KR101998234B1 - 광학계 구조를 단순화한 광 서브 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 송수신 파장과 오버레이 파장의 광 송수신을 위한 공용 광섬유와 연결되어 송수신 파장의 광을 송수신하고, 오버레이 파장을 파장 선택적으로 반사시켜서 오버레이 파장의 광 송수신을 위한 전용 광섬유를 공용 광섬유에 광 연결하는 광 서브 어셈블리에 관한 것으로서, 제1 필터(310), 반사경(330) 및 제2 필터(320)의 순서로 3회 연속 반사시켜 'W'자로 형성한 오버레이 파장 광신호의 광 경로(L3), 제1 필터(310)를 투과하게 하여 형성한 송신 파장 광신호의 광 경로(L1), 및 제2 필터(320)를 투과하게 하여 형성한 수신 파장 광신호의 광 경로(L2)를 제공하는 광학계(300)를 구비함으로써, 송수신 파장의 광을 송수신함은 물론이고, 공용 광섬유와 전용 광섬유 사이에 오버레이 파장 광신호를 중계한다.

Description

광학계 구조를 단순화한 광 서브 어셈블리{OPTICAL SUB-ASSEMBLY HAVING SIMPLIFING OPTICAL SYSTEM}
본 발명은 송수신 파장과 오버레이 파장의 광 송수신을 위한 공용 광섬유와 연결되어 송수신 파장의 광을 송수신하고, 오버레이 파장을 파장 선택적으로 반사시켜서 오버레이 파장의 광 송수신을 위한 전용 광섬유를 공용 광섬유에 광 연결하는 광 서브 어셈블리에 관한 것이다.
서로 다른 파장대의 상향(upstream) 신호와 하향(downstream) 신호를 한 가닥의 광섬유를 통해 전송하도록 구축한 광 네트워크에 있어서, 광섬유에 연결하는 단말은 파장 선택적으로 상향 신호 및 하향 신호를 분리하여 송수신할 수 있게 구성한다.
그런데, 상하향 신호 파장대와는 다른 파장대의 신호를 동일 광 네트워트의 광섬유를 통해 전송하여 광섬유를 공용으로 사용하는 경우도 있다.
예를 들어, 상향 1310nm 광 파장 및 하향 1490nm 광 파장을 사용하는 수동광네트워크(PON : Passive Optical Network)에 CATV 오버레이(Overlay) 기술(RFOG :Radio Frequency over Glass)을 적용함으로써, 1310nm 및 1490nm 광 파장을 송수신하는 한 가닥의 광섬유에 CATV의 1550nm 및 1610nm의 광 파장을 오버레이하여 한 가닥의 광섬유를 공용으로 사용한다.
이 경우, 단말에 설치하는 광 서브 어셈블리(OSA : Optical Sub-Assembly)는 상향 신호 및 하향 신호를 파장 선택적으로 송수신함은 물론이고, 오버레이 파장의 신호를 파장 선택적으로 분리하여 CATV용 광섬유에 중계할 수 있어야 한다.
반대로, CATV용 단말에 설치하는 광 서브 어셈블리에서는 1310nm 및 1490nm 광 파장을 오버레이 파장으로 볼 수 있으므로, 1550nm 및 1610nm의 광 파장 신호를 파장 선택적으로 송수신하고, 1310nm 및 1490nm의 광 파장 신호를 분리 반사시켜 1310nm 및 1490nm의 광 파장을 사용하는 광섬유에 중계할 수 있어야 한다.
이를 위해 등록특허 제10-1726650호에 개시한 종래 광 서브 어셈블리를 도시하여 보여주는 도 1을 살펴보면, 공용 포트(11)와 반사 포트(15)를 연결하는 커플러(10)의 내부에 듀얼 대역통과 WDM 필터(14)를 내장하여, 공용 포트(11)로 입력되는 광신호 중에 수신 파장(1550nm)의 광신호는 통과시키고 나머지 파장(1270nm, 1310nm, 1490nm, 1577.5nm)의 광신호는 반사 포트(15)로 출력시킨다.
그리고, 통과한 수신 파장(1550nm)의 광신호는 WDM 필터(50)에 반사되어 광 수신부(60)에 수신되게 하고, 광 송신부(20)에서 발산한 송신 파장(1610nm)의 광신호는 WDM 필터(50) 및 듀얼 대역통과 WDM 필터(14)를 순차적으로 투과한 후 공용 포트(11)로 출력되게 한다.
하지만, 도 1에 도시한 종래 광 서브 어셈블리는 공용 포트(11)와 반사 포트(15)를 1개의 커플러(10)에 연결하기 위한 전용의 광케이블, 커플러(10)의 내부에 이중 광 경로를 형성하기 위한 듀얼 코어 캐필러리(12), 및 커플러(10)의 좁은 공간 내에서 반사 경로를 정교하게 형성하도록 설치하여야 하는 듀얼 대역통과 WDM 필터(14)를 필요로 하므로, 통상적으로 사용하는 광 커넥터 및 광 어댑터를 이용한 광섬유 연결 구조 또는 페룰(ferrule)을 이용한 광섬유 연결 구조를 사용할 수 없고, 협소한 공간 내에 복잡하게 구성하여야 하는 구조적 어려움이 있다.
또한, 종래 광 서브 어셈블리는 광 송신부(20)와 광 수신부(60)의 배치 방향이 직각을 이루어서, 광 서브 어셈블리를 설치할 단말의 구조에 제약을 줄 뿐만 아니라, 광 송신부(20)와 광 수신부(60)를 나란하게 배치하는 경우보다 단말 내의 공간 활용성을 저해하고, 광 수신 경로가 광 송신 경로에 비해 매우 짧아져서 협소한 공간에 추가적인 광학계를 설치하여야 하는 어려움도 있다.
또한, 광 송신부(20)에서 발산한 송신 파장(1610nm)의 광신호를 듀얼 코어 캐필러리(12)의 한 광 경로를 향해 정확하게 보내도록 구성하여야 하는 어려움도 있다.
KR 10-1726650 B1 2017.04.07.
따라서, 본 발명의 목적은 공용 광섬유와 오버레이 파장용 광섬유를 개별적으로 연결하고, 파장 선별적 광 송수신 및 파장 선별적 광 중계를 가능하게 한 광학계 구조를 단순화한 광 서브 어셈블리를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광 서브 어셈블리는 송신 파장, 수신 파장 및 오버레이 파장 광신호의 송수신을 위한 공용 어댑터(110)에서 시작하여 오버레이 파장 광신호의 송수신을 위한 전용 어댑터(120)에 이르기까지 오버레이 파장 광신호를 제1 필터(310), 반사경(330) 및 제2 필터(320)의 순서로 3회 연속 반사시켜 'W'자의 광 경로를 형성하는 광학계부(300)에 의해서, 공용 어댑터(110)와 전용 어댑터(120) 사이에 오버레이 파장 광신호를 중계하되, 오버레이 파장을 첫번째로 반사시키는 상기 제1 필터(310)는 광 송신 모듈(210)의 송신 파장 광신호를 투과시켜서 광 송신 모듈(210)과 공용 어댑터(110) 사이에 송신 파장 광신호의 광 경로를 제공하고, 아울러, 수신 파장 광신호를 오버레이 파장 광신호와 함께 반사시켜 오버레이 파장을 두번째로 반사시키는 반사경(330)에 의해 상기 제2 필터(320)에 이르게 하며, 오버레이 파장을 세번째로 반사시키는 상기 제2 필터(320)는 수신 파장 광신호를 투과시켜 광 수신 모듈(220)에서 수신하게 함으로써, 공용 어댑터(110)와 광 수신 모듈(220) 사이에 수신 파장 광신호의 광 경로를 형성한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 반사경(330)은 연접한 반사면끼리 둔각을 이루며 오목한 형태로 배치되어서, 수신 파장 및 오버레이 파장 광신호를 반사면의 배치 순서에 따라 다단 반사시킨다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 반사경(330)은 다단 반사에 의해 전반사(total reflection) 조건을 충족한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 반사경(330)은 상기 공용 어댑터(110)와 광학계부(300) 사이의 광 입출구(341)와, 상기 전용 어댑터(120)와 광학계부(300) 사이의 광 입출구(342) 사이에 배치한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 공용 어댑터(110)와 전용 어댑터(120)를 평행하게 배치하고, 상기 광 송신 모듈(210)은 상기 제1 필터(310)를 사이에 두고 상기 공용 어댑터(110)와 마주하며, 상기 광 수신 모듈(220)은 상기 제2 필터(320)를 사이에 두고 상기 전용 어댑터(120)와 마주하되, 상기 제2 필터(320)를 투과하는 수신 파장 광신호의 진행방향에 맞춰 정렬시킨다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 광학계부(300)는 내부로 들어오는 광을 평행광선(collimation beam)으로 변환하여서 제1 필터(310), 반사경(330) 및 제2 필터(320)에 의해 내부에 형성한 광 경로를 따라 진행되게 하거나, 또는 형성한 광 경로를 진행한 후 외부로 나가는 광을 집광하여 나가게 하는 렌즈(351, 352, 353)를 포함하여 구성된다.
상기와 같이 구성한 본 발명은 공용 광섬유(1)와 전용 광섬유(2)를 상호 근접시킬 수 있고, 광 송신 모듈(210) 및 광 수신 모듈(220)도 상호 근접시킬 수 있어서, 전체적으로 작은 폭을 갖는 공간에도 설치할 수 있고, 이에, 통상적인 광섬유 연결 구조도 사용 가능하다.
또한, 본 발명은 공용 어댑터(110)와 전용 어댑터(120) 사이의 간극에 대응되는 위치에 반사경(330)를 배치하여 제1,2 필터(310, 320)와 함께 삼각 배열함으로써, 공용 어댑터(110)와 전용 어댑터(120) 사이의 간격 및 광 송신 모듈(210)과 광 수신 모듈(220) 사이의 간격을 좁게 하면서도 충분한 길이의 광 경로를 확보하여서, 수신 파장 광신호를 최적으로 수신할 수 있고, 오버레이 파장 광신호를 최적으로 중계할 수 있다.
또한, 본 발명은 제1 필터(310)와 제2 필터(320) 사이의 광 경로를 형성하는 반사경(330)에서 다단 반사시킴으로써, 광 수신 모듈(210)의 광 정렬을 위한 기울임 각을 적게 하여 광 송신 모듈(220)과 거의 나란하게 배치 가능하다.
도 1은 종래 기술에 따른 광 서브 어셈블리의 단면도(a) 및 파장별 광 경로를 단면도(a) 상에 개략적으로 도시한 도면(b).
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광 서브 어셈블리의 사시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광 서브 어셈블리의 단면도.
도 4는 도 3에 도시한 광학계부(300)의 단면도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 광 서브 어셈블리에 있어서, 파장별 광 경로를 개략적으로 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광 서브 어셈블리의 단면도 상에 파장별 광 경로를 개략적으로 도시한 도면.
본 발명을 설명하기에 앞서, 용어를 정의한다.
'W'자의 광 경로는 알파벳 'W'와 동일한 형태의 경로를 의미하는 것은 아니고, 3회 꺾임을 갖는 지그재그 경로를 포괄하는 의미이며, 예를 들어 'M'자를 거꾸로 한 경로, 또는 가운데 꺾임 위치가 양측 꺾임 위치 중에 어느 한 쪽으로 쏠린 형태의 경로도 포함한다.
송신 파장은 본 발명에 따른 광 서브 어셈블리에서 광 송신하기 위해 사용하는 파장이다.
수신 파장은 본 발명에 따른 광 서브 어셈블리에서 광 수신하는 파장이다.
오버레이 파장은 송신 파장 및 수신 파장의 광 경로를 제공하는 단일 광 섬유를 공용하여 사용하는 파장이다. 이때의 오버레이 파장은 CATV 오버레이(Overlay) 기술에 의해 오버레이(overlay) 하는 파장으로 한정되는 것은 아니고, 광 서브 어셈블리에서 송수신하는 데 사용하는 파장 이외의 파장으로 이해하면 된다.
공용 광섬유는 광 서브 어셈블리에서 필요한 송신 파장 및 수신 파장의 광신호와, 오버레이 파장의 광신호를 함께 전송하기 위한 한 가닥의 광섬유이다.
전용 광섬유는 오버레이 파장의 광신호만을 전송하기 위한 광섬유로서, 오버레이 파장을 사용하는 광 네트워크의 광섬유라 할 수 있다. 이때의 전용 광섬유는 본 발명에 따른 광 서브 어셈블리의 광 중계에 의해서 공용 광섬유와 연결되어, 전용 광섬유와 공용 광섬유 간에 오버레이 파장의 광 경로를 제공한다.
공용 광섬유 및 전용 광섬유에서 사용한 용어 "광섬유"는 한 가닥의 광섬유를 의미하며, 광 네트워크의 광선로일 수도 있고, 기지국 내에서 광신호를 송수신하기 위해 사용하는 광섬유일 수도 있다.
공용 어댑터는 공용 광섬유를 연결하는 구성이고, 전용 어댑터는 전용 광섬유를 연결하는 구성으로서, 본 발명의 실시 예 설명에서 간소화하여 도시한 바와 같이 페룰(ferrule)을 이용하여 광 접속하게 구성한 것에 한정하지 아니하고, 광섬유 단부에 설치하는 광 커넥터와 연결하기 위한 구성으로도 볼 수 있다.
송신 광축은 광 송신 모듈에서 나오는 송신 파장 광의 광축이고, 수신 광축은 광 수신 모듈에서 수광하는 수신 파장 광의 광축이다. 송신 광축 또는 수신 광축은 광신호의 진행방향으로서, 필터를 통과할 시에 굴절에 꺾일 수 있다.
송신 파장, 수신 파장 및 오버레이 파장에서 사용한 용어 "파장"은 특정 값의 파장을 한정하는 것은 아니고, 광신호 파장대의 공칭 파장을 의미할 수 있다.
광섬유를 연결 또는 접속한다는 의미는 광 경로를 이어지게 한다는 의미이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광 서브 어셈블리의 사시도이다.
도 2를 참조하면, 광 서브 어셈블리는 어댑터부(100)와 광 송수신 모듈부(200)를 광학계부(300)를 사이에 두고 일렬로 배치되도록 광학계부(300)에 고정 설치하는 구조를 갖는다.
상기 어댑터부(100)는 공용 광섬유(1)의 단부에 설치한 페룰(1a)을 삽입 고정하여 공용 광섬유(1)와 연결되는 공용 어댑터(110)와, 전용 광섬유(2)의 단부에 설치한 페룰(2a)를 삽입 고정하여 전용 광섬유(2)와 연결되는 전용 어댑터(120)로 구성되되, 공용 어댑터(110)와 전용 어댑터(120)를 상호 평행하게 배치한 후 개별적으로 광학계부(300)에 고정하게 되어 있다. 즉, 공용 어댑터(110)를 통과하는 광의 광축과 전용 어댑터(120)를 통과하는 광의 광축은 상호 평행하여서, 공용 어댑터(110)와 전용 어댑터(120) 사이에 광 경로를 형성하기 위해서는 상기 광학계부(300)에서 광 경로를 변경하여야만 한다.
여기서, 상기 공용 광섬유(1)는 후술하는 광 송신 모듈(210)에서 송신하는 송신 파장 광신호, 상기 광 수신 모듈(220)에서 수신되게 할 수신 파장 광신호 및 상기 전용 광섬유(2)를 통해 송수신되는 오버레이 파장 광신호를 송수신하게 하는 공용의 광섬유이다. 즉, 상기 공용 광섬유(1)는 본 발명의 광 서브 어셈블리에서 송수신하는 파장 이외에 상기 전용 광섬유(2)를 통해 송수신할 파장이 오러레이(overlay) 되어 공용으로 사용된다.
상기 광 송수신 모듈부(200)는 송신 파장 광신호를 출력하는 광 송신 모듈(210)과, 수신 파장 광신호를 수신하는 광 수신 모듈(220)로 구성되되, 공용 어댑터(110)가 광 송신 모듈(210)의 송신 광축에 놓이도록 광 송신 모듈(210)을 공용 어댑터(110)와 마주하게 배치하여서, 광학계부(300)에서 광 경로를 변경하지 않더라도 송신 파장 광신호를 상기 공용 어댑터(110)에게 보낼 수 있게 되어 있고, 가 광 수신 모듈(220)은 전용 어댑터(120)와 마주하도록 배치하여서, 광학계부(300)에서 광 경로를 변경하여야만 공용 어댑터(110)를 통해 들어오는 수신 파장 광신호를 광 수신 모듈(220)에서 수신할 수 있게 되어 있다.
이와 같이 상기 어댑터부(100)와 광 송수신 모듈부(200)를 배치하도록 중간에 두는 상기 광학계부(300)는 송신 파장 광신호를 방해하지 아니하며 투과시키고, 수신 파장 광신호 및 오버레이 파장 광신호는 각각 파장 선택적으로 분리한 후 반사에 의해 광 경로를 변경하여서, 공용 어댑터(110)와 광 송신 모듈(210) 사이의 송신 파장 광신호 경로, 공용 어댑터(120)와 광 수신 모듈(220) 사이의 수신 파장 광신호 경로, 및 공용 어댑터(110)와 전용 어댑터(120) 사이의 오버레이 파장 광신호 경로를 보장하도록 구성되어야 한다.
이를 위한 상기 광학계부(300)에 대해서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한다.
도 3은 광 서브 어셈블리의 단면도이고, 도 4는 광학계부(300)의 분해 단면도이고, 도 5는 파장별 광 경로(L1, L2, L3)를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 광학계부(300)를 설명하기에 앞서서, 공용 어댑터(110), 전용 어댑터(120), 광 송신 모듈(210), 및 광 수신 모듈(220)은 공지의 구성요소로서 다양한 공지의 기술에 의해 변형할 수 있으며, 광학계부(300)의 이해를 위해서 도 3에 도시한 단면도를 참조하며 간략하게 설명한다.
상기 공용 어댑터(110)는 내부로 삽입하는 공용 광섬유(1)의 페룰(1a)이 슬리브(112) 내에서 스터브(113)와 안정적으로 맞닿게 고정하는 페룰 하우징(111), 스터브(113) 중에 페룰 하우징(111)의 외부로 돌출시킨 부위를 삽입 고정하는 스터브 하우징(114) 및 스터브 하우징(114)의 정렬을 위한 가이드 하우징(115)을 포함하여 구성된다. 이에, 페룰(1a)을 관통하는 공용 광섬유(1)를 스터브(113)의 광 통로에 이어지게 하여서, 스터브(113)를 통해 광결합할 수 있게 하고, 광결합 효율을 높이기 위해 정렬할 수도 있다.
상기 전용 어댑터(120)는 상기 공용 어댑터(110)와 동일 구성요소를 갖추어서 전용 광섬유(2)의 페룰(2a)을 삽입 고정하게 하지만, 예를 들어 도면에 도시한 바와 같이 상기 공용 어댑터(110)와 구별되도록 부분적으로 크기를 달리할 수도 있다.
이러한 공용 어댑터(110) 및 전용 어댑터(120)는 공지의 기술에 따라 다양하게 변형할 수 있으므로, 이러한 변형 구조에 대한 설명은 생략한다.
상기 광 송신 모듈(210)은 송신할 데이터를 담은 전기신호를 레이저 다이오드로 광전 변화하여 광신호로 출력하는 모듈로서, 상기 송신 파장 광신호를 출력하게 구성된다.
상기 광 수신 모듈(220)은 광신호를 수광하여 광전 변화에 의해 전기신호로 얻는 모듈로서, 상기 수신 파장 광신호를 수광하여 전기신호를 생성하게 구성된다.
이러한 광 송신 모듈(210) 및 광 수신 모듈(220)은 광신호의 송신 및 수신을 위한 공지의 구성요소이므로, 상세 설명은 생략한다.
다만, 본 발명에 따르면, 공용 어댑터(110)와 전용 어댑터(120)를 나란하게 근접시키고, 광 송신 모듈(210)과 광 수신 모듈(220)도 나란하게 근전시키고, 광 송신 모듈(210)과 공용 어댑터(110)가 마주하게 하고, 광 수신 모듈(220)과 전용 어댑터(120)도 마주하게 하는 배치를 특징으로 한다.
그리고, 그 배치에 맞춰 구성한 상기 광학계부(300)를 특징으로 한다.
상기 광학계부(300)는 하우징(340), 복수 개의 렌즈(350a, 350b, 350c), 제1 필터(310), 제2 필터(320) 및 반사경(300)를 포함하여 구성된다.
상기 하우징(340)은 공용 어댑터(110)와 전용 어댑터(120)를 근접하게 고정하는 제1 장착면, 제1 장착면의 반대측 면으로서 광 송신 모듈(210)과 광 수신 모듈(220)을 근접하게 고정하는 제2 장착면, 및 공용 어댑터(110), 전용 어댑터(120), 광 송신 모듈(210) 및 전용 어댑터(120)에 대해 각각 하우징(340)의 내부공간(345)과의 광 출입을 허용하는 복수의 광 입출구(341, 342, 343, 344)를 구비한다.
여기서, 공용 어댑터(110)와 광 송신 모듈(210)이 하우징(340)을 사이에 두고 일렬로 배치되게 하고, 전용 어댑터(120)와 광 수신 모듈(220)도 하우징(340)을 사이에 두고 일렬로 배치되게 한다.
이에, 공용 어댑터(110)와 광 송신 모듈(210) 사이에는 공용 어댑터(110)를 고정한 위치의 광 입출구(341), 하우징(340)의 내부공간(345) 및 광 송신 모듈(210)을 고정한 위치의 광 입출구(343)를 경유하는 광 경로를 보장한다.
그리고, 전용 어댑터(120)와 광 수신 모듈(220) 사이에는 전용 어댑터(110)를 고정한 위치의 광 입출구(342)와, 하우징(340)의 내부공간(345)과, 광 송신 모듈(220)을 고정한 위치의 광 입출구(344)를 경유하는 광 경로를 보장한다.
상기 광 입출구(341, 342, 343, 344)는 렌즈(351, 352, 353)를 삽입할 수 있게 하여서, 상기 하우징(340)으로 입출입하는 광이 렌즈(351, 352, 353)를 투과하게 한다.
상기 렌즈(351, 352, 353)는 하우징(340)의 내부공간(345)으로 들어오는 광을 평행광선(collimation beam)으로 변화시켜 들어오게 하고, 광이 하우징(340)의 내부공간(345)에서 나갈 시에 나가는 방향으로 집광하는 구성이다.
이에, 내부공간(345)으로 들어온 평행광선은 내부공간(345)에서 형성한 하기의 광 경로(L1, L2, L3)를 따라 진행할 시에 직진성을 유지할 수 있다.
또한, 내부공간(345)에서 나가는 광은 집광되어서 나가는 방향의 정확한 포인트에 포커싱할 수 있다. 즉, 공용 어댑터(110) 및 전용 어댑터(120)의 광 통로에 정확하게 포커싱할 수 있고, 광 수신 모듈(220)에서는 광을 정확하게 포커싱하며 수광할 수 있다.
다만, 도면에 도시한 바와 같이 집광용 렌즈(221)를 구비한 광 수신 모듈(220)을 사용하는 경우는 광 수신 모듈(220)을 위한 광 입출구(344)에 렌즈를 설치하지 아니하고, 대신에 광 수신 모듈(220)의 집광용 렌즈(221)가 광 입출구(344) 내에 자리 잡을 수 있게 한다. 물론, 평행광선으로 변환하기 위한 렌즈를 구비한 광 송신 모듈(210)을 사용하는 경우는, 마찬가지로 광 송신 모듈(210)을 위한 광 입출구(343)에 렌즈를 설치하지 아니한다.
상기 제1 필터(310)는 광 송신 모듈(210)에서 출력한 송신 파장 광신호가 들어오는 통로인 광 입출구(343)를 내부공간(345)에서 가로막듯이 설치하되, 송신 파장 광신호를 투과시켜 공용 어댑터(110)를 향하게 하고, 공용 어댑터(110)를 통해 입사되는 수신 파장 광신호 및 오버레이 파장 광신호를 반사시켜서 광 송신 모듈(210)과 광 수신 모듈(220) 사이를 향해 나가게 한다.
즉, 렌즈(351, 353)를 통해 상호 마주하는 상기 광 송신 모듈(210)과 공용 어댑터(110) 사이에 상기 제1 필터(310)를 배치함으로써, 송신 파장 광신호를 투과하여 광 경로(L1)를 보장하면서, 수신 파장 광신호 및 오버레이 파장 광신호를 분리하여 반사시킨다.
상기 반사경(330)은 하우징(340)의 내부공간(345) 중에 공용 어댑터(110)를 위한 광 입출구(341)와 전용 어댑터(120)를 위한 광 입출구(342)의 사이에 해당하는 위치에 배치하며, 상기 제1 필터(310)에 의해 반사되어 오는 수신 파장 광신호 및 오버레이 파장 광신호를 재차 반사시켜서, 광 수신 모듈(220)을 위해 조성한 광 입출구(344)를 향하게 한다.
즉, 상기 반사경(330)은 분리한 수신 파장 광신호를 광 수신 모듈(220)에서 수신할 수 있는 방향으로 반사시키면서, 오버레이 파장 광신호도 함께 반사시킨다.
이에, 후술하는 바와 같이 제2 필터(320)를 투과하여 수신 파장 광신호를 수신하는 광 수신 모듈(220)은 수신 파장 광신호의 진행방향으로 정렬시키기 위해서 기울여야 하는 각도를 작게 할 수 있다.
상기 제2 필터(320)는 광 수신 모듈(220)을 위해 형성한 광 입출구(344)를 내부공간(345)에서 가로막듯이 설치하되, 상기 반사경(330)에 재차 반사되어 오는 수신 파장 광신호 및 오버레이 파장 광신호 중에 수신 파장 광신호를 투과시켜 광 수신 모듈(220)에서 수신하게 하고, 오버레이 파장 광신호는 상기 전용 어댑터(120)를 고정한 위치의 광 입출구(342)를 향해 반사시킴으로써 상기 전용 어댑터(120)로 출력되게 한다.
즉, 공용 어댑터(110)를 통해 입력되는 오버레이 파장 광신호를 상기 제1 필터(310), 반사경(330) 및 제2 필터(320)의 순서로 3회 연속 반사시켜서, 'W'자의 광 경로를 따라 진행한 후 전용 어댑터(120)에 이르게 함으로써, 공용 어댑터(110)와 전용 어댑터(120) 사이에 오버레이 파장 광신호의 중계를 위한 광 경로(L3)를 제공한다.
또한, 'W'자의 경로로 형성되는 오버레이 파장 광신호의 광 경로(L3)는 전용 어댑터(120)에서 시작하여 공용 어댑터(110)에 이르는 광 경로로도 볼 수 있으므로, 전용 어댑터(120)를 통해 입력되는 오버레이 파장 광신호를 공용 어댑터(110)를 통해 출력되게 할 수도 있다.
또한, 'W'자를 이루는 오버레이 파장 광신호의 광 경로를 따라 진행하던 수신 파장 광신호를 경로 중간에 배치한 제2 필터를 투과시켜서, 공용 어댑터(110)와 광 수신 모듈(220) 사이에 수신 파장 광신호의 광 경로(L2)를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 반사경(330)은 복수의 반사면(331, 332, 333)을 연접한 것끼리 둔각을 이루며 오목한 형태로 배치되게 한 것이다.
이에, 상기 제1 필터(310)에 가장 가까우면서 상기 제1 필터(310)로부터 오는 광의 입사각이 가장 작은 어느 한쪽 가장자리의 반사면(331)에서 광을 입사받은 후 반사면의 연접 배치 순서에 따라 연속으로 반사시키고, 이후, 상기 제2 필터(320)에 가장 가까우면서 상기 제2 필터(320)로의 반사각이 가장 작은 다른 한쪽 가장자리의 반사면(331)에서 상기 제2 필터(320)를 향해 반사시킨다.
이와 같이 구성한 상기 반사경(330)은 각각의 반사면(331, 332, 333)에 대해 입사각과 반사각을 크게 하여서 반사율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 제1,2 필터(310, 320)에서 반사시킬 시에 입사각과 반사각을 작게 하여서, 특히, 수신 파장 광신호를 광 수신 모듈(220)을 향해 정확하게 보낼 수 있다.
나아가, 각각의 반사면(331, 332, 333)은 전반사(total reflection) 조건을 충족하도록 배치하는 것이 좋다. 물론, 반사율이 높은 전반사 거울을 사용하여도 좋다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 도면에 도시한 바와 같이, 공용 어댑터(110)와 전용 어댑터(120)를 평행하게 배치하고, 상기 광 송신 모듈(210)은 상기 제1 필터(310)를 사이에 두고 상기 공용 어댑터(110)와 마주하게 하며, 상기 광 수신 모듈(220)은 상기 제2 필터(320)를 사이에 두고 상기 전용 어댑터(120)와 마주하게 하여서, 공용 어댑터(110)와 광 송신 모듈(210)의 배치 라인을 전용 어댑터(120)와 광 수신 모듈(220)의 배치 라인과 평행하게 하고, 오버레이 파장 광신호의 광 경로(L3)를 역 'M'자로 형성하더라도, 정렬을 위한 광 수신 모듈(220)의 기울임 각도를 작게 할 수 있다.
즉, 수신 파장 광신호의 진행방향에 맞게 광 수신 모듈(220)의 수신 광축을 정렬하는 것이 좋으나, 이러한 정렬을 위해서 광 수신 모듈(220)을 조금만 기울여도 되므로, 광 송신 모듈(210)과 광 수신 모듈(220)의 나란한 배치를 유지할 수 있다.
한편, 상기 제1,2 필터(310, 320)는 WDM(Wavelength Division Multiplexing) 필터로 구성할 수 있으므로, 상세한 설명은 생략하였지만, 하기에서 도 6을 참조하여 구체적으로 설명하는 바와 같이 반사시킬 파장 및 투과시킬 파장에 맞게 적절한 특성을 갖는 제품을 사용하면 된다.
본 발명에 따른 광 서브 어셈블리에 의해 제공되는 구체적인 광 경로를 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6은 하우징(340)을 제외하고 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 광 서브 어셈블리는 하향 1490nm 파장의 광신호를 공용 광섬유(1)을 통해 송신하고 상향 1310nm 파장의 광신호를 공용 광섬유(1)를 통해 수신하는 기기에 설치되며, 하향 1550nm 파장의 광신호를 송신하고 상향 1610nm 파장의 광신호를 수신하는 기기를 전용 광섬유(2)를 통해 연결하여서, 1550nm 및 1610nm 파장 광신호의 송신을 공용 광섬유(1)를 통해 할 수 있게 한다. 즉, 공용 광섬유(1)에는 광 서브 어셈블리에서 사용하는 송수신 파장 이외에 하향 1550nm 파장 및 상향 1610nm 파장이 오버레이(overlay)되어 있다.
이를 위해서, 공용 광섬유(1)를 공용 어댑터(110)에 연결하고 전용 광섬유(2)를 전용 어댑터(120)에 연결한다.
이러한 광 파장을 고려하면, 제1 필터(310)는 1490nm 파장대의 송신 파장 광신호만 투과시키고, 1490nm 파장대보다 낮은 1310nm 파장대의 수신 파장 광신호와 1490nm 파장대보다 높은 1550nm 파장대 및 1610nm 파장대의 오버레이 파장 광신호는 반사시키는 밴드 패스 필터(band pass filter)로 구성한다.
제2 필터(320)는 1310nm 파장대의 수신 파장 광신호를 투과시키고, 1310nm 파장대보다 높은 1550nm 파장대 및 1610nm 파장대의 오버레이 파장 광신호를 반사시키는 필터이면 된다.
이러한 제1 필터(310) 및 제2 필터(320)를 사용함으로써, 나란하게 배치된 공용 어댑터(110)와 전용 어댑터(120) 사이에는, 제1 필터(310), 반사경(330) 및 제2 필터(320)의 연속 반사에 의해 'W'자 형태의 오버레이 파장 광신호의 광 경로(L3)를 형성되며, 이에, 1550nm 파장대 및 1610nm 파장대의 오버레이 파장 광신호를 공용 광섬유(1)와 전용 광섬유(2) 사이에 중계할 수 있다.
또한, 공용 어댑터(110)를 통과한 광신호의 광 진행 방향이 제1 필터(310)에 의해 굴절되기는 하지만 광 송신 모듈(210)의 송신 광축에 놓여서, 반사 없이 광 송신 모듈(210)과 공용 어댑터(110) 사이에 송신 파장 광신호의 광 경로(L1)를 형성하며, 이에, 1490nm 파장대의 송신 파장 광신호를 공용 광섬유(1)를 통해 송신할 수 있다.
또한, 공용 어댑터(110)를 통해 입력되는 수신 파장 광신호를 오버레이 파장 광신호의 광 경로(L3)를 따라 진행하는 중에 제2 필터(320)에서 반사시키지 아니하고 투과시켜서, 공용 어댑터(110)와 광 수신 모듈(220) 사이에 수신 파장 광신호의 광 경로를 형성하므로, 공용 광섬유(1)를 통해 수신되는 1310nm 파장대의 수신 파장 광신호를 광 수신 모듈(220)에서 수신할 수 있다.
도 6은 본 발명의 변형된 실시 예를 설명하기 위해서, 단면도 상에 파장별 광 경로를 도시한 도면이다.
도 6에 도시한 실시 예에 따르면, 반사경(330)이 단일의 평면경으로 구성되고, 전용 어댑터(120)를 위한 렌즈(352)를 향해 치우쳐 있게 배치하였다. 그리고, 반사경(330)의 위치에 맞춰 제1 필터(310) 및 제2 필터(320)의 기울기를 조절하였다.
이에, 형태 변화는 있지만 'W'자의 형태를 유지하는 오버레이 파장 광신호의 광 경로(L3)를 형성한다.
또한, 제2 필터(310)의 입사각 및 반사각이 제1 필터(310)의 입사각 및 반사각보다 상대적으로 작다.
이에, 광 수신 모듈(220)의 정렬을 위한 기울임 각을 적게 하더라도 수신 파장 광신호를 광 수신 모듈(220)의 수신 광축에 맞출 수 있다.
다만, 이 실시 예에서 반사경(330)은 입사각 및 반사각이 작으므로 전반사 거울을 사용하는 좋다.
즉, 도 6을 참조하면, 광학계부(300)의 좁은 내부공간(345)에서, 평면경으로 구성한 반사경(330)을 사용하더라도, 반사경(330)의 위치를 적절하게 정함으로써, 공용 어댑터(110)와 전용 어댑터(120) 사이, 공용 어댑터(110)와 광 송신 모듈(210) 사이 및 공용 어댑터(110)와 광 수신 모듈(220) 사이에 광 결합 효율을 높게 할 수 있는 송신 파장, 수신 파장, 및 오버레이 파장의 광 경로를 형성할 수 있다.
이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.
1 : 공용 광섬유 1a : 페룰
2 : 전용 광섬유 2a : 페룰
100 : 어댑터부
110 : 공용 어댑터
120 : 전용 어댑터
200 : 광 송수신 모듈부
210 : 광 송신 모듈
220 : 광 수신 모듈 221 : 렌즈
300 : 광학계부
310 : 제1 필터
320 : 제2 필터
330 : 반사경
340 : 하우징
341, 342, 343, 344 : 광 입출구 345 : 내부공간
351, 352, 353 : 렌즈

Claims (6)

  1. 송신 파장, 수신 파장 및 오버레이 파장 광신호의 송수신을 위한 공용 어댑터(110)에서 시작하여 오버레이 파장 광신호의 송수신을 위한 전용 어댑터(120)에 이르기까지 오버레이 파장 광신호를 제1 필터(310), 반사경(330) 및 제2 필터(320)의 순서로 3회 연속 반사시키는 광학계부(300)에 의해서, 공용 어댑터(110)와 전용 어댑터(120) 사이에 오버레이 파장 광신호를 중계하되,
    상기 공용 어댑터(110)와 전용 어댑터(120)를 평행하게 배치하고, 광 송신 모듈(210)은 상기 제1 필터(310)를 사이에 두고 상기 공용 어댑터(110)와 마주하게 하고, 광 수신 모듈(220)은 상기 제2 필터(320)를 사이에 두고 상기 전용 어댑터(120)와 마주하되, 상기 제2 필터(320)를 투과하는 수신 파장 광신호의 진행방향에 맞춰 정렬시키고, 상기 반사경(330)은 상기 공용 어댑터(110)와 광학계부(300) 사이의 광 입출구(341)와, 상기 전용 어댑터(120)와 광학계부(300) 사이의 광 입출구(342) 사이에 배치하여서, 상기 광학계부(300)에 의해 역 'M'자의 광 경로를 형성하며,
    상기 제1 필터(310)는 광 송신 모듈(210)을 가로막듯이 설치되고, 광 송신 모듈(210)의 송신 파장 광신호를 투과시켜서 광 송신 모듈(210)과 공용 어댑터(110) 사이에 송신 파장 광신호의 광 경로를 제공하고, 아울러, 수신 파장 광신호를 오버레이 파장 광신호와 함께 반사시켜 반사경(330)에 의해 상기 제2 필터(320)에 이르게 하고,
    상기 제2 필터(320)는 광 수신 모듈(220)을 가로막듯이 설치되고, 수신 파장 광신호를 투과시켜 광 수신 모듈(220)에서 수신하게 함으로써, 공용 어댑터(110)와 광 수신 모듈(220) 사이에 수신 파장 광신호의 광 경로를 형성하는
    광 서브 어셈블리.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 반사경(330)은 연접한 반사면끼리 둔각을 이루며 오목한 형태로 배치되어서, 수신 파장 및 오버레이 파장 광신호를 다단 반사시키는 광 서브 어셈블리.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 반사경(330)은 다단 반사에 의해 전반사(total reflection) 조건을 충족하는 광 서브 어셈블리.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 광학계부(300)는 내부로 들어오는 광을 평행광선(collimation beam)으로 변환하여서 제1 필터(310), 반사경(330) 및 제2 필터(320)에 의해 내부에 형성한 광 경로를 따라 진행되게 하거나, 또는 형성한 광 경로를 진행한 후 외부로 나가는 광을 집광하여 나가게 하는 렌즈(351, 352, 353)를 포함하여 구성되는 광 서브 어셈블리.
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