KR100915139B1 - 파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크용 주입광 생성장치 - Google Patents

파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크용 주입광 생성장치

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KR100915139B1
KR100915139B1 KR1020070099731A KR20070099731A KR100915139B1 KR 100915139 B1 KR100915139 B1 KR 100915139B1 KR 1020070099731 A KR1020070099731 A KR 1020070099731A KR 20070099731 A KR20070099731 A KR 20070099731A KR 100915139 B1 KR100915139 B1 KR 100915139B1
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Abstract

본 발명은 파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크용(WDM-PON: Wavelength Division Multiplexed-Passive Optical Network) 주입광 생성 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 각 파장 별로 분리된 주입광을 생성하는 파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크용 주입광 생성 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크용 주입광 생성 장치는, 하향 광신호의 전송에 사용되는 각 파장 영역에 대응하는 N 개(N은 2 이상의 자연수)의 파장으로 분리된 A 대역 주입광 및 상향 광신호의 전송에 사용되는 각 파장 영역에 대응하는 N 개의 파장으로 분리된 B 대역 주입광을 생성한다.

Description

파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크용 주입광 생성 장치{INJECTION LIGHT GENERATOR FOR USE IN WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXED-PASSIVE OPTICAL NETWORK}
본 발명은 파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크(WDM-PON: Wavelength Division Multiplexed-Passive Optical Network)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 각 파장별로 분리된 주입광을 생성하는 파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크용 주입광 생성 장치에 관한 것이다.
파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크(WDM-PON)는 각 가입자에게 부여된 고유의 파장을 이용하여 초고속 광대역 통신 서비스를 제공한다. 따라서, 서로 다른 파장의 신호를 해당 가입자만 수신하기 때문에 보안성이 우수하고, 각 가입자별로 별도의 통신 서비스를 제공할 수 있으며, 통신 용량의 확대를 쉽게 수용할 수 있다.
종래에는, DFB-LD(Distributed Feedback-Laser Diode) 소자를 사용하여 중앙 기지국(CO: Central Office)과 가입자 장치(Subscriber Terminal)들이 서로 다른 파장의 광원을 각각 구비함으로써, WDM-PON을 구현하는 방법이 제안되었다. 하지만, 이러한 방식은 DFB-LD 소자가 고가이기 때문에 비용적인 측면에서 상용화에 많은 어려움이 따를 뿐만 아니라 복잡한 온도 제어 기술이 필요한 문제점이 있었다.
따라서, 저가의 페브리-페롯 레이저 다이오드(FP-LD)에 비간섭성 광원을 주입하여 파장 잠김을 유도하고, 그것에 의해 WDM 광신호를 구현하는 파장 잠김된 광 신호를 이용하는 기술이 널리 사용되고 있다.
이하에서는 도 1을 참조하여, 종래의 FP-LD를 이용한 파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크(100)의 개략적 기능을 설명하기로 한다. 도 1은 종래 기술에 따른 파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크(100)에서의 양방향 통신을 설명하기 위한 도면이다.
파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크(100)는 중앙 기지국(110)과 가입자 장치(130), 중앙 기지국(110)과 각각의 가입자 장치(130)를 연결하는 원격 노드(120) 및 광 케이블(140)을 포함한다.
중앙 기지국(110)은 A 대역 주입 광원(111), B 대역 주입 광원(112), 광원 분배기(113), 제 1 1ⅹN 광 다중/역다중화기(114) 및 송/수신기(115)를 포함한다.
원격 노드(120)는 제 2 1ⅹN 광 다중/역다중화기(121)를 포함하고, 광 가입자 장치(130)는 송/수신기(131)를 포함한다.
A 대역 주입 광원(111)은 하향 광신호로 사용되는 A 대역 광신호를 위한 주입 광을 제공하며, 주로 비간섭성(incoherent) 광원이 사용된다. A 대역 주입 광원(111)은 A 대역 주입광을 생성하여 광원 분배기(112)로 제공한다.
B 대역 주입 광원(112)은 상향 광신호로 사용되는 B 대역 광신호를 위한 주입 광을 제공하며, A 대역 주입 광원(111)과 마찬가지로 주로 비간섭성(incoherent) 광원이 사용된다. B 대역 주입 광원(112)은 B 대역 주입광을 생성하여 광원 분배기(113)로 전달한다.
광원 분배기(113)는 A 대역 주입 광원(111)으로부터 A 대역 주입광을 수신하여 중앙 기지국(110)의 제 1 1ⅹN 광 다중/역다중화기(113)로 전송한다. 또한, 중앙 기지국(110)의 제 1 1ⅹN 광 다중/역다중화기(113)로부터 파장 잠김된 A 대역 광신호를 전달받아 원격 노드(120)와 연결된 광 케이블(140)로 전송한다.
광원 분배기(113)는 B 대역 주입 광원(112)으로부터 B 대역 주입광을 수신하여 광 케이블(140)을 통해 원격 노드(120)의 제 2 1ⅹN 광 다중/역다중화기(121)로 전송하고, 다시 제 2 1ⅹN 광 다중/역다중화기(121)로 로부터 파장 잠김된 B 대역 광신호를 전달받아 중앙 기지국(110)의 제 1 1ⅹN 광 다중/역다중화기(113)로 전달한다.
제 1 1ⅹN 광 다중/역다중화기(114)는 광원 분배기(113)로부터 수신한 A 대역 광신호를 파장 별로 분리하여 중앙 기지국의 송/수신기(115)의 각 송신기에 주입시킨다. 제 1 1ⅹN 광 다중/역다중화기(114)는, 예를 들어, 배열 도파로 격자(AWG: Arrayed Waveguide Grating)가 사용될 수 있다.
송/수신기(115)의 송신기는, 예를 들어, 페브리-페롯 레이저 다이오드(FP-LD: Fabry Perot Laser Diode)가 사용되며, 각 가입자들에게 전송할 하향 광신호를 생성한다.
구체적으로, 송/수신기(115)의 송신기에 파장 별로 분리된 A 대역 주입 광신호를 주입하면, 주입된 광신호의 파장과 다른 주파수 성분들은 억제되고, 주입된 광신호와 동일한 파장은 고정(잠김)됨으로써, 파장 잠김된 A 대역 하향 광신호가 출력된다.
송/수신기(115)의 수신기는 가입자 장치(130)로부터 수신한 파장 잠김된 B 대역 상향 광신호를 전달받아 전기 신호로 변환하는 역할을 하며, 포토 다이오드(PD: Photo diode) 등이 이용될 수 있다.
원격 노드(120)의 제 2 1ⅹN 광 다중/역다중화기(121)는 광원 분배기(112)로부터 수신한 B 대역 주입광을 파장 별로 분리하여 가입자 장치(130)의 각 송/수신기(131)로 주입시킨다. 제 2 1ⅹN 광 다중/역다중화기(121)는, 제 1 1ⅹN 광 다중/역다중화기(113)와 마찬가지로 예를 들어, 배열 도파로 격자(AWG)가 사용될 수 있다.
송/수신기(131)의 송신기는, 예를 들어, 페브리-페롯 레이저 다이오드(FP-LD)가 사용되며, 중앙 기지국으로 전송할 상향 광신호를 생성한다. 자세하게는, 송/수신기(131)의 송신기에 파장 별로 분리된 B 대역 광신호를 주입하면, 주입된 광신호의 파장과 다른 주파수 성분들은 억제되고, 주입된 광신호와 동일한 파장은 고정(잠김)됨으로써, 파장 잠김된 B 대역 상향 광신호가 출력된다.
송/수신기(131)의 수신기는 중앙 기지국으로부터 수신한 파장 잠김된 A 대역 하향 광신호를 수신하여 전기 신호로 변환하는 역할을 하며, 포토 다이오드(PD) 등으로 구성할 수 있다.
도 2는 종래 기술에 따른 주입 광원 및 상·하향 광신호의 스펙트럼 영역을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 종래 기술에 따른 파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크(WDM-PON)용 주입 광원은 하향 광신호로 사용될 A 대역과 상향 광신호로 사용될 B 대역의 모든 스펙트럼 영역에 해당하는 주입광을 생성한다. 그러나, 실제 상·하향 광신호로 사용되는 것은 A 대역 및 B 대역 주입광의 모든 스펙트럼 영역이 아니라 중앙 기지국의 광 다중/역다중화기에 의해 통과되는 파장 영역뿐이다.
따라서, 도 2에 도시된 바와 같이 실제로 상·하향 광신호로 사용되는 주입 광원의 파장 영역은 그 전체 출력 영역의 50% 이하로, 비사용 영역이 불필요하게 많은 영역을 점유하고 있어서 그 효율성이 크게 떨어진다는 문제점이 있다.
또한, 파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크(WDM-PON)용 주입 광원은 가입자 수의 증가에 비례하여 그 가격이 상승할 뿐만 아니라, 물리적인 공간을 많이 차지함으로써 전체적인 시스템의 가격 상승을 야기시킨다. 또한, 주입 광원이 출력해야하는 광 파워에 비례하여 발생하는 열이 증가함으로 인해 전체 시스템의 열 특성을 악화시킬 뿐만 아니라, 이에 따른 온도 제어를 위한 추가 기능이 필요한 문제점이 있다.
따라서, 파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크(WDM-PON)용 주입 광원은 실제로 사용될 스펙트럼 영역에 해당하는 주입광만을 출력하고, 불필요한 비사용 영역의 주입광은 출력하지 않는 기술이 절실한 상황이다.
본 발명의 일부 실시예들은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 불필요한 파장 대역의 출력을 줄일 수 있도록 상·하향 광신호의 전송에 사용되는 각 파장 영역에 대응하는 파장으로 분리된 A 대역 주입광 및 B 대역 주입 광을 생성하는 파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크(WDM-PON)용 주입광 생성 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 일부 실시예들은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 실제로 사용될 스펙트럼 영역에 해당하는 주입광만을 출력함으로써 전송 채널 수를 효율적으로 확장할 수 있는 파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크용 주입광 생성 장치를 제공한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면은 파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크(WDM-PON: Wavelength Division Multiplexed-Passive Optical Network)용 주입광 생성 장치에 있어서, 하향 광신호의 전송에 사용되는 각 파장 영역에 대응하는 N 개(N은 2 이상의 자연수)의 파장으로 분리된 A 대역 주입광 및 상향 광신호의 전송에 사용되는 각 파장 영역에 대응하는 N 개의 파장으로 분리된 B 대역 주입광을 생성하는 주입광 생성 장치를 제공한다.
상기 주입광 생성 장치는 상기 생성된 A 대역 주입광 및 B 대역 주입광의 파워를 증폭한 후, 상기 증폭된 주입광의 파워를 분리하여 복수개의 광원 분배기에 제공할 수 있다.
한편, 본 발명의 제 2 측면은 파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크용(WDM-PON) 주입광 생성 장치에 있어서, 광 송신기에 주입할 주입광을 생성하는 주입 광원과, 상기 주입광을 광신호의 전송에 사용되는 각 파장 영역에 대응하는 N 개 (N은 2 이상의 자연수)의 파장으로 분리하는 광 다중/역다중화기와, 상기 N 개의 파장으로 분리된 주입광의 파워를 증폭하는 광증폭기 및 상기 증폭된 주입광의 파워를 M 개(M은 1 이상의 자연수)의 출력 단자를 통해 분리하여 출력하는 광 스플리터를 포함하는 주입광 생성 장치를 제공한다.
상기 주입광 생성 장치는 상기 광 다중/역다중화기의 N 개의 출력단에 각각 연결되어, 상기 광 다중/역다중화기로부터 파장 분리되어 입사되는 주입광을 반사시켜 상기 광증폭기로 전달하는 반사 거울을 더 포함할 수 있고, 상기 주입 광원으로부터 수신한 주입광을 상기 광 다중/역다중화기로 전달하고, 상기 광 다중/역다중화기로 수신한 N 개의 파장 분리된 주입광을 상기 광증폭기로 전달할 광원 분배기를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 주입 광원은 하향 광신호로 사용될 A 대역 주입광과 상향 광신호로 사용될 B 대역 주입광을 모두 생성할 수 있다.
한편, 본 발명의 제 3 측면은 파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크(WDM-PON)용 주입광 생성 장치에 있어서, 광 송신기에 주입할 주입광을 생성하는 펌프 다이오드와, 상기 주입광을 광신호의 전송에 사용되는 각 파장 영역에 대응하는 N 개 (N은 2 이상의 자연수)의 파장으로 분리하는 광 다중/역다중화기와, 상기 N 개의 파장으로 분리된 주입광의 파워를 증폭하기 위한 어븀 첨가 광섬유 및 상기 증폭된 주입광의 파워를 M 개(M은 1 이상의 자연수)의 출력 단자를 통해 분리하여 출력하는 광 스플리터를 포함하는 주입광 생성 장치를 제공한다.
상기 주입광 생성 장치는 상기 증폭된 주입광을 상기 광 스플리터 방향으로 전달하기 위한 아이솔레이터를 더 포함할 수 있고, 상기 광 다중/역다중화기의 N 개의 출력단에 각각 연결되어, 상기 광 다중/역다중화기로부터 파장 분리되어 입사되는 주입광을 반사시켜 상기 어븀 첨가 광섬유로 전달하는 반사 거울을 더 포함할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 하나에 의하면, 상·하향 광신호의 전송에 사용되는 각 파장 영역에 대응하는 N 개의 파장으로 분리된 A 대역 주입광 및 B 대역 주입광을 생성함으로써 주입 광원 출력 파장 영역의 사용 효율이 우수한 파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크(WDM-PON)용 주입광 생성 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 과제 해결 수단 중 하나에 의하면, N 개의 파장으로 분리된 A 대역 주입광 및 B 대역 주입광을 중앙 기지국의 M 개의 광원 분배기로 각각 분기함으로써 전송 채널의 수를 효율적으로 확장할 수 있는 파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크용 주입광 생성 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크에서의 양방향 통신을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 주입 광원 및 상·하향 광신호의 스펙트럼 영역을 도시한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크용 주입광 생성 장치를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 주입광 생성 장치를 사용한 중앙 기지국의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크용 주입광 생성 장치를 도시한 도면이다.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
100: 파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크
110: 중앙 기지국 111: A 대역 주입 광원
112: B 대역 주입 광원 113: 광원 분배기
114: 제 1 1ⅹN 광 다중/역다중화기 115: 송/수신기
120: 원격 노드 121: 제 2 1ⅹN 광 다중/역다중화기
130: 가입자 장치 131: 송/수신기
140: 광 케이블 200: 주입광 생성 장치
210: 주입 광원 220: 광원 분배기
230: 1ⅹN 광 다중/역다중화기 240: 반사 거울
250: 광 증폭기 260: 광 스플리터
300: 중앙 기지국 310: 광원 분배기
320: 1ⅹN 광 다중/역다중화기 330: 송/수신기
400: 주입광 생성 장치 410: 광 증폭기
411, 415: 펌프 다이오드 및 EDF 412, 414: 아이솔레이터
413, 416: A/B 필터 420: 1ⅹN 광 다중/역다중화기
430: 반사 거울 440: 광 스플리터
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에는 도 3을 참조하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 주입광 생성 장치의 구성 및 동작을 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크용 주입광 생성 장치(200)를 도시한 도면이다.
주입광 생성 장치(200)는 주입 광원(210), 광원 분배기(220), 1ⅹN 광 다중/역다중화기(230), 반사 거울(240), 광 증폭기(250) 및 광 스플리터(260)를 포함한다.
주입 광원(210), 즉 주입광 생성용 광원(210)은 상·하향 광신호로 사용되는 A 대역 광신호 및 B 대역 광신호의 생성을 위한 A 대역 및 B 대역의 주입광을 생성하여, 광원 분배기(220)의 1번 단자로 출력한다.
광원 분배기(220)의 1번 단자는 주입 광원(210)과 연결되고, 2번 단자는 1ⅹN 광 다중/역다중화기(230)의 공통(COM) 단자와 연결되고, 3번 단자는 광 증폭기(250)의 1번 단자와 연결된다.
광원 분배기(220)는 1번 단자를 통해 주입 광원(210)으로부터 A 대역 주입광 및 B 대역 주입광을 수신하여 2번 단자와 연결된 1ⅹN 광 다중/역다중화기(230)로 전달한다. 또한, 광원 분배기(220)는 1ⅹN 광 다중/역다중화기(230)를 통과한 후 각 채널의 일단에 설치된 반사 거울(240)로부터 반사된 A 대역 주입광과 B 대역 주입광을 2번 단자로 입력받아 3번 단자로 출력하여, 광 증폭기(250)의 1번 단자로 전달한다.
1ⅹN 광 다중/역다중화기(230)는 공통(COM) 단자 및 N 개의 입출력 단자를 포함하고, 공통(COM) 단자는 광원 분배기(220)와 연결되며, N 개의 입출력 단자는 N 개의 반사 거울(240)과 각각 연결된다.
1ⅹN 광 다중/역다중화기(230)는 광원 분배기(220)로부터 수신한 A 대역 주입광과 B 대역 주입광을 각 채널에 해당하는 파장 별로 분리하여 각각의 반사 거울(240)로 전달하며, 이때 N은 2이상의 자연수이다. 또한, 1ⅹN 광 다중/역다중화기(230)는 반사 거울(240)로부터 각각 반사된 파장 분리된 A 대역 주입광과 B 대역 주입광을 광원 분배기(220)의 2번 단자로 전달한다. 1ⅹN 광 다중/역다중화기(230)는, 예를 들어, 배열 도파로 격자(AWG: Arrayed Waveguide Grating)가 사용될 수 있다.
광 증폭기(250)의 1번 단자는 광원 분배기(220)의 3번 단자와 연결되고, 2번 단자는 광 스플리터(260)의 입력(IN) 단자와 연결된다. 광 증폭기(250)는 1번 단자를 통해 광원 분배기(220)로부터 파장별로 분리된 A 대역 주입광과 B 대역 주입광을 수신하여 이를 증폭한 후 2번 단자와 연결된 광 스플리터(260)로 전달한다.
광 스플리터(260)는 입력(IN) 단자 및 M 개(M은 1 이상의 자연수)의 출력 단자를 포함하고, 입력(IN) 단자는 광 증폭기(250)와 연결되며, M 개의 출력 단자는 중앙 기지국의 각 광원 분배기(미도시)와 연결된다. 광 스플리터(260)는 입력 단자로 수신한 주입광의 광 파워를 분리하여 출력 단자로 출력하는 기능을 수행한다. 따라서, 광 스플리터(260)는 광 증폭기(250)에 의해 증폭되고 파장 별로 분리된 A 대역 주입광 및 B 대역 주입광을 수신하여, 이의 광 파워를 M 개의 주입광으로 분리하여 중앙 기지국의 각 광원 분배기(미도시)로 출력한다.
따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 주입광 생성 장치(200)는 A 대역 주입광 및 B 대역 주입광을 모두 생성하는 하나의 주입 광원(210), 광원 분배기(220), 1ⅹN 광 다중/역다중화기(230), 반사 거울(240), 광 증폭기(250) 및 광 스플리터(260)를 사용하여, 상·하향 광신호의 전송에 사용되는 각 파장 영역에 대응하는 N 개의 파장으로 분리된 A 대역 주입광 및 B 대역 주입광을 생성하고, 이를 증폭한 후 분리함으로써 주입 광원의 출력 파장 영역의 사용 효율이 우수한 WDM-PON을 구현할 수 있다.
이하에서는 도 4를 참조하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 주입광 생성 장치를 사용한 중앙 기지국의 구성을 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 주입광 생성 장치를 사용한 중앙 기지국의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 중앙 기지국(300)은 주입광 생성 장치(200), 광원 분배기(310), 제1 1ⅹN 광 다중/역다중화기(320) 및 송/수신기(330)를 포함한다.
주입광 생성 장치(200)는 상·하향 광신호로 각각 사용되기 위해 파장 별로 분리된 A 대역 주입광 및 B 대역 주입광을 모두 생성한다. 주입광 생성 장치(200)는 파장 별로 분리된 N 개의 A 대역 주입광과 N 개의 B 대역 주입광의 파워를 분리하여 중앙 기지국의 M 개의 광원 분배기(310)로 제공한다.
각 광원 분배기(310)는 주입광 생성 장치(200)로부터 파장 별로 분리된 A 대역 주입광과 B 대역 주입광을 수신하여 제 1 1ⅹN 광 다중/역다중화기(320)로 전송한다. 또한, 각 광원 분배기(310)는 제 1 1ⅹN 광 다중/역다중화기(320)로부터 파장 잠김된 A 대역 광신호를 전달받아 가입자 장치(미도시)로 전송하고, 가입자 장치(미도시)로부터 파장 잠김된 B 대역 광신호를 전달받아 1ⅹN 광 다중/역다중화기(320)로 전달한다.
제 1 1ⅹN 광 다중/역다중화기(320)는 광원 분배기(310)로부터 수신한 A 대역 광신호를 파장 별로 분리하여 송/수신기(330)의 송신기에 주입시킨다.
송/수신기(330)의 송신기는 각 가입자들에게 전송할 하향 광신호를 생성한다. 구체적으로, 송/수신기(330)의 송신기에 파장 별로 분리된 A 대역 주입 광신호를 주입하면, 주입된 광신호의 파장과 다른 주파수 성분들은 억제되고, 주입된 광신호와 동일한 파장은 고정(잠김)됨으로써, 파장 잠김된 A 대역 하향 광신호가 출력된다. 또한, 송/수신기(330)의 수신기는 가입자 장치(미도시)로부터 수신한 파장 잠김된 B 대역 상향 광신호를 전달받아 전기 신호로 변환한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 중앙 기지국(300)은 N 개의 파장으로 분리된 A 대역 주입광 및 N 개의 파장으로 분리된 B 대역 주입광을 중앙 기지국의 M 개의 광원 분배기로 각각 분리하여 출력함으로써 전송 채널의 수를 효율적으로 확장할 수 있는 WDM-PON을 구현할 수 있다.
이하에서는 도 5를 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 주입광 생성 장치의 구성 및 동작을 설명하기로 한다. 도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크용 주입광 생성 장치를 도시한 도면이다.
주입광 생성 장치(400)는 광 증폭기(410), 1ⅹN 광 다중/역다중화기(420), 반사 거울(430) 및 광 스플리터(440)를 포함한다.
광 증폭기(410)는 제 1 펌프 다이오드 및 어븀 첨가 광섬유(Erbium Doped Fiber: EDF)(411), 제 2 펌프 다이오드 및 EDF(415), 제 1 및 제 2 아이솔레이터(412, 414), 제 1 및 제 2 A/B 대역 필터(416, 413)를 포함한다.
제 1 및 제 2 펌프 다이오드 및 EDF(411, 415)는 각각 펌핑 레이저 다이오드 및 어븀 첨가 광섬유로 구성되며, 펌핑 레이저 다이오드는 A 대역 주입광 및 B 대역 주입광을 생성하고, EDF는 펌핑 레이저 다이오드에 의해 생성된 A 대역 주입광 및 B 대역 주입광을 증폭한다.
제 1 및 제 2 펌프 다이오드 및 EDF(411, 415)의 1번 단자는 제 1 A/B 대역 필터(416)와 연결되고, 2번 단자는 각각 제 1 및 제 2 아이솔레이터(412, 414)와 연결되며, 제 1 및 제 2 펌프 다이오드 및 EDF(411, 415)는 A 대역 주입광 및 B 대역 주입광을 제1 A/B 대역 필터(416)로 전달한다.
제 1 A/B 대역 필터(416)는 A 단자, B 단자 및 공통(COM) 단자를 포함하며, A 단자는 제 1 펌프 다이오드 및 EDF(411)과 연결되고, B 단자는 제 2 펌프 다이오드 및 EDF(415)과 연결되며, 공통(COM) 단자는 1ⅹN 광 다중/역다중화기(420)의 공통(COM) 단자와 연결된다.
제 1 A/B 대역 필터(416)의 A 단자는 제 1 펌프 다이오드 및 EDF(411)에서 생성된 주입광으로부터 A 대역의 주입광만을 통과시키고, B 단자는 제 2 펌프 다이오드 및 EDF(415)에서 생성된 주입광으로부터 B 대역의 주입광만을 통과시키며, 공통(COM) 단자는 A 단자 및 B 단자를 통과한 각각의 A 대역 주입광과 B 대역 주입광을 1ⅹN 광 다중/역다중화기(420)로 전달한다.
또한, 제 1 A/B 대역 필터(416)는 1 x N 광 다중/역다중화기(420)를 통과한 후 각 채널의 일단에 설치된 반사 거울(430)로부터 반사된 A 대역 주입광 및 B 대역 주입광을 공통(COM) 단자로 입력받아 A 대역 주입광은 A 단자로 출력하여 제 1 펌프 다이오드 및 EDF(411)로 전달하고, B 대역 주입광은 B 단자로 출력하여 제 2 펌프 다이오드 및 EDF(415)로 전달한다.
1 x N 광 다중/역다중화기(420)는 공통(COM) 단자 및 N 개의 입출력 단자를 포함하고, 공통(COM) 단자는 제 1 A/B 대역 필터(416)와 연결되며, N 개의 입출력 단자는 N 개의 반사 거울(430)과 각각 연결된다.
1ⅹN 광 다중/역다중화기(420)는 제 1 A/B 대역 필터(416)로부터 수신한 A 대역 주입광과 B 대역 주입광을 각 채널에 해당하는 파장 별로 분리하여 각각의 반사 거울(430)로 전달한다. 또한, 1ⅹN 광 다중/역다중화기(430)는 반사 거울(430)로부터 각각 반사된 A 대역 주입광과 B 대역 주입광을 제 1 A/B 대역 필터(416)로 전달한다. 1ⅹN 광 다중/역다중화기(420)는, 예를 들어, 배열 도파로 격자(AWG: Arrayed Waveguide Grating)가 사용될 수 있다.
제 1 아이솔레이터(412)는 제 1 펌프 다이오드 및 EDF(411)로부터 증폭된 A 대역 주입광을 제 2 A/B 대역 필터(413) 방향으로만 통과시킴으로써, 제 2 A/B 대역 필터(413)로 전달한다.
제 2 아이솔레이터(414)는 제 2 펌프 다이오드 및 EDF(415)로부터 전달된 B 대역 주입광을 제 2 A/B 대역 필터(413) 방향으로만 통과시킴으로써, 제 2 A/B 대역 필터(413)로 전달한다.
제 2 A/B 대역 필터(413)는 A 단자, B 단자 및 공통(COM) 단자를 포함하며, A 단자는 제 1 아이솔레이터(412)와 연결되고, B 단자는 제 2 아이솔레이터(414)와 연결되며, 공통(COM) 단자는 광 스플리터(440)의 입력(IN) 단자와 연결된다.
제 2 A/B 대역 필터(413)는 A 단자를 통해 제 1 아이솔레이터(412)로부터 수신된 A 대역 주입광과 B 단자를 통해 제 2 아이솔레이터(414)로부터 수신된 B 대역 주입광을 공통(COM) 단자를 통해 광 스플리터(440)로 전달한다.
광 스플리터(440)는 입력(IN) 단자 및 M 개의 출력 단자를 포함하고, 입력(IN) 단자는 광 증폭기(410)의 제 2 A/B 대역 필터(413)와 연결되며, M 개의 출력 단자는 중앙 기지국의 M 개의 광원 분배기(미도시)와 각각 연결된다. 광 스플리터(440)는 입력 단자로 수신한 주입광의 광 파워를 분리하여 출력 단자로 출력하는 기능을 수행한다. 따라서, 광 스플리터(440)는 광 증폭기(410)에 의해 증폭되고 파장 별로 분리된 A 대역 주입광과 B 대역 주입광을 수신하여, 이의 광 파워를 M 개의 주입광으로 분리하여 중앙 기지국의 각 광원 분배기(미도시)로 출력한다.
따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 주입광 생성 장치(400)는 광 증폭기(410), 1ⅹN 광 다중/역다중화기(420), 반사 거울(430) 및 광 스플리터(440)를 사용하여, 상·하향 광신호의 전송에 사용되는 각 파장 영역에 대응하는 N 개의 파장으로 분리된 A 대역 주입광 및 B 대역 주입광을 생성하고, 이를 증폭한 후 분리함으로써 주입 광원의 출력 파장 영역의 사용 효율이 우수한 WDM-PON을 구현할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (9)

  1. 파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크(WDM-PON: Wavelength Division Multiplexed-Passive Optical Network)용 주입광 생성 장치에 있어서,
    하향 광신호의 전송에 사용되는 각 파장 영역에 대응하는 N 개(N은 2 이상의 자연수)의 파장으로 분리된 A 대역 주입광 및 상향 광신호의 전송에 사용되는 각 파장 영역에 대응하는 N 개의 파장으로 분리된 B 대역 주입광을 생성하는 주입광 생성 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 생성된 A 대역 주입광 및 B 대역 주입광의 파워를 증폭한 후, 상기 증폭된 주입광의 파워를 분리하여 복수개의 광원 분배기에 제공하는 주입광 생성 장치.
  3. 파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크용(WDM-PON) 주입광 생성 장치에 있어서,
    광 송신기에 주입할 주입광을 생성하는 주입광 생성용 광원과,
    상기 주입광을 광신호의 전송에 사용되는 각 파장 영역에 대응하는 N 개 (N은 2 이상의 자연수)의 파장으로 분리하는 광 다중/역다중화기와,
    상기 N 개의 파장으로 분리된 주입광의 파워를 증폭하는 광증폭기 및
    상기 증폭된 주입광의 파워를 M 개(M은 1 이상의 자연수)의 출력 단자를 통해 분리하여 출력하는 광 스플리터를 포함하는 주입광 생성 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 광 다중/역다중화기의 N 개의 출력단에 각각 연결되어, 상기 광 다중/역다중화기로부터 파장 분리되어 입사되는 주입광을 반사시켜 상기 광증폭기로 전달하는 반사 거울을 더 포함하는 주입광 생성 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 주입광 생성용 광원으로부터 수신한 주입광을 상기 광 다중/역다중화기로 전달하고, 상기 광 다중/역다중화기로 수신한 N 개의 파장 분리된 주입광을 상기 광증폭기로 전달하는 광원 분배기를 더 포함하는 주입광 생성 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 주입광 생성용 광원은 하향 광신호로 사용될 A 대역 주입광과 상향 광신호로 사용될 B 대역 주입광을 모두 생성하는 주입광 생성 장치.
  7. 파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크(WDM-PON)용 주입광 생성 장치에 있어서,
    광 송신기에 주입할 주입광을 생성하는 펌프 다이오드와,
    상기 주입광을 광신호의 전송에 사용되는 각 파장 영역에 대응하는 N 개 (N은 2 이상의 자연수)의 파장으로 분리하는 광 다중/역다중화기와,
    상기 N 개의 파장으로 분리된 주입광의 파워를 증폭하기 위한 어븀 첨가 광섬유 및
    상기 증폭된 주입광의 파워를 M 개(M은 1 이상의 자연수)의 출력 단자를 통해 분리하여 출력하는 광 스플리터를 포함하는 주입광 생성 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 증폭된 주입광을 상기 광 스플리터 방향으로 전달하기 위한 아이솔레이터를 더 포함하는 주입광 생성 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 광 다중/역다중화기의 N 개의 출력단에 각각 연결되어, 상기 광 다중/역다중화기로부터 파장 분리되어 입사되는 주입광을 반사시켜 상기 어븀 첨가 광섬유로 전달하는 반사 거울을 더 포함하는 주입광 생성 장치.
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