KR100932899B1 - Wavelength independent independent downlink optical transmission apparatus and method in optical fiber termination system of WMD-POON - Google Patents
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Abstract
본 발명은 WDM 기반의 수동형 광가입자망(WDM-PON)의 광선로 종단 시스템(OLT)에서 별도의 다파장 광원(MWS)이나 광대역 광원(BLS)을 사용하고 그에 따라 파장 무의존 광원에 해당하는 광송신기를 사용함으로써, OLT 시스템의 관리, 운용, 유지보수를 저비용으로 효율적으로 수행할 수 있게 한다.The present invention uses a separate multi-wavelength light source (MWS) or a broadband light source (BLS) in an optical path termination system (OLT) of a WDM-based passive optical subscriber network (WDM-PON) and thus corresponds to a wavelength independent light source. By using an optical transmitter, the OLT system can be efficiently managed at low cost.
Description
본 발명은 WDM 수동형 광가입자망에서의 파장 무의존 광원을 이용한 하향 광송신 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 보다 상세히, 본 발명은 WDM 기반의 수동형 광가입자망(WDM-PON)의 광선로 종단 시스템(OLT)에서 별도의 다파장 광원(MWS)이나 광대역 광원(BLS)을 사용하고 그에 따라 파장 무의존 광원에 해당하는 광송신기를 사용함으로써, OLT 시스템의 관리, 운용, 유지보수를 저비용으로 효율적으로 수행할 수 있게 하는 WDM 수동형 광가입자망에서의 파장 무의존 광원을 이용한 하향 광송신 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a downlink optical transmission device and a method using a wavelength independent light source in a WDM passive optical subscriber network. More specifically, the present invention uses a separate multi-wavelength light source (MWS) or broadband light source (BLS) in a WDM-based passive optical subscriber network (WDM-PON) optical path termination system (OLT) and thus wavelength independent light source. A device and method for downlink optical transmitter using wavelength independent light source in WDM passive optical subscriber network that can efficiently manage, operate and maintain OLT system by using low cost optical transmitter. will be.
최근에는 음성/데이터/방송 융합서비스의 활성화에 대비하여, 파장분할 다중(WDM: Wavelegth Division Multiplexing) 기반 가입자망에 관한 연구 개발이 전세계적으로 활발히 진행되고 있다. Recently, in preparation for the activation of voice / data / broadcasting convergence services, research and development on the Wavelegth Division Multiplexing (WDM) based subscriber network has been actively conducted worldwide.
현재까지 제안된 여러 가지의 WDM-PON 구조 중에서 하향 광신호 재활용 방식은, 상향 광신호를 형성하는데 하향 광신호를 재활용함으로써 상향 광파장과 하향 광파장이 동일하기 때문에 한 개의 파장 대역을 갖는 파장분할기 및 결합기를 사용할 수 있고, 또한 다단 원격 노드의 구성이 가능하여 다양한 가입자망 구성이 가능하다.Among the various WDM-PON structures proposed so far, the downlink optical signal recycling method uses a wavelength splitter and a combiner having one wavelength band because the uplink and downlink wavelengths are the same by recycling the downlink optical signal to form an uplink optical signal. It can be used, and also can be configured in a multi-stage remote node is possible to configure a variety of subscriber networks.
그러나, 이러한 종래의 하향 광신호 재활용 방식의 WDM-PON 구조에서는, 사용되는 전화국 내에서 파장 고정형 광원을 사용하는 파장 고정형 광송신기(예를 들면, 단일 광파장을 출력하는 DFB-LD, 파장고정 외부공진 레이저, 수직면 발광 레이저(VCSEL) 등을 사용하기 때문에, 전화국 사내 사용 파장 수만큼(WDM 채널수 만큼)의 서로 다른 종류의 광송신기가 필요로 하게 된다. However, in such a conventional downlink optical signal recycling type WDM-PON structure, a wavelength fixed optical transmitter using a wavelength fixed light source (for example, a DFB-LD that outputs a single optical wavelength, wavelength fixed external resonance) in a telephone station to be used. Since a laser, a vertical emission laser (VCSEL), and the like are used, different types of optical transmitters are required for the number of wavelengths used by the telephone company (as the number of WDM channels).
이러한 파장별 광원의 생산, 설치, 관리는 사용자와 사업자 모두에게 커다란 경제적 부담으로 작용하여 시스템 가격의 상승을 초래하는 문제점이 있다. 즉, 종래의 하향 광신호 재활용 방식의 WDM-PON에서는 시스템 운용, 관리, 고장시 교체 등을 위하여 서로 다른 종류의 광송신기를 보유하고 있어야 하는 물품 관리(inventory) 문제가 있다.The production, installation, and management of such light sources by wavelength act as a huge economic burden for both users and operators, resulting in a rise in system prices. That is, in the conventional downlink optical signal recycling type WDM-PON there is an inventory management problem that must have different types of optical transmitters for system operation, management, replacement in case of failure.
본 발명에서는 이상의 문제를 해결하기 위해, WDM 기반의 수동형 광가입자망의 광선로 종단 시스템(OLT)에서 별도의 다파장 광원(MWS)이나 광대역 광원(BLS)을 용하고 그에 따라 파장 무의존 광원에 해당하는 광송신기를 사용함으로써, OLT 시스템의 관리, 운용, 유지보수를 저비용으로 효율적으로 수행하고자 한다.In the present invention, in order to solve the above problems, a separate multi-wavelength light source (MWS) or a broadband light source (BLS) is used in the optical path termination system (OLT) of the WDM-based passive optical subscriber network, and accordingly, the wavelength independent light source is used. By using the corresponding optical transmitter, the management, operation, and maintenance of the OLT system is performed at low cost.
본 발명의 바람직한 일 실시예로서, WDM-PON의 광선로 종단 시스템 내의 하향 광송신 장치는 다파장 광신호를 생성하는 다파장 광신호 생성부; 상기 다파장 광신호를 파장별로 분리하는 역다중화부; 상기 파장별로 분리된 광신호를 각각 수신한후 파장 무의존 반도체 광증폭기파장 무의존 반도체 광증폭기를 통해 각각의 하향 광신호를 생성하는 광송신기;및 상기 하향 송신된 광신호를 다중화하는 다중화부;를 포함한다.In a preferred embodiment of the present invention, the downlink optical transmission device in the optical path termination system of the WDM-PON includes a multi-wavelength optical signal generator for generating a multi-wavelength optical signal; A demultiplexer for separating the multi-wavelength optical signal for each wavelength; An optical transmitter for receiving respective optical signals separated by wavelengths and generating respective downlink optical signals through a wavelength independent semiconductor optical amplifier wavelength independent semiconductor optical amplifier; and a multiplexer for multiplexing the transmitted downlink optical signals; It includes.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예로서, WDM-PON의 광선로 종단 시스템 내의 하향 광송신 장치는 광대역 광신호를 생성하는 광대역 광신호 생성부; 상기 광대역 광신호를 파장별로 분리하는 역다중화부; 상기 파장별로 분리된 광신호를 각각 수신한후 파장 무의존 반도체 광증폭기파장 무의존 반도체 광증폭기를 통해 각각의 하향 광신호를 생성하는 광송신기;및 상기 하향 송신된 광신호를 다중화하는 다중화부;를 포함한다.In another preferred embodiment of the present invention, the downlink optical transmission device in the optical fiber termination system of the WDM-PON includes: a wideband optical signal generator for generating a wideband optical signal; A demultiplexer for separating the wideband optical signal for each wavelength; An optical transmitter for receiving respective optical signals separated by wavelengths and generating respective downlink optical signals through a wavelength independent semiconductor optical amplifier wavelength independent semiconductor optical amplifier; and a multiplexer for multiplexing the transmitted downlink optical signals; It includes.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예로서, WDM-PON의 광선로 종단 시스템 에서의 하향 광송신 방법은 다파장 광신호를 생성 단계; 상기 다파장 광신호를 파장별로 분리하는 역다중화 단계; 상기 파장별로 분리된 광신호를 각각 수신한후 파장 무의존 반도체 광증폭기파장 무의존 반도체 광증폭기를 통해 각각의 하향 광신호를 생성하는 광송신 단계;및 상기 하향 송신된 광신호를 다중화하는 단계;를 포함한다.In another preferred embodiment of the present invention, the downlink optical transmission method in the optical fiber termination system of the WDM-PON includes: generating a multi-wavelength optical signal; A demultiplexing step of separating the multi-wavelength optical signal for each wavelength; An optical transmission step of receiving respective optical signals separated by wavelengths and generating respective downlink optical signals through a wavelength independent semiconductor optical amplifier and a wavelength independent semiconductor optical amplifier; and multiplexing the transmitted downlink optical signals; It includes.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예로서, WDM-PON의 광선로 종단 시스템에서 하향 광송신 방법은 광대역 광신호를 생성하는 단계; 상기 광대역 광신호를 파장별로 분리하는 역다중화 단계; 상기 파장별로 분리된 광신호를 각각 수신한 후 파장 무의존 반도체 광증폭기파장 무의존 반도체 광증폭기를 통해 각각의 하향 광신호를 생성하는 광송신 단계;및 상기 하향 송신된 광신호를 다중화하는 다중화 단계;를 포함한다.In another preferred embodiment of the present invention, the downlink optical transmission method in the optical fiber termination system of the WDM-PON includes the steps of: generating a wideband optical signal; A demultiplexing step of separating the wideband optical signal for each wavelength; An optical transmission step of receiving respective optical signals separated by wavelengths and generating respective downward optical signals through a wavelength independent semiconductor optical amplifier wavelength independent semiconductor optical amplifier; and a multiplexing step of multiplexing the downwardly transmitted optical signals It includes;
본 발명은 OLT 시스템에 다파장 광원(MWS) 또는 광대역 광원(BLS)을 삽입하여 사용하고 그에 따라 OLT 광송신기로 파장 고정형을 사용하지 않고 파장 무의존 반도체 광증폭기를 사용함으로써, OLT에서의 물품관리 문제를 해결하는 이점이 있다. The present invention manages an article in an OLT by inserting a multi-wavelength light source (MWS) or a broadband light source (BLS) into an OLT system and thus using a wavelength independent semiconductor optical amplifier without using a wavelength fixed type as an OLT optical transmitter. There is an advantage in solving the problem.
또한, 본 발명에서 다파장 광원을 이용하는 일 예에서, 출력 광파장 간격을 다중화부나 역다중화부의 통과대역폭보다 작게 하여 WDM 채널당 복수의 파장이 존재하게 함으로써, 다파장 광원의 파장 안정성 문제를 해결하고 시스템 안정성을 증가시키는 효과가 있다.In addition, in an example of using the multi-wavelength light source in the present invention, the wavelength of the output light wavelength is smaller than the passband of the multiplexer or demultiplexer so that a plurality of wavelengths per WDM channel exist, thereby solving the wavelength stability problem of the multi-wavelength light source and system stability Has the effect of increasing.
이하 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the same elements among the drawings are denoted by the same reference numerals and symbols as much as possible even though they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 1은 종래의 하향광신호 재활용 방식에 따른 WDM 수동형 광가입자망(WDM-PON)의 구성도를 도시한다.1 is a block diagram of a WDM passive optical subscriber network (WDM-PON) according to a conventional downlink light recycling method.
WDM 수동형 광가입자망(WDM-PON)은 크게 전화국사내의 광선로 종단 시스템(OLT: Optical Line Terminal)(100), 광선로(110), 파장 다중화/역다중화기(120), 광가입자 장치(ONU: Optical Network Unit)(130)로 이루어진다.WDM-PON (WDM-PON) is largely divided into optical line terminal system (OLT: 100),
전화국 사내의 광선로 종단 시스템(OLT)(100)은 도면에 도시된 바와 같이, 프로토콜 처리부(Protocol Processing Unit)(101), 파장 고정형 광송신기(Tx #1 ~ Tx #N)(102), 파장다중화기(103), 광서큘레이터(104), 파장역다중화기(105), 광수신기(106)를 포함하여 이루어진다.The optical line termination system (OLT) 100 in the telephone company office includes a
프로토콜 처리부(101)로부터 하향 전기 신호가 복수의 파장 고정형 광송신기(Tx #1 ~ Tx #N)(102)에 전달되면, 각각의 파장 고정형 광송신기(102)는 입력된 전기신호에 해당하는 광신호를 출력한다.When the downlink electric signal is transmitted from the
파장 고정형 광송신기(102)에서 출력되는 광신호들은 파장다중화기(103)에 의하여 결합 된 후, 광서큘레이터(115)를 통하여 원격 노드에 있는 파장 다중화/역다중화기(120)(파장 다중화/역다중화기는 하향신호에 대해서는 파장 역다중화기로 동작하고 상향신호에 대해서는 파장다중화기로 동작한다) 전달되어 파장별로 분리된다. The optical signals output from the wavelength fixed
파장 다중화/역다중화기(120)에서 파장별로 분리된 광신호는 그 후 해당 ONU(130)에 전달된다. The optical signal separated by wavelength in the wavelength multiplexer /
이와 같은 하향광신호 재활용 방식의 WDM-PON 구조에서는, 전화국 사내의 광송신기가 파장 고정형 광원으로 "파장 고정형 광송신기"를 사용한다. 종래에 사용되던 파장 고정형 광송신기의 예로는 단일 파장을 출력하는 DFB-LD, 파장 고정 외부 공진 레이어, 수직면 발광 레이저(VCSEL) 등이 있다. In the WDM-PON structure of such a downlink light signal recycling system, an optical transmitter in a telephone company uses a "wavelength fixed optical transmitter" as a wavelength fixed light source. Examples of conventional wavelength fixed optical transmitters include DFB-LDs that output a single wavelength, wavelength fixed external resonant layers, and vertical surface emitting lasers (VCSELs).
파장 고정형 광송신기를 사용함으로써, 이상의 기술을 사용할 경우 전화국사내 사용 파장 수만큼(WDM 채널수 만큼)의 서로 다른 종류의 광송신기가 필요로 하게 된다. By using the wavelength-fixed optical transmitter, the use of the above technique requires different kinds of optical transmitters as many as the number of wavelengths used by the telephone company (as the number of WDM channels).
따라서, 파장별 광원의 생산, 설치, 관리는 사용자와 사업자 모두에게 커다란 경제적 부담으로 작용하여 시스템 가격의 상승을 초래하고, 시스템 운용, 관리, 고장시 교체 등을 위하여 서로 다른 종류의 광송신기를 보유하고 있어야 하는 물품관리(inventory) 문제가 있다.Therefore, the production, installation, and management of light sources for each wavelength act as a huge economic burden for both users and operators, resulting in an increase in system prices, and having different types of optical transmitters for system operation, management, and replacement in case of failure. There is an inventory problem that must be done.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, WDM-PON의 광선로 종단 시스템 내의 하향 광송신 장치의 구성도를 도시한다. 2 is a block diagram of a downlink optical transmission device in the optical fiber termination system of the WDM-PON as a preferred embodiment of the present invention.
WDM 기반의 수동형 광가입자망(Passive Optical Network)(이하, 'WDM-PON'이 라 한다)에서 중앙 기지국과 가입자 간의 통신은 각 가입자에게 정해진 각각의 파장을 사용하여 통신이 이루어지는 방식을 취한다. WDM-PON에서는 가입자별로 전용 파장이 사용되므로 보안이 우수하고, 대용량의 통신서비스가 가능하며, 가입자별 혹은 서비스별로 다른 전송기술(예를 들면, Link Rate, Frame Format 등)을 적용할 수 있는 장점을 갖는다. In a WDM-based passive optical network (hereinafter, referred to as 'WDM-PON'), communication between a central base station and a subscriber is performed using a specific wavelength determined for each subscriber. In WDM-PON, dedicated wavelength is used for each subscriber, so it has excellent security, high capacity communication service, and different transmission technology (for example, link rate, frame format, etc.) for each subscriber or service. Has
다만, 도 1과 같이 WDM-PON의 장점을 이용하는 하향광신호 재활용 방식은 이미 언급한 바와 같이 전화국 사내 사용 파장 수만큼(WDM 채널수 만큼)의 서로 다른 종류의 광송신기가 필요로 하게 되는 문제점이 있다. However, as shown in FIG. 1, the downlink optical signal recycling method using the advantages of the WDM-PON requires a different type of optical transmitter as many as the number of wavelengths used by the telephone company (as much as the number of WDM channels). have.
본 발명에서는 이상의 문제점을 다음과 같은 방법으로 해결하고 있다. 첫 번째 방법은 다파장광원(MWS) 모듈과 광송신기(230)에서 파장 무의존 광원을 사용함으로써 이와 같은 문제점을 해결하고 있다. 다음 방법으로는 광대역광원(BLS) 모듈과 광송신기(230)에서 파장 무의존 광원을 사용하는 방법이다. 이에 대해 보다 상세히 서술하기로 한다. In the present invention, the above problem is solved by the following method. The first method solves this problem by using a wavelength independent light source in the multi-wavelength light source (MWS) module and the
양 방법 모두 다파장광원(MWS) 모듈 혹은 광대역광원(BLS) 모듈로부터 출력된 광신호를 각 WDM 채널 별로 역다중화(221)한 후 파장 무의존 반도체 증폭기를 사용하는 광송신기(230)로 신호를 보내고, 광송신기(230)에서는 이 수신한 신호로부터 하향 광신호를 생성하여 파장을 다중화(222)한 후 가입자 측으로 송신한다. Both methods demultiplex 221 the optical signal output from a multi-wavelength light source (MWS) module or a broadband light source (BLS) module for each WDM channel and then transmit the signal to an
본 발명의 바람직한 일 실시예로서, WDM-PON의 광선로 종단 시스템 내의 하향 광송신 장치(200)는 다파장 광신호 생성부(210), 역다중화부(221), 광송신기(230) 및 다중화부(222)를 포함한다. In a preferred embodiment of the present invention, the downlink
다파장 광신호 생성부(210)는 다파장 광원(MWS)을 통해 다파장 광신호를 생성한다. 다파장 광원의 예로는 어븀첨가 광섬유 환형 레이저 또는 반도체 집적 다파장 레이저를 들 수 있다. 다파장 광신호 생성부에서 출력하는 출력 스펙트럼의 일 예는 도 3a 와 같다. The multi-wavelength
다파장 광신호 생성부에서 생성되는 총 대역폭(BWMWS , 도 3 a 300)은 WDM-PON에서 사용되는 채널수(N)와 상기 다파장 광신호 생성부의 출력 광신호 간격(ΔλWDM)(301)간의 곱의 크기 이상이어야 한다. 수식으로 나타내면 다음과 같다. The total bandwidth generated by the multi-wavelength optical signal generator (BW MWS , FIG. 3A 300) is the number of channels (N) used in the WDM-PON and the output optical signal interval (Δλ WDM ) 301 of the multi-wavelength optical signal generator. Must be at least as large as The expression is as follows.
역다중화부(221)는 다파장 광신호 생성부(210)로부터 수신한 다파장 광신호를 파장별로 분리한다. The
광송신기(230)는 역다중화부(221)에서 파장별로 분리된 광신호를 각각 수신한 후, 프로토콜 처리부(도 1,101 참고)로부터 하향 전기신호를 받으면, 수신한 광신호를 활용하여 파장 무의존 반도체 광증폭기를 통해 각각의 하향 광신호를 생성한다. The
다중화부(222)는 하향 송신된 광신호를 결합함으로써 WDM 하향 광신호를 생성한다. 이렇게 결합된 하향 광신호는 분기 수단에 해당하는 광서큘레이터를 통하여 ONU 측으로 전송한다.The
수학식 2에서 보는 바와 같이, 다파장 광신호 생성부(210)의 출력 광신호 간격(ΔλWDM)(311)은 역다중화부(221) 및 다중화부(222)의 통과 대역폭(Δλpassband)(312)보다 작은 것이 바람직하다(도 3b 참고). As shown in
구체적인 일 예로서, 수학식 1 및 수학식 2를 만족하는 조건에서 여러 파장이 WDM 한 채널 내에 존재하는 경우, 장거리 전송시 광섬유 분산에 의하여 하향 광신호가 왜곡되어 전력 손실(power penalty)가 발생할 수 있다. As a specific example, when several wavelengths exist within one channel of the WDM under
일 예를 들면, 역다중화부 다중화부가 200GHz의 파장 간격을 지니는 경우, 통과 대역폭(Δλpassband)은 1.2nm 이하인 것이 바람직하다. 다만, 이 경우 통과대역폭 범위 이내에서 최소 1개 이상의 광파장이 존재할 수 있으나, 2개 이상이 바람직하다.For example, when the demultiplexer multiplexer has a wavelength interval of 200 GHz, the passband Δλ passband is preferably 1.2 nm or less. However, in this case, at least one or more optical wavelengths may exist within the passband range, but two or more are preferable.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예로서, WDM-PON의 광선로 종단 시스템 내의 하향 광송신 장치는 광대역 광신호 생성부(도시 안됨), 역다중화부, 광송신기 및 다중화부를 포함한다. In another preferred embodiment of the present invention, the downlink optical transmitter in the optical fiber termination system of the WDM-PON includes a broadband optical signal generator (not shown), a demultiplexer, an optical transmitter, and a multiplexer.
광대역 광신호 생성부는 광대역 광원(BLS)을 통해 광대역 광신호를 생성한다. 광대역 광원(BLS)의 일 예로는 반도체 SLD(Superluminescent LED), 어븀첨가광섬유증폭기 ASE(Amplified Spontaneous Emission) 광원, 반도체 광증폭기 ASE 광원 등이 있다. The broadband optical signal generator generates a broadband optical signal through the broadband light source BLS. Examples of the broadband light source BLS include a semiconductor SLD (Superluminescent LED), an erbium-added optical fiber amplifier ASE (Amplified Spontaneous Emission) light source, and a semiconductor optical amplifier ASE light source.
또 다른 일 실시예에서 역다중화부, 광송신기 및 다중화부의 기능은 각각 도 2와 관련하여 설명한 부분에 기술된 대응되는 구성요소와 기술이 동일하거나 유사하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 도 5와 관련하여 일 실시예를 들어 서술하는 부분을 참고한다. In another embodiment, since the functions of the demultiplexer, the optical transmitter, and the multiplexer are the same as or similar to those of the corresponding components described in the parts described with reference to FIG. See the description for one embodiment.
도 3 a 내지 3 c 는 도 2와 관련된 본 발명의 일 실시예에 따른 구조에서, 다파장 광원의 출력 스펙트럼, 역다중화기/다중화기의 통과 대역 및 역다중화기/다중화기 통과 후 출력 스펙트럼을 도시한다.3 a to 3 c show the output spectrum of a multi-wavelength light source, the pass band of the demultiplexer / multiplexer and the output spectrum after passing the demultiplexer / multiplexer in the structure according to the embodiment of the present invention with reference to FIG. .
도 3 a 는 다파장 광신호 생성부(210)에서 생성된 다파장 광신호의 출력 스펙트럼을 도시한다. 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 다수의 다파장 광신호가 출력되며, 각 파장의 출력 광파워는 5dBm 이내로 균일하다. 3A illustrates an output spectrum of a multi-wavelength optical signal generated by the multi-wavelength
도 3 b 는 역다중화부 및 다중화부의 통과 대역(passband)을 도시한다. 3B shows a passband of the demultiplexer and the multiplexer.
도 3 b 에 도시된 바와 같이, 역다중화부 및 다중화부에서 WDM 채널통과 대역폭Δλpassband은 다파장 광신호 생성부(210)에서 생성된 다파장 광신호의 출력 파장 간격ΔλWDM 이상인 것이 바람직하다.As shown in FIG. 3B, the WDM channel pass bandwidth Δλ passband in the demultiplexer and the multiplexer is the output wavelength interval Δλ WDM of the multi-wavelength optical signal generated by the multi-wavelength
도 3 c 는 역다중화부 및 다중화부를 통과한 후 특정 채널에 대한 출력 스펙트럼을 도시한다.3C shows the output spectrum for a particular channel after passing through the demultiplexer and the multiplexer.
수학식 1 및 수학식 2와 같은 관계가 성립하는 경우, 다파장 광원을 이용하는 본원 발명의 하향 광송신 장치에서 최종적으로 다중화부를 통과한 후의 스펙트럼은 도 3c 와 같다. When the relationship as shown in
즉, 다파장 광신호 생성부(210)에서 생성된 다파장 광신호 중 역다중화부 및 다중화부를 통과한 후 통과대역폭 Δλpassband(321)내에 존재하는 다파장 광원이 도시된다.That is, the multi-wavelength light source shown in the passband
도 4 는 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 하향 송신 장치를 사용한 광선로 종단 시스템의 일 실시예를 도시한다. 4 shows an embodiment of an optical fiber termination system using a downlink transmission apparatus as a preferred embodiment of the present invention.
광선로 종단 시스템(OLT, 400)은 프로토콜 처리부(410), 하향 송신 장치(420), 상향 광수신 장치(430) 및 광서큘레이터(440)를 포함한다. The optical fiber termination system (OLT) 400 includes a
프로토콜 처리부(410)는 가입자 측으로 전송할 하향 전기신호 또는 가입자 측으로부터 전송된 상향 전기신호를 프로토콜 처리하는 기능을 수행한다. The
하향 송신 장치(420)는 도 2에 도시된 바와 같이, 다파장 광신호 생성부(421), 광 써큘레이터(422), 역다중화부 및 다중화 모듈(423) 그리고 파장 무의존 광수신기(424)를 포함한다. As shown in FIG. 2, the
하향 송신 장치(420)의 다파장 광신호 생성부(421)에서 다파장 광신호가 출력되면 광서큘레이터(422)는 다파장 광신호를 역다중화부 및 다중화 모듈(423)으로 전달한다. 역다중화부 및 다중화 모듈(423)은 전달된 다파장 광신호를 파장별로 분리하여(도 3b 참조) 각각의 광송신기(424)로 출력한다(도 3c 참조). When the multi-wavelength optical signal is output from the multi-wavelength
여기서, 역다중화부 및 다중화 모듈(423)은 다파장 광신호 생성부(421)에서 출력되어 광 써큘레이터(422)를 통해 입력된 다파장 광신호에 대해서는 파장 분할기에 해당하는 역다중화부로 동작하고, 광송신기(424)로부터 입력되는 광신호에 대해서는 파장 다중화부로 동작한다. Here, the demultiplexer and the
이후, 각각의 광송신기(424)는 프로토콜 처리부(410)로부터 하향 전기신호를 받으면, 입력된 광신호를 활용하여 각각에 해당하는 하향 광신호를 생성하여 출력한다. Subsequently, when the
역다중화부 및 다중화 모듈(423)은 광송신기(424)에서 출력되는 하향 광신호를 결합함으로써 파장 다중화기로 동작하여 WDM 하향 광신호를 생성한다. 이렇게 결합된 하향 광신호는 분기 수단에 해당하는 광서큘레이터(422,440)를 통해 ONU측으로 전송된다. The demultiplexer and
한편, 상향 광수신 장치(430)는 파장 역다중화기(431)와 복수의 광수신기(PD)(432)를 포함한다. 광 서큘레이터(440)를 통하여 전달된 WDM 상향 광신호(ONU 측에서 전송된 광신호)를 파장별로 분리하고 각각의 광신호를 전기신호로 변환하여 프로토콜 처리부(410)로 출력하는 기능을 수행한다. Meanwhile, the upward
광가입자 장치(ONU: Optical Network Unit)(450)는 탭 커플러(Tap Coupler)(451), 광송신기(452), 광수신기(453), 및 프로토콜 처리부(Protocol Processing Unit)(454)를 포함한다. 여기서, 광송신기(452)는 파장 무의존 반도체광증폭기이다. 즉, 본 발명에서는 ONU 와 OLT 양측의 광송신기 모두를 파장 무의존 반도체 광증폭기를 이용한다.The optical network unit (ONU) 450 includes a
탭 커플러(Tap Coupler)(451)는 파장역다중화기(431)로부터 전달된 하향 광신호에 대하여, 일부는 광수신기(PD #1: Photo Diode)(453)에 전달하여 하향 신호로 복원되게 하고, 나머지 일부는 광송신기(Tx #1)(452)에 주입한다.The
이후, 광송신기(Tx #1)(452)는 ONU(450) 내부의 프로토콜 처리부(454)로부터 상향 전기 신호를 받으면, 탭 커플러(Tap Coupler)(451)에 의하여 주입된 하향 광신호를 재활용하여 상향 광신호를 형성하여 전송하게 된다.Subsequently, when the optical transmitter (Tx # 1) 452 receives an upward electric signal from the
ONU(450)의 광송신기(452)는 파장 무의존 광원인 반도체 광증폭기를 사용함으로써 물품관리(inventory) 문제가 존재하지 않고, 단일 종류의 광송신기로서 모든 WDM 채널을 수용할 수 있다.The
도 5 는 본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예로서, 하향 송신 장치를 사용한 광선로 종단 시스템의 일 실시예를 도시한다. FIG. 5 shows another embodiment of the optical fiber termination system using the downlink transmission apparatus as another preferred embodiment of the present invention.
도 5 의 실시예는 도 4 에서 다파장 광신호 생성부(421)를 광대역 광신호 생성부(521)로 변환한 것으로서, 광대역 광신호 생성부(521)를 이용하는 하향 송신 장치 부분에 대해서 검토하고, 그 외의 구성요소는 이상의 설명을 참조하기로 한다. The embodiment of FIG. 5 converts the multi-wavelength
하향 송신 장치(520)는 광대역 광신호 생성부(521), 광 써큘레이터(522), 역다중화부 및 다중화 모듈(523) 그리고 파장 무의존 광수신기(524)를 포함한다. The
광대역 광신호 생성부(521)는 반도체 SLD(Superluminescent LED), 어븀첨가광섬유증폭기 ASE(Amplified Spontaneous Emission) 광원, 반도체 광증폭기 ASE 광원과 같은 광대역 광원(BLS: Broadband Light Source)을 이용하여 광대역 광신호를 생성한다. 광대역 광신호 생성부(521)의 광대역 광원 출력 스펙트럼의 일 예(600)가 도 6a 에 도시되어 있다. The broadband
광대역 광신호 생성부(521)의 출력 대역폭(BWBLS)(600)은 WDM-PON의 사용 채 널수 N과 채널 간격이 ΔλWDM인 경우, 수학식 3과 같은 관계를 만족해야 한다. The output bandwidth (BW BLS ) 600 of the wideband
수학식 3 을 만족하는 경우, 하향 송신 장치(420)의 다파장 광신호 생성부(521)에서 다파장 광신호가 출력되면 광서큘레이터(522)는 광대역 광신호를 역다중화부 및 다중화 모듈(523)으로 전달한다. 역다중화부 및 다중화 모듈(523)은 전달된 다파장 광신호를 파장별로 분리하여(도 6b 참조) 각각의 광송신기(524)로 출력한다(도 6c 참조). When Equation 3 is satisfied, when the multi-wavelength optical signal is output from the multi-wavelength
도 6b 에 도시된 바와 같이, 역다중화부 및 다중화 모듈(523)의 채널 통과대역폭(Δλpassband)(612)에 의해 역다중화부 및 다중화 모듈(523) 통과 후의 대역폭이 결정된다. 장거리 전송 시에는 광섬유 분산에 의한 손실(penalty)을 감소하기 위하여 Δλpassband 은 1.2nm 이하인 것이 바람직하다.As shown in FIG. 6B, the bandwidth after passing the demultiplexer and the
여기서, 역다중화부 및 다중화 모듈(523)은 다파장 광신호 생성부(521)에서 출력되어 광 써큘레이터(522)를 통해 입력된 다파장 광신호에 대해서는 파장 분할기에 해당하는 역다중화부로 동작하고, 광송신기(524)로부터 입력되는 광신호에 대해서는 파장 다중화부로 동작한다. Here, the demultiplexer and the
이후, 각각의 광송신기(524)는 프로토콜 처리부로부터 하향 전기신호를 받으면, 입력된 광신호를 활용하여 각각에 해당하는 하향 광신호를 생성하여 출력한다. 역다중화부 및 다중화 모듈(523)은 광송신기(524)에서 출력되는 하향 광신호를 결 합함으로써 파장 다중화기로 동작하여 WDM 하향 광신호를 생성한다. 이렇게 결합된 하향 광신호는 분기 수단에 해당하는 광서큘레이터를 통해 ONU측으로 전송된다. Subsequently, when the
도 6 a 내지 도 6 c 는 도 5와 관련된 본 발명의 일 실시예에 따른 구조에서, 광대역 광원의 출력 스펙트럼, 역다중화기/다중화기의 통과 대역 및 역다중화기/다중화기 통과 후 출력 스펙트럼을 도시한다.6a to 6c show the output spectrum of the broadband light source, the pass band of the demultiplexer / multiplexer and the output spectrum after passing the demultiplexer / multiplexer in the structure according to the embodiment of the present invention with reference to FIG. .
도 6 a 는 본 발명의 바람직한 일 실시예로서 도 5에 도시된 광대역 광원을 이용하는 하향 광송신 장치의 광대역 광신호 생성부의 광대역광원 출력 스펙트럼을 도시한다. 6A illustrates a broadband light source output spectrum of a broadband optical signal generator of a downlink optical transmitter using the broadband light source shown in FIG. 5 as a preferred embodiment of the present invention.
도 6 b 는 본 발명의 바람직한 일 실시예로서 도 5에 도시된 광대역 광원을 이용하는 하향 광송신 장치의 역다중화부 및 다중화 모듈에서 채널 통과대역폭(Δλp assba nd)(612)을 도시한다. FIG. 6B illustrates a channel passband (Δλ p assba nd ) 612 in the demultiplexer and the multiplexing module of the downlink optical transmitter using the broadband light source shown in FIG. 5 as a preferred embodiment of the present invention.
도 6 c 는 본 발명의 바람직한 일 실시예로서 도 5에 도시된 광대역 광원을 이용하는 하향 광송신 장치의 역다중화부 및 다중화 모듈을 통과한 후의 스펙트럼을 도시한다. 이 때의 채널 통과대역폭(Δλpassband)은 620과 같다. FIG. 6C shows a spectrum after passing through the demultiplexing unit and the multiplexing module of the downlink optical transmitter using the broadband light source shown in FIG. 5 as one preferred embodiment of the present invention. In this case, the channel passband Δλ passband is equal to 620.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. The invention can also be embodied as computer readable code on a computer readable recording medium. Computer-readable recording media include all kinds of recording devices that store data that can be read by a computer system.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플라피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage, and the like, which are also implemented in the form of carrier waves (for example, transmission over the Internet). It also includes. The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.
이상 도면과 명세서에서 최적 실시예 들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. The best embodiments have been disclosed in the drawings and specification above. Although specific terms have been used herein, they are used only for the purpose of describing the present invention and are not used to limit the scope of the present invention as defined in the meaning or claims.
그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
도 1은 종래의 하향 광신호 재활용 방식에 따른 WDM 수동형 광가입자망(WDM-PON)의 구성도를 도시한다.1 is a block diagram of a WDM passive optical subscriber network (WDM-PON) according to a conventional downlink optical signal recycling method.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, WDM-PON의 광선로 종단 시스템 내의 하향 광송신 장치의 구성도를 도시한다. 2 is a block diagram of a downlink optical transmission device in the optical fiber termination system of the WDM-PON as a preferred embodiment of the present invention.
도 3 a 내지 3 c 는 도 2와 관련된 본 발명의 일 실시예에 따른 구조에서, 다파장 광원의 출력 스펙트럼, 역다중화기/다중화기의 통과 대역 및 역다중화기/다중화기 통과 후 출력 스펙트럼을 도시한다.3 a to 3 c show the output spectrum of a multi-wavelength light source, the pass band of the demultiplexer / multiplexer and the output spectrum after passing the demultiplexer / multiplexer in the structure according to the embodiment of the present invention with reference to FIG. .
도 4 는 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 도 2의 하향 송신 장치를 사용한 광선로 종단 시스템의 일 실시예를 도시한다. FIG. 4 shows an embodiment of the optical fiber termination system using the downlink transmission apparatus of FIG. 2 as a preferred embodiment of the present invention.
도 5 는 본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예로서, 하향 송신 장치를 사용한 광선로 종단 시스템의 일 실시예를 도시한다. FIG. 5 shows another embodiment of the optical fiber termination system using the downlink transmission apparatus as another preferred embodiment of the present invention.
도 6 a 내지 6 c 는 도 5와 관련된 본 발명의 일 실시예에 따른 구조에서, 광대역 광원의 출력 스펙트럼, 역다중화기/다중화기의 통과 대역 및 역다중화기/다중화기 통과 후 출력 스펙트럼을 도시한다.6a to 6c show the output spectrum of the broadband light source, the pass band of the demultiplexer / multiplexer and the output spectrum after passing the demultiplexer / multiplexer in the structure according to the embodiment of the present invention with reference to FIG.
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