KR101637426B1 - 광데이터 신호 분석용 초고속 광전 변환장치 - Google Patents

광데이터 신호 분석용 초고속 광전 변환장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광데이터 신호 분석용 초고속 광전 변환장치에 관한 것으로서, 하우징과, 하우징에 외부로 노출되게 장착되며 광신호가 수신 또는 출력되는 광커넥터와, 하우징 외부로 노출되게 장착되며 전기적 신호가 수신 또는 출력되는 전기 커넥터와, 전기 커넥터와 전기적으로 접속되는 회로 기판과, 회로 기판상에 장착되며 광커넥터로부터 전송된 광을 검출하여 전기적 신호로 전기 커넥터를 통해 출력하거나 전기 커넥터를 통해 수신된 전기신호에 대응되는 광을 생성하여 출력하는 광소자를 갖는 변환모듈과, 광소자와 대향되게 일단이 장착되고 타탄은 광커넥터와 접속된 광섬유와, 변환모듈의 구동전력을 공급하는 전압공급기를 구비한다. 이러한 광데이터 신호 분석용 초고속 광전 변환장치에 의하면, 잡음발생을 최소화면서 변환 이득을 증가시킬 수 있는 장점을 제공한다.

Description

광데이터 신호 분석용 초고속 광전 변환장치{high speed opto-electric converter for optical signal analysis}
본 발명은 광데이터 신호 분석용 초고속 광전 변환장치에 관한 것으로서, 상세하게는 광데이터 신호를 전기적신호로 또는 전기적신호를 광데이터 신호로 변환하여 신호를 분석할 수 있도록 지원하는 광데이터 신호 분석용 초고속 광전 변환장치에 관한 것이다.
정보 통신기술의 발전에 따른 스마트폰, 소셜 네트워크, 클라우드 컴퓨팅의 이용증가에 따라 인터넷 통신 트래픽이 급격하게 증가하고 있는 추세이다.
이러한 인터넷 통신 트래픽의 증가에 따라 광통신 이더넷 신호는 100기가(Giga)까지 고속화하려는 노력이 다각적으로 진행되고 있다.
광통신의 고속화에 따라 초고속의 광데이터 신호를 발생하거나 광데이터를 수신하는 광모듈은 안정적으로 동작하기 위한 품질 관리가 요구되고 있다.
국내 공개특허 제10-2009-0020160호에는 광통신망에서 광수신기의 이득을 안정적으로 조정하기 위한 방식이 게시되어 있다.
이러한 광데이터를 수신 또는 생성하는 광모듈에 대한 성능을 측정 및 분석하기 위해서는 광데이터 신호를 전기적 신호로 변환하는 광전 변환장치를 통해 신호를 분석하면 되는데, 고속 광데이터를 전기적 신호로 변환시 변환 이득을 증가시키면서 노이즈는 저감시킬 수 있는 장치가 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 요구사항을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 고속의 광데이터를 전기적신호 또는 전기적 신호를 광데이터 신호로 변환하되 변환 이득을 증가시키면서 노이즈는 저감시킬 수 있는 광데이터 신호 분석용 초고속 광전 변환장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광데이터 신호 분석용 초고속 광전 변환장치는 하우징과; 상기 하우징에 외부로 노출되게 장착되며 광신호가 수신 또는 출력되는 광커넥터와; 상기 하우징 외부로 노출되게 장착되며 전기적 신호가 수신 또는 출력되는 전기 커넥터와; 상기 전기 커넥터와 전기적으로 접속되는 회로 기판과, 상기 회로 기판상에 장착되며 상기 광커넥터로부터 전송된 광을 검출하여 전기적 신호로 상기 전기 커넥터를 통해 출력하거나 상기 전기 커넥터를 통해 수신된 전기신호에 대응되는 광을 생성하여 출력하는 광소자를 갖는 변환모듈과; 상기 광소자와 대향되게 일단이 장착되고 타탄은 상기 광커넥터와 접속된 광섬유와; 상기 변환모듈의 구동전력을 공급하는 전압공급기;를 구비한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 광소자는 광검출기가 적용되고, 상기 광검출기에서 출력되는 전기적 신호를 증폭하여 상기 전기 커넥터로 출력하는 증폭기를 더 구비한다.
또한, 상기 전압공급기는 지윈되는 복수개의 채널에 대해 채널변경을 조작할 수 있도록 된 채널변경스위치부와; 상기 채널변경 스위치부에 의해 선택된 채널을 표시하는 선택채널표시부와; 상기 채널변경스위치부에 의해 선택된 채널의 전압을 표시하는 전압표시부와; 채널별로 전압을 조정할 수 있도록 된 전압조절부와; 상용전원입력부를 통해 입력된 전압을 상기 전압조절부를 통해 조절된 전압이 전원 공급부를 통해 해당 채널을 통해 출력되게 제어하는 전원제어부;를 구비한다.
상기 광섬유는 상기 회로기판에 실장된 광결합홀더에 결합된 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 광소자는 상기 전기커넥터를 통해 수신된 신호에 대응되는 광을 출사하는 광원이 적용될 수 있다.
또한, 상기 광소자는 광검출기가 적용되고, 상기 광검출기에서 출력되는 전기적 신호에 대해 동일 위상으로 제1단자를 통해 제1신호를 출력하고, 제2단자를 통해 제1단자와 위상반전된 제2신호를 출력하는 위상 전환 출력부와; 상기 위상 전환 출력부의 제1단자에서 출력되는 신호로부터 상기 제2단자에서 출력되는 신호를 차감하여 출력하는 노이즈 제거처리부;를 더 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 광데이터 신호 분석용 초고속 광전 변환장치에 의하면, 잡음발생을 최소화면서 변환 이득을 증가시킬 수 있는 장점을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 광데이터 신호 분석용 초고속 광전 변환장치를 나타내 보인 도면이고,
도 2 및 도 3은 광데이터 분석을 위해 광데이터 신호 발생기와 분석기가 접속된 상태를 나타내 보인 도면이고,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광데이터 신호 분석용 초고속 광전 변환장치의 일부 요소를 나타내 보인 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광데이터 신호 분석용 초고속 광전 변환장치를 더욱 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서 광전 변환은 광데이터 신호를 전기적 신호로 변환하는 것 또는 전기적 신호를 광데이터 신호로 변환하는 것을 모두 통칭한다.
도 1은 본 발명에 따른 광데이터 신호 분석용 초고속 광전 변환장치를 나타내 보인 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 광데이터 신호 분석용 초고속 광전 변환장치(100)는 하우징(110), 광커넥터(130), 전기커넥터(140), 변환모듈(150), 광섬유(161), 전압공급기(170)을 구비한다.
하우징(110)은 내부에 변환모듈(150), 전압공급기(170)를 포함한 내장요소를 내부공간에 수용할 수 있도록 되어 있다.
광커넥터(130)는 하우징(110)의 일측면에 외부로 노출되게 장착되며 광신호가 수신 또는 출력된다.
전기 커넥터(140)는 하우징(110)의 타측면에 외부로 노출되게 장착되며 전기적 신호가 수신 또는 출력된다.
변환모듈(150)은 전기 커넥터(140)와 전기적으로 접속되는 회로 기판(152)과, 회로 기판(152)상에 장착되며 광커넥터(130)로부터 광섬유(161)를 통해 전송된 광을 검출하여 전기적신호로 출력하는 광검출기 또는 전기 커넥터(140)를 통해 수신된 전기적 신호에 대응되는 광을 생성하여 출력하는 광원과 같은 광소자(155)가 마련되어 있다.
광소자(155)로서 광검출기가 적용되는 경우 회로기판(152)에는 광검출기(155)에서 출력되는 신호를 증폭하여 전기 커넥터(140)로 출력하도록 된 증폭기(157)가 마련되는 것이 바람직하다.
참조부호 153은 회로기판(152)을 홀딩하여 하우징(110)에 지지시키는 기판홀더이다.
회로기판(152)은 세라믹 기판에 배선된 구조로 된 것을 적용하는 것이 바람직하다.
한편, 광소자에서 출력되는 신호를 광커넥터(130)로 전송하거나, 광커넥터(130)로부터 수신된 광데이터를 광소자로 전송하도록 일단이 광소자(155)대향되게 장착되고 타탄은 광커넥터와 접속된 광섬유(161)가 적용되었다.
광섬유(161)의 일단은 회로기판(155)에 실장된 광결합홀더(158)에 결합되어 있다.
전압공급기(170)는 변환모듈(150)의 구동 전력을 공급한다.
전압공급기(170)는 잡음 발생을 억제하고 다채널을 통해 전압을 공급할 수 있는 저잡음 다채널 전압공급기가 적용되어 있다.
전압공급기(170)는 채널변경스위치부(171), 선택채널표시부(172), 전압조절부(173), 전압표시부(174), 전원공급부(175), 전원 제어부 및 상용 전원 인력부(180)를 구비한다.
채널 변경스위치부(171)는 지윈되는 복수개의 채널에 대해 채널변경을 조작할 수 있도록 되어 있다. 채널 변경 스위치부(171)는 누룰때마다 설정된 순환 사이클로 채널이 변경되도록 구축될 수 있다.
선택채널 표시부(172)는 채널변경 스위치부에 의해 선택된 채널에 대해 발광되고, 비 선택된 채널에 대해서는 비발광되게 구축될 수 있다.
전압 표시부(174)는 채널변경스위치부(171)에 의해 선택된 채널의 전압을 표시한다.
전압조절부(173)는 채널별로 전압을 조정할 수 있도록 되어 있다.
전원 공급부(175)는 전원 제어부(176)에 제어되어 채널(182)들을 통해 전압을 출력한다.
전원 제어부(176)는 상용전원입력부(180)를 통해 입력된 전압을 전압조절부(173)를 통해 조절된 전압이 전원 공급부(175)를 통해 해당 채널을 통해 출력되게 제어한다.
상용전원 입력부(180)는 상용전원을 접속할 수 있는 커넥터와 전원제어부(176)로의 전원을 공급 및 차단할 수 있는 전원 스위치가 마련되어 있다.
이러한 광전 변환장치(100)는 광데이터를 전기신호로 변환하여 분석하고자 할 때 광소자(155)는 광검출기가 적용되고, 광커넥터(130)는 광데이터 신호 발생기(210)를 접속하고, 전기 커넥터(140)는 전기적 신호를 분석하는 분석기(230)가 접속되면 된다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이 광데이터 신호의 파형을 분석하기 위해 전기적 신호로부터 분석을 수행할 수 있는 파형 분석기(230a) 또는 도 3에 도시된 바와 같이 주파수 대역폭을 측정할 수 있는 주파수 분석기(230b) 등 분석하고자 하는 분석기를 전기 커넥터(140)에 접속하여 사용하면 된다.
본 광전변환장치(100)는 분석기(230) 내에 내장되게 설치되어 사용될 수 있음은 물론이다.
한편, 노이즈를 더욱 억제하도록 도 4에 도시된 바와 같이 광소자로서 광검출기(155a)가 적용되고, 광검출기(155a)에서 출력되는 전기적 신호에 대해 동일 위상으로 제1단자(262a)를 통해 제1신호(D-)를 출력하고, 제2단자(262b)를 통해 제1단자(162a)와 위상반전된 제2신호(D)를 출력하는 위상 전환 출력부(262)와, 위상 전환 출력부(262)의 제1단자(262a)에서 출력되는 제1신호로부터 제2단자(262b)에서 출력되는 제2신호를 차감하여 출력하는 노이즈 제거처리부(265)가 더 구비될 수 있다.
여기서, 위상 전환 출력부는 광검출기에서 출력되는 신호를 증폭한 다음 증폭된 신호를 그대로 제1단자(262a)를 통해 출력하고, 위상 증폭된 신호의 위상을 반전시켜 제2단자(262a)를 통해 출력하도록 구축될 수 있음은 물론이다.
위상 전환 출력부(262) 및 노이즈 제거처리부(265)는 전기 커넥터(140)와 광검출기(155a) 사이에 마련되거나, 전기 커넥터(140) 후단에 마련될 수 있음은 물론이다.
이러한 위상 전환 출력부(262) 및 노이즈 제거처리부(265)는 정상신호는 2배 증폭시키고 노이즈 성분은 제거되게 할 수 있다.
이상에서 설명된 초고속 광전 변환장치(100)는 25GHz 이상의 광펄스를 광데이터 신호 발생기(210)에서 발생할 때도 잡음발생이 저감되고 기생성분을 줄일 수 있도록 되어 있어 변환이득을 보장하면서 안정적인 분석이 가능한 장점을 제공한다.
110: 하우징 130: 광커넥터
140: 전기 커넥터 150: 변환모듈
161: 광섬유 170: 전압공급기

Claims (6)

  1. 하우징과;
    상기 하우징에 외부로 노출되게 장착되며 광신호가 수신 또는 출력되는 광커넥터와;
    상기 하우징 외부로 노출되게 장착되며 전기적 신호가 수신 또는 출력되는 전기 커넥터와;
    상기 전기 커넥터와 전기적으로 접속되는 회로 기판과, 상기 회로 기판상에 장착되며 상기 광커넥터로부터 전송된 광을 검출하여 전기적 신호로 변환하여 상기 회로기판을 통해 상기 전기 커넥터로 출력하는 광검출기를 갖는 변환모듈과;
    상기 광검출기와 대향되게 일단이 장착되고 타단은 상기 광커넥터와 접속된 광섬유와;
    상기 변환모듈의 구동전력을 공급하는 전압공급기;를 구비하고,
    상기 광검출기에서 출력되는 전기적 신호에 대해 동일 위상으로 제1단자를 통해 제1신호를 출력하고, 제2단자를 통해 제1단자와 위상반전된 제2신호를 출력하는 위상 전환 출력부와;
    상기 위상 전환 출력부의 제1단자에서 출력되는 신호로부터 상기 제2단자에서 출력되는 신호를 차감하여 출력하는 노이즈 제거처리부;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광데이터 신호 분석용 초고속 광전 변환장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광검출기에서 출력되는 전기적 신호를 증폭하여 상기 전기 커넥터로 출력하는 증폭기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광데이터 신호 분석용 초고속 광전 변환장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전압공급기는
    지윈되는 복수개의 채널에 대해 채널변경을 조작할 수 있도록 된 채널변경스위치부와;
    상기 채널변경 스위치부에 의해 선택된 채널을 표시하는 선택채널표시부와;
    상기 채널변경스위치부에 의해 선택된 채널의 전압을 표시하는 전압표시부와;
    채널별로 전압을 조정할 수 있도록 된 전압조절부와;
    상용전원입력부를 통해 입력된 전압을 상기 전압조절부를 통해 조절된 전압이 전원 공급부를 통해 해당 채널을 통해 출력되게 제어하는 전원제어부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 광데이터 신호 분석용 초고속 광전 변환장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 광섬유는 상기 회로기판에 실장된 광결합홀더에 결합된 것을 특징으로 하는 광데이터 신호 분석용 초고속 광전 변환장치.

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