KR100519941B1 - 전기적 크로스 톡 감소를 위한 광 송수신기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광 송수신단을 하나의 패키지에 같이 포함하는 BiDi 모듈에 관한 것으로서, 상기 BiDi 모듈의 패키지를 기판 접지면에 밀착하고 수신부의 트랜스 임피던스 앰프의 접지를 패키지에 연결하고, 송신부의 LD 애노드와 패키지를 적어도 1nF의 커패시터로 연결하여 패키지 리드와, 본딩 와이어의 인덕턴스로 인한 전기적 크로스 톡을 감소시킬수 있다.

Description

전기적 크로스 톡 감소를 위한 광 송수신기{OPTICAL BI-DIRECTIONAL TRANCEIVER FOR REDUCING ELECTRICAL CROSS-TALK}

본 발명은 광섬유와 같은 광전송 매체를 통해 광통신을 수행하는 광 송수신 모듈에 관한 것으로서, 특히 송신부의 큰 신호가 수신부에 영향을 주지 않게 크로스 톡(cross-talk)을 감소시키도록 구성되는 전기적 크로스 톡 감소를 위한 광 송수신 모듈에 관한 것이다.

최근 각종 통신망이나 지능망에는 한정된 회선으로 보다 많은 정보를 전달하기 위하여 적은 가닥의 회선으로도 다량의 정보를 고속으로 전송할 수 있는 광통신 시스템이 많이 이용되고 있다. 이러한 광통신 시스템에서는 입출력 광신호에 전기 신호를 접속시키기 위해 여러 표준방식으로 개발된 광통신용 스위치나 기가비트 인터페이스 컨버터(Gigabit Interface Converter: GBIC)와 같은 광송수신기 모듈등의 광통신 장치가 사용된다.

그 가운데 광송수신기 모듈은 광원 장치, 광원 검출 장치, 광 송신 회로, 광 수신 회로 등을 내장하고 있는 광접속기를 말한다. 이러한 광송수신기 모듈은 광통신용 전자 장비의 소형화를 위해 모듈의 규격을 정의하는 다양한 표준에 의해 제작된다. 예를 들면 지빅(GBIC)의 표준 폼 팩터 중의 하나인 플러그형 소형 폼 팩터(Small Form-Factor Pluggable: SFP)는 높이 9.8㎜, 폭 13.5㎜의 외함과 최소 20개의 전기적 입력/출력 접점을 갖도록 그 조건을 지정하고 있다.

한편, 초고속 광통신에서 정보의 양이 늘어남에 따라 댁내까지 광섬유를 연결하는 FTTH(Fiber To The Home) 기술의 중요성이 점점 커지고 있다. 1.25Gbps 동작을 기본으로 하여 광 송수신기 모듈이 구성되고 수동 소자인 분배기를 사용하여 신호를 여러 사용자에게 전달하는 PON(Passive Optical Network) 시장이 각광 받고 있다. PON에서 광 송수신 모듈은 하나의 패키지내네 같이 집적하여 하나의 광섬유를 통해서 신호를 주고 받는 BiDi(Bi-Directional) 방식을 사용하고 있고 송신부의 큰 신호가 수신부에 영향을 주지 않도록 크로스 톡(cross-talk)을 줄이는 것이 모듈 특성의 관건이 된다.

그러나 각각 다른 패키지내에 만들어지는 광송수신 모듈은 송신단의 신호가 수신단에 영향을 주는 현상을 심각하지 않으나, 송신 모듈과 수신 모듈이 하나의 패키지내에 구성되는 고속 광송수신 모듈(광송수신기)은 송신기가 수신기의 수신 감도에 영향을 주는 크로스 톡 현상이 발생하여 모듈 동작을 저해하는 요소로 작용하는 문제점이 발생되었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써 본 발명의 목적은 광 송신부의 신호가 수신부로 커플링되어 수신감도가 열화되는 현상을 방지하도록 구성되는 전기적 크로스 톡 감소를 위한 광 송수신기를 제공하는데 있다

본 발명의 다른 목적은 광 송신부의 LD의 그라운드에 사용되는 애노드를 캐패시터를 사용하여 교류 접지시킴으로써 인덕턴스로 인한 임피던스를 감소시켜 전기적 크로스 톡 현상을 최소화하도록 구성되는 전기적 크로스 톡 감소를 위한 광 송수신기를 제공하는데 있다.

상술한 본 발명의 목적을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 광 송수신단을 하나의 패키지에 같이 포함하는 BiDi 모듈에 있어서, 상기 BiDi 모듈의 패키지를 기판 접지면에 밀착하고 수신부의 트랜스 임피던스 앰프의 접지를 패키지에 연결하고, 송신부의 LD 애노드와 패키지를 적어도 1nF의 커패시터로 연결하여 패키지 리드와, 본딩 와이어의 인덕턴스로 인한 전기적 크로스 톡을 감소시킴을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 다른 광 송수신기(광송수신 모듈)의 회로도로써, 좌측에 광 송신부(100)와 우측에 광 수신부(200)가 하나의 패키지로 구성된다.

상기 광 송신부(100)는 발광 소자인 레이저 다이오드(LD)(10)를 구비한다. 미도시 되었으나, 상기 광 송신부(100)에는 상기 레이저 다이오드(10)를 구동시키는 구동회로와 상기 구동회로에 의해 실행된 구동을 제어하는 구동정지 회로를 포함 할 수 있다. 따라서, 상기 레이저 다이오드(10)는 입력 신호를, 강도가 입력 신호의 레벨에 비례하는 레이저 빔으로 변환시켜서 광섬유를 통해 레이저 빔을 또 다른 광 송수신기에 송신하게 된다.

상기 광 수신부(200)는 수광 소자로 작용하는 포토 다이오드(PD)(20), 전류-전압 증폭기(30)로 구성된다. 미도시되었으나, 포스트 증폭기, 피크 보유 회로 및 신호 검출 회로를 포함할 수 있다. 상기 포토 다이오드(20)는 광섬유를 통해 다른 광 송수신기로부터 보내진 광 신호를 수신하여 광 신호에 비례한 전기 신호를 출력한다. 상기 전류-전압 증폭기는 상기 포토 다이오드의 출력 신호를 증폭시키는 역할을 한다.

이때, 상술한 바와 같은 BiDi 모듈의 경우 전기적 크로스 톡(electrical cross talk)을 가장 작게 하는 방법은 송수신기의 접지를 패키지에 연결하고 패키지 전체를 PCB 기판의 접지패드에 밀착하는 것이다. 그러나, 일반적으로 RF 접지로 사용되는 LD의 애노드(anode)는 양의 DC 전압을 연결하므로 패키지에 직접 연결할 수 없다. 이는 LD 애노드에서 패키지로 와이어 본딩에 의한 인덕턴스 성분과 패키지에 부착되어 있는 리드의 인덕턴스 성분으로 인해 접지 상태가 나쁘면 광 송신부의 신호가 수신부로 커플링(Coulping)되는 양이 증가하게 되고 수신 감도가 열화되는 원인이 된다.

따라서, 본 발명에서는 BiDi모듈 패키지는 외부 기판의 접지면과 도전성 접착제로 넓은 면을 연결하고 LD의 그라운드로 사용되는 애노드를 1nF 이상의 캐패시터(capacitor)(11)를 이용하여 패키지로 연결한다. 연결은 와이어 본딩(wire bonding) 방법 보다 도전성 접착체가 유리하다.

LD로 입력되는 큰 RF 신호는 LD 애노드와 RF 접지 사이에 bond wire 또는 package lead로 인한 인덕턴스가 존재하면 RF 신호가 저항을 느껴서 공기 또는 LD, PD가 올라가 있는 기판을 통해 커플링되는 양이 증가하게 된다. (도 2)

따라서, 본 발명에서는 Bidi 모듈의 패키지 전체를 외부 기판 접지면에 부착함으로써 접지로 만들고 1nF 이상의 캐패시터(11)를 LD 애노드와 패키지 사이에 연결함으로써 AC 접지를 형성하여 상기 인덕턴스로 인한 저항을 감소시켜 전기적 크로스 톡을 최소화 하게 되는 것이다.

본 발명에 따른 광 송수신기는 LD 애노드와 패키지 사이에 AC 접지를 형성하여 상기 인덕턴스로 인한 저항을 감소시켜 전기적 크로스 톡을 최소화 하게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 다른 광 송수신기(광송수신 모듈)의 회로도,

도 2는 본 발명에 따른 광 송신부에서 수신부로 커플링으로 발생한 수신단의 전류량을 도시한 그래프.

Claims (2)

1. 광 송수신단을 하나의 패키지에 같이 포함하는 BiDi 모듈에 있어서,

   상기 BiDi 모듈의 패키지를 기판 접지면에 밀착하고 수신부의 트랜스 임피던스 앰프의 접지를 패키지에 연결하고, 송신부의 LD 애노드와 패키지를 적어도 1nF의 커패시터로 연결하여 패키지 리드와, 본딩 와이어의 인덕턴스로 인한 전기적 크로스 톡을 감소시킴을 특징으로 하는 광 송수신기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 캐패시터는 1nF 이하의 평판 캐패시터(고주파용)와 1nF(~100nF)이상의 적층형 칩 커패시터를 병렬로 연결하여 구성함을 특징으로 하는 전기적 크로스 톡을 감소시키기 위한 광 송수신기.