KR19990045480A - 광학 선택기, 역다중화기에서의 광 반송파격리 방법 및 파장분할 다중화 장치 - Google Patents

광학 선택기, 역다중화기에서의 광 반송파격리 방법 및 파장분할 다중화 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR19990045480A
KR19990045480A KR1019980050078A KR19980050078A KR19990045480A KR 19990045480 A KR19990045480 A KR 19990045480A KR 1019980050078 A KR1019980050078 A KR 1019980050078A KR 19980050078 A KR19980050078 A KR 19980050078A KR 19990045480 A KR19990045480 A KR 19990045480A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
optical
diffraction gratings
waveguides
output
bragg diffraction
Prior art date
Application number
KR1019980050078A
Other languages
English (en)
Inventor
더글라스 엠 반니
Original Assignee
디. 크레이그 노룬드
휴렛트-팩카드 캄파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 디. 크레이그 노룬드, 휴렛트-팩카드 캄파니 filed Critical 디. 크레이그 노룬드
Publication of KR19990045480A publication Critical patent/KR19990045480A/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29304—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating
    • G02B6/29316—Light guides comprising a diffractive element, e.g. grating in or on the light guide such that diffracted light is confined in the light guide
    • G02B6/29317—Light guides of the optical fibre type
    • G02B6/29319—With a cascade of diffractive elements or of diffraction operations
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29304—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating
    • G02B6/29316—Light guides comprising a diffractive element, e.g. grating in or on the light guide such that diffracted light is confined in the light guide
    • G02B6/29317—Light guides of the optical fibre type
    • G02B6/29322—Diffractive elements of the tunable type
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0005—Switch and router aspects
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0005—Switch and router aspects
    • H04Q2011/0007—Construction
    • H04Q2011/0009—Construction using wavelength filters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0005—Switch and router aspects
    • H04Q2011/0007—Construction
    • H04Q2011/0022—Construction using fibre gratings

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Abstract

본 발명의 채널 선택 방법 및 장치에 의하면, 병렬 도파관들에 따른 브레그 회절 격자들을 선택적으로 동조시키는 것에 의해 그들 도파관을 통과하는 광 채널들을 동적으로 재구성할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 도파관은 파장 분할 다중화된(WDM) 광 신호가 입력되는 광 분할기(94)에 접속된 출력 광 섬유이다. WDM 신호 내에 있는 채널의 수는 출력 섬유(74, 76, 78, 80, 82)의 수와 동일하며, 이 출력 섬유의 수는 다시 각 출력 섬유에 따른 동조가능 브레그 회절 격자(84, 86, 88, 90, 92)의 수와 동일하다. 특정 출력 섬유 상에 있는 일련의 브레그 회절 격자는 다른 일련의 브레그 회절 격자와 구조적으로 동일하며, 각각의 동조가능 브레그 회절 격자는 WDM 신호 내에 있는 채널들 중의 하나를 통과 또는 거부하는데 전용된다. 따라서, 특정 출력 섬유 상에 있는 일련의 브레그 회절 격자를 채널들 중의 어떤 것을 격리시키도록 동조시킬 수도 있고, 또는 둘 이상의 채널들을 통과시키도록 동조시킬 수도 있다. 또한, 역다중화 응용에 사용하기 위해, 본 발명의 방법 및 장치를 다중화 응용에 사용하여 여러 다른 입력 도파관들의 각각에 따른 채널 선택을 가능하게 할 수도 있다.

Description

광학 선택기, 역다중화기에서의 광 반송파 격리 방법 및 파장 분할 다중화 장치
본 발명은 전반적으로 파장 분할 다중화(wavelength division multiplexing)에 관한 것으로, 특히 조정가능한 다중화기(multiplexer) 및 역다중화기(demultiplexer)에 관한 것이다.
광파 네트워크(lightwave network)를 이용하여, 광 섬유(optical fiber)와 같은 도파관(wave guide)을 통해 전송되는 광 신호에 의해 원격 사이트(remote site)들 간에서 정보를 신속하게 전달할 수도 있다. 광파 통신에 있어서는, 데이터를 알려진 파장의 코드화된 광 신호로서 전송할 수도 있다. 광 섬유를 통해 단일 광 신호로서 전송되는 광파 데이타의 대역폭은 제한적이다. 따라서, 광 섬유의 전송 용량을 증가시키기 위해서 파장 분할 다중화를 수행한다. 파장 분할 다중화란 파장이 서로 다른 다수의 채널을 광 도파관을 따라 동시에 전송하는 것을 의미한다. 전형적인 파장 분할 다중화된 광 신호의 예로서는 4-채널, 8-채널, 16-채널 또는 32-채널이 있다. 각 채널은 광 반송파라고도 한다.
파장 분할 다중화를 이용하면 단일 광 섬유를 따라 다수의 채널을 동시에 전송할 수 있지만, 다중화된 광 신호를 수신 사이트에서 파장 별로 분리하여 개개의 채널들이 필요에 따라 분배될 수 있도록 해야만 한다. 다중화된 광 신호를 파장 별로 분리하는 것을 역다중화라고 하는데, 이러한 역다중화는 종종 수신 사이트에서 하나 이상의 도파관에 따른 브레그 회절 격자(Bragg grating)에 의해 수행한다. 잘 알려진 것처럼, 브레그 회절 격자들은 주기적인 굴절율 변동을 설정하는 소자로서, 그 주기성은 타겟(target) 파장에 대응하도록 선택하여 그 타겟(target) 파장의 광 신호로 구성된 채널이 반사되게 할 수도 있다.
파장 분할 다중화된 광 신호를 역다중화하기 위한 한가지 알려진 구성의 장치는 미즈라히(Mizrahi)의 미국 특허 제5,457,760호에 개시되고 있다. 도 1에 도시한 미즈라히 장치의 일 실시예에서, 역다중화기(10)는 결합 수단(coupling member)(12)을 구비하고 있으며, 이 결합 수단에는 1개의 입력 섬유(14)와 8개의 출력 섬유(16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30)가 접속되며, 각 출력 도파관은 파장이 서로 다른 8개의 선택적인 광 필터링 소자(32, 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46) 중에서 7개를 포함한다. 전형적으로, 필터링 소자는 고정 브레그 회절 격자로서, 이들 8개의 서로 다른 브레그 회절 격자는 타겟 파장에 의해 구별할 수 있다. 도 1에서, 유형이 서로 다른 8개의 브레그 회절 격자는 타겟 파장에 따라 8개의 열로 구성된다. 8개 출력 도파관(16-30)의 각각에서는 1개의 브레그 회절 격자가 빠져 있다. 예를 들어, 출력 도파관(30)은 브레그 회절 격자(34-46)를 갖지만, 브레그 회절 격자(32)는 갖지 않는다. 따라서, 출력 도파관(30)은 브레그 회절 격자(32)의 타겟 파장에 대응하는 파장을 가진 채널은 통과시킬 것이나, 브레그 회절 격자(34-46)의 타겟 파장에 대응하는 파장을 가진 7개의 채널은 거부할 것이다.
동작에 있어서, 도 1에 도시한 역다중화기(10)의 입력 섬유(14)는 8개의 채널 즉 8개의 광 반송파를 갖는 파장 분할 다중화된 광 신호의 공급원에 접속된다. 8개 채널의 파장은 8가지 유형의 고정 브레그 회절 격자(32-46)의 타겟 파장에 대응한다. 입력 섬유(14)로부터의 8-채널 파장 분할 다중화된 광 신호는 8개의 출력 도파관(16-30) 내로 도입되는 8개의 낮은 에너지 신호로 분할된다. 특정 출력 도파관에 따른 브레그 회절 격자들의 구성에 의해서, 8개 채널 중의 어떤 것이 결합 수단(12)의 반대 쪽에 위치한 출력 도파관의 종단에 도달할 것인지가 결정된다. 반대로 말하면, 특정 출력 도파관을 통한 전파 중에 반사되지 않는 광 채널은, 여러 다른 8개 고정 브레그 회절 격자 중의 어떤 것이 그 출력 도파관으로부터 빠져 있는 가에 의해서 결정된다. 역다중화기(10)의 동작 결과로써, 8개 채널은 출력 도파관의 종단들에서 서로로부터 격리된다.
상기한 미즈라히의 특허에 개시된 역다중화기와 같은 장치를 사용해서 채널들을 격리시키면, 사용자는 다른 광학 프로세스 장비를 이용하여 이후의 채널 분배를 조작할 수 있다. 예를들어, 사용자가 도 1의 출력 도파관(16, 18)을 통과한 2개의 채널을 전송하고자 할 때, 다운스트림(down streem) 프로세스 장비에 의해 그들 2개의 채널을 원하는 여러 전송 사이트에 전송할 단일 파장 분할 다중화된 광 신호로 다중화할 수도 있다. 8-채널 광 신호를 역다중화하고 이들 역다중화된 채널들 중의 2개를 다중화하는 단계들은 소기의 목적에 아주 적합하다. 그러나, 광 반송파에 대한 각각의 동작은 어느 정도의 감쇄를 수반하므로 잡음이 신호에 도입될 가능성이 있다. 따라서, 감쇄 효과를 감소시키기 위해 증폭기를 사용할 수도 있으나, 이러한 증폭 동작은 또 다른 신호 잡음원으로 될 가능성이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 파장 분할 다중화된 광 신호로부터 분리할 채널들의 여러 다른 조합을 동적으로 선택할 수 있게 하는 광학적 선택기 예를 들어 역다중화기 또는 소터(sorter)를 제공하는데 있다.
도 1은 종래 기술에 따라 출력 도파관으로부터 일정한 방향의 격리된 채널을 제공하는 채널 역다중화기의 개략도,
도 2는 4개 출력 도파관의 각각에 파장-선택가능 구성의 동조가능 광 필터링 소자를 갖는 WDM 역다중화기의 개략도,
도 3은 도 2의 다중화기로부터 출력 신호들의 구성을 선택하기 위한 단계들의 공정 흐름도,
도 4는 N개 출력 도파관의 각각에 파장-선택가능 구성의 M개 동조가능 브레그 회절 격자를 가진 WDM 다중화기의 개략도,
도 5는 도 2의 역다중화기를 포함하는 4-채널 WDM 소터의 개략도,
도 6은 도 2의 역다중화기를 사용하는 소터/라우터의 개략도,
도 7은 도 6의 소터/라우터를 포함하는 소터/라우터 시스템의 개략도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
48 : 역다중화기 50, 94 : 광 분할기
52, 96, 118, 120, 122, 124 : 입력 도파관
54, 56, 58, 60, 74, 76, 78, 80, 82 : 출력 도파관
62, 64, 66, 68, 84, 86, 88, 90, 92, 126, 128, 130, 132 : 동조가능 브레그 회절 격자
70, 134 : 동조 메카니즘 72 : 역다중화기
100 : 라우터 102 : 소자
106 : 입력 섬유 108, 110, 112, 114 : 출력 섬유
115 : 결합 도파관 116 : 다중화 결합기
117 : 다중화기 136 : 소터/라우터
138, 140, 142, 144, 146, 148, 150, 152 : 사이트
154 : 광 섬유
본 발명의 채널 선택 방법 및 장치에 의하면, 병렬 도파관들을 통과한 광 채널들을 선택적 및 동적으로 재구성할 수 있다. 광학적 선택은 다중화 또는 역다중화 용도로 구현될 수도 있다. 역다중화 실시예에 있어서, 역다중화기는 입력 도파관에 접속된 입력 포트(port)와 N개의 출력 도파관에 접속된 N개의 출력 포트를 구비한 광 분할기(splitter)를 포함한다. N개 출력 도파관의 각각은 파장-선택가능 구성의 광 필터링 소자를 갖는다. 출력 도파관의 광 필터링 소자들은 일련의 M개 브레그 회절 격자인 것이 바람직하며, 이들 회절 격자 중의 적어도 하나 바람직하게는 그들 모두가 동조가능하다. 역다중화기는 또한 동조 메카니즘을 포함하는데, 이 동조 메카니즘은 동조가능 브레그 회절 격자들이 독립적으로 조작될 수 있게 함으로써 다수개의 출력 도파관을 통해 전파하는 광 채널들이 재구성될 수 있게 한다.
동작에 있어서, 역다중화기는 입력 도파관에서 파장 분할 다중화된(wavelength division multiplexed : WDM) 광 신호를 수신한다. 이 신호는 출력 분할기의 출력 포트들에서 N개의 보다 낮은 WDM 광 신호로 분리된다. 동조가능 브레그 회절 격자들은 동조 메카니즘에 의해 조작되어 원하는 광 채널들의 배열로서 제공된다. 브레그 회절 격자들의 모두를 동조가능한 것으로 한 바람직한 실시예에서는, 하나 또는 그 이상의 출력 신호를 단지 부분적으로 역다중화되게 한 배열을 비롯하여 상당히 다양한 채널 배열들을 도파관의 출력에 제공할 수 있다.
또 다른 실시예에서는, 광학적 선택이 소팅(sorting) 다중화기와 같은 다중화기 용도로 구현될 수도 있다. 이 실시예에서, 다중화 결합기는 N개의 입력 도파관과 단일의 출력 도파관을 포함한다. 다중화 결합기는 광 분할기와는 역의 동작을 행한다. N개 입력 도파관의 각각은 M개의 브레그 회절 격자를 포함하며, 이들 회절 격자 중의 적어도 하나 바람직하게는 그들 모두는 전송율이 낮은 파장 대역의 선택을 위해 동조가능하다. 동조 메카니즘은 동조가능 브레그 회절 격자를 제어하여 입력 도파관을 통해 WDM 광 신호들의 어떤 채널들을 다중화 결합기에 전달할 것인가를 결정한다. 입력 도파관을 통과한 채널들에 의해 출력 도파관으로부터의 신호 전송 조건이 결정된다.
역다중화 및 다중화 응용의 모두에 있어서, 바람직한 실시예는 N=M(=WDM 신호 내에 있는 채널(즉, WDM 채널)들의 수)인 것이 바람직하다. 또한, 여러 다른 도파관 상에 있는 브레그 회절 격자들의 구성들은 동일하며 그들 모두는 동조가능 브레그 회절 격자로 구성된다. 예를 들어, WDM 광 신호가 4개의 채널을 포함하는 응용에 있어서는, 4개의 동조가능 브레그 회절 격자로 구성되는 동조가능 브레그 회절 격자 시리즈를 4개 포함하는 4개의 도파관이 존재한다. 역다중화 응용에 있어서는, 광 분할기가 WDM 광 신호를 4개의 보다 낮은 에너지 성분으로 분할하며, 이들 성분은 4개의 출력 도파관 내로 도입된다. 특정 도파관 상에 있는 4개 동조가능 브레그 회절 격자의 각각은 4개 채널 각각의 타겟 파장에 동조되거나 그로부터 벗어난 다른 파장에 동조된다. 채널들을 채널(1, 2, 3 및 4)로서 지정한 경우, 4개 출력 도파관의 각각에 대해 15개의 다른 출력(4개의 가능한 1-채널 출력, 6개의 가능한 2-채널 출력, 4개의 가능한 3-채널 출력 및 1개의 정적으로 완전하게 다중화된 4-채널 출력)이 존재한다.
도 2를 참조하면, 역다중화기(48)는 입력 도파관(52)에 접속된 입력 포트와 4개의 출력 도파관(54, 56, 58, 60)에 접속된 4개의 출력 포트를 포함하는 광 분할기(50)를 구비하는 것으로 도시된다. 바람직한 실시예에 있어서, 입력 도파관 및 출력 도파관은 광 섬유이나, 규정된 경로를 따라 감쇄량이 적은 상태로 광 신호가 전파되게 하는 다른 장치들도 사용될 수 있다. 예를 들어, 굴절율이 이온화(ionization)에 의해 변경되는 하나 이상의 경로를 설정하는 것에 의해서 도파관들을 규정하는 이온화 패턴을 가진 유리(glass)도 하나 이상의 도파관으로서 사용될 수 있다.
입력 도파관(52)은 도면에 도시되지 않은 파장 분할 다중화된(wavelength division multiplexed : WDM) 광 신호원에 접속될 수도 있다. 바람직한 실시예에 있어서, WDM신호의 채널 수 즉 광 반송파 수는 출력 도파관(54-60)의 수와 동일하다. 광 분할기(50)는 입력 WDM 신호를 입력신호의 모든 채널을 포함하는 4개의 보다 낮은 에너지 성분들로 분할하는 장치이다. 이들 4개 성분의 신호 세기들은 일반적으로 동일하나, 이것이 중요한 것은 아니다.
4개 출력 도파관(54-60)의 각각은 일련의 동조가능 광 필터링 소자, 바람직하게는 동조가능 브레그 회절 격자(62, 64, 66, 68)를 포함한다. 당해 기술 분야에 잘 알려져 있는 것처럼, 브레그 회절 격자는 굴절율의 주기적인 변동을 설정하여 특정 파장의 신호 에너지를 반사시키기 위한 필터링 소자들이다. 도 2의 역다중화기(48)는 16개의 동조가능 브레그 회절 격자가 개별적으로 조정될 수 있게 하는 동조 메카니즘(70)을 포함한다. 브레그 회절 격자의 동조 방법은 본 발명에서 중요하지 않다. 열적 동조와 기계적 동조는 동조가능 브레그 회절 격자의 타겟 파장을 변경하는데 이용될 수 있는 기술이다. 열적 동조는 관심 대상의 브레그 회절 격자를 포함하는 광 섬유 영역의 온도를 변경하는 것에 의해 달성된다. 변동의 주기성은 상기한 섬유 영역의 열적 팽창에 의해 변경된다. 기계적 동조는 관심 대상의 브레그 회절 격자를 포함하는 섬유 영역의 스트레스(stress)를 변화시켜 주기성이 영향을 받도록 함으로써 이루어 진다.
동조 메카니즘(70)은 필터링 소자들이 독립적으로 조작될 수 있도록 16개의 동조가능 브레그 회절 격자(62, 64, 66, 68)에 개별적으로 결합된다. 바람직한 실시예에 있어서, 4개의 출력 도파관(54-60)에 따른 4개의 브레그 회절 격자 시리즈는 일반적으로 동일하다. 제 1 열에 있는 4개 브레그 회절 격자의 각각은 입력 도파관(52)으로부터 제공되는 4-채널 WDM 광 신호의 제 1 채널에 전용된다. 이와 유사하게, 제 2 열에 있는 4개 동조가능 브레그 회절 격자(64)의 각각은 WDM 신호의 제 2 채널의 통과를 결정하기 위해 제공될 수도 있으며, 제 3 열에 있는 동조가능 브레그 회절 격자(66)의 각각은 WDM 신호의 제 3 채널의 통과를 결정하기 위해 제공될 수도 있으며, 제 4 열에 있는 4개 동조가능 브레그 회절 격자(68)의 각각은 WDM 신호의 제 4 채널의 통과를 결정하기 위해 제공될 수도 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 제 1 단계(65)에서, 적어도 하나의 동조가능 브레그 회절 격자(62, 64, 66, 68)를 출력 도파관(54-60)의 각각에 제공한다. 단계(67)에서, 4-채널 WDM 광 신호를 입력 도파관(52)를 통해 광 분할기(50)에 전파한다. 단계(67)에서, 광 분할기는 WDM 신호를 제각기 4개의 채널을 포함하는 4개의 일반적으로 동일한 신호 성분으로 분할한다. 단계(71)에서, 4개의 성분들은 4개의 출력 도파관(54-60)으로 라우팅한다(route). 특정 출력 도파관의 종단에 전파하는 신호는 그 도파관에 따른 4개 브레그 회절 격자의 상태에 의존한다. 예를 들어, 단계(73)에서 제 1 출력 도파관(54)에 따른 브레그 회절 격자(62, 64, 68)를 제각기의 타겟 파장에 동조시킨 경우, 제 1, 제 2 및 제 4 채널들은 광 분할기(50)의 반대 쪽에 있는 도파관의 종단으로 전파하지 않는다. 한편, 동조 메카니즘(70)이 제 3 섬유 회절 격자를 그의 타겟 파장으로부터 벗어난 다른 파장에 동조되게 한 경우, WDM신호의 제 3 채널이 제 1 출력 섬유로부터 출력된다.
채널(1 내지 4)이 도파관(1 내지 4)으로부터 제각기 출력되게 한 응용도 있을 수 있다. WDM 광 신호의 4개 채널이 채널 파장λ1, λ2, λ3 및 λ4를 갖게 한 응용에 있어서는, 제 1 브레그 회절 격자(62)를 타겟 파장 λ1이 아닌 다른 파장에 놓이게 하는 한편 다른 브레그 회절 격자(64, 66, 68)를 채널 파장 λ2, λ3 및 λ4에 동조시키는 것에 의해서 제 1 채널이 전체적으로 출력 섬유(54)를 통해 전파되게 한다. 이같은 방식은 다른 3개의 출력 도파관(56-60)에도 적용된다. 예를 들어, 제 4 출력 도파관(60)이 타겟 파장 λ1, λ2 및 λ3에 동조된 3개의 브레그 회절 격자(62, 64, 66)를 갖게 하되, 제 4 브레그 회절 격자(68)는 채널 파장λ4로부터 벗어난 주파수에 동조되게 한다.
도 2에 도시한 역다중화기의 장점은 출력 도파관(54-60)의 4개 출력의 각각이 동적으로 조정될 수도 있다는 점이다. 예를 들어, 도파관(54-60)의 출력에 나타나는 4개 채널의 각각을 격리시키는 대신에, 채널(2 및 3)이 제 1 섬유(54)로부터 출력되고 채널(2)이 제 2 섬유(56)로부터 출력되며 채널(1, 2 및 4)이 제 3 섬유(58)로부터 출력되며 제 4 섬유(60)로부터는 어떠한 채널도 출력되지 않도록 브레그 회절 격자(62, 64, 66, 68)를 동조시킬 수도 있다. 설정된 시간 주기 동안 제 2 채널로부터의 메시지(message)를 모든 이용가능한 사이트에 전송하고자 하는 경우, 그 설정된 시간 주기 동안 제 2 채널이 통과될 수 있게 제 2 열의 동조가능 브레그 회절 격자(64)를 설정할 수도 있다.
출력 도파관의 수는 본 발명에서 중요하지 않다. 도 4에는, N개의 출력 도파관(74, 76, 78, 80, 82)을 구비한 역다중화기(72)가 도시되는데, 각 출력 도파관(74, 76, 78, 80, 82)은 M개의 동조가능 브레그 회절 격자(84, 86, 88, 90, 92)를 구비한다. M개 브레그 회절 격자의 각각은 입력 도파관(96)을 경유하여 분할기(94)에 입력되는 WDM 광 신호의 M개 채널의 각각에 전용된다. M×N개의 브레그 회절 격자가 개별적으로 조작될 수 있도록 하는 동조 메카니즘에 의해, 동조가능 브레그 회절 격자를 타겟 파장에 동조시키거나 그로부터 벗어난 파장에 동조시킬 수도 있다.
바람직한 실시예에 있어서, N=M(=WDM광 신호 내에 있는 채널의 수)이다. 이와 같은 구성에 있어서는, 동조가능 브레그 회절 격자를 조작하여 격리된 채널들과 출력 도파관(74-82)을 1:1 관계로 대응시킬 수도 있다. 그러나, 이러한 1:1 대응 관계는 본 발명에서 중요하지 않다. 원하는 채널 전송을 주기적으로 변화시키는 응용이 있을 수 있다. 다수의 출력 도파관(74-82) 상에 있는 동일한 동조가능 브레그 회절 격자(84-92)의 동작에 의해 동적인 전송 방식이 가능하게 되면서도 WDM 신호로부터의 채널들을 부분적으로 격리시키고 부분적으로 다중화시키는데 전형적으로 필요한 다수의 장치가 필요하지 않게 된다.
상술한 바와 같이, 도 2에 도시한 역다중화기(48)의 장점은 도파관(52)을 경유한 WDM 광 신호의 4개 가능 채널들 중의 어떤 한 채널 또는 그들 채널의 조합이 4개 출력 도파관(54-60)들 중의 어느 하나 또는 모두를 경유하여 출력된다는 것이다. 그러므로, 역다중화기(52)는 다수개의 캐스케이드(cascade)형 광 프로세스 장치를 전형적으로 필요로 하는 종래의 라우터(router)를 대신하는 라우터로서 사용될 수 있다. 즉, 동조가능 브레그 회절 격자(62, 64, 66, 68) 시리즈를 병렬로 구비하는 역다중화기 덕분에, 라우팅 기능을 수행하는데 필요한 장치의 수가 감소된다. WDM 라우터(100)를 도 5에 도시한다. 소자(102)는 도 2 의 빔 분할기(50), 동조가능 브레그 회절 격자 및 동조 메카니즘(70)을 나타낸다. 라우터(100)는 입력 섬유(106)를 통해 4-채널 WDM 신호를 수신하고, 4개 채널의 어떤 조합을 4개의 출력 섬유(108, 110, 112, 114)로 라우팅한다. 출력 섬유에 따른 출력들은 소자(102)에서 브레그 회절 격자에 의해 거부되는 채널들에 의존한다. 입력 채널들 중의 어떤 것 또는 모두를 출력 섬유 들의 어떤 것 또는 모두에 라우팅하여 파장-선택가능 라우팅을 구현할 수 있다.
도 6을 참조하면, WDM 소터/라우터는 도 2를 참조하여 설명한 역다중화기(48) 및 다중화기(117)를 포함하는 것으로서 도시된다. 따라서, 광 분할기(50), 출력 도파관(54-60), 동조가능 브레그 회절 격자(62-68) 및 동조 메카니즘(70)에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용했다. 결합 도파관(115)은 다중화 결합기(116)를 통해 광 분할기(50)와 다중화기(117)를 접속시킨다. 다중화 결합기(116)는 4개의 입력 도파관(118, 120, 122, 124)을 경유하여 수신된 채널들로 구성되는 WDM광 신호를 형성하는 작용을 한다.
입력 도파관(118-124)의 각각은 동조 메카니즘(134)에 의해 개별적으로 조작되는 일련의 동조가능 브레그 회절 격자(126, 128, 130, 132)를 포함한다. 즉, 16개 브레그 회절 격자의 각각은 독립적으로 동조된다. 많은 응용에 있어서는, 입력 도파관(118-124)이 포함되지 않는데, 그 이유는 입력 브레그 회절 격자(126-132)가 4개의 서로 다른 단일 채널 광 반송파원에 접속되기 때문이다. 그러나, 동조가능 브레그 회절 격자가 포함되면, 도6의 WDM 소터/라우터의 용량이 증가된다. 예를 들어, WDM 신호를 4개 입력 도파관의 각각에 제공하고 브레그 회절 격자들을 동조시켜 여러 다른 형태의 WDM 신호를 결합 도파관(115)에 제공할 수도 있다. 그 다음, 소터/라우터의 역다중화기(48)를 사용하여 여러 다른 채널들을 선택적으로 전송할 수도 있다. 이러한 응용에 있어서는, 출력 도파관(54-60)의 각각에 따른 4개의 브레그 회절 격자보다 많은 회절 격자를 제공할 수 있다는 장점이 있다. 예를 들어, 제 1 입력 도파관(118)에 따른 WDM 신호를 채널(1 내지 4)을 가진 WDM광 신호에 결합하고, 제 2 입력 도파관(120)을 채널(5 내지 8)을 가진 WDM 광 신호원에 결합하는 경우에는, 출력 도파관(54-60)의 각각에 따라 8개의 동조가능 브레그 회절 격자를 제공할 수 있으며 이들 각각의 브레그 회절 격자를 8개 채널 중의 특정한 1개 채널을 거부하거나 통과시키는데 전용할 수 있다는 장점이 있다.
동조가능 브레그 회절 격자(126-132)를 입력 도파관(118-124)에 따라 제공했을 때의 또 다른 장점은, 광 분할기(50)와 다중화 결합기(116)가 신호 전파 방향의 함수와 같은 두가지 동작을 제공하도록 그들을 구성하는 경우 WDM 소터/라우터를 양방향성으로 사용할 수도 있다는 것이다. 도 7을 참조하면, 양방향 소터/라우터(136)는 다수의 사이트(138, 140, 142, 144, 146, 148, 150, 152)를 상호 연결하는 허브(hub)로서 작용한다. 허브와 사이트들 간의 광 접속은 광 섬유(154)와 같은 양방향성 도파관을 사용함으로써 형성된다. 도 6과 도 7을 비교해 보면, 도 6에 도시한 도파관(54-60, 118-124)의 각각은 도 7의 서로 다른 양방향성 도파관(154)에 접속된다. 동작에 있어서, 사이트(138)로부터 나오는 WDM신호로부터 선택된 채널들을 사이트들(146-152) 중의 하나 이상의 사이트로 배향시킬 수도 있다. 반대 방향에 있어서, 사이트(138)는 사이트들(146, 148, 150, 152)로부터 나오는 선택된 채널을 수신할 수 있다. 또한, 사이트(138)는 사이트들(140, 142, 144) 중의 어느 하나로부터 신호를 수신할 수도 있는데, 이는 도 6의 브레그 회절 격자들을 사용하여 그들 채널을 역 전파를 위해 반사시킬 수도 있기 때문이다. 예를 들어, 도 6의 입력 도파관(120)으로부터 나오는 채널은 결합 도파관(115)을 통해 순방향으로 전파된 다음, 그 채널이 역다중화기(48)의 도파관에 따른 적절하게 동조된 브레그 회절 격자(62, 64, 66, 68)에 의해 반사되는 경우 그 결합 도파관을 통하여 역방향으로 전파될 것이다. 역방향으로 전파되는 채널은 결합기(116)를 통과하여 4개의 도파관(118-124) 내로 들어 갈 것이다. 채널을 도파관들을 통해 통과시킬 것인 지의 여부는 동조가능 브레그 회절 격자(126-132)의 설정에 의해 결정된다.
본 발명에 의하면 다음과 같은 장점이 제공된다. 즉, 브레그 회절 격자들의 어레이들이 WDM 광 신호의 채널들을 동적으로 조작할 수 있다. 또한, 단일 광학 선택기를 사용해서 제 1 시간 주기 동안 WDM 신호를 부분적으로 역다중화한 다음에 그 WDM 신호의 단일 채널을 격리시킬 수도 있다. 이러한 능력 덕분에, 시간과 같은 요인에 근거해서 채널들을 여러 다른 수신 사이트에 선택적으로 전송할 수 있다. 이러한 능력은, 종래의 장치와 비교해 볼 때, 단일 광학 선택기에 의해 구현될 수 있다.

Claims (10)

  1. 제 1 광 도파관(96)과,
    N개의 제 2 광 도파관(74, 76, 78, 80, 82) ― N은 1보다 큰 수이고, 상기 제 2 광 도파관들은 일반적으로 동일한 구성을 갖는 M개의 브레그 회절 격자(84, 86, 88, 90, 92)를 포함하며, 상기 제 2 광 도파관들 각각의 상기 M개 브레그 회절 격자들 중의 적어도 하나는 낮은 전송율의 파장 대역을 선택적으로 규정하기 위한 동조가능 브레그 회절 격자임 ― 과,
    상기 제 1 광 도파관을 상기 N개의 제 2 광 도파관들에 광학적으로 결합시켜 상기 제 1 광 도파관과 상기 N개 제 2 광 도파관들의 각각 사이의 광 전송을 가능하게 하는 결합기(94)와,
    상기 동조가능 브레그 회절 격자들을 독립적으로 조작하도록 접속된 브레그 회절 격자 동조기(98)
    를 구비한 광학 선택기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 광 도파관(82)들의 수 N은 상기 제 2 광 도파관들의 각각에 따른 브레그 회절 격자(92)의 수 M과 동일한 광학 선택기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 광 도파관은 N과 동일한 다수의 채널을 가진 파장 분할 다중화된(wavelength division multiplexed : WDM) 신호를 수신하도록 접속된 입력 도파관(96)이고, 상기 결합기(94)는 광 분할기인 광학 선택기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 M개 브레그 회절 격자(84, 86, 88, 90, 92)의 각각은 동조가능한 것이고, 상기 브레그 회절 격자 동조기(98)는 상기 동조가능 브레그 회절 격자들의 각각과 동작적으로 연관되어 상기 동조가능 브레그 회절 격자들을 독립적으로 조작하기 위한 광학 선택기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 선택기는,
    상기 결합기의 반대 쪽에 있는 종단에서 상기 제 1 광 도파관(115)에 광학적으로 접속된 하나의 출력 포트와 다수개의 입력 포트를 가진 다중화기 소자(117)와,
    상기 다중화기 소자의 상기 입력 포트들에 접속된 다수개의 다중화기 입력 광 도파관(118, 120, 122, 124)
    을 더 구비하고,
    상기 다중화기 소자는 상기 다수개의 다중화기 입력 광 도파관들을 경유한 다수개 채널의 수신에 응답하여 파장 분할 다중화된 신호가 상기 출력 포트에 설정되게 하는 광학 선택기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 다중화기 입력 광 도파관들(118, 120, 122, 124)의 각각은 다수개의 동조가능 브레그 회절 격자들(126, 128, 130, 132)을 가지며 WDM 신호의 공급원에 접속되는 광학 선택기.
  7. 광 분할기(94)의 입력 포트에 결합된 입력 도파관(96)과, 상기 광 분할기의 출력 포트들에 결합된 다수개의 출력 도파관(74, 76, 78, 80, 82)을 가진 역다중화기에서 광 반송파들을 격리하기 위한 방법으로서,
    상기 다수개 출력 도파관들의 각 출력 도파관에 따른 적어도 하나의 파장 동조가능 필터링 회절 격자(84, 86, 88, 90, 92)를 포함하는 다수개의 필터링 회절 격자를 제공하는 단계(65)와,
    다수개의 광 반송파들을 가진 광 신호를 상기 입력 도파관을 경유하여 상기 광 분할기에 입력시키는 단계(67)와,
    상기 광 분할기에서 상기 광 신호의 광 에너지를 분할하여, 제각기 상기 광 반송파들의 모두를 가진 다수개의 분할된 광 신호를 상기 출력 포트에 형성하는 단계(69)와,
    상기 분할된 광 신호들을 상기 광 분할기로부터 상기 다수개의 출력 도파관으로 라우팅하는 단계(71)와,
    상기 파장 동조가능 필터링 회절 격자들을 동조시켜 선택된 구성의 타겟 광 반송파들이 상기 다수개의 출력 도파관으로부터 출력되게 하는 단계(73)
    를 포함하는 역다중화기에서의 광 반송파 격리 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 각 출력 도파관(74, 76, 78, 80, 82)에 따라 다수개의 필터링 회절 격자(84, 86, 88, 90, 92)를 제공하는 단계는, 상기 출력 도파관들의 각각에 따라 동일한 구성의 파장 동조가능 필터링 회절 격자들을 제공하는 단계인 역다중화기에서의 광 반송파 격리 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 다수개의 필터링 회절 격자(84, 86, 88, 90, 92)를 제공하는 단계는, 상기 출력 도파관(74, 76, 78, 80, 82)의 각각에 따른 상기 도파관 동조가능 필터링 회절 격자들과 상기 광 신호의 상기 다수개의 광 반송파를 1:1 관계로 대응시키는 것을 포함하는 역다중화기에서의 광 반송파 격리 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 파장 동조가능 필터링 회절 격자(84, 86, 88, 90, 92)들 중의 적어도 하나를 동조시키는 단계는, 다수개 필터링 회절 격자의 각각이 상기 다수개 광 반송파 중의 하나만을 통과시키게 하는 식으로 구현되는 역다중화기에서의 광 반송파 격리 방법.
KR1019980050078A 1997-11-21 1998-11-21 광학 선택기, 역다중화기에서의 광 반송파격리 방법 및 파장분할 다중화 장치 KR19990045480A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US8/976,187 1997-11-21
US08/976,187 US6014480A (en) 1997-11-21 1997-11-21 Optical energy selector apparatus and method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR19990045480A true KR19990045480A (ko) 1999-06-25

Family

ID=25523833

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019980050078A KR19990045480A (ko) 1997-11-21 1998-11-21 광학 선택기, 역다중화기에서의 광 반송파격리 방법 및 파장분할 다중화 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6014480A (ko)
EP (1) EP0918445A3 (ko)
JP (1) JP2000075164A (ko)
KR (1) KR19990045480A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100687043B1 (ko) * 2000-05-23 2007-02-26 주식회사 케이티 재구성이 가능한 광 분기 및 결합장치
KR100798979B1 (ko) * 2000-12-10 2008-01-28 이씨아이 텔레콤 리미티드 광학 네트워크를 재구성하기 위한 모듈 및 방법

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6915040B2 (en) 1997-12-15 2005-07-05 University Of Southern California Devices and applications based on tunable wave-guiding bragg gratings with nonlinear group delays
US6330383B1 (en) * 1998-02-20 2001-12-11 University Of Southern California Disperson compensation by using tunable nonlinearly-chirped gratings
SE520951C2 (sv) * 1998-06-17 2003-09-16 Ericsson Telefon Ab L M Multivåglängdsselektiv switch för switchning och omdirigering av optiska våglängder
US6698769B2 (en) * 1999-04-01 2004-03-02 Heeling Sports Limited Multi-wheel heeling apparatus
JP3934419B2 (ja) * 1999-06-15 2007-06-20 三菱電機株式会社 分散補償装置および分散補償システム
WO2001029745A2 (en) * 1999-10-21 2001-04-26 Navlet.Com, Inc. Context-sensitive switching in a computer network environment
WO2001051972A1 (en) * 2000-01-07 2001-07-19 University Of Southern California Tunable optical dispersion-slope compensation based on a nonlinearly-chirped bragg grating
WO2001099322A1 (fr) 2000-06-21 2001-12-27 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Système de transmission de données
JP3740969B2 (ja) * 2000-09-20 2006-02-01 Ｋｄｄｉ株式会社 光クロスコネクト装置
US7088877B2 (en) 2001-06-13 2006-08-08 Intel Corporation Method and apparatus for tuning a bragg grating in a semiconductor substrate
US6856732B2 (en) * 2001-06-13 2005-02-15 Intel Corporation Method and apparatus for adding/droping optical signals in a semiconductor substrate
US6853671B2 (en) * 2001-06-13 2005-02-08 Intel Corporation Method and apparatus for tuning a laser with a Bragg grating in a semiconductor substrate
US6873762B1 (en) 2002-04-08 2005-03-29 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Fabrication of fiber optic grating apparatus and method
TW575747B (en) * 2002-06-07 2004-02-11 Delta Electronics Inc Waveband-selective optical switch
US6788727B2 (en) * 2002-06-13 2004-09-07 Intel Corporation Method and apparatus for tunable wavelength conversion using a bragg grating and a laser in a semiconductor substrate
US7801446B2 (en) * 2002-06-14 2010-09-21 Infinera Corporation Wavelength division multiplexed optical communication system with rapidly-tunable optical filters
US6950577B2 (en) * 2002-07-01 2005-09-27 Intel Corporation Waveguide-based Bragg gratings with spectral sidelobe suppression and method thereof
US7245792B2 (en) * 2002-08-16 2007-07-17 Intel Corporation Silicon-based tunable single passband optical filter
US7231107B1 (en) * 2003-01-31 2007-06-12 Ciena Corporation Flexible wavelength selective switch fabric with arbitrary add and drop capability
US7095925B2 (en) * 2004-11-03 2006-08-22 Intel Corporation Optical phased array transmitter/receiver
US20140270634A1 (en) * 2013-03-13 2014-09-18 Gary Evan Miller Multi- purpose apparatus for switching, amplifying, replicating, and monitoring optical signals on a multiplicity of optical fibers
US10075245B2 (en) * 2015-05-08 2018-09-11 Massachusetts Institute Of Technology Apparatus and methods for reconfigurable optical receivers
GB2547466B (en) * 2016-02-19 2021-09-01 Rockley Photonics Ltd Discrete wavelength tunable laser
US11699892B2 (en) * 2016-02-19 2023-07-11 Rockley Photonics Limited Discrete wavelength tunable laser
GB2547467A (en) 2016-02-19 2017-08-23 Rockley Photonics Ltd Tunable laser

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06237242A (ja) * 1993-02-09 1994-08-23 Fujitsu Ltd 光フィルタとその透過波長制御方法及びこれを用いた 光受信器
US5600473A (en) * 1993-06-04 1997-02-04 Ciena Corporation Optical amplifier systems with add/drop multiplexing
US5434937A (en) * 1993-11-16 1995-07-18 At&T Corp. Optical filter having integrated transceivers
US5457760A (en) * 1994-05-06 1995-10-10 At&T Ipm Corp. Wavelength division optical multiplexing elements
US5446809A (en) * 1994-09-23 1995-08-29 United Technologies Corporation All fiber wavelength selective optical switch
US5739935A (en) * 1995-11-14 1998-04-14 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Modular optical cross-connect architecture with optical wavelength switching
US5673129A (en) * 1996-02-23 1997-09-30 Ciena Corporation WDM optical communication systems with wavelength stabilized optical selectors
US5699468A (en) * 1996-06-28 1997-12-16 Jds Fitel Inc. Bragg grating variable optical attenuator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100687043B1 (ko) * 2000-05-23 2007-02-26 주식회사 케이티 재구성이 가능한 광 분기 및 결합장치
KR100798979B1 (ko) * 2000-12-10 2008-01-28 이씨아이 텔레콤 리미티드 광학 네트워크를 재구성하기 위한 모듈 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
EP0918445A3 (en) 2000-05-10
JP2000075164A (ja) 2000-03-14
US6014480A (en) 2000-01-11
EP0918445A2 (en) 1999-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR19990045480A (ko) 광학 선택기, 역다중화기에서의 광 반송파격리 방법 및 파장분할 다중화 장치
US6466341B1 (en) Add/drop filter for a multi-wavelength lightwave system
US6020986A (en) Programmable add-drop module for use in an optical circuit
US4441181A (en) Optical wavelength-division multiplex system
US6205273B1 (en) Waveguide grating router having a predetermined composite amplitude spectrum
JP2001112034A (ja) クロス接続交換機及びその実現方法
US6188817B1 (en) Photonics system
US20020196493A1 (en) Tunable, multi-port optical add-drop multiplexer
US6829438B2 (en) Add/drop multiplexing in WDM optical networks
JPH10164021A (ja) 波長多重通信用光回路及びこれを含む光伝送通信システム
CA2332788C (en) Wavelength multiplexing/demultiplexing unit, wavelength multiplexing/demultiplexing apparatus and wavelength multiplexing/demultiplexing method
US6690853B1 (en) Tunable DWDM demultiplexer
US6516112B1 (en) Optical wavelength filter and demultiplexer
US6714702B2 (en) Optical demultiplexing system and method
US7113662B2 (en) Optical filtering by using an add-drop node
JPH11351970A (ja) 波長検出デバイス
CN1874195B (zh) 基于tff的复用/解复用器roadm
US6549701B1 (en) Selectable wavelength channel filter for optical WDM systems
JPH0933750A (ja) 波長多重合分波回路
JPH09153861A (ja) 波長多重通信方式用光海底ケーブル分岐装置およびそれを用いた波長多重光海底ケーブルネットワーク
JP2658114B2 (ja) 波長変換スイッチ
EP1122905A2 (en) Apparatus and method for wavelength multiplexing/demultiplexing
JPH0990155A (ja) 光分波器
CA2352264C (en) Add/drop multiplexing in wdm optical networks
KR20000032474A (ko) 격자 제어를 이용한 능동형 역다중화광 크로스 커넥트 노드 구조

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
N231 Notification of change of applicant
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid