KR100617708B1 - 광송신기 및 이를 이용한 수동형 광네트웍 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 광송신기는, 복수 주입 채널들로 이루어진 주입광을 출력하기 위한 다파장 광원과; 제1 내지 제3 포트들을 구비하며, 제1 포트에 입력된 상기 주입광을 제2 포트로 출력하고, 제2 포트에 입력된 신호광을 제3 포트로 출력하기 위한 순환기와; 상기 순환기의 제2 포트와 연결된 다중화 포트와 복수의 역다중화 포트들을 구비하며, 상기 다중화 포트에 입력된 상기 주입광을 복수 주입 채널들로 스펙트럼 분할하여 상기 역다중화 포트들로 출력하고, 상기 역다중화 포트들에 입력된 복수의 신호 채널들을 신호광으로 다중화하여 상기 다중화 포트로 출력하기 위한 도파로열 격자와; 상기 역다중화 포트들과 일대일 연결되며, 각각 입력된 해당 주입 채널을 증폭한 신호 채널을 출력하기 위한 복수의 반사형 반도체 광증폭기들을 포함한다.
광송신기, 수동형 광네트웍, 반사형 반도체 광증폭기, 도파로열 격자, 다파장 광원

Description

광송신기 및 이를 이용한 수동형 광네트웍{OPTICAL TRANSMITTER AND PASSIVE OPTICAL NETWORK USING THE SAME}
도 1은 전형적인 광송신기를 나타내는 도면,
도 2는 도 1에 도시된 주입광(A)과 신호광(B)를 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광송신기를 나타내는 도면,
도 4는 도 3에 도시된 주입광(C)과 신호광(D)를 나타내는 도면,
도 5는 반치폭에 따른 전송 품질의 변화를 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수동형 광네트웍을 나타내는 도면.
본 발명은 파장분할다중 방식의 광네트웍에 관한 것으로서, 특히 광네트웍에 사용되는 광송신기 및 이를 이용한 수동형 광네트웍에 관한 것이다.
파장분할다중 방식(wavelength-division-multiplexed: WDM)의 수동형 광네트 웍(passive optical network: PON)은 광네트웍 유닛(optical network unit: ONU)을 갖는 각 가입자(subscriber)에게 고유의 파장을 부여하여 통신의 비밀 보장이 확실하고 각 가입자가 요구하는 별도의 통신 서비스 또는 통신용량의 확대를 쉽게 수용할 수 있다. 또한, 새 가입자에게 부여될 고유의 파장을 추가함으로써 쉽게 가입자의 수를 확대할 수 있다. 일반적으로 파장분할다중 방식의 수동형 광가입자망은 이중 성형(star) 구조를 사용하는데, 중앙 기지국(CO: Central Office)으로부터 광네트웍 유닛들의 인접 지역에 설치된 지역 기지국(Remote Node: RN)까지는 한 개의 간선 광섬유(feeder fiber: FF)로 연결하고 지역 기지국부터 각 광네트웍 유닛까지는 독립된 분배 광섬유(distribution fiber: DF)로 연결한다. 다중화된 하향 신호광은 간선 광섬유를 통하여 지역 기지국으로 전송되며 지역 기지국에 위치한 도파로열 격자(arrayed waveguides grating: AWG)에 의해 역다중화된 후 분배 광섬유를 통하여 각 광네트웍 유닛까지 전송된다. 광네트웍 유닛들로부터 출력되는 상향 신호 채널들은 지역 기지국으로 전송되며 지역 기지국에 위치한 도파로열 격자에 입력된 상향 신호 채널들은 다중화된 후 중앙 기지국으로 전송된다.
파장분할다중방식 광원으로 최근에 활발히 연구되고 있는 스펙트럼 분할 방식 광원은 충분히 넓은 파장 대역에 걸쳐서 평탄한 프로파일(profile)을 갖는 비간섭광을 광학 필터(optical filter) 또는 도파로열 격자를 이용하여 스펙트럼 분할함으로써 많은 수의 파장 분할된 채널들을 제공할 수 있다. 따라서, 특정 발진 파장의 광원이 필요하지 않으며 파장 안정화를 위한 장비도 역시 필요하지 않다. 이러한 스펙트럼 분할 방식 광원으로서 발광 다이오우드(light emitting diode: LED), 초발광 다이오우드(superluminescent diode: SLD), 페브릿-페롯 레이저(Fabry-Perot laser: FP laser), 광섬유 증폭기 광원(fiber amplifier light source), 극초단 펄스 광원(picosecond pulse light source) 등이 제안되었다. 반사형 반도체 광증폭기(reflective semiconductor optical amplifier)를 이용하는 경우에서는, 발광 다이오우드 또는 광섬유 증폭기 광원과 같은 비간섭 광원에서 생성되는 넓은 대역폭의 주입광(injection light)을 광학 필터 또는 도파로열 격자를 이용하여 스펙트럼 분할한 후, 스펙트럼 분할된 주입 채널을 편향기(isolator)가 장착되지 않은 반사형 반도체 광 증폭기에 주입하여 증폭된 신호 채널을 전송에 사용한다.
도 1은 전형적인 수동형 광네트웍에서의 광송신기를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 주입광(A)과 신호광(B)를 나타내는 도면이다. 상기 광송신기(100)는 광대역 광원(broadband light source: BLS, 110)과, 순환기(circulator: CIR, 120)와, 도파로열 격자(arrayed waveguides grating: AWG, 130)와, 제1 내지 제N 반사형 반도체 광증폭기들(reflective semiconductor optical amplifier: RSOA, 140-1~140-N)을 포함한다. 이해의 편이를 위하여, 상기 순환기(120)의 제m 포트는 도 1에 "m"으로 도시함과 더불어 참조 번호 "###m"으로 기재하기로 한다.
상기 광대역 광원(110)은 제1 내지 제N 파장들(λ1~λN)을 포함할 수 있도록 충분히 넓은 파장 대역에 걸쳐서 평탄한 프로파일(profile)을 갖는 주입광(injection light, A)을 출력한다.
상기 순환기(120)는 제1 내지 제3 포트들(1201~1203)을 구비하며, 상기 제1 포트(1201)는 상기 광대역 광원(110)과 연결되고, 상기 제2 포트(1202)는 상기 도파로열 격자(130)의 다중화 포트(multiplexing port: MP)와 연결되며, 상기 제3 포트(1203)는 전송 링크(transmission link)와 연결된다. 상기 순환기(120)는 상기 제1 포트(1201)에 입력된 주입광(A)을 제2 포트(1202)로 출력하고, 제2 포트(1202)에 입력된 신호광(signal light, B)을 제3 포트(1203)로 출력한다.
상기 도파로열 격자(130)는 다중화 포트 및 제1 내지 제N 역다중화 포트들(demiltiplexing port: DP)을 구비하며, 상기 역다중화 포트들은 상기 제1 내지 제N 반사형 반도체 광증폭기들(140-1~140-N)과 일대일 연결된다. 이 때, 제N 역다중화 포트는 제N 반사형 반도체 광증폭기(140-N)와 연결된다. 상기 도파로열 격자(130)는 상기 다중화 포트에 입력된 상기 주입광(A)을 스펙트럼 분할하여 상기 제1 내지 제N 역다중화 포트들로 출력하고, 상기 제1 내지 제N 역다중화 포트들에 입력된 제1 내지 제N 신호 채널들(signal channel)을 다중화한 신호광(B)을 상기 다중화 포트로 출력한다. 이 때, 상기 도파로열 격자(130)는 제N 역다중화 포트로 스펙트럼 분할된 제N 주입 채널을 출력한다. 상기 도파로열 격자(130)는 자유 스펙트럼 영역(free spectral range: FSR)이 주기적으로 반복되는 파장 투과 특성을 가지며, 상기 도파로열 격자(130)의 어느 한 자유 스펙트럼 영역은 상기 제1 내지 제N 파장들을 포함한다. 즉, 상기 자유 스펙트럼 영역 내의 투과 파장들은 상기 제1 내지 제N 파장들을 포함한다.
상기 제1 내지 제N 반사형 반도체 광증폭기들(140-1~140-N)은 제1 내지 제N 주입 채널들을 수신하며, 제1 내지 제N 신호 채널들을 출력한다. 이 때, 상기 제N 반사형 반도체 광증폭기(140-N)는 제N 주입 채널을 수신하며, 상기 제N 주입 채널을 증폭하여 피크 파워 레벨(peak power level)이 증가된 제N 신호 채널을 출력한다. 이 때, 제N 신호 채널은 제N 파장을 갖는다.
그러나, 상술한 바와 같은 광송신기는 광대역 광원에서 출력된 주입광이 넓고 평탄한 프로파일을 가지므로, 상기 주입광이 도파로열 격자를 거치면서 삽입 손실(insertion loss) 외에 상기 도파로열 격자의 스펙트럼과 상기 주입광의 스펙트럼이 불일치함에 따른 손실을 겪게 되며, 이러한 손실은 약 3㏈에 달한다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 에너지 효율을 최대화할 수 있는 광송신기 및 이를 이용한 수동형 광네트웍을 제공함에 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 광송신기는, 복수 주입 채널들로 이루어진 주입광을 출력하기 위한 다파장 광원과; 제1 내지 제3 포트들을 구비하며, 제1 포트에 입력된 상기 주입광을 제2 포트로 출력하고, 제2 포트에 입력된 신호광을 제3 포트로 출력하기 위한 순환기와; 상기 순환기의 제2 포트와 연결된 다중화 포트와 복수의 역다중화 포트들을 구비하며, 상기 다중화 포트에 입력 된 상기 주입광을 복수 주입 채널들로 스펙트럼 분할하여 상기 역다중화 포트들로 출력하고, 상기 역다중화 포트들에 입력된 복수의 신호 채널들을 신호광으로 다중화하여 상기 다중화 포트로 출력하기 위한 도파로열 격자와; 상기 역다중화 포트들과 일대일 연결되며, 각각 입력된 해당 주입 채널을 증폭한 신호 채널을 출력하기 위한 복수의 반사형 반도체 광증폭기들을 포함한다.
이하에서는 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능이나 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
이해의 편이를 위하여, 도 3 및 도 6에서 복수의 포트들을 가지며 참조 번호 "###"인 구성 요소의 제m 포트는 "m"으로 도시함과 더불어 참조 번호 "###m"으로 기재하기로 한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광송신기를 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 주입광(C)과 신호광(D)를 나타내는 도면이다. 상기 광송신기(200)는 다파장 광원(multi lambda source: MLS, 210)과, 순환기(CIR, 220)와, 도파로열 격자(AWG, 230)와, 제1 내지 제(2N) 반사형 반도체 광증폭기들(RSOA, 240-1~240-(2N))을 포함한다.
상기 다파장 광원(210)은 제1 내지 제(2N) 주입 채널들로 이루어진 주입광(C)을 출력한다. 이 때, 제N 주입 채널은 제N 파장(λN)을 갖는다. 상기 다파장 광원(210)은 다파장 레이저, 어븀 첨가된 광섬유 증폭기(erbium doped fiber amplifier: EDFA) 및 도파로열 격자를 이용한 비간섭 다파장 광원, 또는 페브리-페롯 레이저 다이오드를 포함한다.
상기 순환기(220)는 제1 내지 제3 포트들(2201~2203)을 구비하며, 상기 제1 포트(2201)는 상기 다파장 광원(210)과 연결되고, 상기 제2 포트(2202)는 상기 도파로열 격자(230)의 다중화 포트(MP)와 연결되며, 상기 제3 포트(2203)는 전송 링크와 연결된다. 상기 순환기(220)는 상기 제1 포트(2201)에 입력된 주입광(C)을 제2 포트(2202)로 출력하고, 제2 포트(2202)에 입력된 신호광(D)을 제3 포트(2203)로 출력한다.
상기 도파로열 격자(230)는 다중화 포트(MP) 및 제1 내지 제(2N) 역다중화 포트들(DP)을 구비하며, 상기 역다중화 포트들은 상기 제1 내지 제(2N) 반사형 반도체 광증폭기들(240-1~240-(2N))과 일대일 연결된다. 이 때, 제N 역다중화 포트는 제N 반사형 반도체 광증폭기(240-N)와 연결된다. 상기 도파로열 격자(230)는 상기 다중화 포트에 입력된 상기 주입광(C)을 스펙트럼 분할하여 상기 제1 내지 제(2N) 역다중화 포트들로 출력하고, 상기 제1 내지 제(2N) 역다중화 포트들에 입력된 제1 내지 제(2N) 신호 채널들을 다중화한 신호광(D)을 상기 다중화 포트로 출력한다. 이 때, 상기 도파로열 격자(230)는 제N 역다중화 포트로 스펙트럼 분할된 제N 주입 채널을 출력한다. 상기 도파로열 격자(230)는 자유 스펙트럼 영역이 주기적으로 반 복되는 파장 투과 특성을 가지며, 상기 도파로열 격자(230)의 어느 한 자유 스펙트럼 영역은 상기 제1 내지 제(2N) 파장들을 포함한다. 즉, 상기 자유 스펙트럼 영역 내의 투과 파장들은 상기 제1 내지 제(2N) 파장들을 포함한다. 또한, 상기 도파로열 격자(230)의 투과 스펙트럼은 상기 주입광(C)의 스펙트럼과 일치하기 때문에, 스펙트럼 불일치에 의한 손실이 발생하지 않는다. 즉, 상기 도파로열 격자(230)의 각 투과 선폭은 상기 각 주입 채널의 선폭보다 크거나 같다.
상기 제1 내지 제(2N) 반사형 반도체 광증폭기들(240-1~240-(2N))은 제1 내지 제(2N) 주입 채널들을 수신하며, 제1 내지 제(2N) 신호 채널들을 출력한다. 이 때, 상기 제N 반사형 반도체 광증폭기(240-N)는 제N 주입 채널을 수신하며, 상기 제N 주입 채널을 증폭하여 피크 파워 레벨이 증가된 제N 신호 채널을 출력한다. 이 때, 제N 신호 채널은 제N 파장을 갖는다. 상기 제N 신호 채널의 반치폭에 하한을 주기 위하여, 상기 제N 반사형 반도체 광증폭기(240-N)는 포화 상태에서 동작하는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같은 본 발명의 광송신기(200)를 도 1에 도시된 바와 같은 전형적인 광송신기(100)와 비교하면, 주입광의 전체 파워가 동일한 경우에 전형적인 광송신기(100)는 N개의 채널들을 출력할 수 있는 반면에, 본 발명의 광송신기(200)는 (2N)개의 채널들을 출력할 수 있다. 이 때, 본 발명의 광송신기(200)에서 출력되는 각 채널은 전형적인 광송신기(100)에서 출력되는 각 채널에 비하여 반치폭은 감소하나 파워는 동일하고, 피크 파워 레벨은 증가한다. 이는 통상적으로, 비간섭광을 스펙트럼 분할하여 전송하는 방식에서는, 전송 품질은 각 신호 채널의 반치폭이 넓 을 수록 좋아진다고 생각되어 왔으나, 반사형 반도체 광증폭기를 이용하는 경우에 각 신호 채널에 대하여 반치폭이 감소하더라도 피크 파워 레벨이 동일하면 유사한 전송 품질을 얻을 수 있다는 점에 착안한 것이다.
도 5는 반치폭에 따른 전송 품질의 변화를 설명하기 위한 도면이다. 도 5에는 제1 및 제2 곡선들(510,520)이 도시되어 있으며, 제1 곡선(510)은 반치폭이 0.4㎚이고 파워가 -18dBm인 제1 채널의 수신 파워별 비트 에러율 곡선을 나타내고, 제2 곡선(520)은 반치폭이 0.64㎚이고 파워가 -16dBm인 제1 채널의 수신 파워별 비트 에러율 곡선을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 반치폭이 상이하더라도 피크 파워 레벨이 동일하면 유사한 비트 에러율을 얻게 됨을 알 수 있다. 이는, 예를 들어 반사형 반도체 광 증폭기를 이용한 파장분할 다중 수동형 광 가입자망에서, 수신 파워를 결정짓는 신호 대 주변 모드 비율(Side Mode Suppression Ratio:SMSR)이 상기 반사형 반도체 광 증폭기에 입력되는 주입광의 피크 파워 레벨에 의하기 때문인 것으로 분석된다. 이는 신호 대 잡음 비를 구하는 식 OSNR=58+(입력 파워)-(잡음지수(noise figure))에 의한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수동형 광네트웍을 나타내는 도면이다. 상기 수동형 광네트웍(300)은 중앙 기지국(310)과, 상기 중앙 기지국(central office: CO, 310)과 간선 광섬유(feeder fiber: FF, 400)를 통해 연결된 지역 기지국(remote node: RN, 410)과, 상기 지역 기지국(410)과 제1 내지 제N 분배 광섬유들(distribution fiber: DF, 430-1~430-N)을 통해 연결된 광네트웍 소자(optical network unit: ONU, 440)를 포함한다.
상기 중앙 기지국(310)은 제1 내지 제N 양방향 송수신기들(Bidi-TRx, 320-1~320-N)과, 도파로열 격자(360)와, 제1 및 제2 다파장 광원(370,380)과, 커플러(coupler, 390)를 포함한다.
상기 제1 내지 제N 양방향 송수신기들(320-1~320-N)은 상기 도파로열 격자(360)의 제1 내지 제N 역다중화 포트들과 일대일 연결되며, 상기 각 양방향 송수신기는 수신기, 송신기 및 필터를 포함한다. 이 때, 상기 제N 양방향 송수신기(320-N)는 상기 제N 역다중화 포트와 연결되며, 상기 제N 양방향 송수신기(320-N)는 제N 송신기(Tx, 340-N), 제N 수신기(Rx, 330-N) 및 제N 필터(filter: FT, 350-N)를 포함한다.
상기 제N 송신기(340-N)는 입력된 제N 상향 주입 채널을 증폭하여 피크 파워 레벨이 증가된 제N 하향 신호 채널을 출력한다. 상기 제N 송신기는 반사형 반도체 광증폭기를 포함하며, 상기 제N 하향 신호 채널의 반치폭에 하한을 주기 위하여 상기 제N 송신기(340-N)는 포화 상태에서 동작하는 것이 바람직하다.
상기 제N 수신기(330-N)는 제(2N) 상향 신호 채널을 수신한다.
상기 제N 필터(350-N)는 제1 내지 제3 포트들(350-N1~350-N3)을 구비하며, 상기 제1 포트(350-N1)는 상기 제N 수신기(330-N)와 연결되고, 상기 제2 포트(350-N2)는 상기 제N 송신기(340-N)와 연결되며, 상기 제3 포트(350-N3)는 상기 제N 역다중화 포트와 연결된다. 상기 제N 필터(350-N)는 상기 제3 포트(350-N3)에 입력된 제N 상향 주입 채널을 제2 포트(350-N2)로 출력하고, 상기 제3 포트(350-N3)에 입력된 제N 상향 신호 채널을 제1 포트(350-N1)로 출력하며, 상기 제2 포트(350-N2) 에 입력된 제N 하향 신호 채널을 상기 제3 포트(350-N3)로 출력한다.
상기 제1 내지 제N 양방향 송수신기들(320-1~320-N)에서 출력되는 제1 내지 제N 하향 신호 채널들은 제1 내지 제N 파장들(λ1~λN)을 가지며, 상기 제1 내지 제N 양방향 송수신기들(320-1~320-N)에 입력되는 제1 내지 제N 상향 주입 채널들은 제1 내지 제N 파장들을 갖고, 상기 제1 내지 제N 양방향 송수신기들(320-1~320-N)에 입력되는 제(N+1) 내지 제(2N) 상향 신호 채널들은 제(N+1) 내지 제(2N) 파장들(λN+1~λ2N)을 갖는다. 상기 제1 내지 제(2N) 파장들의 간격은 25~200㎓의 범위에 있을 수 있다.
상기 도파로열 격자(360)는 다중화 포트와 제1 내지 제N 역다중화 포트들을 구비하며, 상기 다중화 포트는 상기 결합기(390)의 제1 포트와 연결된다. 상기 도파로열 격자(360)는 상기 다중화 포트에 입력된 상향 주입광을 스펙트럼 분할하여 상기 제1 내지 제N 역다중화 포트들로 출력한다. 이 때, 상기 도파로열 격자(360)는 제N 역다중화 포트로 스펙트럼 분할된 제N 상향 주입 채널을 출력한다. 상기 도파로열 격자(360)는 상기 다중화 포트에 입력된 상향 신호광을 역다중화하여 상기 제1 내지 제N 역다중화 포트들로 출력한다. 이 때, 상기 도파로열 격자(360)는 제N 역다중화 포트로 역다중화된 제N 상향 신호 채널을 출력한다. 상기 도파로열 격자(360)는 상기 제1 내지 제N 역다중화 포트들에 입력된 제1 내지 제N 하향 신호 채널들을 다중화한 하향 신호광을 상기 다중화 포트로 출력한다. 또한, 상기 도파로열 격자(360)의 투과 스펙트럼은 상기 상향 주입광의 스펙트럼과 일치하기 때문 에, 스펙트럼 불일치에 의한 손실이 발생하지 않는다. 즉, 상기 도파로열 격자(360)의 각 투과 선폭은 상기 각 상향 주입 채널의 선폭보다 크거나 같다.
상기 제1 다파장 광원(370)은 제1 내지 제N 상향 주입 채널들로 이루어진 상향 주입광을 출력하고, 상기 제2 다파장 광원(380)은 제(N+1) 내지 제(2N) 하향 주입 채널들로 이루어진 하향 주입광을 출력한다.
상기 결합기(390)는 제1 내지 제4 포트들(3901~3904)을 구비하며, 상기 제1 포트(3901)는 상기 도파로열 격자(360)의 다중화 포트와 연결되고, 상기 제2 포트(3902)는 상기 제2 다파장 광원(380)과 연결되며, 상기 제3 포트(3903)는 상기 제1 다파장 광원(370)과 연결되고, 상기 제4 포트(3904)는 상기 간선 광섬유(400)와 연결된다. 상기 결합기(390)는 제3 포트(3903)에 입력된 상기 상향 주입광을 제1 포트(3901)로 출력하고, 제2 포트(3902)에 입력된 상기 하향 주입광을 제4 포트(3904)로 출력하며, 제1 포트(3901)에 입력된 상기 하향 신호광을 제4 포트(3904)로 출력하고, 제4 포트(3904)에 입력된 상기 상향 신호광을 제1 포트(3901)로 출력한다.
상기 지역 기지국(410)은 도파로열 격자(420)를 포함한다. 상기 도파로열 격자(420)는 다중화 포트와 제1 내지 제N 역다중화 포트들을 구비하며, 상기 다중화 포트는 상기 간선 광섬유(400)와 연결되고, 상기 제1 내지 제N 역다중화 포트들은 상기 제1 내지 제N 분배 광섬유들(430-1~430-N)과 연결된다. 이 때, 제N 역다중화 포트는 제N 분배 광섬유(430-N)와 연결된다. 상기 도파로열 격자(420)는 상기 다중화 포트에 입력된 하향 주입광을 스펙트럼 분할하여 상기 제1 내지 제N 역다중화 포트들로 출력한다. 이 때, 상기 도파로열 격자(420)는 제N 역다중화 포트로 스펙트럼 분할된 제(2N) 하향 주입 채널을 출력한다. 상기 도파로열 격자(420)는 상기 다중화 포트에 입력된 하향 신호광을 역다중화하여 상기 제1 내지 제N 역다중화 포트들로 출력한다. 이 때, 상기 도파로열 격자(420)는 제N 역다중화 포트로 역다중화된 제N 하향 신호 채널을 출력한다. 상기 도파로열 격자(420)는 상기 제1 내지 제N 역다중화 포트들에 입력된 제(N+1) 내지 제(2N) 상향 신호 채널들을 다중화한 상향 신호광을 상기 다중화 포트로 출력한다. 또한, 상기 도파로열 격자(420)의 투과 스펙트럼은 상기 하향 주입광의 스펙트럼과 일치하기 때문에, 스펙트럼 불일치에 의한 손실이 발생하지 않는다. 즉, 상기 도파로열 격자(420)의 각 투과 선폭은 상기 각 하향 주입 채널의 선폭보다 크거나 같다.
상기 광네트웍 소자(440)는 제1 내지 제N 양방향 송수신기들(450-1~450-N)을 포함한다. 상기 제1 내지 제N 양방향 송수신기들(450-1~450-N)은 상기 제1 내지 제N 분배 광섬유들(430-1~430-N)과 일대일 연결되며, 상기 각 양방향 송수신기는 수신기, 송신기 및 필터를 포함한다. 이 때, 상기 제N 양방향 송수신기(450-N)는 상기 제N 분배 광섬유(430-N)와 연결되며, 상기 제N 양방향 송수신기(450-N)는 제N 송신기(480-N), 제N 수신기(470-N) 및 제N 필터(460-N)를 포함한다.
상기 제N 송신기(480-N)는 입력된 제(2N) 하향 주입 채널을 증폭하여 피크 파워 레벨이 증가된 제(2N) 상향 신호 채널을 출력한다. 상기 제N 송신기는 반사형 반도체 광증폭기를 포함하며, 상기 제(2N) 상향 신호 채널의 반치폭에 하한을 주기 위하여 상기 제N 송신기(340-N)는 포화 상태에서 동작하는 것이 바람직하다.
상기 제N 수신기(470-N)는 제N 하향 신호 채널을 수신한다.
상기 제N 필터(460-N)는 제1 내지 제3 포트들(460-N1~460-N3)을 구비하며, 상기 제2 포트(460-N2)는 상기 제N 수신기(470-N)와 연결되고, 상기 제3 포트(460-N3)는 상기 제N 송신기(480-N)와 연결되며, 상기 제1 포트(460-N1)는 상기 제N 분배 광섬유(430-N)와 연결된다. 상기 제N 필터(460-N)는 상기 제1 포트(460-N1)에 입력된 제N 하향 주입 채널을 제3 포트(460-N3)로 출력하고, 상기 제3 포트(460-N3)에 입력된 제N 상향 신호 채널을 제1 포트(460-N1)로 출력하며, 상기 제1 포트(460-N1)에 입력된 제N 하향 신호 채널을 상기 제2 포트(460-N2)로 출력한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 양방향 송수신기 및 이를 이용한 수동형 광네트웍은 다파장 광원을 이용함으로써 에너지 효율을 최대화할 수 있다는 이점이 있다.

Claims (9)

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  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 수동형 광네트웍에 있어서,
    복수의 상향 주입 채널들로 이루어진 상향 주입광을 출력하기 위한 제1 다파장 광원과, 상기 제1 다파장 광원으로부터 입력된 상기 상향 주입광을 스펙트럼 분할하여 출력하며, 입력된 복수의 하향 신호 채널들을 하향 신호광으로 다중화하여 출력하기 위한 제1 도파로열 격자와, 각각 상기 제1 도파로열 격자로부터 입력된 해당 상향 주입 채널을 증폭한 하향 신호 채널을 상기 제1 도파로열 격자로 출력하기 위한 제1 그룹의 반사형 반도체 광증폭기들을 구비하는 중앙 기지국과;
    상기 중앙 기지국과 간선 광섬유를 통해 연결되며, 상기 제1 도파로열 격자로부터 입력된 상기 하향 신호광을 역다중화하여 출력하기 위한 제2 도파로열 격자를 구비하는 지역 기지국과;
    상기 중앙 기지국과 복수의 분배 광섬유들을 통해 연결되며, 상기 제2 도파로열 격자로부터 상기 하향 신호 채널들을 수신하는 광네트웍 소자를 포함하며,
    상기 광네트웍 소자는 각각 상기 제2 도파로열 격자로부터 입력된 해당 하향 주입 채널을 증폭한 상향 신호 채널을 상기 제2 도파로열 격자로 출력하기 위한 제2 그룹의 반사형 반도체 광증폭기들을 구비하고,
    상기 중앙 기지국은 복수의 하향 주입 채널들로 이루어진 하향 주입광을 상기 제2 도파로열 격자로 출력하기 위한 제2 다파장 광원을 구비하며,
    상기 제2 도파로열 격자는 상기 제2 다파장 광원으로부터 입력된 상기 하향 주입광을 역다중화하여 상기 제2 그룹의 반사형 반도체 광증폭기들에게 제공함을 특징으로 하는 수동형 광네트웍.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 도파로열 격자의 각 투과 선폭은 상기 각 상향 주입 채널의 선폭보다 크거나 같음을 특징으로 하는 광송신기.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 그룹의 각 반사형 반도체 광증폭기는 포화 상태에서 동작함을 특징으로 하는 광송신기.
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