KR20030007496A - 광 애드/드롭 다중통신 장치와, 그 제어 방법 및 광통신시스템 - Google Patents

광 애드/드롭 다중통신 장치와, 그 제어 방법 및 광통신시스템 Download PDF

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light
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다카하시겐이치로
사노토모미
스가누마히로시
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스미토모덴키고교가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 가변 기구를 갖는 반사 필터를 구비하는 광 ADM 장치에 관한 것이다. 부가되거나 드롭된 신호광의 일부가 모니터광으로서 분기되어 추출되고, 상기 모니터광은 다시 두 개의 광으로 분기된다. 상기 두 모니터광의 하나는 분기후 파장 의존성을 갖는 광필터를 통과한다. 상기 광필터를 통과한 모니터광과 상기 광필터를 통과하지 않은 모니터광을 검출회로의 검출기에 도입한다. 두 개의 모니터 광의 광파워의 비를 구하여, 그 값이 소정 값이 되도록 파장 가변 기구를 제어한다.

Description

광 애드/드롭 다중통신 장치와, 그 제어 방법 및 광통신 시스템{Optical add/drop multiplexer apparatus, method of controlling the same and optical communication system}
석영계의 싱글 모드형 광파이버를 사용한 광통신은 대용량 전송이 가능하다는 특징이 있다. 상기 싱글 모드형 광파이버에서 최저 손실 파장인 1.55 ㎛ 근방의 파장을 사용하는 WDM 광통신 시스템은 대용량 전송이라는 이점을 이용하는 기술로서 실용화되어 있다.
WDM 광통신 시스템이 특정 두 지점 사이의 통신 대신에 다수의 지점을 네트워크의 눈(mesh) 모양으로 연결하는 네트워크 구조를 갖게 되면, 네트워크의 절점(節點: node)에서 특정 파장에 할당된 채널을 갖는 신호광을 제거하거나 그러한 신호광을 부가할 필요가 생긴다. 이러한 기능을 갖는 광 ADM장치의 구체적인 구성은，예를 들면 "Fiber Grating"（광기술 콘택트(Optical Technology Contact)，Vol.35, No.6, pp.343-348, 1997)에 기재되어 있다．
상기 문헌에 개시된 광ADM 장치의 원리를 도 5에 나타낸다. 도 5에 있어서 그 각각에 특정 파장에 할당된 다수의 채널을 갖는 WDM 신호광은 광파이버(53)의 광파이버 단부(53a)로부터 광파이버(54)의 광파이버 단부(54a)로 전송된다. 광ADM 장치는 광 서큘레이터(51, 52), 코어를 따라서 주기적 굴절율 타입 그레이팅(cyclic refractive-index type grating)(56)을 형성한 파이버 그레이팅 섹션(55), 광 서큘레이터(51)에 접속되는 신호광 드롭용 광파이버(57), 및 광 서큘레이터(52)에 접속되는 신호광 부가용 광파이버(58)로 이루어진다.
도 5의 광 ADM 장치의 동작 원리는 다음과 같다. 파이버 그레이팅 섹션(55)에 형성된 주기적 그레이팅(56)은 WDM 신호광중 특정 파장(λｋ)에 할당된 채널을 갖는 신호광만을 반사하는 특성을 갖는 것으로 한다． 광파이버(53)의 광파이버 단부(53a)로부터 입사한 WDM 신호광이 λ１으로부터 λｎ의 파장에 할당된 채널을 갖는 신호광을 포함하고 있다고 하면，λｋ의 파장에 할당된 채널을 갖는 신호광만이 파이버 그레이팅 섹션(55)의 주기적 굴절율 타입 그레이팅 섹션(56)에서 반사되고 광 서큘레이터(51)를 경유하여 광파이버 단부(57a)로 출력(드롭)된다．
유사한 원리에 의하면, 광파이버(58)의 광파이버 단부(58a)로부터 입사(부가)되는 파장 λk 에 할당된 채널을 갖는 신호광은 파이버 그레이팅 섹션(55)의 주기적 굴절율 타입 그레이팅(56)에서 반사되고, 광 서큘레이터(52)를 경유하여 광파이버(54)의 광파이버 단부(54a)로부터 출력된다． 즉, 두개의 광 서큘레이터(51, 52)와 파이버 그레이팅 섹션(55)으로 구성된 광ADM 장치는 파이버 그레이팅 섹션(55)에 형성된 주기적 굴절율 타입 그레이팅(56)의 그레이팅 간격에 대응한 λｋ의 파장에 할당된 채널을 갖는 광신호를 애드/드롭하는 기능을 갖는다．
주위 온도의 변화에 대응하여 주기적 굴절율 타입 그레이팅(56)의 반사 파장이 변화하는 것은 바람직하지 않고 파이버 그레이팅 자체의 반사 파장은 0.01 nm/℃ 의 온도 경감을 가지므로, 파이버 그레이팅 섹션(55)은 통상 온도보상 패키지 또는 온도 독립 패키지에 수용되어 주위 온도가 변화해도 그 특성이 변화하지 않는다. 온도보상 패키지를 사용한 경우에는 파이버 그레이팅 섹션의 온도 의존성을 대략 0.001 nm/℃ 로 경감할 수 있다. 그러나, 그러한 온도 보상 특성은 WDM 광통신 시스템에서의 인접 채널간 간격이 현행의 0.8 nm 보다 더욱 좁아지게 될 때는 충분하지 않다.
또한, 통신 트래픽의 항상적 증가 등에 대응하여 광 네트워크의 구성에 변경이 생기는 경우는, 광 네트워크의 전송 루트가 재설계되며, 따라서 특정 절점에서 애드/드롭된 신호광의 채널을 변경하거나 채널의 수를 변경할 필요가 있다. 이러한 경우에, 상기 광ADM 장치는 다른 파장에 할당된 상이한 채널을 갖는 신호광의 애드/드롭 기능을 가질 필요가 있고, 상기 파이버 그레이팅의 반사 파장을 가변으로 할 필요가 있다.
파이버 그레이팅의 반사파장은 코어를 따라 형성된 주기적 굴절율 타입 그레이팅의 그레이팅 간격에 의해 규정되므로, 파이버 그레이팅의 종방향으로 장력을인가하여 주기적 굴절율 타입 그레이팅의 그레이팅 간격을 변화시키므로써 반사 파장을 변화시킬 수 있다. "Bragg grating fast tunable filter"(A. Iocco et.al. Electronics Letters Vol.33 No.25 December 1997)에는 반사파장을 변화시키기 위한 기술이 개시되어 있다. 이 기술에서는 압전 액츄에이터를 가로질러 직류전압을 인가하여 압전 액츄에이터를 작동시키고, 압전 액츄에이터의 인장/압축에 의해 코어를 따라 형성된 주기적 굴절율 타입 그레이팅의 그레이팅 간격을 변화시키므로써, 파이버 그레이팅의 반사파장을 변화시킨다.
도 6은 상기 문헌에 개시된 압전 액츄에이터의 신장량과 파장 변화량 사이의 관계를 나타낸 것으로，약 15 nm 정도의 파장 변화가 가능한 것이 나타나 있다. 그런데，이와 같이 파이버 그레이팅에 반사파장을 변화시키는 기능을 부가한 경우, 압전 액츄에이터나 그것에 부수하는 전기회로 등이 광ADM 장치에 부가된다. 이는 장치를 복잡하게 만들고 또한 고정확도의 온도 보상을 곤란하게 한다. 그 결과, 광 ADM 장치는 그 구성성분으로서 파이버 그레이팅을 구비하는 반사 필터의 반사 파장을 안정화할 수 없다. 한편, 금후 WDM 광통신 시스템의 대용량화를 목적으로 하여 인접한 통신 채널 사이의 간격이 좁아질수록, 광ADM 장치를 구성하는 반사필터의 특성 안정화에 대한 요구는 더욱 엄해진다.
본 발명은，파장 분할 다중통신(WDM: Wave Division Multiplexting) 광통신 시스템에 사용되고, 독자적인 적절히 이격된 파장에 각각 할당되는 다수의 채널을 갖는 파장-분할-다중통신 신호광(이하 WDM 신호광)에 대해 특정 파장의 채널을 갖는 신호광을 부가(add)하거나 제거(drop)하는 광 애드/드롭 멀티플렉서 장치(이하 광 ADM 장치라고 지칭함)에 관한 것이다． 본 발명은 또한 상기 광ADM 장치를 제어하는 방법과 그러한 광 ADM 장치를 이용한 WDM 광통신 시스템에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광 ADM 장치의 형상 도시도.
도 2a는 광 필터의 특성 도시도.
도 2b는 도 2a에 도시된 광필터가 사용되는 경우 파이버 그레이팅의 반사 파장의 변화량과, 검출기(2)에 의해 검출되는 광파워에 대한 검출기(1)에 의해 검출된 광파워의 비율을 도시하는 도면.
도 3a는 다른 광 파이버의 특성 도시도.
도 3b는 도 3a에 도시된 광필터가 사용되는 경우 파이버 그레이팅의 반사 파장의 변화량과, 검출기(2)에 의해 검출된 광파워에 대한 검출기(1)에 의해 검출되는 광파워의 비율을 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광 ADM 장치의 형상 도시도.
도 5는 종래기술의 광 ADM 장치의 원리의 도시도.
도 6은 압전 작동기 변위와 파장 변화량의 관계의 도시도.
본 발명의 목적은, WDM 광통신 시스템의 실현에 필수적인 구성요소인 광ADM 장치에 있어서 파이버 그레이팅의 반사 파장의 채널을 선택하고 그 애드/드롭 파장, 즉 반사 파장을 안정화시키는 것이다. 본 발명의 다른 목적은, 상기 광 ADM장치의 제어 방법, 및 광 ADM 장치를 이용한 WDM 광통신 시스템에 있어서, 파이버 그레이팅의 반사 파장의 채널을 선택하고 그 애드/드롭 파장을 안정화시키는 것이다. 상기 광 ADM 장치는 그 애드/드롭 파장, 즉 광 ADM 장치의 구성요소로서의 파이버 그레이팅의 반사 파장을 이것이 주위 온도의 변화를 통해 변화된 경우에 예비설정된 파장이 되도록 수정한다.
본 발명에 따른 가변 기구를 갖는 반사 필터를 구비한 광 ADM 장치는, 반사 필터에서의 반사광 파장이 주위 온도의 변화를 통해서 변화되지 않는 안정적인 특성을 가진다. 광 ADM 장치에 있어서, 모니터 광으로서의 부가 또는 드롭된 신호광의 일부가 분기하여 제거한 후, 상기 모니터광을 다시 두 개의 광으로 분기하며, 상기 분기후의 두 모니터광의 하나는 파장 의존성을 갖는 광필터(filter)를 투과한다. 상기 광필터를 투과한 모니터광과 상기 광필터를 투과하지 않은 모니터광이 검출회로의 검출기로 도입되고 검출 회로로부터 두 모니터 광의 광파워의 비가 구해진다. 반사 필터의 반사 스펙트럼 특성은 상기 가변 기구를 제어하므로써 안정되고 따라서 상기 광파워의 비가 소정 값으로 될 수 있다.
도 １에，본 발명에 따른 광ADM 장치의 일 실시예를 도시한다. 상기 광 ADM 장치는 광 서큘레이터(11, 12), 광 파이버(13, 14), 파이버 그레이팅 섹션(16), 커플러(18, 19), 광 필터(20), 신호광 드롭용 광필터(25), 신호광 부가용 광필터(26), 및 컨트롤러(29)를 포함한다. 상기 광 파이버(13)는 그 단부에 광파이버 단부(13a)를 가지며 광 파이버(14)는 그 단부에 광파이버 단부(14a)를 갖는다. 파이버 그레이팅 섹션(16)은 코어를 따라 형성되는 주기적 굴절율 타입 그레이팅(15)을 갖는다. 파이버 그레이팅 섹션(16)의 굴절 스펙트럼의 절반폭은 통상 0.2 nm 이다. 광 파이버(25)는 그 단부에 광파이버 단부(25a)를 가지며 광 파이버(26)는 그 단부에 광파이버 단부(26a)를 갖는다. 광 서큘레이터(11)는 광파이버(13)의 광파이버 단부(13a)로부터 파이버 그레이팅 섹션(16)으로 입사되는 WDM 신호광을 안내한다. 특정 파장에 할당되는 채널을 갖는 신호광이 주기적 굴절율 타입 그레이팅(15)에서 반사되고 광 서큘레이터(11)를 경유하여 광파이버(27a)에출력된다. 즉, 특정 파장에 할당된 채널을 갖는 신호광을 광파이버(25)의 광파이버 단부(25a)로부터 드롭할 수 있다.
주기적 굴절율 타입 그레이팅(15)이 형성된 파이버 그레이팅 섹션의 중간 부분은 파장 가변기구(17)에 고정되어 있다． 일례로서 파장 가변기구(17)는 압전 액츄에이터로 구성되어 있고, 소정의 직류전압이 인가되는 것에 의하여 압전 액츄에이터가 신축되고, 압전 액츄에이터에 기계적으로 결합된 파이버 그레이팅 섹션(16)의 주기적 굴절율 타입 그레이팅(15)이 형성되는 부분은 압전 액츄에이터의 인장/압축에 의해 신축된다. 그 결과 주기적 굴절율 타입 그레이팅의 그레이팅 간격이 변화된다. 이것에 의하여，파이버 그레이팅 섹션(16)에서 반사되는 특정 파장에 할당된 채널을 선택할 수 있다.
광 분기 소자로서 작용하는 광커플러(18)는, 광파이버(27a)로부터의 신호광의 일부를 분기하고 이 분기된 광을 모니터광으로서 광파이버(27b)에 도입한다. 광커플러(18)에 의해 광파이버(27b)로 분기된 모니터광은 광파이버 단부(25a)로부터 취출한 드롭된 신호광의 출력을 실질적으로 저하하지 않을 필요가 있다. 통상 20 dB(1%)이하의 신호광을 광파이버(27b)에 모니터광으로서 분기하는 것이 바람직하다.
광커플러(19)는 또한 광커플러(18)에 의해 분기된 모니터광을 다시 분기한다. 그 분기비는 후술하는 나눗셈 처리를 고려한다면 거의 1:1 인 것이 바람직하다. 광커플러(19)에 의하여 거의 1:1로 분기된 모니터광은 광파이버(28a, 28b)에 입사한다．
광파이버(28b)에는, 광필터(20)가 접속되어 있다． 광필터(20)는 투과 스펙트럼 특성의 손실 의존성이 완만하다. 하나의 예로서，광필터(20)는 장주기(長週期) 그레이팅을 사용하여 구성할 수 있다.
광파이버(28b)에 입사하여 광필터(20)를 투과한 모니터광은 컨트롤러(29)의 구성요소인 검출 회로(21)의 검출기(2)에 입사한다． 한편, 광파이버(28a)에 입사한 모니터광은 광필터(20)를 통과하지 않고 광검출 회로(21)의 검출기(1)에 입사한다. 광검출 회로에 의해 검출된 모니터광의 광파워에 대응하는 아날로그의 전기 신호는 A/D 변환기(22)를 거친후 마이크로컴퓨터(23)에 입력된다. 마이크로컴퓨터(23)는 광파이버(28a)를 통과한 모니터광 대, 광파이버(28b)와 광필터(20)를 통과한 모니터광의 비를 구한다.
파이버 그레이팅 섹션(16)의 주기적 굴절율 타입 그레이팅(15)의 그레이팅 간격이 변화하므로써 파이버 그레이팅 섹션(16)의 반사 스펙트럼 특성이 주위 온도 변화로 인해 변화하기 때문에, 파이버 단부(13a)로부터 입사한 신호광의 스펙트럼이 안정하다면, 파이버 그레이팅 섹션(16)의 주기적 굴절율 타입 그레이팅(15)에서 반사된 신호광은 그 중심파장 및 광 파워가 변화한다.
주위온도의 변화에 따른 파이버 그레이팅 섹션(16)의 주기적 굴절율 타입 그레이팅(15)의 반사 스펙트럼 특성의 변화는，0 내지 70 ℃의 온도변화에 대하여 계산상 0.7 nm 정도이다. 상기 광커플러(18)는 상기 신호광의 스펙트럼 변화에 대하여 실질적으로 파장 의존성을 갖지 않는 특성을 갖고 있다. 따라서, 광파이버(27b)를 거쳐 광커플러(19)에 입사하는 모니터광은 광파이버 단부(25a)에서 검출된 신호광과 동일한 파장 스펙트럼을 갖고 있다. 즉, 광파이버(27b)를 거쳐 광커플러(19)에 입사하는 모니터광은 파이버 단부(25a)에서의 신호광의 스펙트럼의 모니터링을 충실히 행하게 된다.
한편, 광커플러(19)도 신호광 즉 모니터 광의 스펙트럼 변화에 대해 실질적으로 파장 의존성을 갖지 않는 특성을 갖고 있기 때문에，광커플러(19)로부터 광파이버(28a, 28b)에 입사하는 모니터광은 동일한 스펙트럼을 갖고 있다． 광커플러(18, 19)가 모니터광의 파장 범위에서 파장 의존성을 갖지 않는 조건은 통상의 1.5 ㎛대의 파장 무의존형의 융착형 광파이버 커플러를 사용하여 용이하게 충족될 수 있다.
전술했듯이, 광검출 회로(21)의 검출기(1) 및 검출기(2)에서 수광된 신호광들을 컨트롤러(29)의 A/D 변환기(22)에서 각각 A/D 변환하고, 그 후 마이크로컴퓨터(23)에 의해 나눗셈을 행하여, 검출기(1)의 광파워와 검출기(2)의 광파워의 비를 구한다. 이 때, 광 필터(20)에 의해 감쇠를 겪는 모니터광의 비율은 모니터광의 스펙트럼에 의존하므로, 파이버 그레이팅 섹션(16)의 반사 스펙트럼 특성이 변화한 경우 상기 검출기(1)에 의해 검출된 광파워 대 검출기(2)에 의해 검출된 광파워의 빙에 변화가 발생된다. 따라서, 미리 그러한 관계를 파악해두므로써, 파이버 그레이팅 섹션(16)의 반사 스펙트럼 특성의 변화량을 검지할 수 있다．
파이버 단부(13a)로부터 입사되는 신호광의 스펙트럼이 변화한 경우에, 광필터(20)를 통과한 모니터 광의 광파워는 주위 온도 변화 및 입사 신호광의 스펙트럼 변화에 따라 변화한다. 광필터(20)를 통과하지 않은 모니터광의 광파워 또한 입사신호광의 스펙트럼의 변화로 인해 변화된다. 전술했듯이, 마이크로컴퓨터(23)가 검출기(2)에 의해 검출된 광파워에 대한 검출기(1)에 의해 검출된 광파워의 비율을 얻어내므로, 입사 신호광의 스펙트럼의 변화에 상관없이 파이버 그레이팅 섹션(16)의 반사 스펙트럼 특성의 변화량을 안정하게 구할 수 있다.
전술한 바와 같이 검출된 파장의 변화량에 따라서, 마이크로컴퓨터(23)는 D/A 변환기(24)를 경유하여 파장 가변기구(17)에 대한 제어신호를 출력한다. 제어신호는，후술하는 파장 가변기구(17)를 구성하는 액츄에이터의 종류에 따라 전압 또는 전류로 나타난다.
광 ADM 장치에서, 반사 파장의 채널의 세팅이 변화된 경우에, 전술한 반사 파장의 모니터는 소정의 제어 신호가 인가되는 동안 중지되고, 이후 다시 반사 파장의 모니터가 시작된다.
도 2a는 본 발명에 따른 광ADM 장치를 실현하는 광필터의 특성의 표시예를 나타낸다. 도 2a에 도시된 광필터는 중심파장으로부터 5 nm 떨어진 파장에 대해 중심 파장에서 5 dB 이상의 선형 감쇠 특성을 갖는다. 여기서 중심 파장은 신호광의 작동 파장 범위로부터 정해진 기준 파장이다.
도 2b는 도 2a 에 도시된 파장 특성을 갖는 광필터에 모니터 광이 진입한 경우에 얻어지는 검출기(2)에 의해 검출된 광파워에 대한 검출기(1)에 의해 검출된 광파워의 비율을 도시한다. 도 2b에 있어서, 수평축은 광필터의 중심 파장과 그것을 투과하는 모니터광의 파장의 차이를 나타낸다. 수직축은 검출기(2)에 의해 검출된 광파워에 대한 검출기(1)에 의해 검출된 광파워의 비율이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 광필터(20)를 통과하는 모니터광의 파장이 변화하면, 광필터(20)의 사용에 의해 모니터광이 받는 감쇠량이 다르므로, 검출기(2)에 의해 검출되는 광필터(20)를 통과한 모니터광의 광파워의 비율에 대한 검출기(1)에 의해 검출되는 광필터(20)를 통과하지 않은 모니터광의 광파워의 비율에 변화가 발생함을 알 수 있다. 도 2b의 계산에서는 광커플러(19)의 분기비를 1:1로 하고 있지만, 반드시 광커플러(19)의 분기비가 1:1에 한정될 이유는 없다.
도 3a는 본 발명에 따른 광 ADM 장치를 실시하는 다른 광필터의 특성예를 도시한다. 도 3a의 광필터는 모니터광의 감쇠가 중심 파장과 모니터광의 파장 사이의 차이에 대하여 비선형적으로 변화하는 특성을 갖는다. 도 3b는 모니터광이 그러한 파장 특성을 갖는 광필터에 진입한 경우 얻어지는, 검출기(2)에 의해 검출되는 광파워에 대한 검출기(1)에 의해 검출되는 광파워의 비율을 도시한다. 도 3b에 도시되어 있듯이, 검출기(2)에 의해 검출되는 광파워에 대한 검출기(1)에 의해 검출되는 광파워의 비율은 중심 파장과 모니터광의 파장간 차이에 대해 선형적으로 변화한다. 따라서, 도 3a에 도시된 특성을 갖는 광필터가 사용되면, 중심 파장과의 차이에 관계없이 파장 가변 기구의 일정한 제어를 수행하고 제어 시스템에 대한 로드를 저감할 수 있다.
도 4는 도 1에서의 파이버 단부(26a)로부터의 신호입력용 광파이버(26)에 입사한 신호광을 모니터링하기 위한 본 발명의 다른 실시예이다. 도 ４에서는, 광파이버 단부(46a)로부터 주기적 굴절율 타입 그레이팅(35)에 입사되는 신호광의 반사 스펙트럼의 변화를 모니터링하므로써 얻어진다. 도 4에서 도면부호 30은 광ADM 장치，31, 32는 광 서큘레이터，33, 34는 광파이버，36은 파이버 그레이팅 섹션，37은 파장 가변 기구，38, 39는 광커플러，40은 광필터，41은 광검출 회로，47, 48a, 48b는 광파이버, 42는 A/D 변환기, 43은 마이크로컴퓨터，44는 D/A 변환기，45는 신호광 드롭용 광파이버，46은 신호광 부가용 광파이버，49는 컨트롤러이다． 동작 원리는 도 １에 도시한 광ADM 장치의 경우와 마찬가지이다. 특정 파장에 할당된 채널을 갖는 신호광이 광파이버 단부(46a)로부터 부가되어 파이버 그레이팅 섹션(36)의 주기적 굴절율 타입 그레이팅(35)에 반사되고, 광 서큘레이터(32)를 통해서 광파이버(34)로 출력된다. 파이버 그레이팅 섹션(36)과 서큘레이터(32) 사이에 배치되는 광 분기 장치로서의 광커플러(38)는 파이버 그레이팅 섹션(36)으로부터 반사된 신호광의 일부를 분기하고 이 분기된 광을 모니터 광으로서 광파이버(47)로 인도한다. 상기 광커플러(39)는 추가로 광커플러(38)에 의해 분기된 모니터광을 분기하고, 광커플러(39)에 의해 분기된 모니터광들은 광파이버(48a, 48b)에 진입한다. 광파이버(48b)에 진입한 모니터광은 광필터(40)를 통과하고 광검출 회로(41)의 검출기(2)에 진입한다. 한편, 광파이버(48a)에 진입한 모니터광은 광필터(40)를 통과하지 않고 광검출 회로(41)의 검출기(1)에 진입한다. 마이크로컴퓨터(43)는 광파이버(48b)와 광필터(40)를 통과한 모니터광에 대한 광파이버(48a)를 통과한 모니터광의 비율을 구한다.
파이버 그레이팅의 코어를 따라서 형성된 주기적 굴절율 타입 그레이팅(15, 35)의 반사 스펙트럼 특성은，통상 방향성을 갖지 않기 때문에，도 １의 모니터 방법과 도 4의 모니터 방법은 효과가 동일하다. 파장 가변 기구를 제어하는 데에는어떤 방법을 채용해도 좋다. 단, 주기적 굴절율 타입 그레이팅(15, 35)의 반사 특성이 방향성을 갖는 경우는，도 １과 도 ４의 모니터 방법을 병용하여, 각각 파장 가변 기구(17, 37)의 제어를 행하는 쪽이 바람직한 경우가 있다.
또한, 파장 가변 기구(17, 37)의 구성으로서는, 파이버 그레이팅 섹션(16, 36)의 주기적 굴절율 타입 그레이팅(15, 35)의 그레이팅 간격을 변화시키는 수단이라면 좋다. 주기적 굴절율 타입 그레이팅(15, 35)의 반사파장의 경시적 변화는 주로 파이버 그레이팅 섹션이 설치되어 있는 주위온도의 변화, 즉 주기적 굴절율 타입 그레이팅(15, 35)의 그레이팅 간격의 변화 또는 유리의 굴절율의 변화에 의해 야기된다. 따라서 파장 가변 기구(17, 37)에는 고속의 응답성은 요구되지 않는다. 따라서，파이버 그레이팅 섹션(16, 36)을 신축시키기 위해 응력을 가하는 수단은 압전 액츄에이터에 한정되지 않는다. 유동 전류가 제어되고 전자기력의 크기가 변화되며 파이버 그레이팅 섹션(16, 36)에 가변적인 힘이 인가되는 전자기 액츄에이터가 있을 수 있다. 또한, 히터나 압전 액츄에이터를 사용하여 파이버 그레이팅 섹션(16, 36)이 놓이는 주위온도를 변화시키므로써, 파이버 그레이팅 섹션(16, 36)에 열팽장，열수축을 발생시키고，파이버 그레이팅 섹션(16, 36)의 코어에 형성된 주기적 굴절율 타입 그레이팅(15, 35)의 그레이팅 간격을 변화시키는 방법이나，온도에 의한 굴절율 타입 변화를 이용하여 반사 스펙트럼을 제어하는 방법이어도 좋다.
또한, 파이버 그레이팅 섹션(16, 36)으로서는, 통상 브래그(Bragg) 그레이팅이 사용되고 있지만, 반사대역폭이 넓은 처프(chirped) 그레이팅을 사용하여 파장이 상이한 복수의 채널의 신호광을 단일 절점을 통해 애드/드롭하는 경우도 고려된다. 광필터(20, 40)로서 유전체 다층막 필터를 사용하는 것도 가능하지만，광파이버(28b, 48b)와의 정합성(compatibility)을 고려하면 장주기 그레이팅이 바람직하다.
또한, 파이버 그레이팅 섹션(16, 36)으로서 브래그 그레이팅을 사용하고 WDM 광신호중 특정한 파장의 채널을 갖는 광신호만이 부가 또는 드롭되는 경우 부가되거나 드롭되는 신호광의 파장의 설정을 광네트워크의 증설，개변에 따라 특정 절점에서 변화시킬 필요가 생기는 경우가 있다. 압전 액츄에이터를 사용한 파장 가변 기구의 경우에는 도 6에 도시하듯이 15 nm 정도의 파장 시프트가 가능하다. 때문에 WDM 광통신 시스템에서의 인접 채널 사이의 간격인 0.8 nm 보다 충분히 큰 범위에서 파장의 튜닝이 가능하므로 상기 광네트워크에서의 요구에 대응할 수 있다. 이 경우 검출기(1)대 검출기(2)의 비율의 목표치를 변경하거나 새롭게 결정할 수 있으며, 마이크로컴퓨터(23, 43)는 검출기(2)에 대한 검출기(1)의 측정비율이 검출기(2)에 대한 검출기(1)의 비율의 목표값과 일치하도록 파장 가변 기구(17, 37)를 제어한다.
상기 실시예에서는 주기적 굴절율 타입 그레이팅(15, 35)이 사용되었지만, 그 대신에 유전체 다층막 필터를 사용하는 것도 고려할 수 있다. 이 경우, 필터에 기계력을 인가하여 반사 스펙트럼을 변화시키기 위해 압전 액츄에이터 또는 전자석이 사용될 수 있다. 대신에 파장 가변 기구의 구성을 간단하게 하기 위해 파이버 그레이팅이 통상적으로 사용된다.
본 발명에 의한 광ADM 장치를 사용하므로써, 광 ADM 장치를 구성하는 파이버 그레이팅 섹션의 반사 스펙트럼 특성이 주위온도의 변화 등에 대응하여 변화한 경우에 설정 파장으로 수정되므로써 광ADM 장치의 애드/드롭 특성을 안정화할 수 있다.
본 발명은 주위온도의 변화와 같은 영향으로부터 자유로운 안정적인 애드/드롭 특성을 갖는 광 ADM 장치를 제공한다. 이 광 ADM 장치는 파장 가변 기구를 갖는 반사 필터를 포함하며, 여기서는 부가 또는 드롭된 신호 광의 일부가 모니터광으로서 분기되어 추출되고, 이 모니터광은 다시 두 개의 광으로 분기되고 그중 하나의 모니터광은 분기후 파장 의존성을 갖는 광필터를 통과하며, 상기 광필터를 투과한 모니터광과 상기 광필터를 투과하지 않는 모니터광을 검출회로의 검출기로 도입하여 상기 두 모니터광의 광파워의 비를 구하며, 그 값이 소정 값이 되도록 상기 파장 가변 기구를 제어하고, 상기 반사 필터의 반사 스펙트럼 특성을 일정하게 하므로써, 주위 온도의 변화를 통해서 반사 필터의 반사 파장이 변화하지 않는다.
본 발명에 따르면, 모니터광을 분기하여 광필터를 투과하지 않은 모니터광에 대한 광필터를 투과한 모니터광의 비율을 구하므로써 파장 가변 기구의 제어를 행한다. 따라서 제어는 상기 반사 필터의 반사 스펙트럼 특성의 변화에 수반한 검출된 모니터광의 광파워의 변화에 의해 영향을 받지 않는다.
또한, 도 １의 광필터(20)와 도 4의 광필터(40)는 파이버 그레이팅 섹션(16, 36)에 비하여 스펙트럼의 파장 의존성이 완만하다. 즉 파장 변화에 대하여 투과율이 완만하게 변화하므로, 주위온도의 변화에 기인하는 특성의 변화도 적고, 안정한 제어를 행할 수 있다. 특히 장주기 그레이팅을 이용한 경우의 온도 의존성은 약 0.001 nm/℃ 로 적어져 본 발명의 목적에 적합하다. 광필터(20, 40)는 파장 가변 기구를 갖고있지 않지만, 온도 보상의 대책을 행하기 쉽다. 한편, 광필터(20, 40)의 파장 변화에 대한 투과율 변화가 완만하면, 파이버 그레이팅 섹션(16, 36)의 반사 스펙트럼 특성의 변화에 대하여 마이크로컴퓨터가 검지하는 모니터광의 광파워 변화는 작아진다. 상기 파이버 그레이팅의 반사 스펙트럼의 변화는 주로 주위 온도의 변화에 기인하므로, 제어에는 고속의 응답속도는 필요없고, 상기 마이크로컴퓨터에서 충분한 시간적 평균화 처리를 행하므로써 고정확도의 제어가 가능하다.

Claims (15)

  1. 파장 가변 기구를 구비하고 소정 파장의 신호광을 반사하기 위한 반사 필터와,
    상기 반사 필터에서 반사된 신호광의 일부를 제 1 모니터광으로서 분기하기 위한 제 1 광분기 소자, 및
    상기 제 1 모니터광에 기초하여 파장 가변 기구를 제어하기 위한 제어 유닛을 포함하는 광 애드/드롭 다중통신(ADM) 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 모니터광을 제 2 모니터광과 제 3 모니터광으로 분기하기 위한 제 2 광 분기 소자와,
    상기 제 2 모니터광을 통과시키는 파장 의존성을 갖는 광필터, 및
    광필터를 통과하지 않은 제 3 모니터광에 대한 광필터를 통과한 제 2 모니터광의 광파워의 비율을 구하기 위한 검출 유닛을 포함하며,
    상기 제어 유닛은 광파워의 비율에 기초하여 파장 가변 기구를 제어하는 광 ADM 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 광필터의 투과 스펙트럼의 절반폭은 반사필터의 반사 스펙트럼의 절반폭보다 큰 광 ADM 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 광필터는 장주기 그레이팅(grating)을 갖는 광 ADM 장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 반사 필터는 브래그(Bragg) 그레이팅 또는 처프(chirped) 그레이팅인 광 ADM 장치.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 광필터는 광파워의 비율이 중심 파장으로부터의 차이에 대해 선형적으로 변화하는 파장 의존성을 갖는 광 ADM 장치.
  7. 파장 가변 기구를 구비하고 소정 파장의 신호광을 반사하기 위한 반사 필터와, 상기 반사 필터에서 반사된 신호광의 일부를 제 1 모니터광으로서 분기하기 위한 제 1 광분기 소자, 및 상기 제 1 모니터광에 기초하여 파장 가변 기구를 제어하기 위한 제어 유닛을 포함하는 광 ADM 장치를 이용한 파장 분할 다중통신(WDM) 광통신 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 모니터광을 제 2 모니터광과 제 3 모니터광으로 분기하기 위한 제 2 광 분기 소자와,
    상기 제 2 모니터광을 통과시키는 파장 의존성을 갖는 광필터, 및
    광필터를 통과하지 않은 제 3 모니터광에 대한 광필터를 통과한 제 2 모니터광의 광파워의 비율을 구하기 위한 검출 유닛을 포함하며,
    상기 제어 유닛은 광파워의 비율에 기초하여 파장 가변 기구를 제어하는 WDM 광통신 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 광필터의 투과 스펙트럼의 절반폭은 반사필터의 반사 스펙트럼의 절반폭보다 큰 WDM 광통신 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 광필터는 장주기 그레이팅을 갖는 WDM 광통신 시스템.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 반사 필터는 브래그 그레이팅 또는 처프 그레이팅인 WDM 광통신 시스템.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 광필터는 광파워의 비율이 중심 파장으로부터의 차이에 대해 선형적으로 변화하는 파장 의존성을 갖는 WDM 광통신 시스템.
  13. 파장 가변 기구를 갖는 반사 필터와 파장 의존성을 갖는 광필터를 구비하는 광 ADM 장치를 제어하는 방법에 있어서,
    반사 필터에서 반사되는 신호광의 일부를 제 1 모니터광으로서 분기하는 단계와,
    상기 제 1 모니터광에 기초하여 파장 가변 기구를 제어하는 단계를 포함하는광 ADM 장치 제어 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 모니터광을 제 2 모니터광과 제 3 모니터광으로 분기시키는 단계와,
    상기 광필터에 제 2 모니터광을 통과시키는 단계, 및
    광필터를 통과한 제 2 모니터광과 광필터를 통과하지 않은 제 3 모니터광의 광파워의 비율을 검출하는 단계를 포함하는 광 ADM 장치 제어 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 광필터는 광파워의 비율이 중심 파장으로부터의 차이에 대해 선형적으로 변화하는 파장 의존성을 갖는 광 ADM 장치 제어 방법.
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