KR101833108B1 - 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 wdm 시스템 - Google Patents

적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 wdm 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템은 적어도 2 이상의 DFB LD(distributed feedback laser diode)를 구비하여 다채널 광을 출력하는 광원을 포함하는 송신단, 및 적어도 2 이상의 배열형 도파로 격자(AWG, arrayed waveguide grating) 및 상기 적어도 2 이상의 AWG 각각에 연결되는 적어도 2 이상의 광검출부를 포함하여, 열전 냉각기(TEC, thermo-electric cooler)를 이용하지 않고도, 누락되는 신호 없이 상기 송신단에서 전송되는 신호를 전부 수신하는 수신단을 포함할 수 있다.

Description

적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템{WDM SYSTEM WITHOUT TEMPERATURE MAINTENANCE DEVICE BY USING AT LEAST TWO ARRAY WAVEGUIDE LATTICE}
본 발명은 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템 에 관한 것이다.
WDM(wavelength division multiplexing) 시스템은 전송용량을 늘릴 수 있는 핵심 기술로써 여러 파장을 이용하여 신호를 보낼 수 있다. 그러나, 여러 파장을 이용하기 위해서는 각 채널마다 파장이 정확하고 안정적으로 유지되어야 한다.
일반적인 WDM 시스템에서는 DFB LD(distributed feedback laser diode)에서 출력되는 광의 파장이 일정한 간격을 유지하며 AWG(arrayed waveguide grating)의 중심파장과 같은 파장을 가지도록 하여 신호를 전송 하였다.
한편, DFB LD의 온도가 변화하게 되면 출력광의 파장이 변화되어, DFB LD가 일정한 파장의 출력을 유지할 수 있도록 파장 모니터링, 열전 냉각기(TEC; thermo-electric cooler)를 이용하여 일정한 온도를 유지하도록 하였다. 여기서, TEC란 온도를 원하는 온도로 유지시켜주는 장치로써 쉽게 말해 레이저를 위한 냉각장치이다.
하지만, 중 TEC가 WDM 시스템의 상당한 전력을 소모하고 있고, 부피가 커서 금전적, 공간적 문제점이 발생하는 문제점이 있으며, 이러한 TEC를 사용하지 않는다면 많은 전력을 아낄 수 있는데, 이를 위한 많은 연구들이 있어 왔다.
본 발명의 상온에서 지속적으로 변화하는 파장을 가진 광원을 포함하는 WDM 시스템에 있어서, TEC를 이용하지 않고도 누락되는 신호 없이 전송되는 신호를 전부 이용할 수 있는 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 실시간으로 데이터를 처리하면서 WDM 시스템에서 소비되는 에너지를 감소시킬 수 있는 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템은 적어도 2 이상의 DFB LD(distributed feedback laser diode)를 구비하여 다채널 광을 출력하는 광원을 포함하는 송신단, 및 적어도 2 이상의 배열형 도파로 격자(AWG, arrayed waveguide grating) 및 상기 적어도 2 이상의 AWG 각각에 연결되는 적어도 2 이상의 광검출부를 포함하여, 열전 냉각기(TEC, thermo-electric cooler)를 이용하지 않고도, 누락되는 신호 없이 상기 송신단에서 전송되는 신호를 전부 수신하는 수신단을 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 적어도 2 이상의 AWG 에 포함되는 AWG 전달함수 각각은 서로 다른 중심파장을 가지도록 구현될 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 적어도 2 이상의 AWG 에 포함되는 AWG 전달함수 각각은 누락되는 파장이 없도록, 일정부분 서로 중첩되도록 구현될 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 적어도 2 이상의 광검출부 각각은 상기 다채널 광의 채널의 개수에 해당하는 복수의 PD(photodetector)를 포함하고, 상기 수신단은 상기 복수의 PD의 출력 경로를 제어하는 경로 제어부를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 경로 제어부는 상기 적어도 2 이상의 AWG의 개수에 해당하는 적어도 2 이상의 스위치부, 및 상기 적어도 2 이상의 스위치부의 동작을 제어하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 적어도 2 이상의 스위치를 통하여 상기 복수의 PD의 출력 경로를 제어하여, 상기 송신단에서 처음 송신한 채널 그대로의 출력을 생성할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 적어도 2 이상의 스위치를 통하여 상기 복수의 PD의 출력 경로를 제어하여, 상기 다채널 중 어느 하나의 채널의 파장이 변화하더라도 상기 송신단에서 송신한 채널 그대로의 출력을 처음과 같이 계속해서 동일한 출력포트로 출력할 수 있다.
본 발명에 따른 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 상온에서 지속적으로 변화하는 파장을 가진 광원을 포함하는 WDM 시스템에 있어서, TEC를 이용하지 않고도 누락되는 신호 없이 전송되는 신호를 전부 이용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 실시간으로 데이터를 처리하면서 WDM 시스템에서 소비되는 에너지를 감소시킬 수 있다.
도 1은 종래의 온도유지장치를 사용하는 WDM 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 온도유지장치를 사용하는 WDM 시스템에서, 파장의 변화에 따라 신호가 누락되는 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 본 발명의 일 실시 예에 따른 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템에서, 파장의 변화에 따라 신호가 누락되지 않는 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템에서, PD(photodetector)의 출력을 처리하는 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템에서, 파장의 변화가 없는 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템에서, 파장의 변화가 발생한 제1 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템에서, 파장의 변화가 발생한 제2 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템에서, PD의 출력 경로를 제어하여 채널을 유지하는 예를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 3 내지 도 9에서 설명된 본 발명의 일 실시 예에 따른 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템에서, 파장의 변화에 따라 PD의 출력 경로를 제어하는 제1 예를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템에서, 파장의 변화에 따라 PD의 출력 경로를 제어하는 제2 예를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템에서, 파장의 변화에 따라 PD의 출력 경로를 제어하는 제3 예를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템에서, 파장의 변화에 따라 PD의 출력 경로를 제어하는 제4 예를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
한편, 도면에서 도시된 구성의 크기 및 배치 등은 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 즉, 각 구성요소의 크기 및 배치 등은 실제크기 및 실제배치를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 1은 종래의 온도유지장치를 사용하는 WDM 시스템을 나타내는 도면이다. 종래의 WDM 시스템은 주요 구성으로 복수의 광원부(110), 배열형 도파로 격자(AWG, 120), 광검출부(130) 및 TEC(140)를 포함할 수 있다.
여기서, 광원부(110)는 다채널 광원으로, 적어도 2 이상의 DFB LD를 포함할 수 있고, DFB LD에서 출력되는 광의 파장은 일정한 간격을 유지하고, AWG(120)의 중심파장과 같은 파장을 가지도록 제어되어 신호(광신호)를 전송할 수 있도록 수신단으로 출력된다.
AWG(120)는 SMF(single mode fiber)를 통하여 전달된 변조된 신호를 스펙트럼 분할한 뒤, 하나의 파장에 해당하는 신호를 광검출부(130)에 전달할 수 있다.
광검출부(130)는 적어도 2 이상의 PD를 포함할 수 있고, 다채널 광원으로부터 전달된 신호를 전기신호로 변환하여 출력할 수 있다.
한편, 위와 같은 종래의 WDM 시스템은 적어도 2 이상의 DFB LD가 온도의 변화에 따라 출력하는 광의 파장이 변하기 때문에, 출력되는 광의 파장을 일정하게 유지하기 위한 구성으로 TEC(140)를 포함할 수 있다.
여기서, TEC(140)는 앞서 설명한 바와 같이, 온도를 원하는 온도로 유지시켜주는 장치로써, 레이저를 위한 냉각장치가 될 수 있으나, TEC(140)는 WDM 시스템 전체에서 소비되는 에너지 중 상당한 비중에 해당하는 많은 양의 전력을 소비하기 때문에, WDM 시스템 전체의 효율을 떨어뜨리는 요인이 되었다.
도 2는 도 1의 온도유지장치를 사용하는 WDM 시스템에서, 파장의 변화에 따라 신호가 누락되는 예를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, X축은 파장을 나타내고, 늘어진 반원(201)은 도 1의 AWG 전달함수를 나타내고, 상부를 가리키는 화살표(211, 212)는 변조된 신호를 나타낸다.
도 2는 도 1의 온도유지장치를 사용하는 WDM 시스템은 다채널 광원을 포함하기 때문에, 일정한 파장 간격으로 배치되는 복수의 AWG 전달함수(201) 및 복수의 변조된 신호(211)를 포함할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해서 가장 왼쪽의 AWG 전달함수(201) 및 변조된 신호(211, 212)에 관하여 설명한다.
WDM 시스템에 포함된 DFB LD에서 출력되는 광의 파장은 온도의 변화에 따라 변화하는데, 구체적으로, 정상인 온도에서 출력되는 광의 파장에 해당하는 신호는 AWG 전달함수(201)의 중심에 위치하는 변조된 신호(211)이고, 변화된 온도에서 출력되는 광의 파장에 해당하는 신호는 AWG 전달함수(201)에서 벗어난 변조된 신호(212)이다.
즉, 정상인 온도에서는 DFB LD에서 출력되는 광의 파장에 따라 정상적인 신호의 수신이 가능하지만, 온도가 변화하는 경우는 정상적인 신호의 수신이 불가능해 지게 되고, 결국 송신단에서 전달되는 신호가 수신단에서 누락되게 된다.
이러한 결과를 방지하고자, 기존의 WDM 시스템은 출력되는 광의 파장을 일정하게 유지하기 위한 구성으로 TEC를 포함하지만, TEC는 상당히 많은 양의 전력을 소비하기 때문에, WDM 시스템 전체의 효율을 떨어뜨리게 된다.
이에, 본 발명은 TEC를 포함하지 않으면서도 누락되는 신호 없이 전송되는 신호를 전부 이용할 수 있는 WDM 시스템을 제안한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템은 TEC를 포함하지 않는다. 그 대신, 적어도 두 개의 AWG(321, 322)를 포함하고, 그에 따른 적어도 두 개의 광검출부(331, 332)를 포함한다.
도 3에서 도시된, AWG 및 그에 따른 광검출부의 개수는 2개이지만, 이는 본 발명을 설명하기 위한 편의적인 예시로서, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명은 적어도 2 이상의 배열형 도파로 격자를 포함할 수 있음을 밝힌다.
도 3의 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템 역시 다채널 광원(310)을 포함하고, 나머지 다른 구성들은 도 1의 WDM 시스템과 유사하므로, 중복되는 설명은 생략한다.
도 3의 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템의 동작을 도 4를 통하여 구체적으로 설명한다.
도 4는 도 3의 본 발명의 일 실시 예에 따른 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템에서, 파장의 변화에 따라 신호가 누락되지 않는 예를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 도 2와 달리, 실선과 점선으로 표시되는 한 쌍의 AWG 전달함수(401, 402)를 확인할 수 있다. 이는 도 3에서 도시된 WDM 시스템이 2개의 AWG(321, 322)를 포함하기 때문이다. 여기서, AWG의 개수는 2개로 제한되지 않음은 앞서 설명한 바와 같고, 필요에 따라 WDM 시스템은 추가적인 AWG를 포함할 수 있다.
그리고, AWG 전달함수(401, 402) 쌍의 개수는 채널의 개수만큼 구현될 수 있으며, 한 쌍의 AWG 전달함수(401, 402)에 포함되는 AWG 전달함수 각각은 서로 다른 중심파장을 가질 수 있다. 그리고, AWG 전달함수(401, 402)는 누락되는 파장이 없도록 일정부분 서로 중첩되는 것이 바람직하다.
그 결과, 정상인 온도에서 출력되는 광의 파장에 해당하는 신호(411)가 아닌, 변화된 온도에서 출력되는 광의 파장에 해당하는 신호(412)가 광원에서 출력되더라도, 본 발명에 따른 WDM 시스템은 추가적으로 포함하는 AWG2(도 3의 322)의 전달함수(201)를 통해서 종래에는 누락될 수 있었던 신호(412)를 TEC를 이용하지 않고도 정상적으로 수신할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템에서, PD(photodetector)의 출력을 처리하는 예를 나타내는 도면이다.
도 5의 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템은 적어도 한 쌍의 광검출부(531, 532)를 포함하고, 이들은 어느 하나의 채널에 해당하는 신호를 한 쌍의 AWG(521, 522)를 통해 수신하기 때문에, 수신된 신호를 합(sum)하는 구성(540)을 더 포함할 수 있다.
즉, 수신된 신호를 합하는 구성(540)을 통하여 한 쌍의 광검출부(531, 532)에 포함된 두 PD의 출력을 더하게 되면 온도에 따른 파장의 변화와 무관하게 신호를 정상적으로 수신할 수 있게 된다.
구체적으로, 수신된 신호를 합하는 구성(540)은 서로 다른 AWG(521, 522)에 각각 포함되는 한 쌍의 PD(예를 들어, PD11, PD21)의 출력을 더하는 구성(예를 들어, 541)을 포함할 수 있다. 이에 관한 구체적인 설명은 이하에 설명될 도 9 내지 도 14를 통해서 계속한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템에서, 파장의 변화가 없는 예를 나타내는 도면이다.
도 6(a)와 같이, 변조된 신호(611)가 AWG1의 전달함수(601)의 중심파장에 해당하는 정상적 파장을 가지는 경우, 도 6(b)에서와 같이 파장에 관계없이 충분한 데이터를 정상적으로 수신할 수 있음을 EYE Diagram을 통해서 확인할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템에서, 파장의 변화가 발생한 제1 예를 나타내는 도면이다.
도 7(a)와 같이, 변조된 신호(712)의 파장이 도 6과 달리 AWG1의 전달함수(701)의 중심파장에서 어느 정도 벗어난 경우, 본 발명에 따른 WDM 시스템은 AWG1과 함께 추가적인 AWG2를 포함하기 때문에, AWG1의 전달함수(701)의 중심파장에서 어느 정도 벗어난 파장에 해당하는 신호(712)를 도 7(b)에서와 같이 파장에 관계없이 정상적으로 수신할 수 있음을 EYE Diagram을 통해서 확인할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템에서, 파장의 변화가 발생한 제2 예를 나타내는 도면이다.
도 8(a)와 같이, 변조된 신호(812)의 파장이 도 6 및 도 7과 달리 AWG1의 전달함수(801)의 중심파장에서 완전히 벗어난 경우에도, 본 발명에 따른 WDM 시스템은 AWG1과 함께 추가적인 AWG2를 포함하기 때문에, AWG1의 전달함수(801)의 중심파장에서 완전히 벗어난 파장에 해당하는 신호(812)까지 도 8(b)에서와 같이 파장에 관계없이 정상적으로 수신할 수 있음을 EYE Diagram을 통해서 확인할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템에서, PD의 출력 경로를 제어하여 채널을 유지하는 예를 나타내는 도면이다.
앞서, 도 5를 통하여 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 WDM 시스템은 적어도 한 쌍의 광검출부(931, 932)를 포함하고, 이들은 어느 하나의 채널에 해당하는 신호를 한 쌍의 AWG(921, 922)를 통해 수신하기 때문에, 수신된 신호를 합하는 구성(941, 942, 943)을 더 포함할 수 있는데, 서로 다른 채널을 통하여 송신된 신호가 복수의 PD 중 어디에서 출력되는지 모르는 경우, 수신된 신호를 단순히 합하기는 것은 적절하지 않을 수 있다.
따라서, 컨트롤러(947)를 통하여 PD의 출력 경로를 적절히 제어하여 송신단에서 처음 송신한 채널 그대로의 출력을 생성할 필요가 있다. 이를 위해서, 본 발명에 따른 WDM 시스템은 제1 스위치부(945), 제2 스위치부(946) 및 컨트롤러(947)를 포함할 수 있고, 이를 통해서, 본 발명에 따른 WDM 시스템은 송신단에서 송신한 채널 그대로의 출력을 획득할 수 있게 된다.
한편, 제1 스위치부(945), 제2 스위치부(946) 및 컨트롤러(947)의 동작에 관한 구체적인 설명은 이하의 도 11 내지 도 14를 통해서 계속한다.
도 10은 도 3 내지 도 9에서 설명된 본 발명의 일 실시 예에 따른 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템을 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 WDM 시스템은 크게 송신단(1010) 및 수신단(1020)을 포함할 수 있으며, 이들은 SMF를 통해서 서로 연결될 수 있다. 그리고, 송신단(1010)은 앞서 설명한 바와 같이 복수의 광원을 구비하여 다채널 광을 출력할 수 있으며, 수신단(1020)은 적어도 2 이상의 AWG를 포함하고, 광검출부에 포함되는 PD의 출력 경로를 제어하는 구성들을 포함할 수 있다.
이를 통하여, 본 발명에 따른 WDM 시스템은 TEC를 이용하지 않고도 누락되는 신호 없이 전송되는 신호를 전부 이용할 수 있고, 어느 하나의 채널의 파장이 아무리 바뀌어도 송신단에서 송신한 채널 그대로의 출력을 처음과 같이 계속해서 동일한 출력포트로 출력할 수 있게 된다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템에서, 파장의 변화에 따라 PD의 출력 경로를 제어하는 제1 예를 나타내는 도면이다.
도 11에 도시된 제1 예는 어느 하나의 채널(Ch1)에 해당하는 신호의 파장이 온도 변화 등에 따라 정상적인 AWG 전달함수(PD11에 대응됨)의 중심파장에서 어느 정도 벗어난 경우를 나타낸다.
이러한 경우, 본 발명에 따른 WDM 시스템은 송신한 채널 그대로의 출력을 처음과 같이 계속해서 동일한 출력포트로 출력하기 위해서, 내부에 포함되는 컨트롤러(도 9의 947)가 적어도 3개의 입력신호를 수신할 수 있도록 구현될 수 있다.
구체적으로, 컨트롤러는 도 11(a)에서와 같이, 먼저 왼쪽 두 AWG 전달함수(1101; PD11, PD21)에 따른 신호의 합(①+②)과 오른쪽 두 AWG 전달함수(1102; PD21, PD12)에 따른 신호의 합(②+③)을 비교할 수 있다.
그 결과, 왼쪽 두 AWG 전달함수(1101; PD11, PD21)에 따른 신호의 합(①+②)이 오른쪽 두 AWG 전달함수(1102; PD21, PD12)에 따른 신호의 합(②+③) 보다 크다면, 컨트롤러는 수신된 신호가 ①과 ② 사이에 존재한다는 것으로 판단한다.
그리고, 컨트롤러는 왼쪽 두 AWG 전달함수(1101; PD11, PD21)를 한 쌍으로 묶고, 이를 기준으로 나머지 다른 AWG 전달함수를 한 쌍씩 묶어서 수신된 어느 하나의 채널(Ch1)에 해당하는 신호를 더하고, 더해진 신호가 해당 채널(Ch1)의 출력포트로 출력되도록 도 11(b)와 같이 제1 스위치부(1103) 및 제2 스위치부(1104)를 제어한다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템에서, 파장의 변화에 따라 PD의 출력 경로를 제어하는 제2 예를 나타내는 도면이다.
도 12에 도시된 제2 예는 어느 하나의 채널(Ch1)에 해당하는 신호의 파장이 온도 변화 등에 따라 정상적인 AWG 전달함수(PD11에 대응됨)의 중심파장에서 완전히 벗어난 경우를 나타낸다.
이러한 경우, 본 발명에 따른 WDM 시스템은 송신한 채널 그대로의 출력을 처음과 같이 계속해서 동일한 출력포트로 출력하기 위해서, 내부에 포함되는 컨트롤러(도 9의 947)가 적어도 3개의 입력신호를 수신할 수 있도록 구현될 수 있다.
구체적으로, 컨트롤러는 도 12(a)에서와 같이, 먼저 왼쪽 두 AWG 전달함수(1201; PD11, PD21)에 따른 신호의 합(①+②)과 오른쪽 두 AWG 전달함수(1202; PD21, PD12)에 따른 신호의 합(②+③)을 비교할 수 있다.
그 결과, 왼쪽 두 AWG 전달함수(1201; PD11, PD21)에 따른 신호의 합(①+②)이 오른쪽 두 AWG 전달함수(1202; PD21, PD12)에 따른 신호의 합(②+③) 보다 작아지면, 컨트롤러는 수신된 신호가 ②와 ③ 사이에 존재한다는 것으로 판단한다.
그리고, 컨트롤러는 오른쪽 두 AWG 전달함수(1202; PD21, PD12)를 한 쌍으로 묶고, 이를 기준으로 나머지 다른 AWG 전달함수를 한 쌍씩 묶어서 수신된 어느 하나의 채널(Ch1)에 해당하는 신호를 더하고, 더해진 신호가 해당 채널(Ch1)의 출력포트로 출력되도록 도 12(b)와 같이 제1 스위치부(1203) 및 제2 스위치부(1204)를 제어한다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템에서, 파장의 변화에 따라 PD의 출력 경로를 제어하는 제3 예를 나타내는 도면이다.
도 13에 도시된 제3 예는 컨트롤부가 신호의 합을 비교하여 수신된 신호의 위치를 판단함에 있어서, 수신된 신호가 정상적인 신호를 기준으로 채널이 오른쪽으로 이동한 것인지 또는 왼쪽으로 이동한 것인지를 구별하고, 그에 따라 제1 스위치부(1303) 및 제2 스위치부(1304)를 변경(제어)하는 예를 나타낸다.
구체적으로, 도 13(a)는 도 12에서 설명한 제2 예와 같이 채널1(Ch1)에 해당하는 신호의 파장이 온도 변화 등에 따라 정상적인 AWG 전달함수(PD11에 대응됨)의 중심파장에서 완전히 벗어난 경우로서, 수신된 신호가 정상적인 신호의 중심파장을 기준으로 채널이 오른쪽으로 이동한 경우를 나타낸다.
이러한 경우, 컨트롤러는 도 12(a)에서와 같이, 먼저 왼쪽 두 AWG 전달함수(1301; PD11, PD21)에 따른 신호의 합(①+②)과 오른쪽 두 AWG 전달함수(PD21, PD12)에 따른 신호의 합(②+③)을 비교하여, 수신된 신호가 ②와 ③ 사이에 존재한다는 것으로 판단한 뒤, 왼쪽 두 AWG 전달함수(1301; PD11, PD21)에 따른 신호(①, ②) 각각의 출력파워를 상호 비교하여 도 13(a)에서와 같이 ②의 출력파워가 더 크다면 수신된 신호가 정상적인 신호를 기준으로 채널이 오른쪽으로 이동하였다고 판단한다. 그리고, 그에 대응하여, 도 13(b)와 같이 제1 스위치부(1303) 및 제2 스위치부(1304)의 스위치를 변경하여 PD의 출력 경로를 제어한다.
이를 통하여, 본 발명에 따른 WDM 시스템은 어느 하나의 채널의 파장이 아무리 바뀌어도 송신단에서 송신한 채널 그대로의 출력을 처음과 같이 계속해서 동일한 출력포트로 출력할 수 있게 된다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템에서, 파장의 변화에 따라 PD의 출력 경로를 제어하는 제4 예를 나타내는 도면이다.
도 14에 도시된 제4 예는 컨트롤부가 신호의 합을 비교하여 수신된 신호의 위치를 판단함에 있어서, 수신된 신호가 정상적인 신호를 기준으로 채널이 오른쪽으로 이동한 것인지 또는 왼쪽으로 이동한 것인지를 구별하고, 그에 따라 제1 스위치부(1403) 및 제2 스위치부(1404)를 변경(제어)하는 예를 나타낸다.
구체적으로, 도 14(a)는 도 13에서 설명한 제3 예와 유사하게 채널1(Ch1)에 해당하는 신호의 파장이 온도 변화 등에 따라 정상적인 AWG 전달함수(PD11에 대응됨)의 중심파장에서 상당부분 벗어난 경우로서, 수신된 신호가 정상적인 신호의 중심파장을 기준으로 채널이 왼쪽으로 이동한 경우를 나타낸다.
이러한 경우, 컨트롤러는 도 11(a)에서와 같이, 먼저 왼쪽 두 AWG 전달함수(1401; PD11, PD21)에 따른 신호의 합(①+②)과 오른쪽 두 AWG 전달함수(PD21, PD12)에 따른 신호의 합(②+③)을 비교하여, 수신된 신호가 왼쪽 두 AWG 전달함수(1401; PD11, PD21) 측에 존재한다는 것으로 판단한 뒤, 왼쪽 두 AWG 전달함수(1301; PD11, PD21)에 따른 신호(①, ②) 각각의 출력파워를 상호 비교하여 도 14(a)에서와 같이 ①의 출력파워가 더 크다면 수신된 신호가 정상적인 신호를 기준으로 채널이 왼쪽으로 이동하였다고 판단한다. 그리고, 그에 대응하여, 도 14(b)와 같이 제1 스위치부(1403) 및 제2 스위치부(1404)의 스위치를 변경하여 PD의 출력 경로를 제어한다.
이를 통하여, 본 발명에 따른 WDM 시스템은 어느 하나의 채널의 파장이 아무리 바뀌어도 송신단에서 송신한 채널 그대로의 출력을 처음과 같이 계속해서 동일한 출력포트로 출력할 수 있게 된다
결국, 본 발명에 따른 WDM 시스템은 상온에서 지속적으로 변화하는 파장을 가진 광원을 포함하는 WDM 시스템에 있어서, TEC를 이용하지 않고도 누락되는 신호 없이 전송되는 신호를 전부 이용할 수 있고 실시간으로 데이터를 처리하면서 WDM 시스템에서 소비되는 에너지를 감소시킬 수 있다.
따라서, 이상의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (7)

  1. 적어도 2 이상의 DFB LD(distributed feedback laser diode)를 구비하여 다채널 광을 출력하는 광원을 포함하는 송신단; 및
    적어도 2 이상의 배열형 도파로 격자(AWG, arrayed waveguide grating) 및 상기 적어도 2 이상의 AWG 각각에 연결되는 적어도 2 이상의 광검출부를 포함하여, 열전 냉각기(TEC, thermo-electric cooler)를 이용하지 않고도, 누락되는 신호 없이 상기 송신단에서 전송되는 신호를 전부 수신하는 수신단을 포함하며,
    상기 적어도 2 이상의 AWG 에 포함되는 AWG 전달함수 각각은,
    서로 다른 중심파장을 가지도록 구현되는 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 2 이상의 AWG 에 포함되는 AWG 전달함수 각각은,
    누락되는 파장이 없도록, 일정부분 서로 중첩되도록 구현되는 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 2 이상의 광검출부 각각은,
    상기 다채널 광의 채널의 개수에 해당하는 복수의 PD(photodetector)를 포함하고,
    상기 수신단은,
    상기 복수의 PD의 출력 경로를 제어하는 경로 제어부를 포함하는 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 경로 제어부는,
    상기 적어도 2 이상의 AWG의 개수에 해당하는 적어도 2 이상의 스위치부; 및
    상기 적어도 2 이상의 스위치부의 동작을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 적어도 2 이상의 스위치를 통하여 상기 복수의 PD의 출력 경로를 제어하여, 상기 송신단에서 처음 송신한 채널 그대로의 출력을 생성하는 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 적어도 2 이상의 스위치를 통하여 상기 복수의 PD의 출력 경로를 제어하여, 상기 다채널 중 어느 하나의 채널의 파장이 변화하더라도 상기 송신단에서 송신한 채널 그대로의 출력을 처음과 같이 계속해서 동일한 출력포트로 출력 하는 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 WDM 시스템.
KR1020150190403A 2014-12-30 2015-12-30 적어도 두 개의 배열형 도파로 격자를 이용한 온도유지장치를 사용하지 않는 wdm 시스템 KR101833108B1 (ko)

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