KR100595611B1

KR100595611B1 - 광통신 시스템의 분산 보상 모듈 및 분산 보상 방법

Info

Publication number: KR100595611B1
Application number: KR1020030079821A
Authority: KR
Inventors: 박정재
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-11-12
Filing date: 2003-11-12
Publication date: 2006-06-30
Also published as: US20050100342A1; JP2005151564A; EP1531564A2; KR20050045661A; EP1531564A3; CN1617470A

Abstract

본 발명은 종래의 광통신 시스템의 분산 보상 모듈 및 분산 보상 방법에 있어서, 입력 광섬유와 연결되는 제1입력단과, 출력 광섬유와 연결되는 제3출력단과, 상기 제1입력단에서 입력된 광이 출력되는 제2입출력단을 포함하며, 상기 제2입출력단을 통해서 입력된 광은 제3출력단으로 출력되는 광회전기와; 상기 제2입출력단에 연결되어 상기 제2입출력단에서 출력된 광을 파장별로 파장별 출력단에 분기하는 광대역 분할기와; 파장별로 길이가 상이하도록 상기 광대역 분할기의 상기 파장별 출력단에 연결된 2이상의 파장별 분산보상 광섬유와; 상기 파장별 분산보상 광섬유의 끝단에 연결된 광반사기를; 포함하여 구성된 분산 보상 모듈과, 대역별로 광을 분할 한 후, 분할 된 광을 각각 상이한 분산 보상 광섬유를 통과시켜 분산 보상하는 것을 특징으로 하는 광통신 시스템의 분산 보상 방법을 제공함으로써, 분산 보상 모듈에 의해 발생하는 잔여 분산량의 발생을 방지하도록 한다.

분산 보상, 광통신

Description

광통신 시스템의 분산 보상 모듈 및 분산 보상 방법{MODULE FOR COMPENSATION OF DISPERSION IN OPTICAL COMMUNICATION AND METHOD FOR THE SAME}

도1은 종래의 분산 보상 모듈의 구조를 도시한 개념도

도2는 도1의 분산 보상 모듈을 사용하여 분산 보상한 결과를 도시한 그래프

도3 및 도4는 본 발명의 일실시예의 구조를 도시한 것으로서,

도3은 본 발명의 분산 보상 모듈의 개념도

도4는 도3의 분산 보상 모듈을 사용하여 분산 보상한 결과를 도시한 그래프

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

10: 입력 광섬유 30: 출력 광섬유

110: 광회전기 111: 제1 입력단

112: 제2 입출력단 113: 제3 출력단

120: 공통 분산 보상 광섬유 130: 제1 파장별 분산 보상 광섬유

140: 제2 파장별 분산 보상 광섬유 150: 제3 파장별 분산 보상 광섬유

160: 제1 광대역 분할기 161: 제1 파장별 출력단

170: 제2 광대역 분할기 171: 제2 파장별 출력단

172: 제3 파장별 출력단 181~183: 광반사기

본 발명은 광통신 시스템의 분산 보상 모듈 및 분산 보상 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 파장마다 다른 분산의 양을 파장별로 분산 보상함으로써, 분산 보상을 일정하게 할 수 있는 광통신 시스템의 분산 보상 모듈 및 분산 보상 방법에 관한 것이다.

최근의 정보 관련 기술인 컴퓨터 및 통신 기술은 다량의 정보를 송수신할 수 있는 고속 광섬유 통신에 관한 기술을 통해 비약적으로 발전하고 있다. 특히, 동화상, 음성신호 및 문자신호 등 다양한 형태의 데이터를 포함하는 멀티미디어 정보의 고속 전송, 쌍방향의 대화형(interactive) 통신 환경, 가입자 수의 폭발적 증가 등의 추세에 따라 동일한 광전송 선로 내에서 보다 많은 양의 정보를 왜곡 없이 송수신할 수 있는 기술의 중요성이 더욱 부각되고 있다.

즉, 전송신호의 광대역화와 일정 대역폭 내에서 보다 많은 채널을 분할하는 기술이 필요하게 된다. 이와 같은 광통신의 전송선로로 이용되는 광섬유는 산화 규소를 주성분으로 하는 광도파로(optical waveguide)로 구성되며, 각기 다른 파장을 갖는 채널의 광신호에 대한 광섬유의 전파 특성에 따라 차이를 갖게 된다.

이러한 전송선로의 특성때문에, 송신단에서 출력된 광신호는 일정한 거리의 광섬유 전송선로를 거친 후 왜곡된 광신호 특성을 보정해 주어야 오차없는 통신을 기대할 수 있다. 이와 같은 보정에는 전송 도중 감쇠되는 각 채널별 광신호의 세기를 증폭하거나, 위상차를 보정하고, 신호 프로파일을 복구하는 등의 다양한 예를 들 수 있다.

특히, 파장 분할 다중화 광 전송 시스템에서는 채널당 10Gbps급 이상을 전송할 때 분산을 보상하는 분산 보상이 필수적이다. 분산이란 광섬유를 진행하는 광 펄스의 퍼짐 현상을 말하고, 1550nm 대역에서 대략 분산 계수 D=17~18ps/nm/km의 값을 가지고 있다.

도1은 종래의 분산 보상 모듈의 구조를 도시한 개념도이다.

도시된 바와 같이, 종래의 분산 보상 모듈은 입력 광섬유(10)에 일단이 연결되고 타단이 출력 광섬유(30)에 연결된 분산 보상 광섬유(20)로 구성된다. 그러나, 분산 계수의 파장 의존성 때문에, 분산 보상 후에도 채널마다 잔여 분산량(residual dispersion)이 남게 된다.

도2는 도1의 분산 보상 모듈을 사용하여 분산 보상한 결과를 도시한 그래프이다. 도시된 바와 같이, 입력 광섬유(10)를 통과하면서, Ⅱ지점에서 파장마다 상이한 양의 분산이 발생한다. 그 다음, 분산 보상 광섬유를 통과하여 Ⅲ지점에서는 λ1의 경우 분산이 완전히 보상되었으나, λn, λ2n, λ3n의 경우에는 잔여 분산량이 d1, d2, d3 만큼 남게 된다.

이러한 잔여 분산량은 장거리 전송시 여러 분산 보상 모듈을 거치면서 선형적으로 누적되어, 무시할 수 없는 양으로 커지게 된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 파장마다 다른 분산의 양을 파장별로 분산 보상함으로써, 분산 보상을 일정하게 할 수 있는 광 통신 시스템의 분산 보상 모듈 및 분산 보상 방법을 제공함을 그 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 광통신 시스템의 분산 보상 모듈에 있어서, 입력 광섬유와 연결되는 입력단과; 출력 광섬유와 연결되는 출력단과; 상기 입력단에서 입력된 광을 파장별로 파장별 출력단에 분기하는 광대역 분할기와; 파장별로 보상 길이가 상이하도록 상기 광대역 분할기의 상기 파장별 출력단에 연결된 2이상의 분산보상 광섬유와; 상기 분산보상 광섬유를 통과한 광을 상기 출력단에 수렴시키는 수렴 수단을; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 분산 보상 모듈을 제공한다.

한편, 본 발명은 광통신 시스템의 분산 보상 모듈에 있어서, 입력 광섬유와 연결되는 제1입력단과, 출력 광섬유와 연결되는 제3출력단과, 상기 제1입력단에서 입력된 광이 출력되는 제2입출력단을 포함하며, 상기 제2입출력단을 통해서 입력된 광은 제3출력단으로 출력되는 광회전기와; 상기 제2입출력단에 연결되어 상기 제2입출력단에서 출력된 광을 파장별로 파장별 출력단에 분기하는 광대역 분할기와; 파장별로 길이가 상이하도록 상기 광대역 분할기의 상기 파장별 출력단에 연결된 2이상의 파장별 분산보상 광섬유와; 상기 파장별 분산보상 광섬유의 끝단에 연결된 광반사기를; 포함하여 구성된 분산 보상 모듈로 구현될 수도 있다.

여기서, 상기 파장별 분산보상 광섬유에 설치된 광감쇠기를 더 포함하여 구성된 것이 바람직하다.

또한, 일단은 상기 광회전기의 제2출력단에 연결되고, 타단은 첫번째 상기 광대역 분할기에 연결된 공통 분산보상 광섬유를 더 포함하는 것이 효과적이다.

한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 광통신 시스템의 분산 보상 방법에 있어서, 대역별로 광을 분할 한 후, 분할 된 광을 각각 상이한 분산 보상 광섬유를 통과시켜 분산 보상하는 것을 특징으로 하는 광통신 시스템의 분산 보상 방법이 제공된다.

여기서, 상기 분산 보상 광섬유를 통과시킨 후 광감쇠기를 통과하도록 하여 광의 세기를 일치시키는 것이 효과적이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 하기 위하여 생략하기로 한다. 또한, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도3 및 도4는 본 발명의 제1실시예의 구조를 도시한 것으로서, 도3은 본 발명의 분산 보상 모듈의 개념도, 도4는 도3의 분산 보상 모듈을 사용하여 분산 보상한 결과를 도시한 그래프이다.

도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 분산 보상 모듈은 제1입력단(111)을 통해 입력 광섬유와 연결되며, 제3출력단(113)을 통해 출력 광섬유와 연결된다.

상기 분산 보상 모듈은 제1입력단(111)과 제2입출력단(112)과 제3출력단(113)이 형성된 광회전기(110)와, 상기 광회전기(110)에 연결되며 파장별 로 파장별 출력단(161, 171, 172)에 분기하는 광대역 분할기(160, 170)와, 파장별로 길이가 상이하도록 상기 광대역 분할기의 상기 파장별 출력단(161, 171, 172)에 연결된 파장별 분산 보상 광섬유(130, 140, 150)와, 일단은 상기 광회전기(110)의 제2입출력단(112)에 연결되고 차단은 상기 광대역 분할기(160)에 연결된 공통 분산보상 광섬유(120)와, 상기 파장별 분산 보상 광섬유(130, 140)에 설치된 광감쇠기(191, 192)를 포함하여 구성된다.

상기 광회전기(110)는 제1입력단(111)에서 입력된 광을 제2입출력단(112)으로 출력하면, 제2입출력단(112)으로 입력된 광은 제3출력단(113)으로 출력하도록 형성된다.

상기 광대역 분할기(160, 170)는 제1광대역 분할기(160)와 제2광대역 분할기(170)로 구성된다. 그러나, 본 발명의 일실시예에서는 파장을 3개 영역으로 나누어 분산 보상하기 때문에 2개의 광대역 분할기가 설치되나, 파장이 분할되는 영역에 따라서, 광대역 분할기의 수가 달라질 수 있다.

상기 제1광대역 분할기(160)는 제1 파장별 출력단(161)에 파장이 λ1~λn인 광이 분기되도록 한다. 제2광대역 분할기(170)는 제2 파장별 출력단(171)에 파장이 λn+1~λ2n인 광이 분기되도록 하며, 제3 파장별 출력단(172)에 파장이 λ2n+1~λ3n인 광이 분기되도록 한다.

상기 파장별 분산 보상 광섬유(130, 140)는 일단이 제1 파장별 출력단(161)에 연결되며, 타단이 광반사기(181)이 연결된 제1 파장별 분산 보상 광섬유(130)와, 일단이 제2 파장별 출력단(171)에 연결되며, 타단이 광반사기(182)에 연결된 제2 파장별 분산 보상 광섬유(140)와, 일단이 제3 파장별 출력단(172)에 연결되며 타단이 광반사기(183)에 연결된 제3 파장별 분산 보상 광섬유(150)로 구성된다.

상기 공통 분산보상 광섬유는 그 길이가 도4의 L1의 절반이 되도록 형성되며, 제1 파장별 분산 보상 광섬유(130)는 길이가 도4의 L2의 절반이 되도록 형성되며, 제2 파장별 분산 보상 광섬유(140)는 길이가 도4의 L3의 절반이 되도록 형성되며, 제3 파장별 분산 보상 광섬유(150)는 길이가 도4의 L4의 절반이 되도록 형성된다.

상기 광감쇠기(191, 192)는 제1 파장별 분산 보상 광섬유(130)에 설치되는 제1 광감쇠기(191)와 제2 파장별 분산 보상 광섬유(140)에 설치되는 제2 광감쇠기(192)로 구성된다.

제1 광감쇠기(191)는 광이 L4-L2 길이의 분산 보상 광섬유를 통과할 때 감쇠되는 양과 동일하게 광을 감쇠하도록 형성된다. 즉, 제1 파장별 분산 보상 광섬유(130)의 길이가 제3 파장별 분산 보상 광섬유(150)의 길이보다 짧기 때문에 제3 파장별 분산 보상 광섬유(150)를 거친 광의 세기가 제1 파장별 분산 보상 광섬유(130)를 거친 광의 세기보다 약하게 되어 공통 분산 보상 광섬유(120)에서 서로 다른 광의 세기로 합쳐지는 문제점이 있다. 따라서, 제1 파장별 분산 보상 광섬유(130)를 거치는 광을 제3 파장별 분산 보상 광섬유(150)를 거치는 광이 감쇠되는 양과 동일하게 해주기 위해 제1 광감쇠기(191)가 설치되는 것이다.

동일한 원리로, 제2 감쇠기(192)는 광기 L4-L3 길이의 분산 보상 광섬유를 통과할 대 감쇠되는 양과 동일하게 광을 감쇠하도록 형성된다.

이하, 본 발명의 일실시예의 분산 보상 모듈의 동작에 대하여 설명한다.

λ1~λ3n의 파장을 가지는 광이 입력 광섬유(10)를 거쳐 제1입력단(111)에 도달하였을 때, 도4의 Ⅰ의 위치와 같이 분산되어 있다. 이후 제1입력단(111)에 입사된 광은 광회전기(110)에 의해 제2 입출력단(112)으로 출력되고, 공통 분산 보상 광섬유(120)를 거친 후, 광대역 분할기(160, 170)에 의해 각각의 파장별 분산 보상 광섬유(130, 140, 150)로 입사된다. 파장별 분산 보상 광섬유(130, 140, 150)로 입사된 광은 광감쇠기(191, 192)를 거친 후, 광반사기(181, 182)에 의해 반사되어 다시 역으로 파장별 분산 보상 광섬유(130, 140, 150), 공통 분산 보상 광섬유(120)을 거친 후 광회전기(110)의 제2 입출력단(112)에 입사된다. 상기 제2입출력단(112)에 입사된 광은 상기 광회전기(110)에 의해 제3출력단(113)을 통해 상기 출력 광섬유(20)로 출력된다.

이를 광의 각 파장별로 살펴보면, 파장의 길이가 λ1~λn의 광은 통합 분산 광섬유를 2번 파장별 분산 보상 광섬유(130)를 2번 통과함으로써, L1+L2 길이의 분산 보상 광섬유를 통과하게 된다. 또한, 파장의 길이가 λn~λ2n의 광은 통합 분산 광섬유를 2번 파장별 분산 보상 광섬유(140)를 2번 통과함으로써, L1+L3 길이의 분산 보상 광섬유를 통과하게 된다. 그리고, 파장의 길이가 λ2n~λ3n의 광은 통합 분산 광섬유를 2번 파장별 분산 보상 광섬유(150)를 2번 통과함으로써, L1+L4 길이의 분산 보상 광섬유를 통과하게 된다. 따라서, 파장별로 상이한 분산량을 가지더라도, 상이한 길이의 분산 보상 광섬유를 통과시켜줌으로써, 분산 보상 모듈을 통과한 후에 발생하는 잔여 분산량을 제거할 수 있다.

또한, 다른 길이의 분산 보상 광섬유를 통과함으로써 발생되는 광 감쇠량의 차이를 광감쇠기(191, 192)에 의해 보상함으로써, 광 감쇠량의 크기도 동일하게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 실시예에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.

먼저, 본 발명은 광의 파장별로 상이한 길이의 분산 보상 광섬유를 통과시켜줌으로써, 분산 보상 모듈을 통과한 후에 발생하는 잔여 분산량을 제거할 수 있다.

또한, 다른 길이의 분산 보상 광섬유를 통과함으로써 발생할 수 있는 광 감쇠량의 차이를 광감쇠기(191, 192)에 의해 보상함으로써, 광 감쇠량의 크기도 동일하게 한다.

Claims

광통신 시스템의 분산 보상 모듈에 있어서,

입력 광섬유와 연결되는 입력단과;

출력 광섬유와 연결되는 출력단과;

상기 입력단에서 입력된 광을 파장별로 파장별 출력단에 분기하는 광대역 분할기와;

파장별로 보상 길이가 상이하도록 상기 광대역 분할기의 상기 파장별 출력단에 연결된 2이상의 분산보상 광섬유와;

상기 분산보상 광섬유를 통과한 광을 상기 출력단에 수렴시키는 수렴 수단을;

포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 분산 보상 모듈.
광통신 시스템의 분산 보상 모듈에 있어서,

입력 광섬유와 연결되는 제1입력단과, 출력 광섬유와 연결되는 제3출력단과, 상기 제1입력단에서 입력된 광이 출력되는 제2입출력단을 포함하며, 상기 제2입출력단을 통해서 입력된 광은 제3출력단으로 출력되는 광회전기와;

상기 제2입출력단에 연결되어 상기 제2입출력단에서 출력된 광을 파장별로 파장별 출력단에 분기하는 광대역 분할기와;

파장별로 길이가 상이하도록 상기 광대역 분할기의 상기 파장별 출력단에 연 결된 2이상의 파장별 분산보상 광섬유와;

상기 파장별 분산보상 광섬유의 끝단에 연결된 광반사기를;

포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 분산 보상 모듈.
제2항에 있어서,

상기 파장별 분산보상 광섬유에 설치된 광감쇠기를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 분산 보상 모듈.
제2항에 있어서,

일단은 상기 광회전기의 제2출력단에 연결되고, 타단은 첫 번째 상기 광대역 분할기에 연결된 공통 분산보상 광섬유를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 분산 보상 모듈.
광통신 시스템의 분산 보상 모듈에 있어서,

입력 광섬유와 연결되는 제1입력단과 제2입출력단과 출력 광섬유와 연결되는 제3출력단으로 구성되며, 제1입력단에 입력된 광은 상기 제2입출력단으로 출력되며, 상기 제2입출력단에 입력된 광은 상기 제3출력단으로 출력되는 광회전기와;

일단이 상기 광회전기의 제2출력단에 연결된 공통 분산보상 광섬유와;

상기 공통 분산 보상 광섬유의 타단에 연결되어 광을 파장별로 파장별 출력단에 분기하는 광대역 분할기와;

파장별로 길이가 상이하도록 상기 광대역 분할기의 상기 파장별 출력단에 연결된 2이상의 파장별 분산보상 광섬유와;

상기 파장별 분산보상 광섬유의 끝단에 연결된 광반사기와;

상기 파장별 분산보상 광섬유에 설치된 광감쇠기를;

포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 분산 보상 모듈.
광통신 시스템의 분산 보상 방법에 있어서,

대역별로 광을 분할 한 후, 분할 된 광을 각각 상이한 분산 보상 광섬유를 통과시켜 분산 보상하는 것을 특징으로 하는 광통신 시스템의 분산 보상 방법.
제6항에 있어서,

상기 분산 보상 광섬유를 통과시킨 후 광감쇠기를 통과하도록 하여 광의 세기를 일치시키는 것을 특징으로 하는 광통신 시스템의 분산 보상 방법.