KR20030021199A - 신호광 및 감시광의 파장 분할 기능을 갖는 광도파로스플리터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소자는 기존의 부품의 특성의 변화 없이, 하이브리드화하여 크기가 작고 온도에 따른 광학적 특성의 변화가 거의 없는 것을 장점으로 제작하는 기술이며, 이 발명으로 제작된 부품은 비용이 저렴한, 고 반사막를 이용하고 이를 광분배기와 고 반사 필터를 결합시켜 집적화 된 부품을 쉽게 제작하여, 저가격 대량 생산화 하는 것에 그 목적이 있다.

Description

신호광 및 감시광의 파장 분할 기능을 갖는 광도파로 스플리터{The planer lightwave circuit type splitter for monitor and signal wavelength division coupler}

본 발명은 수동광분배망(PON)에 사용되는 광분배기에 관한 것으로, 특히 박막 필터와 도파로를 이용하여 하이브리드화 시키고 페키지의 효율을 극대화 시켜 저가화 한 제품에 관한 것이다.

이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

이 발명품은 수동광분배망에 적용하는 소자이다. 수동광분배망, 즉 PON (Passive Optical Network)은 FTTH(Fiber to the home), FTTCab(Fiber to the Cab)를 실현하기 위한 아주 경제적인 미래의 광가입자망 구조라고 할 수 있다

이러한 수동광분배망이 고품질과 신뢰성을 갖게 하기 위하여 현장에 전개된 광선로망에 대한 유지보수 기능과 방법은 아주 중요하다. [여기서의 유지보수란 ODN(Optical Distribution Network : 광선로, 접속점, 커넥터, 기타 수동 소자들을수용)의 성능을 보장해 줄 수 있는 모든 수단을 말한다.]

본 발명은 수동광분배망에서 유지 보수, 감시에 사용되는 소자로 박막 필터와 도파로를 이용하여 집적화 시키고 페키지의 효율을 극대화 시켜 저가화한 제품에 관한 것이다.

먼저, 본 발명에서 사용될 소자가 적용되는 망구조를 먼저 알아보자. PON에 전개된 광선로망의 유지보수를 위하여 고려되어야 하는 사항에 있어서 OTDR(Optical Time Domain Reflectometer)(1)기반의 광선로망 감시기술은 자동 감지시스템에 기본이 된다. 이것은 도 1에 잘 나와 있다.

지금까지 OTDR기반의 감시시스템은 주로 점대점(Point-to-point) 구조로 된 전송 구간을 감시하기 위하여 개발되고 사용되어 왔다. 그러나 PON은 점대다점(Point-to-multipoint) 구조를 갖기 때문에 기존의 방식대로 한 대의 OTDR로 모든 분기 광심선들을 한번에 감시하는 것이 쉽지 않다. 왜냐하면 개별 분기 광심선의 끝에서 되돌아 오는 후방 산란광들의 반사가 서로 겹칠 수 있기 때문이다. 이러한 난제를 극복하면서 OTDR 한대로 PON의 광선로망을 감시하기 위한 방법이 시도되고 있다.

이러한 자동 감시시스템은 예방 보전 및 고장후 보전을 위하여 아주 유용하다. 이 시스템은 고장 구분, 즉 광선로 고장인지 장비 고장인지 즉시 파악을 할 뿐만 아니라 광선로 고장인 경우 고장지점 파악을 신속하게 한다. 이것은 결국 서비스 중단 시간을 줄이게 되는 것이고 망의 신뢰도 또한 높이게 된다.

도 1은 일반적인 광감시망을 갖는 수동 광 네트워크망 구조를 나타내고 있다. 대표적인 방법으로 감시광이 모든 분기 광심선을 순서대로 진행해 나가는 방법이다. 이 방법을 실시의 예를 들어 설명하도록 한다. 도 1에서와 같이 신호광인 OT(2)에서 나온 신호광과 OTDR(1)의 감시광은 신호광과 감시광을 연결하여 주는 WDM 결합기(3a)에 의하여 합하여지고 분배기(4)에 입사하기 전에 다시 감시광은 신호광과 분리시키는 WDM 결합기(3b)에 의하여 분리된다. OT의 신호광은 분배기를 통하여 각 광종속단(ONU)(5)으로 신호가 분배된다. 이 때 WDM 결합기(3b)에서 분리된 감시광은 다시 WDM 결합기(3c')에 의하여 분리된 광선로에 다시 연결되며 WDM 결합기(3d)에서 또 다시 연결된 감시광이 다시 분배기 방향으로 되돌아오며 다시 WDM 결합기(3c'')에 의하여 결합되며 이러한 과정을 반복하면서 광선로를 감시하게 된다.

일반적으로 수동광감시망에서는 이러한 방법을 사용하고 있는데 기존 부품의 조합에 의하여 이 방을 구성하려고 하면, 각 ONU로부터 스플리터까지 되돌아 오는 경로를 필요로 하기 때문에 광심선과 WDM 커플러(3) 비용이 많이 들게 된다. 도 2a는 일반적으로 제작 구성된 모듈의 내부 배선도 이다. 이러한 모듈에는 WDM 결합기(3)와 분배기(4)가 계속하여 연결되어 있으므로 부피가 크고 비용 또한 매우 고가가 된다. 도 2b는 이러한 방법으로 실제 제작된 모듈의 내부 배선이다. 도면에서 보는 것과 같이 여러 개의 부품이 복잡하게 연결되어 있으며, 광분배기(4)와 많은 WDM결합기(3) 그리고 부품을 연결하는 광섬유 보호 지지대(6)들이 복잡하게 구성되어 있다.

본 발명은 이러한 복잡하고 부피가 크고 비용이 많이 소모되는 단점을 해결하기 위하여 이러한 여러 개의 부품을 한 칩 위에 집적하여 제작하는 기술과 이를 이용하여 제작한 소자이다.

상기 설명하였듯이, 기존의 부품으로 감시를 한다면 WDM 커플러(3)등 소자가 매우 많이 소요된다. 또한 모두를 연결하면서 부품의 크기가 매우 커지고 계속하여 연결함에 따라 광접속 손실도 증가한다. 본 발명은 이러한 각각의 개의 부품을 한 칩 위에 집적하여 제작하는 기술과 이를 이용한 소자이다. 이에 따라서 본 발명을 적용하면 매우 작은 부피로 동일한 기능을 수행하는 모듈을 제작 할 수 있어 매우 경제적이다.

본 발명에 따른 소자는 기존의 부품 특성의 변화 없이, 하이브리드화하여 크기가 작고 온도에 따른 광학적 특성의 변화가 거의 없는 것을 장점으로 제작하는 기술이며, 본 발명으로 제작된 부품은 비용이 저렴한, 고 반사막를 이용하고 이를 광분배기와 고 반사 필터를 결합시켜 집적화 된 부품을 쉽게 제작하여, 저가격 대량 생산화 하는 것에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 광감시망을 갖는 수동 광 네트워크망 구조

도 2a 및 2b는 광감시망에 사용된 기존 부품으로 제작된 모듈의 내부 배선도

도 3a 및 3b는 광감시망에 사용된 기존 부품

도 4a 및 4b는 본 발명인 신호광 및 감시광의 파장 분할 기능을 갖는 광도파로 스플리터로 구성된 광감시망

도 5 신호광 및 감시광의 파장 분할 기능을 갖는 광도파로 스플리터 제조 방법

도 6a 및 6b는 기존 모듈과 본 발명품 모듈

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 감시광(OTDR) 2 : 신호광

3 : WDM 커플러형 4 : 분배기

5 : ONU 가입자용 장치 6 : 광섬유 보호 지지대

7 : 필터 삽입용 홈 8 : 초박막 필터

9 : 굴절률 정합 에폭시 10 : 콜리미레이터

11 : 일반 박막필터

기존의 광통신 수동 부품망에 사용되는 광분배기에 있어서는 도 3과 같은 부품을 사용할 수 있다. 도 3a는 일반 분배기의 모형을 나타내고 있다. 도 3b는 신호광과 감시광을 분리시키는 작업을 한다. 여기에서 사용되는 소자로는 광을 모아주는 콜리미네이터(10) 제품을 사용하는데 그 이유는 광을 모아주어 손실을 작게 만들어 주는 역할을 한다. 이것을 사용하는 이유는 일반 박막필터(11)의 두께가 넓기 때문이며, 콜리미네이터(10)를 사용하지 않으면 손실이 크게 발생한다. 또한 이 방법으로 제작하면 부피가 커져 집적화 시키는데 매우 큰 어려움이 있다. 이것 역시 일반 박막필터(11)의 두께가 넓기 때문에 기인된 결과이다.

이러한 상기의 문제점을 극복하고 동일한 특성의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 초박막 필터(8)와 도파로의 변형으로 콜리미레이터(10)가 없이 동일 효과를 나타낼 수 있는 초박막형 필터를 형성하여 평면 도파로 공정으로 대량 생산 할 수 있는 것과 페키지 크기를 줄이고, 쉽게 제작할 수 있는 페키지 형태로서 장점을 갖고 있는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 이용하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 4a와 같이 광분배기(4)가 형성된 평면 도파로 상에 분배점에 오목한 홈(7)을 파고 그 위치에 상기 제작된 초 박막 필터(8)를 삽입하여 이 필터에 의하여 신호광과 감시광이 서로 분리 할 수 있는 효과를 나타낸다. 신호광은 출력단으로 배출되고 다른 신호는 입력단 측으로 돌아 나온다. 이때 입사된 광의 입사 축을 조절하면 입사축의 다른 포트로 광신호가 나오게 된다. 도 4a의 필터 삽입지역을 확대하여 보면 도 4b와 같다. 신호광은 포트 1에서 포트 3으로 통과하고 감시광은 포트 2에서 포트 3으로 간다.

도 5는 본 발명품의 제조 방법을 나타낸 것이다. 반도체 공정을 이용하여 도파로를 제작한다. 먼저 코아가 형성이 되면 반도체 공정으로 필터가 삽입되는 부분에 홈(7)을 형성하고 형성된 창을 에칭 장비로 에칭을 하여 도파로를 관통 시킨다. 그 후에 초박막 필터(8)를 삽입 시키고 굴절률 정합 에폭시(9)로 초박막 필터(8)를 고정시킨다.

이상, 상기한 바와 같이 본 발명은 도파로형과 박막간섭형의 장점만을 취한 형태로 제작된 것으로, 특히 일반 필터를 이용하여 제작시 사용되는 콜리미레이터를 제거하고 대신 저가형 저손실 박막간섭필터를 추가해서 사용 함으로서 페키징의 강도를 향상시키고 저가격화 한 것이다.

또한 제작 공정이 최적화 되었을 때 대량생산이 가능하며, 이에 따라서 부품의 가격을 저가화 할 수 있다. 초박막 필터를 사용하므로 필터와 광을 모아 주는 역할을 하는 콜리미레이터가 필요 없게 된다. 이 경우 각 파장이 서로의 신호에 영향을 주는 잡음의 정도를 나타내는 아이솔레이션 특성이 매우 우수하고 페키징이 간단하여 대량 생산 할 수 있다.

도 6은 본 발명의 효과를 나타낸 그림으로 도 6a는 기존의 방법으로 제작된 모듈의 모양이고, 도 6b는 본 발명에 의하여 집적화 형태로 제작된 모듈의 모양이다.

Claims (1)

1. 수동광통신망등 광시스템에 사용되는 분배기 소자인 스플리터에 있어서, 초박막 필터를 삽입 할 수 있도록 형성된 도파로에 신호광과 감시광을 분리해 줄 수 있는 특성을 갖도록 하여 도파로에 신호광과 감시광 파장을 선택적으로 분리하여 주는 기능을 갖도록 한 것과 집적 시키는 것을 특징으로 하는 평면도파로형 스플리터.