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KR100323058B1 - 광 신호 추가 및 추출 장치 - Google Patents

광 신호 추가 및 추출 장치 Download PDF

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KR100323058B1
KR100323058B1 KR1020000023087A KR20000023087A KR100323058B1 KR 100323058 B1 KR100323058 B1 KR 100323058B1 KR 1020000023087 A KR1020000023087 A KR 1020000023087A KR 20000023087 A KR20000023087 A KR 20000023087A KR 100323058 B1 KR100323058 B1 KR 100323058B1
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optical
optical signal
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ferrule
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김춘호
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Abstract

이 발명의 광 신호 추가 및 추출 장치는 광축으로부터 동일 거리에 서로 대칭되게 위치되어 있으며, 적어도 하나 이상의 광 신호를 전송하는 두 개의 광섬유를 포함하는 제1 및 제2 이심 페룰; 특정 파장의 광 신호만을 선택적으로 투과시키는 파장 분리 필터; 상기 제1 이심 페룰의 하나의 광섬유로부터 입력되는 광 신호를 평행광으로 변환하여 상기 파장 분리 필터의 제1 면으로 출력시키고, 상기 파장 분리 필터로부터 입력되는 광 신호를 집속하여 상기 제1 이심 페룰의 나머지 광섬유로 출력시키는 제1 렌즈; 및 상기 파장 분리 필터로부터 입력되는 광 신호를 집속하여 상기 제2 이심 페룰의 하나의 광섬유로 출력시키고, 상기 제2 이심 페룰의 나머지 광섬유로부터 입력되는 광 신호를 평행광으로 변환하여 상기 파장 분리 필터의 제2 면으로 출력시키는 제2 렌즈; 를 포함하는 광학 단위 소자를 다수개 포함하는 광 신호 합파 및 분리부; 및 상기 광학 단위 소자에 각각 대응되어 연결되어 있으며, 상기 광학 소자로부터 출력되는 광 신호를 추출하거나, 상기 광학 소자로부터 추출된 광 신호와 동일한 광 신호를 상기 광학 단위 소자로 추가하는 스위치를 다수개 포함하는 스위치 모듈을 포함한다.
이와 같은 이 발명의 광 신호 추가 및 추출 장치는 낮은 제조 비용과 작은 크기로 여러 개의 파장을 동시에 추출 및 추가할 수 있다.

Description

광 신호 추가 및 추출 장치{OPTICAL ADD AND DROP MULTIPLEXER}
이 발명은 광 신호 추가 및 추출 장치에 관한 것으로서 특히 여러 파장 대역의 광 신호를 동시에 추가 및 추출할 수 있는 광 신호 추가 및 추출 장치에 관한 것이다.
광 신호 추가 및 추출 장치는 쌍방향 광전송 시스템의 주요 광 전송로로부터 지역 네트워크 및 지역 링 네트워크(metro core network)로의 광 신호 전송, 또한 지역 링 네트워크에서 가입자망(metro acess network)으로의 광 신호 전송을 위해주로 사용된다. 즉, 광 신호 추가 및 추출 장치는 예컨대, A 지역(출발지)에서 B 지역(목적지)으로 광전송 시스템을 통해 전송되는 광 신호 중 일부 파장 신호를 C 지역에서 추출하여 C 지역의 지역 네트워크에서 사용하고, 추출된 파장 신호와 동일한 파장의 신호를 추가하여 B 지역으로 전송하기 위한 장치이다.
이러한 광 신호 추가 및 추출 장치는 특히, 파장 다중 분할(wavelength division multiplexing :WDM) 광전송 시스템에 사용되어 여러 파장의 광 신호가 입력되었을 때 원하는 다수의 광 신호를 동시에 추가 및 추출시킬 수 있다.
도 1에 종래의 다수의 광 신호를 동시에 추가 및 추출할 수 있는 광 추가 및 추출 장치의 구조가 도시되어 있다.
첨부한 도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 광 추가 및 추출 장치는 디멀티플렉서(10), 멀티플렉서(20), 스위치 모듈(30)을 포함한다.
디멀티플렉서(demultiplexer)(10)는 광섬유(입력 채널)를 통해 입력되는 다중 대역의 광 신호(λ1 ∼ λn)를 각 대역의 파장 신호로 분리하여 분리된 각 신호를 n 개의 광섬유를 통해 전송한다. 멀티플렉서(multiplexer)(20)는 n개의 광섬유를 통해 각각 입력되는 서로 다른 파장 대역을 가지는 광 신호를 합성하여 합성된 광 신호를 광섬유(출력 채널)를 통해 목적지로 전송한다. 이러한 디멀티플렉서(10) 및 멀티플렉서(20)는 광 신호를 분리하거나 합파하는 다수의 광학 소자(도시하지 않음)로 이루어진다.
스위치 모듈(30)은 디멀티플렉서(10)로부터 수신되는 각 파장 신호를 멀티플렉서(20)에 연결된 광섬유 및 지역 네트워크(40)에 연결된 광섬유 중의 하나에연결하는 n 개의 2×2 스위치로 이루어진다.
이러한 구조로 이루어지는 광 신호 추가 및 추출 장치에서, 입력 채널을 통하여 입력되는 n개의 서로 다른 파장을 가지는 다수의 광 신호(λ1 ∼ λn)는 디멀티플렉서(10)에 의하여 파장 분리되어 각각의 광섬유를 통하여 전송되며, 각각 분리된 광 신호들은 광섬유에 연결되어 있는 스위치 모듈(30)의 2×2 스위치에 의하여 추출되어 지역 네트워크(40)로 전송되거나, 멀티플렉서(20)로 입력되어 다른 파장의 광 신호들과 합파되어 출력 채널로 전송된다.
그러나, 종래의 광 신호 추가 및 추출 장치는 멀티플렉서, 디멀티플렉서 및 2×2 스위치 집합과 같이 여러 개의 소자로 이루어지기 때문에 소자의 크기가 커지는 문제점이 있었으며, 또한 고가의 멀티플렉서, 디멀티플렉서 및 2×2 스위치 집합을 사용하기 때문에 제조 비용이 증가한다는 문제점이 있다.
이외에도 서로 다른 파장을 가지는 광 신호가 n개인 경우에 광섬유 격자형, 마이크로 옵틱스(optics)형 멀티플렉서 및 디멀티플렉서에 각각 n개의 광학 단위 소자가 요구됨에 따라, 총 2n개의 광학 단위 소자가 사용되어 전체 크기가 커지게 되고 제조 비용이 더욱 증가되는 문제점이 있다.
그러므로, 이 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 크기가 작고 제조 비용이 저렴한 광 신호 추가 및 추출 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 이 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 하나의 광학 단위 소자가 디멀티플렉서 및 멀티플렉서의 기능을 수행하도록 하여 여러 개의 파장을 동시에 추출 및 추가할 수 있는 광 신호 추가 및 추출 장치를 제공하기 위한 것이다.
도 1은 종래의 광 신호 추가 및 추출 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 이 발명의 실시예에 따른 광 신호 추가 및 추출 장치를 나타내는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2에 도시된 광학 단위 소자의 예를 나타내는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 도 2의 스위치 모듈을 나타내는 도면이다.
도 5는 이 발명의 실시예에 따라 특정 파장의 광 신호를 추가 또는 추출하는 경우에 따른 2×2 스위치의 연결 상태를 나타낸 도면이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 이 발명의 하나의 특징에 따른 광 신호 추가 및 추출 장치는,
광축으로부터 동일 거리에 서로 대칭되게 위치되어 있으며, 적어도 하나 이상의 광 신호를 전송하는 제1 및 제2 광섬유를 포함하는 제1 이심 페룰;
광축으로부터 동일 거리에 서로 대칭되게 위치되어 있으며, 적어도 하나 이상의 광 신호를 전송하는 제3 및 제4 광섬유를 포함하는 제2 이심 페룰;
특정 파장의 광 신호만을 선택적으로 투과시키는 파장 분리 필터;
상기 제1 이심 페룰의 하나의 광섬유로부터 입력되는 광 신호를 평행광으로 변환하여 상기 파장 분리 필터의 제1 면으로 출력시키고, 상기 파장 분리 필터로부터 입력되는 광 신호를 집속하여 상기 제1 이심 페룰의 나머지 광섬유로 출력시키는 제1 렌즈; 및
상기 파장 분리 필터로부터 입력되는 광 신호를 집속하여 상기 제2 이심 페룰의 하나의 광섬유로 출력시키고, 상기 제2 이심 페룰의 나머지 광섬유로부터 입력되는 광 신호를 평행광으로 변환하여 상기 파장 분리 필터의 제2 면으로 출력시키는 제2 렌즈
를 포함하고, 상기 제1 렌즈, 파장 분리 필터 및 제2 렌즈는 상기 동축 상에 배열되어 있다.
이 발명의 하나의 특징에 따른 광 신호 추가 및 추출 장치는,
광축으로부터 동일 거리에 서로 대칭되게 위치되어 있으며, 적어도 하나 이상의 광 신호를 전송하는 제1 및 제2 광섬유를 포함하는 제1 이심 페룰; 광축으로부터 동일 거리에 서로 대칭되게 위치되어 있으며, 적어도 하나 이상의 광 신호를 전송하는 제3 및 제4 광섬유를 포함하는 제2 이심 페룰; 특정 파장의 광 신호만을 선택적으로 투과시키는 파장 분리 필터; 상기 제1 이심 페룰의 하나의 광섬유로부터 입력되는 광 신호를 평행광으로 변환하여 상기 파장 분리 필터의 제1 면으로 출력시키고, 상기 파장 분리 필터로부터 입력되는 광 신호를 집속하여 상기 제1 이심 페룰의 나머지 광섬유로 출력시키는 제1 렌즈; 및 상기 파장 분리 필터로부터 입력되는 광 신호를 집속하여 상기 제2 이심 페룰의 하나의 광섬유로 출력시키고, 상기 제2 이심 페룰의 나머지 광섬유로부터 입력되는 광 신호를 평행광으로 변환하여 상기 파장 분리 필터의 제2 면으로 출력시키는 제2 렌즈; 를 포함하는 광학 단위 소자를 다수개 포함하는 광 신호 합파 및 분리부;
상기 광학 단위 소자에 각각 대응되어 연결되어 있으며, 상기 광학 소자로부터 출력되는 광 신호를 추출하거나, 상기 광학 소자로부터 추출된 광 신호와 동일한 광 신호를 상기 광학 단위 소자로 추가하는 스위치를 다수개 포함하는 스위치 모듈을 포함한다.
여기서, 상기 스위치는 상기 광학 단위 소자의 제2 페룰의 제3 및 제4 광섬유에 연결되어, 상기 단위 소자로부터 출력되는 광 신호를 추출하거나, 추출된 광 신호와 동일한 광 신호를 추가하는 2×2 스위치로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 렌즈는 상기 제1 광섬유를 통하여 입력되는 광 신호를 평행광으로 변환하여 상기 파장 분리 필터로 출력하고, 상기 파장 분리 필터에 의하여 반사되거나 상기 파장 분리 필터를 통과한 광 신호를 집속시켜 상기 제2 광섬유 또는 제4 광섬유로 출력하고, 상기 제2 렌즈는 상기 제3 광섬유를 통하여 입력되는 광 신호를 평행광으로 변환하여 상기 파장 분리 필터로 출력하고, 상기 파장 분리 필터로부터 입력되는 광 신호를 제1 렌즈를 통하여 집속시켜 상기 제2 광섬유로 출력할 수 있다.
여기서, 상기 제3 광섬유는 지역 네트워크로부터 새로운 광신호가 추가되는 추가 채널일 수 있으며, 상기 제4 광섬유는 광 신호가 지역 네트워크로 추출되는 추출 채널일 수 있다.
이하 도면을 참조하여 이 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 2에 이 발명의 실시예에 따른 광 신호 추가 및 추출 장치의 구조가 도시되어 있다.
첨부한 도 2에 도시된 바와 같이 이 발명의 실시예에 따른 광 신호 추가 및 추출 장치는, 광 신호 합파 및 분리부(100) 및 스위치 모듈(200)을 포함한다.
광 신호 합파 및 분리부(100)는 입력 채널을 통해 입력되는 서로 다른 파장의 광 신호들을 각 대역의 파장 신호로 분리하여 요구되는 특정 광 신호를 스위치 모듈(200)로 추출하고, 추출되지 않은 광 신호들은 출력 채널로 전송하는 기능을 수행하며, 또한 스위치 모듈(200)을 통하여 새로이 추가되는 광 신호를 추출하지 않고 출력 채널로 계속 전송되는 다른 파장의 광 신호와 합파하여 출력 채널로 전송한다. 광 신호 합파 및 분리부(100)는 이러한 기능을 수행하기 위한 다수의 광학단위 소자(1∼n)를 포함한다. 전송되는 광 신호의 파장 채널수에 따라 사용되는 광학 단위 소자의 개수가 가변된다.
도 3a 및 도 3b에 이 발명의 실시예에 따른 광학 단위 소자의 구조가 보다 구체적으로 도시되어 있다.
광학 단위 소자(1∼n)는 도 3a 및 도 3b에 도시되어 있듯이, 제1 페룰(ferrule, Cx1), 제1 렌즈(Lx1), 파장 분리 필터(Fx), 제2 렌즈(Lx2) 및 제2 페룰(Cx2)을 포함한다. 여기서 제1 및 제2 페룰(Cx1, Cx2)은 2개의 광섬유가 광축에 대해 동일한 거리에서 대칭으로 평행하게 내장되어 있는 이심 페룰이다.
보다 구체적으로 설명하면, 제1 페룰(Cx1) 내에 광섬유(a,b)가 서로 평행하게 내장되어 있으며, 광섬유(ax,bx)에 제1 렌즈(Lx1)가 연결되어 있고, 제1 렌즈(Lx1)와 일렬로 제2 렌즈(Lx2)가 연결되어 있다. 그리고 제1 렌즈(Lx1)와 제2 렌즈(Lx2) 사이에 특정 파장대의 광 신호만을 투과시키고 나머지 파장대의 광 신호는 반사시키는 파장 분리 필터(Fx)가 삽입되어 있으며, 제2 렌즈(Lx2)에 제2 페룰(Cx2) 내에 서로 평행하게 내장된 광섬유(cx,dx)가 연결되어 있다.
도 3b에 도시되어 있듯이, 제1 렌즈(Lx1)는 광섬유(ax 또는 bx)를 통하여 입력되는 광 신호를 평행광으로 변환하여 파장 분리 필터(Fx)로 출력시키며, 파장 분리 필터(Fx)로부터 입력되는 광 신호를 집속하여 광섬유(bx 또는 ax)로 출력시킨다. 또한, 제1 렌즈(Lx1)는 광섬유(Cx)로 추가 입력된 다음에 파장 분리 필터(Fx)를투과한 광신호를 집속하여 광섬유(bx)로 출력시킨다.
이와 동일하게 제2 렌즈(Lx2) 또한 광섬유(cx 또는 dx)로부터 입력되는 광 신호를 평행광으로 변환시켜 파장 분리 필터(Fx)로 출력시키며, 파장 분리 필터(Fx)로부터 입력되는 광 신호를 집속하여 광섬유(dx 또는 cx)로 출력시킨다. 도 3a에 도시된 점선은 단지 광섬유로부터 출력되는 광신호가 전송되는 경로를 나타낸 것이다.
따라서, 광섬유(ax)를 통하여 전송된 광 신호는 제1 렌즈(Lx1)에 의하여 평행광으로 변환되어 파장 분리 필터(Fx)로 입력되고, 파장 분리 필터(Fx)를 투과한 광 신호는 제2 렌즈(Lx2)에 의하여 집속되어 광섬유(dx)로 출력된다. 그리고 광섬유(cx)를 통하여 추가 입력된 광 신호는 제2 렌즈(Lx2)에 의하여 평행광으로 변환되어 파장 분리 필터(Fx)로 입력되고, 파장 분리 필터(Fx)를 투과한 광 신호는 제1 렌즈(Lx1)에 의하여 집속되어 광섬유(bx)로 출력된다
예를 들어 도 3a에 도시되어 있듯이, 파장 분리 필터(Fx)가 λ3 파장의 광 신호만을 투과시키도록 설계된 상태에서, 제1 페룰(Cx1)의 광섬유(ax)를 통하여 서로 다른 파장을 가지는 4개의 광 신호(λ1, λ2, λ3, λ4)가 입력되면, 다수의 광 신호(λ1, λ2, λ3, λ4)는 제1 렌즈(Lx1)를 통하여 평행광으로 변환되어 파장 분리 필터(Fx)로 입력되고, 파장 분리 필터(Fx)는 입력되는 광 신호 중 λ3 광 신호만을 투과시켜 제2 렌즈(Lx2)로 출력하고, λ3의 광 신호는 제2 렌즈(Lx2)를 통하여 제2 페룰(Cx2)의 광섬유(dx)를 통하여 전송된다.
한편, λ3를 제외한 나머지 광 신호(λ1, λ2, λ4)는 파장 분리 필터(Fx)에 의하여 반사되어 다시 제1 렌즈(Lx1)를 통해 역방향으로 전송되며, 이에 따라 제1 렌즈(Lx1)는 파장 분리 필터(Fx)로부터 반사되어 입력되는 광 신호(λ1, λ2, λ4)를 집속시켜 제1 페룰(Cx1)의 광섬유(bx)로 출력한다.
따라서, 도 3에 도시된 바와 같이 광섬유(bx)를 통해서는 λ1, λ2, λ4의 광 신호만이 전송되고, 광섬유(dx)를 통해서는 λ3 광 신호만이 전송된다.
이 때, 제2 페룰(Cx2)의 광섬유(cx)를 통하여 λ3의 광 신호가 추가되면, λ3의 광 신호는 제2 렌즈(Lx2)에 의하여 평행광으로 변환된 다음에 파장 분리 필터(Fx)를 통과하여 제1 렌즈(Lx1)로 입력되고, 다음에 제1 렌즈(Lx1)에 의하여 집속되어 광섬유(bx)로 출력된다. 이에 따라 λ1, λ2, λ4의 광 신호와 함께 광섬유(cx)로부터 추가된 광 신호 λ3가 광섬유(bx)로 출력된다.
이와 같이, 이 발명의 실시예에 따른 n개의 광학 단위 소자로 구성되는 광신호 합파 및 분리부는 서로 다른 파장을 가지는 다수의 광 신호를 각각의 파장 신호로 분리하거나, 서로 다른 파장을 가지는 각각의 광 신호를 합파하여 전송하는 기능을 모두 수행하게 된다.
이러한 구조로 이루어지는 광학 단위 소자(1∼n)를 포함하는 광 신호 합파 및 분리부(100)에 연결되어 특정 파장의 광 신호가 추출 및 추가되도록 하는 스위치 모듈(200)은, 지역 네트워크(도시하지 않음) 또는 가입자망의 추가 및 추출 채널(Ax, Dx)에 선택적으로 연결되는 n개의 2×2 스위치(SW1∼SWn)를 포함한다.
도 4a에 2×2 스위치의 구조가 상세하게 도시되어 있으며, 도 4b에 2×2 스위치의 연결 상태가 예시되어 있다.
2×2 스위치는 도 4a에 도시한 바와 같이, 광 신호 합파 및 분리부(100)에 연결된 광섬유의 단자(t1)를 지역 네트워크에 연결되어 있는 추출 채널(Dx)의 단자(t2) 또는 광 신호 합파 및 분리부(100)에 연결된 광섬유의 단자(t3)에 연결시키는 스위치(S1)와, 지역 네트워크에 연결되어 있는 추가 채널(Ax)의 단자(t4)를 추출 채널(Dx)의 단자(t2) 또는 광 신호 파장 및 합파 분리부(100)에 연결된 광섬유의 단자(t3)에 연결시키는 스위치(S2)를 포함한다.
도 4b와 같이 스위치 모듈(200)에서 2×2 스위치(SW1)의 스위치(S1)의 광 신호 합파 및 분리부(100)에 연결된 광섬유의 단자(t1)를 광 신호 합파 및 분리부(100)에 연결된 광섬유의 단자(t3)에 연결하고, 스위치(S2)의 지역 네트워크에 연결된 추가 채널(A1)의 단자(t4)를 추출 채널(D1)의 단자(t2)로 연결한 경우에는, 광 신호 합파 및 분리부(100)로부터 광섬유를 통해 전송된 광 신호(λ1)는 지역 네트워크에 전송되지 않고 다시 광 신호 합파 및 분리부(100)로 입력된다.
한편, 도 4b의 2×2 스위치(SW2)와 같이 스위치(S1)의 광 신호 합파 및 분리부(100)에 연결된 광섬유의 단자(t1)를 지역 네트워크에 연결된 추출 채널(D2)의 단자(t2)에 연결하고, 추가 채널(A2)의 단자(t4)를 광 신호 합파 및 분리부(100)에 연결된 광섬유의 단자(t3)에 연결한 경우에는, 광 신호 합파 및 분리부(100)로부터 광섬유를 통해 전송된 광 신호(λ2)는 추출 채널(D2)을 통해 지역 네트워크로 전송되고, 지역 네트워크의 추가 채널(A2)를 통해 추가된 광 신호(λ2)는 광섬유를 통해 광 신호 합파 및 분리부(100)로 입력된다. 이와 같이, 이 발명의 실시예에 따른 광 신호 추가 및 추출 장치는 2×2 스위치의 스위칭 동작에 의해 여러 개의 파장을 동시에 추출 및 추가할 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여 2×2 스위치의 스위치(S1)의 단자(t1)가 단자(t3)에 연결되고 스위치(S2)의 단자(t4)가 단자(t2)에 연결된 경우를 '전송 연결 상태'라고 명명하고, 2×2 스위치의 스위치(S2)의 단자(t1)가 단자(t2)에 연결되고 스위치(S2)의 단자(t4)가 단자(t3)에 연결된 경우를 '추가 및 추출 연결 상태'라고 명명한다.
이 발명의 실시예에서는 광 신호 합파 및 분리부(100)를 이러한 구조로 이루어지는 다수개의 광학 단위 소자(1∼n)로 구현하고, 각 광학 단위 소자(1∼n)에 스위치 모듈(200)의 2×2스위치(SW1∼SWn)를 각각 대응시켜 연결하여, 서로 다른 파장의 다수 광 신호(λ1 ∼ λn)를 각 대역의 파장 신호로 분리하거나 또는 입력되는 광 신호를 다른 파장의 광 신호와 합파하여 전송하여, 쌍방향 광 신호 전송이 가능하도록 한다.
한편, 광 신호 합파 및 분리부(100)의 광학 단위 소자(1∼n) 중 제 n 광학 단위 소자(n)를 제외한 나머지 광학 단위 소자(1∼n-1)의 광섬유(b1∼bn)는 다음 광학 단위 소자(2∼n)의 광섬유(a3∼an)와 연결되어 있다. 즉, 제 x(x=1,∼n) 광학 단위 소자(x)의 광섬유(bx)는 제 x+1 광학 단위 소자(x+1)의 광섬유(ax+1)와 연결되어, 제 x 광학 단위 소자(x)의 광섬유(bx)로 출력되는 광 신호가 제 x+1 광학 단위 소자(x+1)의 광섬유(ax+1)로 입력되게 된다. 여기서, 제x 광학 단위 소자(x)의 파장 분리 필터(Fx)는 λX에 해당하는 광 신호만을 투과시키고 나머지 광 신호는 반사시키도록 구성된다.
다음에는 이러한 구조를 토대로 하여 이 발명의 실시예에 따른 광 신호 추가 및 추출 장치의 작용에 대하여 설명한다.
입력 채널을 통하여 입력되는 서로 다른 파장을 가지는 다수의 광 신호(λ1∼λn)를 출력 채널로 전송하고자 하는 경우에는, 스위치 모듈(200)의 각 2×2 스위치(SW1∼SWn)를 도 2에 도시된 바와 같이 전송 연결 상태로 세팅한다.
이 경우에 입력 채널을 통하여 입력되는 서로 다른 파장을 가지는 n개의 광 신호(λ1∼λn)는 제1 광학 단위 소자(1)의 제1 렌즈(L11)에 의하여 평행광으로 변환되어 파장 분리 필터(F1)로 입력되고, 파장 분리 필터(F1)에 의하여 λ1의 광 신호만이 투과되어 제2 렌즈(L12)에 의하여 광섬유(d1)로 출력된다. 이 때, 광섬유(d1)에 연결된 2×2 스위치(SW1)의 단자(t1)가 광섬유(c1)에 연결된 단자(t3)에 연결되어 있으므로, λ1의 광 신호는 2×2 스위치(SW1)를 통하여 다시 제1 광학 단위 소자(1)의 광섬유(c1)로 입력된 다음에 제2 렌즈(L12)에 의하여 평행광으로 변환되어 파장 분리 필터(F1)로 출력되고, 이에 따라 λ1의 광 신호는 파장 분리 필터(F1)를 투과한 후 제1 렌즈(L1)에 의하여 광섬유(b1)로 출력되어 제2 광학 단위 소자(2)의 광섬유(a2)로 입력된다.
그러나 제2 광학 단위 소자(2)의 광섬유(a2)로 입력된 λ1의 광 신호는 파장 분리 필터(F2)에 의하여 반사되어 제1 렌즈(L21) 및 광섬유(b2)를 통하여 제3 광학 단위 소자(3)의 광섬유(a3)로 입력된다.
이와 같이 λ1의 광 신호는 제1 광학 소자(1)를 통하여 나머지 광 신호(λ2∼λn)와 분리된 다음에, 나머지 광학 단위 소자(2∼n)에 의하여 각각 반사되면서 진행되어 출력 채널로 전송된다.
한편, 제1 광학 단위 소자(1)의 파장 분리 필터(F1)에 의하여 반사된 나머지 광 신호(λ2,∼λn)들은 제1 렌즈(L11)에 의하여 광섬유(b1)로 출력된 다음 광학 단위 소자인 제2 광학 단위 소자(2)의 광섬유(a2)로 입력되며, 이후에 제2 광학 단위소자(2)의 파장 분리 필터(F2)에 의하여 λ2의 광 신호만이 투과되어 제2 렌즈(L22), 광섬유(d2)를 통하여 2×2 스위치(SW2)로 전송된 다음에 다시 2×2 스위치(SW2)에 의하여 제2 광학 단위 소자(2)로 입력되고, 제2 렌즈(L22), 파장 분리 필터(F2), 제1 렌즈(L21) 및 광섬유(b2)를 통하여 제3 광학 단위 소자(3)로 입력된다. 따라서, λ2의 광 신호도 위에 기술된 λ1의 광 신호와 같이, 나머지 광학 단위 소자(3∼n)를 단계별로 거치면서 출력 채널로 전송된다.
이와 같이, 서로 다른 파장을 가지는 다수의 광 신호(λ1,∼λn)들은 광학 단위 소자(1∼n)에 의하여 각각 분리되나, 스위치 모듈(200)의 각 2×2 스위치(SW1∼SWn)에 의하여 다시 합파되어 출력 채널로 전송된다.
이와는 달리, 입력 채널을 통하여 입력되는 광 신호(λ1,∼λn)들을 모두 출력 채널로 전송하지 않고 일부의 광 신호를 추출하여 지역 네트워크로 전송하고자 하는 경우나, 또는 지역 네트워크에서 특정 파장의 광 신호를 추가하여 출력 채널로 전송하고자 하는 경우에는, 해당 파장의 광 신호만을 투과시키는 광학 단위 소자에 연결되어 있는 2×2 스위치를 추가 및 추출 연결 상태로 세팅한다.
도 5에 특정 파장의 광 신호를 추가 또는 추출하는 경우에 해당하는 2×2 스위치의 연결 상태가 도시되어 있다.
예를 들어, 첨부한 도 5에 도시되어 있듯이, 8개의 서로 다른 대역의 광 신호(λ1, λ2,∼λ8)를 입력 채널로부터 출력 채널로 전송하고, λ4, λ5, λ8의 광 신호가 동시에 지역 네트워크로 추출되거나 지역 네트워크로부터 추가되도록 할 경우, λ4의 광 신호를 투과시키는 제4 광학 단위 소자(4)에 연결되어 있는 2×2 스위치(SW4)의 단자(t1)를 추출 채널(D4)의 단자(t2)로 연결시키고, 추가 채널(A4)의 단자(t4)를 제4 광학 단위 소자(4)에 연결되어 있는 단자(t3)에 연결시켜, 2×2 스위치(SW4)를 추가 및 추출 상태로 세팅시킨다. 또한 λ5 및 λ8의 광 신호를 투과시키는 제5 및 제8 광학 단위 소자(5,8)에 연결되어 있는 2×2 스위치(SW5, SW8)도 위와 동일하게 추가 및 추출 상태로 세팅시킨다.
이와 같이 지역 네트워크로 추출하고나 추가하고자 하는 특정 파장의 광 신호를 투과시키는 광학 단위 소자에 연결되어 있는 2×2 스위치를 추가 및 추출 상태로 세팅시킨 다음에, 입력 채널로 입력된 광 신호(λ1, λ2,∼λ8)는 위에 기술된 바와 같이 광학 단위 소자(1∼8)들을 단계적으로 거치면서 전송된다.
광 신호 중 추출하고자 하는 λ4의 광 신호는 제1 내지 제3 광학 단위 소자(1∼3)의 파장 분리 필터(F1∼F3)에 의하여 반사되어 제4 광학 단위 소자(4)로 입력되고, 제4 광학 단위 소자(4)의 제1 렌즈(L41), 파장 분리 필터(F4)를 통하여 다른 광 신호와 분리된 다음에, 제2 렌즈(L42), 광섬유(d4), 2×2 스위치(SW4) 및 추출 채널(D4)을 통하여 추출되어 지역 네트워크로 전송된다.
한편, 지역 네트워크의 추가 채널(A4)로부터 입력되는 λ4의 광 신호는 2×2 스위치(SW4)를 통하여 제4 광학 단위 소자(4)로 입력되고, 제4 광학 단위 소자(4)의 제2 렌즈(L42), 파장 분리 필터(F4), 제1 렌즈(L41)및 광섬유(b4)를 통하여 제5 광학 단위 소자(5)로 입력된 다음에, 제5 내지 제8 광학 단위 소자(5∼8)에 의하여단계적으로 반사되면서 다른 파장의 광 신호와 합파되어 출력 채널로 전송된다.
그리고, λ5의 광 신호도 제5 광학 단위 소자(5)에 의하여 다른 광 신호와 분리된 다음에 2×2 스위치(SW5)에 의하여 추출되어 지역 네트워크로 전송되며, 지역 네트워크에 추가 채널(A5)을 통하여 입력되는 추가 λ5의 광 신호도 2×2 스위치(SW5)에 의하여 제5 광학 단위 소자(5)로 입력된 다음에, 제6 내지 제8 광학 단위 소자(6∼8)에 의하여 단계적으로 반사된 후 다른 파장의 광 신호와 합파되어 출력 채널로 전송된다.
또한 λ8의 광 신호도 제8 광학 단위 소자(8) 및 2×2 스위치(SW8)에 의하여 추출되어 지역 네트워크로 전송되며, 지역 네트워크에 추가 채널(A8)을 통하여 입력되는 추가 λ8의 광 신호도 2×2 스위치(SW8)에 의하여 제8 광학 단위 소자(8)로 입력되어 다른 파장의 광 신호와 합파되어 출력 채널로 전송된다.
따라서, 입력 채널을 통하여 입력된 λ4, λ5, λ8의 광 신호는 지역 네트워크로 추출되나, 지역 네트워크로부터 λ4, λ5, λ8의 새로운 광 신호가 추가됨에 따라, 출력 채널을 통해서는 λ1, λ2,∼λ8의 모든 광 신호가 출력되게 된다.
이와 같이, 이 발명의 실시예에 따르면, n개의 광학 단위 소자가 종래의 멀티플렉서 및 디멀티플렉서의 기능을 모두 수행하도록 함으로써, 종래에 사용되는 광학 소자의 수(2n)를 50% 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 그 크기도 소형 및 경량화 시킬 수 있는 장점이 있다.
한편, 위의 실시예에서는 전송되는 광 신호의 세기를 일정하게 유지시키기 위한 광 감쇠기가 추가로 사용될 수 있다.
이 발명은 상기한 실시예에만 한정되는 것은 아니며 그 외의 다양한 변형이나 변경도 물론 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이 이 발명은 여러 개의 파장을 동시에 추출 및 추가할 수 있는 광 신호 추가 및 추출 장치를 낮은 제조 비용과 작은 크기로 제공할 수 있다.

Claims (5)

  1. 광축으로부터 동일 거리에 서로 대칭되게 위치되어 있으며, 적어도 하나 이상의 광 신호를 전송하는 제1 및 제2 광섬유를 포함하는 제1 이심 페룰;
    광축으로부터 동일 거리에 서로 대칭되게 위치되어 있으며, 적어도 하나 이상의 광 신호를 전송하는 제3 및 제4 광섬유를 포함하는 제2 이심 페룰;
    특정 파장의 광 신호만을 선택적으로 투과시키는 파장 분리 필터;
    상기 제1 이심 페룰의 하나의 광섬유로부터 입력되는 광 신호를 평행광으로 변환하여 상기 파장 분리 필터의 제1 면으로 출력시키고, 상기 파장 분리 필터로부터 입력되는 광 신호를 집속하여 상기 제1 이심 페룰의 나머지 광섬유로 출력시키는 제1 렌즈; 및
    상기 파장 분리 필터로부터 입력되는 광 신호를 집속하여 상기 제2 이심 페룰의 하나의 광섬유로 출력시키고, 상기 제2 이심 페룰의 나머지 광섬유로부터 입력되는 광 신호를 평행광으로 변환하여 상기 파장 분리 필터의 제2 면으로 출력시키는 제2 렌즈;
    를 포함하고, 상기 제1 렌즈, 파장 분리 필터 및 제2 렌즈는 상기 동축 상에 배열되어 있는 광 신호 추가 및 추출 장치.
  2. 광축으로부터 동일 거리에 서로 대칭되게 위치되어 있으며, 적어도 하나 이상의 광 신호를 전송하는 제1 및 제2 광섬유를 포함하는 제1 이심 페룰; 광축으로부터 동일 거리에 서로 대칭되게 위치되어 있으며, 적어도 하나 이상의 광 신호를 전송하는 제3 및 제4 광섬유를 포함하는 제2 이심 페룰; 특정 파장의 광 신호만을 선택적으로 투과시키는 파장 분리 필터; 상기 제1 이심 페룰의 하나의 광섬유로부터 입력되는 광 신호를 평행광으로 변환하여 상기 파장 분리 필터의 제1 면으로 출력시키고, 상기 파장 분리 필터로부터 입력되는 광 신호를 집속하여 상기 제1 이심 페룰의 나머지 광섬유로 출력시키는 제1 렌즈; 및 상기 파장 분리 필터로부터 입력되는 광 신호를 집속하여 상기 제2 이심 페룰의 하나의 광섬유로 출력시키고, 상기 제2 이심 페룰의 나머지 광섬유로부터 입력되는 광 신호를 평행광으로 변환하여 상기 파장 분리 필터의 제2 면으로 출력시키는 제2 렌즈를 포함하는 광학 단위 소자를 다수개 포함하는 광 신호 합파 및 분리부;
    상기 광학 단위 소자에 각각 대응되어 연결되어 있으며, 상기 광학 소자로부터 출력되는 광 신호를 추출하거나, 상기 광학 소자로부터 추출된 광 신호와 동일한 광 신호를 상기 광학 단위 소자로 추가하는 스위치를 다수개 포함하는 스위치 모듈
    을 포함하는 신호 추가 및 추출 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스위치는 상기 광학 단위 소자의 제2 페룰의 제3 및 제4 광섬유에 연결되어, 상기 단위 소자로부터 출력되는 광 신호를 추출하거나, 추출된 광 신호와 동일한 광 신호를 추가하는 2×2 스위치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 신호 추가 및 추출 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 상기 제1 광섬유를 통하여 입력되는 광 신호를 평행광으로 변환하여 상기 파장 분리 필터로 출력하고, 상기 파장 분리 필터에 의하여 반사되거나 상기 파장 분리 필터를 통과한 광 신호를 집속시켜 상기 제2 광섬유로 출력하고,
    상기 제2 렌즈는 상기 제3 광섬유를 통하여 입력되는 광 신호를 평행광으로 변환하여 상기 파장 분리 필터로 출력하고, 상기 파장 분리 필터로부터 입력되는 광 신호를 집속시켜 상기 제4 광섬유로 출력하는 광 신호 추가 및 추출 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제3 광섬유는 새로운 광신호가 추가되는 추가 채널이고, 상기 제4 광섬유는 광 신호가 추출되는 추출 채널인 광 신호 추가 및 추출 장치.
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