KR200179054Y1

KR200179054Y1 - Optical transceiver module in a optical repeater

Info

Publication number: KR200179054Y1
Application number: KR2019990025962U
Authority: KR
Inventors: 유재욱
Original assignee: 엘지정보통신주식회사
Priority date: 1999-11-24
Filing date: 1999-11-24
Publication date: 2000-04-15

Abstract

본 고안에 따른 광중계기용 광모듈은, 알에프 신호를 수신하는 알에프 입력 단과, 상기 알에프 입력단에서 수신한 알에프 신호를 전기적 신호로 변환시키는 레이저 다이오드 및 상기 레이저 다이오드에 바이어스를 인가하는 레이저 다이오드 바이어스 단을 포함하는 광중계기용 광모듈에 있어서, 온도 변화에 따른 알에프 이득을 보상하는 온도 보상 회로부를 구비한다.An optical module for an optical repeater according to the present invention includes an RF input stage for receiving an RF signal, a laser diode for converting the RF signal received at the RF input terminal into an electrical signal, and a laser diode bias stage for applying a bias to the laser diode. An optical module for an optical repeater, comprising: a temperature compensation circuit unit for compensating RF gain according to temperature change.

특히, 서미스터(thermistor)가 사용된 온도 보상 회로부를 구비하며, 또한 바람직하게는, 상기 알에프 입력 단에 엔티씨(NTC) 서미스터가 사용되고, 레이저 다이오드 바이어스 단에 피티씨(PTC) 서미스터가 사용된 온도 보상 회로부를 구비한다.In particular, it has a temperature compensation circuit portion in which a thermistor is used, and preferably, a temperature in which an NTC thermistor is used at the RF input stage, and a PTC thermistor is used at the laser diode bias stage. Compensation circuit section is provided.

이와같은 본 고안에 의하면, 서미스터가 사용된 온도 보상 회로부를 구비하여 온도 변화에 따른 RF 이득을 조절할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention as described above, there is an advantage that can be adjusted to the RF gain according to the temperature change by having a temperature compensation circuit portion using the thermistor.

Description

Optical transceiver module in a optical repeater

본 고안은 광중계기용 광모듈(optic transceiver module)에 관한 것으로서, 특히 서미스터(thermistor)가 사용된 온도 보상 회로부를 구비하여 알에프(RF) 이득을 조절할 수 있는 광중계기용 광모듈에 관한 것이다.The present invention relates to an optical transceiver module for an optical repeater, and more particularly, to an optical module for an optical repeater having a temperature compensating circuit portion in which a thermistor is used to adjust RF gain.

일반적으로, 광중계기용 광모듈은 도 1에 나타낸 바와 같이 구성된다. 도 1은 종래의 광중계기용 광모듈을 나타낸 회로도이다.In general, the optical module for the optical repeater is configured as shown in FIG. 1 is a circuit diagram showing a conventional optical module for an optical repeater.

광중계기용 광모듈에서는 RF 신호를 광신호로 변환하기 위해서 레이저 다이오드(LD)가 사용되며, 도 1에서는 LD 내부에 모니터 기능을 위한 포토 다이오드 (PD)가 내장된 4핀(Pin) 형태의 LD가 사용되었다. Vcc 전압을 LD의 순방향 바이어스(bias)로 인가한 상태에서 RF 입력 단으로 인가된 RF 신호는 R1, R2, R3, R4, C1, C2, C3, C4를 거쳐 LD의 광신호 세기를 변화시키는 직접 변조 형태로 RF 신호가 광신호로 변환된다.In the optical module for an optical repeater, a laser diode (LD) is used to convert an RF signal into an optical signal, and in FIG. 1, a 4-pin LD having a photodiode (PD) embedded therein for the monitor function. Was used. With the Vcc voltage applied as the forward bias of the LD, the RF signal applied to the RF input stage directly changes the LD's optical signal intensity through R1, R2, R3, R4, C1, C2, C3, and C4. In modulation form, the RF signal is converted into an optical signal.

한편, LD에 순방향 바이어스가 인가되면, LD 전류는 L1, L2, R5, R6, R7, R9, C5, Q1(PNP transistor)을 거쳐 흐르게 된다. 이때, 모니터용 PD를 통해 광의 세기를 에이피시(APC:Automatic Power Control) 회로에 알려서 광의 세기(optical power)를 일정하게 유지시킬 수 있다.On the other hand, when forward bias is applied to LD, LD current flows through L1, L2, R5, R6, R7, R9, C5, and Q1 (PNP transistor). In this case, the intensity of light may be kept constant by informing the APC (Automatic Power Control) circuit through the monitor PD.

그런데, 이러한 광중계기용 광모듈의 시스템 환경에서는 온도가 상승함에 따라서 RF 이득 저하의 문제가 발생하게 된다. 이때, 발생되는 RF 이득 저하는 시스템 전체에 영향을 미치는 것으로서, 중계기 시스템의 어느 부분에서든지 개선을 해야하는 문제를 야기시킨다. 일반적으로, 75℃까지 상승하는 시스템 환경에서는 상온에 대하여 약 4dB 정도의 RF 이득 저하 특성이 나타난다.However, in the system environment of the optical module for optical repeater, the problem of RF gain decreases as the temperature rises. At this time, the generated RF gain degradation affects the entire system, which causes a problem of improvement in any part of the repeater system. In general, in a system environment rising to 75 ° C., an RF gain deterioration characteristic of about 4 dB is observed at room temperature.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 서미스터가 사용된 온도 보상 회로부를 구비하여 RF 이득을 조절할 수 있는 광중계기용 광모듈을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an optical module for an optical repeater having a temperature compensation circuit unit in which a thermistor is used to adjust the RF gain.

도 1은 종래의 광중계기용 광모듈을 나타낸 회로도.1 is a circuit diagram showing an optical module for a conventional optical repeater.

도 2는 본 고안에 따른 광중계기용 광모듈을 나타낸 회로도.2 is a circuit diagram showing an optical module for an optical repeater according to the present invention.

도 3은 일반적인 엔티씨 서미스터의 온도에 따른 저항비를 나타낸 특성도.Figure 3 is a characteristic diagram showing the resistance ratio according to the temperature of a typical NTC thermistor.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 광중계기용 광모듈은, 알에프 신호를 수신하는 알에프 입력 단과, 상기 알에프 입력단에서 수신한 알에프 신호를 전기적 신호로 변환시키는 레이저 다이오드 및 상기 레이저 다이오드에 바이어스를 인가하는 레이저 다이오드 바이어스 단을 포함하는 광중계기용 광모듈에 있어서, 온도 변화에 따른 알에프 이득을 보상하는 온도 보상 회로부를 구비하는 점에 그 특징이 있다.In order to achieve the above object, an optical module for an optical repeater according to the present invention includes an RF input terminal for receiving an RF signal, a laser diode for converting the RF signal received at the RF input terminal into an electrical signal, and a bias to the laser diode. An optical module for an optical repeater including a laser diode bias stage to be applied is characterized in that it comprises a temperature compensation circuit unit for compensating the RF gain according to the temperature change.

특히, 서미스터(thermistor)가 사용된 온도 보상 회로부를 구비하는 점에 그 특징이 있으며, 또한 바람직하게는, 상기 알에프 입력 단에 엔티씨(NTC) 서미스터가 사용되고, 레이저 다이오드 바이어스 단에 피티씨(PTC) 서미스터가 사용된 온도 보상 회로부를 구비하는 점에 그 특징이 있다.In particular, it is characterized by having a temperature compensating circuit section in which a thermistor is used, and preferably, an NTC thermistor is used at the RF input stage, and a PTC is used at the laser diode bias stage. A characteristic is that the thermistor has a temperature compensation circuit portion used.

이와같은 본 고안에 의하면, 서미스터가 사용된 온도 보상 회로부를 구비하여 온도 변화에 따른 RF 이득을 조절할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention as described above, there is an advantage that the thermistor is used to adjust the RF gain according to the temperature change provided with a temperature compensation circuit.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 고안에 따른 광중계기용 광모듈을 나타낸 회로도이다.2 is a circuit diagram showing an optical module for an optical repeater according to the present invention.

도 2를 참조하면, Vcc 전압을 LD의 순방향 바이어스로 인가한 상태에서 RF 입력 단으로 인가된 RF 신호는 R1, NTC 서미스터, R3, R4, C1, C2, C3, C4를 거쳐 LD의 광신호 세기를 변화시키는 직접 변조 형태로 RF 신호가 광신호로 변환된다.Referring to FIG. 2, the RF signal applied to the RF input terminal in the state in which the Vcc voltage is applied as the forward bias of the LD passes through the R1, NTC thermistors, R3, R4, C1, C2, C3, and C4. The RF signal is converted into an optical signal in a form of direct modulation that changes the signal.

한편, LD에 순방향 바이어스가 인가되면, LD 전류는 L1, L2, PTC 서미스터, R6, R7, R9, C5, Q1(PNP transistor)을 거쳐 흐르게 된다.On the other hand, when forward bias is applied to LD, LD current flows through L1, L2, PTC thermistor, R6, R7, R9, C5, and Q1 (PNP transistor).

이때, 모니터용 PD를 통해 광의 세기를 APC 회로에 알려서 광의 세기를 일정하게 유지시킬 수 있다.In this case, the intensity of the light may be kept constant by informing the APC circuit of the light intensity through the monitor PD.

그리고, 도 2에서 RF 신호의 이득을 조절할 수 있는 부분은 세 부분이 있다. 첫째는 R1, NTC 서미스터, R3, R4로 구성되는 RF 입력 단을 이용한 조절이 가장 큰 영향을 주며, 둘째는 L1, PTC 서미스터로 구성되는 LD 바이어스 단을 통한 조절이 가능하며, 셋째는 L2, R6 부분을 이용하면 미미한 조절이 가능하다.In addition, in FIG. 2, there are three parts that can adjust the gain of the RF signal. Firstly, the control using the RF input stage consisting of R1, NTC thermistor, R3, and R4 has the most influence. Second, control is possible through the LD bias stage consisting of L1 and PTC thermistor. Third, L2 and R6. Use the part to make minor adjustments.

따라서, NTC 서미스터와 PTC 서미스터를 이용함으로써, 온도에 따른 저항 변화를 통하여 RF 이득의 저하를 보상할 수 있는 회로를 구성할 수 있는 것이다. 여기서, NTC 서미스터는 도 3에 나타낸 바와 같이 온도가 증가함에 따라 저항값이 감소하는 특성을 갖는 소자를 말한다. 그리고, PTC 서미스터는 온도가 증가함에 따라 저항값이 증가하는 특성을 갖는 소자이다.Therefore, by using an NTC thermistor and a PTC thermistor, it is possible to configure a circuit capable of compensating for a decrease in the RF gain through resistance change with temperature. Here, the NTC thermistor refers to a device having a characteristic that the resistance value decreases as temperature increases. And, PTC thermistor is a device having a characteristic that the resistance value increases with increasing temperature.

그런데, R1, NTC 서미스터, R3, R4로 구성되는 RF 입력 단을 이용하여 RF 이득을 조절하는 경우에, 특히 NTC 서미스터를 이용하면 고온에서 온도 보상을 쉽게 구현할 수 있다. 그러나, RF 입력단의 NTC 서미스터 저항 값은 광모듈의 규격중에서 RF 이득 뿐만 아니라, 3차 왜곡성분인 아이엠디쓰리(IMD3:Inter Modulation Distortion 3rd) 및 입력 정재파비에도 많은 영향을 주는 부분이다. 따라서, IMD3 규격 50 이상과 정재파비 규격 1.5 이하를 유지하는 경우에는, RF 입력 단의 저항 조절을 통해서는, 완전하게 고온에서의 RF 이득 보상을 구현할 수는 없으며, 최대 2dB까지만 보상이 가능하다.However, in the case of adjusting the RF gain using the RF input stage consisting of R1, NTC thermistor, R3, and R4, in particular, the NTC thermistor can easily implement temperature compensation at high temperature. However, the NTC thermistor resistance value of the RF input stage has a significant influence not only on the RF gain, but also on the IMD3 (Inter Modulation Distortion 3rd) and the input standing wave ratio. Therefore, if the IMD3 specification 50 or more and the standing wave ratio specification 1.5 or less are maintained, the RF gain compensation at the high temperature cannot be completely realized by adjusting the resistance of the RF input stage, and only up to 2 dB can be compensated.

한편, L1, PTC 서미스터로 구성되는 LD 바이어스 단은 LD의 바이어스 전원과 연결된 부분이기도 하면서, RF 입력 단과도 연결이 되어 있어서 RF 이득을 조절할 수 있는 필터 역할도 동시에 하고 있다. 따라서, LD 바이어스 단의 PTC 서미스터 부분의 온도에 따른 저항 변화 특성을 이용하여 온도 보상회로를 구현함으로써, 상기 NTC 서미스터를 이용한 온도 보상회로와 더불어 우수한 광모듈의 온도 보상회로를 구현할 수 있다.On the other hand, the LD bias stage composed of L1 and PTC thermistor is also connected to the bias power supply of the LD, and is also connected to the RF input stage, which also serves as a filter for adjusting the RF gain. Therefore, by implementing the temperature compensation circuit using the resistance change characteristic of the PTC thermistor portion of the LD bias stage, the temperature compensation circuit using the NTC thermistor can be implemented as well as the temperature compensation circuit of the excellent optical module.

특히, LD 바이어스 단의 PTC 서미스터를 이용하는 가장 큰 장점은 광모듈의 잡음지수 및 입력 정재파비에는 매우 작은 영향을 미친다는 것이다.In particular, the biggest advantage of using PTC thermistor of LD bias stage is that it has a very small influence on the noise figure and input standing wave ratio of the optical module.

이상의 설명에서와 같이, 본 고안에 따른 광중계기용 광모듈은, 서미스터가 사용된 온도 보상 회로부를 구비하여 온도 변화에 따른 RF 이득을 조절할 수 있는 장점이 있다.As described above, the optical module for the optical repeater according to the present invention, there is an advantage that can be adjusted to the RF gain according to the temperature change by having a temperature compensation circuit unit using the thermistor.

Claims

For an optical repeater comprising an RF input stage for receiving an RF signal, a laser diode for converting the RF signal received at the RF input into an electrical signal, and a laser diode bias stage for applying a bias to the laser diode. In the optical module,

An optical module for an optical repeater comprising a temperature compensation circuit unit for compensating the RF gain according to the temperature change.

The method of claim 1,

An optical module for an optical repeater, comprising a temperature compensation circuit portion in which a thermistor is used.

The method according to claim 1 or 2,

An optical module for an optical repeater comprising a temperature compensation circuit unit in which an NTC thermistor is used at the RF input terminal, and a PTC thermistor is used at the laser diode bias stage.