KR102035898B1 - 광 파장 채널 분석기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파장분할 다중화 방식의 광통신망에서 광송신기에서 전송하는 복수의 파장을 포함하는 광신호의 파장을 분석하는 광 파장 분석기에 관한 것으로, 본 발명의 광 파장 분석기는 광 입력부, 광학부, 제어부, 신호처리부, 및 디스플레이부를 포함하고, 상기 광 입력부는 복수의 광 파장을 포함하는 광신호를 수신하여 2개의 광신호로 상기 광학부로 전달하고, 상기 광학부는 회전판에 부착된 CWDM 채널필터 및 DWDM 채널필터를 이용하여 상기 광 입력부에서 오는 2개의 광신호를 CWDM 채널 및 DWDM 채널의 각 채널별로 필터링하고, 각 채널에 해당하는 파장의 광 세기와 비례하는 전기신호를 출력하고, 상기 제어부는 상기 광학부의 회전판의 회전각을 제어하고, 상기 신호처리부는 상기 제어부를 위한 회전각도 제어신호를 생성하고, 상기 회전각도와 상기 전기신호를 바탕으로 파장별 광 세기 값을 추출하고, 상기 디스플레이부는 상기 신호처리부에서 추출한 상기 파장별 광 세기 값을 표시할 수 있다.
이를 위하여 본 발명은 복수의 필터를 포함하는 제1 채널필터를 회전판의 회전방향의 접선과 평행하게 등간격으로 부착함으로써 상기 회전판이 회전할 때 상기 제1 채널필터에 입력되는 광신호의 입사각이 변화하도록 하여 제1 채널필터 중의 1개의 필터가 복수의 채널을 측정할 수 있고, 복수의 필터를 포함하는 제2 채널필터를 회전모터의 회전방향의 접선에 수직으로 원주방향으로 부착함으로써 회전판이 회전하더라도 상기 제2 채널필터에 입력되는 광신호의 입사각이 변화하지 않도록 하여 제2 채널필터 중의 1개의 필터가 1개의 채널만을 측정할 수 있도록 하여, 하나의 측정기로 고밀도 파장다중화(DWDM) 광신호와 저밀도 파장다중화(CWDM) 광신호의 광 파장을 동시에 측정할 수 있는 효과가 있다.

Description

광 파장 채널 분석기{Optical Wavelength Channel Analyzer}
본 발명은 광 파장 채널 분석기에 관한 것으로 더욱 상세하게는 파장분할 다중화 방식의 광통신망에서 광 송신기에서 전송하는 광신호에 포함된 파장을 측정하고 분석하는 광 파장 채널 분석기에 관한 것이다.
파장분할다중 광통신은 한 가닥의 광섬유에 복수 개의 광 파장 신호를 한꺼번에 전송하는 방식이기 때문에 광케이블을 추가 증설하지 않고 기존에 설치된 광케이블을 그대로 사용하면서도 많은 데이터를 전송할 수 있는 기술이다. 시간분할방식보다 매우 경제적인 방식이기에 현재의 광통신망은 대부분 파장분할다중 방식이 적용되고 있다.
파장분할다중 방식에는 크게 두 가지로 분류할 수 있다. 저밀도 파장분할다중 방식(Coarse Wavelength Division Multiplexing: 이하 CWDM라 칭함)은 파장 1270nm부터 1610nm범위의 대역을 20nm간격으로 파장을 분할하여 최대 18개 채널의 광신호를 전송할 수 있으며, 고밀도 파장분할 다중방식(Dense Wavelength Division Multiplexing: 이하 DWDM라 칭함)은 1530nm~1565nm 대역(C-band)을 대략 0.8nm(100GHz), 또는 대략 0.4nm(50GHz) 간격으로 분할하여 40개 내지 80개의 채널 신호를 전송할 수 있다. C-밴드 외에도 DWDM 대역은 O-밴드(1260~1360 nm, 100nm), E-밴드(1360~1460 nm, 대역폭 100nm), S-밴드(1460~1530 nm, 대역폭 70nm), L-밴드(1565~1625 nm, 대역폭 60nm), U-밴드 (1625~1675 nm, 대역폭 50nm) 등의 다양한 파장 대역에서 사용할 수 있어, 파장분할 방식은 데이터 전송용량을 증가시키는 데 아주 효과적인 통신방식이라 할 수 있다. 또한, 파장분할 방식은 IEEE 802.3ba에서 제정한 5nm의 채널 간격을 가지고 4개의 파장을 사용하는 LAN-WDM에서도 사용되고 있다.
파장분할 다중방식은 대용량 데이터를 경제적으로 전송할 수 있는 장점이 있지만 복수 개의 광신호가 하나의 광섬유를 공유하기 때문에, 파장분할 다중방식에 적용되는 광 송신기 레이저의 파장이 할당된 채널의 허용 범위를 벗어나면 데이터의 전송오류를 유발할 수 있다. 그러므로 파장분할 다중방식을 포설하거나 유지하고 보수하기 위해서는 광신호의 세기(광 출력)뿐만 아니라 광신호의 파장을 측정하는 일이 필수적이다.
한편, 최근의 광통신망 구축사례를 보면, 한 가닥의 광케이블에 CWDM 채널과 DWDM 채널을 복합적으로 적용하여 대용량 데이터는 DWMD채널로 전송하고 저용량 데이터는 CWDM 채널로 전송하는 광통신망을 구현함으로써 경제적인 효과를 극대화하고 있는 추세이다. 이렇게 CWDM 채널과 DWDM 채널이 복합되어 있는 광 선로의 유지 보수를 위해서는 CWDM과 DWDM 채널의 광 파장과 광 출력을 모두 측정할 수 있는 측정기가 필수적이다.
전송되는 광신호의 파장 정보를 획득하기 위하여 광 스펙트럼 분석기(optical spectrum analyzer: OSA)가 사용될 수 있는데, 광 스펙트럼 분석기는 파장 분해능이 0.02nm로 매우 정밀한 측정이 가능하며 CWDM 채널과 DWDM 채널이 복합된 광신호의 파장과 광 세기를 측정할 수 있지만, 부피가 크고 무거우며 고가인 단점이 있다. 그래서 광 스펙트럼 분석기는 광케이블 포설/유지/보수 작업을 실시하는 야외에서는 사용하기에는 적합하지 못하다.
휴대가 가능한 WDM 광통신망용 종래의 파장측정 기술로는 등록특허 10-0820947 등이 있으나 이러한 광 파장 출력 측정기들은 각각 DWDM 전용 측정기이거나 CWDM 전용 측정기로서 CWDM과 DWDM이 복합된 광 신호를 측정할 수 없는 단점이 있다.
도 1은 종래의 광 파장 출력 측정기의 광학부의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 등록특허 10-0820947에서 제시한 종래의 광 파장 출력 측정기는 복수의 채널을 포함한 광신호가 콜리메이터렌즈(20)와 채널필터(31)를 통과하여 포토디텍터(40)에 입사되며, 스텝모터(stepping motor; 33)가 채널필터(31)가 부착된 회전판(32)을 회전시켜 가면서 복수의 채널을 포함한 광신호의 채널별 광 세기를 측정하게 된다. 이 방법은 상기의 입력 광신호가 CWDM 채널인 경우에만 측정이 가능하며, DWDM 채널의 광신호의 광 세기는 측정이 불가능하다.
한국 등록 특허 공보 10-0820947 (공개일: 2008.01.10.)
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 파장다중화 광통신에서, 특히 CWDM과 DWDM 광신호가 혼합된 파장다중화 광통신망에서 한 대의 측정기로 CWDM과 DWDM 신호를 모두 측정할 수 있는 광 파장 채널 분석기를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광신호에 포함되어 있는 파장 및 각 파장의 세기를 분석하기 위한 광 파장 분석기는 광 입력부, 광학부, 제어부, 신호처리부, 및 디스플레이부를 포함하고, 상기 광 입력부는 복수의 광 파장을 포함하는 광신호를 수신하여 2개의 광신호로 상기 광학부로 전달하고, 상기 광학부는 회전판에 부착된 필터링하는 파장 대역이 상이한 2개의 채널필터를 이용하여 상기 광 입력부에서 오는 2개의 광신호를 채널별로 필터링하고, 각 채널에 해당하는 파장의 광 세기와 비례하는 전기신호를 출력하고, 상기 제어부는 상기 광학부의 회전판의 회전각을 제어하고, 상기 신호처리부는 상기 제어부를 위한 회전각도 제어신호를 생성하고, 상기 회전각도와 상기 전기신호를 바탕으로 파장별 광 세기 값을 추출하고, 상기 디스플레이부는 상기 신호처리부에서 추출한 상기 파장별 광 세기 값을 표시할 수 있다.
그리고 상기 광학부는 상기 광 입력부에서 오는 2개의 광신호를 평행광으로 만들어주는 제1 렌즈 및 제2 렌즈, 상기 제1 렌즈로부터 오는 제1 평행광을 필터링하는 제1 채널필터, 상기 제2 렌즈로부터 오는 제2 평행광을 필터링하는 제2 채널필터, 상기 제1 채널필터 및 상기 제2 채널필터가 부착되는 회전판, 상기 회전판을 회전시키는 모터, 상기 제1 채널필터를 통과한 평행광을 제1 전기신호로 변환하여 출력하는 제1 포토디텍터, 및 상기 제2 채널필터를 통과한 평행광을 제2 전기신호로 변환하여 출력하는 제2 포토디텍터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 채널필터는 상기 회전판의 회전방향의 접선과 평행하게 부착하여, 상기 회전판의 회전에 따라서 상기 제1 평행광이 상기 제1 채널필터에 입사하는 각도가 변화하고, 상기 제2 채널필터는 상기 회전판의 회전방향의 접선과 수직으로 원주방향으로 부착하여, 상기 회전판의 회전에 따라서 상기 제2 평행광이 상기 제2 채널필터에 입사하는 각도가 변화하지 않도록 할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 채널필터는 CWDM 채널을 필터링하기 위한 CWDM 채널필터이고, 상기 제2 채널필터는 C-밴드, 0-밴드, E-밴드, S-밴드, L-밴드, U-밴드 DWDM 채널, 및 LAN-WDM 채널 중의 적어도 하나에 대하여 필터링하기 위한 DWDM 채널필터이다. 또 다른 구성으로 상기 제1 채널필터 및 상기 제2 채널필터는 상기 회전판의 회전방향의 접선과 평행하게 부착하여, 상기 회전판의 회전에 따라서 상기 제1 평행광이 상기 제1 채널필터에 입사하는 각도 및 상기 제2 평행광이 상기 제2 채널필터에 입사하는 각도가 변화하도록 할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 채널필터 및 상기 제2 채널필터는 서로 상이한 파장 대역을 필터링하면서, 각각 CWDM 채널, C-밴드, 0-밴드, E-밴드, S-밴드, L-밴드, U-밴드 DWDM 채널, 및 LAN-WDM 채널 중의 적어도 하나에 대하여 필터링할 수 있다.
또한, 상기 제1 채널필터는 하나 이상의 그룹으로 분류될 수 있고, 각 그룹은 동일한 대역폭을 갖는 복수 개의 필터로 구성되며, 각 그룹 간에는 투과대역폭이 상이하거나 또는 필터링하는 파장 대역이 상이할 수 있으며, 또한, 상기 제1 채널필터는 7개의 C-밴드 필터로 구성되고, 상기 7개의 필터의 각 필터의 필터링되는 중심 파장은 1530nm에서 1565nm 사이에 있고, 각 필터의 필터링되는 중심 파장간의 간격은 6nm일 수 있고, 또한, 상기 제2 채널필터는 하나 이상의 그룹으로 분류될 수 있고 각 그룹은 동일한 대역폭을 갖는 복수 개의 필터로 구성되며, 그룹 상호 간에는 투과대역폭이 상이하거나 파장 대역이 상이할 수 있고, 또한, 상기 제2 채널필터는 18개의 필터로 구성되고, 상기 18개의 필터의 각 필터의 필터링되는 중심 파장은 1270nm에서 1610nm 사이에 있고, 각 필터의 필터링되는 중심 파장간의 간격은 20nm일 수 있다.
그리고 상기 신호처리부는 상기 전기신호가 미리 설정된 기준값보다 큰 고점에서 미리 설정된 상기 기준값보다 작은 저점으로 변하는 지점 또는 상기 전기신호가 상기 미리 설정된 기준값보다 작은 저점에서 상기 미리 설정된 기준값보다 큰 고점으로 변하는 지점에서의 상기 회전각도를 바탕으로 상기 광신호에 포함되어 있는 파장값을 추출할 수 있다.
그리고 상기 광 입력부는 상기 광신호를 수신하기 위한 1개의 광 입력 인터페이스 및 상기 광 입력 인터페이스를 통해 수신한 상기 광신호를 2개의 광신호로 분기하는 광 스프리터를 포함하고, 상기 광 스프리터에서 출력되는 2개의 광신호는 각각 상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈로 입사하도록 할 수 있다.
또한, 상기 광 입력부는 상기 광신호를 수신하기 위한 1개의 광 입력 인터페이스, 상기 광 입력 인터페이스를 통해 수신한 상기 광신호를 2개의 광신호로 분기하는 광 스프리터, 상기 제1 채널필터의 파장대역만을 통과시키고 상기 제2 채널필터의 파장대역은 반사시키는 필터모듈, 및
상기 필터모듈에서 반사되어온 광신호 및 상기 광 스프리터로부터 오는 광신호 중 어느 하나를 받아서 출력하는 광 스위치를 포함하고, 상기 필터모듈의 출력은 상기 제1 렌즈로 전달되고, 상기 광 스위치의 출력은 상기 제2 렌즈로 전달될 수 있다.
본 발명은 상기 제1 채널필터가 상기 회전판의 회전 방향의 접선과 평행하게 부착되어서 상기 회전판이 회전함에 따라서 상기 채널필터에 입사하는 광의 입사각(Angle of Incidence: AOI)이 변하도록 할수 있으며, 또한 본 발명은 상기 제2 채널필터를 상기 회전판의 회전 방향의 접선과 수직으로 원주 방향으로 부착되어서 상기 회전판이 회전함에 따라서 채널필터에 입사하는 광의 입사각이 변하지 않도록 하여 고정된 대역폭을 갖는 채널필터의 투과 광 세기를 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 신호처리부는 상기 회전판의 회전각도마다 상기 채널필터의 투과특성의 변화값을 저장할 수 있는 비휘발성 메모리를 구비하며, 각각의 채널필터마다 입사각(AOI)에 따른 투과스펙트럼을 저장하고 상기의 포토디텍터의 출력신호로부터 입력광의 파장을 계산하는 데 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 수신한 광신호 파장의 정밀한 측정이 가능하고, 또한 광신호의 출력 측정이 가능한 바 파장다중방식 광통신시스템에서 광신호의 파장값에 대한 정확한 정보를 제공함으로써 광통신시스템의 품질과 신뢰성을 점검할 수 있으며 광통신망의 유지, 보수 과정을 용이하게 할 수 있다.
도 1은 종래의 광 파장 출력 측정기의 광학부의 구성도이다.
도 2는 파장다중화 방식의 광통신에서 사용하는 광 채널의 스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 광 파장 채널 분석기의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 광 파장 채널 분석기의 광학부(200) 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일실시 예에 따른 광 파장 채널 분석기의 광학부(200) 구조를 도시한 도면이다.
도 6은 입사각의 변화에 따른 필터링되는 파장의 변화를 도시한 도면이다.
도 7은 한 개의 채널필터를 회전시키면서 파장을 측정할 때, 입사각 0도에서 광신호(213)가 필터(230a)의 정중앙으로 입사할 경우, 광신호(213)의 손실을 발생시키지 않으면서, 필터(230a)를 최대한 회전시킬 수 있는 회전각(720, 721)을 계산하기 위한 도면이다.
도 8은 모터(260)를 회전시킬 때, 모터의 회전각(θ)에 따라서 입사각(φ)이 변하여 DWDM 채널필터(230) 및 CWDM 채널필터(240)에 포함되어 있는 필터 중 하나의 필터의 투과대역 파장이 변경되는 일례를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시 예에 따른 입력되는 광신호의 파장을 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 일실시 예에 따른 입력되는 광신호의 파장을 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 C-밴드(1530~1565 nm, 대역폭 35nm)에 100GHz DWDM을 적용한 일실시 예를 도시한 도면이다.
도 12는 중심 파장 = 1570nm, 유효굴절율(neff)= 1.5764인 DWDM 필터의 입사각과 파장변위의 관계식을 그래프로 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일실시 예에 따른 광 입력부(100)의 구성을 도시한 도면이다.
도 14a 및 도 14b는 본 발명의 또 다른 일실시 예에 따른 광 입력부(100)의 구성을 도시한 도면이다.
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 또 다른 일실시 예에 따른 광 입력부(100)의 구성을 도시한 도면이다.
도 16a 및 도 16b는 본 발명의 또 다른 일실시 예에 따른 광 입력부(100)의 구성을 도시한 도면이다.
도 17a 내지 도 17d 및 도 18a 내지 도 18d는 본 발명의 또 다른 일실시 예에 따른 광 입력부(100)의 구성을 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우 뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 수반되지 않는다.
제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
"아래", "위" 등의 상대적인 공간을 나타내는 용어는 도면에서 도시된 한 부분의 다른 부분에 대한 관계를 보다 쉽게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 도면에서 의도한 의미와 함께 사용 중인 장치의 다른 의미나 동작을 포함하도록 의도된다. 예를 들면, 도면 중의 장치를 뒤집으면, 다른 부분들의 "아래"에 있는 것으로 설명된 어느 부분들은 다른 부분들의 "위"에 있는 것으로 설명된다. 따라서 "아래"라는 예시적인 용어는 위와 아래 방향을 전부 포함한다. 장치는 90˚ 회전 또는 다른 각도로 회전할 수 있고, 상대적인 공간을 나타내는 용어도 이에 따라서 해석된다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 2는 파장다중화 방식의 광통신에서 사용하는 광 채널의 스펙트럼을 도시한 도면이다.
파장다중화 방식의 광통신에서 사용하는 광 채널은 파장으로 구별될 수 있는데, 도 2에서는 파장 간격 20nm의 18개의 CWDM 채널(901, 902, 903) 및 파장 간격 0.8nm의 48개의 100G DWDM 채널(910)을 도시하고 있다. 예를 들어, 어떤 광통신망이 CWDM 방식의 파장다중 방식으로 구축되었다면, 한 가닥의 광 선로에 18개의 CWDM 채널 광신호만이 존재하므로 일반적인 CWDM 파장파워 측정기를 사용하여 광 선로의 채널별 광 출력을 측정할 수 있다. 또한, DWDM 방식만으로 구축되었다면, 일반적인 DWDM 파장파워 측정기를 사용하여 광 선로의 채널별 광 출력을 측정할 수 있다.
그러나 도 2와 같이 CWDM 채널(901, 903)과 DWDM 채널(910)이 복합적으로 적용된 광통신망이라면(이때 CWDM 채널(902)은 DWDM 채널(910)과 간섭을 일으키기 때문에 사용되지 않을 수 있다) 일반적인 CWDM 측정기로는 CWDM 채널(901, 903)은 측정할 수 있지만 DWDM 채널(910)은 측정할 수 없다. 또한, 일반적인 DWDM 측정기로는 DWDM 채널(910)을 측정할 수 있지만 CWDM 채널(901, 903)는 측정할 수 없다.
본 발명은 위와 같이 CWDM 채널과 DWDM 채널이 복합된 광통신망에서 CWDM 채널(901, 903) 및 DWDM 채널(910)에 해당하는 파장 및 각 파장의 광 세기를 모두 측정할 수 있는 광 파장 채널 분석기에 관한 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 광 파장 채널 분석기의 구성을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 광 파장 채널 분석기는 광 입력부(100), 광학부(200), 제어부(300), 신호처리부(400), 및 디스플레이부(500)를 포함할 수 있다. 광 입력부(100)는 외부로부터 입력되는 복수의 광 파장을 포함하는 광신호를 광학부(200)로 전달하고, 광학부(200)는 입력되는 광신호의 파장 및 출력을 분석하여 전기신호로 변환하여 전송하고, 제어부(300)는 광학부(200) 내의 모터(260)의 회전각를 제어하고, 신호처리부(400)는 제어부(300)를 위한 회전각도 제어신호를 생성하고 광학부(200)의 출력을 아날로그/디지털(A/D) 변환하고, 회전각도와 A/D 변환된 출력 파형과 출력 신호의 크기로부터 광신호에 포함되어 있는 파장 및 그 파장에서의 광 세기를 추출하고, 디스플레이부(500)는 측정된 파장과 그 파장에서의 광 세기를 표시하도록 구성될 수 있다.
도 3을 참조하여 광학부(200)의 구성을 좀 더 상세히 살펴보면, 광학부(200)는 입력되는 광신호를 평행광으로 만들어주는 2개의 콜리메이팅 렌즈(210, 220), 서로 상이한 파장 대역을 필터링하는 2개의 채널필터(230, 240), 2개의 채널필터(230, 240)가 부착되어 있고 모터(260)의 기동에 의하여 회전하는 회전판(250), 제어부(300)의 제어를 받아 회전판(250)을 회전시키는 모터(260) 및 2개의 채널필터(230, 240)를 통과한 광신호를 전기신호로 변환하는 2개의 포토디텍터(270, 280)를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 광 파장 채널 분석기의 광학부(200) 구조를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 회전판(425)은 중심이 같은 돌출된 동심원을 포함하는 원판 구조이고, 회전판(425)의 중심은 모터(426)의 회전축(261)과 결합되어 회전축(261)과 같이 회전을 하게 된다. 2개의 채널필터(230, 240)는 DWDM 채널필터 및 CWDM 채널필터일 수 있으며, 좀 더 상세하게 보면, 제1 채널필터(230)는 각각 서로 다른 특정 파장만을 필터링할 수 있는 복수 개의 필터를 포함하는데, 특히 각 필터는 DWDM 채널 파장 중의 일부를 필터링할 수 있고, 제2 채널필터(240) 또한 각각 서로 다른 특정 파장만을 필터링할 수 있는 복수 개의 필터를 포함하는데, 특히 각 필터는 CWDM 채널 파장 중의 하나를 필터링할 수 있도록 설계될 수 있다. 특히 DWDM 채널을 필터링하는 제1 채널필터(230)의 경우에는 C-밴드, 0-밴드, E-밴드, S-밴드, L-밴드, U-밴드 DWDM, 및 LAN-WDM 중의 적어도 하나에 대한 채널필터일 수 있다. 제1 채널필터(230)의 각 필터는 회전판(250)의 돌출된 동심원(251)에 수직으로 부착될 수 있는데, 서로 간에 등간격, 즉 돌출된 동심원(251)상에 일정한 간격으로 수직으로 부착되고, 제2 채널필터(240)의 각 필터는 회전판(250)의 원판의 외측 원주에 회전판(250)과 평행하게 부착될 수 있는데, 또한 서로 간에 등간격, 즉 원판 원주 상에 일정한 간격으로 수평으로 부착될 수 있다. 광 입력부(100)로부터 전달된 2개의 광신호 중 하나의 광신호(211)는 제1 채널필터(230)를 통과하여 포토디텍터(270)에 도달하고, 광 입력부로부터 전달된 또 다른 광신호(221)는 제2 채널필터(240)를 통과하여 포토디텍터(280)에 도달할 수 있다.
도 4에 도시된 것처럼, 제1 채널필터(230)는 회전판(250)에 수직으로 부착되어 모터(260)에 의해 회전판(250)이 회전함에 따라서 콜리메이팅 렌즈(210)를 통과하여 평행광으로 변환된 광신호(213)의 입사각이 달라질 수 있다. 반면에 제2 채널필터(240)는 회전판(250)에 평행하게 부착되어 회전판(250)이 회전하여도 콜리메이팅 렌즈(220)를 통과하여 평행광으로 변환된 광신호(223)로부터 입사되는 광신호의 입사각이 달라지지 않고 항상 90도가 된다.
제1 채널필터(230) 및 제2 채널필터(240)에 포함되어 있는 복수 개의 필터 각각은 서로 다른 필터링 중심 파장을 가지도록 설계될 수 있다. 일 실시 예로서 제1 채널필터(230)를 100G DWDM용 채널필터로 사용하는 경우, 제1 채널필터(230)는 1525nm에서 1570nm 사이에 대략 0.8nm 간격의 중심 파장을 가지고 0.6nm의 대역폭을 가지는 복수 개의 필터를 포함할 수 있고, 각 필터는 자신의 중심 파장에 해당되는 광만 통과시키고 나머지 파장의 광을 통과시키지 않는 필터일 수 있다. 또는 제1 채널필터(230)는 1525nm에서 1570nm 사이에 6nm 간격의 중심 파장을 가지고 0.3nm의 대역폭을 가지는 복수 개의 필터를 포함할 수 있으며 이 경우 하나의 필터에서 복수 개의 DWDM 채널 파장의 존재 여부를 측정 및 분석할 수 있다. 그리고 제2 채널필터(240)를 CWDM 채널필터로 사용하는 경우, 중심 파장이 1270nm에서 1610nm 사이에 20nm의 간격의 중심 파장을 가지고 14nm의 대역폭을 가지는 복수 개의 필터를 포함하도록 설계될 수 있다.
제1 채널필터(230) 및 제2 채널필터(240)에 포함되어 있는 복수 개의 필터는 상술한 바처럼 서로 등간격으로 회전판(250)에 부착될 수 있다. 일실시 예로서 16개의 필터를 포함하고 있는 제1 채널필터(240)는 서로 간에 360/16=22.5도의 간격을 가지고 회전판(250)에 부착될 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일실시 예에 따른 광 파장 채널 분석기의 광학부(200) 구조를 도시한 도면이다.
도 5와 도 4의 광학부(200)의 구조를 비교하면, 도 5의 경우, 도 4의 돌출된 동심원이 원판의 가장 바깥쪽에 구비되어 단면을 잘라서 보았을 때 ‘ㄷ’모양을 형성하고, 도 4의 원판의 원주에 회전판(250)에 평행하게 부착되었던 제1 채널필터(240)가 동심원의 외측에 회전판(250)에 수직으로 부착되도록 구성되었다. 그리고 돌출된 동심원의 제2 채널필터(240)가 부착된 부분에 구멍(251)을 구비하여 외부에서 인입되는 광신호(221)가 콜리메이팅 렌즈(220)를 거치면서 평행광으로 변한 광신호(240)가 제2 채널필터(240)를 거쳐서 회전판(250)의 돌출된 동심원에 형성된 구멍(251)을 통과하여 최종적으로 포토디텍더(280)로 입사하도록 구성된다.
도 5의 제1 채널필터(230) 및 제2 채널필터(240)는 서로 상이한 파장 대역을 필터링하면서, 각각 CWDM, C-밴드, 0-밴드, E-밴드, S-밴드, L-밴드, U-밴드 DWDM, 및 LAN-WDM 중의 적어도 하나에 대한 채널필터일 수 있다. 즉, 제1 채널필터(230) 및 제2 채널필터(240)는 각각 복수 개의 필터를 포함하는데, 이러한 복수 개의 필터는 하나 이상의 그룹으로 분류될 수 있고, 각 그룹은 동일한 필터링 대역폭을 갖는 하나 이상의 필터로 구성되고, 각 그룹 간에는 투과대역폭이 상이하거나 또는 필터링하는 파장 대역이 상이하도록 구성될 수 있다. 일 실시 예로서 제1 채널필터(230) 또는 제2 채널필터(240)는 총 11개의 필터를 포함할 수 있고, 11개의 필터는 다시 3개의 그룹으로 나눌 수 있는데, 첫 번째 그룹은 광대역 필터로 1260~1360nm 파장 대역을 통과시키는 광대역 밴드 패스필터 1개를 포함하고, 두 번째 그룹은 CWDM 채널필터로 필터링 대역폭이 14nm로 동일하면서 중심 필터링 파장이 각각 1570nm, 1310nm, 1490nm의 3개의 필터를 포함하고, 세 번째 그룹은 DWDM 채널필터로 1550~1560nm 대역의 파장을 측정하기 위한 필터 1개, 1580nm 대역의 파장을 측정하기 위한 필터 1개, 1602nm 대역의 파장을 측정하기 위한 필터 1개, 및 1525~1544대역의 파장을 측정하기 위한 필터 3개의 총 6개의 필터를 포함하도록 구성할 수 있다. 이처럼 제1 채널필터(230) 및 제2 채널필터(240)는 다양한 필터 조합으로 구성하여 다양한 영역의 파장을 측정하도록 할 수 있다.
도 4의 제1 채널필터(230)처럼 또는 도 5의 제2 채널필터(240)와 제1 채널필터(230)처럼 회전판(250)에 필터들을 수직으로 부착하여 광신호를 분석하는 경우, 광신호에 포함되어 있는 파장을 좀 더 정밀하게 분석할 수 있고, 채널 수보다 작은 수의 필터를 이용하여 전체 채널을 측정할 수 있는 장점이 있다.
일례로서 CWDM 채널의 경우 각 채널은 중심파장이 1270nm에서 1610nm 사이에서 20nm 간격으로 떨어져 있고, 각각의 채널대역은 20nm를 가질 수 있다. 그리고 제2 채널필터(240)의 각 필터는 중심파장을 중심으로 양쪽으로 7nm의 대역(일 예로서 중심 파장이 1490nm이면 1483nm에서 1497nm의 대역)을 통과시킬 수 있다. 그런데 주변환경을 포함하는 다양한 요인에 의하여 광 송신기에서 전송되는 광 파장이 정확한 중심파장인 1490nm가 아닌 1491nm 또는 1496nm가 되더라도 모두 채널대역폭 안에 있어 필터를 통과하여 포토디텍터에서 광 출력이 수신되므로, 1490nm의 광 파장이 인입되었다고 측정될 수 있다. 하지만, 광 파장이 중심 파장에서 얼마나 벗어나 있는지는 알 수 없다. 즉, 도 4의 제2 채널필터(240)처럼 회전판(250)과 수평으로 필터들이 부착된 경우에는 광 파장의 정확한 파장을 측정할 수 없고, 중심파장이 인입되는지 만을 판단할 수 있다. 반면에 회전판(250)에 수직으로 부착되는 경우에는 인입되는 광에 포함되어 있는 파장을 정밀하게 분석할 수 있다.
이하 회전판(250)에 필터가 수직으로 부착된 경우에 인입되는 광에 포함되어 있는 파장을 정밀하게 분석하는 신호처리부(400)의 동작에 대하여 설명한다.
일반적으로 박막 필터는 광 입사각의 변화에 따라서 필터링(filtering)되는 파장이 변경될 수 있다. 변경된 파장의 값은 아래와 같은 관계식을 갖는다.
Figure 112017059283223-pat00001
여기서, λo는 광 입사각이 0도 일 때의 필터의 중심 파장이고, φ는 입사각을 나타내며, neff 는 박막필터의 유효굴절률을 나타낸다.
또한, 입사각 φ에서 입사각도가 1도 변화할 때의 필터링되는 파장의 변화는 [수학식 2]의 관계식을 갖는다.
Figure 112017059283223-pat00002
도 6은 입사각의 변화에 따른 필터링되는 파장의 변화를 도시한 도면이다.
도 6은 입사각이 0도 일때의 중심파장이 1550nm이고 유효굴절률이 2.0인 박막필터에서 입사각이 0도에서 14도까지 증가할 때, 박막필터에서 필터링되는 파장의 변화량(610)과 특정 입사각에서 입사각이 1도 더 변하는 경우에 필터링되는 파장의 변화량(620)을 도시하고 있다. 도 6을 참조하면, 광의 박막필터에 대한 입사각을 0도에서 10도로 변화시키면 약 6nm 정도 필터링되는 파장이 변경됨을 알 수 있다. 입사각이 0도에서 중심파장이 1550nm를 갖도록 설계된 필터에서 입사각이 10도가 되도록 제어하면 필터링되는 중심파장은 1550nm에서 1544nm로 변경되게 된다. 또한, 도 6을 참조하면, 입사각이 10도에서 1도 더 변하면 약 -1.2nm 파장이 변위한다. 즉 10도에서 11도로 입사각이 변하면 필터의 특성파장은 1544nm에서 1542.8nm가 감소하게 된다.
도 7은 한 개의 채널필터를 회전시키면서 파장을 측정할 때, 입사각 0도에서 광신호(213)가 필터(230a)의 정중앙으로 입사할 경우, 광신호(213)의 손실을 발생시키지 않으면서, 필터(230a)를 최대한 회전시킬 수 있는 회전각(720, 721)을 계산하기 위한 도면이다. 최대회전각도(720)는 채널필터의 크기와 채널필터가 부착된 회전판의 반경에 의해서 [수학식 3]을 이용하여 계산될 수 있다.
Figure 112017059283223-pat00003
여기서 L은 채널필터의 가로 길이(730)를 나타내고, D는 광신호(213)의 빔직경, R은 회전판(250)의 회전 중심에서 필터(230a) 밑면까지의 거리, t는 채널필터의 두께(731)를 나타낸다. L=2.0mm, D=0.3mm, R=7mm, t=1mm인 경우, [수학식 3]에 의하여 최대 회전각(θmax)는 약 6.1도가 되고, 도 7을 참조하면, 최대입사각(φmax)은 최대 회전각과 동일하므로 약 6.1도가 된다. 그러므로 측정 가능한 입사각의 범위는 φ = -6.1 ~ +6.1 도이다. 그리고 [수학식 1]에 의하면 중심파장 λo=1550nm, 유효굴절률 neff =2.0인 채널필터의 경우 파장의 변위(740)는 2.2nm ~ -2.2nm가 된다.
상술한 실시 예에서는 [수학식 1]의 파장 변경 관계식에서 유효굴절률 값이 2.0인 필터를 기준으로 기술하지만 유효굴절률이 2.0인 필터에 국한되지 않는다. 일반적으로 다층박막을 적층하여 필터를 설계 혹은 제작할 때, 유효굴절률은 적층에 사용한 유전체들의 굴절률에 의하여 결정된다. [수학식 1]에 의하면 유효 굴절률이 5% 작아지면 파장 변위는 11% 증가한다.
참고로 도 1과 같은 종래의 광 파장 파워 측정기는 스텝 모터(33)가 회전을 해도 입력되는 광신호와 필터간의 입사각이 변하지 않기 때문에, 본 발명과 같은 효과가 나타나지 않으며 그에 따라서 입력되는 광신호에 포함되어 있는 파장값을 정밀하게 측정할 수 없다.
다시 도 3 내지 5를 참조하면, 신호처리부(400)는 제어부(300)를 통해 모터(260)를 제어하여 회전판(250)을 회전시키면서 포토디텍터(270, 280)에서 들어오는 전기신호를 검측하여 광신호(213, 223)에 포함되어 있는 광 파장을 정밀하게 측정할 수 있다.
이하 도 8 내지 도 10를 참조하여 본 발명에 의하여 신호처리부(400)에서 수행하는 파장 측정방법을 설명한다.
도 8은 모터(260)를 회전시킬 때, 모터의 회전각(θ)에 따라서 입사각(φ)이 변하여 DWDM 채널필터(230) 및 CWDM 채널필터(240)에 포함되어 있는 필터 중 하나의 필터의 투과대역 파장이 변경되는 일예를 도시한 도면이다.
입력되는 광신호에 포함되어 있는 광 파장을 측정하기 위한 본 발명에서 제시하는 방법은 필터의 투과대역의 왼쪽 모서리(1020) 파장(λLE)과 오른쪽 모서리(1010) 파장(λRE)을 이용한다. 도 8을 참조하면, 모터의 회전각(θ)이 필터가 입사되는 광신호(414)와 수직이 되도록 설정되는 경우, 즉, 광신호(213, 223)의 입사각(φ)이 0이 되도록 설정된 경우, 필터는 설계된 중심파장(λC)에서 설계된 대역만큼의 파장만 통과시킬 수 있다. 일례로서 채널필터가 λc ± 7nm의 파장만을 통과시키도록 설계된 경우, 왼쪽 모서리 파장(λLE)은 λc - 7nm 가 되고, 오른쪽 모서리 파장(λRE)은 λc + 7nm가 될 수 있다. 즉, 중심파장(λC)이 1550nm인 경우에 왼쪽 모서리 파장(λLE)은 1543nm가 될 수 있고, 오른쪽 모서리 파장(λRE)은 1557nm가 될 수 있다. 그리고 모터(260)를 회전간격 dθ마다 회전시킬 때의 필터의 투과대역의 오른쪽 모서리(1010) 파장(λRE)과 왼쪽 모서리(1020)파장(λLE)을 계산한다. 모터(260)를 dθ만큼 회전시키면 회전판(250)도 동일하게 회전하게 되고, 마찬가지로 회전판(250)의 돌출된 동심원에 부착된 필터도 dθ만큼 회전하게 된다. 이에 의해 광신호(213, 223)가 필터에 입사되는 입사각(φ)은 dθ가 된다. 입사각이 0에서 dθ로 변하면 도 7에서 설명한 것처럼 필터가 통과시킬 수 있는 파장대역이 변하게 된다. 도 8에 도시한 것처럼 일반적으로 왼쪽으로 이동하게 되고 그에 따라 오른쪽 모서리 파장(λREi)과 왼쪽 모서리파장(λLEi)이 변하게 된다. 이러한 변경은 [수학식 1]을 이용하여 계산할 수 있다. N 개의 필터가 회전판(250)의 돌출된 동심원에 부착되어 있고, 각각의 필터에 대하여 M개의 입사각(0, dθ, 2dθ, ..., (M-1)dθ)에 대하여 계산하면 아래와 같이 총 NxM 개의 측정용 데이터 집합을 얻을 수 있다. 즉, 측정용 데이터 집합은 θk, φj, λLE(i), λRE(i),dλLEj, 및 dλREj 의 함수일 수 있는데. 여기서 i = 1 ~ N인 정수이고 j는 1 ~ M인 정수이고 k는 1 ~ N×M정수이다. θk는 모터의 각도 위치로 0~360도의 사이의 값이고, φj 는 필터에 대한 광신호의 입사각으로 0 ~ (M-1)dθ의 값을 갖는다. dλj 는 입사각 변화에 의한 파장 변위 값으로 dλREj는 오른쪽 모서리(1010)에서의 파장의 변위값이고, dλLEj는 왼쪽 모서리(1020)에서의 파장의 변위값이다.
일 예로서 채널필터의 개수가 16개이고, dθ는 0.5도이고 20개의 입사각에 대하여 계산한다고 하면 총 측정용 데이터는 16×20=320개가 된다. 즉, 계산하고자 하는 입사각의 수가 많아질수록, 채널필터의 개수가 많아질수록 측정용 데이터의 양도 많아질 수 있다. 반면에 측정할 수 있는 파장의 정밀도는 더욱 높아질 수 있다. 이런 조건하에서 측정용 데이터는 다음 [표 1]과 같은 값을 가질 수 있다.
k i j θk φj λLE(i) λRE(i) dλLEj dλREj
1 1 1 0 0 1263nm 1277nm 0nm 0nm
2 1 2 0.5 0.5 1263nm 1277nm -0.012nm -0.012nm
... ... ... ... ... ... ... ... ...
20 1 20 10 10 1263nm 1277nm -4.796nm -4.796nm
21 2 1 22.5 0 1283nm 1297nm 0nm 0nm
22 2 2 23 0.5 1283nm 1297nm -0.012nm -0.012nm
... ... ... ... ... ... ... ... ...
30 2 10 27.5 5 1283nm 1297nm -1.225nm -1.225nm
... ... ... ... ... ... ... ... ...
40 2 20 32.5 10 1283nm 1297nm -4.871nm -4.871nm
... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ...
301 16 1 337.5 0 1603nm 1617nm 0nm 0nm
302 16 2 338 0.5 1603nm 1617nm -0.015nm -0.015nm
... ... ... ... ... ... ... ... ...
320 16 20 347.5 10 1603nm 1617nm -6.080nm -6.080nm
상기 측정용 데이터는 도 3의 신호처리부(400)에 구비되어 있는 비휘발성 메모리에 저장하여, 파장 측정에 활용될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시 예에 따른 입력되는 광신호의 파장을 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 파장이 알려지지 않은 입력 광신호가 파장 측정기에 입사될 때, 포토디텍터(270, 280)의 출력을 관측함으로써 신호처리부(400)는 입력 광신호(213, 223)에 포함되어 있는 파장을 측정할 수 있다. 도 9는 특정 필터의 대역 내에 해당하는 광 파장(1100)이 광신호(213, 223)에 포함되어 있는 경우를 상정한 것이다. 광 파장(1100)이 특정 필터의 투과대역(1110) 내에 해당하면 이 광 파장(1100)은 필터를 투과하고 포토디텍터(270, 280)에 전달된다. 포토디텍더(270, 280)는 도달할 광 파장의 세기에 해당하는 전기신호를 생성하여 신호처리부(400)로 전달할 수 있다. 종래의 광 파장 검출기의 경우에는 포토디텍더(270, 280)에서 방출하는 전기신호를 보고 특정 채널에 해당하는 광 파장이 존재함만을 확인할 수 있을 뿐 실제 전송되는 광 파장의 정밀한 파장을 알 수는 없다. 본원 발명은 정밀한 파장 측정을 위하여 포토디텍터(270, 280)의 전기출력신호를 이용한다.
도 9에서 보듯이 입사각이 0인 경우의 특정 채널필터의 투과대역(1110)은 신호처리부(400)에 의한 제어에 의하여 회전판(250) 및 DWDM 채널필터(230) 및/또는 CWDM 채널필터(240)를 회전시킴으로써 변이가 될 수 있다. 도 9의 일례에서 dθ만큼 회전시키면 입사각이 dθ가 되어 채널필터의 투과대역이 1120으로 변경될 수 있다. 다시 dθ만큼 더 회전시키면 입사각이 2dθ가 되고 채널필터의 투과대역이 1130이 된다. 계속적으로 dθ만큼 더 회전시키면 입사각이 계속 커지고 그에 따라 채널필터의 투과대역이 계속 낮은 쪽으로 이동하여 입사각이 a×dθ가 되는 경우에 입사되는 광 파장(1100)이 채널필터 투과대역(1140)의 오른쪽 모서리에 걸리게 된다. 도 9에 도시된 것처럼 모터(260) 또는 필터의 회전각이 a×dθ(1150)까지는 광 파장(1100)이 필터의 투과대역 내에 존재하게 되므로 포토디텍터(270, 280)의 출력이 높은 값을 유지하게 되나 dθ만큼 한 번 더 이동을 시키면 광 파장(1100)이 필터 투과대역을 벗어나게 되어 필터를 투과할 수 없게 되고 그 결과로 포토디텍터(270, 280)의 출력이 거의 나오지 않게 된다. 이후 계속 dθ만큼씩 이동시켜 한 채널필터 내에서의 최대 회전각까지 가더라도 광 파장(1100)이 채널필터 투과대역 내에 존재하지 않게 되므로 포토디텍터(270, 280)의 출력은 나오지 않게 된다.
그러므로 신호처리부(400)는 포토디텍터(270, 280)의 출력이 고점에서 저점으로 떨어질 때까지 움직인 dθ의 횟수와 상기 미리 계산해 놓은 측정용 데이터를 이용하여 입력되는 광 파장(1100)의 정밀한 파장을 측정할 수 있다. 일예로서 특정 광신호에 대하여 상기 측정용 데이터의 k=21인 경우에 포토디텍터(270, 280)의 출력이 고점이고 0.5도(dθ)씩 회전각을 증가시켰을 때에 포토디텍터(270, 280)의 출력이 k=30인 경우에 마지막으로 고점이 되고 k=31인 경우에 저점이 되었다고 하면 신호처리부(400)는 k=30에서의 λRE(i) 값과 dλREj 값을 이용하여 입력된 광신호에 포함된 광 파장이 1297-1.225 = 1295.775nm임을 측정할 수 있다. 여기에서 전기신호의 고점과 저점은 미리 설정된 특정값을 기준으로 이보다 큰 경우에는 고점으로 이보다 작은 경우에는 저점으로 할 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 일실시 예에 따른 입력되는 광신호의 파장을 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 입력되는 광신호에 포함되는 광 파장이 원 채널의 중심파장에서 너무 벗어나서 처음 입사각이 0인 경우에 포토디텍터(270, 280)의 출력이 아주 낮게 나오게 된다. 이 경우 종래의 방식은 채널을 인식할 수 없게 되고 오류로 판단할 수 있지만 실제로 광 파장에 어떤 일이 발생했는지는 알 수 없다. 반면에 본원 발명은 입사각이 0인 경우의 특정 채널필터의 투과대역(1210)은 신호처리부(400)에 의한 제어에 의하여 회전판(250) 및 필터를 회전시킴으로써 변이가 될 수 있다. 도 10의 일례에서 dθ만큼 회전시키면 입사각이 dθ가 되어 필터의 투과대역이 1220으로 변경될 수 있다. 다시 dθ만큼 더 회전시키면 입사각이 2dθ가 되고 채널필터의 투과대역이 1230이 된다. 계속적으로 dθ만큼 더 회전시키면 입사각이 계속 커지고 그에 따라 채널필터의 투과대역이 계속 낮은 쪽으로 이동하여 입사각이 b×dθ가 되는 경우에 입사되는 광 파장(1200)이 채널필터 투과대역(1240)의 왼쪽 모서리에 걸리게 된다. 도 10에 도시된 것처럼 모터(260) 또는 필터의 회전각이 b×dθ(1250) 이전까지는 광 파장(1200)이 필터의 투과대역 밖에 존재하게 되므로 포토디텍터(425)의 출력이 낮은 값을 유지하게 되나 dθ만큼 한 번 더 이동을 시켜 회전각이 b×dθ(1250)가 되면 광 파장(1200)이 필터 투과대역 내에 들어가게 되어 필터를 투과하게 되고 그 결과로 포토디텍터(270, 280)의 출력에 높은 값이 나오게 된다. 이후 계속 dθ만큼씩 이동시켜 한 필터 내에서의 최대 회전각까지 광 파장(1200)이 채널필터 투과대역 내에 존재하게 되므로 포토디텍터(270, 280)의 출력은 높은 값을 유지하게 된다.
그러므로 신호처리부(400)는 포토디텍터(270, 280)의 출력이 저점에서 고점으로 떨어질 때까지 움직인 dθ의 횟수와 상기 미리 계산해 놓은 측정용 데이터를 이용하여 입력되는 광 파장(1200)의 정밀한 파장을 측정할 수 있다. 일예로서 특정 광신호에 대하여 상기 측정용 데이터의 k=21인 경우에 포토디텍터(270, 280)의 출력이 저점이고 0.5도(dθ)씩 회전각을 증가시켰을 때에 포토디텍터(270, 280)의 출력이 k=30인 경우에 최초 고점이 되었다고 하면 신호처리부(400)는 k=30에서의 λLE(i) 값과 dλLEj 값을 이용하여 입력된 광신호에 포함된 광 파장이 1283-1.225 = 1281.775nm임을 측정할 수 있다.
요약하면, 신호처리부(440)는 도 9의 예와 같이 포토디텍터(270, 280)의 출력이 고점에서 저점으로 변하면 하기 [수학식 4]을 사용하고, 도 10의 예와 같이 포토디텍터(270, 280)의 출력이 저점에서 고점으로 변하면 하기 [수학식 5]를 적용하여 입력된 광신호에 포함되어 있는 광 파장을 구할 수 있다.
Figure 112017059283223-pat00004
Figure 112017059283223-pat00005
여기서 λ(i)는 i번째 채널의 측정된 파장값이고, λRE(i), λLE(i), dλREj 및 dλLEj 는 상기 미리 계산된 측정용 데이터로부터 구할 수 있는데, 여기서, i와 j는 포토디텍터(270, 280)의 출력이 고점에서 저점으로 또는 저점에서 고점으로 변하는 시점의 채널 정보와 회전 각 정보를 바탕으로 구할 수 있다.
한편, 각 채널의 광 출력의 측정은 도 9 또는 도 10의 포토디텍터(270, 280) 출력신호를 입사각 위치에서 취득하고 미리 측정된 포토디텍터(270, 280)의 Responsivity(R) 값으로 나누어 다음 [수학식 6]을 이용하여 산출할 수 있다.
Figure 112017059283223-pat00006
여기서 I(i)는 입사각 위치에서 획득한 포토디텍터(270, 280)의 출력값이다. 본 실시 예에서는 광 출력을 취득하는 입사각 위치를 포토디텍터(270, 280)가 높은 신호가 출력되는 구간의 중간 위치를 선택하였으나 중간위치 좌우의 값을 평균하여 적용할 수도 있다.
상술한 설명에서 CWDM 채널을 기반으로 설명하였지만 본 발명의 기술은 CWDM 채널 및 DWDM 채널 모두에서 적용이 가능하다.
도 11은 C-밴드(1530~1565 nm, 대역폭 35nm)에 100GHz DWDM을 적용한 일실시 예를 도시한 도면이다.
도 11에서 제시된 C-밴드뿐만 아니라 DWDM 기술은 O-밴드, E-밴드, S-밴드, L-밴드, U- 밴드에도 적용될 수 있다.
도 12는 중심 파장 = 1570nm, 유효굴절율(neff) = 1.5764인 DWDM 필터의 입사각과 파장변위의 관계식을 그래프로 도시한 도면이다.
도 12를 참조하면, 입사각이 10도인 경우, 최대 파장변위는 9.5nm이고, 1도당 파장 변위(dλ/dφ)는 -1.18nm/deg이므로 파장 분해능 0.05nm를 얻기 위해서 회전 스텝 dθ는 0.05도 이하 이어야 한다.
도 4 내지 도 5의 광학부(200) 구성에 있어서 투과대역폭이 0.3nm 정도인 50GHz DWDM 채널필터(230)를 적용하고자 할 때, DWDM 채널필터(230)의 각 필터는 가로길이 L=2.0mm, 두께 t=1mm, 유효굴절률=1.5764일 수 있다. 그리고 입력 광신호의 빔 직경=0.3mm, 입력 광신호의 오프셋 X = 0.55mm, 입력 광신호의 기울어진 각 ψ=2도인 경우, 1개의 필터의 입사각도 범위 φ = 0도 ~ 10.1도이며 그에 따른 파장변위 dλ = -0.38 ~ -13.89nm를 얻을 수 있다. 그러므로 C-밴드의 전체 대역폭 35nm 범위의 파장을 측정하기 위한 DWDM 채널필터의 개수는 최소 4개이며 본 실시 예에서는 최대입사각을 8도까지만 유효한 측정값으로 사용하기 위하여 DWDM 채널필터(230)의 필터를 7개 사용한다. 그러므로 투과 중심파장이 각각 6nm 정도 떨어져 있는 50GHz DWDM 채널필터(230)의 필터 7개로 C-밴드 전체 채널(채널 총 개수=37nm/0.4nm = 88개)에 대하여 광 파장 및 광 출력을 측정할 수 있다. 도 12를 참조하면, 입사각이 8도이면 1도당 파장변위가 1.53nm이므로 0.02nm 간격으로 필터 투과대역을 변위시키기 위하여 최소 회전각도(dθ)가 0.03도인 모터를 적용할 수 있다. 또한, 상기 DWDM 채널필터(230)의 각 필터는 투과대역이 0.2nm보다 더 좁은 투과대역의 필터를 적용할 수도 있다.
상술한 바처럼 신호처리부(400)는 제어부(300)를 통해 모터(260)를 제어하고, 그에 따라 회전판(250)의 회전각을 제어함으로써 입사되는 광신호에 포함되어 있는 파장의 정밀한 값을 계산할 수 있다.
이제 광 입력부(100)의 구성에 대하여 설명한다.
본 발명의 일실시 예에 따른 광 파장 분석기의 광학부(200)는 CWDM 채널의 파장을 측정하기 위한 광신호 입력과 DWDM 채널의 파장을 측정하기 위한 광신호 입력을 별도로 가지고 있다. 따라서 광 입력부(100)는 광학부(200)의 2개의 입력에 대응하여 2개의 광신호를 광학부(200)로 전달할 수 있다. 또는 2개 중의 하나의 입력으로만 광신호를 전달할 수 있다. 이 경우에는 광학부(200)는 CWDM 채널의 파장만을 측정하거나, 또는 DWDM 채널의 파장만을 측정하거나 할 수 있다. 즉, 광 입력부(100)는 외부의 광신호를 광학부(200)의 두개의 콜리메이터 렌즈(210, 220)로 광신호를 전달하는 기능을 수행한다.
도 13은 본 발명의 일실시 예에 따른 광 입력부(100)의 구성을 도시한 도면이다.
도 13을 참조하면, 광 입력부(100)는 두 개의 광 입력 인터페이스(110, 111)로부터 들어오는 광신호를 각각 콜리메이팅 렌즈(210, 220)로 전달한다. 도 13의 광 입력부(100)와 도 4 내지 도 5의 광학부(200)로 구현된 광 파장 채널 분석기는 외부 광신호가 제1 광 입력 인터페이스(110)를 통하여 들어오면 DWDM 채널 신호를 측정하며, 제2 광 입력 인터페이스(111)를 통하여 들어오면 CWDM 채널 신호를 측정할 수 있다. 도 13과 같은 구성은 하나의 광신호에 DWDM 채널과 CWDM 채널이 복합된 경우 광신호에 포함된 DWDM 채널의 파장 및 CWDM 채널의 파장을 동시에 측정할 수 없는 단점이 있지만, 한 대의 측정기로 DWDM 채널과 CWDM 채널을 측정할 수 있는 장점을 가지게 된다.
도 14a 및 도 14b는 본 발명의 또 다른 일실시 예에 따른 광 입력부(100)의 구성을 도시한 도면이다.
도 14a는 DWDM 채널 신호가 입력되는 경우를 도시한 것이고, 도14b는 CWDM 채널 신호가 입력되는 경우를 도시한 것이다.
도 14a 및 도 14b를 참조하면, 광 입력부(100)는 단 1개의 광 입력 인터페이스(120)를 가지고 있으며 광 입력부(100) 내부에 광 스프리터(121)를 구비하여 입력되는 광신호를 2개의 광신호로 분기하고, 각각을 2개의 콜리메이팅 렌즈(210, 220)로 전달한다. 도 14a와 같이 DWDM 광신호가 입력되면 DWDM 신호가 제1 콜리메이팅 렌즈(210)로 전달되어 최종적으로 도 4 내지 도 5의 DWDM 파장 측정용 포토디텍터(270)로 입사되어 광신호에 포함된 DWDM 파장 및 광 세기를 측정할 수 있다. 이때 제2 콜리메이팅 렌즈(220)로 입사된 광신호에도 DWDM 파장이 포함되어 있으나 CWDM 채널필터(240)에서 모두 필터링되어 없어지고 CWDM 측정용 포토디텍더(280)에는 DWDM 파장이 나타나지 않을 것이다. 도 14b와 같이 CWDM 광신호가 입력되면 최종적으로 도 4 내지 도 5의 CWDM 파장 측정용 포토디텍터(280)로 입사되어 CWDM 신호의 파장 및 광 세기를 측정할 수 있다. 도 14a 및 도 14b의 광 입력부(100)와 도 4 내지 도 5의 광학부(200)로 구현된 광 파장 분석기는 상기 도 13의 일실시 예와 유사하게 DWDM 채널 분석 또는 CWDM 채널 분석을 각각 수행할 수 있고, DWDM과 CWDM 채널이 복합된 광신호의 광 세기는 측정할 수 없으나, 하나의 광 입력 인터페이스(130)를 사용하여 외부 광신호를 입력받기 때문에 사용자 측면에서 볼 때, 편리하고 쉽게 사용할 수 있는 장점이 있다.
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 또 다른 일실시 예에 따른 광 입력부(100)의 구성을 도시한 도면이다.
도 15a는 DWDM 채널 신호 및 CWDM 채널 신호가 복합되어 한 광 선로를 통해 입력되는 경우에 대하여 도시한 것이고, 도 15b는 CWDM 채널 신호만 입력되는 경우에 대하여 도시한 것이다.
도 15a 및 도 15b를 참조하면, 광 입력부(100)는 하나의 광 입력 인터페이스(130)를 구비하고 있고, 입력되는 광신호에 DWDM 채널과 CWDM 채널이 복합된 경우에도 2개의 채널 모두에 대하여 파장 및 각 파장의 광 세기를 측정할 수 있도록 할 수 있다.
도 15a와 같이 DWDM 채널과 CWDM 채널이 복합된 외부 광신호가 입력되면, DWDM 광신호와 CWDM 광신호는 광 스프리터(optical splitter; 131)를 거쳐서 DWDM 필터모듈(132)에 도달한다. DWDM 필터모듈(132)은 DWDM 파장 대역의 광신호는 투과시키고 그 이외의 광신호는 반사시키는 특성을 갖도록 설계되어 있어 광신호 중 DWDM 파장을 포함하는 광신호는 DWDM 필터모듈(132)을 통과하여 최종적으로 DWDM 파장 측정용 포토디텍터(270)로 입사한다. 그리고 CWDM 파장을 포함하는 광신호는 DWDM 필터모듈(132)에서 반사되어 광 스위치(133)에 도달하고 이를 통과하여 최종적으로 CWDM 파장 측정용 포토디텍터(280)로 입사한다. 이때 CWDM 파장과 DWDM 파장이 중첩되는 영역(902)의 파장은 DWDM 필터모듈(132)에서 반사되지 않기 때문에 측정이 불가할 수 있다.
다만, CWDM 채널 전용으로 총 18개의 CWDM 채널 광신호를 측정하고자 한다면 도 15b와 같이 광 스위치(133) 내부의 광 선로를 도 15b에 도시되어 있는 것처럼 광 스위치(131)로부터 입력받을 수 있도록 절체하면 18개의 CWDM 채널 신호 전부를 최종적으로 CWDM 측정용 포토디텍터(280)로 입사시킬 수 있다.
도 16a 및 도 16b는 본 발명의 또 다른 일실시 예에 따른 광 입력부(100)의 구성을 도시한 도면이다.
도 16a는 DWDM 채널 신호 및 CWDM 채널 신호가 복합되어 한 광 선로를 통해 입력되는 경우에 대하여 도시한 것이고, 도 16b는 CWDM 채널 신호만 입력되는 경우에 대하여 도시한 것이다.
도 16a 및 도 16b는 도 15a 및 도 15b의 광 스프리터(131) 대신에 그 자리에 광 스위치(141)를 적용한 경우이며, 도 16a 및 도 16b의 일실시 예는 광 스프리터(131)에 의해 발생할 수 있는 광신호 세기의 저하를 완화할 수 있다는 장점이 있다.
도 17a 내지 도 17d 및 도 18a 내지 도18d는 본 발명의 또 다른 일실시 예에 따른 광 입력부(100)의 구성을 도시한 도면이다.
도 17a 내지 도 17d 및 도 18a 내지 도18d의 일실시 예에서는 광 입력부(100)가 2개의 광 입력 인터페이스(150, 151)를 구비하고 있고, 한 가닥의 광 선로에서 양방향으로 진행하는 광신호를 동시에 측정할 수 있도록 구성되어 있다.
도17a 내지 도 17d를 참조하면, 오른쪽 방향으로 진행하는 DWDM 광신호(1741), 및 CWDM 광신호(1742)와 왼쪽 방향으로 진행하는 DWDM 광신호(1743) 및 CWDM 광신호(1744)가 있는 광 선로를 가정하였을 때, 도 17a는 왼쪽 방향으로 진행하는 DWDM 광신호(1743)와 CWDM 광신호(1744)를 측정할 수 있도록 하여주는 광 입력부(100)의 구성이고, 도 17b는 오른쪽 방향으로 진행하는 DWDM 광신호(1741)와 CWDM 광신호(1742)를 측정할 수 있도록 하여주는 광 입력부(100)의 구성을 도시하고 있다. 상기 광신호들은 광 스프리터(152)와 광 스위치(153)를 거쳐서 두 개의 콜리메이팅 렌즈(210, 220)로 입사되며, 상기 광 스위치(153)의 상태에 따라서 오른쪽 방향으로 진행하는 광신호 또는 왼쪽 방향으로 진행하는 광신호만이 콜리메이팅 렌즈로 입사될 수 있으므로 DWDM 신호와 CWDM 신호가 혼합된 양방향의 광신호의 파장을 순차적으로 측정할 수 있다. 그리고 DWDM 필터모듈(154) 및 광 스위치(155)는 도 15의 DWDM 필터모듈(132) 및 광 스위치(133)와 동일하게 동작한다.
도 17c와 도 17d는 CWDM 광신호만을 측정하기 위한 광 입력부의 내부 동작 구성을 도시하고 있다. CWDM 광신호만을 측정하기 위하여는 광 스위치(153) 및 광 스위치(155)를 조작하여 오른쪽 방향 CWDM 신호 또는 왼쪽방향 CWDM 신호가 콜리메이트 렌즈(220)로 진행하도록 하여주면 된다.
도17a 내지 도17d의 광 입력부(100)는 광 스프리터(152)에 의하여 광 입력 인터페이스(150)로 인입되는 광신호가 광 입력 인터페이스(151)로 출력될 수 있고, 역으로 광 입력 인터페이스(151)로 인입되는 광신호가 광 입력 인터페이스(150)으로 출력될 수 있기 때문에 광 선로의 통신상태를 유지하면서도 광 선로를 지나는 광신호의 파장을 측정할 수 있는 장점이 있다.
도 18a 내지 도 18d를 참조하면, 광 선로에서 양방향으로 진행하는 광신호를 측정하기 위하여 도 18a 내지 도 18d는 도 17a 내지 도 17d에서 광 스프리터(152)을 제거하고 외부 광신호를 광 스위치(153)에 직접 연결한 것을 도시하고 있다. 도 18a 내지 도 18d는 도 17a 내지 도 17d와 달리 광 선로의 통신상태를 유지하지 못하지만 광 스프리터(152)에 의한 광 세기 저하가 완화되므로 도 17a 내지 도 17d보다 더 큰 광신호가 출력되는 장점이 있다.
본 발명에서 제시하는 광 파장 채널 분석기는 상술한 바와 같이 도 13 내지 도 18의 다양한 광 입력부(100) 구성을 적용하고, 광 입력부(100)로부터 입력되는 광신호를 CWDM 채널 및 DWDM 채널의 각 파장에 대하여 분석함으로써 광신호가 가지고 있는 파장 및 파장의 세기를 분석할 수 있도록 하여줄 수 있다.
특히 사용자의 설정에 의하여 다양한 형태의 광 입력부(100)를 모듈화하여 적용함으로써 사용자의 요구나 목적에 따라 쉽게 변경 적용이 가능한 광 파장 채널 분석기를 생산할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명은 기존에 존재하지 않았던 CWDM 채널 및 DWDM 채널을 동시에 분석할 수 있도록 하는 휴대용 광 파장 채널 분석기를 제공함으로써 사용자의 편리한 광 선로에 대한 설치, 유지, 보수 작업이 가능토록 할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 광 입력부
200: 광학부
210, 220: 콜리메이팅 렌즈
230: DWDM 채널필터
240: CWDM 채널필터
250: 회전판
260: 모터
270, 280: 포토디텍터
300: 제어부
400: 신호처리부
500: 디스플레이부

Claims (13)

  1. 광신호에 포함되어 있는 파장 및 각 파장의 세기를 분석하기 위한 광 파장 분석기로서,
    광 입력부, 광학부, 제어부, 신호처리부, 및 디스플레이부를 포함하고,
    상기 광 입력부는 복수의 광 파장을 포함하는 광신호를 수신하여 2개의 광신호로 상기 광학부로 전달하고,
    상기 광학부는 회전판에 부착된 필터링하는 파장 대역이 상이한 2개의 채널필터를 이용하여 상기 광 입력부에서 오는 2개의 광신호를 채널별로 필터링하고, 각 채널에 해당하는 파장의 광 세기와 비례하는 전기신호를 출력하고,
    상기 제어부는 상기 광학부의 회전판의 회전각을 제어하고,
    상기 신호처리부는 상기 제어부를 위한 회전각도 제어신호를 생성하고, 상기 회전각도와 상기 전기신호를 바탕으로 파장별 광 세기 값을 추출하고,
    상기 디스플레이부는 상기 신호처리부에서 추출한 상기 파장별 광 세기 값을 표시하고,
    상기 광학부는,
    상기 광 입력부에서 오는 2개의 광신호를 평행광으로 만들어주는 제1 렌즈 및 제2 렌즈;
    상기 제1 렌즈로부터 오는 제1 평행광을 필터링하는 제1 채널필터;
    상기 제2 렌즈로부터 오는 제2 평행광을 필터링하는 제2 채널필터;
    상기 제1 채널필터 및 상기 제2 채널필터가 부착되는 회전판;
    상기 회전판을 회전시키는 모터;
    상기 제1 채널필터를 통과한 평행광을 제1 전기신호로 변환하여 출력하는 제1 포토디텍터; 및
    상기 제2 채널필터를 통과한 평행광을 제2 전기신호로 변환하여 출력하는 제2 포토디텍터;
    를 포함하고,
    상기 제1 채널필터 및 상기 제2 채널필터는 상기 회전판의 회전방향의 접선과 평행하게 부착하여, 상기 회전판의 회전에 따라서 상기 제1 평행광이 상기 제1 채널필터에 입사하는 각도 및 상기 제2 평행광이 상기 제2 채널필터에 입사하는 각도가 변화하는,
    광 파장 분석기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 채널필터는 상기 회전판의 회전방향의 접선과 평행하게 부착하여, 상기 회전판의 회전에 따라서 상기 제1 평행광이 상기 제1 채널필터에 입사하는 각도가 변화하고, 상기 제2 채널필터는 상기 회전판의 회전방향의 접선과 수직으로 원주방향으로 부착하여, 상기 회전판의 회전에 따라서 상기 제2 평행광이 상기 제2 채널필터에 입사하는 각도가 변화하지 않는,
    광 파장 분석기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 채널필터는 CWDM 채널을 필터링하기 위한 CWDM 채널필터이고,
    상기 제2 채널필터는 C-밴드, 0-밴드, E-밴드, S-밴드, L-밴드, U-밴드 DWDM 채널, 및 LAN-WDM 채널 중의 적어도 하나에 대하여 필터링하기 위한 DWDM 채널필터인,
    광 파장 분석기.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 채널필터 및 상기 제2 채널필터는,
    서로 상이한 파장 대역을 필터링하고,
    각각 CWDM 채널, C-밴드, 0-밴드, E-밴드, S-밴드, L-밴드, U-밴드 DWDM 채널, 및 LAN-WDM 채널 중의 적어도 하나에 대하여 필터링하는,
    광 파장 분석기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 채널필터는 하나 이상의 그룹으로 분류될 수 있고,
    각 그룹은 동일한 필터링 대역폭을 갖는 복수 개의 필터로 구성되며, 각 그룹 간에는 투과대역폭이 상이하거나 또는 필터링하는 파장 대역이 상이한,
    광 파장 분석기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 채널필터는 7개의 C-밴드 필터로 구성되고, 상기 7개의 필터의 각 필터의 필터링되는 중심 파장은 1530nm에서 1565nm 사이에 있고, 각 필터의 필터링되는 중심 파장간의 간격은 6nm인,
    광 파장 분석기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 채널필터는 하나 이상의 그룹으로 분류될 수 있고,
    각 그룹은 동일한 대역폭을 갖는 복수 개의 필터로 구성되며, 그룹 상호간에는 투과대역폭이 상이하거나 파장 대역이 상이한,
    광 파장 분석기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 채널필터는 18개의 필터로 구성되고, 상기 18개의 필터의 각 필터의 필터링되는 중심 파장은 1270nm에서 1610nm 사이에 있고, 각 필터의 필터링되는 중심 파장간의 간격은 20nm인,
    광 파장 분석기.
  11. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 신호처리부는,
    상기 전기신호가 미리 설정된 기준값보다 큰 고점에서 미리 설정된 상기 기준값보다 작은 저점으로 변하는 지점 또는 상기 전기신호가 상기 미리 설정된 기준값보다 작은 저점에서 상기 미리 설정된 기준값보다 큰 고점으로 변하는 지점에서의 상기 회전각도를 바탕으로 상기 광신호에 포함되어 있는 파장값을 추출하는,
    광 파장 분석기.
  12. 제1항에 있어서, 상기 광 입력부는,
    상기 광신호를 수신하기 위한 1개의 광 입력 인터페이스; 및
    상기 광 입력 인터페이스를 통해 수신한 상기 광신호를 2개의 광신호로 분기하는 광 스프리터;를 포함하고,
    상기 광 스프리터에서 출력되는 2개의 광신호는 각각 상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈로 입사하는,
    광 파장 분석기.
  13. 제1항에 있어서, 상기 광 입력부는,
    상기 광신호를 수신하기 위한 1개의 광 입력 인터페이스;
    상기 광 입력 인터페이스를 통해 수신한 상기 광신호를 2개의 광신호로 분기하는 광 스프리터;
    상기 제1 채널필터의 파장대역만을 통과시키고 상기 제2 채널필터의 파장대역은 반사시키는 필터모듈; 및
    상기 필터모듈에서 반사되어온 광신호 및 상기 광 스프리터로부터 오는 광신호 중 어느 하나를 받아서 출력하는 광 스위치;를 포함하고,
    상기 필터모듈의 출력은 상기 제1 렌즈로 전달되고, 상기 광 스위치의 출력은 상기 제2 렌즈로 전달되는,
    광 파장 분석기.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110068540B (zh) * 2019-05-17 2022-04-22 重庆科技学院 基于气体成份浓度检测系统的检测方法
CN111721403A (zh) * 2020-07-13 2020-09-29 上海嘉慧光电子技术有限公司 一种轮盘式分光测试装置
CN112039585A (zh) * 2020-08-21 2020-12-04 武汉光迅科技股份有限公司 光信号监测设备及光信号监测方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090091759A1 (en) * 2007-10-05 2009-04-09 Lightwaves 2020, Inc. Multiple Wavelength Optical Analyzer Device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100820947B1 (ko) 2006-07-06 2008-04-10 (주)한틀시스템 광파장 파워 측정기
KR101036848B1 (ko) * 2008-04-25 2011-05-25 한국광기술원 광신호 모니터링 장치 및 그 제조 방법
EP2351265B1 (en) * 2008-12-08 2013-02-27 Nokia Siemens Networks OY Coherent optical system comprising a tunable local oscillator
KR20110037428A (ko) * 2009-10-06 2011-04-13 강승구 파장 감지형 광파워미터
US20120063719A1 (en) * 2010-09-10 2012-03-15 Bogdan Chomycz DWDM and CWDM Communication System over Multimode Fiber
KR101371121B1 (ko) * 2012-05-23 2014-03-20 주식회사 피피아이 광파장 파워 측정기
KR101743276B1 (ko) * 2014-11-26 2017-06-15 한국전자통신연구원 광파장 및 광파워 측정용 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090091759A1 (en) * 2007-10-05 2009-04-09 Lightwaves 2020, Inc. Multiple Wavelength Optical Analyzer Device

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