KR102025526B1 - 광 비팅 잡음을 억제하는 마이크로 포토닉 밴드 패스 필터를 포함하는 광전송 네트워크 시스템 - Google Patents

광 비팅 잡음을 억제하는 마이크로 포토닉 밴드 패스 필터를 포함하는 광전송 네트워크 시스템 Download PDF

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Abstract

광전송 네트워크 시스템을 개시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 광전송 네트워크 시스템은 제1 주파수의 클리핑 톤 신호에 기초하여 제1 광 신호를 생성하는 광 송신부와, 광 경로의 길이에 따른 주기로 상기 제1 광 신호를 반복 출력하여 제2 광 신호를 생성하는 광학적 재순환 지연선와, 상기 제2 광 신호 중 제2 주파수 간격의 성분들을 전기적 신호로 변환하는 광 수신부를 포함하고, 상기 광 송신부, 상기 광학적 재순환 지연선 및 상기 광 수신부에 의해 마이크로 포토닉 밴드 패스 필터 기능을 수행한다.

Description

광 비팅 잡음을 억제하는 마이크로 포토닉 밴드 패스 필터를 포함하는 광전송 네트워크 시스템{OPTICAL TRANSMISSION NETWORK SYSTEM INCLUDING MICRO PHOTONIC BANDPASS FILTER REDUCTING OPTICAL BEATING INTERFERENCE}
본 발명은 광비팅 잡음을 완화하는 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 클리핑 톤 신호의 주파수가 시스템의 프리 스펙트랄 레인지(Free Spectral Range, FSR) 값의 정수배가 되지 않도록 조절하여 광비팅 잡음을 줄이는 광전송 네트워크 시스템에 관한 것이다.
스마트 디바이스의 증가와 IoT기술로 인해 앞으로 요구되는 데이터 트래픽은 더욱 급증할 것으로 예상된다. 하지만 실제 데이터 트래픽 내부를 살펴보면 클라우드 컴퓨팅, 파일 공유 등으로 인한 point-to-point 트래픽이 큰 비중을 차지하고 있다. 일반적인 광 가입자망에서 사용자간의 통신 데이터는 상향 하향 반송파를 통해 ONU-OLT-ONU를 거쳐 전송이 된다. 이는 대역폭 낭비와 OLT에서 불필요한 optical-electrical-optical (O-E-O) 변환 과정을 거치게 된다. 게다가 이는 OLT에서의 버퍼, 스케줄링, 라우팅 등의 로드를 발생시킨다.
한국 공개특허 제10-2017-0082795호(2017.07.17), '단일파장 내 상향전송 다중접속 시스템에서 ASE 광원의 주입을 통한 광비팅간섭잡음 경감 시스템 및 방''
본 발명은 마이크로 포토닉 밴드 패스 필터 기능을 수행하도록 하여 광-전기-광 변환 과정 없이 신호를 전송하는 광전송 네트워크 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명은 광-전기-광 변환 과정이 없어 네트워크의 로드 및 지연시간을 낮출 수 있는 광전송 네트워크 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명은 가변 지연 라인을 이용하여 동적 대역폭 할당이 가능한 광전송 네트워크 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명은 클리핑 톤 신호를 이용하여 광비팅 잡음을 줄이는 광전송 네트워크 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명은 클리핑 톤 신호의 주파수를 시스템의 프리 스펙트랄 레인지(Free Spectral Range, FSR)의 정수배가 되지 않도록 조절함으로써 광비팅 잡음을 줄이는 광전송 네트워크 시스템을 제공하고자 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 광전송 네트워크 시스템은 제1 주파수의 클리핑 톤 신호에 기초하여 제1 광 신호를 생성하는 광 송신부와, 광 경로의 길이에 따른 주기로 상기 제1 광 신호를 반복 출력하여 제2 광 신호를 생성하는 광학적 재순환 지연선와, 상기 제2 광 신호 중 제2 주파수 간격의 성분들을 전기적 신호로 변환하는 광 수신부를 포함하고, 상기 광 송신부, 상기 광학적 재순환 지연선 및 상기 광 수신부에 의해 마이크로 포토닉 밴드 패스 필터 기능을 수행한다.
상기 광 송신부는, 상기 마이크로 포토닉 밴드 패스 필터에 대한 프리 스펙트랄 레인지(Free Spectral Range, FSR) 값을 확인하고, 상기 FSR 값의 정수 배를 고려하여 상기 제1 주파수를 결정하며, 상기 제1 주파수를 가지는 클리핑 톤 신호를 생성하는 신호 생성부와, 상기 클리핑 톤 신호에 기초하여 레이저 광 신호를 생성하는 광원 생성부와, 입력 신호를 상기 레이저 광 신호로 변조하여 제1 광 신호를 생성하는 광 변조부를 포함할 수 있다..
상기 프리 스펙트랄 레인지(Free Spectral Range, FSR) 값은, 상기 광학적 재순환 지연선의 길이에 의해 결정될 수 있다.
상기 광 송신부는, 상기 마이크로 포토닉 밴드 패스 필터에 대한 프리 스펙트랄 레인지(Free Spectral Range, FSR) 값을 확인하고, 상기 FSR 값의 정수 배를 고려하여 상기 제1 주파수를 결정할 수 있다.
상기 프리 스펙트랄 레인지(Free Spectral Range, FSR) 값은, 상기 광학적 재순환 지연선의 길이에 의해 결정될 수 있다.
상기 클리핑 톤 신호는, 광원의 선폭을 증가시켜 노이즈를 줄일 수 있다.
상기 광학적 재순환 지연선은, 필터링 주파수에 기초하여 광 경로의 길이를 조절하는 길이 조절부와, 상기 광 경로를 형성하고, 제1 광 신호를 상기 길이에 따른 주기로 반복 출력하는 가변 라인부를 포함할 수 있다.
상기 마이크로 포토닉 밴드 패스 필터의 프리 스펙트랄 레인지(Free Spectral Range, FSR) 값은, 상기 광 경로의 길이에 의해 결정될 수 있다.
상기 제2 주파수 간격은, 상기 프리 스펙트랄 레인지(Free Spectral Range, FSR) 값의 정수 배에 해당할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광 송신 장치는 마이크로 포토닉 밴드 패스 필터의 프리 스펙트랄 레인지(Free Spectral Range, FSR) 값을 고려하여 클리핑 톤 신호를 생성하는 신호 생성부와, 상기 클리핑 톤 신호에 기초하여 레이저 광 신호를 생성하는 광원 생성부와, 입력 신호를 상기 레이저 광 신호로 변조하여 제1 광 신호를 생성하는 광 변조부를 포함한다.
상기 신호 생성부는, 상기 FSR 값을 확인하는 확인부와, 상기 FSR 값을 고려하여 상기 클리핑 톤 신호의 주파수를 결정하는 주파수 결정부와, 상기 주파수를 가지는 클리핑 톤 신호를 생성하는 생성부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학적 재순환 지연선은, 필터링 주파수에 기초하여 광 경로의 길이를 조절하는 길이 조절부와, 상기 광 경로를 형성하고, 입력 광 신호를 상기 길이에 따른 주기로 반복하여 출력하는 가변 라인부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광전송 네트워크 시스템은 마이크로 포토닉 밴드 패스 필터 기능을 수행하도록 하여 광-전기-광 변환 과정 없이 신호를 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광전송 네트워크 시스템은 광-전기-광 변환 과정이 없어 네트워크의 로드 및 지연시간을 낮출 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광전송 네트워크 시스템은 가변 지연 라인을 이용하여 동적 대역폭 할당이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광전송 네트워크 시스템은 클리핑 톤 신호를 이용하여 광비팅 잡음을 줄일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광전송 네트워크 시스템은 클리핑 톤 신호의 주파수를 시스템의 프리 스펙트랄 레인지(Free Spectral Range, FSR)의 정수배가 되지 않도록 조절함으로써 광비팅 잡음을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광전송 네트워크 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광전송 네트워크 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 송신 장치의 블록도이다.
도 4는 도 3의 광 송신 장치를 구성하는 신호 생성부의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학적 재순환 지연선의 블록도이다.
도 6은 도 1의 시스템이 클리핑 톤 신호를 사용하여 노이즈를 완화시킴을 보여주는 그래프이다.
도 7은 도 1의 시스템의 클리핑 톤 신호의 주파수에 따른 노이즈의 크기를 나타내는 그래프이다.
도 8은 도 1의 시스템이 수행하는 광전송 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 도 3 및 도 4의 광 송신 장치가 수행하는 광 송신 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 10은 도 5의 광학적 재순환 지연선이 수행하는 광학적 재순환 지연 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "측면", "예시" 등은 기술된 임의의 양상(aspect) 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되어야 하는 것은 아니다.
또한, '또는' 이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or' 이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or' 를 의미한다. 즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다' 라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.
또한, 본 명세서 및 청구항들에서 사용되는 단수 표현("a" 또는 "an")은, 달리 언급하지 않는 한 또는 단수 형태에 관한 것이라고 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서 및 청구항들에서 사용되는 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광전송 네트워크 시스템의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 광전송 네트워크 시스템(100)은 광 송신부(110)와, 광학적 재순환 지연선(120)과, 광 수신부(130)를 포함한다.
광 송신부(110)는 제1 주파수의 클리핑 톤 신호(Clipping tone)에 기초하여 제1 광 신호를 생성한다.
광 송신부(110)는 신호 생성부와, 광원 생성부와, 광 변조부를 포함할 수 있다.
신호 생성부는 마이크로 포토닉 밴드 패스 필터에 대한 프리 스펙트랄 레인지(Free Spectral Range, FSR) 값을 확인할 수 있다.
마이크로 포토닉 밴드 패스 필터는 광전송 네트워크 시스템(100)의 구성으로 수행되는 기능일 수 있다.
FSR 값은 광학적 재순환 지연선(120)의 길이에 의해 결정될 수 있다.
광전송 네트워크 시스템(100)은 필터링 주파수를 가진다.
필터링 주파수는 FSR 값의 정수 배에 해당하는 간격을 가지는 주파수들일 수 있다.
신호 생성부는 FSR 값의 정수 배를 고려하여 제1 주파수를 결정할 수 있다.
제1 주파수는 FSR 값의 정수 배가 아닌 주파수일 수 있다.
또는, 제1 주파수는 FSR 값의 정수 배로부터 일정 대역만큼 떨어진 주파수일 수 있다.
또는, 제1 주파수는 FSR 값을 고려하여 노이즈가 최소가 되는 주파수일 수 있다.
신호 생성부는 제1 주파수를 가지는 클리핑 톤 신호를 생성할 수 있다.
클리핑 톤 신호는 광원(또는 제1 광 신호)의 선폭을 증가시켜 노이즈를 줄일 수 있다.
클리핑 톤 신호는 연속 파형(Continuous Wave) RF 신호일 수 있다.
광 송신부(110)는 광전송 네트워크 시스템(100)의 FSR 값을 고려한 제1 주파수의 클리핑 톤 신호를 사용하여 광 수신부(130)가 제2 광 신호를 수신 시, 노이즈를 최소화할 수 있다.
예를 들면, 노이즈는 광 비팅 잡음(Optical Beating Interference, OBI)일 수 있다.
광원 생성부는 신호 생성부로부터 클리핑 톤 신호를 수신할 수 있다.
광원 생성부는 클리핑 톤 신호에 기초하여 레이저 광 신호를 생성할 수 있다.
광 변조부는 광원 생성부로부터 레이저 광 신호를 수신할 수 있다.
광 변조부는 입력 신호를 수신할 수 있다.
입력 신호는 Radio Frequency 신호(RF signal)일 수 있다.
입력 신호는 전송 데이터를 포함하는 신호일 수 있다.
광 변조부는 입력 신호를 레이저 광 신호로 변조하여 제1 광 신호를 생성할 수 있다.
광학적 재순환 지연선(120)은 광 송신부(110)으로부터 제1 광 신호를 수신한다.
광학적 재순환 지연선(120)은 길이 조절부와, 가변 라인부를 포함할 수 있다.
길이 조절부는 필터링 주파수에 기초하여 광 경로의 길이를 조절할 수 있다.
필터링 주파수는 마이크로 포토닉 밴드 패스 필터가 필터링 하는 주파수들일 수 있다.
필터링 주파수는 사용자에 의해 설정될 수 있다.
또는, 필터링 주파수는 원하는 신호의 주파수 대역에 맞게 설정될 수 있다.
필터링 주파수는 실시간으로 변경될 수 있다.
가변 라인부는 광 경로를 형성할 수 있다.
가변 라인부는 길이 조절부에 의해 길이가 조절될 수 있다.
가변 라인부는 제1 광 신호를 길이에 따른 주기로 반복 출력하여 제2 광신호를 생성할 수 있다.
광 수신부(130)는 제2 광 신호를 수신한다.
광 수신부(130)는 제2 광 신호 중 제2 주파수 간격의 신호 성분들을 전기적 신호로 변환한다.
이때, 제2 주파수 간격은 프리 스펙트랄 레인지(Free Spectral Range, FSR)의 정수 배를 의미할 수 있다.
FSR 값은 필터링 주파수에 의해 결정될 수 있다.
필터링 주파수는 FSR 값의 정수 배에 해당하는 주파수들일 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 광전송 네트워크 시스템은 마이크로 포토닉 밴드 패스 필터로써 기능하여 광-전 변환 및 전-광 변환 없이 데이터를 전송할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광전송 네트워크 시스템의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 광전송 네트워크 시스템(200)은 광 송신부(210)와, 광학적 재순환 지연선(220)과, 광 수신부(230)를 포함한다.
광 송신부(210)는 신호 생성부(Clipping tone)(211)와, 광원 생성부와, 광 변조부를 포함한다.
신호 생성부(211)은 도 1을 참조하여 설명한 광전송 네트워크 시스템을 구성하는 광 송신부의 신호 생성부와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
광원 생성부는 레이저 다이오드(LD)(212)로 구현될 수 있다.
레이저 다이오드(210)는 제1 주파수의 클리핑 톤 신호를 수신하여 레이저 광 신호를 생성한다.
클리핑 톤 신호는 레이저 다이오드에 인가되어, 비선형 변조를 일으킬 수 있다.
클리핑 톤 신호는 광원의 선폭이 크게 증가하도록 하여 광원의 코히어런스(coherence)를 크게 줄일 수 있다.
이로 인하여 포토 다이오드에 수신되는 경우 광원들 사이에 발생하는 비팅 성분은 넓은 주파수 대역에 고루 분포하게 될 수 잇다.
광 변조부(Modulator)(213)는 레이저 다이오드(212)로부터 레이저 광 신호를 수신한다.
광 변조부(213)는 입력 신호(RF signal)를 수신한다.
광 변조부(213)는 레이저 광 신호로 입력 신호를 변조하여 제1 광 신호를 생성한다.
광 변조부(213)는 제1 광 신호를 광학적 재순환 지연선으로 전송한다.
광학적 재순환 지연선(Optical Recirculating Delay-Line, ORDL)(220)은 광 커플러(Optical coupler)(221)와, 가변 지연 라인(
Figure 112018009756404-pat00001
)(222)으로 구성될 수 있다.
광 커플러(221)는 광 변조부(213)와, 포토 다이오드(231)에 가변 지연 라인(222)을 연결할 수 있다.
가변 지연 라인(222)은 광 경로를 형성한다.
가변 지연 라인(222)은 필터링 주파수에 따라 길이가 조절될 수 있다.
필터링 주파수는 사용자가 입력될 수 있다.
또는, 필터링 주파수는 원하는 신호를 필터링 하도록 설계될 수 있다.
필터링 주파수는 실시간으로 변화될 수 있다.
가변 지연 라인(222)은 길이에 따른 주기로 제1 광 신호를 반복 출력하여 제2 광 신호를 생성한다.
광학적 재순환 지연선(230)은 생성한 제2 광 신호를 광 수신부(230)으로 전송한다.
광 수신부는 포토 다이오드(PD)(231)로 구현될 수 있다.
포토 다이오드(231)는 광학적 재순환 지연선(220)으로부터 제2 광 신호를 수신한다.
포토 다이오드(231)는 제2 광 신호 중 제2 주파수 간격의 신호 성분들을 적기적 신호로 변환한다.
이때, 제2 주파수 간격은 FSR 값의 정수 배의 간격을 의미한다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 광전송 네트워크 시스템은 노이즈를 최소화할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 송신 장치의 블록도이다.
도 3를 참조하면, 광 송신 장치(300)는 신호 생성부(310)와, 광원 생성부(320)와, 광 변조부(330)를 포함할 수 있다.
신호 생성부(310)는 마이크로 포토닉 밴드 패스 필터의 프리 스펙트랄 레인지(Free Spectral Range, FSR) 값을 고려하여 클리핑 톤 신호를 생성한다.
광원 생성부(320)는 클리핑 톤 신호에 기초하여 레이저 광 신호를 생성한다.
광 변조부(330)는 입력 신호를 상기 레이저 광 신호로 변조하여 변조 광 신호를 생성한다.
도 3에 도시된 광 송신 장치는 도 1을 참조하여 설명한 광전송 네트워크 시스템의 광 송신부와 동일하므로 이외의 상세한 설명은 생략한다.
이때, 도 3의 광 송신 장치의 변조 광 신호는 도 1의 광전송 네트워크 시스템을 구성하는 광 송신부의 제1 광 신호와 동일할 수 있다.
도 4는 도 3의 광 송신 장치를 구성하는 신호 생성부의 블록도이다.
도 4를 참조하면, 신호 생성부(400)는 확인부(410)와, 주파수 결정부(420)와, 생성부(430)을 포함한다.
확인부(410)는 FSR 값을 확인할 수 있다.
주파수 결정부(420)는 FSR 값을 고려하여 클리핑 톤 신호의 주파수를 결정할 수 있다.
생성부(430)는 주파수를 가지는 클리핑 톤 신호를 생성할 수 있다.
도 4에 도시된 신호 생성부는 도 1을 참조하여 설명한 광전송 네트워크 시스템의 광 송신부를 구성하는 신호 생성부와 동일하므로 이외의 상세한 설명은 생략한다.
이때, 도 4의 신호 생성부의 주파수는 도 1의 신호 생성부의 제1 주파수와 동일할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학적 재순환 지연선의 블록도이다.
도 5를 참조하면, 광학적 재순환 지연선(500)은 길이 조절부(510)와, 가변 라인부(520)를 포함한다.
길이 조절부(510)는 필터링 주파수에 기초하여 광 경로의 길이를 조절할 수 있다.
가변 라인부(520)는 광 경로를 형성한다.
가변 라인부(520)는 입력 광 신호를 길이 조절부(510)에 의해 조절된 길이에 따른 주기로 반복하여 출력할 수 있다.
도 5에 도시된 광학적 재순환 지연선은 도 1을 참조하여 설명한 광전송 네트워크 시스템을 구성하는 광학적 재순환 지연선과 동일하므로 이외 상세한 설명은 생략한다.
도 6은 도 1의 시스템이 클리핑 톤 신호를 사용하여 노이즈를 완화시킴을 보여주는 그래프이다.
도 6에서 가로축은 주파수(Frequency)(Hz)을 세로축은 주파수 응답(Frequency response)(dBm)을 나타낸다.
도 6에서 (a)는 클리핑 톤 신호를 이용하지 않은 시스템의 광 수신부가 수신한 광 신호의 주파수 응답이고, (b)는 클리핑 톤 신호를 이용한 시스템(본 발명)의 광 수신부가 수신한 광 신호의 주파수 응답을 나타낸다.
도 6에서 (a)를 참조하면, 광비팅 잡음을 제거하지 않은 경우 광학적 재순환 지연선에 의한 광 신호들의 위상 차이에 따른 비팅 성분이 강도(intensity) 잡음으로 작용하여 큰 노이즈를 발생시킨다. 또한, 이러한 노이즈는 비팅을 일으키는 광원의 위상 상태에 따라 크게 요동친다.
도 6에서 (b)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광전송 네트워크 시스템은 클리핑 톤을 이용하여 광 비팅 잡음을 완화시킬 수 있고, 그에 따라 주파수 응답은 일정한 간격(프리 스펙트랄 레인지의 정수배)을 갖는 밴드 패스 필터의 특성을 갖음을 확인할 수 있다.
도 7은 도 1의 시스템의 클리핑 톤 신호의 주파수에 따른 노이즈의 크기를 나타내는 그래프이다.
도 7에서 가로축은 클리핑 톤 신호의 주파수(CT Frequency)(GHz)를 세로축은 노이즈의 크기(Noise level)(dBm)를 나타낸다.
광학적 재순환 지연선의 길이는 FSR이 210MHz가 되도록 설정되었다.
도 7을 참조하면, 광 비팅 잡음에 의한 노이즈의 크기는 클리핑 톤 신호의 주파수에 따라 주기적인 특징을 가진다.
주기는 광전송 네트워크 시스템의 FSR에 해당한다.
이러한 주기성은 클리핑 톤 신호에 의해 변조된 광 신호가 광학적 재순환 지연선(ORDL)을 통과하면서 보강간섭을 일으키는 조건이 되었을 경우(클리핑 톤 신호의 주파수가 FSR의 정수배일 경우) 광 비팅이 크게 일어나기 때문이다.
반대로 클리핑 톤의 주파수를 FSR의 정수배로부터 멀리 할 경우 광 비팅의 크기가 감소하게 됨을 알 수 있다.
이러한 특성을 이용하여 클리핑 톤 신호의 주파수를 광전송 네트워크 시스템의 FSR 값의 정수배가 되지 않도록 함으로써 광비팅 잡음을 완화시킬 수 있고, 광전송 네트워크 시스템을 통과한 신호의 SNR을 향상시켜 수신신호의 성능을 향상시킬 수 있다.
도 8은 도 1의 시스템이 수행하는 광전송 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8을 참조하면, S810 단계에서, 광 송신부는 제1 주파수의 클리핑 톤 신호에 기초하여 제1 광 신호를 생성한다.
S820 단계에서, 광학적 재순환 지연선은 광 경로의 길이에 따른 주기로 제1 광 신호를 반복 출력하여 제2 광 신호를 생성한다.
S830 단계에서, 광 수신부는 제2 광 신호 중 제2 주파수 간격의 성분들을 전기적 신호로 변환한다.
도 8에 도시된 광전송 방법은 도 1을 참조하여 설명한 광전송 네트워크 시스템의 동작 방법과 동일하므로 이외 상세한 설명은 생략한다.
도 9는 도 3 및 도 4의 광 송신 장치가 수행하는 광 송신 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 9를 참조하면, S910 단계에서, 신호 생성부는 마이크로 포토닉 밴드 패스 필터의 프리 스펙트랄 레인지(Free Spectral Range, FSR) 값을 고려하여 클리핑 톤 신호를 생성한다.
S920 단계에서, 광원 생성부는 클리핑 톤 신호에 기초하여 레이저 광 신호를 생성한다.
S930 단계에서, 광 변조부는 입력 신호를 상기 레이저 광 신호로 변조하여 변조 광 신호를 생성한다.
도 9에 도시된 광 송신 방법은 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 광 송신 장치의 동작 방법과 동일하므로 이외 상세한 설명은 생략한다.
도 10은 도 5의 광학적 재순환 지연선이 수행하는 광학적 재순환 지연 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 10을 참조하면, S1010 단계에서, 길이 조절부는 필터링 주파수에 기초하여 광 경로의 길이를 조절한다.
S1020 단계에서, 가변 라인부는 입력 광 신호를 상기 길이에 따른 주기로 반복하여 출력한다.
도 10의 광학적 재순환 지연 방법은 도 5를 참조하여 설명한 광확적 재순환 지연선의 동작 방법과 동일하므로 이외 상세한 설명은 생략한다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (13)

  1. 광-전 변환 및 전-광 변환 없이 데이터를 전송하기 위해 마이크로 포토닉 밴드 패스 필터 기능을 수행하는 광전송 네트워크 시스템에 있어서,
    마이크로 포토닉 밴드 패스 필터에 대한 프리 스펙트랄 레인지(Free Spectral Range, FSR) 값의 정수배가 되지 않도록 제1 주파수를 결정하고, 상기 결정된 제1 주파수의 클리핑 톤 신호에 기초하여 광원의 선폭이 증가된 제1 광 신호를 생성하는 광 송신부;
    광 경로의 길이에 따른 주기로 상기 제1 광 신호를 반복 출력하여 제2 광 신호를 생성하는 광학적 재순환 지연선; 및
    상기 제2 광 신호 중 제2 주파수 간격의 성분들을 전기적 신호로 변환하는 광 수신부를 포함하고,
    상기 광 송신부, 상기 광학적 재순환 지연선 및 상기 광 수신부에 의해 마이크로 포토닉 밴드 패스 필터 기능을 수행하고,
    상기 광학적 재순환 지연선은,
    실시간으로 변화하는 필터링 주파수에 기초하여 광 경로의 길이를 조절하는 길이 조절부; 및
    상기 제1 광 신호를 상기 길이에 따른 주기로 반복 출력하는 가변 라인부를 포함하는
    광전송 네트워크 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광 송신부는,
    상기 클리핑 톤 신호에 기초하여 레이저 광 신호를 생성하는 광원 생성부; 및
    입력 신호를 상기 레이저 광 신호로 변조하여 제1 광 신호를 생성하는 광 변조부를 포함하는
    광전송 네트워크 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프리 스펙트랄 레인지(Free Spectral Range, FSR) 값은,
    상기 광학적 재순환 지연선의 길이에 의해 결정되는
    광전송 네트워크 시스템.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프리 스펙트랄 레인지(Free Spectral Range, FSR) 값은,
    상기 광학적 재순환 지연선의 길이에 의해 결정되는
    광전송 네트워크 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 클리핑 톤 신호는,
    광원의 선폭을 증가시켜 노이즈를 줄이는
    광전송 네트워크 시스템.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로 포토닉 밴드 패스 필터의 프리 스펙트랄 레인지(Free Spectral Range, FSR) 값은,
    상기 광 경로의 길이에 의해 결정되는
    광전송 네트워크 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 주파수 간격은,
    상기 프리 스펙트랄 레인지(Free Spectral Range, FSR) 값의 정수 배에 해당하는
    광전송 네트워크 시스템.
  10. 광-전 변환 및 전-광 변환 없이 데이터를 전송하기 위해 마이크로 포토닉 밴드 패스 필터 기능을 수행하는 광 송신 장치에 있어서,
    마이크로 포토닉 밴드 패스 필터에 대한 프리 스펙트랄 레인지(Free Spectral Range, FSR) 값의 정수배가 되지 않도록 제1 주파수를 결정하고, 상기 결정된 제1 주파수의 클리핑 톤 신호를 생성하는 신호 생성부;
    상기 클리핑 톤 신호에 기초하여 레이저 광 신호를 생성하는 광원 생성부; 및
    입력 신호를 상기 레이저 광 신호로 변조하여 광원의 선폭이 증가된 제1 광 신호를 생성하는 광 변조부를 포함하는
    광 송신 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 신호 생성부는,
    상기 FSR 값을 확인하는 확인부;
    상기 FSR 값을 고려하여 상기 클리핑 톤 신호의 주파수를 결정하는 주파수 결정부;
    상기 주파수를 가지는 클리핑 톤 신호를 생성하는 생성부를 포함하는
    광 송신 장치.
  12. 삭제
  13. 광-전 변환 및 전-광 변환 없이 데이터를 전송하기 위해 마이크로 포토닉 밴드 패스 필터 기능을 수행하는 광전송 방법에 있어서,
    마이크로 포토닉 밴드 패스 필터에 대한 프리 스펙트랄 레인지(Free Spectral Range, FSR) 값의 정수배가 되지 않도록 제1 주파수를 결정하고, 상기 결정된 제1 주파수의 클리핑 톤 신호에 기초하여 광원의 선폭이 증가된 제1 광 신호를 생성하는 단계;
    광 경로의 길이에 따른 주기로 상기 제1 광 신호를 반복 출력하여 제2 광 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 제2 광 신호 중 제2 주파수 간격의 성분들을 전기적 신호로 변환하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 광 신호를 생성하는 단계, 상기 제2 광 신호를 생성하는 단계 및 상기 전기적 신호로 변환하는 단계에 의해 마이크로 포토닉 밴드 패스 필터 기능을 수행하고,
    상기 제2 광 신호를 생성하는 단계는,
    실시간으로 변화하는 필터링 주파수에 기초하여 광 경로의 길이를 조절하는 단계; 및
    상기 제1 광 신호를 상기 길이에 따른 주기로 반복 출력하는 단계
    를 포함하는
    광전송 방법.
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