WO2018236132A1 - Optical wavelength channel analyzer - Google Patents

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WO2018236132A1
WO2018236132A1 PCT/KR2018/006925 KR2018006925W WO2018236132A1 WO 2018236132 A1 WO2018236132 A1 WO 2018236132A1 KR 2018006925 W KR2018006925 W KR 2018006925W WO 2018236132 A1 WO2018236132 A1 WO 2018236132A1
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channel
channel filter
filter
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김만식
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김만식
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    • H04J14/00Optical multiplex systems
    • H04J14/02Wavelength-division multiplex systems

Definitions

  • the present invention relates to an optical wavelength channel analyzer, and more particularly, to an optical wavelength channel analyzer for measuring and analyzing a wavelength included in an optical signal transmitted from an optical transmitter in a wavelength division multiplexing optical network.
  • Wavelength division multiplexing is a technique that transmits a plurality of optical wavelength signals to a single optical fiber at a time, so that it can transmit a large amount of data without using additional optical cables. Since it is a more economical method than the time division method, most wavelength division multiplexing (WDM) systems are applied to the present optical network.
  • Coarse Wavelength Division Multiplexing (hereinafter referred to as CWDM) can transmit optical signals of up to 18 channels by dividing a wavelength in a range of wavelengths from 1270 nm to 1610 nm at intervals of 20 nm, and a high-density wavelength division multiplexing Dense Wavelength Division Multiplexing (hereinafter referred to as DWDM) can transmit 40 to 80 channel signals by dividing the 1530 nm to 1565 nm band (C-band) at intervals of approximately 0.8 nm (100 GHz) or approximately 0.4 nm (50 GHz) .
  • C-band high-density wavelength division multiplexing
  • DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing
  • the DWDM band can be divided into the O-band (1260 to 1360 nm, 100 nm), E-band (1360 to 1460 nm, bandwidth 100 nm), S-band (1460 to 1530 nm, To 1625 nm and a bandwidth of 60 nm) and a U-band (1625 to 1675 nm, bandwidth of 50 nm), and the wavelength division method is a very effective communication method for increasing the data transmission capacity.
  • the wavelength division method is also used in LAN-WDM using 4 wavelengths with a channel interval of 5 nm established by IEEE 802.3ba.
  • wavelength division multiplexing has the advantage of economically transmitting large amounts of data, since a plurality of optical signals share one optical fiber, if the wavelength of the optical transmitter laser applied to the WDM scheme is out of the allowable range of the allocated channel It may cause transmission error of data. Therefore, it is essential to measure the wavelength of the optical signal as well as the intensity of the optical signal (optical output) in order to install, maintain and repair the wavelength division multiplexing system.
  • optical communication networks has been cost-effective by implementing CWDM channels and DWDM channels in a single optical fiber cable, transmitting large-capacity data over DWMD channels and low-capacity data over CWDM channels Of the population.
  • a meter capable of measuring both the optical wavelength and the optical output of the CWDM and the DWDM channel is essential.
  • An optical spectrum analyzer can be used to obtain the wavelength information of the optical signal to be transmitted.
  • the optical spectrum analyzer can measure very precisely with a wavelength resolution of 0.02 nm, and the CWDM channel and the DWDM channel are combined The wavelength and light intensity of the optical signal can be measured, but it is bulky, heavy, and expensive. Therefore, the optical spectrum analyzer is not suitable for outdoor use where optical cable installation / maintenance / repair work is performed.
  • optical wavelength output measuring devices are DWDM dedicated measuring devices or CWDM dedicated measuring devices, respectively, which can not measure optical signals in which CWDM and DWDM are combined .
  • 1 is a configuration diagram of an optical part of a conventional optical wavelength output measuring device.
  • an optical signal including a plurality of channels passes through a collimator lens 20 and a channel filter 31 and is incident on a photodetector 40
  • a stepping motor 33 measures the light intensity of each optical signal including a plurality of channels while rotating the rotating plate 32 with the channel filter 31 attached thereto.
  • This method can be measured only when the input optical signal is a CWDM channel, and the optical intensity of the optical signal of the DWDM channel can not be measured.
  • An object of the present invention to solve the above problems is to provide an optical wavelength channel analyzer capable of measuring both CWDM and DWDM signals in a wavelength multiplexed optical communication, especially in a wavelength multiplexed optical communication network in which CWDM and DWDM optical signals are mixed .
  • the optical unit includes a plurality of optical filters
  • the optical signal processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the optical signal processing unit is configured to filter the two optical signals by channels and to output an electric signal proportional to the light intensity of the wavelength corresponding to each channel, Generating a rotation angle control signal, extracting an optical intensity value for each wavelength based on the rotation angle and the electrical signal, Play unit can display the light intensity value by the wavelength extracted by the signal processing unit.
  • the optical unit may include a first lens and a second lens that convert the two optical signals from the optical input unit into parallel light, a first channel filter that filters the first parallel light from the first lens, A second channel filter for filtering the second parallel light coming from the first channel filter, a rotating plate to which the first channel filter and the second channel filter are attached, a motor for rotating the rotating plate, And a second photodetector converting the parallel light having passed through the second channel filter into a second electrical signal and outputting the converted second electrical signal.
  • the first channel filter is attached parallel to the tangent of the rotation direction of the rotation plate so that the angle at which the first parallel light enters the first channel filter changes according to the rotation of the rotation plate
  • the filter may be attached in a circumferential direction perpendicular to the tangent of the rotation direction of the rotation plate so that the angle at which the second parallel light enters the second channel filter does not change according to the rotation of the rotation plate.
  • the first channel filter may be a CWDM channel filter for filtering a CWDM channel
  • the second channel filter may be a CW band, a 0 band, an E band, an S band, an L band, a U band DWDM Channel, and a LAN-WDM channel.
  • the first channel filter and the second channel filter may be attached in parallel to the tangent of the rotating direction of the rotating plate so that an angle at which the first parallel light enters the first channel filter in accordance with the rotation of the rotating plate And an angle at which the second parallel light enters the second channel filter may be changed.
  • the first channel filter and the second channel filter may have different CWDM channels, C-band, 0-band, E-band, S-band, L- A DWDM channel, and a LAN-WDM channel.
  • the first channel filters may be classified into one or more groups, and each group may be composed of a plurality of filters having the same bandwidth, and the transmission bandwidth may be different or the wavelength band to be filtered may be different among the groups,
  • the first channel filter is composed of seven C-band filters, and the filtered center wavelengths of the respective filters of the seven filters are between 1530 nm and 1565 nm.
  • the interval between the filtered central wavelengths of the respective filters is 6 nm
  • the second channel filters can be classified into one or more groups and each group is composed of a plurality of filters having the same bandwidth, the transmission bandwidths of the groups may be different or the wavelength bands may be different from each other, ,
  • the second channel filter is composed of 18 filters, and the filtered center wavelength of each filter of the 18 filters is between 1270 nm and 1610 nm , The distance between the center wavelength of the filter of each filter may be 20nm.
  • the signal processing unit may be configured to generate a signal at a point where the electric signal changes from a high point that is greater than a preset reference value to a low point that is smaller than the predetermined reference value or that the electric signal changes from a low point lower than the preset reference value to a high point
  • the wavelength value included in the optical signal can be extracted based on the rotation angle of the optical signal.
  • the optical input unit includes an optical input interface for receiving the optical signal and an optical splitter for splitting the optical signal received through the optical input interface into two optical signals, Each of the optical signals may be incident on the first lens and the second lens.
  • the optical input unit may include one optical input interface for receiving the optical signal, an optical splitter for splitting the optical signal received through the optical input interface into two optical signals, And reflects the wavelength band of the second channel filter; and
  • an optical switch for receiving and outputting any one of an optical signal reflected from the filter module and an optical signal coming from the optical splitter, wherein the output of the filter module is transmitted to the first lens, And can be transmitted to the second lens.
  • the first channel filter is attached parallel to the tangent of the rotation direction of the rotation plate, so that the angle of incidence (AOI) of light incident on the channel filter may change as the rotation plate rotates
  • the second channel filter is attached in a circumferential direction perpendicular to the tangential line of the rotating plate of the rotating plate so that the angle of incidence of the light entering the channel filter does not change as the rotating plate rotates, And the intensity is measured.
  • the signal processing unit may include a nonvolatile memory capable of storing a change value of the transmission characteristic of the channel filter for each rotation angle of the rotation plate, and stores a transmission spectrum corresponding to an incident angle (AOI) for each channel filter, And is used for calculating the wavelength of the input light from the output signal of the detector.
  • a nonvolatile memory capable of storing a change value of the transmission characteristic of the channel filter for each rotation angle of the rotation plate, and stores a transmission spectrum corresponding to an incident angle (AOI) for each channel filter, And is used for calculating the wavelength of the input light from the output signal of the detector.
  • a bar-wavelength multiplexed optical communication system capable of precisely measuring the wavelength of the received optical signal and capable of measuring the output of the optical signal, And it is possible to facilitate the maintenance and repair process of the optical communication network.
  • 1 is a configuration diagram of an optical part of a conventional optical wavelength output measuring device.
  • FIG. 2 is a diagram showing a spectrum of a light channel used in an optical communication of a wavelength multiplexing scheme.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of an optical wavelength channel analyzer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the structure of an optical unit 200 of an optical wavelength channel analyzer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing the structure of an optical part 200 of an optical wavelength channel analyzer according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a graph showing a change in a filtered wavelength according to a change in an incident angle.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between the optical signal 213 and the optical signal 213 when the optical signal 213 is incident at the center of the filter 230a at an incident angle of 0 degrees when the wavelength is measured while rotating one channel filter, 720 which can rotate the filter 230a to the maximum.
  • FIG 8 is a graph showing the relationship between the angle of incidence ⁇ of the motor 260 and the angle of incidence of the filter of one of the filters included in the DWDM channel filter 230 and the CWDM channel filter 240, And the wavelength of the transmission band is changed.
  • FIG. 9 is a view for explaining a method of measuring a wavelength of an input optical signal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view for explaining a method of measuring a wavelength of an input optical signal according to another embodiment of the present invention.
  • 11 is a diagram illustrating an embodiment in which 100 GHz DWDM is applied to the C-band (1530 to 1565 nm, bandwidth: 35 nm).
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of a light input unit 100 according to an embodiment of the present invention.
  • 14A and 14B are diagrams showing the configuration of a light input unit 100 according to another embodiment of the present invention.
  • 15A and 15B are diagrams showing a configuration of a light input unit 100 according to another embodiment of the present invention.
  • 16A and 16B are views showing the configuration of a light input unit 100 according to another embodiment of the present invention.
  • Figs. 17A to 17D and Figs. 18A to 18D are diagrams showing the configuration of a light input unit 100 according to another embodiment of the present invention.
  • any part is referred to as being “ on “ another part, it may be directly on the other part or may be accompanied by another part therebetween. In contrast, when a section is referred to as being “ directly above " another section, no other section is involved.
  • first, second and third, etc. are used to describe various portions, components, regions, layers and / or sections, but are not limited thereto. These terms are only used to distinguish any moiety, element, region, layer or section from another moiety, moiety, region, layer or section. Thus, a first portion, component, region, layer or section described below may be referred to as a second portion, component, region, layer or section without departing from the scope of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a spectrum of a light channel used in an optical communication of a wavelength multiplexing scheme.
  • CWDM channels 901, 902, and 903 having a wavelength interval of 20 nm and 48 100G DWDM channels 910 having a wavelength interval of 0.8 nm are used in the optical communication of the wavelength multiplexing type optical communication.
  • a certain optical communication network is constructed by a CWDM type wavelength multiplexing method, since there are only 18 CWDM channel optical signals in one optical fiber line, a general CWDM wavelength power measuring device is used, Can be measured.
  • the optical output of each optical channel can be measured by using a general DWDM wavelength power meter.
  • the CWDM channels 901 and 903 and the DWDM channel 910 are multiplexed as shown in FIG. 2 (the CWDM channel 902 may not be used because the CWDM channel 902 may interfere with the DWDM channel 910)
  • the CWDM channels 901 and 903 can be measured but the DWDM channel 910 can not be measured.
  • a DWDM channel 910 can be measured by a general DWDM measuring device, but the CWDM channels 901 and 903 can not be measured.
  • the present invention is an optical wavelength channel analyzer capable of measuring both the wavelengths of the CWDM channels 901 and 903 and the DWDM channels 910 in the optical communication network in which the CWDM channel and the DWDM channel are combined, .
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of an optical wavelength channel analyzer according to an embodiment of the present invention.
  • an optical wavelength channel analyzer includes an optical input unit 100, an optical unit 200, a control unit 300, a signal processing unit 400, and a display unit 500 can do.
  • the optical input unit 100 transmits an optical signal including a plurality of optical wavelengths inputted from the outside to the optical unit 200.
  • the optical unit 200 analyzes the wavelength and the output of the inputted optical signal
  • the control unit 300 controls the rotation angle of the motor 260 in the optical unit 200 and the signal processing unit 400 generates the rotation angle control signal for the control unit 300, Extracts the light intensity at the wavelength included in the optical signal and the wavelength from the rotation angle, the A / D-converted output waveform, and the magnitude of the output signal, 500 may be configured to display the measured wavelength and the light intensity at that wavelength.
  • the optical unit 200 includes two collimating lenses 210 and 220 for converting input optical signals into parallel light, and a plurality of collimating lenses 210 and 220, A rotary plate 250 attached with two channel filters 230 and 240 and two channel filters 230 and 240 for filtering and rotated by the start of the motor 260, A motor 260 for rotating the optical fibers 250 and 250 and two photodetectors 270 and 280 for converting optical signals having passed through the two channel filters 230 and 240 into electrical signals.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the structure of an optical unit 200 of an optical wavelength channel analyzer according to an embodiment of the present invention.
  • the two channel filters 230 and 240 may be a DWDM channel filter and a CWDM channel filter.
  • the first channel filter 230 may include a plurality of filters, In particular, each filter can filter some of the DWDM channel wavelengths, and the second channel filter 240 also includes a plurality of filters, each capable of filtering only a different specific wavelength, One can be designed to filter. Particularly, in the case of the first channel filter 230 for filtering a DWDM channel, at least one of C-band, 0-band, E-band, S-band, L- Channel filter.
  • Each filter of the first channel filter 230 may be attached perpendicularly to the protruding concentric circles 251 of the rotary plate 250 so that they are vertically attached to each other at regular intervals on an equally spaced, And each filter of the second channel filter 240 can be attached to the outer circumference of the disk of the turntable 250 in parallel with the turntable 250.
  • the filters of the second channel filter 240 can be equally spaced from each other, Lt; / RTI > One of the two optical signals transmitted from the optical input unit 100 passes through the first channel filter 230 and reaches the photodetector 270 and the other optical signal transmitted from the optical input unit 221 can reach the photodetector 280 through the second channel filter 240.
  • the first channel filter 230 is vertically attached to the rotary plate 250 and passes through the collimating lens 210 as the rotary plate 250 is rotated by the motor 260, The incident angle of the converted optical signal 213 can be changed.
  • the second channel filter 240 is attached to the rotating plate 250 in parallel so that even when the rotating plate 250 rotates, light passing through the collimating lens 220 and incident from the optical signal 223 converted into parallel light The angle of incidence of the signal is not changed but always becomes 90 degrees.
  • Each of the plurality of filters included in the first channel filter 230 and the second channel filter 240 may be designed to have different filtering center wavelengths.
  • the first channel filter 230 when used as a channel filter for 100G DWDM, the first channel filter 230 may have a center wavelength of about 0.8 nm between 1525 nm and 1570 nm, And may include a plurality of filters, and each filter may be a filter that passes only light corresponding to its center wavelength and does not pass light of the remaining wavelengths.
  • the first channel filter 230 may include a plurality of filters having a center wavelength of 6 nm intervals and a bandwidth of 0.3 nm between 1525 nm and 1570 nm.
  • the presence or absence of a plurality of DWDM channel wavelengths Measurement and analysis.
  • the second channel filter 240 can be designed to include a plurality of filters having a center wavelength of 1270 nm to 1610 nm and a center wavelength of 20 nm and a bandwidth of 14 nm.
  • the plurality of filters included in the first channel filter 230 and the second channel filter 240 may be attached to the rotary plate 250 at equal intervals as described above.
  • FIG. 5 is a diagram showing the structure of an optical part 200 of an optical wavelength channel analyzer according to another embodiment of the present invention.
  • the protruding concentric circles of FIG. 4 are provided at the outermost side of the disc to form a 'C' shape when the cross section is cut away.
  • the first channel filter 240 attached to the rotary plate 250 in the circumference of the circular plate 4 is vertically attached to the rotary plate 250 on the outer side of the concentric circle.
  • the optical signal 221 that is introduced from the outside with the hole 251 in the portion where the second concentric channel filter 240 is attached passes through the collimating lens 220, 240 pass through a hole 251 formed in a projecting concentric circle of the rotary plate 250 through a second channel filter 240 and are finally incident on a photodetector 280.
  • the first channel filter 230 and the second channel filter 240 of FIG. 5 filter CWDM, C-band, 0-band, E-band, S-band, L- U-band DWDM, and LAN-WDM. That is, the first channel filter 230 and the second channel filter 240 each include a plurality of filters, which may be classified into one or more groups, and each group may include one or more Filter, and the transmission bandwidth may be different between the groups or the wavelength band to be filtered may be different.
  • the first channel filter 230 or the second channel filter 240 may include 11 filters in total, and the 11 filters may be divided into three groups, the first group being a wideband filter
  • the second group includes three filters with a filtering bandwidth equal to 14 nm and a center filtering wavelength of 1570 nm, 1310 nm and 1490 nm, respectively, with a CWDM channel filter,
  • a third group is a DWDM channel filter, one filter for measuring the wavelength in the 1550 to 1560 nm band, one filter for measuring the wavelength in the 1580 nm band, one filter for measuring the wavelength in the 1602 nm band, A filter for measuring the wavelength of 1544 bands, and a total of 6 filters.
  • the first channel filter 230 and the second channel filter 240 may be configured by various combinations of filters to measure wavelengths in various regions.
  • the wavelength included in the signal can be more precisely analyzed and the entire channel can be measured using a smaller number of filters than the number of channels.
  • each channel may have a central wavelength of 12 nm to 1610 nm at 20 nm intervals, and each channel band may have 20 nm.
  • Each filter of the second channel filter 240 can pass a band of 7 nm on both sides of the center wavelength (for example, a band of 1483 nm to 1497 nm if the center wavelength is 1490 nm).
  • the optical wavelength transmitted from the optical transmitter is 1491 nm or 1496 nm rather than 1490 nm which is the exact center wavelength due to various factors including the surrounding environment, the optical output is received in the photodetector through the filter in all of the channel bandwidth. It can be determined that the optical wavelength has been introduced.
  • the optical wavelength is from the center wavelength. That is, when the filters are horizontally attached to the rotary plate 250 as in the second channel filter 240 of FIG. 4, it is not possible to measure the exact wavelength of the optical wavelength, and only the center wavelength can be determined. On the other hand, in the case of vertically attaching to the rotary plate 250, the wavelength included in the incoming light can be analyzed precisely.
  • a thin film filter can change a wavelength to be filtered according to a change in the incident angle of light.
  • the value of the changed wavelength has the following relationship.
  • neff represents the effective refractive index of the thin film filter.
  • FIG. 6 is a graph showing a change in a filtered wavelength according to a change in an incident angle.
  • FIG. 6 is a graph illustrating a relationship between a change amount of a wavelength 610 filtered by a thin film filter 610 and an incident angle 610 at a specific incident angle when the incident angle increases from 0 to 14 degrees in a thin film filter having a center wavelength of 1550 nm and an effective refractive index of 2.0, 620 < / RTI > of the wavelength to be filtered in the case where the frequency is changed by 1 more.
  • the wavelength to be filtered by about 6 nm is changed.
  • the central wavelength to be filtered is changed from 1550 nm to 1544 nm.
  • a wavelength of about -1.2 nm is displaced. That is, if the incident angle changes from 10 to 11 degrees, the characteristic wavelength of the filter decreases by 1542.8 nm at 1544 nm.
  • the maximum rotation angle 720 can be calculated using Equation (3) by the size of the channel filter and the radius of the rotating plate to which the channel filter is attached.
  • D is the beam diameter of the optical signal 213
  • R is the distance from the center of rotation of the turntable 250 to the bottom of the filter 230a
  • t is the thickness of the channel filter (731).
  • the center wavelength? O 1550 nm
  • the effective refractive index neff 2.0
  • the displacement 740 of the wavelength becomes 2.2 nm to -2.2 nm.
  • the filter with the effective refractive index value of 2.0 is used as a reference in the wavelength change relation of the formula (1), it is not limited to the filter having the effective refractive index of 2.0.
  • the effective refractive index is determined by the refractive index of the dielectrics used in the lamination. According to Equation (1), when the effective refractive index is reduced by 5%, the wavelength displacement is increased by 11%.
  • the conventional optical wavelength power meter since the incident angle between the input optical signal and the filter does not change even if the step motor 33 rotates, the conventional optical wavelength power meter does not exhibit the same effect as the present invention, The included wavelength value can not be precisely measured.
  • the signal processing unit 400 controls the motor 260 through the control unit 300 to rotate the rotating plate 250 to detect electrical signals coming from the photodetectors 270 and 280,
  • the light wavelength included in the signals 213 and 223 can be precisely measured.
  • FIG. 8 a wavelength measurement method performed by the signal processing unit 400 according to the present invention will be described with reference to FIGS. 8 to 10.
  • FIG 8 is a graph showing the relationship between the angle of incidence ⁇ of the motor 260 and the angle of incidence of the filter of one of the filters included in the DWDM channel filter 230 and the CWDM channel filter 240, And the wavelength of the transmission band is changed.
  • the method proposed by the present invention for measuring the wavelength of light included in an input optical signal uses the wavelength ( ⁇ LE ) at the left edge 1020 and the wavelength ⁇ RE at the right edge 1010 of the transmission band of the filter.
  • the filter can only pass wavelengths of the designed band at the designed central wavelength ([lambda] C ).
  • the channel filter is designed to pass only a wavelength of? C ⁇ 7 nm, the left edge wavelength? LE can be? C - 7 nm and the right edge wavelength?
  • RE can be? C + 7 nm. That is, when the center wavelength? C is 1550 nm, the left edge wavelength? LE can be 1543 nm and the right edge wavelength? RE can be 1557 nm.
  • the right edge 1010 wavelength ⁇ RE and the left edge 1020 wavelength ⁇ LE of the transmission band of the filter when the motor 260 is rotated every rotation interval d ⁇ are calculated.
  • the rotating plate 250 rotates in the same manner, and the filter attached to the projected concentric circle of the rotating plate 250 rotates by d ⁇ .
  • the incident angle? At which the optical signals 213 and 223 are incident on the filter becomes d ?.
  • the wavelength band that the filter can pass through changes as described in Fig. As shown in Fig. 8, the right corner wavelength? REi and the left corner wavelength? LEi are changed accordingly. Such a change can be calculated using [Equation 1].
  • the N filters are attached to the protruding concentric circles of the rotary plate 250 and are calculated for M incident angles (0, d ?, 2d ?, ..., (M-1) d?)
  • M incident angles (0, d ?, 2d ?, ..., (M-1) d?)
  • NxM measurement data sets can be obtained. That is, the measurement data set may be a function of ⁇ k , ⁇ j , ⁇ LE (i), ⁇ RE (i), d ⁇ LEj , and d ⁇ REj .
  • i is an integer from 1 to N
  • j is an integer from 1 to M
  • k is an integer from 1 to N x M.
  • ⁇ k is an angular position of the motor between 0 and 360 degrees
  • ⁇ j is an incident angle of the optical signal to the filter, and has a value of 0 to (M-1) d ⁇ .
  • d ⁇ j D? REj is the displacement value of the wavelength at the right edge 1010
  • d? LEj is the displacement value of the wavelength at the left edge 1020.
  • the measurement data may have the values shown in Table 1 below.
  • the measurement data may be stored in a nonvolatile memory provided in the signal processing unit 400 of FIG. 3 and used for wavelength measurement.
  • FIG. 9 is a view for explaining a method of measuring a wavelength of an input optical signal according to an embodiment of the present invention.
  • the signal processor 400 detects the output of the photodetector 270 or 280 so that the input optical signal is included in the input optical signal 213 or 223
  • the wavelength can be measured.
  • FIG. 9 shows a case in which the optical signals 213 and 223 contain the optical wavelength 1100 corresponding to a specific filter band. If the optical wavelength 1100 is within the transmission band 1110 of the particular filter, the optical wavelength 1100 is transmitted through the filter and transmitted to the photodetectors 270 and 280.
  • the photodetectors 270 and 280 may generate an electric signal corresponding to the intensity of the light wavelength to be transmitted to the signal processor 400.
  • the conventional optical wavelength detector it can be confirmed that there is an optical wavelength corresponding to a specific channel by looking at the electric signal emitted from the photodetectors 270 and 280, but the precise wavelength of the actually transmitted optical wavelength can not be known .
  • the present invention utilizes the electrical output signals of the photodetectors 270 and 280 for precise wavelength measurement.
  • the transmission band 1110 of the specific channel filter when the incident angle is 0 is controlled by the signal processing unit 400 and the rotation plate 250 and the DWDM channel filter 230 and / or the CWDM channel filter 240 ). ≪ / RTI >
  • the incident angle when the incident angle is rotated by d ⁇ , the incident angle becomes d ⁇ , and the transmission band of the channel filter can be changed to 1120.
  • the incident angle becomes 2d?
  • the transmission band of the channel filter becomes 1130.
  • the incident angle is continuously increased by the d &thetas;
  • the incident light is continuously increased, and accordingly the transmission band of the channel filter continues to move to the lower side and the incident angle becomes a x d &thetas; It gets caught in the corner.
  • the optical wavelength 1100 is present within the transmission band of the filter until the rotation angle of the motor 260 or the filter is a ⁇ d? 1150, the output of the photodetectors 270 and 280 becomes a high value
  • the light wavelength 1100 deviates from the filter transmission band and the filter can not be transmitted.
  • the output of the photodetectors 270 and 280 hardly comes out. Since the optical wavelength 1100 does not exist in the channel filter transmission band even when the maximum rotation angle in one channel filter is shifted by d ⁇ , the outputs of the photodetectors 270 and 280 are not output.
  • the high and low points of the electric signal can be set to a high point when the predetermined value is larger than the predetermined value, and to a low point when the electric signal is smaller than the predetermined value.
  • FIG. 10 is a view for explaining a method of measuring a wavelength of an input optical signal according to another embodiment of the present invention.
  • the output of the photodetectors 270 and 280 is very low when the light wavelength included in the input optical signal is too far from the center wavelength of the original channel and the first incident angle is zero.
  • the conventional method can not recognize the channel and can determine the error, but it is not known what actually happened to the optical wavelength.
  • the transmission band 1210 of the specific channel filter when the incident angle is 0 can be varied by rotating the rotating plate 250 and the filter by the control of the signal processing unit 400.
  • the incident angle when the incident angle is rotated by d ⁇ , the incident angle becomes d ⁇ , and the transmission band of the filter can be changed to 1220.
  • the incident angle becomes 2d?
  • the transmission band of the channel filter becomes 1230.
  • the incident angle is continuously increased by the d &thetas;
  • the incident light is continuously increased and accordingly the transmission band of the channel filter continues to move to the lower side, and the incident angle becomes b x d &thetas; It gets caught in the corner.
  • the output of the photodetector 425 is maintained at a low value
  • the optical wavelength 1200 is within the filter transmission band and the filter is transmitted.
  • the output of the photodetectors 270 and 280 A high value is obtained. Since the optical wavelength 1200 exists in the channel filter transmission band up to the maximum rotation angle in one filter after the continuous movement by d ⁇ , the outputs of the photodetectors 270 and 280 are maintained at a high value.
  • the signal processing unit 440 uses the following equation (4) , 280 changes from a low point to a high point, the following equation (5) can be applied to obtain the optical wavelength included in the input optical signal.
  • ⁇ (i) is the wavelength measured in the i-th channel
  • ⁇ RE (i), ⁇ LE (i), d ⁇ REj and d ⁇ LEj will there be determined from the data for measurement of the previously calculated, where, i and j can be obtained based on the channel information and the rotation angle information at the time when the outputs of the photodetectors 270 and 280 change from a high point to a low point or from a low point to a high point.
  • the optical output of each channel is obtained by obtaining the output signals of the photodetectors 270 and 280 of FIG. 9 or 10 at an incident angle position and dividing by the Responsivity (R) values of the previously measured photodetectors 270 and 280 Can be calculated using Equation (6).
  • I (i) is the output value of the photodetector 270, 280 obtained at the incident angle position.
  • the photodetectors 270 and 280 select the intermediate position of the section where the high signal is outputted, but the intermediate position can be averaged and applied.
  • the technique of the present invention is applicable to both the CWDM channel and the DWDM channel.
  • 11 is a diagram illustrating an embodiment in which 100 GHz DWDM is applied to the C-band (1530 to 1565 nm, bandwidth: 35 nm).
  • the DWDM technique as well as the C-band shown in FIG. 11 can be applied to O-band, E-band, S-band, L-band, and U-band.
  • the maximum wavelength displacement is 9.5 nm and the wavelength displacement per wavelength d ⁇ / d ⁇ is -1.18 nm / deg. Therefore, in order to obtain a wavelength resolution of 0.05 nm, .
  • the incident angle is 8 degrees, since the wavelength displacement per 1 degree is 1.53 nm, a motor having a minimum rotation angle (d?) Of 0.03 degrees can be applied in order to shift the filter transmission band at intervals of 0.02 nm.
  • each filter of the DWDM channel filter 230 may be a filter having a transmission band narrower than 0.2 nm.
  • the signal processing unit 400 controls the motor 260 through the control unit 300 and controls the rotation angle of the rotary plate 250 according to the control of the motor 260, thereby calculating a precise value of the wavelength included in the incident optical signal .
  • the optical unit 200 of the optical wavelength analyzer separately has an optical signal input for measuring a wavelength of a CWDM channel and an optical signal input for measuring a wavelength of a DWDM channel. Accordingly, the optical input unit 100 can transmit two optical signals to the optical unit 200 in correspondence with two inputs of the optical unit 200. Or only one of the two inputs. In this case, the optical unit 200 can measure only the wavelength of the CWDM channel or only the wavelength of the DWDM channel. That is, the optical input unit 100 transmits an optical signal to the two collimator lenses 210 and 220 of the optical unit 200.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of a light input unit 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the optical input unit 100 transmits the optical signals coming from the two optical input interfaces 110 and 111 to the collimating lenses 210 and 220, respectively.
  • the optical wavelength channel analyzer implemented by the optical input unit 100 of FIG. 13 and the optical unit 200 of FIGS. 4 and 5 measures a DWDM channel signal when an external optical signal enters through the first optical input interface 110, Upon entering through the second optical input interface 111, the CWDM channel signal can be measured. 13, when a DWDM channel and a CWDM channel are combined in one optical signal, there is a disadvantage in that the wavelength of the DWDM channel and the wavelength of the CWDM channel included in the optical signal can not be simultaneously measured. However, And the CWDM channel can be measured.
  • 14A and 14B are diagrams showing the configuration of a light input unit 100 according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14A shows a case where a DWDM channel signal is input
  • FIG. 14B shows a case where a CWDM channel signal is input.
  • the optical input unit 100 has only one optical input interface 120 and an optical splitter 121 is provided in the optical input unit 100 to convert the input optical signal into two optical signals Signal, and transmits the signals to two collimating lenses 210 and 220, respectively.
  • an optical splitter 121 is provided in the optical input unit 100 to convert the input optical signal into two optical signals Signal, and transmits the signals to two collimating lenses 210 and 220, respectively.
  • a DWDM optical signal is input as shown in FIG. 14A, a DWDM signal is transmitted to the first collimating lens 210, and is finally incident on the DWDM wavelength measuring photodetector 270 shown in FIGS. 4 to 5 to obtain a DWDM wavelength And light intensity can be measured.
  • the DWDM wavelength is included in the optical signal input to the second collimating lens 220, but the CWDM channel filter 240 is completely filtered and the DWDM wavelength does not appear in the photodetector 280 for CWDM measurement.
  • the CWDM optical signal is input as shown in FIG. 14B, the CWDM optical signal is finally input to the CWDM wavelength measuring photodetector 280 shown in FIGS. 4 to 5, and the wavelength and light intensity of the CWDM signal can be measured.
  • the optical wavelength analyzer implemented by the optical input unit 100 of FIGS. 14A and 14B and the optical unit 200 of FIGS. 4 and 5 performs DWDM channel analysis or CWDM channel analysis, respectively, similar to the embodiment of FIG. And the optical intensity of the optical signal in which the DWDM and the CWDM channels are combined can not be measured.
  • the external optical signal is input using one optical input interface 130, it is convenient and easy to use There are advantages to be able to.
  • 15A and 15B are diagrams showing a configuration of a light input unit 100 according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 15A shows a case where a DWDM channel signal and a CWDM channel signal are input through a combined optical line
  • FIG. 15B shows a case where only a CWDM channel signal is input.
  • the optical input unit 100 includes one optical input interface 130. Even when a DWDM channel and a CWDM channel are combined in an optical signal to be inputted, And the light intensity of each wavelength can be measured.
  • the DWDM optical signal and the CWDM optical signal arrive at the DWDM filter module 132 through an optical splitter 131.
  • the DWDM filter module 132 is designed to transmit optical signals of the DWDM wavelength band and reflect the other optical signals.
  • the optical signals including the DWDM wavelengths of the optical signals pass through the DWDM filter module 132 And finally enters into a photodetector 270 for DWDM wavelength measurement.
  • the optical signal including the CWDM wavelength is reflected by the DWDM filter module 132, reaches the optical switch 133, passes through the optical switch 133, and finally enters the CWDM wavelength measuring photodetector 280.
  • the wavelength of the region 902 where the CWDM wavelength and the DWDM wavelength overlap may not be measured because the wavelength is not reflected by the DWDM filter module 132.
  • 16A and 16B are views showing the configuration of a light input unit 100 according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 16A shows a case where a DWDM channel signal and a CWDM channel signal are input through a combined optical line
  • FIG. 16B shows a case where only a CWDM channel signal is input.
  • FIGS. 16A and 16B show a case where an optical switch 141 is applied instead of the optical splitter 131 shown in Figs. 15A and 15B, and one embodiment shown in Figs. 16A and 16B is a case where the optical splitter 131 The optical signal intensity can be reduced.
  • Figs. 17A to 17D and Figs. 18A to 18D are diagrams showing the configuration of a light input unit 100 according to another embodiment of the present invention.
  • the optical input unit 100 is provided with two optical input interfaces 150 and 151, and the optical signals traveling in both directions from one optical line It is configured to measure simultaneously.
  • 17A shows a configuration of the optical input unit 100 for measuring the DWDM optical signal 1743 and the CWDM optical signal 1744 traveling in the left direction.
  • FIG. 17B shows a configuration of the optical input unit 100, And a light input unit 100 for measuring a DWDM optical signal 1741 and a CWDM optical signal 1742.
  • the optical signals are incident on the two collimating lenses 210 and 220 via the optical splitter 152 and the optical switch 153.
  • the optical signals are propagated in the right direction Direction can be incident on the collimating lens, the wavelength of the bidirectional optical signal in which the DWDM signal and the CWDM signal are mixed can be sequentially measured.
  • the DWDM filter module 154 and the optical switch 155 operate in the same manner as the DWDM filter module 132 and the optical switch 133 of FIG.
  • 17C and 17D show the internal operation of the optical input unit for measuring only the CWDM optical signal.
  • the right direction CWDM signal or the left direction CWDM signal may be transmitted to the collimator lens 220 by operating the optical switch 153 and the optical switch 155.
  • 17A to 17D can be configured such that the optical signal input to the optical input interface 150 by the optical splitter 152 can be output to the optical input interface 151 and vice versa, Since the optical signal inputted into the optical line can be outputted to the optical input interface 150, the wavelength of the optical signal passing through the optical line can be measured while maintaining the communication state of the optical line.
  • FIGS. 18A to 18D in order to measure an optical signal traveling in both directions in the optical line, Figs. 18A to 18D show a case where the optical splitter 152 is removed in Figs. 17A to 17D, As shown in FIG. 18A to 18D, there is an advantage that optical signals of greater magnitudes than those of FIGS. 17A to 17D are output because light intensity degradation due to the optical splitter 152 is alleviated, although the communication state of the optical line is not maintained unlike FIGS. 17A to 17D .
  • the optical wavelength channel analyzer applies the various optical input unit 100 configurations of FIGS. 13 to 18 as described above, and converts the optical signals input from the optical input unit 100 into CWDM channels and wavelengths of DWDM channels It is possible to analyze the intensity of the wavelength and the wavelength possessed by the optical signal.
  • optical wavelength channel analyzer that can be easily changed according to a user's demand or purpose by modularizing various types of optical input units 100 according to user settings.
  • the present invention provides a portable optical wavelength channel analyzer capable of simultaneously analyzing CWDM channels and DWDM channels that have not existed before, thereby enabling installation, maintenance, and repair work for a user's convenient optical line.

Abstract

The present invention relates to an optical wavelength analyzer for analyzing an optical signal wavelength including a plurality of wavelengths transmitted by an optical transmitter in a wavelength division multiplexing optical network. The optical wavelength analyzer of the present invention includes an optical input unit, an optical unit, a control unit, a signal processing unit, and a display unit, wherein: the optical input unit receives an optical signal including a plurality of optical wavelengths so as to transmit the optical signal to the optical unit as two optical signals; the optical unit filters the two optical signals, transmitted from the optical input unit, for each of a coarse wavelength division multiplexing (CWDM) channel and a dense wavelength division multiplexing (DWDM) channel by using a CWDM channel filter and a DWDM channel filter attached to a rotating plate, and outputs an electrical signal proportional to the optical intensity of a wavelength corresponding to each channel; the control unit controls the rotation angle of the rotating plate of the optical unit; the signal processing unit generates a rotation angle control signal for the control unit, and extracts a wavelength-specific optical intensity value on the basis of the rotation angle and the electrical signal; and the display unit can display the wavelength-specific optical intensity value extracted by the signal processing unit. To this end, the present invention allows a first channel filter including a plurality of filters to be attached at regular intervals in parallel with a tangent in the rotation direction of the rotating plate, such that an incident angle of an optical signal inputted to the first channel filter changes when the rotating plate rotates, thereby enabling one of the first channel filters to measure a plurality of channels, and allows a second channel filter including a plurality of filters to be attached perpendicularly in the circumferential direction to a tangent in the rotation direction of a rotating motor such that an incident angle of an optical signal inputted to the second channel filter does not change even when the rotating plate rotates, thereby enabling one of the second channel filters to measure only one channel, and thus the present invention can simultaneously measure a DWDM optical signal and a CWDM optical signal by means of one measuring device.

Description

광 파장 채널 분석기Optical wavelength channel analyzer
본 발명은 광 파장 채널 분석기에 관한 것으로 더욱 상세하게는 파장분할 다중화 방식의 광통신망에서 광 송신기에서 전송하는 광신호에 포함된 파장을 측정하고 분석하는 광 파장 채널 분석기에 관한 것이다.The present invention relates to an optical wavelength channel analyzer, and more particularly, to an optical wavelength channel analyzer for measuring and analyzing a wavelength included in an optical signal transmitted from an optical transmitter in a wavelength division multiplexing optical network.
파장분할다중 광통신은 한 가닥의 광섬유에 복수 개의 광 파장 신호를 한꺼번에 전송하는 방식이기 때문에 광케이블을 추가 증설하지 않고 기존에 설치된 광케이블을 그대로 사용하면서도 많은 데이터를 전송할 수 있는 기술이다. 시간분할방식보다 매우 경제적인 방식이기에 현재의 광통신망은 대부분 파장분할다중 방식이 적용되고 있다.Wavelength division multiplexing (WDM) is a technique that transmits a plurality of optical wavelength signals to a single optical fiber at a time, so that it can transmit a large amount of data without using additional optical cables. Since it is a more economical method than the time division method, most wavelength division multiplexing (WDM) systems are applied to the present optical network.
파장분할다중 방식에는 크게 두 가지로 분류할 수 있다. 저밀도 파장분할다중 방식(Coarse Wavelength Division Multiplexing: 이하 CWDM라 칭함)은 파장 1270nm부터 1610nm범위의 대역을 20nm간격으로 파장을 분할하여 최대 18개 채널의 광신호를 전송할 수 있으며, 고밀도 파장분할 다중방식(Dense Wavelength Division Multiplexing: 이하 DWDM라 칭함)은 1530nm~1565nm 대역(C-band)을 대략 0.8nm(100GHz), 또는 대략 0.4nm(50GHz) 간격으로 분할하여 40개 내지 80개의 채널 신호를 전송할 수 있다. C-밴드 외에도 DWDM 대역은 O-밴드(1260~1360 nm, 100nm), E-밴드(1360~1460 nm, 대역폭 100nm), S-밴드(1460~1530 nm, 대역폭 70nm), L-밴드(1565~1625 nm, 대역폭 60nm), U-밴드 (1625~1675 nm, 대역폭 50nm) 등의 다양한 파장 대역에서 사용할 수 있어, 파장분할 방식은 데이터 전송용량을 증가시키는 데 아주 효과적인 통신방식이라 할 수 있다. 또한, 파장분할 방식은 IEEE 802.3ba에서 제정한 5nm의 채널 간격을 가지고 4개의 파장을 사용하는 LAN-WDM에서도 사용되고 있다.  There are two broad categories of wavelength division multiplexing schemes. Coarse Wavelength Division Multiplexing (hereinafter referred to as CWDM) can transmit optical signals of up to 18 channels by dividing a wavelength in a range of wavelengths from 1270 nm to 1610 nm at intervals of 20 nm, and a high-density wavelength division multiplexing Dense Wavelength Division Multiplexing (hereinafter referred to as DWDM) can transmit 40 to 80 channel signals by dividing the 1530 nm to 1565 nm band (C-band) at intervals of approximately 0.8 nm (100 GHz) or approximately 0.4 nm (50 GHz) . In addition to the C-band, the DWDM band can be divided into the O-band (1260 to 1360 nm, 100 nm), E-band (1360 to 1460 nm, bandwidth 100 nm), S-band (1460 to 1530 nm, To 1625 nm and a bandwidth of 60 nm) and a U-band (1625 to 1675 nm, bandwidth of 50 nm), and the wavelength division method is a very effective communication method for increasing the data transmission capacity. In addition, the wavelength division method is also used in LAN-WDM using 4 wavelengths with a channel interval of 5 nm established by IEEE 802.3ba.
파장분할 다중방식은 대용량 데이터를 경제적으로 전송할 수 있는 장점이 있지만 복수 개의 광신호가 하나의 광섬유를 공유하기 때문에, 파장분할 다중방식에 적용되는 광 송신기 레이저의 파장이 할당된 채널의 허용 범위를 벗어나면 데이터의 전송오류를 유발할 수 있다. 그러므로 파장분할 다중방식을 포설하거나 유지하고 보수하기 위해서는 광신호의 세기(광 출력)뿐만 아니라 광신호의 파장을 측정하는 일이 필수적이다.  Although wavelength division multiplexing has the advantage of economically transmitting large amounts of data, since a plurality of optical signals share one optical fiber, if the wavelength of the optical transmitter laser applied to the WDM scheme is out of the allowable range of the allocated channel It may cause transmission error of data. Therefore, it is essential to measure the wavelength of the optical signal as well as the intensity of the optical signal (optical output) in order to install, maintain and repair the wavelength division multiplexing system.
한편, 최근의 광통신망 구축사례를 보면, 한 가닥의 광케이블에 CWDM 채널과 DWDM 채널을 복합적으로 적용하여 대용량 데이터는 DWMD채널로 전송하고 저용량 데이터는 CWDM 채널로 전송하는 광통신망을 구현함으로써 경제적인 효과를 극대화하고 있는 추세이다. 이렇게 CWDM 채널과 DWDM 채널이 복합되어 있는 광 선로의 유지 보수를 위해서는 CWDM과 DWDM 채널의 광 파장과 광 출력을 모두 측정할 수 있는 측정기가 필수적이다.   In recent years, the construction of optical communication networks has been cost-effective by implementing CWDM channels and DWDM channels in a single optical fiber cable, transmitting large-capacity data over DWMD channels and low-capacity data over CWDM channels Of the population. In order to maintain the optical line including the CWDM channel and the DWDM channel, a meter capable of measuring both the optical wavelength and the optical output of the CWDM and the DWDM channel is essential.
전송되는 광신호의 파장 정보를 획득하기 위하여 광 스펙트럼 분석기(optical spectrum analyzer: OSA)가 사용될 수 있는데, 광 스펙트럼 분석기는 파장 분해능이 0.02nm로 매우 정밀한 측정이 가능하며 CWDM 채널과 DWDM 채널이 복합된 광신호의 파장과 광 세기를 측정할 수 있지만, 부피가 크고 무거우며 고가인 단점이 있다. 그래서 광 스펙트럼 분석기는 광케이블 포설/유지/보수 작업을 실시하는 야외에서는 사용하기에는 적합하지 못하다.  An optical spectrum analyzer (OSA) can be used to obtain the wavelength information of the optical signal to be transmitted. The optical spectrum analyzer can measure very precisely with a wavelength resolution of 0.02 nm, and the CWDM channel and the DWDM channel are combined The wavelength and light intensity of the optical signal can be measured, but it is bulky, heavy, and expensive. Therefore, the optical spectrum analyzer is not suitable for outdoor use where optical cable installation / maintenance / repair work is performed.
휴대가 가능한 WDM 광통신망용 종래의 파장측정 기술로는 등록특허 10-0820947 등이 있으나 이러한 광 파장 출력 측정기들은 각각 DWDM 전용 측정기이거나 CWDM 전용 측정기로서 CWDM과 DWDM이 복합된 광 신호를 측정할 수 없는 단점이 있다.  As a conventional wavelength measuring technique for a portable WDM optical communication network, there is a registered patent No. 10-0820947. However, these optical wavelength output measuring devices are DWDM dedicated measuring devices or CWDM dedicated measuring devices, respectively, which can not measure optical signals in which CWDM and DWDM are combined .
도 1은 종래의 광 파장 출력 측정기의 광학부의 구성도이다.  1 is a configuration diagram of an optical part of a conventional optical wavelength output measuring device.
도 1을 참조하면, 등록특허 10-0820947에서 제시한 종래의 광 파장 출력 측정기는 복수의 채널을 포함한 광신호가 콜리메이터렌즈(20)와 채널필터(31)를 통과하여 포토디텍터(40)에 입사되며, 스텝모터(stepping motor; 33)가 채널필터(31)가 부착된 회전판(32)을 회전시켜 가면서 복수의 채널을 포함한 광신호의 채널별 광 세기를 측정하게 된다. 이 방법은 상기의 입력 광신호가 CWDM 채널인 경우에만 측정이 가능하며, DWDM 채널의 광신호의 광 세기는 측정이 불가능하다.  Referring to FIG. 1, in a conventional optical wavelength output measuring apparatus disclosed in Patent Document 10-0820947, an optical signal including a plurality of channels passes through a collimator lens 20 and a channel filter 31 and is incident on a photodetector 40 And a stepping motor 33 measures the light intensity of each optical signal including a plurality of channels while rotating the rotating plate 32 with the channel filter 31 attached thereto. This method can be measured only when the input optical signal is a CWDM channel, and the optical intensity of the optical signal of the DWDM channel can not be measured.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 파장다중화 광통신에서, 특히 CWDM과 DWDM 광신호가 혼합된 파장다중화 광통신망에서 한 대의 측정기로 CWDM과 DWDM 신호를 모두 측정할 수 있는 광 파장 채널 분석기를 제공하는 것이다.An object of the present invention to solve the above problems is to provide an optical wavelength channel analyzer capable of measuring both CWDM and DWDM signals in a wavelength multiplexed optical communication, especially in a wavelength multiplexed optical communication network in which CWDM and DWDM optical signals are mixed .
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광신호에 포함되어 있는 파장 및 각 파장의 세기를 분석하기 위한 광 파장 분석기는 광 입력부, 광학부, 제어부, 신호처리부, 및 디스플레이부를 포함하고, 상기 광 입력부는 복수의 광 파장을 포함하는 광신호를 수신하여 2개의 광신호로 상기 광학부로 전달하고, 상기 광학부는 회전판에 부착된 필터링하는 파장 대역이 상이한 2개의 채널필터를 이용하여 상기 광 입력부에서 오는 2개의 광신호를 채널별로 필터링하고, 각 채널에 해당하는 파장의 광 세기와 비례하는 전기신호를 출력하고, 상기 제어부는 상기 광학부의 회전판의 회전각을 제어하고, 상기 신호처리부는 상기 제어부를 위한 회전각도 제어신호를 생성하고, 상기 회전각도와 상기 전기신호를 바탕으로 파장별 광 세기 값을 추출하고, 상기 디스플레이부는 상기 신호처리부에서 추출한 상기 파장별 광 세기 값을 표시할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an optical wavelength analyzer for analyzing a wavelength and intensity of each wavelength included in an optical signal according to the present invention includes an optical input unit, an optical unit, a control unit, a signal processing unit, The input unit receives an optical signal including a plurality of optical wavelengths and transmits the optical signal to the optical unit through two optical signals. The optical unit includes a plurality of optical filters The optical signal processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the optical signal processing unit is configured to filter the two optical signals by channels and to output an electric signal proportional to the light intensity of the wavelength corresponding to each channel, Generating a rotation angle control signal, extracting an optical intensity value for each wavelength based on the rotation angle and the electrical signal, Play unit can display the light intensity value by the wavelength extracted by the signal processing unit.
그리고 상기 광학부는 상기 광 입력부에서 오는 2개의 광신호를 평행광으로 만들어주는 제1 렌즈 및 제2 렌즈, 상기 제1 렌즈로부터 오는 제1 평행광을 필터링하는 제1 채널필터, 상기 제2 렌즈로부터 오는 제2 평행광을 필터링하는 제2 채널필터, 상기 제1 채널필터 및 상기 제2 채널필터가 부착되는 회전판, 상기 회전판을 회전시키는 모터, 상기 제1 채널필터를 통과한 평행광을 제1 전기신호로 변환하여 출력하는 제1 포토디텍터, 및 상기 제2 채널필터를 통과한 평행광을 제2 전기신호로 변환하여 출력하는 제2 포토디텍터를 포함할 수 있다.The optical unit may include a first lens and a second lens that convert the two optical signals from the optical input unit into parallel light, a first channel filter that filters the first parallel light from the first lens, A second channel filter for filtering the second parallel light coming from the first channel filter, a rotating plate to which the first channel filter and the second channel filter are attached, a motor for rotating the rotating plate, And a second photodetector converting the parallel light having passed through the second channel filter into a second electrical signal and outputting the converted second electrical signal.
또한, 상기 제1 채널필터는 상기 회전판의 회전방향의 접선과 평행하게 부착하여, 상기 회전판의 회전에 따라서 상기 제1 평행광이 상기 제1 채널필터에 입사하는 각도가 변화하고, 상기 제2 채널필터는 상기 회전판의 회전방향의 접선과 수직으로 원주방향으로 부착하여, 상기 회전판의 회전에 따라서 상기 제2 평행광이 상기 제2 채널필터에 입사하는 각도가 변화하지 않도록 할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 채널필터는 CWDM 채널을 필터링하기 위한 CWDM 채널필터이고, 상기 제2 채널필터는 C-밴드, 0-밴드, E-밴드, S-밴드, L-밴드, U-밴드 DWDM 채널, 및 LAN-WDM 채널 중의 적어도 하나에 대하여 필터링하기 위한 DWDM 채널필터이다. 또 다른 구성으로 상기 제1 채널필터 및 상기 제2 채널필터는 상기 회전판의 회전방향의 접선과 평행하게 부착하여, 상기 회전판의 회전에 따라서 상기 제1 평행광이 상기 제1 채널필터에 입사하는 각도 및 상기 제2 평행광이 상기 제2 채널필터에 입사하는 각도가 변화하도록 할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 채널필터 및 상기 제2 채널필터는 서로 상이한 파장 대역을 필터링하면서, 각각 CWDM 채널, C-밴드, 0-밴드, E-밴드, S-밴드, L-밴드, U-밴드 DWDM 채널, 및 LAN-WDM 채널 중의 적어도 하나에 대하여 필터링할 수 있다.The first channel filter is attached parallel to the tangent of the rotation direction of the rotation plate so that the angle at which the first parallel light enters the first channel filter changes according to the rotation of the rotation plate, The filter may be attached in a circumferential direction perpendicular to the tangent of the rotation direction of the rotation plate so that the angle at which the second parallel light enters the second channel filter does not change according to the rotation of the rotation plate. In this case, the first channel filter may be a CWDM channel filter for filtering a CWDM channel, and the second channel filter may be a CW band, a 0 band, an E band, an S band, an L band, a U band DWDM Channel, and a LAN-WDM channel. The first channel filter and the second channel filter may be attached in parallel to the tangent of the rotating direction of the rotating plate so that an angle at which the first parallel light enters the first channel filter in accordance with the rotation of the rotating plate And an angle at which the second parallel light enters the second channel filter may be changed. In this case, the first channel filter and the second channel filter may have different CWDM channels, C-band, 0-band, E-band, S-band, L- A DWDM channel, and a LAN-WDM channel.
또한, 상기 제1 채널필터는 하나 이상의 그룹으로 분류될 수 있고, 각 그룹은 동일한 대역폭을 갖는 복수 개의 필터로 구성되며, 각 그룹 간에는 투과대역폭이 상이하거나 또는 필터링하는 파장 대역이 상이할 수 있으며, 또한, 상기 제1 채널필터는 7개의 C-밴드 필터로 구성되고, 상기 7개의 필터의 각 필터의 필터링되는 중심 파장은 1530nm에서 1565nm 사이에 있고, 각 필터의 필터링되는 중심 파장간의 간격은 6nm일 수 있고, 또한, 상기 제2 채널필터는 하나 이상의 그룹으로 분류될 수 있고 각 그룹은 동일한 대역폭을 갖는 복수 개의 필터로 구성되며, 그룹 상호 간에는 투과대역폭이 상이하거나 파장 대역이 상이할 수 있고, 또한, 상기 제2 채널필터는 18개의 필터로 구성되고, 상기 18개의 필터의 각 필터의 필터링되는 중심 파장은 1270nm에서 1610nm 사이에 있고, 각 필터의 필터링되는 중심 파장간의 간격은 20nm일 수 있다.In addition, the first channel filters may be classified into one or more groups, and each group may be composed of a plurality of filters having the same bandwidth, and the transmission bandwidth may be different or the wavelength band to be filtered may be different among the groups, The first channel filter is composed of seven C-band filters, and the filtered center wavelengths of the respective filters of the seven filters are between 1530 nm and 1565 nm. The interval between the filtered central wavelengths of the respective filters is 6 nm And the second channel filters can be classified into one or more groups and each group is composed of a plurality of filters having the same bandwidth, the transmission bandwidths of the groups may be different or the wavelength bands may be different from each other, , The second channel filter is composed of 18 filters, and the filtered center wavelength of each filter of the 18 filters is between 1270 nm and 1610 nm , The distance between the center wavelength of the filter of each filter may be 20nm.
그리고 상기 신호처리부는 상기 전기신호가 미리 설정된 기준값보다 큰 고점에서 미리 설정된 상기 기준값보다 작은 저점으로 변하는 지점 또는 상기 전기신호가 상기 미리 설정된 기준값보다 작은 저점에서 상기 미리 설정된 기준값보다 큰 고점으로 변하는 지점에서의 상기 회전각도를 바탕으로 상기 광신호에 포함되어 있는 파장값을 추출할 수 있다.The signal processing unit may be configured to generate a signal at a point where the electric signal changes from a high point that is greater than a preset reference value to a low point that is smaller than the predetermined reference value or that the electric signal changes from a low point lower than the preset reference value to a high point The wavelength value included in the optical signal can be extracted based on the rotation angle of the optical signal.
그리고 상기 광 입력부는 상기 광신호를 수신하기 위한 1개의 광 입력 인터페이스 및 상기 광 입력 인터페이스를 통해 수신한 상기 광신호를 2개의 광신호로 분기하는 광 스프리터를 포함하고, 상기 광 스프리터에서 출력되는 2개의 광신호는 각각 상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈로 입사하도록 할 수 있다. The optical input unit includes an optical input interface for receiving the optical signal and an optical splitter for splitting the optical signal received through the optical input interface into two optical signals, Each of the optical signals may be incident on the first lens and the second lens.
또한, 상기 광 입력부는 상기 광신호를 수신하기 위한 1개의 광 입력 인터페이스, 상기 광 입력 인터페이스를 통해 수신한 상기 광신호를 2개의 광신호로 분기하는 광 스프리터, 상기 제1 채널필터의 파장대역만을 통과시키고 상기 제2 채널필터의 파장대역은 반사시키는 필터모듈, 및The optical input unit may include one optical input interface for receiving the optical signal, an optical splitter for splitting the optical signal received through the optical input interface into two optical signals, And reflects the wavelength band of the second channel filter; and
상기 필터모듈에서 반사되어온 광신호 및 상기 광 스프리터로부터 오는 광신호 중 어느 하나를 받아서 출력하는 광 스위치를 포함하고, 상기 필터모듈의 출력은 상기 제1 렌즈로 전달되고, 상기 광 스위치의 출력은 상기 제2 렌즈로 전달될 수 있다.And an optical switch for receiving and outputting any one of an optical signal reflected from the filter module and an optical signal coming from the optical splitter, wherein the output of the filter module is transmitted to the first lens, And can be transmitted to the second lens.
본 발명은 상기 제1 채널필터가 상기 회전판의 회전 방향의 접선과 평행하게 부착되어서 상기 회전판이 회전함에 따라서 상기 채널필터에 입사하는 광의 입사각(Angle of Incidence: AOI)이 변하도록 할수 있으며, 또한 본 발명은 상기 제2 채널필터를 상기 회전판의 회전 방향의 접선과 수직으로 원주 방향으로 부착되어서 상기 회전판이 회전함에 따라서 채널필터에 입사하는 광의 입사각이 변하지 않도록 하여 고정된 대역폭을 갖는 채널필터의 투과 광 세기를 측정하는 것을 특징으로 한다.  In the present invention, the first channel filter is attached parallel to the tangent of the rotation direction of the rotation plate, so that the angle of incidence (AOI) of light incident on the channel filter may change as the rotation plate rotates, The second channel filter is attached in a circumferential direction perpendicular to the tangential line of the rotating plate of the rotating plate so that the angle of incidence of the light entering the channel filter does not change as the rotating plate rotates, And the intensity is measured.
또한, 신호처리부는 상기 회전판의 회전각도마다 상기 채널필터의 투과특성의 변화값을 저장할 수 있는 비휘발성 메모리를 구비하며, 각각의 채널필터마다 입사각(AOI)에 따른 투과스펙트럼을 저장하고 상기의 포토디텍터의 출력신호로부터 입력광의 파장을 계산하는 데 사용하는 것을 특징으로 한다. The signal processing unit may include a nonvolatile memory capable of storing a change value of the transmission characteristic of the channel filter for each rotation angle of the rotation plate, and stores a transmission spectrum corresponding to an incident angle (AOI) for each channel filter, And is used for calculating the wavelength of the input light from the output signal of the detector.
본 발명에 의하면, 수신한 광신호 파장의 정밀한 측정이 가능하고, 또한 광신호의 출력 측정이 가능한 바 파장다중방식 광통신시스템에서 광신호의 파장값에 대한 정확한 정보를 제공함으로써 광통신시스템의 품질과 신뢰성을 점검할 수 있으며 광통신망의 유지, 보수 과정을 용이하게 할 수 있다.According to the present invention, accurate information on the wavelength value of an optical signal is provided in a bar-wavelength multiplexed optical communication system capable of precisely measuring the wavelength of the received optical signal and capable of measuring the output of the optical signal, And it is possible to facilitate the maintenance and repair process of the optical communication network.
도 1은 종래의 광 파장 출력 측정기의 광학부의 구성도이다. 1 is a configuration diagram of an optical part of a conventional optical wavelength output measuring device.
도 2는 파장다중화 방식의 광통신에서 사용하는 광 채널의 스펙트럼을 도시한 도면이다.2 is a diagram showing a spectrum of a light channel used in an optical communication of a wavelength multiplexing scheme.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 광 파장 채널 분석기의 구성을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a configuration of an optical wavelength channel analyzer according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 광 파장 채널 분석기의 광학부(200) 구조를 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating the structure of an optical unit 200 of an optical wavelength channel analyzer according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 또 다른 일실시 예에 따른 광 파장 채널 분석기의 광학부(200) 구조를 도시한 도면이다. 5 is a diagram showing the structure of an optical part 200 of an optical wavelength channel analyzer according to another embodiment of the present invention.
도 6은 입사각의 변화에 따른 필터링되는 파장의 변화를 도시한 도면이다.FIG. 6 is a graph showing a change in a filtered wavelength according to a change in an incident angle. FIG.
도 7은 한 개의 채널필터를 회전시키면서 파장을 측정할 때, 입사각 0도에서 광신호(213)가 필터(230a)의 정중앙으로 입사할 경우, 광신호(213)의 손실을 발생시키지 않으면서, 필터(230a)를 최대한 회전시킬 수 있는 회전각(720, 721)을 계산하기 위한 도면이다. 7 is a graph showing the relationship between the optical signal 213 and the optical signal 213 when the optical signal 213 is incident at the center of the filter 230a at an incident angle of 0 degrees when the wavelength is measured while rotating one channel filter, 720 which can rotate the filter 230a to the maximum.
도 8은 모터(260)를 회전시킬 때, 모터의 회전각(θ)에 따라서 입사각(φ)이 변하여 DWDM 채널필터(230) 및 CWDM 채널필터(240)에 포함되어 있는 필터 중 하나의 필터의 투과대역 파장이 변경되는 일례를 도시한 도면이다.8 is a graph showing the relationship between the angle of incidence φ of the motor 260 and the angle of incidence of the filter of one of the filters included in the DWDM channel filter 230 and the CWDM channel filter 240, And the wavelength of the transmission band is changed.
도 9는 본 발명의 일실시 예에 따른 입력되는 광신호의 파장을 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.9 is a view for explaining a method of measuring a wavelength of an input optical signal according to an embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 또 다른 일실시 예에 따른 입력되는 광신호의 파장을 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.10 is a view for explaining a method of measuring a wavelength of an input optical signal according to another embodiment of the present invention.
도 11은 C-밴드(1530~1565 nm, 대역폭 35nm)에 100GHz DWDM을 적용한 일실시 예를 도시한 도면이다.11 is a diagram illustrating an embodiment in which 100 GHz DWDM is applied to the C-band (1530 to 1565 nm, bandwidth: 35 nm).
도 12는 중심 파장 = 1570nm, 유효굴절율(neff)= 1.5764인 DWDM 필터의 입사각과 파장변위의 관계식을 그래프로 도시한 도면이다. 12 is a graph showing a relationship between an incident angle and a wavelength displacement of a DWDM filter having a center wavelength of 1570 nm and an effective refractive index (n eff ) of 1.5764.
도 13은 본 발명의 일실시 예에 따른 광 입력부(100)의 구성을 도시한 도면이다.13 is a diagram illustrating a configuration of a light input unit 100 according to an embodiment of the present invention.
도 14a 및 도 14b는 본 발명의 또 다른 일실시 예에 따른 광 입력부(100)의 구성을 도시한 도면이다.14A and 14B are diagrams showing the configuration of a light input unit 100 according to another embodiment of the present invention.
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 또 다른 일실시 예에 따른 광 입력부(100)의 구성을 도시한 도면이다.15A and 15B are diagrams showing a configuration of a light input unit 100 according to another embodiment of the present invention.
도 16a 및 도 16b는 본 발명의 또 다른 일실시 예에 따른 광 입력부(100)의 구성을 도시한 도면이다.16A and 16B are views showing the configuration of a light input unit 100 according to another embodiment of the present invention.
도 17a 내지 도 17d 및 도 18a 내지 도 18d는 본 발명의 또 다른 일실시 예에 따른 광 입력부(100)의 구성을 도시한 도면이다.Figs. 17A to 17D and Figs. 18A to 18D are diagrams showing the configuration of a light input unit 100 according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우 뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.  Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between . Also, when a part is referred to as " including " an element, it does not exclude other elements unless specifically stated otherwise.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 수반되지 않는다.  If any part is referred to as being " on " another part, it may be directly on the other part or may be accompanied by another part therebetween. In contrast, when a section is referred to as being " directly above " another section, no other section is involved.
제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.  The terms first, second and third, etc. are used to describe various portions, components, regions, layers and / or sections, but are not limited thereto. These terms are only used to distinguish any moiety, element, region, layer or section from another moiety, moiety, region, layer or section. Thus, a first portion, component, region, layer or section described below may be referred to as a second portion, component, region, layer or section without departing from the scope of the present invention.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.  The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the invention. The singular forms as used herein include plural forms as long as the phrases do not expressly express the opposite meaning thereto. Means that a particular feature, region, integer, step, operation, element and / or component is specified and that the presence or absence of other features, regions, integers, steps, operations, elements, and / It does not exclude addition.
"아래", "위" 등의 상대적인 공간을 나타내는 용어는 도면에서 도시된 한 부분의 다른 부분에 대한 관계를 보다 쉽게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 도면에서 의도한 의미와 함께 사용 중인 장치의 다른 의미나 동작을 포함하도록 의도된다. 예를 들면, 도면 중의 장치를 뒤집으면, 다른 부분들의 "아래"에 있는 것으로 설명된 어느 부분들은 다른 부분들의 "위"에 있는 것으로 설명된다. 따라서 "아래"라는 예시적인 용어는 위와 아래 방향을 전부 포함한다. 장치는 90˚ 회전 또는 다른 각도로 회전할 수 있고, 상대적인 공간을 나타내는 용어도 이에 따라서 해석된다.  Terms indicating relative space such as " below ", " above ", and the like may be used to more easily describe the relationship to other portions of a portion shown in the figures. These terms are intended to include other meanings or acts of the apparatus in use, as well as intended meanings in the drawings. For example, when inverting a device in the figures, certain portions that are described as being " below " other portions are described as being " above " other portions. Thus, an exemplary term " below " includes both up and down directions. The device can be rotated by 90 degrees or rotated at different angles, and terms indicating relative space are interpreted accordingly.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.  Unless otherwise defined, all terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Commonly used predefined terms are further interpreted as having a meaning consistent with the relevant technical literature and the present disclosure, and are not to be construed as ideal or very formal meanings unless defined otherwise.
도 2는 파장다중화 방식의 광통신에서 사용하는 광 채널의 스펙트럼을 도시한 도면이다.2 is a diagram showing a spectrum of a light channel used in an optical communication of a wavelength multiplexing scheme.
파장다중화 방식의 광통신에서 사용하는 광 채널은 파장으로 구별될 수 있는데, 도 2에서는 파장 간격 20nm의 18개의 CWDM 채널(901, 902, 903) 및 파장 간격 0.8nm의 48개의 100G DWDM 채널(910)을 도시하고 있다. 예를 들어, 어떤 광통신망이 CWDM 방식의 파장다중 방식으로 구축되었다면, 한 가닥의 광 선로에 18개의 CWDM 채널 광신호만이 존재하므로 일반적인 CWDM 파장파워 측정기를 사용하여 광 선로의 채널별 광 출력을 측정할 수 있다. 또한, DWDM 방식만으로 구축되었다면, 일반적인 DWDM 파장파워 측정기를 사용하여 광 선로의 채널별 광 출력을 측정할 수 있다.In FIG. 2, eighteen CWDM channels 901, 902, and 903 having a wavelength interval of 20 nm and 48 100G DWDM channels 910 having a wavelength interval of 0.8 nm are used in the optical communication of the wavelength multiplexing type optical communication. Respectively. For example, if a certain optical communication network is constructed by a CWDM type wavelength multiplexing method, since there are only 18 CWDM channel optical signals in one optical fiber line, a general CWDM wavelength power measuring device is used, Can be measured. In addition, if it is constructed using DWDM only, the optical output of each optical channel can be measured by using a general DWDM wavelength power meter.
그러나 도 2와 같이 CWDM 채널(901, 903)과 DWDM 채널(910)이 복합적으로 적용된 광통신망이라면(이때 CWDM 채널(902)은 DWDM 채널(910)과 간섭을 일으키기 때문에 사용되지 않을 수 있다) 일반적인 CWDM 측정기로는 CWDM 채널(901, 903)은 측정할 수 있지만 DWDM 채널(910)은 측정할 수 없다. 또한, 일반적인 DWDM 측정기로는 DWDM 채널(910)을 측정할 수 있지만 CWDM 채널(901, 903)는 측정할 수 없다. However, if the CWDM channels 901 and 903 and the DWDM channel 910 are multiplexed as shown in FIG. 2 (the CWDM channel 902 may not be used because the CWDM channel 902 may interfere with the DWDM channel 910) With the CWDM meter, the CWDM channels 901 and 903 can be measured but the DWDM channel 910 can not be measured. In addition, a DWDM channel 910 can be measured by a general DWDM measuring device, but the CWDM channels 901 and 903 can not be measured.
본 발명은 위와 같이 CWDM 채널과 DWDM 채널이 복합된 광통신망에서 CWDM 채널(901, 903) 및 DWDM 채널(910)에 해당하는 파장 및 각 파장의 광 세기를 모두 측정할 수 있는 광 파장 채널 분석기에 관한 것이다.   The present invention is an optical wavelength channel analyzer capable of measuring both the wavelengths of the CWDM channels 901 and 903 and the DWDM channels 910 in the optical communication network in which the CWDM channel and the DWDM channel are combined, .
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 광 파장 채널 분석기의 구성을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a configuration of an optical wavelength channel analyzer according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 광 파장 채널 분석기는 광 입력부(100), 광학부(200), 제어부(300), 신호처리부(400), 및 디스플레이부(500)를 포함할 수 있다. 광 입력부(100)는 외부로부터 입력되는 복수의 광 파장을 포함하는 광신호를 광학부(200)로 전달하고, 광학부(200)는 입력되는 광신호의 파장 및 출력을 분석하여 전기신호로 변환하여 전송하고, 제어부(300)는 광학부(200) 내의 모터(260)의 회전각를 제어하고, 신호처리부(400)는 제어부(300)를 위한 회전각도 제어신호를 생성하고 광학부(200)의 출력을 아날로그/디지털(A/D) 변환하고, 회전각도와 A/D 변환된 출력 파형과 출력 신호의 크기로부터 광신호에 포함되어 있는 파장 및 그 파장에서의 광 세기를 추출하고, 디스플레이부(500)는 측정된 파장과 그 파장에서의 광 세기를 표시하도록 구성될 수 있다. 3, an optical wavelength channel analyzer according to an exemplary embodiment of the present invention includes an optical input unit 100, an optical unit 200, a control unit 300, a signal processing unit 400, and a display unit 500 can do. The optical input unit 100 transmits an optical signal including a plurality of optical wavelengths inputted from the outside to the optical unit 200. The optical unit 200 analyzes the wavelength and the output of the inputted optical signal, The control unit 300 controls the rotation angle of the motor 260 in the optical unit 200 and the signal processing unit 400 generates the rotation angle control signal for the control unit 300, Extracts the light intensity at the wavelength included in the optical signal and the wavelength from the rotation angle, the A / D-converted output waveform, and the magnitude of the output signal, 500 may be configured to display the measured wavelength and the light intensity at that wavelength.
도 3을 참조하여 광학부(200)의 구성을 좀 더 상세히 살펴보면, 광학부(200)는 입력되는 광신호를 평행광으로 만들어주는 2개의 콜리메이팅 렌즈(210, 220), 서로 상이한 파장 대역을 필터링하는 2개의 채널필터(230, 240), 2개의 채널필터(230, 240)가 부착되어 있고 모터(260)의 기동에 의하여 회전하는 회전판(250), 제어부(300)의 제어를 받아 회전판(250)을 회전시키는 모터(260) 및 2개의 채널필터(230, 240)를 통과한 광신호를 전기신호로 변환하는 2개의 포토디텍터(270, 280)를 포함할 수 있다. 3, the optical unit 200 includes two collimating lenses 210 and 220 for converting input optical signals into parallel light, and a plurality of collimating lenses 210 and 220, A rotary plate 250 attached with two channel filters 230 and 240 and two channel filters 230 and 240 for filtering and rotated by the start of the motor 260, A motor 260 for rotating the optical fibers 250 and 250 and two photodetectors 270 and 280 for converting optical signals having passed through the two channel filters 230 and 240 into electrical signals.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 광 파장 채널 분석기의 광학부(200) 구조를 도시한 도면이다. 4 is a diagram illustrating the structure of an optical unit 200 of an optical wavelength channel analyzer according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 회전판(425)은 중심이 같은 돌출된 동심원을 포함하는 원판 구조이고, 회전판(425)의 중심은 모터(426)의 회전축(261)과 결합되어 회전축(261)과 같이 회전을 하게 된다. 2개의 채널필터(230, 240)는 DWDM 채널필터 및 CWDM 채널필터일 수 있으며, 좀 더 상세하게 보면, 제1 채널필터(230)는 각각 서로 다른 특정 파장만을 필터링할 수 있는 복수 개의 필터를 포함하는데, 특히 각 필터는 DWDM 채널 파장 중의 일부를 필터링할 수 있고, 제2 채널필터(240) 또한 각각 서로 다른 특정 파장만을 필터링할 수 있는 복수 개의 필터를 포함하는데, 특히 각 필터는 CWDM 채널 파장 중의 하나를 필터링할 수 있도록 설계될 수 있다. 특히 DWDM 채널을 필터링하는 제1 채널필터(230)의 경우에는 C-밴드, 0-밴드, E-밴드, S-밴드, L-밴드, U-밴드 DWDM, 및 LAN-WDM 중의 적어도 하나에 대한 채널필터일 수 있다. 제1 채널필터(230)의 각 필터는 회전판(250)의 돌출된 동심원(251)에 수직으로 부착될 수 있는데, 서로 간에 등간격, 즉 돌출된 동심원(251)상에 일정한 간격으로 수직으로 부착되고, 제2 채널필터(240)의 각 필터는 회전판(250)의 원판의 외측 원주에 회전판(250)과 평행하게 부착될 수 있는데, 또한 서로 간에 등간격, 즉 원판 원주 상에 일정한 간격으로 수평으로 부착될 수 있다. 광 입력부(100)로부터 전달된 2개의 광신호 중 하나의 광신호(211)는 제1 채널필터(230)를 통과하여 포토디텍터(270)에 도달하고, 광 입력부로부터 전달된 또 다른 광신호(221)는 제2 채널필터(240)를 통과하여 포토디텍터(280)에 도달할 수 있다.4, the center of rotation plate 425 is coupled with the rotation axis 261 of motor 426 and rotates together with rotation axis 261, . The two channel filters 230 and 240 may be a DWDM channel filter and a CWDM channel filter. In more detail, the first channel filter 230 may include a plurality of filters, In particular, each filter can filter some of the DWDM channel wavelengths, and the second channel filter 240 also includes a plurality of filters, each capable of filtering only a different specific wavelength, One can be designed to filter. Particularly, in the case of the first channel filter 230 for filtering a DWDM channel, at least one of C-band, 0-band, E-band, S-band, L- Channel filter. Each filter of the first channel filter 230 may be attached perpendicularly to the protruding concentric circles 251 of the rotary plate 250 so that they are vertically attached to each other at regular intervals on an equally spaced, And each filter of the second channel filter 240 can be attached to the outer circumference of the disk of the turntable 250 in parallel with the turntable 250. The filters of the second channel filter 240 can be equally spaced from each other, Lt; / RTI > One of the two optical signals transmitted from the optical input unit 100 passes through the first channel filter 230 and reaches the photodetector 270 and the other optical signal transmitted from the optical input unit 221 can reach the photodetector 280 through the second channel filter 240.
도 4에 도시된 것처럼, 제1 채널필터(230)는 회전판(250)에 수직으로 부착되어 모터(260)에 의해 회전판(250)이 회전함에 따라서 콜리메이팅 렌즈(210)를 통과하여 평행광으로 변환된 광신호(213)의 입사각이 달라질 수 있다. 반면에 제2 채널필터(240)는 회전판(250)에 평행하게 부착되어 회전판(250)이 회전하여도 콜리메이팅 렌즈(220)를 통과하여 평행광으로 변환된 광신호(223)로부터 입사되는 광신호의 입사각이 달라지지 않고 항상 90도가 된다.4, the first channel filter 230 is vertically attached to the rotary plate 250 and passes through the collimating lens 210 as the rotary plate 250 is rotated by the motor 260, The incident angle of the converted optical signal 213 can be changed. On the other hand, the second channel filter 240 is attached to the rotating plate 250 in parallel so that even when the rotating plate 250 rotates, light passing through the collimating lens 220 and incident from the optical signal 223 converted into parallel light The angle of incidence of the signal is not changed but always becomes 90 degrees.
제1 채널필터(230) 및 제2 채널필터(240)에 포함되어 있는 복수 개의 필터 각각은 서로 다른 필터링 중심 파장을 가지도록 설계될 수 있다. 일 실시 예로서 제1 채널필터(230)를 100G DWDM용 채널필터로 사용하는 경우, 제1 채널필터(230)는 1525nm에서 1570nm 사이에 대략 0.8nm 간격의 중심 파장을 가지고 0.6nm의 대역폭을 가지는 복수 개의 필터를 포함할 수 있고, 각 필터는 자신의 중심 파장에 해당되는 광만 통과시키고 나머지 파장의 광을 통과시키지 않는 필터일 수 있다. 또는 제1 채널필터(230)는 1525nm에서 1570nm 사이에 6nm 간격의 중심 파장을 가지고 0.3nm의 대역폭을 가지는 복수 개의 필터를 포함할 수 있으며 이 경우 하나의 필터에서 복수 개의 DWDM 채널 파장의 존재 여부를 측정 및 분석할 수 있다. 그리고 제2 채널필터(240)를 CWDM 채널필터로 사용하는 경우, 중심 파장이 1270nm에서 1610nm 사이에 20nm의 간격의 중심 파장을 가지고 14nm의 대역폭을 가지는 복수 개의 필터를 포함하도록 설계될 수 있다.   Each of the plurality of filters included in the first channel filter 230 and the second channel filter 240 may be designed to have different filtering center wavelengths. In one embodiment, when the first channel filter 230 is used as a channel filter for 100G DWDM, the first channel filter 230 may have a center wavelength of about 0.8 nm between 1525 nm and 1570 nm, And may include a plurality of filters, and each filter may be a filter that passes only light corresponding to its center wavelength and does not pass light of the remaining wavelengths. Or the first channel filter 230 may include a plurality of filters having a center wavelength of 6 nm intervals and a bandwidth of 0.3 nm between 1525 nm and 1570 nm. In this case, the presence or absence of a plurality of DWDM channel wavelengths Measurement and analysis. When the second channel filter 240 is used as a CWDM channel filter, it can be designed to include a plurality of filters having a center wavelength of 1270 nm to 1610 nm and a center wavelength of 20 nm and a bandwidth of 14 nm.
제1 채널필터(230) 및 제2 채널필터(240)에 포함되어 있는 복수 개의 필터는 상술한 바처럼 서로 등간격으로 회전판(250)에 부착될 수 있다. 일실시 예로서 16개의 필터를 포함하고 있는 제1 채널필터(240)는 서로 간에 360/16=22.5도의 간격을 가지고 회전판(250)에 부착될 수 있다. The plurality of filters included in the first channel filter 230 and the second channel filter 240 may be attached to the rotary plate 250 at equal intervals as described above. In one embodiment, the first channel filter 240, which includes 16 filters, may be attached to the rotating plate 250 with an interval of 360/16 = 22.5 degrees.
도 5는 본 발명의 또 다른 일실시 예에 따른 광 파장 채널 분석기의 광학부(200) 구조를 도시한 도면이다.  5 is a diagram showing the structure of an optical part 200 of an optical wavelength channel analyzer according to another embodiment of the present invention.
도 5와 도 4의 광학부(200)의 구조를 비교하면, 도 5의 경우, 도 4의 돌출된 동심원이 원판의 가장 바깥쪽에 구비되어 단면을 잘라서 보았을 때 ‘ㄷ’모양을 형성하고, 도 4의 원판의 원주에 회전판(250)에 평행하게 부착되었던 제1 채널필터(240)가 동심원의 외측에 회전판(250)에 수직으로 부착되도록 구성되었다. 그리고 돌출된 동심원의 제2 채널필터(240)가 부착된 부분에 구멍(251)을 구비하여 외부에서 인입되는 광신호(221)가 콜리메이팅 렌즈(220)를 거치면서 평행광으로 변한 광신호(240)가 제2 채널필터(240)를 거쳐서 회전판(250)의 돌출된 동심원에 형성된 구멍(251)을 통과하여 최종적으로 포토디텍더(280)로 입사하도록 구성된다.5 and FIG. 4, the protruding concentric circles of FIG. 4 are provided at the outermost side of the disc to form a 'C' shape when the cross section is cut away. The first channel filter 240 attached to the rotary plate 250 in the circumference of the circular plate 4 is vertically attached to the rotary plate 250 on the outer side of the concentric circle. The optical signal 221 that is introduced from the outside with the hole 251 in the portion where the second concentric channel filter 240 is attached passes through the collimating lens 220, 240 pass through a hole 251 formed in a projecting concentric circle of the rotary plate 250 through a second channel filter 240 and are finally incident on a photodetector 280.
도 5의 제1 채널필터(230) 및 제2 채널필터(240)는 서로 상이한 파장 대역을 필터링하면서, 각각 CWDM, C-밴드, 0-밴드, E-밴드, S-밴드, L-밴드, U-밴드 DWDM, 및 LAN-WDM 중의 적어도 하나에 대한 채널필터일 수 있다. 즉, 제1 채널필터(230) 및 제2 채널필터(240)는 각각 복수 개의 필터를 포함하는데, 이러한 복수 개의 필터는 하나 이상의 그룹으로 분류될 수 있고, 각 그룹은 동일한 필터링 대역폭을 갖는 하나 이상의 필터로 구성되고, 각 그룹 간에는 투과대역폭이 상이하거나 또는 필터링하는 파장 대역이 상이하도록 구성될 수 있다. 일 실시 예로서 제1 채널필터(230) 또는 제2 채널필터(240)는 총 11개의 필터를 포함할 수 있고, 11개의 필터는 다시 3개의 그룹으로 나눌 수 있는데, 첫 번째 그룹은 광대역 필터로 1260~1360nm 파장 대역을 통과시키는 광대역 밴드 패스필터 1개를 포함하고, 두 번째 그룹은 CWDM 채널필터로 필터링 대역폭이 14nm로 동일하면서 중심 필터링 파장이 각각 1570nm, 1310nm, 1490nm의 3개의 필터를 포함하고, 세 번째 그룹은 DWDM 채널필터로 1550~1560nm 대역의 파장을 측정하기 위한 필터 1개, 1580nm 대역의 파장을 측정하기 위한 필터 1개, 1602nm 대역의 파장을 측정하기 위한 필터 1개, 및 1525~1544대역의 파장을 측정하기 위한 필터 3개의 총 6개의 필터를 포함하도록 구성할 수 있다. 이처럼 제1 채널필터(230) 및 제2 채널필터(240)는 다양한 필터 조합으로 구성하여 다양한 영역의 파장을 측정하도록 할 수 있다.The first channel filter 230 and the second channel filter 240 of FIG. 5 filter CWDM, C-band, 0-band, E-band, S-band, L- U-band DWDM, and LAN-WDM. That is, the first channel filter 230 and the second channel filter 240 each include a plurality of filters, which may be classified into one or more groups, and each group may include one or more Filter, and the transmission bandwidth may be different between the groups or the wavelength band to be filtered may be different. As an example, the first channel filter 230 or the second channel filter 240 may include 11 filters in total, and the 11 filters may be divided into three groups, the first group being a wideband filter The second group includes three filters with a filtering bandwidth equal to 14 nm and a center filtering wavelength of 1570 nm, 1310 nm and 1490 nm, respectively, with a CWDM channel filter, , A third group is a DWDM channel filter, one filter for measuring the wavelength in the 1550 to 1560 nm band, one filter for measuring the wavelength in the 1580 nm band, one filter for measuring the wavelength in the 1602 nm band, A filter for measuring the wavelength of 1544 bands, and a total of 6 filters. As described above, the first channel filter 230 and the second channel filter 240 may be configured by various combinations of filters to measure wavelengths in various regions.
도 4의 제1 채널필터(230)처럼 또는 도 5의 제2 채널필터(240)와 제1 채널필터(230)처럼 회전판(250)에 필터들을 수직으로 부착하여 광신호를 분석하는 경우, 광신호에 포함되어 있는 파장을 좀 더 정밀하게 분석할 수 있고, 채널 수보다 작은 수의 필터를 이용하여 전체 채널을 측정할 수 있는 장점이 있다.When analyzing an optical signal by vertically attaching the filters to the rotary plate 250 like the first channel filter 230 of FIG. 4 or the second channel filter 240 and the first channel filter 230 of FIG. 5, The wavelength included in the signal can be more precisely analyzed and the entire channel can be measured using a smaller number of filters than the number of channels.
일례로서 CWDM 채널의 경우 각 채널은 중심파장이 1270nm에서 1610nm 사이에서 20nm 간격으로 떨어져 있고, 각각의 채널대역은 20nm를 가질 수 있다. 그리고 제2 채널필터(240)의 각 필터는 중심파장을 중심으로 양쪽으로 7nm의 대역(일 예로서 중심 파장이 1490nm이면 1483nm에서 1497nm의 대역)을 통과시킬 수 있다. 그런데 주변환경을 포함하는 다양한 요인에 의하여 광 송신기에서 전송되는 광 파장이 정확한 중심파장인 1490nm가 아닌 1491nm 또는 1496nm가 되더라도 모두 채널대역폭 안에 있어 필터를 통과하여 포토디텍터에서 광 출력이 수신되므로, 1490nm의 광 파장이 인입되었다고 측정될 수 있다. 하지만, 광 파장이 중심 파장에서 얼마나 벗어나 있는지는 알 수 없다. 즉, 도 4의 제2 채널필터(240)처럼 회전판(250)과 수평으로 필터들이 부착된 경우에는 광 파장의 정확한 파장을 측정할 수 없고, 중심파장이 인입되는지 만을 판단할 수 있다. 반면에 회전판(250)에 수직으로 부착되는 경우에는 인입되는 광에 포함되어 있는 파장을 정밀하게 분석할 수 있다. As an example, in the case of a CWDM channel, each channel may have a central wavelength of 12 nm to 1610 nm at 20 nm intervals, and each channel band may have 20 nm. Each filter of the second channel filter 240 can pass a band of 7 nm on both sides of the center wavelength (for example, a band of 1483 nm to 1497 nm if the center wavelength is 1490 nm). However, even if the optical wavelength transmitted from the optical transmitter is 1491 nm or 1496 nm rather than 1490 nm which is the exact center wavelength due to various factors including the surrounding environment, the optical output is received in the photodetector through the filter in all of the channel bandwidth. It can be determined that the optical wavelength has been introduced. However, it is not known how far the optical wavelength is from the center wavelength. That is, when the filters are horizontally attached to the rotary plate 250 as in the second channel filter 240 of FIG. 4, it is not possible to measure the exact wavelength of the optical wavelength, and only the center wavelength can be determined. On the other hand, in the case of vertically attaching to the rotary plate 250, the wavelength included in the incoming light can be analyzed precisely.
이하 회전판(250)에 필터가 수직으로 부착된 경우에 인입되는 광에 포함되어 있는 파장을 정밀하게 분석하는 신호처리부(400)의 동작에 대하여 설명한다. Hereinafter, the operation of the signal processing unit 400 for accurately analyzing the wavelength included in the incoming light when the filter is vertically attached to the rotating plate 250 will be described.
일반적으로 박막 필터는 광 입사각의 변화에 따라서 필터링(filtering)되는 파장이 변경될 수 있다. 변경된 파장의 값은 아래와 같은 관계식을 갖는다.Generally, a thin film filter can change a wavelength to be filtered according to a change in the incident angle of light. The value of the changed wavelength has the following relationship.
Figure PCTKR2018006925-appb-M000001
Figure PCTKR2018006925-appb-M000001
여기서, λo는 광 입사각이 0도 일 때의 필터의 중심 파장이고, φ는 입사각을 나타내며, neff 는 박막필터의 유효굴절률을 나타낸다.Here,? O is the center wavelength of the filter when the incident angle of light is 0 degree ,? Represents the incident angle, and neff represents the effective refractive index of the thin film filter.
또한, 입사각 φ에서 입사각도가 1도 변화할 때의 필터링되는 파장의 변화는 [수학식 2]의 관계식을 갖는다.In addition, the change of the filtered wavelength when the incident angle changes by 1 degree at the incident angle? Has a relation of (2).
Figure PCTKR2018006925-appb-M000002
Figure PCTKR2018006925-appb-M000002
도 6은 입사각의 변화에 따른 필터링되는 파장의 변화를 도시한 도면이다.FIG. 6 is a graph showing a change in a filtered wavelength according to a change in an incident angle. FIG.
도 6은 입사각이 0도 일때의 중심파장이 1550nm이고 유효굴절률이 2.0인 박막필터에서 입사각이 0도에서 14도까지 증가할 때, 박막필터에서 필터링되는 파장의 변화량(610)과 특정 입사각에서 입사각이 1도 더 변하는 경우에 필터링되는 파장의 변화량(620)을 도시하고 있다. 도 6을 참조하면, 광의 박막필터에 대한 입사각을 0도에서 10도로 변화시키면 약 6nm 정도 필터링되는 파장이 변경됨을 알 수 있다. 입사각이 0도에서 중심파장이 1550nm를 갖도록 설계된 필터에서 입사각이 10도가 되도록 제어하면 필터링되는 중심파장은 1550nm에서 1544nm로 변경되게 된다. 또한, 도 6을 참조하면, 입사각이 10도에서 1도 더 변하면 약 -1.2nm 파장이 변위한다. 즉 10도에서 11도로 입사각이 변하면 필터의 특성파장은 1544nm에서 1542.8nm가 감소하게 된다.6 is a graph illustrating a relationship between a change amount of a wavelength 610 filtered by a thin film filter 610 and an incident angle 610 at a specific incident angle when the incident angle increases from 0 to 14 degrees in a thin film filter having a center wavelength of 1550 nm and an effective refractive index of 2.0, 620 < / RTI > of the wavelength to be filtered in the case where the frequency is changed by 1 more. Referring to FIG. 6, when the angle of incidence of the light on the thin film filter is changed from 0 to 10 degrees, the wavelength to be filtered by about 6 nm is changed. When the incident angle is controlled to be 10 degrees in a filter designed to have an incident angle of 0 degrees and a center wavelength of 1550 nm, the central wavelength to be filtered is changed from 1550 nm to 1544 nm. Referring to FIG. 6, when the incident angle is further changed from 10 degrees to 1 degree, a wavelength of about -1.2 nm is displaced. That is, if the incident angle changes from 10 to 11 degrees, the characteristic wavelength of the filter decreases by 1542.8 nm at 1544 nm.
도 7은 한 개의 채널필터를 회전시키면서 파장을 측정할 때, 입사각 0도에서 광신호(213)가 필터(230a)의 정중앙으로 입사할 경우, 광신호(213)의 손실을 발생시키지 않으면서, 필터(230a)를 최대한 회전시킬 수 있는 회전각(720, 721)을 계산하기 위한 도면이다. 최대회전각도(720)는 채널필터의 크기와 채널필터가 부착된 회전판의 반경에 의해서 [수학식 3]을 이용하여 계산될 수 있다.7 is a graph showing the relationship between the optical signal 213 and the optical signal 213 when the optical signal 213 is incident at the center of the filter 230a at an incident angle of 0 degrees when the wavelength is measured while rotating one channel filter, 720 which can rotate the filter 230a to the maximum. The maximum rotation angle 720 can be calculated using Equation (3) by the size of the channel filter and the radius of the rotating plate to which the channel filter is attached.
Figure PCTKR2018006925-appb-M000003
Figure PCTKR2018006925-appb-M000003
여기서 L은 채널필터의 가로 길이(730)를 나타내고, D는 광신호(213)의 빔직경, R은 회전판(250)의 회전 중심에서 필터(230a) 밑면까지의 거리, t는 채널필터의 두께(731)를 나타낸다. L=2.0mm, D=0.3mm, R=7mm, t=1mm인 경우, [수학식 3]에 의하여 최대 회전각(θmax)는 약 6.1도가 되고, 도 7을 참조하면, 최대입사각(φmax)은 최대 회전각과 동일하므로 약 6.1도가 된다. 그러므로 측정 가능한 입사각의 범위는 φ = -6.1 ~ +6.1 도이다. 그리고 [수학식 1]에 의하면 중심파장 λo=1550nm, 유효굴절률 neff =2.0인 채널필터의 경우 파장의 변위(740)는 2.2nm ~ -2.2nm가 된다. Where D is the beam diameter of the optical signal 213, R is the distance from the center of rotation of the turntable 250 to the bottom of the filter 230a, t is the thickness of the channel filter (731). The maximum rotation angle [theta] max is about 6.1 degrees according to Equation (3) when L = 2.0mm, D = 0.3mm, R = 7mm and t = max ) is equal to the maximum rotation angle, so it is about 6.1 degrees. Therefore, the range of measurable incident angles is φ = -6.1 to +6.1 degrees. According to Equation (1), the center wavelength? O = 1550 nm, the effective refractive index neff = 2.0, the displacement 740 of the wavelength becomes 2.2 nm to -2.2 nm.
상술한 실시 예에서는 [수학식 1]의 파장 변경 관계식에서 유효굴절률 값이 2.0인 필터를 기준으로 기술하지만 유효굴절률이 2.0인 필터에 국한되지 않는다. 일반적으로 다층박막을 적층하여 필터를 설계 혹은 제작할 때, 유효굴절률은 적층에 사용한 유전체들의 굴절률에 의하여 결정된다. [수학식 1]에 의하면 유효 굴절률이 5% 작아지면 파장 변위는 11% 증가한다.In the above-described embodiment, although the filter with the effective refractive index value of 2.0 is used as a reference in the wavelength change relation of the formula (1), it is not limited to the filter having the effective refractive index of 2.0. Generally, when designing or fabricating a multilayer thin film laminated filter, the effective refractive index is determined by the refractive index of the dielectrics used in the lamination. According to Equation (1), when the effective refractive index is reduced by 5%, the wavelength displacement is increased by 11%.
참고로 도 1과 같은 종래의 광 파장 파워 측정기는 스텝 모터(33)가 회전을 해도 입력되는 광신호와 필터간의 입사각이 변하지 않기 때문에, 본 발명과 같은 효과가 나타나지 않으며 그에 따라서 입력되는 광신호에 포함되어 있는 파장값을 정밀하게 측정할 수 없다.1, since the incident angle between the input optical signal and the filter does not change even if the step motor 33 rotates, the conventional optical wavelength power meter does not exhibit the same effect as the present invention, The included wavelength value can not be precisely measured.
다시 도 3 내지 5를 참조하면, 신호처리부(400)는 제어부(300)를 통해 모터(260)를 제어하여 회전판(250)을 회전시키면서 포토디텍터(270, 280)에서 들어오는 전기신호를 검측하여 광신호(213, 223)에 포함되어 있는 광 파장을 정밀하게 측정할 수 있다.3 to 5, the signal processing unit 400 controls the motor 260 through the control unit 300 to rotate the rotating plate 250 to detect electrical signals coming from the photodetectors 270 and 280, The light wavelength included in the signals 213 and 223 can be precisely measured.
이하 도 8 내지 도 10를 참조하여 본 발명에 의하여 신호처리부(400)에서 수행하는 파장 측정방법을 설명한다.Hereinafter, a wavelength measurement method performed by the signal processing unit 400 according to the present invention will be described with reference to FIGS. 8 to 10. FIG.
도 8은 모터(260)를 회전시킬 때, 모터의 회전각(θ)에 따라서 입사각(φ)이 변하여 DWDM 채널필터(230) 및 CWDM 채널필터(240)에 포함되어 있는 필터 중 하나의 필터의 투과대역 파장이 변경되는 일예를 도시한 도면이다.8 is a graph showing the relationship between the angle of incidence φ of the motor 260 and the angle of incidence of the filter of one of the filters included in the DWDM channel filter 230 and the CWDM channel filter 240, And the wavelength of the transmission band is changed.
입력되는 광신호에 포함되어 있는 광 파장을 측정하기 위한 본 발명에서 제시하는 방법은 필터의 투과대역의 왼쪽 모서리(1020) 파장(λLE)과 오른쪽 모서리(1010) 파장(λRE)을 이용한다. 도 8을 참조하면, 모터의 회전각(θ)이 필터가 입사되는 광신호(414)와 수직이 되도록 설정되는 경우, 즉, 광신호(213, 223)의 입사각(φ)이 0이 되도록 설정된 경우, 필터는 설계된 중심파장(λC)에서 설계된 대역만큼의 파장만 통과시킬 수 있다. 일례로서 채널필터가 λc ± 7nm의 파장만을 통과시키도록 설계된 경우, 왼쪽 모서리 파장(λLE)은 λc - 7nm 가 되고, 오른쪽 모서리 파장(λRE)은 λc + 7nm가 될 수 있다. 즉, 중심파장(λC)이 1550nm인 경우에 왼쪽 모서리 파장(λLE)은 1543nm가 될 수 있고, 오른쪽 모서리 파장(λRE)은 1557nm가 될 수 있다. 그리고 모터(260)를 회전간격 dθ마다 회전시킬 때의 필터의 투과대역의 오른쪽 모서리(1010) 파장(λRE)과 왼쪽 모서리(1020)파장(λLE)을 계산한다. 모터(260)를 dθ만큼 회전시키면 회전판(250)도 동일하게 회전하게 되고, 마찬가지로 회전판(250)의 돌출된 동심원에 부착된 필터도 dθ만큼 회전하게 된다. 이에 의해 광신호(213, 223)가 필터에 입사되는 입사각(φ)은 dθ가 된다. 입사각이 0에서 dθ로 변하면 도 7에서 설명한 것처럼 필터가 통과시킬 수 있는 파장대역이 변하게 된다. 도 8에 도시한 것처럼 일반적으로 왼쪽으로 이동하게 되고 그에 따라 오른쪽 모서리 파장(λREi)과 왼쪽 모서리파장(λLEi)이 변하게 된다. 이러한 변경은 [수학식 1]을 이용하여 계산할 수 있다. N 개의 필터가 회전판(250)의 돌출된 동심원에 부착되어 있고, 각각의 필터에 대하여 M개의 입사각(0, dθ, 2dθ, ..., (M-1)dθ)에 대하여 계산하면 아래와 같이 총 NxM 개의 측정용 데이터 집합을 얻을 수 있다. 즉, 측정용 데이터 집합은 θk, φj, λLE(i), λRE(i),dλLEj, 및 dλREj 의 함수일 수 있는데. 여기서 i = 1 ~ N인 정수이고 j는 1 ~ M인 정수이고 k는 1 ~ N×M정수이다. θk는 모터의 각도 위치로 0~360도의 사이의 값이고, φj 는 필터에 대한 광신호의 입사각으로 0 ~ (M-1)dθ의 값을 갖는다. dλj 는 입사각 변화에 의한 파장 변위 값으로 dλREj는 오른쪽 모서리(1010)에서의 파장의 변위값이고, dλLEj는 왼쪽 모서리(1020)에서의 파장의 변위값이다. The method proposed by the present invention for measuring the wavelength of light included in an input optical signal uses the wavelength (λ LE ) at the left edge 1020 and the wavelength λ RE at the right edge 1010 of the transmission band of the filter. 8, when the rotation angle [theta] of the motor is set to be perpendicular to the optical signal 414 to which the filter is incident, that is, when the incident angle [phi] of the optical signals 213 and 223 is set to be 0 , The filter can only pass wavelengths of the designed band at the designed central wavelength ([lambda] C ). As an example, when the channel filter is designed to pass only a wavelength of? C ± 7 nm, the left edge wavelength? LE can be? C - 7 nm and the right edge wavelength? RE can be? C + 7 nm. That is, when the center wavelength? C is 1550 nm, the left edge wavelength? LE can be 1543 nm and the right edge wavelength? RE can be 1557 nm. The right edge 1010 wavelength λ RE and the left edge 1020 wavelength λ LE of the transmission band of the filter when the motor 260 is rotated every rotation interval dθ are calculated. When the motor 260 is rotated by dθ, the rotating plate 250 rotates in the same manner, and the filter attached to the projected concentric circle of the rotating plate 250 rotates by dθ. Thus, the incident angle? At which the optical signals 213 and 223 are incident on the filter becomes d ?. When the angle of incidence changes from 0 to d ?, the wavelength band that the filter can pass through changes as described in Fig. As shown in Fig. 8, the right corner wavelength? REi and the left corner wavelength? LEi are changed accordingly. Such a change can be calculated using [Equation 1]. The N filters are attached to the protruding concentric circles of the rotary plate 250 and are calculated for M incident angles (0, d ?, 2d ?, ..., (M-1) d?) For each filter, NxM measurement data sets can be obtained. That is, the measurement data set may be a function of θ k , φ j , λ LE (i), λ RE (i), dλ LEj , and dλ REj . Where i is an integer from 1 to N, j is an integer from 1 to M, and k is an integer from 1 to N x M. θ k is an angular position of the motor between 0 and 360 degrees, and φ j is an incident angle of the optical signal to the filter, and has a value of 0 to (M-1) dθ. dλ j D? REj is the displacement value of the wavelength at the right edge 1010, and d? LEj is the displacement value of the wavelength at the left edge 1020. As shown in FIG.
일 예로서 채널필터의 개수가 16개이고, dθ는 0.5도이고 20개의 입사각에 대하여 계산한다고 하면 총 측정용 데이터는 16×20=320개가 된다. 즉, 계산하고자 하는 입사각의 수가 많아질수록, 채널필터의 개수가 많아질수록 측정용 데이터의 양도 많아질 수 있다. 반면에 측정할 수 있는 파장의 정밀도는 더욱 높아질 수 있다. 이런 조건하에서 측정용 데이터는 다음 [표 1]과 같은 값을 가질 수 있다.For example, if the number of channel filters is 16, d? Is 0.5, and the calculation is performed for 20 incident angles, the total measurement data becomes 16 × 20 = 320. That is, as the number of incident angles to be calculated increases, and as the number of channel filters increases, the amount of measurement data may increase. On the other hand, the accuracy of the measurable wavelength can be further increased. Under these conditions, the measurement data may have the values shown in Table 1 below.
kk ii jj θk θ k φj φ j λLE(i)? LE (i) λRE(i)? RE (i) LEj LEj REj REj
1One 1One 1One 00 00 1263nm1263 nm 1277nm1277 nm 0nm0 nm 0nm0 nm
22 1One 22 0.50.5 0.50.5 1263nm1263 nm 1277nm1277 nm -0.012nm-0.012 nm -0.012nm-0.012 nm
...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ......
2020 1One 2020 1010 1010 1263nm1263 nm 1277nm1277 nm -4.796nm-4.796 nm -4.796nm-4.796 nm
2121 22 1One 22.522.5 00 1283nm1283 nm 1297nm1297 nm 0nm0 nm 0nm0 nm
2222 22 22 2323 0.50.5 1283nm1283 nm 1297nm1297 nm -0.012nm-0.012 nm -0.012nm-0.012 nm
...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ......
3030 22 1010 27.527.5 55 1283nm1283 nm 1297nm1297 nm -1.225nm-1.225 nm -1.225nm-1.225 nm
...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ......
4040 22 2020 32.532.5 1010 1283nm1283 nm 1297nm1297 nm -4.871nm-4.871 nm -4.871nm-4.871 nm
...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ......
...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ......
301301 1616 1One 337.5337.5 00 1603nm1603 nm 1617nm1617 nm 0nm0 nm 0nm0 nm
302302 1616 22 338338 0.50.5 1603nm1603 nm 1617nm1617 nm -0.015nm-0.015 nm -0.015nm-0.015 nm
...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ......
320320 1616 2020 347.5347.5 1010 1603nm1603 nm 1617nm1617 nm -6.080nm-6.080 nm -6.080nm-6.080 nm
상기 측정용 데이터는 도 3의 신호처리부(400)에 구비되어 있는 비휘발성 메모리에 저장하여, 파장 측정에 활용될 수 있다.The measurement data may be stored in a nonvolatile memory provided in the signal processing unit 400 of FIG. 3 and used for wavelength measurement.
도 9는 본 발명의 일실시 예에 따른 입력되는 광신호의 파장을 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.9 is a view for explaining a method of measuring a wavelength of an input optical signal according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 파장이 알려지지 않은 입력 광신호가 파장 측정기에 입사될 때, 포토디텍터(270, 280)의 출력을 관측함으로써 신호처리부(400)는 입력 광신호(213, 223)에 포함되어 있는 파장을 측정할 수 있다. 도 9는 특정 필터의 대역 내에 해당하는 광 파장(1100)이 광신호(213, 223)에 포함되어 있는 경우를 상정한 것이다. 광 파장(1100)이 특정 필터의 투과대역(1110) 내에 해당하면 이 광 파장(1100)은 필터를 투과하고 포토디텍터(270, 280)에 전달된다. 포토디텍더(270, 280)는 도달할 광 파장의 세기에 해당하는 전기신호를 생성하여 신호처리부(400)로 전달할 수 있다. 종래의 광 파장 검출기의 경우에는 포토디텍더(270, 280)에서 방출하는 전기신호를 보고 특정 채널에 해당하는 광 파장이 존재함만을 확인할 수 있을 뿐 실제 전송되는 광 파장의 정밀한 파장을 알 수는 없다. 본원 발명은 정밀한 파장 측정을 위하여 포토디텍터(270, 280)의 전기출력신호를 이용한다.9, when the input optical signal whose wavelength is not known enters the wavelength meter, the signal processor 400 detects the output of the photodetector 270 or 280 so that the input optical signal is included in the input optical signal 213 or 223 The wavelength can be measured. FIG. 9 shows a case in which the optical signals 213 and 223 contain the optical wavelength 1100 corresponding to a specific filter band. If the optical wavelength 1100 is within the transmission band 1110 of the particular filter, the optical wavelength 1100 is transmitted through the filter and transmitted to the photodetectors 270 and 280. The photodetectors 270 and 280 may generate an electric signal corresponding to the intensity of the light wavelength to be transmitted to the signal processor 400. In the case of the conventional optical wavelength detector, it can be confirmed that there is an optical wavelength corresponding to a specific channel by looking at the electric signal emitted from the photodetectors 270 and 280, but the precise wavelength of the actually transmitted optical wavelength can not be known . The present invention utilizes the electrical output signals of the photodetectors 270 and 280 for precise wavelength measurement.
도 9에서 보듯이 입사각이 0인 경우의 특정 채널필터의 투과대역(1110)은 신호처리부(400)에 의한 제어에 의하여 회전판(250) 및 DWDM 채널필터(230) 및/또는 CWDM 채널필터(240)를 회전시킴으로써 변이가 될 수 있다. 도 9의 일례에서 dθ만큼 회전시키면 입사각이 dθ가 되어 채널필터의 투과대역이 1120으로 변경될 수 있다. 다시 dθ만큼 더 회전시키면 입사각이 2dθ가 되고 채널필터의 투과대역이 1130이 된다. 계속적으로 dθ만큼 더 회전시키면 입사각이 계속 커지고 그에 따라 채널필터의 투과대역이 계속 낮은 쪽으로 이동하여 입사각이 a×dθ가 되는 경우에 입사되는 광 파장(1100)이 채널필터 투과대역(1140)의 오른쪽 모서리에 걸리게 된다. 도 9에 도시된 것처럼 모터(260) 또는 필터의 회전각이 a×dθ(1150)까지는 광 파장(1100)이 필터의 투과대역 내에 존재하게 되므로 포토디텍터(270, 280)의 출력이 높은 값을 유지하게 되나 dθ만큼 한 번 더 이동을 시키면 광 파장(1100)이 필터 투과대역을 벗어나게 되어 필터를 투과할 수 없게 되고 그 결과로 포토디텍터(270, 280)의 출력이 거의 나오지 않게 된다. 이후 계속 dθ만큼씩 이동시켜 한 채널필터 내에서의 최대 회전각까지 가더라도 광 파장(1100)이 채널필터 투과대역 내에 존재하지 않게 되므로 포토디텍터(270, 280)의 출력은 나오지 않게 된다. 9, the transmission band 1110 of the specific channel filter when the incident angle is 0 is controlled by the signal processing unit 400 and the rotation plate 250 and the DWDM channel filter 230 and / or the CWDM channel filter 240 ). ≪ / RTI > In the example of FIG. 9, when the incident angle is rotated by dθ, the incident angle becomes dθ, and the transmission band of the channel filter can be changed to 1120. When it is further rotated by d? Again, the incident angle becomes 2d? And the transmission band of the channel filter becomes 1130. When the incident angle is continuously increased by the d &thetas;, the incident light is continuously increased, and accordingly the transmission band of the channel filter continues to move to the lower side and the incident angle becomes a x d &thetas; It gets caught in the corner. 9, since the optical wavelength 1100 is present within the transmission band of the filter until the rotation angle of the motor 260 or the filter is a × d? 1150, the output of the photodetectors 270 and 280 becomes a high value The light wavelength 1100 deviates from the filter transmission band and the filter can not be transmitted. As a result, the output of the photodetectors 270 and 280 hardly comes out. Since the optical wavelength 1100 does not exist in the channel filter transmission band even when the maximum rotation angle in one channel filter is shifted by dθ, the outputs of the photodetectors 270 and 280 are not output.
그러므로 신호처리부(400)는 포토디텍터(270, 280)의 출력이 고점에서 저점으로 떨어질 때까지 움직인 dθ의 횟수와 상기 미리 계산해 놓은 측정용 데이터를 이용하여 입력되는 광 파장(1100)의 정밀한 파장을 측정할 수 있다. 일예로서 특정 광신호에 대하여 상기 측정용 데이터의 k=21인 경우에 포토디텍터(270, 280)의 출력이 고점이고 0.5도(dθ)씩 회전각을 증가시켰을 때에 포토디텍터(270, 280)의 출력이 k=30인 경우에 마지막으로 고점이 되고 k=31인 경우에 저점이 되었다고 하면 신호처리부(400)는 k=30에서의 λRE(i) 값과 dλREj 값을 이용하여 입력된 광신호에 포함된 광 파장이 1297-1.225 = 1295.775nm임을 측정할 수 있다. 여기에서 전기신호의 고점과 저점은 미리 설정된 특정값을 기준으로 이보다 큰 경우에는 고점으로 이보다 작은 경우에는 저점으로 할 수 있다.Therefore, the signal processing unit 400 determines the number of times the output of the photodetector 270 or 280 moves from the high point to the low point, and the precise wavelength of the input light wavelength 1100 using the previously calculated measurement data Can be measured. For example, when k = 21 of the measurement data for a specific optical signal, when the outputs of the photodetectors 270 and 280 are high and the rotation angle is increased by 0.5 degrees (d?), The photodetectors 270 and 280 Assuming that the output is the final peak when k = 30 and the lowest point when k = 31, the signal processing unit 400 determines that the value of λ RE (i) at k = 30 and dλ REj It is possible to measure that the optical wavelength included in the input optical signal is 1297-1.225 = 1295.775 nm. Here, the high and low points of the electric signal can be set to a high point when the predetermined value is larger than the predetermined value, and to a low point when the electric signal is smaller than the predetermined value.
도 10은 본 발명의 또 다른 일실시 예에 따른 입력되는 광신호의 파장을 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.10 is a view for explaining a method of measuring a wavelength of an input optical signal according to another embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 입력되는 광신호에 포함되는 광 파장이 원 채널의 중심파장에서 너무 벗어나서 처음 입사각이 0인 경우에 포토디텍터(270, 280)의 출력이 아주 낮게 나오게 된다. 이 경우 종래의 방식은 채널을 인식할 수 없게 되고 오류로 판단할 수 있지만 실제로 광 파장에 어떤 일이 발생했는지는 알 수 없다. 반면에 본원 발명은 입사각이 0인 경우의 특정 채널필터의 투과대역(1210)은 신호처리부(400)에 의한 제어에 의하여 회전판(250) 및 필터를 회전시킴으로써 변이가 될 수 있다. 도 10의 일례에서 dθ만큼 회전시키면 입사각이 dθ가 되어 필터의 투과대역이 1220으로 변경될 수 있다. 다시 dθ만큼 더 회전시키면 입사각이 2dθ가 되고 채널필터의 투과대역이 1230이 된다. 계속적으로 dθ만큼 더 회전시키면 입사각이 계속 커지고 그에 따라 채널필터의 투과대역이 계속 낮은 쪽으로 이동하여 입사각이 b×dθ가 되는 경우에 입사되는 광 파장(1200)이 채널필터 투과대역(1240)의 왼쪽 모서리에 걸리게 된다. 도 10에 도시된 것처럼 모터(260) 또는 필터의 회전각이 b×dθ(1250) 이전까지는 광 파장(1200)이 필터의 투과대역 밖에 존재하게 되므로 포토디텍터(425)의 출력이 낮은 값을 유지하게 되나 dθ만큼 한 번 더 이동을 시켜 회전각이 b×dθ(1250)가 되면 광 파장(1200)이 필터 투과대역 내에 들어가게 되어 필터를 투과하게 되고 그 결과로 포토디텍터(270, 280)의 출력에 높은 값이 나오게 된다. 이후 계속 dθ만큼씩 이동시켜 한 필터 내에서의 최대 회전각까지 광 파장(1200)이 채널필터 투과대역 내에 존재하게 되므로 포토디텍터(270, 280)의 출력은 높은 값을 유지하게 된다. Referring to FIG. 10, the output of the photodetectors 270 and 280 is very low when the light wavelength included in the input optical signal is too far from the center wavelength of the original channel and the first incident angle is zero. In this case, the conventional method can not recognize the channel and can determine the error, but it is not known what actually happened to the optical wavelength. On the other hand, in the present invention, the transmission band 1210 of the specific channel filter when the incident angle is 0 can be varied by rotating the rotating plate 250 and the filter by the control of the signal processing unit 400. In the example of FIG. 10, when the incident angle is rotated by dθ, the incident angle becomes dθ, and the transmission band of the filter can be changed to 1220. When it is further rotated by d? Again, the incident angle becomes 2d? And the transmission band of the channel filter becomes 1230. When the incident angle is continuously increased by the d &thetas;, the incident light is continuously increased and accordingly the transmission band of the channel filter continues to move to the lower side, and the incident angle becomes b x d &thetas; It gets caught in the corner. As shown in FIG. 10, since the optical wavelength 1200 exists outside the transmission band of the filter until the rotation angle of the motor 260 or the filter is b x d? (1250), the output of the photodetector 425 is maintained at a low value The optical wavelength 1200 is within the filter transmission band and the filter is transmitted. As a result, the output of the photodetectors 270 and 280 A high value is obtained. Since the optical wavelength 1200 exists in the channel filter transmission band up to the maximum rotation angle in one filter after the continuous movement by dθ, the outputs of the photodetectors 270 and 280 are maintained at a high value.
그러므로 신호처리부(400)는 포토디텍터(270, 280)의 출력이 저점에서 고점으로 떨어질 때까지 움직인 dθ의 횟수와 상기 미리 계산해 놓은 측정용 데이터를 이용하여 입력되는 광 파장(1200)의 정밀한 파장을 측정할 수 있다. 일예로서 특정 광신호에 대하여 상기 측정용 데이터의 k=21인 경우에 포토디텍터(270, 280)의 출력이 저점이고 0.5도(dθ)씩 회전각을 증가시켰을 때에 포토디텍터(270, 280)의 출력이 k=30인 경우에 최초 고점이 되었다고 하면 신호처리부(400)는 k=30에서의 λLE(i) 값과 dλLEj 값을 이용하여 입력된 광신호에 포함된 광 파장이 1283-1.225 = 1281.775nm임을 측정할 수 있다.Therefore, the signal processing unit 400 determines the number of the d? Moved until the outputs of the photodetectors 270 and 280 drop from the low point to the high point and the precise wavelength of the light wavelength 1200 inputted using the previously calculated measurement data Can be measured. For example, when k = 21 of the measurement data for a specific optical signal, when the outputs of the photodetectors 270 and 280 are low and the rotation angle is increased by 0.5 degrees (d?), Assuming that the output has an initial peak when k = 30, the signal processing unit 400 determines that the value of? LE (i) at k = 30 and d? LEj It is possible to measure that the optical wavelength included in the input optical signal is 1283-1.225 = 1281.775 nm.
요약하면, 신호처리부(440)는 도 9의 예와 같이 포토디텍터(270, 280)의 출력이 고점에서 저점으로 변하면 하기 [수학식 4]을 사용하고, 도 10의 예와 같이 포토디텍터(270, 280)의 출력이 저점에서 고점으로 변하면 하기 [수학식 5]를 적용하여 입력된 광신호에 포함되어 있는 광 파장을 구할 수 있다.9, when the outputs of the photodetectors 270 and 280 change from a high point to a low point as in the example of FIG. 9, the signal processing unit 440 uses the following equation (4) , 280 changes from a low point to a high point, the following equation (5) can be applied to obtain the optical wavelength included in the input optical signal.
Figure PCTKR2018006925-appb-M000004
Figure PCTKR2018006925-appb-M000004
Figure PCTKR2018006925-appb-M000005
Figure PCTKR2018006925-appb-M000005
여기서 λ(i)는 i번째 채널의 측정된 파장값이고, λRE(i), λLE(i), dλREj 및 dλLEj 는 상기 미리 계산된 측정용 데이터로부터 구할 수 있는데, 여기서, i와 j는 포토디텍터(270, 280)의 출력이 고점에서 저점으로 또는 저점에서 고점으로 변하는 시점의 채널 정보와 회전 각 정보를 바탕으로 구할 수 있다.Where λ (i) is the wavelength measured in the i-th channel, λ RE (i), λ LE (i), dλ REj and dλ LEj will there be determined from the data for measurement of the previously calculated, where, i and j can be obtained based on the channel information and the rotation angle information at the time when the outputs of the photodetectors 270 and 280 change from a high point to a low point or from a low point to a high point.
한편, 각 채널의 광 출력의 측정은 도 9 또는 도 10의 포토디텍터(270, 280) 출력신호를 입사각 위치에서 취득하고 미리 측정된 포토디텍터(270, 280)의 Responsivity(R) 값으로 나누어 다음 [수학식 6]을 이용하여 산출할 수 있다. The optical output of each channel is obtained by obtaining the output signals of the photodetectors 270 and 280 of FIG. 9 or 10 at an incident angle position and dividing by the Responsivity (R) values of the previously measured photodetectors 270 and 280 Can be calculated using Equation (6).
Figure PCTKR2018006925-appb-M000006
Figure PCTKR2018006925-appb-M000006
여기서 I(i)는 입사각 위치에서 획득한 포토디텍터(270, 280)의 출력값이다. 본 실시 예에서는 광 출력을 취득하는 입사각 위치를 포토디텍터(270, 280)가 높은 신호가 출력되는 구간의 중간 위치를 선택하였으나 중간위치 좌우의 값을 평균하여 적용할 수도 있다.Where I (i) is the output value of the photodetector 270, 280 obtained at the incident angle position. In the present embodiment, the photodetectors 270 and 280 select the intermediate position of the section where the high signal is outputted, but the intermediate position can be averaged and applied.
상술한 설명에서 CWDM 채널을 기반으로 설명하였지만 본 발명의 기술은 CWDM 채널 및 DWDM 채널 모두에서 적용이 가능하다. Although the above description is based on the CWDM channel, the technique of the present invention is applicable to both the CWDM channel and the DWDM channel.
도 11은 C-밴드(1530~1565 nm, 대역폭 35nm)에 100GHz DWDM을 적용한 일실시 예를 도시한 도면이다.11 is a diagram illustrating an embodiment in which 100 GHz DWDM is applied to the C-band (1530 to 1565 nm, bandwidth: 35 nm).
도 11에서 제시된 C-밴드뿐만 아니라 DWDM 기술은 O-밴드, E-밴드, S-밴드, L-밴드, U- 밴드에도 적용될 수 있다.The DWDM technique as well as the C-band shown in FIG. 11 can be applied to O-band, E-band, S-band, L-band, and U-band.
도 12는 중심 파장 = 1570nm, 유효굴절율(neff) = 1.5764인 DWDM 필터의 입사각과 파장변위의 관계식을 그래프로 도시한 도면이다. 12 is a graph showing a relationship between an incident angle and a wavelength displacement of a DWDM filter having a center wavelength of 1570 nm and an effective refractive index (n eff ) of 1.5764.
도 12를 참조하면, 입사각이 10도인 경우, 최대 파장변위는 9.5nm이고, 1도당 파장 변위(dλ/dφ)는 -1.18nm/deg이므로 파장 분해능 0.05nm를 얻기 위해서 회전 스텝 dθ는 0.05도 이하 이어야 한다. Referring to FIG. 12, when the incident angle is 10 degrees, the maximum wavelength displacement is 9.5 nm and the wavelength displacement per wavelength dλ / dφ is -1.18 nm / deg. Therefore, in order to obtain a wavelength resolution of 0.05 nm, .
도 4 내지 도 5의 광학부(200) 구성에 있어서 투과대역폭이 0.3nm 정도인 50GHz DWDM 채널필터(230)를 적용하고자 할 때, DWDM 채널필터(230)의 각 필터는 가로길이 L=2.0mm, 두께 t=1mm, 유효굴절률=1.5764일 수 있다. 그리고 입력 광신호의 빔 직경=0.3mm, 입력 광신호의 오프셋 X = 0.55mm, 입력 광신호의 기울어진 각 ψ=2도인 경우, 1개의 필터의 입사각도 범위 φ = 0도 ~ 10.1도이며 그에 따른 파장변위 dλ = -0.38 ~ -13.89nm를 얻을 수 있다. 그러므로 C-밴드의 전체 대역폭 35nm 범위의 파장을 측정하기 위한 DWDM 채널필터의 개수는 최소 4개이며 본 실시 예에서는 최대입사각을 8도까지만 유효한 측정값으로 사용하기 위하여 DWDM 채널필터(230)의 필터를 7개 사용한다. 그러므로 투과 중심파장이 각각 6nm 정도 떨어져 있는 50GHz DWDM 채널필터(230)의 필터 7개로 C-밴드 전체 채널(채널 총 개수=37nm/0.4nm = 88개)에 대하여 광 파장 및 광 출력을 측정할 수 있다. 도 12를 참조하면, 입사각이 8도이면 1도당 파장변위가 1.53nm이므로 0.02nm 간격으로 필터 투과대역을 변위시키기 위하여 최소 회전각도(dθ)가 0.03도인 모터를 적용할 수 있다. 또한, 상기 DWDM 채널필터(230)의 각 필터는 투과대역이 0.2nm보다 더 좁은 투과대역의 필터를 적용할 수도 있다. When a 50 GHz DWDM channel filter 230 having a transmission bandwidth of about 0.3 nm is applied in the configuration of the optical unit 200 shown in FIGS. 4 to 5, each filter of the DWDM channel filter 230 has a transverse length L = 2.0 mm , Thickness t = 1 mm, and effective refractive index = 1.5764. If the beam diameter of the input optical signal is 0.3 mm, the offset of the input optical signal is X = 0.55 mm and the inclined angle of the input optical signal is 2 degrees, the incident angle range of one filter is φ = 0 to 10.1 degrees. The wavelength displacement d? = -0.38 to -13.89 nm can be obtained. Therefore, the number of DWDM channel filters for measuring the wavelength in the entire bandwidth of the C-band is limited to four, and in this embodiment, the filter of the DWDM channel filter 230, . Therefore, the transmission central wavelength of the measuring light wavelength and the optical output with respect to the C- band entire channel (total number = 3 7nm / 0.4nm = 88 pieces) each filter 7 of 6nm about 50GHz DWDM channel filter 230 detached pieces . Referring to FIG. 12, if the incident angle is 8 degrees, since the wavelength displacement per 1 degree is 1.53 nm, a motor having a minimum rotation angle (d?) Of 0.03 degrees can be applied in order to shift the filter transmission band at intervals of 0.02 nm. In addition, each filter of the DWDM channel filter 230 may be a filter having a transmission band narrower than 0.2 nm.
상술한 바처럼 신호처리부(400)는 제어부(300)를 통해 모터(260)를 제어하고, 그에 따라 회전판(250)의 회전각을 제어함으로써 입사되는 광신호에 포함되어 있는 파장의 정밀한 값을 계산할 수 있다. As described above, the signal processing unit 400 controls the motor 260 through the control unit 300 and controls the rotation angle of the rotary plate 250 according to the control of the motor 260, thereby calculating a precise value of the wavelength included in the incident optical signal .
이제 광 입력부(100)의 구성에 대하여 설명한다.Now, the configuration of the light input unit 100 will be described.
본 발명의 일실시 예에 따른 광 파장 분석기의 광학부(200)는 CWDM 채널의 파장을 측정하기 위한 광신호 입력과 DWDM 채널의 파장을 측정하기 위한 광신호 입력을 별도로 가지고 있다. 따라서 광 입력부(100)는 광학부(200)의 2개의 입력에 대응하여 2개의 광신호를 광학부(200)로 전달할 수 있다. 또는 2개 중의 하나의 입력으로만 광신호를 전달할 수 있다. 이 경우에는 광학부(200)는 CWDM 채널의 파장만을 측정하거나, 또는 DWDM 채널의 파장만을 측정하거나 할 수 있다. 즉, 광 입력부(100)는 외부의 광신호를 광학부(200)의 두개의 콜리메이터 렌즈(210, 220)로 광신호를 전달하는 기능을 수행한다.The optical unit 200 of the optical wavelength analyzer according to an embodiment of the present invention separately has an optical signal input for measuring a wavelength of a CWDM channel and an optical signal input for measuring a wavelength of a DWDM channel. Accordingly, the optical input unit 100 can transmit two optical signals to the optical unit 200 in correspondence with two inputs of the optical unit 200. Or only one of the two inputs. In this case, the optical unit 200 can measure only the wavelength of the CWDM channel or only the wavelength of the DWDM channel. That is, the optical input unit 100 transmits an optical signal to the two collimator lenses 210 and 220 of the optical unit 200.
도 13은 본 발명의 일실시 예에 따른 광 입력부(100)의 구성을 도시한 도면이다.13 is a diagram illustrating a configuration of a light input unit 100 according to an embodiment of the present invention.
도 13을 참조하면, 광 입력부(100)는 두 개의 광 입력 인터페이스(110, 111)로부터 들어오는 광신호를 각각 콜리메이팅 렌즈(210, 220)로 전달한다. 도 13의 광 입력부(100)와 도 4 내지 도 5의 광학부(200)로 구현된 광 파장 채널 분석기는 외부 광신호가 제1 광 입력 인터페이스(110)를 통하여 들어오면 DWDM 채널 신호를 측정하며, 제2 광 입력 인터페이스(111)를 통하여 들어오면 CWDM 채널 신호를 측정할 수 있다. 도 13과 같은 구성은 하나의 광신호에 DWDM 채널과 CWDM 채널이 복합된 경우 광신호에 포함된 DWDM 채널의 파장 및 CWDM 채널의 파장을 동시에 측정할 수 없는 단점이 있지만, 한 대의 측정기로 DWDM 채널과 CWDM 채널을 측정할 수 있는 장점을 가지게 된다.13, the optical input unit 100 transmits the optical signals coming from the two optical input interfaces 110 and 111 to the collimating lenses 210 and 220, respectively. The optical wavelength channel analyzer implemented by the optical input unit 100 of FIG. 13 and the optical unit 200 of FIGS. 4 and 5 measures a DWDM channel signal when an external optical signal enters through the first optical input interface 110, Upon entering through the second optical input interface 111, the CWDM channel signal can be measured. 13, when a DWDM channel and a CWDM channel are combined in one optical signal, there is a disadvantage in that the wavelength of the DWDM channel and the wavelength of the CWDM channel included in the optical signal can not be simultaneously measured. However, And the CWDM channel can be measured.
도 14a 및 도 14b는 본 발명의 또 다른 일실시 예에 따른 광 입력부(100)의 구성을 도시한 도면이다.14A and 14B are diagrams showing the configuration of a light input unit 100 according to another embodiment of the present invention.
도 14a는 DWDM 채널 신호가 입력되는 경우를 도시한 것이고, 도14b는 CWDM 채널 신호가 입력되는 경우를 도시한 것이다.FIG. 14A shows a case where a DWDM channel signal is input, and FIG. 14B shows a case where a CWDM channel signal is input.
도 14a 및 도 14b를 참조하면, 광 입력부(100)는 단 1개의 광 입력 인터페이스(120)를 가지고 있으며 광 입력부(100) 내부에 광 스프리터(121)를 구비하여 입력되는 광신호를 2개의 광신호로 분기하고, 각각을 2개의 콜리메이팅 렌즈(210, 220)로 전달한다. 도 14a와 같이 DWDM 광신호가 입력되면 DWDM 신호가 제1 콜리메이팅 렌즈(210)로 전달되어 최종적으로 도 4 내지 도 5의 DWDM 파장 측정용 포토디텍터(270)로 입사되어 광신호에 포함된 DWDM 파장 및 광 세기를 측정할 수 있다. 이때 제2 콜리메이팅 렌즈(220)로 입사된 광신호에도 DWDM 파장이 포함되어 있으나 CWDM 채널필터(240)에서 모두 필터링되어 없어지고 CWDM 측정용 포토디텍더(280)에는 DWDM 파장이 나타나지 않을 것이다. 도 14b와 같이 CWDM 광신호가 입력되면 최종적으로 도 4 내지 도 5의 CWDM 파장 측정용 포토디텍터(280)로 입사되어 CWDM 신호의 파장 및 광 세기를 측정할 수 있다. 도 14a 및 도 14b의 광 입력부(100)와 도 4 내지 도 5의 광학부(200)로 구현된 광 파장 분석기는 상기 도 13의 일실시 예와 유사하게 DWDM 채널 분석 또는 CWDM 채널 분석을 각각 수행할 수 있고, DWDM과 CWDM 채널이 복합된 광신호의 광 세기는 측정할 수 없으나, 하나의 광 입력 인터페이스(130)를 사용하여 외부 광신호를 입력받기 때문에 사용자 측면에서 볼 때, 편리하고 쉽게 사용할 수 있는 장점이 있다. 14A and 14B, the optical input unit 100 has only one optical input interface 120 and an optical splitter 121 is provided in the optical input unit 100 to convert the input optical signal into two optical signals Signal, and transmits the signals to two collimating lenses 210 and 220, respectively. When a DWDM optical signal is input as shown in FIG. 14A, a DWDM signal is transmitted to the first collimating lens 210, and is finally incident on the DWDM wavelength measuring photodetector 270 shown in FIGS. 4 to 5 to obtain a DWDM wavelength And light intensity can be measured. At this time, the DWDM wavelength is included in the optical signal input to the second collimating lens 220, but the CWDM channel filter 240 is completely filtered and the DWDM wavelength does not appear in the photodetector 280 for CWDM measurement. When the CWDM optical signal is input as shown in FIG. 14B, the CWDM optical signal is finally input to the CWDM wavelength measuring photodetector 280 shown in FIGS. 4 to 5, and the wavelength and light intensity of the CWDM signal can be measured. The optical wavelength analyzer implemented by the optical input unit 100 of FIGS. 14A and 14B and the optical unit 200 of FIGS. 4 and 5 performs DWDM channel analysis or CWDM channel analysis, respectively, similar to the embodiment of FIG. And the optical intensity of the optical signal in which the DWDM and the CWDM channels are combined can not be measured. However, since the external optical signal is input using one optical input interface 130, it is convenient and easy to use There are advantages to be able to.
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 또 다른 일실시 예에 따른 광 입력부(100)의 구성을 도시한 도면이다.15A and 15B are diagrams showing a configuration of a light input unit 100 according to another embodiment of the present invention.
도 15a는 DWDM 채널 신호 및 CWDM 채널 신호가 복합되어 한 광 선로를 통해 입력되는 경우에 대하여 도시한 것이고, 도 15b는 CWDM 채널 신호만 입력되는 경우에 대하여 도시한 것이다.FIG. 15A shows a case where a DWDM channel signal and a CWDM channel signal are input through a combined optical line, and FIG. 15B shows a case where only a CWDM channel signal is input.
도 15a 및 도 15b를 참조하면, 광 입력부(100)는 하나의 광 입력 인터페이스(130)를 구비하고 있고, 입력되는 광신호에 DWDM 채널과 CWDM 채널이 복합된 경우에도 2개의 채널 모두에 대하여 파장 및 각 파장의 광 세기를 측정할 수 있도록 할 수 있다.15A and 15B, the optical input unit 100 includes one optical input interface 130. Even when a DWDM channel and a CWDM channel are combined in an optical signal to be inputted, And the light intensity of each wavelength can be measured.
도 15a와 같이 DWDM 채널과 CWDM 채널이 복합된 외부 광신호가 입력되면, DWDM 광신호와 CWDM 광신호는 광 스프리터(optical splitter; 131)를 거쳐서 DWDM 필터모듈(132)에 도달한다. DWDM 필터모듈(132)은 DWDM 파장 대역의 광신호는 투과시키고 그 이외의 광신호는 반사시키는 특성을 갖도록 설계되어 있어 광신호 중 DWDM 파장을 포함하는 광신호는 DWDM 필터모듈(132)을 통과하여 최종적으로 DWDM 파장 측정용 포토디텍터(270)로 입사한다. 그리고 CWDM 파장을 포함하는 광신호는 DWDM 필터모듈(132)에서 반사되어 광 스위치(133)에 도달하고 이를 통과하여 최종적으로 CWDM 파장 측정용 포토디텍터(280)로 입사한다. 이때 CWDM 파장과 DWDM 파장이 중첩되는 영역(902)의 파장은 DWDM 필터모듈(132)에서 반사되지 않기 때문에 측정이 불가할 수 있다.15A, when an external optical signal including a DWDM channel and a CWDM channel is input, the DWDM optical signal and the CWDM optical signal arrive at the DWDM filter module 132 through an optical splitter 131. The DWDM filter module 132 is designed to transmit optical signals of the DWDM wavelength band and reflect the other optical signals. The optical signals including the DWDM wavelengths of the optical signals pass through the DWDM filter module 132 And finally enters into a photodetector 270 for DWDM wavelength measurement. The optical signal including the CWDM wavelength is reflected by the DWDM filter module 132, reaches the optical switch 133, passes through the optical switch 133, and finally enters the CWDM wavelength measuring photodetector 280. At this time, the wavelength of the region 902 where the CWDM wavelength and the DWDM wavelength overlap may not be measured because the wavelength is not reflected by the DWDM filter module 132.
다만, CWDM 채널 전용으로 총 18개의 CWDM 채널 광신호를 측정하고자 한다면 도 15b와 같이 광 스위치(133) 내부의 광 선로를 도 15b에 도시되어 있는 것처럼 광 스위치(131)로부터 입력받을 수 있도록 절체하면 18개의 CWDM 채널 신호 전부를 최종적으로 CWDM 측정용 포토디텍터(280)로 입사시킬 수 있다. However, if a total of 18 CWDM channel optical signals are to be measured for the CWDM channel, as shown in FIG. 15B, the optical path inside the optical switch 133 is switched to receive the optical signal from the optical switch 131 as shown in FIG. 15B All of the 18 CWDM channel signals can finally be incident on the photodetector 280 for CWDM measurement.
도 16a 및 도 16b는 본 발명의 또 다른 일실시 예에 따른 광 입력부(100)의 구성을 도시한 도면이다.16A and 16B are views showing the configuration of a light input unit 100 according to another embodiment of the present invention.
도 16a는 DWDM 채널 신호 및 CWDM 채널 신호가 복합되어 한 광 선로를 통해 입력되는 경우에 대하여 도시한 것이고, 도 16b는 CWDM 채널 신호만 입력되는 경우에 대하여 도시한 것이다.16A shows a case where a DWDM channel signal and a CWDM channel signal are input through a combined optical line, and FIG. 16B shows a case where only a CWDM channel signal is input.
도 16a 및 도 16b는 도 15a 및 도 15b의 광 스프리터(131) 대신에 그 자리에 광 스위치(141)를 적용한 경우이며, 도 16a 및 도 16b의 일실시 예는 광 스프리터(131)에 의해 발생할 수 있는 광신호 세기의 저하를 완화할 수 있다는 장점이 있다.16A and 16B show a case where an optical switch 141 is applied instead of the optical splitter 131 shown in Figs. 15A and 15B, and one embodiment shown in Figs. 16A and 16B is a case where the optical splitter 131 The optical signal intensity can be reduced.
도 17a 내지 도 17d 및 도 18a 내지 도18d는 본 발명의 또 다른 일실시 예에 따른 광 입력부(100)의 구성을 도시한 도면이다.Figs. 17A to 17D and Figs. 18A to 18D are diagrams showing the configuration of a light input unit 100 according to another embodiment of the present invention.
도 17a 내지 도 17d 및 도 18a 내지 도18d의 일실시 예에서는 광 입력부(100)가 2개의 광 입력 인터페이스(150, 151)를 구비하고 있고, 한 가닥의 광 선로에서 양방향으로 진행하는 광신호를 동시에 측정할 수 있도록 구성되어 있다.17A to 17D and 18A to 18D, the optical input unit 100 is provided with two optical input interfaces 150 and 151, and the optical signals traveling in both directions from one optical line It is configured to measure simultaneously.
도17a 내지 도 17d를 참조하면, 오른쪽 방향으로 진행하는 DWDM 광신호(1741), 및 CWDM 광신호(1742)와 왼쪽 방향으로 진행하는 DWDM 광신호(1743) 및 CWDM 광신호(1744)가 있는 광 선로를 가정하였을 때, 도 17a는 왼쪽 방향으로 진행하는 DWDM 광신호(1743)와 CWDM 광신호(1744)를 측정할 수 있도록 하여주는 광 입력부(100)의 구성이고, 도 17b는 오른쪽 방향으로 진행하는 DWDM 광신호(1741)와 CWDM 광신호(1742)를 측정할 수 있도록 하여주는 광 입력부(100)의 구성을 도시하고 있다. 상기 광신호들은 광 스프리터(152)와 광 스위치(153)를 거쳐서 두 개의 콜리메이팅 렌즈(210, 220)로 입사되며, 상기 광 스위치(153)의 상태에 따라서 오른쪽 방향으로 진행하는 광신호 또는 왼쪽 방향으로 진행하는 광신호만이 콜리메이팅 렌즈로 입사될 수 있으므로 DWDM 신호와 CWDM 신호가 혼합된 양방향의 광신호의 파장을 순차적으로 측정할 수 있다. 그리고 DWDM 필터모듈(154) 및 광 스위치(155)는 도 15의 DWDM 필터모듈(132) 및 광 스위치(133)와 동일하게 동작한다.17A to 17D, a DWDM optical signal 1741 traveling in the right direction and a DWDM optical signal 1741 traveling in the right direction and a DWDM optical signal 1743 traveling in the left direction and a CWDM optical signal 1744 17A shows a configuration of the optical input unit 100 for measuring the DWDM optical signal 1743 and the CWDM optical signal 1744 traveling in the left direction. FIG. 17B shows a configuration of the optical input unit 100, And a light input unit 100 for measuring a DWDM optical signal 1741 and a CWDM optical signal 1742. The optical signals are incident on the two collimating lenses 210 and 220 via the optical splitter 152 and the optical switch 153. The optical signals are propagated in the right direction Direction can be incident on the collimating lens, the wavelength of the bidirectional optical signal in which the DWDM signal and the CWDM signal are mixed can be sequentially measured. The DWDM filter module 154 and the optical switch 155 operate in the same manner as the DWDM filter module 132 and the optical switch 133 of FIG.
도 17c와 도 17d는 CWDM 광신호만을 측정하기 위한 광 입력부의 내부 동작 구성을 도시하고 있다. CWDM 광신호만을 측정하기 위하여는 광 스위치(153) 및 광 스위치(155)를 조작하여 오른쪽 방향 CWDM 신호 또는 왼쪽방향 CWDM 신호가 콜리메이트 렌즈(220)로 진행하도록 하여주면 된다.17C and 17D show the internal operation of the optical input unit for measuring only the CWDM optical signal. In order to measure only the CWDM optical signal, the right direction CWDM signal or the left direction CWDM signal may be transmitted to the collimator lens 220 by operating the optical switch 153 and the optical switch 155.
도17a 내지 도17d의 광 입력부(100)는 광 스프리터(152)에 의하여 광 입력 인터페이스(150)로 인입되는 광신호가 광 입력 인터페이스(151)로 출력될 수 있고, 역으로 광 입력 인터페이스(151)로 인입되는 광신호가 광 입력 인터페이스(150)으로 출력될 수 있기 때문에 광 선로의 통신상태를 유지하면서도 광 선로를 지나는 광신호의 파장을 측정할 수 있는 장점이 있다.17A to 17D can be configured such that the optical signal input to the optical input interface 150 by the optical splitter 152 can be output to the optical input interface 151 and vice versa, Since the optical signal inputted into the optical line can be outputted to the optical input interface 150, the wavelength of the optical signal passing through the optical line can be measured while maintaining the communication state of the optical line.
도 18a 내지 도 18d를 참조하면, 광 선로에서 양방향으로 진행하는 광신호를 측정하기 위하여 도 18a 내지 도 18d는 도 17a 내지 도 17d에서 광 스프리터(152)을 제거하고 외부 광신호를 광 스위치(153)에 직접 연결한 것을 도시하고 있다. 도 18a 내지 도 18d는 도 17a 내지 도 17d와 달리 광 선로의 통신상태를 유지하지 못하지만 광 스프리터(152)에 의한 광 세기 저하가 완화되므로 도 17a 내지 도 17d보다 더 큰 광신호가 출력되는 장점이 있다.18A to 18D, in order to measure an optical signal traveling in both directions in the optical line, Figs. 18A to 18D show a case where the optical splitter 152 is removed in Figs. 17A to 17D, As shown in FIG. 18A to 18D, there is an advantage that optical signals of greater magnitudes than those of FIGS. 17A to 17D are output because light intensity degradation due to the optical splitter 152 is alleviated, although the communication state of the optical line is not maintained unlike FIGS. 17A to 17D .
본 발명에서 제시하는 광 파장 채널 분석기는 상술한 바와 같이 도 13 내지 도 18의 다양한 광 입력부(100) 구성을 적용하고, 광 입력부(100)로부터 입력되는 광신호를 CWDM 채널 및 DWDM 채널의 각 파장에 대하여 분석함으로써 광신호가 가지고 있는 파장 및 파장의 세기를 분석할 수 있도록 하여줄 수 있다. The optical wavelength channel analyzer according to the present invention applies the various optical input unit 100 configurations of FIGS. 13 to 18 as described above, and converts the optical signals input from the optical input unit 100 into CWDM channels and wavelengths of DWDM channels It is possible to analyze the intensity of the wavelength and the wavelength possessed by the optical signal.
특히 사용자의 설정에 의하여 다양한 형태의 광 입력부(100)를 모듈화하여 적용함으로써 사용자의 요구나 목적에 따라 쉽게 변경 적용이 가능한 광 파장 채널 분석기를 생산할 수 있을 것이다.In particular, it is possible to produce an optical wavelength channel analyzer that can be easily changed according to a user's demand or purpose by modularizing various types of optical input units 100 according to user settings.
또한, 본 발명은 기존에 존재하지 않았던 CWDM 채널 및 DWDM 채널을 동시에 분석할 수 있도록 하는 휴대용 광 파장 채널 분석기를 제공함으로써 사용자의 편리한 광 선로에 대한 설치, 유지, 보수 작업이 가능토록 할 수 있다.In addition, the present invention provides a portable optical wavelength channel analyzer capable of simultaneously analyzing CWDM channels and DWDM channels that have not existed before, thereby enabling installation, maintenance, and repair work for a user's convenient optical line.
본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims and their equivalents. Only. It is intended that the present invention covers the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents. .

Claims (13)

  1. 광신호에 포함되어 있는 파장 및 각 파장의 세기를 분석하기 위한 광 파장 분석기로서,An optical wavelength analyzer for analyzing a wavelength included in an optical signal and intensity of each wavelength,
    광 입력부, 광학부, 제어부, 신호처리부, 및 디스플레이부를 포함하고,A light input unit, an optical unit, a control unit, a signal processing unit, and a display unit,
    상기 광 입력부는 복수의 광 파장을 포함하는 광신호를 수신하여 2개의 광신호로 상기 광학부로 전달하고,Wherein the optical input unit receives an optical signal including a plurality of optical wavelengths and transmits the optical signal to the optical unit through two optical signals,
    상기 광학부는 회전판에 부착된 필터링하는 파장 대역이 상이한 2개의 채널필터를 이용하여 상기 광 입력부에서 오는 2개의 광신호를 채널별로 필터링하고, 각 채널에 해당하는 파장의 광 세기와 비례하는 전기신호를 출력하고,The optical unit filters two optical signals from the optical input unit by using two channel filters having different wavelength bands to be filtered attached to the rotating plate and outputs an electric signal proportional to the light intensity of the wavelength corresponding to each channel And outputs,
    상기 제어부는 상기 광학부의 회전판의 회전각을 제어하고,The control unit controls the rotation angle of the rotation plate of the optical unit,
    상기 신호처리부는 상기 제어부를 위한 회전각도 제어신호를 생성하고, 상기 회전각도와 상기 전기신호를 바탕으로 파장별 광 세기 값을 추출하고,Wherein the signal processing unit generates a rotation angle control signal for the control unit, extracts an optical intensity value for each wavelength based on the rotation angle and the electrical signal,
    상기 디스플레이부는 상기 신호처리부에서 추출한 상기 파장별 광 세기 값을 표시하는,Wherein the display unit displays the light intensity value for each wavelength extracted from the signal processing unit,
    광 파장 분석기.Optical wavelength analyzer.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광학부는,The optical system according to claim 1,
    상기 광 입력부에서 오는 2개의 광신호를 평행광으로 만들어주는 제1 렌즈 및 제2 렌즈;A first lens and a second lens that convert the two optical signals from the optical input unit into parallel light;
    상기 제1 렌즈로부터 오는 제1 평행광을 필터링하는 제1 채널필터;A first channel filter for filtering the first parallel light coming from the first lens;
    상기 제2 렌즈로부터 오는 제2 평행광을 필터링하는 제2 채널필터;A second channel filter for filtering the second parallel light coming from the second lens;
    상기 제1 채널필터 및 상기 제2 채널필터가 부착되는 회전판;A rotating plate to which the first channel filter and the second channel filter are attached;
    상기 회전판을 회전시키는 모터;A motor for rotating the rotating plate;
    상기 제1 채널필터를 통과한 평행광을 제1 전기신호로 변환하여 출력하는 제1 포토디텍터; 및A first photodetector for converting parallel light having passed through the first channel filter into a first electrical signal and outputting the first electrical signal; And
    상기 제2 채널필터를 통과한 평행광을 제2 전기신호로 변환하여 출력하는 제2 포토디텍터;A second photodetector for converting parallel light having passed through the second channel filter into a second electrical signal and outputting the second electrical signal;
    를 포함하는,/ RTI >
    광 파장 분석기.Optical wavelength analyzer.
  3. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2,
    상기 제1 채널필터는 상기 회전판의 회전방향의 접선과 평행하게 부착하여, 상기 회전판의 회전에 따라서 상기 제1 평행광이 상기 제1 채널필터에 입사하는 각도가 변화하고, 상기 제2 채널필터는 상기 회전판의 회전방향의 접선과 수직으로 원주방향으로 부착하여, 상기 회전판의 회전에 따라서 상기 제2 평행광이 상기 제2 채널필터에 입사하는 각도가 변화하지 않는,Wherein the first channel filter is attached parallel to a tangent of the rotating direction of the rotating plate so that the angle at which the first parallel light enters the first channel filter changes according to the rotation of the rotating plate, Wherein the angle of incidence of the second parallel light to the second channel filter is not changed according to the rotation of the rotation plate,
    광 파장 분석기.Optical wavelength analyzer.
  4. 제3항에 있어서,The method of claim 3,
    상기 제1 채널필터는 CWDM 채널을 필터링하기 위한 CWDM 채널필터이고,Wherein the first channel filter is a CWDM channel filter for filtering a CWDM channel,
    상기 제2 채널필터는 C-밴드, 0-밴드, E-밴드, S-밴드, L-밴드, U-밴드 DWDM 채널, 및 LAN-WDM 채널 중의 적어도 하나에 대하여 필터링하기 위한 DWDM 채널필터인,Wherein the second channel filter is a DWDM channel filter for filtering at least one of a C-band, a 0-band, an E-band, an S-band, an L-band, a U-
    광 파장 분석기.Optical wavelength analyzer.
  5. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2,
    상기 제1 채널필터 및 상기 제2 채널필터는 상기 회전판의 회전방향의 접선과 평행하게 부착하여, 상기 회전판의 회전에 따라서 상기 제1 평행광이 상기 제1 채널필터에 입사하는 각도 및 상기 제2 평행광이 상기 제2 채널필터에 입사하는 각도가 변화하는,Wherein the first channel filter and the second channel filter are attached parallel to a tangent of the rotating direction of the rotating plate so that an angle at which the first parallel light enters the first channel filter in accordance with rotation of the rotating plate, Wherein an angle at which the parallel light enters the second channel filter changes,
    광 파장 분석기.Optical wavelength analyzer.
  6. 제5항에 있어서,6. The method of claim 5,
    상기 제1 채널필터 및 상기 제2 채널필터는, Wherein the first channel filter and the second channel filter comprise:
    서로 상이한 파장 대역을 필터링하고,Filtering different wavelength bands,
    각각 CWDM 채널, C-밴드, 0-밴드, E-밴드, S-밴드, L-밴드, U-밴드 DWDM 채널, 및 LAN-WDM 채널 중의 적어도 하나에 대하여 필터링하는,Each of which filters for at least one of a CWDM channel, a C-band, a 0-band, an E-band, an S-band, an L-band, a U-
    광 파장 분석기.Optical wavelength analyzer.
  7. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2,
    상기 제1 채널필터는 하나 이상의 그룹으로 분류될 수 있고,The first channel filter may be classified into one or more groups,
    각 그룹은 동일한 필터링 대역폭을 갖는 복수 개의 필터로 구성되며, 각 그룹 간에는 투과대역폭이 상이하거나 또는 필터링하는 파장 대역이 상이한,Each group is composed of a plurality of filters having the same filtering bandwidth, and the transmission bandwidth is different between the groups, or the wavelength band to be filtered is different,
    광 파장 분석기.Optical wavelength analyzer.
  8. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2,
    상기 제1 채널필터는 7개의 C-밴드 필터로 구성되고, 상기 7개의 필터의 각 필터의 필터링되는 중심 파장은 1530nm에서 1565nm 사이에 있고, 각 필터의 필터링되는 중심 파장간의 간격은 6nm인, Wherein the first channel filter is composed of seven C-band filters, the filtered center wavelength of each of the seven filters is between 1530 nm and 1565 nm, and the interval between the filtered central wavelengths of each filter is 6 nm.
    광 파장 분석기.Optical wavelength analyzer.
  9. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2,
    상기 제2 채널필터는 하나 이상의 그룹으로 분류될 수 있고,The second channel filter may be classified into one or more groups,
    각 그룹은 동일한 대역폭을 갖는 복수 개의 필터로 구성되며, 그룹 상호간에는 투과대역폭이 상이하거나 파장 대역이 상이한,Each group is composed of a plurality of filters having the same bandwidth, and the groups have different transmission bandwidths or different wavelength bands,
    광 파장 분석기.Optical wavelength analyzer.
  10. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2,
    상기 제2 채널필터는 18개의 필터로 구성되고, 상기 18개의 필터의 각 필터의 필터링되는 중심 파장은 1270nm에서 1610nm 사이에 있고, 각 필터의 필터링되는 중심 파장간의 간격은 20nm인, Wherein the second channel filter is composed of 18 filters, the filtered center wavelengths of the respective filters of the 18 filters are between 1270 nm and 1610 nm, and the interval between the filtered central wavelengths of the respective filters is 20 nm,
    광 파장 분석기.Optical wavelength analyzer.
  11. 제3항 또는 제5항에 있어서,The method according to claim 3 or 5,
    상기 신호처리부는,The signal processing unit,
    상기 전기신호가 미리 설정된 기준값보다 큰 고점에서 미리 설정된 상기 기준값보다 작은 저점으로 변하는 지점 또는 상기 전기신호가 상기 미리 설정된 기준값보다 작은 저점에서 상기 미리 설정된 기준값보다 큰 고점으로 변하는 지점에서의 상기 회전각도를 바탕으로 상기 광신호에 포함되어 있는 파장값을 추출하는,The rotation angle at a point where the electric signal changes from a high point higher than a preset reference value to a low point that is lower than a predetermined reference value or a point where the electric signal changes from a low point lower than the preset reference value to a high point higher than the predetermined reference value And extracting a wavelength value included in the optical signal,
    광 파장 분석기.Optical wavelength analyzer.
  12. 제2항에 있어서, 상기 광 입력부는,3. The apparatus according to claim 2,
    상기 광신호를 수신하기 위한 1개의 광 입력 인터페이스; 및One optical input interface for receiving the optical signal; And
    상기 광 입력 인터페이스를 통해 수신한 상기 광신호를 2개의 광신호로 분기하는 광 스프리터;를 포함하고,And an optical splitter for splitting the optical signal received through the optical input interface into two optical signals,
    상기 광 스프리터에서 출력되는 2개의 광신호는 각각 상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈로 입사하는,And the two optical signals output from the optical splitter are respectively incident on the first lens and the second lens,
    광 파장 분석기. Optical wavelength analyzer.
  13. 제2항에 있어서, 상기 광 입력부는,3. The apparatus according to claim 2,
    상기 광신호를 수신하기 위한 1개의 광 입력 인터페이스;One optical input interface for receiving the optical signal;
    상기 광 입력 인터페이스를 통해 수신한 상기 광신호를 2개의 광신호로 분기하는 광 스프리터;An optical splitter for splitting the optical signal received through the optical input interface into two optical signals;
    상기 제1 채널필터의 파장대역만을 통과시키고 상기 제2 채널필터의 파장대역은 반사시키는 필터모듈; 및A filter module passing only the wavelength band of the first channel filter and reflecting the wavelength band of the second channel filter; And
    상기 필터모듈에서 반사되어온 광신호 및 상기 광 스프리터로부터 오는 광신호 중 어느 하나를 받아서 출력하는 광 스위치;를 포함하고,And an optical switch for receiving and outputting any one of an optical signal reflected from the filter module and an optical signal coming from the optical splitter,
    상기 필터모듈의 출력은 상기 제1 렌즈로 전달되고, 상기 광 스위치의 출력은 상기 제2 렌즈로 전달되는,An output of the filter module is transmitted to the first lens, and an output of the optical switch is transmitted to the second lens.
    광 파장 분석기.Optical wavelength analyzer.
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