KR100606039B1 - Bidirectional transceiver and passive optical network using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 양방향 광송수신기는, 주입광에 의해 생성된 제1 신호광을 출력하기 위한 주입형 광원과; 외부로부터 입력된 상기 주입광을 상기 주입형 광원으로 투과시키고, 상기 주입형 광원으로부터 상기 제1 신호광을 수신하여 그 일부는 반사시키고 그 나머지는 외부로 투과시키며, 외부로부터 입력된 제2 신호광을 반사시키기 위한 필터와; 상기 반사된 제1 신호광의 일부를 검출하기 위한 모니터와; 상기 반사된 제2 신호광을 수신하기 위한 광수신기를 포함함을 특징으로 하는 양방향 광송수신기들을 포함한다. The bidirectional optical transmitter according to the present invention includes an injection type light source for outputting a first signal light generated by the injection light; Transmits the injection light input from the outside to the injection light source, receives the first signal light from the injection light source, reflects a part thereof, transmits the rest to the outside, and reflects the second signal light input from the outside. A filter for making; A monitor for detecting a portion of the reflected first signal light; And a two-way optical transmitter, characterized in that it comprises an optical receiver for receiving the reflected second signal light.
광송수신기, 수동형 광네트워크, 반사형 반도체 광증폭기, 도파로열 격자, WDM 필터.Optical transceivers, passive optical networks, reflective semiconductor optical amplifiers, waveguide gratings, and WDM filters.
Description
도 1은 전형적인 광송신기를 나타내는 도면,1 is a view showing a typical optical transmitter,
도 2는 도 1의 광송신기에서 주입광의 세기에 따른 광파워 및 모니터 전류의 상관관계를 나타낸 도면,2 is a view showing a correlation between optical power and monitor current according to the intensity of injected light in the optical transmitter of FIG.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광송수신기를 나타내는 도면,3 is a view showing an optical transceiver according to a preferred embodiment of the present invention;
도 4는 도 3에 도시된 양방향 광 송수신기를 이용한 수동형 광네트워크를 나타내는 도면.4 illustrates a passive optical network using the bidirectional optical transceiver shown in FIG.
본 발명은 파장분할다중 방식의 광네트워크에 관한 것으로, 특히 광네트워크에 사용되는 양방향 광송수신기 및 이를 이용한 수동형 광네트워크에 관한 것이다. The present invention relates to an optical network of wavelength division multiplexing, and more particularly, to a bidirectional optical transmitter and a passive optical network using the same.
파장분할다중 방식(wavelength-division-multiplexed: WDM)의 수동형 광네트워크(passive optical network: PON)는 광네트워트 유닛(optical network unit: ONU)의 각 가입자(subscriber)에게 고유의 파장을 부여하여 통신의 비밀 보장이 확실하고 각 가입자가 요구하는 별도의 통신 서비스 또는 통신용량의 확대를 쉽게 수용할 수 있다. 또한, 새 가입자에게 부여될 고유의 파장을 추가함으로써 쉽게 가입자의 수를 확대할 수 있다. 일반적으로 파장분할다중 방식의 수동형 광가입자망은 이중 성형(star) 구조를 사용하는데, 중앙 기지국(CO: Central Office)으로부터 광네트워크 유닛들의 인접 지역에 설치된 지역 기지국(Remote Node: RN)까지는 한 개의 간선 광섬유(feeder fiber: FF)로 연결하고 지역 기지국부터 각 광네트워크 유닛까지는 독립된 분배 광섬유(distribution fiber: DF)로 연결한다. 다중화된 하향 신호광은 간선 광섬유를 통하여 지역 기지국으로 전송되며 지역 기지국에 위치한 도파로열 격자(arrayed waveguides grating: AWG)에 의해 역다중화된 후 분배 광섬유를 통하여 각 광네트워크 유닛까지 전송된다. 광네트워크 유닛들로부터 출력되는 상향 신호 채널들은 지역 기지국으로 전송되며 지역 기지국에 위치한 도파로열 격자에 입력된 상향 신호 채널들은 다중화된 후 중앙 기지국으로 전송된다. A passive optical network (PON) of wavelength-division-multiplexed (WDM) gives a unique wavelength to each subscriber of an optical network unit (ONU), Confidentiality can be assured and the individual communication service or expansion of communication capacity required by each subscriber can be easily accommodated. In addition, the number of subscribers can be easily expanded by adding unique wavelengths to be given to new subscribers. In general, the wavelength division multiplexing passive optical subscriber network uses a double star (star) structure, from a central base station (CO) to a remote node (RN) installed in an adjacent area of optical network units. It is connected by a feeder fiber (FF) and connected by a separate distribution fiber (DF) from a local base station to each optical network unit. The multiplexed downlink signal light is transmitted to the local base station through the trunk fiber, demultiplexed by an arrayed waveguides grating (AWG) located in the local base station, and then transmitted to each optical network unit through the distributed fiber. The uplink signal channels output from the optical network units are transmitted to the local base station, and the uplink signal channels input to the waveguide grating located in the local base station are multiplexed and then transmitted to the central base station.
파장분할다중방식 광원으로 최근에 활발히 연구되고 있는 스펙트럼 분할 방식 광원은 충분히 넓은 파장 대역에 걸쳐서 평탄한 프로파일(profile)을 갖는 비간섭광을 광학 필터(optical filter) 또는 도파로열 격자를 이용하여 스펙트럼 분할함으로써 많은 수의 파장 분할된 채널들을 제공할 수 있다. 따라서 특정 발진 파장의 광원이 필요하지 않으며 파장 안정화를 위한 장비도 역시 필요하지 않다. 이러한 파장분할다중방식 광원들과 다중화/역다중화기 간의 파장 정렬을 경제적인 방법으로 구현하는 것이 유지 보수비용을 줄이는데 매우 중요한 요인이 된다. 이러한 파장분할다중방식 광원으로서 일반적으로 분포귀환 레이저 어레이 (distributed feedback laser array), 발광 다이오우드(light emitting diode: LED), 초발광 다이오우드(superluminescent diode: SLD), 스펙트럼 분할광원( spectrum-slice source), 페브리-페롯 레이저(Fabry-Perot laser: FP laser), 반사형 반도체 광증폭기(reflective semiconductor optical amplifier), 광섬유 증폭기 광원(fiber amplifier light source), 극초단 펄스 광원(picosecond pulse light source) 등이 제안되었다. 반사형 반도체 광증폭기를 이용하는 경우에서는, 발광 다이오우드 또는 광섬유 증폭기 광원과 같은 비간섭 광원에서 생성되는 넓은 대역폭의 주입광(injection light)을 광학 필터 또는 도파로열 격자를 이용하여 스펙트럼 분할한 후, 스펙트럼 분할된 주입 채널을 편향기(isolator)가 장착되지 않은 반사형 반도체 광 증폭기에 주입하여 증폭된 신호 채널을 전송에 사용한다. Spectrum dividing light sources, which have been actively studied recently as wavelength dividing multiplex light sources, are characterized by spectral splitting of non-interfering light having a flat profile over a sufficiently wide wavelength band using an optical filter or a waveguide grating. It can provide a large number of wavelength division channels. Thus, no light source with a specific oscillation wavelength is required and no equipment for wavelength stabilization is required. The economical implementation of wavelength alignment between the wavelength division multiplex light sources and the multiplexer / demultiplexer is an important factor in reducing maintenance costs. Such wavelength-division multiplexed light sources are generally distributed feedback laser arrays, light emitting diodes (LEDs), superluminescent diodes (SLDs), spectrum-slice sources, Fabry-Perot lasers (FP lasers), reflective semiconductor optical amplifiers, fiber amplifier light sources, and picosecond pulse light sources It became. In the case of using a reflective semiconductor optical amplifier, a wide bandwidth injection light generated by a non-interfering light source such as a light emitting diode or an optical fiber amplifier light source is subjected to spectral division using an optical filter or a waveguide grating, and then spectral division. The injected injection channel is injected into a reflective semiconductor optical amplifier without an isolator, and the amplified signal channel is used for transmission.
최근에는 광원의 유지 보수가 용이하도록 광원의 파장이 광원 자체에 의하지 않고 외부에서 주입되는 광에 의해 결정되는 광 주입형 광원들이 제안되었으며 이러한 광원으로서 페브리-페롯 레이저(Febry-Perot laser diode: FP-LD)와 반사형 반도체 광 증폭기(reflective semiconductor optical amplifier: R-SOA)가 있다. 광 주입형 광원들의 장점은 광원의 파장이 주입광에 의해서 결정되므로 한 종류의 광원을 다수의 파장 채널들에 별다른 조정 없이 사용할 수 있다는 것이다. 따라서 광원과 다중화/역다중화기 사이에 파장 정렬이 필요하지 않아 망의 운영 및 유지 보수가 간단해 진다. Recently, a light injection type light source in which the wavelength of the light source is determined by light injected from the outside rather than by the light source itself has been proposed to facilitate maintenance of the light source. As such a light source, a Febry-Perot laser diode (FP) is proposed. LD) and a reflective semiconductor optical amplifier (R-SOA). The advantage of the light injection type light sources is that the wavelength of the light source is determined by the injection light so that one kind of light source can be used for a plurality of wavelength channels without any adjustment. This eliminates the need for wavelength alignment between the light source and the multiplexer / demultiplexer, simplifying network operation and maintenance.
파장분할다중방식 수동형 광 가입자망은 큰 대역폭, 뛰어난 보안성, 통신규 약 무의존성 등의 장점을 가지지만, 현재까지는 높은 비용으로 인해 상용화에 이르지 못하고 있다. 따라서 광송수신기의 가격을 낮추기 위한 양방향 광송수신기의 개발이 요구되고 있다. The wavelength division multiplex passive optical subscriber network has advantages such as large bandwidth, excellent security, and independence of communication protocol. However, it has not been commercialized due to high cost. Therefore, the development of a two-way optical transceiver for reducing the price of the optical transmitter is required.
도 1은 전형적인 수동형 광네트워크에서의 광 주입형 광소자를 이용한 광송신기를 나타내는 도면이다. 상기 광송신기(100)는 광대역 광원(broadband light source: BLS, 110)과, 순환기(circulator: CIR, 120)와, 도파로열 격자(arrayed waveguide grating: AWG, 130)와, 제1 내지 제N 광 주입형 광원들(light injection optical sources: LI-OS, 140-1~ 140-N)과, 모니터들(monitor, 150-1~ 150-N)을 포함한다. 이해의 편의를 위하여, 상기 순환기(120)의 제m 포트는 도 1에 "m"으로 도시함과 더불어 참조 번호"###m"으로 기재하기로 한다. 1 is a view showing an optical transmitter using a light injection type optical device in a typical passive optical network. The
상기 광대역 광원(110)은 제1 내지 제N 파장들(λ1~λN)을 포함할 수 있도록 충분히 넓은 파장 대역에 걸쳐서 평탄한 프로파일(profile)을 갖는 주입광(injection light, A)을 출력한다. The
상기 순환기(120)는 제1 내지 제 3 포트들(1201~1203)을 구비하며, 상기 제1 포트(1201)는 상기 광대역 광원(110)과 연결되고, 상기 제2 포트(1202)는 상기 도파로열 격자(130)의 다중화 포트(multiplexing port: MP)와 연결되며, 상기 제3 포트(1203)는 전송 링크(transmission link)와 연결된다. 상기 순환기(120)는 상기 제1 포트(1201)에 입력된 주입광(A)을 제2 포트(1202)로 출력하고, 제2 포트(1202)에 입력된 신호광(signal light, B)을 제3 포트(1203)로 출력한다. The
상기 도파로열 격자(130)는 다중화 포트 및 제1 내지 제N 역다중화 포트들(demutiplexing port: DP)을 구비하며, 상기 역다중화 포트들은 상기 제1 내지 제N 광 주입형 광원들(140-1~ 140-N)과 일대일 연결된다. 이 때, 제N 역다중화 포트는 제N 광 주입형 광원(140-N)과 연결된다. 상기 도파로열 격자(130)는 상기 다중화 포트에 입력된 상기 주입광(A)을 제1 내지 제N 주입 채널들로 스펙트럼 분할하여 상기 제1 내지 제N 역다중화 포트들로 출력한다. 또한 상기 도파로열 격자(130)는 상기 제1 내지 제N 역다중화 포트에 입력된 제1 내지 제N 신호 채널들(signal channel)을 다중화한 신호광(B)을 상기 다중화 포트로 출력한다. 이 때, 상기 도파로열 격자(130)는 제N 역다중화 포트로 스펙트럼 분할된 제N 주입 채널을 출력한다. 상기 도파로열 격자(130)는 자유 스펙트럼 영역(free spectral range: FSR)이 주기적으로 반복되는 파장 투과 특성을 가지며, 상기 도파로열 격자(130)의 어느 한 자유 스펙트럼 영역은 상기 제1 내지 제N 파장들을 포함한다. 즉, 상기 자유 스펙트럼 영역 내의 투과 파장들은 상기 제1 내지 제N 파장들을 포함한다. The waveguide
상기 제1 내지 제N 광 주입형 광원들(140-1~ 140-N)은 각각 이득 매질(gain medium: GM, 142-1~142-N)과, 상기 이득 매질의 전면에 적층된 무반사 코팅(antireflection coating layer, AR, 144-1~144-N) 및 상기 이득 매질의 후면에 적층된 고반사 코팅(high-reflection coating layer, AR, 146-1~146-N)을 포함한다. The first to Nth light injection type light sources 140-1 to 140 -N may each include a gain medium (GM) 142-1 to 142 -N and an anti-reflective coating laminated on the front surface of the gain medium. (antireflection coating layer, AR, 144-1 to 144-N) and a high-reflection coating layer (AR, 146-1 to 146-N) laminated on the back side of the gain medium.
상기 광 주입형 광원들(140-1~ 140-N)은 상기 도파로열 격자(130)의 제1 내지 제N 역다중화 포트들과 일대일 연결되며, 상기 광 주입형 광원들(140-1~ 140-N)의 후방에는 상기 모니터들(150-1~150-N)이 일대일로 대향되게 배치된다. 이 때, 제N 역다중화 포트들은 제N 광 주입형 광원(140-1~ 140-N)과 연결된다. 상기 광 주입형 광원들(140-1~ 140-N)은 주입된 제1 내지 제N 주입 채널들에 의해 생성된 제1 내지 제N 신호 채널들을 출력한다. 상기 광 주입형 광원들(140-1~ 140-N)로는 페브리-페롯 레이저 또는 반사형 광 증폭기가 이용될 수 있다. 페브리-페롯 레이저는 주입 채널을 수신하여 다수의 발진 모드 중 상기 주입 채널의 파장과 일치하는 모드를 증폭하고 파장이 일치하지 않는 모드들을 억제한다. 반사형 반도체 광 증폭기는 주입 채널을 증폭하여 출력한다. 따라서 상기와 같은 광 주입형 광원의 출력 파장은 주입 채널의 파장에 의해 결정되므로 특정 채널에 상관없이 사용할 수 있다. 상기 이득 매질(142-1~142-N)에서 충분한 전송 성능을 얻기 위해 요구되는 주입 채널의 세기는 전송 속도가 증가함에 따라 증가하며 효율적인 광주입을 위하여 해당 주입 채널이 수신되는 상기 이득 매질(142-1~142-N)의 전면에는 무반사 코팅(144-1~144-N)을 하고, 상기 전면으로 출력되는 제1 내지 제N 신호 채널들의 세기를 증가시키기 위하여 상기 이득 매질(142-1~142-N)의 후면에는 고반사 코팅(146-1~146-N)을 하게 된다. The light injection light sources 140-1 to 140 -N are connected one-to-one with the first to Nth demultiplexing ports of the
상기 모니터들(150-1~ 150-N)은 상기 광 주입형 광원들(140-1~ 140-N)의 후면에 대향되게 위치하고, 상기 고반사 코팅(146-1~146-N)을 투과한 광파워를 검출한다. The monitors 150-1 to 150 -N are positioned to face the rear surfaces of the light injection light sources 140-1 to 140 -N, and transmit the high reflection coatings 146-1 to 146 -N. One optical power is detected.
도 2는 도 1의 광송신기(100)에서 주입 채널의 세기에 따른 광파워 및 모니터 전류의 상관관계를 나타낸 도면이다. 상기 제N 광 주입형 광원(140-N)의 후방에 배치된 제N 모니터(150-N)가 상기 제N 광 주입형 광원(140-N)으로부터 출력되는 실 제 광파워를 잘 반영하는지 알아보기 위하여 제N 주입 채널의 세기를 변화시키면서 제N 모니터(150-N)의 출력 전류값과 실제 광파워를 측정한 것이다. 상기 주입 채널은 세기가 -5dBm 에서 -25dBm인 것을 사용하였고, 그래프는 각각 다른 세기의 제N 주입 채널에 따른 광파워와 모니터 전류 사이의 관계를 나타내고 있다. 상기 제N 주입 채널의 세기가 약 -15dBm 이하일 경우에는 광파워와 모니터 전류값의 관계를 나타내는 그래프들이 중첩되어 있어 제N 주입 채널의 세기와 상관없이 모니터 전류값이 광파워에 따라 일정한 값을 가지는 선형적인 형태를 보인다. 즉 제N 모니터의 출력 전류값이 90㎂일 경우 상기 제N 주입 채널의 세기가 약 -15dBm 이하이면 광파워는 약 1.5mW로 일정한 값을 나타낸다. 하지만 상기 제N 주입 채널의 세기가 약 -15dBm 이상인 경우에는 광파워와 모니터 전류값의 관계가 비선형적으로 나타나고 있어 모니터 전류값으로 광파워를 정확히 검출할 수 없다. 모니터 전류값이 90㎂일 경우 제N 주입 채널의 세기가 -11dBm 이면 광파워가 1.3mW이고 제N 주입 채널의 세기가 -5dBm이면 광파워가 0.95mW이므로 제N 모니터(150-N)에서 검출된 전류값이 같아도 광파워는 0.35mW의 차이가 발생한다. 즉 제N 주입 채널의 세기가 -15dBm 이상인 경우 그래프들이 중첩되지 않고, 제N 주입 채널의 세기가 강해질수록 비선형적인 특징이 강해진다. 물론 제N 주입 채널의 세기가 충분히 작다면 큰 문제없이 상기 제N 모니터(150-N)를 사용할 수 있으므로 155Mb/s와 같은 저속의 전송 속도에서 무리가 없으나 고속의 전송 속도에서는 위와 같은 문제점을 안고 있다. 결국 제N 주입 채널의 세기가 시간적으로 변하게 된다면 상기 제N 주입형 광원(140-N)의 광파워는 일정함에도 불구하고 상기 제N 모니터의 출력 전류값은 변하는 것으로 인식 하게 되어 광파워의 정확한 검출이 어려워진다. FIG. 2 is a diagram illustrating a correlation between optical power and monitor current according to the intensity of an injection channel in the
상술한 바와 같이 고반사층 및 무반사층을 갖는 주입형 광원에서 상기 고반사층을 투과한 광을 검출하는 방식은 주입광의 세기에 따라 검출되는 광의 출력이 변화하기 때문에 전면으로 출력되는 신호광의 파워를 정확히 파악할 수 없다는 문제점이 있다.As described above, in the injection type light source having the high reflection layer and the anti-reflection layer, the light transmitted through the high reflection layer is detected so that the power of the signal light output to the front surface can be accurately determined because the output of the detected light varies according to the intensity of the injection light. There is a problem that can not be.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 광 주입형 광원의 특성을 고려하여 신호광의 출력을 정확히 검출할 수 있는 양방향 광송수신기 및 이를 이용한 수동형 광네트워크를 제공함에 있다. The present invention has been made to solve the above-described problems, an object of the present invention is to provide a bidirectional optical transceiver and a passive optical network using the same can accurately detect the output of the signal in consideration of the characteristics of the light injection type light source. Is in.
상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 양방향 광송수신기는, 주입광에 의해 생성된 제1 신호광을 출력하기 위한 주입형 광원과; 외부로부터 입력된 상기 주입광을 상기 주입형 광원으로 투과시키고, 상기 주입형 광원으로부터 상기 제1 신호광을 수신하여 그 일부는 반사시키고 그 나머지는 외부로 투과시키며, 외부로부터 입력된 제2 신호광을 반사시키기 위한 필터와; 상기 반사된 제1 신호광의 일부를 검출하기 위한 모니터와; 상기 반사된 제2 신호광을 수신하기 위한 광수신기를 포함함을 특징으로 하는 양방향 광송수신기들을 포함한다.
In order to solve the above problems, the bidirectional optical transceiver according to the present invention, the injection type light source for outputting the first signal light generated by the injection light; Transmits the injection light input from the outside to the injection light source, receives the first signal light from the injection light source, reflects a part thereof, transmits the rest to the outside, and reflects the second signal light input from the outside. A filter for making; A monitor for detecting a portion of the reflected first signal light; And a two-way optical transmitter, characterized in that it comprises an optical receiver for receiving the reflected second signal light.
이하에서는 첨부도면들은 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 설명함에 있어서, 관련된 공지기능이나 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 않게 하지 위하여 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described embodiments of the present invention; In the description of the present invention, detailed descriptions of related well-known functions and configurations are omitted in order not to obscure the subject matter of the present invention.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 양방향 광송수신를 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating bi-directional optical transmission and reception according to a preferred embodiment of the present invention.
상기 광송수신기(200)는 주입형 광원(210)과, 광수신기(Rx, 220)와, 필터(230)와, 모니터(240)와, 렌즈(252, 254, 256, 258) 및 광도파로(260)를 포함한다. 상기 주입형 광원(210), 제1 렌즈(252), 필터(230), 제4 렌즈(258) 및 광도파로(260)는 X축상에 차례대로 정렬되고, 상기 모니터(240), 제3 렌즈(256), 필터(230), 제2 렌즈(254) 및 광수신기(220)는 Y축 상에 차례대로 정렬된다. 따라서 상기 필터(230)는 X축과 Y축이 교차하는 지점에 위치함으로써 제1 및 제4 렌즈들(252,258) 사이와 제2 및 제3 렌즈들(254,256)의 사이에 배치된다.The
상기 광 도파로(260)는 상기 광송수신기(200)와 그 외부를 연결하는 통로의 기능을 수행하며, 상기 광 도파로(260)은 광 전송 매체인 코어(core)와 상기 코어를 둘러싸는 클래드(clad)를 갖는 광섬유(optical fiber)를 포함한다.The
상기 주입형 광원(210)은 이득 매질(gain medium: GM, 212)과, 상기 이득 매질(212)의 전면에 적층된 무반사 코팅(antireflection, AR, 214)과, 이득 매질(212)의 후면에 적층된 고반사 코팅(high-reflection, AR, 216)을 포함한다. 상기 주입형 광원(210)은 주입광(C)에 의해 생성된 제1 신호광(E)을 출력한다. 이러한 주입형 광원(210)에서는 효과적인 광 주입과 출력되는 광의 세기를 증가시키기 위하여 전후면에 각각 비대칭적인 반사율을 가지는 코팅을 적층하게 된다. 상기 전면 에 적층된 무반사 코팅(214)의 반사율은 바람직하게 0.1~30%이고 상기 후면에 적층된 고반사 코팅(216)의 반사율은 바람직하게 60~100% 이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 상기 주입형 광원(210)으로는 페브피-페롯 레이저 또는 반사형 광 증폭기가 사용 가능하다.The injection
상기 필터(230)는 X축과 Y축이 교차하는 지점에 위치함으로써 제1 및 제4 렌즈들(252,258)의 사이와 제2 및 제3 렌즈들(254,256)의 사이에 배치되며 바람직하게는 X축과 Y축과 각각 45°의 각을 이룬다. 광도파로(260)의 단면으로부터 출력된 주입광(C)은 제4 렌즈(258)에 의해 집속된 후 상기 필터(230)에 입력되고, 상기 필터(230)는 입력된 주입광(C)을 상기 주입형 광원(210)으로 투과시킨다. 상기 주입광(C)에 의해 생성된 제1 신호광(E)은 제1 렌즈(252)를 통과한 후 상기 필터(230)에 의해 반사된 일부(이하, 제1 분할광: F)는 상기 제3 렌즈(256)에 의해 집속된 후 상기 모니터(240)로 수신되고, 그 나머지(이하, 제2 분할광: G)는 제4 렌즈(258)에 의해 집속된 후 상기 광도파로(260)로 출력된다. 상기 광도파로(260)의 단면으로부터 출력된 제2 신호광(D)은 제4 렌즈(258)에 의해 집속된 후 상기 필터(230)에 입력되고, 상기 필터(230)에 의해 반사된 제2 신호광(D)은 상기 필터(230) 및 상기 광수신기(240) 사이에 배치된 제2 렌즈(254)에 의해 집속된 후 상기 광수신기(220)에 입력된다. 도 3에는 도시하지 않았지만 광 도파로를 통해 외부로부터 주입되는 주입광(C) 역시 상기 필터(230)에 의해 일부가 반사된다. 바람직하게는, 상기 필터는 파장분할다중(wavelength division multiplexing: WDM) 양면 박막 필터이다.The
상기 모니터(240)는 Y축 상에 상기 필터(230)를 중심으로 상기 광수신기(220)의 맞은 편에 위치한다. 주입광(C)에 의해 생성된 제1 신호광(E)은 상기 필터에 입력되고, 상기 모니터(240)는 상기 필터(230)에 의해 반사되어 상기 제3 렌즈(256)에 의해 집속된 상기 제1 분할광(F)을 수신하며, 제1 분할광(F)을 제1 전기 신호로 검출한다. 상기 모니터(240)에 측정된 상기 제1 전기 신호의 전류값과 기설정된 상기 필터(230)의 파워 분할비로부터 상기 필터(230)를 투과하는 제2 분할광(G)의 광파워를 파악하게 된다. The
상기 광수신기(220)는 광도파로(260)로부터 입력되어 상기 필터(230)에 의해 반사된 제2 신호광(D)을 수신한다.The
상기 광도파로(260)는 외부로부터 입력되는 주입광(C) 및 제2 신호광(D)을 상기 제4 렌즈(258)로 출력하고, 상기 제4 렌즈(258)로부터 입력된 제2 분할광(G)을 외부에 제공한다.The
정리하자면, 상기 광도파로(260)로부터 출력된 주입광(C)은, 상기 제4 렌즈(258), 필터(230), 및 제1 렌즈(252)를 차례로 투과하여 상기 주입형 광원(210)에 입력되고, 상기 주입형 광원(210)에 의해 생성된 제1 신호광(E)은 상기 제1 렌즈(252)를 투과한 후 상기 필터(230)에 의해 일부는 반사되고, 그 나머지는 투과된다. 일부 반사된 제1 분할광(F)은 상기 제3 렌즈(256)에 의해 집속된 후 상기 모니터(240)로 수신되고, 투과된 제2 분할광(G)은 상기 제4 렌즈(258)에 의해 집속되어 광도파로(260)로 출력된다. 상기 광도파로(260)로부터 출력된 제2 신호광(D)은, 상기 제4 렌즈(258)를 투과한 후 상기 필터(230)에 의해 반사되며, 반사된 상기 제2 신호광(D)은 상기 제2 렌즈(254)에 의해 집속된 후 상기 광수신기(220)로 수신된다. In summary, the injection light C output from the
상기 렌즈(252~258)들은 입력 및 출력되는 광을 집속하기 위한 것으로 광의 집속 상태에 따라 상기 렌즈들은 사용되지 않을 수 있다. 예를 들어, 주입광 및 신호광이 모두 시준화된 상태(collimated)를 갖는다면, 이러한 렌즈들(252~258)을 사용할 필요가 없다.The
도 4는 도 3에 도시된 양방향 광 송수신기(200)를 이용한 수동형 광네트워크를 나타내는 도면이다. 상기 수동형 광네트워크(300)는 중앙 기지국(central office: CO, 310)과, 상기 중앙 기지국(310)과 간선 광섬유(feeder fiber: FF, 400)를 통해 연결된 지역 기지국(remote node: RN, 410)과, 상기 지역 기지국(410)과 제1 내지 제N 분배 광섬유들(distribution fiber: DF, 430-1~430-N)을 통해 연결된 광네트워크 소자(optical network unit: ONU, 440)를 포함한다.4 is a diagram illustrating a passive optical network using the bidirectional
상기 중앙 기지국(310)은 제1 내지 제N 양방향 광송수신기들(Bidi-TRx, 320-1~320-N)과, 도파로열 격자(330)와, 제1 및 제2 광대역 광원(340, 350)과, 커플러(coupler, 360)를 포함한다.The
상기 양방향 광송수신기들(320-1~320-N)은 각각 도 3에 도시된 것처럼 주입형 광원, 광수신기, 필터 및 모니터를 포함하며, 상기 양방향 광송수신기들(320-1~320-N)은 상기 도파로열 격자(330)의 제1 내지 제N 역다중화 포트들과 일대일 연결된다. 이 때, 제N 광송수신기(320-N)는 제N 역다중화 포트와 연결된다. 상기 제N 광송수신기(320-N)는 제N 상향 주입 채널들을 수신하며, 상기 제N 상향 주입 채널 에 의해 생성된 제N 하향 신호 채널로 출력한다. 제N 광송수신기(320-N)는 상기 제N 하향 신호 채널들을 파워 분할하여 그 일부를 검출하며 그 나머지는 상기 제N 역다중화 포트로 출력한다. 상기 검출된 제N 하향 신호 채널의 일부는 상기 제N 역다중화 포트로 출력되는 나머지 하향 신호 채널의 파워를 파악하는데 사용된다. The bidirectional optical transceivers 320-1 to 320 -N respectively include an injection type light source, an optical receiver, a filter, and a monitor, as shown in FIG. 3, and the bidirectional optical transmitters 320-1 to 320 -N, respectively. Is connected one-to-one with the first to Nth demultiplexing ports of the
상기 도파로열 격자(330)는 다중화 포트와 제1 내지 제N 역다중화 포트들을 구비하며, 상기 다중화 포트는 상기 결합기(360)의 제1 포트와 연결된다. 상기 도파로열 격자(330)는 상기 다중화 포트에 입력된 상향 주입광을 스펙트럼 분할하여 상기 제1 내지 제N 역다중화 포트들로 출력한다. 이 때, 상기 도파로열 격자(330)는 제N 역다중화 포트로 스펙트럼 분할된 제N 상향 주입 채널을 출력한다. 상기 도파로열 격자(330)는 상기 다중화 포트에 입력된 상향 신호광을 역다중화하여 상기 제1 내지 제N 역다중화 포트들로 출력한다. 이 때, 상기 도파로열 격자(330)는 제N 역다중화 포트로 역다중화된 제N 상향 신호 채널을 출력한다. 상기 도파로열 격자(330)는 상기 제1 내지 제N 역다중화 포트들에 입력된 제1 내지 제N 하향 신호 채널들을 다중화한 하향 신호광을 상기 다중화 포트로 출력한다. The waveguide
상기 제1 광대역 광원(340)은 제1 내지 제N 파장들(λ1~λN)을 포함할수 있도록 충분히 넓은 파장 대역에 걸쳐서 평탄한 프로파일을 갖는 상향 주입광을 출력하고, 상기 제2 광대역 광원(350)은 제(N+1) 내지 제(2N) 파장들(λN+1~λ2N)을 포함할 수 있도록 충분히 넓은 파장 대역에 걸쳐서 평탄한 프로파일을 갖는 하향 주입광을 출력한다.The first
상기 결합기(360)는 제1 내지 제4 포트들(3601~3604)을 구비하며, 상기 제1 포트(3601)는 상기 도파로열 격자(330)의 다중화 포트에 연결되고, 상기 제2 포트(3902)는 상기 제2 광대역 광원(350)과 연결되며, 상기 제3 포트(3603)는 상기 제1 광대역 광원(340)과 연결되고, 상기 제4 포트(3604)는 상기 간선 광섬유(400)와 연결된다. 상기 결합기(360)는 제3 포트(3903)에 입력된 상기 상향 주입광을 제1 포트(3901)로 출력하고, 제2 포트(3902)에 입력된 상기 하향 주입광을 제4 포트(3904)로 출력하며, 제1 포트(3601)에 입력된 상기 하향 신호광을 제4 포트 (3604)로 출력하고, 제4 포트(3604)에 입력된 상기 상향 신호광을 제1 포트(3601)로 출력한다. The
상기 지역 기지국(410)은 도파열 격자(420)를 포함한다. 상기 도파로열 격자(420)는 다중화 포트와 제1 내지 제N 역다중화 포트들을 구비하며, 상기 다중화 포트는 상기 간선 광섬유(400)와 연결되고, 상기 제1 내지 제N 역다중화 포트들은 상기 제1 내지 제N 분배 광섬유들(430-1~430-N)과 연결된다. 이 때, 제N 역다중화 포트는 제N 분배 광섬유(430-N)와 연결된다. 상기 도파로열 격자(420)는 상기 다중화 포트에 입력된 하향 주입광을 스펙트럼 분할하여 상기 제1 내지 제N 역다중화 포트들로 출력한다. 이 때, 상기 도파로열 격자(420)는 제N 역다중화 포트로 스펙트럼 분할된 제(2N) 하향 주입 채널을 출력한다. 상기 도파로열 격자(420)는 상기 다중화 포트에 입력된 하향 신호광을 역다중화하여 상기 제1 내지 제N 역다중화 포트들로 출력한다. 이 때, 상기 도파로열 격자(420)는 제N 역다중화 포트로 역다중화된 제N 하행 신호 채널을 출력한다. 상기 도파로열 격자(420)은 상기 제1 내지 제N 역 다중화 포트들에 입력된 제(N+1) 내지 제(2N) 상향 신호 채널들을 다중화한 상향 신호광을 상기 다중화 포트로 출력한다. The
상기 광네트워크 소자(440)은 제1 내지 제N 양방향 송수신기들(450-1~450-N)을 포함하며, 상기 양방향 광송수신기들(320-1~320-N)은 도 3에 도시된 것처럼 주입형 광원, 광수신기, 필터 및 모니터를 포함한다. 상기 제N 광송수신기(320-N)는 제N 하향 주입 채널을 수신하며, 상기 제N 하향 주입 채널에 의해 생성된 제N 상향 신호 채널로 출력한다. 제N 광송수신기(320-N)는 상기 제N 상향 신호 채널을 파워 분할하여 그 일부를 검출하며 그 나머지는 상기 제N 역다중화 포트로 출력한다. 상기 검출된 제N 상향 신호 채널의 일부는 상기 제N 역다중화 포트로 출력되는 나머지 상향 신호 채널의 파워를 파악하는데 사용된다.The
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 양방향 광송수신기 및 이를 이용한 수동형 광네트워크는 출력되는 주입형 광원의 전면으로 출력되는 신호광의 일부를 측정함으로써 나머지 신호광의 파워를 정확하게 모니터링할 수 있다는 이점이 있다.As described above, the bidirectional optical transceiver according to the present invention and the passive optical network using the same have the advantage of accurately monitoring the power of the remaining signal light by measuring a part of the signal light output to the front of the injection type light source.
Claims (12)
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KR1020040067104A KR100606039B1 (en) | 2004-08-25 | 2004-08-25 | Bidirectional transceiver and passive optical network using the same |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020040067104A KR100606039B1 (en) | 2004-08-25 | 2004-08-25 | Bidirectional transceiver and passive optical network using the same |
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KR1020040067104A KR100606039B1 (en) | 2004-08-25 | 2004-08-25 | Bidirectional transceiver and passive optical network using the same |
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- 2004-08-25 KR KR1020040067104A patent/KR100606039B1/en not_active IP Right Cessation
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Publication number | Publication date |
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GRNT | Written decision to grant | ||
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