KR100421135B1 - 광대역 광섬유 증폭기 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따라 C-밴드 광신호와 L-밴드 광신호를 광섬유를 통해 전송하는 광송신기 측의 제1 경로와, 상기 광섬유를 통해 상기 광신호를 수신하는 광수신기 측의 제4 경로를 연결하며, 상기 C-밴드 광신호와 L-밴드 광신호를 증폭하기 위한 광대역 광섬유 증폭기는, 상기 C-밴드 광신호와 L-밴드 광신호를 증폭하는 제1 증폭부와; 상기 제1 증폭부와 연결된 제1 경로를 통해 입력된 상기 L-밴드 광신호를 제3 경로로 출력하고, 상기 제3 경로를 통해 재입력된 상기 L-밴드 광신호와 상기 증폭된 C-밴드 광신호를 결합하여 제4 경로로 출력하는 분배부와; 상기 제3 경로를 통해 입력된 L-밴드 광신호를 증폭하고, 재입력된 상기 L-밴드 광신호를 증폭하는 제3 증폭부와; 상기 증폭된 L-밴드 광신호를 반사하여 상기 제3 증폭부로 재입력시키는 반사부를 포함한다.

Description

광대역 광섬유 증폭기{WIDE BAND OPTICAL FIBER AMPLIFIER}
본 발명은 광통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 상기 광통신 시스템의 광송신부와 광수신부 사이에 배치되는 광섬유 증폭기에 관한 것이다.
최근 기하급수적으로 증가되는 데이터량에 의해 파장분할 다중화 광통신 시스템의 전송 대역폭의 확장이 요구되어 C-밴드(1530~1560nm)와L-밴드(1570~1600nm)를 동시에 이용하는 광대역 광통신 시스템에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 광통신 시스템에서 광신호의 증폭 역할을 하는 광증폭기의 경우 희토류 원소가 첨가된 광섬유 증폭기(Erbium-doped fiber amplifier, EDFA)가 널리 이용되고 있는데, 그 대역폭은 C-band와 L-band에서 각각 30nm 정도로 한정되어 있다. 라만(Raman) 광섬유 증폭기나 텔룰라이트 기재의(Tellurite-based) 어븀 첨가 광섬유 증폭기의 경우 C-밴드와 L-밴드를 동시에 증폭할 수 있는 넓은 증폭 대역폭을 가지고 있다. 그러나, 라만 광섬유 증폭기의 경우에 높은 펌핑 파워(pumping power)의 필요성으로 인해 그 사용이 제한되어 있고, 텔룰라이트 기재의 어븀 첨가 광섬유 증폭기의 경우도 아직 검증되지 않은 기술이어서 실험실에서 연구되는 단계이다. 따라서, 기존의 실리카 기재의(Silica-based) 어븀첨가 광섬유 증폭기를 이용하여 C-밴드와 L-밴드를 동시에 증폭할 수 있는 광대역 어븀 첨가 광섬유 증폭기가 개발되고 있으나, 대부분의 경우에 독립적인 C-밴드 어븀첨가 광섬유 증폭기와 L-밴드 어븀첨가 광섬유 증폭기를 병렬로 배치한 구조를 가지고 있다.
도 1은 종래에 따른 광대역 광섬유 증폭기의 구성을 나타내는 도면이다. 상기 광대역 광섬유 증폭기는 제1 및 제2 아이솔레이터(isolator, 110 및 250)와, 분리기(120)와, 제1 내지 제3 파장 선택 결합기(140, 190 및 220)와, 제1 내지 제3 펌핑 광원(150, 200 및 230)과, 제1 및 제2 어븀 첨가 광섬유(160 및 210)와, 이득 평탄화 필터(170)와, 결합기(240)로 구성된다.
상기 제1 아이솔레이터(110)는 상기 광대역 광섬유 증폭기로 입력된 광을 통과시키는 한편, 그 역방향으로 진행하는 광을 차단한다.
상기 분리기(120)는 C-밴드의 광신호와 L-밴드의 광신호를 분리하며, 상기 C-밴드의 광신호는 제1 경로(130)로 분기하고, 상기 L-밴드의 광신호는 제2 경로(180)로 분기한다.
상기 제1 파장 선택 결합기(140)는 상기 분리기(120)로부터 입력되는 C-밴드의 광신호와, 상기 제1 펌핑 광원(150)으로부터 입력되는 펌핑광을 결합하여 상기 제1 어븀 첨가 광섬유(160)로 출력한다.
상기 제1 펌핑 광원(150)은 상기 제1 어븀 첨가 광섬유(160)를 펌핑, 즉 어븀 이온을 여기시키기 위한 980㎚ 파장의 펌핑광을 출력한다.
상기 제1 어븀 첨가 광섬유(160)는 상기 제1 파장 선택 결합기(140)를 통해 입력된 펌핑광에 의해 펌핑되며, 상기 제1 파장 선택 결합기(140)를 통해 입력된 C-밴드의 광을 증폭하여 출력한다.
상기 이득 평탄화 필터(170)는 입력된 광신호에서 C-밴드 광신호의 이득을 평탄화한다.
상기 제2 파장 선택 결합기(190)는 상기 분리기(120)로부터 입력되는 L-밴드의 광신호와, 상기 제2 펌핑 광원(200)으로부터 입력되는 펌핑광을 결합하여 상기 제2 어븀 첨가 광섬유(210)로 출력한다.
상기 제2 펌핑 광원(200)은 상기 제2 어븀 첨가 광섬유(210)를 순방향 펌핑하기 위한 980㎚ 파장의 펌핑광을 출력한다.
상기 제3 파장 선택 결합기(220)는 상기 제2 어븀 첨가 광섬유(210)로부터 입력되는 증폭된 L-밴드의 광신호를 상기 결합기(240)로 출력하며, 상기 제3 펌핑광원(230)으로부터 입력되는 펌핑광을 상기 제2 어븀 첨가 광섬유(210)로 출력한다.
상기 제3 펌핑 광원(230)은 상기 제2 어븀 첨가 광섬유(210)를 역방향 펌핑하기 위한 1480㎚ 파장의 펌핑광을 출력한다.
상기 제2 어븀 첨가 광섬유(210)는 상기 제2 및 제3 파장 선택 결합기(190 및 220)를 통해 입력된 펌핑광에 의해 순방향 및 역방향 펌핑되며, 상기 제1 파장 선택 결합기(190)를 통해 입력된 상기 L-밴드 광신호를 증폭하여 출력한다.
상기 결합기(240)는 상기 C-밴드 광신호와 L-밴드 광신호를 결합하여 상기 제2 아이솔레이터로 출력한다.
상기 제2 아이솔레이터(250)는 입력된 상기 C-밴드 광신호와 L-밴드 광신호를 출력하며, 그 역방향으로 진행하는 광을 차단한다.
상술한 바와 같이, 종래에 따른 광역 증폭기는 높은 파워의 펌핑광을 필요로 하며, 증폭 효율이 낮으며 0.7dB 정도의 삽입 손실을 갖는 분리기가 어븀 첨가 광섬유의 전방에 위치하여 잡음 지수를 악화시킨다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 잡음 지수가 낮으며, 증폭 효율이 높으면서도 경제적인 광대역 광섬유 증폭기를 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 C-밴드 광신호와 L-밴드광신호를 광섬유를 통해 전송하는 광송신기 측의 제1 경로와, 상기 광섬유를 통해 상기 광신호를 수신하는 광수신기 측의 제4 경로를 연결하며, 상기 C-밴드 광신호와 L-밴드 광신호를 증폭하기 위한 광대역 광섬유 증폭기는,
상기 C-밴드 광신호와 L-밴드 광신호를 증폭하는 제1 증폭부와;
상기 제1 증폭부와 연결된 제1 경로를 통해 입력된 상기 L-밴드 광신호를 제3 경로로 출력하고, 상기 제3 경로를 통해 재입력된 상기 L-밴드 광신호와 상기 증폭된 C-밴드 광신호를 결합하여 제4 경로로 출력하는 분배부와;
상기 제3 경로를 통해 입력된 L-밴드 광신호를 증폭하고, 재입력된 상기 L-밴드 광신호를 증폭하는 제3 증폭부와;
상기 증폭된 L-밴드 광신호를 반사하여 상기 제3 증폭부로 재입력시키는 반사부를 포함한다.
도 1은 종래에 따른 광대역 광섬유 증폭기의 구성을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 광대역 광섬유 증폭기의 구성을 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 광대역 광섬유 증폭기의 구성을 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 광대역 광섬유 증폭기의 구성을 나타내는 도면.
이하에서는 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능, 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 광대역 광섬유 증폭기의 구성을 나타내는 도면이다. 상기 광대역 광섬유 증폭기는 제1 및 제2 아이솔레이터(310 및 500), 제1 내지 제3 증폭부(540, 550 및 470)와, 분배부(560)와, 이득 평탄화 필터(370)와, 제1 및 제2 반사부(380 및 480)로 구성된다.
상기 제1 아이솔레이터(310)는 상기 광대역 광섬유 증폭기로 입력된 광을 통과시키는 한편, 그 역방향으로 진행하는 광을 차단한다.
상기 제1 증폭부(540)는 제1 파장 선택 결합기(320)와, 제1 펌핑 광원(330)과, 제1 어븀 첨가 광섬유(340)로 구성된다.
상기 제1 파장 선택 결합기(320)는 상기 제1 아이솔레이터(310)를 통해 입력되는 C-밴드 및 L-밴드의 광신호와, 상기 제1 펌핑 광원(330)으로부터 입력되는 펌핑광을 결합하여 상기 제1 어븀 첨가 광섬유(340)로 출력한다.
상기 제1 펌핑 광원(330)은 상기 제1 어븀 첨가 광섬유(340)를 펌핑, 즉 어븀 이온을 여기시키기 위한 980㎚ 파장의 펌핑광을 출력한다.
상기 제1 어븀 첨가 광섬유(340)는 상기 제1 파장 선택 결합기(320)를 통해 입력된 펌핑광에 의해 펌핑되며, 상기 제1 파장 선택 결합기(320)를 통해 입력된 C-밴드 및 L-밴드의 광을 증폭하여 출력한다.
상기 분배부(560)는 써큘레이터(360)와, 분리기(430)와, 결합기(510)와, 제3 및 제4 파장 선택 결합기(420 및 440)로 구성된다.
상기 써큘레이터(360)는 제1 경로(350)를 통해 제1 포트로 입력된 상기 C-밴드 및 L-밴드 광신호는 제2 포트로 출력하며, 상기 제2 포트로 입력된 상기 C-밴드 및 L-밴드 광신호는 제3 포트로 출력하고, 상기 제3 포트로 입력된 L-밴드 광신호는 제4 포트로 출력한다. 상기 써큘레이터(360)는 상기 제2 및 제3 어븀 첨가 광섬유(410 및 470)로부터 발생한 역방향 ASE가 상기 제1 어븀 첨가 광섬유(340)로 입력되어 증폭 효율을 저하시키는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다.
상기 분리기(430)는 상기 써큘레이터(360)의 제3 포트를 통해 입력된 C-밴드 광신호를 제5 경로(490)로 분기하며, 상기 L-밴드 광신호는 제3 경로(460)로 출력한다.
상기 제2 아이솔레이터(500)는 상기 분리기(430)로부터 입력된 C-밴드 광신호를 통과시키는 한편, 그 역방향으로 진행하는 광을 차단한다.
상기 제3 및 제4 파장 선택 결합기(420 및 440)는 상기 제2 증폭부(550)에서 출력되는 잔여 펌핑광으로 상기 제3 증폭부(470)를 펌핑하는 기능을 수행한다. 즉, 상기 제3 파장 선택 결합기(420)는 상기 제2 증폭부(550)와 분리기(430) 사이에 배치되며 상기 제2 증폭부(550)로부터 입력되는 잔여 펌핑광을 제6 경로(450)로 출력하며, 상기 제4 파장 선택 결합기(440)는 상기 분리기(430)와 제3 증폭부(470) 사이에 배치되며 상기 제6 경로(450)를 통해 입력된 잔여 펌핑광을 상기 제3 증폭부(470)로 출력한다.
상기 결합기(510)는 상기 제4 경로(520)를 통해 입력된 L-밴드 광신호와 상기 제5 경로(490)를 통해 입력된 C-밴드 광신호를 결합하여 상기 제7 경로(530)로 출력한다.
상기 이득 평탄화 필터(370)는 상기 써큘레이터(360)의 제2 포트를 통해 입력된 광신호 또는 재입력된 광신호에서 C-밴드 광신호를 평탄화한다. 상기 이득 평탄화 필터(370)로 상기 C-밴드 광신호가 2차례 지나가게 되므로, 이득 평탄화를 위해 요구되는 상기 이득 평탄화 필터(370)의 최대 삽입 손실은 반감될 수 있다.
상기 제1 반사부(380)는 상기 이득 평탄화 필터(370)로부터 입력된 C-밴드및 L-밴드 광신호를 반사하여 상기 이득 평탄화 필터(370)로 재입력시킨다.
상기 제3 증폭부(470)는 제3 어븀 첨가 광섬유로 구성된다.
상기 제3 어븀 첨가 광섬유(470)는 상기 제4 파장 선택 결합기(440)를 통해 입력된 펌핑광에 의해 펌핑되며, 상기 분리기(430)를 통해 입력된 L-밴드의 광신호와 재입력된 L-밴드의 광신호를 증폭하여 출력한다.
상기 제2 반사부(480)는 상기 제3 어븀 첨가 광섬유(470)로부터 입력된 L-밴드 광신호를 반사하여 상기 제3 어븀 첨가 광섬유(470)로 재입력시킨다.
상기 제2 증폭부(550)는 제2 파장 선택 결합기(390)와, 제2 펌핑 광원(400)과, 제2 어븀 첨가 광섬유(410)로 구성된다.
상기 제2 파장 선택 결합기(390)는 상기 써큘레이터(360)의 제3 포트를 통해 입력되는 C-밴드 및 L-밴드의 광신호와, 상기 제2 펌핑 광원(400)으로부터 입력되는 펌핑광을 결합하여 상기 제3 어븀 첨가 광섬유(410)로 출력한다.
상기 제2 펌핑 광원(400)은 상기 제2 어븀 첨가 광섬유(410)를 펌핑, 즉 어븀 이온을 여기시키기 위한 1480㎚ 파장의 펌핑광을 출력한다.
상기 제2 어븀 첨가 광섬유(410)는 상기 제2 파장 선택 결합기(390)를 통해 입력된 펌핑광에 의해 펌핑되며, 상기 제2 파장 선택 결합기(390)를 통해 입력된 C-밴드 및 L-밴드의 광을 증폭하여 상기 출력한다.
이하, 상기 광대역 광섬유 증폭기의 동작을 C-밴드 및 L-밴드 광신호의 흐름에 따라 설명하면 하기하는 바와 같다.
상기 광대역 광섬유 증폭기로 입력된 C-밴드 및 L-밴드 광신호는 상기 제1아이솔레이터(310) 및 제1 파장 선택 결합기(320)를 지나서 상기 제1 어븀 첨가 광섬유(340)로 입력된다. 상기 제1 어븀 첨가 광섬유(340)에서 증폭된 C-밴드 및 L-밴드 광신호는 상기 써큘레이터(360)의 제1 포트로 입력되고, 상기 써큘레이터(360)는 상기 C-밴드 및 L-밴드 광신호를 제2 포트를 통해 출력한다. 상기 C-밴드 및 L-밴드 광신호는 상기 제1 반사부(380)에 의해 상기 이득 평탄화 필터(370)에서 2차례에 걸쳐 이득 평탄화가 되는데, 이 때 상기 이득 평탄화는 상기 C-밴드 광신호에만 해당된다. 이후, 상기 써큘레이터(360)의 제2 포트로 입력되어 제3 포트로 출력된 상기 C-밴드 및 L-밴드 광신호는 상기 제2 파장 선택 결합기(390)를 지나서 제2 어븀 첨가 광섬유(410)로 입력되고, 상기 제2 어븀 첨가 광섬유(410)에 의해 증폭된 상기 C-밴드 및 L-밴드 광신호는 제3 파장 선택 결합기(420)를 지나서 상기 분리기(430)로 입력된다. 상기 분리기(430)는 상기 C-밴드 광신호를 제5 경로(490)로 분기시키며, 상기 L-밴드 광신호는 제3 경로(460)로 출력한다. 상기 L-밴드 광신호는 상기 제2 반사부(480)에 의해 상기 제3 어븀 첨가 광섬유(470)에서 2차례에 걸쳐 증폭된 후, 상기 제4 파장 선택 결합기(440), 분리기(430), 제3 파장 선택 결합기(420)를 차례로 지나서 상기 제2 어븀 첨가 광섬유(410)로 재입력된다. 상기 제2 어븀 첨가 광섬유(410)는 상기 L-밴드 광신호를 재증폭하여 출력한다. 상기 L-밴드 광신호는 상기 제2 파장 선택 결합기(390)를 지나서 상기 써큘레이터(360)의 제3 포트로 입력된다. 상기 써큘레이터(360)는 상기 제3 포트로 입력된 상기 L-밴드 광신호를 제4 포트를 통해 제4 경로(520)로 출력한다. 상기 결합기(510)는 제5 경로(490)를 통해 입력된 상기 C-밴드 광신호와 상기제4 경로(520)를 통해 입력된 상기 L-밴드 광신호를 결합하여 출력한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 광대역 광섬유 증폭기의 구성을 나타내는 도면이다. 상기 광대역 광섬유 증폭기는 제1 및 제2 아이솔레이터(610 및 750)와, 제1 내지 제3 증폭부(785, 660 및 795)와, 이득 평탄화 필터(650)와, 분배부(790)와, 반사부(740)로 구성된다.
상기 제1 아이솔레이터(610)는 상기 광대역 광섬유 증폭기로 입력된 광을 통과시키는 한편, 그 역방향으로 진행하는 광을 차단한다.
상기 제1 증폭부(785)는 제1 파장 선택 결합기(620)와, 제1 펌핑 광원(630)과, 제1 어븀 첨가 광섬유(640)로 구성된다.
상기 제1 파장 선택 결합기(620)는 상기 제1 아이솔레이터(610)로부터 입력되는 C-밴드 및 L-밴드의 광신호와, 상기 제1 펌핑 광원(630)으로부터 입력되는 펌핑광을 결합하여 상기 제1 어븀 첨가 광섬유(640)로 출력한다.
상기 제1 펌핑 광원(630)은 상기 제1 어븀 첨가 광섬유(640)를 펌핑, 즉 어븀 이온을 여기시키기 위한 980㎚ 파장의 펌핑광을 출력한다.
상기 제1 어븀 첨가 광섬유(640)는 상기 제1 파장 선택 결합기(620)를 통해 입력된 펌핑광에 의해 펌핑되며, 상기 제1 파장 선택 결합기(620)를 통해 입력된 C-밴드 및 L-밴드 광신호를 증폭하여 출력한다.
상기 이득 평탄화 필터(650)는 제1 어븀 첨가 광섬유(640)로부터 입력된 C-밴드 및 L-밴드 광신호에서 C-밴드 광신호의 이득을 평탄화한다.
상기 제3 증폭부(795)는 제2 파장 선택 결합기(710)와, 제2 펌핑 광원(720)과, 제3 어븀 첨가 광섬유(730)로 구성된다.
상기 제2 파장 선택 결합기(710)는 상기 써큘레이터(690)의 제2 포트를 통해 입력되는 L-밴드의 광신호와, 상기 제2 펌핑 광원(720)으로부터 입력되는 펌핑광을 결합하여 상기 제3 어븀 첨가 광섬유(730)로 출력한다.
상기 제2 펌핑 광원(720)은 상기 제3 어븀 첨가 광섬유(730)를 펌핑, 즉 어븀 이온을 여기시키기 위한 1480㎚ 파장의 펌핑광을 출력한다.
상기 제3 어븀 첨가 광섬유(730)는 상기 제2 파장 선택 결합기(710)를 통해 입력된 펌핑광에 의해 펌핑되며, 상기 제2 파장 선택 결합기(710)를 통해 입력된 L-밴드의 광신호를 증폭하여 상기 출력한다.
상기 반사부(740)는 상기 제3 어븀 첨가 광섬유(730)로부터 입력된 L-밴드 광신호를 반사하여 상기 제3 어븀 첨가 광섬유(730)로 재입력시킨다.
상기 분배부(790)는 분리기(680)와, 써큘레이터(690)와, 결합기(770)로 구성된다.
상기 분리기(680)는 상기 제2 어븀 첨가 광섬유(660)로부터 입력된 광신호에서 상기 C-밴드 광신호는 제5 경로(760)로 분기하며, 상기 L-밴드 광신호는 상기 써큘레이터(690)로 출력한다.
상기 제2 아이솔레이터(750)는 상기 분리기(680)로부터 입력된 C-밴드 광신호를 통과시키는 한편, 그 역방향으로 진행하는 광을 차단한다.
상기 써큘레이터(690)는 제1 포트로 입력된 상기 L-밴드 광신호를 제2 포트를 통해 제2 경로(700)로 출력하며, 상기 제2 포트로 입력된 상기 L-밴드 광신호는제3 포트를 통해 제4 경로(765)로 출력한다.
상기 결합기(770)는 상기 제4 경로(765)를 통해 입력된 L-밴드 광신호와 상기 제5 경로(760)를 통해 입력된 C-밴드 광신호를 결합하여 상기 제3 경로(780)로 출력한다.
상기 제2 증폭부(660)는 제2 어븀 첨가 광섬유(660)로 구성된다.
상기 제2 어븀 첨가 광섬유(660)는 상기 이득 평탄화 필터(650)를 통해 입력된 펌핑광에 의해 펌핑되며, 상기 이득 평탄화 필터(660)로부터 입력된 C-밴드 및 L-밴드의 광신호를 증폭하여 출력한다.
이하, 상기 광대역 광섬유 증폭기의 동작을 C-밴드 및 L-밴드 광신호의 흐름에 따라 설명하면 하기하는 바와 같다.
상기 광대역 광섬유 증폭기로 입력된 C-밴드 및 L-밴드 광신호는 상기 제1 아이솔레이터(610) 및 제1 파장 선택 결합기(620)를 지나서 상기 제1 어븀 첨가 광섬유(640)로 입력된다. 상기 제1 어븀 첨가 광섬유(640)에서 증폭된 C-밴드 및 L-밴드 광신호는 상기 이득 평탄화 필터(650)로 입력되고, 상기 이득 평탄화 필터(650)는 입력된 광신호에서 C-밴드 광신호의 이득을 평탄화시켜서 출력한다. 이후, 상기 C-밴드 및 L-밴드 광신호는 상기 제2 어븀 첨가 광섬유(660)에 의해 증폭된 후 상기 분리기(680)로 입력된다. 상기 분리기(680)는 입력된 광신호에서 상기 C-밴드 광신호를 제5 경로(760)로 분기시키며, 상기 L-밴드 광신호는 상기 써큘레이터(690)로 출력한다. 상기 써큘레이터(690)는 입력된 상기 L-밴드 광신호를 제2 포트를 통해 출력하며, 상기 L-밴드 광신호는 상기 반사부(740)에 의해 상기제3 어븀 첨가 광섬유(730)에서 2차례에 걸쳐 증폭된 후, 상기 제2 파장 선택 결합기(710)를 지나서 상기 써큘레이터(690)의 제2 포트로 입력된다. 상기 써큘레이터(690)는 상기 제2 포트로 입력된 상기 L-밴드 광신호를 제3 포트를 통해 제4 경로(760)로 출력한다. 상기 결합기(770)는 제5 경로(760)를 통해 입력된 상기 C-밴드 광신호와 상기 제4 경로(765)를 통해 입력된 상기 L-밴드 광신호를 결합하여 출력한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 광대역 광섬유 증폭기의 구성을 나타내는 도면이다. 상기 광대역 광섬유 증폭기는 제1 및 제2 아이솔레이터(810 및 930)와, 제1 및 제2 증폭부(985 및 995)와, 이득 평탄화 필터(940)와, 분배부(990)와, 반사부(920)로 구성된다. 중복 기재를 피하기 위하여, 이하 상기 광대역 광섬유 증폭기의 동작만을 C-밴드 및 L-밴드 광신호의 흐름에 따라 설명한다.
상기 광대역 광섬유 증폭기로 입력된 C-밴드 및 L-밴드 광신호는 상기 제1 아이솔레이터(810) 및 제1 파장 선택 결합기(820)를 지나서 상기 제1 어븀 첨가 광섬유(840)로 입력된다. 상기 제1 어븀 첨가 광섬유(840)에 의해 증폭된 C-밴드 및 L-밴드 광신호는 상기 분리기(860)로 입력된다. 상기 분리기(860)는 입력된 광신호에서 상기 C-밴드 광신호를 제5 경로(950)로 분기시키며, 상기 L-밴드 광신호는 상기 써큘레이터(870)로 출력한다. 상기 써큘레이터(870)는 입력된 상기 L-밴드 광신호를 제2 포트를 통해 출력하며, 상기 L-밴드 광신호는 상기 반사부(920)에 의해 상기 제2 어븀 첨가 광섬유(910)에서 2차례에 걸쳐 증폭된 후, 상기 제2 파장 선택결합기(890)를 지나서 상기 써큘레이터(870)의 제2 포트로 입력된다. 상기 써큘레이터(870)는 상기 제2 포트로 입력된 상기 L-밴드 광신호를 제3 포트를 통해 제4 경로(970)로 출력한다. 상기 결합기(960)는 제5 경로(950)를 통해 입력된 상기 C-밴드 광신호와 상기 제4 경로(970)를 통해 입력된 상기 L-밴드 광신호를 결합하여 출력한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광대역 광섬유 증폭기는 반사부를 이용하여 구성 소자에 신호광이 2차례 입력되도록 함으로써, 요구되는 펌핑 광원의 파워, 어븀 첨가 광섬유의 길이 등을 절감할 수 있으며 증폭 효율을 높일 수 있다는 이점이 있다. 또한, 본 발명에 따른 광대역 광섬유 증폭기는 반사부를 이용함으로써 이득 평탄화 필터의 최대 삽입 손실을 낮춤으로써 잡음 지수를 최소화할 수 있다는 이점이 있다.

Claims (7)

  1. C-밴드 광신호와 L-밴드 광신호를 광섬유를 통해 전송하는 광송신기 측의 제1 경로와, 상기 광섬유를 통해 상기 광신호를 수신하는 광수신기 측의 제4 경로를 연결하며, 상기 C-밴드 광신호와 L-밴드 광신호를 증폭하기 위한 광대역 광섬유 증폭기에 있어서,
    상기 C-밴드 광신호와 L-밴드 광신호를 증폭하는 제1 증폭부와;
    상기 제1 증폭부와 연결된 제1 경로를 통해 입력된 상기 L-밴드 광신호를 제3 경로로 출력하고, 상기 제3 경로를 통해 재입력된 상기 L-밴드 광신호와 상기 증폭된 C-밴드 광신호를 결합하여 제4 경로로 출력하는 분배부와;
    상기 제3 경로를 통해 입력된 L-밴드 광신호를 증폭하고, 재입력된 상기 L-밴드 광신호를 증폭하는 제3 증폭부와;
    상기 증폭된 L-밴드 광신호를 반사하여 상기 제3 증폭부로 재입력시키는 반사부를 포함함을 특징으로 하는 광대역 광섬유 증폭기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 분배부는,
    상기 제1 경로를 통해 제1 포트로 입력된 상기 C-밴드 및 L-밴드 광신호는 제2 포트를 왕복한 후 제3 포트로 출력되며, 상기 제3 포트로 입력된 상기 L-밴드 광신호는 제4 포트를 통해 제4 경로로 출력하는 써큘레이터와;
    상기 써큘레이터의 제3 포트를 통해 입력된 C-밴드 광신호를 제5 경로로 분기하며, 상기 L-밴드 광신호는 상기 제3 경로로 출력하는 분리기와;
    상기 써큘레이터의 제4 포트를 통해 입력된 L-밴드 광신호와 상기 제5 경로를 통해 입력된 C-밴드 광신호를 결합하여 상기 제7 경로로 출력하는 결합기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 광대역 광섬유 증폭기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 써큘레이터는 상기 제1 경로를 통해 제1 포트로 입력된 상기 C-밴드 및 L-밴드 광신호를 제2 포트로 출력하며, 상기 제2 포트로 재입력된 상기 C-밴드 및 L-밴드 광신호를 상기 제3 포트로 출력하고, 상기 제3 포트로 재입력된 상기 L-밴드 광신호는 제4 포트로 출력하며,
    상기 제2 포트를 통해 입력된 C-밴드 광신호의 이득을 평탄화하는 필터와;
    상기 이득 평탄화된 C-밴드 광신호를 반사하여 상기 써큘레이터로 재입력시키는 반사부를 더 포함함을 특징으로 하는 광대역 광섬유 증폭기.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 써큘레이터와 분리기 사이에 배치되며, 상기 C-밴드 및 L-밴드 광신호를 증폭하는 제2 증폭부와;
    상기 제2 증폭부에서 출력되는 잔여 펌핑광으로 상기 제3 증폭부를 펌핑하기 위해, 상기 제2 증폭부와 분리기 사이에 그 하나가 배치되며, 상기 분리기와 제3 증폭부 사이에 그 나머지가 배치되는 한 쌍의 파장선택 결합기를 더 포함함을 특징으로 하는 광대역 광섬유 증폭기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 분배부는,
    상기 제1 경로를 통해 입력된 C-밴드 광신호를 제5 경로로 분기하며, 상기 L-밴드 광신호는 상기 제3 경로로 출력하는 분리기와;
    상기 제1 경로를 통해 제1 포트로 입력된 상기 C-밴드 및 L-밴드 광신호는 제3 포트로 출력하며, 상기 제3 포트로 입력된 상기 L-밴드 광신호는 제4 포트를 통해 제4 경로로 출력하는 써큘레이터와;
    상기 제4 포트를 통해 입력된 L-밴드 광신호와 상기 제5 경로를 통해 입력된 C-밴드 광신호를 결합하여 상기 제7 경로로 출력하는 결합기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 광대역 광섬유 증폭기.
  6. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 제1 증폭부와 분배부 사이에 배치되며, 상기 C-밴드 및 L-밴드 광신호를 증폭하는 제2 증폭부와;
    상기 제1 증폭부와 제2 증폭부 사이에 배치되며, 상기 제1 증폭부로부터 입력된 C-밴드 광신호의 이득을 평탄화하는 필터를 더 포함함을 특징으로 하는 광대역 광섬유 증폭기.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 분리기와 결합기 사이에 배치되며, 상기 분리기로부터 입력된 C-밴드 광신호의 이득을 평탄화하는 필터를 더 포함함을 특징으로 하는 광대역 광섬유 증폭기.
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