KR101038219B1 - Broadband light source for use in wavelength division multiplexed-passive optical network - Google Patents
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Abstract
파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크(WDM-PON: Wavelength Division Multiplexed-Passive Optical Network)용 광대역 광원에 있어서, 입력광을 증폭시키는 어븀 첨가 광섬유(Eribium Doped Fiber), 제 1 펌프광을 상기 어븀 첨가 광섬유에 결합시키는 제 1 광결합기 및 상기 어븀 첨가 광섬유에 접속되어 상기 펌프광 중 미리 설정된 파장의 펌프광만을 반사시켜 상기 어븀 첨가 광섬유로 전달하는 AWG(Arrayed Waveguide Grating) 미러를 포함한다.A broadband light source for a wavelength division multiplexed-passive optical network (WDM-PON), comprising: an erbium doped fiber for amplifying an input light, and a first pump light coupled to the erbium-doped fiber; And an arrayed waveguide grating (AWG) mirror connected to the first optical coupler and the erbium-doped optical fiber and reflecting only the pump light having a predetermined wavelength among the pump light to be transmitted to the erbium-doped optical fiber.
WDM-PON, 광대역 광원, AWG 미러 WDM-PON, Broadband Light Source, AWG Mirror
Description
본 발명은 파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크에 사용되는 광대역 광원에 관한 것이다.The present invention relates to a broadband light source for use in a wavelength division multiplex passive optical network.
광대역 광원은 파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크(Wavelength Division Multiplexed Passive Optical Network: WDM-PON), 광 측정(optical measurement), 광 센싱 또는 자이로스코프(gyroscope) 등 다양한 분야에서 폭 넓게 사용되고 있다. Broadband light sources are widely used in various fields, such as wavelength division multiplexed passive optical networks (WDM-PON), optical measurement, optical sensing, or gyroscopes.
주요 이용 분야인 파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크에 대하여 간략히 설명하면, 상기 네트워크는 각 가입자에게 부여된 고유의 파장을 이용하여 초고속 광대역 통신 서비스를 제공한다. 따라서, 서로 다른 파장의 신호를 해당 가입자만 수신하기 때문에 보안성이 우수하고, 각 가입자 별로 별도의 통신 서비스를 제공할 수 있으며, 통신 용량의 확대를 쉽게 수용할 수 있다.Briefly, a wavelength division multiplexing passive optical network, which is a main field of use, will provide an ultra-high speed broadband communication service using a unique wavelength assigned to each subscriber. Therefore, since only the corresponding subscriber receives signals of different wavelengths, security is excellent, separate communication services can be provided for each subscriber, and the expansion of communication capacity can be easily accommodated.
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 광대역 광원(Broadband Light Source: BLS)을 주입하여 파장 잠김을 유도하고, 그것에 의해 WDM 광 신호를 구현하는 파장 잠김된 광 신호를 이용하는 기술이 널리 사용되고 있다.Conventionally, a method of implementing a WDM-PON by using a DFB-LD (Distributed Feedback-Laser Diode) device, wherein a central office (CO) and subscriber terminals (CO) have light sources having different wavelengths, respectively. This has been proposed. However, this method has a problem in that it is difficult to commercialize in terms of cost because the DFB-LD device is expensive, and also requires a complicated temperature control technology. Accordingly, a wavelength-locked optical signal that induces wavelength locking by injecting an incoherent broadband light source (BLS) into a low-cost Fabry-Perot laser diode (FP-LD), thereby realizing a WDM optical signal. The technique using is widely used.
이러한 광대역 광원은 여러 가지 형태로 구성될 수 있다. 반도체를 이용한 구성으로는 초 발광 LED(super luminescent LED)나 반사형 반도체 광 증폭기(Reflective Semiconductor Optical Amplifier: RSOA)를 사용하여 컴팩트한 사이즈의 광대역 광원을 구성할 수 있으나, 커플링 손실등에 의해 출력을 증가시키기 어렵다는 단점이 있다.Such a broadband light source may be configured in various forms. In the case of using a semiconductor, a broadband light source having a compact size can be configured using a super luminescent LED or a reflective semiconductor optical amplifier (RSOA), but the output may be reduced due to coupling loss. The disadvantage is that it is difficult to increase.
이에 비하여, 어븀 첨가 광섬유(Eribium Doped Fiber: EDF)를 이용한 구성에서는 어븀의 특성상 광통신에서 사용되는 두 가지 중요 대역(예를 들면, C-대역, L-대역)을 증폭 자발 방출(Amplified Spontaneous Emission:ASE)을 이용하여 손쉽게 얻을 수 있다. 그에 따라, 기지국과 가입자 장치 사이의 쌍방향 통신을 구현할 수 있다. In contrast, in the configuration using Erbium Doped Fiber (EDF), two important bands (e.g., C-band and L-band) used in optical communication are amplified Spontaneous Emission: ASE) can be easily obtained. Accordingly, two-way communication between the base station and the subscriber device can be implemented.
한편, 기가(giga)급 데이터 전송 특성을 갖는 WDM-PON을 개발하기 위해서는 FP-LD 로 주입되는 비간섭성광의 파워가 증가되어야 하므로 고출력 광대역 광원이 필요하다. 이때, 고출력 광대역 광원의 구현을 위해 극복해야 하는 문제점으로 스플라이싱 포인트에서의 반사에 의한 레이징(lasing) 현상이 있다. 또한, 고출력을 위해서는 펌프 파워를 증가시킬 필요가 있다. Meanwhile, in order to develop a WDM-PON having a giga-class data transmission characteristic, a high power broadband light source is required because the power of non-coherent light injected into the FP-LD needs to be increased. In this case, there is a lagging phenomenon due to reflection at the splicing point as a problem to be overcome for the implementation of the high power broadband light source. In addition, it is necessary to increase the pump power for high power.
본 발명의 일부 실시예는 고출력 특성을 갖는 광대역 광원을 구현하기 위해 펌프 파워를 증가시킬 수 있는 광대역 광원을 제공한다.Some embodiments of the present invention provide a broadband light source capable of increasing pump power to implement a broadband light source having high power characteristics.
또한, 본 발명의 다른 실시예는 고출력 특성을 갖는 광대역 광원을 구현하기 위해 스플라이싱 포인트에서의 반사에 의한 레이징 현상을 감소시키는 광대역 광원을 제공한다.In addition, another embodiment of the present invention provides a broadband light source for reducing the lamination phenomenon due to reflection at the splicing point to implement a broadband light source having a high output characteristics.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따른 광대역 광원은 파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크(WDM-PON: Wavelength Division Multiplexed-Passive Optical Network)용 광대역 광원에 있어서, 입력광을 증폭시키는 어븀 첨가 광섬유(Eribium Doped Fiber), 제 1 펌프광을 상기 어븀 첨가 광섬유에 결합시키는 제 1 광결합기 및 상기 어븀 첨가 광섬유에 접속되어 상기 펌프광 중 미리 설정된 파장의 펌프광만을 반사시켜 상기 어븀 첨가 광섬유로 전달하는 AWG(Arrayed Waveguide Grating) 미러를 포함한다.As a technical means for achieving the above-described technical problem, the broadband light source according to the first aspect of the present invention is input in a broadband light source for a wavelength division multiplexed passive optical network (WDM-PON), Erbium-doped optical fiber for amplifying light, a first optical coupler for coupling a first pump light to the erbium-doped optical fiber and an erbium-doped optical fiber to reflect only the pump light of a predetermined wavelength among the pump light to add the erbium It includes an arrayed waveguide grating (AWG) mirror that transmits to the optical fiber.
본 발명의 제 2 측면에 따른 광대역 광원은 파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크(WDM-PON: Wavelength Division Multiplexed-Passive Optical Network)용 광대역 광원에 있어서, 미리 설정된 파장의 펌프광만을 어븀 첨가 광섬유를 통해 증폭하여 ASE (Amplified Spontaneous Emission) 스펙트럼을 발생시키는 스펙트럼 발생부 및 상기 스펙트럼의 출력을 증폭하는 스펙트럼 증폭부를 포함하되, 상기 스펙트럼 발생부는 펌프광 중 미리 설정된 파장의 펌프광만을 반사시켜 상기 어븀 첨가 광섬유로 전달하는 AWG(Arrayed Waveguide Grating) 미러를 포함한다.The broadband light source according to the second aspect of the present invention is a broadband light source for a wavelength division multiplexed-passive optical network (WDM-PON), and amplifies only pump light having a predetermined wavelength through an erbium-doped optical fiber. A spectrum generating unit for generating an AMP (Amplified Spontaneous Emission) spectrum and a spectrum amplifying unit for amplifying the output of the spectrum, the spectrum generation unit reflects only the pump light of a predetermined wavelength of the pump light to transmit to the erbium-doped optical fiber (AWG) Arrayed Waveguide Grating) mirror.
본 발명의 제 3 측면에 따른 광대역 광원은 파장 분할 다중 방식 수동형 광 네트워크(WDM-PON: Wavelength Division Multiplexed-Passive Optical Network)용 광대역 광원에 있어서, C 대역의 광원을 제공하는 제 1 대역 광원, L 대역의 광원을 제공하는 제 2 대역 광원, 상기 C 대역과 L 대역의 광을 다중화하는 광대역 필터, 상기 광대역 필터를 통해 상기 제 1 대역 광원과 제 2 대역 광원에서 전달되는 광 중 미리 설정된 파장만을 반사시키는 AWG(Arrayed Waveguide Grating) 미러를 포함하며, 상기 광대역 필터는 상기 AWG 미러에서 반사된 광을 역다중화하여 각각 상기 제 1 대역 광원 또는 제 2 대역 광원으로 전달하고, 상기 각 대역 광원은 상기 역다중화된 광을 어븀 첨가 광섬유를 통해 증폭하여 ASE (Amplified Spontaneous Emission) 스펙트럼을 발생시킨다.The broadband light source according to the third aspect of the present invention is a broadband light source for a wavelength division multiplexed-passive optical network (WDM-PON), the first band light source for providing a light source of the C band, L A second band light source providing a light source of a band, a broadband filter multiplexing the light of the C band and the L band, and reflecting only a predetermined wavelength among light transmitted from the first band light source and the second band light source through the broadband filter; And an arrayed waveguide grating (AWG) mirror, wherein the wideband filter demultiplexes the light reflected from the AWG mirror and transmits the demultiplexed light to the first band light source or the second band light source, and each of the band light sources is demultiplexed. The amplified spontaneous emission (ASE) spectrum is generated by amplifying the light through an erbium-doped fiber.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 전체 파장 중 실제 광통신에 사용되는 파장 만을 증폭할 수 있기 때문에, 펌프 레이저 다이오드의 전력을 효율적으로 사용할 수 있어 고출력의 광대역 광원을 구현할 수 있다.According to the above-described problem solving means of the present invention, since only the wavelength used for the actual optical communication of the entire wavelength can be amplified, it is possible to efficiently use the power of the pump laser diode to implement a high power broadband light source.
또한, 전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 광대역 광원을 스펙트럼 발생부, 스펙트럼 증폭 부와 같이 다단계로 구성하여, 스플라이싱 포인트에서 반사 에 의하여 발생하는 레이징 현상을 최소화할 수 있다. 그에 따라 고출력의 광대역 광원을 구현할 수 있다.In addition, according to the above-described problem solving means of the present invention, by configuring the broadband light source in a multi-step, such as a spectrum generator, a spectrum amplification unit, it is possible to minimize the laser phenomenon caused by reflection at the splicing point. As a result, a high power broadband light source can be realized.
또한, 하나의 AWG 미러를 통해 두 개의 광대역 광원에 대해 스펙트럼을 발생시킬 수 있어, 광대역 광원의 구성을 단순화시킬 수 있고, 비용을 감소시킬 수 있다.In addition, one AWG mirror can generate spectra for two broadband light sources, simplifying the construction of the broadband light source and reducing the cost.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 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.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 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.Throughout the specification, when a part is "connected" to another part, this includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another element in between. . In addition, when a part is said to "include" a certain component, which means that it may further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated.
도 1은 본 발명이 적용되는 파장 분할 다중 방식 수동 광 네트워크(100)에서의 양방향 통신을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for describing bidirectional communication in a wavelength division multiplex passive
파장 분할 다중 방식 수동 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.The wavelength division multiplexing passive
중앙 기지국(110)은 A 대역 광원(111, BLS: Broadband Light Source), B 대역 광원(112, BLS), 광원 분배기(113), 제 1 1ⅹN 광 다중/역다중화기(114) 및 송/수신기(115)를 포함한다.The
원격 노드(120)는 제 2 1ⅹN 광 다중/역다중화기(121)를 포함하고, 광 가입자 장치(130)는 송/수신기(131)를 포함한다.The
A 대역 광원(111)은 하향 광신호로 사용되는 A 대역 광신호를 제공하며, 주로 비간섭성(incoherent) 광원이 사용된다. A 대역 광원(111)은 A 대역 광신호를 생성하여 광원 분배기(113)로 제공한다.The
B 대역 광원(112)은 상향 광신호로 사용되는 B 대역 광신호를 제공하며, A 대역 광원(111)과 마찬가지로 주로 비간섭성 광원이 사용된다. B 대역 광원(112)은 B 대역 광신호를 생성하여 광원 분배기(113)로 전달한다.The B
광원 분배기(113)는 A 대역 광원(111)으로부터 A 대역 광신호를 수신하여 중앙 기지국(110)의 제 1 1ⅹN 광 다중/역다중화기(114)로 전송한다. 또한, 중앙 기지국(110)의 제 1 1ⅹN 광 다중/역다중화기(114)로부터 파장 잠김된 A 대역 광신호를 전달받아 원격 노드(120)와 연결된 광 케이블(140)로 전송한다.The
광원 분배기(113)는 B 대역 광원(112)으로부터 B 대역 광신호를 수신하여 광 케이블(140)을 통해 원격 노드(120)의 제 2 1ⅹN 광 다중/역다중화기(121)로 전송 한다. 또한, 원격 노드(120)의 제 2 1ⅹN 광 다중/역다중화기(121)로부터 파장 잠김된 B 대역 광신호를 전달받아 중앙 기지국(110)의 제 1 1ⅹN 광 다중/역다중화기(114)로 전달한다. The
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 송신기에 주입시킨다. The first 1 ⅹN optical multiplexer /
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. The transmitter of the transmitter /
구체적으로, 송/수신기(115)의 송신기에 파장 별로 분리된 A 대역 광신호를 주입하면, 주입된 광신호의 파장과 다른 주파수 성분들은 억제되고, 주입된 광신호와 동일한 파장은 고정(잠김)됨으로써, 파장 잠김된 A 대역 하향 광신호가 출력된다.Specifically, when the A-band optical signal separated for each wavelength is injected into the transmitter of the transmitter /
송/수신기(115)의 수신기는 가입자 장치(130)로부터 수신한 파장 잠김된 B 대역 상향 광신호를 전달 받아 전기 신호로 변환하는 역할을 하며, 포토 다이오드(PD: Photo Diode) 등이 이용될 수 있다. The receiver of the transmitter /
원격 노드(120)의 제 2 1ⅹN 광 다중/역다중화기(121)는 광원 분배기(113)로부터 수신한 B 대역 광신호를 파장 별로 분리하여 가입자 장치(130)의 송/수신기(131)로 주입시킨다. 제 2 1ⅹN 광 다중/역다중화기(121)는, 제 1 1ⅹN 광 다중/역다중화기(114)와 마찬가지로 예를 들어, 배열 도파로 격자(AWG)가 사용될 수 있 다.The second 1ⅹN optical multiplexer /
송/수신기(121)의 송신기는, 예를 들어, 페브리-페롯 레이저 다이오드(FP-LD)가 사용되며, 중앙 기지국으로 전송할 상향 광신호를 생성한다. The transmitter of the transmitter /
자세하게는, 송/수신기(121)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.In detail, when the B-band optical signal separated for each wavelength is injected into the transmitter of the transmitter /
송/수신기(131)의 수신기는 중앙 기지국으로부터 수신한 파장 잠김된 B 대역 상향 광신호를 수신하여 전기 신호로 변환하는 역할을 하며, 포토 다이오드(PD) 등으로 구성할 수 있다. The receiver of the transmitter /
이제, 통상적으로 사용되는 광대역 광원의 구성을 살펴보기로 한다.Now, a configuration of a conventionally used broadband light source will be described.
도 2는 통상적으로 사용되는 광대역 광원의 상세 구성을 도시한 도면이다.2 is a view showing a detailed configuration of a broadband light source that is commonly used.
광대역 광원(200)은 입력광을 증폭시키기 위한 어븀 첨가 광섬유(220), 펌프 레이저 다이오드(Pump LD)에서 출력되는 펌프광을 어븀 첨가 광섬유(220)에 결합시키는 광결합기(210), 광을 반사시키는 골드 미러(230), 광의 흐름 방향을 고정시키는 아이솔레이터(240)를 포함한다.The
이때, 펌프광으로는 파장이 980nm인 펌프광 또는 파장이 1480nm인 펌프광이 사용될 수 있다. 또한, 펌프광이 어븀 첨가 광섬유(220)를 통과하며 증폭이 되기 때문에 증폭 자발 방출광(ASE)을 얻을 수 있다. At this time, pump light having a wavelength of 980 nm or pump light having a wavelength of 1480 nm may be used as the pump light. In addition, since the pump light is amplified while passing through the erbium-doped
종래의 광대역 광원(200)에서는 어븀 첨가 광섬유(220)에 의하여 생성된 ASE 스펙트럼을 골드미러(230)를 통해 모두 반사시키고 있다. 즉, 실제 WDM-PON 에서 사용되는 32개의 채널에 해당하는 파장 외에, 실제 사용되지 않는 주파수 대역에 해당하는 파장에 대해서도 스펙트럼이 생성되기 때문에, 비효율적인 측면이 있다.In the conventional
따라서 본 발명에서는 실제 필요로 하는 파장만을 생성 또는 증폭시켜 효율을 높이는 구성을 사용한다. Therefore, the present invention uses the configuration to increase the efficiency by generating or amplifying only the wavelength actually required.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 광원의 상세 구성을 도시한 도면이다.3 is a view showing a detailed configuration of a broadband light source according to an embodiment of the present invention.
광대역 광원(300)은 입력광을 증폭시키기 위한 어븀 첨가 광섬유(320), 펌프 레이저 다이오드에서 출력되는 펌프광을 어븀 첨가 광섬유(320)에 결합시키는 광결합기(310), 광을 반사시키는 AWG 미러(330), 광의 흐름 방향을 고정시키는 아이솔레이터(340)를 포함한다.The
본 발명에서는 실제 WDM-PON 에서 사용되는 32개의 채널에 해당하는 파장에 대해서만 증폭이 수행될 수 있도록 하고자 한다. 이를 위해 본 발명에서는 AWG 미러(330)를 이용하여 미리 설정된 개수의 채널에 해당하는 파장만을 반사시킨다. In the present invention, the amplification can be performed only for the wavelength corresponding to 32 channels used in the actual WDM-PON. To this end, in the present invention, only the wavelength corresponding to a predetermined number of channels is reflected using the
AWG 미러(330)는 미리 설정된 개수의 파장만을 반사시켜 어븀 첨가 광섬유(320)로 전달한다. 이를 위해, 배열 도파로 격자(Arrayed Waveguide Grating:AWG)와, 배열 도파로 결자의 출력단에 접속된 복수의 미러(332)를 포함한다. 이때, 미러(332)의 개수는 WDM-PON 에서 사용되는 채널의 개수에 따라 결정된다. 실시예에 따라, 32 개의 미러가 출력단에 각각 접속된다. 또한, 배열 도파로 격자의 출력단에 골드 코팅을 수행하여 미러를 형성할 수 있다.The
이와 같이 실제로 사용되는 파장에서의 스펙트럼을 발생시키고, 필요하지 않는 대역의 파장(예를 들면, C-대역에서 1533~1560nm, L-대역에서 1573~1600nm)은 반사시키지 않는다. 이렇게 반사된 특정 파장의 ASE 스펙트럼은 다시 어븀 첨가 광섬유(320)를 통해 증폭된다. 따라서 실제로 사용되는 파장의 ASE 스펙트럼이 증폭되고, 상대적으로 불필요한 파장의 증폭을 위한 펌프 레이저 다이오드의 전력 소모를 방지할 수 있다.In this way, a spectrum is generated at a wavelength actually used, and a wavelength of an undesired band (for example, 1533 to 1560 nm in the C-band and 1573 to 1600 nm in the L-band) is not reflected. The reflected ASE spectrum of the specific wavelength is amplified again through the erbium-doped
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 광원에 의한 출력광을 도시한 그래프이다.4 is a graph illustrating output light by a broadband light source according to an exemplary embodiment of the present invention.
좌측 그래프는 L-대역에서의 AWG 미러 반사율 특성을 도시한 그래프이고, 우측 그래프는 C-대역에서의 AWG 미러 반사율 특성을 그래프이다. 32 개의 채널을 갖는 WDM-PON에 맞춰서, AWG 미러(330)는 ASE 스펙트럼을 32개의 파장으로 분해하는 AWG와, 32개의 미러를 포함하면, 반사율이 상대적으로 높은 32개의 파장에 해당하는 ASE 스펙트럼만이 증폭되고, 나머지 파장의 ASE 스펙트럼들은 상대적으로 덜 증폭된다.The left graph is a graph showing the AWG mirror reflectance characteristics in the L-band, and the right graph is a graph of the AWG mirror reflectance characteristics in the C-band. In accordance with the WDM-PON with 32 channels, the
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 광원의 상세 구성을 도시한 도면이다.5A and 5B are diagrams showing a detailed configuration of a broadband light source according to an embodiment of the present invention.
도 5a는 광대역 광원은 도 3의 광대역 광원과 달리 펌프광의 진행 방향이 아이솔레이터의 진행 방향 또는 출력(output) 방향과 일치한다. 도 3의 광대역 광원의 경우 펌프광의 진행 방향이 출력 방향과 상이하여 카운터 펌핑(counter-pumping)구조라고 하며, 도 5a의 광대역 광원은 코 펌핑(co-pumping) 구조라고 한 다.5A is a broadband light source, unlike the broadband light source of FIG. 3, the advancing direction of the pump light coincides with the advancing direction or output direction of the isolator. In the case of the broadband light source of FIG. 3, the advancing direction of the pump light is different from the output direction, and thus the counter-pumping structure is referred to. The broadband light source of FIG. 5A is called a co-pumping structure.
도 5a의 광대역 광원 역시 입력광을 증폭시키기 위한 어븀 첨가 광섬유(520), 펌프 레이저 다이오드에서 출력되는 펌프광을 어븀 첨가 광섬유(520)에 결합시키는 광결합기(510), 광을 반사시키는 AWG 미러(540), 광의 흐름 방향을 고정시키는 아이솔레이터(530)를 포함한다. 본 실시예에서도, AWG 미러(540)는 미리 설정된 파장만을 반사시켜 어븀 첨가 광섬유(520)로 전달한다. The broadband light source of FIG. 5A also includes an erbium-doped
도 5b의 광대역 광원은 도 3과 도 5a의 광대역 광원을 결합한 구조로서, 투 웨이(two-way) 펌핑 구조라고 한다.The broadband light source of FIG. 5B combines the broadband light sources of FIGS. 3 and 5A and is referred to as a two-way pumping structure.
도 5b의 광대역 광원 역시 입력광을 증폭시키기 위한 어븀 첨가 광섬유(560), 펌프 레이저 다이오드에서 출력되는 펌프광을 어븀 첨가 광섬유(560)에 결합시키는 제 1 및 제2 광결합기(550, 570), 광을 반사시키는 AWG 미러(590), 광의 흐름 방향을 고정시키는 아이솔레이터(580)를 포함한다. 본 실시예에서도, AWG 미러(590)는 미리 설정된 파장만을 반사시켜 어븀 첨가 광섬유(560)로 전달한다.The broadband light source of FIG. 5B also includes an erbium-doped
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광대역 광원의 상세 구성을 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating a detailed configuration of a broadband light source according to another embodiment of the present invention.
광대역 광원(600)은 AWG 미러(616)를 통해 반사된 미리 설정된 파장의 펌프광이 어븀 첨가 광섬유에 의해 증폭되는 스펙트럼 발생부(610), 스펙트럼 발생부(610)의 출력신호를 증폭시키는 스펙트럼 증폭부(620)를 포함한다.The
고출력 광대역 광원을 구현함에 있어서 해결해야 하는 또 다른 과제는 스플라이싱(splicing) 포인트에서의 반사에 의한 레이징(lasing) 현상을 최소화하는 것 이다. 저출력 광대역 광원의 경우, 구동 전력이 상대적으로 낮기 때문에 스플라이싱 포인트, 커넥터 또는 각각의 수동 소자에서 야기되는 반사(reflection)에 의해, 캐비티(cavity)가 형성되며, 이로 인해 레이징 현상이 발생하지만 그 효과는 크게 작용하지 않는다. 그러나 고출력 광대역 광원의 경우, 낮은 반사에 의해서도 쉽게 캐비티가 형성되며, 임계값을 넘을 경우 레이징이 발생한다. 이렇게 생성된 레이징은 전반적인 ASE 스펙트럼의 출력 레벨의 파동(fluctuation)이나 평탄도(flatness) 특성을 상당히 약화시킨다.Another challenge to implement high power broadband light sources is to minimize the lasing caused by reflections at the splicing point. In the case of low power broadband light sources, because of the relatively low driving power, a cavity is formed by reflections caused by splicing points, connectors or individual passive elements, which causes the lasing phenomenon. The effect does not work much. However, in the case of high power broadband light sources, the cavity is easily formed even by low reflection, and when the threshold value is exceeded, the lasing occurs. This generated laser significantly weakens the fluctuation or flatness characteristics of the output level of the overall ASE spectrum.
이때, 스펙트럼 발생부(610)는 도 3 또는 도 5에서 설명한 각종 광대역 광원의 구성을 포함할 수 있다. 즉, AWG 미러(616), 증폭부(614), 아이솔레이터(612)를 포함한다. 이때, 증폭부(614)는 어븀 첨가 광섬유를 포함할 수 있다. 따라서 스펙트럼 발생부(610)는 AWG 미러(616)를 통해 반사된 미리 설정된 파장의 ASE 스펙트럼을 어븀 첨가 광섬유를 통해 증폭시켜 출력한다.In this case, the
한편, 스펙트럼 발생부(610)의 출력의 상한 값은 레이징이 발생하기 전의 출력 값이 되도록 한다. 즉, 실험 데이터 등을 통해 레이징이 발생하기 시작하는 출력 값을 구하고, 그 보다 출력 값이 낮게 되도록 증폭부(614)의 구성을 설정한다. 그리고 스펙트럼 발생부(610)의 출력 스펙트럼을 스펙트럼 증폭부(620)를 통해 추가적으로 증폭한다. 즉, 목적하는 출력 값보다 다소 낮은 출력 값을 갖도록 스펙트럼 발생부(610)를 구성하고, 목적하는 출력 값에 모자라는 출력 값은 스펙트럼 증폭부(620)를 통해 보충시키는 구성이다. On the other hand, the upper limit of the output of the
스펙트럼 증폭부(620)는 스펙트럼 발생부(610)의 출력 스펙트럼을 전달받는 제 1 아이솔레이터(622), 제 1 아이솔레이터(622)의 출력을 증폭하는 증폭부(626), 증폭부(626)의 출력을 전달받아 출력시키는 제 2 아이솔레이터(624)를 포함한다. 이때, 증폭부(626)는 어븀 첨가 광섬유를 포함할 수 있다.The
제 1 및 제 2 아이솔레이터(622, 624)는 캐비티 형성을 방지하는 역할을 수행한다. 즉, 스펙트럼 발생부(610)에서 전달되는 출력 스펙트럼이 증폭부(626)에서 증폭되는 동안, 다시 스펙트럼 증폭부(620)로 반사되는 것을 차단시키기 때문에, 반사에 의하여 형성되는 레이징을 최소화시킬 수 있다.The first and
한편, 실시예에 따라 스펙트럼 발생부(610)의 아이솔레이터(612)와 스펙트럼 증폭부(620)의 제 1 아이솔레이터(622) 중 어느 하나는 생략한 상태로 광대역 광원을 구성할 수 있다. 즉, 스펙트럼 발생부(610)와 스펙트럼 증폭부(620)의 접속 지점에는 하나의 아이솔레이터만을 포함시키도록 구성할 수 있다.Meanwhile, according to the exemplary embodiment, one of the
이와 같은 구성에 따라 고출력 광대역 광원의 구현시에 발생하는 문제점을 해결할 수 있다. According to such a configuration, it is possible to solve a problem occurring when the high power broadband light source is implemented.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광대역 광원의 상세 구성을 도시한 도면이다.7 is a diagram illustrating a detailed configuration of a broadband light source according to another embodiment of the present invention.
광대역 광원(700)은 AWG 미러(718)를 통해 반사된 미리 설정된 파장의 펌프광이 어븀 첨가 광섬유에 의해 증폭되는 스펙트럼 발생부(710), 스펙트럼 발생부(710)의 출력신호를 증폭시키는 스펙트럼 증폭부(720)를 포함한다.The
이때, 스펙트럼 발생부(710)는 AWG 미러(718), C 대역과 L 대역의 광을 다중화/역다중화 하는 광대역 필터(716), 제 1 광대역 광원 발생부(712), 제 2 광대 역 광원 발생부(714)를 포함한다. In this case, the
또한, 스펙트럼 증폭부(720)는 제 1 광대역 광원 증폭부(722), 제 2 광대역 광원 증폭부(724)를 포함한다.Also, the
본 실시예에서는, 하나의 광대역 필터(716)가 제 1 광대역 광원 발생부(712)와 제 2 광대역 광원 발생부(714)에 대하여 AWG 미러(718)를 통해 반사된 미리 설정된 파장의 ASE 스펙트럼을 제공한다. 따라서 각 광대역 광원 별로 AWG 미러를 구비하는 도 6의 경우에 비하여 구성을 단순화할 수 있고, 비용을 감소시킬 수 있다.In the present exemplary embodiment, one
제 1 광대역 광원 발생부(712)와 제 2 광대역 광원 발생부(714)는 도 6의 스펙트럼 발생부(610)와 같이 증폭부(712_1, 714_1), 아이솔레이터(712_2, 714_2)를 각각 포함한다.The first broadband
또한, 스펙트럼 증폭부(720)에 포함되는 제 1광대역 광원 증폭부(722)와 제 2 광대역 광원 증폭부(724)는 도 6의 스펙트럼 증폭부(620)와 같이 증폭부(722_1, 724_1), 아이솔레이터(722_2, 722_4, 724_2, 724_3)를 각각 포함한다. 또한, 사용자의 선택에 따라 이득 평탄화 필터(Gain Flattering Filter:GFF, 722_3)를 더 포함할 수 있다.In addition, the first wideband light
이와 같은 구성에 따라 하나의 AWG 미러를 통해 두 개의 광대역 광원에 대해 스펙트럼을 발생시킬 수 있다. 또한, 각 광대역 광원을 스펙트럼 발생부와 스펙트 증폭부로 나누어 구성하였으므로, 도 6에서 언급하였던 문제를 해결할 수 있다.According to such a configuration, it is possible to generate spectra for two broadband light sources through one AWG mirror. In addition, since each broadband light source is configured by dividing the spectrum generator and the spectra amplifier, the problem mentioned in FIG. 6 can be solved.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광대역 광원의 상세 구성을 도시한 도면이다.8 is a diagram illustrating a detailed configuration of a broadband light source according to another embodiment of the present invention.
본 실시예에서는 C 대역의 광원을 제공하는 제 1 대역 광원(810), L 대역의 광원을 제공하는 제 2 대역 광원(820), C 대역과 L 대역의 광을 다중화/역다중화 하는 광대역 필터(830), 제 1 대역 광원(810)과 제 2 대역 광원(820)에서 전달되는 광을 각각 반사시키는 AWG 미러(840)를 포함한다. 도 7에 도시된 광대역 광원을 좀 더 구체화시킨 것이다.In the present embodiment, a first
이때, 제 1 대역 광원(810)은 실시예에 따라 제 1 및 제 2 광결합기(812, 816), 제 1 및 제 2 아이솔레이터(814, 817)를 포함할 수 있다. 또한, 추가적으로 이득 평탄화 필터(GFF, 813)를 더 포함할 수 있다.In this case, the first
또한, 제 2 대역 광원(820)은 실시예에 따라 광결합기(822, 823), 제 1 및 제 2 아이솔레이터(825, 827)를 포함할 수 있다.In addition, the second
앞선 실시예에서와 같이 제 1 대역 광원(810)에서 전달되는 광 또는 제 2 대역 광원(820)에서 전달되는 광 중 미리 설정된 파장만을 반사시키므로, 전력소모를 최소화할 수 있다. 또한, 하나의 AWG 미러를 통해 두 개의 광대역 광원에 대해 스펙트럼을 발생시킬 수 있다. 또한, 각 광대역 광원을 스펙트럼 발생부와 스펙트 증폭부로 나누어 구성하였으므로, 도 6에서 언급하였던 문제를 해결할 수 있다.As in the previous embodiment, since only the predetermined wavelength of the light transmitted from the first
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 분 산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The foregoing description of the present invention is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.
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.The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the above description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
도 1은 본 발명이 적용되는 파장 분할 다중 방식 수동 광 네트워크에서의 양방향 통신을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram illustrating bidirectional communication in a wavelength division multiplex passive optical network to which the present invention is applied.
도 2는 통상적으로 사용되는 광대역 광원의 상세 구성을 도시한 도면이다.2 is a view showing a detailed configuration of a broadband light source that is commonly used.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 광원의 상세 구성을 도시한 도면이다.3 is a view showing a detailed configuration of a broadband light source according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 광원에 의한 출력광을 도시한 그래프이다.4 is a graph illustrating output light by a broadband light source according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 광원의 상세 구성을 도시한 도면이다.5A and 5B are diagrams showing a detailed configuration of a broadband light source according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광대역 광원의 상세 구성을 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating a detailed configuration of a broadband light source according to another embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광대역 광원의 상세 구성을 도시한 도면이다.7 is a diagram illustrating a detailed configuration of a broadband light source according to another embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광대역 광원의 상세 구성을 도시한 도면이다.8 is a diagram illustrating a detailed configuration of a broadband light source according to another embodiment of the present invention.
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