KR101266036B1 - 자기주입 잠금 광원, 광원 자기주입 잠금을 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예는 편광 분할기, 및 상기 편광 분할기에 연결된 제1 자기주입 잠금 레이저 및 제2 자기주입 잠금 레이저를 포함하는 자기주입 잠금 광원을 개시한다. 상기 편광 분할기는, 상기 제1 자기주입 잠금 레이저 및 상기 제2 자기주입 잠금 레이저에 의해 제공된 편광에 대해 편광 결합을 수행하고, 수신된 반사광에 대해 편광 분할을 수행하고, 상기 반사광을 상기 제1 자기주입 잠금 레이저 및 상기 제2 자기주입 잠금 레이저에 각각 제공하도록, 구성되며; 상기 제1 자기주입 잠금 레이저와 상기 제2 자기주입 잠금 레이저의 편광 방향은 상기 편광 분할기의 두 개의 편광 방향과 각각 일치한다. 본 발명의 실시예는 광원 자기주입 잠금을 위한 방법 및 시스템, 그리고 파장 분할 다중화 수동형 광 네트워크(WDM-PON) 시스템을 더 제공한다.

Description

자기주입 잠금 광원, 광원 자기주입 잠금을 위한 방법 및 시스템 {SELF-INJECTION LOCKING LIGHT SOURCE, METHOD AND SYSTEM FOR LIGHT SOURCE SELF-INJECTION LOCKING}

본 발명은 광 통신 기술분야에 관한 것이며, 특히, 자기주입 잠금 광원, 광원 자기주입 잠금을 위한 방법 및 시스템, 그리고 파장 분할 다중화 수동형 광 네트워크(Wave Division Multiplexing Passive Optical Network, WDM-PON) 시스템에 관한 것이다.

본 출원은 2009년 12월 1일 중국 특허청에 "SELF-INJECTION LOCKING LIGHT SOURCE, METHOD AND SYSTEM FOR LIGHT SOURCE SELF-INJECTION LOCKING"이라는 명칭으로 출원된, 중국 특허출원 제200910204589.6호에 대해 우선권을 주장하며, 그 내용 전부는 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.

일반적으로, 수동형 광 네트워크(Passive Optical Network, PON) 시스템은 중앙국(central office)에 위치한 광 회선 단말기(Optical Line Terminal, OLT), 분할/결합 또는 다중화/역다중화(multiplexing/demultiplexing)에 사용되는 광 분배 네트워크(Optical Distribution Network, ODN), 및 수 개의 광 네트워크 유닛(Optical Network Unit, ONU)을 포함한다.

PON은 상이한 구현 방식에 따라 상이한 유형으로 나뉠 수 있으며, WDM-PON은 엄청난 대역폭 용량 및 점대점형(point-to-point-like) 정보 보안과 같은 이점들 때문에 많은 관심을 받는다. 그러나 다른 유형의 PON에 비해, WDM-PON은 비용이 더 높은데, 이 WDM-PON의 비용에 영향을 미치는 최대 요인이 광원이다.

도 1은 WDM-PON의 시스템 구성도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, WDM-PON은 원격 노드(remote node)에 어레이 도파관 격자(Array Waveguide Grating, AWG) 또는 도파관 격자 라우터(Waveguide Grating Router, WGR)를 채택하기 때문에, 각 ONU 송수신기 모듈에 연결된 AWG 또는 WGR의 포트에서의 파장이 상이하다. 그러므로, 상이한 ONU 송수신기 모듈은 상이한 파장의 레이저를 사용하여야 한다. 즉, 시스템의 각 ONU 송수신기 모듈의 레이저가 상이하며, 이것을 광 통신 분야에서는 유색 광 모듈(colored optical module)이라고 한다. ONU에 의한 유색 광 모듈의 사용은 사용자의 ONU가 서로 다른 데 따른 양립 불가능(incompatibility) 문제, ONU 스토리지 문제 및 서비스 제공 문제 등 일련의 유색 문제(colored problem)를 초래한다.

WDM-PON 시스템의 유색 문제를 해결하기 위해, 업계에서는 무색 광원(colorless light source)에 대한 아이디어가 제안되어 있다. 무색 광원은, ONU 송수신기 모듈이 파장 독립적이고, 송수신기 모듈 레이저의 방출 파장이 접속된 AWG 또는 WGR의 포트 파장에 자동으로 적응할 수 있다는 것을 가리킨다. 저비용의 WDM-PON 무색 광원을 구현하기 위해, 업계에는 분산 피드백 레이저 어레이(Distributed Feedback Laser Array, DFB LA), 스펙트럼 분할 광원(spectrum-slicing light source), 다중 주파수 레이저(Multi-Frequency Laser, MFL), 비간섭광(non-coherent light) 주입 잠금 파브리 페로 레이저 다이오드(Fabry Perot-Laser Diode, FP-LD) 레이저, 반사형 반도체 광 증폭기(Reflective Semiconductor Optical Amplifier, RSOA), 조정 가능한 레이저, 및 재사용 다운링크 광 신호(reused downlink optical signal) 등의 각종 해결방안이 제안되어 있다. 또, 업계에는 자기주입 잠금 또는 자기파종(self-seeding) 무색 광원 기술이 제안되어 있다.

그러나, 업계에 제안된 자기주입 잠금 또는 자기파종 무색 광원 기술은 편광 의존성(polarization dependence), 비용 및 비교적 낮은 변조율 등의 단점이 있다.

본 발명의 실시예는 저비용이고 편광 독립성을 실현할 수 있는 자기주입 잠금 광원, 광원 자기주입 잠금을 위한 방법 시스템, 그리고 WDM-PON 시스템을 제공한다.

본 발명의 실시예는 다음의 기술적 해결 방안을 채택한다.

자기주입 잠금 광원은, 편광 분할기(polarization splitter), 및 상기 편광 분할기에 연결된 제1 자기주입 잠금 레이저 및 제2 자기주입 잠금 레이저를 포함한다. 상기 편광 분할기는 상기 제1 자기주입 잠금 레이저 및 상기 제2 자기주입 잠금 레이저에 의해 제공된 편광(polarized light)에 대해 편광 결합(polarization coupling)을 수행하고, 수신된 반사광에 대해 편광 분할(polarization splitting)을 수행하고, 상기 제1 자기주입 잠금 레이저 및 상기 제2 자기주입 잠금 레이저에 각각 반사광을 제공하도록, 구성되며; 상기 제1 자기주입 잠금 레이저와 상기 제2 자기주입 잠금 레이저의 편광 방향(polarization direction)은 상기 편광 분할기의 두 개의 편광 방향과 각각 일치하고; 상기 제1 자기주입 잠금 레이저는 제1 편광 방향을 가지는 상기 제1 편광을 생성하도록 구성되고; 상기 제2 자기주입 잠금 레이저는 제2 편광 방향을 가지는 상기 제2 편광을 생성하도록 구성되며; 상기 제1 반사광 및 상기 제2 반사광은 각각 편광 회전 및 반사 후의 상기 제1 편광 및 상기 제2 편광의 반사광이고; 상기 편광 분할기는 상기 제1 편광 방향과 상기 제2 편광 방향에 각각 일치하는 두 개의 미리 설정된 편광 방향을 가지고, 상기 두 개의 미리 설정된 편광 방향은 서로 수직이며; 상기 제1 반사광과 상기 제1 편광의 편광 방향은 서로 수직이고, 상기 제2 반사광과 상기 제2 편광의 편광 방향도 서로 수직이다.

광원 자기주입 잠금을 위한 방법은, 편광 결합 후에 제1 편광 방향을 가지는 제1 편광 및 제2 편광 방향을 가지는 제2 편광을 출력하는 단계; 편광 회전 및 반사(polarization rotation and reflection) 후의 상기 제1 편광의 제1 반사광, 및 편광 회전 및 반사 후의 상기 제2 편광의 제2 반사광을 수신하는 단계; 상기 제1 반사광 및 상기 제2 반사광에 대해 편광 분할을 수행하고, 상기 편광 분할 후의 상기 제1 반사광 및 상기 제2 반사광을 상기 제2 편광 및 상기 제1 편광을 방출하는 모듈들에 각각 주입하는 단계를 포함한다. 본 발명의 실시예는 다음의 기술적 해결방안을 채택한다; 상기 제1 자기주입 잠금 레이저는 제1 편광 방향을 가지는 상기 제1 편광을 생성하도록 구성되고; 상기 제2 자기주입 잠금 레이저는 제2 편광 방향을 가지는 상기 제2 편광을 생성하도록 구성되며; 상기 제1 반사광 및 상기 제2 반사광은 각각 편광 회전 및 반사 후의 상기 제1 편광 및 상기 제2 편광의 반사광이고; 상기 편광 분할기는 상기 제1 편광 방향과 상기 제2 편광 방향에 각각 일치하는 두 개의 미리 설정된 편광 방향을 가지고, 상기 두 개의 미리 설정된 편광 방향은 서로 수직이며; 상기 제1 반사광과 상기 제1 편광의 편광 방향은 서로 수직이고, 상기 제2 반사광과 상기 제2 편광의 편광 방향도 서로 수직이다.

광원 자기주입 잠금을 위한 시스템은, 자기주입 잠금 광원과, 편광 회전 및 반사 유닛을 포함한다. 상기 자기주입 잠금 광원은, 제1 편광 방향을 가지는 제1 편광과 제2 편광 방향을 가지는 제2 편광을 생성하고, 상기 제1 편광 및 상기 제1 편광에 대해 편광 결합을 수행하여 편광 결합 후의 상기 제1 편광 및 상기 제2 편광을 출력하고, 상기 편광 회전 및 반사 유닛으로부터의 제1 반사광 및 제2 반사광을 수신하고, 상기 제1 반사광 및 상기 제2 반사광을 상기 제1 편광 및 상기 제1 편광을 생성하는 데 사용되는 모듈들에 각각 주입하도록 구성된다. 상기 편광 회전 및 반사 유닛은, 상기 제1 편광 및 상기 제2 편광에 대해 편광 회전을 수행하고 편광 회전 후의 상기 제1 편광 및 상기 제2 편광을 각각 반사시켜, 대응하는 제1 반사광 및 제2 반사광을 생성하도록 구성된다; 여기서, 상기 제1 반사광 및 상기 제2 반사광은 각각 편광 회전 및 반사 후의 상기 제1 편광 및 상기 제2 편광의 반사광이고; 상기 편광 분할기는 상기 제1 편광 방향과 상기 제2 편광 방향에 각각 일치하는 두 개의 미리 설정된 편광 방향을 가지고, 상기 두 개의 미리 설정된 편광 방향은 서로 수직이며; 상기 제1 반사광과 상기 제1 편광의 편광 방향은 서로 수직이고, 상기 제2 반사광과 상기 제2 편광의 편광 방향도 서로 수직이다.

WDM-PON 시스템은, OLT 서브시스템, ODN, 및 하나 이상의 ONU를 포함한다. 상기 OLT 서브시스템은 제1 자기주입 잠금 광원, 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기(multiplexer/demultiplexer), 및 제1 회전자 미러(rotator mirror)를 포함한다. 상기 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기의 일단(one end)은 상기 제1 자기주입 잠금 광원에 접속되고, 상기 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기의 타단(other end)은 상기 제1 회전자 미러에 접속되는 한편 상기 ODN을 통해 상기 ONU에도 접속된다. 상기 제1 자기주입 잠금 광원은 전술한 자기주입 잠금 광원이다. 상기 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기는 상기 자기주입 잠금 광원에 의해 방출된 편광에 대해 필터링 처리를 수행하도록 구성된다. 상기 제1 회전자 미러는, 상기 필터링 후의 상기 편광에 대해 편광 회전을 수행하고, 편광 회전 후의 상기 편광을 상기 제1 자기주입 잠금 광원에 다시 반사시키도록 구성된다.

본 발명의 실시예에서 제공된 해결방안에 의해, 편광 회전 및 반사는 자기주입 잠금 광원 내부의 두 개의 자기주입 잠금 레이저 각각에 의해 방출된 편광에 대해 수행되므로, 방출 전후의 광 편광 반향은 각각 다른 자기주입 잠금 레이저의 광 편광 방향과 일치한다. 그러므로 각각의 자기주입 잠금 레이저의 반사광이 다른 자기주입 잠금 레이저에 완전하게 주입될 수 있고, 이것은 편광의 구체적인 편광 방향과 무관하게 구현된다. 또, 본 발명의 실시예에서 제공되는 장치 및 시스템은 간단하고, 비용을 효과적으로 절감할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 기술적 해결방안을 더욱 명백하게 설명하기 위해, 본 발명의 실시예의 설명에 필요한 도면을 간략하게 설명한다. 명백히, 이하에 설명하는 도면은 본 발명의 일부 실시예일 뿐이며, 해당 기술분야의 당업자는 창조적인 노력 없이도 이 도면들에 기초하여 다른 도면을 얻을 수 있다.
도 1은 종래기술의 WDM-PON 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저의 구체적인 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 무색 광원을 형성하는 장치의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 무색 광원을 형성하는 장치의 구성도이다.
도 6 (1) 및 도 6 (2)는 본 발명의 실시예에 따른 무색 광원을 형성하는 장치의 구체적인 애플리케이션 도면이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 무색 광원을 형성하는 방법의 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 무색 광원 형성에 관한 개략도이다.
도 9 (1) 내지 도 9 (6)은 무색 광원을 형성하는 동안의 파장 적응 프로세스의 개략도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 WDM-PON 시스템의 개략도이다.
도 11 내지 도 14는 도 10의 WDM-PON 시스템의 구체적인 개략도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 두 개의 광섬유 WDM-PON 시스템의 개략도이다.
도 16은 도 15의 두 개의 광섬유 WDM-PON 시스템의 구체적인 개략도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 두 개의 광섬유 WDM-PON 시스템의 다른 구체적인 개략도이다.
도 18은 도 17의 두 개의 WDM-PON 시스템의 다른 구체적인 개략도이다.

이하에서는 본 발명의 실시예의 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 기술적 해결방안을 분명하고 완전하게 설명한다. 명백히, 설명하는 실시예는 본 발명의 모든 실시예라기 보다는 일부에 불과하다. 해당 기술분야의 당업자가 본 발명의 실시예에 기초하여 창조적인 노력 없이 얻은 다른 모든 실시예는 본 발명의 보호 범위에 속한다.

무색 광원의 편광 의존성 문제를 해결하고 무색 광원의 구현 비용을 줄이기 위해, 본 발명의 제1 실시예는 자기주입 잠금 광원을 제공한다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 자기주입 잠금 광원은 편광 분할기(21)와, 편광 분할기(21)에 연결된 제1 자기주입 잠금 레이저(22) 및 제2 자기주입 잠금 레이저(23)를 포함한다.

편광 분할기(21)는, 제1 자기주입 잠금 레이저(22) 및 제2 자기주입 잠금 레이저(23)에 의해 제공된 편광에 대해 편광 결합을 수행한 다음 편광 결합된 광을 출력하고, 제1 자기주입 잠금 레이저(22) 및 제2 자기주입 잠금 레이저(23)에 의해 제공된 편광에 대응하는 수신된 반사광에 대해 편광 분할을 수행하고, 제1 자기주입 잠금 레이저(22) 및 제2 자기주입 잠금 레이저(23)에 반사광을 각각 제공하도록 구성된다. 제1 자기주입 잠금 레이저(22)와 제2 자기주입 잠금 레이저(23)의 편광 방향은 편광 분할기의 두 개의 편광 방향과 각각 일치한다.

구체적으로 설명하면, 제1 자기주입 잠금 레이저(22)는 제1 편광 방향을 가지는 제1 편광을 생성하도록 구성된다. 제2 자기주입 잠금 레이저(23)는 제2 편광 방향을 가지는 제2 편광을 생성하도록 구성된다. 편광 분할기(21)는, 구체적으로 제1 편광 및 제2 편광에 대해 편광 결합을 수행한 다음 편광 결합 후의 제1 편광 및 제2 편광을 출력하고, 제1 반사광 및 제2 반사광을 수신하고 제1 반사광 및 제2 반사광에 대해 편광 분할을 수행하며, 제1 반사광을 제2 자기주입 잠금 레이저(23)에 제공하고, 제2 반사광을 제1 자기주입 잠금 레이저(22)에 주입하도록, 구성된다. 제1 반사광 및 제2 반사광은 각각 편광 회전 및 반사 후의 제1 편광 및 제2 편광의 반사된 광이다.

또, 편광 분할기(21)는 제1 편광 방향과 제2 편광 방향에 각각 일치하는 두 개의 미리 설정된 편광 방향을 가지고, 이 두 개의 미리 설정된 편광 방향은 서로 수직이다. 제1 반사광과 제1 편광의 편광 방향은 서로 수직이다. 제2 반사광과 제2 편광의 편광 방향도 서로 수직이다.

제1 자기주입 잠금 레이저와 제2 자기주입 잠금 레이저는 상대적인 개념이다. 즉, 실제 애플리케이션에서, 임의의 자기주입 잠금 레이저가 제1 자기주입 잠금 레이저일 수 있고, 이에 따라 다른 것이 제2 자기주입 잠금 레이저일 수 있며, 이것은 이하의 실시예에 대한 설명에서도 마찬가지이다.

실제 애플리케이션에서, 편광 분할기는 편광 빔 분할기(polarization beam splitter, PBS)일 수 있다. 두 개의 자기주입 잠금 레이저는 모두 FP-LD 레이저일 수 있다. 다르게는, 제1 자기주입 잠금 레이저는 FP-LD 레이저이고 제2 자기주입 잠금 레이저는 RSOA이다. 다르게는, 두 개의 자기주입 잠금 레이저 모두가 RSOA이다.

PBS는 정육면체(hexahedral cube)이고, PBS 및 두 개의 자기주입 잠금 레이저는 도 3에 나타낸 바와 같다. 예를 들면, 두 개의 자기 주입 잠금 레이저는 모두 FP-LD 레이저이다. 이 도면에서, 양방향 화살표는 FP-LD1의 편광 방향을 나타내고, 검은 점은 FP-LD2의 편광 방향을 나타낸다.

도 3에 나타낸 바와 같이, FP-LD1의 편광 방향은 PBS의 하나의 편광 방향(하나의 미리 설정된 편광 방향)과 일치하고, FP-LD2의 편광 방향은 PBS의 다른 편광 방향(다른 미리 설정된 편광 방향)과 일치한다. 각 FP-LD 및 PBS는 자유 공간 결합(free-space coupled)될 수 있거나, 편광 유지 광섬유 또는 도파관을 통해 결합될 수도 있다. 두 개의 자기주입 잠금 레이저의 편광 방향이 서로 수직이고, 각각 편광 분할기의 두 개의 편광 방향과 일치하기 때문에, 하나의 자기주입 잠금 레이저의 출력광이 편광 분할기를 통해 출력된 후, 외부 디바이스에 의해 필터링된 출력 광의 일부는 필터링, 편광 회전 및 반사되므로(예를 들면, 패러데이 회전자 미러(Faraday Rotator Mirror, FRM)에 의해 편광 회전 및 반사됨), 출력광의 원래의 편광 방향에 수직인 반사광이 취득된다. 그러므로, 이 반사광은 또한 다른 자기주입 잠금 레이저에 완전하게 주입될 수 있으므로, 제1 자기주입 잠금 레이저와 제2 자기주입 잠금 레이저 사이의 광 상호 주입(light mutual injection)이 편광 방향과 무관하게 실현된다.

구체적으로는, 도 3을 참조하면, FP-LD1의 출력광은 PBS를 통해 편광 결합된 다음, 다른 디바이스에 의해 필터링, 편광 회전 및 반사된다. 예를 들면, 필터링은 AWG를 통해 수행되고, 필터링된 출력광의 일부에 대해 편광 회전 및 반사가 FRM을 통해 더 수행되어 PBS로 반사될 수 있는 반사광을 생성한다. 편광 회전 및 반사의 과정 중에, 필터링된 출력광에 대해 45도 회전이 연속하여 2회 수행될 수 있다, 즉 전체 90도 회전이 수행되므로, 다시 반사되는 반사광이 PBS에 도달할 때 반사광의 편광 방향은 FP-LD2의 편광 방향과 정확히 동일하다. 그러므로, PBS의 편광 분할 후에, FP-LD1의 반사광은 완전하게 FP-LD2에 주입될 수 있다. 마찬가지로, FP-LD2에 의해 반사된 광의 편광 방향은 FP-LD1의 편광 방향과 정확히 동일하므로, FP-LD2의 반사광은 완전하게 FP-LD1에 주입될 수 있다. 따라서, 파장 무관(wavelength-independent)(무색) 및 편광 무관(polarization-independent)의 상호 주입 잠금이 PBS, 외부 필터링, 편광 회전 및 반사를 통해 FP-LD1과 FP-LD2 사이에 형성될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 실시예에 의해 제공되는 자기주입 잠금 광원은 무색 광원의 파장 의존성 문제를 해결할 수 있고, 구현이 간단하며 비용이 절감된다.

본 발명의 제2 실시예는 광원 자기주입 잠금을 위한 시스템을 제공하며, 이 시스템은 도 4에 나타나 있으며, 자기주입 잠금 광원(41), 필터링 유닛(42), 그리고 편광 회전 및 반사 유닛(43)을 포함한다. 도 4는 논리 기능들에 대한 개략도일 뿐이며, 자기주입 잠금 광원(41)과 편광 회전 및 반사 유닛(43) 사이의 연결선은 자기주입 잠금 광원(41), 필터링 유닛(42), 그리고 편광 회전 및 반사 유닛(43)에 의해 형성된 광섬유 경로와는 상이한 다른 광섬유 경로를 나타내는 것이 아니라는 것에 유의하기 바란다.

자기주입 잠금 광원(41)의 구성은 제1 실시예에서 설명한 구성과 동일하다. 편광 분할기, 제1 자기주입 잠금 레이저 및 제2 자기주입 잠금 레이저는 레이저(41) 내부에 설치될 수 있으며, 광 분할기는 제1 자기주입 잠금 레이저의 출력 광에 대해 편광 결합을 수행한 다음, 편광 결합 후의 출력광을 출력하도록 구성된다. 필터링 유닛(42)은 편광 결합 후의 출력광에 대해 필터링을 수행하도록 구성된다. 편광 회전 및 반사 유닛(43)은 필터링 후의 출력광에 대해 편광 회전을 수행하고 필터링 후의 출력광에 대해 반사를 수행하여, 출력광에 수직인 편광 방향을 가지는 반사광을 생성하도록 구성된다. 자기주입 잠금 광원(41)의 편광 분할기는 또한 반사광에 대해 편광 분할을 수행하고 편광 분할 후의 반사광을 제2 자기주입 잠금 레이저에 주입한다.

마찬가지로, 제2 자기주입 잠금 레이저의 출력광도 또한 필터링, 편광 회전 및 반사 후에 제1 자기주입 잠금 레이저에 주입될 수 있다. 따라서 제1 자기주입 잠금 레이저와 제2 자기주입 잠금 레이저 사이의 상호 주입 잠금이 실현된다. 유의할 것은, 필터링 유닛의 필터링 후, 제1 자기주입 잠금 레이저의 필터링된 출력광 및 제2 자기주입 잠금 레이저의 필터링된 출력광이 동일한 파장을 가진다는 것이다.

또, 제1 자기주입 잠금 레이저와 제2 자기주입 잠금 레이저의 상호 주입 잠금 후의 광이 출력될 수 있게 하기 위해, 도 5에 나타낸 바와 같이, 광원 자기주입 잠금을 위한 시스템은 필터링 유닛(42)의 필터링 후의 출력광을, 상호 주입 잠금을 통해 출력광이 형성된 후에 두 경로의 광으로 분할하도록 구성되며, 제1 경로의 광은 데이터 광으로서 상대단(opposite-end) 수신 디바이스에 출력되고, 다른 경로의 광은 주입광(injected light)으로서 편광 회전 및 반사 유닛(43)에 제공된다. 주입광은 편광 회전 및 반사 유닛(43)에 의한 편광 회전 및 반사 후에 원래의 광 경로를 따라 자기주입 잠금 광원(41)으로 다시 반사되고, 그후 자기주입 잠금 레이저 중 하나에 주입된다.

실제 애플리케이션에서, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같은 장치에 있어, 필터링 유닛은 파장 분할 다중화기/역다중화기, 예를 들면 AWG 또는 WGR일 수 있다. 편광 회전 및 반사 유닛은 FRM일 수 있다. 광 분할 유닛은 결합기/분할기일 수 있다. 또한, 광원 자기 잠금을 위한 시스템의 구체적인 애플리케이션에 대한 개략도는 도 6 (1)에 나타낸 바와 같으며, 자기주입 잠금 광원은, 제1 자기주입 잠금 레이저와 제2 자기주입 잠금 레이저 모두가 FP-LD 인 경우만 도면에 나타나 있다. 다른 형태의 레이저가 사용될 때, 레이저의 구성은 동일하다.

또, 도 4에 나타낸 광원 자기주입 잠금을 위한 시스템의 구체적인 애플리케이션에서, 필터링 유닛은 또한 파장 분할 다중화기/역다중화기, 예를 들면, AWG 또는 WGR일 수 있다. 편광 회전 유닛은 인라인(in-line) FRM일 수 있다. 이 인라인 FRM은 두 가지 기능부: 반투명(half-transparent) 및 반반사(half-reflecting) 미러와 45도 회전자 미러를 포함하며, 반투명 및 반반사 미러는 출력광의 50%을 출력하고 출력광의 나머지 50%를 반사하는 기능을 가진다. 즉, 인라인 FRM을 사용하면, 결합기/분할기가 필요하지 않을 수 있고, 대신에 인라인 FRM이 편광 회전, 반사 및 광 출력 기능을 구현한다. 이때, 이 장치의 구체적인 애플리케이션에 대한 개략도는 도 6 (2)에 나타나 있으며, 자기주입 잠금 광원은, 제1 자기주입 잠금 레이저와 제2 자기주입 잠금 레이저 모두가 RSOA인 경우만 도면에 나타나 있다. 다른 형태의 레이저가 사용될 때, 레이저의 구성은 동일하다.

본 발명의 제2 실시예로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 광원 자기주입 잠금을 위한 시스템에서는, 자기주입 잠금 광원의 두 개의 자기주입 잠금 레이저는 편광 분할기의 두 개의 편광 방향과 각각 일치하고, 제1 자기주입 잠금 레이저의 출력광의 편광 분할, 필터링, 편광 회전 및 반사 후, 반사 이전의 출력광의 편광 방향은 반사 후의 반사광의 편광 방향에 수직이다. 그러므로, 자기주입 잠금 레이저의 출력광의 반사광은 제2 자기주입 잠금 레이저에 완전하게 주입될 수 있고, 이것은 편광 방향과 무관하다. 즉, 자기주입 잠금 레이저의 출력광의 편광 방향이 어떠하든지, 대응하는 반사광은 다른 자기주입 잠금 레이저에 항상 주입될 수 있다.

편광 분할기는 PBS이고, 자기주입 잠금 레이저는 FP-LD1과 FP-LD2이고, 필터링 유닛은 AWG이고, 편광 회전 유닛은 FRM이고, 출력 유닛은 결합기/분할기인 경우를 예로 들어, 다음의 제3 실시예와 관련하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 광원 자기주입 잠금을 위한 시스템의 동작을 설명한다.

도 7과 도 8을 함께 참조하면, 본 발명의 제3 실시예는 광원 자기주입 잠금을 위한 방법을 제공하며, 이 방법은 다음의 단계를 포함한다:

단계 51: 자기주입 잠금 광원의 PBS가 제1 자기주입 잠금 레이저(FP-LD1)의 출력광을 편광 결합 후 AWG에 출력한다.

전술한 바와 같이, FP-LD1의 편광 방향이 PBS의 하나의 편광 방향과 일치하기 때문에, 출력광은 PBS에 의해 광섬유에 결합되어 전송될 수 있다.

단계 52: AWG가 편광 결합 후의 출력광에 대해 필터링을 수행한다.

여기서, AWG의 포트는 출력광 내의 미리 정해진 파장(예를 들면, λ)의 광만이 통과할 수 있도록 하는 필터링 기능을 가지기 때문에, AWG는 자기주입 잠금 광원의 두 개의 자기주입 잠금 레이저(FP-LD)에 대한 파장 선택을 수행할 수 있어, 자기주입 잠금 광원과, 접속된 AWG의 포트 사이에 적응형 정렬(adaptive alignment)을 실현하고, 따라서 무색성(colorlessness)(즉, 파장 독립성)을 실현할 수 있다.

단계 53: FRM이 필터링 후의 출력광의 일부에 대해 편광 회전 및 반사를 수행하여 반사광을 취득하므로, 광섬유 경로의 임의의 지점 상의 출력광과 반사광의 편광 방향이 서로 수직(직교)이다.

FRM의 동작 원리에 따르면, PBS와 FRM 사이의 광섬유의 임의의 지점 상의 반사 이전의 광(출력광)의 편광 방향은 FRM의 반사 후의 광(반사광)의 편광 방향에 직교한다. 즉, 출력광의 편광 방향은 반사광의 편광 방향에 수직이다.

단계 54: PBS가 편광 분할 후의 반사광을 제2 자기주입 잠금 레이저에 주입한다.

단계 53에 따르면, 출력광의 편광 방향이 반사광의 편광 방향에 수직이기 때문에, FRM에 의한 FP-LD1의 반사광은 PBS를 통해 FP-LD2에 완전하게 주입될 수 있고, 이것은 편광 방향과 무관하며, 반사 후의 출력광의 편광 방향을 제어할 수 없는 문제를 해결한다.

마찬가지로, FRM에 의해 FP-LD2의 출력광의 반사광도 또한 FP-LD1에 완전하게 주입될 수 있다. 이렇게 하여, FP-LD1의 반사광이 FP-LD2에 주입되며, 주입 잠금이 FP-LD2에 대해 수행된다. FP-LD2의 출력광은 FRM의 반사 후에 다시 FP-LD1에 주입된다. 이러한 프로세스는 끊임없이 순환되며 광 파워(light power)는 계속하여 증강된다. 편광 방향과 무관하고 파장이 AWG의 포트에 의해 결정되는 레이저 소스는 FP-LD1과 FP-LD2 사이에 형성된다.

또, 신호 전송의 편의를 위해, 상호 자기주입 잠금 후의 제1 자기주입 잠금 레이저와 제2 자기주입 잠금 레이저의 필터링된 출력광의 일부를 상대단 수신 디바이스에 출력하도록, 결합기/분할기와 같은 분할 유닛이 광섬유 상에 설치될 수 있다. 상기 출력광의 다른 부분은 원래의 광 경로를 따라 레이저로 다시 전송되고 FRM에 의해 편광 회전 및 반사 후에 특정의 자기주입 잠금 FP-LD에 주입된다. 단계 52에서, 필터링이 이미 한번 수행되었기 때문에, FRM의 반사 후의 반사광의 파장은 변화되지 않으며, 원래의 광 경로를 따라 반대 방향으로 전송되는 중에 AWG 또는 WGR을 완전히 통과할 수 있다.

도 8은 무색 광원의 형성 프로세스를 개략적으로 나타낸다. 도 8에서, PBS의 지점(A)에서, 양방향 화살표는 FP-LD1의 출력광의 편광 방향을 나타내고, 검은 점은 반사광의 편광 방향을 나타낸다. B는 FP-LD1의 출력광을 나타낸다. C는 FRM에 의한 반사광을 나타낸다. D는 FP-LD1에 의해, 결합기/분할기를 통해 상대단(수신단) 수신 디바이스로 출력된 광을 나타낸다.

무색 광원을 형성하는 동안의 파장 자기 적응(self-adaptive) 프로세스는 도 9를 참조하여 이하에 설명한다. 도 9에서, 파형도 (1)은, FP-LD2의 반사광이 FP-LD1에 주입되지 않을 때 FP-LD1의 출력광 스펙트럼을 나타낸다. 파형도 (1)로부터는 FP-LD1의 모드(mode)들이 경쟁에서 균형을 이루고 있고, 인접 모드 억제(side mode suppression)가 매우 나쁘다는 것을 알 수 있다. 파형도 (2)는 FP-LD1의 반사광이 FP-LD2에 주입되지 않을 때 FP-LD2의 출력광 스펙트럼을 나타낸다. 마찬가지로, 이때, FP-LD2의 모드들은 경쟁에서 균형을 이루고 있고, 인접 모드 억제도 매우 나쁘다.

FP-LD1과 FP-LD2 사이에 상호 주입이 수행되기 때문에, 이하의 설명을 위해 FP-LD1이 먼저 조명하는 경우를 예로 든다. 파형도 (3)은 AWG의 특정 포트의 필터링 곡선(굵은 선으로 나타냄)을 나타내며, AWG의 포트의 필터링 곡선은 FP-LD1의 다수의 종 모드(longitudinal mode) 중에서 파장 λ1의 종 모드와 정확하게 일치한다고 가정하다. FP-LD1의 출력광이 PBS를 통해 접속된 AWG의 포트에 송신될 때, AWG는 필터링 기능이 있기 때문에, 다른 종 모드들은 AWG에 의한 필터링 후에 모두 필터링되고 파장 λ1의 종 모드만이 통과할 수 있다. 파형도 (4)는 FRM 입력광, 즉 필터링 후의 출력광의 스펙트럼, 및 FRM 반사광의 스펙트럼을 나타낸다. FRM의 반사 후의 반사광은 원래의 광 경로를 통해 PBS로 다시 전송되어 PBS에 의한 편광 분할 후에 FP-LD2로 완전하게 주입된다. 주입광의 파장 λ1은 FP-LD2의 종 모드의 파장 λ1'에 매우 가깝기 때문에, FP-LD2의 종 모드 λ1'의 광 파워는 주입광으로 인해 증강되는 한편, FP-LD2의 다른 종 모드들은 상대적으로 억제되는데, 이는 파형도 (5)에 나타낸 바와 같다. FP-LD2의 출력광은 전술한 동일 프로세스에 따라 FRM의 반사를 통해 FP-LD1에 주입되므로, FP-LD1의 파장 λ1의 출력광의 광 파워는 증강된다. 그 후, 이러한 프로세스가 반복되어 상호 주입 및 잠금이 계속하여 수행되고, 파장 λ1의 종 모드는 계속하여 강화되는 한편 다른 모드들은 계속하여 억제되므로, 높은 인접 모드 억제비가 형성된다. 끝으로, FP-LD1 및 FP-LD2의 파장은 AWG의 포트에 의해 필터링되는 파장 λ1에 대해 잠금되는데, 이는 파형도 (6)에 나타낸 바와 같다. 이와 같이, FP-LD1, FP-LD2 및 AWG의 포트 사이의 파장 자기 적응은 전술한 프로세스에 따라 실현된다.

알아야 할 것은, 이상의 설명은 두 개의 자기주입 잠금 레이저가 모두 FP-LD인 것을 예로 들었지만, 자기주입 잠금 광원의 두 개의 자기주입 잠금 레이저는 실제로 모두 FP-LD, 모두 RSOA, 또는 FP-LD와 RSOA의 조합일 수도 있다. 두 개의 자기주입 잠금 레이저가 기타 디바이스일 때도, 무색 광원을 형성하는 원리는 동일하다.

본 발명의 제3 실시예로부터, 본 발명의 실시예에 따른 광원 자기주입 잠금을 위한 방법에서는, 자기주입 잠금 광원의 두 개의 자기주입 잠금 레이저가 편광 분할기의 두 개의 편광 방향에 각각 일치한다는 것을 알 수 있다. 제1 자기주입 잠금 레이저의 출력광에 대해 편광 분할, 필터링, 편광 회전 및 반사를 수행한 후에, 반사 전의 출력광의 편광 방향은 반사 후의 반사광의 편광 방향과 수직이다. 그러므로, 자기주입 잠금 레이저의 출력광의 반사광은 제2 자기주입 잠금 레이저에 완전하게 주입될 수 있고, 이것은 편광 방향과 무관하다.

또, 본 발명의 실시예는 WDM-PON 시스템을 더 제공하며, 이 시스템은 OLT 서브시스템, ODN, 및 하나 이상의 ONU를 포함한다. OLT 서브시스템은 제1 자기주입 잠금 광원, 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기, 및 제1 회전자 미러를 포함한다. 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기의 일단은 제1 자기주입 잠금 광원에 접속되어 있다. 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기의 타단은 제1 회전자 미러에 접속되고 ODN을 통해 ONU에도 접속된다. 제1 자기주입 잠금 광원은 제1 실시예에서 설명한 자기주입 잠금 광원이다. 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기는 자기주입 잠금 광원에 의해 방출된 편광에 대해 필터링 처리를 수행하도록 구성된다. 제1 회전자 미러는, 필터링 후의 편광에 대해 편광 회전을 수행하고, 그 편광 회전된 광을 제1 자기주입 잠금 광원에 다사 반시시키도록 구성된다.

구체적인 애플리케이션에서, WDM-PON 시스템은 도 10 내지 도 18에 나타낸 것일 수 있다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 WDM-PON 시스템은 OLT 서브시스템(71), ODN(72), 및 하나 이상의 ONU(73)를 포함한다. 도 10에는, 본 발명의 실시예에 따른 시스템과 종래의 WDM-PON 시스템의 상이한 부분만을 나타내고 있다. 예를 들면, 도 10에는, 자기주입 잠금 광원만이 도시되어 있으며, 기존의 WDM-PON 시스템의 거친(corse) 파장 분할 다중화기(WDM) 및 송수신기 모듈(Rx)은 도시되어 있지 않다.

OLT 서브시스템(71)은 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기(711)를 포함한다. 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기(711)의 일단은 하나 이상의 OLT 송수신기 모듈(712)에 접속되고 ODN(72)을 통해 ONU(73)에도 접속된다. 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기(711)의 타단은 편광 회전 기능을 가진 미러(713)에 접속된다. OLT 송수신기 모듈(712)의 자기주입 잠금 광원은 제1 실시예에서 설명한 자기주입 잠금 광원을 채택한다.

ODN(72)은 광섬유(720), 편광 회전 기능을 가진 미러(723), 및 제2 파장 분할 다중화기/역다중화기(721)를 포함한다. 제2 파장 분할 다중화기/역다중화기(721)의 일단은 광섬유(720)를 통해 ONU(73)에 접속된다. 제2 파장 분할 다중화기/역다중화기(721)의 타단은 편광 회전 기능을 가진 미러(723)에 접속되고 광섬유(720)를 통해 OLT 서브시스템(71)에 접속된다.

ONU(73)는 ONU 송수신기 모듈(732)을 포함한다. ONU 송수신기 모듈(732)의 자기주입 잠금 광원은 제1 실시예에서 설명한 자기주입 잠금 광원을 채택한다.

다운링크 방향의 OLT 서브시스템 측에서, 다운링크 데이터는 레이저에 의해 생성된 무색 광원 광 신호로 변조되고 ODN을 통해 ONU의 ONU 송수신기 모듈에 전송된다.

구체적으로 설명하면, OLT 서브시스템 측에서, 자기주입 잠금 광원의 하나의 자기주입 잠금 레이저의 출력광은 편광 분할기에 의한 편광 결합 후에 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기에 출력되고, 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기는 편광 결합 후의 출력광에 대해 필터링을 수행하고, 필터링 후의 출력광의 일부를 편광 회전 및 반사를 위해 편광 회전 기능을 가진 미러에 출력하여 반사광을 얻는다. 이 반사광은 편광 분할기에 다시 전송되고, 편광 분할기에 의한 편광 분할 후에 제2 자기주입 잠금 레이저에 주입된다. 두 개의 자기주입 잠금 레이저의 출력광의 계속적인 상호 주입이 수행되어 다운링크 무색 광원을 형성한다. 다운링크 데이터는 레이저에 의해 생성된 무색 광 신호로 변조되고, OLT 송수신기 모듈 내의 거친 파장 분할 다중화기, 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기, 및 ODN을 통해 ONU(73)의 ONU 송수신기 모듈에 전송된다.

업링크 방향의 ONU 측에서, 업링크 데이터는 자기주입 잠금 레이저에 의해 생성된 무색 광원 광 신호로 변조되고, ODN을 통해 OLT 서브시스템의 OLT 송수신기 모듈에 전송된다.

구체적으로 설명하면, ONU 측에서, 자기주입 잠금 광원의 하나의 자기주입 잠금 레이저의 출력광은 편광 분할기에 의한 편광 결합 후에 제2 파장 분할 다중화기/역다중화기에 출력되고, 제2 파장 분할 다중화기/역다중화기는 편광 결합 후의 출력광에 대해 필터링을 수행하고, 필터링 후의 출력광의 일부를 편광 회전 및 반사를 위한 편광 회전 기능을 가진 미러에 출력하여 반사광을 얻는다. 이 편광 회전 기능을 가진 미러는 반사광을 편광 분할기에 전송하고, 반사광은 편광 분할기에 의한 편광 분할 후에 제2 자기주입 잠금 레이저에 주입된다. 두 개의 자기주입 잠금 레이저의 출력광의 계속적인 상호 주입이 수행되어 업링크 무색 광원을 형성한다. 업링크 데이터는 레이저에 의해 생성된 무색 광 신호로 변조되고, OLT 송수신기 모듈 내의 거친 파장 분할 다중화기, ODN, 및 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기를 통해 OLT 서브시스템의 OLT 송수신기 모듈에 전송된다.

도 10에 도시된 WDM-PON 시스템에서, OLT 송수신 모듈(712) 및 ONU(73)의 ONU 송수신기 모듈의 자기주입 잠금 광원은 모두 무색 광원을 채택하지만, 각각 상이한 파동 대역에서 동작한다. 예를 들면, OLT 송수신기 모듈의 FP-LD1 및 FP-LD2는 C 대역(C-band)에서 동작할 수 있고, ONU 송수신기 모듈의 FP-LD1' 및 FP-LD2'은 L 대역(L-band)에서 동작할 수 있다. OLT 송수신기 모듈의 방출 파장(즉, ONU 송수신기 모듈의 수신 파장)과 수신 파장(즉, ONU 송수신기 모듈의 방출 파장) 모두가 AWG의 동일한 포트로부터 출력될 수 있도록, 주기성(periodicity feature)을 가진 AWG가 본 실시예에서 사용될 수 있다.

OLT 서브시스템(71) 및 ODN(72)은 모두 결합기/분할기(도면에 도시되지 않음)를 포함한다. 결합기/분할기는 3포트 디바이스일 수 있으며, 이것은 이하의 실실시예서도 마찬가지이다.

OLT 서브시스템(71)에서, 결합기/분할기의 일단(one end)은 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기(711)에 접속되어 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기(711)에 의한 필터링 후의 다운링크 출력광을 수신한다. 결합기/분할기의 제2 단(another end)은 편광 회전 기능을 가진 미러(713)에 접속되어 편광 회전 기능을 가진 미러(713)에 다운링크 출력광의 일부를 출력한다. 결합기/분할기의 제3 단(third end)은 ODN(72)에 접속되어 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기(711)의 처리 후의 다운링크 출력광을 ODN(72)을 통해 ONU(73)에 출력한다. ODN(72)에 있어, 결합기/분할기의 일단은 제2 파장 분할 다중화기/역다중화기(721)에 접속되어 제2 파장 분할 다중화기/역다중화기(721)의 필터링 후의 업링크 출력광을 수신한다. 결합기/분할기의 제2 단은 편광 회전 기능을 가진 미러(723)에 접속되어, 편광 회전 기능을 가진 미러(723)에 업링크 출력광의 일부를 출력한다. 결합기/분할기의 제3 단은 광섬유(720)를 통해 OLT 서브시스템(71)에 접속되어 제2 파장 분할 다중화기/역다중화기(721)의 처리 후의 업링크 출력광을 광섬유를 통해 OLT 서브시스템(71)에 출력한다.

도 10에 나타낸 시스템이 결합기/분할기를 포함할 때, 편광 회전 기능을 가진 미러는 FRM이고 파장 분할 다중화기/역다중화기는 AWG 또는 WGR이다.

또한, 다른 실시예에서는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 편광 회전 기능을 가진 미러는 인라인 FRM일 수 있고, 파장 분할 다중화기/역다중화기는 AWG 또는 WGR일 있다. 이때, 인라인 FRM은 또한 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기 또는 제2 파장 분할 다중화기/역다중화기에 의한 처리 후의 출력광을 출력하도록 구성될 수 있다. 이 실시예에서, WDM-PON 시스템은 전술한 결합기/분할기를 OLT 서브시스템 측 및 ODN에 설치할 필요는 없다.

또, 자기주입 잠금 광원의 자기주입 잠금 레이저는 다른 형태를 채택할 수도 있다. 예를 들면, 두 개의 레이저는 모두 FP-LD이거나 모두 RSOA이다. 다르게는, 하나의 레이저는 FP-LD이고 다른 하나의 레이저는 RSOA이다. 도 12 내지 도 14는 WDM-PON 시스템을 나타낸 도면이며, 이 경우에는 상이한 형태의 레이저가 각각 사용된다. 도면에서 검은 점은 결합기/분할기이다. 이 도면들에서, OLT 서브시스템은 중앙국에 위치하고 ONU는 사용자 측에 위치한다.

또, 본 발명의 실시예는 두 개의 광섬유(two-fiber) WDM-PON 시스템을 더 제공한다. 도 15에 나타낸 바와 같이, 이 시스템은 OLT 서브시스템(81), ODN(82), 및 하나 이상의 ONU(83)을 포함한다.

OLT 서브시스템(81)은 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기(811), 제2 파장 분할 다중화기/역다중화기(812), 편광 회전 기능을 가진 미러(814), 및 제1 거친 파장 분할 다중화기(815)를 포함한다. 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기(811)의 일단은 하나 이상의 OLT 방출 모듈(813)에 접속된다. 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기(811)의 타단은 편광 회전 기능을 가진 미러(814) 및 제1 거친 파장 분할 다중화기(815) 각각에 접속된다. 제2 파장 분할 다중화기/역다중화기(812)의 일단은 하나 이상의 OLT 수신 모듈(816)에 접속된다. 제2 파장 분할 다중화기/역다중화기(812)의 타단은 제1 거친 파장 분할 다중화기(815)에 접속된다. 제1 거친 파장 분할 다중화기(815)는 ODN(82)을 통해 ONU(83)에 접속된다. OLT 방출 모듈의 자기주입 잠금 광원은 제1 실시예에서 설명한 자기주입 잠금 광원을 채택한다.

ODN(82)은 광섬유(820), 제3 파장 분할 다중화기/역다중화기(821), 제4 파장 분할 다중화기/역다중화기(822), 편광 회전 기능을 가진 미러(824), 및 제2 거핀 파장 분할 다중화기(825)를 포함한다. 제3 파장 분할 다중화기/역다중화기(821)의 일단은 광섬유(820)를 통해 ONU(83)에 접속된다. 제3 파장 분할 다중화기/역다중화기(821)의 타단은 편광 회전 기능을 가진 미러(824) 및 제2 거친 파장 분할 다중화기(825)에 접속된다. 제4 파장 분할 다중화기/역다중화기(822)의 일단은 광섬유(820)를 통해 ONU(83)에 접속되고, 제4 파장 분할 다중화기/역다중화기(822)의 타단은 제2 거친 파장 분할 다중화기(825)에 접속된다. 제2 거친 파장 분할 다중화기(825)는 광섬유(820)를 통해 OLT 서브시스템(81)에 접속된다.

ONU(83)는 ONU 송수신기 모듈(833)을 포함한다. ONU 송수신기 모듈(833)의 자기주입 잠금 광원은 제1 실시예에서 설명한 자기주입 잠금 광원을 채택한다.

다운링크 방향의 OLT 서브시스템 측에서, 다운링크 데이터는 자기주입 잠금 광원에 의해 생성된 무색 광원 광 신호로 변조되고, ODN을 통해 ONU의 ONU 송수신기 모듈에 전송된다. 업링크 방향의 ONU 측에서, 업링크 데이터는 자기주입 잠금 레이저에 의해 생성된 무색 광원 광 신호로 변조되고, ODN을 통해 OLT 서브시스템의 OLT 수신 모듈에 전송된다.

또, 도 15에 나타낸 시스템에 기초하면, OLT 서브시스템 측에는 결합기/분할기(도면에 도시되지 않음)를 더 포함한다. 결합기/분할기의 일단은 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기(811)에 접속된다. 결합기/분할기의 제2 단은 제1 거친 파장 분할 다중화기(815)에 접속된다. 결합기/분할기의 제3 단은 편광 회전 기능을 가진 미러(814)에 접속된다. ODN은 결합기/분할기(도면에 도시되지 않음)를 더 포함한다. 이 결합기/분할기의 일단은 제3 파장 분할 다중화기/역다중화기(821)에 접속된다. 결합기/분할기의 제2 단은 제2 거친 파장 분할 다중화기(825)에 접속된다. 결합기/분할기의 제3 단은 편광 회전 기능을 가진 미러(824)에 접속된다.

구체적인 애플리케이션에서, 본 발명의 실시예에 따른 시스템은 도 16에 나타낸 시스템을 채택할 수 있다. 도 16에서 검은 점은 결합기/분할기를 나타낸다. 도면에서, OLT 서브시스템은 중앙국에 위치하고 ONU는 사용자 측에 위치한다.

또, 다른 실시예에서, 편광 기능을 가진 미러도 인라인 FRM일 수 있다. 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기 및 제3 파장 분할 다중화기/역다중화기는 AWG 또는 WGR이다. 인라인 FRM은 또한 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기 또는 제3 파장 분할 다중화기/역다중화기에 의한 처리 후의 출력광을 출력하도록 구성된다. 결합기/분할기가 포함될 때, 편광 회전 기능을 가진 미러는 RFM이다. 제1, 제2, 제3, 제4 파장 분할 다중화기/역다중화기는 AWG 또는 WGR이다. 또, 두 개의 광섬유 시스템이 사용되기 때문에, AWG 또는 WGR는 공통의 AWG 또는 WGR를 채택할 수 있다.

또, 본 발명의 실시예는 두 개의 광섬유 WDM-PON 시스템을 더 포함한다. 도 17에 나타낸 바와 같이, 이 시스템은 OLT 서브시스템(91), ODN(92), 및 하나 이상의 ONU(93)를 포함한다.

OLT 서브시스템(91)은 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기(911), 제2 파장 분할 다중화기/역다중화기(912), 및 편광 회전 기능을 가진 미러(914)를 포함한다. 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기(911)의 일단은 하나 이상의 OLT 방출 모듈(913)에 접속된다. 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기(911)의 타단은 편광 회전 기능을 가진 미러(914)에 접속되고 또한 ODN(92)를 통해 ONU(93)에 접속된다. 제2 파장 분할 다중화기/역다중화기(912)의 일단은 하나 이상의 OLT 수신 모듈(916)에 접속된다. 제2 파장 분할 다중화기/역다중화기(912)의 타단은 ODN(92)을 통해 ONU(93)에 접속된다. OLT 방출 모듈(913)의 자기주입 잠금 광원은 제1 실시예에서 설명한 자기주입 잠금 광원을 채택한다.

ODN(92)는 광섬유(920), 제3 파장 분할 다중화기/역다중화기(921), 제4 파장 분할 다중화기/역다중화기(922), 및 편광 회전 기능을 가진 미러(924)를 포함한다. 제3 파장 분할 다중화기/역다중화기(921)의 일단은 광섬유(920)를 통해 ONU(93)에 접속된다. 제3 파장 분할 다중화기/역다중화기(921)의 타단은 광섬유(920)를 통해 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기(911)에 접속된다. 제4 파장 분할 다중화기/역다중화기(922)의 일단은 광섬유(920)를 통해 ONU(93)에 접속된다. 제4 파장 분할 다중화기/역다중화기(922)의 타단은 편광 회전 기능을 가진 미러(924)에 접속되고 또한 광섬유(920)를 통해 제2 파장 분할 다중화기/역다중화기(922)에 접속된다.

ONU(93)는 ONU 송수신기 모듈(933)을 포함한다. ONU 송수신기 모듈(933)의 자기주입 잠금 광원은 제1 실시예에서 설명한 자기주입 잠금 광원을 채택한다.

다운링크 방향의 OLT 서브시스템에서, 다운링크 데이터는 자기주입 잠금 광원에 의해 생성된 무색 광원 광 신호로 변조되고, 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기를 통과한 후 ODN에 의해 ONU의 ONU 송수신기 모듈에 전송된다. 업링크 방향의 ONU에서, 업링크 데이터는 자기주입 잠금 광원에 의해 생성된 무색 광원 광 신호로 변조되고, 제4 파장 분할 다중화기/역다중화기를 통과한 후 ODN에 의해 OLT 수신 모듈에 전송된다.

또, 도 17에 나타낸 시스템에 기초하면, OLT 서브시스템 측은 결합기/분할기(도면에 도시되지 않음)를 더 포함한다. 이 결합기/분할기의 일단은 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기(911)에 접속된다. 결합기/분할기의 제2 단은 편광 회전 기능을 가진 미러(914)에 접속된다. 결합기/분할기의 제3 단은 광섬유(920)를 통해 제3 파장 분할 다중화기/역다중화기(921)에 접속된다. ODN은 결합기/분할기(도면에 도시되지 않음)를 더 포함한다. 이 결합기/분할기의 일단은 제4 파장 분할 다중화기/역다중화기(922)에 접속된다. 결합기/분할기의 제2 단은 편광 회전 기능을 가진 미러(924)에 접속된다. 결합기/분할기의 제3 단은 광섬유(920)를 통해 제2 파장 분할 다중화기/역다중화기(912)에 접속된다.

도 18은 구체적인 애플리케이션 중의 본 실시예의 개략도이며, 도면에서의 검은 점은 결합기/분할기를 나타낸다. 이 도면에서, OLT 서브시스템은 중앙국에 위치하고 ONU는 사용자 측에 위치한다.

또한, 또 다른 실시예에서, 편광 회전 기능을 가진 미러도 인라인 FRM일 수 있다. 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기 및 제3 파장 분할 다중화기/역다중화기는 AWG 또는 WGR이다. 인라인 FRM은 또한 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기 또는 제3 파장 분할 다중화기/역다중화기에 의한 처리 후의 출력광을 출력하도록 구성된다. 시스템이 결합기/분할기를 포함할 때, 편광 회전 기능을 가진 미러는 RFM이다. 제1, 제2, 제3, 제4 파장 분할 다중화기/역다중화기는 AWG 또는 WGR이다. 또, 두 개의 광섬유 시스템이 사용되기 때문에, AWG 또는 WGR는 공통의 AWG 또는 WGR를 채택할 수 있다.

이상의 설명으로부터, 이상의 실시예에 따른 시스템에서, 자기주입 잠금 광원, 파장 분할 다중화기/역다중화기 및 편광 회전 기능을 가진 미러에 의해 무색 광원이 생성되고, 이 무색 광원은 편광에 무관하고 저비용임을 알 수 있다. 그러므로, 시스템의 구현이 편리하고 시스템의 개발이 간단하다. 또, 도 15 내지 도 18에 나타낸 시스템에서, AWG는 공통의 AWG이기 때문에, 이 시스템에서는 도 10 내지 도 14에 나타낸 시스템에 비해 비용이 줄어든다.

해당 기술분야의 당업자라면, 본 발명의 실시예에 따른 방법의 단계의 전부 또는 일부는 관련 하드웨어에 지시를 하는 프로그램으로 구현할 수 있다는 것을 알아야 한다. 이 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에 저장될 수 있다. 이 프로그램이 실행될 때, 본 발명의 실시예에 따른 방법의 단계들이 수행된다. 저장 매체는 자기 디스크, 광 디스크, 판독 전용 메모리(ROM), 또는 임의 접근 메모리(RAM)일 수 있다.

이상의 설명은 단지 본 발명의 예시적인 실시예에 관한 것이고, 본 발명의 범위는 이상의 설명으로 한정되는 것은 아니다. 해당 기술분야의 당업자가 본 발명의 개시된 기술적 범위를 벗어나지 않고서 행한 모든 변경, 등가물의 치환 또는 개선은 본 발명의 보호 범위에 속한다. 그러므로, 본 발명의 보호 범위는 청구항의 보호범위에 의해 정해진다.

Claims (16)

1. 편광 분할기, 및 상기 편광 분할기에 연결된 제1 자기주입 잠금 레이저 및 제2 자기주입 잠금 레이저를 포함하는 자기주입 잠금 광원으로서,
   상기 편광 분할기는, 상기 제1 자기주입 잠금 레이저에 의해 제공된 제1 편광 및 상기 제2 자기주입 잠금 레이저에 의해 제공된 제2 편광에 대해 편광 결합을 수행하여 편광 결합광(polarization coupled light)을 형성하여 편광 결합후의 상기 편광 결합광 출력하고, 수신된 상기 편광 결합광의 반사광에 대해 편광 분할을 수행하여 상기 제1 편광에 대응하는 제1 반사광과 상기 제2 편광에 대응하는 제2 반사광으로 분리하고, 상기 제1 반사광과 상기 제2 반사광을 상기 제2 자기주입 잠금 레이저와 상기 제1 자기주입 잠금 레이저에 각각 제공하도록 구성되며;
   상기 제1 자기주입 잠금 레이저와 상기 제2 자기주입 잠금 레이저의 편광 방향은 상기 편광 분할기의 두 개의 편광 방향과 각각 일치하고,
   상기 제1 자기주입 잠금 레이저는 제1 편광 방향을 가지는 상기 제1 편광을 생성하도록 구성되고, 상기 제2 자기주입 잠금 레이저는 제2 편광 방향을 가지는 상기 제2 편광을 생성하도록 구성되며,
   상기 제1 반사광 및 상기 제2 반사광은 각각 편광 회전 및 반사 후의 상기 제1 편광 및 상기 제2 편광의 반사광이고,
   상기 편광 분할기는 상기 제1 편광 방향과 상기 제2 편광 방향에 각각 일치하는 두 개의 미리 설정된 편광 방향을 가지고, 상기 두 개의 미리 설정된 편광 방향은 서로 수직이며,
   상기 제1 반사광과 상기 제1 편광의 편광 방향은 서로 수직이고, 상기 제2 반사광과 상기 제2 편광의 편광 방향도 서로 수직인,
   자기주입 잠금 광원.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 자기주입 잠금 레이저 및 상기 제2 자기주입 잠금 레이저는 모두 파브리 페로 레이저 다이오드(Fabry Perot-Laser Diode, FP-LD)이거나; 또는
   상기 제1 자기주입 잠금 레이저와 상기 제2 자기주입 잠금 레이저 중 하나는 FP-LD이고, 다른 하나는 반사형 반도체 광 증폭기(Reflective Semiconductor Optical Amplifier, RSOA)이거나; 또는
   상기 제1 자기주입 잠금 레이저 및 상기 제2 자기주입 잠금 레이저는 모두 RSOA인, 자기주입 잠금 광원.
3. 제1 편광 방향을 가지는 제1 편광 및 제2 편광 방향을 가지는 제2 편광에 대해 편광 결합을 수행하여 편광 결합광을 형성하고, 편광 결합 후의 상기 편광 결합광을 출력하는 단계;
   상기 편광 결합광의 반사광을 수신하는 단계 - 상기 수신한 반사광은 상기 제1 편광이 편광 회전 및 반사된 후의 상기 제1 편광의 제1 반사광과, 상기 제2 편광이 편광 회전 및 반사된 후의 상기 제2 편광의 제2 반사광을 포함함 -; 및
   상기 수신한 상기 편광 결합광의 반사광에 대해 편광 분할을 수행하여 상기 제1 반사광과 상기 제2 반사광을 분리하고, 상기 제1 반사광과 상기 제2 반사광을 상기 제2 편광과 상기 제1 편광을 방출하는 데 사용된 모듈들에 각각 주입하는 단계
   를 포함하고,
   상기 제1 편광과 상기 제2 편광의 편광 방향은 서로 수직이고, 상기 제1 반사광과 상기 제2 반사광의 편광 방향도 서로 수직이며,
   편광 회전 및 반사 후의 상기 제1 반사광과 상기 제1 편광의 편광 방향은 서로 수직이고, 편광 회전 및 반사 후의 상기 제2 반사광과 상기 제2 편광의 편광 방향도 서로 수직인,
   광원 자기주입 잠금을 위한 방법.
4. 자기주입 잠금 광원과, 편광 회전 및 반사 유닛을 포함하는 광원 자기주입 잠금을 위한 시스템으로서,
   상기 자기주입 잠금 광원은, 제1 편광 방향을 가지는 제1 편광과 제2 편광 방향을 가지는 제2 편광을 생성하고, 상기 제1 편광 및 상기 제2 편광에 대해 편광 결합을 수행하여 편광 결합 후의 상기 제1 편광 및 상기 제2 편광을 상기 편광 회전 및 반사 유닛에 출력하고, 상기 편광 회전 및 반사 유닛으로부터 상기 제1 반사광 및 상기 제2 반사광을 수신하고, 상기 제1 반사광과 상기 제2 반사광을 상기 제2 편광과 상기 제1 편광을 생성하는 데 사용된 모듈들에 각각 주입하도록, 구성되며;
   상기 편광 회전 및 반사 유닛은, 상기 제1 편광 및 상기 제2 편광 각각에 대해 편광 회전 처리를 수행하고, 편광 회전 처리 후의 상기 제1 편광 및 상기 제2 편광을 반사시켜 대응하는 제1 반사광 및 제2 반사광을 생성하도록 구성되고,
   상기 제1 반사광 및 상기 제2 반사광은 각각 편광 회전 및 반사 후의 상기 제1 편광 및 상기 제2 편광의 반사광이고,
   상기 편광 분할기는 상기 제1 편광 방향과 상기 제2 편광 방향에 각각 일치하는 두 개의 미리 설정된 편광 방향을 가지고, 상기 두 개의 미리 설정된 편광 방향은 서로 수직이며,
   상기 제1 반사광과 상기 제1 편광의 편광 방향은 서로 수직이고, 상기 제2 반사광과 상기 제2 편광의 편광 방향도 서로 수직인,
   광원 자기주입 잠금을 위한 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   편광 회전 처리 이전에 상기 제1 편광 및 상기 제2 편광에 대해 필터링 처리를 수행하도록 구성된 필터링 유닛를 더 포함하고, 필터링 후의 상기 제1 편광과 상기 제2 편광의 파장은 동일한, 광원 자기주입 잠금을 위한 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   필터링 후의 상기 제1 편광에 대해 광 분할 처리를 수행하고, 광 분할 처리 후의 광의 일부를 상기 편광 회전 및 반사 유닛에 제공하고, 상기 광의 다른 부분을 수신 디바이스에 제공하도록 구성된, 광 분할 유닛을 더 포함하는 광원 자기주입 잠금을 위한 시스템.
7. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 편광 회전 및 반사 유닛은 패러데이 회전자 미러(Faraday Rotator Mirror, FRM) 또는 인라인(in-line) FRM인, 광원 자기주입 잠금을 위한 시스템.
8. 광 회선 단말기(Optical Line Terminal, OLT) 서브시스템, 광 분배 네트워크(Optical Distribution Network, ODN), 및 하나 이상의 광 네트워크 유닛(Optical Network Unit, ONU)을 포함하는 파장 분할 다중화 수동형 광 네트워크(Wave Division Multiplexing Passive Optical Network, WDM-PON) 시스템으로서,
   상기 OLT 서브시스템은, 제1 자기주입 잠금 광원, 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기, 및 제1 회전자 미러를 포함하고;
   상기 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기의 일단은 상기 제1 자기주입 잠금 광원에 접속되고, 상기 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기의 타단은 상기 제1 회전자 미러에 접속되고 또한 상기 ODN을 통해 상기 ONU에도 접속되며;
   상기 제1 자기주입 잠금 광원은 제1항에 따른 자기주입 잠금 광원이고;
   상기 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기는 상기 자기주입 잠금 광원에 의해 출력된 편광 결합광에 대해 필터링 처리를 수행하도록 구성되고;
   상기 제1 회전자 미러는, 필터링 처리 후의 상기 편광 결합광에 대해 편광 회전을 수행하고, 편광 회전 후의 상기 편광 결합광을 상기 제1 자기주입 잠금 광원에 다시 반사시키도록 구성되는,
   WDM-PON 시스템.
9. 제8항에 있어서,
   상기 ODN은 광섬유, 제2 회전자 미러, 및 제2 파장 분할 다중화기/역다중화기를 포함하고;
   상기 제2 파장 분할 다중화기/역다중화기의 일단은 상기 ONU에 접속되고, 상기 제2 파장 분할 다중화기/역다중화기의 타단은 상기 제2 회전자 미러에 접속되고 또한 상기 광섬유를 통해 상기 OLT 서브시스템에 접속되고;
   상기 ONU는 제2 자기주입 잠금 광원을 포함하고;
   상기 제2 자기주입 잠금 광원은 제1항 또는 제2항에 따른 자기주입 잠금 광원이고;
   상기 제2 파장 분할 다중화기/역다중화기는 제2 송수신기 모듈의 자기주입 잠금 광원에 의해 출력된 편광 결합광에 대해 필터링 처리를 수행하도록 구성되고;
   상기 제2 회전자 미러는, 상기 제2 파장 분할 다중화기/역다중화기에 의한 필터링 처리 후의 상기 편광 결합광에 대해 편광 회전을 수행하고, 편광 회전 후의 상기 편광 결합광을 상기 제2 자기주입 잠금 광원에 다시 반사시키도록 구성되는,
   WDM-PON 시스템.
10. 제8항에 있어서,
    상기 OLT 서브 시스템은 제1 결합기/분할기를 더 포함하고;
    상기 제1 결합기/분할기의 일단은 상기 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기에 접속되어 상기 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기에 의한 필터링 처리 후의 상기 편광 결합광을 수신하고;
    상기 제1 결합기/분할기의 제2 단은 상기 제1 회전자 미러에 접속되어 필터링 후의 상기 편광 결합광의 일부를 상기 제1 회전자에 제공하고;
    상기 제1 결합기/분할기의 제3 단은 상기 ODN에 접속되어 필터링 후의 상기 편광 결합광의 다른 부분을 상기 ODN을 통해 상기 ONU에 출력하는,
    WDM-PON 시스템.
11. 제8항에 있어서,
    상기 제1 회전자 미러는 인라인 FRM이고, 상기 제1 파장 분할 다중화기/역다중화기와 상기 ODN 사이에 접속되는, WDM-PON 시스템.
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