KR102060987B1 - 5g 통신용 광파 회로와 이를 이용한 단일 채널의 전이중 광통신 시스템 - Google Patents

5g 통신용 광파 회로와 이를 이용한 단일 채널의 전이중 광통신 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102060987B1
KR102060987B1 KR1020180159853A KR20180159853A KR102060987B1 KR 102060987 B1 KR102060987 B1 KR 102060987B1 KR 1020180159853 A KR1020180159853 A KR 1020180159853A KR 20180159853 A KR20180159853 A KR 20180159853A KR 102060987 B1 KR102060987 B1 KR 102060987B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
optical
waveguide
single mode
optical communication
mode
Prior art date
Application number
KR1020180159853A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190000330A (ko
Inventor
전호인
박경현
Original Assignee
주식회사 온페이스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 온페이스 filed Critical 주식회사 온페이스
Priority to KR1020180159853A priority Critical patent/KR102060987B1/ko
Publication of KR20190000330A publication Critical patent/KR20190000330A/ko
Priority to PCT/KR2019/017594 priority patent/WO2020122635A2/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102060987B1 publication Critical patent/KR102060987B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0201—Add-and-drop multiplexing
    • H04J14/0215—Architecture aspects
    • H04J14/0216—Bidirectional architectures
    • H04B10/2503—
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
    • H04B10/2581—Multimode transmission
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
    • H04B10/2589—Bidirectional transmission

Abstract

본 발명은 5G 통신용 광파 회로와 이를 이용한 광통신 시스템에 관한 것으로서, 트랜스미터와 리시버, 광통신 컨트롤와 광파 회로로 구성된 5G 통신용 광파 회로와 이를 이용한 단일 채널의 전이중 광통신 시스템을 제공한다. 본 발명은 단일의 광통신 채널을 통한 양방향 광통신을 가능하게 함으로써, 5G 통신의 데이터 레이트(data rate)를 최대화하고 종단간 지연(end-to-end latency)을 최소화하는 기술적 효과를 제공한다.

Description

5G 통신용 광파 회로와 이를 이용한 단일 채널의 전이중 광통신 시스템 {Lightwave circuit for 5G communication, and single channel full-duplex optical communication system thereof}
본 발명은 5G 통신용 광파 회로와 이를 이용한 광통신 시스템에 관한 것으로서, 단일의 광통신 채널을 통한 양방향 광통신을 가능하게 함으로써, 5G 통신의 데이터 레이트(data rate)를 최대화하고 종단간 지연(end-to-end latency)을 최소화하는 5G 통신용 광파 회로와 이를 이용한 단일 채널의 전이중 광통신 시스템에 관한 기술이다.
본 발명에 대한 배경 기술로서 도면 제1도에 도시된 대한민국 등록특허 제10-1542217 B1호의 양방향 파장 분할 다중화를 위해 파장들을 변환하기 위한 장치 및 방법 기술이 있다. 이 기술은, 적어도 하나의 제1 전송 시스템과, 적어도 하나의 제1 파장 변환기(wavelength converter)와, 여기서 각각의 제1 파장 변환기는 상기 제1 전송 시스템들 중 하나로부터의 광 신호(optical signal)를 제1 변환된 신호로 변환하기 위한 것이고, 상기 변환은 각각의 제1 변환된 신호의 상기 파장이 xWDM 표준에 부합하도록 하는 것이며, 그리고 각각의 제1 변환된 신호를 제1 방향으로 보내기 위한 양방향 xWDM 모듈을 포함하고, 적어도 하나의 광 신호를 적어도 하나의 제1 변환된 신호로 변환하는 단계와, 여기서 상기 변환은 각각의 제1 변환된 신호의 상기 파장이 xWDM-표준에 부합하도록 하는 것이며, 그리고 양방향 xWDM 모듈에서 각각의 제1 변환된 신호를 제1 방향으로 보내는 단계를 포함한다.
본 발명에 대한 다른 배경 기술로서 도면 제2도에 도시된 대한민국 등록특허공보 제10-1557550 B1호의 광섬유를 이용한 광통신 신호 및 광 에너지의 동시 전송 방법 기술이 있다. 이 기술은, 광통신 신호와 광 에너지를 별개의 전송로를 사용하여 개별적으로 전송하던 기존의 방식을 개선하기 위하여 제안된 것으로 단일 광섬유를 통해 광통신 신호 뿐만 아니라 광에너지를 함께 전송하는 방법으로서, 광통신 신호와 광 에너지를 파장분할다분화 필터 또는 광 커플러에서 통합하여 단일 광섬유를 통하여 전송한 후 수신측에 위치하는 또 다른 파장분할다분화 필터 또는 광 커플러에서 광통신 신호와 광 에너지를 재차 분할하는 방법을 특징으로 한다.
본 발명에 대한 또 다른 배경 기술로서 도면 제3도에 도시된 대한민국 공개 특허 공보 특2003-0038255 A호의 광전송 시스템 기술이 있다. 이 기술은, 기간 망 혹은 광가입자 전송계의 양방향 전송 시스템(Duplex system)에 적용되어 각 선로에 흐르는 광신호의 소량을 추출하여 그 세기를 모니터링하여 그 값에 따라 광선로를 변경할 수 있는 광선로 자동 절체장치 및 이를 이용한 광전송 시스템에 관한 것으로서, 장거리 국간 혹은 가입자 광전송계에서 광섬유 한 가닥을 이용하여 송신 및 수신을 하는 광 듀플렉스 시스템(Fiber Optic Duplex System)에 적용되는 무인 광선로 자동 절체 장치로서 두 광전송 시스템 사이에 위치한 광케이블의 손상으로 인하여 광전송선로를 동일 혹은 다른 광케이블 내 의 예비 전송선로로 시급히 절체하여야 할 필요성이 있을 때 자동적으로 신속히 광신호를 예비 전송선로로 절체하여 통신서비스의 중단을 최소화하는 자동 광선로 절체 시스템을 특징으로 한다.
KR 10-1542217 B1 KR 10-1557550 B1 KR 10-2003-0038255 A KR 10-2018-0014592 A KR 10-1175872 B1
본 발명은, 단일의 광통신 채널(500)을 통한 양방향 광통신을 가능하게 함으로써, 5G 통신의 데이터 레이트(data rate)를 최대화하고 종단간 지연(end-to-end latency)을 최소화하는 5G 통신용 광파 회로와 이를 이용한 단일 채널의 전이중 광통신 시스템을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
전술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 트랜스미터와 리시버, 광통신 컨트롤와 광파 회로로 구성된 것을 특징으로 하는 5G 통신용 광파 회로와 이를 이용한 단일 채널의 전이중 광통신 시스템을 과제의 해결 수단으로 제공한다.
본 발명의 5G 통신용 광파 회로와 이를 이용한 단일 채널의 전이중 광통신 시스템에 의하면, 단일의 광통신 채널을 통한 양방향 광통신을 가능하게 함으로써, 5G 통신의 데이터 레이트(data rate)를 최대화하고 종단간 지연(end-to-end latency)을 최소화하는 기술적 효과를 제공한다.
도면 제1도는 본 발명에 대한 배경 기술로서 양방향 파장 분할 다중화를 위해 파장들을 변환하기 위한 장치 및 방법의 구성
도면 제2도는 본 발명에 대한 다른 배경 기술로서 광섬유를 이용한 광통신 신호 및 광 에너지의 동시 전송 방법의 구성
도면 제3도는 본 발명에 대한 또 다른 배경 기술로서 광전송 시스템 기술의 구성
도면 제4도는 광통신에서 이중 통신(duplex) 방식의 구성
도면 제5도는 본 발명의 단일 채널 전이중 광통신 시스템의 구성
도면 제6도는 본 발명의 광파 회로의 구성
도면 제7도는 본 발명의 광파 회로의 설계 배치
도면 제8도는 본 발명의 다중 모드 도파로의 작용관계
도면 제9도는 본 발명의 광파 회로의 세부 구성
도면 제10도는 본 발명의 5G 통신용 광파 회로와 이를 이용한 단일 채널의 전이중 광통신 시스템의 구성예
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 이에 따라 이 기술이 속하는 분야에서 보통의 지식을 가진 자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시예들 뿐만 아니라 특정 실시예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다
상술한 목적, 특징 및 장점들은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 더욱 분명해 질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
이동통신 시스템은 멀티미디어 및 소셜네트워크 서비스 등 대용량 데이터 수요가 증가하고 있고 있어, 차세대 이동통신 시스템은 기본적으로 트래픽 증가, 디바이스수 증가, 클라우드 컴퓨팅 의존성 증가, 다양한 융합서비스들을 필수적으로 고려하여 설계되어야 한다.
국제전기통신연합(ITU)이‘IMT(International Mobile Telecommunication)-2020’으로 결정한 5G 통신(5th generation mobile communications)은, 2GHz 이하의 주파수를 사용하는 4G와 달리, 5G는 28GHz의 초고대역 주파수를 사용하며, 최대 다운로드 속도가 20Gbps, 최저 다운로드 속도는 100Mbps인 이동통신 기술이다. 5G 이동통신 시스템은, 사용자의 위치 (inner/outer/edge)에 상관없이 어디에서든지 1 Gbps를 사용할 수 있어야 한다는 것을 핵심 시스템 요구사항으로 제시하고 있다. 따라서 5G 이동통신 시스템은 end-to-end latency (종단간 지연)를 고려한 이동통신 시스템 설계가 필수적이며, 사용자의 요청에 대해 극단적으로 짧은 반응 지연시간을 필요로 한다.
도면 제4도는 광통신에서 이중 통신(duplex) 방식의 구성을 도시한다. 도면의 (a)는 전이중 통신(Full Duplex) 방식으로서 광통신 모듈 I와 광통신 모듈 II가 데이터를 송수신하기 위해 동시에 각각 독립된 회선의 광통신 채널을 사용하는 통신 방식이다. 대표적으로 전화망, 고속 데이터 통신을 들 수 있다. 도면의 (b)는 반이중 통신(Half Duplex) 방식으로서, 단일의 광통신 채널을 통해 한 쪽이 송신하는 동안 다른 쪽에서 수신하는 통신 방식으로, 전송 방향을 교체한다. 마스터 슬레이브 방식의 센서 네트워크가 대표적이다.
단일 광통신 전송로를 통한 전이중 통신 방식으로서는, 정보를 시간축으로 압축하여 송수신 방향을 변경하는 시분할 이중통신 (TDD, Time Division Duplex)이 있고, 시간 배분을 바꾸는 것으로 송수신 데이터 양의 비율이 동적으로 변경될 수 있고, TCM-ISDN, PHS, TD-CDMA 등에 쓰인다. 또한 주파수 대역을 분할하여 단일 전송로를 통한 전이중 통신을 하는 주파수 분할 이중통신 (FDD, Frequency Division Duplex)이 있으며, 송수신 분리에 대역 필터 회로가 필요하고, 휴대 전화, 통신 위성에 쓰인다.
따라서 기존의 전이중 통신(Full Duplex) 또는 반이중 통신(Half Duplex) 방식으로는 전술한 5G 통신의 데이터 레이트(data rate)와 종단간 지연(end-to-end latency)을 극복하기가 곤란하다.
본 발명은, 단일 전송로로 구성된 광통신 채널을 통해 전이중 통신(Full Duplex) 방식으로 양방향 통신이 가능하도록 하는 5G 통신용 광파 회로와 이를 이용한 단일 채널의 전이중 광통신 시스템을 제공한다.
도면 제5도는 본 발명의 단일 채널 전이중 광통신 시스템의 구성을 도시한다.
본 발명의 단일 채널 전이중 광통신 시스템은, 전송하고자 하는 송신 데이터를 제공받아 광변조기를 통해 변조된 광신호를 전송하는 트랜스미터(100);와 수신된 광신호를 광복조기로써 수신 데이터로 출력하는 리시버(200); 상기 트랜스미터(100)와 리시버(200)를 제어하여, 외부로부터 공급되는 송신 데이터를 트랜스미터(100)에 제공하고, 상기 리시버(200)로 수신데이터를 전송받아 외부로 제공하고 전송하고자 하는 송신 데이터를 제공받아 상기 트랜스미터(100)에 제공하는 광통신 컨트롤러(300);와,
상기 트랜스미터(100)의 변조된 광신호 ψin 을 제공받아 단일의 광통신 채널(500)로 전송하고, 상기 단일의 광통신 채널(500)로부터 광신호를 수신하여 ψout 으로 리시버(200)에 공급하며, 상기 트랜스미터(100)의 변조된 광신호를 피드백 송신 신호 ψm 으로 상기 광통신 컨트롤러(300)에 제공하는 광파 회로(400);로 구성된다. 본 발명의 광파 회로(400)는, 상기 단일의 광통신 채널(500)을 통하여 동시에 송신과 수신을 수행하도록 트랜스미터(100)와 리시버(200)를 접속한다. 또한 상기 광파 회로(400)는, 상기 트랜스미터(100)의 변조된 광신호를 피드백 송신 신호 ψm 으로 상기 광통신 컨트롤러(300)에 제공함으로써 반이중(half duplex) 광통신 기능도 제공한다.
도면 제6도는, 본 발명의 광파 회로의 구성을 도시한다. 본 발명의 광파 회로(400)는, 실리콘 기판(480)상에 리소그래피(lithography) 공정으로 폴리머(polymer) 또는 실리카(silica) 재질의 광도파로(optical waveguide)를 형성하여 구성된다.
본 발명의 광파 회로(400)는, 실리콘 기판(480)상에 길이 L 폭 W 의 다중 모드 광도파로(460)를 두께 d 로 형성하고, 상기 다중 모드 광도파로(460)의 폭 W 측으로 레이저 광 Ψ in 을 입력받는 제1 단일모드 도파로(410), 단일의 광통신 채널(500)을 통해 수신된 광 Ψ out 을 출력하는 제2 단일 모드 도파로(440)를 구비한다. 상기 다중 모드 광도파로(460)의 타측으로는 상기 제1 단일모드 도파로(410)로 제공된 레이저 광 Ψ in 이 1/2씩 분배되어 각각 출력되는 제3 단일모드 도파로(420) 및 제4 단일 모드 도파로(430)가 구비된다.
단일의 광통신 채널(500)을 통해 수신된 광은, 제3 단일모드 도파로(420)와 다중 모드 광도파로(460)를 경유하여 제1 단일모드 도파로(410)와 제2 단일 모드 도파로(440)로 1/2씩 분배되어 각각 출력되며 이때 리시버(200)가 접속된 제2 단일 모드 도파로(440)로 Ψ out 의 광으로 출력된다.
도면 제7도는 본 발명의 광파 회로의 설계 배치를 도시한다. 본 발명의 광파 회로(400)는; 실리콘 기판(480)상의 다중 모드 광도파로(460)와, 상기 다중 모드 광도파로(460)의 길이 L 만큼 이격된 양측 폭 W 방향으로 제1 내지 제4 단일모드 도파로(410),(420),(430),(440)가 형성된다.
상기 구성에서 레이저 광 Ψ in 이 제1 단일모드 도파로(410)를 통해 다중 모드 광도파로(460)에 공급되면, 상기 레이저 광 Ψ in 은 다중 모드 광도파로(460)를 진행하며 입력 광신호의 분배가 일어나고, 길이 L 방향으로 특정한 위치에서 모드간의 보강 간섭에 의하여 입력 광신호에서 여기된 파의 상을 재생시킨다. 이를 '자기상 맺힘'이라고 하며 다중 모드 광도파로(460)의 길이 L 의 방향에 따라 주기적인 간격을 두고 하나 이상의 상을 만들게 되는 현상이다. 이때 다중 모드 광도파로(460) 내의 광파의 분포는 수학식 1로 나타낼 수 있다.
Figure 112018124632056-pat00001
여기서 Cυ는 모드 여기 상수이고, ψ는 유기 모드이며, υ는 모드의 차수이다.
광신호의 입력 위치가 다중 모드 광도파로(460)의 일반적인 지점인 경우, 일반간섭(general interference)을 이용하게 되면, 원하는 개수의 자기 상이 맺히는 길이는 수학식 2와 같다.
Figure 112018124632056-pat00002
이때 M 은 주기성을 나타내는 정수이고, N 은 자기 상의 개수, L π 는 결합 길이로서 기본 모드와 1차 모드의 위상차 π가 되는 진행 거리이며 다음의 수학식 3으로 정리된다.
Figure 112019100167931-pat00017
여기서 β 0 , β 1 는 기본 모드와 1차 모드의 전파 상수이고, λ 0 는 파장, η e 는 유효 굴절률, W e 는 유효 폭으로 기본 모드가 실제 유기되는 폭을 나타낸다. 또한 입출력 위치가 다중 모드 광도파로(460)의 폭 방향의 1/3 또는 2/3 되는 지점에서의 경우는 쌍간섭(Paired Interference)을 이용하게 되며, 원하는 개수의 자기 상이 맺히는 길이는 수학식 4로 표현된다.
Figure 112018124632056-pat00004
또한 입출력 위치가 다중 모드 광도파로(460)의 폭 W 방향의 1/2 되는 지점에서의 경우는 대칭간섭(Symmetric Interference)을 이용하게 되며, 원하는 개수의 자기 상이 맺히는 길이는 수학식 5로 표현된다.
Figure 112018124632056-pat00005
따라서 수학식 4에 의해, 쌍간섭(Paired Interference)을 이용하면 입출력 위치를 다중 모드 광도파로(460)의 폭 W 방향의 1/3 또는 2/3 되는 지점으로 결정할 수 있다.
도면 제8도는 본 발명의 다중 모드 도파로(460)의 작용관계를 도시한다. 본 발명의 광파 회로(lightwave circuit)는 다중 모드 도파로(460)를 중심으로, 상기 다중 모드 도파로(460)의 양측의 폭 W 방향을 각각 W/3 로 등분하여 제1 내지 제4 단일모드 도파로(410), (420), (430), (440)들을 형성하여 쌍간섭을 이용한다.
상기의 제1 단일 모드 도파로(410)로 입력된 레이저 광 Ψ in 은 다중 모드 광도파로(460)를 진행하는 동안 쌍간섭(paired interference) 자기상 맺힘 현상에 의하여 각각 π/2 와 0의 위상 차이를 갖고, 50:50의 비율로 분배되어 상기의 제3 단일 모드 도파로(420)와 상기의 제4 단일 모드 도파로(430)로 각각 Ψ in /2 씩 출력된다. 이때 상기의 제3 단일 모드 도파로(420)로 전달된 레이저 광신호 Ψ in /2는 접속된 단일의 광통신 채널(500)을 통해 전송된다.
상기 단일의 광통신 채널(500)을 통해 제3 단일 모드 도파로(420)로 수신되는 광신호 Ψ rcv 는 상기의 다중 모드 광도파로(460)로 입력되어 쌍간섭 자기상 맺힘 현상에 의해 0의 위상 차이를 갖고, 상기의 제2 단일 모드 도파로(440)로 Ψ out = Ψ rcv /2 가 출력된다. 이때 π/2의 위상차로 제1 단일 모드 도파로(410)로 전달되는 Ψ rcv /2 의 광신호는 무시된다.
도면 제9도는 본 발명의 광파 회로의 세부 구성을 도시한다. 본 발명의 광파 회로(lightwave circuit)는 다중 모드 도파로(460)와, 상기 다중 모드 도파로(460)의 양측의 폭 W 방향을 각각 W/3 로 등분되는 위치에 제1 내지 제4 단일모드 도파로(410), (420), (430), (440)를 구비한다. 상기의 제1 단일 모드 도파로(410)로 입력된 레이저 광 Ψ in 은 다중 모드 광도파로(460)를 진행하는 동안 쌍간섭(paired interference) 자기상 맺힘 현상에 의하여 입력된 레이저 광 Ψ in 이 각각 π/2와 0의 위상 차이를 갖고, 50:50의 비율로 분배되어 상기의 제3 단일 모드 도파로(420)와 상기의 제4 단일 모드 도파로(430)로 각각 Ψ in /2 씩 출력된다. 상기의 제3 단일 모드 도파로(420)로 출력된 레이저 광신호 Ψ in /2는 접속된 단일의 광통신 채널(500)을 통해 전송된다.
상기 단일의 광통신 채널(500)을 통해 제3 단일 모드 도파로(420)로 수신되는 광신호 Ψ rcv 는 상기의 다중 모드 광도파로(460)로 입력되어 쌍간섭 자기상 맺힘 현상에 의해 0의 위상 차이를 갖고, 상기의 제2 단일 모드 도파로(440)로 Ψ out = Ψ rcv /2 가 출력된다.
따라서 본 발명의 광파 회로는 단일 모드 도파로 및 다중 모드 광도파로(460)와 단일의 광통신 채널(500)을 통해 광신호를 전송하고, 동시에 단일의 광통신 채널(500)을 통해 수신된 광신호를 단일 모드 도파로 및 다중 모드 광도파로(460)를 통해 단일 모드 도파로로 출력함으로써, 동시에 단일의 광통신 채널(500)을 통한 양방향 광통신을 가능하게 한다.
도면 제10도는 본 발명의 5G 통신용 광파 회로와 이를 이용한 단일 채널의 전이중 광통신 시스템의 구성예를 도시한다. 도면의 단일 채널 전이중 광통신 시스템은, 광통신 시스템 A와 광통신 시스템 B가 단일의 광통신 채널(500)로써 접속된 일례를 도시한다.
광통신 시스템 A는, 전송하고자 하는 송신 데이터를 제공받아 광변조기를 통해 변조된 광신호를 전송하는 트랜스미터 A와 수신된 광신호를 광복조기로써 수신 데이터로 출력하는 리시버 A; 상기 트랜스미터 A와 리시버 A를 제어하여, 외부로부터 공급되는 송신 데이터를 트랜스미터 A에 제공하고, 상기 리시버 A로 수신데이터를 전송받아 외부로 제공하고, 전송하고자 하는 송신 데이터를 제공받아 상기 트랜스미터 A에 제공하는 광통신 컨트롤러 A;와, 상기 트랜스미터 A의 변조된 광신호 ψinA 를 제공받아 단일의 광통신 채널(500)로 전송하고, 상기 단일의 광통신 채널(500)로부터 광신호를 수신하여 ψoutA 으로 리시버 A에 공급하며, 상기 트랜스미터 A의 변조된 광신호를 피드백 송신 신호 ψmA 로 상기 광통신 컨트롤러 A에 제공하는 광파 회로 A;로 구성된다.
광통신 시스템 B는, 전송하고자 하는 송신 데이터를 제공받아 광변조기를 통해 변조된 광신호를 전송하는 트랜스미터 B와 수신된 광신호를 광복조기로써 수신 데이터로 출력하는 리시버 B; 상기 트랜스미터 B와 리시버 B를 제어하여, 외부로부터 공급되는 송신 데이터를 트랜스미터 B에 제공하고, 상기 리시버 B로 수신데이터를 전송받아 외부로 제공하고, 전송하고자 하는 송신 데이터를 제공받아 상기 트랜스미터 B에 제공하는 광통신 컨트롤러 B;와, 상기 트랜스미터 B의 변조된 광신호 ψinB 를 제공받아 단일의 광통신 채널(500)로 전송하고, 상기 단일의 광통신 채널(500)로부터 광신호를 수신하여 ψoutB 로 리시버 B에 공급하며, 상기 트랜스미터 B의 변조된 광신호를 피드백 송신 신호 ψmB 로 상기 광통신 컨트롤러 B에 제공하는 광파 회로 B;로 구성된다.
이상과 같이 설명된 본 발명의 5G 통신용 광파 회로와 이를 이용한 단일 채널의 전이중 광통신 시스템은, 단일의 광통신 채널(500)을 통한 양방향 광통신을 가능하게 함으로써, 5G 통신의 데이터 레이트(data rate)를 최대화하고 종단간 지연(end-to-end latency)을 최소화하는 특징이 있다.
본 발명의 5G 통신용 광파 회로와 이를 이용한 단일 채널의 전이중 광통신 시스템은, 비록 한정된 실시예들과 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 트랜스미터 200 : 리시버
300 : 광통신 컨트롤러 400 : 광파 회로
410 : 제1 단일모드 도파로 420 : 제3 단일모드 도파로
430 : 제4 단일모드 도파로 440 : 제2 단일 모드 도파로
460 : 다중 모드 광도파로 480 : 실리콘 기판
500 : 단일의 광통신 채널

Claims (10)

  1. 전송하고자 하는 송신 데이터를 광변조기를 통해 변조하여 광신호를 전송하는 트랜스미터(100);와 수신된 광신호를 광복조기로써 수신 데이터로 출력하는 리시버(200); 상기 트랜스미터(100)와 리시버(200)를 제어하는 광통신 컨트롤러(300);를 구비하여, 단일 전송로로 구성된 광통신 채널을 통해 전이중 통신(Full Duplex) 방식으로 양방향 통신이 가능하도록 하는 5G 통신용 광파 회로와 이를 이용한 단일 채널의 전이중 광통신 시스템에 있어서,

    상기 광파 회로(400)는,
    실리콘 기판(480)상에 폴리머(polymer) 또는 실리카(silica) 재질로써 길이 L 폭 W 두께 d 로 형성되는 다중 모드 광도파로(460);와
    상기 다중 모드 광도파로(460)의 폭 W 측으로 변조된 광신호 레이저 광 Ψin 을 입력받는 제1 단일모드 도파로(410); 단일의 광통신 채널(500)을 통해 수신된 광 Ψout 을 출력하는 제2 단일 모드 도파로(440);를 구비하며,
    상기 다중 모드 광도파로(460)의 타측으로는 상기 제1 단일모드 도파로(410)로 제공된 레이저 광 Ψin 이 1/2씩 분배되어 각각 출력되는 제3 단일모드 도파로(420); 및 제4 단일 모드 도파로(430);가
    구성되고,
    단일의 광통신 채널(500)을 통해 수신된 광이 쌍간섭(Paired Interference) 자기 맺힘 현상에 의하여, 제3 단일모드 도파로(420)와 다중 모드 광도파로(460)를 경유하여 제1 단일모드 도파로(410)와 제2 단일 모드 도파로(440)로 1/2씩 분배되어 각각 출력되며, 리시버(200)가 접속된 제2 단일 모드 도파로(440)로 Ψout 의 광으로 출력되며,

    상기의 제1 단일 모드 도파로(410)로 입력된 레이저 광 Ψin 이 다중 모드 광도파로(460)를 진행하는 동안 쌍간섭(paired interference) 자기상 맺힘 현상에 의하여 각각 π/2 와 0의 위상 차이를 갖고, 50:50의 비율로 분배되어 상기의 제3 단일 모드 도파로(420)와 상기의 제4 단일 모드 도파로(430)로 각각 Ψin /2 씩 출력되도록 구성된 것을 특징으로 하는 5G 통신용 광파 회로와 이를 이용한 단일 채널의 전이중 광통신 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서 상기 광파 회로(400)는,

    실리콘 기판(480)상에 길이 L 폭 W 두께 d 로 형성되는 다중 모드 광도파로(460)의 양측의 폭 W 방향을 각각 W/3 로 등분하고,
    상기 다중 모드 광도파로(460)의 일측의 폭 W 방향에 대해 1/3 및 2/3 지점에 쌍간섭(Paired Interference)을 이용하는 제1 단일모드 도파로(410)와 제2 단일 모드 도파로(440);를 각각 구비하며,
    상기 다중 모드 광도파로(460)의 타측의 폭 W 방향으로 1/3 및 2/3 지점에 쌍간섭(Paired Interference)을 이용하는 제3 단일모드 도파로(420)와 제4 단일 모드 도파로(430);가 형성되고,

    상기의 제3 단일 모드 도파로(420)로 전달된 레이저 광신호 Ψin /2는 접속된 단일의 광통신 채널(500)을 통해 전송되고,
    상기 단일의 광통신 채널(500)을 통해 제3 단일 모드 도파로(420)로 수신되는 광신호 Ψrcv 는 상기의 다중 모드 광도파로(460)로 입력되어 쌍간섭 자기상 맺힘 현상에 의해 0의 위상 차이를 갖고, 상기의 제2 단일 모드 도파로(440)로 Ψout = Ψrcv /2 가 출력되는 것을 특징으로 하는 5G 통신용 광파 회로와 이를 이용한 단일 채널의 전이중 광통신 시스템.





  9. 삭제
  10. 삭제
KR1020180159853A 2018-12-12 2018-12-12 5g 통신용 광파 회로와 이를 이용한 단일 채널의 전이중 광통신 시스템 KR102060987B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180159853A KR102060987B1 (ko) 2018-12-12 2018-12-12 5g 통신용 광파 회로와 이를 이용한 단일 채널의 전이중 광통신 시스템
PCT/KR2019/017594 WO2020122635A2 (ko) 2018-12-12 2019-12-12 5g 통신용 광파 회로와 이를 이용한 단일 채널의 전이중 광통신 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180159853A KR102060987B1 (ko) 2018-12-12 2018-12-12 5g 통신용 광파 회로와 이를 이용한 단일 채널의 전이중 광통신 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190000330A KR20190000330A (ko) 2019-01-02
KR102060987B1 true KR102060987B1 (ko) 2019-12-31

Family

ID=65021687

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180159853A KR102060987B1 (ko) 2018-12-12 2018-12-12 5g 통신용 광파 회로와 이를 이용한 단일 채널의 전이중 광통신 시스템

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102060987B1 (ko)
WO (1) WO2020122635A2 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113890613A (zh) * 2021-09-28 2022-01-04 武汉恒泰通技术有限公司 一种一根光纤传输多种业务的光纤滤波系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100721800B1 (ko) * 2005-08-08 2007-05-28 주식회사 리트로닉스 다중 모드 간섭을 이용한 가변 광 분배기

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10200485A (ja) * 1997-01-14 1998-07-31 Fujitsu Denso Ltd 双方向光伝送システム及び光伝送方法
US7050663B2 (en) * 2001-10-17 2006-05-23 Intel Corporation Integrated optical circuit having an integrated arrayed waveguide grating (AWG) and optical amplifier(s)
KR20110117926A (ko) * 2010-04-22 2011-10-28 주식회사 케이티 파장 가변 레이저를 제어하는 장치 및 시스템
KR20130101961A (ko) * 2012-02-09 2013-09-16 한국전자통신연구원 양방향 파장분할다중 광네트워크에서 하향 ｗｄｍ 광신호의 광출력과 파장을 제어 및 감시하는 광회선 종단 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100721800B1 (ko) * 2005-08-08 2007-05-28 주식회사 리트로닉스 다중 모드 간섭을 이용한 가변 광 분배기

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020122635A3 (ko) 2020-08-06
KR20190000330A (ko) 2019-01-02
WO2020122635A2 (ko) 2020-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2048703C1 (ru) Двунаправленная световодная система телесвязи
US8396375B2 (en) Method and apparatus for bidirectional optical link using a single optical carrier and colorless demodulation and detection of optical frequency shift keyed data
CN112769474B (zh) 一种基于非对称调制频谱的单纤双向光纤传输系统
US9621297B2 (en) Optical communication system, method of bi-directional communication and method of operating a network element
US4957339A (en) Optical communication system, particularly in the subscriber area
KR102060987B1 (ko) 5g 통신용 광파 회로와 이를 이용한 단일 채널의 전이중 광통신 시스템
Iovanna et al. Optical components for transport network enabling the path to 6G
WO2022068656A1 (zh) 单纤双向光传输装置、波分设备及光传输系统
JPH09219680A (ja) 光伝送方式
US5005212A (en) Interference suppression in optical communication systems
WO2021171438A1 (ja) 光電子融合スイッチ
JP5871825B2 (ja) 波長多重ｐｏｎシステム
US8902488B2 (en) System architecture for an optical switch using wavelength, fiber and polarizaton addressing
Asatani et al. A field trial of fiber optic subscriber loop systems utilizing wavelength-division multiplexers
US20200186274A1 (en) Optical duplexer and optical transceiving system
CN110475164B (zh) 光分路器及单纤双向无源光网络传输系统
JPH08288911A (ja) 光通信装置およびその方法
KR20040053199A (ko) 광 멀티플렉서/디멀티플렉서 장치, 광파장 선택 필터 및필터 제조방법
WO2018014328A1 (zh) 一种光分插复用器及其控制方法、收发机
JPWO2002018995A1 (ja) 非対称型光カプラ、光送受信機、及び、波長多重化装置
CN108933630B (zh) 一种调制格式与偏振复用切换的光发射系统
WO2022024363A1 (ja) 光電子融合スイッチ
KR100721797B1 (ko) 다중 모드 간섭을 이용한 광 파장 분배/결합기
Nakamura et al. Technologies for Optical Submarine Cables: Past Present & Future
JP2004312630A (ja) アクセス系ネットワーク機器

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant