KR100392053B1 - An independently switchable bidirectional optical cross connect - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 양방향 광 크로스 커넥트는, 서로 다른 방향으로 진행하는 광신호들을 분리하는 다수의 광써큘레이터; 광써큘레이터를 통해 들어온 각 방향의 광신호들을 파장 단위로 분리하거나 분리된 파장 단위의 광신호들을 모아주는 역할을 동시에 수행하는 파장 다중화기/역다중화기; 각 파장의 광 신호들의 연결 상태를 바꾸어 주는 공간스위치; 및 반대 방향의 광신호들의 레일레이(Rayleigh) 후방산란과 광소자들의 반사 등에 의한 상대 강도 잡음의 영향을 효과적으로 제거할 수 있는 광흡수기를 포함하며, 하나의 광섬유에서 양방향으로 진행하는 광신호를 각각의 방향에 대해 파장별로 독립적으로 스위칭한다. 따라서, 광신호의 전송 방향과는 반대 방향으로 진행하는 광신호의 레일레이 후방산란과 광소자에 의한 반사 등에 의해 발생하는 상대 강도 잡음들을 효율적으로 제거할 수 있다.The bidirectional optical cross connect according to the present invention comprises: a plurality of optical circulators separating optical signals traveling in different directions; A wavelength multiplexer / demultiplexer that simultaneously divides optical signals in each direction introduced through the optical circulator into wavelength units or collects optical signals in separated wavelength units; A space switch for changing a connection state of optical signals of each wavelength; And an optical absorber capable of effectively removing the influence of relative intensity noise due to Rayleigh backscattering of optical signals in opposite directions and reflection of optical elements, each of which receives optical signals traveling in both directions in one optical fiber. Switch independently by wavelength for the direction of. Therefore, it is possible to efficiently remove relative intensity noises caused by Rayleigh backscattering of the optical signal traveling in the direction opposite to the optical signal transmission direction and reflection by the optical element.
Description
본 발명은 하나의 광섬유를 이용한 양방향 전송 시스템에서, 반대 방향으로 진행하는 신호들의 레일레이(Rayleigh) 후방산란과 광소자에 의한 반사 등에 의한 상대 강도 잡음(relative intensity noise)을 효율적으로 제거할 수 있는 양방향 광 크로스 커넥트에 관한 것이다.According to the present invention, in a bidirectional transmission system using one optical fiber, relative intensity noise due to Rayleigh backscattering of signals traveling in the opposite direction and reflection by an optical device can be efficiently removed. A bidirectional optical cross connect.
일반적으로 단일 방향 광 크로스 커넥트는 파장 단위로 광통신 노드의 연결 상태를 변화시킬 수 있는 광소자로서 재구성이 가능한 파장 분할 다중화 통신 네트워크 구성의 핵심소자이다.In general, unidirectional optical cross connect is an optical element that can change the connection state of an optical communication node in wavelength units and is a core element of a reconfigurable wavelength division multiplexed communication network.
도 1에 종래의 두 쌍의 파장 다중화기/역다중화기 및 공간분할 스위치를 이용한 일반적인 광 크로스 커넥트(Conventional Optical Cross Connect;C-OXC)의 구조가 도시되어 있으며, 도 2에는 한 쌍의 파장 다중화기/역다중화기 및 스위칭이 가능한 거울을 이용한 반사형 광 크로스 커넥트(Reflection-type Optical Cross Connect;R-OXC)의 구조가 도시되어 있다.The structure of a conventional Conventional Optical Cross Connect (C-OXC) using two conventional pairs of wavelength multiplexers / demultiplexers and a spatial splitting switch is shown in FIG. 1, and FIG. 2 is a pair of wavelength multiplexers. The structure of a Reflection-type Optical Cross Connect (R-OXC) using a demultiplexer and a switchable mirror is shown.
종래의 단일 방향 광 크로스 커넥트는 도 1에 도시된 바와 같이, 파장 역다중화기(demultiplexer, 100)/다중화기(multiplexer, 200)의 가운데에 공간 분할 스위치(space division switch,300)를 삽입하여 구현된 구조와, 도 2에 도시된 바와 같이, 파장 다중화기/역다중화기의 기능을 동시에 수행하는 한쌍의 도파관열 격자(arrayed waveguide grating;AWG) 가운데에 스위칭이 가능한 거울(SM)(400)을 삽입한 구조가 있다.A conventional unidirectional optical cross connect is implemented by inserting a space division switch 300 in the middle of a wavelength demultiplexer 100 / multiplexer 200, as shown in FIG. 2, a switchable mirror (SM) 400 is inserted into a pair of arrayed waveguide gratings (AWGs) that simultaneously perform the functions of the wavelength multiplexer / demultiplexer. There is a structure.
한편 하나의 광섬유를 사용하여 양방향으로 광신호를 전송하는 양방향 환형망(ring network)은 광섬유 시스템 구성시 가장 많은 비용이 들어가는 광섬유 선로매설 비용을 줄일 수 있어서 효율적인 파장분할 다중화 통신망 구성 수단으로 인식되고 있다.On the other hand, a bidirectional ring network that transmits optical signals in both directions using one optical fiber is recognized as an efficient wavelength division multiplexing network configuration means because it can reduce the cost of laying the optical fiber lines, which is the most expensive when constructing an optical fiber system. .
그런데, 일반적으로 하나의 광섬유를 사용하여 양방향으로 광신호를 전송하는 시스템에서는 반대 방향으로 진행하는 신호들의 레일레이 후방산란과 광소자에 의한 반사 등에 의해 상대 강도 잡음이 발생하여 수신단의 민감도(sensitivity)를 저하시킨다.However, in general, in a system that transmits an optical signal in both directions using one optical fiber, relative intensity noise is generated due to Rayleigh backscattering of signals traveling in the opposite direction and reflection by an optical element, so that the sensitivity of the receiving end is caused. Decreases.
따라서, 양방향 파장 가감기와 같은 양방향 광소자 모듈은 파장 단위의 가감과 같은 기능 외에 반대 방향에서 진행하는 광신호의 반사에 의해 발생하는 잡음을 제거하는 기능을 포함해야 한다. 양방향 파장 가감기의 경우 몇 가지의 구조가 발표된 바가 있다Accordingly, the bidirectional optical device module, such as the bidirectional wavelength adder, should include a function of removing the noise caused by the reflection of the optical signal traveling in the opposite direction, in addition to the function of adding or subtracting the wavelength unit. For bidirectional wavelength adders, several structures have been published.
하나의 광섬유를 이용한 양방향 통신망의 효율적인 구현을 위해서는 양방향 통신망 사이를 연결하여 파장 단위의 스위칭이 가능한 양방향 광 크로스 커넥트가 구현되어야 한다. 여기서 양방향 광 크로스 커넥트는 양방향으로 들어오는 광신호들을 각 방향 광신호 별로 독립적인 스위칭을 할 수 있을 뿐만 아니라 반대 방향으로 진행하는 신호들의 레일레이 후방산란과 광소자에 의한 반사 등에 의해 발생하는 잡음들도 제거할 수 있어야 한다.In order to efficiently implement a bidirectional communication network using a single optical fiber, a bidirectional optical cross connect capable of switching in units of wavelengths by connecting between bidirectional communication networks should be implemented. Here, the bidirectional optical cross connect not only independently switches optical signals coming in both directions but also noises generated by Rayleigh backscattering of the signals traveling in the opposite direction and reflection by optical elements. It should be removable.
도 3에 이러한 개념의 양방향 광 크로스 커넥트의 구조가 도시되어 있다. 이러한 개념의 양방향 광 크로스 커넥트가 특별한 구조의 양방향 어븀 첨가 광섬유 증폭기와, 밴드패스 필터(bandpass filter) 그리고 광섬유 브래그 격자를 통해 구현된 바가 있다.3 illustrates the structure of a bidirectional optical cross connect of this concept. The bidirectional optical cross connect of this concept has been realized through a special bidirectional erbium-doped fiber amplifier, a bandpass filter and a fiber Bragg grating.
그러나, 종래의 양방향 광 크로스 커넥트는 반대 방향으로 진행하는 신호들의 레일레이 후방산란과 광소자에 의한 반사 등에 의해 발생하는 잡음들을 효율적으로 제거하기가 힘든 단점이 있다.However, the conventional two-way optical cross connect has a disadvantage in that it is difficult to efficiently remove noises generated by Rayleigh backscattering of signals traveling in the opposite direction and reflection by optical devices.
따라서, 이 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 양방향으로 독립적으로 스위칭이 가능하면서도, 하나의 광섬유를 이용한 양방향 전송시에 발생되는 반대방향으로 진행하는 광신호의 레일레이 후방산란과 광소자에 의한 반사 등에 의해 발생하는 잡음들을 효율적으로 제거할 수 있는 양방향 광 크로스 커넥트를 제공하고자 하는데 있다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention can be independently switched in both directions, but due to the Rayleigh backscattering of the optical signal proceeding in the opposite direction generated during the bidirectional transmission using one optical fiber and reflection by the optical device, etc. An object of the present invention is to provide a bidirectional optical cross connect that can effectively remove noise generated.
도 1은 종래의 두 쌍의 파장 다중화기/역다중화기 및 공간분할 스위치를 이용한 일반적인 광 크로스 커넥트의 구조도이다.1 is a structural diagram of a general optical cross connect using two conventional wavelength multiplexers / demultiplexers and a spatial division switch.
도 2는 종래의 한 쌍의 파장 다중화기, 역다중화기 및 스위칭이 가능한 거울을 이용한 반사형 광 크로스 커넥트의 구조도이다.2 is a structural diagram of a reflective optical cross connect using a conventional pair of wavelength multiplexers, demultiplexers and switchable mirrors.
도 3는 독립적인 스위칭이 가능한 양방향 광 크로스 커넥트의 개념도이다.3 is a conceptual diagram of a bidirectional optical cross connect capable of independent switching.
도 4는 이 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 광 크로스 커넥트의 구조도이다.4 is a structural diagram of a bidirectional optical cross connect according to a first embodiment of the present invention.
도 5는 이 발명의 제2 실시예에 따른 양방향 광 크로스 커넥트의 구조도이다.5 is a structural diagram of a bidirectional optical cross connect according to a second embodiment of the present invention.
도 6은 이 발명의 제3 실시예에 따른 양방향 광 크로스 커넥트의 구조도이다.6 is a structural diagram of a bidirectional optical cross connect according to a third embodiment of the present invention.
도 7은 이 발명의 제4 실시예에 따른 양방향 광 크로스 커넥트의 구조도이다.7 is a structural diagram of a bidirectional optical cross connect according to a fourth embodiment of the present invention.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 이 발명의 특징에 따른 양방향 광 크로스 커넥트는In order to achieve this technical problem, the bidirectional optical cross connect according to the characteristics of the present invention
서로 다른 방향으로 진행하는 광신호들을 분리하는 다수의 광써큘레이터;A plurality of optical circulators separating the optical signals traveling in different directions;
광써큘레이터를 통해 들어온 각 방향의 광신호들을 파장 단위로 분리하거나 분리된 파장 단위의 광신호들을 모아주는 역할을 동시에 수행하는 네 쌍의 파장 다중화기/역다중화기;Four pairs of wavelength multiplexers / demultiplexers for simultaneously separating the optical signals in each direction introduced through the optical circulator or collecting the optical signals in the wavelength units;
각 파장의 광 신호들의 연결 상태를 바꾸어 주는 공간스위치; 및A space switch for changing a connection state of optical signals of each wavelength; And
반대 방향의 광신호들의 레일레이 후방산란과 광소자들의 반사 등에 의한 상대 강도 잡음의 영향을 효과적으로 제거할 수 있는 광흡수기를 포함하며, 하나의 광섬유에서 양방향으로 진행하는 광신호를 각각의 방향에 대해 파장별로 독립적으로 스위칭한다.It includes an optical absorber that can effectively remove the effects of the relative intensity noise due to the Rayleigh backscattering of the optical signals in the opposite direction and the reflection of the optical elements, the optical signal traveling in both directions in one optical fiber for each direction Switch independently by wavelength.
이 발명의 다른 특징에 따른 양방향 광 크로스 커넥트는,Bi-directional optical cross connect according to another feature of the present invention,
서로 다른 방향으로 진행하는 광신호들을 분리하는 다수의 광써큘레이터;A plurality of optical circulators separating the optical signals traveling in different directions;
광써큘레이터를 통해 들어온 각 방향의 광신호들을 파장 단위로 분리하거나 분리된 파장 단위의 광신호들을 모아주는 역할을 동시에 수행하는 네 쌍의 파장 다중화기/역다중화기; 및Four pairs of wavelength multiplexers / demultiplexers for simultaneously separating the optical signals in each direction introduced through the optical circulator or collecting the optical signals in the wavelength units; And
각 파장의 광 신호들의 연결 상태를 바꾸어 주는 공간스위치; 및 반대 방향의 광신호들의 레일레이 후방산란과 광소자들의 반사 등에 의한 상대 강도 잡음의 영향을 효과적으로 제거하기 위한 광섬유 브래그 격자 및 광흡수기를 포함하며, 하나의 광섬유에서 양방향으로 진행하는 광신호를 각각의 방향에 대해 파장별로 독립적으로 스위칭한다.A space switch for changing a connection state of optical signals of each wavelength; And an optical fiber Bragg grating and an optical absorber for effectively removing the effects of relative intensity noise due to Rayleigh backscattering of optical signals in the opposite direction and reflection of optical elements, respectively. Switch independently by wavelength for the direction of.
이 발명의 또 다른 특징에 따른 양방향 광 크로스 커넥트는,Bidirectional optical cross connect according to another feature of the present invention,
서로 다른 방향으로 진행하는 광신호들을 분리하는 다수의 광써큘레이터;A plurality of optical circulators separating the optical signals traveling in different directions;
광써큘레이터를 통해 들어온 각 방향의 광신호들을 파장 단위로 분리하거나 분리된 파장 단위의 광신호들을 모아주는 역할을 동시에 수행하는 두 쌍의 파장 다중화기/역다중화기;Two pairs of wavelength multiplexers / demultiplexers for simultaneously separating optical signals in each direction introduced through the optical circulator or collecting optical signals in the separated wavelength units;
각 파장의 광신호들을 그대로 통과시키거나 반사시켜서 해당 파장의 광신호의 연결 상태를 바꾸어 주는 스위칭 가능한 거울; 및A switchable mirror which changes the connection state of the optical signals of the corresponding wavelengths by passing or reflecting the optical signals of the respective wavelengths as they are; And
반대 방향의 광신호들의 레일레이 후방산란과 광소자들의 반사 등에 의한 상대 강도 잡음의 영향을 효과적으로 제거할 수 있는 광흡수기A light absorber that can effectively remove the effects of relative intensity noise due to Rayleigh backscattering of optical signals in the opposite direction and reflection of optical elements
를 포함하며, 하나의 광섬유에서 양방향으로 진행하는 광신호를 각각의 방향에 대해 파장별로 독립적으로 스위칭한다.It includes, and switches the optical signal traveling in both directions in one optical fiber for each direction independently for each wavelength.
이 발명의 또 다른 특징에 따른 양방향 광 크로스 커넥트는,Bidirectional optical cross connect according to another feature of the present invention,
서로 다른 방향으로 진행하는 광신호들을 분리하는 다수의 광써큘레이터;A plurality of optical circulators separating the optical signals traveling in different directions;
광써큘레이터를 통해 들어온 각 방향의 광신호들을 파장 단위로 분리하거나 분리된 파장 단위의 광신호들을 모아주는 역할을 동시에 수행하는 두 쌍의 파장 다중화기/역다중화기; 및Two pairs of wavelength multiplexers / demultiplexers for simultaneously separating optical signals in each direction introduced through the optical circulator or collecting optical signals in the separated wavelength units; And
각 파장의 광신호들을 그대로 통과시키거나 반사시켜서 해당 파장의 광신호의 연결 상태를 바꾸어 주는 스위칭 가능한 거울; 및A switchable mirror which changes the connection state of the optical signals of the corresponding wavelengths by passing or reflecting the optical signals of the respective wavelengths as they are; And
반대 방향의 광신호들의 레일레이 후방산란과 광소자들의 반사 등에 의한 상대 강도 잡음의 영향을 효과적으로 제거하기 위한 광섬유 브래그 격자와 광흡수기를 포함하며, 하나의 광섬유에서 양방향으로 진행하는 광신호를 각각의 방향에 대해 파장별로 독립적으로 스위칭한다.It includes an optical fiber Bragg grating and an optical absorber to effectively remove the influence of relative intensity noise caused by the Rayleigh backscattering of the optical signals in the opposite direction and the reflection of the optical elements, respectively. Switch independently wavelength by wavelength for direction.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention may be easily implemented by those skilled in the art with reference to the accompanying drawings.
도 4에 이 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 광 크로스 커넥트의 구조가 도시되어 있다.4 shows the structure of the bidirectional optical cross connect according to the first embodiment of the present invention.
첨부한 도 4에 도시되어 있듯이 이 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 광 크로스 커넥트는, 2개의 일반적인 구조의 단일 방향 광 크로스 커넥트(10,20)와, 4개의 3단자 광써큘레이터(30∼60)와, 광 흡수기(LA)로 이루어진다.As shown in FIG. 4, the bidirectional optical cross connect according to the first embodiment of the present invention includes two general structure unidirectional optical cross connects 10 and 20, and four three-terminal optical circulators 30 through. 60) and the light absorber LA.
3단자 광 서큘레이터(30∼60)는 양방향으로 진행하는 광신호를 두 개의 단일 방향 광신호로 분리하는 기능을 하며, 단일 방향 광 크로스 커넥트(10,20)는 도 4의 부분 확대된 바와 같이, 각각 파장 다중화기/역다중화기 및 공간 분할 스위치로 이루어지며, 광써큘레이터(30∼60)로부터 입력되는 각 방향의 광신호를 독립적으로 스위칭한다.The three-terminal optical circulator 30 to 60 separates the optical signal traveling in both directions into two unidirectional optical signals, and the unidirectional optical cross connects 10 and 20 are partially enlarged in FIG. 4. And a wavelength multiplexer / demultiplexer and a space division switch, respectively, and independently switch optical signals in each direction input from the optical circulators 30 to 60.
예를 들어 광 서큘레이터(30)를 통하여 단일 방향 광 크로스 커넥트(10)로 입력된 광신호들은 광 크로스 커넥트(10)에 의하여 스위칭되고, 스위칭이 끝난 광신호들은 뒷단의 즉, 광 크로스 커넥트(10)의 출력단에 연결된 광써큘레이터(50 또는 60)를 통해 반대편 광섬유 선로로 진행한다.For example, the optical signals input to the unidirectional optical cross connect 10 through the optical circulator 30 are switched by the optical cross connect 10, and the switched optical signals are connected to the rear end, that is, the optical cross connect ( Proceed to the opposite optical fiber line through the optical circulator 50 or 60 connected to the output terminal of 10).
일반적으로 양방향 전송에서는 반대 방향으로 진행하는 광신호의 레일레이 후방산란과 광소자에 의한 반사 등에 의해 발생하는 잡음들을 억제 시키는 것이 중요하다.In general, in bidirectional transmission, it is important to suppress noise generated by Rayleigh backscattering of optical signals traveling in the opposite direction and reflection by optical devices.
이를 위하여 이 발명의 제1 실시예에서, 양방향 전송에서 반대 방향으로 진행하는 광신호의 파장에 해당하는 단일 방향 광 크로스 커넥트(10,20)의 파장 다중화기/역다중화기의 출력 단자에 광흡수기(light absorber, LA)가 설치되어 있다.To this end, in the first embodiment of the present invention, the optical absorber (at the output terminal of the wavelength multiplexer / demultiplexer of the unidirectional optical cross connect 10, 20 corresponding to the wavelength of the optical signal traveling in the opposite direction in bidirectional transmission) light absorber (LA) is installed.
따라서 양방향으로 진행하는 광신호들이 번갈아가며 파장 대역을 차지한다면, 반대 방향의 광신호의 파장에 해당하는 파장 다중화기/역다중화기의 출력단자에 설치된 광흡수기(LA)에 의하여 반대방향으로 진행하는 광신호의 레일레이 후방산란과 광소자에 의한 반사 등에 의해 발생하는 잡음들이 소거된다.Therefore, if the optical signals traveling in both directions alternately occupy the wavelength band, the optical traveling in the opposite direction by the optical absorber LA installed at the output terminal of the wavelength multiplexer / demultiplexer corresponding to the wavelength of the optical signal in the opposite direction. Noise caused by Rayleigh backscattering of the signal and reflection by the optical element is canceled out.
다음에는 이 발명의 제2 실시예에 따른 양방향 광 크로스 커넥트에 대하여설명한다.Next, a bidirectional optical cross connect according to a second embodiment of the present invention will be described.
도 5에 이 발명의 제2 실시예에 따른 양방향 광 크로스 커넥트의 구조가 도시되어 있다.5 shows the structure of a bidirectional optical cross connect according to a second embodiment of this invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 이 발명의 제2 실시예에 따른 양방향 광 크로스 커넥트는, 2개의 단일 방향 광 크로스 커넥트(10,20)와, 4개의 4단자 광써큘레이터(30,40,50,60)와, 다수의 광섬유 브래그 격자(FBG1∼FBG8) 및 광 흡수기(LA)로 이루어진다. 도 5에서 광섬유 브래그 격자 FBG5∼FBG8는 각각 FBG1∼FBG4와 동일한 필터 특성을 갖는 광섬유 브래그 격자들이다.As shown in FIG. 5, the bidirectional optical cross connect according to the second embodiment of the present invention includes two unidirectional optical cross connects 10 and 20 and four four-terminal optical circulators 30, 40 and 50. And a plurality of optical fiber Bragg gratings FBG1 to FBG8 and a light absorber LA. In Fig. 5, the optical fiber Bragg gratings FBG5 to FBG8 are optical fiber Bragg gratings each having the same filter characteristics as FBG1 to FBG4.
4단자 광써큘레이터(30,40,50,60)의 한쪽 단자에 스위칭을 원하는 파장 간격으로 광섬유 브래그 격자(FBG1∼FBG8)가 연결되어 있으며, 브래그 격자(FBG3, FBG4, FBG,7, FBG8)들의 끝에 광흡수기(LA)가 연결되어 있다Fiber Bragg gratings (FBG1 to FBG8) are connected to one terminal of the 4-terminal optical circulator (30, 40, 50, 60) at the desired wavelength interval, and the Bragg gratings (FBG3, FBG4, FBG, 7, FBG8) A light absorber (LA) is connected to the end of the field
이에 따라, 반대 방향으로 진행하는 광신호의 레일레이 후방산란과 광소자에 의한 반사 등에 의해 발생하는 잡음들을 없앨 수 있다. 이 경우 제1 실시예와 같이, 단일 방향 광 크로스 커넥트(10,20)의 파장 다중화기/역다중화기의 출력 단자에 광흡수기를 위한 단자를 별도로 설치 않아도 된다.Accordingly, it is possible to eliminate noises caused by Rayleigh backscattering of the optical signal traveling in the opposite direction and reflection by the optical device. In this case, as in the first embodiment, a terminal for the light absorber does not need to be separately provided at the output terminal of the wavelength multiplexer / demultiplexer of the unidirectional optical cross connect 10, 20.
예를 들어 양방향 전송의 파장 대역이 각 방향 별로 도 5에 도시된 바와 같이, 오른편으로 진행하는 신호들 (λ1= 1550 nm, λ3= 1551.6 nm, λ5=1553.2 nm )과 왼편으로 진행하는 신호들 (λ2= 1550.8 nm, λ4= 1552.4 nm, λ6=1554 nm )이 있다면, 오른편으로 진행하는 광신호들의 스위칭을 위한 파장 다중화기/역다중화기는 출력단의 파장 간격이 1.6nm이고, 중심파장이 1550 nm, 1551.6 nm, 1553.2 nm, 인 것을 사용해도 된다. 왼편으로 진행하는 신호의 스위칭을 위한 파장 다중화기/역다중화기의 경우는 파장 간격이 1.6nm이고, 중심파장이 1550.8 nm, 1552.4 nm, 1554 nm 인 것을 사용해도 된다.이와 같은 구조의 단일 방향 광 크로스 커넥트를 사용할 경우 공간 스위치 모듈을 증가시켜서 4×4, 6×6과 같은 여러 광통신 노드의 양방향 광 크로스 커넥트를 구현할 수도 있다.For example, as shown in FIG. 5 in each direction, the wavelength band of the bidirectional transmission proceeds to the left side with the signals proceeding to the right (λ 1 = 1550 nm, λ 3 = 1551.6 nm, λ 5 = 1553.2 nm). If there are signals (λ 2 = 1550.8 nm, λ 4 = 1552.4 nm, λ 6 = 1554 nm), the wavelength multiplexer / demultiplexer for switching the optical signals going to the right has a 1.6 nm wavelength spacing at the output stage, The center wavelength may be 1550 nm, 1551.6 nm, 1553.2 nm. In the case of the wavelength multiplexer / demultiplexer for switching the signal proceeding to the left, ones having a wavelength interval of 1.6 nm and a center wavelength of 1550.8 nm, 1552.4 nm, or 1554 nm may be used. When using a connector, the space switch module can be increased to realize a bidirectional optical cross connect of several optical communication nodes such as 4x4 and 6x6.
다음에는 이 발명의 제3 실시예에 따른 양방향 광 크로스 커넥트에 대하여 설명한다.Next, a bidirectional optical cross connect according to a third embodiment of the present invention will be described.
도 6에 이 발명의 제3 실시예에 따른 양방향 광 크로스 커넥트의 구조가 도시되어 있다.6 shows a structure of a bidirectional optical cross connect according to a third embodiment of this invention.
도 6에 도시된 바와 같이, 이 발명의 제3 실시예에 따른 양방향 광 크로스 커넥트는, 2개의 반사형 단일 방향 광 크로스 커넥트(11,21)와, 2개의 6단자 광써큘레이터(32,42)와, 광 흡수기(LA)로 이루어진다.As shown in Fig. 6, the bidirectional optical cross connect according to the third embodiment of the present invention includes two reflective unidirectional optical cross connects 11 and 21 and two six-terminal optical circulators 32 and 42. ) And the light absorber LA.
제3 실시예에서, 반사형 단일 방향 광 크로스 커넥트(11,21)은 도 6과 같이 한 쌍의 파장 다중화기/역다중화기와 스위칭이 가능한 거울(M)을 사용한 단일 방향 광 크로스 커넥트이며, 제1 실시예에와 동일하게 반대 방향으로 진행하는 광신호 파장에 해당하는 파장 다중화기/역다중화기의 출력 단자에 광흡수기(light absorber, LA)가 설치되어 있다.In the third embodiment, the reflective unidirectional optical cross connects 11 and 21 are unidirectional optical cross connects using a pair of wavelength multiplexers / demultiplexers and a switchable mirror M as shown in FIG. As in the first embodiment, a light absorber LA is provided at an output terminal of the wavelength multiplexer / demultiplexer corresponding to the wavelength of the optical signal traveling in the opposite direction.
6단자 광써큘레이터(32,42)는 양방향으로 진행하는 광신호를 두 개의 단일 방향 광신호로 분리하는 기능을 한다. 일반적으로 6 단자 광써큘레이터들은 첫번째 단자(1)와 마지막 단자(6)가 연결되어 있지 않으므로, 이 발명의 제3 실시예에서는 이 두 단자(1,6)가 광섬유를 통하여 연결되어 있다. 이외에도 6단자 광써큘레이터를 사용하지 않고 4단자 광써큘레이터를 사용할 수 있으며, 이 때 사용되는 4단자 광써큘레이터는 4번 단자와 1번 단자가 연결되어 있다.The six-terminal optical circulators 32 and 42 function to separate optical signals traveling in both directions into two unidirectional optical signals. In general, since the six terminal optical circulators are not connected to the first terminal 1 and the last terminal 6, in the third embodiment of the present invention, the two terminals 1 and 6 are connected through an optical fiber. In addition, a four-terminal optical circulator can be used without using a six-terminal optical circulator, and the four-terminal optical circulator used in this case is connected to terminal 4 and terminal 1.
반사형 단일 방향 광 크로스 커넥트(11,21)의 파장 다중화기/역다중화기의 출력단에는 스위칭 가능한 거울(M)이 있어서 파장별로 분리된 광신호들의 연결 상태를 결정한다.At the output terminal of the wavelength multiplexer / demultiplexer of the reflective unidirectional optical cross connects 11 and 21, there is a switchable mirror M to determine the connection state of the optical signals separated for each wavelength.
I1으로 입사하는 광신호에 대해 만약 거울이 반사 상태이면, 그 파장의 광신호는 거울에 의해 반사되어 위쪽의 파장 다중화기/역다중화기에 의해 파장 다중화된다. 이것은 위쪽의 광써큘레이터에 의하여 출력 채널(O1)로 빠져나온다. 반면에 거울이 패스 상태이면, 그 파장의 광신호는 아래쪽의 파장 다중화기/역다중화기에 의해 파장 다중화되어 출력 채널(O2)로 빠져 나온다.For a light signal incident on I1, if the mirror is in a reflective state, the light signal of that wavelength is reflected by the mirror and wavelength multiplexed by the upper wavelength multiplexer / demultiplexer. This is led to the output channel O1 by the optical circulator above. On the other hand, if the mirror is in a pass state, the optical signal of that wavelength is wavelength multiplexed by the wavelength multiplexer / demultiplexer below and exits to the output channel O2.
양방향으로 진행하는 광신호들이 번갈아가며 파장 대역을 차지할 경우 도 6에 도시된 바와 같이, 반대 방향의 광신호의 파장에 해당하는 파장 다중화기/역다중화기의 출력단자에 연결된 광흡수기(LA)에 의하여, 반대방향으로 진행하는 광신호의 레일레이 후방산란과 광소자에 의한 반사 등에 의해 발생하는 잡음들이 소거된다.When the optical signals traveling in both directions alternately occupy the wavelength band, as shown in FIG. 6, by the optical absorber LA connected to the output terminal of the wavelength multiplexer / demultiplexer corresponding to the wavelength of the optical signal in the opposite direction. Noises generated by Rayleigh backscattering of the optical signal traveling in the opposite direction and reflection by the optical element are canceled.
다음에는 이 발명의 제4 실시예에 따른 양방향 광 크로스 커넥트에 대하여 설명한다.Next, a bidirectional optical cross connect according to a fourth embodiment of the present invention will be described.
도 7에 이 발명의 제4 실시예에 따른 양방향 광 크로스 커넥트의 구조가 도시되어 있다.7 shows the structure of a bidirectional optical cross connect according to a fourth embodiment of this invention.
도 7에 도시된 바와 같이, 이 발명의 제4 실시예에 따른 양방향 광 크로스 커넥트는, 2개의 반사형 단일 방향 광 크로스 커넥트(11,21)와, 2개의 8단자 광써큘레이터(33,43)와, 광신호 브래그 격자(FBG1∼FBG12) 및 광 흡수기(LA)로 이루어진다. 도 7에서 광섬유 브래그 격자 FBG7∼FBG12은 각각 FBG1∼FBG6과 동일한 필터 특성을 갖는다.As shown in FIG. 7, the bidirectional optical cross connect according to the fourth embodiment of the present invention includes two reflective unidirectional optical cross connects 11 and 21 and two eight-terminal optical circulators 33 and 43. ), Optical signal Bragg gratings FBG1 to FBG12 and light absorber LA. In Fig. 7, the optical fiber Bragg gratings FBG7 to FBG12 each have the same filter characteristics as FBG1 to FBG6.
8단자 광 서큘레이터(33,43)의 첫 번째 단자(1)와 마지막 단자(8)가 광섬유에 의하여 서로 연결되어 있으며, 8단자 광써큘레이터(33,43)의 한쪽 단자에 스위칭을 원하는 파장 간격으로 광섬유 브래그 격자(FBG1∼FBG12)가 연결되어 있으며, 브래그 격자(FBG5, FBG6, FBG,11, FBG12)들의 끝에는 광흡수기(LA)가 연결되어 있다.The first terminal 1 and the last terminal 8 of the eight-terminal optical circulators 33 and 43 are connected to each other by an optical fiber, and a wavelength to switch to one terminal of the eight-terminal optical circulators 33 and 43 is desired. Optical fiber Bragg gratings FBG1 to FBG12 are connected at intervals, and light absorbers LA are connected to the ends of the Bragg gratings FBG5, FBG6, FBG, 11, and FBG12.
여기서는 광섬유 브래그 격자등을 연결하기 위한 단자가 필요하므로 제3 실시예와는 달리, 8단자 광써큘레이터를 사용하였다.Since a terminal for connecting an optical fiber Bragg grating is required here, an eight-terminal optical circulator is used unlike the third embodiment.
따라서, 광섬유 브래그 격자들(FBG1∼FBG12)과 광흡수기(LA)에 의하여, 반대방향으로 진행하는 광신호의 레일레이 후방산란과 광소자에 의한 반사 등이 제거된다.Accordingly, by the optical fiber Bragg gratings FBG1 to FBG12 and the light absorber LA, Rayleigh backscattering of the optical signal traveling in the opposite direction, reflection by the optical element, and the like are eliminated.
한편, 위에 기술된 실시예에서 사용된 브래그 격자의 수는 예시된 것에 한정되지 않는다.On the other hand, the number of Bragg gratings used in the above-described embodiment is not limited to those illustrated.
그리고 각 실시예에서, 파장 다중화기/역다중화기로서 도파관열 격자 또는 유전체 박막 격자 (dielectric thin-film)를 사용할 수 있으며, 광흡수기로는 FC/SPC 커넥터 또는 굴절률 균등 오일/젤(index matching oil/gel)을 사용할 수 있다.And in each embodiment, a waveguide column grating or a dielectric thin-film grating may be used as the wavelength multiplexer / demultiplexer, and the light absorber may be an FC / SPC connector or an index matching oil / gel. gel) can be used.
또한 공간 스위치로서 4×4 또는 6×6과 같은 광스위치를 사용할 수 있으며, 사용되는 스위치의 단자수에 따라 광써큘레이터 및 파장 다중화기/역다중화기 및 광흡수기의 수를 이에 맞게 증가시켜서 여러 광통신 노드를 위한 양방향 광신호 전송이 이루어지도록 할 수 있다.In addition, an optical switch such as 4 × 4 or 6 × 6 may be used as the space switch, and the number of optical circulators, wavelength multiplexers / demultiplexers, and optical absorbers may be increased accordingly according to the number of terminals of the switches used. Bidirectional optical signal transmission for the node can be made.
또한 브래그 격자로서 양방향 광신호들의 분산보상을 위한 처핑된 광섬유 브래그 격자(chirped fiber Bragg grating)가 사용될 수 있으며, 이외에도 광섬유 브래그 격자의 여러 개의 연결에 따른 공간 차지를 줄이기 위하여 샘플드 광섬유 브래그 격자(sampled fiber Bragg grating)가 사용될 수 있다.In addition, a chirped fiber Bragg grating for dispersion compensation of bidirectional optical signals may be used as the Bragg grating. In addition, a sampled fiber Bragg grating may be used to reduce space occupancy due to multiple connection of the fiber Bragg grating. fiber Bragg grating) may be used.
비록, 이 발명이 가장 실제적이며 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 상기 개시된 실시예에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위 내에 속하는 다양한 변형 및 등가물들도 포함한다.Although this invention has been described with reference to the most practical and preferred embodiments, the invention is not limited to the embodiments disclosed above, but also includes various modifications and equivalents falling within the scope of the following claims.
본 발명은 상술한 바와 같이 단일 방향 광 크로스 커넥트를 이용하여 양방향으로 독립적으로 스위칭이 가능하면서도 하나의 광섬유를 이용한 양방향 전송의 문제점인 반대방향으로 진행하는 광신호의 레일레이 후방산란과 광소자에 의한 반사 등에 의해 발생하는 잡음들을 효율적으로 제거할 수 있는 양방향 광 크로스 커넥트의 구조를 제공할 수 있다.The present invention can be independently switched in both directions using a unidirectional optical cross-connect as described above, but due to the Rayleigh backscattering of the optical signal propagating in the opposite direction, which is a problem of bidirectional transmission using one optical fiber, It is possible to provide a structure of a bidirectional optical cross connect that can efficiently remove noises generated by reflections and the like.
또한, 본 발명은 단일 방향 광 크로스 커넥트를 이용하기 때문에 기존의 기술로 구현하기가 용이하다. 이러한 독립적인 스위칭이 가능한 양방향 광 크로스 커넥트는 하나의 광섬유를 이용한 양방향 전송 파장분할 다중화 통신망의 구현에 크게 이바지할 수 있을 것이라 기대된다.In addition, since the present invention uses a unidirectional optical cross connect, it is easy to implement the conventional technology. This independent switchable bidirectional optical cross connect is expected to contribute greatly to the implementation of a bidirectional transmission wavelength division multiplexing network using one optical fiber.
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