KR100687752B1 - 광학적 클럭 신호 추출 방법 및 장치 - Google Patents

광학적 클럭 신호 추출 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광학적 클럭 신호 추출 방법 및 장치에 관한 것으로, 입력 광신호에서 특정 편광성분을 분할하는 단계, 분할된 특정 편광성분에서 클럭 신호를 추출하기 위한 주파수 성분들을 선택하고, 선택된 주파수 성분들을 증폭하는 단계, 증폭된 주파수 성분들을 입력받아 소정 각도만큼 회전시킨 후 반사시키는 단계, 반사된 주파수 성분들을 다시 증폭하고, 다시 증폭된 주파수 성분들에서 발생한 잡음을 제거하는 단계, 및 페브리-페롯 필터에서 잡음이 제거된 주파수 성분들을 획득하고, 획득된 주파수 성분들을 비팅하여 클럭 신호를 추출하는 단계;로 구성되어, 입력 광신호의 패턴에 의한 영향을 줄이고 비교적 저가로 구현할 수 있는 광학적 클럭 신호 추출 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

Description

광학적 클럭 신호 추출 방법 및 장치{Method and apparatus for optical clock signal extraction}
도 1은 종래의 가변 대역통과필터를 이용한 광학적 클럭 신호를 추출하는 회로도,
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광학적 클럭 신호 추출 장치에 대한 블럭도,
도 3은 본 발명의 바람직한 다른 일 실시예에 따른 광학적 클럭 신호 추출 장치에 대한 블럭도,
도 4는 도 2와 도 3에서 사용되는 페브리-페롯 필터의 주파수 특성을 나타내는 스펙트럼,
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광학적 클럭 신호 추출 방법에 대한 흐름도이다.
본 발명은 광학적 클럭 신호 추출 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 양방향 증폭기(Bi-directional amplifier)와 페브리-페롯 필터(FPF: Fabry- Perot Filter)를 이용하여 광학적 클럭 신호를 추출할 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다.
광통신에서의 전송 속도의 향상은 원하는 데이터를 광신호로 바꾸는 송신단에서의 기술 발전과 더불어, 전송된 광신호를 수신하여 원래의 데이터로 복원하는 수신단에서의 신호 처리율의 향상을 요구하여 왔다. 이와 같은 요구를 만족시키기 위한 하나의 방법으로 광학적 클럭 신호를 추출하는 방법 및 장치가 연구되고 있다.
광학적 클럭 신호를 추출하는 방법으로는 레이저 다이오드(LD : Laser Diode)에서 발생하는 self-pulsating을 이용하는 방법, 광 루프 미러(optical loop mirror)를 이용하는 방법 및 광 탱크 회로(optical tank circuit)를 이용하는 방법들이 연구되고 있다. 그러나, 원하는 클럭(clock)을 추출하기 위한 광소자 제작의 어려움과 광학 시스템의 불안정성이 해결해야 할 문제점으로 남아있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 여러 해결방안 중의 하나는 광 스펙트럼(optical spectrum) 상에 존재하는 주파수 성분을 이용하여 클럭 신호를 복원하는 방법이 있다. 즉, 수신된 광신호의 클럭 성분은 수신된 광신호의 데이터 전송율에 해당하는 인접한 두 개의 주파수 성분을 추출하여 비팅(beating) 시킴으로써, 두 스펙트럴 라인(spectral line)의 차에 해당하는 주파수 성분을 만들어 클럭 신호를 복원하는 방법이다.
상기와 같이 종래에 제안된 방법에서는 광신호의 클럭 신호를 얻기 위하여 광스펙트럼상의 두 개의 주파수 성분을 선택하고, 이 두 개의 주파수 성분의 크기 를 같게 만든 후, 두 개의 주파수 성분의 비팅(beating)을 통하여 클럭 신호를 얻었다. 보다 구체적으로, 두 개의 주파수 성분을 선택하고, 두 주파수 성분의 크기를 같게 만들기 위하여 종래의 방법으로는 다음 도 1과 같은 방법이 있다.
도 1은 종래의 가변 대역통과필터를 이용한 광학적 클럭 신호를 추출하는 회로도이다. 도 1을 참조하면, 입력 주파수 스펙트럼(110)에서 주파수 성분 1과 주파수 성분 2 또는 주파수 성분 2와 주파수 성분 3의 크기를 같게 만들기 위해서는 주파수 성분 2의 크기를 줄여야 한다.
주파수 성분 1과 주파수 성분 2 또는 주파수 성분 2와 주파수 성분 3의 크기를 같게 만들기 위해서 입력 광신호는 가변 대역통과필터(tunable band-pass filter)(120)를 통과하게 된다. 가변 대역통과필터(120)는 주파수 성부의 조절을 통하여, 주파수 성분 1과 주파수 성분 2 또는 주파수 성분 2와 주파수 성분 3의 크기를 같게 만든다. 보다 구체적으로, 가변 대역통과필터(120)는 주파수 성분 1 또는 주파수 성분 3을 감쇄가 가장 적은 P1 지점에 놓고, 주파수 성분 2를 감쇄가 가장 큰 P2 지점에 놓아 주파수 성분 1과 주파수 성분 2 또는 주파수 성분 2와 주파수 성분 3의 크기를 같게 만든다. P1 지점과 P2 지점에 대하여는 가변 대역통과필터(120)의 특성을 나타내는 참조번호 130에 나타나 있다.
여기에서, 주파수 성분 1과 주파수 성분 2 또는 주파수 성분 2와 주파수 성분 3의 크기 차와 가변 대역통과필터(120)의 P1 지점과 P2 지점의 감쇄차가 유사해야 주파수 성분 1과 주파수 성분 2 또는 주파수 성분 2와 주파수 성분 3의 크기를 오차 범위 내에서 같게 만들 수 있다. 그러나, 주파수 성분 1과 주파수 성분 2 또 는 주파수 성분 2와 주파수 성분 3의 크기 차와 가변 대역통과필터(120)의 P1 지점과 P2 지점의 감쇄차의 차이가 큰 경우에 도 1과 같은 방법은 효율적이지 못하다는 문제점이 있다. 즉, 도 1에서 사용하는 가변 대역통과필터(120)는 입력되는 광신호에 대한 광스펙트럼의 특성에 맞는 것을 사용하던지 아니면 특성에 맞는 것을 특수 제작하여 사용하여야 하는 문제점이 있다.
도 1에서 참조번호 140은 가변 대역통과필터(120)를 통과한 광신호의 광스펙트럼을 나타낸다.
또한, 도 1과 같은 경우 추출되는 클럭 신호가 입력되는 입력 광신호의 패턴에 크게 영향을 받는다는 문제점이 있다. 즉, 입력 광신호의 데이터가 연속적으로, '0' 또는 '1'인 경우에 클럭 신호 성분이 없어질 수 있다는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 양방향 증폭기(Bi-directional amplifier)와 페브리-페롯 필터(FPF: Fabry-Perot Filter)를 이용하여 입력 광신호의 패턴에 의한 영향을 크게 줄일 수 있고, 양방향 증폭기의 효율을 최대로 이용하고 잡음 성분을 제거할 수 있는 광학적 클럭 신호 추출 장치 및 방법을 제공한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 광학적 클럭 신호 추출 장치는, 입력 광신호의 주파수 성분들을 소정 각도만큼 회전시킨 후 반사시키는 반사기; 입력되는 입력 광신호의 주파수 성분들을 증폭하여 상기 반사기로 입력하고, 상기 반사기에서 반사된 주파수 성분들을 다시 증폭하는 양방향 증폭기; 입력단을 통해 입력되는 입력 광신호에서 소정 편광성분을 분할하는 편광 분할기; 상기 편광 분할기로부터 분할된 소정 편광성분을 입력받아 클럭 신호 추출을 위한 주파수 성분들을 선택하여 상기 양방향 증폭기에 입력하고, 상기 양방향 증폭기로부터 다시 증폭되어 출력되는 주파수 성분들을 입력받아 잡음 성분을 제거하는 페브리-페롯 필터; 및 상기 페브리-페롯 필터에서 잡음 성분이 제거된 주파수 성분들을 입력받고, 상기 입력된 주파수 성분들을 비팅하여 클럭 신호를 추출하는 광 검출기;를 포함하는 것을 특징으로 가진다.
또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 광학적 클럭 신호 추출 방법은, (a) 입력 광신호에서 특정 편광성분을 분할하는 단계; (b) 상기 분할된 특정 편광성분에서 클럭 신호를 추출하기 위한 주파수 성분들을 선택하고, 상기 선택된 주파수 성분들을 증폭하는 단계; (c) 상기 증폭된 주파수 성분들을 입력받아 소정 각도만큼 회전시킨 후 반사시키는 단계; (d) 상기 반사된 주파수 성분들을 다시 증폭하고, 다시 증폭된 주파수 성분들에서 발생한 잡음을 제거하는 단계; 및 (e) 상기 페브리-페롯 필터에서 잡음이 제거된 주파수 성분들을 획득하고, 상기 주파수 성분들을 비팅하여 클럭 신호를 추출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 가진다.
또한, 본 발명에 의한 광학적 클럭 신호 추출 방법에 기재된 발명을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 포함하는 것을 특징으로 가진다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상 세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광학적 클럭 신호 추출 장치에 대한 블럭도이다. 도 2를 참조하면, 광학적 클럭 신호 추출 장치(200)는 대역통과필터(Band-pass Filter)(210), 편광 조절기(PC: Polarization Controller)(220), 편광 분할기(PBS: Polarization Beam Splitter)(230), 페브리-페롯 필터(FPF: Fabry-Perot Fileter)(240), 양방향 증폭기(Bi-directional Amplifier)(250), 반사기(260), 광 검출기(PD: Photo Detector)(270) 및 아이솔레이터(280)를 포함하여 구성된다. 여기에서, 반사기(260)는 패러데이 회전 미러(FRM: Faraday rotator mirror)를 통하여 구성할 수 있다.
대역통과필터(210)는 입력 광신호에 대하여 특정 주파수 대역을 적절한 크기로 선택한다. 대역통과필터(210)에 의하여 적절한 크기로 선택되는 특정 주파수 대역은 중심 주파수 성분과 복수개의 사이드 주파수 성분 중 어느 하나를 포함하는 대역을 나타낸다.
여기에서, 대역통과필터(210)로 입력되는 입력 광신호로는 NRZ(Non Return to Zero) 입력 광변조 신호를 예로 들 수 있다. 보다 구체적으로 NRZ(Non Return to Zero) 입력 광변조 신호의 크기는 40Gb/s로 구성할 수 있다. 그러나, 대역통과필터(210)로 입력되는 입력 광신호로는 NRZ(Non Return to Zero) 입력 광변조 신호뿐만 아니라 RZ(Return to Zero) 입력 광변조 신호를 적용할 수도 있으며, 다른 주기 입력 광신호에도 적용이 가능하다.
편광 조절기(220)는 대역통과필터(210)에서 선택된 주파수 대역에서의 입력 광신호의 편광 성분을 일정한 방향으로 조절하도록 하여 편광 분할기(230)로 출력한다. 편광 조절기(220)는 광 검출기(270)에서 최대의 광파워로 광학적 클럭 신호를 추출하기 위하여 사용된다.
편광 분할기(230)는 편광 조절기(220)를 통해서 입력되는 입력 광신호를 입력받아 특정 편광성분만을 분할하여 페브리-페롯 필터(240)로 출력한다.
페브리-페롯 필터(240)로 입력되는 입력 광신호는 내부에 형성되어 있는 캐비티(cavity)의 미러에 의하여 캐비티 안에서 어느 시간 동안 신호 '1'인 상태를 유지할 수 있는데, 이는 입력되는 광신호가 연속적인 '0'인 경우, '0'인 값을 갖는 타임 슬롯(time slot)에 '1'인 값을 삽입하는 것과 같은 효과를 가져와서 입력 광신호의 패턴에 의한 영향을 줄일 수 있게 된다.
페브리-페롯 필터(240)는 편광 분할기(230)로부터 입력되는 특정 편광성분에서 클럭 추출을 위하여 필요로 하는 주파수 성분들을 선택하고 이를 양방향 증폭기(250)로 출력한다. 여기에서, 주파수 성분들은 중심 주파수 성분과 중심 주파수 성분 사이드에 위치한 복수개의 사이드 피크 주파수 성분 중 어느 하나의 주파수 성분을 나타낸다.
양방향 증폭기(250)는 페브리-페롯 필터(240)로부터 입력되는 선택된 주파수 성분을 증폭하고, 증폭된 주파수 성분을 반사기(260)로 출력한다.
반사기(260)는 양방향 증폭기(250)로부터 입력되는 증폭된 주파수 성분을 소정 각도만큼(예를 들면, 90도) 편광 시킨 후 양방향 증폭기(250)로 반사하여 출력한다. 상기에서 살펴본 바와 같이, 반사기(260)는 패러데이 회전 미러(FRM: Faraday rotator mirror)를 통하여 구성할 수 있다.
양방향 증폭기(250)는 반사기(260)로부터 반사된 주파수 성분을 다시 증폭한다.
페브리-페롯 필터(240)는 양방향 증폭기(250)로부터 다시 증폭되어 출력되는 주파수 성분에서 발생한 잡음(Noise)을 제거한다. 또한, 페브리-페롯 필터(240)는 다시 증폭되어 출력되는 주파수 성분들에 대한 대역폭을 줄이는 역할도 한다.
페브리-페롯 필터(240)를 통과한 주파수 성분 중에서 반사기(260)에 의하여 편광성분이 소정 각도(예를 들면, 90도)만큼 회전된 주파수 성분들만 편광 분할기(230)를 통과하여 광 검출기(270)에 입력된다. 반사기(260)에서 상기와 같은 편광조건(소정 각도만큼 편광)을 만족하지 못한 주파수 성분들은 편광 분할기(230)를 통하여 아이솔레이터(280)에 입력되어 제거된다.
아이솔레이터(280)는 감쇄량이 광신호의 전송방향으로는 극히 작으며, 역방향으로는 극히 큰 특성을 갖는 것으로, 광신호를 일정한 방향으로만 흐르게 하는데 이용된다. 여기에서, 아이솔페이터(280)는 대역통과필터(210)에서 입력되는 입력 광신호는 편광조절기(220)를 거쳐 편광분할기(230)로 전송하고 있으나, 편광 분할기(230)를 통하여 입력되는 반사 광신호에 대하여는 이를 제거하는 것이다. 따라서, 대역통과필터(210)와 편광 분할기(230) 사이에서 광신호들이 공진을 일으켜 신호 잡음이 생길 우려를 없앨 수 있게 된다.
또한, 아이솔레이터(280)는 페브리-페롯 필터(240)를 통과하지 못하고, 페브리-페롯 필터(240)의 입력단에서 반사되는 광신호가 입력단으로 진행하는 것을 방 지하는 역할도 수행한다.
여기에서, 반사기(260)와 양방향 증폭기(250) 사이를 수 회 왕복하는 경우, 입력 광신호의 편광상태가 편광 분할기(230)를 통하여 입력된 입력 광신호와 같은 편광상태를 갖는 것이 가능하다. 즉, 양방향 증폭기(250)을 통과한 입력 광신호가 반사기(260)에 의하여 반사가 되는 경우, 편광상태는 90도가 바뀌게 되는데, 편광이 바뀐 성분 중에서, 일부는 페브리-페롯 필터(240)의 입력부에서 반사되어 다시 반사기(260)로 진행한다. 여기에서, 재반사가 되는 경우, 편광상태가 90도가 또 바뀌므로, 편광상태는 입력된 상태와 같게 된다. 따라서, 반사가 홀수 회 되는 경우의 편광 상태는 광 검출기(290)로 진행할 수 있는 편광상태가 되지만, 짝수 회 반사가 일어나는 경우는 편광상태가 입력된 입력 광신호의 편광상태와 같아서 광 검출기(270)로 진행하지 못하고 아이솔레이터(280) 쪽으로 진행하게 된다.
아이솔레이터(280)의 위치는 대역통과필터(210)와 편광 분할기(230) 사이에 위치한다. 즉, 아이솔레이터(280)는 대역통과필터(210)와 편광 조절기(220) 사이 또는 편광 조절기(220)와 편광 분할기(230) 사이에 위치할 수 있다.
광 검출기(270)는 페브리-페롯 필터(240)에서 잡음이 제거된 주파수 성분들을 입력받고, 상기 주파수 성분들을 비팅하여 클럭 신호를 추출한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 다른 일 실시예에 따른 광학적 클럭 신호 추출 장치에 대한 블럭도이다. 도 3을 참조하면, 광학적 클럭 신호 추출 장치(300)는 대역통과필터(Bandpass Filter)(210), 편광 조절기(PC: Polarization Controller)(220), 편광 분할기(PBS: Polarization Beam Splitter)(230), 페브리- 페롯 필터(FPF: Fabry-Perot Fileter)(240), 양방향 증폭기(Bi-directionnal Amplifier)(250), 반사기(260), 광 검출기(270), 아이솔레이터(280), 제 1 감쇄기(Attenuator)(290), 제 2 감쇄기(292) 및 광 지연기(Opticla Delay)(294)를 포함하여 구성된다.
도 3에서 도 2와 같은 참조번호에 대하여는 도 2의 설명을 참조하기로 하고, 여기에서는 도 2와 상이한 구성요소인 제 1 감쇄기(290), 제 2 감쇄기(292) 및 광 지연기(294)를 위주로 설명하기로 한다.
제 1 감쇄기(290)는 대역통과필터(210)와 편광 분할기(230) 사이에 입력 광신호를 일정하게 감쇄시키는 역할을 수행한다.
제 2 감쇄기(292)는 양방향 증폭기(250)와 반사기(260) 사이에 위치하고, 양방향 증폭기(250)에서 출력되는 입력 광신호의 주파수 성분을 일정하게 감쇄시키는 역할을 수행한다.
제 1 감쇄기(290)와 제 2 감쇄기(292)는 양방향 증폭기(250)에 입력되는 입력 광신호의 파워가 지나치게 큰 경우, 광신호의 증폭과 아울러 큰 잡음이 발생할 수 있는데 이를 방지하기 위한 것이다. 즉 양방향 증폭기(250)가 잡음을 최소로 발생시키면서 증폭기능을 할 수 있도록 양방향 증폭기(250)에 입력되는 광파워를 조절하는 것이다.
광 지연기(294)는 제 2 감쇄기(292)를 통과한 입력 광신호의 주파수 성분을 소정 시간 동안 지연시키고 반사기(260)로 출력하는 역할을 수행한다.
도 4는 도 2와 도 3에서 사용되는 페브리-페롯 필터의 주파수 특성을 나타내 는 스펙트럼이다. 도 4를 참조하면, 클럭 신호 추출을 위하여 주파수 성분들을 선택하는데 사용되는 페브리-페롯 필터(240)의 자유 스펙트럼 범위(FSR: Free Spectrum Range)는 NRZ(No Return to Zero) 입력 광변조 신호의 주기와 같도록 제작한다. 일반적으로 페브리-페롯 필터(240)의 주파수 특성은 도 4에 나타나 있다. 여기에서, 서로 인접한 중심 주파수 성분과 사이드 피크 주파수 성분 사이의 거리를 자유 스펙트럼 범위라고 한다.
입력되는 NRZ 입력 광변조 신호의 광스펙트럼은 중심주파수 성분과 중심주파수의 양 쪽에 입력 광신호의 주기에 해당하는 거리에 사이드 피크 주파수 성분을 가지고 있다.
본 발명에서 사용하는 페브리-페롯 필터(240)의 자유 스펙트럼 범위는 입력 광신호의 주기와 같으므로, 입력 광신호의 주파수 성분 중에서 중심주파수 성분과 두 개의 사이드 피크 주파수 성분 중에서 선택된 어느 하나를 비팅하여 클럭 신호를 복원하는 것이 가능하다.
이와 같은 방법으로 광학적 클럭 신호를 추출하는 방법은 입력 광신호의 패턴에 의한 영향을 줄일 수 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광학적 클럭 신호 추출 방법에 대한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 먼저, 입력 광신호에서 원하는 특정 주파수 대역을 적절한 크기로 선택한다(S500). 여기에서, 특정 주파수 대역을 적절한 크기로 선택하는 것은 대역통과필터(도 2의 참조번호 210)를 통하여 수행할 수 있다. 단계S500에서 적 절한 크기로 선택되는 특정 주파수 대역은 중심 주파수 성분과 복수개의 사이드 주파수 성분 중 어느 하나를 포함하는 대역을 나타낸다. 도 2에서 살펴본 바와 같이, 단계S500에서 입력되는 입력 광신호로는 NRZ(Non Return to Zero) 입력 광변조 신호를 예로 들 수 있다. 그러나, 나아가 대역통과필터(210)로 입력되는 입력 광신호로는 RZ(Return to Zero) 입력 광변조 신호를 적용할 수 있으며, 다른 주기 입력 광신호에도 적용이 가능하다.
다음으로, 단계S500에서 선택된 특정 주파수 대역에서의 입력 광신호에서 특정 편광성분을 분할한다(S510).
단계S500과 단계S510 사이에서는, 단계S500에서 선택된 주파수 대역에서의 입력 광신호의 편광 성분을 일정한 방향으로 조절되도록 하는 편광 조절단계를 더 포함하고, 편광 조절단계에서 조절된 편광 성분을 가지는 입력 광신호를 단계S510으로 입력되도록 할 수 있다.
다음으로, 단계S510에서 분할된 특정 편광성분에서 클럭 신호 추출을 위하여 필요로 하는 주파수 성분들을 페브리-페롯 필터(도 2의 참조번호 240)를 통하여 선택한다(S520). 여기에서 선택되는 주파수 성분들은 중심 주파수 성분과 복수개의 사이드 주파수 성분 중 어느 하나를 나타낸다.
다음으로, 단계S520에서 선택된 주파수 성분들을 증폭한다(S530). 여기에서, 단계S520에서 선택된 주파수 성분들을 증폭하는 것은 양방향 증폭기(도 2의 참조번호 250)를 통하여 이루어질 수 있다.
다음으로, 단계S530에서 증폭된 주파수 성분들을 소정 각도 만큼(예를 들면, 90도) 편광 시킨 후 반사시킨다(S540). 여기에서, 단계S530에서 증폭된 주파수 성분들을 입력받아 소정 각도만큼 회전시킨 후 반사시키는 것은 패러데이 회전 미러(도 2의 참조번호 260)를 통하여 이루어질 수 있다.
다음으로, 단계S540에서 반사된 주파수 성분을 다시 증폭한다(S550). 여기에서, 단계S520에서 선택된 주파수 성분들을 증폭하는 것은 양방향 증폭기(도 2의 참조번호 250)를 통하여 이루어질 수 있다.
다음으로, 단계S550에서 다시 증폭된 주파수 성분에서 잡음(Noise) 성분을 제거한다(S560). 여기에서, 단계S550에서 다시 증폭된 주파수 성분에서 잡음(Noise) 성분을 제거하는 것은 페브리-페롯 필터(도 2의 참조번호 240)를 통하여 이루어질 수 있다.
다음으로, 단계S560에서 잡음이 제거된 주파수 성분들을 입력받고, 주파수 성분들을 비팅하여 클럭 신호를 추출한다(S570).
단계S560과 단계S570 사이에서 단계S560에서 페브리-페롯 필터(도 2의 참조번호 240)에서 잡음이 제거된 주파수 성분 중에서 단계S540에서 소정 각도만큼 회전되지 않은 주파수 성분은 아이솔레이터(도 2의 참조번호 280)를 통하여 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 페브리-페롯 필터(도 2의 참조번호 240)를 통과하지 못하고, 페브리-페롯 필터(도 2의 참조번호 240)의 입력단에서 반사되는 광신호가 입력단으로 진행하는 주파수 성분을 아이솔레이터(도 2의 참조번호 280)을 통하여 제거하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
아이솔레이터(도 2의 참조번호 280)는 감쇄량이 광신호의 전송방향으로는 극히 작으며, 역방향으로는 극히 큰 특성을 갖는 것으로, 입력 광신호를 일정한 방향으로만 흐르게 하는데 이용된다.
도 5에서 클럭 신호 추출을 위하여 주파수 성분들을 선택하는데 사용되는 페브리-페롯 필터(도 2의 참조번호 240)의 자유 스펙트럼 범위(FSR: Free Spectrum Range)는 NRZ(No Return to Zero) 입력 광변조 신호의 주기와 같도록 제작한다. 일반적으로 페브리-페롯 필터(도 2의 참조번호 240)의 주파수 특성은 상기 도 4에서 살펴본 바와 같다.
도 5에서 미 설명된 부분은 도 2 내지 도 4를 참조하기로 한다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD_ROM, 자기테이프, 플로피디스크 및 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 저장되고 실행될 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사 용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
종래에 사용되는 광학적 클럭 신호 추출 방법 및 장치에서는 입력 광신호의 패턴의 영향을 많이 받았으나, 본 발명에서는 페브리-페롯 필터의 특성에 의하여 입력 광신호의 패턴에 의한 영향을 크게 줄일 수 있는 광학적 클럭 신호 추출 장치 및 방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 양방향 증폭기를 사용하여 증폭기의 효율을 최대로 이용하였으며, 페브리-페롯 필터와 함께 이용함으로써 광학적 클럭 신호 추출을 위한 주파수 성분들(중심 주파수 성분과 사이드 피크 주파수 성분들 중에서 어느 하나)을 추출할 뿐만 아니라, 양방향 증폭기에서 발생한 잡음까지도 제거하도록 하며, 비교적 저가인 페브리-페롯 필터와 양방향 증폭기를 통하여 광학적 클럭 신호 추출 방법 및 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (18)

  1. 입력 광신호의 주파수 성분들을 소정 각도만큼 회전시킨 후 반사시키는 반사기;
    입력되는 입력 광신호의 주파수 성분들을 증폭하여 상기 반사기로 입력하고, 상기 반사기에서 반사된 주파수 성분들을 다시 증폭하는 양방향 증폭기;
    입력단을 통해 입력되는 입력 광신호에서 소정 편광성분을 분할하는 편광 분할기;
    상기 편광 분할기로부터 분할된 소정 편광성분을 입력받아 클럭 신호 추출을 위한 주파수 성분들을 선택하여 상기 양방향 증폭기에 입력하고, 상기 양방향 증폭기로부터 다시 증폭되어 출력되는 주파수 성분들을 입력받아 잡음 성분을 제거하는 페브리-페롯 필터; 및
    상기 페브리-페롯 필터에서 잡음 성분이 제거된 주파수 성분들을 입력받고, 상기 입력된 주파수 성분들을 비팅하여 클럭 신호를 추출하는 광 검출기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 클럭 신호 추출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력단으로부터 입력되는 입력 광신호에서 원하는 주파수 대역을 선택하고, 선택된 주파수 대역을 상기 편광 분할기로 출력하는 대역통과필터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 클럭 신호 추출 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 대역통과필터와 상기 편광 분할기 사이에 위치하고, 상기 편광 분할기에서 반사되어 상기 대역통과필터로 입력되는 주파수 성분들을 제거하는 아이솔레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 클럭 신호 추출 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 대역통과필터에서 선택된 주파수 대역에서의 입력 광신호의 편광 성분을 일정한 방향으로 조절하도록 하여 상기 편광 분할기로 출력하는 편광 조절기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 클럭 신호 추출 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 편광 조절기와 상기 편광 분할기 사이에 위치하고, 상기 입력 광신호를 일정하게 감쇄시키는 감쇄기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 클럭 신호 추출 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 대역통과필터와 상기 편광 분할기 사이에 상기 입력 광신호를 일정하게 감쇄시키는 제 1 감쇄기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 클럭 신호 추출 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 양방향 증폭기와 상기 반사기 사이에 위치하고, 상기 양방향 증폭기에서 출력되는 입력 광신호의 주파수 성분을 일정하게 감쇄시키는 제 2 감쇄기; 및
    상기 제 2 감쇄기를 통과한 입력 광신호의 주파수 성분을 소정 시간동안 지연시키고 상기 반사기로 출력하는 광지연기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 클럭 신호 추출 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 페브리-페롯 필터의 자유 스펙트럼 범위(FSR: Free Spectral range)는 상기 입력 광신호의 주기와 같은 것을 특징으로 하는 광학적 클럭 신호 추출 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사기는 패러데이 회전 미러인 것을 특징으로 하는 광학적 클럭 신호 추출 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사기에서의 소정 각도는 90도인 것을 특징으로 하는 광학적 클럭 신호 추출 장치.
  11. (a) 입력 광신호에서 특정 편광성분을 분할하는 단계;
    (b) 상기 분할된 특정 편광성분에서 클럭 신호를 추출하기 위한 주파수 성분들을 선택하고, 상기 선택된 주파수 성분들을 증폭하는 단계;
    (c) 상기 증폭된 주파수 성분들을 입력받아 소정 각도만큼 회전시킨 후 반사시키는 단계;
    (d) 상기 반사된 주파수 성분들을 다시 증폭하고, 다시 증폭된 주파수 성분들에서 발생한 잡음을 제거하는 단계; 및
    (e) 상기 페브리-페롯 필터에서 잡음이 제거된 주파수 성분들을 획득하고, 상기 주파수 성분들을 비팅하여 클럭 신호를 추출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 클럭 신호 추출 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 (a)단계 이전에
    상기 입력 광신호에서 클럭 신호를 추출하기 위한 주파수 대역만을 선택하는 주파수 대역 선택단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 클럭 신호 추출 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 주파수 대역 선택단계에서 선택된 주파수 대역에서의 입력 광신호의 편광 성분을 일정한 방향으로 조절하도록 하는 편광 조절단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 클럭 신호 추출 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 (d)단계 이후에, 상기 페브리-페롯 필터에서 잡음이 제거된 주파수 성분 중에서 상기 (c)단계에서 소정 각도만큼 회전되지 않은 주파수 성분을 아이솔레이터를 통하여 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 클럭 신호 추출 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 페브리-페롯 필터의 자유 스펙트럼 범위(FSR: Free Spectral range)는 상기 입력 광신호의 주기와 같은 것을 특징으로 하는 광학적 클럭 신호 추출 방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 (c)단계에서 상기 증폭된 주파수 성분들을 입력받아 소정 각도만큼 회전시킨 후 반사시키는 것은 패러데이 회전 미러를 통하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학적 클럭 신호 추출 방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 입력 광신호는 NRZ(No Return to Zero) 입력 광변조 신호 또는 RZ(Return to Zero) 입력 광변조 신호인 것을 특징으로 하는 광학적 클럭 신호 추출 방법.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 (c)단계에서의 소정 각도는 90도인 것을 특징으로 하는 광학적 클럭 신호 추출 방법.
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