KR19990027838A - Wavelength Division Multiplexing Optical Transmission System - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 파장 분할 다중 광전송 시스템은, 다수의 레이저 다이오드로 구성된 광원부와, 상기 광원부의 각 레이저 다이오드로부터의 광신호를 합성하기 위한 멀티플렉서와, 파장 안정화를 위해 송신 신호의 일부를 검출하기 위한 광커플러와, 표준 주파수(파장)를 발생시키는 기준 필터와, 상기 기준 필터로부터의 출력 광신호를 전기신호로 변환하는 포토 다이오드와, 상기 포토 다이오드로부터의 출력신호를 증폭시키는 드라이버와, 상기 드라이버로부터의 출력신호를 입력받아 기준 신호와 비교/분석하여 광원을 안정화시키기 위한 신호를 출력하는 광원안정화기를 구비하는 파장 분할 다중 광전송 시스템에 있어서, 상기 광원부, 멀티플렉서, 광커플러, 기준 필터, 포토다이오드, 드라이버, 및 광원안정화기는 각각 2개씩 마련되어 2개의 상호 독립된 서브 광전송부를 구성하고, 상기 2개의 서브 광전송부는 별도의 광커플러에 의해 병렬로 접속되어 전체적인 메인 광전송 시스템을 구성하는 점에 그 특징이 있다.The wavelength division multiplex optical transmission system according to the present invention includes a light source unit composed of a plurality of laser diodes, a multiplexer for synthesizing optical signals from each laser diode of the light source unit, and an optical signal for detecting a portion of a transmission signal for wavelength stabilization. A coupler, a reference filter for generating a standard frequency (wavelength), a photodiode for converting the output optical signal from the reference filter into an electrical signal, a driver for amplifying the output signal from the photodiode, and a A wavelength division multiple optical transmission system including a light source stabilizer for outputting a signal for stabilizing a light source by receiving an output signal and comparing / analyzing with a reference signal, wherein the light source unit, multiplexer, optical coupler, reference filter, photodiode, driver, And two light stabilizers are provided for each of the two Granulated sub configure the optical transmission unit, and the two sub optical path portion is that characterized by constituting the whole main optical transmission system are connected in parallel by a separate optical coupler.
이와 같은 본 발명에 의하면, 임의의 채널 간격 및 피크 파장을 갖도록 할 수 있어 채널수의 확장이 용이하고, 필터의 온도 보상 수단이 마련되어 시스템의 주파수 안정도를 증진시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to have an arbitrary channel spacing and peak wavelength, so that the number of channels can be easily expanded, and the temperature compensation means of the filter can be provided to enhance the frequency stability of the system.
Description
본 발명은 파장 분할 다중(wavelength division multiplexing) 광전송 시스템에 관한 것으로서, 특히 광에탈론 필터(optical etalon filter)를 이용하여 채널 간격을 좁히고, 파장을 안정화시킬 수 있는 파장 분할 다중 광전송 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a wavelength division multiplexing optical transmission system, and more particularly, to a wavelength division multiplexing optical transmission system capable of narrowing a channel spacing and stabilizing a wavelength by using an optical etalon filter.
파장 분할 다중 전송방식은 서로 다른 파장의 레이저에 고속 신호를 실어 하나의 광섬유로 다중화하여 전송시킴으로써 광섬유당 전송 용량을 증가시킬 수 있는 전송방식이다. 이와 같은 파장 분할 다중 전송 시스템에서 전송 용량의 확대를 위해서는 넓은 파장 대역을 조밀하게 이용하여 대용량의 다중 채널 시스템을 구성하는 기술이 요구된다. 특히, 조밀한 파장 간격으로 다중/역다중된 신호의 검출을 위해서는 인접한 광신호들 간의 파장 간섭이 없어야 한다. 그러나, 실제 시스템에서는 각 채널의 파장 천이에 의해 채널 간의 크로스토크(crosstalk)가 발생하여 수신 감도를 저하시키는 요인이 되고 있다. 그러므로, 안정된 파장 분할 다중 광전송 시스템의 구성을 위해서는 각각의 채널을 구성하는 레이저의 발진 파장을 ITU (international telecommunication union)-T.G.mcs(telecommunication standardi -zation section study group multi channel system)에서 권고하는 파장과 일치하도록 하여주는 기준 필터를 사용하여 기준 필터의 파장에 송신부 레이저의 파장을 일치시키는 주파수(파장) 안정화 기술을 일반적으로 사용하고 있다.Wavelength division multiplexing is a transmission method that can increase transmission capacity per optical fiber by multiplexing a single optical fiber with high speed signals on lasers of different wavelengths. In order to expand the transmission capacity in such a wavelength division multiplexing transmission system, a technique for constructing a large-capacity multichannel system using a wide wavelength band is required. In particular, there should be no wavelength interference between adjacent optical signals in order to detect signals multiplexed / demultiplexed in dense wavelength intervals. However, in actual systems, crosstalk between channels occurs due to the wavelength transition of each channel, which causes a decrease in reception sensitivity. Therefore, in order to construct a stable wavelength division multiplexing optical transmission system, the oscillation wavelength of the laser constituting each channel is consistent with the wavelength recommended by the International Telecommunication Union (ITU) -TGmcs (telecommunication standardi-zation section study group multi channel system). In general, a frequency (wavelength) stabilization technique that uses a reference filter to match the wavelength of the transmitter laser with the wavelength of the reference filter is generally used.
한편, 파장 분할 다중 광전송 시스템에서 채널수의 극대화를 위한 채널 간격의 최소화와 주파수(파장) 안정화를 위해 사용되는 기준 필터로는 가스 셀(gas cell)을 이용한 파이버 페브리-페롯(fiber Fabry-Perot) 필터, 어레이 웨이브가이드 그레이팅(array waveguide grating:AWG) 필터, 파이버 브래그 그레이팅(fiber Bragg grating) 필터, 에탈론 필터 등이 있다.Meanwhile, as a reference filter used for minimizing channel spacing and stabilizing frequency (wavelength) for maximizing the number of channels in a wavelength division multiplex optical transmission system, a fiber Fabry-Perot using a gas cell is used. ) Filters, array waveguide grating (AWG) filters, fiber Bragg grating filters, and etalon filters.
도 1은 그와 같은 기준 필터를 이용한 종래 파장 분할 다중 광전송 시스템을 개략적으로 나타내 보인 블록구성도이다.1 is a block diagram schematically showing a conventional wavelength division multiple optical transmission system using such a reference filter.
도 1을 참조하면, 종래 파장 분할 다중 광전송 시스템(100)은 광도파로에 주기구조를 갖게 하며 파장 선택성이 있는 다수의 DFB(distributed feedback) 레이저 다이오드(laser diode:LD)로 구성된 광원부(101)와, 상기 광원부(101)의 각 DFB 레이저 다이오드로부터의 광신호를 합성하기 위한 멀티플렉서(multiplexer)(102)와, 파장 안정화를 위해 송신 신호의 일부를 검출하기 위한 광커플러(optical coupler) (103)와, ITU-T.G.mcs에서 권고하는 표준 주파수(파장)를 발생시키는 기준 필터(예컨대, 에탈론 필터)(104)와, 기준 필터(104)를 거쳐 출력되는 광신호를 전기신호로 변환하는 포토 다이오드(105)와, 포토 다이오드(105)로부터의 출력신호를 증폭시키는 드라이버(106)와, 드라이버(106)로부터의 출력신호를 입력받아 기준 신호와 비교/분석하여 광원을 안정화시키기 위한 신호를 출력하는 광원안정화기(107)로 구성되어 있다.Referring to FIG. 1, the conventional wavelength division multiplexing optical transmission system 100 includes a light source unit 101 having a periodic structure in an optical waveguide and comprising a plurality of distributed feedback laser diodes (LDBs) having wavelength selectivity. A multiplexer 102 for synthesizing an optical signal from each DFB laser diode of the light source unit 101, an optical coupler 103 for detecting a portion of a transmission signal for wavelength stabilization; And a photo filter (for example, an etalon filter) 104 for generating a standard frequency (wavelength) recommended by ITU-TGmcs, and a photodiode for converting an optical signal output through the reference filter 104 into an electrical signal. 105, a driver 106 for amplifying the output signal from the photodiode 105, and an output signal from the driver 106, which is compared with a reference signal and analyzed to output a signal for stabilizing the light source. It consists of a round clarifier 107. The
그런데, 이상과 같은 종래 파장 분할 다중 광전송 시스템에 사용된 기준 필터중 상기 가스 셀을 이용한 파이버 페브리-페롯 필터는 가격이 비싸고, 파장 동조를 위해 사용되는 PZT(Lead Zirconate Titanate) 소자의 온도 불안정성과 인가 전압에 따른 PZT 팽창 길이의 히스테리시스 특성 등으로 인해 기준 필터로서의 안정도에 문제가 있다. 그리고, AWG 필터는 사용 채널수가 고정되어 있는 소자이므로 채널수 확장 시 새로운 채널수를 갖는 다른 AWG 필터를 사용해야 하고, 한 채널당 특성 곡선의 3dB 값이 다른 기준 필터에 비해 상대적으로 2∼3배 넓게 되어 있으므로, 파장 안정도에 있어서 상대적으로 2∼3배 떨어지는 단점이 있다. 또한, 캐스케이드(cascade) 파이버 브래그 그레이팅 필터의 경우는 전송 시스템의 채널수에 해당되는 각각의 레이저의 파장과 동일한 파장을 갖는 파이버 브래그 그레이팅 필터를 연결해야 하는 복잡성과 온도변화에 따른 불안정성 등이 큰 단점으로 지적되고 있다. 이에 반해, 에탈론 필터는 가격이 저렴하고 안정된 파장 특성을 보이고 있다. 그러나, 종래의 에탈론 필터를 이용한 주파수(파장) 안정화 방식은 일정한 파장 간격을 유지하며 채널을 확장할 수는 있으나, 채널 간격을 좁힘에 따른 채널 확장은 불가능한 것이 하나의 문제점으로 지적되고 있다.However, among the reference filters used in the conventional wavelength division multiplexing optical transmission system, the fiber Fabry-Perot filter using the gas cell is expensive and the temperature instability of the lead zirconate titanate (PZT) element used for wavelength tuning is high. There is a problem in stability as a reference filter due to hysteresis characteristics of the PZT expansion length according to the applied voltage. In addition, the AWG filter has a fixed number of channels, so when the number of channels is expanded, another AWG filter having a new number of channels must be used, and the 3dB value of the characteristic curve per channel is 2 to 3 times wider than other reference filters. Therefore, there is a disadvantage in that the wavelength stability falls relatively 2-3 times. In addition, the cascade fiber Bragg grating filter has a disadvantage in that the complexity of the fiber Bragg grating filter having the same wavelength as the wavelength of each laser corresponding to the number of channels of the transmission system and the instability due to temperature change are significant. It is pointed out. In contrast, etalon filters are inexpensive and have stable wavelength characteristics. However, in the conventional frequency (wavelength) stabilization method using an etalon filter, although it is possible to extend a channel while maintaining a constant wavelength interval, it is pointed out as one problem that channel expansion is impossible due to narrowing the channel interval.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 조밀한 파장 간격을 갖게 하여 채널을 확장함으로써 전송용량을 증대시키고 주파수의 안정도를 향상시킬 수 있는 파장 분할 다중 광전송 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a wavelength division multiple optical transmission system capable of increasing transmission capacity and improving frequency stability by extending a channel with a compact wavelength spacing. .
도 1은 종래 파장 분할 다중 광전송 시스템을 개략적으로 나타내 보인 블록구성도.1 is a block diagram schematically showing a conventional wavelength division multiple optical transmission system.
도 2는 본 발명에 따른 파장 분할 다중 광전송 시스템을 개략적으로 나타내 보인 블록구성도.Figure 2 is a block diagram schematically showing a wavelength division multiplex optical transmission system according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 파장 분할 다중 광전송 시스템의 광에탈론 필터에 채용되는 유전체 다층막 미러 구조체의 개략적인 구성도.3 is a schematic configuration diagram of a dielectric multilayer film mirror structure employed in an optical etalon filter of a wavelength division multiple light transmission system according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 파장 분할 다중 광전송 시스템의 광에탈론 필터의 2중 유전체 다층막 미러 구조를 나타내 보인 개략도.Figure 4 is a schematic diagram showing a double dielectric multilayer film mirror structure of the optical etalon filter of the wavelength division multiplex optical transmission system according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 파장 분할 다중 광전송 시스템의 광에탈론 필터의 지그 내에 온도보상을 위한 열전소자 및 서미스터가 설치된 상태도.5 is a state diagram in which a thermoelectric element and a thermistor for temperature compensation are installed in a jig of an optical etalon filter of a wavelength division multiple light transmission system according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 파장 분할 다중 광전송 시스템의 광에탈론 필터의 전달 특성을 나타내 보인 특성곡선도.Figure 6 is a characteristic curve showing the transmission characteristics of the optical etalon filter of the wavelength division multiplex optical transmission system according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 파장 분할 다중 광전송 시스템의 제1 서브 광전송부의 광스펙트럼을 나타내 보인 도면.7 is a view illustrating an optical spectrum of a first sub optical transmission unit of a wavelength division multiplex optical transmission system according to the present invention;
도 8은 본 발명에 따른 파장 분할 다중 광전송 시스템의 제2 서브 광전송부의 광스펙트럼을 나타내 보인 도면.8 is a view illustrating an optical spectrum of a second sub optical transmission unit of a wavelength division multiplex optical transmission system according to the present invention;
도 9는 본 발명에 따른 파장 분할 다중 광전송 시스템의 최종 광스펙트럼을 나타내 보인 도면.9 is a view showing a final light spectrum of the wavelength division multiplex optical transmission system according to the present invention.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
101,201,201'...광원부 102,202,202'...멀티플렉서101,201,201 '... light source 102,202,202' ... multiplexer
103,203,203',208...광커플러 104,204,204'...기준 필터103,203,203 ', 208 ... Optocouplers 104,204,204' ... Reference filter
105,205,205'...포토 다이오드 106,206,206'...드라이버105,205,205 '... Photodiode 106,206,206' ... Driver
107,207,207'...광원안정화기 200a,200b...제1,제2 서브 광전송부107,207,207 '... light source stabilizer 200a, 200b ... first, second sub optical transmission unit
301...실리카 유리기판 302,302'...TiO2막301 ... Silica glass substrate 302,302 '... TiO 2 membrane
303,303'...SiO2막 204j...지그303,303 '... SiO 2 film 204j ... jig
504...열전소자 505...서미스터504 Thermoelectric element 505 Thermistor
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 파장 분할 다중 광전송 시스템은, 다수의 레이저 다이오드로 구성된 광원부와, 상기 광원부의 각 레이저 다이오드로부터의 광신호를 합성하기 위한 멀티플렉서와, 파장 안정화를 위해 송신 신호의 일부를 검출하기 위한 광커플러와, 표준 주파수(파장)를 발생시키는 기준 필터와, 상기 기준 필터로부터의 출력 광신호를 전기신호로 변환하는 포토 다이오드와, 상기 포토 다이오드로부터의 출력신호를 증폭시키는 드라이버와, 상기 드라이버로부터의 출력신호를 입력받아 기준 신호와 비교/분석하여 광원을 안정화시키기 위한 신호를 출력하는 광원안정화기를 구비하는 파장 분할 다중 광전송 시스템에 있어서, 상기 광원부, 멀티플렉서, 광커플러, 기준 필터, 포토다이오드, 드라이버, 및 광원안정화기는 각각 2개씩 마련되어 2개의 상호 독립된 서브 광전송부를 구성하고, 상기 2개의 서브 광전송부는 별도의 광커플러에 의해 병렬로 접속되어 전체적인 메인 광전송 시스템을 구성하는 점에 그 특징이 있다.In order to achieve the above object, the wavelength division multiplex optical transmission system according to the present invention includes a light source unit composed of a plurality of laser diodes, a multiplexer for synthesizing optical signals from each laser diode of the light source unit, and a transmission signal for wavelength stabilization. An optical coupler for detecting a portion of the optical signal, a reference filter for generating a standard frequency (wavelength), a photodiode for converting the output optical signal from the reference filter into an electrical signal, and for amplifying the output signal from the photodiode A light source stabilizer having a driver and a light source stabilizer for outputting a signal for stabilizing a light source by receiving an output signal from the driver and comparing / analyzing with a reference signal, wherein the light source unit, multiplexer, optical coupler, reference Filters, photodiodes, drivers, and light stabilizers Configuring each two screws provided two mutually independent sub-parts of the optical transmission, and the two sub optical transmission section may have its features to the point that is connected in parallel by a separate optical couplers constitute the entire main optical transmission system.
이와 같은 본 발명에 의하면, 기준 필터로 가변형 에탈론 필터가 사용되므로임의의 채널 간격 및 피크 파장을 갖도록 할 수 있고, 그에 따라 채널수의 확장이 용이하다. 그리고, 에탈론 필터 지그(jig) 내에 서미스터(thermistor)와 열전소자를 삽입하여 온도를 보상시켜 줌으로써 필터의 온도 특성을 안정화시킬 수 있으며, 그에 따라 시스템의 주파수 안정도를 증진시킬 수 있다. 또한, 송신용 레이저들의 파장이 2개로 분할되어 배열됨으로써 인접 레이저들간의 파장 간격이 하나의 에탈론 필터에 의해 구성될 경우에 비해 상대적으로 넓어지게 되어 전송로상에서 발생될 수 있는 비선형성과 광신호들 간의 간섭을 억제시킬 수 있는 장점이 있다.According to the present invention as described above, since the variable etalon filter is used as the reference filter, it is possible to have an arbitrary channel spacing and peak wavelength, thereby easily expanding the number of channels. The temperature characteristics of the filter can be stabilized by inserting a thermistor and a thermoelectric element into the etalon filter jig to compensate for the temperature, thereby improving the frequency stability of the system. In addition, since the wavelengths of the transmitting lasers are divided into two and arranged, the wavelength spacing between adjacent lasers becomes relatively wider than that formed by one etalon filter, so that nonlinearities and optical signals that can be generated on the transmission path are generated. There is an advantage that can suppress interference between the liver.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 파장 분할 다중 광전송 시스템을 개략적으로 나타내 보인 블록구성도이다.Figure 2 is a block diagram schematically showing a wavelength division multiplex optical transmission system according to the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 파장 분할 다중 광전송 시스템(200)은 크게 2개의 서로 독립된 제1,제2 서브 광전송부(200a)(200b)와, 그 2개의 서브 광전송부(200a)(200b)를 병렬로 접속하는 별도의 광커플러(208)로 구성된다. 여기서, 상기 제1,제2 서브 광전송부(200a)(200b)는 그 하드웨어적 구성에 있어서 상호 동일하며, 따라서 제1 서브 광전송부(200a)를 대표로 설명하기로 한다.Referring to FIG. 2, the wavelength division multiplexing optical transmission system 200 according to the present invention includes two independent first and second sub optical transmission units 200a and 200b, and two sub optical transmission units 200a ( It consists of a separate optocoupler 208 which connects 200b in parallel. Here, the first and second sub optical transmitters 200a and 200b are identical in hardware configuration, and thus, the first sub optical transmitter 200a will be described as a representative.
제1 서브 광전송부(200a)는 광도파로에 주기구조를 갖게 하며 파장 선택성이 있는 다수의 DFB 레이저 다이오드로 구성된 제1광원부(201)와, 그 제1광원부(201)의 각 DFB 레이저 다이오드로부터의 광신호를 합성하기 위한 제1멀티플렉서(202)와, 파장 안정화를 위해 송신 신호의 일부를 검출하기 위한 제1광커플러(203)와, ITU-T.G.mcs에서 권고하는 표준 주파수(파장)를 발생시키는 기준 필터로서의 제1에탈론 필터(204)와, 그 제1에탈론 필터(204)를 거쳐 출력되는 광신호를 전기신호로 변환하는 제1포토 다이오드(205)와, 그 제1포토 다이오드(205)로부터의 출력신호를 증폭시키는 제1드라이버(206)와, 그 제1드라이버(206)로부터의 출력신호를 입력받아 설정된 기준 신호와 비교/분석하여 광원을 안정화시키기 위한 신호를 출력하는 제1광원안정화기(207)로 구성된다.The first sub light transmission unit 200a has a periodic structure in the optical waveguide, and includes a first light source unit 201 composed of a plurality of DFB laser diodes having wavelength selectivity, and from each DFB laser diode of the first light source unit 201. A first multiplexer 202 for synthesizing the optical signal, a first optical coupler 203 for detecting a portion of the transmission signal for wavelength stabilization, and a standard frequency (wavelength) recommended by ITU-TGmcs. A first etalon filter 204 as a reference filter, a first photodiode 205 for converting an optical signal output through the first etalon filter 204 into an electrical signal, and the first photodiode 205. A first driver 206 for amplifying an output signal from the first driver 206 and a first light source for outputting a signal for stabilizing a light source by comparing / analyzing the output signal from the first driver 206 with a set reference signal It consists of a stabilizer 207.
여기서, 특히 상기 제1광원부(201) 내의 N개의 레이저 다이오드(LD1,LD3,... ,LD2n-1)의 출력 파장들은 제1에탈론 필터(204)의 피크 파장에 일치하도록 구성되며, 이때의 파장 간격은 A[GHz]로 설정된다. 또한, 제2광원부(201') 내의 N개의 레이저 다이오드들(LD2,LD4,... ,LD2n)의 파장 간격도 상기 제1광원부(201) 내의 N개의 레이저 다이오드(LD1,LD3,... ,LD2n-1)의 파장 간격과 동일하게 A[GHz]로 설정된다. 그러나, 제2에탈론 필터(204')와 상기 제2광원부(201') 내의 N개의 레이저 다이오드들(LD2,LD4,... ,LD2n)의 피크 파장들은 상기 제1에탈론 필터(204)의 피크 파장에 비해 ±A/2[GHz] 만큼 이동되도록 구성된다. 이와 같은 ±A/2[GHz] 만큼의 이동은 에탈론 필터를 피크 파장을 가변할 수 있도록 제작함으로써 구현된다.Here, in particular, the output wavelengths of the N laser diodes LD1, LD3,..., LD2n-1 in the first light source unit 201 are configured to match the peak wavelengths of the first etalon filter 204. The wavelength interval of is set to A [GHz]. Further, the wavelength spacing of the N laser diodes LD2, LD4, ..., LD2n in the second light source unit 201 'is also the N laser diodes LD1, LD3, ... in the first light source unit 201. A [GHz] is set equal to the wavelength interval of LD2n-1). However, peak wavelengths of the N laser diodes LD2, LD4,..., LD2n in the second etalon filter 204 ′ and the second light source 201 ′ may be measured by the first etalon filter 204. It is configured to move by ± A / 2 [GHz] relative to the peak wavelength of. This shift of ± A / 2 [GHz] is achieved by fabricating the etalon filter to vary the peak wavelength.
또한, 상기 제1,제2 에탈론 필터(204)(204')는 도 3에 도시된 바와 같은 유전체 다층막 미러 구조체(300)를 2개 사용하여 도 4에 도시된 바와 같이 실리카(silica) 기판(301)을 캐버티(cavity)로 하고, 그 양편에 각 구조체(300)(300')를 반사막으로 하는 2중 유전체 다층막 미러 구조로 구성된다. 도 3 및 도 4에서 참조 부호 301은 1550nm의 파장 영역에서 1.444의 굴절율(NS=1.444)을 갖는 실리카 유리기판, 302(302')는 2.24의 굴절율(NH=2.24)을 갖는 TiO2막, 303(303')은 1.444의 굴절율(NL=1.444)을 갖는 SiO2막을 각각 나타낸다.In addition, the first and second etalon filters 204 and 204 ′ may be formed of two silica substrates as shown in FIG. 4 using two dielectric multilayer mirror structures 300 as shown in FIG. 3. 301 is a cavity, and a double dielectric multilayer mirror structure is formed on both sides of each structure 300, 300 'as a reflective film. 3 and 4, reference numeral 301 denotes a silica glass substrate having a refractive index of 1.444 (NS = 1.444) in a wavelength region of 1550 nm, and 302 (302 ') has a TiO 2 film having a refractive index of 2.24 (NH = 2.24), 303 303 'represents SiO 2 films each having a refractive index of 1.444 (NL = 1.444).
또한, 도 5에 도시된 바와 같이 이상과 같은 제1,제2 에탈론 필터(204) (204')의 지그(jig)(204j) 내에는 필터(204)(204')의 온도를 보상하여 온도에 대한 안정성을 향상시키기 위하여, 열전소자(504)와 서미스터(505)가 설치된다. 도 5에서 참조부호 501(501')은 FC/SPC 커넥터, 502(502')는 SM파이버, 503(503')는 콜리메이터(collimator)를 각각 나타낸다.In addition, as illustrated in FIG. 5, the temperature of the filters 204 and 204 ′ is compensated for in the jigs 204j of the first and second etalon filters 204 and 204 ′ as described above. In order to improve stability to temperature, a thermoelectric element 504 and a thermistor 505 are provided. In FIG. 5, reference numeral 501 (501 ') denotes an FC / SPC connector, 502 (502') denotes an SM fiber, and 503 (503 ') denotes a collimator.
그러면, 이상과 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 파장 분할 다중 광전송 시스템(200)의 동작에 대해 도 2를 참조하면서 간략히 설명해 보기로 한다. 여기서, 상기 제1 서브 광전송부(200a)와 제2 서브 광전송부(200b)의 동작은 동일하므로, 제1 서브 광전송부(200a)를 대표로 하여 설명하기로 한다.Then, the operation of the wavelength division multiplex optical transmission system 200 according to the present invention having the above configuration will be briefly described with reference to FIG. 2. Here, since the operations of the first sub optical transmitter 200a and the second sub optical transmitter 200b are the same, the first sub optical transmitter 200a will be described as a representative.
시스템에 전원이 인가되고, 소정의 신호전송을 위한 명령이 주제어부(미도시)로부터 제1광원부(201)로 전달되면, 제1광원부(201) 내의 다수의 DFB 레이저 다이오드들(LD1,LD3,...,LD2n-1)은 구동하여 각각 파장 선택성이 있는 레이저광을 송출한다. 그리고, 그 송출된 레이저광들은 제1멀티플렉서(202)로 입력되며, 제1멀티플렉서(202)는 입력된 레이저광 신호들을 신호 전송에 적합하게 합성하여 출력한다. 이때, 제1광커플러(203)는 제1멀티플렉서(202)로부터 송출되는 신호의 파장 안정화를 위해 송신 신호의 일부를 검출하여 제1에탈론 필터(204)로 전송하고, 그 신호를 입력받은 제1에탈론 필터(204)는 ITU-T.G.mcs에서 권고하는 표준 주파수(파장)를 발생시킨다. 제1에탈론 필터(204)로부터 출력된 광신호는 제1포토 다이오드(205)에 의해 전기신호로 변환되고, 제1포토 다이오드(205)로부터 출력된 전기신호는 제1드라이버(206)에 의해 증폭된 후, 제1광원안정화기(207)로 입력된다. 그러면, 제1광원안정화기(207)는 입력된 신호를 설정된 기준 신호와 비교/분석하여 광원을 안정화시키기 위한 신호를 출력한다.When power is supplied to the system and a command for transmitting a predetermined signal is transmitted from the main controller (not shown) to the first light source 201, the plurality of DFB laser diodes LD1, LD3, LD2n-1) drives and transmits laser beams each having wavelength selectivity. The transmitted laser beams are input to the first multiplexer 202, and the first multiplexer 202 synthesizes and outputs the input laser beam signals suitable for signal transmission. In this case, the first optical coupler 203 detects a part of the transmission signal to transmit the first signal to the etalon filter 204 to stabilize the wavelength of the signal transmitted from the first multiplexer 202, and receives the input signal. One etalon filter 204 generates the standard frequency (wavelength) recommended by ITU-TGmcs. The optical signal output from the first etalon filter 204 is converted into an electrical signal by the first photodiode 205, and the electrical signal output from the first photodiode 205 by the first driver 206. After amplified, it is input to the first light source stabilizer 207. Then, the first light source stabilizer 207 compares / analyzes the input signal with the set reference signal and outputs a signal for stabilizing the light source.
이상과 같은 동작은 상기 제2 서브 광전송부(200b)에서도 동일하게 진행되며, 상기 제1,제2광커플러(203)(203')로부터 최종적으로 송출되는 광신호는 별도의 광커플러(208)로 입력되고, 이 별도의 광커플러(208)는 입력된 광신호를 2N개의 채널로 분산하여 송출한다.The above operation is performed in the second sub optical transmission unit 200b in the same manner, and the optical signal finally transmitted from the first and second optical couplers 203 and 203 'is a separate optical coupler 208. The separate optical coupler 208 distributes the input optical signal into 2N channels and transmits the same.
이상과 같은 일련의 과정에 있어서, 상기 제1에탈론 필터(204)는 전술한 바와 같이 2중 유전체 다층막 미러 구조로 되어 있어 특정 파장에서 투과 특성을 나타내게 되며, 도 6에 도시된 바와 같은 전달특성을 갖는다. 여기서, 제1에탈론 필터(204)의 채널 간격은 필터의 캐버티 두께(d)와 굴절률(ns)에 의해 결정되는 FSR (free spectral range)로 정의되는데, 수식으로 표현하면 다음과 같다.In the above series of processes, the first etalon filter 204 has a double dielectric multilayer mirror structure as described above, and thus exhibits transmission characteristics at a specific wavelength, and transfer characteristics as shown in FIG. 6. Has Here, the channel spacing of the first etalon filter 204 is defined as a free spectral range (FSR) determined by the cavity thickness (d) and the refractive index (n s ) of the filter.
FSR = c/2ns×dFSR = c / 2n s × d
또한, 대역폭은 미러면의 반사도에 의해 결정되고, 필터의 피크 파장은 도 5에 도시된 바와 같이 입사광의 입사 각도를 조정함으로써 얻어진다.Further, the bandwidth is determined by the reflectivity of the mirror surface, and the peak wavelength of the filter is obtained by adjusting the incident angle of incident light as shown in FIG.
한편, 도 7은 제1 서브 광전송부(200a)의 광스펙트럼을, 도 8은 제2 서브 광전송부(200b)의 광스펙트럼을, 그리고, 도 9는 상기 제1 서브 광전송부(200a), 제2 서브 광전송부(200b) 및 별도의 광커플러(208)로 구성된 본 발명에 따른 파장 분할 다중 광전송 시스템(200)의 광스펙트럼을 각각 나타내 보인 도면이다.7 is an optical spectrum of the first sub optical transmitter 200a, FIG. 8 is an optical spectrum of the second sub optical transmitter 200b, and FIG. 9 is a diagram of the first sub optical transmitter 200a, and 2 is a view illustrating an optical spectrum of the wavelength division multiplex optical transmission system 200 according to the present invention, which is composed of two sub optical transmission units 200b and a separate optical coupler 208.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 도 7 및 도 8의 광스펙트럼은 각각 채널 간격이 100GHz로 동일하며, 다만 도 8의 광스펙트럼의 각 피크 파장들이 도 7의 광스펙트럼의 각 피크 파장들에 비해 전술한 바와 같이 ±A/2[GHz], 즉 50GHz 만큼 이동되어 있음을 알 수 있다. 이와 같은 광스펙트럼 구성은 도 9에 도시된 바와 같은 최종 광스펙트럼을 형성하게 되는데, 도 7 및 도 8의 광스펙트럼의 채널 간격이 각각100GHz이고, 도 8의 광스펙트럼의 피크 파장이 50GHz이동되어 있으므로, 전체적인 채널들의 피크 파장 간격은 50GHz가 되고, 채널수는 도 7 및 도 8의 광스펙트럼의 채널(각 피크부의 개수)이 8채널임에 비해 16채널로 확장됨을 알 수 있다.7 to 9, the optical spectrums of FIGS. 7 and 8 have the same channel spacing at 100 GHz, respectively, except that the peak wavelengths of the optical spectrum of FIG. 8 are compared to the respective peak wavelengths of the optical spectrum of FIG. 7. As described above, it can be seen that ± A / 2 [GHz], that is, moved by 50 GHz. This optical spectrum configuration forms a final optical spectrum as shown in FIG. 9, since the channel spacing of the optical spectrums of FIGS. 7 and 8 is 100 GHz, and the peak wavelength of the optical spectrum of FIG. 8 is shifted by 50 GHz. The peak wavelength spacing of the entire channels is 50 GHz, and the number of channels can be seen to be extended to 16 channels, compared to 8 channels (number of peaks) of the optical spectrum of FIGS. 7 and 8.
이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 파장 분할 다중 광전송 시스템은 기준 필터로 가변형 에탈론 필터가 사용되므로, 임의의 채널 간격 및 피크 파장을 갖도록 할 수 있고, 그에 따라 채널수의 확장이 용이하다. 그리고, 에탈론 필터 지그 내에 서미스터와 열전소자를 삽입하여 온도를 보상시켜 줌으로써 필터의 온도 특성을 안정화시킬 수 있으며, 그에 따라 시스템의 주파수 안정도를 증진시킬 수 있다. 또한, 송신용 레이저들의 파장이 2개로 분할되어 배열됨으로써 인접 레이저들간의 파장 간격이 하나의 에탈론 필터에 의해 구성될 경우에 비해 상대적으로 넓어지게 되어 전송로상에서 발생될 수 있는 비선형성과 광신호들 간의 간섭을 억제시킬 수 있는 장점이 있다.As described above, in the wavelength division multiplexing optical transmission system according to the present invention, since the variable etalon filter is used as the reference filter, the wavelength division multiple optical transmission system can have an arbitrary channel spacing and peak wavelength, and thus the number of channels can be easily expanded. The temperature characteristics of the filter can be stabilized by inserting a thermistor and a thermoelectric element in the etalon filter jig to compensate for the temperature, thereby improving the frequency stability of the system. In addition, since the wavelengths of the transmitting lasers are divided into two and arranged, the wavelength spacing between adjacent lasers becomes relatively wider than that formed by one etalon filter, so that nonlinearities and optical signals that can be generated on the transmission path are generated. There is an advantage that can suppress interference between the liver.
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