KR100312375B1 - Wavelength Division Branch Multiplexer - Google Patents
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Abstract
본 발명은 파장분할다중방식(wavelength division multiplexing; WDM) 시스템의 파장분할 분기결합 다중화 장치에 관한 것으로서, 파장분할다중(WDM) 입력 광신호를 증폭하는 전치증폭기; 상기 전치증폭기로부터 증폭되어 입력된 WDM 입력 광신호를 각 채널별로 역다중화하는 광디멀티플렉서; 상기 광디멀티플렉서로부터 채널별로 출력되는 신호를 각각 입력받아 해당 제어신호에 의하여 분기채널로 분기출력 및 결합채널로 유입되는 외부신호를 결합 출력하는 다수의 광스위치; 상기 다수의 광스위치로부터 각 채널별로 출력되는 광신호를 다중화하여 출력하는 광멀티플렉서; 상기 광멀티플렉서의 출력신호를 증폭하는 후치증폭기; 상기 후치증폭기로부터 증폭되어 출력되는 광신호를 실시간적으로 모니터링하고, 각 채널별로 출력되는 신호의 출력세기를 제어하여 각 채널의 OSNR(Optical Signal to Noise Ratio)을 일정하게 유지하는 채널등화 제어수단이 포함되는 것을 특징에 의하여, 종래 수신단에서의 채널간 수신 광출력 차이 및 OSNR 차이 등에 의한 시스템 성능 열화를 감소시키며, 각 채널의 파장, 광출력세기, OSNR을 실시간 모니터링 하므로써 WDM 시스템의 관리 및 운용이 용이해지는 효과가 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wavelength division multiplexing multiplexing apparatus of a wavelength division multiplexing (WDM) system, comprising: a preamplifier for amplifying a wavelength division multiplexing (WDM) input optical signal; An optical demultiplexer for demultiplexing the WDM input optical signal amplified from the preamplifier for each channel; A plurality of optical switches receiving the signals output for each channel from the optical demultiplexer and combining and outputting the branched output to the branched channel and the external signal introduced to the combined channel by corresponding control signals; An optical multiplexer for multiplexing and outputting an optical signal output for each channel from the plurality of optical switches; A post amplifier for amplifying the output signal of the optical multiplexer; The channel equalization control means for monitoring the optical signal amplified and output from the post amplifier in real time, and controlling the output strength of the signal output for each channel to maintain a constant optical signal to noise ratio (OSNR) of each channel By reducing the system performance deterioration due to the difference between the received optical output and the OSNR difference between the channel at the conventional receiving end, and the WDM system management and operation by real-time monitoring of the wavelength, optical power intensity, OSNR of each channel There is an effect of facilitating.
Description
본 발명은 파장분할다중방식(wavelength division multiplexing; WDM) 시스템의 파장분할 분기결합 다중화 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to apparatus for wavelength division multiplexing in wavelength division multiplexing (WDM) systems.
WDM은 한 개의 광섬유에 서로 다른 여러 개의 광신호를 전송하는 광통신 방식으로 데이터 전송용량을 극대화 할 수 있는 장점으로 인해 전세계적으로 널리 이용되고 있다. 특히, WDM 시스템의 파장분할 분기결합 다중화 장치는 광대역 전송기술에서, 예컨대 SDH(Synchronous Digital Hierarchy)와 같은 다중화 전송망을 위한 광신호 채널을 결합하고 분기하는 데 중요한 요소 중에 하나이다.WDM is an optical communication method that transmits several different optical signals to one optical fiber and is widely used all over the world because of the advantage of maximizing data transmission capacity. In particular, wavelength division branched multiplexing apparatus of the WDM system is one of the important elements in combining and branching optical signal channels for a multiplexed transmission network such as, for example, Synchronous Digital Hierarchy (SDH).
종래의 WDM 시스템의 분기결합 다중화 장치(10)는, 첨부된 도1 에 도시된 바와 같이, 전치증폭기(11), 광디멀티플렉서(12), 다수개의 광스위치(13-1~13-N), 광멀티플렉서(14), 후치증폭기(15)로 구성된다.The branch-coupled multiplexing apparatus 10 of the conventional WDM system includes a preamplifier 11, an optical demultiplexer 12, a plurality of optical switches 13-1 to 13-N, as shown in FIG. The optical multiplexer 14 and the post amplifier 15 are comprised.
전치증폭기(11)는 광섬유(0F: Optical Fiber)로부터 인가되는 WDM광신호를 증폭하여 광디멀티플렉서(12)에 인가한다. 광디멀티플렉서(12)는 증폭된 WDM광신호를 각 파장별로 분리시켜 해당 채널별로 분리된 광신호를 2x2 광스위치(13-1~13-n)에 각각 인가한다.The preamplifier 11 amplifies and applies the WDM optical signal applied from the optical fiber (0F) to the optical demultiplexer 12. The optical demultiplexer 12 separates the amplified WDM optical signal for each wavelength and applies the optical signal separated for each channel to the 2x2 optical switches 13-1 to 13-n, respectively.
각각의 2x2 광스위치는(13-1~13-N) 광디멀티플렉서(12)의 각 출력포트로부터 제공된 분리된 신호와, 외부로부터 각 채널별로 결합해야하는 광신호(결합채널)를 입력받아, 두 신호에 대한 2x2 스위칭을 수행한다. 상기 2x2 광스위치(13-1~13-N)는 시스템 프로세서의 의해 제어되며, "BAR"상태와 "CROSS" 상태의 두 상태를 갖는다. 예를 들어, "BAR"상태에서는 해당 채널의 분기/결합은 이루어지지 않고, 상기 광디멀티플렉서(12)로부터의 분리된 광신호가 그대로 통과되어 상기 광멀티플렉서(14)로 전송된다. "CROSS" 상태에서는 해당 채널은 분기/결합되어 상기 광디멀티플렉서(12)로부터 분리된 광신호가 분기되어 출력되고(분기채널), 새로 해당 노드에서 결합되어야 하는 신호는 결합되어 광멀티플렉서(14)로 전송된다.Each 2x2 optical switch (13-1 to 13-N) receives a separate signal provided from each output port of the optical demultiplexer 12 and an optical signal (combined channel) to be combined for each channel from the outside. Perform 2x2 switching for. The 2x2 optical switches 13-1 to 13-N are controlled by a system processor and have two states of "BAR" state and "CROSS" state. For example, in the "BAR" state, the corresponding channel is not branched / coupled, and the separated optical signal from the optical demultiplexer 12 is passed as it is and transmitted to the optical multiplexer 14. In the "CROSS" state, the channel is branched / combined so that the optical signal separated from the optical demultiplexer 12 is outputted by branching (branch channel), and the signal to be newly combined at the node is combined and transmitted to the optical multiplexer 14. do.
광멀티플렉서(14)는 상기 각 2x2광스위치(13-1~13-N)로부터 각각 분기/결합 후의 각 채널을 광학적으로 다중화하고, 그 다중화된 신호는 후치증폭기(15)를 통해 증폭되어 광섬유(OF : Optical Fiber)를 통해 전송된다.The optical multiplexer 14 optically multiplexes each channel after branching / combining from each of the 2x2 optical switches 13-1 to 13-N, and the multiplexed signal is amplified by the post amplifier 15 to form an optical fiber ( OF: Optical Fiber).
도1과 같은 종래 WDM시스템의 분기/결합 장치에서 각 채널은 전치증폭기의 증폭, 광디멀티플렉서의 광역다중화, 광스위치에서의 분기/결합, 광멀티플렉서의 광다중화, 후치증폭기에 의한 증폭 등의 일련의 과정을 겪으면서 출력단의 각 채널별로 광출력세기간의 차이가 커지게 된다.In the branch / combining apparatus of the conventional WDM system as shown in FIG. As the process progresses, the difference between the light output intensities increases for each channel of the output stage.
상기와 같은 광증폭기들의 이득 특성이 각각의 파장에 따라 평탄하지 못하고, 광디멀티플렉서와 광멀티플렉서는 각 패널별로 삽입손실이 서로 다르게 되는 문제가 있다.The gain characteristics of the optical amplifiers as described above are not flat according to respective wavelengths, and the optical demultiplexer and the optical multiplexer have different insertion loss for each panel.
또한, 각 광스위치들 간의 삽입손실이 다르고, 해당 노드에서 새로 결합되는 채널의 광신호세기 즉, 해당 광신호의 레벨이 각기 다르게 되는 문제가 있다.In addition, there is a problem that the insertion loss between each optical switch is different, and that the optical signal strength, that is, the level of the optical signal, of the newly combined channel at the corresponding node is different.
또한, 채널간의 광출력세기의 차이가 커지게 되면, 결국 각 채널이 전송로에서 거치게 되는 인라인 증폭기(In-Line Amp)들에 의해 각각 다른 이득을 가지게되고, 따라서, 채널별로 수신기의 입력단에서 수신광출력세기와 OSNR(Optical Signal to Noise Ratio)에 차이가 커지면서 전체적인 시스템 성능의 저하를 초래하는 문제가 있다.In addition, if the optical power intensity difference between the channels increases, each channel has different gains by the in-line amplifiers that pass through the transmission path, and thus, the number of inputs at the receiver of the receiver for each channel may be different. As the difference between the optical power intensity and the optical signal to noise ratio (OSNR) increases, there is a problem that causes a decrease in overall system performance.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 자동제어 채널등화기의 제어하에서 파장분할 분기결합 다중화 장치의 출력광신호를 실시간적으로 모니터링하여 각 채널간의 OSNR을 일정하게 유지하는 파장분할 분기결합 다중화 장치를 제공하는 것이 그 목적이다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and in real time by monitoring the output optical signal of the wavelength division branched multiplexing device under the control of the automatic control channel equalizer to maintain a constant OSNR between each channel It is an object of the present invention to provide a wavelength division branched multiplexing device.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은, 파장분할다중(WDM)입력 광신호를 증폭하는 전치증폭기; 상기 전치증폭기로부터 증폭되어 입력된 WDM 입력 광신호를 각 채널별로 역다중화하는 광디멀티플렉서; 상기 광디멀티플렉서로 부터 채널별로 출력되는 신호를 각각 입력받아 해당 제어신호에 의하여 분기채널로 분기출력 및 결합채널로 유입되는 외부신호를 결합 출력하는 다수의 광스위치; 상기 다수의 광스위치로부터 각 채널별로 출력되는 광신호를 다중화하여 출력하는 광멀티플렉서; 상기 광멀티플렉서의 출력신호를 증폭하는 후치증폭기; 상기 후치증폭기로부터 증폭되어 출력되는 광신호를 실시간적으로 모니터링하고, 각 채널별로 출력되는 신호의 출력세기를 제어하여 각 채널의 OSNR(Optical Signal to Noise Ratio)을 일정하게 유지하는 채널등화 제어수단이 포함되는 것을 특징으로 한다.The present invention has been made to achieve the above object, a pre-amplifier for amplifying a wavelength division multiplex (WDM) input optical signal; An optical demultiplexer for demultiplexing the WDM input optical signal amplified from the preamplifier for each channel; A plurality of optical switches receiving the signals output for each channel from the optical demultiplexer and combining and outputting external signals flowing into the branched channel and the combined channel by the corresponding control signals; An optical multiplexer for multiplexing and outputting an optical signal output for each channel from the plurality of optical switches; A post amplifier for amplifying the output signal of the optical multiplexer; The channel equalization control means for monitoring the optical signal amplified and output from the post amplifier in real time, and controlling the output strength of the signal output for each channel to maintain a constant optical signal to noise ratio (OSNR) of each channel Characterized in that it is included.
제1도는 종래의 파장분할 다중화(Wavelength Division Multiplexing ;WDM) 시스템 파장분할 분기결합 다중화 장치에 대한 구성도,1 is a block diagram of a wavelength division multiplexing apparatus of a conventional wavelength division multiplexing (WDM) system;
제2도는 본 발명에 따른 채널등화부를 채용한 파장분할 분기결합 다중화 장치에 대한 구성도,2 is a block diagram of a wavelength division branch coupled multiplexing apparatus employing a channel equalizer according to the present invention;
제3도는 본 발명의 채널등화부에 대한 세부 블록도,3 is a detailed block diagram of a channel equalizer of the present invention;
제4도는 본 발명의 채널등화부를 통해 획득한 광스펙트럼 분포도이다.4 is a light spectrum distribution diagram obtained through the channel equalizer of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
21 : 전치증폭기 22 : 광디멀티플렉서(ODMUX)21: Preamplifier 22: Optical Demultiplexer (ODMUX)
23-1~23-N : 광스위치 24 : 광멀티플렉서(OMUX)23-1 ~ 23-N: Optical switch 24: Optical multiplexer (OMUX)
25 : 후치증폭기 27 : 탭커플러25: post amplifier 27: tap coupler
28 : 채널등화부 29 : 광출력조정부28: channel equalizer 29: light output adjusting unit
29-1~29-N : 가변광감쇄기(VOA) 32 : 파장가변 광 밴드패스필터29-1 ~ 29-N: Variable Optical Attenuator (VOA) 32: Wavelength Tunable Optical Bandpass Filter
33 : 광검출기 34 : 트랜스 임피던스회로33: photodetector 34: trans impedance circuit
35 : A/D 변환기 36 : 마이크로프로세서35: A / D converter 36: microprocessor
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 파장분할 분기결함 다중화 장치의 바람직한 실시 예를 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of a wavelength division branch defect multiplexing apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명을 설명하기 위하여 첨부된 것으로, 도2 는 본 발명에 따른 채널등화기를 채용한 파장분할 분기결합 다중화 장치에 대한 구성도이며, 도3 은 본 발명의 채널등화기에 대한 세부 블록도 이고, 도4 는 본 발명의 채널등화기를 통한 광스펙트럼 분포도 이다.2 is a block diagram of a wavelength division branch coupling multiplexing apparatus employing a channel equalizer according to the present invention, and FIG. 3 is a detailed block diagram of the channel equalizer of the present invention. 4 is a light spectrum distribution diagram through the channel equalizer of the present invention.
상기 첨부된 도2 를 참조하면, 본 발명에 의한 파장분할 분기결합 다중화 장치(200)는, 상기 종래 기술을 설명하는 도1에서 확인할 수 있듯이, 전치증폭기(21), 광디멀티플렉서(22), 다수개의 광스위치(23-1~23-N), 광멀티플렉서(24) 및 후치 증폭기(25)에 있어서,Referring to FIG. 2, the wavelength division branch multiplexing apparatus 200 according to the present invention includes a preamplifier 21, an optical demultiplexer 22, and a plurality, as can be seen in FIG. Optical switches 23-1 to 23-N, optical multiplexer 24 and post amplifier 25,
상기 최종 출력단인 후치증폭기(25)로부터 출력되는 신호, 즉, 각 채널간의 OSNR을 일정하게 유지하도록 하는 피드백 제어 수단으로서, 탭커플러(27), 채널등화부(28) 및 다수개의 가변광감쇄기(29-1~29-N)(Variable Optical Attenuator: VOA)로 구성된 광출력조정부(29)를 포함한다.As a feedback control means for maintaining the signal output from the post amplifier 25, which is the final output stage, that is, OSNR between channels, the tap coupler 27, the channel equalizer 28, and a plurality of variable optical attenuators ( 29-1 to 29-N (Variable Optical Attenuator (VOA)) includes a light output adjusting unit 29.
상기 탭커플러(27)는 후치증폭기(25)의 출력광신호의 일부 퍼센트(전송에 영향을 주지 않는 미소량)를 탭핑(Tapping)하여 상기 채널등화부(28)로 제공한다.The tap coupler 27 taps a portion of the output optical signal of the post amplifier 25 (a small amount that does not affect the transmission) to provide it to the channel equalizer 28.
상기 광출력조정부(29)의 각 가변광감쇄기(29-1~29-N)는 상기 채널등화부(28)의 제어신호(C_S)에 따라 상기 각 광스위치(23-1~23-N)로부터 인가되는 해당 채널신호의 세기를 조정한 후, 그 신호를 상기 광멀티플렉서(24)로 제공한다.Each of the variable light attenuators 29-1 to 29 -N of the light output adjusting unit 29 corresponds to each of the optical switches 23-1 to 23 -N according to the control signal C_S of the channel equalizer 28. After adjusting the intensity of the channel signal applied from the signal, the signal is provided to the optical multiplexer 24.
상기 첨부된 도3 을 참조하면, 본 발명에 의한 채널등화부(28)는, 파장가변광밴드패스필터(32), 광검출기(33), 트랜스 임피던스 회로(34), A/D 변환기(35) 및 마이크로프로세서(36)로 구성된다.Referring to FIG. 3, the channel equalizer 28 according to the present invention includes a variable wavelength band pass filter 32, a photodetector 33, a transimpedance circuit 34, and an A / D converter 35. ) And microprocessor 36.
상기 파장가변 광밴드패스필터(32)는, 통과대역을 가변조정 할 수 있으며, 상기 탭커플러(27)로부터 인가된 광신호의 광스펙트럼을 측정하기 위해 가변 조정할 수 있는 소정의 파장 밴드를 스위핑하면서 필터링하여 그 출력 신호를 상기 광검출기(33)로 인가한다.The wavelength variable optical band pass filter 32 may variably adjust the pass band, while sweeping a predetermined wavelength band that may be tunably adjusted to measure the optical spectrum of the optical signal applied from the tap coupler 27. The filtered signal is applied to the photodetector 33.
상기 광검출기(33)는, 입력 광신호를 전기신호로 변환하고, 상기 트랜스임피던스 회로(34)는 상기 전기신호의 전류값에 비례하는 전압값으로 변환하며, 상기 전압값은 상기 A/D변환기(35)를 통해 디지털 신호로 변환되어 상기 마이크로프로세서(36)로 제공된다.The photodetector 33 converts an input optical signal into an electrical signal, the transimpedance circuit 34 converts a voltage value proportional to a current value of the electrical signal, and the voltage value is the A / D converter. Converted to a digital signal through 35 is provided to the microprocessor 36.
상기 마이크로프로세서(36)는, 상기 파장가변 광밴드패스필터(32)의 가변되는 파장정보를 기억함과 동시에, 상기 파장정보와 상기 A/D변환기(35)로부터의 디지털 신호를 함께 처리하여, 해당 출력광신호의 광스펙트럼 정보를 획득한다. 또한 그 획득정보에 따라 상기 파장가변 광밴드패스필터(32)를 제어하고, 상기 다수개의 가변광감쇄기(29-1~29-N)를 제어한다.The microprocessor 36 stores variable wavelength information of the wavelength variable optical band pass filter 32, and simultaneously processes the wavelength information and the digital signal from the A / D converter 35, Acquire optical spectrum information of the output optical signal. In addition, the wavelength variable optical band pass filter 32 is controlled according to the acquisition information, and the plurality of variable optical attenuators 29-1 to 29-N are controlled.
이하, 상기와 같은 구성의 본 발명에 의한 파장분할 분기결합 다중화 장치를, 상기 첨부된 도2 내지 도4 를 참조하여, 일 실시 예에 의한 작용 및 효과를 자세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings 2 to 4 of the wavelength division branched multiplexing device according to the present invention having the above configuration, the operation and effect according to an embodiment will be described in detail.
상기 첨부된 도2 를 참조하면, 광섬유를 통해 전송되는 WDM 입력광신호(20)는 전치증폭기(21)를 통해 증폭된 후, 광디멀티플렉서(22)를 통해 각 파장별(λ1~λN)로 분리된다. 여기서, 1-N은 채널 입출력 포트 인덱스이다. 파장별로 분리된 각각의 채널 광신호는 상기 2x2 광스위치(23-1~23-N)로 각각 인가된다.Referring to FIG. 2, the WDM input optical signal 20 transmitted through the optical fiber is amplified by the preamplifier 21, and then separated into wavelengths λ1 to λN through the optical demultiplexer 22. do. Here, 1-N is a channel input / output port index. Each channel optical signal separated for each wavelength is applied to the 2x2 optical switches 23-1 to 23-N.
상기 각 2x2 광스위치(23-1~23-N)는 상기 광디멀티플렉서(22)의 각 출력포트로부터 인가되는 분리된 신호와 각 채널별로 결합해야하는 해당 광신호(결합채널)를 입력받아, 그 두 신호를 2x2 스위칭 하여 분기 혹은 결합한다.Each 2x2 optical switch 23-1 to 23-N receives a separate signal applied from each output port of the optical demultiplexer 22 and a corresponding optical signal (combined channel) to be combined for each channel. Branch or combine signals by 2x2 switching.
이 때, 각 2x2 광스위치(23-1~23-N)는 시스템 프로세서의 의해 제어되며, "BAR"상태와 "CROSS"상태의 두 상태를 갖는다. 예를 들어, "BAR" 상태에서 해당 채널의 분기/결합이 이루어지지 않고, 상기 광디멀티플렉서(22)로부터의 분리된 광신호가 그대로 통과되어 상기 각 가변광감쇄기(29-1~29-N)로 전송된다.At this time, each 2x2 optical switch 23-1 to 23-N is controlled by the system processor and has two states of "BAR" state and "CROSS" state. For example, the branch / combination of the corresponding channel is not performed in the “BAR” state, and the separated optical signal from the optical demultiplexer 22 is passed through to each of the variable optical attenuators 29-1 to 29-N. Is sent.
상기 "CROSS"상태에서는 해당 채널은 분기/결합이 이루어 지므로써, 상기 광디멀티플렉서(22)로부터 분리된 광신호는 분기되어 분기광신호(분기채널)로 출력되고, 또한, 새로 해당 노드에서 결합되어야 하는 신호는 결합되어 각 가변광감쇄기(29-1~29-N)로 전송된다.In the " CROSS " state, the corresponding channel is branched / combined so that the optical signal separated from the optical demultiplexer 22 is branched and outputted as a branched optical signal (branch channel). The signals are combined and transmitted to each of the variable optical attenuators 29-1 to 29-N.
상기 각 가변광감쇄기(29-1~29-N)는 채널등화부(28)에서 처리한 출력광신호(26)의 정보를 기초로 하여, 상기 마이크로프로세서(36,도3참조)에 의해 제어된다. 즉, 광스위치(23-1~23-N)의 각 채널별 광출력세기는 마이크로프로세서(36)의 제어신호에 따라 각 가변광감쇄기(29-1~29-N)에서, 사용자 또는 설계에 의하여 설정된 소정레벨에 해당하도록 조정된다.Each of the variable optical attenuators 29-1 to 29-N is controlled by the microprocessor 36 (see Fig. 3) based on the information of the output optical signal 26 processed by the channel equalizer 28. do. That is, the optical output intensity of each channel of the optical switches 23-1 to 23-N is determined by the user or design in each of the variable optical attenuators 29-1 to 29-N according to the control signal of the microprocessor 36. It is adjusted to correspond to the predetermined level set by the.
상기 광멀티플렉서(24)는 상기 각 가변광감쇄기(29-1~29-N)로부터 출력되어 인가된 각 채널 신호를 광학적으로 다중화하고, 상기 다중화된 신호는 상기 후치증폭기(25)에 의해 증폭된다.The optical multiplexer 24 optically multiplexes each channel signal output from the variable optical attenuators 29-1 to 29 -N, and the multiplexed signal is amplified by the post amplifier 25. .
상기 후치증폭기(25)로부터 출력되는 광신호(26)의 소량, 즉, 일부 퍼센트의 신호(T_S)는 탭커플러(27)에 의해 탭핑 되어 상기 채널등화부(28)로 제공되고, 나머지 신호는 광섬유(OF)를 통해 전송된다.A small amount of the optical signal 26 output from the post amplifier 25, that is, a portion of the signal T_S is tapped by the tap coupler 27 to be provided to the channel equalizer 28, and the remaining signal is It is transmitted through the optical fiber (OF).
상기 첨부된 도3 을 참조하여, 채널등화부(28)를 설명하면, 상기 탭커플러(27)에 의해 탭핑된 광신호(T_S)는 파장가변 광밴드패스필터(32)로 인가된다.Referring to FIG. 3, the channel equalizing unit 28 is described. The optical signal T_S tapped by the tap coupler 27 is applied to the wavelength variable optical band pass filter 32.
상기 파장가변 광밴드패스필터(32)는 마이크로프로세서(36)에 의한 제어에 따라 소정의 주기에 의한 파장밴드를 반복적으로 스위핑 하면서, 입력된 광신호(T_S)중에서, 해당되는 파장의 신호를 필터링하여 출력한다.The wavelength variable optical band pass filter 32 filters a signal having a corresponding wavelength among the input optical signals T_S while repeatedly sweeping the wavelength band according to a predetermined period under the control of the microprocessor 36. To print.
상기 스위핑(Sweeping) 되어 필터링된 광신호는 상기 광검출기(33), 트랜스 임피던스 회로(34), A/D변환기(35)를 경유하여 전기신호로 변환되고, 광출력세기에 비례하는 아날로그 형태의 전압값으로 변환된 다음, 디지털 신호로 변환되어 상기 마이크로프로세서(36)로 제공된다.The sweeped filtered optical signal is converted into an electrical signal via the photodetector 33, the transimpedance circuit 34, and the A / D converter 35, and has an analog form proportional to the optical output intensity. It is converted into a voltage value and then converted into a digital signal and provided to the microprocessor 36.
상기 마이크로프로세서(36)는 A/D변환기(35)로부터 제공된 신호를 이용하여 신호 처리한다. 즉, 마이크로프로세서(36)는 파장가변 광밴드패스필터(32)의 중심 파장을 해당 시스템에서 사용하는 파장 중에서 가장 단파장쪽으로부터 가장 장파장쪽으로 일정 대역을 스위핑 하도록 제어한다.The microprocessor 36 processes the signal using the signal provided from the A / D converter 35. That is, the microprocessor 36 controls the center wavelength of the wavelength variable optical band pass filter 32 to sweep a predetermined band from the shortest wavelength to the longest wavelength among the wavelengths used in the system.
이때, 마이크로프로세서(36)는 스위핑되는 파장가변 광밴드패스필터(32)의 특정 중심파장들을 메모리(미도시)에 저장한다. 또한, 마이크로프로세서(36)는 A/D 변환기(35)로부터 출력되어 입력되는 신호와 저장된 신호를 매칭시켜 해당 출력광신호(26, 도2참조)의 광스펙트럼 정보를 획득함은 물론, 스위핑을 반복적으로 수행하면서 획득한 스펙트럼 정보를 갱신한다.At this time, the microprocessor 36 stores specific center wavelengths of the swept wavelength-variable optical bandpass filter 32 in a memory (not shown). In addition, the microprocessor 36 obtains optical spectrum information of the corresponding output optical signal 26 (see FIG. 2) by matching the signal output from the A / D converter 35 with the stored signal, and also performs sweeping. The obtained spectral information is updated while performing repeatedly.
상기 도4는 도2의 채널등화부(28)에 의한 채널등화 과정을 통해 획득한 광스펙트럼 분포도로서, 각 채널별의 파장에 대한 광출력세기를 보여준다. 부재번호 40은 증폭된 자연 방출광(ASE; Amplified Spontaneous Emission)에 대한 노이즈 레벨이다.4 is an optical spectrum distribution diagram obtained through the channel equalization process by the channel equalizer 28 of FIG. 2, and shows the light output intensity for the wavelength of each channel. Reference numeral 40 is a noise level for Amplified Spontaneous Emission (ASE).
상기 도4 를 참조하면, 각 채널(λ1~λ5)의 중심파장의 벗어난 정도를 모니터 할 수 있고, 각 채널의 스펙트럼에서의 꼭지점(S1~S5)을 측정함으로써, 각 채널별로 해당 광출력을 모니터 할 수 있다. 또한, 광증폭기의 ASE 노이즈레벨(N1~N4)을 각 채널별로 측정하고, 각 채널의 광출력과 함께 계산함으로써 각 채널의 OSNR을 모니터할 수 있다.Referring to FIG. 4, the deviation of the center wavelength of each channel λ1 to λ5 can be monitored, and the corresponding light output is monitored for each channel by measuring the vertices S1 to S5 in the spectrum of each channel. can do. In addition, the OSNR of each channel can be monitored by measuring the ASE noise levels N1 to N4 of the optical amplifiers for each channel and calculating them with the optical output of each channel.
예를 들어, 1번 채널(λ1)의 경우 원래 중심파장은 1549.3nm 이다. 그러나, 실제 측정된 파장은 1549.2nm이다. 이것은 원래 중심에서 0.1nm 만큼 단파장쪽으로 천이 했음을 의미한다 또한, 1번 채널(λ1)의 꼭지점 값이 5dBm(이 값은 A/D변환기(35)의 출력값을 광출력 단위인 dBm으로 맵핑된 값임)이라면, 이때 1번 채널(λ1)의 광출력은 5dBm이 된다. 이때, 1번 채널(λ1)의 파장(1549.3nm)과 2번 채널(λ2)의 파장(1550.9nm)의 중간이 되는 파장인 1550.1nm에서의 해당 광출력 레벨은 1번 채널(λ1)의 노이즈레벨(N1)로 근사되므로 이 값이 -15dBm이라면, 1번 채널의 경우 0SNR은 20dB가 된다. 나머지 2~5채널(λ2~λ5)에서도 상기와 동일한 방식으로 OSNR을 계산할 수 있다.For example, in the case of channel 1, the center wavelength is 1549.3 nm. However, the actual measured wavelength is 1549.2 nm. This means that the transition from the center to the short wavelength by 0.1 nm also means that the vertex value of channel 1 (λ1) is 5 dBm (this value maps the output value of the A / D converter 35 to dBm, the light output unit). In this case, the optical output of the first channel (λ1) is 5dBm. At this time, the corresponding optical output level at 1550.1 nm, which is a wavelength between the wavelength of the first channel λ1 (1549.3 nm) and the second channel λ2 (1550.9 nm), is the noise of the first channel λ1. Since this value is approximated to level N1, if this value is -15dBm, 0SNR for channel 1 becomes 20dB. OSNR can be calculated in the same manner as the above in the remaining 2 to 5 channels (λ2 to λ5).
상기 첨부된 도4와 같은 광스펙트럼 분석에 의해, 상기 마이크로프로세서(36, 도3 참조)는, 각 채널의 파장이 중심파장으로부터 벗어난 정도, 각 채널의 광 출력세기 및 각 채널과 채널에 의한 중간파장에서의 광출력세기를 측정하고, 이렇게 획득한 정보로부터 각 채널의 노이즈레벨을 추정하므로써, 각 채널의 OSNR을 계산하게 된다. 상기 마이크로프로세서(36)는 각 채널의 OSNR을 비교하여 모든 채널이 동일한 OSNR을 갖도록 각 가변광감쇄기(29-1~23-N)의 광감쇄 정도를 제어한다.By the optical spectrum analysis as shown in FIG. 4, the microprocessor 36 (refer to FIG. 3) is characterized in that the wavelength of each channel deviates from the center wavelength, the light output intensity of each channel, and the intermediate by each channel. The OSNR of each channel is calculated by measuring the light output intensity at the wavelength and estimating the noise level of each channel from the information thus obtained. The microprocessor 36 controls the degree of light attenuation of each of the variable optical attenuators 29-1 to 23 -N by comparing the OSNR of each channel so that all channels have the same OSNR.
상기와 같이, 본 발명은 파장분할 분기결합 다중화 장치의 출력광신호를 실시간 모니터링하여 광스펙트럼분석에 의해 각 채널의 OSNR을 측정 및 계산하고, 이정보를 이용하여 자동제어에 의한 각 채널간 OSNR이 일정하게 유지하도록 할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention measures the OSNR of each channel by optical spectrum analysis by real-time monitoring the output optical signal of the wavelength division branch coupled multiplexing device, and the OSNR between the channels by automatic control is constant using this information. There is an effect that can be maintained.
또한, 본 발명은 종래 수신단에서의 채널간 수신 광출력 차이 및 OSNR 차이등으로 인한 시스템 성능 열화를 감소시키는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of reducing the system performance degradation due to the difference in the received optical output between the channel and the OSNR difference in the conventional receiver.
또한, 각 채널의 파장, 광출력세기, OSNR을 실시간 모니터링할 수 있으므로 WDM 시스템의 관리 및 운용이 용이해지는 효과가 있다.In addition, since the wavelength, light output strength, OSNR of each channel can be monitored in real time, the WDM system can be easily managed and operated.
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