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KR101286262B1 - 단일 파장을 이용한 광 송수신기 - Google Patents

단일 파장을 이용한 광 송수신기 Download PDF

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KR101286262B1
KR101286262B1 KR1020100127674A KR20100127674A KR101286262B1 KR 101286262 B1 KR101286262 B1 KR 101286262B1 KR 1020100127674 A KR1020100127674 A KR 1020100127674A KR 20100127674 A KR20100127674 A KR 20100127674A KR 101286262 B1 KR101286262 B1 KR 101286262B1
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transmitter
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주식회사 오이솔루션
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Abstract

본 발명은 동일 파장으로 두 개의 광 송수신기를 통해 광신호를 송수신하는 단일 파장 양방향 광통신 시스템에 있어서, 아이솔레이터(isolator)를 구비하고, 외부 입력 신호를 광송신신호로 변형하여 송신하는 송신기; 상기 광송신신호의 일부를 반사시키고 나머지 일부를 투과시키는 광학 필터; 상기 광학 필터에서 투과된 상기 광송신신호를 상대방 광 송수신기로 전송하는 광섬유; 상기 상대방 광 송수신기로부터 전송된 광수신신호를 상기 광섬유를 통해 수신하는 수신기; 및 상기 송신기의 일부, 상기 광학 필터, 상기 광섬유의 일부 및 상기 수신기의 일부를 에워싸고 있는 몸체(body);를 갖추어 이루어지되, 상기 송신기가 상기 광섬유로 상기 광송신신호를 송신할 때, 상기 광섬유가 상기 광송신신호를 커플링(coupling)하지 않고 반사하는 것을 줄이기 위해, 상기 송신기의 중심축과 상기 광섬유의 중심축이 이루는 입사각(θ2)을 조절하여 상기 광송신신호가 상기 광섬유로 비스듬히 입사되도록 하는 단일 파장 양방향 광 송수신기를 제공한다.

Description

단일 파장을 이용한 광 송수신기{OPTICAL TRANSCEIVER BY USING SINGLE WAVELENGTH COMMUNICATION}
본 발명은 송신기와 수신기의 파장이 같은 단일 파장 양방향 광 송수신기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단일 파장 양방향 광 송수신기의 수신기에서 정신호(상대방 광 송수신기에서 전송된 신호)가 아닌 송신기에서 출력된 신호를 검출하여 정신호로 인식하는 문제 즉, 광학 크로스토크(optical crosstalk)를 해결하기 위해 송신기의 광신호가 수신기로 들어가지 못하도록 광경로를 회피 또는 차단하는 구조를 갖는 단일 파장 양방향 광 송수신기에 관한 것이다.
최근 인터넷, 유/무선 통신 등의 광범위한 사용 확대에 따라 보다 많은 데이터를 보다 빠르게 보내기 위해 대용량, 저손실 및 고속의 통신 시스템이 필요하게 되었고, 광통신이 이런 조건을 만족하는 시스템으로 부각되고 있다.
이러한 광통신은 전송 방식에 따라 전이중(full duplex) 방식과 양방향 전송(Bi-directional)으로 구분지어진다. 더욱이 양방향 전송기술은 광신호의 파장수에 따라 단일파장과 2-파장 전송기술로 세분화된다.
여기서, 단일 파장을 사용하게 된다면, 양 끝단에는 동일한 광 송수신기가 사용될 것이다. 단일 파장 양방향 전송은 동시에 하나의 전송 선로에서 단일 파장으로 데이터가 양방향으로 전송될 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 일반적인 단일 파장 양방향 전송방식의 구조를 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 단일 파장 양방향 전송방식은 기본적으로 단일 파장 양방향 광 송수신기 두 대를 구비하여야 한다. 단일 파장 양방향 광 송수신기는 송신기와 수신기가 단일 몸체(body)에 구성되어 있다. 또한, 단일 파장을 사용하기 때문에 신호를 분리하기 위해 파장 분할 다중화 필터가 아닌 50:50 광학 필터(optical filter; 3dB optical splitter)를 사용한다. 단일 파장 양방향 전송은 1개의 광섬유로 데이터 전송이 가능하기 때문에 설치 비용 및 관리 비용에서 다른 통신 방식보다 경제적이다. 뿐만 아니라 공급자 및 수신자에서 보내는 파장이 동일하므로 양쪽 모두 동일한 광 송수신기를 사용하며 따라서 설치가 용이하다는 장점이 있다.
단일 파장 양방향 광 송수신기는 송수신 신호를 단일 파장으로 하여 송수신이 가능하도록 하기 때문에 50%는 투과시키고 50%는 반사시키는 필터 또는 광학 스플리터를 사용해야 한다. 상기한 바와 같이, 송신기를 구동시켰을 경우 50%는 투과되고 50%는 반사된다. 이 때, 투과된 50%의 광신호만이 광섬유에 커플링(coupling)되는데 작용하고 나머지 반사된 50%의 광신호 중 일부는 재반사되어 수신기로 입사하게 된다. 이러한 현상으로 인해 송신기의 신호가 수신기로 들어가 정신호에 영향을 주는 현상을 광학 크로스토크(optical crosstalk)라 한다. 이것은 단일 파장 BOSA(Bi-directional Optical Sub-Assembly) 구조에서 중요한 이슈이다.
상기한 바와 같이 단일 파장 양방향 광 송수신기는 설치가 용이하고 관리비용도 적게 들어 유용하나, 광학 크로스토크의 발생으로 인해 통신 신호 감도가 좋은 통신 서비스가 제공되지 못하고 있는 실정이다.
본 발명은 송신기에서 출력된 광송신신호가 광학 필터에서 반사된 후, 몸체 내벽 방향에서 재반사되어 수신기로 입사하는 광학 크로스토크의 제 1 경로를 방지하는 단일 파장 양방향 광 송수신기를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 광학 필터를 투과한 광송신신호가 광섬유에 커플링되지 않고 반사된 후, 광학 필터에서 재반사되어 수신기로 입사하는 광학 크로스토크의 제 2 경로를 방지하는 단일 파장 양방향 광 송수신기를 제공함에 목적이 있다.
본 발명에 따른 단일 파장 양방향 광 송수신기는, 동일 파장으로 두 개의 광 송수신기를 통해 광신호를 송수신하는 단일 파장 양방향 광통신 시스템에 있어서, 아이솔레이터(isolator)를 구비하고, 외부 입력 신호를 광송신신호로 변형하여 송신하는 송신기; 상기 광송신신호의 일부를 반사시키고 나머지 일부를 투과시키는 광학 필터; 상기 광학 필터에서 투과된 상기 광송신신호를 상대방 송수신기로 전송하는 광섬유; 상기 상대방 송수신기로부터 전송된 광수신신호를 상기 광섬유를 통해 수신하는 수신기; 및 상기 송신기의 일부, 상기 광학 필터, 상기 광섬유의 일부 및 상기 수신기의 일부를 에워싸고 있는 몸체(body);를 갖추어 이루어지되, 상기 송신기가 상기 광섬유로 상기 광송신신호를 송신할 때, 상기 광섬유가 상기 광송신신호를 커플링(coupling)하지 않고 반사하는 것을 줄이기 위해, 상기 송신기의 중심축과 상기 광섬유의 중심축이 이루는 입사각(θ2)을 조절하여 상기 광송신신호가 상기 광섬유로 비스듬히 입사되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 단일 파장 양방향 광 송수신기는, 상기 송신기의 입사각(θ2)이 상기 광섬유의 코어(core) 굴절율(n1) 및 상기 광섬유 단면의 법선과 상기 광섬유의 중심축이 이루는 각도(θ1)에 따라 결정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 단일 파장 양방향 광 송수신기는, 상기 광섬유의 코어 굴절율(n1)이 1.4682(파장(λ)= 1550nm)일 때, 상기 송신기의 입사각(θ2)은, 상기 광섬유 단면의 법선과 상기 광섬유의 중심축이 이루는 각도(θ1)가 6°인 경우에 2.827°이고, 상기 광섬유 단면의 법선과 상기 광섬유의 중심축이 이루는 각도(θ1)가 8°인 경우에 3.7905°인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 단일 파장 양방향 광 송수신기는, 상기 광섬유의 단면이 상기 광송신신호와 커플링되는 단면의 투과율을 높이기 위해 AR(Anti Reflect) 코팅되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 단일 파장 양방향 광 송수신기는, 상기 광송신신호가 상기 광학 필터에서 반사된 후 상기 몸체에서 재반사되어 상기 수신기로 입사되지 않도록 상기 몸체의 반사지점에 흡수체를 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 단일 파장 양방향 광 송수신기는, 상기 광송신신호가 상기 광학 필터에서 반사된 후 상기 몸체에서 재반사되어 상기 수신기로 입사되지 않도록 상기 몸체의 반사지점에 홀(hole)을 내는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 단일 파장 양방향 광 송수신기는, 상기 반사지점에 사용되는 흡수체가 검정색 에폭시(epoxy) 혹은 흡수체 구조물인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 단일 파장 양방향 광 송수신기에 있어서, 상기 광학 필터의 기울어진 각도(θ3)는, 상기 광섬유에서 커플링되지 않은 광신호가 상기 광학필터에서 재반사되어 상기 수신기로 입사되는 양을 최소화하고 상기 광수신신호를 수직 입사시키기 위해, 상기 광섬유 단면의 법선과 상기 광섬유의 중심축이 이루는 각도(θ1), 상기 송신기의 입사각(θ2)에 의해 결정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 단일 파장 양방향 광 송수신기에 있어서, 상기 광학 필터의 기울어진 각도(θ3)는 상기 광섬유 단면의 법선과 상기 광섬유의 중심축이 이루는 각도(θ1)가 6°인 경우 46.41°이고, 상기 광섬유 단면의 법선과 상기 광섬유의 중심축이 이루는 각도(θ1)가 8°인 경우에는 45.9°인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 단일 파장 양방향 광 송수신기에 있어서, 상기 광섬유의 단면의 경사진 방향이 상기 광학 필터의 경사진 방향과 같은 방향이 되게 함으로써, 상기 광섬유에서의 반사에 의한 광을 상기 흡수체가 있는 방향으로 유도하여 상기 반사를 최소화시키는 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 송신기에서 출력된 광송신신호가 광학 필터에서 반사된 후, 몸체 내벽 방향에서 재반사되어 수신기로 입사하는 광학 크로스토크의 제 1 경로를 방지하는 단일 파장 양방향 광 송수신기를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 광학 필터를 투과한 광송신신호가 광섬유에 커플링되지 않고 반사된 후, 광학 필터에서 재반사되어 수신기로 입사하는 광학 크로스토크의 제 2 경로를 방지하는 단일 파장 양방향 광 송수신기를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 단일 파장 양방향 전송방식의 구조를 도시한 도면,
도 2는 종래의 단일 파장 양방향 전송방식의 광 송수신기에서의 광학 크로스토크의 제 1 경로를 도시한 도면,
도 3은 종래의 단일 파장 양방향 전송방식의 광 송수신기에서의 광학 크로스토크의 제 2 경로를 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 단일 파장 양방향 광 송수신기의 구성을 통해 광학 크로스토크의 제 1 경로를 방지하는 것을 개략적으로 도시한 도면,
도 5a는 본 발명에 따른 단일 파장 양방향 광 송수신기의 몸체에 적용할 수 있는 흡수체 구조물을 도시한 도면,
도 5b는 본 발명에 따른 단일 파장 양방향 광 송수신기의 몸체에 적용할 수 있는 흡수체 구조물의 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 단일 파장 양방향 광 송수신기의 구성을 통해 광학 크로스토크의 제 2 경로를 방지하는 것을 개략적으로 도시한 도면,
도 7은 본 발명에 따른 단일 파장 양방향 광 송수신기의 광송신신호와 광섬유와의 접촉면을 구체적으로 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 파장 양방향 광 송수신기의 송신기의 각도와 광섬유 단면의 각도 변화에 따라 반사된 광신호를 구체적으로 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따라 단일 파장 양방향 광 송수신기의 광학 필터와 광섬유를 구체적으로 도시한 도면,
도 10a는 본 발명의 일 실시예에 따라 단일 파장 양방향 광 송수신기의 광학 필터의 기울어진 각도가 47°일 경우에 반사된 광신호를 구체적으로 도시한 도면,
도 10b는 본 발명의 다른 실시예에 따라 단일 파장 양방향 광 송수신기의 광학 필터의 기울어진 각도가 45°일 경우에 반사된 광신호를 구체적으로 도시한 도면,
도 11a는 종래 단일 파장 양방향 광 송수신기의 크로스토크의 발생을 도시한 도면,
도 11b는 본 발명에 따른 단일 파장 양방향 광 송수신기의 경우 크로스토크가 발생하지 않음을 구체적으로 도시한 도면,
도 12는 본 발명에 따른 단일 파장 양방향 광 송수신기의 광섬유의 경사진 방향이 광학 필터의 경사진 방향과 반대가 되도록 구성할 경우 반사되는 광신호의 이동경로를 도시한 도면,
도 13a는 일반적인 BOSA의 광경로 추적 시뮬레이션의 결과를 도시한 도면,
도 13b는 본 발명에 따른 단일 파장 양방향 광 송수신기의 광섬유의 경사진 방향이 광학 필터의 경사진 방향과 반대일 경우 광경로 추적 시뮬레이션의 결과를 도시한 도면,
도 13c는 본 발명에 따른 단일 파장 양방향 광 송수신기의 광섬유의 경사진 방향이 광학 필터의 경사진 방향과 일치할 경우 광경로 추적 시뮬레이션의 결과를 도시한 도면이다.
이하, 예시도면을 참조하면서 본 발명에 따른 각 실시예를 상세히 설명한다.
단일 파장 양방향 광 송수신기는 송신기(10), 수신기(20), 광학 필터(30), 광섬유(40) 및 몸체(50: body)를 갖추어 이루어진다. 송신기(10)는 외부에서 신호를 입력하면, 외부 입력 신호를 광신호의 형태로 변형시켜 이를 출력한다. 광신호의 형태로 변형된 신호를 광송신신호라 한다. 송신기(10)는 아이솔레이터(15: isolator)를 구비할 수 있다. 아이솔레이터(15)는 반도체 레이저(TO-LD)를 광원으로 하는 광통신에서, 반도체 레이저 광원의 일부가 광 부품 혹은 커넥터에서 반사되어 돌아오는 원치 않는 빛을 차단하는 목적으로 사용된다. 송신기(10)는 일반적으로 레이저 다이오드(LD)일 수 있다.
수신기(20)는 상대방 광 송수신기에서 전송된 광수신신호를 수신하여 전기적 신호로 변형시킨다. 수신기(20)는 일반적으로 포토 다이오드(PD)일 수 있다. 광학 필터(30)는 송수신 신호를 단일 파장으로 하여 송수신할 수 있도록 50% 투과/ 50% 반사되는 필터 또는 광학 스플리터(Optical splitter)를 사용할 수 있다. 광섬유(40)는 투과된 광송신신호를 커플링(coupling)하여 상대방 광 송수신기로 전송한다. 몸체(50)는 송신기(10)의 일부, 수신기(20)의 일부, 광학 필터(30), 및 광섬유(40)의 일부를 에워싸고 있다. 몸체(50)는 광 송수신기의 구성요소를 보호하고 외부 신호를 차단하는 역할을 수행한다.
종래의 단일 파장 양방향 광 송수신기의 광학 크로스토크는 대표적으로 다음의 세 가지 경로로 나타낼 수 있다.
도 2는 종래의 단일 파장 양방향 광 송수신기에서의 광학 크로스토크의 제 1 경로를 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 광학 크로스토크의 제 1 경로는 송신기(10)에서 출력된 광송신신호가 광학 필터(30)를 투과한 경우에 발생한다. 송신기(10)에서 출력된 광송신신호는 50%-50% 광학 필터(30)를 통해 50%는 몸체의 내벽 방향(1')으로 반사되고, 50%는 광섬유(40) 방향으로 투과하게 된다. 이때, 몸체 내벽 방향(1')으로 반사된 광은 몸체 표면에서 반사하여 다시 광학 필터(30)를 투과한 후 수신기(20)로 입사하게 된다. 이것이 광학 크로스토크의 제 1 경로이다.
도 3은 종래의 단일 파장 양방향 광 송수신기에서의 광학 크로스토크의 제 2 경로를 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 광학 크로스토크의 제 2 경로는 광학 필터(30)를 투과한 광 송신신호에 발생한다. 광학 필터(30)를 투과한 광 송신신호는 광섬유(40) 방향으로 진행하여 광섬유의 단면(2')에서 커플링된다. 이때 커플링되지 않는 광신호 중 일부는 다시 광학 필터(30)로 반사된 후 광학 필터(30)에서 재반사되어 수신기(20)로 입사하게 된다. 이것이 광학 크로스토크의 제 2 경로이다.
마지막 광학 크로스토크의 제 3 경로는 커플링된 광신호 중 일부에 발생한다(미도시). 이는 다른 사용자의 광 송수신기 커넥터 종단에서 반사되어 광섬유(40)를 통해 전송되고, 다시 광학 필터(30)에서 재반사된 후 수신기(20)로 입사하게 된다.
광학 크로스토크는 상기한 바와 같은 광 경로에 의해 발생하게 된다. 그중에서도 제 1 및 제 2 경로를 통한 광학 크로스토크가 신호 잡음의 주요 발생 원인이 된다. 따라서 본 발명은 제 1 및 제 2 광학 크로스토크를 해결하기 위해 몸체(50)에서의 반사(1')와 광섬유(40)에서의 반사(2')를 방지하고자 한다.
도 4는 본 발명에 따른 단일 파장 양방향 광 송수신기의 구성을 통해 광학 크로스토크의 제 1 경로를 방지하는 것을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 단일 파장 양방향 광 송수신기는 제 1 광학 크로스토크를 제거하기 위해 광학 필터(30)에서 반사된 광송신신호와 접촉하는 몸체(50)의 내벽 부분(1')에서 반사되는 광신호를 줄이는 방법을 사용한다. 반사되는 광신호를 줄이기 위해서는 몸체(50)의 내벽 부분(1')에 흡수체를 사용하여 반사되는 광신호의 양을 줄이거나 홈 또는 홀(hole)을 내어 반사되는 광신호의 경로를 변경하는 방법이 있을 수 있다. 또한 흡수체로는 에폭시(Epoxy)를 도포하거나 흡수체 구조물을 적용시키는 방법이 사용될 수 있다.
도 5a는 본 발명에 따른 단일 파장 양방향 광 송수신기의 몸체(50)의 반사지점에 적용가능한 흡수체 구조물의 예를 도시한 도면이고, 도 5b는 흡수체 구조물의 단면도를 나타낸다. 흡수체 구조물은 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 외측에서 내측으로 들어올수록, 단면이 계단형으로 작아지는 구조를 취함으로써 광신호가 직접적으로 반사되는 것을 방지할 수 있다. 또한 난반사시키기 위해 계단형으로 작아지는 구조에 있어서 에지 부분의 각을 둥글게 하였다. 이러한 흡수체 구조물을 몸체(50)의 내벽 부분(1')에 부착 또는 적용시킴으로써, 몸체(50)에서의 재반사를 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 단일 파장 양방향 광 송수신기의 구성을 통해 광학 크로스토크의 제 2 경로를 방지하는 것을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 단일 파장 양방향 광 송수신기는 제 2 광학 크로스토크를 제거하기 위해 광섬유(40)에서의 커플링을 높이는 방법을 사용한다. 커플링을 높인다는 것은 광섬유(40)에서 반사되는 광신호가 줄어든다는 것을 의미한다. 커플링을 높이는 방법은 광섬유(40)의 커플링 되는 단면(2')에 투과율을 높이기 위해 AR(Anti-Reflect) 코팅을 하는 방법이 있다. 또한 기하학적으로 커플링을 높이는 방법으로서, 송신기(10)의 입사각(θ2)을 특정각도로 틀어주는 방법이 있다.
도 7은 본 발명에 따른 단일 파장 양방향 광 송수신기의 광송신신호와 광섬유(40)와의 접촉면을 구체적으로 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 일반적으로 사용되는 광섬유(40)의 단면은 프레넬 반사(Fresnel reflection)를 줄이기 위해 6°~ 8° 각도로 비스듬히 깎여 있다. 여기서 광섬유(40) 단면의 법선과 광섬유(40)의 중심축이 이루는 각을 광섬유의 단면각(θ1)이라 한다. 따라서 송신기(10)의 틀어지는 각(Tilt angle: θ2)은 스넬의 법칙(n1sinθ1 = n2sinθ2)에 의해 결정된다. 즉, 송신기(10)의 입사각(θ2)은 코어(core) 굴절율(n1) 및 광섬유(40)의 단면각(θ1)에 의해 결정됨을 알 수 있다. 따라서, 광섬유(40)의 코어 굴절율(n1)이 1.4682(파장(λ)=1550nm)일 때, 광섬유의 단면각(θ1)이 6°인 경우는 송신기(10)의 입사각(θ2)이 2.827°이고, 광섬유의 단면각(θ1)이 8°인 경우는 송신기(10)의 입사각(θ2)이 3.7905°이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 파장 양방향 광 송수신기의 송신기(10)의 각도(θ2)와 광섬유(40) 단면의 각도(θ1) 변화에 따라 반사된 광신호를 구체적으로 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 장치의 좌측방향에 있는 장치가 송신기(10)이고, 아랫방향에 있는 장치가 수신기(20)이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 광섬유(40)의 단면각(θ1)이 6°인 경우든, 8°인 경우든 송신기 각도(θ2)를 조절한 경우에 광신호가 반사되어 수신기(20)로 입사되는 양이 현저하게 감소됨을 알 수 있다. 또한, 실시예에 있어서, 단면각(θ1)이 8°인 광섬유(40)를 사용하고 커플링을 높이기 위해 송신기(10)의 입사각(θ2)이 일정 각도로 틀어져 있는 경우, 반사되어 수신기(20)로 입사되는 광신호의 양이 가장 적음을 확인할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따라 단일 파장 양방향 광 송수신기의 광학 필터(30)와 광섬유(40)의 관계를 구체적으로 도시한 도면이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 광학 필터(30)의 기울어진 각도(θ3)는 광학 필터(30)가 광섬유(40)의 중심축의 법선과 이루는 각도에 따라 결정됨을 알 수 있다. 본 발명의 실시예에 있어서, 일반적으로 광학 필터(30)의 기울어진 각도(θ3)는 송신기(10)에서 출력된 광을 수신기(20)에서 손실(loss) 없이 수신하도록 42°~ 45°를 갖는다.
상기한 바와 같이, 광섬유(40)의 단면각(θ1)은 6° 또는 8°일 수 있다. 광섬유(40)의 단면각(θ1)이 6°인 경우에는, 송신기(10)의 입사각(θ2)은 2.82°가 된다. 이 때, 광학 필터(30)의 기울어진 각도(θ3)는 90-2(θ3)+2.82에 의해 46.41°가 된다. 광학 필터(30)의 기울어진 각도(θ3)를 46.41°가 되게 하기 위해, 필터 홀더(filter holder)의 각도는 90-θ3에 의해 43.59°가 된다. 즉, 필터 홀더의 각도가 43.59°가 되어 광학 필터(30)의 기울어진 각도(θ3)가 46.41°가 되는 경우 수신기(20)로 입사하는 각이 직각이 되어 손실을 최소화할 수 있게 된다. 추가적으로, 광섬유(40)의 단면각(θ1)이 8°인 경우에는, 광학 필터(30)의 기울어진 각도(θ3)가 45.9°가 되는 때, 즉, 필터 홀더의 각도가 43.1°가 되는 때, 손실을 최소화할 수 있다.
도 10a는 본 발명의 일 실시예에 따라 단일 파장 양방향 광 송수신기의 광학 필터(30)의 기울어진 각도(θ3)가 47°일 경우, 즉 필터 홀더의 각도가 43°인 경우에 반사된 광신호를 구체적으로 도시한 도면이고, 도 10b는 광학 필터(30)의 기울어진 각도(θ3)가 45°일 경우, 즉 필터 홀더의 각도가 45°인 경우에 반사된 광신호를 구체적으로 도시한 도면이다. 도 10a와 도 10b를 비교해 보면, 광학 필터(30)의 기울어진 각도가 45°인 경우보다 47°인 경우에 광학 크로스토크가 감소하게 됨을 확인할 수 있다. 이는 광학 필터(30)의 기울어진 각도(θ3)가 47°인 경우, 광학 필터(30)에서 반사된 광신호가 산란됨에 따라 광학 필터(30)로 입사되는 광신호의 출력이 약해지게 되어 광학 크로스토크가 감소하게 되기 때문이다.
도 11a는 종래 단일 파장 양방향 광 송수신기의 광학 크로스토크의 발생을 도시한 도면이고, 도 11b는 본 발명에 따른 단일 파장 양방향 광 송수신기의 경우 광학 크로스토크가 발생하지 않음을 구체적으로 도시한 도면이다. 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 광학 크로스토크는 종래 단일 파장 양방향 광 송수신기에서는 발생하는 반면, 본 발명에 따른 단일 파장 양방향 광 송수신기에서는 발생하지 않는다.
도 12는 본 발명에 따른 단일 파장 양방향 광 송수신기의 광섬유(40)의 경사진 방향이 광학 필터(30)의 경사진 방향과 반대가 되도록 구성할 경우 반사되는 광신호의 이동경로를 도시한 도면이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 광섬유(40) 단면의 법선에 대해 광신호의 입사각과 반사각은 동일한 각을 갖기 때문에 입사된 후 반사된 광은 송신기(10) 방향이 아닌 흡수체 방향으로 이동하게 되는 것을 알 수 있다.
도 13a는 일반적인 BOSA의 광경로 추적 시뮬레이션의 결과를 도시한 도면이고, 도 13b는 본 발명에 따른 단일 파장 양방향 광 송수신기의 광섬유(40)의 경사진 방향이 광학 필터(30)의 경사진 방향과 반대일 경우, 광경로 추적 시뮬레이션의 결과를 도시한 도면이며, 도 13c는 본 발명에 따른 단일 파장 양방향 광 송수신기의 광섬유(40)의 경사진 방향이 광학 필터(30)의 경사진 방향과 일치할 경우, 광경로 추적 시뮬레이션의 결과를 도시한 도면이다. 시뮬레이션 결과에서 보여지듯이, 광섬유(40)의 경사진 방향이 광학 필터(30)의 경사진 방향과 같은 방향에 놓여 있어, 반사 경로를 흡수체 방향으로 이동시키게 되는 경우 내부 반사를 줄일 수 있게 된다.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
1: 광학 크로스토크 제 1 경로의 시작점
1': 광학 크로스토크의 제 1 경로에 있어서, 광학 필터에서 반사된 광이 반사되는 몸체의 내벽 부분
1": 광학 크로스토크의 제 1 경로에 있어서, 몸체의 내벽 부분에서 반사되어 수신기로 입사되는 광학 크로스토크 제 1 경로의 마지막 지점
2: 광학 크로스토크의 제 2 경로의 시작점
2': 광학 크로스토크의 제 2 경로에 있어서, 광학 필터를 투과한 광이 광섬유에서 반사되는 부분
2": 광학 크로스토크의 제 2 경로에 있어서, 광학 필터를 투과한 광이 광학필터에서 재반사되어 수신기로 입사되는 광학 크로스토크 제 2 경로의 마지막 지점
10: 송신기 15: 아이솔레이터
20: 수신기 30: 광학 필터
40: 광섬유 50: 몸체

Claims (10)

  1. 동일 파장으로 두 개의 광 송수신기를 통해 광신호를 송수신하는 단일 파장 양방향 광통신 시스템에 있어서,
    아이솔레이터(isolator)를 구비하고, 외부 입력 신호를 광송신신호로 변형하여 송신하는 송신기;
    상기 광송신신호의 일부를 반사시키고 나머지 일부를 투과시키는 광학 필터;
    상기 광학 필터에서 투과된 상기 광송신신호를 상대방 광 송수신기로 전송하는 광섬유;
    상기 상대방 광 송수신기로부터 전송된 광수신신호를 상기 광섬유를 통해 수신하는 수신기; 및
    상기 송신기의 일부, 상기 광학 필터, 상기 광섬유의 일부 및 상기 수신기의 일부를 에워싸고 있는 몸체(body);를 갖추어 이루어지되,
    상기 송신기가 상기 광섬유로 상기 광송신신호를 송신할 때, 상기 광섬유가 상기 광송신신호를 커플링(coupling)하지 않고 반사하는 것을 줄이기 위해, 상기 송신기의 중심축과 상기 광섬유의 중심축이 이루는 입사각(θ2)을 조절하여 상기 광송신신호가 상기 광섬유로 비스듬히 입사되도록 하고,
    상기 광송신신호가 상기 광학 필터에서 반사된 후 상기 몸체에서 재반사되어 상기 수신기로 입사되지 않도록 상기 몸체의 반사지점에 흡수체를 사용하고,
    상기 흡수체는 흡수체의 단면이 계단형으로 작아지는 구조를 취함으로써 광송신신호가 직접적으로 반사되는 것을 방지하고, 흡수체의 단면이 계단형으로 작아지는 구조에 있어서 에지 부분의 각이 둥글게 이루어져서 광송신신호가 난반사되도록 한 것을 특징으로 하는 단일 파장 양방향 광 송수신기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신기의 입사각(θ2)이 상기 광섬유의 코어(core) 굴절율(n1) 및 상기 광섬유 단면의 법선과 상기 광섬유의 중심축이 이루는 각도(θ1)에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 단일 파장 양방향 광 송수신기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 광섬유의 코어 굴절율(n1)이 1.4682(파장(λ)= 1550nm)일 때,
    상기 송신기의 입사각(θ2)은, 상기 광섬유 단면의 법선과 상기 광섬유의 중심축이 이루는 각도(θ1)가 6°인 경우에 2.827°이고, 상기 광섬유 단면의 법선과 상기 광섬유의 중심축이 이루는 각도(θ1)가 8°인 경우에 3.7905°인 것을 특징으로 하는 단일 파장 양방향 광 송수신기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 광섬유의 단면이 상기 광송신신호와 커플링되는 단면의 투과율을 높이기 위해 AR(Anti Reflect) 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 단일 파장 양방향 광 송수신기.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 필터의 기울어진 각도(θ3)는, 상기 광섬유에서 커플링되지 않은 광송신신호가 상기 광학필터에서 재반사되어 상기 수신기로 입사되는 양을 최소화하고 상기 광수신신호를 수직 입사시키기 위해, 상기 광섬유 단면의 법선과 상기 광섬유의 중심축이 이루는 각도(θ1), 상기 송신기의 입사각(θ2)에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 단일 파장 양방향 광 송수신기.
  9. 제 8 항에 있어서
    상기 광학 필터의 기울어진 각도(θ3)는, 상기 광섬유 단면의 법선과 광섬유의 중심축이 이루는 각도(θ1)가 6°인 경우 46.41°이고, 상기 광섬유 단면의 법선과 상기 광섬유의 중심축이 이루는 각도(θ1)가 8°인 경우에는 45.9°인 것을 특징으로 하는 단일 파장 양방향 광 송수신기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 광섬유의 단면의 경사진 방향이 상기 광학 필터의 경사진 방향과 같은 방향이 되게 함으로써, 상기 광섬유에서의 반사에 의한 광을 상기 흡수체가 있는 방향으로 유도하여 상기 반사를 최소화시키는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 단일 파장 양방향 광 송수신기.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9331781B2 (en) * 2011-09-15 2016-05-03 Go!Foton Corporation Two way burst mode digital optical cable communication system
US8811824B2 (en) * 2011-09-15 2014-08-19 Golfoton Holdings, Inc. Two way burst mode digital optical cable communication system
CN102879875A (zh) * 2012-09-29 2013-01-16 苏州海光芯创光电科技有限公司 一种具有新型滤光片的光收发器件及其制造方法
CN102967907B (zh) * 2012-12-06 2016-01-20 马勇强 一种同波长同轴单纤双向器件
CN103718077A (zh) * 2013-08-15 2014-04-09 华为技术有限公司 一种光组件、内置式光时域反射计及光网络设备
CN105717587A (zh) * 2016-04-13 2016-06-29 武汉电信器件有限公司 降低单波长bosa光串扰的装置及方法
US9995891B2 (en) * 2016-10-20 2018-06-12 OE Solutions Co., Ltd. Optical module and optical transceiver including the same
CN106559137A (zh) * 2016-11-25 2017-04-05 依偎科技（南昌）有限公司 一种通信方法及装置
KR101917665B1 (ko) * 2017-04-27 2019-01-29 아이오솔루션(주) 반도체 레이저 구동 회로 칩이 집적된 광송신 장치 및 그 제조 방법
CN110462491B (zh) * 2018-02-08 2022-05-17 徐州旭海光电科技有限公司 一种低串扰单芯双向光组件
DE102018205559C5 (de) * 2018-04-12 2024-06-27 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Optische sende/empfangs-einheit und vorrichtung zur signalübertragung
CN110244414A (zh) * 2019-06-11 2019-09-17 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种光模块
KR20210088987A (ko) * 2020-01-07 2021-07-15 삼성전자주식회사 라이다 장치 및 그 동작 방법
CN115469323A (zh) * 2022-09-05 2022-12-13 Oppo广东移动通信有限公司 深度信息获取模组和电子设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5796899A (en) * 1995-12-28 1998-08-18 Lucent Technologies Inc. Bidirectional optical transceiver assembly with reduced crosstalk
KR20050079198A (ko) * 2004-02-04 2005-08-09 삼성전자주식회사 양방향 광송수신기
KR100703464B1 (ko) * 2005-10-31 2007-04-03 삼성전자주식회사 양방향 광 송수신기
KR20110011123A (ko) * 2009-07-28 2011-02-08 (주) 빛과 전자 단일파장 양방향 광 송수신 모듈

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09145927A (ja) * 1995-11-20 1997-06-06 Sumitomo Electric Ind Ltd 導波路型光フィルタ
US6075635A (en) * 1995-12-28 2000-06-13 Lucent Technologies Inc. Bidirectional optical transceiver assembly

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5796899A (en) * 1995-12-28 1998-08-18 Lucent Technologies Inc. Bidirectional optical transceiver assembly with reduced crosstalk
KR20050079198A (ko) * 2004-02-04 2005-08-09 삼성전자주식회사 양방향 광송수신기
KR100703464B1 (ko) * 2005-10-31 2007-04-03 삼성전자주식회사 양방향 광 송수신기
KR20110011123A (ko) * 2009-07-28 2011-02-08 (주) 빛과 전자 단일파장 양방향 광 송수신 모듈

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