KR20030080251A - 광학적으로 증폭된 백업 수신기 - Google Patents

광학적으로 증폭된 백업 수신기 Download PDF

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KR20030080251A KR10-2003-7011622A KR20037011622A KR20030080251A KR 20030080251 A KR20030080251 A KR 20030080251A KR 20037011622 A KR20037011622 A KR 20037011622A KR 20030080251 A KR20030080251 A KR 20030080251A
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Abstract

광학적으로 증폭된 백업 수신기는, 파장분할 다중화된(WDM) 광통신신호를 수신하고, 상기 신호를 증폭되고 원하는 파장의 광신호가 선택되는 백업 경로상으로 저전력 WDM 광신호로 분리하기 위한 광 분리기를 포함한다. PIN 검출기는 상기 원하는 파장에서 상기 광신호를 수신하고, 상기 광신호를 전기적 통신신호로 변환한다.

Description

광학적으로 증폭된 백업 수신기{OPTICALLY AMPLIFIED BACK-UP RECEIVER}
파장분할 다중화(WDM)는 관련된 전자제품의 속도를 높이지 않고, 광섬유 원격통신 링크의 대역폭을 증가시키기 위한 광통신 시스템에서 공통적으로 사용된다. 많은 종래의 광통신 기술에서, 신호 채널의 대역폭(또는 파장 광섬유 원격통신 링크)은 송신기 및 수신기에서 요구되는 고속의 전자제품에 의해 주로 제한되고 있다. 원격통신 시스템 수신기에서 파장분할 다중화를 이용함으로서 광통신신호를 수신하는 광채널은 분리되고, 또는 역다중화되며, 그리고 데이터 수신의 비율면에서 다양한 개별적인 수신기로 보내진다. 수신기의 일례는 2.448Gb/S 수신기이다.
광통신 시스템에서 사용되는 개별적인 수신기의 수는 다양할 수 있다. 이러한 통신 수신기는 현존하는 원격통신 장치의 후면판에 연결된다. 예를 들면, 원격통신 랙(rack)은 8 또는 16 수신기들 같은 하나 또는 그 이상의 수신기들을 포함하는데, 상기 수신기들은 상기 원격통신 랙 내의 보드 상에 각각 적층된다. 광통신에 장애가 발생할 때, 장애가 발생된 광부품 또는 특정한 수신기에 의해 사용되고 있는 채널을 결정하는 것이 필요하다.
과거에는, 어떠한 광학적 구성요소에 장애가 발생했을 때 원격통신 링크는 상기 전기적 스위칭 레벨 상의 신호를 재라우팅하였고, 그러므로 상기 네트워크 상으로 다른 경로를 올려 놓았다(load). 수신기 장애 또는 다른 광학적 구성요소의 장애의 경우에, 이것은 상기 수신기 터미널에서 특정한 파장 채널 상의 광통신신호를 재라우팅하는데 보다 장점이 있을 것이고, 종래 기술에서처럼 네트워크 대역폭을 소비하지 않을 것이다. 이것은 정지 시간(down time)의 증가 또는 네트워크의 재라우팅없이 어떠한 시간에 수신기 유지를 가능하게 할 것이다.
또한 이것은 채널을 모니터하는데 바람직할 것이고, 상기 광통신 채널에 대한 계속적인 소인(sweep)을 가능하게 할 것이다. 예를 들면, 만일 채널이 약해지거나 장애가 발생된 어떠한 신호를 보이면, 이것은 교정수단이 탐색될 수 있도록 상기 문제의 근원을 인식하는데 장점이 있을 것이다. 따라서, 보다 큰 채널 모니터링 능력을 위한 필요성이 있다. "스펙트라 스팬(Spectra SPAN)"라는 상표로 생산되는 하나의 상업적으로 유용한 시스템과 같은, 단일 모드 광섬유를 사용하는 몇몇 채널 모니터링 장치가 있다 하더라도, 이것은 백업 신호 수신기로서의 능력을 갖고 있지 않다.
본 발명은 광통신 시스템 분야에 관련된 것으로, 보다 상세하게는, 본 발명은 파장분할 다중화된(WDM) 광통신신호를 사용하고 백업 수신기 능력을 갖는 광통신 시스템에 관한 것이다.
첨부되는 도면에 비추어 고려될 때, 본 발명에 따른 다른 목적, 특징 및 장점들은 이하에 따르는 발명의 상세한 설명으로부터 분명해질 것이다.
도 1은 현존하는 원격통신 장치의 후면판에 연결되는 복수의 고정 수신기 및 상기 백업 경로상에 위치하는 본 발명에 따른 가변파장의 광수신기를 가진 파장분할 다중화된 광통신 시스템의 블럭도이다.
도 2는 가변파장 수신시, 처리장치 및 가변파장 송신기가 사용되어지는 분기/결합 접점을 도시한 다른 블럭도이다.
도 3은 본 발명에 따른 광학적으로 증폭된 백업 수신기를 가진 파장분할 다중화된 광통신 시스템의 일례를 도시한 다른 블럭도이다.
도 4는 도 3과 유사하나, 본 발명에 따른 광학적으로 증폭된 백업 수신기를 보다 상세하게 도시한 다른 블럭도이다.
도 5는 스펙트럼 분석기와 함께 광채널 모니터링 능력을 가진 본 발명에 따른 가변파장 필터의 확대된 블럭도이다.
도 6은 본 발명에 따른 광학적으로 증폭된 백업 수신기의 증폭부의 일부분으로서 사용되는 저전력 레이져 다이오드 구동기의 블럭도이다.
본 발명은, 수신기 장애 또는 다른 광부품에 장애가 있을 경우에, 장점이 있으며, 수신기 단자에서 광통신의 재라우팅을 가능하게 한다. 또한 상기 시스템은, 광부품에 장애가 발생했을 때 신호가 전기적 스위칭 레벨 상에서 재라우팅 되어졌던 과거의 작동에서와 같은 네트워크 대역폭을 소비하지 않는다. 따라서, 본 발명에서는, 다른 경로가 상기 네트워크 상에 로드되지 않고, 대역폭이 소모되지 않는다. 또한 본 발명은 정지 시간이나 네트워크 재라우팅 없이 어떠한 시간에도 수신기 유지를 가능하게 한다.
본 발명은 또한 품질 및 성능을 위한 광통신 채널의 계속적인 소인을 가능하게 하는 채널 모니터로서 기능을 할 수 있다. 채널이 약해지거나 장애 발생의 조짐을 보일 때, 문제의 근원에 대한 인식이 이루어지고, 교정수단이 탐색된다. 전용 원격통신 시스템 수신기의 어느 하나가 어느 주어진 파장에서 장애가 발생한다면, 본 발명에 따른 백업 수신기 시스템은 수리가 수행되는 동안에 그 특정한 파장으로 동조되고, 상기 링크를 채용한다.
본 발명은 또한 장애가 발생한 레이져 송신기를 위하여 가변파장 레이져를 사용하는 시스템에 대한 추적 필터로서 사용될 수 있다. 상기 수신기는 장애가 발생하는 또는 발생된 레이져 송신기를 떠 맡도록 위치되는 새로운 파장 위치를 추적할 수 있다. 본 발명은 또한 광섬유상에 분기/결합 접점과 같은 가변성을 요구하는 시스템/위치를 위한 가변파장 수신기로서 사용될 수 있다.
본 발명에 따라, 광학적으로 증폭된 백업 수신기 시스템은 파장분할 다중화된(WDM) 광통신신호를 수신하고 상기 WDM 광통신신호부를 백업 경로 상의 저전력 WDM 신호로 분리하기 위하여 광통신 경로를 따라 위치되는 광 분리기를 포함한다. 광증폭기는 상기 저전력 WDM 신호를 수신하고 상기 신호를 증폭한다. 가변파장 필터는 증폭 이후에 상기 WDM 신호를 수신하고 상기 통신 경로로부터 백업되어진 원하는 파장의 광신호를 선택한다. 수신기부는 상기 가변파장 필터와 동작 가능하게 연결되고, 상기 선택된 광신호를 수신하며, 상기 광통신 경로로부터 상기 원하는 파장을 백업한다. 수신기는 상기 광신호를 수신하기 위한 PIN 검출기를 포함하고, 상기 광신호를 전기적 통신신호로 변환한다.
본 발명의 일 측면에서, 상기 가변파장 필터는 광섬유 패브리 페롯 필터를 포함한다. 상기 가변파장 필터는 또한 원하는 파장의 선택을 제어하기 위하여 제어기 피드백 경로에 상기 가변파장 필터와 동작 가능하게 연결되는 제어기를 포함한다. 광/전 변환기, 아날로그/디지털 변환기 및 광 결합기는 상기 가변파장 필터 및 제어기와 동작 가능하게 연결되고, 상기 광 결합기로부터 연결된 상기 광신호를 상기 제어기 내에서 작동을 위한 디지털 형태로 변환한다. 디지털/아날로그 변환기는 상기 제어기 및 가변파장 필터와 동작 가능하게 연결되고, 상기 제어기로부터 상기 제어 신호를 수신하며, 상기 제어신호를 상기 가변파장 필터에 대하여 원하는 아날로그 신호로 변환한다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 광증폭기는 주입형 레이져 다이오드 및 상기 주입형 레이져 다이오드를 통하는 고정 전류를 인가하는 상기 주입형 레이져 다이오드에 연결되는 전류원 제어 루프 회로를 포함한다. 전압 스위치(switcher) 회로는 상기 주입형 레이져 다이오드 및 전류원 제어 루프회로에 연결된다. 전압 스위치 회로는 고정된 공급 전압을 수신하고 상기 레이져 다이오드를 바이어스하고 광섬유 연결된 레이져 출력을 생성하기 위한 순방향 전압으로 상기 공급 전압을 다운하여 유도적으로 변환하도록 적용된다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 검출기는 PIN 포토다이오드를 포함한다. 상기 수신기부는 상기 전기 통신신호를 증폭하기 위한 증폭기 회로 및 상기 전기 통신신호를 파형 정형(reshaping)하기 위한 전자 제한기 회로를 포함한다. 상기 증폭기 회로는 또한 상기 전기 통신신호를 리타이밍(retiming)하기 위한 데이터 결정 회로 및 클럭 복구회로를 포함한다.
본 발명은, 본 발명에 따른 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참고하여 이하에서 상세하게 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 많은 다양한 형태로 실시될 수 있고, 따라서 여기서 설명되는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어져서는 안된다. 또한, 이러한 실시예들은 본 명세서가 철저하고 완벽하도록, 그리고 본 분야에 익숙한 당업자에게 본 발명의 범위를 완전하게 전달하도록 제공된다. 처음부터 끝까지 유사한 도면 번호는 유사한 구성요소를 나타낸다.
수신 장애 또는 다른 광부품의 장애의 경우에, 본 발명은 장점을 가지고 있고 수신기 터미널에서 광통신신호의 재라우팅을 가능하게 한다. 또한 상기 시스템은, 광부품에 장애가 발생했을 때 신호가 전기적인 스위칭 레벨상에서 재라우팅되는 지난 작동에서처럼 네트워크 대역폭을 소비하지 않는다. 따라서, 본 발명에 의하면, 또 다른 경로가 상기 네트워크 상에 생성되지 않고 대역폭은 소비되지 않는다. 또한 본 발명은 어느 때에도 정지 시간(down time)이나 네트워크의 재라우팅 없이 수신기 유지를 가능하게 한다.
또한 본 발명은 품질 또는 작동을 위한 광통신 채널의 계속적인 소인을 가능하게 하는 채널 모니터로서 기능할 수 있다. 채널이 약화 또는 장애의 신호를 나타낼 때, 상기 문제의 근원에 대한 인식이 개시될 수 있고 교정수단이 탐색된다. 만일 전용 원격통신 시스템 수신기 중 어느 하나가 어느 주어진 파장에서 장애가 생기면, 본 발명에 따른 백업 수신기 시스템은 수리가 이루어지는 동안 그 특정한 파장으로 동조되고 그 링크를 채용할 수 있다.
본 발명은 또한 장애있는 레이져 송신기를 위하여 가변파장 레이져를 이용하는 시스템을 위한 추적 필터로서 사용될 수 있다. 상기 수신기는, 가변파장 송신기가 장애 있는 또는 장애를 받은 레이져 송신기를 떠맡도록 위치되는 새로운 파장 위치를 추적할 수 있다. 본 발명은 또한 광섬유 상에 분기/결합 접점과 같은 가변성을 요구하는 시스템/위치를 위한 가변파장 수신기로서 사용될 수 있다.
도 1은 파장분할 다중화된(WDM) 광통신신호(12)가 광통신 경로(13)을 따라 전송되는 '10'에서의 광통신 시스템을 도시하고 있다. 상기 광통신신호(12)는, 비제한적인 예로써, 상기 광통신신호를 포함하고 상기 신호의 전체 스펙트럼으로서의 광전력의 백업 경로(15)로 들어가는 약 5%를 분리하는, 상기 경로(13)를 따라 위치하는 광 분리기(14)를 통해 이동한다. 상기 광통신 통로를 따라 이동하는 상기 파장분할 다중화된 광통신신호의 약 95%는, 'λ1'에서 'λn'까지의 다른 파장의 분리된 광통신신호로, 그리고 도시되어 있는 고정 수신기 1, 고정 수신기 2, ... 고정 수신기 n 과 같은 각각 고정된(전용) 수신기들(18)로 상기 WDM 광통신신호를 분리하기 위한 역다중화기를 포함하는 WDM 회로(16)로 이어진다. 상기 고정 수신기들(18)은 본 분야에 익숙한 당업자들에게 잘 알려진, 현존하는 원격통신 장치의 후면판(20)과 연결된다.
상기 광신호(22)는 상기 광 분리부로부터 형성되고, 상기 WDM 광통신신호(12)의 최초의 전력의 약 5%를 포함한다. 이러한 저전력 WDM 광신호는 상기 최초의 WDM 광통신신호(12)로부터의 상기 빛의 전체 스펙트럼을 가진다. 본발명에 따른 상기 가변파장의, 광학적으로 증폭된 백업 수신기(24)는 상기 광신호(22)를 수신하고, (λ1에서 λn까지의) 백업된 적절한 채널을 위한 원하는 파장의 광신호를 선택하며, 원하는 파장의 이러한 광신호를 상기 후면판(20)으로 공급되는 전기 통신신호로 변환한다. 본 발명에 따른 상기 수신기(24)는, 상기 고정 수신기(18) 중 하나가 작동할 수 없거나, 특정한 파장의 광신호를 운반하는 상기 광부품들이 작동할 수 없는 경우에 백업 수신기로서 작동한다.
도 2는 본 발명에 따른 가변파장의, 광학적으로 증폭된 백업 수신기(24)가 원격통신 섬유 상에서 각각의 분기/결합 접점(26, 28)과 같은 가변성을 요구하는 시스템 또는 위치에서 어떻게 사용될 수 있는지를 도시하고 있다. 상기 가변파장 수신기(24)는 원격통신 처리장비(32)와 가변파장 송신기(34)에 동작 가능하게 연결된다. 선택된 파장의 상기 광신호는 상기 가변파장 수신기(24)에서 분기되고 수신될 수 있다. 이것은 상기 수신기(24)에 의해 상기 적절한 전기 통신신호로 변환되고, 상기 전기 통신신호는 이 때 적절한 신호 처리회로, 증폭기 회로, 재생회로 그리고 본 분야에 익숙한 당업자에게 잘 알려진 다른 회로에 의해 처리된다. 일단 처리되면, 상기 전기 통신신호는 상기 가변파장 송신기(34)로 전송되고, 상기 가변파장 송신기는 처리되어진 상기 전기 통신신호를 광신호로 변환한다. 이것은 이 때 주 광통신 경로(13)를 따라 지나는 상기 주 광통신신호(12)에 결합된다.
도 3은, 약 1550 나노미터의 광통신신호(35)가 광중계기 같이 작동하는 적절한 인-라인, 에르븀 첨가 광섬유 증폭기(38)를 포함하는 고대역폭 데이터 분배 시스템(37)에서 약 155Mb/S에서 약 4Gb/S까지의 광통신신호(12)로 파장분할다중화(36)되는 상기 광통신 시스템(10)의 고레벨 블럭도를 도시하고 있다. 상기 증폭된 광통신신호(12)는 상기 주 광통신 경로(13)를 따라 상기 전용 광수신기(18)로 이동된다.
상기 광 분리기(14)는, 상기 파장분할 다중화된 광통신신호가 분리되고(이 전력의 약 5%) 광신호(22)로서 백업 경로(15)를 통하여 본 발명에 따른 상기 가변파장 초저/저 전력의 광학적으로 증폭된 백업 수신기(24)로 이동되는 것을 가능하게 하는 접점을 형성한다.
본 발명에 따른 상기 가변파장의 광학적으로 증폭된 백업 수신기(24)는 전치 증폭기같이 작동하는 에르븀 첨가 광섬유 증폭기(44)(EDFA)를 포함한다. 이것은 상기 가변파장의 대역통과 필터(46)로 이동하기 전에 상기 저전력 광신호의 증폭을 가능하게 하는데, 상기 필터는 상기 원하는 파장들, 'λ1'에서 'λn'까지 중 하나를 선택한다. 본 발명에서는 PIN 다이오드(48)이고, 그러나 또한 애벌런치 포토 다이오드(APD)가 될 수 있는 광검출기는 원하는 파장의 증폭된 광신호를 전기 통신신호로 변환하고, 상기 전기 통신신호를 저잡음 전기 증폭기(50)와 상기 클럭 및 데이터 복구회로(52)로 이동시킨다.
도 4는 본 발명에 따른 가변파장의 광학적으로 증폭된 백업 수신기(24)를 보다 상세하게 도시하고 있고, 그리고 도 3에 도시된 바와 같은 상기 에르븀 첨가 광섬유 증폭기(EDFA)(44)를 가진 증폭기부(54), 가변파장 필터부(56), 다른 파장에서 사용되는 검출기로서 작동할 수 있는 수신기부(58)로 이루어진 3개의 주요부를 도시하고 있다. 상기 검출기 전극은 2.5 및 10.0Gb/S를 포함하는 전형적인 데이터율을 공급하도록 선택된다.
데이터의 범위와 사용된 채널의 수가 비제한 예로서 설명된다 하더라도, 본 발명이 다른 파장과 다른 수의 채널과 함께 사용되는 장점이 있다는 것이 이해되어져야 한다. 도시된 바와 같이, 2.5Gb/S WDM 신호 입력과 같은 WDM 광통신신호는 FBGSPLD(Fiber Bragg Grating Stabilized Pump Laser Diode)회로(59) 및 저전력 레이져 다이오드 구동기 회로(60)과 함께 작동할 수 있는 1550/980 WDM 입력회로(58a)로 이동한다.
다른 레이져 다이오드 구동기가 본 발명에 따라 사용될 수 있다 하더라도,본 발명의 일 측면에서, 상기 저전력 레이져 다이오드 구동기는 도 6에 도시되어 있고, 본 발명에 따른 가변파장 수신기와 함께 사용될 수 있다. 이러한 저전력 레이져 구동기 회로(60)는 상기 광학 전치증폭기 및 도 4에 도시된 수신기 어셈블리를 구동하기 위해 사용될 수 있다.
5 볼트 공급전압 입력은 많은 전기 회로에 대해서 표준이다. 상기 레이져 구동기 회로(60)는 본 발명의 일측면에서, 획기적인 효율의 주입형 레이져 다이오드(HQEILD)인 주입형 레이져 다이오드(62)를 포함한다. 전류원 제어 루프 회로(64)는 상기 주입형 레이져 다이오드(62)와 연결되고, 상기 주입형 레이져 다이오드를 통하여 고정 전류를 형성한다. 이러한 전류원 제어 루프 회로(64)는 상기 전류원 제어루프 회로내에 상기 주입형 레이져 다이오드와 연결된 전압 스위치(switcher) 회로 칩(66)을 가진다. 그리고 상기 회로는 5 볼트의 고정된 공급 전압을 수신하고 상기 공급 전압을 다운하여 순방향 전압으로 유도적으로 변환하며, 상기 레이져 주입형 다이오드를 바이어스하고 최소화된 전력 손실을 가진 광출력을 생성하도록 적용된다.
이러한 전압 스위치 회로 칩(66)은 단일의 회로 칩으로서 집적적으로 형성되고, 도 6에 도시된 바와 같은 고효율 전압 변환기로서 사용된다.
상기 전류원 제어 루프회로(64)는 저소음 전류원과 같이 작동하는 상기 고효율 전류원(70) 및 상기 전류 제어회로(72)를 포함한다. 이러한 회로들은 모두 하나의 하우징내에, 일측면에서, 전치증폭기, 가변파장 대역통과 필터회로 및 광-전 변환회로를 포함하는 수신기 부품을 포함하는 인쇄 회로 카드 어셈블리(74) 상에 포함된다.
상기 개략적인 회로도는 다양한 전력 및 전압 뿐만 아니라 전류 변수를 보여준다. 이러한 비제한 예에서는, 260 미리와트 및 5 볼트 DC에서, 설계 목표로서 일 채널에서 35 데시벨 광학 이득이 있다. 8 채널에 대해 266 미리와트 DC가 가능하고, 220 미리와트 DC는 달성되었다. 상기 브래그 격자(73)는 상기 주입형 레이져 다이오드(62)와 동작 가능하게 연결되고, 본 분야에 익숙한 당업자에게 잘 알려진 원칙들에 의하여 작동한다. 상기 브래그 격자(73)는 상기 광출력을 수신하고 상기 광 파장을 안정화하도록 형성된다.
도 4에 도시된 바와 같이, ASE 감소 상태회로(82)는 본 분야에 익숙한 당업자에게 잘 알려진 증폭기술을 사용하는 절연기 회로(82)와 결합하여 작동한다. 상기 가변파장 필터부(56)는 상기 가변파장 필터(46)인데, 본 발명의 일 측면에서, 상기 필터는 광섬유 패브리 페롯(Fabry Perot) 가변파장 필터(84)이다. 비제한 예로서, 1 : 99 결합기(88)는 광신호 부분을 광검출기에 의해 전류로 변환하도록 하고, 아날로그/디지털 변환기(88), 제어기 인터페이스(92)와 관련된 전극과 함께 작동하는 저전력 제어기(90) 및 디지털적으로 처리된 제어신호를 역으로 아날로그 제어신호로 변환하고 상기 광섬유 패브리 페롯 가변파장 필터를 선택적으로 동조하기 위한 디지털/아날로그 변환기(94)를 포함하는 피드백 제어회로(87)로 이동시킨다. 이러한 회로는 또한 광스펙트럼이 검출되고 저장되는 것을 가능하게 한다.
상기 광통신신호는, 일단 원하는 파장 및 주파수로 동조되면, 상기 검출기, 즉, 저잡음 전기 증폭기(50)가 뒤따르는 PIN 포토다이오드(48)를 갖는 광-전 변환 회로를 포함하는 상기 수신부(58)로 이동하는데, 본 발명의 일측면에서, 상기 증폭기는 바람직하게는 트랜스임피던스 증폭기이고 PIN 포토다이오드(48)로부터 수신한 변환된 전기 통신신호를 증폭한다. 전자 제한기 회로(96)는 상기 전기 통신신호를 수신하고, 클럭과 데이터 복구회로(52)와 결합하여 작동한다. 이 회로는 전기 통신신호의 데이터 복구과 파형 정형을 가능하게 한다. 회로의 클럭 복구 회로부(52)는 본 분야에 익숙한 당업자에게 잘 알려진 기술에 의한 클럭신호의 복구과 전기 통신신호의 리타이밍을 가능하게 한다.
상기 데이터는 도 1에 도시된 것과 같은 상기 후면판(20)으로 출력된다. 도 2에 도시된 본 발명에 따른 실시예에서, 상기 신호는 상기 처리장비(32) 및 가변파장 송신기(34)로 보내지고, 상기 송신기는 이 때 상기 신호를 상기 주 광통신 경로(13)상으로 되돌려 보낸다.
본 발명에 따른 하나의 비제한 실시예에서, 상기 증폭기부(54)는 약 2.0 W의상용제품(commercial off the shelf)(COTS) 부품과 함께 230mW를 가지는데, 약 50mW와 6W의 COTS에서 작동 가능한 상기 가변파장 필터부(56) 및 2.5Gb/S 데이터율에 대해 약 680mW와 1.5W의 COTS의 상기 수신기부(58)가 뒤따른다.
2.5Gb/S에서의 상기 광학 감도는 약 960mW의 전체 1 채널 전력 소모에 대하여 1 ×10-10BER(비트 에러율)에서 약 -40dBm 보다 적을 수 있다. 8 채널의 비제한 예를 들면, 채널당 710mW에 대응하는 약 5.7W의 전체 전력 소모를 제공하는 고정 λ역다중화기를 사용하는 것이 가능하다.
도 5를 참고하면, 본 발명의 다른 측면에 따른 채널 모니터링 또는 광스펙트럼 분석 능력을 갖도록 조정되어지는 가변파장 필터가 도시되어 있다. 상기 아날로그/디지털 변환회로(88)과 상기 저전력 제어기(90) 사이에 광채널 모니터링 회로(100)가 연결된다. 상기 회로(100)는 스펙트럼 분석기, 전력계 또는 상기 채널을 모니터하기 위한 다른 관련된 전자장치를 포함할 수 있다. 따라서, 데이터 전송 상에 또는 다른 선택된 측면에 에러가 있으면 상기 특정한 채널의 작동을 모니터하고 결정하도록 다양한 파장을 선택하는 것이 가능하다. 본 발명의 이러한 측면에서, 상기 가변파장 필터는 소인되고 상기 광전력이 프로세서 메모리, 제어기 또는 본 분야에 익숙한 사람들에게 잘 알려진 다른 수단에 저장될 수 있다. 이러한 데이터는 상기 신호의 광스펙트럼 분석을 제공하기 위해 처리되고 연속적으로 표시될 수 있다. 상기 시스템은 평균 전력과 감시 통신 데이터를 모니터할 수 있다. 이것은 또한 상기 신호의 광스펙트럼 분석을 수행할 수 있다.
또한 장애 있는 레이져 송신기를 위하여 상기 가변파장 레이져를 이용하는 시스템에 대한 추적필터로서 상기 광학적으로 증폭된 백업 수신기를 사용하는 것이 가능하다. 본 출원은 같은 데이터가 첨부되고 같은 양수인 및 발명자로 된 "WDM 채널 모니터링 시스템 및 방법(WDM CHANNEL MONITORING SYSTEM AND METHOD)"라는 제목으로, 참조에 의해 여기서 구체화되는 동시출원중인 특허 출원과 관계되어 있다.
상기의 설명 및 관련된 도면에서 나타난 본 기술의 장점을 가진 본 발명에 따른 많은 수정 및 다른 실시예는 본 분야에 익숙한 당업자의 마음에 있을 것이다. 그러므로, 본 발명은 상기에 나타내어진 특정한 실시예에 한정되는 것이 아니고, 상기 수정과 실시예가 종속청구항의 범위 내에 포함되도록 의도된다는 것이 이해되어져야만 한다.

Claims (25)

  1. 광통신 경로상에서 파장분할 다중화된(WDM) 광통신신호를 수신하고 백업 경로상으로 상기 WDM 광통신신호를 저전력 WDM 신호로 분리하기 위하여 상기 광통신 경로를 따라 위치하는 광 분리기;
    상기 저전력 WDM 신호를 수신하고 상기 신호를 증폭하기 위한 광증폭기;
    증폭 이후에 상기 WDM 신호를 수신하고 상기 광통신 경로로부터 백업된 원하는 파장의 광신호를 선택하기 위한 가변파장 필터; 및
    원하는 파장의 상기 광신호를 수신하고 상기 광신호를 전기 통신신호로 변환하기 위한 검출기를 가진 수신기부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적으로 증폭된 백업 수신기 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 가변파장 필터는 광섬유 패브리 페롯 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적으로 증폭된 백업 수신기 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 원하는 파장의 선택을 제어하기 위하여 제어기 피드백 경로내에 상기 가변파장 필터와 동작 가능하게 연결되는 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적으로 증폭된 백업 수신기 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제어기 피드백 경로는, 상기 가변파장 필터와 제어기에 동작 가능하게 연결되는 아날로그/디지털 변환기와 광 결합기, 및 상기 제어기와 가변파장 필터에 동작 가능하게 연결되는 디지털/아날로그 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적으로 증폭된 백업 수신기 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서, 광 결합기 전력은, 상기 가변파장 필터에 저장되고 소인되며, 정보는 상기 소인에 대하여 보충적으로 표시되는 것을 특징으로 하는 광학적으로 증폭된 백업 수신기 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 광증폭기는,
    주입형 레이져 다이오드;
    상기 주입형 레이져 다이오드를 통하여 고정된 전류를 인가하는 상기 주입형 레이져 다이오드에 연결되는 전류원 제어 루프회로; 및
    상기 주입형 레이져 다이오드 및 전류원 제어 루프회로에 연결되는 전압 스위치 회로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적으로 증폭된 백업 수신기 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 전압 스위치 회로는, 고정된 공급 전압을 수신하고, 상기 레이져 다이오드를 바이어스하고 광섬유에 연결된 레이져 출력을 생성하기 위해 순방향 전압으로 상기 공급 전압을 다운하여 유도적으로 변환하는 것을 특징으로 하는 광학적으로 증폭된 백업 수신기 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 검출기는 PIN 포토다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적으로 증폭된 백업 수신기 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 검출기는 애벌런치 포토 다이오드(APD)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적으로 증폭된 백업 수신기 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 수신기부는, 상기 전기 통신신호를 증폭하기 위한 증폭기 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적으로 증폭된 백업 수신기 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 수신기부에 있는 상기 증폭기 회로는, 상기 전기 통신신호를 파형 정형하기 위한 전자 제한기 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적으로 증폭된 백업 수신기 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 증폭기 회로는 상기 전기 통신신호를 리타이밍하기 위한 데이터 결정회로 및 클럭 복구회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적으로 증폭된 백업 수신기 시스템.
  13. 광통신 경로상에서 파장분할 다중화된(WDM) 광통신신호로부터 분리되는 저전력 파장분할 다중화된(WDM) 광신호를 수신하고 상기 신호를 증폭하기 위한 광증폭기;
    증폭 이후에 상기 WDM 광신호를 수신하고 원하는 파장의 광신호를 선택하기 위한 가변파장 필터; 및
    원하는 파장의 상기 광신호를 수신하고 상기 광신호를 전기 통신신호로 변환하기 위한 검출기 회로;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광학적으로 증폭된 백업 수신기.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 가변파장 필터는 광섬유 패브리 페롯 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적으로 증폭된 백업 수신기.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 수신기는, 원하는 파장의 선택을 제어하기 위하여 제어기 피드백 경로에서 상기 가변파장 필터에 동작 가능하게 연결되는 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적으로 증폭된 백업 수신기.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 제어기 피드백 경로는, 상기 가변파장 필터와 제어기와 동작 가능하게 연결되는 아날로그/디지털 변환기와 광 결합기, 및 상기 제어기와 가변파장 필터와 동작 가능하게 연결되는 디지털/아날로그 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적으로 증폭된 백업 수신기.
  17. 제 13 항에 있어서, 상기 광증폭기는,
    주입형 레이져 다이오드;
    상기 주입형 레이져 다이오드를 통해 고정 전압을 인가하는 상기 주입형 레이져 다이오드에 연결되는 전류원 제어 루프 회로; 및
    상기 주입형 레이져 다이오드와 전류원 제어 루프 회로에 연결되는 전압 스위치 회로;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광학적으로 증폭된 백업 수신기.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 전압 스위치 회로는, 고정된 공급 전압을 수신하고, 상기 레이져 다이오드를 바이어스하고 광섬유로 연결된 레이져 출력을 생성하기 위하여 순방향 전압으로 상기 공급전압을 다운하여 유도적으로 변환하는 것을 특징으로 하는 광학적으로 증폭된 백업 수신기.
  19. 제 13 항에 있어서, 상기 검출기는 PIN 포토다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적으로 증폭된 백업 수신기.
  20. 제 13 항에 있어서, 상기 검출기 회로는, 상기 전기 통신신호를 증폭하기 위한 증폭기 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적으로 증폭된 백업 수신기.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 증폭기 회로는, 상기 전기 통신신호를 파형 정형하기 위한 전자 제한기 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적으로 증폭된 백업 수신기.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 증폭기 회로는, 상기 전기 통신신호를 리타이밍하기 위한 데이터 결정회로 및 클럭 복구회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적으로 증폭된 백업 수신기.
  23. 파장분할 다중화된(WDM) 광통신신호가 각각의 채널 및 각각의 고정 수신기로 이동되고 역다중화됨에 있어서,
    광통신신호로부터의 상기 광전력의 적은 백분율을 백업 경로상에 광신호로서 분리하는 단계;
    상기 광신호를 증폭하는 단계;
    가변파장 필터내에서 상기 광신호를 필터링함에 의해 상기 광통신 경로로부터 백업되도록 원하는 파장의 광신호를 선택하는 단계; 및
    PIN 다이오드 내에서 상기 광신호를 검출함에 의해 상기 필터된 광신호를 전기 통신신호로 변환하는 단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 광통신 경로에 따른 백업방법.
  24. 제 23 항에 있어서, 패브리 페롯 필터 내에서 상기 광신호를 필터링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광통신 경로에 따른 백업방법..
  25. 제 23 항에 있어서, 제어기 피드백 경로에서 상기 가변파장 필터에 연결되는 제어기를 경유하여 원하는 파장의 선택을 제어하는 방법을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광통신 경로에 따른 백업방법..
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