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KR100840920B1 - 광부호 다중 통신 방법, 광부호 다중 통신 시스템, 부호화 장치 및 복호 장치 - Google Patents

광부호 다중 통신 방법, 광부호 다중 통신 시스템, 부호화 장치 및 복호 장치 Download PDF

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KR100840920B1
KR100840920B1 KR1020050031179A KR20050031179A KR100840920B1 KR 100840920 B1 KR100840920 B1 KR 100840920B1 KR 1020050031179 A KR1020050031179 A KR 1020050031179A KR 20050031179 A KR20050031179 A KR 20050031179A KR 100840920 B1 KR100840920 B1 KR 100840920B1
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KR
South Korea
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wavelength
optical pulse
transmission path
pulse train
optical
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아키히코 니시키
겐스케 사사키
슈코 고바야시
사토코 구츠자와
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오끼 덴끼 고오교 가부시끼가이샤
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Abstract

(과제) 더욱 장거리의 전송을 가능하게 하는 시간확산-파장 호핑 부호를 사용하는 광부호 다중 통신 방법, 광부호 다중 통신 시스템, 부호화 장치 및 복호 장치를 제공한다.
(해결 수단) 부호기 (41d) 에 의해 파장 다중 펄스로부터 다파장 광펄스열을 생성하고, 전송로 (42) 를 통해 시간확산-파장 호핑 부호인 다파장 광펄스열을 전송하여 지연시간차 보상형 복호기 (43a) 에 의해 다파장 광펄스열의 개개의 광펄스 사이의 지연시간차를 보상하고, 다파장 광펄스열로부터 파장 다중 펄스를 복호하여 분산 슬로프 보상기 (43b) 에 의해 복호된 파장 다중 펄스를 구성하는 개개의 광펄스의 시간적 확산을 보상한다.
Figure R1020050031179
광부호 다중 통신, 다파장 광펄스열

Description

광부호 다중 통신 방법, 광부호 다중 통신 시스템, 부호화 장치 및 복호 장치{OPTICAL CODE MULTIPLE COMMUNICATION METHOD, OPTICAL CODE MULTIPLE COMMUNICATION SYSTEM, ENCODING DEVICE AND DECODING DEVICE}
도 1 은 시간확산-파장 호핑 방식의 광부호 다중 통신에서의 부호화와 복호의 원리를 나타내는 설명도이다.
도 2 는 시간확산-파장 호핑 방식의 광부호 다중 통신에서의 부호기와 지연시간 보상 기능 포함 복호기를 나타내는 설명도이다.
도 3 은 본 발명의 제 1 실시형태의 광부호 다중 통신 시스템 (즉 제 1 실시형태의 광부호 다중 통신 방법을 실시할 수 있는 시스템) 의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4 는 부호기의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5 는 지연시간 보상형 복호기의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6(a) 내지 6(c) 는 분산슬로프 보상기의 반사율 특성, 군지연시간 특성 및 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7(a) 내지 7(d) 는 부호기의 입력펄스의 파형, 부호기로부터의 출력펄스의 파형, 복호기에 의한 복호 후의 파형, 분산슬로프 보상기에 의한 보상 후의 파형을 나타내는 도면이다.
도 8 은 본 발명의 제 2 실시형태의 광부호 다중 통신 시스템 (즉, 제 2 실시형태의 광부호 다중 통신 방법을 실시할 수 있는 시스템) 의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 9 는 본 발명의 제 3 실시형태의 광부호 다중 통신 시스템 (즉, 제 3 실시형태의 광부호 다중 통신 방법을 실시할 수 있는 시스템) 의 구성을 나타내는 블록도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
41, 51, 61: 송신기
41a, 51a, 61a: 다파장 펄스 광원
41b, 51b, 61b: 데이터신호 발생기
41c, 51c, 61c: 변조기
41d, 51d, 61d: 부호기
42, 52, 62: 전송로
42a, 52a, 62a: SMF
42b, 52b, 62b: 광증폭기
43, 53, 63: 복호 장치
43a, 53a, 63a: 지연시간차 보상형 복호기
43b, 51e, 61e, 63b: 분산슬로프 보상기
44, 54, 64: 수신기
45, 47, 49a: 광 서큘레이터
46a, …, 46d: FBG
48a, …, 48d: FBG
49b: 샘플된 FBG
[비특허문헌 1] 웨이 외 (Wei et al.), 「다중의 동시 사용자를 갖는 광고속 주파수-호핑 CDMA 시스템의 BER 성능 (BER Performance of an Optical Fast Frequency-Hopping CDMA System with Multiple Simultaneous Users)」, OFC2003, Technical Digest, 제2권, ThQ1, p.544-546
[비특허문헌 2] 이와무라 외 (Iwamura et al.), 「분산 보상 디바이스가 없이 장거리 송신을 위한 FBG 기반 광부호 부호화기/복호기 (FBG based Optical Code En/Decoder for long distance transmission without dispersion compensating devices)」, OFC2004, Technical Digest, WK6
[비특허문헌 3] 부랴크 외 (Buryak et al.), 「다중채널 파이버 브래그 그레이팅을 위한 굴절율 샘플링의 최적화 (Optimization of Refractive Index Sampling for Multichannel Fiber Bragg Gratings)」 IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS), 제39권, 넘버 1, p.91-98, 2003년 1월
본 발명은 시간확산-파장 호핑 부호를 사용하는 광부호 다중 통신 방법, 이 광부호 다중 통신 방법을 실시할 수 있는 광부호 다중 통신 시스템, 이 광부호 다중 통신 시스템을 구성하는 부호화 장치 및 광부호 다중 통신 시스템을 구성하는 복호 장치에 관한 것으로, 특히 광부호 다중 통신에서의 파장 분산 보상에 관한 것이다.
도 1 은 시간확산-파장 호핑 방식의 광부호 다중 통신에서의 부호화와 복호의 원리를 나타내는 설명도이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 부호기 (10) 는 다파장의 (예를 들어 반사파장이 λ1, λ3, λ4, λ2 임) 파이버 브래그 그레이팅 (fiber bragg grating, FBG; 10a, …, 10d) 가 종렬 접속된 구조를 갖고 있다. 광 서큘레이터 (34) 를 개재하여 부호기 (10) 에 FBG (10a, …, 10d) 의 반사파장에 대응하는 파장 다중 펄스 (30) 가 입력되면, 하나의 파장 다중 펄스 (30) 로부터 부호기 (10) 에 설정된 부호 (즉, 부호기 (10) 의 구조) 에 의해 결정되는 확산시간에 파장이 다른 4개의 광펄스 (31a, …, 31d) 로 이루어지는 다파장 광펄스열이 생성되어, 광 서큘레이터 (34) 를 개재하여 전송로 (35) 로 출력된다. 이 다파장 광펄스열이 부호화된 광신호이다. 부호기 (10) 와 동일 부호인 (즉, 부호기 (10) 와 동일 부호를 다루는 구조를 가짐) 복호기 (20) 는 부호기 (10) 에서의 FBG (10a, …, 10d) 의 종렬 구조와 반대인 FBG (20d, …, 20a) 의 종렬 구조를 갖고 있다. 따라서, 복호기 (20) 는 부호기 (10) 와 반대인 군지연시간 특성을 갖고 있고, 광 서큘레이터 (36) 를 개재하여 복호기 (20) 에 부호화 신호 (광펄스 (31a, …, 31d)) 가 입력되면, 시간확산된 4파장의 광펄스가 동일 타이밍으로 정렬 되고 자기상관 파형의 파장 다중 펄스 (33) 가 생성되어 광 서큘레이터 (36) 를 개재하여 출력된다.
복호기 (20) 에 부호화 신호가 입력되면, 부호가 일치하는 (부호기 (10) 와 복호기 (20) 의 다파장 FBG 의 종렬 구조가 거울상 관계에 있는) 경우는, 시간확산된 다파장 광펄스 (31a, …, 31d) 의 상대적인 시간배치가 보정되어, 자기상관 파형의 파장 다중 펄스 (33) 가 얻어진다. 부호가 일치하지 않는 (부호기 (10) 와 복호기 (20) 의 다파장 FBG 의 종렬 구조가 거울상 관계가 아닌) 경우는, 시간확산된 다파장 광펄스 (31a, …, 31d) 의 상대적인 시간배치가 더욱 확산되어, 상호상관 파형 (도시생략) 이 얻어진다.
일반적으로 시간확산-파장 호핑 부호를 사용하는 광부호 다중 통신은, 상기의 비특허문헌 1 에 개시된 바와 같이 시간영역에 확산된 복수파장 (넓은 주파수 대역) 의 광신호를 부호화 신호로서 사용하기 때문에, 전송거리가 길고 전송신호레이트가 빠를수록 전송로의 파장 분산의 영향을 받기 쉽다는 특징이 있다. 표준적인 SMF 로 이루어지는 전송로는 약 17ps/(㎚·㎞) 의 파장 분산 특성을 갖고 있기 때문에, 전송로를 부호화된 광신호가 전파되면 그 전송거리에 따라 부호화 신호를 구성하는 다파장 광펄스 사이의 상대적인 시간배치가 변화되어, 부호기와 동일 부호의 복호기를 사용하였다고 해도 도 1 에 나타내는 바와 같은 자기상관 파형을 얻을 수는 없다 (즉, 양호한 복호가 불가능하다). 따라서, 시간확산-파장 호핑 부호를 사용하는 광부호 다중 통신을 파장 분산이 있는 전송로에 적용하고자 하는 경우, 부호기에 입력하는 광신호 펄스폭에 대하여 충분히 작은 레벨까지 파장 분산 을 보상하지 않으면 양호한 자기상관 파형이 얻어지지 않는다. 그러나, 개개의 전송로의 파장 분산을 파장 분산 보상 화이버 등의 이미 알려진 수단에 의해 보상하는 경우에는 큰 사이즈, 큰 전송손실 및 막대한 비용이 필요해진다.
이러한 과제에 반하여, 파장 분산의 영향을 간이하게 저감시키기 위해, 상기의 비특허문헌 2 에서는 FBG 형 복호기에 파장 분산에 의한 영향 중, 광부호화 신호의 파장대역 (주파수대역) 의 지연시간차를 FBG 형 복호기의 구성에 의해 보상하는 기술이 개시되어 있다. 이 기술에 의하면, 전송속도 10Gbps 에서 SMF 40km 의 전송을 달성하고 있다. 도 2 는 시간확산-파장 호핑 방식의 광부호 다중 통신에서의 부호기와 지연시간 보상 기능 포함 복호기를 나타내는 설명도이다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, SMF 40㎞ 의 전송을 하는 경우, 부호기 (10) 로 생성된 직후의 광펄스열 (광펄스 (31a, …, 31d)) 은 SMF 의 전송에 수반되어 파장간 지연시간차를 증가시킨 광펄스열 (광펄스 (32a, …, 32d)) 이 된다. 따라서, 복호기 (21) 는 부호기 (10) 와 반대의 지연시간 특성과 SMF 전송로의 파장 분산에 의해 발생하는 파장간 지연시간차를 보상하는 지연시간 특성을 가산한 지연시간 특성을 갖고 있다.
그러나, 도 2 에 나타내는 복호기 (21) 를 사용하더라도 보상되는 것은 파장차와 전파거리에 기인하는 지연시간차뿐이고, 화이버의 분산에 기인하는 개개의 광펄스의 확산을 보상할 수는 없었다. 따라서, 전송거리가 길어질수록 자기상관 파형의 폭이 넓어지고, 마침내는 인접 광신호와 겹쳐, 수신할 수 없게 된다. 이와 같이, 도 2 에 나타내는 복호기 (21) 를 사용하더라도 보상하고 있는 것은 광신호 파장 간의 지연시간차뿐이며, 전송로의 분산슬로프에 기인하는 광신호 펄스폭의 확산을 보상하고 있지 않기 때문에, 전송거리를 더 늘릴 수는 없었다.
또한 상기한 비특허문헌 3 에는 분산슬로프 보상에 관한 기술이 설명되어 있지만, 1개의 통신채널에 복수의 파장을 사용하는 시간확산-파장 호핑 방식의 광부호 다중 통신의 전송로에서 열화된 부호화 파형의 보상에 적용하는 기술은 개시되어 있지 않다.
그래서 본 발명은, 상기한 바와 같은 종래 기술의 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적은 시간확산-파장 호핑 방식의 광신호의 장거리 전송을 가능하게 하는 광부호 다중 통신 방법, 그 방법을 실시할 수 있는 광부호 다중 통신 시스템, 이 시스템을 구성하는 부호화 장치 및 복호 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 광부호 다중 통신 방법은, 파장 다중 펄스로부터 다파장 광펄스열을 생성하는 단계와, 시간확산-파장 호핑 방식에 의해 전송로를 통해 상기 다파장 광펄스열을 전송하는 단계와, 상기 전송로를 통해 전송된 다파장 광펄스열로부터 파장 다중 펄스를 복호하는 단계와, 상기 전송로를 통해 상기 다파장 광펄스열을 전송하는 단계에서 발생하는 상기 다파장 광펄스열의 개개의 광펄스 사이의 지연시간차를 보상하는 단계와, 상기 전송로를 통해 상기 다파장 광펄스열을 전송하는 단계에서 발생하는 상기 다파장 광펄스열의 개개의 광펄스의 시간적 확산을 보상하는 단계를 구비하는 것이다.
또한 본 발명의 광부호 다중 통신 시스템은, 파장 다중 펄스로부터 다파장 광펄스열을 생성하는 부호화 수단과, 시간확산-파장 호핑 방식에 의해 전송로를 통해 상기 다파장 광펄스열이 전송된 후에 상기 다파장 광펄스열로부터 파장 다중 펄스를 복호하는 복호 수단과, 상기 전송로를 통해 상기 다파장 광펄스열을 전송할 때 발생하는 상기 다파장 광펄스열의 개개의 광펄스 사이의 지연시간차를 보상하는 지연시간차 보상수단과, 상기 전송로를 통해 상기 다파장 광펄스열을 전송할 때 발생하는 상기 다파장 광펄스열의 개개의 광펄스의 시간적 확산을 보상하는 파장 분산 보상수단을 구비하는 것이다.
또한 본 발명의 부호화 장치는, 파장 다중 펄스로부터 생성된 다파장 광펄스열을 시간확산-파장 호핑 방식에 의해 전송로를 통해 전송하고, 상기 전송로를 통해 전송된 다파장 광펄스열로부터 파장 다중 펄스를 복호하는 광부호 다중 통신시에, 상기 전송로를 통해 전송시키는 상기 다파장 펄스열을 생성하는 부호화 수단을 갖는 장치로서, 상기 전송로를 통해 상기 다파장 펄스열을 전송할 때 발생하는 상기 다파장 광펄스열의 개개의 광펄스의 시간적 확산을 보상하는 파장 분산 보상수단을 갖는 것이다.
또한 본 발명의 복호 장치는, 파장 다중 펄스로부터 생성된 다파장 광펄스열을 시간확산-파장 호핑 방식에 의해 전송로를 통해 전송하고, 상기 전송로를 통해 전송된 다파장 광펄스열로부터 파장 다중 펄스를 복호하는 광부호 다중 통신시에, 상기 전송로를 통해 전송시킨 상기 다파장 펄스열로부터 상기 파장 다중 펄스를 복호하는 복호 수단을 갖는 장치로서, 상기 전송로를 통해 상기 다파장 펄스열을 전송할 때 발생하는 상기 다파장 광펄스열의 개개의 광펄스의 시간적 확산을 보상하는 파장 분산 보상수단을 갖는 것이다.
(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)
＜제 1 실시형태＞
도 3 은 본 발명의 제 1 실시형태의 광부호 다중 통신 시스템 (즉, 제 1 실시형태의 광부호 다중 통신 방법을 실시할 수 있는 시스템) 의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 제 1 실시형태의 광부호 다중 통신 시스템은 송신기 (41) 와, 송신기 (41) 에 전송로 (42) 에 의해 접속된 복호 장치 (43) 와, 수신기 (44) 를 구비하고 있다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 송신기 (41) 는 파장 다중 펄스를 생성하는 다파장 광펄스 광원 (41a) 과, 데이터신호 발생기 (41b) 와, 데이터신호 발생기 (41b) 로부터의 제어신호에 기초하여 파장 다중 펄스를 변조하는 파장 다중 펄스 변조기 (41c) 와, 변조된 파장 다중 펄스 (예를 들어, 도 1 에서의 파장 다중 펄스 (30) 에 상당함) 로부터 다파장 광펄스열 (예를 들어, 도 1 및 도 2 에서의 광펄스 (31a, …, 31d) 에 상당함) 을 생성하는 부호기 (41d) 를 구비하고 있다.
도 4 는 부호기 (41d) 의 구조의 일례를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 부호기 (41d) 는 광 서큘레이터 (45) 와, 각각의 반사파장이 λ11, λ12, λ13, λ14 인 FBG (46a, …, 46d) 가 종렬 접속된 구조를 갖고 있다. 이 구조는, 예를 들어 일본 공개특허공보 2003-244101호의 도 5(b) 에 나타내는 구조와 동일한 것이다. 또, 종렬 접속되는 FBG 의 수는 5 이상 또는 3 이하이어도 된다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 전송로 (42) 는 싱글 모드 화이버 (SMF ; 42a) 와, SMF (42a) 의 손실을 보충하는 광증폭기 (42b) 를 갖고 있다.
또한 도 3 에 나타내는 바와 같이 복호 장치 (43) 는 지연시간차 보상형 복호기 (43a) 와, 분산슬로프 보상기 (43b) 를 갖고 있다.
도 5 는 지연시간 보상형 복호기 (43a) 의 구조의 일례를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 5 에 나타내는 바와 같이, 지연시간 보상형 복호기 (43a) 는 광 서큘레이터 (47) 와, 각각의 반사파장이 λ14, λ13, λ12, λ11 인 FBG (48d, …, 48a) 가 종렬 접속된 구조를 갖고 있다. FBG (48d, …, 48a) 는 입력되는 다파장 광펄스열의 개개의 광펄스 사이의 지연시간차에 기초하여 결정된 간격으로 배열되어 있다. 지연시간차 보상형 복호기 (43a) 는 다파장 광펄스열 (도 2 에서의 부호화 신호 (32a, …, 32d) 에 상당함) 이 전송로 (42) 를 통해 전송된 후에 다파장 광펄스열로부터 파장 다중 펄스를 복호하는 기능과, 전송로 (42) 를 통해 전송할 때 발생하는 다파장 광펄스열의 개개의 광펄스 사이의 지연시간차를 보상하는 지연시간차 보상 기능을 겸비한다. 지연시간 보상형 복호기 (43a) 의 구조는, 예를 들어 일본 공개특허공보 2003-244101호의 도 6 에 나타내는 구조와 동일한 것이다.
도 6(a) 내지 6(c) 는 분산슬로프 보상기 (43b) 의 반사율 특성, 군지연시간 특성 및 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 6(c) 에 나타내는 바와 같이, 분산슬로프 보상기 (43b) 는, 예를 들어 광 서큘레이터 (49a), 샘플된 FBG (49b) 를 갖는다. 분산슬로프 보상기 (43b) 는 전송로 (42) 를 통해 전송할 때 파장 분산에 의해 발생하는 다파장 광펄스열의 개개의 광펄스의 시간적 확산을 보상한다. 샘플된 FBG (49b) 는 처프 구조를 갖도록 광도파로 (예를 들어, 광화이버의 코어) 속에 형성된 복수의 굴절률 변조 구조와, 이들 복수의 굴절률 변조 구조 사이에 형성된 위상 시프트 구조를 갖는 것으로, SS (Super Structure) FBG 라고도 불린다. 샘플된 FBG (49b) 는 파장 사이에서의 지연시간차를 거의 발생시키지 않는 특성을 갖고 있다. 100GHz 간격의 8파장의 다파장 광펄스열에 사용되는 분산슬로프 보상기 (43b) 의 반사율 특성은 도 6(a) 에 나타내고 있다. 도 6(b) 의 파장영역 (R1) 에 나타내는 바와 같이, 분산슬로프 보상기 (43b) 는 1파장의 광신호에 대응하는 파장대역 내에서 40㎞ 의 SMF 전송로의 파장 분산슬로프와 반대의 파장 분산슬로프 (약 -680ps/㎚) 를 갖고 있다. 분산슬로프 보상기 (43b) 로는 도 6(a) 및 도 6(b) 에 나타내는 특성을 갖는 다른 원리·구조인 것을 채용해도 된다.
또, 도 3 에서는 지연시간차 보상형 복호기 (43a) 의 후단에 분산슬로프 보상기 (43b) 를 배치한 예를 나타내었지만, 지연시간차 보상형 복호기 (43a) 의 전단에 분산슬로프 보상기 (43b) 를 배치해도 된다.
이하에 제 1 실시형태의 광다중 부호화 시스템의 동작 (즉, 제 1 실시형태의 광다중 부호화 방법) 을 설명한다. 도 7(a) 내지 도 7(d) 는 실측데이터에 기초하는 것으로, 도 7(a) 는 부호기 (41d) 의 입력펄스의 파형, 도 7(b) 는 부호기 (41d) 에서의 출력펄스의 파형, 도 7(c) 는 복호기 (43a) 에 의한 복호 후의 파형, 도 7(d) 는 분산슬로프 보상기 (43b) 에 의한 보상 후의 파형을 나타내는 도면이다.
먼저 다파장 광펄스 광원 (41a) 에 의해, 100GHz 간격의 4파장 (λ11, λ12, λ13, λ14) 의 RZ 파장 다중 광펄스열을, 데이터신호 발생기 (41b) 로부터의 원하는 데이터에 따라 변조기 (41c) 에 의해 예를 들어 10Gbps 의 주기의 RZ 파장 다중 광펄스열로 한다. 이 때, RZ 파장 다중 광펄스열을 구성하는 RZ 광펄스의 폭을 예를 들어 18ps 로 한다. 이 RZ 파장 다중 광펄스가 부호기 (41d) 에 입력되면, 파장 다중 광펄스는 개개의 파장에 대응하는 FBG 에서 반사됨으로써 임의의 파장 사이 지연시간차를 갖는 광펄스열이 생성된다. 여기에서, 종렬 접속된 각 파장의 FBG 의 순서와 각각의 FBG 의 간격은 원하는 부호에 의해 규정되어 있다. 이 광펄스열이 부호화 신호이고, 이 상태로 전송로 (42) 상에서 전송된다.
표준적인 SMF 는 약 17ps/(㎚·㎞) 의 분산특성을 갖고 있기 때문에, 0.8㎚ 간격의 광파장 다중 펄스를 SMF 에서 40㎞ 전송시키면, SMF 의 파장 분산에 의해 광펄스 사이에 약 54.4ps (=0.8×17×40) 의 전파시간차가 발생한다. 그리고, 개개의 광펄스의 시간폭도 확산된다. 따라서, 부호화 신호가 SMF 상에서 전송되면 부호화에 의해 발생한 광펄스 사이의 지연시간차에 파장 분산에 기인하는 파장 사이 지연시간차와 광펄스의 확산이 중첩되게 된다.
이 파장 분산의 영향을 받은 부호화 신호가 복호 장치 (복호기 모듈 ; 43) 에 입력된다. 복호 장치 (43) 내에서 파장 분산의 영향을 받은 부호화 신호는 지연시간차 보상형 복호기 (43a) 에 입력된다. 부호가 일치하는 경우는, 부호화시에 부여된 파장 사이 지연시간차와, 전송로 (42) 의 파장 분산에 의해 발생한 파장 사이 지연시간차가 보상되어, 개개의 파장의 광펄스는 동일 타이밍으로 정렬된다. 단, 지연시간차 보상형 복호기 (43a) 에 따라서는 전송로 (42) 의 파장 분산에 의해 발생한 개개의 광펄스의 확산은 보상되지 않는다. 또 부호가 일치하지 않는 경우는 시간방향으로 더 확산되게 된다.
다음으로, 지연시간차 보상형 복호기 (43a) 로부터의 광펄스가 샘플된 FBG 형의 분산슬로프 보상기 (43b) 에 입력되면, 이 분산슬로프 보상기 (43b) 가 갖는 부(負)의 분산슬로프에 의해 개개의 광펄스폭이 전송로 (42) 의 전송 전에 가까운 상태로 압축되게 된다 (도 7(a) 및 도 7(d) 참조). 이와 같이, 전송로 (42) 의 파장 분산에 의해 발생한 개개의 광신호펄스의 시간적 확산은 샘플된 FBG 형의 분산슬로프 보상기 (43b) 에 의해 보상되기 때문에, 파장 다중 펄스의 양호한 복호가 가능하여, 전송 거리를 연장시키는 것이 가능해진다는 효과가 있다.
또한 분산슬로프를 보상하기 위해 분산 보상 화이버를 사용하는 방식 (종래 방식) 은 넓은 파장역을 일괄적으로 보상하는 것에는 적합하지만, 설비가 대형인데다가 비쌌다. 이 때문에, 특정 수의 파장을 수신하는 노드에서는 본 발명에 나 타내는 방법 및 시스템이 설비의 소형화와 저렴한 비용의 관점에서 유리하다.
＜제 2 실시형태＞
도 8 은 본 발명의 제 2 실시형태의 광부호 다중 통신 시스템 (즉, 제 2 실시형태의 광부호 다중 통신 방법을 실시할 수 있는 시스템) 의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 8 에 나타내는 바와 같이, 제 2 실시형태의 광부호 다중 통신 시스템은 분산슬로프 보상기 (51e) 를 전송로 (52) 의 전단에 구비한 점이, 분산슬로프 보상기 (도 3 의 43b) 를 전송로 (도 3 의 42) 의 후단에 구비한 제 1 실시형태의 광부호 다중 통신 시스템과 다르다.
도 8 에서의 다파장 펄스광원 (51a), 데이터신호 발생기 (51b), 변조기 (51c), 부호기 (51d) 는 각각 도 3 (제 1 실시형태) 에서의 다파장 펄스 광원 (41a), 데이터신호 발생기 (41b), 변조기 (41c), 부호기 (41d) 에 상당하는 구성이다. 또한 도 8 에서의 전송로 (52) 는 도 3 에서의 전송로 (42) 에 상당하는 구성이고, 도 8 에서의 지연시간차 보상형 복호기 (53a) 는 도 3 에서의 지연시간차 보상형 복호기 (43a) 에 상당하는 구성이고, 도 8 에서의 수신기 (54) 는 도 3 에서의 수신기 (44) 에 상당하는 구성이다. 그리고 도 8 에서의 분산슬로프 보상기 (51e) 는 도 3 에서의 분산슬로프 보상기 (43b) 를 대신하여 구비된 구성이다. 또 분산슬로프 보상기 (51e) 를 부호기 (51d) 의 전단에 배치해도 된다.
제 2 실시형태의 광부호 다중 통신 시스템에서는 분산슬로프 보상기 (51e) 를 송신기 (51) 내에 배치하였기 때문에, 모든 광펄스는 전송로 (52) 의 파장 분산에 대응하는 프리처프가 주어진 상태로 전송된다. 이 프리처프가 주어진 광부 호화 신호가 전송로 (52) 에서 전송됨으로써, 전송로 (52) 의 파장 분산에 의해 광펄스의 처프는 원래 상태로 돌아가지만, 파장 사이의 지연시간차는 제 1 실시형태와 동일하게 발생한다. 따라서, 지연시간차 보상 기능형 복호기 (53b) 에 의해 지연시간차를 보상함으로써 양호한 복호파형 (자기상관 파형) 을 얻을 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 제 2 실시형태에 의하면 제 1 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한 제 2 실시형태에 의하면, 송신기 (51) 로 분산슬로프를 보상하고, 수신측의 복호 장치 (53) 로 지연시간차를 보상하고 있기 때문에 (즉, 송신단과 수신단으로 분담하여 파장 분산을 보상하고 있기 때문에), 전송되는 광펄스가 프리처프된 분산특성을 가져, 부정액세스를 시도하는 제삼자에 있어서는 대응하는 복호기의 작성이 곤란하여, 부호화 통신 방식으로서의 비닉성 (秘匿性) 이 향상된다.
또 제 2 실시형태에서 상기 이외의 점은 상기 제 1 실시형태의 경우와 동일하다.
＜제 3 실시형태＞
도 9 는 본 발명의 제 3 실시형태의 광부호 다중 통신 시스템 (즉, 제 3 실시형태의 광부호 다중 통신 방법을 실시할 수 있는 시스템) 의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 9 에 나타내는 바와 같이, 제 3 실시형태의 광부호 다중 통신 시스템은, 분산슬로프 보상기 (61e) 를 전송로 (62) 의 전단에 구비하고 분산슬로프 보상기 (63b) 를 전송로 (62) 의 후단에 구비한 점이, 분산슬로프 보상기 (도 3 의 43b) 를 전송로 (도 3 의 42) 의 후단에만 구비한 제 1 실시형태의 광부호 다중 통 신 시스템과 다르다.
도 9 에서의 다파장 펄스 광원 (61a), 데이터신호 발생기 (61b), 변조기 (61c), 부호기 (61d) 는 각각 도 3 (제 1 실시형태) 에서의 다파장 펄스 광원 (41a), 데이터신호 발생기 (41b), 변조기 (41c), 부호기 (41d) 에 상당하는 구성이다. 또한 도 9 에서의 전송로 (62) 는, 도 3 에서의 전송로 (42) 에 상당하는 구성이고, 도 9 에서의 지연시간차 보상형 복호기 (63a) 는 도 3 에서의 지연시간차 보상형 복호기 (43a) 에 상당하는 구성이고, 도 9 에서의 수신기 (64) 는 도 3 에서의 수신기 (44) 에 상당하는 구성이다. 그리고, 도 9 에서의 분산슬로프 보상기 (61e 및 63b) 는 도 3 에서의 분산슬로프 보상기 (43b) 를 대신하여 구비된 구성이다. 또 분산슬로프 보상기 (61e) 를 부호기 (61d) 의 전단에 배치해도 된다. 또, 분산슬로프 보상기 (63b) 를 지연시간차 보상형 복호기 (63b) 의 전단에 배치해도 된다.
제 3 실시형태의 광부호 다중 통신 시스템에서는 20㎞ 의 SMF 전송로에 상당하는 분산슬로프 보상기 (61e) 를 송신기 (61) 내에 배치하고, 모든 광펄스는 80㎞ 전송로 (62) 의 파장 분산에 대응하는 프리처프가 주어진 상태로 전송된다. 이 프리처프가 주어진 광부호화 신호가 전송로 (62) 에서 전송됨으로써, 전송로 (62) 의 파장 분산에 의해 광펄스의 처프는 원래 상태로 돌아가고, 다시 40㎞ 의 SMF 에 상당하는 파장 분산의 영향을 받는다. 즉, 개개의 광펄스의 확산은 SMF 40㎞ 의 경우와 동등하지만, 파장 사이의 지연시간차는 SMF 80㎞ 의 전송로만큼 발생한다. 따라서, 복호기 (3) 를 SMF 40㎞ 에 상당하는 분산슬로프 보상기 (63b) 와 SMF 80㎞ 에 상당하는 지연시간차 보상형 복호기 (63a) 에 의해 양호한 복호 파형 (자기상관 파형) 을 얻는 것이 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 제 3 실시형태에 의하면 제 1 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한 제 3 실시형태에 의하면, 송신기 (61) 로 분산슬로프를 보상하고, 수신측의 복호 장치 (63) 에서 지연시간차 및 분산슬로프를 보상하고 있기 때문에 (즉, 송신단과 수신단으로 분담하여 파장 분산을 보상하고 있기 때문에), 전송되는 광펄스가 프리처프된 분산특성을 가져, 부정액세스를 시도하는 제삼자에 있어서는 대응하는 복호기의 작성이 곤란하여, 부호화 통신 방식으로서의 비닉성이 향상된다.
또한 장거리 전송에 대응하기 위해서는 분산슬로프 보상기의 보상량을 증가시킬 필요가 있지만, 이것은 분산슬로프 보상기를 구성하는 FBG 의 전체길이가 길어져 FBG 제조의 난이도가 올라가지만, 제 3 실시형태에서는 제조가 용이한 길이의 분산슬로프 보상기를 송신단과 수신단에서 조합하여 사용함으로써 한층 더 긴 거리의 광신호 전송이 가능해진다.
또 제 3 실시형태에서 상기한 것 이외의 점은 상기 제 1 또는 제 2 실시형태의 경우와 동일하다.
본 발명에 의하면, 시간확산-파장 호핑 방식에 의해 전송로를 통해 다파장 광펄스열을 전송할 때 발생하는 다파장 광펄스열의 개개의 광펄스 사이의 지연시간차 및 개개의 광펄스의 시간적 확산이 보상되기 때문에, 파장 다중 펄스의 양호한 복호가 가능하고, 전송거리를 더 연장시킬 수 있게 된다는 효과가 있다.

Claims (16)

  1. 파장 다중 펄스로부터 다파장 광펄스열을 생성하는 단계,
    시간확산-파장 호핑 방식에 의하여 전송로를 통해 상기 다파장 광펄스열을 전송하는 단계,
    상기 전송로를 통해 전송된 다파장 광펄스열로부터 파장 다중 펄스를 복호하는 단계,
    상기 전송로를 통해 상기 다파장 광펄스열을 전송하는 단계에서 발생하는 상기 다파장 광펄스열의 개개의 광펄스 사이의 지연시간차를 보상하는 단계, 및
    상기 전송로를 통해 상기 다파장 광펄스열을 전송하는 단계에서 발생하는 상기 다파장 광펄스열의 개개의 광펄스의 시간적 확산을 보상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광부호 다중 통신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지연시간차를 보상하는 단계를, 상기 파장 다중 펄스를 복호하는 단계와 병행하여 실행하는 것을 특징으로 하는 광부호 다중 통신 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 다파장 광펄스열의 개개의 광펄스의 시간적 확산을 보상하는 단계를, 상기 전송로를 통해 상기 다파장 광펄스열을 전송하는 단계의 전 또는 후 어느 한 쪽에서 실행하는 것을 특징으로 하는 광부호 다중 통신 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 다파장 광펄스열의 개개의 광펄스의 시간적 확산을 보상하는 단계를, 상기 전송로를 통해 상기 다파장 광펄스열을 전송하는 단계의 전 및 후 양쪽에서 실행하는 것을 특징으로 하는 광부호 다중 통신 방법.
  5. 파장 다중 펄스로부터 다파장 광펄스열을 생성하는 부호화 수단,
    시간확산-파장 호핑 방식에 의하여 전송로를 통해 상기 다파장 광펄스열이 전송된 후에 상기 다파장 광펄스열로부터 파장 다중 펄스를 복호하는 복호 수단,
    상기 전송로를 통해 상기 다파장 광펄스열을 전송할 때 발생하는 상기 다파장 광펄스열의 개개의 광펄스 사이의 지연시간차를 보상하는 지연시간차 보상수단, 및
    상기 전송로를 통해 상기 다파장 광펄스열을 전송할 때 발생하는 상기 다파장 광펄스열의 개개의 광펄스의 시간적 확산을 보상하는 파장 분산 보상수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 광부호 다중 통신 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 지연시간차 보상수단이 상기 복호 수단의 일부로서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광부호 다중 통신 시스템.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 파장 분산 보상수단을 상기 전송로의 전단 또는 후단의 어느 한 쪽에 구비한 것을 특징으로 하는 광부호 다중 통신 시스템.
  8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 파장 분산 보상수단을 상기 전송로의 전단 또는 후단의 양쪽에 구비한 것을 특징으로 하는 광부호 다중 통신 시스템.
  9. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 부호화 수단은, 각각이 특정한 반사파장을 가지며 종렬 접속된 복수의 브래그 그레이팅을 갖고,
    상기 복호 수단은, 각각이 특정한 반사파장을 가지며 종렬 접속된 복수의 브래그 그레이팅을 갖고,
    상기 지연시간차 보상수단은, 상기 복호 수단의 복수의 브래그 그레이팅을, 상기 다파장 광펄스열의 개개의 광펄스 사이의 지연시간차에 기초하여 결정된 간격으로 배열한 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 광부호 다중 통신 시스템.
  10. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 파장 분산 보상수단은, 상기 다파장 광펄스열의 개개의 광펄스에 대응하는 파장대역의 광을 반사하는 반사율 특성과, 상기 다파장 광펄스열의 개개의 광펄스에 대응하는 각 파장대역 내에서 파장이 증가할수록 반사광의 지연시간이 감소되는 분산슬로프를 갖는 군지연시간 특성을 갖는 샘플된 브래그 그레이팅을 포함하는 것을 특징으로 하는 광부호 다중 통신 시스템.
  11. 파장 다중 펄스로부터 생성된 파장 광펄스열을 시간확산-파장 호핑 방식에 의하여 전송로를 통해 전송하고, 상기 전송로를 통해 전송된 다파장 광펄스열로부터 파장 다중 펄스를 복호하는 광부호 다중 통신에서, 상기 전송로를 통해 전송시키는 상기 다파장 펄스열을 생성하는 부호화 수단을 갖는 부호화 장치로서,
    상기 전송로를 통해 상기 다파장 펄스열을 전송할 때 발생하는 상기 다파장 광펄스열의 개개의 광펄스의 시간적 확산을 보상하는 파장 분산 보상수단을 갖는 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 부호화 수단은, 각각이 특정한 반사파장을 갖고, 종렬 접속된 복수의 브래그 그레이팅을 갖는 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 파장 분산 보상수단은, 상기 다파장 광펄스열의 개개의 광펄스에 대응하는 파장대역의 광을 반사하는 반사율 특성과, 상기 다파장 광펄스열의 개개의 광펄스에 대응하는 각 파장대역 내에서 상기 전송로와 정부 (正負) 가 반대인 분산슬로프를 갖는 군지연시간 특성을 갖는 샘플된 브래그 그레이팅을 포함하는 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  14. 파장 다중 펄스로부터 생성된 다파장 광펄스열을 시간확산-파장 호핑 방식에 의하여 전송로를 통해 전송하고, 상기 전송로를 통해 전송된 다파장 광펄스열로부터 파장 다중 펄스를 복호하는 광부호 다중 통신시에, 상기 전송로를 통해 전송시킨 상기 다파장 펄스열로부터 상기 파장 다중 펄스를 복호하는 복호 수단을 갖는 복호 장치로서,
    상기 전송로를 통해 상기 다파장 펄스열을 전송할 때 발생하는 상기 다파장 광펄스열의 개개의 광펄스 사이의 지연시간차를 보상하는 지연시간차 보상수단과,
    상기 전송로를 통해 상기 다파장 펄스열을 전송할 때 발생하는 상기 다파장 광펄스열의 개개의 광펄스의 시간적 확산을 보상하는 파장 분산 보상수단을 갖는 것을 특징으로 하는 복호 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 복호 수단은, 각각이 특정한 반사파장을 가지며 종렬 접속된 복수의 브래그 그레이팅을 갖고,
    상기 지연시간차 보상수단은, 상기 복호 수단의 복수의 브래그 그레이팅을 상기 다파장 광펄스열의 개개의 광펄스 사이의 지연시간차에 기초하여 결정된 간격으로 배열한 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 복호 장치.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 파장 분산 보상수단은, 상기 다파장 광펄스열의 개개의 광펄스에 대응하는 파장대역의 광을 반사하는 반사율 특성과, 상기 다파장 광펄스열의 개개의 광펄스에 대응하는 각 파장대역 내에서 파장의 변화에 따라 반사광의 지연시간이 감소되는 분산슬로프를 갖는 군지연시간 특성을 갖는 샘플된 브래그 그레이팅을 포함하는 것을 특징으로 하는 복호 장치.
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