KR100475850B1 - 광 필터를 사용한 클럭 추출 방법 및 장치 - Google Patents

광 필터를 사용한 클럭 추출 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광통신 시스템에서 광학적으로 클럭(clock)을 추출하는 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 반사파장이 고정된 광 필터(optical filter)를 사용하여 클럭을 추출하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 클럭 추출장치는 광 신호를 입력받아 스펙트럼을 분석하여, 상기 스펙트럼상에서 최고정점보다 크기가 작으면서 상기 최고정점의 양측면에서 인접하여 존재하는 제2최대치에 해당하는 스펙트럴 라인 중 어느 하나를 추출하는 제1필터; 상기 최고정점에 해당되는 스펙트럴 라인을 추출하는 제2필터; 상기 제1필터와 제2필터에 의해 추출된 두 개의 스펙트럴 라인의 광세기가 동일하게 되도록 상기 광 신호의 세기를 조정하는 감쇠기; 및 상기 조정된 두 개의 스펙트럴 라인에 대응되는 신호성분만을 상기 광 신호에서 추출하여, 두 신호성분의 주파수 차 성분을 만들어 클럭신호로 출력하는 맥놀이 발생수단을 포함한다. 본 발명의 방법을 사용하면 클럭 추출장치를 저가로 만들 수 있으며, 제어가 간단하다는 장점이 있다.

Description

광 필터를 사용한 클럭 추출 방법 및 장치 {Method of clock recovery using optical filter, and apparatus thereof}
본 발명은 광통신 시스템에서 광학적으로 클럭(clock)을 추출하는 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 반사파장이 고정된 광 필터(optical filter)를 사용하여 클럭을 추출하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
광통신 시스템에서 데이터의 전송 속도를 증가시키기 위해서는, 전송하고자 하는 데이터를 광 신호로 변환시켜 전송하는 광 송신부에 관련된 기술과, 전송된 신호를 수신하여 원래의 신호로 복원하는 광 수신부에 관련된 기술의 발전이 선행되어야 한다. 그리고, 광 수신부의 신호처리 속도도 충분히 빨라야 한다. 이를 충족시키기 위하여, 전송된 데이터 신호를 복조(demodulation)하는데 사용되는 광학적 클럭 신호를 광학적으로 정확하고 빠르게 추출하는 방법에 대한 연구가 진행되고 있다.
현재 광학적으로 클럭을 추출하는 방법으로, 레이저 다이오드(laser diode)에서 발생하는 자가맥동(self-pulsating) 현상을 이용하는 방법과 광학 루프 미러(optical loop mirror)를 이용하는 방법들이 연구되어 왔다. 그러나, 정확한 클럭을 추출하기 위하여 사용되는 PLL(Phase Lock Loop)과 같은 클럭 복원 소자의 정밀한 제작이 어렵고, 광 파이버(fiber)가 외부의 온도변화와 같은 외부환경의 변화에 매우 민감하기 때문에 광 전송 시스템이 불안정하다는 문제점이 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 여러 가지 방법들이 개시되었다.
이들 개시된 방법들 중에서, 수신된 광 신호의 광 스펙트럼(spectrum)상에 존재하는 특정 성분을 이용하여 클럭 신호를 복원하는 방법이 있다. 수신된 광 신호의 광 스펙트럼을 살펴보면, 다른 값들보다 상대적으로 큰 값을 갖는 여러개의 스펙트럴 라인(spectral line)이 존재하는 것을 알 수 있다. 이들 스펙트럴 라인(spectral line) 중에서 가장 최대치를 의미하는 중심 주파수 성분의 스펙트럴 라인(spectral line)과 이와 인접한 다른 스펙트럴 라인(spectral line) 중에서 하나를 추출하여 클럭 신호를 복원한다.
좀 더 상세히 설명하면, 추출된 두 개의 스펙트럴 라인(spectral line)의 크기를 동일하게 만들고, 이 신호를 입력받아 맥놀이(beating) 현상을 일으키면, 두 개의 스펙트럴 라인(spectral line)의 주파수 차에 해당하는 신호가 얻어진다. 이 맥놀이(beating) 현상에 의해 만들어진 신호가 수신된 신호의 클럭에 해당된다. 수신된 신호는 NRZ(None return to zero) 형태의 신호이거나 RZ(Return to Zero) 형태의 신호일 수도 있다.
이때 두 개의 스펙트럴 라인(spectral line)을 추출하고 추출된 스펙트럴 라인(spectral line)의 크기를 동일하게 만들기 위하여, 종래의 방법에서는 조율 필터(tunable filter)를 사용하였다. 조율 필터(tunable filter)는, 광통신 시스템에서 사용된 광 송신기의 특성에 따라 다르게 나타나는 두 개의 스펙트럴 라인(spectral line)의 크기차를, 어느 일정 범위 내에서 조절하여 서로 동일하게 만드는 기능을 수행한다.
그러나, 조율 필터(tunable filter) 하나만을 사용하면, 추출한 두 개의 스펙트럴 라인(spectral line) 사이에 존재하는 작은 크기의 잡음 성분들 때문에 전체 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio: SNR)가 감소되고, 클럭 추출을 위한 장치가 복잡해진다는 문제점이 있다.
또한 하나의 조율 필터(tunable filter)로 두 개의 스펙트럴 라인(spectral line)을 추출하면, 필터의 특성에 따라서 두 개의 스펙트럴 라인(spectral line)의 크기조절의 범위가 필터의 특성에 의해서 제한된다. 또한, 두 개의 스펙트럴 라인(spectral line) 사이에 존재하는 잡음(noise) 성분들도 같이 추출되어 맥놀이(beating) 되는 신호에 잡음으로 작용하여 클럭 추출 시스템의 성능을 떨어뜨린다는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 상술한 바와 같이 잡음 성분들을 줄이면서 경제적으로 스펙트럴 라인(spectral line) 성분을 추출하여, 데이터 신호로부터 클럭을 추출할 수 있는 클럭 추출 방법을 제공하는데 있다.
상기의 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 광 필터를 사용한 클럭 추출장치는, 광 신호를 입력받아 스펙트럼을 분석하여, 상기 스펙트럼상에서 최고정점보다 크기가 작으면서 상기 최고정점의 양측면에서 인접하여 존재하는 제2최대치에 해당하는 스펙트럴 라인 중 어느 하나를 추출하는 제1필터; 상기 최고정점에 해당되는 스펙트럴 라인을 추출하는 제2필터; 상기 제1필터와 제2필터에 의해 추출된 두 개의 스펙트럴 라인의 광세기가 동일하게 되도록 상기 광 신호의 세기를 조정하는 감쇠기; 및 상기 조정된 두 개의 스펙트럴 라인에 대응되는 신호성분만을 상기 광 신호에서 추출하여, 두 신호성분의 주파수 차 성분을 만들어 클럭신호로 출력하는 맥놀이 발생수단을 구비한다.
상기의 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 광 필터를 사용한 클럭 추출방법은, 광 신호를 입력받아 스펙트럼을 분석하여, 상기 스펙트럼상에서 최고정점보다 크기가 작으면서 상기 최고정점의 양측면에서 인접하여 존재하는 제2최대치에 해당하는 스펙트럴 라인 중 어느 하나를 추출하는 부정점 추출단계; 상기 최고정점에 해당되는 스펙트럴 라인을 추출하는 최고정점 추출단계; 상기 추출된 두 개의 스펙트럴 라인의 광세기가 동일하게 되도록 상기 광 신호의 세기를 조정하는 단계; 및 상기 조정된 두 개의 스펙트럴 라인에 대응되는 신호성분만을 상기 광 신호에서 추출하여, 두 신호성분의 주파수 차 성분을 만들어 클럭신호로 출력하는 단계를 구비한다.
상기한 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는, 상기 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 광학적으로 클럭을 추출하기 위한 광 수신부의 블록도이다.
광 수신부는 필터(110), 증폭기(120), 포토 다이오드(Photo Diode: PD)(130) 및 RF 필터(140)로 구성되어 있다.
도 1을 참조하여, 입력된 광 신호가 NRZ 형태이고, 40Gb/s 의 속도로 전송되는 경우를 예를 들어 본 발명을 설명한다. 필터(110)는 입력된 광 신호의 광 스펙트럼상에 존재하는 두 개의 스펙트럴 라인(spectral line)을 필터링하여 추출한다. 여기서 필터(110)로 조율 필터(tunable filter)가 사용될 수 있다. 두 개의 스펙트럴 라인(spectral line) 중에 하나는 중심 주파수 성분의 스펙트럴 라인(spectral line)이다. 그리고, 다른 하나는 중심 주파수 성분의 스펙트럴 라인(spectral line) 양쪽에 존재하는 두 개의 스펙트럴 라인(spectral line) 중 어느 하나이다. 증폭기(120)는 이렇게 추출된 두 개의 스펙트럴 라인(spectral line)을 포토 다이오드(PD)(130)가 반응할 수 있는 최소한의 광 세기가 되도록 증폭시킨다.
포토 다이오드(PD)(130)는 이렇게 증폭된 두 개의 스펙트럴 라인(spectral line) 신호를 입력받아 맥놀이(beating)를 일으켜, 두 신호의 주파수의 차에 해당하는 새로운 신호를 만들어낸다. 즉 f1과 f2의 주파수를 가진 두 개의 스펙트럴 라인(spectral line) 신호가 입력되면, f1+f2 와 f1-f2 의 주파수를 가진 신호가 만들어진다. f1+f2 의 주파수를 갖는 신호는 포토 다이오드(PD)(130)의 동작 가능한 대역안에 f1+f2 의 주파수가 존재하면 이에 해당하는 전기적인 신호가 발생한다. 그리고, f1-f2의 주파수를 갖는 신호는 포토 다이오드(PD)(130)의 뒷단에 존재하는 RF 필터(140)를 통과하고 나서 남게 된다. 이렇게 남은 신호가 수신신호의 클럭 신호이다.
도 2는 40Gb/s 속도로 수신된 광 신호의 광 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
즉, 도 1의 필터(110)에 입력된 광 신호의 광 스펙트럼을 나타낸 것으로, 입력 광 신호는 NRZ 형태의 신호이다.
중심에 존재하는 최고정점(peak)(210)은 수신신호의 중심주파수 성분을 나타내며, 이 최고정점(peak)(210)을 중심으로 양쪽에 존재하는 제1 부정점(side peak)(220) 및 제2 부정점(230)은, 송신부에서 전송신호를 변조(modulation)하기 때문에 발생된 것이다. 광 스펙트럼 상에서 중심주파수를 나타내는 최고정점(peak)(210)과 어느 한쪽의 부정점(220 또는 230) 까지의 거리는 약 0.32nm(=40GHz)로, 이는 수신된 신호의 클럭 주파수와 동일하다. 따라서, 이러한 특성을 이용하여 최고정점(peak)(210) 신호와, 제1 부정점(side peak)(220) 또는 제2 부정점(230) 신호중 어느 하나의 신호를 선택하여, 이 두 신호들간에 맥놀이를 일으키면, f1-f2의 주파수를 가진 신호를 얻을 수 있으므로 클럭 성분을 복원할 수 있다.
도 3은 두 개의 스텍트럴 라인(spectral line) 신호들간에 맥놀이를 발생시키기 위하여 설계된 조율 필터(tunable filter)의 스펙트럼 특성을 나타낸 도면이다.
필터의 설계시에 특히 고려하여야 할 사항은 0 dB에서의 폭(310)과 양측면의 기울기(320, 330)이다. 0 dB에서의 폭(310)과 기울기에 따라서 두 개의 스펙트럴 라인(spectral line)의 크기를 동일하게 만드는 감쇠정도가 달라지기 때문이다. 다시 말하면, 필터의 스펙트럼 특성인 폭과 기울기에 의해서 가능한 감쇠범위가 결정된다.
다시 말하면, 도 2와 같은 광 스펙트럼을 갖는 신호가 입력되었을 때, 제1 부정점(220)이 도 3의 a 지점(340)에 위치하도록, 도 3과 같은 특성을 갖는 조율 필터(tunable filter)의 스펙트럼 특성을 이동시키면, 도 2의 최고정점(210)은 a 지점(340)으로부터 0.32 nm 떨어진 0.22 nm 근처에 위치하게 된다. 따라서 중심주파수의 스펙트럴 라인(spectral line)의 크기가 원래보다 약 10 dB 정도가 감쇠된다.
만일, 도 2의 광 스펙트럼을 갖는 신호의 제1 부정점(220)이 도 3의 b 지점(350)에 위치하도록, 도 3과 같은 특성을 갖는 조율 필터(tunable filter)의 스펙트럼 특성을 이동시키면, 도 2의 최고정점(210)은 b 지점(350)으로부터 0.32 nm 떨어진 0.42 nm 근처에 위치하게 된다. 따라서 중심 주파수의 스펙트럴 라인(spectral line)의 크기가 원래보다 약 30 dB 정도 감쇠된다. 그러므로, 도 3과 같은 특성을 갖는 필터는 최고정점(210)과 부정점(220 또는 230)의 크기차가 10 dB 내지 30 dB인 범위안에 드는 경우에만 최적으로 사용될 수 있다.
그리고, 맥놀이 시에 고려되어야 할 다른 사항은 맥놀이 되는 두 신호의 크기가 같아야 한다는 것이다. 만일 두 신호의 크기가 서로 다른 경우에는 도 4b에서 나타난 바와 같이 두 신호의 주파수 차에 의한 맥놀이 현상이 분명하게 나타나지 않는다.
도 4a 내지 도 4b는 두 신호의 크기차가 있는 경우 생길 수 있는 맥놀이 결과를 설명하기 위한 도면이다.
만일 sin(20t)의 신호와 sin(25t)의 신호가 합성되면 도 4a와 같은 파형의 신호가 만들어지고, 2sin(20t)와 0.1sin(25t)의 신호가 합성되면 도 4b와 같은 파형의 신호가 만들어진다. 도 4a 와 도 4b에서 나타낸 바와 같이, 두 신호의 크기가 서로 일치하면 두 신호의 주파수의 차에 해당하는 신호가 도 4a 와 같이 만들어지나, 서로 다르면 도 4b와 같이 맥놀이의 효과가 거의 나타나지 않음을 알 수 있다. 따라서 조율 필터(tunable filter)를 사용하여 검출된 두 개의 스펙트럴 라인(spectral line) 신호의 크기를 동일하게 맞추어 주어야 한다.
그리고, 신호의 크기를 동일하게 맞출 수 있는 범위는 조율 필터(tunable filter)의 특성에 따라서 달라지게 된다. 도 3과 같은 특성을 갖는 필터에 만일 최고정점(210)과 제1 부정점(220) 또는 제2 부정점(230)의 크기 차이가 상술한 10dB 내지 30dB 의 범위를 벗어나는 신호가 입력된 경우에는, 두 신호의 크기를 같게 만들 수 없으므로 최적으로 이용될 수는 없다.
제1 부정점(220) 또는 제2 부정점(230) 중 어느 하나가 a 지점(330)과 b 지점(340) 사이에 위치하도록 하고, 조율 필터(tunable filter)를 조정하여 그 값이 중심주파수 성분인 최고정점(210)의 크기와 같도록 만든다. 원래 입력된 신호의 스펙트럼은 사용된 필터의 특성에 무관하지만, 조율 필터(tunable filter)를 사용하여 그 특성을 주파수 축 상에서 좌우로 움직이면 감쇠되는 주파수의 범위를 조절할 수가 있다. 만일 최고정점의 크기와 제1 부정점(220) 또는 제2 부정점(230)의 크기와의 차이가 10dB 에서 30dB 범위를 벗어나면, 추출한 두 개의 스펙트럴 라인(spectral line)의 크기를 동일하게 맞출 수가 없으므로, 맥놀이를 통해 얻어지는 클럭 신호가 불안정하게 된다.
상술한 바와 같이, 조율 필터(tunable filter)를 이용하여 제1 부정점(220) 또는 제2 부정점(230)과 최고정점(210)의 크기를 같게 만들 수 있는 중심주파수 성분의 감쇠범위는, 조율 필터(tunable filter)를 어떻게 설계하는가에 따라서 달라진다. 도 2와 같은 광 스펙트럼을 갖는 광 신호가 전송되는 40Gb/s NRZ 시스템에서, 최고정점(210)과 제1 부정점(220) 또는 제2 부정점(230)과의 거리는 0.32nm(=40GHz)이므로, 조율 필터(tunable filter)의 0 dB에서의 대역폭(bandwidth)(310)은 0.32nm 이하가 되어야 잡음의 영향을 효과적으로 줄일 수 있다. 그러나, 이와 같은 조율 필터(tunable filter)를 이용하면, 추출한 두 스펙트럴 라인(spectral line) 사이에 존재하는 작은 크기의 스펙트럴 라인(spectral line) 들도 감쇠되지 않고 포토 다이오드(PD)로 입력되어 잡음으로 작용하므로, 전체 신호대 잡음비(SNR)를 감소시킨다는 문제점도 있다.
물론 최고정점(210)이 조율 필터(tunable filter)의 스펙트럼 상에서 어느 지점에 위치하는가에 따라서, 추출한 두 스펙트럴 라인(spectral line) 사이에 존재하는 작은 크기의 스펙트럴 라인(spectral line) 성분들의 감쇠정도가 정해지므로, 항상 잡음으로 작용하는 것은 아니지만, 이러한 문제점은 자주 발생할 수가 있다.
도 5a는 반사파장이 고정된 필터를 사용하여 스펙트럴 라인(spectral line)을 추출함으로써 클럭을 추출하는 클럭추출 장치를 나타낸 도면이다.
순회기(circulator)(510)는 광 신호의 경로를 바꾸어 주는 장치로 입력된 광 신호가 제1 필터(520) 또는 제2 필터(530)에서 반사되어 올 때 다른 신호와 섞이는 것을 방지하기 위한 장치이다. 순회기(circulator)(510)는 3 포트(Port) 소자로써, 출력단자에서 반사되는 전자파가 출력되는 포트를 하나 더 가지고 있다. 즉 입력포트와 출력포트 그리고 출력포트에서 반사되어 나오는 또 하나의 포트, 총 3개의 포트를 가지고 있다.
순회기(510)의 제1포트로 입력된 신호는 제2포트로 출력되고, 제2포트로 입력된 신호는 제3포트로 출력되며, 제3포트로 입력된 신호는 다시 제1포트로 출력된다.
제1필터(520)는 부정점을 반사시키기 위한 것으로, 제1 부정점(220) 또는 제2 부정점(230)에 해당되는 스펙트럴 라인(spectral line)을 추출하는 필터이다.
제2필터(530)는 최고정점에 해당하는 파장을 반사시키기 위한 것으로, 최고정점(210)에 해당되는 스펙트럴 라인(spectral line)을 추출하는 필터이다. 최고정점에 해당하는 파장성분이 제2필터(530)로 진행하면서, 그리고 반사되어 순회기(510)로 진행하면서 감쇠를 겪어 추출된 제1부정점의 크기 또는 제2부정점의 크기와 같아진다.
감쇠기(attenuator)(540)는 추출된 스펙트럴 라인(spectral line)들의 광 세기를 동일하게 만드는 기능을 수행한다.
포토 다이오드(PD)(550)는 동일한 크기로 만들어진 두 개의 스펙트럴 라인(spectral line)의 주파수 신호를 입력받아 맥놀이 현상을 일으켜 클럭 성분을 추출한다.
상술한 바와 같이 조율 필터(tunable filter)를 사용한 경우에는, 최고정점(210)에서의 스펙트럴 라인(spectral line)의 크기와 제1 부정점(220) 또는 제2 부정점(230)에서의 스펙트럴 라인(spectral line)의 크기를 동일하게 만들 수 있는 범위가 조율 필터(tunable filter)의 특성에 의해서 결정된다. 그러나 본 발명에서 제안하는 장치를 사용하면, 최고정점(210)에서의 스펙트럴 라인(spectral line)의 크기와 제1 부정점(220) 또는 제2 부정점(230)에서의 스펙트럴 라인(spectral line)의 크기의 차에 무관하게, 감쇠기(attenuator)(540)를 사용하여 두 스펙트럴 라인(spectral line)의 크기를 같게 만들 수 있다. 또한, 제1 필터(520)와 제2 필터(530)로 반사 파장 대역(bandwidth)이 좁은 필터를 사용함으로써, 두 스펙트럴 라인(spectral line) 사이에 존재하는 잡음성분들을 제거하여 포토 다이오드(PD)(550)에서 맥놀이시에 발생할 수 있는 잡음 성분을 제거할 수 있다.
도 5b는 최고정점(210)과 제1 부정점(220)을 추출하기 위한 필터의 스펙트럼 특성과 최고정점(210)과 제2 부정점(230)을 추출하기 위한 필터의 스펙트럼 특성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 클럭 추출과정을 설명한 플로우차트이다.
먼저 수신된 광 신호를 순회기(circulator)(510)를 거쳐 제1 필터(520)로 전달한다(S610). 다음으로, 전달받은 광 신호의 스펙트럼 상에서 최고정점(210)의 양 측면에 존재하는 최대치인 제1 부정점(220) 또는 제2 부정점(230)에 해당되는 스펙트럴 라인(spectral line)을 추출한다(S620).
그리고, 전달받은 광 신호의 스펙트럼 상에서 최고정점(210)에 해당되는 스펙트럴 라인(spectral line)을 추출한다(S630).
추출된 스펙트럴 라인(spectral line)들의 광 세기를 동일하게 조정한다(S640). 마지막으로 조정된 스펙트럴 라인(spectral line)을 입력받아 맥놀이를 일으켜 클럭 성분을 추출한다(S650).
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명은, 조율 필터(tunable filter) 하나만을 사용한 경우보다 저가로 만들 수 있으며, 쉽게 제어가 가능하다는 장점이 있다. 그리고, 추출한 두 개의 스펙트럴 라인(spectral line) 사이에 존재하는 잡음 성분을 제거하여 신호 대 잡음비(SNR)를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 광학적으로 클럭을 추출하기 위한 광 수신부의 블록도이다.
도 2는 40Gb/s 속도로 수신된 광 신호의 광 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
도 3은 두 개의 스펙트럴 라인(spectral line) 신호들간에 맥놀이를 발생시키기 위하여 설계된 조율 필터(tunable filter)의 스펙트럼 특성을 나타낸 도면이다.
도 4a 내지 도 4b는 두 가지 주파수 신호의 크기차가 있는 경우 생길 수 있는 맥놀이 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a는 반사파장이 고정된 필터를 사용하여 스펙트럴 라인(spectral line)을 추출함으로써 클럭을 추출하는 클럭추출 장치를 나타낸 도면이다.
도 5b는 최고정점(210)과 제1 부정점(220)을 추출하기 위한 필터의 스펙트럼 특성과 최고정점(210)과 제2 부정점(230)을 추출하기 위한 필터의 스펙트럼 특성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 클럭 추출과정을 설명한 플로우차트이다.

Claims (11)

  1. 광 신호를 입력받아 스펙트럼을 분석하여, 상기 스펙트럼상에서 최고정점보다 크기가 작으면서 상기 최고정점의 양측면에서 인접하여 존재하는 제2최대치에 해당하는 스펙트럴 라인 중 어느 하나를 추출하는 제1필터;
    상기 최고정점에 해당되는 스펙트럴 라인을 추출하는 제2필터;
    상기 제1필터와 제2필터에 의해 추출된 두 개의 스펙트럴 라인의 광세기가 동일하게 되도록 상기 광 신호의 세기를 조정하는 감쇠기; 및
    상기 조정된 두 개의 스펙트럴 라인에 대응되는 신호성분만을 상기 광 신호에서 추출하여, 두 신호성분의 주파수 차 성분을 만들어 클럭신호로 출력하는 맥놀이 발생수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 필터를 사용한 클럭 추출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광 신호를 입력받아 이를 입력받은 포트와 다른 포트로 출력하여 상기 제1필터로 전달하고, 상기 제1필터 또는 제2필터에서 되돌아오는 신호가 서로 섞이는 것을 방지하는 순회기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 필터를 사용한 클럭 추출장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 맥놀이 발생수단은 포토 다이오드인 것을 특징으로 하는 광 필터를 사용한 클럭 추출장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 맥놀이 발생수단은 상기 조정된 두 개의 스펙트럴 라인에 대응되는 신호를 입력받아 두 신호의 차에 해당하는 신호를 추출하여, 추출된 신호를 클럭신호로 출력하는 것을 특징으로 하는 광 필터를 사용한 클럭 추출장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1필터 및 상기 제2필터 중 적어도 어느 하나는 반사 파장 대역이 좁은 필터인 것을 특징으로 하는 광 필터를 사용한 클럭 추출장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1필터 및 상기 제2필터 중 적어도 어느 하나는 반사 파장 대역이 고정된 필터인 것을 특징으로 하는 광 필터를 사용한 클럭 추출장치.
  7. 광 신호를 입력받아 스펙트럼을 분석하여, 상기 스펙트럼상에서 최고정점보다 크기가 작으면서 상기 최고정점의 양측면에서 인접하여 존재하는 제2최대치에 해당하는 스펙트럴 라인 중 어느 하나를 추출하는 부정점 추출단계;
    상기 최고정점에 해당되는 스펙트럴 라인을 추출하는 최고정점 추출단계;
    상기 추출된 두 개의 스펙트럴 라인의 광세기가 동일하게 되도록 상기 광 신호의 세기를 조정하는 단계; 및
    상기 조정된 두 개의 스펙트럴 라인에 대응되는 신호성분만을 상기 광 신호에서 추출하여, 두 신호성분의 주파수 차 성분을 만들어 클럭신호로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 필터를 사용한 클럭 추출 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 부정점 추출단계 및 상기 최고정점 추출단계 중 적어도 어느 하나는 반사 파장 대역이 좁은 필터를 사용하여 추출하는 것을 특징으로 하는 광 필터를 사용한 클럭 추출방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 부정점 추출단계 및 상기 최고정점 추출단계 중 적어도 어느 하나는 반사 파장 대역이 고정된 필터를 사용하여 추출하는 것을 특징으로 하는 광 필터를 사용한 클럭 추출방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 클럭 성분을 추출하는 단계는 상기 조정된 두 개의 스펙트럴 라인에 대응되는 신호를 입력받아 두 신호의 차에 해당하는 신호를 추출하여, 추출된 신호를 클럭신호로 출력하는 것을 특징으로 하는 광 필터를 사용한 클럭 추출방법.
  11. 광 신호를 입력받아 스펙트럼을 분석하여, 상기 스펙트럼상에서 최고정점보다 크기가 작으면서 상기 최고정점의 양측면에서 인접하여 존재하는 제2최대치에 해당하는 스펙트럴 라인 중 어느 하나를 추출하는 부정점 추출단계;
    상기 최고정점에 해당되는 스펙트럴 라인을 추출하는 최고정점 추출단계;
    상기 추출된 두 개의 스펙트럴 라인의 광세기가 동일하게 되도록 상기 광 신호의 세기를 조정하는 단계; 및
    상기 조정된 두 개의 스펙트럴 라인에 대응되는 신호성분만을 상기 광 신호에서 추출하여, 두 신호성분의 주파수 차 성분을 만들어 클럭신호로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 필터를 사용한 클럭 추출 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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