KR980013058A

KR980013058A - 광 신호 통신 장치 및 광 신호 통신 방법

Info

Publication number: KR980013058A
Application number: KR1019970033460A
Authority: KR
Inventors: 요시유끼 구니또; 히데끼 요시다; 다쯔오 이노우에; 요이찌 도리우미; 미찌히꼬 사꾸라이
Original assignee: 이데이 노부유끼; 소니 가부시끼가이샤
Priority date: 1996-07-19
Filing date: 1997-07-18
Publication date: 1998-04-30
Also published as: JPH1041896A; EP0820162A2; US6246499B1; EP0820162A3

Abstract

광 파이버의 길이가 다를지라도 소정의 강도를 갖는 레이저 빔을 수신할 수 있도록, 통신 대상으로부터 송신된 레이저 빔이 포토다이오드에 의해 수신되고, 이에 의해 산출된 전기적 신호가 증폭부에 의해 증폭된후, 신호의 피크값이 피크 홀드부에 의해 검출되며, 차동 증폭부가 피크 홀드부로부터의 출력신호와 기준 레벨(Rx, Ref) 사이의 차를 계산하고, 그 차를 기본으로 제어 신호를 형성하며 그것을 셀렉터를 통해 APC로 출력하며, APC는 LD로부터 방출된 레이저 빔의 일부가 입사되는 포토다이오드로부터의 출력 및 차동 증폭부로부터 출력된 신호에 따라 LD 구동부를 제어하며, LD 구동부는 APC로부터 출력된 신호에 따라 송신 데이터(Tx, Data)를 증폭하여 LD를 구동한다.

Description

광신호 통신 장치 및 광신호 통신 방법

도 1은 본 발명에 따른 광 통신 시스템의 구성의 일례를 도시한 도면,

도 2는 도 1에 도시된 광 통신 장치(20, 21)의 전기적 구성의 일례를 도시한 블록도,

도 3은 도 2에 도시된 광 통시 장치에서 송신되고 수신되는 레이저 빔의 강도 사이의 관계를 도시한 도면,

도 4는 도 2에 도시된 광 통신 장치 내에 전원이 인가될 때 처리 과정의 일례를 설명하기 위한 플로우 차트,

도 5a 및 도5b는 다양한 길이를 갖는 광 파이버가 도 2에 도시된 광 통시 장치에 접속될 때 송수신되는 레이저 빔의 시간적 변화를 도시한 도면,

도 6은 본 발명에 따른 광 통신 장치의 다른 전기적 구성의 일례를 도시한 블록도,

도 7은 본 발명에 따른 광 통신 장치의 또 다른 전기적 구성의 일례를 도시한 블록도,

도 8은 종래의 광 통신 장치의 전기적 구성의 일례를 도시한 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1, 82 : LD 2, 80 : LD 구동부

4, 8, 85 : 포토다이오드 5 : APC

9, 86 : 증폭부 36, 60 : 비교부

38 : 셀렉터 20, 21 : 광 통신 장치

20-1, 21-1 : 송신부 20-2, 21-2 : 송신부

20-3, 21-3 : 송신부 33 : 차동 증폭부

[발명의 목적]

[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]

본 발명은 광 통시 장치 및 광 통신 방법에 관한 것으로, 특히 광 파이버를 전송 매체로 하여 레이저 다이오드, LED(발광 다이오드)등에 의해 방초로디는 광 빔을 이용하여 정보를 송수신하기 위한 광 통신 장치 및 광 통신 방법에 관한 것이다.

도 8은 종래의 광 통신 장치의 구성의 일례를 설명하기 위한 블록도이다. 레이저 다이오드(1)(이하, LD로 약칭함)는 전기적 신호를 이에 대응하는 강도를 갖는 레이저 빔으로 변환하고, 그것을 도시되지 않은 광 파이버를 통해 전송한다. 또한, LD 구동부(2)는 신호 선로(3)로부터 입력된 송신 데이터(Tx, Data)와 APC(자동 전력 제어부)(5)로부터의 출력신호에 응답하여 LD(1)를 구동한다. LD(1)로부터 방출된 레이저 빔의 일부는 이에 대응되는 전기적 신호로 변환하는 포토다이오드(4)로 입사된다.

APC(5)는 LD(1)으로부터 방출되는 레이저 빔의 강도가 소정의 레벨이 되도록 포토 다이오드(4)로부터 출력되는 전기적 신호와 신호 선로(6)를 통해 입력된 송신 신호의 기준 신호(Tx, Ref)에 응답하는 LD 구동부(2)를 제어한다. 도시되지 않은 광 파이버를 통해 송신된 레이저 빔은, 포토 다이오드(8)로 입사되고, 포토다이오드(8)는 송신된 레이저 빔을 이에 대응되는 전기적 신호로 변환한다. 증폭부(9)는 포토다이오드(8)로부터 출력된 전기적 신호를 소정의 이득을 갖도록 증폭하고, 신호 선로(6)를 통해 증폭된 전기적 신호를 수신 데이터(Rx, Data)로서 출력한다.

다음에는, 종래 예의 동작에 대해 설명한다.

송신된 데이터는 신호 선로(3)를 통해 LD 구동부(2)로 인가된다. LD 구동부(2)는 송신 데이터와 APC(5)로부터의 출력신호에 응답하여 LD(1)를 구동하여, 레이저 빔을 방출한다. LD(1)로부터 방출된 레이저 빔은, 도시되지 않은 광 파이버를 통해, 도시되지 않은 상대편 통신 시스템으로 전송된다.

LD(1)로부터 방출된 레이저 빔의 일부는 포토다이오드(4)로 입사되므로, LD(1)로부터 방출된 레이저 빔의 강도에 대응하는 전기적 신호는 APC(5)로 입력된다. APC(5)는 포토다이오드(4)로부터 출력된 전기적 신호와 신호 선로(6)로부터 입력된 송신 신호의 기준 레벨(Tx, Ref)을 비교하고, 소정의 관계가 이들 사이에서 유지되도록(예를 들어, 둘다 모두 동일한 값을 갖도록) LD구동부(2)를 제어한다. 그 결과, LD(1)로부터 방출된 레이저 빔의 강도는 항상 소정의 레벨로 설정된다.

또한, 도시되지 않은, 광 파이버를 통해 송신된 레이저 빔은, 포토다이오드(8)에 의해 이에 대응되는 전기적 신호로 광전 변환되고, 소정의 이득으로 증폭부(9)에 의해 증폭된후, 전기적 신호는 신호 선로(6)를 통해 수신된 데이터로서 출력된다.

그러한 종래의 광 통신 장치에 의하면, 송신된 레이저 빔의 강도가 항상 소정으 레벨로 설정되게 된다. 레이저 빔의 강도는 통상적으로 시스템(광통신 장치를 상호 접속하므로써 구성된 시스템)의 가장 긴 광 파이버의 송신 손실을 기준으로 고려하여 결정된다.

즉, 레이저 빔이 시스템의 가장 긴 광 파이버에서의 전송 손실을 충분히 처리할 수 있는 강도로 결정될 때, 충분한 강도가 시스템의 모든 부분에 제공될 수 있다.

그러나, 레이저 다이오드(LD)의 수명은 방출된 레이저 빔의 강도의 제곱(세제곱)에 반비례한다고 할 수 있다. 따라서, 시스템에서 레이저 빔의 강도는 가장 긴 광 파이버에 의해 결정될때는, 강도는 시스템의 다른 부분에서 급격하게 증가되므로, LD의 수명은 시스템의 전체로 보면 상당히 짧아지게 된다.

또한, 시스템을 구성하고 있는 광 토신 장치에 상호 접속하는 광 파이버 각각의 전송 손실에 있어서 큰 변화 폭이 있을 때(광 파이버의 길이가 각각 상당히 차이가 날 때), 큰 변화 폭이 광 통신 장치의 수신부에 입력된 레이저 빔의 강도와 유사하게 제공된다. 예를 들어, LAN(근거리 통신망)등과 같은 경우에는, 광 파이버의 길이에 대응하여 이용되는 1m 내지 100m의 충분한 범위에서 상당한 변화폭을 가지므로, 실제로 전송손실 양의 차가 16dB에 상당하는 큰 변화 차이가 이에 대응해서 레이저 빔의 강도로 주어지게 된다. 또한, 그러한 차이는 큰 내부 손실을 갖는 POF(플라스틱 광 파이버)에서 특히 중요하다.

입력된 레이저 빔의 강도에 있어서 그러한 상당한 변화폭이 있을때는, 임의의 강도를갖는 레이저 빔의 입력에 대응하여 일정한 오유를 유지하기 위해서, 광 통신 장치의 동적 범위를 충분히 넓게 유지하여야 되므로, 장비의 설계가 복잡해지고 장치의 제조 비용이 증가하게 된다.

또한, 아이 세이프(Eye Safe) 문제를 고려했을 때, 레이저 빔의 강도를 가능한 작게 설정하는 것이 바람직하다. 그러나, 레이저 빔의 강도가 낮은 값으로 설정되면, 큰 손실을 갖는 시스템(예를 들어, POF 등에 의해 접속된 시스템)에 의해서, 시스템은 시스템의 설계를 서로 다르게 해야 하는 상술된 바와 같은 동적인 문제에 봉착하게 된다.

그러므로, 아이 세이프(Eye Safe) 문제를 제거하는 (OFC; 광 파이어 제어) 방법이 공지되어 있는데, 이 방법에서는 광 파이버가 광 통신 장치에 접속되지 않았을 때, 비접속 상태가 검출되고 강도의 평균값이 감소됨에 따라 레이저 빔이 간헐적으로 출력된다.

그러나, 그러한 방법에 의하면, 광 파이버의 비접속 상태를 검출하기 위한 회로 및 레이저 빔을 간헐적으로 출력하기 위한 회로는 장치의 비용 증가가 추가로 요구된다.

본 발명은 상술된 상태와 관련하여 수행될 수 있으며 광 통신 장치의 설계를 간단히 할 수 있으므로, 제조 비용을 절감시키고 장비의 수명을 연장시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른, 광 통신 장치는 안정적으로 동작될 수 있고 어떠한 환경 아래 이용되는 광통신장치라 할지라도 아이 세이프의 문제를 해결할 수 있다.

[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]

본 발명의 제1 양상에 의하면, 전송매체를 통해 다른 통신 장치로 신호를 송신하기 위한 송신기, 다른 통신 장치로부터 전송 매체를 통해 송신된 신호를 수신하기 위한 수신기, 수신기에 의해 수신된 신호의 신호 레벨을 검출하기 위한 신호 레벨 검출기, 및 신호 레벨 검출기에 의해 검출된 신호 레벨에 응답하여 송신기에 의해 송신된 신호의 신호 레벨을 제어하기 위한 신호 레벨 제어기를 포함하는 광 신호 통신 장치가 제공된다.

본 발명의 제2 양상에 의하면, 전송 매체를 통해 다른 통신 장치로 신호를 송신하는 단계, 다른 통신 장치로부터 전송 매체를 통해 송신된 신호를 수신하는 단계, 수신 단계에 의해 수신된 신호의 수신 레벨을 검출하는 단계, 검출 단계에 의해 검출된 신호 레벨에 응답하여 송신 단계에서 송신된 신호의 신호 레벨을 제어하는 단계를 포함하는 광 신호 통신 방법이 제공된다.

광 통신 장치의 제1 양상에 의하면, 송신기는 전송 매체를 통해 다른 통신 장치로 신호를 송신하고, 수신기는 전송 매체를 통해 다른 통신 장치로부터 송신된 신호를 수시하고, 신호 레벨 검출기는 수신기에 의해 수신된 신호의 수신 레벨을 검출하고 신호레벨 제어기는 신호 레벨 검출기에 의해 검출된 신호 레벨에 응답하여 송신기에 의해 송신된 신호의 신호 레벨을 제어한다. 예를 들어, 송신기는 광파이버를 통해 다른 광통신 장치로 레이저 빔을 송신하고 수신기는 다른 광 통신 장치로부터 송신된 레이저 빔을 수신한다. 신호 레벨 검출기는 수신기에 의해 검출된 레이저 빔의 강도를 검출하고 신호 레벨 제어기는 검출된 강도에 응답하여 송신기에 의해 송신된 레이저 빔의 강도를 제어한다.

본 발명의 제2 양상에 따른 광 통신 방법에 의하면, 송신 단계에서는 신호가 전송 매체를 통해 다른 광통신 장치로 송신되고, 수신 단계에서는 다른 광 통시 장치로부터 전송 매체를 통해 송신된 신호가 수신되고, 신호 레벨 검출단계에서는 수신 단계에서 수신된 신호의 수신 레벨이 검출되며, 신호 레벨 제어 단계에서는 송신 단계에서 송신된 신호의 신호 레벨이 신호 레벨 검출 단계에서 검출된 신호 레벨에 응답하여 제어된다. 예를 들어, 송신 단계에서는 레이저 빔이 광 파이버를 통해 다른 광 통신 장치로 송신되고, 수신 단계에서는 다른 광 통신 장치로부터 송신된 레이저 빔이 수신된다. 신호 레벨 검출단계에서는 수신 단계에서 검출된 레이저 빔의 강도를 검출하고 신호 레벨 제어 단계에서는 검출된 강도에 응답하여 송신 단계에서 송신된 레이저 빔의 강도가 제어된다.

[발명의 구서 및 작용]

도 1은 본 발명에 따른 광 통신 장치의 구성의 예를 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 광 통신 장치(20, 21)는 송신부(20-`, 21-`), 수신부(20-2, 21-2) 및 제어부(20-3, 21-3)에 의해 각각 구성된다. 송신부(20-1)와 수신부(21-2), 및 수신부(20-2)와 송신부(21-1)는 광 파이버(22-1, 22-2)에 의해 각각 접속된다.

상기 송신부(20-1)는 전송되어지는 정보에 응답하여 레이저 빔을 변조하고 광 파이버(22-1)을 통해 레이저 빔을 수신부(21-2)로 송신한다. 이와 유사하게, 송신부(21-1)는 정보에 응답하여 변조된 레이저 빔을 광 파이버(22-2)를 통해 수신부(20-2)로 송신한다.

상기 제어부(20-3, 2-3)는 수신부(20-2, 21-2)에 의해 수신된 레이저 빔의 강도와 관련하여 송신부(20-1, 21-1)로부터 출력된 레이저 빔의 강도를 제어한다.

또한, 광 파이버(22-1, 22-2)의 길이는 이들이 하나의 케이블에 통합되므로 서로 동일하다. 또한, 광파이버(22-1, 22-2)가 광 통신 장치(20, 21)에 접속될 때, 그들은 송신부 또는 수신부에 동시에 접속된다.

도 2는 도 1에 도시된 광 통신 장치(20, 21)의 전기적 구성의 예를 도시한 블록도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 도 1에 도시된 각각의 송신부(20-1, 21-1)는 LD(1)(송신 수단, 송신 단계) 및 LD 구동부(2)(신호 레벨 제어 수단, 신호 레벨 제어 단계)에 의해 구성된다. 각각의 수신부(20-2, 21-2)는 포토 다이오드(8)(수신 수단, 수신 단계)와 증폭부(9)에 의해 구성된다. 또한, 각각의 제어부(20-3, 21-3)는 포토 다이오드(4)(제 2 검출 단계), APC(5)(시호 레벨 제어수단, 신호 레벨 제어 단계), 피크 홀드2N(31), 차동 증폭부(33)(신호 레벨 검출수단, 신호 레벨 검출 단계), 비교부(6) 및 셀렉터(38)에 의해서 구성된다.

LD(1)은 LD 구동부(2)로부터 출력된 신호 진폭에 대응되는 강도를 갖는 레이저 빔을 방출하고 도시되지 않은, 광 파이버를 통해 통신 대상이되는 다른 광 통신 장치로 정보를 송신한다. LD 구동부(2)는 신호 선로(3)를 통해 입력된 송신 데이터(Tx, Data)와 APC(5)로부터 출력된 신호에 응답하여 LD(1)을 구동한다.

LD(1)로부터 방출된 레이저 빔의 일부는 포토다이오드(4)로 입사되고 포토다이오드(4)는 레이저 빔의 강도에 따라 입사 레이저 빔을 광전 변환하고 전기적 신호를 출력한다. APC(5)는 포토다이오드(4)로부터 출력된 전기적 신호와 셀렉터(38)로부터 출력 신호를 입력하므로써 그리고 이러한 신호들에 응답하여 신호 선로(7)를 통해 LD 구동부(2)를 제어한다.

다른 광통신 장치로부터, 도시되지 않은, 광 파이버를 통해 송신된 레이저 빔은 포토다이오드(8)로 입사되고, 포토다이오드(8)는 레이저 빔을 광전 변환하므로써 이에 대응하는 전기적 신호를 출력한다. 증폭부는 포토다이오드(8)로부터 출력된 신호를 소정의 이득을 갖도록 증폭하고, 신호 선로(10)를 통해 수신 데이터(Rx, Data)로서 증폭된 신호를 출력하고 그것을 신호 선로(30)를 통해 피크 홀드부(31)로 출력한다.

상기 피크 홀드부(31)는 소정 시간 간격동안 증폭부(9)로부터 출력된 신호의 피크 값을 유지하고 신호 선로(34)를 통해 차동 증폭부(33)와 비교부(36)로 피크 값을 출력한다.

상기 차동 증폭부(33)는 신호 선로(32)를 통해 입력된 수신 신호의 기준 레벨(Rx, Ref (이하, 기준 레벨로서 약칭함))과, 피크 홀드부(31)로부터 입력된시호(현재 수신된 레이저 빔의 피크 레벨에 대응하는 신호)를 비교하고 신호 선로를 통해 비교 결과를 셀렉터(38)로 인가한다. 또한 비교부(36)는 피크 홀드부(31)로부터의 출력신호와 신호 선로(35)로부터 입력되는 수신된 신호의 제로 레벨(Rx, Zero(이하, 제로 레벨로 약칭함))을 비교하고 신호 선로(37)을 통해 비교 결과를 셀렉터(38)로 출력한다.

상기 셀렉터(38)는 비교부(36)로부터 출력된 신호 상태에 따라 신호 선로(40)를 통해 입력된 스탠 바이 레벨(Tx, Stand- By)신호와 차동 증폭부(33)로부터의 출력신호 중 하나를 선택하고 선택된 신호를 신호 선로(41)를 통해 APC(5)로 인가한다.

다음에는, 실시예의 동작 설명을 하게 될 것이다.

또한, 광 통신 장치(20, 21)는 동일한 구성을 제공하므로, 다음 설명에서는 광 통신 장치(20)만을 설명하게 될 것이다.

통신 상대방으로부터 광 파이버(22-2)를 통해 전송된 레이저 빔은, 포토 다이오드(8)에 의해 수신되고, 광전 변환에 의해 전기적 신호로 변환된다. 포토다이오드(8)로부터의 출력신호는 신호 선로(10)를 통해 수신 데이터로 출력되고 증폭부(9)에 의해서 소정의 이득을 갖고 증폭된 후 피크 홀드부(31)로 입력된다.

상기 피크 홀드부(31)는 증폭부(9)로부터 출력된 신호의 피크 값을 검출하고 일정한 시간 간격동안 피크 값을 유지한 후 차동 증폭부(33)와 비교부(36)로 피크값을 전송한다.

상기 차동 증폭부(33) 신호 선로(32)를 통해 입력된 수신 신호의 기준 레벨(Rx, Ref)과, 피크 홀드부(31)로부터의 출력신호(수신된 레이저 빔의 피크 레벨에 대응되는 신호)사이의 차를 계산하고, 그 차이에 따라 신호 선로(39)를 통해 셀렉터(38)로 신호를 출력한다. 즉, 수신 레이저 빔의 피크 레벨에 대응되는 신호가 기준 레벨보다 클때는, 차동 증폭부(33)는 현재 추력되고 있는 신호의 값을 감소시키고, 역으로 수신 레이저 빔의 피크 레벨값이 기준 레벨보다 작을때는, 차동 증폭부(33)는 현재 출력되고 있는 신호 값을 증가시킨다.

또한 비교부(36)는 피크 홀드부(31)로부터 출력된 신호와 신호 선로(35)를 통해 입력된 제로 레벨(Rx, Zero)를 비교한다. 그 결과, 피크 홀더(31)로부터 출력된 신호가 제로 레벨보다 클때는, 비교부(36)가 포지티브 값을 갖는 신호를 셀렉터(38)로 출력한다. 또한, 피크 홀드부(31)로부터 출력된 신호가 제로 레벨보다 작거나 같을때는, 비교부(36)가 네가티브 값을 갖는 신호를 셀렉터(38)로 출력한다.

상기 비교부(36)로부터 출력된 신호가 포지티브 값으로 제공될때(상기 피크 홀드부(36)로부터 출력된 신호가 제로 레벨보다 클때)는, 셀렉터(38)는 차동 증폭부(38)로부터 출력된 신호를 선택하고 신호 선로(41)를 통해 APC(5)로 신호를 출력한다. 또한 비교부(36)으로부터 출력된 신호가 네가티브값으로 제공될 때(상기 피크호드부(31)로부터 출력된 신호가 제로 레벨보다 작거나 같을때)는, 셀렉터(38)가 신호 선로(40)를 통해 입력된 스탠바이 레벨(Tx. S tand-by)에서 신호를 선택하고 그 신호를 신호 선로(41)를 통해 APC(5)로 전송한다.

따라서, 수신된 레이저 빔의 피크 레벨에 대응하는 신호가 제로 레벨보다 클때(소정 강도를 갖는 레이저 빔이 송신부(21-1)로부터 방출될때)는, 셀렉터(38)가 차동 증폭부(33)로부터 출력된 신호를 선택하고 선택된 신호를 APC(5)로 출력한다. 도한, 수신 레이저 빔의 피크 레벨에 대응하는 신호가 제로 레벨보다 작거나 같을때(상기 광 파이버(22-1, 22-2)가 접속되지 않을 때, 또는 송신부(21-1)의 전원이 온되지 않을때)는, 셀렉터(38)가 스탠바이 레벨에서 신호를 선택하고 선택된 신호를 APC(5)로 출력한다.

APC(5)는 포토다이오드(4)로부터 출력된 신호와 셀렉터(38)로부터 출력된 신호가 소정의 관계(예를 들어, 두 신호 모두 동일한 값을 갖는다.)를 확립하도록 LD 구동부(2)를 제??나다.

그 결과, 통신 대상이 되는 광 통신 장치(21)로부터 레이저 빔이 송신되지 않을 때(상기 광 파이버(22-1, 22-2)가 접속되지 않을 때, 또는 광 통시 장치(21)의 전원이 온되지 않을때)는, 스탠 바이 레벨에 대응되는 강도(이하, 스탠 바이 강도로 약칭함)를 갖는 레이저 빔이 LD(1)로부터 방출된다.

또한, 레이저 빔이 광통신 장치로부터 송신될때는, 차동 증폭부(33)로부터 출력된 신호(수신된 레이저 빔의 피크 레벨에 대응하는 신호와 기준 레벨 사이의 차이에 대응해서 응답하는 신호)에 따라 결정되는 강도를 갖는 레이저 빔이 출력된다. 따라서, 수신된 레이저 빔의 피크 레벨에 대응되는 신호(피크 홀드부(31)로부터의 출력신호)가 참조 레벨 보다 작을때는, LD(1)로부터 방출된 레이저 빔의 강도가 감소된다.

도 3은 도 2에 도시된 광 통신 장치에 의해, 수신된 레이저 빔(이하, 간략하게 수신 레이저 빔이라 칭한다.)의 강도와 그 이후 송신된 레이저 빔(이하, 간략하게 송신 레이저 빔이라 칭함)의 강도 사이의 관계를 도시한 도면이다. 도면에 의해 도시된 바와같이, 수신 레이저 빔의 강도가 제로 레벨(Rx, Zero)보다 작거나 같을때는, 송시 레이저 빔의 강도가 스탠 바이 강도로 변환된다. 수신 레이저 빔의 강도가 제로 레벨보다 클때는, 일정 시간 간격동안 최대 송신 강도를 유지한루, 수신 레이저 빔의 강도가 증가됨에 따라 송신 레이저 빔의 강도가 감소된다.

더욱이, 최대 송신 강도가 LD(1) 또는 포토다이오드(8)를 보호하기 위해 제한된다.

다음에는, 도 4를 참조하여 본 실시예의 전원이 온되었을때의 동작을 설명할 것이다.

도 4는 도 2에 도시된 실시예에서 전원을 온했을 때 처리 과정을 도시한 플로우 차트이다. 광 통신 장치(20, 21)에서 전원이 온되었을 때 처리 과정이 수행된다.

더욱이, 광 통신 장치(20, 21)는 동일한 구성이 제공되므로, 상술된 경우와 같이 광 통시 장치(20)의 동작만을 다음 설명에서 설명하게 될 것이다.

광 토신 장치(20)에서 전원이 온될 때, 송신부(20-1)는 광 파이버(22-1)를 통해 스탠 바이 강도를 갖는 레이저 빔을 송신한다.(단계 S1)

즉, 통시 대상이되는 광 통신 장치(21)의 전원이 온되어 있지 않은 경우 광 통신 장치(20)에서 전원이 온될때는, 피크 홀드부(31)로부터 출력된 신호가 제로 레벨보다 작으므로, 비교부(36)는 네가티브 값을 갖는 신호를 셀렉터(38)로 출력한다. 그리고, 셀렉터(38)는 신호 선로(40)를 통해 입력된 스탠 바이 레벨에서 신호를 선택하고 선택된 신호를 APC(5)로 출력한다. 그 결과, LD(1)는 스탠바이 강도를 갖는레이저 빔을 출력하게 된다.

그 다음, 포토 다이오드(8)가 광 파이버(22-2)를 통해 송신된 레이저 빔을 송신하고 광전 변환 후 그것을 증폭부(9)로 출력한다.(단계 S2) 비교부(36)는 ?? 홀드부(31)로부터의 출력신호와 제로 레벨을 비교하므로써 레이저 빔이 수신되었는지 여부를 결정한다.(단계 S3)

그 결과, 레이저 빔이 수신될때(상기 피크 홀드부(31)로부터 출력된신호가 제로 레벨보다 클 때 또는 단계 S3에서 그 답에 '예'일때)는, 단계 S4에서 동작이 수행된다. 즉, 포지티브 값을 갖는시호가 비교부(36)로부터 출력될 때, 셀렉터(38)는 차동 증폭부(33)으로부터 출력된 신호를 APC(5)로 인가한다. 그 겨로가, LD(1)로부터 방출된 레이저 빔의 강도는 차동 증폭부(33)로부터 출력된 신호에 대응되는 강도가 된다.

또한, 레이저 빔이 수신되지 않을때(상기 피크 홀드부(31)로부터 출력된신호가 제로 레벨보다 작거나 같을 때, 또는 단계 S3에서 그 대답이 '아니요'일 때) 는, 단계 S1으로 동작이 복귀되고, 동일한 처리 과정을 반복해서 수행한다. 즉, 피크 홀드부(31)로부터 출력된 신호가 제로 레벨보다 작을때는, 비교부(36)가 네가티브 값을 갖는 신호를 출력하고 셀렉터(38)는 스탠 바이 레벨에서 신호를 선택하여 선택된 신호를 APC(5)로 전송한다. 그 결과, LD(1)는 스탠 바이 강도를 갖는 레이저 빔을 방출한다.

단계 S4에서, 수신 신호 레벨(상기 피크 홀드부(31)로부터의 출력신호)은 기준 레벨과 비교한다. 즉, 차동 증폭부(33)는 피크 홀드부(31)로부터 출력된 신호와 신호 선로(32)를 통해 입력된 기준 레벨을 비교한다. 그 결과, 수신 신호 레벨이 기준 레벨보다 클때(단계 S4에서 (1)이 결정될때)는, 현재 출력되고 있는 신호가 소정의 값까지 감소되고 그 신호는 셀렉터(38)로 인가되게 된다. 그 결과 LD(1)로부터 출력된 레이저 빔의 강도가 감소된다.(단계 S5) 또한, S2 단계로 동작이 복귀되고 동일한 처리과정을 반복해서 수행하게 된다.

또한, 수신 신호 레벨이 기준 레벨과 동일할때(단계 S4에서 (2)가 결정될때)는, 차동 증폭부(33)로부터 출력된 신호값이 변화되지 않고 일정하고 따라서, APC(5)가 LD 구동부(2)를 제어하고, LD(1)로부터 방출된 레이저 빔의 강도를 유지하게 된다. 또한, S2로 동작이 복귀되고 동일한 처리과정을 반복해서 수행하게 된다.

또한, 수신 신호 레벨이 기준 레벨보다 작을 때 (단계 S4에서 (3)이 결정될때)는, 차동 증폭부(33)가 현재 소정의 값으로 출력되고 있는 신호를 증가시키고 신호를 셀렉터(38)로 전송한다. 따라서, APC(5)는 LD 구동부(2)를 제어하고 LD(1)로부터 출력된 레이저 빔의 강도를 증가시킨다.(단계 S6) 또한, 단계 S2로 동작이 복귀되고 동일한 처리 과정을 반복해서 수행하게 된다.

상술된 처리 과정에서, 레이저 빔이 수신되지 않을 때는 스탠 바이 강도를 갖는 레이저 빔이 출력되고, 레이저 빔이 수신 될 때는, LD(1)F부터 출력된 레이저 빔의 강도가 상대방으로부터 전송된 레이저 빔의 강도에 의해 제어되므로, 현재 접속되어 이는 광 파이버(22-1, 22-2)의 송신 손실에 적절히 대응하는 강도를 갖는 레이저 빔이 전송될 수 있다.

예를들어, 스탠 바이 강도가 아이 세이프 레벨을 고려하여 결정될때는, 광 파이버(22-1, 22-2)가 접속되지 않은 곳의 경우 전원이 온이 될 때에도, 망막등이 그 주위로 방출되는 레이저 빔에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.

상술된 바와 같이, 레이저 빔이 수신되고 수신 신호가 기준 레벨보다 작을때는, LD(1)로부터 출력된 레이저 빔의 강도가 증가된다. 수신 신호가 기준 레벨보다 클때는, LD(1)로부터 출력된 레이저 빔의 강도가 증가된다. 또한 광 통신 장치(20, 21)는 동일한 구성이 제공되고 또한, 광 파이버(22-1, 22-2)가 동일한 길이(각각의 손실도 서로 동일하다.)로 제공되므로, 레이저 빔의 강도를 증가시키는 처리 과정이 광 통신 장치의 일측에서 수행될 때, 동일한 처리 과정이 타측에서도 수행되게 된다. 따라서, 그러한 처리 결과로서, 양측 광 통신 장치로부터 출력된 레이저 빔의 강도가 동일한 등급으로 제공될 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 다양한 광 파이버가 도 2에 도시된 실시예에 접속될 때 수신 레이저 빔의 강도와 송신 레이저 빔의 강도의 시간적 변화의 예가 도시된다.

도 5a는 송신 레이저 빔의 강도의 시간적 변화를 도시한 도면이다. 또한, 도 5b는 수신 레이저 빔의 강도를 시간적 변화를 도시한 도면이다.

이제, 광 통신 장치(20, 21)가 소정의 길이를 갖는 광 파이버(22-1, 22-2)에 의해 접속되고 광 통신 장치(20)의 전원이 시간 t1에서 온되는 경우를 생각해 보자. 이순간 광 통신 장치(21)의 전원은 아직 온되어 있지 않으므로, LD(1)로부터 방출된 레이저 빔의 강도는 스탠 바이 강도로 설정된다.

상기 광 통신 장치(20)의 전원이 시간 t2에서 온될때는, 광 통신 장치(21)가 광 통신 장치(20)로부터 송신된 스탠 바이 강도를 갖는 레이저 빔을 수신한다. 따라서, 광 통신 장치(21)는 시간 t3에서 스탠 바이 강도를 갖는 레이저 빔을 수신하기 시작한다.

시간 t3에서 광 통신 장치로부터 스탠 바이 강도를 갖는 레이저 빔을 수신한 광 통신 장치(20)는 셀렉터(38)의 접속을 차동 증폭부(33)측으로 변경한다. 그 결과, 수신 레이저 빔의 강도와 기준 레벨 사이의 차에 의한 신호가 차동 증폭부(33)로부터 출력되고 APC(5)가 차동 증폭부(33)의 출력에 따라 LD 구동부(2)를 제어한다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 시간 t3에서는 수신 레이저 빔의 강도(Rx, Ref로 대응되는 강도)가 기준 레벨보다 낮으므로, LD(1)로부터 방출되는 레이저 빔의 강도가 증가된다.

이 순간, 또한 광 통신 장치(21)에서 동일한 처리 과정이 수행되므로, 광 통신 장치(20)에 의해 수신된 레이저 빔의 강도는 광 통신 장치(20)의 LD(1)에 의해 방출된 레이저 빔의 강도의 증가율과 동일한 비율로 증가되게 된다. 그 결과, 광 통시 장치(20)는 수신 레이저 빔이 기준 강도와 동일해질때까지 LD(1)에 의해 방출된 레이저 빔의 강도를 증가시킨다. 또한 시간 T4에서 광 통신 장치(20)에 의해 수신된 레이저 빔의 강도가 기준 강도와 동일하게 되므로, 시간 t4에서 광통신 장치(20)의 LD(1)에 의해 방출된 레이저 빔의 강도가 일정하게 된다. 광 통신 장치(21)에서도 또한 동일한 처리 과정이 수행되므로, 광 통신 장치(20, 21)로부터 방출된 레이저 빔의 강도는 동일한 레벨로 고정되게 된다.

즉, 광 통신 장치(20, 21)는 동일한 구성으로 제공되고, 광 파이버(22-1, 22-2)가 동일한 길이(전송 손실이 동일하다)로 제공되므로, 광 통신 장치(20, 21)로부터 방출된 레이저 빔의 강도가 사실상 서로 동일하다. 즉 광 통신 장치(20)는 광 통신 장치(21)로부터 송신된 레이저 빔의 강도를 참조하여 송신 레이저 빔의 강도를 제어한다. 광 통신 장치(21)에도 또한 이와 동일하게 적용될 수 있다.

도 5a 및 도 5b의 후반부를 참조하여 t5에서 단절되는 광 파이버에 대해 생각해보자. 이때 광 통신 장치(20)에 의하면, 피크 홀드부(31)로부터의 출력이 "0"이 되고, 그 결과, 셀렉터(38)는 신호 선로(40)로부터 입력된 스탠 바이 레벨에서 신호를 입력하고 그것을 ??(5)로 전송하게 되므로, 스탠 바이 강도를 갖는 레이저 빔이 (시간 t6에서)LD(1)로부터 출력된다. 또한 광 통신 장치(21)에서 동일한 처리 과정이 수행되고 광 통신 장치(21)로부터 방출된 레이저 빔의 출력이 스탠 바이 레벨로 동일하게 설정된다.

다음에는, t8에서 접속되는 전보다 긴 길이를 갖는 광 파이버(22-1, 22-2)에 대해서 생각해 보자. 이때, 상술된 경우와 동일한 처리 과정이 광 통신 장치(20, 21)에서 수행될 수 있으므로, 광 통신 장치(20, 21)에 의해 수신된 레이저 빔의 강도가 (시간 t10에서) 기준 강도와 동일하게 된다. 이 경우, 광 파이버(22-1, 22-2)의 길이는 전보다 더 길므로, 전송 손실도 그 양만큼 더 증가하게 된다. 따라서, 도 5a에 도시된 바와 같이, 송신 레이저 빔의 강도가 짧은 광 파이버에 접속되는 경우와 비교해서 증가되게 된다.

계속해서, 광 파이버가 시간 t11에서 단절되고 보다 긴 광 파이버가 시간 t13에서 접속 되는 경우를 생각해보자. 광 파이버가 단절될 때, 광 통신 장치(20, 21)로부터 방출된 레이저 빔의 강도는 스탠바이 강도가 된다. 또한, 이전보다 더 긴 길이를 갖는 광 파이버가 시간 t13에서 접속될 때, 수신 레이저 빔의 강도가 일시적으로 증가할지라도, 이러한 증가는 시간 t14에서 멈추게 된다. 즉, 이러한 경우에 접속되는 광 파이버는 매우 큰 전송 손실이 제공되므로, 수신 레이저 빔의 강도가 기준 레벨을 초과하지 않게 되고 그 결과, LD(1)로부터 방출된 레이저 빔의 강도가 스탠 바이 강도로 설정되게 된다.

상술된 실시예에 의하면, 레이저 빔의 강도가 광 파이버를 통해 다중 제어되어, 전송 손실이 가변될때에도 항상 일정한 강도를 갖는 레이저 빔이 수신될 수 있다. 또한, 광 파이버가 접속되지 않을때는, 스탠 바이 강도를 갖는 레이저 빔이 방출되므로, 적절하게 스탠 바이 강도를 설정하므로써 아이 세이프의 문제가 제고될 수 있다.

시스템 전체를 고려할 때, 통신 장치 각각의 LD(1)는 접속된 광 파이버의 전송 손실에 대응하는 강도를 갖는 레이저 빔을 출력하게 되므로, 그 강도가 가장 큰 손실을 갖는 시스템에 의해 결정되는 종래의 경우와 비교해서, 시스템 전체를 볼 때, LD(1)의 수명이 연장될 수 있다.

또한, 비교적 큰 손실을 갖는 일부 시스템(긴 광 파이버가 접속되는 광 통신 장치)과 관련해서는, 그러한 긴 수명을 갖는 LD(1)을 이용하므로써 역람지가 수행될 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 광 통신 장치의 다른 전기적 구성이 도시된 블록도이다. 여기서, 도 2와 동일한 기호가 도 6의 부분에 개재되므로 설명을 생략하게 될 것이다.

본 실시예에 의하면, 포토다이오드(4)와 APC(5)가 제외되고 차동 증폭부(33)가 비교부(60)로 대치된다. 다른 구성은 도 2의 경우와 동일하다.

다음에는, 본 실시예의 동작이 간략하게 설명될 것이다.

도시되지 않은, 광 파이버를 통해 송신된 레이저 빔은, 포토 다이오드(8)에 의해 이에 대응되는 전기적 신호로 광전 변환된다. 포토 다이오드(8)로부터 출력된 전기적 신호는 증폭부(9)에 의해 소정의 이득으로 중폭되므로, 신호 선로(10)를 통해 수신 데이터(Rx, Data)로서 출력되고 신호 선로(30)를 통해 피크 홀드부(31)로 출력되게 된다.

상기 피크 홀드부(31)는 소정의 시간 간격동안 증폭부(9)로부터 출력된 신호의 피크 값을 유지하고 그것을 신호 선로(34)를 통해 비교부(36, 60)로 인가한다. 피크 홀드부(31)로부터 출력된 신호가 제로 레벨보다 클때는, 비교부(36)가 피크 홀드부(31)로부터 출력된 신호와 신호 선로(35)를 통해 입력된 제로 레벨(Rx, Zero)을 비교하고 포지티브 값을 갖는 신호를 셀렉터(38)로 출력한다. 또한 피크홀드부(31)로부터 출력된 신호가 제로 레벨보다 작거나 같다면, 네가티브 값을 갖는 신호가 셀렉터(38)로 인가된다.

상기 비교부(60)는 피크 홀드부(31)로부터 출력된 신호와 신호 선로(32)를 통해 입력된 기준 레벨을 비교한다. 그 결과, 피크 홀드부(31)로부터 출력된 신호가 기준 레벨보다 클때는, 비교부(60)가 출력 신호를 감소시키고, 역으로 피크 홀드부(31)로부터 출력된 신호가 기준 레벨보다 작을때는, 비교부(60)가 출력신호를 증가시킨다.

상기 비교부(36)로부터 출력된 신호로 네가티브 값이 제공될 때 (상기 피크 홀드부(31)로부터 출력된 신호값이 제로 레벨보다 작거나 같을때)는, 셀렉터(38)가 신호 선로(40)로부터 입력된 스탠 바이 레벨에서 신호를 선택하고 그것을 ld 구동부(2)로 인가한다. 비교부(36)로부터 출력된 신호가 포지티브 값으로 제공될때(상기 피크 홀드부(31)로부터 출력된 신호값이 제로 레벨보다 클때)는, 셀렉터(38)가 비교부(60)로부터 출력된 신호를 선택하고 그것을 LD 구동부(2)로 인가된다.

상기 LD 구동부(2)는 셀렉터(38)로부터 출력된 신호 크기에 따라 신호 선로(3)를 통해 입력된 송신 데이터(Tx, Data)를 변조하여 LD(1)을 구동한다. 그 결과, 수신 레이저 빔의 강도가 제로 레벨보다 작을때는, LD(1)가 스탠 바이 강도에서 레이저 빔을 방출한다. 또한, 수신 레이저 빔의 강도가 제로 레벨보다 클때는, 수신 레이저 빔의 강도가 기준 레벨이 되도록 LD(1)가 방출된 레이저 빔의 강도를 제어하게 된다.

상술된 구성에 따르면, 도 2의 경우와 비교하여, 포토다이오드(4)와 APC(5)가 제외되므로, 장치의 제조 비용을 그만큼 절감할 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 광 통신 장치의 다른 전기적 구성의 예를 도시한 블록도이다.

본 실시예에서, 정보는 단일 광 파이버를 이용하여 송수신되게 된다.

LD 구동부(80)는 증폭부(86)로부터 출력된 신호에 따라 신호 선로(81)를 통해 입력된 송신 데이터(Tx, Data)를 변조하므로써 LD(82)를 구동한다. LD(82)는 LD 구동부(80)로부터의 출력신호에 따라 레이저 빔을 방출한다. 빔 스플리터(83)는 LD(82)로부터 방출된 레이저 빔을 반사하고 레이저 빔을 광 파이버(84)로 입사하고 또한, 광 파이버(84)로부터 송신된 레이저 빔을 송신하고 레이저 빔을 포토 다이오드(85)로 입사한다.

상기 포토다이오드(85)는 송신되는 레이저 빔을, 이에 대응되는 전기적 신호로 광전 변환하고 그것을 증폭부(86)로 출력한다. 증폭부(86)는 포토다이오드(85)로부터 출력된 전기적 신호를 소정의 이득으로 증폭하고 그것을 신호 선로(87)를 통해 수신 데이터(Rx, Data)로서 출력하고 또한 신호 선로(88)를 통해 LD 구동부(80)로 출력한다.

다음에는, 실시예의 동작을 간략하게 설명하게 될 것이다.

상기 광 파이버(84)를 통해 송신된 레이저 빔은 빔 스플리터(83)를 통해 전송되고 포토 다이오드(85)로 입사된다. 포토 다이오드(85)는 입사된 레이저 빔을 광전변환하고 이에 대응되는 전기적 신호를 출력한다.

상기 증폭부(86)는 소정 이득을 갖고 포토 다이오드(85)로부터 출력된 신호를 증폭하고 그것을 수신 데이터로서 신호 선로(87)를 통해 출력하고 또한 그것을 신호 선로(88)를 통해 LD 구동부(80)로 출력한다.

상기 LD 구동부(80)는 증폭부(86)로부터 인가된 신호에 따라 신호 선로(81)를 통해 입력된 송신 데이터의 진폭을 변조하고 획득한 신호에 따라 LD(82)를 구동한다. 즉, 증폭부(86)로부터의 출력 신호가 소정 레벨(기준 레벨)보다 작을때는, 증폭부(86)가 LD(82)를 구동하기 위해 전압을 증가시키고, 증폭부(86)로부터의 출력신호가 소정 레벨보다 클때는, 증폭부(86)가 LD(82)를 구동하기 위해 전압을 감소시킨다.

그 결과, LD(82)로부터 출력된 레이저 빔의 강도는 통신 상대방이 되는 광 통신 장치로부터 송신된 레이저빔의 강도에 따라 제어되게 된다. 상술된 경우와 동일하게, 본 실시예에 의하면, 통신 상대방의 일측 통신 장비는 도 7에 도시된 바와 동일한 구성을 제공하므로, (상대측의 광통신 장치의 포토다이오드(85)에 의해 수신된 레이저 빔의 강도와 동일한)포토 다이오드(85)에 의해 수신된 레이저 빔의 강도가 소정 레벨이 되도록 LD(82)의 출력이 제어된다.

[발명의 효과]

상술된 실시예에 의하면, 정보는 단일 광 파이버에 의해 송수신되므로, 전송경로 또는 복귀 경로의 전송손실이 서로 동일하게 된다. 그러므로, 전송 경로와 복귀 경로의 전송 손실을 다양하게 고려하여 설계할 필요가 없으므로, 설계를 보다 간단하게 할 수 있다. 또한, 광 파이버가 각각의 광 통신 장치에 접속될때는, 광 파이버가 송신부 및 수신부에 동시에 접속되므로, 접속하는 타이밍에서의 시프트(송신부 및 수신부에 광 파이버를 접속하는 타이밍에서의 시프트)에 의해 야기되는 오동작을 방지할 수 있다.

또한, 상술된 실시예에서 전송 매체로서 광 파이버가 이용되고 광원으로는 LD가 이용되었을지라도, 본 발명은 이 경우에만 제한되지 않고 LED 또는 다른 광원으로부터 방출된 광 빔이 이용되는 경우에도 적용될 수 있다.

본 발명의 제1 양상에 따른 광 통신 장치와 제2 양상에 따른 광 통신 장치에 의하면, 신호는 전송 매체를 통해 다른 광 통신 장치로 전송되고, 다른 광 통신 장치로부터 전송 매체를 통해 전송된 신호가 수신되고, 수신된 신호의 수신 레벨이 검출되고, 송신되는 신호 레벨이 검출된 신호 레벨에 따라 제어되므로, 전송 매체의 길이가 변화되었을지라도, 적절한 레벨에서 신호가 송수신될 수 있어 전송 오류가 발생될 가능성이 감소될 수 있다. 또한, 전송 매체의 길이가 변화되는 경우에도, 항상 일정한 강도를 갖는 신호가 수신되므로 수신부의 회로 설계가 간단하게 될 수 있다.

Claims

광 신호 통신 장치에 있어서, 전송매체를 통해 다른 통신 장치로 신호를 송신하기 위한 송신기, 상기 다른 통신 장치로부터 상기 전송 매체를 통해 송신된 신호를 수신하기 위한 수신기, 상기 수신기에 의해 수신된 상기 신호의 신호 레벨을 검출하기 위한 신호 레벨 검출기, 및 신호 레벨 검출기에 의해 검출된 상기 신호 레벨에 응답하여 상기 송신기에 의해 송신된 상기 신호의 신호 레벨을 제어하기 위한 신호 레벨 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 신호 통신 장치.
제1항에 있어서, 상기 송신기와 상기 수신기에 의해 통신되는 상기 신호는 송신 정보에 응답하여 조된 LED의 광 또는 레이저 빔인 것을 특징으로 하는 광 신호 통신 장치.
제1항에 있어서, 상기 전송 매체는 광 파이버인 것을 특징으로 하는 광 신호 통신 장치.
제1항에 있어서, 상기 전송 매체는 송신 및 수신을 위한 두 개의 광 파이버인 것을 특징으로 하는 광 신호 통신 장치.
제1항에 있어서, 상기 신호 레벨 검출기에 의해 검출된 상기 신호의 상기 신호 레벨이 소정 레벨보다 작을 때 상기 신호 레벨 제어기는 상기 송신 신호의 상기 신호 레벨을 상기 소정 레벨보다 작도록 설정하는 것을 특징으로 하는 광 신호 통신 장치.
제1항에 있어서, 상기 송신기에 의해 송신된 상기 신호의 상기 신호 레벨을 검출하기 위한 제2 신호 레벨 검출기를 더 포함하고, 상기 신호 레벨 제어기는 상기 신호 레벨 검출기와 제2 신호 레벨 검출기에 의해 검출된 상기 신호 레벨에 응답하여 상기 송신기에 의해 송신된 상기 신호의 상기 신호 레벨을 제어하는 것을 특징으로 하는 광 신호 통신 장치.
광 신호 통신 방법에 있어서, 전송 매체를 통해 다른 통신 장치로 신호를 송신하는 단계, 상기 다른 통신 장치로부터 상기 전송 매체를 통해 송신된 신호를 수신하는 단계, 상기 수신 단계에 의해 수신된 상기 신호의 신호 레벨을 검출하는 단계, 및 상기 검출 단계에 의해 검출된 상기 신호 레벨에 응답하여 상기 송신 단계에 의해 송신된 상기 신호의 신호 레벨을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 신호 통신 방법.

※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.