KR20150087469A - Optical differential signal transmission operated by light reflection control - Google Patents

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KR20150087469A KR1020140007073A KR20140007073A KR20150087469A KR 20150087469 A KR20150087469 A KR 20150087469A KR 1020140007073 A KR1020140007073 A KR 1020140007073A KR 20140007073 A KR20140007073 A KR 20140007073A KR 20150087469 A KR20150087469 A KR 20150087469A
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Abstract

The present invention discloses a differential optical signal transmission device operated by a light reflection control operation. The differential optical signal transmission device includes: a light source providing a light beam; and a generation unit which uses the phenomenon of the signal intensity of optical signals passing through the respective optical paths being inverted when the path of the light beam is switched between two optical paths according to an input signal to generate differential optical signals with the first and second optical signal having the inverted signal intensity.

Description

빛의 반사 제어로 동작되는 광 차동신호 전송 장치{OPTICAL DIFFERENTIAL SIGNAL TRANSMISSION OPERATED BY LIGHT REFLECTION CONTROL}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an optical differential signal transmission apparatus,

본 발명의 실시예들은 반사에 의한 경로변경을 이용한 광 차동신호(差動信號, optical differential signal) 전송 기술에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to an optical differential signal transmission technique using a path change by reflection.

전기적 차동신호 전송방식(electrical differential signal transmission)은 두 개의 금속 도선에 반대의 신호를 보내어 이들 두 신호의 차이를 검출하는 방식이다. 전위 변화가 반전된 차동신호의 차이를 검출함으로써, 두 도선에 미치는 전기적 간섭을 배제시켜 신호의 감도를 높일 수 있다. 여기서 '두 차동신호의 차이'는 '차등'(差等, differential)으로 표현한다.An electrical differential signal transmission is a method of detecting the difference between two signals by sending an opposite signal to two metal leads. By detecting the difference of the differential signals in which the potential change is inverted, the electrical interference on the two conductors can be excluded and the signal sensitivity can be increased. Here, 'difference of two differential signals' is expressed as 'differential'.

광 신호 전송에서 차동신호를 전송 또는 검출하는 방법으로 다음과 같은 안들이 제안되어 있다.The following proposals have been proposed as a method for transmitting or detecting a differential signal in optical signal transmission.

[1] 광 신호를 담은 하나의 광 빔을 광섬유 다발에 입사시키고 이 광섬유 다발을 두 갈래 나누어 전송한 후, 두 개의 광 신호를 photodiode로 수신할 때 전기적인 차등을 주고, 그 차동신호를 검출하는 방법 (한국전자파학회논문지, 제16호, 제4호, p.410, 2005).[1] A single optical beam containing an optical signal is incident on an optical fiber bundle, and the optical fiber bundle is divided into two groups. Then, when two optical signals are received by a photodiode, an electrical difference is given, Method (Journal of the Korea Electromagnetic Engineering Society, Vol 16, No.4, p.410, 2005).

[2] 위상(phase)이 다른 두 개의 광 신호를 전송하는 하고, 그 위상 차에 의한 차동신호를 검출하는 방법 (Optical Communications Conference 2002, Proceedings p.367).[2] A method of transmitting two optical signals having different phases and detecting a differential signal by the phase difference (Optical Communications Conference 2002, Proceedings p.367).

이러한 방법들은 전기적 차동신호를 두 개의 광 신호로 전환하는 구조들이 복잡하다. 따라서, 빛의 반사(reflection)를 이용하여 광학적 차동신호를 간단히 만들어 내는 기술이 필요하다. 특히, 빛의 반사 제어를 통해 광 경로를 변경하고 광 차동신호를 전송할 수 있는 기술이 필요하다.These methods are complicated in structures for converting an electrical differential signal into two optical signals. Therefore, there is a need for a technique for simply generating an optical differential signal using reflection of light. In particular, there is a need for a technique capable of changing the optical path and transmitting the optical differential signal through the reflection control of light.

본 발명에서는 빛의 반사(reflection)를 이용하여 광학적 차동신호를 간단히 만들어 내는 장치를 제공한다.The present invention provides an apparatus for simply generating an optical differential signal using reflection of light.

본 발명에서는 빛의 반사 제어를 이용하여 광 경로 변경은 물론 감도 높은 광 차동신호를 송수신할 수 있는 구조를 제공한다.The present invention provides a structure capable of transmitting and receiving an optical differential signal with high sensitivity as well as optical path change by using reflection control of light.

광빔(light beam)을 제공하는 광원; 및 입력신호에 따라 두 개의 광 경로 사이에서 상기 광빔의 경로를 스위칭 함에 따라 각각의 광 경로를 지나는 광 신호의 신호 세기가 반전되는 특징을 이용하여 신호 세기가 반전된 제1 광 신호와 제2 광 신호를 광 차동신호(差動信號)로 생성하는 생성부를 포함하는 광 차동신호 전송 장치를 제공한다.A light source for providing a light beam; And switching the path of the light beam between the two optical paths according to the input signal, thereby switching the signal intensity of the optical signal passing through each optical path to a first optical signal and a second optical signal, And a generator for generating a signal as an optical differential signal.

광빔(light beam)을 제공하는 광원; 상기 광빔의 굴절율을 제어하는 반사기; 및 광 도파로를 통해 상기 굴절율에 따른 광 차동신호를 전송하는 전송단을 포함하고, 상기 광 도파로는 제1 도파로와 제2 도파로로 분기되어 두 개의 광 경로를 형성하고, 상기 반사기는 상기 제1 도파로와 상기 제2 도파로의 교차점에 설치되어 입력신호에 따라 굴절율을 제어함으로써 상기 광빔의 경로를 스위칭 하며, 상기 반사기를 통과하는 통과상태(transmission state)의 제1 광 신호와 상기 반사기에 의해 반사되어 신호 세기가 반전된 반사상태(reflection state)의 제2 광 신호가 광 차동신호(差動信號)로 사용되는 것을 특징으로 하는 광 차동신호 전송 장치를 제공한다.A light source for providing a light beam; A reflector for controlling a refractive index of the light beam; And a transmission end for transmitting an optical differential signal according to the refractive index through an optical waveguide, wherein the optical waveguide is branched into a first waveguide and a second waveguide to form two optical paths, And a second optical waveguide disposed at an intersection of the first waveguide and the second waveguide and switching a path of the optical beam by controlling a refractive index according to an input signal, the first optical signal in a transmission state passing through the reflector, And a second optical signal in a reflection state in which the intensity is inverted is used as an optical differential signal.

일 측면에 따르면, 상기 광원은 연속파인 하나의 광빔을 사용할 수 있다.According to one aspect, the light source may use one light beam that is continuous.

다른 측면에 따르면, 상기 광 차동신호를 수신하는 수신단을 더 포함하고, 상기 수신단은, 상기 제1 광 신호와 상기 제2 광 신호를 제1 전기 신호와 제2 전기 신호로 전환하는 광 검출기와, 상기 제1 전기 신호와 상기 제2 전기 신호로부터 차등신호(差等信號)를 검출하여 출력신호를 복원하는 차동신호 검출회로를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a light receiving apparatus comprising: a receiving end for receiving the optical differential signal, the receiving end comprising: a photodetector for converting the first optical signal and the second optical signal into a first electrical signal and a second electrical signal; And a differential signal detection circuit for detecting a differential signal from the first electrical signal and the second electrical signal and restoring the output signal.

또 다른 측면에 따르면, 광 차동신호를 전송하는 전송단으로서, 상기 제1 도파로와 상기 제2 도파로 중 적어도 하나의 도파로 상에 파장 필터(wavelength filter)가 설치되고, 상기 파장 필터의 후단에서 상기 제1 도파로와 상기 제2 도파로가 단일 도파로로 결합되며, 상기 파장 필터를 통해 파장(wavelength)이 달라진 상기 제1 광 신호와 상기 제2 광 신호가 상기 단일 도파로에서 합류되어 전송될 수 있다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a transmission stage for transmitting an optical differential signal, wherein a wavelength filter is provided on at least one waveguide of the first waveguide and the second waveguide, 1 waveguide and the second waveguide are combined into a single waveguide and the first optical signal and the second optical signal whose wavelengths are changed through the wavelength filter are combined and transmitted in the single waveguide.

또 다른 측면에 따르면, 광 차동신호를 전송하는 전송단으로서, 상기 제1 도파로와 상기 제2 도파로 중 적어도 하나의 도파로 상에 파장 변환기(wavelength converter)가 설치되고, 상기 파장 변환기의 후단에서 상기 제1 도파로와 상기 제2 도파로가 단일 도파로로 결합되며, 상기 파장 변환기를 통해 파장(wavelength)이 달라진 상기 제1 광 신호와 상기 제2 광 신호가 상기 단일 도파로에서 합류되어 전송될 수 잇다.According to another aspect of the present invention, there is provided a wavelength converter comprising: a wavelength converter as a transmitting end for transmitting an optical differential signal, wherein a wavelength converter is provided on at least one waveguide of the first waveguide and the second waveguide; 1 waveguide and the second waveguide are combined into a single waveguide and the first optical signal and the second optical signal whose wavelengths are changed through the wavelength converter can be combined and transmitted in the single waveguide.

또 다른 측면에 따르면, 광 차동신호를 수신하는 수신단으로서, 상기 제1 광 신호와 상기 제2 광 신호가 서로 다른 파장으로 단일 도파로를 통해 전송되는 경우, 상기 단일 도파로가 제3 도파로와 제4 도파로로 분기되고, 상기 제3 도파로와 상기 제4 도파로 중 적어도 하나의 도파로 상에 파장 필터(wavelength filter)가 설치되며, 상기 단일 도파로로 전송된 광 신호가 상기 파장 필터를 통해 상기 제1 광 신호와 상기 제2 광 신호로 분리되어 수신될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a receiving end for receiving an optical differential signal, wherein when the first optical signal and the second optical signal are transmitted through different wave lengths through a single waveguide, the single waveguide includes a third waveguide and a fourth waveguide, A wavelength filter is provided on at least one waveguide of the third waveguide and the fourth waveguide and the optical signal transmitted to the single waveguide is branched into the first optical signal and the second optical signal through the wavelength filter, And can be separately received by the second optical signal.

또 다른 측면에 따르면, 광 차동신호를 수신하는 수신단으로서, 상기 제1 광 신호와 상기 제2 광 신호가 서로 다른 파장으로 단일 도파로를 통해 전송되는 경우, 상기 단일 도파로가 제3 도파로와 제4 도파로로 분기되고, 상기 제3 도파로와 상기 제4 도파로 중 적어도 하나의 도파로 상에 파장 분리기(wavelength demultiplexer)가 설치되며, 상기 단일 도파로로 전송된 광 신호가 상기 파장 분리기를 통해 상기 제1 광 신호와 상기 제2 광 신호로 분리되어 수신될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a receiving end for receiving an optical differential signal, wherein when the first optical signal and the second optical signal are transmitted through different wave lengths through a single waveguide, the single waveguide includes a third waveguide and a fourth waveguide, A wavelength demultiplexer is provided on at least one waveguide of the third waveguide and the fourth waveguide and the optical signal transmitted to the single waveguide is branched into the first optical signal and the second optical signal through the wavelength separator, And can be separately received by the second optical signal.

또 다른 측면에 따르면, 광 차동신호를 전송하는 전송단으로서, 상기 제1 도파로와 상기 제2 도파로 중 적어도 하나의 도파로 상에 광 신호의 편광(polarization)을 가변하는 편광 가변 수단이 설치되고, 상기 편광 가변 수단의 후단에서 상기 제1 도파로와 상기 제2 도파로가 단일 도파로로 결합되며, 상기 편광 가변 수단을 통해 편광이 달라진 상기 제1 광 신호와 상기 제2 광 신호가 상기 단일 도파로에서 합류되어 전송될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a transmission stage for transmitting an optical differential signal, wherein a polarization variable means for varying a polarization of an optical signal is provided on at least one waveguide of the first waveguide and the second waveguide, The first waveguide and the second waveguide are coupled to each other by a single waveguide at a rear end of the polarization changing means, and the first optical signal and the second optical signal whose polarization is changed through the polarization changing means are joined at the single waveguide, .

또 다른 측면에 따르면, 광 차동신호를 전송하는 전송단으로서, 상기 제1 도파로와 상기 제2 도파로 중 적어도 하나의 도파로 상에 도파로 단면에서의 광 세기의 분포형태인 광 모드(mode)를 가변하는 모드 가변 수단이 설치되고, 상기 모드 가변 수단의 후단에서 상기 제1 도파로와 상기 제2 도파로가 단일 도파로로 결합되며, 상기 모드 가변 수단을 통해 광 모드가 달라진 상기 제1 광 신호와 상기 제2 광 신호가 상기 단일 도파로에서 합류되어 전송될 수 있다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a transmission stage for transmitting an optical differential signal, the optical transmission method comprising the steps of varying an optical mode, which is a distribution of light intensity in a waveguide section, on at least one waveguide of the first waveguide and the second waveguide Wherein the first optical waveguide and the second optical waveguide are combined into a single waveguide at a rear end of the mode variable means and the first optical signal and the second optical signal, Signals can be combined and transmitted in the single waveguide.

또 다른 측면에 따르면, 광 차동신호를 수신하는 수신단으로서, 상기 제1 광 신호와 상기 제2 광 신호가 서로 다른 편광(polarization)으로 단일 도파로를 통해 전송되는 경우, 상기 단일 도파로가 제3 도파로와 제4 도파로로 분기되고, 상기 제3 도파로와 상기 제4 도파로 중 적어도 하나의 도파로 상에 광 신호의 편광을 분리하는 편광 분리 수단이 설치되며, 상기 단일 도파로로 전송된 광 신호가 상기 편광 분리 수단을 통해 상기 제1 광 신호와 상기 제2 광 신호로 분리되어 수신될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a receiving end for receiving an optical differential signal, wherein when the first optical signal and the second optical signal are transmitted through a single waveguide at different polarizations, A polarization splitting means for splitting the polarization of the optical signal into at least one waveguide of the third waveguide and the fourth waveguide, branched to the fourth waveguide, wherein the optical signal transmitted to the single waveguide is split by the polarization splitting means The first optical signal and the second optical signal may be separated and received.

또 다른 측면에 따르면, 광 차동신호를 수신하는 수신단으로서, 상기 제1 광 신호와 상기 제2 광 신호가 서로 다른 광 모드(mode)로 단일 도파로를 통해 전송되는 경우, 상기 단일 도파로가 제3 도파로와 제4 도파로로 분기되고, 상기 제3 도파로와 상기 제4 도파로 중 적어도 하나의 도파로 상에 광 신호의 광 모드를 분리하는 모드 분리 수단이 설치되며, 상기 단일 도파로로 전송된 광 신호가 상기 모드 분리 수단을 통해 상기 제1 광 신호와 상기 제2 광 신호로 분리되어 수신될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a receiving end for receiving an optical differential signal, wherein when the first optical signal and the second optical signal are transmitted in a different optical mode through a single waveguide, Mode splitting means for dividing the optical mode of the optical signal into at least one waveguide of the third waveguide and the fourth waveguide, the optical signal being branched into the fourth waveguide and the fourth waveguide, The first optical signal and the second optical signal can be separately received through the separation means.

광빔(light beam)을 제공하는 광원; 및 입력신호에 따라 두 개의 광 경로 사이에서 상기 광빔의 경로를 스위칭 함에 따라 각각의 광 경로를 지나는 광 신호의 신호 세기가 반전되는 특징을 이용하여 신호 세기가 반전된 제1 광 신호와 제2 광 신호를 광 차동신호(差動信號)로 생성하는 생성부를 포함하고, 상기 광 차동신호를 전송하는 송신단에서는 파장(wavelength), 편광(polarization), 도파로 단면에서의 광 세기의 분포형태인 광 모드(mode) 중 어느 하나의 특성을 가변하는 특성 가변 수단이 포함되어, 상기 특성 가변 수단을 통해 상기 특성을 달리한 상기 제1 광 신호와 상기 제2 광 신호가 단일 도파로로 합류되어 전송되고, 상기 광 차동신호를 수신하는 수신단에서는 광 신호에서 상기 특성을 분리하는 특성 분리 수단이 포함되어, 상기 특성 분리 수단을 통해 상기 제1 광 신호와 상기 제2 광 신호가 분리된 후 상기 단일 도파로에서 분기된 두 개의 경로로 상기 제1 광 신호와 상기 제2 광 신호가 각각 수신되는 광 차동신호 전송 장치를 제공한다.A light source for providing a light beam; And switching the path of the light beam between the two optical paths according to the input signal, thereby switching the signal intensity of the optical signal passing through each optical path to a first optical signal and a second optical signal, And a generator for generating a signal as an optical differential signal. The transmitting terminal for transmitting the optical differential signal includes a wavelength, a polarization, and an optical mode mode, wherein the first optical signal and the second optical signal having different characteristics from each other are combined and transmitted through a single waveguide through the characteristic varying means, And a characteristic demultiplexing means for demultiplexing the characteristic of the optical signal at the receiving end for receiving the differential signal, wherein the demultiplexing means demultiplexes the first optical signal and the second optical signal Wherein the first optical signal and the second optical signal are respectively received through two paths branched from the single waveguide after the call is separated.

본 발명의 빛의 반사제어를 이용한 광 차동신호 전송 장치에 따르면, 반사기의 제어에 의한 광 경로가 스위칭 될 때 신호세기의 변화가 서로 역전되는 광 차동 신호를 이용하여 공통모드의 신호를 제거하는 것에 의해 잡음 및 온도 등 외부 환경 변화에 강인한 신호 전송 장치를 제공할 수 있다.According to the optical differential signal transmission apparatus using the light reflection control of the present invention, when the optical path by the control of the reflector is switched, the common mode signal is removed using the optical differential signal, It is possible to provide a signal transmission apparatus robust against changes in the external environment such as noise and temperature.

도 1은 본 발명의 빛의 반사제어를 이용하는 광 차동 신호 전송 장치.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 파장 필터를 사용하여 파장이 다른 두 개의 광 차동신호를 하나의 광 전송선으로 송신하는 광 차동 신호 전송 장치.
도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 파장 변환기를 사용하여 파장이 다른 두 개의 광 차동신호를 하나의 광 전송선으로 송신하는 광 차동 신호 전송 장치.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 파장이 다른 두 개의 광 차동신호를 파장 필터를 사용하여 분리시켜 수신하는 광 차동 신호 전송 장치.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 파장이 다른 두 개의 광 차동신호를 파장 분리기를 사용하여 분리시켜 수신하는 광 차동 신호 전송 장치.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is an optical differential signal transmission apparatus using light reflection control according to the present invention; Fig.
FIG. 2A illustrates an optical differential signal transmission apparatus that transmits two optical differential signals having different wavelengths to one optical transmission line using a wavelength filter according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 2B illustrates an optical differential signal transmission apparatus for transmitting two optical differential signals having different wavelengths to one optical transmission line using a wavelength converter according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 3A illustrates an optical differential signal transmission apparatus in which two optical differential signals having different wavelengths are separated using a wavelength filter according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 3B illustrates an optical differential signal transmission apparatus in which two optical differential signals having different wavelengths are separated using a wavelength separator according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예들은 반사에 의한 경로변경을 이용한 광 차동신호 전송 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 굴절률 차이를 이용하여 빛을 반사시킴으로 광 경로를 변경시키되, 입력신호로 반사를 제어하여 광 신호의 변조를 실행하고, 반사된 신호와 반사되지 않은 통과 신호를 동시에 전송하고, 수신 단에서 반사된 신호와 반사되지 않은 통과신호의 차이를 검출함으로써, 감도가 높은 신호를 전송할 수 있는 광 차동신호 전송장치에 관한 것이다.More particularly, embodiments of the present invention relate to an optical differential signal transmission technique using a path change due to reflection, and more particularly, to a technique of changing an optical path by reflecting light using a refractive index difference, And transmits the reflected signal and the unreflected pass signal at the same time, and detects the difference between the signal reflected from the receiving end and the pass-through signal that is not reflected. Thus, the optical differential signal transmission ≪ / RTI >

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차동 광 신호를 이용한 신호 전송 장치의 기본 구성도를 나타낸다.1 shows a basic configuration of a signal transmission apparatus using a differential optical signal according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 신호 전송 장치는 광원(110), 반사기(120), 광 도파로(130, 140), 및 차동신호 수신기(150)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, a signal transmission apparatus according to the present invention may include a light source 110, a reflector 120, optical waveguides 130 and 140, and a differential signal receiver 150.

광원(110)은 광 도파로(130, 140)의 광 입구(optical input port)(101)에 빛을 입사시키는 역할을 한다. 차동신호 생성에 사용되는 빛은 연속파(continuous wave)의 광빔(light beam)이 사용될 수 있다.The light source 110 serves to cause light to enter the optical input port 101 of the optical waveguides 130 and 140. The light used to generate the differential signal may be a continuous wave light beam.

광 도파로(130, 140)는 광 차동신호를 생성하기 위한 기본 구조로서, 빛이 직진하는 주 도파로(main waveguide)인 제1 도파로(130)와, 빛이 작은 각도로 빗나가게 하는 가지 도파로(branch waveguide)인 제2 도파로(140)로 구성될 수 있으며, 제1 도파로(130)와 제2 도파로(140)의 교차점에 빛의 굴절율을 변화시키는 반사기(reflector)가 설치될 수 있다.The optical waveguides 130 and 140 are a basic structure for generating an optical differential signal and include a first waveguide 130 which is a main waveguide in which light advances and a branch waveguide And a reflector for changing the refractive index of the light may be provided at an intersection of the first waveguide 130 and the second waveguide 140. [

반사기(120)는 신호 입력단자(121)로부터 입력신호를 받아서 입력신호에 따라 빛의 굴절률을 변화시켜 광 경로를 제1 도파로(130) 또는 제2 도파로(140)로 스위칭 하는 역할을 한다.The reflector 120 receives the input signal from the signal input terminal 121 and changes the refractive index of the light according to the input signal to switch the optical path to the first waveguide 130 or the second waveguide 140.

반사기(120)를 교차점으로 하여 나누어진 제1 도파로(130)와 제2 도파로(140)는 광 세기의 변화가 서로 역전된 제1 광 신호와 제2 광 신호의 광 차동 신호를 각각 전송하는 역할을 한다.The first waveguide 130 and the second waveguide 140 divided by the intersection of the reflector 120 and the second waveguide 140 transmit the optical differential signals of the first optical signal and the second optical signal, .

다시 말해, 반사기(120)의 굴절율을 제어함으로써 빛을 반사기(120) 전체를 통과하여 제1 도파로(130)로 직진하는 통과상태(transmission state) 또는 제2 도파로(140)로 반사하는 반사상태(reflection state)로 전환시킬 수 있다. 이때, 두 가지 상태의 차이는 광 차동 신호에 대응시킨다.In other words, by controlling the refractive index of the reflector 120, the light is transmitted through the entire reflector 120 to the first waveguide 130, or reflected from the second waveguide 140 reflection state. At this time, the difference between the two states corresponds to the optical differential signal.

빛의 굴절률을 제어하는 방식으로는 기 공지된 기술을 사용할 수 있다. 일 예로, 반도체 소재의 도파로에 PN 접합을 형성하여 전기적인 전압 인가 또는 캐리어 주입으로 반사기의 굴절률을 제어할 수 있다. 다른 예로, 폴리머 소재에 전류를 주입하여 열광학 효과(thermo-optic effect)로 굴절률을 제어하는 수단도 가능하며, 폴리머 소재에 전압을 인가하여 전기광학 효과(electro-optic effect)로 굴절률을 제어하는 수단도 가능하다.Well-known techniques can be used to control the refractive index of light. For example, a PN junction may be formed in a waveguide of a semiconductor material so that the refractive index of the reflector can be controlled by electrical voltage application or carrier injection. As another example, it is possible to inject a current into a polymer material to control the refractive index by a thermo-optic effect, and it is also possible to apply a voltage to the polymer material to control the refractive index by an electro-optic effect Means are also possible.

본 발명에서 '0'과 '1'의 입력신호는 반사기(120)에 인가되는 전압의 크기 또는 전류 주입의 크기를 달리 하여 입력될 수 있다. 예컨대, 입력신호 '0'과 '1'을 반사기(120)의 'on'과 'off'의 두 상태에 대응시켜 광 회로에서 광 경로의 변경으로 광 변조신호를 생성할 수 있다. 여러 가지 소재에서 굴절률은 빛으로도 제어될 수 있으며, 이러한 효과를 본 발명에 사용할 경우에 '0'과 '1'의 입력신호는 빛의 세기를 달리하여 입력될 수 있다.In the present invention, input signals of '0' and '1' may be inputted with different magnitudes of voltage applied to the reflector 120 or magnitudes of current injection. For example, the input signal '0' and '1' can be associated with the two states of 'on' and 'off' of the reflector 120 to generate an optical modulated signal by changing the optical path in the optical circuit. In various materials, the refractive index can be controlled by light, and when this effect is used in the present invention, input signals of '0' and '1' can be inputted with different intensity of light.

차동신호 생성을 위한 '0' 또는 '1'의 입력신호는 반사기(120)의 신호 입력단자(121)로 입력되고, 반사기(120)는 입력신호에 따라 광 빔을 통과 또는 반사시킬 수 있다. 반사기(120)의 제어에 의해 대부분의 빛은 제1 도파로(130)와 제2 도파로(140)의 광 출구(optical output port)(102, 103) 중 하나로 나가게 된다.An input signal of '0' or '1' for generating a differential signal is input to the signal input terminal 121 of the reflector 120, and the reflector 120 may pass or reflect the light beam according to the input signal. Most of the light is emitted to one of the optical output ports 102 and 103 of the first waveguide 130 and the second waveguide 140 under the control of the reflector 120.

차동신호 수신기(150)는 제1 도파로(130)의 광 출구(102)로 나온 제1 광 신호와 제2 도파로(140)의 광 출구(103)로 나온 제2 광 신호의 차동신호를 수신하여 이로부터 차등신호를 검출하고 전기적 출력신호를 출력하는 역할을 한다.The differential signal receiver 150 receives a differential signal of the first optical signal output to the optical output 102 of the first waveguide 130 and the second optical signal output to the optical output 103 of the second waveguide 140 From which the differential signal is detected and an electrical output signal is output.

차동신호 수신기(150)는 광 출구로 나온 광 신호를 수신하는 광 검출기(photo detector)와, 광 검출기를 통해 수신된 신호로부터 차등신호를 검출하는 차동신호 검출회로(153)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 차동신호 검출회로(153)에는 광 검출기를 통해 수신된 신호를 증폭하는 증폭회로(미도시)를 포함할 수 있다.The differential signal receiver 150 may be configured to include a photo detector that receives an optical signal from the light exit and a differential signal detection circuit 153 that detects a differential signal from the signal received via the photodetector. have. At this time, the differential signal detection circuit 153 may include an amplification circuit (not shown) for amplifying the signal received through the photodetector.

광 신호가 각기 다른 광 출구(102, 103)로 분리되어 나오는 경우, 차동신호 수신기(150)는 제1 도파로(130)의 광 출구(102)로 나온 제1 광 신호를 수신하는 제1 광 검출기(photo detector)(151)와, 제2 도파로(140)의 광 출구(103)로 나온 제2 광 신호를 수신하는 제2 광 검출기(152)와, 제1 광 신호와 제2 광 신호로부터 차등신호를 검출하는 차동신호 검출회로(153)를 포함하여 구성될 수 있다.The differential signal receiver 150 includes a first photodetector 102 that receives a first optical signal directed to the optical output 102 of the first waveguide 130 when the optical signal is split into different optical outputs 102 and 103, a second photodetector 152 for receiving a second optical signal output to a light outlet 103 of the second waveguide 140 and a second photodetector 152 for receiving a difference from the first optical signal and the second optical signal, And a differential signal detection circuit 153 for detecting a signal.

제1 광 검출기(151)와 제2 광 검출기(152)는 제1 광 신호와 제2 광 신호를 각각 제1 전기 신호와 제2 전기 신호로 전환한다. 이때, 차동신호 검출회로(153)는 제1 전기 신호 및 제2 전기 신호로부터 차등신호를 검출하여 하나의 전기적 출력신호를 만들어 낸다. 차동신호 검출회로(153)는 제1 전기 신호 및 제2 전기 신호로부터 공통 모드의 신호를 제거하는 기능(rejection of common-mode signals)을 포함할 수 있다.The first photodetector 151 and the second photodetector 152 convert the first optical signal and the second optical signal into a first electrical signal and a second electrical signal, respectively. At this time, the differential signal detection circuit 153 detects a differential signal from the first electrical signal and the second electrical signal to produce one electrical output signal. The differential signal detection circuit 153 may include a rejection of the common-mode signals from the first electrical signal and the second electrical signal.

바람직한 실시예로는 반사기(120)에 굴절률 차이를 적절히 제공하여 내부 전반사(total internal reflection)가 일어나게 하면, 반사상태와 통과상태에 제1 도파로(130)로 들어가는 빛의 세기 차이를 최대한 크게 할 수 있다. 이 경우, 반사상태와 통과상태에 제2 도파로(140)로 들어가는 빛의 세기 차이도 최대한 크게 할 수 있다. 더욱 바람직한 실시예로 반사상태에서 전반사가 일어나게 하면서도 통과상태에서는 빛을 완전히 통과하게 하면, 빛은 통과 또는 반사로 확연히 구분되어 각 도파로로 들어가는 두 상태의 신호세기 차이를 극대화 시킬 수 있다. 이러한 이상적인 경우에, 특정 광 출구에서 빛이 나오면 '1'에 해당하는 광 출력신호로, 빛이 나오지 않으면 '0'의 출력신호로 판단할 수 있다. 반대로, 광 출구로 빛이 나오면 '0'에 해당하는 출력신호로, 빛이 나오지 않으면 '1'의 출력신호로 판단할 수도 있다. 상기 이상적인 경우에 통과상태 또는 반사상태에서 입사 광 빔의 전량이 통과 또는 반사되어야 하지만, 현실적으로는 도파로 간의 커플링과 굴절률 제어의 변동에 의해, 전반사 조건에서도 일부 광이 제1 도파로(130)로 빠져나갈 수 있고, 통과상태에서도 일부 광이 제2 도파로(140)로 빠져 나갈 수 있다. 또한, 전반사 조건으로부터 다소 벗어난 조건에서는 반사상태에서 빛이 제2 도파로(140)로 일부만 반사하고 나머지 빛은 제1 도파로(130)로 통과하게 된다.In a preferred embodiment, when a total internal reflection is caused by appropriately providing a refractive index difference to the reflector 120, the intensity difference of the light entering the first waveguide 130 in the reflective state and the passing state can be maximized have. In this case, the intensity difference of the light entering the second waveguide 140 in the reflective state and the passing state can be maximized. In a more preferred embodiment, when the light is totally passed through in the passing state while total reflection occurs in the reflected state, the light can be clearly divided by passing or reflection, maximizing the signal intensity difference between the two states entering each waveguide. In this ideal case, the light output signal corresponding to '1' can be determined as '0' if the light does not emit at the specific light exit. Conversely, if the light is output to the light outlet, the output signal corresponding to '0' can be determined. If no light is output, the output signal can be determined as '1'. In this ideal case, the entire amount of the incident light beam must pass or be reflected in the passing state or the reflection state. However, due to the coupling between the waveguides and the variation of the refractive index control, And some light can escape to the second waveguide 140 even in the passing state. Further, under a condition slightly deviated from the total reflection condition, the light is partially reflected by the second waveguide 140 in the reflected state, and the remaining light passes through the first waveguide 130.

이와 같이, 이상적인 상태에서 벗어난 일반적인 경우, 반사상태에서 제1 도파로(130)로 들어가는 빛이나 통과상태에서 제2 도파로(140)로 들어가는 빛은 잡음(noise)이 된다. 즉, 통과상태에서 제1 도파로(130)로 통과하는 빛의 세기를 It1, 제2 도파로(140)로 일부 나가는 빛의 세기를 It2(It1 > It2)라 하고, 반사상태에서 제1 도파로(130)로 일부 나가는 빛의 세기를 Ir1, 제2 도파로(140)로 반사되는 빛의 세기를 Ir2(Ir1 < Ir2)라고 하면, It1과 Ir2는 신호(signal)가 되고 It2와 Ir1는 잡음(noise)이 될 수 있다.Thus, in a general case deviated from the ideal state, light entering the first waveguide 130 in the reflective state or light entering the second waveguide 140 in the passing state becomes noise. That is, it is assumed that the intensity of light passing through the first waveguide 130 in the passing state is I t1 and the intensity of light passing through the second waveguide 140 is I t2 (I t1 > I t2 ) I t1 and I r2 are signals when the intensity of light exiting the first waveguide 130 is I r1 and the intensity of light reflected by the second waveguide 140 is I r2 (I r1 <I r2 ) And I t2 and I r1 may become noise.

주 도파로 또는 가지 도파로로 전송되는 신호 하나만으로 광 신호를 전달하는 경우에는 전압, 전류, 온도 등의 변화에 의해 반사기의 굴절률, 광원의 광 세기, 그리고 반사기와 도파로에서 광 손실(optical loss)이 변하여 광 신호의 요동이 발생되고 광 신호 검출에 오류가 발생되는 문제가 있을 수 있다. 특히, 입력 광 세기가 작거나 반사기와 도파로에서 광 손실이 큰 경우에는 신호 대비 잡음 비(signal-to-ratio)가 커져 광 신호 검출이 어렵게 된다.When the optical signal is transmitted by only one signal transmitted to the main waveguide or branch waveguide, the refractive index of the reflector, the optical intensity of the light source, and the optical loss in the reflector and the waveguide are changed by the change of voltage, current, There may be a problem that fluctuation of the optical signal occurs and an error occurs in the optical signal detection. In particular, when the input light intensity is small or the optical loss is large in the reflector and the waveguide, the signal-to-ratio becomes large, which makes it difficult to detect the optical signal.

도 1을 통해 설명한 차동 광 신호를 이용한 신호 전송 장치에서는 제1 도파로(130)와 제2 도파로(140)로 나가는 빛의 높낮이 변화의 위상이 서로 반전되도록 구성한다. 이는 전기적 차동신호에서 두 도선의 전압변화의 위상이 서로 반전되어 있는 특징과 같다. 본 발명은 이러한 특징을 이용하여, 제1 도파로(130)와 제2 도파로(140)로 나가는 두 개의 광 신호를 차동신호로 사용한다. 이들 차동 광 신호의 차등을 적절히 검출함으로써, 두 도파로에 공통적으로 개입되는 신호세기 요동과 잡음의 영향을 배제할 수 있다.In the signal transmission apparatus using the differential optical signal described with reference to FIG. 1, the phases of the change in the height of the light going to the first waveguide 130 and the second waveguide 140 are inverted from each other. This is the same as the characteristic that the phase of the voltage change of the two conductors in the electrical differential signal is inverted. The present invention uses the two optical signals output from the first waveguide 130 and the second waveguide 140 as differential signals. By appropriately detecting the difference of these differential optical signals, it is possible to exclude the influences of the signal intensity oscillation and the noise that are commonly interposed in the two waveguides.

상기한 구성에 따르면, 본 발명에 따른 광 차동 신호 전송 장치에서는 굴절률 제어로 광 경로를 변경시킬 수 있는 도파로(130, 140)와 반사기(120)를 적절히 배치하고, 입력신호 '0'와 '1'을 반사기(120)의 굴절률 제어 기능의 'on'과 'off' 의 두 상태에 대응시켜 광 회로에서 광 경로의 변경으로 광 변조신호를 생성하며, 통과상태 변조신호와 반사상태 변조신호의 전송 후에 두 상태 신호의 광 도파로 출구로 나오는 신호 차이를 증폭하여 출력신호를 얻을 수 있다.According to the above-described configuration, in the optical differential signal transmission apparatus according to the present invention, the waveguides 130 and 140 and the reflector 120 capable of changing the optical path by the refractive index control are appropriately arranged, and the input signals '0' 'Corresponding to the two states' on' and 'off' of the refractive index control function of the reflector 120 to generate the optical modulated signal by changing the optical path in the optical circuit, and to transmit the transmitted state modulated signal and the reflected state modulated signal The output signal can be obtained by amplifying the difference of the signal output to the optical waveguide exit of the two state signals.

도 2와 도 3은 두 개의 광 차동신호를 전송하는 광 도파로를 두 개에서 한 개로 줄이기 위한 장치를 나타내고 있다.FIG. 2 and FIG. 3 show an apparatus for reducing the number of optical waveguides for transmitting two optical differential signals from two to one.

도 1과 같이, 2개의 광 차동신호인 제1 광 신호와 제2 광 신호를 각각 별개의 광 도파로로 전송하게 되면, 2개의 광 도파로를 사용하여야 한다. 전송선의 구조를 단순화시키기 위해서는 두 개의 광 차동신호를 하나의 광 도파로로 보낼 필요가 있다.As shown in FIG. 1, if two optical signals, i.e., a first optical signal and a second optical signal, are transmitted through separate optical waveguides, two optical waveguides must be used. In order to simplify the structure of the transmission line, it is necessary to send two optical differential signals to one optical waveguide.

본 발명에서는 하나의 광 전송선으로 광 차동신호를 보내는 바람직한 수단으로, 송신단에서 제1 광 신호와 제2 광 신호의 파장(wavelength)를 달리하여 하나의 광 도파로로 전송한 후, 수신단에서 이들 파장을 다시 분리하여 차등 신호를 검출하는 방식을 제안한다.In the present invention, as a preferred means for transmitting an optical differential signal to one optical transmission line, a transmitting terminal transmits wavelengths of a first optical signal and a second optical signal to one optical waveguide at different wavelengths, And separating them again to detect a differential signal.

본 발명에서 반사에 의해 광 경로가 변경되는 조건은 파장에 둔감하므로 광 입구로 입사시키는 연속 광 빔은 넓은 파장 스펙트럼(spectrum)의 광원을 사용할 수 있는 특징이 있다. 일 예로, 발광다이오드(LED)와 같은 광원을 사용할 수 있다. 또한, 파장 스펙트럼이 비교적 넓은 레이저 광원을 사용할 수도 있다. 이러한 넓은 파장의 스펙트럼을 갖는 광원을 사용할 경우, 여러 가지 수단을 사용하여 식별이 용이한 두 가지의 파장을 분리해 낼 수 있다. 이때, 파장을 분리하는 수단으로서 파장 필터(wavelength filter), 파장 변환기(wavelength converter), 파장 분리기(wavelength demultiplexer) 등의 소자들이 사용될 수 있다.In the present invention, the condition that the optical path is changed by reflection is insensitive to the wavelength, so that the continuous light beam incident on the light entrance is characterized in that a light source of a wide wavelength spectrum can be used. For example, a light source such as a light emitting diode (LED) can be used. A laser light source having a relatively wide wavelength spectrum may also be used. When a light source having such a wide wavelength spectrum is used, it is possible to separate two wavelengths that can be easily identified by using various means. As a means for separating the wavelengths, a wavelength filter, a wavelength converter, a wavelength demultiplexer, etc. may be used.

도 2는 광 차동 신호 전송 장치의 송신단 구성으로, 두 개의 광 신호에 대해 파장을 서로 다르게 만들어 하나의 광 도파로로 전송할 수 있는 실시예들을 나타내고 있다.FIG. 2 shows an embodiment in which two optical signals having different wavelengths can be transmitted to one optical waveguide by using a transmitting end configuration of an optical differential signal transmission apparatus.

도 2a는 파장 필터(210)를 사용하여 파장이 다른 두 개의 광 차동신호를 하나의 광 전송선으로 송신하는 광 차동 신호 전송 장치의 일 예를 도시한 것이다.2A shows an example of an optical differential signal transmission apparatus that transmits two optical differential signals having different wavelengths to one optical transmission line using a wavelength filter 210. In FIG.

도 2a를 참조하면, 일 실시예에 따른 광 차동 신호 전송 장치의 송신단에서는 제1 도파로(130)와 제2 도파로(140) 중 적어도 하나의 도파로에 파장 필터(210)를 설치함으로써 제1 광 신호(λ1)와 제2 광 신호(λ2)의 파장을 다르게 한 후, 이들 두 광 신호(λ1+λ2)를 두 도파로(130, 140)가 하나로 결합된 광 전송선(160)에 합류시켜 전송할 수 있다.Referring to FIG. 2A, a wavelength filter 210 is provided in at least one waveguide of the first waveguide 130 and the second waveguide 140 in the transmitting end of the optical differential signal transmission apparatus according to an embodiment, the first optical signal λ 1 and the second optical signal λ 2 are made to have different wavelengths and then the two optical signals λ 1 + λ 2 are joined to the optical transmission line 160 in which the two waveguides 130 and 140 are combined into one .

도 2b는 파장 변환기(220)를 사용하여 파장이 다른 두 개의 광 차동신호를 하나의 광 전송선으로 송신하는 광 차동 신호 전송 장치의 다른 예를 도시한 것이다.2B illustrates another example of an optical differential signal transmission apparatus that transmits two optical differential signals having different wavelengths to one optical transmission line using the wavelength converter 220. In FIG.

도 2b를 참조하면, 다른 실시예에 따른 광 차동 신호 전송 장치의 송신단에서는 제1 도파로(130)와 제2 도파로(140) 중 적어도 하나의 도파로에 파장 변환기(220)를 설치함으로써 제1 광 신호(λ1)와 제2 광 신호(λ2)의 파장을 다르게 한 후, 이들 두 광 신호(λ1+λ2)를 두 도파로(130, 140)가 하나로 결합된 광 전송선(160)에 합류시켜 전송할 수 있다.Referring to FIG. 2B, in a transmitting end of the optical differential signal transmission apparatus according to another embodiment, a wavelength converter 220 is installed in at least one waveguide of the first waveguide 130 and the second waveguide 140, the first optical signal λ 1 and the second optical signal λ 2 are made to have different wavelengths and then the two optical signals λ 1 + λ 2 are joined to the optical transmission line 160 in which the two waveguides 130 and 140 are combined into one .

도 3은 광 차동 신호 전송 장치의 수신단 구성으로, 하나의 광 도파로로 전송되는 파장이 다른 두 신호를 분리하여 차동신호 수신기로 들어가게 하는 실시예들을 나타내고 있다.FIG. 3 shows an embodiment in which two signals having different wavelengths, which are transmitted to one optical waveguide, are separated from each other and input to a differential signal receiver.

도 3a는 파장이 다른 두 개의 광 차동신호를 파장 필터(310)를 사용하여 분리시켜 수신하는 광 차동 신호 전송 장치의 일 예를 도시한 것이다.3A shows an example of an optical differential signal transmission apparatus that receives two optical differential signals having different wavelengths by using a wavelength filter 310. FIG.

도 3a를 참조하면, 일 실시예에 따른 광 차동 신호 전송 장치의 수신단에서는 하나의 광 전송선(160)을 제3 도파로(170)와 제4 도파로(180)로 분기시키고, 이들 두 도파로(170, 180) 중 적어도 하나의 도파로에 파장 필터(310)를 설치한다. 제3 도파로(170)와 제4 도파로(180)에 광 전송선(160)을 통해 수신된 두 광 신호(λ1+λ2)를 공히 유도한 후, 파장 필터(310)를 통해 제3 도파로(170)에는 제1 광 신호(λ1)가 나가게 하며, 제4 도파로(180)에는 파장이 제1 광 신호(λ1)과 다른 제2 광 신호(λ2)가 나가게 한다. 이후, 제1 광 신호(λ1)와 제2 광 신호(λ2)는 각기 광 출구(102, 103)를 통해 나가서, 차동신호 수신기(150)로 들어감으로써 광 차동신호를 검출할 수 있다.3A, in the receiving end of the optical differential signal transmission apparatus according to the embodiment, one optical transmission line 160 is branched to the third waveguide 170 and the fourth waveguide 180, and the two waveguides 170, The wavelength filter 310 is installed in at least one of the waveguides. The first optical waveguide 170 and the fourth waveguide 180 are caused to simultaneously receive the two optical signals λ 1 + λ 2 received through the optical transmission line 160 and then transmitted through the wavelength filter 310 to the third waveguide 170), the first and out a first optical signal (λ 1), a fourth waveguide (180), the wavelength is out of the first optical signal (λ 1) and the other second optical signal (λ 2). The first optical signal? 1 and the second optical signal? 2 can then go out through the optical outlets 102 and 103 and enter the differential signal receiver 150 to detect the optical differential signal.

도 3b는 파장이 다른 두 개의 광 차동신호를 파장 분리기(320)를 사용하여 분리시켜 수신하는 광 차동 신호 전송 장치의 다른 예를 도시한 것이다.FIG. 3B shows another example of an optical differential signal transmission apparatus that receives and separates two optical differential signals having different wavelengths using a wavelength separator 320. FIG.

도 3b를 참조하면, 다른 실시예에 따른 광 차동 신호 전송 장치의 수신단에서는 하나의 광 전송선(160)을 제3 도파로(170)와 제4 도파로(180)로 분기시키고, 이때 광 전송선(160)에서 제3 도파로(170)와 제4 도파로(180)가 분기되는 위치에 파장 분리기(320)를 설치한다. 이러한 구성에 따르면, 광 전송선(160)의 분기점에 설치된 파장 분리기(320)를 통해 제3 도파로(170)에는 제1 광 신호(λ1)가 나가게 하며, 제4 도파로(180)에는 파장이 제1 광 신호(λ1)와 다른 제2 광 신호(λ2)가 나가게 한다. 이후, 제1 광 신호(λ1)와 제2 광 신호(λ2)는 각기 광 출구(102, 103)를 통해 나가서, 차동신호 수신기(150)로 들어감으로써 광 차동신호를 검출할 수 있다.3B, in the receiving end of the optical differential signal transmission apparatus according to another embodiment, one optical transmission line 160 is branched to the third waveguide 170 and the fourth waveguide 180, The wavelength separator 320 is installed at a position where the third waveguide 170 and the fourth waveguide 180 are branched. According to this configuration, the first optical signal (? 1 ) is allowed to pass through the third waveguide (170) through the wavelength separator (320) installed at the branch point of the optical transmission line (160) 1 &lt; / RTI &gt; and the second optical signal &lt; RTI ID = 0.0 &gt; ( 2 ) &lt; / RTI &gt; The first optical signal? 1 and the second optical signal? 2 can then go out through the optical outlets 102 and 103 and enter the differential signal receiver 150 to detect the optical differential signal.

서로 다른 광 신호를 합류시키고 분리시키는 방법은 파장을 달리하는 방법 이외에도 편광(polarization)이나 광 모드(mode)를 달리하는 방법도 사용될 수 있다. 여기서 광 모드라 함은 도파로의 단면에서 광 세기의 분포형태를 의미한다.As a method of joining and separating different optical signals, a method of changing polarization or optical mode may be used in addition to the method of changing the wavelength. Here, the optical mode means a distribution of light intensity in a cross section of the waveguide.

본 발명은 편광이나 모드를 달리하는 소자들을 사용하여 하나의 광 전송선으로 전송하는 광 차동신호 전송장치를 구성할 수도 있다. 예로서, 편광을 달리하는 방법을 사용할 경우에는, 도 2와 도 3에서 파장 필터는 편광 필터로, 파장 변환기는 편광 변환기로, 파장 분리기는 편광 분리기로 대체하여 구성할 수 있다. 또한, 모드를 달리하는 방법을 사용할 경우에는, 도 2와 도 3에서 파장 필터는 모드 필터로, 파장 변환기는 모드 변환기로, 파장 분리기는 모드 분리기로 대체하여 구성할 수 있다. 따라서, 본 발명은 두 개의 차동신호를 하나의 전송선에 합류시켜 전송하여 다시 분리하는 장치로서 파장, 편광, 모드를 달리하는 수단에 국한하지 않고, 서로 다른 광 신호를 합류시키고 분리시키는 목적의 다른 여러 가지 수단들도 적용 가능하다.The present invention may also constitute an optical differential signal transmission apparatus that transmits signals on one optical transmission line using elements having different polarizations or modes. For example, in the case of using a method of different polarizations, the wavelength filter may be replaced with a polarizing filter, the wavelength converter may be replaced with a polarized light converter, and the wavelength separator may be replaced with a polarized light separator in FIGS. 2 and 3, the wavelength filter may be replaced with a mode filter, the wavelength converter may be replaced with a mode converter, and the wavelength separator may be replaced with a mode separator. Accordingly, the present invention is not limited to the means for differentiating the wavelength, the polarization, and the mode, and may be a device for joining two differential signals to one transmission line, Branching means are also applicable.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 차동신호 전송이 미세한 통과상태 변조신호와 반사상태 변조신호를 전송하여 그 차이를 증폭하는 방식으로 이루어지므로 미세한 신호 전송으로 인한 신호의 에러 비율을 감소시키고, 미세한 신호를 증폭하기 위한 증폭기의 과도한 이득을 감소시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 차동 광 신호를 이용한 신호 전송 장치에 따르면, 차동 신호를 이용하여 공통모드 입력 신호를 제거하는 것에 의하여 잡음 및 온도 등 외부 환경 변화에 강인한 신호 전송 장치를 제공할 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, since the differential signal transmission is performed by transmitting the fine pass-state modulation signal and the reflection state modulation signal and amplifying the difference, the error rate of the signal due to the fine signal transmission is reduced, The effect of reducing the excessive gain of the amplifier for amplifying the fine signal can be obtained. In addition, according to the signal transmission apparatus using the differential optical signal of the present invention, it is possible to provide a signal transmission apparatus robust to changes in the external environment such as noise and temperature by removing the common mode input signal using the differential signal.

본 발명은 두 개의 광 경로 사이에서 광 빔의 반사에 의한 광 경로 스위칭으로 차등신호를 만드는 방법을 예시하였으나, 반사의 방법 이외에도, 인접한 두 개의 광 도파로 사이에서 광 커플링(coupling)의 제어에 의한 광 경로 스위칭, 두 개의 광 도파로 사이에 링 공진기(ring resonator)를 두고 광 공진의 제어에 의한 광 경로 스위칭 등과 같은 다양한 광 경로 스위칭의 수단도 적용 가능하다. 본 발명은 이러한 광 경로 스위칭의 수단을 적용할 경우에도, 광 경로를 스위칭할 때 광 신호의 신호 세기가 반전되는 특징을 이용하여 차등신호를 생성시키는 것들도 후술하는 특허청구의 범위에 속한다.The present invention exemplifies a method of generating a differential signal by optical path switching by reflection of a light beam between two optical paths. However, in addition to the method of reflection, by controlling the coupling of optical coupling between two adjacent optical waveguides Various optical path switching means such as optical path switching, optical path switching by controlling a light resonance with a ring resonator between two optical waveguides, and the like are also applicable. Even when the optical path switching means is applied to the present invention, those that generate a differential signal using the feature that the signal intensity of the optical signal is inverted when switching the optical path are also included in the claims.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and / or a combination of hardware components and software components. For example, the apparatus and components described in the embodiments may be implemented within a computer system, such as, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate array (FPGA) , A programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For ease of understanding, the processing apparatus may be described as being used singly, but those skilled in the art will recognize that the processing apparatus may have a plurality of processing elements and / As shown in FIG. For example, the processing unit may comprise a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as a parallel processor.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI &gt; or equivalents, even if it is replaced or replaced.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

110: 광원
120: 반사기
130: 제1 도파로
140: 제2 도파로
150: 차동신호 수신기
160: 광 전송선
170: 제3 도파로
180: 제4 도파로
210: 파장 필터
220: 파장 변환기
310: 파장 필터
320: 파장 분리기110: Light source
120: reflector
130: first waveguide
140: second waveguide
150: Differential signal receiver
160: optical transmission line
170: third waveguide
180: fourth waveguide
210: wavelength filter
220: wavelength converter
310: Wavelength filter
320: Wavelength separator

Claims (13)

광빔(light beam)을 제공하는 광원; 및
입력신호에 따라 두 개의 광 경로 사이에서 상기 광빔의 경로를 스위칭 함에 따라 각각의 광 경로를 지나는 광 신호의 신호 세기가 반전되는 특징을 이용하여 신호 세기가 반전된 제1 광 신호와 제2 광 신호를 광 차동신호(差動信號)로 생성하는 생성부
를 포함하는 광 차동신호 전송 장치.A light source for providing a light beam; And
The signal intensity of the optical signal passing through each optical path is inverted by switching the path of the optical beam between the two optical paths according to the input signal, A differential signal,
And an optical signal outputting unit for outputting the optical signal. 광빔(light beam)을 제공하는 광원;
상기 광빔의 굴절율을 제어하는 반사기; 및
광 도파로를 통해 상기 굴절율에 따른 광 차동신호를 전송하는 전송단
을 포함하고,
상기 광 도파로는 제1 도파로와 제2 도파로로 분기되어 두 개의 광 경로를 형성하고,
상기 반사기는 상기 제1 도파로와 상기 제2 도파로의 교차점에 설치되어 입력신호에 따라 굴절율을 제어함으로써 상기 광빔의 경로를 스위칭 하며,
상기 반사기를 통과하는 통과상태(transmission state)의 제1 광 신호와 상기 반사기에 의해 반사되어 신호 세기가 반전된 반사상태(reflection state)의 제2 광 신호가 광 차동신호(差動信號)로 사용되는 것
을 특징으로 하는 광 차동신호 전송 장치.A light source for providing a light beam;
A reflector for controlling a refractive index of the light beam; And
A transmission line for transmitting an optical differential signal according to the refractive index through an optical waveguide;
/ RTI &gt;
The optical waveguide branches into a first waveguide and a second waveguide to form two optical paths,
Wherein the reflector is provided at an intersection of the first waveguide and the second waveguide and switches the path of the optical beam by controlling a refractive index according to an input signal,
A first optical signal in a transmission state passing through the reflector and a second optical signal in a reflection state reflected by the reflector and inverted in signal intensity are used as an optical differential signal Being
And the optical differential signal transmission device. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 광원은 연속파인 하나의 광빔을 사용하는 것
을 특징을 하는 광 차동신호 전송 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
The light source may be one using a continuous beam of light beams
And the optical signal is transmitted to the optical signal processing unit. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 광 차동신호를 수신하는 수신단
을 더 포함하고,
상기 수신단은,
상기 제1 광 신호와 상기 제2 광 신호를 제1 전기 신호와 제2 전기 신호로 전환하는 광 검출기와, 상기 제1 전기 신호와 상기 제2 전기 신호로부터 차등신호(差等信號)를 검출하여 출력신호를 복원하는 차동신호 검출회로
를 포함하는 광 차동신호 전송 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
A receiving end for receiving the optical differential signal
Further comprising:
Wherein,
A photodetector for converting the first optical signal and the second optical signal into a first electrical signal and a second electrical signal; a differential signal detector for detecting a differential signal from the first electrical signal and the second electrical signal A differential signal detection circuit
And an optical signal outputting unit for outputting the optical signal. 제2항에 있어서,
광 차동신호를 전송하는 전송단으로서,
상기 제1 도파로와 상기 제2 도파로 중 적어도 하나의 도파로 상에 파장 필터(wavelength filter)가 설치되고,
상기 파장 필터의 후단에서 상기 제1 도파로와 상기 제2 도파로가 단일 도파로로 결합되며,
상기 파장 필터를 통해 파장(wavelength)이 달라진 상기 제1 광 신호와 상기 제2 광 신호가 상기 단일 도파로에서 합류되어 전송되는 것
을 특징으로 하는 광 차동신호 전송 장치.3. The method of claim 2,
As a transmitting end for transmitting an optical differential signal,
A wavelength filter is provided on at least one waveguide of the first waveguide and the second waveguide,
Wherein the first waveguide and the second waveguide are combined into a single waveguide at a rear end of the wavelength filter,
The first optical signal and the second optical signal whose wavelengths are changed through the wavelength filter are combined and transmitted in the single waveguide
And the optical differential signal transmission device. 제2항에 있어서,
광 차동신호를 전송하는 전송단으로서,
상기 제1 도파로와 상기 제2 도파로 중 적어도 하나의 도파로 상에 파장 변환기(wavelength converter)가 설치되고,
상기 파장 변환기의 후단에서 상기 제1 도파로와 상기 제2 도파로가 단일 도파로로 결합되며,
상기 파장 변환기를 통해 파장(wavelength)이 달라진 상기 제1 광 신호와 상기 제2 광 신호가 상기 단일 도파로에서 합류되어 전송되는 것
을 특징으로 하는 광 차동신호 전송 장치.3. The method of claim 2,
As a transmitting end for transmitting an optical differential signal,
A wavelength converter is installed on at least one waveguide of the first waveguide and the second waveguide,
Wherein the first waveguide and the second waveguide are combined into a single waveguide at a rear end of the wavelength converter,
The first optical signal and the second optical signal whose wavelengths are changed through the wavelength converter are combined and transmitted in the single waveguide
And the optical differential signal transmission device. 제4항에 있어서,
광 차동신호를 수신하는 수신단으로서,
상기 제1 광 신호와 상기 제2 광 신호가 서로 다른 파장으로 단일 도파로를 통해 전송되는 경우,
상기 단일 도파로가 제3 도파로와 제4 도파로로 분기되고,
상기 제3 도파로와 상기 제4 도파로 중 적어도 하나의 도파로 상에 파장 필터(wavelength filter)가 설치되며,
상기 단일 도파로로 전송된 광 신호가 상기 파장 필터를 통해 상기 제1 광 신호와 상기 제2 광 신호로 분리되어 수신되는 것
을 특징으로 하는 광 차동신호 전송 장치.5. The method of claim 4,
A receiving terminal for receiving an optical differential signal,
When the first optical signal and the second optical signal are transmitted through different wavelengths through a single waveguide,
The single waveguide branches into a third waveguide and a fourth waveguide,
A wavelength filter is provided on at least one waveguide of the third waveguide and the fourth waveguide,
And the optical signal transmitted to the single waveguide is separated and received by the first optical signal and the second optical signal through the wavelength filter
And the optical differential signal transmission device. 제4항에 있어서,
광 차동신호를 수신하는 수신단으로서,
상기 제1 광 신호와 상기 제2 광 신호가 서로 다른 파장으로 단일 도파로를 통해 전송되는 경우,
상기 단일 도파로가 제3 도파로와 제4 도파로로 분기되고,
상기 제3 도파로와 상기 제4 도파로 중 적어도 하나의 도파로 상에 파장 분리기(wavelength demultiplexer)가 설치되며,
상기 단일 도파로로 전송된 광 신호가 상기 파장 분리기를 통해 상기 제1 광 신호와 상기 제2 광 신호로 분리되어 수신되는 것
을 특징으로 하는 광 차동신호 전송 장치.5. The method of claim 4,
A receiving terminal for receiving an optical differential signal,
When the first optical signal and the second optical signal are transmitted through different wavelengths through a single waveguide,
The single waveguide branches into a third waveguide and a fourth waveguide,
A wavelength demultiplexer is provided on at least one waveguide of the third waveguide and the fourth waveguide,
And the optical signal transmitted to the single waveguide is separated and received by the first optical signal and the second optical signal through the wavelength separator
And the optical differential signal transmission device. 제2항에 있어서,
광 차동신호를 전송하는 전송단으로서,
상기 제1 도파로와 상기 제2 도파로 중 적어도 하나의 도파로 상에 광 신호의 편광(polarization)을 가변하는 편광 가변 수단이 설치되고,
상기 편광 가변 수단의 후단에서 상기 제1 도파로와 상기 제2 도파로가 단일 도파로로 결합되며,
상기 편광 가변 수단을 통해 편광이 달라진 상기 제1 광 신호와 상기 제2 광 신호가 상기 단일 도파로에서 합류되어 전송되는 것
을 특징으로 하는 광 차동신호 전송 장치.3. The method of claim 2,
As a transmitting end for transmitting an optical differential signal,
A polarization changing means for changing a polarization of an optical signal is provided on at least one waveguide of the first waveguide and the second waveguide,
The first waveguide and the second waveguide are combined into a single waveguide at a rear end of the polarization changing means,
And the first optical signal and the second optical signal whose polarization is changed through the polarization changing means are combined and transmitted in the single waveguide
And the optical differential signal transmission device. 제2항에 있어서,
광 차동신호를 전송하는 전송단으로서,
상기 제1 도파로와 상기 제2 도파로 중 적어도 하나의 도파로 상에 도파로 단면에서의 광 세기의 분포형태인 광 모드(mode)를 가변하는 모드 가변 수단이 설치되고,
상기 모드 가변 수단의 후단에서 상기 제1 도파로와 상기 제2 도파로가 단일 도파로로 결합되며,
상기 모드 가변 수단을 통해 광 모드가 달라진 상기 제1 광 신호와 상기 제2 광 신호가 상기 단일 도파로에서 합류되어 전송되는 것
을 특징으로 하는 광 차동신호 전송 장치.3. The method of claim 2,
As a transmitting end for transmitting an optical differential signal,
Mode variable means for varying an optical mode, which is a distribution type of light intensity in a waveguide section, is provided on at least one waveguide of the first waveguide and the second waveguide,
Wherein the first waveguide and the second waveguide are combined into a single waveguide at a rear end of the mode variable means,
The first optical signal and the second optical signal having different optical modes through the mode variable means are combined and transmitted in the single waveguide
And the optical differential signal transmission device. 제4항에 있어서,
광 차동신호를 수신하는 수신단으로서,
상기 제1 광 신호와 상기 제2 광 신호가 서로 다른 편광(polarization)으로 단일 도파로를 통해 전송되는 경우,
상기 단일 도파로가 제3 도파로와 제4 도파로로 분기되고,
상기 제3 도파로와 상기 제4 도파로 중 적어도 하나의 도파로 상에 광 신호의 편광을 분리하는 편광 분리 수단이 설치되며,
상기 단일 도파로로 전송된 광 신호가 상기 편광 분리 수단을 통해 상기 제1 광 신호와 상기 제2 광 신호로 분리되어 수신되는 것
을 특징으로 하는 광 차동신호 전송 장치.5. The method of claim 4,
A receiving terminal for receiving an optical differential signal,
When the first optical signal and the second optical signal are transmitted through a single waveguide at different polarizations,
The single waveguide branches into a third waveguide and a fourth waveguide,
Polarized light separating means for separating the polarization of the optical signal is provided on at least one waveguide of the third waveguide and the fourth waveguide,
And the optical signal transmitted to the single waveguide is separated and received by the first optical signal and the second optical signal through the polarization splitting means
And the optical differential signal transmission device. 제4항에 있어서,
광 차동신호를 수신하는 수신단으로서,
상기 제1 광 신호와 상기 제2 광 신호가 서로 다른 광 모드(mode)로 단일 도파로를 통해 전송되는 경우,
상기 단일 도파로가 제3 도파로와 제4 도파로로 분기되고,
상기 제3 도파로와 상기 제4 도파로 중 적어도 하나의 도파로 상에 광 신호의 광 모드를 분리하는 모드 분리 수단이 설치되며,
상기 단일 도파로로 전송된 광 신호가 상기 모드 분리 수단을 통해 상기 제1 광 신호와 상기 제2 광 신호로 분리되어 수신되는 것
을 특징으로 하는 광 차동신호 전송 장치.5. The method of claim 4,
A receiving terminal for receiving an optical differential signal,
When the first optical signal and the second optical signal are transmitted through a single waveguide in different optical modes,
The single waveguide branches into a third waveguide and a fourth waveguide,
Mode separating means for separating an optical mode of an optical signal on at least one waveguide of the third waveguide and the fourth waveguide,
And the optical signal transmitted to the single waveguide is separated and received by the first optical signal and the second optical signal through the mode separating means
And the optical differential signal transmission device. 광빔(light beam)을 제공하는 광원; 및
입력신호에 따라 두 개의 광 경로 사이에서 상기 광빔의 경로를 스위칭 함에 따라 각각의 광 경로를 지나는 광 신호의 신호 세기가 반전되는 특징을 이용하여 신호 세기가 반전된 제1 광 신호와 제2 광 신호를 광 차동신호(差動信號)로 생성하는 생성부
를 포함하고,
상기 광 차동신호를 전송하는 송신단에서는 파장(wavelength), 편광(polarization), 도파로 단면에서의 광 세기의 분포형태인 광 모드(mode) 중 어느 하나의 특성을 가변하는 특성 가변 수단이 포함되어, 상기 특성 가변 수단을 통해 상기 특성을 달리한 상기 제1 광 신호와 상기 제2 광 신호가 단일 도파로로 합류되어 전송되고,
상기 광 차동신호를 수신하는 수신단에서는 광 신호에서 상기 특성을 분리하는 특성 분리 수단이 포함되어, 상기 특성 분리 수단을 통해 상기 제1 광 신호와 상기 제2 광 신호가 분리된 후 상기 단일 도파로에서 분기된 두 개의 경로로 상기 제1 광 신호와 상기 제2 광 신호가 각각 수신되는 광 차동신호 전송 장치.A light source for providing a light beam; And
The signal intensity of the optical signal passing through each optical path is inverted by switching the path of the optical beam between the two optical paths according to the input signal, A differential signal,
Lt; / RTI &gt;
Wherein the transmitting terminal for transmitting the optical differential signal includes a characteristic variable means for varying any one of a wavelength, a polarization, and an optical mode, which is a distribution of light intensity in a waveguide cross section, The first optical signal and the second optical signal having the characteristics different from each other are combined and transmitted as a single waveguide through a characteristic variable means,
Wherein the first optical signal and the second optical signal are separated from each other by the characteristic demultiplexing means, and the optical signal is demultiplexed by the demultiplexing means, Wherein the first optical signal and the second optical signal are received by two paths, respectively.
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