KR100736692B1 - 저잡음 특성의 광대역 비간섭성 광원을 주입하여 파장잠김된 패브리 페롯 레이저 다이오드의 파장 무의존성동작을 구현하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망 - Google Patents

저잡음 특성의 광대역 비간섭성 광원을 주입하여 파장잠김된 패브리 페롯 레이저 다이오드의 파장 무의존성동작을 구현하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망 Download PDF

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Abstract

본 발명은 파장 잠김된 패브리 페롯 레이저 다이오드 (F-P LD)의 파장 무의존성을 구현한 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망 (WDM-PON)에 관한 것이다.
본 발명에 따른 파장 무의존성을 구비한 WDM-PON은 저잡음 특성을 구비한 광대역 비간섭성 광원(BLS)과 광 전송에 사용되는 광섬유; 상기 BLS의 하나의 광 모드의 대역폭보다 넓은 대역폭을 구비하는 제 1 도파관 배열 격자(AWG); 상기 제 1 AWG를 통해 주입되는 비간섭성 광에 의해 파장 잠김된 광을 출력하는 n개의 F-P LD; 상기 제 1 AWG 및 광섬유를 통해 입력되는 파장 다중화된 광을 우회 출력시키는 서큘레이터(Circulator); 상기 파장 다중화된 광을 n 개의 그룹으로 역다중화시키되, 상기 주입되는 BLS의 대역폭 보다 넓은 대역폭을 구비하는 제 2 도파관 배열 격자(AWG)를 포함하고, 상기 n은 제 1 AWG 또는 제 2 AWG의 출력 포트 수 또는 상기 파장 다중화된 신호의 채널 수인 것을 특징으로 하고 있다.
패브리 페롯 레이저 다이오드, 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망

Description

저잡음 특성의 광대역 비간섭성 광원을 주입하여 파장 잠김된 패브리 페롯 레이저 다이오드의 파장 무의존성 동작을 구현하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망{A wavelength-division multiplexed passive optical network for embodying wavelength-independent operation of wavelength-locked Fabry-Perot laser diodes by injecting a low noise broadband light source}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 파장 무의존성을 구비한 파장 잠김된 패브리 페롯 레이저 다이오드(F-P LD)를 포함하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망(WDM-PON)의 개략적인 구성도를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 저잡음 특성을 구비한 광대역 비간섭성 광원(BLS)의 광 스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 저잡음 특성의 BLS 및 EDFA 기반의 ASE 및 AR-코팅된 F-P LD의 하나의 모드로부터 측정된 상대 세기 잡음(RIN)을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 저잡음 특성의 BLS의 하나의 모드와 변조 신호를 전기적 스펙트럼을 이용하여 비교한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 저잡음 특성의 BLS의 하나의 모드와 도파관 배열격자(AWG)의 대역폭의 비교를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 파장 잠김된 F-P LD의 파장 무의존성을 구현한 WDM PON을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 파장 잠김된 F-P LD의 AWG에 의한 필터링 전 및 후에 측정된 잡음 열화 특성을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 파장 잠김된 F-P LD의 광신호 세기 및 수신감도를 도시한 도면이다.
본 발명은 파장 잠김된 패브리 페롯 레이저 다이오드(F-P LD: Fabry-Perot Laser Diode)의 파장 무의존성을 구현한 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망(WDM-PON: Wavelength-division Multiplexed Passive Optical Network)에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 저잡음 특성을 갖는 패브리 페롯 레이저 다이오드의 상호 주입을 이용한 광대역 비간섭성 광원을 주입하고 주입되는 비간섭성 광원보다 넓은 대역폭을 갖는 도파관 배열격자를 사용하여 파장 잠김된 F-P LD의 잡음 열화를 최소화하여 파장 무의존성을 획득함으로써 고밀도 전송 및 고속 전송이 가능한 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망에 관한 것이다.
현재의 가입자망은 대부분 전화선을 이용한 ADSL, VDSL, 또는 동축 케이블을 이용한 케이블 모뎀 등으로 인터넷에 대한 접속을 제공하고 있다. 이러한 전화선 또는 동축 케이블은 모두 구리선을 이용하여 제공되는 것으로 가입자에게 제공할 수 있는 대역폭은 전송거리에 따라 다르지만 대략 최대 10Mb/s 정도의 한계를 가지고 있다. 그러나, 인터넷의 급속한 확산으로 기존의 음성, 텍스트 위주의 서비스가 영상 중심의 서비스로 전환되면서 가입자망의 고속화에 대한 요구가 급격히 증가하고 있다. 이러한 고속화 요구를 충족시키기 위한 방안으로 광섬유에 기반한 수동형 광 가입자망에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 현재의 수동형 광 가입자망 (PON: Passive Optical Network) 기술 중 가입자에게 100Mb/s 이상 대역폭을 제공하고, 높은 서비스 품질(QoS: Quality of Service)을 보장할 수 있는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망이 궁극적인 대안으로 인식되고 있다. 일반적으로 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망 구조에서는 파장분할 다중 필터로 도파관 배열격자(AWG: Arrayed Waveguide Grating)가 널리 사용되고 있다. 그러나, 외부 온도가 변하면 각 가입자당 할당된 광원의 파장 및 AWG의 온도도 변하게 되므로, 온도 변화에 따른 파장 제어 및 관리를 용이하게 하기 위해서는 파장 무의존성 동작, 즉 컬러 무의존성 동작(wavelength-independent operation, i.e., color-free operation)을 구비한 저가의 광원이 필수적으로 요구된다.
저가의 광원과 관련하여, 김현덕 등(Hyun-Deok Kim, et. al)은 2000년 8월에 IEEE Photon. Technol. Lett., vol. 12, no. 8, pp. 1067-1069에 "A low-cost WDM source with an ASE injected Fabry-Perot semiconductor laser"라는 제목으로 발표한 논문에서, WDM-PON용 광원의 하나로 파장 잠김된 패브리 페롯 레이저 다이오드(Wavelength-Locked Fabry-Perot laser diode)를 제안하고 있다. 김현덕 등의 파장 잠김된 패브리 페롯 레이저 다이오드는 비간섭성 광원을 다중모드로 발진하는 F-P LD에 주입하여, 비간섭성 광원의 파장에 F-P LD의 발진파장을 잠그는 방법을 사용하고 있으며, 현재 가장 경제적인 WDM-PON용 광원으로 인식되고 있다. 또한 F-P LD 대신 반사형 반도체 광증폭기(RSOA: reflective semiconductor optical amplifier)를 사용한 파장 주입 방식 반사형 반도체 광증폭기(Wavelength-seeded RSOA)에 대한 연구도 활발히 진행 중이다.
파장 잠김된 F-P LD 또는 파장 주입 방식 반사형 반도체 광증폭기에서 주입되는 광대역 비간섭성 광원(BLS: Broadband Light Source)으로는 고출력 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode), 자연 방출광(ASE: Amplified Spontaneous Emission)을 내는 어븀 첨가 광증폭기(EDFA: Erbium-Doped Fiber Amplifier), 초발광 다이오드(SLD: Super Luminescent Diode) 등이 이용될 수 있다. 그러나, 파장 잠김된 F-P LD를 위해 일반적으로 주입되는 ASE 기반의 상술한 BLS는 사용되는 AWG의 대역폭에 의해 필터링된 BLS의 대역폭이 결정된다. 따라서, AWG의 대역폭이 좁을수록 주입되는 BLS의 상대 세기 잡음 (RIN: Relative Intensity Noise)이 나빠지게 되고, 그 결과 가입자수와 비트율을 증가시키는 데에는 일정한 한계가 있다. 좀 더 구체적으로, 가입자 수를 증가시키기 위해서는 AWG 채널의 간격이 줄어들어야 하지만, 이 경우 각 채널의 대역폭도 줄어들게 되어 주입되는 BLS의 RIN이 나빠진다.
또한, 주입되는 비간섭성 광원의 중심 파장이 F-P LD의 발진 모드 파장과 일치하는 경우는 BLS의 주입 효과로 F-P LD의 모드 분할 잡음이 억제되는 효과를 얻을 수 있다. 하지만 주입되는 BLS의 중심 파장이 F-P LD의 두 개의 발진 모드 사이 에 위치하는 경우는 F-P LD의 모드 분할 잡음 억제 효과를 얻을 수 없고, 오히려 주입된 광원의 상대 세기 잡음보다 파장 잠김된 F-P LD의 잡음이 증가하게 된다. 이러한 잡음은 다중화 및 역다중화를 위한 AWG를 거치면서 잡음 특성의 열화가 심해진다.
상술한 바와 같이 증가되는 잡음 특성의 열화는 AWG의 채널 간격이 좁을수록 전송 데이터율이 높을수록 WDM 광원인 파장 잠김된 F-P LD의 파장 무의존성을 구현하는데 있어서 가장 큰 장애 요인으로 작용한다. 따라서, 이러한 장애 요인으로 인해, 파장 무의존성을 구현하기 위한 10-12 (Q=7, 여기서 Q는 비트오율(BER: Bit Error Rate)과 1:1 연관성을 가지는 하나의 파라미터임)의 에러율을 만족하기 위해 필요한 상대 세기 잡음 이하의 특성을 완전히 보장할 수는 없다는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, AWG의 대역폭보다 좁은 대역폭을 구비하며, 필터링된 ASE보다 더 우수한 잡음 특성을 가진 다중 모드 형태의 BLS를 주입광으로 사용하여 파장 잠김된 F-P LD를 광원으로 사용함으로써,,파장 무의존성을 구현하는 고밀도 및 고속화된 WDM-PON을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 특징에 따르면, 본 발명의 파장 무의존성을 구비한 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망에 있어서, 저잡음 특성을 구비한 광대역 비간섭성 광원(BLS)과 광 전송에 사용되는 광섬유; 복수의 발진모드로 발진하는 상기 BLS로부터 전송되는 광을 n개로 필터링하되, 상기 BLS의 하나의 광 모드의 대역폭보다 넓은 대역폭을 구비하는 제 1 도파관 배열 격자(AWG); 상기 제 1 AWG를 통해 주입되는 비간섭성 광에 의해 파장 잠김된 광을 출력하는 n개의 F-P LD; 상기 제 1 AWG 및 광섬유를 통해 입력되는 파장 다중화된 광을 우회 출력시키는 서큘레이터 (Circulator); 상기 파장 다중화된 광을 n 개의 그룹으로 역다중화시키되, 상기 주입되는 BLS의 대역폭 보다 넓은 대역폭을 구비하는 제 2 도파관 배열 격자(AWG)를 포함하고, 상기 n은 제 1 AWG 또는 제 2 AWG의 출력 포트 수 또는 상기 파장 다중화된 신호의 채널 수인 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 추가적인 장점은 동일 또는 유사한 참조번호가 동일한 구성요소를 표시하는 첨부 도면을 참조하여 이하의 설명으로부터 명백히 이해될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예 및 첨부도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 파장 무의존성을 구비한 파장 잠김된 패브리 페롯 레이저 다이오드 (F-P LD)를 포함하는 WDM-PON의 개략적인 구성도를 도시한 도면이다. 본 발명의 도 1에 도시된 실시예에 사용된 저잡음 특성을 구비한 BLS는 전면 (front-facet)이 비반사 (AR: Anti-Reflecltion) 코팅된 두 개의 F-P LD 사이의 상호 주입 원리를 이용하여 구현된 다중 모드 형태의 광원으로, 도 2에 도시된 바와 같은 광 스펙트럼을 갖는다. 도 1에 도시된 BLS의 구체적인 구성은 본 발명의 발명자 중의 하나인 최기만 등(Ki-Man Choi, et al.)이 2005년 12월에 IEEE Photon. Technol. Lett., vol. 17, no. 12, pp. 2529-2531에 "Broadband Light Source Using Mutually Injected Fabry-Perot Laser Diodes for WDM-PON"이라는 제목으로 발표한 논문에 상세히 기술되어 있으며, 상술한 논문의 내용은 본 명세서에 참조되어 본 발명의 일부를 이룬다.
도 2에 도시된 광 스펙트럼 및 도 3에 도시된 측정된 상대 세기 잡음에서 알 수 있는 바와 같이, 다중 모드로 발진하는 BLS의 각 모드의 대역폭은 대략 0.2nm이며 또한 각 모드의 상대 세기 잡음은 AR 코팅된 F-P LD의 하나의 모드가 가지는 모드 분할 잡음 (Mode Partition Noise)에 비해 현저하게 줄어든 값을 갖는다.
다시 도 1을 참조하면, 중앙 기지국(central office)에서 저잡음을 갖는 BLS의 출력광이 서큘레이터(circulator)와 단일 모드 광섬유(SMF: single mode fiber)를 지나 AWG1의 중심 파장을 기준으로 하여 필터링되고, 다중 모드로 발진하고 있는 가입자용(ONT: Optical Network Termination) F-P LD에 주입되어 파장 잠김이 이루어진다. 이 경우, 파장 잠김된 F-P LD는 인코더(encoder)에 의해 NRZ(Non Return to Zero) 신호(signal)로부터 맨체스터 코드(Manchester Code)로 인코딩된 데이터 포맷을 이용하여 파장 잠김된 광신호를 데이터 신호로 변조하고, 변조된 데이터 신호는 AWG1, SMF 및 서큘레이터를 통해 AWG2로 전송된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 맨체스터 코드처럼 저주파수 영역에서 전기적 스펙트럼 성분을 가지지 않는 형태의 데이터 포맷으로 변조하면, 주입된 비간섭성 광원의 저주파 잡음 성분(즉, 1/f 잡음 성분)이 전송되는 데이터에 아무런 영향을 미치지 않게 된다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이 AWG2를 거쳐 중앙 기지국의 수신단인 수광다이오드(PD: Photo Diode)에 도달한 변조된 데이터 신호의 저주파 잡음 성분은 대역 통과 필터 (BPF: Band-Pass Filter)에 의해 필터링되며 디코더(decoder)를 통해 맨체스터 코드 포맷의 변조된 데이터 신호에서 본래의 NRZ 신호로 디코딩된다. 도 1의 구성도의 AWG1과 AWG2 는 도 4에 도시된 바와 같이 BLS의 하나의 광 모드가 가지는 대역폭 보다 넓은 대역폭을 지닌 AWG로 사용된다. 즉, 도 5에 도시된 파장 영역에서 3 dB 대역폭을 비교해 보면, 100GHz의 AWG가 가장 넓은 대역폭을 가지며, 50GHz의 AWG가 중간 대역폭을 갖고, BLS가 가장 좁은 대역폭을 갖는다는 것을 알 수 있다.
상술한 파장 잠김된 F-P LD는 주위 환경의 온도가 변하면 F-P LD의 발진 모드 파장이 변하게 되어 파장 잠김된 F-P LD의 잡음 특성이 온도에 따른 의존성을 가지게 된다. 따라서, 본 발명에서는 WDM용 광원으로 사용되기 위한 중요한 요소 중 하나인 파장 무의존적인 광원을 구현하기 위해, 저잡음 특성을 구비한 BLS를 주입하여 파장 잠김된 F-P LD를 구성하고 또한 주입되는 BLS의 대역폭보다 넓은 대역폭을 구비한 AWG를 사용하는 것을 특징으로 한다. 도 5와 같이 다중 모드 형태의 저잡음 특성을 구비한 BLS의 어느 하나의 광 모드의 대역폭보다 더 넓은 대역폭을 구비하며, 50GHz 또는 100GHz의 채널간격을 갖는 AWG를 사용하여 파장 잠김된 F-P LD의 필터링 동작에 의해 발생하는 잡음 특성의 열화를 줄일 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 파장 잠김된 F-P LD의 파장 무의존성을 구현한 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망(WDM-PON)을 도시한 도면이다. 도 6을 참조하면, 중앙 기지국의 F-P LD 사이의 상호 주입 원리를 이용한 저잡음 특성을 구비한 C/L 주파수대(C/L band)의 BLS가 전송에 사용되는 광섬유(SMF 20km)를 지나 BLS의 여러 발진 모드를 n개의 그룹으로 필터링하는 AWG1(여기서 n은 AWG1의 출력 포트수 혹은 WDM 신호의 채널수임)을 통해 분리되어 파장 잠김된 광신호를 출력하는 n개의 가입자용(ONT) F-P LD에 주입된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 파장 잠김된 광신호를 출력하는 가입자용 장치로 F-P LD를 사용하는 것으로 기술하고 있지만, 당업자라면 F-P LD 대신 반사형 광증폭기를 사용할 수 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다. 이때 사용된 AWG1의 대역폭은 주입된 BLS의 하나의 광 모드의 대역폭보다 넓은 대역폭을 가져야 한다. 파장 잠김된 n개의 가입자용(ONT) F-P LD는 맨체스터 코드로 데이터 신호를 변조하고 AWG1을 지나 다중화된 후 중앙기지국으로 전송된다. 전송된 WDM 데이터 신호는 광섬유(SMF 20km)를 통과한 WDM 데이터 신호를 우회 출력하는 서큘레이터(Circulator)와 WDM 데이터 신호를 n개의 그룹으로 역다중화시키는 AWG2를 통과한 후 중앙기지국의 수신단 (TRx-L)으로 전달된다. AWG2의 대역폭도 또한 주입된 BLS의 하나의 광 모드의 대역폭보다 넓은 대역폭을 가져야 한다. 수신단 (TRx-L) 내의 PD에서 광전 변환을 겪은 데이터 신호는 대역 통과 필터(BPF)를 거치면서 저주파 영역에 존재하는 잡음이 필터링되고, 디코더를 통해 맨체스터 포맷의 데이터 신호에서 본래의 NRZ 신호로 디코딩된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, AWG1 및 AWG2는 각각 33.75GHz (0.27nm)의 대역폭(이는 주입되는 BLS의 대역폭 0.2nm 보다 넓다)을 구비하고 있으며, 도 7은 이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 잠김된 F-P LD의 AWG에 의한 필터링 전 및 후에 측정된 잡음 열화 특성을 도시한 도면이다. 도 7을 참조하면, 먼저 AWG1을 지나 필터링된 저잡음 특성을 구비한 비간섭성 광원의 상대 세기 잡음은 도 7에 도시된 바와 같이 AWG1과 동일한 대역폭으로 필터링된 ASE의 상대 세기 잡음에 비해 12 dB 낮은 잡음 특성을 보인다. 이때 측정된 저잡음 특성을 구비한 BLS의 상대 세기 잡음은 1/f 잡음을 필터링하기 위하여 0.8MHz부터 200MHz까지의 범위 내에서 측정되었다. 저잡음 특성을 구비한 BLS를 이용하여 100Mb/s의 맨체스터 코드로 변조된 데이터 신호를 전송하는 경우, 파장 무의존성을 얻기 위해, 즉 10-12 (Q=7)의 BER을 만족하기 위해 요구되는 상대 세기 잡음은 -100dB/Hz(200Mhz 선에 해당)이다.
좀 더 구체적으로, 도 7에는 AWG1에 의해 필터링된 저잡음 특성을 구비한 비간섭성 광원이 가입자(ONT)측의 F-P LD에 주입된 후 파장 잠김된 F-P LD 전체 모드의 상대 세기 잡음(흰색 원)과 AWG1 및 AWG2를 지난 후 중앙기지국의 수신단(TRx-L)에 도달한 데이터 신호의 상대 세기 잡음(검은색 원)을 측정하여 파장 무의존성의 가능성 여부를 확인하고 또한 AWG1 및 AWG2 모두에 의해 발생된 잡음 열화 특성을 비교하였다. 측정된 상대 세기 잡음은 파장 잠김을 위해 주입된 비간섭성 광원의 중심 파장과 파장 잠김된 F-P LD의 발진 파장 간의 차이로 정의되는 디튜닝(Detuning) 값으로 나타낼 수 있다. 중앙기지국의 수신단(TRx-L)에 도달한 데이터 신호의 상대 세기 잡음(검은색 원)은 모든 디튜닝 영역에서 요구되는 파장 무의존성의 세기 잡음인 -100dB/Hz 이하에 존재하므로 파장 무의존성을 구비하고 있음을 충분히 알 수 있다. 또한 두 개의 AWG1 및 AWG2에 의한 필터링이 행해지면서 발생된 상대 세기 잡음 열화 정도는 대략 1~3dB(검은색 원과 흰색 원 간의 전체 디튜닝 영역 내에서의 최소값 및 최대값 간의 차이값)이었다.
반면, ASE를 주입 BLS로 사용하여 이전과 동일한 수신기(200Mhz대역)를 사용하여 200Mb/z의 NRZ 데이터(data)를 전송하는 경우 파장 무의존성을 갖기 위해 요구되는 세기 잡음은 -100dB/Hz이다. 본 발명 실시예의 경우와 마찬가지 방법으로, 두 개의 AWG1 및 AWG2를 통과한 후 측정된 세기 잡음(검은색 사각형)은 특정 디튜닝 영역에서 파장 무의존성 조건을 만족하지 못했으며 AWG1 및 AWG2에 의해 발생하는 잡음 열화가 최대 7dB(검은색 사각형과 흰색 사각형 간의 전체 디튜닝 영역 내에서의 최대 차이값)까지 발생함을 도 7을 통해 알 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 파장 잠김된 F-P LD의 광신호 세기(검은색) 및 수신감도(흰색)를 도시한 도면이다. 좀 더 구체적으로, 도 8에는 저잡음 특성을 구비한 BLS를 주입하여 파장 잠김된 F-P LD의 파장 무의존성을 확인하기 위하여 10-10 의 비트 오율(BER)을 갖는 수신감도(sensitivity)와 그때의 광신호 세기를 디튜닝 영역에 따라 측정한 값이 도시되어 있다. 사용된 F-P LD의 모드간 파장 간격인 0.6 nm의 전체 디튜닝 영역에서 얻어진 10-10 의 비트 오율을 만족하는 수신감도의 최대 차이는 대략 1.5dB(흰색 원 또는 흰색 사각형에 있어서 최대값 및 최소값 간의 차이값)로 나타났으며, 사용된 F-P LD의 전면 반사율이 1%에서 0.1%로 낮아지는 경우에는 3dB 줄어든 비간섭성 광의 주입으로도 본 발명의 파장 잠김된 F-P LD가 파장 무의존성을 구현하기 위해 요구되는 조건을 만족시키고 있음을 알 수 있다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 저잡음 특성을 구비한 BLS를 주입하여 저잡음 특성을 가진 파장 잠김된 F-P LD를 구현하였고, 주입된 BLS보다 넓은 대역폭의 AWG를 사용하 여 필터링에 의한 잡음 열화를 최소화시켜 온도 변화에 무관한 가입자용 WDM-PON 장치를 구현할 수 있음을 알 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예들은 모두 가입자 측에서 중앙 기지국 쪽으로 데이터 신호를 전송하는 경우(up-link)만을 기술하고 있다. 그러나, 당업자라면 본 발명의 실시예들이 중앙 기지국에서 가입자 측으로 데이터 신호가 전송되는 경우(down-link)에도 동일하게 적용될 수 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다. 즉, 본 발명의 파장 무의존성을 구비한 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망은 양방향 통신용 광 전송장치로 사용될 수 있다. 또한, 도 6에 도시된 본 발명의 송신기와 수신기는 하나의 조합인 송수신기(transceiver)로 구성될 수 있으며, 이러한 송수신기는 송수신기로의 입력 신호 및 송수신기로부터의 출력 신호가 WDM 필터(예를 들어, AWG)를 통해 분리되어 전달되는 구조를 구비한다.
본 발명에 따른 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망 (WDM-PON)에서는, F-P LD의 상호 주입 원리를 이용한 저잡음 BLS의 주입으로 파장 잠김된 F-P LD가 주입된 광원보다 넓은 대역폭을 갖는 AWG를 사용하여 잡음 열화를 최소화시켜 파장 무의존적인 가입자용 장치의 구현 및 이를 바탕으로 한 고밀도 WDM-PON의 구현이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 WDM-PON에서는 1 Gb/s 이상의 고속 전송이 가능하다.
다양한 변형예가 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 본 명세서에 기술되고 예시된 구성 및 방법으로 만들어질 수 있으므로, 상기 상세한 설명에 포함되거나 첨 부 도면에 도시된 모든 사항은 예시적인 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술한 예시적인 실시예에 의해 제한되지 않으며, 이하의 청구범위 및 그 균등물에 따라서만 정해져야 한다.

Claims (7)

  1. 파장 무의존성을 구비한 파장분할 다중방식 (WDM) 수동형 광 가입자망에 있어서,
    저잡음 특성을 구비한 광대역 비간섭성 광원 (BLS)과 광 전송에 사용되는 광섬유;
    복수의 발진모드로 발진하는 상기 BLS로부터 전송되는 광을 n개로 필터링하되, 상기 BLS의 하나의 광 모드의 대역폭보다 넓은 대역폭을 구비하는 제 1 도파관 배열 격자(AWG);
    상기 제 1 AWG를 통해 주입되는 비간섭성 광에 의해 파장 잠김된 광을 출력하는 n개의 F-P LD;
    상기 제 1 AWG 및 광섬유를 통해 입력되는 파장 다중화된 광을 우회 출력시키는 서큘레이터(Circulator); 및
    상기 파장 다중화된 광을 n 개의 그룹으로 역다중화시키되, 상기 주입되는 BLS의 대역폭 보다 넓은 대역폭을 구비하는 제 2 도파관 배열 격자(AWG)
    를 포함하고,
    상기 n은 제 1 AWG 또는 제 2 AWG의 출력 포트 수 또는 상기 파장 다중화된 신호의 채널 수인
    파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 저잡음 특성을 구비한 BLS는 F-P LD의 상호 주입을 이용한 BLS인 것을 특징으로 하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 AWG 및 상기 제 2 AWG는 각각 상기 BLS에 주입되는 비간섭성 광의 대역폭보다 넓은 대역폭을 갖는 것을 특징으로 하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 AWG를 통해 분리되어 파장 잠김된 광을 출력하는 n개의 F-P LD는 상기 파장 잠김된 광을 맨체스터 코드(Manchester code)와 같이 저주파 영역에서 스펙트럼 성분을 가지지 않는 방식으로 변조하는 것을 특징으로 하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 AWG를 통해 분리되어 파장 잠김된 광을 출력하는 n개의 F-P LD는 반사형 반도체 광증폭기인 것을 특징으로 하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 AGW에 의해 상기 n개로 역다중화된 신호는 수신측에서 대역통과 필터의 사용으로 상기 역다중화된 신호에 영향을 주지않고 1/f 잡음이 제거되는 것을 특징으로 하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 파장 무의존성을 구비한 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망이 양방향 통신용 광 전송장치로 사용되는 것을 특징으로 하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010093195A3 (ko) * 2009-02-13 2010-11-11 한국과학기술원 저잡음 다파장 광원을 구비한 저잡음 광신호의 전송 장치, 저잡음 다파장 광원을 이용한 방송 신호 전송 장치, 및 이를 구비한 광가입자망
WO2010126258A3 (ko) * 2009-04-30 2011-01-13 한국과학기술원 무편광 광원을 이용하여 광신호의 고속 전송이 가능한 파장분할 다중방식 광통신용 광원 및 이를 구비한 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100720113B1 (ko) * 2005-08-29 2007-05-18 한국과학기술원 파장 잠김된 패브리 페롯 레이저 다이오드 잡음특성의 열화감소를 위한 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망
KR100786040B1 (ko) 2006-05-19 2007-12-17 한국과학기술원 높은 스펙트럼 효율을 구비한 전송 포맷을 이용하여 고속광신호 전송이 가능한 파장 분할 다중방식 수동형 광가입자망
KR100870897B1 (ko) * 2007-02-06 2008-11-28 한국과학기술원 전송품질이 개선된 반사형 반도체 광증폭기 기반광가입자망 시스템
US20100111533A1 (en) * 2008-11-06 2010-05-06 Nortel Networks Limited Wdm pon system
US8538262B2 (en) * 2009-09-14 2013-09-17 Lg-Ericsson Co., Ltd. Color free WDM PON based on broadband optical transmitters
KR101359892B1 (ko) * 2011-12-30 2014-02-07 주식회사 에치에프알 비대칭 파장분할 다중화 및 역다중화를 수행하는 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망 시스템
US9236949B1 (en) * 2014-06-24 2016-01-12 Applied Optoelectronics, Inc. Laser transceiver with improved bit error rate

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010063062A (ko) * 1999-12-21 2001-07-09 윤덕용 주입된 비간섭성 광에 파장 잠김된 페브리-페롯 레이저다이오드를 이용한 파장분할 다중방식 광통신용 광원
US6381047B1 (en) 1998-05-06 2002-04-30 At&T Corp. Passive optical network using a fabry-perot laser as a multiwavelength source
KR20060042486A (ko) * 2004-11-09 2006-05-15 한국과학기술원 Ｆｐ- ｌｄ의 상호 주입을 이용한 광대역 비간섭성 광원을주입하여 파장 고정된 ｆｐ- ｌｄ의 광 변조방법 및 그시스템

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005039016A (ja) 2003-07-18 2005-02-10 Toshiba Corp 不揮発性半導体記憶装置、電子カード及び電子装置
KR100575983B1 (ko) * 2003-08-23 2006-05-02 삼성전자주식회사 다파장 광송신기와 이를 이용한 양방향 파장 분할 다중시스템
KR100605858B1 (ko) * 2003-10-01 2006-07-31 삼성전자주식회사 파장 주입 광원을 이용한 파장분할다중방식 수동형 광가입자망 시스템
KR100703388B1 (ko) * 2004-12-29 2007-04-03 삼성전자주식회사 광송수신기 및 이를 이용한 수동형 광가입자망
KR100720113B1 (ko) 2005-08-29 2007-05-18 한국과학기술원 파장 잠김된 패브리 페롯 레이저 다이오드 잡음특성의 열화감소를 위한 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망
KR100742651B1 (ko) * 2005-08-31 2007-07-25 노베라옵틱스코리아 주식회사 사이클릭 도파로열 격자를 이용한 다단분기파장분할다중방식 수동형 광가입자망 시스템
KR100742653B1 (ko) 2005-08-31 2007-07-25 노베라옵틱스코리아 주식회사 비간섭성 광원에 파장 잠김된 레이저를 이용한 양방향파장분할 다중화 방식 수동형 광가입자망에서의 광선로감시 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6381047B1 (en) 1998-05-06 2002-04-30 At&T Corp. Passive optical network using a fabry-perot laser as a multiwavelength source
KR20010063062A (ko) * 1999-12-21 2001-07-09 윤덕용 주입된 비간섭성 광에 파장 잠김된 페브리-페롯 레이저다이오드를 이용한 파장분할 다중방식 광통신용 광원
KR20060042486A (ko) * 2004-11-09 2006-05-15 한국과학기술원 Ｆｐ- ｌｄ의 상호 주입을 이용한 광대역 비간섭성 광원을주입하여 파장 고정된 ｆｐ- ｌｄ의 광 변조방법 및 그시스템

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010093195A3 (ko) * 2009-02-13 2010-11-11 한국과학기술원 저잡음 다파장 광원을 구비한 저잡음 광신호의 전송 장치, 저잡음 다파장 광원을 이용한 방송 신호 전송 장치, 및 이를 구비한 광가입자망
WO2010126258A3 (ko) * 2009-04-30 2011-01-13 한국과학기술원 무편광 광원을 이용하여 광신호의 고속 전송이 가능한 파장분할 다중방식 광통신용 광원 및 이를 구비한 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망

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