KR100757074B1 - 잉여 라만 펌핑광을 재활용하여 펌핑된 가입자용 ａｓｅ광원을 사용하는 라만 증폭 기반의 양방향 파장분할다중수동광네트워크 - Google Patents

잉여 라만 펌핑광을 재활용하여 펌핑된 가입자용 ａｓｅ광원을 사용하는 라만 증폭 기반의 양방향 파장분할다중수동광네트워크 Download PDF

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Abstract

잉여 라만 펌핑광을 재활용하여 펌핑된 가입자용 ASE 광원을 사용하는 라만 증폭 기반의 양방향 파장분할다중 수동광네트워크에 관하여 개시한다. 양방향 파장분할다중 수동광네트워크는 중앙 기지국에 라만 펌핑 광원을 형성하고 여기서 나오는 라만 펌핑광을 사용하여 신호 전송용 광섬유에서 라만 증폭을 한다. 따라서, 신호 전송용 광섬유 상에서의 신호 손실을 보상하여 낮은 세기의 광신호를 사용하더라도 20Km 이상의 장거리 전송이 가능하다. 또한, 라만 증폭 후 남은 잉여 라만 펌핑광을 재활용하여 지역국에 설치된 어븀 첨가 광섬유를 기반으로 ASE 광원을 만들어 내므로 기존과 달리 지역국 또는 가입자 댁내에 능동 광소자를 설치할 필요가 없어 저가의 파장분할다중 수동광네트워크(WDM-PON)를 구현할 수 있다.

Description

잉여 라만 펌핑광을 재활용하여 펌핑된 가입자용 ＡＳＥ 광원을 사용하는 라만 증폭 기반의 양방향 파장분할다중 수동광네트워크{A Bidirectional Wavelength Division Multiplexing Passive Optical Network(WDM-PON) based in Raman Amplification using Spectrum Sliced Amplified Spontaneous Emission(ASE) Upstream Source Pumped by Residual Raman Pump}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 라만 증폭을 기반으로 하고, 스펙트럼 분할된 어븀 첨가 광섬유 ASE 광원을 사용하는 파장분할다중 수동광네트워크의 구성을 나타낸다.
도 2는 도 1의 파장분할다중 수동광네트워크를 증명하기 위해 실시된 실험 구성도이다.
도 3은 도 2의 지역구에 설치된 어븀 첨가 광섬유에서 잉여 라만 펌핑광을 재활용하여 발생된 ASE 광원의 스펙트럼이다.
도 4는 도 2에서 사용된 1550nm에서의 스펙트럼 분할된 하향 신호의 전송 전과 전송 후의 스펙트럼 비교도이다.
도 5는 도 2에서 사용된 1543.5nm에서의 스펙트럼 분할된 상향 신호의 전송 전과 전송 후의 스펙트럼 비교도이다.
도 6은 도 2에서의 하향 신호 및 상향 신호의 25Km 전송 전, 후의 결과를 나 타낸 아이 다이아그램(Eye Diagram)이다.
도 7은 도 2에서의 하향 신호 및 상향 신호의 25Km 전송 전, 후의 비트 에러 율(Bit Error Rate:BER)을 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 라만 증폭을 기반으로 하고, 스펙트럼 분할된 어븀 첨가 광섬유 ASE 광원을 사용하는 파장분할다중 수동광네트워크의 구성을 나타낸다.
본 발명은 양방향 파장분할다중 수동광네트워크에 관한 것으로서, 구체적으로 신호 전송용 광섬유상에서 라만 증폭을 사용하여 광섬유 전송 손실을 보상하고, 라만 증폭 후 남은 잉여 라만 펌핑광을 지역국에 설치된 어븀 첨가 광섬유 기반의 증폭된 자기 발광(ASE:Amplified Spontaneous Emission, 이하, "ASE"라고 한다) 광원의 펌핑광으로 재활용하는 잉여 라만 펌핑광을 재활용하여 펌핑된 가입자용 ASE 광원을 사용하는 라만 증폭 기반의 양방향 파장분할다중 수동광네트워크에 관한 것이다.
현재, 인터넷의 폭발적인 데이터량 증가로 인하여 가입자망 네트워크의 전송 속도를 증가시키기 위하여 다양한 형태의 노력이 이루어지고 있다. 특히, 기존의 전화선을 이용하는 ADSL 또는 VDSL 방식에 비해 현재 파장분할다중 수동광네트워 크(Wavelength Division Multiplexing Passive Optical Network:WDM-PON)는 가입자들에게 최소 100M bit/sec의 데이터 전송 속도를 부여할 수 있고, 높은 안전성을 갖고 있으며, 또한 가입자를 늘리기 쉽다는 장점들을 두루 갖추고 있어서 이에 대한 관심이 고조되고 있다. 따라서, 안정된 서비스를 공급하고 저가에 설치가 가능하며 많은 가입자들을 확보할 수 있는 고성능의 파장분할다중 수동광네트워크의 개발이 요구되고 있다.
이에, 파장분할다중 수동광네트워크(WDM-OPN)를 구현함에 있어서 가장 중요한 부분은 어떻게 저가의 광원을 구현하느냐와 이 저가의 광원에서 나오는 낮은 세기의 광신호들을 어떻게 장거리 전송할 수 있는가 라는 문제들을 해결하는 것이다.
신호 전달용 거리가 길어질수록 하나의 기지국에서 처리할 수 있는 가입자 수가 늘어나게 되므로 전체 시스템 운영 경비를 줄일 수 있다. 기존의 파장분할다중 수동광네트워크(WDM-PON)에 사용된 광원들을 살펴보면 펌핑된 어븀 첨가 광섬유에서 나오는 ASE 광원을 파장 분할시킨 광원, LED 또는 초발광 레이저 다이오드에서 나오는 광대역 광원을 파장 분할시킨 광원, 또는 DFB 레이저(Distributed Feedback Laser) 광원, Injection Locking된 패브리-패롯(Fabry-Perot) 광원 등이 있다. 그러나, 상기 광원들의 신호의 세기가 작기 때문에 장거리 전송에는 적합하지 않다.
기존의 파장분할다중 수동광네트워크(WDM-PON)는 첫째로 가입자 1인당 1개의 광원을 반드시 소유해야만 상향 신호 전송이 가능하므로 설치 비용 증가 문제가 먼저 대두 되고, 둘째로 이런 광원들에서 나오는 신호의 세기가 작으므로 장거리에 있는 가입자들에게 전송하기 위한 장거리 전송은 전송용 광섬유 상의 손실로 인해 20Km 이내로 제한된다는 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 라만 증폭을 사용하여 신호 전송용 광섬유상에서의 신호 손실을 보상하여 낮은 세기의 광신호를 사용하더라도 20Km 이상의 장거리 전송이 가능한 파장분할다중 수동광네트워크(WDM-PON)를 개발하는데 있다.
또한, 라만 증폭 후 남은 잉여 라만 펌핑광을 재활용하여 지역국에서 어븀 첨가 광섬유 ASE 광원을 만들어 내므로, 기존과 달리 지역국 또는 가입자 댁내에 능동 광소자를 설치할 필요가 없어 저가의 파장분할다중 수동광네트워크(WDM-PON)를 구현하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 양방향 파장분할다중 수동광네트워크는 서로 다른 파장을 가지는 광원들 각각에 데이터를 가해준 후 이들을 다중화(multiplexing)한 하향 신호를 전송하는 중앙 기지국; 상기 중앙 기지국에서 전송되는 신호를 라만 증폭을 이용하여 양방향 신호 증폭하여 전송하는 신호 전송용 광섬유; 상기 신호 전송용 광섬유에서 전송된 신호를 역다중화(demultiplexing) 하여 각각의 하향 신호를 출력하는 지역국; 및 상기 지역국에서 전송된 각각의 하향 신호를 수신하는 가입자망을 포함하며, 상기 중앙 기지국은 상기 신호 전송용 광섬유를 라만 증폭하기 위해 소정 파장의 펌핑광을 출력하는 라만 펌핑 광원을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 중앙 기지국은 상기 라만 펌핑광을 상기 하향 신호와 함께 결합하여 상기 신호 전송용 광섬유로 전송하는 펌프/신호 파장분할다중화기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 지역국은 상기 신호 전송용 광섬유에서 라만 증폭 후 남은 잉여 라만 펌핑광과 하향 신호를 분리하여 출력하는 펌프/신호 파장분할역다중화기; 및 상기 잉여 라만 펌핑광을 재활용하여 증폭된 자기 발광(ASE) 광원을 생성하는 어븀 첨가 광섬유를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지역국은 상기 증폭된 자기 발광(ASE) 광원을 다수개의 파장으로 분할하여 상기 가입자망으로 전송하는 배열 도파로 격자(AWG:Arrayed Waveguide Grating)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 가입자망은 상기 지역국의 배열 도파로 격자(AWG)에서 전송된 상기 증폭된 자기 발광(ASE) 광원에 데이터 변조를 가해 상향 신호를 만들어 상기 지역국으로 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지역국은 상기 증폭된 자기 발광(ASE) 광원을 상기 하향 신호와 다시 결합시켜주는 커플러; 및 상기 결합된 신호를 역다중화(demultiplexing)하여 상기 가입자망으로 각각 전달하는 사이클릭 배열 도파로 격자(Cyclic AWG)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 가입자망은 상기 하향 신호를 수신하는 수신기와 상기 스펙트럼 분할된 증폭된 자기 발광(ASE) 광을 수신하여 이를 구동 전류 직접 변조 방식을 이용하여 데이터를 가해준 후 신호를 반사시켜 상향 신호를 만들어 상기 지역국으로 전송하는 인젝션 록킹(Injection Locking)용 패브리-페롯 레이저(Fabry-Perot Laser)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가입자망은 상기 하향 신호를 수신하는 수신기와 상기 스펙트럼 분할된 증폭된 자기 발광(ASE) 광을 수신하여 이를 구동 전류 직접 변조 방식을 이용하여 데이터를 가해준 후 신호를 반사시켜 상향 신호를 만들어 상기 지역국으로 전송하는 반사형 반도체 광증폭기(Reflective Semiconductor Optical Amplifier)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 라만 증폭을 기반으로 하고, 스펙트럼 분할된 어븀 첨가 광섬유 ASE 광원을 사용하는 파장분할다중 수동광네트워크의 구성을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 파장분할다중 수동광네트워크는 어븀 첨가 광섬유에서 나오는 ASE 광원을 기본 광원으로 출력스펙트럼을 분할하여 각각에 데이터를 가해준 후, 다시 이를 다중화(Multiplexing)하여 라만 펌핑광과 함께 전송하는 중앙 기지국(Central Office, 10)과, 상기 중앙 기지국으로부터 입 력되는 광신호를 라만 증폭하여 출력하는 신호 전송용 광섬유(Transmission Fiber, 20)와, 전송된 신호 중 하향 신호는 각 가입자망으로 전송하고, 잉여 펌핑광을 이용하여 어븀 첨가 광섬유 기반의 ASE 광원을 생성하여 각 가입자망으로 전송하는 지역국(Remote Node, 30) 및 상기 지역국에서 보낸 하향 신호를 각각 수신하고, 상기 지역국에서의 ASE 광원을 이용하여 데이터를 가해 상향 신호를 만들어 상기 지역국으로 재전송는 가입자망(ONU)을 포함한다.
중앙 기지국(Central Office, 10)은 어븀 첨가 광섬유를 기반으로 하는 ASE 광원(11)과 상기 ASE 광원을 N개의 신호로 분할하여 하향신호를 만들어 내는 배열 도파로 격자(Arrayed Waveguide Grating, 12 :이하, "AWG"라 한다)와, 상기 N개의 하향 신호 각각에 데이터를 인가하여 신호를 변조하는 N개의 변조기(Modulator, 13_1...13_N)와 상기 N개의 변조신호를 다중화(Multiplexing)하여 하나의 전송용 신호로 통합하는 사이클릭 AWG(15)와 상기 신호 전송용 광섬유(20)를 라만 증폭하기 위해 소정 파장의 펌프광을 출력하는 라만 펌핑 광원(17) 및 상기 펌프광을 상기 전송용 신호와 결합하여 상기 전송용 광섬유(20)로 전달하는 펌프/신호 파장분할다중화기(Pump/Signal Wavelength Division Multiplexing(WDM), 18)를 포함한다.
즉, 중앙 기지국(10)에서는 펌핑된 어븀 첨가 광섬유에서 나오는 ASE 광원(11)을 기본 광원으로 이용하여, 이 출력 스펙트럼을 AWG(12)를 사용하여 N개의 하향 신호들을 만들어 낸다. 스펙트럼 분할된 N개의 하향 신호들에 변조기들(13_1~13_N)을 사용하여 데이터를 가해준 후 사이클릭 AWG(15)를 사용하여 N개의 신호들을 다중화(multiplexing)한 후에 신호 전송용 광섬유(20)에 연결시킨다.
여기서, 사이클릭 AWG(15)는 파장 도메인 상에서 주기적인 대역 반응을 보이는 것으로 상향 신호의 역다중화(demultiplexing)에도 동시에 사용된다. 하향 신호와 상향 신호의 중심 파장은 사이클릭 AWG(15)의 파장 주기만큼의 파장이 다르게 설정하여 하나의 사이클릭 AWG(15)를 사용하여 하향 신호 다중화(Multiplexing)와 상향 신호 역다중화(Demultiplexing) 기능을 동시에 얻을 수 있다.
도 1에서는 중앙 기지국(10)에서 하향 신호를 생성하는 하나의 구성 및 방법을 나타냈지만, 이에 한정되지 않으며, 다른 방법에 의해서도 하향신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 중앙 기지국은 다수의 레이저들을 사용하여 데이터를 가해준 후 이들을 다중화한 하향 신호를 신호 전송용 광섬유로 전송할 수도 있고, 인젝션 록킹(Injection Locking) 패브리-페롯 레이저(Fabry-Perot Laser)에 직접 변조 방식으로 데이터를 가해준 후 이들을 다중화한 하향 신호를 신호 전송용 광섬유로 전송할 수도 있으며, 반사형 반도체 광증폭기(Reflective Semiconductor Optical Amplified:RSOA)에 직접 변조 방식으로 데이터를 가해준 후 이들을 다중화한 하향 신호를 신호 전송용 광섬유로 전송할 수도 있다.
본 발명의 특징적인 구성 중의 하나는 신호 전송용 광섬유(20) 상에서 라만 증폭을 위해 소정 파장의 펌핑광을 출력하는 라만 펌핑 광원(17)을 사용하는 것이다. 이는 신호 전송용 광섬유(20)에서의 신호 전송 손실을 보상하기 위하여 양방향 증폭이 가능한 라만 증폭을 이용한 것이다. 이렇게 양방향 라만 증폭을 신호 전송용 광섬유(20)에서 사용함으로써 낮은 광세기의 신호를 손실 없이 장거리까지 전송이 가능하다.
라만 증폭이라 함은 어떠한 물질 내에 강한 세기의 빛(펌핑광)이 입사되었을 경우 포논 산란에 의해 발생되는 라만 산란이 일어나게 되는데, 이때 문턱 값 이상의 아주 강한 세기의 빛이 입사된 경우 유도 라만 산란 현상이 일어나 신호의 증폭현상을 일으키게 되는 것을 말한다. 광섬유의 경우는 유도 라만 산란 현상이 일어나는 파장대역은 입사된 펌핑광의 주파수를 기준으로 13THz 떨어져 있는 저주파 대역인데 후술할 도 3의 경우에서는 입사되는 펌핑광의 파장이 약 1460nm 부근이므로 증폭이 일어나는 대역은 1550nm 가 된다. 따라서, 본 발명의 중요한 특징 중 하나는 광신호 전달 매질인 광섬유가 신호 전달 매질과 동시에 라만 증폭의 매질이 된다는 것이다.
또한, 라만 증폭의 경우 상당한 양의 펌핑광 세기가 증폭 후 남는다는 사실을 이용하여 잉여 펌핑광을 후술하는 지역국(30)에 설치되어 있는 어븀 첨가 광섬유 기반의 ASE 광원의 펌핑광으로 재활용할 수 있다.
지역국(Remote Node, 30)은 상기 신호 전송용 광섬유(20)를 통해 전송된 신호를 잉여 펌핑광과 하향 신호로 분리하는 펌프/신호 파장분할역다중화기(Pump/Signal WDM, 31)와 상기 잉영 펌핑광에 의해 증폭되어 ASE 광원을 발생하는 어븀 첨가 광섬유(34)와 상기 ASE 광원을 N개의 신호로 역다중화하여 각 가입자들에게 상향 신호의 기본 광원을 제공하는 AWG(35)와 상기 하향 신호를 N개의 신호로 역다중화하여 각 가입자망들에게 전송하는 사이클릭 AWG(32)를 포함한다.
가입자망(40)은 N개의 가입자들(43_1~43_N)로 구성되고, 상기 각각의 가입자들은 상기 사이클릭 AWG(32)로부터 전송되는 하향 신호를 수신하는 수신기(43_1)와 상기 AWG(35)부터 전송되는 각각의 ASE 광원에 데이터를 가해 상향 신호로 변조하는 변조기(41_1) 및 상기 상향 신호를 다시 지역국(30)의 사이클릭 AWG(32)로 전송하고, 상기 하향 신호를 상기 수신기(43_1)로 전송하는 서큘레이터(42_1)를 포함한다.
즉, 신호 전송용 광섬유(20)를 지난 하향 신호들과 잉여 라만 펌핑광은 펌프/신호 파장분할역다중화기(Pump/Signal WDM, 31)에 의해 나누어지고, 잉여 라만 펌핑광은 서큘레이터(35) 또는 펌프/신호 파장분할다중화기(Pump/Signal WDM)를 통해 어븀 첨가 광섬유(34)에 들어간다. 이때 발생되는 ASE 광원은 AWG(35)를 통해 스펙트럼 분할이 되어 각각의 가입자망에 전달되고 가입자들은 자신에게 배당된 스펙트럼 분할 ASE 광원에 데이터 변조를 가해 상향 신호를 만들어 지역국(30)으로 보낸다. 지역국(30)에서는 상기 사이클릭 AWG(32)를 사용하여 각각의 가입자들로부터 오는 상향 신호들을 다중화(Multiplexing)하여 신호 전송용 광섬유(20)에 연결시킨다. 상기 상향 신호는 펌프/신호 파장분할다중화기(18)를 통해 상기 사이클릭 AWG(15)에서 역다중화(demultiplexing)되어 중앙 기지국(10) 내의 각각의 수신기(16_1~16_N)로 전송된다.
한편, 라만 펌핑광과 분리된 하향 신호들은 지역국에 설치된 사이클릭 AWG(32)에 의해 역다중화(demultiplexing)되어 각 가입자의 수신기(43_1~43_N)로 전달된다.
여기서, 본 발명의 또 다른 특징적 구성은 라만 증폭 후의 잉여 펌핑광을 재활용하기 위해 지역국에 어븀 첨가 광섬유(34)를 설치하고, 여기서 나오는 ASE 광 원을 가입자들의 상향 신호로 사용할 수 있다는 것이다. 따라서, 지역국(30)과 가입자들(40_1~40_N)은 별도의 능동 광소자를 필요로 하지 않게 되어 네트워크 전체에서 중앙 집중화된 광원 제어가 가능하게 될 뿐만 아니라 지역국과 가입자 댁내에 설치되는 기기들은 고가의 능동 광소자들이 없는 저가의 수동 소자들로만 구성할 수 있다는 이점이 있다.
도 2는 도 1의 파장분할다중 수동광네트워크를 증명하기 위해 실시된 실험 구성도이다.
도 2를 참조하면, 1550nm의 하향 신호를 상업적으로 이용 가능한 어븀 첨가 광섬유를 통해 발생된 ASE 광원(11)을 AWG(12)를 사용하여 파장 분할하고, 이를 변조기(13)를 이용하여 데이터 변조를 가한 후 라만 펌핑 광원(17)의 펌핑광과 함께 25Km의 단일 모드 광섬유(SMF, 20)에 전달한다. 이때 사용된 라만 펌핑광의 세기는 350mW 이며, 1455nm와 1465nm의 파장을 갖는 2개의 반도체 레이저 다이오드를 사용한다.
25Km의 신호 전송용 단일 모드 광섬유(20)를 지난 후 남은 잉여 라만 펌핑광의 세기는 99mW이며, 이는 지역국(30)에 설치된 20m의 어븀 첨가 광섬유(34)와 서큘레이터(33)로 구성된 ASE 광원 발생기로 입사되어 펌핑광으로 재활용된다.
이때, 99mW의 잉여 라만 펌핑광을 재활용하여 발생시킨 ASE 광원의 스펙트럼이 도 3에 나타난다. ASE 광원의 전체 세기는 8dBm이다. 발생된 ASE 광원을 상기 AWG(35)로 나누어 주고 1543.5nm에서 파장 분할된 ASE 광원에 데이터 변조를 가하여 상향신호로 사용하게 된다. 이때, 중앙 기지국(10)과 가입자(40) 댁내에서는 서 큘레이터(14, 42)를 사용하여 상향 신호와 하향 신호를 분리하여 수신하게 된다.
도 4는 도 2에서 사용된 1550nm에서의 스펙트럼 분할된 하향 신호의 전송 전과 전송 후의 스펙트럼 비교도이고, 도 5는 도 2에서 사용된 1543.5nm에서의 스펙트럼 분할된 상향 신호의 전송 전과 전송 후의 스펙트럼 비교도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, OSNR이 전송 후 25dB 정도 되었으며 도면에서 알 수 있듯이 단일 모드 광섬유에서의 전송송신(-6dB)이 완전히 라만 증폭에 의해서 보상되어 25Km 전송 전, 후 광세기(Optical Power)가 손실되지 않았음을 알 수 있다.
도 6은 도 2에서의 하향 신호 및 상향 신호의 25Km 전송 전, 후의 결과를 나타낸 아이 다이아그램(Eye Diagram)이고, 도 7은 도 2에서의 하향 신호 및 상향 신호의 25Km 전송 전, 후의 비트 에러 율(Bit Error Rate:BER)을 나타낸 그래프이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 하향 신호 및 상향 신호의 25Km 광섬유 전송 전, 후의 신호의 왜곡이 전혀 없으며, 신호의 에러율 또한 없는(Error-free, penalty-free) 전송을 얻을 수 있었다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 라만 증폭을 기반으로 하고, 스펙트럼 분할된 어븀 첨가 광섬유 ASE 광원을 사용하는 파장분할다중 수동광네트워크의 구성을 나타낸다.
도 8을 참조하면, 중앙 기지국(10)과 신호 전송용 광섬유(20)의 경우 상기 도 1과 동일한 구성이다. 따라서, 신호 전송용 광섬유(20)에서 라만 증폭되어 지역국으로 전송된 이후에 대하여 설명하기로 한다.
신호 전송용 광섬유(20)로부터 전송된 신호는 펌프/신호 파장분할역다중화기(31)에서 하향 신호와 잉여 라만 펌핑광으로 분리되며, 어븀 첨가 광섬유(34)에서 잉영 라만 펌핑광을 재활용하여 발생된 ASE 광을 커플러(37)를 사용하여 다시 하향 신호와 합쳐진 후 사이클릭 배열 도파로 격자(Cyclic AWG, 32)를 통해 가입망(ONU)에 전달된다. 이때, 하향 신호는 각 가입자들의 수신기(42)로 전달되고, 스펙트럼 분할된 ASE 광은 인젝션 록킹(Injection Locking)용 패브리-페롯 레이저(Fabry-Perot Laser) 또는 반사형 반도체 광증폭기(RSOA:Reflective Semiconductor Optical Amplifier)(41)에 입사시킨 후 구동 전류 직접 변조 방식을 이용하여 데이터 변조를 가해준 후 신호를 반사시켜 상향 신호를 지역국으로 전송한다.
본 발명은 신호 전송용 광섬유 상에서 라만 증폭을 이용하여 신호를 증폭함으로써, 기존의 파장분할다중화 수동광네트워크에서의 낮은 신호 세기에 기인한 가입자망 신호 전송 거리 제한의 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 라만 펌핑용 광원인 펌프 레이저 다이오드들을 중앙 기지국에 설치하고, 신호 전송용 광섬유에서 라만 증폭 후 남은 잉여 라만 펌핑광을 재활용하여 지역국에 설치되어 있는 어븀 첨가 광섬유 기반의 ASE 광원의 펌핑광으로 재활용함으로써 지역국과 가입자 댁내에 설치되는 기기들은 고가의 능동 광소자들이 없는 저가의 수동 소자들로만 구성할 수 있다. 따라서, 가입자당 1대의 고가의 광원이 필 요하다는 기존의 파장분할다중화 수동광네트워크 구조의 문제점을 해결할 수 있다.

Claims (8)

  1. 소정 파장의 펌핑광을 출력하는 라만 펌핑 광원 및 서로 다른 파장을 가지는 광원들 각각에 데이터를 가해준 후 이들을 다중화(multiplexing)한 하향 신호를 상기 라만 펌핑광과 함께 전송하는 펌프/신호 파장분할다중화기를 포함하는 중앙 기지국;
    상기 중앙 기지국에서 전송되는 신호를 라만 증폭을 이용하여 양방향 신호 증폭하여 전송하는 신호 전송용 광섬유;
    상기 신호 전송용 광섬유에서 라만 증폭 후 남은 잉여 라만 펌핑광과 하향 신호를 분리하여 출력하는 펌프/신호 파장분할역다중화기, 상기 하향 신호를 역다중화(demultiplexing) 하여 출력하는 사이클릭 배열 도파로 격자(Cyclic Arrayed Waveguide Grating), 상기 잉여 라만 펌핑광을 재활용하여 증폭된 자기 발광(ASE) 광원을 생성하는 어븀 첨가 광섬유 및 상기 증폭된 자기 발광(ASE) 광원을 다수개의 파장으로 분할하여 출력하는 배열 도파로 격자(AWG:Arrayed Waveguide Grating)를 포함하는 지역국; 및
    상기 지역국에서 전송된 하향 신호 및 증폭된 자기 발광(ASE) 광원을 수신하는 가입자망을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 파장분할다중 수동광네트워크.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가입자망은,
    상기 지역국의 배열 도파로 격자(AWG)에서 전송된 상기 증폭된 자기 발광(ASE) 광원에 데이터 변조를 가해 상향 신호를 만들어 상기 지역국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 양방향 파장분할다중 수동광네트워크.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 지역국은,
    상기 증폭된 자기 발광(ASE) 광원을 상기 하향 신호와 다시 결합시켜주는 커플러; 및
    상기 결합된 신호를 역다중화(demultiplexing)하여 상기 가입자망으로 각각 전달하는 사이클릭 배열 도파로 격자(Cyclic AWG)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 파장분할다중 수동광네트워크.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 가입자망은,
    상기 하향 신호를 수신하는 수신기와 상기 증폭된 자기 발광(ASE) 광을 수신하여 이를 구동 전류 직접 변조 방식을 이용하여 데이터를 가해준 후 신호를 반사시켜 상향 신호를 만들어 상기 지역국으로 전송하는 인젝션 록킹(Injection Locking)용 패브리-페롯 레이저(Fabry-Perot Laser)을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 파장분할다중 수동광네트워크.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 가입자망은,
    상기 하향 신호를 수신하는 수신기와 상기 증폭된 자기 발광(ASE) 광을 수신하여 이를 구동 전류 직접 변조 방식을 이용하여 데이터를 가해준 후 신호를 반사시켜 상향 신호를 만들어 상기 지역국으로 전송하는 반사형 반도체 광증폭기(Reflective Semiconductor Optical Amplifier)를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 파장분할다중 수동광네트워크.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023217131A1 (zh) * 2022-05-10 2023-11-16 华为技术有限公司 光放大器、光放大的方法以及光纤通信系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010062836A (ko) * 1999-12-30 2001-07-07 루센트 테크놀러지스 인크 라만 증폭 광 증폭기 및 증폭기 성능 개선 방법
KR20040091338A (ko) * 2003-04-21 2004-10-28 삼성전자주식회사 외부 온도변화와 무관하게 페브리-페롯 레이저의파장잠김을 유지하는 방법 및 이를 이용한파장분할다중방식 광원
KR20050017064A (ko) * 2003-08-12 2005-02-21 삼성전자주식회사 양방향 파장 분할 다중 시스템
KR20050040149A (ko) * 2003-10-27 2005-05-03 삼성전자주식회사 반사형 이득고정 반도체 광증폭기를 포함하는 광신호전송장치 및 이를 이용한 광통신 시스템
KR20050069502A (ko) * 2003-12-31 2005-07-05 삼성전자주식회사 파장분할 다중방식 자기치유 수동형 광가입자망

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010062836A (ko) * 1999-12-30 2001-07-07 루센트 테크놀러지스 인크 라만 증폭 광 증폭기 및 증폭기 성능 개선 방법
KR20040091338A (ko) * 2003-04-21 2004-10-28 삼성전자주식회사 외부 온도변화와 무관하게 페브리-페롯 레이저의파장잠김을 유지하는 방법 및 이를 이용한파장분할다중방식 광원
KR20050017064A (ko) * 2003-08-12 2005-02-21 삼성전자주식회사 양방향 파장 분할 다중 시스템
KR20050040149A (ko) * 2003-10-27 2005-05-03 삼성전자주식회사 반사형 이득고정 반도체 광증폭기를 포함하는 광신호전송장치 및 이를 이용한 광통신 시스템
KR20050069502A (ko) * 2003-12-31 2005-07-05 삼성전자주식회사 파장분할 다중방식 자기치유 수동형 광가입자망

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023217131A1 (zh) * 2022-05-10 2023-11-16 华为技术有限公司 光放大器、光放大的方法以及光纤通信系统

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