching unit 22. Also, among the output ports of the wavelength demultiplexer 24, the wavelength of the output of the signal switch 22 is located between the wavelengths of the two outputs of the wavelength demultiplexer 24, and the difference between the two output wavelengths is minimal. Select two output ports to measure insertion loss of those output ports. In addition, information necessary for synchronization generated by the pulse pattern generator 20 is used to synchronize with a signal to be measured. The signal to be measured is an output signal generated at two selected output ports of the wavelength demultiplexer 24.
계산제어부(28)는 파장 역다중화부(24)의 선택된 2개의 출력 포트에서 측정된 삽입 손실 및 신호 측정부(26)가 측정한 펄스 패턴을 사용하여 천이 출력을 계산한다.The calculation controller 28 calculates the transition output using the insertion loss measured at the selected two output ports of the wavelength demultiplexer 24 and the pulse pattern measured by the signal measuring unit 26.
도 3은 본 발명이 적용된 천이 출력 측정 방법의 흐름도이다.3 is a flowchart of a transition output measuring method to which the present invention is applied.
패턴 발생부(20)에서 전기적인 펄스 패턴을 생성한다(30 단계). 이 신호는 특정한 모습일 필요는 없다. 이때 패턴 발생부(20)에서는 이 전기적인 신호에 대해 동기하는데 필요한 정보를 같이 출력하고 이 정보는 신호 측정부(26)로 전달된다.The pattern generator 20 generates an electrical pulse pattern (step 30). This signal does not have to be specific. At this time, the pattern generator 20 outputs information necessary for synchronizing with the electrical signal, and the information is transmitted to the signal measuring unit 26.
패턴 발생부(20)에서 생성된 전기적인 패턴을 신호 전환부(22)에서 광신호 패턴으로 변조한다(32 단계). 이 변조된 신호는 신호 전환부(22)의 특성에 따른 파장을 지니고 있으며, 상기 전기적인 패턴을 그대로 지니고 있는 광신호가 된다. 위에서 언급한 바와 같이 본 실시예에서는 신호 전환부(22)로 DFB LD를 사용한다.The electrical pattern generated by the pattern generator 20 is modulated by the signal switcher 22 into an optical signal pattern (step 32). The modulated signal has a wavelength in accordance with the characteristics of the signal switching unit 22 and becomes an optical signal having the electrical pattern as it is. As mentioned above, in the present embodiment, DFB LD is used as the signal switching unit 22.
신호 전환부로 사용되는 DFB LD의 출력인 광신호가 파장 역다중화부(24)로 입력되어 파장별로 역다중화된다. 그리고 이 출력인 광신호의 파장 값과 역다중화된 신호들의 파장 값이 신호측정부(26)에 의해 측정된다.An optical signal, which is an output of the DFB LD used as the signal switching unit, is input to the wavelength demultiplexer 24 and demultiplexed for each wavelength. The wavelength value of the output optical signal and the wavelength value of the demultiplexed signals are measured by the signal measuring unit 26.
이때 DFB LD 출력의 파장값(이하 λ)은 사용되는 DFB LD에 따라 정해지는 값이고, 파장 역다중화부(24)도 출력되는 파장을 본 발명의 적용에 적합하도록 설계하는 것이 가능하다. 그러므로 파장 역다중화부(24)의 출력 포트 중 2개의 출력 포트의 파장값의 사이에 λ가 위치하도록 하고 이 2개 출력 파장값의 차이가 최소가 되도록 파장 역다중화부(24)의 출력 포트 중 2개를 선택하는 것이 가능하다(34 단계).At this time, the wavelength value (hereinafter, λ) of the DFB LD output is a value determined according to the DFB LD used, and the wavelength demultiplexer 24 can also be designed so as to be suitable for the application of the present invention. Therefore, among the output ports of the wavelength demultiplexer 24, λ is positioned between the wavelength values of the two output ports and the difference between the two output wavelength values is minimized. It is possible to select two (step 34).
이하 선택된 2개 포트를 각각 A 포트, B 포트라 한다. A 포트와 B 포트에서 파장을 측정하면 도 4의 곡선(40, 42)들과 같은 모양으로 측정이 될 것이다. 상기DFB LD의 출력의 파장은 도 4의 화살표(44, 46, 48)의 어느 하나와 같게 된다. 이때 A 포트와 B 포트 파장의 광출력전력은 신호측정부(26)에 의해 측정되는데 이 값들이 도 4의 곡선들(40, 42)과 같이 서로 같은 것이 바람직하다. 천이 출력을 구하는 아래의 연산이 간단해지기 때문이다. 따라서 파장 역다중화부(24)는 자신의 각 출력 포트의 광출력전력을 조절하는 출력조절부를 더 포함하는 것이 바람직하다.Hereinafter, the two selected ports are referred to as A port and B port, respectively. When the wavelength is measured at the A port and the B port, the measurement will be performed in the shape of the curves 40 and 42 of FIG. 4. The wavelength of the output of the DFB LD is equal to one of the arrows 44, 46, and 48 of FIG. At this time, the optical output power of the A port and the B port wavelength is measured by the signal measuring unit 26, and these values are preferably the same as the curves 40 and 42 of FIG. This is because the following operation to obtain the transition output is simplified. Therefore, the wavelength demultiplexer 24 preferably further includes an output control unit for adjusting the optical output power of each output port thereof.
A 포트와 B 포트 출력의 파장값의 평균값이 상기 DFB LD 출력 신호의 파장과 같은 것이 바람직하다. 마찬가지로 천이출력을 구하는 아래의 연산이 간단해지기 때문이다. 따라서 파장 역다중화부(24)는 자신의 각 출력 포트의 파장을 조절하는 파장조절부를 더 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable that the average value of the wavelength values of the A port and the B port output is equal to the wavelength of the DFB LD output signal. Likewise, the following operation for obtaining the transition output is simplified. Therefore, it is preferable that the wavelength demultiplexer 24 further includes a wavelength controller for controlling the wavelength of each output port thereof.
상기 출력조절부와 파장조절부를 구현하기 위해서 파장 역다중화부(24)는 입력 신호를 파장별로 분리하는데 있어 배열 격자 도파로(Arrayed Waveguide Grating, 이하 AWG)를 사용하는 것이 바람직하다. AWG는 광 역다중화기(optical demultiplexer)로 사용되는 소자로서, 광을 파장별로 구별하여 출력하는 소자이다. AWG의 출력 포트 중 인접한 포트간의 파장 값의 차이는 AWG 전달 특성에 따라 정해지는 파장값의 차이만큼만 생긴다. 파장 역다중화부(24)에 AWG 소자를 사용하면 상기 A 포트와 B 포트는 서로 인접한 포트가 된다.In order to implement the output control unit and the wavelength control unit, the wavelength demultiplexer 24 preferably uses an arrayed waveguide grating (AWG) to separate input signals by wavelength. The AWG is a device used as an optical demultiplexer and outputs light by wavelength. The difference in the wavelength value between adjacent ports among the output ports of the AWG only occurs by the difference in the wavelength value determined by the AWG transmission characteristic. When the AWG device is used for the wavelength demultiplexer 24, the A port and the B port are adjacent to each other.
상기 출력조정부와 파장 조절부는 AWG 소자의 전달 특성을 조절하기 위한 온도조절부를 포함하는 것이 바람직하다.The output adjusting unit and the wavelength adjusting unit preferably include a temperature adjusting unit for adjusting the transmission characteristics of the AWG device.
AWG 소자는 AWG 소자의 온도에 따라 출력 포트의 출력 신호의 파장값이 변하는 전달 특성을 가진다. 더 정확하게 말하면 온도에 따라 일정 파장의 신호가 출력되는 출력 포트가 달라지게 된다. 이 온도조절부는 파장 역다중화부(24)가 신호측정부(26)에 의해 측정된 상기 DFB LD 출력의 파장값 λ와 이 값에 따라 정해지는 AWG 소자의 출력 포트 A, B의 출력 파장값으로 결정되는 온도를 유지할 수 있도록 AWG 소자의 온도를 조절한다.The AWG device has a transmission characteristic in which the wavelength value of the output signal of the output port changes according to the temperature of the AWG device. More precisely, the temperature depends on the output port at which a signal of a certain wavelength is output. The temperature controller is a wavelength demultiplexer 24, the wavelength value λ of the DFB LD output measured by the signal measuring section 26 and the output wavelength value of the output port A, B of the AWG element determined according to this value. Adjust the temperature of the AWG device to maintain the determined temperature.
그리고 AWG 소자의 입력 포트로 예를 들어 1500 nm의 파장을 가진 신호가 입력되고 이 파장이 상기 A 포트로 나오도록 AWG 소자의 온도를 조절하면 A 포트로 출력되는 1500 nm의 신호가 많아지게 되고 결국 A 포트의 광출력전력이 커지게 된다. 즉 AWG 소자를 사용하면 온도 조절을 통해 파장 역다중화부 출력의 광출력전력을 조절할 수 있다.In addition, if a signal having a wavelength of 1500 nm is input to the input port of the AWG device, and the temperature of the AWG device is adjusted so that the wavelength comes out of the A port, the signal of 1500 nm that is output to the A port increases. The optical output power of the A port is increased. In other words, by using the AWG device, the optical output power of the wavelength demultiplexer output can be adjusted through temperature control.
파장 역다중화소자의 2개 포트를 선택하는 단계(34)는 파장 역다중화소자인 AWG의 출력 포트 중 서로 인접하게 위치한 2개 포트를 선택하고, 상기 DFB LD의 출력신호의 파장을 측정하여, 상기 선택된 2개 포트의 출력 신호 파장들의 평균 파장값과 상기 변조된 광신호의 파장값이 일치하도록 상기 파장 역다중화소자인 AWG의 온도를 변화시켜 상기 선택된 출력 포트의 파장을 조절하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.The step 34 of selecting two ports of the wavelength demultiplexing device selects two ports located adjacent to each other among the output ports of the AWG, which is a wavelength demultiplexing device, and measures the wavelength of the output signal of the DFB LD. Adjusting the wavelength of the selected output port by changing a temperature of the wavelength demultiplexer AWG such that an average wavelength value of output signal wavelengths of the selected two ports and the wavelength value of the modulated optical signal coincide. It is preferable.
그리고 상기 파장 역다중화소자의 출력 포트 2개를 선택하는 단계(34)는 파장 역다중화소자인 AWG의 출력 포트 중 서로 인접하게 위치한 2개 포트를 선택하고, 선택된 2개 포트 출력의 광출력전력을 측정하며, 상기 선택된 2개 포트의 광출력전력이 일치하도록 상기 파장 역다중화소자인 AWG의 온도를 변화시켜 상기 선택된 출력 포트의 광출력전력을 조절하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.In step 34, the two output ports of the wavelength demultiplexer are selected from two output ports of the AWG, which are wavelength demultiplexers, and the optical output power of the output of the selected two ports is selected. And measuring the temperature of the AWG, the wavelength demultiplexing element, to adjust the optical output power of the selected output port to match the optical output power of the selected two ports.
도 4는 AWG 출력 포트 2개의 특성 곡선과 레이저 다이오드의 출력 파장을 도시한 것이다. 포트 A의 특성곡선(40) 및 포트 B의 특성 곡선(42) 및 상기 DFB LD의 파장들이 화살표로 표시(44, 46, 48)되어 있다. 상기의 방법을 통해 조절된 DFB LD의 파장은 참조 번호 44와 같이 된다. 이런 각 포트의 파장값과 광출력전력은 최초의 한번만 조절한다. 상기와 같이 조절하면 도 4와 같이 각 파장이 위치하게 된다.4 shows the characteristic curves of two AWG output ports and the output wavelength of the laser diode. The characteristic curve 40 of port A and characteristic curve 42 of port B and the wavelengths of the DFB LD are indicated by arrows 44, 46, and 48. The wavelength of the DFB LD adjusted through the above method becomes as shown by reference numeral 44. The wavelength and optical output power of each of these ports is adjusted only once. When adjusted as described above, each wavelength is positioned as shown in FIG.
DFB LD의 출력 광신호는 온-오프 변조로 인한 천이 출력 때문에 파장이 변하게 되어 파장이 커지거나(46) 작아지게(48) 된다. 상기 DFB LD 출력 신호의 파장이 커지면(46) 이때에는 참조 번호 44인 상태에 비해 포트 A의 파장에 해당하는 파장을 가진 신호의 양은 줄어들어 포트 A의 삽입 손실은 늘어난 것이고 포트 B의 파장에 해당하는 파장을 가진 신호의 양은 늘어나서 포트 B의 삽입 손실은 줄어들 것이다. 상기 DFB LD 출력 신호의 파장이 작아지면(48) 포트 A, B의 삽입 손실 변화는 반대로 된다.The output optical signal of the DFB LD is changed in wavelength due to transition output due to on-off modulation so that the wavelength becomes large (46) or small (48). When the wavelength of the DFB LD output signal is increased (46), at this time, the amount of the signal having the wavelength corresponding to the wavelength of the port A is reduced compared to the state of reference numeral 44 so that the insertion loss of the port A is increased and the wavelength of the port B is The amount of signal with the wavelength will increase so that the insertion loss of port B will decrease. When the wavelength of the DFB LD output signal decreases (48), the insertion loss change of ports A and B is reversed.
상기 A, B 포트 출력의 삽입 손실과 각 출력 포트별로 시간에 대한 광출력전력의 변화량을 측정을 신호 측정부(26)에서 측정하고 이를 사용하여 계산제어부(28)에서 천이 출력을 계산한다(36 단계).The measurement of the insertion loss of the A and B port outputs and the amount of change in the optical output power with respect to time for each output port is measured by the signal measuring unit 26, and the transition control unit 28 calculates the transition output by using the measurement. step).
천이 출력을 계산하는 단계는 다음과 같은 단계를 포함하는 것이 바람직하다.Computing the transition output preferably includes the following steps.
도 5는 도 3에서 (A)에서 (B)까지의 천이 출력 계산을 계산하는 상세 흐름도이다.FIG. 5 is a detailed flowchart of calculating the transition output calculation from (A) to (B) in FIG. 3.
신호측정부(26)에서 상기 A, B 두 포트의 파장대별 삽입 손실을 측정한다(50단계). 삽입 손실의 단위는 [dB]이다.The signal measuring unit 26 measures insertion loss for each wavelength band of the two ports A and B (step 50). The unit of insertion loss is [dB].
도 6은 AWG 출력 포트 2개의 출력 특성과 출력 포트간의 삽입손실차이 특성을 도시한 것이다.Figure 6 shows the output loss characteristics between the output characteristics of the two AWG output port and the output port.
계산제어부(28)에서는 중심 파장이 짧은 출력 포트 A의 삽입 손실(60)에서 중심 파장이 긴 출력 포트 B의 삽입 손실(62)을 뺀다. 이러면 포트 A, B간의 삽입손실 차이특성(64)을 얻는다. 도 6에서 도시된 것처럼 이것은 직선 모양으로 나타나며, 이것을 선형 근사화한 후 그 기울기를 구하면 이 기울기의 값이 손실차이 변화량당 파장 변화량이 된다(52 단계). 단위는 [nm/dB]가 된다.The calculation controller 28 subtracts the insertion loss 62 of the output port B having the long center wavelength from the insertion loss 60 of the output port A having a short central wavelength. This obtains the insertion loss difference characteristic 64 between the ports A and B. As shown in Fig. 6, this is shown in a straight line. When the linear approximation is made and the inclination is obtained, the value of the inclination becomes the wavelength change per loss difference change (step 52). The unit is [nm / dB].
신호 측정부(26)에서 패턴 발생부(20)에서 발생한 신호와 동기하는데 필요한 정보를 이용하여 상기 A, B 출력 포트의 시간에 따른 광출력전력의 변화를 측정한다. 이것은 도 7의 AWG 출력 포트 2개의 출력 펄스 패턴과 같이 도시된다. 포트 A의 출력 펄스 패턴(70)과 포트 B의 출력 패턴(72)이 시간별로 도시되어 있다. 계산제어부(28)에서는 A 포트와 B 포트의 출력을 로그화하여 dB 값으로 바꾼후 중심파장이 짧은 출력포트의 광출력펄스의 전력값에서 중심파장이 짧은 출력포트의 광출력펄스의 전력값을 뺀다(54 단계). 이렇게 얻어진 출력 전력 차이값의 단위는 [dB/sec]가 된다. 이 출력 전력 차이값에 A, B 포트 사이의 손실차이 변화량 당 파장 변화량을 곱하면 시간에 따른 광원의 출력 파장의 변화량 즉, 천이 출력을 구할 수 있다(56 단계).The signal measuring unit 26 measures the change of the optical output power with time of the A and B output ports by using information necessary for synchronizing with the signal generated by the pattern generator 20. This is shown as the output pulse pattern of the two AWG output ports of FIG. The output pulse pattern 70 of port A and the output pattern 72 of port B are shown hourly. The calculation controller 28 logs the output of the A port and the B port to the dB value, and then converts the power value of the optical output pulse of the output port with a shorter center wavelength from the power value of the optical output pulse of an output port with a shorter central wavelength. Subtract (step 54). The unit of the output power difference value thus obtained becomes [dB / sec]. By multiplying this output power difference by the wavelength change per loss difference between A and B ports, the change in output wavelength of the light source over time, that is, the transition output, can be obtained (step 56).
도 8은 광원 펄스와 AWG를 이용하여 측정한 광원 펄스의 천이 출력을 도시한 것이다. 신호 전환부(22)인 DFB LD의 출력신호(80)와 이 신호에 생긴 천이출력(82)이 같이 도시되어 있다.8 shows the transition output of the light source pulse measured using the light source pulse and the AWG. The output signal 80 of the DFB LD, which is the signal switching section 22, and the transition output 82 generated in the signal are shown together.
본 발명이 적용된 장치를 이용하여 천이 출력을 측정하기 위해서 패턴 발생부(20)로 상용의 펄스 패턴 생성기(pulse pattern generator)를 사용하고, 신호측정부(26)로는 파장을 측정하기 위해 상용의 광스펙트럼 분석기(optical spectrum analyzer)나 파장 측정기(wavelength meter)를 사용하고, 파장 역다중화부(24)의 출력에 대한 삽입 손실이나 광출력전력을 구하는 것은 상용의 디지털 통신 분석기(digital communication analyzer)를 사용할 수 있다.A commercial pulse pattern generator is used as the pattern generator 20 to measure the transition output using the apparatus to which the present invention is applied, and commercial light is used to measure the wavelength with the signal measuring unit 26. Using an optical spectrum analyzer or a wavelength meter and obtaining insertion loss or optical output power for the output of the wavelength demultiplexer 24, a commercially available digital communication analyzer can be used. Can be.
본 발명은 이용하는 방법을 예시한다.The present invention illustrates a method of use.
파장분할 다중송신(Wave Division Multiplexing , 이하 WDM) 광통신 방식은 통신망의 광섬유에 기존 주파수 외에 별도의 주파수 대역을 생성시켜 가상의 라인을 만드는 것으로 기존 통신망을 그대로 이용하면서도 마치 새로운 케이블 망을 포설한 것과 같은 효과를 낼 수 있도록 해주는 통신 방식을 말한다. WDM방식은 광전송시 여러 개의 광신호 파장을 동시에 사용함으로써 광섬유가 제공하는 넓은 대역폭을 효과적으로 이용할 수 있는 기술로 지금까지의 시분할다중(TDM)방식보다 파장분할 수에 따라 대량의 신호전송이 가능해 대용량 고속전송에 유리한 면을 지니고 있다. WDM은 망 자체를 확장시키는 외에도 망의 속도를 기존보다 5배정도 늘릴 수 있고 특별히 새로운 망을 구축할 필요 없이 케이블 망의 양쪽 끝에 WDM 장비를 설치하기만 하면 되므로 비용의 절감을 가져올 수 있다는 장점이 있다. 그러나 WDM 방식의 단점은 전송 거리가 제한된다는 것이다. 이 전송거리 제한 요인 중 하나는 전송 거리가 멀어지게 되면 전송되는 신호의 파장에 대한 천이출력 때문에 파장이영향을 받는다는 것이다. 이를 해결하기 위해, 전송되는 광신호 중 일정부분(예를 들어 1%)과 신호 동기에 대한 정보를 본 발명이 적용되는 장치로 입력하면 WDM 신호의 천이출력에 의해 WDM 신호의 파장이 영향을 받는 것을 측정할 수 있다. 이러한 천이출력에 대한 정보를 WDM 신호를 전송받는 다른 WDM 시스템에 전송하여 이러한 천이 출력에 의한 현상에 대처하게 할 수 있다.Wave Division Multiplexing (WDM) optical communication method creates a virtual line by creating a separate frequency band in addition to the existing frequency in the optical fiber of the communication network. It is like using a new cable network while using the existing communication network as it is. It is a communication method that can make an effect. WDM method is a technology that can effectively use the wide bandwidth provided by optical fiber by using several optical signal wavelengths at the same time for optical transmission, and it can transmit a large amount of signals according to the number of wavelength division than TDM method so far. It has a favorable side for transmission. In addition to expanding the network itself, WDM can increase the speed of the network by five times compared to the existing one, and saves costs by simply installing WDM equipment at both ends of the cable network without the need to build a new network. . However, a disadvantage of the WDM scheme is that the transmission distance is limited. One of the limiting factors of this transmission distance is that when the transmission distance increases, the wavelength is affected by the transition output to the wavelength of the transmitted signal. To solve this problem, when a certain portion (for example, 1%) of the transmitted optical signal and information on signal synchronization are input to a device to which the present invention is applied, the wavelength of the WDM signal is affected by the transition output of the WDM signal. Can be measured. Information about the transition output may be transmitted to another WDM system receiving the WDM signal to cope with the phenomenon caused by the transition output.
본 발명에 의하면, 광원을 변조할 때에 발생하는 천이 출력을 파장 역다중화 기능을 하는 수동 소자인 AWG를 사용하여 간단하게 측정할 수 있으므로, 기존의 고가의 측정 장비가 필요하지 않은 간편함과 비용의 절감을 얻을 수 있게 된다.According to the present invention, the transition output generated when the light source is modulated can be easily measured using an AWG, a passive device having a wavelength demultiplexing function, thereby reducing the cost and convenience of existing expensive measuring equipment. You will get
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| JPH1079723A (en) * | 1996-07-11 | 1998-03-24 | Northern Telecom Ltd | Wavelength monitor controller for wavelength division multiplex optical transmission system |
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