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KR20050070566A - 다파장 광원과 그를 이용한 파장 분할 다중 시스템 - Google Patents

다파장 광원과 그를 이용한 파장 분할 다중 시스템 Download PDF

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KR20050070566A
KR20050070566A KR1020030100257A KR20030100257A KR20050070566A KR 20050070566 A KR20050070566 A KR 20050070566A KR 1020030100257 A KR1020030100257 A KR 1020030100257A KR 20030100257 A KR20030100257 A KR 20030100257A KR 20050070566 A KR20050070566 A KR 20050070566A
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KR
South Korea
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optical fiber
light
wavelength
light source
channels
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Application number
KR1020030100257A
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Inventor
김상호
황성택
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삼성전자주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명에 따른 다파장 광원은 넓은 파장 대역의 광을 생성하는 증폭부와, 광섬유 상에 일렬로 형성된 복수의 격자들을 포함함으로써, 상기 증폭부와 연결된 일단으로 입력된 상기 광을 상호 다른 파장을 갖는 각각의 채널들로 분할해서 상기 증폭부로 반사시키기 위한 광섬유 격자를 포함하며, 상기 증폭부는 상기 격자들에서 반사된 상기 각 채널들을 증폭시킨다.

Description

다파장 광원과 그를 이용한 파장 분할 다중 시스템{MULTI-WAVELENGTH LIGHT SOURCE AND WAVELENGTH-DIVISION MULTIPLEXING SYSTEM USING THE SAME}
본 발명은 파장 분할 다중 방식의 광통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 상호 다른 파장을 갖는 복수의 광신호들을 생성하기 위한 광원에 관한 것이다.
종래의 파장 분할 다중 방식의 광통신 시스템은 중앙 기지국에서 상호 다른 파장을 갖는 복수의 광신호들을 각각의 가입자들에게 제공하는 통신 방법으로서, 상기 가입자들과 상기 중앙 기지국의 사이에 위치된 지역 기지국에서 상기 중앙 기지국과 상기 각 가입자들을 중계한다.
상기 중앙 기지국은 상기 가입자들 각각에 전송하기 위한 상호 다른 파장을 갖는 복수의 광신호들을 생성하기 위한 광송신기를 포함하며, 상기 광송신기는 기설정된 파장을 갖는 복수의 채널들을 생성하기 위한 광원과, 상기 각 채널을 광신호로 변조시키기 위한 변조기를 포함한다.
도 1은 종래의 파장 분할 다중 방식 광통신 시스템의 구성을 나타낸다. 도 1을 참조하면, 파장 분할 다중 방식의 광통신 시스템은 하향 광신호를 생성하기 위한 중앙 기지국(110)과, 각각의 상향 광신호를 생성하는 복수의 가입자들(130-1, 130-n)과, 다중화된 하향 광신호를 역다중화시키며 상향 광신호들을 다중화시켜서 상기 중앙 기지국으로 출력하는 지역 기지국(120)을 포함한다.
상기 중앙 기지국(110)은 다중화/역다중화기(114)와, 복수의 광송신기들(111)과, 광검출기들(113)을 포함함으로써 상기 각 가입자들로부터 수신된 다중화된 상향 광신호들을 역다중화시켜서 검출해내고, 상호 다른 파장을 갖는 복수의 하향 광신호들을 다중화시켜서 상기 지역 기지국(120)으로 출력한다.
상기 다중화/역다중화기(114)는 상기 지역 기지국(120)으로부터 입력받은 다중화된 상향 광신호들을 각각의 파장에 역다중화시키며, 상기 광검출기들(113) 각각은 역다중화된 해당 상향 광신호를 검출해낸다.
상기 각 광송신기(111)는 기설정된 파장을 갖는 채널들을 생성하기 위한 광원과, 상기 채널들은 변조시키기 위한 변조기 등을 포함할 수 있다. 상기 광원은 장거리 전송을 위해서 단일 파장의 채널을 출력할 수 있는 분포 귀환 레이저(Distributed Feedback Laser) 또는, 변조기와 광원을 포함하는 전계 흡수 변조기 레이저(Electro-Absorbtion Modulator Laser) 등을 사용할 수 있다.
상기 지역 기지국(120)은 상기 중앙 기지국(110)과 단일 광섬유로 링크되며, 상기 가입자들(130-1, 130-n) 각각과 상기 중앙 기지국(110)의 사이에 위치됨으로써 상기 가입자들(130-1, 130-n)과 상기 중앙 기지국(110)을 중계한다.
상기 가입자들(130-1, 130-n) 각각은 상향 광신호를 생성하기 위한 광원(132)과, 해당 하향 광신호를 검출해내기 위한 광검출기(133)를 포함함으로써 하향 광신호를 검출해내고, 상기 지역 기지국(120)으로 각각의 상향 광신호를 출력한다.
그러나, 상술한 중앙 기지국은 단일 파장의 채널을 생성하는 복수의 광원들을 포함함으로써 파장 분할 다중 방식의 통신 시스템 구성에 소요되는 비용을 증가시키는 문제가 있다. 더욱이, 근래에 사용되는 가입자망(Access Network)과 같은 근거리 통신망에 장거리 전송을 위한 고가의 광원들은 통신 망 설치비용을 상승시키는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 파장 분할 다중 방식의 근거리 통신망에 광송신기로서 적용 가능한 다파장 광원을 제공함에 있다.
본 발명에 따른 다파장 광원은,
넓은 파장 대역의 광을 생성하는 증폭부와;
광섬유 상에 일렬로 형성된 복수의 격자들을 포함함으로써, 상기 증폭부와 연결된 일단으로 입력된 상기 광을 상호 다른 파장을 갖는 각각의 채널들로 분할해서 상기 증폭부로 반사시키기 위한 광섬유 격자를 포함하며,
상기 증폭부는 상기 격자들에서 반사된 상기 각 채널들을 증폭시킨다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다파장 광원의 구성을 나타낸다. 도 2를 참조하면, 상기 다파장 광원(200)은 넓은 파장 대역의 광을 생성하기 위한 증폭 부(220)와, 상기 광을 상호 다른 파장을 갖는 각각의 채널들로 분할하기 위한 광섬유 격자(210)와, 경사진 콘넥터(230)를 포함한다.
상기 증폭부(220)는 증폭 매질(221)과, 펌핑 광원(223)과, 파장 선택 결합기(222)와, 아이솔레이터(224)를 포함하며, 넓은 파장 대역의 광을 생성해서 상기 광섬유 격자(210)의 일단으로 출력하고 상기 광섬유 격자(210)로부터 입력받은 상호 다른 파장을 갖는 복수의 채널들을 증폭시켜서 출력단(201)을 통해서 상기 다파장 광원의 외부로 출력한다.
상기 증폭 매질(221)은 1450 ~ 1510 ㎚의 파장 대역의 광을 생성할 수 있는 툴륨이 첨가된 광섬유 증폭기, 1270 ~ 1330 ㎚의 파장 대역의 광을 생성할 수 있는 프라세듐이 첨가된 광섬유 증폭기 또는 어븀 첨가 광섬유 증폭기 등과 같은 희토류 원소가 첨가된 광섬유 증폭기들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 증폭 매질(221)은 첨가된 희토류 원소뿐만 아니라, 그 길이에 따라서도 생성할 수 있는 광의 파장 대역을 조절할 수 있다.
상기 펌핑 광원(223)은 상기 증폭 매질(221)을 펌프시키기 위한 펌프 광을 생성하며, 상기 증폭 매질은 상기 펌프 광에 의해 펌핑 됨으로써 기설정된 파장 대역의 광을 생성한다. 상기 파장 선택 결합기(Wavelength selective coupler, 222)는 상기 광섬유 격자(210)와 상기 증폭 매질(221)의 사이에 위치됨으로써 상기 펌프 광 및 상기 채널들을 상기 증폭 매질(221)로 출력하고, 상기 증폭 매질(221)로부터 입력된 상기 광을 상기 광섬유 격자(210)로 출력한다.
상기 아이솔레이터(224)는 상기 증폭 매질(221)에서 증폭된 채널들 각각을 상기 출력단(201)으로 출력하고, 출력단(201)으로부터 상기 증폭 매질(221)로 역방향 진행하는 광을 차단한다.
상기 광섬유 격자(210)는 광섬유(212) 상에 직렬로 형성된 상호 다른 주기를 갖는 복수의 격자들(212)을 포함함으로써, 상기 증폭부(220)로부터 입력받은 넓은 파장 대역의 광을 상호 다른 파장을 갖는 각각의 채널들로 분할해서 상기 증폭부(220)로 출력한다.
상기 격자들(212)은 λ1 ~ λN 사이의 브래그 파장을 갖는 1차부터 N차까지의 브래그 격자(Bragge Grating)들이 순차적으로 형성된 것으로써, 상기 증폭부(220)로부터 입력받은 상기 광을 상호 다른 파장을 갖는 복수의 채널들로 분할해서 상기 증폭부(220)로 반사시킨다. 상기 격자들(212)로는 샘플드 격자(Sampled Grating)들을 사용할 수도 있다.
상기 격자들(212) 각각에서 반사되는 채널들의 세기는 상기 증폭부(220)로부터 상기 광섬유 격자(210)의 일단에 입력된 광의 스펙트럼과, 상기 각 격자(212)의 위치에 따라서 삽입 손실이 발생할 수 있다.
상술한 삽입 손실은 상기 증폭부에서 생성된 상기 광 각각의 파장에 따라서도 발생함으로, 상기 브래그 격자들 각각에서 반사된 채널들 중에서 손실이 큰 파장의 채널을 상기 증폭매질에서 생성된 광의 이득 스펙트럼이 큰 지점에 위치시킴으로써 상기 격자들 간 삽입 손실의 차를 최소화시킬 수 있다.
상기 증폭 매질(221)에서 생성되는 광의 이득 스펙트럼은 상기 펌핑 광원(223)에서 생성된 펌프 광의 세기에 따라서 제어될 수 있다. 즉, 상기 펌프 광원(223)에서 생성되는 펌프 광의 세기를 조절함으로써 균일한 세기를 갖는 복수의 채널들을 생성할 수 있다.
상기 광섬유 격자(210)에서 출력되는 상기 각 채널들 사이의 파장 간격은 국제 규약(ITU Grid)에 제시된 바와 같이 100㎓(0.8㎚) 등을 갖도록 성형할 수 있다.
상기 경사진 콘넥터(230)는 상기 광섬유 격자(210)의 타단에 연결됨으로써 상기 브래그 격자들(212)을 통과한 광의 난반사를 방지한다. 즉, 상기 경사진 콘넥터(230)는 상기 증폭 매질(220)에서 생성된 광 중에서 상기 브래그 격자들(212)에서 반사된 채널들을 제외한 파장 대역의 광을 난반사 없이 상기 다파장 광원(200)의 외부로 출력한다.
도 5는 도 2에 도시된 광섬유 격자에서 반사된 각 채널들을 나타내는 그래프이다. 도 5를 참조하면, 상기 증폭 매질(221)에서 생성된 넓은 파장 대역의 광은 상호 다른 파장을 갖는 복수의 채널들(λ1 ~ λN)을 포함하며, 상기 광섬유 격자(210)는 상기 광을 각각의 채널들로 분할함을 알 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다파장 광원의 구성을 나타낸다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 상기 다파장 광원(300)은 넓은 파장 대역의 광을 생성하기 위한 증폭부(320)와, 상기 광을 상호 다른 파장을 갖는 각각의 채널들로 분할하기 위한 광섬유 격자(310)와, 경사진 콘넥터(330)와, 제2 아이솔레이터(306)를 포함한다.
상기 광섬유 격자(310)는 상호 다른 주기를 갖는 복수의 격자들(312)을 포함함으로써 상기 증폭부(320)로부터 입력된 광을 상호 다른 파장을 갖는 각각의 채널들로 분할해서 상기 증폭부(320)로 반사시킨다.
상기 격자들(312)은 상호 다른 주기를 갖는 복수의 브래그 격자들 또는 샘플드 격자들을 사용할 수 있으며, 상술한 브래그 격자들은 상기 광섬유(311) 상에 λ1 ~ λN 사이의 브래그 파장에 따라서 1차부터 N차까지 순차적으로 형성된다. 상기 브래그 격자들은 상술한 브래그 파장들 사이의 간격을 조절함으로써 생성하고자 하는 채널들의 수를 조절 할 수 있다. 상술한 브래그 파장들 사이의 간격은 50㎓(0.4㎚)의 정수 배를 갖도록 형성될 수 있다.
상기 경사진 콘넥터(330)는 상기 증폭부(320)로부터 상기 광섬유 격자(310)로 입력된 상기 광 중에서 상기 증폭부(320)로 반사된 채널들의 파장들을 제외한 나머지 파장 범위의 광들이 상기 다파장 광원(300)의 내부에서 난반사가 일어나지 않도록 상기 다파장 광원(300)의 외부로 출력시킨다.
상기 증폭부(320)는 제1 증폭매질(321)과, 제2 증폭매질(322), 상기 제1 및 제2 증폭부들(321, 322)의 사이에 위치된 제1 아이솔레이터(324)와, 제1 및 제2 파장 선택 결합기(323, 325)와, 제1 및 제2 펌핑 광원(322, 326) 등을 포함한다.
상기 제1 증폭 매질(321)은 넓은 파장 대역의 광을 생성해서 상기 광섬유 격자(310)로 출력하고, 상기 광섬유 격자(310)로부터 입력된 상기 각 채널들을 증폭시켜서 상기 제1 아이솔레이터(324)로 출력한다.
상기 제1 아이솔레이터(324)는 상기 제1 증폭 매질(321)로부터 입력된 상기 채널들을 상기 제2 증폭 매질(322)로 출력하고, 상기 제2 증폭 매질(322)에서 생성된 자발 방출광 또는 상기 제2 증폭 매질(322)에서 반사된 채널들의 일부가 상기 제1 증폭 매질(321)로 입력되는 것을 방지한다.
상기 제2 증폭 매질(322)은 상기 제1 증폭 매질(321)에서 증폭된 상기 각 채널들을 증폭시켜서 상기 제2 파장 선택 결합기(325)로 출력한다. 또한, 상기 제2 증폭 매질(322)은 상기 제2 펌핑 광원(326)에 의해 펌핑 됨으로써 자발 방출광 등이 생성될 수 있으며, 상술한 자발 방출광은 상기 제2 파장 선택 결합기(325)로 출력된다.
상기 제1 펌핑 광원(322)은 상기 제1 증폭 매질(321)을 펌프시키기 위한 제1 펌프 광을 생성하며, 상기 제1 펌프 광을 상기 제1 파장 선택 결합기(323)로 출력한다.
상기 제1 파장 선택 결합기(323)는 상기 광섬유 격자의 일단(310)과 상기 제1 증폭 매질(321)의 사이에 위치됨으로써 상기 제1 펌핑 광원(322)으로부터 입력된 상기 제1 펌프 광을 상기 제1 증폭 매질(321)로 출력하고, 상기 제1 증폭 매질(321)에서 생성된 상기 광을 상기 광섬유 격자(310)로 출력하고, 상기 광섬유 격자(310)로부터 입력되는 상호 다른 파장을 갖는 복수의 채널들을 상기 제1 증폭 매질(321)로 출력한다.
상기 제2 아이솔레이터(340)는 상기 제2 증폭 매질(322)로부터 입력받은 상기 채널들을 상기 다파장 광원(300)의 출력단(301)으로 출력하고, 상기 출력단(301)에서 상기 증폭부(320)로 역방향 진행하는 광이 입력되는 것을 방지한다.
상기 제2 펌핑 광원(326)은 상기 제2 증폭 매질(322)을 펌프시키기 위한 제2 펌프 광을 생성하며, 상기 제2 펌프 광을 상기 제2 파장 선택 결합기(325)로 출력한다.
상기 제2 파장 선택 결합기는 상기 제2 아이솔레이터(340)와 상기 제2 증폭 매질(322)의 사이에 위치됨으로써 상기 제2 증폭 매질(322)에서 2차 증폭된 채널들을 상기 제2 아이솔레이터(340)로 출력하고, 상기 제2 펌핑 광원(326)으로부터 입력된 상기 제2 펌프 광을 상기 제2 증폭매질(322)로 출력한다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 다파장 광원을 포함하는 파장 분할 다중 시스템의 구성을 나타낸다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 상기 파장 분할 다중 시스템은 상호 다른 파장을 갖는 복수의 하향 광신호들을 생성하기 위한 중앙 기지국(400)과, 상향 광신호를 생성하기 위한 복수의 가입자들(460-1 ~ 460-n)과, 상기 중앙 기지국(400)과 상기 가입자들(460-1 ~ 460-n)의 사이에 위치됨으로써 상기 가입자들(460-1 ~ 460-n) 각각과 상기 중앙 기지국(400)을 중계하기 위한 지역 기지국(450)을 포함한다.
상기 중앙 기지국(400)은 상호 다른 파장을 갖는 복수의 하향 채널들을 생성하기 위한 다파장 광원(410)과, 상기 하향 채널들을 각각의 하향 광신호들로 변조시키기 위한 광변조부(430)를 포함한다.
상기 다파장 광원(410)은 넓은 파장 대역의 광을 생성하기 위한 증폭부(420)와, 상기 광을 상호 다른 파장을 갖는 복수의 하향 채널들로 분할해서 상기 증폭부(420)로 반사시키기 위한 광섬유 격자(410)를 포함하며, 상기 다파장 광원(410)은 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 구성을 가질 수 있다.
상기 증폭부(420)는 상기 광을 생성 및 상기 하향 채널들을 증폭시키기 위한 증폭 매질(423)과, 상기 증폭 매질(423)을 펌프시키기 위한 펌핑 광원(421)과, 파장 선택 결합기(422) 등을 포함한다.
상기 증폭 매질(423)은 1450 ~ 1510㎚ 파장 대역의 광을 생성할 수 있는 툴륨 첨가 광섬유 또는 1270 ~ 1330㎚의 파장 대역의 광을 생성할 수 있는 프라세듐 첨가 광섬유 등과 같은 희토류 첨가 광섬유를 사용할 수 있다. 또한, 상기 증폭 매질(423)은 희토류 원소의 종류 또는 그 길이에 따라서 생성되는 광의 파장 대역을 조절할 수 있다. 상기 증폭 매질(423)에서 생성되는 넓은 파장 대역의 광은 자발 방출광(ASE)이다.
상기 광섬유 격자(410)는 복수의 격자들(412)을 포함하며, 상기 격자들(412)로는 상호 다른 브래그 파장을 갖는 브래그 격자들 또는 샘플드 격자 등을 사용할 수 있다. 상기 광섬유 격자(410)는 상기 증폭 매질(423)에서 생성된 상기 광을 상호 다른 파장을 갖는 각각의 하향 채널들로 분할하며, 상기 하향 채널들을 상기 증폭 매질(423)로 반사킨다. 또한, 상기 증폭 매질(423)은 상기 광섬유 격자(410)에반사시킨다들을 증폭시켜서 상기 역다중화기(430)로 출력한다.
상기 광변조부(430)는 상기 하향 채널들을 역다중화시키기 위한 역다중화기(431)와, 복수의 변조기들(432-1 ~ 432-n)과, 복수의 광검출기들(433-1 ~ 433-n)과, 복수의 파장 선택 결합기들(434-1 ~ 434-n)과, 상기 변조기들(401-1 ~ 401-n)과 상기 지역 기지국(450)의 사이에 위치된 다중화/역다중화기(440)를 포함한다.
상기 역다중화(431)는 상기 하향 채널들 각각을 역다중화시켜서 상기 변조기들(432-1 ~ 432-n) 각각으로 출력하며, 상기 변조기들(432-1 ~ 432-n) 각각은 해당 하향 채널들에 전송하고자 하는 데이터를 실은 하향 광신호로 변조시켜서 상기 다중화/역다중화기(435)로 출력한다.
상기 다중화/역다중화기(435)는 상기 지역 기지국(450)으로부터 입력된 상향 광신호들을 상호 다른 파장을 갖는 각각의 상향 채널들로 역다중화시켜서 상기 파장 선택 결합기들(434-1 ~ 434-n) 각각으로 출력하고, 상기 파장 선택 결합기들(434-1 ~ 434-n)로부터 입력된 상기 하향 광신호들을 다중화시켜서 상기 지역 기지국(450)으로 출력한다.
상기 파장 선택 결합기들(434-1 ~ 434-n) 각각은 상기 변조기들(432-1 ~ 432-n) 각각과 상기 다중화/역다중화기(435)의 사이에 위치됨으로써 상기 변조기들(432-1 ~ 432-n) 각각으로부터 입력되는 하향 광신호들을 상기 다중화/역다중화기(435)로 출력하고, 상기 다중화/역다중화기(435)로부터 입력받은 해당 상향 채널을 상기 광검출기들(433-1 ~ 433-n) 각각으로 출력한다.
상기 광검출기들(433-1 ~ 433-n) 각각은 상기 파장 선택 결합기들(434-1 ~ 434-n)로부터 입력된 해당 상향 채널을 검출해낸다.
상기 지역 기지국(450)은 다중화/역다중화기(451)를 포함함으로써 상기 중앙 기지국(400)으로부터 입력받은 다중화된 하향 광신호를 각각의 파장에 따라서 역다중화시켜서 해당 가입자(460-1 ~ 460-n)로 출력하고, 상기 가입자들(460-1 ~ 460-n) 각각으로부터 입력받은 상향 광신호들을 다중화시켜서 상기 중앙 기지국(400)으로 출력한다.
상기 가입자들(460-1 ~ 460-n) 각각은 파장 선택 결합기(461)와, 광원(462)과, 광검출기(463) 등을 포함함으로써 상기 지역 기지국(450)에서 역다중화된 하향 광신호들 중에서 해당 하향 광신호를 검출해내며, 상향 광신호를 상기 지역 기지국으로 출력한다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 다파장 광원을 포함하는 파장 분할 다중 방식 시스템의 구성을 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 파장 분할 다중 시스템은 하향 광신호들을 생성하기 위한 중앙 기지국(Central Office; 530)과, 해당 하향 광신호를 제공받기 위한 복수의 가입자들(550-1 ~ 550-N)을 포함하는 광종단망(Optical Node Unit)과, 상기 중앙 기지국(530)과 상기 가입자들(550-1 ~ 550-N)을 중계하기 위한 지역 기지국(540)을 포함한다. 상기 중앙 기지국(530)과 상기 지역 기지국(540)은 상호 단일 모드 광섬유(Single Mode Optical Fiber) 등에 의해 링크 되고, 상기 지역 기지국(540)과 상기 가입자들(550-1 ~ 550-N) 또한 상호 간에 단일 모드 광섬유 등에 의해 링크된다. 본 발명의 제4 실시예에 따른 파장 분할 다중 시스템은 수동형 광 가입자망 구성의 일예이다.
상기 중앙 기지국(530)은 다파장 광원(510)과, 다중화/역다중화기(501)와, 복수의 반도체 광원들(Tx; 501-1 ~ 501-N)과, 상기 다중화/역다중화기(501)와 상기 지역 기지국(540)의 사이에 위치된 서큘레이터(503)를 포함한다.
상기 다파장 광원(510)은 넓은 파장 대역의 광을 생성하기 위한 증폭부(520)와, 상기 광을 상호 다른 파장을 갖는 복수의 하향 채널들로 분할해서 상기 증폭부(520)로 반사시키기 위한 광섬유 격자(513)와, 상기 광섬유 격자(513)에서 상기 증폭 매질(521)로 반사되지 않고 투과된 일부 하향 채널들이 상기 광섬유 격자(513)를 교란시키는 것을 방지하기 위한 경사진 콘넥터(514) 등을 포함한다.
상기 광섬유 격자(513)는 상기 증폭 매질(521)에서 생성된 상기 광을 상호 다른 파장을 갖는 각각의 하향 채널들로 분할하며, 상기 하향 채널들을 상기 증폭 매질(521)로 반사시킨다. 상기 광섬유 격자(513)는 광섬유 상에 상호 다른 주기를 갖는 복수의 브래그 격자들 또는 샘플드 격자 등이 형성된다.
상기 증폭부(520)는 증폭 매질(521)과, 펌핑 광원과, 파장 선택 결합기(523)를 포함한다. 상기 증폭 매질(521)은 넓은 파장 대역의 광을 생성하며, 생성된 상기 광을 상기 광섬유 격자(513)로 출력한다. 또한, 상기 증폭 매질(521)은 상기 광섬유 격자(513)에서 반사된 상기 하향 채널들을 증폭시켜서 상기 다중화/역다중화기(501)로 출력한다. 상기 증폭 매질(521)로는 기설정된 파장 대역의 자발 방출광(ASE)을 생성할 수 있는 희토류 원소가 첨가된 광섬유 증폭기 등을 사용할 수 있다.
상기 펌핑 광원(522)은 상기 증폭 매질을 펌프시키기 위한 펌프 광을 생성하며, 상기 파장 선택 결합기(523)는 상기 광섬유 격자(513)의 일단과 상기 증폭 매질(521)의 사이에 위치됨으로써 상기 펌프 광 및 상기 채널들을 상기 증폭 매질(521)로 출력하고, 상기 증폭 매질(521)로부터 입력받은 상기 광을 상기 광섬유 격자(513)의 일단으로 출력한다.
상기 다중화/역다중화기(501)는 상기 다파장 광원(510)으로부터 입력받은 상기 하향 채널들을 각각의 파장에 따라서 다중화시켜서 해당 반도체 광원(501-1 ~ 501-N)으로 출력하고, 상기 반도체 광원들(501-1 ~ 501-N)에서 파장 잠김에 의해 생성된 상호 다른 파장을 갖는 하향 광신호들을 다중화시켜서 상기 서큘레이터(503)로 출력한다.
상기 반도체 광원들(501-1 ~ 501-N)은 상기 다중화/역다중화기(501)에서 다중화된 상기 하향 채널들 중에서 해당 하향 채널에 의해서 파장 잠김된 하향 광신호를 생성하며, 상기 반도체 광원들(501-1 ~ 501-N)은 반사형 반도체 광증폭기 또는 페브리-페로 레이저 등을 사용할 수 있다.
상기 서큘레이터(503)는 상기 다파장 광원(510)과 상기 다중화/역다중화기(501)의 사이에 위치하며, 상기 지역 기지국(540)과 단일 모드 광섬유 등으로 링크된다. 즉, 상기 서큘레이터(503)는 상기 하향 채널들을 상기 다중화/역다중화기(501)로 출력하고, 상기 다중화/역다중화기(501)에서 다중화된 상기 하향 광신호들을 상기 지역 기지국(540)으로 출력한다.
상기 지역 기지국(540)은 상기 중앙 기지국(530)의 서큘레이터(503)와 단일 모드 광섬유에 의해 링크되고, 그 타단에는 상기 각각의 가입자들(550-1 ~ 550-N)과 단일 모드 광섬유에 의해 링크된다. 즉, 상기 지역 기지국(540)은 다중화된 상기 하향 광신호들을 각각의 파장에 따라서 역다중화시키고, 역다중화된 상기 하향 광신호들을 해당 가입자로 출력하기 위한 역다중화기(541)를 포함한다.
상기 가입자들(550-1 ~ 550-N) 각각은 상기 지역 기지국(540)의 역다중화기(541)에서 역다중화된 해당 하향 광신호를 검출해내기 위한 광검출기(550-1 ~ 550-N)를 포함한다.
본 발명에 따른 다파장 광원은 증폭 매질에서 생성된 넓은 파장 대역의 광을 상호 다른 주기를 갖는 복수의 브래그 격자들에서 상호 다른 파장을 갖는 각각의 채널들로 분할하며 분할된 각 채널을 광신호로 변조시킴으로써, 보다 저렴한 파장 분할 다중 방식의 근거리 통신을 위한 파장 분할 다중 방식의 통신 시스템을 구축할 수 있다는 이점이 있다. 또한, 파장 분할 다중 방식의 수동형 광 가입자 망과 같은 광통신 시스템의 광대역 광원의 경우에 있어서, 스펙트럼 분할되는 과정에서 스펙트럼 사이의 많은 부분이 손실됨으로써 비효율적임으로 상기 다파장 광원을 파장 분할 다중 수동형 광 가입자망 광통신 시스템의 광대역 광원으로 사용함으로써 보다 효율적인 통신 시스템의 구성이 가능하다.
도 1은 종래 기술에 따른 파장 분할 다중 방식의 광통신 시스템의 구성을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다파장 광원의 구성을 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다파장 광원의 구성을 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 다파장 광원을 포함하는 파장 분할 다중 방식 시스템의 구성을 나타내는 도면,
도 5는 도 2에 도시된 증폭 매질에서 생성된 넓은 파장 대역을 갖는 광을 나타내기 위한 그래프,
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 다파장 광원을 포함하는 파장 분할 다중 방식 시스템의 구성을 나타내는 도면,

Claims (23)

  1. 다파장 광원에 있어서,
    넓은 파장 대역의 광을 생성하는 증폭부와;
    광섬유 상에 일렬로 형성된 복수의 격자들을 포함함으로써, 상기 증폭부와 연결된 일단으로 입력된 상기 광을 상호 다른 파장을 갖는 각각의 채널들로 분할해서 상기 증폭부로 반사시키기 위한 광섬유 격자를 포함하며,
    상기 증폭부는 상기 격자들에서 반사된 상기 각 채널들을 증폭시킴을 특징으로 하는 다파장 광원.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 다파장 광원은,
    상기 광섬유 격자의 타단에 연결됨으로써 상기 브래그 격자들을 통과한 광의 난반사를 방지하는 경사진 콘넥터를 더 포함함을 특징으로 하는 다파장 광원.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 증폭부는,
    넓은 파장 대역의 광을 출력하며, 상기 각 채널을 증폭시키는 증폭 매질과;
    상기 증폭 매질을 펌프시키기 위한 펌프 광을 생성하는 펌핑 광원과;
    상기 광섬유 격자의 일단과 상기 증폭 매질의 사이에 위치됨으로써 상기 펌프 광 및 상기 채널들을 상기 증폭 매질로 출력하고, 상기 증폭 매질로부터 입력받은 상기 광을 상기 광섬유 격자의 일단으로 출력하는 파장 선택 결합기와;
    상기 증폭 매질에서 증폭된 각 채널을 상기 다파장 광원의 외부로 출력하고, 외부로부터 상기 증폭 매질의 내부로 광이 입력되는 것을 방지하는 아이솔레이터를 포함함을 특징으로 하는 다파장 광원.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 증폭 매질은 툴륨을 포함함으로써 1450 ~ 1510 ㎚의 파장 대역을 갖는 광을 생성하는 희토류 첨가 광섬유 증폭기를 포함함을 특징으로 하는 다파장 광원.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 증폭 매질은 프라세듐을 포함함으로써 1270 ~ 1330 ㎚의 파장 대역을 갖는 광을 생성하는 희토류 첨가 광섬유 증폭기를 포함함을 특징으로 하는 다파장 광원.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 증폭 매질은 어븀 첨가 광섬유 증폭기를 포함함을 특징으로 하는 다파장 광원.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 증폭 매질의 길이를 조절함으로써 상기 광의 파장 대역을 제어함을 특징으로 하는 다파장 광원.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 증폭부는,
    넓은 파장 대역의 광을 생성하며, 상기 광섬유 격자로부터 입력된 상기 채널들을 증폭시키는 제1 증폭 매질과;
    상기 제1 증폭 매질에서 증폭된 상기 각 채널들을 2차 증폭시키는 제2 증폭 매질과;
    상기 제1 및 제2 증폭 매질의 사이에 위치됨으로써 상기 제1 증폭 매질에서 출력되는 상기 채널들을 상기 제2 증폭 매질로 통과시키고, 상기 제2 증폭 매질로부터 상기 제1 증폭 매질로 광 또는 채널들이 진행하는 것을 차단하는 제1 아이솔레이터를 포함함을 특징으로 하는 다파장 광원.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 증폭부는,
    상기 제1 증폭 매질을 펌프시키기 위한 제1 펌프 광을 생성하는 제1 펌핑 광원과;
    상기 광섬유 격자의 일단과 상기 제1 증폭 매질의 사이에 위치됨으로써 상기 제1 증폭 매질에서 생성된 상기 광을 상기 광섬유 격자로 출력하고, 상기 광섬유 격자로부터 입력되는 상호 다른 파장을 갖는 복수의 채널들을 상기 제1 증폭 매질로 출력하는 제1 파장 선택 결합기와;
    상기 제2 증폭 매질을 펌프시키기 위한 제2 펌프 광을 생성하는 제2 펌핑 광원과;
    상기 제2 증폭 매질에서 증폭된 상기 채널들을 상기 다파장 광원의 외부로 출력하는 제2 아이솔레이터와;
    상기 제2 아이솔레이터와 상기 제2 증폭 매질의 사이에 위치되며 상기 제2 펌핑 광원과 연결됨으로써, 상기 제2 증폭 매질에서 2차 증폭된 채널들을 상기 제2 아이솔레이터로 출력하고, 상기 제2 펌프 광을 상기 제2 증폭 매질에 입력시키는 제2 파장 선택 결합기를 더 포함함을 특징으로 하는 다파장 광원.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 격자는 브래그 격자를 포함함을 특징으로 하는 다파장 광원.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 격자는 샘플드 격자를 포함함을 특징으로 하는 다파장 광원.
  12. 중앙 기지국과, 상향 광신호를 생성하는 복수의 가입자들과, 상기 상향 광신호들을 다중화시켜서 상기 중앙 기지국으로 출력하는 지역 기지국을 포함하는 파장 분할 다중 시스템에 있어서, 상기 중앙 기지국은,
    넓은 파장 대역의 광을 생성하는 증폭부와, 상기 광을 상호 다른 파장을 갖는 복수의 하향 채널들로 분할해서 상기 증폭부로 반사시키는 광섬유 격자를 포함하며, 상기 하향 채널들을 상기 증폭부에서 증폭시켜서 출력하는 다파장 광원과;
    상기 다파장 광원에서 생성된 하향 채널들을 하향 광신호로 다중화시켜서 출력하고, 상기 지역 기지국으로부터 입력받은 상향 광신호를 역다중화시켜서 검출해내기 위한 광 변조부를 포함함을 특징으로 하는 파장 분할 방식 시스템.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 광변조부는,
    상기 다파장 광원에서 출력되는 하향 채널들을 각각의 파장에 따라서 역다중화시키기 위한 역다중화기와;
    상기 역다중화기에서 역다중화된 하향 채널들 각각을 하향 광신호로 변조시키기 위한 복수의 변조기들과;
    상기 변조기들로부터 입력받은 하향 광신호를 다중화시켜서 상기 지역 기지국으로 출력하고, 상기 지역 기지국으로부터 입력받은 다중화된 상향 광신호를 각각의 파장에 따라서 역다중화시키기 위한 다중화/역다중화기와;
    상기 다중화/역다중화기에서 역다중화된 상기 상향 광신호들 각각을 검출해내기 위한 복수의 광검출기들과;
    상기 다중화/역다중화기와 상기 변조기들 각각의 사이에 위치됨으로써 상기 다중화/역다중화기로부터 입력되는 해당 상향 광신호를 해당 광검출기로 출력하며 해당 변조기들로부터 입력받은 하향 광신호를 상기 다중화/역다중화기로 출력하기 위한 파장 선택 결합기를 포함함을 특징으로 하는 파장 분할 다중 시스템.
  14. 제 12항에 있어서, 상기 광섬유 격자는,
    광섬유와;
    상기 광섬유 상에 형성된 상호 다른 파장을 갖는 복수의 격자들을 포함함을 특징으로 하는 파장 분할 다중 시스템.
  15. 제 12항에 있어서, 상기 증폭부는,
    1450 ~ 1510 ㎚ 파장 대역의 광을 생성할 수 있는 툴륨 첨가 광섬유와;
    상기 툴륨 첨가 광섬유를 펌프시키기 위한 펌프 광을 생성하는 펌핑 광원과;
    상기 광섬유 격자와, 상기 툴륨 첨가 광섬유와, 상기 펌핑 광원 각각에 연결됨으로써 상기 광섬유 격자로부터 입력받은 하향 채널들 및 상기 펌핑 광원으로부터 입력받은 상기 펌프 광을 상기 툴륨 첨가 광섬유로 출력하고, 상기 툴륨 첨가 광섬유로부터 입력받은 상기 광을 상기 광섬유 격자로 출력하는 광결합기를 포함함을 특징으로 하는 파장 분할 다중 시스템.
  16. 제 12항에 있어서, 상기 증폭부는,
    1270 ~ 1330 ㎚의 파장 대역의 광을 생성할 수 있는 프라세듐 첨가 광섬유와;
    상기 프라세듐 첨가 광섬유를 펌프시키기 위한 펌프 광을 생성하는 펌핑 광원과;
    상기 광섬유 격자와, 상기 프라세듐 첨가 광섬유와, 상기 펌핑 광원 각각에 연결됨으로써 상기 광섬유 격자로부터 입력받은 하향 채널들 및 상기 펌핑 광원으로부터 입력받은 상기 펌프 광을 상기 프라세듐 첨가 광섬유로 출력하고, 상기 프라세듐 첨가 광섬유로부터 입력받은 상기 광을 상기 광섬유 격자로 출력하는 광결합기를 포함함을 특징으로 하는 파장 분할 다중 시스템.
  17. 하향 광신호들을 생성하기 위한 중앙 기지국과, 해당 하향 광신호를 제공받기 위한 복수의 가입자들과, 상기 중앙 기지국과 상기 가입자들을 중계하기 위한 지역 기지국을 포함하는 파장 분할 다중 시스템에 있어서, 상기 중앙 기지국은,
    넓은 파장 대역의 광을 생성하기 위한 증폭부와, 상기 광을 상호 다른 파장을 갖는 복수의 하향 채널들로 분할해서 상기 증폭부로 반사시키기 위한 광섬유 격자를 포함하기 위한 다파장 광원과;
    상기 다파장 광원에서 생성된 상기 하향 채널들을 각각의 파장에 따라서 역다중화시키기 위한 다중화/역다중화기와;
    상기 다중화/역다중화기에서 다중화된 상기 하향 채널들 중에서 해당 하향 채널에 의해서 파장 잠김된 하향 광신호를 생성하기 위한 복수의 반도체 광원들을 포함하며,
    상기 다중화/역다중화기는 상기 반도체 광원들로부터 입력받은 상기 하향 광신호들을 다중화시켜서 상기 지역 기지국으로 출력함을 특징으로 하는 파장 분할 다중 시스템.
  18. 제17 항에 있어서, 상기 중앙 기지국은,
    상기 다파장 광원과 상기 다중화/역다중화기의 사이에 위치함으로써 상기 하향 채널들을 상기 다중화/역다중화기로 출력하고, 상기 다중화/역다중화기에서 다중화된 상기 하향 광신호들을 상기 지역 기지국으로 출력하기 위한 서큘레이터를 더 포함함을 특징으로 하는 파장 분할 다중 시스템.
  19. 제17 항에 있어서, 상기 지역 기지국은,
    상기 중앙 기지국의 서큘레이터와 단일 모드 광섬유에 의해 링크되고, 그 타단에는 상기 각각의 가입자들과 단일 모드 광섬유에 의해 연결됨으로써 다중화된 상기 하향 광신호들을 각각의 파장에 따라서 역다중화시키고, 역다중화된 상기 하향 광신호들을 해당 가입자로 출력하기 위한 역다중화기를 포함함을 특징으로 하는 파장 분할 다중 시스템.
  20. 제17 항에 있어서, 상기 가입자들 각각은,
    상기 지역 기지국의 역다중화기에서 역다중화된 해당 하향 광신호를 검출해내기 위한 광검출기를 포함함을 특징으로 하는 파장 분할 다중 시스템.
  21. 제17 항에 있어서,
    상기 반도체 광원은 반사형 반도체 광증폭기를 포함함을 특징으로 하는 파장 분할 다중 시스템.
  22. 제17 항에 있어서,
    상기 반도체 광원은 페브리-페로 레이저를 포함함을 특징으로 하는 파장 분할 다중 시스템.
  23. 제17 항에 있어서, 상기 다파장 광원의 증폭부는,
    넓은 파장 대역의 광을 출력하며 상기 하향 채널들을 증폭시키기 위한 증폭 매질과;
    펌프 광을 생성하기 위한 펌핑 광원과;
    상기 광섬유 격자의 일단과 상기 증폭 매질의 사이에 위치됨으로써 상기 펌프 광 및 상기 채널들을 상기 증폭 매질로 출력하고, 상기 증폭 매질로부터 입력받은 상기 광을 상기 광섬유 격자의 일단으로 출력하는 파장 선택 결합기를 포함함을 특징으로 하는 파장 분할 다중 시스템.
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