KR920009385B1

KR920009385B1 - 광파 송수신기

Info

Publication number: KR920009385B1
Application number: KR1019900001322A
Authority: KR
Inventors: 에이. 린크 리챠드
Original assignee: 아메리칸 텔리폰 앤드 텔레그라프 캄파니; 그레고리 씨. 래니리
Priority date: 1989-02-08
Filing date: 1990-02-05
Publication date: 1992-10-15
Also published as: EP0382417A3; DK0382417T3; DE69021601T2; JPH0771040B2; EP0382417A2; ES2075878T3; EP0382417B1; HK119496A; CA2006123A1; DE69021601D1; JPH02241132A; KR900013736A; CA2006123C; US4972514A

Abstract

내용 없음.

Description

광파 송수신기

제1도는 본 발명의 원리에 따른 전이중, FSK 광파 통신 시스템의 전형적인 실시예를 나타낸 도면.

제2도는 제1도의 광파 통신 시스템내의 다양한 전형적인 데이타 신호의 파형을 나타낸 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 국부 단말기 12, 13 : 전극

15 : 증폭기 16 : 판별기

19 : 차동 증폭기 20 : 원격 단말기

21 : DBR 레이저 31 : 주파수 고정회로

본 발명은 광파 통신 시스템에 관한 것이며, 특히 다중 전극 레이저 구조를 이용하고 있는 시스템에 관한것이다.

반도체 레이저의 제조 가능한 재생성과 파장 안정성 및 파장 동조성이 개선되어온 바와같이 간섭성(Coherent) 광파 통신 시스템은 상당히 성장되어 왔다. 대부분의 간섭성 광파 통신 시스템에서, 광학 헤테로다인 방식이 수신 기술로 제안되어 왔었다. 광학 헤테로다인 수신기에서, 수신된 광파 신호와, 국부 발진기로 부터의 광파 신호는 광검출기로 향하게 된다. S.D.Personick씨의Fiber Optics:Thchnology and Applications,PP. 242-245(Plenum Press 1985)를 참조하시오. 만약 수시된 광파 신호와 국부 발진기로부터의 광파 신호의 주파수가 다르면, 파생되는 광파 신호는 수신된 광파 신호와 국부 발진기로부터의 광파 신호와의 차에 해당하는 주파수로 비팅(beating)을 수행한다. 이러한 상호작용으로부터 파생되는 전자(중간주파수의) 신호는 다른 처리와 검출을 위해 자승 혼합기(강도 또는 진폭 변조된 신호용)로 향하게 된다. 비팅은 같은 차 주파수로 검출기의 광 반응에서 발진을 야기시킨다.

제안된 광학 헤테로다인 수신기에서, 수신된 광파 신호는 광학 혼합을 경유하여 생성된 광파 신호를 간섭하는 상기의 한계에 바이어스된 반도체 레이저로 향하게 된다.SOV.Phys.-JETP,의 제39권, 제2호, PP. 522-7(1974)를 참조하시오.

그러한 시스템에서, 실제로 또는 제안되었던 간에, 반도체 레이저는 공용으로 제공된 수신기로서 작동되어 왔다. 그 결과로서. 다른 레이저 소스는 통신 시스템에서 반이중 전송의 전이중 전송을 위해 광파 신호를 발생시키는데 필요하다. 그러한 이중은 분리 수신과 전송을 다루는 광학과 추가 장착을 필요로 하고 레이저와 전자 구동회로 가격의 2배가 된다는 점에서 가격이 비싸다.

전이중 동작은 분리하여 전기적으로 제어 가능한 Bragg 반사기와 이득 섹션을 가지고 있고 분배된 Bragg 반사기(DBR)를 가지고 있는 단말기를 이용함으로써 광파 통신 시스템에서 성취된다. 기본적인 헤테로다인 수신 성분과 같이 동작하는 동안, DBR은 동시에 다른 단말기에 전송시키기 위해 광파 신호를 발생시킨다. 외부 회로는 동시에 변조되고 신호를 혼합시키는 레이저로부터 수신된 정보를 추출하는 전기(중간 주파수의)신호를 처리한다.

한 실시예에서, 전이중 동작은 FSK 광파 통신 시스템에서 기술될 것이다.

본 발병의 더 완전한 이해는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 특정한 예증적 실시예의 다음과 같은 설명을 통하여 얻어질 것이다.

같은 반도체 레이저로부터 동시적인 광파 전송을 수행하는 동안 반도체 레이저를 사용하는 헤테로다인 수신은 본 발명의 중요한 원리이다. 전송될 데이타 신호를 가진 같은 레이저 공동을 동시에 변조시키는 동안 공진 레이저 공동에서 유입되는 광파 신호를 헤테로다인 처리하는 것은 다양한 광파 신호로 하여금 레이저 공동내에서 간섭을 하도록 하게 하는 것이다. 간섭이 결정적이기 때문에, 그러한 것은 간섭 신호를 나타내는 합성 신호로부터 추출될 수 있다.

본 발명이 분포된 Bragg 반사기 레이저에 의해 실현되었지만, 스트립 접촉 전극을 가지고 있는 다른 헤테로 구조 레이저와 하나 이상의 전극 섹션을 가지고 있는 분포된 궤환 레이저가 본 발명의 원리에 따른 광파 시스템에서 수행될 수 있음도 예측된다. 매몰된 릿지(ridge), 초승달 모양 또는 V형 홈, 이중 채널의 평면형으로 매몰된 헤테로 구조, 반절연 블로킹 영역의 평면형으로 매몰된 헤테로 구조와 같은 다른 구조는 레이저 구조의 실시예로서 사용하기 위한 것이다. 다중 전극으로 분포된 Bragg 분사기(DBR) 레이저 또는 다중 전극의 mulitple-guantum-well(MQW)DBR 레이저와 같은 전기적으로 분리하여 제어 가능 섹션을 가지고 있는 레이저를 이용함으로써, 본 발명의 원리에 따른 같은 레이저 구조와 함께 동시 전송 및 상응하는 수신을 제공하는 것이 가능하다.

2개 및 3개의 섹션(전극) 장치를 보유하고 있는 DBR과 MQW-DBR 레이저의 조립과 동작의 상세한 설명은 1988년Appln.Phs.Lett, 제53(12)의 PP 1036-8과 1988년Elect.Lett., 제24권, 제23호, PP 1431-2(위상제어 섹션을 가지고 있는 3개의 섹션장치)에서 이용될 수 있다. 이러한 참고 문헌의 내용은 본 발명의 기준으로 삼을 수 있다.

이후 설명된 실시예가 전형적인 FSK 변조 광파 시스템과 관련이 있다고 하더라도, 본 발명의 원리 및 내용은 강도 또는 진폭 변조와 같은 변조의 다른 형태에서 균등하게 이용될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 비록 2진 변조(2개의 레벨 또는 2개의 주파수)만이 기술되었다 하더라도, 본 발명의 원리가 다중-레벨(M-ary) 변조 시스템에 직접 이용될 수 있음을 이해해야 한다. 강도 또는 진폭 변조 시스템의 경우에서, 변조 레벨은 헤테로다인 수신기로서 적절한 동작을 보장해주는 100% 이하로 되는것이 필요하게 됨을 이해해야 한다.

제1도는 국부 단말기(10)와 원격 단말기에서 FSK 변조와 헤테로다인 수신을 이용하는 광파 통신 시스템의 간략화된 다이어그램을 도시한 것이다. 이러한 광파 통신 시스템은 또한 국부 단말기(10)와, 원격 단말기(20) 사이에서 광파 신호의 2방향 전파를 지지하기 의한 전송 매체(32)를 보유하고 있다. 여기서 원격이란 거시적으로 지형적으로 분리되어 있는 바와같은 곳, 또는 미시적으로는 같은 반도체 칩상에 배치되어 있는 곳과 같은 전송기로부터 떨어져 있는 어떤 장소를 나타내는 것이다.

국부 단말기(10)는 전극(12)을 경유하여 제어된 Bragg 섹션과 전극(13)을 경유하여 제어된 이득 섹션을 가지고 있는 DBR 레이저(11)를 보유하고 있다. 헤테로다인 동작을 위한 바이어스 신호는 단자(14)를 경유하여 DBR에 인가된다. 데이타 신호(A; 제2도 참조)와 같은 데이타 신호는 단자(17)를 경유하여 DBR 레이저(11)의 Bragg 섹션에 인가된다. 국부 단말기(10)는 또한 이득 섹션 전극(13)에 접속된 증폭기(15)와, 증폭기(15)의 출력에 접속된 판별기(16) 및 가변 임피던스소자(18)를 경유하여 단자(17)와 판별기(16)의 출력에 접속된 차동 증폭기(19)를 보유하고 있다. 데이타 신호(B; 제2도 참조)의 광파 신호 표시가 원격 단말기(20)로 부터 국부 단말기(10)에 전송될때, 국부 단말기(10)는 차동 증폭기(19)의 출력인 단말기(34)에 데이타 신호(B)의 표시를 출력시킨다.

원격 단말기(20)는 전극(22)을 경유하여 제어된 Bragg 섹션과 전극(23)을 경우하여 제어된 이득 섹션을 가지고 있는 DBR 레이저(21)를 보유하고 있다. 헤테로다인 동작을 위한 바이어스 신호는 단말기(24)를 경유하여 DBR 레이저(21)에 인가된다. 데이타 신호(B; 제2도 참조)와 같은 데이타 신호는 단말기(27)를 경유하여 DBR 레이저(21)의 Bragg 섹션에 인가된다. 원격 단말기(20)는 또한 이득 섹션 전극(23)에 접속된 증폭기(25)와, 증폭기(25)의 출력에 접속된 판별기(26) 및 가변 임피던스 소자(28)를 경유하여 단말기(27)와 판별기(26)의 출력에 접속된 차동 증폭기(29)를 보유하고 있다. 데이타 신호(A; 제2도 참조)의 광파 신호 표시가 국부 단말기(10)로 부터 원격 단말기(20)에 전송될때 원격 단말기(20)는 차동 증폭기(29)의 출력인 단말기(33)에 데이타 신호의 표시를 출력시킨다. 레이저(11,21)의 주파수 사이에서 실제로 같은 오프셋을 제공하기 위해, Bragg 섹션 전극(22)에 접속된 출력을 가지고 있고 증폭기(25)의 출력에 접속된 입력을 가지고 있는 주파수 고정회로(31)를 보유하는 것이 필요하다.

판별기 소자와 주파수 고정 소자는 본 기술에 익숙한 사람에게 공지되어 있다. 이러한 판별기는 중간 주파수 변조된 신호를 대응하는 기본대역 진폭 변조된 신호로 변환시키는 것이 공지되어 있다. 주파수 고정소자의 기능은 위에서 기술되어 있다.

원격 단말기(20)는 판별기(26)의 출력에 단말기(35)를 보유하고 있다. 제2도에서 ＂합성(composite)＂으로 표시된 신호는 단말기(35)에서 이용할 수 있다. 단말기(35)에서 합성 신호는 레이저 전극(23)으로부터 보여지는 바와같은 신호(A,B)의 겹쳐 놓여진 표시를 보유하고 있다. 차동 증폭기(29)는 데이타 신호(B)가 차동 증폭기(29), 즉 단말기(33)의 출력에 데이타 신호(A)의 표시를 남겨놓는 합성 신호로부터 추출되도록 해준다. 제2도를 참조하면, 신호는 ＂수신된 데이타 A＂로 표기된다. 제2도에서 위에 있는 화살표로 표기된 순간에서 샘플링에 의해, 수신된 데이타 신호(A)의 양자화된 표시를 획득하는 것이 가능하다.

원격 단말기(20)와 국부 단말기(10)가 대응하는 데이타 신호에 대해 매우 다른 데이타 비율로 동작함을 심사 숙고해야 한다.

Claims

제1광파 신호에 응답하여, 제1데이타 신호를 발생시키고, 별도로 제2데이타 신호에 응답하여 제2광파 신호를 발생시키는 광파 송수신기로서, 반도체 레이저 구조가 관련된 전극으로부터 제어 가능하고, 상기 반도체 레이저 구조내의 상기 제1광파 신호의 헤테로다인 수신을 위해 관련 전극을 경유하여 전기적으로 레이저 임계치 이상 바이어스 되고, 상기의 제2데이타 신호가 관련된 전극을 경유하여 상기의 반도체 레이저 구조에 공급되는 반도체 레이저 구조와, 반도체 레이저 구조의 관련된 전극에 접속되고, 상기의 헤테로다인 수신에 의해 실제로 야기된 전기 신호 변경에 응답하여 합성 데이타 신호를 발생시키는 수단, 그리고 상기의 제2데이타 신호와 합성 데이타 신호에 공동으로 응답하여 상기 제1데이타 신호 표시를 발생시키는 수단을 포함하는 광파 송수신기.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2광파 신호가 그의 전송 주파수에 대해 거의 동일하게 오프셋하도록 상기 반도체 레이저 구조의 관련된 전극으로부터의 전기 신호에 응답하여 예정된 전기 신호를 전극에 인가함으로써 분포된 Bragg 반사기 레이저 구조의 동작 주파수의 오프셋을 교정하는 수단을 더 포함하는 광파 송수신기.
제1항에 있어서, 상기 합성 신호 발생 수단은 상기의 전기 신호 변경을 주파수 복조시키기 위한 판별기를 보유하고 있는 광파 송수신기.
제2항에 있어서, 상기의 합성 신호발생 수단은 상기의 전기 신호 변경을 주파수 복조하기 위해 판별기를 보유하고 있는 광파 송수신기.
제1데이타 신호를 발생시키기 위해 제1광파 신호에 응답하고, 제2광파 신호를 발생시키기 위해 제 2데이타 신호에 분리적으로 응답하는 광파 송수신기로서, 상기의 광파 송수신기는 반도체 레이저 구조가 상기 제1광파 신호의 헤테로다인 수신을 위해 관련 전극을 경유하여 레이저 광을 발하는 한계치 이상으로 전기적으로 바이어스되고 관련된 전극으로부터 개별적으로 제어 가능하게 되며, 상기의 제2데이타 신호는 관련 전극을 경유하여 상기의 레이저 구조에 공급되고, 상기 제1데이타 신호의 표시를 발생시키기 위해 상기의 제2데이타 신호와 상기의 제1광파 신호의 상기 헤테로다인 수신에 의해 실제로 야기된 전기 신호 변경에 공동으로 응답하고 상기의 관련 전극에 접속된 수단을 보유하고 있는 광파 송수신기.
제1데이타 신호를 발생시키기 위해 제1광파 신호에 응답하고, 제2광학 신호를 발생시키기 위해 제2데이타 신호에 분리적으로 응답하는 광파 송수신기로서, 상기의 광파 수신기는 이득 섹션과 상기의 이득 섹션에 광학적으로 결합된 bragg 섹션을 가지고 있는 분포된 Bragg 반사기 레이저 구조를 보유하고 있고, 각각의 섹션을 관련 전극으로부터 개별적으로 제어 가능하며, 상기의 이득 영역은 상기 제1 광파 신호의 상기 분포된 Bragg반사기 레이저 구조에서 헤테로다인 수신을 위해 관련 전극을 경유하여 레이저 광을 발하는 한계치 이상으로 전기적으로 바이어스 되며, 상기 제2데이타 신호는 관련 전극을 경유하여 상기의 Bragg영역에 공급되며, 합성 데이타 신호를 생성시키기 위해 상기의 헤테로다인 수신에 의해 실제로 야기된 전기 신호 변경에 응답하고 이득 섹션의 관련 전극에 접속된 수단을 보유하고, 있고, 상기의 제1데이타 신호의 표시를 발생시키기 위해 상기의 제2데이타 신호와 합성 데이타 신호에 공동으로 응답하는 수단을 보유하고 있는 광파 송수신기.
제6항에 있어서, 광파 송수신기가 또한 상기의 Bragg 영역에 대한 전극에 선정된 전기 신호를 인가시킴으로써 분포된 Bragg 반사기 레이저 구조의 동작 주파수를 교정시키기 위해 상기 이득 영역의 관련 전극으로부터 전기 신호에 응답하는 수단을 보유하게 되어 상기의 제1 및 제2광파 신호가 전송 주파수에 따라 실제로 오프셋의 같은 양을 나타내는 광파 송수신기.
제1항에 있어서, 상기의 합성 신호를 생성시키는 수단이 상기의 전기 신호 변경을 주파수 복조시기기 위한 판별기를 보유하고 있는 광파 송수신기.
제7항에 있어서, 상기의 합성 신호를 생성시키는 수단이 상기의 전기 신호 변경을 주파수 복조시키기 위한 판별기를 보유하고 있는 광파 송수신기.
제1데이타 신호를 발생시키기 위해 제1광파 신호에 응답하고, 제2광파 신호를 발생시키기 위해 제2데이타 신호에 분리적으로 응답하는 광파 송수신기로서, 상기의 광파 수신기는 이득 섹션과 상기의 이득 섹션에 광학적으로 결합된 Bragg 섹션을 가지고 있는 분포된 Bragg 반사기 레이저 구조를 보유하고 있고, 각각의 섹션을 관련 전극으로부터 개별적으로 제어 가능하며, 상기의 이득 영역은 상기 제1광파 신호의 상기 분포된 Bragg반사기 레이저 구조에서 헤테로다인 수신을 위해 관련 전극을 경유하여 레이저 광을 발하는 한계치 이상으로 전기적으로 바이어스되며, 상기 제2데이타 신호는 관련 전극을 경유하여 상기의 Bragg 영역에 공급되며, 상기 제1데이타 신호의 표시를 발생시키기 위해 상기의 제2데이타 신호와 제1광과 신호의 상기 헤테로다인 수신에 의해 실제로 야기된 전기 신호 변경에 공동으로 응답하고 2개의 관련 전극에 접속된 수단을 보유하고 있는 광파 송수신기.