KR100758695B1 - 저밀도 파장 분할 다중 방식의 광 파장 및 광 세기측정장치 - Google Patents

저밀도 파장 분할 다중 방식의 광 파장 및 광 세기측정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저밀도 파장 분할 다중 방식의 광 파장 및 광 세기 측정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광수광수단의 구성 및 배열을 최소화하여 광섬유가 외부로 돌출되지 않으며, 수광 소자를 캐스캐이드 하지 않는 단순화 구조로 제작상의 편의성을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 16 파장 선별이 아닌 18 파장 이상의 확장성을 제공함으로써, 사용자의 편리성 및 이용 범위 확장성을 제공할 수 있는 저밀도 파장 분할 다중 방식의 광 파장 및 광 세기 측정장치에 관한 것이다.
본 발명인 저밀도 파장 분할 다중 방식의 광 파장 및 광 세기 측정장치는
광 파장 및 광 세기 측정장치에 있어서,
광원으로부터 입사되어 자유공간으로 진행하는 광을 적어도 하나 이상의 필터를 통해 각각 수광하고, 어느 하나의 필터에서 수광된 파장을 제외한 다중 파장을 또 다른 필터에서 수광하기 위한 광수광수단과;
상기 광수광수단으로부터 수광된 각각의 분리된 파장을 증폭하기 위한 증폭부와;
상기 증폭부를 통과한 파장을 중앙제어부로 입력하기 위한 컨버터부와;
사용자가 조작을 수행하기 위한 키패드조작부와;
중앙제어부에서 처리된 신호를 사용자에게 디스플레이하기 위한 디스플레이부와;
키패드조작부의 조작에 의해 상기 디스플레이부에 텍스트 또는 그래프로 전 환하여 표시하기 위한 전환표시부와;
중앙제어부의 데이터 처리 과정에서 기준 파장 범위 이외의 파장이 입력되면 기준 파장 범위 이외의 파장이 입력되었음을 출력하기 위한 에러파장판단부와;
기준 파장 범위 데이터를 저장하기 위한 저장부와;
상기 각 부와 전기적으로 연결되어 전반적인 제어를 수행하기 위한 중앙제어부와;
전원을 공급하기 위한 전원공급부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 통해 기존 선로에 전송되는 16채널의 신호에서 해당하는 신호의 정확한 파장정보와 광의 세기를 알 수 있으며, 이를 통하여 선로의 상태 및 발송 단의 광원의 정상작동 여부를 파악할 수 있는 효과를 제공하게 된다.
광 파장, 광 세기, 광수광, 필터.

Description

저밀도 파장 분할 다중 방식의 광 파장 및 광 세기 측정장치{Coarse-WDM Multiplxing wavelength measurement Device}
도 1은 종래의 파장분할다중 광 수동 소자를 이용한 수광소자 배열 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 구조에서 광 세기 및 파장 특성 측정을 위한 개념도이다.
도 3은 종래의 파장분할다중 광학 필터를 내장한 수광소자의 배열 구조도이다.
도 4는 도 3의 구조에서 수광소자를 캐스캐이드(Cascade) 방식으로 연결하는 것을 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 저밀도 파장분할다중(Coarse-WDM Multiplxing) 방식의 광 파장 및 광 세기 측정장치의 광수광수단의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 저밀도 파장분할다중(Coarse-WDM Multiplxing) 방식의 광 파장 및 광 세기 측정장치의 구성도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 광수광수단 110 : 베이스플레이트
120 : 광컨넥터 130 : 필터
140 : 수광부 200 : 증폭부
300 : 컨버터부 400 : 키패드조작부
500 : 디스플레이부 600 : 전환표시부
700 : 에러파장판단부 800 : 저장부
900 : 중앙제어부 950 : 전원공급부
본 발명은 저밀도 파장 분할 다중 방식의 광 파장 및 광 세기 측정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광수광수단의 구성 및 배열을 최소화하여 광섬유가 외부로 돌출되지 않으며, 수광 소자를 캐스캐이드 하지 않는 단순화 구조로 제작상의 편의성을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 16 파장 선별이 아닌 18 파장 이상의 확장성을 제공함으로써, 사용자의 편리성 및 이용 범위 확장성을 제공할 수 있는 저밀도 파장 분할 다중 방식의 광 파장 및 광 세기 측정장치에 관한 것이다.
현재 증가하는 광 데이터 추세에 따라 통신망은 WDM(Wavelength Division Multiplexing) 기술을 이용하여 한 개의 광섬유를 통하여 보다 많은 채널의 신호를 전송하고 있으며 저 밀도 파장 다중화(Coarse-WDM) 방식에 의한 통신 기술의 구현은 국내를 비롯하여 유럽, 미국 일본 등지에서 상용화되고 있다.
이에 휴대가 편리한 현장형 저밀도 파장 다중화 방식에 적합한 제품을 발명하여 서비스공급자의 망 선로 유지 및 보수에 편리한 이용을 제공할 필요가 있다.
현재 CWDM 파장을 측정하기 위한 파워메터의 경우 도 1 및 도 3의 구조를 갖는 광 파장 분기부와 수광소자를 갖고 있다.
종래의 기술을 이용한 도 1의 경우 저밀도 파장 역 다중화기(Coarse-WDM Demultiplxer)가 필요한데, 구성 부품의 수가 증가하여 가격적 손실이 발생한다. 또한 각각의 부품을 캐스캐이드(cascade) 방식으로 연결하여 최종단의 입력 파워가 감소하여 수광 소자의 수신 감도를 저해하는 요인이 되며 이는 정확한 파장 및 광 세기 검출에 영향을 미친다.
또한, 각각의 광 부품을 연결하는 부분에 광섬유가 노출이 되고 또한 이러한 광섬유를 연결하기 위하여 연결 부분을 융착하게 되므로 융착부의 보호를 위한 열 수축 튜브가 보조 부품으로 추가가 되어 부품 내장 부피가 증가하며 최종 완성품인 광 파장 및 광 세기 측정 장치의 운용시 작업자의 취급이 어렵게 된다.
상기한 도 1의 저 밀도 파장 역 다중화기 내부의 구조를 도 2에 도시하였으며, 이에 대해 상세히 설명하면 입력 콜리메이터와 출력 콜리메이터 그리고 수광소자 내부의 광섬유의 세부분으로 구성이 된다.
이때, 출력 콜리메이터와 수광소자 내부의 광섬유는 불 필요한 부분으로 이는 광 신호의 세기를 감소시키게 되며 비용을 증가시키는 원인을 제공하였으며, 제품 제작 시 크기를 증가시키는 원인이었다.
또한 도 3의 방식의 경우, 도 2의 콜리메이터(Collimator) 부분을 적용하지 않고 파장분할다중 광학 필터를 수광소자에 내장하여 비용적인 개선을 하였으나 도 4와 같이 각각의 부품을 캐스캐이드 연결하는 광섬유와 이를 보호하기 위한 열 수축 튜브의 적용으로 제품 외형의 크기 증가가 불가피하며 그에 따른 휴대 및 운용시 사용자 불편이 예상된다.
현재 여러 종류의 파장을 합하거나 분리하는 경우 일반적인 방식은 도 1 및 도 3의 방식에 의하여 각각의 부품을 제작한 후 각각의 부품을 도 4와 같이 Cascade방식으로 연결한다.
이때 각각의 광 섬유를 연결 시 연결된 광 섬유를 보호하기 위한 열 수축 튜브가 필요하다.
또한 광 섬유 자체가 요구하는 최소 곡률 반경이 필요한데 이는 일반적으로 직경 5cm를 요구한다. 이에 따라서 여러 종류의 제품을 연결하는 경우 최소 요구되는 크기는 광 섬유가 요구하는 곡률반경을 기준으로 하여 설정이 되므로 최종 제품의 크기를 줄이기 위해서는 애로 사항이 많았다.
따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,
본 발명의 목적은 광 수광 수단의 구성 및 배열을 최소화하여 광섬유가 외부로 돌출되지 않도록 함과 동시에 열 수축 튜브를 적용하지 않으므로 제작상의 편의성을 제공하도록 하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 18 파장 이상의 파장을 선별할 수 있도록 구성함으로 써, 사용자에게 확장성을 제공하도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 사용자에게 출력되는 화면에 텍스트 모드 또는 그래픽 모드로 표시할 수 있도록 하는 다중모드 구현하도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 기준 파장 범위 이외의 파장이 입력되면 기준 파장 범위 이외의 파장이 입력되었음을 출력함으로써, 광원의 동작 상태를 파악할 수 있도록 하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 저밀도 파장 분할 다중 방식의 광 파장 및 광 세기 측정장치는,
광 파장 및 광 세기 측정장치에 있어서,
광원으로부터 입사되어 자유공간으로 진행하는 광을 적어도 하나 이상의 필터를 통해 각각 수광하고, 어느 하나의 필터에서 수광된 파장을 제외한 다중 파장을 또 다른 필터에서 수광하기 위한 광수광수단과;
상기 광수광수단으로부터 수광된 각각의 분리된 파장을 증폭하기 위한 증폭부와;
상기 증폭부를 통과한 파장을 중앙제어부로 입력하기 위한 컨버터부와;
사용자가 조작을 수행하기 위한 키패드조작부와;
중앙제어부에서 처리된 신호를 사용자에게 디스플레이하기 위한 디스플레이부와;
키패드조작부의 조작에 의해 상기 디스플레이부에 텍스트 또는 그래프로 전환하여 표시하기 위한 전환표시부와;
중앙제어부의 데이터 처리 과정에서 기준 파장 범위 이외의 파장이 입력되면 기준 파장 범위 이외의 파장이 입력되었음을 출력하기 위한 에러파장판단부와;
기준 파장 범위 데이터를 저장하기 위한 저장부와;
상기 각 부와 전기적으로 연결되어 전반적인 제어를 수행하기 위한 중앙제어부와;
전원을 공급하기 위한 전원공급부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 광수광수단은,
베이스플레이트와,
상기 베이스플레이트의 상단에 배치되어 광을 조사할 수 있도록 광원과 연결되는 광컨넥터와,
상기 광컨넥터를 통해 입사되는 광의 여러 파장 중 해당하는 특정 파장을 통과시켜 수광하고 그 외의 파장을 반사시킬 수 있도록 필터가 배치되는 수광부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 필터가 배치되는 수광부는,
베이스플레이트의 양측 길이 방향을 따라 지그재그로 다수 배치되고, 필터는 광컨넥터를 통해 조사되는 광에서 연속적으로 지그재그로 반사시킬 수 있도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 필터는,
CWDM(Coarse-WDM) 또는 DWDM(Dense-WDM) 또는 동등 이상의 박막 필터(Thin-Film Filter)를 이용하여 구성하여 광 파장을 구분하거나 광 세기를 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광수광수단은,
적어도 18 파장 이상을 선별하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 필터가 배치되는 수광부는,
자유 공간 상태에서 입사된 빛을 광섬유를 통하지 않고 자유 공간상에서 직접 수광하는 포토 다이오드인 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 저밀도 파장 분할 다중 방식의 광 파장 및 광 세기 측정장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 저밀도 파장분할다중(Coarse-WDM Multiplxing) 방식의 광 파장 및 광 세기 측정장치의 광수광수단의 구성도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명인 저밀도 파장 분할 방식의 광 파장 및 광 세기 측정장치의 광수광수단은,
베이스플레이트(110)와,
상기 베이스플레이트의 상단에 배치되어 광을 조사할 수 있도록 광원과 연결되는 광컨넥터(120)와,
상기 광컨넥터를 통해 입사되는 광의 여러 파장 중 해당하는 특정 파장을 통과시켜 수광하고 그 외의 파장을 반사시킬 수 있도록 필터(130)가 배치되는 수광 부(140)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 필터가 배치되는 수광부는,
베이스플레이트의 양측 길이 방향을 따라 지그재그로 다수 배치되고, 필터는 광 컨넥터를 통해 조사되는 광에서 연속적으로 지그재그로 반사시킬 수 있도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 필터는,
CWDM(Coarse-WDM) 또는 DWDM(Dense-WDM) 또는 동등 이상의 박막 필터(Thin-Film Filter)를 이용하여 구성하여 광 파장을 구분하거나 광 세기를 측정하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 광수광수단은, 적어도 18 파장 이상을 선별하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 필터가 배치되는 수광부는, 자유 공간 상태에서 입사된 빛을 광섬유를 통하지 않고 자유 공간상에서 직접 수광하는 포토 다이오드인 것을 특징으로 한다.
좀 더 구체적으로 설명하자면, 본 발명의 광수광수단은 도 5에 도시한 바와 같이 구성되며 종래의 도 1 및 도 3과 비교를 하면 제품의 구성 및 배열이 최소화됨을 알 수 있다.
또한, 광 수광 수단을 6cm X 4cm X 1cm의 크기로 줄일 수 있으며, 자유공간을 통해 진행한 광이 광 수광부에 전달되므로 광이 전송되는 경로에 광섬유를 적용하지 않으며, 그에 따른 광섬유 간 연결 부위를 보호하는 열수축 튜브 또한 적용하 지 않아 제작상의 편의성을 제공할 수 있게 되는 것이다.
또한, 종래의 16파장을 선별하는 장치와 비교하여 18 파장의 확장성을 갖는 장치를 기본으로 사용자의 편리성 및 이용의 범위를 확장할 수 있게 된다.
도 6의 상기 광컨넥터(120)로 입력된 광 신호는 광 수광 수단을 통해 다음과 같이 파장이 분류된다. 입력된 여러 파장의 신호는 λ1 필터(130)에서 λ1을 제외한 신호는 반사된다.
λ1에 입력된 신호는 수광부(140)에서 전기신호로 전환이 되어 데이터처리가 된다.
다시 λ1을 제외하고 반사된 다중 신호는 λ2 ~ λ18의 다중 반사 경로를 거쳐서 각각의 수광부(140)에서 전기 신호로 변경되어 데이터 처리가 된다.
이때, 사용되는 필터는 사용하고자 하는 용도에 맞게 선택을 하여 여러 응용 범위에 걸쳐서 확장이 된다.
또한, 종래의 캐스캐이드 연결 방식에 비교하여 삽입 손실을 최소화하여 측정할 수 있는 범위를 증가시키므로 보다 향상된 광 세기의 범위에서 측정이 가능하다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 저밀도 파장분할다중(Coarse-WDM Multiplxing) 방식의 광 파장 및 광 세기 측정장치의 구성도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명인 저밀도 파장분할다중(Coarse-WDM Multiplxing) 방식의 광 파장 및 광 세기 측정장치는,
광 파장 및 광 세기 측정장치에 있어서,
광원으로부터 입사되어 자유공간으로 진행하는 광을 적어도 하나 이상의 필터를 통해 각각 수광하고, 어느 하나의 필터에서 수광된 파장을 제외한 다중 파장을 또 다른 필터에서 수광하기 위한 광수광수단(100)과;
상기 광수광수단으로부터 수광된 각각의 분리된 파장을 증폭하기 위한 증폭부(200)와;
상기 증폭부를 통과한 파장을 중앙제어부로 입력하기 위한 컨버터부(300)와;
사용자가 조작을 수행하기 위한 키패드조작부(400)와;
중앙제어부에서 처리된 신호를 사용자에게 디스플레이하기 위한 디스플레이부(500)와;
키패드조작부의 조작에 의해 상기 디스플레이부에 텍스트 또는 그래프로 전환하여 표시하기 위한 전환표시부(600)와;
중앙제어부의 데이터 처리 과정에서 기준 파장 범위 이외의 파장이 입력되면 기준 파장 범위 이외의 파장이 입력되었음을 출력하기 위한 에러파장판단부(700)와;
기준 파장 범위 데이터를 저장하기 위한 저장부(800)와;
상기 각 부와 전기적으로 연결되어 전반적인 제어를 수행하기 위한 중앙제어부(900)와;
전원을 공급하기 위한 전원공급부(950);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
광컨넥터로 입력된 신호는 광수광수단의 자유 공간 상의 다중 배열된 수광부 를 통해 개별의 파장으로 분리되고, 분리된 파장들은 상기 증폭부(200)에 의해 증폭된 후 컨버터부(300)를 통하여 상기 중앙제어부로 입력되어 진다. 이때, 처리된 신호는 디스플레이부(500)로 출력하게 된다.
사용자가 상기 키패드조작부를 조작하게 되면 상기 전환표시부에 의해 디스플레이부에 텍스트 또는 그래프로 전환하여 표시하게 된다.
즉, 텍스트모드와 그래픽모드의 다중 모드를 지원하여 사용자의 편의를 도모할 수 있게 된다.
상기 에러파장판단부(700)는 중앙제어부의 데이터 처리 과정에서 기준 파장 범위 이외의 파장이 입력되면 기준 파장 범위 이외의 파장이 입력되었음을 출력하기 위한 기능을 담당하는데 좀 더 구체적으로 설명하자면, 기본적으로 통신 선로에서 사용되는 CWDM 광원의 파장은 중심파장을 기준으로 ±6.5nm 의 범위를 갖는다.
이에 기준 범위를 초과하는 파장이 입력될 경우 에러파장판단부에 의해 에러 메시지를 나타내도록 한 것이다. 즉, 데이터 처리 과정이 단순하게 입력된 광원의 세기를 데이터로 처리하는 것이 아닌 내부 프로그램에서 데이터를 가공하여 보다 사용자의 편의성을 증대시킨 것이다. 또한 이 기능에 의하여 선로에서 측정된 값이 에러 메시지를 나타내는 경우 이를 발생시킨 광원이 적절한 동작을 하는가 판단의 기준이 된다.
결론적으로 본 발명에 의하여 종래의 도 1 및 도 3의 구조에서 변경되므로 부품의 수를 줄여 원가의 절감 및 제품의 크기를 최소화할 수 있으며, 사용되는 필터에 따라서 여러 종류의 구성이 가능하여 제품의 확장이 가능하다.
또한, 종래의 광 파장 및 광세기 측정장치에 비교하여 외형의 부피 및 크기가 감소하여 휴대가 간편하며 현장 작업자의 작업효율 및 편리성을 증가시키게 된다.
이상에서와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 저밀도 파장 분할 다중 방식의 광 파장 및 광 세기 측정장치는,
기존 선로에 전송되는 16채널의 신호에서 해당하는 신호의 정확한 파장정보와 광의 세기를 알 수 있으며, 이를 통하여 선로의 상태 및 발송 단의 광원의 정상작동 여부를 파악할 수 있는 효과를 제공하게 된다.
또한, 종래의 기술을 이용한 장치와 비교하여 장치의 크기를 축소하여 현장 사용의 편리성을 증대하고 텍스트와 그래픽의 이중 모드를 지원하여 사용자의 편리 성을 증대시킬 수 있는 효과를 제공하게 된다.

Claims (6)

  1. 광 파장 및 광 세기 측정장치에 있어서,
    광원으로부터 입사되어 자유공간으로 진행하는 광을 적어도 하나 이상의 필터를 통해 각각 수광하고, 어느 하나의 필터에서 수광된 파장을 제외한 다중 파장을 또 다른 필터에서 수광하기 위한 광수광수단과;
    상기 광수광수단으로부터 수광된 각각의 분리된 파장을 증폭하기 위한 증폭부와;
    상기 증폭부를 통과한 파장을 중앙제어부로 입력하기 위한 컨버터부와;
    사용자가 조작을 수행하기 위한 키패드조작부와;
    중앙제어부에서 처리된 신호를 사용자에게 디스플레이하기 위한 디스플레이부와;
    키패드조작부의 조작에 의해 상기 디스플레이부에 텍스트 또는 그래프로 전환하여 표시하기 위한 전환표시부와;
    중앙제어부의 데이터 처리 과정에서 기준 파장 범위 이외의 파장이 입력되면 기준 파장 범위 이외의 파장이 입력되었음을 출력하기 위한 에러파장판단부와;
    기준 파장 범위 데이터를 저장하기 위한 저장부와;
    상기 각 부와 전기적으로 연결되어 전반적인 제어를 수행하기 위한 중앙제어부와;
    전원을 공급하기 위한 전원공급부;를 포함하여 구성되되,
    상기 광수광수단은,
    베이스플레이트와,
    상기 베이스플레이트의 상단에 배치되어 광을 조사할 수 있도록 광원과 연결되는 광컨넥터와,
    상기 광컨넥터를 통해 입사되는 광의 여러 파장 중 해당하는 특정 파장을 통과시켜 수광하고 그 외의 파장을 반사시킬 수 있도록 필터가 배치되는 수광부를 포함하여 구성되며, 상기 필터가 배치되는 수광부는 베이스플레이트의 양측 길이 방향을 따라 지그재그로 다수 배치되고, 필터는 광컨넥터를 통해 조사되는 광에서 연속적으로 지그재그로 반사시킬 수 있도록 배치되는 것을 특징으로 하는 저밀도 파장 분할 다중 방식의 광 파장 및 광 세기 측정장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 필터가 배치되는 수광부는,
    자유 공간 상태에서 입사된 빛을 광섬유를 통하지 않고 자유 공간상에서 직접 수광하는 포토 다이오드인 것을 특징으로 하는 저밀도 파장 분할 다중 방식의 광 파장 및 광 세기 측정장치.
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