KR20030089325A - 광신호 감지 및 가변 감쇠기능을 갖는 장치 및 이를사용한 ｗｄｍ 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 감지 기능과 가변 감쇠기능을 겸비하되 그 크기를 소형화하고 모듈화한 광소자에 관한 발명으로서, 복수의 가변 감쇠기, 복수의 가변 감쇠기에 결합되어 신호를 분기하는 탭 커플러 모듈 및 탭 커플러 모듈로부터 분기된 신호를 감지하는 모니터 수단을 포함하며, 탭 커플러 모듈은 광신호 전달에 영향을 미치지 않는 정도의 신호를 분기하고, 모니터 수단은 분기된 신호를 모니터하여 상기 복수의 가변 감쇠기를 제어하는 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 감지 및 가변 감쇠기능이 집적된 모듈을 제공한다.

Description

광신호 감지 및 가변 감쇠기능을 갖는 장치 및 이를 사용한 ＷＤＭ 모듈{APPARATUS HAVING FUNCTIONS OF MONITORING AND ATTENUATING OPTICAL SIGNAL AND WDM MODULE USING THIS}

본 발명은 광 통신 분야에서 사용되는 소자에 관한 것으로, 특히 서로 다른 파장을 갖는 복수개의 광 신호를 모니터하고 이들 신호간의 레벨을 등화시키거나 조절하는 기능을 갖는 소자에 관한 것이다.

광 통신은 전기 통신에 비하여 전송 용량, 신뢰성, 중계 거리 등에서 많은 이점을 지니고 있지만, 신호 전달 매체로서 빛을 사용하기 때문에 광원, 변조 방식, 다중화 방식, 커플러 및 광 케이블 등 여러 분야에 있어서 전기 통신과는 상이한 기술들이 요구된다.

본 발명은 상술한 분야 중에서 특히 다중화 분야에 관한 발명이다. 광 다중화 방식에는 정보를 일정한 시간 단위로 분할하는 광 시분할 다중화 (Optical TDM) 및 정보를 서로 다른 주파수에 싣는 광 주파수분할 다중화 (OFDM) 방식이 있으며, OFDM 방식 중 파장이 10 nm 이상인 경우는 주파수 분석보다는 파장분석이 보다 용이하므로 이 경우에는 광 파장 다중화 (OWDM) 방식이 사용된다.

본 발명은 광 파장 다중화 분야의 소자들 중에서 광신호를 모니터링하고, 서로 다른 파장을 갖는 복수의 광 신호의 레벨을 등화시키거나 조절하는 기능을 갖는 소자에 관한 것이다.

종래에는 WDM 소자에 모니터링 기능만 결합되거나, 가변 감쇠기능만 결합되어 있을 뿐, 이들 2 가지 기능이 단일 팩으로 집적된 소자는 존재하지 않았기 때문에, 신호광을 모니터하고 가변 감쇠기로 이를 조절하여 전송의 신뢰성과 품질을 높이기 위해서는 별개의 소자들을 결합하기 위하여 많은 비용이 소요되었고, 전체 시스템의 소형화에도 장애가 되어왔다. 도 1 및 도 2를 참조하여 종래의 WDM 소자와 그 문제점에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 WDM 소자의 역다중화기 (10) 종단에 각 광 신호 채널별로 포토 다이오드 (12) 가 연결되어 있는 구성을 도시하고 있다. 이 포토 다이오드 (12) 에 의하여 각 광 신호의 크기가 전기 신호로 변환되고 변환된 전기 신호를 제어기 (14) 에서 분석함으로써, 각 채널별 광 신호 크기가 감지된다.

특히, WDM 소자로부터 출력되는 광 신호를 신호 전송 중에 감지하기 위해서는 각각의 채널당 섬유형 탭 커플러 (16) 를 사용하기 때문에, 소자 크기를 소형화하는데 장애가 되고 있다.

한편, 도 2 는 WDM 소자의 역다중화기 (20) 종단에 각 광신호 채널 별로 가변 감쇠기 (22) 가 결합되어 있는 구성을 개시하고 있다. 여기서, 가변 감쇠기 (22) 는 일반적으로 폴리머 소자를 이용하며, 직선 도파로에 박막 히터가 결합된 구조를 갖는다. 그 동작 원리는, 제어 신호를 인가하여 박막 히터를 가열하는 정도를 조절함으로써, 광 신호의 세기를 조절하는 것이다.

도 1 및 도 2를 토대로 한 설명에서와 같이, 종래에는 광 신호 감지기와 광 신호 가변 감쇠기가 각각 별개의 소자로서 구성되어 있었다. 그러나, 광 신호를제어하기 위해서는 광 신호를 모니터하여 그 결과에 따라 발생된 제어 신호를 가변 감쇠기에 인가하여 감쇠의 정도를 조절하는 것이 바람직하기 때문에, 광 신호 감지기와 광 신호 가변 감쇠기는 밀접한 관계를 갖는 소자들이다.

따라서, 광 신호 감지기능과 광 신호 가변 감쇠기능은 함께 결합되어 WDM 소자에 사용될 것이 요구되었으며, 종래에는 이들 소자들을 각각 별개로 조합하여 사용하여 왔다.

그러나, 앞서 설명한 바와 같이, 광 신호 전송 중에 WDM 소자로부터 출력되는 광 신호를 모니터하기 위해서는 각 채널당 섬유형 탭 커플러를 사용하기 때문에 상당한 비용 발생과 함께, 소자의 집적화에 장애가 되는 문제가 있다.

또한, 가변 감쇠기를 결합하는 경우 단말부분에서 감지하여 감쇠량을 조절하게 되면 다중화 소자와의 결합이 불가능하여 망관리 및 광 신호 제어에 어려움이 발생한다.

상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은, 광 신호의 가변 감쇠 기능과 광 신호의 감지 기능이 하나의 팩에 집적된 모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 광 신호의 가변 감쇠 기능과 광 신호의 감지 기능을 겸비한 소형 WDM 소자를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 광신호 감지기를 도시한 구성도.

도 2는 종래의 가변 감쇠기를 도시한 구성도.

도 3은 본 발명의 제 1 태양에 따라 구성된 감지 기능과 감쇠 기능을 겸비한 모듈의 일 실시예를 도시한 구성도.

도 4는 본 발명의 제 2 태양에 따라 구성된 WDM 모듈의 일 실시예를 도시한 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10, 20....역다중화기

12, 36....포토 다이오드

14....제어기

16....섬유형 탭 커플러

22, 30....가변 감쇠기

32....3dB 커플러

34....탭 커플러 모듈

38....모니터 수단

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 태양은 복수의 가변 감쇠기, 복수의 가변 감쇠기에 결합되어 신호를 분기하는 탭 커플러 모듈 및 탭 커플러 모듈로부터 분기된 신호를 감지하는 모니터 수단을 포함하며, 탭 커플러 모듈은 광신호 전달에 영향을 미치지 않는 정도의 신호를 분기하고, 모니터 수단은 분기된 신호를 모니터하여 복수의 가변 감쇠기를 제어하는 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 소형 감지 및 가변 감쇠 모듈을 제공한다.

본 발명의 제 2 태양은 본 발명의 제 1 태양에서 제공한 소형 감지 및 가변 감쇠 모듈에 화이버 블록을 더 포함하며, 화이버 블록은 탭 커플러 모듈에 결합되며, 신호 감지를 위하여 분기되는 광 신호와 정보 전달을 위한 광 신호는 서로 교번하여 화이버 블록의 화이버를 통하여 전송되는 것을 특징으로 하는 소형 감지 및 감쇠 모듈을 제공한다.

본 발명의 제 3 태양은 본 발명의 제 2 태양에서 제공한 감지 및 감쇠 모듈이 다중화기와 결합한 WDM 모듈을 제공하며, 다중화기와 모니터 수단이 서로 적층되도록 형성됨으로써, 소자를 더욱 소형화 한 것을 특징으로 한다. 이하에서는 도 3 을 참조하여 본 발명의 제 1 태양을 설명하고, 도 4 를 참조하여 본 발명의 제 2 태양 및 제 3 태양을 설명한다.

도 3 은 본 발명의 제 1 태양에 따른 MZ (Mach-Zenhder) 형 8 채널 광 신호 감지 및 가변 감쇠기 모듈의 일 실시예를 도시하고 있다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 태양에 따른 감지 및 가변 감쇠 모듈은, 가변 감쇠기 (30) 의 입력부와 출력부에 각각 3dB 커플러 (32)를 결합하고, 출력부에 결합된 3dB 커플러 (32) 에 탭 커플러 모듈 (34) 을 결합하고 있다. 탭 커플러 모듈 (34) 에의하여 정보 전송을 위한 광 신호와 모니터를 위한 광 신호가 분기된다. 모니터를 위하여 분기된 광 신호는 모니터 수단 (38) 에 포함된 포토 다이오드 (36) 에 입력되어 전기적 신호로 변환된다. 모니터 수단 (38) 은 입력된 신호를 기초로 해당 채널의 광 신호 세기를 조절하는 제어 신호를 가변 감쇠기 (30) 에 전달한다. 가변 감쇠기 (30) 는 제어 신호에 따라 광 신호 크기를 조절함으로써, 각 채널별로 요구되는 광 신호 크기를 유지함으로써, 양호한 품질의 광통신이 이루어지도록 한다. 한편, 모니터 수단 (38) 은 광 신호의 크기뿐만 아니라, 광 신호의 존재 여부도 모니터함으로써, 사용되지 않는 채널을 재활용함으로써, 채널 효율을 향상시킬 수도 있다.

한편, 탭 커플러 모듈 (34) 은 99:1 내지 95:5 정도의 커플링 비율을 유지함으로써, 신호 전달에 영향을 미치지 않을 만큼만 광 신호를 분기시켜 모니터링하는 것이 바람직하다. 이때, 3dB 커플러 (32) 와 탭 커플러 (34)의 커플링 간격과 길이는 코아와 클래드의 굴절률 차이와 사용 파장 대역에 따라 적절히 결정된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제 1 태양은 가변 감쇠기 (30) 에 탭 커플러 (34) 모듈을 결합하고, 탭 커플러 (34) 모듈에 의하여 광 신호 중 일부를 모니터를 위한 신호로 분기하고, 모니터 수단 (38) 은 분기된 광 신호로부터 가변 감쇠기 (30)를 제어할 수 있는 제어 신호를 발생시키고, 가변 감쇠기 (30) 는 모니터 수단 (38) 으로부터의 제어 신호에 의하여 광 신호의 크기를 제어하도록 구성되어 있으며, 특히 탭 커플러 (34) 모듈을 사용함으로써 소자를 소형화할 수 있다.

다음으로, 도 4 를 참조하여, 본 발명의 제 2 태양에 따른 일 실시예를 설명한다. 도 4 에 도시된 바와 같이, 탭 커플러 모듈 (44) 은 화이버 블록 (50) 에 결합되고, 모니터를 위하여 분기되는 광 신호는, 예를 들어 짝수번째 화이버를 통하여 모니터 수단에 전달되고, 정보 전달을 위하여 분기되는 광 신호는 홀수번째 화이버를 통하여 외부로 전달된다. 이와 같이, 모니터 수단에 전달되는 광 신호와 외부로 전달되는 광 신호를 전달하는 수단인 화이버를 서로 교차되도록 배치함으로써, 화이버 길이를 단축하여 신호 전달 경로를 최소화하고, 모듈 크기를 소형화할 수 있다.

한편, 본 발명의 제 3 태양은 본 발명의 제 2 태양에서 제공한 소형 감지 및 감쇠 모듈을 역다중화기 (10) 또는 다중화기 (60) 와 결합한 WDM 모듈로서, 역다중화기 또는 다중화기 (60) 와 모니터 수단 (38) 을 서로 적층함으로써, 모듈 크기를 더욱 소형화한 것에 특징이 있다.

즉, 본 발명의 제 3 태양은 도 5 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 태양에서 제공한 소형 감지 및 감쇠 모듈의 가변 감쇠기 (30) 에 역다중화기 (10)를 결합하고, 역다중화기 (10) 와 모니터 수단 (38)을 서로 적층하여 모듈 크기를 더욱 소형화하거나, 도 6 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 태양에서 제공한 소형 감지 및 감쇠 모듈의 가변 감쇠기 (30) 에 다중화기 (60) 를 결합하고, 다중화기 (10) 와 모니터 수단 (38)을 서로 적층하여 모듈 크기를 더욱 소형화한 발명이다.

이상은 본 발명을 예를 들어 설명한 것으로서, 본 발명은 상술한 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 권리는 첨부된 특허청구범위에 기재된 바에 따라 결정된다. 또한, 동 업계에 종사하는 자에 의하여 본 발명의 다양한 변형예 들이 실시될 수 있으나, 이는 모두 본 발명의 권리 범위에 속하는 것임을 명백히 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 탭 커플러 모듈을 이용하여 가변 감쇠기와 모니터 수단을 결합함으로써, 가변 감쇠기능과 감지 기능을 겸비한 소형 감지 및 가변 모듈을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 소형 감지 및 가변 모듈을 다중화기와 결합하고, 다중화기와 모니터 수단을 적층구조로 형성함으로써, 그 크기를 더욱 소형화한 WDM 모듈을 제공할 수 있다.

다채널 WDM 소자에 본 발명을 적용하면 역다중화기를 통과한 각각의 채널에 전송되는 신호광을 직접 모니터링할 수 있으며, 모니터된 광신호를 가변 감쇠기에서 등화 혹은 차등화할 수 있다. 채널의 모니터링은 전체 채널의 신호광을 등화시키거나 채널의 잔고량을 전송중에 확인하여 전송 품질을 높이는 효과가 있다. 특히, 모니터링 소자와 감쇠 조절 소자를 별도로 결합하는 종래의 경우와 비교하면 불필요한 소자를 줄임으로써, 생산 비용을 감소시키고 모듈의 크기를 소형화하는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 복수의 가변 감쇠기;

   상기 복수의 가변 감쇠기에 결합되어 신호를 분기하는 탭 커플러 모듈; 및

   상기 탭 커플러 모듈에 의하여 분기된 신호를 감지하는 모니터 수단을 포함하며,

   상기 탭 커플러 모듈은 광신호 전달에 영향을 미치지 않는 정도의 신호를 분기하고, 상기 모니터 수단은 분기된 신호를 감지하고 감지된 신호에 기초하여 제어 신호를 상기 복수의 가변 감쇠기에 제공하는 것을 특징으로 하는 소형 감지 및 가변 감쇠 모듈.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 모듈은 화이버 블록을 더 포함하며,

   상기 화이버 블록은 상기 탭 커플러 모듈에 결합되며,

   신호 감지를 위하여 분기되는 광 신호와 정보 전달을 위한 광 신호는 서로 교번하여 화이버 블록의 화이버를 통하여 전송되는 것을 특징으로 하는 소형 감지 및 감쇠 모듈.
3. 제 2 항에 개시된 소형 감지 및 감쇠 모듈; 및

   역다중화기를 포함하며,

   상기 역다중화기는 상기 복수의 가변 감쇠기에 결합되며,

   상기 역다중화기와 상기 모니터 수단은 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는 WDM 모듈.
4. 제 2 항에 기재된 소형 감지 및 감쇠 모듈; 및

   다중화기를 포함하며,

   상기 다중화기는 상기 복수의 가변 감쇠기에 결합되며,

   상기 다중화기와 상기 모니터 수단은 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는 WDM 모듈.