KR100296905B1 - 광신호 분배통신시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코드분할 다중접속 시스템의 구현을 목적으로 신호의 상향 및 하향 전송로로서 광 파장 분할 다중화된 링 구조를 이용하여 광섬유절단 등의 사고 시에도 노드간 교신을 기존의 성형 연결방식보다 안정적으로 이룰 수 있도록 하기 위한 것이다. 이때 광 파장 분할 다중화 방법은 기존의 단일파장 코드분할 다중접속 시스템보다 노드 수 및 통신용량의 확장성을 제고하며 망 장애의 복구도 신속히 이루어지도록 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성수단으로 두개의 광섬유를 이용한 링 구조를 중심노드(DU:Donor Unite)에 접속한다. 링에는 중심노드 외에 기본적으로 여러 개의 원격노드(RU:Remote Unit)가 존재하며 각 원격노드에는 다른 노드와는 다른 파장이 하나 또는 여럿 할당되어 중심노드와 교신한다. 이때 각 노드가 두 방향으로 신호를 보내고 받거나 루프백(Loopback)함으로써 광섬유 절단 등의 사고 하에서도 구성 광섬유는 고유의 전송방향을 계속 유지하며 신속히 망 복구가 가능하도록 하려는 것이다. 이러한 방법으로 광섬유에 양방향 광증폭기를 사용할 필요가 없게 되어 광증폭기의 수를 줄일 수 있으며 망복구 속도를 높일 수 있다.

Description

광 신호 분배 통신 시스템{OPTICAL COMMUNICATION SIGNAL DISTRIBUTION SYSTEM}

본 발명은 CDMA 데이타 분배 네트워크 및 시스템의 구현을 목적으로 신호의 상향 및 하향 전송로로서 두개의 광섬유로 이루어진 광 파장 분할 다중화(WDM:Wavelength Division Multiplexing)된 링 구조를 이용하여 광섬유 절단 등의 사고 시에도 노드간 교신을 기존의 성형 연결방식보다 안정적으로 이룰 수 있도록 하기 위한 것으로 이때 광 파장 분할 다중화 방법은 기존의 단일파장 CDMA시스템보다 노드 수 및 통신용량의 확장성을 제고하며 망 장애의 복구도 신속히 이루어지도록 한다.

종래의 CDMA 통신 시스템에서는 성형 네트워크 방식으로 기지국 제어장치(BSC: BASE STATION CONTROLLER)와 기지국(BTS : BASE STATION TRANSCEIVER SUBSUSTEM)을 1:1로 연결하였으나, 이는 망 장애시 수 시간 이상 통신 두절로 이어지는 문제가 있었다.

또한 전송선로로는 무선 RF(Radio Frequency)전파를 사용하거나 단일 파장의 광신호를 광섬유로 보내는 방법 등이 사용되고 있으며, 기지국 내에는 각종 RF 신호 처리 및 가입자 무선 단말기 접속용 안테나 관련 장치가 함께 요구되었다.

그러나 IMT2000과 같이 데이터 용량이 큰 CDMA신호를 효율적으로 노드 사이에서 주고 받기 위해서는 기존 셀(CELL)의 크기가 줄어 들고, 그 수가 늘어나므로 기지국 설치에 필요한 비용 부담이 기존에 비해 매우 커지는 문제점이 발생하였다. 따라서, 성형 네트 워크보다 안정적이고 노드 수 및 전송용량의 확장성이 뛰어난 코드 분할 다중 접속 망 구성이 요구되어진다.

본 발명은 상기한 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명의 목적은 IMT2000등과 같은 대용량 CDMA 데이타 분배 시스템에 있어서, 기지국의 주요 기능중 가입자 무선 단말기 접속을 위한 RF 부분을 제외한 대부분의 기지국 기능을 중앙 시스템으로 옮기고 가입자 무선 단말기 접속용 안테나 관련 기능들과 중앙 기지국과의 교신에 필요한 최소한의 기능들만을 기지국에 남겨 놓은 상태에서 분리된 기죽들간의 연결에 링형 구조의 파장 분할 다중화 광통신 시법을 도입한 대용량 코드 분할 다중 접속 데이터 분배 시스템을 제공하고자 한 것이다

본 발명의 기술적 과제는 상기 중앙 기지국과 연결되어 상기 원격 노드와 교신하는 중앙 노드 하나와 여러 개의 원격노드를 두 진로의 광섬유링으로 연결하여 광섬유 절단 등의 사고 하에서 인접 원격노드의 내부에 존재하는 스위치에 의해 망복구가 신속히 이루어지도록 한 광신호 분배 통신 시스템에 의하여 달성되어진다.

도 1은 본 발명의 일실시예의 코드분할 다중접속 광 통신망을 보인 도면

도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서 광섬유 절단시의 상태를 보인 도면

도 3은 본 발명의 다른실시예의 코드분할 다중접속 광 통신망을 보인 도면

도 4는 본 발명의 다른실시예에 있어서 광섬유 절단시의 상태를 보인 도면

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 중심노드 2 : 원격노드

3,4 : 링5 : 중앙 기지국(CBTS : Centralized base station transceiver system)6 : RNC(Radio Network Controller)

본 발명은 IMT2000 등과 같은 대용량 CDMA 데이타 분배 시스템에 있어서, 상기 중심 노드와 상기 원격 노드 간의 통신에 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 두가닥의 광섬유로 이루어진 링(Ring)형 광 파장 분할 다중화 네트워크를 사용하는 것이다.

링에는 중심노드(1) 외에 여러개의 원격노드(2)가 존재한다.

링 내에서 중심노드(1)로부터 원격노드(2)로 가는 신호를 하향신호라고 하고 그 반대를 상향신호라고 한다.

각 원격노드(2)에는 노드 고유의 파장이 하나 또는 여럿 할당되어 그 광파장 신호들 만으로 해당 원격노드(2)는 중심노드(1)와 교신한다.

예를 들어 i번째 원격노드에 λ_2i-1및 λ_2i의 두 파장이 할당된 경우, 중심노드(1)는 해당 i번째 원격노드와 그 두 파장의 빛만을 변조하여 상하향 교신하게 되며 다른 원격노드들은 다른 파장의 빛들이 이용하여 중심노드(1)와 교신하여야 한다.

광 섬유 링에서는 신호의 전송방향이 시계방향인 광섬유 링(3)과 반시계방향인 광섬유 링(4)의 두 진로가 존재한다.

원격노드(2)는 노드 내의 OADM(Optical Add-drop Multiplexer)을 이용하여 원하는 파장의 광신호를 보내고 받을 수 있다.

중심노드(1)는 중앙 기지국(5)와 교신하여 전체 CDMA 데이타를 처리한다.

이를 운용하는 방법에는 다음과 같이 두 가지가 있다.

Ⅰ. 도 1에서와 같이, 송신 시 모든 노드는 두 진로로 동일한 신호를 중복하여 보내고, 수신시에는 두 진로중 하나를 선택하여 신호를 받는다.

도 2와 같이 광섬유 절단 등의 사고 하에서도 구성 광섬유는 고유의 전송방향을 계속 유지하며 노드에서 최종수신 방향을 단순히 신호가 존재하는 방향으로 바꾸는 것 만으로 모든 원격노드(2)와 중심노드(1)간의 통신이 가능하여 신속한 망 복구가 가능하다.

예를 들어 도 2에서와 같이 i번째 노드와 i-1번째 노드 사이에서 광섬유 절단이 발생시 1,2,....,i-1,.....,N번째 노드들은 하향신호를 반시계방향 광섬유 링(4)으로부터 노드내 스위치를 조정하며, i,i+1,....,N번째 노드들은 하향신호를 시계방향 광섬유 링(3)으로부터 받도록 노드내 스위치를 조정함으로써 신속히 망복구가 가능하다. 단 중심노드(1)는 두 광섬유 링 모두로부터 상향신호를 수신한다.

Ⅱ. 도 3과 같이 송신 시 모든 노드는 두 광섬유 중 하나만의 워킹 링(Working Ring)으로 선정하여 신호를 보내고, 수신 시에도 워킹 링으로부터 신호를 받는다.

나머지 광섬유는 프로텍션 링(Protection Ring)이 된다.

도 4와 같이 광 섬유 절단 등의 사고가 발생하면 루프백(Loopback)을 이용하여 신속히 망 복구가 가능하다.

예를 들어 도 4에서와 같이 i번째 노드와 i-1번째 노드사이에서 광섬유 절단이 발생시, i-1번째 노드에서 하향신호를 루프백하여 프로텍션 링을 통하여i,i+1,.....,N번째 노드들로 보내어 하향신호가 모든 원격노드로 전달되도록 한다.

단 중심노드는 두 광섬유 링 모두로 부터 상향신호를 수신한다.

이상의 Ⅰ및 Ⅱ의 모든 경우에 대해 광섬유 절단에 대처하?? 과정은 광섬유가 동일 장소에서 두가닥 모두 절단된 것을 가정한 것이나 일부만 절단되어도 마찬가지로 대처할 수 있다. 또한, Ⅰ및 Ⅱ의 모든 경우에 대해 각 노드간의 제어신호를 서로 주고 받는 방법으로는 신호광과 파장이 다른 광 채널을 사용하거나 신호광 채널의 변조속도를 다소 증가시켜 제어신호를 서로 주고 받을 수 있다.

본 발명의 코드 분할 다중 접속 데이터 분배를 위한 광 파장 분할 다중 통신 링 시스템에 있어, 기존의 성형 배분방식보다 안전한 망운용이 가능해지며 전송로의 사고 시에도 신속한 망 복구를 이룰 수 있게 된다.

또한 IMT2000 등의 도래로 인하여 다수의 소형화된 기지국에 필요해지고, 상향 및 하향 요구 전송 데이터량이 증가하거나 노드 수가 증가하더라도 이를 신속히 시스템에 반영할 수 있게 된다.

광 섬유 내 전송 방향을 일정하게 유지하므로, 광섬유에 양방향 광증폭기를 사용할 필요가 없게 되어 광증폭기의 수를 줄일 수 있으며 망복구 속도를 높일 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거 설명하였으나 당해분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 변형예 및 수정예가 가능한 것으로 이해되어야 할 것이다.

Claims (6)

1. 코드 분할 다중 접속 네트 워크의 산재된 기지국들의 코드 분할 다중 접속 신호 처리부를 포함하는 중앙 기지국(5)과 교신하여 코드 분할 다중 접속 데이타를 처리하고, 두 진로의 광섬유 링(3)(4)으로부터 전송된 상향 신호를 수신하는 하나의 중심노드(1); 및

   상기 중심노드(1)와 두 진로의 광섬유 링(3)(4)으로 연결되며, 상기 기지국에서 코드 분할 다중 접속 신호 처리부를 제외한 다수의 원격노드(2)로 이루어지고, 상기 각각의 원격 노드(2)는 서로 다른 노드 고유의 광파장 신호로 중심 노드와 광 파장 분할 다중화 방법으로 교신하되, 송신 시 상기 중심 노드(1)와 원격 노드(2)는 두 진로로 동일한 신호를 보내고, 수신 시에는 두 진로중 하나를 선택하도록 하며,

   상기 원격 노드(2)내에는 광섬유 절단시 신호가 존재하는 방향으로 최종 수신 방향을 바꿔주는 스위치를 구비하고, 상기 중심 노드(1)는 두 진로의 광섬유로부터 신호를 수신하도록 한 광 신호 분배 통신 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 두 진로의 광섬유 링(3)(4)은 각노드 간의 신호광과 파장이 다른 광채널을 사용하여 노드사이에 제어신호의 송수신이 이루어지도록 한 광 신호 분배 통신 시스템.
3. 제 1항에 있어서, 상기 두 진로의 광섬유 링(3)(4)은 각 노드간의 제어신호를 광 신호 채널에 포함시켜 노드사이에 제어신호의 송수신이 이루어지도록 한 광 신호 분배 통신 시스템.
4. 코드 분할 다중 접속 네트 워크의 산재된 기지국들의 구성을 단순화하기 위해 상기 기지국들의 코드 분할 다중 접속 신호 처리부를 한 기점으로 모아 놓고 중앙 기지국(5)과 교신하여 코드 분할 다중 접속 데이타를 처리하는 하나의 중심노드(1); 및

   상기 중심노드(1)와 두 진로의 광섬유 링(3)(4)으로 연결되며, 상기 기지국에서 코드 분할 다중 접속 신호 처리부를 제외한 다수의 원격노드(2)로 이루어지고,

   상기 각각의 원격 노드(2)는 서로 다른 노드 고유의 광파장 신호로 중심 노드와 광 파장 분할 다중화 방법으로 교신하되,

   상기 두 진로의 광 섬유 링(3)(4)중 하나를 워킹 링으로 하고, 다른 하나를 프로텍션 링으로하여 워킹링 방향으로만 신호를 송수신 하도록 하며,

   광 섬유 절단시 절단 시점에 인접한 원격 노드에서 신호를 루프백하여 프로텍션 링을 통하여 모든 원격 노드들로 전달되게 하고, 상기 중심 노드(1)는 두 전로의 광 섬유로부터 신호를 수신하도록 한 광 신호 분배 통신 시스템.
5. 제 5항에 있어서, 상기 두 진로의 광섬유 링(3)(4)은 각 노드 간의 신호광과 파장이 다른 광채널을 사용하여 노드사이에 제어신호의 송수신이 이루어지도록 한 광 신호 분배 통신 시스템.
6. 제 5항에 있어서, 상기 두 진로의 광섬유 링(3)(4)은 각 노드간의 제어신호를 광 신호 채널에 포함시켜 노드사이에 제어신호의 송수신이 이루어지도록 한 광 신호 분배 통신 시스템.