KR20010056400A

KR20010056400A - Optical multi-plexer apparatus for wavelength division multiplexing transmission systemem

Info

Publication number: KR20010056400A
Application number: KR1019990057854A
Authority: KR
Inventors: 이강호
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1999-12-15
Filing date: 1999-12-15
Publication date: 2001-07-04

Abstract

PURPOSE: An optical multiplexing device for a wavelength division multiplexing (WDM) transmission system using a pre-emphasis method is provided which obtains stable properties of a light source in the WDM transmission system, and sets specifications regardless of the number of channels. CONSTITUTION: The optical multiplexing device for a wavelength division multiplexing (WDM) transmission system comprises an optical multiplexer (210) outputting a wavelength division multiplexing light source spectrum multiplexed by conversion designing the insertion loss after wavelength division multiplexing optical sources (#1- #n) are inputted; a transmission link transmitting the wavelength division multiplexing light source spectrum outputted from the optical multiplexer; and a demultiplexer (240) demultiplexing the transmitted light source spectrum.

Description

Optical multiplexing device for wavelength division multiplexing transmission system {OPTICAL MULTI-PLEXER APPARATUS FOR WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING TRANSMISSION SYSTEMEM}

본 발명은 광섬유를 통해 서로 독립적인 파장을 지닌 다수의 광채널을 전송하는 파장분할다중(WDM: Wavelength Division Multiplexing) 전송시스템에 관한 것으로, 특히 광다중화기의 삽입손실에 차이를 두어 광파워 편차를 최소화시키고, 전송특성을 향상시킬 수 있는 프리-엠퍼시스 기법을 이용한 WDM 전송시스템용 광다중화 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wavelength division multiplexing (WDM) transmission system that transmits a plurality of optical channels having independent wavelengths through optical fibers, and in particular, minimizes optical power variation by difference in insertion loss of an optical multiplexer. The present invention relates to an optical multiplexing apparatus for a WDM transmission system using a pre-emphasis technique capable of improving transmission characteristics.

파장분할다중(Wavelength Division Multiplexing, 이하 'WDM'이라 칭함) 전송시스템은 다채널 광신호를 파장 다중화하여 전송하는 시스템이다. 상기 WDM 시스템은 전송용량을 파장 채널의 개수 배만큼 증가시킬 수 있는 장점을 지니고 있으나, 다채널을 사용하므로 광채널 제어가 필요하게 된다. 상기 WDM 전송시스템의 광송신단은 2.5Gbps(또는 10Gbps)의 종속 광신호를 ITU-T 규격을 만족하는 WDM 채널로 파장변환을 수행하는 역할을 한다. 2.5Gbps의 전송용량을 지닌 각각의 광채널은 광다중화기를 통해 파장다중화되며, 채널 개수 배(16채널의 경우 40Gbps)에 해당하는 전송용량을 지니게 된다. 상기 파장다중화된 출력은 광증폭기를 이용해 증폭된 후 광섬유를 통해 전송된다. 전송과정에 있어서 각 채널은 파장에 따른 서로 다른 손실값과 파장대역에 따른 증폭기 이득차이를 경험하게 된다. 이로 인해 송신노드, 중계노드, ADM(Addrop Multi-plexer)노드의 입력단에서 관찰했을 때 채널간에 광파워 편차를 지님을 알 수 있다. 이러한 광파워 편차는 광증폭기 이득편차, OSNR(Optical Signal-to-Noise Ratio), 잡음지수 등과 같은 이득특성에 영향을 주고, 나아가 전송특성을 저하시키는 원인이 된다.Wavelength Division Multiplexing (WDM) transmission system is a system that transmits a multi-channel optical signal by wavelength multiplexing. The WDM system has the advantage of increasing the transmission capacity by the number of wavelength channels. However, since the WDM system uses multiple channels, optical channel control is required. The optical transmitter of the WDM transmission system performs a wavelength conversion of a dependent optical signal of 2.5 Gbps (or 10 Gbps) to a WDM channel that satisfies the ITU-T standard. Each optical channel with a transmission capacity of 2.5 Gbps is wavelength-multiplexed through an optical multiplexer, and has a transmission capacity corresponding to the number of channels (40 Gbps for 16 channels). The wavelength multiplexed output is amplified using an optical amplifier and then transmitted through an optical fiber. In the transmission process, each channel experiences a different loss value according to the wavelength and an amplifier gain difference according to the wavelength band. As a result, it can be seen that there is an optical power deviation between channels when observed at the input terminal of a transmitting node, a relay node, and an Addrop Multi-plexer node. Such optical power variation affects gain characteristics such as optical amplifier gain deviation, optical signal-to-noise ratio (OSNR), noise figure, and the like, and also causes transmission characteristics to deteriorate.

상기 WDM 전송시스템에서 광파워 편차를 줄이기 위한 노력으로 현재 프리-엠퍼시스(Pre-emphasis) 기법이 도입되고 있는데, 이는 광송신단의 광원출력을 단파장대역에는 큰 광파워를 장파장대역에는 상대적으로 작은 광파워를 주입시키는 기법이다. 이러한 기법의 문제점은 광송신단 채널에 따라 서로 다른 규격을 명시해야 하고 전송용량 증설을 위한 채널중가시 새로운 규격을 잡아야 한다는 문제점이 있다.In an effort to reduce the optical power deviation in the WDM transmission system, a pre-emphasis technique is currently introduced. This means that the light source output of the optical transmitter is large in the short wavelength band and relatively small in the long wavelength band. It is a technique of injecting power. The problem with this technique is that it is necessary to specify different specifications according to the optical transmitter channel, and to obtain new specifications when channel weighting is needed to increase transmission capacity.

종래 WDM 전송시스템의 광다중화기의 문제점을 도 1 및 도 2를 통해 설명하면; 도 1은 종래 WDM 전송시스템용 광다중화기의 구성도 및 전송채널의 스펙트럼 특성을 도시한 도면으로, 상기 도 1과 같이 종전 기술을 사용할 경우 단파장대역 채널은 상대적으로 작은 광파워를 지니고, 상대적으로 큰 주변 노이즈(noise) 값에 의해 전송특성에 영향을 받음을 알 수 있다.The problem of the optical multiplexer of the conventional WDM transmission system will be described with reference to FIGS. 1 and 2; 1 is a view showing the configuration of the optical multiplexer for the conventional WDM transmission system and the spectral characteristics of the transmission channel, when using the conventional technology as shown in FIG. 1, the short wavelength band channel has a relatively small optical power, relatively It can be seen that the transmission characteristics are affected by a large ambient noise value.

도 2는 종래 프리-엠퍼시스 기법을 도입한 WDM 전송시스템용 광다중화기의 구성도 및 전송채널의 스펙트럼 특성을 도시한 도면으로, 상기 도 2와 같이 동일한 시스템에 프리-엠퍼시스 기법을 도입하는 경우, 즉 광원의 광파워를 -2dBm ~ +2dBm 사이로 차등을 두어 입력시키는 경우 전송후 스펙트럼에 나타난 바와 같이 최종단 광파워 편차를 줄이고 단파장 채널의 OSNR 값을 증가시켜 전 채널의 전송특성을 향상시키는 장점이 있으나, 상기 프리-엠퍼시스 기법을 도입하기 위해서는 광원에 해당하는 CHU(채널 유니트)의 각 채널을 서로 다른 광파워로 변환시켜야 하는 번거로움과 채널 증가시 규격을 변환시켜야 하는 문제점이 있었다.FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the optical multiplexer for the WDM transmission system employing the conventional pre-emphasis scheme and the spectral characteristics of the transmission channel. FIG. 2 illustrates the introduction of the pre-emphasis scheme in the same system. In other words, when the optical power of the light source is input with a difference between -2dBm and + 2dBm, the transmission power of all channels is improved by reducing the final optical power deviation and increasing the OSNR value of the short wavelength channel as shown in the spectrum after transmission. Although there is an advantage, in order to introduce the pre-emphasis technique, there is a problem in that each channel of the CHU (channel unit) corresponding to the light source has to be converted into different optical powers and the standard needs to be converted when the channel is increased.

이와 같이 상기 WDM 전송시스템에 있어서 광선로 상에서 나타나는 단파장과 장파장간 광파워 손실 편차와 광증폭기에서 나타나는 이득편차에 따른 전송특성의 열화에 대한 해결책이 필요하다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 종래기술은 채널에 따라 광송신단의 광파워를 조절하는 프리-엠퍼시스 기법을 도입하였으나, 상기프리-엠퍼시스 기법을 도입하는 경우 채널에 따른 새로운 규격을 지정해 주어야 하는 번거로움과 전계흡수 변조기를 내장한 광원과 같이 광원 특성상 광파워를 특정 레벨이상 조정 불가능할 경우가 발생할 수 있는 문제가 있었다.As described above, there is a need for a solution for deterioration of transmission characteristics due to an optical power loss variation between short wavelengths and long wavelengths and a gain deviation in an optical amplifier. In order to solve this problem, the prior art has introduced a pre-emphasis technique for adjusting the optical power of an optical transmitter according to a channel. However, when introducing the pre-emphasis technique, it is cumbersome to designate a new standard according to a channel. Due to the characteristics of the light source, such as a light source with a built-in field absorption modulator, there is a problem that it is impossible to adjust the optical power above a certain level.

따라서 본 발명의 목적은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 WDM 전송시스템에서 안정적인 광원특성을 취득하고, 채널 개수와 무관한 규격을 설정할 수 있는 프리-엠퍼시스 기법을 이용한 WDM 전송시스템용 광다중화 장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical multiplexing apparatus for a WDM transmission system using a pre-emphasis technique that can obtain stable light source characteristics in a WDM transmission system and set a standard independent of the number of channels in order to solve the above problems. Is in.

본 발명의 다른 목적은 WDM 전송시스템에서 광증폭기 입력 광파워 조정을 가변적으로 할 수 있고, WDM 광원의 출력 광파워 수정이 용이한 프리-엠퍼시스 기법을 이용한 WDM 전송시스템용 광다중화 장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an optical multiplexing apparatus for a WDM transmission system using a pre-emphasis technique that can variably adjust an optical amplifier input optical power in a WDM transmission system and easily modify the output optical power of the WDM light source. have.

본 발명의 또 다른 목적은 WDM 전송시스템에서 WDM 광원이 모두 동일한 광파워를 지니게 할 경우에도 전송로에 주사되는 WDM 채널은 프리-엠퍼시스를 준 것과 동일한 효과를 가져오면서 OSNR과 EDFA(Erbium Doped Fiber Amplifier)의 게인 틸트(gain tilt)를 향상시킬 수 있는 프리-엠퍼시스 기법을 이용한 WDM 전송시스템용 광다중화 장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is that even when the WDM light source has the same optical power in the WDM transmission system, the WDM channel scanned in the transmission path has the same effect as pre-emphasis, while OSNR and EDFA (Erbium Doped Fiber) An optical multiplexing device for a WDM transmission system using a pre-emphasis technique that can improve a gain tilt of an amplifier.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 파장분할다중 전송시스템용 광다중화 장치에 있어서, 파장분할다중 광원을 입력받아 삽입손실을 변환설계하여 다중화된 파장분할다중 광원 스펙트럼을 출력하는 광다중화기와, 상기 광다중화기로부터 출력된 파장분할다중 광원 스펙트럼을 전송하는 전송링크와, 상기 전송된 광원스펙트럼을 역다중화 하는 역다중화기로 구성됨을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an optical multiplexing device for a wavelength division multiplexing transmission system, comprising: an optical multiplexer for converting an insertion loss into a wavelength division multiplexing light source by outputting a wavelength division multiplexing light source, and outputting a multiplexed wavelength division multiplexing light source spectrum; And a transmission link for transmitting the wavelength division multiplex light source spectrum output from the multiplexer, and a demultiplexer for demultiplexing the transmitted light source spectrum.

도 1은 종래 WDM 전송시스템용 광다중화 장치의 구성도 및 전송채널의 스펙트럼 특성을 도시한 도면1 is a view showing the configuration of the optical multiplexing device for the conventional WDM transmission system and the spectrum characteristics of the transmission channel

도 2는 종래 프리-엠퍼시스 기법을 도입한 WDM 전송시스템용 광다중화 장치의 구성도 및 전송채널의 스펙트럼 특성을 도시한 도면FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the optical multiplexing apparatus for the WDM transmission system adopting the pre-emphasis scheme and the spectral characteristics of the transmission channel.

도 3은 본 발명에 따른 프리-엠퍼시스 기법을 도입한 WDM 전송시스템용 광다중화 장치의 구성도 및 전송채널의 스펙트럼 특성을 도시한 도면FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of an optical multiplexing device for a WDM transmission system and a spectral characteristic of a transmission channel incorporating a pre-emphasis scheme according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 프리-엠퍼시스 기법을 도입한 WDM 전송시스템용 광다중화기의 전달특성 변환에 따른 WDM 송신단 특성을 도시한 도면4 is a diagram illustrating characteristics of a WDM transmitter according to transmission characteristic conversion of an optical multiplexer for a WDM transmission system employing a pre-emphasis scheme according to the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 하기의 설명에서 구체적인 처리흐름과 같은 많은 특정 상세들은 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들 없이 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components have the same reference numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, in the following description, numerous specific details are set forth in order to provide a more thorough understanding of the present invention, such as specific processing flows. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be practiced without these specific details. Detailed descriptions of well-known functions and configurations that are determined to unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.

도 3은 본 발명에 따른 프리-엠퍼시스 기법을 도입한 WDM 전송시스템용 광다중화 장치의 구성도 및 전송채널의 스펙트럼 특성을 도시한 도면으로, 광다중화기(210)는 WDM 광원(#1~#n)으로 동일한 광파워를 갖는 0dBm을 입력받아 도면(도 3 및 도 4)에 도시된 삽입손실을 변환설계된 전달특성과 같이 다중화된 WDM 광원스펙트럼을 출력하여 광증폭기(220)의 입력으로 보낸다. 그러면 상기 광증폭기(220)는 광섬유와 광증폭기(230)의 전송링크를 통해 역다중화기(240)로 전송하고, 상기 역다중화기(240)는 상기 최종 광증폭기(230)를 통해 출력되는 OSNR output#1 ~ OSNR output#n 전송후 스펙트럼을 역다중화 한다.FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the optical multiplexing apparatus for the WDM transmission system and the spectral characteristics of the transmission channel in which the pre-emphasis method is applied. The optical multiplexer 210 is a WDM light source (# 1 to # 1). #n) receives 0dBm having the same optical power, and outputs the insertion loss shown in the drawings (FIGS. 3 and 4) to the input of the optical amplifier 220 by outputting the multiplexed WDM light source spectrum like the designed transmission characteristic. . Then, the optical amplifier 220 is transmitted to the demultiplexer 240 through the transmission link between the optical fiber and the optical amplifier 230, the demultiplexer 240 is output through the final optical amplifier 230 OSNR output # 1 ~ OSNR output # n Demultiplex the spectrum after transmission.

본 발명에 따른 WDM 전송시스템용 광다중화기는 프리-엠퍼시스 기법을 도입하되 광다중화기의 삽입손실을 변환시켜 설계한 경우이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광다중화기는 장파장 쪽으로 갈수록 삽입손실을 크게 하도록 설계된다. 따라서, 이 경우 수신단에서는 모든 파장채널에 대해 동일한 광파워를 유지하여 프리-엠퍼시스의 효과를 얻을 수 있고, 최종단 광파워 편차를 줄이는 효과를 얻어 OSNR 값을 향상시킬 수 있다.The optical multiplexer for the WDM transmission system according to the present invention is a case in which a pre-emphasis technique is introduced but the insertion loss of the optical multiplexer is converted. As shown in Figure 4, the optical multiplexer according to the present invention is designed to increase the insertion loss toward the longer wavelength. Therefore, in this case, the receiving end can maintain the same optical power for all wavelength channels, thereby obtaining the effect of pre-emphasis, and improving the OSNR value by reducing the final optical power deviation.

도 4는 본 발명에 따른 프리-엠퍼시스 기법을 도입한 WDM 전송시스템용 광다중화기의 전달특성 변환에 따른 WDM 송신단 특성을 도시한 도면으로, 광원의 광파워를 고정시킨 상태에서 광다중화기의 WDM 출력에 프리-엠퍼시스 효과를 얻을 수 있다. 0dBm의 동일한 광파워를 유지하고 도 4와 같은 광다중화기 전달특성을 이용하여 프리-엠퍼시스 효과를 얻는다.FIG. 4 is a diagram illustrating characteristics of a WDM transmitter in accordance with a conversion of transmission characteristics of an optical multiplexer for a WDM transmission system adopting a pre-emphasis method according to the present invention. A pre-emphasis effect can be obtained at the WDM output. The same optical power of 0dBm is maintained and the pre-emphasis effect is obtained by using the optical multiplexer transmission characteristics as shown in FIG.

이렇게 함으로써 광다중화기 특성을 변화시켜 광원의 추가적인 광파워 조정이 필요 없고 파장채널 증설시 광원의 광파워를 재조정해줄 필요가 없게 된다.By doing so, it is possible to change the characteristics of the optical multiplexer so that no additional optical power adjustment of the light source is required and the optical power of the light source need not be readjusted when the wavelength channel is expanded.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.On the other hand, the detailed description of the present invention has been described with reference to specific embodiments, of course, various modifications are possible without departing from the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.

상술한 바와 같이 본 발명은 WDM 광원이 모두 동일한 광파워를 지니게 할 경우에도 전송로에 주사되는 WDM 채널은 프리-엠퍼시스를 준 것과 동일한 효과를 지니게 되어 OSNR과 EDFA의 게인 틸트를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, in the present invention, even when the WDM light sources all have the same optical power, the WDM channel scanned in the transmission path has the same effect as that given pre-emphasis, thereby improving the gain tilt of OSNR and EDFA. It works.

본 발명의 다른 효과는 광원의 인위적인 광파워 변환 없이 OSNR을 증가시키고 게인 틸트를 감소시켜 수신단의 수신감도와 전송 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Another effect of the present invention is to increase the OSNR and reduce the gain tilt without artificial optical power conversion of the light source, thereby improving the reception sensitivity and transmission characteristics of the receiver.

Claims

In the optical multiplexing device for wavelength division multiplexing transmission system,

An optical multiplexer for converting and designing an insertion loss by receiving a wavelength division multiplexing light source and outputting a multiplexed wavelength division multiplexing light source spectrum;

A transmission link for transmitting the wavelength division multiplex light source spectrum output from the optical multiplexer;

And a demultiplexer configured to demultiplex the transmitted light source spectrum.