KR100845272B1 - Encoder and Decoder of Optical Code Devision Multiple Access Using Ring Resonator - Google Patents
Encoder and Decoder of Optical Code Devision Multiple Access Using Ring Resonator Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 링 공진기를 이용한 광 CDMA 인코더 및 디코더에 관한 것으로서, 광 CDMA에서 전파상수에 따라 변경되는 광속도를 이용하여 전파상수를 변경시키는 광 도파로와 이격되도록 링 공진기를 형성시킴으로써, 송신기 및 수신기의 송신 데이터 및 수신 데이터를 암호화 및 복호화시키는 인코더 및 디코더의 입사 광신호의 진행 속도 및 시간을 지연시킬 수 있고, 상기 링 공진기의 수를 증가시킴으로써, 단일 링 공진기의 시간지연에 비례하는 디지털적인 시간 지연을 얻을 수 있으며, 상기 링 공진기의 반경에 비례하는 시간 지연을 얻을 수 있기 때문에 다양한 시간 지연을 용이하게 생성할 수 있고, 인코더 및 디코더 시스템의 시간지연에 요구되는 구성요소를 제거시킬 수 있으므로 인코더 및 디코더의 소형화 및 집적화에 용이한 링 공진기를 이용한 광 CDMA 인코더 및 디코더를 제공하기 위한 것으로서, 그 기술적 구성은 광 도파로에서 광신호로 변환된 송신 데이터를 기 정해진 시간부호 및 파장부호에 따라 지연 및 형성시켜 암호화하는 광 CDMA 인코더; 상기 암호화된 광신호를 복호화하기 위하여 상기 인코더와 대응되도록 형성되는 광 CDMA 디코더; 를 포함하고, 상기 인코더 및 디코더의 광 도파로에서 광신호의 속도 및 시간 지연의 발생을 위하여 상기 광신호와 공진 및 결합되도록 상기 광 도파로와 소정 간격 이격되는 링 형상의 광 도파로인 링 공진기; 로 형성되는 것을 특징으로 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical CDMA encoder and decoder using a ring resonator, wherein a ring resonator is formed to be spaced apart from an optical waveguide for changing a propagation constant by using an optical speed that is changed according to a propagation constant in an optical CDMA. It is possible to delay the advancing speed and time of the incident optical signal of the encoder and decoder which encrypts and decrypts the data and the received data, and by increasing the number of the ring resonators, the digital time delay is proportional to the time delay of the single ring resonator. It is possible to obtain a time delay proportional to the radius of the ring resonator, so that various time delays can be easily generated and components required for the time delay of the encoder and decoder system can be removed. Ring resonator for easy downsizing and integration An optical CDMA encoder and decoder comprising: an optical CDMA encoder for delaying and forming and encrypting transmission data converted into an optical signal in an optical waveguide according to a predetermined time code and a wavelength code; An optical CDMA decoder configured to correspond to the encoder to decrypt the encrypted optical signal; A ring resonator including a ring-shaped optical waveguide spaced apart from the optical waveguide by a predetermined distance so as to resonate and couple with the optical signal for generation of a speed and a time delay of the optical signal in the optical waveguides of the encoder and the decoder; Characterized in that formed.
OCDMA, 시간 지연, 인코더, 디코더, 링 공진기, 광결합 OCDMA, time delay, encoder, decoder, ring resonator, optical coupling
Description
도 1은 본 발명에 따른 링 공진기를 이용한 광 CDMA 시스템을 개략적으로 도시하는 블록도.1 is a block diagram schematically showing an optical CDMA system using a ring resonator in accordance with the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 시간 분할 방식의 링 공진기를 이용한 광 CDMA 인코더의 동작을 개략적으로 도시한 개념도.2 is a conceptual diagram schematically showing an operation of an optical CDMA encoder using a time division ring resonator according to the present invention;
도 3은 도 2의 A 부분인 본 발명에 따른 링 공진기를 이용한 광 도파로 인코더의 시간 지연을 나타내기 위한 부분 확대도.3 is a partially enlarged view for showing a time delay of an optical waveguide encoder using a ring resonator according to the present invention, which is part A of FIG.
도 4는 본 발명에 따른 시간 분할 방식의 링 공진기를 이용한 광 CDMA 디코더의 동작을 개략적으로 도시한 개념도.4 is a conceptual diagram schematically showing the operation of an optical CDMA decoder using a time division ring resonator according to the present invention;
도 5는 도 4의 B 부분인 본 발명에 따른 링 공진기를 이용한 광 도파로 디코더의 시간 지연을 나타내기 위한 부분 확대도.5 is a partially enlarged view for illustrating a time delay of an optical waveguide decoder using a ring resonator according to the present invention, which is a portion B of FIG.
<도면의 주요 부분에 대한 도면 부호의 설명> <Description of reference numerals for the main parts of the drawings>
1: 광 CDMA 시스템 20: 광 송신기 1: optical CDMA system 20: optical transmitter
20a: 광원 20b: 인코더20a: light source 20b: encoder
20b': 링 공진기 40: 광 수신기 20b ': ring resonator 40: optical receiver
40a: 디코더 40a': 링 공진기40a:
본 발명은 링 공진기를 이용한 광 CDMA 인코더 및 디코더에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광 CDMA에서 전파상수에 따라 변경되는 광속도를 이용하여 전파상수를 변경시키는 광 도파로와 이격되도록 링 공진기를 형성시킴으로써, 송신기 및 수신기의 송신 데이터 및 수신 데이터를 암호화 및 복호화시키는 인코더 및 디코더의 입사 광신호의 진행 속도 및 시간을 지연시킬 수 있고, 상기 링 공진기의 수를 증가시킴으로써, 단일 링 공진기의 시간지연에 비례하는 디지털적인 시간 지연을 얻을 수 있으며, 상기 링 공진기의 반경에 비례하는 시간 지연을 얻을 수 있기 때문에 다양한 시간 지연을 용이하게 생성할 수 있고, 인코더 및 디코더 시스템의 시간지연에 요구되는 구성요소를 제거시킬 수 있으므로 인코더 및 디코더의 소형화 및 집적화에 용이한 링 공진기를 이용한 광 CDMA 인코더 및 디코더에 관한 것이다.The present invention relates to an optical CDMA encoder and a decoder using a ring resonator, and more particularly, by forming a ring resonator to be spaced apart from an optical waveguide for changing a propagation constant by using an optical speed that is changed according to a propagation constant in an optical CDMA. And a digital signal proportional to the time delay of the single ring resonator by delaying the advancing speed and time of the incident optical signal of the encoder and decoder for encrypting and decrypting the transmission data and the reception data of the receiver and increasing the number of the ring resonators. It is possible to obtain a time delay, and to obtain a time delay that is proportional to the radius of the ring resonator, so that various time delays can be easily generated, and components required for the time delay of the encoder and decoder system can be eliminated. As a result, ring balls are easy to miniaturize and integrate encoders and decoders. An optical CDMA encoder and decoder using a true mechanism.
일반적으로, 광 부호분할다중접속(Optical Code Division Multiple Access: 이하, 광 CDMA 라 칭함)은 부호에 의한 다원접속 또는 사용자간 비동기 접속이 가능하여 광 LAN, 광 교환, 가입자 망 및 국간 전송, 그리고 적외선 무선 통신 분야 등에서 이용가능하며, 스펙트럼 확산 영역에서 부호에 의한 랜덤 엑세스(Random Access) 및 셀프 루팅(Self Rooting)으로 송, 수신계를 포함한 전체 시스템에서 무선 통신과는 다른 스위칭 기능을 제공한다.In general, Optical Code Division Multiple Access (hereinafter referred to as optical CDMA) allows for multiple access by code or asynchronous connection between users, so that optical LAN, optical exchange, subscriber network and station transmission, and infrared It is available in the field of wireless communication and the like, and provides a switching function different from the wireless communication in the entire system including a transmitter and a receiver by random access and self-routing by code in a spread spectrum region.
그리고, 상기 광 CDMA는 시간 또는 파장으로 대역을 확산시켜, 신호를 암호화하고, 이를 수신하여 복원하는데, 신호를 시간적으로 분할하여 암호화하는 경우에는 시간적 분할 및 지연을 위하여 별도의 광 경로차로 각 신호별로 시간지연을 생성시킨다.In addition, the optical CDMA spreads a band by a time or a wavelength, encrypts a signal, and receives and restores the signal. In the case of encrypting a signal by temporally dividing the signal, the optical CDMA has a separate optical path difference for each signal for time division and delay. Create a time delay.
그러나, 광 CDMA는 광신호를 시간적으로 분할하여 암호화하는 경우에, 시간적 분할 및 지연을 위하여 광 CDMA 시스템의 송신기 및 수신기에 별도의 광 경로차를 생성시키므로, 송신기의 인코더(Encoder) 및 수신기의 디코더(Decoder)의 크기가 증가하였으며, 이에 따라 집적화 및 소형화가 용이하지 않고, 별도의 광 경로차를 생성함으로써 추가적인 비용이 증가하는 등의 문제점이 있었다.However, when optical CDMA divides and encrypts an optical signal in time, separate optical path differences are generated in a transmitter and a receiver of the optical CDMA system for temporal division and delay, so that an encoder of a transmitter and a decoder of a receiver are used. (Decoder) has increased in size, and thus, integration and miniaturization are not easy, and additional costs are increased by generating a separate optical path difference.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 광 CDMA에서 전파상수에 따라 변경되는 광속도를 이용하여 전파상수를 변경시키는 광 도파로와 이격되도록 링 공진기를 형성시킴으로써, 송신기 및 수신기의 송신 데이터 및 수신 데이터를 암호화 및 복호화시키는 인코더 및 디코더의 입사 광신호의 진행 속도 및 시간을 지연시킬 수 있고, 상기 링 공진기의 수를 증가시킴으로써, 단일 링 공진기 의 시간지연에 비례하는 디지털적인 시간 지연을 얻을 수 있으며, 상기 링 공진기의 반경에 비례하는 시간 지연을 얻을 수 있기 때문에 다양한 시간 지연을 용이하게 생성할 수 있고, 인코더 및 디코더 시스템의 시간지연에 요구되는 구성요소를 제거시킬 수 있으므로 인코더 및 디코더의 소형화 및 집적화에 용이한 링 공진기를 이용한 광 CDMA 인코더 및 디코더를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, by forming a ring resonator to be spaced apart from the optical waveguide for changing the propagation constant by using the optical speed that is changed according to the propagation constant in the optical CDMA, the transmission data of the transmitter and the receiver and It is possible to delay the traveling speed and time of the incident optical signal of the encoder and decoder which encrypts and decrypts the received data, and by increasing the number of the ring resonators, a digital time delay proportional to the time delay of the single ring resonator can be obtained. Since a time delay proportional to the radius of the ring resonator can be obtained, various time delays can be easily generated, and components required for the time delay of the encoder and decoder system can be removed, thereby miniaturizing the encoder and the decoder. And CDMA Encoder Using Ring Resonators for Easy Integration And an object thereof is to provide a decoder.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 광 도파로에서 광신호로 변환된 송신 데이터를 기 정해진 시간부호 및 파장부호에 따라 지연 및 형성시켜 암호화하는 광 CDMA 인코더; 상기 암호화된 광신호를 복호화하기 위하여 상기 인코더와 대응되도록 형성되는 광 CDMA 디코더; 를 포함하고, 상기 인코더 및 디코더의 광 도파로에서 광신호의 속도 및 시간 지연의 발생을 위하여 상기 광신호와 공진 및 결합되도록 상기 광 도파로와 소정 간격 이격되는 링 형상의 광 도파로인 링 공진기; 로 형성된다.In order to achieve the above object, the present invention provides an optical CDMA encoder for delaying and forming a transmission data converted into an optical signal in an optical waveguide according to a predetermined time code and a wavelength code; An optical CDMA decoder configured to correspond to the encoder to decrypt the encrypted optical signal; A ring resonator including a ring-shaped optical waveguide spaced apart from the optical waveguide by a predetermined distance so as to resonate and couple with the optical signal for generation of a speed and a time delay of the optical signal in the optical waveguides of the encoder and the decoder; Is formed.
그리고, 상기 광 도파로와 상기 링 공진기의 폭은 동일한 것을 특징으로 한다.The optical waveguide and the ring resonator may have the same width.
또한, 상기 링 공진기 간은 수 마이크로 내지 수십 마이크로로 이격되는 것을 특징으로 한다.In addition, the ring resonator is characterized in that spaced apart from several micro to several tens of micro.
여기서, 상기 광 도파로와 링 공진기 간은 수 마이크로 내지 수십 마이크로로 이격되는 것을 특징으로 한다.Here, the optical waveguide and the ring resonator may be spaced apart from several micros to several tens of micros.
더불어, 상기 광신호의 속도 및 시간 지연은 상기 링 공진기의 반경에 비례하는 것을 특징으로 한다.In addition, the speed and time delay of the optical signal is characterized in proportion to the radius of the ring resonator.
여기서, 상기 광신호의 속도 및 시간 지연은 상기 링 공진기의 수에 비례하는 것을 특징으로 한다.Here, the speed and time delay of the optical signal is characterized in proportion to the number of the ring resonator.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 예시도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 링 공진기를 이용한 광 CDMA 시스템을 개략적으로 도시하는 블록도이다. 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 광 CDMA 시스템(1)으로 구성되는 광 네트워크는 전송할 데이터를 광원(20a)으로 변환하고, 상기 광원(20a)으로부터 출력된 빛을 부호화하여 송신하는 인코더(20b)를 포함하는 광 송신기(20)와, 다수의 광 송신기(20)로부터 수신된 부호화된 광신호를 분배하는 결합기(미도시)와, 수신된 광신호를 복호화하는 디코더(40a)와 이를 상기 광 송신기(20)에서 전송된 데이터인지의 여부를 판단하는 판정기(미도시)를 포함하는 광 수신기(40)를 포함하여 이루어진다.1 is a block diagram schematically showing an optical CDMA system using a ring resonator according to the present invention. As shown in the figure, the optical network composed of the
그리고, 상기 광 네트워크의 각 가입자들은 각각 한개의 광 송신기(20)와 광 수신기(40)에 연결되어 있으며, 각 광 송신기(20) 또는 각 광 수신기(40)는 특정한 부호로 구별되어 있고, 상기 광 송신기(20)는 이 특정한 부호에 맞는 광신호들을 만들 수 있는 가변적인 인코더(20b)를 구비하며, 상기 광 수신기(40)는 이 부호에 맞는 광신호들만 수신하도록 고정적인 디코더(40a)를 구비한다.Each subscriber of the optical network is connected to one
또한, 상기 광 송신기(20)는 상기 인코더(20b)를 통하여 보내고자 하는 데이터 비트 안에 목적지 광 수신기(40)의 비트의 종류에 합당한 부호화 합치되는 광 신호들을 담아, 광 네트워크의 중심에 있는 결합기(미도시)를 통하여 모든 광 수신기(40)로 전송한다.In addition, the
이때, 각각의 광 수신기(40)들에 있는 디코더(40a)를 통하여 상기 광신호가 복호화되는데, 목적지인 광 수신기(40)에서는 문턱 값(threshold value) 이상의 세기를 가진 광신호가 검출되고, 그 외 광 수신기(40)에서는 문턱 값(threshold value) 이하의 세기를 가진 광신호가 검출되는 방식으로 데이터 비트를 수신하게 된다.At this time, the optical signal is decoded by the
도 2는 본 발명에 따른 시간 분할 방식의 링 공진기를 이용한 광 CDMA 인코더의 동작을 개략적으로 도시한 개념도이며, 도 1을 참조하여 설명한다. 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 전송할 데이터를 광원(20a)으로 변경하고, 광원(20a)을 상기 송신기의 인코더(20b)로 입사시키는데, 이를 광신호라 한다.FIG. 2 is a conceptual diagram schematically illustrating an operation of an optical CDMA encoder using a time division type ring resonator according to the present invention, and will be described with reference to FIG. 1. As shown in the figure, the data to be transmitted is changed to the
그리고, 상기 입사된 광신호를 N 개로 분할하여, 각각의 파워를 일정 시간 간격으로 지연시켜(time Delay), 일정 시간 간격으로 분배하고, 시간에 대하여 암호화하는 방법을 도시한다.A method of dividing the incident optical signal into N pieces, delaying each power at regular time intervals, distributing them at regular time intervals, and encrypting time is illustrated.
여기서, 입사된 광신호는 1 X N 의 분리기(Splitter)를 거쳐, N 개로 분할되며, 각각 분할된 광신호는 시간에 대하여 일정 시간 간격의 시간 지연을 가지게 되 는데, N 개로 나뉘어진 첫번째 광신호인 A 부분의 (가)는 어떠한 시간 지연도 가지지 않은 상태로 진행하게 된다.Here, the incident optical signal is divided into N through 1 XN splitters, and each divided optical signal has a time delay of a predetermined time interval with respect to time, which is the first optical signal divided into N. (A) of part A will proceed without any time delay.
또한, 상기 1 X N 의 분리기(Splitter)를 거치고, N 개로 나뉘어진 두번째 광신호인 A 부분의 (나)는 원형으로 도시된 시간 지연(△τ)을 가지게 되며, 상기 원형은 일반적으로 시간 지연(time Delay)로 정의된다.In addition, the (I) of the A portion, which is the second optical signal divided into N, after the 1 XN splitter, has a time delay Δτ shown in a circle, and the circle generally has a time delay ( time delay).
그리고, 상기 단수개의 원형만큼의 시간 지연을 가지는 광신호는 (가)의 광신호보다 시간 지연(△τ)을 가지고 진행하게 된다.In addition, the optical signal having a time delay of the singular circle proceeds with a time delay Δτ than the optical signal of (a).
더불어, 상기 1 X N 의 분리기(Splitter)를 거치고, N 개로 나뉘어진 세번째 광신호인 A 부분의 (다)는 두개의 원형으로 도시된 두개의 시간 지연(2 ·△τ)을 가지게 되며, 상기 (나)의 광신호보다 △τ 만큼의 시간지연을 가지며, 상기 (가)의 광신호보다 2 ·△τ 만큼의 시간지연을 가지게 된다.In addition, (C) of the A portion, which is the third optical signal divided into N, after passing through the 1 XN splitter, has two time delays (2 · Δτ) shown in two circles, and ( It has a time delay of Δτ over the optical signal of b) and a time delay of 2 · Δτ over the optical signal of (a).
또한, 상기 1 X N 의 분리기(Splitter)를 거치고, N 개로 나뉘어진 N 번째 광신호인 A 부분의 (라)는 N -1 개의 원형으로 도시된 N - 1 개의 시간 지연(N-1 ·△τ)을 가지게 되며, 상기 (다)의 광신호보다 (N - 3)·△τ 만큼의 시간지연을 가지며, 상기 (나)의 광신호보다 (N - 2)·△τ 만큼의 시간지연을 가지고, 상기 (가)의 광신호보다 (N - 1) ·△τ 만큼의 시간지연을 가지게 된다.In addition, (D) of the A portion, which is the N-th optical signal divided into N, after passing through the 1 XN splitter, is represented by N-1 circles, N-1 time delay (N-1 ) And have a time delay of (N-3) .Δτ than the optical signal of (C), and have a time delay of (N-2). In addition, the optical signal of (a) has a time delay of (N−1) · Δτ.
도 3은 도 2의 A 부분인 본 발명에 따른 링 공진기를 이용한 광 도파로 인코더(20b)의 시간 지연을 나타내기 위한 부분 확대도이고, 도 1을 참조하여 설명한다. 도면에서 도시된 바와 같이, 상기 N 개로 분리된 입사된 광신호의 시간 지연을 위하여, 인코더(20b) 내의 광 도파로와 소정 간격 이격되도록 형성되되, 광결합 현상을 이용하여 링 형상으로 형성시킨 광 도파로인 링 공진기(Ring Resonator, 20b)로 광신호의 속도 및 시간을 변화시킬 수 있다.FIG. 3 is a partially enlarged view for illustrating the time delay of the optical waveguide encoder 20b using the ring resonator according to the present invention, which is part A of FIG. 2, and will be described with reference to FIG. As shown in the figure, in order to time-delay the incident optical signals separated into N, the optical waveguides are formed to be spaced apart from the optical waveguide in the encoder 20b by a predetermined interval, and formed in a ring shape using an optical coupling phenomenon. An in-ring resonator 20b may change the speed and time of the optical signal.
또한, 공진 조건(Resonator Condition)을 만족하는 파장의 광신호는 상기 광 도파로에서 광 도파로인 링 공진기(20b)로 결합되어 진행하며, 상기 링 공진기(20b)로 진행할 시에 일정 시간의 지연을 발생시키고, 시간의 지연을 발생시킨 광신호는 다시 상기 광 도파로로 결합되어 출력된다.In addition, an optical signal having a wavelength satisfying a resonator condition is coupled to the ring resonator 20b, which is an optical waveguide, in the optical waveguide, and generates a delay for a predetermined time when proceeding to the ring resonator 20b. The optical signal generated by the delay of time is combined with the optical waveguide again and output.
그리고, 링 공진기(20b)와 결합된 광신호는 상기 링 공진기(20b)와 결합되지 않은 광신호에 비하여 일정 시간의 지연을 가지게 되는데, 상기 링 공진기(20b)를 다수개 배열하면, 그 수에 따라 비례하는 시간 지연을 디지털적으로 증가시킬 수 있다.And, the optical signal coupled to the ring resonator 20b has a delay of a certain time compared to the optical signal not coupled to the ring resonator 20b, and when the plurality of ring resonators 20b are arranged, Therefore, the proportional time delay can be digitally increased.
이때, 상기 링 공진기(20b)의 반경 및 반지름에 비선형적(Non - Linear)으로 비례한다.At this time, the non-linear proportional to the radius and radius of the ring resonator 20b.
여기서, 입사된 광신호는 1 X N 의 분리기(Splitter)를 거쳐, N 개로 분할되며, 각각 분할된 광신호는 시간에 대하여 일정 시간 간격의 시간 지연을 가지게 되는데, N 개로 나뉘어진 첫번째 광신호인 (가)는 어떠한 시간 지연도 가지지 않은 상태로 진행하게 되므로, 광 도파로에 어떠한 변화도 주지 않은 형태를 하고 있으며, 상기 광 도파로의 폭은 Wa이다.Here, the incident optical signal is divided into N through 1 XN splitters, and each divided optical signal has a time delay of a predetermined time interval with respect to time, which is the first optical signal divided into N ( A) proceeds without any time delay, and thus does not cause any change in the optical waveguide, and the width of the optical waveguide is Wa.
또한, 상기 1 X N 의 분리기(Splitter)를 거치고, N 개로 나뉘어진 두번째 광신호인 (나)는 원형으로 도시된 시간 지연(△τ)을 가지게 되므로, 광속도를 변 화시킬 수 있는 전파상수를 변화시키기 위하여, 상기 광 도파로의 폭인 Wa의 폭과, R의 반경을 가지는 링 공진기를 상기 광 도파로와 이격되도록 링 공진기(20b1')를 형성시킨다.In addition, the second optical signal divided by N after (1 XN) splitter (N) has a time delay (Δτ) shown in a circular shape, and thus changes the propagation constant that can change the speed of light. In order to achieve this, a ring resonator 20b 1 ′ is formed such that a ring resonator having a width of Wa and a radius of R is spaced apart from the optical waveguide.
여기서, 상기 링 공진기(20b1')와 상기 광 도파로는 수 μm 에서 수십 μm 정도를 이격되도록 설치하여 상기 각 링 공진기(20b1') 간의 간섭을 배제하도록 이루어지며, 상기 각 링 공진기(20b) 간의 간섭 또한 배제하도록 이격되어 구비된다.Here, the ring resonator 20b 1 ′ and the optical waveguide are installed to be spaced apart from several μm to several tens of μm so as to exclude interference between the respective ring resonators 20b 1 ′, and each ring resonator 20b. The interference is also provided so as to exclude the interference.
그리고, 상기 단수개의 링 공진기(20b1') 만큼의 시간 지연을 가지는 광신호는 (가)의 광신호보다 △τ 만큼의 시간 지연을 가지고 진행하게 된다.The optical signal having the time delay of the single ring resonator 20b 1 ′ has a time delay of Δτ compared to the optical signal of (a).
더불어, 상기 1 X N 의 분리기(Splitter)를 거치고, N 개로 나뉘어진 세번째 광신호인 (다)는 두개의 원형으로 도시된 두개의 시간 지연(2 ·△τ)을 가지게 되며, 상기 (나)의 광신호보다 △τ 만큼의 시간지연을 가지며, 상기 (가)의 광신호보다 2 ·△τ 만큼의 시간지연을 가지게 된다.In addition, the third optical signal (C), which is divided into N and passes through the 1 XN splitter, has two time delays (2 · Δτ) shown in two circles. It has a time delay of Δτ than the optical signal, and a time delay of 2 · Δτ than the optical signal of (a).
여기서, 상기 링 공진기(20b1', 20b2')는 상기 광 도파로에 이격되도록 2개가 형성되어 광신호를 2 ·△τ 만큼의 시간지연을 일으키도록 광신호가 통과하는 광도파로의 물리적인 길이를 증가시키는 광결합을 발생시킨다.Here, two ring resonators 20b 1 ′ and 20b 2 ′ are formed so as to be spaced apart from the optical waveguide so as to generate a physical length of the optical waveguide through which the optical signal passes so as to cause a time delay of 2 · Δτ. Generate increasing optical coupling.
또한, 상기 1 X N 의 분리기(Splitter)를 거치고, N 개로 나뉘어진 N 번째 광신호인 (라)는 N -1 개의 원형 및 링 공진기(20b1', 20b2', 20b3', ‥‥20bN -1')로 도시된 N - 1 개의 시간 지연(N-1 ·△τ)을 가지게 되며, 상기 (다)의 광신호보다 (N - 3)·△τ 만큼의 시간지연을 가지며, 상기 (나)의 광신호보다 (N - 2)·△τ 만큼의 시간지연을 가지고, 상기 (가)의 광신호보다 (N - 1) ·△τ 만큼의 시간지연을 가지게 된다.In addition, the N th optical signal divided by N through (1) is divided into N -1 circular and ring resonators 20b 1 ′, 20b 2 ′, 20b 3 ′, ‥‥ 20b N −1 '), which is represented by N −1 ′), and has a time delay of (N−3) · Δτ than the optical signal of (C). The optical signal of (b) has a time delay of (N−2) · Δτ, and the optical delay of (a) has a time delay of (N −1) · Δτ.
이때, 상기 링 공진기(20b1', 20b2', 20b3', ‥‥20bN -1')는 상기 광 도파로와 이격되도록 일정 간격을 두고 N - 1 개가 형성되어 광신호를 N - 1 ·△τ 만큼의 시간지연을 일으키도록 광신호가 통과하는 광 도파로의 물리적인 길이를 증가시키는 광결합을 발생시킨다.At this time, the ring resonators 20b 1 ′, 20b 2 ′, 20b 3 ′, ... 20b N − 1 ′ are formed with N − 1 spaced apart from the optical waveguide at a predetermined interval so that the optical signal is
도 4는 본 발명에 따른 시간 분할 방식의 링 공진기를 이용한 광 CDMA 디코더의 동작을 개략적으로 도시한 개념도이고, 도 1을 참조하여 설명한다. 도면에서 도시된 바와 같이, 수신된 데이터인 시간 지연에 따른 광신호를 상기 광 수신기(40)의 디코더(40a)로 입사시킨다.4 is a conceptual diagram schematically illustrating an operation of an optical CDMA decoder using a time division ring resonator according to the present invention, and will be described with reference to FIG. 1. As shown in the figure, an optical signal according to a time delay, which is received data, is incident to the
상기 광 송신기(20)의 암호화과정인 인코더(20b)의 인코딩에서 각각의 파워를 일정 시간 간격으로 지연시켜, 분배함과 동시에 시간에 대하여 암호화한 광신호를 1 X N 의 분리기(Splitter)로 통과시킨다.In the encoding of the encoder 20b, which is the encryption process of the
그리고, 1 X N 의 분리기(Splitter)를 거치고, 상기 광 송신기(20)의 N 개로 나뉘어진 1 번째 광신호인 A 부분의 (가)는 N 번째 광신호인 A 부분의 (라)보다 (N - 1) ·△τ 만큼의 시간지연을 가지기 때문에, (N - 1) ·△τ 만큼의 시간지연을 보상하기 위하여 B 의 (가)에 (N - 1) ·△τ 만큼의 시간지연을 가지게 된 다.Then, a part A of the first optical signal divided into N parts of the
또한, 1 X N 의 분리기(Splitter)를 거치고, 상기 광 송신기(20)의 N 개로 나뉘어진 2 번째 신호인 A 부분의 (나)는 N 번째 광신호인 A 부분의 (라)보다 (N - 2)·△τ 만큼의 시간 지연을 가지므로, (N - 2)·△τ 만큼의 시간지연을 보상하기 위하여 B 의 (나)에 (N - 2)·△τ 만큼의 시간지연을 주게 된다.In addition, the (I) of the A part, which is the second signal divided into N parts of the
그리고, 1 X N 의 분리기(Splitter)를 거치고, 상기 광 송신기(20)의 N 개로 나뉘어진 3 번째 신호인 A 부분의 (다)는 N 번째 광신호인 A 부분의 (라)보다 (N - 3)·△τ 만큼의 시간 지연을 가지므로, (N - 3)·△τ 만큼의 시간지연을 보상하기 위하여 B 의 (다)에 (N - 3)·△τ 만큼의 시간지연을 주게 된다.After passing through a 1 XN splitter, (C) of the A portion, which is the third signal divided into N of the
마지막으로, 1 X N 의 분리기(Splitter)를 거치고, 상기 광 송신기(20)의 N 개로 나뉘어진 N 번째 신호인 A 부분의 (라)는 N 번째 광신호이므로, 어떠한 시간 지연도 가지지 않은 상태로 복호화된다.Finally, (D) of the A part, which is the Nth signal divided into N of the
상기한 바와 같이, 상기 광 송신기(20)에서 시간 지연을 준 광신호에 대하여는 그만큼의 보상을 하고, 시간 지연을 적용하지 않은 광신호에 대하여는 그에 대응하는 보상을 하여, 시간으로 나누어진 데이터인 광신호를 하나로 조합하여 복호화시키는 과정에서, 복호에 따른 노이즈가 삽입될 수 있다.As described above, the
도 5는 도 4의 B 부분인 본 발명에 따른 링 공진기를 이용한 광 도파로 디코더의 시간 지연을 나타내기 위한 부분 확대도이다. 도 1을 참조하여 설명한다. 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 상기 광 수신기(40)로 입사된 시간에 대하여 일 정 간격(△τ)으로 분리되었던 데이터인 광신호는 1 X N 의 분리기(Splitter)를 거쳐, 각각 분할되었던 광신호는 일정 시간 간격의 시간 지연에 대하여 A 부분의 (가)는 어떠한 시간 지연도 가지지 않은 상태로 진행되었으므로, B 부분의 (가)에서 (N - 1)·△τ 만큼의 링 공진기(40a1', 40a2', 40a3', ‥‥, 40aN -1')를 생성하는데, 상기 링 공진기(40a1', 40a2', 40a3', ‥‥, 40aN -1')는 N - 1개 형성시키며, 폭은 기존 폭(Wa)과 동일하도록 형성시키는데, 상기 링 공진기(40a1', 40a2', 40a3', ‥‥, 40aN-1')의 폭은 변경 가능하다.FIG. 5 is a partially enlarged view for illustrating a time delay of an optical waveguide decoder using a ring resonator according to the present invention, which is part B of FIG. 4. It demonstrates with reference to FIG. As shown in the figure, an optical signal that is data that has been separated at a predetermined interval (Δτ) with respect to the incident time to the
이때, 상기 링 공진기(40a1', 40a2', 40a3', ‥‥, 40aN -1')의 반경도 변경 가능한데, 상기 반경이 증감함에 따른 원주의 거리에 따라 시간 지연을 유연하게 변경할 수 있다.At this time, the radius of the
또한, 상기 1 X N 의 분리기(Splitter)를 거치고, N 개로 나뉘어진 두번째 광신호인 A 부분의 (나)는 △τ 만큼의 시간지연을 가지고 진행되었으므로, B 부분의 (나)에서 (N - 2)·△τ 만큼의 링 공진기(40a1', 40a2', 40a3', ‥‥, 40aN -2')를 생성시키는데, 여기서 상기 링 공진기는 N - 2 개 형성시키며, 폭은 상기 광 도파로와 동일하도록 Wa로, R 의 반경을 가지며 상기 광 도파로와 이격되도록 B 부분의 (가)의 광신호보다 △τ 만큼 보상되어 진행시킨다.In addition, part (A) of part A, which is the second optical signal divided into N parts, is processed with a time delay of Δτ, passing through the 1 XN splitter, and thus, (N-2) ) Δτ as much as
이때, 상기 링 공진기(40a1', 40a2', 40a3', ‥‥, 40aN -2')의 폭은 기존 광 도파로의 폭(Wa)과 동일하도록 형성시키는데, 상기 링 공진기(40a1', 40a2', 40a3', ‥‥, 40aN -2')의 폭은 변경 가능하며, 상기 링 공진기(40a1', 40a2', 40a3', ‥‥, 40aN-2')의 반경도 변경 가능한데, 상기 반경이 증감함에 따른 원주의 거리에 따라 시간 지연을 유연하게 변경할 수 있다.In this case, the width of the
그리고, 상기 1 X N 의 분리기(Splitter)를 거치고, N 개로 나뉘어진 두번째 광신호인 A 부분의 (다)는 두 개의 링공진기(20b1', 20b2')를 가지며, 2 ·△τ 만큼의 시간지연을 가지게 되었으므로, B 부분의 (다)에서 (N - 3)·△τ 만큼의 링 공진기(40a1', 40a2', 40a3', ‥‥, 40aN -3')를 생성시키는데, 여기서 상기 링 공진기(40a1', 40a2', 40a3', ‥‥, 40aN -3')는 N - 3 개 형성시키며, 폭은 Wa 보다 증가시킨 Wb로, 길이는 △L 로 형성시켜, B 부분의 (나)의 광신호보다 △τ 만큼 보상하여 진행시킨다.After the 1 XN splitter, (C) of the A portion, which is the second optical signal divided into N, has two ring resonators 20b 1 ′ and 20b 2 ′, Since there is a time delay, the
이때, 상기 링 공진기(40a1', 40a2', 40a3', ‥‥, 40aN -3')의 폭은 기존 광 도파로의 폭(Wa)과 동일하도록 형성시키는데, 상기 링 공진기(40a1', 40a2', 40a3', ‥‥, 40aN -3')의 폭은 변경 가능하며, 상기 링 공진기(40a1', 40a2', 40a3', ‥‥, 40aN-2')의 반경도 변경 가능한데, 상기 반경이 증감함에 따른 원주의 거리에 따라 시간 지연을 유연하게 변경할 수 있다.At this time, the width of the
또한, 상기 1 X N 의 분리기(Splitter)를 거치고, N 개로 나뉘어진 두번째 광신호인 A 부분의 (라)는 N - 1 개의 링 공진기(20b1', 20b2', 20b3', ‥‥, 20bN - 1')를 가지며, (N - 1)·△τ 만큼의 시간지연을 가지게 되었으므로, B 부분의 (라)에서 어떠한 시간지연도 가지지 않도록 링 공진기(40a)를 형성시키지 않으며, 광 도파로는 기존의 광 도파로 폭(Wa) 그대로 형성시킨다.In addition, (D) of the A portion, which is the second optical signal divided into N, is divided into N-1 ring resonators 20b 1 ', 20b 2 ', 20b 3 ', ... 20b N -1 ') and has a time delay of (N-1) · Δτ, so that the
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며 해당 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허 청구 범위내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능 할 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above by way of example, the scope of the present invention is not limited to such specific embodiments, and those skilled in the art are appropriate within the scope described in the claims of the present invention. It will be possible to change.
이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 광 CDMA에서 전파상수에 따라 변경되는 광속도를 이용하여 전파상수를 변경시키는 광 도파로와 이격되도록 링 공진기를 형성시킴으로써, 송신기 및 수신기의 송신 데이터 및 수신 데이터를 암호화 및 복호화시키는 인코더 및 디코더의 입사 광신호의 진행 속도 및 시간을 지연시킬 수 있고, 상기 링 공진기의 수를 증가시킴으로써, 단일 링 공진기의 시간지연에 비례하는 디지털적인 시간 지연을 얻을 수 있으며, 상기 링 공진기의 반경에 비례하는 시간 지연을 얻을 수 있기 때문에 다양한 시간 지연을 용이하게 생성할 수 있고, 인코더 및 디코더 시스템의 시간지연에 요구되는 구성요소를 제거시킬 수 있으므로 인코더 및 디코더의 소형화 및 집적화에 용이한 등의 효과를 거둘 수 있다.As described above, the present invention having the configuration as described above forms a ring resonator to be spaced apart from an optical waveguide for changing the propagation constant by using an optical speed that is changed according to the propagation constant in the optical CDMA, thereby transmitting data of the transmitter and the receiver and It is possible to delay the traveling speed and time of the incident optical signal of the encoder and decoder which encrypts and decrypts the received data, and by increasing the number of the ring resonators, a digital time delay proportional to the time delay of the single ring resonator can be obtained. Since a time delay proportional to the radius of the ring resonator can be obtained, various time delays can be easily generated, and components required for the time delay of the encoder and decoder system can be removed, thereby miniaturizing the encoder and the decoder. And easy to integrate.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020060129298A KR100845272B1 (en) | 2006-12-18 | 2006-12-18 | Encoder and Decoder of Optical Code Devision Multiple Access Using Ring Resonator |
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KR1020060129298A KR100845272B1 (en) | 2006-12-18 | 2006-12-18 | Encoder and Decoder of Optical Code Devision Multiple Access Using Ring Resonator |
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KR20080056417A KR20080056417A (en) | 2008-06-23 |
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ID=39802610
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Citations (2)
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KR20010046639A (en) * | 1999-11-13 | 2001-06-15 | 박남규 | Optical code division multiple access network system |
KR20050062338A (en) * | 2003-12-20 | 2005-06-23 | 한국전자통신연구원 | An optical encoder, a optical decoder and method for encoding/decoding optical cdma signal |
-
2006
- 2006-12-18 KR KR1020060129298A patent/KR100845272B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20010046639A (en) * | 1999-11-13 | 2001-06-15 | 박남규 | Optical code division multiple access network system |
KR20050062338A (en) * | 2003-12-20 | 2005-06-23 | 한국전자통신연구원 | An optical encoder, a optical decoder and method for encoding/decoding optical cdma signal |
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