KR20010068982A - Protocol-free optical transponder - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광전송 시스템에 관한 것으로서, 특히 파장 분할 다중 시스템에 사용되는 광트랜스폰더에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to optical transmission systems, and more particularly, to optical transponders used in wavelength division multiplexing systems.
광전송 시스템에서는 다양한 프로토콜(protocol)과 그에 따른 다양한 전송 속도(bit-rate)가 채용될 수 있다. 그 예로서, FDDI(Fiber Distributed DataInterface), ESCON(Enterprise Systems CONnectivity), 광섬유 채널(Fiber Channel), 기가비트 이더넷(Gigabit Ethernet), ATM(Asynchronous Transfer Mode) 등이 있으며, 그 전송 속도는 각각 125Mb/s, 155Mb/s, 200Mb/s, 622Mb/s, 1062Mb/s, 1.25Gb/s, 2.5Gb/s 등 다양하다. 이와 같이 다양한 프로토콜과 그에 따른 전송 속도들 중에서 해당 광전송 시스템에 알맞은 하나의 프로토콜/전송 속도가 적절히 선택되어 채용된다. 이러한 하나의 프로토콜/전송 속도가 채용된 광전송 시스템에서는 광신호의 전송 속도가 미리 설정되어 있으므로, 상기 광전송 시스템에 사용되는 광트랜스폰더는 상기 정해진 전송 속도에 맞추어 설계되어 있다. 상기 광트랜스폰더는 입력된 광신호를 전기 신호로 변환하고, 상기 전기 신호로부터 잡음이 제거된 원래의 데이터를 복원하여 다시 광신호로 전송하는 기능을 수행한다.In the optical transmission system, various protocols and corresponding bit rates may be employed. Examples include Fiber Distributed Data Interface (FDDI), Enterprise Systems CONnectivity (ESCON), Fiber Channel, Gigabit Ethernet, Asynchronous Transfer Mode (ATM), and their transfer rates are 125 Mb / s, respectively. , 155Mb / s, 200Mb / s, 622Mb / s, 1062Mb / s, 1.25Gb / s, 2.5Gb / s. As such, one protocol / transmission rate suitable for the optical transmission system is appropriately selected from among various protocols and transmission rates thereof. In the optical transmission system employing such one protocol / transmission rate, the transmission speed of the optical signal is set in advance, so that the optical transponder used in the optical transmission system is designed for the predetermined transmission rate. The optical transponder converts the input optical signal into an electrical signal, restores original data from which noise is removed from the electrical signal, and transmits the converted optical signal back to the optical signal.
도 1은 종래의 광트랜스폰더의 구성을 나타내는 도면이다. 도시된 광트랜스폰더는 광전 변환기(110), 전치 증폭기(120), 리미팅 증폭기(limiting amplifier, 130), CDR(140), 레이저 다이오드 드라이버(150), 레이저 다이오드(160)로 구성되어 있다. 광전 변환기(110)는 입력된 광신호를 전기 신호로 변환시키는 기능을 수행한다. 전치 증폭기(120)는 상기 광전 변환기(110)로부터 입력되는 전기 신호를 증폭한다. 상기 전치 증폭기(120)는 단순히 입력되는 전기 신호를 선형적으로 증폭하기 때문에, 출력되는 전기 신호가 디지털 신호인 경우에는 두 전압 레벨의 차이가 너무 커지게 된다. 따라서, "0" 레벨과 "1" 레벨로 구성되는 디지털 신호의 경우에 상기 두 레벨들의 차가 너무 커서 상기 CDR에서 클럭과 데이터를 추출하기가 불가능하게 된다.1 is a view showing the configuration of a conventional optical transponder. The illustrated optical transponder includes a photoelectric converter 110, a preamplifier 120, a limiting amplifier 130, a CDR 140, a laser diode driver 150, and a laser diode 160. The photoelectric converter 110 converts an input optical signal into an electrical signal. The preamplifier 120 amplifies the electrical signal input from the photoelectric converter 110. Since the preamplifier 120 linearly amplifies the input electrical signal, the difference between the two voltage levels becomes too large when the output electrical signal is a digital signal. Thus, in the case of a digital signal consisting of a "0" level and a "1" level, the difference between the two levels is so large that it becomes impossible to extract clock and data from the CDR.
상기 전치 증폭기(120)의 후단에 위치하는 리미팅 증폭기(130)는 작은 전압 레벨은 이득을 크게 하고, 일정한 전압 레벨 이상은 제한시키는 역할을 한다. 즉, "0" 레벨과 "1" 레벨의 전압들이 각각 일정한 값을 유지하도록 하는 것이다. 상기 리미팅 증폭기(130)로부터 출력되는 전기 신호는 CDR(140)로 입력된다. 상기 CDR(140)은 상기 광신호의 전송 속도에 따라 미리 설정된 단일의 기준 클럭에 따라 입력된 전기 신호에서 데이터 및 클럭을 재생하게 된다. 상기 CDR(140)의 동작은 입력된 전기 신호를 리쉐이핑(reshaping), 리제너레이션(regeneration), 리타이밍 (retiming)하는 것으로서, 이에 따라 입력된 전기 신호에서 데이터 및 클럭을 재생한다. 상기 CDR(140)에서 복원된 데이터는 레이저 다이오드 드라이버(150)를 구동시키기 위하여 사용되며, 레이저 다이오드 드라이버(150)는 레이저 다이오드(160)에 상기 데이터에 따른 변조 전류 및 바이어스 전류를 공급해주는 역할을 한다. 상기 레이저 다이오드(160)는 상기 레이저 다이오드 드라이버(150)의 제어에 따라 정해진 파장의 광신호를 출력하게 된다.The limiting amplifier 130 located at the rear end of the preamplifier 120 serves to increase the gain of a small voltage level and to limit a predetermined voltage level or more. That is, the voltages of the "0" level and the "1" level are to maintain a constant value, respectively. The electrical signal output from the limiting amplifier 130 is input to the CDR 140. The CDR 140 reproduces data and a clock from an electrical signal input according to a single reference clock preset according to the transmission speed of the optical signal. The operation of the CDR 140 is to reshape, regenerate, and retime the input electrical signal, thereby regenerating data and clock from the input electrical signal. The data restored in the CDR 140 is used to drive the laser diode driver 150, and the laser diode driver 150 serves to supply a modulation current and a bias current according to the data to the laser diode 160. do. The laser diode 160 outputs an optical signal having a predetermined wavelength under the control of the laser diode driver 150.
한편, 광전송 시스템은 시분할 다중(TDM: Time Division Multiplexing) 방식에서, 여러가지 다른 파장의 채널을 다중화하여 하나의 광섬유를 통해 동시에 전송하는 파장 분할 다중(WDM: Wavelength Division Multiplexing) 방식으로 변환되어 가고 있다. 이에 따라 다양한 프로토콜 및 전송 속도를 가지는 여러 채널의 광신호를 하나의 광섬유에 다중화하여 전송하려는 연구가 이루어지고 있다. 특히 도심 지역에서는 광전송 시스템의 수요가 증가하며, 데이터 트래픽의 증가로 인하여 도심 지역용 파장 분할 다중 시스템은 음성 전송에서부터 발전해 온 SDH/SONET(Synchronous Digital Hierarchy / Synchronous Optical NETwork) 계열의 포맷은 물론 데이터 트래픽을 위주로 하는 FDDI, ESCON, 광섬유 채널, 기가비트 이더넷, ATM 등 다양한 전송 포맷을 동시에 수용할 수 있는 유연성이 요구된다.Meanwhile, the optical transmission system has been converted from a time division multiplexing (TDM) scheme to a wavelength division multiplexing (WDM) scheme in which multiple channels of different wavelengths are multiplexed and transmitted simultaneously through one optical fiber. Accordingly, researches are being conducted to multiplex and transmit optical signals of various channels having various protocols and transmission rates to one optical fiber. In particular, the demand for optical transmission systems increases in urban areas. Due to the increase in data traffic, wavelength-division multiplexing systems for urban areas increase data traffic as well as SDH / SONET (Synchronous Digital Hierarchy / Synchronous Optical NETwork) format. Flexibility to simultaneously accommodate various transmission formats such as FDDI, ESCON, Fiber Channel, Gigabit Ethernet, and ATM.
그러나, 종래의 광트랜스폰더는 전송 속도를 파악하지 못하며, 이러한 광트랜스폰더가 파장 분할 다중 시스템에 사용될 경우에 각 채널에 따른 클럭을 추출하지 않고 단지 파형 정형의 기능 즉, 리쉐이핑과 리제너레이션 기능들만을 수행하여 광신호를 재생하였다. 따라서, 상기한 시스템에서는 노드를 거치면서 누적되어 증가되는 잡음과 타이밍 지터(jitter)에 의해 전송 품질이 저하된다. 특히 도심지역을 위한 광네트워크에서 다양한 프로토콜/전송 속도를 채용할 경우에 상기한 리쉐이핑 및 리제너레이션 기능만을 갖는 광트랜스폰더를 사용하게 되면, 전송 품질의 저하로 전송 거리에 많은 제한을 받게 된다는 문제점이 있다.However, conventional optical transponders do not know the transmission speed, and when such optical transponders are used in a wavelength division multiplexing system, they do not extract a clock for each channel, but merely perform waveform shaping, that is, reshaping and regeneration functions. Only these were performed to reproduce the optical signal. Therefore, in the above system, transmission quality is degraded by noise and timing jitter that accumulate and increase as a node passes through. In particular, when using various optical protocols and transmission speeds in optical networks for urban areas, the use of optical transponders having only the reshaping and regeneration functions described above causes a problem that the transmission distance is severely limited due to the deterioration of transmission quality. There is this.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 광전송 시스템에서 전송 포맷 및 전송 속도에 무관하게 클럭을 추출하여 데이터를 복원할 수 있는 전송 속도 무의존성 광트랜스폰더를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a transmission rate independent optical transponder capable of restoring data by extracting a clock regardless of transmission format and transmission speed in an optical transmission system. In providing.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따라 입력된 광신호를 전기신호로 변환하는 광전 변환기와, 광전 변환된 전기 신호를 증폭하는 전치 증폭기와, 상기 전치 증폭기로부터 출력되는 전기 신호를 디지털 신호의 전압 레벨에 맞도록 증폭시켜주는 리미팅 증폭기와, 상기 리미팅 증폭기로부터 입력되는 전기 신호로부터기준 클럭에 따라 클럭 및 데이터를 복원하는 프로그래머블 CDR과, 상기 데이터를 입력으로하여 대응하는 변조 전류를 출력하는 레이저 다이오드 드라이버와, 상기 변조 전류에 따른 광신호를 출력하는 레이저 다이오드부를 구비하는 광트랜스폰더는,In order to achieve the above object, according to the present invention, a photoelectric converter converting an input optical signal into an electrical signal, a preamplifier for amplifying the photoelectrically converted electrical signal, and an electrical signal output from the preamplifier A limiting amplifier for amplifying to a voltage level, a programmable CDR for recovering clock and data according to a reference clock from an electrical signal input from the limiting amplifier, and a laser diode for outputting a corresponding modulation current by inputting the data. An optical transponder having a driver and a laser diode unit for outputting an optical signal according to the modulation current,
상기 리미팅 증폭기로부터 입력받은 전기 신호를 미리 설정된 시간 만큼 지연한 지연 신호와 상기 전기 신호를 배타적 논리합 연산하고 연산한 신호를 통해 전송 속도를 인식하는 BRI와;A BRI for recognizing a transmission rate through a delayed signal obtained by delaying an electrical signal input from the limiting amplifier by a predetermined time and an exclusive OR operation of the electrical signal;
상기 BRI에서 인식한 전송 속도에 따른 기준 클럭을 발생시켜 상기 프로그래머블 CDR로 출력하는 기준 클럭 발생부를 더 구비한다.And a reference clock generator for generating a reference clock according to the transmission rate recognized by the BRI and outputting the reference clock to the programmable CDR.
도 1은 종래의 광트랜스폰더의 구성을 나타내는 도면,1 is a view showing the configuration of a conventional optical transponder,
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전송 속도 무의존성 광트랜스폰더의 구성을 나타내는 도면,2 is a view showing the configuration of a transmission rate independent optical transponder according to an embodiment of the present invention,
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전송 속도 무의존성 광트랜스폰더의 각각 다른 전송 속도에 따른 광출력을 나타내는 도면,3 is a diagram showing optical power according to different transmission speeds of transmission rate independent optical transponders according to an embodiment of the present invention;
도 4은 도 2의 BRI를 나타내는 도면,4 is a view showing the BRI of FIG.
도 5는 도 2의 파장 안정화부의 구성을 나타내는 도면,5 is a view showing the configuration of the wavelength stabilization unit of FIG.
이하에서는 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능, 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention; In describing the present invention, detailed descriptions of related well-known functions or configurations are omitted in order not to obscure the subject matter of the present invention.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전송 속도 무의존성 광트랜스폰더의 구성을 나타내는 도면이다. 도시된 전송 속도 무의존성 광트랜스폰더는 신호부(210)와 제어부(220)로 구성된다. 상기 신호부(210)는 광전 변환기(211), 전치 증폭기(212), 리미팅 증폭기(213), 프로그래머블 CDR(214), 레이저 다이오드 드라이버(215) 및 레이저 다이오드부(216)로 구성된다. 상기 제어부(220)는 상기 프로그래머블 CDR(214)을 제어하는 BRI(220)와 기준 클럭 발생기(229) 및 상기 레이저다이오드부(216)의 출력 파장을 안정적으로 제어하는 파장 안정화부(230)로 구성된다.2 is a view showing the configuration of a transmission rate independent optical transponder according to an embodiment of the present invention. The illustrated transmission rate independent optical transponder includes a signal unit 210 and a controller 220. The signal unit 210 includes a photoelectric converter 211, a preamplifier 212, a limiting amplifier 213, a programmable CDR 214, a laser diode driver 215, and a laser diode unit 216. The controller 220 includes a BRI 220 for controlling the programmable CDR 214, a reference clock generator 229, and a wavelength stabilizer 230 for stably controlling the output wavelength of the laser diode unit 216. do.
상기 광전 변환기(211)로 입력되는 광신호는 임의의 프로토콜 및 전송 속도로 입력된다. 입력된 광신호는 광전 변환기(211)에서 전기적 신호로 변환되고, 전치 증폭기(212)는 상기 광전 변환기(211)로부터 입력되는 전기 신호를 증폭한다. 리미팅 증폭기(213)는 상기 입력된 전기 신호의 "0" 레벨과 "1" 레벨의 전압들이 각각 일정한 값을 유지하도록 하여, 상기 전기 신호를 프로그래머블 CDR(214) 및 BRI(220)로 출력한다.The optical signal input to the photoelectric converter 211 is input at an arbitrary protocol and transmission rate. The input optical signal is converted into an electrical signal in the photoelectric converter 211, and the preamplifier 212 amplifies the electrical signal input from the photoelectric converter 211. The limiting amplifier 213 outputs the electrical signal to the programmable CDR 214 and the BRI 220 so that voltages of the "0" level and the "1" level of the input electrical signal are maintained at constant values, respectively.
상기 BRI(220)는 상기 리미팅 증폭기(213)로부터 입력된 전기 신호를 분석하여 전송 속도를 인식한다. 기준 클럭 발생기(229)는 종래와는 달리 다수의 각기 다른 주파수의 클럭 신호를 발생하는 다수의 발진기 등을 포함하여 구성되며, 이러한 기준 클럭 발생기(229)는 상기 BRI(220)에서 인식한 전송 속도와 동일한 기준 클럭을 발생하도록 내부 발진기를 선택적으로 동작시킨다. 상기 프로그래머블 CDR(214)은 상기 기준 클럭 발생기(229)에서 발생된 기준 클럭에 따라 전기 신호를 리쉐이핑 및 리제너레이션할뿐만 아니라 리타이밍(retiming)시켜 재생한다. 상기 프로그래머블 CDR(214)에서 복원된 데이터는 레이저 다이오드 드라이버(215)를 구동시키기 위하여 사용되며, 레이저 다이오드 드라이버(215)는 레이저 다이오드부(216)에 상기 데이터에 따른 변조 전류를 공급해주는 역할을 한다.The BRI 220 analyzes an electrical signal input from the limiting amplifier 213 to recognize a transmission speed. Unlike the related art, the reference clock generator 229 includes a plurality of oscillators for generating clock signals having a plurality of different frequencies, and the reference clock generator 229 includes a transmission rate recognized by the BRI 220. The internal oscillator is selectively operated to generate a reference clock equal to. The programmable CDR 214 not only reshapes and regenerates an electrical signal but also retimes and reproduces the electrical signal according to the reference clock generated by the reference clock generator 229. The data restored in the programmable CDR 214 is used to drive the laser diode driver 215, and the laser diode driver 215 serves to supply a modulation current according to the data to the laser diode unit 216. .
상기 레이저 다이오드부(216)는 상기 레이저 다이오드부 드라이버(215)의 변조 전류에 따라 정해진 파장의 광신호를 출력하게 된다. 또한, 상기 제어부(220)의파장 안정화부(230)는 상기 레이저 다이오드부(216)에서 출력되는 광신호의 파장을 정확하게 제어한다.The laser diode unit 216 outputs an optical signal having a predetermined wavelength according to the modulation current of the laser diode driver 215. In addition, the wavelength stabilizer 230 of the controller 220 accurately controls the wavelength of the optical signal output from the laser diode unit 216.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전송 속도 무의존성 광트랜스폰더의 각각 다른 전송 속도에 따른 광출력을 나타내는 도면이다. 도 3에서는, 본 발명에 따른 전송 속도 무의존성 광트랜스폰더가 125Mbps에서 1250Mbps까지 출력하는 것을 도시하고 있으나, 실질적으로 2.5Gbps까지도 출력가능하다.3 is a diagram illustrating optical power according to different transmission speeds of transmission rate independent optical transponders according to an exemplary embodiment of the present invention. In FIG. 3, although the transmission rate independent optical transponder according to the present invention outputs from 125Mbps to 1250Mbps, it is possible to output substantially up to 2.5Gbps.
도 4는 도 2의 BRI(220)를 나타내는 도면이다. 도시된 BRI(220)는 버퍼 (222), 지연기(223) 및 연산기(224)로 구성되는 전송 속도 인식부(221)와 필터(226), A/D 변환기(analog to digital converter, 227) 및 판단기(228)로 구성되는 전송 속도 판단부(225)로 구성된다. 상기 전송 속도 인식부(221)의 동작에 대해 기술하면 하기하는 바와 같다. 특정 전송 속도, 즉 특정 펄스 주기의 전기 신호가 입력되면, 상기 지연기(223)에 의해 어느 정도 지연된 지연 신호가 발생한다. 상기 전기 신호와 지연 신호는 연산기(224)에서 배타적 논리합 연산되어 인식 신호가 발생한다. 이 때, 상기 인식신호는 상기 지연시간과 동일한 간격의 하이 레벨을 구간을 가지는 다수개의 펄스로 나타난다. 이러한 과정을 통하여 입력된 전기 신호의 전송 속도 차이에 따라 상기 인식 신호의 펄스수의 차이가 나게 되며, 그 차이는 거의 전송 속도에 비례한다.4 is a diagram illustrating the BRI 220 of FIG. 2. The illustrated BRI 220 includes a baud rate recognizer 221, a filter 226, and an A / D converter 227 including a buffer 222, a delay 223, and an operator 224. And a transmission rate determining unit 225 composed of the determiner 228. The operation of the transmission rate recognition unit 221 will be described below. When an electrical signal of a specific transmission rate, that is, a specific pulse period, is input, a delay signal that is somewhat delayed by the delay unit 223 is generated. The electrical signal and the delay signal are the exclusive OR operation of the calculator 224 to generate a recognition signal. At this time, the recognition signal is represented by a plurality of pulses having a section at the high level of the same interval as the delay time. Through this process, a difference in the number of pulses of the recognition signal is generated according to a difference in the transmission speed of the input electrical signal, and the difference is almost proportional to the transmission speed.
그러므로, 상기 인식 신호를 분석하여, 인식 신호에서 일정한 시간동안에 발생한 펄스의 개수를 확인하므로 역으로 전송 속도를 파악할 수 있게 된다. 그런데, 현재 광전송시스템에서 채용되는 최대 전송 속도는 Gb/s 단위이며, 이러한 전송 속도의 전기 신호에서 상기 인식 신호의 펄스 개수를 직접 카운트하는데는 회로 구성이 어렵다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 전송 속도 판단부(225)는 상기 인식 신호를 로우패스 필터링(low-pass filtering)하여 출력되는 전압 레벨을 통해 전송 속도를 파악한다.Therefore, by analyzing the recognition signal, the number of pulses generated in a predetermined time in the recognition signal is confirmed, and thus, the transmission speed can be grasped. However, the maximum transmission rate currently employed in the optical transmission system is a unit of Gb / s, and the circuit configuration is difficult to directly count the number of pulses of the recognition signal in the electric signal of the transmission rate. Accordingly, the transmission rate determining unit 225 according to an embodiment of the present invention determines the transmission rate through the voltage level output by low-pass filtering the recognition signal.
상기 전송 속도 판단부(225)의 동작에 대해 기술하자면 하기하는 바와 같다. 상기 필터(226)는 상기 인식 신호 발생부(221)의 연산기(224)에서 출력되는 인식 신호를 입력받아 로우패스 필터링하여 출력한다. A/D변환기(227)는 상기 필터(226)의 아날로그 출력을 디지털 변환하고, 상기 디지탈 신호의 전압 레벨은 전송 속도에 따라 선형적으로 증가하는 형태로 나타난다. 상기 판단기(228)는 상기 전압 레벨을 파악하여 상기 디지탈 신호의 전송 속도를 판단하는 것이다.The operation of the transmission rate determining unit 225 will be described below. The filter 226 receives the recognition signal output from the calculator 224 of the recognition signal generator 221 and outputs the low pass filtering. The A / D converter 227 digitally converts the analog output of the filter 226, and the voltage level of the digital signal increases linearly with the transmission speed. The determiner 228 determines the transmission rate of the digital signal by identifying the voltage level.
도 5는 도 2의 파장 안정화부(230)의 구성을 나타내는 도면이다. 도시된 파장 안정화부(230)는 정상 모드 또는 차단 모드로 구분하여 동작한다. 상기 정상/차단 모드 전환은 사용자 입력에 의해 결정된다. 상기 사용자 입력은 외부 인터페이스를 통하여 이뤄지며, 상기 사용자 입력은 외부 인터럽터(235)를 통해 마이크로 프로세서(233)로 출력된다. 상기 마이크로 프로세서(233)는 정상/차단 모드와 상관없이 레이저 다이오드부(216)를 작동시키기 위한 바이어스(bias) 제어신호를 출력하고 있다. 상기 마이크로 프로세서(233)는 상기 사용자 입력이 정상 모드신호일 경우에 온(on) 신호를 스위치(switch, 238)로 출력한다. 상기 온 신호는 스위치(238)를 열린 상태로 변환시킨다. 상기 바이어스 제어신호는 D/A 변환기 (digital to analog converter, 237)로 입력되어 아날로그 신호(analog signal)로변환되며, 열린 상태인 스위치(238)를 거쳐 바이어스 회로(239)로 인가된다. 상기 바이어스 회로(239)는 상기 바이어스 제어신호에 따른 바이어스 전류를 상기 레이저 다이오드부(216)로 출력한다. 상기 레이저 다이오드부(216)는 DFB 레이저 다이오드, 온도계(thermometer)를 구비한 온도 조절기, 에탈론 필터 및 두 개의 포토다이오드들로 구성되어 있다. 상기 DFB 레이저 다이오드는 일정한 방사각을 갖는 광을 방출한다. 상기 에탈론 필터는 상기 DFB 레이저 다이오드로부터 입사된 광을 파장 및 입사각에 따른 투과율로 투과시킨다. 인접한 한 쌍의 포토다이오드는 상기 에탈론 필터로부터 투과된 광 중에서 일정 영역의 광만을 검출한다. 상기 DFB 레이저 다이오드의 정상적인 발진 파장에 대해서 상기 포토다이오드들로 입사하는 광들의 세기가 동일하도록, 상기 에탈론 필터가 광축과 이루는 각이 설정된다. 따라서, 상기 포토다이오드들에서 출력되는 파장편이 검출 신호들(PD1 및 PD2)은 각각 입사광의 파장에 대한 함수가 된다. 즉, 상기 포토다이오드로 입사하는 광의 상기 에탈론 필터에서의 투과율은 입사각과 파장의 함수이지만, 상기 입사각은 고정되어 있으므로 입사광의 파장만의 함수가 되는 것이다. 상기 파장편이 검출 신호들(PD1 및 PD2)은 A/D 변환기(analog to digital converter, 232)로 입력되어 디지탈 신호(digital signal)로 변환된다. 상기 마이크로 프로세서(233)는 상기 파장편이 검출 신호들(PD1 및 PD2)을 입력으로 하여, 상기 파장편이 검출 신호들(PD1 및 PD2)의 레벨차에 대응하는 온도 가변신호를 출력한다. 즉, 상기 파장편이 검출 신호들(PD1 및 PD2)의 레벨차가 '0'이라면, 상기 DFB 레이저 다이오드의 발진 파장은 안정화되어 있다는 의미다. 또한, 상기 파장편이 검출 신호들(PD1 및 PD2)의 레벨차가 '0'이 아닐때는, 상기 마이크로 프로세서(233)가 상기 DFB 레이저 다이오드의 발진파장을 안정화시키기 위한 온도 가변신호를 상기 온도 조절기로 피드백시킨다.5 is a diagram illustrating a configuration of the wavelength stabilizer 230 of FIG. 2. The illustrated wavelength stabilizer 230 operates by dividing into a normal mode or a blocking mode. The normal / blocking mode switch is determined by user input. The user input is made through an external interface, and the user input is output to the microprocessor 233 through an external interrupter 235. The microprocessor 233 outputs a bias control signal for operating the laser diode unit 216 regardless of the normal / blocking mode. The microprocessor 233 outputs an on signal to a switch 238 when the user input is a normal mode signal. The on signal causes switch 238 to open. The bias control signal is input to a digital-to-analog converter 237, converted into an analog signal, and applied to the bias circuit 239 through an open switch 238. The bias circuit 239 outputs a bias current according to the bias control signal to the laser diode unit 216. The laser diode unit 216 is composed of a DFB laser diode, a temperature controller with a thermometer, an etalon filter, and two photodiodes. The DFB laser diode emits light having a constant emission angle. The etalon filter transmits the light incident from the DFB laser diode at a transmittance according to the wavelength and the incident angle. Adjacent pairs of photodiodes detect only light in a certain region of the light transmitted from the etalon filter. The angle that the etalon filter makes with the optical axis is set so that the intensities of the light incident on the photodiodes are the same with respect to the normal oscillation wavelength of the DFB laser diode. Accordingly, the wavelength shift detection signals PD1 and PD2 output from the photodiodes become a function of the wavelength of incident light, respectively. That is, the transmittance in the etalon filter of the light incident on the photodiode is a function of the angle of incidence and the wavelength, but since the angle of incidence is fixed, it is a function of only the wavelength of the incident light. The wavelength shift detection signals PD1 and PD2 are input to an analog-to-digital converter 232 and converted into a digital signal. The microprocessor 233 receives the wavelength shift detection signals PD1 and PD2 and outputs a temperature variable signal corresponding to the level difference between the wavelength shift detection signals PD1 and PD2. That is, when the level difference between the wavelength shift detection signals PD1 and PD2 is '0', it means that the oscillation wavelength of the DFB laser diode is stabilized. In addition, when the level difference between the wavelength shift detection signals PD1 and PD2 is not '0', the microprocessor 233 feeds back a temperature variable signal for stabilizing the oscillation wavelength of the DFB laser diode to the temperature controller. Let's do it.
상기 온도 가변신호에 따라 상기 온도 조절기는 상기 DFB 레이저 다이오드의 동작 온도를 조절하여 상기 DFB 레이저 다이오드의 발진 파장을 안정화시킨다. 즉, 상기 DFB 레이저 다이오드의 동작 온도를 안정화 파장에 대응하는 온도로 맞추어, 상기 DFB 레이저 다이오드의 발진 파장이 안정화 파장으로 천이되게 하는 것이다. 또한, 상기 온도 조절기는 서미스터 온도계(thermistor thermometer)와 같은 온도계를 구비하고 있다. 상기 온도 조절기는 상기 DFB 레이저 다이오드의 동작 온도를 조절함과 동시에 상기 온도계에서 상기 DFB 레이저 다이오드의 동작 온도를 감지하여 발생하는 온도 감지신호를 출력한다. 상기 온도 감지신호는 A/D 변환기(232)로 입력되어 디지탈 신호로 변환되며, 상기 A/D 변환기(232)에서 출력되는 온도값은 상기 마이크로 프로세서(233)로 입력된다.According to the temperature variable signal, the temperature controller stabilizes the oscillation wavelength of the DFB laser diode by adjusting the operating temperature of the DFB laser diode. That is, the operating temperature of the DFB laser diode is adjusted to a temperature corresponding to the stabilization wavelength so that the oscillation wavelength of the DFB laser diode is shifted to the stabilization wavelength. The thermostat also includes a thermometer, such as a thermistor thermometer. The temperature controller adjusts an operating temperature of the DFB laser diode and simultaneously outputs a temperature sensing signal generated by sensing the operating temperature of the DFB laser diode in the thermometer. The temperature detection signal is input to the A / D converter 232 and converted into a digital signal, and the temperature value output from the A / D converter 232 is input to the microprocessor 233.
상기 사용자 입력이 차단 모드신호일 경우에, 상기 마이크로 프로세서(233)는 상기 온도값을 EEPROM(electrically erasable and programmable ROM, 234)에 저장하고, 오프(OFF) 신호를 스위치(238)로 출력한다.When the user input is a cutoff mode signal, the microprocessor 233 stores the temperature value in an electrically erasable and programmable ROM (EEPROM) 234, and outputs an OFF signal to the switch 238.
상기 마이크로 프로세서(233)로부터 출력되는 바이어스 제어신호는 상기 닫힌 상태인 스위치(238)에 의해 차단되고, 상기 바이어스 회로(239)는 바이어스 전류를 출력하지 않으므로 상기 DFB 레이저 다이오드는 셧다운된다. 이때, 상기 파장편이 검출 신호들(PD1 및 PD2)은 상기 DFB 레이저 다이오드가 셧다운됨과 동시에 존재하지 않지만, 상기 온도 조절기는 계속 온도 감지신호를 출력한다. 상기 마이크로 프로세서(233)는 차단 모드로 전환됨과 동시에, 상기 EEPROM(234)에 저장되어 있던 온도값을 기준으로 하여 상기 DFB 레이저 다이오드의 온도를 홀딩한다.The bias control signal output from the microprocessor 233 is cut off by the switch 238 in the closed state, and the DFB laser diode is shut down because the bias circuit 239 does not output a bias current. At this time, the wavelength shift detection signals PD1 and PD2 do not exist at the same time as the DFB laser diode is shut down, but the temperature controller continues to output the temperature detection signal. The microprocessor 233 switches to the blocking mode and simultaneously holds the temperature of the DFB laser diode based on the temperature value stored in the EEPROM 234.
즉, 상기 마이크로 프로세서(234)는 상기 A/D 변환기로(232)부터 입력되는 온도값을 상기 EEPROM(234)에 저장된 온도값과 비교하여, 그 온도차에 해당하는 온도 가변 신호를 상기 온도 조절기로 출력한다. 상기 온도 조절기는 상기 온도 가변신호에 응답하여, 대응하는 온도 가변폭으로 상기 레이저 다이오드의 온도를 변경한다. 따라서, 상기 DFB 레이저 다이오드의 온도는 상기 EEPROM(234)에 저장된 온도로 홀딩된다.That is, the microprocessor 234 compares the temperature value input from the A / D converter 232 with the temperature value stored in the EEPROM 234, and converts the temperature variable signal corresponding to the temperature difference into the temperature controller. Output The temperature controller changes the temperature of the laser diode to a corresponding temperature variable width in response to the temperature variable signal. Thus, the temperature of the DFB laser diode is held at the temperature stored in the EEPROM 234.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광트랜스폰더는 BRI 및 기준클럭 발생기를 구비함으로써 광전송 시스템에서 전송포맷 및 전송 속도에 무관하게 클럭을 추출하여 데이터를 복원할 수 있다는 이점이 있다.As described above, the optical transponder according to the present invention has the advantage that the BRI and the reference clock generator can recover the data by extracting the clock regardless of the transmission format and transmission speed in the optical transmission system.
더욱이, 본 발명에 따른 광트랜스폰더는 광파장 안정화부를 구비함으로써 출력되는 광신호의 파장을 안정적으로 제어할 수 있다는 이점이 있다.Furthermore, the optical transponder according to the present invention has an advantage that the wavelength of the optical signal outputted can be stably controlled by providing the optical wavelength stabilizer.
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