KR100660088B1 - Optical fiber compensator for the simultaneous compensation of polarization mode dispersion and chromatic dispersion - Google Patents

Optical fiber compensator for the simultaneous compensation of polarization mode dispersion and chromatic dispersion Download PDF

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Abstract

본 발명은 도파되는 광신호의 색분산 및 편광모드 분산을 보상하는 광 파이버 보상기에 관한 것이다. 본 발명은 전송측 노드에 연결된 단일모드 파이버로부터 제공되는 파장분할다중화 광신호의 색분산 및 편광모드 분산을 보상하기 위해 수신측 노드에서는 파장별로 서로 상이한 그레이팅 간격으로 형성된 브래그 그레이팅을 가지고 있으며, 상기 광신호의 차등군속도지연에 비례하는 가변 길이를 갖는 편광유지 파이버를 포함한다. 편광유지 파이버에서, 서로 상이한 그레이팅 간격은 파장별로 상이한 반사 지연시간을 동일하게 조절함으로써 색분산을 보상할 수 있으며, 가변길이는 차등군속도지연에 기인한 편광모드 분산을 보상할 수 있다. 수신측 노드는 광 결합기를 통하여 편광유지 파이버의 그레이팅으로부터 반사되는 광신호로부터 필요로하는 파장의 분산 보상된 광신호를 추출할 수 있다.The present invention relates to an optical fiber compensator for compensating for chromatic dispersion and polarization mode dispersion of a guided optical signal. The present invention has Bragg gratings formed at different grating intervals for each wavelength at a receiving node to compensate for color dispersion and polarization mode dispersion of a wavelength division multiplexed optical signal provided from a single mode fiber connected to a transmitting node. And a polarization maintaining fiber having a variable length proportional to the differential group speed delay of the signal. In polarization maintaining fibers, different grating intervals can compensate for color dispersion by equally adjusting different reflection delay times for each wavelength, and the variable length can compensate for polarization mode dispersion due to differential group speed delay. The receiving node can extract the dispersion-compensated optical signal of the required wavelength from the optical signal reflected from the grating of the polarization maintaining fiber through the optical coupler.

Description

편광모드 분산 및 색분산을 보상하는 광파이버 보상기{OPTICAL FIBER COMPENSATOR FOR THE SIMULTANEOUS COMPENSATION OF POLARIZATION MODE DISPERSION AND CHROMATIC DISPERSION}Optical fiber compensator for compensating polarization mode dispersion and color dispersion {OPTICAL FIBER COMPENSATOR FOR THE SIMULTANEOUS COMPENSATION OF POLARIZATION MODE DISPERSION AND CHROMATIC DISPERSION}

도 1a 및 도 1b은 종래기술의 색분산 보상을 위한 파이버의 구성을 도시하는 도면, 1A and 1B are diagrams showing the configuration of a fiber for color dispersion compensation in the prior art;

도 2는 종래기술의 편광모드 분산을 보상하기 위한 파이버 구성을 도시하는 도면,2 is a diagram showing a fiber configuration for compensating polarization mode dispersion in the prior art;

도 3은 본 발명에 따라서 색분산 및 편광모드 분산을 동시에 보상하는 파이버 구성을 도시하는 도면.3 is a diagram showing a fiber configuration for simultaneously compensating for color dispersion and polarization mode dispersion in accordance with the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10, 20 : 노드 22, 32, 110, 140 : 단일모드 파이버10, 20: nodes 22, 32, 110, 140: single-mode fiber

24 : 광순환기 34, 130 : 편광 조절기 24: optical circulator 34, 130: polarization regulator

36, 120 : 편광유지 파이버 125 : 브래그 그레이팅36, 120: polarization maintaining fiber 125: Bragg grating

본 발명은 광통신 네트워크에서 광 파이버를 통하여 전송되는 광신호의 편광 모드분산(polarization mode dispersion)과 색분산(chromatic dispersion)을 보상하는 광파이버 보상기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광통신 네트워크의 단일 채널 전송시 또는 다채널 전송방법인 파장분할 다중화(wavelength division multiplexing) 전송시에 광파이버를 따라 전송되는 광신호의 광학적 전송왜곡인 편광모드 분산과 색분산을 동시에 보상할 수 있는 광 파이버 보상기에 관한 것이다.The present invention relates to an optical fiber compensator for compensating polarization mode dispersion and chromatic dispersion of an optical signal transmitted through an optical fiber in an optical communication network, and more particularly, in a single channel transmission of an optical communication network. The present invention also relates to an optical fiber compensator capable of simultaneously compensating polarization mode dispersion and color dispersion, which are optical transmission distortions of an optical signal transmitted along an optical fiber during wavelength division multiplexing transmission, which is a multi-channel transmission method.

일반적으로 광통신 네트워크에서 광신호를 광파이버를 통하여 전송할때, 광파가 진행되면서 파이버를 구성하는 물질의 특성에 따라 파장에 따른 물질분산(material dispersion)과 도파로의 유전율 차이에 의한 도파로 분산(waveguide dispersion)에 의한 색분산의 영향을 받는다. 특히, 단일모드 광파이버는 광파의 진행 방향에 수직으로 두가지의 편광상태를 가지고 있는데, 이상적으로 이들 편광상태들이 서로 동일하여야 하지만 실실적으로 그 방향들의 유전율 차이때문에 그 축들에서의 전파 속도가 각각 달라지는 소위 차등군속도지연(differential group delay)을 일으키게 되고, 이로 인하여 편광모드 분산이 발생한다. 예로, 약 17ps/nm/km의 색분산계수를 갖는 단일모드 광파이버를 이용하여 1550nm의 파장대역에서 10Gbps 속도의 광신호를 전송시 1 dB 이하의 파워패널티(power penalty)를 유지하면서 전송할 수 있는 최대거리는 약 60km 정도이다. 또한 전송속도가 증가할 수록 전송가능 거리는 광신호의 퍼짐이 커지므로 감소하게 된다. 이러한 이유로 인하여 광신호를 고속으로 전송할때 비트오율(bit error rate) 및 파워패널티가 증가하게 된다.In general, when an optical signal is transmitted through an optical fiber in an optical communication network, as the optical wave progresses, material dispersion according to the wavelength and waveguide dispersion due to the difference in dielectric constant between the waveguides according to the characteristics of the material constituting the fiber. Affected by color dispersion. In particular, a single-mode optical fiber has two polarization states perpendicular to the direction of propagation of the light waves. Ideally, these polarization states should be identical to each other, but in reality the propagation speeds on the axes differ due to the dielectric constant in those directions. Differential group delay is caused, resulting in polarization mode dispersion. For example, using a single-mode optical fiber with a chromatic dispersion coefficient of about 17 ps / nm / km, when transmitting an optical signal of 10 Gbps speed in the wavelength range of 1550 nm, the maximum transmission power can be transmitted while maintaining a power penalty of 1 dB or less. The distance is about 60 km. In addition, as the transmission speed increases, the transmittable distance decreases because the spread of the optical signal increases. For this reason, bit error rate and power penalty increase when transmitting an optical signal at high speed.

상술한 색분산 및 편광모드 분산을 보상하기 위한 여러가지 방안이 제시되어 있는데, 도 1a 및 도 1b는 색분산을 보상하는 광파이버의 구성을 도시하며, 도 2는 편광모드 분산을 보상하는 광파이버의 구성을 도시한다.Various schemes for compensating the color dispersion and polarization mode dispersion described above have been proposed. FIGS. 1A and 1B illustrate an optical fiber compensating for color dispersion, and FIG. 2 illustrates an optical fiber compensating for dispersion in polarization mode. Illustrated.

먼저, 도 1a는 노드들(10, 20)사이에 연결된 단일모드 파이버(12)의 중간에 분산보상 파이버(14)를 사용하고 있다. 전송 노드(10)로부터 제공되는 파장분할다중화 광신호(λ1, λ2, λ3, . . ., λn)는 단일모드 파이버(12)를 통하여 도파됨에 따라 색분산 및 편광모드 분산을 겪게된다. 이때, 단일모드 파이버(12)사이에 배치된 분산보상 파이버(14)는 광신호의 색분산을 보상하여 색분산 보상된 광신호를 수신 노드(20)측에 연결된 단일모드 파이버(12)로 제공한다. First, FIG. 1A uses distributed compensation fiber 14 in the middle of a single mode fiber 12 connected between nodes 10 and 20. The wavelength division multiplexed optical signals λ 1 , λ 2 , λ 3 ,..., Λ n provided from the transmission node 10 are subjected to chromatic dispersion and polarization mode dispersion as they are guided through the single mode fiber 12. do. In this case, the distributed compensation fiber 14 disposed between the single mode fibers 12 compensates the color dispersion of the optical signal and provides the color dispersion compensated optical signal to the single mode fiber 12 connected to the receiving node 20 side. do.

도 1b는 도 1a와 다른 보상 방식으로서 노드들(10, 20)사이에 연결된 단일모드 파이버(22)의 중간에 광순환기(24)를 배치하고, 광순환기(24)로부터 연장되는 단일모드 파이버(26)에 그레이팅(28)을 형성한 색분산 보상 방식을 도시한다. 전송 노드(10)로부터 제공되는 파장분할다중화 광신호(λ1, λ2, λ3, . . . ,λn)는 단일모드 파이버(22)에서 도파됨에 따라 색분산 및 편광모드 분산을 겪게 된다. 이때, 단일모드 파이버(26)는 그의 파이버 그레이팅(28)에 의해 광신호의 반사지연시간을 파장별로 조절함으로써 색분산을 보상하며, 보상된 광신호는 광순환기(24)를 통하여 수신 노드(20)측으로 전달되고 추출될 수 있다.FIG. 1B illustrates an optical circulator 24 arranged in the middle of the single mode fiber 22 connected between the nodes 10 and 20 as a compensation scheme different from that of FIG. 1A, and extending from the optical circulator 24. 26 shows a chromatic dispersion compensation scheme in which a grating 28 is formed. The wavelength division multiplexed optical signals λ 1 , λ 2 , λ 3 ,..., Λ n provided from the transmission node 10 are subjected to chromatic dispersion and polarization mode dispersion as they are guided in the single mode fiber 22. . At this time, the single mode fiber 26 compensates the color dispersion by adjusting the reflection delay time of the optical signal by wavelength by its fiber grating 28, and the compensated optical signal is received by the receiving node 20 through the optical circulator 24. Can be delivered and extracted.

그러나, 도 1a 및 도 1b에 도시된 방식은 근본적으로 색분산만을 보상한다는 한계가 있다. 또한 이들 방식에서 사용되는 분산보상 파이버 및 광순환기는 고가이고, 설치 면적을 많이 차지하는 문제가 있다.However, the scheme shown in Figs. 1A and 1B is fundamentally limited in compensating only color dispersion. In addition, the dispersion compensation fiber and the optical circulator used in these methods are expensive, there is a problem that takes up a lot of installation area.

도 2를 참조하면, 편광모드 분산을 보상하기 위하여 편광유지 파이버를 사용하는 광파이버 네트워크의 구성을 도시한다. 도시된 바와 같이, 노드들(10, 20)사이에 연결되는 파이버가 단일모드 파이버(32)와 편광유지 파이버(36)로 구성되고, 이들 파이버(32, 36)사이에 편광조절기(polarization controller)(34)가 배치된다.Referring to FIG. 2, there is shown a configuration of an optical fiber network using polarization maintaining fibers to compensate polarization mode dispersion. As shown, the fiber connected between the nodes 10, 20 is comprised of a single mode fiber 32 and a polarization maintaining fiber 36, and a polarization controller between these fibers 32, 36. 34 is disposed.

편광 조절기(34)는 단일모드 파이버(32)와 편광유지 파이버(36)의 편광축을 정렬하는 기능을 수행하며, 편광유지 파이버(36)는 편광축 속도차이를 보상한다. 따라서, 전송 노드(10)로부터 제공되는 파장분할다중화 광신호(λ1, λ2, λ3, . . ., λn)는 단일모드 파이버(32)에서 도파됨에 따라 색분산 및 편광모드 분산을 겪게 되지만, 편광유지 파이버(36)를 통하여 편광모드 분산이 보상된 다음 수신 노드(20)로 전달된다. 그러나, 도 2에 도시된 방식 역시 근본적으로 편광모드 분산만을 보상할 뿐 색분산을 보상할 수 없다는 문제가 있다.The polarization controller 34 functions to align the polarization axes of the single mode fiber 32 and the polarization maintaining fiber 36, and the polarization maintenance fiber 36 compensates for the polarization axis speed difference. Accordingly, the wavelength division multiplexed optical signals λ 1 , λ 2 , λ 3 ,..., Λ n provided from the transmission node 10 are guided by the single mode fiber 32 to reduce color dispersion and polarization mode dispersion. As is the case, polarization mode dispersion is compensated through the polarization maintaining fiber 36 and then transferred to the receiving node 20. However, the scheme shown in FIG. 2 also fundamentally only compensates for the polarization mode dispersion but does not compensate for color dispersion.

그러므로, 상술한 도 1 및 도 2에 제시된 종래의 분산 보상 방식의 파이버 네트워크는 서로 별개로 구성되어 사용되어야 하기 때문에, 전체 네트워크의 비용증가의 주요인이 되며, 설치의 효율성이 저하되고 신호의 투명성이 낮아지는 문제가 있다.Therefore, the conventional distributed compensation fiber networks shown in Figs. 1 and 2 described above should be used separately from each other, which is a major factor in the increase of the cost of the entire network. There is a problem of being lowered.

그러므로, 본 발명은 상술한 문제를 해결하고자 안출된 것으로, 광신호의 색분산 및 편광모드 분산을 동시에 보상할 수 있는 광파이버 보상기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. Therefore, an object of the present invention is to provide an optical fiber compensator capable of simultaneously compensating for color dispersion and polarization mode dispersion of an optical signal.                         

상술한 목적을 달성하기위한 본 발명에 따른 광신호의 색분산 및 편광모드 분산을 보상하는 광파이버 보상기는: 파장분할다중화 광신호를 도파하는 전송측 노드에 연결된 전송측 단일모드 파이버; 상기 전송측 단일모드 파이버로부터 제공되는 상기 광신호의 색분산 보상을 위하여 수신측은 상기 광신호의 파장별로 서로 상이한 그레이팅 간격으로 형성된 브래그 그레이팅을 가지고 있으며, 상기 광신호의 차등군속도지연에 기인한 편광모드 분산을 보상하기 위하여 상기 차등군속도지연에 비례하는 가변 길이를 갖는 편광유지 파이버; 상기 단일모드 파이버와 편광유지 파이버의 사이에 배치되어 편광축 정렬을 조정하는 편광 조절기; 수신측 노드에 연결되어 상기 편광유지 파이버의 브레그 그레이팅으로부터 반사되는 광신호를 수신하는 단일모드 파이버; 상기 편광모드 파이버로부터 반사되어 상기 수신측 단일모드 파이버에 수신된 광신호로부터 상기 수신측 노드에 필요한 파장의 광신호를 추출하는 광결합기를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, an optical fiber compensator for compensating color dispersion and polarization mode dispersion of an optical signal includes: a transmission-side single mode fiber coupled to a transmission-side node for guiding a wavelength division multiplexing optical signal; To compensate for color dispersion of the optical signal provided from the transmission single mode fiber, the receiving side has Bragg gratings formed at different grating intervals for each wavelength of the optical signal, and a polarization mode due to the differential group speed delay of the optical signal. A polarization maintaining fiber having a variable length proportional to the differential group speed delay to compensate dispersion; A polarization controller disposed between the single mode fiber and the polarization maintaining fiber to adjust polarization axis alignment; A single mode fiber connected to a receiving node to receive an optical signal reflected from the bragg grating of the polarization maintaining fiber; And an optical coupler for extracting an optical signal having a wavelength required for the receiving node from the optical signal reflected from the polarization mode fiber and received at the receiving single mode fiber.

이하 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 상세히 설명될 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 색분산 및 편광모드 분산을 동시에 보상할 수 있는 광 파이버 보상기의 구성을 도시한다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 분산 보상 광 파이버 보상기는 전송측 단일모드 파이버(110)로부터 연장된 편광유지 파이버(120), 수신측 노드(20)에 연결된 단일모드 광파이버(140) 및 편광유지 파이버(120)로부터 반사되는 광신호로부터 필요로하는 파장의 광신호를 추출하는 2*2 광 결합기(150)를 포함한다.3 shows a configuration of an optical fiber compensator capable of simultaneously compensating for color dispersion and polarization mode dispersion according to the present invention. As shown, the dispersion compensation optical fiber compensator of the present invention comprises a polarization maintaining fiber 120 extending from the transmitting side single mode fiber 110, a single mode optical fiber 140 connected to the receiving node 20 and a polarization maintaining fiber. And a 2 * 2 optical coupler 150 for extracting the optical signal of the required wavelength from the optical signal reflected from the 120.

편광유지 파이버(120)는 본 발명에 따라서 형성된 브래그 그레이팅(125)를 가지고 있다. 이러한 브래그 그레이팅(125)은 광신호의 파장별 반사 지연시간의 조절을 통하여 색분산을 보상하도록 광신호의 파장별로 서로 상이한 그레이팅 주기 또는 간격으로 형성되어 있다. 보다 상세히 말해서, 브래그 그레이팅(125)은 광신호의 저주파측 방향으로는 점차 짧아지는 간격으로 그리고 광신호의 고주파측 방향으로는 점차 넓어지는 간격으로 형성되어 있다. 따라서, 이러한 브래그 그레이팅(125)의 간격에 따라서 저주파측의 광신호의 반사 지연시간이 짧아지고 고주파측의 광신호의 반사지연시간이 길어짐으로써 브래그 그레이팅(125)에서 반사되는 모든 파장의 광신호의 반사 지연시간이 동일하게 되고 결국 색분산을 보상할 수 있다.Polarization maintaining fiber 120 has a Bragg grating 125 formed in accordance with the present invention. The Bragg grating 125 is formed at different grating periods or intervals for each wavelength of the optical signal to compensate for color dispersion by adjusting the reflection delay time for each wavelength of the optical signal. More specifically, the Bragg grating 125 is formed at intervals that gradually become shorter in the low frequency side direction of the optical signal and at intervals that gradually widen in the high frequency side direction of the optical signal. Therefore, the reflection delay time of the optical signal on the low frequency side is shortened and the reflection delay time of the optical signal on the high frequency side is shortened according to the interval of Bragg grating 125 so that the optical signal of all wavelengths reflected by the Bragg grating 125 is reflected. The reflection delay time will be the same, which in turn can compensate for color dispersion.

그레이팅 간격을 형성하는 방법은 하기 기술되는 수학식 1에서와 같이 구현될 수 있다.The method of forming the grating interval can be implemented as in Equation 1 described below.

Figure 111999018325043-pat00001
Figure 111999018325043-pat00001

수학식 1에서,

Figure 111999018325043-pat00002
는 광신호의 전파 상수(propagation constant)이고,
Figure 111999018325043-pat00003
은 그레이팅 주기를 나타낸다. 이때, 동일방향으로 진행하는 파장이 반사되는 경우 하기 수학식 2로 표현될 수 있다.In Equation 1,
Figure 111999018325043-pat00002
Is the propagation constant of the optical signal,
Figure 111999018325043-pat00003
Denotes the grating period. In this case, when the wavelength traveling in the same direction is reflected it can be represented by the following equation (2).

Figure 111999018325043-pat00004
Figure 111999018325043-pat00004

수학식 2에서,

Figure 111999018325043-pat00005
는 유효굴절율을,
Figure 111999018325043-pat00006
는 파장을 나타낸다. 따라서, 수학식 2를 그레이팅
Figure 111999018325043-pat00007
에 대하여 전개하면, 하기 수학식 3과 같다.In Equation 2,
Figure 111999018325043-pat00005
Is the effective refractive index,
Figure 111999018325043-pat00006
Represents the wavelength. Thus, grating Equation 2
Figure 111999018325043-pat00007
Expanded with respect to, the following equation (3).

Figure 111999018325043-pat00008
Figure 111999018325043-pat00008

그러므로, 입력 광신호의 파장에 대응하는 방식으로 서로 상이한 그레이팅의 간격을 형성함으로써 파장별로 서로 상이한 반사 지연시간이 조절되어 색분산이 보상될 수 있다.Therefore, by forming intervals of different gratings in a manner corresponding to the wavelength of the input optical signal, different reflection delay times for each wavelength can be adjusted to compensate for color dispersion.

또한, 편광유지 파이버(120)는 하기 수학식 4에 기술되는 바와 같이, 그의 전체 물리적 길이(l)를 조정함으로써 전송되는 광신호의 차등군속도 지연에 기인한 편광모드 분산을 보상한다.In addition, the polarization maintaining fiber 120 compensates for the polarization mode dispersion due to the differential group velocity delay of the transmitted optical signal by adjusting its overall physical length l as described in Equation 4 below.

Figure 111999018325043-pat00009
Figure 111999018325043-pat00009

상기 수학식 4에서, TDGD는 측정된 차등군속도 지연을 나타내고, LB는 편광유지 파이버(120)의 비트 길이(bit length)이고, τg은 편광유지 파이버(120)의 지연시간을 나타내며, L은 편광유지 파이버(120)의 왕복길이, 즉 2*l를 나타낸다. 이들 비트길이(LB)와 지연시간(τg)은 각기 하기 수학식 5 및 수학식 6과 같이 표현될 수 있다.In Equation 4, T DGD represents the measured differential group speed delay, L B is the bit length of the polarization maintaining fiber 120, τ g represents the delay time of the polarization maintaining fiber 120, L represents the reciprocating length of the polarization maintaining fiber 120, that is, 2 * l. These bit lengths L B and delay times τ g may be expressed as Equations 5 and 6, respectively.

Figure 111999018325043-pat00010
Figure 111999018325043-pat00010

Figure 111999018325043-pat00011
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상기 수학식 5 및 6에서, ｜nx - ny｜는 편광유지 파이버(120)의 x 및 y축의 굴절율 차를 나타낸다. 수학식 5 및 6으로부터 편광유지 파이버(120)의 지연속도(τg)를 계산할 수 있으며, 이를 이용하여 측정된 차등군속도지연(TDGD)에 비례하는 방식으로 편광유지 파이버(120)의 왕복길이(L)를 조절함으로써 광신호의 편광모드 분산을 보상할 수 있다.In Equations 5 and 6, | n x -n y | represents a difference in refractive index between the x and y axes of the polarization maintaining fiber 120. The delay speed τ g of the polarization maintaining fiber 120 can be calculated from Equations 5 and 6, and the reciprocating length of the polarization maintaining fiber 120 is proportional to the differential group speed delay T DGD measured using the delay speed τ g . By adjusting (L), the polarization mode dispersion of the optical signal can be compensated.

한편, 편광 조절기(130)는 단일모드 파이버(110)의 저속축과 편광유지 파이버(120)의 고속축을 정렬하는 편광축 정렬 기능을 수행한다.Meanwhile, the polarization controller 130 performs a polarization axis alignment function of aligning a low speed axis of the single mode fiber 110 and a high speed axis of the polarization maintaining fiber 120.

광결합기(150)는 편광 조절기(130)에 의한 단일모드 파이버(110)와 편광유지 파이버(120)의 편광축 정렬에 따라 단일모드 파이버(110)를 통하여 입력되고 편광유지 파이버(120)의 그레이팅(125)에서 반사되고 또 다시 수신측 노드(20)의 단일모드 파이버(140)로 반사되는 광신호로부터 수신 노드(20)에서 필요로하는 파장의 광신호를 추출한다.The optical coupler 150 is input through the single mode fiber 110 according to the alignment of the polarization axis of the single mode fiber 110 and the polarization maintaining fiber 120 by the polarization controller 130 and the grating of the polarization maintaining fiber 120 ( The optical signal of the wavelength required by the receiving node 20 is extracted from the optical signal reflected by 125 and reflected back to the single mode fiber 140 of the receiving node 20.

또한, 수신측의 단일모드 파이버(140)는 광결합기(150)를 통하여 연장하는 파이버(145)를 가지고 있으며, 이 파이버(145)의 단부는 편광유지 파이버(120)로부터 반사된 광신호가 수신측 단일모드 파이버(140)측으로 반사되지 않도록 거칠게 가공되어 있다.In addition, the single-mode fiber 140 on the receiving side has a fiber 145 extending through the optical coupler 150, the end of the fiber 145, the optical signal reflected from the polarization maintaining fiber 120 is the receiving side It is roughly processed so as not to be reflected toward the single mode fiber 140.

상술한 구성을 갖는 본 발명의 분산 보상용 광 파이버 구성에 대하여 간략히 설명하면 다음과 같다.The optical fiber structure for dispersion compensation of the present invention having the above-described configuration will be briefly described as follows.

전송측 노드(10)에서 파장분할 다중화된 광신호(λ1, λ2, λ3, . . ., λn)는 단일모드 파이버(110)를 통하여 전송되면서 색분산 및 편광모드 분산을 받게된다. 이때, 광신호는 편광 조절기(130)에 의해 일단 편광축 정렬이 이루어지게 되고, 광결합기(150)를 통하여 편광유지 파이버(120)로 제공된다. 편광유지 파이버(120)에서, 광신호는 편광유지 파이버(120)의 조절된 길이(l)와 브레그 그레이팅(125)의 간격에 따라 파장별로 반사지연시간이 조절되어 다시 광 결합기(150)로 반사된 다음, 수신측 노드(20)의 단일모드 파이버(140)로 반사되어 필요로 하는 파장의 광신호만이 추출되어 노드(20)로 입력된다. 따라서, 단일모드 파이버(110)를 통하여 도파되는 광신호는 상술한 경로를 거치면서 색분산 및 편광모드 분산이 모두 보상된 광신호로서 수신측 노드로 제공된다.The wavelength division multiplexed optical signals (λ 1 , λ 2 , λ 3 ,..., Λ n ) at the transmitting node 10 are transmitted through the single mode fiber 110 to receive color dispersion and polarization mode dispersion. . At this time, the optical signal is aligned once the polarization axis by the polarization controller 130, it is provided to the polarization maintaining fiber 120 through the optical coupler (150). In the polarization maintaining fiber 120, the optical signal is adjusted to the reflection delay time for each wavelength according to the adjusted length l of the polarization maintaining fiber 120 and the brag grating 125 to the optical coupler 150. After being reflected, only the optical signal having the required wavelength is reflected to the single mode fiber 140 of the receiving node 20 and extracted and input to the node 20. Accordingly, the optical signal guided through the single mode fiber 110 is provided to the receiving node as an optical signal in which both color dispersion and polarization mode dispersion are compensated through the above-described path.

그러므로, 본 발명에 따르면, 단채널 및 다채널 광통신시 고속 및 고품질의 통신에 필수적인 편광모드 분산과 색분산 보상을 단일 편광유지 파이버에 의하여 동시에 보상할 수 있다. 그 결과, 신호의 투명성, 저렴한 비용 및 향상된 설치 운용성으로 초고속 대용량의 기간통신망 및 초고속 메트로(metro)-WDM에서 고품질의 통신 서비스가 가능할 것이다.Therefore, according to the present invention, polarization mode dispersion and chromatic dispersion compensation which are essential for high speed and high quality communication in short channel and multi channel optical communication can be simultaneously compensated by a single polarization maintaining fiber. As a result, signal transparency, low cost, and improved installation operability will enable high-quality communications services in high-speed, high-capacity backbone networks and high-speed metro-WDM.

Claims (4)

광신호의 색분산 및 편광모드 분산을 보상하는 광파이버 보상기에 있어서,In the optical fiber compensator for compensating the color dispersion and polarization mode dispersion of the optical signal, 파장분할다중화 광신호를 도파하는 전송측 노드에 연결된 전송측 단일모드 파이버로부터 제공되는 상기 광신호의 색분산 보상을 위하여 상기 광신호의 파장별로 서로 상이한 그레이팅 간격으로 형성된 브래그 그레이팅을 가지고 있으며, 상기 광신호의 차등군속도지연에 기인한 편광모드 분산을 보상하기 위하여 상기 차등군속도지연에 비례하도록 상기 브래그 그레이팅이 형성된 광섬유 부분의 길이를 가변시키는 편광유지 파이버;It has Bragg gratings formed at different grating intervals for each wavelength of the optical signal to compensate for color dispersion of the optical signal provided from a transmission-side single mode fiber connected to a transmission-side node that guides the wavelength division multiplexing optical signal. A polarization maintaining fiber for varying the length of the optical fiber portion in which the Bragg grating is formed to be proportional to the differential group speed delay to compensate for the polarization mode dispersion due to the differential group speed delay of the signal; 상기 편광유지 파이버의 브레그 그레이팅으로부터 반사되는 광신호를 수신하는 단일모드 파이버;A single mode fiber receiving an optical signal reflected from the bragg grating of the polarization maintaining fiber; 상기 편광유지 파이버로부터 반사되어 상기 수신측 단일모드 파이버에 수신된 광신호로부터 상기 수신측 노드에 필요한 파장의 광신호를 추출하는 광결합기를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산 보상용 광파이버 보상기.And an optical coupler configured to extract an optical signal having a wavelength required for the receiving node from the optical signal reflected from the polarization maintaining fiber and received at the receiving single mode fiber. 제 1 항에 있어서, 상기 편광유지 파이버에 형성된 브래그 그레이팅은 상기광신호의 저주파측 방향으로는 점차 짧아지는 간격으로 형성되고, 상기 광신호의 고주파측 방향으로는 점차 넓어지는 간격으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 분산 보상용 광 파이버 보상기.The Bragg grating formed in the polarization maintaining fiber is formed at intervals that gradually become shorter in the low frequency side direction of the optical signal, and is formed at intervals that gradually widen in the high frequency side direction of the optical signal. An optical fiber compensator for dispersion compensation. 제 1 항에 있어서, 상기 편광유지 파이버의 길이는 하기 수학식The method of claim 1, wherein the length of the polarization maintaining fiber is
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 에 의해 조절되며, 수학식에서, TDGD는 차등군속도 지연을 나타내고, LB는 상기 편광유지 파이버의 비트 길이(bit length)이고, τg은 상기 편광유지 파이버의 지연시간을 나타내며, L은 상기 편광유지 파이버의 왕복길이를 나타내는 것을 특징으로 하는 분산 보상용 광파이버 보상기.Where T DGD represents the differential group speed delay, L B is the bit length of the polarization maintaining fiber, τ g represents the delay time of the polarization maintaining fiber, and L is the polarization An optical fiber compensator for dispersion compensation, characterized in that it represents a reciprocating length of a holding fiber. 제 1 항에 있어서, 상기 수신측 단일모드 파이버는 상기 광결합기를 통하여 연장하는 단부를 가지고 있으며, 상기 단부는 상기 편광유지 파이버로부터 반사된 광신호가 반사되지 않도록 거칠게 가공된 것을 특징으로 하는 분산 보상용 광 파이버 보상기.The dispersion compensation element of claim 1, wherein the receiving side single mode fiber has an end extending through the optical coupler, and the end is roughly processed so that an optical signal reflected from the polarization maintaining fiber is not reflected. Fiber optic compensator.
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