KR20020094815A - Duplex optical amplifier in duplex optical line pair - Google Patents

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배성호
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Abstract

PURPOSE: A duplex optical amplifier in duplex optical line pair is provided to simultaneously amplify optical signals of the duplex optical line pair using one optical amplifier. CONSTITUTION: Circulators(111,112) input and output two optical signals progressed to inter-different directions. Wavelength selection couplers(113,114) couples the optical signals inputted through the circulators(111,112) with pump lights generated in pump sources(115,116). An optical fiber(117) amplifies the inputted duplex optical signals. The circulators(111,112) adds the optical signals progressed from front and rear ends of the optical fiber(117) to two optical lines.

Description

양방향 광 선로쌍에서의 양방향 광 증폭기{Duplex Optical amplifier in Duplex Optical line pair}Duplex Optical amplifier in Duplex Optical line pair

본 발명은 파장 분할 다중화에 있어서, 특히 두 개의 광 선로로 이루어진 양방향 광선로 쌍(Duplex Optical line pair)에서 하나의 광 증폭기를 이용하여 두 선로의 광 신호를 동시에 광 증폭할 수 있도록 한 양방향 광 선로쌍에서의 양방향 광 증폭기에 관한 것이다.In the present invention, in the wavelength division multiplexing, in particular, a bidirectional optical line capable of simultaneously optically amplifying optical signals of two lines using a single optical amplifier in a duplex optical line pair composed of two optical lines. A bidirectional optical amplifier in a pair.

파장분할 다중화(WDM: Wave-length Division Multiplexing) 광 전송 시스템은 서로 다른 파장의 채널을 증가함으로써 단일 광섬유로 전송할 수 있는 용량을 증대할 수 있는 방법이다.Wavelength-division multiplexing (WDM) optical transmission systems can increase the capacity to transmit on a single fiber by increasing channels of different wavelengths.

광 전송 시스템은 특히 광 전송 시스템의 발달을 가져온 주요 원동력으로서, 에르븀이 도핑된 광 증폭기(EDFA: Erbium-Doped fiber Amplifier)를 들 수 있다. EDFA는 광 전송 시스템에서 전송, 파장 분기/결합, 다중/역 다중의 과정을 거치면서 약화된 광 신호의 세기를 증폭시키는 중요한 역할을 하며, 전치 증폭기, 후치 증폭기, 선로 증폭기 등의 광범위한 범위에 적용되고 있다.The optical transmission system is an erbium-doped optical amplifier (EDFA), in particular, the main driving force for the development of the optical transmission system. EDFAs play an important role in amplifying the strength of weakened optical signals through the process of transmission, wavelength branching / combining, and multiple / inverse multiplexing in optical transmission systems. They are applied to a wide range of preamplifiers, post amplifiers, and line amplifiers. It is becoming.

종래의 광 전송 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 하위 채널 송신부 및 하위 채널 수신부(11,12)와, 상위 채널 송신부 및 상위 채널 수신부(21,22)와, 다중화 및 역다중화기(MUX/DEMUX)(13,14,23,24), 그리고 광 증폭기(15,25)로 구성된다.In the conventional optical transmission system, as shown in FIG. 1, the lower channel transmitter and the lower channel receivers 11 and 12, the upper channel transmitter and the upper channel receivers 21 and 22, and the multiplexing and demultiplexer (MUX / DEMUX) 13, 14, 23, 24, and optical amplifiers 15, 25.

여기서, 상기 광 증폭기(15,25)에는 증폭 매질로 에르븀이 도핑된 광 섬유(EDF)(15e, 25e), 광 섬유(15e,25e)의 전후단을 중심으로 역류하는 광을 차단하기 위한 전후 아이솔레이터(15a,15b,25a,25b), 각각의 펌프 광을 광 섬유(15e,25e) 각각에 입사시키기 위한 파장 선택 결합기(15c,25c), 순방향 펌프 광원(15d,25d)을 각각 포함한 구성이다.Here, the optical amplifiers 15 and 25 include a front and rear for blocking the light flowing back around the front and rear ends of the optical fibers (EDF) 15e and 25e doped with erbium as an amplification medium and the optical fibers 15e and 25e. Isolator 15a, 15b, 25a, 25b, wavelength selective couplers 15c, 25c for injecting respective pump lights into optical fibers 15e, 25e, and forward pump light sources 15d, 25d, respectively. .

상기와 같은 광 전송 시스템에 대하여 첨부된 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The optical transmission system as described above will be described with reference to FIG. 1.

먼저, 하위 채널 송신부(TX#1~TX#4)(11)로부터 송신된 채널 신호( lambda _1 , lambda_2, lambda_3, lambda_4)들은 다중화기(13)에 의해 다중화되고, 다중화된 광 신호는 제 1광 증폭기(15)에서 증폭된 후, 역 다중화기(14)에서 역 다중화되어 상기 전송된 채널 신호가 하위 채널 수신부(12)로 각각 입력된다.First, the channel signals lambda _1, lambda_2, lambda_3, and lambda_4 transmitted from the lower channel transmitters TX # 1 to TX # 4 11 are multiplexed by the multiplexer 13, and the multiplexed optical signal is the first signal. After being amplified by the optical amplifier 15, demultiplexed by the demultiplexer 14 and the transmitted channel signal is input to the lower channel receiver 12, respectively.

여기서, 상기 제 1광 증폭기(15)에 입력되는 광 신호는 전단 아이솔레이터(15a)를 통해 파장 선택 결합기(15c)로 입력되며, 파장 선택 결합기(15c)에 의해 펌프 광원(15d)으로부터 나오는 펌프 광과 상기 입력 광 신호가 결합되어 광 섬유(15e)에 입사된다. 입사된 펌프 광은 상기 광 섬유 내의 기저 상태에 있는 어븀 이온을 여기시키고, 여기된 어븀 이온의 유도방출에 의해 광 신호는 증폭된다. 광 섬유에 의해 증폭된 광 신호는 후단 아이솔레이터(15b)를 통해 출력된다.Here, the optical signal input to the first optical amplifier 15 is input to the wavelength selective combiner 15c through the shear isolator 15a, and the pump light emitted from the pump light source 15d by the wavelength selective combiner 15c. And the input optical signal are combined to enter the optical fiber 15e. The incident pump light excites the erbium ions in the ground state in the optical fiber, and the optical signal is amplified by the induced emission of the excited erbium ions. The optical signal amplified by the optical fiber is output through the rear end isolator 15b.

상기 제 1광 증폭기(15)는 후단 아이솔레이터(15b)를 통해 증폭된 광 신호를출력하면, 역 다중화기(14)에서 역 다중화되고 하위 채널 수신부(RX#1~RX#4)(12)에 각 채널 신호( λ _1 , λ_2, λ_3, λ_4)가 수신된다.When the first optical amplifier 15 outputs the amplified optical signal through the rear stage isolator 15b, the first optical amplifier 15 is demultiplexed by the demultiplexer 14 and is provided to the lower channel receivers RX # 1 to RX # 4 12. Each channel signal λ _1, λ_2, λ_3, λ_4 is received.

한편, 상위 채널 송신부(TX#1~TX#4)로부터 송신된 각각의 채널 신호는 다중화기(24)에 의해 다중화되고, 다중화된 채널 광 신호는 제 2광 증폭기(25)에서 증폭된 후 역 다중화기(23)에 의해 역 다중화되고 상위 채널 수신부(RX#1~RX#4)(21)의 각 채널 수신기에 각각 수신된다.Meanwhile, each channel signal transmitted from the upper channel transmitters TX # 1 to TX # 4 is multiplexed by the multiplexer 24, and the multiplexed channel optical signal is amplified by the second optical amplifier 25 and then reversed. It is demultiplexed by the multiplexer 23 and received by each channel receiver of the upper channel receivers RX # 1 to RX # 421, respectively.

여기서, 제 2광 증폭기(25)는 전단 아이솔레이터(25a)를 통해 입력되는 광 신호를 파장 선택 결합기(25c)에서 펌프 광원(25d)에서 나오는 펌프 광과 결합된 후 광 섬유(25e)에 입사된다. 상기 광 섬유(25e)에 입사된 광 신호는 증폭된 후, 후단 아이솔레이터(25b)를 통해 상기 역 다중화기(23)로 출력된다.Here, the second optical amplifier 25 is coupled to the optical fiber 25e after the optical signal input through the shear isolator 25a is combined with the pump light from the pump light source 25d at the wavelength selective combiner 25c. . The optical signal incident on the optical fiber 25e is amplified and then output to the demultiplexer 23 through the rear end isolator 25b.

이때, 상기 아이솔레이터(25a,25b)는 상기 광 섬유(25e)의 전후단을 중심으로 역류하는 광을 차단하게 된다.In this case, the isolators 25a and 25b block the light flowing backwards around the front and rear ends of the optical fiber 25e.

이러한, 광 증폭기(15,25)는 광 선로에 지나가는 광 신호를 증폭하기 위해, 각각의 펌프 광원(15d,25d)에서 나오는 광 신호의 에너지를 입력되는 전송 광 신호로 전환시켜 증폭한 후 장거리 전송이 가능하게 한다. 그리고 양방향 광 선로 쌍에서는 두 개의 광 증폭기(15,25)를 사용하여야 두 개의 선로를 증폭할 수 있다.In order to amplify the optical signal passing through the optical line, the optical amplifiers 15 and 25 convert the energy of the optical signal from each of the pump light sources 15d and 25d into an input transmission optical signal and then amplify the long distance transmission. Makes this possible. In the bidirectional optical line pair, two optical amplifiers 15 and 25 may be used to amplify the two lines.

그러나, 광 증폭기(15,25)는 안정성이 중요하여 전송 광신호의 반사 등으로 인하여 광 증폭기가 정상 상태(steady state)에서 벗어나는 것을 막기 위해 단방향으로만 빛을 전송시키는 아이솔레이터(15a,15b)(25a,25b)를 각각 사용함으로써, 단방향 증폭만을 지원하게 된다. 즉, 양방향 증폭을 할 때에는 각각의 전송 방향으로광 증폭기(15,25)를 각각 사용하여야 하는 문제가 있다.However, the optical amplifiers 15 and 25 are important for stability so that the isolators 15a and 15b transmit light in only one direction to prevent the optical amplifier from escaping from the steady state due to reflection of the transmission optical signal. By using 25a and 25b respectively, only unidirectional amplification is supported. That is, when performing bidirectional amplification, there is a problem that optical amplifiers 15 and 25 must be used in respective transmission directions.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 하나의 광 증폭기를 사용하여 양방향 광 선로쌍의 광 신호를 동시에 증폭할 수 있도록 한 광 선로쌍에서의 양방향 광 증폭기를 제공함에 그 목적이 있다.Disclosure of Invention The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a bidirectional optical amplifier in an optical line pair that can simultaneously amplify an optical signal of a bidirectional optical line pair using one optical amplifier. There is this.

또한, 기존의 아이솔레이터 대신 서큘레이터를 사용함으로써, 광 증폭기의 입출력포트를 늘려 서로 다른 방향의 두 개의 광 신호를 증폭시켜 줄 수 있도록 한 양방향 광 선로쌍에서의 양방향 광 증폭기를 제공함에 그 목적이 있다.In addition, the purpose of the present invention is to provide a bidirectional optical amplifier in a pair of bidirectional optical line pairs by using a circulator instead of an existing isolator to increase the input / output ports of the optical amplifier to amplify two optical signals in different directions. .

다른 목적은, 광 섬유에 의해 증폭된 광 신호를 서큘레이터로 출력할 때 되반사된 광 신호를 소멸시켜 줄 수 있도록 한 양방향 광 선로쌍에서의 양방향 광 증폭기를 제공함에 그 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a bidirectional optical amplifier in a pair of bidirectional optical lines which can extinguish the reflected optical signal when outputting the optical signal amplified by the optical fiber to the circulator.

또 다른 목적은 하나의 광 증폭기에서 양방향으로 진행하는 광 신호를 광 신호를 증폭시켜 줄 수 있도록 한 양방향 광 선로쌍에서의 양방향 광 증폭기를 제공함에 그 목적이 있다.It is still another object of the present invention to provide a bidirectional optical amplifier in a bidirectional optical line pair capable of amplifying an optical signal for an optical signal traveling in both directions in one optical amplifier.

도 1은 종래 단방향 광 선로의 단방향 광 증폭기를 이용한 광 전송시스템의 구성도.1 is a block diagram of an optical transmission system using a unidirectional optical amplifier of a conventional unidirectional optical line.

도 2는 본 발명 실시 예에 따른 양방향 광 선로쌍에서의 양방향 광 증폭기를 이용한 광 전송 시스템의 구성도.2 is a block diagram of an optical transmission system using a bidirectional optical amplifier in a bidirectional optical line pair according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명 실시 예에 따른 양방향 광 선로쌍에서의 양방향 광 증폭기의 상세 구성도.3 is a detailed block diagram of a bidirectional optical amplifier in a bidirectional optical line pair according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명 실시 예에 적용된 서큘레이터의 신호 흐름도.4 is a signal flow diagram of a circulator applied to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명 실시 예에 따른 양방향 광 선로쌍에서의 양 방향 광 증폭기의 구성도.5 is a block diagram of a bidirectional optical amplifier in a bidirectional optical line pair according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

11,101...하위 채널 송신부12,102...하위 채널 수신부11,101 ... sub-channel transmitter 12,102 ... sub-channel receiver

13,24,103,108...다중화기14,23,104,107...역 다중화기13,24,103,108 ... Multiplexer14,23,104,107 ... Demultiplexer

21,105...상위 채널 수신부22,106...상위 채널 송신부21,105 ... high channel receiver 22,106 ... high channel transmitter

15,25,110...광 증폭기15a,15b,25a,25b...아이솔레이터15,25,110 ... optical amplifier 15a, 15b, 25a, 25b ... isolator

15c,25c,113,114...파장 선택 결합기15c, 25c, 113,114 ... wavelength selector

15d,25d,115,116...펌프 광원15e,25e,117...광 섬유15d, 25d, 115,116 ... pump light source15e, 25e, 117 ... optical fiber

111,112...서큘레이터111,112 ... Circulator

상기한 목적 달성을 위한, 본 발명에 따른 양방향 광 선로쌍에서의 양방향 광 증폭기는,To achieve the above object, a bidirectional optical amplifier in a bidirectional optical line pair according to the present invention,

양 끝단에서 서로 다른 방향으로 진행하는 두 개의 광 신호를 입출력하는 복수개의 서큘레이터와, 상기 서큘레이터로 입력되는 광 신호를 펌프 광원에서 생성된 펌프 광과 결합시켜 주는 파장 선택 결합기와, 입사된 양방향 광 신호를 증폭하기 위한 광 섬유로 이루어진 광 증폭수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.A plurality of circulators for inputting and outputting two optical signals traveling in different directions at both ends, a wavelength selective combiner for coupling the optical signals input to the circulators with the pump light generated from the pump light source, and incident bidirectional And optical amplifying means made of optical fibers for amplifying the optical signal.

바람직하게, 상기 서큘레이터는 두 개의 광 선로로 진행하는 광 신호를 광 증폭기에 합쳐주는 것을 특징으로 한다.Preferably, the circulator combines an optical signal traveling through two optical lines into an optical amplifier.

상세하게, 상기 서큘레이터는 하나의 광 선로로부터 입력되는 채널 송신 광신호를 제 1입력받아 광 섬유로 증폭하기 위해 제 2포트로 출력하는 제 1입출력수단과, 상기 제 2포트로 입력되는 증폭된 광 신호를 다른 광 선로의 채널 송신 광 신호로 송신하기 위해 제 3포트로 출력하는 제 2입출력수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.In detail, the circulator includes first input / output means for receiving a first channel transmission optical signal input from one optical line and outputting the first optical signal to a second port to amplify the optical fiber, and the amplified input to the second port. And second input / output means for outputting the optical signal to the third port for transmitting the optical signal as a channel transmission optical signal of another optical line.

바람직하게, 상기 서큘레이터는 광 섬유에 의해 증폭된 광 신호를 출력하고 그 출력된 광 신호 중 되반사된 신호를 소멸시켜 주는 것을 특징으로 한다.Preferably, the circulator outputs an optical signal amplified by the optical fiber and extinguish the reflected signal among the output optical signals.

바람직하게, 상기 광 증폭수단은 양방향 광 증폭수단인 것을 특징으로 하고, 상기 광 증폭수단은 하나의 광 섬유를 사용하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the optical amplifying means is a bidirectional optical amplifying means, and the optical amplifying means is characterized by using one optical fiber.

이하 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings as follows.

도 2는 본 발명 실시 예에 따른 양방향 광 선로쌍에서의 양방향 광 증폭기를 이용한 광 전송 시스템의 구성도이고, 도 3 및 도 5는 본 발명 실시 예에 따른 양방향 광 선로쌍에서의 양방향 광 증폭기의 상세 구성도이며, 도 4는 본 발명 실시 예에 적용된 광 서큘레이터의 신호 흐름도이다.2 is a block diagram of an optical transmission system using a bidirectional optical amplifier in a bidirectional optical line pair according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 3 and 5 are views of a bidirectional optical amplifier in a bidirectional optical line pair according to an embodiment of the present invention. 4 is a detailed flowchart illustrating a signal flow of an optical circulator applied to an embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3을 참조하면, 하위 채널 송신부(101) 및 하위 채널 수신부(102)와, 상위 채널 송신부(105) 및 상위 채널 수신부(106)와, 채널 광 신호를 다중화 및 역다중화시켜 주는 다중화기 및 역다중화기(103,108)(104,107)와, 서로 다른 방향으로 입력되는 상기 하위 채널 및 상위 채널의 다중화된 광신호를 증폭한 후 역 다중화기로 출력하는 양방향 광 증폭기(110)를 포함한 구성이다.2 and 3, the lower channel transmitter 101 and the lower channel receiver 102, the upper channel transmitter 105 and the upper channel receiver 106, and the multiplexing and demultiplexing channel optical signals The multiplexer and the demultiplexer (103, 108, 104, 107) and the bi-directional optical amplifier 110 for amplifying the multiplexed optical signal of the lower channel and the upper channel input in different directions and outputs to the demultiplexer.

상기 양방향 광 증폭기(110)는 전후단에서 다중화된 신호를 광 섬유로 전달하고 광 섬유로부터 증폭된 광 신호를 역다중화기(104)(107)로 출력 및 되반사된 신호를 소멸시키는 제 1 및 제 2 서큘레이터(Circulator)(111,112), 파장선택 결합기(113,114)와, 펌프 광원(115,116), 에르븀이 도핑된 증폭 매질인 광 섬유(117)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The bidirectional optical amplifier 110 transmits the multiplexed signal to the optical fiber at the front and rear ends, and outputs the optical signal amplified from the optical fiber to the demultiplexers 104 and 107 and dissipates the reflected signal. 2 circulator (111, 112), the wavelength selective coupler (113, 114), the pump light source (115, 116), characterized in that it comprises an optical fiber 117, which is an erbium doped amplification medium.

여기서, 광 섬유(117)의 좌단에서 광섬유(117)의 우단으로, 광 섬유(117)의 우단에서 광 섬유(117)의 좌단으로 전송되는 채널의 파장은 서로 다른 것을 사용한다.Here, the wavelengths of the channels transmitted from the left end of the optical fiber 117 to the right end of the optical fiber 117 and from the right end of the optical fiber 117 to the left end of the optical fiber 117 are different.

상기와 같이 구성되는 본 발명 실시 예에 따른 양방향 광 선로쌍에서의 양방향 광 증폭기에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, a bidirectional optical amplifier in a bidirectional optical line pair according to an embodiment of the present invention configured as described above is as follows.

먼저, 도 2를 참조하면, 하위 채널 송신부(TX#1~TX#4)(101)로부터 채널 신호( λ _1 , λ_2, λ_3, λ_4)는 다중화기(MUX)(103)를 통해 각각 다중화되고 다중화된 광 신호는 광 증폭기(110)에 의해 증폭되고, 증폭된 광 신호는 역 다중화기(DEMUX)(104)에 의해 역 다중화된 다음 하위 채널 수신부(RX#1~RX#4)(102)의 해당 채널 신호(λ _1 , λ_2, λ_3, λ_4)로 입력된다.First, referring to FIG. 2, the channel signals λ _1, λ_2, λ_3, and λ_4 are respectively multiplexed from the lower channel transmitters TX # 1 to TX # 4 101 through a multiplexer (MUX) 103. The multiplexed optical signal is amplified by the optical amplifier 110, and the amplified optical signal is demultiplexed by the demultiplexer (DEMUX) 104, and then the lower channel receivers RX # 1 to RX # 4 102 The corresponding channel signals of λ _1, λ_2, λ_3, and λ_4 are input.

그리고, 상위 채널 송신부(TX#1~TX#4)(106)로부터 출력되는 상위 채널 신호( λ _5 , λ_6, λ_7, λ_8)는 다중화기(108)에 의해 다중화되고, 다중화된 광 신호는 광 증폭기(110)에 입력되어 증폭된 후 출력되며, 증폭된 광 신호는 역다중화기(107)에 의해 역 다중화된 다음 상위 채널 수신부(RX#1~RX#4)의 상위 채널 신호( λ _5 , λ_6, λ_7, λ_8)로 각각 입력된다.The upper channel signals λ _ 5, λ_6, λ_7, and λ_8 output from the upper channel transmitters TX # 1 to TX # 4 106 are multiplexed by the multiplexer 108, and the multiplexed optical signal is optically transmitted. The amplified optical signal is demultiplexed by the demultiplexer 107 and then the upper channel signals λ _5 and λ_6 of the upper channel receivers RX # 1 to RX # 4. , λ_7 and λ_8).

이와 같이 두 개의 양방향 광 선로쌍(Deplex Optical line pair)에서 서로 다른 방향으로 전송되는 두 개의 입력 광 신호를 하나의 광 증폭기(110)를 이용하여 증폭시키고 해당 출력 경로로 출력한다.As such, two input optical signals transmitted in different directions in two bidirectional optical line pairs are amplified using one optical amplifier 110 and output to the corresponding output path.

이를 위해서, 광 증폭기(110)에는 제 1 및 제 2서큘레이터(111,112), 파장 선택 결합기(113,114), 펌프 광원(115,116), 광 섬유(117)로 구성된다.To this end, the optical amplifier 110 includes first and second circulators 111 and 112, wavelength selective couplers 113 and 114, pump light sources 115 and 116, and optical fibers 117.

상기 펌프 광원(115,116)은 양방향 펌프 광원으로서, 광 섬유에 대칭적으로 파장 선택 결합기(113,114)와 펌프 광원(115,116)이 위치한다. 이러한 펌프 광원을 어느 한 방향으로만 적용할 경우 서로 다른 방향으로의 진행하는 광 신호의 증폭정도가 달라 질 수 있다. 이러한 증폭 정도 차이를 펌프 광원과 데이터 신호의 파워 등에 따라 광 증폭기를 최적화 해 줄 때 보상해 줄 수 있다.The pump light sources 115 and 116 are bidirectional pump light sources, and the wavelength selective couplers 113 and 114 and the pump light sources 115 and 116 are located symmetrically to the optical fiber. If the pump light source is applied in only one direction, the degree of amplification of the optical signal traveling in different directions may be different. This amplification difference can be compensated for by optimizing the optical amplifier according to the power of the pump light source and the data signal.

즉, 광 증폭기는 데이터 신호와 펌프 광원의 상대적인 방향성에 따라 순방향 펌핑, 역방향 펌핑, 양방향 펌핑으로 구분되는데, 서로 상대적인 장단점을 갖고 있어 광 증폭기 설계 방식에 따라 달라 질 수 있다.That is, the optical amplifier is classified into forward pumping, reverse pumping, and bidirectional pumping according to the relative directionality of the data signal and the pump light source. Since the optical amplifier has relative advantages and disadvantages, it may vary depending on the optical amplifier design method.

그리고, 제 1, 제 2서큘레이터(111,112)는 3개의 입출력 포트로 이루어진 광 소자로, 제 1포트로 입력되는 광 신호는 제 2포트로, 제 2포트로 입력된 광 신호는 제 3포트로 내보는 역할을 한다.The first and second circulators 111 and 112 are optical elements having three input / output ports, and an optical signal input to the first port is a second port, and an optical signal input to a second port is a third port. Play a role

도 3 및 도 4a에 도시된 바와 같이, 제 1서큘레이터(111)는 광 섬유(117)의좌단에 구비되어, 상기 다중화기(103)에 의해 다중화된 하위 채널 광 신호(S1In)를 제 1 포트(P1)로 입력받아 제 2포트(P2)로 출력한다.As shown in FIG. 3 and FIG. 4A, the first circulator 111 is provided at the left end of the optical fiber 117 to remove the lower channel optical signal S1 In multiplexed by the multiplexer 103. It is input to the first port P1 and output to the second port P2.

상기 제 1서큘레이터(111)의 제 2포트(P2)로 출력된 광 신호(S1In)는 제 1 파장 선택 결합기(113)에서 제 1펌프 광원(115)에 생성된 펌프 광과 결합된 후 광 섬유(117)에 입사되고, 입사된 광 신호는 광 섬유(117)에 의해 증폭된 후 제 2서큘레이터(112)를 통해 출력된다. 또한 제 1서큘레이터(111)는 광 섬유(117)의 우단에서 좌단으로 출력되는 광 신호(S2Out)를 제 2포트(P2)로 입력받아 제 3포트(P3)로 출력한다.The optical signal S1 In output to the second port P2 of the first circulator 111 is combined with the pump light generated in the first pump light source 115 by the first wavelength selective combiner 113. The light signal incident on the optical fiber 117 is amplified by the optical fiber 117 and then output through the second circulator 112. In addition, the first circulator 111 receives an optical signal S2 Out output from the right end of the optical fiber 117 to the left end and outputs it to the second port P2 to the third port P3.

이때 제 1서큘레이터(111)의 제 3포트(P3)로 출력된 광 신호(S2Out)는 역 다중화기(107)에서 역 다중화되고 상위 채널 수신기(105)에 입력되는데, 상기 제 1서큘레이터(111)의 제 3포트(P3)를 통해 출력된 광 신호(S2Out) 중 되반사된 신호(Back reflected Signal)(S3In)를 제 1서큘레이터(111)가 소멸시켜 줌으로써, 광 섬유(117)에는 되반사된 광 신호가 입력되지 않는다.At this time, the optical signal S2 Out output to the third port P3 of the first circulator 111 is demultiplexed by the demultiplexer 107 and input to the upper channel receiver 105. The first circulator The first circulator 111 dissipates the back reflected signal S3 In among the optical signals S2 Out output through the third port P3 of the 111, thereby providing an optical fiber ( The reflected light signal is not input to 117.

도 3 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 제 2서큘레이터(112)는 광 섬유(117)의 우단에 구비되어, 상기 다중화기(108)에서 하위 채널 신호가 다중화되어 입력되면, 그 입력 광 신호(S2In)를 제 1포트(P1)로 입력받아 제 2포트(P2)로 출력한다.As shown in FIGS. 3 and 4B, the second circulator 112 is provided at the right end of the optical fiber 117. When the lower channel signal is multiplexed and input from the multiplexer 108, the input optical signal is inputted. S2 In is input to the first port P1 and output to the second port P2.

제 2서큘레이터(112)의 제 2포트(P2)로 출력된 광 신호(S2)는 제 2파장 선택 결합기(114)에서 펌프 광원(116)로부터 생성된 펌프 광과 결합된 후 광 섬유(117)에 입사되고, 광 섬유(117)에 입사된 광 신호는 증폭된 후 상기 제 1서큘레이터(111)를 통해 출력(S2out)된다.The optical signal S2 output to the second port P2 of the second circulator 112 is combined with the pump light generated from the pump light source 116 in the second wavelength selective coupler 114 and then the optical fiber 117. ), The optical signal incident on the optical fiber 117 is amplified and then output (S2 out ) through the first circulator 111.

또한, 제 2서큘레이터(112)는 광 섬유(117)에서 증폭되어 입력되는 광 신호(S1)를 제 2포트(P2)로 입력받아 제 3포트(P3)로 출력하고, 그 포트(P3)로 출력된 신호는 역 다중화기(104)에 의해 역 다중화되어 하위 채널 수신부(102)에 출력된다.In addition, the second circulator 112 receives the optical signal S1 amplified by the optical fiber 117 and inputs it to the second port P2 and outputs it to the third port P3, and the port P3. The signal output as is demultiplexed by the demultiplexer 104 and is output to the lower channel receiver 102.

이때, 상기 제 2서큘레이터(112)의 제 3포트(P3)를 통해 출력된 광 신호(S1) 중 되반사된 신호(Back reflected Signal)(S3)는 상기 제 2서큘레이터(112)에서 소멸되고, 광 섬유(117)에 입사되지 않게 된다.At this time, the back reflected signal S3 of the optical signal S1 output through the third port P3 of the second circulator 112 disappears from the second circulator 112. As a result, it does not enter the optical fiber 117.

그리고, 광섬유(117)는 입사된 광 신호를 펌프 광원(115)에 의해 광 섬유(117) 내의 기저상태에 있는 어븀 이온을 여기시키고, 여기된 어븀 이온의 유도방출에 의해 광 신호가 증폭된다. 하나의 광 섬유(117)에서 서로 다른 방향으로 입력되는 광 신호를 증폭하여 출력하게 된다.The optical fiber 117 excites the incident optical signal by the pump light source 115 to excite the erbium ions in the ground state in the optical fiber 117, and the optical signal is amplified by the induced emission of the excited erbium ions. One optical fiber 117 amplifies and outputs optical signals input in different directions.

도 5에 도시된 바와 같이, 서로 반대 방향의 두 개의 광 선로로 진행되는 신호를 하나의 광 증폭기(110)로 증폭시키고, 광 섬유 전후단의 서큘레이터(111, 112)에서 두 개의 광 선로로 입출력되는 광 신호를 하나의 광 증폭기로 합쳐 주는 역할을 한다.As shown in FIG. 5, a signal propagated to two optical lines in opposite directions is amplified by one optical amplifier 110, and two optical lines are routed from the circulators 111 and 112 at the front and rear ends of the optical fiber. It combines the input and output optical signals into a single optical amplifier.

이는 기존에 두 개의 단 방향 전송 시스템으로 각각에 광 증폭기를 구비하고한쪽 방향으로만 진행하는 신호를 광 증폭하였으나, 본 발명은 하나의 광증폭기(110)를 이용하여 양방향 전송 시스템을 적용한 것이다.In the conventional two-way transmission system, an optical amplifier is provided in each of them and optically amplifies a signal traveling only in one direction. However, the present invention applies a bidirectional transmission system using one optical amplifier 110.

또한, 상기와 같은 서큘레이터(111,112)를 가지는 광 증폭기(110)가 두 개의 입력단자와 출력단자를 가지게 할 수 있는 것은 물론, 각각의 입력단자로 입력된 광신호가 증폭된 후에도 다시 광 증폭기 내부로 되반사되는 것을 방지할 수 있어, 광 증폭기의 안정성을 해치지 않는다.In addition, the optical amplifier 110 having the circulators 111 and 112 as described above may have two input terminals and output terminals, and of course, the optical signal inputted to each input terminal is again amplified into the optical amplifier. It can be prevented from being reflected back, so as not to impair the stability of the optical amplifier.

이러한 광 증폭기(110)는 전송 환경에서 두 개의 광 증폭기를 대체할 수 있어, 광 증폭기 하나만으로 두 개의 전송선을 동시에 증폭하는데 사용할 수 있으며, 하나의 광 섬유에 양쪽 방향으로 전송신호를 입력하여 광 증폭을 가능하게 한다.The optical amplifier 110 can replace two optical amplifiers in a transmission environment, and can be used to amplify two transmission lines simultaneously with only one optical amplifier, and amplify the optical signal by inputting a transmission signal in both directions to one optical fiber. To make it possible.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 양방향 광 선로쌍에 적용한 양방향 광 증폭기에 의하면, 양방향 광 선로쌍에서 하나의 광 증폭기를 이용하여 두 선로의 광 신호를 동시에 광 증폭할 수 있도록 함으로써, 상대적으로 고가의 광 증폭기 개수를 줄임으로써, 전송 시스템의 가격을 줄일 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the bidirectional optical amplifier applied to the bidirectional optical line pair according to the present invention, it is possible to simultaneously optically amplify the optical signals of the two lines by using one optical amplifier in the bidirectional optical line pair, By reducing the number of expensive optical amplifiers, the cost of the transmission system can be reduced.

Claims (4)

서로 다른 방향으로 진행하는 두 개의 광 신호를 입출력하는 복수개의 서큘레이터와, 상기 서큘레이터를 통해 입력되는 광 신호를 펌프 광원에서 생성된 펌프 광과 결합시켜 주는 파장 선택 결합기와, 입사된 양방향 광 신호를 증폭하기 위한 광 섬유로 이루어진 광 증폭수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 광 선로쌍에서의 양방향 광 증폭기.A plurality of circulators for inputting and outputting two optical signals traveling in different directions, a wavelength selective combiner for coupling the optical signal input through the circulator with the pump light generated from the pump light source, and an incident bidirectional optical signal A bidirectional optical amplifier in a bidirectional optical line pair, characterized in that it comprises an optical amplification means made of optical fibers for amplifying. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 서큘레이터는 광 섬유의 전후단에서 두 개의 광 선로로 진행하는 광 신호를 광 증폭기에 합쳐주는 것을 특징으로 하는 양방향 광 선로쌍에서의 양방향 광 증폭기.The circulator is a bidirectional optical amplifier in a bidirectional optical line pair, characterized in that to combine the optical signal traveling in two optical lines in the front and rear ends of the optical fiber to the optical amplifier. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 서큘레이터는 채널 광신호를 제 1포트로 입력받아 제 2포트로 각각 출력하는 제 1입출력수단과, 상기 광 섬유에 의해 증폭된 광신호를 제 2포트로 입력받아 제 3포트로 출력하는 제 2입출력수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 양 방향 광 선로쌍에서의 양방향 광 증폭기.The circulator may include first input / output means for receiving a channel optical signal through a first port and outputting the optical signal amplified by the optical fiber through a first port, and outputting the third optical signal through the second port. A bidirectional optical amplifier in a bidirectional optical line pair, comprising two input and output means. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 서큘레이터는 광 섬유에 의해 증폭된 광 신호를 출력하고 그 출력된 광 신호 중 되반사된 신호를 소멸시켜 주는 것을 특징으로 하는 양방향 광 선로쌍에 서의 양방향 광 증폭기.And said circulator outputs an optical signal amplified by the optical fiber and extinguish the reflected signal among the output optical signals.
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