KR101385900B1 - 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망에서 광원을 제어하기 위한 기법 - Google Patents

파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망에서 광원을 제어하기 위한 기법 Download PDF

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Abstract

파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망(WDM-PON)에서 광원을 제어하기 위한 기법이 개시된다. 한 예시적인 실시예에서, 이 기법은 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망에서 광원을 제어하기 위한 장치로서 구현될 수 있다. 이 장치는 파일럿 톤 신호(pilot tone signal)를 출력하도록 구성된 디지털 신호 처리 디바이스를 포함할 수 있다. 또한, 이 장치는 변조 전류 및 파일럿 톤 신호를 변조하여 진폭 변조된 신호를 출력하도록 구성된 증폭기를 포함할 수 있다. 이 장치는 광원에 인가된 바이어스 전류에 진폭 변조된 신호를 AC 커플링(AC couple)시키도록 구성된 캐패시터와, 광원의 출력 광 신호를 검출하고 검출된 출력 광 신호를 디지털 신호 처리 디바이스로 전송함으로써 광원의 출력 광 신호를 제어하도록 구성된 모니터링 포토다이오드를 더 포함할 수 있다.

Description

파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망에서 광원을 제어하기 위한 기법{METHOD FOR CONTROLLING A LIGHT SOURCE IN WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXED PASSIVE OPTICAL NETWORK}
본 개시는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망에 관한 것으로, 보다 상세하게는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망(WDM-PON)에서 광원을 제어하기 위한 기법들에 관한 것이다.
지난 수 십년에 걸쳐, 개인 및 기업 가입자들과 통신 서비스 제공자의 중앙국(central office)간의 마지막 1마일 접속 구간, 즉 가입자단(a last mile of connection)에 걸친 통신 서비스에 대한 액세스를 지원하기 위해, 통신 사업자들은 광 선로(optical fibers)를 이용하는 저렴한 수단에 대해 고심해 왔다. 이들 가입자를 위한 통신 서비스에 필요한 최대 대역폭 요건은 통상적으로 초당 두 서너 기가비트(a couple of gigabits per second)를 넘지 않는다. 이러한 대역폭 요건을 지원하기 위한 연구결과, 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망(WDM-PONs)이 지대한 관심을 끌어왔고 가장 큰 상업적 성장 가능성을 보이는 액세스 기술임이 입증되었다.
파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망은 각각의 가입자에게 할당된 고유 파장(unique wavelength)을 사용하여 고속 광대역 통신 서비스를 제공한다. 그러므로, 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망은 통신 보안성을 보장하면서, 가입자에 의해 요청될 수 있는 다양한 통신 서비스 및 대역폭 용량을 용이하게 수용한다. 또한, 추가 가입자들을 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망에 용이하게 추가할 수 있는데, 이 경우 추가된 가입자들 수 만큼 파장을 추가시키면 된다.
전형적인 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망에서, 광회선 종단장치(optical line terminal: OLT)와 다수의 광 가입자망 종단장치(optical network terminals: ONTs)는 특정한 발진 파장(oscillation wavelength)에서 광원을 정교하게 바이어싱(biasing)하는 것을 필요로 한다. 제어 회로는 광원의 출력 파워를 안정화시킬 필요가 있다. 예를들면, 모니터링 포토다이오드(monitoring photdiode: MPD)에 의해 검출되는 원하는 출력 파워(output power)를 유지하기 위해, 제어 회로는 광원에 인가되는 바이어스 전류 및/또는 변조 전류를 조절한다.
현재는 모니터링 포토다이오드를 사용하여 광원의 평균 출력 파워(PAVG)를 검출함으로써 광원의 바이어싱을 모니터링한다. 그러나, 광원의 평균 출력 파워(PAVG)를 검출하는 것과 결부된 몇가지 문제점이 있다. 그 문제점들 중 하나가, 모니터링 포토다이오드(MPD)에 의해 검출된 평균 출력 파워(PAVG)가 광원의 출력 파워를 정확히 나타내지 못할 수 있다는 점이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 로우 인젝션 파워(low injection power)가 광원에 인가되는 경우에는, 광원이 적절하게 바이어싱될 수 있다. 그러나, 하이 인젝션 파워(high injection power)가 광원에 인가되는 경우에는, 모니터링 포토다이오드(MPD)에 의해 검출된 평균 출력 파워(PAVG)의 상당 부분이 하이 인젝션 파워에 기인하는 결과가 된다. 모니터링 포토다이오드(MPD)는 (예를 들어, 하이 인젝션 파워로 인해) 광원으로부터 높은 평균 출력 파워(PAVG)를 검출하여 광원을 문턱 전압 및/또는 전류 이하로 바이어싱하도록 제어 회로에 잘못 지시함으로써(예를들면, 광원을 OFF-상태로 만듦), 출력 파워를 감소시키게 된다. 또한, 광원을 문턱 전압 및/또는 전류 이하로 잘못 바이어싱함으로써, 광원이 ON 및 OFF로 절환될 때 지연으로 인해 옵티컬 아이(optical eye)가 왜곡된다.
전술한 바와 같이, 씨드 주입형 페브리 페롯 레이저 다이오드(seed injected Fabry Perot laser diode: FP-LD) 및/또는 반사형 반도체 광 증폭기(reflective semiconductor optical amplifier: RSOA) 송신기 소스(source)를 사용하는 현존하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망 기술에는 중대한 문제점 및 결함이 있다는 것을 알 수 있다.
파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망(WDM-PON)에서 광원을 제어하기 위한 기법이 개시된다. 한 예시적인 실시예에서, 이 기법은 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망에서 광원을 제어하기 위한 장치로서 구현될 수 있다. 이 장치는 파일럿 톤 신호(pilot tone signal)를 출력하도록 구성된 디지털 신호 처리 디바이스를 포함할 수 있다. 또한, 이 장치는 변조 전류(modulation current) 및 파일럿 톤 신호를 변조하여 진폭 변조된 신호를 출력하도록 구성된 증폭기를 포함할 수 있다. 이 장치는 광원에 인가된 바이어스 전류에 진폭 변조된 신호를 AC 커플링(AC couple)시키도록 구성된 캐패시터와, 광원의 출력 광 신호를 검출하고 검출된 출력 광 신호를 디지털 신호 처리 디바이스로 전송함으로써 광원의 출력 광 신호를 제어하도록 구성된 모니터링 포토다이오드를 더 포함할 수 있다.
본 예시적인 실시예의 다른 측면에 따르면, 디지털 신호 처리 디바이스는 파이럿 톤 신호를 발생하기 위한 변조 전류 제어를 더 포함할 수 있다.
본 예시적인 실시예의 또다른 측면에 따르면, 디지털 신호 처리 디바이스는 DC 바이어스 소스를 통해 바이어스 전류를 제어하도록 구성된 바이어스 전류 제어를 더 포함할 수 있다.
본 예시적인 실시예의 또다른 측면에 따르면, 디지털 신호 처리 디바이스는 모니터링 포토다이오드로부터 검출된 출력 광 신호를 수신하도록 구성된 모니터링 포토다이오드 검출기를 더 포함할 수 있다.
본 예시적인 실시예의 또다른 측면에 따르면, 파일럿 톤 신호는 로직 로우 파일럿 톤 신호와 로직 하이 파일럿 톤 신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 예시적인 실시예의 또다른 측면에 따르면, 로직 로우 파일럿 톤 신호는 B sin(ω0t±π)로 표현될 수 있고, 로직 하이 파일럿 톤 신호는 A sin(ω0t)로 표현될 수 있다.
본 예시적인 실시예의 또다른 측면에 따르면, 변조 전류는 로직 로우 데이터 상태와 로직 하이 데이터 상태 중 적어도 하나의 상태를 갖는 전송 데이터를 나타낼 수 있다.
본 예시적인 실시예의 또다른 측면에 따르면, 파일럿 톤 신호는 고정 진폭 또는 가변 진폭을 가질 수 있다.
본 예시적인 실시예의 또다른 측면에 따르면, 모니터링 포토다이오드는 트랜스-임피던스 증폭기(trans-impedance amplifier)를 통해, 검출된 출력 광 신호를 디지털 신호 처리 디바이스로 전송하도록 구성될 수 있다.
본 예시적인 실시예의 또다른 측면에 따르면, 디지털 신호 처리 디바이스는 조정된 진폭(calibrated amplitude)을 저장하도록 구성될 수 있는데, 이 조정된 진폭은 검출된 출력 광 신호에 근거하여 디지털 신호 처리 디바이스에 의해 결정된다.
다른 예시적인 실시예에서, 본 기법은 수동형 광 가입자망에서 광원을 제어하기 위한 방법으로서 구현될 수 있다. 이 방법은 파일럿 톤 신호를 광원으로 전송하는 단계와, 조정 기간 동안에 모니터링 포토다이오드를 통해 광원의 제 1 출력 광 신호를 검출하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 이 방법은 광원의 제 1 출력 광 신호를 디지털 신호 처리 디바이스를 통해 처리하여 조정된 진폭을 식별하고 저장하는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은 동작 기간 동안에, 광원의 제 2 출력 광 신호를 모니터링 포토다이오드를 통해 검출하여 검출된 진폭을 식별하는 단계와, 검출된 진폭과 디지털 신호 처리 디바이스 내에 저장되어 있는 조정된 진폭을 비교하는 단계를 또한 포함할 수 있다. 이 방법은 검출된 진폭과 조정된 진폭간의 비교에 근거하여, 광원에 인가되는 변조 전류와 바이어스 전류 중 적어도 하나를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 예시적인 실시예의 또다른 측면에 따르면, 파일럿 톤 신호는 로직 로우 파일럿 톤 신호와 로직 하이 파일럿 톤 신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 예시적인 실시예의 또다른 측면에 따르면, 로직 로우 파일럿 톤 신호는 B sin(ω0t±π)로 표현될 수 있고, 로직 하이 파일럿 톤 신호는 A sin(ω0t)로 표현될 수 있다.
본 예시적인 실시예의 또다른 측면에 따르면, 파일럿 톤 신호 전송 단계는 디지털 신호 처리 디바이스의 변조 전류 제어를 통해 파일럿 톤 신호를 발생시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 예시적인 실시예의 또다른 측면에 따르면, 파일럿 톤 신호 전송 단계는 파일럿 톤 신호를 이용하여 증폭기를 통해 변조 전류를 진폭 변조함으로써 진폭 변조된 신호를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 예시적인 실시예의 또다른 측면에 따르면, 제어 방법은 진폭 변조 신호에 DC 바이어스 소스에 의해 발생된 바이어스 전류를 AC 커플링시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 예시적인 실시예의 또다른 측면에 따르면, 제 1 출력 광 신호를 검출하는 단계는 트랜스-임피던스 증폭기를 통해, 검출된 제 1 출력 광 신호를 디지털 신호 처리 디바이스의 모니터링 포토다이오드 전류 검출기로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 예시적인 실시예의 또다른 측면에 따르면, 조정된 진폭을 식별하고 저장하는 단계는 제 1 출력 광 신호의 사인곡선 부분(sinusoidal portion)을 추출하여 조정된 진폭을 식별하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 예시적인 실시예의 또다른 측면에 따르면, 조절하는 단계는 디지털 신호 처리 디바이스의 변조 전류 제어와 디지털 신호 처리 디바이스의 바이어스 전류 제어 중 적어도 하나를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 예시적인 실시예의 또다른 측면에 따르면, 파일럿 톤 신호는 고정 진폭 또는 가변 진폭을 가질 수 있다.
본 예시적인 실시예의 또다른 측면에 따르면, 제어 방법은 적어도 하나의 프로세서에 의해 판독되어, 적어도 하나의 프로세서로 하여금 제어 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로세스를 실행하도록 명령하는 컴퓨터 프로그램 명령어들을 저장하기 위한 적어도 하나의 프로세서 판독 가능 저장 매체를 더 포함할 수 있다.
본 개시는 첨부한 도면에 도시된 예시적인 실시예를 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이다. 본 개시가 예시적인 실시예를 참조하여 설명 되었으나, 이에 한정되지 않음을 이해해야 한다. 당업자라면 본 개시의 탁월한 유용성은 설명된 내용으만 한정되지 않으며, 본 개시의 범주 내에서 여러 다른 목적을 위한 다양한 조건에서 본 개시에 설명된 내용이 유용하게 구현될 수 있음을 충분히 이해할 수 있다.
본 개시는 파일럿 톤 신호를 사용하는 디지털 신호 처리 디바이스를 통해 광원을 제어함으로써, 종래의 씨드 주입형 페브리 페롯 레이저 다이오드(FP-LD) 및/또는 반사형 반도체 광 증폭기(RSOA) 송신기 소스에 의한 문제점 및 결함을 극복한다.
본 개시의 보다 상세한 이해를 도모하기 위해, 참조번호가 첨부 도면들에 기재되어 있으며, 이들 도면에서 동일한 구성요소들은 동일한 참조번호로서 표시되어 있다. 이들 도면은 본 개시를 한정하기 위한 것이 아니라 예시적인 것으로서만 이해되어야 한다.
도 1은 종래의 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망에서 전송된 광 파워와 바이어스 전류/전압 사이의 관계를 나타내는 그래프.
도 2는 본 개시의 실시예에 따른 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망(WDM-PON)의 실시예를 나타내는 도면.
도 3은 본 개시의 실시예에 따른 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망에서 광원을 제어하기 위한 제어 회로의 개략도의 실시예를 나타내는 도면.
도 4는 본 개시의 실시예에 따른 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망에서 광원에 인가된 파일럿 톤 신호의 실시예를 나타내는 그래프.
도 5는 본 개시의 실시예에 따른 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망에서 발광(luminescence)(L)과 바이어스 전류(I) 사이의 관계에 대한 실시예를 나타내는 그래프.
도 6은 본 개시의 실시예에 따른 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망에 사용하기 위한 광원을 제어하기 위한 플로우챠트.
발명의 실시를 위한 최선의 형태
파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망(WDM-PON)에서 광원을 제어하기 위한 기법들이 구현된다. 예시적인 실시예에서, 이들 기법은 파장분할 다중방식 수동형 광 네트워크에서 광원을 제어하기 위한 장치 및/또는 방법으로서 구현된다.
발명의 실시를 위한 형태
도 2를 참조하면, 본 개시의 실시예에 따른 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망(WDM-PON)(200)의 실시예가 도시되어 있다. 상세하게, 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망(200)은 광 선로(optical fiber)(210)를 통해 원격 노드(RN)(206)(예를들면, 다중화기/역다중화기)에 연결된 광 회선 종단장치(OLT)(204)(예를들면, 통신 서비스 제공자의 중앙국)를 포함할 수 있다. 원격 노드(206)는 다수의 광 선로(212)를 통해 다수의 광 가입자망 종단장치(ONTs)(208)에 연결될 수 있다. 다수의 광 가입자망 종단장치(208) 각각은 한명 이상의 가입자들(도시하지 않음)과의 접속을 유지하여 이들 가입자와 통신 서비스 제공자 간의 통신을 원활하게 할 수 있다.
광 회선 종단장치(204)는 다수의 트랜시버 어셈블리(transceiver assemblies)(214), 다중화된 업스트림(upstream) 신호를 역다중화 및/또는 다수의 트랜시버 어셈블리(214)로부터의 다운스트림(downstream) 신호를 다중화하기 위한 다중화기/역다중화기(216)(예를들면, 1×N 도파로 격자), 서로 다른 파장으로 광 신호들을 출력하기 위한 두 개의 광대역 광원(218)(예를들면, 제 1 광대역 광원(218a) 및 제 2 광대역 광원(218b)), 두 개의 광대역 광원(218)에 의해 발생된 광 신호들을 업스트림 및 다운스트림 신호들과 결합시키기 위한 두 개의 광 서큘레이터(optical circulator)(220)(예를들면, 제 1 광 서큘레이터(220a) 및 제 2 광 서큘레이터(220b)), 두 개의 광 대역(optical band) 분할 필터(236)(예를들면, 제 1 광 대역 분할 필터(236a) 및 제 2 광 대역 분할 필터(236b))를 포함할 수 있다. 다수의 트랜시버 어셈블리(214) 각각은 다운스트림 파장 주입형(wavelength-seeded) 광원(Tx)(222)(예를들면, 페브리 페롯 레이저 다이오드(FP-LD) 및/또는 반사형 반도체 광 증폭기(RSOA))과, 광 대역 분할 필터(226)에 연결된 업스트림 광 수신기(Rx)(224)를 포함할 수 있다.
원격 노드(206)는 광 회선 종단장치(204)로부터의 다중화된 다운스트림 신호를 역다중화 및/또는 다수의 광 가입자망 종단장치(208)로부터의 업스트림 신호들을 다중화하기 위한 다중화기/역다중화기(228)(예를들면, 1×n 도파로 격자)를 포함할 수 있다. 다중화기/역다중화기들(216 및 228) 각각이 입력된 신호들을 동시에 다중화 및 역다중화할 수 있음을 당업자라면 충분히 이해할 수 있을 것이다.
다수의 광 가입자망 종단장치 각각은 다운스트림 광 수신기(Rx)(230)와, 광 대역 분할 필터(234)에 연결된 업스트림 파장 주입형 광원(Tx)(232)(예를들면, 페브리 페롯 레이저 다이오드 및/또는 반사형 반도체 광 증폭기)를 포함할 수 있다.
동작에 대해 설명하면, 광 회선 종단장치(204)의 제 1 광대역 광원(218a)은 다수의 다운스트림 파장 주입형 광원(222)으로부터의 다운스트림 신호용 광대역 신호를 발생시켜 출력할 수 있다. 이 광대역 신호는 다중화기/역다중화기(216)에 전달되어 파장별로 나뉘어짐으로써 다수의 신호 채널(plurality of channels of signals)가 될 수 있다. 다중화기/역다중화기(216)로부터의 스펙트럼 분할된 채널 신호들 각각은 대응되는 광 대역 분할 필터(226)를 통해 해당 다운스트림 파장 주입형 광원(222)으로 주입될 수 있다. 각각의 다운스트림 파장 주입형 광원(222)은 광 대역 분할 필터(226)를 통해 주입되는 스펙트럼 분할된 채널 신호와 동일한 파장을 갖는 다운스트림 광 신호를 출력할 수 있다. 각각의 다운스트림 파장 주입형 광원(222)으로부터 출력된 다운스트림 광 신호는 전송될 다운스트림 데이터에 따라 변조될 수 있다. 또한, 다운스트림 파장 주입형 광원(222)으로부터 출력된 각각의 다운스트림 광 신호는 대응되는 광 대역 분할 필터(226)를 통해 다중화기/역다중화기(226)에 결합되고, 다중화기/역다중화기(226)에 의해 다중화될 수 있다. 다중화된 다운스트림 신호는 광 서큘레이터(220a)를 통해 광 선로(210)에 전송된 다음 원격 노드(206)로 전송될 수 있다.
원격 노드(206)로 전송되어진 다중화된 다운스트림 신호는 다중화기/역다중화기(228)에 입력되어 역다중화될 수 있다. 역다중화된 다운스트림 신호들은 다수의 광 선로(212)를 통해 다수의 광 가입자망 종단장치(208)로 전송될 수 있다.
광 회선 종단장치(204)의 제 2 광대역 광원(218b)은 다수의 광 가입자망 종단장치(208)로부터의 업스트림 신호들용 광대역 신호를 발생하여 출력할 수 있다. 제 2 광대역 광원(218b)에 의해 발생된 광대역 신호는 광 서큘레이터(220b) 및 광 선로(210)를 통해 원격 노드(206)의 다중화기/역다중화기(228)로 전송될 수 있다. 다중화기/역다중화기(228)는 광대역 신호를 파장별로 나누어 다수의 신호 채널을 만들 수 있다. 스펙트럼 분할된 채널 신호들 각각은 해당 광 선로(212)를 통해 해당 광 가입자망 종단장치(208)로 전송될 수 있다. 그런 다음에, 스펙트럼 분할된 채널 신호들 각각은 해당 광 대역 분할 필터(234)를 통해 해당 업스트림 파장 주입형 광원(232)으로 주입될 수 있다.
각각의 업스트림 파장 주입형 광원(232)은 해당 광 대역 분할 필터(234)를 통해 주입된 스펙트럼 분할된 채널 신호와 동일한 파장을 갖는 업스트림 광 신호를 출력할 수 있다. 각각의 업스트림 파장 주입형 광원(232)으로부터 출력된 업스트림 광 신호 각각은 전송될 업스트림 데이터에 따라 변조될 수 있다.
업스트림 파장 주입형 광원(232)으로부터 출력된 각각의 업스트림 광 신호는 대응되는 광 대역 분할 필터(234)를 통해 원격 노드(206)에 결합될 수 있다. 원격 노드(206)에 전송된 다수의 업스트림 광 신호는 다중화기/역다중화기(228)에 입력되어 다중화될 수 있다. 다중화된 업스트림 광 신호는 광 선로(210)를 통해 광 회선 종단장치(204)로 전송될 수 있다. 또한, 광 회선 종단장치(204)로 전송되어진 다중화된 업스트림 광 신호는 광 서큘레이터(220b)를 통해 다중화기/역다중화기(216)로 입력되어 역다중화될 수 있다. 역다중화된 업스트림 광 신호 각각은 해당 광 대역 분할 필터(226)를 통해 대응되는 업스트림 광 수신기(224)로 전송될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 개시의 실시예에 따른 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망에서 광원을 제어하기 위한 제어 회로(300)의 개략도의 실시예가 도시되어 있다. 제어 회로(300)는 증폭기(304) 및 캐페시터(306)를 거쳐 광원(322)(예를들면, 도 2에 도시된 다운스트림 파장 주입형 광원(222) 또는 업스트림 파장 주입형 광원(232))에 연결된 디지털 신호 처리 디바이스(302)를 포함할 수 있다. 제어 회로(300)는 바이어스 전류(IBIAS)를 생성하여 광원(322)을 작동시키도록 구성된 DC 바이어스 소스(308)를 또한 포함할 수 있다. DC 바이어스 소스(308)는 바이어스 전류(IBIAS)를 인덕터(310)를 통해 광원(322)으로 출력한다. 광원(322)의 출력 파워는 모니터링 포토다이오드(MPD)(312)에 의해 검출될 수 있고, 모니터링 포토다이오드(312)는 검출된 출력 파워를 트랜스-임피던스 증폭기(TIA)(314)를 통해 디지털 신호 처리 디바이스(302)로 제공한다.
예시적인 실시예에서, 디지털 신호 처리 디바이스(302)가 제어 회로(300)의 다양한 구성요소들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 디지털 신호 처리 디바이스(302)는 DC 바이어스 소스(308)에 의해 발생된 바이어스 전류(IBIAS)를 조절하기 위해 바이어스 전류 제어(316)를 포함할 수 있다. 또한, 디지털 신호 처리 디바이스(302)는 광원(322)으로 인가되는 변조 전류를 제어하기 위해 변조 전류 제어(318)를 포함할 수 있다. 디지털 신호 처리 디바이스(302)는 모니터링 포토다이오드(312)에 의해 검출된 출력 파워를 판단하기 위해 모니터링 포토다이오드 전류 검출기(320)를 더 포함할 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 파일럿 톤 신호는 디지털 신호 처리 디바이스(302)의 변조 전류 제어(318)에 의해 발생될 수 있다. 파일럿 톤 신호는 진폭(D)을 갖는 사인 함수(예를들면, sin(ω0t))로 표현될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 파일럿 톤 신호의 진폭(D)은 변조 전류(IMOD)의 진폭 중 일부분(예를들면, 1/50)일 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 파일럿 톤 신호의 진폭(D)은 광원(322)에 적합한 원하는 동작 조건을 유지하기 위해 조절가능한 변수 또는 함수일 수 있다.
예시적인 실시예에서, 증폭기(304)의 이득(G(t))은 상수(예를들면, G(0))일 수 있다. 파일럿 톤 신호가 증폭기(304)에 입력되어, 증폭기(304)로 하여금 진폭 변조된 신호를 출력하도록 할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 증폭기(304)에 의해 출력된 진폭 변조된 신호는 파일럿 톤 신호인 사인 함수에 따라 발진하고 이득(G(t) = G(0) + D sin(ω0t))을 가질 수 있다. 또한, 전송될 데이터(예를들면, 로직 하이(이진수 "1" 데이터 상태) 및 로직 로우(이진수 "0" 데이터 상태))를 나타내는 변조 전류(IMOD)가 증폭기(304)로 입력될 수 있다. 증폭기(304)는 변조 전류 제어(318)에 의해 발생된 파일럿 톤 신호로, 전송될 데이터를 나타내는 변조 전류(IMOD)를 변조(예를들면, 진폭 변조(AM))시켜 AM 변조된 신호를 출력할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 증폭기(304)로부터의 AM 변조된 신호는 (IMOD) + (1/50)(IMOD)sin(ω0t)으로 표시될 수 있으며, 파일럿 톤 신호의 진폭(D)은 (1/50)(IMOD)로 표시될 수 있다. 증폭기(304)로부터의 AM 변조된 신호는 변조 전류(IMOD) 중심에서 파일럿 톤 신호인 sin(ω0t) 함수에 따라 발진하는 것일 수 있다.
증폭기(304)로부터의 AM 변조된 신호는 캐패시터(306)를 통해 DC 바이어스 소스(308)에 의해 발생된 바이어스 전류(IBIAS)에 AC 커플링(또는 용량성 커플링)될 수 있다. AC 커플링된 신호는 출력 신호(예를들면, 빛 신호(light signal))를 발생하기 위해 광원(322)에 인가될 수 있다. 광원(322)으로부터의 출력 신호는 디지털 신호 처리 디바이스(302)에 의한 처리를 위해 모니터링 포토다이오드(312)에 의해 검출될 수 있다. 모니터링 포토다이오드(312)에 의해 검출된 출력 신호는 광원(322)에 의해 발생된 출력 신호의 미소 부분(small fraction)일 수 있으므로, 디지털 신호 처리 디바이스(302)에 의해 처리되기 이전에 트랜스-임피던스 증폭기(314)에 의해 증폭될 수 있다.
디지털 신호 처리 디바이스(302)의 모니터링 포토다이오드 전류 검출기(320)는 모니터링 포토다이오드(312)로부터의 출력 신호를 검출할 수 있다. 디지털 신호 처리 디바이스(302)는 검출된 신호 중 파일럿 톤의 진폭을 판단하기 위해 검출된 신호를 처리할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 디지털 신호 처리 디바이스(302)는 조정 기간(calibration period) 동안 조정된 진폭(CA)을 판단하기 위해, 검출된 신호로부터 파일럿 톤 신호를 추출할 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 디지털 신호 처리 디바이스(302)는 검출된 진폭(DA)을 판단하기 위해, 검출된 신호로부터 파일럿 톤 신호를 추출할 수 있다. 상세하게 설명하면, 디지털 신호 처리 디바이스(302)는 로직 하이(예를들면, 이진수 "1" 데이터 상태)와 연관된 파일럿 톤 신호(예를들면, A sin(ω0t))를 추출하며, 로직 로우(예를들면, 이진수 "0" 데이터 상태)와 연관된 파일럿 톤 신호(예를들면, B sin(ω0t±π))를 추출할 수 있다. 추출된 파일럿 톤 신호의 진폭들(예를들면, A와 B)은 서로 상이할 수 있으며, 예를 들어 진폭(A)이 진폭(B)보다 클 수 있다. 조정된 진폭들(예를들면, A와 B)은 디지털 신호 처리 디바이스(302)에 저장될 수 있으며, 변조 전류 제어(318)의 "기준 제어(reference control)"로서 사용될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 조정된 진폭 "A"는 조정된 로직 하이(예를들면, 이진수 "1" 데이터 상태) 파일럿 톤 진폭을 나타낼 수 있으며, 조정된 진폭 "B"는 조정된 로직 로우(예를들면, 이진수 "0" 데이터 상태) 파일럿 톤 진폭을 나타낼 수 있다.
광원(322)은 동작 온도, 인젝션 파워(injection power), 인가 파장, 및/또는 광원(322)의 재령(age)을 포함하는 다양한 요인들(factors)에 따라 동작이 달라질 수 있다. 제어 회로(300)는 디지털 신호 처리 디바이스(302)의 변조 전류 제어(318)를 통해 조절가능한 진폭(D)의 사인 파형(예를들면, sin(ω0t))을 갖는 하나 이상의 파일럿 톤 신호를 발생시킴으로써, 광원(322)의 동작을 모니터링할 수 있다. 전술한 바와 같이, 변조 전류 제어(318)에 의해 발생된 파일럿 톤 신호는 광원(322)으로 인가될 수 있고, 광원(322)의 출력 신호는 모니터링 포토다이오드(312)를 통해 디지털 신호 처리 디바이스(302)에 제공될 수 있다. 파일럿 톤 신호의 검출된 진폭(DA)이 조정된 진폭(CA)과 일치하지 않는 경우에, 검출된 진폭(DA)(예를들면, 검출된 진폭 "A" 및 "B")이 디지털 신호 처리 디바이스(302)에 저장되어 있는 조정된 진폭(예를들면, 조정된 진폭 "A" 및 "B")과 일치할 때까지, 디지털 신호 처리 디바이스(302)는 변조 전류 제어(318)를 조절하는 프로세스(예를들면, 변조 전류 조절) 및/또는 바이어스 전류 제어(316)를 조절하는 프로세스(예를들면, DC 바이어스 소스(308) 조절)를 반복적으로 수행할 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 개시의 실시예에 따른 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망에서 광원에 인가된 파일럿 톤 신호의 실시예를 나타내는 그래프가 도시되어 있다. 파일럿 톤 신호(400)는 디지털 신호 처리 디바이스(302)의 변조 전류 제어(318)(예를들면, 도 3에 도시됨)에 의해 발생될 수 있다. 파일럿 톤 신호(400)는 로직 하이(예를들면, 이진수 "1" 데이터 상태) 파일럿 톤 신호(400a) 및 로직 로우(예를들면, 이진수 "0" 데이터 상태) 파일럿 톤 신호(400b)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 로직 하이(예를들면, 이진수 "1" 데이터 상태) 파일럿 톤 신호(400a)는 진폭(A)을 갖는 사인 파형, 예를 들어 A sin(ω0t)으로 나타내어질 수 있다. 로직 로우(예를들면, 이진수 "0" 데이터 상태) 파일럿 톤 신호(400b)는 진폭(B)을 가지며 위상 천이된 사인 파형, 예를 들어 B sin(ω0t±π)로 나타내어질 수 있다. 예시적인 실시예에서, 전기 영역(electrical domain)(예를들면, 전광 변환(electrical-to-optical conversion) 이전)에서는 로직 하이(예를들면, 이진수 "1" 데이터 상태) 파일럿 톤 신호의 진폭(A)과 로직 로우(예를들면, 이진수 "0" 데이터 상태) 파일럿 톤 신호의 진폭(B)이 동일할 수 있다. 로직 하이(예를들면, 이진수 "1" 데이터 상태) 파일럿 톤 신호의 톤과 로직 로우(예를들면, 이진수 "0" 데이터 상태) 파일럿 톤 신호의 톤은 서로 반대의 위상(예를들면, π 위상 천이)일 수 있다. 다른 실시예에서, 로직 하이 파일럿 톤 신호(400a)의 진폭(A)과 로직 로우 파일럿 톤 신호(400b)의 진폭(B)이 상이할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 로직 하이(예를들면, 이진수 "1" 데이터 상태) 파일럿 톤 신호(400a)의 진폭(A)은 LI 곡선의 포인트(point) A에서의 기울기로 표현될 수 있다. 또한, 로직 로우(예를들면, 이진수 "0" 데이터 상태) 파일럿 톤 신호(400b)의 진폭(B)은 LI 곡선의 포인트 B에서의 기울기로 표현될 수 있다. LI 곡선의 비선형 특성(non-linear characteristics)으로 인해, 포인트 A에서의 기울기는 포인트 B에서의 기울기와 상이할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 로직 하이(예를들면, 이진수 "1" 데이터 상태) 파일럿 톤 신호(400a)는 광원(322)을 바이어싱하기 위해 문턱 전압 및/또는 전류 이상으로(예를들면, 광원이 ON-상태) 설정될 수 있다. 또한, 로직 로우(예를들면, 이진수 "0" 데이터 상태) 파일럿 톤 신호(400b)는 광원(322)을 바이어싱 하기 위해 문턱 전압 및/또는 전류 이상으로(예를들면, 광원이 ON-상태) 설정될 수 있다.
로직 하이(예를들면, 이진수 "1" 데이터 상태)와 로직 로우(예를들면, 이진수 "0" 데이터 상태)는 바이어스 전류(IBIAS), 변조 전류(IMOD), 및/또는 파일럿 톤 신호(400)에 근거하여 결정될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 로직 하이(예를들면, 이진수 "1" 데이터 상태)는 바이어스 전류(IBIAS), 변조 전류(IMOD), 로직 하이(예를들면, 이진수 "1" 데이터 상태) 파일럿 톤 신호(400a)의 합산으로 결정될 수 있다. 로직 로우(예를들면, 이진수 "0" 데이터 상태)는 바이어스 전류(IBIAS)에서 변조 전류(IMOD)와 로직 로우(예를들면, 이진수 "0" 데이터 상태) 파일럿 톤 신호(400b)를 차감함으로써 결정될 수 있다. 파일럿 톤 신호(400)는 사인 파형(예를 들어, sin(ω0t))이기 때문에 로직 하이(예를들면, 이진수 "1" 데이터 상태)와 로직 로우(예를들면, 이진수 "0" 데이터 상태) 사이에서 스윙(swing)할 수 있으며, 로직 하이(예를들면, 이진수 "1" 데이터 상태) 및 로직 로우(예를들면, 이진수 "0" 데이터 상태)에 대한 진폭은 전체 진폭(예를들면, 1/50(IMOD))의 절반(예를들면, 1/100(IMOD))일 수 있다.
도 4에 도시된 예시적인 실시예에서, 로직 하이(예를들면, 이진수 "1" 데이터 상태)는 바이어스 전류(IBIAS), 변조 전류(IMOD), 및/또는 로직 하이(예를들면, 이진수 "1" 데이터 상태) 파일럿 톤 신호(400a)의 합산(예를들면, (IBIAS) + (IMOD) + (1/100)sin(ω0t))으로 결정될 수 있다. 또한, 로직 로우(예를들면, 이진수 "0" 데이터 상태)는 바이어스 전류(IBIAS)에서 변조 전류(IMOD)와 로직 로우(예를들면, 이진수 "0" 데이터 상태) 파일럿 톤 신호(400b)를 차감(예를들면, (IBIAS) - ((IMOD) + (1/100)sin(ω0t+π))함으로써 결정될 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 개시의 실시예에 따른 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망에서 발광(luminescence: L)과 바이어스 전류(I) 사이의 관계에 관한 실시예를 나타내는 그래프가 도시되어 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망에서 광원(예를들면, 도 3에 도시된 광원(322))의 다양한 동작 조건에 관한 3 개의 LI 곡선이 도시될 수 있다. 예를 들어, 조정된 기울기를 갖는 조정된 LI 곡선은 디지털 신호 처리 디바이스(302)(도 3에 도시된 디지털 신호 처리 디바이스(302))에 "기준 제어"로서 저장될 수 있다. 디지털 신호 처리 디바이스(302)가 변조 전류 제어(318)와 바이어스 전류 제어(316)를 조절할 수 있으므로, 디지털 신호 처리 디바이스(302)에 의해 검출된 LI 곡선이 조정된 LI 곡선과 일치할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 디지털 신호 처리 디바이스(302)는 로직 하이(이진수 "1" 데이터 상태) 파일럿 톤 신호(예를들면, 400a)에 근거하여 변조 전류 제어(318)를 조절할 수 있다. 또한, 디지털 신호 처리 디바이스(302)는 로직 로우(이진수 "0" 데이터 상태) 파일럿 톤 신호(예를들면, 400b)에 근거하여 바이어스 전류 제어(316)를 조절할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 검출된 LI 곡선은 조정된 LI 곡선 기울기의 2배인 기울기를 가질 수 있다. 디지털 신호 처리 디바이스(302)는 바이어스 전류 제어(316)를 통해 바이어스 전류(IBIAS)를 감소 및/또는 변조 전류 제어(318)를 통해 변조 전류(IMOD)를 감소시킬 수 있다. 디지털 신호 처리 디바이스(302)는 검출된 LI 곡선의 기울기가 조정된 LI 곡선의 기울기와 일치할 때까지 이러한 프로세스를 반복하여 수행할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 검출된 LI 곡선은 조정된 LI 곡선의 기울기의 절반인 기울기를 가질 수 있다. 디지털 신호 처리 디바이스(302)는 바이어스 전류 제어(316)를 통해 바이어스 전류(IBIAS)를 증가 및/또는 변조 전류 제어(318)를 통해 변조 전류(IMOD)를 증가시킬 수 있다. 디지털 신호 처리 디바이스(302)는 검출된 LI 곡선의 기울기가 조정된 LI 곡선의 기울기와 일치할 때까지 이러한 프로세스를 반복하여 수행할 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 개시의 실시예에 따른 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망에서 광원을 제어하기 위한 방법(600)을 나타내는 기능도(functional diagram)가 도시되어 있다. 블럭(602)에서, 조정 기간 동안 파일럿 톤 신호(400)가 디지털 신호 처리 디바이스(302)의 변조 전류 제어(318)에 의해 생성되어 광원(322)으로 전송될 수 있다. 파일럿 톤 신호(400)는 로직 하이(예를들면, 이진수 "1" 데이터 상태) 파일럿 톤 신호(400a)와 로직 로우(예를들면, 이진수 "0" 데이터 상태) 파일럿 톤 신호(400b)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 로직 하이(예를들면, 이진수 "1" 데이터 상태) 파일럿 톤 신호(400a)는 진폭(A)을 갖는 사인 파형(예를 들어, A sin(ω0t))으로 나타내어질 수 있다. 로직 로우(예를들면, 이진수 "0" 데이터 상태) 파일럿 톤 신호(400b)는 진폭(B)을 가지며 위상 천이된 사인 파형, 예를 들어 B sin(ω0t±π)로 나타내어질 수 있다. 예시적인 실시예에서, 전송될 데이터를 나타내는 변조 전류(IMOD)는 증폭기(304)를 통해 파일럿 톤 신호(400)에 의해 변조(예를들면, 진폭 변조)되어 광원(322)으로 출력될 수 있다. AM 변조된 신호는 캐패시터(306)를 통해 DC 바이어스 소스(308)에 의해 발생된 바이어스 전류(IBIAS)에 AC 커플링될 수 있다. AC 커플링된 신호는 출력 신호(예를들면, 빛 신호)를 발생하기 위해 광원(322)에 인가될 수 있다.
블럭(604)에서, 디지털 신호 처리 디바이스(302)는 모니터링 포토다이오드(312)를 통해 광원(322)으로부터의 출력 신호를 검출할 수 있다. 광원(322)은 AC 커플링된 신호에 근거하여 광 신호(예를들면, 빛 신호)를 출력할 수 있으며, 출력 광 신호는 모니터링 포토다이오드(312)에 의해 검출될 수 있다. 모니터링 포토다이오드(312)는 트랜스-임피던스 증폭기(314)를 통해 광원(322)으로부터의 검출된 출력 광 신호를 디지털 신호 처리 디바이스(302)의 모니터링 포토다이오드 전류 검출기(320)로 전송할 수 있다.
블럭(606)에서, 디지털 신호 처리 디바이스(302)는 광원(322)으로부터의 검출된 출력 광 신호를 처리하여 조정된 진폭(CA)을 추출할 수 있다. 예를 들어, 디지털 신호 처리 디바이스(302)는 파일럿 톤 신호(400)를 추출하기 위해 광원(322)으로부터의 검출된 출력 광 신호를 처리할 수 있다. 디지털 신호 처리 디바이스(302)는 로직 하이(예를들면, 이진수 "1" 데이터 상태) 파일럿 톤 신호(400a)(예를 들어, A sin(ω0t)) 및/또는 로직 로우(예를들면, 이진수 "0" 데이터 상태) 파일럿 톤 신호(400b)(예를 들어, B sin(ω0t±π))를 추출할 수 있다. 디지털 신호 처리 디바이스(302)는 파일럿 톤 신호(400)의 조정된 진폭 (A) 및 (B)를 저장할 수 있다. 조정된 조건하에서, 광원(322)에 인가된 바이어스 전류(IBIAS) 및 변조 전류(IMOD)는 원하는 전송 파워, 소광비(extinction ratio: ER), 옵티컬 아이 마스크 컴플라이언시(optical eye mask compliancy)를 달성하기 위해 조절될 수 있다.
블럭(608)에서, 디지털 신호 처리 디바이스(302)는 동작 기간 동안 광원(322)을 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 블럭(602)에서 기재한 바와 같이, 변조 전류 제어(318)는 하나 이상의 파일럿 톤 신호(400)를 광원(322)에 연속적으로 또는 주기적으로 전송할 수 있다. 또한, 블럭(604)에서 기재한 바와 같이, 디지털 신호 처리 디바이스(302)는 모니터링 포토다이오드(312)를 통해 광원(322)으로부터의 출력 광 신호를 검출할 수 있다. 디지털 신호 처리 디바이스(302)는 로직 하이(예를들면, 이진수 "1" 데이터 상태) 파일럿 톤 신호(400a)(예를 들어, A sin(ω0t)) 및/또는 로직 로우(예를들면, 이진수 "0" 데이터 상태) 파일럿 톤 신호(400b)(예를 들어, B sin(ω0t±π))를 추출하고, 추출된 파일럿 톤 신호들을 디지털 신호 처리 디바이스(302)에 저장되어 있는 조정된 진폭(CA)과 비교할 수 있다. 동작 기간 동안에, 광원(322)으로부터의 출력 광 신호는 동작 온도, 인젝션 파워, 인가 파장 및/또는 광원(322)의 재령으로 인해 달라질 수 있다. 디지털 신호 처리 디바이스(302)는 광원(322)의 동작을 모니터링할 수 있다.
블럭(610)에서, 광원(322)으로부터의 검출된 출력 광 신호가 저장되어 있는 조정된 진폭(CA)에서 달라진 경우, 디지털 신호 처리 디바이스(302)는 검출된 진폭(DA)과 디지털 신호 처리 디바이스(302)에 저장되어 있는 조정된 진폭(CA)을 일치시키기 위해 광원(322)에 적용된 변조 전류 제어(318) 및/또는 바이어스 전류 제어(316)를 조절할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 광원(322)으로부터의 검출된 출력 광 신호는 조정된 진폭(CA)보다 큰 진폭을 가질 수 있다. 디지털 신호 처리 디바이스(302)는 바이어스 전류 제어(316)를 통해 바이어스 전류(IBIAS)를 감소 및/또는 변조 전류 제어(318)를 통해 변조 전류(IMOD)를 감소시킬 수 있다. 디지털 신호 처리 디바이스(302)는 광원(322)으로부터의 검출된 출력 광 신호의 진폭이 디지털 신호 처리 디바이스(302)에 저장되어 있는 조정된 진폭(CA)에 일치할 때까지 이러한 프로세스를 반복해서 수행할 수 있다.
다른 실시예에서, 광원(322)으로부터의 검출된 광 출력 신호는 디지털 신호 처리 디바이스(302)에 저장되어 있는 조정된 진폭(CA)보다 작은 진폭을 가질 수 있다. 디지털 신호 처리 디바이스(302)는 바이어스 전류 제어(316)를 통해 바이어스 전류(IBIAS)를 증가 및/또는 변조 전류 제어(318)를 통해 변조 전류(IMOD)를 증가시킬 수 있다. 디지털 신호 처리 디바이스(302)는 검출된 광 신호의 진폭이 디지털 신호 처리 디바이스(302)에 저장되어 있는 조정된 진폭(CA)에 일치할 때까지 이러한 프로세스를 반복해서 수행할 수 있다.
이 단계에서, 전술한 바와 같은 본 개시에 따른 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망에서 광원을 제어하기 위한 기법들은 입력 데이터를 처리하고 출력 데이터를 발생하는 것을 어느정도 포함할 수 있음을 주지해야 한다. 이와 같이 입력 데이터를 처리하고 출력 데이터를 발생하는 것은 하드웨어 또는 소프트웨어로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 전술한 바와 같은 본 개시에 따른 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망에서 광원을 제어하기 위한 기법들과 연관된 기능들을 구현하기 위한 디지털 신호 처리 디바이스 또는 유사하거나 연관된 회로 내에 특정 전자 구성요소들이 채용될 수 있다. 다른 대안으로서, 명령어들(instructions)에 따라 동작하는 하나 이상의 프로세서가 전술한 바와 같은 본 개시에 따른 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망에서 광원을 제어하기 위한 기법들과 연관된 기능들을 구현할 수 있다. 이와 같이 구현되는 경우에, 이들 명령어가 하나 이상의 프로세서 판독 가능 매체(예를들면, 마그네틱 디스크(magnetic disk) 혹은 다른 저장 매체)에 저장될 수 있거나, 하나 이상의 반송파(carrier wave) 내에 포함된 하나 이상의 신호를 통해 하나 이상의 프로세서로 전송될 수 있는 것은 본 개시의 범주 내에 속하는 것이다.
본 개시는 설명된 특정한 실시예들 의해 그 범주가 한정되지는 않는다. 특히, 본 개시에 설명된 것에 부가하여, 전술한 설명 및 첨부 도면으로부터 본 개시에 대한 다양한 실시예 및 변형은 당업자에게 자명할 것이다. 그러므로, 이와 같은 다른 실시예들 및 변형들은 본 개시의 범주 내에 포함된다. 더욱이. 본 개시가 특정 목적을 위한 특정 환경하에서 특정 구현의 관점으로 설명되었을지라도, 당업자라면 본 개시의 유용성이 설명된 내용으로만 한정되지 않으며, 본 개시는 여러 다른 목적을 위한 다양한 환경하에서 유용하게 구현될 수 있음을 충분히 이해할 수 있을 것이다. 결론적으로, 이하 개시된 청구항들은 전술한 바와 같은 본 개시의 사상 및 범주로서 이해되어야만 한다.
산업상 이용가능성
본 개시에 따른 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망은 파일럿 톤 신호를 출력하도록 구성된 디지털 신호 처리 디바이스와, 변조 전류 및 파일럿 톤 신호를 변조하여 진폭 변조된 신호를 출력하도록 구성된 증폭기와, 광원에 인가된 바이어스 전류와 진폭 변조된 신호를 AC 커플링(AC couple)시키도록 구성된 캐패시터와, 광원의 출력 광 신호를 검출하고 검출된 출력 광 신호를 디지털 신호 처리 디바이스로 출력하여 광원의 출력 광 신호를 제어하도록 구성된 모니터링 포토다이오드를 포함할 수 있음으로써, 종래의 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망의 문제점 및 결함을 해소한다.

Claims (21)

  1. 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망으로서,
    광원에서 검출된 출력 광 신호에 따라서 파일럿 톤 신호(pilot tone signal)를 출력하도록 구성된 디지털 신호 처리 디바이스와,
    변조 전류(modulation current) 및 상기 파일럿 톤 신호를 변조하여 진폭 변조된 신호를 출력하도록 구성된 증폭기와,
    상기 광원에 인가된 바이어스 전류(bias current)에 상기 진폭 변조된 신호를 AC 커플링(AC couple)시키도록 구성된 캐패시터와,
    상기 광원의 출력 광 신호를 검출하고 상기 검출된 출력 광 신호를 상기 디지털 신호 처리 디바이스로 전송함으로써, 상기 광원의 상기 출력 광 신호를 제어하도록 구성된 모니터링 포토다이오드를 포함하며,
    상기 파일럿 톤 신호는,
    로직 로우(logic low) 파일럿 톤 신호와 로직 하이(logic high) 파일럿 톤 신호 중 적어도 하나를 포함하는 수동형 광 가입자망.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지털 신호 처리 디바이스는 상기 파일럿 톤 신호를 발생하기 위한 변조 전류 제어를 포함하는, 수동형 광 가입자망.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지털 신호 처리 디바이스는 DC 바이어스 소스를 통해 상기 바이어스 전류를 제어하도록 구성된 바이어스 전류 제어를 포함하는, 수동형 광 가입자망.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지털 신호 처리 디바이스는 상기 모니터링 포토다이오드로부터의 상기 검출된 출력 광 신호를 수신하도록 구성된 모니터링 포토다이오드 검출기를 포함하는, 수동형 광 가입자망.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 로직 로우 파일럿 톤 신호는 B sin(ω0t±π)로 표현되고, 상기 로직 하이 파일럿 톤 신호는 A sin(ω0t)로 표현되는, 수동형 광 가입자망.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 변조 전류는 로직 로우 데이터 상태(state)와 로직 하이 데이터 상태 중 적어도 하나의 상태를 갖는 전송 데이터를 나타내는, 수동형 광 가입자망.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 파일럿 톤 신호는 고정 진폭(constant amplitude) 또는 가변 진폭(variable amplitude)을 갖는, 수동형 광 가입자망.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 모니터링 포토다이오드는 트랜스-임피던스 증폭기(trans-impedance amplifier)를 거쳐 상기 검출된 출력 광 신호를 상기 디지털 신호 처리 디바이스로 전송하도록 구성된, 수동형 광 가입자망.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지털 신호 처리 디바이스는 조정된 진폭(calibrated amplitude)을 저장하도록 구성되고, 상기 조정된 진폭은 상기 검출된 출력 광 신호에 근거하여 상기 디지털 신호 처리 디바이스에 의해 결정되는, 수동형 광 가입자망.
  11. 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망의 광원을 제어하기 위한 방법으로서,
    파일럿 톤 신호를 광원으로 전송하는 단계와,
    조정 기간(calibration period) 동안에, 모니터링 포토다이오드를 통해 상기 광원의 제 1 출력 광 신호를 검출하는 단계와,
    상기 광원의 상기 제 1 출력 광 신호를 디지털 신호 처리 디바이스를 통해 처리하여 조정된 진폭을 식별하고 저장하는 단계와,
    동작 기간(operation period) 동안에, 상기 광원의 제 2 출력 광 신호를 상기 모니터링 포토다이오드를 통해 검출하여 검출된 진폭(detected amplitude)을 식별하는 단계와,
    상기 검출된 진폭과 상기 디지털 신호 처리 디바이스 내에 저장된 상기 조정된 진폭을 비교하는 단계와,
    상기 검출된 진폭과 상기 조정된 진폭간의 비교에 근거하여, 상기 광원에 인가되는 변조 전류와 바이어스 전류 중 적어도 하나를 조절하는 단계를 포함하며,
    상기 파일럿 톤 신호는,
    로직 로우(logic low) 파일럿 톤 신호와 로직 하이(logic high) 파일럿 톤 신호 중 적어도 하나를 포함하는 제어 방법.
  12. 삭제
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 로직 로우 파일럿 톤 신호는 B sin(ω0t±π)로 표현되고, 상기 로직 하이 파일럿 톤 신호는 A sin(ω0t)로 표현되는, 제어 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 파일럿 톤 신호 전송 단계는 상기 디지털 신호 처리 디바이스의 변조 전류 제어를 통해 상기 파일럿 톤 신호를 발생시키는 단계를 더 포함하는, 제어 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 파일럿 톤 신호 전송 단계는 상기 파일럿 톤 신호를 이용하여 증폭기를 통해 변조 전류를 진폭 변조함으로써 진폭 변조된 신호를 출력하는 단계를 더 포함하는, 제어 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 진폭 변조된 신호를 DC 바이어스 소스에 의해 발생된 바이어스 전류에 AC 커플링시키는 단계를 더 포함하는, 제어 방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 출력 광 신호를 검출하는 단계는 트랜스-임피던스 증폭기를 통해 상기 검출된 제 1 출력 광 신호를 상기 디지털 신호 처리 디바이스의 모니터링 포토다이오드 전류 검출기로 전송하는 단계를 더 포함하는, 제어 방법.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 조정된 진폭을 식별하고 저장하는 단계는 상기 제 1 출력 광 신호의 사인곡선 부분(sinusoidal portion)을 추출하여 상기 조정된 진폭을 식별하는 단계를 더 포함하는, 제어 방법.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 조절하는 단계는 상기 디지털 신호 처리 디바이스의 변조 전류 제어와 상기 디지털 신호 처리 디바이스의 바이어스 전류 제어 중 적어도 하나를 조절하는 단계를 더 포함하는, 제어 방법.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 파일럿 톤 신호는 고정 진폭 또는 가변 진폭을 갖는, 제어 방법.
  21. 적어도 하나의 프로세서에 의해 판독되어 상기 적어도 하나의 프로세서로 하여금, 청구항 11에 기재된 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로세스를 실행하도록 명령하는 컴퓨터 프로그램 명령어들(instructions)을 저장하기 위한 적어도 하나의 프로세서 판독 가능 저장 매체.
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