KR20010003638A - Apparatus and method for stabilizing output power of wavelength division multiplexed erbium doped fiber amplifier in respect of channel number - Google Patents
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Abstract
본 발명은 파장분할다중 광전송 시스템에서 광중계기 등에 제공되는 광섬유증폭기의 출력 안정화에 관한 것으로서, 특히 채널 수 변화에 따른 출력 안정화를 위하여, 광신호를 일부 분기해 내고, 분기한 광신호를 각각의 데이터 채널별로 설정된 파장 대역별로 파장 분할 역다중화하여 분석하므로, 현재 전송에 이용되는 채널 수를 파악하고, 파악한 채널 수에 따라 출력 광신호의 세기를 제어하므로, 채널 수의 변화에 즉각적으로 대응하여 출력을 안정화시키게 되어, 출력 안정화에 요구되는 시간을 줄이며, 전송 품질을 향상시킨다.The present invention relates to output stabilization of an optical fiber amplifier provided in an optical repeater in a wavelength division multiplexing optical transmission system. Particularly, in order to stabilize output according to a change in the number of channels, the optical signal is partially diverted, and the split optical signal is divided into respective data. By analyzing the wavelength division demultiplexing by the wavelength band set for each channel, the number of channels currently used for transmission is analyzed, and the intensity of the output optical signal is controlled according to the number of the identified channels. Stabilization reduces the time required for stabilization of output and improves transmission quality.
Description
본 발명은 파장분할다중(WDM: Wavelength-Division Multiplex) 광전송 시스템에서 광중계기 등에 제공되는 광섬유증폭기의 출력 안정화에 관한 것으로서, 특히 입력되는 광신호의 채널 수에 따라 그 출력 파워를 안정화하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the stabilization of an output of an optical fiber amplifier provided in an optical repeater in a wavelength-division multiplex (WDM) optical transmission system, and more particularly, an apparatus for stabilizing its output power according to the number of channels of an input optical signal. It is about a method.
광전송시스템에 사용되는 광섬유증폭기는 전송되는 광신호를 증폭하는 장치로서, 광신호를 광전변환하지 않고 광신호 자체를 증폭하므로, 광전변환에 따른 광부품을 사용하지 않는 등 구성이 간단하며 경제적이다.The optical fiber amplifier used in the optical transmission system is an apparatus for amplifying a transmitted optical signal. Since the optical signal itself is amplified without photoelectric conversion, the configuration is simple and economical.
광섬유에 의한 광증폭은 실리카 광섬유에 희토류 원소인 어븀(erbium: Er[68]), Pr(praseodymium[59]) 또는 Yb(ytterbium[70]) 등을 첨가한 활성 광섬유의 유도 방출(stimulated emission) 과정을 통하여 이루어진다.Optical amplification by optical fiber is stimulated emission of active optical fiber added with rare earth element erbium (Er [68]), Pr (praseodymium [59]) or Yb (ytterbium [70]). It is done through the process.
현재 광전송시스템에서 널리 채용되고 있는 파장분할다중 방식에서는 신호대역으로 1550nm 파장대역(약 1530nm∼1560nm)을 주로 사용하며, 이에 따라 광증폭을 위하여 그 특성상 1550nm 대역의 광신호를 증폭하기에 적절한 어븀첨가 광섬유증폭기(Erbium Doped Fiber Amplifier: 이하 EDFA라 칭함)가 주로 사용된다. 이러한 EDFA는 주로 광중계기 등에 구비되어 전송되는 광신호를 증폭한다.In the wavelength division multiplexing method widely adopted in the optical transmission system, the 1550 nm wavelength band (about 1530 nm to 1560 nm) is mainly used as a signal band, and therefore, due to its characteristics, erbium is suitable for amplifying an optical signal in the 1550 nm band. Fiber Doped Fiber Amplifier (hereinafter referred to as EDFA) is mainly used. The EDFA mainly amplifies an optical signal transmitted by being provided in an optical repeater or the like.
도 1은 종래의 파장분할다중 광전송 시스템의 하나의 광중계기에서 광섬유증폭기(EDFA) 및 채널 수에 대응한 광섬유증폭기의 출력 안정화 관련부의 개략적인 블록 구성도이다. 도 1을 참조하면, 입력단(11)을 통해 중계기로 입력된 광신호는 먼저 입력단 파장선택결합기(WSC: Wavelength Selective Coupler)(13)를 거치면서 데이터 채널들과 관리 채널(SVC: SuperVisory Channel)의 광신호로 분리된다. 일반적으로 데이터 채널은 사용자 데이터 전송에 사용되며 관리 채널은 시스템 자체의 각종 운용 정보들의 전송에 사용된다.FIG. 1 is a schematic block diagram of an output stabilization related part of an optical fiber amplifier (EDFA) and a number of channels in one optical repeater of a conventional wavelength division multiple optical transmission system. Referring to FIG. 1, an optical signal input to a repeater through an input terminal 11 first passes through a wavelength selective coupler (WSC) 13 of a data channel and a supervisory channel (SVC). It is separated into an optical signal. In general, the data channel is used for transmitting user data, and the management channel is used for transmitting various operational information of the system itself.
상기 입력단 WSC(13)에서 분리된 데이터 채널의 광신호는 이후 EDFA(9)에서 증폭되어 출력단 WSC(14)로 제공되며, 관리 채널의 광신호는 광수신부(RX)(15)에 의해 전기적 신호로 변환되어 광중계기의 시스템 제어부(10)로 제공된다. 시스템 제어부(10)은 관리 채널의 정보에 따라 EDFA(9)를 비롯한 각종 기능부들(도시하지 않음)에게 제어신호 등을 제공하며 광중계기의 전체 동작을 총괄적으로 제어한다. 또한 상기 시스템 제어부(10)는 관리 채널의 정보를 광전송부(TX)(16)로 출력한다. 출력된 관리 채널의 정보는 광전송부(16)에 의해 광신호로 변환되고 이후 상기 EDFA(9)에서 증폭된 데이터 채널의 광신호와 출력단 ESC(14)에서 결합되어 출력단(12)으로 출력된다.The optical signal of the data channel separated from the input terminal WSC 13 is then amplified by the EDFA 9 and provided to the output terminal WSC 14, and the optical signal of the management channel is transmitted by the optical receiver (RX) 15. Is converted to the system control unit 10 of the optical repeater. The system controller 10 provides control signals and the like to various functional units (not shown) including the EDFA 9 according to the information of the management channel and collectively controls the overall operation of the optical repeater. In addition, the system control unit 10 outputs the information of the management channel to the optical transmission unit (TX) (16). The output information of the management channel is converted into an optical signal by the optical transmission unit 16 and then combined with the optical signal of the data channel amplified by the EDFA 9 and output terminal ESC 14 and output to the output terminal 12.
한편, 상기 도 1에 일 예로 도시된 EDFA(9)는 양방향 펌핑 구조로서 EDF(Erbium Doped Amplifier)(29)에 각각 순방향, 역방향으로 펌프광을 제공하는 제1레이저다이오드(LD: Laser Diode)(22a)와 제2LD(22b)를 가진다. 상기 제1LD(22a)와 제2LD(22b)에서 출력되는 펌프광은 각각 제1WSC(21a)와 제2WSC(21b)에 의해 광신호와 결합되어 EDF(29)에 제공된다.On the other hand, EDFA (9) shown as an example in FIG. 1 is a bidirectional pumping structure, a first laser diode (LD: Laser Diode) (22a) for providing pump light to the EDF (Erbium Doped Amplifier) 29 in the forward and reverse directions, respectively ) And the second LD 22b. The pump light output from the first LD22a and the second LD22b is combined with an optical signal by the first WSC 21a and the second WSC 21b, and provided to the EDF 29, respectively.
상기 입력단 WSC(13)에서 분리되어 EDFA(9)에 입력된 데이터 채널의 광신호는 입력단 광분기기(23)와 입력단 광아이솔레이터(27) 및 제1WSC(21a)를 거쳐 EDF(Erbium Doped Amplifier)(29)에 제공되어 증폭된다. 증폭된 광신호는 이후 제2WSC(21b)와 출력단 광아이솔레이터(28) 및 출력단 광분기기(24)를 거쳐 출력된다. 상기 입력단 광분기기(23)와 출력단 광분기기(24)는 EDFA(9)에 입력되는 광신호와 출력되는 광신호 각각의 세기를 검출하기 위한 것으로서, 입력 광신호와 출력 광신호 각각에서 소정량, 예를 들어 1/100을 분기해 내어 각각 입력단 포토다이오드(PD: Photo-Diode)(25)와 출력단 PD(26)로 출력한다.The optical signal of the data channel separated from the input terminal WSC 13 and input to the EDFA 9 passes through an input optical splitter 23, an input optical isolator 27, and a first WSC 21a (Erbium Doped Amplifier) (EDF). Is provided and amplified. The amplified optical signal is then output through the second WSC 21b, the output stage optical isolator 28, and the output stage optical splitter 24. The input end optical splitter 23 and the output end optical splitter 24 are for detecting the intensity of each of the optical signal inputted to the EDFA 9 and the output optical signal, and a predetermined amount of each of the input optical signal and the output optical signal, For example, 1/100 is branched and output to the input photo-diode (PD) 25 and the output PD (26), respectively.
상기 입력단 PD(25)와 출력단 PD(26)에 제공된 입출력 광신호는 전기적 신호로 변환되어 전자제어부(20)에 제공되며, 전자제어부(20)는 이를 통해 입력 광신호와 출력 광신호의 세기를 파악하게 된다. 전자제어부(20)는 이러한 입출력 광신호의 세기를 파악하여 출력 광신호의 세기가 미리 설정된 적절한 레벨에 안정화되도록 상기 제1LD(22a), 제2LD(22b)의 출력을 제어하게 된다.The input and output optical signals provided to the input terminal PD 25 and the output terminal PD 26 are converted into electrical signals and provided to the electronic control unit 20. The electronic control unit 20 controls the input optical signal and the output optical signal through them. Figure out. The electronic controller 20 detects the intensity of the input / output optical signal and controls the output of the first LD 22a and the second LD 22b so that the intensity of the output optical signal is stabilized at an appropriate level.
상기와 같이 EDFA(9)의 출력 안정화 동작은 상기 출력 광신호의 세기가 미리 설정된 목표치에 안정화 되도록 수행되는데, 이때 상기 목표치의 설정은 채널 수에 따라 달리 설정된다. 즉 EDFA(9)의 출력 안정화 동작은 각 채널 별로 광 세기가 미리 설정된 레벨에 안정화 되도록 수행되며, 따라서 채널 수가 많아질수록 상기 출력 광신호 세기의 목표치는 높아진다. 예를 들어 16채널로 전송하는 경우에 상기 출력 광신호의 세기의 목표치는 8채널로 전송하는 경우와 비교하여 두배로 높으며, 이에 따라 각각의 채널 별 출력 광의 세기는 16채널 또는 8채널 전송에서 동일한 레벨을 유지할 수 있게 된다.As described above, the output stabilization operation of the EDFA 9 is performed such that the intensity of the output optical signal is stabilized at a predetermined target value, wherein the target value is set differently according to the number of channels. That is, the output stabilization operation of the EDFA 9 is performed such that the light intensity is stabilized at a predetermined level for each channel. Therefore, as the number of channels increases, the target value of the output optical signal intensity increases. For example, when transmitting in 16 channels, the target value of the intensity of the output optical signal is twice as high as when transmitting in 8 channels. Thus, the intensity of output light for each channel is the same in 16 or 8 channels. You will be able to maintain your level.
WDM 전송방식에서는 망의 재구성(reconfiguration)이나 결함 또는 채널의 애드/드롭(add/drop) 등에 의해 채널 수가 자주 변화된다. 이러한 채널 수에 대한 정보는 상기 관리 채널을 통해 시스템 제어부(10)에 의해 파악되어 상기 EDFA(9)의 전자제어부(20)에 제공된다. 이에 따라 EDFA(9)의 전자제어부(20)는 현재의 전송 채널 수에 맞도록 상기 출력 광신호 세기의 목표치를 설정하게 된다.In the WDM transmission method, the number of channels is frequently changed due to network reconfiguration, defects, or add / drop of channels. The information on the number of channels is obtained by the system control unit 10 through the management channel and provided to the electronic control unit 20 of the EDFA 9. Accordingly, the electronic control unit 20 of the EDFA 9 sets the target value of the output optical signal strength to match the current number of transmission channels.
상기와 같이 채널 수에 대응한 EDFA의 출력 안정화에 대한 기술은 본원 출원인에 의해 선출원된 국내 특허출원번호 제98-9032호(명칭: 광중계 시스템에서 출력파워가 일정한 파장분할다중화 광섬유증폭기 및 이를 이루기 위한 방법)를 예로 들 수 있다.As described above, the technology for stabilizing the output of EDFA corresponding to the number of channels is disclosed in Korean Patent Application No. 98-9032 (name: wavelength division multiplexing optical fiber amplifier with constant output power in optical relay system) For example).
그런데, 상기에서 전송되는 데이터 채널의 수가 변할 경우에 EDFA(9)의 전자제어부(20)가 변한 채널 수에 즉각적으로 대응하지 못할 수가 있다. 즉, 상기한 데이터 채널 수에 대한 정보는 관리 채널의 정보에 포함되며, 이는 입력단 WSC(15)와 광송신부(15)를 거쳐 시스템 제어부(10)에서 파악된 후, 상기 EDFA(9)의 전자제어부(20)에 제공되기 때문이다. 예를 들어, 16채널을 전송하는 WDM 시스템이 8채널로 변환하여 전송을 할 경우에, 상기 EDFA(9)는 16채널에 해당하는 목표치로 출력 광신호의 세기를 제어하다가 8채널 광신호에 의해 입력되는 광신호의 세기가 순간적으로 작아지므로, 출력 광신호의 세기를 일정하기 위하여 광신호의 증폭율을 높이게 된다. 이에 따라 출력 광신호의 채널별 세기가 갑작스럽게 커지게 된다.However, when the number of data channels transmitted is changed, the electronic control unit 20 of the EDFA 9 may not immediately respond to the changed number of channels. That is, the information about the number of data channels is included in the information of the management channel, which is captured by the system controller 10 via the input terminal WSC 15 and the optical transmitter 15, and then the electronics of the EDFA 9. This is because it is provided to the control unit 20. For example, when a WDM system transmitting 16 channels converts the data into 8 channels and transmits the data, the EDFA 9 controls the intensity of the output optical signal to a target value corresponding to 16 channels and then uses the 8 channel optical signal. Since the intensity of the input optical signal decreases instantaneously, the amplification rate of the optical signal is increased to maintain the intensity of the output optical signal. As a result, the intensity of each channel of the output optical signal is suddenly increased.
이와 같이 채널 수의 변화에 EDFA(9)의 전자제어부(20)가 즉각적으로 대응하지 못하므로, 출력 안정화에 요구되는 시간이 길어지며, 광신호 전송시에 상기와 같은 오버슈트(overshoot)나 또는 언더슈트(undershoot)가 발생하게 된다.Since the electronic control unit 20 of the EDFA 9 does not immediately respond to the change in the number of channels as described above, the time required for stabilization of the output becomes long, and such an overshoot or the like occurs when the optical signal is transmitted. Undershoot will occur.
따라서 본 발명의 목적은 파장분할다중 광섬유증폭기에서 채널 수의 변화에 즉각적으로 대응하여 출력을 안정화시킬 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and method capable of stabilizing an output in response to a change in the number of channels in a wavelength division multiplex optical amplifier.
본 발명의 다른 목적은 출력 안정화에 요구되는 시간을 줄일 수 있는 파장분할다중 광섬유증폭기의 채널 수 변화에 따른 출력 안정화 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for stabilizing an output according to a channel number change of a wavelength division multiplexing optical amplifier which can reduce the time required for stabilizing an output.
본 발명의 또 다른 목적은 전송 품질을 향상시킬 수 있는 파장분할다중 광섬유증폭기의 채널 수 변화에 따른 출력 안정화 장치 및 방법을 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide an apparatus and method for stabilizing an output according to a change in the number of channels of a wavelength division multiplexing optical amplifier that can improve transmission quality.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 방법은 파장분할다중 광섬유증폭기의 채널 수 변화에 따른 출력 안정화 방법에 있어서, 광신호를 일부 분기해 내는 과정과, 분기한 광신호를 데이터 채널별로 설정된 파장 대역별로 파장 분할 역다중화하여 출력하는 과정과, 파장 대역별로 역다중화되어 출력되는 광을 분석하여 현재 전송에 이용되는 채널 수를 파악하는 과정과, 상기 파악한 채널 수에 따라 출력 광신호의 세기를 제어하는 과정을 가짐을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the method of the present invention provides a method for stabilizing an output according to a change in the number of channels of a wavelength division multiplexed optical fiber amplifier. A process of outputting by multiplexing the wavelength division demultiplexing for each channel, analyzing the light demultiplexed by the wavelength band, and determining the number of channels currently used for transmission, and controlling the intensity of the output optical signal according to the determined number of channels. It is characterized by having a process.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는 파장분할다중 광섬유증폭기의 채널 수 변화에 따른 출력 안정화 장치에 있어서, 상기 광섬유증폭기의 광신호 경로 상의 미리 설정된 위치에 설치되어 통과하는 광에서 미리 설정된 양을 분기해 내는 광분기부와, 광분기부에서 분기해 낸 광을 각 데이터 채널별로 설정된 파장 대역별로 파장 분할 역다중화하여 출력하는 역다중화부와, 역다중화되어 각각의 파장 대역별로 출력되는 광을 각각 전기적 신호로 변환하는 광전변환부와, 광전변환부에서 변환된 각각의 전기적 신호의 레벨을 미리 설정된 기준 레벨과 비교하여 이의 결과값을 출력하는 비교부와, 비교부에서 출력된 결과값을 저장하는 저장부와, 저장부에 저장된 정보를 통해 채널 수를 파악하여 이에 대응한 증폭 제어 동작을 수행하는 광섬유증폭기의 전자제어부를 가짐을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the device of the present invention is an output stabilization device according to a change in the number of channels of a wavelength-division multiplexed optical fiber amplifier, wherein the predetermined amount of light is installed at a predetermined position on an optical signal path of the optical fiber amplifier and passes. An optical diverter for dividing the signal, a demultiplexer for splitting and splitting the light splitted by the optical splitter into wavelength bands set for each data channel, and a demultiplexed and output light for each wavelength band, respectively. A photoelectric conversion unit for converting the signal, a comparison unit for comparing the level of each electrical signal converted in the photoelectric conversion unit with a preset reference level, and outputting a result value thereof; and storing the result value output from the comparison unit. And an optical island for identifying the number of channels through the information stored in the storage unit and performing an amplification control operation corresponding thereto. It characterized by having an electronic control unit of the amplifier.
도 1은 종래의 파장분할다중 광전송 시스템의 하나의 광중계기에서 광섬유증폭기 및 채널 수에 대응한 광섬유증폭기의 출력 안정화 관련부의 개략적인 블록 구성도,1 is a schematic block diagram of an output stabilization related part of an optical fiber amplifier corresponding to the number of optical amplifiers and channels in one optical repeater of a conventional wavelength division multiple optical transmission system;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파장분할다중 광전송 시스템의 하나의 광중계기에서 광섬유증폭기 및 채널 수에 대응한 광섬유증폭기의 출력 안정화 관련부의 개략적인 블록 구성도,2 is a schematic block diagram of an output stabilization related part of an optical fiber amplifier corresponding to the number of channels and an optical fiber amplifier in one optical repeater of a wavelength division multiplexing optical transmission system according to an embodiment of the present invention;
도 3은 도 2 중 채널수검출부의 블록 구성도.3 is a block diagram illustrating a channel number detector of FIG. 2.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, specific details such as specific components are shown, which are provided to help a more general understanding of the present invention, and it is understood that these specific details may be changed or changed within the scope of the present invention. It is self-evident to those of ordinary knowledge in Esau.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파장분할다중 광전송 시스템의 하나의 광중계기에서 광섬유증폭기 및 채널 수에 대응한 광섬유증폭기의 출력 안정화 관련부의 개략적인 블록 구성도이다. 도 2를 참조하면, 먼저 본 발명에 따른 EDFA(9)는 종래와는 달리 채널 수에 대응한 출력 광신호의 안정화를 위해서 채널 수에 대한 정보를 시스템 제어부(10)에서 제공받지 않는다.2 is a schematic block diagram of an output stabilization related part of an optical fiber amplifier corresponding to the number of channels and an optical fiber amplifier in one optical repeater of a wavelength division multiplex optical transmission system according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the EDFA 9 according to the present invention does not receive information on the number of channels from the system controller 10 in order to stabilize the output optical signal corresponding to the number of channels unlike the conventional art.
본 발명에서는 상기 채널 수에 대한 정보를 검출하는 채널수검출부(30)가 EDFA(9)내에 설치되며, 상기 채널수검출부(30)는 채널 수를 검출하여 이를 전자제어부(20)에 제공한다. 본 발명에서는 종래와는 달리 관리 채널(SVC: SuperVisory Channel)의 광신호를 분석하여 채널 수에 대한 정보를 파악하지 않으므로, 도 2에서는 관리 채널의 분리 등에 관한 구성을 나타내지 않았다. 그러나, 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같은 종래의 관리 채널의 정보를 분석하는 시스템에 상기 채널수검출부(30)를 추가하는 구성을 가질 수 있다. 이러한 별도의 채널수검출부(30)를 구성하는 이유는 EDFA(9) 자체 내에서 채널 수를 검출하여 종래 채널 수 파악에 소요되는 시간을 줄이고 채널 수 변화에 즉각적으로 대응하여 출력을 안정화하기 위함이다.In the present invention, the channel number detection unit 30 for detecting the information on the number of channels is installed in the EDFA (9), the channel number detection unit 30 detects the number of channels and provides it to the electronic control unit (20). Unlike the related art, the present invention does not grasp information about the number of channels by analyzing an optical signal of a management channel (SVC: SuperVisory Channel). Thus, the configuration of separation of the management channel is not shown in FIG. 2. However, the present invention may have a configuration in which the channel number detection unit 30 is added to a system for analyzing information of a conventional management channel as shown in FIG. 1. The reason for configuring such a separate channel number detection unit 30 is to detect the number of channels in the EDFA 9 itself to reduce the time required to determine the number of conventional channels and to stabilize the output in response to the change in the number of channels immediately. .
특히, EDFA(9) 내의 전자제어부(20)이 시스템 제어부(10)에서 제공되는 정보에 의해 채널 수를 알게 되는 종래의 방식에서는 시스템 제어부(10)에 많은 동작 부하가 걸릴 경우에 상기 전자제어부(20)이 채널 수에 대한 정보를 알게 되는데 소요되는 시간은 더욱 길어질 수 있다. 이에 비해 본 발명에서는 EDFA(9) 자체 내에서 채널 수를 검출하므로, 전자제어부(20)은 시스템 제어부(10)에 걸리는 부하와는 상관없이 즉각적으로 채널 수를 알게 된다. 이하 본 발명에 따른 EDFA(9)의 상세 구성을 설명하기로 한다.In particular, in the conventional method in which the electronic control unit 20 in the EDFA 9 knows the number of channels by the information provided from the system control unit 10, when the system control unit 10 has a large operating load, the electronic control unit ( 20) it may take longer to know the information about the number of channels. In contrast, in the present invention, since the number of channels is detected in the EDFA 9 itself, the electronic controller 20 immediately knows the number of channels regardless of the load on the system controller 10. Hereinafter, a detailed configuration of the EDFA 9 according to the present invention will be described.
본 발명의 일 실시예에 따른 EDFA(9)는 종래와 마찬가지로 양방향 펌핑 구조로서, EDF(29)와, 제1LD(22a), 제2LD(22b), 제1WSC(21a), 제2WSC(21b), 입력단 광분기기(23), 입력단 PD(25), 입력단 광아이솔레이터(27), 출력단 광아이솔레이터(28), 출력단 광분기기(24) 및 출력단 PD(26)를 가지며, 각각의 기능부들의 동작은 종래와 동일하다.EDFA 9 according to an embodiment of the present invention is a bidirectional pumping structure as in the prior art, the EDF 29, the first LD (22a), the second LD (22b), the first WSC (21a), the second WSC (21b) , An input stage optical splitter 23, an input stage PD 25, an input stage optical isolator 27, an output stage optical isolator 28, an output stage optical splitter 24, and an output stage PD 26. Same as before.
즉, 상기 입력단(11)을 통해 EDFA(9)에 입력된 데이터 채널의 광신호는 입력단 광분기기(23)와 입력단 광아이솔레이터(27) 및 제1WSC(21a)를 거쳐 EDF(29)에 제공되어 증폭된다. 증폭된 광신호는 이후 제2WSC(21b)와 출력단 광아이솔레이터(28) 및 출력단 광분기기(24)를 거쳐 출력된다. 그리고 상기 입력단 광분기기(23)와 출력단 광분기기(24)에 의해 입력 광신호와 출력 광신호 각각에서 소정량 분기된 광은 입력단 PD(25)와 출력단 PD(26)에 의해 전기적 신호로 변환되어 전자제어부(20)로 제공된다. 전자제어부(20)는 이를 통해 입력 광신호와 출력 광신호의 세기를 파악하고 상기 제1LD(22a), 제2LD(22b)의 출력을 제어하여 출력 광신호의 세기를 조절하게 된다.That is, the optical signal of the data channel input to the EDFA 9 through the input terminal 11 is provided to the EDF 29 via the input optical splitter 23, the input optical isolator 27 and the first WSC 21a. Is amplified. The amplified optical signal is then output through the second WSC 21b, the output stage optical isolator 28, and the output stage optical splitter 24. Light split by a predetermined amount from the input optical signal and the output optical signal by the input optical splitter 23 and the output optical splitter 24 is converted into an electrical signal by the input terminal PD 25 and the output terminal PD 26. It is provided to the electronic control unit 20. The electronic controller 20 determines the intensity of the input optical signal and the output optical signal through this and controls the output of the first LD 22a and the second LD 22b to adjust the intensity of the output optical signal.
상기와 같은 EDFA(9)에서 상기 출력단 광분기기(24)를 거쳐 출력되는 증폭된 광신호는 본 발명의 특징에 따라 채널 수 검출에 이용되는 일부 광을 분기하기 위해 구비된 광분기기(31)를 거치게 된다. 상기 광분기기(31)는 통과하는 광에서 미리 설정된 양, 예를 들어 1/100을 분기해 내게 된다. 상기 광분기기(31)에서 분기해 낸 광은 채널수검출부(30)에 제공된다.The amplified optical signal output from the EDFA 9 through the output stage optical splitter 24 is an optical splitter 31 provided to branch some light used for detecting the number of channels according to the feature of the present invention. Going through. The optical splitter 31 branches off a predetermined amount, for example, 1/100, from the light passing through. The light branched from the optical splitter 31 is provided to the channel number detector 30.
채널수검출부(30)는 제공된 광을 파장 분할 역다중화하여 각각의 데이터 채널별로 출력되는 광을 분석하므로 현재 전송에 이용되는 채널 수를 알아낸다. 채널수검출부(30)에 의해 파악된 채널 수에 대한 정보는 전자제어부(20)에 제공되고, 이에 따라 전자제어부(20)는 현재 전송되는 광신호의 채널 수에 맞추어 출력 광신호의 세기를 제어하게 된다.The channel number detector 30 analyzes the light output for each data channel by wavelength division demultiplexing the provided light to find the number of channels currently used for transmission. Information about the number of channels determined by the channel number detector 30 is provided to the electronic controller 20, and accordingly, the electronic controller 20 controls the intensity of the output optical signal according to the number of channels of the optical signal currently transmitted. Done.
도 3은 도 2 중 채널수검출부(30)의 블록 구성도이다. 도 3을 참조하면, 채널수검출부(30)는 광분기기(31)에 의해 출력 광에서 얼마간 분기된 광을 입력받아 이를 각 데이터 채널별로 설정된 파장 대역별로 파장분할 역다중화하여 출력하는 역다중화기(AWG)(32)를 가진다. 도 3에는 상기 역다중화기(32)는 광도파로열격자(AWG: Arrayed-Waveguide Grating)를 이용하여 구성할 수 있다. 이 외에도 상기 역다중화기(32)는 다수개의 광섬유 격자 필터(fiber grating filter)를 사용하여 구성할 수 있다. 일반적으로 분할하고자 하는 채널 수가 적을 때에는 AWG보다 다수개의 광섬유 격자 필터를 사용하는 것이 경제적이고, 분할하고자 하는 채널 수가 많을 때에는 하나의 AWG를 사용하는 것이 경제적이다. 광신호를 분석하여 현재 전송되는 광신호의 채널 수를 파악하기 위해서는 WDM 시스템에서 사용되는 전체 채널의 파장 대역을 모두 확인하여야 하므로, 본 발명에서는 상기 역다중화기(32)를 AWG로 구성하는 것이 바람직하다.3 is a block diagram of the channel number detector 30 of FIG. 2. Referring to FIG. 3, the channel number detector 30 receives a light branched from the output light by the optical splitter 31, and demultiplexes and outputs the wavelength division demultiplexed by the wavelength band set for each data channel (AWG). (32). In FIG. 3, the demultiplexer 32 may be configured using an arrayed-waveguide grating (AWG). In addition, the demultiplexer 32 may be configured using a plurality of fiber grating filters. In general, it is economical to use a plurality of optical fiber grating filters than AWG when the number of channels to be divided is small, and to use one AWG when the number of channels to be divided is large. In order to analyze the optical signal and determine the number of channels of the currently transmitted optical signal, all wavelength bands of all channels used in the WDM system must be identified. Therefore, in the present invention, the demultiplexer 32 is preferably configured as an AWG. .
역다중화기(32)에서 각각의 파장 대역별로 출력되는 광은 광전변환기(34)에 제공되어 각각 전기적 신호로 변환된다. 광전변환기(34)는 상기 파장 대역별로 각각 출력되는 광을 제공받아 전기적 신호로 변환하기 위해 각 파장 대역별로 하나씩 구비한 다수개의 포토다이오드의 배열로서 구성할 수 있다.The light output for each wavelength band from the demultiplexer 32 is provided to the photoelectric converter 34 and converted into electrical signals, respectively. The photoelectric converter 34 may be configured as an array of a plurality of photodiodes provided for each wavelength band in order to receive light output for each wavelength band and convert the light into electrical signals.
광전변환기(34)에서 변환된 각각의 전기적 신호는 비교기(36)에 제공되어 각각의 레벨이 미리 설정된 기준 레벨과 비교된다. 비교기(36)는 상기 전기적 신호를 일 입력단으로 제공받고 타 입력단으로는 미리 설정된 기준 레벨의 신호를 입력받아 이를 비교하여 비교 결과값을 출력하는 연산증폭기(OP AMP)를 각 전기적 신호별로 설치하여 배열함으로 구성할 수 있다. 이때 상기 기준 레벨은 상기 각각의 파장 대역별로 광전변환된 전기적 신호에서 신호 유무 정도를 판별할 수 있는 레벨로 적절히 설정된다. 또한 비교 결과값은 "1" 또는 "0"으로 출력되도록 한다.Each electrical signal converted at the photoelectric converter 34 is provided to a comparator 36 so that each level is compared with a preset reference level. The comparator 36 receives the electrical signal as one input terminal, receives an input signal of a predetermined reference level as the other input terminal, and compares it, and installs an operational amplifier (OP AMP) for each electrical signal. Can be configured as In this case, the reference level is appropriately set to a level capable of determining the presence or absence of a signal in the photoelectrically converted electrical signal for each wavelength band. In addition, the comparison result is output as "1" or "0".
비교기(36)에서 출력되는 결과값은 레지스터(38)에 저장된다. 이때 레지스터(38)는 쉬프트 레지스터(shift register)로 구성하여 상기 "1"로 출력되는 비교 결과값을 카운트할 수 있도록 한다. 레지스터(38)에 저장된 정보는 전자제어부(20)에 제공되며, 전자제어부(20)는 이를 통해 채널 수를 파악하게 된다.The result value output from the comparator 36 is stored in the register 38. In this case, the register 38 is configured as a shift register to count the comparison result value output as "1". Information stored in the register 38 is provided to the electronic control unit 20, the electronic control unit 20 to determine the number of channels through this.
상기와 같은 구성을 가지는 채널수검출부(30)의 동작을 살펴보면, 광분기기(31)에 의해 제공된 광신호는 역다중화기(32)에서 각 데이터 채널의 파장 대역별로 역다중화되어 광전변환기(34)에 제공된다. 이후 광전변환기(34)에서 상기 파장 대역별로 변환된 각각의 전기적 신호는 비교기(36)에 제공되어 각각의 레벨에 따라 신호 유무가 판별된다.Referring to the operation of the channel number detection unit 30 having the above configuration, the optical signal provided by the optical splitter 31 is demultiplexed by the wavelength band of each data channel in the demultiplexer 32 to the photoelectric converter 34. Is provided. Thereafter, each electrical signal converted for each of the wavelength bands in the photoelectric converter 34 is provided to the comparator 36 to determine the presence or absence of the signal according to each level.
즉, 상기 파장 대역별로 변환된 각각의 전기적 신호의 레벨이 비교기(36)에 설정된 기준 레벨 이상인 경우에는 신호가 있는 것으로 간주되고, 상기 전기적 신호의 레벨이 기준 레벨 이하인 경우에는 신호가 없는 것으로 간주된다. 이러한 신호 유무의 파악을 통해 해당 파장 대역이 현재 사용 중인 지의 여부를 파악할 수 있게 된다.That is, when the level of each electrical signal converted for each wavelength band is equal to or greater than the reference level set in the comparator 36, the signal is considered to be present, and when the level of the electrical signal is equal to or less than the reference level, it is regarded as no signal. . By determining the presence or absence of such a signal, it is possible to determine whether the corresponding wavelength band is currently in use.
상기 신호 유무에 대하여 비교기(36)에서 출력되는 결과값은 "1" 또는 "0"으로서, 이후 레지스터(38)에 카운트되어 저장된다. 따라서 전자제어부(20)는 상기 레지스터(38)에 저장된 정보를 읽으므로 채널 수를 알 수 있게 되며, 이에 따른 EDFA(9)의 증폭 제어 동작을 수행하게 된다.The result value output from the comparator 36 for the presence or absence of the signal is " 1 " or " 0 ", which is then counted and stored in the register 38. Therefore, the electronic controller 20 reads the information stored in the register 38 so that the electronic controller 20 can know the number of channels, thereby performing the amplification control operation of the EDFA 9.
상기와 같이 본 발명의 특징에 따른 파장분할다중 광섬유증폭기의 채널 수에 대응한 출력 안정화 장치가 구성될 수 있다.As described above, an output stabilization device corresponding to the number of channels of the wavelength division multiplexing optical fiber amplifier according to the features of the present invention may be configured.
한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 예를 들어, 상기 일 실시예의 설명에서는 광분기기(31) 및 채널수검출부(30)가 EDFA(9)의 출력단에 설치되어 출력 광신호의 분석을 통해 채널 수를 검출하는 것으로 설명하였다. 이는 증폭되어 출력되는 광신호를 소정 비율로 분기하여 측정하는 것이 아직 증폭되지 않아 미약한 광신호를 분기하여 측정하는 것에 비해 측정 및 에러 감소에 유리하기 때문이다. 그러나 본 발명의 다른 일 실시예에서는 상기 광분기기(31) 및 채널수검출부(30)를 EDFA(9)의 입력단에 설치하여 입력 광신호를 분석하도록 구성할 수도 있다.Meanwhile, in the above description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the description of the above embodiment, the optical splitter 31 and the channel number detector 30 are installed at the output terminal of the EDFA 9 to detect the number of channels through analysis of the output optical signal. This is because branching and measuring the optical signal amplified and output at a predetermined ratio is advantageous for measurement and error reduction compared to branching and measuring the weak optical signal since it is not yet amplified. However, in another embodiment of the present invention, the optical splitter 31 and the channel number detector 30 may be installed at the input terminal of the EDFA 9 to analyze the input optical signal.
상기한 바와 같이 본 발명은 파장분할다중 광섬유증폭기의 채널 수 변화에 따른 출력을 안정화하기 위하여, 광신호를 일부 분기해 내고, 분기한 광신호를 각각의 데이터 채널별로 설정된 파장 대역별로 파장 분할 역다중화하여 분석하므로, 현재 전송에 이용되는 채널 수를 파악하고, 파악한 채널 수에 따라 출력 광신호의 세기를 제어하므로, 채널 수의 변화에 즉각적으로 대응하여 출력을 안정화시킬 수 있게 되어, 출력 안정화에 요구되는 시간을 줄이며, 전송 품질을 향상시킬 수 있게 된다.As described above, the present invention partially splits an optical signal in order to stabilize an output according to a change in the number of channels of a wavelength division multiplexing optical fiber amplifier, and demultiplexes the split optical signal by wavelength bands set for each data channel. The number of channels currently used for transmission is analyzed, and the intensity of the output optical signal is controlled according to the number of channels identified. Therefore, the output can be stabilized immediately in response to the change in the number of channels. This reduces the time required to improve transmission quality.
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