KR20020054212A - 전자 소자에 대한 의존도를 줄인 광전송 장치 및 광수신장치 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은 전자 소자에 대한 의존도를 줄인 광전송 장치 및 광수신 장치에 관한 것임.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

본 발명은, 초고속 광전송 장치에서 광수신 장치의 전자 소자에 대한 의존도를 줄이기 위하여 광수신 장치의 앞단에 광 역다중화기(DMUX)를 삽입한 광전송 장치 및 역다중화 기능을 구비한 광수신 장치를 제공하고자 함.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은, 고속 광전송을 위해 전자 소자에 대한 의존도를 줄인 광전송 장치에 있어서, 광신호를 생성하여 송신하기 위한 광송신 수단; 상기 광송신 수단에서 생성된 광신호를 입력받아 증폭하기 위한 광증폭 수단; 상기 광증폭 수단에서 증폭된 광신호를 입력받아 역다중화하기 위한 역다중화 수단; 및 상기 역다중화 수단에 의해 역다중화된 광신호를 입력받아 전기 신호로 변환하여 출력하기 위한 광수신 수단을 포함함.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명은 광전송 시스템 등에 이용됨.

Description

전자 소자에 대한 의존도를 줄인 광전송 장치 및 광수신 장치{The Apparatus for Optical Transsmit and Receive with Efficiency}

본 발명은 전자 소자에 대한 의존도를 줄인 광전송 장치 및 광수신 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초고속 광전송 장치에서 광수신 장치의 전자 소자에 대한 의존도를 줄이기 위하여 광수신 장치의 앞단에 광 역다중기를 삽입한 광전송 장치 및 역다중화 기능을 구비한 광수신 장치에 관한 것이다.

최근에 E-mail, 인터넷, 텔레뱅킹, 텔레쇼핑, 화상회의 및 다른 멀티미디어 서비스 등 다양한 통신 서비스가 요구되면서, 광전송 시스템에서의의 데이터 전송 속도는 급속히 높아지고 있다.

현재, 10Gbit/s 광전송 시스템이 사용되고 있으며, 향후 40Gbit/s 및 더 높은 전송 속도를 갖는 시스템이 사용될 예정이다. 하지만, 전송 속도가 수 십 Gbit/s 로 높아지면 이에 해당하는 광수신기 제작이 어려워, 필요한 전자 소자가 확보될 때까지 기다려야만 한다는 문제점이 있었다.

또한, 제작된 후에도 광링크 성능 측정에 필요한 장비와의 연결을 위해 다시 전기적으로 다중화 및 역다중화를 해주어야 하는 번거로움이 있다는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 본 발명은, 초고속 광전송 장치에서 광수신 장치의 전자 소자에 대한 의존도를 줄이기 위하여 광수신 장치의 앞단에 광 역다중기를 삽입한 광전송 장치 및 역다중화 기능을 구비한 광수신 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 광 역다중화기를 이용한 광전송 장치의 일실시예 구성도.

도 2 는 본 발명에 따른 광전송 장치에 적용되는 광 역다중화기의 내부 구성 일예시도.

도 3 은 본 발명에 따른 광 역다중화기에 적용되는 위상 고정 루프 회로의 내부 구성 일예시도.

도 4 는 본 발명에 따른 전자 소자의 의존도를 줄인 광수신 장치의 일실시예 구성도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

110 : 광송신기 120 : 광섬유

130 : 광증폭기 140 : 광 역다중화기

150 : 광수신기

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 고속 광전송을 위해 전자 소자에 대한 의존도를 줄인 광전송 장치에 있어서, 광신호를 생성하여 송신하기 위한 광송신 수단; 상기 광송신 수단에서 생성된 광신호를 입력받아 증폭하기 위한 광증폭 수단; 상기 광증폭 수단에서 증폭된 광신호를 입력받아 역다중화하기 위한 역다중화 수단; 및 상기 역다중화 수단에 의해 역다중화된 광신호를 입력받아 전기 신호로 변환하여 출력하기 위한 광수신 수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 고속 광전송을 위해 전자 소자에 대한 의존도를 줄인 광수신 장치에 있어서, 입력 광신호를 분배하여 출력하는 광분배 수단; 상기 광분배 수단의 일측의 출력 신호를 입력받아 입력 광신호의 전송 속도에 해당하는 클럭 신호를 추출하기 위한 클럭 추출 수단; 상기 광분배 수단의 타측의 출력 신호를 입력받아 전기 신호로 변환한 후 증폭하기 위한 제 1 광검출 및 증폭 수단; 상기 제 1 광검출 및 증폭 수단으로부터 입력되는 신호를, 상기 클럭 추출 수단에 의해 추출된 클럭 신호에 따라 판별하기 위한 판별 수단; 및 상기 클럭 추출 수단으로부터 입력되는 클럭 신호에 따라, 상기 판별 수단으로부터 입력되는 판별 신호를 역다중화하여 출력하기 위한 역다중화 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 광 역다중화기를 이용한 광전송 장치의 일실시예 구성도이다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광 역다중화기를 이용한 광전송 장치는, 광신호를 발생시켜 전송하는 광송신기(110), 상시 광송신기(110)에서 발생된 광신호를 전송하는 광선로인 광섬유(120), 상기 광섬유(120)를 통해 전송되는 광신호를 증폭시키기 위한 광증폭기(130), 상기 광증폭기(130)에서 증폭된 광신호를 역다중화하기 위한 광 역다중화기(140) 및 상기 광 역다중화기에서 역다중화된 광신호를 입력받아 전기 신호로 변환하여 검출하기 위한 광수신기(150)를 포함한다.

상기한, 도 1 에 도시된 광전송 장치는, 종래의 광전송 장치의 구성에서, 광수신기(150)의 앞단에 광소자를 이용한 광 역다중화기(140)를 삽입하여, 상기 광수신기(150)의 전자 소자에 대한 의존도를 줄일 수 있도록 한 것이다.

이하, 도 2 와 도 3 의 설명을 통해, 상기 광 역다중화기(140)의 구성과 동작을 상세히 살펴보기로 한다.

도 2 는 본 발명에 따른 광전송 장치에 적용되는 광 역다중화기의 내부 구성 일예시도이다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광전송 장치에 적용되는 광 역다중화기는, 광신호를 입력받아 두개의 단자로 분배하여 출력하는 광분배기(210), 광검출기(231), 증폭기(232) 및 위상 고정 루프 회로(PLL, 233) 등으로 구성되어 상기 광분배기(210)에 의해 분배된 일측의 신호로부터 클럭을 추출하는 클럭 추출 회로(230), 상기 광분배기(210)에 의해 분배된 타측의 신호와, 상기 클럭 추출 회로(230)에서 추출된 클럭 신호를 입력받아 광신호를 변조하여 역다중화 하는 전계 흡수형 변조기(220), 상기 전계 흡수형 변조기(220)의 입력 광신호와 전기 신호의 위상을 맞추어 주는 변위기(240) 및 상기 전계 흡수형 변조기(220)의 입력 광신호와 전기 신호의 위상을 온도와 관계없이 일정하게 유지시키기 위해 온도 센서(251)와 마이크로 프로세서(252)를 이용하여 상기 변위기(240)의 위상을 조정하는 온도 보상 회로(250)를 포함한다.

여기서, 상기 클럭 추출 회로(230)는, 광검출기(231)가 광신호를 검출하여 전기 신호로 변환하는 기능을 하고, 증폭기(232)는 입력 전기 신호를 큰 신호로 증폭하는 기능을 하며, 위상 고정 루프 회로(233)는 출력되는 클럭 신호의 위상이 입력 신호와 항상 일정한 관계를 유지하도록 하는 기능을 함으로써, 입력 광신호의 동작 속도에 해당하는 클럭을 추출하여 분배 및 증폭한 신호를 출력하며, 이때, 클럭 주파수 분배는 일반적으로 2, 4, 8, 16 등 으로 한다.

도 3 은 본 발명에 따른 광 역다중화기에 적용되는 위상 고정 루프 회로의 내부 구성 일예시도이다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 광 역다중화기에 적용되는 위상 고정 루프회로는, 신호를 입력받아 전송 데이터의 속도에 해당하는 클럭을 추출하는 고대역여파기(310) 및 2배 승산기(320), 입력되는 두 신호의 위상을 비교하여 그 차이에 해당하는 전압을 출력하는 위상 비교기(330), 상기 위상 비교기(330)의 출력 신호를 입력받아 전압 조정 오실레이터(350)의 출력 주파수를 조정하기 위한 적분기(340), 상기 적분기(340)에 의해 주파수 조정된 신호를 입력받아 전압을 조정하여 출력하기 위한 전압 조정 오실레이터(350) 및 상기 전압 조정 오실레이터(350)의 출력 신호에 따라 결정된 승산값을 곱하여, 상기 위상 비교기(330)에 입력하기 위한 승산기(360)를 포함한다.

이때, 상기 승산기(360)에서는, 만일 40Gb/s 전송시스템에서 10GHz VCO 를 사용하였다면 x4 를 해주게 된다.

도 4 는 본 발명에 따른 전자 소자의 의존도를 줄인 광수신 장치의 일실시예 구성도이다.

도 4 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전자 소자의 의존도를 줄인 광수신 장치는, 입력 광신호를 두 개의 단자로 분배하여 출력하는 광분배기(410), 상기 광분배기(410)의 일측의 출력 신호를 입력받아 제 1 광검출 및 증폭기(422), 고대역 여파기(423) 및 승산기(424)로 구성된 비선형 회로(421), 높은 Q 값을 갖는 유전체 공진기 필터(425), 의사(spurious) 응답 특성을 보상해주는 협대역 필터(426) 및 상기 협대역 필터(426)의 출력 신호를 증폭하기 위한 증폭기(427)를 지남으로써, 입력 광신호의 전송 속도에 해당하는 클럭 신호를 추출하기 위한 클럭 추출 회로(420), 상기 클럭 추출 회로(420)에서 추출된 클럭 신호로부터 역다중화기(432)의 동작 속도에 맞는 클럭 신호를 공급해주는 분배기(433), 상기 광분배기(410)의 타측의 신호를 입력받아 전기 신호로 변환한 후 증폭하기 위한 제 2 광검출 및 증폭기(430), 상기 제 2 광검출 및 증폭기(430)로부터 입력되는 신호를 입력 클럭 주기 마다 신호'0' 혹은 신호'1'을 판별한 후, 상기 역다중화기(432)에 상기 판별된 신호를 출력하는 판별 회로(431) 및 상기 분배기(433)로부터 입력되는 클럭 신호에 따라 상기 판별 회로(431)로부터 입력되는 판별 신호를 역다중화하여 출력하는 역다중화기(432)를 포함한다.

고속 광전송 시스템에서의 광수신기는, 디지털 형태로 변조된 광신호를 입력받아 이를 전기 신호로 변환한 후, 전송 속도에 해당하는 클럭 및 데이터를 재생하여 출력하는 기능을 한다.

이러한 기능을 위해 일반적으로 광수신기는 광신호를 전기 신호를 바꾸어 주는 광검출기, 미약한 상기 전기 신호를 최소한의 잡음비로 증폭하는 전치 증폭기, 상기 전치 증폭기의 크기 변화에 무관하게 일정한 출력 전압을 유지하면서 신호의 크기를 제한하는 리미팅 증폭기 및 상기 리미팅 증폭기의 출력 신호에서 클럭을 추출하여 깨끗한 디지털 신호를 재생하는 클럭 데이터 재생 회로 등으로 구성된다.

도 4 에 도시된 본 발명에 따른 광수신 장치는,입력 신호를 분배하여 그 구성을 변형하였으며, 출력단에 출력 신호를 역다중화하기 위한 역다중화기(432)를 구비하여 전자 소자의 의존도를 줄이도록 구성되었다.

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.

상기한 바와 같은 본 발명은, 전자 소자 대역의 제한으로 개발이 어려운 수 십 Gb/s 이상의 고속 광전송 장치에 있어, 전자 소자의 의존도를 줄인 광전송 장치 및 광수신 장치를 제시함으로써 고속 광링크의 개발을 가능하게 하는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 고속 광전송을 위해 전자 소자에 대한 의존도를 줄인 광전송 장치에 있어서,

   광신호를 생성하여 송신하기 위한 광송신 수단;

   상기 광송신 수단에서 생성된 광신호를 입력받아 증폭하기 위한 광증폭 수단;

   상기 광증폭 수단에서 증폭된 광신호를 입력받아 역다중화하기 위한 역다중화 수단; 및

   상기 역다중화 수단에 의해 역다중화된 광신호를 입력받아 전기 신호로 변환하여 출력하기 위한 광수신 수단

   을 포함하는 광전송 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 역다중화 수단은,

   광신호를 입력받아 분배하여 출력하기 위한 광분배 수단;

   상기 광분배 수단에 의해 분배된 일측의 광신호를 입력받아 클럭을 추출하기 위한 클럭 추출 수단;

   상기 클럭 추출 수단에 의해 추출된 클럭 신호와 입력 광신호의 위상이 일치하도록 상기 추출된 클럭 신호의 위상을 변환하기 위한 변위 수단; 및

   상기 광분배 수단에 의해 분배된 타측의 광신호를 입력받아, 상기 변위 수단에 의해 위상이 변환된 클럭 신호에 따라 변조하여 역다중화하기 위한 변조 수단

   을 포함하는 광전송 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 변조 수단의 입력 광신호 및 클럭 신호의 위상을 온도에 관계 없이 일정하게 유지하기 위해서, 온도 센서와 마이크로 프로세서 등을 이용하여 상기 변위 수단의 위상을 조절하기 위한 온도 보상 수단

   을 더 포함하는 광전송 장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 클럭 추출 수단은,

   광신호를 입력받아 전기 신호로 변환하기 위한 광검출 수단;

   상기 광검출 수단에 의해 변환된 전기 신호를 증폭하기 위한 증폭 수단; 및

   상기 증폭 수단에 의해 증폭된 신호를 입력받아, 상기 클럭 추출 수단에 의해 출력되는 클럭 신호의 위상이 입력 신호와 항상 일정한 관계를 유지하도록 하기 위한 위상 고정 수단

   을 포함하는 광전송 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 위상 고정 수단은,

   위상 고정 루프 회로(PLL)인 것을 특징으로 하는 광전송 장치.
6. 고속 광전송을 위해 전자 소자에 대한 의존도를 줄인 광수신 장치에 있어서,

   입력 광신호를 분배하여 출력하는 광분배 수단;

   상기 광분배 수단의 일측의 출력 신호를 입력받아 입력 광신호의 전송 속도에 해당하는 클럭 신호를 추출하기 위한 클럭 추출 수단;

   상기 광분배 수단의 타측의 출력 신호를 입력받아 전기 신호로 변환한 후 증폭하기 위한 제 1 광검출 및 증폭 수단;

   상기 제 1 광검출 및 증폭 수단으로부터 입력되는 신호를, 상기 클럭 추출 수단에 의해 추출된 클럭 신호에 따라 판별하기 위한 판별 수단; 및

   상기 클럭 추출 수단으로부터 입력되는 클럭 신호에 따라, 상기 판별 수단으로부터 입력되는 판별 신호를 역다중화하여 출력하기 위한 역다중화 수단

   을 포함하는 광수신 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 역다중화 수단의 동작 속도에 맞는 클럭 신호를 공급하기 위해, 상기 클럭 추출 수단에서 추출된 클럭 신호를 분배하기 위한 분배 수단

   을 더 포함하는 광수신 장치.