KR20190063343A - 광 신호 생성 장치 및 그것의 동작 방법 - Google Patents

광 신호 생성 장치 및 그것의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 하나의 실시 예에 따른 광 신호 생성 장치는 제1 광 신호를 변조하여 이진 신호 형태의 2N-레벨(단, N은 양의 정수) 제2 광 신호를 생성하도록 구성되는 제1 광 세기 변조기, 상기 제2 광 신호를 증폭하여 제3 광 신호를 생성하도록 구성되는 제1 광 증폭기 및 상기 제3 광 신호를 변조하여 이진 신호 형태의 2N+1-레벨 제4 광 신호를 생성하도록 구성되는 제2 광 세기 변조기를 포함한다. 본 발명의 실시 예에 따른 광 신호 생성 장치는 광 소자를 사용하여 멀티레벨 광 신호를 생성함으로써 저비용, 고품질의 광 신호를 생성할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 광 신호 생성 장치는 광 변조 및 광 증폭 동작을 순차적으로 수행함으로써 멀티레벨 광 신호를 생성할 수 있다.

Description

광 신호 생성 장치 및 그것의 동작 방법{OPTICAL SIGNAL GENERATING APPARATUS AND OPERATING METHOD THEREOF}
본 발명은 광 신호 생성 장치에 관한 것으로써, 좀 더 상세하게는 광 네트워크에서 사용되는 광 송수신 모듈에서 전기 신호를 광 신호로 변환하는 광 신호 생성 장치 및 그것의 동작 방법에 관한 것이다.
광 통신 기술은 유선 및 무선 융합 서비스의 확대에 따라 대용량, 고효율의 통신 수단을 요구한다. 이러한 광 네트워크의 고속화, 대용량화를 위해 개별 채널의 속도를 높이는 시분할 다중화(TDM; time division multiplexing) 방식과 광 주파수 자원을 폭 넓게 활용하는 파장 분할 다중화(WDM; wavelength division multiplexing) 방식의 광 기술이 활용된다.
또한, 데이터 센터를 연결하기 위해 이더넷(Ethernet)을 기반으로 하는 멀티레벨 광 신호 변조기술이 연구되고 있다. 멀티레벨 광 신호 변조기술 중 하나로 펄스 진폭 변조(PAM; pulse amplitude modulation) 기술이 사용된다. PAM 광 신호 변조 장치는 디지털 신호인 이진 전기 신호를 아날로그 신호로 변환하기 위한 디지털/아날로그변환기(DAC; digital to analog converter)를 수반한다.
대용량화를 기반으로 하는 차세대 통신 기술에서 요구되는 디지털/아날로그 전기신호 부품들은 비용을 크게 발생시킬 수 있다.
본 발명은 상술된 기술적 과제를 해결하기 위한 것으로써, 본 발명의 목적은 디지털/아날로그 전기신호 부품들 대신 광 소자를 사용하여 멀티레벨 광 신호를 생성하는 광 신호 생성 장치 및 그것의 동작 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 하나의 실시 예에 따른 광 신호 생성 장치는 제1 광 신호를 변조하여 이진 신호 형태의 2N-레벨(단, N은 양의 정수) 제2 광 신호를 생성하도록 구성되는 제1 광 세기 변조기, 상기 제2 광 신호를 증폭하여 제3 광 신호를 생성하도록 구성되는 제1 광 증폭기 및 상기 제3 광 신호를 변조하여 이진 신호 형태의 2N+1-레벨 제4 광 신호를 생성하도록 구성되는 제2 광 세기 변조기를 포함한다.
상기 제1 광 세기 변조기는 제1 바이어스 전압 및 제1 RF 전압을 기반으로 동작하도록 구성되고, 상기 제2 광 세기 변조기는 상기 제1 바이어스 전압과 동일한 제2 바이어스 전압 및 상기 제1 RF 전압과 동일한 진폭을 갖는 제2 RF 전압을 기반으로 동작하도록 구성될 수 있다.
상기 제4 광 신호의 광 세기 변조 폭은 상기 제2 광 신호의 광 세기 변조 폭과 동일할 수 있다.
상기 제1 광 증폭기는 상기 제3 광 신호의 광 세기 변조 폭이 상기 제2 광 신호의 광 세기 변조 폭의 반이 되도록 상기 제2 광 신호를 정형하도록 구성될 수 있다.
상기 제1 광 증폭기는 입력 전류를 기반으로 동작하고, 상기 입력 전류의 크기는 상기 제1 광 증폭기가 비선형 특성 영역에서 동작하도록 하는 전류의 크기일 수 있다.
상기 제1 광 세기 변조기는 제1 바이어스 전압 및 제1 RF 전압을 기반으로 동작하도록 구성되고, 상기 제2 광 세기 변조기는 상기 제1 바이어스 전압과 다른 제2 바이어스 전압 및 상기 제1 RF 전압과 다른 진폭을 갖는 제2 RF 전압을 기반으로 동작하도록 구성될 수 있다.
상기 제2 RF 전압의 상기 진폭은 상기 제1 RF 전압의 상기 진폭의 반일 수 있다.
상기 제1 광 증폭기는 입력 전류를 기반으로 동작하고, 상기 입력 전류의 크기는 상기 제1 광 증폭기가 선형 특성 영역에서 동작하도록 하는 전류의 크기일 수 있다.
상기 제3 광 신호의 가장 높은 레벨의 광 세기는 상기 제1 광 신호의 광 세기와 동일할 수 있다.
본 발명의 하나의 실시 예에 따른 광 신호 생성 장치는 상기 제4 광 신호를 증폭하여 제5 광 신호를 생성하도록 구성되는 제2 광 증폭기 및 상기 제5 광 신호를 변조하여 이진 신호 형태의 2N+2-레벨 제6 광 신호를 생성하도록 구성되는 제3 광 세기 변조기를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 광 세기 변조기는 제1 바이어스 전압 및 제1 RF 전압을 기반으로 동작하도록 구성되고, 상기 제2 광 세기 변조기는 제2 바이어스 전압 및 제2 RF 전압을 기반으로 동작하도록 구성되고, 상기 제3 광 세기 변조기는 제3 바이어스 전압 및 제3 RF 전압을 기반으로 동작하도록 구성되고, 상기 제1 바이어스 전압, 상기 제2 바이어스 전압 및 상기 제3 바이어스 전압은 동일하고, 상기 제1 RF 전압, 상기 제2 RF 전압 및 상기 제3 RF 전압은 동일한 진폭을 가질 수 있다.
상기 제1 광 증폭기는 상기 제3 광 신호의 광 세기 변조 폭이 상기 제2 광 신호의 광 세기 변조 폭의 반이 되도록 상기 제2 광 신호를 정형하도록 구성되고, 상기 제2 광 증폭기는 상기 제5 광 신호의 광 세기 변조 폭이 상기 제4 광 신호의 광 세기 변조 폭의 1/4이 되도록 상기 제4 광 신호를 정형하도록 구성될 수 있다.
상기 제1 광 세기 변조기는 제1 바이어스 전압 및 제1 RF 전압을 기반으로 동작하도록 구성되고, 상기 제2 광 세기 변조기는 제2 바이어스 전압 및 제2 RF 전압을 기반으로 동작하도록 구성되고, 상기 제3 광 세기 변조기는 제3 바이어스 전압 및 제3 RF 전압을 기반으로 동작하도록 구성되고, 상기 제1 바이어스 전압, 상기 제2 바이어스 전압 및 상기 제3 바이어스 전압은 서로 다르고, 상기 제1 RF 전압, 상기 제2 RF 전압 및 상기 제3 RF 전압은 서로 다른 진폭을 가질 수 있다.
상기 제2 RF 전압의 진폭은 상기 제1 RF 전압의 진폭의 반이고, 상기 제3 RF 전압의 진폭은 상기 제2 RF 전압의 진폭의 반일 수 있다.
상기 제1 광 세기 변조기 및 상기 제2 광 세기 변조기는 마하젠더 광 세기 변조기 또는 전계 흡수 변조기일 수 있다.
본 발명의 하나의 실시 예에 따른 광 신호 생성 장치의 동작 방법은 제1 광 신호를 변조하여 이진 신호 형태의 2N-레벨(단, N은 양의 정수) 제2 광 신호를 생성하는 단계, 상기 제2 광 신호를 증폭하여 제3 광 신호를 생성하는 단계 및 상기 제3 광 신호를 변조하여 이진 신호 형태의 2N+1-레벨 제4 광 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
제1 바이어스 전압 및 제1 RF 전압을 기반으로 상기 제1 광 신호를 변조하고, 상기 제1 바이어스 전압과 동일한 제2 바이어스 전압 및 상기 제1 RF 전압과 동일한 진폭을 갖는 제2 RF 전압을 기반으로 상기 제3 광 신호를 변조할 수 있다.
제1 바이어스 전압 및 제1 RF 전압을 기반으로 상기 제1 광 신호를 변조하고, 상기 제1 바이어스 전압과 다른 제2 바이어스 전압 및 상기 제1 RF 전압과 다른 진폭을 갖는 제2 RF 전압을 기반으로 상기 제3 광 신호를 변조할 수 있다.
입력 전류를 기반으로 상기 제2 광 신호를 증폭하고, 상기 입력 전류의 크기는 상기 제3 광 신호의 광 세기 변조 폭이 상기 제2 광 신호의 광 세기 변조 폭과 달라지도록 하는 전류의 크기일 수 있다.
입력 전류를 기반으로 상기 제2 광 신호를 증폭하고, 상기 입력 전류의 크기는 상기 제3 광 신호의 광 세기 변조 폭이 상기 제2 광 신호의 광 세기 변조 폭과 동일하도록 하는 전류의 크기일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 광 신호 생성 장치는 광 소자를 사용하여 멀티레벨 광 신호를 생성함으로써 저비용, 고품질의 광 신호를 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 광 신호 생성 장치는 광 변조 및 광 증폭 동작을 순차적으로 수행함으로써 멀티레벨 광 신호를 생성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 광 신호 생성 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 광 신호 생성 장치를 보여주는 블록도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 광 세기 변조기의 변조 동작을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 광 증폭기의 동작을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 광 신호 생성 장치를 보여주는 블록도이다.
도 6은 도 5의 광 신호 생성 장치의 광 신호 출력을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 도 5의 광 신호 생성 장치의 동작 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 광 신호 생성 장치를 보여주는 블록도이다.
도 9는 도 8의 광 신호 생성 장치의 광 신호 출력을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 광 신호 생성 장치를 보여주는 블록도이다.
도 11은 도 10의 광 신호 생성 장치의 광 신호 출력을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 12는 도 10의 광 신호 생성 장치의 동작 방법을 나타내는 순서도이다.
도 13은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 광 신호 생성 장치를 보여주는 블록도이다.
도 14는 도 13의 광 신호 생성 장치의 광 신호 출력을 예시적으로 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들이 상세하게 설명된다. 이하의 설명에서, 상세한 구성들 및 구조들과 같은 세부적인 사항들은 단순히 본 발명의 실시 예들의 전반적인 이해를 돕기 위하여 제공된다. 그러므로 본 발명의 기술적 사상 및 범위로부터의 벗어남 없이 본문에 기재된 실시 예들의 변형들은 통상의 기술자 의해 수행될 수 있다. 더욱이, 명확성 및 간결성을 위하여 잘 알려진 기능들 및 구조들에 대한 설명들은 생략된다. 본 명세서에서 사용된 용어들은 본 발명의 기능들을 고려하여 정의된 용어들이며, 특정 기능에 한정되지 않는다. 용어들의 정의는 상세한 설명에 기재된 사항을 기반으로 결정될 수 있다.
이하의 도면들 또는 상세한 설명에서의 모듈들은 도면에 도시되거나 또는 상세한 설명에 기재된 구성 요소 이외에 다른 것들과 연결될 수 있다. 모듈들 또는 구성 요소들 사이의 연결은 각각 직접적 또는 비직접적일 수 있다. 모듈들 또는 구성 요소들 사이의 연결은 각각 통신에 의한 연결이거나 또는 물리적인 접속일 수 있다.
상세한 설명에서 사용되는 부 또는 유닛(unit), 모듈(module), 계층(layer) 등의 용어를 참조하여 설명되는 구성 요소들은 소프트웨어, 또는 하드웨어, 또는 그것들의 조합의 형태로 구현될 수 있다. 예시적으로, 소프트웨어는 기계 코드, 펌웨어, 임베디드 코드, 및 애플리케이션 소프트웨어일 수 있다. 예를 들어, 하드웨어는 전기 회로, 전자 회로, 프로세서, 컴퓨터, 집적 회로, 집적 회로 코어들, 압력 센서, 관성 센서, 멤즈(Micro Electro Mechanical System; MEMS), 수동 소자, 또는 그것들의 조합을 포함할 수 있다.
다르게 정의되지 않는 한, 본문에서 사용되는 기술적 또는 과학적인 의미를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 자에 의해 이해될 수 있는 의미를 갖는다. 일반적으로 사전에서 정의된 용어들은 관련된 기술 분야에서의 맥락적 의미와 동등한 의미를 갖도록 해석되며, 본문에서 명확하게 정의되지 않는 한, 이상적 또는 과도하게 형식적인 의미를 갖도록 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 광 신호 생성 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 광원(10)은 전류(I_s)로부터 광 신호를 생성할 수 있다. 광원(10)은 일정한 세기의 광 신호를 출력하여 광 신호 생성 장치(100)로 전송할 수 있다.
광 신호 생성 장치(100)는 광원(10)으로부터 광 신호를 수신하고, 수신된 광 신호를 변조하여 2N-레벨(N>1)(또는 멀티레벨) 광 신호를 생성할 수 있다. 즉, 광 신호 생성 장치(100)로부터 생성되는 광 신호는 2N-레벨 중 하나의 레벨을 나타낼 수 있다. 따라서, 광 신호 생성 장치(100)는 2N개의 값을 나타낼 수 있는 광 신호를 생성할 수 있다.
광 신호 생성 장치(100)는 제0 광 세기 변조기(101) 및 하나 이상의 이진 신호 생성부(110)를 포함할 수 있다. 제0 광 세기 변조기(101)는 광원(10)으로부터 일정한 세기의 광 신호를 수신하여 광 세기를 변조할 수 있다. 제0 광 세기 변조기(101)는 광 세기를 변조함으로써 이진(binary) 신호 형태의 광 신호(이하, 이진 광 신호)를 생성할 수 있다. 즉, 제0 광 세기 변조기(101)는 하나의 레벨의 광 신호로부터 하이 레벨(예를 들어, "1") 및 로우 레벨(예를 들어, "0") 값을 갖는 2-레벨의 광 신호를 생성할 수 있다.
이진 신호 생성부(110)는 광 신호를 수신하여 증폭하고, 증폭된 광 신호를 변조하여 이진 광 신호를 생성할 수 있다. 예시적으로, 이진 신호 생성부(110)는 광 신호를 정형(reshaping)할 수 있다. 광 신호가 정형이 되는 경우, 이진 광 신호의 광 세기 변조 폭이 달라질 수 있다.
제1 이진 신호 생성부(110-1)는 제0 광 세기 변조기(101)로부터 2-레벨 광 신호를 수신할 수 있다. 제1 이진 신호 생성부(110-1)는 2-레벨을 나타내는 광 신호로부터 4-레벨을 나타내는 이진 광 신호를 생성할 수 있다.
제2 이진 신호 생성부(110-2)는 제1 이진 신호 생성부(110)로부터 4-레벨 광 신호를 수신할 수 있다. 제2 이진 신호 생성부(110-2)는 4-레벨을 나타내는 광 신호로부터 8-레벨을 나타내는 이진 광 신호를 생성할 수 있다.
제N-1 이진 신호 생성부(110-N-1)는 제N-2 이진 신호 생성부(미도시)로부터 2N-1-레벨 광 신호를 수신할 수 있다. 제N-1 이진 신호 생성부(110-N-1)는 2N-1-레벨을 나타내는 광 신호로부터 2N-레벨을 나타내는 이진 광 신호를 생성할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제0 광세기 변조기(101) 및 하나 이상의 이진 신호 생성부(110)는 직렬로 연결되어 순차적으로 광 신호를 변조하여 멀티레벨 광 신호를 생성할 수 있다. 따라서, 광 신호 생성 장치(100)는 N-1개의 이진 신호 생성부를 통해 2N-레벨 광 신호를 생성할 수 있고, 하나의 광 세기 변조기 및 하나 이상의 이진 신호 생성부를 통해 멀티레벨 광 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 하나의 실시 예에 따른 광 신호 생성 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 별도의 광원(10)으로부터 생성된 광 신호를 수신할 수도 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 광 신호 생성 장치는 광원을 포함하고, 광 신호 생성 장치 내부에서 광 신호를 생성할 수 있다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해, 광 신호 생성 장치가 별도의 광원으로부터 광 신호를 수신하는 것으로 가정한다.
도 2는 도 1의 광 신호 생성 장치를 보여주는 블록도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 광 신호 생성 장치(100)는 제0 광 세기 변조기(101) 및 하나 이상의 이진 신호 생성부(110)를 포함할 수 있다. 이진 신호 생성부(110)는 광 증폭기(111) 및 광 세기 변조기(112)를 포함할 수 있다.
광 세기 변조기(101, 112)는 전계 흡수 변조기(EAM; Electro-Absorption Modulator) 또는 마하젠더(Mach-Zehnder) 광 세기 변조기 등을 이용하여 구현될 수 있다.
광 세기 변조기(101, 112)는 바이어스 전압(Vbias) 및 RF 전압(VRF)에 기초하여 수신된 광 신호를 변조할 수 있다. 바이어스 전압(Vbias)은 직류 전압으로 광 세기 변조기의 기준 동작점과 연관될 수 있다. RF 전압(VRF)은 광 신호가 변조되어 생성되는 이진 광 신호의 광 세기 변조 폭과 연관될 수 있다. 예시적으로, RF 전압(VRF)은 교류 전압 또는 전기적 이진 신호일 수 있다. 예를 들어, 생성되는 이진 광 신호의 광 세기 기준 값이 바이어스 전압(Vbias)에 따라 결정되고, 이진 광 신호의 광 세기 변조 폭이 RF 전압(VRF)에 따라 달라질 수 있다.
광 증폭기(111)는 전류(I)에 기초하여 수신된 광 신호의 세기를 증폭할 수 있다. 광 증폭기(111)는 전류(I)에 기초하여 이진 광 신호의 광 세기 폭을 조절함으로써 광 신호를 정형할 수 있다.
제0 광 세기 변조기(101)는 제0 바이어스 전압(Vbias0), 제0 RF 전압(VRF0) 및 광 신호를 수신할 수 있다. 제0 광 세기 변조기(101)는 제0 바이어스 전압(Vbias0) 및 제0 RF 전압(VRF0)에 기초하여 수신된 광 신호를 변조하여 이진 광 신호를 생성할 수 있다. 제0 광 세기 변조기(101)에 의해 생성된 이진 광 신호는 2-레벨 광 신호일 수 있다.
제1 광 증폭기(111-1)는 제1 전류(I_1) 및 제0 광 세기 변조기(101)로부터 생성된 광 신호를 수신할 수 있다. 제1 광 증폭기(111-1)는 제1 전류(I_1)에 기초하여 수신된 광 신호를 증폭할 수 있다. 제1 광 증폭기(111-1)는 제1 전류(I_1)에 기초하여 수신된 광 신호를 정형할 수 있다.
제1 광 세기 변조기(112-1)는 제1 바이어스 전압(Vbias1), 제1 RF 전압(VRF1) 및 제1 광 증폭기(111-1)로부터 증폭된 광 신호를 수신할 수 있다. 제1 광 세기 변조기(112-1)는 제1 바이어스 전압(Vbias1) 및 제1 RF 전압(VRF1)에 기초하여 수신된 광 신호를 변조하여 이진 광 신호를 생성할 수 있다. 제1 광 세기 변조기(112-1)에 의해 생성된 이진 광 신호는 4-레벨 광 신호일 수 있다.
제1 광 증폭기(111-1)에서와 마찬가지로, 제2 광 증폭기(111-2)는 제2 전류(I_2)에 기초하여 광 신호의 세기를 증폭할 수 있고, 수신된 광 신호를 정형할 수 있다. 또한, 제N-1 광 증폭기(111-N-1)는 제N-1 전류(I_N-1)에 기초하여 수신된 광 신호의 세기를 증폭할 수 있고, 수신된 광 신호를 정형할 수 있다.
제1 광 세기 변조기(112-1)에서와 마찬가지로, 제2 광 세기 변조기(112-2)는 제2 바이어스 전압(Vbias2) 및 제2 RF 전압(VRF2)에 기초하여 수신된 광 신호를 변조하여 8-레벨 광 신호를 생성할 수 있다. 또한, 제N-1 광 세기 변조기(112-N-1)는 제N-1 바이어스 전압(VbiasN-1) 및 제N-1 RF 전압(VRFN-1)에 기초하여 수신된 광 신호를 변조하여 2N-레벨 광 신호를 생성할 수 있다.
예시적으로, 제0 바이어스 전압 내지 제N-1 바이어스 전압((Vbias0~VbiasN-1)의 크기는 동일할 수 있고, 제0 RF 전압 내지 제N-1 RF 전압(VRF0~VRFN-1)의 진폭의 크기는 동일할 수 있다. 이 경우, 제0 광 세기 변조기 내지 제N-1 광 세기 변조기(101~112-N-1)에서 생성되는 이진 광 신호의 광 세기 변조 폭은 동일할 수 있다.
예시적으로, 제0 바이어스 전압 내지 제N-1 바이어스 전압(Vbias0~VbiasN-1)의 크기는 다를 수 있고, 제0 RF 전압 내지 제N-1 RF 전압(VRF0~VRFN-1)의 크기는 다를 수 있다. 이 경우, 제0 광 세기 변조기 내지 제N-1 광 세기 변조기(101~112-N-1)에서 생성되는 이진 광 신호의 광 세기 변조 폭은 다를 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 광 신호 생성 장치(100)는 N-1개의 이진 신호 생성부를 포함할 수 있다. 그러나, 광 신호 생성 장치(100)는 이진 신호 생성부의 개수에 한정되지 않으며, 예를 들어, 하나의 이진 신호 생성부를 통해 멀티레벨 광 신호(예를 들어, 4-레벨 광 신호)를 생성할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 광 세기 변조기의 변조 동작을 예시적으로 보여주는 도면이다. 구체적으로, 도 3a는 제0 광 세기 변조기(101)가 수신된 광 신호를 이진 광 신호로 변조하는 예시를 나타내고, 도 3b는 제0 광 세기 변조기(101)가 바이어스 전압(Vbias) 및 RF 전압(VRF)에 따라 수신된 광 신호를 이진 광 신호로 변조하는 예시를 나타낸다. 설명의 편의를 위해, 제0 광 세기 변조기(101)를 기준으로 본 발명의 실시 예에 따른 광 세기 변조기를 설명하지만, 다른 광 세기 변조기들(112-1~112-N-1)도 유사하게 동작할 수 있다.
도 3a를 참조하면, 도 3a의 가로축은 시간을 나타내고 세로축은 광 세기를 나타낸다. 세로축의 광 세기는 입력 광 신호의 광 세기에 대한 출력 광 신호의 광 세기의 상대적인 크기를 나타내며, 절대적인 광 세기를 의미하는 것은 아닐 수 있다. 이와 마찬가지로, 이하의 도면들에 도시된 광 세기는 상대적인 광 세기의 크기를 나타내는 것일 수 있다.
제0 광 세기 변조기(101)는 수신된 제1 광 신호(OS1)를 변조하여 제2 광 신호(OS2)를 생성할 수 있다. 예시적으로, 생성되는 제2 광 신호(OS2)는 이진 신호 형태일 수 있다. 예를 들어, 제2 광 신호(OS2) 중 광 세기(p2)가 큰 제2 광 신호(OS2)는 "1" 값을 가리키며, 광 세기(p3)가 작은 제2 광 신호(OS2)는 "0" 값을 가리킬 수 있다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 제0 광 세기 변조기(101)를 통해 변조된 광 신호는 삽입 손실(insertion loss)로 인하여 광 세기가 작아질 수 있다. 예를 들어, 변조된 제2 광 신호(OS2)의 제2 광 세기(p2)는 제1 광 신호(OS1)의 제1 광 세기(p1)보다 삽입 손실만큼 작아질 수 있다.
도 3b를 참조하면, 도 3b의 가로축은 인가 전압을 나타내고 세로축은 광 세기를 나타낸다. 도 3b는 제0 광 세기 변조기(101)에 인가되는 전압에 따른 광 세기 응답 특성을 보여준다. 제0 광 세기 변조기(101)는 광 세기 변조기 특성 곡선에 기초하여 동작할 수 있다. 예시적으로, 제0 광 세기 변조기(101)의 응답 특성(즉, 광 세기 변조기 특성 곡선)은 제0 광 세기 변조기(101)의 구조 및 설계에 따라 달라질 수 있으며, 제0 광 세기 변조기(101)의 응답 특성은 미리 정해질 수 있다.
도 3b의 인가 전압은 바이어스 전압(Vbias) 및 RF 전압(VRF)일 수 있다. 제0 광 세기 변조기(101)에 제1 전압(V1)를 갖는 바이어스 전압(Vbias)과 제1 진폭(a1)을 갖는 RF 전압(VRF)이 인가될 수 있다. 이 경우, 제0 광 세기 변조기(101)는 제1 광 세기(p1)를 갖는 제1 광 신호(OS1)로부터 제2 광 세기(p2) 및 제3 광 세기(p3)를 갖는 제2 광 신호(OS2)를 생성할 수 있다.
생성되는 제2 광 신호(OS2)는 광 세기 변조기 특성 곡선에 기초하여 결정될 수 있다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 바이어스 전압(Vbias)에 따라 변조되는 광 세기의 기준점이 달라질 수 있다. 예를 들어, 바이어스 전압(Vbias)이 작아지는 경우, 변조되는 광 세기가 커질 수 있고, 바이어스 전압(Vbias)이 커지는 경우, 변조되는 광 세기가 작아질 수 있다.
또한, RF 전압(VRF)의 진폭에 따라, 생성되는 광 신호의 광 세기 변조 폭이 달라질 수 있다. 예를 들어, RF 전압(VRF)의 진폭이 커지는 경우, 광 세기 변조 폭이 커질 수 있고, RF 전압(VRF)의 진폭이 작아지는 경우, 광 세기 변조 폭이 작아질 수 있다.
예시적으로, 제0 광 세기 변조기(101)가 광 세기 변조기 특성 곡선의 선형 특성 영역에서 동작할 수 있도록 바이어스 전압(Vbias) 및 RF 전압(VRF)이 인가될 수 있다. 제0 광 세기 변조기(101)가 선형 특성 영역에서 동작하는 경우, 인가되는 바이어스 전압(Vbias) 및 RF 전압(VRF)을 조절하여 광 세기 변조 폭을 용이하게 제어할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 광 증폭기의 동작을 예시적으로 보여주는 도면이다. 구체적으로, 도 4a는 제1 광 증폭기(111-1)가 수신된 광 신호를 증폭하는 예시를 나타내고, 도 4b는 제1 광 증폭기(111-1)로부터 출력되는 광 증폭 세기를 결정하는 방법을 설명하기 위한 예시를 나타낸다. 설명의 편의를 위해, 제1 광 증폭기(111-1)를 기준으로 본 발명의 실시 예에 따른 광 증폭기를 설명하지만, 다른 광 증폭기들(111-2~111-N-1)도 유사하게 동작할 수 있다.
도 4a를 참조하면, 가로축은 시간을 나타내고 세로축은 광 세기를 나타낸다. 제0 광 세기 변조기(101)로부터 제1 광 신호(OS1)가 제2 광 신호(OS2)로 변조되고, 제1 광 증폭기(111-1)로부터 제2 광 신호(OS2)의 광 세기가 증폭되어 제3 광 신호(OS3)가 생성될 수 있다.
제1 광 증폭기(111-1)에 의해 제2 광 신호(OS2)의 제2 광 세기(p2)는 제3 광 신호(OS3)의 제4 광 세기(p4)로 증폭될 수 있고, 제2 광 신호(OS2)의 제3 광 세기(p3)는 제3 광 신호(OS3)의 제5 광 세기(p5)로 증폭될 수 있다.
제1 광 증폭기(111-1)는 광 세기의 증폭을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 생성되는 광 신호의 광 세기 변조 폭을 변화시킬 수 있다(즉, 광 신호를 정형). 이에 따라, 증폭 전 광 세기 변조 폭과 증폭 후 광 세기 변조 폭은 달라질 수 있다. 예를 들어, 제1 광 증폭기(111-1)는 증폭 전 광 세기 변조 폭과 증폭 후 광 세기 변조 폭이 동일하도록 광 신호를 증폭할 수 있다. 또는, 제1 광 증폭기(111-1)는 증폭 전 광 세기 변조 폭보다 증폭 후 광 세기 변조 폭이 작아지도록 광 신호를 증폭할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 가로축은 입력 광 세기를 나타내고, 세로축은 출력 광 세기를 나타낸다. 제1 광 증폭기(111-1)는 광 증폭기 특성 곡선에 기초하여 입력된 광 신호의 광 세기를 증폭시킬 수 있다. 광 증폭기 특성 곡선에 따라 제2 광 세기(p2)는 제4 광 세기(p4)로 증폭될 수 있고, 제3 광 세기(p3)는 제5 광 세기(p5)로 증폭될 수 있다.
광 증폭기 특성 곡선은 선형 특성 영역과 비선형 특성 영역(또는 포화 영역)이 존재할 수 있다. 선형 특성 영역에 따라 광 세기가 증폭되는 경우, 입력되는 광 세기에 비례하여 출력되는 광 세기가 결정될 수 있다. 증폭 전 광 세기 변조 폭은 증폭 후 광 세기 변조 폭과 동일할 수 있다. 따라서, 광 신호를 증폭만 하는 경우, 광 증폭기는 선형 특성 영역에 따라 동작할 수 있다.
비선형 특성 영역에 따라 광 세기가 증폭되는 경우, 입력되는 광 세기와 출력되는 광 세기는 비례하지 않을 수 있다. 증폭 후 광 세기 변조 폭은 증폭 전 광 세기 변조 폭보다 작아질 수 있다. 따라서, 광 신호를 정형하는 경우, 광 증폭기는 비선형 특성 영역에 따라 동작할 수 있다.
제1 광 증폭기(111-1)는 입력 전류에 기초하여 증폭 동작을 수행할 수 있다. 입력 전류가 달라지는 경우, 제1 광 증폭기(111-1)의 동작 특성이 변화될 수 있다. 즉, 도 4b에 도시된 광 증폭기 특성 곡선이 달라질 수 있다. 예를 들어, 입력 전류에 따라 선형 특성 영역 및 비선형 특성 영역이 달라질 수 있다. 따라서, 입력 전류에 따라 제1 광 증폭기(111-1)는 선형 특성 영역에 따라 광 신호를 증폭하거나 비선형 특성 영역에 따라 광 신호를 증폭할 수 있다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 광 신호 생성 장치를 보여주는 블록도이다. 도 5를 참조하면, 광 신호 생성 장치(200)는 광 신호를 수신하여 4-레벨 광 신호를 출력할 수 있다. 광 신호 생성 장치(200)는 제0 광 세기 변조기(201) 및 이진 신호 생성부(210)를 포함할 수 있다. 이진 신호 생성부(210)는 제1 광 증폭기(211) 및 제1 광 세기 변조기(212)를 포함할 수 있다. 제0 광 세기 변조기(201), 제1 광 증폭기(211) 및 제1 광 세기 변조기(212)는 도 1 내지 도 4b에서 설명한 광 세기 변조기 및 광 증폭기와 유사한 동작을 수행하므로 상세한 설명은 생략된다.
제0 광 세기 변조기(201)는 제0 바이어스 전압(Vbias0) 및 제0 RF 전압(VRF0)에 기초하여 동작하고, 제1 광 세기 변조기(212)는 제1 바이어스 전압(Vbias1) 및 제1 RF 전압(VRF1)에 기초하여 동작할 수 있다. 제0 바이어스 전압(Vbias0)과 제1 바이어스 전압(Vbias1)은 동일하고, 제0 RF 전압(VRF0)의 진폭과 제1 RF 전압(VRF1)의 진폭은 동일할 수 있다. 즉, 제0 광 세기 변조기(201) 및 제1 광 세기 변조기(212)는 동일한 바이어스 전압(Vbias) 및 동일한 진폭을 갖는 RF 전압(VRF)에 의해 동작할 수 있다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 제0 및 제1 광 세기 변조기들(201, 212)로 인가되는 바이어스 전압(Vbias) 및 RF 전압(VRF)의 진폭이 동일한 경우, 동일한 광 세기 변조 폭을 갖는 광 신호가 생성될 수 있다. 이에 따라, 제0 광 세기 변조기(201)에 의해 생성되는 광 신호의 광 세기 변조 폭은 및 제1 광 세기 변조기(212)에 의해 생성되는 광 신호의 광 세기 변조 폭과 동일할 수 있다.
제1 광 증폭기(211)는 제1 전류(I_1)를 입력 받아 제0 광 세기 변조기(201)로부터 수신된 광 신호를 증폭하고 정형할 수 있다. 제1 광 증폭기(211)는 광 신호 생성 장치(200)로부터 출력되는 4-레벨 광 신호의 각 신호 레벨 간 간격이 동일하게 되도록 수신된 광 신호를 증폭 및 정형할 수 있다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 제1 광 증폭기(211)는 비선형 특성 영역에서 동작함으로써 수신된 광 신호를 증폭 및 정형할 수 있다. 따라서, 제1 전류(I_1)는 제1 광 증폭기(211)가 비선형 특성 영역에서 동작하게 하는 전류일 수 있다.
예시적으로, 제1 광 증폭기(211)에 의해 입력되는 광 신호가 정형이 되는 경우, 출력 광 세기 변조 폭은 입력 광 세기 변조 폭의 반이 될 수 있다.
제1 광 세기 변조기(212)는 증폭 및 정형된 2-레벨 광 신호를 변조하여 4-레벨 광 신호를 생성할 수 있다. 따라서, 광 신호 생성 장치(200)는 4-레벨 광 신호(즉, 멀티레벨 광 신호)를 출력할 수 있다.
도 6은 도 5의 광 신호 생성 장치의 광 신호 출력을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 6의 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 광 세기를 나타낸다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 제0 광 세기 변조기(201)는 제1 광 신호(OS1)를 변조하여 제2 광 신호(OS2)를 생성할 수 있다. 제1 광 세기(p1)를 갖는 제1 광 신호(OS1)로부터 제2 광 세기(p2) 및 제3 광 세기(p3)를 갖는 2-레벨 제2 광 신호(OS2)가 생성될 수 있다. 제0 광 세기 변조기(201)는 제0 바이어스 전압(Vbias0) 및 제0 RF 전압(VRF0)을 기반으로 제1 광 세기 변조 폭(w1)을 갖는 제2 광 신호(OS2)를 생성할 수 있다.
제1 광 증폭기(211)는 제2 광 신호(OS2)를 증폭하여 제3 광 신호(OS3)를 생성할 수 있다. 제1 광 증폭기(211)는 제1 전류(I_1)를 기반으로 제3 광 신호(OS3)를 생성할 수 있다. 제3 광 신호(OS3)는 제4 광 세기(p4) 및 제5 광 세기(p5)를 갖는 2-레벨 광 신호일 수 있다.
제3 광 신호(OS3)는 제2 광 신호(OS2)와 비교하여 광 세기는 커지고, 광 세기 변조 폭은 작아질 수 있다. 예시적으로, 도 6에는 다르게 도시되어 있지만, 제1 광 증폭기(211)는 제3 광 신호(OS3)의 제4 광 세기(p4)가 제1 광 신호(OS1)의 제1 광 세기(p1)와 동일하게 되도록 제2 광 신호(OS2)를 증폭할 수 있다. 제1 광 증폭기(211)는 제3 광 신호(OS3)의 제2 광 세기 변조 폭(w2)이 제1 광 세기 변조 폭(w1)의 반이 되도록 제2 광 신호(OS2)를 정형할 수 있다.
제1 광 세기 변조기(212)는 제1 바이어스 전압(Vbias1) 및 제1 RF 전압(VRF1)을 기반으로 제3 광 신호(OS3)를 변조하여 제4 광 신호(OS4)를 생성할 수 있다. 제1 바이어스 전압(Vbias1)은 는 제0 바이어스 전압(Vbias0)과 동일하고, 제1 RF 전압(VRF1)의 진폭은 제0 RF 전압(VRF0)의 진폭과 동일할 수 있다.
제4 광 신호(OS4)는 제6 광 세기(p6), 제7 광 세기(p7), 제8 광 세기(p8) 및 제9 광 세기(p9)를 갖는 4-레벨 광 신호일 수 있다. 제1 광 세기 변조기(212)는 제4 광 세기(p4)를 갖는 제3 광 신호(OS3)로부터 제6 광 세기(p6) 및 제8 광 세기(p8)를 갖는 제4 광 신호(OS4)를 생성할 수 있다. 제1 광 세기 변조기(212)는 제5 광 세기(p5)를 갖는 제3 광 신호(OS3)로부터 제7 광 세기(p7) 및 제9 광 세기(p9)를 갖는 제4 광 신호(OS4)를 생성할 수 있다. 즉, 제1 광 세기 변조기(212)는 2-레벨의 제3 광 신호(OS3)로부터 4-레벨의 제4 광 신호(OS4)를 생성할 수 있다.
제1 광 세기 변조기(212)는 제4 광 세기(p4)를 갖는 제3 광 신호(OS3)로부터 제3 광 세기 변조 폭(w3)을 갖는 제4 광 신호(OS4)를 생성될 수 있다. 제1 광 세기 변조기(212)는 제5 광 세기(p5)를 갖는 제3 광 신호(OS3)로부터 제4 광 세기 변조 폭(w4)을 갖는 제4 광 신호(OS4)를 생성할 수 있다. 제3 광 세기 변조 폭(w3)과 제4 광 세기 변조 폭(w4)은 동일할 수 있고, 제3 광 세기 변조 폭(w3) 및 제4 광 세기 변조 폭(w4)은 제1 광 세기 변조 폭(w1)과 동일할 수 있다. 또한, 제4 광 신호(OS4)의 광 세기들(p6, p7, p8, p9)의 간격은 동일할 수 있다.
본 명세서에서 광 세기 변조 폭이라 함은 광 세기 변조기를 통해 일정 레벨의 광 신호로부터 생성되는 이진 광 신호의 광 세기 폭을 의미할 수 있다. 즉, 제4 광 신호(OS4)의 제3 광 세기 변조 폭(w3) 또는 제4 광 세기 변조 폭(w4)은 제4 광 신호(OS4)의 광 세기들(p6, p7, p8, p9)의 간격과 다른 의미를 나타낼 수 있다.
도 7은 도 5의 광 신호 생성 장치의 동작 방법을 나타내는 순서도이다. 도 5 및 도 7를 참조하면, S101 단계에서, 광 신호 생성 장치(200)는 광 신호를 제0 바이어스 전압(Vbias0) 및 제0 RF 전압(VRF0)에 따라 변조하여 이진 광 신호를 생성할 수 있다. S102 단계에서, 광 신호 생성 장치(200)는 생성된 이진 광 신호를 증폭 및 정형할 수 있다. S103 단계에서, 광 신호 생성 장치(200)는 정형된 이진 광 신호를 제1 바이어스 전압(Vbias1) 및 제1 RF 전압(VRF1)에 따라 변조하여 멀티레벨 광 신호를 생성할 수 있다. 제1 바이어스 전압(Vbias1)은 는 제0 바이어스 전압(Vbias0)과 동일하고, 제1 RF 전압(VRF1)의 진폭은 제0 RF 전압(VRF0)의 진폭과 동일할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 광 신호 생성 장치는 도 7에 도시된 바에 한정되지 않으며, S102 및 S103 단계를 반복하여 수행함으로써 더 많은 레벨을 갖는 광 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, S102 및 S103 단계를 N-1번 수행하는 경우, 광 신호 생성 장치는 2N-레벨 광 신호를 생성할 수 있다.
도 8은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 광 신호 생성 장치를 보여주는 블록도이다. 광 신호 생성 장치(300)는 제0 광 세기 변조기(301) 및 제1 이진 신호 생성부(310) 및 제2 이진 신호 생성부(320)를 포함할 수 있다. 제1 이진 신호 생성부(310)는 제1 광 증폭기(311) 및 제1 광 세기 변조기(312)를 포함하고, 제2 이진 신호 생성부(320)는 제2 광 증폭기(321) 및 제2 광 세기 변조기(322)를 포함할 수 있다. 제0 광 세기 변조기(301) 및 제1 이진 신호 생성부(310)에 관한 동작은 도 5의 제0 광 세기 변조기(201) 및 이진 신호 생성부(210)에 관한 동작과 유사하므로, 상세한 설명은 생략된다.
광 신호 생성 장치(300)는 제0 광 세기 변조기(301) 및 제1 및 제2 이진 신호 생성부들(310, 320)을 통해 8-레벨 광 신호를 생성할 수 있다. 제0 광 세기 변조기(301), 제1 광 세기 변조기(312) 및 제2 광 세기 변조기(322)에는 동일한 바이어스 전압(Vbias0= Vbias1=Vbias2) 및 동일한 진폭을 갖는 RF 전압(VRF0=VRF1=VRF2)이 인가될 수 있다. 제1 광 증폭기(311) 및 제2 광 증폭기(321)는 각각 제1 전류(I_1) 및 제2 전류(I_2)가 입력될 수 있다.
도 9는 도 8의 광 신호 생성 장치의 광 신호 출력을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 9의 가로축은 시간을 나타내고 세로축은 광 세기를 나타낸다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 제0 광 세기 변조기(301)는 제0 바이어스 전압(Vbias0) 및 제0 RF 전압(VRF0)을 기반으로 제1 광 신호(OS1)를 변조하여 제1 광 세기 변조 폭(w1)을 갖는 제2 광 신호(OS2)를 생성할 수 있다.
제1 광 증폭기(311)는 제1 전류(I_1)를 기반으로 제2 광 신호(OS2)를 증폭 및 정형하여 제3 광 신호(OS3)를 생성할 수 있다. 정형된 제3 광 신호(OS3)의 제2 광 세기 변조 폭(w2)은 제1 광 세기 변조 폭(w1)과 다를 수 있다. 예시적으로, 제2 광 세기 변조 폭(w2)은 제1 광 세기 변조 폭(w1)의 반일 수 있다. 제3 광 신호(OS3)의 가장 높은 레벨의 광 세기는 제1 광 신호(OS1)의 광 세기와 동일할 수 있다.
제1 광 세기 변조기(312)는 제1 바이어스 전압(Vbias1) 및 제1 RF 전압(VRF1)을 기반으로 제3 광 신호(OS3)를 변조하여 제3 광 세기 변조 폭(w3)을 갖는 제4 광 신호(OS4)를 생성할 수 있다. 제1 바이어스 전압(Vbias1)은 는 제0 바이어스 전압(Vbias0)과 동일하고, 제1 RF 전압(VRF1)의 진폭은 제0 RF 전압(VRF0)의 진폭과 동일할 수 있다. 예시적으로, 제3 광 세기 변조 폭(w3)은 제1 광 세기 변조 폭(w1)과 동일하고, 제4 광 신호(OS4)의 각 신호 레벨 간의 간격은 동일할 수 있다.
제2 광 증폭기(321)는 제2 전류(I_2)를 기반으로 제4 광 신호(OS4)를 증폭 및 정형하여 제5 광 신호(OS5)를 생성할 수 있다. 제5 광 신호(OS5)는 제3 광 세기 변조 폭(w3)과 다른 제4 광 세기 변조 폭(w4)을 가질 수 있다. 예시적으로, 제4 광 세기 변조 폭(w4)은 제3 광 세기 변조 폭(w3)의 1/4 일 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 광 신호 생성 장치(100)는 광 신호 증폭 단계가 증가될수록, 광 세기 변조 폭을 더 감소될 수 있도록 광 신호를 정형할 수 있다. 예를 들어, 광 신호 생성 장치(100)는 제1 광 증폭기에서 광 신호 변조 폭을 1/2로 정형하고, 제2 광 증폭기에서 광 신호 변조 폭을 1/4로 정형하고, 제3 광 증폭기에서 광 신호 변조 폭을 1/8로 정형할 수 있다. 제5 광 신호(OS5)의 가장 높은 레벨의 광 세기는 제3 광 신호(OS3)의 가장 높은 레벨의 광 세기와 동일할 수 있다.
제2 광 세기 변조기(322)는 제2 바이어스 전압(Vbias2) 및 제2 RF 전압(VRF2)을 기반으로 제5 광 신호(OS5)를 변조하여 제5 광 세기 변조 폭(w5)을 갖는 제6 광 신호(OS6)를 생성할 수 있다. 제2 바이어스 전압(Vbias2)은 는 제0 바이어스 전압(Vbias0)과 동일하고, 제2 RF 전압(VRF2)의 진폭은 제0 RF 전압(VRF0)의 진폭과 동일할 수 있다. 예시적으로, 제5 광 세기 변조 폭(w5)은 제1 및 제3 광 세기 변조 폭(w1 및 w3)과 동일할 수 있고, 제6 광 신호(OS6)의 각 신호 레벨 간의 간격은 동일할 수 있다.
광 신호 생성 장치(300)는 제2 광 세기 변조기(322)로부터 생성된 제6 광 신호(OS6)를 출력할 수 있다. 이로부터, 광 신호 생성 장치(300)는 8-레벨 광 신호를 출력할 수 있다. 광 신호 생성 장치(300)로부터 출력되는 8-레벨 광 신호는 도 9 및 아래의 표 1과 같이 할당된 비트들(bits)에 대응하는 값을 가리킬 수 있다.
8-레벨 광 신호 제0 광 세기 변조기의 제0 RF 전압의 크기 제1 광 세기 변조기의 제1 RF 전압의 크기 제2 광 세기 변조기의 제2 RF 전압의 크기
000 0 0 0
001 1 0 0
010 0 1 0
011 1 1 0
100 0 0 1
101 1 0 1
110 0 1 1
111 1 1 1
표 1과 같이, 광 신호 생성 장치(300)로부터 8-레벨 광 신호를 수신하는 경우, 수신단은 광 신호 레벨에 따라 광 신호가 가리키는 값을 "000"~"111" 중 하나로 인식할 수 있다. 예를 들어, 제0 광 세기 변조기(301)에 "1"에 대응되는 제0 RF 전압(VRF0)이 입력되고, 제1 광 세기 변조기(312)에 "0"에 대응되는 제1 RF 전압(VRF1)이 입력되고, 제2 광 세기 변조기(322)에 "0"에 대응되는 제2 RF 전압(VRF2)이 입력되는 경우, 수신단은 "001"을 가리키는 광 신호를 수신할 수 있다.
제0 광 세기 변조기(301)에 "0"에 대응되는 제0 RF 전압(VRF0)이 입력되고, 제1 광 세기 변조기(312)에 "1"에 대응되는 제1 RF 전압(VRF1)이 입력되고, 제2 광 세기 변조기(322)에 "1"에 대응되는 제2 RF 전압(VRF2)이 입력되는 경우, 수신단은 "110"을 가리키는 광 신호를 수신할 수 있다.
8-레벨 광 신호에 대해서 표 1과 같이 비트 값이 할당될 수 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 각 레벨에 대응하는 비트 값은 달라질 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따른 광 신호 생성 장치는 동일한 바이어스 전압(Vbias) 및 동일한 진폭의 RF 전압(VRF)을 기반으로 동작하는 복수의 광 세기 변조기들을 통해 광 신호를 순차적으로 변조함으로써 멀티레벨 광 신호를 생성할 수 있다.
도 10은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 광 신호 생성 장치를 보여주는 블록도이다. 도 10을 참조하면, 광 신호 생성 장치(400)는 광 신호를 수신하여 4-레벨 광 신호를 출력할 수 있다. 광 신호 생성 장치(400)는 제0 광 세기 변조기(401) 및 이진 신호 생성부(410)를 포함할 수 있다. 이진 신호 생성부(410)는 제1 광 증폭기(411) 및 제1 광 세기 변조기(412)를 포함할 수 있다. 제0 광 세기 변조기(401), 제1 광 증폭기(411) 및 제1 광 세기 변조기(412)는 도 1 내지 도 4b에서 설명한 광 세기 변조기 및 광 증폭기와 유사한 동작을 수행하므로 상세한 설명은 생략된다.
제0 광 세기 변조기(401)는 제0 바이어스 전압(Vbias0) 및 제0 RF 전압(VRF0)을 입력으로 하여 광 신호를 변조할 수 있고, 제1 광 세기 변조기(412)는 제1 바이어스 전압(Vbias1) 및 제1 RF 전압(VRF1)을 입력으로 하여 광 신호를 변조할 수 있다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 제0 및 제1 광 세기 변조기들(401, 412)로 인가되는 바이어스 전압(Vbias) 및 RF 전압(VRF)의 진폭이 다른 경우, 광 세기 변조 폭이 다른 광 신호가 생성될 수 있다.
제1 광 증폭기(411)는 제1 전류(I_1)를 입력 받아 제0 광 세기 변조기(401)로부터 수신된 광 신호를 증폭할 수 있다. 제1 광 증폭기(411)는 광 세기 변조 폭을 동일하게 유지하면서 광 신호를 증폭할 수 있다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 제1 광 증폭기(411)는 선형 특성 영역에서 동작함으로써 광 신호를 증폭할 수 있다. 따라서, 제1 전류(I_1)는 제1 광 증폭기(411)가 선형 특성 영역에서 동작하게 하는 전류일 수 있다.
제1 광 세기 변조기(412)는 증폭된 2-레벨 광 신호를 변조하여 4-레벨 광 신호를 생성할 수 있다. 따라서, 광 신호 생성 장치(400)는 4-레벨 광 신호(즉, 멀티레벨 광 신호)를 출력할 수 있다.
도 11은 도 10의 광 신호 생성 장치의 광 신호 출력을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 11의 가로축은 시간을 나타내고 세로축은 광 세기를 나타낸다. 도 10 및 도 11을 참조하면, 제0 광 세기 변조기(401)는 제1 광 신호(OS1)를 변조하여 제2 광 신호(OS2)를 생성할 수 있다. 제0 광 세기 변조기(401)에 의해 제1 광 세기(p1)를 갖는 제1 광 신호(OS1)로부터 제2 광 세기(p2) 및 제3 광 세기(p3)를 갖는 2-레벨 제2 광 신호(OS2)가 생성될 수 있다. 제0 광 세기 변조기(401)는 제0 바이어스 전압(Vbias0) 및 제0 RF 전압(VRF0)을 기반으로 제1 광 세기 변조 폭(w1)을 갖는 제2 광 신호(OS2)를 생성할 수 있다.
제1 광 증폭기(411)는 제1 전류(I_1)를 기반으로 제2 광 신호(OS2)를 증폭하여 제3 광 신호(OS3)를 생성할 수 있다. 제3 광 신호(OS3)는 제4 광 세기(p4) 및 제5 광 세기(p5)를 갖는 2-레벨 광 신호일 수 있다. 제1 광 증폭기(411)는 제3 광 신호(OS3)의 제4 광 세기(p4)를 제1 광 신호(OS1)의 제1 광 세기(p1)와 동일하게 되도록 제2 광 신호(OS2)를 증폭할 수 있다. 제3 광 신호(OS3)의 제2 광 세기 변조 폭(w2)은 제1 광 세기 변조 폭(w1)과 동일할 수 있다.
제1 광 세기 변조기(412)는 제1 바이어스 전압(Vbias1) 및 제1 RF 전압(VRF1)을 기반으로 제3 광 신호(OS3)를 변조하여 제4 광 신호(OS4)를 생성할 수 있다. 제4 광 신호(OS4)는 제6 광 세기(p6), 제7 광 세기(p7), 제8 광 세기(p8) 및 제9 광 세기(p9)를 갖는 4-레벨 광 신호일 수 있다. 제1 광 세기 변조기(412)는 제4 광 세기(p4)를 갖는 제3 광 신호(OS3)로부터 제6 광 세기(p6) 및 제7 광 세기(p7)를 갖는 제4 광 신호(OS4)를 생성할 수 있다. 제1 광 세기 변조기(412)는 제5 광 세기(p5)를 갖는 제3 광 신호(OS3)로부터 제8 광 세기(p8) 및 제9 광 세기(p9)를 갖는 제4 광 신호(OS4)를 생성할 수 있다. 따라서, 제1 광 세기 변조기(412)는 2-레벨의 제3 광 신호(OS3)로부터 4-레벨의 제4 광 신호(OS4)를 생성할 수 있다.
제1 광 세기 변조기(412)는 제3 광 신호(OS3)로부터 제3 광 세기 변조 폭(w3) 및 제4 광 세기 변조 폭(w4)을 갖는 제4 광 신호(OS4)를 생성할 수 있다. 제1 광 세기 변조기(412)는 제4 광 신호(OS4)의 각 신호 레벨 간의 간격이 동일하게 되도록(즉, 제3 광 세기 변조 폭(w3), 제4 광 세기 변조 폭(w4), 제5 광 세기 변조 폭(w5)이 동일) 제3 광 신호(OS3)를 변조할 수 있다. 예를 들어, 제0 RF 전압(VRF0)의 진폭의 반인 제1 RF 전압(VRF1)이 인가됨으로써 제4 광 신호(OS4)의 각 신호 레벨 간의 간격이 동일하게 될 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 광 신호 생성 장치(400)는 도 5의 광 신호 생성 장치(200)와 마찬가지로 멀티레벨 광 신호를 생성할 수 있지만, 다른 형태의 멀티레벨 광 신호를 생성할 수 있다.
도 12는 도 10의 광 신호 생성 장치의 동작 방법을 나타내는 순서도이다. 도 10 및 도 12를 참조하면, S201 단계에서, 광 신호 생성 장치(400)는 광 신호를 제0 바이어스 전압(Vbias0) 및 제0 RF 전압(VRF0)에 따라 변조하여 이진 광 신호를 생성할 수 있다. S202 단계에서, 광 신호 생성 장치(400)는 생성된 이진 광 신호를 증폭할 수 있다. S203 단계에서, 광 신호 생성 장치(400)는 증폭된 이진 광 신호를 제1 바이어스 전압(Vbias1) 및 제1 RF 전압(VRF1)에 따라 변조하여 멀티레벨 광 신호를 생성할 수 있다. 제1 바이어스 전압(Vbias1)은 는 제0 바이어스 전압(Vbias0)과 다르고, 제1 RF 전압(VRF1)의 진폭은 제0 RF 전압(VRF0)의 진폭과 다를 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 광 신호 생성 장치의 동작 방법은 도 12에 도시된 바에 한정되지 않으며, S202 및 S203 단계를 반복하여 수행함으로써 더 많은 레벨을 갖는 광 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, S202 및 S203 단계를 N-1번 수행하는 경우, 광 신호 생성 장치는 2N-레벨 광 신호를 생성할 수 있다.
도 13은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 광 신호 생성 장치를 보여주는 블록도이다. 광 신호 생성 장치(500)는 제0 광 세기 변조기(501), 제1 이진 신호 생성부(510) 및 제2 이진 신호 생성부(520)를 포함할 수 있다. 제1 이진 신호 생성부(510)는 제1 광 증폭기(511) 및 제1 광 세기 변조기(512)를 포함하고, 제2 이진 신호 생성부(520)는 제2 광 증폭기(521) 및 제2 광 세기 변조기(522)를 포함할 수 있다. 제0 광 세기 변조기(501) 및 제1 이진 신호 생성부(510)에 관한 동작은 도 10의 제0 광 세기 변조기(401) 및 이진 신호 생성부(410)에 관한 동작과 유사하므로, 상세한 설명은 생략된다.
광 신호 생성 장치(500)는 제0 광 세기 변조기(501) 및 제1 및 제2 이진 신호 생성부들(510, 520)을 통해 8-레벨 광 신호를 생성할 수 있다. 제0 광 세기 변조기(501), 제1 광 세기 변조기(512) 및 제2 광 세기 변조기(522)에는 각각 다른 바이어스 전압들(Vbias0, Vbias1, Vbias2) 및 RF 전압들(VRF0, VRF1, VRF2)이 인가될 수 있다. 예를 들어, 제1 광 세기 변조기(512)에 입력되는 제1 RF 전압(VRF1)의 진폭은 제0 RF 전압(VRF0)의 진폭의 반일 수 있고, 제2 광 세기 변조기(522)에 입력되는 제2 RF 전압(VRF2)의 진폭은 제1 RF 전압(VRF1)의 진폭의 반일 수 있다. 즉, 광 세기 변조기에 입력되는 RF 전압(VRF)의 진폭의 크기는 이전 단계의 광 세기 변조기에 입력되는 RF 전압(VRF)과 비교하여 일정한 비율로 감소될 수 있다.
제1 광 증폭기(511)에는 제1 전류(I_1)가 입력될 수 있고, 제2 광 증폭기(521)에는 제2 전류(I_2)가 입력될 수 있다. 제1 광 증폭기(511) 및 제2 광 증폭기(521)는 각각 제1 전류(I_1) 및 제2 전류(I_2)를 입력 받아 광 신호를 증폭할 수 있다.
도 14는 도 13의 광 신호 생성 장치의 광 신호 출력을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 14의 가로축은 시간을 나타내고 세로축은 광 세기를 나타낸다. 도 13 및 도 14를 참조하면, 제0 광 세기 변조기(501)는 제0 바이어스 전압(Vbias0) 및 제0 RF 전압(VRF0)을 기반으로 제1 광 신호(OS1)를 변조하여 제1 광 세기 변조 폭(w1)을 갖는 제2 광 신호(OS2)를 생성할 수 있다.
제1 광 증폭기(511)는 제1 전류(I_1)를 기반으로 제2 광 신호(OS2)를 증폭하여 제3 광 신호(OS3)를 생성할 수 있다. 제3 광 신호(OS3)는 제1 광 세기 변조 폭(w1)과 동일한 제2 광 세기 변조 폭(w2)을 가질 수 있다. 예시적으로, 제3 광 신호(OS3)의 가장 높은 레벨의 광 세기는 제1 광 신호(OS1)의 광 세기와 동일할 수 있다.
제1 광 세기 변조기(512)는 제1 바이어스 전압(Vbias1) 및 제1 RF 전압(VRF1)을 기반으로 제3 광 신호(OS3)를 변조하여 제3 광 세기 변조 폭(w3)을 갖는 제4 광 신호(OS4)를 생성할 수 있다. 제4 광 신호(OS4)의 각 신호 레벨 간의 간격은 제3 광 세기 변조 폭(w3)으로 동일할 수 있다. 예를 들어, 제4 광 신호(OS4)의 각 신호 레벨 간의 간격이 동일하게 되도록, 제0 RF 전압(VRF0)의 진폭의 반인 제1 RF 전압(VRF1)이 제1 광 세기 변조기(512)로 인가될 수 있다.
제2 광 증폭기(521)는 제2 전류(I_2)를 기반으로 제4 광 신호(OS4)를 증폭하여 제5 광 신호(OS5)를 생성할 수 있다. 증폭된 제4 광 신호(OS4)는 제3 광 세기 변조 폭(w3)과 동일한 제4 광 세기 변조 폭(w4)을 가질 수 있다. 예시적으로, 제5 광 신호(OS5)의 가장 높은 레벨의 광 세기는 제3 광 신호(OS3)의 가장 높은 레벨 레벨의 광 세기와 동일할 수 있다.
제2 광 세기 변조기(522)는 제2 바이어스 전압(Vbias2) 및 제2 RF 전압(VRF2)을 기반으로 제5 광 신호(OS5)를 변조하여 제5 광 세기 변조 폭(w5)을 갖는 제6 광 신호(OS6)를 생성할 수 있다. 제6 광 신호(OS6)의 각 신호 레벨 간의 간격은 제5 광 세기 변조 폭(w5)으로 동일할 수 있다. 예를 들어, 제6 광 신호(OS6)의 각 신호 레벨 간의 간격이 동일하게 되도록, 제1 RF 전압(VRF1)의 진폭의 반인 제2 RF 전압(VRF2)이 제2 광 세기 변조기(522)로 인가될 수 있다.
광 신호 생성 장치(500)는 제2 광 세기 변조기(522)로부터 생성된 제6 광 신호(OS6)를 출력할 수 있다. 이로부터, 광 신호 생성 장치(500)는 8-레벨 광 신호를 출력할 수 있다. 광 신호 생성 장치(500)로부터 출력되는 8-레벨의 광 신호는, 도 14 및 아래의 표 2와 같이, 할당된 비트들(bits)에 대응하는 값을 가리킬 수 있다.
8-레벨 광 신호 제0 광 세기 변조기의 제0 RF 전압의 크기 제1 광 세기 변조기의 제1 RF 전압의 크기 제2 광 세기 변조기의 제2 RF 전압의 크기
000 0 0 0
001 0 0 1
010 0 1 0
011 0 1 1
100 1 0 0
101 1 0 1
110 1 1 0
111 1 1 1
표 2와 같이, 광 신호 생성 장치(500)로부터 8-레벨 광 신호를 수신하는 경우, 수신단은 광 신호 레벨에 따라 광 신호가 가리키는 값을 "000"~"111" 중 하나로 인식할 수 있다. 예를 들어, 제0 광 세기 변조기(501)에 "0"에 대응되는 제0 RF 전압(VRF0)이 입력되고, 제1 광 세기 변조기(512)에 "0" 에 대응되는 제1 RF 전압(VRF1)이 입력되고, 제2 광 세기 변조기(522)에 "1" 에 대응되는 제2 RF 전압(VRF2)이 입력되는 경우, 수신단은 "001"을 가리키는 광 신호를 수신할 수 있다.
제0 광 세기 변조기(501)에 "1" 에 대응되는 제0 RF 전압(VRF0)이 입력되고, 제1 광 세기 변조기(512)에 "1" 에 대응되는 제1 RF 전압(VRF1)이 입력되고, 제2 광 세기 변조기(522)에 "0" 에 대응되는 제2 RF 전압(VRF2)이 입력되는 경우, 수신단은 "110"을 가리키는 광 신호를 수신할 수 있다.
8-레벨 광 신호에 대해서 표 2와 같이 비트 값이 할당될 수 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 각 레벨에 대응하는 비트 값은 달라질 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따른 광 신호 생성 장치는 서로 다른 바이어스 전압(Vbias) 및 서로 다른 진폭의 RF 전압(VRF)을 기반으로 동작하는 복수의 광 세기 변조기들을 통해 광 신호를 순차적으로 변조함으로써 멀티레벨 광 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따른 광 신호 생성 장치는 광 변조 동작 및 광 증폭 동작을 순차적으로 수행함으로써 멀티레벨 광 신호를 생성할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예들에 따른 광 신호 생성 장치는 복수의 광 세기 변조기들을 직렬로 배치하여 멀티레벨 광 신호를 생성할 수 있다. 복수의 광 세기 변조기들을 병렬로 배치하여 멀티레벨 광 신호를 생성하는 경우, 각각의 광 세기 변조기들로부터 출력된 광 신호들을 결합하기 위한 별도의 장치가 필요할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들에 따른 광 신호 생성 장치는 광 신호 결합을 위한 별도의 장치 없이 광 세기 변조기 및 광 증폭기만으로 멀티레벨 광 신호를 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들에 따른 광 신호 생성 장치는 멀티레벨 광 신호를 생성하는 데 있어서, 멀티레벨 전기신호를 이용하지 않고 광 소자를 사용하여 멀티레벨 광 신호를 생성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들에 따른 광 신호 생성 장치는 저비용, 고품질의 광 신호를 생성할 수 있다.
상술된 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들이다. 본 발명은 상술된 실시 예들뿐만 아니라, 단순하게 설계 변경되거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들 또한 포함할 것이다. 또한, 본 발명은 실시 예들을 이용하여 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술된 실시 예들에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 광원
100, 200, 300, 400, 500: 광 신호 생성 장치
101, 201, 301, 401, 501: 제0 광 세기 변조기
110, 210, 310, 410, 510: 이진 신호 생성부

Claims (20)

  1. 제1 광 신호를 변조하여 이진 신호 형태의 2N-레벨(단, N은 양의 정수) 제2 광 신호를 생성하도록 구성되는 제1 광 세기 변조기;
    상기 제2 광 신호를 증폭하여 제3 광 신호를 생성하도록 구성되는 제1 광 증폭기; 및
    상기 제3 광 신호를 변조하여 이진 신호 형태의 2N+1-레벨 제4 광 신호를 생성하도록 구성되는 제2 광 세기 변조기를 포함하는 광 신호 생성 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 광 세기 변조기는 제1 바이어스 전압 및 제1 RF 전압을 기반으로 동작하도록 구성되고,
    상기 제2 광 세기 변조기는 상기 제1 바이어스 전압과 동일한 제2 바이어스 전압 및 상기 제1 RF 전압과 동일한 진폭을 갖는 제2 RF 전압을 기반으로 동작하도록 구성되는 광 신호 생성 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제4 광 신호의 광 세기 변조 폭은 상기 제2 광 신호의 광 세기 변조 폭과 동일한 광 신호 생성 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 광 증폭기는 상기 제3 광 신호의 광 세기 변조 폭이 상기 제2 광 신호의 광 세기 변조 폭의 반이 되도록 상기 제2 광 신호를 정형하도록 구성되는 광 신호 생성 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 광 증폭기는 입력 전류를 기반으로 동작하고,
    상기 입력 전류의 크기는 상기 제1 광 증폭기가 비선형 특성 영역에서 동작하도록 하는 전류의 크기인 광 신호 생성 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 광 세기 변조기는 제1 바이어스 전압 및 제1 RF 전압을 기반으로 동작하도록 구성되고,
    상기 제2 광 세기 변조기는 상기 제1 바이어스 전압과 다른 제2 바이어스 전압 및 상기 제1 RF 전압과 다른 진폭을 갖는 제2 RF 전압을 기반으로 동작하도록 구성되는 광 신호 생성 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2 RF 전압의 상기 진폭은 상기 제1 RF 전압의 상기 진폭의 반인 광 신호 생성 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 광 증폭기는 입력 전류를 기반으로 동작하고,
    상기 입력 전류의 크기는 상기 제1 광 증폭기가 선형 특성 영역에서 동작하도록 하는 전류의 크기인 광 신호 생성 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3 광 신호의 가장 높은 레벨의 광 세기는 상기 제1 광 신호의 광 세기와 동일한 광 신호 생성 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제4 광 신호를 증폭하여 제5 광 신호를 생성하도록 구성되는 제2 광 증폭기; 및
    상기 제5 광 신호를 변조하여 이진 신호 형태의 2N+2-레벨 제6 광 신호를 생성하도록 구성되는 제3 광 세기 변조기를 더 포함하는 광 신호 생성 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 광 세기 변조기는 제1 바이어스 전압 및 제1 RF 전압을 기반으로 동작하도록 구성되고,
    상기 제2 광 세기 변조기는 제2 바이어스 전압 및 제2 RF 전압을 기반으로 동작하도록 구성되고,
    상기 제3 광 세기 변조기는 제3 바이어스 전압 및 제3 RF 전압을 기반으로 동작하도록 구성되고,
    상기 제1 바이어스 전압, 상기 제2 바이어스 전압 및 상기 제3 바이어스 전압은 동일하고, 상기 제1 RF 전압, 상기 제2 RF 전압 및 상기 제3 RF 전압은 동일한 진폭을 갖는 광 신호 생성 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 광 증폭기는 상기 제3 광 신호의 광 세기 변조 폭이 상기 제2 광 신호의 광 세기 변조 폭의 반이 되도록 상기 제2 광 신호를 정형하도록 구성되고,
    상기 제2 광 증폭기는 상기 제5 광 신호의 광 세기 변조 폭이 상기 제4 광 신호의 광 세기 변조 폭의 1/4이 되도록 상기 제4 광 신호를 정형하도록 구성되는 광 신호 생성 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 광 세기 변조기는 제1 바이어스 전압 및 제1 RF 전압을 기반으로 동작하도록 구성되고,
    상기 제2 광 세기 변조기는 제2 바이어스 전압 및 제2 RF 전압을 기반으로 동작하도록 구성되고,
    상기 제3 광 세기 변조기는 제3 바이어스 전압 및 제3 RF 전압을 기반으로 동작하도록 구성되고,
    상기 제1 바이어스 전압, 상기 제2 바이어스 전압 및 상기 제3 바이어스 전압은 서로 다르고, 상기 제1 RF 전압, 상기 제2 RF 전압 및 상기 제3 RF 전압은 서로 다른 진폭을 갖는 광 신호 생성 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제2 RF 전압의 진폭은 상기 제1 RF 전압의 진폭의 반이고,
    상기 제3 RF 전압의 진폭은 상기 제2 RF 전압의 진폭의 반인 광 신호 생성 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 광 세기 변조기 및 상기 제2 광 세기 변조기는 마하젠더 광 세기 변조기 또는 전계 흡수 변조기인 광 신호 생성 장치.
  16. 광 신호 생성 장치의 동작 방법에 있어서,
    제1 광 신호를 변조하여 이진 신호 형태의 2N-레벨(단, N은 양의 정수) 제2 광 신호를 생성하는 단계;
    상기 제2 광 신호를 증폭하여 제3 광 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 제3 광 신호를 변조하여 이진 신호 형태의 2N+1-레벨 제4 광 신호를 생성하는 단계를 포함하는 동작 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    제1 바이어스 전압 및 제1 RF 전압을 기반으로 상기 제1 광 신호를 변조하고, 상기 제1 바이어스 전압과 동일한 제2 바이어스 전압 및 상기 제1 RF 전압과 동일한 진폭을 갖는 제2 RF 전압을 기반으로 상기 제3 광 신호를 변조하는 동작 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    제1 바이어스 전압 및 제1 RF 전압을 기반으로 상기 제1 광 신호를 변조하고,
    상기 제1 바이어스 전압과 다른 제2 바이어스 전압 및 상기 제1 RF 전압과 다른 진폭을 갖는 제2 RF 전압을 기반으로 상기 제3 광 신호를 변조하는 동작 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    입력 전류를 기반으로 상기 제2 광 신호를 증폭하고,
    상기 입력 전류의 크기는 상기 제3 광 신호의 광 세기 변조 폭이 상기 제2 광 신호의 광 세기 변조 폭과 달라지도록 하는 전류의 크기인 동작 방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    입력 전류를 기반으로 상기 제2 광 신호를 증폭하고,
    상기 입력 전류의 크기는 상기 제3 광 신호의 광 세기 변조 폭이 상기 제2 광 신호의 광 세기 변조 폭과 동일하도록 하는 전류의 크기인 동작 방법.
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