KR100574585B1 - 광 증폭 수신기 - Google Patents

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Abstract

통합된, 광 증폭 수신기는 광 통신라인을 통해 파장 분할 다중 광통신신호를 수신하기 위해 광 펌프된 광학 전치증폭기를 포함한다. PIN 포토 검출기는 상기 광학 전치증폭기로부터 필터된 역다중화된 신호로서 광통신신호를 수신하고 광통신신호를 전기통신신호로 변환한다. 증폭회로는 디지털 리타이밍 또는 복조를 위해 상기 전기통신신호를 증폭한다.
광통신, 광증폭기, PIN회로

Description

광 증폭 수신기{OPTICALLY AMPLIFIED RECEIVER}
본 발명은 통신 수신기에 관한 것으로, 특히 광통신신호를 변환하는 통신 수신기에 관한 것이다.
단일 채널(또는 파장) 섬유 광 원격통신 링크의 대역폭은 주로 송신기와 수신기에서 요구되는 고속 전자장치에 의해 제한된다. 광통신신호의 파장 분할 다중화는 전자장치의 속도 증가 없이 섬유 광 원격통신 링크의 대역폭을 증가시키기 위해 사용되는 기술이다. 통신 수신기에 있어, 광통신신호를 수신하는 광채널은 분리되거나 역다중화되어야 하고(demultiplexed), 데이터 수신률이 다양한 개개의 수신기로 보내져야 한다. 일예는 2.488Gb/s 수신기이다.
역다중화 과정은 이상이 아니며 광 손실은 발생한다. 따라서 전체적인 수신 감도를 감소시킨다. 감도 감소는 또한 전체적인 원격통신 링크의 전송 길이를 단축시키게 된다. 개별적으로 구성요소들이 최적화되었을 때, 이런 종류의 수신기 구조에서는 더 작은 크기와 더 낮은 전력 동작의 이익은 달성되지 않는다. 파장 분할 다중 수신기에 있어 고감도를 달성하는 하나의 방법은 애벌런치(avalanche) 포토다이오드(APD)를 갖는 파장 역다중화기를 사용하는 것이다. 이러한 전자적으로 증폭된 광수신기는 래크마운트 구성에서 독립된 유닛으로 설계되어 왔다. 전형적으로, 래크마운트 구성 내부의 각 카드는 개별적인 구성요소를 나타내며, 특히 낮은 전력 적용, 예를 들어 낮은 전력과 작은 풋프린트(footprint)가 요구되는 진보된 비행기 디자인 또는 다른 디자인 사양에서 바람직하지 않은 매우 큰 크기를 갖는 유닛이다.
이런 종류의 광수신기는 래크마운트 유닛이고 애벌런치 포토다이오드를 사용하기 때문에, 수신기 감도 파워 페널티는 대략 광학 역다중화기의 광 삽입 손실과 동등하게 발생한다. 전형적으로, 광학 전치증폭(pre-amplification)를 이용하는 원격통신 수신기는 고감도와 저전력의 양쪽 모두를 만족하도록 최적화되어 있지 않고, 단일 조립(assembly) 내에 포함되어 있지 않다. 또한, 몇몇 광통신 수신기에 있어서는, 레이저 구동기가 필요할 수 있다. 레이저 다이오드에 동력을 공급하기 위해 필요한 전류를 공급하기 위해, 전자회로가 사용되고 전력을 레이저 구동기에 공급하며, 또한 스스로 전력을 소비한다. 제어회로에서 소비되는 이 전력은 광자로 전환되지 않기 때문에 본질적으로 소비 전력이다.
몇몇 주입형 레이저 다이오드 구동기(injection laser diode drivers)들은 정격 전류를 주입형 레이저 다이오드에 공급하기 위해 선형 통과 트랜지스터(linear pass transistor)를 이용한다. 이 방법은 장치에 일정한 전압과 일정한 전류를 공급하게 되고, 많은 양의 소비전력을 발생한다. 예를 들어, 몇몇 선행기술에서, 주입형 레이저 다이오드 구동기에 의해 소비되는 모든 전력의 거의 90%가 패스 트랜지스터에서 발생한다. 따라서 순수한(clean) 전류원을 주입형 레이저 다이오드에 공급하기 위한 요구와 해결책이 필요하다.
본 발명은 섬유 광통신 라인을 통해 광통신신호를 수신하기 위한 광학 전치증폭기(pre-amplifier)와, 광통신신호를 수신하기 위해 상기 광학 전치증폭기에 동작 가능하게 연결되고, 단일 채널을 선택하며, 상기 광학 전치증폭기에 의해 생성된 잡음을 필터링하는 밴드패스 필터(bandpass filter)와, 상기 밴드패스 필터로부터 광통신신호를 수신하고 광통신신호를 전기통신신호로 변환하는 PIN 검출기와, 상기 전기통신신호를 증폭하기 위한 증폭회로를 포함하는 광 증폭 수신기를 포함한다.
본 발명의 목적은 하나의 시스템으로서 최적화되고 단일 조립으로 일체가 된 최적화되고 완전히 통합된, 고감도, 효율적인 전력을 갖는 광 증폭 수신기를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 최신 기술을 넘어 향상된 전송 거리를 허용하고, 귀중한 장비-래크 공간의 용적을 감소시키고, 더 효과적인 열관리를 제공하는 광 증폭 수신기를 제공하는 것이다.
편리하게는, 전력 소비를 감소시키고 현재 통신시스템의 다채널 카운트 및 고 데이터률 시스템에 이로운 통합된 광 증폭 수신기를 제공하는 것이다. 수신기 전자장치의 잡음 성능(noise performance)은 저전력 동작과 교환될 수 있다. 수신기는 높은 수준의 통합을 포함하고 공통 기판 열관리의 일체화를 허용한다. 하나의 시스템으로서 최적화되도록 광 증폭 수신기 구성요소를 디자인하고 그것들을 하나의 조립으로 일체화함으로써, 현재 이용 가능한 기술로 전송 거리를 증가시키는 것 이 가능하고, 귀중한 장비-래크 공간의 용적을 감소시키고, 더 효과적인 열관리를 제공할 수 있다. 또한 에르븀 첨가 광섬유 증폭기 기술의 사용은 광-전기 변환기로서 애벌런치 포토다이오드 대신에 PIN 검출기를 사용할 수 있도록 해준다. 따라서 전력 소비를 줄이면서 전체적인 수신기의 신뢰성을 향상시키게 된다.
광 증폭기와 PIN 검출기로 달성되는 고 수신기 감도와 구성요소 신뢰성은 단순하고 효율적으로 주문화된 저전력 펌프 레이저 구동기와 수신기 기술로 통합된다.
유익하게는, 광 증폭 수신기는 본 발명의 일측면에 있어 파장 분할 다중 신호를 수신하기 위한 단일 광통신라인를 통해 광통신신호를 수신하기 위한 광학 전치증폭기를 포함한다. 밴드패스 필터는 상기 광학 전치증폭기에 동작 가능하게 연결되고 상기 광통신 신호를 수신하고, 단일 파장 분할 다중 신호를 선택하고 상기 광학 전치증폭기에 의해 생성된 잡음을 필터링한다. 본 발명의 일측면에서 상기 광학 전치증폭기는 저잡음, 평탄화된 게인(gain flattened), 에르븀 첨가 광학 전치증폭기이다.
레이저 구동기는 상기 광학 전치증폭기를 펌프(pump)하기 위해 사용되는 레이저에 접속되고, 주입형 레이저 다이오드와 상기 주입형 레이저 다이오드를 통해 고정 전류를 설정하기 위해 주입형 레이저 다이오드에 연결된 전류원 제어루프 회로를 포함한다. 전압 스위처 회로는 상기 주입형 레이저 다이오드와 전류원 제어루프 회로에 연결된다. 이 전압 스위처 회로는 고정 공급 전압(supply voltage)을 수신하도록 적용되고, 상기 주입형 레이저 다이오드를 바이어스(bias)하는 순방향 전 압(forward voltage)으로 상기 공급전압을 다운(down)시키도록 유도적으로 변환하며 최소화된 전력 손실을 갖고 상기 전치증폭기내에 광출력을 생성한다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 역다중화 필터는 상기 파장 분할 다중 광신호를 역다중화된 광신호로 역다중화하기 위해 저잡음, 평탄화된 게인, 에르븀 첨가 전치증폭기에 동작 가능하게 연결된다. 복수의 수신기 채널은 상기 역다중화된 광신호를 수신한다. 광-전기 변환회로는 각 수신기 채널 내에 위치하고, 광신호를 전기통신 신호로 변환한다.
하우징 또는 회로카드는 하나의 통합된 수신 조립으로서 광학 전치증폭기, 레이저 구동기, 역다중화 필터 및 광-전기 변환회로를 포함한다. 밴드패스 필터는 광통신신호를 수신하고 상기 광학 전치증폭기에 의해 생성된 잡음을 필터링하기 위해 상기 광학 전치증폭기에 동작 가능하게 연결된다. 이 밴드패스 필터는 가변 밴드패스 필터를 포함할 수 있다.
상기 광-전기 변환 회로는 PIN 검출기와 전기통신신호를 증폭시키기 위해 PIN 검출기에 연결된 증폭회로를 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 측면에서, 상기 증폭회로는 적분회로(integration circuit), 결정회로(decision circuit) 및 클럭복원회로(clock recovery circuit)를 포함할 수 있다. 본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 증폭회로는 아날로그 전송신호를 위해 복조기를 포함할 수 있다.
지금부터 다음의 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 예시적으로 상세히 설명한다.
도 1은 스타 커플러와 인라인, 에르븀 첨가 광섬유 증폭기 중계기에 연결된 본 발명에 따른 저잡음, 파장 분할 다중 수신기의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 광 증폭 수신기의 일실시례를 보여주는 블럭도이다.
도 3은 상기 광 증폭 수신기의 부분으로 사용되는, 본 발명에 따른 레이저 구동기/전력 변환기의 일실시례를 보여주는 블럭도이다.
도 4는 본 발명에 사용될 수 있는 전력 분배기(spilitter)/ 광 밴드패스 가변 필터, 역다중화기의 일실시례를 보여주는 블럭도이다.
도 5는 본 발명에 사용될 수 있는 전력 분배기를 보여주는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일실시례로서, dBm에서의 입력 광 전력에 대한 비트 에러율을 보여주는 그래프이다.
본 발명은 바람직하게 단일 입력 섬유에 사용될 수 있도록 디자인되고, 통신 신호의 다중 파장을 갖는 높은 기술력으로, 최적화되고, 완전히 통합된, 고감도 파장 분할 역다중화된 광 증폭 수신기를 제공한다. 또한, 수신기는 많은 최신 기술인 연속 파장 레이저 구동기에 비해 감소된 전력을 갖는 레이저 구동기를 이용함으로써 현저한 전력 절약을 할 수 있다.
이 전력 절약은 주입형 레이저 다이오드를 통해 요구된 전류로 설정된 표준적인 전류원 제어루프 구성을 이용함으로써 달성된다. 이 전류원는 소비전력, 즉 주입형 레이저 다이오드로 전달되지 않는 소비 전력의 양을 최소화하기 위해 최신(state-of-the-art)의 구성요소를 이용함으로써 최적화되었다. 상기 레이저 구 동기는 다양한 출력 전압을 갖고, 전류원 렉(leg)에서 각 구성요소를 통해 최소 전압 강하(drop)가 있게 되고, 따라서 과도한 전력을 소비하지 않게 되는, 고효율 가변 전압 수위처인 전류원을 갖는다. 이 전력 절약은 시스템의 다른 회로에 전용될 수 있고, 배터리 전원 장치가 증가된 경제적 및 에너지 절약을 달성하면서 오랜시간 동안 지속될 수 있도록 해준다.
본 발명의 일측면에서, 스위칭 전류원은 상기 광학 전치증폭기에서 상기 주입형 레이저 다이오드를 구동시켜 비효율적인 선형 구동기를 대체하도록 사용된다.
몇몇 주입형 레이저 다이오드 구동기는 정격 전류를 상기 주입형 레이저 다이오드에 전달하기 위해 선형 통과 트랜지스터를 사용한다. 이는 일예로 거의 상기 통과 트랜지스터에서 거의 90%가 발생하는, 많은 양의 소비전력을 발생하면서 장치에 일정한 전압과 전류를 공급하게 된다.
본 발명은 교대로 "full on"과 "full off" 모드에서 동작하는 스위칭 통과 트랜지스터로부터 상기 주입형 레이저 다이오드에 순수한 전류가 전달될 수 있도록 한다. "full on"모드에 있을 때, 트랜지스터 상에는 전압이 걸리지 않는다. "full off"모드에 있을 때, 트랜지스터를 통해 전류가 흐르지 않는다. 그 결과, 상기 스위칭 통과 트랜지스터는 감소된 양의 전력을 소비한다. 상기 주입형 레이저 다이오드의 특징에 기초한 상기 스위처 동작 파라미터와 에르븀 게인 요소를 위치시킴으로서, 스위처 잡음은 광증폭기의 고수행을 일정하게 유지하는 방식으로 유지된다. 예상되는 효율 향상은 전체 구동기 전력의 대략 15% 정도로 통과 트랜지스터 전력의 감소시키고 전체 순수 효율로 상기 주사 레이저 다이오드를 포함하여 대략 30% 의 범위내이다. 이것은 케이블에 추가적인 섬유가 놓여지는 것을 허락한다.
본 발명은 또한 완전히 통합되고 고감도를 갖는 최적화된 파장 분할 다중화되고 저전력인 광 증폭 수신기를 제공한다. 이것은 저전력 기술과 일체화되고 전술한 바와 같이 주문화된 고효율 펌프 레이저 구동기를 갖고 상기 펌프 레이저의 열-전기 냉각불요 동작을 행한다. 이것은 수신기에서 실리콘에 기초한 칩기술을 허용한다. 본 발명의 일측면에 있어서, 단지 비제한적인 예로서, 100GHz(0.8nM)에 기초한 2.488Gb/s 채널에서 8개의 서로 다른 채널의 형태로 고감도를 달성하기 위해 최적화되고 통합된 것이다.
상기 수신기는 상술한 바와 같이, 다중 파장을 갖는 단일 입력 섬유를 이용한다. 그것은 전치증폭기로서 저잡음, 평탄화된 게인, 에르븀 첨가 광섬유 증폭기를 갖고, 채널-채널 출력 전력에서 최소 변화를 갖는 저손실 역다중화기가 뒤따른다. 그 후 수신기 어레이가 뒤따르고 각 수신기 내부에 PIN 검출기와 고속 전자장치를 포함한다.
상술한 바와 같이, 단일 채널 또는 파장 섬유 광원격통신 링크의 대역폭은 송신기와 수신기에서 요구되는 고속 전자장치에 의해 제한된다. 비록 다양한 채널 데이터률이 알려져 있지만, 본 발명은 약 2.5Gb/s이 데이터률에 관련해서 설명될 것이다. 자연히, 디자인은 향상된 데이터률을 가지고 이용될 수 있다. 단일 채널 섬유 광원격통신 링크의 몇몇 최신 광수신기는 2.488Gb/s에서 동작하고 -34dBm의 흔한(incident) 광전력에서 1x10-11의 비트/에러률로 동작하도록 제한된다. 파장 분 할 다중화(WDM)는 전자장치의 속도 향상의 필요 없이 섬유 광원격통신 링크의 대역폭을 증가시킨다. 이 기술은 비제한적인 예로 2.488Gb/s에서, 각각 변조된 다중 채널과 파장을 단일 섬유 상에서 다중화한다. 이 섬유의 누적된 비트률은 이제 N x 2.488Gb/s(N=2, 3, 4, ...)가 된다. 수신기에서, 광채널은 분리되고 역다중화되고 각 2.488Gb/s 수신기에 보내진다.
상기 역다중화 과정은 이상적이지 않고 광손실이 발생한다. 따라서 전체적인 수신기 감도를 떨어뜨린다. 이는 단축된 전송 길이로 해석된다. 본 발명에 따른 에르븀 첨가 광섬유 기술에 기초한 광학 전치증폭기를 일체화함으로써, 상기 역다중화기 손실은 극복되고, 신호 레벨을 수신기 잡음 플로어(floor) 이상으로 증가시킬 수 있고 수신기 감도를 증가시킨다. 상기 에르븀 첨가 광섬유 증폭기 기술은 광-전기 변환기로서 애벌런치 포토다이오드 대신에 PIN 검출기를 사용하는 것을 허용한다.
도 1은 다양한 신호(λ1, λ2, λ3, λ4)가 섬유 광 라인으로서 복수의 광섬유 채널(12)를 통해 중계 광섬유(14)로 들어가고, 인-라인 에르븀 첨가 광섬유 증폭기 중계기(16)를 지나 스타 커플러(18)로 들어가는 파장 분할 다중 광 네트워크(10)를 나타내고 있다. 서로 다른 신호 가지(20)(ON-1,...ON-N)는 상기 스타 커플러(18)로부터 뻗어나가고, 그 중 하나의 가지(또는 채널)가 광수신기(28)를 가지는 것으로 도시되었고, 저잡음 에르븀 첨가 광섬유 증폭기(22)와 광학 밴드패스 가변 필터(24)가 2.5Gb/s에서 동작하는 포토 수신기(photo receiver, 26)에 선행하는 것으로 도시되었다.
도 2는 하우징내에 또는 본 발명의 다른 실시례로 인쇄기판 카드조립(31) 상에, 포함된 본 발명의 광 증폭 수신기가 도면부호 30으로 도시되었다. 일 측면에서, 구성요소들은 단일 인쇄기판 카드조립상에 설치되었으나, 하나의 하우징 내에 설치될 수 있으며, 하나의 통합된 수신기 조립을 형성한다. 그러나 설명은 비제한적인 2.5Gb/s의 데이터률에 관련하여 될 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 신호 Ps가 광학 전치증폭기의 역할을 하는 에르븀 첨가 광섬유 증폭기(32)로 들어간다. 도시된 전치증폭기(32), 가변 밴드패스 필터회로(34) 및 광-전기 변환회로(36)에 관련된 동작 인자는 대략 블럭으로 도시되었다. 상기 밴드패스 필터는 상기 광학 전치증폭기로부터 신호를 수신하고, 단일 채널을 선택하며, 상기 광학 전치증폭기에 의해 생성된 잡음을 필터링한다.
본 발명의 상기 가변 밴드패스 필터회로(34)는 전력 분배기(40)와 광학 밴드패스 가변 필터(42)를 포함하고, 여기서 상기 파워 분배기(40)는 계단상의 3-dB 커플러(44)로 도시되었다. 이것은 단지 한 가지 타입의 전력 분배기/광학 밴드패스 가변 필터 및 역다중화기를 나타낸 것이다.
본 발명의 일측면에서, 상기 광-전기 변환회로(36)은 저잡음 전기 증폭기(52)에 선행하는 PIN 검출기(다이오드)(50)를 포함한다. 전자 제한 증폭기(54)는 결정회로(56)과 함께 동작하고, 데이터 회복을 허용하고, 전기통신신호를 리새이핑(reshaping)하며, 클럭복원회로(58)는 클럭 신호와 전기통신신호의 리타이밍(retiming)를 허용한다.
도 3은 광학 전치증폭기와 수신기 조립을 구동시키기 위해 사용되는 본 발명의 저전력 레이저 구동기 회로(60)를 도시하고 있다. 5V 공급 전압 입력이 많은 전자회로에서 표준이다. 상기 레이저 구동회로(60)는 주입형 레이저 다이오드(62), 획기적 효율의 주입형 레이저 다이오드(HQEILD)를 포함한다. 전류원 제어루프회로(64)는 상기 주입형 레이저 다이오드(62)에 연결되어 있고, 상기 주입형 레이저 다이오드에 고정 전류를 설정한다. 이 전류원 제어루프회로(64)는 상기 전류원 제어루프회로 내에 상기 주입형 레이저 다이오드에 연결된 전압 스위처 회로 칩(66)를 가지고 있고, 5V의 고정 공급 전압을 수신하기 위해 적용되고 상기 레이저 주입형 다이오드를 바이어스하기 하고 최소의 전력 손실을 갖는 광출력을 얻기 위해 순방향 전압으로 공급 전압을 유도적으로 다운 변환한다.
이 전압 스위처 회로 칩(66)은 단일 회로 칩으로서 모노리식하게 형성된 것이고, 도 3에 도시된 바와 같이 고효율 전압변환기로 사용된다.
상기 전류원 제어루프회로(64)는 저잡음 전류원으로서 역할을 하는 고효율 전류원(70)과 전류 제어 회로(72)를 포함한다. 이 회로들은 일측면으로 모두 하나의 하우징 내에 포함되거나, 수신기 요소를 포함하는 전치증폭기, 가변 밴드패스 필터회로 및 광-전기 변환회로를 포함하는 인쇄회로 카드 조립(74)내에 포함된다.
개략적인 회로도는 전류 인자들과, 다양한 전력과 전압을 도시하고 있다. 이 비제한적인 실시례에서, 설계 목표로서 단일 채널을 가지는 260mW와 DC 5V에서 35dB 광게인이 얻어진다. 8 채널를 위해 266mW DC가 될 수 있고, 266mW DC가 성취된다. 브랙 격자(Bragg grating)(73)는 상기 주입형 레이저 다이오드(62)에 동작 가능하게 연결되고, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 원칙에 따라 동작된다. 상기 브랙 격자(73)는 광출력을 수신하고 광파장을 유지하기 위해 구성된다.
도 5는 입력 광전력(dBm)에 대한 비트 에러율(BER)의 밑수가 10인 로그를 보여주고 있다. 사각점은 광 증폭기가 없는 PIN 수신기만을 나타내며, 삼각점은 본 발명의 광증폭된 PIN 수신기를 나타낸다. 상기 광증폭수신기를 사용하는 시스템 감도에서 18dB의 향상이 있음을 그래프에 도시되어 있다.
통합된, 광증폭된 수신기는 광통신라인을 통해 파장 분할 다중 광통신 신호를 수신하기 위해 광펌프된 광학 전치증폭기를 포함한다. PIN 포토 검출기는 상기 광학 전치증폭기로부터 필터된 역다중화된 신호로서 광통신신호를 수신하고 광통신신호를 전기통신신호로 변환한다. 증폭회로는 디지털 리타이밍 또는 복조를 위해 상기 전기통신신호를 증폭한다.
본 발명은 바람직하게 단일 입력 섬유에 사용될 수 있도록 디자인되고, 통신 신호의 다중 파장을 갖는 높은 기술력으로, 최적화되고, 완전히 통합된, 고감도 파장 분할 역다중화된 광 증폭 수신기를 제공한다. 또한, 수신기는 많은 최신 기술인 연속 파장 레이저 구동기에 비해 감소된 전력을 갖는 레이저 구동기를 이용함으로써 현저한 전력 절약을 할 수 있다.

Claims (10)

  1. 공급전압을 공급해주는 전압원과,
    섬유 광 통신라인을 통해 광 통신신호를 수신하기 위한 광학 전치증폭기와,
    광 통신신호를 수신하고, 단일 채널을 선택하며, 상기 광학 전치증폭기에 의해 생성된 잡음을 필터링하기 위해 상기 광학 전치증폭기에 동작 가능하게 연결된 밴드패스 필터와,
    상기 밴드패스 필터로부터 광통신신호를 수신하고 광통신신호를 전기 통신신호로 변환하기 위한 PIN 검출기와, 상기 전기통신신호를 증폭하기 위한 증폭회로, 및
    상기 광학 전치 증폭기를 구동하기 위해 상기 광학 전치증폭기와 상기 밴드패스 필터에 동작가능하게 연결된 레이저 구동회로를 포함하고,
    상기 밴드패스 필터는 가변 밴드패스 필터를 포함하며,
    상기 레이저 구동회로는, 고효율전류원과 전류제어회로를 포함하며 소정의 고정 전류를 생성하는 전류원 제어루프회로, 주입형 레이저 다이오드, 및 상기 주입형 레이저 다이오드와 상기 전류원 제어루프회로에 연결되며, 상기 전압원으로부터 공급된 전압을 상기 레이저 다이오드의 순방향 바이어스 전압으로 다운-변환시킴으로써 감소된 전력소비를 가지면서 상기 전치 증폭기에서 광출력이 생성되도록 해주는 전압 스위처(switcher) 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 증폭 수신기.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 전치증폭기는 단일 파장 광통신 라인에 연결되고, 상기 광 통신라인를 통해 수신된 상기 광통신신호는 파장 분할 다중 광통신신호를 포함하는 광 증폭 수신기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 파장 분할 다중 광통신신호를 역다중화하기 위해 상기 전치증폭기와 밴드패스 필터에 동작 가능하게 연결된 역다중화기를 포함하고, 상기 증폭회로는 상기 전기통신신호를 리새이핑(reshaping)하기 위한 전자 제한 증폭기를 포함하고, 이때 상기 증폭회로는 상기 전기통신신호를 리타이밍하기 위한 결정회로와 클럭복원회로를 포함하는 광 증폭 수신기.
  5. 고정 공급전압을 공급해주는 전압원과,
    광 통신라인을 통해 광통신신호를 수신하기 위한 광학 전치증폭기와,
    광통신신호를 수신하고 상기 광학 전치증폭기에 의해 생성된 잡음을 필터링하기 위한 밴드패스 필터와,
    상기 광학 전치증폭기로부터 상기 광통신신호를 수신하고 상기 광 통신신호를 전기통신신호를 변환하기 위한 PIN 검출기와,
    상기 전기통신신호를 증폭하기 위한 증폭회로와,
    상기 광학 전치 증폭기를 구동하기 위해 상기 광학 전치증폭기와 상기 밴드패스 필터에 동작가능하게 연결된 레이저 구동회로를 포함하고,
    통합된 수신기 조립으로서 상기 광학 전치증폭기, PIN 검출기, 증폭회로 및 레이저 구동회로를 포함하는 하우징 또는 인쇄 카드 조립을 일체적으로 포함하며,
    상기 밴드패스 필터는 가변 밴드패스 필터를 포함하며,
    상기 레이저 구동회로는, 고효율전류원과 전류제어회로를 포함하며 소정의 고정 전류를 생성하는 전류원 제어루프회로, 주입형 레이저 다이오드, 및 상기 주입형 레이저 다이오드와 상기 전류원 제어루프회로에 연결되며, 상기 전압원으로부터 공급된 전압을 상기 레이저 다이오드의 순방향 바이어스 전압으로 다운-변환시킴으로써 감소된 전력소비를 가지면서 상기 전치 증폭기에서 광출력이 생성되도록 해주는 전압 스위처 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 증폭 수신기.
  6. 삭제
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 광학 전치증폭기는 단일 파장 광 통신라인에 연결되고, 상기 광 통신라인을 통해 수신되는 상기 광통신신호는 파장 분할 다중 통신신호를 포함하고, 상기 파장 분할 다중 광통신신호를 역다중화하기 위해 상기 전치증폭기에 동작 가능하게 연결된 역다중화기를 포함하고, 상기 증폭회로는 상기 전기 통신신호를 리새이핑하기 위한 전자 제한 증폭기를 포함하고, 상기 증폭회로는 상기 전기 통신신호를 리타이밍하기 위해 결정회로와 클럭복원회로를 포함하는 광 증폭 수신기.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7209657B1 (en) * 2001-12-03 2007-04-24 Cheetah Omni, Llc Optical routing using a star switching fabric
US8855489B2 (en) * 2004-10-25 2014-10-07 Telecom Italia S.P.A. Communications method, particularly for a mobile radio network
EP2018722A1 (de) * 2006-05-12 2009-01-28 Siemens Home and Office Communication Devices GmbH & Co. KG Vorrichtung zum senden und empfangen von daten sowie betriebsverfahren
CN101459638B (zh) * 2007-12-14 2012-03-21 华为技术有限公司 差分正交相移键控dqpsk信号的接收装置及方法
DE112010003769T8 (de) * 2009-09-24 2013-04-11 Autonetworks Technologies, Ltd. Fahrzeugkommunikationssystem, optischer kommunikationskabelbaum und optische teilungsvorrichtung
US9312966B1 (en) * 2014-11-25 2016-04-12 Northrop Grumman Systems Corporation Fade tolerant optical communication receiver

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4592057A (en) 1981-03-23 1986-05-27 International Business Machines Corporation Versatile digital controller for light emitting semiconductor devices
US5077728A (en) * 1989-12-20 1991-12-31 At&T Bell Laboratories Frequency division multiple access network
US5022042A (en) 1990-09-10 1991-06-04 General Dynamics Corp. High power laser array with stable wavelength
GB2260046B (en) 1991-09-26 1995-02-15 Northern Telecom Ltd Optical communications systems
DE4222208A1 (de) * 1992-07-07 1994-01-13 Sel Alcatel Ag Optisches Nachrichtenübertragungssystem mit optischem Filter zum Schutz vor Riesenimpulsen
FR2708753B1 (fr) 1993-07-30 1995-09-01 Cit Alcatel Dispositif d'accord de filtre optique accordable utilisable notamment en réception dans un système de transmission optique.
JPH0764131A (ja) * 1993-08-31 1995-03-10 Nec Corp 光通信装置
US5844706A (en) 1993-09-30 1998-12-01 Robert Bosch Gmbh Fibre-optic communications-transmission method and intermediate repeater for use in the method
JPH08223228A (ja) * 1994-03-17 1996-08-30 Fujitsu Ltd 等化増幅器及びこれを用いた受信機並びにプリアンプ
JP2988261B2 (ja) * 1994-04-26 1999-12-13 日本電気株式会社 光受信回路
PE41196A1 (es) 1994-07-25 1996-12-17 Pirelli Cavi Spa Sistema de telecomunicacion amplificado para transmisiones en multiplex por division de longitud de onda, capaz de limitar las variaciones en la potencia de salida
JP3846918B2 (ja) 1994-08-02 2006-11-15 富士通株式会社 光伝送システム、光多重伝送システム及びその周辺技術
IT1272846B (it) * 1994-11-25 1997-06-30 Pirelli Cavi Spa "sistema e metodo di telecomunicazione a multiplazione di lunghezza d'onda, con separazione controllata dei canali in uscita e per la determinazione del rapporto segnale/rumore ottico"
IT1271774B (it) * 1994-12-16 1997-06-09 Pirelli Cavi Spa Sistema di telecomunicazione a multiplazione di lunghezza d'onda con fibre ottiche a dispersione cromatica spostata
JP3606628B2 (ja) * 1995-03-31 2005-01-05 富士通株式会社 Ｓｍｆ伝送路を用いた光伝送システム
JPH08278523A (ja) 1995-04-05 1996-10-22 Hitachi Ltd 光増幅装置
JPH08331048A (ja) 1995-06-05 1996-12-13 Fujitsu Ltd 光信号受信装置
CA2177874C (en) 1995-06-12 2000-06-20 At&T Ipm Corp. Multi-channel optical fiber communication system
JP4036489B2 (ja) 1995-08-23 2008-01-23 富士通株式会社 波長多重信号を光増幅する光増幅器を制御するための方法と装置
JPH09247091A (ja) * 1996-03-08 1997-09-19 Fujitsu Ltd 光伝送装置及び光伝送システム
US5959750A (en) * 1996-06-06 1999-09-28 Lucent Technologies Inc. Method of upgrading transmission capacity by Raman amplification
US5801858A (en) 1996-06-25 1998-09-01 Northern Telecom Limited Optical transmission systems using optical amplifiers and wavelength division multiplexing
FR2750552B1 (fr) * 1996-06-26 1998-07-31 Alcatel Submarcom Recepteur pour systeme de transmission de signaux numeriques par voie optique
US5812572A (en) 1996-07-01 1998-09-22 Pacific Fiberoptics, Inc. Intelligent fiberoptic transmitters and methods of operating and manufacturing the same
US5761234A (en) 1996-07-09 1998-06-02 Sdl, Inc. High power, reliable optical fiber pumping system with high redundancy for use in lightwave communication systems
US5748657A (en) 1996-08-26 1998-05-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force High efficiency constant current laser driver
US6304357B1 (en) * 1997-03-13 2001-10-16 Hitachi, Ltd. Optical receiver
US6384948B1 (en) * 1998-09-30 2002-05-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy High-sensitivity, high-speed digital optical photoreceiver
US6542277B2 (en) * 2000-12-11 2003-04-01 Harris Corporation Optically amplified back-up receiver
US6748179B2 (en) * 2001-03-07 2004-06-08 Harris Corporation WDM channel monitoring system and method

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