KR20160022178A - Optical device for wavelength division multiplexing communication - Google Patents

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KR20160022178A
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김정수
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Abstract

The present invention relates to an optical device for a wavelength multiplexing communications method, provided to block cross talk between channels in an optical communications system having a wavelength multiplexing structure. According to the present invention, the optical device for a wavelength multiplexing communications method, comprising a DFB-LD light source and a light receiving device in an optical communications system of a WDM method, is provided to manufacture a WDM optical device for two-way communications, in which a wavelength selection filter for preventing cross talk, which passes ″1″ signals and blocks ″0″ signals and signals with a wavelength longer than that of the ″0″ signals, is arranged between the DFB-LD and a wavelength selection filter for setting an optical path, which determines the optical path, and thus the transmission optical power of the ″1″ signals is sufficient and the shake of wavelengths occurs less by effectively blocking the ″0″ signals and the signals with a wavelength longer than that of the ″0″ signals, thereby achieving better signal transmission quality.

Description

파장 다중화 통신 방식용 광소자 {OPTICAL DEVICE FOR WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING COMMUNICATION}[0001] OPTICAL DEVICE FOR WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING COMMUNICATION [0002]

본 발명은 파장 다중화 통신 방식의 광소자에 관한 것으로, 특히 파장 다중화 구조를 가지는 광통신 시스템에서 채널간의 누화를 차단할 수 있도록 하는 파장 다중화 통신 방식용 광소자에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical device using a wavelength division multiplexing communication method, and more particularly, to an optical device for a wavelength division multiplexing communication method capable of blocking crosstalk between channels in an optical communication system having a wavelength multiplexing structure.

근래에 들어 대용량의 정보 전송 및 고속의 정보 통신을 위하여 빛을 정보 전송의 매개로 하는 광통신이 일반화되어 있다. 특히 차세대 광통신을 위해서 WDM(Wavelength Division Multiplexing) 방식의 기술이 보편화되고 있다. WDM 기술은 하나의 광섬유로 다양한 파장을 가지는 광정보를 혼입하여도 레이저의 비간섭성에 의해 다른 파장을 가지는 광정보끼리 혼선이 발생하지 않는다는 점에 착안한 기술로써, 광섬유의 사용 효용성을 높이는 장점이 있다. 2. Description of the Related Art In recent years, optical communications using light as a medium for information transmission have been popularized for high-capacity information transmission and high-speed information communication. Particularly, WDM (Wavelength Division Multiplexing) technique is widely used for next generation optical communication. WDM technology is a technology that focuses on the fact that even if optical information having various wavelengths is mixed into one optical fiber, optical information having different wavelengths due to non-coherence of the laser does not occur, have.

현재, 다양한 파장 간격이 표준화되고 있는데, 이는 주로 주파수로 따져 100GHz(~0.8nm 간격) 또는 50GHz(~0.4nm 간격)의 WDM 방식이 널리 연구되고 있다. 도 1은 TDM(Time Dvision Multiplexing)-WDM(Wavelength Division Multiplexing)의 복합 방식인 NG-PON2 라는 TWDM(Time Wavelength Division Multiplexing) 방식의 일례를 나타낸 것으로, 이 TWDM 방식은 현재 표준화로 채택되어 있다. 상기 TWDM 방식은 4개의 파장을 이용하여 각각의 파장에 대해서 시분할(TDM: Time division Multiplexing)을 하여 여러 가입자가 동시에 하나의 광통신 네트워크를 이루는 방법을 의미한다. Currently, various wavelength intervals are being standardized, and WDM schemes of 100 GHz (~ 0.8 nm spacing) or 50 GHz (~ 0.4 nm spacing) are widely studied. 1 shows an example of a TWDM (Time Division Multiplexing) scheme called NG-PON2, which is a combination of TDM (Time Division Multiplexing) and WDM (Wavelength Division Multiplexing). This TWDM scheme is currently adopted as standardization. The TWDM scheme refers to a method in which multiple subscribers simultaneously form one optical communication network by performing time division multiplexing (TDM) on each wavelength using four wavelengths.

도 1에 도시된 TWDM 방식은 현재 제시되고 있는 방식으로써, 전화국사측의 OLT(Optical Line Terminal) 광모듈은 각각의 독립된 파장으로만 동작하고, 가입자측의 ONU(Optical Network Unit)는 4파장의 광파장에 가변적으로 대응되게 된다. 전화국사의 하나의 OLT 광모듈에 대응하는 ONU는 여러 개로써, 하나의 OLT 광모듈과 통신을 수행하는 여러 개의 ONU 광모듈은 서로 시간 분할적으로 광네트워크를 사용하게 된다. 이러한 구조에서는 하나의 OLT 광모듈에 최대 64개의 ONU 광모듈이 대응되게 되며, 모두 4개의 OLT 광모듈에는 최대 256개의 ONU 광모듈이 대응되게 되어 광 네트워크를 효율적으로 사용할 수 있게 된다.In the TWDM system shown in FIG. 1, the OLT (optical line terminal) optical module of the office of the telephone company operates only at respective independent wavelengths, and the ONU (Optical Network Unit) As shown in FIG. The number of ONUs corresponding to one OLT optical module of the telephone company of Korea is several, and a plurality of ONU optical modules performing communication with one OLT optical module use the optical network in a time division manner. In this structure, a maximum of 64 ONU optical modules correspond to one OLT optical module, and up to 256 ONU optical modules correspond to all four OLT optical modules, so that the optical network can be efficiently used.

이러한 TWDM 방식에서 하나의 OLT 광모듈과 통신을 이루는 복수의 ONU 광모듈은 시간 분할적으로 동작하므로, 어떤 하나의 ONU가 동작하고 있을 때 다른 ONU 광모듈에서 광출력이 있으면 통신에 누화로 작용한다. 그러므로 하나의 OLT에 동시에 물려있는 ONU 광모듈 중에서 동작을 하지 않는 상태에서 시간 분할 순서에 의해 동작상태로 상태가 바뀌게 된다. 현재 ONU 광소자는 주로 DFB-LD(Distributed FeedBack Laser Diode)를 광원으로 사용하는데, 이러한 DFB-LD는 주입 전류 상태에 따라 파장이 심하게 변화하는 결과를 가져온다. Since a plurality of ONU optical modules communicating with one OLT optical module in the TWDM system operates in a time division manner, if there is optical output from another ONU optical module when one ONU is operating, it acts as crosstalk in communication . Therefore, among the ONU optical modules which are simultaneously connected to one OLT, the state changes to the operating state by the time division procedure without operating. Currently, ONU optical devices mainly use DFB-LD (Distributed FeedBack Laser Diode) as a light source, and this DFB-LD results in a severe wavelength change depending on the injection current state.

도 1에서 보이는 바와 같이 전화국사에서는 OLT 4개의 파장을 묶어 하나의 광섬유로 가입자 ONU에게 신호를 전송하게 되고, 가입자 ONU에서 4가지의 파장으로 전달되어 오는 광신호는 전화국사에서 각 파장을 담당하는 OLT 광수신기로 입사하게 된다. 그러므로 ONU에 할당되는 각각의 파장은 매우 정밀하게 통제되어야 하는데, 만약 1로 할당된 ONU에서 방출하는 빛이 1이 아닌 다른 파장을 가질 때 이러한 신호는 미리 지정된 광수신기가 아닌 다른 광수신기로 입사하게 되어 신호를 혼란시키는 요인으로 작동하게 된다. 그러나 여러 개의 ONU가 같은 파장을 가지게 되므로, 같은 파장을 가지는 여러 개의 ONU중 어느 하나가 동작 상태에 있으면 다른 ONU에서 광출력이 있으면 안 된다. 그러므로 미동작 상태의 ONU가 시간에 따라 동작 상태로 전환되게 될 때는 ONU의 레이저 다이오드는 완전히 꺼진 상태에서 동작 상태의 출력을 얻을 때까지 광전력을 올리게 된다. As shown in FIG. 1, in the telephone company, wavelengths of four OLTs are bundled to transmit a signal to a subscriber ONU through a single optical fiber. An optical signal transmitted from the subscriber ONU to the four wavelengths is responsible for each wavelength OLT optical receiver. Therefore, each wavelength assigned to an ONU must be very precisely controlled. If the light emitted by one assigned ONU has a wavelength other than one, this signal is incident on a different optical receiver than the pre- Which causes the signal to be confused. However, since several ONUs have the same wavelength, if any one of the ONUs having the same wavelength is in an operating state, there is no light output from another ONU. Therefore, when the ONU in an unoperated state is switched to the operating state over time, the laser diode of the ONU increases the optical power until the output of the operating state is completely turned off.

현재 통상적으로 사용되는 저가형의 ONU 광송신소자는 DFB-LD를 사용하고 있으며, 이러한 DFB-LD는 주입 전류에 따라 파장이 달라지는 특성을 가지게 된다. Currently, low-cost ONU optical transmitters that are commonly used use DFB-LDs, and these DFB-LDs have wavelength-dependent characteristics depending on the injection current.

광통신의 신호로 사용하기 위해서는 ONU에서 방출된 레이저 빛이 광수신기에 일정한 전력 이상으로 수신되어야 하며, 디지털 통신에서 "1" 신호와 "0" 신호는 일정한 크기의 전력 차 이상을 가져야 원활한 통신이 이루어지게 된다. 현재 ONU 광소자의 "1" 상태 출력은 최소 3dBm 이상의 광출력을 가져야 하며, ONU 광소자의 "0" 신호는 "1" 신호의 전력에 비해 최소 -5dB 이상 작아야 한다. 이러한 조건은 레이저 다이오드 칩의 "1" 상태 신호를 위한 전류가 특정한 전류 이상이어야 한다는 것을 의미하는데, 통상적으로 50mA 이상의 전류를 흘려야 "1" 상태에 필요한 광출력을 얻을 수 있게 된다. 그러므로 ONU가 미동작 상태에서 동작상태로 전환될 경우에는 매우 큰 전류의 변화가 필요하게 되며, 이에 따라 특정한 파장으로 설정된 ONU의 광소자의 출력 레이저 파장이 심하게 흔들리는 요인이 된다. 이러한 파장의 흔들림은 다른 파장을 이용하는 채널에 누화로 작용하게 되어 광통신의 품질을 저하시키게 되는 요인이 된다. In order to use it as an optical communication signal, the laser light emitted from the ONU must be received by the optical receiver more than a certain power. In the digital communication, the "1" signal and the "0" . At present, the "1" state output of the ONU optical device must have an optical output of at least 3dBm and the "0" signal of the ONU optical device should be at least -5dB less than the "1" signal power. This condition means that the current for the "1" state signal of the laser diode chip must be equal to or higher than a specific current. Normally, a current exceeding 50 mA must be supplied to obtain the light output required for the "1" Therefore, when the ONU is switched from the non-operating state to the operating state, a very large current change is required, which causes a serious fluctuation of the output laser wavelength of the optical element of the ONU set to a specific wavelength. The fluctuation of such a wavelength acts as crosstalk to the channel using the other wavelength, which causes the quality of the optical communication to deteriorate.

한편, ONU의 광소자는 파장 가변형 레이저 광원과 파장 가변형 광수신기가 직접되는 형태로 제작되는 것이 바람직한데, 현재까지 burst mode로 동작하는 광송신기와 파장 가변형 광수신기로 구성되는 양방향 통신용 광모듈에서 burst mode로 동작하는 광송신기의 파장의 흔들림에 의한 누화를 효과적으로 제거하는 방법이 제안되지 못했으며, 이로 인해 차세대 광통신용 광소자의 개발에 어려움이 있었다.
Meanwhile, it is preferable that the optical device of the ONU is fabricated in the form that the wavelength variable laser light source and the wavelength tunable optical receiver are directly connected. In the optical module for bidirectional communication composed of the optical transmitter operating in the burst mode and the wavelength tunable optical receiver, A method for effectively eliminating crosstalk caused by a fluctuation of the wavelength of an optical transmitter operating as a light source has not been proposed, thereby making it difficult to develop a next-generation optical communication optical device.

대한민국 특허등록 제10-0532307 (2005.11.23)Korean Patent Registration No. 10-0532307 (November 23, 2005)

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 파장 다중화 구조의 광통신 시스템에서 burst mode로 동작하는 DFB-LD의 파장 흔들림을 줄여주어 채널간의 누화를 차단할 수 있도록 하는 파장 다중화 통신 방식용 광소자를 제공하는 데 있다.
It is an object of the present invention to provide a wavelength multiplexing optical communication system capable of reducing wavelength fluctuation of a DFB-LD operating in a burst mode to prevent crosstalk between channels. And an optical device for a wavelength division multiplexing communication method.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 파장 다중화 통신 방식용 광소자는 WDM 방식의 광통신 시스템에서 DFB-LD 광원과 광수신용 소자를 포함하는 파장 다중화 통신 방식용 광소자에 있어서, 상기 DFB-LD와 파장에 따라 광 경로를 결정하는 광 경로 설정용 파장 선택성 필터 사이에 "1" 신호는 통과시키고, "0" 신호 또는 "0" 신호보다 긴 파장의 신호는 차단시키는 누화 차단용 파장 선택성 필터가 배치되어 이루어진다. In accordance with another aspect of the present invention, there is provided an optical element for a wavelength division multiplexing communication system including a DFB-LD light source and a light receiving element in a WDM optical communication system, Quot; 0 "signal or a signal of a longer wavelength than the" 0 "signal, is disposed between the wavelength selective filters for optical path setting for determining the optical path according to the wavelengths .

여기에서, 상기 누화 차단용 파장 선택성 필터의 -10dB 선폭은, 4GHz 이상, WDM 채널 간격의 1/2 이하인 것이 바람직하다.Here, the -10 dB line width of the wavelength selective filter for crosstalk is preferably 4 GHz or more and 1/2 or less of the WDM channel spacing.

또한, 상기 DFB-LD와 누화 차단용 파장 선택성 필터 사이의 광 경로상에는, 상기 DFB-LD에서 방출되는 레이저 빛을 시준화시키기 위한 시준화 렌즈가 더 배치되는 것이 바람직하다.It is preferable that a collimating lens for collimating the laser light emitted from the DFB-LD is further disposed on the optical path between the DFB-LD and the crosstalk-canceling wavelength selective filter.

상기 누화 차단용 파장 선택성 필터는 에탈론 구조의 파장 선택성 필터로 이루어질 수 있다. The wavelength selective filter for crosstalk may comprise a wavelength selective filter having an etalon structure.

또한, 상기 에탈론 구조의 누화 차단용 파장 선택성 필터의 FSR(free spectral range)는 통신 시스템의 채널 주파수 간격과 일치하는 것이 바람직하다.In addition, the free spectral range (FSR) of the wavelength selective filter for crosstalk of the etalon structure preferably matches the channel frequency interval of the communication system.

한편, 상기 에탈론 구조의 누화 차단용 파장 선택성 필터의 온도에 따른 투과 대역 파장의 이동도는 1pm/℃ 인 것이 바람직하다.
On the other hand, it is preferable that the mobility of the transmission band wavelength of the wavelength selective filter for blocking the crosstalk of the etalon structure is 1 pm / C.

본 발명에 따르면, 파장 다중화 구조의 광통신 시스템에서 ONU의 광신호 중 "1" 신호는 효과적으로 송신되어 충분한 광전력이 OLT의 광수신단에 전달되게 되며, "0" 신호 및 이보다 긴 파장의 신호는 효과적으로 차단할 수 있게 된다. 이에 따라, "1" 신호의 전송 광파워가 충분하면서, "0" 신호 및 "0" 신호보다 긴 파장의 신호는 효과적으로 차단되어 파장의 흔들림이 적어 TWDM 시스템의 신호 전송 품질이 좋아지는 양방향 통신용 WDM 광소자를 제작할 수 있게 된다. According to the present invention, in the optical communication system of the wavelength multiplexing structure, the "1" signal of the optical signal of the ONU is efficiently transmitted, and sufficient optical power is transmitted to the optical receiving end of the OLT. . As a result, the transmission power of the "1" signal is sufficient, and the signal of a longer wavelength than the "0" signal and the "0" signal is effectively blocked to reduce the fluctuation of the wavelength, thereby improving the signal transmission quality of the TWDM system. It will be possible to make a character.

이러한 본 발명은 파장의 변화가 심한 TWDM 시스템의 burst mode에서 유용하게 사용될 수 있는 한편, 이 "1" 상태와 "0" 상태의 파장 차이는 burst mode 동작이 아닌 경우에도 상당한 수준으로 일어나므로, 상기 TWDM 뿐만 아니라 100GHz WDM, 특히 50GHz WDM 보다 좁은 채널 간격을 가지는 어떠한 WDM 방식에도 효과적으로 적용될 수 있다.
The present invention can be effectively used in a burst mode of a TWDM system in which a wavelength change is severe, but the wavelength difference between the "1" state and the "0" state occurs at a considerable level even when the burst mode operation is not performed. The present invention can be effectively applied to any WDM system having narrower channel spacing than 100 GHz WDM, especially 50 GHz WDM as well as TWDM.

도 1은 종래 WDM 통신 방식의 일종인 NG-PON2 시스템 개념도,
도 2는 양방향 통신 WDM용 광소자가 burst mode로 동작하지 않는 경우 DFB-LD의 운용에 따른 스펙트럼과 전송 eye pattern 일례,
도 3은 ONU의 DFB-LD를 burst mode 구동에 해당하는 5mA∼55mA로 구동할 경우의 스펙트럼과 eye pattern 일례,
도 4는 본 발명에 따른 누화 차단용 파장 선택성 필터가 삽입된 양방향 통신 WDM용 광소자의 개념도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 25GHz의 밴드폭을 가지는 누화 차단용 파장 선택성 필터를 삽입하였을 경우 광신호의 스펙트럼과 eye pattern 일례를 나타낸 것이다.
1 is a conceptual diagram of an NG-PON2 system, which is a kind of a conventional WDM communication system,
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of transmission spectrum pattern and transmission eye pattern when DFB-LD is operated in a bidirectional communication mode,
FIG. 3 shows an example of spectrum and eye pattern when the DFB-LD of the ONU is driven at 5mA to 55mA corresponding to the burst mode driving,
4 is a conceptual diagram of an optical device for bidirectional communication WDM with a wavelength selective filter for crosstalk according to the present invention inserted therein.
5 shows an example of an optical signal spectrum and an eye pattern when a wavelength selective filter for crosstalk having a bandwidth of 25 GHz according to the present invention is inserted.

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

도 2는 양방향 통신 WDM용 광소자가 burst mode로 동작하지 않는 경우 DFB-LD의 운용에 따른 스펙트럼과 전송 eye pattern을 나타낸 것으로, 도 2는 DFB-LD를 25mA∼75mA로 구동할 경우의 일례이다. FIG. 2 shows a spectrum and a transmission eye pattern according to the operation of the DFB-LD when the optical fiber for bidirectional communication WDM does not operate in the burst mode. FIG. 2 shows an example of driving the DFB-LD at 25 mA to 75 mA.

도 2의 스펙트럼에서 75mA의 구동전류에 해당하는 "1" 신호와 25mA의 구동 전류에 해당하는 "0" 신호의 광전력 크기비는 5.18dB에 해당하며, 파장 차이는 0.196nm에 해당한다. 도 2에서 DFB-LD를 75mA와 25mA로 구동할 경우 eye pattern의 소광비는 4.94dB로 OLT의 광수신기에서 충분히 신호를 "1"과 "0"으로 구분할 수 있는 크기의 차이이다.
In the spectrum of FIG. 2, the optical power ratio of the "1" signal corresponding to the driving current of 75 mA and the "0" signal corresponding to the driving current of 25 mA corresponds to 5.18 dB, and the wavelength difference corresponds to 0.196 nm. In FIG. 2, when the DFB-LD is driven at 75 mA and 25 mA, the extinction ratio of the eye pattern is 4.94 dB, which is a difference in magnitude between the "1" and the "0"

도 3은 ONU의 DFB-LD를 burst mode 구동에 해당하는 5mA∼55mA로 구동할 경우의 스펙트럼과 eye pattern을 나타낸 일례이다. 3 shows an example of a spectrum and an eye pattern when the DFB-LD of the ONU is driven at 5 mA to 55 mA corresponding to the burst mode driving.

도 3에서와 같이, burst mode에서는 "0" 신호에 해당하는 신호의 파장과 "1" 신호에 해당하는 신호의 파장차이가 0.296nm로 증가하고 있음을 알 수 있다. burst mode에서 "0" 신호는 출력 광파워가 매우 작아지므로 "1" 신호의 광세기와 "0" 신호의 광세기의 차이가 14.9dB로 증가함을 알 수 있다. 또한, eye pattern에서도 소광비가 11.85dB에 달해 OLT의 광수신기에서 충분히 신호를 판별할 수 있게 된다. As shown in FIG. 3, it can be seen that the wavelength difference between the signal corresponding to the "0" signal and the signal corresponding to the "1" signal increases to 0.296 nm in the burst mode. In the burst mode, the difference between the light intensity of the "1" signal and the light intensity of the "0" signal increases to 14.9 dB since the output light power becomes very small. In the eye pattern, the extinction ratio reaches 11.85 dB, so that the optical receiver of the OLT can sufficiently discriminate the signal.

그러나 TWDM 방식의 광통신에서는 파장 간격이 100GHz(0.8nm) 또는 50GHz(0.4nm) 간격의 4개의 파장을 광신호로 사용하게 된다. 그러므로 50GHz(0.4nm) 간격을 사용하는 TWDM의 경우를 예로 들면, 도 3에서 "1" 신호를 미리 설정된 4개의 파장 중 어느 하나로 고정시키게 되면 이 경우에 "0" 신호는 인접 채널의 파장에 더 가까워지게 되어 "0" 신호는 인접 채널로 대부분이 진행되게 되어, 정상적인 채널로 진행하지 못하는 일이 발생하게 된다. 이러한 현상은 심각한 누화를 가져와 통신의 품질을 저해하는 요인으로 작용하게 된다. However, in the TWDM optical communication, four wavelengths with a wavelength interval of 100 GHz (0.8 nm) or 50 GHz (0.4 nm) are used as optical signals. Therefore, if a signal of "1" is fixed to one of four predetermined wavelengths in FIG. 3, for example, in the case of TWDM using an interval of 50 GHz (0.4 nm) So that the "0" signal is mostly transmitted to the adjacent channel, so that it is impossible to proceed to the normal channel. This phenomenon leads to serious crosstalk, which is a factor that hinders the quality of communication.

이러한 현상은 꼭 burst mode에서만 발생하는 것이 아닌데, 예를 들면 도 2에서 ONU 광모듈이 동작중으로 25mA∼75mA로 구동중 일 때 "1" 신호와 "0" 신호의 파장 차이는 0.196nm로써 신호 채널의 "0" 신호의 상당 부분이 옆 채널로 누화될 가능성이 있다.
This phenomenon does not occur only in the burst mode. For example, when the ONU optical module is operating at 25 mA to 75 mA in FIG. 2, the wavelength difference between the "1" signal and the "0" signal is 0.196 nm, Quot; 0 "signal of the " 0 "

이러한 문제점에 따라, 본 발명에서는 차단 선폭이 설정되어 미리 정해진 "1" 신호는 효과적으로 통과시키고 "0" 신호 또는 "0" 신호보다 파장이 긴 신호는 차단하는 누화 차단용 파장 선택성 필터를 적용하여 채널 누화를 방지할 수 있도록 하고 있다. In accordance with this problem, in the present invention, a crosstalk cancellation wavelength selective filter for passing a predetermined "1 " signal effectively and blocking a signal longer than a" 0 & So that crosstalk can be prevented.

도 4는 이러한 본 발명의 실시예에 따른 누화 차단용 파장 선택성 필터가 삽입된 WDM용 광소자의 개념도를 나타낸 것이다. FIG. 4 is a conceptual diagram of an optical device for WDM into which the wavelength selective filter for crosstalk can be inserted according to the embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 DFB-LD(110)를 포함하는 광송신용 소자(100)와 tunable photo didoe를 포함하는 광수신용 소자(200)를 광축이 직교하도록 배치하고. 이 광축의 교차점에 광 경로 설정용 파장 선택성 필터(300)를 배치하게 된다. 상기 광 경로 설정용 파장 선택성 필터(300)는 송신 및 수신 광파장의 경로를 조절하는 역할을 수행한다. 4, in the embodiment of the present invention, a light transmitting element 100 including a DFB-LD 110 and a light receiving element 200 including a tunable photo diode are arranged so that their optical axes are perpendicular to each other. And the wavelength selective filter 300 for optical path setting is disposed at the intersection of the optical axes. The optical path-setting wavelength selective filter 300 plays a role of adjusting the path of the transmission and reception light wavelengths.

또한, 상기 DFB-LD(110)와 광 경로 설정용 파장 선택성 필터(300) 사이에 DFB-LD(110)에서 발산하는 "1" 파장을 주로 투과시키며 "0" 신호 및 "0" 신호보다 긴 파장의 신호를 차단시키는 누화 방지용 파장 선택성 필터(500)를 추적으로 배치하게 된다. 상기 DFB-LD(110)를 통하여 발산되어 누화 방지용 파장 선택성 필터(500) 및 광 경로 설정용 파장 선택성 필터(300)를 경유하여 진행하는 "1" 파장 신호(610)는 광섬유(400)로 전달되며, 역으로 광섬유(400)로부터 전달되는 광수신 신호(620)는 광 경로 설정용 파장 선택성 필터(300)에 의해 반사되어 광수신용 소자(200)로 입사되게 된다.
In addition, it is preferable to transmit the "1" wavelength mainly emitted from the DFB-LD 110 between the DFB-LD 110 and the optical path setting wavelength selective filter 300, and to transmit the "0" A crosstalk preventing wavelength selective filter 500 for blocking a signal of a wavelength is disposed as a trace. The "1" wavelength signal 610 emitted via the DFB-LD 110 and traveling via the crosstalk wavelength selective filter 500 and the optical path setting wavelength selective filter 300 is transmitted to the optical fiber 400 Conversely, the optical reception signal 620 transmitted from the optical fiber 400 is reflected by the optical path setting wavelength selective filter 300 and is incident on the optical receiving element 200.

도 5는 이러한 25GHz의 밴드폭을 가지는 누화 차단용 파장 선택성 필터를 삽입하였을 경우 광신호의 스펙트럼과 eye pattern을 나타낸 것으로, 도 5에서 광송신용 소자는 도 3에서와 같은 5mA∼55mA로 구동한 경우를 나타내고 있다. 5 shows the spectrum and the eye pattern of the optical signal when the wavelength selective filter for crosstalk having the band width of 25 GHz is inserted. In FIG. 5, the optical signal transmission device is driven with 5 mA to 55 mA as shown in FIG. 3 Respectively.

도 3의 경우에서 "1" 신호와 "0" 신호의 광출력 세기비는 14.9dB 였고 파장 차이는 0.296nm 이었는데 반해, 도 5에와 같이 누화 차단용 파장 선택성 필터(500)가 더 추가된 경우에는 "1" 신호와 "0" 신호의 광출력 세기비는 28dB로 약 13dB 소광비가 증가하였고 이에 비해 파장 차이는 0.28nm로 거의 변화하지 않음을 확인할 수 있다. 3, the optical output intensity ratio of the "1" signal and the "0" signal was 14.9 dB and the wavelength difference was 0.296 nm. On the other hand, when the crosstalk canceling wavelength selective filter 500 was further added , The light output intensity ratio of the "1" signal and the "0" signal is 28dB, which is about 13dB, and the wavelength difference is almost 0.28nm.

그러므로 도 4의 구조로 burst mode로 동작하는 TWDM의 양방향 통신용 광소자에서 DFB-LD(110)와 광 경로 설정용 파장 선택성 필터(300) 사이에 추가로 누화 차단용 파장 선택성 필터(500)를 삽입함으로써, 각 파장 채널 사이의 누화를 효과적으로 차단할 수 있게 된다. 본 발명의 실시예에서 상기 누화 차단용 파장 선택성 필터(500)는 좁은 파장 선폭을 가지는 파장 선택성 필터로 이루어지는 것이 바람직한데, 여기에서 좁은 파장 선폭을 가지는 파장 선택성 필터라 함은 상기 광 경로 설정용 파장 선택성 필터(300)가 통과 또는 반사의 대역폭이 최소 수백 GHz에 해당하는 점에 비교하여 상대적으로 좁은 투과 대역폭을 가짐을 의미하는데, 이는 통상적으로는 100GHz 또는 50GHz의 파장 간격을 가지는 파장 채널들을 효과적으로 분리시키는 파장 선폭을 가지면 그 기능을 수행할 수 있게 된다. 본 발명에 따른 실험에 의하면, 상기 누화 차단용 파장 선택성 필터(500)의 -10dB 밴드폭은 WDM 파장 채널의 절반 이하가 되는 것이 바람직하나, 최소 4GHz 이상이 되는 것이 바람직하다. 이는 -10dB 밴드폭이 너무 좁은 파장 선택성 필터의 경우 삽입손실이 급격히 커지며, 너무 넓은 -10dB 밴드폭은 옆 채널로의 누화를 충분히 차단하지 못하기 때문이다. 즉 -10dB 밴드폭은 최소한 WDM 채널 간격 주파수의 1/2 이하가 바람직하며, 이는 100GHz 파장 간격의 경우 50GHz이하의 -10dB 밴드폭, 50GHz 파장 간격 WDM의 경우 누화 차단용 파장 선택성 필터(500)는 -10dB 밴드폭이 25GHz 이하가 적절하다. Therefore, in the optical device for bidirectional communication of TWDM operating in the burst mode with the structure of FIG. 4, a wavelength selective filter 500 for crosstalk interception is additionally inserted between the DFB-LD 110 and the optical path setting wavelength selective filter 300 Thus, the crosstalk between the wavelength channels can be effectively blocked. In the embodiment of the present invention, it is preferable that the wavelength selective filter 500 for crosstalk can be composed of a wavelength selective filter having a narrow wavelength line width. Here, the wavelength selective filter having a narrow wavelength line width is referred to as an optical path setting wavelength This means that the selectivity filter 300 has a relatively narrow transmission bandwidth compared to the point at which the bandwidth of the pass or reflection corresponds to at least a few hundred GHz and this effectively separates wavelength channels having wavelength intervals of typically 100 GHz or 50 GHz It is possible to perform the function. According to the experiment of the present invention, it is preferable that the -10 dB band width of the crosstalk-intercepting wavelength selective filter 500 is less than half of the WDM wavelength channel, but it is preferably at least 4 GHz. This is because the insertion loss increases sharply for a wavelength selective filter with a -10dB bandwidth too narrow, and a too wide -10dB bandwidth does not sufficiently block crosstalk to a side channel. That is, the -10 dB band width is preferably at least 1/2 of the WDM channel spacing frequency, which is -10 dB band width of 50 GHz or less for 100 GHz wavelength spacing, and the wavelength selective filter 500 for crosstalk interception for 50 GHz wavelength spacing WDM -10dB A bandwidth of 25 GHz or less is appropriate.

본 발명에 실시예에 있어서 좁은 투과 대역폭을 가지는 누화 차단용 파장 선택성 필터(500)로 진행하는 레이저 빛은 모두 동일한 입사각을 가져야 하므로, 도 4의 DFB-LD(110)와 좁은 투과 대역폭을 가지는 누화 차단용 파장 선택성 필터(500) 사이의 광 경로상에 시준화 렌즈가 배치되는 것이 바람직하다. 또한, DFB-LD(110)에서 발산되어 광 경로 설정용 파장 선택성 필터(300)를 투과한 후의 광 경로상에 시준화 된 레이저 빛을 광섬유(400)로 집중시키는 렌즈가 더 구비되는 것이 바람직하다. 상기 광 경로 결정용 파장 선택성 필터(300)와 광섬유(400) 사이에 배치되는 렌즈는 광섬유(400)에서 발산되어 광수신용 소자(200)로 진행하는 레이저 빛을 시준화시키는 역할을 동시에 수행하게 된다.In the embodiment of the present invention, all the laser beams traveling to the crosstalk-canceling wavelength selective filter 500 having a narrow transmission bandwidth must have the same incident angle. Therefore, the DFB-LD 110 of FIG. 4 and the crosstalk It is preferable that a collimating lens is disposed on the optical path between the wavelength selective filter 500 for shielding. Further, it is preferable that a lens for converging the collimated laser light to the optical fiber 400 is further provided on the optical path after being emitted from the DFB-LD 110 and transmitted through the wavelength selective filter 300 for optical path setting . The lens disposed between the optical path determining wavelength selective filter 300 and the optical fiber 400 serves to collimate the laser beam emitted from the optical fiber 400 and proceeding to the optical receiving element 200.

본 발명에서 DFB-LD(110)은 DFB-LD로 입사되는 빛의 유무에 따라 매우 민감하게 특성이 변화하므로, 도 4의 DFB-LD(110)와 광 경로 설정용 파장 선택성 필터(300) 사이의 광 경로상에 레이저 빛을 한 방향으로만 통과시키는 광 isolator를 더 추가할 수도 있다.In the present invention, the characteristics of the DFB-LD 110 vary very sensitively depending on the presence or absence of light incident on the DFB-LD. Therefore, the DFB-LD 110 and the optical path setting wavelength selective filter 300 It is also possible to add an optical isolator which passes the laser light only in one direction.

한편, 상기 누화 차단용 파장 선택성 필터(500)는 에탈론 구조로 설정되는 것이 바람직한데, 이는 여러 채널에 대응되는 양방향 통신용 광모듈을 제작하기 위한 것이다. 이러한 에탈론 구조의 누화 차단용 파장 선택성 필터(500)의 FSR(free spectral range)는 TWDM 시스템의 설정된 채널 주파수 간격으로 설정되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 누화 차단용 파장 선택성 필터(500)는 광모듈의 온도 변화에 따라 투과 파장 대역이 변화하지 않는 것이 바람직한데, 이에 따라 에탈론 구조의 누화 차단용 파장 선택성 필터(500)의 투과 대역 파장의 온도 의존도는 1pm/℃ 이하가 되는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에서 상기 누화 차단용 파장 선택성 필터(500)의 위치는 DFB-LD(110)에서 발산시키는 레이저 빛을 시준화 시키는 렌즈 및 광 경로 설정용 파장 선택성 필터(300) 사이의 광 경로상의 어떤 위치도 가능함은 당연하다.Meanwhile, it is preferable that the crosstalk-intercepting wavelength selective filter 500 is set to an etalon structure, which is for producing an optical module for bidirectional communication corresponding to various channels. The FSR (free spectral range) of the etalon-crosstalk wavelength selective filter 500 is preferably set to the set channel frequency interval of the TWDM system. In addition, it is preferable that the crosstalk-canceling wavelength selective filter 500 does not change the transmission wavelength band according to the temperature change of the optical module. Accordingly, the crosstalk wavelength of the crosstalk- Is preferably 1 pm / ° C or less. In addition, in the present invention, the position of the wavelength selective filter 500 for crosstalk can be adjusted by changing the position of the optical path between the lens for collimating the laser beam emitted from the DFB-LD 110 and the wavelength- It is natural that any location is possible.

한편, 본 발명에 적용되는 광수신용 소자는 파장 가변형 광수신 소자가 적용될 수 있다.
Meanwhile, the wavelength tunable light receiving device can be applied to the optical receiving device applied to the present invention.

이러한 본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖춘 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래의 기재될 특허청구 범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
It is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and that various changes and modifications can be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention. Of course, can be achieved.

100 : 광송신용 소자
200 : 광수신용 소자
300 : 광 경로 설정용 파장 선택성 필터
400 : 광섬유
500 : 누화 차단용 파장 선택성 필터
610 : 광송신 신호의 광 경로
620 : 광수신 신호의 광 경로
100: optical transmission element
200: Light receiving element
300: wavelength selective filter for optical path setting
400: Optical fiber
500: wavelength selective filter for crosstalk
610: Optical path of optical transmission signal
620: optical path of the optical reception signal

Claims (6)

WDM 방식의 광통신 시스템에서 DFB-LD 광원과 광수신용 소자를 포함하는 파장 다중화 통신 방식용 광소자에 있어서,
상기 DFB-LD와 파장에 따라 광 경로를 결정하는 광 경로 설정용 파장 선택성 필터 사이에 "1" 신호는 통과시키고, "0" 신호 또는 "0" 신호보다 긴 파장의 신호는 차단시키는 누화 차단용 파장 선택성 필터가 배치되는 것을 특징으로 하는 파장 다중화 통신 방식용 광소자.
An optical device for a wavelength division multiplexing communication system including a DFB-LD light source and a light receiving element in a WDM optical communication system,
Quot; 1 "signal is passed between the DFB-LD and the optical path setting wavelength selective filter for determining the optical path in accordance with the wavelength, and the signal of & And a wavelength selective filter is disposed on the optical element.
제 1항에 있어서,
상기 누화 차단용 파장 선택성 필터의 -10dB 선폭은, 4GHz 이상, WDM 채널 간격의 1/2 이하인 것을 특징으로 하는 파장 다중화 통신 방식용 광소자.
The method according to claim 1,
Wherein the -10 dB line width of the crosstalk-intercepting wavelength selective filter is 4 GHz or more and 1/2 or less of the WDM channel spacing.
제 1항에 있어서,
상기 DFB-LD와 누화 차단용 파장 선택성 필터 사이의 광 경로상에는, 상기 DFB-LD에서 방출되는 레이저 빛을 시준화시키기 위한 시준화 렌즈가 더 배치되는 것을 특징으로 하는 파장 다중화 통신 방식용 광소자.
The method according to claim 1,
And a collimating lens for collimating the laser light emitted from the DFB-LD is disposed on the optical path between the DFB-LD and the crosstalk canceling wavelength selective filter.
제 1항에 있어서,
상기 누화 차단용 파장 선택성 필터는 에탈론 구조의 파장 선택성 필터인 것을 특징으로 하는 파장 다중화 통신 방식용 광소자.
The method according to claim 1,
Wherein the wavelength selective filter for crosstalk is a wavelength selective filter of an etalon structure.
제 4항에 있어서,
상기 에탈론 구조의 누화 차단용 파장 선택성 필터의 FSR(free spectral range)는 통신 시스템의 채널 주파수 간격과 일치하는 것을 특징으로 하는 파장 다중화 통신 방식용 광소자.
5. The method of claim 4,
Wherein the free spectral range (FSR) of the wavelength selective filter for crosstalk of the etalon structure is equal to the channel frequency interval of the communication system.
제 4항에 있어서,
상기 에탈론 구조의 누화 차단용 파장 선택성 필터의 온도에 따른 투과 대역 파장의 이동도는 1pm/℃ 인 것을 특징으로 하는 파장 다중화 통신 방식용 광소자.
5. The method of claim 4,
Wherein the mobility of the transmission band wavelength according to the temperature of the crosstalk-inhibiting wavelength selective filter of the etalon structure is 1 pm / 占 폚.
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