KR19990020073A - Wavelength-variable optical drop / pass filter system structure for wavelength division multiple communication - Google Patents

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KR19990020073A
KR19990020073A KR1019970043514A KR19970043514A KR19990020073A KR 19990020073 A KR19990020073 A KR 19990020073A KR 1019970043514 A KR1019970043514 A KR 1019970043514A KR 19970043514 A KR19970043514 A KR 19970043514A KR 19990020073 A KR19990020073 A KR 19990020073A
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이계철
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정선종
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Abstract

본 발명은 파장분할다중(WDM) 통신용 파장가변 광 드롭/패스(drop/pass) 필터 시스템 구조에 관한 것으로서, WDM을 이용한 여러 개의 광망을 구성하는데 필요한 필수 기능의 하나로 여러개의 파장으로 다중화된 파장들 중에서 원하는 신호의 파장을 가변하여 선택할 수 있고 동시에 입력된 모든 신호들을 다음 노드로 전송할 수 있는 광도파로를 이용한 파장가변 가능형 드롭/패스(drop/pass) 필터 시스템을 구현하고, 브라그 회절격자의 주기와 굴절률을 외부의 신호를 통해 변하게 하여 동작파장을 가변할 수 있도록 하고, 효율적인 전광통신망을 구성하기 위해 노드에서 필요한 신호룰 선택하고 입력된 모든 신호를 추가적인 신호 삽입과 광전변환/전광변환 없이 다음 노드로 전송할 수 있도록 함으로써, 전체적인 시스템의 크기를 작게 만들 수 있고, 파장가변이 쉬우며, 통과파장폭이 좁아서 고속채널선택이 가능할 뿐만 아니라 파장이 서로 다른 수많은 신호를 동시에 전송할 수 있다는 장점을 가지며, 광전변화/전광변환 없이 다음 노드로 전송할 수 있어 중간 노드들에서는 다른 노드들간에 전달되는 트래픽에 대하여 전기적으로 아무런 처리를 할 필요가 없는 장점으로 인하여 전체적인 시스템을 소형으로 제작하기가 가능함에 따라 앞으로 WDM 통신망의 다양한 기술 발전을 가능케하는 기반기술로 자리할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a structure of a wavelength variable optical drop / pass filter system for wavelength division multiplexing (WDM) communication, and is one of essential functions required for constructing multiple optical networks using WDM. A wavelength variable drop / pass filter system using an optical waveguide can be selected by varying the wavelength of a desired signal and transmitting all input signals simultaneously to the next node. By changing the period and refractive index through the external signal, it is possible to change the operating wavelength, select the necessary signal at the node to construct an efficient all-optical network, and then input all input signals without additional signal insertion and photoelectric conversion / optical conversion. By allowing the transmission to the node, the overall system size can be made smaller and the wavelength can be varied. It is easy and has the advantage of fast channel selection due to the narrow pass wavelength width, and it can transmit numerous signals of different wavelengths at the same time. Due to the advantage that there is no need to perform any electrical processing on the transmitted traffic, it is possible to manufacture the whole system in a small size, which can be positioned as a base technology that enables the development of various technologies of the WDM communication network in the future.

Description

파장분할다중 통신용 파장가변 광 드롭/패스 필터 시스템 구조Wavelength-variable optical drop / pass filter system structure for wavelength division multiple communication

본 발명은 광수신부의 여러 개의 파장중에서 하나 또는 둘 이상의 원하는 파장을 효과적으로 분리하고 다음 단으로 모든 입력신호를 전달할 수 있는 파장분할다중(Wavelength Division Multiplexing, 이하 WDM라 칭함) 통신용 파장가변 광 드롭/패스(drop/pass) 필터 시스템에 관한 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is a wavelength-variable optical drop / pass for wavelength division multiplexing (WDM) that can effectively separate one or two or more desired wavelengths from multiple wavelengths of a light receiver and transmit all input signals to the next stage. (drop / pass) filter system.

광도파로를 전송 매체로 사용하는 광통신시스템은 기술리 발전할수록 한 가닥의 광도파로에 많은 정보를 실어 보내는 것에 많은 시간과 노력을 투자하고 있다.Optical communication systems that use optical waveguides as transmission mediums are investing a lot of time and effort in carrying a lot of information on one strand of optical waveguides.

이러한 노력의 결과로 서로 다른 신호를 각기 서로 다른 파장의 빛에 실어 한 가닥의 광도파로룰 통하여 전송하고, 수신측에서 원하는 파장의 신호를 선택하여 수신하는 파장다중 전송시스템이 적용되어지고 있다.As a result of this effort, a wavelength multiplexing system has been applied, in which different signals are transmitted to light having different wavelengths and transmitted through a single optical waveguide, and a signal having a desired wavelength is received at a receiving side.

파장다중 전송시스템은 각각 다른 파장을 발광하는 여러 개의 광원과 이를 묶어 보내는 파장합파기 그리고 전송매체인 광도파로, 묶여진 파장을 각각으로 분리해내는 파장분리기 및 이들 광을 수신하는 검출기로 구성되어 진다.The wavelength multiplexing transmission system consists of a plurality of light sources emitting different wavelengths, a wavelength combiner which bundles them, and an optical waveguide which is a transmission medium, a wavelength separator which separates the bundled wavelengths into respective ones, and a detector which receives these lights.

종래에 WDM 소자로서 사용되어진 방법으로는 우선 Fabry-Perot 공진기를 사용해서 주파수를 선별하는 방법, 벌크형태의 회절격자를 사용한 방법, 특정 파장만을 반사시키는 박막필터를 이용해서 원하는 파장을 선택해내는 방법이 사용되어졌다.Conventionally, a method used as a WDM device includes a method of selecting frequencies using a Fabry-Perot resonator, a method using a bulk diffraction grating, and a method of selecting a desired wavelength using a thin film filter reflecting only a specific wavelength. Has been used.

Favry-Perot 공진기를 사용한 방법은 공진기 양쪽에 반사율이 높은 거울을 형성시키고 빛을 입사시키면 공진기에서 공진되는 파장만이 투과되는 특성을 이용하였다.In the method using the Favor-Perot resonator, a mirror having high reflectivity is formed on both sides of the resonator, and when light is incident, only the wavelength of the resonator is transmitted.

Fabry-Perot 공진기는 공진기의 길이를 변화시킴으로써 투과되는 파장을 가변시킬 수 있다.Fabry-Perot resonators can vary the wavelength transmitted by varying the length of the resonator.

벌크형태의 회절격자를 이용한 방법은 입사된 다파장의 빛이 회절격자에서 각 파장마다 다른 각도로 회절되는 원리를 이용한 방법이다.The bulk diffraction grating method is a method using the principle that the incident multi-wavelength light is diffracted at different angles for each wavelength in the diffraction grating.

박막필터를 사용한 방법은 특정 파장을 반사시키는 박막필터를 사용해서 입사된 다파장에서 원하는 파장을 분리해내는 방법이다.The method using a thin film filter is a method of separating a desired wavelength from incident multi-wavelength using a thin film filter reflecting a specific wavelength.

그리고 브라그 회절격자를 사용한 파장분할분기/결합장치(wavelength division add/drop multiplexer)를 이용해 필요한 파장을 선택하고 다음 노드로 추출된 신호 또는 새로운 신호를 추가하여 광전변환/전광변환 없이 다음 노드로 전송하였다.Then, using wavelength division add / drop multiplexer using Bragg diffraction grating, select required wavelength and add extracted signal or new signal to next node and transmit to next node without photoelectric conversion / electric conversion It was.

브라그 회절격자의 특징은 반사필터로 특정한 파장 영역(stop band)을 반사하고 다른 파장은 통과시키는 기능을 갖고 있다.The Bragg diffraction grating features a reflective filter that reflects a specific stop band and passes other wavelengths.

특히 브라그 회절격자를 좀더 상세히 설명하면 브라그 회절격자는 광도파로내의 굴절률을 주기적으로 변화시켜 만들어 내는데, 도파로내의 굴절룰을 주기적으로 변화시키기 위해 여러 가지 방법을 사용하고 있으며, 모두가 광도파로의 감광성(Photosensitivity)를 이용하여 광도파로의 굴절률을 변화시킨다는 공통점을 가지고 있다.In particular, the Bragg diffraction grating will be described in more detail. The Bragg diffraction grating is made by periodically changing the refractive index in the optical waveguide, and various methods are used to periodically change the refractive rule in the waveguide. It has a common point in that it uses photosensitivity to change the refractive index of an optical waveguide.

감광성은 광도파로에 240㎚대의 강한 자외선을 조사하면, 광도파로에 자외선이 인가된 부분의 굴절률이 상승하는 현상을 말한다.Photosensitivity refers to a phenomenon in which the refractive index of the portion where ultraviolet light is applied to the optical waveguide increases when irradiated with strong ultraviolet rays in the 240 nm band.

감광성은 브라그 회절격자의 반사율(Reflectivity)에 영향을 미치며, 감광성이 높은 경우 반사율이 높아진다.The photosensitivity affects the reflectivity of the Bragg diffraction grating, and when the photosensitivity is high, the reflectance becomes high.

브라그 회절격자 내에서 특정한 파장이 반사되어 나오는 개략적인 원리는 다음과 같다.The general principle of the reflection of a specific wavelength in Bragg diffraction grating is as follows.

빛이 브라그 회절격자를 통과하면서 각 격자들에서 반사되는데, 반사되는 빛중 각 격자 사이에서 반사되는 빛의 위상이 정확하게 2nπ가 되는 파장이 서로 보강간섭을 일으켜 반사되어 나오게 된다.As light passes through the Bragg diffraction grating, it is reflected from each grating. Wavelengths where the phase of light reflected between the gratings is exactly 2 nπ are reflected by the constructive interference.

즉, 반사되는 파장과 격자의 주기와의 관계는 아래 식과 같다.In other words, the relationship between the reflected wavelength and the period of the grating is as follows.

여기서,는 격자사이의 평균굴절률, Λ는 격자 주기,m는 정수, λ는 반사파장을 나타낸다.here, Is the average refractive index between the lattice, Λ is the lattice period, m is an integer, λ is the reflected wavelength.

상기 Fabry-Perot 공진기를 사용한 방법은 입사된 다파장 신호중에서 동작파장을 가변시킬 수 있다는 장점이 있지만, 높은 파장선택도를 유지하기 위해서는 반사율이 상당히 높은 거울을 사용하여야 한다.The method using the Fabry-Perot resonator has the advantage of varying the operating wavelength in the incident multi-wavelength signal, but in order to maintain high wavelength selectivity, a mirror having a very high reflectance should be used.

그러나 반사율이 높은 거울을 제작하는 것은 상당히 어렵고, 고가이다.However, making mirrors with high reflectivity is quite difficult and expensive.

브라그 회절격자를 사용한 방법은 광도파로내에 격자를 형성시키는 것만으로 원하는 파장을 선택해낼 수 있으며, 높은 주파수 선택도를 가지고 동작파장도 가변시킬 수 있다.The Bragg diffraction grating can select a desired wavelength by forming a grating in an optical waveguide, and can change the operating wavelength with high frequency selectivity.

벌크형태의 회절격자를 사용한 방법은 시스템이 벌크형태이므로 부피도 크고, 광섬유 시스탬과 연결할 때 신호의 손실이 크다는 단점이 있다.The method using the bulk diffraction grating has the disadvantage that the system is bulky and therefore bulky, and the signal loss is large when connected to the optical fiber system.

박막필터를 사용한 방법은 박막필터의 동작파장이 고장되어 있으므로 동작파장이 변하는 경우 새로운 박막필터를 사용해야만 하는 단점이 있다.The method using the thin film filter has a disadvantage that the new wavelength filter has to be used when the operating wavelength is changed because the operating wavelength of the thin film filter is broken.

상기 단점을 해결하기 위해 본 발명은, 브라그 회절격자를 사용하여 동작파장이 변해도 브라그 회절격자의 주기와 굴절률을 외부의 신호를 통해 변하게 함으로써, 동작파장을 가변할 수 있다.In order to solve the above disadvantages, the present invention can change the operating wavelength by changing the period and refractive index of the Bragg diffraction grating through an external signal even if the operating wavelength changes using the Bragg diffraction grating.

또한 효율적인 전광통신망을 구성하기 위해 노드에서 필요한 신호를 선택하고, 입력된 모든 신호를 추가적인 신호 삽입과 광전변환/전광변환 없이 다음 노드로 전송할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.In addition, it aims to select the necessary signal in the node to construct an efficient all-optical network, and to transmit all input signals to the next node without additional signal insertion and photoelectric conversion / electric conversion.

도 1은 본 발명이 적용되는 파장분할다중(WDM) 통신용 파장가변형 필터 시스템 구조도.1 is a structure diagram of a wavelength tunable filter system for wavelength division multiplexing (WDM) communication to which the present invention is applied.

도 2는 본 발명의 파장분할다중(WDM) 통신용 파장가변형 드롭/패스 필터 시스템의 예시도.2 is an exemplary diagram of a wavelength tunable drop / pass filter system for wavelength division multiplexing (WDM) communications of the present invention.

도 3은 본 발명의 파장가변형 드롭/패스 필터의 위상차에 따른 각 단자에서의 파워비 특성도.3 is a power ratio characteristic diagram at each terminal according to the phase difference of the wavelength variable drop / pass filter of the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 파장가변선택기 구성도.4 is a block diagram of a wavelength variable selector according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 방향성 결합기형 광스위칭부 구조도.5 is a structural diagram of a directional coupler-type optical switching unit according to the present invention.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 다중파장 신호 발생부 12 : 방향성 광 결합기10: multi-wavelength signal generator 12: directional optical coupler

14 : 브라그 회절격자 16 : 광경로길이 조절기14 Bragg diffraction grating 16 Light path length adjuster

17 : 가변형 반사 파장 천이부 18 : 신호 제어부17: variable reflection wavelength transition unit 18: signal control unit

20 : 수신부 22 : 광도파로20: receiver 22: optical waveguide

30 : 패스(pass)부 40 : 광스위치부30: pass part 40: optical switch part

50 : 아이솔레이터 70 : 가변형 파장 선택기50: isolator 70: variable wavelength selector

82 : 입력신호 84 : 브라그 회절격자의 반사신호82 input signal 84 reflected signal of Bragg diffraction grating

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 여러 개의 파장들로 구성된 광신호가 발생하는 다중파장 신호발생부와, 입사한 광신호는 모두 통과시키고 반사하는 빛은 차단시켜주는 광아이솔레이터와, 광아이솔레이터에서 입사하는 빛중 일부는 패스부로, 일부는 가변형 파장 선택기로 보내며, 가변형 파장 선택기로부터 되돌아오는 빛을 추출시켜주는 광스위칭부와, 가변형 파장선택기에서 추출더된 신호를 수신하는 수신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a multi-wavelength signal generator for generating an optical signal composed of several wavelengths, an optical isolator for passing all the incident optical signals and blocking the reflected light, and incident from the optical isolator. Some of the light is sent to the pass portion, and part of the light is sent to the variable wavelength selector, and includes a light switching unit for extracting the light coming back from the variable wavelength selector, and a receiver for receiving the signal extracted from the variable wavelength selector .

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명이 적용되는 파장분할다중(WDM) 통신용 파장가변형 필터 시스템 구조도로서, 여러개의 파장으로 이루어진 신호가 발생하는 다중파장발생부(10)와, 발생된 다파장의 신호(82)를 전달시킬 수 있는 광섬유 또는 평면 광도파로(22)와, 두 개의 광경로를 갖는 광스위치부(40)와, 다파장의 신호중 일부분만을 반사시킬 수 있는 브라그 회절격자(14)로 구성된 파장선택기(70)와, 파장선택기에서 추출된 신호룰 수신하는 수신부(20)와, 입력된 모든 신호가 다음 단으로 전부 전달되는 패스(pass)부(30)로 구성되어 있다.1 is a structure diagram of a wavelength tunable filter system for wavelength division multiplexing (WDM) communication to which the present invention is applied, and shows a multi-wavelength generator 10 and a multi-wavelength signal 82 for generating a signal having a plurality of wavelengths. A wavelength selector consisting of an optical fiber or planar optical waveguide 22 which can be transmitted, an optical switch unit 40 having two optical paths, and a Bragg diffraction grating 14 capable of reflecting only a part of a signal having multiple wavelengths ( 70), a receiver 20 for receiving the signal extracted by the wavelength selector, and a pass 30 for transmitting all the input signals to the next stage.

여러 파장을 발생시키는 다중파장발생부(10)에서의 신호를 발생시키게 되고, 광도파로(22)를 통해서 전파된다.In the multi-wavelength generator 10 generating several wavelengths Signal is generated, and propagates through the optical waveguide 22.

입력신호는 광스위치부(40)를 구성하고 있는 첫 번째 3dB 방향성 결합기(12)에 의해 광스위치부(40)의 양쪽 경로로 나누어져 진행하게 된다.The input signal is divided into both paths of the optical switch unit 40 by the first 3dB directional coupler 12 constituting the optical switch unit 40.

양쪽으로 나뉘어 진행해 나가는 신호는 3dB 방향성결합기(12)의 특성과 한쪽 경로에 부착된 경로길이 조절기(16)에 가해진 신호의 정도에 따라 양쪽 경로간에는 π/2+Φ 만큼의 위상차를 가지고 진행하여 다음번 3dB 방향성결합기(12)를 거쳐서 입력된 신호(90, 92)가 패스부(30) 및 파장선택기(70)로 빠져나오게 된다.The signal proceeding in two directions proceeds with a phase difference of π / 2 + Φ between both paths according to the characteristics of the 3dB directional coupler 12 and the degree of the signal applied to the path length adjuster 16 attached to one path. Signals 90 and 92 input through the 3 dB directional coupler 12 are output to the pass section 30 and the wavelength selector 70.

파장선택기(70)로 빠져나오는 신호(92)는 광섬유 또는 평면도파로형의 격자소자(14)에 부착된 가변형 반사 파장천이부(17)에 제어부(18)의 제어 신호를 인가해서에서중의 파장중 한 파장(94)만을 반사시켜 반사된 신호(94)가 돌아온 길을 다시 되돌아 입력단(10) 및 수신부(20)로 신호(98)가 각각 오게 된다.The signal 92 exiting the wavelength selector 70 applies a control signal of the control unit 18 to the variable reflection wavelength shifting unit 17 attached to the grating element 14 of the optical fiber or the planar waveguide. in Only one wavelength 94 is reflected, and the signal 98 is returned to the input terminal 10 and the receiver 20, respectively.

이때 수신부(20) 및 패스부(30)로 나오는 광파의 크기와 궤환되어오는 양은 광스위치부(40)의 한쪽 경로에 부착된 광경로길이 조절기(16)를 조정함으로써 최적치를 얻을 수 있다.At this time, the magnitude and the amount of light waves coming out of the receiver 20 and the pass unit 30 can be obtained by adjusting the optical path length controller 16 attached to one path of the optical switch unit 40.

여기서 파장선택기(70)를 구성하는 가변형 반사파장천이부(17)는 온도, 스트레스, 전압, 빛 등에 의해서 흔히 스트레인(strain)이 발생하는 재질로 되어 있으며, 제어부(18)에 제어 신호를 인가해 주면 가해진 신호의 크기 또는 크기의 제곱에 비례하는 스트레인이 발생하게 된다.Here, the variable reflection wavelength shifter 17 constituting the wavelength selector 70 is made of a material in which strain is frequently generated due to temperature, stress, voltage, light, and the like, and applies a control signal to the controller 18. In principal, strain is generated that is proportional to the magnitude of the applied signal or the square of the magnitude.

이렇게 발생된 스트레인은 이 재질이 부착된 브라그 회절격자 소자(14)에 전달되어 회절격자소자(14)의 격자 주기 혹은 굴절률을 변화시키고, 따라서 반사파장(94)이 변하며, 수신부(드롭)(20)으로 나오는 신호 파장(84)이 가변된다.The strain generated in this way is transmitted to the Bragg diffraction grating element 14 to which the material is attached, thereby changing the lattice period or refractive index of the diffraction grating element 14, and thus the reflection wavelength 94 is changed, and the receiver (drop) ( The signal wavelength 84 coming out 20 is varied.

그리고 패스부를 통과한 파장들은 광도파로와 광스위칭부(40)를 통하여 전파된다.The wavelengths passing through the pass portion are propagated through the optical waveguide and the light switching unit 40.

도 2는 본 발명의 파장분할다중(WDM) 통신용 파장가변형 드롭/패스 필터 시스템의 예시도로서, 상기 도 1의 특수한 응용예로서 도 1의 시스템을 직렬로 연결시켜서 여러 개의 파장을 각각 반사시키고, 나머지 다른 파장은 다시 패스부로 통과시키는 시스템을 나타낸다.FIG. 2 is an exemplary diagram of a wavelength variable drop / pass filter system for wavelength division multiplexing (WDM) communication according to the present invention. As a special application of FIG. 1, the systems of FIG. 1 are connected in series to reflect multiple wavelengths. The other wavelengths represent the system passing back to the pass section.

입력된 파장은 첫 번째 시스템에서 광스위칭부(40) 양쪽 광경로 차를 조절함으로써 특정 파장이 반사되거나, 모든 파장을 다음 시스템으로 전송할 수 있다.The input wavelength may be reflected by a specific wavelength or by transmitting all wavelengths to the next system by adjusting the optical path difference between both sides of the light switching unit 40 in the first system.

전송된 파장은 패스부를 통하여 다음 시스템으로 입사되며, 두 번째 시스템에서도 첫 번째 시스템과 같은 원리로 특정 파장을 반사시킬 수 있으며 광경로차를 조절함으로써 역시 다음 시스템으로 모두 전송이 가능하다.The transmitted wavelength is incident to the next system through the pass section, and the second system can reflect a specific wavelength on the same principle as the first system, and can also be transmitted to the next system by adjusting the optical path difference.

이러한 시스템을 원하는 파장을 선택하려는 수만큼 직렬로 연결하면 원하는 파장을 모두 선택할 수 있다.By connecting these systems in series as many times as you want to select the desired wavelength, you can select any desired wavelength.

드롭/패스(drop/pass) 필터를 직렬로 연결시켜서 시스템을 구성할 경우 두 번째단의 드롭/패스 필터의 궤환에 의해 첫 번째 단의 패스부(30)로 나오는 광파가 첫 번째단의 수신부(200에 영향을 줄 수 있으므로 아이솔레이터(50)에 의해 더 이상 진행하지 못하게하여 신호를 격리시킨다.When a system is constructed by connecting drop / pass filters in series, light waves coming out of the pass section 30 of the first stage by the feedback of the drop / pass filter of the second stage are transmitted to the receiver of the first stage ( Since it may affect 200, the signal is isolated by preventing further progression by the isolator 50.

도 3은 본 발명의 파장가변형 드롭/패스 필터의 위상차에 따른 각 단자에서의 파워비 특성도로서, 상기 도 1의 시스템에서 광스위부(40) 양쪽 광경로차를 조절해서 위상을 변화시켰을 경우, 각각 입력부, 패스부, 신호수신부로 나오는 광파워를 나타낸다.3 is a power ratio characteristic diagram of each terminal according to the phase difference of the wavelength-variable drop / pass filter according to the present invention. In the system of FIG. Denotes the optical power output from the input unit, the pass unit, and the signal receiving unit, respectively.

상기 도 3에서 보듯이 양쪽 광경로차에 의한 위상을 변화시키면 신호수신부나 패스부로 나오는 광파워를 조절할 수 있다.As shown in FIG. 3, when the phases of both optical path differences are changed, the optical power output to the signal receiver or the pass unit can be adjusted.

도 4는 본 발명에 따른 파장가변선택기 구성도로서, 브라그 회절격자를 사용한 파장 가변 선택기의 구성도이다.4 is a block diagram of a wavelength tunable selector according to the present invention and is a block diagram of a wavelength tunable selector using Bragg diffraction gratings.

제어부(18)에서 나오는 전류, 전압, 온도, 압력, 자계 등의 신호에 대해서 민감한 재질에 의해서 스트레인이 발생하여 브라그 회절격자의 주기 또는 굴절률을 동시에 변화시킬 수 있도록 영역전부 또는 일부에 접촉, 접착 또는 코팅되어 있다.Strain is generated by a material sensitive to signals such as current, voltage, temperature, pressure, and magnetic field from the control unit 18 so that the period or refractive index of the Bragg diffraction grating can be changed at the same time. Or coated.

브라그 회절격자는 광섬유 또는 평면도파로위에 제작되며, 특정 파장만을 반사시키는 특성을 가지고 있는데, 이때 반사율은 다음 식 (1)과 같다.Bragg diffraction gratings are fabricated on an optical fiber or a planar waveguide, and have a characteristic of reflecting only a specific wavelength, where the reflectance is given by the following equation (1).

여기서는 하기 식 (2), 식 (3)과 같이 주어진다.here Are given by the following formulas (2) and (3).

여기서 h는 브라그 회절격자의 길이이며,q, r, δβ, k, 는 다음과 같다.Where h is the length of the Bragg diffraction grating, q, r, δβ, k, Is as follows.

:coupling coefficient : coupling coefficient

:Bragg wavelength Bragg wavelength

: 브라그 회절격자의 굴절률 차이를 나타낸다. : The refractive index difference of Bragg diffraction grating is shown.

도 5는 본 발명에 따른 방향성 결합기형 광스위칭부 구조도로서, 상기 설명한 광스위칭부(40)와 다른 구조를 지닌 광스위칭부(40)를 나타낸다.5 is a structural diagram of a directional coupler-type optical switching unit according to the present invention, and shows an optical switching unit 40 having a structure different from that of the optical switching unit 40 described above.

광스위칭부(40)는 평면광도파로 또는 광섬유로 제작가능하며, 한쪽 경로의 광경로차를 조절할 수 있는 광경로 길이 조절기(16)와 광신호가 진행하면서 신호간섭을 일으킬 수 있는 방향성 광 결합기(60)로 구성되어 있다.The optical switching unit 40 may be manufactured using a planar optical waveguide or an optical fiber, and an optical path length adjuster 16 that may adjust the optical path difference of one path, and a directional optical coupler 60 that may cause signal interference while the optical signal proceeds. It consists of).

상술한 바와 같이 본 발명의 WDM용 광도파로를 사용한 파장가변형 드롭/패스(drop/pass) 필터 시스템은, 전체적인 시스템의 크기를 작게 만들 수 있고, 파장가변이 쉽고 통과파장폭이 좁아서 고속채널선택이 가능할 뿐만 아니라 파장이 서로 다른 수많은 신호를 동시에 전송할 수 있다는 장점이 있다.As described above, the wavelength-variable drop / pass filter system using the optical waveguide for WDM of the present invention can make the overall system small in size, easy to change the wavelength, and has a narrow pass wavelength so that high-speed channel selection is possible. Not only is this possible, it also has the advantage of being able to transmit numerous signals of different wavelengths simultaneously.

또한 광전변환/전광변환 없이 다음 노드로 전송할 수 있어 중간 노드들에서는 다른 노드들간에 전달되는 트래픽에 대하여 적어도 전기적으로 아무런 처리를 할 필요가 없는 장점으로 인하여, 전체적인 시스템을 소형으로 제작하기가 가능함에 따라 앞으로 WDM 통신망의 다양한 기술발전을 가능케 하는 기반 기술로 자리할 수 있어 파급적인 효과가 있다.In addition, it is possible to transmit to the next node without photoelectric conversion / electric conversion, so that the intermediate system does not need to perform at least electrical processing on traffic transmitted between other nodes, thus making the whole system compact. Therefore, it can be positioned as a foundation technology that enables the development of various technologies of the WDM communication network, which has a ripple effect.

Claims (11)

광도파로를 이용한 파장가변 가능형 드롭/패스(drop/pass) 필터 시스템에 있어서,A wavelength variable drop / pass filter system using an optical waveguide, 여러 개의 파장들로 구성된 광신호가 발생하는 다중파장 신호발생부와;A multi-wavelength signal generator for generating an optical signal composed of several wavelengths; 입사한 광신호는 모두 통과시키고 반사하는 빛은 차단시켜주는 광아이솔레이터와;An optical isolator which passes all the incident optical signals and blocks the reflected light; 광 아이솔레이터에서 입사하는 빛중 일부는 패스부로, 일부는 가변형 파장 선택기로 보내며, 가변형 파장 선택기로부터 되돌아오는 빛을 추출시켜주는 광스위칭부와;A part of the light incident from the optical isolator is a pass part, a part of which is sent to a variable wavelength selector, and an optical switching part which extracts light returned from the variable wavelength selector; 가변형 파장선택기에서 추출된 신호를 수신하는 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장분할다중 통신용 파장가변 광 드롭/패스 필터 시스템 구조.A wavelength tunable optical drop / pass filter system structure for wavelength division multiple communication comprising a receiver for receiving a signal extracted by a variable wavelength selector. 제 1 항에 있어서, 상기 광스위칭부는The method of claim 1, wherein the optical switching unit 입사하는 빔을 분배하여 각각 다른 경로를 통해서 진행하도록 하는 광분배기와;An optical splitter for distributing incident beams to travel through different paths; 한쪽 경로 또는 양쪽 경로에 부착되어서 패스 파워 대 드롭 파워비를 조절해주는 광경로 길이조절기와;An optical path length adjuster attached to one or both paths to adjust the pass power to drop power ratio; 양쪽 경로로 진행해온 광신호를 간섭시켜 다음 단으로 진행하도록 하는 광분배기를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장분할다중 통신용 파장가변 광 드롭/패스 필터 시스템 구조.A wavelength tunable optical drop / pass filter system structure for a wavelength division multiple communication, comprising: an optical splitter for interfering an optical signal traveling in both paths to advance to the next stage. 제 1 항에 있어서, 상기 가변형 파장선택기는The method of claim 1, wherein the variable wavelength selector 특정파장을 반사시킬 수 있는 구조의 광섬유 또는 광도파로로 이루러진 브라그 회절격자와;Bragg diffraction grating consisting of an optical fiber or an optical waveguide having a structure capable of reflecting a specific wavelength; 인가된 제어신호에 의해 스트레인을 인가시킬 수 있는 브라그 회절격자에 부착된 가변형 반사파장 천이부와;A variable reflection wavelength shift unit attached to a Bragg diffraction grating capable of applying strain by an applied control signal; 상기 브라그 회절격자와 회절격자에 부착된 가변형 반사파장 천이부에 제어신호를 인가해주는 신호 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장분할다중 통신용 파장가변 광 드롭/패스 필터 시스템 구조.And a signal control unit for applying a control signal to the variable reflection wavelength transition unit attached to the Bragg diffraction grating and the diffraction grating. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 파장가변형 드롭/패스 필터를 직렬로 연결시켜 여러 개의 파장을 선택할 수 있는 것을 특징으로 하는 파장분할다중 통신용 파장가변 광 드롭/패스 필터 시스템 구조.A wavelength-variable optical drop / pass filter system structure for wavelength division multiple communication, in which multiple wavelengths can be selected by connecting a wavelength variable drop / pass filter in series. 제 2 항에 있어서, 상기 광경로 길이조절기는The method of claim 2, wherein the optical path length adjuster 인가된 전압, 전류, 자계에 의해 길이가 변하는 물질을 한쪽 경로 또는 양쪽 경로의 광경로의 광도파로에 의해 접착, 접촉 코팅시키는 것을 특징으로 하는 파장분할다중 통신용 파장가변 광 드롭/패스 필터 시스템 구조.A wavelength-variable optical drop / pass filter system structure for wavelength division multiple communication, wherein a material whose length is changed by an applied voltage, a current, or a magnetic field is adhered and contact-coated by an optical waveguide of one or both paths. 제 2 항에 있어서, 상기 광경로 길이조절기는The method of claim 2, wherein the optical path length adjuster 인가된 초음파 또는 압력에 의해 굴절률 또는 굴절률과 길이가 동시에 변하는 물질을 한쪽 경로나 양쪽 경로의 광도파로에 접착, 접촉, 코팅시키는 것을 특징으로 하는 파장분할다중 통신용 파장가변 광 드롭/패스 필터 시스템 구조.A wavelength-variable optical drop / pass filter system structure for wavelength division multiple communication, comprising: adhering, contacting, and coating a material having a refractive index or a refractive index and a length changed by an applied ultrasonic wave or pressure to an optical waveguide in one or both paths. 제 2 항에 있어서, 상기 광경로 길이조절기는The method of claim 2, wherein the optical path length adjuster 인가된 열에 의해 굴절률 또는 굴절률과 길이가 동시에 변하는 물질, 초음파 또는 압력, 굴절룰과 길이가 변하는 물질을 한쪽 경로 또는 양쪽 경로의 광도파로에 접착이나 접촉, 코팅시키는 것을 특징으로 하는 파장분할다중 통신용 파장가변 광 드롭/패스 필터 시스템 구조.Wavelength division multiple communication wavelengths, characterized in that the adhesion, contact, or coating of a material that changes the refractive index or the refractive index and length at the same time, ultrasonic waves or pressure, the refractive rule and the length is changed by the applied heat to the optical waveguides in one or both paths Variable light drop / pass filter system structure. 제 2 항에 있어서, 광스위칭부는The optical switch of claim 2, wherein the light switching unit 양쪽 경로간의 광경로조절기에 인가된 전압, 전류, 자계에 의해 길이가 변하는 물질 또는 초음파, 압력 및 열에 의해 굴절률과 길이가 변하는 물질을 한쪽 경로 또는 양쪽 경로간의 광도파로에 접착시키는 것을 특징으로 하는 파장분할다중 통신용 파장가변 광 드롭/패스 필터 시스템 구조.A wavelength characterized by bonding a material whose length is changed by voltage, current, or magnetic field applied to the optical path controller between two paths or a material whose refractive index and length are changed by ultrasonic waves, pressure and heat to an optical waveguide between one path or both paths. Wavelength variable optical drop / pass filter system structure for split multiple communication. 제 3 항에 있어서 가변형 파장선택기는4. The variable wavelength selector of claim 3 신호제어부에 의해 인가된 전압, 전류, 자계에 의해 길이가 변하는 물질을 브라그 회절격자에 접착, 접촉 코팅시키는 것을 특징으로 하는 파장분할다중 통신용 파장가변 광 드롭/패스 필터 시스템 구조.A wavelength variable optical drop / pass filter system structure for a wavelength division multiple communication, comprising: bonding and contact-coating a material whose length is changed by a voltage, current, or magnetic field applied by a signal controller to a Bragg diffraction grating. 제 3 항에 있어서, 가변형 파장선택기는The method of claim 3, wherein the variable wavelength selector 인가된 초음파 및 압력에 의해 굴절률 또는 굴절률과 길이가 동시에 변하는 물질을 브라그 회절격자에 접착, 접촉 및 코팅시키는 것을 특징으로 하는 파장분할다중 통신용 파장가변 광 드롭/패스 필터 시스템 구조.A wavelength-variable optical drop / pass filter system structure for wavelength division multiple communication, comprising: adhering, contacting, and coating a refractive index or a material whose refractive index and length are simultaneously changed by Bragg diffraction gratings by an applied ultrasonic wave and pressure. 제 3 항에 있어서, 상기 가변형 파장선택기는The method of claim 3, wherein the variable wavelength selector 신호제어부에 의해 인가된 열에 의해 굴절률 또는 굴절률과 길이가 동시에 변하는 물질, 빛의 세기에 의해 굴절률이 변하는 물질을 브라그 회절격자에 접착, 접촉 또는 코팅시키는 것을 특징으로 하는 파장분할다중 통신용 파장가변 광 드롭/패스 필터 시스템 구조.Wavelength-variable multi-wavelength wavelength communication light, characterized in that the material applied to the refractive index or the refractive index and the length is changed at the same time by the heat applied by the signal control unit, the material that the refractive index is changed by the intensity of light to the Bragg diffraction grating Drop / pass filter system structure.
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