KR20030070892A - 양방향성 광 도파관들 사이에 광 브리지를 갖는 양방향성파장 분할 다중화 방식의 통신 네트워크 - Google Patents

양방향성 광 도파관들 사이에 광 브리지를 갖는 양방향성파장 분할 다중화 방식의 통신 네트워크 Download PDF

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Abstract

본 발명은 두 개의 도파관들(121, 121')에서 두 개의 양방향 WDM 광통신 시스템 사이에 광 채널들을 선택적으로 전송하기 위한 광 브리지(130)를 포함하는 양방향 광 네트워크에 관한 것으로서, 역-전파 WDM 광 신호들은 각각의 양방향 도파관 상에서 운반된다. 상기 브리지는 도파관들 사이에 삽입되고, 제1 및 역-전파 WDM 광 신호들로부터 각각 하나 또는 다수의 광 채널들을 선택하도록 구성된 제1 및 제2 광 커플러(137, 138)와 제1 및 제2 채널 선택기(141, 142)들을 제1 도파관(121) 상에 포함한다. 상기 제2 양방향 광 도파관을 따라 삽입된 광 결합기(136 또는 143)에 선택된 적어도 하나 또는 다수의 제1 광 채널들을 운반하는 제1 도파관과 제2 도파관 사이에는 적어도 하나의 광 경로(135 또는 133)가 배치된다. 상기 선택된 광 채널들은 제2 양방향 도파관 상에서 어느 한 쪽의 역-전파 WDM 신호와 결합된다. 선택적으로, 상기 광 브리지는 네 개의 WDM 광 신호들의 각각으로부터 채널들이 양방향 도파관들 사이에서 전송될 수 있도록 상호적으로 구성된다.

Description

양방향성 광 도파관들 사이에 광 브리지를 갖는 양방향성 파장 분할 다중화 방식의 통신 네트워크{BIDIRECTIONAL WDM OPTICAL COMMUNICATION NETWORK WITH OPTICAL BRIDGE BETWEEN BIDIRECTIONAL OPTICAL WAVEGUIDES}
통신 신호의 대역폭에 대한 필요가 증가함에 따라 단일 광섬유의 전송능력을 배가시키기 위하여 파장 분할 다중화 통신방식(WDM: Wavelength Division Multiplexing)이 점차적으로 널리 이용되어 왔다. 상기한 WDM 네트워크를 포함한 광 네트워크에 대한 개관은 라마스와미(Ramaswami et al.) 등이 저술한 참고문헌인Optical Networks: A Practical Perspective(Morgan Kaufman사 간행, ⓒ1998년)에 제공되어 있는데, 그 내용은 본 출원에서 참고사항으로 삽입된다. 통상적으로, 파장 분할 다중화 광통신 시스템들은 장거리용(long-haul)의 상호 교환형 반송파 신호영역에서 설계되고 사용되어 왔다. 이러한 장거리용 광 시스템에서는 상이한 파장에서 다수의 광 채널들을 포함하는 하나의 파장 분할 다중화 광통신 신호는 단일 섬유 상에서 한 방향으로 전달된다(단방향 전송). 그러한 시스템들에 있어서 통신 트래픽은 공통적으로 수백 킬로미터를 통과하기 때문에, 각각의 채널의 분기결합(add-drop) 다중화에 대한 필요가 (있다하더라도) 드물게 일어나고, 넓게 이격된 분기결합 노드들에서 발생하게 된다.
장거리 WDM 광 시스템의 광 기본구조가 기존의 인터넷 서비스 및 멀티미디어용 인터넷 서비스로부터의 점증하는 요구에 의해서 발생되는 미래의 트래픽 요구조건들을 수용할 수 있다고 하더라도, 이러한 트래픽은 근거리(로컬) 네트워크에 의해 먼저 수집되고 분배되어야만 한다. 현재 그러한 근거리 네트워크들은 여러 가지의 링 구조들로 이루어진 광섬유 네트워크를 따라서 단 파장 시분할 다중화(TDM) 광 신호를 전송하도록 구성된다. 다양한 구성요소들로 이루어진 TDM 신호의 경로를 설정하기(라우팅) 위하여, 다수로 이루어진 전자식 분기결합 다중화기(add-drop multiplexer)들이 광섬유 네트워크를 따라서 배치된다. 각각의 분기결합 위치에서 광 신호 전체가 전기신호로 변환되고, 이에 따라서 그러한 분기결합 지점으로 향하는 전기신호 부분들에 대한 경로가 설정된다. 나머지 부분의 전기신호들은 새로운 TDM 광 신호로 다시 변환되어 전자식 분기결합 다중화기를 통해 출력된다. 따라서, 사용자가 넓은 대역폭의 WDM 장거리 전송 네트워크들에 접속할 수 있기 전에 로컬 네트워크들의 병목지점을 먼저 통과해야만 한다.
단방향 WDM 광 시스템들은 전통적인 장거리용 상호교환형 캐리어(반송매체:carrier) 시장에 적합할지라도, 대도시용(로컬) 통신 시스템은 서로 연결된 광섬유 링구조 내에 배치된 다수의 노드들 사이에 트래픽의 광범위한 라우팅(routing)과 스위칭을 필요로 한다. 이에 따라서, 더 작은 규모의 대도시용 시장(metropolitan market)에 있어서는 그들의 단거리용 시스템들의 파장 분할 다중화를 성공적으로 구현하기 위하여 상당히 더 광범위한 분기결합 다중화를 필요로 하게 된다. 더욱이, 이러한 로컬 영역에서 파장 분할 다중화의 효율성을 최대화하기 위해서는 양방향 WDM 광 시스템을 구현하는 것, 예를 들면 네트워크 설계의 적응성을 향상시킴이 더욱 유익할 것이다. 양방향 WDM 시스템에서는, 그 각각이 다수의 광 채널들을 전달하는 역-전파(counter-propagating) WDM 광 신호들이 단일 광섬유와 같은 동일한 도파관 매체 상에서 운반된다. 양방향 시스템의 구현을 위해서는 전통적인 단방향 광 시스템들에서는 존재하지 않는 여러 가지의 고려사항들이 요구된다. 양방향 광통신 환경에 있어서의 분기결합 다중화는 상당히 더 복잡하게 되는데, 이것은 광 채널들이 그러한 역-전파 WDM 광 신호들 각각으로부터 선택되어야만 하기 때문이다. 두 개의 역-전파 WDM 광신호들로부터의 분기결합 다중화 채널들에 의해 야기되는 장애에 더하여 하나의 독립된 양방향 WDM 광 시스템으로부터 또 다른 시스템으로 채널들의 방향을 정해주기 위한 기술이 또한 있어야만 한다. 예를 들면, 근거리 대도시형 네트워크에서 인접한 양방향 링 구조들 사이의 트래픽을 광학적으로 전달함이 바람직할 것이다.
여러 가지의 양방향 통신을 위한 다중화 설계방식이 제안되어 왔다. 그러나이들 중의 어떤 것도 독립된 양방향 WDM 광 시스템 사이의 트래픽을 광학적으로 라우팅하기 위한 테크닉은 포함하지 않는다. 미국특허 제5,909,295호에서는 각각의 채널 파장으로까지 더욱 아래로 여파된(filtered) 역-전파 광 신호들을 분리하기 위한 광 서큘레이터(circulator)가 사용되는데, 이러한 구성은 WDM 광 시스템에서의 엔드 노드에 널리 영향을 미치는 것으로 보인다. 많은 실시예들에 있어서, 고가의 4-포트형(또는 그 이상의) 광 서큘레이터들이 사용되어야만 한다. 광 채널들이 분리되어 있더라도, 양방향 광 신호가 양방향 전송 도파관을 따라서 계속 전파하도록 신호를 재조합(recombination)하는 것에 대한 교시나 암시는 없다.
미국특허 제6,130,765호에서 양방향 분기결합 다중화기가 개시된다. 상기한 장치는 하나의 광섬유 라인에 삽입된 두 개의 3-포트 메인 서큘레이터(three-port main circulator)들을 포함하고 있는데, 그 각각의 서큘레이터의 제3 포트는 보조적인 광섬유들에 의해 보조 서큘레이터들에 연결된다. 상기 특허는 단일 양방향 섬유라인에 있어서의 채널 라우팅에 대하여 기술하고 있지만, 그것은 독립된 양방향 WDM 광 시스템에 속하는 두 개의 양방향 섬유라인들 간의 광 채널 트래픽에 대한 라우팅을 수행할 수 있는 광 장치를 교시하거나 암시하지는 않는다.
따라서, 독립형 양방향 광통신 시스템들 간의 광 채널 라우팅을 가능하게 해주는 양방향 장치가 해당 기술분야에서는 필요하게 된다. 그러한 장치는 고용량의 신호 재-라우팅(re-routing)을 필요로 하는 근거리(로컬), 대도시용 통신시장에 있어서 양방향 파장 분할 다중화의 보다 효과적인 구현을 가능하게 할 것이다.
본 발명은 일반적으로는 광통신 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 동일한 양방향성(bidirectional) 도파관 매체에 대하여 반대 방향으로 파장 분할 다중화 광 신호들을 전송하는 두 개 또는 그 이상의 독립형 양방향성 파장 분할 다중화 광통신 시스템들을 포함하고 또한 상기한 독립형 양방향성 파장 분할 다중화 광통신 시스템들 사이에서 선택된 광 채널들의 방향을 안내해 주기 위한 하나의 광 브리지를 포함하는 양방향성 광 네트워크에 관한 것이다.
도 1은 링형 구조들 간의 광통신을 가능케 하는 양방향 광 링 통신망 및 광 브리지들로 이루어진 양방향 광 네트워크의 개략적인 구성도;
도 2는 두 개의 양방향 광 도파관들 사이의 광통신을 가능케 하기 위한 광 브리지의 개략적인 기능설명을 위한 도면;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 광 브리지의 브리지 30의 개략적인 도면;
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 브리지의 개략적인 도면; 그리고
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 브리지의 개략적인 도면이다.
본 발명의 목적은 두 개의 독립형 양방향 파장 분할 다중화 광통신 시스템들 사이에서 광 채널들을 선택적으로 전송하기 위한 광 브리지를 포함하는 양방향 광 네트워크를 제공함에 있다. 상기 광 네트워크는 제1방향으로 전파되는 다수의 광 채널들을 포함하는 제1 파장 분할 다중화(WDM) 광통신 신호와 제2방향으로 전파되는 다수의 광 채널들을 포함하는 제2 파장 분할 다중화(WDM) 광통신 신호를 포함하는 제1 양방향 파장 분할 다중화 광통신 신호를 운반하는 제1 양방향 광 도파관(waveguide)을 포함한다. 유사하게, 상기 양방향 광 네트워크는 제3방향으로 전파되는 다수의 광 채널들을 포함하는 제3 파장 분할 다중화 광통신 신호와 제4방향으로 전파되는 다수의 광 채널들을 포함하는 제4 파장 분할 다중화 광통신 신호를 포함하는 제2 양방향 파장 분할 다중화 광통신 신호를 운반하는 제2 양방향 광 도파관을 포함한다.
광 브리지는 제1 양방향 광 도파관과 제2 양방향 광 도파관 사이에 삽입된다. 광 브리지는 제1 파장 분할 다중화 광통신 신호로부터 하나 또는 다수의 광 채널들을 선택하도록 구성된 광 커플러 및 채널 선택기를 포함한다. 제2 광 커플러 및 채널 선택기는 제2 파장 분할 다중화 광통신 신호로부터 하나 또는 다수의 광 채널들을 선택하도록 구성된다. 상기한 제1 양방향 광 도파관과 제2 양방향 광 도파관 사이에는 적어도 하나의 광 통로가 배치되는데, 제2 양방향 광 도파관과 광학적으로 통신하는 광 결합기(combiner)에 적어도 선택된 하나 또는 다수의 제1 광 채널들을 수반한다. 이러한 방식으로, 선택된 하나 또는 다수의 제1 광 채널들은 제3 파장 분할 다중화 광통신 신호 또는 제2 양방향 광 도파관 상의 제4 파장 분할다중화 광통신 신호 중의 하나와 결합된다. 선택적으로, 상기 광 브리지는 네 개의 WDM 광 신호들 각각으로부터의 채널들이 양방향 도파관들 간에 전송되도록 상호적으로 구성될 수도 있다.
이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 단지 예시적인 관점에서 더 상세하게 기술할 것이다.
여러 도면들 중의 각각에 있어서 동일한 번호는 같거나 유사한 요소들을 나타낸다. 이들 도면을 더 상세히 참조하면, 도 1은 양방향 링 통신망들 간의 광통신을 가능케 하는 양방향 광 링 구조 20 및 광 브리지 30으로 이루어진 양방향 광 네트워크를 도시한다. 각각의 양방향 링 구조는 적어도 하나의 양방향 광 전송 도파관 21을 포함한다. 아래에서 더 상세히 기술되듯이, 양방향 광 전송 도파관 21은두 개의 역-전파 파장 분할 다중화(WDM) 광통신 신호들을 운반하도록 구성되며, 각 WDM 신호는 상이한 파장의 다수의 광 채널들을 포함한다. 이 분야에서의 전통적인 명명법을 따르면, 제1방향으로 전파되는 상기 WDM 신호들 중의 하나는 서-동(west-east) WDM 신호로 명명되는 반면에, 그의 반대방향으로 전파되는 신호는 동-서(east-west) WDM 신호로 명명된다. 상기 서-동 WDM 광 신호에 있어서의 개별적인 광 채널들은 기호 λ1, λ2, λ3등에 의해 표시되는 반면에, 상기 동-서 WDM 광 신호에 있어서의 개별적인 광 채널들은 설명의 명료성을 위하여 기호 λa, λb, λc등에 의해 표시된다. 도 1에는 도시되지 않았지만, 링 네트워크가 적어도 두 개의 교호의 광 경로(path)들, 즉 "work" 경로와 "protect" 경로를 포함하도록 함이 통상적이다. 적어도 하나의 부가적인 통로가 각각의 광 링 구조 20에 제공될 수도 있다고 이해되기는 하지만, 여기서 도 1에는 설명의 편의상 단지 하나의 경로만이 기술되어 있다. 더욱이, 도 1의 링형 네트워크는 외견상 대칭적으로 보이지만, 각각의 링 구조의 위치 및 크기는 관련된 서비스를 제공하는 지리적인 영역의 트래픽 요구에 의해 결정되므로 그러한 링 형태의 네트워크들은 통상 비대칭적인 것으로 당해 기술분야의 전문가에게 인식된다.
본 명세서에 있어서 "파장 분할 다중화" 또는 "WDM" 이라는 표현은 시스템 또는 신호의 채널들의 수에 관계없이 다른 파장들을 갖는 다수의 광 채널들로 이루어진 어떠한 광 시스템 또는 신호에 대하여 언급한다. 그래서, "파장 분할 다중화" 또는 "WDM" 이라는 용어는 DWDM(dense wavelength division multiplexing) 및CWDM(coarse wavelength division multiplexing) 등과 같은 모든 종류의 WDM을 망라하는 것으로 이해하여야 한다.
광 브리지 30은 두 개의 양방향 도파관들 간의 광통신을 가능하게 해준다. 본 명세서에서 사용하였듯이, "광통신"이라는 표현은 두 개의 요소들 간의 광학 적 통신 경로(optical path)를 의미한다. 이러한 광학적 경로는 직접적인 경로일 수도 있고, 아니면 중간적인 광학적 장치들(예를 들면, 광 아이솔레이터, 광 서큘레이터, 광 커플러, 광 필터, 광 증폭기 등등)을 통해 라우팅될 수도 있다. 광 브리지들 30의 사용을 통하여, 제1 양방향 도파관 상의 역-전파 WDM 광 신호들 중의 적어도 하나로부터 하나 또는 다수의 채널들이 또 다른 양방향 도파관으로의 전송을 위해 선택될 수 있는데, 이는 나중에 설명된다. 도 1의 광 네트워크 10이 하나의 링 네트워크로서 표현되어 있더라도 본 발명의 광 브리지는 어떠한 두 개의 양방향 도파관들 간에 사용될 수 있다는 점이 인식되는 바, 그 도파관 각각은 다수의 채널들을 포함하는 역-전파 WDM 광 신호들을 운반하도록 구성된다. 본 발명에 따른 광 브리지들이 사용될 수 있는 또 다른 네트워크 망형태(topology)의 예는 메쉬(mesh) 네트워크, 포인트 접속(point-to-point) 네트워크, 서브텐드 형(subtended) 링 네트워크, 또는 적어도 두 개의 양방향 도파관들을 포함하는 다른 네트워크 망형태를 들 수 있다.
광 브리지 30에 부가하여, 각 양방향 도파관 21에는 인접한 링 회로망에 대해 광 채널들을 필연적으로 분기 또는 결합하지 않는 양방향 분기-결합 다중화기(add-drop multiplexer)들 50이 제공될 수도 있다. 두 개의 역-전파 WDM광 신호들을 운반하는 하나의 양방향 WDM 광 시스템에 사용하기 위한 예시적인 양방향 분기-결합 다중화기는 2000년 10월 3일자로 같은 양수인(출원인)에 의해 출원된 미국 특허출원 제09/677,764호에 기재되어 있으며, 그 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다. 상기 광 분기-결합 다중화기들 50에 의해 분기 또는 결합되는 채널들은 어떠한 근거리(로컬) 또는 장거리(remote) 위치로부터 발생될 수도 있고 그것에 정해진 경로로 전송(라우팅)될 수도 있다는 점이 인식될 것이다. 따라서, 상위 좌측 링 회로망 20의 상부에서 광 분기-결합 다중화기 50에서부터 분기된 광 채널은 하위 우측 링 회로망 20의 하부에서 광 분기-결합 다중화기 50으로 라우팅 경로가 정해질 수 있다. 이러한 방법으로, 상기 광 분기-결합 다중화기들은 제1 링 회로망으로부터의 트래픽이 의도되지 않는 인접한 링들을 바이패스하고 그 트래픽을 목적지 링에 직접적으로 라우팅하도록 사용될 수 있다.
이제 도 2를 참조하여, 광 브리지 30의 전반적인 기능이 광 브리지에 대한 개념적인 개요를 제공하기 위하여 개략적으로 기술된다. 구성요소 32는 양방향 광 도파관 21을 따라서 좌측에서 우측으로 전파하는 상기 서-동 파장 분할 다중화 광통신 신호로부터 하나 또는 다수의 제1 광 채널들을 선택하도록 구성된 제1 광 커플링 및 채널 선택 수단을 기능적으로 묘사한다. 상기 선택된 하나 또는 다수의 광 채널들은 제1 양방향 광 도파관 21 및 제2 양방향 광 도파관 21' 사이에 배치되어 출력 광 경로 33으로 보내진다.
광 경로 33은 선택된 하나 또는 다수의 제1 광 채널들을 도파관 21'을 따라서 전파하는 동-서 또는 서-동 WDM 광 신호와 결합하기 위하여 제2 양방향 광 도파관 21'과 광학적으로 통신하는 광 결합기(optical combiner) 36과 통신한다.
제2 광 커플링 및 채널 선택 수단은 양방향 광 도파관 21을 따라서 전파하는 상기 동-서 파장 분할 다중화 광통신 신호로부터 하나 또는 다수의 제2 광 채널들을 선택하도록 구성된다. 선택된 채널들은 광 경로 35에 라우팅 된다. 도2에 도시된 바와 같이, 광 경로 상에 배치된 채널들은 그들이 제2 양방향 광 도파관 21' 상에 배치되지 않도록 경로가 설정될 수도 있다. 이러한 방식으로, 이 채널들은 종착지 수신기에 경로가 정해질 수도 있고, 아니면 또 다른 광 브리지 30에 또는 또 다른 광 도파관 상에 배치하기 위한 광 분기-결합 다중화기 50에 경로가 설정될 수도 있다.
다른 실시예에 있어서는 광 경로 35 상에 배치된 하나 또는 다수의 광 채널들은 람다(lambda: λ) 서비스 제공을 위한 하나 또는 다수의 고객들에 전달될 수도 있다. 상기한 람다 서비스 제공이란 한 고객이 그 고객만의 독점적인 사용을 위해 하나 또는 다수의 광 채널들을 임대(리스)할 수 있다는 것을 의미한다. 그러한 구성에서는, 광 네트워크 제공자는 고객의 필요에 기초해 그의 광 네트워크 상의 소망하는 위치들에 그 고객의 람다 서비스를 안내한다. 마찬가지로, 고객 데이터에서 발생된 람다는 그 고객에 의해 지시된 대로 광 네트워크 상에서 라우팅 된다. 예를 들면, 람다-서비스 제공 고객은 다양한 고객 사이트들 간의 직접적이고 확실한 통신을 위해 다수의 고객의 구내(주택내) 사이에서 정보를 라우팅 하기 위한 하나의 광 채널을 사용할 수도 있다.
도 3을 참조하여 본 발명의 하나의 실시예에 따른 광 브리지 130이 기술된다. 광 브리지 130에 있어서, 광 커플링 및 선택 수단은 두 개의 3-포트 서큘레이터들 131 및 137과 광 채널 선택기 141을 포함한다. 이러한 3-포트 서큘레이터들 각각에 있어서, 서큘레이터의 제1 광 포트에 입력되는 광 신호들은 파라데이(Faraday) 원리에 의해 회전되어 제2 광 포트를 출력한다. 마찬가지로, 제2 광 포트에 입력되는 광 신호들은 제3 광 포트를 통해서 출력되고, 반면에 제3 광 포트에 입력되는 신호들은 제1 광 포트를 통해서 출력된다. 광 서큘레이터의 동작은 "Optical Networks: A Practicable Perspective"라는 간행물에서 논의되고 있는데, 그 내용은 여기에 참고로 포함된다. 본 발명에 있어서, 다수의 입력 및 출력포트들 사이의 광 신호들을 전송할 수 있는 어떤 장치가 상기 광 브리지의 요소들 131 및 137을 위해 사용되어도 좋다. 도 1에 도시된 바와 같은 3-포트 광 서큘레이터들은 "E-Tek, JDS Uniphase, AOC Technologies, 및 Tokin" 등을 포함하는 다양한 공급원으로부터 상업적으로 획득 가능한데, 이들에 대해서는 여기서 더 이상 설명하지 않기로 한다.
도 3에 있어서, 서-동 WDM 광 신호는 서큘레이터 131의 광 포트 1에 입력되고, 여기서 그것은 광 경로(path) 143으로 출력된다. WDM 광 신호를 운반할 수 있는 어떤 매개체도 광 경로로서 이용될 수 있는데, 통상적으로 광섬유 또는 다른 도파관 매개체가 이용된다. 광 경로 143은 상기 서-동 WDM 광 신호가 제2 서큘레이터의 제1 포트에 입력되도록 서큘레이터 137의 제1 광 포트와 광학적으로 통신한다. 서큘레이터 137의 제1 포트에 입력시 상기 서-동 광 신호들은 출력포트 2에 전송된다. 서큘레이터 137의 출력포트 2는 광 채널 선택기 141과 광학적으로 통신한다.광 채널 선택기 141을 마주칠 때는 상기 서-동 WDM 신호로부터 분기될 하나 또는 다수의 채널들이 선택되어 서큘레이터 137의 제2 광 포트를 향해 뒤쪽 경로로 보내진다(back routed). 서-동 WDM 신호의 나머지 광 채널들, 즉 관통("through") 채널들 λ2, λ3 ...등은 서큘레이터 138의 제1 광 포트를 향해 정해진 경로로 전달된다.
광 채널 선택기 141은 파장 분할 다중화 광 신호로부터 하나 또는 다수의 광 파장들을 분리하거나 아니면 라우팅할 수 있는 어떠한 정적 또는 재구성 가능한 광 장치로부터 선택될 수 있다. 그러한 장치는, 다음에 한정되지는 않지만, 브라그 격자(Bragg gratings), 조절가능형 브라그 격자(tunable Bragg gratings), Fabry-Perot 필터, 음향-광 조절가능형 필터, 다층 유전 박막 필터, 어레이형 도파관 회절격자(AWGs) 및/또는 이들의 조합 등을 포함한다. 이러한 광 선택장치들에 대한 상세한 설명은 전술한 "Optical Networks: A Practicable Perspective"라는 간행물의 제3장에서 제공되고 있는데, 그 내용은 여기에 참고로 포함된다.
도 3에 기술된 예에서 채널 λ1은 채널 선택기 141에 의해 선택되어 광 포트 2를 통해서 뒤쪽 경로로 전달되는데(routed back), 거기서 서큘레이터 137의 광 포트 3에서 광 경로 133에 "분기(dropped)" 된다. 그로부터, 상기 선택된 광 채널은 광 결합기 136으로 나아간다. 광 결합기 136은 광 경로 135로부터 하나 또는 다수의 선택된 광 채널들을 가져올 수 있고 그들을 제2 양방향 광 도파관 121' 상에 위치할 수 있는 어떠한 광 소자나 또는 일군의 소자들로부터 선택되어도 좋다. 도 3에서 광 결합기 136은 "코닝(Corning)"사 및 "JDS 유니페이즈(Uniphase)"사에 의해서 상업적으로 제공되는 퓨즈형(fused) 광섬유 결합기로서 개략적으로 묘사되어 있는데, 이에 대한 보다 상세한 설명은 전술한 "Optical Networks: A Practicable Perspective"라는 간행물에서 제공되고 있으며, 그 내용은 여기에 참고로 포함된다. 광 결합기 136은 제2 양방향 도파관 121' 상에서 전파하는 서-동 WDM 광 신호에 광 채널 λ1을 결합한다.
상기 서-동 WDM 광 신호의 광 채널은 제1 양방향 광 도파관 121 상에 운반된 서-동 신호들과의 구별을 위하여 λ1', λ2', λ3'등의 기호에 의해 제2 양방향 광 도파관 121' 상에 지시된다. 상기한 λ1과 λ1'는 반듯이 같은 파장을 나타내지는 않고, 각각의 광 채널에 대한 선택된 파장은 상기 광 네트워크에 대한 전체적인 채널 계획에 따라서 결정될 것이다. 그러나, 상기 λ1과 λ1'가 같은 채널 파장을 나타낼 때에는 상기 제2 양방향 도파관 121' 상의 λ1'는 광 결합기 136에 의해 결합된(added) λ1과의 충돌을 피하기 위하여 이전의 광 장치에 의해 분기(dropped)되어질 것이다.
서-동 WDM 신호의 나머지 광 채널들, 즉 관통("through") 채널들 λ2, λ3...등은 서큘레이터 138의 제3 광 포트에 전달되기 때문에, 그것들은 서큘레이터 138의 제1 포트를 통해 광 브리지 130으로 출력되어 양방향 광 도파관 121에 복귀한다. 그와 동시에, 상기 동-서 WDM 광 신호는 같은 서큘레이터 포트를 통해 도파관 121로부터 광 브리지 130에 동시에 입력된다. 상기 동-서 WDM 광 신호는 광 서큘레이터들 138 및 139 사이에 배치된 광 경로 145 상으로 출력된다. 상기 동-서 WDM 광 신호는 광 채널 선택기 142를 향해 포트 2로 출력되는 서큘레이터 139의 제1 포트에 입력된다. 광 채널 선택기 142는 그것이 채널 선택기 141의 서-동 파장들보다는 오히려 동-서 WDM 신호의 파장들과 상호 작용하도록 구성되어 있기는 하지만 채널 선택기 141에 실질적으로 유사하다.
상기한 서-동 WDM 광 신호의 경우와 같이, 광 선택기 142를 만날 때, 상기 동-서 WDM 신호로부터 분기될 하나 또는 다수의 채널들이 선택되어 서큘레이터 139의 제2 광 포트를 향해 뒤쪽 경로로 전달(routed back) 된다. 상기 동-서 WDM 신호의 나머지 광 채널들, 즉 관통(through) 채널들 λb, λc...등은 서큘레이터 131의 제3 광 포트를 향한 경로로 전달된다. 도 3에 묘사된 예에 있어서, 상기 채널 λa는 채널 선택기 142에 의해 선택되어 광 경로 135 상으로 서큘레이터 139의 광 포트 3에서 분기(dropped)되는 광 포트 2를 향해 뒤로 전달(routed back) 된다. 광 경로 135에서부터 상기 선택된 광 채널은 광 결합기 143으로 이동하는데, 이것은 광 결합기 136에 실질적으로 유사하고, 여기서 상기 채널은 양방향 광 도파관 121'( λa', λb', λc'...등등) 상에서 전파되는 동-서 WDM 신호를 결합한다.
제1 양방향 광 도파관 121로부터의 상기한 관통(through) 채널들 λb, λc...등은 서큘레이터 131을 향해 전달되므로 이들은 제3 광 포트에 입력되어 양방향 광 도파관 121 상으로 제1 광 포트를 통해 출력된다. 이와 동시에, 상기 서-동 광 채널들은 전술한 바와 같이 서큘레이터 131의 포트 1을 통해 광 브리지 130에 입력된다.
도 3의 광 브리지 130은, 채널들이 제2 양방향 도파관으로부터 제1 양방향 도파관으로 경로가 설정되지는 않더라도, 제1 양방향 도파관 121로부터 제2 양방향 도파관 121'로 상기 채널들의 경로가 정해지도록 해준다는 것이 인식된다. 광 네트워크에서 그러한 호환성이 바람직하다면, 두 개의 광 브리지들 130이 사용되어도 좋다. 상기 제1 광 브리지는 도 3에 도시된 방식으로 배치되는 반면에, 제2 광 브리지는 광 커플링 및 채널 선택요소들이 도 3에서와 같이 광 도파관 121을 따라서 가는 대신에 제2 광 도파관 121'에 개재시키도록 배치된다.
도 4를 참조하여, 광 브리지 230의 다른 실시예가 개시된다. 도 4에서는 양방향 도파관 121을 횡단하는 상기 광 브리지의 상단부가, 구성요소들 131, 143, 133, 141, 138, 145, 139 및 142에 대한 상응하는 참조기호들에 의해 지시된 바와 같이, 도 3의 그것과 실질적으로 유사하게 구성되고, 상기 브리지의 이러한 부분의 동작은 위에서 상세하게 설명된 바와 같다. 도 4의 실시예에 있어서, 양방향 도파관 121로부터의 트래픽은 도 3의 실시예에서와 마찬가지로 양방향 도파관 121'로 안내된다. 그리고, 부가적으로, 상기 양방향 도파관 121'로부터의 트래픽은 양방향 도파관 121로 안내되어도 무방하다. 이러한 임무를 달성하기 위하여, 광 서큘레이터들 160 및 161이 양방향 도파관 121'을 따라 삽입되고 광 채널 리플렉터(reflector)들 170 및 171이 각각 광 경로들 133 및 135를 따라 삽입된다.채널들 λa', λb', λc'...등을 포함하는 상기 동-서 WDM 신호가 광 브리지 230에 입력됨에 따라서 그것은 광 서큘레이터 160을 만나게 되고, 포트 1을 통해 입력되어 포트 2를 통해 출력되고, 거기서 광 채널 리플렉터 170에 입력된다. 광 채널 리플렉터 170은 분기된 광 채널 λ1이 서큘레이터 160의 포트 2로 통과할 수 있도록 구성된다. 도파관 121'의 동-서 WDM 광 신호로부터 분기될 채널들(예시적인 목적으로, λa'는 제1 양방향 광 도파관으로 경로가 정해질 채널로서 지시된다)은 채널 리플렉터 170을 통과하도록 또한 허용되며, 한편 나머지 광 채널들은 그들이 λ1에 합쳐져 광 경로 163으로 포트 3을 통해 출력되는 위치인 서큘레이터 160을 향해 뒤로 반사된다. 그 곳으로부터 상기 관통(through) 동-서 광 채널들 λb', λc'... 및 상기 결합된(added) 광 채널 λ1은 서큘레이터 161의 포트 3으로 입력되고, 거기서 그것들은 포트 1을 통해 출력되어 양방향 광 도파관 121'를 따라서 지속된다.
마찬가지로, 채널들 λ1', λ2', λ3'...등을 포함하는 상기 서-동 WDM 신호가 광 브리지 230에 입력됨에 따라서 그것은 광 서큘레이터 161을 만나게 되고, 포트 1을 통해 입력되어 포트 2를 통해 출력되며, 거기서 광 채널 리플렉터 171에 입력된다. 광 채널 리플렉터 171은 분기된(dropped) 광 채널 λa가 서큘레이터 161의 포트 2로 통과할 수 있도록 구성된다. 도파관 121'의 서-동 WDM 광 신호로부터 분기될 채널들(예시적인 목적으로, λ1'는 제1 양방향 광 도파관으로 경로가 정해질채널로서 지시된다)은 채널 리플렉터 171을 통과하도록 또한 허용되며, 한편 나머지 광 채널들은 그들이 λa에 합쳐져 광 경로 163으로 포트 3을 통해 출력되는 위치인 서큘레이터 161의 포트 2를 향해 뒤로 반사된다. 그 곳으로부터 상기 관통(through) 서-동 광 채널들 λ2', λ3'... 및 상기 결합된 광 채널 λa는 서큘레이터 160의 포트 3으로 입력되고, 거기서 그것들은 포트 1을 통해 출력되어 양방향 광 도파관 121'를 따라서 지속된다.
광 채널 리플렉터들 170 및 171은 다수의 정적(static) 및 조절가능한(tunable) 광 필터 요소들로부터 선택될 수 있다. 어느 한 실시예(정적)에 있어서는 상기 광 채널 리플렉터들은 각각의 서큘레이터들의 제2 포트로 관통 채널들을 다시 반사하도록 구성된 하나 또는 다수의 일련의 격자(gratings)들을 포함한다. 선택적으로는, 경로 121'로부터 분기되는 것들을 제외한 다른 모든 파장들을 반사하는 노치("notch")필터가 만들어질 수도 있다. 다른 방법으로는, 상기 광 채널 리플렉터는 이들이 동적으로 재구성이 가능하도록 하나 또는 다수의 조절가능한 브라그(Bragg) 격자들을 포함할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 브리지 330을 개시한다. 광 브리지 330은 양방향 도파관 121의 각 방향으로 진행하는 광 채널들이 양방향 도파관 121'에 전달되도록 해주며, 그 역도 마찬가지이다. 광 브리지 330은 3-포트 광 서큘레이터들 305, 310, 320, 325, 335, 340, 345, 350, 355, 360, 365, 370, 375, 380, 385 및 390을 포함하며, 이들의 동작은 전술한 바와 같다. 양방향 도파관 121상에서 전파하는 상기 서-동 WDM 광 신호는 서큘레이터 305의 광 포트 1에 입력되는데, 거기서 그 신호는 광 경로 415로 출력된다. 상기 광 경로는 직접적인 경로, 또는 중간적인 광 장치들(예를 들면, 광 분리기, 부가적인 광 서큘레이터, 필터, 증폭 등)을 통해서 경로가 설정될 수도 있다. 서큘레이터 310의 제1 포트에 입력될 때, 상기 서-동 광 신호들은 출력포트 2에 전송된다. 서큘레이터 320의 출력포트 2는 광 채널 선택기 341과 선택적으로 통신한다. 광 선태기 341을 만날 때, 상기 서-동 WDM 신호에서부터 분기될 하나 또는 다수의 채널들이 선택되어 서큘레이터 310의 제2 광 포트를 향해 뒤로 경로가 정해진다. 상기 서-동 WDM 신호의 나머지 광 채널들, 즉 관통("through") 채널들 λ2, λ3...등은 서큘레이터 320의 제1 광 포트를 향한 경로에 의해 전달된다. 도 5에 묘사된 예에 있어서, 상기 채널 λ1은 채널 선택기 341에 의해 선택되어 광 경로 427 상으로 서큘레이터 310의 광 포트 3에서 분기("dropped")되는 광 포트 2를 통해서 뒤로 전달(routed back) 된다. 거기로부터 상기 선택된 광 채널은 광 결합기 383으로 이동하는데, 이것은 도 3의 광 결합기들 136 및 143과 관련하여 전술한 장치들 중의 어느 하나 또는 퓨즈형 광섬유 결합기(fused fiber coupler)일 수도 있다.
양방향 도파관 121의 동-서 WDM 광 신호는 서큘레이터 325의 포트 1을 통해 광 브리지 330에 입력된다. 상기 동-서 WDM 광 신호는 광 서큘레이터들 325 및 335 사이에 배치되어 광 경로 445로 출력된다. 상기 동-서 WDM 신호는 서큘레이터 335의 제1 포트에 입력되어 거기서 광 채널 선택기 342를 향해 포트 2로 출력된다. 상기한 서-동 WDM 광 신호의 경우와 같이, 광 선택기 342를 만날 때, 상기 동-서 WDM 신호로부터 분기될 하나 또는 다수의 채널들이 선택되어 서큘레이터 335의 제2 광 포트를 향해 뒤로 경로가 정하여진다(routed back). 상기 동-서 WDM 신호의 나머지 광 채널들, 즉 관통(through) 채널들 λb, λc...등은 서큘레이터 390의 제2 광 포트를 향한 경로로 전달된다. 도 5에 묘사된 예에 있어서, 상기 채널 λa는 채널 선택기 342에 의해 선택되어 광 경로 357 상으로 서큘레이터 335의 광 포트 3에서 분기("dropped")되는 광 포트 2를 통해서 뒤로 경로가 정해진다(routed back) 된다. 광 경로 357은 각각의 방향 λ1및 λa로부터의 분기된 채널들이 결합되어 출력 경로 460 상에 놓이도록 광 결합기 383과 통신한다. 그곳으로부터 이들은 서큘레이터 340의 포트 1에 입력되어 광 경로 462 상의 포트 2를 통해 출력된다.
마찬가지로, 양방향 도파관 121' 상에서 전파하는 상기 서-동 WDM 광 신호는 서큘레이터 360의 광 포트 1에 입력되는데, 거기서 그 신호는 광 경로 420으로 포트 2를 통해 출력된다. 서큘레이터 380의 제1 포트에 입력될 때, 상기 서-동 광 신호들은 출력포트 2에 전송된다. 서큘레이터 380의 출력포트 2는 광 채널 선택기 361과 광학적으로 통신한다. 광 선택기 361을 만날 때, 상기 서-동 WDM 신호에서부터 분기될 하나 또는 다수의 채널들이 선택되어 서큘레이터 380의 제2 광 포트를 향해 뒤로 경로가 정해진다. 상기 서-동 WDM 신호의 나머지 광 채널들, 즉 관통("through") 채널들 λ2', λ3'...등은 서큘레이터 375의 제1 광 포트를 향한경로로 전달된다. 도 5에 묘사된 예에 있어서, 상기 채널 λ1'은 채널 선택기 361에 의해 선택되어 광 경로 437 상으로 서큘레이터 380의 광 포트 3에서 분기("dropped")되는 광 포트 2를 통해서 뒤로 경로가 정해진다. 거기로부터 상기 선택된 광 채널은 광 결합기 384로 이동한다.
양방향 도파관 121'의 동-서 WDM 광 신호는 서큘레이터 370의 포트 1을 통해 광 브리지 330에 입력된다. 상기 동-서 WDM 광 신호는 광 서큘레이터들 370 및 365 사이에 배치되어 광 경로 446으로 출력된다. 상기 동-서 WDM 신호는 서큘레이터 365의 제1 포트에 입력되어 거기서 광 채널 선택기 362를 향해 포트 2로 출력된다. 광 선택기 342를 만날 때, 상기 동-서 WDM 신호로부터 분기될 하나 또는 다수의 채널들이 선택되어 서큘레이터 365의 제2 광 포트를 향해 뒤로 경로가 정하여진다(routed back). 상기 동-서 WDM 신호의 나머지 광 채널들, 즉 관통("through") 채널들 λb', λc'...등은 서큘레이터 355의 제2 광 포트를 향한 경로로 전달된다. 도 5에 묘사된 예에 있어서, 상기 채널 λa'는 채널 선택기 362에 의해 선택되어 광 경로 447 상으로 서큘레이터 365의 광 포트 3에서 분기("dropped")되는 위치의 광 포트 2를 통해서 뒤로 경로가 정해진다(routed back) 된다. 광 경로 447은 각각의 방향 λ1'및 λa'로부터의 분기된 채널들이 결합되어 출력 경로 448 상에 놓이도록 광 결합기 384와 통신한다. 그곳으로부터 이들은 서큘레이터 345의 포트 3에 입력되어 광 경로 462 상의 포트 1을 통해 출력된다.
이 지점에서 상기 제1 양방향 도파관 121, λ1및 λa로부터의 분기된 광 채널들은 제2 양방향 도파관 121' 상의 광 트래픽과 결합되어야만 하고, 마찬가지로 상기 제2 양방향 도파관 121', λ1'및 λa'로부터의 분기된 광 채널들은 제1 양방향 도파관 121 상의 광 트래픽과 결합되어야만 한다. 각각의 결합된 신호들의 세트에 의해 취해진 경로는 아래와 같이 기술된다.
광 경로 462로부터 λ1및 λa는 서큘레이터 345의 포트 1에 입력되고 포트 2를 통해서 출력되며, 거기서 그들은 광 서큘레이터 350의 입력포트 1로 경로가 정해진다. 상기 신호들이 서큘레이터 350의 포트 2를 통해 출력되므로 이들은 광 채널 선택기 363에 입력된다. 광 채널 선택기 363은 광 채널 선택기 341에 실질적으로 유사하고, 결과적으로, 상기 λ1은 서큘레이터 350을 향해 뒤로 경로가 정해지고 광 경로 351 상으로 포트 3을 통해 출력된다. 광 경로 351은 포트 1을 통하여 광 채널 선택기 361을 향해 λ1을 출력하는 광 서클레이터 375의 포트 3과 광학적으로 통신한다. 광 채널 선택기 361은 광 채널 선택기 363 및 341에 실질적으로 유사하고, 따라서 λ1은 서큘레이터 375의 포트 1을 향하여 뒤로 반사되고, 거기서 그것은 서-동 관통 채널들 λ2',λ3'에 합쳐져서 입력/출력 서큘레이터 370의 포트 2와 광학적으로 통신하는 포트 2를 통해 출력된다. 상기한 관통 채널들 및 결합된 광 채널들은 동-서 WDM 신호가 동일한 포트를 통해 입력되므로 서큘레이터 370의 포트 1을 통해 광 브리지 330으로 출력된다.
한편, 광 채널 선택기 363에서 λa는 채널 선택기를 통해서 통과하고, 또한 서큘레이터 355의 포트 1로 입력되어 포트 2를 통해 출력되고 광 채널 선택기 362를 만나게 된다. 광 채널 선택기 362는 광 채널 선택기 342에 실질적으로 유사하고, 따라서 λa는 관통("through") 채널들 λb', λc'...(전술한 바와 같이 광 채널 선택기 362를 통해 통과한 채널들)와 함께 서큘레이터 355의 포트 2를 향해 뒤로 반사되며 그리고 입구/출구 서큘레이터 360의 포트 3과 광학적으로 통신하는 포트 3을 통해 출력된다. 상기 관통 광 채널들, 즉 "through" 채널들인 λb', λc'...와 결합된 채널 λa는 포트 3을 통해 서큘레이터 360에 입력되고 양방향 광 도파관 121'에 대한 포트 1을 통해서 광 브리지 330에서 출력된다.
광 채널들 λ1'및 λa'와 함께 유사한 진행 과정이 발생되는데, 이들은 양방향 광 도파관 121 상에서 전파하는 서-동 및 동-서 WDM 광 신호들과 각각 결합된다. 광 경로 462로부터 λ1'및 λa'는 서큘레이터 340의 포트 2에 입력되고 포트 3을 통해서 출력되며, 거기서 그들은 광 서큘레이터 385의 입력포트 2로 경로가 정해진다. 상기 신호들이 서큘레이터 385의 포트 2를 통해 출력되므로 이들은 광 채널 선택기 343에 입력된다. 광 채널 선택기 363은 광 채널 선택기 341에 실질적으로 유사하고, 결과적으로, 상기 λ1'은 서큘레이터 385를 향해 뒤로 반사되고 광 경로 387 상으로 포트 3을 통해 출력한다. 광 경로 387은 포트 2를 통하여 광 채널 선택기 341을 향해 λ1을 출력하는 광 서큘레이터 320의 포트 3과 광학적으로 통신한다. 광 채널 선택기 341은 광 채널 선택기들 343, 361 및 363에 실질적으로 유사하고, 따라서 상기 λ1은 서큘레이터 320의 포트 2를 향하여 뒤로 반사되고, 거기서 그것은 서-동 관통 채널들 λ2,λ3...에 합쳐져서 입력/출력 서큘레이터 325의 포트 3와 광학적으로 통신하는 서큘레이터 320의 포트 3을 통해 출력된다. 상기한 관통 채널들 및 결합된 광 채널들은 동-서 WDM 신호가 동일한 포트를 통해 입력되므로 서큘레이터 325의 포트 1을 통해 광 브리지 330으로 출력된다.
한편, 광 채널 선택기 343에서 λa'는 채널 선택기를 통해서 통과하고, 또한 서큘레이터 390의 포트 1로 입력되어 포트 2를 통해 출력되고 광 채널 선택기 342를 만나게 된다. 광 채널 선택기 342는 광 채널 선택기 362에 실질적으로 유사하고, 따라서 λa'는 관통("through") 채널들 λb, λc...(전술한 바와 같이 광 채널 선택기 342를 통해 통과한 채널들)와 함께 서큘레이터 390의 포트 2를 향해 뒤로 반사되며, 그리고 입구/출구 서큘레이터 305의 포트 3과 광학적으로 통신하는 포트 3을 통해 출력된다. 상기 관통 광 채널들 λb, λc...및 상기 결합된 채널 λa'는 포트 3을 통해 서큘레이터 305에 입력되고 양방향 광 도파관 121에 대한 포트 1을 통해서 광 브리지 330에서 출력된다.
도 5는 상기한 브리지를 통해 전송되는 네 개의 WDM 공 신호들의 각각으로부터의 단일 광 채널로써 도시되고 기술되었지만, 이러한 묘사는 단지 설명의 편의성을 위함이다. 도 5의 광 채널 선택기들은 상기한 WDM 광 신호들로부터 임의의 수의광 채널들을 선택할 수 있다는 것이 인식된다. 더욱이, 광통신 시스템 분야에서의 통상의 전문가들에게 잘 인식되듯이, 광 서큘레이터들 320, 355, 375 및 390은 표준형 광 커플러/결합기(coupler/combiner)(예를 들면, 결합기들 383 및 384에 사용된 형태의)에 의해 용이하게 교체될 수가 있으며, 그 경우에 결합된 광 채널들은 광 채널 선택기들 341, 362, 361 및 342 각각과 상호 작용하지는 않지만 상기한 "관통" 광 채널들에 직접적으로 결합(added)될 것이다.
광 채널 선택기들 341, 342, 343, 361, 362 및 363은 파장 분할 다중화 광 신호로부터 하나 또는 다수의 광 파장들을 분리하거나 아니면 라우팅할 수 있는 어떠한 정적(static) 또는 재구성 가능한 광 장치로부터 선택될 수도 있으며, 또한 위에서 도 3과 관련하여 기술한 하나 또는 다수의 요소들을 포함하여 구성될 수도 있다.
상기 양방향 광 도파관들 121 및 121'는 광 브리지들 또는 양방향 분기-결합 다중화기들을 중간에 삽입하기 위하여 하나의 로컬 네트워크에 있어서의 많은 위치에서 방해되어야만(interrupted) 하기 때문에, 양방향 전송선을 따라서 다른 위치들에서 광 증폭기들을 더 삽입할 필요성을 최소화하기 위하여 광 브리지에 광 증폭 기능을 포함시키는 것이 바람직할 것이다. 도 5와 같은 구성을 위해서는, 서큘레이터들 305 및 390 사이, 서큘레이터들 320 및 325 사이, 서큘레이터들 383 및 340 사이, 서큘레이터들 370 및 375 사이, 서큘레이터들 355 및 360 사이, 및/또는 광 커플러 384 및 서큘레이터 345 사이의 광 통로 상에, 아니면 신호의 증폭이 필요한 다른 위치에 광 증폭기들이 선택적으로 삽입되어도 좋다. 광 증폭기는 전기신호로의 변환이 필요 없이 광 신호를 광학적으로 증폭할 수 있는 어떠한 장치로부터 선택되어도 좋다. 그러한 장치로는, 여기에 한정되는 것은 아니지만, 도핑된(doped) 광섬유 증폭기(예를 들면, erbium-doped 광섬유 증폭기), 반도체 광 증폭기, 라만(Raman) 광 증폭기 등이 있다.다양한 광 증폭기들에 대한 세부사항은 "Optical Networks: A Practicable Perspective"라는 간행물의 제3장에서 논의되고 있는데, 그 내용은 여기에 참고로 포함된다.
전체적인 광 네트워크에 대한 선택된 계획에 따라서는 광 증폭기들은 선택된 채널들의 파장 영역에서 최적의 이득 평탄화를 위해 주문형으로 제작될 수도 있다. 예를 들면, 서-동 WDM 신호가 C-밴드(공칭으로, 대략 1530 - 1565nm에서부터의 파장으로서 정의됨) 내에서의 광 채널들만을 단지 포함한다면, 선택된 광 증폭기는 그러한 파장들에 걸쳐서 가능한 한 평탄한 이득 윤곽(gain profile)을 제공하도록 최적화될 것이다. 반대로, 상기 동-서 WDM 신호가 L-밴드(공칭으로, 대략 1565 - 1610nm에서부터의 파장으로서 정의됨) 내에서의 광 채널들만을 단지 포함한다면, 선택된 광 증폭기는 그러한 파장들에 걸쳐서 적절하게 평탄한 이득 윤곽(gain profile)을 제공하도록 최적화될 것이다.
대안으로서는, 상기 서-동 채널들은 최대의 채널간 간격을 제공하기 위하여 (그리고 잠재적인 잡음(cross talk)을 최소화하기 위해) 전체 파장 스펙트럼에 걸친 파장들로부터 선택되어도 좋다. 그러한 실시예에서는 동-서 채널 파장들은 인터리빙 방식(interleaved)으로 서-동 채널 파장들과 서로 교호하게 구성된다(예를 들면, 1528, 1532, 1536, 1540 등의 서-동 채널 파장들과 그리고 1530, 1534, 1538,1542 등의 동-서 채널 파장들). 이러한 채널 계획에 있어서는, 반도체 광 증폭기와 같은 합당하게 평탄한 이득 윤곽을 갖는 증폭기들이 선택될 수도 있다. 어느 경우든지, 상기한 서-동 및 동-서 채널들에 대한 망계획은 광 브리지들이 전개되어 있는 네트워크 망형태와 같은 전체적인 시스템 고려사항에 의해 결정될 것이다.
본 발명의 광 브리지에서는 다양한 분산 보상형 기술이 또한 사용될 수도 있다. 예를 들면, 쳐어프 격자(chirped grating) 및/또는 분산 보상형 광섬유를 포함하는 출력 경로를 갖는 부가적인 서큘레이터들이 전송에 의해 유기된 신호의 분산을 보상하기 위하여 광 브리지와 통신하도록 배치되어도 좋다. 대안으로는, 다수 길이의 분산 보상형 광섬유가 광 브리지 내의 광 경로를 따라서 꼬아서 잇게 하여도 좋다.
전술한 발명은 특정한 예시적인 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 당해 기술분야의 전문가라면 본 발명의 정신과 공헌을 이탈함이 없이 여러 가지의 변형 및 기능적으로 대등한 구성요소들에 의해 대체될 수도 있다는 점을 이해하여야 할 것이다. 예를 들면, 두 개의 양방향 광 도파관들 사이에 하나의 광 브리지를 제공하고, 그 각각의 도파관은 역-전파하는 WDM 광 신호들을 운반하도록 구성하는 것이다. 따라서 전술한 것들과 같은 변형물과 그리고 기능적으로 그와 대등한 요소들은, 그에 한정하는 것이 아니라, 다음과 같은 특허청구의 범위 내에 존재하는 것으로서 간주되어야만 할 것이다.

Claims (14)

  1. 하나의 양방향 파장 분할 다중화 광 도파관으로부터 또 하나의 양방향 파장 분할 다중화 광 도파관으로 광 채널들을 선택적으로 전송하기 위한 광 브리지를 포함하는 양방향 광 네트워크에 있어서,
    제1방향으로 전파하는 다수의 제1 광 채널들을 포함하는 제1 파장 분할 다중화 광통신 신호를 포함하고, 제2방향으로 전파하는 다수의 제2 광 채널들을 포함하는 제2 파장 분할 다중화 광통신 신호를 더 포함하는, 제1 양방향 파장 분할 다중화 광통신 신호를 운반하는 제1 양방향 광 도파관과;
    제3방향으로 전파하는 다수의 제3 광 채널들을 포함하는 제3 파장 분할 다중화 광통신 신호를 포함하고, 제4방향으로 전파하는 다수의 제4 광 채널들을 포함하는 제4 파장 분할 다중화 광통신 신호를 더 포함하는, 제2 양방향 파장 분할 다중화 광통신 신호를 운반하는 제2 양방향 광 도파관과;
    상기 제1 양방향 광 도파관 및 제2 양방향 광 도파관 사이에 삽입된 광 브리지를 포함하고, 상기 광 브리지는:
    상기 제1 파장 분할 다중화 광통신 신호로부터 하나 또는 다수의 제1 광 채널들을 선택하도록 구성된 제1 광 커플링 수단 및 제1 채널 선택 수단과;
    상기 제2파장 분할 다중화 광통신 신호로부터 하나 또는 다수의 제2 광 채널들을 선택하도록 구성된 제2 광 커플링 수단 및 제2 채널 선택 수단과;
    상기 제1 양방향 광 도파관 및 제2 양방향 광 도파관 사이에 삽입된 적어도하나의 광 경로와;
    상기 광 경로 상에 상기 선택된 적어도 하나 또는 다수의 제1 광 채널들을 배치하기 위한 수단과; 그리고
    상기 제2 양방향 광 도파관 상의, 제3방향으로 전파하는 상기 제3 파장 분할 다중화 광통신 신호 또는 제4방향으로 전파하는 상기 제4 파장 분할 다중화 광통신 신호와 상기 선택된 하나 또는 다수의 제1 광 채널들을 결합하기 위한, 상기 제2 양방향 광 도파관과 광학적으로 통신하기 위한 결합수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 광 네트워크.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 커플링 수단은 하나 또는 다수의 광 서큘레이터들을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 광 네트워크.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 커플링 수단은 하나 또는 다수의 광 서큘레이터들을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 광 네트워크.
  4. 제1항에 있어서, 상기 결합 수단은 하나 또는 다수의 광섬유 커플러들을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 광 네트워크.
  5. 제1항에 있어서, 상기 결합 수단은 하나 또는 다수의 광 서큘레이터들을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 광 네트워크.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 채널 선택 수단은 각각 하나 또는 다수의 브라그 격자들(Bragg gratings)을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 광 네트워크.
  7. 두개의 양방향 파장 분할 다중화 광 통신 도파관들 사이의 광 채널들을 선택적으로 전송하기 위한 광 브리지를 포함하는 양방향 광 네트워크에 있어서,
    제1방향으로 전파하는 다수의 제1 광 채널들을 포함하는 제1 파장 분할 다중화 광통신 신호를 포함하고, 제2방향으로 전파하는 다수의 제2 광 채널들을 포함하는 제2 파장 분할 다중화 광통신 신호를 더 포함하는, 제1 양방향 파장 분할 다중화 광통신 신호를 운반하는 제1 양방향 광 도파관과;
    제3방향으로 전파하는 다수의 제3 광 채널들을 포함하는 제3 파장 분할 다중화 광통신 신호를 포함하고, 제4방향으로 전파하는 다수의 제4 광 채널들을 포함하는 제4 파장 분할 다중화 광통신 신호를 더 포함하는, 제2 양방향 파장 분할 다중화 광통신 신호를 운반하는 제2 양방향 광 도파관과;
    상기 제1 양방향 광 도파관 및 제2 양방향 광 도파관 사이에 삽입된 광 브리지를 포함하고, 상기 광 브리지는:
    상기 제1 파장 분할 다중화 광통신 신호로부터 하나 또는 다수의 제1 광 채널들을 선택하도록 구성된 제1 광 커플링 수단 및 제1 채널 선택 수단과;
    상기 제2파장 분할 다중화 광통신 신호로부터 하나 또는 다수의 제2 광 채널들을 선택하도록 구성된 제2 광 커플링 수단 및 제2 채널 선택 수단과;
    상기 제1 양방향 광 도파관 및 제2 양방향 광 도파관 사이에 배치된 적어도 제1 광 경로와;
    상기 제1 광 경로 상에 상기 선택된 하나 또는 다수의 제1 광 채널들과 상기 선택된 하나 또는 다수의 제2 광 채널들을 배치하기 위한 수단과;
    상기 제3 파장 분할 다중화 광통신 신호로부터 하나 또는 다수의 제3 광 채널들을 선택하도록 구성된 제3 광 커플링 수단 및 제3 채널 선택 수단과;
    상기 제4 파장 분할 다중화 광통신 신호로부터 하나 또는 다수의 제4 광 채널들을 선택하도록 구성된 제4 광 커플링 수단 및 제4 채널 선택 수단과;
    상기 제1 광 경로 상에 상기 선택된 하나 또는 다수의 제3 광 채널들과 상기 선택된 하나 또는 다수의 제4 광 채널들을 배치하기 위한 수단과;
    상기 제3 파장 분할 다중화 광통신 신호와 상기 선택된 하나 또는 다수의 제1 광 채널들을 결합하기 위한 수단과;
    상기 제4 파장 분할 다중화 광통신 신호와 상기 선택된 하나 또는 다수의 제2 광 채널들을 결합하기 위한 수단과;
    상기 제1 파장 분할 다중화 광통신 신호와 상기 선택된 하나 또는 다수의 제3 광 채널들을 결합하기 위한 수단과; 그리고
    상기 제2 파장 분할 다중화 광통신 신호와 상기 선택된 하나 또는 다수의 제4 광 채널들을 결합하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 광 네트워크.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 커플링 수단은 하나 또는 다수의 광 서큘레이터들을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 광 네트워크.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제2 커플링 수단은 하나 또는 다수의 광 서큘레이터들을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 광 네트워크.
  10. 제7항에 있어서, 상기 제3 커플링 수단은 하나 또는 다수의 광 서큘레이터들을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 광 네트워크.
  11. 제7항에 있어서, 상기 제4 커플링 수단은 하나 또는 다수의 광 서큘레이터들을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 광 네트워크.
  12. 제7항에 있어서, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 채널 선택 수단은 각각 하나 또는 다수의 브라그 격자들(Bragg gratings)을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 광 네트워크.
  13. 제7항에 있어서, 상기 제1 광 경로 상에 상기 선택된 하나 또는 다수의 제1 광 채널들과 상기 선택된 하나 또는 다수의 제2 광 채널들을 배치하기 위한 수단은 하나의 광 서큘레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 광 네트워크.
  14. 제7항에 있어서, 상기 제1 광 경로 상에 상기 선택된 하나 또는 다수의 제3 광 채널들과 상기 선택된 하나 또는 다수의 제4 광 채널들을 배치하기 위한 수단은 하나의 광 서큘레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 광 네트워크.
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