KR20040028975A - Integrated optical transmitter, receiver for free space optical communication and network system and application apparatus thereof - Google Patents

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KR20040028975A KR1020047001678A KR20047001678A KR20040028975A KR 20040028975 A KR20040028975 A KR 20040028975A KR 1020047001678 A KR1020047001678 A KR 1020047001678A KR 20047001678 A KR20047001678 A KR 20047001678A KR 20040028975 A KR20040028975 A KR 20040028975A
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Abstract

PURPOSE: An integrated transmitter and receiver for an FSON(Free Space Optical Network) and an application device therefor are provided to configure an IC chip including a circuit related to a wireless optical transceiving function in one chip, and to form a light source and an optical element on one substrate, thereby easily assembling a PCB and an optical system to standardized modules. CONSTITUTION: A light source driving and automatic output controlling IC(130) is formed on a semiconductor substrate(101). The IC(130) includes an input amplifier and an LD(Laser Diode) driving circuit. The input amplifier receives an input signal, and amplifies the input signal. The LD driving circuit drives an LD(110) by using the amplified signal. A signal detected through a PD(Photo Detector)(120) is amplified through an optical detection amplifier, is transmitted to an automatic output control circuit, and controls the LD driving circuit. The LD(110) transmits light including a wireless optical communication signal to a free space outside of a transmitter(100). The light emitted from the LD(110) is collimated through an optical system(140), and is transmitted to the free space.

Description

집적화된 자유공간 무선 광통신용 송신기와 수신기 및 이의 응용장치 {INTEGRATED OPTICAL TRANSMITTER, RECEIVER FOR FREE SPACE OPTICAL COMMUNICATION AND NETWORK SYSTEM AND APPLICATION APPARATUS THEREOF}Integrated free-space wireless optical transmitters and receivers and their applications {INTEGRATED OPTICAL TRANSMITTER, RECEIVER FOR FREE SPACE OPTICAL COMMUNICATION AND NETWORK SYSTEM AND APPLICATION APPARATUS THEREOF}

21 세기 미래 정보 통신 사회는 가입자가 대용량의 초고속 정보교환을 할 수 있는 사회 환경을 요구하고 있으며, 이는 광섬유를 이용한 초고속 광통신 기술과 초고주파 대역의 무선통신 기술의 발전이 있었기 때문에 가능하게 되었다. 1970 년대에 시작된 광통신 관련 연구는 전송손실을 극소화하여 전송거리를 확대하고 초고속 대용량으로 전송하기 위해 지난 10 여 년 동안 발전을 거듭하여 이미 실용화 단계에 접어들어, 기간 광통신망의 대역폭은 100Gbps 를 넘어서 2000 년대에는 Tbps 급을 바라보게 되었다. 그러나 아직도 최종 사용자 혹은 가입자에게 수십 Mbps 이상의 정보를 제공하여 주는 제반 기술은 매우 미흡한 실정이다.The future telecommunications society in the 21st century is demanding a social environment in which subscribers can exchange a large amount of high-speed information, which is made possible by the development of high-speed optical communication technology using optical fiber and wireless communication technology of high frequency band. Optical communication research started in the 1970s has been developed over the past 10 years to minimize transmission loss to increase transmission distance and transmit at high speed and high capacity, and has already been put into practical use. In the '90s, we were looking at Tbps. However, there are still few technologies that provide end users or subscribers with more than tens of Mbps of information.

초고속 광대역 종합 통신망 구축에 있어 정보 전달의 고속성, 병렬성, 대용량성을 보장하는 광통신 기술의 핵심적인 역할은 이론의 여지가 없다.The key role of optical communication technology that guarantees high speed, parallelism, and high capacity of information transmission in the construction of high speed broadband integrated network is indisputable.

기존 무선통신 시스템의 경우 현재 2GHz 대의 PCS 시스템에서의 데이터 전송은 수십 kbps 로 무선 멀티미디어 서비스를 제공하기에는 매우 부족하다.In the existing wireless communication system, data transmission in the PCS system of 2GHz band is currently insufficient to provide wireless multimedia service at tens of kbps.

이와 관련하여 제 3 세대 무선 통신인 최대 2Mbps 의 데이터 전송 속도를 갖는 IMT-2000 관련 연구가 국내외에 걸쳐 매우 활발히 진행되어 실용화 단계에 있다. 그러나 HDTV 등의 초고속 데이터 전송을 위한 차세대 멀티미디어 시스템에서는 가입자에게 수십 ~ 수백 Mbps 의 데이터 전송을 요구하고 있는 실정이므로 IMT-2000 역시 궁극적인 해결 방법이라 할 수는 없을 것이다.In this regard, research on IMT-2000, which has a data transfer rate of up to 2 Mbps, which is a third generation wireless communication, has been actively carried out at home and abroad, and is in a commercialization stage. However, in the next generation multimedia system for ultra-high speed data transmission such as HDTV, subscribers need to transmit data of tens to hundreds of Mbps, so IMT-2000 may not be the ultimate solution.

차세대 멀티미디어는 문자, 데이터, 오디오, 그래픽, 사진, 애니메이션, 영상 등의 다양한 정보 형태가 통합되어 생산, 수집, 전달, 및 가공 처리되게 하는 시스템 및 서비스이고, 멀티미디어 산업은 이들 활동과 관련된 산업영역을 가리킨다. 최근 멀티미디어 정보 산업은 컴퓨터 및 통신 부문에서의 기술 발달로 정보의 내용, 형태 및 교류 방법에 있어서의 디지털화, 양방향화, 비동기화, 영상-음향 등 종합화의 방향으로 나아가고 있다. 이러한 기술발전이 산업 구조에 미치는 영향은 혁명적이다. 현재의 멀티미디어 서비스에서 나타나는 가장 중요한 방해요소로는 용량이 부족한 통신망의 성능이 지적되고 있으며, 차세대 멀티미디어를 확대 재생산시킬 수 있는 견인차는 결국 초고속 대용량의 고도화된 통신망을 경제적으로 개인 가입자에게 제공할 수 있는 데에 달려있다.Next-generation multimedia is a system and service that integrates various forms of information such as text, data, audio, graphic, photograph, animation, and video to produce, collect, transmit, and process the multimedia industry. Point. Recently, the multimedia information industry is moving toward the generalization of digitalization, bidirectionalization, asynchronousization, and video-sound in the content, form, and exchange method of information due to technological developments in the computer and communication fields. The impact of these technological developments on the industrial structure is revolutionary. The most important obstacles in the current multimedia services are the performance of insufficient capacity networks, and the towing vehicle capable of expanding and reproducing next-generation multimedia can provide economically personalized subscribers with high speed and high capacity. Depends on having

이러한 초고속 대용량의 정보를 개인 가입자에게 제공할 수 있는 통신망 기술로는 FTTH(fiber-to-the-home)만이 유일한 방법으로 생각되고 있으나, FTTH 의경우는 설치가 어렵고 통신 장치 이외에도 광섬유의 매설에 추가 비용이 발생하므로 설치비가 크다는 문제점이 있다. 또한 광송수신모듈에 있어서도, LD(laser diode) 및 PD(photo detector)와 광섬유를 정렬하는 공정이 추가적으로 필요하게 된다. 본 발명은 기지국(BS; base station)과 이동전화 서비스 스위칭 센터(mobile service switching center)등과 같은 중앙 기지국(CBS; central base station) 간의 연결을 기존의 동축케이블 망이나 초고주파 발진기(oscillator) 및 변조기(modulator) 등의 마이크로파(MW; microwave) 송수신 장치를 이용하는 무선통신망 대신에, 보다 경제적이고 설치가 용이하여 FTTH 의 문제점을 해결할 수 있는 자유공간 무선 광통신을 가능케 할 수 있는 매우 경제적인 무선 광통신용 송수신 모듈을 목표로 하고 있다.Only FTTH (fiber-to-the-home) is considered the only method for communication network technology that can provide such high-speed, high-capacity information to individual subscribers. This occurs, so there is a problem that the installation cost is large. In addition, in the optical transmission module, a process of aligning an optical fiber with a laser diode (LD) and a photo detector (PD) is additionally required. The present invention provides a connection between a base station (CBS) such as a base station (BS) and a mobile service switching center (mobile service switching center), such as a conventional coaxial cable network or an ultra-high frequency oscillator and modulator ( Instead of a wireless communication network using a microwave (MW) transmission and reception device such as a modulator, a very economical wireless transmission and reception module for free space wireless optical communication that can solve the problem of FTTH by more economical and easy installation Aim to.

현재까지의 자유공간 무선 광통신은 설치가 신속하고 용이하여 서비스를 곧바로 제공할 수 있으며, 통신 보안이 물리적으로 확보된다는 장점을 갖고 기존 유선망의 백업(back-up)용으로 사용되거나, 빠른 설치를 요구하는 경우를 고려한 점 대 점 연결에 주안점을 두고 고출력의 송수신기 개발에 주로 전념하여 왔으므로 그 실용적 측면이 별로 크지 않았었다.To date, free space wireless optical communication is quick and easy to install, so it can provide services directly, and has the advantage of securing physical communication security, and it is used for back-up of existing wired network or requires quick installation. The practical aspects were not so large since the main focus was on the development of high-power transceivers with a focus on point-to-point connections.

따라서, 본 발명에서는 기존의 단순 점-대-점 방식과는 다른 OWLL 및 OWLL 을 이용한 FSON 시스템을 이용해 다수의 가입자 혹은 사용자에게 초고속 대용량의 정보를 안정적으로 제공하는 데 적합한 새로운 개념의 경제적인 자유공간 무선 광통신용 송수신기 모듈을 제안하는 것이다.Therefore, in the present invention, a new concept of economical free space suitable for stably providing a large amount of information to a large number of subscribers or users using a FSON system using OWLL and OWLL different from the existing simple point-to-point method. It is proposed a transceiver module for wireless optical communication.

본 발명은 자유공간 즉 공기를 통해 광신호를 송수신하여 통신하는 방식을 이용한 무선 광통신 링크(OWLL; Optical WireLess Link) 및 이를 이용한 자유공간 무선 광통신 네트워크(FSON; free space optical network)시스템을 가능케 하는 무선 광통신용 송신기와 수신기 및 이를 응용한 장치에 관한 것이다.The present invention provides a wireless optical communication link (OWLL; Optical WireLess Link) using a method of transmitting and receiving an optical signal through free space, that is, air, and a free space optical network (FSON) system using the same. The present invention relates to an optical communication transmitter and receiver and an apparatus using the same.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 무선 광통신용 송신기의 구조를 나타내는 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing the structure of a transmitter for a wireless optical communication according to an embodiment of the present invention.

도 2 는 도 1 의 무선 광통신용 송신기 내의 광원 구동 및 제어회로의 일례를 나타내는 블록도이다.FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a light source driving and control circuit in the wireless optical communication transmitter of FIG. 1.

도 3 과 도 4 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 광통신용 송신기의 구조를 나타내는 개념도이다.3 and 4 is a conceptual diagram showing the structure of a transmitter for a wireless optical communication according to another embodiment of the present invention.

도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 무선 광통신용 수신기의 구조를 나타내는 개념도이다.5 is a conceptual diagram illustrating a structure of a wireless optical communication receiver according to an embodiment of the present invention.

도 6 은 도 5 의 무선 광통신용 수신기 내의 수신기 회로의 일례를 나타내는 블록도이다.FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of a receiver circuit in the receiver for wireless optical communication of FIG. 5.

도 7 과 도 8 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 광통신용 수신기의 구조를 나타내는 개념도이다.7 and 8 are conceptual views showing the structure of a receiver for a wireless optical communication according to another embodiment of the present invention.

도 9 는 본 발명의 실시예에 따른 무선 광통신용 송수신기의 구조를 나타내는 개념도이다.9 is a conceptual diagram illustrating a structure of a transceiver for wireless optical communication according to an embodiment of the present invention.

도 10 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 광통신용 송수신기의 구조를 나타내는 개념도이다.10 is a conceptual diagram illustrating a structure of a wireless optical communication transceiver according to another embodiment of the present invention.

도 11 은 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 링크를 통해 접속 가능한 무선 광통신용 송수신기의 구조를 나타내는 개념도이다.11 is a conceptual diagram illustrating a structure of a wireless optical communication transceiver connectable through an optical fiber link according to an embodiment of the present invention.

도 12 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광섬유 링크를 통해 접속 가능한 무선 광통신용 송수신기의 구조를 나타내는 개념도이다.12 is a conceptual diagram illustrating a structure of a wireless optical communication transceiver connectable through an optical fiber link according to another embodiment of the present invention.

도 13 은 본 발명의 실시예에 따른 이더넷과 접속 가능한 무선 광통신용 송수신기의 구조를 나타내는 개념도이다.13 is a conceptual diagram illustrating a structure of a wireless optical communication transceiver connectable with Ethernet according to an embodiment of the present invention.

도 14 는 본 발명의 실시예에 따른 무선 광통신용 트랜스폰더의 구조를 나타내는 개념도이다.14 is a conceptual diagram illustrating a structure of a transponder for wireless optical communication according to an embodiment of the present invention.

도 15 와 도 16 은 본 발명의 실시예에 따른 송신부와 수신부를 분리한 무선 광통신용 트랜스폰더의 송신부와 수신부의 구조를 각각 나타내는 개념도이다.15 and 16 are conceptual views illustrating structures of a transmitter and a receiver of a wireless optical communication transponder in which a transmitter and a receiver are separated according to an embodiment of the present invention, respectively.

도 17 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 광통신용 수신기의 구조를 나타내는 평면도이다.17 is a plan view illustrating a structure of a wireless optical communication receiver according to another embodiment of the present invention.

도 18 내지 도 20 은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 무선 광통신용 수신기의 구조를 나타내는 단면도이다.18 to 20 are cross-sectional views showing the structure of a wireless optical communication receiver according to another embodiment of the present invention.

[발명의 실시를 위한 형태][Mode for Carrying Out the Invention]

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 무선 광통신용 송신기의 구조를 설명한다. 도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 무선 광통신용 송신기(100)의 개념도이고, 도 2는 도 1의 송신기에 사용되는 광원 구동 및 자동 출력 제어회로의 일례를 나타내는 블록도이다.First, the structure of a transmitter for a wireless optical communication according to an embodiment of the present invention will be described. 1 is a conceptual diagram of a wireless optical communication transmitter 100 according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a block diagram showing an example of a light source driving and automatic output control circuit used in the transmitter of FIG.

도 1 에 나타난 바와 같이, 송신기(100) 내에는 광원 구동 및 자동출력 제어용 집적 회로(130)가 규소(Si) 등으로 이루어진 반도체 기판(101)위에 형성되어 있다. 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로(130)는 다양한 방법으로 형성될 수 있으며, 그 하나의 예가 도 2 에 나타나 있다. 즉, 외부로부터 입력신호를 받아 이를 증폭하기 위한 입력증폭기(1302)와, 입력증폭기(1302)를 통해 증폭된 신호를 이용하여 광원인 LD(110)를 구동하는 LD 구동회로(1304)를 포함하고 있으며, PD(120)를 통해 검출된 신호는 광검출증폭기(1306)를 통해 증폭된 후, 자동출력제어회로(1308)로 전달되어 LD 구동회로(1304)를 제어하게 된다. 또한, 이와 같은 광원 구동 및 자동 출력 제어용 집적 회로(130)는 알려진 집적회로 제조공정에 따라 제조된다.As shown in FIG. 1, in the transmitter 100, an integrated circuit 130 for driving light sources and controlling automatic output is formed on a semiconductor substrate 101 made of silicon (Si) or the like. The light source driving and automatic output control circuit 130 can be formed in various ways, one example of which is shown in FIG. That is, it includes an input amplifier 1302 for receiving an input signal from the outside and amplifying it, and an LD driving circuit 1304 for driving the LD 110 as a light source using the signal amplified by the input amplifier 1302. The signal detected through the PD 120 is amplified by the photodetector amplifier 1306 and then transferred to the automatic output control circuit 1308 to control the LD driving circuit 1304. In addition, the integrated circuit 130 for light source driving and automatic output control is manufactured according to a known integrated circuit manufacturing process.

광원 구동 및 자동 출력 제어용 집적 회로(130)가 형성되어 있는 기판(101) 위에는 송신기(100) 외부의 자유공간으로 무선 광통신 신호를 담은 빛을 송신하기 위한 광원으로 레이저 다이오드(LD; laser diode)(110)가 형성되어 있다. LD(110)로부터 나온 빛은 광학계(140)를 통해 시준(collimation)되어 자유 공간으로 송신된다. 광원으로는 LD 외에도 발광다이오드(LED; light emitting diode) 등이 사용될 수도 있으며, LD 로는 Febry-Perot LD 나, DFB-LD(distributed feedback LD), VCSEL(vertical cavity surface emitting laser) 등 다양한 종류의 LD를 모두 사용할 수 있다.A laser diode (LD) is a light source for transmitting light containing a wireless optical communication signal to a free space outside the transmitter 100 on the substrate 101 on which the light source driving and automatic output control integrated circuits 130 are formed. 110 is formed. Light emitted from the LD 110 is collimated through the optical system 140 and transmitted to free space. In addition to LDs, light emitting diodes (LEDs) may be used as light sources, and LDs may include various types of LDs such as Febry-Perot LD, distributed feedback LD (DFB-LD), and vertical cavity surface emitting laser (VCSEL). You can use both.

어떤 종류의 광원을 송신기에 사용할 것인가는 송신기의 송신 거리와도 관련된다. 송신거리 별로 초근거리(100m 이하), 근거리(50 - 300m), 중거리(150 - 500m), 장거리(500 - 2000m)로 송신기를 구분할 수 있는데, 예를 들어 초근거리용 송신기에서는 명목 파장이 0.85*10-6m 인 VCSEL 을 광원으로 사용하는 것이 좋다. 본 발명에 따른 송신기를 500m 이하의 중거리 또는 300m 이하의 근거리 무선 광통신에서 사용할 경우 LD 에서 나오는 빛의 명목 파장은 1,3*10-6m 또는 1.55*10-6m 등이 될 수 있다. 광원으로부터 나오는 빛은 눈을 비롯한 인체에 대한 안전기준을 만족하는 것이 바람직하다.What kind of light source to use for the transmitter is also related to the transmitter's transmission distance. The transmitters can be classified into super short distance (100m or less), short distance (50-300m), medium distance (150-500m), and long distance (500-2000m) for each transmission distance.For example, the nominal wavelength is 0.85 * It is recommended to use VCSEL of 10-6m as a light source. When the transmitter according to the present invention is used in a medium distance of 500m or less or short-range wireless optical communication of 300m or less, the nominal wavelength of light emitted from the LD may be 1,3 * 10-6m or 1.55 * 10-6m. Light emitted from the light source preferably satisfies safety standards for the human body, including the eyes.

또한, 기판(101) 위에는 LD(110)와 약간의 간격을 두고 인접하여 LD(110)로부터 나오는 빛을 검출할 수 있는 광검출 소자(PD; photodetector)(120)가 형성되어 있다. PD(120)로는 MSM(metal-semiconductor-metal) PD, PIN(inversely biased P-N junction) PD, APD(avalanche photodiode) 등의 다양한 소자가 사용될 수 있으며, PD(120)는 LD(110)로부터 나오는 빛을 검출하여, 앞서 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로(130)의 구성을 설명할 때 언급한 바와 같이, 이를 LD(110)의 출력을 제어하기 위한 신호로 사용한다.In addition, a photodetector (PD) 120 capable of detecting light emitted from the LD 110 is formed on the substrate 101 to be adjacent to the LD 110 at a slight distance from each other. As the PD 120, various devices such as metal-semiconductor-metal (MSM) PD, inversely biased PN junction (PIN) PD, and avalanche photodiode (APD) may be used, and the PD 120 may emit light from the LD 110. As described above when the configuration of the light source driving and automatic output control circuit 130 is detected, this is used as a signal for controlling the output of the LD 110.

기판(101) 위에 형성되어 있는 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로(130)는 회로와의 접속을 제공하기 위한 다수의 본딩 패드(103)를 갖고 있는데, LD(110) 및PD(120)는 이러한 본딩 패드(103) 중 광원 구동 및 자동출력 제어 회로(130) 내의 해당 연결부와의 접속을 제공하기 위한 부분과 접속된다. 즉, LD(110)는 도 2의 LD 구동회로(1304)와 연결되며, PD(120)는 도 2 의 광검출증폭기(1306)와 연결된다. LD(110)는 광학계와 접속되는 부분에 위치하게 되므로 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로(130)와의 접속을 위해 연결부(109)를 따로 형성할 수 있다.The light source driving and automatic output control circuit 130 formed on the substrate 101 has a plurality of bonding pads 103 for providing connection with the circuit, and the LD 110 and the PD 120 are such bonding. The pad 103 is connected to a portion for providing a connection with a corresponding connection portion in the light source driving and automatic output control circuit 130. That is, the LD 110 is connected to the LD driving circuit 1304 of FIG. 2, and the PD 120 is connected to the photodetector amplifier 1306 of FIG. 2. Since the LD 110 is positioned at a portion connected to the optical system, the connection unit 109 may be separately formed for driving the light source and connecting the automatic output control circuit 130.

기판(101) 상에 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로(130)를 형성하는 과정은 일반적인 반도체 제조 공정을 따르며, PD(120)는 경우에 따라 회로제조 공정에서 함께 형성될 수도 있다. LD(110)의 경우는 별도로 형성한 LD소자를 기판(101) 상에 부착한다. 제조된 기판(101)은 다시 IC 프레임(107)상에 고정되는데, 집적 회로(130)에 마련된 본딩 패드(103)는 IC 프레임의 본딩 패드(104)와 와이어 본딩(105)되어 IC 프레임(107)의 핀(108)을 통해 외부와 연결될 수 있다.The process of forming the light source driving and the automatic output control circuit 130 on the substrate 101 follows a general semiconductor manufacturing process, and the PD 120 may be formed together in a circuit manufacturing process in some cases. In the case of the LD 110, a separately formed LD element is attached onto the substrate 101. The manufactured substrate 101 is again fixed on the IC frame 107. The bonding pad 103 provided in the integrated circuit 130 is wire-bonded 105 with the bonding pad 104 of the IC frame to form the IC frame 107. It may be connected to the outside through the pin 108 of.

한편, 광학계(140)는 렌즈(141)와 렌즈 흘더(142)의 두 부분으로 구성되어 있으며, 광원(110), PD(120), 집적 회로(130)가 형성되어 있는 기판(101)이 고정되어 있는 IC 프레임(107)에 고정되어 있다. 렌즈(141)로는 통상의 비구면 렌즈를 사용하거나, 프레넬(Fresnel) 렌즈 등을 사용할 수 있다. 프레넬 렌즈를 사용할 경우 사출 등의 방식으로 쉽게 렌즈를 제작할 수 있으므로 송신기의 제조비용을 줄일 수 있는 등의 장점이 있다. 이 때, 사용되는 렌즈의 크기를 송신거리별로 규격화하여 송신기를 제조하는 것이 바람직하다. 또한, 렌즈 홀더(142)는 렌즈(141)의 위치를 광학계(140) 블록내에서 앞뒤로 조절할 수 있도록 형성하여 렌즈(141)의 초점거리를 송신기의 사용용도에 따라 맞출 수 있도록 한다.On the other hand, the optical system 140 is composed of two parts, the lens 141 and the lens holder 142, the substrate 101 on which the light source 110, PD 120, integrated circuit 130 is formed is fixed It is fixed to the IC frame 107. As the lens 141, a conventional aspherical lens, a Fresnel lens, or the like can be used. If Fresnel lens is used, it is easy to manufacture the lens by injection method, so there is an advantage of reducing the manufacturing cost of the transmitter. At this time, it is preferable to manufacture the transmitter by standardizing the size of the lens to be used for each transmission distance. In addition, the lens holder 142 is formed to adjust the position of the lens 141 back and forth in the optical system block 140 so that the focal length of the lens 141 can be adjusted according to the use of the transmitter.

광원(110)으로부터 나온 빛은 렌즈(141)를 통해 수신기에 의해 수신되기에 적절한 정도로 시준되는데, 송신기(100)로부터 나오는 빛의 최소명목 빔 분산도(nominal beam divergence)는 1*10-3 라디안이다.Light from the light source 110 is collimated to an appropriate extent to be received by the receiver through the lens 141, where the nominal beam divergence of the light from the transmitter 100 is 1 * 10-3 radians. to be.

한편, 광학계(140)와 IC 프레임(107)은 서로 쉽게 조립될 수 있는 규격화된 블록으로 만들어 두 부분을 조립하여 고정시킨다. 도 3 과 도 4 는 광학계와 IC 프레임 부분을 조립하기 위하여 나사부를 형성한 송신기(300, 400)의 예를 나타낸다. 도 3 또는 도 4 에 도시한 바와 같이, 광학계(도 3:340, 도 4: 440)측과 IC 프레임(도 3: 307, 도 4: 407)측에 각각 나사부(도 3: 350, 도 4: 450)가 형성되어 나사를 돌려 두 부분을 조립할 수 있도록 되어있다. 나사부는 IC 프레임 및 광학계와 일체형으로 형성하거나, IC 프레임 및 광학계와 조립 가능하도록 형성할 수 있다. 도 3 과 도 4 에서는 나사를 돌려 조립된 형태를 도시하고 있다. 도 3 내지 도 4 에 있어서, 나머지 구성요소는 도 1 을 참고로 설명한 것과 유사한 구조를 갖고 있으며, 유사한 구성요소는 유사한 도면부호로 표시되어 있다. 한편, 광학계와 IC 프레임 측에 나사부를 형성하기 위하여, 광학계나 IC 프레임을 둘러싸는 틀을 더 형성하고 틀에 나사부를 형성할 수도 있다.On the other hand, the optical system 140 and the IC frame 107 is made of a standardized block that can be easily assembled with each other to assemble and fix the two parts. 3 and 4 show examples of transmitters 300 and 400 having a screw portion for assembling the optical system and the IC frame portion. As shown in Fig. 3 or Fig. 4, the screw portions (Fig. 3: 350, Fig. 4) on the optical system (Fig. 3: 340, Fig. 4: 440) side and the IC frame (Fig. 3: 307, Fig. 4: 407) side, respectively. 450) is formed so that the two parts can be assembled by turning the screws. The screw portion may be formed integrally with the IC frame and the optical system, or may be formed to be assembled with the IC frame and the optical system. 3 and 4 show the assembled form by turning the screw. 3 to 4, the remaining components have a structure similar to that described with reference to FIG. 1, and similar components are denoted by like reference numerals. On the other hand, in order to form the screw portion on the optical system and the IC frame side, a frame surrounding the optical system or the IC frame may be further formed, and the screw portion may be formed on the frame.

나사부를 형성할 때에는 다양한 크기의 렌즈를 갖는 광학계나 다양한 전송거리별로 규격화하여 형성한 IC 를 포함하는 IC 프레임에 대해 동일한 규격의 나사부를 형성하여 필요에 따라 두 부분을 적절히 조립할 수 있도록 한다. 이렇게 할 경우, 동일한 IC 프레임에 대해서도 송신 거리나 신뢰성 등의 요구사항에 따라 지름이 작은 렌즈나 큰 렌즈를 임의로 장착할 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 나사부를 형성하는 등의 방법으로 IC 프레임 측과 광학계를 쉽게 조립할 수 있도록 제조할 수 있으므로 매우 간편하게 적절한 규격의 송신기를 제조할 수 있다.When forming the screw part, the screw part of the same specification is formed for the IC frame including the optical system having the lens of various sizes or the IC formed by standardizing the transmission distance, so that the two parts can be properly assembled as necessary. In this case, a lens with a small diameter or a large lens can be arbitrarily attached to the same IC frame according to requirements such as transmission distance and reliability. That is, according to the present invention, since it can be manufactured to easily assemble the IC frame side and the optical system by a method such as forming a screw portion, it is possible to manufacture a transmitter of a suitable standard very simply.

그밖에도, 송신기를 옥외에 설치하기 위해서는 광학계의 바깥쪽으로 광원의 파장에 대해서 투명한 출력 창을 설치하는 것이 바람직하며, 습기나 온도 변화에 대응하기 위한 보호 덮개나 히터 등을 설치할 수도 있다.In addition, in order to install the transmitter outdoors, it is preferable to provide an output window that is transparent to the wavelength of the light source outside the optical system, and a protective cover or heater for coping with moisture or temperature change may be provided.

이제 본 발명의 실시예에 따른 무선 광통신용 수신기에 대해 상세히 설명한다. 도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 무선 광통신용 수신기의 개념도이고, 도 6 은 도 5 의 수신기에 사용되는 광 수신기 회로의 일례를 나타내는 블록도이다.Now, a wireless optical communication receiver according to an embodiment of the present invention will be described in detail. 5 is a conceptual diagram of a wireless optical communication receiver according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a block diagram showing an example of an optical receiver circuit used in the receiver of FIG.

수신기(500) 내에는 예를 들어 도 6에 나타난 바와 같은 구성을 갖는 수신기 집적 회로(530)가 규소(Si) 등으로 이루어진 기판(501) 위에 형성되어 있다. 수신기 회로(530)는, 광검출 소자(510)로부터 전달된 입력신호를 증폭하기 위한 전치증폭기(preamplifier)(TIA; trans-impedance amplifier)(5302), 전치증폭기(5302)로부터 전달된 신호를 다시 증폭하기 위한 신호증폭기(5304), 수신된 신호의 이득을 조절하는 자동이득조절기(5306), 수신된 신호로부터 데이터를 복원하기 위한 데이터 복원 회로(5308), 수신된 신호로부터 클락을 추출하여 데이터 복원회로(5308)로 제공하는 클락 생성 회로(5310) 등으로 구성될 수 있다. 이러한 수신기 집적 회로(530) 역시 알려진 집적회로 제조공정에 따라 제조된다.In the receiver 500, for example, a receiver integrated circuit 530 having a configuration as shown in FIG. 6 is formed on a substrate 501 made of silicon (Si) or the like. The receiver circuit 530 may retransmit the signal transmitted from the preamplifier (TIA) 5302 and the preamplifier 5302 to amplify the input signal transmitted from the photodetector element 510. A signal amplifier 5304 for amplifying, an automatic gain controller 5306 for adjusting the gain of the received signal, a data recovery circuit 5308 for recovering data from the received signal, and data recovery by extracting a clock from the received signal And a clock generation circuit 5310 provided to the circuit 5308. This receiver integrated circuit 530 is also manufactured according to known integrated circuit manufacturing processes.

기판(501) 위에는 수신기(500) 외부의 자유공간으로부터 수신되는 빛을 검출하기 위한 광검출 소자(PD; photodetector)(510)가 형성되어 있다. PD(510)로는 송신기(100)에서와 마찬가지로, MSM(metal-semiconductor-metal) PD, PIN(inverselybiased P-N junction) PD, APD(avalanche photodiode) 등의 다양한 소자가 사용될 수 있다. PD(510)와 수신기 집적회로(530)와의 연결을 위해 연결부(509)가 형성되어 있다.A photodetector (PD) 510 is formed on the substrate 501 to detect light received from a free space outside the receiver 500. As the PD 510, various devices, such as a metal-semiconductor-metal (MSM) PD, an inversely-biased P-N junction (PIN) PD, and an avalanche photodiode (APD), may be used as the PD 510. A connection unit 509 is formed to connect the PD 510 and the receiver integrated circuit 530.

기판(101) 상에 PD(510)와 수신기 집적 회로(530)를 형성하는 과정은 일반적인 반도체 제조 공정을 따르며, PD(510)와 수신기 집적회로(530)는 동일한 제조 공정을 통해 제조될 수도 있다. 완성된 기판(101)은 다시 IC 프레임(107) 상에 고정되고, 집적 회로(530)에 마련된 본딩패드(503)와 IC 프레임(507)의 본딩 패드(504)가 와이어 본딩(505)되어 IC 프레임(507)의 핀(508)을 통해 수신기 회로(530)는 외부와 연결된다.The process of forming the PD 510 and the receiver integrated circuit 530 on the substrate 101 follows a general semiconductor manufacturing process, and the PD 510 and the receiver integrated circuit 530 may be manufactured through the same manufacturing process. . The completed substrate 101 is again fixed on the IC frame 107, and the bonding pad 503 provided in the integrated circuit 530 and the bonding pad 504 of the IC frame 507 are wire bonded 505 to form an IC. The receiver circuit 530 is connected to the outside through the pin 508 of the frame 507.

외부로부터 수신되는 빛은 광학계(540)를 통해 집광되어 PD(510)로 전달된다. 광학계(540)는 송신기(100)의 경우와 유사하게 렌즈(541)와 렌즈홀더(542)로 구성되어 있다. 렌즈(541)로는 송신기(100)에서와 마찬가지로 비구면 렌즈나 프레넬 렌즈 등을 사용할 수 있는데, 프레넬 렌즈를 사용할 경우 빔 모음(beam collection)의 효율을 극대화할 수 있으며, 사출 등의 매우 경제적인 방법에 의해 제작될 수 있으므로 기존의 다른 형태의 렌즈들보다 경제성을 가질 수 있어 FSON 용 송수신 장치의 경제성 확보에 크게 도움을 줄 수 있게 된다. 또한 프레넬 렌즈는 수차(numerical aperture)가 크기때문에 수신 각도(acceptance angle)가 커서 광 신호를 용이하게 그리고 경제적으로 수신할 수 있다.Light received from the outside is collected through the optical system 540 and transmitted to the PD 510. The optical system 540 includes a lens 541 and a lens holder 542 similarly to the case of the transmitter 100. As the lens 541, an aspherical lens or a Fresnel lens can be used as in the transmitter 100. When the Fresnel lens is used, the efficiency of beam collection can be maximized, and it is very economical such as injection. Since it can be manufactured by the method, it can be more economical than other types of lenses, which can greatly help in securing the economics of the FSON transceiver. In addition, Fresnel lenses have a large numerical aperture, so the acceptance angle is large, so that optical signals can be easily and economically received.

수신기 역시 송신기와 마찬가지로 광학계를 IC 프레임과 쉽게 조립할 수 있는 규격화된 블록으로 제조하는 것이 바람직하다. 도 7 과 도 8 에 광학계와 IC 프레임 부분을 조립하기 위하여 나사부를 형성한 수신기의 예를 나타내었다. 도 7 또는 도 8 에 도시한 바와 같이, 광학계(도 7: 740, 도 8: 840)측과 IC 프레임(도 7: 707, 도 8: 807)측에 각각 나사부(도 7: 750, 도 8: 850)가 형성되어 나사를 돌려 두 부분을 조립할 수 있도록 되어 있다.The receiver, like the transmitter, is also preferably manufactured from standardized blocks that can be easily assembled with the IC frame. 7 and 8 show an example of a receiver having a screw portion for assembling the optical system and the IC frame portion. As shown in Fig. 7 or Fig. 8, the screw portions (Fig. 7: 750, Fig. 8) on the optical system (Fig. 7: 740, Fig. 8: 840) side and the IC frame (Fig. 7: 707, Fig. 807) side respectively. 850) is formed so that the two parts can be assembled by turning the screw.

송신기의 경우와 마찬가지로 나사부는 IC 프레임 및 광학계와 일체형으로 형성하거나 조립 가능하게 형성할 수 있으며, 규격화된 나사부를 이용하여 다양한 조합이 가능하도록 할 수 있다. 도 7 과 도 8 에서는 나사를 돌려 조립된 형태를 도시하고 있으며, 도 7 내지 도 8 에 있어서, 나머지 구성요소는 도 5 를 참고로 설명한 것과 유사한 구조를 갖고 있으며, 유사한 구성요소는 유사한 도면부호로 표시되어 있다. 한편, 광학계와 IC 프레임 측에 나사부를 형성하기 위하여, 광학계나 IC 프레임을 둘러싸는 틀을 더 형성하고 틀에 나사부를 형성할 수도 있다.As in the case of the transmitter, the screw portion may be formed integrally with the IC frame and the optical system or may be assembled, and various combinations may be made using a standardized screw portion. 7 and 8 illustrate the assembled form by turning the screw, in FIGS. 7 to 8, the remaining components have a structure similar to that described with reference to FIG. 5, and similar components have similar reference numerals. Is indicated. On the other hand, in order to form the screw portion on the optical system and the IC frame side, a frame surrounding the optical system or the IC frame may be further formed, and the screw portion may be formed on the frame.

자유공간 무선 광통신 시스템에 있어 매우 중요한 기능은 송수신 장치가 항상 신뢰성을 유지해야 한다는 것이다. OWLL 의 경우에는 광섬유 통신 링크와는 달리 수신되는 신호 크기가 송수신기의 정렬 상태가 나빠짐에 따라 감쇠 (degradation)될 수 있는 요소가 있다. 따라서 OWLL 송수신기의 정렬 상태가 항시 양호하게 유지되고 있는지를 감시해야 한다. 이를 위해서 본 발명의 실시예에서는 수신 신호 크기를 항상 감시할 수 있도록 하는 모니터링 단자(도시하지 않음)를 둘 수 있다. 또한, 이 모니터링 단자를 표시장치(도시하지 않음)와 연결하여 수신기에 수신되고 있는 신호의 크기를 외부로 표시할 수도 있다. 표시장치로는 가시광의 LED 등을 쓸 수 있다. 또한, 수신되고 있는 신호의 크기를 외부로 표시하는 것 외에도 수신기 회로 상에서 신호 감쇠 정도를 파악하여 전체 FSON 시스템을 관리 감독하는 중앙 기지국으로 보고하도록 하는 것도 가능하다.A very important function in a free space wireless optical communication system is that the transceiver must always be reliable. In the case of the OWLL, unlike the optical fiber communication link, there is an element that can be degraded as the size of the received signal worsens. Therefore, it is important to monitor whether the alignment of the OWLL transceiver is always in good condition. To this end, in an embodiment of the present invention, a monitoring terminal (not shown) may be provided so that the reception signal size can be always monitored. In addition, the monitoring terminal may be connected to a display device (not shown) to externally display the magnitude of the signal being received by the receiver. As the display device, a visible light LED or the like can be used. In addition to displaying the magnitude of the signal being received externally, it is also possible to determine the degree of signal attenuation on the receiver circuitry and report it to the central base station overseeing the entire FSON system.

기존의 광섬유를 사용하는 유선 광통신용 송수신기는 일반적으로 LD 와 광섬유 혹은 PD 와 광섬유를 수 m 의 정밀도를 갖고 정렬하여 피그-테일링(pig-tailing)하기 위해 제작 시간을 많이 요하는 정밀한 실장(packaging)이 필요하여 제작 단가가 매우 높게 된다. 반면에 본 발명에서 제시하는 것과 같은 OWLL 및 FSON 용 송수신기는 매우 경제적으로 제작 할 수 있다는 장점을 갖는다. 이와 같이 본 발명에서 제시하는 OWLL 및 FSON 용 송수신기는 기존 유선 광통신용 송수신기에비해 매우 경제적이므로 FSON 시스템을 FTTH (fiber-to-the-home) 시스템 보다 경제성을 확보할 수 있게 하는 매우 중요성을 지닌다.Transceivers for wired optical communication using conventional optical fibers typically require a lot of manufacturing time to align and pig-tail the LD and optical fibers or PD and optical fibers with a few m precision. This necessitates a very high production cost. On the other hand, the transceiver for OWLL and FSON as presented in the present invention has the advantage that it can be manufactured very economically. As described above, the transceiver for the OWLL and the FSON proposed by the present invention is very economical compared to the conventional wired optical communication transceiver, and thus, the FSON system is very important to secure the economy more than the FTTH (fiber-to-the-home) system.

수신기의 경우 송신기가 내보내는 빛만을 선택적으로 받아들이도록 하는 것이 바람직하다. 송신기가 내보내는 빛은 앞서 설명한 바와 같이, 0.85*10-6m, 1.3*10-6m, 1.55*10-6m 등의 명목 파장을 갖는 빛이다. 이를 위하여 송신기가 내보내는 파장의 빛에 대해서만 투명하고 보통의 자연광을 차단할 수 있는 입력 창을 수신기의 광학계 앞쪽에 설치하는 것이 좋다. 옥외에 설치하여 사용하기 위해서는 수신기 역시 덮개나 히터 등의 장치를 설치하는 것이 필요할 수도 있다.In the case of the receiver, it is desirable to selectively accept only the light emitted by the transmitter. The light emitted by the transmitter is light having a nominal wavelength of 0.85 * 10-6m, 1.3 * 10-6m, and 1.55 * 10-6m as described above. For this purpose, it is advisable to install an input window in front of the receiver's optics that is only transparent to the light emitted by the transmitter and blocks normal natural light. In order to install and use outdoors, the receiver may need to install a device such as a cover or a heater.

도 9 는 송신기와 수신기가 하나의 모듈로 된 OWLL 및 FSON 시스템용 일체형 송수신기(transceiver, TRX)를 나타내고 있다. OWLL 및 FSON 은 기본적으로 양방향 통신이므로 송신기, 수신기가 따로 쓰이는 경우보다 함께 쓰이는 경우가 훨씬 많을 것이다. 이를 위해 도 1 과 도 5 에 각각 나타낸 송신기와 수신기를 일체형으로 구성한 것이 도 9 의 송수신기이다.9 shows an integrated transceiver (TRX) for OWLL and FSON systems in which the transmitter and receiver are in one module. OWLL and FSON are basically two-way communications, so they are much more likely to be used together than when the transmitter and receiver are used separately. For this purpose, the transmitter and receiver shown in FIGS. 1 and 5 are integrally configured with the transceiver of FIG. 9.

도 9 에 나타난 바와 같이, 송수신용 회로(930)가 하나의 반도체기판(901) 상에 집적 형성되어 있으며, 광 송신 모듈을 위한 LD(910) 및 PD(920)와 광 수신 모듈을 위한 PD(960)도 기판(901) 상에 함께 형성되어 있다. 반도체 기판(901)이 고정된 IC 프레임(907)은 송신용 광학계(940) 및 수신용 광학계(990)와 함께 조립되어 있다. 기타의 구조는 송신기(100) 및 수신기(500)의 해당 부분과 유사하다. 이와 같이 형성하면 광 송수신기의 크기를 매우 작게 할 수 있으며, 따라서 광학계의 크기가 매우 소형화될 수 있을 때 이러한 구조가 유용하다.As shown in FIG. 9, a circuit 930 for transmitting / receiving is integrally formed on one semiconductor substrate 901 and includes an LD 910 and a PD 920 for an optical transmission module and a PD for an optical receiving module. 960 is also formed on the substrate 901 together. The IC frame 907 to which the semiconductor substrate 901 is fixed is assembled together with the transmission optical system 940 and the reception optical system 990. The other structure is similar to that portion of transmitter 100 and receiver 500. Such a configuration can make the size of the optical transceiver very small, and therefore, this structure is useful when the size of the optical system can be made extremely small.

그러나, 무선 광통신 링크를 구성할 때에 송수신기들이 서로 마주보는 경우가 자주 발생하게 된다. 이 경우 광신호가 송수신기의 수신 광학계 뿐 아니라 송신 광학계 측의 광원으로도 입력될 수 있으며, 필요에 따라서는 광학계의 크기를 수 - 수십 cm 정도로 크게 구성해야 되는 경우도 있다. 따라서, 이 경우에는 송수신기의 송신 부분과 수신 부분 사이에 일정한 공간을 확보하는 것이 필요하며, 이를 위해 송신 부분의 회로와 수신 부분의 회로를 분리하여 구성하는 것이 유리하게 된다.However, transceivers often face each other when configuring a wireless optical communication link. In this case, the optical signal may be input not only to the reception optical system of the transceiver but also to the light source on the side of the transmission optical system, and the size of the optical system may need to be set to several tens of cm as needed. Therefore, in this case, it is necessary to secure a certain space between the transmitting part and the receiving part of the transceiver. For this purpose, it is advantageous to separate the circuit of the transmitting part and the circuit of the receiving part.

도 10 에는 이와 같이 송신 부분의 회로와 수신 부분의 회로를 분리한 송수신기의 예가 도시되어 있다. 도 10 에 나타난 바와 같이, 송신부분의 광원 구동 및 자동 출력 제어용 집적 회로(1030)와 수신 부분의 수신기 집적 회로(1080)를 각각 별도의 반도체 기판(1001, 1051) 상에 형성한다. 송신 부분의 기판(1001) 상에는 LD(1010)와 PD(1020)가 함께 형성되어 광원 구동 및 자동 출력 제어용 집적 회로(1030)와 연결되어 있으며, 수신 부분의 기판(1051) 상에는 PD(1060)가 형성되어 수신기 집적회로(1080)와 연결되어 있다. 이와 같이 형성된 각 기판(1001, 1051)은 다시 각각 IC 프레임(1007, 1057) 상에 고정되며, 이와 같은 IC 프레임(1007, 1057)이 적절한 간격을 두고 하나의 기판(1050) 상에 배치된다. 송신 부분과 수신 부분 사이의 간격은 송수신기를 구성하는 광학계의 크기 등에 의해 적절히 결정될 수 있다. 그리고, 송신 부분의 광원(1010)과 수신 부분의 광검출 소자(1060)에 대해 각각 송신용 광학계(1040)와 수신용 광학계(1090)가 결합된다.Fig. 10 shows an example of a transceiver in which the circuits of the transmitting part and the circuits of the receiving part are separated in this way. As shown in FIG. 10, the integrated circuit 1030 for driving the light source of the transmitting portion and the automatic output control and the receiver integrated circuit 1080 for the receiving portion are formed on separate semiconductor substrates 1001 and 1051, respectively. The LD 1010 and the PD 1020 are formed together on the substrate 1001 of the transmitting portion, and are connected to the integrated circuit 1030 for driving the light source and the automatic output control, and the PD 1060 is formed on the substrate 1051 of the receiving portion. And are connected to the receiver integrated circuit 1080. Each of the substrates 1001 and 1051 formed as described above is fixed on the IC frames 1007 and 1057, respectively. The IC frames 1007 and 1057 are disposed on one substrate 1050 at appropriate intervals. The distance between the transmitting portion and the receiving portion can be appropriately determined by the size of the optical system constituting the transceiver. Then, the optical system 1040 and the optical system 1090 for transmission are coupled to the light source 1010 of the transmission portion and the light detecting element 1060 of the reception portion, respectively.

도 9 와 도 10 에 나타낸 송수신기(900, 1000)에서도 앞서 설명한 송신기(100)나 수신기(500)에서와 같이, 송신 광학계(940, 1040)와 수신광학계(990, 1090)는 각각 표준화된 규격에 따른 모듈로 제작하여 IC 프레임 또는 기판과 조립할 수 있으며, 조립 방법 역시 송신기(100) 또는 수신기(500)에 사용된 것과 동일한 방법을 사용할 수 있다. 또한 도 9 와 10 에 나타낸 본 발명의 송수신기(900, 1000)는 앞서 설명한 송신기(100)와 수신기(500)의 모든 특징을 동일하게 가질 수 있다.In the transceivers 900 and 1000 illustrated in FIGS. 9 and 10, as in the transmitter 100 and the receiver 500 described above, the transmission optical systems 940 and 1040 and the reception optical systems 990 and 1090 are respectively standardized. It can be assembled with the module according to the IC frame or the board, the assembly method can also use the same method used in the transmitter 100 or the receiver 500. In addition, the transceivers 900 and 1000 of the present invention shown in FIGS. 9 and 10 may have all the same features of the transmitter 100 and the receiver 500 described above.

송신 광학계(940, 1040)와 수신 광학계(990, 1090)는 필요에 따라 동일한 규격의 것을 사용할 수도 있고, 다른 규격의 것을 사용할 수도 있다. 또한, 도 9 와 도 10 에 나타난 송수신기(900, 1000)에서는 송신 광학계(940, 1040)와 수신 광학계(990, 1090)가 동일한 방향으로 설치되어 있지만, 필요에 따라서는 송신 광학계와 수신 광학계를 다른 방향으로 설치할 수도 있다. 이를 위해서는 기판 상에 형성하는 회로 및 광학 소자의 위치를 적절히 조절할 수 있다.The transmission optical system 940, 1040 and the reception optical system 990, 1090 may use the thing of the same specification as needed, and the thing of another specification may be used. In the transceivers 900 and 1000 shown in Figs. 9 and 10, although the transmission optical systems 940 and 1040 and the receiving optical systems 990 and 1090 are provided in the same direction, the transmission optical system and the receiving optical system are different from each other if necessary. It can also be installed in the direction. For this purpose, the position of the circuit and optical element formed on a board | substrate can be adjusted suitably.

한편, 본 발명의 무선 광통신 링크 및 자유공간 무선 광통신 네트워크 시스템은 기존의 광섬유를 이용한 광통신 시스템과 결합하여 사용될 수도 있다. 이를 위하여 본 발명의 송수신기는 광섬유 링크를 제공하기 위한 광섬유 통신용 송수신기의 구성을 포함할 수도 있다.Meanwhile, the wireless optical communication link and free space wireless optical communication network system of the present invention may be used in combination with an optical communication system using an existing optical fiber. To this end, the transceiver of the present invention may include a configuration of a transceiver for optical fiber communication for providing an optical fiber link.

도 11 은 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 링크를 통해 접속 가능한 무선 광통신용 송수신기의 구조를 나타내고 있다. 도 11 에 나타난 바와 같이, 무선 광통신을 위한 제 1 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로부와 제 1 수신기 회로부와 함께 광섬유 통신을 위한 제 2 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로부와 제 2 수신기 회로부가 하나의 반도체 기판(1101) 상에 함께 집적 형성되어 있다. 기판(1101) 상에는 또한 제 1 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로부와 연결된 LD(1110) 및 PD(1120)와 제 1 수신기 회로부와 연결된 PD(1160)이 형성되어 있다. 기판(1101)은 IC 프레임(1107) 상에 고정되고 와이어 본딩(1105)되는데, 이와 같은 IC 프레임(1107)의 무선 광통신측에는 송신 광학계(1140)와 수신 광학계(1190)가 각각 결합되고, 광섬유 통신측에는 제 2 수신기 회로부 측에 PD(1172)가 제 2 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로부 측에는 LD(1176)가 연결되어 각각 광섬유 링크로부터 전달된 신호를 수신하여 제 1 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로부로 전달하거나, 제 1 수신기 회로부로부터 전달된 신호를 광섬유 링크로 전달할 수 있다. 이를 위해 PD(1172)와 LD(1176)는 각각 광섬유 어댑터(1174, 1178)를 통해 광섬유 링크와 연결된다. 이 때, 광섬유 통신을 위한 PD(1172)와 LD(1176)는 티오캔(TO-can)에 실장된 패키지를 이용할 수 있다.11 illustrates a structure of a wireless optical communication transceiver connectable through an optical fiber link according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 11, the second light source driving and automatic output control circuit portion and the second receiver circuit portion for the optical fiber communication together with the first light source driving and automatic output control circuit portion and the first receiver circuit portion for the wireless optical communication are one semiconductor substrate. It is integrally formed on the 1110. Also formed on the substrate 1101 is an LD 1110 connected to the first light source driving and automatic output control circuitry and a PD 1120 and a PD 1160 connected to the first receiver circuitry. The substrate 1101 is fixed on the IC frame 1107 and wire-bonded 1105. The transmission optical system 1140 and the reception optical system 1190 are coupled to the wireless optical communication side of the IC frame 1107, respectively, and optical fiber communication. On the side, the PD 1172 is connected to the second receiver circuit portion, and the LD 1176 is connected to the second light source driving and automatic output control circuit portion, and receives signals transmitted from the optical fiber links, respectively, and transmits them to the first light source driving and automatic output control circuit portion. Alternatively, the signal transmitted from the first receiver circuit portion may be transmitted to the optical fiber link. For this purpose, the PD 1172 and the LD 1176 are connected to the optical fiber link through the optical fiber adapters 1174 and 1178, respectively. At this time, the PD 1172 and the LD 1176 for optical fiber communication may use a package mounted in a thiocan (TO-can).

광섬유 통신을 위한 PD 나 LD 와 같은 광 소자를 기판 외부에 연결하지 않고반도체 기판 상에 함께 형성하는 것도 가능하다. 도 12 는 이와 같이 반도체 기판 상에 광섬유 링크를 위한 광 소자까지 모두 함께 형성한 송수신기의 구조를 나타낸다.It is also possible to form optical elements such as PD or LD for optical fiber communication together on a semiconductor substrate without connecting them to the outside of the substrate. 12 illustrates a structure of a transceiver in which all optical elements for an optical fiber link are formed together on a semiconductor substrate.

도 12 에 도시한 바와 같이, 회로부(1230)가 형성되어 있는 반도체 기판(1201) 상에 광섬유 통신을 위한 송신측의 광원(1276)과 광검출 소자(1277) 및 수신측의 광검출 소자(1272)를 모두 형성한다. 다음, 이와 같은 광원(1276)과 광검출 소자(1272)가 각각 광섬유 어댑터(1278, 1274)를 통해 광섬유 링크와 연결된다.As shown in FIG. 12, on the semiconductor substrate 1201 in which the circuit portion 1230 is formed, a light source 1276 and a photodetecting element 1277 on the transmitting side for optical fiber communication, and a photodetecting element 1272 on the receiving side. ) To form all. Next, the light source 1276 and the photodetector element 1272 are connected to the optical fiber link through the optical fiber adapters 1278 and 1274, respectively.

도 11 과 도 12 에 나타낸 광 송수신기(1100, 1200)의 경우도, 도 10 에 나타낸 송수신기(1000)에서와 같이 송신 부분과 수신 부분을 분리하여 반도체 기판 상에 형성한 뒤 일정한 간격을 갖도록 PCB 기판 상에 고정하여 형성하는 것도 가능하다. 즉, 제 1 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로와 제 2 수신기 회로를 하나의 반도체 기판 상에 형성하고, 제 1 수신기 회로와 제 2 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로를 다른 하나의 반도체 기판 상에 형성한 후, 다른 기판에 각 부분을 고정시키는 것이다. 마찬가지로 이러한 구조는 송신 부분과 수신 부분 사이에 일정한 간격을 확보해야 할 경우에 유용하다.In the case of the optical transceivers 1100 and 1200 shown in FIGS. 11 and 12, as in the transceiver 1000 shown in FIG. It is also possible to fix and form on a phase. That is, the first light source driving and automatic output control circuit and the second receiver circuit are formed on one semiconductor substrate, and the first receiver circuit and the second light source driving and automatic output control circuit are formed on the other semiconductor substrate. Then, each part is fixed to another board | substrate. Likewise, this structure is useful when it is necessary to secure a certain distance between the transmitting part and the receiving part.

또한, 본 발명의 무선 광통신 링크 및 자유공간 무선 광통신 네트워크 시스템은 이더넷(ethernet)이나 랜(LAN)과 결합하여 효과적으로 사용될 수 있다. 이를 위해서는 미디어 컨버터(media converter)를 사용하여 이더넷 신호와 본 발명의 광 송수신기의 신호를 서로 변환한다. 이를 위한 장치(1300)가 도 13 에 나타나 있다.In addition, the wireless optical communication link and free space wireless optical communication network system of the present invention can be effectively used in combination with Ethernet or LAN. To do this, a media converter is used to convert the Ethernet signal and the signal of the optical transceiver of the present invention. An apparatus 1300 for this is shown in FIG. 13.

즉, 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로부 및 수신기 회로부와 함께 데이터변환을 위한 미디어 컨버터 회로부를 함께 반도체 기판(1301) 상에 형성한다. IC(1330)의 미디어 컨버터 회로부 측과 연결된 핀(1308)을 통해 미디어 컨버터 회로부는 이더넷과의 연결을 위한 비-절연 트위스티드 페어케이블(UTP; unshielded twisted-pair)용 포트(1370)로 연결된다.That is, the media converter circuit portion for data conversion together with the light source driving and automatic output control circuit portion and the receiver circuit portion are formed on the semiconductor substrate 1301. Pin 1308 connected to the media converter circuitry side of the IC 1330 connects the media converter circuitry to a port 1370 for an unshielded twisted-pair cable (UTP) for connection with Ethernet.

그런데, 이더넷을 위한 UTP 케이블은 일정 거리 이상 사용하는 것이 어려우므로 무선 광통신용 송수신기와 미디어 컨버터 사이를 광섬유 링크를 이용하여 연결하여야 하는 경우가 있다. 예를 들면 무선 광통신용 송수신기가 위치한 장소가 건물의 옥상과 같이 가입자가 위치한 곳과 일정 거리 이상인 경우이다. 이 때에는 송수신기의 데이터 신호를 가입자 근처의 미디어 컨버터까지 광으로 전달할 필요가 있다. 이런 경우에는 앞서 도 11 과 도 12 를 참고로 설명한 광섬유 링크와의 통신 기능을 갖는 광 송수신기를 이용하여 외부의 미디어 컨버터로 연결하여 사용하면 된다.However, since it is difficult to use a UTP cable for a certain distance or more, there is a case where a fiber optic link is required to be connected between a wireless optical communication transceiver and a media converter. For example, the location where the transceiver for wireless optical communication is located is more than a certain distance from where the subscriber is located, such as on the roof of a building. In this case, it is necessary to transmit the data signal of the transceiver to the media converter near the subscriber as optical. In this case, an optical transceiver having a communication function with the optical fiber link described above with reference to FIGS. 11 and 12 may be connected to an external media converter.

FSON 을 이용한 가입자망은 매우 다양한 형태로 시도될 수 있다. ATM (asynchronous transfer mode) 방식을 이용한 스타(star) 방식의 망과 링(ring) 방식의 망이 모두 가능하며, 그 외에도 트리(tree), 버스(bus), 메쉬(mesh) 방식의 망 역시 가능하다. 이러한 망을 구성할 때, 한 노드가 중앙 관제소(central base station)로부터 큰 밴드 폭의 데이터를 송수신하여 일부분은 노드 자체에서 활용하고 나머지 데이터는 다른 노드로 다시 중계를 해야 할 경우가 있다. 이런 경우에는 송수신 모듈에 다중화/역다중화의 기능이 필요하다. 도 14 는 이러한 다중화/역다중화 기능을 갖춘 본 발명의 무선 광통신용 트랜스폰더의 예를 나타내고 있다.Subscriber networks using FSON can be tried in many different forms. Both star and ring networks using ATM (asynchronous transfer mode) are possible, and tree, bus and mesh networks are also available. Do. When constructing such a network, one node may need to send and receive large bandwidth data from a central base station, utilize some of the data in the node itself, and relay the other data back to the other node. In this case, multiplexing / demultiplexing functions are required for the transmitting and receiving module. Fig. 14 shows an example of the wireless optical communication transponder of the present invention having such a multiplexing / demultiplexing function.

도 14 에 나타난 바와 같이, 반도체 기판(1401) 상에 송신측의 광원구동 및 자동 출력 제어 회로부 및 수신측의 수신기 회로부와 함께 다중화/역다중화 기능을 구현하는 MUX/DEMUX 회로부를 포함하는 집적회로(1430)를 형성한다. MUX/DEMUX 회로부는 입력 핀으로부터 전달되는 데이터를 다중화하여 송신측의 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로부로 전달하고, 반대로 수신측의 수신기 회로부로부터 전달된 신호를 역다중화하여 출력 핀을 통해 내보낸다. 반도체 기판(1401) 상에는 LD(1410), PD(1420, 1460)가 형성되어 있으며, 그밖의 구조는 도 10 에 나타낸 바와 같은 송수신기(1000)와 유사하다.As shown in FIG. 14, an integrated circuit including a light source driving and automatic output control circuit unit on the transmitting side and a receiver circuit unit on the receiving side and a MUX / DEMUX circuit unit for implementing a multiplexing / demultiplexing function on the semiconductor substrate 1401 ( 1430. The MUX / DEMUX circuit unit multiplexes the data transmitted from the input pin and transmits it to the light source driving and automatic output control circuit unit on the transmitting side, and demultiplexes the signal transmitted from the receiver circuit unit on the receiving side and sends it out through the output pin. LD 1410 and PDs 1420 and 1460 are formed on the semiconductor substrate 1401, and the rest of the structure is similar to the transceiver 1000 as shown in FIG.

한편, 가입자망을 ATM 방식을 이용한 링 망으로 구성하는 경우에는 전달받은 신호 중 일부 대역폭의 신호를 가입자에게 분배하고, 다시 가입자로부터 받은 신호를 부가하여 전송할 수 있는 신호 패킷의 애드/드롭(ADD/DROP) 기능이 필수적이다. 도 15 와 도 16 은 이러한 기능을 포함하는 무선 광통신용 트랜스폰더의 예를 나타내고 있다. 그런데, 일반적으로 링 망의 시스템의 경우 송신 방향과 수신 방향이 다른 방향을 가리키므로 송수신기를 일체형으로 제작할 경우 FSON 시스템용으로 설치하기 곤란한 상황이 발생할 수 있다. 이러한 문제를 고려하여 송신부분과 수신 부분을 분리하여 구성할 경우 송수신기를 쉽게 설치할 수 있다.On the other hand, when the subscriber network is configured as a ring network using the ATM method, a signal packet that can be transmitted by adding a signal of some bandwidth among the received signals to the subscriber and adding the signal received from the subscriber again (ADD / DROP) function is essential. 15 and 16 show an example of a wireless optical communication transponder including such a function. However, in general, in the case of a ring network system, since the transmission direction and the reception direction indicate different directions, it may be difficult to install a transceiver for the FSON system. In consideration of these problems, when the transmitter and receiver are separately configured, the transceiver can be easily installed.

따라서 본 발명의 실시예에서는 송신 부분과 수신 부분을 분리한 형태의 트랜스폰더를 나타내며, 도 15 와 도 16 은 각각 이러한 트랜스폰더의 송신부와 수신부의 구조를 도시하고 있다.Accordingly, an embodiment of the present invention shows a transponder in a form in which a transmitting part and a receiving part are separated, and FIGS. 15 and 16 illustrate structures of a transmitting part and a receiving part of such a transponder, respectively.

도 15 에 나타난 바와 같이, 송신 부분은 반도체 기판(1501) 상에 LD(1510),PD(1520)가 형성되어 있고, 송신용의 광원 구동 및 자동 출력제어 회로와 다중화기(MUX) 회로가 포함된 집적 회로(IC)(1530)가 형성되어 있다. 이러한 IC(1530)가 고정되어 있는 IC 프레임(1507)에는 수신부로부터 데이터를 제공받는 데이터 인(Data In) 핀과 해당 송수신기가 설치된 위치에서 추가될 데이터를 제공받는 데이터 애드(Data ADD) 핀이 마련된다. IC 프레임(1507)은 송신 광학계(1540)와 조립되어 있다.As shown in Fig. 15, the transmission portion includes LD 1510 and PD 1520 formed on the semiconductor substrate 1501, and includes a light source driving and automatic output control circuit and a multiplexer (MUX) circuit for transmission. Integrated circuit (IC) 1530 is formed. In the IC frame 1507 where the IC 1530 is fixed, a data in pin for receiving data from a receiver and a data add pin for receiving data to be added at a location where a corresponding transceiver is installed are provided. do. The IC frame 1507 is assembled with the transmission optical system 1540.

수신 부분은 도 16 에 나타나 있는데, 반도체 기판(1601) 상에 PD(1610)가 형성되어 있고, 수신용의 수신기 회로와 역다중화기(DEMUX)회로가 포함된 집적 회로(IC)(1630)가 형성되어 있다. IC(1630)가 고정되어 있는 IC 프레임(1607)에는 송신부로 데이터를 제공하는 데이터 아웃(Data Out) 핀과 해당 송수신기가 설치된 위치로 데이터를 제공하는 데이터 드롭(Data DROP) 핀이 마련된다. IC 프레임(1607)은 수신 광학계(1640)와 결합되어 있다.The receiving portion is shown in FIG. 16, where a PD 1610 is formed on a semiconductor substrate 1601, and an integrated circuit (IC) 1630 including a receiver circuit for receiving and a demultiplexer (DEMUX) circuit is formed. It is. The IC frame 1607 to which the IC 1630 is fixed is provided with a data out pin for providing data to a transmitter and a data drop pin for providing data to a location where a corresponding transceiver is installed. IC frame 1607 is coupled to receive optical system 1640.

이와 같이, 송신 부분과 수신 부분을 분리하여 별도의 모듈로 형성하게 되면 송신 방향과 수신 방향이 다른 경우에도 송수신기를 쉽게 설치할 수 있다.As such, when the transmitting part and the receiving part are separated and formed as separate modules, the transceiver can be easily installed even when the transmitting direction and the receiving direction are different.

한편, 지금까지 설명한 실시예에 따른 수신기에서는 수신용 광학계, 광검출 소자 및 수신기 회로가 나란히 배치되는 구성을 사용하였지만, 수신용 광학계를 광검출 소자 및 수신기 회로가 형성되어 있는 기판에 대해 수직방향으로 배치할 수도 있다. 이와 같이 할 경우, 기판이 가시광 등을 여과하는 기능을 추가적으로 가질 수 있으며, 반도체 기판 상에 식각이나 코팅 등의 방식으로 직접 렌즈를 형성하는 것 등도 가능하다. 이하에서는 이와 같은 실시예에 대해 상세히 설명한다.On the other hand, the receiver according to the embodiment described so far has used a configuration in which the receiving optical system, the photodetecting element and the receiver circuit are arranged side by side, but the receiving optical system is perpendicular to the substrate on which the photodetecting element and the receiver circuit are formed. You can also place it. In this case, the substrate may additionally have a function of filtering visible light and the like, and it is also possible to form a lens directly on the semiconductor substrate by etching or coating. Hereinafter, such an embodiment will be described in detail.

도 17 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수신기의 구조를 광검출 소자 및 수신기 회로가 형성되어 있는 기판 방향으로 나타낸 평면도이고, 도 18은 도 17의 ⅩⅧ-ⅩⅧ' 선을 따라 도시한 단면도이다.FIG. 17 is a plan view illustrating a structure of a receiver according to another embodiment of the present invention in a direction of a substrate on which photodetecting elements and a receiver circuit are formed, and FIG. 18 is a cross-sectional view taken along the line 'VIII' of FIG.

도 17 에 나타난 바와 같이, 반도체 기판(1701) 위에 수신기 집적회로(1730)와 광검출 소자(1710)가 형성되어 있으며, 기판(1701)은 IC 프레임(1707)에 고정되고 와이어 본딩(1705)되어 있다. 이러한 기판의 구조는 앞서 설명한 도 5 의 수신기(500)와 유사하다. 그런데, 도 17 과 도 18 에 나타난 실시예의 경우, 그 단면 구조를 보아 알 수 있듯이, 광학계의 렌즈(1840)가 기판(1701)에 대해 수직 방향으로 형성되어 있다. 또한, IC 프레임(1707)은 PD(1710)가 형성된 기판 영역을 노출시킬 수 있도록 개구(1850)가 형성되어 있다. 이와 같이 하면, 렌즈(1840)를 통해 집광된 빛은 규소(Si) 등으로 이루어진 기판(1701)을 통해 PD(1710)로 전달된다.As shown in FIG. 17, a receiver integrated circuit 1730 and a photodetector element 1710 are formed on a semiconductor substrate 1701, and the substrate 1701 is fixed to an IC frame 1707 and wire bonded 1705. have. The structure of this substrate is similar to the receiver 500 of FIG. 5 described above. 17 and 18, the lens 1840 of the optical system is formed in the direction perpendicular to the substrate 1701, as can be seen from the cross-sectional structure. In addition, an opening 1850 is formed in the IC frame 1707 so as to expose the substrate region where the PD 1710 is formed. In this way, the light collected through the lens 1840 is transmitted to the PD 1710 through the substrate 1701 made of silicon (Si) or the like.

따라서, 기판의 재료를 적절히 선택함으로써 원하는 빛만을 선택적으로 통과시키도록 할 수 있다.Therefore, by appropriately selecting the material of the substrate, it is possible to selectively pass only the desired light.

한편, 기판 외부에 별도의 렌즈를 설치하지 않고 반도체 기판을 이용해 직접 렌즈를 형성할 수도 있다. 이와 같이 할 경우, 광 수신기의 제조공정이 간단해지며, 수신기의 크기를 더욱 줄일 수 있다.Meanwhile, the lens may be directly formed using a semiconductor substrate without installing a separate lens outside the substrate. In this way, the manufacturing process of the optical receiver can be simplified, and the size of the receiver can be further reduced.

도 19 는 수신기 회로와 PD 가 형성되는 반도체 기판의 반대쪽 면에 식각 방식으로 렌즈를 형성한 본 발명의 수신기의 단면도를 나타낸다. 도 19 에 나타난 수신기의 평면 구조는 도 17 에 나타난 바와 유사하다. 다만, 기판(1901)의 PD(1910)와 IC(1930)가 형성되어 있는 면(도면 중 위쪽 면)의 반대쪽 면(도면 중 아래쪽면)에, 식각 방식으로 렌즈(1940)를 형성한다.19 is a cross-sectional view of a receiver of the present invention in which a lens is formed in an etched manner on an opposite side of a semiconductor substrate on which a receiver circuit and a PD are formed. The planar structure of the receiver shown in FIG. 19 is similar to that shown in FIG. However, the lens 1940 is formed on the surface opposite to the surface on which the PD 1910 and the IC 1930 of the substrate 1901 are formed (upper surface in the figure) by etching.

렌즈(1940)는 일반적인 반도체 제조 공정 중 식각 공정에 따라 형성될 수 있다. 한편, 기판(1901)이 고정되어 있는 IC 프레임(1907)에는 렌즈(1940)를 노출시키도록 개구가 형성되어 있다. 별도의 재료를 사용하지 않고 IC 가 형성되어 있는 기판(1901)을 이용하여 렌즈(1940)를 형성하므로 수신기를 소형화할 수 있고, 제조 과정 역시 간단해진다.The lens 1940 may be formed by an etching process in a general semiconductor manufacturing process. On the other hand, an opening is formed in the IC frame 1907 to which the substrate 1901 is fixed so as to expose the lens 1940. Since the lens 1940 is formed using the substrate 1901 on which the IC is formed without using any material, the receiver can be miniaturized and the manufacturing process is simplified.

렌즈는 코팅 방식으로도 형성할 수 있다. 도 20 에 나타난 실시예에 따르면, 기판(2001)의 PD(2010)와 IC(2030)가 형성되어 있는 면(도면 중 위쪽 면)의 반대쪽 면(도면 중 아래쪽 면)에, 코팅 방식으로 렌즈(2040)를 형성한다. 렌즈(2040)는 일반적인 반도체 제조 공정 중 코팅 공정에 따라 형성될 수 있다. 수신기의 평면 구조는 도 17 에 나타난 바와 유사하며, 여기에서도 역시 기판(2001)이 고정되어 있는 IC 프레임(2007)에는 렌즈(2040)를 노출시키기 위한 개구를 형성한다.The lens can also be formed by a coating method. According to the embodiment shown in FIG. 20, a lens (by coating) is formed on the opposite side (lower side of the figure) to the side (upper side of the figure) on which the PD 2010 and the IC 2030 of the substrate 2001 are formed. 2040. The lens 2040 may be formed by a coating process in a general semiconductor manufacturing process. The planar structure of the receiver is similar to that shown in FIG. 17, and here also forms an opening for exposing the lens 2040 in the IC frame 2007 to which the substrate 2001 is fixed.

도 17 내지 20 을 참고로 설명한 수신기의 특징은 앞서 설명한 수신기나 수신기의 응용장치의 경우에도 모두 적용함은 명백하다.It is clear that the features of the receiver described with reference to FIGS. 17 to 20 are also applicable to the receiver or the application apparatus of the receiver described above.

지금까지 바람직한 실시예를 참고로 하여 이 발명을 상세히 설명하였으나 이 발명의 범위는 이에 한정되는 것은 아니며, 다음의 특허청구범위에 의해 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 발명이 속하는 분야의 통상의 기술자라면 이 발명의 사상을 벗어나지 않고도 다양한 변형이나 변경이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.The present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the scope of the present invention is not limited thereto, and should be interpreted by the following claims. In addition, it will be understood by those skilled in the art that various modifications or changes may be made without departing from the spirit of the present invention.

상기 종래 기술의 문제점 및 한계를 해결하기 위해 도출된 새로운 개념의 OWLL 및 FSON 시스템은 차세대 멀티미디어 시대를 대비하여 기존의 유, 무선 통신망과 차별성을 지니며 고속 인터넷, 점-대-점 및 점-대-다지점 데이터, 오디오, 영상전송 등 복합적인 멀티미디어 통신서비스를 초고속, 대용량으로 안정성과 효율성을 지니며 제공할 수 있는 자유공간 무선광통신 방법이다.The OWLL and FSON system of a new concept derived to solve the problems and limitations of the prior art have a difference from existing wired and wireless communication networks in preparation for the next generation multimedia era, and have high-speed Internet, point-to-point and point-to-point. -Free space wireless optical communication method that can provide complex multimedia communication service such as multi-point data, audio, video transmission with high speed and large capacity with stability and efficiency.

초고속 대용량의 통신 시스템에 있어서, 전송거리 및 전송률에 따라 기본 블록을 설정하고, 이러한 블록들을 다양하게 조합하여 가입자의 위치와 거리에 영향을 받지 않으며 초고속 대용량의 정보를 제공할 수 있는 OWLL 및 FSON 시스템은 완전히 새로운 개념의 통신 시스템이다. 이러한 OWLL 및 FSON 시스템은 대기의 난기류(turbulence), 온도변화 (temperature gradient), 눈, 비, 안개 등에 대해 강건한(robust)해야 하고, 주위 상황에 따라 광출력의 세기, 광출력의 방향, 비트레이트(bit-rate) 등을 적응적으로 변화시킬 수 있어야 한다. 아울러 송수신 상태를 종합적으로 감시, 감독하며 운영할 수 있는 시스템으로 구성되어야 할 필요가 있다.In the high-speed high-capacity communication system, the basic block is set according to the transmission distance and the transmission rate, and various combinations of these blocks can be used to provide the high-speed high-capacity information without being affected by the location and distance of the subscriber. Is a whole new concept of communication system. These OWLL and FSON systems must be robust against atmospheric turbulence, temperature gradients, snow, rain, fog, etc., and the intensity of light output, direction of light output, and bitrate depending on the surrounding conditions. (bit-rate), etc. to be able to adaptively change. In addition, it needs to be composed of a system that can comprehensively monitor, monitor and operate the transmission and reception status.

이와 같은 목적을 달성하기 위해서 필수적인 것이 OWLL 및 FSON 시스템을 가능케 하는 경제적인 OWLL 및 FSON 시스템용 송신기와 수신기 및 이를 이용한 각종 응용장치들이다. 따라서 본 발명에서는 OWLL 및 FSON용 송신기, 수신기 및 이의 응용장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to achieve this goal, it is essential to provide an economical transmitter and receiver for OWLL and FSON systems that enable OWLL and FSON systems and various applications using them. Accordingly, an object of the present invention is to provide a transmitter, a receiver, and an application thereof for OWLL and FSON.

또한, 본 발명의 다른 목적은 소형화, 경량화, 저가화, 안정화되고 신뢰성을 확보할 수 있는 무선 광통신용 송신기, 수신기 및 이의 응용장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a transmitter, a receiver for a wireless optical communication, a receiver, and an application apparatus thereof, which can be miniaturized, light weight, low cost, stabilized and reliable.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 하나의 칩(chip) 내에 무선 광 송수신에 관련된 회로가 포함되어 있는 집적회로(IC) 칩과, 레이저 다이오드 등의 광원이나 광검출 소자와 같은 광 소자를 하나의 기판 위에 집적 형성하고, 이러한 인쇄회로기판과 광학계를 표준화된 모듈로 제작하여 쉽게 조립할 수 있도록 한 OWLL 및 FSON 정보통신 서비스 제공을 위한 송수신 장치를 다양하게 제공한다.In order to achieve the above object, in the present invention, an integrated circuit (IC) chip including a circuit related to wireless optical transmission and reception within one chip, and an optical device such as a light source such as a laser diode or a photodetecting device The present invention provides a variety of transmission and reception apparatuses for providing OWLL and FSON information and communication services, which are integrated on a substrate and are easily assembled by fabricating such a printed circuit board and an optical system into a standardized module.

즉, 본 발명에 따른 무선 광통신용 송신기는, 반도체 기판, 기판 위에 형성되어 있는 광원, 기판 위에 형성되어 있으며 광원으로부터 나오는 빛을 검출할 수 있는 광검출 소자, 기판 위에 집적 형성되어 있으며 외부로부터 신호를 입력받아 광원을 구동하고 광검출 소자로부터 신호를 입력받아 광원의 출력을 제어할 수 있는 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로, 상기 광원, 광검출소자, 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로가 형성되어 있는 기판이 고정되어 있으며 외부와의 전기적 연결을 위한 다수의 핀을 가지고 있는 프레임, 상기 프레임과 조립 가능하게 형성되어 있으며 광원으로부터 나오는 빛을 수신하여 외부의 자유공간으로 송신하는 광학계를 포함하여 이루어진다.That is, the wireless optical communication transmitter according to the present invention includes a semiconductor substrate, a light source formed on the substrate, a light detecting element formed on the substrate, capable of detecting light emitted from the light source, and integrally formed on the substrate and receiving signals from the outside. A light source driving and automatic output control circuit for controlling the output of the light source by driving a light source and receiving a signal from the light detecting element, and a substrate on which the light source, the light detecting element, the light source driving and the automatic output control circuit are formed is fixed. It includes a frame having a plurality of pins for electrical connection to the outside, and is formed to be assembled with the frame, and comprises an optical system for receiving the light from the light source and transmitting to the outside free space.

여기에서 광원은 레이저 다이오드인 것이 바람직하며, 광학계는 렌즈와 렌즈의 초점 거리를 조절 할 수 있는 렌즈 홀더를 포함하고, 렌즈로는 비구면(aspheric) 렌즈나 프레넬(Fresnel) 렌즈를 사용할 수 있다.Herein, the light source is preferably a laser diode, and the optical system includes a lens holder capable of adjusting the focal length of the lens, and an aspheric lens or a Fresnel lens may be used as the lens.

또한, 본 발명의 송신기는 프레임과 일체형으로 또는 조립 가능하게 형성되어 있는 제 1 나사부 및 광학계와 일체형으로 또는 조립 가능하게 형성되어 있는 제 2 나사부를 포함하여, 제 1 및 제 2 나사부를 이용하여 프레임과 광학계가 조립되는 것이 바람직하다. 송신기로부터 나오는 빛은 눈에 대한 안전 기준을 만족한다.In addition, the transmitter of the present invention includes a first threaded portion formed integrally with the frame or assembling, and a second threaded portion integrally or assembling with the optical system, and includes a frame using the first and second threaded portions. And the optical system are preferably assembled. Light from the transmitter meets eye safety standards.

한편, 본 발명에 따른 무선 광통신용 수신기는, 서로 마주보고 있는 제 1 면과 제 2 면을 가지고 있는 반도체 기판, 기판의 제 1 면에 형성되어 있는 광검출 소자, 기판의 제 1 면에 집적 형성되어 있으며 광검출 소자로부터 입력된 신호를 변환하여 출력할 수 있는 광통신용 수신기 회로, 상기 광검출 소자와 광통신용 수신기 회로가 형성되어 있는 기판이 고정되어 있으며 외부와의 전기적 연결을 위한 다수의 핀을 가지고 있는 프레임, 프레임과 조립 가능하게 형성되어 있으며 외부의 자유공간으로부터 빛을 수신하여 광검출 소자로 전달하는 광학계를 포함한다.On the other hand, the wireless optical communication receiver according to the present invention is integrated with a semiconductor substrate having a first surface and a second surface facing each other, a photodetecting element formed on the first surface of the substrate, and a first surface of the substrate. And an optical communication receiver circuit capable of converting and outputting a signal input from the photodetecting device, and a substrate on which the photodetecting device and the optical communication receiver circuit are formed is fixed and a plurality of pins for electrical connection to the outside are fixed. It has a frame, which is formed to be assembled with the frame, and includes an optical system for receiving light from an external free space and transmitting it to the photodetecting device.

여기에서, 상기 광통신용 수신기 회로는 입력 신호의 크기를 외부에서 모니터링할 수 있도록 하기 위한 단자를 가지고 있으며, 상기 프레임의 다수의 핀 중 하나 이상을 통해 모니터링 단자와 연결되어 입력 신호의 크기를 외부로 표시할 수 있는 표시장치를 더 포함하거나, 입력 신호의 크기를 수신기 외부의 기지국으로 전달할 수 있는 것이 바람직하다.Here, the optical communication receiver circuit has a terminal for externally monitoring the magnitude of the input signal, and is connected to the monitoring terminal through one or more of the plurality of pins of the frame to externally scale the magnitude of the input signal. It is preferable to further include a display device that can display, or to transmit the magnitude of the input signal to the base station outside the receiver.

또한, 본 발명의 수신기는 프레임과 일체형으로 또는 조립 가능하게 형성되어 있는 제 1 나사부와 광학계와 일체형으로 또는 조립 가능하게 형성되어 있는 제 2 나사부를 가지고 있어, 프레임과 광학계가 제 1 및 제 2 나사부를 이용하여 조립 가능하다.In addition, the receiver of the present invention has a first threaded portion that is integrally formed or assembleable with the frame and a second threaded portion that is integrally formed or assembleable with the optical system, so that the frame and the optical system have the first and second threaded portions. Can be assembled using

한편, 광학계는 기판 상에 형성된 광통신용 수신기 회로 및 광검출 소자와 일렬로 배치되거나, 기판의 제 2 면 측에 제 2 면과 평행하게 배치된다. 후자의 경우, 상기 프레임은 적어도 제 1 면의 광원이 형성된 부분과 마주보고 있는 제 2 면의 부분을 노출하는 개구를 갖고 있으며, 광학계는 기판의 제 2 면에 형성된 렌즈이고 이와 같은 렌즈가 상기 개구에의해 노출된다. 렌즈는 식각 또는 코팅에 의해 형성될 수 있다.On the other hand, the optical system is disposed in line with the optical communication receiver circuit and the photodetecting element formed on the substrate, or arranged in parallel with the second surface on the second surface side of the substrate. In the latter case, the frame has an opening that exposes at least a portion of the second side facing the portion where the light source of the first side is formed, and the optical system is a lens formed on the second side of the substrate and such a lens is the opening. Are exposed by The lens can be formed by etching or coating.

본 발명에 따른 무선 광통신용 송수신기는, 반도체 기판, 기판 위에 형성되어 있는 광원, 기판 위에 형성되어 있으며 광원으로부터 나오는 빛을 검출할 수 있는 제 1 광검출 소자, 기판 위에 집적 형성되어 있으며 외부로부터 신호를 입력받아 광원을 구동하고 제 1 광검출 소자로부터 신호를 입력받아 광원의 출력을 제어할 수 있는 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로, 기판 위에 형성되어 있는 제 2 광검출 소자, 기판 위에 집적 형성되어 있으며 제 2 광검출 소자로부터 입력된 신호를 변환하여 출력할 수 있는 광통신용 수신기 회로, 상기 기판이 고정되어 있으며 외부와의 전기적 연결을 위한 다수의 핀을 가지고 있는 프레임, 상기 프레임과 조립 가능하게 형성되어 있으며 광원으로부터 나오는 빛을 수신하여 외부의 자유공간으로 송신하는 송신 광학계, 상기 프레임과 조립 가능하게 형성되어 있으며 외부의 자유공간으로부터 빛을 수신하여 제 2 광검출 소자로 전달하는 수신 광학계를 포함하여 이루어진다.The wireless optical communication transceiver according to the present invention includes a semiconductor substrate, a light source formed on the substrate, a first photodetecting element formed on the substrate and capable of detecting light emitted from the light source, integrated on the substrate, and receiving a signal from the outside. A light source driving and automatic output control circuit for controlling the output of the light source by driving a light source and receiving a signal from the first photodetecting device, a second photodetecting device formed on the substrate, and integrally formed on the substrate; 2 receiver circuit for optical communication which converts and outputs the signal input from the photodetecting device, the frame is fixed and has a plurality of pins for electrical connection to the outside, and is formed to be assembled with the frame A transmission optical system that receives light from a light source and transmits it to an external free space It is formed so as to be assembled with the frame and comprises a receiving optical system for receiving light from an external free space and transmitting to the second photodetecting device.

여기에서, 상기 송수신기는, 프레임과 일체형으로 또는 조립 가능하게 형성되어 있으며 기판의 광원이 형성되어 있는 부분에 인접하여 형성되어 있는 제 1 나사부, 프레임과 일체형으로 또는 조립 가능하게 형성되어 있으며 기판의 제 1 광검출 소자가 형성되어 있는 부분에 인접하여 형성되어 있는 제 2 나사부, 송신 광학계와 일체형으로 또는 조립 가능하게 형성되어 있는 제 3 나사부, 수신 광학계와 일체형으로 또는 조립 가능하게 형성되어 있는 제 4 나사부를 더 포함하며, 프레임과 송신 광학계는 제 1 및 제 3 나사부를 이용하여 조립되고, 상기 프레임과 수신 광학계는 제 2 및 제 4 나사부를 이용하여 조립되는 것이 바람직하다.Here, the transceiver is formed integrally with the frame or assembling, and is formed on the first screw portion, which is formed adjacent to the portion where the light source of the substrate is formed, integrally or assembling with the frame, 1 A second threaded portion formed adjacent to the portion where the photodetecting element is formed, a third threaded portion formed integrally or assembling with the transmission optical system, and a fourth threaded portion integrally formed or assemble with the receiving optical system It further comprises, the frame and the transmission optical system is assembled using the first and the third thread, the frame and the receiving optical system is preferably assembled using the second and fourth thread.

송신 광학계와 수신 광학계는 동일한 방향으로 형성될 수 있으며, 송신 광학계와 수신 광학계는 서로 동일하거나 동일하지 않을 수 있다.The transmitting optical system and the receiving optical system may be formed in the same direction, and the transmitting optical system and the receiving optical system may be the same or may not be the same.

여기에서, 광원, 제 1 광검출 소자, 광원 구동 및 자동 출력 제어회로를 제 1 기판 위에 형성하고, 제 2 광검출 소자와 광통신용 수신기 회로를 제 2 기판 위에 형성하여, 제 1 및 제 2 기판을 각각 제 1 및 제 2 프레임에 고정한 후 하나의 인쇄회로기판 상에 일정한 간격을 두고 제 1 및 제 2 프레임을 고정할 수도 있다.Here, a light source, a first photodetecting element, a light source driving and an automatic output control circuit are formed on the first substrate, and a second photodetecting element and an optical communication receiver circuit are formed on the second substrate to form the first and second substrates. After fixing to the first and second frames, respectively, the first and second frames may be fixed at a predetermined interval on one printed circuit board.

본 발명의 송수신기는 광섬유 링크와의 연결을 제공할 수도 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 송수신기는, 반도체 기판, 기판 위에 형성되어 있는 제 1 광원, 기판 위에 형성되어 있으며 제 1 광원으로부터 나오는 빛을 검출할 수 있는 제 1 광검출 소자, 기판 위에 집적 형성되어 있으며 제 1 광원과 연결되어 제 1 광원을 구동하고 제 1 광검출 소자로부터 신호를 입력받아 제 1 광원의 출력을 제어할 수 있는 제 1 광원 구동 및 자동 출력제어 회로, 기판 위에 집적 형성되어 있으며 제 1 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로와 연결되어 제 1 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로로 입력 신호를 제공하는 제 1 광통신용 수신기 회로, 제 1 광통신용 수신기 회로와 연결되어 제 1 광통신용 수신기 회로로 입력을 제공하는 제 2 광검출 소자, 제 2 광검출 소자와 연결되어 있으며 제 2 광검출 소자를 광섬유 전송선과 연결할 수 있는 제 1 광섬유 어댑터, 기판 위에 형성되어 있는 제 3 광검출 소자, 기판 위에 집적 형성되어 있으며 제 3 광검출 소자로부터 입력된 신호를 변환하여 출력할 수 있는 제 2 광통신용 수신기 회로, 기판 위에 집적 형성되어 있으며 제 2 광통신용 수신기 회로로부터 신호를 입력받는 제 2 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로, 제 2 광원 구동 및 자동 출력 제어회로와 연결되어 제 2 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로에 의해 구동되는 제 2 광원, 제 2 광원과 연결되어 있으며 제 2 광원을 광섬유 전송선과 연결할 수 있는 제 2 광섬유 어댑터, 기판이 고정되어 있으며 외부와의 전기적 연결을 위한 다수의 핀을 가지고 있는 프레임, 프레임과 조립 가능하게 형성되어 있으며 제 1 광원으로부터 나오는 빛을 수신하여 외부의 자유공간으로 송신하는 송신 광학계, 프레임과 조립 가능하게 형성되어 있으며 외부의 자유공간으로부터 빛을 수신하여 제 3 광검출 소자로 전달하는 수신 광학계를 포함하여 이루어진다.The transceiver of the present invention may also provide a connection with an optical fiber link. That is, a transceiver according to another embodiment of the present invention includes a semiconductor substrate, a first light source formed on the substrate, a first light detecting element formed on the substrate and capable of detecting light emitted from the first light source, and integrated on the substrate. A first light source driving and automatic output control circuit which is connected to the first light source and drives the first light source and receives a signal from the first photodetector to control the output of the first light source, and is integrally formed on the substrate And a first optical communication receiver circuit connected to the first light source driving and automatic output control circuit to provide an input signal to the first light source driving and automatic output control circuit, and a first optical communication receiver circuit connected to the first optical communication receiver circuit. A second photodetection element for providing an input to the second photodetection element, the second photodetection element and the second photodetection element connected to the optical fiber transmission line A first optical fiber adapter, a third photodetector element formed on the substrate, an integrated receiver formed on the substrate and capable of converting and outputting a signal input from the third photodetector element; And a second light source driven by a second light source driving and automatic output control circuit in connection with a second light source driving and automatic output control circuit receiving a signal from a second optical communication receiver circuit, a second light source driving and an automatic output control circuit. A second optical fiber adapter, which is connected to a second light source and connects the second light source to the optical fiber transmission line, is fixed to the substrate and has a plurality of pins for electrical connection to the outside, and is formed to be assembled with the frame And a transmission optical system and a frame for receiving the light from the first light source and transmitting it to an external free space. It is formed to be assembled and comprises a receiving optical system for receiving light from an external free space and transmitting to the third photodetecting device.

여기에서, 제 2 광검출 소자 및 제 2 광원은 각각 티오캔(TO-can)에 실장되어 있는 패키지를 이용하거나, 상기 기판 위에 직접 형성할 수 있다.Here, each of the second photodetector and the second light source may be formed using a package mounted on a thiocan (TO-can) or directly on the substrate.

또한, 본 발명의 송수신기는 미디어 컨버터를 이용하여 이더넷과의 연결을 제공하는데, 이를 위한 또다른 실시예의 송수신기는, 반도체 기판, 기판 위에 형성되어 있는 광원, 기판 위에 형성되어 있으며 광원으로부터 나오는 빛을 검출할 수 있는 제 1 광검출 소자, 기판 위에 집적 형성되어 있으며 광원과 연결되어 광원을 구동하고 제 1 광검출 소자로부터 신호를 입력받아 광원의 출력을 제어할 수 있는 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로, 기판 위에 형성되어 있는 제 2 광검출 소자,기판 위에 집적 형성되어 있으며 제 2 광검출 소자로부터 입력된 신호를 변환하여 출력할 수 있는 광통신용 수신기 회로, 기판이 고정되어 있으며 외부와의 전기적 연결을 위한 다수의 핀을 가지고 있는 프레임, 프레임과 조립 가능하게 형성되어 있으며 광원으로부터 나오는 빛을 수신하여 외부의 자유공간으로 송신하는 송신광학계, 프레임과 조립 가능하게 형성되어 있으며 외부의 자유공간으로부터 빛을 수신하여 제 2 광검출 소자로 전달하는 수신 광학계를 포함하며, 기판위에 집적 형성되어 있으며, 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로 및 광통신용 수신기 회로와 연결되어, 광통신용 수신기 회로로부터 전달된 신호를 이더넷 신호로 변환할 수 있고, 외부로부터 입력된 이더넷 신호를 변환하여 광원구동 및 자동 출력 제어 회로로 전달할 수 있으며, 외부와의 이더넷 신호송수신을 위한 비-절연 트위스티드 페어 케이블(UTP; unshielded twisted-pair) 포트를 갖고 있는 미디어 컨버터 회로를 포함하여 이루어진다.In addition, the transceiver of the present invention provides a connection with the Ethernet using a media converter, another embodiment of the transceiver for this, the semiconductor substrate, a light source formed on the substrate, is formed on the substrate and detects light from the light source A first light detecting element capable of being integrated on a substrate, a light source driving and automatic output control circuit and a substrate which are connected to a light source to drive a light source and control the output of the light source by receiving a signal from the first light detecting element. A second photodetector formed on the substrate, an optical communication receiver circuit integrated on the substrate and capable of converting and outputting a signal input from the second photodetector, the substrate being fixed and a plurality of substrates for electrical connection to the outside; The frame has pins, and can be assembled with the frame and come from the light source. A transmission optical system that receives light and transmits it to an external free space, and is formed to be assembled with a frame, and includes a reception optical system that receives light from an external free space and transmits the light to a second light detecting element, It is connected with the light source driving and automatic output control circuit and the optical communication receiver circuit to convert the signal transmitted from the optical communication receiver circuit into the Ethernet signal, and converts the Ethernet signal input from the outside to control the light source driving and automatic output. It includes a media converter circuit that can be delivered to the circuit and has an unshielded twisted-pair (UTP) port for transmitting and receiving Ethernet signals to and from the outside.

한편, 본 발명에 따른 무선 광통신용 트랜스폰더는, 반도체 기판, 기판위에 형성되어 있는 광원, 기판 위에 형성되어 있으며 광원으로부터 나오는 빛을 검출할 수 있는 제 1 광검출 소자, 기판 위에 집적 형성되어 있으며 광원과 연결되어 광원을 구동하고 제 1 광검출 소자로부터 신호를 입력받아 광원의 출력을 제어할 수 있는 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로, 기판 위에 집적 형성되어 있으며 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로와 연결되어 외부로부터 입력된 신호를 다중화하여 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로로 출력하는 다중화기 회로, 기판 위에 형성되어 있는 제 2 광검출 소자, 기판위에 집적 형성되어 있으며 제 2 광검출 소자로부터 입력된신호를 변환하여 출력할 수 있는 광통신용 수신기 회로, 기판 위에 집적 형성되어 있으며 광통신용 수신기 회로와 연결되어 광통신용 수신기 회로로부터 신호를 입력받아 역다중화된 신호를 출력하는 역다중화기 회로, 기판이 고정되어 있으며 외부와의 전기적 연결을 위한 다수의 핀을 가지고 있는 프레임, 프레임과 조립 가능하게 형성되어 있으며 광원으로부터 나오는 빛을 수신하여 외부의 자유공간으로 송신하는 송신 광학계, 프레임과 조립 가능하게 형성되어 있으며 외부의 자유공간으로부터 빛을 수신하여 상기 제 2 광검출 소자로 전달하는 수신 광학계를 포함한다.On the other hand, the wireless optical communication transponder according to the present invention is a semiconductor substrate, a light source formed on the substrate, a first photodetecting element formed on the substrate and capable of detecting light from the light source, integrally formed on the substrate and a light source A light source driving and automatic output control circuit for driving the light source and receiving a signal from the first photodetector to control the output of the light source, integrated on a substrate, and connected to the light source driving and automatic output control circuit A multiplexer circuit which multiplexes the signal inputted from the light source and outputs it to a light source driving and automatic output control circuit, a second photodetector formed on the substrate, and integrated on the substrate and converting a signal input from the second photodetector Receiver circuit for optical communication that can output, integrated on the board and receiving for optical communication Demultiplexer circuit that is connected to the existing circuit and receives the signal from the optical communication receiver circuit and outputs the demultiplexed signal, and the board is fixed and can be assembled with the frame and the frame having a plurality of pins for electrical connection to the outside. A transmission optical system that is formed and receives light from a light source and transmits it to an external free space, and is assembleable with a frame and receives a light from an external free space and transmits the light to the second photodetecting device. do.

본 발명에 따른 다른 무선 광통신용 트랜스폰더는, 제 1 반도체 기판, 제 1 기판 위에 형성되어 있는 제 1 광검출 소자, 제 1 기판 위에 집적 형성되어 있으며 제 1 광검출 소자로부터 입력된 신호를 변환하여 출력할 수 있는 광통신용 수신기 회로, 제 1 기판 위에 집적 형성되어 있으며 광통신용 수신기 회로와 연결되어 광통신용 수신기 회로로부터 신호를 입력받는 입력포트, 역다중화된 신호 중 일부를 분배하기 위한 드롭 포트, 역다중화된 신호 중 나머지를 출력하기 위한 출력포트를 가지고 있는 역다중화기 회로, 제 1 기판이 고정되어 있으며 외부와의 전기적 연결을 위한 다수의 핀을 가지고 있는 제 1 프레임, 제 2 반도체 기판, 제 2 기판 위에 형성되어 있는 광원, 제 2 기판 위에 형성되어 있으며 광원으로부터 나오는 빛을 검출할 수 있는 제 2 광검출 소자, 제 2 기판 위에 집적 형성되어 있으며 광원과 연결되어 광원을 구동하고 제 2 광검출 소자로부터 신호를 입력받아 광원의 출력을 제어할 수 있는 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로, 제 2 기판 위에 집적 형성되어 있으며, 역다중화기 회로의 출력포트로부터 신호를 입력받기 위한 입력포트, 외부로부터 추가될 신호를 입력받기 위한 애드포트, 다중화된 신호를 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로로 출력하기 위한 출력포트를 가지고 있는 다중화기 회로, 제 2 기판이 고정되어 있으며 외부와의 전기적 연결을 위한 다수의 핀을 가지고 있는 제 2 프레임, 제 1 프레임과 제 2 프레임이 일정한 간격을 두고 고정되는 인쇄 회로 기판, 인쇄 회로 기판과 조립 가능하게 형성되어 있으며 광원으로부터 나오는 빛을 수신하여 외부의 자유공간으로 송신하는 송신 광학계, 인쇄 회로 기판과 조립 가능하게 형성되어 있으며 외부의 자유공간으로부터 빛을 수신하여 제 2 광검출 소자로 전달하는 수신 광학계를 포함한다.Another wireless optical communication transponder according to the present invention comprises a first semiconductor substrate, a first photodetecting element formed on the first substrate, an integrated formation formed on the first substrate, and converting a signal input from the first photodetecting element An optical communication receiver circuit capable of outputting, an input port integrated on the first substrate and connected to the optical communication receiver circuit for receiving a signal from the optical communication receiver circuit, a drop port for distributing some of the demultiplexed signals, and a reverse A demultiplexer circuit having an output port for outputting the rest of the multiplexed signals; a first frame, a second semiconductor substrate, a second substrate having a fixed first substrate and a plurality of pins for electrical connection to the outside; A light source formed thereon, a second light sword formed on the second substrate and capable of detecting light from the light source; A light source driving and automatic output control circuit integrally formed on the second substrate, the light source driving and automatic output control circuit being connected to the light source to drive the light source and receiving a signal from the second photodetecting device to control the output of the light source; It has an input port for receiving a signal from the output port of the demultiplexer circuit, an add port for receiving a signal to be added from the outside, and an output port for outputting the multiplexed signal to the light source driving and automatic output control circuit. A multiplexer circuit, a second frame having a second substrate fixed thereon and having a plurality of pins for electrical connection to the outside, a printed circuit board having a first frame and a second frame fixed at regular intervals, and a printed circuit board It is formed to be assembleable and transmits the light from the light source and transmits it to the free space outside. Optical system, is formed to enable a printed circuit board and assembled, and includes a receiving optical system for transmission to a second light detecting element for receiving light from the outside of the free space.

본 발명의 송신기, 수신기 및 이의 응용장치들을 이용하면 기존의 광섬유 통신 시스템에 비해 많은 장점을 갖고 있는 OWLL 및 FSON 시스템을 쉽게 구축할 수 있게 된다. 또한, 본 발명의 OWLL 및 FSON 용 송신기, 수신기 및 이의 응용장치는 크기가 작고 가벼우며, 적은 비용으로 표준화된 장치를 생산할 수 있다. 동시에 본 발명의 송신기, 수신기 및 이의 응용장치는 무선 광통신 시스템 내에서 필요한 다양한 기능을 제공할 수 있으며, 이러한 기능들을 안정적으로 신뢰성을 확보할 수 있도록 제공한다.Using the transmitter, receiver, and applications thereof of the present invention, it is possible to easily build OWLL and FSON systems, which have many advantages over existing fiber communication systems. In addition, the transmitters, receivers, and applications thereof for the OWLL and FSON of the present invention are small in size, light in weight, and can produce standardized devices at low cost. At the same time, the transmitter, the receiver and the application thereof of the present invention can provide various functions necessary in the wireless optical communication system, and provide these functions to ensure stable reliability.

Claims (33)

반도체 기판,Semiconductor substrate, 상기 기판 위에 형성되어 있는 광원,A light source formed on the substrate, 상기 기판 위에 형성되어 있으며, 상기 광원으로부터 나오는 빛을 검출할 수 있는 광검출 소자,A photodetector formed on the substrate and capable of detecting light emitted from the light source; 상기 기판 위에 집적 형성되어 있으며, 외부로부터 신호를 입력받아 상기 광원을 구동하고, 상기 광검출 소자로부터 신호를 입력받아 상기 광원의 출력을 제어할 수 있는 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로,A light source driving and automatic output control circuit integrally formed on the substrate and configured to drive the light source by receiving a signal from an external source, and to control the output of the light source by receiving a signal from the photodetecting device; 상기 광원, 광검출 소자, 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로가 형성되어 있는 상기 기판이 고정되어 있으며, 외부와의 전기적 연결을 위한 다수의 핀을 가지고 있는 프레임,A frame on which the substrate on which the light source, the light detecting element, the light source driving and the automatic output control circuit are formed is fixed, and having a plurality of pins for electrical connection with the outside; 상기 프레임과 조립 가능하게 형성되어 있으며, 상기 광원으로부터 나오는 빛을 수신하여 외부의 자유공간으로 송신하는 광학계를 포함하는 무선 광통신용 송신기.It is formed so as to be assembled with the frame, the wireless optical communication transmitter including an optical system for receiving the light from the light source and transmits to the outside free space. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광원은 레이저 다이오드 또는 발광 다이오드인 무선 광통신용 송신기.The light source is a laser diode or a light emitting diode. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광학계는 렌즈와 상기 렌즈의 초점 거리를 조절 할 수 있는 렌즈 홀더를 포함하는 무선 광통신용 송신기.The optical system is a wireless optical communication transmitter including a lens holder that can adjust the focal length of the lens and the lens. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 렌즈는 비구면(aspheric) 렌즈 또는 프레넬(Fresnel) 렌즈인 무선 광통신용 송신기.And the lens is an aspheric lens or a fresnel lens. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 프레임과 일체형으로 또는 조립 가능하게 형성되어 있는 제 1 나사부와,A first threaded portion integrally formed with the frame or assembleable; 상기 광학계와 일체형으로 또는 조립 가능하게 형성되어 있는 제 2 나사부를 더 포함하며,Further comprising a second screw unit which is formed integrally or assembling with the optical system, 상기 프레임과 상기 광학계는 상기 제 1 및 제 2 나사부를 이용하여 조립 가능한 무선 광통신용 송신기.And the frame and the optical system are assembleable using the first and second threads. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 제 1 및 제 2 나사부는 일정한 규격으로 형성되어 있어,The first and second threaded portions are formed to a certain standard, 서로 다른 크기의 렌즈를 갖고 있는 다양한 광학계를 프레임과 조립할 수 있는 무선 광통신용 송신기.Wireless optical communication transmitter that can assemble various optical systems with frames of different sizes to the frame. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 송신기로부터 나오는 빛은 눈에 대해 안전한 무선 광통신용 송신기.Light emitted from the transmitter is eye-safe transmitter for wireless optical communication. 서로 마주보고 있는 제 1 면과 제 2 면을 가지고 있는 반도체 기판,A semiconductor substrate having a first side and a second side facing each other, 상기 기판의 상기 제 1 면 위에 형성되어 있는 광검출 소자,A photodetecting element formed on said first surface of said substrate, 상기 기판의 상기 제 1 면 위에 집적 형성되어 있으며, 상기 광검출 소자로부터 입력된 신호를 변환하여 출력할 수 있는 광통신용 수신기 회로,An integrated circuit formed on the first surface of the substrate and capable of converting and outputting a signal input from the photodetecting device; 상기 광검출 소자와 광통신용 수신기 회로가 형성되어 있는 상기 기판이 고정되어 있으며, 외부와의 전기적 연결을 위한 다수의 핀을 가지고 있는 프레임,A frame on which the substrate on which the photodetecting device and the optical communication receiver circuit are formed is fixed, and having a plurality of pins for electrical connection with the outside; 상기 프레임과 조립 가능하게 형성되어 있으며, 외부의 자유공간으로부터 빛을 수신하여 상기 광검출 소자로 전달하는 광학계를 포함하는 무선 광통신용 수신기.It is formed so as to be assembled with the frame, the wireless optical communication receiver comprising an optical system for receiving the light from the external free space and transmitting to the light detecting element. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 광통신용 수신기 회로는 입력 신호의 크기를 외부에서 모니터링할 수 있도록 하기 위한 단자를 가지고 있는 무선 광통신용 수신기.The optical receiver circuit has a terminal for monitoring the magnitude of the input signal from the outside. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 프레임의 다수의 핀 중 하나 이상을 통해 상기 단자와 연결되어 있으며, 상기 입력 신호의 크기를 외부로 표시할 수 있는 표시장치를 더 포함하는 무선광통신용 수신기.And a display device connected to the terminal through at least one of the plurality of pins of the frame, the display device capable of displaying the magnitude of the input signal to the outside. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 입력 신호의 크기를 상기 수신기 외부의 기지국으로 전달할 수 있는 무선 광통신용 수신기.And a receiver for transmitting the magnitude of the input signal to a base station outside the receiver. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 광학계는 렌즈와 상기 렌즈의 초점 거리를 조절 할 수 있는 렌즈 홀더를 포함하는 무선 광통신용 수신기.The optical system is a wireless optical communication receiver including a lens holder that can adjust the focal length of the lens and the lens. 제 12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 렌즈는 비구면(aspheric) 렌즈 또는 프레넬(Fresnel) 렌즈인 무선 광통신용 수신기.And the lens is an aspheric lens or a fresnel lens. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 프레임과 일체형으로 또는 조립 가능하게 형성되어 있는 제 1 나사부와,A first threaded portion integrally formed with the frame or assembleable; 상기 광학계와 일체형으로 또는 조립 가능하게 형성되어 있는 제 2 나사부를 더 포함하며,Further comprising a second screw unit which is formed integrally or assembling with the optical system, 상기 프레임과 상기 광학계는 상기 제 1 및 제 2 나사부를 이용하여 조립 가능한 무선 광통신용 수신기.And the frame and the optical system are assembleable using the first and second threads. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 제 1 및 제 2 나사부는 일정한 규격으로 형성되어 있어,The first and second threaded portions are formed to a certain standard, 서로 다른 크기의 렌즈를 갖고 있는 다양한 광학계를 프레임과 조립할 수 있는 무선 광통신용 수신기.Wireless optical receiver that can assemble various optical systems with frames of different size to the frame. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 광학계는 상기 기판 상에 형성된 상기 광통신용 수신기 회로 및 상기 광검출 소자와 일렬로 배치되어 있는 무선 광통신용 수신기.And the optical system is arranged in line with the optical communication receiver circuit and the light detecting element formed on the substrate. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 광학계는 상기 기판의 상기 제 2 면 측에 상기 제 2 면과 평행하게 배치되어 있으며,The optical system is disposed parallel to the second surface on the second surface side of the substrate, 상기 프레임은 적어도 상기 제 1 면의 상기 광원이 형성된 부분과 마주보고 있는 상기 제 2 면의 부분을 노출하는 개구를 갖고 있는 무선 광통신용 수신기.And the frame has an opening that exposes at least a portion of the second surface facing the portion where the light source of the first surface is formed. 제 17 항에 있어서,The method of claim 17, 상기 광학계는 상기 기판의 상기 제 2 면에 형성된 렌즈이며,The optical system is a lens formed on the second surface of the substrate, 상기 개구는 상기 렌즈가 형성되어 있는 부분을 노출하는 무선 광통신용 수신기.And the opening exposes a portion where the lens is formed. 제 18 항에 있어서,The method of claim 18, 상기 렌즈는 상기 반도체 기판을 식각하여 형성된 무선 광통신용 수신기.The lens is a wireless optical communication receiver formed by etching the semiconductor substrate. 제 18 항에 있어서,The method of claim 18, 상기 렌즈는 코팅에 의해 형성된 무선 광통신용 수신기.The lens is a wireless optical communication receiver formed by the coating. 반도체 기판,Semiconductor substrate, 상기 기판 위에 형성되어 있는 광원,A light source formed on the substrate, 상기 기판 위에 형성되어 있으며, 상기 광원으로부터 나오는 빛을 검출할 수 있는 제 1 광검출 소자,A first light detecting element formed on the substrate and capable of detecting light emitted from the light source; 상기 기판 위에 집적 형성되어 있으며, 외부로부터 신호를 입력받아 상기 광원을 구동하고 상기 제 1 광검출 소자로부터 신호를 입력받아 상기 광원의 출력을 제어할 수 있는 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로,A light source driving and automatic output control circuit integrated with the substrate and configured to drive a light source by receiving a signal from the outside and to control a output of the light source by receiving a signal from the first photodetector; 상기 기판 위에 형성되어 있는 제 2 광검출 소자,A second photodetector formed on the substrate, 상기 기판 위에 집적 형성되어 있으며, 상기 제 2 광검출 소자로부터 입력된 신호를 변환하여 출력할 수 있는 광통신용 수신기 회로,An integrated circuit formed on the substrate and capable of converting and outputting a signal input from the second photodetecting device; 상기 기판이 고정되어 있으며, 외부와의 전기적 연결을 위한 다수의 핀을 가지고 있는 프레임,The substrate is fixed, the frame having a plurality of pins for electrical connection to the outside, 상기 프레임과 조립 가능하게 형성되어 있으며, 상기 광원으로부터 나오는 빛을 수신하여 외부의 자유공간으로 송신하는 송신 광학계,Is formed so as to be assembled with the frame, the transmission optical system for receiving the light from the light source and transmits to the outside free space, 상기 프레임과 조립 가능하게 형성되어 있으며, 외부의 자유공간으로부터 빛을 수신하여 상기 제 2 광검출 소자로 전달하는 수신광학계를 포함하는 무선 광통신용 송수신기.And a receiving optical system formed to be assembled with the frame and receiving light from an external free space and transferring the light to the second photodetecting device. 제 21 항에 있어서,The method of claim 21, 상기 프레임과 일체형으로 또는 조립 가능하게 형성되어 있으며, 상기 기판의 상기 광원이 형성되어 있는 부분에 인접하여 형성되어 있는 제 1 나사부,A first screw portion which is formed integrally with the frame or is assembleable and is formed adjacent to a portion where the light source of the substrate is formed; 상기 프레임과 일체형으로 또는 조립 가능하게 형성되어 있으며, 상기 기판의 상기 제 1 광검출 소자가 형성되어 있는 부분에 인접하여 형성되어 있는 제 2 나사부,A second screw portion which is formed integrally with the frame or is assembleable and is formed adjacent to a portion where the first photodetecting element of the substrate is formed; 상기 송신 광학계와 일체형으로 또는 조립 가능하게 형성되어 있는 제 3 나사부,A third screw portion which is formed integrally or assembling with the transmission optical system, 상기 수신 광학계와 일체형으로 또는 조립 가능하게 형성되어 있는 제 4 나사부를 더 포함하며,Further comprising a fourth screw unit which is formed integrally or assembling with the receiving optical system, 상기 프레임과 상기 송신 광학계는 상기 제 1 및 제 3 나사부를 이용하여 조립 가능하며,The frame and the transmission optical system may be assembled using the first and third threads, 상기 프레임과 상기 수신 광학계는 상기 제 2 및 제 4 나사부를 이용하여 조립 가능한 무선 광통신용 송수신기.And the frame and the reception optical system are assembleable using the second and fourth screws. 제 21 항에 있어서,The method of claim 21, 상기 송신 광학계와 상기 수신 광학계는 동일한 방향으로 형성되어 있는 무선 광통신용 송수신기.And said transmitting optical system and said receiving optical system are formed in the same direction. 제 21 항에 있어서,The method of claim 21, 상기 송신 광학계와 상기 수신 광학계는 서로 동일한 무선 광통신용 송수신기The transmission optical system and the reception optical system are the same as the transceiver for the wireless optical communication 제 21 항에 있어서,The method of claim 21, 상기 송신 광학계와 상기 수신 광학계는 서로 동일하지 않은 무선 광통신용 송수신기.And said transmitting optical system and said receiving optical system are not identical to each other. 제 1 반도체 기판,A first semiconductor substrate, 상기 제 1 기판 위에 형성되어 있는 광원,A light source formed on the first substrate, 상기 제 1 기판 위에 형성되어 있으며, 상기 광원으로부터 나오는 빛을 검출할 수 있는 제 1 광검출 소자,A first photodetecting device formed on the first substrate and capable of detecting light emitted from the light source; 상기 제 1 기판 위에 집적 형성되어 있으며, 외부로부터 신호를 입력받아 상기 광원을 구동하고 상기 제 1 광검출 소자로부터 신호를 입력받아 상기 광원의 출력을 제어할 수 있는 광원 구동 및 자동 출력 제어회로,A light source driving and automatic output control circuit integrally formed on the first substrate and capable of driving the light source by receiving a signal from the outside and controlling the output of the light source by receiving a signal from the first photodetecting device; 상기 제 1 기판이 고정되어 있으며, 외부와의 전기적 연결을 위한 다수의 핀을 가지고 있는 제 1 프레임,A first frame having the first substrate fixed thereto and having a plurality of pins for electrical connection with the outside; 제 2 반도체 기판,Second semiconductor substrate, 상기 제 2 기판 위에 형성되어 있는 제 2 광검출 소자,A second photodetection element formed on the second substrate, 상기 제 2 기판 위에 집적 형성되어 있으며, 상기 제 2 광검출 소자로부터 입력된 신호를 변환하여 출력할 수 있는 광통신용 수신기 회로,An optical communication receiver circuit integrated on the second substrate and capable of converting and outputting a signal input from the second photodetector; 상기 제 2 기판이 고정되어 있으며, 외부와의 전기적 연결을 위한 다수의 핀을 가지고 있는 제 2 프레임,A second frame having the second substrate fixed thereto and having a plurality of pins for electrical connection with the outside; 상기 제 1 프레임과 상기 제 2 프레임이 일정한 간격을 두고 고정되는 인쇄 회로 기판,A printed circuit board on which the first frame and the second frame are fixed at regular intervals, 상기 인쇄 회로 기판과 조립 가능하게 형성되어 있으며, 상기 광원으로부터 나오는 빛을 수신하여 외부의 자유공간으로 송신하는 송신광학계,A transmission optical system which is formed to be assembled with the printed circuit board and receives light from the light source and transmits it to an external free space; 상기 인쇄 회로 기판과 조립 가능하게 형성되어 있으며, 외부의 자유공간으로부터 빛을 수신하여 상기 제 2 광검출 소자로 전달하는 수신 광학계를 포함하는 무선 광통신용 송수신기.And a receiving optical system formed to be assembled with the printed circuit board and receiving light from an external free space and transmitting the light to the second photodetecting device. 제 26 항에 있어서,The method of claim 26, 상기 인쇄 회로 기판과 일체형으로 또는 조립 가능하게 형성되어 있으며, 상기 제 1 기판의 상기 광원이 형성되어 있는 부분에 인접하여 형성되어 있는 제 1 나사부,A first screw portion which is formed integrally with the printed circuit board or assembleable and is formed adjacent to a portion where the light source of the first substrate is formed; 상기 인쇄 회로 기판과 일체형으로 또는 조립 가능하게 형성되어 있으며, 상기 제 2 기판의 상기 제 2 광검출 소자가 형성되어 있는 부분에 인접하여 형성되어 있는 제 2 나사부,A second screw portion which is formed integrally with the printed circuit board or is assembleable, and is formed adjacent to a portion where the second photodetecting element of the second substrate is formed; 상기 송신 광학계와 일체형으로 또는 조립 가능하게 형성되어 있는 제 3 나사부,A third screw portion which is formed integrally or assembling with the transmission optical system, 상기 수신 광학계와 일체형으로 또는 조립 가능하게 형성되어 있는 제 4 나사부를 더 포함하며,Further comprising a fourth screw unit which is formed integrally or assembling with the receiving optical system, 상기 인쇄 회로 기판과 상기 송신 광학계는 상기 제 1 및 제 3 나사부를 이용하여 조립 가능하며,The printed circuit board and the transmission optical system may be assembled using the first and third threaded portions, 상기 인쇄 회로 기판과 상기 수신 광학계는 상기 제 2 및 제 4 나사부를 이용하여 조립 가능한 무선 광통신용 송수신기.And the printed circuit board and the reception optical system are assembleable using the second and fourth threads. 반도체 기판,Semiconductor substrate, 상기 기판 위에 형성되어 있는 제 1 광원,A first light source formed on the substrate, 상기 기판 위에 형성되어 있으며, 상기 광원으로부터 나오는 빛을 검출할 수 있는 제 1 광검출 소자,A first light detecting element formed on the substrate and capable of detecting light emitted from the light source; 상기 기판 위에 집적 형성되어 있으며, 상기 제 1 광원과 연결되어 상기 제 1 광원을 구동하고 상기 제 1 광검출 소자로부터 신호를 입력받아 상기 제 1 광원의 출력을 제어할 수 있는 제 1 광원 구동 및 자동 출력 제어회로,A first light source driving and automatic integrated on the substrate, the first light source being connected to the first light source to drive the first light source and receiving a signal from the first photodetector to control the output of the first light source Output control circuit, 상기 기판 위에 집적 형성되어 있으며, 상기 제 1 광원 구동 및 자동 출력제어 회로와 연결되어 상기 제 1 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로로 입력 신호를 제공하는 제 1 광통신용 수신기 회로,A first optical communication receiver circuit integrally formed on the substrate and connected to the first light source driving and automatic output control circuit to provide an input signal to the first light source driving and automatic output control circuit; 상기 제 1 광통신용 수신기 회로와 연결되어 상기 제 1 광통신용 수신기 회로로 입력을 제공하는 제 2 광검출 소자,A second photodetecting element connected to the first optical communication receiver circuit and providing an input to the first optical communication receiver circuit; 상기 제 2 광검출 소자와 연결되어 있으며, 상기 제 2 광검출 소자를 광섬유 전송선과 연결할 수 있는 제 1 광섬유 어댑터,A first optical fiber adapter connected to the second photodetector and capable of connecting the second photodetector to an optical fiber transmission line; 상기 기판 위에 형성되어 있는 제 3 광검출 소자,A third photodetecting element formed on the substrate, 상기 기판 위에 집적 형성되어 있으며, 상기 제 3 광검출 소자로부터 입력된 신호를 변환하여 출력할 수 있는 제 2 광통신용 수신기 회로,A second optical communication receiver circuit integrated with the substrate and capable of converting and outputting a signal input from the third photodetecting device; 상기 기판 위에 집적 형성되어 있으며, 상기 제 2 광통신용 수신기 회로로부터 신호를 입력받는 제 2 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로,A second light source driving and automatic output control circuit integrated on the substrate and receiving a signal from the second optical communication receiver circuit; 상기 제 2 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로와 연결되어 상기 제 2 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로에 의해 구동되는 제 2 광원,A second light source connected to the second light source driving and automatic output control circuit and driven by the second light source driving and automatic output control circuit, 상기 제 2 광원과 연결되어 있으며, 상기 제 2 광원을 광섬유 전송선과 연결할 수 있는 제 2 광섬유 어댑터,A second optical fiber adapter connected to the second light source and capable of connecting the second light source to an optical fiber transmission line; 상기 기판이 고정되어 있으며, 외부와의 전기적 연결을 위한 다수의 핀을 가지고 있는 프레임,The substrate is fixed, the frame having a plurality of pins for electrical connection to the outside, 상기 프레임과 조립 가능하게 형성되어 있으며, 상기 제 1 광원으로부터 나오는 빛을 수신하여 외부의 자유공간으로 송신하는 송신광학계,A transmission optical system configured to be assembled with the frame and to receive light from the first light source and to transmit it to an external free space; 상기 프레임과 조립 가능하게 형성되어 있으며, 외부의 자유공간으로부터 빛을 수신하여 상기 제 3 광검출 소자로 전달하는 수신광학계를 포함하는 무선 광통신용 송수신기.And a receiving optical system that is formed to be assembled with the frame and receives light from an external free space and transmits the light to the third light detecting element. 제 28 항에 있어서,The method of claim 28, 상기 제 2 광검출 소자 및 상기 제 2 광원은 각각 티오캔(TO-can)에 실장되어 있는 패키지인 무선 광통신용 송수신기.And the second photodetector and the second light source are packages mounted in thiocans, respectively. 제 28 항에 있어서,The method of claim 28, 상기 제 2 광검출 소자 및 상기 제 2 광원은 각각 상기 기판 위에 형성되어 있는 무선 광통신용 송수신기.And the second photodetector and the second light source are each formed on the substrate. 반도체 기판,Semiconductor substrate, 상기 기판 위에 형성되어 있는 광원,A light source formed on the substrate, 상기 기판 위에 형성되어 있으며, 상기 광원으로부터 나오는 빛을 검출할 수 있는 제 1 광검출 소자,A first light detecting element formed on the substrate and capable of detecting light emitted from the light source; 상기 기판 위에 집적 형성되어 있으며, 상기 광원과 연결되어 상기 광원을 구동하고 상기 제 1 광검출 소자로부터 신호를 입력받아 상기 광원의 출력을 제어할 수 있는 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로,A light source driving and automatic output control circuit integrally formed on the substrate and connected to the light source to drive the light source and receive a signal from the first photodetector to control the output of the light source; 상기 기판 위에 형성되어 있는 제 2 광검출 소자,A second photodetector formed on the substrate, 상기 기판 위에 집적 형성되어 있으며, 상기 제 2 광검출 소자로부터 입력된신호를 변환하여 출력할 수 있는 광통신용 수신기 회로,An integrated circuit formed on the substrate and capable of converting and outputting a signal input from the second photodetecting device; 상기 기판이 고정되어 있으며, 외부와의 전기적 연결을 위한 다수의 핀을 가지고 있는 프레임,The substrate is fixed, the frame having a plurality of pins for electrical connection to the outside, 상기 프레임과 조립 가능하게 형성되어 있으며, 상기 광원으로부터 나오는 빛을 수신하여 외부의 자유공간으로 송신하는 송신 광학계,Is formed so as to be assembled with the frame, the transmission optical system for receiving the light from the light source and transmits to the outside free space, 상기 프레임과 조립 가능하게 형성되어 있으며, 외부의 자유공간으로부터 빛을 수신하여 상기 제 2 광검출 소자로 전달하는 수신 광학계,A receiving optical system formed to be assembled with the frame and receiving light from an external free space and transmitting the light to the second photodetecting device; 상기 기판 위에 집적 형성되어 있으며, 상기 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로 및 상기 광통신용 수신기 회로와 연결되어 상기 광통신용 수신기 회로로부터 전달된 신호를 이더넷 신호로 변환할 수 있고, 외부로부터 입력된 이더넷 신호를 변환하여 상기 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로로 전달할 수 있으며, 외부와의 이더넷 신호 송수신을 위한 비-절연 트위스티드 페어 케이블(UTP; unshielded twisted-pair) 포트를 갖고 있는 미디어 컨버터 회로를 포함하는 무선 광통신용 송수신기.It is integrated on the substrate and connected to the light source driving and automatic output control circuit and the optical communication receiver circuit to convert the signal transmitted from the optical communication receiver circuit into an Ethernet signal, and converts the Ethernet signal input from the outside. Converted and transmitted to the light source driving and automatic output control circuit for wireless optical communication including a media converter circuit having an unshielded twisted-pair (UTP) port for transmitting and receiving Ethernet signals to and from the outside. Transceiver. 반도체 기판,Semiconductor substrate, 상기 기판 위에 형성되어 있는 광원,A light source formed on the substrate, 상기 기판 위에 형성되어 있으며, 상기 광원으로부터 나오는 빛을 검출할 수 있는 제 1 광검출 소자,A first light detecting element formed on the substrate and capable of detecting light emitted from the light source; 상기 기판 위에 집적 형성되어 있으며, 상기 광원과 연결되어 상기 광원을구동하고 상기 제 1 광검출 소자로부터 신호를 입력받아 상기 광원의 출력을 제어할 수 있는 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로,A light source driving and automatic output control circuit integrally formed on the substrate and connected to the light source to drive the light source and receive a signal from the first photodetector to control the output of the light source; 상기 기판 위에 집적 형성되어 있으며, 상기 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로와 연결되어 외부로부터 입력된 신호를 다중화하여 상기 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로로 출력하는 다중화기 회로,A multiplexer circuit integrated on the substrate, the multiplexer circuit being connected to the light source driving and automatic output control circuits and multiplexing a signal input from the outside to the light source driving and automatic output control circuits; 상기 기판 위에 형성되어 있는 제 2 광검출 소자,A second photodetector formed on the substrate, 상기 기판 위에 집적 형성되어 있으며, 상기 제 2 광검출 소자로부터 입력된 신호를 변환하여 출력할 수 있는 광통신용 수신기 회로,An integrated circuit formed on the substrate and capable of converting and outputting a signal input from the second photodetecting device; 상기 기판 위에 집적 형성되어 있으며, 상기 광통신용 수신기 회로와 연결되어 상기 광통신용 수신기 회로로부터 신호를 입력받아 역다중화된 신호를 출력하는 역다중화기 회로,A demultiplexer circuit integrated on the substrate, the demultiplexer circuit being connected to the optical communication receiver circuit and receiving a signal from the optical communication receiver circuit and outputting a demultiplexed signal; 상기 기판이 고정되어 있으며, 외부와의 전기적 연결을 위한 다수의 핀을 가지고 있는 프레임,The substrate is fixed, the frame having a plurality of pins for electrical connection to the outside, 상기 프레임과 조립 가능하게 형성되어 있으며, 상기 광원으로부터 나오는 빛을 수신하여 외부의 자유공간으로 송신하는 송신 광학계,Is formed so as to be assembled with the frame, the transmission optical system for receiving the light from the light source and transmits to the outside free space, 상기 프레임과 조립 가능하게 형성되어 있으며, 외부의 자유공간으로부터 빛을 수신하여 상기 제 2 광검출 소자로 전달하는 수신 광학계를 포함하는 무선 광통신용 트랜스폰더.And a receiving optical system configured to be assembled with the frame and to receive light from an external free space and to transmit the light to the second photodetecting device. 제 1 반도체 기판,A first semiconductor substrate, 상기 제 1 기판 위에 형성되어 있는 제 1 광검출 소자,A first photodetecting element formed on the first substrate, 상기 제 1 기판 위에 집적 형성되어 있으며, 상기 제 1 광검출 소자로부터 입력된 신호를 변환하여 출력할 수 있는 광통신용 수신기 회로,An integrated circuit formed on the first substrate and capable of converting and outputting a signal input from the first photodetecting device; 상기 제 1 기판 위에 집적 형성되어 있으며, 상기 광통신용 수신기 회로와 연결되어 상기 광통신용 수신기 회로로부터 신호를 입력받는 입력포트, 역다중화된 신호 중 일부를 분배하기 위한 드롭 포트, 상기 역다중화된 신호 중 나머지를 출력하기 위한 출력포트를 가지고 있는 역다중화기 회로,An input port integrated on the first substrate, the input port being connected to the optical communication receiver circuit and receiving a signal from the optical communication receiver circuit, a drop port for distributing a part of the demultiplexed signal, and the demultiplexed signal A demultiplexer circuit having an output port for outputting the rest, 상기 제 1 기판이 고정되어 있으며, 외부와의 전기적 연결을 위한 다수의 핀을 가지고 있는 제 1 프레임,A first frame having the first substrate fixed thereto and having a plurality of pins for electrical connection with the outside; 제 2 반도체 기판,Second semiconductor substrate, 상기 제 2 기판 위에 형성되어 있는 광원,A light source formed on the second substrate, 상기 제 2 기판 위에 형성되어 있으며, 상기 광원으로부터 나오는 빛을 검출할 수 있는 제 2 광검출 소자,A second photodetecting element formed on the second substrate and capable of detecting light emitted from the light source; 상기 제 2 기판 위에 집적 형성되어 있으며, 상기 광원과 연결되어 상기 광원을 구동하고 상기 제 2 광검출 소자로부터 신호를 입력받아 상기 광원의 출력을 제어할 수 있는 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로,A light source driving and automatic output control circuit integrally formed on the second substrate and connected to the light source to drive the light source and receive a signal from the second photodetector to control the output of the light source; 상기 제 2 기판 위에 집적 형성되어 있으며, 상기 역다중화기 회로의 상기 출력포트로부터 신호를 입력받기 위한 입력포트, 외부로부터 추가될 신호를 입력받기 위한 애드포트, 다중화된 신호를 상기 광원 구동 및 자동 출력 제어 회로로 출력하기 위한 출력포트를 가지고 있는 다중화기 회로,An integrated port formed on the second substrate, an input port for receiving a signal from the output port of the demultiplexer circuit, an add port for receiving a signal to be added from the outside, and driving the light source and multiplexing the multiplexed signal A multiplexer circuit having an output port for outputting to a circuit, 상기 제 2 기판이 고정되어 있으며, 외부와의 전기적 연결을 위한 다수의 핀을 가지고 있는 제 2 프레임,A second frame having the second substrate fixed thereto and having a plurality of pins for electrical connection with the outside; 상기 제 1 프레임과 상기 제 2 프레임이 일정한 간격을 두고 고정되는 인쇄 회로 기판,A printed circuit board on which the first frame and the second frame are fixed at regular intervals, 상기 인쇄 회로 기판과 조립 가능하게 형성되어 있으며, 상기 광원으로부터 나오는 빛을 수신하여 외부의 자유공간으로 송신하는 송신 광학계,A transmission optical system that is formed to be assembled with the printed circuit board and receives light from the light source and transmits the light to an external free space; 상기 인쇄 회로 기판과 조립 가능하게 형성되어 있으며, 외부의 자유공간으로부터 빛을 수신하여 상기 제 2 광검출 소자로 전달하는 수신 광학계를 포함하는 무선 광통신용 트랜스폰더.And a receiving optical system configured to be assembled with the printed circuit board and to receive light from an external free space and to transmit the light to the second photodetecting device.
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