KR100343070B1 - System and method for real time wavelength watching of each chahnnels in wavelength division multiplexing optical transmission system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 파장 분할 다중 시스템에 있어서, 실시간으로 채널별 광 신호의 파장을 측정하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for measuring the wavelength of an optical signal for each channel in real time in a wavelength division multiplexing system.
본 발명의 실시간 파장 측정 시스템은 송신기로부터 채널을 통하여 전송되는 광 신호를 채널로부터 추출하기 위하여 신호 분할부를 포함한다. 상기 신호 분할부로부터 제공된 광 신호의 파장은 광 신호 파장 분할부에서 복수의 광 파장으로 분할된다. 상기 광 신호 파장 분할부로부터 분할된 복수의 광 파장을 이용하여 채널을 통하여 전송되는 광 신호의 파장에 해당하는 광 전압을 발생하는 파장 측정부를 포함한다. 상기 파장 측정부의 출력 전압과, 해당 채널의 광 파장에 대한 한계 최고 전압 및 한계 최저 전압을 제공받는 판단부는 채널을 통하여 전송되는 광 신호의 상태를 판단한다. 상기 판단부의 판단 결과에 따라 광 신호의 정상 상태 여부를 외부로 표시하기 위한 표시부를 포함할 수 있다.The real-time wavelength measurement system of the present invention includes a signal splitter for extracting from the channel an optical signal transmitted through the channel from the transmitter. The wavelength of the optical signal provided from the signal divider is divided into a plurality of optical wavelengths in the optical signal wavelength divider. And a wavelength measuring unit configured to generate an optical voltage corresponding to the wavelength of the optical signal transmitted through the channel by using the plurality of optical wavelengths divided from the optical signal wavelength division unit. The determination unit which receives the output voltage of the wavelength measuring unit, and the maximum limit voltage and the minimum limit voltage for the optical wavelength of the corresponding channel determines the state of the optical signal transmitted through the channel. According to a determination result of the determination unit may include a display unit for displaying the normal state of the optical signal to the outside.
Description
본 발명은 광 통신 네트워크 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 파장 분할 다중 시스템에서 채널별로 파장을 측정하는 실시간 파장 측정 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an optical communication network device, and more particularly, to a real-time wavelength measurement system and method for measuring the wavelength for each channel in a wavelength division multiplexing system.
일반적으로, 광 통신 네트워크에서 광원(송신기), 광 섬유 및 광 수신기에 의하여 정보가 송수신된다. 광 통신에서 사용되는 파장은 일반적으로 850 내지 1650 nm의 범위를 가진다. 특히, 레이저 다이오드의 경우는 850 nm, 1300 nm 와1550 nm 범위의 파장이 광원으로 사용된다.In general, information is transmitted and received by a light source (transmitter), an optical fiber, and an optical receiver in an optical communication network. Wavelengths used in optical communications generally range from 850 to 1650 nm. In particular, in the case of a laser diode, wavelengths in the range of 850 nm, 1300 nm and 1550 nm are used as the light source.
파장 분할 다중(Wavelength-Division-Multiplexing: 이하, WDM이라 칭함) 광 통신 시스템에서, 정보는 레이저 소스(Laser source)의 집합으로 동시에 전송되고, 각 레이저 소스는 광 통신 채널을 통하여 서로 다른 파장을 갖는 간섭성 광(coherent light)을 발생한다. 이 때, 광 전자 송신기 및 수신기의 대역폭(bandwidth)은 한계가 있기 때문에, 다중 통신 채널을 통한 전송 효율을 높이기 위해서 채널의 폭을 통상 1.6 nm 정도로 좁게 할 필요가 있다. 특히, WDM 시스템에 있어서는 좁은 채널의 폭에 의한 채널의 간섭을 방지하기 위하여 각 광원의 파장 변동을 측정할 필요가 있다.In wavelength-division-multiplexing (hereinafter referred to as WDM) optical communication system, information is simultaneously transmitted to a set of laser sources, each laser source having a different wavelength through an optical communication channel. Generate coherent light. At this time, since the bandwidth of the optoelectronic transmitter and receiver is limited, it is necessary to narrow the width of the channel to about 1.6 nm in order to increase the transmission efficiency through the multiple communication channels. In particular, in the WDM system, it is necessary to measure the wavelength variation of each light source in order to prevent the interference of the channel due to the narrow channel width.
레이저 소스의 신호 파장을 측정하기 위해서, 일반적으로 복잡한 기계적 장비로 이루어진 고가의 고감도 파장계(wavemeter)를 이용한다. 파장계는 레이저 소스의 신호 파장을 측정하고, 정상적인 파장과 비교함으로써 파장 변동 여부를 확인한다.In order to measure the signal wavelength of a laser source, an expensive, highly sensitive wavemeter, usually made of complex mechanical equipment, is used. The wavelength meter checks the wavelength of the signal of the laser source and compares it with the normal wavelength to check whether the wavelength is fluctuated.
이와 같은 파장 측정 방법으로서는 회절 격자를 이용한 측정 방법, 간섭계를 이용한 측정 방법, 푸리에 변환(Fourier Transform)을 이용한 측정 방법 등이 개발되어 있다.As such a wavelength measuring method, a measuring method using a diffraction grating, a measuring method using an interferometer, a measuring method using a Fourier transform, and the like have been developed.
종래의 장치에 사용되던 미켈슨 간섭계(Michelson interferometer)를 사용하지 않고, 복굴절 광학계(birefringent optical component)를 가지는 푸리에 변환 분광계(Spectrometer)가 국제 특허 WO 95/02171에 개시되었다. 여기에서는 2 개의 편광 사이에 경로 차이를 발생시키기 위하여 월래스톤 프리즘(Wollaston prism)과같은 적당한 복굴절 장치를 사용한다. 또한 확장된 광원을 사용함으로써, 복굴절 장치의 서로 다른 위치가 두 편광 사이의 경로 차이에 해당하도록 복굴절 장치의 모든 영역이 동시에 방사된다. 검출기에서 최종 간섭도의 푸리에 변환은 입력 광의 스펙트럼 분산을 발생시킨다. 확장된 광원을 사용함으로써 푸리에 변환 분광계를 움직일 필요가 없다.A Fourier transform spectrometer having a birefringent optical component, without using a Michelson interferometer used in conventional devices, is disclosed in International Patent WO 95/02171. We use a suitable birefringent device, such as Wallaston prism, to create a path difference between the two polarizations. In addition, by using an extended light source, all regions of the birefringent device are simultaneously radiated such that different positions of the birefringent device correspond to the path difference between the two polarizations. The Fourier transform of the final interference at the detector produces spectral dispersion of the input light. By using an extended light source, there is no need to move the Fourier transform spectrometer.
그리고, 쐐기 형태의 패브리 패롯 에탈론(Fabry Parot etalon)을 가지는 광 파장 센서가 국제 특허 WO 95/02171에 개시되었다. 여기에서는 각 선 폭에 대한 서로 다른 광 파장의 공진을 발생시키고, 프로세서에 저장된 피크 패턴을 비교하기 위하여 에탈론에서 발생하는 공진 피크의 공간 분포를 검출하는 검출기를 배열함으로써, 광 섬유로부터 투사되는 광의 스펙트럼 성분을 확인한다.In addition, an optical wavelength sensor having Fabry Parot etalon in the wedge shape is disclosed in International Patent WO 95/02171. Here, by generating a resonance of different optical wavelengths for each line width and arranging a detector for detecting the spatial distribution of the resonance peaks occurring in the etalon to compare the peak pattern stored in the processor, the detection of the light projected from the optical fiber Check the spectral components.
상기와 같은 측정 장치 또는 측정 방법은 정밀도 면에서는 비교적 안정적이지만, 장치의 부피가 크고 복잡하며 또한 광학적 정렬 등이 어렵기 때문에, 실제 현장에서 사용하는데 있어서 효율적이지 못한 문제점이 있다.The measuring device or measuring method as described above is relatively stable in terms of precision, but because the device is bulky, complex, and difficult to align optically, there is a problem in that it is not efficient in actual field use.
또한, 섬유 브래그 격자(fibre Bragg grating)를 이용하는 광 파장 측정 장치가 미국 특허 US 6,097,487에 개시되었다. 그러나, WDM 시스템에서 사용되는 파장 영역인 1550 nm 부근에서 회절 격자를 이용한 분광계는 고가의 광 검출기를 사용하기 때문에, 경제성이 떨어지는 단점이 있다.Also, an optical wavelength measuring apparatus using fiber Bragg grating is disclosed in US Pat. No. 6,097,487. However, a spectrometer using a diffraction grating in the vicinity of 1550 nm, which is a wavelength region used in a WDM system, has a disadvantage in that it is economical because it uses an expensive photo detector.
또한, WDM 광 전송 시스템의 유지 및 보수를 위해 채널별로 파장을 측정하는데 있어서, 별도의 파장 측정기를 사용하는 것은 선로의 종단을 분리하여 채널별로 이를 일일이 측정해야 하기 때문에, 현장에서 사용 가능한 휴대용 파장 측정기에대한 활발한 실용화가 이루어져 있지 않을 뿐만 아니라, 각 채널별로 실시간에 해당하는 파장의 전송 상태를 파악하는 것이 매우 어려운 것이 실정이다.In addition, in the measurement of the wavelength for each channel for the maintenance and repair of the WDM optical transmission system, the use of a separate wavelength measuring device is a portable wavelength measuring device that can be used in the field because the end of the line must be separated and measured by each channel. Not only is it not actively implemented, but it is very difficult to grasp the transmission state of the wavelength corresponding to each channel in real time.
그에 따라, 최근에는 종래의 광학적 정렬이나 기계적이 움직임이 없이 측정 가능한 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.Accordingly, in recent years, research into a device capable of measuring the optical alignment or the mechanical movement without the prior art has been actively conducted.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 광섬유 파장 분할기를 이용하여 각 채널별로 전송되는 광 파장을 측정할 수 있는 실시간 파장 측정 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a real-time wavelength measurement system and method capable of measuring optical wavelengths transmitted for each channel by using an optical fiber wavelength splitter.
또한, 본 발명은 편광 간섭계를 이용하여 채널별로 파장을 측정할 수 있는 실시간 파장 측정 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a real-time wavelength measurement system and method that can measure the wavelength for each channel using a polarization interferometer.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실시간 파장 측정 시스템을 이용하여, WDM 시스템의 채널별 광 신호 파장을 측정하는 경우의 구성도.1 is a configuration diagram in the case of measuring the optical signal wavelength for each channel of the WDM system, using a real-time wavelength measurement system according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 실시간 파장 측정 시스템에 있어서, WDM 전송 선로의 수신단에서 채널별 광 신호 파장을 측정하는 경우의 구성도.2 is a block diagram of an optical signal wavelength for each channel measured at a receiving end of a WDM transmission line in a real-time wavelength measuring system according to another embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실시간 파장 측정 시스템에 있어서, 파장 측정부의 세부 구성도.3 is a detailed configuration diagram of a wavelength measuring unit in a real-time wavelength measuring system according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실시간 파장 측정 시스템에 있어서, 입력 파장의 범위를 판단하는 비교부의 구성도.4 is a block diagram of a comparator for determining a range of input wavelengths in a real-time wavelength measurement system according to a preferred embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실시간 파장 측정 시스템에 있어서, 광 신호의 파장에 해당하는 광 전압을 비교하기 위한 비교부의 세부 구성도.5 is a detailed configuration diagram of a comparator for comparing an optical voltage corresponding to a wavelength of an optical signal in a real-time wavelength measurement system according to a preferred embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실시간 파장 측정 시스템에 있어서, 편광 간섭계 형 구조를 이용한 경우의 구성도.6 is a block diagram of a polarization interferometer type structure in a real-time wavelength measurement system according to a preferred embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 실시간 파장 측정 시스템에 있어서,위상 지연기 대신에 편광 유지 광 섬유를 사용하는 경우를 나타낸 도면.7 is a view showing a case of using a polarization maintaining optical fiber instead of a phase retarder in the real-time wavelength measurement system according to another embodiment of the present invention.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 명칭)(Name of the code for the main part of the drawing)
100: 신호 분할부 200: 신호 처리부100: signal divider 200: signal processor
210: 파장 측정부 220: 비교부210: wavelength measurement unit 220: comparison unit
212: 광 섬유 파장 분할기 214: 로그 비율 증폭기212: optical fiber wavelength divider 214: log ratio amplifier
222, 224: 비교기222, 224: comparator
310: 편광기 320: 위상 지연기310: polarizer 320: phase retarder
330: 편광 광 분할기 340: 로그 비율 증폭기330: polarized light splitter 340: log ratio amplifier
350: 편광 유지 광 섬유350: polarization maintaining optical fiber
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시간 파장 측정 시스템은 송신기로부터 채널을 통하여 전송되는 광 신호를 채널로부터 추출하기 위한 신호 분할부와, 상기 신호 분할부로부터 제공된 광 신호의 파장을 복수의 광 파장으로 분할하기 위한 광 신호 파장 분할부와, 상기 광 신호 파장 분할부로부터 분할된 복수의 광 파장을 이용하여 채널을 통하여 전송되는 광 신호의 파장에 해당하는 광 전압을 발생하는 파장 측정부와, 상기 파장 측정부의 출력 전압과, 해당 채널의 광 파장에 대한 한계 최고 전압 및 한계 최저 전압을 제공받아 채널을 통하여 전송되는 광 신호의 상태를 판단하는 판단부와, 상기 판단부의 판단 결과에 따라 광 신호의 정상 상태 여부를 외부로 표시하기 위한 표시부를 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, the real-time wavelength measuring system of the present invention comprises a signal splitter for extracting an optical signal transmitted through a channel from a transmitter from a channel, and a plurality of optical signals of a wavelength of the optical signal provided from the signal splitter. An optical signal wavelength dividing unit for dividing into wavelengths, a wavelength measuring unit for generating an optical voltage corresponding to a wavelength of an optical signal transmitted through a channel using a plurality of optical wavelengths divided from the optical signal wavelength dividing unit; A determination unit configured to determine an output voltage of the wavelength measuring unit, a state of an optical signal transmitted through a channel by receiving a limit maximum voltage and a limit minimum voltage for an optical wavelength of a corresponding channel, and an optical signal according to a determination result of the determination unit It may include a display for displaying the normal state of the outside.
상기 신호 분할부는 각 채널에 고정 연결되는 광 섬유 분할기로 이루어질 수 있다.The signal splitter may be an optical fiber splitter fixedly connected to each channel.
상기 광 신호 파장 분할부는 신호 분할부로부터 제공되는 광 신호의 파장에 따라, 서로 다른 파장을 갖는 복수의 광 신호로 분할하여 발생하는 광 섬유 파장 분할기로 이루어질 수 있다.The optical signal wavelength divider may be configured as an optical fiber wavelength divider generated by dividing into a plurality of optical signals having different wavelengths according to the wavelength of the optical signal provided from the signal divider.
상기 파장 측정부는 광 신호 파장 분할부로부터 발생된 서로 다른 파장을 갖는 복수의 광 신호를 파장에 해당하는 광 전압으로 각각 변환하는 복수의 광 검출부와, 상기 복수의 광 검출기에서 변환된 광 전압을 이용하여, 해당 채널의 광 신호에 상당하는 광 전압을 발생하는 광 전압 발생부를 포함할 수 있다.The wavelength measuring unit uses a plurality of light detectors for converting a plurality of optical signals having different wavelengths generated from the optical signal wavelength divider into optical voltages corresponding to wavelengths, and the optical voltages converted by the plurality of photo detectors. The optical voltage generator may generate an optical voltage corresponding to the optical signal of the corresponding channel.
상기 광 검출부는 광 신호 파장 분할부로부터 발생된 복수의 광 신호를 각각 제공받아 해당하는 광 전압으로 변환하는 복수의 포토 다이오드로 이루어질 수 있다.The photo detector may be configured of a plurality of photodiodes that receive a plurality of optical signals generated from the optical signal wavelength division unit and convert the plurality of optical signals into corresponding photo voltages.
상기 광 전압 발생부는 복수의 포토 다이오드에서 변환된 광 전압을 각각 입력받아 채널의 광 신호에 해당하는 광 전압을 발생하는 로그 비율 증폭기로 이루어질 수 있다.The optical voltage generator may be configured as a logarithmic ratio amplifier that receives optical voltages converted from a plurality of photodiodes and generates optical voltages corresponding to optical signals of channels.
상기 판단부는 파장 측정부에서 변환된 광 전압과 해당 채널의 한계 최고 전압을 비교하여 광 신호의 상태를 판단하는 제 1 비교부와, 파장 측정부에서 변환된 광 전압과 해당 채널의 한계 최저 전압을 비교하여 광 신호의 상태를 판단하는 제2 비교부를 포함할 수 있다.The determination unit may include: a first comparator for comparing the optical voltage converted by the wavelength measuring unit with the maximum limit voltage of the corresponding channel to determine the state of the optical signal; The second comparison unit may be configured to compare and determine a state of the optical signal.
상기 표시부는 채널을 통하여 전송되는 광 신호의 정상 상태 및 광 전압 값을 표시하는 정상 표시부와, 채널을 통하여 전송되는 광 신호가 한계 최고 범위를 초과한 경우에 초과 상태를 표시하는 제 1 경고 표시부와, 채널을 통하여 전송되는 광 신호가 한계 최저 범위의 미만인 경우에 미만 상태를 표시하는 제2 경고 표시부를 포함할 수 있다.The display unit may include a normal display unit for displaying a normal state and an optical voltage value of the optical signal transmitted through the channel, and a first warning display unit for displaying an excess state when the optical signal transmitted through the channel exceeds a limit maximum range. The second warning display may include a second warning display when the optical signal transmitted through the channel is less than the limit minimum range.
상기 정상 표시부는 액정 디스플레이로 이루어질 수 있다.The normal display unit may be a liquid crystal display.
상기 제 1 및 제 2 경고 표시부는 발포토 다이오드로 이루어질 수 있다.The first and second warning display units may be formed of a balphoto diode.
상기 광 신호 파장 분할부는 채널을 통하여 전송되는 광 신호를 편광시키는 편광기와, 상기 편광기를 통하여 편광된 광 신호의 위상 차를 변형시키는 위상 지연기와, 위상 지연기를 통하여 위상 차가 변형된 광 신호의 파장에 따라 광을 분배하는 편광 광 분할기를 포함할 수 있다.The optical signal wavelength division unit may include a polarizer for polarizing an optical signal transmitted through a channel, a phase retarder for modifying a phase difference of an optical signal polarized through the polarizer, and a wavelength of an optical signal having a phase difference modified through a phase retarder. And a polarized light splitter that distributes light accordingly.
상기 광 신호 파장 분할부는 신호 분할부로부터 제공된 광 신호를 편광시키는 편광기와, 상기 편광기를 통하여 편광된 광 신호의 위상 차를 변형시키기 위하여 융착 접속된 편광 유지 광 섬유와, 상기 편광 유지 광 섬유를 통하여 위상 차가 변형된 광 신호의 파장에 따라 광을 분배하는 편광 광 분할기를 포함할 수 있다.The optical signal wavelength division unit includes a polarizer for polarizing the optical signal provided from the signal division unit, a polarization holding optical fiber fused and connected to modify the phase difference of the optical signal polarized through the polarizer, and the polarization holding optical fiber. It may include a polarizing light splitter that distributes light according to the wavelength of the optical signal whose phase difference is modified.
또한, 본 발명의 실시간 파장 측정 시스템은 송신기로부터 채널을 통하여 전송되는 광 신호를 채널로부터 추출하기 위한 신호 분할부와, 상기 신호 분할부로부터 제공된 광 신호의 파장을 복수의 광 파장으로 분할하기 위한 광 섬유 파장 분할기와, 상기 광 섬유 파장 분할기로부터 분할된 복수의 광 파장을 해당하는 광 전압으로 각각 변환하기 위한 복수의 광 검출기와, 상기 광 검출기의 출력 광 전압을 제공받아 채널을 통하여 전송되는 광 신호의 광 전압을 측정하는 파장 측정부와, 상기 파장 측정부의 출력 전압과, 해당 채널의 광 파장에 대한 한계 최고 전압 및 한계 최저 전압을 제공받아 채널을 통하여 전송되는 광 신호의 상태를 판단하여 이를 외부로 표시하는 판단부를 포함할 수 있다.In addition, the real-time wavelength measurement system of the present invention is a signal splitter for extracting an optical signal transmitted through a channel from the transmitter from the channel, and a light for splitting the wavelength of the optical signal provided from the signal splitter into a plurality of optical wavelengths A fiber wavelength splitter, a plurality of optical detectors for converting the plurality of optical wavelengths split from the optical fiber wavelength splitter into corresponding optical voltages, and an optical signal that is received through the channel by receiving an output optical voltage of the optical detector A wavelength measuring unit measuring an optical voltage of the optical signal, an output voltage of the wavelength measuring unit, and a threshold peak voltage and a threshold minimum voltage for the optical wavelength of the corresponding channel are received to determine the state of the optical signal transmitted through the channel It may include a determination unit to display.
또한, 본 발명의 실시간 파장 측정 시스템은 송신기로부터 채널을 통하여 전송되는 광 신호를 채널로부터 추출하기 위한 신호 분할부와, 상기 신호 분할부로부터 제공된 광 신호를 편광시키는 편광기와, 상기 편광기를 통하여 편광된 광 신호의 위상 차를 변형시키기 위하여 융착 접속된 편광 유지 광 섬유와, 상기 편광 유지 광 섬유를 통하여 위상 차가 변형된 광 신호의 파장에 따라 광을 분배하는 편광 광 분할기와, 상기 편광 광 분할기로부터 분할된 복수의 광 파장을 해당하는 광 전압으로 각각 변환하기 위한 복수의 광 검출기와, 상기 광 검출기의 출력 광 전압을 제공받아 채널을 통하여 전송되는 광 신호의 광 전압을 측정하는 파장 측정부와, 상기 파장 측정부의 출력 전압과, 해당 채널의 광 파장에 대한 한계 최고 전압 및 한계 최저 전압을 제공받아 채널을 통하여 전송되는 광 신호의 상태를 판단하여 이를 외부로 표시하는 판단부를 포함할 수 있다.In addition, the real-time wavelength measurement system of the present invention is a signal splitter for extracting an optical signal transmitted through the channel from the transmitter from the channel, a polarizer for polarizing the optical signal provided from the signal splitter, and polarized through the polarizer A polarization maintaining optical fiber that is fusion-spliced to modify the phase difference of the optical signal, a polarizing light splitter which distributes light according to the wavelength of the optical signal whose phase difference is modified through the polarization holding optical fiber, and splits from the polarizing light splitter A plurality of photo detectors for converting the plurality of optical wavelengths into corresponding optical voltages, a wavelength measuring unit configured to measure the optical voltages of the optical signals received through the channel by receiving the output optical voltages of the photo detectors; Remove the output voltage of the wavelength measurement section and the maximum and minimum voltage limits for the optical wavelength of the channel. Take can be determined by the state of the optical signal transmitted via a channel to include a determination and displaying it to the outside.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실시간 파장 측정 시스템을 이용하여 WDM 시스템의 채널별 광 신호 파장을 측정하는 경우의 구성도를 나타낸 것이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시간 파장 측정 시스템은 복수의 송신기(LD1, ... , LD4, ... )로부터 전송되는 채널별 파장을 분할하기 위하여, WDM 전송 선로 송신단에 채널별로 고정 연결하여 광 신호를 분할할 수 있도록 신호 분할부(100)를 구성할 수 있다. 이 때, 신호 분할부(100)는 일반적인 광 섬유 분할기를 이용할 수 있으며, 파장을 측정하고자 하는 채널에 각각 고정 연결할 수 있다.1 is a block diagram of a case of measuring an optical signal wavelength for each channel of a WDM system using a real-time wavelength measurement system according to a preferred embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the real-time wavelength measuring system of the present invention is fixedly connected to each channel to a WDM transmission line transmitter in order to divide wavelengths for each channel transmitted from a plurality of transmitters LD1,..., LD4,... The signal divider 100 may be configured to divide the optical signal. In this case, the signal dividing unit 100 may use a general optical fiber splitter and may be fixedly connected to each channel to measure the wavelength.
신호 분할부(100)를 통하여 분할된 광 신호는 이를 해당하는 전압으로 변환하여 채널별 최고 한계 전압(VH) 및 채널별 한계 최저 전압(VL)과 비교하기 위한 신호 처리부(200)로 인가된다.The optical signal divided by the signal dividing unit 100 is converted into a corresponding voltage and applied to the signal processing unit 200 to compare the maximum threshold voltage (V H ) for each channel and the minimum threshold voltage (V L ) for each channel. do.
신호 처리부(200)는 신호 분할부(100)로부터 분할된 광 신호를 전압으로 변환하는 파장 측정부(210)와 파장 측정부(210)의 출력 전압(Vout)을 채널별 한계 최고 전압(VH) 또는 채널별 한계 최저 전압(VL)과 비교하기 위한 비교부(220)로 이루어진다. 결국, 각 채널을 통하여 전송되는 광 신호가 채널별 한계 최고 전압(VH) 이상인 경우에는 한계 초과 신호(VOH)가 비교부(220)에서 발생되고, 광 신호가 채널별 한계 최저 전압(VL) 이하인 경우에는 한계 미만 신호(VOL)가 비교부(220)에서 발생된다. 또한, 광 신호에 해당하는 전압, 즉 파장 측정부(210)의 출력 전압(Vout)을 외부에 표시함으로써, 각 채널을 통하여 전송되는 광 신호의 현재 상태를 확인할 수 있다.The signal processor 200 converts the output voltage Vout of the wavelength measuring unit 210 and the wavelength measuring unit 210 for converting the optical signal divided from the signal dividing unit 100 into a voltage (V H ) for each channel. Or a comparison unit 220 for comparing with the channel-specific limit minimum voltage V L. As a result, when the optical signal transmitted through each channel is greater than or equal to the channel-specific limit peak voltage (V H ), the limit excess signal (V OH ) is generated in the comparator 220, and the optical signal generates the channel-specific limit minimum voltage (V). In the case of L ) or less, the signal V OL below the limit is generated in the comparator 220. In addition, by displaying the voltage corresponding to the optical signal, that is, the output voltage (Vout) of the wavelength measuring unit 210 to the outside, it is possible to confirm the current state of the optical signal transmitted through each channel.
한편, 이와 같은 광 신호의 파장 측정 시스템은 WDM 전송 선로의 수신단에도 동일하게 적용 가능할 것이다. 도 2는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 실시간 파장 측정 시스템에 있어서, WDM 전송 선로의 수신단에서 채널별 광 신호 파장을 측정하는 경우의 구성도를 나타낸 것이다.On the other hand, such a wavelength measurement system of the optical signal may be equally applicable to the receiving end of the WDM transmission line. 2 is a block diagram of a case of measuring an optical signal wavelength for each channel at a receiving end of a WDM transmission line in a real-time wavelength measuring system according to another embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 광 신호의 파장을 분할하기 위하여 복수의 수신기(PD1, ... , PD4, ... )를 포함하는 수신단에서 각 채널에 신호 분할부(100)를 연결할 수 있다. 또한, 신호 분할부(100)를 통하여 분할된 광 신호는 파장 측정부(210)에서 전압으로 변환되고, 파장 측정부(210)의 출력 전압은 비교부(220)를 통하여 채널별 한계 최대 전압(VOH) 또는 채널별 한계 최저 전압(VOL)과 비교될 것이다. 즉, 구성 및 동작은 도 1의 경우와 동일하다.Referring to FIG. 2, a signal splitter 100 may be connected to each channel at a receiving end including a plurality of receivers PD1,..., PD4,... To divide wavelengths of an optical signal. In addition, the optical signal divided by the signal dividing unit 100 is converted into a voltage in the wavelength measuring unit 210, the output voltage of the wavelength measuring unit 210 through the comparison unit 220, the limit maximum voltage for each channel ( V OH ) or per channel limit minimum voltage (V OL ). That is, the configuration and operation are the same as in the case of FIG.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실시간 파장 측정 시스템에 있어서, 신호 분할부를 통하여 분할된 광 신호의 파장을 전압으로 변환하기 위한 파장 측정부(210)의 세부 구성도를 나타낸 것이다. 도 3을 참조하면, 파장 측정부(210)는 각 채널을 통하여 전송되는 광 신호를 파장에 따라 분할하기 위한 광 섬유 파장 분할기(212)와 광 섬유 파장 분할기(212)를 통하여 하나 이상의 파장으로 분할된 신호를 해당하는 전압으로 변환하기 위한 하나 이상의 광 검출기(D1, D2)를 포함할 수 있다. 또한, 광 검출기(D1, D2)를 통하여 발생된 전압을 비교 증폭하기 위한 증폭기(214)를 포함할 수 있다.3 illustrates a detailed configuration diagram of a wavelength measuring unit 210 for converting a wavelength of an optical signal divided by a signal splitting unit into a voltage in a real-time wavelength measuring system according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the wavelength measuring unit 210 divides an optical signal transmitted through each channel into one or more wavelengths through an optical fiber wavelength divider 212 and an optical fiber wavelength divider 212. It may include one or more photo detectors (D1, D2) for converting the signal into a corresponding voltage. It may also include an amplifier 214 for comparatively amplifying the voltage generated through the photo detectors D1 and D2.
이와 같은 구조를 갖는 파장 측정부(210)의 동작을 자세히 살펴보면 다음과같다.Looking at the operation of the wavelength measuring unit 210 having such a structure in detail as follows.
WDM 시스템에서 채널을 통하여 전송되는 광 신호는 일반적으로 1550 nm 부근의 값을 가지는데, 광 신호 파장의 변동으로 1550 nm 이상 또는 그 이하의 파장을 가질 수 있다. 이 때, 광 섬유 분할기에 의하여 채널로부터 분기된 광 신호의 파장이 λL이라고 하자. 광 섬유 파장 분할기(212)에 의하여 λL파장의 광 신호는 λ1 및 λ2 의 파장으로 분할될 것이다. 예컨대, 1550 nm의 파장을 갖는 광 신호를 측정하는 경우에 λ1 과 λ2를 각각 1510 nm 와 1590 nm 정도로 정하는 것이 파장 측정에 효율적이다.In a WDM system, an optical signal transmitted through a channel generally has a value around 1550 nm, and may have a wavelength of 1550 nm or more due to a change in optical signal wavelength. At this time, assume that the wavelength of the optical signal branched from the channel by the optical fiber splitter is λ L. By means of the optical fiber wavelength divider 212, the optical signal of wavelength λ L will be split into wavelengths of λ 1 and λ 2. For example, in the case of measuring an optical signal having a wavelength of 1550 nm, it is effective to determine λ 1 and λ 2 at about 1510 nm and 1590 nm, respectively.
이 때, 광 섬유 파장 분할기(212)의 분할 계수 η는 입력되는 파장 λL에 대하여 다음과 같은 수학식으로 근사화할 수 있다.At this time, the splitting coefficient η of the optical fiber wavelength divider 212 can be approximated by the following equation with respect to the input wavelength λ L.
이 때, 측정하고자 하는 파장 λ(예컨대, 1550 nm)은 λ1 과 λ2 사이에 있는 파장으로서, λ2 - λ1 < 1 의 조건을 만족한다.At this time, the wavelength λ (for example, 1550 nm) to be measured is a wavelength between λ 1 and λ 2, and satisfies the condition of λ 2 -λ 1 <1.
광 섬유 파장 분할기(212)를 통하여 분배된 파장 λ1, λ2를 가지는 광 신호는 각각 광 검출기(D1, D2)를 통하여 각 파장(λ1, λ2)에 해당하는 전압(전류)으로 변환될 것이다.The optical signals having wavelengths λ1 and λ2 distributed through the optical fiber wavelength divider 212 will be converted into voltages (currents) corresponding to the respective wavelengths λ1 and λ2 through the photodetectors D1 and D2, respectively.
이 때, 광 섬유 파장 분할기(212)를 통하여 분배된 광 신호의 파장(λ1, λ2)에 따라 광 검출기(D1, D2)에서 흐르는 광 전류 IA및 IB의 크기는 각각 다음과 같이 표현된다.At this time, the magnitudes of the optical currents I A and I B flowing in the optical detectors D1 and D2 according to the wavelengths λ1 and λ2 of the optical signal distributed through the optical fiber wavelength divider 212 are expressed as follows. .
이 때, psi(λ)는 광 섬유 파장 분할기(212) 입력의 광 파워 스펙트럼 밀도(Optical Power Spectral Density)이고, Δλ는 입력 파장의 선폭(Linewidth)을 나타나며, RA및 RB는 각각 λ1과 λ2의 파장을 갖는 광 신호의 측정에 사용되는 광 검출기(D1, D2)의 응답도(Responsibility)를 나타낸다.Where psi (λ) is the Optical Power Spectral Density at the input of the optical fiber wavelength divider 212, Δλ represents the linewidth of the input wavelength, and R A and R B are respectively Responsibility of the photodetectors D1 and D2 used for the measurement of an optical signal having a wavelength of λ2 is shown.
광 검출기(D1, D2)에 의하여 발생된 광 전류(IA, IB)는 각각 로그 비율 증폭기(Log Ratio Amplifier: 214)에 입력되어 증폭된 출력 전압(Vout)이 발생한다. 로그 비율 증폭기(214)의 출력 전압은 하기의 수학식(3)으로 표현된다.The photocurrents I A and I B generated by the photo detectors D1 and D2 are respectively input to a log ratio amplifier 214 to generate an amplified output voltage Vout. The output voltage of the logarithmic ratio amplifier 214 is expressed by the following equation (3).
여기에서, K는 로그 비율 증폭기(214)의 이득이다. 상기에서는 로그 비율 증폭기를 사용하는 경우를 예로 들었지만, 로그 비율 증폭기 외에 일반적인 증폭기를 사용할 수도 있을 것이다.Where K is the gain of the logarithmic ratio amplifier 214. In the above example, a log ratio amplifier is used, but a general amplifier may be used in addition to the log ratio amplifier.
상기 수학식 (3)에 수학식 (2)를 대입하면, 단일 파장 λL의 광 신호에 의한 파장 측정부(210)의 출력 전압(Vout)은 하기의 수학식 (4)와 같이 표현된다.Substituting Equation (2) into Equation (3), the output voltage Vout of the wavelength measuring unit 210 by the optical signal having a single wavelength λ L is expressed as Equation (4) below.
결국, 수학식 (4)에 나타난 바와 같이, λ1과 λ2 사이에 있는 모든 임의의 파장에 대한 출력 전압(Vout)을 확인할 수 있다. 따라서, 채널을 통하여 전송되는 광 신호의 파장(λL)이 λ1 과 λ2 사이의 영역에 있는 경우에 입력 광 신호의 파장(λL)을 출력 전압(Vout)을 측정함으로써 결정할 수 있다. 즉, 입력 파장(λL)에 따라 각각 서로 다른 전압(Vout)을 얻을 수 있는 것이다.As a result, as shown in equation (4), the output voltage Vout for any arbitrary wavelength between λ1 and λ2 can be confirmed. Therefore, when the wavelength λ L of the optical signal transmitted through the channel is in the region between λ 1 and λ 2, the wavelength λ L of the input optical signal can be determined by measuring the output voltage Vout. That is, different voltages Vout can be obtained depending on the input wavelength λ L.
이와 같이, 파장 측정부(210)를 통하여 전압으로 변환된 신호는 비교부(220)로 인가되고, 비교부(220)에서는 채널별 한계 최고 전압(VH)과 채널별 한계 최저 전압(VL)과 각각 비교하여, 입력 파장(λL)의 범위를 판단하게 될 것이다.As such, the signal converted into the voltage through the wavelength measuring unit 210 is applied to the comparator 220, and the comparator 220 is the limit maximum voltage V H for each channel and the limit minimum voltage V L for each channel. ) Will determine the range of the input wavelength λ L.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실시간 파장 측정 시스템에 있어서, 입력 파장의 범위를 판단하는 비교부의 구성을 나타낸 것이다.4 illustrates a configuration of a comparator for determining a range of input wavelengths in a real-time wavelength measuring system according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 비교부(220)는 채널을 통하여 전송되는 광 신호의 한계 최고 파장 및 한계 최저 파장에 각각 해당하는 한계 최고 전압(VH)과 한계 최저 전압(VL)을 각각 레퍼런스 전압으로 입력받는다. 따라서, 파장 측정부(210)에서 변환된 출력 전압(Vout)을 입력받아 해당 채널의 한계 최고 전압(VH) 및 한계 최저 전압(VL)과 비교할 것이다. 비교 결과, 파장 측정부(210)의 출력 전압(Vout)이 한계 최고 전압(VH)을 넘어서는 경우에는 광 신호에 따른 출력 전압(Vo)을 표시하고, 한계 범위를 초과했음을 알리는 경고 신호(VOH)를 발생할 것이다. 한편, 파장 측정부(210)의 출력 전압(Vout)이 한계 최저 전압(VL)보다 작은 경우에는 그에 따른 출력 전압(Vo)을 표시하고, 채널의 광 신호가 한계 범위에 미달된다는 것을 알리는 경고 신호(VOL)를 발생할 것이다. 또한, 현재 채널을 통하여 입력되는 광 신호가 한계 최고 범위와 한계 최저 범위 사이의 정상적인 범위를 가지는 경우에는, 광 신호의 파장(λL)에 따라 파장 측정부(210)에서 발생된 광 전압(Vout)을 발생함으로써, 현재 전송되는 광 신호의 파장(λL)에 해당하는 광 전압 값(Vo)을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 4, the comparator 220 may refer to a threshold maximum voltage V H and a threshold minimum voltage V L respectively corresponding to the threshold maximum wavelength and the threshold minimum wavelength of the optical signal transmitted through the channel, respectively. To be input. Therefore, the output voltage Vout converted by the wavelength measuring unit 210 is input and compared with the limit maximum voltage V H and the limit minimum voltage V L of the corresponding channel. As a result of the comparison, when the output voltage Vout of the wavelength measuring unit 210 exceeds the threshold maximum voltage V H , an output voltage Vo corresponding to an optical signal is displayed and a warning signal V indicating that the threshold range is exceeded. OH ). On the other hand, when the output voltage Vout of the wavelength measuring unit 210 is smaller than the threshold minimum voltage V L , the output voltage Vo is displayed accordingly, and a warning indicating that the optical signal of the channel falls below the threshold range. Will generate a signal V OL . In addition, when the optical signal input through the current channel has a normal range between the upper limit and the lower limit, the optical voltage Vout generated by the wavelength measuring unit 210 according to the wavelength λ L of the optical signal. ), It is possible to check the optical voltage value Vo corresponding to the wavelength λ L of the currently transmitted optical signal.
비교부(220)는 파장 측정부(210)로부터 입력되는 광 전압(Vout)과 광 신호의 한계 파장 범위에 해당하는 한계 최고 전압(VH) 및 한계 최저 전압(VL)을 비교하기위한 것으로, 간단히 2 개의 비교기를 이용하여 구성할 수 있다.The comparator 220 compares the optical voltage Vout input from the wavelength measuring unit 210 with the threshold maximum voltage V H and the threshold minimum voltage V L corresponding to the threshold wavelength range of the optical signal. It can be configured simply by using two comparators.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실시간 파장 측정 시스템에 있어서, 광 신호의 파장에 해당하는 광 전압을 비교하기 위한 비교부의 세부 구성을 나타낸 것이다. 도 5를 참조하면, 비교부(220)는 파장 측정부(210)로부터 제공된 광 신호의 파장(λL)에 해당하는 광 전압(Vout)과, 해당 채널의 광 신호 파장의 한계 최고 범위에 해당하는 한계 최고 전압(VH)을 비교하기 위한 제 1 비교기(222)와, 파장 측정부(210)의 출력 광 전압(Vout)과 광 신호 파장의 한계 최저 범위에 해당하는 한계 최저 전압(VL)을 비교하기 위한 제 2 비교기(224)로 구성될 수 있다.5 illustrates a detailed configuration of a comparator for comparing an optical voltage corresponding to a wavelength of an optical signal in a real-time wavelength measuring system according to a preferred embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, the comparator 220 corresponds to the optical voltage Vout corresponding to the wavelength λ L of the optical signal provided from the wavelength measuring unit 210 and the maximum limit of the optical signal wavelength of the corresponding channel. The first comparator 222 for comparing the maximum limit voltage V H and the minimum limit voltage V L corresponding to the minimum limit range of the output optical voltage Vout and the wavelength of the optical signal of the wavelength measuring unit 210. ) May be configured as a second comparator 224 for comparing
제 1 비교기(222)는 파장 측정부(210)의 광 전압(Vout)을 비반전 입력 단자로 제공받고, 한계 최고 전압(VH)을 반전 입력 단자로 제공받으로써, 광 전압(Vout)이 한계 최고 전압(VH)을 초과하는 경우에 이를 나타내는 신호(VOH)가 하이 상태로 출력될 것이다. 마찬가지고, 제 2 비교기(224)는 파장 측정부(210)의 광 전압(Vout)을 반전 입력 단자로 제공받고, 한계 최저 전압(VL)을 비반전 입력 단자로 제공받음으로써, 광 전압(Vout)이 한계 최저 전압(VL)에 미치지 못하는 경우에 이를 나타내는 신호(VOL)가 하이 상태로 출력될 것이다.The first comparator 222 receives the optical voltage Vout of the wavelength measuring unit 210 as the non-inverting input terminal and receives the limit maximum voltage V H as the inverting input terminal, whereby the optical voltage Vout is increased. If the limit peak voltage (V H ) is exceeded, a signal (V OH ) indicating this will be output high. Similarly, the second comparator 224 receives the optical voltage Vout of the wavelength measuring unit 210 as the inverting input terminal and receives the limit minimum voltage V L as the non-inverting input terminal, thereby providing the optical voltage Vout. If) does not reach the limit minimum voltage (V L ), the signal V OL indicating this will be output high.
또한, 채널을 통하여 전송되는 광 신호의 파장을 측정하기 위한 파장 측정부를 편광 간섭계 형 구조를 이용할 수도 있다.In addition, a polarization interferometer type structure may be used for the wavelength measuring unit for measuring the wavelength of the optical signal transmitted through the channel.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실시간 파장 측정 시스템에 있어서, 편광 간섭계 형 구조를 이용한 경우를 도시한 것이다. 도 6을 참조하면, 파장 측정부는 채널을 통하여 전송되는 광을 편광시키는 편광기(310)와, 편광된 광의 위상 차를 변형시키는 위상 지연기(320)와, 파장에 따라 광을 분배하는 편광 광 분할기(330)와, 파장에 따라 분배된 광을 각각 광 전압으로 변환하는 광 검출기(PD1, PD2)와, 광 검출기(PD1, PD2)의 출력 전압을 증폭하기 위한 증폭기(340)를 포함할 수 있다.6 illustrates a case in which a polarization interferometer type structure is used in a real-time wavelength measurement system according to a preferred embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, the wavelength measuring unit includes a polarizer 310 that polarizes light transmitted through a channel, a phase retarder 320 that modifies a phase difference of the polarized light, and a polarization light splitter that distributes light according to wavelengths. 330, photodetectors PD1 and PD2 for converting the light distributed according to the wavelength into optical voltages, and an amplifier 340 for amplifying the output voltages of the photodetectors PD1 and PD2. .
임의의 입사 광이 편광기(310)에 입사되면 x축으로 선형 편광된 광이 발생하고, 그에 따라 45°로 기울어진 위상 지연기(320)의 패스트 축(af)과 이에 수직인 슬로우 축(as)으로 동일 위상 및 동일 진폭의 광이 입력된다. 편광기(310)를 통하여 선형 편광된 광이 위상 지연기(320)에 입사되면 위상 지연기(320)의 매질과 길이에 따라 위상 차가 변형된다.When any incident light is incident on the polarizer 310, light linearly polarized on the x axis is generated, and thus the fast axis a f of the phase retarder 320 tilted at 45 ° and the slow axis perpendicular thereto ( a s ) inputs light of the same phase and the same amplitude. When the linearly polarized light is incident on the phase retarder 320 through the polarizer 310, the phase difference is modified according to the medium and length of the phase retarder 320.
선형 편광된 두 개의 광이 위상 지연기(320)를 통과하였을 때, 두 편광 성분의 위상 차 Γ는 다음과 같다.When two linearly polarized light passes through the phase retarder 320, the phase difference Γ of the two polarization components is as follows.
여기에서, L은 위상 지연기(320)의 길이이고, Δn = ns- nj로서 위상 지연기(320)의 슬로우 축(as)과 패스트 축(af)으로 편광된 입사 광에 대한 굴절률의 차이이다.Here, L is the length of the phase retarder 320, and Δn = n s -n j for the incident light polarized in the slow axis (a s ) and fast axis (a f ) of the phase retarder 320 Difference in refractive index.
그리고, 입력되는 광은 각각 X축과 Y축 전계 성분의 복소 진폭을 가지므로, 위상 지연기(320)를 통과한 광파의 복소 진폭은 Jones 행렬에 의하여 다음과 같이 표현할 수 있다.Since the input light has a complex amplitude of the X-axis and Y-axis electric field components, the complex amplitude of the light wave passing through the phase retarder 320 can be expressed as follows by the Jones matrix.
여기에서, Aix와 Aiy는 각각 입사 광의 X축 성분과 Y축 성분을 나타낸다.Here, A ix and A iy represent the X-axis component and the Y-axis component of the incident light, respectively.
일반적으로, 편광은 위상 차에 따라 선형, 타원 및 원형의 순으로 변형되고, 반대로 다시 원형, 타원 및 선형으로 변형된다. 따라서, 이를 이용하여 입사 광의 편광 방향을 Y축 방향으로 하면, 출력 광을 X축과 Y축의 편광 성분으로 나누어 각각의 크기를 비교함으로써 위상 차를 구하고, 위상 차를 이용하여 파장을 측정할 수 있다.In general, polarization is deformed in the order of linear, ellipse, and circular in accordance with the phase difference, and vice versa. Therefore, if the polarization direction of the incident light is made into the Y-axis direction using this, the phase difference can be obtained by dividing the output light into the polarization components of the X-axis and the Y-axis, and comparing the magnitudes thereof, and the wavelength can be measured using the phase difference. .
한편, 편광 광 분할기(330)를 통하여 X축 편광 성분과 Y축 편광 성분으로 분할된 광은 각각의 광 검출기(PD1, PD2)에 의하여 각 광 파장에 따라 선형으로 대응되는 광 전압을 발생시킨다.Meanwhile, the light divided into the X-axis polarization component and the Y-axis polarization component through the polarization light splitter 330 generates an optical voltage corresponding to each light wavelength linearly by the respective light detectors PD1 and PD2.
광 검출기(PD1, PD2)를 통한 광 파워 PA및 PB는 다음과 같이 각각 X축 방향과 Y축 방향에 대하여 다음과 같이 복소 진폭의 제곱에 비례하는 관계를 갖는다.The optical powers P A and P B through the photo detectors PD1 and PD2 have a relationship proportional to the square of the complex amplitude as follows for the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively, as follows.
PB∝ AoyAoy*P B ∝ A oy A oy *
광 검출기(PD1, PD2)로부터 발생된 광 전류는 로그 비율 증폭기(340)를 통하여 아래와 같은 출력 전압(Vout)을 발생한다.The photocurrent generated from the photo detectors PD1 and PD2 generates the output voltage Vout as follows through the log ratio amplifier 340.
여기에서, R1과 R2는 각각 광 검출기(PD1, PD2)의 반응도이며, K는 증폭 이득이다.Here, R1 and R2 are the reactivity of the photodetectors PD1 and PD2, respectively, and K is the amplification gain.
수학식 (7)을 수학식 (8)에 대입하여, 위상 차 함수를 갖는 출력 전압을 구하면 다음의 수학식 (9)와 같이 표현할 수 있다.Substituting Equation (7) into Equation (8) to obtain an output voltage having a phase difference function can be expressed as Equation (9) below.
또한, 도 6과 같은 구조에서 모든 광학계를 광 섬유 형태의 부품으로 사용할 수도 있다.In addition, in the structure shown in FIG. 6, all optical systems may be used as components in the form of optical fibers.
도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 실시간 파장 측정 시스템에 있어서, 위상 지연기 대신에 편광 유지 광 섬유를 사용하는 경우를 나타낸 것이다. 도 7을 참조하면, 파장 측정부는 편광기(310)와 편광 광 분할기(330) 사이에 편광 유지 광 섬유(350)를 45°로 회전하여 융착 접속함으로써, 위상 지연기(320)의 역할을 하도록 한다. 이와 같은 경우에는 모든 부품을 융착 접속하여 사용할 수 있기 때문에, 광학적 정렬이 필요 없다는 장점을 가진다.FIG. 7 illustrates a case in which a polarization maintaining optical fiber is used instead of a phase retarder in a real-time wavelength measuring system according to another exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, the wavelength measuring unit rotates the polarization retaining optical fiber 350 by 45 ° between the polarizer 310 and the polarized light splitter 330 to be fusion-connected to serve as the phase retarder 320. . In this case, since all the parts can be used by fusion-splicing, there is an advantage that optical alignment is not necessary.
따라서, 사용자는 본 발명의 실시간 파장 측정 시스템을 이용하여 채널을 통하여 전송되는 광 신호의 파장에 따른 전압 값과, 출력 전압에 따라 해당 채널의 한계 파장에 해당하는 전압 값의 초과 및 미만 여부를 각각 확인할 수 있다. 그에 따라, 파장 측정 시스템의 공급자가 파장에 따른 전압 값의 교정 데이터만 제공하면, 사용자는 그에 따라 편의에 맞게 표시부를 구성할 수 있을 것이다.Accordingly, the user may determine whether the voltage value corresponding to the wavelength of the optical signal transmitted through the channel using the real-time wavelength measurement system of the present invention exceeds and falls below the voltage value corresponding to the limit wavelength of the corresponding channel according to the output voltage. You can check it. Thus, if the supplier of the wavelength measuring system only provides calibration data of the voltage value according to the wavelength, the user may configure the display portion accordingly.
예컨대, 신호 처리부로부터 현재의 채널을 통하여 전송되는 광 파장에 해당하는 신호를 수신하여 이를 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD)로 값을표시하고, 광 파장의 전압 값이 채널의 한계 전압을 초과하거나 미만인 경우에는 경보 신호를 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)로 표시할 수 있을 것이다.For example, the signal processor receives a signal corresponding to an optical wavelength transmitted through a current channel and displays the value on a liquid crystal display (LCD), and the voltage value of the optical wavelength exceeds the threshold voltage of the channel. If less, the alarm signal may be indicated by a light emitting diode (LED).
예컨대, 표시부는 광 파장이 해당 채널의 파장 범위에 속하는 것을 표시하는 녹색 등과 파장의 한계 범위를 벗어난 경우에 이를 표시하기 위하여, 인접하는 채널 쪽에 위치한 하나 이상의 경보 등을 포함할 수 있다. 채널을 통하여 전송되는 광 파장이 해당 채널의 범위를 넘어서서 인접하는 채널의 파장에 해당하는 경우에는 표시부의 LED 중에서 인접하는 채널 쪽에 위치한 경보 등을 표시하고, 경보 음을 발생할 수 있다. 반면에 정상적인 범위의 광 파장이 입력되는 경우에는 녹색 등을 표시할 수 있을 것이다.For example, the display unit may include one or more alarms and the like located on an adjacent channel side to display a green light indicating that the wavelength of light falls within the wavelength range of the corresponding channel and to indicate when the wavelength falls outside the limit range of the wavelength. When the wavelength of light transmitted through the channel exceeds the range of the corresponding channel and corresponds to the wavelength of the adjacent channel, an alarm, etc., located on the adjacent channel side of the LEDs of the display unit may be displayed, and an alarm sound may be generated. On the other hand, if a light wavelength in the normal range is input, it may display green light.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시간 파장 측정 시스템 및 방법에 따르면, 파장을 분할하여 전송하는 WDM 전송 과정에서 각각의 채널을 통하여 전송되는 광 파장이 해당 범위 내에서 일정하게 유지되는지 여부를 실시간으로 측정할 수 있는 장점이 있다.As described above, according to the real-time wavelength measurement system and method of the present invention, it is measured in real time whether the optical wavelength transmitted through each channel is kept constant within the corresponding range in the WDM transmission process in which the wavelength is divided and transmitted There is an advantage to this.
또한, 본 발명의 실시간 파장 측정 시스템 및 방법은 광 섬유 파장 분할기를 이용하는 경우에 광 파장 측정 장비의 크기를 줄이고, 광학적 정렬을 용이하도록 함으로써 장비의 제조 비용을 절감하고, 장비의 사용 효율을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.In addition, the real-time wavelength measurement system and method of the present invention can reduce the size of the optical wavelength measurement equipment and facilitate the optical alignment when using the optical fiber wavelength splitter to reduce the manufacturing cost of the equipment, increase the efficiency of use of the equipment There is an advantage to this.
또한, 본 발명의 실시간 파장 측정 시스템 및 방법은 WDM 전송 시스템뿐만아니라, 현재 활발히 연구 중인 고밀도 파장 분할 다중(Dense Wavelength Division Multiplexing: DWDM) 전송 시스템에도 이용 가능하기 때문에, 이의 연구에도 큰 영향을 미칠 수 있을 것으로 생각된다.In addition, the real-time wavelength measurement system and method of the present invention can be used not only for the WDM transmission system but also for the Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) transmission system, which is being actively studied, and thus can have a great influence on the research thereof. I think there will be.
상기에서는 본 발명의 실시간 광 파장 측정 시스템 및 방법의 바람직한 실시예를 통하여 상세하게 기술하였지만, 본 발명의 보호 범위는 상기한 실시예들로 한정되는 것이 아니다. 또한, 하기 특허 청구 범위 내에서 이를 다양하게 변경 또는 수정이 가능한 것은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 사람에게 자명할 것이다.Although the above has been described in detail through the preferred embodiment of the real-time optical wavelength measurement system and method of the present invention, the protection scope of the present invention is not limited to the above embodiments. In addition, it will be apparent to those skilled in the art that various changes or modifications can be made within the scope of the following claims.
Claims (27)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9112600B2 (en) | 2012-04-20 | 2015-08-18 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Wavelength tuning time measurement apparatus and method for multi-wavelength passive optical network |
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-
2000
- 2000-09-26 KR KR1020000056361A patent/KR100343070B1/en active IP Right Grant
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20000072769A (en) | 2000-12-05 |
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