KR100974132B1 - 파장무의존 광 송수신기 및 이를 포함하는 광통신 시스템 - Google Patents

파장무의존 광 송수신기 및 이를 포함하는 광통신 시스템 Download PDF

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Abstract

파장무의존 광 송수신기 및 이를 포함하는 광통신 시스템이 개시된다. 파장무의존 광송수신기는, 수신광을 변환하여 수신전류를 출력하는 포토다이오드, 수신전류와 크기가 동일한 제1 거울전류 및 제2 거울전류를 출력하는 제1 전류 거울 회로부; 구동전류를 변환하여 외부 주입광에 파장잠김된 송신광을 출력하는 레이저 다이오드; 레이저 다이오드를 투과한 외부 주입광과 송신광의 혼합광을 변환하여 모니터 전류를 출력하는 모니터 포토다이오드; 모니터 전류와 크기가 동일한 제3 거울전류 및 제4 거울전류를 출력하는 제2 전류 거울 회로부; 수신광의 초기 세기와 제1 거울 전류로부터 얻어진 수신 광 세기의 차이로써 광선로 손실 크기를 계산하고, 외부 주입광의 초기 세기와 광선로 손실 크기를 고려하여 레이저 다이오드에 입력된 외부 주입광의 세기를 산출하고, 제3 거울 전류가 나타내는 혼합광의 세기와 외부 주입광의 차로써 레이저 다이오드의 순수 출력광 세기를 산출하고, 레이저 다이오드의 순수 출력광 세기를 고려하여 제어 전류를 결정하는 송신광 제어부; 및 제4 거울전류와 제어전류의 크기를 고려하여 상기 구동전류를 형성하는 레이저 다이오드 구동부를 포함한다.
Figure R1020080069417
파장 잠김, 파장 무의존, 광송수신기, 외부 주입광

Description

파장무의존 광 송수신기 및 이를 포함하는 광통신 시스템{COLORLESS OPTICAL TRANSCEIVER AND OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM INCLUDING THE SAME}
본 발명은 광통신 장치에 관한 것으로, 특히 파장무의존 광 송수신기 및 이를 이용한 파장무의존 광 통신 시스템에 관한 것이다.
파장분할다중방식(WDM: Wavelength Division Multiplexing)이란 다수의 광 송수신기로부터 출력되는 서로 다른 파장의 광을 하나의 광 섬유를 통해 송수신하는 방식이다. 파장분할다중방식은 한 번에 많은 양의 데이터를 전송할 수 있어 전송구간 사이의 대역폭을 증가시킬 수 있으며, 다수의 광 섬유를 사용하는 대신 하나의 광 섬유를 이용하여 데이터를 전송함으로써 광선로의 임대비용 및 유지비용을 절약할 수 있는 장점이 있다.
종래의 파장분할다중방식에서는, 채널 별로 파장이 정해진 광 송수신기의 출력이 광학 박막필터(TFF: Thin Film Filter)나 배열도파로 회절격자(AWG: Arrayed Waveguide Grating)를 구비하는 파장분할 및 다중화 장치로 입력된다. 즉, 종래 파장분할다중방식 시스템은 채널별로 다수의 광 송수신기가 필요하기 때문에 시스템 운영자는 유지보수를 위해 각 채널별 광송수신기를 일정 수량씩 미리 보유해야 하 는 단점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해서 "주입된 간섭성 광에 파장 잠김된 페브리-페롯 레이저다이오드를 이용한 파장분할 다중방식 광통신용 광원" 명칭의 대한민국특허 등록번호 10-0325687 및 "Optical signal transmitter" 명칭의 미국특허 공개 20030007207에서는 광 송수신기와 파장분할다중화 장치 사이의 접속 포트에 할당된 파장으로 광 송수신기의 출력 파장을 자동 결정하는 파장무의존(Colorless 또는 Colorfree) 파장분할다중방식이 제안되었다. 이 제안에 따르면, 비간섭성 광대역 광원을 광학 박막필터나 배열도파로 회절격자에 통과시킨 다음, FP-LD(Fabry-Perot Laser Diode), SOA(Semiconductor Optical Amplifier) 또는 RSOA(Reflective Semiconductor Optical Amplifier)에 주입시켜 원하는 특정 파장의 광(파장 잠김된 광)을 선택적으로 출력한다.
종래 파장무의존 광 송수신기는 도 1에 보인 일반 광송수신기의 구조를 갖는다. 일반 광 송수신기(100)의 송신부(110)는 송신 광섬유(101)로 출력되는 송신광을 형성하기 위한 레이저다이오드(Laser Diode, LD)(111), LD(111)부터 출력되는 광을 전류로 변환하기 위한 모니터포토다이오드(Monitor Photo Diode, mPD)(112), mPD(112)의 출력과 물리 계층처리부(도시하지 않음)에서 입력되는 차동신호(Differential Signal)에 기초하여 LD(111)의 출력광을 제어하는 레이저다이오드 드라이버(LD Driver)(113)를 포함한다. 수신부(120)는 수신 광섬유(102)를 통해 입력된 수신광을 미세전류로 변환하는 포토다이오드(Photo Diode, PD)(121), PD(121)로부터 출력되는 미세전류를 전압신호로 변환하고 증폭하는 트랜스임피던스 증폭기(Transimpedance Amplifier, TIA)(122) 및 TIA(122)를 통해 출력되는 전압신호를 (+) 또는 (-)로 판단하여 장치 내의 제어부로 전기적인 차동신호를 출력하는 리미팅 증폭기(Limiting Amplifier)(123)를 포함한다. 일반 광 송수신기(100)는 LD(111)의 광 출력을 안정적으로 유지하며, 온도변화 또는 LD(111)의 노후화(aging)에 의한 출력 변화를 보상하기 위해, LD(111)의 광 출력을 mPD(112)에서 전류로 변환하여 LD 드라이버(113)에 입력되도록 함으로써, 즉 LD(111)의 광 출력의 일부를 mPD(112)를 통해 LD 드라이버(113)로 피드백함으로써 안정적인 광 출력을 유지한다. LD 드라이버(113)는 LD(111)의 광출력을 고려하여 LD(111)를 제어하는 자동 광 세기 제어(Automatic Power Control, APC) 방식을 채용한다.
파장무의존 광 송수신기에서, 도 1에 보인 일반 광송수신기의 LD(111)는 FP-LD로 대체된다. 외부로부터 FP-LD에 비간섭성 광 또는 간섭성 광(외부 주입광)이 주입되면 파장잠김 현상에 의해 외부로부터 주입된 파장과 동일한 파장의 광 출력을 얻을 수 있다. ONT(Optical Network Terminal)/ONU(Optical Network Unit)에 구비되는 파장무의존 광 송수신기일 경우, 외부 광은 OLT(Optical Line Terminal)로부터 전송된 광일 수 있다. 파장무의존 광 송수신기의 모니터포토다이오드에는 FP-LD로부터 출력된 광뿐만 아니라 파장잠김 유도를 위해 FP-LD에 주입되는 외부 광의 일부가 투과 입사된다. 따라서, 모니터포토다이오드를 통해 LD 드라이버에 피드백되는 전류량은 FP-LD의 광 출력에 외부 주입광이 더해져 얻어진 것이며, LD 드라이버에 피드백 되는 전류는 FD-LD의 순수한 광출력이 아니다. 아울러, 전송 손실에 의해 파장무의존 광 송수신기에 주입되는 외부 광의 세기가 일정하지 않음에 따라, 모니터포토다이오드로부터 LD 드라이버로 피드백되는 전류량도 일정하지 않다. 다시 말하면, 레이저다이오드 자체의 출력 변화를 감지해서 자동 광 세기 제어(APC)를 수행해야 하는 LD 드라이버는 FP-LD 자체의 출력 광과 외부 광을 FP-LD의 자체출력으로 오인할 뿐만 아니라, 외부 주입광의 세기 변화에 따라 모니터포토다이오드에 입력되는 광 세기가 변화하여 FP-LD 제어의 오류가 발생한다.
전술한 바와 같이, 파장무의존 광 송수신기에서 안정적인 광 출력을 제어하기 위해 일반 광 송수신기의 구조를 사용하는 것은 근본적인 한계가 있어 안정적인 광 출력 유지 및 광신호의 품질과 관련되는 소광비(Extinction ratio)를 일정하게 유지할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 파장무의존 광 송수신기 및 이를 포함하는 파장무의존 광 통신 시스템을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 파장무의존 광송수신기는, 수신광을 변환하여 수신전류를 출력하는 포토다이오드; 상기 수신전류와 크기가 동일한 제1 거울전류 및 제2 거울전류를 출력하는 제1 전류 거울 회로부; 구동전류를 변환하여 외부 주입광에 파장잠김된 송신광을 출력하는 레이저 다이오드; 상기 레이저 다이오드를 투과한 상기 외부 주입광과 상기 송신광의 혼합광을 변환하여 모니터 전류를 출력하는 모니터 포토다이오드; 상기 모니터 전류와 크기가 동일한 제3 거울전류 및 제4 거 울전류를 출력하는 제2 전류 거울 회로부; 상기 수신광의 초기 세기와 상기 제1 거울 전류로부터 얻어진 수신 광 세기의 차이로써 광선로 손실 크기를 계산하고, 상기 외부 주입광의 초기 세기와 상기 광선로 손실 크기를 고려하여 상기 레이저 다이오드에 입력된 외부 주입광의 세기를 산출하고, 상기 제3 거울 전류가 나타내는 상기 혼합광의 세기와 상기 외부 주입광의 차로써 상기 레이저 다이오드의 순수 출력광 세기를 산출하고, 상기 레이저 다이오드의 순수 출력광 세기를 고려하여 제어 전류를 결정하는 송신광 제어부; 및 상기 제3 거울전류와 상기 제어전류의 크기를 고려하여 상기 구동전류를 형성하는 레이저 다이오드 구동부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 광통신 시스템은, 외부 주입광 및 파장 다중화된 광신호를 전송하는 광선로 종단장치; 상기 외부 주입광에 파장 잠김된 파장무의존 광을 출력하는 광송수신기를 포함하는 광 네트워크 종단장치; 및 상기 광선로 종단 장치에서 파장 다중화되어 전송된 광신호를 분할하여 상기 광 네트워크 종단장치로 전송하고, 상기 광 네트워크 종단장치에서 송신된 파장 무의존 광을 다중화하여 상기 광선로 종단 장치에 전송하는 파장다중화 및 분배 장치를 포함하되, 상기 광 네트워크 종단장치의 광송수신기는, 수신광을 변환하여 수신전류를 출력하는 포토다이오드; 상기 수신전류와 크기가 동일한 제1 거울전류 및 제2 거울전류를 출력하는 제1 전류 거울 회로부; 구동전류를 변환하여 상기 외부 주입광에 파장잠김된 송신광을 출력하는 레이저 다이오드; 상기 레이저 다이오드를 투과한 상기 외부 주입광과 상기 송신광의 혼합광을 변환하여 모니터 전류를 출력하는 모니터 포토다이오드; 상기 모니터 전류와 크기가 동일한 제3 거울전류 및 제4 거울전류를 출력하는 제2 전류 거울 회로부; 상기 수신광의 초기 세기와 상기 제1 거울 전류로부터 얻어진 수신 광 세기의 차이로써 광선로 손실 크기를 계산하고, 상기 외부 주입광의 초기 세기와 상기 광선로 손실 크기를 고려하여 상기 레이저 다이오드에 입력된 외부 주입광의 세기를 산출하고, 상기 제3 거울 전류가 나타내는 상기 혼합광의 세기와 상기 외부 주입광의 차로써 상기 레이저 다이오드의 순수 출력광 세기를 산출하고, 상기 레이저 다이오드의 순수 출력광 세기를 고려하여 제어 전류를 결정하는 송신광 제어부; 및 상기 제3 거울전류와 상기 제어전류의 크기를 고려하여 상기 구동전류를 형성하는 레이저 다이오드 구동부를 포함한다.
본 발명에 따른 파장 무의존 광송수신기는 외부 광원(seed light source)과 광송수신기의 거리 및 접속 상태에 따른 광선로 손실을 고려하여 레이저 다이오드의 광출력을 제어함으로써 광출력과 소광비를 안정적으로 유지시킬 수 있다 본 발명에 따른 파장무의존 광송수신기를 구비하는 파장분할 다중방식 시스템은 가입자망 뿐만 아니라 기간망에도 사용될 수 있다.
본 발명은 파장잠김을 위한 외부 주입광의 세기를 반영하여 레이저 다이오드의 출력광을 제어하는 파장무의존(Colorfree 또는 Colorless) 광 송수신기 및 그를 포함하는 광통신 시스템을 제공한다. 본 발명에 따른 광통신 시스템은 파장분할다중방식(Wavelength Division Multiplexing, WDM)을 따른다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 파장무의존 광 송수신기(200)의 구성을 보이는 블록도이다. 파장무의존 광송수신기(200)는 수신부(210)와 송신부(220)를 포함한다.
수신부(210)의 포토다이오드(Photo Diode, PD)(211)는 광섬유(201)를 통해 외부 장치로부터 수신되는 수신광(L1)을 변환하여 수신 전류 IPD를 출력한다. 전류 거울 회로부(212)는 수신 전류 IPD와 크기가 동일한 두 거울 전류 IPD1 및 IPD2를 출력한다. 트랜스 임피던스 증폭기(Transimpedance Amplifier, TIA)(213)는 거울 전류 IPD1을 전압신호로 변환하고 증폭한다. 리미팅 증폭기(Limiting Amplifier)(214)는 TIA(213)를 통해 출력되는 전압신호의 크기를 임계값과 비교하고, 전압신호의 크기가 임계값 이상 또는 미만 즉, (+) 또는 (-)로 표현되는 차동신호를 출력한다. 리미팅 증폭기(214)를 통해 출력되는 차동신호는 전기신호로부터 데이터를 추출하는 물리 계층처리부(도시하지 않음)로 입력된다.
송신부(220)의 레이저 다이오드(Laser Diode, LD)(211)는 입력되는 구동 전류(Id)를 외부 주입광(L2)과 동일한 파장의 광신호로 변환하여 송신광(L3)을 출력한다. LD(221)는 외부 주입광(L2)에 파장 잠김된 FP-LD(Fabry-Perot Laser Diode), SOA(Semiconductor Optical Amplifier) 또는 RSOA(Reflective Semiconductor Optical Amplifier)로 구현될 수 있다. LD(221)로부터 출력된 송신광(L3)은 광섬유(201)를 통해 목적 장치로 전송된다.
모니터 포토다이오드(Monitor Photo Diode, mPD)(222)는 LD(221)를 투과한 외부 주입광(L2)과 송신광(L3)의 혼합광을 모니터 전류 ImPD로 변환하여 출력하고, 전류 거울 회로부(223)는 모니터 전류 ImPD와 크기가 동일한 두 거울 전류 ImPD1 및 ImPD2를 출력한다.
송신광 제어부(224)는 I2C 인터페이스를 통해 수신광(L1) 전송 장치로부터 입력된 수신광(L1)의 초기 세기와 거울전류 IPD2가 나타내는 수신광 세기의 차로써 광선로 손실 크기를 계산한다. 또한, 송신광 제어부(224)는 I2C 인터페이스를 통해 외부장치로부터 제공된 외부 주입광(L2)의 초기 세기 정보와 광선로 손실 크기를 고려하여 LD(211)에 입력된 외부 주입광(L2)의 세기를 산출하고, 혼합광의 세기와 외부 주입광(L2)의 차이로써 LD(221)에서 출력된 송신광(L3)의 세기를 산출하고, 산출된 LD(221)의 순수한 출력광(송신광) 세기에 근거하여 제어 전류 Ic를 결정하고 출력한다. 도 2의 SCL은 "Serial CLock line"의 약어이고, "SD"는 "Serial Data line"의 약어이다.
파장잠김 파장무의존 광송수신기(200)는 온도 감지부(225)를 더 포함할 수 있다. 온도 감지부(225)는 광 송수신기(200) 주변의 온도정보를 제공한다. 이와 같이, 온도 감지부(225)가 부가적으로 구비될 경우, 송신광 제어부(224)는 외부 주입광(L2)의 세기를 산출함으로써 얻어진 LD(221)의 순수한 출력광 및 주변의 온도에 근거하여 제어 전류 Ic을 결정하고 출력한다.
레이저다이오드 드라이버(LD Driver)(226)는 LD(221)가 최적화되어 동작하도 록 거울전류 ImPD2, 제어 전류 Ic 및 물리처리 계층부(도시하지 않음)로부터 입력된 차동신호에 근거하여 레이저다이오드 드라이버의 저항값을 조절하여 LD(221)에 입력되는 구동 전류 Id를 출력한다. 이와 같이 LD 드라이버(226)는 혼합광으로부터 기인된 거울전류 ImPD2를 수신하여 자동 광 세기 제어(APC)하고, 혼합광 중 LD(221)의 출력광 세기로부터 또는 혼합광 중 LD(221)의 순수 출력광 세기와 주변 온도를 감안하여 결정된 제어 전류Ic를 반영하여 구동 전류 Id를 결정함으로써, 파장무의존 광 송수신기(200)의 안정적인 광 출력 및 소광비를 일정하게 유지하여 광 신호의 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 의한 파장무의존 광 송수신기는 도 2에 보인 바와 같이 송신부와 수신부가 하나의 광 섬유를 통해 광 신호를 전송하는 양방향 광 송수신기 뿐만 아니라 송신부와 수신부가 분리된 두 광 섬유를 통해 광 신호를 전송하는 단방향 광 송수신기일 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 파장잠김 파장무의존 광 송수신기를 포함하는 파장분할 광통신 시스템의 개략도이다. 이 파장분할다중방식 시스템은 수동형 광 네트워크(Passive Optical Network, PON)로서 광선로 종단장치(Optical Line Terminal, OLT)(300), 가입자 댁내나 밀집된 지역에서 광신호를 전기적 신호로 변환하거나 전기적 신호를 광신호로 변환하는 광 네트워크 종단장치(Optical Network Terminal, ONT) 또는 광네트워크 장치(Optical Network Unit, ONU)(400)(이하, ONT/ONU라 약함), 원격노드(Remote Node, RN)에 구비되어 OLT와 ONT/ONU(400)를 연 결하는 파장다중화 및 분배 장치(도시하지 않음)를 포함한다. OLT(300)에서 파장 다중화되어 전송된 광신호는 RN에서 분할되어 ONT/ONU(400)으로 전송되고, 반대로 ONT/ONU(400)의 파장무의존 광 송수신기의 광 출력은 RN에서 다중화되어 OLT(300)에 전송된다. RN은 파장분할 및 다중화를 위한 광학 박막필터 또는 배열도파로 회절격자로 구성될 수 있다. ONT/ONU(400)의 광 송수신기(410)는 도 2에 보인 파장잠김 파장 무의존 광 송수신기(200)와 동일한 구성 및 기능을 갖는다. 본 발명의 실시예에 따른 파장분할 광통신 시스템은 가입자 망인 PON에 국한되지 않고 기간 망에도 적용 될 수도 있다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 OLT(300)의 구성 및 제어 방법을 상세하게 설명한다. OLT(300)의 광원부(310)는 광학 박막필터(Thin Film Filter) 또는 배열도파로 회절격자(Arrayed Waveguide Grating)를 통과한 비간섭성(Incoherent) 또는 간섭성(Coherent) 광을 출력한다. 광원부(310)의 출력광은 전술한 광송수신기(200)에 외부 주입광(L2)으로서 수신될 수 있다.
광세기 측정부(320)는 광원부(310)의 출력광 세기를 측정한다. OLT 제어부(330)는 미리 설정된 광원부(310)의 출력광 세기와 측정된 광의 세기를 비교하여 광원부(310)의 광출력이 정상인지 판단한다(S401). 광원부(310)의 광출력이 비정상이면 경보를 발생하여(S406), 광원부(310)의 오류가 발생하였음을 알리고 모든 단계를 종료한다. 광원부(310)의 광출력이 정상이면 OLT의 광 송수신기(340)의 정상 동작여부를 판단하고, 광 신호가 OLT(300)에서 정상적으로 검출되는지를 확인한다(S402).
만약 OLT 광 송수신기(340)의 수신부에서 ONT/ONU로부터 입력되는 광 신호가 검출되지 않을 경우, 단계 S401부터 재시작한다. OLT 광 송수신기(340)의 수신부에서 광 신호가 검출될 경우, 광세기 측정부(320)는 광원부(310)로부터 출력되는 채널별 광 세기를 측정하고(S403), 채널별 광송수신기(340)의 출력광 세기를 측정한다(S404). OLT 제어부(330)는 광원부(310)에서 출력된 채널별 광 세기 정보와 채널별 광송수신기(340)의 출력광 세기 정보를 포함하는 시스템의 운영 관리 정보(Operation, Administration and Management, OAM)를 OAM 정보를 형성하고, OAM 정보는 데이터와 함께 광섬유를 통해 ONT/ONU(400)로 송신된다(S405).
광원부(310)에서 출력된 채널별 광 세기 정보는 광송수신기(410)의 채널별 외부 주입광의 세기 정보이고, 채널별 광송수신기(340)의 출력광 세기 정보는 광송수신기(410)의 수신광의 초기 세기 정보이다. 단계 S405 이후, 단계 401부터 재수행하여 각 채널의 OLT 광원부가 정상적으로 동작하는지, OLT(300)와 ONT/ONU(400) 간의 광신호 전송이 정상적으로 진행되는지를 확인하고, 채널 별 광원부 및 광 송수신기의 출력 광 세기를 OAM을 통해 ONT/ONU에 반복적으로 제공한다. OLT(300)와 ONT/ONU(400) 사이에서 광신호는 광섬유(401)를 통해 전송될 수 있으며, OAM는 광신호로 변환되어 전송된다.
이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 ONT/ONU(400)의 구성 및 제어 방법을 상세하게 설명한다. ONT/ONU(400)의 광 송수신기(410)는 OLT(300)의 광원부(310)에서 생성된 비간섭성 또는 간섭성의 광을 파장잠김을 위한 외부 주입광으로서 입력받고, OLT의 광송수신기(340)의 송신광을 수신광으로서 입력받을 수 있다. 도 3에 보 인 광 송수신기(410)는 도 2에 보인 파장잠김 파장 무의존 광 송수신기(200)와 동일하다.
ONT/ONU(400)에 구비되는 광 송수신기(410)는 LD(도시하지 않음)를 구동하기 위한 기본 구동값(구동전류 Id)를 설정하고, OLT(300)의 광 송수신기(340)로부터 전송된 광 신호가 정상적으로 수신되어 검출되는지, OLT 제어부(330)에서 형성된 OAM 정보가 정상적으로 수신되는지 확인한다(S502).
단계 S502에서 광 송수신기(340) 전송 광신호가 정상적으로 검출되고 OLT 제어부(330)에서 형성된 OAM 정보가 정상적으로 수신되는 것으로 확인되면, 광 송수신기(410)는 I2C 인터페이스를 통해 OLT(300)로부터 전송된 OAM 정보에서 채널별 광원 세기 및 채널별 광 송수신기(340)의 출력광 세기를 추출하고(S503), 다음의 수학식 1과 같이 광선로 손실을 계산한다(S504).
광 선로 손실 = OLT 광 송수신기 출력광의 세기 - 수신 광 세기
OLT의 채널별 광송수신기(340)는 도 2에 보인 수신광(L1)을 전송한 장치가 될 수 있고, OLT 광 송수신기의 출력광 세기는 수신광(L1)의 초기 세기이다. 전술한 바와 같이, 수신광의 세기는 거울전류 IPD2로부터 얻을 수 있다.
광송수신기(410)는 채널별 광원 세기와 광 선로 손실의 차로써 채널별 광 송수신기에 주입되는 광(외부 주입광)의 세기를 산출하고(S505), 혼합광의 세기와 외부 주입광 세기의 차로써 LD(221)의 순수한 출력광 세기를 산출한다(S506). 광송수 신기(410)는 LD의 순수한 출력광 세기를 고려하여 LD 드라이버에 입력되는 제어 전류 Ic을 결정 및 출력한다. 물론, 도 2에 보인 실시예와 같이, 광 송수신기(410)에 온도 감지부가 구비될 경우, LD의 순출력광 세기와 주변 온도에 근거하여 제어 전류 Ic를 결정할 수 있다.
이어서, 광송수신기(410)는 외부로부터 입력되는 차동신호 및 제어 전류 Ic를 고려하여 구동 전류 Id를 결정한다(S507). 단계 S507의 수행 후, 단계 S502부터 재수행된다.
상술한 실시예는 본 발명의 원리를 응용한 다양한 실시예의 일부를 나타낸 것에 지나지 않음을 이해해야 한다. 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질로부터 벗어남이 없이 여러 가지 변형이 가능함을 명백히 알 수 있을 것이다.
도 1은 종래 파장무의존 광 송수신기의 기반이 되는 일반 광송수신기의 구조를 보이는 개략도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 파장무의존 광 송수신기의 구성을 보이는 블록도.
도 3은 도 2와 같은 파장무의존 광 송수신기가 구비되는 광 네트워크 종단장치/광네트워크 장치 및 광선로 종단 장치를 포함하는 광통신 시스템의 구성을 보이는 개략도.
도 4는 광선로 종단 장치의 제어 방법을 보이는 순서도.
도 5는 광 네트워크 종단장치/광네트워크 장치의 제어 방법을 보이는 순서도.

Claims (20)

  1. 파장무의존 광송수신기로서,
    수신광을 변환하여 수신전류를 출력하는 포토다이오드;
    구동전류를 변환하여 외부 주입광에 파장잠김된 송신광을 출력하는 레이저 광원;
    상기 송신광을 변환하여 모니터 전류를 출력하는 모니터 포토다이오드;
    상기 외부 주입광의 세기에 따라 상기 레이저 광원의 제어 전류를 결정하는 송신광 제어부; 및
    상기 제어 전류에 따라 자동 광세기 제어를 수행하는 광원 구동부를 포함하는, 파장무의존 광송수신기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수신전류와 동일한 세기의 제1 거울전류 및 제2 거울전류를 출력하는 제1 전류 거울 회로부; 및
    상기 모니터 전류와 세기가 동일한 제3 거울전류 및 제4 거울전류를 출력하는 제2 전류 거울 회로부를 더 포함하는, 파장무의존 광송수신기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 송신광 제어부는,
    상기 수신광의 초기 세기와 상기 제1 거울 전류로부터 얻어진 수신 광 세기의 차이로써 광선로 손실 크기를 계산하고, 상기 외부 주입광의 초기 세기와 상기 광선로 손실 크기를 고려하여 상기 레이저 광원에 입력된 외부 주입광의 세기를 산출하고, 상기 제3 거울 전류가 나타내는 상기 외부 주입광과 상기 송신광의 혼합광의 세기와 상기 외부 주입광의 차로써 상기 레이저 광원의 순수 출력광 세기를 산출하고, 상기 레이저 광원의 순수 출력광 세기를 고려하여 상기 제어 전류를 결정하는, 파장무의존 광송수신기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 파장 무의존 광송수신기는, 외부 장치와 상기 수신광, 상기 송신광 및 상기 외부 주입광의 초기세기와 상기 산출된 외부 주입광 세기, 상기 레이저 광원의 순수 출력광 세기를 I2C 인터페이스를 통해 OAM(operation, administration and management) 정보 형태로서 수신 및 송신하는, 파장무의존 광송수신기.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 레이저 광원 구동부는,
    상기 제4 거울전류와 상기 제어전류의 크기를 고려하여 상기 구동전류를 형성하는, 파장무의존 광송수신기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 광원은 상기 외부 주입광에 파장 잠김된 FP-LD(Fabry-Perot Laser Diode), SOA(Semiconductor Optical Amplifier) 및 RSOA(Reflective Semiconductor Optical Amplifier)중에서 선택된 어느 하나인, 파장무의존 광송수신기.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 파장무의존 광송수신기는,
    상기 제1 거울 전류를 전압신호로 변환하고 증폭하도록 동작하는 트랜스 임피던스 증폭기; 및
    상기 트랜스 임피던스 증폭기로부터 출력되는 전압신호의 크기를 임계값과 비교하여 차동신호를 출력하도록 동작하는 리미팅 증폭기를 더 포함하는, 파장무의존 광송수신기.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파장무의존 광송수신기는 주변 온도 정보를 제공하는 온도 감지부를 더 포함하고,
    상기 송신광 제어부는 상기 레이저 광원의 순수 출력광 세기 및 상기 주변 온도를 고려하여 상기 제어 전류를 결정하는, 파장무의존 광송수신기.
  9. 파장무의존 광송수신기로서,
    수신광을 변환하여 수신전류를 출력하는 포토다이오드;
    상기 수신전류와 크기가 동일한 제1 거울전류 및 제2 거울전류를 출력하는 제1 전류 거울 회로부;
    구동전류를 변환하여 외부 주입광에 파장잠김된 송신광을 출력하는 레이저광원;
    상기 레이저 광원을 투과한 상기 외부 주입광과 상기 송신광의 혼합광을 변환하여 모니터 전류를 출력하는 모니터 포토다이오드;
    상기 모니터 전류와 크기가 동일한 제3 거울전류 및 제4 거울전류를 출력하는 제2 전류 거울 회로부;
    상기 수신광의 초기 세기와 상기 제1 거울 전류로부터 얻어진 수신 광 세기의 차이로써 광선로 손실 크기를 계산하고, 상기 외부 주입광의 초기 세기와 상기 광선로 손실 크기를 고려하여 상기 레이저 광원에 입력된 외부 주입광의 세기를 산출하고, 상기 제3 거울 전류가 나타내는 상기 혼합광의 세기와 상기 외부 주입광의 차로써 상기 레이저 광원의 순수 출력광 세기를 산출하고, 상기 레이저 광원의 순수 출력광 세기를 고려하여 제어 전류를 결정하는 송신광 제어부; 및
    상기 제4 거울전류와 상기 제어전류의 크기를 고려하여 상기 구동전류를 형성하는 레이저 광원 구동부를 포함하는, 파장무의존 광송수신기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 레이저 광원은 상기 외부 주입광에 파장 잠김된 FP-LD(Fabry-Perot Laser Diode), SOA(Semiconductor Optical Amplifier) 및 RSOA(Reflective Semiconductor Optical Amplifier) 중에서 선택된 어느 하나인, 파장무의존 광송수신기.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 파장무의존 광송수신기는,
    상기 제1 거울 전류를 전압신호로 변환하고 증폭하도록 동작하는 트랜스 임피던스 증폭기; 및
    상기 트랜스 임피던스 증폭기로부터 출력되는 전압신호의 크기를 임계값과 비교하여 차동신호를 출력하도록 동작하는 리미팅 증폭기를 더 포함하는, 파장 무의존 광송수신기.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 파장무의존 광송수신기는, 외부 장치와 상기 수신광, 상기 송신광 및 상기 외부 주입광의 초기세기와 상기 산출된 외부 주입광 세기, 상기 레이저 광원의 순수 출력광 세기를 I2C 인터페이스를 통해 OAM(operation, administration and management) 정보 형태로서 수신 및 송신하는, 파장무의존 광송수신기.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파장무의존 광송수신기는 주변 온도 정보를 제공하는 온도 감지부를 더 포함하고,
    상기 송신광 제어부는 상기 레이저 광원의 순수 출력광 세기 및 상기 주변 온도를 고려하여 상기 제어 전류를 결정하는, 파장무의존 광송수신기.
  14. 외부 주입광 및 파장 다중화된 광신호를 전송하는 광선로 종단장치;
    상기 외부 주입광에 파장 잠김된 파장무의존 광을 출력하는 광송수신기를 포함하는 광 네트워크 종단장치; 및
    상기 광선로 종단 장치에서 파장 다중화되어 전송된 광신호를 분할하여 상기 광 네트워크 종단장치로 전송하고, 상기 광 네트워크 종단장치에서 송신된 파장 무의존 광을 다중화하여 상기 광선로 종단 장치에 전송하는 파장다중화 및 분배 장치를 포함하되,
    상기 광 네트워크 종단장치의 파장무의존 광송수신기는,
    수신광을 변환하여 수신전류를 출력하는 포토다이오드;
    상기 수신전류와 크기가 동일한 제1 거울전류 및 제2 거울전류를 출력하는 제1 전류 거울 회로부;
    구동전류를 변환하여 상기 외부 주입광에 파장잠김된 송신광을 출력하는 레이저 광원;
    상기 레이저 광원을 투과한 상기 외부 주입광과 상기 송신광의 혼합광을 변환하여 모니터 전류를 출력하는 모니터 포토다이오드;
    상기 모니터 전류와 크기가 동일한 제3 거울전류 및 제4 거울전류를 출력하는 제2 전류 거울 회로부;
    상기 수신광의 초기 세기와 상기 제1 거울 전류로부터 얻어진 수신 광 세기의 차이로써 광선로 손실 크기를 계산하고, 상기 외부 주입광의 초기 세기와 상기 광선로 손실 크기를 고려하여 상기 레이저 광원에 입력된 외부 주입광의 세기를 산출하고, 상기 제3 거울 전류가 나타내는 상기 혼합광의 세기와 상기 외부 주입광의 차로써 상기 레이저 광원의 순수 출력광 세기를 산출하고, 상기 레이저 광원의 순수 출력광 세기를 고려하여 제어 전류를 결정하는 송신광 제어부; 및
    상기 제4 거울전류와 상기 제어전류의 크기를 고려하여 상기 구동전류를 형성하는 레이저 광원 구동부를 포함하는, 광통신 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 레이저 광원은 상기 외부 주입광에 파장 잠김된 FP-LD(Fabry-Perot Laser Diode), SOA(Semiconductor Optical Amplifier) 및 RSOA(Reflective Semiconductor Optical Amplifier)중에서 선택된 하나인, 광통신 시스템.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 파장무의존 광송수신기는,
    상기 제1 거울 전류를 전압신호로 변환하고 증폭하도록 동작하는 트랜스 임피던스 증폭기; 및
    상기 트랜스 임피던스 증폭기로부터 출력되는 전압신호의 크기를 임계값과 비교하여 차동신호를 출력하도록 동작하는 리미팅 증폭기를 더 포함하는, 광통신 시스템.
  17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파장무의존 광송수신기는 주변 온도 정보를 제공하는 온도 감지부를 더 포함하고,
    상기 송신광 제어부는 상기 레이저 광원의 순수 출력광 세기 및 상기 주변 온도를 고려하여 상기 제어 전류를 결정하는, 광통신 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 광선로 종단장치는, 광원부의 출력광 세기를 측정하고, 미리 설정된 광원부의 출력광 세기와 측정된 광의 세기를 비교하여 상기 광원부의 광출력이 정상인지 판단하고, 상기 광원부의 광출력이 비정상이면 경보를 발생하고, 상기 광원부의 광출력이 정상이면 상기 광신호를 전송하는, 광통신 시스템.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 광선로 종단장치는, 상기 파장 다중화된 광신호의 출력광 세기를 채널 별로 측정하고, OAM(operation, administration and management) 정보 형태로서 제공하는, 광통신 시스템.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 파장무의존 광송수신기는, 외부 장치와 상기 수신광, 상기 송신광 및 상기 외부 주입광의 초기 세기와 상기 산출된 외부 주입광 세기, 상기 레이저 광원의 순수 출력광 세기를 I2C 인터페이스를 통해 OAM(operation, administration and management) 정보 형태로서 수신 및 송신하는, 광통신 시스템
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