KR100848136B1 - 광모듈의 양방향 트랜시버 - Google Patents

광모듈의 양방향 트랜시버 Download PDF

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Abstract

본 발명은 1개의 파장(λ1)과 그 파장이 부분 투과 및 반사되는 일정 각도를 갖는 광학필터를 사용하여 상·하 방향 모두 동일한 1개의 파장(λ1)으로 동작하도록 구성되어 있는 광모듈 양방향 트랜시버를 제공하기 위한 것이다.
광모듈, 양방향 트랜시버, 양방향 광학 하위 조립품

Description

광모듈의 양방향 트랜시버{Bi-direction transceiver of Optical Sub-Assembly}
도 1은 종래의 광모듈의 양방향 트랜시버의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 광모듈의 양방향 트랜시버의 개념도이다.
도 3은 도 2를 이용한 양방향 트랜시버의 단면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1, 30 : PCB 2 : TOSA
3 : ROSA 4, 40 : 베이스 메탈
5 : 홀더 6 : 전자 소자
10 : 메인 바디 11 : 레이저 다이오드(LD)
12 : 광 아이솔레이터 13 : 일정 각도를 갖는 광학필터
14 : 파이버 스터브 15 : 핀 포토 다이오드
16 : 수신필터(CWDM 필터) 17 : 광 흡수체
21 : LD 어셈블리 24 : LC/SC 리셉터클
25 : PD 어셈블리
본 발명은 광 모듈의 양방향 트랜시버에 관한 것으로, 특히, 1개의 파장과 그 파장이 부분 투과 및 반사되는 일정 각도를 갖는 광학필터를 사용하여 상·하 방향 모두 동일한 1개의 파장(λ1)으로 동작하게 되는 광 모듈의 트랜시버에 관한 것이다.
일반적으로 광 모듈은 광신호를 처리할 수 있게 해주는 장치이고, 이러한 광모듈에는 양방향으로의 신호처리를 수행하게 되는 트랜시버(Transeiver)가 있다. 그래서 트랜시버는 단일몸체에 송신기와 수신기를 결합하여 광신호를 처리하게 된다.
도 1은 종래의 양방향 트랜시버의 단면도이다. 도 1에서 참조부호 1은 PCB(Printed circuit board), 부호 2는 TOSA(Transmitter Optical Sub-Assembly), 부호 3은 ROSA(Receiver Optical Sub-Assembly), 부호 4는 베이스 메탈, 부호 5는 홀더(Holder), 부호 6은 전자 소자이다. 이러한 종래기술에서, PCB(1)에 있는 전자소자(6)에서 일정량의 전류를 TOSA(2)에 가하면 TOSA(2) 내부의 레이저 다이오드(Laser diode)에서 광신호를 내보내고, ROSA(3)는 외부에서 들어오는 신호를 받아서 PCB(1)의 전자소자(6)로 전달하고, PCB(1)의 전자 소자(6)에서는 ROSA(3)를통해 전달받은 외부의 신호를 증폭하게 되는 형태로 구동한다.
따라서, 상기와 같은 구조를 갖고 있는 종래의 트랜시버는 TOSA(2)과 ROSA(3)로 나뉘어져 있기 때문에 전송 시 소요되는 광섬유가 2배로 사용되어 가격 부담이 가중되는 형태의 구조를 갖고 있다. 또한, TOSA(2), ROSA(3) 및 홀더(5)의 3개의 부품이 적용됨에 따라 가격 경쟁력 면에서 저하되는 문제점을 가지게 되었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 1개의 파장(λ1)과 그 파장이 부분 투과 및 반사되는 일정 각도를 갖는 광학필터를 사용하여 상·하 방향 모두 동일한 1개의 파장(λ1)으로 동작하도록 할 수 있는 광모듈의 양방향 트랜시버를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 의한 광모듈의 양방향 트랜시버는,
1개의 파장(λ1)을 갖는 광신호를 출력하는 레이저 다이오드; 상기 레이저 다이오드로부터 받은 1개의 파장(λ1)을 갖는 광신호와 파이버 스터브로부터 받은 1개의 파장(λ1)을 갖는 광신호를 필터링하는 일정한 각을 갖도록 광학필터; 상기 광학필터에서 필터링된 광신호를 받아들이고, 전송받은 광신호를 상기 광학필터로 전달하는 파이버 스터브; 상기 광학필터에서 필터링된 광신호를 전달받는 핀 포토 다이오드; 상기 광학필터에서 필터링된 신호 중 일부를 전달받아 광신호를 흡수하여 BOSA 내부의 광반사를 억제하여 광 간섭현상(Optical cross talk)을 없애주는 광 흡수체로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 일정한 각도를 갖는 광학필터는 예를 들어 0°에서 90°사이 의 각도를 갖는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명을 첨부한 도면에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부 도면에서 도 2는 본 발명의 광모듈의 양방향 트랜시버의 개념도이고, 도 3은 도 2를 이용한 광모듈의 양방향 트랜시버의 단면도이다.
상기 도 2에서 광학필터의 각도는 대략 45°를 나타내고 있으나 이는 단지 예시하기 위한 것뿐이다.
도 2에 의하면 본 발명의 광모듈의 양방향 트랜시버에서 메인 바디(10)는 1개의 파장(λ1)을 갖는 광신호를 출력하는 레이저 다이오드(11); 상기 레이저 다이오드(11)에서 나오는 광신호를 한쪽 방향으로만 통과시키는 광 아이솔레이터(12); 상기 광 아이솔레이터(12)를 통과한 광신호와 파이버 스터브(14)로부터 받은 1개 파장을 갖는 광신호를 필터링하는 일정 각도를 갖는 광학필터(13); 상기 광학필터(13)에서 필터링된 광신호를 받아들이고, 외부로부터 전송받은 광신호를 상기 광학필터(13)로 전달하는 파이버 스터브(14); 상기 광학필터(13)에서 필터링된 광신호를 전달받는 핀 포토 다이오드(15); 상기 광학필터(13)에서 필터링된 신호 중 일부를 전달받아 광신호를 흡수하여 BOSA 내부의 광반사를 억제하여 광 간섭현상을 없애주는 광 흡수체(17)로 구성되어 있다.
상기 메인 바디(10)는 상기 일정 각도를 갖는 광학필터(13)와 핀 포토 다이오드(15) 사이에서 상기 광학필터(13)에서 상기 핀 포토 다이오드(15)로 전달되는 광신호를 필터링하는 수신필터(16)를 추가로 포함하고 있다. 상기 수신필터(16)는 송신, 수신의 동일파장을 필터링하는 CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexing) 필터 또는 BPF(Band Pass Filter, 대역필터)로 구성되어 있다.
본 발명에 따른 광모듈의 양방향 트랜시버는 전체적으로 메인 바디(10)와 연결되고, 상기 레이저 다이오드(11)를 형성하는 레이저 다이오드 어셈블리(21), 상기 파이버 스터브(14)를 포함하며 일정 각도를 갖는 광학필터가 부착되는 LC/SC 리셉터클(24), 상기 핀 포토 다이오드(15)를 형성하는 PD 어셈블리(25), 상기 메인 바디(10)의 동작에 필요한 전자소자를 구비한 PCB(30), 상기 PCB(30)를 구조적으로 지지하는 베이스 메탈(40)로 구성되어 있다.
여기서 상기 메인 바디(10)의 동작에 필요한 전자소자는 메인 바디(10) 안의 광원이 나오는 레이저 다이오드(11)와 광원이 입사되는 핀 포토 다이오드(15)를 동작시키는 일련의 회로소자들을 지칭하는 것이다.
상기 레이저 다이오드(11)에서 광원이 나오게 하려면 주변에 레이져 다이오드(11)를 동작시킬 수 있는 회로소자가 필요하며, 마찬가지로 핀 포토 다이오드(15)로 입사된 광이 전류로 바뀌어서 주변의 회로로 검출시키는 회로소자가 필요하다.
이때, 레이저 다이오드(11)를 동작시키는 회로의 대표적인 것으로는 오토 파워 컨트롤(Auto Power Control)회로가 있으며 이 회로를 구성하는 회로소자들은 일반적인 트랜지스터, OP-amp, 저항 등이 있다.
또한, 핀 포토 다이오드(15)에서 나온 전류를 전압으로 변환하는 회로가 필요한데 이 회로를 구성하는 회로소자도 마찬가지로 트랜지스터, OP-amp, 저항 등이 있고 이 소자들을 이용한다.
따라서, 상기 메인 바디(10)의 동작에 필요한 전자소자는 상기에서 상술한 바와 같이 레이저 다이오드(11)와 핀 포토 다이오드(15)를 동작시키는 일련의 회로 소자들을 나타내는 것이다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있으며, 이에 따라 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다.
먼저 본 발명은 1개의 파장(λ1)과 그 파장이 부분 투과 및 반사되는 일정 각도를 갖는 광학필터(13)를 사용하여 상·하 방향 모두 1개의 동일한 파장으로 동작하도록 하고자 한 것이다.
그래서 본 발명은 일반적인 양방향(Bi-directional) OSA(Optical Sub-Assembly)의 구조를 갖고 있으나, 일반적인 BOSA(Bi-directional Optical Sub-Assembly)와는 다른 부품 및 동작 방법을 갖고 있다. 즉, 일반적인 BOSA의 경우에 는 2개 파장 혹은 3개 파장을 사용하여 상 방향(up stream), 하 방향(down stream)을 구분하여 동작하고 있으나, 본 발명의 경우는 1개의 파장(λ1)과 그 파장이 부분 투과 및 반사되는 일정 각도를 갖는 광학필터(13)를 사용하여 동일한 1개의 파장으로 상·하 방향 통신이 가능하도록 설계된 것이 특징이다.
본 발명의 도 2의 BOSA(Bi-directional Optical Sub-Assembly) 구조를 살펴보면, 레이저 다이오드(LD)(11), 핀 포토 다이오드(pin-PD)(15)와 일정 각도를 갖는 광학필터(13), 0°CWDM 필터 또는 BPF의 수신 필터(16) 및 두 가지 필터를 부착 고정하는 필터 홀더(도면상에 미도시), 파이버 스터브(14) 및 상기의 모든 부품을 장착하는 메인 바디(10)로 구성되어 있다. 도 3은 도 2의 BOSA를 사용한 양방향(Bi-direction) 트랜시버 구조를 나타내고 있다.
그래서 도 2에서와 같이, 1개의 파장(λ1)을 갖는 레이저 다이오드(11)에서 광신호가 나오면, 광 아이솔레이터(12)를 통과한 후, 일정 각도를 갖는 광학필터(13)를 통과하여 파이버 스터브(14)를 통해서 전송 선로로 전송 된다.
또한 외부에서 들어오는 CWDM의 동일한 파장(λ1) 역시 일정 각도를 갖는 광학필터(13)에서 투과(N%) : 반사(M%)(N과 M은 광학필터의 박막적층 설계에 따라 달라짐)의 일정 비율로 통과되고, 통과된 일정 비율의 광신호는 핀 포토 다이오드(15)로 반사되어 전기 신호로 바뀌게 된다.
여기에 사용되는 광학필터는 일정 각도를 가지며 CWDM 파장을 부분 및 반사되는 형태의 필터를 사용하게 된다. 또한 일정 각도를 갖는 광학필터는 투과(N%) : 반사(M%) 비율을 광학필터의 정해진 각에 따라 원하는 비율로 바꾸면서 응용 분야 에 따른 광출력 및 수신 감도를 조정할 수 있다.
그리고 핀 포토 다이오드(15) 앞에는 사용하고자 하는 CWDM 파장(λ1)만을 선택적으로 송신, 수신의 동일 파장을 필터링하는 CWDM 필터 또는 BPF를 이용한 수신 필터(16)를 장착한 구조로 되어 있다.
이처럼 본 발명은 1개의 파장(λ1)과 그 파장이 부분 투과 및 반사되는 일정 각도를 갖는 광학필터를 사용하여 상·하 방향 모두 동일한 1개의 파장(λ1)으로 동작하게 되는 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 광모듈의 양방향 트랜시버는 1개의 파장(λ1)과 그 파장이 부분 투과 및 반사되는 일정 각도를 갖는 광학필터를 사용하여 상·하 방향 모두 동일한 1개의 파장(λ1)으로 동작할 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명의 광모듈의 양방향 트랜시버는 소요되는 광섬유를 줄일 뿐만 아니라, 적용되는 부품 수도 줄여 광 시스템 가격 경쟁력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 한정하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 따라서 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변경하여 응용할 수 있고, 이러한 응용도 하기 특허청구범위에 기재된 기술적 사상을 바탕으로 하는 한 본 발명의 권리범위에 속하게 됨은 당연하다 할 것이다.

Claims (6)

1개의 파장(λ1)을 갖는 광신호를 출력하는 레이저 다이오드(11);
상기 레이저 다이오드(11)로부터 받은 1개의 파장(λ1)을 갖는 광신호와 파이버 스터브(14)로부터 받은 1개의 동일한 파장(λ1)을 갖는 광신호를 필터링하는 0°에서 90°사이의 일정한 각도를 갖는 광학필터(13);
상기 광학필터(13)에서 필터링된 광신호를 받아들이고, 전송받은 광신호를 상기 광학필터로 전달하는 파이버 스터브(14);
상기 광학필터(13)에서 필터링된 광신호를 전달받는 핀 포토 다이오드(15);
상기 광학필터(13)에서 필터링된 신호 중 일부를 전달받아 광신호를 흡수하여 BOSA 내부의 반사를 최대한 억제시켜 광 간섭현상을 없애주는 광 흡수체(17)를 포함하는 메인 바디(10)로 구성되어 있으며 동일한 1개의 파장을 사용하여 상·하 방향 통신이 가능하도록 설계된 것을 특징으로 하는 광모듈의 양방향 트랜시버.
제 1 항에 있어서,
상기 일정 각도를 갖는 광학필터(13)는 일정한 동일 파장에 대해 투과(N%) : 반사(M%)(N과 M은 광학필터의 박막적층 설계에 따라 달라짐)의 비율을 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 광모듈의 양방향 트랜시버.
제 1 항에 있어서,
상기 메인 바디(10)는 상기 레이저 다이오드(11)와 상기 일정 각도를 갖는 광학필터(13) 사이에 연결되어 광신호를 아이솔레이션하는 광 아이솔레이터(12)가 추가로 구성된 것을 특징으로 하는 광모듈의 양방향 트랜시버.
제 1 항에 있어서,
상기 메인 바디(10)는 상기 일정 각도를 갖는 광학필터(13)와 상기 핀 포토 다이오드(15) 사이에 연결되고, 상기 광학필터(13)에서 상기 핀 포토 다이오드(15)로 전달되는 광신호를 필터링하는 수신 필터(16)가 추가로 구성된 것을 특징으로 하는 광모듈의 양방향 트랜시버.
제 1 항에 있어서,
상기 수신 필터(16)는 송신, 수신의 동일 파장을 필터링하는 CWDM 필터 또는 BPF로 구성된 것을 특징으로 하는 광모듈의 양방향 트랜시버.
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