KR100475880B1 - An optical burst-mode receiver, and apparatus and method for automatically controlling optical input power of it - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 버스트 모드 광수신기의 입력 광세기 자동 제어 장치는, 입력 광신호를 동일한 신호인 제 1 광신호와 제 2 광신호로 분기하는 광파워 분배기와; 상기 광파워 분배기에서 분기한 상기 제 1 광신호를 광세기에 비례하는 전기신호로 변환하여 입력 광신호의 세기를 검출하는 신호처리부; 상기 광파워 분배기에서 분기된 상기 제 2 광신호를 일정시간 동안 지연시키는 광섬유 지연 라인; 및 상기 신호처리부에서 검출된 입력 광세기에 따라 감쇄크기를 조정하는 가변 광감쇄부를 포함한다.An apparatus for automatically controlling input light intensity of a burst mode optical receiver according to the present invention includes: an optical power splitter for splitting an input optical signal into a first optical signal and a second optical signal which are the same signals; A signal processor for converting the first optical signal branched from the optical power splitter into an electrical signal proportional to an optical intensity to detect an intensity of an input optical signal; An optical fiber delay line configured to delay the second optical signal branched from the optical power distributor for a predetermined time; And a variable light attenuator for adjusting the attenuation size according to the input light intensity detected by the signal processor.
이 같은 본 발명에 의하면, 버스트 모드 광수신기로 입력되는 광신호의 크기를 광학적인 방법으로 일정하게 만들어 줌으로써 고속으로 자동이득제어 기능을 수행해야 하는 전기회로부를 필요로 하지 않게 되므로 전기적 신호처리 기능의 단순화 및 속도 향상의 효과가 기대된다.According to the present invention, since the size of the optical signal input to the burst mode optical receiver is made constant by the optical method, it is not necessary to the electrical circuit portion that should perform the automatic gain control function at a high speed, so that the electrical signal processing function Simplifications and speed improvements are expected.
Description
본 발명은 광패킷 통신 시스템에서 이용되는 버스트 모드 형태의 광수신기에 관한 것으로, 특히 입력단에서 광학적으로 광신호의 파워레벨을 일정하게 자동 조절해 줄 수 있는 입력 광세기 자동제어 장치를 구비한 버스트 모드 광수신기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a burst mode type optical receiver used in an optical packet communication system, and more particularly to a burst mode having an input light intensity automatic control device capable of automatically and automatically adjusting a power level of an optical signal optically at an input terminal. It relates to a light receiver.
ATM(asynchronous transfer mode)/WDM(wavelength division multiplexing)/ Ethernet-PON(passive optical network), 광패킷 통신 시스템 등에서는 버스트 모드 형태의 광패킷을 수신하기 위하여 버스트 모드 광수신기를 필요로 한다.Asynchronous transfer mode (ATM) / wavelength division multiplexing (WDM) / passive optical network (Ethernet-PON), optical packet communication systems, and the like require a burst mode optical receiver to receive an optical packet in a burst mode.
인터넷이 일반 가정까지 보급됨으로써 가입자망을 고속화하기 위해서 고속 버스트 모드 광신호의 송수신기술에 대한 시장의 요구 또한 점점 커져가고 있다.As the Internet spreads to general households, the market demand for high speed burst mode optical signal transmission / reception technology is also increasing to speed up subscriber networks.
버스트 모드 광신호의 송수신에 대한 연구는 1990년대 초에 본격적으로 등장하기 시작한 수동형 광가입자 시스템에서 상향 신호 전송을 위해 꾸준히 진행되어 오고 있다. Research on the transmission and reception of burst mode optical signals has been steadily progressed for uplink signal transmission in passive optical subscriber systems, which began to appear in the early 1990s.
그러나 버스트 모드 광신호 송수신 기술은 연속 스트림형 광신호 송수신과 비교하여 전송속도 면에서 상당히 뒤쳐져 있다. 이는 광신호의 전송거리에 따라 버스트 모드 광신호의 세기와 전송지연시간이 변하기 때문에 클럭의 고속복원 및 데이터의 고속판별이 어렵기 때문이다.However, burst mode optical signal transmission / reception technology is far behind in transmission rate compared to continuous stream optical signal transmission / reception. This is because the strength of the burst mode optical signal and the transmission delay time vary depending on the transmission distance of the optical signal, so that high-speed restoration of the clock and high-speed determination of data are difficult.
따라서 고속으로 버스트 모드 광신호를 수신하기 위한 기술개발의 방향은 현재 두 가지로 나누어 설명할 수 있다.Therefore, the direction of technology development for receiving a burst mode optical signal at high speed can be explained in two ways.
첫째, 광신호의 세기 변화와 전송지연시간 변화 보상을 위한 특정 프레임 송수신기술을 이용하는 방식이다. 이 방식은 종래의 연속 스트림형 광수신기를 그대로 사용할 수 있으나, 정보를 전송하지 않을 때에도 동기유지를 위해 반복적인 비트 패턴을 전송해야 하는 문제가 있다.First, a method of using a specific frame transmission / reception technique for compensating for the variation of the intensity of the optical signal and the variation in the transmission delay time. This method can use a conventional continuous stream type optical receiver as it is, but there is a problem in that a repetitive bit pattern needs to be transmitted even when information is not transmitted.
둘째, 광패킷별로 신호의 세기와 전송지연시간의 변화를 검출하는 고속의 클럭/데이터 복원회로 기술을 이용하는 방식이다. 이 방식은 수신한 광신호의 첫 번째 펄스 폭 내에서 패킷과 패킷신호 크기에 관한 정보를 파악하고 이 값으로 데이터 판별회로의 레벨값을 설정하는 방법과, 클럭 추출 및 복원을 위해 포함된 프리앰블로부터 동기된 클럭을 추출하여 데이터를 재생시키는 방법이다.Second, a high-speed clock / data recovery circuit technique that detects a change in signal strength and transmission delay time for each optical packet is used. This method finds information about the packet and the packet signal size within the first pulse width of the received optical signal and sets the level value of the data discrimination circuit to this value, and from the preamble included for clock extraction and recovery. This is a method of reproducing data by extracting a synchronized clock.
최근 Gbps 급의 버스트 모드 광수신기 제품이 등장하고 있으나 아직까지는 성능이 양호하지 못한 상태이다. 또한, 일부 실험실에서 10Gbps 급의 버스트 모드 광신호 수신 성공 사례를 발표하고 있다. Recently, Gbps burst mode optical receiver products have appeared, but the performance is not good yet. In addition, some laboratories have announced success stories of receiving 10Gbps burst mode optical signals.
한편, 수동형 광네트워크의 집중노드의 처리 용량이 수십 ~ 수백 Gbps 이상이 되기 위해서는 개별 버스트 모드 광수신기의 동작속도가 10Gbps 이상은 되어야 한다.On the other hand, in order for the processing capacity of the intensive node of the passive optical network to be tens to hundreds of Gbps or more, the operation speed of the individual burst mode optical receiver must be 10 Gbps or more.
이러한 고속환경에서는 버스트 모드 광신호의 수신 기능을 전기적으로 처리하기보다는 광학적으로 처리하는 것이 바람직하다.In such a high-speed environment, it is preferable to optically process the reception function of the burst mode optical signal rather than electrically.
그러나, 종래의 버스트 모드 광수신기는 전송거리에 따른 광세기 변동 보상을 위한 자동이득 제어 기능을 전기회로로 구현하였으며, 이로 인해 광수신기가 고속의 신호처리가 가능한 전기회로를 필요로 하기 때문에, 전기회로 구현이 복잡해진다는 문제점이 있었다.However, the conventional burst mode optical receiver implements an automatic gain control function for compensating light intensity fluctuations according to the transmission distance as an electric circuit. As a result, the optical receiver requires an electric circuit capable of high-speed signal processing. There is a problem that the circuit implementation becomes complicated.
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 전기회로에 의존하던 기존의 버스트 모드 광수신기에서 전기회로의 신호처리 시간단축의 한계를 극복하고 회로를 단순화시키기 위한 버스트 모드 광수신기 및 버스트 모드 광수신기의 입력 광세기 자동 제어 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention is a burst mode optical receiver and a burst mode optical receiver for overcoming the limitation of shortening the signal processing time of the electrical circuit and simplifying the circuit in the conventional burst mode optical receiver which was dependent on the electrical circuit. An object of the present invention is to provide an apparatus and a method for automatically controlling the input light intensity.
본 발명의 특징에 따른 버스트 모드 광수신기의 입력 광세기 자동제어 장치는, The input light intensity automatic control device of a burst mode optical receiver according to a feature of the present invention,
버스트 모드 광수신기로 입력되는 광신호의 세기를 일정하게 만들기 위한 입력 광세기 자동제어 장치에 있어서, 입력 광신호를 동일한 신호인 제 1 광신호와 제 2 광신호로 분기하는 광파워 분배기; 상기 광파워 분배기에서 분기한 상기 제 1 광신호를 광세기에 비례하는 전기신호로 변환하여 입력 광신호의 세기를 검출하는 신호처리부; 상기 광파워 분배기에서 분기된 상기 제 2 광신호를 일정시간 동안 지연시키는 광섬유 지연 라인; 및 상기 신호처리부에서 검출된 입력 광세기에 따라 감쇄크기를 조정하는 가변 광감쇄부를 포함한다.An apparatus for automatically controlling input light intensity for making a constant intensity of an optical signal input to a burst mode optical receiver, comprising: an optical power splitter for splitting an input optical signal into a first optical signal and a second optical signal which are the same signals; A signal processor for converting the first optical signal branched from the optical power splitter into an electrical signal proportional to an optical intensity to detect an intensity of an input optical signal; An optical fiber delay line configured to delay the second optical signal branched from the optical power distributor for a predetermined time; And a variable light attenuator for adjusting the attenuation size according to the input light intensity detected by the signal processor.
상기 신호처리부는, 상기 제 1 광신호를 광신호에 비례하는 전기신호로 변환하는 포토다이오드; 상기 포토다이오드에서 변환한 전기신호를 증폭시키는 전달 임피던스 증폭기; 및 상기 전달 임피던스 증폭기에서 증폭시킨 전기신호를 디지털 신호로 변환시키기 위한 아날로그-디지털 변환부를 포함할 수 있다.The signal processing unit may include: a photodiode converting the first optical signal into an electrical signal proportional to the optical signal; A transfer impedance amplifier for amplifying the electrical signal converted by the photodiode; And an analog-digital converter for converting the electrical signal amplified by the transfer impedance amplifier into a digital signal.
상기 가변 광감쇄부는, 상기 아날로그-디지털 변환부로부터 변환된 디지털 광신호를 수신하여 입력 광신호의 세기를 판단하여 감쇄량을 계산하는 프로세서; 상기 프로세서에서 계산된 감쇄량에 따라 구동신호를 출력하는 구동회로; 및 상기 구동회로의 구동신호에 따라 상기 광파워 분배기와 상기 광섬유 지연 라인을 거쳐 일정시간 지연된 상기 제 2광신호를 감쇄시켜 출력하는 가변 광감쇄기를 포함하는 것이 바람직하다.The variable optical attenuator may include: a processor configured to receive a digital optical signal converted from the analog-digital converter and determine an intensity of an input optical signal to calculate an attenuation amount; A driving circuit outputting a driving signal according to the attenuation amount calculated by the processor; And a variable optical attenuator for attenuating and outputting the second optical signal delayed for a predetermined time through the optical power distributor and the optical fiber delay line according to the driving signal of the driving circuit.
또한, 상기 광신호 지연기에서 제 2광신호를 지연하는 일정시간은, 상기 제 1 광신호에 기초하여 상기 구동회로가 상기 가변 광감쇄기를 제어하는데 걸리는 시간인 것을 특징으로 한다.The predetermined time for delaying the second optical signal by the optical signal retarder may be a time required for the driving circuit to control the variable optical attenuator based on the first optical signal.
한편, 본 발명의 특징에 따른 버스트 모드 광수신기의 입력 광세기 자동제어 방법은, On the other hand, the automatic input light intensity control method of the burst mode optical receiver according to a feature of the present invention,
(a) 입력되는 광신호로부터 동일한 광신호인 제 1 광신호 및 제 2 광신호를 분기하는 단계; (b) 상기 분기된 제 1 광신호를 신호 세기에 비례하는 전기신호로 변환하여 증폭하고, 디지털신호로 변환하는 단계; (c) 상기 분기된 제 2 광신호를 일정시간 지연시키는 단계; (d) 상기 변환된 디지털 신호를 이용하여 상기 분기된 제 1 광신호의 세기를 판단하고, 상기 제 1 광신호의 세기에 기초하여 상기 분기된 제 2 광신호를 감쇄시키기 위한 구동신호를 출력하는 단계; 및 (e) 상기 구동신호에 기초하여 상기 지연된 제 2 광신호의 크기를 감쇄시키는 단계를 포함한다.(a) dividing a first optical signal and a second optical signal, which are the same optical signal, from the input optical signal; (b) converting the branched first optical signal into an electrical signal proportional to signal strength and amplifying the converted optical signal; (c) delaying the branched second optical signal by a predetermined time; (d) determining the strength of the branched first optical signal using the converted digital signal and outputting a driving signal for attenuating the branched second optical signal based on the strength of the first optical signal step; And (e) attenuating the magnitude of the delayed second optical signal based on the driving signal.
상기 제 2 광신호가 지연되는 일정시간은 상기 제 1 광신호를 이용하여 광신호의 세기를 판단하기까지의 시간인 것을 특징으로 한다.The predetermined time period during which the second optical signal is delayed may be a time until the strength of the optical signal is determined using the first optical signal.
또한, 본 발명의 특징에 따른 버스트 모드 광수신기는,In addition, a burst mode optical receiver according to a feature of the present invention,
입력된 광신호를 동일한 광신호인 제 1 광신호와 제 2 광신호로 분기하고, 상기 제 1 광신호의 광세기에 기초하여 상기 제 2광신호를 가변 감쇄시켜, 상기 제 2 광신호가 일정한 파워 레벨을 갖도록 하는 자동 이득 제어 장치; 상기 자동이득제어 장치로부터 출력되는 일정크기의 제 2광신호를 입력받아 전기신호로 변환하여 출력하는 광신호 변환장치; 상기 광신호 변환장치에서 변환된 전기신호로부터 버스트 모드 신호의 클럭을 추출하여 복원하는 클럭복원장치; 및 상기 클럭 복원장치로부터 복원된 클럭을 입력받아 상기 광신호 변환장치에서 변환한 전기신호의 데이터 신호를 재생하는 신호판별장치를 포함한다.The input optical signal is divided into a first optical signal and a second optical signal which are the same optical signals, and the second optical signal is variably attenuated based on the light intensity of the first optical signal so that the second optical signal has a constant power. An automatic gain control device to have a level; An optical signal conversion device which receives a second optical signal having a predetermined size output from the automatic gain control device, converts the second optical signal into an electrical signal, and outputs the electrical signal; A clock restoring apparatus for extracting and restoring a clock of a burst mode signal from the electrical signal converted by the optical signal converter; And a signal discriminating device which receives a clock recovered from the clock recovering device and reproduces a data signal of an electrical signal converted by the optical signal converting device.
상기 입력 광세기 자동 제어 장치는, 입력 광신호를 동일한 신호인 제 1 광신호와 제 2 광신호로 분기하는 광파워 분배기; 상기 광파워 분배기에서 분기한 상기 제 1 광신호를 광세기에 비례하는 전기신호로 변환하여 입력 광신호의 세기를 검출하는 신호처리부; 상기 광파워 분배기에서 분기된 상기 제 2 광신호를 일정시간 동안 지연시키는 광섬유 지연 라인; 및 상기 신호처리부에서 검출된 입력 광세기에 따라 감쇄크기를 조정하는 가변 광감쇄부를 포함하는 것이 바람직하다.The automatic input light intensity control apparatus includes an optical power splitter for splitting an input optical signal into a first optical signal and a second optical signal that are the same signal; A signal processor for converting the first optical signal branched from the optical power splitter into an electrical signal proportional to an optical intensity to detect an intensity of an input optical signal; An optical fiber delay line configured to delay the second optical signal branched from the optical power distributor for a predetermined time; And a variable light attenuator for adjusting the attenuation size according to the input light intensity detected by the signal processor.
상기 신호처리부는, 상기 제 1 광신호를 광신호에 비례하는 전기신호로 변환하는 포토다이오드; 상기 포토다이오드에서 변환한 전기신호를 증폭시키는 전달 임피던스 증폭기; 및 상기 전달 임피던스 증폭기에서 증폭시킨 전기신호를 디지털 신호로 변환시키기 위한 아날로그-디지털 변환부를 포함하는 것이 바람직하다.The signal processing unit may include: a photodiode converting the first optical signal into an electrical signal proportional to the optical signal; A transfer impedance amplifier for amplifying the electrical signal converted by the photodiode; And an analog-to-digital converter for converting the electrical signal amplified by the transfer impedance amplifier into a digital signal.
그리고, 상기 가변 광감쇄부는, 상기 아날로그-디지털 변환부로부터 변환된 디지털 광신호를 수신하여 입력 광신호의 세기를 판단하여 감쇄량을 계산하는 프로세서; 상기 프로세서에서 계산된 감쇄량에 따라 구동신호를 출력하는 구동회로; 및 상기 구동회로의 구동신호에 따라 상기 광파워 분배기와 상기 광섬유 지연 라인을 거쳐 일정시간 지연된 상기 제 2광신호를 감쇄시켜 출력하는 가변 광감쇄기를 포함하는 것이 바람직하다.The variable optical attenuation unit may include: a processor configured to receive a digital optical signal converted from the analog-digital conversion unit, determine an intensity of an input optical signal, and calculate an attenuation amount; A driving circuit outputting a driving signal according to the attenuation amount calculated by the processor; And a variable optical attenuator for attenuating and outputting the second optical signal delayed for a predetermined time through the optical power distributor and the optical fiber delay line according to the driving signal of the driving circuit.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 자세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention;
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 버스트 모드 광수신기의 구조를 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram showing the structure of a burst mode optical receiver according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 버스트 모드 광수신기는 버스트 모드 광수신장치(100)와, 입력광세기 자동 제어장치(200)를 포함한다.As shown in FIG. 1, a burst mode optical receiver according to an embodiment of the present invention includes a burst mode optical receiver 100 and an automatic input light intensity control apparatus 200.
버스트 모드 광수신장치(100)는 포토다이오드/전달 임피던스 증폭부(Photo-Diode/ Trans-Impedance Amplifier; PD/TIA)(110)와, 신호판별회로(120)와, 클럭복원회로(130)를 포함한다.The burst mode optical receiver 100 includes a photo-diode / trans-impedance amplifier (PD / TIA) 110, a signal discrimination circuit 120, and a clock recovery circuit 130. Include.
PD/TIA(110)는 수신되는 광신호를 포토다이오드(PD; Photo-Diode)에서 전기신호로 변환하고, 전달 임피던스 증폭부(TIA; Trans-Impedance Amplifier)에서 증폭한다.The PD / TIA 110 converts the received optical signal into an electrical signal in a photodiode (PD) and amplifies it in a transimpedance amplifier (TIA).
그리고 클럭복원회로(130)는 PD/TIA(110)에서 전기신호로 변환되어 증폭된 광신호의 클럭을 추출하여 복원하고, 복원된 클럭을 출력한다.The clock recovery circuit 130 extracts and restores the clock of the optical signal which is converted into an electrical signal in the PD / TIA 110 and amplified, and outputs the restored clock.
신호판별회로(120)는 클럭복원회로(130)에서 출력하는 복원된 클럭과, PD/TIA(110)에서 전기신호로 변환하여 증폭한 광신호를 이용하여 원래의 데이터 신호를 재생한다.The signal discrimination circuit 120 reproduces the original data signal using the restored clock output from the clock recovery circuit 130 and the optical signal converted and amplified by the PD / TIA 110 into an electrical signal.
상기한 버스트 모드의 동작을 간단히 설명하면 다음과 같다.Brief description of the operation of the burst mode is as follows.
버스트 모드 광신호가 입력되면 PD/TIA(110)는 광신호를 전기신호로 변환하여 증폭하고, 상기 전기신호로 변환되어 증폭된 광신호는 신호판별회로(120)와 클럭복원회로(130)로 입력된다.When the burst mode optical signal is input, the PD / TIA 110 converts the optical signal into an electrical signal and amplifies the optical signal. The PD / TIA 110 converts the optical signal into an electrical signal and inputs the signal to the signal discrimination circuit 120 and the clock restoration circuit 130. do.
클럭복원회로(130)는 PD/TIA(110)에서 전기신호로 변환되어 증폭된 광신호를 입력받아 클럭을 추출하여 복원하고, 복원된 클럭을 신호판별회로(120)에 제공한다.The clock recovery circuit 130 receives an optical signal converted and converted into an electrical signal by the PD / TIA 110, extracts a clock, restores the clock, and provides the restored clock to the signal discrimination circuit 120.
신호판별회로(120)는 클럭복원회로(130)에서 제공하는 복원된 클럭신호에 따라 PD/TIA(110)에서 전기신호로 변환하여 증폭한 광신호를 데이터 신호로 재생한다.The signal discrimination circuit 120 reproduces the optical signal amplified by converting the PD / TIA 110 into an electrical signal according to the restored clock signal provided by the clock recovery circuit 130 as a data signal.
상기와 같이, 본 발명에 따른 버스트 모드 광수신장치(100)가 동작하기 위해서는, PD/TIA(110)에 일정크기로 유지된 광신호를 입력하는 것이 중요한데, 이를 위하여 먼저 입력 광세기 자동제어 장치(200)가 입력 광신호를 수신하여 일정크기의 광신호로 만들어 버스트 모드 광수신장치(100)로 전달하도록 한다.As described above, in order for the burst mode optical receiver 100 according to the present invention to operate, it is important to input an optical signal maintained at a constant size to the PD / TIA 110. The 200 receives the input optical signal to make an optical signal of a predetermined size, and transmits it to the burst mode optical receiver 100.
이것은, 상술한 바와 같이 버스트 모드 광신호의 전송은 전송거리에 따라 광신호의 세기와 전송지연시간이 변화하기 때문에 신호의 세기를 일정크기로 제어하지 않은 상태에서는 고속으로 수신되는 광신호의 정확한 복원이 어렵기 때문이다.This is because, as described above, in the transmission of the burst mode optical signal, since the intensity and the transmission delay time of the optical signal change according to the transmission distance, accurate restoration of the optical signal received at high speed without controlling the signal intensity to a certain size Because this is difficult.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 도 1의 입력 광세기 자동제어 장치(200)의 구조를 나타낸 블록도이다. 2 is a block diagram showing the structure of the automatic input light intensity control apparatus 200 of FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 입력 광세기 자동제어 장치(200)는 광파워 분배기(210)와, 광섬유 지연 라인(Fiber Delay Line; FDL)(220)과, 가변 광감쇄기(230)와, 구동회로(250)와, 프로세서(250)와, 아날로그 디지털 변환기(Analog to Digital Converter; ADC)(260)와, 전달 임피던스 증폭부(Trans-Impedance Amplifier; TIA)(270)와, 포토다이오드(Photo-Diode; PD)(280)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the automatic input light intensity control apparatus 200 includes an optical power distributor 210, an optical fiber delay line (FDL) 220, a variable optical attenuator 230, and a driving circuit ( 250, a processor 250, an analog to digital converter (ADC) 260, a trans-impedance amplifier (TIA) 270, and a photo-diode; PD) 280.
광파워 분배기(210)는 입력되는 버스트 모드 광신호를 2개의 같은 신호로 분기하여 FDL(220)와, PD(280)에 각각 입력한다.The optical power distributor 210 splits the input burst mode optical signal into two identical signals and inputs them to the FDL 220 and the PD 280, respectively.
PD(280)와, TIA(270)과 ADC(260)는 광파워 분배기(210)가 분기한 하나의 광신호를 전기신호로 변환하는 신호처리 동작을 수행하는 신호처리부(a)를 구성한다.The PD 280, the TIA 270, and the ADC 260 constitute a signal processing unit a for performing a signal processing operation for converting an optical signal branched by the optical power divider 210 into an electrical signal.
또한, 프로세서(250)와, 구동회로(230)와, 가변 광감쇄기(230)는 광파워 분배기가 분기한 또 다른 하나의 광신호가 FDL(220)을 통해 지연 입력될 때 이를 일정한 크기의 광신호로 감쇄시켜 출력하는 가변 광감쇄부(b)를 구성한다.In addition, the processor 250, the driving circuit 230, and the variable optical attenuator 230 are optical signals having a constant size when another optical signal branched by the optical power distributor is delayed through the FDL 220. The variable optical attenuator b is attenuated and output.
신호처리부(a)에서 PD(280)는 입력된 버스트 모드 광신호를 광세기에 비례하는 전류로 변환하며, TIA(270)는 PD(280)에서 변환한 전류신호를 전압신호로 변환하여 증폭시킨다.In the signal processing unit (a), the PD 280 converts the input burst mode optical signal into a current proportional to the light intensity, and the TIA 270 converts the current signal converted by the PD 280 into a voltage signal and amplifies it. .
그리고 ADC(260)는 TIA(270)에서 전압신호로 변환되어 증폭된 전압신호를 디지털 신호로 변환한다.The ADC 260 converts the voltage signal amplified and converted into a voltage signal by the TIA 270 into a digital signal.
그리고, 가변 광감쇄부(b)에서 프로세서(250)는 ADC(260)에서 변환한 디지털 신호의 출력값을 읽음으로써 입력 광신호의 세기를 판단하고, 판단한 광신호의 세기에 기초하여 광감쇄량을 계산한다.In the variable light attenuator b, the processor 250 determines the intensity of the input optical signal by reading the output value of the digital signal converted by the ADC 260, and calculates the amount of light attenuation based on the determined intensity of the optical signal. do.
구동회로(240)는 프로세서(250)가 계산한 감쇄량에 해당하는 구동신호를 출력한다.The driving circuit 240 outputs a driving signal corresponding to the attenuation amount calculated by the processor 250.
가변 광감쇄기(230)는 구동회로(240)의 구동신호에 따라 광신호의 세기를 일정크기가 되도록 가변 감쇄하여 출력한다.The variable optical attenuator 230 attenuates and outputs the intensity of the optical signal to a predetermined size according to the driving signal of the driving circuit 240.
이때, 가변 광감쇄기(230)에서 가변감쇄를 하는 광신호는 광파워 분배기(210)에서 분기한 버스트 모드 광신호 중에서 FDL(220)를 거쳐 감쇄를 위한 구동신호의 출력까지 걸리는 시간동안 지연되어 입력된다.In this case, the optical signal that is variable attenuated by the variable optical attenuator 230 is delayed for a time taken from the burst mode optical signal branched by the optical power divider 210 to the output of the drive signal for attenuation via the FDL (220) do.
본 발명의 실시 예에 따른 입력 광세기 자동제어 장치(200)를 이용한 버스트 모드 광수신기의 자동이득제어 방법은 다음과 같다.An automatic gain control method of a burst mode optical receiver using the input light intensity automatic control device 200 according to an embodiment of the present invention is as follows.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 버스트 모드 광수신기의 입력 광세기 자동제어 방법의 동작 순서도이다.3 is an operation flowchart of a method for automatically controlling input light intensity of a burst mode optical receiver according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 입력 광세기 자동제어 장치(200)에 광신호가 입력되면(S301), 광파워 분배기(210)에서 입력된 광신호와 같은 또 하나의 광신호를 분기하여 두개의 같은 광신호로 만들고, 하나는 PD(280)에 다른 하나는 FDL(220)로 내보낸다(S302).Referring to FIG. 3, when an optical signal is input to the automatic input light intensity control apparatus 200 (S301), the same optical signal is divided by splitting another optical signal, such as the optical signal input from the optical power distributor 210. One to the PD (280) and the other to the FDL (220) (S302).
그리고, PD(280)로 입력된 광신호는 광세기에 비례하는 전류신호로 변환하고, TIA(270)에서 변환된 전류신호를 전압신호로 변환하여 증폭된다(S303).The optical signal input to the PD 280 is converted into a current signal proportional to the light intensity, and amplified by converting the current signal converted by the TIA 270 into a voltage signal (S303).
상기 단계 S303에서 전압신호로 변환되어 증폭된 광신호를 ADC(260)가 디지털 신호로 변환한다(S304).In step S303, the ADC 260 converts the optical signal converted into a voltage signal and amplified into a digital signal (S304).
버스트 모드 광신호가 변환된 디지털 신호를 이용하여 프로세서(250)는 광신호의 세기값을 추출하고(S305), 이를 이용하여 감쇄량을 결정한다(S306).The processor 250 extracts the intensity value of the optical signal using the digital signal converted into the burst mode optical signal (S305), and determines the amount of attenuation using the digital signal (S306).
구동회로(240)는 프로세서(250)가 결정한 감쇄량에 해당하는 구동신호를 출력하여, 일정한 광신호가 출력될 수 있도록 가변 광감쇄기(230)를 구동시킨다(S307).The driving circuit 240 outputs a driving signal corresponding to the attenuation amount determined by the processor 250, and drives the variable optical attenuator 230 to output a constant optical signal (S307).
그리고 상기 PD(280)로 입력된 버스트 모드 광신호를 이용하여 가변 광감쇄기(230)를 구동하는 신호를 출력하는 동안의 일정시간을, FDL(220)가 상기 단계 S302에서 입력한 다른 버스트 모드 신호를 라인 내에 머무르게 함으로써 시간지연을 시킨다.In addition, the FDL 220 inputs another burst mode signal input by the FDL 220 in step S302 while outputting a signal for driving the variable optical attenuator 230 using the burst mode optical signal input to the PD 280. The time delay is caused by keeping in the line.
그리고 가변 광감쇄기(230)를 구동하기 위한 구동신호가 구동회로(240)에서 출력되어 가변 광감쇄기(230)가 동작을 하기 시작하면, FDL(220) 내의 버스트 모드 광신호가 가변 광감쇄기(230)로 입력되면서 일정한 크기로 맞추어진 광신호가 된다(S308).When the driving signal for driving the variable optical attenuator 230 is output from the driving circuit 240 and the variable optical attenuator 230 starts to operate, the burst mode optical signal in the FDL 220 is changed into the variable optical attenuator 230. As it is input to the optical signal is adjusted to a certain size (S308).
상기와 같이 일정한 크기로 맞추어진 광신호는 버스트 모드 광수신기(100)로 수신되어 데이터 신호로 복원된다.The optical signal adjusted to a predetermined size as described above is received by the burst mode optical receiver 100 and restored to the data signal.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 버스트 모드 광수신기에서 수신하는 버스트 모드 광신호를 미리 일정한 크기로 제어하기 때문에, 전기회로로 이를 해결하던 종래의 기술에 비하여 신호 처리시간을 단축할 수 있다.As described above, according to the present invention, since the burst mode optical signal received by the burst mode optical receiver is controlled to a predetermined size in advance, the signal processing time can be shortened as compared with the conventional technology which solved this by an electric circuit. .
또한, 버스트 모드 광수신기에서도 일정한 크기의 광신호를 입력받을 수 있으므로, 클럭을 복원하여 데이터신호로 변환하는 장치만을 구성하여 버스트 모드 광수신기 자체의 전기회로를 단순화시켜 성능을 개선시키는 효과가 있다.In addition, since the burst mode optical receiver can receive an optical signal having a constant size, only an apparatus for restoring a clock and converting the signal into a data signal can simplify the electrical circuit of the burst mode optical receiver itself, thereby improving performance.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 버스트 모드 광수신기의 구조를 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram showing the structure of a burst mode optical receiver according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 도 1의 입력 광세기 자동제어 장치의 구조를 나타낸 블록도이다.FIG. 2 is a block diagram illustrating a structure of an input light intensity automatic control device of FIG. 1 according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 버스트 모드 광수신기의 입력 광세기 자동제어 방법의 동작 순서도이다.3 is an operation flowchart of a method for automatically controlling input light intensity of a burst mode optical receiver according to an exemplary embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분의 간단한 설명><Brief description of the main parts of the drawings>
100 : 버스트 모드 광수신기 110 : PD/TIA100: burst mode optical receiver 110: PD / TIA
120 : 신호판별회로 130 : 클럭복원회로120: signal discrimination circuit 130: clock recovery circuit
200 : 입력 광세기 자동제어 210 : 광파워 분배기200: automatic control of input light intensity 210: optical power distributor
220 : FDL 230 : 가변 광감쇄기220: FDL 230: variable optical attenuator
240 : 구동회로 250 : 프로세서240: driving circuit 250: processor
260 : ADC 270 : TIA260: ADC 270: TIA
280 : PD280: PD
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