KR20190007360A - 광통신 시스템에서 광신호를 송신하기 위한 송신기 및 그의 동작 방법 - Google Patents

광통신 시스템에서 광신호를 송신하기 위한 송신기 및 그의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

광통신 시스템에서 광신호를 송신하기 위한 송신기가 개시된다. 송신기는, 광신호를 출력하는 복수개의 광원들; 상기 복수개의 광원들로부터 출력되는 광신호를 복수개의 광결합기들을 통해 다중화하는 제1 광다중화부; 상기 복수개의 광결합기들 각각의 제1 출력포트를 통해 출력되는 광신호를 다중화하여 출력하는 제2 광다중화부; 상기 복수개의 광다중화기들 각각의 제2 출력포트를 통해 출력되는 광신호를 모니터링하는 모니터링부; 및 상기 모니터링 결과에 기초하여 상기 복수개의 광원들의 광출력을 제어하는 컨트롤러;를 포함한다. 따라서, 상기 송신기는 복수개의 광원들에 대한 변조 바이어스를 최적화할 수 있고, 제조 공정시 복수개의 광원들에 대한 정렬을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

Description

광통신 시스템에서 광신호를 송신하기 위한 송신기 및 그의 동작 방법{TRANSMITTER FOR TRANSMITTING FOR OPTICAL SIGNAL IN OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM AND OPERATION METHOD THEREFOR}
본 발명은 광통신 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광통신 시스템에서 광신호를 송신하기 위한 송신기 및 그의 동작 방법에 관한 것이다.
파장분할 다중 방식 광통신 시스템에서의 광송신부는 다수의 파장을 가지는 광원 (Laser diode, LD), 각 파장의 광신호를 하나로 통합하는 광다중화기, 광원 구동증폭기 또는 변조기 구동증폭기 등으로 구성되어 있다. 상기 구동증폭기는 광송신부에 사용되는 광원의 구동 특성 및 모듈 구조에 따라 내부 또는 외부에 위치하게 된다. 광다중화기는 평판형 광도파로(PLC; Planar Lightwave Circuit)를 이용하는 방식과 박막 필터 (Thin Film Filter)를 이용하는 방법이 주로 사용된다. 일반적으로 PLC 기반의 광다중화기는 배열도파로 격자 (Arrayed Waveguide Grating, AWG) 형태로 구현되며, 순수한 AWG는 온도에 따른 파장 통과 대역이 변하는 특성을 가진다. 따라서, PLC 칩 구현시 온도 보상하는 방법과 AWG의 FPR (Free Propagation Region)을 물리적으로 절단하여 온도 보상하는 구조를 가지는 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 광통신 시스템에서 복수개의 채널들을 통해 입력되는 복수개의 광신호들을 다중화 및 모니터링하기 위한 송신 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 광통신 시스템에서 복수개의 채널들을 통해 복수개의 광신호들을 출력하는 복수개의 광원들의 중심 파장의 정확도를 제공하는 송신 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광통신 시스템에서 광다중화기의 온도 의존성에 둔감하고, 복수개의 채널들을 통해 입출력되는 복수개의 광신호들을 효율적으로 모니터링할 수 있는 구조의 송신 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 송신기는, 광신호를 출력하는 복수개의 광원들; 상기 복수개의 광원들로부터 출력되는 광신호를 복수개의 광결합기들을 통해 다중화하는 제1 광다중화부; 상기 복수개의 광결합기들 각각의 제1 출력포트를 통해 출력되는 광신호를 다중화하여 출력하는 제2 광다중화부; 상기 복수개의 광다중화기들 각각의 제2 출력포트를 통해 출력되는 광신호를 모니터링하는 모니터링부; 및 상기 모니터링 결과에 기초하여 상기 복수개의 광원들의 광출력을 제어하는 컨트롤러;를 포함한다.
본 발명에 따르면 광통신 시스템에서 송신기는 복수개의 광원들로부터 복수개의 채널들을 통해 출력되는 광신호를 다중화 및 모니터링함으로써, 복수개의 광원들에 대한 변조 바이어스를 최적화할 수 있고, 제조 공정시 복수개의 광원들에 대한 정렬을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 광통신 시스템을 도시하는 개념도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 통신 시스템에서 통신 노드를 도시한 블록도이다.
도 3은 제2 실시예에 따른 송신기를 도시하는 개념도이다.
도 4는 제2 실시예에 따른 송신기의 배열 도파로 격자 다중화기를 도시하는 개념도이다.
도 5는 제3 실시예에 따른 송신기의 구조를 도시하는 블록도이다.
도 6은 제3 실시예에 따른 송신기의 신호 흐름을 도시하는 개념도이다.
도 7은 제4 실시예에 따른 송신기의 구조를 도시하는 블록도이다.
도 8은 제4 실시예에 따른 송신기의 신호 흐름을 도시하는 개념도이다.
도 9는 제5 실시예에 따른 송신기의 구조를 도시하는 블록도이다.
도 10은 제5 실시예에 따른 송신기의 신호 흐름을 도시하는 개념도이다.
도 11은 제6 실시예에 따른 송신기의 동작 순서를 도시하는 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 제1 실시예에 따른 광통신 시스템을 도시하는 개념도이다.
도 1을 참고하면, 제1 실시예에 따른 광통신 시스템(100)은 파장 분할 다중(wavelength division multiplexing; WDM) 전송 방식의 광전송 시스템일 수 있다. 파장 분할 다중 전송 방식은 복수개의 파장 신호들을 하나의 다중화된 신호로 변환하여 하나의 광섬유를 통해 전송하는 방식을 의미한다. 파장 분할 다중 전송 방식은 기간 전송망뿐만 아니라, 단거리 이더넷 전송 분야에서도 활용될 수 있다. 예를 들어, 파장 분할 다중 전송 방식은 고용량의 이더넷 신호를 단일 모드 및 다중 모드 광섬유를 통해 전송할 수 있다.
광통신 시스템(100)은 광송신부 및 광수신부를 포함할 수 있다. 광송신부는 복수개의 송신기들, 다중화기(multiplexer; MUX) 및 증폭기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광송신부는 제1 내지 제n 송신기(110-1 내지 110-n), 다중화기(120) 및 증폭기(130)를 포함할 수 있다. 제1 내지 제n 송신기(110-1 내지 110-n) 각각은 전기 신호를 광신호로 변환하기 위한 광원(미도시)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제n 송신기(110-1 내지 110-n) 각각은 각각의 광원을 통해 전기 신호를 광신호로 변환할 수 있다. 제1 내지 제n 송신기(110-1 내지 110-n)는 각각의 광채널을 통해 각각의 광신호를 다중화기(120)로 송신할 수 있다.
다중화기(120)는 제1 내지 제n 송신기(110-1 내지 110-n)로부터 복수개의 파장을 갖는 복수개의 광신호들을 수신할 수 있다. 다중화기(120)는 복수개의 광신호들을 하나의 광신호로 파장 분할 다중화할 수 있다. 다중화기(120)는 다중화된 광신호를 광섬유를 통해 광수신부로 송신할 수 있다.
다중화기(120)는 배열 도파로 격자(arrayed waveguide grating) 필터(미도시) 또는 박막(thin film) 필터(미도시)를 포함할 수 있다. 다중화기(120)는 배열 도파로 격자 필터 또는 박막 필터를 통해 광신호를 다중화할 수 있다. 다중화기(120)는 평판형 광파 회로(planar lightwave circuit; PLC) 기판(substrate)에 배열 도파로 격자 필터가 실장된 구조를 가질 수 있다. 이때, 배열 도파로 격자 필터는 온도에 따른 파장 통과 대역이 변하는 특성을 가질 수 있다. 다중화기(120)는 배열 도파로 격자 필터의 온도를 제어하기 위해, 평판형 광파 회로 기판에 별도의 온도 제어 장치(미도시)를 추가적으로 실장할 수 있다. 또한, 다중화기(120)는 배열 도파로 격자 필터의 온도를 제어하기 위해, 자유 전파 영역(free propagation region; FPR)이 물리적으로 제거된 배열 도파로 격자 필터를 사용할 수 있다.
증폭기(130)는 다중화된 광신호를 증폭시킬 수 있다. 증폭기(130)는 광송신부에 사용되는 광원의 구동 특성 및 모듈 구조에 따라 내부 또는 외부에 위치할 수 있다.
광수신부는 다중화된 광신호를 광섬유를 통해 수신할 수 있다. 광수신부는 역다중화기(demultiplexer; DEMUX) 및 복수개의 수신기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광수신부는 역다중화기(140) 및 제1 내지 제n 수신기(150-1 내지 150-n)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 역다중화기(140)는 다중화기(120)로부터 다중화된 광신호를 광섬유를 통해 수신할 수 있다. 역다중화기(140)는 수신된 다수개의 파장을 갖는 광신호를 역다중화할 수 있다. 역다중화기(140)는 다중화된 광신호를 파장별로 분리하여 각각의 채널을 통해 제1 내지 제n 수신기(150-1 내지 150-n)로 송신할 수 있다.
제1 내지 제n 수신기(150-1 내지 150-n) 각각은 포토다이오드(photodiode; PD)(미도시) 및 트랜스 임피던스 증폭기(trans impedance amplifier; TIA)(미도시)를 포함할 수 있다. 제1 내지 제n 수신기(150-1 내지 150-n) 각각은 각각의 포토다이오드 및 트랜스 임피던스 증폭기를 통해 광신호를 전기 신호로 변환 및 증폭하여 출력할 수 있다.
도 1은 설명의 편의를 위해, 하나의 다중화기(120), 하나의 증폭기(130), 하나의 역다중화기(140)를 도시하고 있다. 그러나, 다중화기(120), 증폭기(330) 및 역다중화기(140) 각각은 복수개일 수 있다.
도 2는 제1 실시예에 따른 통신 시스템에서 통신 노드를 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 적어도 하나의 프로세서(210), 메모리(220) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(230)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250), 저장 장치(260) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
프로세서(210)는 메모리(220) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(210)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(220) 및 저장 장치(260) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.
광신호를 송신하는 통신 노드에서 송수신 장치(230)는 광신호를 송신하기 위한 송신기로 동작할 수 있다. 또한, 광신호를 수신하는 통신 노드에서 송수신 장치(230)는 광신호를 수신하기 위한 수신기로 동작할 수 있다.
예를 들어, 통신 노드(200)는 광신호를 송신할 수 있다. 이때, 메모리(220)는 프로세서(210)에 의해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 명령은, 복수개의 광원들(미도시)로부터 출력되는 광신호를 복수개의 광결합기들(미도시)을 통해 다중화하고, 복수개의 광결합기들 각각의 제1 출력포트(미도시)를 통해 출력되는 광신호를 다중화하여 출력하고, 복수개의 광다중화기들 각각의 제2 출력포트(미도시)를 통해 출력되는 광신호를 모니터링하고, 그리고 모니터링 결과에 기초하여 복수개의 광원들의 광출력을 제어하도록 실행될 수 있다.
도 3은 제2 실시예에 따른 송신기를 도시하는 개념도이다.
도 3을 참고하면, 송신기(300)는 평판형 광파 회로(planar lightwave circuit; PLC) 기판(401), 4채널 레이저 어레이(4-channel laser array)(302), 배열 도파로 격자(arrayed waveguide grating; AWG) 다중화기(303), 시준기(collimator)(304), 열전 냉각기(thermoelectric cooler; TEC)(305), 본체(306), 포커싱 렌즈(focusing lens)(307) 및 아이솔레이터(isolator)(308)를 포함할 수 있다.
평판형 광파 회로 기판(301)은 4채널 레이저 어레이(302)를 실장할 수 있다. 4채널 레이저 어레이(302)는 평판형 광파 회로 기판(301)의 상부에 실장될 수 있다. 4채널 레이저 어레이(302)은 복수개의 광신호들을 출력할 수 있다.
배열 도파로 격자 다중화기(304)는 4채널 레이저 어레이(302)로부터 출력되는 복수개의 광신호들을 다중화할 수 있다. 배열 도파로 격자 다중화기(304)는 다중화된 광신호를 시준기(304)로 송신할 수 있다.
시준기(304)는 배열 도파로 격자 다중화기(304)로부터 수신된 다중화된 광신호를 시준화할 수 있다. 시준기(304)는 시준화된 광신호를 포커싱 렌즈(307)로 송신할 수 있다.
열전 냉각기(305)는 평판형 광파 회로 기판(301)의 하부에 실장될 수 있다. 배열 도파로 격자 다중화기(304)는 온도에 따라 광신호의 파장 통과 대역을 변화시킬 수 있다. 열전 냉각기(305)는 배열 도파로 격자 다중화기(304)의 온도를 제어할 수 있다.
본체(306)는 송신기(300)의 구성들을 실장할 수 있다. 예를 들어, 본체(306)는 평판형 광파 회로 기판(301), 4채널 레이저 어레이(302), 배열 도파로 격자 다중화기(304), 시준기(304) 및 열전 냉각기(305)를 실장할 수 있다.
포커싱 렌즈(307)는 본체(306)의 일부에 배치될 수 있다. 포커싱 렌즈(307)는 시준기(304)로부터 시준화된 광신호를 수신할 수 있다. 포커싱 렌즈(307)는 시준화된 광신호를 포커싱 처리하여 광채널을 통해 송신기(미도시)로 송신할 수 있다.
아이솔레이터(308)는 포커싱 렌즈(307)의 일단에 배치될 수 있다. 아이솔레이터(308)는 광신호가 순방향으로 출력되도록 제어할 수 있다.
도 4는 제2 실시예에 따른 송신기의 배열 도파로 격자 다중화기를 도시하는 개념도이다.
도 4를 참고하면, 배열 도파로 격자 다중화기(400)는 도 3의 배열 도파로 격자 다중화기(304)와 동일 또는 유사하게 동작할 수 있다. 배열 도파로 격자 다중화기(400)는 복수개의 입력 포트들(401), 탭(tap)(402), 모니터링용 출력 포트들(403), 배열 도파로 격자(404), 마하 젠더 간섭계(mach zehnder interferometer; MZI)(405) 및 출력 포트(406)를 포함할 수 있다.
배열 도파로 격자 다중화기(400)는 복수개의 입력 포트들(401)을 통해 복수개의 광원들로부터 복수개의 광신호들을 수신할 수 있다. 배열 도파로 격자 다중화기(400)는 수신된 복수개의 광신호들을 탭(402)을 통해 모니터링용 출력 포트들(403) 및 배열 도파로 격자(404)로 송신할 수 있다.
모니터링용 출력 포트들(403)은 탭(402)을 통해 복수개의 광신호들을 수신할 수 있다. 배열 도파로 격자 다중화기(400)는 복수개의 광신호들을 모니터링용 출력 포트들(403)을 통해 모니터링 광소자(monitor photodiode; MPD)들(미도시)로 송신할 수 있다. 모니터링 광소자들은 복수개의 광신호들을 모니터링할 수 있다.
배열 도파로 격자(404)는 탭(402)을 통해 복수개의 광신호들을 수신할 수 있다. 배열 도파로 격자(404)는 복수개의 광신호들을 다중화할 수 있다. 배열 도파로 격자(404)는 다중화된 광신호를 출력 포트(406)로 송신할 수 있다.
마하 젠더 간섭계(405)는 온도 센서의 한 종류일 수 있다. 마하 젠더 간섭계(405)는 도파관을 통과하는 광신호에 기초하여 온도를 감지할 수 있다. 예를 들어, 배열 도파로 격자(404)의 타단 및 출력 포트(406)의 일단에 연결될 수 있다. 마하 젠더 간섭계(405)는 배열 도파로 격자(404)의 타단으로부터 출력되는 광신호를 통해 배열 도파로 격자 다중화기(400)의 온도를 감지할 수 있다. 배열 도파로 격자(404)는 다중화된 광신호를 출력 포트(406)를 통해 광출력 인터페이스(미도시)로 출력할 수 있다.
도 5는 제3 실시예에 따른 송신기의 구조를 도시하는 블록도이다.
도 5를 참고하면, 송신기(500)는 복수개의 광원들(510-1 내지 510-n), 복수개의 광결합기들(521 내지 523), 복수개의 모니터링용 수광소자들(531 내지 533), 기판(substarate)(540) 및 광출력 인터페이스(550)를 포함할 수 있다.
복수개의 광원들(510-1 내지 510-(m+n)) 각각은 전기 신호를 광신호로 변환할 수있다. 복수개의 광원들(510-1 내지 510-(m+n)) 각각은 수신된 전기 신호를 변환하여 광신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 복수개의 광원들(510-1 내지 510-(m+n)) 각각은 포토다이오드(photodiode)를 포함할 수 있다.
복수개의 광원들(510-1 내지 510-(m+n))은 광결합기와 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 광원 내지 제m 광원(510-1 내지 510-m)은 제1 광결합기(521)와 연결될 수 있다. 또한, 제m+1 광원 내지 제m+n 광원(510-(m+1) 내지 510-(m+n))은 제2 광결합기(522)와 연결될 수 있다.
복수개의 광결합기들(521 내지 523) 각각은 복수개의 광신호들을 수신하여 하나의 광신호로 결합할 수 있다. 복수개의 광결합기들(521 내지 523) 각각은 광 스플리터(splitter) 또는 다중모드 간섭기(multimode interference; MMI)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수개의 광결합기들(521 내지 523) 각각은 2×1, 2×2, 4×4, n×m 등의 다양한 입출력포트 구조를 가질 수 있다. 여기서, n 및 m은 동일하거나 서로 다른 양의 정수 값일 수 있다.
복수개의 광결합기들(521 내지 523) 각각은 복수개의 광원들, 모니터링용 수광소자 및 다른 광결합기와 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 광결합기(521)는 제1 광원 내지 제m 광원(510-1 내지 510-m), 제1 모니터링용 수광소자(531) 및 제3 광결합기(523)와 연결될 수 있다. 또한, 제2 광결합기(522)는 제m+1 광원 내지 제m+n 광원(510-(m+1) 내지 510-(m+n)), 제2 모니터링용 수광소자(532) 및 제3 광결합기(523)와 연결될 수 있다.
복수개의 모니터링용 수광소자들(531 내지 533) 각각은 광신호를 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 복수개의 모니터링용 수광소자들(531 내지 533) 각각은 광결합기로부터 출력되는 광신호를 검출할 수 있다. 복수개의 모니터링용 수광소자들(531 내지 533) 각각은 모니터 포토다이오드(monitor photodiode)를 포함할 수 있다.
기판(540)은 평판형 광파 회로 기판 또는 실리콘 기판일 수 있다. 기판(540)은 복수개의 광결합기들(521 내지 523), 복수개의 모니터링용 수광소자들(521 내지 523)을 실장할 수 있다. 즉, 복수개의 광결합기들(521 내지 523), 복수개의 모니터링용 수광소자들(521 내지 523)은 기판(540)의 상면 또는 하면에 실장될 수 있다.
제1 광결합기(521)는 복수개의 입력포트들(미도시) 및 복수개의 출력포트들(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 광결합기(521)는 제1 내지 제m 입력포트들(미도시)을 포함할 수 있다. 제1 광결합기(521)의 제1 입력포트는 제1 광원(510-1)과 연결될 수 있다. 제1 광결합기(521)의 제m 입력포트는 제m 광원(510-m)과 연결될 수 있다.
제1 광결합기(521)는 제1 출력 포트(미도시) 및 제2 출력 포트(미도시)를 포함할 수 있다. 제1 광결합기(521)의 제1 출력 포트는 제1 모니터링용 수광소자(521)와 연결될 수 있다. 제1 광결합기(521)의 제2 출력 포트는 제3 광결합기(523)와 연결될 수 있다.
제1 광결합기(521)는 복수개의 입력포트들을 통해 복수개의 광원들로부터 광신호를 수신할 수 있다. 제1 광결합기(521)는 제1 내지 제m 입력포트들을 통해 제1 내지 제m 광원(510-1 내지 510-m)으로부터 출력되는 제1 내지 제m 광신호를 수신할 수 있다.
예를 들어, 제1 입력포트를 통해 제1 광원(510-1)으로부터 광신호를 수신할 수 있다. 또한, 제1 광결합기(521)는 제m 입력포트를 통해 제m 광원(510-m)으로부터 광신호를 수신할 수 있다. 제1 광결합기(521)는 제1 내지 제m 광신호를 하나의 광신호로 다중화할 수 있다. 즉, 제1 광결합기(521)는 다중화된 광신호를 출력할 수 있다.
제1 광결합기(521)는 다중화된 광신호를 제1 출력포트를 통해 제1 모니터링용 수광소자(531)로 송신할 수 있다. 제1 모니터링용 수광소자(531)는 제1 광결합기(521)의 제1 출력포트를 통해 출력된 광신호를 검출할 수 있다. 또한, 제1 광결합기(521)는 다중화된 광신호를 제2 출력포트를 통해 제3 광결합기(523)로 송신할 수 있다.
제2 광결합기(522)는 복수개의 입력포트들(미도시) 및 복수개의 출력포트들(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 광결합기(522)는 제m+1 내지 제n 입력포트들(미도시)을 포함할 수 있다. 제2 광결합기(522)의 제m+1 입력포트는 제m+1 광원(510-(m+1))과 연결될 수 있다. 제2 광결합기(522)의 제m+n 입력포트는 제m+n 광원(510-(m+n))과 연결될 수 있다.
제2 광결합기(522)는 제1 출력 포트(미도시) 및 제2 출력 포트(미도시)를 포함할 수 있다. 제2 광결합기(521)의 제1 출력 포트는 제2 모니터링용 수광소자(532)와 연결될 수 있다. 제2 광결합기(522)의 제2 출력 포트는 제3 광결합기(523)와 연결될 수 있다.
제2 광결합기(522)는 복수개의 입력포트들을 통해 복수개의 광원들로부터 광신호를 수신할 수 있다. 제2 광결합기(522)는 제m+1 내지 제n 입력포트들을 통해 제m+1 내지 제m+n 광원(510-(m+1) 내지 510-(m+n))으로부터 출력되는 제m+1 내지 제m+n 광신호를 수신할 수 있다.
예를 들어, 제1 입력포트를 통해 제m+1 광원(510-(m+1))으로부터 광신호를 수신할 수 있다. 또한, 제2 광결합기(522)는 제m+n 입력포트를 통해 제m+n 광원(510-(m+n))으로부터 광신호를 수신할 수 있다. 제2 광결합기(522)는 제m+1 내지 제m+n 광신호를 하나의 광신호로 다중화할 수 있다. 즉, 제2 광결합기(522)는 다중화된 광신호를 출력할 수 있다.
제2 광결합기(522)는 다중화된 광신호를 제1 출력포트를 통해 제2 모니터링용 수광소자(532)로 송신할 수 있다. 제2 모니터링용 수광소자(532)는 제2 광결합기(522)의 제2 출력포트를 통해 출력된 광신호를 검출할 수 있다. 또한, 제2 광결합기(522)는 결합된 광신호를 제2 출력포트를 통해 제3 광결합기(523)로 송신할 수 있다.
제3 광결합기(523)는 복수개의 입력포트들(미도시) 및 복수개의 출력포트들(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제3 광결합기(523)는 제1 입력포트(미도시) 및 제2 입력포트(미도시)를 포함할 수 있다. 제3 광결합기(523)의 제1 입력포트는 제1 광결합기(521)의 제2 출력포트와 연결될 수 있다. 제3 광결합기(523)의 제2 입력포트는 제2 광결합기(522)의 제2 출력포트와 연결될 수 있다.
제3 광결합기(523)는 제1 출력 포트(미도시) 및 제2 출력 포트(미도시)를 포함할 수 있다. 제3 광결합기(523)의 제1 출력 포트는 제3 모니터링용 수광소자(533)와 연결될 수 있다. 제3 광결합기(523)의 제2 출력 포트는 광출력 인터페이스(550)와 연결될 수 있다.
제3 광결합기(521)는 복수개의 입력포트들을 통해 복수개의 광결합기들로부터 광신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 제3 광결합기(523)는 제1 광결합기(521)의 제2 출력포트로부터 출력되는 광신호를 제1 입력포트를 통해 수신할 수 있다. 또한, 제3 광결합기(523)는 제2 광결합기(522)의 제2 출력포트로부터 출력되는 광신호를 제2 입력포트를 통해 수신할 수 있다. 제3 광결합기(523)는 제1 광결합기(521)로부터 수신한 광신호 및 제2 광결합기(522)로부터 수신한 광신호를 하나의 광신호로 다중화할 수 있다.
제3 광결합기(523)는 제1 출력포트를 통해 제3 모니터링용 수광소자(533)로 다중화된 광신호를 출력할 수 있다. 제3 모니터링용 수광소자(533)는 제3 광결합기(523)의 제2 출력포트를 통해 출력된 광신호를 검출할 수 있다. 제3 광결합기(523)는 다중화된 광신호를 제2 출력포트를 통해 광출력 인터페이스(550)로 출력할 수 있다.
광출력 인터페이스(550)는 입력포트(미도시) 및 출력포트(미도시)를 포함할 수 있다. 광출력 인터페이스(550)는 입력포트를 통해 수신한 광신호를 출력포트를 통해 출력할 수 있다.
제1 광결합기(521) 및 제2 광결합기(522)는 제1 광결합부라 지칭될 수 있다. 제1 모니터링용 수광소자(531) 및 제2 모니터링용 수광소자(532)는 모니터링부 또는 제1 모니터링부라 지칭될 수 있다. 제3 광결합기(523)는 제2 광결합부라 지칭될 수 있다. 제3 모니터링용 수광소자(533)는 모니터링부 또는 제2 모니터링부라 지칭될 수 있다.
도 5는 설명의 편의를 위해, 3개의 광결합기들(521 내지 523), 3개의 모니터링용 수광소자들(531 내지 533) 및 1개의 광출력 인터페이스(550)를 도시하고 있다. 그러나, 광결합기의 개수는 2개 이하이거나 3개를 초과할 수 있다. 또한, 모니터링용 수광소자의 개수는 2개 이하이거나 3개를 초과할 수 있다. 또한, 광출력 인터페이스는 복수개일 수 있다.
도 6은 제3 실시예에 따른 송신기의 신호 흐름을 도시하는 개념도이다.
도 6을 참고하면, 송신기(600)는 복수개의 광원들(610-1 내지 610-(m+n)), 복수개의 광결합기들(621 내지 623), 복수개의 모니터링용 수광소자들(621 내지 623) 및 광출력 인터페이스(650)를 포함할 수 있다. 송신기(600)는 도 5의 송신기(500)와 동일 또는 유사하게 동작할 수 있다. 즉, 송신기(600)의 구성들은 도 5의 송신기(500)의 구성들과 동일 또는 유사하게 동작할 수 있다.
복수개의 광결합기들(621 내지 623)은 n×n의 입출력포트 구조를 가질 수 있다. 이때, 복수개의 광결합기들(621 내지 623) 각각은 각 입력포트당 10×log(1/n)데시벨(decibel; dB)의 광 입력 손실을 가질 수 있다.
예를 들어, 제1 광결합기(621)는 m개의 입력포트들을 포함할 수 있다. 제2 광결합기(622)는 m+n개의 입력포트들을 포함할 수 있다. 여기서, m 및 n은 동일하거나 서로 다른 정수일 수 있다. 제1 광결합기(621) 및 제2 광결합기(622)는 제1 광다중화부(미도시)라 지칭될 수 있다. 이때, 제1 광다중화부는 10×log{1/(m+n)} 데시벨의 광 입력 손실을 가질 수 있다.
복수개의 광결합기들(621 내지 623) 각각은 복수개의 출력포트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수개의 광결합기들(621 내지 623) 각각은 제1 출력포트 및 제2 출력포트를 포함할 수 있다. 송신기(600)는 복수개의 광결합기들(621 내지 623) 각각의 제1 출력포트를 광신호를 모니터링하기 위한 채널로 사용할 수 있다. 또한, 송신기(600)는 복수개의 광결합기들(621 내지 623) 각각의 제2 출력포트를 다중화 신호를 위한 채널로 사용할 수 있다. 송신기(600)는 광신호에 대한 파장 다중화 및 모니터링 기능을 수행할 수 있다.
제1 내지 제m+n 광원(610-1 내지 610-(m+n))은 서로 다른 파장을 갖는 광신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 제1 광원(610-1)은 제1 파장(λ1)의 광신호를 출력할 수 있다. 또한, 제m+n 광원(610-n)은 제m+n 파장(λm+n)의 광신호를 출력할 수 있다. 또한, 제1 내지 제m+n 광원(610-1 내지 610-(m+n))은 서로 다른 광출력 세기를 갖는 광신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 제1 광원(610-1)은 제1 광출력세기(Pλ1)의 광신호를 출력할 수 있다. 또한, 제m+n 광원(610-(m+n))은 제m+n 광출력세기(Pλm+n)의 광신호를 출력할 수 있다.
제1 내지 제m 광원(610-1 내지 610-m)은 제1 내지 제m 광출력세기(Pλ1 내지 Pλm)의 광신호들을 제1 광결합기(621)로 출력할 수 있다. 제1 광결합기(621)는 제1 내지 제m 광출력세기(Pλ1 내지 Pλm)의 광신호들을 다중화할 수 있다.
이때, 제1 광결합기(621)는 m개 또는 m개 미만의 출력포트들(미도시)을 포함할 수 있다. 제1 광결합기(621)는 추가적인 광다중화를 위해 다중화된 광신호를 출력포트들 중 하나의 포트를 통해 제3 광결합기(623)로 출력할 수 있다. 또한, 제1 광결합기(621)는 광신호 모니터링을 위해 다중화된 광신호를 출력포트들 중 다른 하나의 포트를 통해 제1 모니터링용 수광소자(631)로 출력할 수 있다.
제1 모니터링용 수광소자(631)로 출력되는 다중화된 광신호에 포함되는 제1 내지 제m 광신호들은 각각 10×log(1/m) 데시벨의 파장당 삽입 손실 값을 가질 수 있다. 즉, 제1 모니터링용 수광소자(631)로 출력되는 다중화된 광신호는 각각 제1 내지 제m 광출력세기(Pλ1/m 내지 Pλm/m)를 가질 수 있다.
제1 내지 제m 광출력세기(Pλ1/m 내지 Pλm/m)는 일반적으로 모니터링되는 광신호의 세기를 초과하는 세기일 수 있다. 따라서, 제1 모니터링용 수광소자(631)는 일반적으로 모니터링되는 광신호의 세기를 초과하는 광신호의 세기를 모니터링할 수 있다.
송신기(600)는 제1 모니터링용 수광소자(631)를 통해 모니터링되는 광신호에 기초하여, 제1 내지 제m 광원(610-1 내지 610-m) 각각의 변조 바이어스 조건을 최적화할 수 있다. 제1 모니터링용 수광소자(631)를 통해 모니터링되는 광신호는 송신기(600)의 제작 공정 과정에서, 제1 내지 제m 광원(610-1 내지 610-m)의 광결합 정렬을 위한 신호로 이용될 수 있다.
마찬가지로, 제m+1 내지 제m+n 광원(610-(m+1) 내지 610-(m+n))은 제m+1 내지 제m+n 광출력세기(Pλm+1 내지 Pλm+n)의 광신호들을 제2 광결합기(622)로 출력할 수 있다. 제2 광결합기(622)는 제m+1 내지 제m+n 광출력세기(Pλm+1 내지 Pλm+n)의 광신호들을 다중화할 수 있다.
이때, 제2 광결합기(622)는 n개 또는 n개 미만의 출력포트들(미도시)을 포함할 수 있다. 제2 광결합기(622)는 추가적인 광다중화를 위해 다중화된 광신호를 출력포트들 중 하나의 포트를 통해 제3 광결합기(623)로 출력할 수 있다. 또한, 제2 광결합기(622)는 광신호 모니터링을 위해 다중화된 광신호를 출력포트들 중 다른 하나의 포트를 통해 제2 모니터링용 수광소자(632)로 출력할 수 있다.
제2 모니터링용 수광소자(632)로 출력되는 다중화된 광신호에 포함되는 제m+1 내지 제m+n 광신호들은 각각 10×log(1/n) 데시벨의 파장별 입력 손실 값을 가질 수 있다. 즉, 제2 모니터링용 수광소자(632)로 출력되는 다중화된 광신호는 각각 제m+1 내지 제n 광출력세기(Pλm+1/n 내지 Pλm+n/n)를 가질 수 있다.
제m+1 내지 제m+n 광출력세기(Pλm+1/n 내지 Pλm+n/n)는 일반적으로 모니터링되는 광신호의 세기를 초과하는 세기일 수 있다. 따라서, 제2 모니터링용 수광소자(632)는 일반적으로 모니터링되는 광신호의 세기를 초과하는 광신호의 세기를 모니터링할 수 있다.
송신기(600)는 제2 모니터링용 수광소자(632)를 통해 모니터링되는 광신호에 기초하여, 제m+1 내지 제m+n 광원(610-(m+1) 내지 610-(m+n)) 각각의 변조 바이어스 조건을 최적화할 수 있다. 제2 모니터링용 수광소자(632)를 통해 모니터링되는 광신호는 송신기(600)의 제작 공정 과정에서, 제m+1 내지 제m+n 광원(610-(m+1) 내지 610-(m+n))의 광결합 정렬을 위한 신호로 이용될 수 있다.
제3 광결합기(623)는 복수개의 입출력포트들(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제3 광결합기(623)는 제1 입력포트(미도시)를 통해 제1 광결합기(621)로부터 출력되는 광신호를 수신할 수 있다. 제3 광결합기(623)는 제2 입력포트(미도시)를 통해 제2 광결합기(622)로부터 출력되는 광신호를 수신할 수 있다.
제3 광결합기(623)는 제1 광결합기(621) 및 제2 광결합기(622)로부터 출력되는 각각의 광신호를 다중화할 수 있다. 즉, 제3 광결합기(623)는 n개의 파장을 가지는 다중화된 광신호를 출력할 수 있다. 제3 광결합기(623)는 제1 출력포트(미도시)를 통해 다중화된 광신호(640)를 광출력 인터페이스(650)로 출력할 수 있다.
제3 광결합기(623)는 다중화된 광신호를 제2 출력포트(미도시)를 통해 제3 모니터링용 수광소자(633)로 출력할 수 있다. 제3 모니터링용 수광소자(633)는 제3 광결합기(623)로부터 출력되는 다중화된 광신호를 모니터링할 수 있다. 즉, 제3 모니터링용 수광소자(633)는 m+n개의 파장에 대한 광신호를 모니터링할 수 있다. 다시 말해, 제3 모니터링용 수광소자(633)는 제1 내지 제m+n 파장(λ1 내지 λm+n)을 갖는 광신호를 모니터링할 수 있다.
이때, 광신호의 각 파장의 광출력세기는 제1 내지 제n 광출력세기(Pλ1/n 내지 Pλn/n)일 수 있다. 즉, 제3 모니터링용 수광소자(633)는 각 파장별 10×log(1/n) 데시벨의 입력 손실값을 갖는 광신호를 모니터링할 수 있다. 제1 내지 제3 모니터링용 수광소자(631 내지 633)는 하나의 칩(chip)에 실장되거나, 서로 다른 종류의 칩들을 통합한(integrated) 칩에 실장될 수 있다. 파장별 입력 손실 값은 10×log(1/m) 데시벨 미만이거나, 10×log(1/n) 데시벨 미만일 수 있다.
도 7은 제4 실시예에 따른 송신기의 구조를 도시하는 블록도이다.
도 7을 참고하면, 송신기(700)는 복수개의 광원들(710-1 내지 710-(m+n)), 복수개의 광결합기들(721 및 722), 복수개의 모니터링용 수광소자들(731 및 732), 렌즈(750) 및 광출력 인터페이스(760)를 포함할 수 있다.
복수개의 광원들(710-1 내지 710-(m+n)) 각각은 전기 신호를 광신호로 변환할 수있다. 복수개의 광원들(710-1 내지 710-(m+n)) 각각은 수신된 전기 신호를 변환하여 광신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 복수개의 광원들(710-1 내지 710-(m+n)) 각각은 포토다이오드(미도시)를 포함할 수 있다.
복수개의 광원들(710-1 내지 710-(m+n))은 광결합기와 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 광원 내지 제m 광원(710-1 내지 710-m)은 제1 광결합기(721)와 연결될 수 있다. 또한, 제m+1 광원 내지 제m+n 광원(710-(m+1) 내지 710-(m+n))은 제2 광결합기(722)와 연결될 수 있다.
복수개의 광결합기들(721 내지 723) 각각은 복수개의 광신호들을 수신하여 하나의 광신호로 결합할 수 있다. 복수개의 광결합기들(721 내지 723) 각각은 광 스플리터(미도시) 또는 다중모드 간섭기(미도시)를 포함할 수 있다.
복수개의 광결합기들(721 내지 723) 각각은 복수개의 광원들, 모니터링용 수광소자 및 다른 광결합기와 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 광결합기(721)는 제1 광원 내지 제m 광원(710-1 내지 710-m), 제1 모니터링용 수광소자(731) 및 제3 광결합기(723)와 연결될 수 있다. 또한, 제2 광결합기(722)는 제m+1 광원 내지 제m+n 광원(710-(m+1) 내지 710-(m+n)), 제2 모니터링용 수광소자(732) 및 제3 광결합기(723)와 연결될 수 있다.
복수개의 모니터링용 수광소자들(721 내지 723) 각각은 광신호를 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 복수개의 모니터링용 수광소자들(721 내지 723) 각각은 광결합기로부터 출력되는 광신호를 검출할 수 있다. 복수개의 모니터링용 수광소자들(721 내지 723) 각각은 모니터 포토다이오드(미도시)를 포함할 수 있다.
복수개의 광결합기들(721 내지 723), 복수개의 모니터링용 수광소자들(721 내지 723)은 평판형 광파 회로 기판(740)에 실장될 수 있다.
제1 광결합기(721)는 복수개의 입력포트들(미도시) 및 복수개의 출력포트들(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 광결합기(721)는 제1 내지 제m 입력포트들(미도시)을 포함할 수 있다. 제1 광결합기(721)의 제1 입력포트는 제1 광원(710-1)과 연결될 수 있다. 제1 광결합기(721)의 제m 입력포트는 제m 광원(710-m)과 연결될 수 있다.
제1 광결합기(721)는 제1 출력 포트(미도시) 및 제2 출력 포트(미도시)를 포함할 수 있다. 제1 광결합기(721)의 제1 출력 포트는 제1 모니터링용 수광소자(721)와 연결될 수 있다. 제1 광결합기(721)의 제2 출력 포트는 제3 광결합기(723)와 연결될 수 있다.
제1 광결합기(721)는 복수개의 입력포트들을 통해 복수개의 광원들로부터 광신호를 수신할 수 있다. 제1 광결합기(721)는 제1 내지 제m 입력포트들을 통해 제1 내지 제m 광원(710-1 내지 710-m)으로부터 출력되는 제1 내지 제m 광신호를 수신할 수 있다.
예를 들어, 제1 입력포트를 통해 제1 광원(710-1)으로부터 광신호를 수신할 수 있다. 또한, 제1 광결합기(721)는 제m 입력포트를 통해 제m 광원(710-m)으로부터 광신호를 수신할 수 있다. 제1 광결합기(721)는 제1 내지 제m 광신호를 하나의 광신호로 다중화할 수 있다. 즉, 제1 광결합기(721)는 다중화된 광신호를 출력할 수 있다.
제1 광결합기(721)는 다중화된 광신호를 제1 출력포트를 통해 제1 모니터링용 수광소자(731)로 송신할 수 있다. 제1 모니터링용 수광소자(731)는 제1 광결합기(721)의 제1 출력포트를 통해 출력된 광신호를 검출할 수 있다. 또한, 제1 광결합기(721)는 다중화된 광신호를 제2 출력포트를 통해 렌즈(750)로 송신할 수 있다.
제2 광결합기(722)는 복수개의 입력포트들(미도시) 및 복수개의 출력포트들(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 광결합기(722)는 제m+1 내지 제n 입력포트들(미도시)을 포함할 수 있다. 제2 광결합기(722)의 제m+1 입력포트는 제m+1 광원(710-(m+1))과 연결될 수 있다. 제2 광결합기(722)의 제m+n 입력포트는 제m+n 광원(710-(m+n))과 연결될 수 있다.
제2 광결합기(722)는 제1 출력 포트(미도시) 및 제2 출력 포트(미도시)를 포함할 수 있다. 제2 광결합기(721)의 제1 출력 포트는 제2 모니터링용 수광소자(732)와 연결될 수 있다. 제2 광결합기(722)의 제2 출력 포트는 제3 광결합기(723)와 연결될 수 있다.
제2 광결합기(722)는 복수개의 입력포트들을 통해 복수개의 광원들로부터 광신호를 수신할 수 있다. 제2 광결합기(722)는 제m+1 내지 제m+n 입력포트들을 통해 제m+1 내지 제m+n 광원(710-(m+1) 내지 710-(m+n))으로부터 출력되는 제m+1 내지 제m+n 광신호를 수신할 수 있다.
예를 들어, 제1 입력포트를 통해 제m+1 광원(710-(m+1))으로부터 광신호를 수신할 수 있다. 또한, 제2 광결합기(722)는 제m+n 입력포트를 통해 제m+n 광원(710-(m+n))으로부터 광신호를 수신할 수 있다. 제2 광결합기(722)는 제m+1 내지 제m+n 광신호를 하나의 광신호로 다중화할 수 있다. 즉, 제2 광결합기(722)는 다중화된 광신호를 출력할 수 있다.
제2 광결합기(722)는 다중화된 광신호를 제1 출력포트를 통해 제2 모니터링용 수광소자(732)로 송신할 수 있다. 제2 모니터링용 수광소자(732)는 제2 광결합기(722)의 제2 출력포트를 통해 출력된 광신호를 검출할 수 있다. 또한, 제2 광결합기(722)는 결합된 광신호를 제2 출력포트를 통해 렌즈(750)로 송신할 수 있다.
렌즈(750)는 광결합용 렌즈일 수 있다. 광결합용 렌즈(750)는 일면 및 타면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광결합용 렌즈(750)는 제1 광결합기(721)의 제2 출력포트로부터 출력되는 광신호를 일면을 통해 수신할 수 있다. 또한, 광결합용 렌즈(750)는 제2 광결합기(722)의 제2 출력포트로부터 출력되는 광신호를 일면을 통해 수신할 수 있다. 광결합용 렌즈(750)는 제1 광결합기(721)로부터 수신한 광신호 및 제2 광결합기(722)로부터 수신한 광신호를 하나의 광신호로 다중화할 수 있다.
광결합용 렌즈(750)는 다중화된 광신호를 타면을 통해 광출력 인터페이스(760)로 출력할 수 있다. 광출력 인터페이스(760)는 입력포트(미도시) 및 출력포트(미도시)를 포함할 수 있다. 광출력 인터페이스(760)는 입력포트를 통해 수신한 광신호를 출력포트를 통해 출력할 수 있다.
제1 광결합기(721) 및 제2 광결합기(722)는 제1 광결합부라 지칭될 수 있다. 제1 모니터링용 수광소자(731) 및 제2 모니터링용 수광소자(732)는 모니터링부 또는 제1 모니터링부라 지칭될 수 있다. 광결합 렌즈(750)는 제2 광결합부라 지칭될 수 있다.
도 7은 설명의 편의를 위해, 2개의 광결합기들(721 및 722), 2개의 모니터링용 수광소자들(731 및 732), 1개의 렌즈(750) 및 1개의 광출력 인터페이스(760)를 도시하고 있다. 그러나, 광결합기의 개수는 1개이거나 2개를 초과할 수 있다. 또한, 모니터링용 수광소자의 개수는 1개이거나 2개를 초과할 수 있다. 또한, 렌즈는 복수개일 수 있다. 또한, 광출력 인터페이스는 복수개일 수 있다.
도 8은 제4 실시예에 따른 송신기의 신호 흐름을 도시하는 개념도이다.
도 8을 참고하면, 송신기(800)는 복수개의 광원들(810-1 내지 810-(m+n)), 복수개의 광결합기들(821 내지 823), 복수개의 모니터링용 수광소자들(821 내지 823) 및 광출력 인터페이스(860)를 포함할 수 있다. 송신기(800)는 도 7의 송신기(700)와 동일 또는 유사하게 동작할 수 있다. 즉, 송신기(800)의 구성들은 도 7의 송신기(700)의 구성들과 동일 또는 유사하게 동작할 수 있다.
복수개의 광결합기들(821 내지 823) 각각은 n×n의 입출력포트 구조를 가질 수 있다. 이때, 복수개의 광결합기들(821 내지 823) 각각은 각 입력포트당 10×log(1/n) 데시벨의 광 입력 손실을 가질 수 있다.
예를 들어, 제1 광결합기(821)는 m개의 입력포트들을 포함할 수 있다. 제2 광결합기(822)는 n개의 입력포트들을 포함할 수 있다. 여기서, m 및 n은 동일하거나 서로 다른 정수일 수 있다. 제1 광결합기(821) 및 제2 광결합기(822)는 제1 광다중화부(미도시)라 지칭될 수 있다. 이때, 제1 광다중화부는 10×log{1/(m+n)} 데시벨의 광 입력 손실을 가질 수 있다.
복수개의 광결합기들(821 내지 823) 각각은 복수개의 출력포트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수개의 광결합기들(821 내지 823) 각각은 제1 출력포트 및 제2 출력포트를 포함할 수 있다. 송신기(800)는 복수개의 광결합기들(821 내지 823) 각각의 제1 출력포트를 광신호를 모니터링하기 위한 채널로 사용할 수 있다. 또한, 송신기(800)는 복수개의 광결합기들(821 내지 823) 각각의 제2 출력포트를 다중화 신호를 위한 채널로 사용할 수 있다. 송신기(800)는 광신호에 대한 파장 다중화 및 모니터링 기능을 수행할 수 있다.
제1 내지 제m+n 광원(810-1 내지 810-(m+n))은 서로 다른 파장을 갖는 광신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 제1 광원(810-1)은 제1 파장(λ1)의 광신호를 출력할 수 있다. 또한, 제m+n 광원(810-(m+n))은 제m+n 파장(λm+n)의 광신호를 출력할 수 있다. 또한, 제1 내지 제m+n 광원(810-1 내지 810-(m+n))은 각각 광출력 세기를 갖는 광신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 제1 광원(810-1)은 제1 광출력세기(Pλ1)의 광신호를 출력할 수 있다. 또한, 제m+n 광원(810-(m+n))은 제m+n 광출력세기(Pλm+n)의 광신호를 출력할 수 있다.
제1 내지 제m 광원(810-1 내지 810-m)은 제1 내지 제m 광출력세기(Pλ1 내지 Pλm)의 광신호들을 제1 광결합기(821)로 출력할 수 있다. 제1 광결합기(821)는 제1 내지 제m 광출력세기(Pλ1 내지 Pλm)의 광신호들을 다중화할 수 있다.
이때, 제1 광결합기(821)는 m개 또는 m개 미만의 출력포트들(미도시)을 포함할 수 있다. 제1 광결합기(821)는 추가적인 광다중화를 위해 다중화된 광신호를 출력포트들 중 하나의 포트를 통해 광결합용 렌즈(840)로 출력할 수 있다. 또한, 제1 광결합기(821)는 광신호 모니터링을 위해 다중화된 광신호를 출력포트들 중 다른 하나의 포트를 통해 제1 모니터링용 수광소자(831)로 출력할 수 있다.
제1 모니터링용 수광소자(831)로 출력되는 다중화된 광신호에 포함되는 제1 내지 제m 광신호들은 각각 10×log(1/m) 데시벨의 파장당 삽입 손실 값을 가질 수 있다. 즉, 제1 모니터링용 수광소자(831)로 출력되는 다중화된 광신호는 각각 제1 내지 제m 광출력세기(Pλ1/m 내지 Pλm/m)를 가질 수 있다.
제1 내지 제m 광출력세기(Pλ1/m 내지 Pλm/m)는 일반적으로 모니터링되는 광신호의 세기를 초과하는 세기일 수 있다. 따라서, 제1 모니터링용 수광소자(831)는 일반적으로 모니터링되는 광신호의 세기를 초과하는 광신호의 세기를 모니터링할 수 있다.
송신기(800)는 제1 모니터링용 수광소자(831)를 통해 모니터링되는 광신호에 기초하여, 제1 내지 제m 광원(810-1 내지 810-m) 각각의 변조 바이어스 조건을 최적화할 수 있다. 제1 모니터링용 수광소자(831)를 통해 모니터링되는 광신호는 송신기(800)의 제작 공정 과정에서, 제1 내지 제m 광원(810-1 내지 810-m)의 광결합 정렬을 위한 신호로 이용될 수 있다.
마찬가지로, 제m+1 내지 제m+n 광원(810-(m+1) 내지 810-(m+n))은 제m+1 내지 제m+n 광출력세기(Pλm+1 내지 Pλm+n)의 광신호들을 제2 광결합기(822)로 출력할 수 있다. 제2 광결합기(822)는 제m+1 내지 제m+n 광출력세기(Pλm+1 내지 Pλm+n)의 광신호들을 다중화할 수 있다.
이때, 제2 광결합기(822)는 n개 또는 n개 미만의 출력포트들(미도시)을 포함할 수 있다. 제2 광결합기(822)는 추가적인 광다중화를 위해 다중화된 광신호를 출력포트들 중 하나의 포트를 통해 광결합용 렌즈(840)로 출력할 수 있다. 또한, 제2 광결합기(822)는 광신호 모니터링을 위해 다중화된 광신호를 출력포트들 중 다른 하나의 포트를 통해 제2 모니터링용 수광소자(832)로 출력할 수 있다.
제2 모니터링용 수광소자(832)로 출력되는 다중화된 광신호에 포함되는 제m+1 내지 제m+n 광신호들은 각각 10×log(1/n) 데시벨의 파장별 입력 손실 값을 가질 수 있다. 즉, 제2 모니터링용 수광소자(832)로 출력되는 다중화된 광신호는 각각 제m+1 내지 제n 광출력세기(Pλm+1/n 내지 Pλm+n/n)를 가질 수 있다.
제m+1 내지 제m+n 광출력세기(Pλm+1/n 내지 Pλm+n/n)는 일반적으로 모니터링되는 광신호의 세기를 초과하는 세기일 수 있다. 따라서, 제2 모니터링용 수광소자(832)는 일반적으로 모니터링되는 광신호의 세기를 초과하는 광신호의 세기를 모니터링할 수 있다.
송신기(800)는 제2 모니터링용 수광소자(832)를 통해 모니터링되는 광신호에 기초하여, 제m+1 내지 제m+n 광원(810-(m+1) 내지 810-(m+n)) 각각의 변조 바이어스 조건을 최적화할 수 있다. 제2 모니터링용 수광소자(832)를 통해 모니터링되는 광신호는 송신기(800)의 제작 공정 과정에서, 제m+1 내지 제m+n 광원(810-(m+1) 내지 810-(m+n))의 광결합 정렬을 위한 신호로 이용될 수 있다.
광결합용 렌즈(840)는 일면 및 타면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광결합용 렌즈(840)는 제1 광결합기(821)로부터 출력되는 광신호를 일면을 통해 수신할 수 있다. 또한, 광결합용 렌즈(840)는 제2 광결합기(822)로부터 출력되는 광신호를 일면을 통해 수신할 수 있다.
광결합용 렌즈(840)는 제1 광결합기(821) 및 제2 광결합기(822)로부터 출력되는 각각의 광신호를 다중화할 수 있다. 즉, 광결합용 렌즈(840)는 m+n개의 파장을 가지는 다중화된 광신호를 출력할 수 있다. 광결합용 렌즈(840)는 다중화된 광신호(850)를 타면을 통해 광출력 인터페이스(860)로 출력할 수 있다.
제1 모니터링용 수광소자(831) 및 제2 모니터링용 수광소자(833)는 하나의 칩에 실장되거나, 서로 다른 종류의 칩들을 통합한 칩에 실장될 수 있다. 파장별 입력 손실 값은 10×log(1/m) 데시벨 미만이거나, 10×log(1/n) 데시벨 미만일 수 있다.
도 9는 제5 실시예에 따른 송신기의 구조를 도시하는 블록도이다.
도 9를 참고하면, 송신기(900)는 복수개의 광원들(910-1 내지 910-(m+n)), 복수개의 광결합기들(921 내지 923), 복수개의 링공진기(ring resonator)들(930-1 내지 930-(m-1) 및 930-(m+1) 내지 930-(m+n-1)), 복수개의 모니터링용 수광소자들(940-1 내지 940-(m+n)), 평판형 광파 회로 기판(940) 및 광출력 인터페이스(950)를 포함할 수 있다.
복수개의 광원들(910-1 내지 910-(m+n)) 각각은 전기 신호를 광신호로 변환할 수있다. 복수개의 광원들(910-1 내지 910-(m+n)) 각각은 수신된 전기 신호를 변환하여 광신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 복수개의 광원들(910-1 내지 910-(m+n)) 각각은 포토다이오드(미도시)를 포함할 수 있다.
복수개의 광원들(910-1 내지 910-(m+n))은 광결합기와 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 광원 내지 제m 광원(910-1 내지 910-m)은 제1 광결합기(921)와 연결될 수 있다. 또한, 제m+1 광원 내지 제m+n 광원(910-(m+1) 내지 910-(m+n))은 제2 광결합기(922)와 연결될 수 있다.
복수개의 광결합기들(921 내지 923) 각각은 복수개의 광신호들을 수신하여 하나의 광신호로 결합할 수 있다. 복수개의 광결합기들(921 내지 923) 각각은 광 스플리터(미도시) 또는 다중모드 간섭기(미도시)를 포함할 수 있다.
복수개의 광결합기들(921 내지 923) 각각은 복수개의 광원들, 모니터링용 수광소자 및 다른 광결합기와 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 광결합기(921)는 제1 광원 내지 제m 광원(910-1 내지 910-m), 제1 모니터링용 수광소자(931) 및 제3 광결합기(923)와 연결될 수 있다. 또한, 제2 광결합기(922)는 제m+1 광원 내지 제m+n 광원(910-(m+1) 내지 910-(m+n)), 제2 모니터링용 수광소자(932) 및 제3 광결합기(923)와 연결될 수 있다.
복수개의 링공진기들(930-1 내지 930-(m-1) 및 930-(m+1) 내지 930-(m+n-1)) 각각은 다중화된 광신호를 파장별로 분리할 수 있다. 예를 들어, 복수개의 링공진기들(930-1 내지 930-(m-1) 및 930-(m+1) 내지 930-(m+n-1)) 각각은 링 모양의 순환 구조에 의해 형성되는 공진기를 포함할 수 있다. 링공진기는 입출력을 위한 커플러를 포함할 수 있다. 링공진기는 특정 파장을 필터링하는 기능을 수행할 수 있다. 다른 링공진기 및 모니터링용 수광소자 중 적어도 하나와 연결될 수 있다.
복수개의 모니터링용 수광소자들(940-1 내지 940-(m+n)) 각각은 광신호를 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 복수개의 모니터링용 수광소자들(940-1 내지 940-(m+n)) 각각은 광결합기로부터 출력되는 광신호를 검출할 수 있다. 복수개의 모니터링용 수광소자들(940-1 내지 940-(m+n)) 각각은 모니터 포토다이오드(미도시)를 포함할 수 있다.
평판형 광파 회로 기판(950)은 복수개의 광결합기들(921 내지 923), 복수개의 링공진기들(930-1 내지 930-(m-1) 및 930-(m+1) 내지 930-(m+n-1)) 및 복수개의 모니터링용 수광소자들(940-1 내지 940-(m+n))을 실장할 수 있다. 예를 들어, 복수개의 광결합기들(921 내지 923), 복수개의 링공진기들(930-1 내지 930-(m-1) 및 930-(m+1) 내지 930-(m+n-1)) 및 복수개의 모니터링용 수광소자들(940-1 내지 940-(m+n))은 평판형 광파 회로 기판(950)의 상면 또는 하면에 실장될 수 있다.
제1 광결합기(921)는 복수개의 입력포트들(미도시) 및 복수개의 출력포트들(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 광결합기(921)는 제1 내지 제m 입력포트들(미도시)을 포함할 수 있다. 제1 광결합기(921)의 제1 입력포트는 제1 광원(910-1)과 연결될 수 있다. 제1 광결합기(921)의 제m 입력포트는 제m 광원(910-m)과 연결될 수 있다.
제1 광결합기(921)는 제1 출력 포트(미도시) 및 제2 출력 포트(미도시)를 포함할 수 있다. 제1 광결합기(921)의 제1 출력 포트는 제1 링공진기(930-1)와 연결될 수 있다. 제1 광결합기(921)의 제2 출력 포트는 제3 광결합기(923)와 연결될 수 있다.
제1 광결합기(921)는 복수개의 입력포트들을 통해 복수개의 광원들로부터 광신호를 수신할 수 있다. 제1 광결합기(921)는 제1 내지 제m 입력포트들을 통해 제1 내지 제m 광원(910-1 내지 910-m)으로부터 출력되는 제1 내지 제m 광신호를 수신할 수 있다.
예를 들어, 제1 입력포트를 통해 제1 광원(910-1)으로부터 광신호를 수신할 수 있다. 또한, 제1 광결합기(921)는 제m 입력포트를 통해 제m 광원(910-m)으로부터 광신호를 수신할 수 있다. 제1 광결합기(921)는 제1 내지 제m 광신호를 하나의 광신호로 다중화할 수 있다. 즉, 제1 광결합기(921)는 다중화된 광신호를 출력할 수 있다.
제1 광결합기(921)는 다중화된 광신호를 제1 출력포트를 통해 제1 링공진기(930-1)로 송신할 수 있다. 제1 광결합기(921)는 다중화된 광신호를 제2 출력포트를 통해 제3 광결합기(923)로 송신할 수 있다.
제1 링공진기(930-1)는 복수개의 입출력포트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 링공진기(930-1)는 입력포트를 통해 제1 광결합기(921)로부터 다중화된 광신호를 수신할 수 있다. 제1 링공진기(930-1)는 다중화된 광신호를 파장별로 분리할 수 있다. 예를 들어, 제1 링공진기(930-1)는 다중화된 광신호에서 제m 광신호를 분리할 수 있다.
제1 링공진기(930-1)는 다중화된 광신호를 제1 출력포트를 통해 제m-1 링공진기(930-(m-1))로 송신할 수 있다. 제1 링공진기(930-1)는 제m 광신호를 제2 출력포트를 통해 제m 모니터링 수광소자(940-m)로 송신할 수 있다. 제m 모니터링용 수광소자(940-m)는 제1 링공진기(930-1)의 제2 출력포트를 통해 출력된 제m 광신호를 검출할 수 있다.
제m-1 링공진기(930-(m-1))는 복수개의 입출력포트를 포함할 수 있다. 제m-1 링공진기(930-(m-1))는 입력포트를 통해 제1 링공진기(930-1)로부터 출력된 다중화된 광신호를 수신할 수 있다. 제m-1 링공진기(930-(m-1))는 다중화된 광신호를 파장별로 분리할 수 있다. 예를 들어, 제m-1 링공진기(930-2)는 다중화된 광신호를 제1 광신호 및 제2 광신호로 분리할 수 있다.
제2 링공진기(930-2)는 제1 광신호를 제1 출력포트를 통해 제1 모니터링용 수광소자(940-1)로 송신할 수 있다. 제1 모니터링용 수광소자(940-1)는 제m-1 링공진기(930-(m-1))의 제1 출력포트를 통해 출력된 제1 광신호를 검출할 수 있다.
제m-1 링공진기(930-(m-1))는 제2 광신호를 제2 출력포트를 통해 제2 모니터링용 수광소자(940-2)로 송신할 수 있다. 제2 모니터링용 수광소자(940-2)는 제m-1 링공진기(930-(m-1))의 제2 출력포트를 통해 출력된 제2 광신호를 검출할 수 있다.
제2 광결합기(922)는 복수개의 입력포트들(미도시) 및 복수개의 출력포트들(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 광결합기(922)는 제m+1 내지 제m+n 입력포트들(미도시)을 포함할 수 있다. 제2 광결합기(922)의 제1 입력포트는 제m+1 광원(910-(m+1))과 연결될 수 있다. 제2 광결합기(922)의 제m+n 입력포트는 제m+n 광원(910-(m+n))과 연결될 수 있다.
제2 광결합기(922)는 제1 출력 포트(미도시) 및 제2 출력 포트(미도시)를 포함할 수 있다. 제2 광결합기(922)의 제1 출력 포트는 제m+1 링공진기(930-(m+1))와 연결될 수 있다. 제2 광결합기(922)의 제2 출력 포트는 제3 광결합기(923)와 연결될 수 있다.
제2 광결합기(922)는 복수개의 입력포트들을 통해 복수개의 광원들로부터 광신호를 수신할 수 있다. 제2 광결합기(922)는 제m+1 내지 제m+n 입력포트들을 통해 제m+1 내지 제m+n 광원(910-(m+1) 내지 910-(m+n))으로부터 출력되는 제m+1 내지 제m+n 광신호를 수신할 수 있다.
예를 들어, 제2 광결합기(922)는 제m+1 입력포트를 통해 제m+1 광원(910-(m+1))으로부터 광신호를 수신할 수 있다. 또한, 제2 광결합기(922)는 제m+n 입력포트를 통해 제m+n 광원(910-(m+n))으로부터 광신호를 수신할 수 있다.
제2 광결합기(922)는 다중화된 광신호를 제1 출력포트를 통해 제m+1 링공진기(930-(m+1))로 송신할 수 있다. 제2 광결합기(922)는 다중화된 광신호를 제2 출력포트를 통해 제3 광결합기(923)로 송신할 수 있다.
제m+1 링공진기(930-(m+1))는 복수개의 입출력포트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제m+1 링공진기(930-(m+1))는 입력포트를 통해 제2 광결합기(922)로부터 다중화된 광신호를 수신할 수 있다. 제m+1 링공진기(930-(m+1))는 다중화된 광신호를 파장별로 분리할 수 있다. 예를 들어, 제m+1 링공진기(930-(m+1))는 다중화된 광신호에서 제n 광신호로 분리할 수 있다.
제m+1 링공진기(930-(m+1))는 다중화된 광신호를 제1 출력포트를 통해 제m+n-1 링공진기(930-(m+n-1))로 송신할 수 있다. 제m+1 링공진기(930-(m+1))는 제m+n 광신호를 제2 출력포트를 통해 제m+n 모니터링용 수광소자(940-(m+n))로 송신할 수 있다. 제m+n 모니터링용 수광소자(940-(m+n))는 제m+1 링공진기(930-(m+1))의 제2 출력포트를 통해 출력된 제m+n 광신호를 검출할 수 있다.
제m+n-1 링공진기(930-(m+n-1))는 제m+1 링공진기(930-(m+1))의 제1 출력포트를 통해 출력된 다중화된 신호를 입력포트를 통해 수신할 수 있다. 제m+n-1 링공진기(930-(m+n-1))는 다중화된 광신호를 파장별로 분리할 수 있다. 예를 들어, 제m+n-1 링공진기(930-(m+n-1))는 다중화된 광신호를 제m+1 광신호 및 제m+2 광신호로 분리할 수 있다.
제m+n-1 링공진기(930-(m+n-1))는 제m+1 광신호를 제1 출력 포트를 통해 제m+1 모니터링용 수광소자(940-(m+1))로 송신할 수 있다. 제m+1 모니터링용 수광소자(940-(m+1))는 제m+n-1 링공진기(930-(m+n-1))의 제1 출력 포트 통해 출력된 제m+1 광신호를 검출할 수 있다.
제m+n-1 링공진기(930-(m+n-1))는 제m+2 광신호를 제2 출력 포트를 통해 제m+2 모니터링용 수광소자(940-(m+2))로 송신할 수 있다. 제m+2 모니터링용 수광소자(940-(m+2))는 제m+n-1 링공진기(930-(m+n-1))의 제2 출력 포트 통해 출력된 제m+2 광신호를 검출할 수 있다.
제3 광결합기(923)는 복수개의 입력포트들(미도시) 및 복수개의 출력포트들(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제3 광결합기(923)는 제1 입력포트(미도시) 및 제2 입력포트(미도시)를 포함할 수 있다. 제3 광결합기(923)의 제1 입력포트는 제1 광결합기(921)의 제2 출력포트와 연결될 수 있다. 제3 광결합기(923)의 제2 입력포트는 제2 광결합기(922)의 제2 출력포트와 연결될 수 있다.
제3 광결합기(923)는 복수개의 입력포트들을 통해 복수개의 광결합기들로부터 광신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 제3 광결합기(923)는 제1 광결합기(921)의 제2 출력포트로부터 출력되는 광신호를 제1 입력포트를 통해 수신할 수 있다. 또한, 제3 광결합기(923)는 제2 광결합기(922)의 제2 출력포트로부터 출력되는 광신호를 제2 입력포트를 통해 수신할 수 있다. 제3 광결합기(923)는 제1 광결합기(921)로부터 수신한 광신호 및 제2 광결합기(922)로부터 수신한 광신호를 하나의 광신호로 다중화할 수 있다. 제3 광결합기(923)는 다중화된 광신호를 출력포트를 통해 광출력 인터페이스(950)로 출력할 수 있다.
광출력 인터페이스(950)는 입력포트(미도시) 및 출력포트(미도시)를 포함할 수 있다. 광출력 인터페이스(950)는 입력포트를 통해 수신한 광신호를 출력포트를 통해 출력할 수 있다.
제1 광결합기(921) 및 제2 광결합기(922)는 제1 광결합부라 지칭될 수 있다. 복수개의 링공진기들(930-1 내지 930-(m-1) 및 930-(m+1) 내지 930-(m+n-1) 및 복수개의 모니터링용 수광소자들(940-1 내지 940-(m+n))은 모니터링부 또는 제1 모니터링부라 지칭될 수 있다.
도 9는 설명의 편의를 위해, 3개의 광결합기들(921 내지 923) 및 1개의 광출력 인터페이스(960)를 도시하고 있다. 그러나, 광결합기의 개수는 2개 이하이거나 3개를 초과할 수 있다. 또한, 광출력 인터페이스는 복수개일 수 있다.
도 10은 제5 실시예에 따른 송신기의 신호 흐름을 도시하는 개념도이다.
도 10을 참고하면, 송신기(1000)는 복수개의 광원들(1010-1 내지 1010-(m+n)), 복수개의 광결합기들(1021 내지 1023), 복수개의 링공진기들(1030-1 내지 1030-(m-1) 및 1030-(m+1) 내지 1030-(m+n-1), 복수개의 모니터링용 수광소자들(1040-1 내지 1040-(m+n)) 및 광출력 인터페이스(1060)를 포함할 수 있다. 송신기(1000)는 도 9의 송신기(900)와 동일 또는 유사하게 동작할 수 있다. 즉, 송신기(1000)의 구성들은 도 9의 송신기(900)의 구성들과 동일 또는 유사하게 동작할 수 있다.
복수개의 광결합기들(1021 내지 1023) 각각은 m×m 또는 n×n의 입출력포트 구조를 가질 수 있다. 이때, 복수개의 광결합기들(1021 내지 1023) 각각은 각 입력포트당 10×log(1/m) 또는 10×log(1/n) 데시벨의 광 입력 손실을 가질 수 있다.
예를 들어, 제1 광결합기(1021)는 m개의 입력포트들을 포함할 수 있다. 제2 광결합기(1022)는 n개의 입력포트들을 포함할 수 있다. 여기서, m 및 n은 동일하거나 서로 다른 정수일 수 있다. 제1 광결합기(1021) 및 제2 광결합기(1022)는 제1 광다중화부(미도시)라 지칭될 수 있다. 이때, 제1 광다중화부는 10×log{1/(m+n)} 데시벨의 광 입력 손실을 가질 수 있다.
복수개의 광결합기들(1021 내지 1023) 각각은 복수개의 출력포트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수개의 광결합기들(1021 내지 1023) 각각은 제1 출력포트 및 제2 출력포트를 포함할 수 있다. 송신기(1000)는 복수개의 광결합기들(1021 내지 1023) 각각의 제1 출력포트를 광신호를 모니터링하기 위한 채널로 사용할 수 있다. 또한, 송신기(1000)는 복수개의 광결합기들(1021 내지 1023) 각각의 제2 출력포트를 다중화 신호를 위한 채널로 사용할 수 있다. 송신기(1000)는 광신호에 대한 파장 다중화 및 모니터링 기능을 수행할 수 있다.
제1 내지 제m+n 광원(1010-1 내지 1010-(m+n))은 서로 다른 파장을 갖는 광신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 제1 광원(1010-1)은 제1 파장(λ1)의 광신호를 출력할 수 있다. 또한, 제m+n 광원(1010-(m+n))은 제n 파장(λm+n)의 광신호를 출력할 수 있다. 또한, 제1 내지 제m+n 광원(1010-1 내지 1010-(m+n))은 각각 광출력 세기를 갖는 광신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 제1 광원(1010-1)은 제1 광출력세기(Pλ1)의 광신호를 출력할 수 있다. 또한, 제m+n 광원(1010-(m+n))은 제m+n 광출력세기(Pλm+n)의 광신호를 출력할 수 있다.
제1 내지 제m 광원(1010-1 내지 1010-m)은 제1 내지 제m 광출력세기(Pλ1 내지 Pλm)의 광신호들을 제1 광결합기(1021)로 출력할 수 있다. 제1 광결합기(1021)는 제1 내지 제m 광출력세기(Pλ1 내지 Pλm)의 광신호들을 다중화할 수 있다.
이때, 제1 광결합기(1021)는 m개 또는 m개 미만의 출력포트들(미도시)을 포함할 수 있다. 제1 광결합기(1021)는 추가적인 광다중화를 위해 다중화된 광신호를 출력포트들 중 하나의 포트를 통해 제3 광결합기(1023)로 출력할 수 있다. 또한, 제1 광결합기(1021)는 광신호 모니터링을 위해 다중화된 광신호를 출력포트들 중 다른 하나의 포트를 통해 제1 링공진기(1030-1)로 출력할 수 있다.
제1 링공진기(1030-1)는 복수개의 입출력포트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 링공진기(1030-1)는 입력포트를 통해 제1 광결합기(1021)로부터 다중화된 광신호를 수신할 수 있다. 제1 링공진기(1030-1)는 다중화된 광신호를 파장별로 분리할 수 있다. 예를 들어, 제1 링공진기(1030-1)는 다중화된 광신호에서 제1 파장(λm)을 갖는 제m 광신호를 분리할 수 있다.
제1 링공진기(1030-1)는 다중화된 광신호를 제1 출력포트를 통해 제m-1 링공진기(1030-(m-1))로 송신할 수 있다. 제1 링공진기(1030-1)는 제m 광신호를 제2 출력포트를 통해 제m 모니터링 수광소자(1140-m)로 송신할 수 있다. 제m 모니터링용 수광소자(1040-m)는 제1 링공진기(1030-1)의 제2 출력포트를 통해 출력된 제m 광신호를 검출할 수 있다.
제m-1 링공진기(1030-(m-1))는 복수개의 입출력포트를 포함할 수 있다. 제m-1 링공진기(1030-(m-1))는 입력포트를 통해 제1 링공진기(1030-1)로부터 출력된 다중화된 광신호를 수신할 수 있다. 제m-1 링공진기(1030-(m-1))는 다중화된 광신호를 파장별로 분리할 수 있다. 예를 들어, 제m-1 링공진기(1030-2)는 다중화된 광신호를 제1 파장(λ1)을 갖는 제1 광신호 및 제2 파장(λ2)을 갖는 제2 광신호로 분리할 수 있다.
제m-1 링공진기(1030-(m-1))는 제1 광신호를 제1 출력포트를 통해 제1 모니터링용 수광소자(1040-1)로 송신할 수 있다. 제1 모니터링용 수광소자(1040-1)는 제m-1 링공진기(1030-(m-1))의 제1 출력포트를 통해 출력된 제1 광신호를 검출할 수 있다.
제m-1 링공진기(1030-(m-1))는 제2 광신호를 제2 출력포트를 통해 제2 모니터링용 수광소자(1040-2)로 송신할 수 있다. 제2 모니터링용 수광소자(1040-2)는 제m-1 링공진기(1030-(m-1))의 제2 출력포트를 통해 출력된 제2 광신호를 검출할 수 있다.
제1 모니터링용 수광소자(1040-1)로 출력되는 제1 광신호는 10×log(1/m) 데시벨의 파장당 삽입 손실 값을 가질 수 있다. 즉, 제1 모니터링용 수광소자(1040-1)로 출력되는 제1 광신호는 제1 광출력세기(Pλ1/m)를 가질 수 있다.
또한, 제2 모니터링용 수광소자(1040-2)로 출력되는 제2 광신호는 10×log(1/m) 데시벨의 파장당 삽입 손실 값을 가질 수 있다. 즉, 제2 모니터링용 수광소자(1040-2)로 출력되는 제2 광신호는 제2 광출력세기(Pλ2/m)를 가질 수 있다.
마찬가지로, 제m 모니터링용 수광소자(1040-m)로 출력되는 제m 광신호는 10×log(1/m) 데시벨의 파장당 삽입 손실 값을 가질 수 있다. 즉, 제m 모니터링용 수광소자(1040-m)로 출력되는 제m 광신호는 제1 광출력세기(Pλm/m)를 가질 수 있다.
이때, 제1 내지 제m 광출력세기(Pλ1/m 내지 Pλm/m)는 일반적으로 모니터링되는 광신호의 세기를 초과하는 세기일 수 있다. 따라서, 제1 내지 제m 모니터링용 수광소자들(1040-1 내지 1040-m)은 일반적으로 모니터링되는 광신호의 세기를 초과하는 광신호의 세기를 모니터링할 수 있다.
송신기(1000)는 제1 내지 제m 모니터링용 수광소자들(1040-1 내지 1040-m)을 통해 모니터링되는 광신호에 기초하여, 제1 내지 제m 광원(1010-1 내지 1010-m) 각각의 변조 바이어스 조건을 최적화할 수 있다. 제1 내지 제m 모니터링용 수광소자(1040-1 내지 1040-m)를 통해 모니터링되는 광신호들은 송신기(1000)의 제작 공정 과정에서, 제1 내지 제m 광원(1010-1 내지 1010-m)의 광결합 정렬을 위한 신호로 이용될 수 있다.
제m+1 내지 제m+n 광원(1010-(m+1) 내지 1010-(m+n))은 제m+1 내지 제m+n 광출력세기(Pλm+1 내지 Pλm +n)의 광신호들을 제2 광결합기(1022)로 출력할 수 있다. 제2 광결합기(1022)는 제m+1 내지 제m+n 광출력세기(Pλm+1 내지 Pλm+n)의 광신호들을 다중화할 수 있다.
이때, 제2 광결합기(1022)는 n개 또는 n개 미만의 출력포트들(미도시)을 포함할 수 있다. 제2 광결합기(1022)는 추가적인 광다중화를 위해 다중화된 광신호를 출력포트들 중 하나의 포트를 통해 광결합용 렌즈(1140)로 출력할 수 있다. 또한, 제2 광결합기(1022)는 광신호 모니터링을 위해 다중화된 광신호를 출력포트들 중 다른 하나의 포트를 통해 제m+1 링공진기(1030-(m+1))로 출력할 수 있다.
제m+1 링공진기(1030-(m+1))는 복수개의 입출력포트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제m+1 링공진기(1030-(m+1))는 입력포트를 통해 제2 광결합기(1022)로부터 다중화된 광신호를 수신할 수 있다. 제m+1 링공진기(1030-(m+1))는 다중화된 광신호를 파장별로 분리할 수 있다. 예를 들어, 제m+1 링공진기(1030-(m+1))는 다중화된 광신호에서 제m+n 파장(λm+n)을 갖는 제m+n 광신호를 분리할 수 있다.
제m+1 링공진기(1030-(m+1))는 다중화된 광신호를 제1 출력포트를 통해 제m+n-1 링공진기(1030-(m+n-1))로 송신할 수 있다. 제m+1 링공진기(1030-(m+1))는 제m+1 광신호를 제2 출력포트를 통해 제m+n 모니터링 수광소자(1040-(m+n))로 송신할 수 있다. 제m+n 모니터링용 수광소자(1040-(m+n))는 제m+1 링공진기(1030-(m+1))의 제2 출력포트를 통해 출력된 제m+n 광신호를 검출할 수 있다.
제m+n-1 링공진기(1030-(m+n-1))는 복수개의 입출력포트를 포함할 수 있다. 제m+n-1 링공진기(1030-(m+n-1))는 입력포트를 통해 제m+1 링공진기(1030-(m+1))로부터 출력된 다중화된 광신호를 수신할 수 있다. 제m+n-1 링공진기(1030-(m+n-1))는 다중화된 광신호를 파장별로 분리할 수 있다. 예를 들어, 제m+n-1 링공진기(1030-(m+n-1))는 다중화된 광신호를 제m+1 파장(λm+1)을 갖는 제m+1 광신호 및 제m+2 파장(λm+2)을 갖는 제m+2 광신호로 분리할 수 있다.
제m+n-1 링공진기(1030-(m+n-1))는 제m+1 광신호를 제1 출력포트를 통해 제m+1 모니터링용 수광소자(1040-(m+1))로 송신할 수 있다. 제m+1 모니터링용 수광소자(1040-(m+1))는 제m+n-1 링공진기(1030-(m+n-1))의 제1 출력포트를 통해 출력된 제m+1 광신호를 검출할 수 있다.
제m+n-1 링공진기(1030-(m+n-1))는 제m+2 광신호를 제2 출력포트를 통해 제m+2 모니터링용 수광소자(1040-(m+2))로 송신할 수 있다. 제2 모니터링용 수광소자(1040-(m+2))는 제m+n-1 링공진기(1030-(m+n-1))의 제2 출력포트를 통해 출력된 제m+2 광신호를 검출할 수 있다.
제m+1 모니터링용 수광소자(1040-(m+1))로 출력되는 제m+1 광신호는 10×log(1/n) 데시벨의 파장당 삽입 손실 값을 가질 수 있다. 즉, 제m+1 모니터링용 수광소자(1040-(m+1))로 출력되는 제m+1 광신호는 제m+1 광출력세기(Pλm+1/n)를 가질 수 있다.
또한, 제m+2 모니터링용 수광소자(1040-(m+2))로 출력되는 제m+2 광신호는 10×log(1/n) 데시벨의 파장당 삽입 손실 값을 가질 수 있다. 즉, 제m+2 모니터링용 수광소자(1040-(m+2))로 출력되는 제m+2 광신호는 제m+2 광출력세기(Pλm+2/n)를 가질 수 있다.
마찬가지로, 제m+n 모니터링용 수광소자(1040-(m+n))로 출력되는 제m+n 광신호는 10×log(1/m) 데시벨의 파장당 삽입 손실 값을 가질 수 있다. 즉, 제m+n 모니터링용 수광소자(1140-(m+n))로 출력되는 제m+n 광신호는 제m+n 광출력세기(Pλm+n/n)를 가질 수 있다.
이때, 제m+1 내지 제m+n 광출력세기(Pλm+1/n 내지 Pλm+n/n)는 일반적으로 모니터링되는 광신호의 세기를 초과하는 세기일 수 있다. 따라서, 제m+1 내지 제m+n 모니터링용 수광소자들(1040-(m+1) 내지 1040-(m+n))은 일반적으로 모니터링되는 광신호의 세기를 초과하는 광신호의 세기를 모니터링할 수 있다.
송신기(1000)는 제m+1 내지 제m+n 모니터링용 수광소자들(1040-(m+1) 내지 1040-(m+n))을 통해 모니터링되는 광신호에 기초하여, 제m+1 내지 제m+n 광원(1010-(m+1) 내지 1010-(m+n)) 각각의 변조 바이어스 조건을 최적화할 수 있다. 제m+1 내지 제m+n 모니터링용 수광소자(1040-(m+1) 내지 1040-(m+n))를 통해 모니터링되는 광신호들은 송신기(1000)의 제작 공정 과정에서, 제m+1 내지 제m+n 광원(1010-(m+1) 내지 1010-(m+n))의 광결합 정렬을 위한 신호로 이용될 수 있다.
제3 광결합기(1023)는 복수개의 입출력포트들(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제3 광결합기(1023)는 제1 입력포트(미도시)를 통해 제1 광결합기(1021)로부터 출력되는 광신호를 수신할 수 있다. 제3 광결합기(1023)는 제2 입력포트(미도시)를 통해 제2 광결합기(1022)로부터 출력되는 광신호를 수신할 수 있다.
제3 광결합기(1023)는 제1 광결합기(1021) 및 제2 광결합기(1022)로부터 출력되는 각각의 광신호를 다중화할 수 있다. 즉, 제3 광결합기(1023)는 m+n개의 파장을 가지는 다중화된 광신호를 출력할 수 있다. 제3 광결합기(1023)는 제1 출력포트(미도시)를 통해 다중화된 광신호(1050)를 광출력 인터페이스(1060)로 출력할 수 있다.
도 11은 제6 실시예에 따른 송신기의 동작 순서를 도시하는 흐름도이다.
도 11을 참고하면, 송신기는 복수개의 광원들로부터 출력되는 광신호를 복수개의 광결합기들을 통해 다중화(제1 광다중화 단계)할 수 있다(S1101).
송신기는 복수개의 광결합기들 각각의 제1 출력포트를 통해 출력되는 광신호를 다중화(제2 광다중화 단계)하여 출력할 수 있다(S1102).
예를 들어, 송신기는 적어도 하나의 광결합기를 통해 복수개의 광결합기들 각각의 제1 출력포트를 통해 출력되는 광신호를 다중화할 수 있다. 송신기는 적어도 하나의 광결합기의 제1 출력포트 및 제2 출력포트를 통해 다중화된 광신호를 출력할 수 있다.
또한, 송신기는 복수개의 광결합기들 각각의 제1 출력포트를 통해 출력되는 광신호를 적어도 하나의 광결합용 렌즈를 통해 다중화할 수 있다.
송신기는 복수개의 광다중화기들 각각의 제2 출력포트를 통해 출력되는 광신호를 모니터링(제1 모니터링 단계)할 수 있다(S1103). 예를 들어, 송신기는 복수개의 모니터링용 수광소자들을 통해 상기 복수개의 광결합기들 각각의 제2 출력포트를 통해 출력되는 광신호를 모니터링할 수 있다.
송신기는 복수개의 광결합기들 각각의 제1 출력포트를 통해 출력되는 다중화된 광신호를 복수개의 광학 링공진부 각각을 통해 파장별로 필터링할 수 있다. 또한, 송신기는 복수개의 광학 링공진부 각각을 통해 필터링된 광신호를 복수개의 모니터링용 수광소자들 각각을 통해 모니터링할 수 있다.
송신기는 제2 광다중화부의 제2 출력포트를 통해 출력되는 광신호를 모니터링(제2 모니터링 단계)할 수 있다. 송신기는 제2 광다중화부의 제2 출력포트와 연결되는 적어도 하나의 모니터링용 수광소자를 통해 제2 광다중화부의 제2 출력포트를 통해 출력되는 광신호를 모니터링할 수 있다.
송신기는 광원부, 제1 광다중화부, 제2 광다중화부, 모니터링부, 출력부 및 컨트롤러를 포함할 수 있다. 광원부는 복수개의 광원들을 포함할 수 있다. 제1 광다중화부는 복수개의 광결합기들을 포함할 수 있다. 제2 광다중화부는 적어도 하나의 광결합기를 포함할 수 있다. 모니터링부는 적어도 하나의 모니터링부를 포함할 수 있다.
복수개의 광원들은 광신호를 출력할 수 있다. 제1 광다중화부는 복수개의 광원들로부터 출력되는 광신호를 복수개의 광결합기들을 통해 다중화할 수 있다. 제2 광다중화부는 상기 복수개의 광결합기들 각각의 제1 출력포트를 통해 출력되는 광신호를 다중화하여 출력할 수 있다. 모니터링부는 상기 복수개의 광다중화기들 각각의 제2 출력포트를 통해 출력되는 광신호를 모니터링하는 제1 모니터링부를 포함할 수 있다. 컨트롤러는 모니터링 결과에 기초하여 복수개의 광원들의 광출력을 제어할 수 있다.
제1 모니터링부는 복수개의 모니터링용 수광소자들을 포함할 수 있다. 복수개의 모니터링용 수광소자들 각각은 복수개의 광결합기들 각각의 제1 출력포트와 연결될 수 있다.
제2 광다중화부는 제1 광다중화부를 통해 출력되는 광신호를 다중화하는 적어도 하나의 광결합기를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 광결합기는 제1 출력포트 및 제2 출력포트를 통해 다중화된 광신호를 출력할 수 있다.
송신기는 제2 광다중화부의 제2 출력포트를 통해 출력되는 광신호를 모니터링하는 제2 모니터링부를 더 포함할 수 있다. 제2 모니터링부는 제2 광다중화부의 제2 출력포트와 연결되는 적어도 하나의 모니터링용 수광소자를 포함할 수 있다.
제2 광다중화부는 제1 광다중화부를 통해 출력되는 광신호를 다중화하는 적어도 하나의 광결합용 렌즈를 포함할 수 있다.
제1 모니터링부는 복수개의 광학 링공진부 및 복수개의 모니터링용 수광소자들을 포함할 수 있다. 복수개의 광학 링공진부 각각은 복수개의 광결합기들 각각의 제1 출력포트를 통해 출력되는 다중화된 광신호를 파장별로 필터링할 수 있다. 복수개의 모니터링용 수광소자들 각각은 복수개의 광학 링공진부 각각을 통해 필터링된 광신호를 모니터링할 수 있다.
송신기는 제1 광다중화부, 상기 제2 광다중화부, 제1 모니터링부를 실장하는 평판형 광파 회로 기판을 더 포함할 수 있다.
발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (1)

  1. 광통신 시스템에서 광신호를 송신하기 위한 송신기에 있어서,
    광신호를 출력하는 복수개의 광원들;
    상기 복수개의 광원들로부터 출력되는 광신호를 복수개의 광결합기들을 통해 다중화하는 제1 광다중화부;
    상기 복수개의 광결합기들 각각의 제1 출력포트를 통해 출력되는 광신호를 다중화하여 출력하는 제2 광다중화부;
    상기 복수개의 광다중화기들 각각의 제2 출력포트를 통해 출력되는 광신호를 모니터링하는 모니터링부; 및
    상기 모니터링 결과에 기초하여 상기 복수개의 광원들의 광출력을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는, 송신기.
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