KR19980028131A - Erbium-doped optical amplifiers for maintaining gain equalization - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파장분할 다중방식의 광전송시스템에서 파장에 따른 이득차이가 최소화된 상태를 유지하기 위한 에르븀 첨가 광증폭기에 관한 것으로서, 종래기술에서의 에르븀 첨가 광증폭기가 파장에 따라 이득이 차이가 있어 파장분할 다중방식의 광전송시스템에 이용할 경우 외부의 환경에 영향을 받아 시스템의 성능을 저하시켰던 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 3개의 광 아이솔레이터(21a, 21b, 21c), 파장분할 광섬유결합기(22), 여기광원(23), 신호광과 자연방출광을 증폭하는 에르븀 첨가 광섬유(가), 광섬유 방향성 결합기(25), 광성유 방향성 결합기(25)에 연결된 광 검출기(26), 1530nm영역의 증폭된 자연방출광만을 추출하는 광학필터(β), 이득을 등화시키기 위한 여기광 세기 조절부(28)로 구성되어, 외부의 환경이 변할지라도 이득이 증폭된 자연방출광의 세기에 비례하는 원리에 의해 광학필터(27)로 추출된 1530nm 영역의 자연방출광 성분을 기준광으로 하여 광증폭기의 이득을 이득등화가 최적인 상태의 이득으로 일정하게 유지하도록 조절할 수 있는 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an erbium-added optical amplifier for maintaining a state in which a gain difference with a wavelength is minimized in a wavelength division multiplex optical transmission system. In order to solve the problem of degrading the performance of the system by being affected by the external environment when used in the split multiplex optical transmission system, the present invention provides three optical isolators (21a, 21b, 21c), and a wavelength division optical fiber combiner (22). , An excitation light source 23, an erbium-doped optical fiber (A) for amplifying signal light and natural emission light, an optical detector 26 connected to an optical fiber directional coupler 25, a photonic directional coupler 25, and amplified nature in the 1530 nm region. It consists of an optical filter β for extracting only the emitted light and an excitation light intensity adjusting unit 28 for equalizing the gain, so that the gain is amplified natural emission even if the external environment changes. By the by the principle that in proportion to the intensity of the spontaneous emission light component of the 1530nm region extracted by the optical filter 27 as a reference light is adjustable to keep the painter constant gain of the state optimum etc. gain the gain of the optical amplifier.

Description

이득 등화 유지를 위한 에르븀 첨가 광증폭기Erbium-doped optical amplifiers for maintaining gain equalization

본 발명은 이득 등화의 상태 유지를 위한 에르븀 첨가 광증폭기에 관한 것으로서, 특히 파장분할 다중방식의 광전송시스템에서 광섬유의 손실을 보상하기 위해 파장에 따른 이득 등화상태를 유지하기 위한 에르븀 첨가 광증폭기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an erbium-added optical amplifier for maintaining gain equalization, and more particularly, to an erbium-added optical amplifier for maintaining gain equalization according to wavelengths in order to compensate for loss of optical fiber in a wavelength division multiplex optical transmission system. will be.

일반적으로, 에르븀 첨가 광증폭기는 광전송 시스템에서 광선로의 손실을 보상하여, 전송거리를 증가시킨다.In general, erbium-added optical amplifiers compensate for optical path losses in optical transmission systems, increasing transmission distances.

이를 위하여 에르븀 첨가 광증폭기는 주어진 환경, 즉 입력신호광 세기 및 여기광 세기에 대하여 적정의 이득 및 잡음지수를 유지하여야 한다.For this purpose, the erbium-added optical amplifier must maintain an appropriate gain and noise figure for a given environment, that is, input signal light intensity and excitation light intensity.

다채널의 광전송시스템에 이용되는 에르븀 첨가 광증폭기의 경우 또 한 가지 중요한 사실은 전송 채널, 즉 전송 파장간의 이득 등화 특성이다.Another important fact in the case of erbium-doped optical amplifiers used in multichannel optical transmission systems is the transmission equalization characteristics, i.e. the gain equalization between transmission wavelengths.

에르븀 첨가 광증폭기는 이득 에르븀 이온의 근본적인 특성으로 인하여, 파장에 따라 증폭률 및 잡음지수가 다르다. 특히, 이러한 파장에 따른 불균일 특성은 여러 개의 에르븀 첨가 광증폭기를 통과하면서 계속 누적되어 전송된 신호 채널간의 최종 광세기 및 신호대 잡음비 변화를 유도한다.Erbium-doped optical amplifiers have amplification factor and noise figure depending on the wavelength due to the fundamental characteristics of gain erbium ions. In particular, the non-uniformity of these wavelengths leads to a change in the final light intensity and signal-to-noise ratio between the transmitted and transmitted signal channels through several erbium-added optical amplifiers.

따라서, 전체 광전송시스템이 오율없이 운영되려면, 광전송시스템의 규격을 품질이 가장 나쁜 채널을 기준으로 정하여야 하며, 이때 품질이 좋은 채널은 필요 이상으로 마진(margin)을 가지게 되어 전체 광전송시스템은 비효율적이 된다.Therefore, in order for the entire optical transmission system to operate without error, the standard of the optical transmission system should be determined based on the channel with the worst quality. In this case, the high quality channel has more margin than necessary, so that the entire optical transmission system is inefficient. do.

이러한 단점을 없애기 위하여 일반적으로, 다채널 광전송시스템에서는 수신부에서의 채널간의 광세기 및 신호대 잡음비가 균일하게 되도록 조정한다.In order to eliminate this disadvantage, in general, in a multi-channel optical transmission system, the optical intensity and signal-to-noise ratio between channels in the receiver are adjusted to be uniform.

이를 위한 방법으로는 에르븀 첨가 광증폭기(이하, EDFA)의 이득 스펙트럼과 반대의 스펙트럼 특성을 나타내는 광학필터를 이용하는 방법, 광신호를 전송하기 전에 전송 광채널 사이의 광세기를 조절하여 최종적으로 전송된 광의 세기를 일정하게 되도록 하는 방법, 그리고 EDFA에서 에르븀 첨가 광증폭기의 길이 및 여기광 세기를 조절하여 EDFA자체에서 이득 등화를 유지하도록 하는 방법이 있다.For this purpose, a method using an optical filter exhibiting spectral characteristics opposite to the gain spectrum of an erbium-doped optical amplifier (EDFA), and controlling the light intensity between transmission optical channels before transmitting the optical signal, There is a method to make the intensity constant, and to control the length and excitation light intensity of the erbium-added optical amplifier in the EDFA to maintain the gain equalization in the EDFA itself.

그러나 채널간의 광세기 및 신호대 잡음비가 균일하게 조정되었다 하더라도, EDFA의 입력 신호광 세기나 여기광 세기가 변하면 수신단에서의 등화특성이 달라져서 시스템의 성능을 변화시킬 수 있다.However, even if the light intensity and the signal-to-noise ratio between the channels are uniformly adjusted, if the input signal light intensity or the excitation light intensity of the EDFA is changed, the equalization characteristics at the receiving end may change, which may change the system performance.

따라서 견고한 광전송 시스템을 구성하기 위해서는 EDFA의 이득 등화 및 이의 유지가 무엇보다 증요하다. 본 발명에서는 위에 열거한 여러가지 이득 등화 방법을 이용하여 이득 등화된 EDFA의 이득 등화 유지방법에 대하여 기술한다.Therefore, in order to construct a robust optical transmission system, gain equalization and maintenance of EDFA are essential. In the present invention, a gain equalization maintaining method of gain equalized EDFA is described using the various gain equalization methods listed above.

에르븀 첨가 광섬유의 길이가 결정되었을 때 이를 포함한 EDFA의 이득이 등화된 상태를 나타내는 이득은 한 값으로 결정된다. 즉, 에르븀 첨가 광섬유 길이 L에 대하여 파장에 따른 이득차(ΔG)가 최소인 이득은 단일한 값 G0이다.When the length of the erbium-doped optical fiber is determined, the gain representing the state in which the gain of EDFA including this is equalized is determined as one value. That is, the minimum gain of the gain difference (ΔG) of the wavelength of the erbium doped fiber length L is a single value G 0.

같은 에르븀 첨가 광섬유 길이에 대하여 이득아 G3 보다 클 경우 단파장 쪽의 이득이 장파장쪽의 이득보다 크고, 이득이 G0보다 작을 경우 장파장쪽의 이득이 단파장쪽의 이득보다 크다.For the same length of erbium-doped optical fiber, if the gain is greater than G3, the gain on the short wavelength side is greater than the gain on the long wavelength side, and when the gain is less than G 0 , the gain on the long wavelength side is greater than the gain on the short wavelength side.

이와같이 주어진 에르븀 첨가 광섬유 길이에 대하여 이득 스펙트럼의 등화 상태를 나타내는 이득이 단일하게 결정되므로, 이 EDFA의 이득 등화 및 이의 자동 유지는 주어진 에르븀 첨가 광섬유에 대하여 등화된 이득을 나타내는 고정 이득 유지방법을 이용하면 된다.Since the gain representing the equalization state of the gain spectrum is determined singularly for a given erbium-doped fiber length, the gain equalization and automatic maintenance of this EDFA can be achieved by using a fixed gain holding method representing the equalized gain for a given erbium-doped fiber. do.

채널간의 등화방식이 에르븀 첨가 광증폭기 자체를 최적화하는 것이 아니라 전송광신호의 신호광 세기 조절, 혹은 에르븀 첨가 광증폭기의 이득 스펙트럼과 반대의 스펙트럼을 가지는 광학필터를 이용하였다 하더라도 등화된 상태를 유지하려면 주어진 상황에서 고정 이득을 유지하여야 한다.The equalization method between channels does not optimize the erbium-added optical amplifier itself, but maintains the equalized state even if an optical filter having a spectrum opposite to the gain spectrum of the transmission optical signal or an erbium-added optical amplifier is used. Maintain a fixed gain in the situation.

다시 말하면, 에르븀 첨가 광증폭기는 파장에 따라 이득이 차이나는 근본적인 특성을 지니고 있으므로, 이를 그대로 파장분할 다중방식의 광전송시스템에 이용할 경우 시스템의 성능을 저하시키는 문제점을 발생한다.In other words, the erbium-added optical amplifier has a fundamental characteristic that the gain is different depending on the wavelength, and when used as it is in the wavelength division multiplex optical transmission system, there occurs a problem of degrading the performance of the system.

이에따라, 일반적으로는 파장분할 다중방식의 광전송시스템에서는 에르븀 첨가 광증폭기의 이득 특성을 고르게하여 이용하였다.Accordingly, in general, in the wavelength division multiplex optical transmission system, the gain characteristics of an erbium-added optical amplifier are evenly used.

그러나 이러한 특성이 최적화 되었더라도 외부의 환경이 변하면 최적화된 특성이 변한다. 따라서 외부의 환경이 변하더라도 파장에 따른 이득 등화 특성을 유지하여야 할 필요성이 있다.However, even if these characteristics are optimized, the optimized characteristics change when the external environment changes. Therefore, there is a need to maintain the gain equalization characteristics according to the wavelength even if the external environment changes.

상기 필요성에 따라 안출된 본 발명은 파장에 따른 이득이 등화된 에르븀 첨가 광증폭기에서 입력 신호광 세기나 여기광 세기 등과 같은 외부의 환경이 변할 때 이득 등화의 상태를 유지하는데 그 목적이 있다.According to the present invention, an object of the present invention is to maintain gain equalization when an external environment such as an input signal light intensity or an excitation light intensity changes in an erbium-doped optical amplifier in which a gain according to a wavelength is equalized.

도 1은 일반적인 에르븀 첨가 광증폭기의 광 스펙트럼.1 is a light spectrum of a typical erbium-added optical amplifier.

도 2는 본 발명의 이득 등화를 위한 에르븀 첨가 광증폭기 및 이의 특성 측정을 위한 실현장치 구성도.2 is a block diagram of an erbium-added optical amplifier for gain equalization of the present invention and a realization device for measuring the characteristics thereof.

도 3은 광학필터에서 반사된 광신호의 세기에 대한 증폭기의 이득 및 이득 등화 특성으로 에르븀 첨가 광증폭기로 입사되는 신호광 세기를 변화시키며 측정한 결과.3 is a measurement result of changing the signal light intensity incident to the erbium-containing optical amplifier as the gain and gain equalization characteristics of the amplifier with respect to the intensity of the optical signal reflected from the optical filter.

도 4는 임의의 임력 신호광 세기 및 여기광 세기에 내하여 광학필터에서 반사된 광신호 세기에 대한 이득등화 특성도.4 is a gain equalization characteristic diagram for an optical signal intensity reflected by an optical filter within an arbitrary force signal light intensity and an excitation light intensity.

도 5 는 광학필터에서 반사된 광신호의 세기를 적정의 값으로 유지하도록 여기광 세기를 조절하였을 때, 입럭 신호광 세기의 변화에 대한 이득등화 특성도.Fig. 5 is a gain equalization characteristic diagram of change in signal light intensity when the excitation light intensity is adjusted to maintain the intensity of the optical signal reflected by the optical filter at an appropriate value.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 신호광원 15 : 광 감쇠기10 signal source 15 optical attenuator

20 : 에르븀 첨가 광증폭기20: Erbium-added optical amplifier

21a, 21b, 21c : 제 1 내지 제 3 광 아이솔레이터21a, 21b, 21c: first to third optical isolators

22 : 파장분할 광섬유 결합기 23 : 여기광원22: wavelength division optical fiber coupler 23: excitation light source

24 : 에르븀 첨가 광섬유 25 : 광섬유 방향성 결합기24: Erbium-doped optical fiber 25: Optical fiber directional coupler

26 : 광 검출기 27 : 광학필터26: light detector 27: optical filter

28 : 여기광 세기 조절부 30 : 광스펙트럼 분석기28: excitation light intensity control unit 30: optical spectrum analyzer

아하, 본 발명을 첨부된. 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Ah, attached to the present invention. When described in detail based on the drawings as follows.

도 1은 EDFA의 이득 스펙트럼을 나타낸다.1 shows the gain spectrum of EDFA.

일반적인 조건에서 동작하는 EDFA의 경우 1530nm영역에서 이득이 때우 크고, 1545nm ~ 1560nm의 영역에서는 이득 스펙트럼이 비교적 균일하다.In the case of EDFA operating under normal conditions, the gain is very large in the 1530 nm region, and the gain spectrum is relatively uniform in the 1545 nm to 1560 nm region.

1530nm영역의 이득이 너무 크기 때문에 여러 개의 EDFA를 지나면서, 이 영역의 이득이 다른 파장의 이득보다 월등히 커져, 다른 대역의 이득을 포화시키기 때문에 이러한 경우 1530nm영역의 좁은 대역밖에 이용할 수 없다.Since the gain in the 1530 nm region is so large that it passes through several EDFAs, the gain in this region is much larger than the gain in other wavelengths, saturating the gain in other bands, so in this case only a narrow band in the 1530 nm region is available.

그래서 일반적으로 1530nm 영역을 완전히 제거하여, 이 성분에 의한 포화를 제거하고 대신 더 넓은 대역인 1545nm ~ 1560nm영역을 신호대역으로 이용한다.So, in general, the 1530nm region is completely removed to eliminate saturation due to this component, and instead, the wider band 1545nm to 1560nm region is used as the signal band.

이를 위하여 각 증폭기를 통과한 후 광섬유 회절격자등의 광학필터를 이용하여 1530nm대역의 증폭된 자연방출광 성분을 제거한다.For this purpose, the amplified spontaneous emission components of the 1530 nm band are removed by using an optical filter such as an optical fiber diffraction grating after passing through each amplifier.

이 제거된 1530nm영역의 증폭된 자연방출광 세기는 이득에 비례한다.The amplified spontaneous emission intensity of this removed 1530 nm region is proportional to the gain.

이를 이용해 본 발명에서는 광학필터로 뽑아낸 1530nm영역의 증폭된 자연방출광성분을 기준광으로 하여 광증폭기의 이득을 이득동화가 최적인 상태의 이득으로 일정하게 유지하도록 조절을 한다.In this invention, the amplified natural emission component of the 1530 nm region extracted with the optical filter is used as the reference light, and the gain of the optical amplifier is adjusted to keep the gain of the optimum gain synchronous at a constant state.

도 2는 1530nm영역의 증폭된 자연방출광 제거 및 이를 이용한 이득 등화 유지 기능을 수행할 수 있는 EDFA의 구조 및 이의 성능을 시험할 수 있는 실험장치도를 나타낸다.FIG. 2 shows a structure of an EDFA capable of performing amplified natural emission removal in a 1530 nm region and gain equalization maintaining function using the same, and an experimental apparatus for testing its performance.

본 발명에서는 EDFA의 이득동화 특성을 측정하기 위하여 1545nm - 1557nm 사이에 있는 네 개의 광원을 4X4 광섬유 방향성 결합기를 이용하여 다중화시켜 신호광원(10)으로 이용하였다.In the present invention, four light sources located between 1545 nm and 1557 nm were multiplexed using a 4X4 optical fiber directional coupler to measure gain gain characteristics of the EDFA.

이에 따른 본 발명의 이득동화의 상태 유지를 위한 에르븀 첨가 광증폭기(20)를 실험장치와 연관시켜 설명하겠다.Accordingly, the erbium-added optical amplifier 20 for maintaining the state of gain assimilation of the present invention will be described in connection with an experimental apparatus.

에르븀 첨가 광증폭기(20)의 이득 등화 정도를 측정하기 위해서는 1545nm-1557nm 범위에 있는 네 개의 광원(예 : 1545nm, 1548.2nm, 1553nm, 1557nm)을 갖는 신호광원(10)과, 상기 신호광원(10)으로부터 출력된 신호광의 세기를 조절하는 광감쇠기(15)와, 본 발명의 에르븀 첨가 광증폭기(20) 및 에르븀 첨가 광증폭기(20)의 출력의 광스펙트럼을 측정하기 위한 광스펙트럼분석기(30)로 구성되어, EDEA의 이득등화 특성을 측정한다. 이에 대한 측정 결과는 후술할 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하겠다.In order to measure the degree of gain equalization of the erbium-containing optical amplifier 20, a signal light source 10 having four light sources (eg, 1545 nm, 1548.2 nm, 1553 nm, and 1557 nm) in the range of 1545 nm to 1557 nm, and the signal light source 10 Optical spectrum attenuator 15 for adjusting the intensity of the signal light output from the optical spectrum, and optical spectrum analyzer 30 for measuring the optical spectrum of the output of the erbium-containing optical amplifier 20 and the erbium-containing optical amplifier 20 of the present invention The gain equalization characteristics of EDEA are measured. Measurement results thereof will be described with reference to FIGS. 3 to 5 to be described later.

상기 에르븀 첨가 광증폭기(20)의 구성은, 이득 등화 정도를 측정하기 위해 입력되는 신호광에 대해 반사된 빛은 차단하고 투과된 빛은 통과시키는 제 1 광 아이소레이터(21a)와, 상기 투과된 신호광과 레이저 매질을 여기(광펌핑)시키는 여기광을 결합시키는 파장분할 광섬유결합기(22)와, 이 파장분할 광섬유결합기(22)를 통과한 신호광을 증폭함과 동시에 자연방출광을 증폭하는 에르븀 첨가 광섬유(24)와, 상기 에르븀 첨가 광섬유(24)를 통해 증폭된 출력 광에 대해 반사된 빛은 차단하고 투과된 빛은 통과시지는 제 2 광 아이솔레이터(21b)와, 상기 제 2 광 아이솔레이터(21b)를 통과한 증폭된 신호광과 자연방출광이 전송되어 반사된 1530nm 영역의 성분을 뽑아내기 위한 광섬유 방향성 결합기(25)와, 상기 광섬유 방향성 결합기(25)에서 뽑아낸 15530nm영역의 자연방출광의 광세기를 측정하는 광 검출기(26)와, 상기 광섬유 방향성 결합기(25)를 거친 1530nm영역의 증폭된 자연방출광단을 추출하고 나마자 신호광의 파장 성분은 통과시키기 위한 광학필터(27)와, 상기 광섬유 방함성 결합기(25)의 일측에 연결되어 이득을 등화상태로 유지 시키기 위해 상기 추출된 1530nm영역의 자연방출광 세기를 기준으로 상기 여기광원(23)의 여기광 세기 변화를 궤환방식에 의해 조절하는 여기광 세기 조절부(28)와, 상기 광학필터(27)를 통과한 나머지 신호광의 파장 성분은 투과시키는 제 3 광 아이솔레이터(21c)로 구성되어 있다. 이와같은 구성에 의한 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.The erbium-containing optical amplifier 20 includes a first light isolator 21a that blocks reflected light and passes transmitted light to the input signal light to measure the degree of gain equalization, and the transmitted signal light. A wavelength division optical fiber coupler 22 for coupling the excitation light to excite (optical pump) the laser medium, and an erbium-doped optical fiber that amplifies the signal light passed through the wavelength division optical fiber coupler 22 and amplifies the natural emission light. A second optical isolator 21b for blocking the light reflected by the output light amplified through the erbium-doped optical fiber 24 and allowing the transmitted light to pass therethrough, and the second optical isolator 21b. The optical fiber directional coupler 25 for extracting the components of the 1530 nm region reflected and transmitted through the amplified signal light and the natural emission light passing through the natural light of the 15530 nm region extracted from the optical fiber directional coupler 25. An optical detector 26 for measuring the light intensity of the outgoing light, an optical filter 27 for passing the amplified spontaneous emission group in the 1530 nm region through the optical fiber directional coupler 25 and passing the wavelength component of the signal light; The excitation light intensity change of the excitation light source 23 based on the natural emission light intensity of the extracted 1530 nm region is connected to one side of the optical fiber anti-corrosive coupler 25 by the feedback method. The excitation light intensity adjusting unit 28 to adjust and the wavelength component of the remaining signal light passing through the optical filter 27 are composed of a third optical isolator 21c for transmitting. Referring to the operation of the present invention by such a configuration as follows.

EDFA의 출력단에는 1530nm영역의 증폭된 자연방출광을 제거(추출)하기 위하여 광학필터(27)를 삽입하고, 이 광학필터(27)에 의해 추출된 1530nm 영역의 증폭된 자연방출광 성분을 광섬유 방향성 결합기(25)에 의해 뽑아낸다.An optical filter 27 is inserted at the output end of the EDFA to remove (extract) the amplified natural emission light in the 1530 nm region, and the amplified natural emission light component in the 1530 nm region extracted by the optical filter 27 is optically directed. Pulled out by the combiner 25.

이렇게 뽑아낸 자연방출광 성분의 광세기를 광검출기(26)에 의해 검출한다.The light intensity of the natural emission light component thus extracted is detected by the photodetector 26.

그리고 에르븀 첨가 광섬유(24)에서 발생하여 증폭된 자연방출광과 증폭된 신호광은 광학필터(27)에 의해 1530nm영역의 성분은 반사되고 나머지 신호광의 파장 성분(1550nm 파장 대역의 성분)은 투과하여 광증폭기의 출력으로 나간다.The natural emission light amplified and amplified by the erbium-doped optical fiber 24 and the amplified signal light are reflected by the optical filter 27 and the components of the 1530 nm region are reflected and the wavelength components (components of the 1550 nm wavelength band) of the remaining signal light are transmitted. Go to the output of the amplifier.

이때 상기 광학필터(27)에서 반사된 1530nm영역의 성분은 제 2 광 아이솔레이터(21b)와 광학필터(27) 사이에 있는 광섬유 방향성 결합기(25)에 의하여 추출되어 광 검출기(26)로 들어간다.At this time, the component of the 1530 nm region reflected by the optical filter 27 is extracted by the optical fiber directional coupler 25 between the second optical isolator 21b and the optical filter 27 and enters the photo detector 26.

이렇게 광 검출기(26)에 의해 검출된 성분의 광세기가 주어진 EDFA의 이득을 파장에 대하여 균일하게 유지하는 이득에서의 광세기가 되도록 상기 여기광원(23)에서 여기된 여기광 세기를 조절함으로써, EDFA의 입력 신호광 세기나, 여기광 세기가 변하더라도, 궤환(feedback)방식에 의하여 여기광 세기를 다시 조정하여 이득 등화의 상태를 유지하도록 제어한다.By adjusting the excitation light intensity excited by the excitation light source 23 so that the light intensity of the component detected by the photo detector 26 is the light intensity at a gain that keeps the gain of the given EDFA uniform with respect to the wavelength, Even if the input signal light intensity or the excitation light intensity of the EDFA changes, the excitation light intensity is readjusted by a feedback method to maintain the state of gain equalization.

이와같은 제어 결과로 에르븀 첨가 광증폭기에서의 출력을 광스펙트럼 분석기(30)를 통해 그 상태를 측정하게 된다.As a result of such control, the state of the output from the erbium-containing optical amplifier is measured by the optical spectrum analyzer 30.

도 3은 특정의 에르븀 첨가 광섬유 길이에 대하여, 이득, 이득동화 정도, 그리고 추출된 1530nm영역의 광세기를 나타낸다.3 shows the gain, degree of gain assimilation, and light intensity in the extracted 1530 nm region for a particular erbium-doped fiber length.

파장에 따른 이득동화 정도는 이득에 역비례하고 추출된 1530nm영역의 광세기에 비례한다. 측정에 이용된 증폭기의 경우, 이득 등화의 상태를 나타내는 이득은 약 20dB이고 이 상태에서 추출된 1530nm영역의 광세기는 약 -23 dBm이다. 도 4는 EDFA의 입력 신호광 및 여기광 세기를 변화시켜가며 측정한 이득 등화의 정도에 대한 추출된 1530nm영역의 광세기를 나타낸다.The degree of gain mobilization according to the wavelength is inversely proportional to the gain and is proportional to the light intensity of the extracted 1530 nm region. For the amplifier used for the measurement, the gain representing the state of gain equalization is about 20 dB and the light intensity in the 1530 nm region extracted in this state is about -23 dBm. 4 shows the light intensity of the extracted 1530 nm region with respect to the degree of gain equalization measured while varying the input signal light and excitation light intensity of EDFA.

특정한 이득등화정도에서, 추출된 1530nm영역의 광세기는 항상 일정하다. 따라서 이러한 방법을 이용하면 이득 등화 유지 뿐만 아니라 EDFA를 시스템에서 요구하는 임의의 이득 등화 상태로 조절할 수도 있다.At a certain degree of gain equalization, the light intensity in the extracted 1530 nm region is always constant. Thus, using this method, EDFA can be adjusted to any gain equalization state required by the system, as well as maintaining gain equalization.

도 5는 측정에 이용된 EDFA에 대하여 최적의 이득 등화 상태일때 추출된 1530nm영역의 광세기를 기준값으로 하여, EDFA로 입사되는 입력 신호광 세기가 변할때, 추출된 1530nm영역의 광세기가 일정하게 유지되도록 여기광 세기를 조절하면서 이득등화 정도의 변화를 측정한 것이다.5 is based on the light intensity of the extracted 1530nm region when the optimal gain equalization state is used for the EDFA used for measurement, so that the light intensity of the extracted 1530nm region is kept constant when the input signal light intensity incident to the EDFA is changed. The change in the degree of gain equalization was measured while adjusting the excitation light intensity.

채널당의 입력 신호광 세기가 -30dBm에서 -15dBm까지 변하여도 이득 등화는 약 0.4dB이내에서 유지됨을 보인다.Even if the input signal light intensity per channel varies from -30dBm to -15dBm, the gain equalization is maintained within about 0.4dB.

이 입력 신호광 세기 영역은 여기광 세기예 의하여 제한된 값으로 여기광 세기가 충분할 때 압력 신호광 세기 영역은 계속 증가될 수 있다.The input signal light intensity region is a value limited by the excitation light intensity, for example, and the pressure signal light intensity region can be continuously increased when the excitation light intensity is sufficient.

이상에서와 같이 본 발명은 등화된 EDFA의 이득 등화상태를 자동적으로 조절, 유지할 수 있는 것이다.As described above, the present invention can automatically adjust and maintain the gain equalization state of the equalized EDFA.

이상과 같은 본 발명은 외부의 환경이 변하더라도 파장에 따른 이득 등화특성을 유지시키기 때문에 파장분할 다중전송시스템에서의 시스템 성능을 향상시킬 수 있는 잇점이 있다.The present invention as described above has the advantage of improving the system performance in the wavelength division multiplexing system because the gain equalization characteristic according to the wavelength is maintained even if the external environment changes.

Claims (3)

이득 등화 정도를 측정하기 위해 입력되는 신호광에 대해 반사된 빛은 차단하고 투과된 빛은 통과시키는 제 1 광 아이솔레이터(21a)와, 상기 투과된 신호광과 여기광원(23)에서 여기한 여기광을 결합시키는 파장분할 광섬유결합기(22)와, 상기 파장분할 광섬유결합기(22)를 통과한 신호광을 증폭함과 동시에 자연방출광을 증폭하는 에르븀 첨가 광섬유(24)와, 상기 에르븀 첨가 광섬유(24)를 통해 증폭된 출력 광에 대해 반사된 빛은 차단하고 투과된 빛은 통과시키는 제 2 광 아이솔레이터(21b)와, 상기 제 2 광 아이솔레이터(21b)를 통과한 신호광과 자연방출광이 전송되어 반사된 1530nm 영역의 성분을 뽑아내기 위한 광섬유 방향성 결합기(25)와, 상기 광섬유 방향성 결합기(25)에서 뽑아낸 1530nm 영역의 자연방출광의 광세기를 측성하는 광검출기(26)와 상기 광섬유 방향성 결합기(25)를 거친 1530nm영역의 증폭된 자연방출광만을 추출하고 나머자 신호광의 파장 성분은 통과시키는 광학필터(27)와, 상기 광섬유 방향성 결합기(25)의 일측에 연결되되 이득을 등화상태로 유지 시키기위해 상기 추출된 1530nm 영역의 자연방출광 세기롤 기준으로 상기 여기광원(23)의 여기광 세기 변화를 궤환방식에 의해 조절하는 여기광 세기 조절부(29) 및 상기 광학필터(27)를 통과한 나머지 신호광의 파장 성분은 투과시키는 제 3 광 아이솔레이터(21c)로 구성된 것을 특징으로 하는 이득 등화의 상태 유지를 위한 에르븀 첨가 광증폭기.The first optical isolator 21a which blocks the reflected light with respect to the input signal light and passes the transmitted light to measure the gain equalization degree, and combines the transmitted signal light with the excitation light excited by the excitation light source 23. Through the erbium-doped optical fiber 24 and the erbium-doped optical fiber 24 which amplify the signal light passing through the wavelength-divided optical fiber coupler 22 and amplify the natural emission light. A second optical isolator 21b that blocks reflected light with respect to the amplified output light and passes the transmitted light, and a 1530 nm region in which signal light and natural emission light passed through the second optical isolator 21b are transmitted and reflected. An optical fiber directional coupler 25 for extracting a component of the light, a photodetector 26 and an optical fiber for measuring the light intensity of natural emission light in the 1530 nm region extracted by the optical fiber directional coupler 25 An optical filter 27 which extracts only the amplified natural emission light of the 1530 nm region passing through the directional coupler 25 and passes the wavelength component of the remaining signal light, and is connected to one side of the optical fiber directional coupler 25 with equal gain. The excitation light intensity adjusting unit 29 and the optical filter 27 for adjusting the excitation light intensity change of the excitation light source 23 by the feedback method on the basis of the extracted natural emission light intensity roll in the extracted 1530 nm region to maintain the The erbium-added optical amplifier for maintaining the state of gain equalization, characterized by comprising a third optical isolator (21c) for transmitting the wavelength component of the remaining signal light passing through. 제 1 항에 있어서, 상기 광학필터(27)는 1530nm파장 대역의 성분은 반사시키고 1530nm 파장대역의 성분은 투과시키는 것을 특징으로 하는 이득 등화의 상태 유지를 위한 에르븀 첨가 광증폭기.The erbium-added optical amplifier according to claim 1, wherein the optical filter (27) reflects the components of the 1530 nm wavelength band and transmits the components of the 1530 nm wavelength band. 제 1 항에 있어서, 상기 여기광 세기 조절부(29)는 상기 광 검출기(26)에서 검출된 성분의 광세기가 소정의 에르븀 첨가 광증폭기의 이득을 파장에 대하여 균일하게 유지하는 이득에서의 광세기가 되도록 여기광 세기를 조절하는 것을 특성으로 하는 이득 등화의 상태 유지를 위한 에르븀 첨가 광증폭기.2. The light source according to claim 1, wherein the excitation light intensity control unit 29 has light at a gain such that the light intensity of the component detected by the photo detector 26 maintains a gain of a predetermined erbium-added optical amplifier with respect to a wavelength. An erbium-added optical amplifier for maintaining the state of gain equalization characterized by adjusting the excitation light intensity to be the intensity.
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