KR100425583B1 - Bi-directional dispersion compensator and optical transmission system comprising it - Google Patents
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Abstract
본 발명은 양방향 분산보상기 및 이를 구비한 광전송 시스템에 관한 것으로, 양방향 분산보상기는 복수 파장이 다중화되어 입출력되는 광입출력부; 4개의 포트를 구비하여 광입출력부와 두 포트가 연결되며, 두 포트로부터 입사된 광을 결합하고 결합된 광을 동일한 파워를 갖는 두 광으로 분배하여 다른 두 포트로 출력하되, 반대방향으로도 동작하는 제1광 결합/분배기; 두 포트를 구비하고 하나의 포트가 제1광 결합/분배기의 다른 두 포트중 하나에 연결되어 그 포트로부터 입사되는 광의 위상을 조절하되, 반대방향으로도 동작하는 위상 조절기; 3개의 포트를 구비하고, 위상 조절기의 다른 포트에 하나의 포트가 연결되고, 제1광 결합/분배기의 다른 두 포트의 나머지 포트에 다른 하나의 포트가 연결되어서 각각 그 포트들로부터 입사되는 광을 결합하고 결합된 광을 나머지 하나의 포트로 출력하되, 반대방향으로도 동작하는 제2광 결합/분배기; 및 제2광 결합/분배기로부터 입사되는 광의 분산을 보상하고, 분산보상된 광을 반사하여 제2광 결합/분배기로 출력하는 분산보상기를 포함한다.The present invention relates to a bidirectional distributed compensator and an optical transmission system having the same. The bidirectional distributed compensator includes a light input / output unit configured to input and output multiplexed wavelengths; It has four ports, and the light input and output unit and the two ports are connected, and combines the light incident from the two ports and distributes the combined light to the two light having the same power to output to the other two ports, but also operates in the opposite direction A first optical combiner / divider; A phase adjuster having two ports and one port connected to one of the other two ports of the first optical combiner / divider to adjust the phase of the light incident from the port, but also operate in the opposite direction; It has three ports, one port is connected to the other port of the phase adjuster, and the other port is connected to the other ports of the other two ports of the first optical combiner / divider so that each of the light incident from the ports can be A second light combiner / divider that combines and outputs the combined light to the other port, but also operates in the opposite direction; And a dispersion compensator for compensating for dispersion of light incident from the second light combiner / divider and reflecting the dispersion compensated light to output to the second light combiner / divider.
본 발명에 따르면, 하나의 분산보상기를 이용하여 양방향 광신호의 분산을 보상할 수 있으므로 광부품수를 최소화할 수 있다.According to the present invention, since the dispersion of the bidirectional optical signal can be compensated using one dispersion compensator, the number of optical components can be minimized.
Description
본 발명은 양방향 분산보상기 및 이를 구비한 광전송시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 분산보상기를 이용하여 양방향 광신호의 분산을 보상하는 양방향 분산보상기 및 이를 구비한 광전송시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a bidirectional dispersion compensator and an optical transmission system having the same, and more particularly, to a bidirectional dispersion compensator for compensating dispersion of a bidirectional optical signal using one dispersion compensator and an optical transmission system having the same.
일반적으로 양방향 광전송시 분산보상 및 광증폭을 위해서는 각각 별도의 색분산보상기 및 광증폭기를 추가로 필요로한다.In general, a separate color dispersion compensator and an optical amplifier are additionally required for dispersion compensation and optical amplification during bidirectional optical transmission.
도 1은 종래의 분산보상 양방향 광전송 시스템의 구성도이다. 도 1에 도시된바에 따르면, 양방향 전송을 위해서 광전송시스템은 제1광전송시스템(100)과 제2전송시스템(150)으로 구성된다. 제1광전송시스템(100)에서 송신기1(101)은 송신된 λ1, λ2, λ3등의 복수 파장의 광들을 송출하고 광다중화기1(102)은 상기 복수 파장의 광들을 다중화한다. 분산보상기1(103)은 10Gbps 이상의 고속으로 장거리 전송시 필요한 분산보상을 수행한다. 분산보상이 이루어진 광은 광증폭기1(104)을 통해 증폭되고, 제1광전송로(SMF1)를 통해 전송되며 장거리 전송인 경우 광증폭기2(105)에 의해 재증폭된 후 제2광전송로(SMF2)를 통해 재전송된다. 수신측의 분산보상기2(106)는 장거리 전송되어 온 광을 분산보상하고, 광증폭기3(107)은 분산보상이 이루어진 광을 증폭하며 광역다중화기(108)는 광을 역다중화하여 원래의 송신된 파장들로 분할하고, 수신기1(109)로 보낸다.1 is a block diagram of a conventional distributed compensation bidirectional optical transmission system. As shown in FIG. 1, the optical transmission system includes a first optical transmission system 100 and a second transmission system 150 for bidirectional transmission. In the first optical transmission system 100, the transmitter 1 101 transmits a plurality of wavelengths of transmitted λ 1 , λ 2 , λ 3, and the like, and the optical multiplexer 1 102 multiplexes the plurality of wavelengths of light. The distributed compensator 1 (103) performs distributed compensation required for long distance transmission at a high speed of 10 Gbps or more. The distributed compensation light is amplified through the optical amplifier 1 (104), transmitted through the first optical transmission path (SMF1), and re-amplified by the optical amplifier 2 (105) in the case of a long distance transmission, and then the second optical transmission path (SMF2). Is resent). Dispersion compensator 2 (106) on the receiving side compensates for the long-distance transmission of light, optical amplifier 3 (107) amplifies the light on which dispersion compensation is made, and demultiplexer 108 demultiplexes the light to transmit the original signal. The signal is divided into wavelengths and sent to receiver 1 109.
제2광전송시스템(150)은 다른 파장의 광λ4, λ5, λ6등에 대해 제1광전송시스템(100)과 동일하게 동작하되 광전송 방향은 반대인 구성요소들(송신기2(151), 광다중화기2(152), 분산보상기3(153), 광증폭기4(154), 제2광전송로(SMF2), 광증폭기5(155), 제1광전송로(SMF1), 분산보상기4(156), 광증폭기6(157), 광역다중화기2(158) 및 수신기2(159))로 구성된다.The second optical transmission system 150 operates in the same manner as the first optical transmission system 100 with respect to light λ 4 , λ 5 , λ 6, etc. of different wavelengths, but the components having opposite optical transmission directions (transmitter 2 151, optical light). Multiplexer 2 (152), distributed compensator 3 (153), optical amplifier 4 (154), second optical transmission path (SMF2), optical amplifier 5 (155), first optical transmission path (SMF1), distributed compensation 4 (156) And optical amplifier 6 157, wide multiplexer 2 158, and receiver 2 159.
그러나 상술한 바와 같은 시스템은 분산보상을 위한 각 전송방향에 대해 별도의 분산보상기 및 광증폭기를 추가로 필요로하므로 경제적이지 못한 단점이 있다.However, the system as described above requires an additional dispersion compensator and an optical amplifier for each transmission direction for dispersion compensation, which is not economical.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 양방향으로 전송되는 광을 결합한 후 그 파워가 동등하게 분할하며, 분할된 광중 일부분의 위상을 변형시킨 후 분할된 광의 나머지 부분과 결합하여 분산을 보상하고, 분산보상이 이루어진 광을 다시 양방향으로 분할하여 전송하는 양방향 분산보상기를 제공하는데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to combine the light transmitted in both directions, the power is equally divided, and to modify the phase of a part of the divided light and to combine with the rest of the divided light to compensate for dispersion, It is to provide a bidirectional dispersion compensator for dividing the transmitted light back in both directions.
본 발명이 이루고자하는 다른 기술적 과제는 상기 양방향 분산보상기를 구비하는 광전송시스템을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an optical transmission system including the bidirectional dispersion compensator.
도 1은 종래의 분산보상 양방향 광전송 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a conventional distributed compensation bidirectional optical transmission system.
도 2는 본원발명에 따른 양방향 분산보상기에 관한 블록도이다.2 is a block diagram of a bidirectional distributed compensator according to the present invention.
도 3a 내지 도 3c는 경로차에 따른 출력포트 p3 및 p6에서의 출력파워를 도시한 것이다.3A to 3C show output power at output ports p3 and p6 according to a path difference.
도 4는 본 발명에 따른 양방향 분산보상기를 구비한 양방향 광전송 시스템에 대한 블록도이다.4 is a block diagram of a bidirectional optical transmission system having a bidirectional dispersion compensator according to the present invention.
상기 기술적 과제를 이루기 위한, 본 발명의 양방향 분산보상기는 복수 파장이 다중화되어 입출력되는 광입출력부; 4개의 포트를 구비하여 상기 광입출력부와 두 포트가 연결되며, 상기 두 포트로부터 입사된 광을 결합하고 결합된 광을 동일한 파워를 갖는 두 광으로 분배하여 다른 두 포트로 출력하되, 반대방향으로도 동작하는 제1광 결합/분배기; 두 포트를 구비하고 하나의 포트가 상기 제1광 결합/분배기의 다른 두 포트중 하나에 연결되어 그 포트로부터 입사되는 광의 위상을 조절하되, 반대방향으로도 동작하는 위상 조절기; 3개의 포트를 구비하고, 상기 위상 조절기의 다른 포트에 하나의 포트가 연결되고, 상기 제1광 결합/분배기의 다른 두 포트의 나머지 포트에 다른 하나의 포트가 연결되어서 각각 그 포트들로부터 입사되는 광을 결합하고 결합된 광을 나머지 하나의 포트로 출력하되, 반대방향으로도 동작하는 제2광 결합/분배기; 및 상기 제2광 결합/분배기로부터 입사되는 광의 분산을 보상하고, 분산보상된 광을 반사하여 상기 제2광 결합/분배기로 출력하는 분산보상기를 포함함을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, the bidirectional distributed compensator of the present invention includes a light input and output unit multiplexed multiple input and output; It has four ports and the light input and output unit and the two ports are connected, combines the light incident from the two ports and distributes the combined light to the two light having the same power to output to the other two ports, but in the opposite direction A first optical combiner / divider that also operates; A phase adjuster having two ports and one port connected to one of the other two ports of the first optical combiner / divider to adjust the phase of the light incident from the port, but also operate in the opposite direction; Three ports, one port is connected to the other port of the phase adjuster, and the other port is connected to the other ports of the other two ports of the first optical combiner / divider, and each is incident from the ports. A second light combiner / divider that combines light and outputs the combined light to the other port, but also operates in the opposite direction; And a dispersion compensator for compensating for dispersion of light incident from the second optical combiner / divider and reflecting the distributed compensation light to output the second optical combiner / divider.
상기 다른 기술적 과제를 이루기위한, 본 발명은 복수의 파장의 광을 각각 다중화하여 전송로를 통해 송수신하는 광전송시스템에 있어서, 상기 복수의 파장의 광을 송출하는 송신기; 상기 복수 파장의 광을 다중화하여 상기 전송로로 출력하는 광다중화기; 상기 전송로로부터 수신된 광을 역다중화하여 파장별로 분할하는 광역다중화기; 상기 광역다중화기에서 분할된 각 파장의 광을 전달받는 수신기; 및 상기 광다중화기와 전송로 사이 또는 상기 전송로와 광역다중화기 사이에 위치하여, 상기 광다중화기로부터 광을 전달받으면 전송시 예상되는 분산량만큼의 분산을 보상하여 상기 전송로로 출력하고, 상기 전송로로부터 광을 전달받으면 전송되어올 때 분산되었던 양만큼을 보상하여 상기 광역다중화기로 출력하는 양방향 분산보상기를 포함하되, 상기 송신 파장과 수신 파장은 서로 엇갈리는 것을 특징으로한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an optical transmission system for multiplexing a plurality of wavelengths of light and transmitting and receiving through a transmission path, comprising: a transmitter for transmitting light of the plurality of wavelengths; An optical multiplexer for multiplexing the plurality of wavelengths of light and outputting the multiplexed light to the transmission path; A demultiplexer for demultiplexing the light received from the transmission path and dividing the light into wavelengths; A receiver receiving light of each wavelength divided by the wide multiplexer; And located between the optical multiplexer and the transmission path or between the transmission path and the wide multiplexer, and when light is received from the optical multiplexer, the dispersion is compensated by the amount of dispersion expected during transmission and outputted to the transmission path. Receiving light from a transmission path includes a bidirectional dispersion compensator for compensating the amount of the dispersion was transmitted when the light is transmitted to the optical multiplexer, the transmission wavelength and the reception wavelength are staggered.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본원 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다. 도 2는 본원발명에 따른 양방향 분산보상기에 관한 블록도이다. 도 2에 도시된 바에 따르면, 양방향 분산보상기는 광입출력부(200), 제1광 결합/분배기(210), 위상조절기(220), 제2광 결합/분배기(230) 및 분산보상기(240)를 구비한다. 상기 제2광 결합/분배기(230)와 분산보상기(240) 사이에 광증폭기(250)를 더 구비할 수 있다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. 2 is a block diagram of a bidirectional distributed compensator according to the present invention. As shown in FIG. 2, the bidirectional dispersion compensator includes a light input / output unit 200, a first light combiner / divider 210, a phase adjuster 220, a second light combiner / divider 230, and a dispersion compensator 240. It is provided. An optical amplifier 250 may be further provided between the second optical combiner / divider 230 and the dispersion compensator 240.
광입출력부(200)는 제1광써큘레이터(201) 및 제2광써큘레이터(202)를 구비하는데, 제1광써큘레이터(201)는 세 개의 포트 p1, p2, p3를 구비하며, p1포트로부터 입사하는 λ1, λ3, λ5파장의 다중화된 광 UP-Input을 p2포트로 전달한다. 제2광써큘레이터(202)는 p4포트로부터 입사하는 λ2, λ4, λ6파장의 다중화된 광DN_Input을 p5로 전달한다. 이 때, UP_Input광과 DN_Input광의 파장들은 서로 엇갈리는 파장들이어야하고, 서로 다른 방향으로 진행하는 광이다. 포트 p2 및 p5로 전달된 광들은 제1광 결합/분배기(210)에서 결합되고, 다시 동일한 파워를 갖는 두 광 s1, s2로 분할된다.The light input / output unit 200 includes a first optical circulator 201 and a second optical circulator 202. The first optical circulator 201 includes three ports p1, p2, and p3, and p1. The multiplexed optical UP-Input of λ 1 , λ 3 and λ 5 wavelength incident from the port is transferred to the p2 port. The second optical circulator 202 delivers the multiplexed light DN_Input having wavelengths of λ 2 , λ 4 , and λ 6 incident from the p4 port to p5. At this time, the wavelengths of the UP_Input light and the DN_Input light should be wavelengths that are crossed with each other, and are light traveling in different directions. The light delivered to ports p2 and p5 are combined in the first light combiner / divider 210 and split back into two lights s1 and s2 having the same power.
분할된 광 s1은 위상 조절기(220)에 의해 위상이 조절된다. 이 때, 위상 조절은 광경로의 길이를 조절함으로써 이루어지는 것이 바람직하며, 위상 조절기(220)는 경로 길이 조절기(221)와 경로 길이 조절기(221)에 제어 신호를 공급하는 신호 제어기(222)를 구비한다. 보다 구체적으로, 경로 길이 조절기(221)는 광섬유 혹은 광을 도파하는 광도파로에 소정 제어 신호에 의해 길이가 변하는 물질, 예를 들어 경화성 수지와 같은 물질을 접착 혹은 코팅하거나 압전 재료를 접착 혹은 접촉하여 제조된다. 신호 제어기(222)는 상기 경로 길이 조절기(221)의 특성에 해당하는 제어신호, 예를 들어, 압력, 전압, 전류 및 전계중 어느 하나를 경로 길이 조절기(221)에 공급한다. s1과 s2의 파장 성분의 간격은 위상 조절기(220)에 의해 변화될 수 있다.The divided light s1 is phase adjusted by the phase adjuster 220. At this time, the phase adjustment is preferably made by adjusting the length of the optical path, the phase adjuster 220 is provided with a path controller 221 and a signal controller 222 for supplying a control signal to the path length controller 221. do. More specifically, the path length adjuster 221 adheres or coats a material whose length is changed by a predetermined control signal, for example, a curable resin, or adheres or contacts a piezoelectric material to an optical waveguide or an optical waveguide for guiding light. Are manufactured. The signal controller 222 supplies a control signal corresponding to the characteristics of the path length controller 221, for example, any one of pressure, voltage, current, and an electric field, to the path length controller 221. The spacing between the wavelength components of s1 and s2 may be changed by the phase adjuster 220.
위상 조절기(220)에 의해 위상이 변화된 광신호 s1'과 광섬유 혹은 광도파로를 통과한 광신호 s2는 제2광 결합/분배기(230)로 입력된다. 제2광 결합/분배기(230)는 광신호 s1'과 s2를 결합하여 λ1, λ2, λ3, λ4, λ5, λ6파장의 광신호 s3을 출력한다. 이 때, 제2광 결합/분배기(230)는 출력포트가 하나일 수도 있고, 제1광 결합/분배기(210)와 같이 둘 일 수도 있다. 출력포트가 둘인 경우에도 위상 조절기(220)의 위상 조절에 의해 하나의 포트로만 출력된다.The optical signal s1 'whose phase is changed by the phase adjuster 220 and the optical signal s2 passing through the optical fiber or the optical waveguide are input to the second optical combiner / divider 230. The second optical combiner / divider 230 combines optical signals s1 'and s2 and outputs optical signals s3 having wavelengths of λ 1 , λ 2 , λ 3 , λ 4 , λ 5 , and λ 6 . In this case, the second optical combiner / divider 230 may have one output port, or may be two, such as the first optical combiner / divider 210. Even when there are two output ports, only one port is output by phase adjustment of the phase adjuster 220.
s3은 광증폭기(250)가 구비된 경우 광증폭기(250)에서 증폭된 후, 분산보상기(240)에서 광섬유 등을 통해 전송되면서 분산된 광신호의 분산량에 대해 보상이 이루어진다.s3 is amplified by the optical amplifier 250 when the optical amplifier 250 is provided, and then compensated for the amount of dispersion of the distributed optical signal while being transmitted through the optical fiber from the dispersion compensator 240.
광증폭기(250)의 예로는 어븀을 포함한 희토류 이온이 첨가된 광섬유를 이용한 광증폭기, 반도체 증폭기 또는 라만(Raman) 증폭기를 포함한 어떠한 종류의 증폭기도 채택될 수 있다.Examples of the optical amplifier 250 may be any type of amplifier including an optical amplifier, a semiconductor amplifier, or a Raman amplifier using an optical fiber to which rare earth ions including erbium are added.
분산보상기(240)의 예로는 선형 처프 광섬유 격자가 적절하다. 선형 처프 광섬유 격자는 입사한 광중 장파장 대역의 광은 앞단에서 반사하고, 단파장 대역은 뒷단에서 반사시킴으로써 분산을 보상한다. 분산 보상기(240)의 다른 예로는 분산보상 광섬유와 반사경을 결합한 형태가 있다. 이 경우 분산보상 광섬유는 광신호가 통신용 광섬유 등을 거치면서 분산된 분산량의 실질적으로 절반에 해당하는 분산만을 보상한다. 분산보상 광섬유를 통과한 광은 반사경에 의해 반사된 후 다시 분산보상 광섬유를 통과하면서 나머지 절반의 분산량을 보상하게 된다.An example of the dispersion compensator 240 is a linear chirp fiber grating. The linear chirp fiber grating compensates for dispersion by reflecting light in the long wavelength band of the incident light at the front end and reflecting the short wavelength band at the rear end. Another example of the dispersion compensator 240 is a combination of a dispersion compensation optical fiber and a reflector. In this case, the distributed compensation optical fiber compensates only the dispersion which is substantially half of the dispersed amount while the optical signal passes through the communication optical fiber and the like. The light passing through the dispersion compensation optical fiber is reflected by the reflector and then passes again through the dispersion compensation optical fiber to compensate for the amount of dispersion of the other half.
분산이 보상된 광신호 R_Input은 광증폭기(250)가 구비된 경우 재증폭이 이루어진 후 제2광 결합/분배기(230)에서 동일한 파워의 두 광 s11, s12로 분할된다. 광신호 s11은 다시 위상 조절기(220)를 통과하면서 위상이 조절되어 제1광 결합/분배기(210)로 입력된다. 제1광 결합/분배기(210)는 위상 조절기(220)에서 출력된 광신호 s11'과 제2광 결합/분배기(210)에서 분할된 다른 광신호 s12를 결합하고, 동일한 파워의 두 광 s13, s14로 분할한다. 이 때, s13은 λ1, λ3, λ5의 파장을 갖고, s14는 λ2, λ4, λ6의 파장을 갖는다. s13은 제1광써큘레이터(201)의 p2포트로 입사해서 p3포트로 출력된다(UP_Output). s14는 제2광써큘레이터(202)의 p5포트로 입사해서 p6포트로 출력된다(DN_Output).The dispersion-compensated optical signal R_Input is divided into two lights s11 and s12 of the same power in the second optical combiner / divider 230 after re-amplification when the optical amplifier 250 is provided. The optical signal s11 passes through the phase adjuster 220 and is adjusted in phase to be input to the first optical combiner / divider 210. The first optical combiner / divider 210 combines the optical signal s11 'outputted from the phase adjuster 220 and another optical signal s12 divided by the second optical combiner / divider 210, and combines two optical s13 of the same power; Divide by s14. At this time, s13 has wavelengths of λ 1 , λ 3 , and λ 5 , and s14 has wavelengths of λ 2 , λ 4 and λ 6 . S13 enters into the p2 port of the first optical circulator 201 and is output to the p3 port (UP_Output). S14 enters into the p5 port of the second optical circulator 202 and is output to the p6 port (DN_Output).
한편, 위상 조절기(220)에 의해 여기되는 위상차를 Δφ라 하면, 제1광 써큘레이터(201)의 p3포트에서 출력되는 광신호 UP_Output과 제2광 써큘레이터(202)의 p6포트에서 출력되는 광신호 DN_Output은 각 입력 광신호 UP_Input과 DN_Input에 대해 다음과 같이 나타낼 수 있다.On the other hand, when the phase difference excited by the phase adjuster 220 is Δφ, the optical signal UP_Output output from the p3 port of the first optical circulator 201 and the light output from the p6 port of the second optical circulator 202 are provided. Signal DN_Output can be expressed as follows for each input optical signal UP_Input and DN_Input.
여기서, Δφ는 경로길이 조절기(222)에 의한 경로차에 의한 위상차로와 같다. neff는 광섬유 코아 혹은 광도파로의 유효 굴절률이고, λ는 파장이다. 즉, 파장에 따라 위상차도 달라지게 된다. kmt,kmc는 제1 및 제2광 결합/분배기(210, 230)의 결합지수인데, 아래 첨자 mt는 m번째 광 결합/분배기의 신호 전송(transmission), mc는 m번째 광 결합/분배기의 신호 결합(coupling)을 나타낸다. R은 분산보상기(240)의 분산보상을 위한 반사계수이다.Here, Δφ is the path difference by the path length regulator 222. Phase difference by Same as n eff is the effective refractive index of the optical fiber core or the optical waveguide, and λ is the wavelength. That is, the phase difference also varies depending on the wavelength. k mt and k mc are coupling indices of the first and second optical coupling / dividers 210 and 230, and the subscripts mt are the transmission of the mth optical coupling / divider and mc is the mth optical coupling / divider Indicates signal coupling of. R is a reflection coefficient for dispersion compensation of the dispersion compensator 240.
상기 수학식 1로부터 각 신호의 세기를 수학식으로 표현하면 다음과 같다.The strength of each signal from Equation 1 is expressed as follows.
경로차이 고정된 경우 두 광신호 UP_Output, DN_Output은 파장이 분리되어 출력된다.Difference In this fixed case, the two optical signals UP_Output and DN_Output are output with their wavelengths separated.
도 3a 내지 도 3c는 경로차에 따른 출력포트 p3 및 p6에서의 출력파워를 도시한 것이다. 실선이 UP_Output을 나타내고, 파선이 DN_Output을 나타낸다.3A to 3C show output power at output ports p3 and p6 according to a path difference. Solid lines indicate UP_Output and dashed lines indicate DN_Output.
도 3a는 경로차가 0.4mm인 경우를 나타낸 것으로, 1551nm~1559nm 대역에서 UP_Output은 1552nm와 1556nm의 두 채널이 출력되고, DN_Output은 1554nm와 1558nm의 두 채널이 출력됨을 알 수 있다. 이 때 채널간격은 4nm이다.3A illustrates a case in which a path difference is 0.4 mm. In the band 1551 nm to 1559 nm, two channels of 1552 nm and 1556 nm are output in UP_Output, and two channels of 1554 nm and 1558 nm are output in DN_Output. At this time, the channel spacing is 4 nm.
도 3b는 경로차가 0.8mm인 경우를 나타낸 것으로, 1551nm~1559nm 대역에서 UP_Output은 1551nm, 1553nm, 1555nm 그리고 1557nm의 네 채널이 출력되고, DN_Output은 1552nm, 1554nm, 1556nm 그리고 1558nm의 네 채널이 출력됨을 알 수 있다. 이 때 채널간격은 2nm이다.3b shows a case where the path difference is 0.8 mm. In the band 1551 nm to 1559 nm, UP_Output outputs four channels of 1551 nm, 1553 nm, 1555 nm, and 1557 nm, and DN_Output outputs four channels of 1552 nm, 1554 nm, 1556 nm, and 1558 nm. Can be. At this time, the channel spacing is 2 nm.
도 3c는 경로차가 1.6mm인 경우를 나타낸 것으로, 1551nm~1559nm 대역에서 UP_Output은 1551.6nm, 1552.6nm, 1553.6nm, 1554.6nm, 1555.6nm, 1556.6nm, 1557.6nm 그리고 1558.6nm의 8개의 채널이 출력되고, DN_Output은 1551.1nm, 1552.1nm, 1553.1nm, 1554.1nm, 1555.1nm, 1556.1nm, 1557.1nm 그리고 1558.1nm의 8개의 채널이 출력됨을 알 수 있다. 이 때 채널간격은 1nm이다.3c shows a case where the path difference is 1.6 mm. In the band 1551 nm to 1559 nm, eight channels of 1551.6 nm, 1552.6 nm, 1553.6 nm, 1554.6 nm, 1555.6 nm, 1556.6 nm, 1557.6 nm, and 1558.6 nm are output. , DN_Output outputs 8 channels of 1551.1nm, 1552.1nm, 1553.1nm, 1554.1nm, 1555.1nm, 1556.1nm, 1557.1nm and 1558.1nm. At this time, the channel spacing is 1 nm.
도 4는 본 발명에 따른 양방향 분산보상기를 구비한 양방향 광전송 시스템에 대한 블록도이다. 도시된 양방향 광전송 시스템은 제1광전송 시스템(40), 전송로(41), 제2광전송 시스템(42)을 구비한다.4 is a block diagram of a bidirectional optical transmission system having a bidirectional dispersion compensator according to the present invention. The illustrated bidirectional optical transmission system includes a first optical transmission system 40, a transmission path 41, and a second optical transmission system 42.
제1광전송 시스템(40)은 제1송신기(401), 제1광다중화기(402), 제1양방향 분산보상기(403), 제1광역다중화기(404) 그리고 제1수신기(405)를 구비한다.The first optical transmission system 40 includes a first transmitter 401, a first optical multiplexer 402, a first two-way distributed compensator 403, a first wide multiplexer 404, and a first receiver 405. do.
전송로(41)는 제1전송로(SMF1), 광증폭기(411) 및 제2전송로(SMF2)를 구비한다. 제2광전송 시스템(42)은 제2양방향 분산보상기(423), 제2광역다중화기(424), 제2수신기(425), 제2송신기(421) 그리고 제2광다중화기(422)를 구비한다.The transmission path 41 includes a first transmission path SMF1, an optical amplifier 411, and a second transmission path SMF2. The second optical transmission system 42 includes a second bidirectional dispersion compensator 423, a second wide multiplexer 424, a second receiver 425, a second transmitter 421, and a second optical multiplexer 422. do.
각 광전송 시스템(40, 42)은 송신시에는 각각 복수 파장의 광을 다중화하고, 전송로(41)를 통해 분산될 량을 예측하여 미리 분산을 보상하여 전송하고, 수신시에는 전송되어온 광의 분산된 양을 보상하고 역다중화하여 각 파장별로 분할한다. 이에 대해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Each optical transmission system 40 and 42 multiplexes light of a plurality of wavelengths at the time of transmission, predicts the amount to be dispersed through the transmission path 41, compensates for the dispersion in advance, and transmits the received light at the time of reception. Compensate and demultiplex the amount and divide by each wavelength. This will be described in more detail as follows.
제1 및 제2송신기(401, 421)는 서로 엇갈리는 파장의 광, 예를 들어 각각 λ1, λ3, λ5의 파장과 λ2, λ4, λ6의 파장을 갖는 광을 송출하고, 제1 및 제2광다중화기(402, 422)는 송출된 λ1, λ3, λ5의 파장과 λ2, λ4, λ6의 파장을 갖는 광을 각각 다중화한다. 제1 및 제2양방향 분산보상기(403, 423)는 각각 다중화된 광이 전송되면서 겪게될 분산량만큼을 미리 보상한다. 이 때 각 양방향 분산보상기(403, 423)는 상기 도 2를 참조하면서 기술된 바대로 동작하나, 반드시 양방향의 광이 동시에 입력되어야 동작하는 것은 아니다. 즉, 단일 방향의 광만이 입사하더라도 분산보상이 이루어진다. 각각 분산보상이 이루어진 광은 각각 제1 및 제2전송로(SMF1, SMF2)를 통해 전송되는데, 전송되는 도중 열화된 광을 회복하기위해 광증폭기(411)를 통해 증폭된다. 제2 및 제1양방향 분산보상기(423, 403)는 전송되면서 겪은 분산량을 각각 보상한다. 분산보상이 이루어진 광들은 제1 및 제2광역다중화기(404, 424)에서 역다중화되어 각 파장별로 분할되고, 제1 및 제2수신기(405, 425)로 각각 전달된다.The first and second transmitters 401 and 421 transmit light having wavelengths intersecting with each other, for example, light having wavelengths of λ 1 , λ 3 and λ 5 and wavelengths of λ 2 , λ 4 and λ 6 , respectively. The first and second optical multiplexers 402 and 422 multiplex the light having wavelengths of λ 1 , λ 3 and λ 5 and wavelengths of λ 2 , λ 4 and λ 6 , respectively. The first and second bidirectional dispersion compensators 403 and 423 respectively compensate for the amount of dispersion to be experienced as the multiplexed light is transmitted. At this time, each bidirectional dispersion compensator (403, 423) operates as described with reference to Figure 2, but does not necessarily operate when the light in both directions at the same time. That is, dispersion compensation is performed even when only light in a single direction is incident. The scattered compensation light is transmitted through the first and second transmission paths SMF1 and SMF2, respectively, and is amplified by the optical amplifier 411 to recover the deteriorated light. The second and first bidirectional dispersion compensators 423 and 403 compensate for the amount of dispersion experienced during transmission. The scattered compensation light is demultiplexed by the first and second wide multiplexers 404 and 424 to be divided by each wavelength, and transmitted to the first and second receivers 405 and 425, respectively.
본 발명에 따르면, 하나의 분산보상기를 이용하여 양방향 광신호의 분산을 보상할 수 있다. 또한 양방향 분산보상기에 광증폭기를 더 구비한다면, 별도의 광증폭기를 구비하지 않고서도 양방향 분산보상 및 광증폭이 가능하므로 광부품수를 최소화할 수 있고, 전체적으로 시스템의 크기를 보다 작게 만들 수 있다. 광부품수를 적게함으로써 삽입손실과 같이 부품수 혹은 전체 시스템의 크기와 관계되는 손실을 줄일 수 있다.According to the present invention, one dispersion compensator may be used to compensate dispersion of a bidirectional optical signal. In addition, if the optical amplifier is further provided in the bidirectional dispersion compensator, bidirectional dispersion compensation and optical amplification can be performed without a separate optical amplifier, thereby minimizing the number of optical parts and making the overall size of the system smaller. By reducing the number of optical components, losses related to the number of components or the size of the entire system, such as insertion loss, can be reduced.
또한, 본 발명은 복수 파장이 다중화된 광을 증폭 및 보상하는 것이므로 파장 가변이 용이하고, 광의 위상 조절을 통해 통과 파장폭을 작게 조절할 수 있으므로 고속 채널 선택이 가능하며 파장이 서로 다른 다수의 광신호를 실질적으로 동시에 얻을 수 있다.In addition, the present invention is to amplify and compensate for the multiplexed multiplexed light, so that the wavelength can be easily changed, and the pass wavelength width can be adjusted by adjusting the phase of the light so that high-speed channel selection is possible and multiple optical signals having different wavelengths. Can be obtained substantially simultaneously.
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