KR100573282B1 - 파장분할다중 광통신시스템을 위한 광결합 분기 다중화기 - Google Patents

파장분할다중 광통신시스템을 위한 광결합 분기 다중화기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 파장분할다중 광통신시스템을 위한 광결합 분기 다중화기(optical add-drop multiplexer)에 관한 것이다.
이러한 광결합 분기 다중화기는, 파장분할다중된 광신호를 입력받아 제1출력포트 및 제2출력포트로 분할하여 출력하는 제1광결합기와; 상기 제1광결합기의 제1출력포트로 출력되는 파장분할다중된 광신호 중 일부파장을 반사하여 상기 제1광결합기의 제3출력포트로 출력하는 광섬유 브래그 격자; 광원에 의해 발생된 광채널들을 결합하는 광합파기; 상기 광섬유 브래그 격자를 통과한 파장분할다중된 광신호와 상기 광합파기에서 결합된 광채널들을 결합하는 제2광결합기; 상기 제1광결합기의 제2출력포트로 출력되는 파장분할다중된 광신호를 분리하기 위한 제1광분파기;상기 제1광분파기에 의해 분리된 광신호 중 일부파장을 선별하여 출력하는 제1파장선별기;상기 제1광결합기의 제3출력포트로 출력되는 파장분할다중된 광신호를 분리하기 위한 제2광분파기; 및 상기 제2광분파기에 의해 분리된 광신호 중 일부파장을 선별하여 출력하는 제2파장선별기를 포함한다.

Description

파장분할다중 광통신시스템을 위한 광결합 분기 다중화기 {Optical add-drop multiplexers for wavelength division multiplexed optical communication system}
도 1은 종래 기술에 따른 광결합 분기 다중화기를 도시한 개략적인 구성도,
도 2는 본 발명의 한 실시 예에 따른 광결합 분기 다중화기를 개략적으로 도시한 구성도,
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광결합 분기 다중화기를 개략적으로 도시한 구성도이다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※
220 : 제1광결합기 230 : 제2광결합기
261, 271 : 광분파기 262A, 262B, 272A, 272B : 파장 선별기
281A, 281B : 광원 282 : 광합파기
본 발명은 파장분할다중 광통신시스템을 위한 광결합 분기 다중화기(optical add-drop multiplexer)에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면 다중된 광신호의 광경로를 할당하는 광결합 분기 다중화기에 관한 것이다.
파장분할다중 통신시스템은 각 채널이 특정 채널 파장을 할당받는 복수 광신호 채널을 사용한다. 많은 경우에 다중화된 광신호 중 일부 채널을 다른 지점으로 전송할 필요가 발생한다. 이러한 형태의 광경로 할당을 일반적으로 광결합 분기 다중화라고 부른다.
이러한 기능을 수행하는 광결합 분기 다중화기는 B. Sridhar가 발명하고 1998월 7월 7일자로 특허된 미국특허 제5,778,118호에 상세하게 기술되어 있다. 이를 간단하게 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이 광필터(103)를 통해 연결되는 두 개의 광결합기들(102, 104)을 포함한다. 제1광결합기(102)는 하나의 입력포트와 두 개의 출력포트들을 포함하고, 입력포트로 들어오는 광신호가 두 개의 출력포트들을 통해 나온다. 제2광결합기(104)는 두 개의 입력포트와 하나의 출력포트를 포함하며 두 입력포트로 들어오는 광신호가 결합되어 출력포트를 통과한다.
제1광경로는 파장분할다중된 광신호를 전달하기 위해 제1광결합기(102)의 입력포트에 연결된다. 제2광경로는 제1광결합기(102)의 제1출력포트 및 제2광결합기(104)의 제1입력포트 사이에 연결된다. 제2광경로에는 제1광결합기(102)의 출력포트로부터 입력받은 파장분할다중된 광신호의 일부를 선별하기 위한 광필터(103)가 부가되며, 파장분할다중된 광신호 중 제2광결합기(104)의 입력포트로 전달되지 않는 파장은 결합 분기 다중화기에서 출력된다.
제3광경로는 제1광결합기(102)의 입력포트로 들어오는 파장분할다중된 광신호의 일부를 입력받기 위해 제1광결합기(102)의 제2출력포트에 연결된다. 제3광경로는 파장분할다중된 광신호로부터 광파장을 선별하도록 구성된 파장 선별기(107)에 연결된다. 제4광경로는 WDM 광신호에 결합될 광채널을 전달하기 위해 제2광결합기(104)의 제2입력포트에 연결된다. 이 광채널은 WDM 광신호의 통과 부분과 결합되어 제2광결합기(104)의 출력포트에 연결되는 제5광경로에 새로운 파장분할다중된 광신호로 출력된다.
위에서 설명하였던 B. Sridhar가 제안한 광결합 분기 다중화기는, 저가의 광분파기를 사용하며 분기되는 채널과 결합되는 채널을 임의로 선택할 수 있는 융통성을 가지나, 광채널의 분기를 위해 광분파기와 광채널 필터 등을 사용해야 한다. 이 때문에 이러한 구조의 광결합 분기 다중화기에서는 광분파기의 삽입 손실로 인해 분기 또는 결합되는 채널의 수가 제한되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 필요성을 충족시키기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다수의 결합 분기 채널수를 갖고, 광채널이 임의로 가변되는 유연한 광결합 분기 다중화기를 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 파장분할다중된 광신호를 입력받아 제1출력포트 및 제2출력포트로 분할하여 출력하는 제1광결합기와; 상기 제1광결합기의 제1출력포트로 출력되는 파장분할다중된 광신호 중 일부파장을 반사하여 상기 제1광결합기의 제3출력포트로 출력하는 광섬유 브래그 격자; 광원에 의해 발생된 광채널들을 결합하는 광합파기; 상기 광섬유 브래그 격자를 통과한 파장분할다중된 광신호와 상기 광합파기에서 결합된 광채널들을 결합하는 제2광결합기; 상기 제1광결합기의 제2출력포트로 출력되는 파장분할다중된 광신호를 분리하기 위한 제1광분파기; 상기 제1광분파기에 의해 분리된 광신호 중 일부파장을 선별하여 출력하는 제1파장선별기; 상기 제1광결합기의 제3출력포트로 출력되는 파장분할다중된 광신호를 분리하기 위한 제2광분파기; 및 상기 제2광분파기에 의해 분리된 광신호 중 일부파장을 선별하여 출력하는 제2파장선별기를 포함한 것을 특징으로 하는 파장분할다중 광전송시스템에서 광결합 분기 다중 장치가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 파장분할다중된 광신호를 입력받아 제1출력포트 및 제2출력포트로 분할하여 출력하는 제1광결합기와; 제1입력포트 및 제2입력포트로 입력되는 광신호를 결합하여 출력포트로 출력하는 제2광결합기; 상기 제1광결합기의 제1출력포트로 출력되는 파장분할다중된 광신호 중 일부 파장만을 상기 제2광결합기의 제1입력포트로 통과시키는 광섬유 브래그 격자; 상기 제1광결합기의 제2출력포트로 출력되는 파장분할다중된 광신호 중 일부 광파장을 분리하여 출력하는 가변파장필터; 상기 분리되는 광파장을 조절하기 위하여 상기 가변파장필터를 제어하는 제어수단; 및 새로이 결합될 광채널들을 발생하여 결합한 후 상기 제2광결합기의 제2입력포트로 제공하는 광원 및 광합파기를 포함한 것을 특징으로 하는 파장분할다중 광전송시스템에서 광결합 분기 다중 장치가 제공된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 한 실시예에 따른 "파장분할다중 광통신시스템을 위한 광결합 분기 다중화기"를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 파장분할다중 광통신시스템을 위한 광결합 분기 다중화기를 도시한 구성도이다.
광결합 분기 다중화기는, 제1광결합기(220)와, 제2광결합기(230), 제1광결합기와 제2광결합기(220, 230) 사이에 연결되는 광섬유 브래그 격자(241, 242) 등으로 이루어진다. 제1광결합기(220)는 입력포트(221)와, 제1출력포트(222), 제2출력포트(223) 및 제3출력포트(224)를 포함한다. 제1광결합기(220)에서 입력포트(221)로 입력되는 광신호는 제1출력포트(222) 및 제2출력포트(223)를 통해 출력된다. 제2광결합기(230)는 두 개의 입력포트들(231, 233)과 출력포트(232)를 포함한다.
광결합 분기 다중화기와 광신호를 송수신하기 위해 광전송 선로(201)가 다중화기에 연결된다. 도 2에 도시된 바와 같이 광전송 경로(201)는 WDM 신호로부터 분기될 광파장 λ1, λ2, λ3, 및 λ4를 포함하는 파장분할다중된 광통신신호를 전달한다.
결합될 광파장 λ1 및 λ2를 차단하기 위해 광섬유 브래그 격자(241, 242)는 제1광결합기(220)와 제2광결합기(230) 사이의 광경로(250)에 놓여지는 바, 제1광결합기(220)의 제1출력포트(222)와 제2광결합기(230)의 제1입력포트(231)에 연결된다. 광섬유 브래그 격자들(241 및 242)은 광파장 λ1 및 λ2를 반사함으로써 이 두 광파장이 제2광결합기(230)에 전달되지 못하도록 한다. 결국 입력되는 파장분할다중된 광신호 중 나머지 광파장이 광경로(250)에 의해 제2광결합기(230)의 제1입력포트(231)에 전달된다.
제1광결합기(220)의 입력포트(221)로 입력되는 파장분할다중된 광신호는 두 개의 출력포트(222 및 223)으로 나온다. 제2출력포트(223)는 광경로(260)에 연결되어 역다중화될 광파장이 선별된다. WDM 신호는 광분파기(261)로 전달되어 WDM 신호의 일부가 각각의 파장 선별기(262A 및 262B)로 출력된다. 파장 선별기(262A, 262B)는 파장분할다중된 광신호로부터 특정 파장 λ3 및 λ4를 선별하여 도시되지 않은 수신기에 출력한다. WDM 광신호는 입력포트(263A, 263B)를 통해 선별기로 들어가며 광경로(264A, 264B)로 출력된다.
광섬유 브래그 격자(241, 242)로부터 반사된 광파장 λ1 및 λ2는 제1광결합기(220)의 제1출력포트(222)를 통해 입력되고 입력포트(221) 및 제3출력포트(224)로 출력된다. 이 중 제3출력포트(224)의 출력은 광경로(270)를 통해 광분파기(271)를 거쳐 파장 선별기(272A 및 272B)로 전달된다. 파장 선별기(272A, 272B)는 각각 광파장 λ1 및 λ2를 선별하여 분기 신호를 출력 선로(274A 및 274B)로 내보낸다.
통과 채널은 광섬유 브래그 격자(241, 242)를 지나 제2결합기(230)의 제1입력포트(231)로 들어가서 WDM 광통신 시스템에 결합될 광채널과 합해진다. 이를 위해 광채널 λ1 및 λ2가 광원(281A 및 281B)에 의해 발생되어 광합파기(282)에서 합 쳐진 후, 광경로(283)를 따라 제2광결합기(230)의 제2입력포트(233)에 전달된다. 광채널 λ1 및 λ2는 광섬유 브래그 격자(241, 242)를 거친 WDM 광신호의 통과 채널에 결합된다. 결합된 신호는 출력포트(232)를 통해 제2광결합기(230)로부터 나와서 결국 광전송 경로(202)에 실린다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광결합 분기 다중화기를 도시한 구성도이다. 이를 참조하면, 제1광결합기(320)와, 제2광결합기(330), 광섬유 브래그 격자(341, 342), 가변파장필터부(362), 가변파장필터부(362)를 전기적으로 제어하기 위한 제어수단(MC)(370), 광원(381A 및 381B), 광합파기(382) 등으로 구성된다. 이는 도 2에 도시된 실시예와 동일한 방법으로 동작한다.
제1광결합기(320)는 하나의 입력포트(321)와, 제1출력포트(322), 및 제2출력포트(323)를 포함한다. 제2광결합기(330)는 제1입력포트(331)와, 제2입력포트(333), 및 출력포트(332)를 포함한다.
도 3의 광결합 분기 다중화기는 입력되는 파장분할다중된 광신호 중 임의의 파장을 가변적으로 선별하여 분기할 수 있는 점에서 도 2의 광결합 분기 다중화기와 다르다. 제1광결합기(320)의 입력포트(321)을 통해 들어오는 파장분할다중된 광신호 중 일부는 제2출력포트(323)로 출력되어, 광분파기(361)을 거쳐 가변파장필터(362A 및 362B)로 입력된다. 가변파장필터(362A 및 362B)는 제어수단(370)의 제어를 받아 입력되는 파장분할다중된 광신호로부터 선별된 파장채널 λi 및 λj를 출력한다. 가변파장필터의 예로서, JDS FITEL로부터 상용화된 가변 패브리-페롯(Fabry-Perot) 에탈론 필터가 있다.
제1광결합기(320)의 제1출력포트(322)에서 나온 파장분할다중된 광신호 중 광섬유 브래그 격자(341, 342)를 거쳐 통과하는 광채널은 제2광결합기(330)의 제1입력포트(331)로 입력되어, 광원(381A 및 381B)과 광합파기(382)를 거쳐 제2입력포트(333)로부터 입력되는 광채널과 결합된다.
위에서 제시한 실시예에 근거하여 이 발명을 설명하였지만, 이러한 실시예는 이 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이다. 이 발명이 속하는 분야의 숙련자에게는 이 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능함이 자명할 것이다. 그러므로, 이 발명의 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 한정될 것이며, 위와 같은 변화예나 변경예 또는 조절예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상과 같이 본 발명에 따르면, 광섬유 브래그 격자로부터 반사된 신호를 추가로 이용하여 분기 채널을 얻음으로써, 광결합 분기 다중화기에서 분기할 수 있는 채널의 수가 증가되므로 광분파기의 삽입 손실로 인한 분기 채널 수의 제한을 극복할 수 있는 효과가 있다. 또한, 분기 채널의 선별을 위해 가변파장필터를 사용함으로써 임의의 파장 채널을 가변적으로 분기할 수 있는 유연한 광결합 분기 다중화기를 구성할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 파장분할다중된 광신호를 입력받아 분할하여 출력하는 제1출력포트와 제2출력포트 및 제 1출력포트로 출력되어 반사된 일부 파장을 입력받는 제3출력포트를 포함하는 제1광결합기와;
    상기 제1광결합기의 제1출력포트로 출력되는 파장분할다중된 광신호 중 일부파장을 통과하지 못하도록 반사시켜 상기 제1광결합기의 제3출력포트로 출력하는 광섬유 브래그 격자;
    광원에 의해 발생된 광채널들을 결합하는 광합파기;
    상기 광섬유 브래그 격자를 통과한 파장분할다중된 광신호와 상기 광합파기에서 결합된 광채널들을 결합하는 제2광결합기;
    상기 제1광결합기의 제2출력포트로 출력되는 파장분할다중된 광신호를 분리하기 위한 제1광분파기;
    상기 제1광분파기에 의해 분리된 광신호 중 일부파장을 선별하여 출력하는 제1파장선별기;
    상기 제1광결합기의 제3출력포트로 출력되는 파장분할다중된 광신호를 분리하기 위한 제2광분파기; 및
    상기 제2광분파기에 의해 분리된 광신호 중 일부파장을 선별하여 출력하는 제2파장선별기를 포함한 것을 특징으로 하는 파장분할다중 광전송시스템에서 광결합 분기 다중 장치.
  2. 파장분할다중된 광신호를 입력받아 제1출력포트 및 제2출력포트로 분할하여 출력하는 제1광결합기와;
    제1입력포트 및 제2입력포트로 입력되는 광신호를 결합하여 출력포트로 출력하는 제2광결합기;
    상기 제1광결합기의 제1출력포트로 출력되는 파장분할다중된 광신호 중 일부 파장만을 상기 제2광결합기의 제1입력포트로 통과시키는 광섬유 브래그 격자;
    상기 제1광결합기의 제2출력포트로 출력되는 파장분할다중된 광신호를 분리하기 위한 광분파기;
    상기 제1광분파기에 의해 분리된 광신호 중 제어수단의 제어를 받아 선별된 파장채널을 출력하는 가변파장필터;
    상기 분리되는 광파장을 조절하기 위하여 상기 가변파장필터를 제어하는 제어수단; 및
    광원에 의해 발생된 광채널들을 결합한 후 상기 제2광결합기의 제2입력포트로 제공하는 광합파기를 포함한 것을 특징으로 하는 파장분할다중 광전송시스템에서 광결합 분기 다중 장치.
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