KR20030014020A - 고정파장 광원을 이용한 파장변환장치 및 이를 적용한광회선분배시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광회선분배시스템에서 가격이 저렴하고 파장변환속도가 향상된 파장변환장치를 제공하기 위한 것으로, 고정파장 광원으로부터 출력되는 고정된 파장의 출력빔을 프로브빔으로서 사용한다. 프로브빔과 광회선분배시스템의 신호는 파장변환기에 공급되어 프로브빔과 신호의 상호이득변조, 상호위상변조 또는 O/E/O 변환에 의해 신호의 파장을 원하는 파장으로 변환시킨다.

본 발명은 또한 고정파장 프로브빔에 의해 파장을 변환시키는 파장변환장치가 적용된 광회선분배시스템을 제공한다.

Description

고정파장 광원을 이용한 파장변환장치 및 이를 적용한 광회선분배시스템{A WAVELENGTH CONVERTING APPARATUS USING OPTICAL SOURCE HAVING FIXED WAVELENGTH AND AN OPTICAL CROSS CONNECTING SYSTEM ADAPTING THEREOF}

본 발명은 파장변환장치 및 이를 적용한 광회선분배시스템에 관한 것으로, 특히 파장변환시 사용되는 프로브빔을 고정파장의 광원에 의해 발생시킴으로써 가격이 저렴하고 파장변환이 용이한 파장변환장치 및 이를 적용한 광회선분배시스템에 관한 것이다.

최근 고속의 상호교환서비스나 광대역 영상서비스가 사용화됨에 따라 통신망에 가해지는 전송용량의 요구가 증가하고 있다. 또한, 국가경쟁력 증대의 차원에서 이루어지고 있는 초고속통신망의 구축에서도 대용량의 전송이 요구되고 있다. 이러한 요구들을 감안하여 현재까지 여러가지 통신속도 증가방법들이 제시되고 있다. 이를 크게 세가지로 구분하면, 전자회로속도를 증가시킴으로써 통신속도를 증가시키는 TDM(Time Division Multiplexing), 광학적으로 짧은 펄스를 만들어 이를 다중화시키는 OTDM(Optical Time Division Multiplexing), 여러가지 다른 파장을 묶어 하나의 광섬유(optical fiber)를 통해 전송하는 WDM(Wavelength Division Multiplexing;파장분할 다중화방법)등으로 나눌 수 있다.

이러한 고속통신방법중에서 TDM전송기술은 이미 수Gbps의 속도를 수행하는 장치가 개발되었지만 그 이상의 통신속도를 얻기는 대단히 어렵다고 알려져 있으며, OTDM은 다중화된 고속의 펄스로부터 클럭을 추출하는 기술이 극히 어렵기 때문에 그 실용화에는 많은 문제가 있었다. 한편, WDM전송기술은 넓은 대역폭에 걸쳐 통신이 가능하다는 점에서 현재 가장 활발하게 연구되고 있다.

지금까지의 전송기술이 한개의 광섬유 코어(core)에 한개의 파장만을 실어 전송하는데 비해, WDM전송방식은 일정한 파장간격으로 채널(channel)을 배치하여 각 채널에 신호를 실은 후 여러 채널을 광학적으로 다중화하여 한개의 광섬유를 통해 전송하고 수신측에서는 각 채널을 파장별로 분해하여 각 채널을 별도로 활용하는 것으로 넓은 대역폭(즉, 전송가능 구간)을 최대한 활용할 수 있게 된다.

WDM전송방식에서 다른 파장의 광신호들을 하나의 광섬유에 다중화시키는 것을 파장분할다중화라고 하며 반대로 하나의 광섬유로부터 다중화된 광신호를 분리시키는 것을 파장분할 역다중화라고 한다. 현재의 WDM전송방식에서는 주로 1310nm영역의 파장과 1550nm영역의 파장을 사용하고 있다.

이러한 WDM전송방식이 채택된 광전송장치를 이용하여 전송망을 구축하는 경우에는 전송망의 각 노드(node)마다 분기 및 결합이 필수적으로 수행되어야만 하는데, 통상적으로 이러한 각 노드에서의 분기 및 결합은 광회선분배시스템(opticalcross connect system)에 의해 이루어진다.

도 1에 이러한 광회선분배시스템이 도시되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 광회선분배시스템에서는 N개의 파장분할 역다중화기(3)와 파장분할 다중화기(7) 사이에 광스위치(5)가 설치되어 있다. 광전치증폭기(1)에 의해 증폭된 신호는 파장분할 역다중화기(3)에 의해 개별 신호로 변환된 후 광스위치에 의해 경로가 선택된 후 파장분할 다중화기(7)에서 파장분할 다중화되고 광전력증폭기(9)을 통해 증폭된 후 출력광선로로 접속된다.

한편, WDM에서는 넓은 대역폭에 다수의 채널이 배치되어 각각의 채널을 통해 신호를 전송하기 때문에, 정확한 파장의 신호를 전송하거나 채널 사이의 간섭을 제거하기 위해서는 각 채널의 파장을 정확하게 제어해야 하며, 임의의 한 출력 link로 전송되는 신호들이 서로 다른 파장으로 전송되어야 한다.

이를 위해, 광회선분배시스템에서는 파장분할 역다중화기(3)에서 입력되는 신호나 파장분할 다중화기(7)로부터 출력되는 신호의 파장을 변환시키기 위한 파장변환장치가 필요하게 된다. 파장변환장치는 통상적으로 광신호와 프로브빔(probe beam)의 이득변조나 위상변조 또는 광/전/광변환을 이용하여 신호의 파장을 변환시키는 것으로, 도 1에 도시된 광회선분배시스템의 파장분할 역다중화기(3)의 후단 또는 파장분할 다중화기(7)의 전단에 위치할 수 있다.

도 2에 광회선분배시스템에 사용되는 종래의 파장변환장치가 도시되어 있다. 도면에서는 광회선분배시스템이 N개의 링크로 이루어졌을 때의 파장변환장치이다. 도면에 도시된 바와 같이, 종래의 파장변환장치에서는 각 링크에 구비되는 M개의파장변환기(Wavelength Converter)에 광신호(S)가 입력됨과 동시에 특정 파장을 갖는 프로브빔이 가변파장 광원(tunable optical source)으로부터 입력된다. 도 2에서는 상기 광원(optical source)의 일예로서 레이저다이오드(laser diode)를 사용하고 있다. 상기 파장변환기(WC)에 입력된 광신호(S)와 프로브빔은 상호이득변조나 상호위상변조를 일으키거나 광/전/광(O/E/O)변환시 변조기(modulator)의 입력 광이 되어, 결국 상기 파장변환기(WC)로부터는 상기 프로브빔의 파장에 따라 원하는 파장을 갖는 신호가 출력된다.

상기와 같이, 파장변환장치에서는 입력되는 프로브빔의 파장에 따라 광신호의 파장을 변환시켜 출력한다. 가변파장 광원은 출력되는 프로브빔의 파장을 변화시킴으로써 광신호를 원하는 파장으로 변환시킨다. 통상적으로 가변파장 광원의 출력파장은 전류 및 온도를 변화시킴으로써 변화된다. 따라서, 출력되는 프로브빔의 출력파장의 변환은 전류 및 온도의 제어에 의해 이루어지며, 현재 출력된 프로브빔을 피드백하여 전류 및 온도를 미세하게 조정함으로써 원하는 파장을 갖는 프로브빔을 상기 가변파장 광원으로부터 출력시킬 수 있게 된다.

일반적으로 가변파장 광원으로부터 출력되는 프로브빔은 주변의 온도 및 전류에 의해 영향을 받는다. 물론, 가변파장 광원의 프로브빔이 전류와 온도변화에 의해 파장변환되지만, 이 변환된 파장은 원하는 정확한 파장이 아니다. 그 이유는 프로브빔이 파장변환된 후에도 온도 및 전류에 의해 계속 영향을 받아 미세한 변화가 생기기 때문이다. 따라서, 정확한 파장의 프로브빔을 얻기 위해서는 온도 및 전류의 변화에도 파장을 일정하게 출력시키는 로킹장치가 필요하게 된다.

그런데, 가변파장 광원으로부터 출력되는 프로브빔을 파장변환하기 위해서는 복잡한 제어과정을 거쳐야만 한다. 즉, 우선 로킹장치를 정지시킨 상태에서 온도와 전류를 변화시켜 프로브빔의 파장을 변환한 후 로킹장치를 동작하여 원하는 정확한 파장의 프로브빔을 출력한다. 이와 같은 과정에 의해 정확한 파장의 프로브빔을 출력하기 위한 제어과정이 복잡하게 됨과 동시에 상대적으로 긴 파장변환시간이 필요하게 된다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 각각 M개의 채널을 갖는 N개의 링크로 광회선분배시스템이 구성되는 경우에는 각 채널에 대응하는 파장을 변환시키기 위해서는 N×M개의 가변파장 광원, 파장로킹제어기 및 가변파장 광원의 전류와 온도를 제어하기 위한 제어수단 등이 필요하게 되기 때문에 파장변환장치의 구성이 복잡하게 될 뿐만 아니라 제조비용이 증가하는 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 광회선분배시스템에서 고정파장 광원으로부터 출력되는 레이저빔을 파장변환을 위한 프로브빔으로 사용함으로써 구성이 간단하고 제조비용이 절감된 파장변환장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 고정파장 광원을 사용함으로써 파장변환속도가 향상된 파장변환장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 구조가 간단하고 비용이 저렴한 파장변환장치를 포함하는 광회선분배시스템을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 파장변환장치는 서로 다른 고정 파장의 출력빔을 출력하는 복수의 고정파장 광원과, 상기 고정파장 광원으로부터 입력되는 복수의 출력빔중에서 전송신호의 파장변환요구에 대응하는 파장을 갖는 적어도 하나의 출력빔을 선택하여 프로브빔으로서 출력하는 스위칭수단과, 상기 스위칭수단으로부터 출력되는 상기 프로브빔과 상기 전송신호가 입력되어 상기 프로브빔과 상기 전송신호의 상호이득변조, 상호위상변조 또는 O/E/O 변환에 의해 입력된 상기 전송신호의 파장을 변환하는 적어도 하나의 파장변환수단으로 구성된다.

또한, 본 발명은 상기한 구성으로 이루어진 파장변환장치가 적용된 광회선분배시스템을 제공한다. 파장분할 역다중화기와 파장분할 다중화기 사이에 연결되는 광스위치 및 파장변환기로 구성되고 파장 분할 다중방식을 채용하여 광 전송망의 각 노드에서 분기 및 결합을 수행하는 광회선분배시스템에 있어서, 상기 파장 변환기는 서로 다른 고정 파장의 출력빔을 출력하는 M개의 고정파장 광원과, 상기 복수의 광원 출력단 각각에 설치되어 각각의 광원으로부터 출력되는 출력빔을 N개의 빔으로 분해하는 M개의 광분해수단과, 상기 분해되어 입력되는 N×M개의 출력빔을 전송신호의 파장변환요구에 따라 스위칭시켜 프로브빔으로서 출력하는 스위칭수단과, 상기 스위칭수단으로부터 출력되는 프로브빔과 상기 전송신호가 입력되어 상기 프로브빔과 상기 전송신호의 상호이득변조, 상호위상변조 또는 O/E/O 변환에 의해 입력된 상기 전송신호의 파장을 변환하는 N×M개의 파장변환수단으로 구성된다.

상기 광분해수단으로부터 출력되는 빔의 파워를 향상시키기 위해, 본 발명에서는 M개의 증폭수단을 각각 M개의 광원 출력단에 설치할 수도 있으며, 광원으로부터 출력되는 빔을 다중화기에 의해 다중화한 후 증폭수단으로 증폭한 후 다시 역다중화하여 출력빔의 파워를 증가시킬 수도 있으며, 복수 개의 동일 파장의 광원을 사용해서도 출력빔의 파워를 향상시킬 수 있다.

또한, 본발명의 광회선분배시스템에서는 상기 파장변환장치가 파장분할 역다중화기의 후단 또는 다중화기의 전단에 설치된다.

파장변환장치가 파장분할 역다중화기 후단에 설치는 광회선분배시스템은 입력되는 신호를 M개로 각각 다중화하여 출력하는 N개의 파장분할 역다중화기와, 서로 다른 고정 파장의 출력빔을 출력하는 M개의 고정파장 광원과, 상기 M개의 광원 출력단 각각에 설치되어 각각의 광원으로부터 출력되는 출력빔을 N개의 빔으로 분해하는 M개의 광분해수단과, 상기 분해되어 입력되는 N×M개의 출력빔을 신호의 파장변환요구에 따라 스위칭시켜 프로브빔으로서 출력하는 제1스위칭수단과, 상기 제1스위칭수단으로부터 출력되는 프로브빔과 상기 역다중화기로부터 신호가 입력되어 상기 프로브빔과 신호의 상호이득변조, 상호위상변조 또는 광/전/광변환에 의해 입력된 신호의 파장을 변환하여 출력하는 N×M개의 파장변환수단과, 상기 파장변환된 신호가 입력되어 경로를 선택하고 신호의 결합 및 분기를 실행하는 적어도 하나의 제2스위칭수단과, 상기 제2스위칭수단으로부터 출력되는 M개의 신호가 각각 입력되어 하나의 신호로 다중화되는 N개의 다중화기로 구성된다.

또한, 본 발명의 파장변환장치는 광회선분배시스템의 광스위치 후단, 즉 광스위치와 파장분할 다중화기 사이에 위치할 수도 있다. 이 경우, 상기 파장변환장치에는 공간스위치를 구비할 수도 있으며 구비하지 않을 수도 있다.

도 1은 일반적인 광회선분배시스템의 구조를 나타내는 도면.

도 2는 광회선분배시스템에 사용되는 종래의 파장변환장치의 구조를 나타내는 도면.

도 3은 본 발명에 따른 파장변환장치의 기본적인 개념을 나타내는 도면.

도 4는 M개의 프로브빔을 출력하는 본 발명의 파장변환장치를 나타내는 도면.

도 5는 광회선분배시스템에 적용되는 본 발명의 파장변환장치를 나타내는 도면.

도 6은 파장고정 광원으로부터 각각 출력되는 출력빔을 증폭시켜 파장을 변환시키는 파장변환장치를 나타내는 도면.

도 7은 파장고정 광원의 출력빔을 다중화하여 증폭시켜 파장을 변환시키는 파장변환장치를 나타내는 도면.

도 8은 동일한 고정파장을 갖는 복수의 광원이 적용된 파장변환장치를 나타내는 도면.

도 9는 본 발명의 파장변환장치가 적용된 광회선분배시스템의 구조를 나타내는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

LD : 광원 WC : 파장변환기

100 : 공간스위치 120 : 광분해기

130 : 증폭기 140 : 역다중화기

150 : 다중화기

본 발명은 고정파장을 갖는 프로브빔을 출력하는 광원이 구비된 파장변환장치를 제공한다. 고정파장의 광원은 이미 프로브빔의 파장이 고정되어 있기 때문에, 프로브빔의 파장을 조정하기 위한 장치가 필요없게 된다. 고정파장의 광원을 복수개 준비하여 출력되는 프로브빔에서 원하는 파장의 프로브빔을 선택하여 파장변환기에 입력시킴으로써 신호의 파장을 변환시킬 수 있게 된다.

이러한 고정파장의 광원을 사용함으로써 얻을 수 있는 장점은 어떠한 제어동작없이 단순히 원하는 파장의 빔을 출력하는 광원을 구비함으로써 채널간의 간격을 일정하게 유지할 수 있다는 것이다. 또한, 통상적으로 고정파장의 광원은 가변파장 광원에 비해 저렴하기 때문에 저렴한 파장변환장치의 구현이 가능하게 된다.

통상적으로 파장변환장치에 의한 파장변환방법은 상호이득변조(cross gain modulation)나 상호위상변조(cross phase modulation)에 의해 파장을 변환시키는 광학적 방법과 광학적 신호를 전기적 신호로 변환한 후 다시 광학적으로 원하는 파장을 갖는 신호로 변환시키는 광/전/광 변환방법으로 나눌 수 있다. 본 발명의 파장변환장치는 상기 두가지 방법에 모두 적용 가능하다.

또한, 본 발명의 파장변환기는 광회선분배시스템에 적용되는데, 간단한 구성 및 저렴한 비용의 파장변환장치는 광회선분배시스템을 저렴하고 간단한 구성을 갖도록 할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 파장변환장치를 상세히 설명한다. 이하의 도면들에서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 참조하여 설명한다. 한편, 이하의 도면들에서는 상기 광원의 일예로서 레이저다이오드(LD)를 사용하고 있으나, 이는 광원의 일예에 불과하며 여기에 한정되지는 않는다.

도 3은 본 발명에 따른 파장변환장치의 기본적인 개념을 나타내는 도면이다. 도면에 도시된 파장변환장치는 단지 한 파장의 프로브빔을 출력하기 위한 것으로서, 이 기본적인 파장변환장치를 응용함으로써 광회선분배시스템에 사용되는 파장변환장치를 구성할 수 있게 된다.

도면에 도시된 바와 같이, 각각 λ1, λ2...λM의 고정파장을 갖는 프로브빔을 출력하는 M개의 광원(LD1∼LDM)은 M×1 공간스위치(100)에 입력되어 λ1, λ2...λM의 파장을 갖는 프로브빔중 특정 파장을 갖는 빔이 선택되어 파장변환기(110)에 입력된다. 동시에 상기 파장변환기(110)에는 광회선분배시스템의 파장분할 역다중화기로부터 출력되는 신호 그리고 광회선분배시스템의 광스위치(100)로부터 출력되는 신호가 입력되어, 상기 프로브빔과 입력신호의 상호이득변조나 상호위상변조에 의해 특정 파장을 갖는 신호가 출력된다.

상기 광원(LD1∼LDM)은 고정된 파장을 갖는 프로브빔만을 출력한다. 따라서, 적용되는 시스템에 따라(즉, 적용되는 시스템의 대역폭이나 채널수에 따라) 특정 파장을 갖는 광원을 선택하여 설치함으로써 원하는 파장으로의 변환을 용이하게 수행할 수 있게 된다.

공간스위치(100)는 도면에 표시하지 않은 제어수단으로부터 제공되는 요구, 즉 최종적으로 얻고자하는 광신호의 파장에 대한 요구에 따라 스위칭되어 입력되는 프로브빔중에서 요구에 대응하는 하나의 프로브빔을 선택하여 파장변환기(WC)에 출력한다.

상기와 같은 구조의 파장변환장치는 도 4에 도시된 바와 같이 M개의 신호를 출력하는 장치(M개의 채널을 갖는 시스템에 적용되는)에 확대, 적용할 수 있다. 이때, 도면에 도시된 바와 같이 공간스위치(100)는 M×M 스위치를 사용하여 광원(LD1∼LDM)으로부터 입력되는 M개의 빔이 스위칭되어 특정 출력파장으로 파장을 변환시키는 파장변환기(110)에 프로브빔으로서 선택적으로 입력된다.

통상적으로 광회선분배시스템은 복수의 채널을 갖는 복수의 링크로 이루어져 있다. 따라서, 상기 파장변환장치를 광회선분배시스템에 적용하기 위해서는 N×M개 신호의 출력파장을 변환시켜야만 되며, 따라서 N×M개의 프로브빔이 필요하게 된다. 도 5에 광회선분배시스템에 실제 적용되는 파장변환장치가 도시되어 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 상기 파장변환장치에는 각 링크의 채널수 만큼의 광원(LD1∼LDM)이 구비되어 있으며, 공간스위치는 전체 채널수(채널수(M)×링크수(N))에 해당하는 NM×NM 개의 빔을 스위칭하는 NM×NM 공간스위치(100)이다. 광원(LD1∼LDM)에서 출력되는 각각의 빔은 광분해기(light splitter;120)에 의해 N개의 빔으로 분해되어 NM×NM 공간스위치(100)에 입력되고 상기 NM×NM 공간스위치(100)에 의해 스위칭된 후 광신호(S11∼SNM)와 함께 파장변환기(WC11∼WCNM)에 입력된다. 임의의 한 파장변환기에서 입력되는 신호를 다른 파장으로 변환시킬 경우에는 상기 NM×NM 공간스위치(100)를 작동시켜 다른 파장의 프로브빔이 해당 파장변환기에 입력됨으로써 가능하게 된다.

상기와 같이, 광회선분배시스템에 사용되는 파장변환장치는 각 링크의 채널수에 해당하는 수의 광원을 구비하고 이 광원에서 출력되는 빔을 광분해기(120)에 의해 링크수에 해당하는 프로브빔으로 분해하기 때문에, 전체 채널수에 비해 작은 수의 광원만이 필요하게 된다. 따라서, 저렴한 파장변환장치의 제작이 가능하게 된다.

그런데, 상기와 같이 구성된 파장변환장치에서는 일정 출력파워를 갖는 광원의 출력빔이 N개의 빔으로 분해되기 때문에 충분한 파워를 갖는 프로브빔을 파장변환기에 공급할 수 없게 된다. 따라서, 파장변환기에 공급되는 프로브빔의 파워를 증가시킬 수 있는 방안이 간구되어야만 한다.

그러나, 실제적으로는 적은 수의 채널과 링크를 갖는 광회선분배시스템에서는 파워의 증가없이도 도 5에 도시된 바와 같은 구성으로 이루어진 파장변환장치에 의해 신호를 충분하게 변환시킬 수 있을 것이다.

본 발명에서는 또한 광원의 출력빔의 파워를 증가시키기 위한 방법을 제안한다. 이들 방법은 크게 2가지로 구분할 수 있다. 한가지 방법은 광원으로부터 출력되는 빔을 증폭하여 파워를 증가시키는 것이고 다른 방법은 동일한 고정파장을 갖는 광원을 복수개 사용함으로써 파워를 증가시키는 것이다.

도 6에 레이저빔을 증폭함으로써 프로브빔의 파워를 증가시킨 파장변환장치가 도시되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, M개의 광원(LD1∼LDM)의 출력측에는 M개의 증폭기(130)가 설치되어 상기 광원(LD1∼LDM)으로부터 출력되는 빔을 증폭시킨다. 증폭된 빔은 각각 해당하는 광분해기(120)에 입력되어 N개의 빔으로 분해된 후 NM×NM 공간스위치(100)로 입력되며, 상기 NM×NM 공간스위치(100)에 의해 스위칭되어 파장변환기(WC11∼WCNM)로 공급된다.

상기한 구성의 파장변환장치에서는 각각의 광원(LD1∼LDM)으로부터 출력되는 빔을 증폭하기 위해 상기 광원(LD1∼LDM)의 갯수(M)에 해당하는 만큼의 증폭기가 필요하게 되는데, 이러한 복수의 증폭기의 채용은 파장변환장치의 제조비용을 증가시키는 요인으로 작용하게 된다. 그러므로, 저렴하면서도 광원의 출력빔의 증폭효과를 제공할 수 있는 방법이 제시되야만 하는데, 도 7에 이러한 효과를 제공할 수 있는 파장변환장치가 도시되어 있다.

이 파장변환장치는 서로 다른 파장을 갖는 레이저빔을 출력하는 광원(LD1∼LDM)의 출력측에 설치되는 다중화기와 역다중화기를 포함한다. 각각의 광원(LD1∼LDM)으로부터 출력되는 서로 다른 파장을 갖는 빔은 다중화기에 의해 결합(다중화)되며, 이 다중화된 빔이 증폭기(130)에 의해 증폭된 후 역다중화기(150)에 의해 원래의 파장을 갖는 빔으로 분기된다. 이때, 상기 분기된 각각의 빔은 최초에 광원(LD1∼LDM)으로부터 출력되는 빔의 파워에 비해 증폭기의 증폭도 만큼 증가된 파워를 갖는다. 이 증폭된 빔이 광분해기(120)에 입력되어 N개의 빔으로 분해된 후 NM×NM 공간스위치(100)로 입력된다.

상기한 바와 같이, 도 7에 도시된 구조의 파장변환장치는 도 6에 도시된 파장변환장치에 비해 광원(LD1∼LDM)의 출력빔을 증폭하기 위한 증폭기가 하나만 필요하기 때문에, 더욱 저렴한 파장변환장치를 제작할 수 있게 된다.

도 8은 광원 출력빔의 증폭을 위해 동일한 고정파장을 갖는 빔을 출력하는 광원이 복수개 구비된 파장변환장치를 나타내는 도면이다. 상기 장치에서 동일한고정파장의 광원은 특정 갯수에 한정되는 것이 아니라 임의로 설정할 수 있다. 상기 동일한 고정파장의 광원에는 각각 광분해기(120)가 설치되어 상기 광원으로부터 출력되는 빔이 분해된다. 이때, 상기 광분해기(120)의 광분해능은 도 5의 광분해기의 광분해능과는 다르게 설정될 수 있다.

도 5의 광분해기에서는 고정파장의 빔을 출력하는 광원이 하나만 구비되어 있기 때문에 광회선분배시스템이 N개의 링크로 이루어진 경우 광원에서 출력되는 빔을 N개로 분해해야만 한다. 반면에, 도 8에 도시된 광분해기는 복수의 광원으로부터 동일한 고정파장을 갖는 빔이 출력되기 때문에 더 낮은 분해능을 갖는 광분해기로도 N개의 특정 고정파장을 갖는 빔을 공간스위치에 입력시킬 수 있게 된다. 예를 들면, 동일한 고정파장의 광원이 2개 설치되는 경우 상기 광분해기의 분해능을 N/2으로 하면 결국 2개의 광원으로부터 출력되는 빔이 분해되어 N개(링크수에 해당하는)를 출력하고, 동일한 고정파장의 광원이 3개 설치되는 경우에는 광분해기의 분해능을 N/3으로 하면 원하는 N개의 빔을 출력하게 된다.

상기와 같이, 광분해기의 분해능이 N보다 낮아진다는 것은 한개의 광원으로부터 분해되는 빔이 N개 보다 더 작아진다는 것을 의미하며, 결국 이것은 분해된 각각의 빔의 파워가 N개로 분해된 빔의 파워보다는 큰 것을 의미한다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 파장변환장치는 고정파장의 광원으로부터 출력되는 출력빔을 프로브빔으로 이용하여 신호의 파장을 변환시킨다. 따라서, 종래의 값비싼 가변파장 광원을 사용할 필요가 없을 뿐만 아니라 가변파장 광원의 출력빔의 파장을 파장변환 후 안정화시키기 위한 로킹제어과정이 간단하게 되므로 저렴하고 간단한 구조의 파장변환장치를 제작할 수 있게 된다.

도 9a, 도 9b 및 도 9c에 상기한 본 발명의 파장변환장치가 적용된 광회선분배시스템이 도시되어 있다.

도 9a에 도시된 바와 같이, N개의 파장분할 역다중화기(3)와 파장분할 다중화기(7) 사이에 광스위치(5)가 설치된 광회선분배시스템에서, 상기 역다중화기(3)의 후단, 즉 파장분할 역다중화기(3)와 광스위치 사이에는 파장변환기(WC11∼WCNM)가 위치하여 상기 파장분할 역다중화기(3)로부터 출력되는 광신호가 입력된다. 한편, 상기 파장변환기(WC11∼WCNM)에는 고정파장 광원으로부터 출력되어 공간스위치에 의해 선택된 고정파장의 프로브빔(도 3∼도 8에 설명된 장치에 의해 출력되는)이 입력되어, 광신호와 프로브빔의 상호이득변조, 상호위상변조작용, 또는 O/E/O 변환에 의해 광신호의 파장이 변환되어 출력된다.

상기 파장변환기(WC11∼WCNM)로부터 출력된 변환된 파장의 광신호는 광스위치(5)에 의해 분기 및 결합된 후 파장분할 다중화기를 통해 출력된다.

도면에서는 비록 광회선분배시스템의 내부에 파장변환기만이 포함되어 있고 고정파장 광원이나 공간스위치(또는 광분배기, 광다중화기, 광역다중화기)는 광회선분배시스템의 외부에 별도로 설치되어 있지만 이것은 설명의 편의를 위한 것으로서, 실제의 광회선분배시스템은 도면에 도시된 모든 구성들이 하나의 패키지화되어 있다.

도 9b에 도시된 광회선분배시스템은 도 9a에 도시된 광회선분배시스템과 거의 유사한 구조로 되어 있다. 단지, 파장변환장치의 설치 위치만이 다른 것으로,도면에 도시된 바와 같이 광스위치(5)와 파장분할 다중화기 사이에 설치되어 광스위치(5)로부터 출력되는 신호의 파장을 변환시킨다. 이 광회선분배시스템은 도 9a에 도시된 구조의 광회선분배시스템과는 동일한 작용 및 효과를 나타내므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 파장변환장치가 광회선분배시스템의 광스위치와 파장분할 다중화기 사이에 설치되는 경우 파장변환기의 공간스위치를 제거할 수도 있다. 이러한 구성은 도 9c에 도시된 구조로서, 단지 도 9b에서 공간스위치를 제거한 구조이다.

상기와 같이, 파장변환장치의 공간스위치를 제거한 이유는 다음과 같다. 통상적으로 파장변환기를 사용하는 이유는 입력링크로 입력되는 신호들이 출력링크를 통해 출력될 때 각 신호에 서로 다른 파장을 갖도록 하여 서로 다른 파장의 채널을 통해 간섭없이 신호를 전송하기 위한 것이다. 따라서, 공간스위치를 구비하지 않은 파장변환장치가 설치된 광회선분배시스템에서 하나의 링크에 M개의 신호가 입력되는 경우 공간스위치에 의한 특정 파장의 프로브빔의 선택없이 특정 파장의 프로브빔을 각 파장변환기에 입력함으로써 파장변환기에 입력되는 신호들을 서로 다른 파장으로 파장변환하여 출력할 수 있게 된다. 결국, 상기 광회선 분배시스템에서 상기 파장변환장치는 공간스위치를 구비할 수도 있으며 구비하지 않을 수도 있다.

상기와 같이 구성된 광회선분배시스템에서 파장분할 역다중화기에서 역다중화되어 광스위치(5)에 입력되는 신호는 경로가 변화되어 파장분할 다중화기로 출력된다. 이때, 상기 광스위치(5)에서의 경로변화시에는 신호의 전송이 불가능하게 된다. 즉, 광스위치(5)의 스위칭에 의해 신호지연이 발생한다.

본 발명에서는 파장변환장치의 공간스위치의 스위칭속도를 상기 광스위치의 스위칭속도 보다 조금 늦게 혹은 동일하게 설정하여 상기 광스위치의 스위칭에 의한 신호지연 동안 상기 공간스위치를 동작시킴으로써 공간스위치의 작동에 따른 지연을 방지할 수 있다.

광회선분배장치의 파장변환장치로서 가변파장 광원을 사용하는 경우 가변파장 광원의 가변속도를 본 발명의 공간스위치의 스위칭 속도보다 빠른 것을 사용할 수도 있지만, 광회선분배시스템 전체적으로는 광스위치에 의한 지연시간이 발생하기 때문에 전체적인 동작은 광스위치의 동작시간에 의하여 결정되며, 이 경우 공간스위치보다 빠른 파장변환기를 사용함으로써 얻는 잇점은 없게 된다. 반면에, 본 발명의 광회선분배장치에서는 광스위치의 지연시간 동안 파장변환장치의 공간스위치를 동작시키기 때문에 파장변환에 따른 지연시간을 방지할 수 있게 된다. 결국, 본 발명의 파장변환장치를 적용한 광회선분배시스템은 종래의 파장변환장치를 적용한 광회선분배시스템에 비해 경로의 선택, 분기 및 결합속도가 향상될 수도 있다.

본 발명에 사용되는 고정파장 광원과 공간스위치, 파장변환기 등의 구성은 적용되는 시스템에 따라 그 개수나 파장이 한정될 필요는 없다. 또한, 상기한 상세한 설명에서는 본 발명의 파장변환장치가 광회선분배시스템에 적용되지만, 실제적으로 본 발명의 파장변환장치는 상기 광회선분배시스템에만 적용되는 것이 아니라 광신호의 파장을 변환시키는 어떠한 장치에도 적용 가능하다. 따라서, 본 발명의 권리의 범위는 상기한 상세한 설명에 의해 결정되는 것이 아니라 첨부한 특허청구범위에 의해 결정되어야만 할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 고정파장 광원으로부터 출력되는 빔을 광회선분배시스템의 신호의 파장을 변환시키기 위한 프로브빔으로 사용하기 때문에, 고가의 가변파장 광원을 사용하는 종래의 파장변환장치에 비해 제조비용을 절감할 수 있게 된다. 또한, 가변파장 광원에 필요한 파장변환을 위한 로킹제어 등이 필요하지 않기 때문에 제조비용을 더욱 낮출 수 있게 된다.

통상적으로 종래의 파장변환장치에 사용되는 가변파장 광원에서는 출력빔의 파장변화를 전류 및 온도를 변화시켜 수행하기 때문에, 파장을 로킹하기 위한 시간지연이 필요하게 된다. 반면에, 본 발명에서는 고정파장 광원을 사용하기 때문에 파장변환 후의 로킹과정이 필요없게 되며, 따라서 종래에 비해 더욱 빠른 동작의 광회선분배시템의 구현이 가능하게 된다. 이 광회선분배시스템은 저렴하고 간단한 구성의 파장변환장치를 적용하게 되어 저렴한 광회선분배시스템을 제작할 수 있게 된다.

Claims (14)

1. 서로 다른 고정 파장의 출력빔을 출력하는 복수의 고정파장 광원;

   상기 고정파장 광원으로부터 입력되는 복수의 출력빔 중에서 전송신호의 파장변환요구에 대응하는 파장을 갖는 적어도 하나의 출력빔을 선택하여 프로브빔으로서 출력하는 스위칭수단; 및

   상기 스위칭수단으로부터 출력되는 상기 프로브빔과 상기 전송신호가 입력되어 상기 프로브빔과 상기 전송신호의 상호이득변조, 상호위상변조 또는 O/E/O 변환에 의해 입력된 상기 전송신호의 파장을 변환하는 적어도 하나의 파장변환수단으로 구성된 파장변환장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 광원 출력단에 설치되어 각각의 광원으로부터 출력되는 출력빔을 복수의 빔으로 분해하는 광분해수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 파장변환장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 광원 출력단에 설치되어 각각의 광원으로부터 출력되는 출력빔을 증폭하는 복수의 증폭수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 파장변환장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 복수의 광원의 출력단에 설치되어 광원으로부터 출력되는 서로 다른 파장의 출력빔을 다중화하는 다중화기;

   상기 다중화된 출력빔을 증폭하는 증폭수단; 및

   상기 증폭된 출력빔을 역다중화하는 역다중화기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 파장변환장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 동일 파장의 출력빔을 출력하는 광원을 복수개 구비한 것을 특징으로 하는 파장변환장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 스위칭수단은 공간스위치인 것을 특징으로 하는 파장변환장치.
7. 파장분할 역다중화기와 파장분할 다중화기 사이에 연결되는 광스위치 및 파장변환기로 구성되고 파장 분할 다중방식을 채용하여 광 전송망의 각 노드에서 분기 및 결합을 수행하는 광회선분배시스템에 있어서, 상기 파장변환기는,

   서로 다른 고정 파장의 출력빔을 출력하는 M개의 고정파장 광원;

   상기 복수의 광원 출력단 각각에 설치되어 각각의 광원으로부터 출력되는 출력빔을 N개의 빔으로 분해하는 M개의 광분해수단;

   상기 분해되어 입력되는 N×M개의 출력빔을 전송신호의 파장변환요구에 따라 스위칭시켜 프로브빔으로서 출력하는 스위칭수단; 및

   상기 스위칭수단으로부터 출력되는 프로브빔과 상기 전송신호가 입력되어 상기 프로브빔과 상기 전송신호의 상호이득변조, 상호위상변조 또는 O/E/O 변환에 의해 입력된 상기 전송신호의 파장을 변환하는 N×M개의 파장변환수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 광회선분배시스템.
8. 제7항에 있어서, 상기 M개의 광원 출력단에 설치되어 각각의 광원으로부터 출력되는 출력빔을 증폭하는 M개의 증폭수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광회선분배시스템.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서,

   상기 M개의 광원의 출력단에 설치되어 상기 광원으로부터 출력되는 서로 다른 파장의 출력빔을 다중화하는 다중화기;

   상기 다중화된 출력빔을 증폭하는 하나의 증폭수단; 및

   상기 증폭된 출력빔을 N×M개의 빔으로 역다중화하는 역다중화기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광회선분배시스템.
10. 제7항에 있어서, 상기 동일 파장의 출력빔을 출력하는 광원을 복수개 구비한 것을 특징으로 하는 광회선분배시스템.
11. 입력되는 신호를 M개로 각각 다중화하여 출력하는 N개의 파장분할 역다중화기;

    서로 다른 고정 파장의 출력빔을 출력하는 M개의 고정파장 광원;

    상기 M개의 광원 출력단 각각에 설치되어 각각의 광원으로부터 출력되는 출력빔을 N개의 빔으로 분해하는 M개의 광분해수단;

    상기 분해되어 입력되는 N×M개의 출력빔을 신호의 파장변환요구에 따라 스위칭시켜 프로브빔으로서 출력하는 제1스위칭수단;

    상기 제1스위칭수단으로부터 출력되는 프로브빔과 상기 역다중화기로부터 신호가 입력되어 상기 프로브빔과 신호의 상호이득변조, 상호위상변조 또는 O/E/O변환에 의해 입력된 신호의 파장을 변환하여 출력하는 N×M개의 파장변환수단;

    상기 파장변환된 신호가 입력되어 경로를 선택하고 신호의 결합 및 분기를 실행하는 적어도 하나의 제2스위칭수단; 및

    상기 제2스위칭수단으로부터 출력되는 M개의 신호가 각각 입력되어 하나의 신호로 다중화되는 N개의 다중화기로 구성된 광회선분배시스템.
12. 제11항에 있어서, 상기 제2스위칭수단은 N개인 것을 특징으로 하는 광회선분배시스템.
13. 입력되는 신호를 M개로 각각 다중화하여 출력하는 N개의 파장분할 역다중화기;

    상기 역다중화된 N×M개의 신호가 입력되어 경로를 선택하고 신호의 결합 및분기를 실행하는 적어도 하나의 제1 스위칭수단;

    서로 다른 고정 파장의 출력빔을 출력하는 M개의 고정파장 광원;

    상기 M개의 광원 출력단 각각에 설치되어 각각의 광원으로부터 출력되는 출력빔을 N개의 프로부빔으로 분해하는 M개의 광분해수단;

    상기 분해된 프로브빔과 상기 제 1 스위칭 수단으로부터의 신호가 입력되어, 상기 프로브빔과 신호의 상호이득변조, 상호위상변조 또는 광/전/광 변환에 의해 입력된 신호의 파장을 변환하여 출력하는 N×M개의 파장변환수단; 및

    상기 파장변환수단으로부터 출력되는 M개의 신호가 각각 입력되어 하나의 신호로 다중화되는 N개의 다중화기로 구성된 광회선분배시스템.
14. 제13항에 있어서, 상기 광분해수단으로부터 입력되는 N×M 개의 프로브빔을 신호의 파장변화요구에 따라서 스위칭시켜 출력하는 제2 스위칭 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광회선분배시스템.