KR101726650B1 - 듀얼 대역통과 ｗｄｍ 커플러가 내장된 광 송수신 모듈 - Google Patents

듀얼 대역통과 ｗｄｍ 커플러가 내장된 광 송수신 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 광 송수신 모듈에는 광 송신부로부터 출력되는 송신신호와, 공용 포트를 통해 입력되는 광신호 중 광 수신부에서 수신하는 특정 파장의 광신호를 선별적으로 통과시키기 위한 통과대역을 제공하는 듀얼 대역통과 WDM 커플러가 내장되어 있다. 이러한 본 발명에 의하면 광 송수신 모듈의 크기 및 누화를 감소시킬 수 있으며, ITU-RG.983.3 규격을 따르는 광 가입자 망에서 비디오 송수신기로서 사용될 수 있다.

Description

듀얼 대역통과 ＷＤＭ 커플러가 내장된 광 송수신 모듈{OPTICAL TRANSCEIVER MODULE WITH DUAL BAND PASS WDM COUPLER}
본 발명은 듀얼 대역통과 WDM 커플러(Dual Band Pass Wavelength Division Multiplexing Coupler)가 내장된 광 송수신 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광 송신부로부터 출력되는 송신신호와, 공용 포트를 통해 입력되는 광신호 중 광 수신부에서 수신하는 특정 파장의 광신호를 선별적으로 통과시키기 위한 통과대역을 제공하는 듀얼 대역통과 WDM 커플러가 내장된 광 송수신 모듈에 관한 것이다.
최근 들어 증가하는 데이터 트래픽에 대한 요구, 스마트 모바일 폰, 고성능 텔레비전(HDTV, 3D TV, 스마트 TV), 전자상거래와 주문형 비디오(VOD: Video On Demand) 등 다양한 멀티미디어 서비스에 대한 요구를 충족시키기 위해서는 현존하는 광 통신망의 용량 확장이 필요하다.
이러한 이유로 현재까지 제안된 다양한 광통신 시스템 기술 중에서 파장분할 다중방식(WDM: Wavelength-Division Multiplexing) 기술이 상기와 같은 요구를 충족시키기 위한 궁극적인 대안으로 인식되고 있다.
WDM 기술은 한 가닥의 광섬유에 서로 다른 파장을 갖는 광신호를 묶어서 전송하는 기술로서, 각 가입자에게 고유의 독립적인 파장 할당을 통해 점대점(point-to-point)의 전용채널을 제공하며, 가입자마다 고유의 광 파장을 사용하기 때문에 지금까지 나온 전송 기술 중 가장 높은 속도를 제공할 수 있다.
예를 들어, WDM-PON(PON: Passive Optical Network) 기술은, E-PON(Ethernet-PON) 및 G-PON(Gigabit-PON) 등과 같은 시간분할방식인 TDM(Time-Division Multiplexing)-PON에 비해 많은 파장을 사용하므로 양방향 대칭형 서비스를 보장해 줄 수 있으며, 독립적으로 대역폭을 할당하고, 서로 다른 파장의 광신호를 해당 가입자만 수신하므로 보안성이 우수한 장점을 가지고 있다.
이러한 WDM-PON 기술에서 가장 중요한 요구사항 중 하나는 광 단말장치들이, 사용되는 광신호의 파장을 선택적으로 보내고 받아들일 수 있어야 한다는 점이다.
ITU-RG.983.3 규격에 따르는 광 가입자 망에서 비디오 송수신기를 사용하기 위해서는 양방향 광 송수신 소자에 외장형 WDM 커플러를 연결하여야 한다.
이 때, 가입자에서 중앙국으로 전송하는 상향신호와 중앙국에서 가입자로 전송하는 하향신호는 일반적으로 서로 다른 파장을 갖는 광신호를 이용한다. 이 경우, 예를 들어 가입자의 입장에서 보면, 중앙국에 전송하는 광신호와 중앙국으로부터 수신하는 광신호를 파장 선택적으로 송수신할 수 있어야 하고, 이 과정에서 기존 사용되고 있는 통신 표준을 그대로 따르면서도, 누화(cross-talk) 발생의 염려는 적은 광 송수신 모듈의 개발이 필요하다.
도 1은 종래 송신신호 및 수신신호 통과를 위한 별개의 통과대역을 제공하기 위하여 다수의 WDM 커플러들을 다단으로 조합한 독립형 외장 필터 박스를 나타낸 도면이다. 하지만 도 1에 나타낸 바와 같이, 서로 다른 두 파장을 갖는 광신호의 선별적 통과를 위한 통과대역을 제공하기 위하여 WDM 커플러들을 다단으로 구현할 경우에는, 상기 WDM 커플러들이 내장되어 구성되는 광 송수신 모듈 전체의 크기가 커질 수밖에 없고, 다수의 커플러 사용으로 인해 통과대역에 대한 광 삽입 손실이 듀얼 대역통과 WDM 커플러에 비해 약 0.8~1.5dB 이상 크게 발생하며, 광 송수신 모듈의 가격도 비싸진다는 문제점이 있다.
한편, 특허문헌 1(한국공개특허공보 제2013-0012634호)에는 파장분할소자와 양방향 광송수신 소자가 집적화된 광 송수신 모듈이 개시되어 있다. 하지만 특허문헌 1은 레이저 다이오드 TO Can과 GRIN 렌즈 사이에 평행광렌즈를 배치함으로써 양자 간 광결합 효율을 높일 수 있는 방안에 대해서만 개시하고 있을 뿐, 서로 다른 두 파장(즉, 송신신호의 파장 및 수신신호의 파장)의 선별적 통과를 위한 통과대역을 제공함으로써 양방향 광 송수신의 신뢰성을 높일 수 있는 방안까지는 개시하지 못하고 있다.
한국공개특허공보 제2013-0012634호(공개일: 2013.02.05)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 종래와 같이 WDM 커플러를 다단으로 조합하지 않고도, 광 송신부로부터 출력되는 송신신호 및 공용 포트를 통해 입력되는 광신호 중 광 수신부에서 수신하는 특정 파장의 광신호(즉, 수신신호)를 선별적으로 통과시키기 위한 통과대역을 제공하는 광 송수신 모듈을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 기존 사용되고 있는 통신 표준을 그대로 따르면서도, 누화 발생의 염려는 적은 광 송수신 모듈을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 본 발명에 따른 광 송수신 모듈이 ITU-RG.983.3 규격을 따르는 광 가입자 망에서 비디오 송수신기로서 사용될 수 있도록 하는 것에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 듀얼 대역통과 WDM 커플러가 내장된 광 송수신 모듈은, 공용 포트와, 상기 공용 포트로 입력되는 광신호를 평행광으로 변환하는 C렌즈와, 상기 C렌즈에 의해 평행광으로 변환된 광신호 중에서 특정 파장의 광신호는 통과시키고 나머지 파장의 광신호는 반사시키는 듀얼 대역통과 WDM 필터와, 상기 듀얼 대역통과 WDM 필터에 의해 반사되는 광신호가 출력되는 반사 포트로 구성되는 듀얼 대역통과 WDM 커플러; 송신신호를 출력하는 광 송신부; 상기 광 송신부로부터 출력되는 송신신호를 평행광으로 변환하는 평행광렌즈; 상기 평행광렌즈에 의해 평행광으로 변환된 송신신호의 진행방향에 대하여 경사지게 설치되어 상기 평행광으로 변환된 송신신호는 통과시키고, 상기 듀얼 대역통과 WDM 필터를 통과하는 특정 파장의 광신호는 반사시키는 WDM 필터; 및 상기 WDM 필터에 의해 반사되는 특정 파장의 광신호를 수신하는 광 수신부;를 포함하며, 상기 듀얼 대역통과 WDM 필터는, 상기 WDM 필터를 통과하는 송신신호를 통과시키고, 상기 C렌즈는, 상기 듀얼 대역통과 WDM 필터를 통과하는 송신신호를 집광하여 상기 공용 포트로 입사시키되, 상기 특정 파장의 광신호와 상기 송신신호는 파장이 서로 다르고, 상기 듀얼 대역통과 WDM 필터는 상기 특정 파장의 광신호와 상기 송신신호의 파장만을 선별적으로 통과시킬 수 있는 통과대역을 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 듀얼 대역통과 WDM 커플러가 내장된 광 송수신 모듈은, 상기 WDM 필터 및 상기 광 수신부 사이에 위치하여, 상기 WDM 필터에 의해 반사되는 특정 파장의 광신호 중에서 상기 광 수신부에 할당된 파장의 광신호만을 통과시키는 광수신용 광 필터부를 더 포함한다.
여기서, 본 발명에 따른 듀얼 대역통과 WDM 커플러가 내장된 광 송수신 모듈은, 상기 WDM 필터에 의해 반사되는 특정 파장의 광신호를 집광하는 집광렌즈를 더 포함하며, 상기 광수신용 광 필터부는 상기 집광렌즈 및 상기 광 수신부 사이에 위치하여, 상기 집광렌즈에 의해 집광된 특정 파장의 광신호 중에서 상기 광 수신부에 할당된 파장의 광신호만을 통과시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 듀얼 대역통과 WDM 커플러가 내장된 광 송수신 모듈은, 상기 광 송신부로부터 출력되어 상기 공용포트로 입사되는 송신신호의 파장은 1610nm이며, 상기 공용 포트로 입력되는 광신호의 파장은 1270nm, 1310nm, 1490nm, 1550nm 및 1577.5nm이고, 상기 공용 포트로 입력되는 광신호 중에서, 상기 듀얼 대역통과 WDM 필터를 통과하여 상기 광 수신부에서 수신하는 광신호의 파장은 상기 1550nm이며, 상기 공용 포트로 입력되는 광신호 중에서, 상기 반사 포트로 출력되는 광신호의 파장은 상기 1270nm, 1310nm, 1490nm 및 1577.5nm인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 광 송수신 모듈에 내장된 듀얼 대역통과 WDM 커플러가 광 송신부로부터 출력되는 송신신호의 파장과, 공용 포트를 통해 입력되어 광 수신부에서 수신하는 광신호의 파장을 선별적으로 통과시키기 위한 통과대역을 제공하기 때문에, 종래와 같이 WDM 커플러를 다단으로 조합할 필요가 없어진다. 이에 따라 본 발명은 종래에 비해 광 송수신 모듈의 크기를 감소시킬 수 있고, 비용을 절감할 수 있으며, 통과대역에 대한 광 삽입 손실이 커지는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 양 방향 광 송수신을 위해 사용되는 광 송신부, 광 수신부 및 WDM 필터의 기본 구성을 변형시키지 않고, 광신호의 통과 및 반사를 선별적으로 수행하는 듀얼 대역통과 WDM 커플러를 상기 광 송수신 소자들과 결합시키고 있으므로, 기존 사용되고 있는 통신 표준을 그대로 따를 수 있으며, 그와 함께 양방향 광 송수신 시 발생할 수 있는 누화는 감소시킬 수 있다.
그리고 WDM 필터와 광 수신부 사이에 광수신용 광 필터부를 위치시킬 경우, 광 수신부에 할당된 파장 이외의 파장을 갖는 광신호가 상기 광 수신부에 입력되는 것이 차단될 수 있으므로, 양방향 광 송수신의 신뢰성을 더욱 높일 수 있다.
게다가, 상기 광수신용 광 필터부를 집광렌즈와 광 수신부 사이에 위치시킬 경우에는, WDM 필터에 의해 반사되는 특정 파장의 광신호가 상기 집광렌즈에 의해 집광되어 광 수신부에 입사될 수 있으며, 그와 함께 광수신용 광 필터부가 제공하는 통과대역에서 그 리플의 발생을 감소시킬 수 있다.
또한, 광 송신부로부터 1610nm의 파장을 갖는 송신신호를 출력하여 공용포트로 입사시키고, 광 수신부에서는 1550nm의 파장을 갖는 광신호를 수신하도록 할 경우, ITU-RG.983.3 규격을 따르는 광 가입자 망에서 본 발명에 따른 광 송수신 모듈을 비디오 송수신기로서 사용할 수 있게 된다.
도 1은 종래 송신신호 및 수신신호 통과를 위한 별개의 통과대역을 제공하기 위하여 다수의 WDM 커플러들을 다단으로 조합한 독립형 외장 필터 박스를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 대역통과 WDM 커플러가 내장된 광 송수신 모듈을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 광 송수신 모듈에서 광 송신부로부터 출력되는 송신신호 및 공용 포트로 입력되는 광신호의 진행경로를 파장별로 나타낸 도면이다.
도 4a는 듀얼 대역통과 WDM 필터에 입력되는 광신호의 파장에 따른 투과도를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4b는 일반 WDM 필터에 입력되는 광신호의 파장에 따른 투과도를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 광수신용 광 필터부가 WDM 필터와 집광렌즈 사이에 위치한 광 송수신 모듈을 나타낸 도면이다.
도 6a는 도 5에 따른 광 송수신 모듈에서 광수신용 광 필터부의 통과대역 특성을 나타낸 도면이다.
도 6b는 도 2에 따른 광 송수신 모듈에서 광수신용 광 필터부의 통과대역 특성을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 듀얼 대역통과 WDM 커플러가 내장된 광 송수신 모듈에 대해 상세하게 설명한다. 첨부한 도면들은 통상의 기술자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것으로서, 본 발명은 첨부한 도면들만으로 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 기술적 사상을 변화시키지 않는 범위 내에서 다른 형태로 구체화될 수 있다.
또한, 첨부한 도면들에 나타낸 동일한 부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 대역통과 WDM 커플러가 내장된 광 송수신 모듈을 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 광 송수신 모듈에서 광 송신부로부터 출력되는 송신신호 및 공용 포트로 입력되는 광신호의 진행경로를 파장별로 나타낸 도면이다.
ITU-RG.983.3 규격을 따르는 광 가입자 망에서 비디오 송수신기를 사용하기 위해서는 양방향 광 송수신 소자에 외장형 WDM 커플러를 연결하여 사용해야 한다.
비디오 송수신기에서 송신신호의 파장은 1610nm를 사용하며, 수신신호의 파장은 1550nm를 사용한다. 다만, 최근 10GE-PON, XG-PON 시스템에서 OLT 송신 파장으로 1577.5nm를 사용함에 따라, 비디오 송수신기를 PON 시스템과 결합하기 위해서는 1270nm, 1310nm, 1490nm, 1577.5nm의 네 파장을 회선으로 돌려 보내고, 1550nm 및 1610nm의 두 파장은 광 송수신 모듈로 입력될 수 있도록 하여야 한다.
이를 위하여, 본 발명에 따른 광 송수신 모듈은, 가입자와 중앙국 사이에 광신호를 송수신할 수 있도록 하는 양방향 광 송수신 소자와, 서로 다른 두 파장(즉, 송신신호의 파장 및 수신신호의 파장)의 선별적 통과를 위하여 별개의 통과대역을 제공하는 듀얼 대역통과 WDM 커플러(10)로 구성되어 있다.
듀얼 대역통과 WDM 커플러(10)는 공용 포트(11), 듀얼 코어 캐필러리(12), C렌즈(13), 듀얼 대역통과 WDM 필터(14) 및 반사 포트(15)로 구성될 수 있다.
공용 포트(11)와 반사 포트(15)는 광섬유일 수 있으며, 특정 파장의 광신호가 입출력되는 통로로서의 역할을 한다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 공용 포트(11)로는 1270nm, 1310nm, 1490nm, 1550nm 및 1577.5nm의 파장을 갖는 광신호가 입력될 수 있다. 공용 포트(11)로 입력되는 광신호는 듀얼 코어 캐필러리(12)를 거쳐 C렌즈(13)에 입사된다.
C렌즈(13)는 공용 포트(11)를 통해 입사되는 광신호를 평행광으로 변환하는 역할을 하며, 듀얼 대역통과 WDM 필터(14)는 상기 C렌즈(13)에 의해 평행광으로 변환된 광신호 중에서 특정 파장을 갖는 광신호만 선별적으로 통과시키고, 나머지 파장을 갖는 광신호는 반사시킨다.
상술한 바와 같이, ITU-RG.983.3 규격을 따르는 광 가입자 망에서 광 송수신 모듈을 비디오 송수신기로서 사용하기 위해서는, 공용 포트(11)로 입력되는 광신호 중에서 1550nm의 파장을 갖는 광신호만 광 송수신 모듈로 입력시키고, 나머지 파장을 갖는 광신호는 회선으로 돌려 보내야 한다.
이를 위해 본 발명에 따른 광 송수신 모듈에서는, 공용 포트(11)로 입력되는 광신호 중에서 1550nm의 파장을 갖는 광신호만 선별적으로 통과시키고, 그 외 나머지 파장(예를 들어, 1270nm, 1310nm, 1490nm 및 1577.5nm)의 광신호는 반사 포트(15)로 출력시키기 위하여 듀얼 대역통과 WDM 필터(14)를 이용하는 것을 특징으로 한다.
듀얼 대역통과 WDM 필터(14)는 상기 공용 포트(11)로 입력되는 광신호 중에서 특정 파장을 갖는 광신호(예를 들어, 1550nm의 파장을 갖는 광신호)만을 선별적으로 통과시키기 위한 통과대역을 제공한다. 게다가, 듀얼 대역통과 WDM 필터(14)는 상기 공용 포트(11)로 입력되는 광신호 중에서 특정 파장을 갖는 광신호 이외에, 광 송신부(20)로부터 출력되는 송신신호의 파장을 통과시킬 수 있는 통과대역도 함께 제공한다.
도 4a는 듀얼 대역통과 WDM 필터에 입력되는 광신호의 파장에 따른 투과도(transmittance)를 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 4b는 일반 WDM 필터에 입력되는 광신호의 파장에 따른 투과도를 예시적으로 나타낸 도면이다. 이 때, 도 4b의 일반 WDM 필터는 후술하는 WDM 필터(50)를 나타내는 것이 아니라, 듀얼 대역통과 WDM 필터(14)의 특성과 비교하기 위해 일반적으로 사용되고 있는 WDM 필터의 필터 특성을 예로서 나타낸 것이다.
도 4a에 나타낸 바와 같이, 듀얼 대역통과 WDM 필터(14)는 공용 포트(11)로 입력되는 1270nm, 1310nm, 1490nm, 1550nm 및 1577.5nm의 파장을 갖는 광신호 중에서, 1550nm의 파장을 갖는 광신호의 통과를 위한 통과대역을 제공함으로써, 상기 통과된 광신호가 최종적으로 광 수신부(60)에 수신될 수 있도록 한다. 그리고 듀얼 대역통과 WDM 필터(14)는 그 외 나머지 파장(1270nm, 1310nm, 1490nm 및 1577.5nm)을 갖는 광신호는 반사시켜, 상기 반사된 광신호가 최종적으로 반사 포트(15)에 입사되어 출력될 수 있도록 한다.
게다가, 듀얼 대역통과 WDM 필터(14)는 상기 1550nm의 파장 이외에 1610nm의 파장을 갖는 광신호의 통과를 위한 통과대역을 제공하며, 여기서 상기 1610nm의 파장을 갖는 광신호는 후술하는 송신신호에 해당한다. 즉, 듀얼 대역통과 WDM 필터(14)는 광 송신부(20)로부터 출력되는 송신신호를 통과시키며, 상기 통과된 송신신호가 최종적으로 공용 포트(11)에 입사되어 출력될 수 있도록 한다.
이에 반하여, 일반 WDM 필터는 도 4b에 나타낸 바와 같이, 송신신호로 이용되는 1610nm의 파장 및 수신신호로 이용되는 1550nm의 파장을 갖는 광신호를 통과시키기 위한 통과대역을 제공할 수는 있지만, 그와 동시에 1577.5nm의 파장을 갖는 광신호를 반사시키는 동작은 수행할 수 없다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 도 1에 나타낸 바와 같이 다수의 일반 WDM 커플러를 다단으로 조합한 필터 박스 형태의 방안이 고려되었으나, 이러한 방안은 광 송수신 모듈이 벌크해지고, 모듈 가격이 매우 비싸지며, 광특성 저하(즉, 통과대역에 대한 광 삽입 손실이 커짐)라는 새로운 문제점을 발생시켰다.
하지만 본 발명은 서로 다른 두 파장의 선별적 통과를 위하여 별개의 통과대역을 제공하는 듀얼 대역통과 WDM 커플러(10)가 광 송수신 모듈에 내장되어 있기 때문에, 일반 WDM 커플러를 다단으로 조합한 종래의 광 송수신 모듈과 동일한 효과를 나타낼 수 있으면서도, 종래에 비해 광 송수신 모듈의 크기는 감소시킬 수 있고, 비용을 절감할 수 있으며, 통과대역에 대한 광 삽입 손실 역시 감소시킬 수 있게 된다. 또한, 본 발명에 의하면 별개의 통과대역을 제공함으로써 광신호의 누화를 감소시킬 수 있기 때문에, 양방향 광 송수신의 신뢰성을 크게 높일 수 있다는 장점이 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 송수신 모듈은 양방향 광 송수신을 위한 광 송수신 소자들을 포함한다.
광 송신부(20)는 레이저 다이오드(LD)와 같은 발광소자 및 집광렌즈를 포함하여 이루어질 수 있으며, 송신신호를 출력하는 구성이다.
광 송신부(20)로부터 출력된 송신신호가 진행하는 방향에는 광 아이솔레이터(30), 평행광렌즈(40) 및 WDM 필터(50)가 일렬로 정렬되어 있다.
광 아이솔레이터(30)는 송신신호가 광 송신부(20)로부터 출력되는 방향으로 진행되도록 하는 동시에, 송신신호가 WDM 필터(50), 듀얼 대역통과 WDM 필터(14) 또는 C렌즈(13)에 의해 반사되어 광 송신부(20) 측에 재입사되는 것을 방지하는 역할을 한다.
평행광렌즈(40)는 광 송신부(20)로부터 출력되는 송신신호를 평행광으로 변환한다.
WDM 필터(50)는 평행광렌즈(40)에 의해 평행광으로 변환된 송신신호의 진행방향에 대하여 경사지게 설치되어, 상기 평행광으로 변환된 송신신호는 통과시키고, 상기 듀얼 대역통과 WDM 필터(14)를 통과하는 특정 파장의 광신호는 반사시킨다. 이 때, WDM 필터(50)는 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이 송신신호의 진행방향에 대하여 45도 경사지게 설치되는 것이 바람직하며, 이에 따라 상기 듀얼 대역통과 WDM 필터(14)를 통과하는 광신호는 상기 WDM 필터(50)에 의해 수직 반사된다.
상기 WDM 필터(50)를 통과하는 송신신호는 듀얼 대역통과 커플러(10)의 듀얼 대역통과 WDM 필터(14)에 입사하게 된다. 듀얼 대역통과 WDM 필터(14)는 앞서 언급한 바와 같이 상기 광 송신부(20)로부터 출력되는 송신신호의 파장을 통과시킬 수 있도록 통과대역이 설정되어 있다. 예를 들어, 도 3에 나타낸 바와 같이, 광 송신부(20)로부터 1610nm의 파장을 갖는 송신신호가 출력되는 경우, 듀얼 대역통과 WDM 필터(14)는 상기 1610nm의 파장을 갖는 송신신호를 통과시킬 수 있다. 그리고 상기 듀얼 대역통과 WDM 필터(14)를 통과하는 송신신호는 C렌즈(13)에 입사하게 되며, 상기 C렌즈(13)는 그에 입사되는 송신신호를 집광하여 공용 포트(11)로 입사시킨다.
한편, 상기 듀얼 대역통과 WDM 필터(14)를 통과한 뒤 WDM 필터(50)에 의해 반사되는 특정 파장의 광신호는 광 수신부(60)에 입력되며, 이와 같이 광 수신부(60)에 입력되는 광신호가 수신신호에 해당한다. 광 수신부(60)는 통상의 포토 다이오드(PD)를 포함하여 구성될 수 있으며, 예를 들어 도 3에 나타낸 바와 같이, 공용 포트(11)로 입력되는 다파장의 광신호 중에서 1550nm의 파장을 갖는 광신호만을 수신신호로서 수신할 수 있다.
듀얼 대역통과 WDM 필터(14)는 공용 포트(11)로 입력되는 다파장의 광신호 중에서 1550nm 이외의 파장을 갖는 광신호는 반사시키도록 구성되나, 도 4a에 나타낸 바와 같이 1550nm 이외의 파장을 갖는 광신호를 -40dB 이하의 높은 광 고립도 수준으로 반사시키는 것은 어려울 수 있다.
이에 따라, WDM 필터(50)와 광 수신부(60) 사이에, 상기 WDM 필터(50)에 의해 반사되는 특정 파장의 광신호 중에서 상기 광 수신부(60)에 할당된 파장(예를 들어, 1550nm)의 광신호만을 통과시키는 광수신용 광 필터부(70)를 추가 구비하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 광수신용 광 필터부(70)는 상기 WDM 필터(50)와 동일한 종류의 필터일 수 있으며, 상기 WDM 필터(50)에 의해 반사되는 광신호의 진행 방향에 대해 90도의 각을 이루도록 배치하는 것이 바람직하다.
광수신용 광 필터부(70)에 의해 1550nm 이외의 파장을 갖는 광신호가 광 수신부(60)에 입력되는 것이 보다 확실하게 차단될 수 있으며, 이에 따라 양방향 광 송수신의 신뢰성을 한층 더 높일 수 있게 된다.
본 발명에 따른 광 송수신 모듈은 상기 WDM 필터(50)에 의해 반사되는 광신호를 집광하는 집광렌즈(80)가 추가 구비될 수 있으며, 이 경우에는 광수신용 광 필터부(70)를 상기 집광렌즈(80) 및 광 수신부(60) 사이에 위치시켜, 상기 집광렌즈(80)에 의해 집광되는 특정 파장의 광신호 중에서 상기 광 수신부(60)에 할당된 파장의 광신호만을 통과시킬 수 있도록 함이 바람직하다.
이하에서는, 집광렌즈(80)와 광 수신부(60) 사이에 광수신용 광 필터부(70)를 위치시킬 경우에 광수신용 광 필터부(70)의 통과대역 특성을, WDM 필터(50)와 집광렌즈(80) 사이에 광수신용 광 필터부(70)를 위치시킬 경우에 광수신용 광 필터부(70)의 통과대역 특성과 대비하여 설명하기로 한다.
도 5는 광수신용 광 필터부(70)가 WDM 필터(50)와 집광렌즈(80) 사이에 위치한 광 송수신 모듈을 나타낸 도면이고, 도 6a는 도 5에 따른 광 송수신 모듈에서 광수신용 광 필터부(70)의 통과대역 특성을 나타낸 도면이다.
일반적으로 광 송수신 모듈에서는 도 5에 나타낸 바와 같이, 광 수신부(60)와 집광렌즈(80)는 그 사이에 어떤 구성도 개재시키지 않은 채 별체로 정렬되어 있거나, 집광렌즈(80)가 광 수신부(60)에 일체로 구비된 형태로 이루어져 있다. 이 경우에는 WDM 필터(50)에 의해 반사되어 광 수신부(60)를 향해 입사되는 광신호(C렌즈(13)에 의해 평행광 형태임)가 집광렌즈(80)에 의해 집광되어 광 수신부(60)에 입사하게 된다.
이 경우 광 수신부(60)에 입사되는 광신호를 필터링하기 위하여 광수신용 광 필터부(70)를 WDM 필터(50)와 집광렌즈(80) 사이에 배치할 수 있다. 그러나 이와 같은 경우에는 도 6a에 나타낸 바와 같이, 1550nm 파장을 갖는 광신호의 통과를 위해 제공되는 광수신용 광 필터부(70)의 통과대역에 리플(ripple)이 과도하게 발생한다는 것을 알 수 있다.
한편, 도 6b는 도 2에 따른 광 송수신 모듈에서 광수신용 광 필터부(70)의 통과대역 특성을 나타낸 도면으로서, 보다 구체적으로는 집광렌즈(80)와 광 수신부(60)를 별체로 구성하되, 광수신용 광 필터부(70)를 상기 집광렌즈(80)와 광 수신부(60) 사이에 배치한 경우에 광수신용 광 필터부(70)의 통과대역 특성을 나타낸 도면이다.
광수신용 광 필터부(70)를 상기 집광렌즈(80)와 광 수신부(60) 사이에 배치할 경우에는, 1550nm 파장을 갖는 광신호의 통과를 위해 제공되는 광수신용 광 필터부(70)의 통과대역에 발생하는 리플이, 광수신용 광 필터부(70)를 WDM 필터(50)와 집광렌즈(80) 사이에 배치한 경우에 비해 크게 개선된다는 것을 확인할 수 있다.
광수신용 광 필터부(70)의 통과대역에 발생하는 리플은, 광신호가 광수신용 광 필터부(70)를 통과할 경우 그 광 필터부(70)의 표면에서 일어나는 광신호의 반사로 인해 발생하게 된다. 이 경우에, 만일 광수신용 광 필터부(70)에 입사되는 광신호가 평행광 형태 대신 집속광의 형태가 되면, 광 필터부(70)에 대해 수직으로 입사되는 광신호의 양이 감소됨에 따라 광 필터부(70)의 표면에서 발생하는 반사량이 감소되어 광 필터부(70)의 통과대역에 발생하는 리플이 크게 개선될 수 있다.
따라서, 상기 WDM 필터(50)에 의해 반사되는 특정 파장의 광신호를 필터링하기 위한 광수신용 광 필터부(70) 및 평행광을 집속시키는 집광렌즈(80)를 본 발명에 따른 광 송수신 모듈에 함께 구비시키되, 광수신용 광 필터부(70)를 집광렌즈(80) 및 광 수신부(60) 사이에 배치하는 것이 상기 광 필터부(70)의 통과대역에 발생하는 리플을 방지하는 측면에서 유리할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예로만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명의 기술적 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 듀얼 대역통과 WDM 커플러
11: 공용 포트
12: 듀얼 코어 캐필러리
13: C렌즈
14: 듀얼 대역통과 WDM 필터
15; 반사 포트
20: 광 송신부
30: 광 아이솔레이터
40: 평행광렌즈
50: WDM 필터
60: 광 수신부
70: 광수신용 광 필터부
80: 집광렌즈

Claims (4)

  1. 공용 포트와, 상기 공용 포트로 입력되는 광신호를 평행광으로 변환하는 C렌즈와, 상기 C렌즈에 의해 평행광으로 변환된 광신호 중에서 특정 파장의 광신호는 통과시키고 나머지 파장의 광신호는 반사시키는 듀얼 대역통과 WDM 필터와, 상기 듀얼 대역통과 WDM 필터에 의해 반사되는 광신호가 출력되는 반사 포트로 구성되는 듀얼 대역통과 WDM 커플러;
    송신신호를 출력하는 광 송신부;
    상기 광 송신부로부터 출력되는 송신신호를 평행광으로 변환하는 평행광렌즈;
    상기 평행광렌즈에 의해 평행광으로 변환된 송신신호의 진행방향에 대하여 경사지게 설치되어 상기 평행광으로 변환된 송신신호는 통과시키고, 상기 듀얼 대역통과 WDM 필터를 통과하는 특정 파장의 광신호는 반사시키는 WDM 필터; 및
    상기 WDM 필터에 의해 반사되는 특정 파장의 광신호를 수신하는 광 수신부;를 포함하며,
    상기 듀얼 대역통과 WDM 필터는, 상기 WDM 필터를 통과하는 송신신호를 통과시키고,
    상기 C렌즈는, 상기 듀얼 대역통과 WDM 필터를 통과하는 송신신호를 집광하여 상기 공용 포트로 입사시키되,
    상기 특정 파장의 광신호와 상기 송신신호는 파장이 서로 다르고,
    상기 듀얼 대역통과 WDM 필터는 상기 특정 파장의 광신호와 상기 송신신호의 파장만을 선별적으로 통과시킬 수 있는 통과대역을 제공하는 것을 특징으로 하는, 듀얼 대역통과 WDM 커플러가 내장된 광 송수신 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 WDM 필터 및 상기 광 수신부 사이에 위치하여, 상기 WDM 필터에 의해 반사되는 특정 파장의 광신호 중에서 상기 광 수신부에 할당된 파장의 광신호만을 통과시키는 광수신용 광 필터부를 더 포함하는, 듀얼 대역통과 WDM 커플러가 내장된 광 송수신 모듈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 WDM 필터에 의해 반사되는 특정 파장의 광신호를 집광하는 집광렌즈를 더 포함하며,
    상기 광수신용 광 필터부는 상기 집광렌즈 및 상기 광 수신부 사이에 위치하여, 상기 집광렌즈에 의해 집광된 특정 파장의 광신호 중에서 상기 광 수신부에 할당된 파장의 광신호만을 통과시키는 것을 특징으로 하는, 듀얼 대역통과 WDM 커플러가 내장된 광 송수신 모듈.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 광 송신부로부터 출력되어 상기 공용포트로 입사되는 송신신호의 파장은 1610nm이며,
    상기 공용 포트로 입력되는 광신호의 파장은 1270nm, 1310nm, 1490nm, 1550nm 및 1577.5nm이고,
    상기 공용 포트로 입력되는 광신호 중에서, 상기 듀얼 대역통과 WDM 필터를 통과하여 상기 광 수신부에서 수신하는 광신호의 파장은 상기 1550nm이며,
    상기 공용 포트로 입력되는 광신호 중에서, 상기 반사 포트로 출력되는 광신호의 파장은 상기 1270nm, 1310nm, 1490nm 및 1577.5nm인 것을 특징으로 하는, 듀얼 대역통과 WDM 커플러가 내장된 광 송수신 모듈.
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