KR100767725B1 - 어븀 광섬유에서 증폭된 자기 발광 기반의 초광대역 광원발생기 및 이를 이용한 파장분할다중 수동광네트워크 - Google Patents

어븀 광섬유에서 증폭된 자기 발광 기반의 초광대역 광원발생기 및 이를 이용한 파장분할다중 수동광네트워크 Download PDF

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Abstract

어븀 광섬유에서 증폭된 자기 발광(ASE) 기반의 초광대역 광원 발생기 및 이를 이용한 파장분할다중 수동광네트워크(WDM-PON)에 관하여 개시한다. 본 발명은 제 1 펌핑광을 입력받아 결맞음성이 없는 증폭된 자기 발광(ASE) 시드(seed) 광원을 출력하는 어븀 첨가 광섬유; 제 2 펌핑광에 의해 순방향 펌핑되고 제 3 펌핑광에 의해 역방향 펌핑되어, 상기 어븀 첨가 광섬유로부터 입력받은 시드 광원을 증폭하여 출력하는 광섬유 증폭기; 및 상기 광섬유 증폭기로부터 입력받은 증폭된 광원을 비선형 현상을 이용하여 초광대역의 광원으로 변환하는 고비선형 광섬유를 포함한다. 따라서, 1백 nm 이상의 대역폭과 1백 mW 이상의 출력 광세기를 갖는 고출력 광대역의 광원을 생성하여 간단한 구성으로 광센서 또는 파장분할다중 수동광네트워크에 응용할 수 있다.

Description

어븀 광섬유에서 증폭된 자기 발광 기반의 초광대역 광원 발생기 및 이를 이용한 파장분할다중 수동광네트워크{Super Broadband Light Source Generator based on Erbium Fiber Amplified Spontaneous Emission(ASE) and Wave Division Multiplexing Passive Optical Network(WDM-PON) using the same}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 어븀 첨가 광섬유에서 ASE 기반의 연속파형 슈퍼콘티뉴엄 광대역 광원 발생기의 구성도이다.
도 2는 도 1의 광대역 광원 발생기에서 각 광섬유로부터 출력되는 광원의 대역폭과 광출력의 세기를 나타낸 그래프이다.
도 3은 도 1의 광대역 광원 발생기에서 발생된 광원을 파장분할다중 수동광네트워크에 사용할 때의 성능을 측정하기 위한 실험 구성도이다.
도 4는 도 1에서 발생된 출력 스펙트럼을 1nm 파장 간격을 갖는 다중파장필터를 사용하여 스펙트럼을 분할시킨 다파장 광신호를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에서 발생된 다파장 채널 신호들의 25Km 전송 성능을 보여주는 BER(Bit Error Rate) 곡선을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1의 광대역 광원 발생기에서 발생된 광원이 인젝션 록킹(Injection Locking)용 패브리-페롯 레이저 다이오드(Fabry-Perot Laser Diode:FP-LD) 또는 반사형 반도체 광증폭기(Reflective Semiconductor Optical Amplifier:RSOA) 기반의 파장분할다중 수동광네트워크에 응용되는 구성도이다.
도 7은 도 6의 구체적인 실시예로서, 광대역 광원 발생기에서 발생된 광원이 인젝션 록킹(Injection Locking)용 패브리-페롯 레이저 다이오드(Fabry-Perot Laser Diode:FP-LD) 또는 반사형 반도체 광증폭기(Reflective Semiconductor Optical Amplifier:RSOA) 기반의 파장분할다중 수동광네트워크에 응용되는 구성도이다.
도 8은 도 6의 또 다른 구체적인 실시예로서, 광대역 광원 발생기에서 발생된 광원이 인젝션 록킹(Injection Locking)용 패브리-페롯 레이저 다이오드(Fabry-Perot Laser Diode:FP-LD) 또는 반사형 반도체 광증폭기(Reflective Semiconductor Optical Amplifier:RSOA) 기반의 파장분할다중 수동광네트워크에 응용되는 또 다른 구성도이다.
도 9는 본 발명의 어븀 첨가 광섬유 ASE 기반의 슈퍼콘티뉴엄 광원을 파장별로 분할하여 C-band, L-band 및 U-band를 표시한 도면이다.
*도면의 주요부호에 대한 설명*
10, 14, 17:펌핑광 11, 15, 18:펌핑광 결합기
12:어븀 첨가 광섬유 13, 19:아이솔레이터
16:어븀 또는 희토류 첨가 광섬유 20:고비선형 광섬유
30:초광대역 광원 40:다중파장필터
50:광감쇠기 60:변조기
70:단일 모드 광섬유 80:AWG
90:수신기
본 발명은 어븀 광섬유에서 증폭된 자기 발광(ASE) 기반의 초광대역 광원 발생기에 관한 것으로서, 구체적으로는 파장 분할 다중(WDM) 수동 광 네트워크 및 광센서 응용을 위한 고출력뿐만 아니라 초광대역의 광원을 발생하는 어븀 광섬유에서 증폭된 자기 발광(ASE) 기반의 초광대역 광원 발생기 및 이를 이용한 파장분할다중 수동광네트워크에 관한 것이다.
최근, 광센서(Optical Sense) 및 파장 분할 다중 수동광네트워크(Wave Division Multiplexing Passive Optical Network:WDM PON)의 기술이 발전함에 따라 이러한 응용에 사용되는 광대역 광결맞음성이 없는(Incoherent) 고출력 광원이 요구되고 있다.
광결맞음성이 없는(Incoherent) 광대역 광원으로 어븀 첨가 광섬유에 기반한 증폭된 자기 발광(Amplified Spontaneous Emission, 이하, "ASE"라 한다) 광원, 반도체를 이용한 LED 광원, 슈퍼발광 LD(Superluminescent Laser Diode) 광원 등이 있는데 기존의 어븀 첨가 광섬유에 기반한 ASE 광원은 반도체를 이용한 LED 광원 또는 슈퍼발광 LD 광원에 비해 출력이 높고 대역폭이 넓다는 장점이 있지만, 아직까지도 30~80 nm에 제한된 대역폭과 수십 mW 이상의 광출력이 나오지 않는다는 한계가 있으므로 이를 극복하는 신개념의 광대역 고출력 광원이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 1백 nm 이상의 초광대역을 갖고, 1백 mW이상의 고출력의 광세기를 갖는 광결맞음성 없는 광대역 광원을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 간단한 구성으로 광센서 및 파장분할다중 수동광네트워크의 기본 광원으로 사용할 수 있는 광대역, 고출력의 광결맞음성 없는 광대역 광원 발생기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적은 어븀 첨가 광섬유로부터 나온 고출력의 결맞음성이 없는 증폭된 자기 발광(ASE) 광원을 고비선형 광섬유 상에서 비선형 현상을 이용하여 고출력 초광대역의 광원으로 변환하는 것을 특징으로 하는 초광대역 광원 발생기에 의해 달성될 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 초광대역 광원 발생기는 제 1 펌핑광을 입력받아 결맞음성이 없는 증폭된 자기 발광(ASE) 시드(seed) 광원을 출력하는 어븀 첨가 광섬유; 제 2 펌핑광에 의해 순방향 펌핑되고 제 3 펌핑광에 의해 역방향 펌 핑되어, 상기 어븀 첨가 광섬유로부터 입력받은 시드 광원을 증폭하여 출력하는 광섬유 증폭기; 및 상기 광섬유 증폭기로부터 입력받은 증폭된 광원을 비선형 현상을 이용하여 초광대역의 광원으로 변환하는 고비선형 광섬유를 포함하는 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 목적은 제 1 펌핑광을 입력받아 결맞음성이 없는 증폭된 자기 발광(ASE) 시드(seed) 광원을 출력하는 어븀 첨가 광섬유; 제 2 펌핑광에 의해 순방향 펌핑되고 제 3 펌핑광에 의해 역방향 펌핑되어, 상기 어븀 첨가 광섬유로부터 입력받은 시드 광원을 증폭하여 출력하는 광섬유 증폭기; 상기 광섬유 증폭기로부터 입력받은 증폭된 광원을 비선형 현상을 이용하여 초광대역의 광원으로 변환하는 고비선형 광섬유; 상기 초광대역의 광원을 다파장 신호로 분할시키는 다중파장필터; 상기 다파장 신호를 데이터 변조시키는 변조기; 상기 변조된 다파장 신호가 전송된 단일 모드 광섬유; 및 상기 전송된 다파장 신호를 역다중화시키는 역다중화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장분할다중 수동광네트워크에 의해서도 달성될 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 파장분할다중 수동광네트워크는 인젝션 록킹(Injection Locking)용 패브리-페롯 레이저 다이오드(Fabry-Perot Laser Diode:FP-LD) 또는 반사형 반도체 광증폭기(Reflective Semiconductor Optical Amplifier:RSOA) 기반의 파장분할다중 수동광네트워크에 있어서, 상기 인젝션 록킹용 광원으로 어븀 첨가 광섬유 ASE 기반의 슈퍼콘티뉴엄 광원을 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적은 중앙 기지국과 가입자망 사이에 데이터를 송수신하기 위한 인젝션 록킹(Injection Locking)용 패브리-페롯 레이저 다이오드(Fabry-Perot Laser Diode:FP-LD) 또는 반사형 반도체 광증폭기(Reflective Semiconductor Optical Amplifier:RSOA) 기반의 파장분할다중 수동광네트워크에 있어서, 상기 중앙 기지국은, 어븀 첨가 광섬유 ASE 기반의 슈퍼콘티뉴엄 광원; 상기 슈퍼콘티뉴엄 광원을 다수의 파장대역으로 분할하는 파장분할다중화기; 및 상기 분할된 파장을 상기 중앙 기지국 또는 상기 가입자망으로 전달하는 커플러를 포함하며, 상기 다수의 파장대로 분할된 슈퍼콘티뉴엄 광원 중 1530nm ~ 1565nm의 C-band 광원은 상기 중앙 기지국에 존재하는 하향신호 발생을 위한 인젝션-록킹용 광원으로 사용되고, 상기 다수의 파장대로 분할된 슈퍼콘티뉴엄 광원 중 1565nm ~ 1610nm의 L-band 광원은 상기 가입자망에 존재하는 상향신호 발생을 위한 인젝션-록킹용 광원으로 사용되는 것을 특징으로 하는 파장분할다중 수동광네트워크에 의해 달성될 수 있다.
나아가, 상기 목적은 중앙 기지국과 가입자망 사이에 데이터를 송수신하기 위한 인젝션 록킹(Injection Locking)용 패브리-페롯 레이저 다이오드(Fabry-Perot Laser Diode:FP-LD) 또는 반사형 반도체 광증폭기(Reflective Semiconductor Optical Amplifier:RSOA) 기반의 파장분할다중 수동광네트워크에 있어서, 상기 중앙 기지국은, 어븀 첨가 광섬유 ASE 기반의 슈퍼콘티뉴엄 광원; 상기 슈퍼콘티뉴엄 광원을 다수의 파장대역으로 분할하는 파장분할다중화기; 및 상기 분할된 파장을 상기 중앙 기지국 또는 상기 가입자망으로 전달하는 커플러를 포함하며, 상기 다수의 파장대로 분할된 슈퍼콘티뉴엄 광원 중 1530nm ~ 1565nm의 C-band 광원은 상기 가입자망에 존재하는 상향신호 발생을 위한 인젝션-록킹용 광원으로 사용되고, 상기 다수의 파장대로 분할된 슈퍼콘티뉴엄 광원 중 1565nm ~ 1610nm의 L-band 광원은 상기 중앙 기지국에 존재하는 하향신호 발생을 위한 인젝션-록킹용 광원으로 사용되는 것을 특징으로 하는 파장분할다중 수동광네트워크에 의해 달성할 수 있다.
여기서, 상기 다수의 파장대로 분할된 슈퍼콘티뉴엄 광원 중 1610nm 이상의 U-band 광원은 상기 광원들이 정상적으로 동작하는지 여부를 확인하는 모니터링 신호로 사용되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 어븀 첨가 광섬유 ASE 기반의 연속파형 슈퍼콘티뉴엄 광대역 광원 발생기의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 광원 발생기는 펌핑광 결합기(11)를 통한 펌핑광(10)에 의해 펌핑되어 ASE 시드(seed) 광원을 출력하는 어븀 첨가 광섬유(5m Erbium Doped Fiber:EDF, 12)와, 상기 어븀 첨가 광섬유에서 레이징 현상이 일어나 협대역의 광결맞음성 레이저 출력이 나오는 것을 억제하는 아이솔레이터(Isolator:13)와, 펌핑광 결합기(15)를 통한 펌핑광(14)에 의해 순방향 펌핑되거나, 펌핑광 결합기(18)를 통한 펌핑광(17)에 의해 역방향 펌핑되고 또는 양방향 펌핑되어 상기 어븀 첨가 광섬유(12)로부터 시드 광원을 입력받아 이를 증폭하여 출력하는 어븀 첨가 광섬유(20m EDF) 또는 희토류 첨가 광섬유(20m Er/Yb Fiber) 증폭기(16)와 상기 증폭기에서 레이징 현상이 일어나 협대역의 광결맞음성 레이저 출력이 나오는 것을 억제하는 아이솔레이터(Isolator:19) 및 상기 증폭된 광원을 비선형 현상을 이용하여 초광대역의 광원으로 변환하는 고비선형 광섬유(2Km HNL-DSF:Highly Nonlinear Dispersion Shifted Fiber)를 포함한다.
펌핑광들(10, 14, 17)은 소정의 파장의 펌핑광을 출력하는 레이저 다이오드를 사용하며, 상기 어븀 첨가 광섬유(12, 16)를 펌핑한다.
펌핑광 결합기들(11, 15, 18)은 각각의 펌핑광들(10, 14, 17)을 상기 어븀 첨가 광섬유(12, 16)로 전달한다.
아이솔레이터(13, 19)는 광원이 순방향으로 전달되도록 할 뿐만 아니라 어븀 또는 희토류 첨가 광섬유 등에서 레이징 현상이 일어나 협대역의 광결맞음성 레이저 출력이 나오는 것을 억제하는 역할을 한다.
고비선형 광섬유는 실리카에 기반한 고비선형 분산 천이 광섬유(HNL-DSF), 포토닉 크리스탈 광섬유(PCF), 비스무쓰 비선형 광섬유(Bismuth Nonlinear Fiber) 또는 찰코지나이드 광섬유(Chalcogenide Fiber)가 사용될 수 있다.
도 2는 도 1의 광대역 광원 발생기에서 각 광섬유로부터 출력되는 광원의 대역폭과 광출력의 세기를 나타낸 그래프이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 자세히 설명하면, 먼저, 펌핑광(10)에 의해 펌핑된 5m의 어븀 첨가 광섬유(12)에서 나오는 ASE 광원을 시드(seed) 광원으로 사용한다. 이때, 발생된 광출력은 5mW 정도이고, 이 지점의 광출력 스펙트럼은 30nm 정도 의 대역폭을 갖고 있다(도 2의 ①참조).
다음으로, 상기 어븀 첨가 광섬유(12)에서 발생된 저출력의 ASE 광을 다시 한번 펌핑광(14)에 의해 순방향 펌핑되고, 펌핑광(17)에 의해 역방향 펌핑되어 고출력의 어븀첨가 광섬유 또는 희토류 첨가 광섬유(16) 기반의 증폭기를 통하여 광출력 파워를 800mW 까지 증가시킨다. 이때, 증폭된 광의 대역폭은 15nm 정도로 줄어들게 되면서 출력의 세기는 증가한다(도 2의 ②참조).
마지막으로, 증폭된 고출력의 ASE 광을 2Km의 고비선형 광섬유(HNL-DSF)에 입사시키면, 변조 불안정성(modulation instability)과 유도 라만 상호작용(stimulated Raman interaction)을 통하여 1백 nm 이상의 초광대역 광원으로 변환시킨다. 이때의 출력 세기는 500mW 정도이다(도 2의 ③참조).
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 어븀 첨가 광섬유 ASE 광원을 기반으로 하고 비선형 광섬유 내에서의 슈퍼콘티뉴엄 현상을 이용하여 1백 nm 이상의 대역폭을 갖고, 1백 mW 이상의 출력 광세기를 갖는 신개념의 광결맞음성이 없는(Incoherent) 초광대역 광원을 발생할 수 있다.
이러한, 고출력, 초광대역 광원은 광센서 또는 파장 분할 다중 수동 광네트워크에 사용되기에 충분히 좋은 특성을 가지고 있어야 한다. 이를 확인하기 위하여 도 3을 참조하여 측정을 하기로 한다.
도 3은 도 1의 광대역 광원 발생기에서 발생된 광원을 파장분할다중 수동광네트워크에 사용할 때의 성능을 측정하기 위한 실험 구성도이고, 도 4는 도 1에서 발생된 출력 스펙트럼을 1nm 파장 간격을 갖는 다중파장필터를 사용하여 스펙트럼을 분할시킨 다파장 광신호를 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 파장분할다중 수동광네트워크는 도 1에서 발생된 어븀 첨가 광섬유 ASE 기반의 슈퍼콘티뉴엄 광원(30)을 다중파장필터(Multiwavelength Filter, 40)를 사용하여 스펙트럼을 슬라이싱(slicing) 해주어 도 4에서 나타나는 바와 같이 1백 여개의 채널 신호들을 만든다.
상기 1백 여개의 채널 신호들은 광 감쇠기(50)를 거쳐 데이터 변조기(60)에서 데이터 변조를 가해준 후 25Km 단일 모드 광섬유(Single Mode Fiber:SMF, 70)에서 전송시킨 후 AWG(Arrayed Waveguide Grating, 80)를 통해 역다중화 시킨 후 수신기(90)를 통해 신호를 수신한다.
도 5는 도 4에서 발생된 다파장 채널 신호들의 25Km 전송 성능을 보여주는 BER(Bit Error Rate) 곡선을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 파장분할다중 수동광네트워크를 통하여 전송된 신호들 중 5개의 신호만을 골라 BER(Bit Error Rate)을 측정한 결과값으로서, 예를 들어, 1590nm 대역에서 단순히 케이블끼리만 연결하여(back-to-back) 수신한 것과 25Km 광섬유를 통과한 후 수신한 신호를 살펴보면 오류 없이 정상적으로 전송되었음을 알 수 있다.
또한, 그래프를 살펴보면, 5개의 신호 모두 에러없이 성공적인 전송 특성을 나타낸다. 이와 같은 결과로부터 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 광대역 광원 발 생기는 파장분할다중 수동광네트워크에 사용되기에 충분히 좋은 특성을 갖고 있다는 것을 알 수 있다.
도 6은 도 1의 광대역 광원 발생기에서 발생된 광원이 인젝션 록킹(Injection Locking)용 패브리-페롯 레이저 다이오드(Fabry-Perot Laser Diode:FP-LD) 또는 반사형 반도체 광증폭기(Reflective Semiconductor Optical Amplifier:RSOA) 기반의 파장분할다중 수동광네트워크에 응용되는 구성도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 파장분할다중 수동광네트워크는 중앙 기지국(Central Office, 100)에서 어븀 첨가 광섬유 ASE 기반의 슈퍼콘티뉴엄 광원(101)을 광원으로 사용한다. 즉, 상기 어븀 첨가 광섬유 ASE 기반의 슈퍼콘티뉴엄 광원(101)은 중앙 기지국(106)과 가입자망(400) 사이의 데이터를 전달하는 상향신호와 하향신호로서 사용된다.
도 6을 자세히 살펴보면, 어븀 첨가 광섬유 ASE 기반의 슈퍼콘티뉴엄 광원(101)은 서큘레이터(103)를 거쳐 25Km 단일모드 광섬유를 통해 지역국(Remote node)에 있는 배열 도파로 격자(AWG:Arrayed Waveguide Grating, 300)에서 다수의 파장으로 분할되어 가입자망(ONUs, 400)의 각 송신기(FP-LD 또는 ROSA, 401, 402, 403)에서 데이터를 싣고 반사되어 상기 중앙 기지국(100)으로 보내는 상향신호가 된다. 상기 어븀 첨가 광섬유 ASE 기반의 슈퍼콘티뉴엄 광원(101)이 고출력(high power), 광대역(ultra-broadband), 무편광의존성(polarization insensitive), 연속 파형(Continues wave)의 특징을 가지고 있기 때문에 Injection-locking용 광원으로 가능하다.
도 7은 도 6의 구체적인 실시예로서, 광대역 광원 발생기에서 발생된 광원이 인젝션 록킹(Injection Locking)용 패브리-페롯 레이저 다이오드(Fabry-Perot Laser Diode:FP-LD) 또는 반사형 반도체 광증폭기(Reflective Semiconductor Optical Amplifier:RSOA) 기반의 파장분할다중 수동광네트워크에 응용되는 구성도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 인젝션 록킹(Injection-Locking)용 파장분할다중 수동광네트워크는 중앙 기지국(100), 단일 모드 광섬유(200), 지역국의 사이클릭 AWG(300) 및 가입자망(400)으로 구성되는데, 특히, 상기 중앙 기지국(100)에서 사용되는 광원은 어븀첨가 광섬유 ASE 기반의 슈퍼콘티뉴엄 광원(101)을 사용한다.
상기 슈퍼콘티뉴엄 광원(101)은 상기 도 4에 나타난 바와 같이, 약1510nm~1650nm 까지의 파장대역을 가지는데, 이를 파장분할다중화기(Wave Division Multiplexer:WDM, 102)에서 다수개의 파장 대역(C-band, L-band, U-band)으로 분할한다. 즉, 도 9에 도시된 바와 같이, C-band 광원은 약 1530 ~1565nm의 파장 대역, L-band 광원은 약 1565~ 1610nm의 파장 대역, U-band 광원은 약 1610 ~1650nm의 파장 대역이다.
상기 분할된 파장은 50:50 커플러(103)를 통하여 C-band 광원은 중앙 기지국(100)으로, L-band 광원은 가입자망(400)으로 전달된다. 상기 C-band 광원은 사이클릭 AWG(105)에서 분할되어 중앙 기지국(100)의 송신기(FP-LD 또는 RSOA, 106)에서 데이터를 싣고 반사되어 가입자망(400)으로 보내지는 하향신호가 된다. 상기 L-band 광원은 25Km 단일 모드 광섬유(200)를 통하여 지역국의 사이클릭 AWG(300) 에서 분할되어 가입자망(400)의 각 송신기(FP-LD 또는 RSOA, 401)에서 데이터를 싣고 반사되어 중앙 기지국(100)으로 보내지는 상향신호가 된다. 한편, U-band 광원은 전달되는 신호가 정상적으로 작동하고 있는지를 모니터링 하는 광원이다.
종래에는 각각 C-band의 광원 및 L-band의 광원을 따로 만들어 입력하였지만, 본 발명은 하나의 초광대역인 어븀첨가 광섬유 ASE 기반의 슈퍼콘티뉴엄 광원(101)을 분할하여 각각 상향신호, 하향신호 및 모니터링 신호를 발생하여 Injetion-locking용 파장분할다중 수동광네트워크에 사용된다.
도 8은 도 6의 또 다른 구체적인 실시예로서, 광대역 광원 발생기에서 발생된 광원이 인젝션 록킹(Injection Locking)용 패브리-페롯 레이저 다이오드(Fabry-Perot Laser Diode:FP-LD) 또는 반사형 반도체 광증폭기(Reflective Semiconductor Optical Amplifier:RSOA) 기반의 파장분할다중 수동광네트워크에 응용되는 또 다른 구성도이다.
도 8을 참조하면, 도 8의 구성은 도 7과 동일하고, 다만, C-band 광원과 L-band 광원이 바뀌어, L-band 광원은 중앙 기지국(100)으로, C-band 광원은 가입자망(400)으로 전달된다. 상기 L-band 광원은 사이클릭 AWG(105)에서 분할되어 중앙 기지국(100)의 송신기(FP-LD 또는 RSOA, 106)에서 데이터를 싣고 반사되어 가입자망(400)으로 보내지는 하향신호가 된다. 상기 C-band 광원은 25Km 단일 모드 광섬유(200)를 통하여 지역국의 사이클릭 AWG(300)에서 분할되어 가입자망(400)의 각 송신기(FP-LD 또는 RSOA, 401)에서 데이터를 싣고 반사되어 중앙 기지국(100)으로 보내지는 상향신호가 된다. 한편, U-band 광원은 전달되는 신호가 정상적으로 작동 하고 있는지를 모니터링 하는 광원이다.
본 발명은 기존의 어븀 첨가 광섬유 ASE 기반의 광결맞음성 없는 광대역 광원이 갖고 있는 제한된 대역폭과 낮은 출력 광세기의 한계를 극복하고, 1백 nm 이상의 대역폭과 1백 mW 이상의 출력 광세기를 갖는 고출력 광대역의 광원을 생성하여 간단한 구성으로 광센서 또는 파장분할다중 수동광네트워크에 충분히 적용이 가능하다는 효과가 있다.

Claims (12)

  1. 고출력의 결맞음성이 없는 증폭된 자기 발광(ASE) 시드(seed) 광원을 출력하는 어븀 첨가 광섬유;
    상기 어븀 첨가 광섬유로부터 입력받은 시드 광원을 증폭하여 출력하는 광섬유 증폭기; 및
    상기 광섬유 증폭기에서 증폭된 광원을 비선형 현상을 이용하여 고출력 초광대역의 광원으로 변환하는 고비선형 광섬유를 포함하는 초광대역 광원 발생기.
  2. 제 1 펌핑광을 입력받아 결맞음성이 없는 증폭된 자기 발광(ASE) 시드(seed) 광원을 출력하는 어븀 첨가 광섬유;
    제 2 펌핑광에 의해 순방향 펌핑되거나 제 3 펌핑광에 의해 역방향 펌핑되며, 또는 양방향 펌핑되어, 상기 어븀 첨가 광섬유로부터 입력받은 시드 광원을 증폭하여 출력하는 광섬유 증폭기; 및
    상기 광섬유 증폭기로부터 입력받은 증폭된 광원을 비선형 현상을 이용하여 초광대역의 광원으로 변환하는 고비선형 광섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 초광대역 광원 발생기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 어븀 첨가 광섬유와 상기 광섬유 증폭기 사이에 레이징 현상이 일어나 협대역의광결맞음성 레이저 출력이 나오는 것을 억제하기 위한 제 1 아이솔레이터 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초광대역 광원 발생기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 광섬유 증폭기와 상기 고비선형 광섬유 사이에 레이징 현상이 일어나 협대역의광결맞음성 레이저 출력이 나오는 것을 억제하기 위한 제 2 아이솔레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초광대역 광원 발생기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 광섬유 증폭기는, 어븀 첨가 광섬유 증폭기 또는 희토류 첨가 광섬유 증폭기인 것을 특징으로 하는 초광대역 광원 발생기.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 고비선형 광섬유는,
    실리카에 기반한 고비선형 분산 천이 광섬유, 포토닉 크리스탈 광섬유(PCF), 비스무쓰 비선형 광섬유(Bismuth Nonlinear Fiber) 및 찰코지나이드 광섬유(Chalcogenide Fiber) 중 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 초광대역 광원 발생기.
  7. 제 1 펌핑광을 입력받아 결맞음성이 없는 증폭된 자기 발광(ASE) 시드(seed) 광원을 출력하는 어븀 첨가 광섬유;
    제 2 펌핑광에 의해 순방향 펌핑되고 제 3 펌핑광에 의해 역방향 펌핑되어, 상기 어븀 첨가 광섬유로부터 입력받은 시드 광원을 증폭하여 출력하는 광섬유 증폭기;
    상기 광섬유 증폭기로부터 입력받은 증폭된 광원을 비선형 현상을 이용하여 초광대역의 광원으로 변환하는 고비선형 광섬유;
    상기 초광대역의 광원을 다파장 신호로 분할시키는 다중파장필터;
    상기 다파장 신호를 데이터 변조시키는 변조기;
    상기 변조된 다파장 신호가 전송된 단일 모드 광섬유; 및
    상기 전송된 다파장 신호를 역다중화시키는 역다중화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장분할다중 수동광네트워크.
  8. 인젝션 록킹(Injection Locking)용 패브리-페롯 레이저 다이오드(Fabry-Perot Laser Diode:FP-LD) 또는 반사형 반도체 광증폭기(Reflective Semiconductor Optical Amplifier:RSOA) 기반의 파장분할다중 수동광네트워크에 있어서,
    상기 인젝션 록킹용 광원으로 어븀 첨가 광섬유 ASE 기반의 슈퍼콘티뉴엄 광 원을 사용하는 것을 특징으로 하는 파장분할다중 수동광네트워크.
  9. 중앙 기지국과 가입자망 사이에 데이터를 송수신하기 위한 인젝션 록킹(Injection Locking)용 패브리-페롯 레이저 다이오드(Fabry-Perot Laser Diode:FP-LD) 또는 반사형 반도체 광증폭기(Reflective Semiconductor Optical Amplifier:RSOA) 기반의 파장분할다중 수동광네트워크에 있어서,
    상기 중앙 기지국은,
    어븀 첨가 광섬유 ASE 기반의 슈퍼콘티뉴엄 광원;
    상기 슈퍼콘티뉴엄 광원을 다수의 파장대역으로 분할하는 파장분할다중화기; 및
    상기 분할된 파장을 상기 중앙 기지국 또는 상기 가입자망으로 전달하는 커플러를 포함하며,
    상기 다수의 파장대로 분할된 슈퍼콘티뉴엄 광원 중 1530nm ~ 1565nm의 C-band 광원은 상기 중앙 기지국에 존재하는 하향신호 발생을 위한 인젝션-록킹용 광원으로 사용되고,
    상기 다수의 파장대로 분할된 슈퍼콘티뉴엄 광원 중 1565nm ~ 1610nm의 L-band 광원은 상기 가입자망에 존재하는 상향신호 발생을 위한 인젝션-록킹용 광원으로 사용되는 것을 특징으로 하는 파장분할다중 수동광네트워크.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 다수의 파장대로 분할된 슈퍼콘티뉴엄 광원 중 1610nm 이상의 U-band 광원은 상기 광원들이 정상적으로 동작하는지 여부를 확인하는 모니터링 신호로 사용되는 것을 특징으로 하는 파장분할다중 수동광네트워크.
  11. 중앙 기지국과 가입자망 사이에 데이터를 송수신하기 위한 인젝션 록킹(Injection Locking)용 패브리-페롯 레이저 다이오드(Fabry-Perot Laser Diode:FP-LD) 또는 반사형 반도체 광증폭기(Reflective Semiconductor Optical Amplifier:RSOA) 기반의 파장분할다중 수동광네트워크에 있어서,
    상기 중앙 기지국은,
    어븀 첨가 광섬유 ASE 기반의 슈퍼콘티뉴엄 광원;
    상기 슈퍼콘티뉴엄 광원을 다수의 파장대역으로 분할하는 파장분할다중화기; 및
    상기 분할된 파장을 상기 중앙 기지국 또는 상기 가입자망으로 전달하는 커플러를 포함하며,
    상기 다수의 파장대로 분할된 슈퍼콘티뉴엄 광원 중 1530nm ~ 1565nm의 C-band 광원은 상기 가입자망에 존재하는 상향신호 발생을 위한 인젝션-록킹용 광원으로 사용되고,
    상기 다수의 파장대로 분할된 슈퍼콘티뉴엄 광원 중 1565nm ~ 1610nm의 L-band 광원은 상기 중앙 기지국에 존재하는 하향신호 발생을 위한 인젝션-록킹용 광원으로 사용되는 것을 특징으로 하는 파장분할다중 수동광네트워크.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 다수의 파장대로 분할된 슈퍼콘티뉴엄 광원 중 1610nm 이상의 U-band 광원은 상기 광원들이 정상적으로 동작하는지 여부를 확인하는 모니터링 신호로 사용되는 것을 특징으로 하는 파장분할다중 수동광네트워크.
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