KR102673727B1 - Optical transmitting apparatus and method for verifying and adjusting characteristics during operation - Google Patents

Optical transmitting apparatus and method for verifying and adjusting characteristics during operation Download PDF

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Abstract

본 발명은 광통신을 위한 광송수신 장치가 고속으로 데이터를 전송하는 상황에서 아이패턴을 파악하여 광출력 특성을 확인하는 것으로 광송신 성능을 개선하고, 생산 시 파악된 열화 특성과 비교하여 수명을 예측할 수 있도록 함으로써 광통신의 안정성과 신뢰성을 높일 수 있도록 한 운용 중 특성 확인과 보정이 가능한 광송신 장치 및 그 동작 방법에 관한 것으로, 운영 중에 송신 신호의 패턴을 구분하여 측정 패턴을 선별하고, 측정 패턴의 신호 전송 후 다음의 신호 변화 시점에 전류를 상승시키거나 하강시키면서 구동 전류 범위를 분할한 복수의 측정 전류값 중 하나가 될 때의 레이저 다이오드 광출력을 측정하는 과정을 구동 전류 범위에 대한 모든 측정 전류값에 대해 파악하여 아이 패턴을 조합 구성한 다음 이를 기반으로 레이저 다이오드의 전류에 대한 광출력 특성곡선을 도출한 후 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보를 측정함으로써 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선을 기반으로 레이저 다이오드의 열화 정보를 정확하게 파악하여 수명을 파악할 수 있고, 실제 열화 정도에 따른 바이어스 전류나 구동 전류 범위 보정이 가능한 효과가 있다.The present invention improves optical transmission performance by identifying optical output characteristics by identifying eye patterns in a situation where an optical transmitting and receiving device for optical communication transmits data at high speed, and predicts lifespan by comparing it with the deterioration characteristics identified during production. It is about an optical transmission device and its operation method that can confirm and correct characteristics during operation to increase the stability and reliability of optical communication by enabling After transmission, the process of measuring the laser diode optical output when one of the plurality of measurement current values dividing the driving current range by increasing or decreasing the current at the next signal change point is divided into all measured current values for the driving current range. After understanding and combining the eye patterns, the optical output characteristic curve for the current of the laser diode is derived based on this, and then the characteristic curve information of the real-time laser diode is measured to determine the deterioration of the laser diode based on the characteristic curve of the real-time laser diode. It is possible to determine the lifespan by accurately understanding the information, and it is possible to correct the bias current or driving current range according to the actual degree of deterioration.

Description

운용 중 특성 확인과 보정이 가능한 광송신 장치 및 그 동작 방법{Optical transmitting apparatus and method for verifying and adjusting characteristics during operation}Optical transmitting apparatus and method for verifying and adjusting characteristics during operation}

본 발명은 운용 중 특성 확인과 보정이 가능한 광송신 장치 및 그 동작 방법에 관한 것으로, 특히 광통신을 위한 광송수신 장치가 고속으로 데이터를 전송하는 상황에서 아이패턴을 파악하여 광출력 특성을 확인하는 것으로 광송신 성능을 개선하고, 생산 시 파악된 열화 특성과 비교하여 수명을 예측할 수 있도록 함으로써 광통신의 안정성과 신뢰성을 높일 수 있도록 한 운용 중 특성 확인과 보정이 가능한 광송신 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an optical transmitting device capable of checking and correcting characteristics during operation and an operating method thereof. In particular, in a situation where an optical transmitting and receiving device for optical communication transmits data at high speed, the present invention relates to identifying the eye pattern and confirming the optical output characteristics. It relates to an optical transmission device that can confirm and correct characteristics during operation and its operating method to increase the stability and reliability of optical communication by improving optical transmission performance and predicting lifespan by comparing deterioration characteristics identified during production. .

수동형 광네트워크(PON) 기술은 고속 가입자망을 구성하기 위한 것으로, IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.3av/ah에 따른 EPON(Ethernet PON)이나 10G-EPON(10Gigabit EPON), ITUT(International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector) G.984/7에 따른 GPON(Gigabit PON) 이나 XGSPON(10Gigabit PON), G.989에 따른 NGPON2(Next Generation PON) 등이 대표적이다.Passive optical network (PON) technology is used to construct a high-speed subscriber network, and includes Ethernet PON (EPON) according to IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.3av/ah, 10Gigabit EPON (10G-EPON), and International Telecommunication (ITUT). Representative examples include GPON (Gigabit PON) according to Union-Telecommunication Standardization Sector (G.984/7), XGSPON (10Gigabit PON), and NGPON2 (Next Generation PON) according to G.989.

이와 같이 PON 구성을 통해서 국사와 국사, 국사와 가입자 단말 간을 연결하고 있는데, 수십Gbps 수준의 초고속 광통신망의 경우 안정적으로 운영되는 거리는 20Km가 한계로 여겨지고 있다. 그러나 사용에 따른 송신부 레이저 다이오드의 열화에 의해 점차 통신 품질이 낮아지게 되므로 실질적으로 안정적인 사용 거리는 시간이 지남에 따라 줄어들게 된다.In this way, through the PON configuration, the national office and the national office and the national office and the subscriber terminal are connected, but in the case of high-speed optical communication networks at the tens of Gbps level, 20km is considered the limit for stable operation. However, the quality of communication gradually decreases due to the deterioration of the laser diode in the transmitter due to use, so the practically stable use distance decreases over time.

최근 PON은 인터넷 망이나 인트라넷 망과 같은 데이터망을 위한 용도 외에도 모바일 통신을 위한 기지국(AAU:Active Antenna Unit)과 제어국(CU:Control/Central Unit) 간의 무선신호를 고속으로 대량 전송하기 위해서도 사용되고 있으며, 각종 IoT 서비스를 위해서도 사용되고 있는 등 정보통신 사회의 기반을 이루고 있어 장애에 민감하며 수명 예측에 따른 사용 신뢰 기간을 확인하는 것이 중요하다. 하지만, 현재 사용되는 기술은 광통신 장치 레이저 다이오드의 성능 열화 정도를 실시간으로 파악하는데 어려움이 있고, 수명 예측 정확도에 대한 편차가 크기 때문에 광통신장치의 신뢰성을 높이는데 어려움이 있다.Recently, in addition to being used for data networks such as Internet or intranet networks, PON is also used to transmit large amounts of wireless signals at high speed between a base station (AAU: Active Antenna Unit) and a control station (CU: Control/Central Unit) for mobile communication. It is also used for various IoT services and forms the basis of the information and communication society, so it is sensitive to failures and it is important to check the usage reliability period according to life expectancy. However, the technology currently used has difficulty in determining the degree of performance degradation of the optical communication device laser diode in real time, and there is a large deviation in life prediction accuracy, making it difficult to increase the reliability of the optical communication device.

PON을 구성하는 광통신 장치에 적용되는 광송신부는 전송할 신호에 따라 레이저 다이오드를 제어함으로써 그 광출력의 크기를 신호에 따라 다르게 조절하게 되는데, 통상 바이어스 전류를 기준으로 일정한 크기의 전류를 더하거나 줄여 구분 가능한 편차의 광출력을 서로 다른 신호에 대응시키게 된다.The optical transmitter applied to the optical communication device that makes up the PON controls the laser diode according to the signal to be transmitted, thereby adjusting the size of the optical output differently depending on the signal. Usually, the optical transmitter can be distinguished by adding or reducing a certain amount of current based on the bias current. The optical output of the deviation corresponds to a different signal.

따라서 일정한 제어 전류의 변화 폭에 따라 광출력의 변화 폭이 커지도록 레이저 다이오드를 제어해야 하는데, 레이저 다이오드는 각각의 소자마다 전류에 따른 광출력 특성이 다르므로 이를 고려하여 가급적 해당 전류에 따른 광출력 특성 변화가 선형적인 영역을 선택하여 동작시킨다.Therefore, the laser diode must be controlled so that the range of change in optical output increases according to the range of change in the constant control current. Since the optical output characteristics of each laser diode are different depending on the current for each device, taking this into consideration, adjust the optical output according to the current as much as possible. Select and operate an area where characteristic changes are linear.

레이저 다이오드의 동작 특성곡선에서 전류 변화에 따른 출력이 선형적인 영역을 선택한 후 그 중간 위치를 바이어스 전류로 선택하고 선형 영역에서의 전류 변화 폭을 고려하여 제어 전류 변화 폭을 결정할 수 있다. 예를 들어 NRZ(Non-Return to Zero) 방식으로 동작하는 경우 바이어스 전류 30mA를 기준으로 신호 '0'에서는 10mA의 전류를 레이저 다이오드에 공급하고, 신호 '1'에서는 공급 전류를 50mA로 높여 레이저 다이오드를 동작시킬 수 있다. 이 경우 바이어스 전류 30mA를 기준으로 ±20mA의 전류로 레이저 다이오드를 동작시키게 된다.In the operating characteristic curve of a laser diode, a region in which the output according to current changes is linear is selected, then the middle position is selected as the bias current, and the control current change width can be determined by considering the current change width in the linear area. For example, when operating in the NRZ (Non-Return to Zero) method, based on a bias current of 30mA, a current of 10mA is supplied to the laser diode at signal '0', and the supply current is increased to 50mA at signal '1' to increase the supply current to 50mA. can operate. In this case, the laser diode is operated with a current of ±20mA based on a bias current of 30mA.

이와 같은 방식의 레이저 구동은 시간에 지남에 따라, 레이저 다이오드 열화가 진행되고 이로 인하여 레이저 전류 응답 특성 곡선이 변화되어 제어 전류 변화에 따른 광출력 특성이 왜곡되는 문제가 있다. 이러한 문제에 대한 지금까지의 해결 방식은 단순 광출력 파워 값을 측정하고 기대치 이하일 경우, 바이어스 전류의 설정 위치(특성 곡선 그래프의 축 위치로서, 값의 크기를 의미)를 변경하여 광출력 크기를 인위적으로 크게 하는 방식이었다.Laser driving in this manner has the problem that the laser diode deteriorates over time, which causes the laser current response characteristic curve to change, distorting the optical output characteristics due to changes in control current. The solution to this problem so far is to simply measure the optical output power value and, if it is below expectations, change the setting position of the bias current (the axis position of the characteristic curve graph, meaning the size of the value) to artificially adjust the optical output size. It was a way to make it bigger.

이러한 종래의 바이어스 전류 보정 방식은 바이어스 전류의 위치(크기)만 변경할 뿐 바이어스 전류를 기준으로 증감되는 구동 전류의 범위는 동일하기 때문에 비선형적인 레이저 다이오드의 출력 특성으로 인하여 광출력 아이마스크 및 소광비와 같은 주요 특성 값에 대한 보정 정도가 낮은 한계가 있다. This conventional bias current correction method only changes the position (size) of the bias current, and the range of the driving current increased or decreased based on the bias current is the same. Therefore, due to the non-linear output characteristics of the laser diode, the optical output eye mask and extinction ratio are changed. There is a limit to the low degree of correction for key characteristic values.

나아가 이와 같은 레이저 다이오드의 소자별 특성과 열화 수준을 동작 중 측정하는 것이 곤란하기 때문에 측정을 통해 수명을 예측하는 것이 매우 어렵다. 이러한 문제로 인하여 동작 중 장애 발생 시 레이저 다이오드의 열화에 따른 장애 발생 판정이 어려우며, 이와 같은 운용 중 레이저 다이오드의 열화에 따른 장애 발생 시 대응 부담과 비용이 커지는 문제가 있다.Furthermore, because it is difficult to measure the device characteristics and deterioration level of such a laser diode during operation, it is very difficult to predict the lifespan through measurement. Due to this problem, it is difficult to determine whether a failure has occurred due to the deterioration of the laser diode when a failure occurs during operation, and when a failure occurs due to the deterioration of the laser diode during operation, the response burden and cost increase.

또한, 광송신 장치는 수Gbps~수십Gbps의 대단히 빠른 속도로 신호를 전송하며, 이와 같은 전송 신호의 불규칙한 패턴에 의해 광통신 장치의 운용 중에 레이저 다이오드의 정확한 열화 상태를 파악하기가 어렵고, 현재의 특성곡선 정보나 특성곡선 정보의 변화를 확인하는 것은 더욱 어렵다. In addition, optical transmission devices transmit signals at extremely high speeds of several Gbps to tens of Gbps, and due to the irregular pattern of such transmission signals, it is difficult to determine the exact deterioration state of the laser diode during operation of the optical communication device, and the current characteristics are difficult to determine. It is more difficult to confirm changes in curve information or characteristic curve information.

따라서, 레이저 다이오드의 광출력 변화를 수집하고, 단순 통계적인 값을 이용하여 바이어스 전류 값을 변경하여 신호를 보상하는 방식은 레이저 다이오드의 열화를 보상하거나 수명을 예측하는데 한계가 있다. Therefore, the method of compensating the signal by collecting changes in the optical output of the laser diode and changing the bias current value using simple statistical values has limitations in compensating for the deterioration of the laser diode or predicting its lifespan.

한국공개특허 제10-2014-0117972호 [발명의 명칭: 광통신용 레이저 다이오드의 구동장치]Korean Patent Publication No. 10-2014-0117972 [Title of invention: Driving device for laser diode for optical communication] 한국공개특허 제10-2015-0054530호 [발명의 명칭: 자동 바이어스 및 변조 제어를 위한 레이저 드라이버]Korean Patent Publication No. 10-2015-0054530 [Title of invention: Laser driver for automatic bias and modulation control]

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 레이저 다이오드의 출력을 모니터링하는 모니터링 광수신부를 광송신부에 구성하고, 가속 시험 중 레이저 다이오드의 구동 전류에 따른 출력 특성곡선 정보를 지속적으로 수집하여 사용에 따른 열화 특성을 파악한 후 시간에 따른 특성곡선 산출용 다차원 함수를 산출하여 그 다차원 함수의 구성 파라미터 정보를 광송신부의 제어부에 열화 정보로 기록함과 아울러, 열화 특성에 따른 예측 수명이 기준 이하인 경우 불량으로 판단하도록 하고, 예측 수명이 기준 이상인 광송신부의 제어부는 동작 중 기 저장된 열화 정보를 이용하여 시간에 따른 특성곡선 변화를 산출하여 레이저 다이오드 구동을 위한 바이어스 전류값과 상기 바이어스 전류를 기준으로 레이저 다이오드를 구동할 최저 전류값과 최대 전류값을 각각 산출하여 구동 조건을 보정하도록 한 운용 중 특성 확인과 보정이 가능한 광송신 장치 및 그 동작 방법을 제공하는 것이다. The purpose of the present invention to solve the above problems is to configure a monitoring optical receiver to monitor the output of the laser diode in the optical transmitter, and to continuously collect and use output characteristic curve information according to the driving current of the laser diode during the acceleration test. After identifying the deterioration characteristics, a multidimensional function for calculating characteristic curves over time is calculated, and the configuration parameter information of the multidimensional function is recorded as deterioration information in the control unit of the optical transmitter. In addition, if the predicted lifespan according to the deterioration characteristics is below the standard, it is defective. The control unit of the optical transmitter whose predicted lifespan is above the standard calculates the characteristic curve change over time using the deterioration information previously stored during operation, calculates the bias current value for driving the laser diode, and determines the laser diode based on the bias current. To provide an optical transmission device and an operating method capable of checking and correcting characteristics during operation by calculating the minimum and maximum current values to drive each and correcting driving conditions.

본 발명의 다른 목적은 광송신부 운영 중에 제어부가 송신할 신호의 패턴을 구분하여 측정 패턴을 선별하고, 측정 패턴의 신호 전송 후 다음의 신호 변화 시점에 전류를 상승시키거나 하강시키면서 구동 전류 범위를 분할한 복수의 측정 전류값들 중 하나가 될 때의 레이저 다이오드 광출력을 측정하는 과정을 구동 전류 범위에 대한 모든 측정 전류값에 대해 파악하여 아이 패턴을 조합 구성한 다음 이를 기반으로 현재 구동되는 레이저 다이오드의 전류 범위에 대한 광출력 특성곡선을 도출함으로써 실시간 레이저 다이오드의 정확한 특성곡선 중 일부를 실측하고, 이를 기반으로 미리 저장된 열화 정보에 따른 특성곡선과 비교하여 열화에 대한 예측 정확도를 검증하고, 레이저 다이오드의 수명을 더 정확하게 예측할 수 있도록 한 광송신 장치 및 그 동작 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to select a measurement pattern by distinguishing the pattern of the signal to be transmitted by the control unit during operation of the optical transmitter, and to divide the driving current range by increasing or decreasing the current at the next signal change point after transmitting the signal of the measurement pattern. The process of measuring the optical output of a laser diode when it becomes one of a plurality of measured current values is to identify all measured current values for the driving current range, combine and configure an eye pattern, and then determine the currently driven laser diode based on this. By deriving the optical output characteristic curve for the current range, some of the accurate characteristic curves of the real-time laser diode are actually measured, and based on this, the prediction accuracy for degradation is verified by comparing it with the characteristic curve according to pre-stored degradation information, and the laser diode The aim is to provide an optical transmission device and its operating method that can more accurately predict its lifespan.

본 발명의 일 실시예에 따른 운용 중 특성 확인과 보정이 가능한 광송신 장치는, 디지털 송신 신호에 따라 광출력을 제어하여 광신호를 제공하는 광송신 장치로서, 구동 전류에 따른 광출력에 대한 고유의 특성곡선을 가지는 레이저 다이오드와, 레이저 다이오드에 미리 설정된 범위로 구동 전류를 제공하는 구동부와, 레이저 다이오드의 출력광의 세기를 모니터링 포토다이오드와 트랜스임피던스 증폭기 및 아날로그 디지털 변환기를 통해 측정하는 모니터링부와, 송신 신호에 따라 상기 구동부를 제어하며, 상기 레이저 다이오드 구동을 위한 바이어스 전류 및 구동 전류 설정을 보정하는 제어부를 포함하되, 제어부는 광송신 장치 제조 과정에서 수행된 가속 시험 결과로서 저장된 시간에 따른 레이저 다이오드 열화에 대한 예상 열화 특성 정보를 구비하며, 구비된 타이머를 통해 측정된 상기 광송신 장치의 누적 사용 시간과 상기 열화 특성 저장부에 저장된 예상 열화 특성 정보를 통해 현재 레이저 다이오드의 예상 특성곡선 정보를 생성하고, 이를 기반으로 레이저 다이오드 구동을 위한 바이어스 전류 및 구동 전류 설정을 보정하는 열화 보상부를 포함한다.An optical transmission device capable of checking and correcting characteristics during operation according to an embodiment of the present invention is an optical transmission device that provides an optical signal by controlling the optical output according to a digital transmission signal, and has a unique effect on the optical output according to the driving current. A laser diode having a characteristic curve of, a driving part that provides a driving current in a preset range to the laser diode, a monitoring part that measures the intensity of the output light of the laser diode through a monitoring photodiode, a transimpedance amplifier, and an analog-to-digital converter, It controls the driving unit according to the transmission signal and includes a control unit that corrects bias current and driving current settings for driving the laser diode, and the control unit controls the laser diode according to the time stored as the result of an acceleration test performed during the manufacturing process of the optical transmission device. It has expected deterioration characteristic information regarding deterioration, and generates expected characteristic curve information of the current laser diode through the cumulative usage time of the optical transmission device measured through a provided timer and the expected deterioration characteristic information stored in the deterioration characteristic storage unit. And, based on this, it includes a deterioration compensation unit that corrects the bias current and driving current settings for driving the laser diode.

일례로서, 상기 제어부는 송신 신호 중 복수의 동일 신호 반복 후 다른 신호로 변경되는 측정 패턴을 구분하고, 해당 측정 패턴의 마지막 신호 변경 방향을 구동 전류 상승과 하강으로 구분함과 아울러 해당 신호 변경을 위해 변화되는 구동 전류가 구동 전류 범위를 단위 전류값으로 분할한 복수의 측정 전류값들 중 하나가 될 때의 레이저 다이오드 광출력을 측정하는 과정을 모든 측정 전류값들에 대해 수행하는 것으로 상기 상승과 하강 별 측정 전류값들에 대한 레이저 다이오드의 광출력 측정값을 모두 수집하여 현재 레이저 다이오드의 구동 전류 설정 범위에 대한 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보를 산출하는 상태 확인부를 더 포함할 수 있고, 열화 보상부는 예상 열화 특성 정보를 통해 생성된 레이저 다이오드의 예상 특성곡선 정보를 상태 확인부를 통해 산출된 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보로 검증하여 설정된 범위에서 일치할 경우 예상 특성곡선 정보를 기준으로 바이어스 전류 및 구동 전류 설정을 보정할 수 있다.As an example, the control unit distinguishes a measurement pattern that changes to a different signal after repeating a plurality of identical signals among the transmission signals, divides the last signal change direction of the measurement pattern into rising and falling driving current, and changes the signal to change the corresponding signal. The process of measuring the laser diode optical output when the changing driving current becomes one of a plurality of measured current values that divide the driving current range into unit current values is performed for all measured current values, such that the rise and fall It may further include a status checker that collects all the optical output measurement values of the laser diode for each measured current value and calculates real-time characteristic curve information of the laser diode for the current driving current setting range of the laser diode, and the deterioration compensation unit may include The expected characteristic curve information of the laser diode generated through the expected deterioration characteristic information is verified with the real-time characteristic curve information of the laser diode calculated through the status confirmation unit, and if it matches within the set range, the bias current and driving current are calculated based on the expected characteristic curve information. Settings can be corrected.

일례로서, 열화 보상부는 예상 특성곡선 정보와 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보가 설정된 범위에서 일치하지 않을 경우 누적 사용 시간을 변경하면서 예상 특성곡선 정보가 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보와 미리 설정된 범위에서 일치하도록 조정한 후 그 결과로 얻어진 조정된 예상 특성곡선 정보를 토대로 바이어스 전류 및 구동 전류 설정을 보정할 수 있다.As an example, if the expected characteristic curve information and the characteristic curve information of the real-time laser diode do not match within the set range, the degradation compensation unit changes the accumulated usage time and makes the expected characteristic curve information match the characteristic curve information of the real-time laser diode within the preset range. After adjusting it to do so, the bias current and driving current settings can be corrected based on the adjusted expected characteristic curve information obtained as a result.

일례로서, 열화 보상부는 조정된 예상 특성곡선 정보에 대응되는 누적 사용 시간과 실제 누적 사용 시간을 기반으로 레이저 다이오드의 예측 수명을 산출하고, 예측 수명 정보가 포함된 알람 정보를 생성할 수 있다.As an example, the deterioration compensation unit may calculate the predicted lifespan of the laser diode based on the accumulated usage time and actual accumulated usage time corresponding to the adjusted expected characteristic curve information, and generate alarm information including the predicted lifespan information.

일례로서, 상태 확인부는 상승과 하강 별 측정 전류값에 대한 레이저 다이오드 광출력 측정값을 측정 패턴 별로 하나씩 측정하는 방식으로 신호 변경을 위해 변화되는 구동 전류 범위를 분할한 복수의 측정 전류값 모두에 대해 순차 수집하는 것일 수 있다.As an example, the status confirmation unit measures the laser diode optical output measurement value for each rising and falling measurement current value for each measurement pattern, and all of the plurality of measurement current values that divide the driving current range that changes for signal change are measured. It may be sequential collection.

일례로서, 상태 확인부는 송신 신호 중 복수의 동일 신호 반복 후 다른 신호로 변경되는 측정 패턴을 구분하는 송신 신호 패턴 선별부와, 송신 신호 패턴 선별부에서 선별된 측정 패턴의 마지막 신호 변경 방향을 구동 전류 상승과 하강으로 구분하고, 해당 신호 변경을 위해 변화되는 구동 전류가 구동 전류 범위를 단위 전류값으로 분할한 복수의 측정 전류값들 중 하나가 될 때의 레이저 다이오드 광출력을 측정하되, 신호 변경을 위해 변화되는 구동 전류 범위를 분할한 복수의 측정 전류값 모두에 대해 순차 수집하는 출력 확인부와, 출력 확인부를 통해 구동 전류 상승 및 하강에 대해 수집된 측정 전류값별 레이저 다이오드 광출력 측정값을 조합하여 아이 패턴을 구성하는 아이 마스크 생성부와, 아이 마스크 생성부의 아이 패턴을 기반으로 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보를 산출하는 특성곡선 변환부를 포함할 수 있다.As an example, the status check unit includes a transmission signal pattern selection unit that distinguishes a measurement pattern that changes to a different signal after repeating a plurality of identical signals among transmission signals, and a driving current that determines the last signal change direction of the measurement pattern selected in the transmission signal pattern selection unit. It is divided into rising and falling, and the laser diode optical output is measured when the driving current that changes to change the signal becomes one of the plurality of measurement current values that divide the driving current range into unit current values. An output confirmation unit that sequentially collects all of the plurality of measured current values that divide the driving current range that changes to It may include an eye mask generator that configures the eye pattern, and a characteristic curve converter that calculates characteristic curve information of the real-time laser diode based on the eye pattern of the eye mask generator.

일례로서, 열화 보상부는 광송신 장치 제조 과정에서 수행된 가속 시험 결과로서 저장된 시간에 따른 레이저 다이오드 열화에 대한 예상 열화 특성 정보를 저장하는 열화 특성 저장부와, 광송신 장치의 누적 사용 시간과 상기 열화 특성 저장부에 저장된 예상 열화 특성 정보를 통해 현재 레이저 다이오드의 예상 특성곡선 정보를 생성하고, 예상 특성곡선 정보와 상기 상태 확인부를 통해 산출된 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보를 비교하여 그 차이를 산출한 열화 편차 정보를 생성하는 열화 상태 확인부와, 열화 상태 확인부에서 생성된 현재 레이저 다이오드의 예상 특성곡선 정보, 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보 및 열화 편차 정보 중 적어도 하나를 이용하여 바이어스 보정 필요 여부를 파악하는 열화 보상 판단부와, 열화 보상 판단부의 판단 결과 바이어스 보정 필요 기준에 해당하는 경우 상기 레이저 다이오드 구동을 위한 바이어스 전류 및 구동 전류 설정을 보정하는 바이어스 보정부를 포함하되, 열화 상태 확인부는 현재 레이저 다이오드의 예상 특성곡선 정보 보다 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보가 더 열화되는 방향으로 미리 설정된 기준 이상 편차가 발생할 경우 예측 수명을 산출하고, 예측 수명 정보가 포함된 알람 정보를 생성할 수 있다.As an example, the deterioration compensation unit includes a deterioration characteristic storage unit that stores expected deterioration characteristic information about laser diode deterioration over time stored as results of an acceleration test performed during the manufacturing process of the optical transmitting device, and a deterioration characteristics storage unit that stores information on the expected deterioration characteristics of the laser diode deterioration over time, and the accumulated usage time of the optical transmitting device and the deterioration The expected characteristic curve information of the current laser diode is generated through the expected deterioration characteristic information stored in the characteristic storage unit, and the difference is calculated by comparing the expected characteristic curve information with the real-time characteristic curve information of the laser diode calculated through the status check unit. Whether bias correction is necessary is determined using at least one of the deterioration state confirmation unit that generates deterioration deviation information, the expected characteristic curve information of the current laser diode generated by the deterioration state confirmation unit, the characteristic curve information of the real-time laser diode, and the deterioration deviation information. It includes a deterioration compensation determination unit that determines the deterioration compensation, and a bias correction unit that corrects the bias current and drive current settings for driving the laser diode when the determination result of the deterioration compensation determination unit meets the criteria for bias correction, and the deterioration status confirmation unit determines the current laser diode. If the characteristic curve information of the real-time laser diode deviates more than a preset standard in a direction in which the characteristic curve information of the real-time laser diode deteriorates more than the expected characteristic curve information, the predicted lifespan can be calculated and alarm information containing the predicted lifespan information can be generated.

본 발명의 다른 실시예에 따른 운용 중 특성 확인과 보정이 가능한 광송신 장치의 동작 방법은, 레이저 다이오드의 출력을 모니터링하기 위한 모니터링 광수신부가 구성된 광송신부의 동작 방법으로서, 가속 시험 장비가 미리 설정된 가속실험 환경에서 상기 광송신부의 레이저 다이오드를 전류별로 구동시키면서 모니터링 광수신부의 측정값을 수신하여 레이저 다이오드의 출력 특성곡선 정보를 지속적으로 수집하고, 가속실험 후 수집된 레이저 다이오드의 출력 특성곡선 정보를 토대로 사용 시간에 따른 열화 특성을 파악하여 시간에 따른 특성곡선 산출용 다차원 함수를 생성하고, 해당 다차원 함수의 구성 파라미터 정보를 광송신부의 제어부에 예상 열화 특성 정보로 기록하는 열화 정보 예측 단계와, 광송신부의 운용 시간에 따라 광송신부의 제어부가 기록된 예상 열화 특성 정보를 기반으로 현재 레이저 다이오드의 예상 특성곡선 정보를 산출하여 바이어스 전류값을 기준으로 레이저 다이오드를 구동할 최저 전류값과 최대 전류값을 각각 산출하여 레이저 다이오드의 구동 조건을 보정하는 운용 단계를 포함하되, 운용 단계는 광송신부의 제어부가 모니터링 광수신부를 통해 레이저 다이오드의 출력 상태 정보를 수집하여 예상 특성곡선 정보를 검증하고, 예상 특성곡선 정보와 수집된 레이저 다이오드의 출력 상태 정보 중 적어도 하나를 이용하여 레이저 다이오드의 구동 조건을 보정하는 단계를 포함할 수 있다. A method of operating an optical transmitting device capable of checking and correcting characteristics during operation according to another embodiment of the present invention is a method of operating an optical transmitting unit configured with a monitoring optical receiving unit for monitoring the output of a laser diode, wherein acceleration test equipment is preset. In an acceleration experiment environment, the laser diode of the optical transmitter is driven by current and the measured value of the monitoring optical receiver is received to continuously collect the output characteristic curve information of the laser diode, and the output characteristic curve information of the laser diode collected after the acceleration experiment is collected. Based on this, a deterioration information prediction step of identifying deterioration characteristics according to usage time, generating a multidimensional function for calculating a characteristic curve over time, and recording the configuration parameter information of the multidimensional function as expected deterioration characteristic information in the control unit of the optical transmitter; Depending on the operating time of the transmitter, the control unit of the optical transmitter calculates the expected characteristic curve information of the current laser diode based on the recorded expected deterioration characteristic information, and determines the minimum and maximum current values to drive the laser diode based on the bias current value. It includes an operation step of calculating and correcting the driving conditions of the laser diode. In the operation step, the control unit of the optical transmitter collects the output status information of the laser diode through the monitoring optical receiver, verifies the expected characteristic curve information, and calculates the expected characteristic curve. It may include correcting the driving conditions of the laser diode using at least one of information and collected output state information of the laser diode.

일례로서, 운용 단계는, 광송신부의 제어부가 광송신부를 통해 전송되는 송신 신호 중 복수의 동일 신호 반복 후 다른 신호로 변경되는 측정 패턴을 구분하고, 해당 측정 패턴의 마지막 신호 변경 방향을 구동 전류 상승과 하강으로 구분함과 아울러 해당 신호 변경을 위해 변화되는 구동 전류가 구동 전류 범위를 단위 전류값으로 분할한 복수의 측정 전류값들 중 하나가 될 때의 레이저 다이오드 광출력을 모니터링 광수신부로 측정하는 과정을 구동 전류 범위에 대한 모든 측정 전류값에 대해 수행하는 출력 특성 수집 단계와, 광송신부의 제어부가 상승과 하강 별 측정 전류값에 대한 레이저 다이오드의 광출력 측정값을 모두 수집한 후 이를 기반으로 레이저 다이오드 구동을 위한 바이어스 전류값 및 구동 전류 범위를 보정하되, 바이어스 전류값을 기준으로 레이저 다이오드를 구동할 최저 전류값과 최대 전류값을 각각 산출하는 보정 정보 산출 단계를 포함하며, 보정 정보 산출 단계는 출력 특성 수집 단계에서 수집된 상승과 하강 별 측정 전류값에 대한 레이저 다이오드 광출력 측정값을 조합하여 아이 패턴을 구성한 다음 이를 기반으로 레이저 다이오드의 전류에 대한 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보를 도출할 수 있다.As an example, in the operation step, the control unit of the optical transmitter distinguishes a measurement pattern that changes to a different signal after repeating a plurality of identical signals among the transmission signals transmitted through the optical transmitter, and changes the last signal change direction of the measurement pattern to increase the driving current. In addition to dividing it into high and low, the laser diode optical output is measured with a monitoring optical receiver when the driving current that changes for the corresponding signal change becomes one of a plurality of measurement current values that divide the driving current range into unit current values. The output characteristic collection step is performed for all measured current values for the driving current range, and the control unit of the optical transmitter collects all optical output measurement values of the laser diode for each rising and falling measured current value, and then based on this, It includes a correction information calculation step of correcting the bias current value and driving current range for driving the laser diode, and calculating the minimum and maximum current values to drive the laser diode based on the bias current value, respectively. The eye pattern is constructed by combining the laser diode optical output measurement values for the rising and falling measured current values collected in the output characteristic collection stage, and then based on this, real-time laser diode characteristic curve information for the laser diode current is derived. You can.

한편, 보정 정보 산출 단계는 광송신 장치의 누적 사용 시간과 예상 열화 특성 정보를 통해 현재 레이저 다이오드의 예상 특성곡선 정보를 생성하고, 예상 특성곡선 정보와 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보를 비교한 열화 편차 정보를 생성하며, 생성된 현재 레이저 다이오드의 예상 특성곡선 정보, 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보 및 열화 편차 정보 중 적어도 하나를 이용하여 바이어스 보정 필요 여부를 파악하고, 바이어스 보정 필요 기준에 해당하는 경우 레이저 다이오드 구동을 위한 바이어스 전류 및 구동 전류 설정을 보정할 수 있다.Meanwhile, the correction information calculation step generates expected characteristic curve information of the current laser diode through the cumulative usage time and expected deterioration characteristic information of the optical transmission device, and deterioration deviation is calculated by comparing the expected characteristic curve information with the characteristic curve information of the real-time laser diode. generates information, determines whether bias correction is necessary using at least one of the generated expected characteristic curve information of the current laser diode, characteristic curve information of the real-time laser diode, and deterioration deviation information, and if it meets the criteria for bias correction, laser The bias current and drive current settings for driving the diode can be corrected.

또한 보정 정보 산출 단계는 현재 레이저 다이오드의 예상 특성곡선 정보 보다 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보가 더 열화되는 방향으로 미리 설정된 기준 이상 편차가 발생할 경우 예측 수명을 산출하고, 예측 수명 정보가 포함된 알람 정보를 생성할 수 있다.In addition, the correction information calculation step calculates the predicted lifespan when a deviation exceeds a preset standard occurs in a direction in which the characteristic curve information of the real-time laser diode deteriorates more than the expected characteristic curve information of the current laser diode, and generates alarm information containing the predicted lifespan information. can be created.

본 발명의 실시예에 따른 운용 중 특성 확인과 보정이 가능한 광송신 장치 및 그 동작 방법은 광송신부에 대한 가속 시험을 통해 사용 시간에 따른 열화 특성을 파악하여 광송신부의 제어부에 열화 정보로 기록함과 아울러, 광송신부의 동작 중 기 저장된 열화 정보를 이용하여 시간에 따른 특성곡선 변화를 산출하여 레이저 다이오드 구동을 위한 바이어스 전류값과 상기 바이어스 전류를 기준으로 레이저 다이오드를 구동할 최저 전류값과 최대 전류값을 각각 산출한 후 구동 조건을 보정하는 것으로 예상되는 수명 시간 동안 적절한 보정에 따른 안정적 동작이 가능하도록 함과 아울러, 구동 전류값을 특성곡선의 복합적 기울기를 반영하여 보정을 수행함으로써 성능과 신뢰성을 높일 수 있도록 하는 효과가 있다.An optical transmitting device capable of checking and correcting characteristics during operation according to an embodiment of the present invention and its operating method include identifying deterioration characteristics according to usage time through an acceleration test on the optical transmitter and recording the deterioration information in the control unit of the optical transmitter. In addition, by using the degradation information previously stored during the operation of the optical transmitter, the characteristic curve change over time is calculated to determine the bias current value for driving the laser diode and the minimum and maximum current values to drive the laser diode based on the bias current. After each calculation, the driving conditions are corrected to enable stable operation through appropriate compensation during the expected life time. In addition, the driving current value is corrected by reflecting the complex slope of the characteristic curve to improve performance and reliability. It has the effect of allowing you to do so.

또한, 본 발명은 광송신부 운영 중에 송신 신호의 패턴을 구분하여 측정 패턴을 선별하고, 측정 패턴의 신호 전송 후 다음의 신호 변화 시점에 전류를 상승시키거나 하강시키면서 구동 전류 범위를 분할한 복수의 측정 전류값 중 하나가 될 때의 레이저 다이오드 광출력을 측정하는 과정을 구동 전류 범위에 대한 모든 측정 전류값에 대해 파악하여 아이 패턴을 조합 구성한 다음 이를 기반으로 레이저 다이오드의 전류에 대한 광출력 특성곡선을 도출하여 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보를 측정함으로써 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선을 이용하여 미리 저장된 열화 정보에 따른 예상 특성곡선을 검증하고, 예상과 실제가 다른 경우 예상 특성곡선을 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선을 기반으로 조정하여 정확한 레이저 다이오드의 현재 특성곡선을 기준으로 바이어스 보정을 수행할 수 있도록 함과 아울러 레이저 다이오드의 수명을 더욱 정확하게 예측할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention selects a measurement pattern by distinguishing the pattern of the transmission signal during operation of the optical transmitter, and after transmitting the signal of the measurement pattern, a plurality of measurements are made by dividing the driving current range by increasing or decreasing the current at the next signal change point. The process of measuring the laser diode optical output when one of the current values is determined is to identify all measured current values in the driving current range, construct an eye pattern, and then based on this, create an optical output characteristic curve for the laser diode current. By deriving and measuring the characteristic curve information of the real-time laser diode, the expected characteristic curve according to the pre-stored deterioration information is verified using the characteristic curve of the real-time laser diode. If the expected and actual values are different, the expected characteristic curve is converted into the characteristic curve of the real-time laser diode. By adjusting based on , it is possible to perform bias correction based on the current characteristic curve of the accurate laser diode, and has the effect of predicting the life of the laser diode more accurately.

도 1은 일반적인 수동형 광네트워크의 구성을 보인 구성도.
도 2는 광송신부의 레이저 다이오드 출력 모니터링이 가능한 광송신부 구성을 보인 개념도.
도 3은 광송신부 레이저 다이오드의 사용 시간에 따른 열화 패턴을 보이는 개념도.
도 4는 광송신부 레이저 다이오드의 구동 방식을 설명하기 위한 구동 전류별 광출력과 그에 따른 광출력의 아이 패턴을 보인 개념도.
도 5는 광송신부 레이저 다이오드 열화에 따른 광출력 변화를 설명하기 위한 개념도.
도 6은 광송신부 레이저 다이오드의 바이어스 전류 및 구동 전류 보정에 대한 개념도.
도 7은 광송신부 레이저 다이오드의 바이어스 보정 방식의 한계를 설명하기 위한 개념도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 광송신부 가속 실험에 따른 열화 예측 정보 생성 방식을 설명하기 위한 개념도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 광송신부 구성을 보인 구성도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 상태 확인부의 구성을 보인 구성도.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 열화 보상부의 구성을 보인 구성도.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 실시간 레이저 다이오드 아이패턴 산출을 위한 동작 방식을 설명하기 위한 개념도.
도 13은 본 발명의 실시예에 따라 얻어진 아이패턴의 예시도.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 운용 중 특성 확인과 보정이 가능한 광송신부의 동작 과정을 보인 순서도.
Figure 1 is a diagram showing the configuration of a typical passive optical network.
Figure 2 is a conceptual diagram showing the configuration of an optical transmitter capable of monitoring the laser diode output of the optical transmitter.
Figure 3 is a conceptual diagram showing the deterioration pattern of the optical transmitter laser diode according to usage time.
Figure 4 is a conceptual diagram showing the optical output for each driving current and the eye pattern of the optical output accordingly to explain the driving method of the laser diode of the optical transmitter.
Figure 5 is a conceptual diagram for explaining the change in optical output due to deterioration of the laser diode of the optical transmitter.
Figure 6 is a conceptual diagram of bias current and driving current correction of the laser diode of the optical transmitter.
Figure 7 is a conceptual diagram to explain the limitations of the bias correction method of the laser diode of the optical transmitter.
Figure 8 is a conceptual diagram illustrating a method of generating deterioration prediction information according to an acceleration experiment of an optical transmitter according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is a configuration diagram showing the configuration of an optical transmitter according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 is a configuration diagram showing the configuration of a status confirmation unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 is a configuration diagram showing the configuration of a deterioration compensation unit according to an embodiment of the present invention.
12 is a conceptual diagram illustrating an operation method for calculating a real-time laser diode eye pattern according to an embodiment of the present invention.
13 is an exemplary view of an eye pattern obtained according to an embodiment of the present invention.
Figure 14 is a flowchart showing the operation process of an optical transmitter capable of checking and correcting characteristics during operation according to an embodiment of the present invention.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It should be noted that the technical terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. In addition, the technical terms used in the present invention, unless specifically defined in a different sense in the present invention, should be interpreted as meanings generally understood by those skilled in the art to which the present invention pertains, and should not be overly comprehensive. It should not be interpreted as meaningless or in an excessively reduced sense. Additionally, if the technical terms used in the present invention are incorrect technical terms that do not accurately express the idea of the present invention, they should be replaced with technical terms that can be correctly understood by those skilled in the art. In addition, general terms used in the present invention should be interpreted according to the definition in the dictionary or according to the context, and should not be interpreted in an excessively reduced sense.

또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서 "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Additionally, as used in the present invention, singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as “consists of” or “comprises” should not be construed as necessarily including all of the various components or steps described in the invention, and some of the components or steps may not be included. It should be interpreted that it may or may further include additional components or steps.

또한, 본 발명에서 사용되는 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성 요소도 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.Additionally, terms containing ordinal numbers, such as first, second, etc., used in the present invention may be used to describe constituent elements, but the constituent elements should not be limited by the terms. Terms are used only to distinguish one component from another. For example, a first component may be named a second component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the second component may also be named a first component.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. However, identical or similar components will be assigned the same reference numbers regardless of the reference numerals, and duplicate descriptions thereof will be omitted.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.Additionally, when describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, it should be noted that the attached drawings are only intended to facilitate easy understanding of the spirit of the present invention, and should not be construed as limiting the spirit of the present invention by the attached drawings.

특히, 본 발명의 실시예로서 레이저 다이오드는 광송신 장치의 출력으로 사용되는 레이저 다이오드를 의미하는 것이고, 별도의 측정값이라는 표현이 없더라도 '광출력'은 특정한 구동 전류에 의해 광송신 장치의 레이저 다이오드가 동작하여 출력하는 광의 세기에 대한 측정값을 의미하는 것이다.In particular, as an embodiment of the present invention, the laser diode refers to a laser diode used as the output of an optical transmission device, and even if there is no separate measurement value, 'optical output' refers to the laser diode of the optical transmission device by a specific driving current. It refers to the measurement value of the intensity of light output when operating.

나아가 레이저 다이오드의 구동을 설명하면서 바이어스 전류, 구동 전류 등으로 칭하더라도 여기서 사용되는 용어 '전류'는 전기적 흐름을 통칭하는 것이 아닌 레이저 다이오드를 발광시키기 위해 제공되는 전류의 크기나 값을 의미하는 것으로 이해되어야 하며 '전류의 위치'를 변경한다는 표현은 '전류값의 크기'를 변경한다는 것으로 이해되어야 한다.Furthermore, even though it is referred to as bias current, driving current, etc. when explaining the operation of a laser diode, the term 'current' used here is understood to mean the size or value of the current provided to make the laser diode emit light, not the general term for electrical flow. The expression of changing the ‘position of the current’ should be understood as changing the ‘magnitude of the current value’.

도 1은 일반적인 수동형 광네트워크(PON)의 구성을 보인 것으로, 이러한 PON의 구성을 보면, 기본적으로 전화국사에 설치된 하나의 OLT(Optical Line Terminal)와 복수 가입자의 ONT(Optical Network Terminal) 혹은 ONU(Optical Network Unit)가 수동 광분기 장치인 광 스플리터(Remote Node)를 통해 일대다(Point to Multipoint) 네트워크 구조를 가진다.Figure 1 shows the configuration of a typical passive optical network (PON). Looking at the configuration of this PON, it basically consists of one Optical Line Terminal (OLT) installed in a telephone office and an Optical Network Terminal (ONT) or ONU (ONU) of multiple subscribers. The Optical Network Unit has a point to multipoint network structure through an optical splitter (Remote Node), which is a passive optical branch device.

도시된 바와 같이 전기 신호와 광신호를 상호 변환하는 광트랜시버(1a)를 구비한 OLT(1)는 광 스플리터(RN)를 통해서 복수의 가입자 ONT(2)와 연결되는데, 각 ONT(2)에도 각각 광트랜시버(2a)가 구성된다. 이러한 구성을 통해 복수의 가입자 ONT(2)에 대한 고속 통신 서비스를 제공할 수 있다.As shown, the OLT (1) equipped with an optical transceiver (1a) that converts electrical signals and optical signals to each other is connected to a plurality of subscriber ONTs (2) through an optical splitter (RN), and each ONT (2) Each optical transceiver 2a is configured. Through this configuration, high-speed communication services can be provided to a plurality of subscriber ONTs (2).

이와 같은 광트랜시버는 내부적으로 광송신부와 광수신부를 구비하는데, 고속 신호에 대응되는 광신호를 제공하기 위하여 광송신부는 설정된 파장의 광신호를 출력하는 레이저 다이오드를 구비한다. 이와 같은 광송신부의 레이저 다이오드는 신호를 물리적인 광의 형태로 변환하여 출력하는 핵심 수단이기 때문에 그 출력 품질을 유지해야 하며, 이를 위해 광송신부 내부에 해당 레이저 다이오드의 출력을 모니터링하기 위한 구성을 적용하는 것이 일반적이다.Such an optical transceiver internally includes an optical transmitter and an optical receiver. In order to provide an optical signal corresponding to a high-speed signal, the optical transmitter includes a laser diode that outputs an optical signal of a set wavelength. Since the laser diode of the optical transmitter is a key means of converting and outputting signals into physical light, its output quality must be maintained. To this end, a configuration for monitoring the output of the laser diode is applied inside the optical transmitter. It is common.

도 2는 광송신부의 레이저 다이오드 출력 모니터링이 가능한 광송신부 구성을 보인 개념도로서, 도시된 바와 같이 광송신부(10)는 설정된 파장의 광출력을 인가되는 전류에 따라 생성하여 광선로(20)를 통해 대응 장비의 광수신부(30)로 전달하는 레이저 다이오드(13)와, 상기 레이저 다이오드(13)에 신호별 동작 전류를 제공하는 구동부(12)와, 전송할 신호에 대한 정보를 수신하여 해당 신호에 따라 구동부(12)를 제어하여 레이저 다이오드(13)가 신호에 대응되는 광출력을 제공하도록 제어하는 제어부(11)를 포함한다. 나아가, 해당 레이저 다이오드(13)의 출력을 모니터링하기 위하여, 레이저 다이오드(13)의 출력 광 신호 중 일부를 수신하는 모니터링 포토다이오드(14)와, 모니터링 포토다이오드(13)가 수신 광 신호에 따라 출력하는 전류를 전압으로 변환하면서 증폭하는 트랜스임피던스 증폭기(TIA)(15) 및 트랜스임피던스 증폭기(15)의 출력을 디지털 값으로 변환하여 제어부(11)에 제공하는 아날로그 디지털 변환기(16)를 모니터링부(14, 15, 16)로서 포함한다. Figure 2 is a conceptual diagram showing the configuration of an optical transmitter capable of monitoring the laser diode output of the optical transmitter. As shown, the optical transmitter 10 generates an optical output of a set wavelength according to the applied current and transmits it through the optical path 20. A laser diode 13 transmits to the light receiving unit 30 of the corresponding equipment, a driver 12 that provides operating current for each signal to the laser diode 13, and receives information about the signal to be transmitted and operates according to the signal. It includes a control unit 11 that controls the driver 12 so that the laser diode 13 provides optical output corresponding to the signal. Furthermore, in order to monitor the output of the corresponding laser diode 13, the monitoring photodiode 14 receives a part of the output optical signal of the laser diode 13, and the monitoring photodiode 13 outputs output according to the received optical signal. A transimpedance amplifier (TIA) 15 that converts and amplifies the current into voltage and an analog-to-digital converter 16 that converts the output of the transimpedance amplifier 15 into a digital value and provides it to the control unit 11 are connected to a monitoring unit ( 14, 15, 16).

해당 모니터링부에 따라 측정되는 레이저 다이오드(13)의 출력 세기 정보를 수신한 제어부(11)는 해당 레이저 다이오드(13)의 동작 상태를 파악한 후 필요에 따라 구동부(12)의 레이저 다이오드 동작 전류 범위를 조절하여 레이저 다이오드의 출력 품질을 개선하며, 모니터링부의 측정 정보가 기준 이하로서 출력의 보정으로 극복할 수 없는 것이라면 장애 발생 정보를 생성하여 해당 광송신부(10)가 적용된 장비(미도시)에 장애 발생 신호를 제공할 수 있다.The control unit 11, which has received the output intensity information of the laser diode 13 measured according to the corresponding monitoring unit, determines the operating state of the laser diode 13 and then adjusts the laser diode operating current range of the driving unit 12 as necessary. The output quality of the laser diode is improved by adjusting, and if the measurement information of the monitoring unit is below the standard and cannot be overcome by output correction, failure occurrence information is generated to cause failure in equipment (not shown) to which the optical transmitter 10 is applied. A signal can be provided.

실질적으로 레이저 다이오드(13)의 경우 고속으로 스윙하는 구동 전류에 대응하여 고속으로 스윙하는 광출력을 제공하게 되는데, 광통신 장비의 특성상 지속적으로 광신호가 출력되기 때문에 누적 사용 시간이 길어짐에 따라 그 성능이 열화된다. 이와 같이 레이저 다이오드의 열화에 따라 출력이 감소하는 것은 물론이고 열화에 따라 레이저 다이오드의 전류 응답 특성 곡선이 변화되어 구동 전류 변화에 따른 광출력 특성이 왜곡되는 문제도 발생한다.In reality, the laser diode 13 provides optical output that swings at high speed in response to the driving current that swings at high speed. Due to the nature of optical communication equipment, optical signals are continuously output, so its performance deteriorates as the cumulative use time increases. It deteriorates. In this way, not only does the output decrease as the laser diode deteriorates, but the current response characteristic curve of the laser diode changes due to deterioration, which also causes the optical output characteristics to be distorted due to changes in driving current.

즉, 시간이 지남에 따라 점차 레이저 다이오드(13)의 성능이 열화되어 통신 품질이 낮아지게 되고, 안정적 사용 가능 거리도 줄어들게 된다. 이러한 레이저 다이오드(13)의 출력이 예측 사용 기간 내 기준 이하가 될 경우 해당 레이저 다이오드(130)는 불량으로 판정된다.That is, as time passes, the performance of the laser diode 13 gradually deteriorates, communication quality decreases, and the stable usable distance also decreases. If the output of the laser diode 13 falls below the standard within the predicted usage period, the laser diode 130 is determined to be defective.

도 3은 광송신부 레이저 다이오드의 사용 시간에 따른 열화 패턴을 보이는 개념도로서, 도시된 바와 같이 사용 시간에 따라 출력이 감소하는 범위가 기준을 만족하지 않을 경우 불량에 해당하게 되는데, 사용 시간에 따른 출력의 열화 수준은 개별 레이저 다이오드마다 상이하다.Figure 3 is a conceptual diagram showing the deterioration pattern of the optical transmitter laser diode according to the usage time. As shown, if the range in which the output decreases according to the usage time does not meet the standard, it is considered defective. The output according to the usage time The level of degradation varies for each individual laser diode.

사용에 따른 열화로 인해 레이저 다이오드의 출력 특성이 변경되는 경우, 열화 상태를 일부 보정하기 위해 구동 전류 설정을 변경하고 있으나 운영 중에 정확한 레이저 다이오드의 열화 상태를 알 수 없기 때문에 보정 효율이 낮은 문제가 있다. When the output characteristics of the laser diode change due to deterioration due to use, the driving current setting is changed to partially compensate for the deterioration state, but the correction efficiency is low because the exact deterioration state of the laser diode cannot be known during operation. .

나아가 예측 사용 기간 내 레이저 다이오드의 출력 품질 열화 상태가 기준 범위를 초과하여 열화될 경우 보정에 따른 대응이 어려워지며, 통신 장애가 발생하게 된다. Furthermore, if the output quality of the laser diode deteriorates beyond the standard range within the predicted usage period, it becomes difficult to respond to corrections and communication failures occur.

결국 사용에 따른 레이저 다이오드의 열화 상태를 운용 중 정확하게 파악할 수 없기 때문에 구동 전류 보정을 통해서 통신 품질을 개선하는데 한계가 있고, 열화에 따라 장애가 발생할 경우 장애 대응을 위한 부담이 클 뿐만 아니라 서비스 품질 저하에 따라 신뢰성이 낮아지는 문제가 있다.In the end, since the deterioration state of the laser diode due to use cannot be accurately determined during operation, there is a limit to improving communication quality through driving current compensation. If a failure occurs due to deterioration, not only is the burden of responding to the failure large, but it also leads to a decrease in service quality. Accordingly, there is a problem of lowered reliability.

도 4는 광송신부 레이저 다이오드의 구동 방식을 설명하기 위한 구동 전류별 광출력과 그에 따른 광출력의 아이 패턴을 보인 개념도이다.Figure 4 is a conceptual diagram showing the optical output for each driving current and the eye pattern of the optical output accordingly to explain the driving method of the laser diode of the optical transmitter.

도시된 바와 같이 특정 레이저 다이오드의 출력 특성곡선을 파악한 후 해당 출력 특성곡선 중 평탄한 영역을 선별하여 구동 전류를 제공하기 기준이 되는 바이어스 전류값(Ibias)을 설정하고, 신호에 따른 광출력 크기 편차가 수신측에서 명확하게 인식할 수 있도록 구동 전류의 스윙폭(최저 전류(I0)와 최대 전류(I1))을 결정한다.As shown, after identifying the output characteristic curve of a specific laser diode, a flat area among the corresponding output characteristic curves is selected, a bias current value (Ibias) is set as a standard for providing driving current, and the optical output size deviation according to the signal is determined. Determine the swing width of the driving current (minimum current (I0) and maximum current (I1)) so that it can be clearly recognized by the receiving side.

해당 구동 전류는 신호 '0'일 때 I0이 되고, 신호 '1'일 때 구동 전류가 증가하여 I1이 되며, 이러한 구동 전류 스윙에 따라 레이저 다이오드의 출력은 P0에서 P1 사이를 교번하면서 스윙하게 된다. 도시된 경우와 같이 NRZ(Non-Return to Zero) 방식으로 동작하는 경우, 예를 들어 바이어스 전류 30mA를 기준으로 신호 '0'에서는 10mA의 전류를 레이저 다이오드에 공급하고, 신호 '1'에서는 공급 전류를 50mA로 높여 레이저 다이오드를 동작시킬 수 있다. 이 경우 바이어스 전류 30mA를 기준으로 ±20mA의 전류로 레이저 다이오드를 동작시키게 된다.The corresponding driving current becomes I0 when the signal is '0', and when the signal is '1', the driving current increases to become I1. According to this driving current swing, the output of the laser diode swings alternately between P0 and P1. . When operating in the NRZ (Non-Return to Zero) method as shown, for example, based on a bias current of 30 mA, a current of 10 mA is supplied to the laser diode at signal '0', and a current of 10 mA is supplied to the laser diode at signal '1'. You can operate the laser diode by increasing it to 50mA. In this case, the laser diode is operated with a current of ±20mA based on a bias current of 30mA.

이와 같이 광출력간 충분한 편차에 의해 신호 '0'에 따른 광출력과 신호 '1'에 따른 광출력을 명확하게 구분할 수 있을 때 통신 품질이 높아지며 장거리 통신이 가능하게 된다.In this way, when the optical output according to signal '0' and the optical output according to signal '1' can be clearly distinguished by sufficient deviation between optical outputs, communication quality increases and long-distance communication becomes possible.

한편, 이와 같은 레이저 다이오드의 출력 특성곡선에 따른 동작 상태를 한 화면에 중첩한 파형으로 나타낸 것을 아이 패턴(eye pattern)이라 하며 이를 통해 통신 품질을 확인할 수 있다. 이러한 아이 패턴의 중앙 부분 즉, 신호가 교차하지 않는 부분의 수직, 수평 부분인 아이 오프닝이 클수록 신호 세기가 충분하여 비트오류율이 낮다.Meanwhile, the operating state according to the output characteristic curve of the laser diode is displayed as a waveform superimposed on one screen, and is called an eye pattern, through which communication quality can be checked. The larger the eye opening, which is the vertical and horizontal portion of the central part of the eye pattern, that is, the part where signals do not intersect, the signal strength is sufficient and the bit error rate is low.

도시된 우측 파형도와 같이 출력 특성곡선의 평탄한 부분에서 구동 전류 범위가 적절하게 설정되었을 때 아이 패턴의 중앙 부분인 아이 오프닝이 크고 깨끗한 것을 확인할 수 있다. As shown in the right waveform diagram, when the driving current range is appropriately set in the flat part of the output characteristic curve, it can be seen that the eye opening, which is the center of the eye pattern, is large and clean.

이와 같은 아이 패턴과 출력 특성곡선의 동작 범위는 상호 관련성이 있는 것으로, 아이 패턴을 통해서 출력 특성곡선의 상태를 역으로 추정할 수 있다.The operating range of the eye pattern and the output characteristic curve are related to each other, and the state of the output characteristic curve can be inversely estimated through the eye pattern.

도 5는 광송신부 레이저 다이오드 열화에 따른 광출력 변화를 설명하기 위한 개념도로서, 도시된 바와 같이 레이저 다이오드의 사용 시간이 길어짐에 따른 열화로 출력 특성곡선이 변화되어 최대 출력이 낮아지는 것을 확인할 수 있다.Figure 5 is a conceptual diagram to explain the change in optical output due to deterioration of the laser diode of the optical transmitter. As shown, it can be seen that the output characteristic curve changes due to deterioration as the usage time of the laser diode increases, lowering the maximum output. .

이와 같은 사용에 따른 열화로 출력 특성곡선이 변화할 경우 전체적인 출력이 균일하게 감소하는 것이 아니라 특성곡선의 출력 감소가 불규칙하게 발생할 수도 있다. If the output characteristic curve changes due to such deterioration due to use, the overall output may not decrease uniformly, but the output of the characteristic curve may decrease irregularly.

도시된 바와 같이 열화에 따라 출력 특성곡선이 변화되는 경우 기 설정된 바이어스 전류(Ibias)와 구동을 위한 상하 설정 전류(I0, I1)가 그대로 유지된다면 도시된 바와 같이 신호 '0'에 대한 광출력과 신호 '1'에 대한 광출력이 전체적으로 낮아지는 것은 물론이고 각각의 편차 역시 상이하게 되므로 수신측에서 신호 '1'과 신호 '0'에 대한 구분이 어려워지게 된다.As shown, when the output characteristic curve changes due to deterioration, if the preset bias current (Ibias) and the upper and lower setting currents (I0, I1) for driving are maintained as shown, the optical output for signal '0' and Not only does the optical output for signal '1' decrease overall, but each deviation also becomes different, making it difficult for the receiving side to distinguish between signal '1' and signal '0'.

이와 같은 열화의 범위가 미리 설정된 범위 이내인 경우 전류 제어를 위한 바이어스 위치를 보정하는 것으로 어느정도 광출력의 편차를 보정하여 신호 '0'과 신호 '1'에 따른 광출력의 구분 가능성을 높일 수 있다.If the range of such deterioration is within a preset range, the deviation of optical output can be corrected to some extent by correcting the bias position for current control, thereby increasing the possibility of distinguishing optical output according to signal '0' and signal '1'. .

도 6은 광송신부 레이저 다이오드의 바이어스 전류 및 구동 전류 보정에 대한 개념도로서, 도시된 바와 같이 레이저 다이오드의 사용에 따른 열화로 출력 특성곡선이 변경되면서 전체적인 출력이 낮아진 경우, 도 5와 같은 기 설정된 바이어스 전류와 최대 및 최소 구동 전류를 그대로 이용하면 신호에 따른 광출력 변화량이 왜곡되어 통신 품질이 낮아지게 되므로 도 6과 같이 바이어스 전류값을 변경하여 신호에 따른 광출력 변화량이 균형을 가지도록 보정한다.Figure 6 is a conceptual diagram of bias current and driving current correction of the laser diode of the optical transmitter. As shown, when the overall output is lowered as the output characteristic curve changes due to deterioration due to use of the laser diode, the preset bias as shown in Figure 5 If the current and the maximum and minimum driving currents are used as is, the amount of change in optical output according to the signal is distorted and communication quality is lowered. Therefore, the bias current value is changed as shown in FIG. 6 to correct the amount of change in optical output according to the signal to be balanced.

대부분의 광송신부는 이와 같이 레이저 다이오드 사용에 따른 열화를 보상하기 위하여 이와 같은 바이어스 보정 기능을 수행할 수 있도록 구성되는데, 현재의 광송신부 바이어스 전류 보정 방식은 바이어스 전류를 기준으로 미리 설정된 동일한 크기의 절대값으로 최대 전류값과 최소 전류값이 설정된다.Most optical transmitters are configured to perform this bias correction function in order to compensate for the deterioration caused by the use of a laser diode. The current optical transmitter bias current correction method uses an absolute beam of the same size preset based on the bias current. The maximum current value and minimum current value are set as values.

예컨대 바이어스 전류 30mA를 기준으로 ±20mA의 전류로 레이저 다이오드를 동작시키다가 보정을 통해 바이어스 전류를 40mA로 보정할 경우 구동 전류 범위의 상하 절대값이 동일(예컨대 ±20mA)하게 유지된다.For example, if a laser diode is operated with a current of ±20mA based on a bias current of 30mA, and the bias current is corrected to 40mA through compensation, the absolute upper and lower values of the driving current range remain the same (e.g., ±20mA).

이러한 방식의 보정을 통해서 도시된 바와 같이 전체적인 광출력의 크기 비율은 낮아지더라도 신호에 따른 광출력은 균형 있게 제공되므로 수신측의 광 수신 신호를 증폭하면 수신 성능을 유지할 수 있게 된다.As shown through this type of correction, even though the size ratio of the overall optical output is lowered, the optical output according to the signal is provided in a balanced manner, so reception performance can be maintained by amplifying the optical reception signal on the receiving side.

하지만, 도 6과 같은 출력 특성곡선의 열화 상태는 출력이 전반적으로 감소하는 이상적인 상황에 해당하며, 실제 열화에 따른 출력 특성곡선의 변화는 도 7에 도시한 바와 같이 불규칙하게 변화된다.However, the deterioration state of the output characteristic curve as shown in FIG. 6 corresponds to an ideal situation in which the output decreases overall, and the change in the output characteristic curve due to actual deterioration changes irregularly as shown in FIG. 7.

나아가, 애초에 레이저 다이오드의 경우 신품이라 하더라도 그 출력 특성곡선이 균일하지 않으며 많은 변곡점들이 존재하는 비선형 다차 함수 형태이고, 이러한 출력 특성곡선 중 일부 선형적인 구간을 선별하여 구동 전류 범위로 사용하므로, 사용에 따라 열화된 레이저 다이오드의 출력 선형구간은 불규칙적으로 변화하게 되어 바이어스 전류를 설정하고 이를 기준으로 같은 크기의 최대 전류값과 최소 전류값을 설정할 경우 적절한 보정이 쉽지 않게 된다.Furthermore, in the case of a laser diode, even if it is a new product, its output characteristic curve is not uniform and is a non-linear multi-order function with many inflection points. Some linear sections of these output characteristic curves are selected and used as the driving current range, so they are not suitable for use. Accordingly, the output linear section of the deteriorated laser diode changes irregularly, making appropriate correction difficult when setting the bias current and setting the maximum and minimum current values of the same size based on this.

도 7에 도시된 바와 같이 바이어스 전류를 보정하여 새로운 Ibias'를 설정하더라도 해당 새로운 바이어스 전류값을 기준으로 그 상부의 출력 특성곡선의 기울기와 그 하부의 출력 특성곡선의 기울기가 서로 다르기 때문에 바이어스 전류를 기준으로 동일한 크기의 최대 및 최소 구동 전류를 설정할 경우 신호에 따른 광출력 변화 범위가 비대칭 상태가 되어 광출력의 품질이 열화된다.As shown in Figure 7, even if a new Ibias' is set by correcting the bias current, the slope of the upper output characteristic curve and the slope of the lower output characteristic curve are different based on the new bias current value, so the bias current If the maximum and minimum driving currents of the same size are set as a standard, the range of changes in optical output according to the signal becomes asymmetric and the quality of optical output deteriorates.

이 경우, 우측에 도시된 아이 패턴과 같이 아이 오프닝이 줄어들면서 왜곡되어 수신 품질이 낮아지게 된다. 즉, 기존의 바이어스 전류 보정 방식은 비선형적 레이저 다이오드의 출력 특성에 의해 아이 패턴, 소광비 등의 주요 특성값에 대한 보정 정도가 낮은 한계가 있다.In this case, as the eye pattern shown on the right shows, the eye opening is reduced and distorted, resulting in lower reception quality. In other words, the existing bias current correction method has a limitation in that the degree of correction for key characteristics such as eye pattern and extinction ratio is low due to the non-linear output characteristics of the laser diode.

이를 해소하기 위해서는 레이저 다이오드 열화에 따른 출력 특성곡선의 상태를 파악한 후, 선형적인 구간을 선택하여 구동 전류의 기준이 되는 바이어스 전류값을 결정하고, 신호에 따른 균일한 광출력을 제공하기 위해 적절한 최대 전류값과 최소 전류값을 설정하면 되지만, 현실적으로 운용 상태에 있는 레이저 다이오드의 경우 그 광출력 특성곡선을 정확하게 파악하기 어렵다.To solve this problem, after identifying the state of the output characteristic curve due to laser diode deterioration, select a linear section to determine the bias current value that becomes the standard for the driving current, and determine the appropriate maximum value to provide uniform optical output according to the signal. You can set the current value and minimum current value, but in reality, it is difficult to accurately determine the optical output characteristic curve of a laser diode in operating condition.

즉, 광송신부는 운용 중에 수~수십 Gbps 속도의 무작위 신호를 지속적으로 전송하고 있는 상황이므로 대략적인 평균 광출력을 측정함으로써 통계적으로 광출력의 감소 정도는 측정할 수 있으나, 운용 상태에서 정확한 광출력 특성곡선을 측정할 수 없기 때문에 미리 설정된 알고리즘에 따라 바이어스 전류와 최대 및 최소 전류를 보정할 수 밖에 없으며, 이 경우 열화에 따른 바이어스 전류 보정 효율은 한계가 있을 수 밖에 없다.In other words, since the optical transmitter is continuously transmitting random signals at a speed of several to tens of Gbps during operation, the degree of decrease in optical power can be statistically measured by measuring the approximate average optical power, but the exact optical output in operating condition can be measured. Since the characteristic curve cannot be measured, the bias current and maximum and minimum currents can only be corrected according to a preset algorithm, and in this case, the efficiency of bias current correction due to deterioration is bound to be limited.

본 발명은 이와 같은 레이저 다이오드의 사용에 따른 열화 상태를 운용 중에 파악하여 불량이나 장애 여부를 확인하고, 운용 중 레이저 다이오드의 출력 특성곡선을 추정하여 효율적인 바이어스 전류 보정(구동 전류 범위 재설정)을 수행하도록 한다. The present invention identifies the deterioration state caused by the use of such a laser diode during operation, checks for defects or failures, and estimates the output characteristic curve of the laser diode during operation to perform efficient bias current correction (resetting the driving current range). do.

이를 위하여 본원 발명은 개별 레이저 다이오드의 출력 특성곡선에 대한 측정과 열화에 따른 변화 패턴을 파악하여 시간에 따른 출력 특성곡선을 추정하기 위한 예상 열화 특성 정보를 생성한 후 이를 광송신부의 제어부에 저장하고, 광송신부 운용 중 시간에 따른 레이저 다이오드의 출력 특성곡선 상태를 저장된 예상 열화 특성 정보를 토대로 추정한 다음 그에 맞추어 바이어스 전류 보정을 수행하도록 함과 아울러, 운용 중인 상황에서도 레이저 다이오드의 출력 특성을 실측을 통해 파악한 후 이를 기반으로 바이어스 전류 보정을 수행하거나 기 저장된 예상 열화 특성 정보를 기반으로 추정된 레이저 다이오드의 출력 특성곡선을 검증하도록 한다.To this end, the present invention measures the output characteristic curve of an individual laser diode and determines the change pattern due to deterioration, generates expected deterioration characteristic information to estimate the output characteristic curve over time, and stores this in the control unit of the optical transmitter. , the state of the output characteristic curve of the laser diode according to time during operation of the optical transmitter is estimated based on the stored expected deterioration characteristic information, and then bias current correction is performed accordingly, and the output characteristics of the laser diode are actually measured even in operating situations. After determining this, perform bias current correction based on this or verify the output characteristic curve of the laser diode estimated based on the previously stored expected deterioration characteristic information.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 광송신부 가속 실험에 따른 열화 예측 정보 생성 방식을 설명하기 위한 개념도이다. 해당 가속 실험은 생산 시 양산 품질 확보를 위한 수명 가속 시험으로서 수행된다.Figure 8 is a conceptual diagram illustrating a method of generating deterioration prediction information according to an acceleration experiment of an optical transmitter according to an embodiment of the present invention. This accelerated experiment is performed as a life acceleration test to ensure mass production quality during production.

광송신부(100)에 대한 가속 실험은 개별 레이저 다이오드에 대한 광출력 특성곡선 정보와 열화에 따른 추세 정보를 확인하기 위한 것으로, 제조 완료된 광송신부(100)에 대해서 각각 수행된다.The acceleration experiment for the optical transmitter 100 is to check optical output characteristic curve information for individual laser diodes and trend information according to deterioration, and is performed on each optical transmitter 100 that has been manufactured.

가속 시험 장비(220)는 사용에 따른 열화를 가속하기 위하여 고온(예를 들어 85℃) 환경에서 수십 시간(예를 들어 72시간)을 동작시킴으로써 사용 시간을 가속화함으로써 사용 시간에 따른 성능 열화의 추세를 파악할 수 있도록 한다.The acceleration test equipment 220 accelerates the usage time by operating it in a high temperature (e.g., 85°C) environment for tens of hours (e.g., 72 hours) in order to accelerate deterioration due to use, thereby showing the trend of performance deterioration according to use time. To be able to understand.

도시된 광송신부(100)는 레이저 다이오드의 출력을 모니터링하기 위한 모니터링 광수신부(모니터링 포토 다이오드, 트랜스임피던스 증폭기, 아날로그 디지털 변환기)를 구비한 것으로, 제어부의 설정에 따라 레이저 다이오드 구동부를 동작시켜 레이저 다이오드에 구동 전류를 제공하고 모니터링 광수신부를 통해 레이저 다이오드의 광출력 세기를 측정할 수 있다.The illustrated optical transmitter 100 is equipped with a monitoring optical receiver (monitoring photo diode, transimpedance amplifier, analog-to-digital converter) to monitor the output of the laser diode, and operates the laser diode driver according to the settings of the control unit to generate the laser diode. It is possible to provide a driving current to the laser diode and measure the optical output intensity of the laser diode through the monitoring optical receiver.

도시된 가속 시험 장비(220)는 시험 온도와 시간 등에 대한 설정 정보를 기반으로 가속 시험 장비(220)의 챔버 온도를 설정하고 시험 시간을 관리하는 시험 설정부(220)와 가속 시험 동안 챔버 내부의 광송신부(100)가 테스트 신호로 동작하도록 하며 주기적으로 구동 전류 별 레이저 다이오드의 출력 세기를 측정하는 가속 시험 제어부(210)를 포함한다. The illustrated acceleration test equipment 220 includes a test setting unit 220 that sets the chamber temperature of the acceleration test equipment 220 and manages the test time based on setting information about the test temperature and time, and a test setting unit 220 that manages the test time and the inside of the chamber during the acceleration test. It includes an acceleration test control unit 210 that causes the optical transmitter 100 to operate with a test signal and periodically measures the output intensity of the laser diode for each driving current.

해당 가속 시험 제어부(210)는 미리 설정된 가속실험 환경에서 광송신부(100)의 레이저 다이오드를 전류별로 구동시키면서 모니터링 광수신부의 측정값을 수신하여 해당 레이저 다이오드의 출력 특성곡선 정보를 지속적으로 수집하고, 가속실험 후 수집된 레이저 다이오드의 출력 특성곡선 정보를 토대로 사용 시간에 따른 열화 특성을 파악하여 시간에 따른 특성곡선 산출용 다차원 함수를 생성하고, 해당 다차원 함수의 구성 파라미터 정보를 상기 광송신부의 제어부에 예상 열화 특성 정보로 기록한다.The acceleration test control unit 210 drives the laser diode of the optical transmitter 100 for each current in a preset acceleration experiment environment, receives the measured value of the monitoring optical receiver, and continuously collects the output characteristic curve information of the laser diode, Based on the output characteristic curve information of the laser diode collected after the acceleration experiment, the deterioration characteristics according to the usage time are identified, a multidimensional function for calculating the characteristic curve according to time is generated, and the configuration parameter information of the multidimensional function is transmitted to the control unit of the optical transmitter. Record the expected deterioration characteristic information.

도시된 우측의 예시와 같이 가속 시험 중 가속 시험 제어부(210)는 시험 중인 광송신부(100)의 제어부에 레이저 다이오드의 구동 전류를 충분한 측정 시간을 두고 증가시키면서 구동 전류의 크기별 광출력 크기를 측정하여 기록(출력 특성곡선 정보 수집)하는 과정을 반복한다.As shown in the example on the right, during the acceleration test, the acceleration test control unit 210 increases the driving current of the laser diode with a sufficient measurement time to the control unit of the optical transmitter 100 under test and measures the optical output size for each size of the driving current. Repeat the recording (collecting output characteristic curve information) process.

가속 시험 중 레이저 다이오드는 고온에 의해 빠른 시간 내에 열화가 진행되는데, 수십 시간(예컨대 72시간, 84시간 등)의 가속 시험 과정에서 출력 특성곡선을 누적 수집하면 해당 출력 특성곡선의 변화를 통해 열화 추세를 예측할 수 있게 된다.During accelerated testing, laser diodes deteriorate quickly due to high temperatures. When output characteristic curves are accumulated and collected during an accelerated test for several tens of hours (e.g., 72 hours, 84 hours, etc.), the deterioration trend can be determined through changes in the corresponding output characteristic curves. becomes possible to predict.

한편, 이와 같은 가속 시험 중 도시된 예시와 같이 초기 a와 같은 출력 특성곡선이 가속 시험 과정에서 b나 c와 같이 열화되는 것을 확인할 수 있으며, 이 경우 열화 추세 예측을 통해 예상 수명을 파악할 수 있는데, 도시된 c와 같이 급격한 열화의 경우 예상 수명이 기준 이하가 되어 불량으로 판정되어 폐기될 수 있다. Meanwhile, as shown in the example shown during such an acceleration test, it can be seen that the output characteristic curve, such as the initial a, deteriorates like b or c during the acceleration test. In this case, the expected lifespan can be determined by predicting the deterioration trend. In case of rapid deterioration as shown in c, the expected lifespan falls below the standard and may be judged as defective and discarded.

이와 같이, 생산되는 모든 광송신부(100)를 가속 시험을 통해 강제적으로 열화시킴에도 불구하고 이와 같은 열화에 따른 수명 감소는 전체 예상 수명의 1/10 수준 정도이므로 충분한 수명(불량이 아닌 경우)을 제공할 수 있으며, 사용 중 과도한 열화에 따른 장애 대응 비용이나 서비스 품질 하락 위험성에 비해 미비한 손실에 불과하다.In this way, despite the fact that all optical transmitters 100 produced are forcibly deteriorated through accelerated testing, the lifespan reduction due to such deterioration is about 1/10 of the total expected lifespan, so sufficient lifespan (if not defective) is maintained. It can be provided, and the loss is only insignificant compared to the cost of responding to failures or the risk of service quality decline due to excessive deterioration during use.

즉, 수명 예측과 불량의 조기 발견이 중요하며, 열화 추세에 따라 시간에 따른 열화 상태를 예측할 수 있게 되는데, 이는 하나 이상의 변곡점이 존재하는 다차 함수로 표현될 수 있다.In other words, life prediction and early detection of defects are important, and the deterioration state over time can be predicted according to the deterioration trend, which can be expressed as a multi-order function with one or more inflection points.

이러한 시간에 따른 예상 특성곡선을 나타내는 다차함수(변화에 따른 곡선 함수)를 생성하고, 해당 다차함수를 구성하는 파라미터들을 추출할 수 있는데, 가속 시험 장비(200)의 가속 시험 제어부(210)는 해당 다차함수의 파라미터 정보를 예상 열화 특성 정보로서 광송신부(100)의 제어부(저장 메모리를 구비함)에 기록한다. 이와 같은 예상 특성곡선을 나타내는 다차함수는 다양한 통계적 방식을 통해 얻어지는 근사 함수일 수 있으며 파라미터 정보는 시간에 따라 열화된 출력 특성곡선을 추정하는 함수의 계수 정보나 설정 정보일 수 있다. A multi-order function (curve function according to change) representing the expected characteristic curve over time can be generated and the parameters constituting the multi-order function can be extracted. The acceleration test control unit 210 of the acceleration test equipment 200 Parameter information of the multi-order function is recorded in the control unit (equipped with a storage memory) of the optical transmitter 100 as expected deterioration characteristic information. The multi-order function representing such an expected characteristic curve may be an approximate function obtained through various statistical methods, and the parameter information may be coefficient information or setting information of a function that estimates the output characteristic curve deteriorated over time.

이와 같은 파라미터 정보를 광송신부(100)의 제어부에 예상 열화 특성 정보로서 저장하면, 광송신부(100)는 운용 중 주기적이거나 필요한 시점에 저장된 예상 열화 특성 정보를 기반으로 누적된 운영 시간(제어부는 타이머를 구비하여 누적 사용 시간을 저장함)에 따른 예상 특성곡선 정보를 추정하여 열화에 따른 출력 특성곡선의 변화 상태를 파악할 수 있고, 해당 출력 특성곡선의 변화가 기준 이상인 경우 예측된 예상 특성곡선 정보를 기반으로 바이어스 전류값을 선정하고, 예측된 예상 특성곡선 정보를 기반으로 최저 구동 전류값과 최대 구동 전류값을 각각 설정하는 보정 절차를 통해 열화된 출력 특성을 좀 더 정밀하게 개선할 수 있게 된다.When such parameter information is stored as expected deterioration characteristic information in the control unit of the optical transmitter 100, the optical transmitter 100 stores the accumulated operating time (the control unit uses a timer) based on the expected deterioration characteristic information stored periodically or at necessary points during operation. It is possible to determine the change state of the output characteristic curve due to deterioration by estimating the expected characteristic curve information according to the accumulated usage time (stored with accumulated usage time), and if the change in the corresponding output characteristic curve is greater than the standard, it is based on the predicted expected characteristic curve information. The deteriorated output characteristics can be improved more precisely through a correction procedure in which the bias current value is selected and the minimum and maximum drive current values are respectively set based on the predicted characteristic curve information.

하지만, 이는 가속 시험에 따른 열화 추세를 기반으로 설정된 예상 열화 특성 정보를 기반으로 누적 사용 시간에 따른 예상 특성 곡선 정보를 추정하여 생성하는 것이어서, 장비에 적용되어 운용된 실제 광송신부의 레이저 다이오드 특성곡선과는 다를 수 있다. However, this is generated by estimating the expected characteristic curve information according to the cumulative usage time based on the expected deterioration characteristic information set based on the deterioration trend according to the accelerated test, so the laser diode characteristic curve of the actual optical transmitter applied and operated in the equipment It may be different from

따라서, 예상 열화 특성 정보를 기반으로 누적 사용 시간에 따른 예상 특성곡선 정보를 실제 해당 시점의 레이저 다이오드 특성곡선 실측을 통해 검증해야 할 필요가 있다. Therefore, based on the expected deterioration characteristic information, there is a need to verify the expected characteristic curve information according to the cumulative usage time through actual measurement of the laser diode characteristic curve at the relevant time.

도 9 내지 도 13은 도 8에서 설명한 예상 열화 특성 정보 활용을 검증하여 정확도를 높이기 위한 구성을 설명하기 위한 것이다.FIGS. 9 to 13 are intended to explain a configuration for increasing accuracy by verifying the use of the expected deterioration characteristic information described in FIG. 8.

본 발명은 전류 구동 범위가 설정되어 운용 중인 레이저 다이오드의 출력 특성을 실시간 실측하고, 이를 기반으로 예상 특성 곡선 정보의 정확도와 편차 등을 확인하여 예상 특성 곡선 정보를 조정하거나 예측 수명을 재산출하도록 함으로써 레이저 다이오드 사용에 따른 열화에 최적으로 대응할 수 있도록 한다.The present invention measures the output characteristics of a laser diode in operation with a set current driving range in real time, checks the accuracy and deviation of the expected characteristic curve information based on this, and adjusts the expected characteristic curve information or recalculates the predicted lifespan. It allows optimal response to deterioration caused by the use of laser diodes.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 광송신부(100) 구성을 보인 구성도이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 상태 확인부(111)의 구성을 보인 구성도이며, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 열화 보상부(112)의 구성을 보인 구성도이다. 나아가 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 실시간 레이저 다이오드 아이패턴 산출을 위한 동작 방식을 설명하기 위한 개념도이고, 도 13은 본 발명의 실시예에 따라 얻어진 아이패턴의 예시도이다. 이와 같은 도 9 내지 도 13을 참조하여 본원 발명의 구성 및 동작 방식을 설명한다.Figure 9 is a configuration diagram showing the configuration of the optical transmitter 100 according to an embodiment of the present invention, Figure 10 is a configuration diagram showing the configuration of the status check unit 111 according to an embodiment of the present invention, and Figure 11 is a configuration diagram showing the configuration of the optical transmitter 100 according to an embodiment of the present invention. This is a configuration diagram showing the configuration of the deterioration compensation unit 112 according to an embodiment of the invention. Furthermore, FIG. 12 is a conceptual diagram for explaining an operation method for calculating a real-time laser diode eye pattern according to an embodiment of the present invention, and FIG. 13 is an example diagram of an eye pattern obtained according to an embodiment of the present invention. The configuration and operation method of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 to 13.

본원 발명의 광송신부(100)는 디지털 송신 신호에 따라 광출력을 제어하여 광신호를 제공하기 위한 것으로, 도 9에 도시된 바와 같이 구동 전류에 따른 광출력에 대한 고유의 특성 곡선을 가지는 레이저 다이오드(130), 레이저 다이오드에 미리 설정된 범위로 구동 전류를 제공하는 구동부(120), 레이저 다이오드(130)의 출력광의 세기를 모니터링 포토다이오드(140)와 트랜스임피던스 증폭기(150) 및 아날로그 디지털 변환기(160)를 통해 측정하는 모니터링부와, 송신 신호에 따라 구동부(120)를 제어하며, 구동 전류의 변화에 따른 레이저 다이오드(130)의 광출력 세기를 모니터링부를 통해 측정하여 수집하고, 제조 과정 중 가속 시험을 통해 기록된 열화 정보와 상기 수집된 레이저 다이오드의 광출력 특성을 기반으로 레이저 다이오드(130)의 구동을 위한 바이어스 전류 및 구동 전류 설정을 보정하는 제어부(110)를 포함한다. 해당 제어부(110)는 광송신 장치의 누적 사용 시간을 측정하기 위한 타이머와 이를 기록하기 위한 저장부나 메모리를 포함한다.The optical transmitter 100 of the present invention is intended to provide an optical signal by controlling the optical output according to a digital transmission signal. As shown in FIG. 9, the optical transmitter 100 is a laser diode having a unique characteristic curve for optical output according to the driving current. (130), a driver 120 that provides a driving current in a preset range to the laser diode, a photodiode 140, a transimpedance amplifier 150, and an analog-to-digital converter 160 that monitor the intensity of the output light of the laser diode 130. ), and controls the driving unit 120 according to the transmission signal, measures and collects the optical output intensity of the laser diode 130 according to the change in driving current through the monitoring unit, and performs accelerated testing during the manufacturing process. It includes a control unit 110 that corrects the bias current and driving current settings for driving the laser diode 130 based on the degradation information recorded through and the collected optical output characteristics of the laser diode. The control unit 110 includes a timer for measuring the cumulative usage time of the optical transmission device and a storage unit or memory for recording it.

이와 같은 광송신부(100)의 레이저 다이오드(130) 출력은 광선로(20)를 통해 통신 대상 장비의 광수신부(30)에 전달되는데, 그 광출력의 품질이 양호할 경우 광수신부(30)에서 수신되는 광신호는 구성도 우측에 도시된 바와 같이 넓고 깨긋한 아이 오프닝을 가진 아이 패턴을 가지게 된다.The output of the laser diode 130 of the optical transmitter 100 is transmitted to the optical receiver 30 of the communication target equipment through the optical path 20. If the quality of the optical output is good, the optical receiver 30 The received optical signal has an eye pattern with a wide and clear eye opening as shown on the right side of the configuration diagram.

앞서 도 8을 통해 설명했던 가속 시험 과정에서 얻은 열화 정보를 저장한 제어부(110)가 사용 시간에 따라 열화되는 레이저 다이오드의 출력 특성곡선의 변화 정도를 저장된 열화 정보를 기반으로 파악하여 현재 시점의 예상 출력 특성곡선을 추정하고 필요한 경우 바이어스 전류값과 최저 및 최대 전류값에 대한 설정을 보정하여 구동 전류 범위를 재 설정할 수 있으나, 제한된 가속시험 과정에서 파악한 추세를 기반으로 하는 광출력 특성곡선의 추정은 실제 레이저 다이오드의 출력 특성곡선과 차이가 있을 수 있다.The control unit 110, which stores the deterioration information obtained during the acceleration test process previously explained with reference to FIG. 8, determines the degree of change in the output characteristic curve of the laser diode that deteriorates with use time based on the stored deterioration information and predicts the current point in time. The driving current range can be reset by estimating the output characteristic curve and, if necessary, correcting the settings for the bias current value and minimum and maximum current values. However, estimation of the optical output characteristic curve based on the trend identified during limited acceleration testing is not possible. There may be differences from the output characteristic curve of the actual laser diode.

따라서, 현재 운용중인 레이저 다이오드의 출력 특성을 파악해야 할 필요성이 있다. Therefore, there is a need to determine the output characteristics of laser diodes currently in operation.

종래에는 단순히 평균적인 출력의 감소를 통한 대략적인 출력 특성 변화 정도만 추정하였으나, 본 발명에서는 좀더 정확한 레이저 다이오드의 출력 특성 정보를 파악하도록 한다.In the past, only the approximate change in output characteristics was estimated by simply reducing the average output, but in the present invention, more accurate output characteristic information of the laser diode is determined.

이를 위해서, 본원 발명에서는 광송신부(100)가 운용중인 상황에서 레이저 다이오드의 출력 세기를 측정하는 새로운 방법을 도입한다.To this end, the present invention introduces a new method of measuring the output intensity of the laser diode while the optical transmitter 100 is in operation.

레이저 다이오드의 운용 중 출력 특성 확인을 위해서, 제어부(110)가 송신 신호에 따라 구동부(120)를 제어하며, 제어부(110)가 송신 신호를 이미 알고 있기 때문에 송신 신호 중 복수의 동일 신호 반복 후 다른 신호로 변경되는 측정 패턴을 구분할 수 있다. 제어부(110)가 해당 측정 패턴의 마지막 신호 변경 방향을 구동 전류 상승과 하강으로 구분함과 아울러 해당 신호 변경을 위해 변화되는 구동 전류 범위를 단위 전류값으로 분할한 복수의 측정 전류값 중 하나가 될 때의 레이저 다이오드(130)의 광출력을 측정하는 과정을 구동 전류 범위에 대한 모든 측정 전류값에 대해 수행하는 것으로 상기 상승과 하강 별 측정 전류값에 대한 레이저 다이오드의 광출력 측정값을 모두 수집하는 방법을 이용한다.In order to check the output characteristics during operation of the laser diode, the control unit 110 controls the driver 120 according to the transmission signal. Since the control unit 110 already knows the transmission signal, after repeating a plurality of the same signal among the transmission signals, another Measurement patterns that change into signals can be distinguished. The control unit 110 divides the last signal change direction of the corresponding measurement pattern into driving current rising and falling, and the driving current range that changes for the corresponding signal change will be one of a plurality of measured current values divided into unit current values. The process of measuring the optical output of the laser diode 130 is performed for all measured current values in the driving current range, and all of the optical output measured values of the laser diode for the rising and falling measured current values are collected. Use the method.

실질적으로 구동부(120)가 레이저 다이오드(130)에 구동 전류를 제공할 경우 갑작스럽게 최대 구동 전류를 공급하거나 최소 구동 전류를 공급하는 것이 아니라 고속으로 최소 구동 전류에서 최대 구동 전류가 되도록 전류값을 증가시키면서 공급하거나 혹은 반대로 최대 구동 전류 공급 상태에서 전류값을 감소시키면서 최소 구동전류가 되도록 하는 전류값 스윙 방식으로 신호 '1'과 '0'에 대한 구동 전류를 변경하므로, 광송신부(100)를 운용하는 상황에서 구동 전류의 스윙 범위를 단위 전류값(예컨대 수mA 단위(예컨대 1mA, 5mA 등))으로 나누어 복수의 측정 전류값을 설정하고, 각 측정 전류값에 따른 구동 전류가 레이저 다이오드(130)에 제공될 때의 광출력을 모니터링부를 통해 측정할 수 있으며, 이들을 수집하면 대략적인 아이 패턴을 생성할 수 있게 된다.In fact, when the driver 120 provides a driving current to the laser diode 130, it does not suddenly supply the maximum or minimum drive current, but rather increases the current value from the minimum to the maximum drive current at high speed. The optical transmitter 100 is operated by changing the driving current for signals '1' and '0' by changing the driving current for signals '1' and '0' in a current value swing method that reduces the current value in the maximum driving current supply state or, conversely, reduces the current value to the minimum driving current. In this situation, a plurality of measured current values are set by dividing the swing range of the driving current into a unit current value (e.g., several mA units (e.g., 1 mA, 5 mA, etc.)), and the driving current according to each measured current value is measured by the laser diode 130. The optical output when provided can be measured through the monitoring unit, and by collecting them, an approximate eye pattern can be generated.

다만, 이전 구동 상태에 대한 레이저 다이오드 출력의 영향이 남아 있을 수 있으므로 측정 전 레이저 다이오드의 상태가 측정에 영향을 미칠 수 없도록 레이저 다이오드의 상태가 안정화되는 동일 신호 반복의 특정 신호 패턴을 기준으로 측정 타이밍을 결정할 수 있다. 예를 들어 신호 '11110'인 경우 앞서 복수의 신호 '1'로 충분히 출력이 안정화된 상태에서 신호 '0'으로 변경되었으므로 해당 시점에 하강되는 전류에 따른 레이저 다이오드의 광출력을 측정하면 노이즈(이전 레이저 다이오드의 출력 상태에 따른 영향) 없는 측정이 가능하고, 반대로 신호 '00001'인 경우 복수의 신호 '0'으로 충분히 출력이 안정화된 상태에서 신호 '1'로 증가하였으므로 해당 시점에 상승되는 전류에 따른 레이저 다이오드의 광출력을 노이즈 없이 측정할 수 있다.However, since the influence of the laser diode output on the previous driving state may remain, the measurement timing is based on a specific signal pattern of the same signal repetition in which the state of the laser diode is stabilized so that the state of the laser diode before measurement cannot affect the measurement. can be decided. For example, in the case of signal '11110', the output was sufficiently stabilized with multiple signals '1' and changed to signal '0', so when measuring the optical output of the laser diode according to the falling current at that point, noise (previously Measurement is possible without the influence of the output state of the laser diode. Conversely, in the case of signal '00001', the output increased to signal '1' while the output was sufficiently stabilized with multiple signals '0', so the current rising at that time The optical output of a laser diode can be measured without noise.

이와 같이 미리 설정한 측정 패턴(n개의 동일 신호가 연속이 된 후 다른 신호로 변경되는 패턴)을 기준으로 운용 중 광송신부(100)의 구동 전류에 따른 레이저 다이오드(130)의 광출력을 측정해 나가면 아이 패턴을 완성해 갈 수 있게 되며, 아이 패턴이 측정되면 이를 통해 구동범위에 대한 출력 특성곡선 정보를 확인할 수 있게 된다.In this way, the optical output of the laser diode 130 is measured according to the driving current of the optical transmitter 100 during operation based on the preset measurement pattern (a pattern in which n identical signals are sequentially changed to another signal). If you go out, you can complete the eye pattern, and when the eye pattern is measured, you can check the output characteristic curve information for the driving range through it.

본 발명의 실시예에 따른 실시간 레이저 다이오드 아이패턴 산출을 위한 동작 방식을 도 12의 일부 예시를 통해 조금 더 구체적으로 살펴본다.The operation method for calculating the real-time laser diode eye pattern according to an embodiment of the present invention will be examined in more detail through some examples in FIG. 12.

도 12의 예시를 보면, 좌측 아래쪽에 도시된 레이저 다이오드(130)의 출력 특성곡선에 따라, 레이저 다이오드(130)의 구동을 위해 설정된 바이어스 전류값이 30mA이고, 최소 구동 전류값이 10mA, 최대 구동 전류값이 50mA임을 알 수 있고, 이 경우 레이저 다이오드(130)는 30mA를 기준으로 ±20mA로 스윙하는 구동부의 공급 전류에 따라 광출력의 크기가 P0에서 P1까지 증감하게 된다.Looking at the example of FIG. 12, according to the output characteristic curve of the laser diode 130 shown in the lower left, the bias current value set for driving the laser diode 130 is 30 mA, the minimum driving current value is 10 mA, and the maximum driving current value is 10 mA. It can be seen that the current value is 50mA, and in this case, the size of the optical output of the laser diode 130 increases or decreases from P0 to P1 according to the current supplied to the driver, which swings at ±20mA based on 30mA.

즉, 신호 '0'인 경우 10mA의 전류가 레이저 다이오드(130)에 공급되며, 이때 모니터링부로 측정되는 레이저 다이오드(130)의 광출력 크기는 P0이 되고, 신호 '1'인 경우 50mA의 전류가 레이저 다이오드(130)에 공급되며, 이때 모니터링부로 측정되는 레이저 다이오드(130)의 광출력 크기는 P1이 된다.That is, when the signal is '0', a current of 10 mA is supplied to the laser diode 130, and at this time, the optical output size of the laser diode 130 measured by the monitoring unit is P0, and when the signal is '1', a current of 50 mA is supplied. It is supplied to the laser diode 130, and at this time, the optical output size of the laser diode 130 measured by the monitoring unit is P1.

구동부(120)는 신호 '0'의 상태에서 신호 '1'의 상태로 레이저 다이오드(130)에 공급한 전류를 변경할 경우 10mA의 전류를 50mA까지 순차적으로 증가시키게 되며, 구동부(120)는 자신이 변화시키는 구동 전류의 현재 값을 정확하게 알 수 있다. 따라서, 제어부(110)는 구동부(120)를 통해 구동 전류를 증가 또는 감소시키는 과정 중 원하는 전류값에서 모니터링부를 통해 레이저 다이오드(130)의 광출력을 측정할 수 있다.When the driver 120 changes the current supplied to the laser diode 130 from the state of signal '0' to the state of signal '1', the current of 10 mA is sequentially increased to 50 mA, and the driver 120 itself You can accurately know the current value of the changing driving current. Accordingly, the control unit 110 can measure the optical output of the laser diode 130 through the monitoring unit at a desired current value during the process of increasing or decreasing the driving current through the driver 120.

제어부(110)는 구동 전류 범위를 단위 전류값으로 분할한 복수의 측정 전류값 마다 레이저 다이오드(130)의 광출력을 측정 및 수집할 수 있는데, 도시된 예시와 같이 단위 전류값을 5mA로 설정할 경우 구동 전류 범위인 10mA ~ 50mA를 복수의 측정 전류값은 10mA, 15mA, 20mA, 25mA, 30mA, 35mA, 40mA, 45mA, 50mA의 9개가 될 수 있다. 물론 단위 전류값을 더 작게 설정할 수 있으며, 이 경우 측정 전류값의 수는 증가될 수 있다.The control unit 110 can measure and collect the optical output of the laser diode 130 for each of a plurality of measured current values by dividing the driving current range into unit current values. When the unit current value is set to 5 mA as shown in the example, In the driving current range of 10mA to 50mA, the plurality of measured current values can be nine: 10mA, 15mA, 20mA, 25mA, 30mA, 35mA, 40mA, 45mA, and 50mA. Of course, the unit current value can be set smaller, in which case the number of measured current values can be increased.

한편, 이와 같은 각 측정 전류값에 따른 광출력 측정은 전류가 상승할 때와 전류가 하강일때를 구분하여 측정하게 되는데, 이를 통해서 우측 하단에 도시된 바와 같은 아이 패턴을 구성할 수 있다. 따라서, 구동 전류 범위에 대한 레이저 다이오드(130)의 광출력은 구동 신호가 증가할 때와 감소할 때로 구분하여 수집된다.Meanwhile, the optical output measurement according to each measured current value is measured separately when the current is rising and when the current is falling, and through this, an eye pattern as shown in the lower right corner can be formed. Accordingly, the optical output of the laser diode 130 for the driving current range is collected separately when the driving signal increases and when it decreases.

다만, 최저 전류값과 최대 전류값의 경우 한번씩만 측정해도 무방하다.However, it is okay to measure the minimum and maximum current values only once.

나아가 도시된 바와 같이 이전 레이저 다이오드(130)의 구동 상태에 따른 노이즈가 측정에 영향을 미치지 않도록 구동 전류 상승에 따른 측정은 레이저 다이오드(130)에 제공되는 전류값이 최저 전류값으로 일정 시간 지속되어 안정화되는 경우에만 측정하도록 미리 설정된 측정 패턴(도시된 경우 신호 '0'이 4번 이상 연속된 후 신호 '1'이 되는 경우)이 확인되어야 측정을 실시하도록 할 수 있다. 동일하게, 구동 전류 하강에 따른 측정은 미리 설정된 측정 패턴(도시된 경우 신호 '1'이 4번 이상 연속된 후 신호 '0'이 되는 경우)이 확인되어야 측정을 실시하도록 할 수 있다.Furthermore, as shown, the current value provided to the laser diode 130 is maintained at the lowest current value for a certain period of time in the measurement due to the increase in driving current so that noise due to the previous driving state of the laser diode 130 does not affect the measurement. Measurement can be performed only when the preset measurement pattern to be measured only when stabilized (in the case shown, when signal '0' becomes signal '1' after 4 or more consecutive occurrences) is confirmed. Likewise, measurement according to a drop in driving current can be performed only when a preset measurement pattern (as shown, when signal '1' becomes signal '0' after 4 or more consecutive occurrences) is confirmed.

도시된 예시를 보면, 신호 '0'이 4번 반복되는 구간에서 최저 전류값에 해당하는 측정 전류값 10mA일 때의 레이저 다이오드(130) 출력을 측정(측정값 A)하고, 해당 측정 패턴 이후 전류가 상승할 때 다음 측정 전류값인 15mA일때의 레이저 다이오드(130) 출력을 측정(측정값 B)하고, 신호 '1'이 4번 반복되는 측정 패턴이 확인된 후 하강되는 측정 전류값 15mA일 때의 레이저 다이오드(130) 출력을 측정(측정값 G), 다시 신호 '1'이 4번 반복되는 측정 패턴이 확인된 후 하강되는 측정 전류값 20mA일 때의 레이저 다이오드(130) 출력을 측정(측정값 F)하는 식으로 우측 하단의 아이 패턴 구성을 위해 필요한 지점에서의 출력을 측정할 수 있다. 구동 전류 범위의 모든 측정 전류값에 대한 레이저 다이오드(130) 광출력 세기를 전류 상승과 하강에 대해 모두 수집하면 도시된 우측 하단과 같은 아이 패턴의 일부를 구성할 수 있고, 이러한 구성된 아이 패턴 정보를 위상 변화시켜 중첩하면 도 13과 같은 실질적인 아이 패턴을 구성할 수 있게 된다. In the illustrated example, the output of the laser diode 130 is measured (measured value A) when the measured current value is 10 mA, which corresponds to the lowest current value in the section where signal '0' is repeated four times, and the current after the corresponding measured pattern is measured. When is rising, measure the output of the laser diode (130) at 15 mA, which is the next measurement current value (measurement value B), and after confirming the measurement pattern in which signal '1' is repeated 4 times, when the measurement current value falling is 15 mA. Measure the output of the laser diode 130 (measured value G), and again measure the output of the laser diode 130 when the falling measurement current value is 20 mA after confirming the measurement pattern in which the signal '1' is repeated four times (measurement) You can measure the output at the point required to configure the eye pattern at the bottom right by using the value F). By collecting the optical output intensity of the laser diode 130 for all measured current values in the driving current range for both rising and falling currents, it is possible to form part of an eye pattern such as the bottom right shown, and this constructed eye pattern information By changing the phase and overlapping, it is possible to construct a practical eye pattern as shown in FIG. 13.

이와 같이 실시간 레이저 다이오드(130)의 아이 패턴이 구성되면 이를 기반으로 레이저 다이오드의 전류에 대한 광출력 특성곡선을 도출할 수 있다. 즉, 아이 패턴 정보를 토대로 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보를 얻을 수 있는데, 아이 패턴을 생성하기 위한 구동 전류의 범위는 레이저 다이오드(130)가 동작하는 전체 전류 범위가 아닌 실제 출력을 위해 설정된 구동 전류 범위(10mA~50mA)로 한정되므로, 실측에 따라 얻어지는 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보는 설정된 구동 전류 범위에 대한 한정적인 레이저 다이오드의 특성곡선 정보가 된다. Once the eye pattern of the real-time laser diode 130 is configured in this way, an optical output characteristic curve for the current of the laser diode can be derived based on this. In other words, the characteristic curve information of the laser diode in real time can be obtained based on the eye pattern information, and the range of the driving current for generating the eye pattern is not the entire current range in which the laser diode 130 operates, but the driving current set for actual output. Since it is limited to the range (10mA~50mA), the real-time laser diode characteristic curve information obtained according to actual measurement becomes the limited laser diode characteristic curve information for the set driving current range.

비록 현재 설정된 구동 전류 범위에 대한 레이저 다이오드의 출력 특성곡선 정보만 얻을 수 있지만, 이를 통해서 운용 중에 실시간 레이저 다이오드의 정확한 출력 특성곡선 상태를 파악할 수 있게 되므로, 이를 기반으로 저장된 예상 열화 특성 정보와 누적 사용 시간을 고려하여 생성한 레이저 다이오드의 예상 특성 곡선 정보를 검증할 수 있게 된다. Although only the output characteristic curve information of the laser diode for the currently set driving current range can be obtained, this allows the accurate state of the output characteristic curve of the laser diode in real time to be determined during operation. Based on this, the stored expected degradation characteristic information and cumulative use can be obtained. It is possible to verify the expected characteristic curve information of the laser diode generated by taking time into account.

예상 열화 특성 정보와 레이저 다이오드(130)의 누적 사용 시간 정보를 통해 얻어지는 예상 특성곡선 정보는 현재 레이저 다이오드(130)의 출력 특성곡선을 전체적으로 예측한 정보로서, 현재 설정된 구동 전류 범위에 대한 광출력 특성 뿐만 아니라 구동 전류 범위 이외 영역에 대한 광출력 특성도 모두 예측되므로 구동 전류 범위를 변경해야 하는 구동 전류 범위 보정(바이어스 전류값, 최소 및 최대 전류값의 보정)을 위해서는 예상 특성곡선 정보가 필요하다.The expected characteristic curve information obtained through the expected deterioration characteristic information and the accumulated usage time information of the laser diode 130 is information that predicts the overall output characteristic curve of the current laser diode 130, and is the optical output characteristic for the currently set driving current range. In addition, since the optical output characteristics for areas outside the driving current range are all predicted, expected characteristic curve information is required for driving current range correction (correction of bias current value, minimum and maximum current values) that requires changing the driving current range.

다만, 이러한 예상 특성곡선 정보는 가속 시험을 통해 얻은 열화 추세를 기반으로 얻어진 예상 정보이기 때문에 현재의 실질적인 레이저 다이오드 출력 특성곡선과 일치하지 않을 수 있으므로, 앞서 설명한 실측을 기반으로 도출된 실시간 레이저 다이오드 특성곡선 정보를 예상 특성곡선 정보를 검증하는데 활용할 수 있다.However, since this expected characteristic curve information is expected information obtained based on the deterioration trend obtained through accelerated testing, it may not match the current actual laser diode output characteristic curve, so the real-time laser diode characteristics derived based on the actual measurements described above Curve information can be used to verify expected characteristic curve information.

이와 같은 검증을 통해서 예상 특성곡선 정보를 그대로 이용해도 되는지, 예상 특성곡선 정보보다 실제 레이저 다이오드가 더 열화되어 예측보다 수명이 짧은지, 혹은 반대로 실제 레이저 다이오드의 열화가 덜 진행된 것인지를 확인할 수 있다. Through this verification, it can be confirmed whether the expected characteristic curve information can be used as is, whether the actual laser diode is more deteriorated than the expected characteristic curve information and has a shorter lifespan than predicted, or, conversely, whether the actual laser diode has deteriorated less.

따라서, 보다 정확한 레이저 다이오드(130)의 수명 예측이나 구동 전류 보정을 위해서는 예상 열화 특성 정보를 제어부(110)에 저장하여 예상 특성곡선 정보를 산출하는 방식과 운용 중 실측을 통해서 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보를 도출하는 방식을 모두 사용하는 것이 바람직하다.Therefore, in order to more accurately predict the lifespan of the laser diode 130 or correct the driving current, the expected deterioration characteristic information is stored in the control unit 110 to calculate the expected characteristic curve information, and the characteristic curve of the laser diode in real time is calculated through actual measurements during operation. It is desirable to use all methods of deriving information.

한편, 예상 특성 곡선 정보와 실시간 레이저 다이오드의 특성 곡선 정보가 설정된 범위에서 일치하지 않을 경우 누적 사용 시간을 변경하면서 예상 특성 곡선 정보가 실시간 레이저 다이오드의 특성 곡선 정보와 미리 설정된 범위에서 일치하도록 조정한 후 그 결과로 얻어진 조정된 예상 특성 곡선 정보를 토대로 바이어스 전류 및 구동 전류 설정을 보정하고 예측 수명을 산출할 수도 있다. Meanwhile, if the expected characteristic curve information and the characteristic curve information of the real-time laser diode do not match within the set range, the cumulative usage time is changed and the expected characteristic curve information is adjusted to match the characteristic curve information of the real-time laser diode within the preset range. Based on the resulting adjusted expected characteristic curve information, bias current and drive current settings can be corrected and predicted lifespan calculated.

이를 통해서 예측과 실측 사이의 누적 사용시간에 대한 편차를 확인할 수 있고, 현재 실측 정보와 유사한 특성 곡선 정보를 포함하는 전체 구동 전류 범위에 대한 예상 특성 곡선 정보를 이용하여 바이어스 보정을 정밀하게 수행할 수 있게 된다.Through this, the deviation in accumulated usage time between prediction and actual measurement can be confirmed, and bias correction can be performed precisely using the expected characteristic curve information for the entire driving current range, including characteristic curve information similar to the current actual measurement information. There will be.

이와 같이 두가지 방식을 모두 사용하는 것을 전제로 도 9의 상태 확인부(111)와 열화 보상부(112)에 대한 좀 더 구체적인 구성을 도 10 및 도 11을 통해 설명한다.As such, on the premise of using both methods, a more detailed configuration of the status check unit 111 and the deterioration compensation unit 112 of FIG. 9 will be described with reference to FIGS. 10 and 11.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 상태 확인부(111)의 구성을 보인 구성도로서 도시된 바와 같이 상태 확인부(111)는 운용 중 특성 확인을 위한 것으로, 송신 신호 중 복수의 동일 신호 반복 후 다른 신호로 변경되는 측정 패턴(예컨대 '00001', '11110')을 구분하는 송신 신호 패턴 선별부(111a)와, 송신 신호 패턴 선별부(111a)에서 선별된 측정 패턴의 마지막 신호 변경 방향을 구동 전류 상승과 하강으로 구분하고, 해당 신호 변경을 위해 변화되는 구동 전류가 구동 전류 범위를 단위 전류값으로 분할한 복수의 측정 전류값들 중 하나가 될 때의 레이저 다이오드 (130) 광출력을 모니터링부(140, 150, 160)를 통해 측정하되, 신호 변경을 위해 변화되는 구동 전류 범위를 분할한 복수의 측정 전류값 모두에 대해 순차 수집하는 출력 확인부(111b)와, 출력 확인부(111b)를 통해 구동 전류 상승 및 하강에 대해 수집된 측정 전류값별 레이저 다이오드(130) 광출력 측정값을 조합하여 아이 패턴을 구성하는 아이 마스크 생성부(111c)와, 아이 마스크 생성부(111c)의 아이 패턴을 기반으로 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보를 산출하는 특성곡선 변환부(111d)를 포함한다.10 is a diagram showing the configuration of the status check unit 111 according to an embodiment of the present invention. As shown, the status check unit 111 is for checking characteristics during operation and repeats a plurality of identical signals among the transmitted signals. A transmission signal pattern selection unit 111a that distinguishes measurement patterns (e.g., '00001', '11110') that are later changed to other signals, and a final signal change direction of the measurement pattern selected in the transmission signal pattern selection unit 111a. Divides the driving current into rising and falling, and monitors the optical output of the laser diode (130) when the driving current that changes to change the corresponding signal becomes one of a plurality of measured current values that divide the driving current range into a unit current value. An output confirmation unit 111b that measures through the units 140, 150, and 160 and sequentially collects all of the plurality of measured current values by dividing the driving current range that changes for signal change, and an output confirmation unit 111b. An eye mask generator 111c that configures an eye pattern by combining the optical output measurement values of the laser diode 130 for each measured current value collected for the driving current rise and fall through an eye pattern of the eye mask generator 111c. It includes a characteristic curve conversion unit 111d that calculates real-time characteristic curve information of the laser diode based on .

이와 같은 상태 확인부(111)를 통해서 실측 기반으로 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보를 도출할 수 있으며, 해당 정보를 이용하여 구동 전류 보정을 진행할 수 있다. 물론, 해당 정보만으로 구동 전류 보정을 진행하기에는 부족한 부분이 있기 때문에, 생산 후 가속시험을 통해 얻은 예상 열화 특성 정보를 통해 현 시점 레이저 다이오드(130)의 예상 특성곡선 정보를 산출한 후 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보로 검증하여 일치된다면 예상 특성곡선 정보를 이용하여 구동 전류 보정을 진행하는 것이 바람직하다.Through the status check unit 111, real-time characteristic curve information of the laser diode can be derived based on actual measurements, and driving current correction can be performed using the corresponding information. Of course, since it is insufficient to correct the driving current only with the information, the expected characteristic curve information of the current laser diode 130 is calculated through the expected deterioration characteristic information obtained through the post-production acceleration test, and then the real-time laser diode If it is verified with the characteristic curve information and matches, it is desirable to proceed with driving current correction using the expected characteristic curve information.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 열화 보상부(112)의 구성을 보인 구성도로서, 열화 보상부(112)는 레이저 다이오드(130)의 사용에 따른 열화를 보상하기 위한 것으로, 광송신 장치(광송신부 포함) 제조 과정에서 수행된 가속 시험 결과로서 저장된 시간에 따른 레이저 다이오드 열화에 대한 예상 열화 특성 정보를 저장하는 열화 특성 저장부(112a)와, 광송신 장치의 누적 사용 시간과 열화 특성 저장부(112a)에 저장된 예상 열화 특성 정보를 통해 현재 레이저 다이오드(130)의 예상 특성곡선 정보를 생성하고, 예상 특성곡선 정보와 상태 확인부(111)를 통해 도출된 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보를 비교하여 그 차이를 산출한 열화 편차 정보를 생성하는 열화 상태 확인부(112b)와, 열화 상태 확인부(112b)에서 생성된 현재 레이저 다이오드의 예상 특성곡선 정보, 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보 및 열화 편차 정보 중 적어도 하나를 이용하여 바이어스 보정 필요 여부를 파악하는 열화 보상 판단부(112c)와, 열화 보상 판단부(112c)의 판단 결과 바이어스 보정 필요 기준에 해당하는 경우 레이저 다이오드 구동을 위한 바이어스 전류 및 구동 전류 설정을 보정하는 바이어스 보정부(112d)를 포함한다.Figure 11 is a diagram showing the configuration of the deterioration compensation unit 112 according to an embodiment of the present invention. The deterioration compensation unit 112 is for compensating for deterioration due to the use of the laser diode 130, and is used in the optical transmission device. (including the optical transmitter) a deterioration characteristic storage unit 112a that stores expected deterioration characteristic information about laser diode deterioration over time stored as a result of an acceleration test performed during the manufacturing process, and stores the accumulated usage time and deterioration characteristics of the optical transmitter The expected characteristic curve information of the current laser diode 130 is generated through the expected deterioration characteristic information stored in the unit 112a, and the expected characteristic curve information and the real-time characteristic curve information of the laser diode derived through the status check unit 111 are generated. A deterioration state confirmation unit 112b that generates deterioration deviation information by comparing and calculating the difference, the expected characteristic curve information of the current laser diode generated by the deterioration state confirmation unit 112b, the characteristic curve information and deterioration of the real-time laser diode A deterioration compensation determination unit 112c that determines whether bias correction is necessary using at least one of the deviation information, and a bias current for driving a laser diode when the determination result of the deterioration compensation determination unit 112c satisfies the criteria for the need for bias correction, and It includes a bias correction unit 112d that corrects the driving current setting.

이와 같이 주기적이거나 요청에 따라 제어부(110)는 열화 보상부(112)의 열화 보상 판단부(112c)를 통해 구동 전류 보정(바이어스 전류값, 최대 및 최소 전류값의 보정) 필요성을 파악하고, 예상 특성곡선 정보와 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보, 열화 편차 정보를 기반으로 이들 중 하나를 이용하거나 열화 편차 정보를 반영하여 예상 특성곡선 정보를 재산출(열화 편차 정보가 가장 작아지도록 누적 사용시간을 조정)하여 구동 전류에 대한 설정을 보정할 수 있다.In this way, periodically or upon request, the control unit 110 determines the need for driving current correction (correction of bias current value, maximum and minimum current values) through the degradation compensation determination unit 112c of the degradation compensation unit 112, and predicts Based on the characteristic curve information, the characteristic curve information of the real-time laser diode, and the degradation deviation information, use one of these or reflect the degradation deviation information to recalculate the expected characteristic curve information (adjust the accumulated usage time so that the degradation deviation information is the smallest) ), you can correct the settings for the driving current.

나아가, 열화 상태 확인부(112b)는 현재 레이저 다이오드의 예상 특성곡선 정보 보다 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보가 더 열화되는 방향으로 미리 설정된 기준 이상 편차가 발생할 경우 예측 수명을 산출하고, 예측 수명 정보가 포함된 알람 정보를 생성하여 제어부(110)와 연동하는 광송신 장치나 해당 광송신 장치가 적용된 대상 장비의 제어부에 전달할 수 있다. 해당 알람 정보는 최종적으로 관리자에게 전달되어 예상 수명이 미리 설정된 수명보다 짧아진 경우 장애 발생 전에 미리 교체를 진행이 이루어질 수 있도록 지원한다.Furthermore, the deterioration state check unit 112b calculates the predicted lifespan when a deviation exceeds a preset standard occurs in a direction in which the characteristic curve information of the real-time laser diode deteriorates more than the expected characteristic curve information of the current laser diode, and the predicted lifespan information is The included alarm information can be generated and transmitted to the control unit of the optical transmitting device interoperating with the control unit 110 or the target equipment to which the optical transmitting device is applied. The alarm information is ultimately delivered to the administrator to enable replacement before a failure occurs if the expected lifespan is shorter than the preset lifespan.

이와 같은 방식으로 열화 상태를 복합적으로 파악하고, 구동 전류 범위 뿐만 아니라 전체적인 레이저 다이오드의 출력 특성곡선을 추정하여 정확한 특성 정보를 근거로 구동 전류 설정에 대한 보정을 수행하여 성능을 유지할 수 있으며, 예상 수명에 대한 보정도 가능하여 안정적인 서비스 운영이 가능하게 된다.In this way, the deterioration state can be comprehensively identified, the driving current range as well as the overall output characteristic curve of the laser diode can be estimated, and the driving current setting can be corrected based on accurate characteristic information to maintain performance and expected lifespan. Correction is also possible, enabling stable service operation.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 운용 중 특성 확인과 보정이 가능한 광송신부의 동작 과정을 보인 순서도이다.Figure 14 is a flowchart showing the operation process of an optical transmitter capable of checking and correcting characteristics during operation according to an embodiment of the present invention.

해당 광송신부는 레이저 다이오드의 출력을 모니터링하기 위한 모니터링 광수신부를 구비한다.The optical transmitting unit includes a monitoring optical receiving unit for monitoring the output of the laser diode.

실질적인 운용 중 레이저 다이오드의 출력 특성 정보 확인과 보정을 위한 광송신부 동작을 위한 사전 단계로서, 수명 가속화 시험 중 레이저 다이오드의 출력을 지속적으로 측정하는 단계를 포함한다.As a preliminary step for the operation of the optical transmitter to check and correct the output characteristic information of the laser diode during actual operation, it includes the step of continuously measuring the output of the laser diode during the life acceleration test.

해당 지속적 출력 측정 단계는 가속 시험 장비를 통해 미리 설정된 가속실험 환경에서 광송신부의 레이저 다이오드를 전류별로 구동시키면서 상기 모니터링 광수신부의 측정값을 수신하여 상기 레이저 다이오드의 출력 특성곡선 정보를 지속적으로 수집하는 과정을 포함한다.The continuous output measurement step is to continuously collect the output characteristic curve information of the laser diode by receiving the measured value of the monitoring light receiver while driving the laser diode of the optical transmitter by current in a preset acceleration experiment environment through acceleration test equipment. Includes process.

한편, 가속 시험 장비는 이 과정에서 레이저 다이오드의 열화에 따른 특성곡선 변화가 기준 이상이어서 예측 수명이 기대 이하가 될 경우 시험 중인 광송신부를 불량으로 판단한다.Meanwhile, the acceleration test equipment determines that the optical transmitter under test is defective if the change in the characteristic curve due to the deterioration of the laser diode exceeds the standard during this process and the predicted lifespan falls below expectations.

두 번째 사전 단계로서, 수명 가속화 시험 결과를 통해 시간에 따른 열화 특성 예측 정보를 생성하는 단계를 포함한다.As a second preliminary step, it includes generating prediction information on deterioration characteristics over time through life acceleration test results.

이러한 열화 특성 예측 정보를 생성하는 단계는 가속실험 후 수집된 레이저 다이오드의 출력 특성곡선 정보를 토대로 사용 시간에 따른 열화 특성을 파악하여 시간에 따른 특성곡선 산출용 다차원 함수를 생성하고, 해당 다차원 함수의 구성 파라미터 정보를 예상 열화 특성 정보로 생성한다.The step of generating this deterioration characteristic prediction information is to determine the deterioration characteristics according to the usage time based on the output characteristic curve information of the laser diode collected after the acceleration experiment, generate a multidimensional function for calculating the characteristic curve over time, and Configuration parameter information is generated as expected deterioration characteristic information.

사전 단계의 마지막으로, 시간에 따른 열화 특성 예측 정보를 테스트 중인 광송신부에 저장하는 단계를 포함한다. 실질적으로는 저장 메모리를 구비한 광송신부의 제어부에 예상 열화 특성 정보를 기록한다.Lastly, the preliminary step includes storing prediction information on deterioration characteristics over time in the optical transmitter under test. In practice, the expected deterioration characteristic information is recorded in the control unit of the optical transmitter equipped with a storage memory.

이상과 같이 예상 열화 특성 정보가 기록되고 예측 수명이 기준 이상인 광송신부를 실제 운용하는 중에 레이저 다이오드의 출력 특성 정보를 확인하고 보정하기 위하여, 다음 단계들을 포함한다. In order to check and correct the output characteristic information of the laser diode during actual operation of the optical transmitter in which the expected deterioration characteristic information is recorded as described above and the predicted lifespan is above the standard, the following steps are included.

광송신부 운용 중 아이패턴을 생성하고 이를 기반으로 레이저 다이오드의 출력 특성 정보를 도출하는 실측 단계를 포함한다.It includes an actual measurement step of generating an eye pattern during operation of the optical transmitter and deriving information on the output characteristics of the laser diode based on this.

이러한 실측 단계는 광송신부의 제어부가 광송신부를 통해 전송되는 송신 신호 중 복수의 동일 신호 반복 후 다른 신호로 변경되는 측정 패턴을 구분하고, 해당 측정 패턴의 마지막 신호 변경 방향을 구동 전류 상승과 하강으로 구분함과 아울러 해당 신호 변경을 위해 변화되는 구동 전류가 구동 전류 범위를 단위 전류값으로 분할한 복수의 측정 전류값들 중 하나가 될 때의 레이저 다이오드 광출력을 상기 모니터링 광수신부로 측정하는 과정을 구동 전류 범위에 대한 모든 측정 전류값에 대해 수행하는 출력 특성 수집 단계와, 광송신부의 제어부가 상승과 하강 별 측정 전류값에 대한 레이저 다이오드의 광출력 측정값을 모두 수집한 후 이를 조합하여 아이 패턴을 구성한 다음 이를 기반으로 레이저 다이오드의 전류에 대한 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보를 도출하는 단계를 포함한다.In this actual measurement step, the control unit of the optical transmitter distinguishes a measurement pattern that changes to a different signal after repeating a plurality of identical signals among the transmission signals transmitted through the optical transmitter, and determines the direction of the final signal change of the corresponding measurement pattern by driving current rising and falling. In addition to discriminating, the process of measuring the laser diode optical output with the monitoring light receiver when the driving current that changes to change the corresponding signal becomes one of a plurality of measurement current values that divide the driving current range into a unit current value. The output characteristic collection step is performed for all measured current values for the driving current range, and the control unit of the optical transmitter collects all the optical output measured values of the laser diode for each rising and falling measured current value and then combines them to create an eye pattern. It includes the step of configuring and then deriving real-time characteristic curve information of the laser diode for the current of the laser diode based on this.

또한, 저장된 열화 특성 예측 정보를 이용하여 예상 특성곡선 정보를 산출하는 단계를 포함하되 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보와 예상 특성곡선 정보를 비교하여 열화 편차 정보를 생성하고, 이를 통해 예상 특성곡선 정보와 실측을 통한 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보가 불일치함과 아울러 예상보다 열화가 심할 경우 수명을 다시 예측하여 감소된 수명을 포함하는 수명 예측 정보를 알림 정보로 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. In addition, it includes the step of calculating expected characteristic curve information using the stored degradation characteristic prediction information, and generates deterioration deviation information by comparing the characteristic curve information of the real-time laser diode with the expected characteristic curve information, and through this, the expected characteristic curve information and If the characteristic curve information of the real-time laser diode through actual measurement is inconsistent and the deterioration is more severe than expected, the step of re-predicting the lifespan and generating lifespan prediction information including the reduced lifespan as notification information may be further included.

참고로, 위 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보를 도출하는 단계와 저장된 열화 특성 예측 정보를 이용하여 예상 특성곡선 정보를 산출하는 단계는 각각 바이어스 전류값을 기준으로 레이저 다이오드를 구동할 최저 전류값과 최대 전류값을 각각 산출한 후 상기 레이저 다이오드의 구동 조건을 보정하는 과정을 수행할 수 있으나 바람직하게는 예상 특성곡선 정보와 실측을 통한 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보를 모두 활용하여 레이저 다이오드의 구동 전류 설정(바이어스 전류값, 최대 및 최소 전류값 설정)을 보정한다.For reference, the step of deriving the characteristic curve information of the real-time laser diode above and the step of calculating the expected characteristic curve information using the stored deterioration characteristic prediction information are based on the minimum and maximum current values to drive the laser diode based on the bias current value, respectively. After calculating each current value, a process of correcting the driving conditions of the laser diode can be performed, but preferably, the driving current of the laser diode is set by utilizing both the expected characteristic curve information and the real-time characteristic curve information of the laser diode through actual measurements. Correct (bias current value, maximum and minimum current value settings).

즉, 광송신 장치의 누적 사용 시간과 예상 열화 특성 정보를 통해 현재 레이저 다이오드의 예상 특성곡선 정보를 생성하고, 예상 특성곡선 정보와 실측으로 얻어진 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보를 비교한 열화 편차 정보를 생성하며, 생성된 현재 레이저 다이오드의 예상 특성곡선 정보, 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보 및 열화 편차 정보 중 적어도 하나를 이용하여 바이어스 보정 필요 여부를 파악하고, 바이어스 보정 필요 기준에 해당하는 경우 레이저 다이오드 구동을 위한 바이어스 전류 및 구동 전류 설정을 보정할 수 있다. In other words, expected characteristic curve information of the current laser diode is generated through the cumulative usage time and expected deterioration characteristic information of the optical transmission device, and deterioration deviation information is generated by comparing the expected characteristic curve information with the characteristic curve information of the real-time laser diode obtained through actual measurement. Generates and determines whether bias correction is necessary using at least one of the generated expected characteristic curve information of the current laser diode, characteristic curve information of the real-time laser diode, and deterioration deviation information, and operates the laser diode if it meets the criteria for requiring bias correction. You can correct the bias current and drive current settings for .

한편, 예상 특성 곡선 정보와 상기 실시간 레이저 다이오드의 특성 곡선 정보가 설정된 범위에서 일치하지 않을 경우(열화 편차 정보가 기준 범위 초과) 누적 사용 시간을 변경하면서 예상 특성 곡선 정보가 실시간 레이저 다이오드의 특성 곡선 정보와 미리 설정된 범위에서 일치(열화 편차 정보가 기준 범위 부합)하도록 조정한 후 그 결과로 얻어진 조정된 예상 특성 곡선 정보를 토대로 바이어스 전류 및 구동 전류 설정을 보정하고 현재 상태를 기반으로 하는 실제 레이저 다이오드의 수명을 예측할 수 있다.On the other hand, if the expected characteristic curve information and the characteristic curve information of the real-time laser diode do not match within the set range (deterioration deviation information exceeds the standard range), the expected characteristic curve information changes to the characteristic curve information of the real-time laser diode while changing the accumulated usage time. After adjusting to match the preset range (deterioration deviation information matches the standard range), the bias current and driving current settings are corrected based on the adjusted expected characteristic curve information obtained as a result, and the actual laser diode based on the current state is adjusted to match. Lifespan can be predicted.

나아가 현재 레이저 다이오드의 예상 특성곡선 정보 보다 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보가 더 열화되는 방향으로 미리 설정된 기준 이상 편차가 발생할 경우 예측 수명을 산출하고, 예측 수명 정보가 포함된 알람 정보를 생성할 수 있으며, 해당 알람 정보는 광송신부가 장착된 통신 장비의 제어부에 전달될 수 있다.Furthermore, if the characteristic curve information of the real-time laser diode deteriorates more than the expected characteristic curve information of the current laser diode and there is a deviation beyond a preset standard, the predicted lifespan can be calculated and alarm information containing the predicted lifespan information can be generated. , the corresponding alarm information can be transmitted to the control unit of communication equipment equipped with an optical transmitter.

전술된 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Anyone skilled in the art to which the present invention pertains can make modifications and changes to the above-described content without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but are for illustrative purposes, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of rights of the present invention.

나아가 해당 광송신 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다.Furthermore, the optical transmission device may be implemented with hardware components, software components, and/or a combination of hardware components and software components.

또한, 실시예들에서 설명된 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다.Additionally, components described in the embodiments include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate array (FPGA), and a programmable logic unit (PLU). It may be implemented using one or more general-purpose or special-purpose computers, such as a logic unit, microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 지연 검출 장치를 원하는 대로 동작하도록 하거나 독립적으로 또는 결합적으로 (collectively) 명령할 수 있다.Software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of these, and may independently or collectively instruct the delay detection device to operate as desired. can do.

본 명세서에 기술된 다양한 장치 및 구성부는 광학 소자, 센싱 소자, 하드웨어 회로(예를 들어, 반도체 기반 로직 회로), 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 다양한 전기적 구조의 형태로 트랜지스터, 로직게이트 및 전자회로와 광학 구조의 형태로 렌즈와 필터를 활용하여 구현될 수 있다.The various devices and components described herein may be implemented by optical elements, sensing elements, hardware circuits (e.g., semiconductor-based logic circuits), firmware, software, or a combination thereof. For example, it can be implemented using transistors, logic gates, and electronic circuits in the form of various electrical structures, and lenses and filters in the form of optical structures.

100: 광송신부 110: 제어부
111: 상태 확인부 112: 열화 보상부
120: 구동부 130: 레이저 다이오드
140: 모니터링 포토 다이오드 150: 트랜스임피던스 앰프
160: 아날로그 디지털 변환기 200: 가속 시험 장비
210: 가속시험 제어부 220: 시험 설정부
100: Optical transmission unit 110: Control unit
111: Status confirmation unit 112: Deterioration compensation unit
120: driving unit 130: laser diode
140: Monitoring photo diode 150: Transimpedance amplifier
160: analog-to-digital converter 200: accelerated test equipment
210: Acceleration test control unit 220: Test setting unit

Claims (10)

디지털 송신 신호에 따라 광출력을 제어하여 광신호를 제공하는 광송신 장치로서,
구동 전류에 따른 광출력에 대한 고유의 특성곡선을 가지는 레이저 다이오드와;
상기 레이저 다이오드에 미리 설정된 범위로 구동 전류를 제공하는 구동부와;
상기 레이저 다이오드의 출력광의 세기를 모니터링 포토다이오드와 트랜스임피던스 증폭기 및 아날로그 디지털 변환기를 통해 측정하는 모니터링부와;
송신 신호에 따라 상기 구동부를 제어하며, 상기 레이저 다이오드 구동을 위한 바이어스 전류 및 구동 전류 설정을 보정하는 제어부를 포함하되,
상기 제어부는 상기 광송신 장치 제조 과정에서 수행된 가속 시험 결과로서 저장된 시간에 따른 레이저 다이오드 열화에 대한 예상 열화 특성 정보를 구비하며, 구비된 타이머를 통해 측정된 상기 광송신 장치의 누적 사용 시간과 상기 열화 특성 저장부에 저장된 예상 열화 특성 정보를 통해 현재 레이저 다이오드의 예상 특성곡선 정보를 생성하고, 이를 기반으로 상기 레이저 다이오드 구동을 위한 바이어스 전류 및 구동 전류 설정을 보정하는 열화 보상부를 포함하는 운용 중 특성 확인과 보정이 가능한 광송신 장치.
An optical transmission device that provides optical signals by controlling optical output according to digital transmission signals,
A laser diode having a unique characteristic curve for optical output according to driving current;
a driver that provides a driving current to the laser diode in a preset range;
a monitoring unit that measures the intensity of output light from the laser diode through a monitoring photodiode, a transimpedance amplifier, and an analog-to-digital converter;
A control unit that controls the driving unit according to a transmission signal and corrects bias current and driving current settings for driving the laser diode,
The control unit has information on expected deterioration characteristics of the laser diode according to time stored as a result of an acceleration test performed during the manufacturing process of the optical transmission device, and includes the cumulative use time of the optical transmission device measured through a provided timer and the An operational characteristic that includes a deterioration compensation unit that generates expected characteristic curve information of the current laser diode through the expected deterioration characteristic information stored in the deterioration characteristic storage unit, and corrects the bias current and driving current settings for driving the laser diode based on this. An optical transmission device that can be checked and corrected.
청구항 1에 있어서, 상기 제어부는
송신 신호 중 복수의 동일 신호 반복 후 다른 신호로 변경되는 측정 패턴을 구분하고, 해당 측정 패턴의 마지막 신호 변경 방향을 구동 전류 상승과 하강으로 구분함과 아울러 해당 신호 변경을 위해 변화되는 구동 전류가 구동 전류 범위를 단위 전류값으로 분할한 복수의 측정 전류값들 중 하나가 될 때의 레이저 다이오드 광출력을 측정하는 과정을 모든 측정 전류값들에 대해 수행하는 것으로 상기 상승과 하강 별 측정 전류값들에 대한 레이저 다이오드의 광출력 측정값을 모두 수집하여 현재 레이저 다이오드의 구동 전류 설정 범위에 대한 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보를 산출하는 상태 확인부를 더 포함하고,
상기 열화 보상부는 상기 예상 열화 특성 정보를 통해 생성된 레이저 다이오드의 예상 특성곡선 정보를 상기 상태 확인부를 통해 산출된 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보로 검증하여 설정된 범위에서 일치할 경우 상기 예상 특성곡선 정보를 기준으로 바이어스 전류 및 구동 전류 설정을 보정하는 것을 특징으로 하는 운용 중 특성 확인과 보정이 가능한 광송신 장치.
The method of claim 1, wherein the control unit
Among the transmitted signals, a measurement pattern that changes to a different signal after multiple repetitions of the same signal is distinguished, the direction of change in the final signal of the measurement pattern is divided into driving current rise and fall, and the driving current that changes for the corresponding signal change is driven. The process of measuring the laser diode optical output when one of a plurality of measured current values that divide the current range into unit current values is performed for all measured current values, so that the measured current values for each rise and fall are measured. It further includes a status checker that collects all the optical output measurement values of the laser diode and calculates real-time characteristic curve information of the laser diode for the current driving current setting range of the laser diode,
The deterioration compensation unit verifies the expected characteristic curve information of the laser diode generated through the expected deterioration characteristic information with the characteristic curve information of the real-time laser diode calculated through the status check unit, and if it matches within a set range, provides the expected characteristic curve information. An optical transmission device capable of checking and correcting characteristics during operation, characterized by correcting the bias current and driving current settings as a standard.
청구항 2에 있어서, 상기 열화 보상부는 상기 예상 특성곡선 정보와 상기 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보가 설정된 범위에서 일치하지 않을 경우 상기 누적 사용 시간을 변경하면서 예상 특성곡선 정보가 상기 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보와 미리 설정된 범위에서 일치하도록 조정한 후 그 결과로 얻어진 조정된 예상 특성곡선 정보를 토대로 바이어스 전류 및 구동 전류 설정을 보정하는 것을 특징으로 하는 운용 중 특성 확인과 보정이 가능한 광송신 장치.
The method according to claim 2, wherein when the expected characteristic curve information and the characteristic curve information of the real-time laser diode do not match within a set range, the degradation compensation unit changes the accumulated usage time and changes the expected characteristic curve information to the characteristic curve of the real-time laser diode. An optical transmission device capable of checking and correcting characteristics during operation, characterized in that the bias current and driving current settings are adjusted based on the adjusted expected characteristic curve information obtained as a result after adjusting the information to match the preset range.
청구항 3에 있어서, 상기 열화 보상부는 상기 조정된 예상 특성곡선 정보에 대응되는 누적 사용 시간과 실제 누적 사용 시간을 기반으로 상기 레이저 다이오드의 예측 수명을 산출하고, 상기 예측 수명 정보가 포함된 알람 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 운용 중 특성 확인과 보정이 가능한 광송신 장치.
The method according to claim 3, wherein the degradation compensation unit calculates the predicted lifespan of the laser diode based on the accumulated usage time and actual accumulated usage time corresponding to the adjusted expected characteristic curve information, and generates alarm information including the predicted lifespan information. An optical transmission device capable of checking and correcting characteristics during operation, which is characterized by generating.
청구항 2에 있어서, 상기 상태 확인부는 상기 상승과 하강 별 측정 전류값에 대한 레이저 다이오드 광출력 측정값을 상기 측정 패턴 별로 하나씩 측정하는 방식으로 상기 신호 변경을 위해 변화되는 구동 전류 범위를 분할한 복수의 측정 전류값 모두에 대해 순차 수집하는 것을 특징으로 하는 운용 중 특성 확인과 보정이 가능한 광송신 장치.
The method according to claim 2, wherein the status checker measures the laser diode optical output measurement value for each rising and falling measurement current value one by one for each measurement pattern, and divides the driving current range that changes for the signal change into a plurality of devices. An optical transmission device capable of checking and correcting characteristics during operation, characterized by sequential collection of all measured current values.
청구항 2에 있어서, 상기 상태 확인부는
송신 신호 중 복수의 동일 신호 반복 후 다른 신호로 변경되는 측정 패턴을 구분하는 송신 신호 패턴 선별부와;
상기 송신 신호 패턴 선별부에서 선별된 측정 패턴의 마지막 신호 변경 방향을 구동 전류 상승과 하강으로 구분하고, 해당 신호 변경을 위해 변화되는 구동 전류가 구동 전류 범위를 단위 전류값으로 분할한 복수의 측정 전류값들 중 하나가 될 때의 레이저 다이오드 광출력을 측정하되, 상기 신호 변경을 위해 변화되는 구동 전류 범위를 분할한 복수의 측정 전류값 모두에 대해 순차 수집하는 출력 확인부와;
상기 출력 확인부를 통해 구동 전류 상승 및 하강에 대해 수집된 측정 전류값별 레이저 다이오드 광출력 측정값을 조합하여 아이 패턴을 구성하는 아이 마스크 생성부와;
상기 아이 마스크 생성부의 아이 패턴을 기반으로 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보를 산출하는 특성곡선 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 운용 중 특성 확인과 보정이 가능한 광송신 장치.
The method of claim 2, wherein the status confirmation unit
a transmission signal pattern selection unit that distinguishes a measurement pattern that changes to a different signal after repeating a plurality of identical signals among transmission signals;
The final signal change direction of the measurement pattern selected by the transmission signal pattern selection unit is divided into driving current rising and falling, and the driving current changed for the corresponding signal change is a plurality of measurement currents in which the driving current range is divided into unit current values. an output confirmation unit that measures the laser diode optical output when it becomes one of the values and sequentially collects all of the plurality of measured current values divided by the driving current range that changes to change the signal;
an eye mask generator that configures an eye pattern by combining laser diode optical output measurement values for each measured current value collected for driving current rise and fall through the output confirmation unit;
An optical transmission device capable of checking and correcting characteristics during operation, comprising a characteristic curve conversion unit that calculates characteristic curve information of the laser diode in real time based on the eye pattern of the eye mask generator.
청구항 2에 있어서, 상기 열화 보상부는
상기 광송신 장치 제조 과정에서 수행된 가속 시험 결과로서 저장된 시간에 따른 레이저 다이오드 열화에 대한 예상 열화 특성 정보를 저장하는 열화 특성 저장부와;
상기 광송신 장치의 누적 사용 시간과 상기 열화 특성 저장부에 저장된 예상 열화 특성 정보를 통해 현재 레이저 다이오드의 예상 특성곡선 정보를 생성하고, 상기 예상 특성곡선 정보와 상기 상태 확인부를 통해 산출된 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보를 비교하여 그 차이를 산출한 열화 편차 정보를 생성하는 열화 상태 확인부와;
상기 열화 상태 확인부에서 생성된 현재 레이저 다이오드의 예상 특성곡선 정보, 상기 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보 및 상기 열화 편차 정보 중 적어도 하나를 이용하여 바이어스 보정 필요 여부를 파악하는 열화 보상 판단부와;
상기 열화 보상 판단부의 판단 결과 바이어스 보정 필요 기준에 해당하는 경우 상기 레이저 다이오드 구동을 위한 바이어스 전류 및 구동 전류 설정을 보정하는 바이어스 보정부를 포함하되,
상기 열화 상태 확인부는 현재 레이저 다이오드의 예상 특성곡선 정보 보다 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보가 더 열화되는 방향으로 미리 설정된 기준 이상 편차가 발생할 경우 예측 수명을 산출하고, 상기 예측 수명 정보가 포함된 알람 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 운용 중 특성 확인과 보정이 가능한 광송신 장치.
The method of claim 2, wherein the deterioration compensation unit
a deterioration characteristic storage unit that stores expected deterioration characteristic information about laser diode deterioration over time stored as a result of an acceleration test performed during the manufacturing process of the optical transmission device;
Generating expected characteristic curve information of the current laser diode through the cumulative usage time of the optical transmission device and expected deterioration characteristic information stored in the deterioration characteristic storage unit, and real-time laser diode calculated through the expected characteristic curve information and the status confirmation unit. A deterioration state confirmation unit that generates deterioration deviation information by comparing the characteristic curve information and calculating the difference;
a deterioration compensation determination unit that determines whether bias correction is necessary using at least one of the expected characteristic curve information of the current laser diode generated by the deterioration state confirmation unit, the characteristic curve information of the real-time laser diode, and the deterioration deviation information;
A bias correction unit that corrects the bias current and drive current settings for driving the laser diode when the determination result of the degradation compensation determination unit meets the criteria for bias correction,
The deterioration state confirmation unit calculates a predicted lifespan when a deviation exceeds a preset standard occurs in a direction in which the characteristic curve information of the real-time laser diode deteriorates more than the expected characteristic curve information of the current laser diode, and provides alarm information containing the predicted lifespan information. An optical transmission device capable of checking and correcting characteristics during operation, characterized in that it generates.
레이저 다이오드의 출력을 모니터링하기 위한 모니터링 광수신부가 구성된 광송신부의 동작 방법으로서,
가속 시험 장비가 미리 설정된 가속실험 환경에서 상기 광송신부의 레이저 다이오드를 전류별로 구동시키면서 상기 모니터링 광수신부의 측정값을 수신하여 상기 레이저 다이오드의 출력 특성곡선 정보를 지속적으로 수집하고, 가속실험 후 상기 수집된 레이저 다이오드의 출력 특성곡선 정보를 토대로 사용 시간에 따른 열화 특성을 파악하여 시간에 따른 특성곡선 산출용 다차원 함수를 생성하고, 해당 다차원 함수의 구성 파라미터 정보를 상기 광송신부의 제어부에 예상 열화 특성 정보로 기록하는 열화 정보 예측 단계와;
상기 광송신부의 운용 시간에 따라 상기 광송신부의 제어부가 상기 기록된 예상 열화 특성 정보를 기반으로 현재 레이저 다이오드의 예상 특성곡선 정보를 산출하여 바이어스 전류값을 기준으로 레이저 다이오드를 구동할 최저 전류값과 최대 전류값을 각각 산출하여 상기 레이저 다이오드의 구동 조건을 보정하는 운용 단계를 포함하되,
상기 운용 단계는 상기 광송신부의 제어부가 상기 모니터링 광수신부를 통해 상기 레이저 다이오드의 출력 상태 정보를 수집하여 상기 예상 특성곡선 정보를 검증하고, 상기 예상 특성곡선 정보와 상기 수집된 레이저 다이오드의 출력 상태 정보 중 적어도 하나를 이용하여 레이저 다이오드의 구동 조건을 보정하는 단계를 포함하는 운용 중 특성 확인과 보정이 가능한 광송신 장치의 동작 방법.
A method of operating an optical transmitter configured with a monitoring optical receiver for monitoring the output of a laser diode, comprising:
The acceleration test equipment continuously collects the output characteristic curve information of the laser diode by receiving the measured value of the monitoring light receiver while driving the laser diode of the optical transmitter by current in a preset acceleration experiment environment, and collects the information after the acceleration experiment. Based on the output characteristic curve information of the laser diode, the deterioration characteristics according to usage time are identified, a multidimensional function for calculating the characteristic curve over time is generated, and the configuration parameter information of the multidimensional function is transmitted to the control unit of the optical transmitter as expected deterioration characteristic information. A deterioration information prediction step of recording;
Depending on the operating time of the optical transmitter, the control unit of the optical transmitter calculates the expected characteristic curve information of the current laser diode based on the recorded expected deterioration characteristic information, and calculates the lowest current value to drive the laser diode based on the bias current value and Including an operation step of calculating the maximum current value and correcting the driving conditions of the laser diode,
In the operation step, the control unit of the optical transmitter collects output state information of the laser diode through the monitoring optical receiver to verify the expected characteristic curve information, and combines the expected characteristic curve information with the collected output state information of the laser diode. A method of operating an optical transmission device capable of checking and correcting characteristics during operation, including the step of correcting driving conditions of a laser diode using at least one of the following.
청구항 8에 있어서, 상기 운용 단계는,
상기 광송신부의 제어부가 상기 광송신부를 통해 전송되는 송신 신호 중 복수의 동일 신호 반복 후 다른 신호로 변경되는 측정 패턴을 구분하고, 해당 측정 패턴의 마지막 신호 변경 방향을 구동 전류 상승과 하강으로 구분함과 아울러 해당 신호 변경을 위해 변화되는 구동 전류가 구동 전류 범위를 단위 전류값으로 분할한 복수의 측정 전류값들 중 하나가 될 때의 레이저 다이오드 광출력을 상기 모니터링 광수신부로 측정하는 과정을 구동 전류 범위에 대한 모든 측정 전류값에 대해 수행하는 출력 특성 수집 단계와;
상기 광송신부의 제어부가 상기 상승과 하강 별 측정 전류값에 대한 레이저 다이오드의 광출력 측정값을 모두 수집한 후 이를 기반으로 상기 레이저 다이오드 구동을 위한 바이어스 전류값 및 구동 전류 범위를 보정하되, 상기 바이어스 전류값을 기준으로 상기 레이저 다이오드를 구동할 최저 전류값과 최대 전류값을 각각 산출하는 보정 정보 산출 단계를 포함하며,
상기 보정 정보 산출 단계는 상기 출력 특성 수집 단계에서 수집된 상승과 하강 별 측정 전류값에 대한 레이저 다이오드 광출력 측정값을 조합하여 아이 패턴을 구성한 다음 이를 기반으로 레이저 다이오드의 전류에 대한 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보를 도출하는 것을 특징으로 하는 운용 중 특성 확인과 보정이 가능한 광송신 장치의 동작 방법.
The method of claim 8, wherein the operation step is,
The control unit of the optical transmitter distinguishes a measurement pattern that changes to a different signal after repeating a plurality of identical signals among the transmission signals transmitted through the optical transmitter, and divides the final signal change direction of the measurement pattern into driving current rising and falling. In addition, the process of measuring the laser diode optical output with the monitoring light receiver when the driving current that changes to change the corresponding signal becomes one of a plurality of measured current values by dividing the driving current range into a unit current value is called driving current. an output characteristic collection step performed on all measured current values for the range;
The control unit of the optical transmitter collects all the optical output measurement values of the laser diode for the rising and falling measured current values, and then corrects the bias current value and driving current range for driving the laser diode based on this, wherein the bias It includes a correction information calculation step of calculating the minimum and maximum current values to drive the laser diode based on the current value, respectively,
The correction information calculation step configures an eye pattern by combining the laser diode optical output measurement values for the rising and falling measured current values collected in the output characteristic collection step, and then calculates the real-time laser diode current for the laser diode based on this. A method of operating an optical transmission device capable of checking and correcting characteristics during operation, characterized by deriving characteristic curve information.
청구항 9에 있어서, 상기 보정 정보 산출 단계는 상기 광송신 장치의 누적 사용 시간과 상기 예상 열화 특성 정보를 통해 현재 레이저 다이오드의 예상 특성곡선 정보를 생성하고, 상기 예상 특성곡선 정보와 상기 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보를 비교한 열화 편차 정보를 생성하며, 상기 생성된 현재 레이저 다이오드의 예상 특성곡선 정보, 상기 실시간 레이저 다이오드의 특성곡선 정보 및 상기 열화 편차 정보 중 적어도 하나를 이용하여 바이어스 보정 필요 여부를 파악하고, 바이어스 보정 필요 기준에 해당하는 경우 상기 레이저 다이오드 구동을 위한 바이어스 전류 및 구동 전류 설정을 보정하는 것을 특징으로 하는 운용 중 특성 확인과 보정이 가능한 광송신 장치의 동작 방법.The method of claim 9, wherein the correction information calculation step generates expected characteristic curve information of the current laser diode through the cumulative usage time of the optical transmission device and the expected deterioration characteristic information, and calculates the expected characteristic curve information and the real-time laser diode. Deterioration deviation information is generated by comparing characteristic curve information, and whether bias correction is necessary is determined using at least one of the generated expected characteristic curve information of the current laser diode, the characteristic curve information of the real-time laser diode, and the deterioration deviation information. A method of operating an optical transmission device capable of checking and correcting characteristics during operation, characterized in that the bias current and driving current settings for driving the laser diode are corrected when the bias correction requirement criteria are met.
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