KR100371480B1

KR100371480B1 - 광 분기/결합 다중화기

Info

Publication number: KR100371480B1
Application number: KR10-2000-0046215A
Authority: KR
Inventors: 김성준; 김정미
Original assignee: 주식회사 라이콤
Priority date: 2000-08-09
Filing date: 2000-08-09
Publication date: 2003-02-06
Also published as: KR20020012944A

Abstract

본 발명은, 파장 분할 다중화된 광신호가 입출력되는 하나의 노드를 가지는 제1 입출력단과, 다른 파장을 가지는 출력광신호들의 출력과 또한 다른 파장을 가지는 결합광신호들의 입력이 이루어지는 적어도 하나의 노드를 가지는 제2 입출력단을 포함하여, 다중화 및 역다중화의 기능을 함께 수행하는 광역다중화기와; 입출력포트, 출력포트 및 입력포트를 가지며, 입출력포트는 제2 입출력단의 노드와 연결되도록 설치되어 제2 입출력단의 출력광신호들을 자신의 입출력포트 및 출력포트를 통하여 외부로 출력하고, 제2 입출력단으로 입력되어질 결합광신호들을 자신의 입력포트 및 입출력포트를 통하여 제2 입출력단의 노드로 제공하는 입출력수단을 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 하나의 광역다중화기가 광다중화기능을 동시에 수행함으로서, 온도나 주변환경에 의하여 중심파장이 기준값에서 어긋나는 부품의 수가 감소하여 파장 분할 다중화 시스템이 안정적으로 유지되고, 시스템을 보다 적은 비용으로 구축할 수 있다.

Description

광 분기/결합 다중화기{Optical Add Drop Multiplexer}

본 발명은 광 분기/결합 다중화기(Optical Add Drop Multiplexer, OADM)에 관한 것으로 특히, 광다중화기와 광역다중화기가 일체화된 광 분기/결합 다중화기(Optical Add Drop Multiplexer, OADM)에 관한 것이다.

전송기술은 유선 전송기술과 무선 전송기술로 구분하며 일반적으로 대용량 통신에 이용되는 유선 전송기술은 전송매체 예컨대, 동선, 동축케이블, 광선로 등에 따라 각각 그 기술을 달리하고 있다. 현재 가장 핵심적인 전송기술은 광선로를 이용하는 전송기술로서 전송용량의 증대 및 전송거리의 확대를 위해 많은 연구가진행되고 있다.

전송기술 중에서 하나의 선로에 많은 신호를 묶어서 송수신하는 기술을 다중 통신기술이라 한다. 다중 통신기술은 크게 부호 분할 다중화(Code Division Multiplexing, CDM), 시 분할 다중화(Time Division Multiplexing, TDM), 및 파장 분할 다중화(Wavelength Division Multiplexing, WDM) 방식이 있다.

시 분할 다중화 방식은 여러 개의 전자 신호들을 시간적으로 다중화하여 하나의 광선로로 전송하는 방식으로 전자 소자의 속도의 한계 때문에 소자 기술의 발전이 선행되어야 한다. 부호 분할 다중화 방식은 여러 전자 신호들을 부호에 따라 다중화하여 하나의 광선로로 전송하는 이 역시 소자 기술의 발전이 선행되어야 한다. 파장 분할 다중화 방식은 여러 신호들을 각기 다른 파장으로 변조하여 하나의 광선로를 통하여 전송하는 방식으로 여러 파장을 다중화하는 데에는 빠른 소자를 필요로 하지 않기 때문에 현재의 전자 장비의 속도만으로도 충분히 활용할 수가 있다. 특히, 고밀도 파장 분할 다중화(Dense Wavelength Division Multiplexing, DWDM)방식은 하나의 광선로에서 최대 약 80개의 빛 파장을 동시에 약 4백Gbps의 속도로 전송할 수 있다. 따라서, 파장 분할 다중화 방식은 위의 세가지 방식 중에서 많이 선호되고 있으며, 관련 연구도 활발히 진행되고 있다.

도 1은 파장 분할 다중화 시스템에 사용되어지는 종래의 광 분기/결합 다중화기의 개략도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 광 분기/결합 다중화기는 광역다중화기(110), 광다중화기(200), 광증폭기(410, 420), 및 트랜스폰더(300)를 구비하며 각각의 구성요소들은 광학적으로 연결된다. 도 1에서 '→'는 파장 분할 다중화 신호 및 광신호의 흐름을 나타낸 것이다.

외부에서 전송되는 파장 분할 다중화된 신호는 전송 매체, 예컨대 광선로를 통하여 광역다중화기(110)로 입력된다. 이 때, 광역다중화기(110)의 전단에 입력 광증폭기(410)를 설치함으로써, 전송 매체에서 발생한 파장 분할 다중화된 광신호의 광손실을 보상하여 준다. 광역다중화기(110)로 입력된 파장 분할 다중화된 신호는 서로 다른 파장 λ₁, λ₂, ‥, λ_n을 가지는 출력광신호들로 역다중화된다. 출력광신호들은 광역다중화기(110)에 설치된 각각의 노드를 통하여 광다중화기(200) 및 외부에 별도로 마련된 광수신기(700)로 출력된다.

출력광신호 중에서 λ₁의 파장을 가지는 광신호는 외부에 마련된 별도의 광수신기(700)로 전송된다. 이하에서, 이와 같이 외부로 전송되는 출력광신호를 '분기광신호'라고 한다. 출력광신호 중에서 λ₂의 파장을 가지는 광신호는 광다중화기(200)로 전송된다. 이하에서, 이와 같이 외부에 별도로 마련된 광수신기(700)로 전송되지 않는 출력광신호를 '통과광신호'라고 한다.

그리고 외부에 별도로 마련된 광송신기(800)로부터 전송되는 λ₁ ⁰의 파장을 가지는 광신호는 트랜스폰더(Trasponder)(300)에 의하여 분기광신호와 동일한 λ₁의 파장을 가지는 광신호로 변환된다. 트랜스폰더(300)에서 출력된 λ₁의 파장을 가지는 광신호는 광다중화기(200)로 전송된다. 이하에서, 이와 같이 외부에 별도로 마련된 광송신기(800)로부터 전송된 후 트랜스폰더(300)에 의하여 변환된 광신호를 '결합광신호'라고 한다.

한편, 상기에서는 분기광신호, 결합광신호 및 통과광신호는 각각 하나의 광신호만을 예로 들어 설명하였지만, 분기광신호, 결합광신호, 및 통과광신호는 각각 적어도 하나의 광신호들로 구성된다. 따라서, 광수신기, 광송신기, 및 트랜스폰더 역시 각각 하나 이상이 구비된다.

광다중화기(200)는 입력되어진 통과광신호 및 결합광신호를 파장 분할 다중화 신호로 다중화하고, 그 파장 분할 다중화 신호는 출력 광증폭기(420)로 전송된다. 출력 광증폭기(420)로 입력된 파장 분할 다중화 신호는 광다중화기(200)에 의하여 손실된 광신호를 보상한 후 다른 광 분기/결합 다중화기로 전송된다.

이와 같이, 종래의 파장 분할 다중화 시스템에 사용되는 광 분기/결합 다중화기는 광학적 특성이 동일한 광역다중화기와 광다중화기가 같이 사용된다. 이 때, 광역다중화기 및 광다중화기는 온도 등의 주변 환경에 의하여 파장이 변하므로 광신호의 광학 특성이 저하되는 문제점을 가지고 있다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 광역다중화기와 광다중화기를 각각 사용하지 않고 다중화 및 역다중화 기능을 겸비한 광역다중화기만을 사용하는 광 분기/결합 다중화기를 제공하는 데 있다.

도 1은 파장 분할 다중화 시스템에 사용되어지는 종래의 광 분기/결합 다중화기의 개략도;

도 2는 본 발명에 따른 광 분기/결합 다중화기의 개략도이다.

상기 기술적 과제들을 달성하기 위한 본 발명의 광 분기/결합 다중화기는, 파장 분할 다중화된 광신호가 입출력되는 하나의 노드를 가지는 제1 입출력단과, 다른 파장을 가지는 출력광신호들의 출력과 또한 다른 파장을 가지는 결합광신호들의 입력이 이루어지는 적어도 하나의 노드를 가지는 제2 입출력단을 포함하여, 다중화 및 역다중화의 기능을 함께 수행하는 광역다중화기와; 입출력포트, 출력포트 및 입력포트를 가지며, 상기 입출력포트는 상기 제2 입출력단의 노드와 연결되도록 설치되어 상기 제2 입출력단의 출력광신호들을 자신의 입출력포트 및 출력포트를 통하여 외부로 출력하고, 상기 제2 입출력단으로 입력되어질 결합광신호들을 자신의 입력포트 및 입출력포트를 통하여 상기 제2 입출력단의 노드로 제공하는 입출력수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 때, 다른 파장을 가지는 출력광신호들이 출력되는 적어도 하나의 노드를 가지는 제3 입출력단과; 상기 입출력포트는 상기 제3 출력단의 노드와 연결되도록 설치되고, 상기 제3 입출력단의 노드로부터 출력된 출력광신호를 다시 상기 제3 입출력단으로 귀환시키기 위하여 상기 입력포트와 상기 출력포트가 광학적으로 연결된 입출력 수단을 더 구비하여도 좋다.

나아가, 상기 분기/결합용 및 통과용 스위칭 수단은 커플러 또는 서큘레이터로 이루어져도 좋다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 광 분기/결합 다중화기는 광역다중화기(120), 광증폭기(410, 420), 트랜스폰더(300), 서큘레이터(510, 520, 530)를 구비하며 각각의 구성요소들은 광학적으로 연결된다. 도 2에서 '→', 및 '↔'는 파장 분할 다중화 신호 및 광신호의 흐름을 나타낸 것이다.

전송 매체 예컨대, 광선로를 통하여 전송되는 파장 분할 다중화된 신호는 먼저 입력 광증폭기(410)로 입력된다. 입력 광증폭기(410)에서는 전송 매체에 의한 파장 분할 다중화된 신호의 광손실을 보상한다. 이와 같이 광손실이 보상된 파장 분할 다중화 신호는 입력 광증폭기(410)에서 출력되어 입출력 서큘레이터(510)로 입력된다.

입출력 서큘레이터(510)는 A, B, 및 C포트를 가지며, A포트로 입력된 신호는 B포트로 출력하고, B포트로 입력된 신호는 C포트로 출력하도록 구성되어 있다. 여기서, 입출력 서큘레이터(510)의 A포트는 입력 광증폭기(410)와, B포트는 광역다중화기(120)의 제1 입출력단 노드와, C포트는 출력 광증폭기(420)와 광학적으로 각각 연결되어 있다. 따라서, 입력 광증폭기(410)로부터 출력된 파장 분할 다중화 신호는 입출력 서큘레이터(510)의 A포트로 입력된 후, B포트로 출력되어 광역다중화기(120) 제1 입출력단의 노드로 입력된다.

광역다중화기(120)는 파장 분할 다중화 신호를 광신호로 역다중화할 뿐 아니라, 광신호를 파장 분할 다중화 신호로 다중화할 수 있도록 구성된다. 광역다중화기(120)의 제1 입출력단의 노드를 통하여 입력된 파장 분할 다중화 신호는 서로 다른 파장을 가지는 분기광신호 및 통과광신호로 역다중화된다. 광역다중화기(120)의제2 및 제3 입출력단 노드에서 각각 출력되어진 분기광신호 및 통과광신호는 입출력 수단 즉, 제2 서큘레이터(520)및 제3 서큘레이터(530)에 각각 입력된다.

제2 서큘레이터(520)는 입출력포트로서의 D포트, 출포트로서의 E포트 및 입력포트로서의 F포트를 가지며, D포트로 입력된 신호는 E포트로 출력하고, F포트로 입력된 신호는 D포트로 출력하도록 구성되어 있다. 여기서, 제2 서큘레이터(520)의 D포트는 광역다중화기(120)의 제2 입출력단 노드와 광학적으로 연결되어 있다. 그리고 제2 서큘레이터(520)의 E포트 및 F포트는 점프코드(610, 620)를 사용하여 광수신기(700) 및 트랜스폰더(300)와 광학적으로 각각 연결되어 있다. 그리고 트랜스폰더(500)에는 광송신기(800)와 광학적으로 연결되어 있다. 따라서, 광역다중화기(120)의 제2 입출력단 노드로부터 출력되어진 분기광신호는 제2 서큘레이터(520)의 D포트로 입력된 후, E포트로 출력되어 외부에 별도로 마련된 광수신기(700)로 전송된다. 그리고, 외부에 별도로 마련된 광송신기(800)에서 출력된 별도의 광신호는 트랜스폰더(300)로 전송된다. 트랜스폰더로 전송된 광신호는 트랜스폰더(300)에 의하여 분기광신호와 같은 파장을 가지는 결합광신호로 변환된 후 트랜스폰더(300)로부터 출력되어 제2 서큘레이터(520)의 F포트로 입력된다. 제2 서큘레이터(520)의 F포트로 입력된 결합광신호는 D포트로 출력되어 광역다중화기(120)의 제2 입출력단 노드를 통하여 광역다중화기(120)로 입력된다.

제3 서큘레이터(530)는 입출력포트로서의 G포트, 출력포트로서의 H포트, 및 입력포트로서의 I포트를 가지며, G포트로 입력된 신호는 H포트로 출력하고, I포트로 입력된 신호는 G포트로 출력하도록 구성되어 있다. 그리고, 제3서큘레이터(530)의 G포트는 광역다중화기(120)의 제3 입출력단 노드와 광학적으로 연결되어 있으며, 제3 서큘레이터(530)의 H포트와 I포트는 점프코드(630, 640)를 사용하여 서로 광학적으로 연결되어 있다. 따라서, 광역다중화기(120)의 제3 입출력단 노드로부터 출력되어진 통과광신호는 제3 서큘레이터(520)의 G포트로 입력된 후 제3 서큘레이터(530)의 H포트 및 I포트를 거쳐 G포트로 출력된다. 제3 서큘레이터(520)의 G포트로 출력된 통과광신호는 광역다중화기(120)의 제3 입출력단 노드를 통하여 광역다중화기(120)로 귀환된다.

한편, 제3 서큘레이터(530)의 H포트와 I포트의 광학적 연결을 해제한 다음, 제3 서큘레이터(530)의 H포트에는 별도로 마련된 광수신기를 광학적으로 연결하고, 제3 서큘레이터(530)의 I포트에는 별도로 마련된 트랜스폰더 및 광송신기를 광학적으로 연결함으로써 제3 서큘레이터(530)는 제2 서큘레이터(520)의 용도로 사용되어진다. 뿐만 아니라, 제2 서큘레이터(520)의 E포트와 광수신기(700)의 광학적 연결을 해제하고, F포트와 트랜스폰더(300)의 광학적 연결을 해제한 다음, 제2 서큘레이터(520)의 E포트와 F포트를 서로 광학적으로 연결함으로써, 제2 서큘레이터(530)는 제3 서큘레이터(530)의 용도로 사용되어진다.

광역다중화기(120)로 입력된 결합광신호 및 통과광신호는 파장 분할 다중화 신호로 다중화된다. 그 파장 분할 다중화 신호는 입출력 서큘레이터(510)의 B포트로 입력된 후, C포트로 출력되어 출력 광증폭기(420)로 입력된다. 출력 광증폭기(420)는 광역다중화기(120)에 의하여 손실된 신호를 보상한 후, 그 파장 분할 다중화 신호를 다른 광 분기/결합 다중화기로 출력한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 파장 분할 다중화 시스템에 의하면, 광역다중화기가 광다중화기능을 동시에 수행하는 광역다중화기를 사용함으로써, 온도나 주변환경에 의하여 중심파장이 기준값에서 어긋나는 부품의 수가 감소하여 파장 분할 다중화 시스템이 안정적으로 유지될 수 있다.

나아가, 파장 분할 다중화 시스템을 종래보다 적은 비용으로 구축할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.

Claims

파장 분할 다중화된 광신호가 입출력되는 하나의 노드를 가지는 제1 입출력단과, 다른 파장을 가지는 출력광신호들의 출력과 또한 다른 파장을 가지는 결합광신호들의 입력이 이루어지는 적어도 하나의 노드를 가지는 제2 입출력단을 포함하여, 다중화 및 역다중화의 기능을 함께 수행하는 광역다중화기와;

입출력포트, 출력포트 및 입력포트를 가지며, 상기 입출력포트는 상기 제2 입출력단의 노드와 연결되도록 설치되어 상기 제2 입출력단의 출력광신호들을 자신의 입출력포트 및 출력포트를 통하여 외부로 출력하고, 상기 제2 입출력단으로 입력되어질 결합광신호들을 자신의 입력포트 및 입출력포트를 통하여 상기 제2 입출력단의 노드로 제공하는 입출력수단을 구비하는 광 분기/결합 다중화기.
제1항에 있어서, 다른 파장을 가지는 출력광신호들이 출력되는 적어도 하나의 노드를 가지는 제3 입출력단과;

상기 입출력포트는 상기 제3 출력단의 노드와 연결되도록 설치되고, 상기 제3 입출력단의 노드로부터 출력된 출력광신호를 다시 상기 제3 입출력단으로 귀환시키기 위하여 상기 입력포트와 상기 출력포트가 광학적으로 연결된 입출력 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광 분기/결합 다중화기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 입출력수단은 커플러 또는 서큘레이터로이루어지는 것을 특징으로 하는 광 분기/결합 다중화기.