KR20000009215A - Gain flat plate preserving typed light amplifier for wavelength division multiplexing - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: Gain maintenance optical amplifier for wave division multiplex system provides high gain and low noise index without other optical elements or feed forward type, and minimizes the gain difference of each channel regardless of the number of channels or the strength of the optical signal. CONSTITUTION: The Wavelength Division Multiplexing(WDM) optical signal(501) is amplified in the first stage optical amplifier(51). The WDM optical signal(501) is distributed by the first optical distributor(61) and one side is output(602) by the first optical amplifier(62) and the other side is approved to the control circuit through the first optical reception unit(63). Then the first optical amplifier(62) is controlled by the optical output signal approved from the control circuit(53) through the first pump laser unit(64). The second optical amplifier then amplifies the optical signal from the first optical amplifier(602). The inputted signal(602) is amplified in the second optical amplifier(65) and distributed by the second optical distributor(66). The one side is outputted to the wave division multiplex optical signal(502) and the other side is inputted to the control circuit(53) through the second optical reception unit(68). Then the second optical amplifier(65) is controlled by the optical signal(611) approved from the control circuit(53) through the second pump laser unit(67). So the device amplifies WDM optical signal in the way of feedback and maintains the high gain, and the low noise, and the even gain.

Description

파장분할다중화 시스템용 이득 평탄 유지형 광증폭기Gain Flattened Optical Amplifier for Wavelength Division Multiplexing Systems

본 발명은 파장분할다중화(Wavelength Division Multiplexing ; WDM) 시스템용 이득 평탄 유지형 광증폭기에 관한 것으로, 특히 각 채널들이 광다중화기에서 광다중화되어진 신호, 즉 WDM 광신호를 증폭하는데 있어서 높은 이득과 낮은 잡음지수를 제공하고, 채널의 수 및 WDM 광입력신호의 세기에 무관하게 각 채널 간의 이득 차이를 최소화하여 이득 평탄성을 유지하는 파장분할다중화 시스템용 이득 평탄 유지형 광증폭기에 관한 것이다.The present invention relates to a gain flattened optical amplifier for a wavelength division multiplexing (WDM) system. In particular, each channel is optically multiplexed in an optical multiplexer, i.e., a high gain and low noise in amplifying a WDM optical signal. A gain flattening optical amplifier for a wavelength division multiplexing system that provides an index and minimizes the gain difference between the channels regardless of the number of channels and the strength of the WDM optical input signal.

일반적으로 파장분할다중화 시스템에 있어서, 광전송망의 구성과 광전송망의 구성에 따른 광증폭기는 도 1 에 도시된 바와 같이, 광전송망의 구성은 광송신부(1)와 광중계부(2)와 광수신부(3)로 이루어지며 광증폭기는 사용되는 위치에 따라 후치형 광증폭기(8), 선로형 광증폭기(9), 전치형 광증폭기(10)로 구분되어 사용되게 된다. 상기 후치형 광증폭기(8)는 광송신부(1)의 WDM 광신호(101) 세기를 높여주기 위한 것으로, 광송신단(4)의 서로 다른 파장을 가진 채널들(11)이 광 다중화기(6)에 인가되어 다중화 되어진 WDM 광신호(101)를 증폭시킨다. 상기 선로형 광증폭기(9)는 광중계부(2)의 전송로를 거치면서 발생되는 WDM 광신호(102)의 감쇄현상을 보상하기 위한 것으로, 후치형 증폭기(8)에서 증폭된 후 전송로를 거치면서 감쇄되어진 WDM 광신호(102)를 인가받아 증폭시킨다. 상기 전치용 광증폭기(10)는 광수신부(3)의 WDM 광신호(104)에 대한 수신감도 향상을 위한 것으로, 선로형 증폭기(9)에서 증폭된 후 전송로를 거치면서 감쇄되어진 WDM 광신호(103)를 인가받아 증폭시킨다. 상기 전치용 광증폭기(10)에서 증폭된 WDM 광신호(104)는 광 역다중화기에서 역다중화되어 서로 다른 파장을 가진 채널들(12)로 출력된다.In general, in the wavelength division multiplexing system, the optical amplifier according to the configuration of the optical transmission network and the configuration of the optical transmission network is shown in FIG. 1, and the configuration of the optical transmission network includes the optical transmission unit 1, the optical relay unit 2, and the optical reception unit. It consists of (3) and the optical amplifier is divided into post-type optical amplifier (8), line type optical amplifier (9), pre-type optical amplifier (10) according to the position used. The post-type optical amplifier 8 is to increase the intensity of the WDM optical signal 101 of the optical transmitter 1, and the channels 11 having different wavelengths of the optical transmitter 4 have an optical multiplexer 6 Amplified by the multiplexed WDM optical signal 101. The line optical amplifier 9 compensates for the attenuation of the WDM optical signal 102 generated through the transmission path of the optical relay unit 2 and amplifies the transmission path after being amplified by the post amplifier 8. The amplified by receiving the attenuated WDM optical signal 102 while going through. The preamplifier optical amplifier 10 is to improve reception sensitivity of the WDM optical signal 104 of the optical receiver 3, and is amplified by the line amplifier 9 and then attenuated through the transmission path. Amplify by receiving (103). The WDM optical signal 104 amplified by the pre-optical amplifier 10 is demultiplexed by the optical demultiplexer and output to the channels 12 having different wavelengths.

그리고, 파장분할다중화 시스템용 광증폭기의 특성은 수동소자부의 특성, 입력단에 인가되는 WDM 광입력신호의 세기, 펌프레이저의 출력신호의 세기에 따라 정하여진다. 따라서 파장분할다중화 시스템용 광증폭기는 상기 요소가 고려되어 설계되어져야한다.The characteristics of the optical amplifier for the wavelength division multiplexing system are determined according to the characteristics of the passive element portion, the intensity of the WDM optical input signal applied to the input terminal, and the intensity of the output signal of the pump laser. Therefore, the optical amplifier for the wavelength division multiplexing system should be designed with the above factors in mind.

한편, 상기 광증폭기가 WDM 광입력신호의 세기와 채널의 수에 따라 설계되어지면 WDM 광입력신호와 채널의 수가 변화할 경우에는 이득을 평탄하게 유지하지 못하게 된다. 만약, 채널의 수가 적게 입력되는 WDM 시스템으로 바뀌게 될 경우, 상기 광증폭기의 출력은 채널의 수가 더 적어지므로 인해 각 채널이 더 높은 이득을 얻게 되지만 채널간의 이득 차이가 발생하게 된다. 이러한 현상은 입력측의 채널의 수가 줄어들어 WDM 광입력신호의 세기가 적어지게 되기 때문에 펌프레이저에서 광증폭부로 인가되는 광신호가 충분히 소모되지 못하고 과도한 상태가 되므로 발생되는 것이다. 그리고, 똑같은 수의 채널이 입력되더라도 각 채널의 광신호 세기가 적어질 경우에는 상기 광증폭기의 특성은 각 채널이 더 높은 이득을 얻지는 않지만 채널간의 이득 차이가 상당히 커지게 된다.On the other hand, if the optical amplifier is designed according to the intensity of the WDM optical input signal and the number of channels, the gain cannot be kept flat when the number of WDM optical input signals and channels is changed. If a WDM system is inputted with a small number of channels, the output of the optical amplifier has a smaller number of channels, resulting in a higher gain for each channel but a difference in gain between the channels. This phenomenon occurs because the number of channels on the input side decreases and the intensity of the WDM optical input signal decreases, so that the optical signal applied from the pump laser to the optical amplifier is not consumed sufficiently and becomes excessive. In addition, even when the same number of channels are input, when the optical signal intensity of each channel decreases, the characteristics of the optical amplifier do not increase the gain of each channel, but the gain difference between the channels becomes considerably large.

도 2a, 도 2b, 도 2c 는 펌프레이저의 출력신호의 세기가 일정할 경우에 있어서 WDM 광입력신호의 변화에 따른 이득 평탄성의 변화를 나타내는 도표로서, 각 채널의 광세기가 -10 dBm 이고 4 채널로 이루어진 광입력신호를 인가받고 광증폭기의 이득증폭율이 20 dB 로 설계된 WDM 시스템의 경우이다.2A, 2B and 2C are diagrams showing the change in gain flatness according to the change of the WDM optical input signal when the intensity of the output signal of the pump laser is constant. The light intensity of each channel is -10 dBm and 4 This is the case of a WDM system that is designed to receive 20dB of optical amplification and receive 20dB of gain.

도 2a 는 도시된 바와 같이, 광세기가 -10 dBm 인 4 채널 WDM 광입력신호가 입력되는 WDM 시스템의 경우로서, 광증폭기의 설계에 적용된 WDM 시스템과 동일한 경우이다. 따라서, 광증폭기는 정상적으로 작용을 하게 되어 광증폭기에서 증폭된 출력은 광증폭기의 이득증폭율이 20 dB 이므로 4개의 채널 모두 광세기가 -10 dBm + 20 = +10 dBm 이 된다. 즉, 광증폭기에서 출력된 각 채널은 이득 평탄성이 유지된다.2A shows a case of a WDM system in which a 4-channel WDM optical input signal having a light intensity of -10 dBm is input, which is the same as the WDM system applied to the design of an optical amplifier. Therefore, the optical amplifier operates normally, and the output amplified by the optical amplifier has a gain amplifier ratio of 20 dB, so that the light intensity of all four channels is -10 dBm + 20 = +10 dBm. That is, each channel output from the optical amplifier maintains the gain flatness.

도 2b 는 도시된 바와 같이, 광세기가 -10 dBm 인 2 채널 WDM 광입력신호가 입력되는 WDM 시스템의 경우로서, 광증폭기의 설계에 적용된 WDM 시스템에 비해 채널의 수가 2개가 감소된 경우이다. 결국, 채널의 수가 감소되었기 때문에 광증폭기에서 증폭된 출력은 입력된 2 채널 모두 이득증폭율이 그만큼 더 커지게 되어 광세기가 +10 dBm 이상이 되고, 2 채널의 광세기의 차이값은 커지는 않지만 서로 달라지게 출력되게 된다. 따라서, 광증폭기에서 출력된 2 채널은 광세기가 서로 달라졌기 때문에 이득 평탄성이 유지되지 못하게 되는 것이다.2B is a case of a WDM system in which a two-channel WDM optical input signal having a light intensity of -10 dBm is input, where the number of channels is reduced by two compared with a WDM system applied to the design of an optical amplifier. Eventually, because the number of channels is reduced, the output amplified by the optical amplifier has a larger gain amplification ratio for both input channels, resulting in light intensity of +10 dBm or more, and the difference in the light intensity of the two channels is not large. The output will be different. Therefore, the two channels output from the optical amplifier do not maintain the gain flatness because the light intensity is different from each other.

도 2c 는 도시된 바와 같이, 광세기가 -13 dBm 인 4 채널 WDM 광입력신호가입력되는 WDM 시스템의 경우로서, 광증폭기의 설계에 적용된 WDM 시스템의 경우에 비해 광세기가 더 적어진 경우이다. 결국, 광세기가 -10 dBm 보다 적어졌기 때문에 광증폭기에서 증폭된 출력은 4개의 채널 모두 -13 dBm + 20 = +7 dBm 이 되지 못하고 4 채널 모두 +7 dBm 이하의 광세기가 되며 또한 광세기가 서로 다르며 또한 4 채널간의 광세기의 차이값은 도 2b 의 경우보다 더 커지게 출력되게 된다. 따라서, 광증폭기에서 증폭된 4 채널은 광세기가 서로 달라졌고 도 2b 의 경우보다 각 채널의 광세기 차이값은 더 커지게 되어 이득 평탄성이 유지되지 못하게 되는 것이다.FIG. 2C illustrates a case of a WDM system in which a 4-channel WDM optical input signal having a light intensity of -13 dBm is input, where the light intensity is smaller than that of the WDM system applied to the design of the optical amplifier. . After all, since the light intensity is less than -10 dBm, the output amplified by the optical amplifier is less than -13 dBm + 20 = +7 dBm in all four channels, but less than +7 dBm in all four channels. Are different from each other, and the difference in the light intensity between the four channels is greater than that shown in FIG. 2B. Accordingly, the four channels amplified in the optical amplifier have different light intensities, and the difference in the light intensity of each channel becomes larger than in the case of FIG. 2B, thereby preventing gain flatness.

따라서, 초기 파장분할다중화 시스템용 광증폭기는 채널의 수 및 WDM 광입력신호의 세기가 일정한 경우에만 채널들간의 이득 평탄성을 유지하도록 설계되었으나, 파장분할다중화 시스템의 광전송망 구성이 확대되면서 채널의 수 및 WDM 광입력신호의 세기가 변화하더라도 채널들간의 이득 평탄성을 유지하는 광증폭기의 필요성이 증대되면서 이득 평탄 유지형 광증폭기가 전송망에 주로 사용되고 있다.Therefore, the optical amplifier for the initial wavelength division multiplexing system is designed to maintain the gain flatness between channels only when the number of channels and the intensity of the WDM optical input signal are constant, but the number of channels increases as the optical transmission network configuration of the wavelength division multiplexing system is expanded. And gain flatness type optical amplifiers are mainly used in transmission networks as the need for optical amplifiers to maintain gain flatness between channels increases even when the intensity of the WDM optical input signal changes.

종래의 파장분할다중화 시스템용 이득 평탄 유지형 광증폭기를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.A gain flattening type optical amplifier for a conventional wavelength division multiplexing system will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3 은 광수신부의 광출력신호를 궤환(Feedback)시키도록 구성된 종래의 파장분할다중화 시스템용 이득 평탄 유지형 광증폭기의 구성도이고, 도 4 는 분포 궤환(Distributed FeedBack, DFB) 레이저가 포함되어 구성된 종래의 파장분할다중화 시스템용 이득 평탄 유지형 광증폭기의 구성도이고, 도 5 는 펌프레이저의 광출력신호를 제어하는 제어회로가 포함되고, 피드포워드(FeedFoward)방식으로 구성된 종래의 파장분할다중화 시스템용 이득 평탄 유지형 광증폭기의 구성도이고, 도 6 은 WDM 광입력신호의 세기에 따른 펌프레이저의 출력신호의 세기를 나타내는 도표이다.3 is a block diagram of a gain flattening type optical amplifier for a wavelength division multiplexing system configured to feed back an optical output signal of a light receiving unit. FIG. 4 is a diagram illustrating a distributed feedback (DFB) laser. Fig. 5 is a block diagram of a gain flattening type optical amplifier for a conventional wavelength division multiplexing system, and Fig. 5 includes a control circuit for controlling an optical output signal of a pump laser and is used for a conventional wavelength division multiplexing system configured in a feedforward manner. Fig. 6 is a diagram showing the strength of the output signal of the pump laser according to the intensity of the WDM optical input signal.

광수신부의 광출력신호를 궤환(Feedback)시키도록 구성된 종래의 파장분할다중화 시스템용 이득 평탄 유지형 광증폭기는 도 3 에 도시된 바와 같이, WDM 광입력신호(201)와 WDM 광출력신호(204)의 궤환된 광신호(206)를 인가받아 서로 합한 후 광출력신호(202)를 출력시키는 제 1 광분배기(21)와, 상기 제 1 광분배기(21)의 광출력신호(202)를 인가받아 펌프레이저의 광출력신호(207)의 에너지를 사용하여 제 1 광분배기(21)의 광출력신호(202)를 증폭시키는 광증폭부(22)와, 상기 광증폭부(22)의 광출력신호(203)를 인가받아 WDM 광출력신호(204)와 WDM 광출력신호(204)가 궤환되어지는 신호인 가변감쇄기(24)의 광입력신호(205)로 분배시키는 제 2 광분배기(23)와, 상기 가변감쇄기(24)의 광입력신호(205)를 인가받아 정하여진 일정한 양만큼 감쇄시키는 가변감쇄기(24)와, 상기 WDM 광입력신호(201)성분은 저지시키고 광증폭부(22)에서 발생하는 광대역의 잡음(Amplified Spontaneous Emission ; ASE)신호 중에서 특정대역만 통과시키는 대역필터(25)와, 광증폭기 내부에 있는 감시용 포토-다이오드(Monitor Photo-Diode)가 궤환 제어를 수행하여 항상 일정한 광출력을 발생시켜 광증폭부(22)에 일정한 광출력신호(207)를 인가시키는 펌프레이저(26)로 이루어져 있다.A gain flattening type optical amplifier for a wavelength division multiplexing system configured to feed back an optical output signal of the optical receiver, as shown in FIG. 3, has a WDM optical input signal 201 and a WDM optical output signal 204. The first optical splitter 21 for receiving the feedback optical signal 206 of the sum of the sum and then outputting the optical output signal 202 and the optical output signal 202 of the first optical splitter 21 An optical amplifier 22 for amplifying the optical output signal 202 of the first optical splitter 21 using the energy of the optical output signal 207 of the pump laser, and the optical output signal of the optical amplifier 22 A second optical splitter 23 for receiving the WDM optical output signal 204 and the WDM optical output signal 204 and distributing them to the optical input signal 205 of the variable attenuator 24, which is a signal to be fed back; And a variable attenuator 24 for attenuating the optical input signal 205 of the variable attenuator 24 by a predetermined amount. A band pass filter 25 which blocks a signal 201 component and passes only a specific band among the amplified spontaneous emission (ASE) signals generated by the optical amplifier 22, and a monitoring photo inside the optical amplifier. The monitor Photo-Diode is composed of a pump laser 26 that generates a constant light output by performing feedback control and applies a constant light output signal 207 to the optical amplifier 22.

분포 궤환(Distributed FeedBack ; DFB) 레이저가 포함되어 구성된 종래의 파장분할다중화 시스템용 이득 평탄 유지형 광증폭기는 도 4 에 도시된 바와 같이, WDM 광입력신호(301)와 DFB레이저(35)의 광출력신호(306)를 인가받아 서로 합한 후 일측의 광출력신호(302)를 광증폭부(32)로 분배시키고 타측의 광출력신호(303)를 광수신단(33)으로 분배시키는 광분배기(31)와, 펌프레이저(36)의 광출력신호(305)의 에너지를 사용하여 광분배기(31)의 일측 광출력신호(302)를 증폭시키는 광증폭부(32)와, 광증폭기 내부에 있는 감시용 포토-다이오드(Monitor Photo-Diode)가 궤환 제어를 수행하여 항상 일정한 광출력을 발생시켜 광증폭부(32)에 일정한 광출력신호(305)를 인가시키는 펌프레이저(36)와, 상기 광분배기(31)의 타측 광출력신호(303)를 인가받아 광신호의 세기에 비례하는 전기신호(304)를 제어회로(34)로 전송시키는 광수신단(33)과, 상기 광수신단(33)의 전기신호(304)를 인가받아 전기적인 제어신호(305)를 발생시켜 DFB레이저(35)의 출력을 제어시키는 제어회로(34)와, 상기 제어회로(34)의 제어신호(305)에 따라 광출력을 조절하여 광분배기(31)로 전송시키는 DFB 레이저(35)로 이루어져 있다.A gain flattening type optical amplifier for a conventional wavelength division multiplexing system including a distributed feedback (DFB) laser, as shown in FIG. 4, has an optical output of the WDM optical input signal 301 and the DFB laser 35. After receiving the signal 306 and adding them together, the optical output signal 302 of one side is distributed to the optical amplifier 32 and the optical splitter 31 which distributes the other optical output signal 303 to the optical receiver 33. And an optical amplifier 32 for amplifying the optical output signal 302 of one side of the optical splitter 31 using the energy of the optical output signal 305 of the pump laser 36, and for monitoring in the optical amplifier. A pump laser 36 for applying a constant light output signal 305 to the optical amplifier 32 by generating a constant light output by performing a feedback control by a monitor photo-diode, and the optical splitter ( An electrical signal 30 that is proportional to the intensity of the optical signal by receiving the other optical output signal 303 4) the optical receiver 33 for transmitting the control circuit 34 and the electrical signal 304 of the optical receiver 33 to generate an electrical control signal 305 to output the DFB laser 35 And a DFB laser 35 that adjusts the light output according to the control signal 305 of the control circuit 34 and transmits the light to the optical splitter 31.

펌프레이저의 광출력신호를 제어하는 제어회로가 포함되고, 피드포워드(FeedFoward)방식으로 구성된 종래의 파장분할다중화 시스템용 이득 평탄 유지형 광증폭기는 도 5 에 도시된 바와 같이, WDM 광입력신호(401)를 인가받아 분배시켜 일측 광출력신호(402)는 광증폭부(45)로 타측 광출력신호(403)는 광수신단(42)으로 인가되도록 전송시키는 광분배기(41)와, 상기 광분배기(41)의 타측 광출력신호(403)를 인가받아 광신호의 세기에 비례하는 전기신호(404)를 제어회로(43)로 전송시키는 광수신단(42)과, 상기 광수신단(42)의 전기신호(404)를 인가받아 전기적인 제어신호(405)를 발생시킨 후 펌프레이저(44)에 제어신호(405)를 인가시켜 펌프레이저(44)의 출력을 제어시키는 제어회로(43)와, 상기 제어회로(43)의 제어신호(405)에 의해 제어되어 광증폭부(45)에 일정한 광출력신호(406)를 인가시키는 펌프레이저(44)와, 상기 펌프레이저(44)의 광출력신호(406)의 에너지를 사용하여 광분배기(41)의 일측 광출력신호(402)를 증폭시키는 광증폭부(22)로 이루어져 있다.A gain flattening type optical amplifier for a wavelength division multiplexing system, which includes a control circuit for controlling the optical output signal of the pump laser and is configured in a feedforward manner, as shown in FIG. 5, the WDM optical input signal 401. And the optical splitter 41 transmits one optical output signal 402 to the optical amplifier 45 so that the other optical output signal 403 is applied to the optical receiver 42, and the optical splitter A light receiving end 42 for receiving the other optical output signal 403 of 41 and transmitting an electrical signal 404 proportional to the intensity of the optical signal to the control circuit 43, and the electrical signal of the optical receiving end 42; A control circuit 43 for controlling the output of the pump laser 44 by applying the control signal 405 to the pump laser 44 after generating an electrical control signal 405 by receiving the 404. An optical output signal controlled by the control signal 405 of the circuit 43 and constant to the optical amplifier 45 An optical amplifier for amplifying the optical output signal 402 of one side of the optical splitter 41 by using the pump laser 44 for applying the 406 and the energy of the optical output signal 406 of the pump laser 44. It consists of (22).

상기 구성에 의한 종래의 파장분할다중화 시스템용 이득 평탄 유지형 광증폭기의 작용을 도면을 참조하면서 설명하면 다음과 같다.The operation of the gain flattening type optical amplifier for the conventional wavelength division multiplexing system by the above configuration will be described below with reference to the drawings.

도 3 에 있어서는, WDM 광출력신호(204)의 일부가 궤환되어 가변감쇄기(24)에서 적절히 조정되어 대역필터(25)를 거쳐 궤환되어진 광신호(206)가 WDM 광입력신호(201)와 더불어 입력신호가 되기 때문에 WDM 광입력신호(201)의 세기가 변화(채널의 수가 변화)하더라도 광증폭부(22)에서 증폭되어지는 신호(202)의 세기는 항상 일정한 값을 갖게 되고, 결국 WDM 광출력신호(204)의 각 채널들간의 이득차이가 최소화되어 이득 평탄성을 유지할 수 있게 된다.In Fig. 3, a part of the WDM optical output signal 204 is fed back, and the optical signal 206, which is appropriately adjusted by the variable attenuator 24 and fed back through the band pass filter 25, is combined with the WDM optical input signal 201. Since the input signal is an input signal, the intensity of the signal 202 amplified by the optical amplifier 22 always has a constant value even if the intensity of the WDM optical input signal 201 changes (the number of channels changes). The gain difference between the channels of the output signal 204 is minimized to maintain the gain flatness.

한편 도 4 에 있어서는, 도 3 과는 달리 DFB 레이저(35)가 WDM 광입력신호(301)의 세기의 변화를 보상하며, 광수신단(33)이 광신호를 전기신호로 바꾸어 제어회로에 인가시키고, 제어회로(34)가 DFB 레이저(35)의 출력을 제어하게 된다.In FIG. 4, unlike FIG. 3, the DFB laser 35 compensates for the change in the intensity of the WDM optical input signal 301, and the optical receiving end 33 converts the optical signal into an electrical signal and applies it to the control circuit. The control circuit 34 controls the output of the DFB laser 35.

그리고 도 5 에 있어서는, 제어회로(43)가 WDM 광입력신호(401)의 세기의 변화에 대해 피드포워드 방식으로 펌프레이저(44)의 광출력을 제어하여 WDM 광입력신호(301)의 세기의 변화를 보상한다. 상기 제어회로(43)는 WDM 광입력신호(401)가 변화하면 그 값에 해당되는 펌프레이저(44)의 광출력신호(406)를 연속적으로 제어한다. 이때, 도 6 에 도시된 바와 같이 WDM 광입력신호(401)의 채널 수가 증가하게 되면 펌프레이저(44)의 광출력신호(406)의 세기도 커져야 한다. 예를 들어, 채널 수가 2개 인 WDM 광입력신호(401)가 입력되는 WDM 시스템이 채널 수가 4개인 광입력신호(401)가 입력되어질 경우 펌프레이저(44)의 광출력신호(406)의 세기도 그만큼 더 커져한다. 결국, 광증폭부(45)에 인가되는 펌프레이저(44)의 광출력신호(406)는 WDM 광입력신호(401)의 변화에 따라서 함께 변화하기 때문에 WDM 광입력신호(401)의 변화를 보상하게 된다.In FIG. 5, the control circuit 43 controls the light output of the pump laser 44 in a feedforward manner with respect to the change in the intensity of the WDM optical input signal 401 to control the intensity of the WDM optical input signal 301. Compensate for change The control circuit 43 continuously controls the light output signal 406 of the pump laser 44 corresponding to the value when the WDM optical input signal 401 changes. In this case, as shown in FIG. 6, when the number of channels of the WDM optical input signal 401 increases, the intensity of the optical output signal 406 of the pump laser 44 must also increase. For example, when the WDM system in which the WDM optical input signal 401 having two channels is input is input to the optical input signal 401 having four channels, the intensity of the optical output signal 406 of the pump laser 44 is input. To be even bigger. As a result, since the optical output signal 406 of the pump laser 44 applied to the optical amplifier 45 changes together with the change of the WDM optical input signal 401, the change in the WDM optical input signal 401 is compensated for. Done.

종래의 파장분할다중화 시스템용 이득 평탄 유지형 광증폭기는 도 3 에 있어서는, 궤환 루프에서 광신호가 궤환하면서 발생하는 이완발진(Relaxation Oscillation)주파수와 비교하여 비슷한 주파수가 광증폭기의 입력단에 인가될 경우 수신단의 광출력신호의 세기에 변동이 발생하여 광전력손해(Power Penalty)가 일어날 수 있는 문제점이 있다.The gain flattening type optical amplifier for the conventional wavelength division multiplexing system is shown in FIG. There is a problem that the optical power loss (Power Penalty) can occur due to the variation in the intensity of the optical output signal.

도 4 에 있어서는, DFB 레이저가 광입력신호의 세기를 보상하지만 보상 특성이 선형성을 가지지 못하므로 비선형적이다. 따라서 비선형성을 보상하기 위한 보상 회로가 필요하며, 또한 부가적인 소자이며 능동소자인 레이저를 이용하여 광입력신호의 세기를 보상하므로 신뢰성이 낮은 문제점이 있다.In FIG. 4, the DFB laser compensates for the intensity of the optical input signal but is nonlinear since the compensation characteristic does not have linearity. Therefore, a compensation circuit for compensating for nonlinearity is required, and since the compensating intensity of the optical input signal is compensated by using an additional element and an active laser, there is a problem of low reliability.

도 5 에 있어서는, 광입력신호에 의해 피드포워드 방식으로 펌프레이저가 제어되므로, 만약 펌프레이저의 성능이 저하될 경우 광증폭기는 제어 과정에 오류가 없음에도 불구하고 정상적인 증폭기능을 수행할 수 없는 문제점이 있다.In FIG. 5, since the pump laser is controlled in a feed forward manner by the optical input signal, if the performance of the pump laser is deteriorated, the optical amplifier cannot perform normal amplifier performance even though there is no error in the control process. There is this.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 부가적인 광소자나 피드포워드 방식을 채택하지 않고 높은 이득과 낮은 잡음지수를 제공하고, 채널의 수 및 광입력신호의 세기에 무관하게 각 채널 간의 이득 차이를 최소화하여 이득 평탄성을 유지하는 파장분할다중화 시스템용 이득 평탄 유지형 광증폭기를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a high gain and a low noise figure without adopting an additional optical device or a feedforward method, and is independent of the number of channels and the intensity of the optical input signal. It is an object of the present invention to provide a gain flattening optical amplifier for a wavelength division multiplexing system which minimizes the gain difference between channels to maintain gain flatness.

도 1 는 파장분할다중화 시스템에 있어서, 광전송망의 구성과 광전송망의 구성에 따른 광증폭기를 나타내는 구성도.1 is a block diagram illustrating an optical amplifier according to a configuration of an optical transmission network and a configuration of an optical transmission network in a wavelength division multiplexing system.

도 2a, 도 2b, 도 2c 는 펌프레이저의 출력신호의 세기가 일정할 경우에 있어서 WDM 광입력신호의 변화에 따른 이득 평탄성의 변화를 나타내는 도표.2A, 2B and 2C are diagrams showing a change in gain flatness according to a change in the WDM optical input signal when the intensity of the output signal of the pump laser is constant.

도 3 은 광수신부의 광출력신호를 궤환(Feedback)시키도록 구성된 종래의 파장분할다중화 시스템용 이득 평탄 유지형 광증폭기의 구성도.3 is a block diagram of a conventional gain flattening optical amplifier for a wavelength division multiplexing system configured to feed back an optical output signal of an optical receiver;

도 4 는 분포 궤환(Distributed FeedBack, DFB) 레이저가 포함되어 구성된 종래의 파장분할다중화 시스템용 이득 평탄 유지형 광증폭기의 구성도.4 is a block diagram of a gain flattening optical amplifier for a conventional wavelength division multiplexing system including a distributed feedback (DFB) laser.

도 5 는 펌프레이저의 광출력신호를 제어하는 제어회로가 포함되고, 피드포워드(FeedFoward)방식으로 구성된 종래의 파장분할다중화 시스템용 이득 평탄 유지형 광증폭기의 구성도.Fig. 5 is a block diagram of a gain flattening type optical amplifier for a wavelength division multiplexing system which includes a control circuit for controlling an optical output signal of a pump laser and is configured in a feedforward manner.

도 6 은 WDM 광입력신호의 세기에 따른 펌프레이저의 출력신호의 세기를 나타내는 도표.6 is a diagram showing the intensity of the output signal of the pump laser according to the intensity of the WDM optical input signal.

도 7 은 본 발명에 따른 이득 평탄 유지형 광증폭기의 구성 및 동작 관계를 나타내는 블럭도.7 is a block diagram showing the configuration and operation relationship of a gain flattening type optical amplifier according to the present invention;

도 8 은 본 발명에 따른 이득 평탄 유지형 광증폭기의 상세 구성도.8 is a detailed block diagram of a gain flattening optical amplifier according to the present invention.

도 9 는 본 발명에 따른 이득 평탄 유지형 광증폭기의 제어회로단의 상세 구성도.9 is a detailed block diagram of a control circuit stage of a gain flattening type optical amplifier according to the present invention;

도 10 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이득평탄 유지형 광증폭기의 상세구성도.10 is a detailed block diagram of a gain flattening-type optical amplifier according to another embodiment of the present invention.

도 11 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이득 평탄 유지형 광증폭기의 제어회로단의 상세 구성도.11 is a detailed block diagram of a control circuit stage of a gain flattening type optical amplifier according to another embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

51 : 1단 광증폭단 52 : 2단 광증폭단51: 1 stage optical amplifier 52: 2 stage optical amplifier

53 : 제어회로단 54 : 이득측정부53: control circuit 54: gain measurement unit

55 : 이득비교부 56 : 펌프레이저 제어부55: gain comparison unit 56: pump laser control unit

61 : 제 1 광분배부 62 : 제 1 광증폭부61: first optical distribution unit 62: first optical amplifier

63 : 제 1 광수신부 64 : 제 1 펌프레이저부63: first light receiving unit 64: first pump laser unit

65 : 제 2 광증폭부 66 : 제 2 광분배부65: second optical amplifier 66: second optical distributor

67 : 제 2 펌프레이저부 68 : 제 2 광수신부67: second pump laser portion 68: second light receiving portion

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, WDM 광입력신호를 인가받아 제어회로단의 제어신호에 의해 증폭시키는 1단 광증폭단과, 상기 1단 광증폭단의 광출력신호를 인가받아 상기 제어회로단의 제어신호에 의해 증폭시키는 2단 광증폭단과, 상기 WDM 광입력신호가 1단 광증폭단에서 변환된 신호와 WDM 광출력신호가 2단 광증폭단에서 변환된 신호를 인가받아 1단 광증폭단과 2단 광증폭단을 제어시키는 제어회로단을 포함하는 파장분할다중화 시스템용 이득 평탄 유지형 광증폭기를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a one-stage optical amplifier stage for receiving a WDM optical input signal and amplifying by a control signal of a control circuit stage, and receiving an optical output signal of the first stage optical amplifier stage for the control circuit stage. A two-stage optical amplifier stage amplified by a control signal, a signal obtained by converting the WDM optical input signal from the first stage optical amplifier stage and a signal of the WDM optical output signal converted from the two stage optical amplifier stage; A gain flattened optical amplifier for a wavelength division multiplexing system comprising a control circuit stage for controlling the optical amplifier stage.

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

도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 파장분할다중화 시스템용 이득 평탄 유지형 광증폭기의 구성 및 동작 관계를 나타내는 블럭도이고, 도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 파장분할다중화 시스템용 이득 평탄 유지형 광증폭기의 상세구성도이고, 도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 파장분할다중화 시스템용 이득 평탄 유지형 광증폭기의 제어회로단의 상세 구성도이고, 도 10 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파장분할다중화 시스템용 이득평탄 유지형 광증폭기의 상세구성도이고, 도 11 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파장분할다중화 시스템용 이득 평탄 유지형 광증폭기의 제어회로단의 상세 구성도이다.7 is a block diagram illustrating a configuration and operation relationship of a gain flattening type optical amplifier for a wavelength division multiplexing system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a gain flatness for a wavelength division multiplexing system according to an embodiment of the present invention. 9 is a detailed configuration diagram of a holding optical amplifier, and FIG. 9 is a detailed configuration diagram of a control circuit stage of a gain flattening type optical amplifier for a wavelength division multiplexing system according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 11 is a detailed configuration diagram of a gain flattening type optical amplifier for a wavelength division multiplexing system, and FIG. 11 is a detailed configuration diagram of a control circuit stage of a gain flattening type optical amplifier for a wavelength division multiplexing system according to another embodiment of the present invention.

도 8 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 파장분할다중화 시스템용 이득 평탄 유지형 광증폭기는 WDM 광입력신호(501)를 인가받아 제어회로단(53)의 제어신호(608)에 의해 증폭시키는 1단 광증폭단(51)과, 상기 1단 광증폭단(51)의 광출력신호(602)를 인가받아 상기 제어회로단(53)의 제어신호(609)에 의해 증폭시키는 2단 광증폭단(52)과, 상기 WDM 광입력신호(501)가 1단 광증폭단(51)에서 변환된 신호(606)와 WDM 광출력신호(502)가 2단 광증폭단(52)에서 변환된 신호(605)를 인가받아 1단 광증폭단(51)과 2단 광증폭단(52)을 제어시키는 제어회로단(53)을 포함하여 구성되어 있다.As shown in FIG. 8, a gain flattening type optical amplifier for a wavelength division multiplexing system according to an exemplary embodiment of the present invention is supplied with a WDM optical input signal 501 to a control signal 608 of a control circuit stage 53. A two-stage optical amplification stage 51 to be amplified by; and a two-stage optical amplification by the control signal 609 of the control circuit stage 53 by receiving an optical output signal 602 of the first stage optical amplification stage 51; A signal in which the amplification stage 52, the signal 606 in which the WDM optical input signal 501 is converted in the first stage optical amplifier stage 51, and the signal in which the WDM optical output signal 502 is converted in the two stage optical amplifier stage 52 ( And a control circuit stage 53 for receiving the 605 and controlling the first stage optical amplifier stage 51 and the second stage optical amplifier stage 52.

상기 1단 광증폭단(51)은 WDM 광입력신호(501)를 인가받아 일측은 제 1 광증폭부(62)로 인가되는 광출력신호(601)가 되고 타측은 제 1 광수신부(63)로 인가되는 광출력신호(607)가 되도록 분배시키는 제 1 광분배부(61)와, 상기 제 1 광분배부(61)의 타측 광출력신호(607)를 인가받아 광신호의 세기에 비례하는 전기신호(606)를 제어회로단(53)으로 전송시키는 제 1 광수신부(63)과, 상기 제어회로단(53)의 제 1 제어신호(608)에 의해 제어되어 제 1 광증폭부(62)에 일정한 광출력신호(610)를 인가시키는 제 1 펌프레이저부(64)와, 상기 제 1 펌프레이저부(64)의 광출력신호(610)의 에너지를 사용하여 제 1 광분배부(61)의 일측 광출력신호(601)를 증폭시키는 제 1 광증폭부(62)로 구성되어 있다.The first stage optical amplifier 51 receives the WDM optical input signal 501 and one side is an optical output signal 601 applied to the first optical amplifier 62, and the other side is the first optical receiver 63. An electrical signal proportional to the intensity of the optical signal by receiving the first optical splitter 61 for distributing the optical output signal 607 and the other optical output signal 607 of the first optical splitter 61 Controlled by the first light receiving unit 63 for transmitting the 606 to the control circuit stage 53 and the first control signal 608 of the control circuit stage 53 and fixed to the first optical amplifier 62. Light on one side of the first light distribution unit 61 using energy of the first pump laser unit 64 for applying the light output signal 610 and the energy of the light output signal 610 of the first pump laser unit 64. The first optical amplifier 62 amplifies the output signal 601.

상기 2단 광증폭단(52)은 제 2 펌프레이저부(67)의 광출력신호(611)의 에너지를 사용하여 1단 광증폭단(51)의 출력인 제 1 광증폭부(62)의 광출력신호(602)를 인가받아 증폭시키는 제 2 광증폭부(65)와, 상기 제 2 광증폭부(65)의 광출력신호(603)를 인가받아 일측은 WDM 광출력신호(502)가 되고 타측은 제 2 광수신부(68)로 인가되는 광출력신호(604)가 되도록 분배시키는 제 2 광분배부(66)와, 상기 제 2 광분배부(66)의 타측 광출력신호(604)를 인가받아 광신호의 세기에 비례하는 전기신호(605)를 제어회로단(53)으로 전송시키는 제 2 광수신부(68)과, 상기 제어회로단(53)의 제 2 제어신호(609)에 의해 제어되어 제 2 광증폭부(65)에 일정한 광출력신호(611)를 인가시키는 제 2 펌프레이저부(67)로 구성되어 있다.The two-stage optical amplifier stage 52 uses the energy of the optical output signal 611 of the second pump laser unit 67 to output the optical output of the first optical amplifier 62 that is the output of the first stage optical amplifier stage 51. The second optical amplifier 65 for receiving and amplifying the signal 602 and the optical output signal 603 of the second optical amplifier 65 are applied to one side to become the WDM optical output signal 502 and the other. The side receives the second light distribution unit 66 for distributing the light output signal 604 applied to the second light receiving unit 68 and the other light output signal 604 of the second light distribution unit 66 to receive the light. A second light receiver 68 for transmitting an electrical signal 605 proportional to the intensity of the signal to the control circuit stage 53, and a second control signal 609 of the control circuit stage 53, It consists of the 2nd pump laser part 67 which applies the constant optical output signal 611 to the 2nd optical amplifier 65. As shown in FIG.

여기에서, 상기 제 1 광증폭부(62)는 잡음지수를 개선할 수 있도록 구성되고 제 2 광증폭부(65)는 이득 평탄성을 유지할 수 있도록 구성되어 있다.Here, the first optical amplifier 62 is configured to improve the noise figure and the second optical amplifier 65 is configured to maintain the gain flatness.

제 1 광증폭부(62)의 잡음지수를 NF1 으로 이득을 G1 으로 정의하고, 제 2 광증폭부(65)의 잡음지수를 NF2 으로 이득을 G2 로 정의하면, 본 발명에 따른 파장분할다중화 시스템용 이득 평탄 유지형 광증폭기의 잡음지수는 ( NF1 + NF2 ÷ G1) 으로, 이득은 ( G1 + G2 )가 되도록 제 1 광증폭부(62)와 제 2 광증폭부(65)는 설계되어진다.If the noise index of the first optical amplifier 62 is defined as NF1 and the gain is defined as G1, and the noise index of the second optical amplifier 65 is defined as NF2 and the gain is defined as G2, the wavelength division multiplexing system according to the present invention. The first optical amplifier 62 and the second optical amplifier 65 are designed so that the noise figure of the gain gain flattening type optical amplifier is (NF1 + NF2 ÷ G1), and the gain is (G1 + G2).

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 파장분할다중화 시스템용 이득 평탄 유지형 광증폭기가 낮은 잡음지수를 유지하기 위해서는 제 1 광증폭부(62)의 이득 G1 을 크게 하고 일정하게 유지하면 되는데, 이득 G1 이 크게 되고 일정하게 유지되면 ( NF1 + NF2 ÷ G1) 값을 가지는 잡음지수가 적어지고 일정하게 되기 때문이다. 상기 이득 G1 이 크게 되고 일정하게 유지되기 위해서는 제 1 광증폭부(62)의 증폭이 크게 되고 일정하게 유지되면 되는데, 제어회로단(53)이 제 1 펌프레이저부(64)의 광출력신호(610)의 세기를 크게 하고 일정하게 유지되도록 제어시키는 것에 의해 달성된다.Therefore, in order to maintain a low noise figure, the gain flattening type optical amplifier for the wavelength division multiplexing system according to an embodiment of the present invention may increase the gain G1 of the first optical amplifier 62 and keep the gain G1 constant. If is large and kept constant, the noise index having a value of (NF1 + NF2 ÷ G1) decreases and becomes constant. In order for the gain G1 to be large and constant, the amplification of the first optical amplifier 62 needs to be large and constant. The control circuit stage 53 is configured to provide an optical output signal (1) of the first pump laser unit 64. By increasing the intensity of 610 and controlling it to remain constant.

또한, 이득평탄성을 유지하기 위해서는 전체 이득인 ( G1 + G2 ) 값이 일정하게 유지되면 되는데, 제어회로단(53)이 제 1 광증폭부(62)의 이득 G1 과 제 2 광증폭부(65)의 이득 G2 를 더한 값이 일정하도록 제 1 및 제 2 펌프레이저부(64, 67)의 광출력신호(610, 611)의 세기를 제어하게 된다.In addition, in order to maintain the gain flatness, the total gain value (G1 + G2) needs to be kept constant. The control circuit stage 53 controls the gain G1 and the second optical amplifier 65 of the first optical amplifier 62. The intensity of the light output signals 610 and 611 of the first and second pump laser units 64 and 67 is controlled so that the value obtained by adding the gain G2 of the < RTI ID = 0.0 >

도 9 에 도시된 바와 같이, 상기 제어회로단(53)은 제 1 및 제 2 광수신부(63, 68)로부터 전기신호(606, 605)를 인가받아 WDM 광입력신호(501)와 WDM 광출력신호(502)의 총이득값을 측정하는 이득측정부(54)와, 상기 이득측정부(54)에서 측정된 총이득값을 인가받아 기준 총이득값과 비교하는 이득비교부(55)와, 상기 이득비교부(55)로부터 비교된 값을 인가받아 제 1 및 제 2 펌프레이저부(64, 67)를 제어시키는 펌프레이저 제어부(56)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 9, the control circuit stage 53 receives the electrical signals 606 and 605 from the first and second optical receivers 63 and 68 and receives the WDM optical input signal 501 and the WDM optical output. A gain measuring unit 54 for measuring a total gain value of the signal 502, a gain comparing unit 55 for receiving a total gain value measured by the gain measuring unit 54 and comparing it with a reference total gain value; A pump laser controller 56 is configured to control the first and second pump laser units 64 and 67 by receiving the value compared from the gain comparison unit 55.

여기에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 파장분할다중화 시스템용 이득 평탄 유지형 광증폭기는 광섬유를 사용하여 구성된 광증폭기의 특성인 WDM 채널들의 이득 평탄성은 광증폭기의 총이득이 일정값을 유지하면 광증폭부의 WDM 채널들의 이득 평탄성은 광입력신호의 세기 및 채널의 수에 무관하게 일정하게 유지된다는 것을 적용시킨 것으로 피드포워드 방식이 아닌 궤환방식으로 제어회로단(53)을 제어하게 된다. 또한, 상기 광증폭기의 총이득은 광증폭기의 광출력신호의 세기에 대한 광증폭기의 광입력신호의 비 즉, (광증폭기의 광입력신호) ÷ (광증폭기의 광출력신호)로 정의되며, 광증폭기 총이득값은 광증폭부의 설계에 따라 달라지며 일정한 하나의 값으로 정하여지게 되어 기준 총이득값이 된다.Here, the gain flattening type optical amplifier for a wavelength division multiplexing system according to an embodiment of the present invention has a gain flatness of WDM channels, which is a characteristic of an optical amplifier configured using an optical fiber, when the total gain of the optical amplifier maintains a constant value. The gain flatness of the WDM channels of the amplification unit is maintained to be constant regardless of the intensity of the optical input signal and the number of channels, thereby controlling the control circuit stage 53 in a feedback manner rather than in a feedforward manner. In addition, the total gain of the optical amplifier is defined as the ratio of the optical input signal of the optical amplifier to the intensity of the optical output signal of the optical amplifier, that is, (the optical input signal of the optical amplifier) ÷ (the optical output signal of the optical amplifier), The total gain value of the optical amplifier depends on the design of the optical amplifier and is determined as a constant value, which is the reference total gain.

따라서, 상기 펌프레이저 제어부(56)는 측정된 총이득값이 기준 총이득값과 같아지도록 제 1 및 제 2 펌프레이저부(64, 67)를 제어시켜 WDM 채널간의 이득 평탄성이 유지되도록 구성된 것을 특징으로 한다.Accordingly, the pump laser controller 56 controls the first and second pump laser units 64 and 67 so that the measured total gain value is equal to the reference total gain value, so that the gain flatness between the WDM channels is maintained. It is done.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 파장분할다중화 시스템용 이득 평탄 유지형 광증폭기는 다음과 같이 작용한다.A gain flattening type optical amplifier for a wavelength division multiplexing system according to an embodiment of the present invention configured as described above operates as follows.

먼저, 제 1 광분배부(61)는 WDM 광입력신호(501)를 인가받아 분배시켜 일측 광출력신호(601)는 제 1 광증폭부(62)로 인가시키고 타측 광출력신호(607)는 제 1 광수신부(63)로 전송시킨 후 WDM 광입력신호(501)를 측정한다. 상기 제 1 광증폭부(62)는 제어회로단(53)에 의해 제어되는 제 1 펌프레이저부(64)의 광출력신호(610)의 에너지를 사용하여 제 1 광분배부(61)의 일측 광출력신호(601)를 증폭시켜 제 2 광증폭부(65)로 인가시킨다. 상기 제 1 광수신부(63)는 제 1 광분배부(61)의 광출력신호(607)를 인가받아 전기신호(606)로 변환하여 제어회로단(53)에 인가시킨다. 여기서, 상기 제 1 광증폭부(62)는 WDM 광출력신호(502)가 낮은 잡음 지수를 유지하도록 하기 위해 제 1 펌프레이저부(64)의 광출력신호(610)가 크게 되고 일정하게 유지되는 것을 필요로 하며, WDM 광입력신호(501)를 증폭시키는 역할을 하게 된다.First, the first optical distribution unit 61 receives and distributes the WDM optical input signal 501 so that one optical output signal 601 is applied to the first optical amplifier 62 and the other optical output signal 607 is made of the first optical amplifier 601. 1 After transmitting to the optical receiver 63, the WDM optical input signal 501 is measured. The first optical amplifier 62 uses the energy of the optical output signal 610 of the first pump laser unit 64 controlled by the control circuit stage 53 to light one side of the first optical distributor 61. The output signal 601 is amplified and applied to the second optical amplifier 65. The first light receiving unit 63 receives the light output signal 607 of the first light distribution unit 61, converts the light output signal 607 into an electrical signal 606, and applies it to the control circuit stage 53. In this case, the first optical amplifier 62 has the optical output signal 610 of the first pump laser unit 64 large and constant so that the WDM optical output signal 502 can maintain a low noise figure. It is necessary to, and serves to amplify the WDM optical input signal 501.

다음에, 상기 제 2 광증폭부(65)는 제어회로단(53)에 의해 제어되는 제 2 펌프레이저부(67)의 광출력신호(611)의 에너지를 사용하여 제 1 광증폭부(62)의 광출력신호(602)를 증폭시켜 제 2 광분배부(66)로 인가시킨다. 여기서, 상기 제 2 광증폭부(65)는 제 2 펌프레이저부(67)의 광출력신호(611)가 일정하게 유지되는 것을 필요로 하며, WDM 광출력신호(502)의 높은 이득과 채널간의 이득 평탄성을 유지하기 위해 1단 광증폭단(51)의 광출력신호(602)를 증폭시키는 역할을 하게 된다. 상기 제 2 광분배부(66)는 제 2 광증폭부(65)의 광출력신호(603)를 인가받아 분배시켜 일측 광출력신호(601)는 WDM 광출력신호(502)로 타측 광출력신호(604)는 궤환시켜 제 2 광수신부(68)로 인가되도록 전송시키고, 상기 제 2 광수신부(68)는 제 2 광분배부(66)의 궤환된 신호인 타측 광출력신호(604)를 인가받아 전기신호(605)로 변환하여 제어회로단(53)에 인가시킨다.Next, the second optical amplifier 65 uses the energy of the optical output signal 611 of the second pump laser unit 67 controlled by the control circuit stage 53 to use the first optical amplifier 62. Amplified and applied to the second light distribution unit 66. Here, the second optical amplifier 65 requires that the optical output signal 611 of the second pump laser unit 67 is kept constant, and the high gain between the WDM optical output signal 502 and the channel is maintained. In order to maintain gain flatness, the optical output signal 602 of the first stage optical amplifier 51 is amplified. The second optical splitter 66 receives and distributes the optical output signal 603 of the second optical amplifier 65 so that one optical output signal 601 is a WDM optical output signal 502 and the other optical output signal ( 604 is fed back to be transmitted to the second light receiving unit 68, the second light receiving unit 68 receives the other light output signal 604, which is the feedback signal of the second light distribution unit 66 is electric The signal is converted into a signal 605 and applied to the control circuit stage 53.

상기 제어회로단(53)은 제 1 및 제 2 광수신부(63, 68)에서 인가받은 전기신호(606, 605)를 사용하여 WDM 광입력신호(501)와 WDM 광출력신호(502)의 총이득값을 이득측정부(54)에서 측정하고 이득비교부(55)에서는 총이득값과 광증폭기의 특성에 의한 기준 이득값을 비교하여 펌프레이저 제어부(56)는 비교된 값을 인가받아 총이득값과 기준 이득값이 같아지도록 제 1 및 제 2 펌프레이저부(64, 67)의 광출력을 제어하게 된다.The control circuit stage 53 uses a total of the WDM optical input signal 501 and the WDM optical output signal 502 by using the electrical signals 606 and 605 applied from the first and second optical receivers 63 and 68. The gain value is measured by the gain measuring unit 54, and the gain comparing unit 55 compares the total gain value with a reference gain value based on the characteristics of the optical amplifier, and the pump laser controller 56 receives the compared value and receives the total gain. The light output of the first and second pump laser units 64 and 67 is controlled to be equal to the reference gain value.

즉, 펌프레이저 제어부(56)는 총이득값이 기준 이득값보다 크게 되면 제 1 및 제 2 펌프레이저부(64, 67)의 광출력신호(610, 611)가 적게 되도록 제어하고, 총이득값이 기준 이득값보다 적게 되면 제 1 및 제 2 펌프레이저부(64 ,67)의 광출력신호(610 ,611)를 크도록 제어하여 총이득값과 기준 이득값이 같아지도록 하게 되는 것이다.That is, the pump laser controller 56 controls the optical output signals 610 and 611 of the first and second pump laser units 64 and 67 to be smaller when the total gain value is larger than the reference gain value, and the total gain value. If it is less than this reference gain value, the optical output signals 610 and 611 of the first and second pump laser units 64 and 67 are controlled to be large so that the total gain value and the reference gain value are the same.

따라서, 상기한 바에 따라 광증폭기의 총이득값이 기준 이득값으로 유지되게 되어 WDM 광신호가 항상 일정한 이득을 갖게 되어 이득 평탄성을 유지하게 된다.Therefore, as described above, the total gain of the optical amplifier is maintained at the reference gain value, so that the WDM optical signal always has a constant gain to maintain gain flatness.

도 10 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 파장분할다중화 시스템용 이득 평탄 유지형 광증폭기는, WDM 광입력신호(801)를 인가받아 제어회로단(90)의 제어신호(809)에 의해 증폭시키는 광증폭단(80)과, 상기 WDM 광입력신호(801)가 광증폭단(80)에서 변환된 신호(808)와 WDM 광출력신호(802)가 광증폭단(80)에서 변환된 신호(807)를 인가받아 광증폭단(80)을 제어시키는 제어회로단(90)을 포함하여 구성되어 있다.As shown in FIG. 10, a gain flattening type optical amplifier for a wavelength division multiplexing system according to another exemplary embodiment of the present invention receives a WDM optical input signal 801 and receives a control signal 809 of the control circuit stage 90. The optical amplifier 80 amplified by the signal, the signal 808 and the WDM optical output signal 802 converted from the WDM optical input signal 801 to the optical amplifier 80 And a control circuit stage 90 for receiving 807 to control the optical amplifier stage 80.

상기 광증폭단(80)은 WDM 광입력신호(801)를 인가받아 일측은 광증폭부(83)로 인가되는 광출력신호(803)가 되고 타측은 제 1 광수신부(82)로 인가되는 광출력신호(804)가 되도록 분배시키는 제 1 광분배부(81)와, 상기 제 1 광분배부(81)의 타측 광출력신호(804)를 인가받아 광신호의 세기에 비례하는 전기신호(808)를 제어회로단(90)으로 전송시키는 제 1 광수신부(82)와, 상기 제어회로단(90)의 제어신호(809)에 의해 제어되어 광증폭부(83)에 일정한 광출력신호(810)를 인가시키는 펌프레이저부(86)와, 상기 펌프레이저부(86)의 광출력신호(810)의 에너지를 사용하여 제 1 광분배부(81)의 일측 광출력신호(803)를 증폭시키는 광증폭부(83)와, 상기 광증폭부(83)의 광출력신호(805)를 인가받아 일측은 WDM 광출력신호(802)가 되고 타측은 제 2 광수신부(85)로 인가되는 광출력신호(806)가 되도록 분배시키는 제 2 광분배부(84)와, 상기 제 2 광분배부(84)의 타측 광출력신호(806)를 인가받아 광신호의 세기에 비례하는 전기신호(807)를 제어회로단(90)으로 전송시키는 제 2 광수신부(85)로 구성되어 있다.The optical amplifier stage 80 receives the WDM optical input signal 801 and one side is an optical output signal 803 applied to the optical amplifier 83 and the other side is an optical output applied to the first optical receiver 82. The first optical splitter 81 distributes the signal 804 and the other optical output signal 804 of the first optical splitter 81 is applied to control an electrical signal 808 proportional to the intensity of the optical signal. Controlled by the first optical receiver 82 for transmitting to the circuit terminal 90 and the control signal 809 of the control circuit terminal 90 to apply a constant optical output signal 810 to the optical amplifier 83 An optical amplification unit for amplifying the optical output signal 803 of one side of the first optical distribution unit 81 using the pump laser unit 86 and the energy of the optical output signal 810 of the pump laser unit 86 83) and an optical output signal 806 that is applied to the optical output signal 805 of one of the optical amplifiers 83 and one side is a WDM optical output signal 802 and the other is applied to the second optical receiver 85. Go The control circuit stage 90 receives a second light distribution unit 84 for distributing a light source and an electrical signal 807 in proportion to the intensity of the optical signal by receiving the second light output signal 806 of the second light distribution unit 84. It consists of a second optical receiver 85 for transmitting to.

도 11 에 도시된 바와 같이, 상기 제어회로단(90)은 제 1 및 제 2 광수신부(82, 85)로부터 전기신호(808, 807)를 인가받아 WDM 광입력신호(801)와 WDM 광출력신호(802)의 총이득값을 측정하는 이득측정부(87)와, 상기 이득측정부(87)에서 측정된 총이득값을 인가받아 기준 총이득값과 비교하는 이득비교부(88)와, 상기 이득비교부(88)로부터 비교된 값을 인가받아 펌프레이저부(86)를 제어시키는 펌프레이저 제어부(89)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 11, the control circuit stage 90 receives the electrical signals 808 and 807 from the first and second optical receivers 82 and 85 and receives the WDM optical input signal 801 and the WDM optical output. A gain measuring unit 87 for measuring a total gain value of the signal 802, a gain comparing unit 88 for receiving a total gain value measured by the gain measuring unit 87 and comparing it with a reference total gain value; It is composed of a pump laser control unit 89 for controlling the pump laser unit 86 by receiving the value compared from the gain comparison unit 88.

상기와 같은 본 발명의 다른 실시예의 구성은 일 실시예의 구성에서 1단 광증폭단(51)의 제 1 광증폭부(62)와 제 1 펌프레이저부(64)를 제외시킨 것으로서, 바람직한 일 실시예에 있어서 WDM 광입력신호(501)가 1단 광증폭단(51)의 제 1 광증폭부(62)가 제외되었기 때문에 2단 광증폭단(52)의 제 2 광증폭부(65)에서만 증폭되어지는 것과 같게 되는 것이다.The configuration of another embodiment of the present invention as described above excludes the first optical amplifier 62 and the first pump laser unit 64 of the one-stage optical amplifier stage 51 from the configuration of one embodiment, a preferred embodiment Since the WDM optical input signal 501 is amplified only in the second optical amplifier 65 of the two-stage optical amplifier 52 because the first optical amplifier 62 of the one-stage optical amplifier 51 is excluded. Would be the same as

따라서, 상기 광증폭부(83)는 이득 평탄성을 유지할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하고, 증폭을 제외한 다른 작용은 일 실시예의 경우와 같으며, 상기와 같이 구성되었기 때문에 WDM 광출력신호(502)가 잡음지수는 개선되지 않고 이득평탄성만 유지되어지고, 낮은 잡음지수를 필요로 하지 않고 이득 평탄성만 유지하는 것을 목적으로 할 경우에 사용되어질 수 있다.Therefore, the optical amplifier 83 is configured to maintain the gain flatness, and other operations except for amplification are the same as those of the embodiment, and since the WDM optical output signal 502 is configured as described above, The noise figure is not improved and only the gain flatness is maintained, and it can be used when the aim is to maintain only the gain flatness without requiring a low noise figure.

상기한 바와 같이 본 발명은 부가적인 광소자의 추가가 없고 신뢰성이 낮은 피드포워드 방식 대신 궤환 방식으로 구성을 하여 WDM 광신호를 증폭하는데 있어서, 높은 이득과 낮은 잡음지수를 제공하고, 채널의 수 및 광입력신호의 세기에 무관하게 각 채널 간의 이득 차이를 최소화하여 이득 평탄성을 유지할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention provides a high gain and a low noise figure in amplifying the WDM optical signal by configuring a feedback method instead of an additional optical element and incorporating a feedback method instead of a reliable feed forward method. Regardless of the strength of the input signal, gain flatness can be maintained by minimizing the gain difference between the channels.

또한, 채널간의 이득 차이를 최소화하고 각 채널의 전송이 동일하게 유지되도록 하는데 있어 신뢰성이 높으며 WDM 시스템의 후치용 증폭기, 선로용 증폭기, 전치용 증폭기에 적용시켜 사용할 수 있을 뿐만 아니라 광전송망의 설계 및 관리를 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.In addition, it is highly reliable in minimizing the gain difference between channels and keeping the transmission of each channel the same, and it can be applied to post amplifier, line amplifier, and pre-amplifier of WDM system as well as design and design of optical transmission network. There is an effect that can facilitate the management.

Claims (7)

WDM 광입력신호(501)를 인가받아 제어회로단(53)의 제어신호(608)에 의해 증폭시키는 1단 광증폭단(51)과,A one-stage optical amplifier stage 51 which receives the WDM optical input signal 501 and amplifies it by the control signal 608 of the control circuit stage 53; 상기 1단 광증폭단(51)의 광출력신호(602)를 인가받아 상기 제어회로단(53)의 제어신호(609)에 의해 증폭시키는 2단 광증폭단(52)과,A two-stage optical amplifier stage 52 that receives the optical output signal 602 of the one-stage optical amplifier stage 51 and amplifies it by the control signal 609 of the control circuit stage 53; 상기 WDM 광입력신호(501)가 1단 광증폭단(51)에서 변환된 신호(606)와 WDM 광출력신호(502)가 2단 광증폭단(52)에서 변환된 신호(605)를 인가받아 1단 광증폭단(51)과 2단 광증폭단(52)을 제어시키는 제어회로단(53)을 포함하는 파장분할다중화 시스템용 이득 평탄 유지형 광증폭기.The WDM optical input signal 501 receives the signal 606 converted from the first optical amplifier stage 51 and the WDM optical output signal 502 from the signal 605 converted from the two optical amplifier stage 52. A gain flattening type optical amplifier for a wavelength division multiplexing system, comprising a control circuit stage 53 for controlling a stage optical amplifier stage 51 and a two stage optical amplifier stage 52. 제 1 항에 있어서, 상기 1단 광증폭단(51)은 WDM 광입력신호(501)를 인가받아 일측은 제 1 광증폭부(62)로 인가되는 광출력신호(601)가 되고 타측은 제 1 광수신부(63)로 인가되는 광출력신호(607)가 되도록 분배시키는 제 1 광분배부(61)와, 상기 제 1 광분배부(61)의 타측 광출력신호(607)를 인가받아 광신호의 세기에 비례하는 전기신호(606)를 제어회로단(53)으로 전송시키는 제 1 광수신부(63)과, 상기 제어회로단(53)의 제 1 제어신호(608)에 의해 제어되어 제 1 광증폭부(62)에 일정한 광출력신호(610)를 인가시키는 제 1 펌프레이저부(64)와, 상기 제 1 펌프레이저부(64)의 광출력신호(610)의 에너지를 사용하여 제 1 광분배부(61)의 일측 광출력신호(601)를 증폭시키는 제 1 광증폭부(62)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 파장분할다중화 시스템용 이득 평탄 유지형 광증폭기.The optical output signal 601 of claim 1, wherein the first stage optical amplification stage 51 receives the WDM optical input signal 501 and the first stage is an optical output signal 601 applied to the first optical amplifier 62, and the other side is the first stage. Intensity of the optical signal by receiving the first light distribution unit 61 for distributing the light output signal 607 applied to the light receiving unit 63 and the other optical output signal 607 of the first light distribution unit 61 Is controlled by the first light receiving unit 63 for transmitting the electrical signal 606 proportional to the control circuit stage 53 and the first control signal 608 of the control circuit stage 53, thereby providing a first optical amplification. A first light distribution unit using the first pump laser unit 64 for applying a constant light output signal 610 to the unit 62, and the energy of the light output signal 610 of the first pump laser unit 64 Gain flattening type optical amplification for a wavelength division multiplexing system, characterized in that it comprises a first optical amplifier 62 for amplifying an optical output signal 601 on one side . 제 1 항에 있어서, 상기 2단 광증폭단(52)은 제 2 펌프레이저부(67)의 광출력신호(611)의 에너지를 사용하여 1단 광증폭단(51)의 출력인 제 1 광증폭부(62)의 광출력신호(602)를 인가받아 증폭시키는 제 2 광증폭부(65)와, 상기 제 2 광증폭부(65)의 광출력신호(603)를 인가받아 일측은 WDM 광출력신호(502)가 되고 타측은 제 2 광수신부(68)로 인가되는 광출력신호(604)가 되도록 분배시키는 제 2 광분배부(66)와, 상기 제 2 광분배부(66)의 타측 광출력신호(604)를 인가받아 광신호의 세기에 비례하는 전기신호(605)를 제어회로단(53)으로 전송시키는 제 2 광수신부(68)과, 상기 제어회로단(53)의 제 2 제어신호(609)에 의해 제어되어 제 2 광증폭부(65)에 일정한 광출력신호(611)를 인가시키는 제 2 펌프레이저부(67)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 파장분할다중화 시스템용 이득 평탄 유지형 광증폭기.The first optical amplifier of claim 1, wherein the two-stage optical amplifier stage 52 is an output of the one-stage optical amplifier stage 51 using energy of the optical output signal 611 of the second pump laser unit 67. A second optical amplifier 65 that receives and amplifies the optical output signal 602 of 62 and an optical output signal 603 of the second optical amplifier 65 receive one side of the WDM optical output signal. A second light distribution unit 66 for distributing the light output signal 604 applied to the second light receiving unit 68 and the other light output signal (2) of the second light distribution unit 66; The second light receiving unit 68 receives the 604 and transmits an electrical signal 605 proportional to the intensity of the optical signal to the control circuit stage 53, and the second control signal 609 of the control circuit stage 53. Gain for the wavelength division multiplexing system, characterized in that it comprises a second pump laser section 67 controlled by the < RTI ID = 0.0 > 2 < / RTI > Flattened optical amplifier. 제 1 항에 있어서, 상기 제어회로단(53)은 제 1 및 제 2 광수신부(63, 68)로부터 전기신호(606, 605)를 인가받아 WDM 광입력신호(501)와 WDM 광출력신호(502)의 총이득값을 측정하는 이득측정부(54)와, 상기 이득측정부(54)에서 측정된 총이득값을 인가받아 기준 총이득값과 비교하는 이득비교부(55)와, 상기 이득비교부(55)로부터 비교된 값을 인가받아 제 1 및 제 2 펌프레이저부(64, 67)를 제어시키는 펌프레이저 제어부(56)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 파장분할다중화 시스템용 이득 평탄 유지형 광증폭기.The WDM optical input signal 501 and the WDM optical output signal of claim 1, wherein the control circuit stage 53 receives the electrical signals 606 and 605 from the first and second optical receivers 63 and 68. A gain measuring unit 54 for measuring the total gain of 502, a gain comparing unit 55 for receiving the total gain measured by the gain measuring unit 54 and comparing it with a reference total gain, and the gain Gain flattening type for a wavelength division multiplexing system, characterized in that it comprises a pump laser controller 56 for controlling the first and second pump laser sections 64, 67 by receiving the values compared from the comparison section 55; Optical amplifier. WDM 광입력신호(801)를 인가받아 제어회로단(90)의 제어신호(809)에 의해 증폭시키는 광증폭단(80)과,An optical amplifier stage 80 that receives the WDM optical input signal 801 and amplifies it by the control signal 809 of the control circuit stage 90; 상기 WDM 광입력신호(801)가 광증폭단(80)에서 변환된 신호(808)와 WDM 광출력신호(802)가 광증폭단(80)에서 변환된 신호(807)를 인가받아 광증폭단(80)을 제어시키는 제어회로단(90)을 포함하는 파장분할다중화 시스템용 이득 평탄 유지형 광증폭기.The WDM optical input signal 801 receives the signal 808 converted from the optical amplifier stage 80 and the WDM optical output signal 802 receives the signal 807 converted from the optical amplifier stage 80. A gain flattening type optical amplifier for a wavelength division multiplexing system comprising a control circuit stage (90) for controlling the voltage. 제 5 항에 있어서, 상기 광증폭단(80)은 WDM 광입력신호(801)를 인가받아 일측은 광증폭부(83)로 인가되는 광출력신호(803)가 되고 타측은 제 1 광수신부(82)로 인가되는 광출력신호(804)가 되도록 분배시키는 제 1 광분배부(81)와, 상기 제 1 광분배부(81)의 타측 광출력신호(804)를 인가받아 광신호의 세기에 비례하는 전기신호(808)를 제어회로단(90)으로 전송시키는 제 1 광수신부(82)와, 상기 제어회로단(90)의 제어신호(809)에 의해 제어되어 광증폭부(83)에 일정한 광출력신호(810)를 인가시키는 펌프레이저부(86)와, 상기 펌프레이저부(86)의 광출력신호(810)의 에너지를 사용하여 제 1 광분배부(81)의 일측 광출력신호(803)를 증폭시키는 광증폭부(83)와, 상기 광증폭부(83)의 광출력신호(805)를 인가받아 일측은 WDM 광출력신호(802)가 되고 타측은 제 2 광수신부(85)로 인가되는 광출력신호(806)가 되도록 분배시키는 제 2 광분배부(84)와, 상기 제 2 광분배부(84)의 타측 광출력신호(806)를 인가받아 광신호의 세기에 비례하는 전기신호(807)를 제어회로단(90)으로 전송시키는 제 2 광수신부(85)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 파장분할다중화 시스템용 이득 평탄 유지형 광증폭기.The optical amplifier stage 80 of claim 5 receives the WDM optical input signal 801, and one side is an optical output signal 803 applied to the optical amplifier 83, and the other side is the first optical receiver 82. The first light distribution unit 81 for distributing the light output signal 804 to be applied to the light output signal 804 and the other light output signal 804 of the first light distribution unit 81 to receive an electric signal proportional to the intensity of the optical signal. The first optical receiver 82 for transmitting the signal 808 to the control circuit stage 90 and the control signal 809 of the control circuit stage 90 are controlled to output a constant light to the optical amplifier 83. The pump laser unit 86 for applying the signal 810 and the energy of the light output signal 810 of the pump laser unit 86 are used to output the light output signal 803 on one side of the first light distribution unit 81. The optical amplification unit 83 to amplify and the optical output signal 805 of the optical amplification unit 83 are applied to one side to the WDM optical output signal 802 and the other side to the second optical receiver 85.A second optical splitter 84 for distributing an output signal 806 and an electrical signal 807 that is proportional to the intensity of the optical signal by receiving the second optical splitter 84 of the second optical splitter 84; A gain flattening type optical amplifier for a wavelength division multiplexing system, characterized in that it comprises a second optical receiver (85) for transmitting to a control circuit stage (90). 제 5 항에 있어서, 상기 제어회로단(90)은 제 1 및 제 2 광수신부(82, 85)로부터 전기신호(808, 807)를 인가받아 WDM 광입력신호(801)와 WDM 광출력신호(802)의 총이득값을 측정하는 이득측정부(87)와, 상기 이득측정부(87)에서 측정된 총이득값을 인가받아 기준 총이득값과 비교하는 이득비교부(88)와, 상기 이득비교부(88)로부터 비교된 값을 인가받아 펌프레이저부(86)를 제어시키는 펌프레이저 제어부(89)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 파장분할다중화 시스템용 이득 평탄 유지형 광증폭기.The WDM optical input signal 801 and the WDM optical output signal according to claim 5, wherein the control circuit terminal 90 receives the electrical signals 808 and 807 from the first and second optical receivers 82 and 85. A gain measuring unit 87 for measuring the total gain of 802, a gain comparing unit 88 for receiving the total gain measured by the gain measuring unit 87 and comparing it with a reference total gain, and the gain A gain flattening type optical amplifier for a wavelength division multiplexing system, characterized in that it comprises a pump laser controller (89) for controlling the pump laser unit (86) by receiving the value compared from the comparison unit (88).
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