KR102102766B1 - 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 장치 및 방법 - Google Patents

광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 장치에 관한 것으로, 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 감시하고자 하는 광신호 채널을 선택하여 필터링하는 제1 OBPF(Optical Band Pass Filter); 상기 광신호의 중심주파수에서 상기 제1 OBPF 보다 협대역으로 광신호를 필터링하는 제2 OBPF; 상기 제1,2 OBPF를 통해 각기 필터링된 광신호의 파워(P ch, P 1)를 각기 측정하는 제1,2 광검출기; 및 상기 제1,2 OBPF 및 상기 제1,2 광검출기의 특성 정보 및 검출 정보를 바탕으로 신호 처리를 수행하여 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 산출하고, 이로부터 상기 선택한 특정 광신호 채널의 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 감시하는 것을 특징으로 하는 제어부;를 포함한다.

Description

광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MONITORING IN BAND OPTICAL SIGNAL-TO-NOISE RATIO OF OPTICAL NETWORK}
본 발명은 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR : Optical Signal to Noise Ratio)를 보다 정확하게 측정하고, 추가적으로 광신호 스펙트럼의 변화량을 반영하여 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 보정하여 정확도를 향상시킬 수 있도록 하는, 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래의 가장 일반적인 광신호대잡음비(OSNR : Optical Signal to Noise Ratio) 산출 방법은, 광스펙트럼분석기(OSA : Optical Spectrum Analyzer)를 이용하여, 광신호의 파워와 광신호 대역 밖의 자연증폭방출(ASE : Amplified Spontaneous Emission) 잡음의 파워를 측정하여 광신호대잡음비(OSNR)를 산출하는 방법이었다.
그러나 상기 종래의 광신호대잡음비(OSNR) 산출 방법은, 광신호 대역내 누적되는 자연증폭방출(ASE) 잡음의 파워를 측정할 수 없으므로, 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 산출할 수 없는 문제점이 있다.
이에 따라 상기 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 산출하는 방법으로서, 광신호의 변조방식에 무관하게 동작하는 광필터 및 광파워 측정을 기반으로 하는 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR) 산출 방법이 있었다.
상기 종래의 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR) 산출 방법은, 대역폭이 좁은 OBPF(Optical Band Pass Filter, 광학 대역통과 필터)를 이용하여, 감시하고자 하는 광신호의 중심주파수(CF : center frequency)와 이 중심주파수(CF)에서 다소 떨어진 오프셋주파수(OF : offset frequency)에서 필터링을 수행하여 산출되는 파워 성분을 이용해 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 산출하는 방식이다.
예컨대 상기 감시하고자 하는 광신호의 중심주파수(CF)와 이 중심주파수(CF)에서 다소 떨어진 오프셋주파수(OF)에서 필터링을 수행할 경우, 이 필터링된 신호의 파워(PCF, POF)는, 아래의 수학식1과 같이, 광신호 파워(Psig)와 잡음의 파워(PASE) 성분으로 표시할 수 있다.
Figure 112018083403269-pat00001
여기서 d는 두 주파수에서 필터링된 광신호 파워의 비이며, 잡음이 없는 송신기 측에서 사전에 측정한 상수값이다.
상기 수학식1을 이용하여 광신호대잡음비(OSNR)를 계산하면 아래의 수학식2와 같다.
Figure 112018083403269-pat00002
여기서 α는 OBPF(Optical Band Pass Filter, 광학 대역통과 필터)의 대역폭, 자연증폭방출(ASE) 잡음의 대역폭의 보정, 및 필터링된 광신호 파워로부터 전체 광신호의 파워를 유추하기 위해 사용된 보정 파라미터이다.
그런데 이러한 종래의 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR) 산출 방법은, OBPF(Optical Band Pass Filter)를 이용하여, 광신호의 중심주파수(CF)와 이 중심주파수(CF)에서 다소 떨어진 오프셋주파수(OF)에서 필터링하므로, 광 네트워크에서 광소자(예 : ROADM, Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer, 일종의 광스위치)를 통과하면서 광 스펙트럼이 좁아지는 필터링 효과에 의해, 상기 수학식1에서의 d 값(즉, 두 주파수(예 : CF, OF)에서 필터링된 광신호 파워의 비)이 변화되므로, 결과적으로 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)의 산출 오차가 발생하게 되는 문제점이 있다.
특히 상기 광소자(예 : ROADM)는 일종의 광학필터(또는 광필터)로서 작용하여, 전송되는 광신호 뿐만 아니라 광 증폭기의 잡음인 자연증폭방출(ASE) 잡음도 필터링하므로, 결과적으로 광신호 대역내에 누적되는 자연증폭방출(ASE) 잡음과 광신호 대역 밖에 누적되는 자연증폭방출(ASE) 잡음의 크기가 상이하게 되는 문제점이 있다.
또한 상기와 같은 광소자에 의한 광필터 작용으로 인해 광신호 대역내에 존재하는 자연증폭방출(ASE) 잡음의 스펙트럼이 더 이상 편평(flat)하지 않고 광필터에 의한 형태(shape)를 가지게 되면, 이에 따른 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)의 산출 오차가 발생하게 되는 문제점이 있다.
또한 상기 필터링된 광신호 성분(Psig)을 이용하여 산출하고자 하는 광신호의 전체 파워를 유추하는 데 있어서, 추가적인 보정이 필요하게 되어 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)의 산출 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2002-0061412호(2002.07.24. 공개, 파장분할 다중방식 광통신에서 광신호의 파장과 광 세기와 광신호 대 잡음비를 측정하는 장치)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 보다 정확하게 측정하고, 추가적으로 광신호 스펙트럼의 변화량을 반영하여 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 보정하여 정확도를 더욱 향상시킬 수 있도록 하는, 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 장치는, 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 감시하고자 하는 광신호 채널을 선택하여 필터링하는 제1 OBPF(Optical Band Pass Filter); 상기 광신호의 중심주파수에서 상기 제1 OBPF 보다 협대역으로 광신호를 필터링하는 제2 OBPF; 상기 제1,2 OBPF를 통해 각기 필터링된 광신호의 파워(P ch, P 1)를 각기 측정하는 제1,2 광검출기; 및 상기 제1,2 OBPF 및 상기 제1,2 광검출기의 특성 정보 및 검출 정보를 바탕으로 신호 처리를 수행하여 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 산출하고, 이로부터 상기 선택한 특정 광신호 채널의 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 감시하는 것을 특징으로 하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 OBPF는, 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 감시하고자 하는 광신호 채널을 역다중화(Demultiplexing)하여 선택하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1,2 OBPF는, 대역폭이 다르며, 제2 OBPF의 대역폭(Bn)이 제1 OBPF의 대역폭(Bch) 보다 좁은 대역폭을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 특성 정보는, 상기 제1,2 OBPF의 대역폭과 형태(shape)를 포함하고, 상기 검출 정보는, 광신호 파워를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 광신호의 파워(P ch )는, 아래의 수학식3과 같이, 광신호 성분의 파워(P s)와 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워(P n)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
(수학식 3)
Figure 112018083403269-pat00003
본 발명에 있어서, 상기 광신호의 파워(P 1)는, 아래의 수학식4와 같이, 광신호 성분의 파워(P s1)와 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워(P n1)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
(수학식 4)
Figure 112018083403269-pat00004
본 발명에 있어서, 상기 제1,2 OBPF를 통해 필터링된 광신호 성분의 파워(P s, P s1)의 비율(
Figure 112018083403269-pat00005
)은, 아래의 수학식 5와 같이 정의되고, 또한 자연증폭방출(ASE) 잡음의 출력밀도(power density)가 동일할 경우, 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워(P n, P n1)의 비율(R B)은, 아래의 수학식 6과 같이, 제1,2 OBPF의 대역폭(B ch, B n)의 비로 나타낼 수 있음을 특징으로 한다.
(수학식 5)
Figure 112018083403269-pat00006
(수학식 6)
Figure 112018083403269-pat00007
본 발명에 있어서, 상기 제1 OBPF를 통해 필터링된 광신호에 대한 광신호 성분의 파워(P s)와 잡음 성분의 파워(P n)는, 아래의 수학식 8을 통해 산출하는 것을 특징으로 한다.
(수학식 8)
Figure 112018083403269-pat00008
Figure 112018083403269-pat00009
여기서 Ps는 제1 OBPF를 통해 필터링된 광신호에 대한 광신호 성분의 파워, Pn은 제1 OBPF를 통해 필터링된 광신호에 대한 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워, P1은 제2 OBPF를 통해 필터링된 광신호의 파워, Pch는 제1 OBPF를 통해 필터링된 광신호의 파워,
Figure 112018083403269-pat00010
는 광신호 성분의 파워(P s, P s1)의 비율, R B는 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워(P n, P n1)의 비율을 의미한다.
본 발명에 있어서, 상기 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)는, 광신호의 파워와 자연증폭방출(ASE) 잡음의 파워의 비로 정의되며, 상기 자연증폭방출(ASE) 잡음의 파워는 특정 분해능 대역폭(B r )에 포함된 잡음의 파워로서, 아래의 수학식 10을 통해 산출하는 것을 특징으로 한다.
(수학식 10)
Figure 112018083403269-pat00011
여기서 Ps는 제1 OBPF를 통해 필터링된 광신호에 대한 광신호 성분의 파워, Pn은 제1 OBPF를 통해 필터링된 광신호에 대한 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워, Bch는 제1 OBPF의 대역폭, Bn은 제2 OBPF의 대역폭, P1은 제2 OBPF를 통해 필터링된 광신호의 파워, Pch는 제1 OBPF를 통해 필터링된 광신호의 파워,
Figure 112018083403269-pat00012
는 광신호 성분의 파워(P s, P s1)의 비율, R B는 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워(P n, P n1)의 비율을 의미한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 광 네트워크에서 광신호 전송 중 광 필터링 효과(optical filtering effect)에 의한 영향을 최소화하기 위하여, 광신호 스펙트럼의 변화량(
Figure 112018083403269-pat00013
)을 측정하여 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 아래의 수학식 12와 같이 보정하는 것을 특징으로 한다.
(수학식 12)
Figure 112018083403269-pat00014
여기서 Bch는 제1 OBPF의 대역폭, Bn은 제2 OBPF의 대역폭, P1은 제2 OBPF를 통해 필터링된 광신호의 파워, Pch는 제1 OBPF를 통해 필터링된 광신호의 파워,
Figure 112018083403269-pat00015
는 광신호 성분의 파워(P s, P s1)의 비율, B r 은 특정 분해능 대역폭, R B는 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워(P n, P n1)의 비율을 의미한다.
본 발명에 있어서, 상기 광신호 스펙트럼의 변화량(γ)은, 본래의 광신호의 스펙트럼(S(f))과 광 필터링 효과(optical filtering effect)에 의해 좁아진 광신호의 스펙트럼(S’(f))의 파워의 비율로서, 상기 파워의 비율은, 아래의 수학식 11을 통해 광신호의 대역폭(Bch )에서 스펙트럼 밀도(spectrum density)를 적분하여 산출하는 것을 특징으로 한다.
(수학식 11)
Figure 112018083403269-pat00016
여기서 CF는 광신호의 중심주파수(CF : center frequency), Bch는 제1 OBPF의 대역폭을 의미한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 방법은, 제1 OBPF를 통해 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 감시하고자 하는 광신호 채널을 선택하여 필터링하는 단계; 제2 OBPF를 통해 상기 광신호의 중심주파수에서 상기 제1 OBPF 보다 협대역으로 광신호를 필터링하는 단계; 제1,2 광검출기를 통해 상기 제1,2 OBPF를 통해 각기 필터링된 광신호의 파워(P ch, P 1)를 각기 측정하는 단계; 및 제어부가 상기 제1,2 OBPF 및 상기 제1,2 광검출기의 특성 정보 및 검출 정보를 바탕으로 신호 처리를 수행하여 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 산출하고, 이로부터 상기 선택한 특정 광신호 채널의 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 감시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 OBPF는, 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 감시하고자 하는 광신호 채널을 역다중화(Demultiplexing)하여 선택하며, 상기 제1,2 OBPF는, 제2 OBPF의 대역폭(Bn)이 제1 OBPF의 대역폭(Bch) 보다 좁은 대역폭을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 특성 정보는, 상기 제1,2 OBPF의 대역폭과 형태(shape)를 포함하고, 상기 검출 정보는, 광신호 파워를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 광신호의 파워(P ch )는, 아래의 수학식3과 같이, 광신호 성분의 파워(P s)와 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워(P n)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
(수학식 3)
Figure 112018083403269-pat00017
본 발명에 있어서, 상기 광신호의 파워(P 1)는, 아래의 수학식4와 같이, 광신호 성분의 파워(P s1)와 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워(P n1)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
(수학식 4)
Figure 112018083403269-pat00018
본 발명에 있어서, 상기 제1,2 OBPF를 통해 필터링된 광신호 성분의 파워(P s, P s1)의 비율(
Figure 112018083403269-pat00019
)은, 아래의 수학식 5와 같이 정의되고, 또한 자연증폭방출(ASE) 잡음의 출력밀도(power density)가 동일할 경우, 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워(P n, P n1)의 비율(R B)은, 아래의 수학식 6과 같이, 제1,2 OBPF의 대역폭(B ch, B n)의 비로 나타낼 수 있음을 특징으로 한다.
(수학식 5)
Figure 112018083403269-pat00020
(수학식 6)
Figure 112018083403269-pat00021
본 발명에 있어서, 상기 제1 OBPF를 통해 필터링된 광신호에 대한 광신호 성분의 파워(P s)와 잡음 성분의 파워(P n)는, 아래의 수학식 8을 통해 산출하는 것을 특징으로 한다.
(수학식 8)
Figure 112018083403269-pat00022
Figure 112018083403269-pat00023
여기서 Ps는 제1 OBPF를 통해 필터링된 광신호에 대한 광신호 성분의 파워, Pn은 제1 OBPF를 통해 필터링된 광신호에 대한 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워, P1은 제2 OBPF를 통해 필터링된 광신호의 파워, Pch는 제1 OBPF를 통해 필터링된 광신호의 파워,
Figure 112018083403269-pat00024
는 광신호 성분의 파워(P s, P s1)의 비율, R B는 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워(P n, P n1)의 비율을 의미한다.
본 발명에 있어서, 상기 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)는, 광신호의 파워와 자연증폭방출(ASE) 잡음의 파워의 비로 정의되며, 상기 자연증폭방출(ASE) 잡음의 파워는 특정 분해능 대역폭(B r )에 포함된 잡음의 파워로서, 아래의 수학식 10을 통해 산출하는 것을 특징으로 한다.
(수학식 10)
Figure 112018083403269-pat00025
여기서 Ps는 제1 OBPF를 통해 필터링된 광신호에 대한 광신호 성분의 파워, Pn은 제1 OBPF를 통해 필터링된 광신호에 대한 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워, Bch는 제1 OBPF의 대역폭, Bn은 제2 OBPF의 대역폭, P1은 제2 OBPF를 통해 필터링된 광신호의 파워, Pch는 제1 OBPF를 통해 필터링된 광신호의 파워,
Figure 112018083403269-pat00026
는 광신호 성분의 파워(P s, P s1)의 비율, R B는 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워(P n, P n1)의 비율을 의미한다.
본 발명에 있어서, 광 네트워크에서 광신호 전송 중 광 필터링 효과(optical filtering effect)에 의한 영향을 최소화하기 위하여, 상기 제어부는, 광신호 스펙트럼의 변화량(
Figure 112018083403269-pat00027
)을 측정하여 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 아래의 수학식 12와 같이 보정하는 것을 특징으로 한다.
(수학식 12)
Figure 112018083403269-pat00028
여기서 Bch는 제1 OBPF의 대역폭, Bn은 제2 OBPF의 대역폭, P1은 제2 OBPF를 통해 필터링된 광신호의 파워, Pch는 제1 OBPF를 통해 필터링된 광신호의 파워,
Figure 112018083403269-pat00029
는 광신호 성분의 파워(P s, P s1)의 비율, B r 은 특정 분해능 대역폭, R B는 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워(P n, P n1)의 비율을 의미한다.
본 발명에 있어서, 상기 광신호 스펙트럼의 변화량(γ)은, 본래의 광신호의 스펙트럼(S(f))과 광 필터링 효과(optical filtering effect)에 의해 좁아진 광신호의 스펙트럼(S’(f))의 파워의 비율로서, 상기 파워의 비율은, 아래의 수학식 11을 통해 광신호의 대역폭(Bch )에서 스펙트럼 밀도(spectrum density)를 적분하여 산출하는 것을 특징으로 한다.
(수학식 11)
Figure 112018083403269-pat00030
여기서 CF는 광신호의 중심주파수(CF : center frequency), Bch는 제1 OBPF의 대역폭을 의미한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 보다 정확하게 측정하고, 추가적으로 광신호 스펙트럼의 변화량을 반영하여 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 보정하여 정확도를 더욱 향상시킬 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 상기 도 1에 있어서, 제1,2 OBPF의 대역폭의 차이를 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 3은 일반적인 광 네트워크에서 광신호 전송 중 광 필터링 효과에 의해 광신호의 스펙트럼이 좁아지는 현상을 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 4는 본 실시예에 따른 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 장치의 검증을 위한 시뮬레이터를 보인 예시도.
도 5는 상기 도 4에 있어서, 시뮬레이션 결과를 그래프 형태로 보인 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 장치 및 방법의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
상술한 바와 같이 종래의 광 네트워크에서는 편광 다중화 방식, 고차의 변조방식 등, 다양한 방식의 기술들이 광전송 효율을 향상시키기 위해서 적용되어 왔으며, 또한 광 네트워크의 유연성을 향상시키기 위해서 광소자(예 : ROADM)가 사용되고 있다.
그런데 상기 광소자(예 : ROADM)는 일종의 광학 필터(광필터)로서 작용하여, 광신호 뿐만 아니라 광 증폭기의 잡음인 자연증폭방출(ASE) 잡음도 필터링하기 때문에, 광신호 대역내에 누적되는 자연증폭방출(ASE) 잡음과 광신호 대역 밖에 누적되는 자연증폭방출(ASE) 잡음의 크기가 상이하게 되고, 또한 광신호 대역내에 존재하는 자연증폭방출(ASE) 잡음의 스펙트럼이 광필터에 의한 형태(shape)를 가지게 됨으로써, 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)의 산출 오차가 발생하게 되는 문제점이 있으며, 또한 광신호의 전체 파워를 유추하는 데 있어서 추가적인 보정을 수행하지 않을 경우 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)의 산출 정확도가 떨어지는 문제점이 발생한다.
따라서 본 실시예는 광 네트워크에서 전송되는 광신호 대역내에 누적된 자연증폭방출(ASE) 잡음의 파워를 고려하여, 기존대비 보다 더 정확한 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 산출하는 장치를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 장치는, 제1 OBPF(Optical Band Pass Filter)(110), 제2 OBPF(120), 제1 광검출기(photo detector)(130), 제2 광검출기(140), 및 제어부(150)(또는 신호 처리부)를 포함한다.
상기 제어부(150)(또는 신호 처리부)는 상기 제1,2 OBPF(110, 120), 및 상기 제1,2 광검출기(130, 140)의 특성 정보(예 : 필터의 대역폭과 형태) 및 검출 정보(예 : 광신호 파워)를 바탕으로 신호 처리를 수행하여 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 산출할 수 있다. 이에 따라 원하는 특정 광신호 채널의 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 감시(또는 모니터링)할 수 있다.
상기 제1,2 OBPF(110, 120)는 대역폭이 다르다(도 2 참조)(예 : 제1 OBPF의 대역폭(Bch) > 제2 OBPF의 대역폭(Bn)). 특히 상기 제2 OBPF(120)는 광신호의 중심 주파수(CF)에 대응하여 좁은(narrow) 대역폭을 갖는다.
도 2는 상기 도 1에 있어서, 제1,2 OBPF의 대역폭의 차이를 설명하기 위하여 보인 예시도이다.
상기 제1 OBPF(110)는 감시(즉, 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)의 감시)하고자 하는 광신호 채널을 선택하여 필터링한다.
일반적으로 광 네트워크에서는 전송용량 증대를 위해 파장분할다중방식(WDM, Wavelength Division Multiplexing)을 사용하므로, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제1 OBPF(110)는 감시(즉, 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)의 감시)하고자 하는 광신호 채널을 역다중화(Demultiplexing)하여 선택한다.
상기 제1 광검출기(130)는 상기 제1 OBPF(110)를 통해 필터링된 광신호의 파워(P ch)를 측정한다.
이때 상기 광신호의 파워(P ch )는, 아래의 수학식3과 같이, 광신호 성분의 파워(P s)와 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워(P n)를 포함한다.
Figure 112018083403269-pat00031
또한 상기 제2 OBPF(120)는, 상기 제1 OBPF(110)와 마찬가지로, 상기 입력되는 광신호를 필터링한다. 다만 상기 제2 OBPF(120)는 상기 광신호의 중심 주파수(CF)에 대응하여 좁은(narrow) 대역폭을 갖는다. 즉, 상기 제2 OBPF(120)는 광신호의 중심주파수에서 협대역으로 필터링하기 위한 필터이다.
또한 상기 제2 광검출기(140)는 상기 제2 OBPF(120)를 통해 필터링된 광신호의 파워(P 1)를 측정한다.
이때 상기 광신호의 파워(P 1)는, 아래의 수학식4와 같이, 광신호 성분의 파워(P s1)와 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워(P n1)를 포함한다.
Figure 112018083403269-pat00032
상기 수학식 3,4에서 각각의 광신호 성분의 파워(P s, P s1) 및 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워(P n, P n1)는 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 산출하기 위한 변수이고, 측정값은 2개(Pch, P1)이므로, 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 산출하기 위해서는 추가적인 2개의 방정식이 요구된다.
이때 상기 제1 OBPF(110) 및 제2 OBPF(120)는 각기 필터의 대역폭(BW)과 형태(shape)가 알려져 있으므로, 이를 이용하여 광신호 성분의 파워(P s, P s1)의 비율(
Figure 112018083403269-pat00033
) 값은, 아래의 수학식 5와 같이 정의되며, 상수 값으로서 사전에 측정할 수 있다.
Figure 112018083403269-pat00034
또한 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워(P n, P n1)의 비율(R B)은, 자연증폭방출(ASE) 잡음의 출력밀도(power density)가 동일하다고 가정할 경우, 아래의 수학식 6과 같이, 감시 채널(즉, 대역내 광신호대잡음비를 감시하고자 하는 광신호 채널) 선택을 위한 제1 OBPF(110)의 대역폭(B ch)과 제2 OBPF(120)의 대역폭(B n)의 비로 나타낼 수 있다.
Figure 112018083403269-pat00035
한편 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 산출하기 위한 4개의 변수(즉, 광신호 성분의 파워(P s, P s1)와 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워(P n, P n1))는 상기 수학식 3 내지 수학식 6을 이용하여 유도할 수 있다. 즉, 수학식 5 및 수학식 6을 상기 수학식 4에 대입하면 다음 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112018083403269-pat00036
이제 상기 수학식 3과 수학식 7을 이용하여 광신호 성분의 파워(P s)와 잡음 성분의 파워(P n)를 아래의 수학식 8과 같이 산출할 수 있다.
Figure 112018083403269-pat00037
Figure 112018083403269-pat00038
한편 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)는, 광신호의 파워와 자연증폭방출(ASE) 잡음의 파워의 비로 정의되며, 이때 자연증폭방출(ASE) 잡음의 파워는 12.5 GHz의 분해능 대역폭(resolution bandwidth)(B r )에 포함된 잡음의 파워이므로, 아래의 수학식 9와 같이, 정의될 수 있다.
Figure 112018083403269-pat00039
이에 따라 상기 수학식8의 파워를 상식 수학식 9와 같이 정의된 식에 대입하면, 아래의 수학식 10과 같이, 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 추정할 수 있다.
Figure 112018083403269-pat00040
상기와 같이 본 실시예는 종래와 다르게 감시하고자 하는 광신호 채널의 파워(P s )를 직접 측정하여, 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 추정(또는 산출)하므로, 추정(또는 산출)된 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)의 정확도를 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
한편 도 3은 일반적인 광 네트워크에서 광신호 전송 중 광 필터링 효과에 의해 광신호의 스펙트럼이 좁아지는 현상을 설명하기 위하여 보인 예시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 광 네트워크에서 광신호 전송 중 광 필터링 효과(optical filtering effect)에 의해 광신호의 스펙트럼이 좁아지면, 광신호 파워의 비율(
Figure 112018083403269-pat00041
)과 광신호 잡음의 비율(R B )의 값이 변하게 되므로, 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)의 산출 오차가 발생될 수 있다.
따라서 이러한 영향을 최소화하기 위해 광신호 스펙트럼의 변화량(
Figure 112018083403269-pat00042
)을 측정하여 보정할 수 있다.
즉, 상기 광신호 스펙트럼의 변화량(γ)은 본래의 광신호의 스펙트럼(S(f))과 광 필터링 효과(optical filtering effect)에 의해 좁아진 광신호의 스펙트럼(S’(f))의 파워의 비율(즉, 파워비)로서 나타낼 수 있으며, 아래의 수학식 11과 같이 광신호의 대역폭(Bch )에서 스펙트럼 밀도(spectrum density)를 적분함으로써, 파워비를 산출할 수 있다.
Figure 112018083403269-pat00043
여기서 S(f)와 S’(f)는 각기 본래의 광신호와 광 필터링 효과(optical filtering effect)에 의해 좁아진 광신호의 스펙트럼을 의미한다.
이러한 광신호 스펙트럼의 변화량(
Figure 112018083403269-pat00044
)을 반영하여, 광신호 파워의 비율(
Figure 112018083403269-pat00045
)과 광신호 잡음의 비율(R B )의 값을, 각기 (
Figure 112018083403269-pat00046
·
Figure 112018083403269-pat00047
)와 (R B ·
Figure 112018083403269-pat00048
)의 값으로 보정하면, 상기 광 필터링 효과에 의한 영향을 제거할 수 있게 된다. 즉, 보정된 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)는 다음 수학식 12와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112018083403269-pat00049
이에 따라 추정(또는 산출)된 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)의 정확도를 더욱 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
참고로 본 실시예에 따른 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 장치의 검증을 위하여, 도 4에 도시된 바와 같은 시뮬레이터를 이용하여 수치 시뮬레이션(numerical simulation)을 수행하였다.
이때 상기 수치 시뮬레이션을 위한 시뮬레이터는, 송신기(transmitter)(210)에는 심볼 레이트(symbol rate)가 28 Gbaud인 편광 다중화된 QPSK(quadrature phase shift keying) 및 16QAM(quadrature amplitude modulation) 광신호를 모의하였으며, 또한, 광 네트워크의 필터링 효과 발생을 위해 대역폭이 42 GHz인 4차 가우시안(Gaussian) 특성을 가지는 5개의 WSS(wavelength selected switch)(221 ~ 225)를 통과하는 것을 가정하였다. 또한 본 실시예에 따른 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 장치(즉, 모니터부(230))의 제1 OBPF(110)는 대역폭이 45 GHz인 4차 가우시안 필터, 제2 OBPF(120)는 대역폭이 3 GHz인 1차 가우시안 필터를 고려하였다.
도 5는 상기 도 4에 있어서, 시뮬레이션 결과를 그래프 형태로 보인 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 장치는, 광신호의 변조방식에 무관하게 대역내 광신호대잡음비를 감시(또는 산출)할 수 있으며, 광 네트워크의 광신호 전송 중에 광 필터링 효과가 발생하더라도 대역내 광신호대잡음비를 감시(또는 산출)할 수 있음을 알 수 있다.
상기와 같이 본 실시예에 따른 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 장치는, 대역폭이 다른 복수의 OBPF(Optical Band Pass Filter)를 이용하여 필터링된 광신호의 파워를 광검출기를 이용하여 측정한 후, 두 광신호 파워의 비율과, 잡음 비율, 및 두 필터의 대역폭의 비를 바탕으로 대역내 OSNR을 측정하고, 추가로 광신호 스펙트럼의 변화량을 반영하여 대역내 OSNR을 보정한다.
따라서 본 실시예는 광신호의 편광 다중화 기술, 및 변조방식 등에 무관하게 동작하며, 또한 광섬유의 색분산 및 편광모드분산과 같은 선형적인 장애(impairments)에도 무관하게 동작 가능할 뿐만 아니라, 광 네트워크의 광 필터링 효과(optical filtering effect)에 의한 영향을 받지 않기 때문에, 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)에 대한 측정 정확도를 향상시키는 효과가 있다.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
110 : 제1 OBPF(Optical Band Pass Filter)
120 : 제2 OBPF
130 : 제1 광검출기(photo detector)
140 : 제2 광검출기
150 : 제어부

Claims (21)

  1. 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 감시하고자 하는 광신호 채널을 선택하여 필터링하는 제1 OBPF(Optical Band Pass Filter);
    상기 광신호의 중심주파수에서 상기 제1 OBPF 보다 협대역으로 광신호를 필터링하는 제2 OBPF;
    상기 제1,2 OBPF를 통해 각기 필터링된 광신호의 파워(P ch, P 1)를 각기 측정하는 제1,2 광검출기; 및
    상기 제1,2 OBPF 및 상기 제1,2 광검출기의 특성 정보 및 검출 정보를 바탕으로 신호 처리를 수행하여 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 산출하고, 이로부터 상기 선택한 특정 광신호 채널의 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 감시하는 것을 특징으로 하는 제어부;를 포함하되,
    상기 제1 OBPF를 통해 필터링된 광신호에 대한 광신호 성분의 파워(P s)와 잡음 성분의 파워(P n)는,
    아래의 수학식 8을 통해 산출하는 것을 특징으로 하는 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 장치.
    (수학식 8)
    Figure 112019133805611-pat00083

    Figure 112019133805611-pat00084

    여기서 Ps는 제1 OBPF를 통해 필터링된 광신호에 대한 광신호 성분의 파워, Pn은 제1 OBPF를 통해 필터링된 광신호에 대한 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워, P1은 제2 OBPF를 통해 필터링된 광신호의 파워, Pch는 제1 OBPF를 통해 필터링된 광신호의 파워,
    Figure 112019133805611-pat00085
    는 광신호 성분의 파워(P s, P s1)의 비율, R B는 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워(P n, P n1)의 비율을 의미한다.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제1 OBPF는,
    대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 감시하고자 하는 광신호 채널을 역다중화(Demultiplexing)하여 선택하는 것을 특징으로 하는 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제1,2 OBPF는,
    대역폭이 다르며, 제2 OBPF의 대역폭(Bn)이 제1 OBPF의 대역폭(Bch) 보다 좁은 대역폭을 갖는 것을 특징으로 하는 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 특성 정보는, 상기 제1,2 OBPF의 대역폭과 형태(shape)를 포함하고,
    상기 검출 정보는, 광신호 파워를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 광신호의 파워(P ch )는,
    아래의 수학식3과 같이, 광신호 성분의 파워(P s)와 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워(P n)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 장치.
    (수학식 3)
    Figure 112018083403269-pat00050

  6. 제 1항에 있어서, 상기 광신호의 파워(P 1)는,
    아래의 수학식4와 같이, 광신호 성분의 파워(P s1)와 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워(P n1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 장치.
    (수학식 4)
    Figure 112018083403269-pat00051

  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제1,2 OBPF를 통해 필터링된 광신호 성분의 파워(P s, P s1)의 비율(
    Figure 112018083403269-pat00052
    )은,
    아래의 수학식 5와 같이 정의되고, 또한
    자연증폭방출(ASE) 잡음의 출력밀도(power density)가 동일할 경우, 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워(P n, P n1)의 비율(R B)은, 아래의 수학식 6과 같이, 제1,2 OBPF의 대역폭(B ch, B n)의 비로 나타낼 수 있음을 특징으로 하는 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 장치.
    (수학식 5)
    Figure 112018083403269-pat00053

    (수학식 6)
    Figure 112018083403269-pat00054

  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)는, 광신호의 파워와 자연증폭방출(ASE) 잡음의 파워의 비로 정의되며, 상기 자연증폭방출(ASE) 잡음의 파워는 특정 분해능 대역폭(B r )에 포함된 잡음의 파워로서,
    아래의 수학식 10을 통해 산출하는 것을 특징으로 하는 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 장치.
    (수학식 10)
    Figure 112018083403269-pat00058

    여기서 Ps는 제1 OBPF를 통해 필터링된 광신호에 대한 광신호 성분의 파워, Pn은 제1 OBPF를 통해 필터링된 광신호에 대한 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워, Bch는 제1 OBPF의 대역폭, Bn은 제2 OBPF의 대역폭, P1은 제2 OBPF를 통해 필터링된 광신호의 파워, Pch는 제1 OBPF를 통해 필터링된 광신호의 파워,
    Figure 112018083403269-pat00059
    는 광신호 성분의 파워(P s, P s1)의 비율, R B는 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워(P n, P n1)의 비율을 의미한다.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    광 네트워크에서 광신호 전송 중 광 필터링 효과(optical filtering effect)에 의한 영향을 최소화하기 위하여,
    광신호 스펙트럼의 변화량(
    Figure 112018083403269-pat00060
    )을 측정하여 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 아래의 수학식 12와 같이 보정하는 것을 특징으로 하는 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 장치.
    (수학식 12)
    Figure 112018083403269-pat00061

    여기서 Bch는 제1 OBPF의 대역폭, Bn은 제2 OBPF의 대역폭, P1은 제2 OBPF를 통해 필터링된 광신호의 파워, Pch는 제1 OBPF를 통해 필터링된 광신호의 파워,
    Figure 112018083403269-pat00062
    는 광신호 성분의 파워(P s, P s1)의 비율, B r 은 특정 분해능 대역폭, R B는 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워(P n, P n1)의 비율을 의미한다.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 광신호 스펙트럼의 변화량(γ)은,
    본래의 광신호의 스펙트럼(S(f))과 광 필터링 효과(optical filtering effect)에 의해 좁아진 광신호의 스펙트럼(S’(f))의 파워의 비율로서,
    상기 파워의 비율은,
    아래의 수학식 11을 통해 광신호의 대역폭(Bch )에서 스펙트럼 밀도(spectrum density)를 적분하여 산출하는 것을 특징으로 하는 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 장치.
    (수학식 11)
    Figure 112019133805611-pat00063

    여기서 CF는 광신호의 중심주파수(CF : center frequency), Bch는 제1 OBPF의 대역폭을 의미한다.
  12. 제1 OBPF를 통해 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 감시하고자 하는 광신호 채널을 선택하여 필터링하는 단계;
    제2 OBPF를 통해 상기 광신호의 중심주파수에서 상기 제1 OBPF 보다 협대역으로 광신호를 필터링하는 단계;
    제1,2 광검출기를 통해 상기 제1,2 OBPF를 통해 각기 필터링된 광신호의 파워(P ch, P 1)를 각기 측정하는 단계; 및
    제어부가 상기 제1,2 OBPF 및 상기 제1,2 광검출기의 특성 정보 및 검출 정보를 바탕으로 신호 처리를 수행하여 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 산출하고, 이로부터 상기 선택한 특정 광신호 채널의 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 감시하는 단계;를 포함하되,
    상기 제1 OBPF를 통해 필터링된 광신호에 대한 광신호 성분의 파워(P s)와 잡음 성분의 파워(P n)는,
    아래의 수학식 8을 통해 산출하는 것을 특징으로 하는 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 방법.
    (수학식 8)
    Figure 112019133805611-pat00086

    Figure 112019133805611-pat00087

    여기서 Ps는 제1 OBPF를 통해 필터링된 광신호에 대한 광신호 성분의 파워, Pn은 제1 OBPF를 통해 필터링된 광신호에 대한 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워, P1은 제2 OBPF를 통해 필터링된 광신호의 파워, Pch는 제1 OBPF를 통해 필터링된 광신호의 파워,
    Figure 112019133805611-pat00088
    는 광신호 성분의 파워(P s, P s1)의 비율, R B는 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워(P n, P n1)의 비율을 의미한다.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제1 OBPF는, 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 감시하고자 하는 광신호 채널을 역다중화(Demultiplexing)하여 선택하며,
    상기 제1,2 OBPF는, 제2 OBPF의 대역폭(Bn)이 제1 OBPF의 대역폭(Bch) 보다 좁은 대역폭을 갖는 것을 특징으로 하는 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 방법.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 특성 정보는, 상기 제1,2 OBPF의 대역폭과 형태(shape)를 포함하고,
    상기 검출 정보는, 광신호 파워를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 방법.
  15. 제 12항에 있어서, 상기 광신호의 파워(P ch )는,
    아래의 수학식3과 같이, 광신호 성분의 파워(P s)와 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워(P n)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 방법.
    (수학식 3)
    Figure 112018083403269-pat00064

  16. 제 12항에 있어서, 상기 광신호의 파워(P 1)는,
    아래의 수학식4와 같이, 광신호 성분의 파워(P s1)와 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워(P n1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 방법.
    (수학식 4)
    Figure 112018083403269-pat00065

  17. 제 12항에 있어서,
    상기 제1,2 OBPF를 통해 필터링된 광신호 성분의 파워(P s, P s1)의 비율(
    Figure 112018083403269-pat00066
    )은,
    아래의 수학식 5와 같이 정의되고, 또한
    자연증폭방출(ASE) 잡음의 출력밀도(power density)가 동일할 경우, 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워(P n, P n1)의 비율(R B)은, 아래의 수학식 6과 같이, 제1,2 OBPF의 대역폭(B ch, B n)의 비로 나타낼 수 있음을 특징으로 하는 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 방법.
    (수학식 5)
    Figure 112018083403269-pat00067

    (수학식 6)
    Figure 112018083403269-pat00068

  18. 삭제
  19. 제 12항에 있어서,
    상기 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)는, 광신호의 파워와 자연증폭방출(ASE) 잡음의 파워의 비로 정의되며, 상기 자연증폭방출(ASE) 잡음의 파워는 특정 분해능 대역폭(B r )에 포함된 잡음의 파워로서,
    아래의 수학식 10을 통해 산출하는 것을 특징으로 하는 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 방법.
    (수학식 10)
    Figure 112018083403269-pat00072

    여기서 Ps는 제1 OBPF를 통해 필터링된 광신호에 대한 광신호 성분의 파워, Pn은 제1 OBPF를 통해 필터링된 광신호에 대한 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워, Bch는 제1 OBPF의 대역폭, Bn은 제2 OBPF의 대역폭, P1은 제2 OBPF를 통해 필터링된 광신호의 파워, Pch는 제1 OBPF를 통해 필터링된 광신호의 파워,
    Figure 112018083403269-pat00073
    는 광신호 성분의 파워(P s, P s1)의 비율, R B는 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워(P n, P n1)의 비율을 의미한다.
  20. 제 12항에 있어서, 광 네트워크에서 광신호 전송 중 광 필터링 효과(optical filtering effect)에 의한 영향을 최소화하기 위하여,
    상기 제어부는,
    광신호 스펙트럼의 변화량(
    Figure 112018083403269-pat00074
    )을 측정하여 대역내 광신호대잡음비(in-band OSNR)를 아래의 수학식 12와 같이 보정하는 것을 특징으로 하는 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 방법.
    (수학식 12)
    Figure 112018083403269-pat00075

    여기서 Bch는 제1 OBPF의 대역폭, Bn은 제2 OBPF의 대역폭, P1은 제2 OBPF를 통해 필터링된 광신호의 파워, Pch는 제1 OBPF를 통해 필터링된 광신호의 파워,
    Figure 112018083403269-pat00076
    는 광신호 성분의 파워(P s, P s1)의 비율, B r 은 특정 분해능 대역폭, R B는 자연증폭방출(ASE) 잡음 성분의 파워(P n, P n1)의 비율을 의미한다.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 광신호 스펙트럼의 변화량(γ)은,
    본래의 광신호의 스펙트럼(S(f))과 광 필터링 효과(optical filtering effect)에 의해 좁아진 광신호의 스펙트럼(S’(f))의 파워의 비율로서,
    상기 파워의 비율은,
    아래의 수학식 11을 통해 광신호의 대역폭(Bch )에서 스펙트럼 밀도(spectrum density)를 적분하여 산출하는 것을 특징으로 하는 광 네트워크의 대역내 광신호대잡음비 감시 방법.
    (수학식 11)
    Figure 112019133805611-pat00077

    여기서 CF는 광신호의 중심주파수(CF : center frequency), Bch는 제1 OBPF의 대역폭을 의미한다.

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Man-Hong Cheung et al., "PMD-Insensitive OSNR Monitoring Based on Polarization-Nulling With Off-Center Narrow-Band Filtering," IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL. 16, NO. 11, p. 2562, (2004.11)*

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