KR102423938B1

KR102423938B1 - 버스트 모드로 광송신을 하기 위한 광망 종단 장치

Info

Publication number: KR102423938B1
Application number: KR1020180038149A
Authority: KR
Inventors: 이한협; 정환석
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2018-04-02
Filing date: 2018-04-02
Publication date: 2022-07-25
Also published as: US10461882B2; US20190305871A1; KR20190115296A

Abstract

본 발명은 버스트 모드로 광송신을 하기 위한 광망 종단 장치에 관한 것으로, 레이저 다이오드를 포함하고 상기 레이저 다이오드를 통해서 상향 광신호를 송신하는 전계 흡수 변조 레이저 송신기; 상향 데이터 신호를 증폭하여 상기 전계 흡수 변조 레이저 송신기로 제공하는 전계 흡수 변조기 드라이버 직접회로; 버스트 가능 신호에 따라 상기 레이저 다이오드를 온(on) 또는 오프(off)하는 동작을 제어하는 레이저 다이오드 버스트모드 구동회로; 및 송신하고자 하는 상기 데이터 신호를 상기 전계 흡수 변조기 드라이버 직접회로로 송신하고, 상기 버스트 가능 신호를 레이저 다이오드 버스트모드 구동회로로 송신하는 맥(MAC)을 포함한다.

Description

버스트 모드로 광송신을 하기 위한 광망 종단 장치{OPTICAL NETWORK UNIT FOR OPTICAL TRANSMISSION IN BURST MODE}

이하의 일 실시 예들은 버스트 모드로 광송신을 하기 위한 광망 종단 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 연속 광신호를 수신하는 수신부와 버스트모드 광패킷을 안정적으로 송신하는 송신기로 구성된 버스트모드 ONU 광트랜시버를 포함하는 광망 종단 장치에 관한 것이다.

수동 광 통신망(PON; Passive Optical Network)는 초고속으로 가입자에게 데이터 신호를 전달할 수 있고 전화국사와 가입자간에 전력을 사용하는 시스템을 설치할 필요가 없는 장점을 가지고 있다. PON은 광스플리터를 광선로 중간에 사용하며 전화국에서 가입자까지 전송되는 신호(하향신호)는 브로드캐스팅 방식으로 전송하고 가입자에서 전화국으로 전송되는 신호(상향신호)는 시분할 다중 액세스(TDMA; Time Domain Multiplexing Access) 방식으로 신호를 전송하는 방식을 사용한다. 따라서 가입자측에 사용되는 광망 종단 장치(ONU; Optical Network Unit)는 상향으로 TDMA 광전송 기능이 있어야 한다. PON에 연결된 각 ONU들은 전화국에 사용되는 광 회선 단말(OLT; Optical Line Terminal)로부터 상향신호를 송신할 수 있는 시간을 각각 할당 받는다. 이것은 PON의 상향신호가 TDMA방식으로 운용되므로 각 ONU에서 송신된 상향신호가 시간상으로 중첩되는 것을 방지하기 위한 것이다. 이러한 기능을 위해서 ONU에 사용되는 ONU 광트랜시버는 하향 광신호 수신 기능과 상향 버스트모드 광송신 기능을 가지고 있어야 한다. 버스트모드(bust mode) 광송신이란 광신호를 시분할 다중 방식(TDM; Time Division Multiplexing)으로 전송하기 위하여 ONU에 데이터송신이 허가된 시간에만 상향 광신호를 출력하는 기능을 말한다. 즉, ONU에게 허가되지 않은 시간에는 광신호를 오프(off)하고 ONU에게 허가된 시간에만 광신호를 온(on)하여 데이터를 출력하는 기능이다.

도 1은 종래의 ONU와 ONU 광트랜시버의 구성을 도시한 도면이다.

도1을 참조하면, ONU 광트랜시버(120)에 사용되는 버스트모드 광송수신기는 버스트모드 광 신호의 송신을 위해 통신용 레이저 다이오드(132)를 버스트모드로 동작시켜 상향 광신호의 버스트모드 송신을 수행하고, 광 신호의 수신을 위해 광 수신기(160)를 사용하여 하향 광신호의 수신을 수행할 수 있는 장치이다. ONU 광트랜시버(120)는 맥(MAC)(110)에서 출력된 전기 신호를 광 신호로 광전변환하는 버스트모드 광송신부(130)를 포함할 수 있다.

ONU 광트랜시버(120)는 수신된 광 신호를 전기 신호로 전광변환하는 광수신기(Rx)(160)와 전광변환된 전기 신호를 증폭하여 맥(110)으로 전달하는 제한 증폭기(Limiting amplifier)(150)를 포함할 수 있다. 이와 같은 ONU 광트랜시버(120)는 마이크로 제어 장치(MCU; Miro Controller Unit)를 통해 동작이 제어된다.

버스트모드 광송신부(130)는 레이저 다이오드(132)로써 직접변조되는 분포귀환형반도체레이저 (DFB-LD; Distributed FeedBack Laser Diode)를 사용하여 버스트모드 광신호를 송신할 수 있다. ONU(100)의 맥(110)은 전기적인 데이터신호와 함께 DFB-LD를 on/off 동작을 제어하는 버스트모드 가능 신호(bust enable)를 생성하고 DFB-LD 구동용 버스트모드 드라이버 직접회로(BM LD driver)(131)가 각 신호를 수신받은 후 DFB-LD를 구동할 수 있도록 전기신호를 증폭시켜서 DFB-LD로 보낼 수 있다. 이와 같은 방식은 그 구조가 간단하므로 ONU 광트랜시버(120)에 사용하기에 적합하였다.

최근에 개발되는 PON은 광신호의 속도가 10Gb/s 급으로 증가되고 있으며 최대 25Gb/s까지 지원하는 시스템에 대한 표준화가 진행되고 있다. 기존에 사용되던 DFB-LD를 직접변조하여 1550nm 대역에서 10Gb/s 광신호를 전송하는 경우 광선로를 구성하는 광섬유의 색분산에 의해 전송거리가 10km 정도도 제한되어 20km의 전송거리를 요구하는 PON에 적용하기가 어렵다. 또한 동작파장을 1300nm대역으로 이동하면 광섬유의 색분산 값이 적어져서 10Gb/s 전송이 가능하지만, 전송속도가 25Gb/s으로 증가하면 전송거리의 제한이 발생하게 된다.

이와 같은 광선로의 색분산에 의한 전송거리의 제한을 극복하기 위해서는 직접변조 방식이 아닌 외부변조 방식의 광원을 사용해야 한다. 대표적인 외부변조 방식의 광원으로는 전계 흡수 변조기(EAM; Electro Absorption Modulator)과 레이저 다이오드(LD; Laser Diode)가 하나의 칩으로 결합되어 있는 전계 흡수 변조 레이저(EML; Electro-absorption Modulated Laser)이 있다. EML을 버스트모드로 동작시키기 위해서는 EAM과 LD를 각각 버스트모드로 제어가 필요하며 이를 위한 버스트모드 EML 드라이버 직접회로가 필요하다. 그러나, 상용 버스트모드 EML 드라이버 직접회로가 존재하지 않아 이에 대한 개발이 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 도출된 것으로서, 버스트 모드로 광송신을 하기 위한 광망 종단 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

구체적으로, 본 발명은 OLT와 ONU간에 고속 상하향 광신호를 용이하게 전달하기 위하여, 버스트모드 EML을 동작시키는 전기회로부를 포함하는 ONU 광트랜시버를 제공하는 것을 목적으로 한다

또한, 본 발명에서 제안하는 ONU 광트랜시버는 하향신호를 수신하는 하향 광수신부와 버스트모드 EML을 이용한 상향 광송신부를 이용하므로 광선로의 색분산에 의한 전송거리 제약을 벗어날 수 있으며, 버스트모드 회로부를 간단하게 구성하여 EML의 버스트모드 동작을 용이하게 할 수 있는 구조를 가진다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 광망 종단 장치는, 레이저 다이오드를 포함하고 상기 레이저 다이오드를 통해서 상향 광신호를 송신하는 전계 흡수 변조 레이저 송신기; 상향 데이터 신호를 증폭하여 상기 전계 흡수 변조 레이저 송신기로 제공하는 전계 흡수 변조기 드라이버 직접회로; 버스트 가능 신호에 따라 상기 레이저 다이오드를 온(on) 또는 오프(off)하는 동작을 제어하는 레이저 다이오드 버스트모드 구동회로; 및 송신하고자 하는 상기 데이터 신호를 상기 전계 흡수 변조기 드라이버 직접회로로 송신하고, 상기 버스트 가능 신호를 레이저 다이오드 버스트모드 구동회로로 송신하는 맥(MAC)을 포함한다.

이때, 광망 종단 장치는 하향 광신호를 수신하여 하향 전기신호를 전환하는 수신기; 및 상기 수신기에서 수신한 상기 하향 전기신호를 재증폭하여 하향 데이터 신호로 출력하는 제한 증폭기를 더 포함하고, 상기 맥은 상기 제한 증폭기에서 재증폭을 통해 출력되는 하향 데이터 신호를 수신할 수 있다.

이때, 광망 종단 장치는 상기 전계 흡수 변조 레이저 송신기와 상기 전계 흡수 변조기 드라이버 직접회로를 제어하는 마이크로 제어 장치를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 상향 데이터 신호는, 영비복귀(NRZ; Non-Return-Zero)로 구성될 수 있다.

이때, 상기 버스트 가능 신호는, 전위차가 있는 전기 신호로 구성될 수 있다.

이때, 상기 레이저 다이오드 버스트모드 구동회로는, 입력되는 전압값과 설정된 전압값이 동일하게 되도록 비교하여 제어하는 연산 증폭기; 상기 전계 흡수 변조 레이저 송신기로 흐르는 전류값을 모니터링한 후 전압으로 변환한 후 상기 입력되는 전압값으로 상기 연산 증폭기로 입력하는 전류 모니터링 직접회로; 마이크로 제어 장치로부터 상기 설정된 전압값을 수신하고, 상기 맥으로부터 상기 버스트 가능 신호를 수신하면, 상기 설정된 전압값을 상기 연산 증폭기로 입력하는 제1 트랜지스터; 및 상기 연산 증폭기에서 출력된 신호를 입력받으면 상기 전계 흡수 변조 레이저 송신기로 전류가 흐르도록 하는 제2 트랜지스터를 포함할 수 있다.

이때, 상기 레이저 다이오드 버스트모드 구동회로는, 상기 연산 증폭기로 입력하는 상기 제1 트랜지스터에서 출력된 상기 설정된 전압값이 상기 연산 증폭기로 입력되기 전에 로우패스 필터링하는 제1 캐패시터를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 레이저 다이오드 버스트모드 구동회로는, 상기 연산 증폭기의 출력이 상기 연산 증폭기의 상기 입력되는 전압값을 입력받는 입력단으로 피드백하는 피드백 루프를 더 포함하고, 상기 피드백 루프는 급격한 전압 변화를 방지하는 제2 캐패시터를 포함할 수 있다.

이때, 상기 레이저 다이오드 버스트모드 구동회로는, 입력되는 전압값과 마이크로 제어 장치로부터 설정된 전압값이 동일하게 되도록 비교하여 제어하는 연산 증폭기; 상기 전계 흡수 변조 레이저 송신기로 흐르는 전류값을 모니터링한 후 전압으로 변환한 후 상기 입력되는 전압값으로 상기 연산 증폭기로 입력하는 전류 모니터링 직접회로; 상기 연산 증폭기에서 출력된 신호를 입력받고, 상기 맥으로부터 상기 버스트 가능 신호를 수신하면, 전기신호를 출력하는 제1 트랜지스터; 및 상기 제1 트랜지스터에서 출력된 상기 전기 신호를 입력받으면 상기 전계 흡수 변조 레이저 송신기로 전류가 흐르도록 하는 제2 트랜지스터를 포함할 수 있다.

이때, 상기 레이저 다이오드 버스트모드 구동회로는, 상기 제1 트랜지스터에서 출력된 상기 전기 신호가 상기 제2 트랜지스터로 입력되기 전에 로우패스 필터링하는 제1 캐패시터를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 광망 종단 장치의 레이저 다이오드 버스트모드 구동회로는, 입력되는 전압값과 설정된 전압값이 동일하게 되도록 비교하여 제어하는 연산 증폭기; 전계 흡수 변조 레이저 송신기로 흐르는 전류값을 모니터링한 후 전압으로 변환한 후 상기 입력되는 전압값으로 상기 연산 증폭기로 입력하는 전류 모니터링 직접회로; 마이크로 제어 장치로부터 상기 설정된 전압값을 수신하고, 맥(MAC)으로부터 버스트 가능 신호를 수신하면, 상기 설정된 전압값을 상기 연산 증폭기로 입력하는 제1 트랜지스터; 및 상기 연산 증폭기에서 출력된 신호를 입력받으면 상기 전계 흡수 변조 레이저 송신기로 전류가 흐르도록 하는 제2 트랜지스터를 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 다이오드 버스트모드 구동회로는, 입력되는 전압값과 마이크로 제어 장치로부터 설정된 전압값이 동일하게 되도록 비교하여 제어하는 연산 증폭기; 전계 흡수 변조 레이저 송신기로 흐르는 전류값을 모니터링한 후 전압으로 변환한 후 상기 입력되는 전압값으로 상기 연산 증폭기로 입력하는 전류 모니터링 직접회로; 상기 연산 증폭기에서 출력된 신호를 입력받고, 맥(MAC)으로부터 버스트 가능 신호를 수신하면, 전기신호를 출력하는 제1 트랜지스터; 및 상기 제1 트랜지스터에서 출력된 상기 전기 신호를 입력받으면 상기 전계 흡수 변조 레이저 송신기로 전류가 흐르도록 하는 제2 트랜지스터를 포함한다.

본 발명은 ONU 광트랜시버에 EML를 사용하고 이를 버스트모드로 동작시키기 위하여 EAM driver IC와 별도로 LD 버스트모드 구동회로를 이용하여 LD의 on/off 동작시 발생하는 LD의 과도응답특성을 완화함으로써, 광송신부에서 출력된 버스트 모드 광신호의 광세기가 일정하게 유지할 수 있도록 한다. 또한, 본 발명에서는 피드백 루프(feedback loop)형태의 연산 증폭기, 그 주변회로, 고속 트랜지스터 및 캐패시터만을 이용하는 것 만으로 EML의 버스트모드 동작을 구현할 수 있다.

도 1은 종래의 ONU와 ONU 광트랜시버의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 LD 버스트모드 구동회로를 포함하는 광망 종단 장치의 구성을 개념적으로 도시한 도면이다
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LD 버스트모드 구동회로를 도시한 이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 LD 버스트모드 구동회로를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LD 버스트모드 구동회로에서 transistor1과 capacitor1을 사용하지 않았을 때 LD의 출력 신호를 측정한 결과를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실 시 예에 따른 광망 종단 장치의 LD의 출력 신호를 측정한 결과를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실 시 예에 따른 LD 버스트모드 구동회로에서 transistor1과 capacitor1을 사용하지 않았을 때 EML Tx의 광패킷 신호를 측정한 결과를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실 시 예에 따른 광망 종단 장치의 EML Tx의 광패킷 신호를 측정한 결과를 도시한 도면이다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 LD 버스트모드 구동회로를 포함하는 광망 종단 장치의 구성을 개념적으로 도시한 도면이다

도 2를 참조하면, 본 발명의 광망 종단 장치(ONU; Optical Network Unit)(200)는 맥(MAC)(210)과 ONU 광트랜시버(220)를 포함하여 구성되고, ONU 광트랜시버(220)는 전계 흡수 변조기 드라이버 직접회로(EAM driver IC)(221), 레이저 다이오드 버스트모드 구동회로(222), 전계 흡수 변조 레이저 송신기(EML Tx; Electro-absorption Modulated Laser transmitter)(223), 마이크로 제어 장치(MCU; Miro Controller Unit)(224), 수신기(Rx; receiver)(225) 및 제한 증폭기(Limiting amplifier)(226)를 포함할 수 있다.

EAM 드라이버 IC(221)는 MAC(210)으로부터 수신하는 상향 데이터 신호(211)를 증폭하여 EML Tx(223)로 제공하여 EML Tx(223)의 EAM을 구동할 수 있도록 한다.

EML Tx(223)는 레이저 다이오드(LD; Laser Diode)를 포함하고 LD를 통해서 상향 광신호를 송신한다.

LD 버스트모드 구동회로(222)는 MAC(210)으로부터 수신하는 버스트 가능 신호(212)에 따라 상기 레이저 다이오드를 온(on) 또는 오프(off)하는 동작을 제어한다.

Rx(225)는 하향 광신호를 수신하여 하향 전기신호를 전환한다. 이때, Rx(225)는 포토다이오드(Photo diode)와 트랜스임피던스 증폭기(TIA; Transimpedance amplifier)로 구성될 수 있다.

제한 증폭기(226)는 Rx(225)에서 수신한 하향 전기신호를 재증폭하여 하향 데이터 신호(214)로 MAC(210)으로 출력한다.

MCU(224)는 MAC(210)과 제어신호(213)를 송수신하고, ONU 광트랜시버(220)를 제어한다. 즉, MCU(224)는 EML Tx(223)와 LD 버스트모드 구동회로(222)를 제어할 수 있다.

MAC(210)은 송신하고자 하는 데이터 신호(211)를 EAM 드라이버 IC(221)로 송신하고, 버스트 가능 신호(212)를 LD 버스트모드 구동회로(222)로 송신하고, 제한 증폭기(226)로부터 수신되는 하향 데이터 신호(214)를 수신한다. 이때, 상향 데이터 신호(211)와 하향 데이터 신호(214)는 영비복귀(NRZ; Non-Return-Zero)로 구성되고, 버스트 가능 신호(212)는 전위차가 있는 전기 신호로 구성될 수 있다.

MAC(210)은 버스트모드 가능 시간에 상향 데이터(211)을 송신하고 버스트모드 불가능 시간에는 데이터 대신 아이들 패턴을 송신하므로 EAM 드라이버 IC(221)는 연속신호를 수신받게 되어 버스트모드로 동작할 필요가 없다.

EML Tx(223) 내부의 LD는 버스트모드 가능(enable) 시간에 on되어 광을 출력해야 하고 버스트모드 불가능(disable) 시간에는 off되어 광을 출력하지 않아야 한다. 즉, 버스트모드로 동작해야 하므로 LD 버스트모드 구동회로(222)를 구성하여 LD의 버스트모드 동작을 제어한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LD 버스트모드 구동회로를 도시한 이다.

도 3을 참조하면, LD 버스트모드 구동회로(222)는 연산 증폭기(OPAMP; OPerational AMPlifier)(310), 전류 모니터링 직접회로(Current Monitoring IC)(320), 제1 트랜지스터(transistor1)(330), 제2 트랜지스터(transistor2)(360), 제1 캐패시터(capacitor1)(350) 및 제2 캐패시터(capacitor2)(340)를 포함하여 구성될 수 있다.

OPAMP(310)는 입력되는 전압값과 설정된 전압값이 동일하게 되도록 비교하여 제어한다.

전류 모니터링 IC(320)는 EML Tx(223)로 흐르는 전류값을 모니터링한 후 전압으로 변환한 후 입력되는 전압값으로 OPAMP(310)로 입력한다.

transistor1(330)은 MCU(224)로부터 설정된 전압값을 수신하고, 맥(MAC)(210)으로부터 버스트 가능 신호를 수신하면, 설정된 전압값을 OPAMP(310)로 입력한다.

transistor2(360)는 OPAMP(310)에서 출력된 신호를 입력받으면 EML Tx(223)로 전류가 흐르도록 한다.

capacitor1(350)은 OPAMP(310)로 입력하는 transistor1(330)에서 출력된 설정된 전압값이 OPAMP(310)로 입력되기 전에 로우패스 필터링한다.

capacitor2(340)는 OPAMP(310)의 출력이 OPAMP(310)의 입력되는 전압값을 입력받는 입력단으로 피드백하는 피드백 루프에 포함되어 급격한 전압 변화를 방지한다.

다시 설명하면, LD 버스트모드 구동회로(222)는 두 가지 기능을 가지고 있다. 첫째, EML Tx(223)로 흐르는 전류가 MCU(224)에서 입력한 설정값과 동일하게 안정적으로 공급되도록 하는 기능과 버스트모드 가능(burst mode enable) 여부에 따라 전류를 공급 또는 차단하는 기능을 가지고 있다.

EML Tx(223)에 구동 전류를 공급함에 있어서, 버스트 가능 신호와 같이 사각펄스의 은 파형으로 LD의 공급전류를 제어하는 경우 LD의 과도응답특성으로 광출력신호의 왜곡이 발생한다. 즉 LD로 공급되는 전류가 짧은 시간내에 급격하게 변경되는 경우 LD의 이완 발진(Relaxation Oscillation)에 의해 LD의 출력 광세기가 변화하고 또한 LD로 공급되는 전압을 제어하는 OPAMP(310)에서도 전압의 변동이 생기는 문제가 발생한다.

이러한 문제를 해결하기 위해서 본 발명의 실시예에서는 두가지 구조를 사용한다. 첫째, LD 버스트모드 구동회로(222)는 EML Tx(223)로 흐르는 전류값을 감시할 수 있는 전류 모니터링 IC(320)를 사용하여 전류값을 모니터링한 후 전압으로 변환한 후 OPAMP(310)로 입력한다. OPAMP(310)는 MCU(224)로부터 설정된 전압값을 입력 받는다. OPAMP(310)는 피드백루프(Feedback loop)를 구성하여 전압 비교기를 구성하고 루프내에 capacitor2(340)를 구성하여 급격한 전압 변화를 방지한다.

둘째, LD 버스트모드 구동회로(222)는 MAC(210)으로부터 버스트 가능 신호(212)를 수신하고 이 신호를 참고하여 LD의 구동 전압을 제어한다. 도 3을 참고하면 LD 버스트모드 구동회로(222)는 MCU(224)로부터 LD의 전류제어값에 해당하는 설정된 전압값을 수신하고 MAC(210)으로부터 버스트 가능 신호(212)를 각각 transistor1(330)로 입력한다. Transistor1(330)에서 출력된 전기신호는 capacitor1(350)를 통과하면서 로우패스(low-pass) 필터링이 되어 상승 구간(raising time)과 하강 구간(falling time)이 완만하게 변한 후 OPAMP(310)로 입력된다.

OPAMP(310)는 LD가 on 된 후 LD로 입력되는 전압값과 설정된 전압값이 동일하게 되도록 비교하여 제어하는 역할을 한다. OPAMP(310)에서 출력된 전기신호는 transistor2(360)를 구동시켜 EML Tx(223)로 전류가 흐르도록 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LD 버스트모드 구동회로에서 transistor1과 capacitor1을 사용하지 않았을 때 LD의 출력 신호를 측정한 결과를 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, LD 버스트모드 구동회로(222)에서 transistor1(330)과 capacitor1(350)을 사용하지 않으면, 보이는 것과 같이 광신호의 시작부분에서 LD의 과도응답특성으로 인해 신호의 세기가 급격하게 증가하소 감소하는 것을 알 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실 시 예에 따른 광망 종단 장치의 LD의 출력 신호를 측정한 결과를 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 도 5와는 다르게 LD 버스트모드 구동회로(222)에서 transistor1(330)과 capacitor1(350)을 사용하면, 광신호의 세기가 일정하게 유지되는 것을 알 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실 시 예에 따른 LD 버스트모드 구동회로에서 transistor1과 capacitor1을 사용하지 않았을 때 EML Tx의 광패킷 신호를 측정한 결과를 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, LD 버스트모드 구동회로(222)에서 transistor1(330)과 capacitor1(350)을 사용하지 않으면, 보이는 것과 같이 영비복귀(NRZ; Non-Return-Zero) 변조된 광신호의 시작부분에서 LD의 과도응답특성으로 인해 신호의 세기가 급격하게 증가한 후 감소하는 것을 알 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실 시 예에 따른 광망 종단 장치의 EML Tx의 광패킷 신호를 측정한 결과를 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, LD 버스트모드 구동회로(222)에서 transistor1(330)과 capacitor1(350)을 사용하면, 도 7과는 다르게 광신호의 세기가 일정하게 유지되는 것을 알 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 LD 버스트모드 구동회로를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, LD 버스트모드 구동회로(222)는 연산 증폭기(OPAMP; OPerational AMPlifier)(410), 전류 모니터링 직접회로(Current Monitoring IC)(420), 제1 트랜지스터(transistor1)(430), 제2 트랜지스터(transistor2)(460), 제1 캐패시터(capacitor1)(450) 및 제2 캐패시터(capacitor2)(440)를 포함하여 구성될 수 있다.

OPAMP(410)는 입력되는 전압값과 MCU(224)로부터 설정된 전압값이 동일하게 되도록 비교하여 제어한다.

전류 모니터링 IC(420)는 EML Tx(223)로 흐르는 전류값을 모니터링한 후 전압으로 변환한 후 입력되는 전압값으로 OPAMP(410)로 입력한다.

transistor1(430)은 OPAMP(410)에서 출력된 신호를 입력받고, 맥(MAC)으로부터 버스트 가능 신호를 수신하면, 전기신호를 출력한다.

transistor2(460)는 transistor1(430)에서 출력된 전기 신호를 입력받으면 EML Tx(223)로 전류가 흐르도록 한다.

capacitor1(450)은 OPAMP(410)로 입력하는 transistor1(430)에서 출력된 설정된 전압값이 OPAMP(410)로 입력되기 전에 로우패스 필터링한다.

capacitor2(440)는 OPAMP(410)의 출력이 OPAMP(410)의 입력되는 전압값을 입력받는 입력단으로 피드백하는 피드백 루프에 포함되어 급격한 전압 변화를 방지한다.

다시 말해서, LD 버스트모드 구동회로(222)는 EML Tx(223)로 흐르는 전류값을 감시할 수 있는 전류 모니터링 IC(420)를 사용하여 전류값을 모니터링한 후 전압으로 변환한 후 OPAMP(410)로 입력한다. OPAMP(410)는 MCU(224)로부터 설정된 전압값을 입력 받는다. OPAMP(410)는 피드백 루프를 구성하여 전압 비교기를 구성하고 루프 내에 capacitor2(440)를 구성하여 급격한 전압 변화를 방지한다.

LD 버스트모드 구동회로(222)는 MAC(210)으로부터 버스트 가능 신호(212)를 수신하고 이 신호를 참고하여 LD의 구동 전압을 제어한다. 도 4를 참고하면 LD 버스트모드 구동회로(222)는 MCU(224)로부터 LD의 전류를 제어하는 값에 해당하는 설정된 전압값을 수신하고 OPAMP(410)로 입력한다. MAC(210)으로부터 버스트 가능 신호(212)는 Transistor1(430)로 연결된다. OPAMP(410)에서 출력된 전기신호는 Transsitor1(430)로 연결되고 버스트 가능 신호(212)가 transistor1(430)으로 입력된 경우에 transistor1(430)에서 전기신호가 출력되며 transistor1(430)에서 출력된 전기신호는 capacitor1(450)를 통과하면서 로우패스 필터링이 되어 raising time과 falling time이 완만하게 변한 후 transistor2(460)를 구동하게 되며 EML Tx(2230)로 전압이 공급된다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

200: 광망 종단 장치
210; 맥
220; ONU 광트랜시버
221; 전계 흡수 변조기 드라이버 직접회로
222; 레이저 다이오드 버스트모드 구동회로
223; 전계 흡수 변조 레이저 송신기
224; 마이크로 제어 장치
225; 수신기
226; 제한 증폭기

Claims

레이저 다이오드를 포함하고 상기 레이저 다이오드를 통해서 상향 광신호를 송신하는 전계 흡수 변조 레이저 송신기;
상향 데이터 신호를 증폭하여 상기 전계 흡수 변조 레이저 송신기로 제공하는 전계 흡수 변조기 드라이버 직접회로;
버스트 가능 신호에 따라 상기 레이저 다이오드를 온(on) 또는 오프(off)하는 동작을 제어하는 레이저 다이오드 버스트모드 구동회로; 및
송신하고자 하는 상기 데이터 신호를 상기 전계 흡수 변조기 드라이버 직접회로로 송신하고, 상기 버스트 가능 신호를 레이저 다이오드 버스트모드 구동회로로 송신하는 맥(MAC)
을 포함하고,
상기 레이저 다이오드 버스트모드 구동회로는,
입력되는 전압값과 설정된 전압값이 동일하게 되도록 비교하여 제어하는 연산 증폭기;
상기 전계 흡수 변조 레이저 송신기로 흐르는 전류값을 모니터링한 후 전압으로 변환한 후 상기 입력되는 전압값으로 상기 연산 증폭기로 입력하는 전류 모니터링 직접회로;
마이크로 제어 장치로부터 상기 설정된 전압값을 수신하고, 상기 맥으로부터 상기 버스트 가능 신호를 수신하면, 상기 설정된 전압값을 상기 연산 증폭기로 입력하는 제1 트랜지스터; 및
상기 연산 증폭기에서 출력된 신호를 입력받으면 상기 전계 흡수 변조 레이저 송신기로 전류가 흐르도록 하는 제2 트랜지스터
를 포함하는 광망 종단 장치.
제1항에 있어서,
하향 광신호를 수신하여 하향 전기신호를 전환하는 수신기; 및
상기 수신기에서 수신한 상기 하향 전기신호를 재증폭하여 하향 데이터 신호로 출력하는 제한 증폭기
를 더 포함하고,
상기 맥은,
상기 제한 증폭기에서 재증폭을 통해 출력되는 하향 데이터 신호를 수신하는
광망 종단 장치.
제1항에 있어서,
상기 전계 흡수 변조 레이저 송신기와 상기 전계 흡수 변조기 드라이버 직접회로를 제어하는 마이크로 제어 장치
를 더 포함하는 광망 종단 장치.
제1항에 있어서,
상기 상향 데이터 신호는,
영비복귀(NRZ; Non-Return-Zero)로 구성되는
광망 종단 장치.
제1항에 있어서,
상기 버스트 가능 신호는,
전위차가 있는 전기 신호로 구성되는
광망 종단 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 레이저 다이오드 버스트모드 구동회로는,
상기 연산 증폭기로 입력하는 상기 제1 트랜지스터에서 출력된 상기 설정된 전압값이 상기 연산 증폭기로 입력되기 전에 로우패스 필터링하는 제1 캐패시터
를 더 포함하는 광망 종단 장치.
제1항에 있어서,
상기 레이저 다이오드 버스트모드 구동회로는,
상기 연산 증폭기의 출력이 상기 연산 증폭기의 상기 입력되는 전압값을 입력받는 입력단으로 피드백하는 피드백 루프를 더 포함하고,
상기 피드백 루프는,
급격한 전압 변화를 방지하는 제2 캐패시터를 포함하는
광망 종단 장치.
레이저 다이오드를 포함하고 상기 레이저 다이오드를 통해서 상향 광신호를 송신하는 전계 흡수 변조 레이저 송신기;
상향 데이터 신호를 증폭하여 상기 전계 흡수 변조 레이저 송신기로 제공하는 전계 흡수 변조기 드라이버 직접회로;
버스트 가능 신호에 따라 상기 레이저 다이오드를 온(on) 또는 오프(off)하는 동작을 제어하는 레이저 다이오드 버스트모드 구동회로; 및
송신하고자 하는 상기 데이터 신호를 상기 전계 흡수 변조기 드라이버 직접회로로 송신하고, 상기 버스트 가능 신호를 레이저 다이오드 버스트모드 구동회로로 송신하는 맥(MAC)
을 포함하고,
상기 레이저 다이오드 버스트모드 구동회로는,
입력되는 전압값과 마이크로 제어 장치로부터 설정된 전압값이 동일하게 되도록 비교하여 제어하는 연산 증폭기;
상기 전계 흡수 변조 레이저 송신기로 흐르는 전류값을 모니터링한 후 전압으로 변환한 후 상기 입력되는 전압값으로 상기 연산 증폭기로 입력하는 전류 모니터링 직접회로;
상기 연산 증폭기에서 출력된 신호를 입력받고, 상기 맥으로부터 상기 버스트 가능 신호를 수신하면, 전기신호를 출력하는 제1 트랜지스터; 및
상기 제1 트랜지스터에서 출력된 상기 전기 신호를 입력받으면 상기 전계 흡수 변조 레이저 송신기로 전류가 흐르도록 하는 제2 트랜지스터
를 포함하는 광망 종단 장치.
제9항에 있어서,
상기 레이저 다이오드 버스트모드 구동회로는,
상기 제1 트랜지스터에서 출력된 상기 전기 신호가 상기 제2 트랜지스터로 입력되기 전에 로우패스 필터링하는 제1 캐패시터
를 더 포함하는 광망 종단 장치.
제9항에 있어서,
상기 레이저 다이오드 버스트모드 구동회로는,
상기 연산 증폭기의 출력이 상기 연산 증폭기의 상기 입력되는 전압값을 입력받는 입력단으로 피드백하는 피드백 루프를 더 포함하고,
상기 피드백 루프는,
급격한 전압 변화를 방지하는 제2 캐패시터를 포함하는
광망 종단 장치.
입력되는 전압값과 설정된 전압값이 동일하게 되도록 비교하여 제어하는 연산 증폭기;
전계 흡수 변조 레이저 송신기로 흐르는 전류값을 모니터링한 후 전압으로 변환한 후 상기 입력되는 전압값으로 상기 연산 증폭기로 입력하는 전류 모니터링 직접회로;
마이크로 제어 장치로부터 상기 설정된 전압값을 수신하고, 맥(MAC)으로부터 버스트 가능 신호를 수신하면, 상기 설정된 전압값을 상기 연산 증폭기로 입력하는 제1 트랜지스터; 및
상기 연산 증폭기에서 출력된 신호를 입력받으면 상기 전계 흡수 변조 레이저 송신기로 전류가 흐르도록 하는 제2 트랜지스터
를 포함하는 광망 종단 장치의 레이저 다이오드 버스트모드 구동회로.
제12항에 있어서,
상기 연산 증폭기로 입력하는 상기 제1 트랜지스터에서 출력된 상기 설정된 전압값이 상기 연산 증폭기로 입력되기 전에 로우패스 필터링하는 제1 캐패시터
를 더 포함하는 광망 종단 장치의 레이저 다이오드 버스트모드 구동회로.
제12항에 있어서,
상기 연산 증폭기의 출력이 상기 연산 증폭기의 상기 입력되는 전압값을 입력받는 입력단으로 피드백하는 피드백 루프를 더 포함하고,
상기 피드백 루프는,
급격한 전압 변화를 방지하는 제2 캐패시터를 포함하는
광망 종단 장치의 레이저 다이오드 버스트모드 구동회로.
입력되는 전압값과 마이크로 제어 장치로부터 설정된 전압값이 동일하게 되도록 비교하여 제어하는 연산 증폭기;
전계 흡수 변조 레이저 송신기로 흐르는 전류값을 모니터링한 후 전압으로 변환한 후 상기 입력되는 전압값으로 상기 연산 증폭기로 입력하는 전류 모니터링 직접회로;
상기 연산 증폭기에서 출력된 신호를 입력받고, 맥(MAC)으로부터 버스트 가능 신호를 수신하면, 전기신호를 출력하는 제1 트랜지스터; 및
상기 제1 트랜지스터에서 출력된 상기 전기 신호를 입력받으면 상기 전계 흡수 변조 레이저 송신기로 전류가 흐르도록 하는 제2 트랜지스터
를 포함하는 광망 종단 장치의 레이저 다이오드 버스트모드 구동회로.
제15항에 있어서,
상기 제1 트랜지스터에서 출력된 상기 전기 신호가 상기 제2 트랜지스터로 입력되기 전에 로우패스 필터링하는 제1 캐패시터
를 더 포함하는 광망 종단 장치의 레이저 다이오드 버스트모드 구동회로.
제15항에 있어서,
상기 연산 증폭기의 출력이 상기 연산 증폭기의 상기 입력되는 전압값을 입력받는 입력단으로 피드백하는 피드백 루프를 더 포함하고,
상기 피드백 루프는,
급격한 전압 변화를 방지하는 제2 캐패시터를 포함하는
광망 종단 장치의 레이저 다이오드 버스트모드 구동회로.