KR100340664B1

KR100340664B1 - Dispersion compensation fiber module

Info

Publication number: KR100340664B1
Application number: KR1019970082625A
Authority: KR
Inventors: 박상욱
Original assignee: 주식회사 머큐리
Priority date: 1997-12-31
Filing date: 1997-12-31
Publication date: 2002-09-17
Also published as: KR19990062314A

Abstract

PURPOSE: A dispersion compensation fiber module is provided to be capable of reducing optical loss caused by a core diameter difference when connecting a single mode fiber(SMF) and a dispersion compensation fiber(DCF) in a module, and performing a connection work quickly. CONSTITUTION: A case(10) is configured to be opened upward and downward and has a plurality of through holes(11) formed at one side. A spool(30) is placed at the center of the case(10) and is wound by a dispersion compensation fiber(31). A single mode fiber(21) inserted in the through holes(11) is connected to the other end of the dispersion compensation fiber(31). The single mode fiber(21) inserted from the outside of the case(10) is connected with an inner dispersion compensation fiber(31) by connecting mechanical connectors(20) to both ends of the dispersion compensation fiber.

Description

Distributed Compensation Fiber Optic Module

본 발명은 광섬유를 이용한 통신망에서 광섬유의 분산을 보상하는 분산보상 화이버(Dispersion Compensation Fiber, 이하 DCF 라 한다.)를 포함하는 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 내부에 분산보상화이버를 포함하여 상기 분산보상화이버와 단일모드광섬유(Single Mode Fiber, 이하 SMF 라 한다.)를 용이하게 접속하기 위한 모듈(Module)에 관한 것이다.The present invention relates to a device including a dispersion compensation fiber (Dispersion Compensation Fiber, hereinafter referred to as DCF) for compensating the dispersion of the optical fiber in a communication network using the optical fiber, and more specifically, the dispersion compensation including the dispersion compensation fiber therein The present invention relates to a module for easily connecting a fiber and a single mode fiber (hereinafter referred to as SMF).

일반적으로, 광섬유의 한 단면에 광펄스를 입사했을 때, 보통의 단면에서 출사하는 광의 시간간격은 입사한 광펄스의 시간간격보다 넓게 된다. 즉, 광펄스는 광섬유 중을 전파하는 사이에 원파형의 시간적인 퍼짐이 발생하게 되는 것이다.In general, when an optical pulse is incident on one end face of the optical fiber, the time interval of the light exiting from the normal end face is wider than the time interval of the incident light pulse. In other words, the optical pulse is a time-based spread of the circular wave propagating in the optical fiber.

이와 같이 파형이 시간적으로 벌어지는 현상을 분산(Dispersion)이라 한다. 분산은 발생요인에 따라, 모드분산, 재료분산, 구조분산의 세 가지가 있다.The phenomenon in which the waveform elapses in time is called dispersion. There are three types of dispersion, mode dispersion, material dispersion, and structure dispersion.

모드분산은 다중모드형 광섬유에서 각 모드의 전파경로가 달라 출사단까지 도달시간이 다르기 때문에 발생하는 것이고, 재료분산은 광섬유의 재료인 유리의 굴절률이 전파하는 광의 파장에 따라 다른 값을 갖기 때문에 펄스 파형에 퍼짐을 일으키기 때문에 발생한다.Mode dispersion occurs in multimode optical fiber because the propagation path of each mode is different and the arrival time is different from the emission end.Material dispersion is pulsed because the refractive index of glass, which is the material of optical fiber, varies depending on the wavelength of propagating light. This occurs because it causes spreading in the waveform.

또한, 구조분산은 광섬유와 같이 코어와 클래드의 굴절률 차가 작은 경우 경계면에서의 전반사현상은 광의 일부가 클래드 부분으로 누설이 되는 것처럼 일어나며 누설되는 비율은 광의 파장에 따라 다르므로 결과적으로 광의 전파경로의 길이는 파장에 따라 다른 것이 된다.In addition, the structure dispersion results in a total reflection phenomenon at the interface when the refractive index difference between the core and the clad is small, such as an optical fiber, as a part of the light leaks to the clad part, and the rate of leakage varies depending on the wavelength of the light. Depends on the wavelength.

그러므로 파장에 폭을 갖는 광펄스를 입사하면 파장에 의한 전파경로의 길이의 차이로 도달시간 차가 생기며 펄스 폭은 넓어지게 되는 것이다.Therefore, when a light pulse having a width in the wavelength is incident, the difference in arrival time is caused by the difference in the length of the propagation path by the wavelength, and the pulse width becomes wider.

단일모드형인 광섬유(SMF)는 모드 분산이 없고 분산 그 자체가 작으므로 대역이 극히 넓고 고속, 대용량인 통신에 적합하다. 그러나 대용량의 정보를 장거리 구간에 전송하는 경우에는 재료분산, 구조분산의 영향으로 어느 주파수에서 대역의 제한이 생긴다.The single mode optical fiber (SMF) has no mode dispersion and small dispersion itself, which is suitable for extremely wide bandwidth, high speed and high capacity communication. However, when transmitting a large amount of information over a long distance, the band is limited at a certain frequency due to the influence of material dispersion and structure dispersion.

최근 초고속 전송망을 구축하기 위하여 1310 nm 파장대로 적정화되어 사용중인 광섬유를 손실이 적은 1550nm 파장 대에서 사용하려는 연구가 활발하다.Recently, there are many studies to use an optical fiber that is being used in 1310 nm wavelength in order to establish an ultra-high speed transmission network at a low loss wavelength of 1550 nm.

통상, 1310nm 파장대의 광섬유는 음성 등의 전송에 많이 쓰이고 1550nm 파장대의 광섬유는 손실이 적으므로 이미지 전송에 많이 쓰이게 된다.In general, an optical fiber in the 1310nm wavelength band is used for transmission of voice and the like, and an optical fiber in the 1550nm wavelength band is used for image transmission because the loss is small.

한편, 기존에 사용하던 1310nm 대역에서 사용되는 광섬유는 분산의 문제를 없애기 위해 분산값이 0 인 광섬유인데 이 광섬유를 1550nm 파장 대에서 사용하게 되면 17ps/nm/km 의 분산이 일어난다는 결과가 보고되었다. 이 값은 송신되어지는 정보가 장거리를 초고속으로 전송되어지면 분산값이 더욱 커진다.On the other hand, the optical fiber used in the 1310nm band is an optical fiber with a dispersion value of 0 in order to eliminate the problem of dispersion. When the optical fiber is used in the 1550nm wavelength, dispersion of 17ps / nm / km has been reported. . This value becomes larger when the information being transmitted is transmitted at high speed over a long distance.

따라서, 1550nm 파장에서의 분산문제를 해결할 수 있는 분산보상광섬유(DCF)가 필요하다.Therefore, there is a need for a distributed compensation optical fiber (DCF) that can solve the dispersion problem at 1550nm wavelength.

DCF는 분산이 일반 사용되는 단일모드광섬유의 역으로 일어나기 때문에 분산된 펄스가 다시 원래의 폭으로 될 수 있도록 보상시켜 주는 역할을 한다.DCF compensates for the scattered pulses back to their original width because dispersion occurs in the inverse of the commonly used monomode fiber.

따라서, SMF(21)에 DCF(31)를 연결시켜 분산문제를 해결하려는 시도가 있었다. 도 1은 종래의 기술에서 SMF(21)와 DCF(31)를 연결하는 상태를 나타낸 사시도이다.Therefore, an attempt was made to solve the dispersion problem by connecting the DCF 31 to the SMF 21. 1 is a perspective view illustrating a state in which the SMF 21 and the DCF 31 are connected in the related art.

도 1에 따르면 DCF(31)의 양측단으로 커넥터(50)가 연결되어 SMF(21)와 연결하고 있다. 상기 커넥터(50)는 접속어댑터(51)와 접속플러그(52)로 구성되어 광화이버의 접속을 수행하게 된다.According to FIG. 1, the connector 50 is connected to both ends of the DCF 31 and is connected to the SMF 21. The connector 50 is composed of a connection adapter 51 and a connection plug 52 to connect the optical fibers.

그러나, 상기와 같은 종래의 기술에서는 단순히 커넥터(50)를 사용하여 DCF(31)를 SMF(21)와 연결시키고 있기 때문에 DCF(31)의 관리가 불편하고 특히 이동할 때 벤딩에 의해 DCF(31)가 손상될 우려가 있기 때문에 불편함이 있었다.However, in the conventional technology as described above, since the DCF 31 is connected to the SMF 21 simply by using the connector 50, the management of the DCF 31 is inconvenient, especially when the DCF 31 is moved by bending. There was a discomfort because it may be damaged.

또한, DCF(31)나 SMF(21)를 커넥터(50)에 의해 바로 연결시키게 되기 때문에 DCF(31)와 SMF(21)의 코어의 구경 차에 의해 광손실이 발생하게 된다. 상기와 같은 광손실이 발생하는 이유는 SMF(21)와 DCF(31)의 코어 구경차에 있다.In addition, since the DCF 31 and the SMF 21 are directly connected by the connector 50, light loss occurs due to the difference in the diameters of the cores of the DCF 31 and the SMF 21. The reason why such optical loss occurs is in the core aperture difference between the SMF 21 and the DCF 31.

일반적인 SMF(21)의 코어 구경은 8∼10㎛ 정도이고 DCF(31)의 코어 구경은 5∼8㎛ 정도이기 때문에 SMF(21)의 코어 구경이 통상 DCF(31)의 코어 구경보다 크다.Since the core aperture of the general SMF 21 is about 8 to 10 µm and the core aperture of the DCF 31 is about 5 to 8 µm, the core aperture of the SMF 21 is usually larger than the core aperture of the DCF 31.

따라서, SMF(21)와 DCF(31)가 상기와 같은 커넥터(50)에 의해 바로 접속될 경우에는 코어구경이 큰 쪽(SMF)에서 작은 쪽(DCF)으로 광신호가 전달되는 경우 광손실이 일어나게 되는 것이다. 또한 DCF는 생산되는 회사마다 표준 코어 구경이 다르기 때문에 일반적으로 표준 사이즈로 생산되는 SMF와는 달리 SMF를 DCF와 바로 접속시키려면 코어 구경 차이에 따른 많은 어려움이 있었다.Therefore, when the SMF 21 and the DCF 31 are directly connected by the connector 50 as described above, the optical loss occurs when the optical signal is transmitted from the larger SMF to the smaller DCF. Will be. Also, since DCFs have different standard core diameters for each company produced, there is a lot of difficulty in connecting SMFs directly to DCFs, unlike SMFs, which are generally produced in standard sizes.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하고자 창안된 것이다.The present invention has been devised to solve the above problems.

본 발명의 목적은 DCF와 SMF를 안정되게 접속할 수 있고 또한, 이동시나 사용시에 관리가 편리한 모듈(Module)을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a module which can stably connect a DCF and an SMF, and which is easy to manage when moving or using.

본 발명의 다른 목적은 모듈(Module)내부에서 DCF와 전송을 위해 사용되는 SMF를 접속시킬 때 코어 구경차에 의해 발생하는 광손실을 줄이고 작업시 신속히 접속할 수 있는 분산보상용 광섬유 모듈을 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide a distributed compensation optical fiber module that can be quickly connected in operation while reducing the optical loss caused by the core aperture difference when connecting the SMF used for transmission with the DCF in the module. .

도 1은 종래의 기술에서 DCF와 SMF가 접속되는 모습을 나타낸 사시도,1 is a perspective view showing a state in which the DCF and the SMF is connected in the prior art,

도 2a는 본 발명에 따른 분산보상용 광섬유 모듈의 제 1실시예를 도시한 분해사시도,Figure 2a is an exploded perspective view showing a first embodiment of the dispersion compensation optical fiber module according to the present invention,

도 2b는 본 발명에 따른 분산보상용 광섬유 모듈의 제 2실시예를 도시한 분해사시도,Figure 2b is an exploded perspective view showing a second embodiment of the dispersion compensation optical fiber module according to the present invention,

도 3은 본 발명의 목적에 따른 분산보상용 모듈의 측면도이다.3 is a side view of the dispersion compensation module according to the object of the present invention.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***

10:케이스 11:통공10: Case 11: Through

20:기계식 접속자 21:SMF20: Mechanical connector 21: SMF

22:연결용 SMF 30:스풀22: SMF 30 for connection: Spool

31:DCF 50:커넥터31: DCF 50: Connector

51:접속어댑터 52:접속플러그51: connection adapter 52: connection plug

A:융착접속부A: fusion joint

본 발명의 목적에 따른 구성은 SMF에 DCF를 접속하여 구성함에 있어서, 상하로 개폐할 수 있도록 구성하되, 일측면에 복수개의 통공이 형성된 케이스와;The configuration according to the object of the present invention is configured to open and close up and down in the configuration by connecting the DCF to the SMF, a case having a plurality of holes formed on one side;

상기 케이스의 중앙에 형성되며 DCF가 감겨있는 스풀과;A spool formed at the center of the case and wound with a DCF;

상기 DCF의 타측 일단으로는 상기 통공으로 인입 되는 SMF가 융착접속 되는 것으로 구성되고, 상기 DCF의 양끝단에 기계식접속자를 부착하여 상기 케이스의 외부에서 인입되는 SMF와 내부의 DCF의 접속을 수행하며, 상기 DCF의 양끝단에 연결용 SMF를 미리 융착접속하여 SMF와 DCF의 접속시 광섬유 코어 구경의 차에 의한 광손실을 줄이는 것으로 달성될 수 있다.The other end of the DCF is configured to be fusion-connected SMF into the through hole, the mechanical connector is attached to both ends of the DCF to connect the SMF introduced from the outside of the case and the internal DCF, By connecting the SMF for connection to both ends of the DCF in advance fusion can be achieved by reducing the optical loss due to the difference in the fiber core diameter when the SMF and the DCF is connected.

따라서, 상기와 같은 본 발명은 케이스의 내부에 DCF를 배치하고 또한 그 케이스 일측내부에 SMF를 일괄하여 접속할 수 있는 모듈을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention as described above is to provide a module that can arrange the DCF inside the case and can be connected to the SMF collectively inside the case one side.

또한, 광분산보상용 모듈 내부의 구조에서 DCF의 일단에 광손실을 방지하기 위하여 외부에서 인입 되는 SMF와 같은 코어 구경을 가지는 SMF 팁을 부가하여 광손실을 줄여줄 수 있는 모듈을 제공하게 된다.In addition, in the structure of the optical dispersion compensation module to provide a module that can reduce the optical loss by adding a SMF tip having a core diameter such as SMF introduced from the outside to prevent the optical loss to one end of the DCF.

이하 상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention configured as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2a, 2b는 본 발명의 목적에 따른 분산보상용 모듈의 다양한 실시예를 도시하는 분해사시도이고 도 3은 본 발명의 목적에 따른 분산보상용 모듈의 측면도이다.Figure 2a, 2b is an exploded perspective view showing various embodiments of the dispersion compensation module according to the object of the present invention and Figure 3 is a side view of the dispersion compensation module according to the object of the present invention.

본 발명은 크게 케이스와 DCF가 감긴 스풀과 상기 DCF의 양끝단에 접속수단으로 구분될 수 있다. 도 2a, 2b 및 도 3에 따르면 케이스(10)가 상하로 분리되도록 형성되어 있고 상기 케이스(10)의 양측면으로는 통공(11)이 형성되어 있다.The present invention can be largely divided into a case and a spool wound around the DCF and connecting means at both ends of the DCF. 2A, 2B and 3, the case 10 is formed to be separated up and down, and the through hole 11 is formed at both sides of the case 10.

그리고, 상기 케이스(10)의 내부의 중심에는 스풀(spool)이 고정되게 되고 상기 스풀(30)에는 DCF(31)가 감기게 된다.In addition, a spool is fixed to the center of the case 10 and a DCF 31 is wound around the spool 30.

도 2a에 따르면 상기 DCF와 SMF를 연결하기 위하여 융착접속대신에 기계식 접속자를 사용하는 상태가 도시되어 있다. 상기 SMF(21)는 외부에서 인입되는 것으로서 상기 도 2a의 모듈에서는 사용할 때 임의로 상기 SMF(21)를 연결하게 된다.According to FIG. 2A, a state of using a mechanical connector instead of a fusion splicer for connecting the DCF and the SMF is shown. The SMF 21 is drawn from the outside to connect the SMF 21 arbitrarily when used in the module of FIG. 2A.

또한, 도 2b에 따르면, 상기 DCF(31)와 외부로부터 인입되는 SMF(21)의 중간에 연결용 SMF(22)가 부착되게 되는데 상기 연결용 SMF(22)는 외부에서 인입되는 SMF(21)와 같은 코어 구경의 소재이다. 그리고 상기 연결용 SMF(22)의 부착은 상기 DCF의 양쪽으로 융착접속방법을 사용하여 DCF의 코어와 상기 연결용 SMF(22)의 코어가 코어축이 정열되어 코어축이 일치되도록 접속한다.In addition, according to Figure 2b, the connection SMF 22 is attached to the middle of the DCF 31 and the SMF 21 introduced from the outside, the connection SMF 22 is introduced from the outside SMF 21 It is the material of the core caliber. The attachment of the connection SMF 22 connects the cores of the DCF and the cores of the connection SMF 22 to each other so that the core axes are aligned so that the core axes coincide with each other using the fusion splicing method.

연결용 SMF가 사용되는 도 2b에서 A는 SMF(21)와 상기 연결용 SMF(22)와 DCF(31)의 접속부이다.In FIG. 2B in which a connection SMF is used, A is a connection portion between the SMF 21 and the connection SMF 22 and the DCF 31.

DCF와 연결용 SMF의 접속에 융착접속을 사용하는 이유는 기계식 접속자(Mechanical Splicer)에 비해 융착접속의 신뢰도가 높고 광손실이 적은 잇점이 있기 때문이다.The reason why the fusion splicing is used for the connection between the DCF and the connection SMF is that the fusion splicer has higher reliability and lower optical loss than the mechanical splicer.

따라서, 외부로부터 들어오는 SMF(21)가 상기 케이스(10)의 일측에 형성된 통공(11)으로 들어와 상기 DCF(31)에 접속된 연결용 SMF(22)와 접속되고 DCF(31)를 통한 신호가 다시 타측에 연결된 연결용 SMF(22)에 의해서 외부의 SMF(21)와 접속되어 상기 케이스(10)의 타측에 형성된 통공(11)으로 나가게 되는 것이다.Therefore, the SMF 21 coming in from the outside enters the through hole 11 formed at one side of the case 10 and is connected to the connection SMF 22 connected to the DCF 31 and the signal through the DCF 31 is transmitted. It is connected to the external SMF 21 by the connection SMF 22 connected to the other side to exit to the through hole 11 formed on the other side of the case 10.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용예를 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 광신호가 상기 케이스(10)의 일측단으로 연결되어 있는 SMF(21)를 통하여 전송되면 SMF(21)의 내부에서 광신호의 분산이 일어나게 된다.Looking at the working example of the present invention configured as described above are as follows. First, when an optical signal is transmitted through the SMF 21 connected to one end of the case 10, the optical signal is dispersed in the SMF 21.

여기서 분산이 일어난 광신호는 케이스(10) 내부에 설치된 DCF(31)로 전달되게 되고 그후 상기 SMF와 접속된 DCF(31)에서 분산이 상기 SMF(21)의 역으로 일어나게 된다.In this case, the optical signal in which the dispersion occurs is transmitted to the DCF 31 installed in the case 10, and then dispersion occurs in the inverse of the SMF 21 in the DCF 31 connected to the SMF.

따라서, 분산되었던 펄스가 다시 원래의 폭을 가지게 되어 반대쪽으로 인입된 SMF(21)를 통하여 외부로 전달되게 되는 것이다.Therefore, the dispersed pulses have the original width again and are transmitted to the outside through the SMF 21 drawn in the opposite direction.

그리고, 연결용 SMF를 사용한 도 2b에서는 광신호가 외부에서 인입된 SMF와 DCF 사이를 연결용 SMF(22)를 통하여 전달되게 되는데 상기 연결용 SMF(22)에 의해 광신호의 손실을 최소화하여 송신된 광신호가 상기 DCF로 전달되게 된다.In addition, in FIG. 2B using the connection SMF, the optical signal is transferred between the SMF and the DCF input from the outside through the connection SMF 22, which is transmitted by minimizing the loss of the optical signal by the connection SMF 22. An optical signal is transmitted to the DCF.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 모듈은 상기 모듈내의 광섬유를 접속하는 방법에 따라 여러 가지 형태로 구성될 수 있으나 본 발명의 목적 내에서의 상당한 변형은 모두 본 발명의 권리에 포함됨을 밝혀둔다.The module according to the present invention configured as described above may be configured in various forms depending on the method of connecting the optical fiber in the module, but it should be noted that all significant modifications within the object of the present invention are included in the rights of the present invention.

상기와 같은 구성을 가지는 본 고안의 효과는 SMF(21)의 분산을 해결하기 위하여 SMF(21)와 DCF(31)의 연결을 모듈을 사용하여 접합시켜 구성하였기 때문에 DCF(31)와 SMF(21)를 연결 작업이 편리해지고 운반과 관리에 있어서도 용이해 진다.The effect of the present invention having the configuration as described above is to connect the SMF 21 and the DCF 31 by using a module in order to solve the dispersion of the SMF (21), so that the DCF 31 and the SMF (21) This makes the connection work easier and also easier to transport and manage.

그리고, DCF(31)의 양끝단에 미리 연결용 SMF(22)를 접속하여 구성하였을 경우에는 접속시 DCF(31)와 SMF(21)를 연결과정에서 광손실을 줄일 수 있고 또한, 상기와 같은 이유로 DCF와 SMF의 연결 작업도 신속하고 편리해진다.When the SMF 22 for connection is connected to both ends of the DCF 31 in advance, the optical loss can be reduced during the connection process between the DCF 31 and the SMF 21 at the time of connection. For this reason, the connection between DCF and SMF is also quick and convenient.

또한, 광섬유가 상기 모듈내에서 잘 정렬되기 때문에 좋은 광특성을 갖는 잇점이 있으며, 향후 CDMA(Code Division Multiple Access)용 모듈로 사용될 경우에는 다심용 기계식 접속자를 사용하여 여러 섬유를 커넥터로 연결하는 불편함을 덜 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an advantage in that the optical fiber is well aligned in the module has a good optical characteristics, and when used as a module for Code Division Multiple Access (CDMA) in the future, it is inconvenient to connect several fibers to the connector using a multi-core mechanical connector There is a less effective effect.

Claims

In the configuration by connecting the DCF to the SMF, and configured to open and close up and down, a case 10 having a plurality of through holes 11 formed on one side;

A spool 30 disposed at the center of the case 10 and having a DCF 31 wound thereon;

Dispersion compensation optical fiber module, characterized in that the other end of the DCF (31) is fusion-spliced SMF (21) is introduced into the through-hole (11).

The method of claim 1, wherein the mechanical connector 20 is attached to both ends of the DCF to connect the SMF 21 introduced from the outside of the case 10 and the internal DCF 31. Distributed compensation fiber optic module.

2. The distributed compensation optical fiber module according to claim 1, wherein the optical fiber module for fusion is connected to both ends of the DCF in advance to reduce the optical loss due to the difference in the optical fiber core diameter when the SMF and the DCF are connected.