KR20010021092A - 광 통신 시스템, 광 송신 장치, 광 수신 장치, 광 통신방법, 및 기록 매체 - Google Patents

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Abstract

고속에서 용량이 크고 다중도의 향상을 도모할 수 있는 광 솔리톤(soliton) 전송 장치, 광 송신 장치, 광 수신 장치 및 광 솔리톤 전송 방법을 제공한다. 이상 분산 특성을 갖는 전송 매체(40)를 거쳐 접속된 광 송신 장치(20)와 광 수신 장치(30)로 이루어진 광 통신 시스템(10)에서, 복수의 신호원이 발하는 복수의 정보 신호 IS를 각각 광 솔리톤 전송을 행할 수 있도록 소정의 광 강도에서 상기 정보 신호 IS 마다 진폭의 크기가 다른 광 신호 LP로 변환하여 출력하는 광 송신 장치(20)와, 상기 전송 매체(40)를 거쳐 입력되는 상기 광 신호 LP를 진폭의 크기에 따라 어느 상기 정보 신호 IS인지를 판별하여, 복수의 상기 정보 신호 IS 마다 복조하는 기능을 갖는 광 수신 장치(30)를 구비한다.

Description

광 통신 시스템, 광 송신 장치, 광 수신 장치, 광 통신 방법, 및 기록 매체{OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM, OPTICAL TRANSMITTING DEVICE, OPTICAL RECEIVING DEVICE, OPTICAL COMMUNICATION METHOD AND RECORDING MEDIUM}
본 발명은 광 통신 시스템, 광 송신 장치, 광 수신 장치, 광 통신 방법, 및 기록 매체에 관한 것으로, 특히 광 다중 전송에 관한 것이다.
광 파이버에 의한 통신은 그 고대역성, 장거리 전송성으로 전화 회선망이나 데이터 회선망의 간선 통신용으로 넓게 실용화되어 있다. 종래에는 음성 등의 전화가 통신양의 대부분을 점유하고 있지만, 근래 인터넷의 보급에 의한 데이터 통신이 많아져, 종래의 전화 등의 통화양을 감소시키고 있다.
금후도 이런 흐름은 거세져 통신이 집중되는 간선계의 용량은 점점 증대하여, 간선망에 연결되는 억세스망에서도 고속 대용량의 광 통신 시스템의 필요성이 증대하고 있다.
여기에서, 광 통신 시스템에서 증대하는 통신 수요에 대응하기 위한 통신 방법으로서 두 개의 방법이 있다.
하나는 파장 분할 다중화(WDM: Wavelength Division Multiplex)에 의한 통신 용량의 대용량화이다. 이 WDM 전송 방법은 파장이 다른 복수의 광 신호를 1 개의 광 파이버를 이용하여 전송하는 것으로, 넓은 파장 대역에 전달되는 광 파이버의 저손실성을 유효하게 이용하여, 대용량화를 도모할 수 있다.
또 하나의 방법으로서, 광 솔리톤 (soliton) 전송 방법이라고 부르는 것이다. 광 솔리톤이라는 것은, 비선형 매체를 갖는 광 파이버 내를 도파하는 광의 모드 중 하나에서, 적당한 펄스폭(수 피코초 ∼ 수 십 피코초)을 특정 진폭(수 mW) 이상의 광 강도에서 도파로 내에 보낼 때, 광 파이버의 이상 분산 특성과 광 강도가 큰 광 신호의 자기 위상 변조 특성을 이용하여 고속 펄스에서도 광 파형이 붕괴되지 않고, 또 광 신호 끼리 충돌해도 안정되게 전송할 수 있는 전송 방법을 말한다. 이하, 광 솔리톤 전송 방법의 개략에 대해서 설명한다.
먼저, 광 파이버의 이상 분산 특성에 대해 설명한다. 균일한 매질이어도 광 의 파장에 의해 굴절률이 다르고(굴절률의 파장 의존성), 그 결과 광이 전달되는 전달 속도 V는 파장에 따라 다르다. 한편, 광 신호는 사용되는 광원의 파장이 일반적으로 단색이 아니고, 어느 정도의 퍼짐을 갖고 있는 등에 의해 보다 많은 파장 성분을 포함하고 있다.
따라서, 파장에 따라 전달 속도가 다르고 전송 거리가 길어짐에 따라 광 신호는 왜곡 펄스폭이 넓어지게 된다. 이 현상을 분산이라고 한다. 특히, 광 신호의 파장에 의존하는 재료 분산 및 구조 분산의 합을 파장 분산이라고 한다.
여기에서, 광의 주파수 시프트는 펄스 중의 시간적 위치에 대해 선형으로 변화한다. 구체적으로는, 펄스의 상승 부분에서는 단 파장측으로 시프트하여 군속도가 빨라지게 된다. 한편, 펄스의 하강 부분에서는 장 파장측으로 시프트하여 군속도가 지연되게 된다. 따라서, 광 신호는 넓어지게 된다.
다음에, 광 신호의 자기 위상 변조성에 대해 설명한다. 먼저, 유전체에 자계가 인가되면 유전체의 굴절률이 그 자계에 따라 변화하고, 그리고 다음 수학식 1에서 나타낸 바와 같이, 굴절률 변화가 자계의 2승에 비례하게 된다 (광 커 효과).
여기에서, n은 유전체의 굴절률, E는 전장을 나타내고 있다. 일반적으로, 광 신호의 진폭이 높을수록, 그 굴절률 변화 △n는 커지고, 전달 속도 V는 굴절률 n이 높을수록 지연되게 된다 (V=c/n, 여기에서 c는 진공 중의 광 속도). 따라서, 자신의 광 강도에 의해 굴절률이 변하고 위상 변조가 일어난다. 그 결과, 주파수 시프트가 발생하고, 이상 분산의 파장 영역에서는 상승 부분의 군속도는 지연되어, 파장이 단 파장측으로 시프트된다. 한편, 하강 부분에서는 군속도가 지연되어, 파장이 장파장측으로 시프트한다. 즉, 광 신호는 압축된다.
이와 같이, 광 파이버의 이상 분산에 의한 광 신호의 퍼짐과, 자기 위상 변조에 의한 광 신호의 압축의 밸런스가 취해질 때, 일정한 펄스 변형이 유지되어 장 거리에 걸쳐 전달되게 되어, 광 신호의 펄스 파형이 붕괴되지 않고 전송될 수가 있다. 또, 광 솔리톤은 광 신호 끼리의 충돌시 융합하지 않고 속도를 붕괴시키지 않으면서 그대로 전달된다고 하는 성질을 갖고 있다. 또, 광 신호의 펄스 변형이 열화하지 않기 때문에, 출력 광 신호에 부호간 간섭이 생기는 일이 없어진다.
도 1은 상술한 광 솔리톤 전송 방법을 이용한 광 솔리톤 전송 장치를 나타낸 구성도로서, 도 1은 참조하여 광 솔리톤 전송 장치(1)에 대해 설명한다.
도 1의 광 솔리톤 전송 장치(1)는 출력 수단(2), 구동 신호 생성 수단(3). 광 파이버(4), 수광 수단(5), 정보 신호 생성 수단(6) 등을 갖고 있다. 구동 신호 생성 수단(3)은 신호원 ch1로부터의 정보 신호 IS를 구동 신호 PS로 변조하여, 그 구동 신호 PS에 의해 출력 수단(2)을 구동하는 것이다. 출력 수단(2)은 예를 들면 레이저 다이오드로 이루어져, 구동 신호 생성 수단(3)으로부터 송신된 구동 신호 PS를 광 신호 LP로 변환하는 것이다.
여기에서, 구동 신호 PS 및 광 신호 LP는 광 솔리톤 전송을 행하기 때문에, 소정의 펄스폭과 진폭으로 이루어져 있다. 즉, 출력 수단(2)으로부터 출력되는 광 신호 LP는 솔리톤 전송할 수 있도록 하는 큰 광 강도를 갖는다.
광 파이버(4)는 이상 분산 특성을 갖는 구조 및 재질로 이루어져 있고, 출력 수단(2)에서 발광된 광 신호를 전송하는 것이다. 또, 광 파이버(4)는 일단측으로부터 광 신호 LP를 입사하여, 타단측으로부터 전송된 광 신호 LP를 수광 수단(5)에 출사하는 기능을 갖고 있다. 또, 광 파이버(4)는 도시하지 않은 광 진폭 장치가 배치되어 있고, 광 신호 LP가 광 파이버(4) 내에서 감쇠될 때, 광 솔리톤 전송이 행해지지 않게 되는 것을 방지하고 있다.
수광 수단(5)는 예를 들면 포토다이오드 등으로 이루어져 있고, 광 파이버(4)에서 전송된 광 신호 LP를 구동 신호 PS로 변환하는 것이다. 변환된 구동 신호 PS는 정보 신호 생성 수단(6)에 전송된다. 정보 신호 생성 수단(6)은 전송된 구동 신호 PS를 정보 신호 IS로 변조하여, 외부로 출력하는 것이다.
다음에 도 1를 참조하여 광 솔리톤 전송 장치(1)의 동작예에 대해 설명한다.
먼저, 신호원 ch1으로부터 정보 신호 IS가 구동 신호 생성 수단(3)에 전송되면, 구동 신호 생성 수단(3)은 정보 신호 OS를 구동 신호 PS로 변환한다. 그리고 구동 신호 PS가 출력 수단(2)에 전송되면 구동 신호 PS가 광 신호 LP로 변환된다.
그리고, 광 신호 LP는 광 파이버(4)에 입사되어, 광 파이버(4) 내를 전송한다. 이 때, 출력 수단(2)에서 생성된 광 신호는 광 파이버(4)에서 파장 분산 (이상 분산)과 자기 위상 변조에 의해, 펄스 파형 붕괴되는 일 없이 수광 수단(5)에 전송된다.
그 후, 수광 수단(5)는 광 신호 LP를 구동 신호 PS로 변환하여, 구동 신호 PS를 정보 신호 생성 수단(6)에 전송한다. 정보 신호 생성 수단은 구동 신호 PS를 정보 신호 IS로 변조하여 외부에 출력한다.
여기에서, 도 1에서, 하나의 신호원 ch1으로부터 하나의 정보 신호 IS가 송신되는 경우에 대해서 언급하고 있지만, 광 솔리톤 전송 방식에서도 보다 큰 용량을 요구하기 때문에, 신호 다중을 행하면서 정보 전송을 행하는 것이 요망되고 있다. 그리고, 파장이 다른 광 신호에서 광 솔리톤 전송을 행하고, 파장을 다중화하는 것으로 대용량화를 도모하는 파장 다중 솔리톤 전송 방식이 제안되고 있다.
그러나, 파장 다중 솔리톤 전송 방식을 이용하면, 출력 수단으로부터 출력되는 레이저 광이나 광 필터 등의 휘도가 높은 것이 요구되기 때문에, 다중도에 한계가 있다고 하는 문제가 있다.
여기에서 본 발명은 상기 과제를 해소하여, 고속에서 용량이 크고 다중도의 향상을 도모할 수 있는 광 통신 시스템, 광 송신 장치, 광 수신 장치 및 광 통신 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기 목적은 청구항 1의 발명에 의하면, 이상 분석 특성을 갖는 전송 매체를 거쳐 접속되는 광 송신 장치와 광 수신 장치로 이루어진 광 통신 시스템에 있어서, 복수의 정보 신호를 각각 광 솔리톤 전송을 행할 수 있도록 하는 소정의 광 강도에서 상기 정보 신호 마다 진폭의 크기가 다른 광 신호로 변환하여 출력하는 광 송신 장치와, 상기 전송 매체를 거쳐 입력되는 상기 광 신호를 진폭의 크기에 따라서 어느 상기 정보 신호인지를 판별하여, 복수의 상기 정보 신호를 복조하는 기능을 갖는 광 수신 장치를 구비하는 광 통신 시스템에 의해 달성된다.
또, 상기 목적은, 청구항 11의 발명에 의하면, 이상 분산 특성을 갖는 전송 매체를 거쳐 통신을 행하는 광 통신 방법에 있어서, 복수의 정보 신호를 각각의 상기 정보 신호를 광 솔리톤 전송을 행할 수 있도록 소정의 광 강도에서 상기 정보 신호 마다 진폭의 크기가 다른 광 신호로 변환하는 변환 단계와, 상기 전송 매체에 대해 상기 광 신호를 출력하는 출력 단계를 포함하는 광 통신 방법에 의해 달성된다.
청구항 1 및 청구항 11의 구성에 의하면, 전송 매체를 이용하여 정보를 전송할 때에, 광 파이버 내에 다른 진폭을 갖는 광 신호를 다중 전송시킨다. 이에 의해, 광 솔리톤 전송을 행하여, 파형이 붕괴되지 않고 장거리 전송을 행함과 동시에, 광 신호의 다중화에 의해 대용량 전송을 행한다.
상기 목적은 청구항 5의 발명에 의하면, 정보 신호를 광 솔리톤 전송을 행하도록 하는 소정의 광 강도를 갖는 광 신호로 변환하여 출력하는 광 송신 장치에 있어서, 복수의 상기 정보 신호를 복수의 상기 정보 신호 마다 진폭의 크기가 다른 상기 광 신호로 변환하는 구동 신호를 생성하는 구동 신호 생성 수단과, 상기 구동 신호 생성 수단으로부터 출력된 상기 구동 신호에 기초하여, 상기 광 신호를 출력하는 출력 수단을 포함하는 광 송신 장치에 의해 달성된다.
청구항 5의 구성에 의하면, 복수의 정보 신호를 각각 광 신호로 변환하여 출력할 때, 구동 신호 생성 수단은 복수의 정보 신호 마다 각각 다른 진폭을 갖는 구동 신호로 변환하고, 출력 신호는 그 구동 신호에 의해 구동하여, 광 신호를 출력한다. 따라서, 광 신호 또는 정보 신호 마다 각각 다른 진폭을 갖는 것이 된다. 이에 의해 출력된 광 신호는 진폭에 따라 어느 정보 신호인지를 판별할 수 있게 된다.
상기 목적은, 청구항 9의 발명에 의하면, 광 솔리톤 전송된 복수의 광 신호를 정보 신호로 복조하는 광 수신 장치에 있어서, 상기 광 신호를 수광하는 수광 수단과, 상기 수광 수단으로부터 수광된 상기 광 신호의 진폭의 크기에 기초하여, 상기 정보 신호를 생성하는 정보 신호 생성 수단을 구비하는 광 수신 장치에 의해 달성된다.
청구항 9의 구성에 의하면, 전송 매체로부터 출사된 진폭 다중 전송된 광 신호를 수광 수단이 수광한다. 그러면, 수광된 광 신호의 진폭의 크기에 따라서 정보 신호 생성 수단이 적어도 하나의 정보 신호를 생성한다.
도 1은 본 발명에 관한 광 솔리톤 전송 장치의 일 예를 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명의 광 솔리톤 전송 장치의 바람직한 실시 형태를 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명의 광 솔리톤 전송 장치에서 발생되는 펄스 신호 또는 광 신호의 일 예를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 광 솔리톤 전송 방법의 바람직한 실시 형태를 나타내는 플로우챠트.
도 5는 본 발명의 광 솔리톤 전송 장치의 제2 실시 형태를 나타내는 구성도.
도 6은 본 발명의 광 솔리톤 전송 장치의 제3 실시 형태를 나타내는 구성도.
도 7은 본 발명을 실행하는 프로그램이 기억되어 있는 기록 매체에 대해 설명하기 위한 도면.
도 8a 내지 도 8f는 본 발명을 실행하는 프로그램이 기억되어 있는 기록 매체의 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명>
10, 100, 200 : 광 솔리톤 전송 장치.
20, 120 : 광 송신 장치
21, 121 : 구동 신호 생성 수단
22, 122 : 출력 수단
30 : 광 수신 장치
31 : 수광 수단
32 : 파고 분석부
33 : 정보 신호
A0: 광 솔리톤 전송을 행하기 위한 기본 진폭
n : 각 신호원에 할당된 채널수
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 기초하여 상세하게 설명한다.
또, 이하에 기술한 실시예는, 본 발명의 바람직한 구체예이므로, 기술적으로 바람직한 다양한 한정이 부가되어 있지만, 본 발명의 범위는 이하의 설명에서 특히 본 발명을 한정하는지의 기재가 없는 한, 이들의 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 광 통신 시스템의 바람직한 실시 형태를 나타내는 구성도로서, 도 2를 참조하여 광 통신 시스템(10)에 대해 설명한다.
도 2의 광 통신 시스템(10)은 광 송신 장치(20), 광 수신 장치(30), 전송 매체인 광 파이버(40) 등으로 구성되어 있다.
광 송신 장치(20)는 복수의 신호원 ch1∼chn으로부터 송신된 복수의 정보 신호 IS1∼ISn을 각각 소정의 광 신호인 광 신호 LP로 변환하여, 광 파이버(40)의 일단 측에 출력하는 것이다. 광 수신 장치(30)는 광 파이버(40)의 타단측에 광학적으로 접속되어 있어, 광 파이버(40)로부터 출사된 광 신호 LP를 수신하고, 정보 신호 IS1∼ISn에 복조하는 것이다. 또, 광 파이버(40)는 예를 들면 석영(글래스), 플라스틱 등으로 되어 있어, 이상 분산 특성을 갖도록 하는 구조 및 재질로 되어 있다.
이하, 도 2를 참조하여 광 송신 장치(20) 및 광 수신 장치(30)에 대해 상세하게 설명한다.
광 송신 장치(20)는 구동 신호 생성 수단(21) 및 출력 수단(22) 등을 갖고 있다. 구동 신호 생성 수단(21)은 복수의 신호원(채널) ch1∼chn과 접속되어 있어, 복수의 신호원 ch1∼chn으로부터 송신되어 오는 복수의 정보 신호 IS1∼ISn을 각각 예를 들면 소정의 펄스 신호로 된 구동 신호 PS로 변환하는 기능을 갖고 있다.
출력 수단(22)은 예를 들면 레이저 다이오드로 되어 있어, 구동 신호 PS를 광 신호로 변환하며, 그 광 신호 LP를 광 파이버(40)에 입사시키는 것이다. 따라서, 광 신호 LP의 진폭 및 주파수는 구동 신호 PS에 의존하게 된다.
여기에서, 구동 신호 PS는 정보 신호 IS1∼ISn에 기초하여 소정 시간 간격으로 광 파이버(40)의 게인과 구동 신호 생성 수단(21)의 구동 신호 PS의 진폭 (펄스 파고)으로 결정된 펄스가 있는지의 여부로, 「0」과 「1」이 판단될 수 있도록 생성된다. 또, 복수의 신호원 ch1∼chn으로부터 출력되는 펄스 신호 PS가 어느 신호원으로부터 발생된 펄스 신호인지를 구별하는 일예로서 구동 신호 PS의 진폭 An은, 복수의 신호원 ch1∼chn에 기초하여 이하의 수학식 2가 되도록 형성된다.
여기에서 A0은 광 솔리톤 전송에 필요한 기본 진폭, n은 각 신호원 ch1∼chn에 할당된 채널수(자연수)이다. 이것은 이하의 이유에 의한다.
도 3a 및 도 3b는 각 신호원 ch1∼chn으로부터 출력된 정보 신호 IS1∼ISn에 기초하여 생성된 구동 신호 PS의 일예를 나타내고 있다.
예를 들면 도 3a에서 나타낸 바와 같이, 구동 신호 PS(광 신호 LP)의 진폭 An=N×A0(n은 채널수)에서 형성되도록 하고 있다. 여기에서, 예를 들면 신호원 ch1과 신호원 ch2로부터 각각 정보 신호 IS1, IS2가 동시에 구동 신호 생성 수단(21)에 출력되는 경우, 구동 신호 생성 수단(21)이 생성하는 구동 신호 PS의 진폭 APS는 채널 ch1(펄스 진폭 A1=A0)과 신호원 ch2(펄스 진폭 A2=2A0)의 합계, 즉, APS=3A0이 된다. 한편, 신호원 ch3의 정보 신호 IS3에 기초하여 생성된 구동 신호 PS의 펄스 진폭 A3은 A3=3A0이 된다. 따라서, 후술하는 파고 분석부(32)에 어느 신호원 ch1∼chn으로부터 출력된 것인지를 판별할 수 없다.
한편, 도 3b에서 나타낸 바와 같이, 구동 신호 PS의 진폭 A가 복수의 신호원 ch1∼chn에 기초하여 수학식 2에서 나타낸 바와 같이 형성된다. 그러면, 예를 들면 신호원 ch1과 신호원 ch2로부터 각각 정보 신호 IS1, IS2가 동시에 구동 신호 생성 수단(21)으로 출력되는 경우, 구동 신호 생성 수단(21)이 생성하는 구동 신호 PS의 진폭 APS는 수학식 2에 의해 펄스 진폭 A1=A0과 펄스 진폭 A2=2A0의 합계, 즉 APS=3A0이 된다.
한편, 채널 ch3의 펄스 진폭 A3은 수학식 2에 의해 A3=4A0이 되어, 다중된 광 신호 LP의 진폭 ALP와 다르다. 이와 같이, 어느 광 신호 LP가 겹친다고 해도, 이와 동일한 펄스 진폭 APS가 발생하지 않기 때문에, 다중된 광 신호 LP를 반드시 판별 (분해)할 수 있다.
다음에, 도 2를 참조하여 광 신호 장치(30)에 대해 설명한다.
광 수신 장치(30)는 수광 수단(31), 파고 분석부(32) 및 복수의 정보 신호 생성 수단(33) 등을 갖고 있다. 수광 수단(31)은 광 파이버(40)로부터 보내져 오는 광 신호 LP를 구동 신호 PS로 변환하는 것으로, 변환된 구동 신호 PS를 파고 분석부(32)에 보내는 기능을 갖고 있다.
파고 분석부(32)는 구동 신호 PS의 펄스 진폭 ALP를 검출하여, 그 펄스 진폭 ALP가 어느 신호원 ch1∼chn으로부터 출력된 것인지를 판별하는 것이다. 즉, 광 송신 장치(20)로부터 발생되는 펄스 진폭 ALP는 미리 광 수신 장치(30)의 파고 분석부(32)에서 판별되게 된다.
또, 파고 분석부(32)는 예를 들면 복수의 정보 신호 IS1∼ISn가 동시에 구동 신호 생성 수단(21)에 출력되는 경우나, 복수의 신호원 IS1∼ISn의 전달 속도가 달라서 광 신호 LP가 동시에 수광 수단(31)에 달하는 경우, 상술한 수학식 2에 기초하여 어느 신호원 ch1∼chn으로부터 출력된 정보 신호 ISa(1≤a≤n)인지를 판별하여, 송신된 구동 신호 PS를 각 채널 마다 대응하는 정보 신호 생성 수단(33)으로 보내는 기능을 갖고 있다. 정보 신호 생성 수단(33)은 송신된 구동 신호 PS에 기초하여 구동 신호 PS를 복조하는 기능을 갖고 있다.
다음에, 도 4는 본 발명의 광 솔리톤 전송 방법의 바람직한 실시 형태를 나타내는 플로우 챠트이고, 도 2 내지 도 4를 참조하여 광 솔리톤 전송 방법에 대해 설명한다.
먼저, ST1에서, 도 2의 복수의 신호원 ch1∼chn으로부터 전송된 정보 신호 IS1∼ISn가 구동 신호 생성 수단(21)에 전송되고, 구동 신호 생성 수단(21)은 전송된 정보 신호 IS1∼ISn을 구동 신호 PS로 변조한다. 이 때, 구동 신호 PS의 펄스 진폭 APS는 수학식 2와 같은 각 신호원 ch1∼chn 마다 소정의 펄스 진폭열이 되도록 생성된다.
ST2에서, 생성된 구동 신호 PS에 기초하여 출력 수단(22)이 구동하여, 구동 신호 PS가 광 신호 LP로 변환된다. 이 때, 광 신호 LP도 각 신호원 ch1∼chn 마다 그 진폭이 다르도록 생성된다.
ST3에서, 광 신호 LP는 광 솔리톤 전송 방식에 의해 그 파형이 붕괴되지 않고 광 파이버(40) 내를 전송하여 수광 수단(31)에 전송된다. 또, 광 신호 LP는 도시하지 않은 광 증폭 장치에 의해 증폭되는 경우도 있다.
ST4에서, 수광 수단(31)에 광 신호 LP가 송신되면, 수광 수단(31)은 광 신호 LP를 구동 신호 PS로 변환하여 파고 분석부(32)에 보낸다.
ST5에서, 파고 분석부(32)는 보내진 구동 신호 PS의 펄스 파고 ALP를 판별하여, 어느 신호원 ch1∼chn에 기초한 구동 신호 PS인지를 판별한다. 또, 파고 분석부(32)는 복수의 구동 신호 PS가 동시에 전송되는 경우, 그 복수의 구동 신호 PS를 각 신호원 ch1∼chn마다 분석하여, 어느 신호원 ch1∼chn의 것인지를 판별한다.
ST6에서, 파고 분석부(32)는 구동 신호 PS의 진폭에 기초하여 소정의 정보 신호 생성 수단(33)에 구동 신호 PS를 보내고, 정보 신호 생성 수단(33)은 구동 신호 PS2를 각각 정보 신호 IS1∼ISn으로 변환한다.
이와 같이, 솔리톤 전송 방식과 펄스 진폭 다중에 의해, 복수개의 솔리톤의 통신로를 이끄는 것과 동등한 고속으로 대용량인 통신로를 형성할 수 있다.
또, 다신호원 ch1∼chn으로부터 출력된 정보 신호 IS1∼ISn에 대해, 펄스 진폭으로부터 임의로 펄스 진폭이 취출되는 펄스 진폭열을 할당하여, 다중 전송할 때의 다중도를 향상시킬 수 있고, 다중도가 올라가면 용량이 커지게 되어, 결과적으로 단위 용량 당 비용이 낮아질 수 있다.
도 5는 본 발명의 광 솔리톤 전송 장치의 다른 실시 형태를 나타내는 구성도이고, 도 5를 참조하여 광 솔리톤 전송 장치(100)에 대해 설명한다. 또, 도 5의 광 솔리톤 전송 장치(100)에서 도 2의 광 솔리톤 전송 장치와 거의 동일한 구성을 갖는 부위에는 동일 부호를 붙혀 그 설명을 생략한다.
도 5의 광 솔리톤 전송 장치(100)가 도 2의 광 솔리톤 전송 장치(10)와 다른 점은 광 전송 장치의 구조이다. 도 5에서, 광 송신 장치(120)는 복수의 구동 신호 생성 수단(121) 및 복수의 출력 수단(122) 등을 갖고 있다.
복수의 구동 신호 생성 수단(121)은 각 신호선(채널) ch1∼chn 마다 설치되어 있어, 각 구동 신호 생성 수단(121)은 각 신호원 ch1∼chn 으로부터 보내지는 정보 신호 IS1∼ISn으로부터 각각 다른 펄스 진폭을 갖는 구동 신호 PS1∼PSn을 생성한다. 이 때, 각 구동 신호 생성 수단(121)은 예를 들면 펄스 파고가 수학식 1과 같은 펄스 진폭열을 만족하도록 구동 신호 PS1∼PSn을 생성한다.
또, 구동 신호 생성 수단(121)은 각각 다른 출력 수단(122)과 접속되어 있고, 각각의 출력 수단(122)은 구동 신호 생성 수단(121)으로부터 공급되는 각각의 구동 신호 PS를 펄스로 변환하는 기능을 갖고 있다.
복수의 출력 수단(122)과 광 파이버(40) 사이에는 광 합성부(140)가 배치되어 있다. 광 합성부(140)는 복수의 출력 수단(122)으로부터 출력된 광 신호를 합성하는 기능을 갖고 있다.
이와 같이, 각 신호원 ch1∼chn 마다 구동 신호 생성 수단(121) 및 출력 수단(122)을 설치함으로써, 각 신호원 ch1∼chn 마다 광 신호 LP의 발생 까지 독립적으로 행한 후, 광 파이버(40)에 입사시켜, 다중된 광 신호 LP의 펄스 진폭 ALP를 분석하기 쉽게 할 수 있다. 즉, 복수의 신호원 ch1∼chn으로부터 동시에 정보 신호 IS1∼ISn가 출력되는 경우에도, 복수의 신호원 ch1∼chn 각각에 배치되어 있는 구동 신호 생성 수단(121) 및 출력 수단(122)에 의해 광 신호 LP로 변환되기 때문에, 수학식 2와 같은 펄스 진폭열을 이용하지 않고도 다중 전송을 확실하게 행할 수 있다.
도 6은 본 발명의 광 솔리톤 전송 장치의 제3 실시 형태를 나타내는 구성도이고, 도 6을 참조하여 광 솔리톤 전송 장치(200)에 대해 설명한다. 또, 도 6의 광 솔리톤 전송 장치(200)가 도 1의 광 솔리톤 전송 장치(10)와 동일한 구성을 갖는 부위에는 동일한 부호를 붙혀 그 설명을 생략한다.
도 6의 광 솔리톤 전송 장치(200)가 도 2의 광 솔리톤 전송 장치(10)과 다른 점은 쌍방향 전송을 행하는 점이다. 도 6에서, 광 파이버(40)의 양단에는 각각 합성파 분파부(300), 광 솔리톤 송수신 장치(400)가 배치되어 있고, 광 솔리톤 송수신 장치(400)은 광 송신 장치(20; 120), 광 수신 장치(30; 130) 등으로 구성되어 있다.
광 합성 분파부(300)는, 광 파이버(40)에 의해 광 솔리톤 전송된 광 신호 LP를 광 송신 장치에 공급함과 동시에, 광 송신 장치(20, 120)로부터 출력된 광 신호 LP를 광 파이버(40)에 입사하는 것이다.
또, 양단의 광 솔리톤 송수신 장치(400)로부터 출력된 광 신호 LP1, LP2(구동 신호 PS1, PS2)는 각각 예를 들면 다른 파장 또는 다른 기본 진폭에서 생성되고 있다.
이에 의해, 광 파이버(40) 내에서 쌍방향 광 솔리톤 전송이 가능하게 되어, 통신로의 대용량화를 도모할 수 있다.
상기 각 실시 형태에 의하면, 초고속 통신용 광 파이버(40)에서, 그 비선형성을 이용하여 광 신호 LP를 진폭 다중하여 송신함으로써, 독립한 신호원(통신 채널) ch1∼chn을 동일 광 파이버(40) 내에 다중하여 구성 가능하게 함으로써, 통신 용량을 높일 수 있다.
또, 광 신호 LP를 진폭 다중할 때, 수학식 2에서 나타낸 바와 같은 각 신호원 ch1∼chn에서의 광 신호 LP의 펄스 진폭열을 소정의 펄스 진폭열로 함으로써, 다중된 광 신호 LP를 분해를 용이하고 정확하게 행할 수 있다. 또, 각 신호원 ch1∼chn 마다 구동 신호 생성 수단(121) 및 출력 수단(122)를 설치하여, 광 신호 LP의 분해도를 향상시킬 수 있다.
또, 상술한 일련의 처리를 소프트웨어에 의해 실행시키는 경우, 스 소프트웨어를 구성하는 프로그램이 광 솔리톤 전송 장치, 광 송신 수신 장치, 또는 광 통신 시스템에 설치되는 기억 매체에 기억되어 있다.
다음에, 도 7을 참조하여, 상술한 일련의 처리를 실행하는 프로그램이 기억된 기억 매체에 대해 설명한다.
프로그램은 도 7에서 나타낸 바와 같이, 광 전송 장치(20)에 내장되어 있는 기억 매체로서의 반도체 메모리(303)에 미리 기억된 장치에서 유저에게 제공된다.
또, 프로그램은 도 8a 내지 도 8f에서 나타낸 바와 같이, 플로피 디스크(311), CD-ROM(Compact Disk-Read Only Disk; 312), MO(Magneto-Optical) 디스크(313), DVD(Digital Versatile Disk; 314), 자기 디스크(315), 반도체 메모리(316) 등의 기억 매체에 일시적 또는 영속적으로 격납하여, 패키지 소프트 웨어로서 제공할 수 있다.
본 명세서에서의 매체라는 것은 이들 모든 매체를 포함하는 광의 개념을 의미하는 것이다.
광 수신 장치(20) 및 광 수신 장치(30)은 도시하지 않은 CPU(Central Processing Unit)을 내장하고 있다. CPU는 도 7의 반도체 메모리(303)(예를 들면 Read Only Memory)에 격납되어 있는 프로그램을 실행한다. 또는 광 송신 장치(20) 및 광 수신 장치(30)는 드라이브를 가지고, 그 드라이브에 장착된 플로피 디스크(311), CD-ROM(312), MO 디스크(313), DVD(314), 또는 자기 디스크(315)로부터 프로그램이 판독되며, 도시하지 않은 RAM(Random Access Memory)에 로드하여 실행한다.
또, 본 명세서에서 매체에 의해 제공되는 프로그램을 기술하는 스텝은 기재된 순서에 따라서 시계열적으로 행해지는 처리는 물론, 반드시 시계열적으로 처리되지 않아도, 병렬적 또는 개별로 실행되는 처리를 포함하는 것이다.
본 발명의 실시 형태는 상기 각 실시 형태에 한정되지 않는다.
도 2, 도 5 및 도 6에서, 정보 신호 생성 수단(33)은 각 신호원 ch1∼chn에 설치되어 있지만, 하나의 정보 신호 생성 수단(33)에 의해 각 신호원 ch1∼chn으로부터 보내진 정보 신호 IS1∼ISn을 복조하도록 해도 좋다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 고속에서 용량이 높고 다중도의 향상을 도모할 수 있는 광 솔리톤 전송 장치, 광 송신 장치, 광 수신 장치, 광 솔리톤 전송 방법 및 기억 매체를 제공할 수 있다.

Claims (14)

  1. 이상 분석 특성을 갖는 전송 매체를 거쳐 접속되는 광 송신 장치와 광 수신 장치로 이루어진 광 통신 시스템에 있어서,
    복수의 정보 신호를 각각 광 솔리톤 전송을 행할 수 있도록 하는 소정의 광 강도에서 상기 정보 신호 마다 진폭의 크기가 다른 광 신호로 변환하여 출력하는 광 송신 장치; 및
    상기 전송 매체를 거쳐 입력되는 상기 광 신호를 진폭의 크기에 따라서 어느 상기 정보 신호인지를 판별하여, 복수의 상기 정보 신호를 복조하는 기능을 갖는 광 수신 장치
    를 구비하는 광 통신 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광 송신 장치는 상기 복수의 광 신호의 진폭의 크기가 각각 어느 상기 광 신호의 진폭의 크기의 합과 다르도록 상기 정보 신호를 상기 광 신호로 변환하는 광 통신 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 광 송신 장치는 상기 복수의 광 신호 중 n 채널의 광 신호의 진폭 An(n은 자연수)를 다음 수학식 2를 만족하도록 변환하고,
    <수학식 2>
    여기에서, A0는 광 솔리톤 전송에 필요한 기본 진폭인 광 통신 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 광 송신 장치 및 상기 광 수신 장치는, 상기 전송 매체의 양단측에 각각 배치되며, 상기 광 신호는 상기 전송 매체 내를 쌍방향으로 전송되는 광 통신 시스템.
  5. 정보 신호를 광 솔리톤 전송을 행하도록 하는 소정의 광 강도를 갖는 광 신호로 변환하여 출력하는 광 송신 장치에 있어서,
    복수의 상기 정보 신호를 복수의 상기 정보 신호 마다 진폭의 크기가 다른 상기 광 신호로 변환하는 구동 신호를 생성하는 구동 신호 생성 수단; 및
    상기 구동 신호 생성 수단으로부터 출력된 상기 구동 신호에 기초하여, 상기 광 신호를 출력하는 출력 수단
    을 포함하는 광 송신 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 구동 신호 생성 수단 및 상기 출력 수단은 복수의 상기 정보 신호 마다 각각 배치되어 있는 광 송신 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 구동 신호 생성 수단은 상기 복수의 광 신호의 진폭의 크기가 각각 어느 상기 광 신호의 진폭의 크기의 합과 다르도록 상기 정보 신호를 상기 광 신호로 변환하는 광 송신 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 구동 신호 생성 수단은 복수의 상기 광 신호 중 n 채널의 광 신호의 진폭 An(n은 자연수)를 다음 수학식 2를 만족하도록 변환하고,
    <수학식 2>
    여기에서 A0은 광 솔리톤 전송에 필요한 기본 진폭인 광 송신 장치.
  9. 광 솔리톤 전송된 복수의 광 신호를 정보 신호로 복조하는 광 수신 장치에 있어서,
    상기 광 신호를 수광하는 수광 수단; 및
    상기 수광 수단으로부터 수광된 상기 광 신호의 진폭의 크기에 기초하여, 상기 정보 신호를 생성하는 정보 신호 생성 수단
    을 구비하는 광 수신 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 정보 신호 생성 수단은 상기 광 신호가 복수 동시에 입력되는 경우, 복수의 상기 광 신호의 진폭의 크기에 기초하여, 상기 정보 신호를 각각 생성하는 광 수신 장치.
  11. 이상 분산 특성을 갖는 전송 매체를 거쳐 통신을 행하는 광 통신 방법에 있어서,
    복수의 정보 신호를 각각의 상기 정보 신호를 광 솔리톤 전송을 행할 수 있도록 소정의 광 강도에서 상기 정보 신호 마다 진폭의 크기가 다른 광 신호로 변환하는 변환 단계; 및
    상기 전송 매체에 대해 상기 광 신호를 출력하는 출력 단계
    를 포함하는 광 통신 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 광 신호는 상기 복수의 광 신호의 진폭의 크기가 각각 어느 상기 광 신호의 진폭의 크기의 합과 다르도록 상기 정보 신호를 상기 광 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 광 통신 방법.
  13. 제12항에 있어서, 복수의 상기 광 신호 중 n 채널의 광 신호의 진폭 An(n은 자연수)를 다음 수학식 2를 만족하도록 변환하고,
    <수학식 2>
    여기에서 A0은 광 솔리톤 전송에 필요한 기본 진폭인 광 통신 방법.
  14. 이상 분산 특성을 갖는 전송 매체를 거쳐 통신을 행하기 위한 기록 매체에 있어서,
    복수의 정보 신호를 각각의 상기 정보 신호를 광 솔리톤 전송을 행할 수 있도록 소정의 광 강도에서 상기 정보 신호 마다 진폭의 크기가 다른 광 신호로 변환시키는 변환 단계; 및
    상기 전송 매체에 대해 상기 광 신호를 출력시키는 출력 단계
    를 포함하는 프로그램이 기록되어 있는 기록 매체.
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