KR20010063963A - 채널 당 출력광 세기를 고정시킨 어븀첨가 광섬유증폭장치및 그를 이용한 채널 당 출력광 세기 고정 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고정된 채널 당 광세기를 출력하는 광섬유 증폭 장치 및 그를 이용한 채널 당 출력광 세기 고정 방법에 관한 것으로, 광 세기 고정 모듈을 사용하지 않고 입력 광신호를 모니터링하여 그 값을 근거로 여기광 세기를 조절함으로써, 사용하는 파장대역내에서 평탄한 이득을 가지면서 채널 당 출력광 세기가 일정한, 어븀첨가 광섬유증폭장치 및 그를 이용한 채널당 출력광 세기 고정 방법을 제공하기 위하여, 소량의 입력광을 뽑아내며 여기광을 어븀 광섬유(EDF)에 입력시키기 위한 광결합 수단; 태핑(Tapping)한 상기 소량의 입력광으로부터 입력광 채널 수 및 입력광 세기를 알아내기 위한 검출 수단; 및 상기 입력광 채널 수 및 입력광 세기에 따라 상기 여기광의 세기를 제어하기 위한 제어 수단을 포함하며, 파장분할다중시스템 등에 이용됨.
Description
본 발명은 다채널 광신호 증폭 장치에 관한 것으로서, 특히, 고정된 채널 당 광세기를 출력하는 광섬유 증폭 장치 및 그를 이용한 채널 당 출력광 세기 고정 방법에 관한 것이다.
파장 분할 다중(WDM : Wavelength Division Multiplexing) (이하, 간단히 "WDM"이라함) 시스템에서는 전송 데이터의 양에 따라 모든 광 채널이 사용될 수도 있고 여러 채널 중 한 채널만 사용될 수도 있다. 또한, 입력광의 채널 수가 같다고 하더라도 진행해 온 선로의 당시의 상황에 따라 입력광의 세기가 다를 수 있다.
보통의 WDM시스템에 사용되는 어븀 첨가 광섬유 증폭 장치(EDFA:Erbium-Doped Fiber Amplifier)(이하, 간단히 "EDFA"라함)의 경우 입력광 세기의 변화에 대해 일정한 이득을 얻도록 이득고정(gain clamping)기능을 하는 모듈이 장착되어 있다. 또, 이러한 EDFA에 광 세기고정(power clamping)기능을 하는 모듈(module)을 추가하여 채널 당 광 세기가 일정한 광 출력을 얻게 된다.
여기에 이득 평탄화 필터(filter)를 추가함으로써 이러한 EDFA는 최종적으로 넓은 동적 범위(dynaic range)와 넓은 파장대역에서의 정밀한 이득 평탄화 등을 얻을 수 있다.
한편, 중계기 사이의 거리가 짧고 단국사이에 그리 많은 수의 중계기가 필요하지 않은 Metro용 WDM시스템의 경우 EDFA에 대한 요구사항이 좀 더 유연할 것 이므로 이러한 여러 가지의 module들을 사용하지 않고도 원하는 정도의 성능을 얻을 수 있는 EDFA를 구현한다면 상당한 의미가 있을 것이다. 본 발명에서 제시하는 EDFA는 0.8 nm간격 16채널(1545.3 nm ~ 1557.3 nm)에 대해 여기광의 세기만 조절하여 평탄한 이득을 얻으면서 채널 당 출력광세기를 일정하게 고정할 수 있다.
R. I. Laming 등이 1996년에 등록받은 미국특허(제목:"Optical power limiting amplifier")에서는 3단 구성의 EDFA에서 EDF의 길이를 조절함으로써 어느 정도의 입력광 세기 변화에 대해 출력광의 세기를 고정할 수 있음을 제안하였다. 그러나, 이 경우는 고정 출력을 얻을 수 있는 입력광 세기의 범위가 그리 크지 못하고 그 값도 특정한 값일 경우에 한정되어 있으며, EDF길이를 조정하는 방법인 만큼 이러한 특성을 변경할 수 있는 폭이 크지 못하다는 문제점이 있다.
또한, S. Y. Park등이 1998년에 IEEE Photon. Technol. Lett.에 발표한 내용("Dynamic gain and output power control in a gain-flattened erbium-doped fiber amplifier")에서는 여기광 세기의 조절과 전압조절광감쇠기를 이용한 광 세기 고정(optical power clamping) 모듈을 사용하여 18 nm의 파장영역에서 평탄한 이득과 일정한 광 세기 출력의 구현을 발표하였다. 그러나, 이 경우는 광 세기 고정 모듈을 필요로 하므로 그 구성이 본 발명에 비해 복잡하다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 광 세기 고정 모듈을 사용하지 않고 입력 광신호를 모니터링하여 그 값을 근거로 여기광 세기를 조절함으로써, 사용하는 파장대역내에서 평탄한 이득을 가지면서 채널 당 출력광 세기가 일정한, 어븀첨가 광섬유증폭장치 및 그를 이용한 채널당 출력광 세기 고정 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 채널 당 출력광 세기를 고정시킨 어븀첨가 광섬유증폭장치의 일실시예 구성도.
도 2 는 본 발명에 적용되는 20m의 루센트(Lucent)사 HE980 광섬유를 980nm 파장의 여기광으로 펌핑하는 경우 채널 당 -19 ~ -14dBm의 광신호가 1 ~ 16 채널 입력될 때 전산시뮬레이션을 통해 얻은 4.5dBm의 채널 당 광세기를 내도록 하는 여기광세기를 나타낸 일예시도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
101 : 파장선택형 결합기 및 탭 102 : 스캐닝 필터
103 : 광검출기 104 : 마이크로프로세서
105 : 펌프
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 채널 당 출력광 세기를 고정시킨 어븀첨가 광섬유증폭장치에 있어서, 소량의 입력광을 뽑아내며 여기광을 어븀 광섬유(EDF)에 입력시키기 위한 광결합 수단; 태핑(Tapping)한 상기 소량의 입력광으로부터 입력광 채널 수 및 입력광 세기를 알아내기 위한 검출 수단; 및 상기 입력광 채널 수 및 입력광 세기에 따라 상기 여기광의 세기를 제어하기 위한 제어 수단을 포함한다.
또한, 본 발명은 어븀첨가 광섬유증폭장치에 적용되는 채널 당 출력광 세기 고정 방법에 있어서, 소량의 입력광을 뽑아내며 여기광을 어븀 광섬유(EDF)에 입력시키는 제 1 단계; 태핑(Tapping)한 상기 소량의 입력광으로부터 입력광 채널 수 및 입력광 세기를 알아내는 제 2 단계; 및 상기 입력광 채널 수 및 입력광 세기에 따라 상기 여기광의 세기를 제어하는 제 3 단계를 포함한다.
본 발명은 채널 당 출력 광 세기가 일정한 어븀첨가 광섬유 증폭장치(EDFA:Erbium-Doped Fiber Amplifier)를 제공한다.
즉, 본 발명의 특징은 입력 광신호를 모니터링하여 그 값을 근거로 EDFA의 여기광세기를 조절함으로써 사용하는 파장대역내에서 평탄한 이득을 가지면서 고정된 채널 당 출력광세기를 내는 EDFA의 구현을 전산시뮬레이션(Computer Simulation)을 통해 제시하는 것이다.
제시된 EDFA에서는 광신호 입력단에서 일부 태핑(tapping)한 광신호를 스캐닝 필터(scanning filter)를 거쳐 광검출기(PD)로 검출을 함으로써 입력광의 채널수 및 세기를 알아내고 이 값을 근거로 EDFA의 여기광 세기를 전산시뮬레이션을 통해 얻은 평탄한 파장 별 이득특성을 가지면서 원하는 일정한 채널당 광세기를 얻어낼 수 있는 값으로 맞추어 준다.
이러한 EDFA는 복잡한 별도의 조절장치 없이 여기광 세기만을 조절하여 채널수와 채널 당 광세기가 변하여도 사용하는 파장대역내에서 평탄한 이득을 가지면서 항상 고정된 일정한 채널 당 광세기를 출력하게 된다.
도 1 은 본 발명에 따른 채널 당 출력광 세기를 고정시킨 어븀첨가 광섬유증폭장치의 일실시예 구성도이며, 도 2 는 본 발명에 적용되는 20m의 루센트(Lucent)사 HE980 광섬유를 980nm 파장의 여기광으로 펌핑하는 경우 채널 당 -19 ~ -14dBm의 광신호가 1 ~ 16 채널 입력될 때 전산시뮬레이션을 통해 얻은 4.5dBm의 채널 당 광세기를 내도록 하는 여기광세기를 나타낸 일예시도이다.
입력된 광신호는 파장선택형 결합기(WSC:Wavelength Selective Coupler)(이하, 간단히 "WSC"결합기)(101)에서 1% 탱핑(tapping)되어 스캐닝 필터(scanning filter)(102)를 거쳐 광검출기(103)에서 검출되게 된다.
스캐닝 필터(Scanning filter)(102)는 WDM 시스템에서 사용하는 파장대역을 계속 스캔(scan)하도록 동작시켜 광검출기(103)에서 입력광신호의 광세기 뿐 아니라 채널의 개수도 알 수 있게 한다.
입력광세기와 채널 수를 알면 전산시뮬레이션으로 얻은 도 2(20m의 Lucent HE980 EDF를 980nm파장으로 펌핑했을 때 12nm (1545.3 ~ 1557 nm : 16 채널) 파장 영역에서 채널 별 이득차가 1 dB 이하로 이득이 평탄하고 -19 dBm ~ -2dBm (-19 ~ -14 dBm의 광세기를 갖는 채널이 1 ~ 16개 입력될 때)영역의 입력광세기에 대해 채널 당 광출력의 세기가 4.5 dBm이 되도록 하는 여기광세기를 보여주는 도면)를 근거로 마이크로 프로세서(104)에서 여기광 세기를 조절한다.
이렇게 하면 12 nm (1545.3 ~ 1557 nm : 16 채널) 파장 영역에서 채널 별 이득차가 1 dB 이하로 이득이 평탄하고 채널 당 광출력의 세기가 4.5 dBm이 되는 EDFA를 구현하게 된다. 요구에 따라 다른 종류와 길이의 EDF와 다른 펌핑구조(105)를 채용하면 원하는 요구조건을 만족하는 EDFA를 구현 할 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명의 채널 당 출력광세기가 고정된 EDFA는 17 dB이상의 입력광세기 변화(채널 수의 변화도 포함)에 대하여 사용파장대역에서 평탄이득이면서 일정하게 고정된 채널 당 광세기를 출력하는 광증폭기의 구현을 보여준다. 이러한평탄이득의 채널 당 출력 광세기의 고정은 WDM 시스템에서 사용되는 모든 광대역 광증폭기에 요구되는 사항으로서, 본 발명에서는 여기광세기만을 변화시켜 이러한 특성을 보이는 매우 간단한 구성의 EDFA를 구성할 수 있다는 우수한 효과가 있다.
Claims (5)
- 채널 당 출력광 세기를 고정시킨 어븀첨가 광섬유증폭장치에 있어서,소량의 입력광을 뽑아내며 여기광을 어븀 광섬유(EDF)에 입력시키기 위한 광결합 수단;태핑(Tapping)한 상기 소량의 입력광으로부터 입력광 채널 수 및 입력광 세기를 알아내기 위한 검출 수단; 및상기 입력광 채널 수 및 입력광 세기에 따라 상기 여기광의 세기를 제어하기 위한 제 1 제어 수단을 포함하는 광섬유 증폭장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 광결합 수단은,여기광을 어븀 광섬유(EDF)에 입력시키기 위한 파장선택형 광결합 수단; 및소량의 입력광을 뽑아내기 위한 태핑(Tapping) 광결합 수단을 포함하는 광섬유 증폭장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 검출 수단은,태핑(Tapping)한 상기 소량의 입력광으로부터 입력광 채널 수를 알아내기 위한 채널수 검출 수단; 및상기 채널수 검출 수단을 통과한 상기 소량의 입력광으로부터 입력광 세기를 알아내기 위한 세기 검출 수단을 포함하는 광섬유 증폭장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 1 제어 수단은,기 구축된 입력광 세기와 채널 수에 대한 여기광 세기 데이터베이스와 상기 검출 수단에서 알아낸 상기 입력광 세기와 채널 수를 참조하여 상기 여기광의 세기를 제어하기 위한 제 2 제어 수단; 및상기 제 2 제어 수단의 제어에 따라 세기가 조정된 상기 여기광을 상기 어븀 광섬유에 입력시키기 위한 펌핑 수단을 포함하는 광섬유 증폭장치.
- 어븀첨가 광섬유증폭장치에 적용되는 채널 당 출력광 세기 고정 방법에 있어서,소량의 입력광을 뽑아내며 여기광을 어븀 광섬유(EDF)에 입력시키는 제 1 단계;태핑(Tapping)한 상기 소량의 입력광으로부터 입력광 채널 수 및 입력광 세기를 알아내는 제 2 단계; 및상기 입력광 채널 수 및 입력광 세기에 따라 상기 여기광의 세기를 제어하는 제 3 단계를 포함하는 출력광 세기 고정 방법.
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| KR20010063963A true KR20010063963A (ko) | 2001-07-09 |
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Family Applications (1)
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| KR1019990062074A KR20010063963A (ko) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | 채널 당 출력광 세기를 고정시킨 어븀첨가 광섬유증폭장치및 그를 이용한 채널 당 출력광 세기 고정 방법 |
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| KR (1) | KR20010063963A (ko) |
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1999
- 1999-12-24 KR KR1019990062074A patent/KR20010063963A/ko not_active Application Discontinuation
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