KR101364960B1

KR101364960B1 - 양방향성 광학 증폭기 어레이

Info

Publication number: KR101364960B1
Application number: KR1020087024397A
Authority: KR
Inventors: 슈테판 지아노르돌리; 루츠 라프; 마이클 라스츠토비츠-비이크; 안드레아스 스타들러
Original assignee: 노키아 지멘스 네트웍스 게엠베하 운트 코. 카게
Priority date: 2006-03-06
Filing date: 2007-02-19
Publication date: 2014-02-18
Also published as: JP4898845B2; WO2007101779A1; CN101479968B; EP1994659B1; US8644707B2; DE102006010147A1; US20090028562A1; EP1994659A1; CN101479968A; KR20090004913A; JP2009529228A

Abstract

본 발명은 패시브 광학 네트워크(PON) 시스템에 바람직하게 사용되고, 제 1 라인 터미널(OLT) 및 제 2 라인 터미널(ONU) 사이에 배치되고, 일방향에서 광학 다운스트림 신호(OSD)가 통과되고 반대 방향에서 광학 업스트림 신호(OSD)가 통과되는 양방향성 광학 증폭기 어레이(VA)에 관한 것이다. 상기 광학 증폭기는 두 개의 분리(branching) 및 결합 유니트들(D1 및 D2)을 가진 제 1 부분, 양방향성 광학 증폭기(E1), 및 광학 다운스트림 신호들 및 업스트림 신호들(OSU 및 OSD)이 독립적으로 증폭되는 트랜스폰더(T)로 구성된다. 반대 방향들로 진행하는 두 개의 신호들(OSU 및 OSD)은 제 2 부분의 양방향성 증폭기(E2)에서 증폭된다. 일정한 이득은 연속적인 다운스트림 신호(OSD)에 의해 양방향성 광학 증폭기(E2)에서 유지되어, 증폭기는 버스트들이 발생하는 것과 무관하게 업스트림 신호(OSU)에 대한 안정된 조건들에서 동작될 수 있다. 다른 실시예에서, 분할기(S1)는 본 발명의 증폭기 어레이(VA)에 통합된다.

Description

양방향성 광학 증폭기 어레이{BIDIRECTIONAL OPTICAL AMPLIFIER ARRAY}

본 발명은 청구항 제 1 항 및 제 2 항의 전제부에 청구된 바와 같은 양방향성 광학 증폭기, 및 청구항 제 10 항의 전제부에 청구된 바와 같은 광학 전송 시스템에 관한 것이다.

트렁크(trunk) 네트워크들, 소위 "코어(core) 네트워크들" 및 액세스 네트워크들 사이의 광학 네트워크들의 구별이 도시된다. 액세스 네트워크들은 순수하게 패시브(passive)로 설계될 수 있고 이 경우 패시브 광학 네트워크들(PON)이라 불린다. PON은 중앙 스위칭 및 관리 유니트("광학 라인 터미널(termination)", 간략하게 OLT)가 다수의 가입자들에/다수의 가입자들로부터 데이터를 전송/수신하는 특성을 가진다. 가입자 측면에서, 비록 이것이 본 발명의 환경과 관련되지 않지만 추가 가입자측 네트워크들, 또는 광학 네트워크 터미널들(ONU)에 대한 출력 포인트로서 광학 네트워크 터미널(ONT) 사이의 구별이 도시된다. 용어 네트워크 터미널(ONU)은 여전히 다음 본문에서 사용될 것이다. 네트워크 터미널들(OLT) 및 네트워크 터미널들(ONU) 사이의 접속은 1:N(N=가입자들의 수)의 분할 비율로 적어도 하나의 광학 전력 분할기 또는 별모양 결합기를 통하여 이루어진다. 따라서 데이터는 보다 높은 레벨의 네트워크 또는 트렁크 섹션의 네트워크 터미널, 및 가입측에 서 다수의 광학 네트워크 터미널들 사이에서 양쪽 방향으로 PON에 흐른다. OLT로부터 광학 네트워크 터미널들(ONU)들로 신호 흐름은 다운스트림이라 한다. 가입자측 ONU로부터 OLT로의 전송 방향은 업스트림이라 한다. 양쪽 업스트림 신호들 및 다운스트림 신호들은 일반적으로 단일 유리 섬유상에서 전송되고, 이것은 듀플렉스 모드라 불린다.

다른 파장들은 이런 목적을 위하여 사용된다. 다운스트림 방향에서, 전송은 연속적인 데이터 스트림으로서 시분할 멀티플렉싱 브로드캐스트 모드를 사용하여 제 1측 "파장 채널"에서 발생한다. 업스트림 방향에서, 전송은 시분할 멀티플렉싱 모드를 사용하여 제 2 파장 채널에서 버스트들로 발생한다. 특정 전송 프로토콜들은 ONU가 전송할 수 있는 시기를 협상하기 위하여 사용된다. 그 범위는 현재 통상적으로 기껏 20 km이고, 분할 인자는 기껏 1:64이고, 데이터 속도는 기껏 2.5Gbit/s이다.

보다 높은 데이터 속도들에 대한 이들 시스템들의 추가 개선 사항은 다양한 표준들(예를들어, BPON, EPON, GPON)에서 정의된다. 100km의 전체 범위들을 가진 10 Gbit/s의 데이터 속도들 및 1024 또는 심지어 2048 가입자들 까지의 PON들의 가장 최근 개선 사항들은 슈퍼PON(SuperPON)이라 불린다. 슈퍼PON의 현재 개발 상태의 요약은 논설 "SuperPON-Ein PON der naechsten Generation" [SuperPON-a PON of the next generation], by A. Stadler, M. Rasztovits-Wiech and S. Gianordoli, which appeared in the ITG Specialist Report Volume 189, VDE Verlag, Pages 57-62에 제공된다. 높은 분할 인자는 양쪽 방향으로 광학 신호의 감쇠 손실들을 상당 히 증가시킨다. 약 3-3.5 dB의 감쇠들은 1:2의 분할 요소에서도 대략적으로 예상될 수 있다. 9개의 분할 단계들에 대응하는 1:512의 전체 분할 비율에서, 31.5dB의 최대 감쇠들은 달성된다. 만약 경로 손실, 즉 약 7dB이 또한 이런 감쇠와 함께 포함되면, 감쇠 손실들은 이에 따라 부가된다. 게다가 보다 높은 데이터 속도는 광학 수신기들에서 보다 높은 수신 전력을 요구한다.

전송기들의 전송 전력이 임의로 증가될 수 없고 매우 높은 손실들이 높은 분할 인자로 인해 극복되어야 하기 때문에, 광학 신호들은 경로를 따라 양쪽 방향으로 증폭되어야 한다. 이것은 에르븀 도핑 섬유 증폭기(EDFA)에 의해 가장 쉽게 행해진다.

EDFA들은 비록 그들이 양방향으로 동작될 수 있지만, 일반적으로 단일 방향 증폭을 위해 설계된다. 양방향 증폭기를 제공하기 위하여 EDFA들을 사용하기 위한 다양한 해결책들이 상기 문헌에 있다. 국제 특허 출원 WO 1995/15625는 EDFA들, WDM 결합기들 및 두 개의 파장 채널들에서 반대 방향으로 전파하는 광학 신호들에 대한 양방향 증폭을 보장하는 광학 절연기들로 구성된 장치들을 개시한다. 제 1 예시적인 실시예에서, 신호들은 제 1 결합기에 의해 서로 공간적으로 분리되고, 각각의 전파 방향으로 EDFA에 의해 개별적으로 증폭되고, 그 다음 제 2 결합기에 의해 다시 결합된다. 다른 예시적인 실시예에서, 광학 신호들은 단일 증폭 섬유에서 양쪽 방향으로 증폭된다. 미국특허출원 US2004/0228632는 또한 증폭이 하나의 증폭 섬유에서 반대 방향들로 두 개의 신호들에 대해 수행되는 양방향성 광학 증폭기 장치를 개시한다. 두 개의 듀플렉스 필터들은 WDM 시스템 내에 배열되고 전송 또 는 수신측에서 신호들의 결합 또는 분리를 위하여 사용된다. 필터들 각각은 전송기 및 수신기측들에 두 개의 접속부들을 가진다. 다른 측면들에서, 필터들 각각은 반대 방향의 신호들을 위한 공통 접속부를 가지며, 상기 공통 접속부를 통하여 필터들은 에르븀으로 도핑된 필터를 통하여 접속된다.

기본적인 증폭기 설계 외에, 예를들어 몇백 μs의 비교적 긴 시간 갭들이 개별 데이터 버스트들 사이에서 발생할 수 있고 데이터 버스트들이 17dB 까지의 진폭 차들을 가질 수 있기 때문에, 보다 엄격한 요구조건들은 버스트들로 전송되는 업스트림 신호들에 대한 증폭기 제어를 위해 PON 시스템들 내에 존재한다. EDFA들의 특성 포화 및 복구 시간 상수들은 이와 같이 100 μs 및 10 ms 사이의 범위이므로, 입력 신호의 전력 변동들은 EDFA의 출력 신호의 과도 처리를 유도한다. 이득 제어 시스템들은 미리 결정된 공칭 레벨에서 도핑 엘리먼트 에르븀내에 반전부를 유지하기 위하여, 일정한 이득을 설정하도록 일반적으로 사용된다. 만약 신호가 증폭기에 인가되지 않으면, 이득 제어는, 증폭기의 입력에 기준 신호가 없기 때문에 본래 가능하지 않다. 신호 전력이 데이터 버스트의 도달 결과로 EDFA 입력에 다시 인가될 때, 펌프 전력은 일정한 이득을 유지하기 위하여 처음에 최적으로 설정되지 않는다. 시간 기간은 이득 및 출력 전력의 공칭 값에 도달되기 전에 통과되어야 한다. 입력 전력상 증폭기 동적 응답의 주 의존성은 버스트형 업스트림 데이터 신호들의 증폭을 억제하기 위한 것이다.

그러므로 연속적인 다운스트림 신호 및 버스트들 형태인 업스트림 신호에 대해 가능한 한 최적으로 증폭을 달성하기 위하여 광학 증폭기 장치에 대한 간단한 해결책들을 위한 검색이 수행된다.

이 목적은 청구항 제 1 항 및 제 2 항의 특징부들, 및 제 10 항의 특징부들에 의해 달성된다. 본 발명의 다른 개선 사항들은 종속항들의 주제이다.

본 발명에 따라 양방향성 광학 증폭기는 버스트들 형태의 특히 업스트림 신호에 대한 일정한 이득의 장점을 제공하는 간단한 장치이다. 본 발명에 따라, 다운스트림 신호는 버스트들의 발생과 무관하게 증폭기 매체의 안정한 증폭기 동작 및 일정한 반전을 설정하기 위해 사용된다. 예를들어, 상기 다운스트림 신호는 일정한 반전을 유지하기 위하여 요구되는 추가 충전 레이저에 대한 필요성을 제거한다. 이런 방식으로 일정한 형태로 증폭되는 업스트림 신호는 만약 요구되면 다운스트림 트랜스폰더에 의해 다시 증폭될 수 있다. 다운스트림 신호는 두 개의 스테이지들에서 바람직하게 증폭된다. 노이즈 인자는 제 1 단일방향성 증폭기 단계에서 최적화되고, 출력 전력은 제 2 단일방향성 증폭기 단계에서 가능한 한 높게 선택된다. 본래, 단지 두 개의 펌프 레이저들(단일방향성 증폭기에 대해 제 1 펌프 레이저 및 양방향성 증폭기에 대해 제 2 펌프 레이저)은 바람직하게 전체 증폭기 장치를 위하여 요구된다. 이것은 예를들어 충전 레이저가 EDFA 펌프 레이저들 외에 공급되는 장치와 비교하여 상당한 비용을 절약할 수 있는 것을 의미한다.

에르븀 이온들로 도핑된 섬유 증폭기들은 바람직하게 본 발명에 따른 증폭기 장치내의 광학 증폭기들로서 사용되는데, 그 이유는 상기 섬유 증폭기들은 광학 네트워크에 가장 쉽게 통합될 수 있기 때문이다. 본 발명에 따른 증폭기 장치의 부분들로서 양쪽 단일방향성 및 양방향성 EDFA들 모두의 사용은 경제적이고 극히 효과적인 실행 변형을 나타낸다.

본 발명에 특히 바람직한 제한에서, 다운스트림 신호는 양방향으로 동작되는 EDFA에서 증폭되고, 업스트림 신호는 하나의 증폭 섬유에서 양쪽 방향으로 증폭된다.

다른 바람직한 실시예 변형에서, 업스트림 신호는 다시 증폭되고, 가능하면 형성되고, 재생기의 사용에 의해 다른 파장 채널로 전환된다. 파장 전환은 양방향성 증폭기 장치가 파장 분할 멀티플렉싱 모드를 사용하여 동작되는 매트로 네트워크에 접속될 때 특히 바람직하다. 이것은 네트워크 용량들을 증가시킬 수 있다.

본 발명의 하나의 개선 사항에서, EDFA들은 제어되어 제 1 단일방향성 증폭기는 다운스트림 방향으로 일정한 출력 전력을 가진 낮은 노이즈 인자를 가지며, 양방향성 증폭기는 다운스트림 신호에 대해 일정하고 충분히 높은 출력 전력을 가진다. 최적 동작은 증폭기 제어 시스템들에 의해 달성될 수 있다.

만약 예를들어 1:8의 비교적 낮은 분할 비율을 가진 제 1 분할기 장치가 가입자 측에서 고정된 형태의 증폭기 설계에 미리 통합되면, 다운스트림 섬유 네트워크로부터 반사들 및 산란 효과들은 감쇠된다. 이것은 보다 높은 이득이 양방향성 증폭기에 대해 선택되게 한다. 가입자들의 방향으로의 전력은 또한 감쇠되어, 레이저 스위치 오프 메카니즘들은 안전성을 위하여 요구되지 않는다. 이런 제 1 분할기에 대해 선택된 품질이 높을수록, 추후 분할기들에 대한 허용오차 요구조건들은 덜 엄격해진다. 다운스트림 방향으로 다음 네트워크 부분이 순수하게 패시브로 설계되기 때문에, 부과된 유지 비용들은 낮고, 비용 장점들은 이용된다.

중앙 스위칭 유니트측의 제 1 분리 및 결합 유니트가 광학 부가/드롭(drop) 멀티플렉서에 의해 대체되면, 이것은 다운스트림 신호가 매트로 코어 네트워크로부터 얻어질 수 있고, 업스트림 신호가 매트로 코어 네트워크에 부가될 수 있다는 것을 발생시킨다. 바람직하게 파장 분할 멀티플렉싱 모드를 사용하기 위하여 설계된 매트로 코어 네트워크에 대한 접속은 보다 효과적인 네트워크의 이용을 유발하고, 상당량의 데이터는 다수의 액세스 접속부들 상에서 전송될 수 있다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예들은 다른 청구항들에서 개시된다.

본 발명의 예시적인 실시예들은 도면들을 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다.

도 1은 양방향성 광학 증폭기 장치의 개략적인 회로도를 도시한다.

도 2a,b는 가입자측에서 접속 장치들의 두 개의 실시예 변형들을 도시한다.

도 3a,b는 매트로 네트워크를 가진 중앙 스위칭 장치(OLT)측에서 접속 장치들의 두 개의 실시예의 변형들을 도시한다.

도 4는 접속된 매트로 네트워크에 광학 증폭기를 가진 양방향성 광학 증폭기의 실시예 변형을 도시한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 양방향성 광학 증폭기 장치(VA)는 두 개의 부분들을 포함한다. 광학 다운스트림 및 업스트림 신호들은 두 개의 분리 및 결합 유니트들(D1 및 D2), 단일방향성 광학 증폭기(E1) 및 트랜스폰더(T)를 포함하는 제 1 부분에서 서로 독립적으로 증폭된다. 반대 방향의 두 개의 신호들은 제 2 부분에서 양방향성 증폭기(E2)에서 증폭된다.

본 발명에 따른 광학 증폭기 장치는 슈퍼PON 시스템의 실행 배경과 관련하여 생성되었고, 여기서 10 Gbit/s 까지의 데이터 속도들은 1mW의 평균 채널 전력을 가지고 다운스트림 방향으로 전송된다. 2.5 Gbit/s 까지의 데이터 속도들은 4mW의 평균 채널 전력을 가지고 업스트림 방향으로 제공된다. 다운스트림 방향에서 고려하면, 양방향성 접속부(W1), 예를들어 유리 섬유는 제 1 네트워크 터미널(OLT)측에서 제 1 분리 및 결합 유니트(D1)로 인도된다. 예를들어, 이것은 광학 다운스트림 신호(OSD)가 광학 업스트림 신호(OSU)로부터 분리되는 광학 듀플렉스 필터이다. 두 개의 접속부들(WD 및 WU)은 이런 듀플렉스 필터(D1)로부터 접속부들(A2 및 A3)을 통하여, 필터 또는 멀티플렉서이고 업스트림 및 다운스트림 신호들이 서로 분리 또는 결합되는 제 2 분리 및 결합 유니트(D2)의 접속부들(A4 및 A5)로 인도된다.

단일방향성 광학 증폭기(E1)는 다운스트림 신호(OSD)에 대한 접속 경로(WD)에 배열된다. EDFA는 바람직하게 증폭기로서 사용된다. 증폭기(E1)로부터의 다운스트림에서, 증폭된 다운스트림 신호의 일부는 결합기(K1)를 통하여 출력되고, 전력 모니터(M1)에 공급된다. E1의 이득은 전력 모니터(M1)의 도움으로 제어되어, E1으로부터 출력 전력은 일정한 값에 도달한다. 게다가, 증폭기는 우수한 노이즈 인자를 달성하기 위하여 설계된다. 광학 증폭기는 하나 또는 그 이상의 레이저 소스들에 의해 동일방향으로 또는 반대 방향으로 펌핑될 수 있다. 펌프 소스는 도 1 에 도시되지 않는다. 통상적인 단일 스테이지 또는 다중 스테이지 EDFA 액세서리들은 요구조건들 및 제한들에 따라 증폭기 액세서리들로서 사용된다. 게다가, 절연기들은 접속부(WD)를 따라 또는 증폭기(E1) 내에 사용될 수 있다. 이와 같이 경로(WD)에 파장 필터들을 사용할 수 있다. 선택적으로, 듀플렉스 필터의 통과 대역은 적당한 파장 필터로서 작동하도록 선택될 수 있다.

증폭기(E1)를 통과한 후, 다운스트림 신호(OSD)는 광학 듀플렉스 필터(D2)를 통하여 업스트림 신호(OSU)와 결합되고, 양방향성 강학 증폭기(E2)에 공급된다. E2는 또한 바람직하게 EDFA 형태이다. EDFA(E2)의 이득은 전력 모니터(M2)의 도움으로 설정되어, E2의 출력 전력은 일정하고 다운스트림 방향으로 충분히 높은 값에 도달한다. 이런 경우, E2의 이득이 E2에 대한 발진 조건을 만족시키거나 현저한 신호 품질 저하를 유발하지 않도록 충분히 낮도록 EDFA(E1)의 출력 전력이 설정되는 것이 기억되어야 한다. E1 및 E2의 출력 전력들의 제어는 증폭기(E2)에 대한 일정한 이득을 발생시킨다. 약 20dB의 이득 값은 증폭기(E2)를 초과해서는 않된다. EDFA(E1)의 출력 전력은 또한 E2의 입력 전력이 업스트림 방향으로부터 다운스트림 방향으로 상당히 크도록 설정된다. 이것은 버스트들 형태인 업스트림 신호가 일정한 이득에 영향을 받고, 다운스트림 신호가 EDFA(E2)의 업스트림 신호와 상호작용함으로써 간섭되지 않는 것을 보장한다. 이에 따라 다운스트림 신호는 증폭기(E2)의 일정한 반전을 보장하고, 일정한 동작 포인트는 설정된다. EDFA(E2)는 바람직하게, 이것이 업스트림 방향으로 보다 우수한 노이즈 요소를 유발하기 때문에, 업스트림 방향으로 펌핑된다.

데이터 속도에 따라, 격자 또는 분산 보상 섬유들 같은 분산 보상을 위한 수단은 양방향성 증폭기 장치(VA) 내에서 양쪽 신호 방향들에 사용될 수 있다. 경로(WD) 또는 증폭기(E1) 내의 분산 보상 섬유의 장치는 보다 높은 데이터 속도로 인해 특히 다운스트림 방향으로 실행할 수 있다.

업스트림 방향으로, 버스트들 형태이고 분할기 장치(SE)(분할 비율 1:N)의 개별 가입자들(ONU1, ONU2 내지 ONUN)로부터 나오는 업스트림 신호들은 전체 업스트림 신호(OSU)를 형성하기 위하여 결합된다. 업스트림 신호(OSU)는 EDFA(E2)에서 증폭되고, 그 다음 듀플렉서(D2)에서 다운스트림 신호(OSD)로부터 분리된다. 적당한 재생기(RxTx), 예를들어 버스트 호환 트랜스폰더(T)는 접속 경로(WU)에서 다음 듀플렉서(D1)에 배열된다. 트랜스폰더에서 수신된 광학 신호는 논리 1 또는 0에 해당하는 두 개의 "논리 상태들", 및 데이터 버스트들 사이의 제 3 논리 상태를 가지며, 여기서 ONU들의 모든 전송 레이저들은 스위치 오프된다. 일 실시예 변형에서, 이들 "3 단계" 광학 데이터 버스트들은 광학-전기 트랜스듀서에서 전기 데이터 버스트들로 전환되고, 제한 증폭기 또는 임계값 회로에 공급된다. 상기 버스트들은 이진 데이터 버스트들로 전환되고, 그 다음 전기 형태로부터 광학 형태로 전환된다. 트랜스폰더에서 전기-광학 전환을 위하여 사용된 레이저들은 이 실시예 변형에서 항상 스위치 온되어 유지되고 균일한 진폭의 연속적인 신호를 전송할 수 있다. 이런 방식으로, 진폭이 심각하게 변화하는 입력 신호에도 불구하고, 트랜스폰더는 진폭이 대략 일정한 출력 신호를 형성한다. 게다가, 비교적 긴 수신 일시중단들이 발생할 때, 재생기는 충전 신호(예를들어 "0-1" 시퀀스)를 전송한다. 트랜 스폰더의 3차 재생은 절대적으로 필수적이지 않다. 트랜스폰더내의 업스트림 신호(OSU) 파장의 전환은 만약 업스트림 신호가 WDM 네트워크에 공급되면 바람직하다. 이런 방식으로 재생되었던 전체 업스트림 신호는 듀플렉서(D1)에서 상기 업스트림 신호로부터 제거된 다운스트림 신호를 가진다.

양방향성 광학 증폭기 장치(VA)는 중앙 스위칭 유니트(OLT)의 제 1 네트워크 터미널 및 분할기 장치(SE) 사이의 PON 네트워크에 배열된다. 분할기 장치(SE)는 제 2 네트워크 터미널을 형성하는 N 가입자들의 개별 네트워크 터미널들(ONU1, ONU2, ...ONUN)에 접속된다. 일반적으로, 분할기 장치(SE)는 직렬로 접속된 다수의 개별 분할기들 또는 별모양 결합기들을 포함하는 장치이다. 이것은 도 2a에 도시된다. 가입자측에서, 추가 분할기들(S(2,1) 내지 S(2,n1))은 자신의 전용 유리 섬유를 통하여 분할 인자(1:n1)를 가진 제 1 분할기(S1)의 각각의 출력에 각각 접속된다. 전체 분할 인자(1:N)는 이 경우 N=n1*n2*..*ni이도록 분할된다. 제 1 결합기 및 가입자 접속부들(ONU)들 사이의 액세스 접속들은 순수하게 패시브이도록 설계되고 유지를 요구하지 않는다. 동일한 파장들은 본 발명(그러나 독립된 파장들은 업스트림 및 다운스트림 신호들에 사용됨)에 따른 증폭기 장치(VA)로부터 모든 액세스 접속 다운스트림상에서 동일한 서비스들을 위하여 사용되어, 표준 네트워크 터미널들(ONU)들은 사용될 수 있다.

네트워크 터미널들(ONU) 및 광학 증폭기 장치(VA) 사이의 거리는 일반적으로 30km까지이다. 도 2a 및 2b에서, 이 경로 길이는 다수의 섬유 루프들에 의해 표시된 바와 같이, 분할기들 사이의 광학 경로 길이들에 걸쳐 분산된다. 이 경우, 몇 km의 보다 큰 거리들은 개별 분할기들 사이에서 커버될 수 있다.

다른 실시예 변형에서, 제 1 분할기(S1)는 가입자측에서 증폭기 장치(VA)에 통합된다. 도 2b는 이와 같은 증폭기 및 분할기 장치(VAS)의 블록도를 도시한다. 이 경우, 제 1 분할기(S1)는 가입자측에서 증폭기(E2)에 직접 접속되도록 배열된다. 예를들어 1:8의 보다 낮은 분할 비율은 분할기(S1)에서 선택된다. 추가 분할기들은 상기된 바와 같이 30 km의 경로 길이 상에서 경로를 따라 네트워크 터미널들(ONU)에 배열된다. 증폭기 장치(VA)에서 제 1 분할기(S1)의 설치는 전송 시스템들에게 다수의 장점들을 제공한다.

a) 반사들 및 레일리 산란기는 분할기(S1)에 의해 감쇠된다. 결과적으로, E2의 이득은 또한 20 dB의 정상 제한보다 높게 선택될 수 있다.

b) 다운스트림 신호에 대한 유도 브릴리앙 산란기(stimulated Brillouin scatter)의 억제는 간략화되거나 방지된다.

c) 다운스트림 신호에 대한 다른 비선형 왜곡은 또한 감소된다.

d) 다운스트림 방향으로 SVE의 출력에서 광학 전력은 작고, 몇몇 환경들에서 심지어 레이저 등급 1에 대응한다. 레이저 스위칭 오프 메카니즘들은 그러므로 가입자측에서 요구되지 않는다.

e) 만약 매우 고품질의 분할기(S1)가 균일한 감쇠로 선택되면, 다수의 다운스트림 분할기들에 대한 요구조건들은 덜 엄격하다.

도 3은 중앙 스위칭 및 관리 유니트(OLT) 측에서 본 발명에 다른 증폭기 장치(VA 또는 VAS)의 접속에 대한 두 개의 예시적인 실시예들을 도시한다. 일반적으 로, 본 발명에 따른 증폭기 장치(VA 또는 VSA)는 이런 측면에서 매트로 네트워크에 접속된다. 매트로 네트워크에 액세스를 얻기 위하여 광학 부가/드롭 멀티플렉서(AD)는 증폭기 장치(VA 또는 VSA)의 분리 및 결합 유니트(D1) 대신 사용된다. 증폭기 장치(VA 또는 VSA)는 이 경우 소위 매트로 액세스 포인트(MAP)와 같아질 수 있다. MAP는 매트로 네트워크 및 액세스 영역 사이의 인터페이스를 나타낸다. 전송은 매트로 영역내 파장 분할 멀티플렉싱 모드를 사용하여 바람직하게 수행되어, 다수의 액세스 접속들의 많은 양의 데이터를 전송할 수 있게 한다. 관리 및 스위칭 센터는 이런 매트로 네트워크의 일부이고, 이들로부터 접속된 ONU들을 가진 개별 MAP들에 대한 데이터 트래픽을 제어한다. 도 3a는 양방향으로 동작되는 유리 섬유 접속부를 따라 배열된 다수의 VA 또는 VSA 또는 MAP들을 도시한다. 이것은 두 개의 유리 섬유들을 포함하고, 여기서 단지 하나의 파장이 동작되거나, 다른 파장 채널을 가진 하나의 섬유가 동작될 수 있다. 도 3b에서, MAP는 단일방향 WDM 유리 섬유 링에 접속된다. 게다가, 증폭기 장치들(VA 또는 VSA 또는 MAP)은 유리 섬유 링을 따라 배열될 수 있다.

도 4는 매트로 액세스 포인트(MAP) 형태일 때 본 발명에 따른 증폭기 장치(VA 또는 VSA)의 추가 실시예 변형을 도시한다. 이 경우, 접속 경로(WD)로부터 광학 증폭기(E1)는 매트로 링 네트워크내에서 다운스트림 방향으로 부가/드롭 멀티플렉서(AD)의 업스트림에 배열된다. 이 경우, E1은 이런 시점에서 발생하는 신호들에 대한 인 라인 증폭기로서 사용된다. 제공된 신호들은 각각의 MAP에서 다운스트림 신호가 탭 오프되고, 업스트림 신호가 매트로 네트워크에 부가되기 때문에 다 르다. 신호(OSD)의 일부는 다운스트림 신호에 대한 접속 경로(WD)를 따라 탭 오프되고 증폭기(E1)를 제어하는 전력 모니터(M1)에 공급된다. 이 실시예 변형의 장점은 E1이 부가/드롭 멀티플렉서(AD)의 삽입 손실 및 개별 MAP들 사이의 섬유 감쇠를 보상하기 위하여 사용될 수 있다는 것이다. 이것은 네트워크에서 MPA들의 수를 증가시킬 뿐 아니라, 네트워크 내에서 신호 전송을 범위를 증가시키는 것을 가능하게 한다.

Claims

제 1 네트워크 터미널(OLT) 및 제 2 네트워크 터미널(ONU) 사이에 배열되고 하나의 방향에서 광학 다운스트림 신호(OSD)가 통과하고 반대 방향에서 광학 업스트림 신호(OSU)가 통과하는 양방향성 광학 증폭기 장치(VA)로서,

제 1 분리(branching) 및 결합 유니트(D1)가 상기 제 1 네트워크 터미널(OLT) 측에 배열되고,

이 유니트(D1)는 상기 제 1 네트워크 터미널(OLT) 측에서 양 신호들(OSD 및 OSU)을 위한 적어도 하나의 공통 접속부(A1)를 갖고, 상기 제 2 네트워크 터미널(ONU) 측에서 상기 다운스트림 신호(OSD)에 대한 출력(A2) 및 상기 업스트림 신호(OSU)에 대한 입력(A3)을 가지며,

상기 다운스트림 신호(OSD)에 대한 출력(A2)은 단일방향성 광학 증폭기(E1)를 통하여 제 2 분리 및 결합 유니트(D2)로부터의 상기 다운스트림 신호(OSD)를 위한 입력(A4)에 접속되고,

상기 제 2 분리 및 결합 유니트(D2)로부터의 상기 업스트림 신호(OSU)를 위한 출력(A5)은 트랜스폰더(T)를 통하여 상기 제 1 분리 및 결합 유니트(D1)의 상기 업스트림 신호(OSU)에 대한 입력(A3)에 접속되고,

상기 제 2 분리 및 결합 유니트(D2)는 상기 제 2 네트워크 터미널(ONU) 측에서 양 신호들(OSD 및 OSU)에 대한 공통 접속부(A6)를 갖고, 상기 접속부(A6)는 양방향성 광학 증폭기(E2)에 접속되고, 상기 양방향성 광학 증폭기(E2)로부터 양 신호들(OSD 및 OSU)을 위한 공통 접속부(A7)가 상기 제 2 네트워크 터미널(ONU)로 인도되며,

상기 장치(VA)는 상기 단일방향성 광학 증폭기(E1)의 이득을 제어하기 위한 제 1 전력 모니터링 장치(M1) 및 상기 양방향성 광학 증폭기(E2)의 이득을 제어하기 위한 제 2 전력 모니터링 장치(M2)를 포함하는,

양방향성 광학 증폭기 장치.
제 1 네트워크 터미널(OLT) 및 제 2 네트워크 터미널(ONU) 사이에 배열되고 하나의 방향에서 광학 다운스트림 신호(OSD)가 통과되고 반대 방향에서 광학 업스트림 신호(OSU)가 통과되는 양방향성 광학 증폭기 장치로서,

상기 제 1 네트워크 터미널(OLT)은 매트로 링 네트워크에 배열되고,

상기 다운스트림 신호(OSD)는 상기 제 1 네트워크 터미널(OLT)로부터 부가/드롭(add/drop) 장치(AD)의 제 1 접속부(AA1)에 공급되고,

상기 다운스트림 신호(OSD)를 위한 단일방향성 광학 증폭기(E1)는 상기 부가/드롭 장치(AD)의 상기 제 1 접속부(AA1)의 업스트림에 직접적으로 접속되고,

상기 업스트림 신호(OSU)는 상기 부가/드롭 장치(AD)의 제 1 접속부(AA2)로부터 상기 제 1 네트워크 터미널(OLT)에 공급되고,

상기 부가/드롭 장치(AD)는 상기 제 2 네트워크 터미널(ONU) 측에서 상기 다운스트림 신호(OSD)에 대한 출력(AA3) 및 상기 업스트림 신호(OSU)에 대한 입력(AA4)을 가지며,

상기 다운스트림 신호(OSD)에 대한 출력(AA3)은 제 2 분리 및 결합 유니트(D2)로부터의 상기 다운스트림 신호(OSD)에 대한 입력(AA5)에 접속되고,

전력 모니터링 장치(M1)가 접속 경로(WD)에 접속되고 상기 전력 모니터링 장치(M1)의 출력은 상기 단일방향성 광학 증폭기(E1)에 접속되고,

상기 분리 및 결합 유니트(D2)로부터의 상기 업스트림 신호(OSU)에 대한 출력(AA6)은 트랜스폰더(T)를 통하여 상기 부가/드롭 장치(AD)의 상기 업스트림 신호(OSU)에 대한 입력(AA4)에 접속되고, 그리고

상기 제 2 분리 및 결합 유니트(D2)는 상기 제 2 네트워크 터미널(ONU) 측에서 양 신호들(OSD 및 OSU)에 대한 공통 접속부(AA7)를 갖고, 상기 접속부(AA7)는 양방향성 광학 증폭기(E2)에 접속되며, 상기 양방향성 광학 증폭기(E2)로부터 양 신호들(OSD 및 OSU)에 대한 공통 접속부(AA8)가 상기 제 2 네트워크 터미널(ONU)로 인도되는,

양방향성 광학 증폭기 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 단일방향성 광학 증폭기(E1) 및 상기 양방향성 광학 증폭기(E2)는 섬유 증폭기들 형태이고,

상기 섬유 증폭기들의 증폭 섬유들은 희토류들로부터의 엘리먼트로 도핑되는,

양방향성 광학 증폭기 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 양방향성 광학 증폭기(E2)는, 상기 다운스트림 신호(OSD)와 상기 업스트림 신호(OSU)가 공통 증폭 섬유에서 양 방향들로 증폭되도록 설계되는,

양방향성 광학 증폭기 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 업스트림 신호(OSU)에 대한 트랜스폰더(T)는 데이터 재생기 및 파장 컨버터 중 적어도 하나를 포함하는,

양방향성 광학 증폭기 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 트랜스폰더(T)는 이진 업스트림 신호(OSU)를 방출하도록 설계되는,

양방향성 광학 증폭기 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 양방향성 광학 증폭기(E2)에 대한 발진 조건을 만족시키지 않거나 또는 신호 왜곡을 유발하지 않도록 상기 양방향성 광학 증폭기(E2)의 이득이 낮고, 그리고 상기 양방향성 광학 증폭기(E2)의 입력 전력이 업스트림 방향에서보다 다운스트림 방향에서 더 크게 되도록 상기 단일방향성 광학 증폭기(E1)의 출력 전력이 설정되도록,

상기 광학 증폭기들(E1,E2)이 제어되는,

양방향성 광학 증폭기 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

광학 분할기(S1)가 상기 제 2 네트워크 터미널(ONU) 측에서 상기 양방향성 광학 증폭기(E2)에 직접 접속되는,

양방향성 광학 증폭기 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 네트워크 터미널(OLT) 측에서 상기 제 1 분리 및 결합 유니트(D1)는 상기 제 1 네트워크 터미널(OLT) 측에서 적어도 두 개의 접속부들을 갖는 광학 부가/드롭 장치(AD) 형태이어서, 상기 다운스트림 신호(OSD)가 매트로 코어 네트워크로부터 얻어지고, 상기 업스트림 신호(OSU)가 상기 매트로 코어 네트워크에 부가되는,

양방향성 광학 증폭기 장치.
광학 전송 시스템으로서,

광학 전송 네트워크(MET)에 접속되고, 광학 분할기 장치(SE)를 통하여 다수의 광학 네트워크 터미널들(ONU1, ONU2,...)에 접속되는 중앙 스위칭 장치(OLT)를 포함하고,

광학 다운스트림 신호(OSD)가 시분할 멀티플렉싱 모드를 사용하여 상기 중앙 스위칭 장치(OLT)로부터 상기 광학 네트워크 터미널들(ONU1, ONU2,...)로 다운스트림 방향으로 전송되고,

광학 업스트립 신호(OSU)가 상기 광학 네트워크 터미널들(ONU1, ONU2,...)로부터 상기 중앙 스위칭 장치(OLT)로 업스트림 방향으로 버스트들로 전송되고,

제 1 항, 제 2 항, 및 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 상기 양방향성 광학 증폭기 장치(VA)는 상기 중앙 스위칭 장치(OLT)와 상기 광학 분할기 장치(SE) 사이에 배열되는,

광학 전송 시스템.
제 10 항에 있어서,

제 1 비율로 상기 다운스트림 신호(OSD)를 분할하고 대응하는 방식으로 상기 업스트림 신호(OSU)를 결합하는 제 1 광학 분할기(S1)가, 네트워크 터미널(ONU1, ONU2,...) 측에서 상기 양방향성 광학 증폭기 장치(VA)의 구성요소로서 양방향성 광학 증폭기(E2)에 접속되는,

광학 전송 시스템.
제 10 항에 있어서,

상기 분할기 장치(SE)는 추가 분할기들의 시퀀스가 제 1 분할기(S1)의 출력들에 접속되도록 설계되는,

광학 전송 시스템.
제 11 항에 있어서,

상기 제 1 광학 분할기(S1) 및 상기 광학 네트워크 터미널들(ONU1...) 사이의 광학 접속부들은 액티브 광학 엘리먼트들을 갖지 않는,

광학 전송 시스템.
제 10 항에 있어서,

상기 광학 전송 네트워크(MET)는 파장 분할 멀티플렉싱 모드에서 동작되는,

광학 전송 시스템.
제 14 항에 있어서,

상기 양방향성 광학 증폭기 장치(VA)는 파장 선택 매트로 접속 장치로서 제공되는,

광학 전송 시스템.
제 3 항에 있어서,

상기 희토류들은 에르븀을 포함하는,

양방향성 광학 증폭기 장치.