KR20160111054A - Unidirectionally optical signal monitoring unit - Google Patents

Unidirectionally optical signal monitoring unit

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KR20160111054A
KR20160111054A KR1020150035684A KR20150035684A KR20160111054A KR 20160111054 A KR20160111054 A KR 20160111054A KR 1020150035684 A KR1020150035684 A KR 1020150035684A KR 20150035684 A KR20150035684 A KR 20150035684A KR 20160111054 A KR20160111054 A KR 20160111054A
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Abstract

Disclosed is a unidirectional optical signal monitoring unit. The present invention relates to a unidirectional optical signal monitoring unit including an optical receiving module. The optical receiving module includes a first photodiode part which receives a constant quantity of an optical signal emitted from a first fiber corresponding to a monitoring object, a second photodiode part which receives a constant quantity of an optical signal emitted from a second fiber not corresponding to the monitoring object, an output part which outputs an electric signal generated according to the constant quantity of the optical signal received from the first photodiode part, and a signal removing part which removes an electric signal generated according to the constant quantity of the optical signal received from the second photodiode. So, a change in the intensity of the beam can be accurately detected.

Description

일방향성 광신호 감시 장치{UNIDIRECTIONALLY OPTICAL SIGNAL MONITORING UNIT}Technical Field [0001] The present invention relates to an unidirectional optical signal monitoring apparatus,

본 발명은 일정 간격으로 평행하게 배열된 두 개의 광섬유 중에서 어느 한 광섬유로부터 입력되는 광만을 감지하는 일방향성 광신호 감시 장치에 관한 것으로, 다른 한쪽의 광섬유에서 나오는 광에 대한 반응이 최소화되도록 구성되어 한쪽 광 입력에 대한 세기 변화를 보다 정확하게 감지할 수 있는 일방향성 광신호 감시 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a unidirectional optical signal monitoring apparatus for detecting only a light input from an optical fiber out of two optical fibers arranged at regular intervals and minimizing a response to light emitted from the other optical fiber, And more particularly to a unidirectional optical signal monitoring apparatus capable of more accurately detecting a change in intensity with respect to an optical input.

다수의 신호를 광파이버로 전송하는 광통신 회로에는, 파장 다중한 광신호를 각 파장으로 분파하거나, 반대로 각각의 파장의 광신호를 합파하거나, 또한 광신호의 분기나 삽입을 하기 위해서 파장 분할 다중(Wavelength Division Multiplex) (이하, WDM이라고 함) 시스템이 필요하게 된다. 정보량이 증가하는 동시에, 취급되는 정보의 중요성도 높아진다. 광신호가 누락된 경우에는, 어느 광신호가 어디에서 누락된 것인지를 신속하게 파악할 필요가 있고, 광신호의 접속의 가부뿐만 아니라, 경우에 따라서는 신호 강도를 확인하는 것이 필요하게 된다. 또한, 전송거리가 길어지면, 광신호 강도가 감쇠하기 때문에, 광신호를 증폭하는 장치, 예를 들면 에르븀 도우프 파이버 증폭기(Erbium Doped Fiber Amplifier) (이하, EDFA라고 약기함)가 필요하게 된다. EDFA에서는, 증폭의 비율을 판단하기 위해서 외부로부터 입력한 광신호의 강도나, 증폭한 후 외부로 출사하는 광신호의 강도를 정확하게 파악할 필요가 있고, 신뢰성이 높은 광통신 시스템을 구축하기 위해서는, 이러한 세밀한 모니터링 기능이 필요하게 된다.In an optical communication circuit for transmitting a plurality of signals to an optical fiber, a wavelength division multiplexed optical signal is branched into respective wavelengths, or a multiplexed optical signal of each wavelength is multiplexed, or a wavelength division multiplexing Division Multiplex (hereinafter, referred to as WDM) system. The amount of information increases and the importance of the information handled also increases. In the case where the optical signal is missing, it is necessary to quickly know which optical signal is missing from where, and it is necessary to confirm the signal strength as well as whether or not the optical signal can be connected. Further, when the transmission distance becomes long, an optical signal amplifying device such as an Erbium Doped Fiber Amplifier (hereinafter abbreviated as EDFA) is required because the optical signal intensity is attenuated. In order to determine the ratio of amplification, it is necessary to accurately grasp the intensity of an optical signal input from the outside and the intensity of an optical signal externally output after amplification. In order to construct a highly reliable optical communication system, Monitoring function is required.

WDM 시스템에서는 광신호의 입사와 출사의 방향이 결정되고, 광신호를 모니터링하는 경우, 그 방향성은 특별히 필요로 되지 않았다. 한편, EDFA에서는 펌프 레이저로부터의 광을 입사하여 특수한 파이버 내를 전파시킴으로써 광신호를 증폭하는 장치이기 때문에, 증폭한 광신호가 역류하는 경우가 있어, 광신호의 증폭량을 정확하게 판단하기 위해서는 입사측 파이버로부터의 광신호만을 검지하고, 출사측 파이버로부터의 광은 검지하지 않는 기능이 필수이다.In the WDM system, the directions of incidence and emission of the optical signal are determined, and when the optical signal is monitored, the directionality is not particularly required. On the other hand, in the EDFA, since the optical signal is amplified by introducing the light from the pump laser and propagating in the special fiber, the amplified optical signal may flow backward. In order to accurately determine the amount of amplification of the optical signal, A function of detecting only the optical signal of the output side fiber and not detecting the light from the output side fiber is essential.

특허문헌 1은 종래 알려진 일방향성 특성을 가지는 광신호 감시 장치의 한 형태를 개시하고 있으며, 도 1은 특허문헌 1에 개시된 광신호 감시 장치의 구성을 개시한 일 실시 예이다. 이하, 도 1을 참조하여 특허문헌 1에 개시된 구성 및 동작을 살펴보도록 한다.Patent Document 1 discloses one type of optical signal monitoring apparatus having a known unidirectional characteristic, and FIG. 1 is an embodiment that discloses the configuration of the optical signal monitoring apparatus disclosed in Patent Document 1. FIG. Hereinafter, the configuration and operation disclosed in Patent Document 1 will be described with reference to FIG.

도 1에 도시된 장치 내에는, 작은 간격으로 평행하게 배열된 2개의 광파이버(3, 4)가 유리 페룰(2')에 고정된 피그테일(pigtail) 파이버(2)와, 광파이버(3, 4)로부터의 입사광을 일정 비율로 반사와 투과시키는 탭막(8)을 갖는 GRIN 렌즈(7)가 소정의 틈(5)을 가지고 원통형 튜브(6) 내에 수지로 고정되어 있다.In the apparatus shown in Fig. 1, two optical fibers 3 and 4, which are arranged in parallel at small intervals, are connected to a pigtail fiber 2 fixed to a glass ferrule 2 ' The GRIN lens 7 has a predetermined gap 5 and is fixed in the cylindrical tube 6 with a resin. The GRIN lens 7 has a tapered portion 8 for reflecting and transmitting incident light at a predetermined ratio.

그리고, GRIN 렌즈(7)와 탭막(8)을 투과한 광을 받아들이는 렌즈가 부착된 광다이오드(10)는 원주형의 외형을 갖는 슬리브(9)의 구멍에 삽입되어 수지로 고정되어 있고, 원주형의 외형을 갖는 슬리브(9)의 한쪽 단부(23)에는 GRIN 렌즈(7)를 삽입하는 제 1 원구멍(21)이, 다른 쪽의 단부(24)에는 렌즈가 부착된 광다이오드(10)를 삽입하는 제 2 원구멍(22)이 설치되어 있다. 여기서, 제 1 원구멍(21)과 제 2 원구멍(22)의 중심축은 서로 평행하고 편심되어 설치되고, 제 1 원구멍(21)과 제 2 원구멍(22)은 슬리브(9)의 대략 중간 위치에서 접속되고, 그 대략 중간 위치에는 통과 구멍(27)과 중간벽(26)이 형성되어 있다.The photodiode 10 with the lens receiving the light transmitted through the GRIN lens 7 and the tin film 8 is inserted into the hole of the sleeve 9 having a cylindrical outer shape and is fixed with resin, A first circular hole 21 for inserting the GRIN lens 7 is provided at one end 23 of the sleeve 9 having a cylindrical outer shape and a photodiode 10 And a second circular hole 22 for inserting the second circular hole 22 is provided. The first circular hole 21 and the second circular hole 22 are arranged in parallel to each other and arranged concentrically with respect to the center axis of the sleeve 9 And a passage hole 27 and an intermediate wall 26 are formed at an approximately intermediate position thereof.

한쪽의 광파이버(3)로부터 입사한 광(실선의 화살표로 도시함) 중, GRIN 렌즈의 탭막(8)에서 반사한 광은 다른 쪽의 광파이버(4)로 들어가고, 탭막(8)을 투과한 광은 렌즈가 부착된 광 다이오드(10)에 들어가서 전류로 변환되며, 전극핀(11)으로부터 전기 신호로서 추출된다. 다른 쪽의 광파이버(4)로부터 입사한 광(파선의 화살표로 도시함)으로, GRIN 렌즈의 탭막(8)에서 반사한 광은 한쪽의 광파이버(3)에 들어가고, 탭막(8)을 투과한 광은 중간벽(26)과 제 1 원 구멍(21)의 벽면(25)에서 반사를 반복하여 감쇠된다.The light reflected from the tin film 8 of the GRIN lens among the lights (indicated by the solid arrows) incident from one optical fiber 3 enters the other optical fiber 4, Enters a photodiode (10) with a lens and is converted into a current and extracted as an electric signal from the electrode pin (11). The light reflected by the tin film 8 of the GRIN lens enters the one optical fiber 3 with the light incident on the other optical fiber 4 (indicated by the broken arrow), and the light transmitted through the tin film 8 Is repeatedly reflected at the intermediate wall 26 and the wall surface 25 of the first circular hole 21 to be attenuated.

따라서, 한쪽의 광파이버(3)로부터 입사하여 탭막(8)을 투과한 광은 통과 구멍(27)을 통과하여 렌즈가 부착된 광 다이오드(10)에 도달하지만, 다른 쪽의 광파이버(4)로부터 입사하여 탭막(8)을 투과한 광은 렌즈가 부착된 광 다이오드(10)에 도달하지 않는 방향성을 가지고 있다.Therefore, the light incident from one optical fiber 3 and transmitted through the tin film 8 passes through the through hole 27 to reach the photodiode 10 to which the lens is attached, but is incident from the other optical fiber 4 So that the light transmitted through the tin film 8 does not reach the photodiode 10 to which the lens is attached.

특허문헌 2는 종래 알려진 일방향성 특성을 가지는 광신호 감시 장치의 다른 형태를 개시하고 있으며, 도 2는 특허문헌 2에 개시된 광신호 감시 장치의 구성을 개시한 일 실시 예이다. 이하, 도 2를 참조하여 특허문헌 2에 개시된 장치의 동작을 살펴보도록 한다.Patent Document 2 discloses another type of optical signal monitoring apparatus having a known unidirectional characteristic, and FIG. 2 is an embodiment that discloses the configuration of the optical signal monitoring apparatus disclosed in Patent Document 2. FIG. Hereinafter, the operation of the apparatus disclosed in Patent Document 2 will be described with reference to FIG.

살펴보면, 한쪽의 광섬유(12)에서 나온 광신호는 AC -> CF 를 거쳐 마스크(18)의 마스킹되지 않은 부분을 통과해 포토 다이오드 패키지(19)로 진입하여 포토 다이오드(PD, 21)에 수광된다. 이에 반하여, 다른 한쪽의 광섬유(13)에서 나온 광신호는 BF -> DF를 거쳐 마스크(18)의 마스킹된 부분으로 인해 상기 PD(21)로의 수광이 차단된다. 그에 따라, 도 2에 도시된 장치 역시, 한쪽 광섬유에서 나오는 광신호에 대한 광세기 변화만을 감지하는 방향성을 가진다.The optical signal from one of the optical fibers 12 passes through an unmasked portion of the mask 18 through A C- > C F and enters the photodiode package 19 to be transferred to the photodiode PD 21 Is received. On the other hand, the optical signal from the optical fiber 13 and the other terminal is B F - the light-receiving to the PD (21) is blocked via a> D F to the masked portion of the mask (18). Accordingly, the apparatus shown in FIG. 2 also has a directionality that detects only a change in optical intensity with respect to an optical signal emitted from one optical fiber.

위와 같이, 특허문헌 1,2에 개시된 종래의 장치들은 어느 한쪽 광섬유에서 나온 광만이 포토 다이오드에 수광되도록 하기 위하여, 다른 한쪽의 광섬유에서 나오는 광에 대해서는 포토 다이오드로의 수광 경로를 차단시키는 장애물을 내부에 구비하는 공통된 특징을 가진다.As described above, in the conventional devices disclosed in Patent Documents 1 and 2, in order to allow only the light from one optical fiber to be received by the photodiode, an obstacle blocking the light receiving path to the photodiode for light emitted from the other optical fiber As shown in Fig.

그리고, 일반적으로, 한쪽의 광섬유에서 나온 빛이 포토 다이오드에 수광되는 응답도 (Responsivity, 단위= mA/W) 'A' 대비, 다른 한쪽의 광섬유에서 나온 빛이 원치 않게 동일하게 포토 다이오드로 수광되는 광 응답도 (Responsivity, 단위= mA/W) 'B' 간의 차이를 지향성(Directivity)라고 한다. 상기 지향성은 클수록 좋으며, 아래와 같은 식으로 표현된다. 보통 지향성은 25dB 보다 큰 값이 요구된다.Generally, the light emitted from one optical fiber is received by the photodiode in the same way as the light emitted from the other optical fiber is received by the photodiode in contrast to the responsivity (unit = mA / W) 'A' The difference between light responsiveness (unit = mA / W) and 'B' is called directivity. The larger the directivity is, the better it can be expressed by the following expression. Normal directivity is required to be greater than 25dB.

지향성 = 10 * log(Responsivity 'A' / Responsivity 'B')Directivity = 10 * log (Responsivity 'A' / Responsivity 'B')

그러나, 특허문헌 1,2에 개시된 바와 같이 장치 내 장애물을 통해 감시 대상에 해당되지 않는 상기 다른 한쪽의 광섬유에서 나오는 광이 포토 다이오드에 수광되는 것을 방해하는 구성은, 상기 광이 여전히 장치 내에서 흡수되지 못하고 반사를 반복하고 있다가 포토 다이오드로 수광됨으로서, 상기 광 응답도 'B' 값을 커지게 할 가능성이 높다. 이는 상기 지향성의 값을 낮추게 되어, 결국 광 입력 세기의 정확한 감지 특성을 저하시킨다.
However, as disclosed in Patent Documents 1 and 2, a configuration that prevents the light from the other optical fiber, which is not an object to be monitored through the obstacle in the apparatus, from being received by the photodiode, And the light is received by the photodiode while repeating reflection, and the light responsivity is likely to increase the value of 'B'. This lowers the value of the directivity, which ultimately degrades the accurate sensing characteristics of the optical input intensity.

특허문헌 1 : 국제특허공개공보 제2005-124415호(공개일 : 2005.12.29)Patent Document 1: International Patent Publication No. 2005-124415 (published on December 29, 2005) 특허문헌 2 : 미국특허공개공보 제2007-0183716호(공개일 : 2007.08.09)Patent Document 2: U.S. Patent Application Publication No. 2007-0183716 (Publication Date: 2007.08.09)

그러므로, 본 발명은 일정 간격으로 평행하게 배열된 두 개의 광섬유 중에서 감시 대상에 해당하는 어느 한 광섬유로부터 입력되는 광만을 감지하는 일방향성 광신호 감시 장치로, 감시 대상에 해당되지 않는 다른 한쪽의 광섬유에서 나오는 광에 대한 반응을 차단시켜 한쪽 광 입력에 대한 세기 변화를 보다 정확하게 감지할 수 있는 일방향성 광신호 감시 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
Therefore, the present invention is a unidirectional optical signal monitoring apparatus that detects only light input from any optical fiber corresponding to a monitored object among two optical fibers arranged at regular intervals in parallel, And it is an object of the present invention to provide a unidirectional optical signal monitoring apparatus capable of more accurately detecting a change in intensity with respect to one optical input by blocking a response to an emerging light.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 일방향성 광신호 감시 장치는 광수신 모듈을 포함하는 일방향성 광신호 감시 장치로, 상기 광수신 모듈은, 감시 대상 해당되는 제 1 광섬유에서 나온 광신호의 일정량이 수광되는 제 1 포토 다이오드부; 감시 대상에 해당되지 않은 제 2 광섬유에서 나온 광신호의 일정량이 수광되는 제 2 포토 다이오드부; 상기 제 1 포토 다이오드부에서 상기 수광된 광신호의 일정량에 따라 발생시킨 전기적 신호를 출력하는 출력부; 및 상기 제 2 포토 다이오드부에서 상기 수광된 광신호의 일정량에 따라 발생시킨 전기적 신호를 제거하는 신호 제거부를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, an unidirectional optical signal monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention is an unidirectional optical signal monitoring apparatus including a light receiving module, A first photodiode part receiving a predetermined amount of an optical signal from the optical fiber; A second photodiode part receiving a predetermined amount of an optical signal from a second optical fiber not corresponding to a monitored object; An output unit for outputting an electrical signal generated according to a predetermined amount of the received optical signal in the first photodiode unit; And a signal removing unit for removing an electrical signal generated according to a predetermined amount of the received optical signal in the second photodiode unit.

여기서, 상기 제 2 포토 다이오드부는 원형 또는 다각형의 형태일 수 있다. 또한, 상기 제 2 포토 다이오드부는 원형 또는 다각형의 형태인 복수 개의 포토 다이오드들로 구성된 포토 다이오드 어레이 형태일 수 있다.
Here, the second photodiode portion may have a circular or polygonal shape. Also, the second photodiode portion may be in the form of a photodiode array composed of a plurality of photodiodes in the form of a circular or polygonal shape.

본 발명은 감시 대상에 해당되지 않는 광섬유에서 나온 광입력을 광수신 모듈 내에 별도의 포토 다이오드부를 통해 흡수 및 제거시키고 광신호 감시용 포토 다이오드부에는 감시 대상에 해당하는 광섬유에서 나온 광입력에 대해서만 광이 수광되도록 구성되어, 지향성을 저하시키지 않고, 보다 정확하게 그 감시 대상에 해당하는 광입력에 대한 출력값을 제공해 준다.
The present invention absorbs and removes an optical input from an optical fiber not corresponding to a monitoring object through a separate photodiode unit in a light receiving module, and outputs a light only to an optical input from an optical fiber corresponding to a monitored object, So as to provide an output value for the optical input corresponding to the monitored object more accurately without deteriorating the directivity.

도 1은 종래 일방향성 광신호 감시 장치의 구성을 도시한 일 실시 예이다.
도 2는 종래 일방향성 광신호 감시 장치의 구성을 도시한 다른 실시 예이다.
도 3은 두 광섬유 각각에서 나온 광신호의 포토 다이오드로의 집속 광 경로를 도시한 일 예이다.
도 4는 도 3에 도시된 집속 광 경로에 따라 포토 다이오드에 집속된 빔의 spot 형태를 도시한 일 예이다.
도 5는 본 발명에 따른 광수신 모듈 내 회로 구성을 도시한 실시 예이다.
도 6은 본 발명에 따른 광수신 모듈 내 제 1 포토 다이오드부 및 제 2 포토 다이오드부의 형태를 도시한 다양한 실시 예들이다.1 is a diagram showing a configuration of a conventional unidirectional optical signal monitoring apparatus.
2 is another embodiment showing a configuration of a conventional unidirectional optical signal monitoring apparatus.
3 shows an example of a focusing optical path of an optical signal from each of the two optical fibers to a photodiode.
FIG. 4 is an example of a spot shape of a beam focused on the photodiode according to the condensed light path shown in FIG.
FIG. 5 is a circuit diagram illustrating an optical receiver module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 shows various embodiments of the first and second photodiode portions in the light receiving module according to the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It is to be noted that the same elements among the drawings are denoted by the same reference numerals whenever possible. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

도 3은 두 광섬유 각각에서 나온 광신호의 포토 다이오드로의 집속 광 경로를 도시한 일 예이다. 그리고, 도 4는 도 3에 도시된 집속 광 경로에 따라 포토 다이오드에 집속된 빔의 spot 형태를 도시한 일 예로, 127um 간격의 단일모드 듀얼코어 광섬유 사용시 포토 다이오드에 나타나는 빔의 spot 형태를 도시하고 있다.3 shows an example of a focusing optical path of an optical signal from each of the two optical fibers to a photodiode. 4 shows an example of a spot shape of a beam focused on the photodiode according to the condensed optical path shown in FIG. 3. FIG. 4 shows a spot shape of a beam appearing on the photodiode when using a single mode dual core optical fiber with a spacing of 127 um have.

도 3에 도시된 바와 같이, 단일모드 듀얼코어 광섬유 사용시 제1 광섬유 및 제2 광섬유에서 나온 광신호 각각은, 평행광 렌즈, 탭(tap) 기능을 수행하는 박막 코팅층을 가진 평판형 필터, 및 포커싱 렌즈를 거쳐서 그의 일정량이, 포토 다이오드(PD)가 상기 두 광섬유의 중심 선상에 위치한다면, 서로 대칭적으로 일정 간격을 두고 상기 포토 다이오드에 집속된다. 자세하게, 제1 광섬유에서 나온 광신호는 평행광 렌즈를 통해 평행광 형태로 평판형 필터에 입사되고 그 입사된 광신호 중 일정량만이 포커싱 렌즈를 통해 포토 다이오드의 중심 선상 아래에, 그리고 제2 광섬유에서 나온 광신호는 상기 제1 광섬유에서 나온 광신호와는 대칭되는 집속 경로를 통해서 포토 다이오드의 중심 선상 위에 집속된다.As shown in FIG. 3, each of the optical signals from the first optical fiber and the second optical fiber when using the single-mode dual-core optical fiber includes a parallel optical lens, a flat plate filter having a thin film coating layer functioning as a tap, And a certain amount thereof is converged on the photodiodes at symmetrically spaced intervals if the photodiodes PD are located on the center line of the two optical fibers. In detail, the optical signal from the first optical fiber is incident on the planar filter in the form of parallel light through the parallel optical lens, and only a certain amount of the optical signal is incident on the center line of the photodiode through the focusing lens, Is focused on the center line of the photodiode through a focusing path that is symmetrical to the optical signal from the first optical fiber.

그에 따라, 도 4에 도시된 바와 같이 포토 다이오드에 집속되는 빔의 spot은 포토 다이오드의 중심 선상을 기준으로 위 아래로 두 개의 spot이 나타나며, 일 예로 127um 간격의 단일모드 듀얼코어 광섬유를 사용하는 경우 상기 두 개의 spot 간격은 대략 70um로 나타난다.Accordingly, as shown in FIG. 4, the spot of the beam focused on the photodiode shows two spots up and down with respect to the center line of the photodiode. For example, when a single mode dual core optical fiber with a spacing of 127um is used The two spot intervals are shown as approximately 70 um.

위와 같이, 단일모드 듀얼코어 광섬유를 사용하는 경우에 두 개의 광섬유 각각에서 나온 광신호의 일정량은 포토 다이오드의 중심 선상을 기준으로 위 아래로 나뉘어져 집속되는 것을 살펴볼 수 있다.As described above, when a single-mode dual-core optical fiber is used, it can be seen that a certain amount of optical signals from each of the two optical fibers is focused on the upper and lower sides of the center line of the photodiode.

그리고, 포토 다이오드는 광을 전기로 바꾸어주기 위한 용도로 설계된 반도체 소자로, 기본적으로 광 흡수성이 매우 우수하다.The photodiode is a semiconductor device designed to convert light into electricity, and is basically excellent in light absorption.

본 발명에 따른 일방향성 광신호 감시 장치는 상기와 같은 포토 다이오드로의 집속 광 경로 및 포토 다이오드의 고유 특성을 활용하여 지향성을 높이고자 듀얼코어 광섬유 중 감시 대상에 해당하는 제1 광섬유에서 나오는 광신호의 일정량은 제 1 포토 다이오드부로, 그리고 감시 대상에 해당되지 않는 제2 광섬유에서 나오는 광신호의 일정량은 제 2 포토 다이오드부로 서로 구분되어 수광되도록 구성된 광수신 모듈을 포함한다.The unidirectional optical signal monitoring apparatus according to the present invention utilizes the focusing path to the photodiode and the intrinsic characteristic of the photodiode to enhance the directivity, And a light receiving module configured to receive a predetermined amount of the optical signal from the second optical fiber not corresponding to the monitored object by the second photodiode portion.

그리고, 상기 광수신 모듈의 제 1 포토 다이오드부는 광신호 감시용 포토 다이오드부로, 제 2 포토 다이오드부는 광신호 흡수 및 제거용 포토 다이오드부로 활용된다.The first photodiode part of the light receiving module is used as a photodiode part for optical signal monitoring, and the second photodiode part is used as a photodiode part for optical signal absorption and removal.

다시 말해서, 본 발명에 따른 일방향성 광신호 감시 장치는 감시 대상에 해당되지 않는 광섬유에서 나온 광입력에 의하여 결상되는 광을 흡수하기 위한 포토 다이오드부를 광수신 모듈 내에 별도로 구비하여 상기 감시 대상에 해당되지 않는 광섬유에서 나온 광입력을 흡수 및 제거시킬 수 있는 구성을 가지는 것을 특징으로 한다. In other words, the unidirectional optical signal monitoring apparatus according to the present invention may further include a photodiode portion for absorbing light that is formed by an optical input from an optical fiber not corresponding to a monitored object, And a structure capable of absorbing and removing an optical input from an optical fiber which is not used.

앞서 살펴본 바와 같이, 기존 도 1 및 도 2에 개시된 일방향성 광신호 감시 장치는 감시 대상에 해당 되지 않은 광섬유에서 나온 광입력을 장치 내부에서 반사시키어 광신호 감시용 포토 다이오드부에 수광되는 것을 차단시키는 구성을 가진다. 그에 따라, 그 반사된 광이 장치 내부에서 계속 반사되다가 상기 광신호 감시용 포토 다이오드부에 수광됨으로써, 지향성을 저하시키는 결과를 초래할 가능성이 높았다. As described above, the unidirectional optical signal monitoring apparatus disclosed in FIGS. 1 and 2 reflects an optical input from an optical fiber not corresponding to a monitored object inside the apparatus to block the received light from the optical signal monitoring photodiode unit . Accordingly, there is a high possibility that the reflected light continues to be reflected inside the device and is received by the photodiode for optical signal monitoring, resulting in lowering the directivity.

그러나, 본 발명에 따른 장치는 감시 대상에 해당되지 않는 광섬유에서 나온 광입력을 광수신 모듈 내에 별도의 포토 다이오드부를 통해 흡수 및 제거시킴으로써 광신호 감시용 포토 다이오드부에는 감시 대상에 해당하는 광섬유에서 나온 광입력에 대해서만 광이 수광되도록 구성되어, 지향성을 저하시키지 않고, 보다 정확하게 그 감시 대상에 해당하는 광입력에 대한 출력값을 제공해 줄 수 있다. However, the apparatus according to the present invention absorbs and removes the optical input from the optical fiber which is not the object of monitoring through the separate photodiode unit in the optical receiving module, so that the optical signal monitoring photodiode unit The light is received only for the optical input, and the output value for the optical input corresponding to the monitored object can be provided more accurately without deteriorating the directivity.

도 5는 본 발명에 따른 광수신 모듈 내 회로 구성을 도시한 실시 예로, 본 발명의 실시 예에 따른 장치는 도 5에 도시된 바와 같은 회로 구성을 가지는 광수신 모듈을 포함할 수 있다.FIG. 5 is a circuit diagram of a light receiving module according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a block diagram illustrating a light receiving module according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

자세하게, 본 발명은 광수신 모듈을 포함하는 일방향성 광신호 감시 장치로, 상기 광수신 모듈은, 감시 대상 해당되는 제 1 광섬유에서 나온 광신호의 일정량이 수광되는 제 1 포토 다이오드부(100)와, 감시 대상에 해당되지 않은 제 2 광섬유에서 나온 광신호의 일정량이 수광되는 제 2 포토 다이오드부(110)와, 상기 제 1 포토 다이오드부(100)에서 상기 수광된 광신호의 일정량에 따라 발생시킨 전기적 신호를 출력하는 출력부(120)와, 상기 제 2 포토 다이오드부(110)에서 상기 수광된 광신호의 일정량에 따라 발생시킨 전기적 신호를 제거하는 신호 제거부(130)를 포함한다.In detail, the present invention is an unidirectional optical signal monitoring apparatus including a light receiving module, wherein the light receiving module includes a first photodiode unit 100 receiving a predetermined amount of an optical signal from a corresponding first optical fiber to be monitored, A second photodiode part 110 for receiving a predetermined amount of an optical signal from a second optical fiber not corresponding to the object to be monitored and a second photodiode part 110 for generating a predetermined amount of the optical signal received by the first photodiode part 100 An output unit 120 for outputting an electrical signal and a signal removing unit 130 for removing an electrical signal generated according to a predetermined amount of the optical signal received by the second photodiode unit 110.

그에 따라, 도 5의 (a)에 도시된 광수신 모듈의 회로 구성을 살펴보면, 광신호 감시용 포토 다이오드부인 제 1 포토 다이오드부(100)와 광신호 흡수 및 제거를 위한 포토 다이오드부인 제 2 포토 다이오드부(110)가 서로 연결되어 있고, R1의 저항을 통해 상기 제 1 포토 다이오드부(100)에서 발생된 전기적 신호를 출력하는 출력부(120)와, 상기 제 2 포토 다이오드부(110)에서 발생된 전기적 신호를 제거하기 위하여 상기 제 2 포토 다이오드부(100)의 애노드 단자를 접지에 연결시킨 구성을 가지는 신호 제거부(130)를 가진다.5A, a first photodiode unit 100, which is a photodiode for optical signal monitoring, and a second photodiode, which is a photodiode for optical signal absorption and removal, An output section 120 connected to the diode section 110 and outputting an electrical signal generated in the first photodiode section 100 through a resistance of the first photodiode section 110, And a signal removing unit 130 having a configuration in which the anode terminal of the second photodiode unit 100 is connected to the ground to remove the generated electrical signal.

여기서, 상기 출력부에 포함된 R1은 1㏀ 정도의 저항값을 가질 수 있으며, 도 5의 (a)에 도시된 회로 구성은 3핀 구성의 TO stem(header)을 포함한 광수신 모듈에 적용 가능한 회로로, 도 5의 (a)에서 원형 점선 안이 TO header 내부를 나타낸다.Here, R1 included in the output section may have a resistance value of about 1 k?, And the circuit configuration shown in FIG. 5 (a) can be applied to a light receiving module including a TO stem Circuit. In Fig. 5 (a), a circular dotted line indicates the inside of the TO header.

만약, 본 발명에 따른 일방향성 광신호 감시 장치가 위와 같은 도 5의 (a)의 회로 구성을 가지는 광수신 모듈을 포함하고 제 2 포토 다이오드부(110)에서의 추가적인 반사에 의한 산란광이 상기 제 1 포토 다이오드부(100)로의 재입사되는 것을 고려하지 않는 경우, 상기 제 2 포토 다이오드부(110)에 흡수된 광은 모두 접지를 통해 신호가 제거되므로 이론적으로는 지향성이 무한대가 될 것이다.If the unidirectional optical signal monitoring apparatus according to the present invention includes the light receiving module having the circuit configuration of FIG. 5A and the scattered light due to the additional reflection at the second photodiode unit 110 is included in the 1 light is absorbed by the second photodiode unit 110, the signal is removed through the ground, so theoretically, the directivity will be infinite.

도 5의 (b)에 도시된 광수신 모듈의 회로 구성은, 광신호 감시용 포토 다이오드부인 제 1 포토 다이오드부(100)와 광신호 흡수 및 제거를 위한 포토 다이오드부인 제 2 포토 다이오드부(110)가 서로 연결되어 있고, R3의 저항을 통해 상기 제 1 포토 다이오드부(100)에서 발생된 전기적 신호를 출력하는 출력부(120)와, 상기 제 2 포토 다이오드부(110)에서 발생된 전기적 신호를 제거하기 위하여 상기 제 2 포토 다이오드부(110)의 애노드 단자와 상기 제 1 포토 다이오드부(100)의 애노드 단자를 R2 저항으로 연결시킨 구성을 가지는 신호 제거부(130)를 가진다.The circuit configuration of the light receiving module shown in FIG. 5B includes a first photodiode part 100 which is a photodiode for optical signal monitoring and a second photodiode part 110 which is a photodiode part for optical signal absorption and removal An output unit 120 connected to the first photodiode unit 110 and configured to output an electrical signal generated in the first photodiode unit 100 through a resistor of R3, And a signal removing unit 130 having an anode terminal of the second photodiode unit 110 and an anode terminal of the first photodiode unit 100 connected to each other through a resistor R2.

여기서는, R2가 R3보다 최소 1,000~10,000배 이상의 저항값을 갖는 것이 바람직하며, 도 5의 (b)에 도시된 회로 구성은 2핀 구성의 TO stem(header)을 포함한 광수신 모듈에 적용 가능한 회로로, 도 5의 (b)에서 원형 점선 안이 TO header 내부를 나타낸다.Here, it is preferable that R2 has a resistance value that is at least 1,000 to 10,000 times greater than R3, and the circuit configuration shown in Fig. 5 (b) is a circuit applicable to a light receiving module including a TO stem In FIG. 5 (b), a circular dotted line indicates the inside of the TO header.

그리고, 만약 본 발명에 따른 일방향성 광신호 감시 장치가 도 5의 (b)와 같은 회로 구성을 가지는 광수신 모듈을 포함하는 경우, 지향성은 대략 10*log(R2/(R2+R3))의 값을 가지게 될 것이다.When the unidirectional optical signal monitoring apparatus according to the present invention includes a light receiving module having a circuit configuration as shown in FIG. 5B, the directivity is approximately 10 * log (R2 / (R2 + R3) Value.

위와 같은 도 5의 (a) 또는 도 5의 (b)에 도시된 회로 구성은 단지 일 실시 예에 해당하며, 본 발명에 따른 장치 내 광수신 모듈은 상기 제 1 포토 다이오드부(100)와, 상기 제 2 포토 다이오드부(110)와, 상기 출력부(120)와, 상기 신호 제거부(130)를 포함하는 다양한 회로 구성으로 설계될 수 있음은 물론이다.5 (a) or 5 (b) corresponds to only one embodiment. The light receiving module in the apparatus according to the present invention includes the first photodiode part 100, The second photodiode section 110, the output section 120, and the signal removing section 130 may be configured in various circuit configurations.

그리고, 도 6은 본 발명에 따른 광수신 모듈 내 제 1 포토 다이오드부 및 제 2 포토 다이오드부의 형태를 도시한 다양한 실시 예들이다. 6 illustrates various embodiments of the first photodiode portion and the second photodiode portion in the light receiving module according to the present invention.

도 6의 (a) 내지 (e)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 광수신 모듈 내 상기 제 1 포토 다이오드부(100) 및 상기 제 2 포토 다이오드부(110)는 공통 캐소드 단자(220)를 구비하고, 상기 제 2 포토 다이오드부(110)는 감시 대상에 해당되지 않는 광신호를 효과적으로 흡수하여 제거할 수 있도록 다양한 면적이나 형태를 가지도록 구성될 수 있다. 여기서, 부호 200은 상기 제 1 포토 다이오드부(100)의 애노드 단자를, 부호 210은 상기 제 2 포토 다이오드부(110)의 애노드 단자를 나타낸다.6 (a) to 6 (e), the first photodiode part 100 and the second photodiode part 110 in the light receiving module according to the embodiment of the present invention are connected to a common cathode terminal And the second photodiode unit 110 may have various areas or shapes to effectively absorb and remove optical signals that are not monitored. Here, reference numeral 200 denotes an anode terminal of the first photodiode section 100, and reference numeral 210 denotes an anode terminal of the second photodiode section 110.

자세하게, 도 6의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 광 흡수 및 제거를 위한 상기 제 2 포토 다이오드부(110)의 형태는 상기 제 1 포토 다이오드부(100)와 동일하게 일반적으로 원형의 모양을 가질 수 있다. 그리고, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 경우에 따라서 상기 제 2 포토 다이오드부(110)의 면적을 상기 제 1 포토 다이오드부(100)보다 크게 구성할 수도 있다. 6 (a) and 6 (b), the shape of the second photodiode part 110 for light absorption and removal is generally the same as that of the first photodiode part 100 It can have the shape of a circle. 6 (b), the area of the second photodiode part 110 may be larger than that of the first photodiode part 100, as the case may be.

또한, 상기 제 2 포토 다이오드부(110)의 형태는 광신호 감시를 위한 상기 제 1 포토 다이오드부(100)의 특성을 저하시키지 않는 범위 내에서 원형 이외에도 임의의 다른 형태로 설계 가능하며, 도 6의 (c) 및 (d)에 도시된 형태가 그 일 예들이다. In addition, the shape of the second photodiode part 110 can be designed in any other form than the circular shape within a range that does not deteriorate the characteristics of the first photodiode part 100 for optical signal monitoring, (C) and (d) are examples.

도 6의 (e)는 상기 제 2 포토 다이오드부(110)가 다수의 포토 다이오드들로 구성된 포토 다이오드 어레이 형태인 예를 도시하고 있으며, 본 발명에서 상기 제 2 포토 다이오드부(110)는 하나의 포토 다이오드로 구성되거나, 도 6의 (e)에 도시된 바와 같이 원형의 형태를 가지는 다수의 포토 다이오드들로 구성된 어레이 형태로도 구성 가능하다. 그리고, 원형 이외에 임의의 다른 형태를 가지는 다수의 포토 다이오드들로 구성된 어레이 형태로도 구성할 수 있음은 물론이다.6E illustrates an example in which the second photodiode unit 110 is a photodiode array including a plurality of photodiodes. In the present invention, the second photodiode unit 110 includes one A photodiode, or an array formed of a plurality of photodiodes having a circular shape as shown in FIG. 6 (e). It goes without saying that the photodiodes may be formed in an array form including a plurality of photodiodes having any other shape besides the circular shape.

한편, 아래 [표 1]은 본 발명에 따른 광수신 모듈 내에서 광신호 흡수 및 제거를 위한 포토 다이오드부인 제 2 포토 다이오드부(110)에 광신호 감시용 포토 다이오드부인 제 1 포토 다이오드부(100)보다 각각 10dB, 20dB, 30dB 강도가 센 광 입력을 인가하였을 경우, 상기 제 1 포토 다이오드부(100)의 출력 전압 값에 변동이 발생하는지 여부를 확인하기 위하여 실험을 수행한 결과이다.Table 1 below shows a first photodiode part 100 as an optical signal monitoring photodiode part in a second photodiode part 110 which is a photodiode part for optical signal absorption and removal in a light receiving module according to the present invention. The output voltage value of the first photodiode part 100 is changed when the optical input of 10 dB, 20 dB and 30 dB intensity is applied to the first photodiode part 100, respectively.

본 실험은 도 5의 (a)의 회로의 경우에는 R1을 1.0㏀으로, 그리고 도 5의 (b)의 회로의 경우에는 R2를 1.0㏁으로, R3를 1.0㏀으로 설정하였을 때에 출력부(120)를 통해 출력되는 전압을 살펴보는 방식으로 진행되었다.5 (a), when R1 is set to 1.0 k ?, and when the circuit of Fig. 5 (b) is set to 1.0 M ?, R3 is set to 1.0 k ?, the output unit 120 ), Which is the output voltage.

포토 다이오드부 광입력 세기Photodiode light input intensity 제 1 포토 다이오드부의 출력 전압The output voltage of the first photodiode section 제1 포토
다이오드부First Photo
The diode section 제2 포토
다이오드부Second Photo
The diode section 광입력 차이Optical input difference 제2 포토
다이오드부에 광입력 전Second Photo
Before light input to the diode part 제2 포토
다이오드부에 광입력 후Second Photo
After inputting light to the diode part 전압 차이Voltage difference [dBm][dBm] [mW][mW] [dBm][dBm] [mW][mW] [dB][dB] [V][V] [V][V] [V][V] -7-7 0.19950.1995 33 2.002.00 1010 0.2000.200 0.2000.200 00 -17-17 0.02000.0200 33 2.002.00 2020 0.0200.020 0.0200.020 00 -27-27 0.00200.0020 33 2.002.00 3030 0.0020.002 0.0020.002 00

그 결과, 제 1 포토 다이오드부(100)와 제 2 포토 다이오드부(110)에 입력되는 광입력 차가 30dB로 가장 높은 경우에도, 광신호 감시용 포토 다이오드부인 제 1 포토 다이오드부(100)의 출력에는 제 2 포토 다이오드부(110)로 입력되는 광입력의 세기가 어떠한 영향도 미치지 않음을 확인할 수 있었다.As a result, even when the optical input difference inputted to the first photodiode part 100 and the second photodiode part 110 is 30 dB, the output of the first photodiode part 100, which is the photodiode for optical signal monitoring, It can be seen that the intensity of the optical input to the second photodiode part 110 has no influence.

그러므로, 본 발명의 실시 예에 따른 장치는, 도 5의 (a) 또는 도 5의 (b)에 도시된 회로 구성을 가지는 광수신 모듈을 포함하는 경우, 제 2 포토 다이오드부(110) 및 신호 제거부(130) 구성요소를 통하여 감시 대상에 해당되지 않은 광입력을 효과적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 제 1 포토 다이오드부(100) 및 출력부(120)에서 감시 대상에 해당하는 광입력의 광 세기를 측정하는 동작은 상기 제 2 포토 다이오드부(110) 및 신호 제거부(130)의 동작에 의해 어떠한 영향도 받지 않음을 확인할 수 있었다.Therefore, when the apparatus according to the embodiment of the present invention includes a light receiving module having the circuit configuration shown in Fig. 5 (a) or 5 (b), the second photodiode part 110 and the signal It is possible to effectively remove an optical input that does not correspond to an object to be monitored through the removing unit 130 and also to prevent the optical input of the optical input corresponding to the object to be monitored from the first photodiode unit 100 and the output unit 120. [ It is confirmed that the operation of measuring the intensity is not affected by the operation of the second photodiode unit 110 and the signal removing unit 130. [

본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
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 embodiments, but, on the contrary, Do. Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only in accordance with the following claims, and all equivalents or equivalent variations thereof are included in the scope of the present invention.

100 : 제 1 포토 다이오드부 110 : 제 2 포토 다이오드부
120 : 출력부 130 : 신호 제거부
200 : 제 1 포토 다이오드부 애노드 단자
210 : 제 2 포토 다이오드부 애노드 단자
220 : 공통 캐소드 단자100: first photodiode part 110: second photodiode part
120: output unit 130: signal rejection
200: First photodiode part Anode terminal
210: second photodiode part anode terminal
220: Common cathode terminal

Claims (3)

광수신 모듈을 포함하는 일방향성 광신호 감시 장치로,
상기 광수신 모듈은,
감시 대상 해당되는 제 1 광섬유에서 나온 광신호의 일정량이 수광되는 제 1 포토 다이오드부;
감시 대상에 해당되지 않은 제 2 광섬유에서 나온 광신호의 일정량이 수광되는 제 2 포토 다이오드부;
상기 제 1 포토 다이오드부에서 상기 수광된 광신호의 일정량에 따라 발생시킨 전기적 신호를 출력하는 출력부; 및
상기 제 2 포토 다이오드부에서 상기 수광된 광신호의 일정량에 따라 발생시킨 전기적 신호를 제거하는 신호 제거부를 포함하는, 일방향성 광신호 감시 장치.
A unidirectional optical signal monitoring apparatus including a light receiving module,
The light receiving module includes:
A first photodiode part for receiving a predetermined amount of an optical signal from the corresponding first optical fiber to be monitored;
A second photodiode part receiving a predetermined amount of an optical signal from a second optical fiber not corresponding to a monitored object;
An output unit for outputting an electrical signal generated according to a predetermined amount of the received optical signal in the first photodiode unit; And
And a signal removing unit for removing an electrical signal generated according to a predetermined amount of the received optical signal in the second photodiode unit.
제1 항에 있어서,
상기 제 2 포토 다이오드부는,
원형 또는 다각형의 형태인, 일방향성 광신호 감시 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the second photodiode part comprises:
And is in the form of a circular or polygonal shape.
제1 항에 있어서,
상기 제 2 포토 다이오드부는,
원형 또는 다각형의 형태인 복수 개의 포토 다이오드들로 구성된 포토 다이오드 어레이 형태인, 일방향성 광신호 감시 장치.The method according to claim 1,
Wherein the second photodiode part comprises:
Wherein said photodiode array is in the form of a photodiode array consisting of a plurality of photodiodes in the form of a circle or polygon.
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