KR102233342B1 - 양방향 광 서브어셈블리 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가입자 측이나 중앙국 측에 마련되어, 가입자와 중앙국이 서로 광을 송수신함으로써 양방향 통신을 할 수 있도록 하는 양방향 광 서브어셈블리 모듈에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 양방향 광 서브어셈블리 모듈에 의하면, 3개의 포트가 구비되어 있는 광 경로 분리부로 인해 송신광 경로와 수신광 경로가 완전히 분리될 수 있으며, 이로 인해 송신광 신호와 수신광 신호의 가드 대역을 서브 나노미터까지 좁힐 수 있음은 물론, 광 파워의 손실이 일어날 염려가 없어 광 전송망의 링크 버짓을 충분히 확보할 수 있게 된다.

Description

양방향 광 서브어셈블리 모듈{BIDIRECTIONAL OPTICAL SUB-ASSEMBLY MODULE}

본 발명은 가입자 측이나 중앙국 측에 마련되어, 가입자와 중앙국이 서로 광을 송수신함으로써 양방향 통신을 할 수 있도록 하는 양방향 광 서브어셈블리 모듈에 관한 것이다.

스마트폰, 고성능 텔레비전(HDTV, 3D TV, 스마트 TV), 전자상거래 및 주문형 비디오(VOD: Video On Demand) 등의 다양한 멀티미디어 서비스에 대한 요구를 충족시키기 위해서는 현존하는 광 통신망의 용량 확장이 요구되며, 이러한 이유로 인해 파장 분할 멀티플렉싱(WDM: Wavelength-Division Multiplexing) 기술이 궁극적인 대안으로 인식되고 있다.

WDM 기술은 한 가닥의 광섬유를 통해 서로 다른 파장을 갖는 광을 묶어서 전송하는 기술이다. WDM 기술은 각 가입자에게 고유의 독립적인 파장 할당을 통해 점대점(point-to-point)의 전용 채널을 제공하며, 가입자는 할당된 고유의 광 신호 파장을 사용하기 때문에 지금까지 나온 기술 중 가장 높은 속도를 제공할 수 있다.

예를 들어, WDM-PON(PON: Passive Optical Network) 기술은 시간분할방식인 TDM(Time-Division Multiplexing)-PON에 비해 많은 파장을 사용하므로 양방향 대칭형 서비스를 보장하고, 대역폭을 독립적으로 할당하며, 해당 가입자는 서로 다른 파장의 광 신호를 수신하므로 보장성이 우수한 장점을 가지고 있다.

이러한 WDM-PON 기술에서 가장 중요한 요구 사항 중 하나는 광 단말장치들이 사용되는 송수신광 파장을 양방향으로 그리고 선택적으로 보내고 받아들일 수 있어야 한다는 것이며, 이에 따라 종래에는 광 단말장치의 내부 또는 외부에 파장 선택적인 광필터를 일반적으로 사용하고 있었다.

하지만 사용하는 파장수가 많아지고, 송신광 신호의 파장과 수신광 신호의 파장 간 가드 대역(guard band)이 좁아질수록, 송신광 신호의 파장과 수신광 신호의 파장 간 아이솔레이션(isolation) 특성을 만족시키기 어려워지며, 이는 광 단말장치의 링크 버짓(link budget) 확보에 큰 어려움을 가져오게 한다.

한편, 특허문헌 1에는 송신 신호를 출력하는 광 송신부, 수신 신호를 입력받는 광 수신부, 그리고 상기 광 송신부로부터 출력되는 송신 신호의 입사 방향에 대하여 경사지게 설치되어 상기 송신 신호는 통과되도록 하여 외부로 출력시키고, 외부로부터 입력되는 광 신호는 수신 반사하는 스플리터를 포함하는 양방향 광 송수신 모듈이 개시되어 있다.

등록특허공보 제1285766호(2013.07.08)

본 발명은 양방향 광 송수신 시, 송신광 신호와 수신광 신호 간 가드 대역을 최소화하고, 송신광 신호와 수신광 신호에 광 손실이 발생하지 않도록 하여 링크 버짓을 충분히 확보할 수 있는 양방향 광 서브어셈블리 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 양방향 광 서브어셈블리 모듈은, 송신광 신호를 송신하는 광 송신부; 수신광 신호를 수신하는 광 수신부; 상기 광 송신부에서 송신하는 상기 송신광 신호를 입력 받는 제1 포트와, 상기 제1 포트를 통해 입력 받은 상기 송신광 신호를 출력하고 상기 광 수신부에 의해 수신될 상기 수신광 신호를 입력 받는 제2 포트와, 상기 제2 포트를 통해 입력 받은 상기 수신광 신호를 상기 광 수신부를 향해 출력하는 제3 포트를 구비하여, 상기 송신광 신호를 위한 송신광 경로와 상기 수신광 신호를 위한 수신광 경로를 분리하는 광 경로 분리부; 및 상기 제2 포트를 통해 출력되는 송신광 신호가 입사되며, 상기 제2 포트를 향해 수신광 신호를 출사하는 광섬유를 포함한다.

여기서, 상기 광 경로 분리부는 인터리버 필터일 수 있으며, 상기 인터리버 필터의 상기 제1 포트에서는 제1 주기에 해당하는 파장 대역의 광 신호만 투과 가능하고, 상기 인터리버 필터의 상기 제2 포트에서는 모든 대역의 광 신호가 투과 가능하며, 상기 인터리버 필터의 상기 제3 포트에서는 제2 주기에 해당하는 파장 대역의 광 신호만 투과 가능하고, 상기 제1 주기에 해당하는 파장 대역과 상기 제2 주기에 해당하는 파장 대역은 상이할 수 있다.

여기서, 상기 광 수신부에 의해 수신될 수신광 신호에 해당하는 파장 대역만을 통과시키고, 상기 수신광 신호에 해당하는 파장 대역 이외의 파장 대역은 차단하는 대역 통과 필터부를 더 포함할 수 있으며, 상기 광 송신부에서 송신하는 상기 송신광 신호는 상기 제1 주기에 해당하는 파장 대역에 포함되고, 상기 광 수신부에서 수신하는 상기 수신광 신호는 상기 제2 주기에 해당하는 파장 대역에 포함될 수 있다.

한편, 상기 광 경로 분리부는 써큘레이터(circulator)일 수 있으며, 상기 써큘레이터의 상기 제1 포트로는 상기 송신광 신호가 입력되고, 상기 써큘레이터의 상기 제2 포트로는 상기 송신광 신호가 출력되고 상기 수신광 신호가 입력되며, 상기 써큘레이터의 상기 제3 포트로는 상기 수신광 신호가 출력될 수 있다.

여기서, 상기 광 수신부에 의해 수신될 수신광 신호에 해당하는 파장 대역만을 통과시키고, 상기 수신광 신호에 해당하는 파장 대역 이외의 파장 대역은 차단하는 대역 통과 필터부를 더 포함할 수 있으며, 상기 써큘레이터의 상기 제3 포트로 입력되는 광 신호는 상기 써큘레이터의 상기 제1 포트로의 전달이 차단될 수 있다.

한편, 상기 광 경로 분리부는 광 로테이터(optical rotator)일 수 있으며, 상기 광 로테이터의 상기 제1 포트로는 상기 송신광 신호가 입력되고, 상기 광 로테이터의 상기 제2 포트로는 상기 송신광 신호가 출력되고 상기 수신광 신호가 입력되며, 상기 광 로테이터의 상기 제3 포트로는 상기 수신광 신호가 출력될 수 있다.

여기서, 상기 광 수신부에 의해 수신될 수신광 신호에 해당하는 파장 대역만을 통과시키고, 상기 수신광 신호에 해당하는 파장 대역 이외의 파장 대역은 차단하는 대역 통과 필터부를 더 포함할 수 있으며, 상기 광 로테이터의 상기 제3 포트로 입력되는 광 신호는 상기 광 로테이터의 상기 제1 포트로의 전달이 차단될 수 있다.

본 발명에 의하면, 3개의 포트가 구비되어 있는 광 경로 분리부에 의해 송신광 경로와 수신광 경로가 완전히 분리될 수 있으며, 이로 인해 송신광 신호와 수신광 신호 간 가드 대역을 서브 나노미터(sub-nm)까지 좁힐 수 있음은 물론, 광 파워의 손실이 일어날 염려가 없어 광 전송망의 링크 버짓을 충분히 확보할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 양방향 광 서브어셈블리 모듈에 관한 제1 실시예이다.
도 2는 종래의 양방향 광 서브어셈블리 모듈에 관한 제2 실시예이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 광 서브어셈블리 모듈을 나타낸 도면이다.
도 4a는 도 3에 나타낸 인터리버 필터의 제1 포트로 입력 가능한 광 신호를 파장에 따라 나타낸 도면이다.
도 4b는 도 3에 나타낸 인터리버 필터의 제2 포트로 입출력 가능한 광 신호를 파장에 따라 나타낸 도면이다.
도 4c는 도 3에 나타낸 인터리버 필터의 제3 포트로 출력 가능한 광 신호를 파장에 따라 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 양방향 광 서브어셈블리 모듈을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 양방향 광 서브어셈블리 모듈에 대해 상세하게 설명한다. 첨부한 도면들은 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것으로서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다.

본 발명에 따른 양방향 광 서브어셈블리 모듈에 대해 설명하기 전에, 도 1 및 도 2를 참조하여 종래의 양방향 광 서브어셈블리 모듈에 대해 설명하기로 한다.

도 1은 종래의 양방향 광 서브어셈블리 모듈에 관한 제1 실시예로서, 도 1에 나타낸 양방향 광 서브어셈블리 모듈은 광 송신부(10), 광 수신부(20), WDM 필터(31) 및 광섬유(40)를 포함한다.

광 송신부(10)는 송신광 신호를 송신하고, 광 수신부(20)는 수신광 신호를 수신한다. 광 신호는 동일한 공간에 있더라도 방향성, 파장 또는 편광에 따라 분리가 가능하다. 이 때문에, 광 송신부(10)에서는 송신광 신호를 멀티플렉싱(multiplexing) 방식을 통해 송신하고, 광 수신부(20)에서는 디멀티플렉싱(demultiplexing) 방식을 통해 상기 방향성, 파장 또는 편광이 다른 신호를 분리하여 필요한 신호만 수신한다. 일반적으로 파장에 의한 양방향 광 송수신 방식을 WDM(파장 분할 멀티플렉싱) 방식이라고 하며, WDM 방식에서는 도 1에 나타낸 바와 같은 WDM 필터(30)를 통해 송신광 신호와 수신광 신호를 분리한다.

광 송신부(10)에서 송신되는 송신광 신호는 제1 집속 렌즈(15)에 의해 집속될 수 있으며, 이후 상기 송신광 신호는 WDM 필터(31)를 투과하여 광섬유(40)에 입사된다. 여기서, 광 송신부(10)는 레이저 다이오드로 이루어지거나 이를 포함하여 이루어질 수 있다. 광 송신부(10)에서 송신하는 송신광 신호는 상기 레이저 다이오드에서 방출되는 광이 변조 수단(미도시)에 의해 변조된 것일 수 있다.

만일 도 1에 나타낸 양방향 광 서브어셈블리 모듈이 가입자 측에 설치된 것일 경우, 상기 광섬유(40)에 입사된 송신광 신호는 중앙국 측에 설치된 광섬유를 경유해서 WDM 필터에 의해 반사된 뒤 광 수신부로 수신된다. 이하에서는 양방향 광 서브어셈블리 모듈이 가입자 측에 설치되어 중앙국 측으로 송신광 신호를 송신하는 것으로 설명하기로 하되, 이와 반대로 양방향 광 서브어셈블리 모듈이 중앙국 측에 설치되어 가입자 측으로 송신광 신호를 송신할 수 있음은 물론이다.

중앙국 측에 설치된 양방향 광 서브어셈블리 모듈의 광 송신부에서 송신되는 송신광 신호는 가입자 측에 설치된 광섬유(40)를 경유해서 WDM 필터(31)에 의해 반사된 뒤 광 수신부(20)에 수신광 신호로서 수신된다. 여기서, 광 수신부(20)는 포토 다이오드로 이루어지거나 이를 포함하여 이루어질 수 있으며, 광 수신부(20)는 상기 수신광 신호를 수신한 뒤 이를 전기 신호로 복조할 수 있다.

도 1에 나타낸 WDM 필터(31)는 송신광 신호에 해당하는 파장 대역에 대해서는 투과 특성을 가져야 하고, 수신광 신호에 해당하는 파장 대역에 대해서는 반사 특성을 가져야 한다. WDM 필터(31)는 광신호의 투과 특성이 파장 의존성을 보이는 부품이므로, 송신광 신호에 해당하는 파장 대역과 수신광 신호에 해당하는 파장 대역을 적절히 설정함으로써, 송신광 신호에 대해서는 100%에 가까운 투과 특성을 갖도록 하고, 수신광 신호에 대해서는 100%에 가까운 반사 특성을 갖도록 할 수 있다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 양방향 광 서브어셈블리 모듈에 이용되는 WDM 필터(31)는 기울어지게 배치되며, 이때 송신광 신호(또는, 수신광 신호)가 WDM 필터(31)와 90도가 되는 선(즉, 법선)을 기준으로 이루는 각도는 일반적으로 45도이다. 이 경우 WDM 필터(31)가 송신광 신호에 대해서 100%에 가까운 투과 특성을 갖도록 하고, 수신광 신호에 대해서 100%에 가까운 반사 특성을 갖도록 하기 위해서는, 송신광 신호와 수신광 신호 간 가드 대역(구체적으로는, 송신광 신호에 해당하는 파장 대역 중 최대 파장과 수신광 신호에 해당하는 파장 대역 중 최소 파장 간 차이, 또는 송신광 신호에 해당하는 파장 대역 중 최소 파장과 수신광 신호에 해당하는 파장 대역 중 최대 파장 간 차이)은 약 40nm 정도가 되어야 한다. 즉, 도 1에 나타낸 WDM 필터(31)를 사용하는 양방향 광 서브어셈블리 모듈은 최소한 40nm의 가드 대역을 필요로 한다.

만일 송신광 신호와 수신광 신호 간 가드 대역이 40nm보다 작은 경우에는, 도 1과 같이 WDM 필터(31)를 45도 기울어지게 배치해서는 원하는 투과 특성 및 반사 특성을 확보하기 어렵다. 즉, 송신광 신호와 수신광 신호 간 가드 대역이 40nm보다 작은 경우에는 WDM 필터(31)를 45도보다 더 작은 각도로 기울여서, 투과 특성 및 반사 특성을 확보해야 한다. 하지만 WDM 필터(31)를 45도보다 더 작은 각도로 기울이게 되면, 광 송신부(10)와 광 수신부(20)의 상대적 배치를 도 1에 나타낸 바와는 다르게 변경해야 하며, 이 경우에는 양방향 광 서브어셈블리 모듈의 크기가 커지게 되는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안 중 하나로서, 도 2와 같이 WDM 필터(32)의 기울어짐 정도를 도 1에 나타낸 WDM 필터(30)와 달리 변경한 뒤, 상기 WDM 필터(32)에 의해 반사되는 수신광 신호를 수신부(20)로 입사시키기 위해 반사 미러(33)를 추가하는 방안이 있다.

도 2는 도 1에 비해 송신광 신호와 수신광 신호 간 가드 대역을 더 작게 만들 수 있는 종래의 양방향 광 송수신 모듈을 나타낸 개략도이다.

도 2에 나타낸 양방향 광 송수신 모듈은 송신광 신호를 송신하는 광 송신부(10), 수신광 신호를 수신하는 광 수신부(20), 상기 광 송신부(10)에서 송신하는 송신광 신호의 진행 방향에 대하여 경사지게 설치되어 상기 송신광 신호는 광섬유(40)로 입사시키고, 상기 광섬유(40)로부터 전송되는 수신광 신호는 1차 반사시키는 WDM 필터(32), 그리고 상기 WDM 필터(32)에 의해 1차 반사된 수신광 신호를 2차 반사시키는 반사 미러(33)를 포함하여 구성되어 있다. 도 2에 나타낸 양방향 광 송수신 모듈에서는 WDM 필터(32)의 입사각을 작게 설정할 수 있어서, 20nm 정도의 가드 대역으로 송신광 신호와 수신광 신호를 분리해낼 수 있다. 여기서, WDM 필터(32)의 입사각은 송신광 신호(또는, 수신광 신호)와 WDM 필터(32)의 법선이 이루는 각도를 의미한다.

이와 같이 도 1 및 도 2에 나타낸 양방향 광 송수신 모듈에서는 양방향 광 송수신 시 파장 의존성을 갖는 WDM 필터(31, 32)를 사용하고 있다. 다만, 비교적 간격이 좁은(약 13nm 이내) 파장 대역 내에서 송신광 신호와 수신광 신호를 분리하고자 할 때에는 파장 의존성을 갖는 WDM 필터(31, 32)를 사용하지 못하며, 그에 대한 대안으로서 파장 의존성 없이 투과 또는 반사를 통해 광 신호를 분리시키는 스플리터를 사용해야만 한다.

앞서 특허문헌 1에서와 같이 스플리터를 사용한 양방향 광 송수신 모듈에서는 송신광 신호와 수신광 신호의 배분 비율이 일반적으로 2:8~5:5까지 적용된다. 만일 송신광 신호와 수신광 신호의 배분 비율이 예를 들어 5:5이라고 하면, 송신광 신호의 경우 50%(약 3dB)에 달하는 광 손실이 발생하게 되고, 수신광 신호의 경우에도 50%(약 3dB)에 달하는 광 손실이 발생하게 된다.

일반적으로, 양방향 광 송수신 모듈은 광 송신부에서 출력되어 광섬유에 입사되는 송신광 신호와, 광섬유로부터 전송되어 광 수신부에 입력되는 수신광 신호의 물리적 광경로가 이론적으로 일치한다. 이 때문에, 45도 WDM 필터를 사용하여 파워 버짓(power budget)의 손실을 최소화하면서 광 신호를 분리하거나, 45도 WDM 필터로 분리할 수 없을 만큼 파장 대역의 간격이 좁은 경우에는 특허문헌 1에서와 같은 스플리터를 사용하여야 하는데, 스플리터를 사용하는 경우에는 링크 버짓(link buget)의 손해를 감수하면서까지 송신광 신호와 수신광 신호를 분리하여야 한다.

즉, 양방향 광 서브어셈블리 모듈의 가드 대역을 수 nm까지 줄이고자 WDM 필터 대신 스플리터를 사용할 경우에는, 송신광 신호 및 수신광 신호가 충분한 아이솔레이션 값을 갖는 것이 어렵기 때문에, 광 신호의 송수신 시에 광 파워의 손실을 감수해야만 하며, 이에 따라 위의 예에서는 광 전송망의 링크 버짓 측면에서 약 6dB의 손실을 볼 수밖에 없다. 광 전송망의 링크 버짓이 충분하지 않을 경우에는 양방향 통신에 장애 요인으로 작용한다. 특히 25Gbps급의 양방향 통신에 있어서 링크 버짓에 약 6dB 정도의 손실이 가해질 경우에는 양방향 통신 자체가 불가능해지거나, 광 송신부에서 매우 큰 세기의 송신광 신호를 송신해야 하기 때문에 양방향 광 서브어셈블리 모듈의 가격 상승을 초래할 수 있다.

한편, 스플리터를 사용함에 따른 광 손실을 피하고 링크 버짓 또한 개선하기 위한 방안으로, 송신광 신호와 수신광 신호를 각각 별도의 전송 매체를 통해 전송하는 듀플렉서(duplexer) 광 모듈을 고려해볼 수 있다. 하지만 듀플렉서 광 모듈은 송신단과 수신단에 각각 광섬유를 사용해야 한다는 단점이 존재하며, WDM 망의 구현 시에 사용하는 파장을 송신 파장 및 수신 파장으로 설정하여 사용하여야 하기 때문에 스펙트럼 활용도가 낮아지는 문제가 있다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 광 서브어셈블리 모듈을 나타낸 도면이다. 도 3에 나타낸 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 광 서브어셈블리 모듈은 광 송신부(100), 광 수신부(200), 광 경로 분리부(310) 및 광섬유(400)를 포함한다.

광 송신부(100)는 송신광 신호를 송신하고, 광 수신부(20)는 수신광 신호를 수신한다. 광 송신부(100)에서 송신되는 송신광 신호는 제1 집속 렌즈(150)에 의해 집속된 뒤, 광 경로 분리부(310)를 거쳐 광섬유(400)에 입사될 수 있다. 여기서, 광 송신부(100)는 레이저 다이오드로 이루어지거나 이를 포함하여 이루어질 수 있다. 광 송신부(100)에서 송신하는 송신광 신호는 상기 레이저 다이오드에서 방출되는 광이 변조 수단(미도시)에 의해 변조된 것일 수 있다.

만일 도 3에 나타낸 양방향 광 서브어셈블리 모듈이 가입자 측에 설치된 것일 경우, 상기 광섬유(400)에 입사된 송신광 신호는 중앙국 측에 설치된 광섬유를 경유해서 중앙국 측에 설치된 광 수신부에 수신광 신호로서 수신된다. 그리고 중앙국 측에 설치된 양방향 광 서브어셈블리 모듈의 광 송신부에서 송신되는 송신광 신호는 가입자 측에 설치된 광섬유(400)를 경유해서 광 수신부(200)에 수신광 신호로서 수신된다. 여기서, 광 수신부(200)는 포토 다이오드로 이루어지거나 이를 포함하여 이루어질 수 있으며, 광 수신부(200)는 상기 수신광 신호를 전기 신호로 복조할 수 있다.

광 경로 분리부(310)는 광 송신부(100)에서 송신하는 송신광 신호를 입력 받는 제1 포트와, 상기 제1 포트를 통해 입력 받은 상기 송신광 신호를 출력하고 상기 광 수신부(200)에 의해 수신될 수신광 신호를 입력 받는 제2 포트와, 상기 제2 포트를 통해 입력 받은 상기 수신광 신호를 출력하는 제3 포트를 구비하여, 상기 송신광 신호를 위한 송신광 경로와 상기 수신광 신호를 위한 수신광 경로를 분리하는 역할을 한다.

광 경로 분리부(310)에 이와 같이 3개의 포트가 구비됨에 따라 송신광 경로와 수신광 경로가 완전히 분리될 수 있으며, 이로 인해 송신광 신호와 수신광 신호 간 가드 대역을 서브 나노미터까지 좁힐 수 있음은 물론, 광 파워의 손실이 일어날 염려가 없어 광 전송망의 링크 버짓을 충분히 확보할 수 있게 된다.

도 3은 특히 광 경로 분리부로서 벌크형(bulk type)의 인터리버 필터(310)를 사용한 양방향 광 서브어셈블리 모듈을 도시한다. 인터리버 필터(310)는 광 경로를 파장에 따라 분리하는 소자이며, 파장에 따라 주기적인 투과 특성을 갖는다. 인터리버 필터(310)의 각 포트(311, 312, 313)에서 투과 가능한 광 신호의 파장 대역은 인터리버 필터(310)를 구성하는 내부 소자에 의해 결정된다.

도 4a는 도 3에 나타낸 인터리버 필터(310)의 제1 포트(311)에서 투과 가능한 광 신호를 파장에 따라 나타낸 도면이다. 도 4a에 나타낸 바와 같이, 인터리버 필터(310)의 제1 포트(311)에서는 제1 주기에 해당하는 파장 대역의 광 신호, 예를 들어 상호 간 파장 간격이 λd인 λ1, λ3, λ5, λ7, λ9, λ11을 포함하는 대역의 광 신호만이 투과될 수 있다.

도 4b는 도 3에 나타낸 인터리버 필터(310)의 제2 포트(312)에서 투과 가능한 광 신호를 파장에 따라 나타낸 도면이다. 도 4b에 나타낸 바와 같이, 인터리버 필터(310)의 제2 포트(312)에서는 모든 대역의 광 신호, 예를 들어 λ1, λ2, λ3, λ4, λ5, λ6, λ7, λ8, λ9, λ10, λ11을 포함하는 대역의 광 신호가 투과될 수 있다.

도 4c는 도 3에 나타낸 인터리버 필터(310)의 제3 포트(313)에서 투과 가능한 광 신호를 파장에 따라 나타낸 도면이다. 도 4c에 나타낸 바와 같이, 인터리버 필터(310)의 제3 포트(313)에서는 제2 주기에 해당하는 파장 대역의 광 신호, 예를 들어 상호 간 파장 간격이 λd인 λ2, λ4, λ6, λ8, λ10을 포함하는 대역의 광 신호만이 투과될 수 있다. 도 4a 및 도 4c에서 알 수 있듯이, 제1 주기에 해당하는 파장 대역과 제2 주기에 해당하는 파장 대역은 상이하다.

광 경로 분리부를 인터리버 필터(310)로 구현할 경우, 광 송신부(100)에서 송신하는 송신광 신호는 제1 주기에 해당하는 파장 대역에 포함되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 광 송신부(100)는 도 4a에 나타낸 제1 주기에 해당하는 파장 대역 중 어느 특정 파장 대역을 갖는 광 신호(예를 들어, λ5를 포함하는 파장 대역을 갖는 광 신호)를 제1 포트(311)를 향해 송신광 신호로서 송신할 수 있다.

제1 포트(311)는 광 송신부(100)에서 송신하는 송신광 신호를 입력 받을 수 있으며, 상기 제1 포트(311)로 입력된 송신광 신호는 제2 포트(312)로 전달될 수 있다. 상술한 바와 같이, 제2 포트(312)에서는 모든 대역의 광 신호가 투과될 수 있으며, 제2 포트(312)로 전달된 송신광 신호는 광섬유(400)를 향해 출력된다. 이에 따라, 광섬유(400)에는 제2 포트(312)를 통해 출력되는 송신광 신호가 입사되며, 상기 광섬유(400)에 입사된 송신광 신호는 중앙국 측에 설치된 광섬유를 경유해서 중앙국 측에 설치된 광 수신부에 수신광 신호로서 수신될 수 있다.

한편, 중앙국 측에 설치된 광 송신부에서 송신되는 송신광 신호는 가입자 측에 설치된 광섬유(400)에 수신광 신호로서 전달된다. 광섬유(400)에서는 제2 포트(312)를 향해 상기 수신광 신호를 출사하며, 상기 수신광 신호는 최종적으로 광 수신부(200)에서 수신하게 된다. 이때 광 수신부(200)에서 수신하는 수신광 신호는 제2 주기에 해당하는 파장 대역에 포함되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 광 수신부(200)는 도 4c에 나타낸 제2 주기에 해당하는 파장 대역 중 어느 특정 파장 대역을 갖는 광 신호(예를 들어, λ6을 포함하는 파장 대역을 갖는 광 신호)를 수신광 신호로서 수신할 수 있다.

제2 포트(312)는 광섬유(400)에서 출사되며 광 수신부(200)에 의해 수신될 수신광 신호를 입력 받을 수 있으며, 상기 제2 포트(312)로 입력된 수신광 신호는 제3 포트(313)로 전달될 수 있다. 제3 포트(313)에서는 상기 제2 포트(312)를 통해 입력 받은 수신광 신호를 광 수신부(200)를 향해 출력하며, 광 수신부(200)는 상기 수신광 신호를 입력 받아 이를 전기 신호로 복조할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 제1 실시예는, 인터리버 필터(310)의 제1 포트(311)에서는 제1 주기에 해당하는 파장 대역에 포함되는 송신광 신호만이 투과되고, 제2 포트(312)에서는 모든 대역의 광 신호가 투과되며, 제3 포트(313)에서는 제2 주기에 해당하는 파장 대역에 포함되는 수신광 신호만이 투과되도록 구성되어 있다.

즉, 본 발명의 제1 실시예에서는 파장 대역에 따라 투과 특성이 상이한 3개의 포트(311, 312, 313)가 구비된 인터리버 필터(310)를 이용하고 있으며, 이로 인해 송신광 경로와 수신광 경로가 완전히 분리될 수 있다. 그 결과, 송신광 신호와 수신광 신호 간 가드 대역을 서브 나노미터까지 좁힐 수 있으며, 광 파워의 손실이 일어날 염려가 없어 광 전송망의 링크 버짓을 충분히 확보할 수 있게 된다.

한편, 인터리버 필터(310)와 광 수신부(200) 사이에는 대역 통과 필터(500)가 구비되는 것이 바람직하다. 인터리버 필터(310)의 제3 포트(323)로는 수신광 신호뿐만 아니라 송신광 신호 또는 그 외 노이즈에 해당하는 파장의 광 신호가 입력될 수 있다. 이와 같이 제3 포트(323)로 송신광 신호 또는 그 외 노이즈에 해당하는 파장의 광 신호가 입력될 경우에는, 이들 광 신호가 광 수신부(200)에 그대로 입력될 수 있다. 이 경우 광 수신부(200)는 본래 수신하여야 할 수신광 신호 이외의 상기 송신광 신호 또는 그 외 노이즈에 해당하는 파장의 광 신호까지 수신하게 되어 광 수신부(200)에서는 크로스토크(crosstalk) 현상이 발생하게 된다.

이에 따라, 광 수신부(200)에 의해 수신될 수신광 신호에 해당하는 파장 대역만을 통과시키고, 상기 수신광 신호에 해당하는 파장 대역 이외의 파장 대역은 차단하는 대역 통과 필터(500)를 구비함으로써, 크로스토크 현상을 방지하는 것이 바람직하다. 도 4c의 점선 표시는 대역 통과 필터(500)의 필터링 역할을 나타내는 것으로서, 대역 통과 필터(500)는 광 수신부(200)에 의해 수신될 수신광 신호에 해당하는 파장 대역만을 통과시키고, 상기 수신광 신호에 해당하는 파장 대역 이외의 파장 대역은 차단한다.

위의 예에서, 광 수신부(200)는 λ6을 포함하는 파장 대역을 갖는 광 신호만을 수신할 것이 요구된다. 이에 따라, 광 수신부(200)에 의해 수신될 수신광 신호에 해당하는 파장 대역(즉, λ6을 포함하는 파장 대역)만을 통과시키고, 상기 수신광 신호에 해당하는 파장 대역 이외의 파장 대역(즉, λ6을 포함하는 파장 대역 이외의 파장 대역)을 차단하는 대역 통과 필터(500)를 구비하여 크로스토크 현상을 방지하는 것이 바람직하며, 이와 같이 함으로써 보다 더 확실하게 송신광 신호와 수신광 신호 간 가드 대역을 확보할 수 있게 된다.

도 3에서 인터리버 필터(310)의 제3 포트(313)를 통해 출력되는 수신광 신호는 대역 통과 필터(500)를 거쳐 제2 집속 렌즈(250)에 의해 집속될 수 있다. 이후 상기 제2 집속 렌즈(250)에 의해 집속된 수신광 신호는 광 수신부(200)에 의해 수신된다.

한편, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 양방향 광 서브어셈블리 모듈을 나타낸 도면이다. 도 5에 나타낸 본 발명의 제2 실시예에 따른 양방향 광 서브어셈블리 모듈은 광 송신부(100), 광 수신부(200), 광 경로 분리부(320) 및 광섬유(400)를 포함한다.

제1 실시예에 따른 양방향 광 서브어셈블리 모듈에서는 광 경로 분리부(310, 320)로서 인터리버 필터(310)를 이용하였으나, 제2 실시예에 따른 양방향 광 서브어셈블리 모듈에서는 광 경로 분리부로서 써큘레이터(320)를 이용한다는 점에서만 차이가 있으며, 이하에서는 그 차이가 있는 부분을 중심으로 설명하기로 한다.

도 5는 광 경로 분리부로서 벌크형의 써큘레이터(320)를 사용한 양방향 광 서브어셈블리 모듈을 도시한다. 써큘레이터(320)는 광 경로를 광의 진행 방향에 따라 분리하는 소자이며, 도 5에 나타낸 바와 같이 3개의 포트(321, 322, 323)를 구비한다.

써큘레이터(320)의 제1 포트(321)로는 광 송신부(100)에서 송신하는 송신광 신호가 입력될 수 있다. 이후 상기 제1 포트(321)로 입력된 송신광 신호는 제2 포트(322)로만 전달될 수 있으며, 제2 포트(322)로 전달된 송신광 신호는 광섬유(400)를 향해 출력된다. 이에 따라, 광섬유(400)에는 제2 포트(322)를 통해 출력되는 송신광 신호가 입사되며, 상기 광섬유(400)에 입사된 송신광 신호는 중앙국 측에 설치된 광섬유를 경유해서 중앙국 측에 설치된 광 수신부에 수신광 신호로서 수신된다.

한편, 중앙국 측에 설치된 광 송신부에서 송신하는 송신광 신호는 가입자 측에 설치된 광섬유(400)에 수신광 신호로서 전달된다. 광섬유(400)에서는 제2 포트(322)를 향해 상기 수신광 신호를 출사하며, 상기 수신광 신호는 최종적으로 광 수신부(200)에서 수신하게 된다.

제2 포트(322)는 광섬유(400)에서 출사되어 광 수신부(200)에 의해 수신될 수신광 신호를 입력 받을 수 있으며, 상기 제2 포트(322)로 입력된 수신광 신호는 제3 포트(323)로만 전달될 수 있다. 제3 포트(323)에서는 상기 제2 포트(322)를 통해 입력 받은 수신광 신호를 광 수신부(200)를 향해 출력하며, 광 수신부(200)는 상기 수신광 신호를 입력 받아 이를 전기 신호로 복조할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 제2 실시예는 광 송신부(100)에서 제1 포트(321)로 입력되는 송신광 신호는 제2 포트(322)로만 전달되고, 광섬유(400)에서 제2 포트(322)로 입력되는 수신광 신호는 제3 포트(323)로만 전달되도록 구성되어 있다. 즉, 본 발명의 제2 실시예에서는 3개의 포트(321, 322, 323)를 통해 광의 진행 방향에 따라 송신광 경로와 수신광 경로를 완전히 분리한다. 그 결과, 송신광 신호와 수신광 신호 간 가드 대역을 서브 나노미터까지 좁힐 수 있으며, 광 파워의 손실이 일어날 염려가 없어 광 전송망의 링크 버짓을 충분히 확보할 수 있게 된다.

한편, 써큘레이터(320)의 제3 포트(323)로는 상기 수신광 신호 이외에, 제2 포트(322)에서 반사된 송신광 신호 및 기타 노이즈에 해당하는 파장의 광 신호가 입력될 수 있다. 이에 따라, 제3 포트(323)로 입력되는 광신호가 제1 포트(321)로 전달되는 것을 차단하도록 써큘레이터(320)를 구성하는 것이, 중앙국 측에 설치된 광 수신부의 수신광 효율 향상 측면에서 바람직하다.

더 나아가, 본 발명의 제2 실시예에서도 앞서 제1 실시예와 마찬가지로, 써큘레이터(320)와 광 수신부(200) 사이에는 대역 통과 필터(500)가 구비되는 것이 바람직하다. 써큘레이터(320)의 제3 포트(323)로는 제2 포트(322)에서 반사된 송신광 신호 또는 그 외 노이즈에 해당하는 파장의 광 신호가 입력될 수 있다. 이와 같이 제3 포트(323)로 송신광 신호 또는 그 외 노이즈에 해당하는 파장의 광 신호가 입력될 경우에는, 이들 광 신호가 광 수신부(200)에 그대로 입력될 수 있다. 이 경우 광 수신부(200)는 본래 수신하여야 할 수신광 신호 이외에 상기 송신광 신호 또는 그 외 노이즈에 해당하는 파장의 광 신호까지 수신하게 되어 광 수신부(200)에서는 크로스토크 현상이 발생하게 된다.

이에 따라, 광 수신부(200)에 의해 수신될 수신광 신호에 해당하는 파장 대역만을 통과시키고, 상기 수신광 신호에 해당하는 파장 대역 이외의 파장 대역은 차단하는 대역 통과 필터(500)를 구비하여 크로스토크 현상을 방지하는 것이 바람직하며, 이와 같이 함으로써 보다 더 확실하게 송신광 신호와 수신광 신호 간 가드 대역을 확보할 수 있게 된다.

도 5에서 써큘레이터(320)의 제3 포트(323)를 통해 출력되는 수신광 신호는 대역 통과 필터(500)를 거쳐 제2 집속 렌즈(250)에 의해 집속될 수 있다. 이후 상기 제2 집속 렌즈(250)에 의해 집속된 수신광 신호는 광 수신부(200)에 의해 수신된다.

비록 앞에서는 광 경로 분리부로서 써큘레이터(320)를 사용한 경우에 대해 설명하였으나, 광 경로 분리부로서 써큘레이터(320) 대신 광 로테이터(320')를 사용할 수도 있다. 광 로테이터(320')는 써큘레이터(320)와 마찬가지로 광 경로를 광의 진행 방향에 따라 분리하는 소자이며, 도 5에 나타낸 바와 같이 3개의 포트(321', 322', 323')를 구비한다.

광 로테이터(320')의 제1 포트(321')로는 광 송신부(100)에서 송신하는 송신광 신호가 입력될 수 있다. 이후 상기 제1 포트(321')로 입력된 송신광 신호는 제2 포트(322')로만 전달될 수 있으며, 제2 포트(322')로 전달된 송신광 신호는 광섬유(400)를 향해 출력된다. 이에 따라, 광섬유(400)에는 제2 포트(322')를 통해 출력되는 송신광 신호가 입사되며, 상기 광섬유(400)에 입사된 송신광 신호는 중앙국 측에 설치된 광섬유를 경유해서 중앙국 측에 설치된 광 수신부에 수신광 신호로서 수신된다.

한편, 중앙국 측에 설치된 광 송신부에서 송신하는 송신광 신호는 가입자 측에 설치된 광섬유(400)에 수신광 신호로서 전달된다. 광섬유(400)에서는 제2 포트(322')를 향해 상기 수신광 신호를 출사하며, 상기 수신광 신호는 최종적으로 광 수신부(200)에서 수신하게 된다.

제2 포트(322')는 광섬유(400)에서 출사되어 광 수신부(200)에 의해 수신될 수신광 신호를 입력 받을 수 있으며, 상기 제2 포트(322')로 입력된 수신광 신호는 제3 포트(323')로만 전달될 수 있다. 제3 포트(323')에서는 상기 제2 포트(322')를 통해 입력 받은 수신광 신호를 광 수신부(200)를 향해 출력하며, 광 수신부(200)는 상기 수신광 신호를 입력 받아 이를 전기 신호로 복조할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 제2 실시예는 광 송신부(100)에서 제1 포트(321')로 입력되는 송신광 신호는 제2 포트(322')로만 전달되고, 광섬유(400)에서 제2 포트(322')로 입력되는 수신광 신호는 제3 포트(323')로만 전달되도록 구성되어 있다. 즉, 본 발명의 제2 실시예에서는 3개의 포트(321', 322', 323')를 통해 광의 진행 방향에 따라 송신광 경로와 수신광 경로를 완전히 분리한다. 그 결과, 송신광 신호와 수신광 신호 간 가드 대역을 서브 나노미터까지 좁힐 수 있으며, 광 파워의 손실이 일어날 염려가 없어 광 전송망의 링크 버짓을 충분히 확보할 수 있게 된다.

한편, 광 로테이터(320')의 제3 포트(323')로는 상기 수신광 신호 이외에, 제2 포트(322')에서 반사된 송신광 신호 및 기타 노이즈에 해당하는 파장의 광 신호가 입력될 수 있다. 이에 따라, 제3 포트(323')로 입력되는 광신호가 제1 포트(321')로 전달되는 것을 차단하도록 광 로테이터(320')를 구성하는 것이, 중앙국 측에 설치된 광 수신부의 수신광 효율 향상 측면에서 바람직하다.

더 나아가, 광 로테이터(320')와 광 수신부(200) 사이에는 대역 통과 필터(500)가 구비되는 것이 바람직하다. 광 로테이터(320')의 제3 포트(323')로는 제2 포트(322')에서 반사된 송신광 신호 또는 그 외 노이즈에 해당하는 파장의 광 신호가 입력될 수 있다. 이와 같이 제3 포트(323')로 송신광 신호 또는 그 외 노이즈에 해당하는 파장의 광 신호가 입력될 경우에는, 이들 광 신호가 광 수신부(200)에 그대로 입력될 수 있다. 이 경우 광 수신부(200)는 본래 수신하여야 할 수신광 신호 이외에 상기 송신광 신호 또는 그 외 노이즈에 해당하는 파장의 광 신호까지 수신하게 되어 광 수신부(200)에서는 크로스토크 현상이 발생하게 된다.

이에 따라, 광 수신부(200)에 의해 수신될 수신광 신호에 해당하는 파장 대역만을 통과시키고, 상기 수신광 신호에 해당하는 파장 대역 이외의 파장 대역은 차단하는 대역 통과 필터(500)를 구비하여 크로스토크 현상을 방지하는 것이 바람직하며, 이와 같이 함으로써 보다 더 확실하게 송신광 신호와 수신광 신호 간 가드 대역을 확보할 수 있게 된다.

도 5에서 광 로테이터(320')의 제3 포트(323')를 통해 출력되는 수신광 신호는 대역 통과 필터(500)를 거쳐 제2 집속 렌즈(250)에 의해 집속될 수 있다. 이후 상기 제2 집속 렌즈(250)에 의해 집속된 수신광 신호는 광 수신부(200)에 의해 수신된다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것이 아니라 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명의 기술적 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

10, 100: 광 송신부
15, 150: 제1 집속 렌즈
20, 200: 광 수신부
25, 250: 제2 집속 렌즈
31, 32: WDM 필터
33: 반사 미러
40, 400: 광섬유
310: 광 경로 분리부(인터리버 필터)
311: 인터리버 필터의 제1 포트
312: 인터리버 필터의 제2 포트
313: 인터리버 필터의 제3 포트
320: 광 경로 분리부(써큘레이터)
321: 써큘레이터의 제1 포트
322: 써큘레이터의 제2 포트
323: 써큘레이터의 제3 포트
320': 광 경로 분리부(광 로테이터)
321': 광 로테이터의 제1 포트
322': 광 로테이터의 제2 포트
323': 광 로테이터의 제3 포트

Claims (7)

1. 송신광 신호를 송신하는 광 송신부;
   수신광 신호를 수신하는 광 수신부;
   상기 광 송신부에서 송신하는 상기 송신광 신호를 입력 받는 제1 포트와, 상기 제1 포트를 통해 입력 받은 상기 송신광 신호를 출력하고 상기 광 수신부에 의해 수신될 상기 수신광 신호를 입력 받는 제2 포트와, 상기 제2 포트를 통해 입력 받은 상기 수신광 신호를 상기 광 수신부를 향해 출력하는 제3 포트를 구비하여, 상기 송신광 신호를 위한 송신광 경로와 상기 수신광 신호를 위한 수신광 경로를 분리하는 광 경로 분리부; 및
   상기 제2 포트를 통해 출력되는 송신광 신호가 입사되며, 상기 제2 포트를 향해 수신광 신호를 출사하는 광섬유;를 포함하며,
   상기 광 경로 분리부는 인터리버 필터이며,
   상기 인터리버 필터의 상기 제1 포트에서는 제1 주기에 해당하는 파장 대역의 광 신호만 투과 가능하고, 상기 인터리버 필터의 상기 제2 포트에서는 모든 대역의 광 신호가 투과 가능하며, 상기 인터리버 필터의 상기 제3 포트에서는 제2 주기에 해당하는 파장 대역의 광 신호만 투과 가능하고,
   상기 제1 주기에 해당하는 파장 대역과 상기 제2 주기에 해당하는 파장 대역은 상이하며,
   상기 광 송신부에서 송신하는 상기 송신광 신호는 상기 제1 주기에 해당하는 파장 대역에 포함되고, 상기 광 수신부에서 수신하는 상기 수신광 신호는 상기 제2 주기에 해당하는 파장 대역에 포함되는 것을 특징으로 하는 양방향 광 서브어셈블리 모듈.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 광 수신부에 의해 수신될 수신광 신호에 해당하는 파장 대역만을 통과시키고, 상기 수신광 신호에 해당하는 파장 대역 이외의 파장 대역은 차단하는 대역 통과 필터부를 더 포함하는 양방향 광 서브어셈블리 모듈.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제

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