KR20090017072A - 광통신 시스템에서 광원의 온도 보상 회로 - Google Patents

광통신 시스템에서 광원의 온도 보상 회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광통신 시스템에서 광원의 온도 보상 회로에 있어서, IC(Integrated Circuit) 외부에 위치하여 광원의 온도 특성을 감지하는 외부 온도 센서(External Temperature Sensor)와, IC 내부에 위치하여 광원의 온도 특성을 감지하는 내부 온도 센서(Internal Temperature Sensor)와, 외부 온도 센서 또는 내부 온도 센서의 출력 신호를 입력받아 광원의 온도를 보상하는 전류를 발생시키는 전류원과, 온도 센서들 중에서 전류원에 연결되는 온도 센서를 선택하는 ATC(Automatic Temperature Control) 신호를 입력받는 ATC 컨트롤 포트를 포함한다.
Figure P1020070081511
광통신, 광원, 온도 보상 회로, 전류원, 가변저항

Description

광통신 시스템에서 광원의 온도 보상 회로{CIRCUIT FOR COMPENSATION TEMPERATURE OF LIGHT SOURCE IN AN OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 광통신 시스템에 관한 것으로 특히 광통신 시스템에서 광원의 온도 특성을 보상하기 위한 회로에 관한 것이다.
도 1은 종래의 광통신 시스템에서 광원의 온도 보상 장치의 블록 구성도이다. 도 1은 광통신용 광원인 레이저 다이오드(LD: Laser Diode)의 온도 보상 전류를 생성하기 위해 제안된 기술로서 온도 보상에 사용되는 전류 조절기(Current Controller)를 도시한다. 도 1의 장치는 미국 공개특허 US 2002/0196595에 개시되어 있으며, 상기 공개특허의 구성을 간략히 살펴보면 하기와 같다.
도 1을 참조하면 레이저 다이오드의 온도 보상을 위한 전류 조절기(200)는 주변 온도 즉 레이저 다이오드의 온도를 나타내는 아날로그 신호를 출력하는 트랜스듀서(Transducer)(210)와, 상기 트랜스듀서(210)의 출력을 디지털 신호로 변환하는 A/D(Analog-to-Digital) 컨버터(Converter)(220)와, 온도별로 출력해야 할 전류에 대한 디지털 정보를 담고 있는 룩-업 테이블(Look-Up Table)(230)과, 상기 룩-업 테이블(230)의 출력에 해당하는 아날로그 전류를 택하여 레이저를 구동하는 전 류 생성기(250)와, 상기 전류 조절기(200)의 모든 동작을 제어하는 커맨드 인터페이스(Command Interface)(260)와, 상기 커맨드 인터페이스(260)와 디지털 시리얼 인터페이스(digital serial interface)를 이용하여 데이터 송수신 및 읽기, 쓰기를 수행하는 일반 용도 메모리(General Purpose Memory)(270)를 포함한다.
상기 도 1을 참조하여 설명한 종래 기술은 기존의 광통신용 광원 구동 회로에 온도 보상 기능을 사용하기 위하여 디지털 인터페이스용 회로와 리퍼렌스(Reference) 전류 등을 추가하여야 하므로 회로의 복잡도가 증가한다. 따라서 IC 면적이 증가하게 되어 웨이퍼(Wafer)당 IC 수율이 적어지고 결국 IC 단가가 증가하게 된다. 또한 전력 소비가 높고, 디지털 인터페이스를 위한 추가적인 IC 핀이 필요한 단점이 있다.
따라서 종래의 디지털 인터페이스를 사용하여 발생한 상기 문제점들을 해결할 수 있는 광통신용 광원의 온도 보상 회로가 요구된다.
본 발명은 상기 문제점을 해결할 수 있도록 광통신 시스템에서 광원의 온도 특성을 보상할 수 있는 아날로그 회로를 이용한 온도 보상 회로를 제공하고자 한다.
이를 달성하기 위한 본 발명의 일 형태에 따르면, 광통신 시스템에서 광원의 온도 보상 회로에 있어서, IC(Integrated Circuit) 외부에 위치하여 광원의 온도 특성을 감지하는 외부 온도 센서(External Temperature Sensor)와, IC 내부에 위치하여 광원의 온도 특성을 감지하는 내부 온도 센서(Internal Temperature Sensor)와, 상기 외부 온도 센서 또는 상기 내부 온도 센서의 출력 신호를 입력받아 광원의 온도를 보상하는 전류를 발생시키는 전류원과, 상기 온도 센서들 중에서 상기 전류원에 연결되는 온도 센서를 선택하는 ATC(Automatic Temperature Control) 신호를 입력받는 ATC 컨트롤 포트를 포함함을 특징으로 하며,
일단이 상기 외부 온도 센서와 직렬로 연결되며 타단은 입력 포트를 통해 IC로 연결되는 제1저항과, 상기 제1저항이 연결된 입력포트에 직렬로 연결되는 제2저항과, 애노드 방향이 상기 제2저항에 직렬로 연결되며 캐소드는 접지단에 연결되는 다이오드를 더 포함함을 특징으로 하며, 상기 외부 온도 센서의 출력 값은 하기의 수학식 1와 같음을 특징으로 하며,
Figure 112007058669915-PAT00001
상기 Vout은 상기 외부 온도 센서의 출력으로서 제1저항과 제2저항 사이의 전압값이고, 상기 Vin은 상기 외부 온도 센서와 상기 제1저항 사이의 전압값이고, 상기 Vd는 상기 제2저항과 상기 다이오드 사이의 전압값이고, 상기 R1, R2는 각각 상기 제1저항값과 제2저항값임을 특징으로 하며, 상기 수학식 1에서 상기 Vin의 기울기인 R2/(R1+R2)와 절편인 R1/(R1+R2)*Vd를 조정하여 상기 외부 온도 센서의 출력을 상기 내부 온도 센서의 출력 범위로 변환시키는 것을 특징으로 하며,
상기 전류원은 상기 외부 온도 센서 및 상기 내부 온도 센서에 스위치를 통해 연결되어 광원의 바이어스(Bias) 전류를 결정하는 바이어스 전류원과, 상기 외부 온도 센서 및 상기 내부 온도 센서에 스위치를 통해 연결되어 광원의 변조(Modulation) 전류를 결정하는 변조 전류원으로 구성되는 것을 특징으로 하며,
상기 ATC 신호에 따라 상기 내부 온도 센서를 상기 바이어스 전류원 및 변조 전류원으로 연결하는 제1스위치와, 상기 ATC 신호에 따라 상기 외부 온도 센서를 상기 바이어스 전류원 및 변조 전류원으로 연결하는 제2스위치와, 상기 ATC 신호에 따라 상기 내부 온도 센서의 전원을 연결하는 제3스위치를 더 포함함을 특징으로 하며, 상기 ATC 컨트롤 포트에서 'Logic High' 신호 입력시 상기 제1스위치와 상기 제3스위치를 연결하는 것을 특징으로 하며, 상기 ATC 컨트롤 포트에서 'Logic Low' 신호 입력시 상기 제2스위치를 연결하는 것을 특징으로 하며,
ATC(Automatic Temperature Control) 방식과 MTC(Manual Temperature Control) 방식 중에서 사용하고자 하는 온도 제어 방식을 선택하는 ATC 온/오프 신호를 입력받는 ATC 온/오프 포트와, IC 외부에 위치하여 MTC 방식으로 동작시 상기 변조 전류원으로 입력되는 출력 신호를 조절하는 제1가변저항과, IC 외부에 위치하여 MTC 방식으로 동작시 상기 바이어스 전류원으로 입력되는 출력 신호를 조절하는 제2가변저항과, 일단은 상기 제1가변저항에 직렬로 연결되고 타단은 전원에 연결되는 제3저항과, 일단은 상기 제2가변저항에 직렬로 연결되고 타단은 전원에 연결되는 제4저항을 더 포함함을 특징으로 하며, 상기 ATC 온/오프 신호에 따라 상기 내부 온도 센서 및 상기 외부 온도 센서의 출력 신호를 변조 전류원에 연결하는 제4스위치와, 상기 ATC 온/오프 신호에 따라 상기 내부 온도 센서 및 상기 외부 온도 센서의 출력 신호를 바이어스 전류원에 연결하는 제6스위치와, 상기 ATC 온/오프 신호에 따라 제1가변저항을 이용하여 조절한 출력 신호를 변조 전류원으로 연결하는 제5스위치와, 상기 ATC 온/오프 포트의 출력 신호에 따라 제2가변저항을 이용하여 조절한 출력 신호를 바이어스 전류원으로 연결하는 제7스위치를 포함함을 특징으로 하며, 상기 ATC 온/오프 포트에서 'Logic High' 신호 입력시 상기 제4스위치와 상기 제6스위치를 연결하는 것을 특징으로 하며, 상기 ATC 온/오프 포트에서 'Logic Low' 신호 입력시 상기 제7스위치와 상기 제5스위치를 연결하는 것을 특징으로 하며, 상기 제1가변저항을 이용하여 조절한 출력 신호는 상기 제1가변저항과 제3저항 사이의 전압값이며, 상기 제2가변저항을 이용하여 조절한 출력 신호는 상 기 제2가변저항과 제4저항 사이의 전압값임을 특징으로 한다.
본 발명은 기존의 디지털 회로를 사용하여 구현한 온도 보상 방식보다 IC(Integrated circuit) 제작시의 저전력, 저가격으로 온도 보상 회로를 구현할 수 있는 효과가 있다. 또한 내부에 위치하는 온도 센서 방식과 외부에 위치하는 온도 센서 방식에 모두 적용할 수 있고, 자동 및 수동으로 온도 보상이 가능하도록 할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구성하는 장치 및 동작 방법을 본 발명의 실시 예를 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광통신 시스템에서 광원의 온도 보상 회로의 구성도이다. 도 2는 본 발명을 적용한 온도 보상용 아날로그 전류 조절기(Current Controller)의 기본 구성을 도시하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 광통신 시스템에서 광원의 온도 보상 회로는 일부 IC(Integrated Circuit) 칩의 형태로 제조될 수 있다. 상기 온도 보상 회로는 IC 외부에 외부 온도 센서(External Temp. Sensor)(10)와, 제1저항(R1)을 포함하며, IC 내부에 제2저항(R2)과, 다이오드(11)와, 내부 온도 센서(Internal Temp. Sensor)(20)와, 바이어스(Bias) 전류원(50)과, 변조(Modulation) 전류원(60)과, ATC 컨트롤(Control) 포트(30)와, 제1스위치(S1)와, 제2스위치(S2)와, 제3스위치(S3)와, 제1인버터(Inverter)(31)를 포함한다.
각 구성에 대하여 살펴보면, 상기 외부 온도 센서(10)는 IC 외부에 위치하여 광원의 온도 특성을 감지한다. 상기 제1저항(R1)은 일단이 상기 외부 온도 센서(10)와 직렬로 연결되며 타단은 입력 포트를 통해 IC로 연결된다.
상기 제2저항(R2)은 상기 제1저항(R1)이 연결된 입력포트에 직렬로 연결된다. 상기 다이오드(11)는 애노드(Anode) 방향이 상기 제2저항(R2)에 직렬로 연결되며 캐소드(Cathode)는 접지단에 직렬로 연결된다.
상기 외부 온도 센서(10)와 제1저항(R1), 제2저항(R2), 다이오드(11)로 구성되는 회로는 외부 온도 센서(10)의 출력 신호를 내부 온도 센서(20)의 출력 범위로 변환시키는 회로로서, 상기 제1저항(R1)과 상기 제2저항(R2) 사이의 전압값이 출력 범위가 변환된 외부 온도 센서(10)의 출력 신호가 된다. 이에 대한 상세한 설명은 하기의 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.
상기 내부 온도 센서(20)는 IC 내부에 위치하여 광원의 온도 특성을 감지한다.
상기 바이어스 전류원(50)은 상기 출력 범위가 변환된 외부 온도 센서(10)의 출력 신호에 상기 제2스위치(S2)를 통해 연결되고, 상기 내부 온도 센서(20)의 출력 신호에 상기 제1스위치(S1)를 통해 연결되어 광원의 바이어스(Bias) 전류를 결정한다.
상기 변조 전류원(60)은 상기 출력 범위가 변환된 외부 온도 센서(10)의 출력 신호에 상기 제2스위치(S2)를 통해 연결되고, 상기 내부 온도 센서(20)의 출력 신호에 상기 제1스위치(S1)를 통해 연결되어 광원의 변조(Modulation) 전류를 결정 한다.
상기 ATC 컨트롤 포트(30)는 상기 외부 온도 센서(10)와 상기 내부 온도 센서(20) 중에서 상기 전류원들(50, 60)에 연결되는 온도 센서를 선택하는 ATC 신호를 입력받는다.
상기 제1스위치(S1)는 상기 ATC 신호에 따라 상기 내부 온도 센서(20)를 상기 바이어스 전류원(50) 및 변조 전류원(60)으로 연결하고, 상기 제2스위치(S2)는 상기 ATC 신호에 따라 상기 외부 온도 센서(10)를 상기 바이어스 전류원(50) 및 변조 전류원(60)으로 연결한다. 상기 제3스위치(S3)는 상기 ATC 신호에 따라 상기 내부 온도 센서(20)의 전원을 연결한다. 상기 제1인버터(31)는 상기 제2스위치(S2)를 제어하는 상기 ATC 신호를 역전한다.
상기 스위치들(S1, S2, S3)은 ATC 신호에 따라 동시에 동작하며, 상기 제2스위치(S2)는 ATC 신호가 제1인버터(31)를 거쳐서 상기 제2스위치(S2)에 연결되어 제1스위치(S1) 및 제3스위치(S3)와 반대로 동작한다.
도 2를 참조하면 사용하고자 하는 임의의 광원(예를 들어 레이저 다이오드(LD: Laser Diode))의 온도 특성이 정해지면 온도에 따라 일정한 광출력과 소광비(Extinction Ratio)를 유지하기 위한 바이어스(Bias) 전류와 변조(Modulation) 전류가 계산된다. 따라서, 도 2에 도시한 바이어스 전류원(50)과, 변조 전류원(60)의 전압 입력 대 전류 출력비(Transconductance)를 통해 필요로 하는 온도 센서의 온도 변화에 따른 전류의 출력 값이 결정된다.
보통은 내부 온도 센서(Internal Temp. Sensor)(20)의 출력 값을 이용하여 바이어스 전류원(50)과, 변조 전류원(60)을 조절하는 것이 일반적이나, IC(Integrated Circuit) 사용의 유연성(flexibility)을 높이고 가능하면 내부 온도 센서(20)의 전력 소모도 없애기 위해 외부 온도 센서(External Temp. Sensor)(10)에 대해서도 바이어스 전류원(50)과 변조 전류원(60)을 조절하는 것이 가능하도록 추가로 설계하였다.
그러나, 대부분 외부 온도 센서(10)는 범용으로 사용되는 상용 IC 또는 온도 센서가 내장된 마이크로컨트롤러의 출력을 이용하기 때문에 그 출력이 IC 내부에 설계된 내부 온도 센서(20)와는 다르다. 따라서, 외부 온도 센서(10)의 출력을 내부 온도 센서(20)의 출력 범위로 변환시키는 회로가 필요하다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 외부 온도 센서(External Temp. Sensor)의 출력을 내부 온도 센서(Internal Temp. Sensor)의 출력 범위로 변환시키는 회로의 구성도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, Vin은 외부 온도 센서(10)와 제1저항(R1) 사이의 전압값이고, Vd는 제2저항(R2)과 다이오드(11) 사이의 전압값이고, Vout은 내부 온도 센서(20)의 출력 범위로 변환한 외부 온도 센서(10)의 출력값으로서 제1저항(R1)과 제2저항(R2) 사이의 전압값이다. 따라서 상기 외부 온도 센서의 출력 신호(Vout)는 하기의 수학식 2과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007058669915-PAT00002
상기 수학식 2를 참조하면, 일반적인 외부 온도 센서의 출력은 온도에 대해 일차 함수이기 때문에 상기 수학식 2에서 설명하고 있는 바와 같이 외부 온도 센서의 출력의 기울기와 절편을 변경할 수 있다. 즉, 입력신호의 기울기는 R2/(R1+R2)의 비가 곱해져 바뀌고, 절편은 다이오드의 Forward 전압인 Vd와 R1/(R1+R2)의 곱으로 결정된다. 따라서 범용 외부 온도 센서의 출력 신호가 입력된다고 하더라도 원하는 범위로 변환이 가능해진다.
상기의 방법으로 상기 외부 온도 센서(10)와 상기 내부 온도 센서(20)의 출력이 결정되면 ATC(Automatic Temperature Control) 컨트롤 포트(30)의 입력 신호를 사용하여 두 온도 센서의 출력 신호 중에서 온도 보상에 사용할 출력 신호를 선택할 수 있게 된다.
만약 ATC 컨트롤 포트(30)에 'Logic High' 신호가 입력되면 제1스위치(S1)가 'on'되고, 제2스위치(S2)는 제1인버터(31)에 의해 ATC 컨트롤 포트(30)의 입력 신호가 역전된 신호가 입력되기 때문에 'off'가 되어, 내부 온도 센서(20)를 사용할 수 있다.
반대의 경우는 마찬가지 원리로 ATC 컨트롤 포트(30)에서 'Logic Low' 신호가 입력되면 외부 온도 센서(11)를 사용할 수 있게 되는데, 이때 제2스위치(S3)가 'off' 됨으로써 내부 온도 센서(20)의 전력 소모를 없앨 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광통신 시스템에서 광원의 온도 보상 회로의 구성도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광통신 시스템에서 광원의 온도 보상 회로는 일부 IC 칩의 형태로 제조될 수 있다. 상기 온도 보상 회로는 IC 외부에 외부 온도 센서(10)와, 제1저항(R1)과, 제1가변저항(70)과, 제2가변저항(80)을 포함하며, IC 내부에 제2저항(R2)과, 다이오드(11)와, 내부 온도 센서(20)와, 바이어스(Bias) 전류원(50)과, 변조 전류원(60)과, ATC 컨트롤 포트(30)와, ATC 온/오프 포트(40)와, 제1스위치(S1)와, 제2스위치(S2)와, 제3스위치(S3)와, 제4스위치(S4)와, 제5스위치(S5)와, 제6스위치(S6)와, 제7스위치(S7)와, 제3저항(R3)와, 제4저항(R4)과, 제1인버터(31)와, 제2인버터(41)와, 제3인버터(42)를 포함한다.
각 구성에 대하여 살펴보면, 상기 외부 온도 센서(10)는 IC 외부에 위치하여 광원의 온도 특성을 감지한다. 상기 제1저항(R1)은 일단이 상기 외부 온도 센서(10)와 직렬로 연결되며 타단은 입력 포트를 통해 IC로 연결된다.
상기 제2저항(R2)은 상기 제1저항(R1)이 연결된 입력포트에 직렬로 연결된다. 상기 다이오드(11)는 애노드 방향이 상기 제2저항(R2)에 직렬로 연결되며 캐소드는 접지단에 직렬로 연결된다.
상기 외부 온도 센서(10)와 제1저항(R1), 제2저항(R2), 다이오드(11)로 구성되는 회로는 외부 온도 센서(10)의 출력 신호를 내부 온도 센서(20)의 출력 범위로 변환시키는 회로로서, 상기 도 3에서 설명한 바와 같이, 상기 제1저항(R1)과 상기 제2저항(R2) 사이의 전압값이 출력 범위가 변환된 외부 온도 센서(10)의 출력 신호가 된다.
상기 내부 온도 센서(20)는 IC 내부에 위치하여 광원의 온도 특성을 감지한다.
상기 바이어스 전류원(50)은 출력 범위가 변환된 외부 온도 센서(10)의 출력 신호에 제2스위치(S2)와 제6스위치(S6)를 통해 연결되고, 상기 내부 온도 센서(20)의 출력 신호에 제1스위치(S1)와 제6스위치(S6)를 통해 연결되고, 상기 제2가변저항(80)의 출력신호에 제7스위치(S7)을 통해 연결되어 광원의 바이어스 전류를 결정한다.
상기 변조 전류원(60)은 상기 출력 범위가 변환된 외부 온도 센서(10)의 출력 신호에 제2스위치(S2)와 제4스위치(S4)를 통해 연결되고, 상기 내부 온도 센서(20)의 출력 신호에 제1스위치(S1)와 제4스위치(S4)를 통해 연결되고, 상기 제1가변저항(70)의 출력신호에 제5스위치(S5)를 통해 연결되어 광원의 변조 전류를 결정한다.
상기 ATC 컨트롤 포트(30)는 상기 외부 온도 센서(10)와 상기 내부 온도 센서(20) 중에서 상기 전류원들(50, 60)에 연결되는 온도 센서를 선택하는 ATC 신호를 입력받는다.
상기 제1스위치(S1)는 상기 ATC 신호에 따라 상기 내부 온도 센서(20)를 상기 바이어스 전류원(50) 및 변조 전류원(60)으로 연결하고, 상기 제2스위치(S2)는 상기 ATC 신호에 따라 상기 외부 온도 센서(10)를 상기 바이어스 전류원(50) 및 변조 전류원(60)으로 연결한다. 상기 제3스위치(S3)는 상기 ATC 신호에 따라 상기 내부 온도 센서(20)의 전원을 연결한다. 상기 제1인버터(31)는 상기 제2스위치(S2)를 제어하는 상기 ATC 신호를 역전한다.
상기 스위치들(S1, S2, S3)은 ATC 신호에 따라 동시에 동작하며, 상기 제2 스위치(S2)는 ATC 신호가 제1인버터(31)를 거쳐서 상기 제2스위치(S2)에 연결되어 제1스위치(S1) 및 제3스위치(S3)와 반대로 동작한다.
상기 ATC 온/오프 포트(40)는 ATC(Automatic Temperature Control) 방식과 MTC(Manual Temperature Control) 방식 중에서 사용하고자 하는 온도 제어 방식을 선택하는 ATC 온/오프 신호를 입력받는다.
상기 제1가변저항(70)은 IC 외부에 위치하여 MTC 방식으로 동작시 상기 변조 전류원(60)으로 입력되는 출력 신호를 조절한다. 상기 제2가변저항(80)은 IC 외부에 위치하여 MTC 방식으로 동작시 상기 바이어스 전류원(50)으로 입력되는 출력 신호를 조절한다.
상기 제3저항(R3)은 일단은 상기 제1가변저항(70)에 직렬로 연결되고 타단은 전원에 연결된다. 상기 제4저항(R4)은 일단은 상기 제2가변저항(80)에 직렬로 연결되고 타단은 전원에 연결된다.
상기 제4스위치(S4)는 상기 ATC 온/오프 신호에 따라 상기 내부 온도 센서(20) 및 상기 외부 온도 센서(10)의 출력 신호를 변조 전류원(60)에 연결한다. 상기 제6스위치(S6)는 상기 ATC 온/오프 신호에 따라 상기 내부 온도 센서(20) 및 상기 외부 온도 센서(10)의 출력 신호를 바이어스 전류원(50)에 연결한다. 상기 제5스위치(S5)는 상기 ATC 온/오프 신호에 따라 제1가변저항(70)을 이용하여 조절한 출력 신호를 변조 전류원(60)으로 연결한다. 상기 제7스위치(S7)는 상기 ATC 온/오프 포트(40)의 출력 신호에 따라 제2가변저항(80)을 이용하여 조절한 출력 신호를 바이어스 전류원(60)으로 연결한다. 상기 제2인버터(41)는 상기 제5스위치(S5)로 입력되는 ATC 온/오프 출력 신호를 역전한다. 상기 제3인버터(42)는 상기 제7스위치(S7)로 입력되는 ATC 온/오프 출력 신호를 역전한다.
상기 제1가변저항(70)을 이용하여 조절한 출력 신호는 상기 제1가변저항(70)과 제3저항(R3) 사이의 전압값이며, 상기 제2가변저항(80)을 이용하여 조절한 출력 신호는 상기 제2가변저항(80)과 제4저항(R4) 사이의 전압값이다.
상기 스위치들(S4, S5, S6, S7)은 ATC 온/오프 신호에 따라 동시에 동작하며, 상기 제5스위치(S5)는 ATC 온/오프 신호가 제2인버터(41)를 거쳐서 상기 제5스위치(S5)에 연결되고 상기 제7스위치(S7)는 ATC 온/오프 신호가 제3인버터(42)를 거쳐서 상기 제7스위치(S7)에 연결되어 제4스위치(S4) 및 제6스위치(S6)와는 반대로 동작한다.
상기 설명한 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예에서 IC 내부에 구현된 제2저항(R2)과, 다이오드(11)는 IC 외부에 위치하도록 구현할 수 있으며, 마찬가지로 IC 내부에 구현된 제3저항(R3)과, 제4저항(R4) 또한 IC 외부에 위치하도록 구현할 수 있다.
상기 MTC 방식으로 동작시에는 제4스위치(S4) 및 제6스위치(S6)의 연결이 끊어지고 제5스위치(S5) 및 제7스위치(S7)가 연결되어 상기 외부 온도 센서(10)와 상기 내부 온도 센서(20)의 출력신호 대신 가변저항(70, 80)과 저항(R3, R4)에 의해 조절된 출력 신호가 상기 바이어스 전류원(50)과 변조 전류원(60)에 연결된다.
상기 ATC 컨트롤 포트(30)와 상기 ATC 온/오프 포트(40)은 'Logic High' 또는 'Logic Low'를 입력으로 하여 상기 ATC 컨트롤 포트(30)는 외부 온도 센서(10) 혹은 내부 온도 센서(20)의 출력 신호를 선택하고 상기 ATC 온/오프 포트(40)는 ATC나 MTC 동작방식을 선택한다. 상기 제1가변저항(70)과 제2가변저항(80)은 MTC 방식으로 동작시 필요한 전압 분배 회로용 가변저항이다.
상기의 경우 ATC 컨트롤 포트(30)와 ATC 온/오프 포트(40)의 입력에 대한 스위치들의 조합에 의해 하기의 표 1과 같이 온도 보상용 입력 선택이 가능하다.
ATC ON/OFF
"H" "L"
ATC Control "H" 자동 조절(내부 온도 센서 사용) 수동 조절
"L" 자동 조절(외부 온도 센서 사용)
본 발명의 다른 실시 예를 따른 온도 보상 회로에서는 써미스터(Thermistor)와 저항의 조합을 통해 일정 범위에서 변화하도록 하여 바이어스 전류원(50), 변조 전류원(60)을 원하는 출력 범위로 조정하는 방법도 사용할 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 광통신 시스템에서 광원의 온도 보상 회로의 동작 및 구성이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다.
도 1은 종래의 광통신 시스템에서 광원의 온도 보상 장치의 블록 구성도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광통신 시스템에서 광원의 온도 보상 회로의 구성도
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 외부 온도 센서(External Temp. Sensor)의 출력을 내부 온도 센서(Internal Temp. Sensor)의 출력범위로 변환시키는 회로의 구성도
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광통신 시스템에서 광원의 온도 보상 회로의 구성도

Claims (13)

  1. 광통신 시스템에서 광원의 온도 보상 회로에 있어서,
    IC(Integrated Circuit) 외부에 위치하여 광원의 온도 특성을 감지하는 외부 온도 센서(External Temperature Sensor)와,
    IC 내부에 위치하여 광원의 온도 특성을 감지하는 내부 온도 센서(Internal Temperature Sensor)와,
    상기 외부 온도 센서 또는 상기 내부 온도 센서의 출력 신호를 입력받아 광원의 온도를 보상하는 전류를 발생시키는 전류원과,
    상기 온도 센서들 중에서 상기 전류원에 연결되는 온도 센서를 선택하는 ATC(Automatic Temperature Control) 신호를 입력받는 ATC 컨트롤 포트를 포함함을 특징으로 하는 광통신 시스템에서 광원의 온도 보상 회로.
  2. 제 1항에 있어서,
    일단이 상기 외부 온도 센서와 직렬로 연결되며 타단은 입력 포트를 통해 IC로 연결되는 제1저항과,
    상기 제1저항이 연결된 입력포트에 직렬로 연결되는 제2저항과,
    애노드 방향이 상기 제2저항에 직렬로 연결되며 캐소드는 접지단에 연결되는 다이오드를 더 포함함을 특징으로 하는 광통신 시스템에서 광원의 온도 보상 회로.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 외부 온도 센서의 출력 값은 하기의 수학식 3과 같음을 특징으로 하는 광통신 시스템에서 광원의 온도 보상 회로.
    Figure 112007058669915-PAT00003
    상기 Vout은 상기 외부 온도 센서의 출력으로서 제1저항과 제2저항 사이의 전압값이고, 상기 Vin은 상기 외부 온도 센서와 상기 제1저항 사이의 전압값이고, 상기 Vd는 상기 제2저항과 상기 다이오드 사이의 전압값이고, 상기 R1, R2는 각각 상기 제1저항값과 제2저항값임.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 수학식 3에서 상기 Vin의 기울기인 R2/(R1+R2)와 절편인 R1/(R1+R2)*Vd를 조정하여 상기 외부 온도 센서의 출력을 상기 내부 온도 센서의 출력 범위로 변환시키는 것을 특징으로 하는 광통신 시스템에서 광원의 온도 보상 회로.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 전류원은
    상기 외부 온도 센서 및 상기 내부 온도 센서에 스위치를 통해 연결되어 광원의 바이어스(Bias) 전류를 결정하는 바이어스 전류원과,
    상기 외부 온도 센서 및 상기 내부 온도 센서에 스위치를 통해 연결되어 광원의 변조(Modulation) 전류를 결정하는 변조 전류원을 포함하는 것을 특징으로 하는 광통신 시스템에서 광원의 온도 보상 회로.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 ATC 신호에 따라 상기 내부 온도 센서를 상기 바이어스 전류원 및 변조 전류원으로 연결하는 제1스위치와,
    상기 ATC 신호에 따라 상기 외부 온도 센서를 상기 바이어스 전류원 및 변조 전류원으로 연결하는 제2스위치와,
    상기 ATC 신호에 따라 상기 내부 온도 센서의 전원을 연결하는 제3스위치를 더 포함함을 특징으로 하는 광통신 시스템에서 광원의 온도 보상 회로.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 ATC 컨트롤 포트에서 'Logic High' 신호 입력시 상기 제1스위치와 상기 제3스위치를 연결하는 것을 특징으로 하는 광통신 시스템에서 광원의 온도 보상 회로.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 ATC 컨트롤 포트에서 'Logic Low' 신호 입력시 상기 제2스위치를 연결하는 것을 특징으로 하는 광통신 시스템에서 광원의 온도 보상 회로.
  9. 제 1항에 있어서, ATC(Automatic Temperature Control) 방식과 MTC(Manual Temperature Control) 방식 중에서 사용하고자 하는 온도 제어 방식을 선택하는 ATC 온/오프 신호를 입력받는 ATC 온/오프 포트와,
    IC 외부에 위치하여 MTC 방식으로 동작시 상기 변조 전류원으로 입력되는 출력 신호를 조절하는 제1가변저항과,
    IC 외부에 위치하여 MTC 방식으로 동작시 상기 바이어스 전류원으로 입력되는 출력 신호를 조절하는 제2가변저항과,
    일단은 상기 제1가변저항에 직렬로 연결되고 타단은 전원에 연결되는 제3저항과,
    일단은 상기 제2가변저항에 직렬로 연결되고 타단은 전원에 연결되는 제4저항을 더 포함함을 특징으로 하는 광통신 시스템에서 광원의 온도 보상 회로.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 ATC 온/오프 신호에 따라 상기 내부 온도 센서 및 상기 외부 온도 센서의 출력 신호를 변조 전류원에 연결하는 제4스위치와,
    상기 ATC 온/오프 신호에 따라 상기 내부 온도 센서 및 상기 외부 온도 센서의 출력 신호를 바이어스 전류원에 연결하는 제6스위치와,
    상기 ATC 온/오프 신호에 따라 제1가변저항을 이용하여 조절한 출력 신호를 변조 전류원으로 연결하는 제5스위치와,
    상기 ATC 온/오프 포트의 출력 신호에 따라 제2가변저항을 이용하여 조절한 출력 신호를 바이어스 전류원으로 연결하는 제7스위치를 더 포함함을 특징으로 하는 광통신 시스템에서 광원의 온도 보상 회로.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 ATC 온/오프 포트에서 'Logic High' 신호 입력시 상기 제4스위치와 상기 제6스위치를 연결하는 것을 특징으로 하는 광통신 시스템에서 광원의 온도 보상 회로.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 ATC 온/오프 포트에서 'Logic Low' 신호 입력시 상기 제7스위치와 상기 제5스위치를 연결하는 것을 특징으로 하는 광통신 시스템에서 광원의 온도 보상 회로.
  13. 제 10항에 있어서, 상기 제1가변저항을 이용하여 조절한 출력 신호는 상기 제1가변저항과 제3저항 사이의 전압값이며,
    상기 제2가변저항을 이용하여 조절한 출력 신호는 상기 제2가변저항과 제4저항 사이의 전압값임을 특징으로 하는 광통신 시스템에서 광원의 온도 보상 회로.
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