KR100977921B1 - 광전송시스템 - Google Patents

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Abstract

잡음성분을 제거함과 동시에, 종래보다 구축 비용이 저렴해지는 광전송시스템을 제공한다. 광 송신장치에서 광 수신장치까지 광신호로 전송하고, 전송 도중에 혼입되는 잡음성분을 제거하는 처리를 실시한 후, 출력전기신호를 출력하는 광전송시스템으로, 상기 광 수신장치와 상기 광 송신장치 사이는 1개의 광섬유로 결합되며, 당해 광섬유를 통해 강도변조 전의 광신호가 전송되며, 상기 광 수신장치는 수신한 광신호를 강도 변조하고, 강도변조성분이 서로 역위상인 2개의 광신호로 변환하는 제 1 처리부와, 강도변조성분이 서로 역위상인 광신호를 전송하는 제 1 및 제 2 전송 광섬유와, 전송단에서 2개의 광신호를 각각 전기신호로 변환하여 반전 증폭하여 출력전기신호를 생성하는 제 2 처리부를 구비한다.
Figure R1020057014404
광 수신장치, 광 송신장치, 광섬유, 광신호

Description

광전송시스템{OPTICAL TRANSMISSION SYSTEM}
본 발명은 변조된 전기신호에 의해 광신호의 강도를 변조하여 광 전송하는 아날로그 광전송 기술에 관한 것으로, 특히, 광 전송 계에서 발생하는 잡음성분을 억제하는 기술에 관한 것이다.
광섬유(optical fiber)를 이용하여 고속 전송을 행하는 광전송시스템에서, 고품질 광전송을 행하는 기술이 비특허 문헌 1(「IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES」, IEEE 발행, VOL.46, NO.12, PP.2083-2091, DECEMBER 1998)에 개시되어 있다.
이에 따르면, 광전송시스템은 광 송신장치와 광 수신장치로 이루어지며, 광 송신장치와 광 수신장치는 2개의 광섬유로 접속되어 있다.
광 송신장치에서는, 전송해야 할 무선주파수 신호(이하,「RF 신호」라 한다)에 의해 광 수신장치로 송신하는 광신호의 강도를 변조하고, 또한, 강도 변조한 광신호로부터 상호 위상 관계가 역상(逆相) 관계가 되는 2개의 광신호를 생성하여, 생성한 2개의 광신호를 각각 개별 광섬유를 통해 광 수신장치로 출력한다.
광 수신장치에서는, 개별 광섬유를 통해 광 송신장치에서 2개의 광신호를 수신하면, 수신한 2개의 광신호를 각각 전기신호로 변환하고, 변환한 전기신호 중 어 느 하나의 전기신호의 위상을 역상으로 하여 다른 쪽 전기신호에 가산한다.
이로써, 광 송신장치에서 수신한 2개의 광신호의 강도변조성분인 RF 신호는 역상이므로, 전기신호로 각각 변환한 후, 가산시에는 동상(同相)이 되어 서로 가산되게 된다. 또, 광 송신장치에서 수신한 2개의 광신호 잡음성분은 동상이므로, 가산시에는 역상(逆相)이 되어 서로 제거되게 된다. 이로써, 고품질 광전송을 실현할 수 있다.
상기에 제시된 광전송시스템에서는, 잡음성분을 제거시키기 위해서는 광 송신장치와 광 수신장치 사이에 2개의 광섬유를 설치할 필요가 있으며, 이는 광전송시스템 구축시 고비용의 원인이 되고 있다. 그 때문에, 종래의 광전송시스템을 상용 시스템으로 도입하기는 곤란하다.
본 발명은 잡음성분을 제거함과 동시에, 종래의 구축 비용보다 저렴한 광전송시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 광 송신장치로부터 광 수신장치까지 광신호로 전송하고, 전송 도중에 혼입되는 잡음성분을 제거하는 처리를 실시한 후, 출력전기신호를 출력하는 광전송시스템으로, 상기 광 수신장치와 상기 광 송신장치 사이는 1개의 광섬유로 결합되어 당해 광섬유를 통해 강도변조 전의 광신호가 전송되고, 상기 광 수신장치는 수신한 광신호를 강도 변조하여 강도변조성분이 서로 역위상인 2개의 광신호로 변환하는 제 1 처리부와, 강도변조성분이 서로 역위상인 광신호를 전송하는 제 1 및 제 2 전송 광섬유와, 전송단에서 2개의 광신호를 각각 전기신호로 변환하고, 반전 증폭하여 출력전기신호를 생성하는 제 2 처리부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 따르면, 광전송시스템은 광 수신장치에서, 수신한 광신호를 강도 변조하여 강도변조성분이 서로 역상이 되는 2개의 광신호를 생성하고, 생성한 2개의 광신호를 각각 전기신호로 변환하고, 반전 증폭하여 출력전기신호를 생성할 수 있다. 이로써, 종래의 광전송시스템과 같이, 광 수신장치측에서 강도변조성분이 서로 역상이 되는 2개의 광신호를 수신할 필요가 없어져, 즉, 광송신 정치와 광 수신장치를 2개의 광섬유로 접속할 필요가 없어져, 구축 비용이 저렴해진다. 또한, 강도변조성분이 서로 역상이 되는 2개의 광신호를 각각 전기신호로 변환하여, 변환된 2개의 전기신호의 한쪽을 반전하면, 전기신호는 서로 동상이 되어 잡음성분이 서로 역상이 된다. 이로써, 출력전기신호 생성시에는 잡음성분의 위상이 제거되어 고품질 출력전기신호를 생성할 수 있다.
도 1은 광전송시스템(1)의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 광학적 주파수 변환부(202)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 광학적 주파수 변환부(202)의 단면도이다.
도 4는 밸런스형 광전기 변환부(203)의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5는 광전송시스템(1A)의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6은 편파 스크램블러(103A)의 동작을 나타내는 도면이다.
도 7은 광전송시스템(1B)의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 8은 편파 제어부(205B)의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 9는 광전송시스템(1C)의 구성을 나타내는 블록도이다.
1. 제 1 실시예
본 발명에 관한 제 1 실시예의 광전송시스템(1)에 대해 설명한다.
광전송시스템(1)은 도 1에 도시한 바와 같이, 광 송신장치(10), 광 수신장치(20) 및 광섬유(30)로 구성되어 있다. 광 송신장치(10)와 광 수신장치(20)는 광섬유(30)로 접속되어 있다.
광 송신장치(10)는 중간주파수 신호(이하, 「IF 신호」라 한다)를 광신호로 변환하고, 변환한 광신호를 광섬유(30)를 통해 광 수신장치(20)로 송신한다. 광 수신장치(20)는 광섬유(30)를 통해 광 송신장치(10)에서 광신호를 수신하고, 수신한 광신호를 이용하여 IF 신호를 RF 신호로 변환하고, 변환한 RF 신호를 휴대 전화기(40)로 송신한다. IF 신호란, RF 신호의 주파수와 다른 주파수를 가지는 전기신호이며, 일반적으로는 RF 신호보다 낮은 주파수를 가진다.
1.1 광 송신장치(10)의 구성
광 송신장치(10)는 도 1에 도시한 바와 같이, IF 신호 입력부(101) 및 전기-광변환부(102)로 구성되어 있다.
(1) IF 신호 입력부(101)
IF 신호 입력부(101)는 광 수신장치(20)로 전송해야 할 신호인 IF 신호를 입력받고, 입력받은 IF 신호를 전기-광변환부(102)로 출력한다.
(2) 전기-광변환부(102)
전기-광변환부(102)는 구체적으로는 반도체 레이저 모듈이며, IF 신호 입력부(101)에서 IF 신호를 수신하면, 수신한 IF 신호를 광 변환하여 광신호를 생성하고, 생성한 광신호를 광섬유(30)를 통해 광 수신장치(20)로 출력한다.
여기서, 전기-광변환부(102)의 실현 방법을 반도체 레이저 모듈을 이용하여, 이하에 간단히 설명한다.
반도체 레이저 모듈은 통상적으로, 레이저 칩과, 광신호를 일정 출력으로 동작하도록 제어하는 모니터 PD와, 온도를 제어하는 펠티에 쿨러(peltier cooler)와, 반사광을 방지하는 아이솔레이터(isolator)와, 제 1 및 제 2 렌즈를 가지고 있다.
반도체 레이저 모듈은 IF 신호를 수신하면, 수신한 IF 신호를 레이저 칩에 의해 광 변환하여 광신호를 생성하고, 생성한 광신호를 제 1 렌즈, 아이솔레이터 및 제 2 렌즈의 순으로 통과시켜, 광섬유로 출력한다.
또한, 상기에 나타내는 반도체 레이저 모듈은 아이솔레이터를 구비하고 있는 것으로 했지만, 이에 한정되지 않는다. 아이솔레이터를 구비하고 있지 않은 반도체 레이저 모듈이어도 된다. 이때, 반도체 레이저 모듈은, 생성한 광신호를 제 1 렌즈, 제 2 렌즈의 순으로 통과시켜, 광섬유로 출력한다. 또한, 렌즈를 이용하지 않고 직접 광섬유에 결합되는 경우도 있다.
1.2 광 수신장치(20)의 구성
광 수신장치(20)는 도 1에 도시한 바와 같이, LO 신호 입력부(201), 광학적 주파수 변환부(202), 밸런스형 광전기변환부(203) 및 송신부(204)로 구성되어 있으 며, 광학적 주파수 변환부(202)와 밸런스형 광전기변환부(203)는 광섬유 210, 211에 접속되어 있다.
(1) LO 신호 입력부(201)
LO 신호 입력부(201)는 광 송신장치(10)에서 수신한 광신호를 강도 변조하기 위해 일정한 주파수를 가지는 국부발진신호(이하, 「LO 신호」라 한다)를 입력받고, 입력받은 LO 신호를 광학적 주파수 변환부(202)로 출력한다.
여기서, LO 신호가 가지는 주파수는 RF 신호의 주파수(이하, 「RF 주파수」라 한다)와 동등하다.
(2) 광학적 주파수 변환부(202)
광학적 주파수 변환부(202)는 구체적으로는 처프(chirp)형인 마흐-젠더(mach-zehnder)형 외부 변조기이며, 도 2는 광학적 주파수 변환부(202)의 구성을 나타내고, 도 3은 도 2의 X1-X2에서의 광학적 주파수 변환부(202)의 단면을 나타낸다.
광학적 주파수 변환부(202)는, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 니오브산 리튬 결정(이하, 「LN」이라 한다)으로 생성된 Z컷(Z-cut)의 LN 기반층(330)과, 도파로(301)와, 핫 전극(hot electrode)(310) 및 접지 전극(ground electrode) 311, 312와, 종단 저항(320)과, 편광자(321)와, LN 블록(322)과, 유리 모세관(glass capillary) 323, 324와, 이산화규소로 이루어지는 버퍼 층(331)을 가지고 있다.
도파로(301)는 티탄(Ti)을 LN 기반층(330)의 표면에 열 확산함으로써 형성되어 있다. 도파로(301)의 일단은 편광자(321)를 통해 광섬유(30)와 접속되고, 타단 은 Y분기(302)에서 2개의 도파로(이하, 「제 1 도파로」, 「제 2 도파로」라 한다)로 분기되며, 분기된 제 1 및 제 2 도파로는 결합점(303)에서 결합되고, 결합후 Y분기(304)에서 다시 2개의 도파로(이하, 「제 3 도파로」, 「제 4 도파로」라 한다)로 분기되며, 분기된 제 3 및 제 4 도파로는 각각 유리 모세관(323), (324)을 통해 광섬유 210 및 광섬유 211에 접속된다.
여기서, 도파로(301)는, Y분기 302에서, 도파로(301)가 광섬유에서 광신호를 수신하는 수신점으로부터 제 1 및 제 2 도파로로 분기되는 점까지의 길이를 완전 결합 길이의 반으로 한다. 또한, Y분기 304에서도, 결합점(303)으로부터 제 3 및 제 4 도파로로 분기되는 점까지의 길이를 완전 결합 길이의 반으로 한다. 이에 의해, Y분기(302), (304)는 3dB 결합기와 동일한 작용을 하게 된다. 즉, Y분기(302), (304)는 수신한 광전력을 절반씩 분기할 수 있다. 광전력을 절반씩 분기하는 원리는 널리 알려져 있으므로, 설명을 생략한다.
또한, LN 기반층(330)이 Z컷인 경우에는, 도3에 도시한 바와 같이, 광학적 주파수 변환부(202)의 핫 전극(310) 및 접지 전극(311)은 Y분기 302에서 분기된 2개의 도파로(301)의 바로 위에 배치되기 때문에(또한, 여기서는 접지 전극(311)이 제 1 도파로의 바로 위에 있고, 핫 전극(301)이 제 2 도파로의 바로 위에 있는 것으로 한다.), 제 1 및 제 2 도파로를 통과하는 빛의 전극 금속에 의한 흡수 손실을 방지하기 위해, 버퍼층(331)이 핫 전극(310) 및 접지 전극(311), (312)과 LN 기반층(330) 사이에 형성되어 있다. 또한, 도 2에서는 광학적 주파수 변환부(202)의 구성을 알기 쉽게 하기 위해, 핫 전극(310) 및 접지 전극(311), (312)과 LN 기반층 (330) 사이의 버퍼층(331)이 생략되어 있으나, 실제로는 버퍼층(331)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 핫 전극(310) 및 접지 전극(311), (312)과 LN 기반층(330) 사이에 형성되어 있다.
핫 전극(310)의 일단은 LO 신호 입력부(201)와 접속되어 있으며, 타단은 종단 저항(320)과 접속되어 있다. 또한, 접지 전극(311), (312)은 접지되어 있다.
광학적 주파수 변환부(202)는, 광섬유(30)를 통해 광 송신장치(10)로부터 광신호를 수신하면, Y분기 302에서, 수신한 광신호의 광전력이 동일하게 되도록, 수신한 광신호를 제 1 도파로 및 제 2 도파로로 분기한다. 다음으로, 광학적 주파수 변환부(202)는, LO 신호 입력부(201)에서 수신한 LO 신호를 핫 전극(310)에 인가함으로써, 핫 전극(310)과 접지 전극(311) 사이 및 핫 전극(310)과 접지 전극(312) 사이에 전계를 발생시킨다. 이로써, 제 1 및 제 2 도파로의 굴절률이 변화하여, 제 1 및 제 2 도파로를 통과하는 각각의 광신호는 각각 Φ와 -Φ의 위상 변화를 받는다. 광학적 주파수 변환부(202)는, 결합점(303)에서, 위상 변화를 받은 2개의 광신호를 결합, 간섭하여 광 송신장치(10)에서 수신한 광신호의 강도를 변조하여, 강도변조한 광신호(이하, 「강도변조 광신호」라 한다)를 생성한다. 이때, 핫 전극(310)에 LO 신호를 인가함으로써, 강도변조성분은 IF 신호의 주파수(이하, 「IF 주파수」라 한다)에서 RF 주파수로 변환되어 있다.
다음으로, 광학적 주파수 변환부(202)는, Y분기 304에서는, 강도변조 광신호는, 3dB 결합기와 동일한 작용에 의한 영향과 제 1 및 제 2 도파로에서 LO 신호를 인가한 영향에 의해, 강도변조성분이 강도변조 광신호의 강도변조성분과 역상인 광 신호(이하, 「제 1 광신호」라 한다)(340)와, 강도변조성분이 강도변조 광신호의 강도변조성분과 동상인 광신호(이하, 「제 2 광신호」라 한다)(341)로 분기되어, 제 1 광신호(340)는 제 3 도파로를 통과하여 광섬유 210를 통해 밸런스형 광전기 변환부(203)로 출력되고, 제 2 광신호(341)는 제 4 도파로를 통과하여 광섬유 211를 통해 밸런스형 광전기 변환부(203)로 출력된다.
또한, 강도변조의 원리와 제 1 광신호(340) 및 제 2 광신호(341)의 강도변조성분이 역위상의 관계가 되는 원리는 공지이므로, 여기에서는 상세한 설명은 생략한다. 이에 관한 상세한 설명은 코니시 요시히로 감수, 야마모토 타카야 저의 「멀티 미디어 전송기술 선서 광섬유 통신기술」(니칸공업 신문사)에 기술되어 있다.
(3) 밸런스형 광전기 변환부(203)
밸런스형 광전기 변환부(203)는, 광학적 주파수 변환부(202)로부터 광섬유 210 및 211를 통해 수신한 제 1 및 제 2 광신호를 각각 전기신호로 전기 변환하고, 전기 변환한 2개의 전기신호로부터 RF 신호를 생성한다. 또한, 이하에서는 제 1 및 제 2 광신호를 전기 변환한 전기신호를 각각 제 1 RF 신호 및 제 2 RF 신호라 한다.
밸런스형 광전기 변환부(203)는 일례로서 도 4에 도시한 바와 같이, 제 1 포토다이오드(이하, 「제 1 PD」라 한다)(350), 제 2 포토다이오드(이하, 「제 2 PD」라 한다)(351)와, 전원전압부(353)와, 컨덴서(354)를 가지고 있다. 제 1 PD와 제 2 PD는 접속부(352)에서 직렬 접속되고, 제 1 PD의 타단은 접지되며, 제 2 PD의 타단은 전원전압부(353)와 접속되어 있다.
제 1 PD(350)는, 광학적 주파수 변환부(202)에서 광섬유(210)를 통해 제 1 광신호(340)를 수광하면, 수광한 제 1 광신호(341)를 전기 변환하여 제 1 RF 신호를 생성하고, 제 2 PD(351)는, 광학적 주파수 변환부(202)에서 광섬유(211)를 통해 제 2 광신호(341)를 수광하면, 수광한 제 2 광신호(341)를 전기 변환하여 제 2 RF 신호를 생성한다.
접속부(352)에서 제 1 RF 신호와 제 2 RF 신호가 동상(同相)으로 가산되어 RF 신호가 생성된다. 왜냐하면, 제 1 PD(350)에서 생성한 제 1 RF 신호는 전원 전압부(353)의 방향으로 출력되기 때문에, 위상이 반전하게 된다. 즉, 제 2 PD(351)에서 생성한 제 2 RF 신호와 동상이 된다.
이 때, 종래 기술과 마찬가지로, 밸런스형 광전기 변환부(203)에서 수신한 제 1 및 제 2 광신호에 포함되는 잡음성분의 위상은 동상 관계에 있기 때문에, 제 1 PD(350) 및 제 2 PD(351)로부터 출력되는 각각의 잡음성분의 위상은 역상 관계가 된다. 그 때문에, 접속부(352)에서 잡음성분은 서로 제거되게 된다.
또한, 밸런스형 광전기 변환부(203)는 접속부(352)에서 생성한 RF 신호를 컨덴서(354)를 통해 송신부(204)로 출력한다.
(4) 송신부(204)
송신부(204)는 안테나(220)를 가지고 있으며, 밸런스형 광전기 변환부(203)에서 RF 신호를 수신하고, 수신한 RF 신호를 안테나(220)를 통해 휴대 전화기(40)로 송신한다.
1.3 광전송시스템(1)의 동작
광 송신장치(10)의 전기-광변환부(102)는, IF 신호 입력부(101)에서 전송해야 할 IF 신호를 수신하면, 수신한 IF 신호를 광 변환하여 광신호를 생성하고, 생성한 광신호를 광 수신장치(20)에 광섬유(30)를 통해 출력한다.
광 수신장치(20)의 광학적 주파수 변환부(202)는, 광섬유(30)를 통해 광 송신장치(10)에서 광신호를 수신하고, 수신한 광신호를 강도 변조하여 강도변조 광신호를 생성하며, 생성한 강도변조 광신호에서 제 1 광신호와 제 2 광신호를 생성하고, 생성한 제 1 및 제 2 광신호를 각각 광섬유 210 및 광섬유 211를 통해 밸런스형 광전기 변환부(203)로 출력한다.
다음으로, 밸런스형 광전기 변환부(203)는, 광학적 주파수 변환부(202)에서 제 1 및 제 2 광신호를 각각 제 1 PD(350) 및 제 2 PD(351)로 수광하면, 수광한 제 1 및 제 2 광신호를 각각 전기 변환하여 제 1 및 제 2 RF 신호를 생성한다. 다음으로, 밸런스형 광전기 변환부(203)는, 접속부(352)에서, 제 1 RF 신호와 제 2 RF 신호를 동상으로 가산하여 RF 신호를 생성하고, 생성한 RF 신호를 송신부(204)로 출력한다. 송신부(204)는, 밸런스형 광전기 변환부(203)에서 RF 신호를 수신하면, 수신한 RF 신호를 안테나(220)를 통해 휴대 전화기(40)로 송신한다.
이로써, 2개의 광신호의 강도변조성분인 RF 신호는 서로 가산되고, 잡음성분은 서로 제거되게 되어, 고품질 광전송을 실현할 수 있다.
1.4 제 1 실시예의 정리
이상 설명했듯이, 광전송시스템(1)에서 광 송신장치(10)와 광 수신장치(20) 사이에 1개의 광섬유만을 설치해도 되므로, 종래의 광전송시스템보다도 구축 비용 이 저렴해진다. 또한, 광 송신장치(10)에서는 광학적 주파수 변환부(202)와 밸런스형 광전기 변환부(203)를 이용하여 잡음성분이 제거된 RF 신호를 생성할 수 있다.
또, 종래의 광전송시스템에서는 광 송신장치와 광 수신장치 사이에서 개별 광섬유를 통해 전송되는 2개의 광신호가 광위상 레벨에서 일치하도록 지연 시간의 조정을 행할 필요가 있지만, 광전송시스템(1)에서는 지연 시간의 조정을 광 수신장치(20) 측에서만 행하면 되므로, 집적화 등에 의해 지연 시간의 조정이 용이해 진다.
또한, 상기 광학적 주파수 변환부(202)에서 제 1 도파로 및 제 2 도파로의 양쪽에 전계가 발생하는 구성으로 하였으나, 이에 한정되지 않는다. 제 1 도파로 및 제 2 도파로 중 어느 하나의 도파로에만 전계가 발생하는 구성으로 해도 된다.
또, 상기의 광학적 주파수 변환부(202)에서는 핫 전극을 1개로 하였으나, 이에 한정되지 않는다. 핫 전극을 2개 구비하는 2 전극형이어도 된다. 2 전극형인 경우의 동작은 상기에 설명한 핫 전극이 1개의 경우와 동일하며, 강도변조에 의해 생성되는 강도변조 광신호의 강도변조성분은 RF 주파수가 된다.
또, 상기의 광학적 주파수 변환부(202)는 처프(chirp)형의 마흐-젠더(Mach-zehnder)형 외부 변조기로 하였으나, 제로 처프(zero-chirp)형의 마흐-젠더형 외부 변조기여도 된다. 제로 처프형의 마흐-젠더형 외부 변조기의 동작은 처프형의 마흐-젠더형 외부 변조기의 동작과 같다.
또한, 밸런스형 광전기 변환부(203)에서, 제 1 PD의 타단은 접지되며, 제 2 PD의 타단은 전원 전압부(353)와 접속되어 있는 것으로 하였으나, 이에 한정되지 않는다. 제 1 PD의 타단을 전원 전압부(353)와 접속하고, 제 2 PD의 타단을 접지해도 된다. 이 경우에도 잡음성분이 제거된 RF 신호를 생성할 수 있다.
또한, 광 송신장치(10)에서 수신한 광신호를 분기할 경우에 Y분기를 이용하였으나, Y분기 대신, 수신한 광전력을 절반씩 분기할 수 있는 디바이스라도 된다. 또, 강도변조 광신호를 분기할 경우에도 마찬가지로, Y분기 대신, 수신한 광전력을 절반씩 분기할 수 있는 디바이스라도 된다. 여기서, Y분기의 대용이 되는 디바이스의 일례는 3dB 결합기이다.
2. 제 2 실시예
본 발명에 관한 제 2 실시예로서의 광전송시스템(1A)에 대해 설명한다.
광전송시스템(1A)은 도 5에 도시한 바와 같이, 광 송신장치(10A), 광 수신장치(20A) 및 광섬유(30A)로 구성되어 있다. 광 송신장치(10A)와 광 수신장치(20A)는 광섬유(30A)로 접속되어 있다.
광 송신장치(10A)는 IF 신호를 광신호로 변환하고, 또한, 변환한 광신호의 편파상태를 무편파상태로 하고, 무편파 생태의 광신호를 광섬유(30A)를 통해 광 수신장치(20A)에 송신한다. 광 수신장치(20A)는 광섬유(30A)를 통해 광 송신장치(10A)에서 무편파상태의 광신호를 수신하고, 수신한 무편파상태의 광신호를 이용하여 IF 신호를 RF 신호로 변환하고, 변환한 RF 신호를 휴대 전화기(40A)로 송신한다.
2.1 광 송신장치(10A)의 구성
광 송신장치(10A)는, 도 5에 도시한 바와 같이, IF 신호 입력부(101A), 전기 -광변환부(102A) 및 편파 스크램블러(103A)로 구성되어 있으며, 전기-광변환부(102A)와 편파 스크램블러(103A)는 광섬유(110A)로 접속되어 있다.
(1) IF 신호 입력부(101A)
IF 신호 입력부(101A)는 광 수신장치(20A)로 전송해야 할 신호인 IF 신호의 입력을 수신하여, 수신한 IF 신호를 전기-광변환부(102A)로 출력한다.
(2) 전기-광변환부(102A)
전기-광변환부(102A)는, 구체적으로는 반도체 레이저 모듈이며, IF 신호 입력부(101A)에서 IF 신호를 수신하면, 수신한 IF 신호를 광 변환하여 편파상태가 직선 편파인 광신호를 생성하고, 생성한 광신호를 광섬유(110A)를 통해 편파 스크램블러(103A)로 출력한다.
(3) 편파 스크램블러(103A)
편파 스크램블러(103A)는 전기-광변환부(102A)에서 광섬유(110A)를 통해 광신호를 수신하고, 수신한 광신호의 편파상태가 랜덤해지는 무편광 상태로 조정하며, 무편광 상태로 조정한 광신호를 광섬유(30A)를 통해 광 수신장치(20A)로 출력한다.
여기서, 하토리 외 저의 「통신공학 1」(코로나사 출판)을 인용 문헌으로 하여, 편파 스크램블러(103A)에 대해 이하에 설명한다.
편파 스크램블러(103A)는, 구체적으로는 편파 변조기이며, 직선 편파인 입사광의 입력점에서 2개의 직교하는 편파, 즉 TE 편파 및 TM 편파를 동시에 인가하고, 인가 전압에 의해 양 편파 사이의 위상차를 변화시킴으로써, 변조를 행한다.
TE 편파 및 TM 편파를 동시 발생시키기 위해, 입사광의 편파상태를 직선 편파로 하여, 편파 스크램블러의 도파로 단면의 축에 대해 45도 기울여 입시시킨다.
이 때, 도파로에서의 양 편파의 전파 속도가 다르기 때문에, 출력단에서 본 양 편파의 위상차는 인가 전압의 크기에 따라 0°, 45°, 90°, 135°, 180°, 135°, 90°, 45°, 0°의 순으로 변화한다.
이에 따라, 편파 스크램블러(103A)의 출력광의 편파상태는. 직선 편파, 타원 편파, 원 편파, 타원 편파, 원 편파, 직선 편파(최초의 직선 편파와 직교하고 있다), 그리고 이 역순으로 변화한다.
도 6(a)는 출력단에서 본 양 편파의 위상차가 0도인 경우, 즉 편파 스크램블러(103A)의 출력광의 편파상태가 직선 편파인 경우를 나타내는 도면이고, 도 6(b)는 출력단에서 본 양 편파의 위상차가 90도인 경우, 즉 편파 스크램블러(103A)의 출력광의 편파상태가 원 편파인 경우를 나타내는 도면이며, 도 6(c)는 출력단에서 본 양편파의 위상차가 180도인 경우, 즉 편파 스크램블러(103A)의 출력광의 편파상태가 직선 편파인 경우를 나타내는 도면이다. 또한, 도 6은 인용문헌에 기재되어 있는 도면이다.
편파 스크램블러(103A)는 이 변화를 매초 5×109회 반복함으로써, 편파상태를 램덤, 즉 무편파상태로 할 수 있다.
2.2 광 수신장치(20A)의 구성
광 수신장치(20A)는, 도 5에 도시한 바와 같이, LO 신호 입력부(201A), 광학 적 주파수 변환부(202A), 밸런스형 광전기 변환부(203A) 및 안테나(220A)를 가지는 송신부(204A)로 구성되어 있으며, 광학적 주파수 변환부(202A)와 밸런스형 광전기 변환부(203A)는 광섬유(210A), (211A)로 접속되어 있다.
LO 신호 입력부(201A), 밸런스형 광전기 변환부(203A) 및 송신부(204A)는 제 1 실시예에서 설명한 LO 신호 입력부(201), 밸런스형 광전기 변환부(203) 및 송신부(204)와 동일하므로, 설명은 생략한다.
(1) 광학적 주파수 변환부(202A)
광학적 주파수 변환부(202A)는, 구체적으로는 처프형인 마흐-젠더형 외부 변조기이며, 제 1 실시예에서 설명한 광학적 주파수 변환부(202)와 동일한 구성이다.
광학적 주파수 변환부(202A)는 광섬유(30A)를 통해 광 송신장치(10A)에서 무편광 상태로 조정한 광신호를 수신한다. 다음으로, 광학적 주파수 변환부(202A)는, 제 1 실시예에서 나타낸 광학적 주파수 변환부(202)와 마찬가지로, LO 신호 입력부(201A)에서 수신한 LO 신호를 이용하여 광 송신장치(10A)에서 수신한 무편광 상태로 조정한 광신호를 강도 변조하여 강도변조 광신호를 생성하고, 생성한 강도변조 광신호에서 제 1 광신호 및 제 2 광신호를 생성한다. 광학적 주파수 변환부(202A)는, 생성한 제 1 광신호를 광섬유 210A를 통해 밸런스형 광전기 변환부(203A)로 출력하고, 생성한 제 2 광신호를 광섬유 211를 통해 밸런스형 광전기 변환부(203A)로 출력한다.
2.3 광전송시스템(1A)의 동작
광 송신장치(10A)의 전기-광변환부(102A)는, IF 신호 입력부(101A)에서 전송 해야 할 IF 신호를 수신하면, 수신한 IF 신호를 광 변환하여 광신호를 생성하고, 생성한 광신호를 편파 스크램블러(103A)로 출력한다. 편파 스크램블러(103A)는, 전기-광변환부(102A)에서 광신호를 수신하면, 수신한 광신호의 편파상태를 무편광 상태로 조정하고, 무편광 상태로 조정한 광신호를 광 수신장치(20A)로 광섬유(30A)를 통해 출력한다.
광 수신장치(20A)의 광학적 주파수 변환부(202A)는, 광섬유(30A)를 통해 광 송신장치(10A)에서 무편광 상태로 조정한 광신호를 수신하고, 수신한 무편광 상태로 조정한 광신호를 강도 변조하여 강도변조 광신호를 생성하며, 생성한 강도변조 광신호에서 제 1 광신호와 제 2 광신호를 생성하고, 생성한 제 1 및 제 2 광신호를 각각 광섬유 210A 및 광섬유 211A를 통해 밸런스형 광전기 변환부(203A)로 출력한다.
다음으로, 밸런스형 광전기 변환부(203A)는, 광학적 주파수 변환부(202A)에서 제 1 및 제 2 광신호를 수광하면, 수광한 제 1 및 제 2 광신호를 각각 전기 변환하여 제 1 및 제 2 RF 신호를 생성하고, 생성한 제 1 RF 신호의 위상을 역상으로 하여 제 2RF 신호로 가산하여 RF 신호를 생성하며, 생성한 RF 신호를 송신부(204A)로 출력한다. 송신부(204A)는, 밸런스형 광전기 변환부(203A)에서 RF 신호를 수신하면, 수신한 RF 신호를 안테나(220A)를 통해 휴대 전화기(40A)로 송신한다.
통상적으로, 광학적 주파수 변환부(202A) 등의 외부 변조기에서는 입력 가능한 광전력은 광신호의 편파면에 의존한다. 그 때문에, 입력되는 광신호의 편광 상태에 따라, 입력되는 광신호의 비율을 나타내는 결합 효율이 크게 변하기 때문에, 입력되는 광신호를 무편광 상태로 함으로써, 입력되는 광신호 전력의 1/2을 결합시킬 수 있다. 왜냐하면, 광신호를 입사할 때, 그 편파면이 외부 변조기에 입사되는 편파면과 직교하고 있는 경우에는 입사 전력이 「0」이 되며, 외부 변조기에 입사되는 편파면과 동일한 경우에는 그 광신호의 모든 광전력이 입사된다. 모든 광전력이 입사될 때의 비율을 「1」로 하면, 입사되는 광신호의 편파면이 랜덤하게 되어 있으면, 광신호는 직교하는 2개의 축으로 분리하면, 전력이 꼭 1/2씩 되기 때문이다.
광신호의 편파상태를 조정하지 않은 경우에는, 광 송신장치(10A)에서 출력되는 광신호는 직선 편파이며, 광섬유(30A)의 설치 상태에 따라서는 결합 효율이 크게 열화되는 경우가 있다. 그래서, 광신호의 편파상태를 무편광 상태로 조정함으로써, 안정된 결합 효율의 향상을 실현할 수 있다.
2.4 제 2 실시예의 정리
이상 설명한 바와 같이, 광전송시스템(1A)에서 광 송신장치(10A)와 광 수신장치(20A) 사이에 1개의 광섬유만 설치하면 되므로, 종래의 광전송시스템보다 구축 비용이 저렴해진다. 또한, 광 송신장치(10A)에서는, 광학적 주파수 변환부(202A)와 밸런스형 광전기 변환부(203A)를 이용하여, 잡음성분이 제거된 RF 신호를 생성할 수 있다.
또, 종래의 광전송시스템에서는 광 송신장치와 광 수신장치 사이에서, 개별 광섬유를 통해 전송되는 2개의 광신호가 광 위상 레벨에서 일치하도록 지연 시간의 조정을 행할 필요가 있으나, 광전송시스템 1A에서는 지연 시간의 조정을 광 수신장 치(20A) 측에서만 행하면 되므로, 집적화 등에 의해 지연 시간의 조정이 용이해진다.
또한, 광전송시스템(1A)에서, 광 송신장치(10A)에서 광 수신장치(20A)로 출력하는 광신호의 편파상태를 무편광 상태로 조정하여 출력함으로써, 결합 효율의 향상도 실현할 수 있다.
2.5 제 2 실시예의 변형예
여기서는, 제 2 실시예의 변형예로서의 광전송시스템(1B)에 대해 설명한다
광전송시스템(1B)은, 도 7에 도시한 바와 같이, 광 송신장치(10B), 광 수신장치(20B) 및 광섬유(30B)로 구성되어 있다. 광 송신장치(10B)와 광 수신장치(20B)는 광섬유(30B)로 접속되어 있다.
광 송신장치(10B)는, IF 신호를 광신호로 변환하고, 변환한 광신호를 광섬유(30B)를 통해 광 수신장치(20B)로 송신한다. 광 수신장치(20B)는, 광섬유(30B)를 통해 광 송신장치(10B)에서 광신호를 수신하고, 수신한 광신호를 이용하여 IF 신호를 RF 신호로 변환하며, 변환한 RF 신호를 휴대 전화기(40B)로 송신한다.
2.5.1 광 송신장치(10B)의 구성
광 송신장치(10B)는, 도 7에 도시한 바와 같이, IF 신호 입력부(101B) 및 전기-광변환부(102B)로 구성되어 있다.
IF 신호 입력부(101B) 및 전기-광변환부(102B)는 제 1 실시예서 나타낸 IF 신호 입력부(101) 및 전기-광변환부(102)와 동일하므로, 설명은 생략한다.
2.5.2 광 수신장치(20B)의 구성
광 수신장치(20B)는, 도 7에 도시한 바와 같이, LO 신호 입력부(201B), 광학적 주파수 변환부(202B), 밸런스형 광전기 변환부(203B), 안테나(220B)를 가지는 송신부(204B) 및 편파 제어부(205B)로 구성되어 있으며, 광학적 주파수 변환부(202B) 와 밸런스형 광전기 변환부(203B)는 광섬유(210B), (211B)로 접속되고, 광학적 주파수 변환부(202B)와 편파 제어부(205)는 편파 유지 섬유(212B)로 접속되어 있다. 편파 유지 섬유(212B)의 일례는 판다(PANDA) 광섬유이다.
LO 신호 입력부(201B), 밸런스형 광전기 변환부(203B) 및 송신부(204B)는 제 1 실시예에 나타낸 LO 신호 입력부(201), 밸런스형 광전기 변환부(203) 및 송신부(204)와 동일하므로, 설명은 생략한다.
또한, 광학적 주파수 변환부(202B) 등의 외부 변조기에서는 입력 가능한 광전력은 광신호의 편파면에 의존한다. 또한, 여기서 나타내는 광학적 주파수 변환부(202B)는 편파상태가 수평 편파인 광신호를 수신하는 것으로 하며, 이하 설명한다.
(1) 편파 제어부(205)
편파 제어부(205)는, 수신한 광신호로부터 편파상태가 수평 편파인 수평 광신호와 편파상태가 수직 편파인 수직 광신호로 분리하고, 분리한 수평 광신호 및 수직 광신호로부터 편파상태가 수평 편파만인 광신호(이하, 「합파 광신호」라 한다)를 생성한다.
편파 제어부(205B)는, 일례로서 도 8에 도시한 바와 같이, 콜리메이터(collimator) 렌즈(401B), (402B), (403B), 편파 분리소자(404B), 광신호의 편파상태를 수직 편파에서 수평 편파로 회전시키는 파장판(405B) 및 편파 유지 커플러 (406B)로 구성되어 있다. 콜리메이터 렌즈(401B)는 광섬유(30B)와 접속되어 있다. 편파 유지 커플러(406B)는 편파 유지 섬유(212B)와 접속되어 있다. 편파 분리소자(404B)는 일례로서 루틸(rutile) 결정이다.
편파 제어부(205B)는, 콜리메이터 렌즈(401B)에 의해 광 송신장치(10B)에서 광섬유(30)를 통해 광신호를 수신하고, 수신한 광신호를 편파 분리소자(404B)에 의해 수직 광신호와 수평 광신호로 분리한다.
분리된 수직 광신호는, 편파 분리소자(404B)를 통과 후, 파장판(405B)에서 편파상태가 수평 편파가 되도록 회전되고, 회전된 수직 광신호(이하, 「회전 광신호」라 한다)는 콜리메이터 렌즈(402B)를 통해 편파 유지 커플러(406B)에 입사된다.
분리된 수평 광신호는, 편파 분리소자(404B)를 통과한 후, 콜리메이터 렌즈(403B)를 통해 편파 유지 커플러(406B)에 입사된다.
편파 유지 커플러(406B)는, 회전 광신호와 수평 광신호를 합파하여 합파 광신호를 생성하고, 생성한 합파 광신호를 편파 유지 섬유(212B)를 통해 광학적 주파수 변환부(202B)로 출력한다.
(2) 광학적 주파수 변환부(202B)
광학적 주파수 변환부(202B)는, 구체적으로는 처프형인 마흐-젠더형 외부 변조기이며, 제 1 실시예에서 설명한 광학적 주파수 변환부(202)와 동일한 구성이다.
광학적 주파수 변환부(202B)는 편파 제어부(205B)로부터 편파 유지 섬유(212B)를 통해 합파 광신호를 수신한다. 다음으로, 광학적 주파수 변환부(202B)는, 제 1 실시예에 나타낸 광학적 주파수 변환부(202)와 마찬가지로, LO 신호 입력부(201B)에서 수신한 LO 신호를 이용하여 편파 제어부(205B)에서 수신한 합파 광신호를 강도 변조하여 강도변조 광신호를 생성하고, 생성한 강도변조 광신호에서 제 1 광신호 및 제 2 광신호를 생성한다. 광학적 주파수 변환부(202B)는, 생성한 제 1 광신호를 광섬유(210B)를 통해 밸런스형 광전기 변환부(203B)로 출력하고, 생성한 제 2 광신호를 광섬유(211B)를 통해 밸런스형 광전기 변환부(203B)로 출력한다.
2.5.3 광전송시스템(1B)의 동작
광 송신장치(10B)의 전기-광변환부(102B)는, IF 신호 입력부(101B)에서 전송해야 할 IF 신호를 수신하면, 수신한 IF 신호를 광 변환하여 광신호를 생성하고, 생성한 광신호를 광 수신장치(20B)로 광섬유(30B)를 통해 출력한다.
광 수신장치(20B)의 편파 제어부(205B)는, 광섬유(30B)를 통해 광 송신장치(10B)에서 광신호를 수신하고, 수신한 광신호의 편파상태를 수평 편파로 조정, 즉 합파 광신호를 생성하고, 생성한 합파 광신호를 광학적 주파수 변환부(202B)로 출력한다. 광학적 주파수 변환부(202B)는, 합파 광신호를 편파 제어부(205B)에서 수신하고, 수신한 합파 광신호를 강도 변조하여 강도변조 광신호를 생성하며, 생성한 강도변조 광신호로부터 제 1 광신호와 제 2 광신호를 생성하고, 생성한 제 1 및 제 2 광신호를 각각 광섬유 210B 및 광섬유 211B를 통해 밸런스형 광전기 변환부(203B)로 출력한다.
다음으로, 밸런스형 광전기 변환부(203B)는, 광학적 주파수 변환부(202B)에서 제 1 및 제 2 광신호를 수광하면, 수광한 제 1 및 제 2 광신호를 각각 전기 변 환하여 제 1 및 제 2 RF 신호를 생성하고, 생성한 제 1 RF 신호의 위상을 역상으로 하여 제 2 RF 신호에 가산하여 RF 신호를 생성하며, 생성한 RF 신호를 송신부(204B)로 출력한다. 송신부(204B)는, 밸런스형 광전기 변환부(203B)에서 RF 신호를 수신하면, 수신한 RF 신호를 안테나(220B)를 통해 휴대 전화기(40B)로 송신한다.
2.5.4 광전송시스템(1B)의 정리
광전송시스템(1B)에서, 광 수신장치(20B) 측에 편파 제어부(205B)를 설치함으로써, 광학적 주파수 변환부(202B)가 수신할 수 있는 편파상태가 되도록 광신호의 편파상태를 조정할 수 있다. 이로써, 광학적 주파수 변환부(202B)에서의 결합 효율을 높이는 것, 즉 광신호의 결합 상태를 높일 수 있다.
또한, 여기서는 광학적 주파수 변환부(202B)는 편파상태가 수평 편파인 광신호를 수신하는 것으로 하였으나, 광학적 주파수 변환부(202B)는 편파상태가 수직 편파인 광신호를 수신해도 된다. 이 때, 편파 분리소자(404B)를 통과한 수평 광신호의 편파상태를 회전시켜서, 편파상태가 회전한 수평 광신호와 수직 광신호를 합파하여 편파상태가 수직 편파만으로 이루어지는 광신호를 생성하고, 생성한 광신호를 편파 유지 섬유(212B)로 출력하도록 하면 된다.
3. 그 외의 변형예
또한, 본 발명을 상기의 실시예에 기초하여 설명해 왔으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 물론 아니다. 이하와 같은 경우도 본 발명에 포함된다.
(1) 상기의 실시예에서, LO 신호를 광 수신장치측에서 입력하는 구성으로 하였으나, 이에 한정되지 않는다.
LO 신호를 광 송신장치 측에서 입력하는 구성으로 해도 된다. 이 때의 광전송시스템(1C)에 대해 이하에 설명한다.
광전송시스템(1C)은, 도 9에 도시한 바와 같이, 광 송신장치(10C), 광 수신장치(20C) 및 광섬유(30C)로 구성되어 있다. 광 송신장치(10C)와 광 수신장치(20C)는 광섬유(30C)로 접속되어 있다.
광 송신장치(10C)는, IF 신호를 광 변환에 의해 IF 광신호로 변환하고, LO 신호를 광 변환에 의해 LO 광신호로 변환한다. 광 송신장치(10C)는, IF 광신호와 LO 광신호를 다중화하고, 다중화한 광신호를 광섬유(30C)를 통해 광 수신장치(20C)로 송신한다. 광 수신장치(20C)는, 광섬유(30C)를 통해 광 송신장치(10C)에서 다중화한 광신호를 수신하고, 수신한 다중화한 광신호에서 RF 신호를 생성하며, 생성한 RF 신호를 휴대 전화기(40C)로 송신한다.
(A) 광 송신장치(10C)의 구성
광 송신장치(10C)는, 도 9에 도시한 바와 같이, IF 신호 입력부(101C), 제 1 전기-광변환부(105C), LO 신호 입력부(106C), 제 2 전기-광변환부(107C) 및 광 다중부(108C)로 구성되어 있다. 제 1 전기-광변환부(105C)와 광 다중부(108C)는 광섬유 111C로 접속되고, 제 2 전기-광변환부(107C)와 광 다중부(108C)는 광섬유 112C로 접속되어 있다.
IF 신호 입력부(101C)는, 광 수신장치(20C)로 송신해야 할 신호인 IF 신호의 입력을 수신하고, 수신한 IF 신호를 제 1 전기-광변환부(105C)로 출력한다.
제 1 전기-광변환부(105C)는, 구체적으로는 반도체 레이저 모듈이며, IF 신 호 입력부(101C)에서 IF 신호를 수신하면, 수신한 IF 신호를 광 변환하여 IF 광신호를 생성하고, 생성한 IF 광신호를 광섬유(111C)를 통해 광 다중부(108C)로 출력한다.
LO 신호 입력부(106C)는, LO 신호의 입력을 수신하고, 수신한 LO 신호를 제 2 전기-광변환부(107C)로 출력한다.
제 2 전기-광변환부(107C)는, 구체적으로는 반도체 레이저 모듈이며, LO 신호 입력부(106C)에서 LO 신호를 수신하면, 수신한 LO 신호를 IF 광신호와는 파장이 다른 광을 이용하여 광 변환하여 LO 광신호를 생성하고, 생성한 LO 광신호를 광섬유(112C)를 통해 광 다중부(108C)로 출력한다.
광 다중부(108C)는, 구체적으로는 광 합파기이며, 제 1 전기-광변환부(105C)에서 광섬유(111C)를 통해 IF 광신호를 수신하고, 또한, 제 2 전기-광변환부(107C)에서 광섬유(112C)를 통해 LO 광신호를 수신한다. 수신한 IF 광신호 및 LO 광신호를 다중화하여 다중 광신호를 생성하고, 생성한 다중 광신호를 광섬유(30C)를 통해 광 수신장치(20C)로 출력한다.
(B) 광 수신장치(20C)의 구성
광 수신장치(20C)는, 도 9에 도시한 바와 같이, 광학적 주파수 변환부(202C), 밸런스형 광전기 변환부(203C), 안테나(220C)를 가지는 송신부(204C), 광분리부(206C) 및 광전기 변환부(207C)로 구성되어 있다. 광학적 주파수 변환부(202C)와 밸런스형 광전기 변환부(203C)는 광섬유 210C, 211C로 접속되며, 광분리부(206C)와 광전기 변환부(207C)는 광섬유 213C로 접속되고, 광분리부(206C)와 광 학적 주파수 변환부(202C)는 광섬유 214C로 접속되어 있다.
밸런스형 광전기 변환부(203C) 및 송신부(204C)는 제 1 실시예에서 나타낸 밸런스형 광전기 변환부(203) 및 송신부(204)와 동일하므로, 설명은 생략한다.
광분리부(206)는, 구체적으로는 광분파기이며, 광섬유(30C)를 통해 광 송신장치(10C)에서 다중 광신호를 수신하면, 수신한 다중 광신호를 분리하여 IF 광신호 및 LO 광신호를 취득한다. 광분리부(206C)는, 수신한 IF 광신호를 광섬유(214C)를 통해 광학적 주파수 변환부(202C)로 출력하고, 취득한 LO 광신호를 광섬유(213C)를 통해 광전기 변환부(207C)로 출력한다.
광전기 변환부(207C)는, 구체적으로는 포토다이오드(photodiode)이다. 광전기 변환부(207C)는, 광분리부(206C)에서 광섬유(213C)를 통해 LO 광신호를 수신하고, 수신한 LO 광신호를 전기 변환하여, LO 신호를 생성한다. 광전기 변환부(207C)는 생성한 LO 신호를 광학적 주파수 변환부(202C)로 출력한다.
광학적 주파수 변환부(202C)는, 구체적으로는 처프형인 마흐-젠더형 외부 변조기이며, 제 1 실시예에서 나타낸 광학적 주파수 변환부(202)와 동일한 구성이다. 광학적 주파수 변환부(202C)는, 광분리부(206C)에서 광섬유(214C)를 통해 IF 광신호를 수신하고, 광전기 변환부(207C)에서 LO 신호를 수신한다. 광학적 주파수 변환부(202C)는, 제 1 실시예에서 나타낸 광학적 주파수 변환부(202)와 마찬가지로, 광전기 변환부(207C)에서 수신한 LO 신호를 이용하여, 광분리부(206C)에서 수신한 IF 광신호를 강도 변조하여 강도변조 광신호를 생성하고, 생성한 강도변조 광신호에서 제 1 광신호 및 제 2 광신호를 생성한다. 광학적 주파수 변환부(202B)는, 생성한 제 1 광신호를 광섬유(210C)를 통해 밸런스형 광전기 변환부(203C)로 출력하고, 생성한 제 2 광신호를 광섬유(211C)를 통해 밸런스형 광전기 변환부(203C)로 출력한다.
(C) 광전송시스템(1C)의 동작
광 송신장치(10C)의 제 1 전기-광변환부(105C)는, IF 신호 입력부(101C)에서 전송해야 할 IF 신호를 수신하면, 수신한 IF 신호를 광 변환하여 IF 광신호를 생성하고, 생성한 IF 광신호를 광 다중부(108C)로 출력한다.
제 2 전기-광변환부(107C)는, LO 신호 입력부(106C)에서 LO 신호를 수신하면, 수신한 LO 신호를 광 변환하여 LO 광신호를 생성하고, 생성한 LO 광신호를 광 다중부(108C)로 출력한다. 광 다중부(108C)는, 제 1 전기-광변환부(105C)에서 IF 광신호, 제 2 전기-광변환부(107C)에서 LO 광신호를 각각 수신하면, 수신한 IF 광신호와 LO 광신호를 다중화하여 다중 광신호를 생성하고, 생성한 다중 광신호를 광 수신장치(20C)로 광섬유(30C)를 통해 출력한다.
광 수신장치(20C)의 광분리부(206C)는, 광섬유(30C)를 통해 광 송신장치(10C)에서 다중 광신호를 수신하고, 수신한 다중 광신호를 분리하여 IF 광신호와 LO 광신호를 취득한다. 광 분리부(206C)는, 취득한 LO 신호를 광전기 변환부(207C)로 출력하고, 취득한 IF 신호를 광학적 주파수 변환부(202C)로 출력한다.
광전기 변환부(207C)는, 광분리부(206C)에서 LO 광신호를 수신하면, 수신한 LO 광신호를 전기 변환하여 LO 신호를 생성하고, 생성한 LO 신호를 광학적 주파수 변환부(202C)로 출력한다.
광학적 주파수 변환부(202C)는, 광분리부(206C)에서 IF 광신호를 수신하면, 광전기 변환부(207C)에서 수신한 LO 신호를 이용하여, IF 광신호를 강도 변조하여 강도변조 광신호를 생성하고, 생성한 강도변조 광신호에서 제 1 광신호와 제 2 광신호를 생성하며, 생성한 제 1 및 제 2 광신호를 각각 광섬유 210C 및 광섬유 211C를 통해 밸런스형 광전기 변환부(203C)로 출력한다.
다음으로, 밸런스형 광전기 변환부(203C)는, 광학적 주파수 변환부(202C)에서 제 1 및 제 2 광신호를 수광하면, 수광한 제 1 및 제 2 광신호를 각각 전기 변환하여 제 1 및 제 2 RF 신호를 생성하고, 생성한 제 1 RF 신호의 위상을 역상으로 하여 제 2 RF 신호에 가산하여 RF 신호를 생성하며, 생성한 RF 신호를 송신부(204C)로 출력한다. 송신부(204C)는, 밸런스형 광전기 변환부(203C)에서 RF 신호를 수신하면, 수신한 RF 신호를 안테나(220C)을 통해 휴대 전화기(40C)로 송신한다.
(D) 광전송시스템(1C)의 정리
광전송시스템(1C)의 광 송신장치(10C)에서 IF 신호와 LO 신호를 동시에 광전송하는 구성으로 함으로써, 시스템 전체의 보수(maintenance) 등을 용이하게 행할 수 있다.
(2) 또한, 상기 실시예에서는 광 수신장치에서 RF 신호를 휴대 전화기로 송신하는 것으로 했지만, 이에 한정되지 않는다. 광 수신장치는 퍼스널 컴퓨터(personal computer) 등의 통신을 행할 수 있는 컴퓨터 기기에 RF 신호를 송신해도 되고, TV 튜너 등의 방송 수신장치에 송신해도 된다.
(3) 상기 실시예에서, 전기-광변환부의 구체예로서 반도체 레이저 모듈로 했 지만, 이에 한정되지 않는다. 전기-광변환부는 반도체 레이저 모듈과 마흐-젠더형 외부 변조기를 조합한 것이어도 된다.
또한, 상기 (1)에 나타낸 제 1 및 제 2 전기-광변환부도 마찬가지로, 반도체 레이저 모듈과 마흐-젠더형 외부 변조기를 조합한 것이어도 된다.
(4) 상기 실시예 및 상기 변형예를 각각 조합하는 것으로 해도 된다.
4. 발명의 효과
이상 설명했듯이, 본 발명은 광 송신장치에서 광 수신장치까지 광신호로 전송하고, 전송 도중에 혼입되는 잡음성분을 제거하는 처리를 실시한 후, 출력전기신호를 출력하는 광전송시스템으로서, 상기 광 수신장치와 상기 광 송신장치 사이는 1개의 광섬유에 의해 결합되며, 당해 광섬유를 통해 강도변조 전의 광신호가 전송되고, 상기 광 수신장치는, 수신한 광신호를 강도 변조하며, 강도변조성분이 서로 역위상인 2개의 광신호로 변환하는 제 1 처리부와, 강도변조성분이 서로 역위상인 광신호를 전송하는 제 1 및 제 2 전송 광섬유와, 전송단에서 2개의 광신호를 각각 전기신호로 변환하고, 반전 증폭하여 출력전기신호를 생성하는 제 2 처리부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 광전송시스템은, 광 수신장치에서, 수신한 광신호를 강도 변조하여 강도변조성분이 서로 역상이 되는 2개의 광신호를 생성하고, 생성한 2개의 광신호를 각각 전기신호로 변환하여 반전 증폭하여 출력전기신호를 생성할 수 있다. 이로써, 종래의 광전송시스템과 같이, 광 수신장치 측에서 강도변조성분이 서로 역상이 되는 2개의 광신호를 수신할 필요가 없어져서, 즉, 광 송신장치와 광 수신장치를 2개의 광섬유로 접속할 필요가 없어져서, 구축 비용이 저렴해진다. 또한, 강도변조성분이 서로 역상이 되는 2개의 광신호를 각각 전기신호로 변환하여 변환된 2개의 전기신호의 한쪽을 반전하면, 전기신호는 서로 동상이 되어 잡음성분은 서로 역상이 된다. 이로써, 출력전기신호를 생성할 때에는 잡음성분의 위상은 제거되어, 고품질 출력전기신호를 생성할 수 있다.
여기서, 상기 광 송신장치는, 전기신호를 수신하고, 수신한 전기신호를 광 변환하여 광신호를 생성하며, 생성한 광신호를 상기 광섬유를 통해 상기 광 수신장치로 출력하는 출력처리부를 구비해도 된다.
이 구성에 의하면, 광전송시스템의 광 송신장치는 광신호를 광 수신장치에 1개의 광섬유를 통해 송신할 수 있다. 그 때문에, 종래의 광 송신장치와 같이 2개의 광섬유에 개별로 광신호를 출력할 필요가 없어진다.
여기서, 상기 제 1 처리부는, 상기 광섬유를 통해 광신호를 수신하고, 수신한 광신호를 일정한 주파수를 가지는 변조 전기신호의 주파수에 기초하여 강도 변조하여 변조 광신호를 생성하는 강도변조부와, 생성한 변조 광신호에서 서로의 강도변조성분이 역위상이 되는 제 1 출력 광신호와 제 2 출력 광신호를 생성하고, 생성한 제 1 및 상기 제 2 출력 광신호를 각각 상기 제 1 및 제 2 전송 광섬유로 출력하는 광분할부로 이루어지며, 상기 제 2 처리부는 상기 제 1 및 상기 제 2 전송 광섬유를 통해 수신한 제 1 및 제 2 출력 광신호를 각각 전기 변환하여 제 1 및 제 2 전기신호를 생성하는 광전변환부와, 생성한 제 2 전기신호의 위상을 반전하여 상기 제 1 전기신호에 가산하여 출력전기신호를 생성하는 반전증폭부로 이루어지는 것으로 해도 된다.
이 구성에 의하면, 광전송시스템의 광 수신장치는, 강도변조부에서, 수신한 광신호를 강도 변조하여 변조 광신호를 생성하고, 광분할부에서, 생성한 변조 광신호에서 제 1 및 제 2 출력 광신호를 생성하며, 광전변환부에서, 제 1 및 제 2 출력 광신호에서 전기 변환하여 제 1 및 제 2 출력전기신호를 생성하고, 반전증폭부에서, 생성한 제 1 및 제 2 출력전기신호에서 출력전기신호를 생성할 수 있다. 이로써, 잡음성분이 제거된 출력전기신호를 생성할 수 있다.
여기서, 상기 제 1 처리부는 마흐-젠더형 외부 변조기로 구성되며, 상기 제 2 처리부는 밸런스형 광전기 변환기로 구성되는 것으로 해도 된다.
이 구성에 의하면, 광전송시스템의 광 수신장치는 마흐-젠더형 외부 변조기와 밸런스형 광전기 변환기로 구성할 수 있다.
여기서, 상기 출력처리부가 수신하는 전기신호는 무선주파수 신호의 주파수와 다른 주파수를 가지는 중간주파수신호이며, 상기 변조 전기신호는 국부발진신호이며, 상기 강도변조부는 상기 국부발진신호의 주파수에 기초하여, 수신한 광신호를 강도 변조하여 강도변조성분이 무선주파수 신호의 주파수가 되는 변조 광신호를 생성하고, 상기 광전변환부는 수신한 제 1 및 제 2 출력 광신호를 각각 전기 변환하여 무선주파수 신호의 성분을 가지는 제 1 및 제 2 전기신호를 생성하고, 상기 반전증폭부는 생성한 제 2 전기신호의 위상을 역상으로 하여 상기 제 1 전기신호에 가산하여 무선주파수 신호를 생성하는 것으로 해도 된다.
이 구성에 의하면, 광전송시스템의 광 수신장치는, 국부발진신호의 주파수에 기초하여 강도 변조함으로써, 출력전기신호로서 무선주파수 신호를 생성할 수 있다. 이로써, 광 수신장치를 무선주파수 신호를 출력하는 장치로서 이용할 수 있다.
여기서, 상기 출력처리부는 전기신호를 수신하고, 수신한 전기신호를 광 변환하여 광신호를 생성하고, 생성한 광신호를 제 3 전송 광섬유로 출력하는 생성부와, 상기 제 3 전송 광섬유를 통해 상기 광신호를 수신하고, 수신한 광신호의 편파상태를 랜덤하게 변화시켜 상기 광신호를 상기 광섬유를 통해 상기 광 수신장치로 출력하는 편파 스크램블러를 구비하는 것으로 해도 된다.
이 구성에 의하면, 광전송시스템의 광 송신장치는 편파상태가 랜덤하게 변화하는 광신호를 광 수신장치에 출력할 수 있다.
여기서, 상기 제 1 처리부는 상기 광 송신장치에서 상기 광섬유를 통해 편파상태가 랜덤하게 변화하는 광신호를 수신하는 것으로 해도 된다.
이 구성에 의하면, 광전송시스템의 광 수신장치는 편파상태가 랜덤하게 변화하는 광신호를 광 송신장치에서 수신할 수 있다. 이로써, 광 수신장치는 안정된 결합 효율로 광신호를 수신할 수 있다.
여기서, 상기 광 수신장치는 상기 광 송신장치에서 상기 광섬유를 통해 광신호를 수신하고, 수신한 광신호의 편파성분을 상기 제 1 처리부가 광신호를 수신할 때의 편파성분과 일치하도록 상기 광신호의 편파상태를 제어하고, 편파상태를 제어한 광신호를 상기 제 1 처리부로 출력하는 편파 제어부를 구비하고, 상기 제 1 처리부는 상기 편파 제어부에서 편파상태가 제어된 광신호를 수신하는 것으로 해도 된다.
이 구성에 의하면, 광전송시스템의 광 수신장치는 수신한 광신호의 편파상태와 제 1 처리부가 광신호를 수신할 때의 편파상태가 일치하도록 제어할 수 있다. 이로써, 제 1 처리부는 안정된 결합 효율로 광신호를 수신할 수 있다.
여기서, 상기 광신호의 편파성분은 제 1 편파와 제 2 편파를 가지며, 상기 제 1 처리부가 광신호를 수신할 때의 편파성분은 제 1 편파이며, 상기 편파 제어부는 상기 광신호를 제 1 편파를 가지는 제 1 편파 신호와 제 2 편파를 가지는 제 2 편파 신호로 분리하는 분리부와, 상기 제 2 편파 신호의 편파상태가 상기 제 1 편파가 되도록 상기 제 2 편파를 회전시켜 상기 제 1 편파를 가지는 제 3 편파 신호를 생성하는 회전부와, 상기 제 1 편파 신호와 상기 제 3 편파 신호를 합파하여 상기 제 1 편파만으로 이루어지는 합파 광신호를 생성하는 합파부를 구비하고, 상기 편파상태가 제어된 광신호는 상기 합성파로 해도 된다.
이 구성에 의하면, 광전송시스템에서의 광 수신장치의 편파 제어부는 편파성분이 제 1 편파만으로 이루어지는 합파 광신호를 생성할 수 있고, 제 1 처리부는 합파 광신호에서 제 1 및 제 2 광신호를 생성할 수 있다. 이로써, 제 1 처리부는 안정된 결합 비율로 편파상태가 제어된 광신호를 수신할 수 있다.
여기서, 상기 광 송신장치는 전기신호를 수신하고, 수신한 전기신호를 광 변환하여 전송 광신호를 생성하고, 생성한 전송광 신호를 제 3 전송 광섬유로 출력하는 출력처리부와, 일정한 주파수를 가지는 변조 전기신호를 광 변환하여 변조 광신호를 생성하고, 생성한 변조 광신호를 제 4 전송 광섬유로 출력하는 변환처리부와, 상기 제 3 전송 광섬유를 통해 상기 전송 광신호를, 상기 제 4 전송 광섬유 상기 변조 광신호를 각각 수신하고, 수신한 상기 전송 광신호와 수신한 상기 변조 광신호를 다중화하여 다중 광신호를 생성하고, 생성한 다중 광신호를 상기 광섬유를 통해 상기 광 수신장치로 출력하는 다중화 처리부를 구비하는 것으로 해도 된다.
이 구성에 의하면, 광전송시스템의 광 송신장치는 전송 광신호와 변조 광신호를 1개의 광섬유를 통해 광 수신장치로 전송할 수 있다. 이로써, 전기신호와 변조 전기신호를 광 수신장치로 관리할 수 있기 때문에, 보수가 용이해진다.
여기서, 상기 광 수신장치는 상기 광섬유를 통해 상기 광 송신장치에서 다중 광신호를 수신하고, 수신한 다중 광신호를 상기 전송 광신호와 상기 변조 광신호로 분리하고, 분리한 상기 전송 광신호를 상기 제 1 처리부로, 분리한 상기 변조 광신호를 제 5 전송 광섬유로 더 출력하는 광분리부와, 상기 제 5 전송 광섬유를 통해 상기 변조 광신호를 수신하고, 수신한 상기 변조 광신호를 전기 변환하여 변조 전기신호를 생성하고, 생성한 변조 전기신호를 상기 제 1 처리부로 출력하는 제 1 광전변환부를 구비하고, 상기 제 1 처리부가 수신하는 광신호는 상기 전송 광신호이며, 상기 제 1 처리부는 상기 제 1 광전변환부에서 수신한 상기 전송 광신호를 상기 변조 전기신호의 주파수에 기초하여 강도 변조하여 변조 광신호를 생성하는 강도변조부와, 생성한 변조 광신호에서 서로의 강도변조성분이 역위상이 되는 제 1 출력 광신호와 제 2 출력 광신호를 생성하고, 생성한 제 1 및 제 2 출력 광신호를 각각 상기 제 1 및 상기 제 2 전송 광섬유로 출력하는 광분할부로 이루어지며, 상기 제 2 처리부는 상기 제 1 및 상기 제 2 전송 광섬유를 통해 수신한 제 1 및 제 2 출력 광신호를 각각 전기 변환하여 제 1 및 제 2 전기신호를 생성하는 제 2 광전 변환부와, 생성한 제 2 전기신호의 위상을 반전하여 상기 제 1 전기신호에 가산하여, 출력전기신호를 생성하는 반전증폭부로 이루어진다고 해도 된다.
이 구성에 의하면, 광전송시스템의 광 수신장치는 광 송신장치에서 수신한 다중 광신호를 수신하고, 수신한 다중 광신호를 이용하여 출력전기신호를 생성할 수 있다. 그 때문에, 광 수신장치의 관리 등의 보수를 용이하게 할 수 있다.
여기서, 상기 출력처리부가 수신하는 전기신호는 무선주파수 신호의 주파수와 다른 주파수를 가지는 중간주파수 신호이며, 상기 변조 전기신호는 국부발진신호이며, 상기 강도변조부는 상기 국부발진신호의 주파수에 기초하여, 수신한 전송 광신호를 강도 변조하여 강도변조성분이 무선주파수 신호의 주파수가 되는 변조 광신호를 생성하고, 상기 제 2 광전변환부는 수신한 제 1 및 제 2 출력 광신호를 각각 전기 변환하여 무선주파수 신호의 성분을 가지는 제 1 및 제 2 전기신호를 생성하고, 상기 반전증폭부는 생성한 제 2 전기신호의 위상을 역상으로 하여 상기 제 1 전기신호에 가산하여 무선주파수 신호를 생성하는 것으로 해도 된다.
이 구성에 의하면, 광전송시스템의 광 수신장치는 국부발진신호의 주파수에 기초하여 강도 변조함으로써, 출력전기신호로서 무선주파수 신호를 생성할 수 있다. 이로써, 광 수신장치는 무선주파수 신호를 출력하는 장치로서 이용할 수 있다.
상기에서 설명한 광전송시스템은 광섬유에 의한 통신 시스템을 이용하여 소비자에게 정보, 음성 및 영상 등을 제공하는 산업에서, 경영적, 즉 반복적이면서 계속적으로 이용할 수 있다.

Claims (24)

  1. 광 송신장치에서 광 수신장치까지 광신호로 전송하며, 전송 도중에 혼입되는 잡음성분을 제거하는 처리를 실시한 후, 출력전기신호를 출력하는 광전송시스템으로서,
    상기 광 수신장치와 상기 광 송신장치 사이는 1개의 광섬유로 결합되어, 당해 광섬유를 통해 강도변조 전의 광신호가 전송되고,
    상기 광 수신장치는,
    수신한 광신호를 강도 변조하여, 강도변조성분이 서로 역위상인 2개의 광신호로 변환하는 제 1 처리부와,
    강도변조성분이 서로 역위상인 광신호를 전송하는 제 1 및 제 2 전송 광섬유와,
    전송단에서, 2개의 광신호를 각각 전기신호로 변환하고, 반전 증폭하여 출력전기신호를 생성하는 제 2 처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 광전송시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 광 송신장치는,
    전기신호를 수신하고, 수신한 전기신호를 광 변환하여 광신호를 생성하며, 생성한 광신호를 상기 광섬유를 통해 상기 광 수신장치에 출력하는 출력처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 광전송시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 처리부는,
    상기 광섬유를 통해 광신호를 수신하며, 수신한 광신호를, 일정한 주파수를 가지는 변조 전기신호의 주파수에 기초하여, 강도 변조하여 변조 광신호를 생성하는 강도변조부와,
    생성한 변조 광신호에서 강도변조성분이 서로 역위상이 되는 제 1 출력 광신호와 제 2 출력 광신호를 생성하고, 생성한 제 1 및 제 2 출력 광신호를 각각 상기 제 1 및 제 2 전송 광섬유에 출력하는 광 분할부로 이루어지며,
    상기 제 2 처리부는,
    상기 제 1 및 상기 제 2 전송 광섬유를 통해 수신한 제 1 및 제 2 출력 광신호를 각각 전기 변환하여 제 1 및 제 2 전기신호를 생성하는 광전변환부와,
    생성한 제 2 전기신호의 위상을 반전하고, 상기 제 1 전기신호에 가산하여, 출력전기신호를 생성하는 반전증폭부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광전송시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1 처리부는, 마흐-젠더형(Mach-Zehnder type) 외부 변조기로 구성되고,
    상기 제 2 처리부는, 밸런스형 광전기 변환기로 구성되는 것을 특징으로 하 는 광전송시스템.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 출력처리부가 수신하는 전기신호는 무선주파수 신호의 주파수와 다른 주파수를 가지는 중간주파수 신호이고,
    상기 변조 전기신호는 국부발진신호이며,
    상기 강도변조부는, 상기 국부발진신호의 주파수에 기초하여, 수신한 광신호를 강도 변조하여, 강도변조성분이 무선주파수 신호의 주파수로 이루어지는 변조 광신호를 생성하고,
    상기 광전변환부는 수신한 제 1 및 제 2 출력 광신호를 각각 전기 변환하여 무선주파수 신호의 성분을 가지는 제 1 및 제 2 전기 신호를 생성하며,
    상기 반전증폭부는, 생성한 제 2 전기신호의 위상을 역상으로 하여, 상기 제 1 전기신호에 가산하여, 무선주파수 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 광전송시스템.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 출력처리부는,
    전기신호를 수신하고, 수신한 전기신호를 광 변환하여 광신호를 생성하며, 생성한 광신호를 제 3 전송 광섬유에 출력하는 생성부와,
    상기 제 3 전송 광섬유를 통해 상기 광신호를 수신하고, 수신한 광신호의 편 파상태를 랜덤하게 변화시켜, 상기 광신호를 상기 광섬유를 통해 상기 광 수신장치로 출력하는 편파 스크램블러를 구비하는 것을 특징으로 하는 광전송시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 처리부는, 상기 광 송신장치에서 상기 광섬유를 통해 편파상태가 랜덤하게 변화하는 광신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 광전송시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 광 수신장치는, 상기 광 송신장치에서 상기 광섬유를 통해 광신호를 수신하고, 수신한 광신호의 편파성분을 상기 제 1 처리부가 광신호를 수신할 때의 편파성분과 일치하도록 상기 광신호의 편파상태를 제어하며, 편파상태를 제어한 광신호를 상기 제 1 처리부로 출력하는 편파제어부를 구비하고,
    상기 제 1 처리부는 상기 편파 제어부에서 편파상태가 제어된 광신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 광전송시스템.
  9. 제 8항에 있어서.
    상기 광신호의 편파성분은 제 1 편파와 제 2 편파를 가지며,
    상기 제 1 처리부가 광신호를 수신할 때의 편파성분은 제 1 편파이고,
    상기 편파 제어부는,
    상기 광신호를 제 1 편파를 가지는 제 1 편파 신호와 제 2 편파를 가지는 제 2 편파 신호로 분리하는 분리부와,
    상기 제 2 편파 신호의 편파상태가 상기 제 1 편파가 되도록 상기 제 2 편파를 회전시켜, 상기 제 1 편파를 가지는 제 3 편파 신호를 생성하는 회전부와,
    상기 제 1 편파 신호와 상기 제 3 편파 신호를 합파(合波)하여, 상기 제 1 편파만으로 이루어지는 합파 광신호를 생성하는 합파부를 구비하며,
    상기 편파상태가 제어된 광신호는 상기 합성파인 것을 특징으로 하는 광전송시스템.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 광 송신장치는,
    전기신호를 수신하고, 수신한 전기신호를 광 변환하여 전송 광신호를 생성하며, 생성한 전송 광신호를 제 3 전송 광섬유에 출력하는 출력처리부와,
    일정한 주파수를 가지는 변조 전기신호를 광 변환하여 변조 광신호를 생성하고, 생성한 변조 광신호를 제 4 전송 광섬유에 출력하는 변환처리부와,
    상기 제 3 전송 광섬유를 통해 상기 전송 광신호를, 상기 제 4 전송 광섬유를 통해 상기 변조 광신호를 각각 수신하고, 수신한 상기 전송 광신호와 수신한 상기 변조광신호를 다중화하여 다중 광신호를 생성하며, 생성한 다중 광신호를 상기 광섬유를 통해 상기 광 수신장치로 출력하는 다중화 처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 광전송시스템.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 광 수신장치는,
    상기 광섬유를 통해 상기 광 송신장치에서 다중 광신호를 수신하고, 수신한 다중 광신호를 상기 전송 광신호와 상기 변조 광신호로 분리하며, 분리한 상기 전송광 신호를 상기 제 1 처리부로, 분리한 상기 변조 광신호를 제 5 전송 광섬유로 출력하는 광 분리부와,
    상기 제 5 전송 광섬유를 통해 상기 변조 광신호를 수신하고, 수신한 상기 변조 광신호를 전기 변환하여 변조 전기신호를 생성하며, 생성한 변조 전기신호를 상기 제 1 처리부로 출력하는 제 1 광전변환부를 구비하고,
    상기 제 1 처리부가 수신하는 광신호는 상기 전송 광신호이며,
    상기 제 1 처리부는,
    상기 제 1 광전변환부에서 수신한 상기 전송 광신호를 상기 변조 전기신호의 주파수에 기초하여 강도 변조하여 변조 광신호를 생성하는 강도변조부와, 생성한 변조 광신호에서 강도변조성분이 서로 역위상이 되는 제 1 출력 광신호와 제 2 출력 광신호를 생성하고, 생성한 제 1 및 상기 제 2 출력 광신호를 각각 상기 제 1 및 제 2 전송 광섬유로 출력하는 광 분할부로 이루어지며,
    상기 제 2 처리부는,
    상기 제 1 및 상기 제 2 전송 광섬유를 통해 수신한 제 1 및 제 2 출력 광신호를 각각 전기 변환하여 제 1 및 제 2 전기신호를 생성하는 제 2 광전변환부와,
    생성한 제 2 전기신호의 위상을 반전하여 상기 제 1 전기신호에 가산하여, 출력전기신호를 생성하는 반전증폭부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광전송시스템.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 출력처리부가 수신하는 전기신호는 무선주파수 신호의 주파수와 다른 주파수를 가지는 중간주파수 신호이고,
    상기 변조 전기신호는 국부발진신호이며,
    상기 강도변조부는, 상기 국부발진신호의 주파수에 기초하여 수신한 전송광신호를 강도 변조하여, 강도변조성분이 무선주파수 신호의 주파수가 되는 변조 광신호를 생성하고,
    상기 제 2 광전변환부는 수신한 제 1 및 제 2 출력 광신호를 각각 전기 변환하여 무선주파수 신호의 성분을 가지는 제 1 및 제 2 전기신호를 생성하며,
    상기 반전증폭부는 생성한 제 2 전기신호의 위상을 역상으로 하여 상기 제 1 전기신호에 가산하여 무선주파수 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 광전송시스템.
  13. 광송신장치로부터 광수신장치까지 광신호로 전송하며, 상기 도중에 발생하는 잡음성분을 제거하는 잡음제거처리를 실시한 후, 출력 전기신호를 출력하는 광전송 시스템에 이용되는 광전송방법으로서,
    상기 광수신장치와 상기 광송신장치 사이는 하나의 광섬유를 통하여 서로 결합되고, 당해 광섬유를 통하여 강도변조 전의 광신호가 전송되고,
    상기 광수신장치는,
    광신호를 수신하고, 상기 수신된 광신호를 강도 변조하며, 상기 강도 변조된 광신호를 강도 변조된 성분 각각이 역상인 두 개의 광신호로 분할하는 제 1 처리단계,
    제 1 및 제 2 전송 광섬유를 각각 이용하여 개별적으로 상기 두 개의 광신호를 전송하는 전송단계, 및
    상기 두 개의 광신호를 각각 전기신호로 변환하고, 상기 전기신호에 대해 차동증폭을 수행하여 출력 전기신호를 생성하는 제 2 처리단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 광전송방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 광송신장치는, 전기신호를 수신하고, 상기 전기신호를 광신호로 변환하며, 상기 광신호를 상기 광섬유를 통하여 상기 광수신장치로 전송하는 출력처리단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 광전송방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 처리단계는,
    상기 광섬유를 통하여 광신호를 수신하고, 일정한 주파수를 갖는 변조 전기신호에 기초하여 상기 수신된 광신호를 강도 변조하여, 변조된 광신호를 발생시키는 강도변조단계, 및
    상기 변조된 광신호로부터, 각각의 강도 변조된 성분이 역위상인 제 1 출력 광신호와 제 2 출력 광신호를 생성하고, 상기 제 1 및 제 2 출력 광신호를 각각 상기 제 1 및 제 2 광섬유로 출력하는 광 분리단계를 수행하고,
    상기 제 2 처리단계는,
    상기 제 1 및 제 2 출력 광신호를 각각 제 1 및 제 2 전기신호로 변환하는 광전변환단계, 및
    상기 제 2 전기신호의 위상을 반전시키고, 상기 위상 반전된 제 2 전기신호를 상기 제 1 전기신호에 부가하여, 상기 출력 전기신호를 생성하는 차동 증폭단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 광전송방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 처리단계는 마흐-젠더(Mach-Zehnder)형 외부 변조기에서 수행되고,
    상기 제 2 처리단계는 밸런스형 광전 변환기에서 수행되는 것을 특징으로 하는 광전송방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 출력처리단계에서 처리된 상기 전기신호는 무선주파수신호의 주파수와 상이한 주파수를 가지는 중간주파수 신호이고,
    상기 변조 전기신호는 국부발진신호이며,
    상기 강도변조단계는, 상기 국부발진신호의 주파수에 기초하여 상기 수신된 광신호를 강도 변조함으로써, 강도 변조된 성분이 상기 무선주파수 신호의 주파수를 갖는 상기 변조 광신호를 생성하고,
    상기 광전변환단계는 상기 제 1 및 제 2 출력 광신호를 각각 무선주파수 신호의 주파수를 갖는 상기 제 1 및 제 2 전기신호로 변환하며,
    상기 차동 증폭단계는, 상기 제 2 전기신호의 위상을 반전시키고, 상기 위상 반전된 제 2 전기신호를 상기 제 1 전기신호에 부가함으로써, 상기 무선주파수 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 광전송방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 출력처리단계는,
    전기신호를 수신하고, 상기 수신된 전기신호를 광신호로 변환하며, 상기 광신호를 제 3 전송 광섬유로 출력하는 생성단계, 및
    상기 제 3 전송 광섬유를 통하여 상기 광신호를 수신하고, 상기 광신호의 편파 형태를 랜덤하게 변화시켜, 상기 광신호를 상기 광섬유를 거쳐서 상기 광수신장치로 출력하는 편파 스크램블단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 광전송방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 처리단계는 상기 광섬유를 통하여 상기 광송신장치로부터 편파 형태가 랜덤하게 변화되는 광신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 광전송방법.
  20. 제 13 항에 있어서,
    상기 광수신장치는,
    상기 광송신장치로부터 상기 광섬유를 통하여 광신호를 수신하고, 상기 광신호의 편파 형태가 상기 제 1 처리단계에서 수신한 편파 형태와 동일하게 되도록 상기 광신호의 편파를 제어하는 편파 제어단계를 더 수행하며,
    상기 제 1 처리단계는 상기 편파 제어단계에서 상기 편파가 제어된 상기 광신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 광전송방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 편파 제어단계에서 수신된 상기 광신호의 편파는 제 1 편파와 제 2 편파를 포함하고,
    상기 제 1 처리단계에서 접수한 편파는 상기 제 1 편파이며,
    상기 편파 제어단계는,
    상기 광신호를 상기 제 1 편파를 갖는 제 1 편파 신호와 상기 제 2 편파를 가지는 제 2 편파 신호로 분할하는 분리단계,
    상기 제 2 편파를 상기 제 1 편파로 변화하도록 상기 제 2 편파 신호의 제 2 편파를 회전시킴으로써, 상기 제 1 편파를 가지는 제 3 편파 신호를 생성하는 회전단계, 및
    상기 제 1 편파 신호를 상기 제 3 편파 신호와 결합함으로써, 상기 제 1 편파 만을 가지는 합성 광신호를 발생시키는 합성단계를 수행하고,
    상기 편파가 상기 편파 제어단계에서 제어된 상기 광신호는 상기 합성 광신호인 것을 특징으로 하는 광전송방법.
  22. 제 13 항에 있어서,
    상기 광송신장치는,
    전기신호를 수신하고, 상기 전기신호를 광 전송신호로 변환하며, 상기 광 전송신호를 제 3 전송 광섬유로 출력하는 출력처리단계,
    일정한 주파수를 가지는 변조 전기신호를 변조 광신호로 변환하여, 상기 변조 광신호를 제 4 전송 광섬유로 출력하는 변환 처리단계, 및
    상기 제 3 전송 광섬유를 통하여 상기 광 전송신호를 그리고 상기 제 4 전송 광섬유를 거쳐서 상기 변조 광신호를 각각 수신하고, 상기 광 전송신호를 상기 변조 광신호와 함께 다중화하여 다중화 광신호를 생성하며, 상기 생성한 다중화 광신호를 상기 광수신장치로 출력하는 다중화단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 광전송방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 광수신장치는,
    상기 광송신장치로부터 상기 광섬유를 통하여 상기 다중화 광신호를 수신하고, 상기 다중화 광신호를 상기 광 전송신호와 상기 변조 광신호로 분리하며, 상기 광 전송신호와 상기 변조 광신호를 각각 상기 제 1 처리단계와 제 5 전송 광섬유로 출력하는 광 분리단계, 및
    상기 제 5 전송 광섬유를 통하여 상기 변조 광신호를 수신하고, 상기 변조 광신호를 변조 전기신호로 변환하며, 상기 변조 전기신호를 상기 제 1 처리단계로 출력하는 제 1 광전변환단계를 더 수행하고,
    상기 제 1 처리 수단에 의해 수신된 상기 광신호는 상기 광 전송신호이며,
    상기 제 1 처리단계는,
    상기 변조 전기신호의 주파수에 기초하여 상기 수신된 광 전송신호를 강도 변조하여, 변조 광신호를 생성하는 강도변조단계,
    상기 변조 광신호로부터 강도 변조된 성분 각각이 역위상인 제 1 출력 광신호와 제 2 출력 광신호를 발생시키고, 상기 제 1 및 제 2 출력 광신호를 각각 상기 제 1 및 제 2 광섬유로 출력하는 광 분리단계를 수행하며,
    상기 제 2 처리 수단은
    상기 제 1 및 제 2 출력 광신호를 각각 제 1 및 제 2 전기신호로 변환하는 제 2 광전변환단계, 및
    상기 제 2 전기신호의 위상을 반전시키고, 상기 위상 반전된 제 2 전기신호를 상기 제 1 전기신호에 부가하여, 상기 출력 전기신호를 생성하는 차동 증폭단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전송방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 출력처리단계에서 수신한 상기 전기신호는 무선주파수 신호의 주파수와 상이한 주파수를 가지는 중간주파수 신호이고,
    상기 변조 전기신호는 국부발진신호이며,
    상기 강도변조단계는 상기 국부발진신호의 주파수에 기초하여 상기 수신된 광 전송신호를 강도 변조하여, 강도 변조된 성분이 상기 무선주파수 신호의 주파수를 갖는 상기 변조 광신호를 생성하며,
    상기 제 2 광전변환단계는 상기 제 1 및 제 2 출력 광신호를 각각 상기 무선주파수 신호의 주파수를 갖는 상기 제 1 및 제 2 전기신호로 변환하고,
    상기 차동 증폭단계는 상기 제 2 전기신호의 위상을 반전시키고, 상기 위상 반전된 제 2 전기신호를 상기 제 1 전기신호에 부가하여, 상기 무선주파수 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 광전송방법.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100759271B1 (ko) 2006-08-17 2007-09-17 한국전자통신연구원 ＲｏＦ 통신 시스템에 사용되는 광 송수신기
KR100770882B1 (ko) * 2006-11-10 2007-10-26 삼성전자주식회사 광수신 장치 및 이를 이용한 광통신 시스템
GB0905820D0 (en) * 2009-04-03 2009-05-20 Bae Systems Plc Improvements relating to signal processing
WO2011107055A2 (zh) * 2011-04-20 2011-09-09 华为技术有限公司 基于微波光子技术的信号接收装置和信号接收方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003318823A (ja) 2002-04-23 2003-11-07 Communication Research Laboratory 変調された光の信号処理方法およびその装置
US6647176B1 (en) * 2000-02-08 2003-11-11 Sprint Communications Company, L.P. Method and apparatus to compensate for polarization mode dispersion
US20040213579A1 (en) 2002-11-04 2004-10-28 The Boeing Company Optical communication system using correlation receiver

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1052837C (zh) 1993-03-31 2000-05-24 英国电讯有限公司 用射频分量生成光信号
US5410404A (en) * 1993-11-30 1995-04-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Fiber grating-based detection system for wavelength encoded fiber sensors
WO1995027346A1 (en) 1994-03-30 1995-10-12 British Telecommunications Public Limited Company Generation of radio frequency modulated optical radiation
JPH07283793A (ja) * 1994-04-11 1995-10-27 Hitachi Ltd コヒーレント光伝送方式
JPH10117172A (ja) * 1996-10-11 1998-05-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光伝送システム
DE19722370A1 (de) * 1997-05-28 1998-12-03 Alsthom Cge Alcatel Empfänger für ein optisches Nachrichtenübertragungssystem und Verfahren zu dessen Betrieb
US6822743B2 (en) * 2001-03-07 2004-11-23 Paul Trinh Integrated-optic channel monitoring
US7200344B1 (en) 2001-05-10 2007-04-03 Fujitsu Limited Receiver and method for a multichannel optical communication system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6647176B1 (en) * 2000-02-08 2003-11-11 Sprint Communications Company, L.P. Method and apparatus to compensate for polarization mode dispersion
JP2003318823A (ja) 2002-04-23 2003-11-07 Communication Research Laboratory 変調された光の信号処理方法およびその装置
US20040213579A1 (en) 2002-11-04 2004-10-28 The Boeing Company Optical communication system using correlation receiver

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