KR100844379B1 - 음 분산 평탄광섬유를 이용한 광대역 분산 보상 소자 - Google Patents
음 분산 평탄광섬유를 이용한 광대역 분산 보상 소자 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 복수의 광전송 파장 대역을 전송하는 단일 모드 광섬유(Single Mode Fiber : SMF) 또는 비영분산 광섬유(Non-Zero DSF : NZDSF)의 축적된 분산을 보상하는 광대역 분산 보상 소자에 관한 것으로, 광대역 분산 보상 소자는 복수의 광전송 파장 대역을 전송하는 광섬유 일단에 접속되어 개별 광전송 파장 대역으로 광신호를 분리하는 입력단 WDM 커플러와, 입력단 WDM 커플러에 접속되어 분리된 개별 광전송 파장 대역의 분산 값을 보상하는 복수의 음 분산 평탄 광섬유(NDFF)와, 음 분산 평탄 광섬유 일단에 접속되어 분산이 보상된 개별 광전송 파장 대역으로 분리된 광신호를 통합하는 출력단 WDM 커플러와, 출력단 WDM 커플러에 접속되어 통합된 광신호의 분산기울기를 보상하는 분산 기울기 보상 광섬유(DSCF)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
도 1a는 본 발명에 따른 광대역 분산보상소자의 일실시 예를 나타낸 블록도,
도 1b는 본 발명에 따른 광대역 분산보상소자의 다른 실시 예를 나타낸 블록도,
도 2a는 도 1a에 도시된 복수의 음 분산 평탄 광섬유 중에서 C-밴드 분산 보상용 음 분산 평탄 광섬유와 분산 기울기 보상 광섬유를 이용한 분산 보상 개념을 나타낸 그래프,
도 2b는 도 1b에 도시된 복수의 음 분산 평탄 광섬유를 이용한 C-밴드 분산 보상용 음 분산 평탄 광섬유와 분산 기울기 보상 광섬유를 이용한 분산 보상 개념을 나타낸 그래프,
도 3은 단일 모드 광섬유의 분산 특성과 본 발명에서 사용되는 음 분산 평탄 광섬유의 분산 특성을 나타낸 표.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 입력단 WDM 커플러
2a : C-밴드 분산 보상용 음 분산 평탄 광섬유
2b : L-밴드 분산 보상용 음 분산 평탄 광섬유
2c : S-밴드 분산 보상용 음 분산 평탄 광섬유
3 : 출력단 WDM 커플러
4 : 분산 기울기 보상 광섬유
본 발명은 큰 음의 분산 값을 갖는 분산 평탄 광섬유(Negative Dispersion Flattened Fiber : NDFF)를 이용한 분산 보상 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광전송 파장 대역이 확장된 단일 모드 광섬유(Single Mode Fiber : SMF) 또는 비영분산 광섬유(Non-Zero DSF : NZDSF)의 분산을 보상할 수 있는 음 분산 평탄 광섬유를 이용한 광대역 분산 보상 소자에 관한 것이다.
종래 전송용 광섬유로는 1.31um 파장 대역에 최적화가 된 단일 모드 광섬유나 1.55um 파장 대역에서 작은 분산 값을 갖고 있는 비영분산 광섬유 등이 사용된다.
이와 같은 종래의 단일 모드 광섬유나 비영 분산광 섬유를 사용하는 경우, 전송 속도가 높아짐에 따라 분산의 축적에 따른 전송 가능 거리가 제한된다. 일반적으로 전송 속도와 분산에 따른 전송 가능 거리 L은 수학식 1과 같다.
여기서, B는 전송 속도[Gb/s]를 D는 분산 값을 각기 의미한다.
상기 수학식 1에 의하면 단일 모드 광섬유(분산이 1.55um파장에서 약 17ps/nm/km)로 2.5Gb/s로 전송할 경우 979km이나, 10Gb/s로 전송 속도가 높아지면 약 60km 정도로 제한되게 된다. 마찬가지로 비영분산 광섬유(분산 값이 약 2 내지 7ps/nm/km)를 사용하여 10Gb/s로 전송할 경우 약 148km로 제한된다. 그리고 고속 대용량 전송 방식인 파장 분할 다중(Wavelength Division Multiplexing : WDM) 전송 방식이 사용되면서 분산 값뿐만 아니라 그 분산 기울기도 고려되어야 한다.
따라서 전송 거리를 제한시키는 요인인 분산은 원하는 파장에서의 분산 값뿐만 아니라 그 분산 기울기도 같이 보상이 되어야 한다. 이를 해결하기 위하여 나온 것이 분산 보상 광섬유(Dispersion Compensation Fiber : DCF)이다. 그러나 분산 및 분산 기울기를 동시에 보상하는 분산 보상 광섬유는 그 제조가 쉽지 않다.
전송 거리를 제한시키는 요인인 분산 및 분산 기울기는 10Gbps 이상의 전송 속도에 단일 모드 광섬유를 사용하는 경우 반드시 보상되어야 한다. 이를 위하여 분산 및 분산 기울기를 동시에 보상하는 분산 보상 광섬유가 필요하지만 그 제조가 쉽지 않다.
그리고 분산 보상 광섬유로 구성된 분산 보상 모듈을 이용하여 분산을 보상하는 방법은 여러 가지가 있을 수 있다. 좋은 방법은 분산 및 기울기를 동시에 보상하는 분산 보상 광섬유가 있을 수 있으나 이는 제조가 쉽지 않기 때문에 두 개의 분산 보상 광섬유를 이용하여 정확한 분산 보상을 하는 것이다.
그러나 이 방법은 사용되는 광섬유에 대한 각각의 길이, 분산, 기울기 등 총 6 개의 변수를 다루어야 하기 때문에 제작된 각각의 분산 보상 광섬유의 분산 및 그 기울기를 정확하게 측정하고 조합해야 한다. 따라서, 정확하게 보상하기가 쉽지 않다.
한편, 최근들어 전송용량을 증대시키기 위해 파장대역을 기존의 C-밴드(1530-1565nm)뿐만 아니라 L-밴드(1565-1625nm)를 함께 사용하는 기술이 채용되고 있으며, 더 나아가 S-밴드(대략 1400-1530nm)까지 함께 사용하고자 하는 노력들이 진행되고 있다.
본 발명은 이와 같은 종래 기술 개발 취지에 따라, 큰 음의 분산 값을 갖는 분산 평탄 광섬유를 사용하여 간단하면서도 용이하게 SMF/NZ-DSF 등의 분산 값 및 분산기울기를 동시에 보상할 수 있을 뿐만 아니라 복수의 광전송 파장 대역에 대한 분산 값 및 분산 기울기를 동시에 보상할 수 있는 광대역 분산 보상 소자를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 복수의 광전송 파장 대역을 전송하는 단일 모드 광섬유(Single Mode Fiber : SMF) 또는 비영분산 광섬유(Non-Zero DSF : NZDSF)의 축적된 분산을 보상하는 광대역 분산 보상 소자에 있어서, 상기 광대역 분산 보상 소자는 복수의 광전송 파장 대역을 전송하는 광섬유 일단에 접속되어 개별 광전송 파장 대역으로 광신호를 분리하는 입력단 WDM 커플러와, 상기 입력단 WDM 커플러에 접속되어 분리된 개별 광전송 파장 대역의 분산 값을 보상하는 복수의 음 분산 평탄 광섬유(NDFF)와, 상기 음 분산 평탄 광섬유 일단에 접속되어 분산이 보상된 개별 광전송 파장 대역으로 분리된 광신호를 통합하는 출력단 WDM 커플러와, 상기 출력단 WDM 커플러에 접속되어 통합된 광신호의 분산기울기를 보상하는 분산 기울기 보상 광섬유(DSCF)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명은 광섬유에 대한 각각의 길이와 분산 기울기가 음(-)인 분산 기울기 보상 광섬유(Dispersion Slope Compensation Fiber : DSCF)의 분산 기울기 값만 고려하면 되기 때문에 상당히 간단하게 분산 보상 소자를 제작할 수 있다.
또한, 사용된 음 분산 평탄 광섬유가 기존의 전송파장 대역인 C-밴드(1530-1565nm)뿐만 아니라 새로운 전송 파장대역인 L-밴드(1565-1625nm) 및 S-밴드(대략 1400-1530nm)에서도 상당히 평탄한 특성을 갖고 있기 때문에 고밀도 WDM 방식의 광대역 분산보상소자로 이용할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 광대역 분산보상소자(10)의 일실시 예를 나타낸 블록도로서, 도 1a는 복수의 광전송 파장 대역을 전송하는 광섬유 일단에 접속되어 개별 광전송 파장 대역으로 광신호를 분리하는 입력단 WDM 커플러(1), 입력단 WDM 커플러(1)에 접속되어 분리된 개별 광전송 파장 대역의 분산 값을 보상하는 복수의 음 분산 평탄 광섬유(2a,2b,2c), 복수의 음 분산 평탄 광섬유(2a,2b,2c) 일단에 접속되어 분산이 보상된 개별 광전송 파장 대역으로 분리된 광신호를 통합하는 출력단 WDM 커플러(3) 및 출력단 WDM 커플러(3)에 접속되어 통합된 광신호의 분산기울기를 보상하는 분산 기울기 보상 광섬유(4)로 구성된 것이다.
입력단 및 출력단 WDM 커플러(1,3)는 본 발명에서 사용하고자 하는 광전송 파장 대역인 C-밴드(1530-1565nm), L-밴드(1565-1625nm) 및 S-밴드(대략 1400-1530nm)의 광신호를 분리하거나 통합한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서 복수의 음 분산 평탄 광섬유(2a,2b,2c)는 C-밴드 분산 보상용 음 분산 평탄 광섬유(2a)와 L-밴드 분산 보상용 음 분산 평탄 광섬유(2b) 및 S-밴드 분산 보상용 음 분산 평탄 광섬유(2c)로 이루어져 있으며, 개별 밴드의 분산 보상용 음 분산 평탄 광섬유(2a,2b,2c)의 길이는 각각 다르게 설정된다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에서 분산 기울기 보상 광섬유(4)는 복수의 광전송 파장 대역을 전송하더라도 단일 모드 광섬유(Single Mode Fiber : SMF) 또는 비영분산 광섬유(Non-Zero DSF : NZDSF)의 분산 기울기는 거의 동일하므로 복수의 광 전송 파장 대역에 동일하게 적용된다.
도 1b는 본 발명에 따른 광대역 분산보상소자(10)의 다른 실시 예를 나타낸 개략도로, 분산 기울기 보상 광섬유가 입력단 WDM 커플러 앞쪽에 접속된 것으로, 분산 기울기 보상 광섬유의 결합 위치는 바뀌어도 상관없다.
도 2a는 도 1a에 도시된 복수의 음 분산 평탄 광섬유 중에서 C-밴드 분산 보상용 음 분산 평탄 광섬유와 분산 기울기 보상 광섬유를 이용한 분산 보상 개념을 나타낸 그래프이고 도 2b는 도 1b에 도시된 복수의 음 분산 평탄 광섬유를 이용한 C-밴드 분산 보상용 음 분산 평탄 광섬유와 분산 기울기 보상 광섬유를 이용한 분산 보상 개념을 나타낸 그래프이며, 실제 분산이 보상되는 것을 하기에서 기술하기로 한다. 한편, 동일한 분산 보상 개념이 L-밴드 및 S-밴드에 적용되므로 이에 대한 상세한 설명은 중복을 피하기 위해 생략한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 분산 보상 개념을 설명하기 위해 대표로 선택된 C-밴드 광신호를 사용하는 단일 모드 광섬유의 분산 특성과 본 발명에서 사용되는 음 분산 평탄 광섬유의 분산 특성을 나타낸 표이다.
도 2a를 참조하면, 분산 기울기 보상 광섬유의 분산 특성이 D = -20ps/nm/km이고 기울기 S = -0.35ps/nm^2/km이고, 음 분산 평탄 광섬유 #1를 사용하여 단일 모드 광섬유 40km의 C-밴드 광신호를 보상한다고 가정하자. 단일 모드 광섬유 40km의 C-밴드 광신호에 의해 축적된 총 분산은 약 680ps/nm/km가 된다. 이를 보상하기 위해 먼저, C-밴드 분산 보상용 음 분산 평탄 광섬유 #1를 14.7km를 이용하여 축적된 분산 값을 보상한 다음, 분산 기울기 보상 광섬유 7.1km를 이용하여 분산을 평탄하게 한다. 이 경우 분산 기울기 보상 광섬유의 분산 값이 (-)이기 때문에 분산 이 평탄할 때의 분산 값이 보상하기 전보다 작게 되는 것은 당연하다.
도 2a를 통해 비록 C-밴드 광신호에 대한 보상만을 설명하였으나, L-밴드 및 S-밴드 광신호에 있어서도 동일한 원리로 분산 보상할 수 있다.
한편, 도 2b를 참조하면, 분산 기울기 보상 광섬유의 분산 특성이 D = +20ps/nm/km이고 기울기 S = -0.35ps/nm^2/km이고, 음 분산 평탄 광섬유 #1를 사용하여 단일 모드 광섬유 40km의 C-밴드 광신호를 보상한다고 가정하자. 마찬가지로 단일 모드 광섬유 40km의 C-밴드 광신에 의해 축적된 총 분산은 약 680ps/nm/km가 된다. 이를 본 발명에서 제안한 것처럼 분산 기울기 보상 광섬유 7.1km를 이용하여 먼저 분산을 평탄하게 만든 뒤 음 분산 평탄 광섬유 #1 14.7km를 이용하여 축적된 분산을 보상한다. 이 경우 사용한 분산 기울기 보상 광섬유의 분산 값이 (+)이기 때문에 분산이 평탄할 때의 분산 값이 보상하기 전보다 더 크게 되는 것은 당연하다.
이처럼, 분산 기울기 보상 광섬유가 입력단 WDM 커플러 앞쪽에 접속되더라도 동일한 결과를 가져올 수 있다.
이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당업자에 의해 그 개량이나 변형이 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 단일 모드 광섬유, 비영분산 광섬유 등의 광섬유에 의해 축적된 분산 및 분산 기울기를 간단하고 신속, 정확하게 보상 할 수 있다.
또한, 본 발명은 광전송 파장 대역을 C-밴드(1530-1565nm), L-밴드(1565-1625nm) 및 S-밴드(대략 1400-1530nm) 등을 포함하는 광대역까지 확장되더라도 용이하게 축적된 분산을 보상할 수 있어 고밀도 WDM 방식의 광대역 분산보상소자로 이용할 수 있다.
Claims (3)
- 복수의 광전송 파장 대역을 전송하는 단일 모드 광섬유(Single Mode Fiber : SMF) 또는 비영분산 광섬유(Non-Zero DSF : NZDSF)의 축적된 분산을 보상하는 광대역 분산 보상 소자에 있어서,상기 광대역 분산 보상 소자는 복수의 광전송 파장 대역을 전송하는 광섬유 일단에 접속되어 개별 광전송 파장 대역으로 광신호를 분리하는 입력단 WDM 커플러와,상기 입력단 WDM 커플러에 접속되어 분리된 개별 광전송 파장 대역의 분산 값을 보상하는 복수의 음 분산 평탄 광섬유(NDFF)와,상기 음 분산 평탄 광섬유 일단에 접속되어 분산이 보상된 개별 광전송 파장 대역으로 분리된 광신호를 통합하는 출력단 WDM 커플러와,상기 출력단 WDM 커플러에 접속되어 통합된 광신호의 분산기울기를 보상하는 분산 기울기 보상 광섬유(DSCF)를 포함하는 음 분산 평탄광섬유를 이용한 광대역 분산 보상 소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 복수의 음 분산 평탄 광섬유는 C-밴드, L-밴드와 S 밴드 분산 보상용 음 분산 평탄 광섬유로 이루어진 것을 특징으로 하는 음 분산 평탄광섬유를 이용한 광대역 분산 보상 소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 분산 기울기 보상 광섬유(DSCF)가 입력단 WDM 커플러 전방에 접속되는 것을 특징으로 하는 음 분산 평탄 광섬유를 이용한 광대역 분산 보상 소자.
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- 2001-11-20 KR KR1020010072242A patent/KR100844379B1/ko not_active IP Right Cessation
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