KR100432558B1 - Optical amplifier - Google Patents

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KR100432558B1
KR100432558B1 KR10-2002-0053359A KR20020053359A KR100432558B1 KR 100432558 B1 KR100432558 B1 KR 100432558B1 KR 20020053359 A KR20020053359 A KR 20020053359A KR 100432558 B1 KR100432558 B1 KR 100432558B1
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Abstract

본 발명은 입력광에 대해 라만증폭수단을 통한 1차 증폭을 수행하고 어븀도우프드광섬유(EDF)를 통해 2차 증폭을 수행하도록 구성하여 입력광신호의 세기변화에 대해 항상 파장별 신호세기가 균등한 광신호를 출력하도록 된 광증폭기에 관한 것이다.The present invention is configured to perform the first amplification through the Raman amplification means for the input light and the second amplification through the erbium doped optical fiber (EDF) so that the signal strength for each wavelength is uniform even for the intensity change of the input optical signal. An optical amplifier is configured to output an optical signal.

또한 본 발명에 따른 광증폭기는 입력광에 대해 파장별 증폭이득레벨 차이가 일정하도록 된 라만증폭을 행하는 라만증폭수단과, 상기 라만증폭수단으로부터 인가되는 증폭 광신호에 대해 분산보상처리를 행하는 분산보상처리수단, 상기 분산보상처리수단에서의 광신호 분산보상처리에 따른 손실을 보상하기 위해 입력광을 소정 레벨 증폭시켜 출력하되, 파장별 이득레벨이 동일하도록 증폭 출력하는 EDF증폭수단 및, EDF증폭수단으로부터 인가되는 증폭광의 파장별 출력세기를 균등하게 하기 위한 이득평탄화필터를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the optical amplifier according to the present invention is a Raman amplification means for performing the Raman amplification so that the difference in the amplification gain level for each wavelength with respect to the input light, and dispersion compensation for performing the dispersion compensation process for the amplified optical signal applied from the Raman amplification means EDF amplification means for amplifying and outputting the input light by a predetermined level to compensate for the loss caused by the optical signal dispersion compensation process in the dispersion compensation processing means, and amplifying and outputting the same gain level for each wavelength; And a gain leveling filter for equalizing the output intensity for each wavelength of the amplified light applied from the light source.

또한 다채널의 정보전송을 수행하며 채널의 ADD/DROP에 따른 채널변경정보를 제어신호용 파장을 통해 광증폭기로 제공하도록 된 광전송시스템에 있어서, 본 발명에 따른 광증폭기는 채널변경이 되지 않은 상태에서 광세기가 변화되는 경우 입력광세기의 변화에 대응되도록 라만증폭수단의 증폭이득을 조절하여, 채널별 출력이 일정하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the optical transmission system which performs multi-channel information transmission and provides channel change information according to the ADD / DROP of the channel to the optical amplifier through the wavelength for the control signal, the optical amplifier according to the present invention does not change the channel. When the light intensity is changed, by adjusting the amplification gain of the Raman amplification means to correspond to the change in the input light intensity, it is characterized in that the output for each channel is configured to be constant.

Description

광증폭기{Optical amplifier}Optical amplifier

본 발명은 광증폭기에 관한 것으로, 특히 입력광에 대해 라만증폭수단을 통한 1차 증폭을 수행하고 어븀도우프드광섬유(EDF)를 통해 2차 증폭을 수행하도록 구성하여 입력광신호의 세기변화에 대해 항상 파장별 신호세기가 균등한 광신호를 출력하도록 된 광증폭기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical amplifier, and in particular, to perform first-order amplification through Raman amplification means for input light and second-order amplification through erbium doped fiber (EDF) to change the intensity of an input optical signal. The present invention relates to an optical amplifier configured to always output an optical signal having an equal signal intensity for each wavelength.

광전송시스템은 소정 광신호를 광섬유 전송로를 통해 전송하도록 구성된다. 이때, 광신호는 일반적으로 광섬유 전송로를 통과하면서 산란손실, 흡수손실과 같은 신호손실에 의해 신호세기가 점점 작아지므로 장거리 전송시 수신단에서 광신호를 수신할 수 없게 된다. 또한, 광신호는 소정 펄스형태의 파형으로 광섬유 전송로로 전송되며, 장거리의 광섬유를 통과하면서 펄스 파형이 퍼지게 되는 분산특성을 갖는다. 이러한 광신호의 분산특성은 주변 펄스파형에 영향을 주게 되어 결국 전송 광신호가 왜곡되는 문제가 발생하게 된다.The optical transmission system is configured to transmit a predetermined optical signal through an optical fiber transmission path. In this case, the optical signal generally decreases in signal strength due to signal loss such as scattering loss and absorption loss while passing through the optical fiber transmission path, so that the optical receiver cannot receive the optical signal during long distance transmission. In addition, the optical signal is transmitted to the optical fiber transmission path in a waveform of a predetermined pulse shape, and has a dispersion characteristic that the pulse waveform is spread while passing through the optical fiber of a long distance. The dispersion characteristic of the optical signal affects the peripheral pulse waveform, resulting in a problem that the transmission optical signal is distorted.

이에, 광전송시스템은 광신호의 증폭과 분산보상을 수행하도록 된 광증폭기를 일정 거리 단위로 설치하여 운용되고 있다.Accordingly, the optical transmission system is operating by installing an optical amplifier to perform amplification and dispersion compensation of the optical signal by a predetermined distance unit.

도1은 종래 광증폭기의 개략적인 구성을 도시한 도면이다. 종래 광증폭기는 제 1광증폭수단(1)을 통해 전송 광섬유를 거치면서 감쇠 및 분산된 광신호를 1차증폭시키고, 1차 증폭된 광신호는 분산을 보상하기 위한 분산보상광섬유(Dispersion Compensated Fiber: 2)를 통해 분산보상처리된다. 이때 1차 증폭된 광신호는 분산보상광섬유(2)를 통과함에 따라 예컨대 약 0.5dB/km의 손실이 발생되며, 이를 보상하기 위해 제2 광증폭수단(3)을 통해 2차 증폭을 수행하도록 구성된다.1 is a view showing a schematic configuration of a conventional optical amplifier. Conventional optical amplifiers primarily amplify the attenuated and dispersed optical signal through the transmission optical fiber through the first optical amplification means (1), and the first amplified optical signal is a dispersion compensated optical fiber for compensating for dispersion. Dispersion compensation is performed through 2). In this case, as the first amplified optical signal passes through the dispersion compensation optical fiber 2, for example, a loss of about 0.5 dB / km is generated, and to compensate for this, the second optical amplification means 3 performs second amplification. It is composed.

여기서, 상기 제1 및 제2 광증폭수단(1,3)은 일반적으로 펌핑광에 의해 희토류이온을 여기시켜 광신호 증폭을 수행하는 어븀도우프드 광섬유(Erbium-Doped Fiber: 이하 "EDF"라 칭함)로 구성되며, 광증폭기가 설치되는 중계위치에 따라 상기 제1 및 제2광증폭수단(1,3)의 증폭이득이 고정되도록 구성된다.Here, the first and second optical amplification means (1,3) is generally referred to as Erbium-Doped Fiber (Erbium-Doped Fiber: "EDF") to excite the rare earth ions by the pumping light to perform optical signal amplification And amplification gains of the first and second optical amplifiers 1 and 3 are fixed according to the relay position where the optical amplifier is installed.

그러나, 상기 EDF는 입력광에 대해 도2에 도시된 바와 같이 각 파장별로 각기 다른 이득특성을 갖는다. 이에 따라 광신호가 다수개의 광증폭기를 거치게 되는 경우 작은 증폭이득을 갖는 파장의 신호는 점점 작아지게 되고 큰 증폭이득을 갖는 파장의 신호는 점점 커지게 되어 최종 수신단에서 너무 크거나 너무 작은 광신호가 된다. 결국 수신단에서 일정 레벨 이상의 큰 신호는 인식을 못하게 되고, 일정 레벨 이하의 신호는 잡음으로 처리하게 되어 광신호의 수신이 제대로 이루어지지 못하게 되는 문제를 야기하게 된다.However, the EDF has different gain characteristics for each wavelength as shown in FIG. 2 with respect to the input light. Accordingly, when an optical signal passes through a plurality of optical amplifiers, the signal having a small amplification gain becomes smaller and the signal having a large amplification gain becomes larger, resulting in an optical signal that is too large or too small at the final receiver. As a result, a large signal above a certain level is not recognized at the receiving end, and a signal below a certain level is treated as noise, causing a problem that reception of an optical signal is not properly performed.

따라서, 광증폭기는 제2 광증폭수단을 통해 출력되는 광신호가 파장별 균등한 신호세기를 갖도록 요구된다. 이를 위해 도1에 도시된 바와 같은 광증폭기의 출력단, 즉 제2 광증폭수단(3)의 출력단에 이득평탄화필터가 결합된 광증폭기가 이용되고 있다.Therefore, the optical amplifier is required so that the optical signal output through the second optical amplifier means has a uniform signal strength for each wavelength. To this end, an optical amplifier in which a gain leveling filter is coupled to the output terminal of the optical amplifier, that is, the output terminal of the second optical amplifier 3 as shown in FIG. 1 is used.

여기서, 상기 이득평탄화필터는 입력되는 광신호의 파장별 이득 감쇄값이 고정 설정되도록 구성된다. 즉, 제2 광증폭수단(3)은 EDF로 구성되고 도2에 도시된 바와 같이 1530nm파장대가 타 파장대보다 큰 이득특성을 갖게 되므로, 1530nm 파장에 대해 보다 큰 이득감쇄값을 갖도록 설정하는 등 이득평탄화필터로부터 출력되는 광신호 이득이 항상 일정하도록 파장별 감쇄이득을 설정하게 된다. 이와 같은 광증폭기는 정해진 이득 이외의 경우에는 파장별 이득 평탄도가 심하게 악화될 수 있다.Here, the gain flattening filter is configured such that a gain attenuation value for each wavelength of the input optical signal is fixedly set. That is, since the second optical amplification means 3 is composed of EDF and the 1530 nm wavelength band has a gain characteristic larger than other wavelength bands as shown in Fig. 2, the second optical amplification means 3 is set to have a larger gain attenuation value for the 1530 nm wavelength. The attenuation gain for each wavelength is set so that the optical signal gain output from the flattening filter is always constant. Such an optical amplifier may severely deteriorate gain flatness for each wavelength other than a predetermined gain.

한편, 최근에는 하나의 전송선로를 통하여 여러 파장의 광신호를 동시에 전송하는 파장분할다중화(Wavelength Division Multiplexing : WDM)기술과, 다파장 광신호들을 광증폭기의 입력단에서 인위적으로 제거하거나 추가하는 ADD/DROP 기술이 광전송시스템에 적용되어 이용되고 있으며, 이러한 ADD/DROP 기술이 적용됨에 따라 광증폭기로 입력되는 광신호의 전체적인 신호세기에 변화가 있게 된다. 또한 전송로에 따라서 광증폭기로 입력되는 광신호가 변하게 된다.On the other hand, recently, Wavelength Division Multiplexing (WDM) technology, which simultaneously transmits optical signals of various wavelengths through one transmission line, and ADD / which artificially removes or adds multiple wavelength optical signals from the input stage of the optical amplifier, The DROP technology is applied to the optical transmission system, and as the ADD / DROP technology is applied, there is a change in the overall signal strength of the optical signal input to the optical amplifier. In addition, the optical signal input to the optical amplifier changes depending on the transmission path.

그런데, 상기 EDF는 도3에 도시된 바와 같이 입력광세기에 따라 파장별 이득레벨이 변화하여 이득 곡선이 많이 변하는 특성을 갖는다. 즉, 도3에서 (A)는 입력광세기가 1dBm인 경우의 EDF 이득특성을 나타낸 것이고 (B)는 입력광세기가 -3dBm인 경우의 EDF 이득특성을 도시한 것으로, 입력광세기가 1dBm인 경우(A)에는 1535nm 파장에서의 이득레벨이 약 20.5dB이고 1555nm파장에서의 이득레벨은 약 23dB로 약 2.5dB차이가 나지만, 입력광세기가 -3dBm인 경우(B)에는 1535nm 파장에서의 이득레벨과 1555nm파장에서의 이득레벨이 모두 약 26.5dB로 이득레벨차가 거의 없게 된다. 다시말해, 상기 EDF는 입력광세기에 따라 파장별 이득레벨이 변화하여 이득곡선의 차이가 난다.However, as shown in FIG. 3, the EDF has a characteristic in which a gain curve changes a lot due to a change in gain level for each wavelength according to input light intensity. That is, in FIG. 3, (A) shows the EDF gain characteristics when the input light intensity is 1 dBm, and (B) shows the EDF gain characteristics when the input light intensity is -3 dBm, where the input light intensity is 1 dBm. In case (A), the gain level at 1535 nm wavelength is about 20.5 dB and the gain level at 1555 nm wavelength is about 23 dB, which is about 2.5 dB difference, but when the input light intensity is -3 dBm, (B) gain at 1535 nm wavelength. Both the level and the gain level at 1555 nm wavelength are about 26.5 dB, resulting in little gain level difference. In other words, the gain level of the EDF varies according to the input light intensity, and thus the EDF has a difference in the gain curve.

따라서, 전송거리 및 분산특성에 따라 그 이득값이 고정적으로 설정되는 종래 광증폭기의 경우, 입력광세기에 따라 제1 및 2 광증폭단(1,3)으로부터 출력되는 파장별 이득특성이 변화하게 되고, 제2 광증폭단(3)에 결합된 파장별 고정 이득감쇄값을 갖는 이득평탄화필터를 거친 광신호 역시 파장별 다른 이득특성을 갖게 된다. 결국 광증폭기를 통해 출력되는 파장별 출력세기가 일정하지 않음으로 인해 다단의 광증폭기를 거침에 따라 수신단에서 수신광을 제대로 인식하지 못하는 문제가 발생하게 된다.Accordingly, in the conventional optical amplifier in which the gain value is fixed according to the transmission distance and the dispersion characteristic, the gain characteristic for each wavelength output from the first and second optical amplifier stages 1 and 3 changes according to the input light intensity. In addition, the optical signal passed through the gain flattening filter having a fixed gain attenuation value for each wavelength coupled to the second optical amplifier stage 3 also has different gain characteristics for each wavelength. As a result, the output intensity of each wavelength output through the optical amplifier is not constant, and thus, the receiver does not properly recognize the received light due to the multi-stage optical amplifier.

이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로, 입력광신호를 광섬유를 통해 1차 증폭시키고, EDF를 통해 2차 증폭시키도록 구성하여 광신호의 ADD/DROP에 의한 입력광세기의 변화에 대해 파장별 균등한 출력세기를 갖는 광신호를 출력하도록 된 광증폭기를 제공함에 그 기술적 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and the input light signal is primarily amplified through the optical fiber and secondly amplified through the EDF to change the input light intensity due to the ADD / DROP of the optical signal. It is a technical object of the present invention to provide an optical amplifier to output an optical signal having an equivalent output intensity for each wavelength.

또한, 본 발명은 전송로상의 문제로 인한 입력광세기의 변화에 대해서도 항상 파장별 균등한 출력세기를 갖는 광신호를 출력하도록 된 광증폭기를 제공함에 또 다른 기술적 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide an optical amplifier configured to always output an optical signal having a uniform output intensity for each wavelength even with a change in input light intensity due to a problem in a transmission path.

도1은 종래 광증폭기의 개략적인 구성을 도시한 도면.1 shows a schematic configuration of a conventional optical amplifier.

도2는 일반적인 EDF의 증폭특성을 나타낸 도면.2 shows amplification characteristics of a general EDF.

도3은 일반적인 EDF의 입력광세기에 따른 파장별 이득특성을 도시한 도면.3 is a diagram illustrating gain characteristics for each wavelength according to input light intensity of a general EDF.

도4 및 도5는 자동이득제어방법이 채용된 종래 광증폭기의 구성을 설명하기 위한 도면.4 and 5 are views for explaining the configuration of a conventional optical amplifier in which the automatic gain control method is employed.

도6은 고정출력세기제어방법이 채용된 종래 광증폭기의 구성을 설명하기 위한 도면.6 is a view for explaining the configuration of a conventional optical amplifier in which the fixed output intensity control method is employed.

도7은 광섬유의 입력광세기에 따른 파장별 라만 이득특성을 도시한 도면.7 shows Raman gain characteristics for each wavelength according to the input light intensity of the optical fiber.

도8 및 도9는 본 발명에 따른 광증폭기의 구성을 도시한 도면.8 and 9 illustrate a configuration of an optical amplifier according to the present invention.

도10은 종래 광증폭기(X)와 본 발명에 따른 광증폭기(Y)의 신호전송 특성을 도시한 도면.10 is a diagram illustrating signal transmission characteristics of a conventional optical amplifier X and an optical amplifier Y according to the present invention.

******* 도면의 주요부분에 대한 간단한 설명 ************* Brief description of the main parts of the drawing ******

50 : 라만증폭수단, 51 : 광섬유,50: Raman amplification means, 51: optical fiber,

52 : 커플러, 53 : 포토다이오드,52: coupler, 53: photodiode,

54 : 파장분할 멀티플렉서, 55 : 펌핑광공급수단,54: wavelength division multiplexer, 55: pumping light supply means,

56 : 아이솔레이터, 57 : 제어부,56: isolator, 57: control unit,

60 : 분산보상광섬유, 70 : EDF증폭수단,60: distributed compensation optical fiber, 70: EDF amplification means,

80 : 이득평탄화필터.80: gain leveling filter.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따른 광증폭기는 입력광에 대해 파장별 증폭이득레벨 차이가 일정하도록 된 라만증폭을 행하는 라만증폭수단과, 상기 라만증폭수단으로부터 인가되는 증폭 광신호에 대해 분산보상처리를 행하는 분산보상처리수단, 상기 분산보상처리수단의 출력단에 결합되어 분산보상처리수단에서의 광신호 분산보상처리에 따른 손실을 보상하기 위해 입력광을 소정 레벨 증폭시켜 출력하되, 파장별 이득레벨이 동일하도록 증폭 출력하는 EDF증폭수단 및, EDF증폭수단으로부터 인가되는 증폭광의 파장별 출력세기를 균등하게 하기 위한 이득평탄화필터를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The optical amplifier according to the first aspect of the present invention for achieving the above object is a Raman amplification means for performing Raman amplification so that the difference in the amplification gain level for each wavelength with respect to the input light, and an amplified optical signal applied from the Raman amplification means Distributed compensation processing means for performing a distributed compensation process for the compensation, coupled to the output terminal of the distributed compensation processing means for outputting a predetermined level amplified input light to compensate for the loss caused by the optical signal dispersion compensation processing in the distributed compensation processing means, EDF amplifying means for amplifying and outputting the same gain level for each wavelength, and a gain leveling filter for equalizing the output intensity for each wavelength of the amplified light applied from the EDF amplifying means.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 관점에 따른 광증폭기는 다채널의 정보전송을 수행하며 채널의 ADD/DROP에 따른 채널변경정보를 제어신호용 파장을 통해 광증폭기로 제공하도록 된 광전송시스템에 있어서, 상기 광증폭기는 라만증폭장치와 분산보상처리장치 및 EDF증폭장치가 순차적으로 결합되어 구성되고, 상기 라만증폭장치는 입력광신호를 라만증폭하는 광섬유와, 펌핑광을 제공하는 펌핑광공급수단, 상기 펌핑광을 역방향 여기방식으로 상기 광섬유의 입력으로서 결합시키는 광결합수단, 상기 광섬유와 상기 광결합수단간에 결합되어 광섬유로부터 인가되는 광신호는 소정 비율로 분할하여 제1 및 제2 출력단으로 각각 출력하고, 상기 광결합수단으로부터 인가되는 펌핑광은 상기 광섬유로 제공하는 커플링수단, 커플링수단의 제1 출력단으로부터 인가되는 광신호를 전기적인 신호로 변환하는 포토다이오드 및, 상기 포토다이오드로부터 인가되는 신호를 근거로 광섬유의 출력광세기를 측정함과 더불어, 이 출력광세기와 제어채널을 통해 제공되는 채널변경정보를 근거로 펌핑광공급수단의 펌핑광 출력세기를 제어하는 제어수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the optical amplifier according to the second aspect of the present invention for achieving the above object performs an optical transmission of the multi-channel and provides the channel change information according to the ADD / DROP of the channel to the optical amplifier through the wavelength for the control signal The optical amplifier comprises a Raman amplifier, a distributed compensation processing device and an EDF amplifier are sequentially coupled, the Raman amplifier is an optical fiber Raman amplifying the input optical signal, the pumping light supply for providing a pumping light Means, optical coupling means for coupling the pumping light as an input of the optical fiber in a reverse excitation manner, and an optical signal coupled between the optical fiber and the optical coupling means and divided from the optical fiber by a predetermined ratio to the first and second output ends. Coupling means for outputting each of the pumping light applied from the optical coupling means to the optical fiber, the first of the coupling means A photodiode for converting an optical signal applied from the output end into an electrical signal, and measuring the output light intensity of the optical fiber based on the signal applied from the photodiode, and the channel provided through the output light intensity and the control channel And control means for controlling the pumping light output intensity of the pumping light supply means based on the change information.

즉 상기한 바에 의하면, 라만증폭기와 EDF증폭기를 하이브리드형태로 결합하고, 별도의 추가부품의 결합없이 라만증폭기의 증폭이득을 조절하는 간단한 구성으로 입력광세기 변화에 대해 파장별 신호세기가 균등한 광신호를 출력할 수 있도록 된 광증폭기를 제공할 수 있다.That is, as described above, the Raman amplifier and the EDF amplifier are combined in a hybrid form, and a simple configuration of controlling the amplification gain of the Raman amplifier without combining additional components is provided. It is possible to provide an optical amplifier capable of outputting a signal.

또한, 본 발명에 따른 라만증폭기와 EDF증폭기가 하이브리드형태로 결합된 광증폭기는 종래 광증폭기에 비해 잡음특성이 양호하여 장거리 전송이 용이하다는 장점이 있게 된다.In addition, the optical amplifier combined with the Raman amplifier and the EDF amplifier in a hybrid form according to the present invention has an advantage that the long-distance transmission is easy because the noise characteristics are better than the conventional optical amplifier.

이하, 본 발명에 따른 광증폭기를 설명한다.Hereinafter, an optical amplifier according to the present invention will be described.

본 발명에 따른 광증폭기는 라만증폭과 EDF증폭을 행하도록 구성되어 입력광세기 변화에 대해 항상 파장별 신호세기가 균등한 광신호를 출력하도록 된 것이다.The optical amplifier according to the present invention is configured to perform Raman amplification and EDF amplification so as to always output an optical signal with a uniform signal intensity for each wavelength in response to a change in the input light intensity.

물론, 도1에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 광증폭수단을 EDF로 구성하는 종래 광증폭기에 있어서도 이득 및 출력세기를 항상 일정하도록 유지하는 구성이 제안되고 있으며, 이를 위해 광증폭기에 자동이득제어방식(Auto Gain Control)과 고정출력세기제어방식(Constant Output Power)이 채택되어지고 있다.Of course, as shown in FIG. 1, even in the conventional optical amplifiers in which the first and second optical amplification means are constituted by EDF, a structure for maintaining a constant gain and output intensity is always proposed. Auto Gain Control and Constant Output Power are adopted.

도4는 자동이득제어방식이 적용된 종래 광증폭기의 구성을 설명하기 위한 것으로, 특히 제1 광증폭수단(1)의 내부구성을 도시한 도면이다.4 is a view for explaining the configuration of a conventional optical amplifier to which the automatic gain control method is applied, and in particular, shows the internal configuration of the first optical amplifier 1.

즉, 도4에 도시된 바와 같이 종래 제1 광증폭수단(1)은 입력되는 광신호를 커플러(11)를 통해 분리하여 예컨대 99 : 1로 분리하여 "99"에 해당하는 입력광은 파장분할 멀티플렉서(WDM : 13)로 출력하고, "1"에 해당하는 입력광(S)은 포토다이오드(12)를 통해 전기적인 신호로 변환한 후 제어부(17)로 제공한다. 그리고, 파장분할 멀티플렉서(13)는 커플러(11)로부터 인가되는 입력광(S)과 펌핑광레이저다이오드(14)로부터 인가되는 펌핑광을 순방향 여기방식으로 EDF(15)로 제공하고, EDF(15)는 입력광(S)을 소정 레벨 증폭시킨 후 아이솔레이터(16)를 통해 출력하도록 구성된다. 여기서, 제어부(17)는 포토다이오드(12)로부터 인가되는 신호를 근거로 입력광세기를 측정하여 이에 대응되도록 상기 펌핑광레이저다이오드(14)로부터 출력되는 펌핑광세기를 조절함으로써, 입력광세기에 따른 EDF(15)의 증폭이득을 조절하게 된다.That is, as shown in FIG. 4, the conventional first optical amplifying means 1 separates the input optical signal through the coupler 11, and for example, separates it into 99: 1 so that the input light corresponding to “99” is wavelength-divided. The output light S corresponding to “1” is output to the multiplexer (WDM) 13 and converted into an electrical signal through the photodiode 12, and then provided to the controller 17. In addition, the wavelength division multiplexer 13 provides the input light S applied from the coupler 11 and the pumped light applied from the pumping light laser diode 14 to the EDF 15 in a forward excitation manner, and the EDF 15 ) Is configured to amplify the input light S by a predetermined level and then output it through the isolator 16. Here, the controller 17 measures the input light intensity based on the signal applied from the photodiode 12 and adjusts the pumping light intensity output from the pumping light laser diode 14 so as to correspond to the input light intensity. The amplification gain of the EDF 15 is adjusted.

즉 상기 제어부(17)는 입력광세기가 감소된 경우 입력광세기의 변화가 광신호의 ADD/DROP에 의해 발생된 것으로 인식하여 펌핑광세기를 감소된 신호세기 비율만큼 감소시키도록 제어하게 된다. 예컨대 제어부(17)는 40채널의 입력광세기에 대한 EDF(15)의 증폭이득이 20dB인 경우, 20채널의 입력광세기에 대해서도 EDF(15)의 증폭이득이 20dB가 되도록 펌핑광 세기를 조절하여, EDF(15)를 통해 출력되는 채널, 다시말해 파장별 출력세기가 항상 일정하게 유지되도록 제어한다. 이때, 제2 광증폭수단도 도4와 같이 구성하여 입력광세기 변화에 대해 EDF의 증폭이득을 조절함으로써, 제2 광증폭수단으로 출력되는 광신호의 파장별 이득특성, 즉 파장간 신호세기차가 항상 일정하도록 유지시킬 수 있게 된다. 따라서, 제2 광증폭수단의 출력단에 결합된 이득평탄화필터를 통해 파장별 신호세기가 균등한 광신호가 출력되게 된다.That is, when the input light intensity is reduced, the controller 17 recognizes that the change in the input light intensity is caused by the ADD / DROP of the optical signal, and controls to reduce the pumping light intensity by the reduced signal intensity ratio. For example, when the amplification gain of the EDF 15 is 20 dB for the input light intensity of 40 channels, the controller 17 adjusts the pumping light intensity so that the amplification gain of the EDF 15 is 20 dB even for the input light intensity of 20 channels. Thus, the channel output through the EDF 15, that is, the output intensity for each wavelength is controlled to be kept constant at all times. In this case, the second optical amplification means is configured as shown in FIG. 4 to adjust the amplification gain of the EDF with respect to the change in the input light intensity, so that the gain characteristic for each wavelength of the optical signal output to the second optical amplification means, that is, the difference in signal strength between wavelengths You can keep it constant all the time. Therefore, an optical signal having an equal signal intensity for each wavelength is output through the gain flattening filter coupled to the output terminal of the second optical amplifier.

또한, 상기한 광증폭기는 도5에 도시된 바와 같이, 아이솔레이터(16)의 출력단에 제2 커플러(18)를 결합하고, 이 제2 커플러(18)를 통해 분리된 일정량의 광신호를 제2 포토다이오드(19)를 통해 전기적인 신호로 변환한 후 제어부(17)로 인가하도록 구성할 수 있다. 이때, 상기 제어부(17)는 제1 및 제2 포토다이오드(12,19)로부터 인가되는 입력광 및 출력광의 신호세기를 측정하여 항상 일정한 신호세기의 광신호가 출력되도록 제어하도록 구성함으로써, 도4와 같은 광증폭기에 비해 보다 안정적인 광증폭기를 제공하는 것이 가능하게 된다.Also, as shown in FIG. 5, the optical amplifier couples the second coupler 18 to the output terminal of the isolator 16, and outputs a predetermined amount of optical signal separated through the second coupler 18. After converting into an electrical signal through the photodiode 19 may be configured to apply to the control unit 17. In this case, the controller 17 is configured to measure the signal strength of the input light and the output light applied from the first and second photodiodes 12 and 19 so as to control to output an optical signal having a constant signal strength. It is possible to provide a more stable optical amplifier than the same optical amplifier.

그러나, 광통신시스템에 있어서는 채널의 ADD/DROP에 의해서 뿐 아니라, 전송로상의 문제에 따른 손실로 인해 입력광세기가 변화될 수 있다. 그런데, 채널의 변화없이 전송로상의 문제로 인해 입력신호가 감쇄된 경우에도 상기 도4에 도시된 바와 같은 자동이득제어방식을 채택할 경우 입력세기 감쇄에 따라 출력세기도 감소하여 이득을 일정하게 유지하게 된다. 이것은 사용중인 광신호의 채널수 변화없이 출력세기가 감소되기 때문에 사용되는 광신호의 채널당 광세기를 감소시키게 된다.However, in the optical communication system, the input light intensity can be changed not only by the ADD / DROP of the channel but also due to the loss due to the problem on the transmission path. However, even when the input signal is attenuated due to a problem in the transmission path without changing the channel, when the automatic gain control method as shown in FIG. 4 is adopted, the output strength is also reduced according to the input strength attenuation to maintain the gain constant. Done. This reduces the light intensity per channel of the optical signal used because the output intensity is reduced without changing the number of channels of the optical signal being used.

즉, 40채널에 대해 전송로상의 문제로 인하여 입력광세기가 3dB 감소된 경우, 이를 20채널의 DROP현상으로 인식하여 EDF(15)의 증폭이득을 20dB로 유지시키게 되면, 제2 광증폭수단(3)으로 인가되는 전체 입력광세기가 3dB만큼 감소되고 이에 따라 EDF(15)를 통해 출력되는 출력세기가 3dB 만큼 감소하게 된다. 이 경우 다음 전송 구간의 입력광세기도 모두 3dB가 감소하게 되어 최종 수신단에서 이런 현상이 누적될 경우 채널당 광신호의 세기의 감소로 인하여 수신단에서 수신광을 제대로 인식하지 못하는 문제가 발생하게 된다.That is, when the input light intensity is reduced by 3 dB due to a problem in the transmission channel for the 40 channels, if it is recognized as a DROP phenomenon of 20 channels and the amplification gain of the EDF 15 is maintained at 20 dB, the second optical amplification means ( The total input light intensity applied to 3) is reduced by 3 dB, and thus the output intensity output through the EDF 15 is reduced by 3 dB. In this case, the input light intensity of the next transmission section is also all reduced by 3dB. When this phenomenon accumulates in the final receiver, the receiver does not recognize the received light properly due to the decrease in the intensity of the optical signal per channel.

이에, 광통신시스템에서는 신호전송대역 이외의 파장, 예컨대 1510nm 또는 1625nm의 제어신호용 파장을 이용하여 채널변경정보를 광증폭기로 제공하도록 구성하고, 광증폭기는 채널변경정보를 근거로 EDF의 증폭이득을 조절하여 고정된 출력세기를 얻도록 된 고정출력세기제어방법이 채택되어 이용되고 있다.Accordingly, in the optical communication system, the channel change information is provided to the optical amplifier using a wavelength other than the signal transmission band, for example, a 1510 nm or 1625 nm control signal, and the optical amplifier adjusts the amplification gain of the EDF based on the channel change information. The fixed output strength control method is adopted and used to obtain a fixed output strength.

도6은 채널변경정보를 제공하는 광통신시스템에서 고정출력세기제어방법에 따른 종래 광증폭기 구성을 설명하기 위한 것이다.FIG. 6 illustrates a conventional optical amplifier configuration according to a fixed power intensity control method in an optical communication system providing channel change information.

즉, 고정출력세기제어방법에 따른 종래 광증폭기는 도4에 도시된 바와 같은 제1 광증폭수단(1)의 전단에 입력광신호에서 제어신호용 파장을 분리하기 위한 광분리부(21)를 결합하고, 이 광분리부(21)로부터 분리된 제어신호용 파장은 광수신처리부(22)로 인가되어 채널변경에 대한 정보를 제어신호로서 제1 광증폭수단(1)의 제어부(17)로 출력한다. 또한, 제1 광증폭수단(1)의 출력단에는 전압레벨에 따라 입력광신호에 대한 이득레벨을 가변시키기 위한 전압제어광감쇄기(Voltage control Optical Attenuater : 23, 이하 "VOA"라 칭함)가 결합되어 구성된다.That is, the conventional optical amplifier according to the fixed output intensity control method combines the optical separation unit 21 for separating the wavelength for the control signal from the input optical signal in front of the first optical amplifier 1 as shown in FIG. The control signal wavelength separated from the optical separation unit 21 is applied to the optical reception processing unit 22 to output information on channel change to the control unit 17 of the first optical amplification means 1 as a control signal. . In addition, a voltage control optical attenuater (hereinafter referred to as "VOA") for varying a gain level for an input optical signal according to the voltage level is coupled to the output terminal of the first optical amplifying means 1. It is composed.

그리고, 상기 제1 광증폭수단(1)의 제어부(17)는 광수신처리부(22)로부터 인가되는 채널변경정보와 포토다이오드(12)로부터 인가되는 입력광세기정보를 근거로 EDF(15) 및 상기 VOA(23)의 이득레벨을 변화시키도록 제어하게 된다. 예컨대, 상기 제어부(17)는 채널수에 변경이 없는 상태에서 입력광세기가 감소된 경우, EDF(15)의 증폭레벨은 조절하지 않고 VOA(23)의 손실값을 낮게 설정함으로써, 제2 광증폭수단으로 인가되는 입력광세기가 일정하도록 조절하게 된다.Then, the control unit 17 of the first optical amplification means 1 is based on the channel change information applied from the light receiving processing unit 22 and the input light intensity information applied from the photodiode 12 and the EDF 15 and Control to change the gain level of the VOA (23). For example, when the input light intensity is reduced in the state where there is no change in the number of channels, the controller 17 sets the loss value of the VOA 23 to a low level without adjusting the amplification level of the EDF 15, thereby reducing the second light. The input light intensity applied to the amplifying means is adjusted to be constant.

즉, 도6에 도시된 광증폭기는 채널수변경에 따른 입력광세기의 변화에 대해서는 EDF의 출력레벨을 조절하여 일정한 이득이 유지되도록 구성하고, 전송로상의 문제에 따른 입력광세기의 변화에 대해서는 VOA의 손실레벨을 조절하여 일정한 출력세기가 유지되도록 구성된다.That is, the optical amplifier shown in Fig. 6 is configured to maintain a constant gain by adjusting the output level of the EDF with respect to the change in the input light intensity according to the change in the number of channels, and for the change in the input light intensity due to the problem in the transmission path. It is configured to maintain constant output strength by adjusting the loss level of VOA.

그러나, 상기한 경우에 있어서는 제1 광증폭수단(1)의 출력단에 VOA(23)를 추가 결합하도록 구성함으로써, 광부품 결합에 따른 삽입손실등의 신호손실이 발생하게 된다. 따라서, VOA를 광증폭기내에 물리적으로 결합함에 따른 손실보상에 대한 장치를 다시 광증폭기 내에 추가 구비하여야 하므로, 광증폭기의 구성이 더욱 복잡해지게 된다.In this case, however, the VOA 23 is further coupled to the output terminal of the first optical amplification means 1, so that signal loss such as insertion loss due to optical component coupling occurs. Therefore, the apparatus for compensating for the loss by physically coupling the VOA to the optical amplifier must be further included in the optical amplifier, thereby making the configuration of the optical amplifier more complicated.

한편, 본 발명자의 연구에 의하면 석영계 광섬유를 증폭 매질로 사용하여 펌핑광에 의한 유도 라만 산란으로 광신호를 증폭하도록 된 라만 증폭 수단을 이용할 경우 입력 광세기 변화에 대해 일정한 이득을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 증폭 이득을 변화시킬 경우에도 파장별 증폭이득 특성이 EDF를 증폭 매질로 이용할 경우 발생되는 파장별 증폭이득의 차이(도3 참조)가 발생하지 않고 거의 일정한 것이 확인되었다. 도7은 입력 광세기에 대한 파장별 이득특성을 도시한 것이다. 도7에서 (H) 내지 (N)은 입력광세기가 각각 -16dBm, -17dBm, -18dBm, -19dBm, -20dBm, -21dBm, -22dBm인 경우, 출력이 일정하게 유지되도록 이득을 조절한 파장별 증폭이득을 도시한 것으로, 도3과 비교하여 볼때 라만증폭기의 경우 입력광세기 변화에 대해 이득이 달라져도 이득 특성 곡선의 변화 없이 파장간 고정된 이득차를 갖는 것을 알 수 있다.On the other hand, according to the research of the present inventors, using a Raman amplification means that amplifies the optical signal by induced Raman scattering by the pumping light using a quartz-based optical fiber as an amplification medium can not only obtain a constant gain for the change in the input light intensity In addition, even when the amplification gain is changed, it is confirmed that the amplification gain characteristic of each wavelength is almost constant without the difference of the amplification gain (see FIG. 3) generated by using EDF as an amplification medium. 7 shows gain characteristics for each wavelength with respect to the input light intensity. In Fig. 7, (H) to (N) are wavelengths whose gains are adjusted so that the output remains constant when the input light intensity is -16 dBm, -17 dBm, -18 dBm, -19 dBm, -20 dBm, -21 dBm, or -22 dBm, respectively. As shown in FIG. 3, it can be seen that the Raman amplifier has a fixed gain difference between wavelengths without changing the gain characteristic curve even when the gain is changed with respect to the change in the input light intensity.

즉, 본 발명에 따른 광증폭기는 상술한 바와 같은 광섬유의 이득특성을 이용하여 보다 간단한 구성으로 입력광세기에 대한 광증폭기의 파장별 출력세기가 균등하게 유지되도록 한 것이다.That is, the optical amplifier according to the present invention uses the gain characteristics of the optical fiber as described above so that the output intensity for each wavelength of the optical amplifier with respect to the input optical intensity is equally maintained in a simpler configuration.

도8은 본 발명에 따른 광증폭기의 개략적인 구성을 도시한 도면이다. 도8에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 광증폭기는 전송로를 통해 인가되는 입력광을 라만증폭수단(50)을 통해 1차 증폭시키고, 분산보상광섬유(60)를 통해 라만증폭수단(50)으로부터 인가되는 광신호에 대한 분상보상처리를 수행하며, EDF증폭수단(70)을 통해 분산보상광섬유(60)로부터 인가되는 광신호를 2차 증폭한 후 이득평탄화필터(80)를 통해 파장별 출력세기가 균등한 광신호를 출력하도록 구성된다.8 illustrates a schematic configuration of an optical amplifier according to the present invention. As shown in FIG. 8, the optical amplifier according to the present invention primarily amplifies the input light applied through the transmission path through the Raman amplification means 50, and the Raman amplification means 50 through the distributed compensation optical fiber 60. The optical compensation signal is applied from the optical compensation signal from the dispersion compensation optical fiber 60 through the EDF amplification means 70, and then amplified the optical signal applied through the gain leveling filter 80 for each wavelength output. It is configured to output an optical signal of equal intensity.

이때, 상기 라만증폭수단(50) 및 EDF증폭수단(70)의 증폭이득은 고정되게 된다. 즉, 라만증폭수단(50)은 광신호의 ADD/DROP에 의해 입력광세기가 변화하더라도 파장별 이득레벨이 일정하기 때문에 이후 EDF증폭수단(70)으로 인가되는 파장별 이득레벨이 일정한 차를 유지하게 되고, 단지 EDF증폭수단(70)으로 출력되는 전체적인 신호세기만이 변화하게 되므로, 이득평탄화필터(80)를 통해 파장별 균등한 신호세기를 갖는 광신호를 출력할 수 있게 된다. 다시말해 입력광에 대해 라만증폭과 EDF증폭을 순차적으로 수행하는 간단한 구성의 광증폭기를 통해 자동이득제어방식이 적용된 종래 광증폭기(도4참조)와 동일한 효과를 얻을 수 있다.At this time, the amplification gain of the Raman amplification means 50 and the EDF amplification means 70 is fixed. That is, since the gain level for each wavelength is constant even if the input light intensity is changed by the ADD / DROP of the optical signal, the Raman amplification means 50 maintains a difference in the gain level for each wavelength applied to the EDF amplification means 70 thereafter. Since only the overall signal intensity output to the EDF amplification means 70 is changed, it is possible to output an optical signal having a uniform signal intensity for each wavelength through the gain leveling filter 80. In other words, an optical amplifier having a simple configuration that sequentially performs Raman and EDF amplifications on the input light can achieve the same effect as the conventional optical amplifier (see FIG. 4) to which the automatic gain control method is applied.

또한, 본 발명에 따른 광증폭기는 전송로상의 문제로 인해 입력광세기의 변화에 대처할 수 있도록 된 고정출력세기제어방법을 채택하도록 구성할 수 있다. 이때 광전송시스템은 소정 제어신호용 파장을 통해 채널변경정보를 광증폭기로 제공하도록 구성된다(도6참조).In addition, the optical amplifier according to the present invention can be configured to adopt a fixed output intensity control method that can cope with changes in the input light intensity due to problems in the transmission path. At this time, the optical transmission system is configured to provide the channel change information to the optical amplifier through the wavelength for the predetermined control signal (see Fig. 6).

도9는 고정출력세기제어방법이 적용된 경우의 광증폭기 구성을 설명하기 위한 도면으로, 본 발명에 따른 광증폭기는 라만증폭수단(50)의 증폭이득을 제어하는 것으로 도6과 같은 종래 광증폭기와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 이때 EDF증폭수단(70)의 이득은 고정되게 된다.9 is a view for explaining the configuration of the optical amplifier when the fixed output intensity control method is applied, the optical amplifier according to the present invention to control the amplification gain of the Raman amplification means 50 to the conventional optical amplifier as shown in FIG. The same effect can be obtained. At this time, the gain of the EDF amplification means 70 is fixed.

즉, 본 발명에 따른 광증폭기의 라만증폭수단(50)은 도9에 도시된 바와 같이, 입력광(S)이 광선로로 사용되는 광섬유(51)를 통해 커플러(52)로 인가된다. 커플러(52)는 광섬유(51)로부터 인가되는 광신호를 예컨대 99:1로 분할하여 "1"에 해당하는 입력광은 포토다이오드(53)로 제공하고, "99"에 해당하는 입력광은 파장분할 멀티플렉서(54)로 제공한다. 그리고, 파장분할 멀티플렉서(54)는 펌핑광공급수단(55)으로부터 인가되는 소정 파장의 펌핑광을 커플러(52)를 통해 광섬유(1)로 역방향 여기시킨다. 이때, 광섬유(51)는 입력광을 라만증폭하여 커플러(52)와 파장분할 멀티플렉서(54) 및 아이솔레이터(65)를 순차적으로 통과시켜 분산보상광섬유(60)로 출력함과 더불어, 커플러(52)를 통해 일정량의 증폭광을 포토다이오드(53)로 제공한다. 포토다이오드(53)는 커플러(52)로부터 인가되는 증폭광신호를 전기적인 신호로 변환하여 제어부(57)로 제공하게 된다.That is, the Raman amplification means 50 of the optical amplifier according to the present invention is applied to the coupler 52 through the optical fiber 51 in which the input light S is used as the optical path, as shown in FIG. The coupler 52 divides an optical signal applied from the optical fiber 51 into, for example, 99: 1 to provide input light corresponding to “1” to the photodiode 53, and input light corresponding to “99” is a wavelength. To the division multiplexer 54. In addition, the wavelength division multiplexer 54 reversely excites the pumping light of a predetermined wavelength applied from the pumping light supply means 55 to the optical fiber 1 through the coupler 52. At this time, the optical fiber 51 amplifies the input light and passes through the coupler 52, the wavelength division multiplexer 54, and the isolator 65 in order to output to the distributed compensation optical fiber 60, and the coupler 52 Through the provided amount of amplified light to the photodiode 53. The photodiode 53 converts the amplified light signal applied from the coupler 52 into an electrical signal and provides the converted signal to the controller 57.

한편, 제어부(57)는 포토다이오드(53)를 통해 인가되는 증폭광신호와 라만증폭수단(50)의 전단에서 전송로를 통해 인가되는 채널변경정보(도6 참조)를 근거로 아이솔레이터(56)를 통해 출력되는 광신호의 출력세기가 일정하도록 펌핑광공급수단(55)으로부터 출력되는 펌핑광레벨을 제어하게 된다.On the other hand, the control unit 57 isolator 56 based on the amplified light signal applied through the photodiode 53 and the channel change information (see Fig. 6) applied through the transmission path in front of the Raman amplification means 50. It controls the pumping light level output from the pumping light supply means 55 so that the output intensity of the optical signal output through the constant.

여기서, 광섬유(51)는 석영계 광섬유를 증폭 매질로 사용하여 펌핑광에 의한 유도 라만 산란으로 광신호를 증폭하도록 된 것으로, 일반적으로 펌핑광의 파장보다 약 100nm 장파장대역의 광을 증폭하는 특성을 갖는다. 또한, 펌핑광공급수단(55)은 도9에 도시된 바와 같이 다파장의 광신호를 증폭하기 위한 특정 파장을 갖는 다수의 레이저다이오드(551)를 구비하고, 제어부(57)로부터 인가되는 제어신호를 근거로 상기 레이저다이오드(551)로부터 인가되는 펌핑광의 신호세기를 조절하도록 된 펌핑광공급부(552)를 포함하여 구성된다.Here, the optical fiber 51 is to amplify the optical signal by induced Raman scattering by the pumping light using a quartz-based optical fiber as an amplification medium, and generally has a characteristic of amplifying light of about 100 nm long wavelength band than the wavelength of the pumping light. . In addition, the pumping light supply means 55 is provided with a plurality of laser diodes 551 having a specific wavelength for amplifying a multi-wavelength optical signal as shown in Figure 9, the control signal applied from the control unit 57 The pumping light supply unit 552 is configured to adjust the signal strength of the pumping light applied from the laser diode 551 based on the.

즉, 제어부(57)는 채널변경이 되지 않은 상태에서 포토다이오드(53)로부터 인가되는 광섬유(51)의 출력광세기만 변화되는 경우, 이를 전송로상의 문제에 따른 손실로 인식하여 광섬유(51)의 출력광세기에 대응되도록 펌핑광공급수단(55)으로부터 출력되는 펌핑광 세기를 조절하게 된다. 예컨대, 채널변경이 없는 상태에서 광섬유(51)의 출력광세기가 감소하면 광섬유(51)의 증폭이득을 높이고, 광섬유(51)의 출력광세기가 증가하면 광섬유(51)의 증폭이득을 감소시키켜 광섬유(51)로부터 증폭되는 출력광의 세기가 항상 일정하게 유지되도록 펌핑광세기를 제어하게 된다. 이때, 광신호의 입력세기와 출력에 따라 증폭 이득이 다르게 되지만 광섬유(51)는 입력광세기에 대해 파장별 이득차가 일정한 증폭특성을 가지므로 광섬유(51)로부터 출력되는 광신호의 파장별 이득차 및 신호세기가 일정하게 유지된다. 따라서 EDF증폭수단(70)으로 인가되는 입력광세기가 일정하므로 그 출력광도 항상 일정하게 유지되고, EDF증폭수단(70)의 출력단에 결합된 이득평탄화필터(80)로의 입력도 일정하여 이득평탄화필터(80)를 통해 출력되는 광신호의 파장별 출력세기가 균등하게 된다.That is, when only the output light intensity of the optical fiber 51 applied from the photodiode 53 is changed in a state where the channel is not changed, the controller 57 recognizes this as a loss due to a problem in the transmission path and thus the optical fiber 51 The pumping light intensity output from the pumping light supply means 55 is adjusted to correspond to the output light intensity of the. For example, when the output light intensity of the optical fiber 51 is reduced in the absence of a channel change, the amplification gain of the optical fiber 51 is increased, and when the output light intensity of the optical fiber 51 is increased, the amplification gain of the optical fiber 51 is reduced. The pumping light intensity is controlled so that the intensity of the output light amplified from the optical fiber 51 is always kept constant. At this time, the amplification gain varies depending on the input intensity and the output of the optical signal, but since the optical fiber 51 has an amplification characteristic of the gain difference for each wavelength with respect to the input light intensity, the gain difference for each wavelength of the optical signal output from the optical fiber 51 And the signal strength is kept constant. Therefore, since the input light intensity applied to the EDF amplifying means 70 is constant, the output light is always kept constant, and the input to the gain flattening filter 80 coupled to the output terminal of the EDF amplifying means 70 is also constant, thereby gain flattening filter. The output intensity for each wavelength of the optical signal output through 80 is equalized.

즉, 고정출력세기제어방법을 적용함에 있어서 본 발명에 따른 광증폭기는 추가적인 광소자의 결합없이 입력광세기에 대응되도록 라만증폭수단의 증폭이득을 제어하는 간단한 구성으로 도6과 같은 복잡한 종래 광증폭기와 동일한 효과를 얻는 것이 가능하게 된다.That is, in applying the fixed output intensity control method, the optical amplifier according to the present invention has a simple configuration that controls the amplification gain of the Raman amplification means so as to correspond to the input light intensity without the coupling of additional optical elements. It is possible to obtain the same effect.

또한, 본 발명에 따른 광증폭기와 종래 광증폭기를 실제 광전송시스템에 적용하는 경우, 각 광증폭기는 도10과 같은 광신호 전송특성을 갖는다.In addition, when the optical amplifier and the conventional optical amplifier according to the present invention are applied to the actual optical transmission system, each optical amplifier has the optical signal transmission characteristics as shown in FIG.

즉, 도10에서 (X)는 EDF를 1차 및 2차 증폭수단으로 구성한 종래 광증폭기의 광신호 전송특성을 도시한 것이고, (Y)는 본 발명에 따른 광증폭기의 광신호 전송특성을 도시한 것으로, 종래 광증폭기(X)는 입력광에 대해 높은 신호세기를 갖도록 증폭하여도 일정 거리 지난 후 잡음레벨까지 광신호가 감소하게 되는 특성을 갖는다. 반면, 본 발명에 따른 광증폭기(Y)는 입력광에 대해 비교적 적은 신호세기로 광신호를 증폭하여도 일정 거리 지난 후에는 광신호가 잡음레벨보다 낮게 설정되지 않는다는 것을 알 수 있다. 다시말해 라만증폭기와 EDF증폭기를 하이브리드형태로 결합하여 구성되는 광증폭기는 종래 광증폭기에 비해 신호전송 특성이 양호하여 장거리전송이 용이하다는 장점이 있게 된다.That is, in Fig. 10, (X) shows the optical signal transmission characteristics of the conventional optical amplifier in which the EDF is composed of primary and secondary amplification means, and (Y) shows the optical signal transmission characteristics of the optical amplifier according to the present invention. For example, the conventional optical amplifier X has a characteristic that the optical signal decreases to a noise level after a certain distance even when amplified to have a high signal strength with respect to the input light. On the other hand, it can be seen that the optical amplifier Y according to the present invention does not set the optical signal lower than the noise level after a certain distance even after amplifying the optical signal with a relatively small signal strength with respect to the input light. In other words, the optical amplifier configured by combining the Raman amplifier and the EDF amplifier in a hybrid form has advantages in that the signal transmission characteristics are better than those in the conventional optical amplifier, so that long-distance transmission is easy.

즉, 본 발명에 따른 광증폭기는 ADD/DROP에 의한 채널수변경에 따른 입력광세기의 변화에 대해서는 라만증폭수단(50)의 이득 특성 모양을 변화 없이 파장별 출력세기가 균등한 광신호를 출력할 수 있게 된다.That is, the optical amplifier according to the present invention outputs an optical signal with an equal output intensity for each wavelength without changing the gain characteristics of the Raman amplifier 50 with respect to the change in the input light intensity due to the change in the number of channels by ADD / DROP. You can do it.

또한, 본 발명에 따른 광증폭기는 채널수변경이 아닌 전송로상의 문제로 인한 입력광세기의 변화에 대해서는 라만증폭수단(50)의 증폭이득을 조절함으로써, 파장별 출력세기가 균등한 광신호를 출력할 수 있게 된다.In addition, the optical amplifier according to the present invention controls the amplification gain of the Raman amplification means 50 for a change in the input light intensity due to a problem in the transmission path, not a change in the number of channels, thereby providing an optical signal with an equal output wavelength for each wavelength. You can print it out.

따라서, 본 발명에 의하면 입력광에 대해 1차 및 2차 증폭을 수행하는 광증폭기에 있어서, 입력광의 신호세기에 대해 파장별 일정한 이득특성을 갖는 라만 광섬유 증폭기를 1차 증폭단으로 구성하여 별도의 광부품을 추가시키지 않고 라만 광섬유 증폭기의 펌핑광 세기를 제어하는 간단한 구성을 통해 입력 신호 세기에 관계없이 파장별 신호세기의 모양이 일정한 특성을 갖는 광신호를 출력하도록 된 광증폭기를 제공할 수 있게 된다.Therefore, according to the present invention, in the optical amplifier for performing the first and second amplification for the input light, the Raman optical fiber amplifier having a constant gain characteristic for each wavelength with respect to the signal strength of the input light by configuring a primary optical amplification stage The simple configuration of controlling the pumping light intensity of the Raman fiber amplifier without adding components enables the provision of an optical amplifier that outputs an optical signal having a specific characteristic of the signal intensity for each wavelength regardless of the input signal strength. .

한편 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지않는 범위내에서 다양하게 변형 실시하는 것이 가능하다.Meanwhile, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 라만증폭기와 EDF증폭기를 하이브리드형태로 결합하고, 별도의 추가부품의 결합없이 라만증폭기의 증폭이득을 조절하는 간단한 구성으로 입력광세기 변화에 대해 파장별 신호세기가 항상 일정한 광신호를 출력할 수 있도록 된 광증폭기를 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, the Raman amplifier and the EDF amplifier are combined in a hybrid form, and the signal strength for each wavelength is changed with respect to the input light intensity change with a simple configuration that controls the amplification gain of the Raman amplifier without combining additional components. An optical amplifier capable of always outputting a constant optical signal can be provided.

Claims (6)

입력광에 대해 파장별 증폭이득레벨 차이가 일정하도록 된 라만증폭을 행하는 라만증폭수단과,Raman amplification means for performing Raman amplification so that the difference in amplification gain level for each wavelength is constant for the input light, 상기 라만증폭수단으로부터 인가되는 증폭 광신호에 대해 분산보상처리를 행하는 분산보상처리수단,Distributed compensation processing means for performing distributed compensation processing on the amplified optical signal applied from said Raman amplification means; 상기 분산보상처리수단의 출력단에 결합되어 분산보상처리수단에서의 광신호 분산보상처리에 따른 손실을 보상하기 위해 입력광을 소정 레벨 증폭시켜 출력하되, 파장별 이득레벨이 동일하도록 증폭 출력하는 EDF증폭수단 및,EDF amplification is coupled to the output terminal of the dispersion compensation processing means to amplify and output a predetermined level of the input light to compensate for the loss caused by the optical signal dispersion compensation processing in the dispersion compensation processing means, the same level of gain for each wavelength Means; EDF증폭수단으로부터 인가되는 증폭광의 파장별 출력세기를 균등하게 하기 위한 이득평탄화필터를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광증폭기.And a gain flattening filter for equalizing the output intensity for each wavelength of the amplified light applied from the EDF amplifying means. 다채널의 정보전송을 수행하며 채널의 ADD/DROP에 따른 채널변경정보를 제어신호용 파장을 통해 광증폭기로 제공하도록 된 광전송시스템에 있어서,In the optical transmission system that performs the multi-channel information transmission and provides the channel change information according to the ADD / DROP of the channel to the optical amplifier through the wavelength for the control signal, 상기 광증폭기는 라만증폭장치와 분산보상처리장치 및 EDF증폭장치가 순차적으로 결합되어 구성되고,The optical amplifier is configured by sequentially combining the Raman amplifier, distributed compensation processing device and EDF amplifier, 상기 라만증폭장치는 입력광신호를 라만증폭하는 광섬유와, 펌핑광을 제공하는 펌핑광공급수단, 상기 펌핑광을 역방향 여기방식으로 상기 광섬유의 입력으로서 결합시키는 광결합수단, 상기 광섬유와 상기 광결합수단간에 결합되어 광섬유로부터 인가되는 광신호는 소정 비율로 분할하여 제1 및 제2 출력단으로 각각 출력하고, 상기 광결합수단으로부터 인가되는 펌핑광은 상기 광섬유로 제공하는 커플링수단, 커플링수단의 제1 출력단으로부터 인가되는 광신호를 전기적인 신호로 변환하는 포토다이오드 및, 상기 포토다이오드로부터 인가되는 신호를 근거로 광섬유의 출력광세기를 측정함과 더불어, 이 출력광세기와 제어채널을 통해 제공되는 채널변경정보를 근거로 펌핑광공급수단의 펌핑광 출력세기를 제어하는 제어수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광증폭기.The Raman amplification apparatus includes an optical fiber for Raman amplifying an input optical signal, pumping light supply means for providing pumping light, optical coupling means for coupling the pumped light as an input of the optical fiber in a reverse excitation method, the optical fiber and the optical coupling The optical signal coupled between the means and applied from the optical fiber is divided into a predetermined ratio and output to the first and second output terminals, respectively, and the pumping light applied from the optical coupling means is provided to the optical fiber. A photodiode for converting an optical signal applied from the first output stage into an electrical signal, and the output light intensity of the optical fiber is measured based on the signal applied from the photodiode, and provided through the output light intensity and the control channel. And control means for controlling the pumping light output intensity of the pumping light supply means based on the channel change information. An optical amplifier, characterized in that. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 EDF증폭수단의 출력단에는 입력광의 파장별 출력세기를 균등하게 하기 위한 이득평탄화필터가 추가로 구비되어 구성되는 것을 특징으로 하는 광증폭기.The output amplifier of the EDF amplifying means is an optical amplifier, characterized in that further comprising a gain leveling filter for equalizing the output intensity for each wavelength of the input light. 제2항 또는 제3항에 있어서,The method according to claim 2 or 3, 상기 제어수단은 채널변경이 없으면서 광섬유로부터의 출력광세기만 변화되는 경우, 이 출력광세기에 대응되도록 상기 펌핑광공급수단의 펌핑광 출력세기를 조절하여 이득 특성 모양의 변화없이 파장별 출력세기가 균등한 광신호가 출력단을 통해 출력되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 광증폭기.If only the output light intensity from the optical fiber is changed without changing the channel, the control means adjusts the pumping light output intensity of the pumping light supply means to correspond to the output light intensity so that the output intensity for each wavelength is changed without changing the gain characteristic shape. An optical amplifier, characterized in that for controlling the equal optical signal to be output through the output stage. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제어수단은 채널변경이 없으면서 광섬유의 출력광세기가 감소하는 경우 그 감소비율만큼 증폭이득을 증가시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 광증폭기.And the control means controls to increase the amplification gain by the reduction ratio when the output light intensity of the optical fiber decreases without changing the channel. 제2항 또는 제3항에 있어서,The method according to claim 2 or 3, 상기 EDF증폭수단은 입력광에 대해 고정 증폭이득을 갖도록 된 것을 특징으로 하는 광증폭기.And the EDF amplifying means has a fixed amplification gain for the input light.
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