KR101337560B1 - 원격 광 증폭된 수동형 광 네트워크 시스템, 광회선단말, 원격노드 및 이를 이용한 광 증폭 방법 및 이득 고정방법 - Google Patents

원격 광 증폭된 수동형 광 네트워크 시스템, 광회선단말, 원격노드 및 이를 이용한 광 증폭 방법 및 이득 고정방법 Download PDF

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Abstract

원격 광 증폭된 수동형 광 네트워크 시스템, 광회선단말, 원격노드 및 이를 이용한 광 증폭 방법 및 이득 고정방법이 개시된다. 본 발명의 수동형 광 네트워크 시스템은 펌프 광을 생성하여 광 전송로 상으로 전송하고 펌프광이 광 전송로를 펌핑함에 따라 광신호를 1차 증폭하며, 전송된 펌프 광에 의해 원격노드에 포함된 이득 매질이 펌핑되어 광신호를 2차 증폭하되 원격노드에 이득고정 방법을 적용하여 광신호의 이득을 일정하게 유지한다.
PON, 광증폭, 이득고정

Description

원격 광 증폭된 수동형 광 네트워크 시스템, 광회선단말, 원격노드 및 이를 이용한 광 증폭 방법 및 이득 고정방법 {Remotely amplified passive optical network system, OLT, RN, optical amplifying method and gain clamping method thereof}
본 발명의 일 양상은 수동형 광 네트워크 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원격으로 광 증폭되는 수동형 광 네트워크 시스템의 광증폭 및 신호이득 고정에 관한 것이다.
본 연구는 지식경제부의 IT성장동력기술개발 사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다. [과제관리번호: 2007-S-014-03, 과제명: 메트로-액세스 전광 통합망 기술개발]
수동형 광 네트워크(Passive Optical Network:이하 PON)는 광회선단말(Optical Line Terminal:이하 OLT), 원격노드(Remote Node:이하 RN) 및 적어도 하나의 광가입자장치(Optical Network Unit:이하 ONU)로 구성된다. 이때 PON은 주로 시내 구간에 국사와 가입자 간을 연결한다. 그런데, 시외나 도서지방과 같이 전화국과 가입자 사이의 거리가 먼 경우에는 전송거리가 증가하게 된다. 또한, 채 널 수를 증가시키는 경우에 국사로부터 가입자까지 광 경로 손실이 증가하게 된다.
이 경우 광 송수신기의 성능제약으로 신호전송이 불가능할 수 있으므로 광신호의 전송손실을 보상해주는 광증폭기를 사용할 수 있다. 그러나, PON에 있어서 RN에서는 전력을 사용하지 않는 구조를 취하고 있으므로 동작 전원이 필요한 능동형 광소자를 사용하는 독립형 광증폭기를 RN에서 운용하기는 쉽지 않다.
만일 독립형 광증폭기를 운용한다면, RN에서 전력을 직접 사용해야 하므로 이를 위한 전력 설비를 추가해야 하고, 광증폭기를 안정적으로 유지하고 관리하기 위한 추가 비용이 발생할 수 있다. 따라서 RN에서 전력을 필요로 하지 않으면서도 광신호를 증폭하여 전송거리를 효과적으로 증가시킬 수 있는 PON 기술이 필요하다.
한편, 광 경로 손실을 보상하기 위해 OLT에서 전송되는 광신호의 세기를 증가시킬 수 있다. 그러나 이 경우에 광전송을 위한 OLT의 사양이 높아져 가격이 상승하고, 광 전송로 내에서 발생하는 반사에 의해 입사된 광신호의 일부분이 진행 방향의 반대방향으로 되돌아와 OLT의 광 수신기로 입력되게 되어 신호의 전송품질이 악화 될 수 있다. 따라서 광신호의 세기를 증가시키기가 쉽지 않다.
일 양상에 따라, 원격노드 단에 전력을 필요로 하지 않으면서도 OLT단에 전송된 광신호를 증폭하여 광신호의 전송거리를 증가시키거나 분기 수를 확장할 수 있는 PON 시스템 및 이를 위한 광 증폭 방법을 제안한다.
나아가, 광신호 증폭시에 광신호의 세기 변화나 운용 채널 수가 가변되더라도 이와 상관없이 신호 파장 별로 일정하며 평탄한 신호 이득을 제공하는 원격 광 증폭된 PON 시스템 및 이를 위한 이득 고정방법을 제안한다.
일 양상에 따른 수동형 광 네트워크 시스템은, 광 전송로를 펌핑하여 라만 광 증폭 현상을 일으켜 광신호를 1차 증폭시키고 또한 원격노드의 이득 매질을 원격 펌핑함으로써 광신호를 2차 증폭하도록 펌프 광을 광 전송로 상으로 전송하는 펌프 광원 전송부를 포함하는 광회선단말과, 광 전송로를 통해 수신된 펌프 광에 의해 펌핑되어 광신호를 증폭하는 이득 매질 및 광신호 증폭시에 이득 매질의 밀도반전 상태를 일정하게 유지시켜 신호 이득을 고정하는 이득 고정부를 포함하는 원격 노드를 포함한다.
다른 양상에 따른 광회선단말은, 원격노드의 이득 매질을 원격펌핑함으로써 광 전송로 상에서 1차 증폭된 광신호를 2차 증폭하도록 펌프 광을 광 전송로 상으로 전송하는 펌프 광원 전송부를 포함한다.
또 다른 양상에 따른 원격노드는, 광 전송로를 통해 수신된 펌프 광을 이용 해 이득 매질을 펌핑하여 광신호를 증폭하는 광 증폭부, 광신호 증폭시에 이득 매질의 밀도반전 상태를 일정하게 유지시켜 신호 이득을 고정하는 이득 고정부 및 광신호를 분배 또는 결합하는 분배결합부를 포함한다.
또 다른 양상에 따른 광회선단말의 광 증폭 방법은, 펌프 광을 생성하는 단계, 펌프 광을 통해 광 전송로를 펌핑하여 광신호를 1차 증폭하는 단계, 펌프 광을 광 전송로 상으로 전송하는 단계 및 전송되는 펌프 광이 원격노드의 이득 매질을 원격펌핑하게 하여 광신호를 2차 증폭하는 단계를 포함한다.
또 다른 양상에 따른 원격노드의 이득 고정방법은, 광 전송로를 통해 수신된 펌프 광에 의해 이득 매질이 펌핑되는 단계, 펌핑시 이득 매질의 밀도반전을 통해 광신호를 증폭하는 단계 및 밀도반전 상태를 일정하게 유지하여 이득 매질의 신호 이득을 고정하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 원격노드 단에 전력을 필요로 하지 않으면서도 광신호를 증폭할 수 있으므로 PON 시스템의 광신호 전송거리를 효과적으로 증가시킬 수 있다.
나아가, 광신호가 1차 증폭 및 2차 증폭이 이루어지게 되어, 광 전송로 및 RN 상에서의 펌프 광의 사용효율을 극대화할 수 있다. 나아가, 신호 이득을 일정 수준 이상으로 증가시킬 수 있다.
더 나아가, 광신호 증폭 시에 광 전송로 상에서 전송되는 광신호의 세기 변화나 운용 채널 수가 변화하더라도 신호 이득 고정 및 평탄화를 통해 신호 파장 별 로 일정하며 평탄한 신호 이득을 제공할 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수동형 광 네트워크(Passive Optical Network:이하 PON) 시스템을 도시한 구성도이다. 도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 PON 시스템은 광회선단말(Optical Line Terminal:이하 OLT)(10), 원격노드(Remote Node:이하 RN)(20), 적어도 하나의 광가입자장치(Optical Network Unit:이하 ONU)(30) 및 광 전송로(40)를 포함한다.
도 1을 참조하면, PON 시스템(1)에 있어서 OLT(10)에서는 하향 광신호를 RN(20)으로 전송하고 RN(20)에서는 OLT(10)로부터 전송된 하향 광신호를 각 ONU(30)으로 전송한다. 마찬가지로 각 ONU(30) 단에서 발생한 상향 광신호들은 RN(20)에서 다중화된 후 OLT(10)로 전송된다.
일 실시예에 따르면, OLT(10)는 펌프 광을 생성하여 펌프 광을 광 전송로(40) 상으로 전송한다. 그리고, 생성된 펌프 광을 통해 이득 매질인 광 전송 로(40)를 펌핑함에 따라 라만 증폭 현상이 발생하고 이에 따라 광신호가 1차 증폭된다. 이때, 광 전송로(40) 상으로 전송되는 펌프 광은 RN(20)에 위치한 이득 매질을 펌핑하여 1차 증폭된 광신호를 2차 증폭한다.
이에 따라, RN(20) 단에 전력을 필요로 하지 않으면서도 광신호를 증폭할 수 있으므로 PON 시스템의 광신호 전송거리를 효과적으로 증가시킬 수 있다. 나아가, 광신호가 1차 증폭 및 2차 증폭이 이루어지게 되어, 광 전송로(40) 및 RN(20)상에서의 펌프 광의 사용효율을 극대화할 수 있다.
한편, RN(20)은 전술한 2차 증폭시에 이득 매질의 밀도반전 상태를 일정하게 유지시켜 신호 이득을 고정한다. 이득 매질은 에르븀 첨가 광섬유(Erbium-doped fiber:이하 EDF)일 수 있다. RN(20)은 신호 이득을 고정하기 위해 환형 레이저 공진기 또는 선형 레이저 공진기를 이용할 수 있다. 전술한 RN(20)의 이득 고정에 대한 상세한 설명은 도 3 내지 도 5에서 후술한다.
나아가, RN(20)은 광의 파장에 따라 상이하게 발생하는 신호 이득을 평탄하게 제어할 수 있다. 이 경우, RN(20)은 광신호 증폭 시에 광 전송로 상에서 전송되는 광신호의 세기 변화나 운용 채널 수가 변화하더라도 변화와 상관없이 신호 이득 고정 및 평탄화를 통해 신호 파장 별로 일정하며 평탄한 신호이득을 제공할 수 있다. 전술한 RN(20)의 이득 평탄에 대한 상세한 설명은 도 6에서 후술한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 OLT(10)를 도시한 구성도이다. 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 OLT(10)는 펌프 광원 전송부(110)를 포함하며, 펌프 광원 전송부(110)는 펌프광원(112) 및 광 커플러(114)를 포함한다.
펌프광원(112)은 펌프 광을 생성한다. 펌프광원(112)으로는 반도체 레이저 다이오드 또는 광섬유 레이저를 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 펌프 광이 생성된 후, 펌프 광을 통해 광 전송로(40)가 펌핑되어 광신호가 1차 증폭된다. 전술한 증폭 방식은 펌프 광을 이용하여 광 전송로(40)가 직접 광학적으로 펌핑됨에 따라 라만 이득을 얻는 방식인 분포형 증폭(Distributed Amplification) 방식이다. 라만 이득은 펌프 광에 의해 광 전송로(40) 상에서 발생하는 라만 산란(Raman scatter) 현상에 따라 얻어진다. 라만 산란은 펌프 광이 이득 매질인 광 전송로(40) 상에 전송될 때 산란되는 현상으로, 원래의 에너지보다 더 적은 에너지를 얻으면서 산란된다. 즉, 펌프광의 파장보다 장파장대역에서 산란광이 발생하며 이 산란된 광과 파장이 동일한 광신호가 전송되면서 에너지가 광신호로 전달되어 광증폭이 되는 방식이다. 이때 이득 매질로 광 전송로(40)를 사용하므로 추가적인 이득 매질이 필요하지 않게 된다.
한편, 광 커플러(114)는 펌프광원(112)에서 생성된 펌프 광을 광 전송로(40) 상에 다중화한다. 광 전송로(40) 상으로 전송된 펌프 광은 광섬유의 광손실값에 비례하여 그 세기가 감소한 후 이후의 펌프광은 RN단으로 전송되어 RN의 이득 매질을 펌핑함으로써 1차 라만 증폭된 광신호를 2차 증폭할 수 있다. RN(20)의 이득 매질은 에르븀 첨가 광섬유(EDF)일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 펌프 광원 전송부(110)는 광 전송로 상으로 펌프 광을 하향 전송하고, 펌프 광에 의해 광 전송로(40) 상에서 발생하는 라만 산란현상을 이용하여 RN(20)으로 하향 전송되는 광신호에 라만 이득을 부여한다. 그리고, 이 때 하향 전송되는 펌프 광을 통해 RN(20)의 이득 매질이 펌핑되면, 라만 이득이 부여된 광신호에 추가이득을 부여된다. 한편, 펌프 광의 파장은 신호의 라만 이득 대역을 반영하여 결정될 수 있다. 예를 들면, 1550nm 대역에서 라만 이득을 얻기 위해서는 1450nm 파장 대역의 펌프 광을 생성하는 펌프광원(112)을 사용할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 RN(20)을 도시한 구성도이다. 도 3을 참조하면, RN(20)은 광 증폭부(230), 분배결합부(240) 및 이득 고정부(210)를 포함한다.
광 증폭부(230)는 광 전송로(40)를 통해 수신된 펌프 광을 이용해 이득 매질을 펌핑하여 광신호를 증폭한다. 이때 펌프광에 의해 이득 매질의 밀도반전이 이루어져 광신호가 증폭된다. 전술한 펌프 광은 OLT에서의 이득 매질인 광 전송로(40)를 펌핑하여 광신호를 1차 증폭함과 동시에 광 전송로(40) 상으로 전송되어 RN의 이득 매질을 펌핑하여 광신호를 2차 증폭한다. RN(20)의 이득 매질은 에르븀 첨가 광섬유(EDF)일 수 있다.
이득 고정부(210)는 이득 매질의 밀도반전 상태를 일정하게 유지시켜 신호 이득을 고정한다. 이득 고정부(210)는 신호 이득을 고정하기 위해 환형 레이저 공진기(도 4에 후술) 또는 선형 레이저 공진기(도 5에 후술) 형태일 수 있다. 이득 고정부(210)가 신호 이득을 고정하면 광 전송로 상에서 전송되는 광신호의 세기 변화나 운용 채널 수가 변화하더라도 이와 상관없이 광신호 증폭 시에 일정한 신호이득을 제공할 수 있다.
한편, 분배결합부(240)는 상하향 광신호를 분배하거나 결합한다. 즉 분배결합부(240)는 한 곳에서 오는 광신호를 여러 곳으로 분배하거나 반대로 여러 곳에서 오는 광신호를 한 곳으로 결합한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 RN(20)의 이득 고정부(210a)를 도시한 구성도이다. 도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 이득 고정부(210a)는 제1 광 커플러(211), 파장선택 필터(213) 및 제2 광 커플러(212)를 포함한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 파장선택 필터(213)의 일단에 연결된 제1 광 커플러(211)는 이득 매질(200)에서 생성된 자발 방출광을 파장선택 필터(213)로 전송한다. 그러면, 파장선택 필터(213)는 자발 방출광 중에 특정 파장을 갖는 광을 선택한다. 이어서, 파장선택 필터(213)의 타단에 연결된 제2 광 커플러(212)는 파장선택 필터(213)에서 선택된 파장을 갖는 광을 다시 이득 매질(200)로 전송한다.
전술한 제1 광 커플러(211), 파장선택 필터(213) 및 제2 광 커플러(212)는 환형의 형태로 배열되어 파장선택 필터(213)에서 최종적으로 선택된 파장의 광을 레이저광으로 발진시키는 환형 레이저 공진기 형태이다. 이때 레이저광은 이득 매질(200)의 밀도반전 상태를 일정하게 유지시키는 이득고정 신호이다. 즉, 최종적으로 선택된 파장의 빛은 레이저광으로 발진하게 되며, 레이저가 발진되면 공진기의 밀도반전 상태는 일정하게 유지되므로 신호이득 또한 일정하게 유지되어 레이저광이 이득고정 신호 역할을 하게 되는 것이다.
나아가, 일 실시예에 따르면 이득 고정부(210a)는 광 감쇄기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 전술한 이득 고정용 레이저광은 공진기의 손실과 이득이 동일할 때 발진하게 되므로 공진기 내부에 구비된 광 감쇄기(미도시)가 공진기의 손실을 조절함으로써 원하는 이득이 유지되도록 제어할 수 있다.
나아가, 이득 고정부(210a)는 펌프 광 커플러(미도시)를 더 포함할 수 있다. 펌프 광 커플러(미도시)는 제1 광 커플러(211) 양단에 위치할 수 있는데, 전송되는 펌프 광을 바이패스(bypass)함에 따라 펌프 광의 손실 발생을 차단한다. 이는 OLT 단에서 전송된 펌프 광의 손실이 제1 광 커플러(211)에서 발생할 수 있으므로 펌프 광 커플러(미도시)가 제1 광 커플러(211) 양단에서 펌프 광을 바이패스시키기 위함이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 RN(20)의 이득 고정부(210b)를 도시한 구성도이다. 도 5를 참조하면, 다른 실시예에 따른 이득 고정부(210b)는 이득 매질(200)의 양단에 반사형 파장선택 필터(214)를 포함한다.
반사형 파장선택 필터(214)는 이득 매질(200)에서 생성된 자발 방출광을 수신하면 이를 다시 이득 매질(200)로 전송하여 자발 방출광 중에 특정 파장을 갖는 광을 선택한다. 이때 이득 매질(200) 및 반사형 파장선택 필터(214)는 반사형 파장선택 필터(214)에서 최종적으로 선택된 파장의 광을 레이저광으로 발진시키는 선형 레이저 공진기 형태이다. 레이저광은 밀도반전 상태를 일정하게 유지시키는 이득고정 신호이다. 이 경우 반사형 파장선택 필터(214)의 광 반사 비율을 조절하여 증폭 시에 신호 이득을 조절할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 RN(20)의 이득 평탄부(220)를 설명하기 위한 구성도이다.
일반적으로 광 증폭시에 파장 별로 이득차이가 발생하므로, 운용하는 광증폭기로 입력되는 채널들의 파장 및 세기에 따라 각 채널들의 출력 세기가 일정하지 않을 수 있다. 일 실시예에 따르면, RN(20)은 전술한 문제를 해결하기 위하여 이득 평탄부(220)를 이득 매질(200)의 일단에 구비하여 신호 이득을 평탄하게 제어할 수 있다. 여기서, 이득 평탄부(220)는 파장에 따라 다른 손실 값을 가지는 박막 필터나 광섬유 브라그 격자로 구성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 증폭을 통한 전송거리별 하향 광신호의 세기 변화를 도시한 그래프이다.
도 7을 참조하여 일반적인 PON 시스템 및 본 발명의 일 실시예에 따라 라만이득을 통한 증폭 및 원격증폭이 있는 PON 시스템에 있어서의 전송거리에 따른 하향 광신호의 세기 변화와 가입자가 위치할 수 있는 거리를 비교한다. 이때 일반적인 PON 시스템에서의 신호 세기는 실선으로 표시하였으며 라만 이득 및 원격증폭이 있는 PON 시스템에서의 신호 세기는 점선으로 표시한다.
일반적인 PON 시스템에서의 하향 광신호는 전송 광섬유의 손실로 그 세기가 작아지며, RN에서는 신호분배손실을 통해 신호의 세기가 작아진다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 라만 이득 및 원격증폭이 있는 PON 시스템에서는 하향 광신호가 광 전송로에서는 라만 이득을 얻고 RN 단에서는 추가이득을 얻어 결과적으로 보다 장거리까지 신호를 전송할 수 있다. 이에 따라 RN 단에 전력을 필요로 하지 않으면서도 PON 시스템의 전송거리를 효과적으로 증가시킬 수 있으므로 일 실시예에 따른 PON 시스템은 장거리용에 매우 적합하다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이득 고정부(210)가 있는 경우의 입력 세기별 신호이득을 도시한 그래프이다.
도 8을 참조하면, 이득 고정부(210)가 없는 광증폭기의 경우 입력신호의 세기가 증가하면 이득이 감소하고 입력신호의 세기가 감소하면 이득이 증가하는 특징을 가지고 있다. 이에 따라 PON 시스템에서 운용하는 신호 채널 수가 변하면(즉, 광증폭기로 입력되는 전체 신호의 세기가 변하면) 신호이득이 변화하게 된다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따라 이득 고정부(210)가 있는 증폭기의 경우 입력 세기에 따라 일정한 이득을 제공할 수 있어 신호 채널 수가 변화하더라도 신호이득이 고정된다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 증폭 방법을 도시한 흐름도이다.
도 9를 참조하면, OLT는 우선 펌프광원을 통해 펌프 광을 생성한다(900). 이어서, OLT는 생성된 펌프 광을 통해 이득 매질인 광 전송로를 펌핑하여 광신호를 1차 증폭한다(910). 이때 OLT는 펌프 광에 의해 광 전송로 상에서 발생하는 라만 산란현상을 이용하여 RN으로 하향 전송되는 광신호에 라만 이득을 부여한다.
이어서, OLT는 펌프 광을 광 전송로 상으로 전송한다(920). 그리고, 전송되는 펌프 광이 원격노드의 이득 매질을 원격펌핑하게 하여 광신호를 2차 증폭한다(930). 이때 전송되는 펌프 광을 통해 RN의 이득 매질을 펌핑하여 라만 이득이 부여된 광신호에 추가이득을 부여할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이득 고정방법을 도시한 흐름도이다.
도 10을 참조하면, RN은 광 전송로를 통해 수신된 펌프 광에 의해 이득 매질 이 펌핑된다(1000). 이때 발생하는 이득 매질의 밀도반전을 통해 RN은 광신호를 증폭한다(1010). 이어서, RN은 이득 매질의 밀도반전 상태를 일정하게 유지하여 이득 매질의 신호 이득을 고정한다(1020). 나아가, RN은 광의 파장에 따라 상이하게 발생하는 이득 매질의 신호 이득을 평탄하게 제어할 수 있다(1030).
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수동형 광 네트워크 시스템을 도시한 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광회선단말을 도시한 구성도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 원격노드를 도시한 구성도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광회선단말의 이득 고정부를 도시한 구성도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광회선단말의 이득 고정부를 도시한 구성도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이득 평탄부를 설명하기 위한 구성도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 증폭을 통한 전송거리별 하향 광신호의 세기 변화를 도시한 그래프,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이득 고정부가 있는 경우의 입력세기별 신호이득을 도시한 그래프,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 증폭 방법을 도시한 흐름도,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이득 고정방법을 도시한 흐름도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 수동형 광 네트워크 10 : 광회선단말
20 : 원격노드 30 : 광 가입자장치
110 : 펌프 광원 전송부 112 : 펌프광원
114 : 광 커플러 200 : 이득 매질
210 : 이득 고정부 211 : 제1 광 커플러
212 : 제2 광 커플러 213 : 파장선택 필터
214 : 반사형 파장선택 필터 220 : 이득 평탄부
230 : 광 증폭부 240 : 분배결합부

Claims (20)

  1. 펌프 광을 생성하여 광 전송로 상으로 전송하고, 상기 생성된 펌프 광을 통해 상기 광 전송로를 펌핑함에 따라 광신호를 1차 증폭하는 광회선단말; 및
    상기 전송되는 펌프 광에 의해 이득 매질이 펌핑되어 상기 광신호를 2차 증폭하되, 상기 이득 매질의 밀도반전 상태를 일정하게 유지하여 상기 이득 매질의 신호 이득을 고정하는 원격노드를 포함하며,
    상기 생성된 펌프 광은 상기 광 전송로를 펌핑하여 광신호를 1차 증폭하고, 상기 광 전송로 상으로 전송되면 상기 원격노드의 이득 매질을 펌핑하여 광신호를 2차 증폭하는 신호 광인 것을 특징으로 하는 수동형 광 네트워크 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광회선단말은,
    상기 광 전송로 상에서 상기 펌프 광에 의해 발생하는 라만 산란현상을 이용하여 상기 원격노드로 하향 전송되는 광신호에 라만이득을 부여하고,
    상기 광 전송로 상으로 상기 펌프 광을 하향 전송함에 따라 상기 전송되는 펌프 광이 상기 원격노드의 상기 이득 매질을 펌핑하게 하여 상기 라만 이득이 부여된 광신호에 추가이득을 부여하는 것을 특징으로 하는 수동형 광 네트워크 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 원격노드는,
    상기 이득 매질의 신호 이득 고정시에 레이저 공진기를 이용하여 상기 밀도반전 상태를 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 수동형 광 네트워크 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 원격노드의 이득 매질은 에르븀 첨가 광섬유(Erbium-doped fiber)인 것을 특징으로 하는 수동형 광 네트워크 시스템.
  5. 원격노드의 이득 매질을 원격펌핑함으로써, 광 전송로 상에서 1차 증폭된 광신호를 2차 증폭하도록 펌프 광을 상기 광 전송로 상으로 전송하는 펌프 광원 전송부를 포함하며,
    상기 펌프 광은 상기 광 전송로를 펌핑하여 광신호를 1차 증폭하고, 상기 광 전송로 상으로 전송되면 상기 원격노드의 이득 매질을 펌핑하여 광신호를 2차 증폭하는 신호 광인 것을 특징으로 하는 광회선단말.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 펌프 광원 전송부는,
    상기 펌프 광을 생성하는 펌프 광원; 및
    상기 펌프 광을 상기 광 전송로 상에 다중화하는 광 커플러를 포함하는 것을 특징으로 하는 광회선단말.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 펌프 광원 전송부는
    상기 광 전송로 상으로 상기 펌프 광을 하향 전송함에 따라 상기 전송되는 펌프 광이 상기 원격노드의 상기 이득 매질을 펌핑하게 하여 라만 이득이 부여된 광신호에 추가이득을 부여하는 것을 특징으로 하는 광회선단말.
  8. 광 전송로를 통해 수신된 펌프 광을 이용해 이득 매질을 펌핑하여 광신호를 증폭하는 광 증폭부;
    상기 광신호 증폭시에 상기 이득 매질의 밀도반전 상태를 일정하게 유지시켜 신호 이득을 고정하는 이득 고정부; 및
    상기 광신호를 분배 또는 결합하는 분배결합부를 포함하며,
    상기 펌프 광은 상기 광 전송로를 펌핑하여 광신호를 1차 증폭하고, 상기 광 전송로 상으로 전송되면 상기 이득 매질을 펌핑하여 광신호를 2차 증폭하는 신호 광인 것을 특징으로 하는 원격노드.
  9. 삭제
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 이득 고정부는,
    파장선택 필터의 일단에 연결되어, 상기 이득 매질에서 생성된 자발 방출광을 상기 파장선택 필터로 전송하는 제1 광 커플러;
    상기 자발 방출광 중에 특정 파장을 갖는 광을 선택하는 파장선택 필터; 및
    상기 파장선택 필터의 타단에 연결되어, 상기 선택된 파장을 갖는 광을 다시 상기 이득 매질로 전송하는 제2 광 커플러를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격노드.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 광 커플러, 상기 파장선택 필터 및 상기 제2 광 커플러는 상기 파장선택 필터에서 최종적으로 선택된 파장의 광을 레이저광으로 발진시키는 환형 레이저 공진기 형태이며, 상기 레이저광은 상기 밀도반전 상태를 일정하게 유지시키는 이득고정 신호인 것을 특징으로 하는 원격노드.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 이득 고정부는,
    상기 제1 광 커플러 양단에 위치하여, 전송되는 펌프 광을 바이패스하여 상기 펌프 광의 손실 발생을 차단하는 펌프 광 커플러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격노드.
  13. 제 8 항에 있어서, 상기 이득 고정부는,
    상기 이득 매질의 양단에 연결되어, 상기 이득 매질에서 생성된 자발방출광을 수신하면 이를 다시 상기 이득 매질로 전송하여 상기 자발방출광 중에 특정 파장을 갖는 광을 선택하는 반사형 파장 선택 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격노드.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 이득 매질 및 반사형 파장 선택 필터는 상기 반사형 파장선택 필터에서 최종적으로 선택된 파장의 광을 레이저광으로 발진시키는 선형 레이저 공진기 형태이며, 상기 레이저광은 상기 밀도반전 상태를 일정하게 유지시키는 이득고정 신호 인 것을 특징으로 하는 원격노드.
  15. 제 8 항에 있어서,
    상기 이득 매질의 일단에 연결되어, 광의 파장에 따라 상이하게 발생하는 신호 이득을 평탄하게 제어하는 이득 평탄부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격노드.
  16. 광회선단말의 광 증폭 방법에 있어서,
    펌프 광을 생성하는 단계;
    상기 생성된 펌프 광을 통해 광 전송로를 펌핑하여 광신호를 1차 증폭하는 단계;
    상기 생성된 펌프 광을 상기 광 전송로 상으로 전송하는 단계; 및
    상기 전송되는 펌프 광이 원격노드의 이득 매질을 원격펌핑하게 하여 광신호를 2차 증폭하는 단계를 포함하며,
    상기 펌프 광은 상기 광 전송로를 펌핑하여 광신호를 1차 증폭하고, 상기 광 전송로 상으로 전송되면 상기 원격노드의 이득 매질을 펌핑하여 광신호를 2차 증폭하는 신호 광인 것을 특징으로 하는 광 증폭 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 광신호를 1차 증폭하는 단계는, 상기 광 전송로 상에서 상기 펌프 광에 의해 발생하는 라만 산란현상을 이용하여 상기 원격노드로 하향 전송되는 광신호에 라만이득을 부여하고,
    상기 광신호를 2차 증폭하는 단계는, 상기 광 전송로 상으로 상기 펌프 광을 하향 전송함에 따라 상기 전송되는 펌프 광이 상기 원격노드의 상기 이득 매질을 펌핑하게 하여 상기 라만 이득이 부여된 광신호에 추가이득을 부여하는 것을 특징으로 하는 광 증폭 방법.
  18. 원격노드의 이득 고정방법에 있어서,
    광 전송로를 통해 수신된 펌프 광에 의해 이득 매질이 펌핑되는 단계;
    상기 펌핑시 상기 이득 매질의 밀도반전을 통해 광신호를 증폭하는 단계; 및
    상기 밀도반전 상태를 일정하게 유지하여 상기 이득 매질의 신호 이득을 고정하는 단계를 포함하며,
    상기 펌프 광은 상기 광 전송로를 펌핑하여 광신호를 1차 증폭하고, 상기 광 전송로 상으로 전송되면 상기 원격노드의 이득 매질을 펌핑하여 광신호를 2차 증폭하는 신호 광인 것을 특징으로 하는 이득 고정방법.
  19. 삭제
  20. 제 18 항에 있어서,
    광의 파장에 따라 상이하게 발생하는 상기 이득 매질의 신호 이득을 평탄하게 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이득 고정방법.
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