KR101545453B1 - 광 파워 미터 - Google Patents

Abstract

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광 파워 미터는 입력되는 광신호를 파장에 따라 2이상 대역의 광신호로 분리하는 필터부; 필터부에 의해 분리된 광신호를 순차적으로 통과시키는 스위치부; 스위치부로부터 입력되는 광신호를 다수개의 주기적인 투과파장 특성에 따라 복수 개의 채널로 다중화시키는 도파로 배열 격자(AWG); 및 복수 개의 채널 각각에 연결되어 광신호를 전기 신호로 변환하는 복수개의 수광소자를 포함하는 수광부를 포함하여 이루어지는 WDM-PON용 광 파워 미터인 것을 특징으로 한다.

Description

광 파워 미터{Optical Power Meter}

본 발명은 광 파워 미터에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 여러 대역의 광신호를 측정할 수 있는 WDM-PON용 광파워미터에 관한 것이다.

광통신 기술의 발전과 인터넷 서비스 수요의 급증으로 2000년대 초반부터 광가입자망에 대한 연구 및 상용화가 진행되었으며, ITU-T, IEEE, IEC와 같은 국제 표준화 기구뿐 아니라 FSAN, BBF, MSF 등의 표준화 단체에서도 광가입자망 관련 기술들에 대한 표준화 작업이 활발히 진행 중이다.

이 중 WDM(wavelength-division multiplexing) 기술을 응용한 파장분할 다중방식 수동 광 가입자망 시스템(WDM-PON)에 사용하기 위한 저가형 WDM 전송 기술이 우리나라가 기술개발 주도권을 가지고 개발되었으며, ITU-T G698.3 표준으로 승인되어 2012년 2월 표준으로 발표된 바 있다.

WDM 기술은 하나의 광섬유에 여러 개의 서로 다른 파장을 갖는 광신호를 동시에 전송하여 광섬유를 최소한으로 사용하면서 전송 용량을 안정적으로 증대시킬 수 있는 전송 방법이므로 한 가닥의 광섬유로 전송되는 여러 대역의 혼합된 광신호를 구분하여 측정할 필요가 발생하였다.

그러나 일반적인 광파워미터의 경우 각 대역(L-밴드, C-밴드, S-밴드 등)에 특정되어 있어 혼합된 광신호를 측정하는데 적합하지 않으며, 각 대역에 맞는 여러 개의 광파워미터를 구비해야하는 번거로움이 있다.

한국 공개특허 제10-2011-0030100호(2011. 03. 23. 공개) 한국 공개특허 제10-2011-0037428호(2011. 04. 13. 공개)

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 WDM-PON용 광 파워 미터를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 복수개 대역의 신호가 혼합된 광신호의 파장 및 파워 측정이 가능한 광 파워 미터를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 다채널 광신호를 측정할 수 있는 광 파워 미터를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 간단한 구성 및 저비용으로 구현 가능한 다중 대역 다채널 광 파워 미터를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타 목적들은, 본 발명에 따른 광 파워 미터에 의해 모두 달성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 광 파워 미터는 입력되는 광신호를 파장에 따라 2이상 대역의 광신호로 분리하는 필터부; 필터부에 의해 분리된 광신호를 순차적으로 통과시키는 스위치부; 스위치부로부터 입력되는 광신호를 다수개의 주기적인 투과파장 특성에 따라 복수 개의 채널로 다중화시키는 도파로 배열 격자(AWG); 및 복수 개의 채널 각각에 연결되어 광신호를 전기 신호로 변환하는 복수개의 수광소자를 포함하는 수광부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

필터부와 스위치부 사이의 광도파로에 연결되는 수광 소자를 더 포함할 수 있으며, 스위치부에서 통과시키는 광신호의 순서 정보에 의해 상기 도파로 배열 격자 각 채널로 전달된 광신호의 파장을 식별할 수 있다.

또한 C밴드 및 L밴드의 2가지 대역의 광신호가 혼합된 광신호 측정을 위해 필터부에서 입력되는 광신호를 C밴드 및 L밴드의 2가지 대역의 광신호로 분리하고, 스위치부가 2×1 스위치를 포함하여 이루어지도록 구성할 수 있다.

L밴드, C밴드 및 S밴드의 3가지 대역의 광신호가 혼합된 광신호 측정을 위해필터부에서 입력되는 광신호를 L밴드, C밴드 및 S밴드의 3가지 대역의 광신호로 분리하고, 스위치부가 3×1 스위치를 포함하여 이루어지도록 구성할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광 파워 미터는 도파로 배열 격자의 채널 특성이 ITU-T G.698.3 규격을 만족하는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성의 본 발명에 따르면, 간단한 구성 및 저비용으로 복수개 대역의 신호가 혼합된 다채널 광신호를 측정할 수 있는 WDM-PON용 광 파워 미터를 제공하는 효과를 갖는다.

제1도는 본 발명의 실시예 1에 따른 광 파워 미터의 블럭도이다.
제2도는 본 발명의 일 실시예에 사용되는 AWG의 광 스펙트럼을 예시적으로 도시한 그래프이다.
제3도는 본 발명의 실시예 2에 따른 광 파워 미터의 블럭도이다.
제4도는 본 발명의 실시예 3에 따른 광 파워 미터의 블럭도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지에 대하여 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광 파워 미터는 입력되는 광신호를 파장에 따라 2이상 대역의 광신호로 분리하는 필터부, 필터부에 의해 분리된 광신호를 순차적으로 통과시키는 스위치부, 스위치부로부터 입력되는 광신호를 파장에 따라 복수 개의 채널로 분리시키는 도파로 배열 격자(AWG), 복수 개의 채널 각각에 연결되어 광신호를 전기 신호로 변환하는 복수 개의 수광소자를 포함하는 수광부 및 복수 개의 수광소자로부터 전기 신호를 수신하여 각 채널의 파워를 도출해 내는 연산부를 포함하여 이루어진다.

이러한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광 파워 미터는 WDM-PON에서 혼합되어 전송되는 복수개 대역의 광신호를 각 채널별로 파장과 파워의 측정이 가능하며, 이하 2개 대역의 신호가 혼합된 광신호를 측정하기 위한 실시예와 3개 대역의 신호가 혼합된 광신호를 측정하기 위한 실시예를 예를 들어 본 발명에 따른 광 파워 미터를 설명하나 본 발명이 2개 또는 3개의 대역 신호가 혼합된 경우에만 사용되는 것이 아님을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예 1에 따른 광 파워 미터(100)의 블럭도가 도 1에 도시되어 있다. 본 발명의 실시예 1은 2개 대역 신호가 혼합된 광신호를 측정하기 위한 광 파워 미터로서 2개의 대역으로 C밴드와 L밴드를 예로 들어 설명하지만 반드시 C밴드와 L밴드에 한정되지는 않는다.

본 발명의 실시예 1에 따른 광 파워 미터는 필터부(10), 스위치부(20), C/L-AWG(30), 수광부(40) 등을 포함하여 이루어진다.

필터부(10)는 입력 포트(1)로부터 입력되는 광신호를 C밴드에 속하는 광신호와 L밴드에 속하는 광신호로 분리한다. 이러한 필터부로서 C/L 밴드 WDM 필터가 사용될 수 있다.

상기 필터부에 의해 분리된 광신호 중 L밴드에 속하는 광신호는 필터부(10)과 스위치부(20) 사이에 연결된 2개의 도파로 중 하나의 도파로(11)를 통해 스위치부(20)로 전달되며, C밴드에 속하는 광신호는 필터부(10)과 스위치부(20) 사이에 연결된 2개의 도파로 중 나머지 도파로(12)를 통해 스위치부(20)로 전달된다.

스위치부(20)는 2×1 스위치를 포함하여 구성된다. 2×1 스위치는 두 개의 도파로(11, 12)를 통해 필터부(10)로부터 각각 전달된 L밴드 광신호와 C밴드 광신호를 시간 간격을 두고 순차적으로 통과시키도록 제어된다.

C/L-AWG(30)는 스위치부(20)로부터 입사된 광신호를 복수개의 채널로 투과시키는 소자이다. C/L-AWG는 AWG의 고유한 특성인 FSR(Free Spectral Range)로 인하여 일정한 주기적 파장 간격으로 입사된 광신호를 투과시킨다.

본 발명의 일 실시예에 사용되는 C/L-AWG(30)는 48개의 채널을 갖도록 바람직하게 구성될 수 있다.

보다 상세하게 설명하면, C-밴드 신호가 통과시 제1 채널(31)로 약 191.5THz의 파장을 갖는 광신호가 전달되고, 제48 채널(32)에 약 196.2THz의 파장을 갖는 광신호가 전달되도록 100GHz의 채널 간격으로 설계한다. 이렇게 설계된 AWG는 FSR의 고유 특성으로 인해 L-밴드 신호 통과시 약 186.143THz의 파장을 갖는 광신호가 제1 채널(31)로 전달되며, 채널 간격이 약 97.15GHz가 되어 마지막 채널인 제48 채널(32)로 약 190.70905THz의 파장을 갖는 광신호가 전달된다(도 2 참조).

이러한 채널 특성은 ITU-T G.698.3 규격에 대응되며, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 파워 미터는 ITU-T G.698.3 표준에 따른 WDM-PON에 적합하게 사용될 수 있다.

수광부(40)는 C/L-AWG(30)의 채널 각각에 연결되는 수광소자로 이루어지며, 채널 각각에 연결된 수광소자는 각 채널로 전달되는 광신호를 수신하고 이를 전기 신호로 변환하여 연산부(도시되어 있지 않음)로 전달한다.

수광부를 구성하는 수광소자로서 포토 다이오드 등이 사용될 수 있으며, 복수 개의 포토 다이오드가 하나의 모듈에 실장되어 있는 형태로 구성될 수도 있다.

연산부는 복수 개의 수광소자로부터 전기 신호를 수신하여 각 채널의 파워를 도출해 낸다.

본 발명의 일 실시예에 따른 광 파워 미터는 복수 개 대역의 광신호를 측정함에도 불구하고 하나의 AWG를 사용하기 때문에 그 구성이 매우 간단하나 서로 다른 대역의 광신호가 하나의 AWG를 통과하기 때문에 각 채널로 전달된 광신호가 C밴드 광신호인지 L밴드 광신호인지 식별할 수 없다.

하지만 본 발명의 일 실시예에 따른 광 파워 미터는 스위치부(20)에 의해 서로 다른 대역에 속하는 광신호가 순차적으로 AWG(30)에 전달되며, 스위치부에서 광신호를 통과시킨 순서 정보에 따라 연산부에 의해 도출된 광 파워를 갖는 광신호의 파장을 확인할 수 있다.

즉, 스위치부(30)에서 L밴드 광신호를 통과시킨 후 C밴드 광신호를 통과시켰다면, 이러한 정보에 의해 처음 제1 채널(31)로 전달된 광신호의 주파수를 186.143THz로 파악하고 연산부에 의해 처음 계산된 제1 채널의 광파워를 186.143THz 신호와 연결시키고, 두 번째로 제1 채널(31)로 전달된 광신호의 주파수를 191.5THz로 파악하고 두 번째로 계산된 광파워를 191.5THz의 주파수와 연결하여 출력되도록 하며, 이러한 정보 처리는 예를 들어 광 파워 미터(100)의 제어부(도시되어 있지 않음)에 의해 처리될 수 있다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 광 파워 미터(100)는 하나의 WDM 필터, 2×1 스위치, 하나의 AWG를 사용하여 2가지 대역의 신호가 혼합된 광신호의 다채널 파장 및 파워 측정이 가능하다.

본 발명의 실시예 2에 따른 광 파워 미터(200)의 블럭도가 도 3에 도시되어 있다.

본 발명의 실시예 2에 따른 광 파워 미터(200)는 도 1에 도시된 실시예 1에 따른 광 파워 미터(100)와 달리 필터부(10)와 스위치부(20) 사이의 도파로(11, 12)에 수광 소자(51, 52)가 각각 연결되어 있다. 수광 소자를 연결하기 위한 광경로는 1×2 분기나 모니터 포트를 사용할 수 있다.

실시예 2에 따른 광 파워 미터(200)에 사용되는 수광 소자(51, 52)로서 포토 다이오드가 사용될 수 있으며, 필터부(10)와 스위치부(20) 사이의 도파로(11, 12)에 각각 연결된 수광 소자(51, 52)는 입력포트(1)를 통해 입사된 광신호가 어떤 대역에 속하는 광신호인지 여부를 용이하게 구별하는 역할을 한다.

즉, 입력 포트(1)로 입력된 광신호에 L밴드에 속하는 광신호, C밴드에 속하는 광신호가 모두 포함되어 있다면 앞서 실시예 1에서 설명한 바와 같이 스위치부(20)에 의해 어떤 대역의 광신호가 먼저 AWG(30)에 제공되었는지 여부로 광신호의 주파수를 용이하게 파악할 수 있다.

그러나 입력 포트(1)로 입력된 광신호에 L밴드와 C밴드 중 하나에 속하는 광신호만 포함되어 있는 경우 AWG(30)로 공급된 광신호가 L밴드 광신호인지 C밴드 광신호인지 확인하는 것이 용이하지 않다.

이 때 제1 도파로(11)에 연결된 제1 수광 소자(51)에서 광신호가 수신되었음을 알리는 전기적 신호가 발생되었다면 광 파워 미터(200)는 해당 광신호가 L밴드에 속하는 광신호임을 파악할 수 있으며, 만약 제2 도파로(12)에 연결된 제2 수광 소자(52)에서 광신호가 수신되었음을 알리는 전기적 신호가 발생되었다면 광 파워 미터(200)는 해당 광신호가 C밴드에 속하는 광신호임을 파악할 수 있어 각 채널로 전달된 광신호의 주파수를 파악할 수 있게 된다.

또한 2개 이상 대역의 광원(예를 들어 C밴드, L밴드 광원)이 동시에 들어와도 수광 소자(51, 52)에서 이를 감지하고 본 발명의 일 실시예에 따른 광 파워 미터 각 대역의 광신호에 대한 주파수와 파워를 순차적으로 디스플레이할 수 있다.

광 파워 미터(200)의 주파수 파악이 예를 들어 광 파워 미터(200)의 제어부에서 처리되는 경우에는 수광 소자(51, 52)와 제어부가 전기적으로 연결되어 있도록 구성한다.

실시예 2에 따른 광 파워 미터(200)는 상기 수광소자(51, 52) 이외에는 실시예 1에 따른 광 파워 미터(100)와 동일하므로 수광 소자(51, 52)에 대한 설명 이외 다른 설명은 앞선 실시예 1에서의 설명으로 갈음하기로 한다.

본 발명의 실시예 3에 따른 광 파워 미터(300)의 블럭도가 도 4에 도시되어 있다.

본 발명의 실시예 3은 3개 대역 신호가 혼합된 광신호를 측정하기 위한 광 파워 미터로서 3개의 대역으로 L밴드, C밴드, S밴드를 예로 들어 설명하지만 반드시 L밴드, C밴드, S밴드에 한정되지는 않는다.

본 발명의 실시예 3에 따른 광 파워 미터(300)는 도 1에 도시된 실시예 1에 따른 광 파워 미터(100)와 달리 입력 포트(1)로부터 입력되는 광신호를 L밴드, C밴드, S밴드의 3개 대역으로 분리할 수 있는 필터부(10') 및 필터부로부터 각각 전송되는 3개 대역의 광신호를 순차적으로 통과시키는 스위치부(20')를 포함한다.

보다 구체적으로 설명하면 실시예 3의 필터부(10')는 L밴드, C밴드 및 S밴드의 서로 다른 3개의 파장 신호를 분리할 수 있는 3파장 WDM필터가 사용될 수 있다.

또한 도 4에 도시된 바와 같이 2개의 WDM필터를 결합하여 제1 WDM필터(10a)에 의해 입력 포트(1)로부터 입력되는 광신호 중 L밴드에 속하는 광신호를 분리하여 제1 도파로(11)를 통해 스위치부(20')로 전송하고, 나머지 광신호는 제2 도파로(12)를 통해 제2 WDM필터(10b)로 전달된 후 다시 C밴드 광신호와 S밴드 광신호로 분리되어 각각 제3 도파로(13) 및 제4 도파로(14)를 이용하여 스위치부(20')로 전달되도록 구현할 수 있으며, 이와 같은 방법으로 4개 이상의 파장 신호를 분리할 수 있는 필터부를 구현할 수 있다.

스위치부(20')는 3×1 스위치를 포함하여 구성된다. 3×1 스위치는 세 개의 도파로(11, 13, 14)를 통해 필터부(10)로부터 각각 전달된 L밴드 광신호, C밴드 광신호, S밴드 광신호를 시간 간격을 두고 순차적으로 통과시키도록 제어된다. 실시예 1에서도 설명한 바와 같이 이러한 제어 순서에 따라 AWG(30)의 각 채널로 전달되는 광신호의 파장을 파악할 수 있게 된다.

실시예 3의 AWG(30)는 실시예 1, 2의 AWG와 동일한 AWG(30)가 사용될 수 있다.

즉, C-밴드 신호가 통과시 제1 채널(31)로 약 191.5THz의 파장을 갖는 광신호가 전달되고, 제48 채널(32)에 약 196.2THz의 파장을 갖는 광신호가 전달되도록 100GHz의 채널 간격으로 설계하면, AWG의 고유한 특성인 FSR(Free Spectral Range)로 인하여 일정한 L-밴드 신호 통과시 약 186.143THz의 파장을 갖는 광신호가 제1 채널(31)로 전달되며, 채널 간격이 약 97.15GHz가 되어 마지막 채널인 제48 채널(32)로 약 190.70905THz의 파장을 갖는 광신호가 전달되며, S-밴드 신호 통과시 약 196.857THz의 파장을 갖는 광신호가 제1 채널(31)로 전달되며, 채널 간격이 약 102.85GHz가 되어 마지막 채널인 제48 채널(32)로 약 201.69095THz의 파장을 갖는 광신호가 전달된다(도 5 참조).

이러한 채널 특성은 ITU-T G.698.3 규격에 대응되며, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 파워 미터는 ITU-T G.698.3 표준에 따른 WDM-PON에 적합하게 사용될 수 있다.

수광부(40) 및 실시예 3에 의한 광 파워 미터(300)가 어떻게 광 신호의 파장과 파워를 파악하여 나타내는지에 대한 구체적인 설명은 실시예 1에서의 설명과 동일하므로 실시예 1에서의 설명으로 갈음하기로 한다.

또한 본 발명의 실시예 3에 따른 광 파워 미터(300) 역시 제1 내지 제3 도파로(11, 13, 14)에 각각 수광 소자를 연결하여 실시예 2에 따른 광 파워 미터(200)와 마찬가지로 입력포트(1)를 통해 입사된 광신호가 어떤 대역에 속하는 광신호를 포함하고 있는지 여부를 용이하게 구별할 수 있도록 구성할 수도 있다.

비록 지금까지 구체적인 실시예를 참고로 본 발명을 상세히 설명하였으나 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 수정 및 변형되어 실시될 수 있으며, 그러한 수정 및 변형 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.

1: 입력 포트 10, 10': 필터부
10a: 제1 WDM필터 10b: 제2 WDM필터
11: 제1 도파로 12: 제2 도파로
13: 제3 도파로 14: 제4 도파로
20, 20': 스위치부 30: 도파로 배열 격자(AWG)
31:제1 채널 32: 제2 채널
40: 수광부 51, 52: 발광 소자

Claims (6)

1. 광신호의 파장과 파워를 측정하기 위한 장치인 광 파워 미터에 있어서,
   상기 광 파워 미터에는 2이상 대역의 광신호가 혼합된 광신호가 입력되며,
   상기 광 파워 미터는,
   상기 광 파워 미터로 입력되는 상기 2이상 대역의 광신호를 각각의 대역의 광신호로 분리하는 필터부;
   상기 필터부에 의해 분리된 광신호를 순차적으로 통과시키는 스위치부;
   상기 스위치부로부터 입력되는 광신호를 다수개의 주기적인 투과파장 특성에 따라 복수 개의 채널로 다중화시키는 도파로 배열 격자(AWG); 및
   상기 복수 개의 채널 각각에 연결되어 광신호를 전기 신호로 변환하는 복수개의 수광소자를 포함하는 수광부;
   를 포함하여 이루어지며,
   상기 스위치부에서 통과시키는 광신호의 순서 정보에 의해 상기 도파로 배열 격자 각 채널로 전달된 광신호의 파장을 식별하는 것을 특징으로 하는 광 파워 미터.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 필터부와 스위치부 사이의 광도파로에 각각 연결되는 수광 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 파워 미터.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 수광부의 수광 소자와 상기 필터부와 스위치부 사이의 광도파로에 각각 연결되는 수광 소자로부터의 전기 신호에 의해 상기 도파로 배열 격자 각 채널로 전달된 광신호의 파장을 식별하는 것을 특징으로 하는 광 파워 미터.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 필터부는 입력되는 광신호를 C밴드 및 L밴드의 2가지 대역의 광신호로 분리하고, 상기 스위치부는 2×1 스위치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 파워 미터.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 필터부는 입력되는 광신호를 L밴드, C밴드 및 S밴드의 3가지 대역의 광신호로 분리하고, 상기 스위치부는 3×1 스위치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 파워 미터.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 도파로 배열 격자의 채널 특성은 ITU-T G.698.3 규격을 만족하는 것을 특징으로 하는 광 파워 미터.
   

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