KR-20260062072-A - MEASUREMENT SYSTEM AND MEASUREMENT METHOD

Abstract

광원은 제1 파장을 갖는 제1 광 신호를 수신 유닛 및 송신 유닛을 포함하는 파장 변환기에 출력한다. 수신 유닛은 제1 파장을 갖는 광 신호를 코히어런트하게 검출하고 복수의 위상에 연관된 아날로그 신호들을 출력한다. 송신 유닛은 복수의 광 신호를 멀티플렉싱하고 광 신호들을 제2 광 신호들로서 출력하고, 구동기 및 구동기로부터의 변조 신호들에 따라 제2 파장을 갖는 광을 복수의 광 신호로 변조하는 변조기들을 포함한다. 제어기는 하나의 특정 변조 유닛이 광 신호를 출력하고, 다른 변조기들이 광 신호들을 출력하지 않고, 특정 변조 유닛이 순차적으로 스위칭되도록 파장 변환기를 제어한다. 측정 유닛은 제2 광 신호로부터 복수의 위상을 갖는 광 신호들의 파형들을 취득하고, 파형들의 강도들에 기초하여 스큐를 측정한다.

Inventors

• 클락 존 켄지 데이빗
• 오미야 다츠노리
• 나카무라 도시후미

Assignees

• 닛본 덴끼 가부시끼가이샤

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20251028

Priority Date

20241028

Claims (10)

1. 측정 시스템으로서, 제1 파장을 갖는 입력 광 신호를 코히어런트하게 검출하고, 상기 제1 파장을 갖는 상기 입력 광 신호에 포함된 복수의 위상에 연관된 복수의 아날로그 신호를 출력하기 위한 수신 수단, 및 복수의 광 신호를 멀티플렉싱하고 상기 광 신호들을 출력하기 위한 송신 수단으로 구성된 파장 변환기의 수신 수단에 제1 파장을 갖는 제1 광 신호를 출력하는 광원- 상기 송신 수단은 상기 복수의 아날로그 신호에 따라 복수의 변조 신호를 출력하기 위한 구동 수단, 및 상기 복수의 변조 신호에 따라 상기 제1 파장과 다른 제2 파장을 갖는 광을 상기 복수의 위상에 연관된 상기 복수의 광 신호로 변조하기 위한 복수의 변조 수단을 포함함 -; 상기 제1 광 신호가 상기 수신 수단에 출력되는 상태에서 상기 파장 변환기를 제어하여, 상기 복수의 변조 수단 중 하나의 특정 변조 수단이 하나의 위상에 연관된 광 신호를 출력하게 하는 제어 수단- 상기 광 신호는 상기 제2 파장을 갖는 광을 변조함으로써 획득되고, 상기 특정 변조 수단 이외의 상기 변조 수단은 상기 하나의 위상 이외의 위상들에 연관된 광 신호들을 출력하지 않고, 상기 특정 변조 수단은 상기 복수의 변조 수단 사이에서 순차적으로 스위칭됨 -; 및 상기 제1 광 신호가 상기 수신 수단에 출력되는 상태에서 상기 송신 수단으로부터 출력되는 제2 광 신호를 수신하고, 상기 특정 변조 수단의 상기 스위칭에 응답하여 상기 제2 광 신호에 선택적으로 포함된 상기 복수의 위상에 연관된 광 신호들의 파형들을 취득하고, 상기 복수의 위상에 연관된 상기 광 신호들의 상기 취득된 파형들의 강도들에 기초하여 상기 복수의 위상에 연관된 상기 광 신호들에서 발생하는 스큐를 측정하기 위한 측정 수단을 포함하는 측정 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 광 신호는 강도가 주기적으로 변하는 광 신호인 측정 시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1 광 신호는 사인파 형상의 파형을 갖는 광 신호 또는 펄스 광 신호인 측정 시스템.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 측정 수단은 상기 복수의 위상에 연관된 상기 광 신호들의 파형들 중 제1 파형의 제1 피크와 제2 파형에서 상기 제1 피크에 연관된 제2 피크 사이의 지연 시간 차이를 측정하는 측정 시스템.
5. 제4항에 있어서, 상기 강도 변조의 사이클은 상기 복수의 위상에 연관된 상기 광 신호들의 파형들로부터 선택된 상기 제1 파형 및 상기 제2 파형의 모든 세트에 대해 측정된 상기 지연 시간 차이들의 최댓값보다 큰 값인 측정 시스템.
6. 제4항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 광원에서 상기 강도 변조의 사이클로서 제1 사이클을 설정하고, 상기 측정 수단은 상기 제1 사이클의 상기 제1 광 신호에 대해 상기 복수의 위상에 연관된 상기 광 신호들의 파형들로부터 선택된 상기 제1 파형 및 상기 제2 파형의 모든 세트에 대해 측정된 상기 지연 시간 차이들 중에서 최댓값을 취득하고, 상기 취득된 최댓값을 상기 제어 수단에 출력하고, 상기 제어 수단은 상기 강도 변조의 사이클로서 상기 제1 사이클 및 상기 측정 수단으로부터 수신된 상기 최댓값보다 긴 제2 사이클을 설정하는 측정 시스템.
7. 제6항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 측정 수단으로부터 수신된 상기 최댓값의 2배보다 짧은 사이클을 상기 제2 사이클로서 설정하는 측정 시스템.
8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 특정 변조 수단 이외의 상기 변조 수단이 소멸(extinction)상기 복수의 변조 신호의 출력을 제어하는 측정 시스템.
9. 측정 시스템으로서, 제1 파장을 갖는 입력 광 신호를 코히어런트하게 검출하고, 상기 제1 파장을 갖는 상기 입력 광 신호에 포함된 복수의 위상에 연관된 복수의 아날로그 신호를 출력하기 위한 수신 수단, 및 복수의 광 신호를 멀티플렉싱하고 상기 광 신호들을 출력하기 위한 송신 수단으로 구성된 파장 변환기- 상기 송신 수단은 상기 복수의 아날로그 신호에 따라 복수의 변조 신호를 출력하기 위한 구동 수단, 및 상기 복수의 변조 신호에 따라 상기 제1 파장과 다른 제2 파장을 갖는 광을 상기 복수의 위상에 연관된 상기 복수의 광 신호로 변조하기 위한 복수의 변조 수단을 포함함 -; 상기 제1 파장을 갖는 제1 광 신호를 상기 수신 수단에 출력하는 광원; 상기 제1 광 신호가 상기 수신 수단에 출력되는 상태에서 상기 파장 변환기를 제어하여, 상기 복수의 변조 수단 중 하나의 특정 변조 수단이 하나의 위상에 연관된 광 신호를 출력하게 하는 제어 수단- 상기 광 신호는 상기 제2 파장을 갖는 광을 변조함으로써 획득되고, 상기 특정 변조 수단 이외의 상기 변조 수단은 상기 하나의 위상 이외의 위상들에 연관된 광 신호들을 출력하지 않고, 상기 특정 변조 수단은 상기 복수의 변조 수단 사이에서 순차적으로 스위칭됨 -; 및 상기 제1 광 신호가 상기 수신 수단에 출력되는 상태에서 상기 송신 수단으로부터 출력되는 제2 광 신호를 수신하고, 상기 특정 변조 수단의 상기 스위칭에 응답하여 상기 제2 광 신호에 선택적으로 포함된 상기 복수의 위상에 연관된 광 신호들의 파형들을 취득하고, 상기 복수의 위상에 연관된 상기 광 신호들의 상기 취득된 파형들의 강도들에 기초하여 상기 복수의 위상에 연관된 상기 광 신호들에서 발생하는 스큐를 측정하기 위한 측정 수단을 포함하는 측정 시스템.
10. 측정 방법으로서, 제1 파장을 갖는 입력 광 신호를 코히어런트하게 검출하고, 상기 제1 파장을 갖는 상기 입력 광 신호에 포함된 복수의 위상에 연관된 복수의 아날로그 신호를 출력하기 위한 수신 수단, 및 복수의 광 신호를 멀티플렉싱하고 상기 광 신호들을 출력하기 위한 송신 수단으로 구성된 파장 변환기의 수신 수단에 제1 파장을 갖는 제1 광 신호를 출력하는 단계- 상기 송신 수단은 상기 복수의 아날로그 신호에 따라 복수의 변조 신호를 출력하기 위한 구동 수단, 및 상기 복수의 변조 신호에 따라 상기 제1 파장과 다른 제2 파장을 갖는 광을 상기 복수의 위상에 연관된 상기 복수의 광 신호로 변조하기 위한 복수의 변조 수단을 포함함 -; 상기 제1 광 신호가 상기 수신 수단에 출력되는 상태에서 상기 파장 변환기를 제어하여, 상기 복수의 변조 수단 중 하나의 특정 변조 수단이 하나의 위상에 연관된 광 신호를 출력하게 하는 단계- 상기 광 신호는 상기 제2 파장을 갖는 광을 변조함으로써 획득되고, 상기 특정 변조 수단 이외의 상기 변조 수단은 상기 하나의 위상 이외의 위상들에 연관된 광 신호들을 출력하지 않고, 상기 특정 변조 수단은 상기 복수의 변조 수단 사이에서 순차적으로 스위칭됨 -; 및 상기 제1 광 신호가 상기 수신 수단에 출력되는 상태에서 상기 송신 수단으로부터 출력되는 제2 광 신호를 수신하고, 상기 특정 변조 수단의 상기 스위칭에 응답하여 상기 제2 광 신호에 선택적으로 포함된 상기 복수의 위상에 연관된 광 신호들의 파형들을 취득하고, 상기 복수의 위상에 연관된 상기 광 신호들의 상기 취득된 파형들의 강도들에 기초하여 상기 복수의 위상에 연관된 상기 광 신호들에서 발생하는 스큐를 측정하는 단계를 포함하는 측정 방법.

Description

측정 시스템 및 측정 방법{MEASUREMENT SYSTEM AND MEASUREMENT METHOD} 본 개시내용은 측정 시스템 및 측정 방법에 관한 것이다. 광 네트워크에서 사용되는 디바이스로서, 특정 파장의 광 신호를 다른 파장의 광 신호로 변환하기 위한 파장 변환기가 알려져 있다. 예를 들어, 특허 문헌 1에 개시된 바와 같이, 서로 직교하는 I(in-phase) 위상 및 Q(quadrature) 위상을 포함하는 직교 위상 변조된 광 신호를 파장 변환하는 파장 변환기가 널리 사용된다. 파장 변환기는 수신된 광 신호를 코히어런트 검출에 의해 아날로그 신호로 변환한다. 다음으로, 변환된 아날로그 신호에 기초하여 수신된 광 신호의 것과 상이한 파장을 갖는 광을 변조함으로써, 다른 파장을 갖는 광 신호가 출력된다. 코히어런트 검출에서, 수신된 신호는 2개로 분기된다. 그 후, 하나의 분기 광 신호가 로컬 발진 광과 간섭하게 함으로써, I-위상 광 신호가 생성된다. 또한, 다른 분기 광 신호가 위상이 90°만큼 시프트된 로컬 발진 광과 간섭하게 함으로써, Q-위상 광 신호가 생성된다. 그 후, I-위상 및 Q-위상 광 신호들을 광전 변환함으로써, I-위상 및 Q-위상 아날로그 신호들이 획득될 수 있다. 이때, 파장 변환이 파장 변환기에 의해 수행되면, 파장 변환 후에 광 신호에 포함된 각각의 위상의 광 신호의 지연 시간은 변화하고, 이는 스큐라고 지칭된다. 스큐의 발생은 파장 변환기로부터 출력된 파장 변환 후에 광 신호의 품질의 저하를 야기하기 때문에, 스큐를 측정하고 스큐를 감소시키는 것이 요구된다. 다양한 스큐 측정 방법이 제안되어 있으며, 예를 들어, 특허 문헌 1에서는 광 수신기에서 발생하는 스큐를 측정하는 방법을 제안하고 있다. 또한, 특허 문헌 2는 광 송신기에서 발생하는 스큐를 측정하는 방법을 제안한다. 본 개시내용의 위의 그리고 다른 양태들, 특징들 및 장점들은 첨부 도면들과 함께 취해질 때에 특정 예시적인 실시예들의 다음의 설명으로부터 더 분명해질 것이다. 도 1은 하나의 예시적인 실시예에 따른 파장 변환기의 구성을 개략적으로 예시한 도면이고; 도 2는 하나의 예시적인 실시예에 따른 파장 변환기의 수신 유닛의 구성을 개략적으로 예시한 도면이고; 도 3은 하나의 예시적인 실시예에 따른 파장 변환기의 송신 유닛의 구성을 개략적으로 예시한 도면이고; 도 4는 하나의 예시적인 실시예에 따른 파장 변환기에서 발생하는 스큐의 측정 시스템의 구성을 개략적으로 예시한 도면이고; 도 5는 하나의 예시적인 실시예에 따른 파장 변환기에서 발생하는 스큐의 측정을 예시한 흐름도이고; 도 6은 하나의 예시적인 실시예에 따른 파장 변환기로부터 출력된 각 위상의 광 신호의 파형을 예시한 도면이고; 도 7은 2개의 위상 사이의 지연 시간 차이가 광 신호의 사이클보다 큰 경우에 측정된 파형을 예시하는 도면이고; 도 8은 하나의 예시적인 실시예에 따른 측정 시스템의 구성을 개략적으로 예시한 도면이고; 도 9는 광 신호의 사이클의 결정 방법을 예시한 흐름도이고; 도 10은 하나의 예시적인 실시예에 따른 측정 시스템의 구성을 예시한 도면이고; 도 11은 하나의 예시적인 실시예에 따른 측정 시스템의 변형예를 예시한 도면이고; 도 12는 측정 광원의 제1 구성예를 개략적으로 예시한 도면이고; 도 13은 측정 광원의 제2 구성예를 개략적으로 예시한 도면이고; 도 14는 측정 광원의 제3 구성예를 개략적으로 예시한 도면이다. 이하, 본 발명의 예시적인 실시예들이 도면들을 참조하여 설명된다. 도면들에서, 동일한 요소들은 동일한 참조 번호들로 표시되고, 반복된 설명은 필요에 따라 생략된다. 이하, 용어 "하나의 예시적인 실시예"는 아래에 설명되는 예시적인 실시예들 중 어느 것 또는 2개 이상의 예시적인 실시예들의 조합에 적용가능하다는 것을 의미하고, 본 출원은 특정 예시적인 실시예에 제한되지 않는다. 제1 예시적인 실시예 제1 예시적인 실시예에 따른 파장 변환기가 설명된다. 파장 변환기는 멀티플렉싱된 광 신호의 파장을 변환하도록 구성된다. 이하, 본 예시적인 실시예는, 파장 변환기가 DP-QPSK(Dual-Polarization Quadrature Phase-Shift-Keying)되는 광 신호의 파장 변환을 수행한다고 가정하여 설명된다. 도 1은 하나의 예시적인 실시예에 따른 파장 변환기의 구성을 개략적으로 예시한 도면이다. 파장 변환기(100)는 수신 유닛(10), 송신 유닛(20), 및 아날로그 보상 유닛(30)으로 구성된다. 수신 유닛(10)은 파장 변환기(100)의 소위 코히어런트 수신 프런트 엔드로서 구성된다. 송신 유닛(20)은 파장 변환기(100)의 소위 코히어런트 송신 프론트 엔드로서 구성된다. 파장 변환기(100)의 구성은 보다 상세히 설명된다. 도 2는 하나의 예시적인 실시예에 따른 파장 변환기의 수신 유닛의 구성을 개략적으로 예시한 도면이다. 수신 유닛(10)은 파장 λ1을 갖는 DP-QPSK 변조된 광 신호 IN의 입력을 수신한다. 이하, 파장 λ1은 제1 파장이라고도 지칭된다. 수신 유닛(10)은 광 신호 IN을 코히어런트하게 검출함으로써 X 편광파 및 Y 편광파에 대한 동위상(I-phase) 및 직교 위상(Q-phase) 아날로그 신호들을 출력한다. 이하, X 편광파의 I 위상은 XI라고 하고, Q 위상은 XQ라고 지칭된다는 점에 유의한다. Y 편광파의 I 위상은 YI로 지칭되고, Q 위상은 YQ로 지칭된다. 수신 유닛(10)은 90° 하이브리드 회로(11), 광원(12), 및 광전 변환기들(13A 내지 13D)로 구성된다. 90° 하이브리드 회로(11)는 PBS(Polarizing Beam Splitter, 111), 1×2 광 결합기(112), 편광 회전자(113), 1×2 광 결합기들(114A 내지 114D), 2×2 광 결합기들(115A 내지 115D), 및 위상 시프터들(116A 및 116B)로 구성된다. PBS(111)는 입력 광 신호 IN에 대해 X 편광파 광 신호 LX1 및 Y 편광파 광 신호 LY1로 편광 분리를 수행한다. X 편광파 광 신호 LX1는 1×2 광 결합기(114A)에 의해 2×2 광 결합기(115A) 및 2×2 광 결합기(115B)로 분기된다. Y 편광파 광 신호 LY1는 1×2 광 결합기(114C)에 의해 2×2 광 결합기(115C) 및 2×2 광 결합기(115D)로 분기된다. 광원(12)은 예를 들어, 파장 가변 레이저 광원으로서 구성되고, 파장 λ1을 갖는 로컬 발진 광 LO를 출력한다. 로컬 발진 광 LO는 1×2 광 결합기(112)에 의해 편광 회전자(113) 및 1×2 광 결합기(114D)로 분기된다. 편광 회전자(113)는 로컬 발진 광 LO의 편광 평면을 90°만큼 회전시키고, 이후 로컬 발진 광 LO를 1×2 광 결합기(114B)에 출력한다. 1×2 광 결합기(114B)는 편광 회전 후에 입력 로컬 발진 광 LO를 2×2 광 결합기(115A) 및 위상 시프터(116A)로 분기시킨다. 위상 시프터(116A)는 π/2의 위상 시프트를 입력 로컬 발진 광 LO에 적용하고, 이후 로컬 발진 광 LO를 2×2 광 결합기(115B)에 출력한다. 1×2 광 결합기(114D)는 입력 로컬 발진 광 LO를 2×2 광 결합기(115C) 및 위상 시프터(116B)로 분기시킨다. 위상 시프터(116B)는 π/2의 위상 시프트를 입력 로컬 발진 광 LO에 적용하고, 이후 로컬 발진 광 LO를 2×2 광 결합기(115D)에 출력한다. 2×2 광 결합기(115A)는 X 편광파 광 신호 LX1 및 로컬 발진 광 LO가 2개의 출력 포트를 통해 광전 변환기(13A)에 서로 간섭하게 함으로써 획득된 XI 광 신호 LXI1를 출력한다. 2×2 광 결합기(115B)는 X 편광파 광 신호 LX1 및 π/2의 위상 시프트가 적용되는 로컬 발진 광 LO가 2개의 출력 포트를 통해 광전 변환기(13B)에 서로 간섭하게 함으로써 획득되는 XQ 광 신호 LXQ1를 출력한다. 2×2 광 결합기(115C)는 Y 편광파 광 신호 LY1 및 로컬 발진 광 LO가 2개의 출력 포트를 통해 광전 변환기(13C)에 서로 간섭하게 함으로써 획득되는 YI 광 신호 LYI1를 출력한다. 2×2 광 결합기(115D)는 Y 편광파 광 신호 LY1 및 π/2의 위상 시프트가 적용되는 로컬 발진 광 LO가 2개의 출력 포트를 통해 광전 변환기(13D)에 서로 간섭하게 함으로써 획득되는 YQ 광 신호 LYQ1를 출력한다. 광전 변환기들(13A 내지 13D)은 2개의 포토다이오드(이하, PD라고 지칭됨)가 캐스케이드로 접속되는 밸런스 타입 검출기로서 구성된다. 여기서, 도면의 상측의 PD(131)를 +측으로 정의하고, 도면의 하측의 PD(132)를 -측으로 정의한다. 광전 변환기들(13A 내지 13D)은 2×2 광 결합기들(115A 내지 115D)의 2개의 출력 포트로부터 출력되는 XI 광 신호 LXI1, XQ 광 신호 LXQ1, YI 광 신호 LYI1, 및 YQ 광 신호 LYQ1를 수신한다. 또한, 광전 변환기들(13A 내지 13D)은 예를 들어, 트랜스임피던스 증폭기(133)에 의해 2개의 PD(131 및 132) 사이의 노드로부터 출력된 전류 신호들을 XI, XQ, YI, 및 YQ의 아날로그 신호들 SXI, SXQ, SYI, 및 SYQ로 변환한다. 아날로그 보상 유닛(30)은 아날로그 신호들 SXI, SXQ, SYI, 및 SYQ에 대해 보상 프로세스를 적절히 수행한다. 이후, 아날로그 보상 유닛(30)은 보상된 아날로그 신호들 SXI, SXQ, SYI, 및 SYQ를 송신 유닛(20)에 출력한다. 아날로그 신호 SXI, SXQ, SYI 및 SYQ는 차동 아날로그 신호이고, +아날로그 신호 및 - 아날로그 신호로 구성될 수 있다. 아날로그 신호들 SXI, SXQ, SYI, 및 SYQ가 차동 아날로그 신호들인 경우, 아날로그 신호들 SXI, SXQ, SYI, 및 SYQ 각각은 아날로그 보상 유닛(30) 내의 포지티브 아날로그 보상기 또는 네거티브 아날로그 보상기에 의해 보상될 수 있다. 또한, 아날로그 보상 유닛(30)에서, 아날로그 신호들 SXI