KR100765001B1 - 다중채널용 광파장 안정화장치 - Google Patents

다중채널용 광파장 안정화장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다수의 레이저 다이오드들로부터 출력되는 광데이터신호의 일부를 개별적으로 각각 분리검출하는 탭커플러와 다수의 온도조절부를 포함하는 광파장 안정화회로에서, 상기 각각의 탭커플러에 의해 분리된 채널별 광데이터신호 중 스위칭신호에 의해 어느 한 채널을 선택하여 그 설정된 해당 채널신호의 광파장 흔들림에 비례하는 전류쌍신호를 출력하고 그 출력된 전류쌍신호를 분석하여 광파장 제어신호를 생성하는 다중채널 광파장 안정화회로부와, 상기 광파장 안정화회로부로부터 출력된 개별 광파장 제어신호에 따라 해당 레이저 다이오드의 온도를 조절하여 레이저 다이오드의 광파장을 조절하는 온도조절부를 포함하는 다중채널용 광파장 안정화장치를 제공한다.
상기와 같은 본 발명은 광전송시스템에서 다수의 송신 레이저광원의 일단에 단수개로된 광파장 안정화회로부를 구비하고 광파장데이터 전송시 주기적으로 각각의 송신 레이저광원의 광파장을 조절함으로써, 다수개의 송신 레이저광원의 광파장 제어기능을 하나의 광파장 안정회로부를 구비하여 처리하므로 그에 따라 다중채널용 광파장 안정화장치의 제조비용을 상당히 저감시키게 된다.

Description

다중채널용 광파장 안정화장치{multi-channel optical wavelength locking equipment}
도 1은 종래 광파장 안정화회로를 설명하는 설명도.
도 2는 본 발명 장치를 설명하는 설명도.
도 3은 본 발명의 플로우차트.
<부호의 상세한 설명>
1A-N: 레이저 다이오드 2A-N: 탭커플러
3 : 다중채널 광파장 안정화회로부 4A-N : 온도조절부
5 : 광스위치 6 : 광파장 필터
7 : 전기스위치 8 : 제어회로부
본 발명은 다중채널용 광파장 안정화장치에 관한 것으로, 특히 광전송시스템에서 다수의 송신 레이저광원의 일단에 단수개로된 광파장 안정화회로부를 구비하고 광파장데이터 전송시 주기적으로 각각의 송신 레이저광원의 광파장을 조절함으로써, 다수개의 송신 레이저광원의 광파장 제어기능을 하나의 광파장 안정회로부를 구비하여 처리하므로 그에 따라 다중채널용 광파장 안정화장치의 제조비용을 상당히 저감시키는 다중채널용 광파장 안정화장치에 관한 것이다.
일반적으로 광다중화방식을 사용하는 시스템에는 전송시스템의 전송효율을 높이기위해 송신단에서 다수의 정보원으로부터의 전송정보들을 적절히 조합하여 하나의 전송로를 통하여 전송하고 수신단에서 원래의 개별적인 전송정보를 복구하는 시스템을 가리킨다. 특히 이러한 방식의 시스템은 광대역 전송특성의 광섬유를 이용하여 초고속 광통신 시스템을 실현하기 위한 필수적인 중요한 기술이다. 즉, 하나의 광전송 채널을 통하여 전송될 수 있는 데이터의 속도는 전자소자의 처리리속도 제한 때문에 현실적으로 10Gbps의 속도로 제한되어 사용된다.
그리고, 상기와 같은 광다중화 방식에는 광 시분할 다중방식(OTDM:optical time division multiplexing), 광 부호 분할 다중방식(OCDM: optical code division multiplexing), 파장분할 다중방식(WDM: wavelength division multiplexing) 그리고, 광 주파수 분할 다중방식(OFDM: optical frequency division multiplexing)으로 구분할 수 있다. 이중 상기 WDM 방식은 서로 다른 파장대역에 각각의 입력 채널을 분할하여 전송하는 방식으로 초기에는 1.3㎛ 와 1.5㎛ 파장 대역으로 분할하는 방식이 주로 이용되고 있으나, 최근에는 대용량 통신의 근간을 담당할 수 있으면서 전송용량을 키우기 위하여 1.55㎛ 파장대역에서 다시 여러개의 좁은 파장 대역으로 분할하여 전송할 수 있는 DWDM(dense WDM) 기술이 개발되어 사용되고 있다.
이때, 이러한 DWDM 시스템들은 각각의 송신 레이저광원의 파장을 안정시키기 위하여 광파장 안정화회로를 각각 개별적으로 사용하는데, 이러한 광파장 안정화회로는 광채널간의 누화를 억제하는데 매우 중요한 역할을 수행한다. 예를들어, 이러한 광파장 안정화회로는 광채널간의 파장간격이 0.4nm인 경우 송신 레이저광원의 파장 흔들림이 ±20pm 이내로 억제하여 광전송을 원할하게 실행시킨다.
그러면, 상기와 같은 종래 다중채널용 광파장 안정화 장치를 도 1을 참고로 살펴보면, 전송 데이터를 광신호로 변환하는 레이저 다이오드(70A-N)와, 상기 레이저 다이오드(70A-N)로부터 출력되는 광데이터신호의 일부를 분리하는 탭커플러(71A-N)와, 상기 탭커플러(71A-N)에 의해 분리된 광데이터신호의 광파장 흔들림에 비례하여 전류쌍신호를 출력하고 그 출력된 전류쌍신호를 분석하여 광파장 제어신호를 생성하는 광파장 안정화회로부(72A-N)와, 상기 광파장 안정화회로부(72A-N)로부터 출력된 광파장 제어신호에 따라 상기 레이저 다이오드(70A-N)의 온도를 조절하여 광파장을 안정화시키는 온도조절부(73A-N)로 이루어진다.
그리고, 상기 광파장 안정화회로부(72A-N)는 상기 탭커플러(71A-N)에 의해 분리된 광데이터신호의 광파장 흔들림에 비례하여 전류쌍신호를 출력하는 광파장 필터(74A-N)와, 상기 광파장 필터(74A-N)로부터 출력된 전류쌍신호를 분석하고 그 차이값을 이용하여 광파장 제어신호를 생성하는 제어부(75A-N)를 포함한다.
여기서, 상기와 같은 광파장 안정화회로부(72A-N)는 레이저 다이오드(70A-N)의 각각에 하나씩 연결되게 된다.
한편, 상기와 같은 종래 다중채널용 광파장 안정화 장치의 동작을 살펴보면, 먼저 광전송시스템의 광신호 전송시 레이저 다이오드(70A-N)가 입력되는 데이터를 광신호로 변환하여 전송로(76A-N)를 통해 전송한다. 그러면, 상기 탭커플러(71A-N)가 상기 전송로(76A-N)로 전송되는 광신호의 일부를 분리하여 광파장 안정화회로부(72A-N)의 광파장 필터(74A-N)로 입력시킨다[P(
Figure 112001016944975-pat00001
)]. 그리고, 상기 광파장 안정화회로부(72A-N)의 광파장필터(74A-N)는 분리된 광신호의 파장흔들림(
Figure 112001016944975-pat00002
)에 관계되는 전류쌍( {I }_{A },{I }_{B } )을 생성하여 제어부(75A-N)로 입력시키게 되는데, 이때 이 전류쌍의 차이는 파장흔들림에 비례한다. 그러면, 상기 제어부(75A-N)는 입력된 전류쌍( {I }_{A },{I }_{B } )신호의 차이값을 분석하여 해당 광신호의 파장흔들림(
Figure 112001016944975-pat00003
)에 따른 구동전류 { I}_{TEC } (
Figure 112001016944975-pat00004
)를 온도조절부(73A-N)로 입력시킨다.
따라서, 상기 온도조절부(73A-N)는 제어부(75A-N)로부터 입력된 구동전류 { I}_{TEC } (
Figure 112001016944975-pat00005
)에 따라 레이저 다이오드(70A-N)의 온도를 조절하여 광파장을 조절하므로 레이저 다이오드(70A-N)의 광파장을 안정화시킨다.
그러나, 상기와 같은 종래 다중채널용 광파장 안정화 장치는 개별 레이저 다이오드들(70A-N)마다 각각 광파장 안정화회로부(72A-N)를 구비시켜야 하기 때문에 송신채널이 N개일 경우 광파장 안정화회로부도 N개가 필요하게되므로 그에 따라 광전송시스템의 공간설계시 이를 감안해야 하므로 공간설계에 상당한 어려움이 있었다.
뿐만 아니라, 상기와 같은 종래 다중채널용 광파장 안정화장치는 개별 레이 저 다이오드들(70A-N)마다 각각 광파장 안정화회로부(72A-N)를 구비시켜야 하는데, 이때 이 광파장 안정화회로부(72A-N)에는 고가의 광파장 필터(74A-N)가 포함되어 있어 그에 따라 다중채널용 광파장 안정화장치의 제조비용을 상당히 증가시키는 문제점을 야기시켰다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 제반 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 광전송시스템에서 다수의 송신 레이저광원의 일단에 단수개로된 광파장 안정화회로부를 구비하고 광파장데이터 전송시 주기적으로 각각의 송신 레이저광원의 광파장을 조절함으로써, 다수개의 송신 레이저광원의 광파장 제어기능을 하나의 광파장 안정회로부를 구비하여 처리하므로 그에 따라 다중채널용 광파장 안정화장치의 제조비용을 상당히 저감시키는 다중채널용 광파장 안정화장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 다수의 레이저광원의 광파장을 단수개의 광파장 안정화회로부로 제어하게 되어 구성요소에 대한 설치공간이 줄어들게 되므로 그에 따라 다중채널용 광파장 안정화장치의 공간설계성도 상당히 향상되는 다중채널용 광파장 안정화장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다수의 레이저 다이오드들로부터 출력되는 광데이터신호의 일부를 개별적으로 각각 분리검출하는 다수의 탭커플러와 다수의 온도조절부를 포함하는 광파장 안정화장치에서, 상기 각각의 탭커플러에 의해 분리된 채널별 광데이터신호 중 스위칭신호에 의해 어느 한 채널을 선택하여 상기 선택된 해당 채널신호의 광파장 흔들림에 비례하는 전류쌍신호를 출력하고 상기 출력된 전류쌍신호를 분석하여, 상기 각 레이저다이오드를 제어하기 위한 개별 광파장 제어신호를 생성하여 출력하는 다중채널 광파장 안정화회로부와,
상기 광파장 안정화회로부로부터 출력된 상기 개별 광파장 제어신호에 따라 해당 레이저 다이오드의 온도를 조절하여 레이저 다이오드의 광파장을 조절하는 온도조절부를 포함하는 다중채널용 광파장 안정화장치를 제공한다.
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.
본 발명 장치는 도 2에 도시된 바와 같이 개별 채널별로 입력되는 전송 데이터를 광신호로 각각 변환하는 다수의 레이저 다이오드(1A-N)와, 상기 각각의 레이저 다이오드(1A-N)들로부터 출력되는 광데이터신호의 일부를 개별적으로 각각 분리하는 탭커플러(2A-N)와, 상기 각각의 탭커플러(2A-N)에 의해 분리된 채널별 광데이터신호 중 스위칭신호에 의해 어느 한 채널을 선택하여 그 설정된 해당 채널신호의 광파장 흔들림에 비례하는 전류쌍신호를 출력하고 그 출력된 전류쌍신호를 분석하여 광파장 제어신호를 생성하는 다중채널 광파장 안정화회로부(3)와, 상기 다중채널 광파장 안정화회로부(3)로부터 출력된 개별 광파장 제어신호에 따라 해당 레이저 다이오드(1A-N)의 온도를 조절하여 광파장을 안정화시키는 다수의 온도조절부(4A-N)를 포함한다.
그리고, 상기 다중채널 광파장 안정화회로부(3)는 도 2에 도시된 바와같이 다수의 탭커플러(2A-N)로부터 입력되는 광채널신호중 임의의 한 신호를 선택하여 스위칭시키는 광스위치(5)와, 상기 광스위치(5)에 의해 선택된 해당 광데이터신호 의 광파장 흔들림에 비례하여 전류쌍신호를 출력하는 광파장 필터(6)와, 상기 광파장 필터(6)로부터 출력되는 해당 선택채널의 전기신호를 스위칭하는 전기스위치(7)와, 상기 전기스위치(7)와 광스위치(5)를 동기화시켜 전기스위치(7)로부터 출력된 해당 선택채널의 전류쌍신호를 분석하고 그 차이값을 이용하여 광파장 제어신호를 생성하는 제어회로부(8)를 포함한다.
여기서, 상기 광스위치(5)와 전기스위치(7)는 제어회로부(8)의 동기제어신호에 의해 동작되어 순차적으로 선택채널을 변경시키게 된다.
다음에는 상기와 같은 본 발명 장치의 작용, 효과를 설명한다.
본 발명 장치는 도 3에 도시된 바와같이 초기상태(S1)에서 광스위치 채널선택단계(S2)로 진행하여 제어회로부가 광스위치를 동기제어하므로 다수의 광채널신호중 선택된 하나의 채널신호만을 스위칭시킨다. 그리고, 상기 광스위치 채널선택단계(S2)후에 광필터링단계(S3)로 진행하여 광파장필터가 입력되는 해당 광신호의 광파장 흔들림에 비례하는 전류쌍신호를 출력한다.
또한, 상기 광필터링단계(S3)후에 스위칭동기신호 판단단계(S4)로 진행하여 제어회로부로부터 해당 채널을 선택하는 스위칭동기신호가 전기스위치로 입력되었는지를 판단한다. 이때, 상기 스위칭동기신호 판단단계(S4)중에 판단한 결과 만약 제어회로부로부터 해당 채널을 선택하는 스위칭동기신호가 전기스위치로 입력되지 않았을 경우는 전단계(S3)로 복귀하여 루프를 반복수행한다.
그러나, 상기 스위칭동기신호 판단단계(S4)중에 판단한 결과 만약 제어회로부로부터 해당 채널을 선택하는 스위칭동기신호가 전기스위치로 입력되었을 경우는 전류쌍신호 출력단계(S5)로 진행하여 전기스위치가 스위칭동기신호에 따라 설정된 해당 채널의 전류쌍신호를 출력한다. 그리고, 상기 전류쌍신호 출력단계(S5)후에 광파장제어신호 생성단계(S6)로 진행하여 제어회로부가 설정된 해당채널의 전류쌍신호를 분석하여 그 차신호에 따른 해당 레이저 다이오드의 광파장 제어신호를 생성하여 출력한다. 그러면, 상기 광파장제어신호 생성단계(S6)후에 광파장 안정화단계(S7)로 진행하여 광파장 제어신호에 따라 설정된 해당 레이저 다이오드의 온도를 조절하여 이 레이저 다이오드의 광파장을 안정화시킨다. 또한, 상기 광파장 안정화단계(S7)후에 선택채널 변경단계(S8)로 진행하여 순차적으로 선택채널을 변경한 다음 상기 광스위치 채널선택단계(S2)로 진행하여 루프를 반복수행한다.
환언하면, 광전송시스템의 광신호 전송시 각각의 레이저 다이오드(1A-N)가 개별적으로 입력되는 데이터를 광신호로 변환하여 전송로(9A-N)를 통해 전송한다. 그러면, 상기 전송로(9A-N)로 전송되는 광신호의 일부를 개별적으로 레이저 다이오드들(1A-N)에 연결되어 있는 각각의 탭커플러(2A-N)가 분리하여 다중채널 광파장 안정화회로부(3)의 광스위치(5)로 입력시킨다. 이때, 상기 제어회로부(8)는 상기 광스위치(5)로 입력되는 다수의 채널신호 중 어느 하나를 선택하는 스위칭동기신호를 광스위치(5)와 전기스위치(7)로 각각 입력시킨다. 그러면, 상기 광스위치(5)는 제어회로부(8)로부터 입력된 스위칭동기신호에 따라 다수의 채널중 해당 채널신호만을 스위칭하여 광파장 필터(6)로 입력시킨다[P(
Figure 112007039393660-pat00006
)]. 그리고, 상기 광파장 필터(6)는 그 분리된 해당 채널의 광신호의 파장흔들림(
Figure 112007039393660-pat00007
)에 관계되는 전류쌍(
Figure 112007039393660-pat00008
)을 생성하여 전기스위치(7)로 입력시키는데, 이때 이 전류쌍의 차이는 파장흔들림에 비례한다. 그러면, 상기 전기스위치(7)는 제어회로부(8)의 스위칭 동기신호에 연동되어 다수의 전류쌍(
Figure 112007039393660-pat00009
)중 설정된 해당 채널의 전류쌍(
Figure 112007039393660-pat00010
)신호를 선택하여 제어회로부(8)로 스위칭시킨다. 따라서, 상기 제어회로부(8)는 입력된 해당 채널의 전류쌍(
Figure 112007039393660-pat00011
)신호의 차이값을 분석하여 해당 광신호의 파장흔들림(
Figure 112007039393660-pat00012
)에 따른 구동전류 { I}_{TEC } (
Figure 112007039393660-pat00013
)를 해당 레이저 다이오드(1A-N)와 연결된 온도조절부(4A-N)로 입력시킨다. 그러면, 상기 온도조절부(4A-N)는 제어회로부(8)로부터 입력된 구동전류 { I}_{TEC } (
Figure 112007039393660-pat00014
)에 따라 해당 채널의 레이저 다이오드(1A-N)의 온도를 조절하여 광파장을 조절하므로 레이저 다이오드(1A-N)의 광파장을 안정화시킨다. 또한, 상기 제어회로부(8)는 순차적으로 선택채널을 변경하여 스위칭동기신호를 상기 광스위치(5)와 상기 전기스위치(7)에 전송한다.
따라서, 상기와 같은 과정의 본 발명에 의하면, 레이저 다이오드마다 개별적으로 광파장 안정화 회로를 사용하지 않고도 레이저 다이오드의 광파장을 안정화시킬 수 있다.
이상 설명에서와 같이 본 발명은 광전송시스템에서 다수의 송신 레이저광원의 일단에 단수개로된 광파장 안정화회로부를 구비하고 광파장데이터 전송시 주기적으로 각각의 송신 레이저광원의 광파장을 조절함으로써, 다수개의 송신 레이저광원의 광파장 제어기능을 하나의 광파장 안정회로부를 구비하여 처리하므로 그에 따라 다중채널용 광파장 안정화장치의 제조비용을 상당히 저감시키는 장점을 가지고 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 다수의 레이저광원의 광파장을 단수개의 광파장 안정화회로부로 제어하게 되어 구성요소에 대한 설치공간이 줄어들게 되므로 그에 따라 다중채널용 광파장 안정화장치의 공간설계성도 상당히 향상되는 효과도 있다.

Claims (4)

  1. 다수의 레이저 다이오드들로부터 출력되는 광데이터신호의 일부를 개별적으로 각각 분리하는 다수의 탭커플러를 포함하는 광파장 안정화장치에 있어서,
    상기 각각의 탭커플러에 의해 분리된 채널별 광데이터신호 중 스위칭신호에 의해 어느 한 채널을 선택하여 상기 선택된 해당 채널신호의 광파장 흔들림에 비례하는 전류쌍신호를 출력하고 상기 출력된 전류쌍신호를 분석하여, 상기 각 레이저다이오드를 제어하기 위한 개별 광파장 제어신호를 생성하여 출력하는 다중채널 광파장 안정화회로부와,
    상기 광파장 안정화회로부로부터 출력된 상기 개별 광파장 제어신호에 따라 해당 레이저 다이오드의 온도를 조절하여 레이저 다이오드의 광파장을 조절하는 온도조절부를 포함하는, 다중채널용 광파장 안정화장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다중채널 광파장 안정화회로부는 다수의 탭커플러로부터 입력되는 광채널신호 중 임의의 한 신호를 선택하여 스위칭시키는 광스위치와, 상기 광스위치에 의해 선택된 해당 광데이터신호의 광파장 흔들림에 비례하여 전류쌍신호를 출력하는 광파장 필터와, 상기 광파장 필터로부터 출력되는 해당 선택채널의 상기 전류쌍신호를 스위칭하는 전기스위치와, 상기 전기스위치와 상기 광스위치를 제어하여 상기 전기스위치로부터 출력된 해당 선택채널의 상기 전류쌍신호를 분석하고 그 차이값을 이용하여 광파장 제어신호를 생성하는 제어회로부를 포함하는, 다중채널용 광파장 안정화장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 광스위치와 상기 전기스위치는 상기 제어회로부의 동기제어신호에 의해 동작되는 것인, 다중채널용 광파장 안정화장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제어회로부는 순차적으로 선택채널을 변경하기 위한 동기제어신호를 상기 광스위치와 상기 전기스위치에 전송하는, 다중채널용 광파장 안정화장치.
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