KR100586355B1

KR100586355B1 - 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈

Info

Publication number: KR100586355B1
Application number: KR1020030069453A
Authority: KR
Inventors: 이창희; 백진석
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2003-10-07
Filing date: 2003-10-07
Publication date: 2006-06-08
Also published as: KR20050033667A

Abstract

본 발명은 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈에 대한 발명으로서, 양방향의 광송수신 모듈을 하나의 하우징에 집적한 BiDi 모듈의 편광 의존성을 해소하기 위하여 내부적으로 편광 경로를 가르고 각각의 경로에 송신/수신 모듈을 장착한 새로운 형태의 BiDi 모듈에 관한 것으로, 외부 광섬유를 따라 들어오는 광신호를 편광에 따라 2개의 경로를 분할하는 것으로서, SWP(spatial walkoff prism), PBS(polarization beam splitter) 또는 PMC(polarization maintained coupler)중 어느 하나와; 각각의 편광 경로에 정렬된 WDM 필터와; 상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 수신대역 경로에 정렬된 광수신기와; 상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 송신대역 경로 중 하나 또는 양쪽에 정렬된 하나 이상의 광원을 포함하도록 양방향 광전송 모듈을 구성함으로서 제작단가가 상승하는 단점이 있으나, 편광의존성을 크게 낮춤으로써 WDM 필터의 가드 밴드를 낮춰 스펙트럼의 가용 대역을 넓힐 수 있으며, 전송시스템 전체의 편광 의존성을 낮출 수 있어 더 경제적인 양방향 전송 시스템을 꾸밀 수 있다. 그리고 소자 내에 각각 2쌍의 광원과 광수신기를 장착하여 광원의 파워를 손쉽게 향상 시키거나, 외부 광원을 주입하는 파장 잠김 광원을 구성하는 경우는 외부광원의 편광 의존성을 없애 보다 우수한 성능의 광원을 제작할 수 있다. 혹은 상기 SWP, PBS, PMC 중 어느 하나를 더 추가하여 편광 경로를 다시 합하여 하나의 광원에 정렬함으로써 소자의 제작 수율을 향상시킬 수도 있다.

한편, 송신기로 정렬된 2개의 경로 중 하나에 광원 대신 광수신기를 장착하여 광원에 주입되는 외부 광원의 광파워를 감시하거나, 또는 2개의 광 수신기의 편광에 따른 시간차를 감지하여 전송된 광신호의 편광의존 분산을 감시하는 소자로서도 기능할 수 있으며, 2개의 광수신기를 차등 증폭기로 수신하여 입력 광신호의 소광비(extinction ratio)를 간단히 2배 증가시키는 수신기의 구성이 가능해지는 효과가 있다.

양방향 광전송, 광 모듈, 광원, 편광 특성

Description

편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈{Polarization-independent bidirectional optical transmission module}

도 1은 기존 LD(laser diode)와 PD(photodetector)를 하나의 모듈에 집적한 BiDi(Bidirectional) 모듈의 구조를 나타내는 도면이다.

도 2는 송신광과 수신광의 대역 분할 필터(WDM 필터)의 편광 의존성에 따른 통과 특성 변화를 보여주는 그래프이다.

도 3은 본 발명에 대한 실시예인 편광 무의존성 BiDi 모듈을 도시하는 도면이다.

도 4는 본 발명에 대한 또 다른 실시예인 2개의 LD를 사용하여 송신광을 편광 다중화하여 광파워를 높인 BiDi 모듈의 구조를 도시하는 도면이다.

도 5는 본 발명에 대한 또 다른 실시예인 PD를 추가하여 LD에 입사되는 입력광의 광특성을 측정할 수 있도록 한 BiDi 모듈의 구조를 도시하는 도면이다.

도 6은 본 발명에 대한 또 다른 실시예인 LD앞에 walk-off Plate를 놓아 LD출력 및 외부 입사광 편광 특성을 없애 LD 정렬을 쉽게 할 수 있도록 구성된 BiDi모듈의 구조를 도시하는 도면이다.

도 7은 본 발명에 대한 또 다른 실시예로서 2개의 광원을 편광다중화 한 새로운 광원의 구조를 도시한 도면이다.

도 8은 본 발명의 2개 수신단의 출력을 하나로 합하기 위해 차등 증폭기를 사용하여 손쉽게 소광비(extinction ratio)를 늘려 수신 성능을 개선할 수 있는 수신단의 예를 도시한 것이다.

도 9는 본 발명의 모듈을 사용하여 외부 비간섭성 광원에 파장잠김 했을 때 파워 증가를 확인한 실험 결과를 보여주는 그래프이다.

도 10은 본 발명의 모듈을 사용하여 외부 비간섭성 광원에 파장 잠김 했을 때 광원의 온도 변화와 바이어스 전류 변화에 무관하게 전송 성능이 유지됨을 확인한 실험 결과를 보여주는 그래프이다.

도 11은 주입하는 비간섭성 광원의 편광 여부 및 편광의 방향에 무관하게 전송 성능이 유지됨을 확인한 실험 결과를 보여주는 그래프이다.

도 12는 중심 파장이 적절하게 떨어져 있는 2개의 광원을 본 발명의 광원으로 사용함으로써 넓은 범위에서 파장 잠김 효율을 떨어뜨리지 않고 우수한 전송 성능을 가질 수 있음을 보인 실험 결과를 보여주는 그래프이다.

본 발명은 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈에 대한 발명으로서, 양방향의 광송수신 모듈을 하나의 하우징에 집적한 BiDi 모듈의 편광 의존성을 해소하기 위하여 내부적으로 편광 경로를 가르고 각각의 경로에 송신/수신 모듈을 장착한 새로운 형태의 BiDi 모듈에 관한 것이다.

최근 광전송 기술을 이용하여 기가급 이상의 이더넷(Ethernet) 또는 ATM, PON 등 다양한 엔드유저(End-User)급의 통신망이 개발되고 있다. 이러한 초고속 광대역 광통신망이 구축되기 위해서는 고집적, 경량화 된 경제적인 광전송 모듈이 필수적으로 요구된다. 따라서 광신호의 양방향 전송을 이용하여 광송신기와 수신기를 효과적으로 하나의 모듈 내에 집적하기 위한 다양한 시도가 있어왔다. 그러나 양방향 전송을 위해 필수적으로 요구되는 대역분할 필터의 편광 의존성에 의해 대역 분할에 따른 가드 밴드(Guard Band)가 많이 요구되는 등의 문제를 극복하지 못했다.

기존의 BiDi 모듈의 구조는 도 1에 도시되어 있다. 일반적으로 하나의 하우징에 LD(laser diode)와 PD(photodetector)칩이 함께 패키징되어 있다. 이들은 하나의 광섬유를 통해 양방향으로 송수신 되므로 일반적으로 레일레이 역산란(Rayleigh back scattering)에 의한 광신호 품질 저하를 방지하기 위하여 서로 다른 파장을 갖도록 파장이 결정되며, 이때 대역폭의 결정은 광신호의 방향에 따라 경로를 분리하는 WDM 필터의 통과 및 반사 특성에 의해 결정된다. 물론, WDM 필터 대신 power splitter등을 사용하여 경제적으로 제작하는 방법도 있으나 이 경우는 송수신 되는 광파워의 손실이 크며 레일레이 역산란 등의 영향을 그대로 받게 되므로 일반적으로 박막 필터 등을 사용한 WDM 필터를 이용하여 송수신되는 광신호를 분리 또는 결합하게 된다. 그러나 이때 송수신되는 광신호는 일반적으로 편광되어 있으므로 WDM 필터의 편광의존성을 그대로 겪게 된다. 도 2는 이러한 WDM 필터로 사용된 C/L-band 필터의 특성을 편광에 따라 도시한 것이다. 이때 L-band 는 통과 특성을 나타내며 C-band는 반사특성을 나타낸다. 도 2에 도시된 바와 같이 편광 에 따라 통과 특성이 약 13 ~ 21 nm의 변화를 보이며, 편광 상태에 영향 받지 않도록 하려면, 최대치인 21 nm의 가드밴드가 필요해지므로 매우 넓은 대역폭을 손해 보게 된다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 모듈 내에서 편광의 경로를 분할하고 이를 이용하여 편광 의존성을 없앤 양방향 광전송 모듈을 제공하기 위한 것이다. 상기 목적을 달성하기 위하여 외부 광섬유를 따라 들어오는 광신호를 편광에 따라 2개의 경로를 분할하는 것으로서, SWP(spatial walkoff prism), PBS(polarization beam splitter) 또는 PMC(polarization maintained coupler)중 어느 하나와; 각각의 편광 경로에 정렬된 WDM 필터와; 상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 수신대역 경로에 정렬된 광수신기와; 상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 송신대역 경로 중 하나 또는 양쪽에 정렬된 하나 이상의 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 광전송 모듈을 제공하고자 한다.

도 1은 기존 LD(laser diode)와 PD(photodetector)를 하나의 모듈에 집적한 BiDi(Bidirectional) 모듈의 구조를 나타내는 도면이고, 도 2는 송신광과 수신광의 대역 분할 필터(WDM 필터)의 편광 의존성에 따른 통과 특성 변화를 보여주는 그래프이고, 도 3은 본 발명에 대한 실시예인 편광 무의존성 BiDi 모듈을 도시하는 도면이고, 도 4는 본 발명에 대한 또 다른 실시예인 2개의 LD를 사용하여 송신광을 편광 다중화하여 광파워를 높인 BiDi 모듈의 구조를 도시하는 도면이고, 도 5는 본 발명에 대한 또 다른 실시예인 PD를 추가하여 LD에 입사되는 입력광의 광특성을 측정할 수 있도록 한 BiDi 모듈의 구조를 도시하는 도면이고, 도 6은 본 발명에 대한 또 다른 실시예인 LD앞에 wave plate를 놓아 LD출력 및 외부 입사광 편광 특성을 없애 LD 정렬을 쉽게 할 수 있도록 구성된 BiDi모듈의 구조를 도시하는 도면이고, 도 7은 본 발명에 대한 또 다른 실시예로서 2개의 광원을 편광다중화 한 새로운 광원의 구조를 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 2개 수신단의 출력을 하나로 합하기 위해 차등 증폭기를 사용하여 손쉽게 소광비(extinction ratio)를 늘려 수신 성능을 개선할 수 있는 수신단의 예를 도시한 것이고, 도 9는 본 발명의 모듈을 사용하여 외부 비간섭성 광원에 파장잠김 했을 때 파워 증가를 확인한 실험 결과를 보여주는 그래프이고, 도 10은 본 발명의 모듈을 사용하여 외부 비간섭성 광원에 파장 잠김 했을 때 광원의 온도 변화와 바이어스 전류 변화에 무관하게 전송 성능이 유지됨을 확인한 실험 결과를 보여주는 그래프이고, 도 11은 주입하는 비간섭성 광원의 편광 여부 및 편광의 방향에 무관하게 전송 성능이 유지됨을 확인한 실험 결과를 보여주는 그래프이고, 도 12는 중심 파장이 적절하게 떨어져 있는 2개의 광원을 본 발명의 광원으로 사용함으로써 넓은 범위에서 파장 잠김 효율을 떨어뜨리지 않고 우수한 전송 성능을 가질 수 있음을 보인 실험 결과를 보여주는 그래프이다.

본 특허는 모듈 내에서 편광의 경로를 분할하고 이를 이용하여 편광 의존성을 없앤 새로운 구조의 양방향 광전송 모듈을 제안하고 이를 응용한 다양한 기능의 광전송 모듈에 대한 것이다. 기존 양방향 전송 모듈(BiDi; Bidirectional Module)에 비해 PD와 LD를 최대 2개씩 집적해야 하는 단점이 있으나 대신 편광 의존성을 없앨 수 있어 WDM-filter의 가드 밴드를 적게 잡아도 되므로 파장분할 다중화(WDM; wavelength-division multiplexing) 방식 광전송 시스템에서 더 많은 스펙트럼을 사용할 수 있는 장점이 있다. 한편으로, 2개씩 추가되는 PD와 LD를 응용하여 단순한 BiDi 모듈뿐만 아니라 LD의 송신 파워를 높이거나 LD에 외부 광파워를 입사하는 injection-locking 기술을 사용하는 경우 입력광의 특성을 측정하는 PD로 대체할 수도 있다. 또한, 2개의 PD에 서로 다른 편광이 입사되는 것을 이용하여 수신된 빛의 PMD 특성을 감시할 수도 있는 등 그 활용도를 다방면에서 찾을 수 있다.

본 발명의 구조를 각 부분별로 살펴보면, 외부 광섬유를 따라 들어오는 광신호를 편광에 따라 2개의 경로를 분할하는 것으로서, SWP(spatial walkoff prism), PBS(polarization beam splitter) 또는 PMC(polarization maintained coupler)중 어느 하나와; 각각의 편광 경로에 정렬된 WDM 필터와; 상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 수신대역 경로에 정렬된 광수신기와; 상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 송신대역 경로 중 하나에 정렬된 광원을 포함하여 구성된다. 뿐만 아니라 상기의 각각의 WDM 필터의 출력 중 송신대역 경로 양측 모두에 광원을 정렬시키거나, 한 측에는 광원을 다른 한 측에는 광수신기를 정렬시킬 수도 있으며, 상기의 분할된 경로를 SWP, PBS, PMC 및 하프 웨이브 플레이트(half wave plate)를 이용하여 경로를 다시 합하여 하나의 광원으로 출력되도록 형성될 수도 있다.

상기의 구성에서 "외부 광섬유를 따라 들어오는 광신호를 편광에 따라 2개의 경로를 분할하는 것으로서, SWP(spatial walkoff prism), PBS(polarization beam splitter) 또는 PMC(polarization maintained coupler)중 어느 하나"라는 구성요소 보며 앞에 페룰(ferrule) 및/또는 렌즈(또는 collimator)를 포함할 수 있다. 상기 구성요소를 각각 살펴보면, 우선 페룰(ferrule)은 광섬유와 bulk optics 소자를 연결하기 위한 부품으로, 이는 광섬유를 통한 광신호에 대한 환경에서는 상기 구성요소가 필요하겠으나 일반적인 경우에는 상기 구성요소 없이도 발명의 효과를 그대로 누릴 수 있다. 그러므로 상기 페룰은 광섬유 커넥터에 사용되는 어댑터역할을 하는 장치이다. 한편 렌즈는 광섬유서 나온 빛이 일반적으로 회절에 의하여 퍼지는데 이를 모아주기 위한 장치이다. 본 렌즈는 collimator로 대체 가능하다. 본 명세서의 도면에서는 ferrule만을 포함한 실시예를 기준으로 하여 도시하고 있으며, 각 도면에 대하여는 이하 살펴본다.

우선 본 발명에 대해서 도시하고 있는 도 3과 관련하여 살펴보면, 도 3의 구조의 핵심은 spatial walk off prism(SWP)이나 polarization beam splitter(PBS) 등을 이용하여 입력광의 편광에 따라 2개의 광경로로 분할하고 각각에 대하여 WDM 필터를 적용하는 구조이다. 이렇게 할 경우 2개의 WDM 필터 및 추가적으로 SWP 또는 PBS가 소요되는 등 BiDi의 제작 단가가 상승하는 결점이 있다. 그러나 대신 적은 가드 밴드에 따른 WDM 가용파장을 늘릴 수 있으며 BiDi내에 2개씩의 광송신부 또는 수신부를 내장함으로써 부가적인 기능을 더할 수 있어 보다 유용한 디바이스를 만들 수 있게 된다.

한편, 이들 구조를 집적화하여 하나의 패키징으로 구성한 소자로서가 아니라 각각의 부분이 완성된 소자로써 bulk optics 또는 fiber optics로 구성된 송수신단으로 구성될 수도 있다. 즉, 독립된 소자로 패키징된 SWP, PBS 혹은 편광 유지 케 플러(polarization maintained coupler) 등을 편광 경로 분할기로 사용하고 역시 독립 소자로 패키징된 WDM 필터들과 광수신기 및 광원을 사용하여 집적 소자가 아닌 광소자군으로 모듈화된 양방향 광전송용 송수신단을 동일한 방법으로 구성할 수 있다.

입력광이 SWP 또는 PBS를 거칠 경우, 이 물질의 birefringence에 의해 편광에 따른 TE, TM 모드의 경로가 나누어지게 되며, 따라서 각각의 편광된 광신호의 출력에 정렬된 WDM 필터를 이용하여 편광에 의해 분리된 광신호 각각에 대해 광송신기 또는 수신기를 동작시킬 수 있다. 또한, 이때 사용되는 WDM 필터가 동일한 특성을 가질 경우 WDM 필터에 동일한 편광을 입사하기 위해 편광을 90도 돌리기 위한 하프 웨이브 플레이트(half wave plate)를 사용할 수 있다. 또는 WDM 필터를 다른 것으로 사용하여 다른 편광에 동일한 가드밴드를 갖도록 조정할 수도 있다. 도 3은 기본적인 구조로서, 입력광의 편광 특성만을 고려하여 2개의 광수신기로 분할된 편광 신호를 수신하는 구조이며 광송신용 광원은 principle axis에 정렬된 LD를 사용하여 송신한다. 이때 LD는 칩일 수도 있고 별도로 패키징된 광원 소자일 수도 있다. 또한 LD 뿐만 아니라 반사형 반도체 광증폭기(reflective SOA)도 광원으로 사용될 수 있다. 일반적으로 LD에서 나오는 광신호는 단일 방향으로 편광되어 있으므로 이렇게 하면 SWP 또는 PBS 의 가역적 특성을 이용하여 광섬유로 커플링할 수 있다.

도 4는 SWP 또는 PBS의 가역적 특성을 응용한 다른 예로서, 앞서 비워둔 편광 경로의 끝에 다른 LD를 하나 더 정렬시킨 구조이다. 이때 2개의 칩을 동일 평면에 정렬할 경우 각각의 LD에서 나오는 광신호의 편광은 평행하므로 한쪽 경로에서는 편광을 90도 돌리기 위하여 하프 웨이브 플레이트(half wave plate)를 사용할 수 있다. 도 4의 wave plate는 2개 중에 한쪽에만 사용되어야 한다. 이렇게 2개의 LD를 채용하여 얻는 효과는 LD 2개의 파워를 상호 수직 편광으로 다중화하여 파워 손실 없이 2배의 파워를 갖는 송신 광신호를 얻을 수 있다는 점이다. 뿐만 아니라 BiDi의 광원이 한쪽 편광만을 갖는 것이 아니므로 광신호가 전송되면서 편광 의존성을 크게 낮출 수 있다. 한편으로, 만일 외부 광원이 주입되어 파장 잠김이 되는 구조의 광원(이창희, 김현덕, "주입된 비간섭성 광에 파장 잠김된 파장분할 다중방식 광통신용 페브리-페롯 레이저 다이오드 광원"; 한국특허등록번호 10-0325687)에 이러한 구조의 모듈을 광원으로 사용하는 경우, 외부 광원의 편광이 분할되어 각각의 LD A, B로 입사되며, 이때 외부 광원이 편광되어 있지 않은 비간섭성 광원인 경우에는 낭비되는 편광요소 없이 모든 파워가 LD 양단으로 나뉘어 주입되므로 파장잠김 효율을 더 높일 수 있다. 여기에 더해 각각의 LD 출력이 편광 다중화되어 2배의 파워를 갖는 광원을 만들 수 있으므로 보다 높은 파워의 효과적인 광원을 제작할 수 있게 된다.

상기와 같은 특징을 가지는 BiDi 모듈에 대한 실험의 결과는 도 9에서 도 12에 도시된 바와 같으며, 이하 각 도면과 관련된 실험결과에 대한 기술이다.

도 9는 이렇게 편광 다중화된 2개의 광원을 채용한 BiDi 모듈에 외부 비간섭성 광원을 주입하여 파장잠김을 시켰을 때 실험 결과로서, 파장잠김된 파장에서의 파워가 2.5 dB 증가하는 것을 관찰하였으며, 0.5 dB의 손실은 PBS의 삽입 손실 때문으로 생각된다. 이를 155 Mb/s NRZ 신호로 변조하였을 때의 eye diagram 역시 2배의 파워 증가에 따라 소광비(extinction ratio)가 증가함을 확인할 수 있다.

도 10은 각각 하나의 광원에 비간섭성 광원을 주입하였을 때의 전송 성능과 상기 제안한 BiDi 모듈에 비간섭성 광원을 주입하였을 때의 전송 성능을 도시한 것이다. 비간섭성 광원을 다중 모드 광원의 모드 파장에 일치(mode peak)시켰을 때와, 모드와 모드 사이의 중간 파장에 일치 시켰을 때(mode valley) 전송 성능을 함께 도시하였다. 이를 보면 2개의 편광 다중화된 파장잠김된 광원은 하나만 있을 때보다 약 0.7 dB의 네거티브 페널티를 가지므로 전송 성능이 증가한다. 특히 2개 중 어느 하나의 광원의 모드가 주입된 비간섭성 광원의 파장에서 어긋나는 경우에도 하나의 광원만 있을 때 어긋나는 경우에 비해 월등히 우수한 전송 성능을 보임을 확인할 수 있다. 광원의 파장 위치는 각각의 온도와 동작 바이어스 전류에서 결정되므로, 2개의 광원을 편광다중화할 경우 보다 온도와 동작 바이어스 전류의 의존성을 크게 낮출 수 있음을 의미한다.

도 11은 편광되지 않은 비간섭성 광원을 주입한 경우와 편광된 비간섭성 광원을 주입했을 경우의 비트 오율 측정 결과로서, 편광된 비간섭성 광원은 2개 중 어느 하나에만 정렬한 경우와 2개 각각에 대해 45도 방향으로 정렬한 경우를 비교한 것이다. 이 실험 결과를 보면 입력된 비간섭성 광원의 편광 여부와 편광의 방향에 관계없이 0.3 dB 내의 근소한 페널티 차이로 거의 전송 성능에 영향이 없음을 확인할 수 있다.

도 12는 중심 파장이 서로 다른 2개의 광원을 사용함으로써 파장 잠김 범위를 넓힌 BiDi 모듈의 파장 가변성을 도시한 것이다. 대개 다중 모드 광원에 비간섭성 광원을 사용하여 파장 잠김할 경우, 광원의 중심 파장에서 멀어질수록 잠김 효 율이 떨어지게 된다. 그러나 적절하게 중심파장이 다른 2개의 광원을 편광 다중화할 경우는 이러한 잠김 효율 저하를 상쇄하여 보다 넓은 범위의 파장 잠김이 가능해진다. 실험에서는 1530 nm에 중심파장을 가지는 광원과 1555 nm에 가지는 광원을 사용하였으며, 25 nm에 걸쳐 파장 잠김의 효율이 일정하게 발생함을 확인할 수 있다.

도 5는 위의 2개의 LD 가운데 하나를 PD로 교체한 것으로, LD 파워는 한 개를 채용했을 때와 동일하지만 LD로 입사되는 대역의 광파워를 감시할 수 있는 기능을 추가할 수 있다는 장점이 있다.

한편, 도 6과 같이 송신단에 별도의 송신단에 별도의 부가적 특성이 요구되지 않는 경우는 2개의 편광별 경로를 다시 SWP 또는 PBS 로 융합하여 하나의 광원과 연결할 수 도 있다. 이렇게 하는 경우 외부 광원이 주입되어 파장 잠김된 광원의 경우에는 편광 분리에 따른 입력광의 3dB 손실을 없앨 수 있으며, 입력광의 편광 상태에 무관하게 광원을 정렬할 수 있으므로 제작 수율을 손쉽게 높일 수 있는 장점이 있다. 이때는 광원에 입사되는 양쪽 경로의 편광을 다중화하기 위해 wave plate를 사용하지 않거나 혹은 WDM 필터 앞뒤로 2개를 넣어주어야 한다. 또는 WDM 필터의 앞 또는 뒤에 각 편광 경로에 하나씩 WDM 필터를 사용할 수도 있다.

도 7은 본 발명에 대한 또 다른 실시예로서 2개의 광원을 편광다중화 한 새로운 광원의 구조를 도시한 도면이다. 이는 본 발명의 기본 구조에서 수신단을 제거하고 이에 따라 WDM 필터 등을 제거한 순수 광원으로서, PBS, SWP 또는 PMC를 이용하여 편광 다중화된 2개의 광원으로 구성된다. 이러한 구조는 기본적으로 상기한 BiDi 모듈의 송신단과 일치하므로, 그 장점을 그대로 이어받는 광원을 구성할 수 있다. 이와 같은 광원은 단독으로 파워를 2배 높인 편광 무의존성 광원으로 사용되거나, 혹은 외부 비간섭성 광원에 파장 잠김된 유사 단일 모드 광원으로 동작시킬 수도 있다.

도 8은 복수개의 수신단이 달린 BiDi 모듈의 출력을 하나로 융합하기 위한 차등 증폭기가 달린 수신기 모듈을 나타낸 것으로, 양 수신단의 출력 중 한쪽을 반전하여 차등 증폭기의 (-)입력에 연결하고 다른 하나를 (+)입력에 연결하여 출력을 얻는 원리이다. 이렇게 차등 수신단을 구성하면 손쉽게 양 출력을 합할 수 있으며, 출력 파워의 소광비(extinction ratio)를 높일 수 있으므로 에러율을 크게 낮출 수 있는 장점이 있다.

구성에 대해서는 상기에서 자세히 살펴보았으며, 이하 본 발명의 동작원리를 살펴본다.

도 4와 같이 광원을 2개 사용하는 BiDi 구조는 앞서 언급한 바와 같이 내장되는 LD의 개수 증가에 의해 제작 단가가 높아지는 결점이 있기는 하지만 다양한 부가 기능 및 성능 추가를 기대할 수 있다. 편광 다중화된 2개의 광원은 별도의 손실 없이 3dB의 광파워 증가를 기대할 수 있다. 또한 광신호가 편광되어 있지 않은 상태로 출력되므로 광신호가 진행함에 있어서 편광 의존적 손실(PDL: polarization dependant loss)등에 덜 민감한 광신호가 될 수 있다. 여기에 더해, 앞서 언급한 외부 비간섭성 광원을 주입하여 파장 잠김된 광원의 형태로 사용되는 BiDi 모듈의 경우, 외부 비간섭성 광원은 일반적으로 모든 방향의 편광을 가지기 때문에 일반적 인 편광성 광원은 입력파워의 1/2만을 파장 잠김에 사용하게 되어 잠김 효율이 떨어지는 효과가 있으나 본 특허의 2개의 광원을 사용한 BiDi 모듈을 사용하면 서로 수직으로 갈라진 두 편광된 광파워를 각각의 광원에 주입하여 파장 잠김시킬 수 있으므로 잠김 효율도 크게 개선된다. 만일 외부 비간섭성 광원자체가 편광되어 있다면, 기존의 광원의 경우는 광원의 편광상태와 외부 광파워의 편광상태를 동일하게 맞춰주는 polarization controller 등이 따로 필요했으나, 본 특허의 2개 광원을 사용한 BiDi 의 경우는 둘 중 어느 하나의 광원에 항상 편광이 맞도록 되어 있으므로 상대적으로 안정된 파장 잠김 성능을 보여줄 수 있다. 이렇게 하면 값비싼 EDFA 기반의 비간섭성 광원대신 Chirped FP 광원 또는 SOA 등을 사용하여 비간섭성 광원을 꾸밀 수 있어 경제성이 높아진다. 또한, 일반적으로 다중 모드 광원에 외부 비간섭성 광원을 주입할 때는 광원의 중심 파장 근처에서 멀어질수록 파장 잠김 효율이 떨어지지만, 본 BiDi 모듈 내의 2개 LD가 서로 중심파장이 적절히 다른 것을 사용하면 비간섭성 광원의 파장에 따른 잠김 효율의 변화를 최소화 할 수 있으므로 넓은 범위의 파장에서 파장 잠김 효과를 기대할 수 있다.

만일 외부에서 비간섭성 광원을 주입하지 않고 BiDi 모듈의 광원만을 사용하는 활용 예에서는, 일반적으로 다중 모드 광원의 한 모드를 필터링 하는 경우 모드 홉핑(mode hopping)이나 모드 파티션(mode partition)에 의한 잡음 수준이 높아 광원으로서 사용하기가 매우 어렵다. 그러나 본 BiDi 광원에서는 2개의 별도의 광원을 편광 다중화하게 되므로 상대적으로 모드 홉핑에 의한 잡음을 절반정도 감소시킬 수 있으므로 신호 대 잡음비를 다소 향상시킬 수 있게 된다.

짧은 거리를 전송하는 경우, 혹은 편광 유지 광섬유 (PMF) 등을 사용하여 전송하는 활용 예에서는, 2개의 광원을 서로 다른 신호로 변조하여 편광 다중화 방식 광원으로 사용될 수 있다. 이때는 각각의 광원이 별도의 채널로 동작하게 되므로 하나의 광모듈로 2개의 채널을 동시 전송할 수 있는 광 송신단으로서 사용이 가능해진다. 수신단에서도 역시 편광에 따라 분리된 2개의 수신단에 별도의 수신기를 붙여 각각의 편광채널을 수신할 수 있다. 이렇게 하면, 손쉽게 전송 대역폭을 2배 증가시킬 수 있어 보다 대용량 데이터를 같은 시간에 전송할 수 있게 된다.

2개로 분리된 광수신기는 원래 WDM 필터의 편광 의존성을 극복하기 위해 편광 경로를 가르는 과정에서 필연적으로 발생하게 되었으나, 이를 편광 모드 분산(polarization mode dispersion) 감시 및 보상용 소자로서도 사용할 수 있다. 편광 경로 가운데 하나를 SWP의 principal axis에 맞추고 양 경로로 수신된 광신호의 시간차를 측정하면 편광 모드 분산 측정이 가능하며, BiDi 입력 앞에 편광 회전기(polarization rotator)를 두고 이 시간차가 가장 적게 발생하도록 입력 편광을 조정하게 되면 편광 모드 분산 감시 및 보상기로서 기능하게 된다. 따라서 광신호 수신에 있어 보다 높은 성능 향상을 기대할 수 있는 다기능 수신기로서 사용할 수 있을 것이다.

이 외에도 도 5, 도 6과 같이 하나의 광원대신 수신기를 장착하여 광원에 입사되는 대역 파워를 감시하는 기기로서 동작시키거나, 혹은 편광을 다시 합하여 광원의 편광상태를 무의존적으로 만듦으로써 소자의 제작 수율을 높일 수 있는 등 다양한 응용이 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이 외부 광섬유를 따라 들어오는 광신호를 편광에 따라 2개의 경로를 분할하는 것으로서, SWP(spatial walkoff prism), PBS(polarization beam splitter) 또는 PMC(polarization maintained coupler)중 어느 하나와; 각각의 편광 경로에 정렬된 WDM 필터와; 상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 수신대역 경로에 정렬된 광수신기와; 상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 송신대역 경로 중 하나 또는 양쪽에 정렬된 하나 이상의 광원을 포함하도록 양방향 광전송 모듈을 구성함으로서 제작단가가 상승하는 단점이 있으나, 편광의존성을 크게 낮춤으로써 WDM 필터의 가드 밴드를 낮춰 스펙트럼의 가용 대역을 넓힐 수 있으며, 전송시스템 전체의 편광 의존성을 낮출 수 있어 더 경제적인 양방향 전송 시스템을 꾸밀 수 있다. 그리고 소자 내에 각각 2쌍의 광원과 광수신기를 장착하여 광원의 파워를 손쉽게 향상 시키거나 외부 광원을 주입하는 파장 잠김 광원을 구성하는 경우는 외부광원의 편광 의존성을 없애 보다 우수한 성능의 광원을 제작할 수 있다. 혹은 편광 경로를 다시 합하여 하나의 광원에 정렬함으로써 소자의 제작 수율을 향상시킬 수도 있다.

한편, 광원 대신 광수신기를 장착하여 광원에 주입되는 외부 광원의 광파워를 감시하거나, 또는 2개의 광 수신기의 편광에 따른 시간차를 감지하여 전송된 광신호의 편광의존 분산을 감시하는 소자로서도 기능할 수 있으며, 2개의 광수신기를 차등 증폭기로 수신하여 입력 광신호의 소광비(extinction ratio)를 간단히 2배 증가시키는 수신기의 구성이 가능해지는 효과가 있다.

Claims

외부 광섬유와 결합을 하기위한 페룰(ferrule) 및 렌즈와;

광섬유를 따라 들어오는 광신호를 편광에 따라 2개의 경로를 분할하는 것으로서, 광신호의 경로 상에 정렬된 SWP(spatial walkoff prism), PBS(polarization beam splitter) 또는 PMC(polarization maintained coupler)중 어느 하나와;

각각의 편광 경로에 정렬된 WDM 필터와;

상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 수신대역 경로에 정렬된 광수신기와;

상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 송신대역 경로 중 하나에 정렬된 광원을 포함하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
외부에서 들어오는 광신호를 모으기 위한 렌즈와;

상기 광신호를 편광에 따라 2개의 경로를 분할하는 것으로서, 광신호의 경로 상에 정렬된 SWP(spatial walkoff prism), PBS(polarization beam splitter) 또는 PMC(polarization maintained coupler)중 어느 하나와;

각각의 편광 경로에 정렬된 WDM 필터와;

상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 수신대역 경로에 정렬된 광수신기와;

상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 송신대역 경로 중 하나에 정렬된 광원을 포함하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
외부 광섬유와 결합을 하기위한 페룰(ferrule) 및 콜리메이터(collimator)와;

광섬유를 따라 들어오는 광신호를 편광에 따라 2개의 경로를 분할하는 것으로서, 광신호의 경로 상에 정렬된 SWP(spatial walkoff prism), PBS(polarization beam splitter) 또는 PMC(polarization maintained coupler)중 어느 하나와;

각각의 편광 경로에 정렬된 WDM 필터와;

상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 수신대역 경로에 정렬된 광수신기와;

상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 송신대역 경로 중 하나에 정렬된 광원을 포함하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
외부에서 들어오는 광신호를 편광에 따라 2개의 경로를 분할하는 것으로서, 광신호의 경로 상에 정렬된 SWP(spatial walkoff prism), PBS(polarization beam splitter) 또는 PMC(polarization maintained coupler)중 어느 하나와;

각각의 편광 경로에 정렬된 WDM 필터와;

상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 수신대역 경로에 정렬된 광수신기와;

상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 송신대역 경로 중 하나에 정렬된 광원을 포함하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
외부 광섬유와 결합을 하기위한 페룰(ferrule) 및 렌즈와;

광섬유를 따라 들어오는 광신호를 편광에 따라 2개의 경로를 분할하는 것으로서, 광신호의 경로 상에 정렬된 SWP(spatial walkoff prism), PBS(polarization beam splitter) 또는 PMC(polarization maintained coupler)중 어느 하나와;

각각의 편광 경로에 정렬된 WDM 필터와;

상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 수신대역 경로에 정렬된 광수신기와;

상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 송신대역 경로에 정렬된 광원을 포함하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
외부에서 들어오는 광신호를 모으기 위한 렌즈와;

상기 광신호를 편광에 따라 2개의 경로를 분할하는 것으로서, 광신호의 경로 상에 정렬된 SWP(spatial walkoff prism), PBS(polarization beam splitter) 또는 PMC(polarization maintained coupler)중 어느 하나와;

각각의 편광 경로에 정렬된 WDM 필터와;

상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 수신대역 경로에 정렬된 광수신기와;

상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 송신대역 경로에 정렬된 광원을 포함하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
외부 광섬유와 결합을 하기위한 페룰(ferrule) 및 콜리메이터(collimator)와;

광섬유를 따라 들어오는 광신호를 편광에 따라 2개의 경로를 분할하는 것으로서, 광신호의 경로 상에 정렬된 SWP(spatial walkoff prism), PBS(polarization beam splitter) 또는 PMC(polarization maintained coupler)중 어느 하나와;

각각의 편광 경로에 정렬된 WDM 필터와;

상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 수신대역 경로에 정렬된 광수신기와;

상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 송신대역 경로에 정렬된 광원을 포함하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
외부에서 들어오는 광신호를 편광에 따라 2개의 경로를 분할하는 것으로서, 광신호의 경로 상에 정렬된 SWP(spatial walkoff prism), PBS(polarization beam splitter) 또는 PMC(polarization maintained coupler)중 어느 하나와;

각각의 편광 경로에 정렬된 WDM 필터와;

상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 수신대역 경로에 정렬된 광수신기와;

상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 송신대역 경로에 정렬된 광원을 포함하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
외부 광섬유와 결합을 하기위한 페룰(ferrule) 및 렌즈와;

광섬유를 따라 들어오는 광신호를 편광에 따라 2개의 경로를 분할하는 것으로서, 광신호의 경로 상에 정렬된 SWP(spatial walkoff prism), PBS(polarization beam splitter) 또는 PMC(polarization maintained coupler)중 어느 하나와;

각각의 편광 경로에 정렬된 WDM 필터와;

상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 수신대역 경로에 정렬된 광수신기와;

상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 송신대역 경로의 하나에 정렬된 광원과;

상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 송신대역 경로의 나머지 하나에 정렬된 광수신기를 포함하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
외부에서 들어오는 광신호를 모으기 위한 렌즈와;

상기 광신호를 편광에 따라 2개의 경로를 분할하는 것으로서, 광신호의 경로 상에 정렬된 SWP(spatial walkoff prism), PBS(polarization beam splitter) 또는 PMC(polarization maintained coupler)중 어느 하나와;

각각의 편광 경로에 정렬된 WDM 필터와;

상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 수신대역 경로에 정렬된 광수신기와;

상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 송신대역 경로의 하나에 정렬된 광원과;

상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 송신대역 경로의 나머지 하나에 정렬된 광수신기를 포함하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
외부 광섬유와 결합을 하기위한 페룰(ferrule) 및 콜리메이터(collimator)와;

광섬유를 따라 들어오는 광신호를 편광에 따라 2개의 경로를 분할하는 것으로서, 광신호의 경로 상에 정렬된 SWP(spatial walkoff prism), PBS(polarization beam splitter) 또는 PMC(polarization maintained coupler)중 어느 하나와;

각각의 편광 경로에 정렬된 WDM 필터와;

상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 수신대역 경로에 정렬된 광수신기와;

상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 송신대역 경로의 하나에 정렬된 광원과;

상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 송신대역 경로의 나머지 하나에 정렬된 광수신기를 포함하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
외부에서 들어오는 광신호를 편광에 따라 2개의 경로를 분할하는 것으로서, 광신호의 경로 상에 정렬된 SWP(spatial walkoff prism), PBS(polarization beam splitter) 또는 PMC(polarization maintained coupler)중 어느 하나와;

각각의 편광 경로에 정렬된 WDM 필터와;

상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 수신대역 경로에 정렬된 광수신기와;

상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 송신대역 경로의 하나에 정렬된 광원과;

상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 송신대역 경로의 나머지 하나에 정렬된 광수신기를 포함하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,

상기 각각의 편광 경로에 정렬된 WDM필터는 서로 수직인 편광에 대해 동일한 파장에서 유사한 삽입 손실을 보이며, 상기 2개의 편광경로 중 하나의 편광 경로의 WDM 필터 앞에 하프 웨이브 플레이트(half wave plate)를 사용하는 것을 특징으로 하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,

상기 각각의 편광 경로에 정렬된 WDM필터는 서로 수직인 편광에 대해 동일한 파장에서 유사한 삽입 손실을 보이며, 각 편광경로의 WDM 필터 앞에 별도의 편광을 변경하는 소자를 두지 않는 것을 특징으로 하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,

상기 양방향 광전송 모듈은 하나의 하우징에 형성하거나 각각의 구성부분을 별도의 패키지로 구성된 부품으로 사용하여 bulk optics로 형성하는 것을 특징으로 하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,

입력 광신호의 소광비(extinction ratio)를 증가시켜 전송 에러율을 낮추기 위하여, 각 편광 경로에 형성된 2개의 상기 광수신기의 출력을 수신하는 차등증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
청구항 13에 있어서,

입력 광신호의 소광비(extinction ratio)를 증가시켜 전송 에러율을 낮추기 위하여, 각 편광 경로에 형성된 2개의 상기 광수신기의 출력을 수신하는 차등증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
청구항 14에 있어서,

입력 광신호의 소광비(extinction ratio)를 증가시켜 전송 에러율을 낮추기 위하여, 각 편광 경로에 형성된 2개의 상기 광수신기의 출력을 수신하는 차등증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,

상기 광원은 반도체 LD 또는 반사형 반도체 광증폭기(SOA)인 것을 특징으로 하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
청구항 5 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,

상기 광원은 반도체 LD이며, 상기 LD는 동일 평면에 정렬되고, 상기 편광 경로 중 어느 하나의 경로에서 상기 WDM 필터와 상기 광원사이에 적어도 하나의 하프 웨이브 플레이트(half wave plate)를 사용하여 분할된 편광이 평행하도록 하는 것을 특징으로 하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
외부 광섬유와 결합을 하기위한 페룰(ferrule) 및 렌즈와;

광섬유를 따라 들어오는 광신호를 편광에 따라 2개의 경로를 분할하는 것으로서, 광신호의 경로 상에 정렬된 SWP(spatial walkoff prism), PBS(polarization beam splitter) 또는 PMC(polarization maintained coupler)중 어느 하나와;

각각의 편광 경로에 정렬된 WDM 필터와;

상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 수신대역 경로에 정렬된 광수신기와;

상기 각각의 편광 경로에서 WDM 필터의 출력 중 송신대역 경로를 하나로 합하기 위하여 상기 각 편광 경로의 WDM 필터의 출력 중 송신대역 경로에 정렬된 제 2 SWP, PBS 또는 PMC 중 어느 하나와;

상기 편광 경로 중 어느 하나의 경로에서 상기 WDM 필터와 상기 제 2의 SWP, PBS 또는 PMC 중 어느 하나의 사이에 위치하며, 편광을 수직으로 맞추기 위한 하나 이상의 하프 웨이브 플레이트(half wave plate)와;

상기 제 2의 SWP, PBS 또는 PMC 중 어느 하나에 의하여 하나로 된 WDM 필터의 출력 중 송신대역 경로에 정렬된 광원을 포함하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
외부에서 들어오는 광신호를 모으기 위한 렌즈와;

상기 광신호를 편광에 따라 2개의 경로를 분할하는 것으로서, 광신호의 경로 상에 정렬된 SWP(spatial walkoff prism), PBS(polarization beam splitter) 또는 PMC(polarization maintained coupler)중 어느 하나와;

각각의 편광 경로에 정렬된 WDM 필터와;

상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 수신대역 경로에 정렬된 광수신기와;

상기 각각의 편광 경로에서 WDM 필터의 출력 중 송신대역 경로를 하나로 합하기 위하여 상기 각 편광 경로의 WDM 필터의 출력 중 송신대역 경로에 정렬된 제 2 SWP, PBS 또는 PMC 중 어느 하나와;

상기 편광 경로 중 어느 하나의 경로에서 상기 WDM 필터와 상기 제 2의 SWP, PBS 또는 PMC 중 어느 하나의 사이에 위치하며, 편광을 수직으로 맞추기 위한 하나 이상의 하프 웨이브 플레이트(half wave plate)와;

상기 제 2의 SWP, PBS 또는 PMC 중 어느 하나에 의하여 하나로 된 WDM 필터의 출력 중 송신대역 경로에 정렬된 광원을 포함하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
외부 광섬유와 결합을 하기위한 페룰(ferrule) 및 콜리메이터(collimator)와;

광섬유를 따라 들어오는 광신호를 편광에 따라 2개의 경로를 분할하는 것으로서, 광신호의 경로 상에 정렬된 SWP(spatial walkoff prism), PBS(polarization beam splitter) 또는 PMC(polarization maintained coupler)중 어느 하나와;

각각의 편광 경로에 정렬된 WDM 필터와;

상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 수신대역 경로에 정렬된 광수신기와;

상기 각각의 편광 경로에서 WDM 필터의 출력 중 송신대역 경로를 하나로 합하기 위하여 상기 각 편광 경로의 WDM 필터의 출력 중 송신대역 경로에 정렬된 제 2 SWP, PBS 또는 PMC 중 어느 하나와;

상기 편광 경로 중 어느 하나의 경로에서 상기 WDM 필터와 상기 제 2의 SWP, PBS 또는 PMC 중 어느 하나의 사이에 위치하며, 편광을 수직으로 맞추기 위한 하나 이상의 하프 웨이브 플레이트(half wave plate)와;

상기 제 2의 SWP, PBS 또는 PMC 중 어느 하나에 의하여 하나로 된 WDM 필터의 출력 중 송신대역 경로에 정렬된 광원을 포함하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
외부에서 들어오는 광신호를 편광에 따라 2개의 경로를 분할하는 것으로서, 광신호의 경로 상에 정렬된 SWP(spatial walkoff prism), PBS(polarization beam splitter) 또는 PMC(polarization maintained coupler)중 어느 하나와;

각각의 편광 경로에 정렬된 WDM 필터와;

상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 수신대역 경로에 정렬된 광수신기와;

상기 각각의 편광 경로에서 WDM 필터의 출력 중 송신대역 경로를 하나로 합하기 위하여 상기 각 편광 경로의 WDM 필터의 출력 중 송신대역 경로에 정렬된 제 2의 SWP, PBS 또는 PMC 중 어느 하나와;

상기 편광 경로 중 어느 하나의 경로에서 상기 WDM 필터와 상기 제 2의 SWP, PBS 또는 PMC 중 어느 하나의 사이에 위치하며, 편광을 수직으로 맞추기 위한 하나 이상의 하프 웨이브 플레이트(half wave plate)와;

상기 제 2의 SWP, PBS 또는 PMC 중 어느 하나에 의하여 하나로 된 WDM 필터의 출력 중 송신대역 경로에 정렬된 광원을 포함하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
청구항 21 내지 청구항 24중 어느 한 항에 있어서,

상기 각각의 편광 경로에 정렬된 WDM필터는 서로 수직인 편광에 대해 동일한 파장에서 유사한 삽입 손실을 보이며, 상기 2개의 편광경로 중 하나의 편광 경로의 WDM 필터 앞에 하프 웨이브 플레이트(half wave plate)를 사용하는 것을 특징으로 하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
청구항 21 내지 청구항 24중 어느 한 항에 있어서,

상기 각각의 편광 경로에 정렬된 WDM필터는 서로 수직인 편광에 대해 동일한 파장에서 유사한 삽입 손실을 보이며, 각 편광경로의 WDM 필터 앞에 별도의 편광을 변경하는 소자를 두지 않는 것을 특징으로 하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
청구항 21 내지 청구항 24중 어느 한 항에 있어서,

상기 양방향 광전송 모듈은 하나의 하우징에 형성하거나 각각의 구성부분을 별도의 패키지로 구성된 부품으로 사용하여 bulk optics로 형성하는 것을 특징으로 하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
청구항 21 내지 청구항 24중 어느 한 항에 있어서,

입력 광신호의 소광비(extinction ratio)를 증가시켜 전송 에러율을 낮추기 위하여, 각 편광 경로에 형성된 2개의 상기 광수신기의 출력을 수신하는 차등증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
청구항 25에 있어서,

입력 광신호의 소광비(extinction ratio)를 증가시켜 전송 에러율을 낮추기 위하여, 각 편광 경로에 형성된 2개의 상기 광수신기의 출력을 수신하는 차등증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
청구항 26에 있어서,

입력 광신호의 소광비(extinction ratio)를 증가시켜 전송 에러율을 낮추기 위하여, 각 편광 경로에 형성된 2개의 상기 광수신기의 출력을 수신하는 차등증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
청구항 21 내지 청구항 24중 어느 한 항에 있어서,

상기 광원은 반도체 LD 또는 반사형 반도체 광증폭기(SOA)인 것을 특징으로 하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
청구항 1 내지 청구항 12 및 청구항 21과 청구항 24 중 어느 한 항에 있어서,

광전송 신호의 PMD를 감시하기 위하여 상기 각각의 WDM 필터의 출력 중 수신대역 경로에 정렬된 상기 광수신기 각각의 출력의 시간차를 측정하는 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
청구항 5 내지 청구항 8중 어느 한 항에 있어서,

상기 광원의 모드간격은 거의 같으며, 상기 광원의 출력을 편광 다중화하고, 상기 다중화된 광원의 파워의 하나의 모드를 필터링하여 모드 홉핑 잡음을 감소시킨 WDM광원이 되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
청구항 1 내지 청구항 12 및 청구항 21과 청구항 24 중 어느 한 항에 있어서,

외부에서 상기 모듈로 들어오는 광신호가 모든 방향의 편광을 가지며, 비간섭성을 가지며, 상기 광원은 편광방향과 평행하게 정렬된 경우에,

상기 광신호가 편광 경로에 의하여 수직으로 분할되고, 상기 광원에 주입되어 유사단일모드광원이 형성되며,

상기 광원에 주입된 광신호를 역방향으로 출력하여 파장 잠김 효율과 파워를 개선시키는 것을 특징으로 하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
청구항 1 내지 청구항 12 및 청구항 21과 청구항 24 중 어느 한 항에 있어서,

외부에서 상기 모듈로 들어오는 광신호가 한쪽 방향의 편광을 가지며, 비간섭성을 가지며, 상기 광원은 편광방향과 평행하게 정렬된 경우에,

상기 광신호가 편광 경로에 의하여 수직으로 분할되고, 상기 광원중 하나 또는 모두에 주입되어 유사단일모드광원이 형성되며,

상기 광원에 주입된 광신호를 역방향으로 출력하여 파장 잠김 효율과 파워를 개선시키는 것을 특징으로 하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
청구항 34에 있어서

상기 2개의 광원의 중심 파장이 적절하게 떨어져 있고

외부 광원을 주입하여 파장 잠김 효율이 광대역 파장 범위에서 일정하게 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
청구항 35에 있어서

상기 2개의 광원의 중심 파장이 적절하게 떨어져 있고

외부 광원을 주입하여 파장 잠김 효율이 광대역 파장 범위에서 일정하게 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
외부 광섬유와 결합을 하기위한 페룰(ferrule) 및 렌즈와;

광섬유를 따라 들어오는 광신호를 편광에 따라 2개의 경로를 분할하는 것으로서, 광신호의 경로 상에 정렬된 SWP(spatial walkoff prism), PBS(polarization beam splitter) 또는 PMC(polarization maintained coupler)중 어느 하나와;

상기 각각의 분할된 경로에 정렬된 광원을 포함하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
외부에서 들어오는 광신호를 모으기 위한 렌즈와;

상기 광신호를 편광에 따라 2개의 경로를 분할하는 것으로서, 광신호의 경로 상에 정렬된 SWP(spatial walkoff prism), PBS(polarization beam splitter) 또는 PMC(polarization maintained coupler)중 어느 하나와;

상기 각각의 분할된 경로에 정렬된 광원을 포함하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
외부 광섬유와 결합을 하기위한 페룰(ferrule) 및 콜리메이터(collimator)와;

광섬유를 따라 들어오는 광신호를 편광에 따라 2개의 경로를 분할하는 것으로서, 광신호의 경로 상에 정렬된 SWP(spatial walkoff prism), PBS(polarization beam splitter) 또는 PMC(polarization maintained coupler)중 어느 하나와;

상기 각각의 분할된 경로에 정렬된 광원을 포함하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
외부에서 들어오는 광신호를 편광에 따라 2개의 경로를 분할하는 것으로서, 광신호의 경로 상에 정렬된 SWP(spatial walkoff prism), PBS(polarization beam splitter) 또는 PMC(polarization maintained coupler)중 어느 하나와;

상기 각각의 분할된 경로에 정렬된 광원을 포함하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
청구항 38 내지 청구항 41중 어느 한 항에 있어서,

상기 양방향 광전송 모듈은 하나의 하우징에 형성하거나 각각의 구성부분을 별도의 패키지로 구성된 부품으로 사용하여 bulk optics로 형성하는 것을 특징으로 하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
청구항 38 내지 청구항 41중 어느 한 항에 있어서,

상기 광원은 반도체 LD 또는 반사형 반도체 광증폭기(SOA)인 것을 특징으로 하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈
청구항 38 내지 청구항 41중 어느 한 항에 있어서,

상기 광원은 반도체 LD 이며, 상기 LD는 동일 평면에 정렬되고, 상기 편광 경로 중 어느 하나의 경로에서 상기 SWP, PBS 또는 PMC 중 어느 하나와 상기 광원사이에 적어도 하나의 하프 웨이브 플레이트(half wave plate)를 사용하여 분할된 편광이 평행하도록 하는 것을 특징으로 하는 편광 특성에 무의존적인 양방향 광전송 모듈