KR102041589B1 - 파장다중 양방향 광송수신 장치 - Google Patents

파장다중 양방향 광송수신 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 파장다중 양방향 광송수신 장치는 광 투과 블럭; 상기 광 투과 블럭의 일측에 구비된 광송신용 밴드패스필터링부; 및 상기 광 투과 블럭의 일측 또는 타측에 구비된 광수신용 밴드패스필터링부를 포함하며, 상기 광송신용 밴드패스필터링부를 통과하여 상기 광 투과 블럭으로 입사된 광 송신신호는 상기 광수신용 밴드패스 필터링부에 반사되어 상기 광 투과 블럭의 외부로 방출되고, 외부에서 입사되어 상기 광 투과 블럭을 통과하는 광 수신신호는 상기 광수신용 밴드패스필터링부를 통과하고 상기 광송신용 밴드패스 필터링부에 반사된다.

Description

파장다중 양방향 광송수신 장치{APPARATUS FOR TRANSMITTING AND RECEIVING WAVELENGTH MULTIPLEXING OPTICAL SIGNAL BIDIRECTIONALLY}
본 발명은 파장다중 양방향 광송수신 장치에 관한 것이다.
도 6은 송신 및 수신 파장이 각각 한 개씩인 일반적인 광송수신 장치를 나타내고, 도 7 및 도 8은 송신 및 수신부의 파장이 각각 n+1개 및 m+1개인 일반적인 파장다중 광송수신 장치를 나타낸다.
도 6에 도시된 바와 같이, 일반적인 광송수신 장치는 45도 필터(45° filter)를 포함한다. 45도 필터는 발광부에서 방출된 파장 λT의 빛을 투과시키고, 광 송신신호는 광 파이버를 통하여 외부로 출력된다. 또한 외부에서 광 파이버로 수신된 파장 λR의 광 수신신호는 45도 필터에 의하여 반사되어 수광부로 입사된다.
45도 필터는 입사각이 45 도로 큰 편이기 때문에 광 송신신호의 파장 λT과 광 수신신호의 파장 λR 사이의 간격이 작을 경우 필터링 기능이 원활하게 이루어지지 않을 수 있다. 이는 투과 및 반사되는 각각의 파장의 빛이 손실이 커지며 또한 상대 채널의 경로를 따라 들어가는 간섭이 증가하게 됨을 의미한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 45도 필터가 파장 다중 광 송신 모듈에서 출력된 다파장 광 송신신호를 투과시키고, 이에 따라 다파장의 광 송신신호는 광 파이버를 통하여 외부로 출력된다. 또한 45도 필터는 외부에서 광 파이버를 통하여 입력된 다파장 광 수신신호를 파장 다중 광 수신 모듈로 반사시킨다. 45도 필터가 다파장의 광 송신신호와 광 수신신호의 필터링 기능을 수행하려면 광 송신신호의 파장 대역과 광 수신신호의 파장 대역 사이의 간격이 커야 하는데 그렇지 못할 경우 필터링 기능이 원활하게 이루어지지 않을 수 있다.
도 6 및 도 7의 일반적인 광송수신 장치와 파장다중 광송수신 장치는 입사각이 큰 45도 필터의 사용으로 인하여 광 송신신호의 파장 대역과 광 수신신호의 파장 대역 사이의 간격이 비교적 커야 원활한 동작이 이루어질 수 있다.
이에 따라 도 8과 같이 광 송신신호의 파장 대역과 광 수신신호의 파장 대역 사이의 간격이 비교적 작아도 원활한 동작이 가능한 파장다중 광송수신 장치가 사용되고 있다.
그러나 도 8의 파장다중 광송수신 장치는 그린 렌즈(grin lens)를 채용하여 필터에 대한 광의 입사각을 줄일 수 있으나 도 6 및 도 7의 광 송수신 장치에 비하여 광섬유가 달린 각각의 파장다중 광송신 및 광수신 모듈과 별도의 파장 다중소자를 광커넥터를 사용하여 연결하여 구성해야 하므로 장치가 복잡해지고 더 많은 부피를 차지하게 되는 등의 단점이 있다.
공개특허 10-2000-0009962 (공개일 : 2000년02월15일)
본 발명의 실시예에 따른 파장다중 양방향 광송수신 장치는 다채널의 파장다중 광송신 신호와 광수신 신호를 한가닥의 광섬유를 통하여 양방향 전송하는 데 있어, 송신 파장대역과 수신 파장대역 사이의 간격이 좁을 경우 발생하는 송수신 채널의 손실 증가 및 채널 사이의 간섭 증가 등의 단점을 극복하고 우수한 특성을 갖는 소형의 일체화된 양방향 광송신모듈을 제공하기 위한 것이다.
본 출원의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 광 투과 블럭; 상기 광 투과 블럭의 일측에 구비된 광송신용 밴드패스필터링부; 및 상기 광 투과 블럭의 일측 또는 타측에 구비된 광수신용 밴드패스필터링부를 포함하며, 상기 광송신용 밴드패스필터링부를 통과하여 상기 광 투과 블럭으로 입사된 광 송신신호는 상기 광수신용 밴드패스 필터링부에 반사되어 상기 광 투과 블럭의 외부로 방출되고, 외부에서 입사되어 상기 광 투과 블럭을 통과하는 광 수신신호는 상기 광수신용 밴드패스필터링부를 통과하고 상기 광송신용 밴드패스 필터링부에 반사된다.
상기 광 송신신호는 제1 파장 대역 내지 제M 파장 대역(M은 2 이상의 자연수)의 빛으로 이루어지고, 상기 광 수신신호는 제(M+1) 파장 대역 내지 제N 파장 대역(N은 M+1 보다 큰 자연수)의 빛으로 이루어지며, 상기 광송신용 밴드패스필터링부는, 상기 제1 파장 대역 내지 상기 제M 파장 대역의 빛을 각각 투과시키고, 상기 제(M+1) 파장 대역 내지 제N 파장 대역의 빛을 반사하는 제1 밴드패스필터 내지 제M 밴드패스필터를 포함하고, 상기 광수신용 밴드패스필터링부는, 상기 제1 파장 대역 내지 상기 제M 파장 대역의 빛을 반사시키고, 상기 제(M+1) 파장 대역 내지 제N 파장 대역의 빛을 각각 투과시키는 제(M+1) 밴드패스필터 내지 제N 밴드패스필터를 포함할 수 있다.
상기 광송신용 밴드패스필터링부 및 상기 광수신용 밴드패스필터링부는 상기 광 투과 블럭의 일측에 구비되고, 상기 광 투과 블럭의 타측의 일정 부분에는 상기 광 송신신호 및 상기 광 수신신호를 반사할 수 있는 반사막이 형성될 수 있고 상기 광 투과 블록의 타측의 또 다른 일정 부분에는 송수신 빛이 반사 손실없이 입출력되기 용이하도록 무반사막이 형성될 수 있다.
상기 광송신용 밴드패스필터링부는 상기 광 투과 블럭의 일측에 구비되고, 상기 광수신용 밴드패스필터링부는 상기 광 투과 블럭의 타측에 구비될 수 있다.
상기 광송신용 밴드패스필터링부의 밴드패스필터들 중 일부는 상기 광 투과 블럭의 일측에 구비되고, 나머지는 상기 광 투과 블럭의 타측에 구비되고, 상기 광수신용 밴드패스필터링부의 밴드패스필터들 중 일부는 상기 광 투과 블럭의 일측에 구비되고, 나머지는 상기 광 투과 블럭의 타측에 구비될 수 있다. 상기 광투과 블록에서 송수신 빛이 입출력되는 일정 부분은 빛의 반사 손실을 줄이기 위해 무반사막이 형성될 수 있다.
상기 제1 파장 대역에서 상기 제M 파장 대역으로 갈수록 파장이 증가하고, 상기 제1 밴드패스필터 내지 상기 제M 밴드패스필터가 상기 광 투과 블럭에 배치되는 순서는 상기 제1 파장 대역에서 상기 제M 파장 대역의 순서와 다를 수 있다.
상기 제(M+1) 파장 대역에서 제N 파장 대역으로 갈수록 파장이 증가하며, 상기 제(M+1) 밴드패스필터 내지 상기 제N 밴드패스필터가 상기 광 투과 블럭에 배치되는 순서는 상기 제(M+1) 파장 대역에서 상기 제N 파장 대역의 순서와 다를 수 있다.
상기 제1 밴드패스필터 내지 제M 밴드패스필터를 통과하는 광송신 채널과 상기 제(M+1) 밴드패스필터 내지 상기 제N 밴드패스필터를 투과하는 광수신 채널의 각각의 밴드패스필터가 상기 광투과 블록에 배치되는 순서는 광송신 및 수신 채널의 구분없이 임의로 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 서로 이격된 복수의 광 투과 블럭을 포함하는 광 투과부; 상기 광 투과부에 구비되는 광송신용 밴드패스필터링부 및 광수신용 밴드패스필터링부; 및 복수의 파장 대역 빛이 상기 복수의 광 투과 블럭 중 하나의 광 투과 블럭을 통과할 때, 상기 복수의 파장 대역 이외의 파장 대역의 빛이 통과하는 엣지 필터링부를 포함하며, 상기 광송신용 밴드패스필터링부는, 복수의 발광부로부터 방출된 서로 다른 파장 대역의 광 송신신호에 대한 밴드패스필터링 기능을 수행하고, 상기 광수신용 밴드패스필터링부는, 복수의 광전변화부로 입사되는 서로 다른 파장 대역의 광 수신신호에 대한 밴드패스필터링 기능을 수행할 수 있다.
상기 광송신용 밴드패스필터링부는 상기 하나의 광 투과 블럭에 구비되고, 상기 광수신용 밴드패스필터링부는 상기 다른 하나의 광 투과 블럭에 구비될 수 있다.
상기 광송신용 밴드패스필터링부와 상기 광수신용 밴드패스필터링부는 각각 다수의 광송신용 밴드패스필터와 다수의 광수신용 밴드패스필터를 포함하며, 상기 다수의 광송신용 밴드패스필터 중 일부와 상기 다수의 광수신용 밴드패스필터 중 일부는 상기 하나의 광 투과 블럭에 구비될 수 있다.
상기 엣지 필터링부는 상기 복수의 광 투과 블럭 중 하나에 구비될 수 있다.
상기 엣지 필터링부는 상기 광투과부와 이격되어 설치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 파장다중 양방향 광송수신 장치는 작은 광입사각을 갖는 광투과 블럭과 밴드패스필터를 사용함으로써 파장 대역 사이의 간격을 줄이더라도 광손실을 줄이고 채널 간의 간섭을 감소시킬 뿐 아니라 소형의 일체화된 장치를 제공하므로 광 송신신호와 광 수신신호를 하나의 광 파이버를 통하여 효과적으로 처리할 수 있다.
본 출원의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 파장다중 양방향 광송수신 장치를 나타낸다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파장다중 양방향 광송수신 장치를 나타낸다.
도 6은 일반적인 광송수신 장치를 나타낸다.
도 7 및 도 8은 일반적인 파장다중 광송수신 장치를 나타낸다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 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.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 파장다중 양방향 광송수신 장치를 나타낸다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 파장다중 양방향 광송수신 장치는 광 투과 블럭(100), 광송신용 밴드패스필터링(band- pass filtering)부(200), 및 광수신용 밴드패스필터링부(300)를 포함한다.
광 투과 블럭(100)은 빛의 투과가 가능한 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 광 투과 블럭(100)의 재질은 유리일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
광송신용 밴드패스필터링부(200)는 광 투과 블럭(100)의 일측에 구비되고, 광수신용 밴드패스필터링부(300)는 광 투과 블럭(100)의 일측 또는 타측에 구비된다. 예를 들어, 도 1에서는 광송신용 및 광수신용 밴드패스필터링부(300)가 광 투과 블럭(100)의 일측에 구비되어 있고, 도 2에서는 광송신용 및 광수신용 밴드패스필터링부(300)가 광 투과 블럭(100)의 타측에 구비되어 있다.
발광부(400)는 서로 다른 파장을 지닌 광 송신신호를 출력하며, 이를 위하여 서로 다른 파장의 빛을 방출하는 광원(도 1의 T1 및 T2, 도 2의 T1~T4)을 포함할 수 있다. 광원은 LED(Light Emitting Diode)나 LD(Laser Diode)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 발광부(400)에서 출력된 광 송신신호는 콜리메이팅 렌즈를 거쳐 평행광으로 변환되어 광 투과 블럭(100)에 입사된다.
이 때, 광 송신신호는 광송신용 밴드패스필터링부(200)를 통과하여 광 투과 블럭(100)으로 입사되고, 광수신용 밴드패스 필터링부에 반사되어 광 투과 블럭(100)의 외부로 방출된다.
예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 광송신용 밴드패스필터링부(200)의 밴드패스필터 BF1 및 BF2는 중심 파장을 λ1 및 λ2로 하는 파장 대역을 통과시키고, 나머지 파장 대역은 반사시킨다. 광원 T1 및 T2로부터 출력된 광 송신신호는 중심 파장을 λ1 및 λ2로 하는 파장 대역을 지니므로 밴드패스필터 BF1 및 BF2를 통과할 수 있다.
광수신용 밴드패스필터링부(300)가 통과시키는 빛의 중심 파장은 λ3 및 λ4이므로 광 송신신호는 광수신용 밴드패스필터링부(300)에 의하여 반사되어 광 투과 블럭(100)으로부터 방출되어 콜리메이팅 렌즈를 거쳐 포커싱된 후 광 파이버(OF)를 통하여 외부로 출력될 수 있다.
이와 같은 과정을 거치는 과정에서 광 송신신호에 대한 파장 다중화가 이루어지므로 광 파이버(OF)로부터 출력되는 광 송신신호는 λ1을 중심 파장으로 하는 대역의 빛과 λ2를 중심 파장으로 하는 대역이 빛이 혼합된 형태일 수 있다.
한편, 도 1에서와 같이 λ3을 중심 파장으로 하는 대역의 빛과 λ4를 중심 파장으로 하는 대역이 빛이 혼합된 광 수신신호는 외부에서 광 파이버(OF)로 입력되어 콜리메이팅 렌즈를 통하여 평행광으로 변환된 후 광 투과 블럭(100)에 입사된다.
λ4을 중심 파장으로 하는 파장 대역의 광 수신신호는 광수신용 밴드패스필터링부(300)의 밴드패스필터 BF4를 통과하여 수광부(500)의 광전변환소자 R4에 도달하고, λ3을 중심 파장으로 하는 파장 대역의 광 수신신호는 밴드패스필터 BF4에 의하여 반사된 후 광수신용 밴드패스필터링부(300)의 밴드패스필터 BF3를 통과하여 수광부(500)의 광전변환소자 R3에 도달한다. 이와 같은 과정을 통하여 광 수신신호에 대한 역다중화가 이루어질 수 있다. 이 때 수광부(500)는 포토 다이오드(photo diode)를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 외부에서 입사되어 광 투과 블럭(100)을 통과하는 광 수신신호는 광수신용 밴드패스필터링부(300)를 통과하고 광송신용 밴드패스 필터링부에 반사된다.
도 2의 경우, 발광부(400)가 서로 다른 중심 파장(λ1, λ2, λ3, λ4)을 지닌 4개의 파장 대역의 빛을 방출하는 것으로, 광송신용 밴드패스필터부의 밴드패스필터 BF1, BF2, BF3 및 BF4는 각각 중심 파장 λ1을 지닌 파장 대역, 중심 파장 λ2를 지닌 파장 대역, 중심 파장 λ3을 지닌 파장 대역, 및 중심 파장 λ4을 지닌 파장 대역을 통과시킨다.
이에 따라 광 파이버(OF)로부터 출력된 광 송신신호는 λ1 내지 λ4 각각을 중심 파장으로 하는 4개의 파장 대역이 다중화된 상태일 수 있다. 이 과정에서 광수신용 밴드패스필터부는 λ1 내지 λ4 각각을 중심 파장으로 하는 4개의 파장 대역의 빛을 반사시킨다.
또한 λ5 내지 λ8 각각을 중심 파장으로 하는 4개의 파장 대역이 다중화된 광 수신신호가 외부로부터 광 파이버(OF)로 입력되면, 광수신용 밴드패스필터부의 밴드패스필터 BF5, BF6, BF7 및 BF8은 각각 중심 파장 λ5를 지닌 파장 대역, 중심 파장 λ6을 지닌 파장 대역, 중심 파장 λ7를 지닌 파장 대역, 및 중심 파장 λ8을 지닌 파장 대역을 통과시킨다.
이에 따라 광 수신신호는 λ5 내지 λ8 각각을 중심 파장으로 하는 4개의 파장 대역의 빛으로 역다중화될 수 있다. 이 과정에서 광송신용 밴드패스필터부는 λ5 내지 λ8 각각을 중심 파장으로 하는 4개의 파장 대역의 빛을 반사시킨다.
이상에서 설명된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 파장다중 양방향 광송수신 장치는 기존의 45도 필터없이 하나의 광 파이버(OF)를 통하여 광 송신신호 및 광 수신신호의 처리가 가능하다. 밴드패스필터는 설정된 파장 대역을 통과시키고 나머지 파장 대역은 반사시키므로 서로 인접한 두 파장 대역 사이의 간격이 크지 않더라도 원활하게 광 송신신호와 광 수신신호를 처리할 수 있다.
중심 파장의 개수와 밴드패스필터의 개수는 도 1 및 도 2에서의 경우에 한정되는 것은 아니다.
한편, 광 송신신호는 제1 파장 대역 내지 제M 파장 대역(M은 2 이상의 자연수)의 빛으로 이루어지고, 광 수신신호는 제(M+1) 파장 대역 내지 제N 파장 대역(N은 M+1 보다 큰 자연수)의 빛으로 이루어질 수 있다.
광송신용 밴드패스필터링부(200)는, 제1 파장 대역 내지 제M 파장 대역의 빛을 각각 투과시키고, 제(M+1) 파장 대역 내지 제N 파장 대역의 빛을 반사하는 제1 밴드패스필터 내지 제M 밴드패스필터를 포함할 수 있다.
또한 광수신용 밴드패스필터링부(300)는, 제1 파장 대역 내지 제M 파장 대역의 빛을 반사시키고, 제(M+1) 파장 대역 내지 제N 파장 대역의 빛을 각각 투과시키는 제(M+1) 밴드패스필터 내지 제N 밴드패스필터를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 2의 파장다중 양방향 광송수신 장치의 경우, M은 4이고 N은 8일 수 있다. 이에 대해서는 앞서 상세히 설명하였으므로 이에 대한 설명은 생략된다.
한편, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 광송신용 밴드패스필터링부(200) 및 광수신용 밴드패스필터링부(300)는 광 투과 블럭(100)의 일측에 구비될 수 있다. 또한 광 투과 블럭(100)의 타측 일정 부분에는 광 송신신호 및 광 수신신호를 반사할 수 있는 반사막(RL)이 형성될 수 있으며, 광신호의 입출력이 이루어지는 또 다른 일정 부분에는 광신호의 반사 손실을 줄이기 위해 무반사막이 형성될 수 있다.
밴드패스필터는 설정된 파장 대역을 통과시키고 나머지 파장 대역의 빛을 광 투과 블럭(100)의 타측에 구비된 반사막(RL)으로 반사하는데, 반사막(RL)은 빛을 광 투과 블럭(100)의 일측으로 반사시킬 수 있다. 즉, 반사막(RL)은 하나의 밴드패스필터에 의하여 반사된 빛을 다른 하나의 밴드패스필터를 향하여 반사시킴으로써 파장 다중화 또는 파장 역다중화에 기여할 수 있다.
이 때 상기 하나의 밴드패스필터는 광송신용 밴드패스필터링부(200) 또는 광수신용 밴드패스필터링부(300)에 포함될 수 있다. 또한 상기 다른 하나의 밴드패스필터 역시 광송신용 밴드패스필터링부(200) 또는 광수신용 밴드패스필터링부(300)에 포함될 수 있다.
이와는 다르게 도 2에 도시된 바와 같이, 광송신용 밴드패스필터링부(200)는 광 투과 블럭(100)의 일측에 구비되고, 광수신용 밴드패스필터링부(300)는 광 투과 블럭(100)의 타측에 구비될 수 있다. 밴드패스필터가 투과시키는 파장 대역 이외의 파장 대역 빛은 반사하므로 밴드패스필터 자체가 도 1의 반사막(RL)의 기능을 수행할 수 있다.
또한 도면에는 도시되어 있지 않으나 밴드패스필터는 광 송신신호 및 광 수신신호와 상관없이 설정된 파장 대역의 빛만을 투과시키므로 광 투과블럭의 일측에 광송신용 밴드패스필터링부(200) 및 광수신용 밴드패스필터링부(300)의 밴드패스필터가 혼재될 수 있다. 마찬가지로 광 투과 블럭(100)의 타측에 광송신용 밴드패스필터링부(200) 및 광수신용 밴드패스필터링부(300)의 밴드패스필터가 혼재될 수 있다.
즉, 광송신용 밴드패스필터링부(200)의 밴드패스필터들 중 일부는 광 투과 블럭(100)의 일측에 구비되고, 나머지는 광 투과 블럭(100)의 타측에 구비되고, 광수신용 밴드패스필터링부(300)의 밴드패스필터들 중 일부는 광 투과 블럭(100)의 일측에 구비되고, 나머지는 광 투과 블럭(100)의 타측에 구비될 수 있다.
한편, 제1 파장 대역에서 제M 파장 대역으로 갈수록 파장이 증가하고, 제1 밴드패스필터 내지 제M 밴드패스필터가 광 투과 블럭(100)에 배치되는 순서는 제1 파장 대역에서 제M 파장 대역의 순서와 다를 수 있다.
또한 제(M+1) 파장 대역에서 제N 파장 대역으로 갈수록 파장이 증가하며, 제(M+1) 밴드패스필터 내지 제N 밴드패스필터가 광 투과 블럭(100)에 배치되는 순서는 제(M+1) 파장 대역에서 제N 파장 대역의 순서와 다를 수 있다.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, λ1, λ3, 및 λ4 순으로 중심 파장의 크기가 크지만 광 투과 블럭(100)의 일측에 구비된 광수신용 밴드패스필터링부(300)의 밴드패스필터는 BF1, BF4 및 BF3 순으로 배치될 수 있다.
이와 같이 각 밴드패스필터를 투과할 수 있는 파장 대역의 순서에 따라 밴드패스필터의 배치 순서가 다를 수 있는 것은 밴드패스필터가 특정 파장대역의 빛만을 투과시키기 때문이다. 즉, 밴드패스필터의 배치 순서와 무관하게 특정 파장 대역의 빛은 광 투과 블럭(100)을 진행하다 해당 밴드패스필터에 도달하여 투과될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 파장다중 양방향 광송수신 장치는 밴드패스필터를 사용하여 파장 다중화된 광 송신신호나 파장 역다중화에 따른 광 수신신호를 처리함으로써 중심 파장의 순서와 무관하게 밴드패스필터의 배치가 가능하다.
또한 제1 밴드패스필터 내지 제M 밴드패스필터를 통과하는 광송신 채널과 제(M+1) 밴드패스필터 내지 제N 밴드패스필터를 투과하는 광수신 채널의 각각의 밴드패스필터가 광투과 블록에 배치되는 순서는 광송신 및 수신 채널의 구분없이 임의로 배치될 수 있다.
다음으로 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 파장다중 양방향 광송수신 장치를 설명한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 파장다중 양방향 광송수신 장치는 광 투과부(550), 광송신용 밴드패스필터링부(200), 광수신용 밴드패스필터링부(300) 및 엣지 필터링(edge filtering)부(600)를 포함한다.
광 투과부(550)는 서로 이격된 복수의 광 투과 블럭(700, 800)을 포함한다. 광 투과 블럭(700, 800)의 재질에 대해서는 앞서 설명하였으므로 이에 대한 설명은 생략된다.
광송신용 밴드패스필터링부(200)와 광수신용 밴드패스필터링부(300)는 광 투과부(550)에 구비된다. 본 발명의 다른 실시예에서 광송신용 밴드패스필터링부(200) 및 광수신용 밴드패스필터링부(300)는 다양하게 배치될 수 있다.
예를 들어, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 광 투과 블럭(700)의 일측에 광송신용 밴드패스필터링부(200)의 밴드패스필터들이 구비되고, 다른 하나의 광 투과 블럭(800)의 일측에 광수신용 밴드패스필터링부(300)의 밴드패스필터들이 구비될 수 있다. 이 경우 하나의 광 투과 블럭(700)의 타측과 다른 하나의 광 투과 블럭(800)의 타측에는 반사막(RL)이 형성될 수 있다. 반사막(RL)에 대해서는 앞서 상세히 설명하였으므로 이에 대한 설명은 생략된다.
또는 광송신용 및 광수신용 밴드패스필터링부(200, 300)의 밴드패스필터들 중 일부가 하나의 광 투과 블럭(700)의 일측에 구비되고, 광송신용 및 광수신용 밴드패스필터링부(300)의 밴드패스필터들 중 나머지가 다른 하나의 광 투과 블럭(800)의 일측에 구비될 수 있다. 이 경우 역시 하나의 광 투과 블럭(700)의 타측과 다른 하나의 광 투과 블럭(800)의 타측에는 반사막(RL)이 형성될 수 있다.
광송신용 밴드패스필터링부(200)의 밴드패스필터들 중 일부가 하나의 광 투과 블럭(700)의 일측에 구비되고, 광수신용 밴드패스필터링부(300)의 밴드패스필터들 중 일부가 하나의 광 투과 블럭(700)의 타측에 구비될 수 있다.
또한 광송신용 밴드패스필터링부(200)의 밴드패스필터들 중 나머지가 다른 하나의 광 투과 블럭(800)의 일측에 구비되고, 광수신용 밴드패스필터링부(300)의 밴드패스필터들 중 나머지가 다른 하나의 광 투과 블럭(800)에 타측에 구비될 수 있다.
이 경우 하나의 광 투과 블럭(700)과 다른 하나의 광 투과 블럭(800)에 배치된 밴드패스필터들이 반사막(RL)의 기능을 하므로 반사막(RL) 없이 정상적인 동작이 이루어질 수 있다.
이와 같은 배치 관계는 일례일 뿐 설계 조건에 따라 이외의 다양한 배치가 이루어질 수 있다.
복수의 파장 대역 빛이 복수의 광 투과 블럭(700, 800) 중 하나의 광 투과 블럭(700)을 통과할 때, 엣지 필터링부(600)를 통하여 복수의 파장 대역 이외의 파장 대역의 빛이 통과한다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 엣지 필터부가 복수의 광 투과 블럭(700, 800) 중 하나에 구비되고, λ0 내지 λ3 각각을 중심 파장으로 하는 파장 대역의 빛이 상기 하나의 광 투과 블럭(700)을 통과할 때, 엣지 필터부는 λ0 내지 λ3 각각을 중심 파장으로 하는 파장 대역의 빛을 반사하고, 이외의 파장 대역(중심 파장 λ4 내지 λ7)의 빛을 통과시킬 수 있다.
이와 다르게 도 5와 같이 엣지 필터링부(600)는 광투과부와 이격되어 설치될 수도 있다. 이 경우 빛의 경로 형성을 위하여 여러 광학 소자(예를 들어, 미러(M) 등)가 구비될 수 있다. 도 5의 엣지 필터부는 λ0 내지 λ3 각각을 중심 파장으로 하는 파장 대역의 빛이 상기 하나의 광 투과 블럭(700)을 통과할 때, 엣지 필터부는 λ0 내지 λ3 각각을 중심 파장으로 하는 파장 대역의 빛을 통과시키고, 이외의 파장 대역(중심 파장 λ4 내지 λ7)의 빛을 반사시킬 수 있다.
이에 따라 하나의 광 투과 블럭(700)에서는 광 송신신호에 대한 파장 다중화가 이루어지고, 다른 하나의 광 투과 블럭(800)에서는 광 수신신호에 대한 파장 역다중화가 이루어질 수 있다.
이 때 광송신용 밴드패스필터링부(200)는, 복수의 발광부(400)로부터 방출된 서로 다른 파장 대역의 광 송신신호에 대한 밴드패스필터링 기능을 수행할 수 있다. 또한 광수신용 밴드패스필터링부(300)는, 복수의 수광부(500)로 입사되는 서로 다른 파장 대역의 광 수신신호에 대한 밴드패스필터링 기능을 수행할 수 있다.
이에 따라 하나의 광 파이버(OF)를 통하여 여러 파장 대역의 빛이 혼합된 광 송신신호와 광 수신신호의 전송이 이루어질 수 있다.
도 4 및 도 5의 엣지 필터링부(600)의 기능에 따라 발광부(400)로부터 방출된 파장 다중화된 광 송신신호는 콜리메이팅 렌즈와 광 파이버(OF)를 통하여 외부로 출력되고, 외부에서 광 파이버(OF)를 통하여 입력된 광 수신신호는 역 다중화되어 수광부(500)로 입력될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
광 투과 블럭(100, 700, 800)
광송신용 밴드패스필터링부(200)
광수신용 밴드패스필터링부(300)
발광부(400)
수광부(500)
광 투과부(550)
엣지 필터링부(600)
반사막(RL)
광 파이버(OF)

Claims (12)

  1. 광 투과 블럭;
    상기 광 투과 블럭의 일측에 구비된 광송신용 밴드패스필터링부; 및
    상기 광 투과 블럭의 일측 또는 타측에 구비된 광수신용 밴드패스필터링부를 포함하며,
    상기 광송신용 밴드패스필터링부를 통과하여 상기 광 투과 블럭으로 입사된 광 송신신호는 상기 광수신용 밴드패스 필터링부에 반사되어 상기 광 투과 블럭의 외부로 방출되고,
    외부에서 입사되어 상기 광 투과 블럭을 통과하는 광 수신신호는 상기 광수신용 밴드패스필터링부를 통과하고 상기 광송신용 밴드패스 필터링부에 반사되며,
    상기 광 송신신호는 서로 다른 제1 파장 대역 내지 제M 파장 대역(M은 2 이상의 자연수)의 빛으로 이루어지고,
    상기 광 수신신호는 서로 다른 제(M+1) 파장 대역 내지 제N 파장 대역(N은 M+1 보다 큰 자연수)의 빛으로 이루어지며,
    상기 제1 파장 대역 내지 상기 제M 파장 대역은 상기 제(M+1) 파장 대역 내지 상기 제N 파장 대역과 다르고,
    상기 광송신용 밴드패스필터링부는,
    상기 제1 파장 대역 내지 상기 제M 파장 대역의 빛을 각각 투과시키고, 상기 제(M+1) 파장 대역 내지 제N 파장 대역의 빛을 반사하는 제1 밴드패스필터 내지 제M 밴드패스필터를 포함하고,
    상기 광수신용 밴드패스필터링부는,
    상기 제1 파장 대역 내지 상기 제M 파장 대역의 빛을 반사시키고, 상기 제(M+1) 파장 대역 내지 제N 파장 대역의 빛을 각각 투과시키는 제(M+1) 밴드패스필터 내지 제N 밴드패스필터를 포함하며,
    상기 광 투과 블럭에서 방출된 상기 광 송신신호를 외부로 출력하고, 외부에서 입사된 상기 광 수신신호를 상기 광 투과 블럭으로 방출하는 광파이버,
    상기 광 수신신호의 제(M+1) 파장 대역 내지 제N 파장 대역의 빛 각각을 수신하는 광전변환소자를 포함하는 수광부, 및
    상기 제1 파장 대역 내지 상기 제M 파장 대역의 빛을 상기 광 투과 블럭을 향하여 방출하는 발광부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파장다중 양방향 광송수신 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광송신용 밴드패스필터링부 및 상기 광수신용 밴드패스필터링부는 상기 광 투과 블럭의 일측에 구비되고,
    상기 광 투과 블럭의 타측에는 상기 광 송신신호 및 상기 광 수신신호를 반사할 수 있는 반사막이 형성된 것을 특징으로 하는 파장다중 양방향 광송수신 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광송신용 밴드패스필터링부는 상기 광 투과 블럭의 일측에 구비되고, 상기 광수신용 밴드패스필터링부는 상기 광 투과 블럭의 타측에 구비되는 것을 특징으로 하는 파장다중 양방향 광송수신 장치.
  5. 제1항 에 있어서,
    상기 광송신용 밴드패스필터링부의 밴드패스필터들 중 일부는 상기 광 투과 블럭의 일측에 구비되고, 나머지는 상기 광 투과 블럭의 타측에 구비되고,
    상기 광수신용 밴드패스필터링부의 밴드패스필터들 중 일부는 상기 광 투과 블럭의 일측에 구비되고, 나머지는 상기 광 투과 블럭의 타측에 구비되는 것을 특징으로 하는 파장다중 양방향 광송수신 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 파장 대역에서 상기 제M 파장 대역으로 갈수록 파장이 증가하고,
    상기 제1 밴드패스필터 내지 상기 제M 밴드패스필터는 상기 제1 파장 대역에서 상기 제M 파장 대역의 파장 증가 순서와 무관하게 상기 광 투과 블럭의 상부에서 하부로 배치되는 것을 특징으로 하는 파장다중 양방향 광송수신 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제(M+1) 파장 대역에서 제N 파장 대역으로 갈수록 파장이 증가하며,
    상기 제(M+1) 밴드패스필터 내지 상기 제N 밴드패스필터는 상기 제(M+1) 파장 대역에서 상기 제N 파장 대역의 파장 증가 순서와 무관하게 상기 광 투과 블럭의 상부에서 하부로 배치되는 것을 특징으로 하는 파장다중 양방향 광송수신 장치.
  8. 서로 이격된 복수의 광 투과 블럭을 포함하는 광 투과부;
    상기 광 투과부에 구비되는 광송신용 밴드패스필터링부 및 광수신용 밴드패스필터링부; 및
    복수의 파장 대역 빛이 상기 복수의 광 투과 블럭 중 하나의 광 투과 블럭을 통과할 때, 상기 복수의 파장 대역 이외의 파장 대역의 빛이 통과하는 엣지 필터링부를 포함하며,
    상기 광송신용 밴드패스필터링부는, 복수의 발광부로부터 방출된 서로 다른 파장 대역의 광 송신신호에 대한 밴드패스필터링 기능을 수행하고,
    상기 광수신용 밴드패스필터링부는, 복수의 광전변화부로 입사되는 서로 다른 파장 대역의 광 수신신호에 대한 밴드패스필터링 기능을 수행하며,
    상기 광 송신신호는 서로 다른 제1 파장 대역 내지 제M 파장 대역(M은 2 이상의 자연수)의 빛으로 이루어지고,
    상기 광 수신신호는 서로 다른 제(M+1) 파장 대역 내지 제N 파장 대역(N은 M+1 보다 큰 자연수)의 빛으로 이루어지며,
    상기 제1 파장 대역 내지 상기 제M 파장 대역은 상기 제(M+1) 파장 대역 내지 상기 제N 파장 대역과 다르고,
    상기 광송신용 밴드패스필터링부는,
    상기 제1 파장 대역 내지 상기 제M 파장 대역의 빛을 각각 투과시키고, 상기 제(M+1) 파장 대역 내지 제N 파장 대역의 빛을 반사하는 제1 밴드패스필터 내지 제M 밴드패스필터를 포함하고,
    상기 광수신용 밴드패스필터링부는,
    상기 제1 파장 대역 내지 상기 제M 파장 대역의 빛을 반사시키고, 상기 제(M+1) 파장 대역 내지 제N 파장 대역의 빛을 각각 투과시키는 제(M+1) 밴드패스필터 내지 제N 밴드패스필터를 포함하며,
    상기 광 투과 블럭에서 방출된 상기 광 송신신호를 외부로 출력하고, 외부에서 입사된 상기 광 수신신호를 상기 광 투과 블럭으로 방출하는 광파이버,
    상기 광 수신신호의 제(M+1) 파장 대역 내지 제N 파장 대역의 빛 각각을 수신하는 광전변환소자를 포함하는 수광부, 및
    상기 제1 파장 대역 내지 상기 제M 파장 대역의 빛을 상기 광 투과 블럭을 향하여 방출하는 발광부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파장다중 양방향 광송수신 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 광송신용 밴드패스필터링부는 상기 하나의 광 투과 블럭에 구비되고,
    상기 광수신용 밴드패스필터링부는 상기 복수의 광 투과 블럭 중 다른 하나의 광 투과 블럭에 구비되는 것을 특징으로 하는 파장다중 양방향 광송수신 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 광송신용 밴드패스필터링부와 상기 광수신용 밴드패스필터링부는 각각 다수의 광송신용 밴드패스필터와 다수의 광수신용 밴드패스필터를 포함하며,
    상기 다수의 광송신용 밴드패스필터 중 일부와 상기 다수의 광수신용 밴드패스필터 중 일부는 상기 하나의 광 투과 블럭에 구비되는 것을 특징으로 하는 파장다중 양방향 광송수신 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 엣지 필터링부는 상기 복수의 광 투과 블럭 중 하나에 구비되는 것을 특징으로 하는 파장다중 양방향 광송수신 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 엣지 필터링부는 상기 광투과부와 이격되어 설치되는 것을 특징으로 하는 파장다중 양방향 광송수신 장치.
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