일반기술

무선광통신시스템

본 발명은 광섬유를 이용하지 않고 자유공간을 통하여 광신호를 주고 받는 무선 광통신시스템에 대한 것으로서, 종래의 무선 광통신시스템이 대기의 불안정 및 불규칙한 기상효과에 의해 크게 영향을 받고 수신단 광증폭기 사용이 어려웠던 점을 보완하여 보다 안정적으로 대용량의 파장분할 다중화 광통신이 가능하도록 함이 목적이다. 이를 위한 몇 가지 방법을 본 발명에서는 제시하고 있는데, 광 써큘레이터를 사용하여 광 채널 빔의 송수신기에 필요한 광학기기를 하나로 통합시키고, 자유공간을 통하여 수신된 광신호를 광섬유가 부착된 (fiber-pigtailed) 그린 (GRIN: graded index) 렌즈등을 이용하여 광섬유로 빛을 모아들이는 방법을 사용하여 기존의 유선 광통신 시스템에서 사용중인 광전치증폭기 및 파장분할 역다중화기를 수신단에서 쉽게 사용할 수 있도록 한다. 광전치증폭기의 위치도 파장분할 역다중화기 뒤에 놓아 수신 채널파워의 변동에 의한 불규칙한 증폭특성을 억제 한다. 또한 광증폭기를 광중계기에 사용하여 높은 전송손실을 보상한다. 하나 이상의 광 집속기를 사용하여 빔 위치의 변동에 의한 영향을 최소화 한다. 광증폭기에서 얻을 수 있는 증폭된 자기방출광(amplified-spontaneous emission)을 그대로 혹은 스펙트럼을 저미어서 (spectrum-slicing) 신호광으로 사용하여 수신 채널파워의 변동을 억제한다. 본 발명으로 인하여 경로 손실이 높은 조건 하에서도 보다 안정적으로 또한 저렴한 비용으로 무선 광통신이 가능해 진다.본 발명은 자유공간으로 직접 빛을 보내고 받는 무선 광통신 (free space optical communication) 시스템 분야에 해당하며, 기존의 연구실적 및 제품들은 참고문헌 [1], [2], [3] 과 같이 수신된 빛을 일반 단일모드 광섬유로 결합하지 못하였다. 따라서 통상 단일모드 광섬유로 입출력 단자가 이루어진 광전치증폭기 및 파장분할 역다중화 소자의 수신단 사용에 어려움이 있어 전송 손실의 보상이 곤란하였으며 본격적인 파장분할 다중화 무선 광통신 시스템의 구현도 어려웠다. 또한 광섬유로 입출력 단자가 구성된 광 써큘레이터를 사용하여 광 채널 빔의 송수신기에 필요한 광학기기를 하나로 통합시키는 방법도 고려된 적이 없다. 참고문헌 [1]은 단일 광채널을 무선 전송한 것으로 수신단에는 광집속기 뒤에 광섬유를 사용치 않고 바로 광검출기(photo-detector)를 사용하였고, 참고문헌 [2]는 다중모드 광섬유 소자를 사용한 파장분할 다중화 방법을 도입하였다. 그러나, 자세한 설명은 없으나, 수신단에서 광집속기 뒤에 광섬유가 부착된(fiber-pigtailed) GRIN (graded index) 렌즈 소자등 광섬유 빔 결합기를 사용치 않고 바로 다중모드 광섬유를 사용한 것으로 믿어진다. 다중모드 광섬유 소자의 경우 채널간격도 단일모드 광섬유소자에 비해 넓어지고 광전치증폭기의 사용도 어려운 단점이 있다. 참고문헌 [3] 의 경우 단일 채널을 사용하였고 신호파장 영역이 기존의 광증폭기를 사용할 수 없는 영역이며 역시 수신단에서는 광섬유 소자를 사용하지 않았다. 또한 안정된 광 신호 전송을 위해 본 특허에서 제안된, 광 집속기를 여럿 두어서 전송되어온 빛의 위치가 떨리더라도 그 영향을 줄이는 방법, 수신단에서 파장분할 다중화된 광 채널별로 광전치증폭기를 사용하는 방법, 빛을 전송 도중에서 증폭하거나 광 신호의 원래모양을 복원시켜주는 광중계기, 및 광원으로서 스펙트럼이 저미어진 (spectrum-sliced) 증폭된 자기방출광 (amplified-spontaneous emission) 을 신호광으로 사용하여 수신된 광 신호의 강도잡음을 줄이는 방법도 무선 광통신 분야에서는 알려져 있질 않다