KR100345603B1 - 파장분할 다중화 시스템의 채널 광출력 자동 조정장치 - Google Patents

파장분할 다중화 시스템의 채널 광출력 자동 조정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 장거리 전송용 고출력 신호를 생성하기 위해 중계용 광증폭기를 다수 사용하는 파장분할 다중화(WDM) 시스템에서 송신단 또는 수신단의 출력을 모니터링하여 송신단의 출력을 자동조정하는 파장분할 다중화 시스템의 채널 광출력 자동 조정장치를 제공하기 위한 것으로, 이러한 본 발명은, 중앙처리장치의 제어에 따라 각 채널별로 송신될 광신호의 출력이득을 제어하기 위한 다수개의 광감쇠부, 결합-광증폭블록, 분배부, 디멀티플렉서부, 검출-변환블록, 상기 검출-변환블록에서 출력되는 각 디지털 검출값에 따라 상기 광감쇠부의 채널별 광출력을 제어하는 중앙처리장치를 포함하며, 상기 각 광감쇠부는 파장분할되어 각 채널별로 입력되는 신호를 변환하는 광신호 변환수단과; 상기 중앙처리장치에서 출력되는 광출력 감쇠 제어신호에 따라 저항값을 변경하여 전압신호를 생성하는 전압신호 생성수단과; 상기 광신호 변환수단에서 출력되는 광신호를 상기 전압신호 생성수단의 전압신호에 따라 감쇠시켜 광출력 이득을 제어하는 가변 광감쇠부로 구성되어, 여러 개의 광증폭기를 거칠 때에도 각 채널별 출력을 기준 출력값과 동일하게 유지시켜 광출력의 안정성을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

Description

파장분할 다중화 시스템의 채널 광출력 자동 조정장치 {Apparatus for automatic controlling of optical channel power in wavelength division multiplexing system}
본 발명은 파장분할 다중화(Wavelength Division Multiplexing, WDM) 시스템의 채널(Channel) 광출력 조정장치에 관한 것으로, 특히 장거리 전송용 고출력 신호를 생성하기 위해 중계용 광증폭기를 다수 사용하는 파장분할 다중화 시스템내에서 광증폭기의 후단에서 출력을 모니터링(Monitoring)하여 송신단의 출력을 자동으로 조정하기에 적당하도록 한 파장분할 다중화 시스템의 채널 광출력 자동 조정장치에 관한 것이다.
일반적으로 파장분할 다중화 시스템에서는 송출신호를 장거리 전송하기 위하여 중계용 광증폭기를 다수 사용하게 된다. 따라서 파장분할 다중화 시스템의 송신단에서 송출되는 신호의 광출력을 제어하기 위해서는 복수개의 중계용 광증폭기에서 증폭되는 신호의 출력을 각각 제어하기 위한 장치가 요구된다.
이하, 종래의 기술에 의한 파장분할 다중화 시스템의 광출력 조정장치의 구성과 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 도1은 종래의 파장분할 다중화 시스템의 광출력 조정장치의 블록구성도이다.
이에 도시된 바와 같이 종래기술에 의한 광출력 조정장치는, 파장분할되어 각 채널별로 입력되는 신호를 변환하는 레이저 다이오드(11)와, 상기 레이저 다이오드(11)에서 출력되는 신호를 감쇠시킴으로써 이득을 제어하는 고정감쇠기(12)를 구비한 복수개의 광감쇠부(10)와; 상기 복수개의 광감쇠부(10)에서 각각 출력되는 신호를 결합하여 출력하는 결합부(15)와; 상기 결합부(15)에서 출력되는 신호를 증폭시켜 출력하는 광증폭부(16)로 구성된다.
이와 같은 구성에 따른 종래기술에 의한 광출력 조정장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
우선, 복수개의 광감쇠부(10)는 송신단의 광출력을 제어하는 것으로, 시스템내에서 각 채널별로 입력되는 신호가 파장특성이 다른 레이저 다이오드(11)에서 파장변환되어 출력된다.
그러면 고정 광감쇠기(12)는 레이저 다이오드(11)에서 출력되는 신호를 감쇠시킴으로써 송신단의 광출력을 제어하여 출력하게 된다. 이때 각 채널의 출력을 별도의 광파워미터(Optical Powermeter)로 측정하여 기준값과 비교하여 감쇠값이 산정되면, 상기 감쇠값을 갖는 고정 광감쇠기(12)를 사용하여 송신단의 출력을 제어하게 된다. 따라서, 각 채널의 출력에 대한 실험적인 데이터로부터 산정된 다수의 고정 광감쇠기를 보유하였다가 필요시 수동으로 교체하게 된다.
이어서 복수개의 광감쇠부(10)에서 감쇠제어되어 출력되는 각 신호는 결합부(15)에서 결합된 다음, 광증폭부(16)에서 장거리 전송에 적합하도록 증폭되어 광선로를 통해 송출된다.
이처럼 종래의 파장분할 다중화 시스템의 광출력 조정장치는 레이저 다이오드의 광출력을 일정하게 제어하기 어렵기 때문에 각 채널별로 레이저 다이오드의 출력을 고정 광감쇠기를 이용하여 수동으로 조정함으로써 송출단의 최종 광출력을제어하게 되는 것이다.
그러나 이와 같은 종래의 광출력 조정장치는, 각 채널의 광출력이 서로 다르기 때문에 정확한 출력제어를 위해서는 다양한 감쇠값을 갖는 다수의 고정 광감쇠기를 구비하였다가 필요시 감쇠부에 삽입하여야 하는 불편이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 중계용 광증폭기를 다수 사용하여 장거리 전송용 고출력 신호를 송수신하는 파장분할 다중화 시스템(WDM)내에서 송신단 또는 수신단의 광증폭기의 출력을 모니터링하여 송신단의 출력을 자동으로 조정하기에 적당하도록 한 파장분할 다중화 시스템의 채널 광출력 자동 조정장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 파장분할 다중화 시스템의 채널 광출력 자동 조정장치는, 중앙처리장치의 제어에 따라 각 채널별로 송신될 광신호의 출력이득을 제어하기 위한 다수개의 광감쇠부, 결합-광증폭블록, 분배부, 디멀티플렉서부, 검출-변환블록, 상기 검출-변환블록에서 출력되는 각 디지털 검출값에 따라 상기 광감쇠부의 채널별 광출력을 제어하는 중앙처리장치를 포함하며, 상기 각 광감쇠부는 파장분할되어 각 채널별로 입력되는 신호를 변환하는 광신호 변환수단과; 상기 중앙처리장치에서 출력되는 광출력 감쇠 제어신호에 따라 저항값을 변경하여 전압신호를 생성하는 전압신호 변환수단과; 상기 광신호 변환수단에서 출력되는 광신호를 상기 전압신호 생성수단의 전압신호에 따라 감쇠시켜 광출력 이득을 제어하는 가변 광감쇠부로 이루어지는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
도1은 종래의 파장분할 다중화 시스템의 광출력 조정장치의 블록구성도이고,
도2는 본 발명에 의한 파장분할 다중화 시스템의 채널 광출력 자동 조정장치의 블록구성도이다.
도3은 본 발명에 의한 파장분할 다중화 시스템의 채널 광출력 자동 조정장치의 다른 실시예의 블록구성도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
20 : 복수개의 광감쇠부 21 : 레이저 다이오드
22 : 가변 광감쇠기 23 : 비휘발성 디지털 전위차계
30 : 결합부 40 : 광증폭부
50 : 분배부 60 : 디멀티플렉서부
70 : 광검출기 80 : A/D변환기
90 : 중앙처리장치
이하, 본 발명 파장분할 다중화 시스템의 채널 광출력 자동 조정장치의 기술적 사상에 따른 일실시예를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도2는 본 발명에 의한 파장분할 다중화 시스템의 채널 광출력 자동 조정장치의 블록구성도이다.
이에 도시된 바와 같이 본 실시예는, 채널별로 파장분할되어 입력되는 복수개의 신호를 중앙처리장치의 제어에 따라 감쇠시켜 출력하는 복수개의 광감쇠부(20)와; 상기 복수개의 광감쇠부(20)에서 각각 출력되는 신호를 결합시켜 복수개의 증폭기를 통해 증폭하는 결합-광증폭블록(30~40)과; 상기 결합-광증폭블록(30~40)에서 신호를 입력받아 광선로로 송출할 신호와 출력제어를 위해 검출될 신호로 분배하는 분배부(50)와; 상기 분배부(50)에서 출력제어를 위해 검출된 신호를 채널별로 분할하는 디멀티플렉서부(60)와; 상기 디멀티플렉서부(60)에서 분할된 각 신호를 광검출하여 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환시키는 검출-변환블록(70~80)과; 상기 검출-변환블록(70~80)에서 출력되는 각각의 신호에 따라 상기 광감쇠부(20)의 광출력 감쇠를 제어하는 중앙처리장치(90)로 구성된다.
그리고 상기 각 광감쇠부(20)는, 파장분할되어 입력되는 신호를 변환하는 레이저 다이오드(21)와; 상기 중앙처리장치(90)에서 출력되는 광출력 감쇠값에 따라 저항값을 변경함으로써 전압신호를 생성하는 전위차계(22)와; 상기 레이저 다이오드(21)에서 출력되는 신호를 전위차계(22)의 전압신호에 따라 감쇠시킴으로써 광출력을 제어하는 가변 광감쇠기(23)로 구성된다.
이와 같은 구성에 따른 본 발명에 의한 채널 광출력 자동 조정장치의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.
복수개의 광감쇠부(20) 및 결합-광증폭 블록(30)(40)으로 이루어지는 송신단은 광전송로를 통해 상대국으로 송출하기 위한 송신신호를 생성하게 되고, 디멀티플렉서부(60), 검출-변환블록(70)(80) 및 중앙처리장치(90)로 이루어지는 수신단은 송출신호를 검출하여 송신단의 출력을 제어하게 된다.
송신단의 동작을 설명하면, N개의 채널로 파장분할된 신호를 입력받아 복수개의 광감쇠부(20)는 상기 N개의 신호를 중앙처리장치(90)에서 산정한 감쇠값에 따라 각각 감쇠시킴으로써 출력을 제어하게 된다.
즉, N개의 레이저 다이오드(LD1~LDn)(21)에서 각각 검출되어 출력되는 신호가 전압조정 가변 광감쇠기(Voltage Controlled Optical Variable Attenuator)(23)에서 감쇠되어 결합-광증폭 블록(30)(40)의 결합부(30)로 출력된다.
N개의 광감쇠부(20)에서 신호가 출력되면, N개의 광감쇠부(20)로부터 채널별로 출력되는 신호가 결합부(30)에서 결합되고, 광증폭부(40)가 증폭기1부터 증폭기n 까지의 복수개의 증폭기를 통해 증폭시키게 된다.
상기와 같이 송신단에서 장거리 전송을 위한 송신신호가 출력되면,분배부(50)는 결합-광증폭블록(30)(40)에서 출력되는 신호의 대부분(약 99%)은 탭(Tap)을 통해 광선로로 송출하고 나머지(약 1%)의 신호를 검출하게 된다.
그러면 수신단은 아래와 같은 동작으로 분배부(50)에서 검출되는 신호를 이용하여 송신단의 광출력을 제어하게 된다.
즉, 분배부(50)에서 송신단의 광출력이 검출되면, 디멀티플렉서부(60)는 검출된 신호를 다시 N개의 채널로 분할하게 된다.
검출-변환블럭(70~80)에서는 디멀티플렉서부(60)로부터 분할되어 입력되는 각 신호를 N개의 광검출기(Photo Detector)(70)에서 전기적인 신호로 각각 검출하고, N개의 광검출기(70)와 결합된 N개의 A/D 변환기(80)에서 아날로그 신호인 상기 전기적인 신호를 디지털 신호로 각각 변환시켜 중앙처리장치(90)로 출력하게 된다.
중앙처리장치(90)는 검출-변환블럭(70~80)에서 채널별로 각각 출력되는 신호의 크기와 송신단의 채널별 출력의 기준값이 일치하도록 하기 위하여 감쇠값을 데시벨(dB) 단위로 산정하여 광감쇠부(20)에 출력하게 된다.
중앙처리장치(90)에서 감쇠값이 출력되면, 감쇠값은 비휘발성 디지털 전위차계(Nonvolatile Digital Pontentiometer, NDP)(22)에서 저항값으로 변환된다. 그런 다음 비휘발성 디지털 전위차계(22)의 저항값으로 전압조정 가변 광감쇠기(23)를 전압 조정함으로써 광출력을 감쇠제어하게 된다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 의한 파장분할 다중화 시스템의 채널 광출력 자동 조정장치를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 파장분할 다중화 시스템의 채널광출력 자동 조정장치의 블록구성도이다.
이에 도시된 바와 같이, 수신단의 디멀티플렉서부(160) 전단에 복수개의 증폭기를 구비한 광증폭부(155)를 추가적으로 두는 것을 제외하면 도2의 구성과 동일하다.
즉, 광감쇠부(120) 및 결합-광증폭 블록(130)(140)을 구비한 송신단에서 송신신호가 증폭되어 출력되면, 분배부(150)에서 광전송로를 통해 상대국으로 전송되는 신호를 일부 검출하여 광증폭부(155), 디멀티플렉서부(160), 검출-변환블록(170)(180) 및 중앙처리장치(190)를 구비한 수신단에서 송신신호의 출력을 자동으로 제어하게 된다.
이때 수신단의 광증폭부(155)는 분배부(150)에서 검출된 신호를 복수개의 증폭기를 이용하여 증폭시키게 되고, 상기 광증폭부(155)의 증폭 출력을 수신단에서 모니터링하여 송신단의 출력을 제어하게 된다.
이처럼 본 발명은 송신단 또는 수신단의 복수개의 광증폭기의 출력을 모니터링하여 송신단의 출력을 자동으로 조정함으로써 여러 개의 광증폭기를 거칠 때에도 각 채널별 출력을 기준 출력값과 동일하게 유지시킬 수 있게 되는 것이다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 파장분할 다중화 시스템의 채널 광출력 자동 조정장치는, 송신단 또는 수신단의 복수개의 증폭기 출력을 모니터링하여 송신단의 출력을 자동으로 조정함으로써 복수개의 증폭기를 거칠 때에도 각 채널별 출력을 기준 출력값과 동일하게 유지시켜 광출력의 안정성을 향상시킬수 있는 효과가 있게 된다.
또한, 본 발명에 의한 채널 광출력 자동 조정장치는 고정 광감쇠기를 사용하여 출력을 수동으로 조정하는 불편을 제거하고, 중앙처리장치를 이용하여 송신단의 출력을 자동으로 제어할 수 있게 함으로써 광출력 조정장치의 유지를 용이하게 할수 있는 효과를 갖게 된다.

Claims (3)

  1. 중앙처리장치의 제어에 따라 각 채널별로 송신될 광신호의 출력이득을 제어하기 위한 다수개의 광감쇠부, 결합-광증폭블록, 분배부, 디멀티플렉서부, 검출-변환블록, 상기 검출-변환블록에서 출력되는 각 디지털 검출값에 따라 상기 광감쇠부의 채널별 광출력을 제어하는 중앙처리장치를 포함하며,
    상기 각 광감쇠부는,
    파장분할되어 각 채널별로 입력되는 신호를 변환하는 광신호 변환수단과;
    상기 중앙처리장치에서 출력되는 광출력 감쇠 제어신호에 따라 저항값을 변경하여 전압신호를 생성하는 전압신호 생성수단과;
    상기 광신호 변환수단에서 출력되는 광신호를 상기 전압신호 생성수단의 전압신호에 따라 감쇠시켜 상기 광신호의 광출력 이득을 제어하는 가변 광감쇠부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파장분할 다중화 시스템의 채널 광출력 자동 조정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분배부에서 검출되는 신호를 증폭하여 상기 디멀티플렉서부로 출력하는 광증폭부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파장분할 다중화 시스템의 채널 광출력 자동 조정장치.
  3. 삭제
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