KR20050040426A - 수동형 광 가입자 망의 가입자측 광 접속기 - Google Patents

수동형 광 가입자 망의 가입자측 광 접속기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 파장분할 다중화 및 역 다중화 장치를 이용하는 파장분할다중 방식의 수동형 광 가입자 망에 관한 것으로, 가입자측 광 접속기(ONU)가 기지국측 광 단말기(OLT)의 광원으로부터 광을 제공받아 광 신호를 생성한다. 가입자측 광 접속기는 기지국측으로부터 제공된 광을 반도체 광 증폭기의 구동전류를 조정하여 변조시키며 변조된 광 신호를 기지국측 광 단말기로 송신한다. 따라서 가입자측 광 접속기에 광원이 설치되지 않음으로써 파장 안정성 및 광 출력 안정성이 확보되며 저가격으로 구현이 가능해진다.

Description

수동형 광 가입자 망의 가입자측 광 접속기 {Optical network unit in passive optical network}
본 발명은 파장분할 다중화 및 역 다중화 장치를 이용하는 파장분할다중 방식의 수동형 광 가입자 망에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수동형 광 가입자 망을 경제적으로 구성할 수 있도록 한 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자 망의 가입자측 광 접속기에 관한 것이다.
파장분할다중(Wavelength Division Multiplexing/Demultiplexing) 방식의 수동형 광 가입자 망은 고속 대용량의 정보화 시대를 대비한 차세대 가입자 망으로 주목받고 있다. 파장분할다중 방식의 수동형 광 가입자 망은 각 가입자마다 개별 파장을 부여함으로써 각 가입자에게 초고속, 대용량의 정보를 제공할 수 있는데, 이러한 장점에도 불구하고 망 구성에 필요한 비용, 특히 가입자측 광 접속기(Optical Network Unit; ONU)의 가격 문제로 경제성을 확보하지 못하여 아직 실용화되지 못하고 있다. 파장분할다중 방식의 수동형 광 가입자 망은 각 가입자마다 가입자측 광 접속기가 개별적으로 필요하기 때문에 실용화를 위해서는 광 접속기의 가격과 대량 공급 문제가 반드시 해결되어야 한다.
가입자측 광 접속기에서 가장 높은 비용을 차지하는 부분은 개별적인 광원의 구성과 이의 안정적인 동작을 위한 패키징 비용이다. 파장분할다중 방식의 수동형 광 가입자 망에서는 송수신 광의 파장 안정성 및 광 출력 안정성이 가장 중요한 기술적 요소가 되는데, 가입자측 광 접속기가 개별적으로 광원을 가지는 경우 가입자측 광 접속기가 안정적으로 동작하여야만 파장 안정성 및 광 출력 안정성이 확보될 수 있다. 기지국측 광 단말기(Optical Line Terminal; OLT)의 경우에는 그 사용 조건이 매우 안정적인 것으로 기대할 수 있지만, 가입자측 광 접속기의 경우에는 각 가입자의 환경에 따라 사용 조건이 매우 가변적일 수 밖에 없다. 따라서 광 접속기의 파장 안정성 뿐만 아니라 광 출력 안정성을 확보하기 위해서는 광 접속기 내에 별도의 온도 조절 장치나 파장 감시 및 조정 장치가 필요하며 고도의 패키징 기술이 요구된다. 이와 같이 광 접속기의 동작 안정성을 확보하기 위해 소요되는 비용은 가입자측 광 접속기 가격의 상승 요인으로 작용하여 궁극적으로는 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자 망의 실용화를 어렵게 만든다. 그러므로 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자 망의 실용화를 위해서는 가입자 사용 환경에서 안정적으로 동작할 수 있고 저가격으로 구성이 가능한 가입자측 광 접속기의 구현이 기술적으로 해결되어야만 한다.
그러면 종래 파장분할다중 방식의 수동형 광 가입자 망을 도 1 내지 도 3을 통해 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 기지국측 광 단말기는 광대역 광원(1), 파장 역 다중화기(2), 광 변조기(3) 및 파장 다중화기(4)로 구성되고, 가입자측 광 접속기(5)는 발광 다이오드(LED)와 광 필터로 구성된다.
광대역 광원(1)에서 발생한 광은 파장 역 다중화기(2)에서 각 채널별 파장으로 분리되고, 광 변조기(3)는 채널별 파장으로 분리된 광을 변조시켜 광 신호를 생성한다. 광 변조기(3)에서 생성된 광 신호는 파장 다중화기(4)를 거쳐 광섬유를 통해 가입자측으로 전송된다. 한편, 가입자측 광 접속기(5)의 광 필터는 발광 다이오드(LED)에서 발생한 광대역 광에서 채널 파장의 광을 분리해 내고, 이를 파장 다중화기(6)로 다중화하여 광섬유를 통해 기지국측으로 전송한다.
상기 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자 망은 상기 기지국측 광 단말기에 비용이 많이 드는 고급 광원을 사용하지 않고, 광대역 광원(1)과 파장 역 다중화기(4)를 사용하여 채널별 광원을 만들고, 광원의 직접 변조가 아닌 별도의 광 변조기(3)를 이용한 간접 변조 방식으로 광 신호를 생성한다. 이 경우 기지국측 광원(1)이 광대역 광원이므로 채널 파장 폭이 넓어져 고속 전송이나 장거리 전송이 불가능하다. 뿐만 아니라 간접 변조에 사용된 광 변조기(3)의 실제 가격이 DFB 레이저 다이오드나 DBR 레이저 다이오드와 같은 고급 광원의 가격에 비해 결코 저 비용이 아니기 때문에 비용 절감 효과가 없다. 또한, 가입자측 광 접속기(5)에도 직접 변조하는 방식의 발광 다이오드를 사용하여 비용을 절감할 수 있지만, 발광 다이오드의 광대역 발광 특성상 광원의 파장 폭이 광 필터의 파장 폭에 의해 제한되는 만큼의 광대역 광원이 형성되어 고속 전송 및 장거리 전송이 불가능해진다. 한편, 일반적인 광 필터는 온도에 따라 파장이 변하는 온도 의존성을 가지므로 광원의 파장이 온도의 변화에 따라서 변화되기 때문에 가입자측 광 단말기의 파장 안정성을 확보하기 위해서는 별도의 온도 안정화 장치가 필요하다. 또한 광대역 광원이나 발광 다이오드에서 나오는 광원의 출력을 레이저 다이오드와 같은 수준으로 유지하기 위해서는 반드시 고가의 광 증폭기가 필요하기 때문에 경제적으로 파장분할다중 방식의 수동형 광 가입자 망을 구성하기 어렵다.
도 2를 참조하면, 가입자측의 기본 광원인 광대역 광원(11)에서 발생된 광대역 광은 광 서큘레이터(12)를 통하여 파장 역 다중화기(13)로 입사되며, 파장 역 다중화기(13)에서 채널별로 분리되어 FP 레이저 다이오드(14)로 입력된다. 이 경우 FP 레이저 다이오드(14)로 입력되는 광은 파장 역 다중화기(13)에 의해서 채널 파장에 대한 파장 분포를 가진다. 따라서 발진 모드가 입력 파장 스펙트럼 내에서 고정되는 파장 고정(wavelength locking) 현상에 의해 FP 레이저 다이오드(14)가 채널 파장 범위 내에서 발진하게 되므로 채널 파장의 광원으로 동작하게 된다. 정보 전송을 위한 광 신호는 FP 레이저 다이오드(14)에서 직접 변조 방식으로 발생된다.
상기 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자 망은 가입자측 광 접속기에 비교적 저가의 FP 레이저 다이오드(14)를 사용함으로써 가격의 절감 효과를 얻고 있다. 그러나 FP 레이저 다이오드(14)의 발진 모드가 파장 역 다중화기(13)의 각 채널별 스펙트럼 폭(spectral band width) 내에 있을 경우 모두 발진되기 때문에 다수개의 발진 모드를 가지게 된다. 따라서 다수개의 발진 모드에 따른 모드 분산(mode dispersion) 현상으로 고속 및 장거리 전송에 제약이 따른다. 또한 FP 레이저 다이오드(14)의 동작 온도 변화에 따라 발진 모드의 파장이 입력 광원의 스펙트럼 내에서 변화하기 때문에 발진 모드의 파장 및 광 출력이 변하게 되며, 특정 조건에서 모드 뛰어 넘기(mode hopping) 현상이 발생되어 궁극적으로는 광원의 파장 안정성이나 광 출력 안정성을 확보할 수 없게 된다. 따라서 FP 레이저 다이오드(14)의 동작 안정성을 확보하기 위해서는 TEC 냉각 장치 등 별도의 온도 조절 장치가 반드시 필요하다. 또한 이러한 종래의 망 구조에서는 가입자측에 별도의 광대역 광원 및 광 서큘레이터가 설치되어야 하며, 이를 운영하기 위한 안정적인 공간 및 전원 등의 부대 장치도 확보되어야 한다. 그리고 기지국에서 송신된 광을 채널별로 분리하여 수신하기 위한 광 역 다중화 장치와는 별도로 광대역 광원을 각 가입자 광원으로 분리하기 위한 필터 역할을 하는 역 다중화 장치가 각 가입자에게 추가적으로 필요하며, 따라서 광의 송신과 수신에 역 다중화 장치를 공유할 수 없는 단점을 피할 수 없게 된다.
도 3을 참조하면, 가입자측의 기본 광원인 광대역 광원(21)에서 발생된 광대역 광은 광 서큘레이터(22)를 통하여 파장 역 다중화기(23)로 입사되며, 파장 역 다중화기(23)에서 각 채널별로 분리되어 반사형 광 증폭기(24)로 입력된다. 이 경우 파장 역 다중화기(23)의 필터 작용에 의해서 결정되는 각 채널 파장의 광이 반사형 광 증폭기(24)에서 증폭된 후 재 반사되고, 다시 파장 다중화기(23)에서 다중화되어 광 서큘레이터(22)를 통하여 기지국측으로 전송된다.
상기 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자 망은 각 가입자측 광 접속기에 광원을 구비시키지 않음으로써 종래 기술의 문제점인 가입자측에서의 광 출력 불안정성을 해결하고자 하였다. 그러나 궁극적으로 기지국측 광원과는 별도로 가입자측의 기본 광원으로서 광대역 광원을 사용하기 때문에 광 파장 안정성 및 광 출력 안정성을 확보하기 위해서는 광대역 광원의 동작 안정성을 확보해야 한다. 특히, 이와 같은 종래의 망 구조에서는 가입자측에 별도로 광대역 광원 및 광 서큘레이터가 설치되어야 하기 때문에 이를 운영하기 위한 안정적인 공간 및 전원 등의 부대 장치도 필요하다. 뿐만 아니라 사용되는 채널의 파장 폭(spectral band width)이 파장 다중화기에서 결정되기 때문에 광대역 광원이 됨으로써 장거리 고속 전송에서 전송 거리나 전송 속도에 제약을 받게 된다. 또한 기지국측에서 송신된 광을 각 가입자가 채널별로 분리하여 수신하기 위한 광 역 다중화 장치와는 별도로 광대역 광원을 각 가입자측 광원으로 분리하기 위한 필터 역할을 하는 역 다중화 장치가 추가적으로 필요하기 때문에 광의 송신과 수신에 역 다중화 장치를 공유할 수 없는 단점을 가진다.
따라서 본 발명은 가입자측 광 접속기가 기지국측 광 단말기(OLT)의 광원으로부터 제공되는 광을 이용하여 광 신호를 생성하도록 함으로써 상기한 단점을 해소할 수 있는 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자 망의 가입자측 광 접속기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 파장다중 방식 수동형 광 가입자 망의 가입자측 광 접속기는 광 신호의 입사 또는 출사 경로를 제공하는 광 커플러, 상기 광 커플러의 두 출력단에 양단이 각각 연결된 반도체 광 증폭기, 상기 광 커플러를 통해 외부로 출력되는 광 신호를 검출하는 광 검출기를 포함하며, 광 신호를 수신하는 경우 입사 광 신호가 상기 광 커플러에서 분리된 후 상기 반도체 광 증폭기에서 각각 증폭되어 상기 광 검출기에 의해 검출되고, 광 신호를 송신하는 경우 외부의 광원으로부터 광이 상기 광 커플러를 통해 상기 반도체 광 증폭기로 제공되고, 변조에 의해 생성된 광 신호가 외부로 송신되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다른 파장다중 방식 수동형 광 가입자 망의 가입자측 광 접속기는 광 신호의 입사 또는 출사 경로를 제공하는 광 커플러, 상기 광 커플러의 하나의 출력단에 연결된 광 검출기, 상기 광 커플러의 다른 하나의 출력단에 입력단이 연결된 반도체 광 증폭기를 포함하며, 광 신호를 수신하는 경우 입사 광 신호가 상기 광 커플러에서 분리된 후 상기 광 검출기에 의해 검출되고, 광 신호를 송신하는 경우 외부의 광원으로부터 광이 상기 광 커플러를 통해 상기 반도체 광 증폭기로 제공되고, 변조에 의해 생성된 광 신호가 반사되어 외부로 송신되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 반도체 광 증폭기의 출력단에 연결되며 상기 광 신호를 반사시키기 위한 루프 거울이 더 구비되거나, 상기 반도체 광 증폭기의 동작을 감지하기 위한 감시용 광 검출기가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 반도체 광 증폭기의 출력단이 전반사 코팅된 것을 특징으로 한다.
상기 반도체 광 증폭기는 입력단 및 출력단 중 적어도 어느 하나에 무반사 코팅된 것을 특징으로 한다.
상기 반도체 광 증폭기는 이득 매질이 이득 영역과 변조 영역으로 구분되고, 상기 이득 영역을 위해 고 전류가 인가되며, 상기 변조 영역을 위해 구동전류가 조정되는 것을 특징으로 한다.
상기 외부의 광원은 기지국측 광 단말기의 광원이고, 상기 반도체 광 증폭기는 구동전류의 조절에 따라 이득이 변조되는 것을 특징으로 한다.
상기 가입자측 광 접속기가 광 도파로 플랫폼 상에 집적된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 가입자측 광 접속기는 기지국측 광 단말기의 광원으로부터 제공되는 광을 반도체 광 증폭기로 증폭 및 변조하여 광 신호를 생성한다. 상기 반도체 광 증폭기는 구동전류 등을 조정하는 방법으로 광을 변조하여 광 신호를 생성한다. 기지국측 광 단말기로부터 제공되는 광은 파장 및 출력 안정성이 확보되기 때문에 이를 광원으로 공유함으로써 가입자측 광 접속기는 별도의 안정화 장치 없이도 파장 및 출력 안정성을 확보활 수 있다. 따라서 별도의 광원과 동작 안정성을 확보하기 위한 온도 조절 장치 등을 사용하지 않으며, 고도의 패키징 비용이 소요되지 않기 때문에 저 비용으로 가입자측 광 접속기를 구성할 수 있다.
저가격의 가입자측 광 접속기를 구성하기 위하여 저급의 FP 레이저 다이오드 등을 채용하면 전송 속도나 전송 거리에 제약이 따르게 된다. 그래서 종래 가입자측 광 접속기의 경우 고속 전송 혹은 장거리 전송이 가능하도록 광원의 발진 파장 폭(spectral band width)을 매우 좁게 관리하였으며, 이를 위해 DFB 레이저 혹은 DBR 레이저와 같은 고 비용의 고급 광원을 채용하였다. 그러나 본 발명의 가입자측 광 접속기는 기지국측 광 단말기에 내장되는 고급 광원을 공유하여 사용하기 때문에 별도의 광원이 없이도 고속 및 장거리 전송이 가능해진다.
본 발명의 가입자측 광 접속기는 기지국측 광 단말기의 광원으로부터 제공되는 광을 증폭 및 변조하여 재 송신하도록 구성되기 때문에 가입자측 광 접속기의 파장을 개별적으로 결정할 필요가 없다. 종래의 가입자측 광 단말기의 경우 개별적으로 서로 다른 파장의 단말기를 사용하기 때문에 고장 발생에 대비하여 사용 파장별로 다른 다수의 대용품을 구비하여야 하지만, 본 발명에 따른 가입자측 광 접속기의 경우 한가지 종류의 대용품만을 구비하여도 된다.
그러면 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 파장다중 방식의 수동형 광 가입자 망을 설명하기 위한 구성도이다.
기지국측 광 단말기(40)의 광원은 각 채널별 파장을 가지는 레이저 다이오드(LD λ1 ~ LD λn)(41)로 구성된다. 레이저 다이오드(41)에서 집적 변조 방식으로 변조된 광 신호는 파장분할 다중화기(42)로 보내지고, 파장분할 다중화기(42)에서 다중화된 광 신호는 광 서큘레이터(45) 및 광섬유(46)를 거쳐 가입자측으로 전송된다. 한편, 가입자측으로부터 광섬유(46)를 통해 수신되는 광 신호는 서큘레이터(45)에서 송신 광과 분리된 후 파장분할 역 다중화기(44)로 입력되고, 파장분할 역 다중화기(44)에서 각 채널별로 분리된 후 광 검출기(PD (λ1) ~ PD (λn))(43)로 입력됨으로써 신호 검출이 이루어진다.
반면, 기지국측 광 단말기(40)로부터 전송된 파장 다중화된 광 신호는 광섬유(46)를 통해 가입자측의 파장분할 역 다중화기(48)로 입력되어 각 채널별 파장으로 분할된 후 각 가입자측 광 접속기(ONU 1 ~ ONU n)(47)로 전송된다. 가입자측 광 접속기(47)는 내장된 광 검출기를 통하여 광 신호를 수신한다. 한편, 가입자측에서 광 신호를 전송하기 위해서는 기지국측으로부터 제공되는 신호가 실리지 않은 광을 수신하여 광 신호를 생성하고, 생성된 광 신호를 거울을 통해 반사시켜 기지국측으로 송신한다. 이 때 가입자측 광 접속기(47)는 광 신호를 생성하기 위해 기지국측으로부터 제공되는 광을 변조하는데, 광 변조를 위해 바람직하게는 반도체 광 증폭기를 이용할 수 있으며, 반도체 광 증폭기의 구동 전류를 조정하여 광의 증폭과 변조를 동시에 구현할 수 있다. 각 가입자측 광 접속기(47)로부터 전송되는 광은 파장분할 다중화기(48)로 다중화시켜 기지국측 광 단말기(40)로 전송한다.
본 발명에서 제시하는 파장분할다중 방식의 수동형 광 가입자 망에서 가입자 측 광 접속기(47)에는 별도의 광 발진이 필요한 광원이 구비되지 않는다. 즉, 기지국측 광 단말기(40)의 광원(41)을 공유하는 방식으로 광을 제공받고 광 신호를 생성하여 송신하므로 효율적인 광 가입자 망의 구성이 가능해진다. 일반적으로 기지국측 광 단말기는 사용 환경이 매우 안정적으로 관리되고 있으며, 모든 채널이 일괄적으로 관리되기 때문에 가입자측 광 접속기에서의 개별적인 관리 비용과 비교하면 채널 당 관리 비용 부담이 매우 낮다. 따라서 본 발명이 제시하는 광 가입자 망에서는 광원의 안정적 동작을 위한 사용 환경이 기지국측에서만 관리되며 가입자측에는 광원의 동작 파장 및 광 출력 안정화를 위한 별도의 안정화 장치가 필요없게 된다. 또한, 가입자측에서는 파장 다중화기 및 가입자 댁 내의 광 접속기만으로 광 가입자 망의 구성이 가능하며, 따라서 가입자 댁 외부에서 광대역 광원 및 이를 안정적으로 동작시키기 위한 별도의 공간 및 전원 장치 등이 필요하지 않으므로 저 비용으로 광 가입자 망을 구성할 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 도 4에 도시된 본 발명에 따른 가입자측 광 접속기의 바람직한 실시 예를 설명하기 위한 구성도이다.
본 발명의 가입자측 광 접속기(47)는 광 변조기, 반도체 광 증폭기, 광 검출기, 광 커플러 및 기타 개별 부품을 조합하여 구성할 수 있으나, 이 경우 개별 부품의 패키징 비용이 중복되어 제작 비용이 증가한다. 따라서 본 발명은 가입자측 광 접속기를 저가 및 대량 생산할 수 있도록 하기 위해 광 도파로 플랫폼 상에 각 부품을 칩 상태로 실장하는 하이브리드 집적 방식을 이용한다.
도 5a를 참조하면, 기지국측 광 단말기(40)로부터 수신된 광 신호는 광 도파로 플랫폼(51) 상에 형성된 도파로형 광 커플러(55)를 통하여 분리된 후 플립 칩 등의 방식으로 집적된 반도체 광 증폭기(SOA)(52)의 양단으로 각각 입사된다. 반도체 광 증폭기(52)에서 증폭된 광 신호는 다시 도파로형 광 커플러(55)를 통하여 상 방향으로 출력된다. 이 때 출력되는 광의 일부가 광 검출기(54)로 입사되어 광 신호의 수신이 이루어진다. 상기 광 커플러(55)는 광 신호의 입사 또는 출사 경로를 제공하며, 기지국측 광 단말기(40)로부터 수신되는 광 신호를 두 개의 광 신호로 분리시켜 출력한다. 상기 반도체 광 증폭기(52)는 예를 들어, 광 도파로 플랫폼(51) 상에 광 도파로로 이루어지는 루프 형태의 거울로 구성할 수 있으며, 상기 루프 거울 내에 광 증폭기를 구성하여 광의 증폭과 재 반사가 이루어지도록 할 수 있다.
광 신호를 송신하기 위해서는 기지국측 광 단말기(40)의 광원(41)으로부터 제공되는 신호가 실리지 않은 상태의 광을 반도체 광 증폭기(52)가 수신하고, 반도체 광 증폭기(52)가 레이저 다이오드 구동기(56)로부터 제공되는 신호에 따라 입사된 광을 변조시켜 광 신호를 생성한다. 상기 신호 변조는 반도체 광 증폭기(52)의 구동전류 조정에 따른 이득 변조에 의해 이루어진다. 이 때 반도체 광 증폭기(52)의 양단을 무반사 코팅(53)하면 광 신호의 출입을 자유롭게 하고 광의 발진을 방지할 수 있다.
도 5b를 참조하면, 기지국측 광 단말기(40)로부터 수신된 광 신호는 광 도파로 플랫폼(61) 상에 형성된 도파로형 광 커플러(65)를 통하여 분리된 후 플립 칩 등의 방식으로 집적된 광 검출기(64) 및 반도체 광 증폭기(62)로 각각 입사되며, 광 검출기(64)에 의해 광 신호의 수신이 이루어진다. 광 신호의 입사 또는 출사 경로를 제공하기 위한 상기 광 커플러(65)는 기지국측 광 단말기(40)로부터 수신되는 광 신호를 두 개의 광 신호로 분리시켜 출력한다.
광 신호를 송신하기 위해서는 기지국측 광 단말기(40)의 광원(41)으로부터 제공되는 신호가 실리지 않은 상태의 광을 반도체 광 증폭기(62)가 수신하고, 반도체 광 증폭기(62)가 레이저 다이오드 구동기(66)로부터 제공되는 신호에 따라 입사된 광을 변조시켜 광 신호를 생성한다. 이 때 반도체 광 증폭기(62)의 양단을 무반사 코팅(63)하면 광 신호의 출입을 자유롭게 할 수 있다. 또한, 반도체 광 증폭기(62)의 후단에 광 도파로 루프 거울(67)을 형성하면 기지국측으로부터 수신된 광 신호가 거울(67)에 반사되어 다시 반도체 광 증폭기(62)를 지나게 되므로 광 신호의 증폭이 이루어지게 할 수 있다. 상기 신호 변조는 일반적으로 사용되는 레이저 다이오드(LD) 집적 변조 방식으로 이루어지며, 반도체 광 증폭기(62)의 구동전류를 조절하여 이득을 변조함으로써 광 신호가 생성된다. 또한, 필요에 따라 반도체 광 증폭기(62)의 이득 매질을 이득 영역 및 변조 영역으로 구분하고, 이득 영역에는 고 이득을 위한 고 전류를 인가하며 변조 영역의 구동전류를 적절히 조정하면 효과적인 광 신호 변조가 가능해진다.
도 5c를 참조하면, 기지국측 광 단말기(40)로부터 수신된 광 신호는 광 도파로 플랫폼(71) 상에 형성된 도파로형 광 커플러(75)를 통하여 분리된 후 플립 칩 등의 방식으로 집적된 광 검출기(74) 및 반도체 광 증폭기(72)로 각각 입사되며, 광 검출기(74)에 의해 광 신호의 수신이 이루어진다. 광 신호의 입사 또는 출사 경로를 제공하기 위한 상기 광 커플러(75)는 기지국측 광 단말기(40)로부터 수신되는 광 신호를 두 개의 광 신호로 분리시켜 출력한다.
광 신호를 송신하기 위해서는 기지국측 광 단말기(40)의 광원(41)으로부터 제공되는 신호가 실리지 않은 상태의 광을 반도체 광 증폭기(72)가 수신하고, 반도체 광 증폭기(72)가 레이저 다이오드 구동기(76)로부터 제공되는 신호에 따라 입사된 광을 변조시켜 광 신호를 생성한다. 이 때 반도체 광 증폭기(72)의 일측은 무반사 코팅(73a)하고 다른 일측은 전반사 코팅(73b)하면 반도체 광 증폭기(72)의 후면에서 광을 반사시킬 수 있다. 이 경우 반도체 광 증폭기(72)의 동작 상태를 감지하기 위한 감시용 광 검출기 칩(77)을 집적하여 반도체 광 증폭기(72)의 송신 상태를 감시할 수 있다. 그러나 이러한 가입자측 광 접속기(47)의 송신 상태 감시는 기지국측에서도 가능하기 때문에 전술한 감시용 광 검출기(77)가 반드시 필요한 것은 아니다.
상기와 같이 가입자측 광 접속기(47)를 구성하면 기지국측 광 단말기(40)의 광원(41)을 가입자측 광 접속기(47)에서 효율적으로 공유하는 것이 가능하며, 광 전송에 있어서도 상향 및 하향 전송에 동일한 광 망을 완전히 공유할 수 있기 때문에 저 비용의 경제적인 파장분할 다중형 광 가입자 망의 구성이 가능하다.
이상 바람직한 실시 예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
첫째, 별도의 동작 안정화 장치 없이도 가입자측 광 접속기의 파장 안정성 및 광 출력 안정성을 확보할 수 있다. 종래에는 가입자측 광 접속기의 동작 안정성 확보를 위해 고비용의 동작 안정화 장치나 고급 패키징 기술이 필요하였으나, 본 발명에 따르면 보다 경제적으로 가입자측 광 접속기를 구성할 수 있다.
둘째, 가입자측 광 접속기가 기지국측 광 단말기의 고급 광원을 이용하여 광 신호를 생성하기 때문에 별도의 추가 비용 없이도 고속 및 장거리 전송이 가능하다. 종래에는 고속 전송 혹은 장거리 전송을 위해서 가입자측 광 단말기의 광원의 발진 파장 폭을 매우 좁게 관리하여야 하기 때문에 DFB 레이저 혹은 DBR 레이저와 같은 고비용의 고급 광원을 채용하였으나, 본 발명은 기지국측 광 단말기의 고급 광원을 공유하도록 함으로써 별도의 추가 비용이 없이 고속 및 장거리 전송이 가능하다.
셋째, 가입자측 광 접속기는 채널 파장을 개별적으로 결정할 필요가 없다. 종래의 가입자측 광 접속기의 경우 고장 발생에 대비하여 사용 파장 수에 따라 각 파장별로 다수의 대용품을 구비하여야 하지만, 본 발명에 따르면 한 종류의 대용품을 구비하여 고장에 대비할 수 있다.
넷째, 본 발명의 광 가입자 망에서 가입자측은 파장 다중화기 및 가입자 댁내의 광 접속기 만으로 구성된다. 그러므로 가입자 댁 외부에서 광대역 광원 및 이를 동작시키기 위한 별도 공간이나 전원 장치 등이 필요하지 않으므로 저 비용으로 광 가입자 망을 구성할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 종래의 파장다중 방식 수동형 광 가입자 망을 설명하기 위한 구성도.
도 4은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 파장다중 방식 수동형 광 가입자 망을 설명하기 위한 구성도.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 가입자측 광 접속기의 실시 예를 설명하기 위한 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1, 11, 21: 광원 2, 13, 23, 44, 48: 파장 역 다중화기
3: 광 변조기 4, 6, 42: 파장 다중화기
5, 47: 가입자측 광 접속기 12, 22, 45: 광 서큘레이터
14, 41: 레이저 다이오드 24: 반사형 광 증폭기
40: 기지국측 광 단말기 43, 54, 64, 74, 77: 광 검출기
46: 광섬유 51, 61, 71: 광 도파로 플랫폼
52, 62, 72: 반도체 광 증폭기 53, 63, 73a: 무반사 코팅
55, 65, 75: 도파로형 광 커플러 56, 66, 76: 레이저 다이오드 구동기
67: 루프 거울 73b: 전반사 코팅

Claims (9)

  1. 광 신호의 입사 또는 출사 경로를 제공하는 광 커플러,
    상기 광 커플러의 두 출력단에 양단이 각각 연결된 반도체 광 증폭기,
    상기 광 커플러를 통해 외부로 출력되는 광 신호를 검출하는 광 검출기를 포함하며,
    광 신호를 수신하는 경우 입사 광 신호가 상기 광 커플러에서 분리된 후 상기 반도체 광 증폭기에서 각각 증폭되어 상기 광 검출기에 의해 검출되고,
    광 신호를 송신하는 경우 외부의 광원으로부터 광이 상기 광 커플러를 통해 상기 반도체 광 증폭기로 제공되고, 변조에 의해 생성된 광 신호가 외부로 송신되도록 구성된 것을 특징으로 하는 파장다중 방식 수동형 광 가입자 망의 가입자측 광 접속기.
  2. 광 신호의 입사 또는 출사 경로를 제공하는 광 커플러,
    상기 광 커플러의 하나의 출력단에 연결된 광 검출기,
    상기 광 커플러의 다른 하나의 출력단에 입력단이 연결된 반도체 광 증폭기를 포함하며,
    광 신호를 수신하는 경우 입사 광 신호가 상기 광 커플러에서 분리된 후 상기 광 검출기에 의해 검출되고,
    광 신호를 송신하는 경우 외부의 광원으로부터 광이 상기 광 커플러를 통해 상기 반도체 광 증폭기로 제공되고, 변조에 의해 생성된 광 신호가 외부로 송신되도록 구성된 것을 특징으로 파장다중 방식 수동형 광 가입자 망의 가입자측 광 접속기.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 반도체 광 증폭기의 출력단에 연결되며 상기 광 신호를 반사시키기 위한 루프 거울이 더 구비된 것을 특징으로 하는 파장다중 방식 수동형 광 가입자 망의 가입자측 광 접속기.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 반도체 광 증폭기의 출력단이 전반사 코팅된 것을 특징으로 하는 파장다중 방식 수동형 광 가입자 망의 가입자측 광 접속기.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 반도체 광 증폭기의 동작을 감지하기 위한 감시용 광 검출기가 더 구비된 것을 특징으로 하는 파장다중 방식 수동형 광 가입자 망의 가입자측 광 접속기.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 반도체 광 증폭기는 이득 매질이 이득 영역과 변조 영역으로 구분되고, 상기 이득 영역을 위해 고 전류가 인가되며, 상기 변조 영역을 위해 구동전류가 조정되는 것을 특징으로 하는 파장다중 방식 수동형 광 가입자 망의 가입자측 광 접속기.
  7. 제 1 또는 제 2 항에 있어서, 상기 외부의 광원은 기지국측 광 단말기의 광원인 것을 특징으로 하는 파장다중 방식 수동형 광 가입자 망의 가입자측 광 접속기.
  8. 제 1 또는 제 2 항에 있어서, 상기 반도체 광 증폭기는 구동전류의 조절에 따라 이득이 변조되는 것을 특징으로 하는 파장다중 방식 수동형 광 가입자 망의 가입자측 광 접속기.
  9. 제 1 또는 제 2 항에 있어서, 상기 가입자측 광 접속기가 광 도파로 플랫폼 상에 집적된 것을 특징으로 하는 파장다중 방식 수동형 광 가입자 망의 가입자측 광 접속기.
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