KR101533872B1

KR101533872B1 - 완전 무저항의 파장 무관계성을 실현한 재구성 가능한 광신호 분기, 삽입 다중화 장치

Info

Publication number: KR101533872B1
Application number: KR1020127003464A
Authority: KR
Inventors: 홍유 장; 빙 예
Original assignee: 지티이 코포레이션
Priority date: 2009-07-09
Filing date: 2009-09-16
Publication date: 2015-07-03
Also published as: IN2012DN01119A; WO2011003247A1; EP2453601A1; EP2453601A4; US20120114332A1; CN101610129A; US8861968B2; KR20120042949A; CN101610129B

Abstract

본 발명은 완전 무저항의 파장 무관계성을 실현한 재구성 가능한 광신호 분기, 삽입 다중화 장치를 제공하는데, 선로 방향으로 방송하여 입력된 방향1~X 사이의 다파장의 광신호를 구분하고 다수개의 N×N광스위치를 통하여 방향1~X 사이의 다파장의 광신호를 대응되는 임의의 출력 포트로 스위칭하며 대응되는 K×1커플러/광스위치가 수신한 광신호를 합성한 후 대응되는 수신기 RX로 송신하는 Drop 유닛과, 송신기 TX로부터 출력된 광신호를 N개 1×K커플러/광스위치를 통하여 다수개의 N×N광스위치로 방송하고 각 N×N광스위치(X는 2이상의 정수이고 K, N는 정수)를 통하여 광신호를 대응되는 임의의 출력 포트로 스위칭하며 방향1~X의 대응되는 광신호를 합성한 후 선로 방향으로 출력하는 Add 유닛를 포함한다. 본 발명에 의하면 Drop와 Add의 완전 무저항의 파장 무관계성을 실현할 수 있다.

Description

완전 무저항의 파장 무관계성을 실현한 재구성 가능한 광신호 분기, 삽입 다중화 장치{RECONFIGURABLE OPTICAL ADD/DROP MULTIPLEXING DEVICE FOR ENABLING TOTALLY INRESISTANT WAVELENGTH IRRELEVANCE}

본 발명은 광 통신 기술 분야에 관한것으로, 특히 완전 무저항 및 파장 무관계성을 실현한 재구성 가능한 광신호 분기, 삽입 다중화 장치에 관한것이다.

현재, 고밀도파장분할다중화（Dense Wavelength Division Multiplexing, DWDM） 설비는 핵심 네트워크로부터 로컬 및 도시권 핵심 네트워크에 널리 이용되고 있고 DWDM 설비의 네트워크 토폴로지 역시 간단한 포인트 대 포인트로부터 링 네트워크, 두 링의 교차로 변화하여 최종적으로 격자형 네트워크와 메쉬형 네트워크에 응용되게 된다. 서비스 유형은 시분할 이중 통신 모드（TDM） 서비스를 주로 하는 회로 교환 서비스로부터 IP를 주로 하는 데이터 서비스로 변화하였다. 서비스 발전의 불확정성 및 전기 예측이 힘들어 짐에 따라, 네트워크 토폴로지 및 서비스 분포가 변화할 경우, 네트워크 구성 및 서비스 분포의 변화에 적응하도록 서비스 스케줄링 기능을 고속으로 영활하게 수행할 것을 설비의 지능화에 요구하고 있다.

동기 디지털 계층（Synchronous Digital Hierarchy, SDH） 설비에 의한 VC-4 교환과 스케줄링에 유사하게 네트워크의 지능화는 DWDM 설비가 파장에 기반한 재구성 가능한 기능, 즉 파장 재구성 가능한 광신호 분기, 삽입 다중화 기능（Reconfigurable Optical Add Drop Multiplexing，ROADM）을 제공하여 파장의 분기, 삽입 다중화 기능을 영활하게 실현하고 원격 배치를 수행할 수 있도록 요구한다. ROADM는 인위적 배치가 없는 상황하에서 임의의 포인트 대 임의 포인트의 연결을 실현할 수 있고 단일 파장의 Add, Drop와 직통 배치를 실현할 수 있다. ROADM 기술을 이용하면 WDM 네트워크의 유연성을 증가시켜 운영자로 하여금 파장 전송의 통로를 동적으로 원격 제어할 수 있게 하여 운영자의 운영과 보호 비용을 효율적으로 절감할 수 있다. 이와 동시에 네트워크 규모의 발전 및 서비스 유형의 다양성으로 인하여 다방향 및 서비스 방송 기능을 실현 가능한 지능화한 재구성 가능한 광신호 분기, 삽입 다중화 ROADM시스템을 요구하고 있다.

도1은 기존의 ROADM 장치를 나타낸 도이다. 이 장치는 선로 방향과, Drop 유닛과, Add 유닛의 세부분을 포함한다. 구체적으로, 방향1~방향X으로부터 선로에 따라 광섬유를 통하여 전송된 광신호는 각각 그 방향의 색분산 보상 블록（이 블록은 시스템의 색분산 및 색분산 허용 정도에 근거하여 선택하여 배치됨）에 입력되어 색분산 보상을 수행한 후 대응되는 방향의 광전치증폭기（OPA）에 입력되어 증폭되어 선로 손실을 보상한 후 대응되는 방향의 선로 방향의 커플러에 입력되어 그 방향의 광신호를 방송 방식으로 각 선로 방향의 파장 선택 스위치（Wavelength Selective Switch，WSS）와 Dropping 유닛으로 방송하고, 그 방향의 선로 방향의 파장 선택 스위치는 각 방향으로부터 그 방향으로 방송 입력된 입력 신호와 Adding 유닛이 입력한 신호로부터 파장 신호를 선택하여 합성한 후 색분산 보상 블록（이 블록은 시스템의 색분산 및 색분산 허용 정도에 따라 선택하여 배치됨）으로 출력하고 광전력증폭기（OBA）를 통하여 증폭한 후 선로 광섬유로 출력한다. 이러한 유닛의 배합으로 인하여 X개 선로 방향 사이의 파장 스케줄링을 실현하고 파장 스케줄링은 설비 관리자가 파장 선택 스위치를 원격 제어함으로서 실현할 수 있다.

도1중의 Drop 유닛는 커플러와, 파장 선택 스위치와, 광증폭기（OA）와, 파장 가변 필터와, 수신기（RX）로 구성되었고, 그중, 방향1~X의 선로 방향의 커플러가 방송하여 드롭한 광신호는 Drop 유닛의 커플러를 통하여 전력을 몇그룹으로 나누고（예를 들어, 1x2 커플러를 이용하면 두개그룹으로 나두고 1x4 커플러를 이용하면 4개 그룹으로 나누며 기타 유추할 수 있다） 그중, 각 그룹에 있어서 파장 선택 스위치가 입력된 각 방향 광신호로부터 그 그룹에 드롭이 필요한 파장 신호를 선택하여 합성한 후 출력하고 광증폭기（OA）에 의하여 증폭된 후 파장 가변 필터에 출력되어 Drop 파장을 선택하여 수신기（RX）에 수신되어 방향 무관계성 및 파장 무관계성의 Drop 기능을 실현하지만 각 그룹은 동일 파장 Drop를 포함할 수 없고 동일 파장은 커플러를 통하여 다수개 그룹의 Drop로 분리된다. 그중, 파장 가변 필터는 파장 선택 스위치（WSS）를 통하여 실현할 수 있다. Drop 파장의 재구성은 설비 관리자가 파장 선택 스위치와 파장 가변 필터를 원격 제어함으로서 실현할 수 있다.

도1중의 Add 유닛은 파장 선택 스위치와, 커플러1과, 광증폭기（OA）와, 커플러2와, 송신기TX로 구성되고, 그중, 각그룹의 송신기（TX）로부터 출력된 광신호는 그 그룹의 커플러1에 의하여 합성된 후, 광증폭기（OA）를 통하여 증폭되어 커플러2에 입력되고 커플러2는 합성된 광신호를 방송 형식으로 각 방향의 파장 선택 스위치로 출력되고 각 방향의 파장 선택 스위치는 각 그룹의 광신호를 선택하여 합성한 후 대응되는 방향의 선로 방향의 파장 선택 스위치로 출력한다. 송신기（TX）가 파장 가변의 TX일 경우, 방향 무관계성, 파장 무관계성의 Drop 기능을 실현하지만 각 그룹에 동일 파장의 Add가 존재할 수 없고 동일 파장은 다수개 그룹의 파장 선택 스위치를 통하여 각 그룹의 신호를 선택하여 합성함으로서 실현한다. Add 파장의 재구성은 설비 관리자가 파장 선택 스위치와 파장 가변의 송신기（TX）를 원격 제어함으로서 실현한다.

하지만 기존기술에 의하면 일부분의 파장 무관계성만을 실현하고, 즉 각 파장 선택 및 할당 유닛의 Drop 파장은 동일할 수 없고 각 합성파 및 할당 유닛의 Add 파장 역시 동일할 수 없다. 그외, 가변 광 필터 행렬이 성숙되지 못하였음으로 현재 WSS을 통하여 Drop 재구성을 실현하고 있지만 WSS 부품의 단가가 높고 포트가 9개를 초과한 WSS 부품은 성숙되지 못하였음으로 다파장의 Add/Drop를 실현할 경우, 대량의 WSS가 필요되어 ROADM 설비 원가와 체적이 큰 문제가 존재한다.

본 발명은 Drop와 Add의 완전 무저항의 파장 무관계성을 실현할 수 있는 완전 무저항의 파장 무관계성을 실현한 재구성 가능한 광신호 분기, 삽입 다중화 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 완전 무저항의 파장 무관계성을 실현한 재구성 가능한 광신호 분기, 삽입 다중화 장치는 선로 방향으로 방송하여 입력된 방향1~X 사이의 다파장의 광신호를 구분하고 다수개의 N×N광스위치를 통하여 방향1~X 사이의 다파장의 광신호를 대응되는 임의의 출력 포트로 스위칭하며 대응되는 K×1커플러/광스위치가 수신한 광신호를 합성한 후 대응되는 수신기RX로 송신하는 Drop 유닛와, 송신기TX로부터 출력된 광신호를 N개 1×K커플러/광스위치를 통하여 다수개의 N×N광스위치로 방송하고 각 N×N광스위치(그중, X는 2이상의 정수이고 K, N는 정수)를 통하여 광신호를 대응되는 임의의 출력 포트로 스위칭하며 방향1~X의 대응되는 광신호를 합성한 후 선로 방향으로 출력하는 Add 유닛를 포함한다.

그중, 상기 Drop 유닛에 선로 방향으로 방송하여 입력된 방향1~X 사이의 서로 다른 파장의 광신호를 구분하여 Y개 N×N광스위치로 출력하는 방향1~X의 1×M디멀티플렉서와, 입력된 각 방향의 다파장 광신호를 대응되는 임의의 출력 포트로 스위칭하고 대응되는 상기 K×1커플러/광스위치로 출력하는 Y개 N×N광스위치가 설치된다. 그중, X는 2이상의 정수이고 K, Y, M, N는 1이상의 정수이며 K≥Y, N≥M, Y×N≥X×M이다.

그중, 상기 Drop 유닛에 선로 방향으로 방송하여 입력된 방향1~X 사이의 다파장의 광신호를 각각 1×L커플러를 통하여 L몫으로 구분하여 상기 방향1~X의 1×M디멀티플렉서로 출력하는 방향1~X의 1×L커플러가 더 설치된다. 그중, L는 1이상의 정수이다.

또한 상기 방향1~X의 1×L커플러와 상기 방향1~X의 1×M디멀티플렉서 사이에, 1×L커플러를 통하여 출력된 광신호를 증폭한 후 상기 방향1~X의 1×M디멀티플렉서로 출력하는 광증폭기OA가 설치된다.

그외, Add 유닛에 상기 1×K커플러/광스위치로부터 방송된 각 방향의 다파장 광신호를 대응되는 임의의 출력 포트로 스위칭하는 Y개 N×N광스위치와, 상기 N×N광스위치로부터 출력된 대응되는 방향의 광신호를 합성한 후 출력하는 방향1~X의 M×1 합성기가 설치된다.

그외, 상기 Add 유닛에 상기 M×1 합성기로부터 출력된 신호를 각각 L×1커플러를 통하여 커플링하여 출력한 후 선로 방향으로 방송하는 방향1~X의 L×1커플러가 더 설치된다. 그중 L는 1이상의 정수이다.

그외, 상기 방향1~X의 L×1커플러와 상기 방향1~X의 M×1 합성기 사이에, 상기 방향1~X의 M×1 합성기로부터 출력된 광신호를 증폭한 후 상기 방향1~X의 L×1커플러로 출력하는 광증폭기OA가 설치된다.

그중, 상기 Drop 유닛의 1×M디멀티플렉서는 배열형 도파로 격자 AWG 혹은 박막 필터 TFF 기술을 이용한 부품이다. 상기 Add 유닛의 M×1 합성기는 배열형 도파로 격자AWG 혹은 박막 필터TFF, 혹은 커플러이다.

그외, 상기 Add 유닛이 1×K커플러를 이용하고 상기 Drop 유닛이 K×1커플러를 이용하였을 경우, 상기 Add 유닛와 Drop 유닛의 N×N광스위치는 각각 입력된 신호중 N×N광스위치를 통하여 출력할 필요성이 없는 광신호를 차단하여야 하고, 즉 광신호가 임의의 포트로부터도 출력되지 않도록 하여야 한다. 상기 Add 유닛이 1×K광스위치를 이용하고 상기 Drop 유닛이 K×1광스위치를 이용하였을 경우, 상기 Add 유닛과 Drop 유닛의 N×N광스위치는 각각 입력된 신호중 N×N광스위치를 통하여 출력할 필요성이 없는 광신호를 차단할 필요가 없다.

그외, 상기 Add 유닛의 1×K커플러/광스위치와 상기 Drop 유닛의 K×1커플러/광스위치를 하나의 블록내에 집성하고 각 커플러의 제1포트는 병행하는 광섬유 어댑터 MPO커넥터를 통하여 출력되고 제2포트는 다른 한 MPO커넥터를 통하여 출력되며 그다음은 유추할 수 있다. 상기 Add 유닛의 M×1 합성기, 상기 Drop 유닛의 1×M디멀티플렉서 및 상기 N×N광스위치는 MPO커넥터를 제공하고, 즉 상기 Drop 유닛의 1×M디멀티플렉서, 상기 N×N광스위치와 상기 K×1커플러/광스위치 사이는 MPO커넥터를 이용하여 광섬유를 연결한다. 상기 Add 유닛의 M×1 합성기, 상기 N×N광스위치 및 상기 1×K커플러/광스위치 사이는 MPO커넥터를 이용하여 광섬유를 연결한다.

본 발명에 의하면 하기와 같은 효과를 실현할 수 있다. 본 발명에 따른 완전 무저항의 파장 무관계성을 실현한 재구성 가능한 광신호 분기, 삽입 다중화 장치에 의하면 Add와 Drop 방향 무관계성 및 Add와 선로 방향 신호의 방송 기능, 선로 방향의 룹백 (loopback) 기능을 실현한 기초에서 Add와 Drop의 완전 무저항의 파장 무관계성을 실현하고 병행하는 광섬유 어댑터 MPO커넥터를 통하여 광섬유 연결을 간소화하고 설비 체적을 소형화하며 설비 단가를 절감할 수 있다.

도면은 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 것으로 본 발명의 명세서의 일부분이고 본 발명의 실시예와 함께 본 발명을 해석하기 위한 것으로 본 발명을 한정하는 것이 아니다.
도1은 관련 기술에 따른 ROADM 장치를 나타낸 도이고,
도2는 본 발명의 실시예에 따른 ROADM 장치를 나타낸 도이며,
도3은 본 발명의 실시예1에 따른 4개 방향의 ROADM 장치를 나타낸 도이고,
도4는 본 발명의 실시예2에 따른 4개 방향의 ROADM 장치를 나타낸 도이며,
도5는 본 발명의 실시예에 따른 1×4커플러 블록을 나타낸 도이고,
도6은 본 발명의 실시예에 따른 4개 방향의 ROADM 장치중 Drop 유닛의 광섬유 연결 상태를 나타낸 도이며,
도7은 본 발명의 실시예에 따른 4개 방향의 ROADM 장치중 Drop 유닛의 광섬유 연결 상태를 나타낸 도이다.

아래 도면을 참조하고 실시예에 결부하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 여기서, 상호 모순되지 않는 상황하에서 본 발명중의 실시예 및 실시예에 기재된 특징을 상호 결합할 수 있다.

아래 도1~7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 완전 무저항의 파장 무관계성을 실현한 재구성 가능한 광신호 분기, 삽입 다중화 장치를 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 완전 무저항의 파장 무관계성을 실현한 재구성 가능한 광신호 분기, 삽입 다중화 장치는 기존의 재구성 가능한 광신호 분기, 삽입 다중화 장치를 기반으로 Drop 유닛와 Add 유닛를 개선하여 Drop와 Add의 완전 무저항의 파장 무관계성을 실현한다. 도2에 도시된 바와 같이 상기 장치는 파장 스케줄링유닛과, Drop 유닛과, Add 유닛을 포함한다.

그중, 상기 파장 스케줄링유닛은 선로 방향1~X 사이의 파장 스케줄링 및 선로 방향 신호의 방송, 선로 방향의 룹백에 이용되고, 상기 파장 스케줄링유닛은 방향1~X의 광전치증폭기（OPA）와, 방향1~X의 선로 방향의 커플러와, 방향1~X의 파장 선택 스위치（WSS）와, 방향1~X의 광전력증폭기（OBA）를 포함한다. 그외, 시스템의 색분산 및 색분산 허용 정도에 근거하여 방향1~X의 색분산 보상 블록을 선택적으로 배치할 수 있다. 그중, X는 2이상의 정수이고, X는 ROADM 노드의 방향수, 즉 차원수(Dimension)를 표시한다. 파장의 스케줄링은 설비 관리자의 원격 제어를 통하여 수행할 수 있다.

상기 Drop 유닛은 선로 방향으로 방송 입력된 방향1~X 사이의 다파장의 광신호를 구분하고 다수의 N×N 광스위치를 통하여 방향1~X 사이의 다파장의 광신호를 대응되는 임의의 출력 포트로 스위칭하고 대응되는 K×1커플러/광스위치를 통하여 수신한 광신호를 합성한 후 대응되는 수신기RX로 송신한다.

그중, 상기 Drop 유닛는 방향1~X의 커플러와, 방향1~X의 광증폭기（OA）와, 방향1~X의 1×M디멀티플렉서（그중, K는 정수이고 M는 단일 방향의 파장수를 표시한다）와, Y개 N×N 광스위치（그중, Y는 정수이고 N≥M이며 Y×N≥X×M이다）와, N개 K×1커플러/광스위치（그중, K는 정수이고 K≥Y이다）와, 수신기를 포함한다.

구체적으로, 선로 방향의 커플러를 통하여 Drop 유닛로 방송된 각 방향1~X의 광신호는 각각 커플러를 통하여 전력 할당한 후 광증폭기（OA）의 증폭을 거쳐 방향1~X의 1×M 디멀티플렉서로 출력되고 방향1~X의 1×M 디멀티플렉서는 각 파장의 광신호를 구분하여 각 N×N 광스위치로 출력하고 각 N×N 광스위치는 입력된 각 방향의 다파장 광신호를 대응되는 임의의 출력 포트로 스위칭하고, K×1커플러/광스위치는 각 N×N광스위치가 선택한 광신호를 합성한 후 수신기로 출력한다.

그중, Drop포트 수량을 확장하기 위하여 방향1~X의 커플러는 방향1~X의 1×L커플러일 수 있고, 그중 L는 1이상의 정수이고 각 방향의 선로 방향의 커플러가 Drop 유닛로 방송한 광신호는 각각 1×L커플러를 통하여 L몫으로 구분되고 각 광증폭기OA를 통하여 증폭된 후 방향1~X의 1×M 디멀티플렉서로 출력된다.

그외, 설비 관리자가 N×N 광스위치와 K×1커플러/광스위치를 원격 제어함으로서 Drop 파장의 재구성을 실현할 수 있다.

상기 Add 유닛은 송신기 TX로부터 송신된 광신호를 N개 1×K커플러/광스위치를 통하여 다수의 N×N광스위치로 방송하고 각 광스위치를 통하여 광신호를 대응되는 임의의 출력 포트로 스위칭한 후 방향1~X의 대응되는 광신호를 합성한 후 선로 방향으로 출력한다. 그중, X는 2이상의 정수이고 K, N는 정수이다.

이에 대응하여 상기 Add 유닛은 방향1~X의 커플러와, 방향1~X의 M×1 합성기와, Y개 N×N 광스위치와, K×1커플러/광스위치와, 송신기（TX）를 포함한다.

구체적으로, 송신기 Add의 광신호는 우선 1×K커플러/광스위치를 통하여 Y개 N×N광스위치로 방송되고 각 N×N광스위치는 각 방향의 다파장 광신호를 대응되는 임의의 출력 포트로 스위칭하며 각 방향의 M×1 합성기는 Y개 N×N광스위치가 선택한 광신호를 합성한 후 대응되는 방향의 커플러로 출력하고 대응되는 방향의 커플러를 통하여 합성한 후 대응되는 방향의 파장 선택 스위치WSS로 출력한다.

그중, 방향1~X커플러는 방향1~X의 L×1커플러일 수 있고 이로하여 Add 포트 수량을 확장할 수 있다. 또한 설비 관리자의 N×N광스위치와 1×K커플러/광스위치를 원격 제어함으로서 Add 파장의 재구성을 실현할 수 있다.

그외, Drop 유닛의 1×M디멀티플렉서는 배열형 도파로 격자（AWG）와 박막 필터（TFF） 등 기술을 이용한 설비일 수 있는데 각 파장 신호를 분리시킨다. Add 유닛의 Mx1 합성기는 배열형 도파로 격자（AWG）와 박막 필터（TFF）, 커플러 등 기술을 이용한 각 파장 신호를 합성하는 설비일 수 있다. 커플러를 이용할 경우, 광출력 손실이 크므로 M×1 합성기후에 광증폭기를 추가하여야 한다.

Add 유닛이 1×K커플러를 이용하고 Drop 유닛이 K×1커플러를 이용할 경우, Add 유닛과 Drop 유닛의 N×N광스위치는 각각 입력된 신호중 N×N광스위치를 경과하지 않고 출력되는 광신호를 차단하여야 하고, 즉 광신호로 하여금 임의의 포트로부터 출력되지 않도록 하여야 한다.

Add 유닛이 1×K광스위치를 이용하고 Drop 유닛이 K×1광스위치를 이용할 경우, Add 유닛과 Drop 유닛의 N×N광스위치는 각각 입력된 신호중 N×N광스위치를 통과하지 않고 출력되는 광신호를 차단할 필요가 없다.

그중, Add 유닛과 Drop 유닛의 다수개의（예를 들어 8개 혹은 16개） K×1/1×K커플러/광스위치를 하나의 블록내에 집성시키고 각 커플러의 제1포트를 병행하는 광섬유 어댑터 MPO커넥터를 통하여 출력되고 제2포트는 다른 한 MPO커넥터를 통하여 출력되게 할수 있고 기타 유추할 수 있다.

Add 유닛의 Mx1 합성기와 Drop 유닛의 1×M디멀티플렉서, N×N광스위치 역시 MPO커넥터를 제공할 수 있는데 이러한 경우, Drop 유닛의 1×M디멀티플렉서, N×N광스위치와 K×1커플러/광스위치 사이의 광섬유가 연결되고 Add 유닛의 M×1 합성기, N×N광스위치와 1×K커플러/광스위치 사이의 광섬유의 연결에 MPO커넥터를 이용할 수 있어 광섬유의 연결을 간소화하고 차지하는 공간을 절감한다. 이러한 광섬유의 연결에 광 백플레인의 방식으로 뒤면으로 광섬유를 연결함으로서 광섬유 연결을 진일보로 간소화할 수 있다.

도3은 본 발명의 실시예1에 따른 4개 방향의 ROADM장치를 나타낸 도이다. 도3은 방향1의 선로부분과, 방향2의 선로부분과, 방향3의 선로부분과, 방향4의 선로부분과, Drop 유닛과, Add 유닛으로 구성된다. 방향1~방향4의 4개 선로 방향 사이 및 Drop 유닛과 Add 유닛 사이의 연결 관계는 하기와 같다.

선로 방향1~4 각 방향의 입력 신호는 광전치증폭기（OPA）를 통하여 증폭된 후 각 방향의 선로 방향의 커플러에 입력되고 커플러를 통하여 광신호를 방송 형식으로 각 선로 방향의 파장 선택 스위치와 Drop 유닛으로 출력하고 그 다음 각 방향의 파장 선택 스위치는 각 방향의 커플러가 방송 입력한 광신호와 Add 유닛이 입력한 광신호로부터 파장 신호를 선택하여 합성한 후 광전력증폭기（OBA）로 출력하고 OBA을 통하여 증폭한 후 선로 광섬유로 출력한다. 이러한 유닛의 배합하에 4개 선로 방향 사이의 파장 스케줄링 및 선로 방향 신호의 방송 기능, 선로 방향의 룹백 기능을 실현한다. 파장 스케줄링은 설비 관리자가 파장 선택 스위치를 원격 제어함으로서 실현할 수 있다.

도3에 있어서, Drop 유닛은 광증폭기（OA）와, AWG와, 128×128광스위치와, 커플러/광스위치를 포함한다. 그중, 128×128광스위치는 출력할 필요성이 없는 광신호를 차단하는 기능을 구비하여야 한다. 즉 광신호가 임의의 포트로부터도 출력되지 않도록 하여야 한다. Drop 유닛의 연결 관계는 하기와 같다.

방향1~4의 선로 방향의 커플러를 통하여 Drop 유닛에 방송된 광신호는 각각 광증폭기（OA）를 통하여 증폭된 후 AWG로 출력되고 각 파장의 광신호를 구분시킨 후 3개 128×128광스위치로 출력되고 각 128×128광스위치는 입력된 광신호를 출력 포트로 스위칭하며 커플러는 3개 N×N광스위치가 선택한 광신호를 합성한 후 수신기（RX）로 출력하여 파장 무관계성, 방향무관계성의 Drop 기능을 실현한다. Drop 파장의 재구성은 설비 관리자가 128×128광스위치를 원격 제어함으로서 실현할 수 있다.

도3에 있어서 Add 유닛은 AWG와, 128×128광스위치와, 커플러/광스위치를 포함한다. 그중, 128×128광스위치는 출력할 필요성이 없는 광신호를 차단하는 기능을 구비하여야 한다. 즉 광신호가 임의의 포트로부터도 출력되지 않도록 하여야 한다. Add 유닛의 연결 관계는 하기와 같다.

송신기（TX） Add를 통한 광신호는 우선 커플러/광스위치를 통하여 3개 128×128광스위치로 방송되고 각 128×128광스위치는 광신호를 출력 포트로 스위칭하며 각 방향의 AWG는 Y개 128×128광스위치가 선택한 광신호를 합성한 후 대응되는 방향의 파장 선택 스위치（WSS）로 출력한다. 송신기（TX）가 파장 가변의 TX일 경우, 파장 무관계성, 방향 무관계성의 Add 기능을 실현한다. Add 파장의 재구성은 설비 관리자가 128×128광스위치를 원격 제어함으로서 실현한다.

도4는 본 발명의 실시예2에 따른 4개 방향의 ROADM 장치를 나타낸 도이다. 상기 장치는 방향1의 선로부분과, 방향2의 선로부분과, 방향3의 선로부분과, 방향4의 선로부분과, Drop 유닛와, Add 유닛로 구성되었다. 방향1~방향4의 4개 선로 방향 사이 및 Drop 유닛와 Add 유닛 사이의 연결 관계는 하기와 같다.

선로 방향1~4 각 방향의 입력 신호는 광전치증폭기（OPA）를 통하여 증폭된 후 각 방향의 선로 방향의 커플러에 입력되고 커플러가 광신호를 방송 형식으로 각 선로 방향의 파장 선택 스위치와 Drop 유닛로 출력한 후 각 방향의 파장 선택 스위치는 각 방향의 커플러가 방송 입력한 광신호와 Add 유닛이 입력한 광신호로부터 파장 신호를 선택하여 합성한 후 광전력증폭기（OBA）로 출력하고 OBA를 통하여 증폭한 후 선로 광섬유로 출력한다. 이러한 유닛이 배합하여 4개 선로 방향 사이의 파장 스케줄링 및 선로 방향 신호의 방송 기능, 선로 방향의 룹백 기능을 실현할 수 있다. 파장 스케줄링은 설비 관리자가 파장 선택 스위치를 원격 제어함으로서 실현할 수 있다.

도4에 있어서, Drop 유닛은 광증폭기（OA）와, AWG와, 128×128광스위치와, 커플러/광스위치를 포함한다. 그중, 128×128광스위치는 출력할 필요성이 없는 광신호를 차단하는 기능을 구비하여야 한다. 즉, 광신호가 임의의 포트로부터도 출력되지 않도록 하여야 한다. Drop 유닛의 연결 관계는 하기와 같다.

방향1~4의 선로 방향의 커플러를 통하여 Drop 유닛로 방송된 광신호는 각각 광증폭기（OA）를 통하여 증폭된 후 AWG로 출력되고 각 파장의 광신호가 분리되어 3개 128×128광스위치로 출력되며 각 128×128광스위치는 입력 광신호를 출력 포트로 스위칭하며 커플러/광스위치는 3개 N×N광스위치가 선택한 광신호를 합성한 후 수신기（RX）로 출력되어 수신되고 파장 무관계성, 방향 무관계성의 Drop 기능을 실현한다. Drop 파장의 재구성은 설비 관리자가 128×128광스위치를 원격 제어함으로서 실현할 수 있다.

도4에 있어서, Add 유닛은 AWG와, 128×128광스위치와, 커플러/광스위치를 포함한다. 그중, 128×128광스위치는 출력할 필요성이 없는 광신호를 차단하는 기능을 구비하여야 한다. 즉, 광신호가 임의의 포트로부터도 출력되지 않도록 하여야 한다. Add 유닛의 연결 관계는 하기와 같다.

송신기（TX） Add를 통한 광신호는 우선 커플러/광스위치를 통하여 3개 128×128광스위치로 방송되고 각 128×128광스위치는 광신호를 출력 포트로 스위칭하며 각 방향의 AWG는 Y개 128×128광스위치가 선택한 광신호를 합성한 후 대응되는 방향의 파장 선택 스위치（WSS）로 출력한다. 송신기（TX）가 파장 가변의 TX일 경우, 파장 무관계성, 방향 무관계성의 Add 기능을 실현한다. Add 파장의 재구성은 설비 관리자가 128×128광스위치를 원격 제어함으로서 실현할 수 있다.

도5는 커플러/광스위치 블록을 나타낸 도이다. 도5에 도시된 바와 같이 16개 커플러/광스위치를 하나로 집성하였고 그중, 앞부분의 8개 커플러/광스위치의 제1/2/3/4 출력단말은 각각 4개 MPO커넥터를 통하여 인출(引出)되고 뒤부분의 8개 커플러의 제1/2/3/4 출력단말은 각각 4개 MPO커넥터를 통하여 인출된다.

도6은 본 발명의 실시예에 따른 4개 방향의 ROADM장치（1）의 Drop 유닛의 광섬유 연결을 나타낸 도이다. AWG의 출력은 10개 MPO커넥터（각 MPO커넥터는 8개 파장의 출력을 포함한다）를 통하여 인출되고 128x128광스위치의 입력과 출력 포트는 각각 16개 MPO커넥터（각 MPO커넥터는 8개 파장의 출력을 포함한다）를 통하여 인출된다. 첫번째 128×128광스위치의 입력은 우선 방향1의 AWG의 출력과 연결되고 남은 포트는 방향2의 AWG의 일부분 출력과 연결되며 방향2의 AWG의 기타 출력 포트는 두번째 128×128광스위치의 입력과 연결되고 두번째 128×128광스위치의 입력의 남은 포트는 각각 방향3의 AWG의 출력 포트, 방향4의 AWG의 일부분 출력 포트와 연결되며, 세번째 128×128광스위치의 입력 포트는 방향4의 AWG의 남은 출력 포트와 연결된다. 3개 128x128광스위치의 출력 포트의 앞부분의 8개 MPO포트는 각각 첫번째 16-커플러/광스위치 블록의 MPO포트와 연결되고 동일한 방식으로 3개 128×128광스위치의 출력 포트의 각 8개 MPO포트는 각각 16-커플러/광스위치 블록의 MPO포트와 연결된다.

상기 Add 유닛은 도6과 유사한 광섬유 연결방식을 이용할 수 있다. 즉 도6의 화살표 반대방향이 바로 Add 유닛의 광섬유 연결상태를 나타낸다.

도7은 본 발명의 실시예에 따른 4개 방향의 ROADM장치（2）의 Drop 유닛의 광섬유 연결을 나타낸 도이다. AWG의 출력은 10개 MPO커넥터（각 MPO커넥터는 8개 파장의 출력을 포함한다）를 통하여 인출되고 128×128광스위치의 입력과 출력 포트는 각각 16개 MPO커넥터（각 MPO커넥터는 8개 파장의 출력을 포함한다）를 통하여 인출된다. 각 128×128광스위치의 입력은 각각 방향1~4의 AWG의 일부분 출력과 연결된다. 3개 128×128광스위치의 출력 포트의 앞부분의 8개 MPO포트는 각각 첫번째 16-커플러/광스위치 블록의 MPO포트와 연결되고 이와 동일한 방식으로 3개 128×128광스위치의 출력 포트의 각 8개 MPO포트는 각각 16-커플러/광스위치 블록의 MPO포트와 연결된다.

Add 유닛 역시 도7과 유사한 광섬유 연결 방식을 이용할 수 있다. 즉 도7의 화살표 반대방향이 바로 Add 유닛의 광섬유 연결상태를 나타낸다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 완전 무저항의 파장 무관계성을 실현한 재구성 가능한 광신호 분기, 삽입 다중화 장치에 의하면 Add와 Drop 방향의 무관계성 및 Add와 선로 방향 신호의 방송 기능, 선로 방향의 룹백 기능을 실현한 기초에서 Add와 Drop의 완전 무저항의 파장 무관계성을 실현하고 병행 광섬유 어댑터 MPO커넥터를 이용하여 광섬유 연결을 간소화하고 설비 체적을 소형화하며 설비 단가를 낮출수 있다.

상기한 내용은 본 발명의 바람직한 실시예로, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 당업자라면 본 발명에 다수개가지 변화를 가져올 수 있다. 본 발명의 정신과 원칙을 벗어나지 않는 범위내에서 수행하는 모든 수정, 동등교체, 개량 등은 본 발명의 보호 범위에 속한다.

Claims

선로 방향으로 방송하여 입력된 방향1~X 사이의 다파장의 광신호를 구분하고 다수개의 N×N광스위치를 통하여 방향1~X 사이의 다파장의 광신호를 대응되는 임의의 출력 포트로 스위칭하며 대응되는 K×1커플러/광스위치가 수신한 광신호를 합성한 후 대응되는 수신기RX로 송신하는 Drop 유닛와,
송신기TX로부터 출력된 광신호를 N개 1×K커플러/광스위치를 통하여 다수개의 N×N광스위치로 방송하고 각 N×N광스위치(그중, X는 2이상의 정수이고 K, N는 정수)를 통하여 광신호를 대응되는 임의의 출력 포트로 스위칭하며 방향1~X의 대응되는 광신호를 합성한 후 선로 방향으로 출력하는 Add 유닛를 포함하는 것을 특징으로 하는 완전 무저항의 파장 무관계성을 실현한 재구성 가능한 광신호 분기, 삽입 다중화 장치.
제1항에 있어서,
상기 Drop 유닛에
선로 방향으로 방송하여 입력된 방향1~X 사이의 서로 다른 파장의 광신호를 구분하여 Y개 N×N광스위치로 출력하는 방향1~X의 1×M디멀티플렉서와,
입력된 각 방향의 다파장 광신호를 대응되는 임의의 출력 포트로 스위칭하고 대응되는 상기 K×1커플러/광스위치로 출력하는 Y개 N×N(그중, X는 2이상의 정수이고 K, Y, M, N는 1이상의 정수이며 K≥Y, N≥M, Y×N≥X×M이다)광스위치가 설치되는 것을 특징으로 하는 완전 무저항의 파장 무관계성을 실현한 재구성 가능한 광신호 분기, 삽입 다중화 장치.
제2항에 있어서,
상기 Drop 유닛에
선로 방향으로 방송하여 입력된 방향1~X 사이의 다파장의 광신호를 각각 1×L커플러를 통하여 L(L는 1이상의 정수)몫으로 구분하여 상기 방향1~X의 1×M디멀티플렉서로 출력하는 방향1~X의 1×L커플러가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 완전 무저항의 파장 무관계성을 실현한 재구성 가능한 광신호 분기, 삽입 다중화 장치.
제3항에 있어서,
상기 방향1~X의 1×L커플러와 상기 방향1~X의 1×M디멀티플렉서 사이에,
1×L커플러를 통하여 출력된 광신호를 증폭한 후 상기 방향1~X의 1×M디멀티플렉서로 출력하는 광증폭기OA가 설치되는 것을 특징으로 하는 완전 무저항의 파장 무관계성을 실현한 재구성 가능한 광신호 분기, 삽입 다중화 장치.
제1항에 있어서,
Add 유닛에
상기 1×K커플러/광스위치로부터 방송된 각 방향의 다파장 광신호를 대응되는 임의의 출력 포트로 스위칭하는 Y개 N×N광스위치와,
상기 N×N광스위치로부터 출력된 대응되는 방향의 광신호를 합성한 후 출력하는 방향1~X의 M×1 합성기가
설치되는 것을 특징으로 하는 완전 무저항의 파장 무관계성을 실현한 재구성 가능한 광신호 분기, 삽입 다중화 장치.
제5항에 있어서,
상기 Add 유닛에
상기 M×1 합성기로부터 출력된 신호를 각각 L×1커플러(L는 1이상의 정수)를 통하여 커플링하여 출력한 후 선로 방향으로 방송하는 방향1~X의 L×1커플러가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 완전 무저항의 파장 무관계성을 실현한 재구성 가능한 광신호 분기, 삽입 다중화 장치.
제5항에 있어서,
상기 방향1~X의 L×1커플러와 상기 방향1~X의 M×1 합성기 사이에,
상기 방향1~X의 M×1 합성기로부터 출력된 광신호를 증폭한 후 상기 방향1~X의 L×1커플러로 출력하는 광증폭기OA가 설치되는 것을 특징으로 하는 완전 무저항의 파장 무관계성을 실현한 재구성 가능한 광신호 분기, 삽입 다중화 장치.
제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 Drop 유닛의 1×M디멀티플렉서는 배열형 도파로 격자AWG 혹은 박막 필터TFF 기술을 이용한 부품이고,
상기 Add 유닛의 M×1 합성기는 배열형 도파로 격자AWG 혹은 박막 필터TFF, 혹은 커플러인 것을 특징으로 하는 완전 무저항의 파장 무관계성을 실현한 재구성 가능한 광신호 분기, 삽입 다중화 장치.
제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 Add 유닛이 1×K커플러를 이용하고 상기 Drop 유닛이 K×1커플러를 이용하였을 경우, 상기 Add 유닛와 Drop 유닛의 N×N광스위치는 각각 입력된 신호중 N×N광스위치를 통하여 출력할 필요성이 없는 광신호를 차단하여야 하고, 즉 광신호가 임의의 포트로부터도 출력되지 않도록 하여야 하고,
상기 Add 유닛이 1×K광스위치를 이용하고 상기 Drop 유닛이 K×1광스위치를 이용하였을 경우, 상기 Add 유닛과 Drop 유닛의 N×N광스위치는 각각 입력된 신호중 N×N광스위치를 통하여 출력할 필요성이 없는 광신호를 차단할 필요가 없는 것을 특징으로 하는 완전 무저항의 파장 무관계성을 실현한 재구성 가능한 광신호 분기, 삽입 다중화 장치.
제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 Add 유닛의 1×K커플러/광스위치와 상기 Drop 유닛의 K×1커플러/광스위치를 하나의 블록내에 집성하고 각 커플러의 제1포트는 병행하는 광섬유 어댑터 MPO커넥터를 통하여 출력되고 제2포트는 다른 한 MPO커넥터를 통하여 출력되며 그다음은 유추할 수 있고,
상기 Add 유닛의 M×1 합성기, 상기 Drop 유닛의 1×M디멀티플렉서 및 상기 N×N광스위치는 MPO커넥터를 제공하고, 즉 상기 Drop 유닛의 1×M디멀티플렉서, 상기 N×N광스위치와 상기 K×1커플러/광스위치 사이는 MPO커넥터를 이용하여 광섬유를 연결하며,
상기 Add 유닛의 M×1 합성기, 상기 N×N광스위치 및 상기 1×K커플러/광스위치 사이는 MPO커넥터를 이용하여 광섬유를 연결하는 것을 특징으로 하는 완전 무저항의 파장 무관계성을 실현한 재구성 가능한 광신호 분기, 삽입 다중화 장치.