KR100626984B1 - 일체형 트리플렉서 광모듈 - Google Patents

일체형 트리플렉서 광모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일체형 트리플렉서 광모듈에 관한 것이다. 본 발명은 입사되는 아날로그 광신호를 아날로그 수신기 볼렌즈를 통하여 수신하는 아날로그 수신기; 광섬유로부터의 입사광을 입력받는 글래스 캐필러리; 상기 글래스 캐필러리 단부에 구비된 글래스 캐필러리 단면 반사 필터; 상기 글래스 캐필러리 상단에 배치되며, 일단부에 소정의 필터 연마각을 통하여 입사광을 상기 아날로그 수신기로 전달하는 내부 전반사 글래스; 광신호를 레이저 다이오드 볼렌즈를 통하여 상기 글래스 캐필러리의 단부로 출력하는 레이저 다이오드; 상기 글래스 캐필러리 하단에 배치되며, 글래스 캐필러리 단면 반사 필터를 투과하여 입사되는 디지털 광신호를 디지털 수신기 볼렌즈를 통하여 수신하는 디지털 수신기를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 구조를 단순하게 하여 제작비용을 절감하고, 볼렌즈를 사용하여 빔폭을 좁게 함으로써 외형 크기를 축소시키고, 제작을 용이하게 하는 효과가 있다.
일체형, 트리플렉서, 옵티컬, 광섬유, 광모듈, 필터, 캐필러리

Description

일체형 트리플렉서 광모듈{INTEGRATED TRIPLEXER OPTICAL SUB-ASSEMBLY}
도 1은 종래의 일체형 트리플렉서를 나타낸 분해 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 일체형 트리플렉서 광모듈을 나타낸 분해 사시도.
도 3 및 도 4는 도 2의 요부 절개 및 확대 사시도.
도 5는 도 2의 측단면도.
도 6은 본 발명의 결합 사시도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 아날로그 수신기 11 : 아날로그 수신기 볼렌즈
12 : 내부 전반사 글래스
13 : 글래스 캐필러리 단면 반사 필터
14 : 글래스 캐필러리(capillary) 15 : 레이저 다이오드
16 : 레이저 다이오드 볼렌즈 17 : 디지털 수신기
18 : 디지털 수신기 볼렌즈
본 발명은 광섬유를 통하여 인터넷등 양방향 디지털 광통신뿐만 아니라, CATV 등 아날로그 광신호 분배까지 수용하는, ITU-T G.983.3 규격에 따른 광가입자망(Optical Passive Network) 용도의 WDM(Wavelength Division Multiplexing) 커플러가 내장된 일체형 트리플렉서 광모듈에 관한 것이다.
일반적으로 다이플렉서(Diplexer)라 함은, 상하향 신호로서 두개의 광파장을 이용하는 PON 광가입자망을 위해 파장 결합기, 레이저 다이오드, 디지털 수신기 등을 하나의 몸체에 집적시킨 것을 말한다.
트리플렉서는 기존의 다이플렉서 기능에 추가하여, 아날로그/디지털 CATV 신호 분배를 수용해야 하기 때문에 아날로그 광수신기 부분이 추가된다. 이러한 트리플렉서는 두개의 디지털 신호에 할당된 광파장 이외에 아날로그 광신호에 대한 파장대까지 합쳐서 모두 3개의 광파장대를 포함한다.
따라서, 아날로그 광신호 분배를 수용하는 시스템에서는 모두 3 종류의 광신호 대역폭이 존재하는데, ITU-T G.983.3 에서 규정하는 주요 광신호들의 대역폭은 가입자에서 발송되는 상향 디지털 광신호(1260~1360nm), 데이터 및 IP 신호를 포함하는 하향 디지털 광신호(1480~1500nm), CATV 등 비디오 신호를 분배하기 위한 하향 아날로그 광신호(1550~1560nm) 등이다.
기존의 양방향 통신에 적용되는 다이플렉서(Diplexer)가 상향신호를 위한 레이저다이오드(Laser Diode, LD), 하향 디지털 신호 수용을 위한 디지털 수신기(PIN-TIA)로 구성되는 것에 비하여, 트리플렉서는 기존의 다이플렉서에 분배된 하 향 아날로그 광신호를 수용해야 하기 때문에 아날로그 광신호를 디지털 광신호로부터 분리하고 수신할 수 있는 부분이 추가된다.
이러한 트리플렉서는 집적정도에 따라서 일반적으로 WDM 커플러 외장형 트리플렉서, WDM 커플러 내장형 트리플렉서, 일체형 트리플렉서의 3가지 단계로 나눌 수 있다.
이중, 궁극적으로는 일체형 트리플렉서가 주류를 차지할 것으로 예측되나, 중간단계 또는 특정 시스템에서는 부분적으로는 WDM 커플러가 외장 또는 내장된 분리형 트리플렉서가 사용될 것으로 예측된다. 분리형 트리플렉서는 이미 구축된 가입자 시스템이 일체형 트리플렉서를 바로 적용하기 어렵거나 아날로그 신호와 디지털 신호를 분리된 회로로 처리하고자 하는 경우 사용될 수 있다.
이러한 트리플렉서는, 모두 3개의 광파장대를 포함하고, 디지털 및 아날로그의 광 및 전기적 특성을 모두 만족해야 하기 때문에 설계 및 제작과정이 좀더 다양하고 어려운 점이 있다.
도 1은 종래의 일체형 트리플렉서를 나타낸 분해 사시도로서, 요부 구성을 살펴보면, 광섬유(19), 광섬유 콜리메이팅 렌즈(20), 아날로그 수신기(1), 아날로그 수신기 콜리메이팅 렌즈(2), 45° 반사 필터(3), 레이저 다이오드(4), 레이저 다이오드 콜리메이팅 렌즈(5), 디지털 수신기(6) 및 디지털 수신기 콜리메이팅 렌즈(7)로 구성된다.
아날로그 수신기(1)는 아날로그 광신호를 수신하고, 광섬유 콜리메이팅 렌즈(20)는 광섬유(19)에서 출사된 아날로그 광신호를 평행광으로 만든 후 아날로그 콜 리메이팅 렌즈(2)는 이 평형광을 상기 아날로그 수신기(1)에 전달한다.
45° 반사 필터(3)는 상/하향 신호를 45°에서 분리하는 필터로서, 디지털 신호 사이의 광고립도는 대략 -20dB 이며, 레이저 다이오드(4)는 1310nm FP 레이저 다이오드나 DFB 레이저 다이오드를 채용한다.
레이저 다이오드 콜리메이팅 렌즈(5)는 상기 레이저 다이오드(10)에서 방출된 빛을 평형광으로 변환하기 위한 것으로, 대략 유효 초점 거리가 1.5mm 인 렌즈로서 설계에 따라서 변경된다.
디지털 수신기(6)는 일반적으로 InGaAs PIN-TIA가 적용되며, 디지털 수신기(6)는 디지털 광신호를 수신하고, 광섬유 콜리메이팅 렌즈(20)는 광섬유(19)에서 출사된 디지털 광신호를 평행광으로 만든 후 디지털 콜리메이팅 렌즈(7)는 이 평형광을 상기 디지털 수신기(6)에 전달한다. 디지털 수신기 콜리메이팅 렌즈(7)는 비구면 또는 구면 렌즈가 적용된다.
그러나, 이와 같이 구성된 종래의 일체형 트리플렉서 광모듈은, 여러매의 콜리메이팅 렌즈 및 기구물들을 사용하여야 하기 때문에 구조가 복잡하여 제작비용이 상승하고, 콜리메이팅 렌즈에 의한 넓은 빔폭 때문에 필터 사이즈가 크게 되어 외형이 커지고 제작상 어려움이 있는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 구조를 단순하게 하여 제작비용을 절감하고, 볼렌즈를 사용하여 빔폭을 좁게 함으로써 외 형 크기를 축소시키고, 제작을 용이하게 하는 일체형 트리플렉서 광모듈을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 일체형 트리플렉서 광모듈은, 일체형 트리플렉서 광모듈에 있어서, 입사되는 아날로그 광신호를 아날로그 수신기 볼렌즈(11)를 통하여 수신하는 아날로그 수신기(10); 광섬유로부터의 입사광을 입력받는 글래스 캐필러리(14); 상기 글래스 캐필러리 단부에 구비된 소정의 각도로 이루어진 글래스 캐필러리 단면 반사 필터(13); 상기 글래스 캐필러리 상단에 배치되며, 일단부에 소정의 필터 연마각을 통하여 입사광을 상기 아날로그 수신기로 전달하는 내부 전반사 글래스(12); 광신호를 레이저 다이오드 볼렌즈를 통하여 상기 글래스 캐필러리의 단부로 출력하는 레이저 다이오드(15); 상기 글래스 캐필러리 하단에 배치되며, 글래스 캐필러리 단면 반사 필터(13)를 투과하여 입사되는 디지털 광신호를 디지털 수신기 볼렌즈를 통하여 수신하는 디지털 수신기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 글래스 캐필러리 단면 반사 필터에 면하는 글래스 캐필러리의 연마각 역시 글래스 캐필러리 단면 반사필터와 같은 각도로 연마된 것을 채용하며, 상기 내부 전반사 글래스 일단부의 필터 연마각은 필터에서 반사된 빛이 수직으로 반사될 수 있도록 형성되고, 상단의 연마각은 0°로 형성된 것이 바람직하다. 글래스 캐필러리 단면 반사필터(13)의 각도는 6 내지 15° 가 바람직하며 상기 내부 전반사 글래스(12) 일단부의 필터 연마각은 글래스 캐필러리 단면 반사필터(13)로부터 반사된 빛을 다시 수직으로 반사시키도록 글래스의 연마각은 50 내지 60°가 바람직하다.
본 발명에 따른 일체형 트리플렉서 광 모듈은 아날로그 광신호(1550nm)를 45° 필터로 반사시키는 종래의 트리플렉서 광모듈과는 달리 글래스 캐필러리 단면 반사 필터(13)와 글래스 캐필러리(14) 및 내부 전반사 글래스(12)를 채용하여 상기 반사 필터가 아날로그 광신호를 반사시킴과 동시에 디지털 광신호(1310nm,1490nm)를 투과시키는 작용을 하며, 또한 본 발명에 따른 일체형 트리플렉서 광 모듈은 아날로그 수신기(10), 레이저다이오드(15), 디지털 수신기(17)에 각각 볼렌즈(11)(16)(18)를 구비한 것을 특징으로 한다. 상기 글래스 캐필러리 단면 반사필터(13)의 채용은 필터의 설계 및 제작이 용이하고, 볼렌즈의 채용은 평형광을 사용하지 않아 빔폭이 좁기 때문에 또한 필터사이즈를 작게 할 수 있는 효과가 있고, 또한 구성 부품의 수가 적어져 광 모듈의 외형크기가 축소되고 제작이 용이하며, 원가가 절감되는 장점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 일체형 트리플렉서 광모듈을 나타낸 분해 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명은 아날로그 수신기(10), 글래스 캐필러리(14), 글래스 캐필러리 단면 반사 필터(13), 내부 전반사 글래스(12), 레이저 다이오드(15) 및 디지털 수신기(17)로 구성된다.
아날로그 수신기(10)는 입사되는 아날로그 광신호를 아날로그 수신기 볼렌즈(11)를 통하여 수신하며, 글래스 캐필러리(14)는 광섬유로부터의 입사광을 입력받는다.
글래스 캐필러리 단면 반사 필터(13)는 상기 글래스 캐필러리(14) 단부에 형성되며, 소정의 각도를 이루도록 구비되며, 상기 글래스 캐필러리(14) 단부는 글래스 캐필러리 단면 반사필터(13)와 면하도록 동일한 연마각으로 가공되도록 한다.
내부 전반사 글래스(12)는 상기 글래스 캐필러리(14) 상단에 배치되며, 상기 내부 전반사 글래스(12)의 일단부에 소정의 필터 연마각을 통하여 입사광을 상기 아날로그 수신기(10)로 전달한다. 상기 내부 전반사 글래스(12) 일단부의 필터 연마각은 글래스 캐필러리 단면(13)으로부터 반사된 빛이 수직으로 반사되게끔 형성되고, 상단의 연마각은 0°로 형성된다.
글래스 캐필러리 단면 반사필터(13)의 각도(a)는 6 내지 15°가 바람직하며 상기 내부 전반사 글래스(12) 일단부의 필터 연마각(b)은 글래스 캐필러리 단면 반사필터(13)로부터 반사된 빛을 다시 수직으로 반사시키도록 글래스의 연마각을 50 내지 60°를 형성하도록 하는 것이 바람직하다.
글래스 캐필러리 상단 표면(C)은 특정 파장의 빛만 투과 할 수 있도록 필터가 형성 되어있다. 본 예에서는 아날로그 광신호만이 선택적으로 투과할 수 있도록 필터가 형성 되어있다.
레이저 다이오드(15)는 광신호를 레이저 다이오드 볼렌즈(16)를 통하여 상기 글래스 캐필러리(14)의 단부로 출력한다.
디지털 수신기(17)는 상기 글래스 캐필러리(14) 하단에 배치되며, 글래스 캐필러리 단면 반사 필터(13)를 투과하여 입사되는 디지털 광신호를 디지털 수신기 볼렌즈(18)를 통하여 수신한다.
또한, 도 3 및 도 4는 도 2의 요부 절개 및 확대 사시도로서, 도시된 바와 같이, 글래스 캐필러리(14)는 광섬유로부터의 출사광을 입력받고, 글래스 캐필러리 단면 반사 필터(13)는 상기 글래스 캐필러리(14) 단부에 형성되며, 내부 전반사 글래스(12)는 상기 글래스 캐필러리(14) 상단에 배치되며, 일단부에 소정의 필터 연마각을 통하여 입사광을 상기 아날로그 수신기(10)로 전달한다.
또한, 도 5는 도 2의 측단면도이며, 도 6은 본 발명의 결합 사시도로서, 본 발명의 작용을 살펴보면 다음과 같다.
도시된 바와 같이, 글래스 캐필러리(14)는 광섬유로부터의 출사광을 입력받고, 상기 글래스 캐필러리(14) 단부에 형성된 글래스 캐필러리 단면 반사 필터(13)에 반사되어 내부 전반사 글래스(12)에 입사된다.
내부 전반사 글래스(12)는 상기 입사광을 수직으로 반사시키기 위해 특정 연마각으로 형성된 전반사면을 통하여 상기 아날로그 수신기(10)로 전달한다. 아날로그 수신기(10)는 입사되는 아날로그 광신호를 아날로그 수신기 볼렌즈(11)를 통하여 수신한다.
또한, 디지털 수신기(17)는 상기 글래스 캐필러리(14) 하단에 배치되며, 글 래스 캐필러리 단면 반사 필터(13)를 투과하여 입사되는 디지털 광신호를 디지털 수신기 볼렌즈(18)를 통하여 수신한다.
한편, 레이저 다이오드(15)는 광신호를 레이저 다이오드 볼렌즈(16)를 통하여 상기 글래스 캐필러리(14)의 단부로 출력한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 일체형 트리플렉서 광모듈은, 내부 전반사 글래스, 글래스 캐필러리 단면 반사 필터, 글래스 캐필러리를 통하여 모듈의 구조를 단순하게 하여 제작비용을 절감하고, 볼렌즈를 사용하여 빔폭을 좁게 함으로써 외형 크기를 축소시키고, 제작을 용이하게 하며, 자재비를 줄이는 다양한 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 일체형 트리플렉서 광모듈에 있어서,
    입사되는 아날로그 광신호를 아날로그 수신기 볼렌즈를 통하여 수신하는 아날로그 수신기;
    광섬유로부터의 입사광을 입력받는 글래스 캐필러리 ;
    상기 글래스 캐필러리 단부에 구비되며 연마각이 6 내지 15°인 글래스 캐필러리 단면 반사 필터;
    상기 글래스 캐필러리 상단에 배치되며, 일단부에 아날로그 광신호를 디지털 광신호와 분리시키는 필터면을 가지고 있고 글래스 캐필러리 단면 반사필터에서 반사된 빛을 수직으로 반사시켜 아날로그 수신기 또는 디지털 수신기에 전달할 수 있게 50 내지 60°연마된 각을 갖는 내부 전반사 글래스;
    광신호를 레이저 다이오드 볼렌즈를 통하여 상기 글래스 캐필러리의 단부로 출력하는 레이저 다이오드;
    상기 글래스 캐필러리 하단에 배치되며, 글래스 캐필러리 단면 반사 필터를 거쳐 입사되는 디지털 또는 아날로그 광신호를 디지털 수신기 볼렌즈를 통하여 수신하는 디지털 수신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 트리플렉서 광모듈.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 내부 전반사 글래스 상단에 아날로그 또는 디지털 파장만 투과시키는 필터가 형성된 것을 특징으로 하는 일체형 트리플렉서 광모듈.
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