KR100353708B1 - 광학 네트웍 구축장치 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술 분야;

라디오 주파수가 아닌 광학적 방식을 이용하여 네트웍을 구축하는 광학 네트웍 구축 장치에 관한 것이다.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제 ;

본 발명은 유선 또는 배선이 없는 무선을 사용하지 않고 광학을 이용한 광학 네트웍 구축 장치를 제공한다.

3. 발명의 해결방법의 요지 ;

본 발명은 데이타 입력에 응답하여 변조된 신호를 출력하기 위한 모듈레이션부와, 상기 모듈레이션부와 접속되어 상기 변조된 신호를 광신호로 출력하기 위한 광신호 출력부와, 상기 광신호들을 집속하여 송신하기 위한 광신호 집속 송수신부를 포함하는 광학 네트웍 구축 장치에 있어서, 상기 광신호 집속 송신부와 접속되어 상기 변조된 광신호를 수신하기 위한 수신부와, 상기 수신부와 접속되어 수신된 상기 광신호를 전기적 신호로 변환하는 광 검파부와, 상기 광 검파부와 접속되어 상기 광 검파부로부터의 소정레벨 이하의 상기 전기적 신호를 최소한의 잡음으로 증폭하기 위한 전치 증폭부와, 상기 전치 증폭부와 접속되어 상기 잡음의 특성으로 인하여 증폭하지 못한 신호를 필터가 요구하는 소정의 크기로 증폭하는 주 증폭부와, 상기 주 증폭부와 접속되어 상기 전기적 신호를 통과 시키는데 요구되는 대역폭을 최소한으로 제한하기 위한 필터링을 하는 필터부와, 상기 필터부에 접속되어상기 수신신호와 동일한 신호로 복구하기 위하여 필터부의 출력 클럭을 추출하여 시스템으로 출력하는 클럭 추출부와, 상기 필터부 및 상기 클럭 출력부에 접속되어 비교를 통하여 오류확률을 동일하게 하여 추출된 상기 클럭신호를 래치하여 출력하기 위한 판별회로부와, 상기 판별회로부와 접속되어 상기 판별회로부로부터의 전기적 신호 정보를 외부로 출력하기 위한 메시지 출력부를 포함한다.

4. 발명의 중요한 용도 ;

본 발명은 광학을 사용한 네트웍 구축 장치에 적합하게 사용된다.

Description

광학 네트웍 구축 장치

본 발명은 네트웍 구축 장치에 관한 것으로, 특히 공간을 이용하여 광학적인 방법으로 네트웍(Network)을 구축하는데 있어서 각 단말과 단말을 광원을 이용하여 통신을 하는 방법으로, 단말기에서 생산되는 전기적 신호를 광학적 신호로 변환하여 통신하고자 하는 단말기로 신호를 송신하고, 이 신호를 수신한 단말기는 수신된 광학적 신호를 전기적 신호로 변환하여 단말 상호간 통신이 가능하도록 한 광학 네트웍 구축 장치에 관한 것이다.

종래 기술에 따른 네트웍에는 배선을 이용하여 단말과 단말을 연결하여 통신을 하는 방법이 주로 사용되었기에 네트웍 구축을 위한 배선이 문제가 되는 경우가 많았다. 우선 배선을 하기에 배관 공사가 어렵고, 사무실 등의 경우 이 배선으로인한 사무실의 환경이 악화되는 경우가 많았다. 사무실 여기저기에 배선이 지나가기에 미관상으로도 좋지않고, 안전에도 문제가 생기는 경우도 발생되며, 바닥으로 하였을 경우 보행에 지장을 주거나, 또 이 배선을 천장위로 하였을 경우 단선이 발생될 경우 단선부위를 찾기 어렵고, 천장등에 배선이 된 경우 단선시 계속 새로 배선을 하는 경우 등이 많아, 천장이 케이블로 쌍이는 경우도 발생한다. 또한 공공 도로등을 경계로 하여 네트웍 통신을 하고자 할 경우에 케이블을 따로 매설하기가 곤란하여, 불필요하게 공중선을 사용하는 경우도 발생되는 문제점이 있다. 또한 최근에는 이런 문제점을 해결하고자 무선 방식에 의한 네트웍 구축방법이 도입되고 있으나, 주파수의 할당문제로 사용 단말의 수가 제한을 받거나, 다른 사무실의 단말과 불필요한 혼신등의 문제가 발생될 소지가 많다. 만일 오피스 빌딩 등에서 무선 단말을 사용하게 될 경우, 옆의 다른 회사의 단말과 혼신되거나 하는 경우에는 더욱 큰 문제가 발생될 여지가 많다.

따라서, 본 발명은 유선 또는 배선이 없는 무선을 사용하지 않고 광학을 이용한 광학 네트웍 구축 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 광케이블 전송과 비숫한 원리를 이용하지만 광케이블 통신이 광소자를 매질로 이용하는 데 반하여, 중간 전달 메체로 공간을 이용하는 광학 네트웍 구축 장치를 제공함에 있다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상은, 데이타 입력에 응답하여 변조된 신호를 출력하기 위한 모듈레이션부와, 상기 모듈레이션부와 접속되어 상기 변조된 신호를 광신호로 출력하기 위한 광신호 출력부와, 상기 광신호들을집속하여 송신하기 위한 광신호 집속 송수신부를 포함하는 광학 네트웍 구축 장치에 있어서, 상기 광신호 집속 송신부와 접속되어 상기 변조된 광신호를 수신하기 위한 수신부와, 상기 수신부와 접속되어 수신된 상기 광신호를 전기적 신호로 변환하는 광 검파부와, 상기 광 검파부와 접속되어 상기 광 검파부로부터의 소정레벨 이하의 상기 전기적 신호를 최소한의 잡음으로 증폭하기 위한 전치 증폭부와, 상기 전치 증폭부와 접속되어 상기 잡음의 특성으로 인하여 증폭하지 못한 신호를 필터가 요구하는 소정의 크기로 증폭하는 주 증폭부와, 상기 주 증폭부화 접속되어 상기 전기적 신호를 통과 시키는데 요구되는 대역폭을 최소한으로 제한하기 위한 필터링을 하는 필터부와, 상기 필터부에 접속되어 상기 수신신호와 동일한 신호로 복구하기 위하여 필터부의 출력 클럭을 추출하여 시스템으로 출력하는 클럭 추출부와, 상기 필터부 및 상기 클럭 출력부에 접속되어 비교를 통하여 오류확률을 동일하게 하여 추출된 상기 클럭신호를 래치하여 출력하기 위한 판별회로부와, 상기 판별회로부와 접속되어 상기 판별회로부로부터의 전기적 신호 정보를 외부로 출력하기 위한 메시지 출력부를 가지는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명된다.

도면들중 동일한 구성요소 및 부분들은 가능한한 어느곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다.

제1도는 본 발명에 따른 송신부에 관한 블럭도이다. 제1도를 참조하면, 데이타 입력에 응답하여 변조하기 위한 모듈레이션(Modulation)부 11, 상기 모듈레이션부 11과 상호 접속되어 파워를 제어하는 자동 파워 제어부 12, 온도를 제어하기 인한 온도 제어부 13, 상기 온도 제어부 13과 상호 접속되어 모듈레이션부 11의 출력신호를 광신호로 출력하기 위한 광신호 출력부 14, 상기 광신호 출력부 14와 접속되어 상기 광신호를 집속하여 송수신하기 위한 광신호 집속 송신부 15로 구성된다. 모듈레이션부 11에서는 입력된 전기적 신호 데이타가 양자화되어 기준 전위와 비교되고 이 비교된 값은 구동부를 통하여, 변조되어 출력되게 된다. 자동 파워 제어부 12에서는 광신호 출력부 14에서 궤환된 신호에 따라 모듈레이션(변조)부 11의 신호를 제어하며, 기준전류를 초과하지 않도록 하여, 광소자가 손상을 받지 않도록 한다. 상기 광신호 출력부 14에서는 모듈레이션(변조)부 11에서 출력된 신호에 따라 광 다이오드를 이용하여 전기적 신호를 광학적 신호로 변환하여 출력하는 동작을 한다. 광소자는 온도의 변화에 따라 출력되는 광신호가 변화되기 때문에 온도 제어부 13에서 주위 온도에 따라 서미스터(Thermistor) 등을 사용하여, 온도의 변화에 민감하게 변하는 광신호 출력을 정상적으로 출력되도록 한다. 또한 상기 광신호 집속 송신부 15에서는 광신호가 출력될 때는 공중으로 전파되기 때문에, 비록 일반 전파처럼 심하지는 않더라도 거리에 따른 신호가 약화되어 장거리 송신을 불가능하게 하는 경우가 있는데 이를 렌즈로 집속시켜, 한 방향으로 출력되도록 방향성을 갖도록 한다.

제2도는 본 발명에 따른 수신부에 관한 블럭도이다. 제2도를 참조하면, 수신부 21에서는 렌즈를 이용하여 입력된 광신호가 광 검파부 22의 다이오드(Diode)에 효율이 좋게 입력되도록 한다. 따라서 상기 광 검파부 22에서는 핀 다이오드(PinDiode)나, 애벌런치(avalanche) 광 다이오드와 같은 수광 소자를 이용하여 변조되어 수신된 광신호를 전기신호로 변환하는 역할을 하며, 상기 광 검파부 22와 접속된 전치 증폭부 23은 미약한 광 검파부 22의 출력 전기적 신호를 최소한의 잡음으로 증폭하는 저잡음 광대역 증폭기이다. 상기 전치 증폭부 23에 접속된 주 증폭부 24는 잡음 특성으로 인하여 전치 증폭부 23에서 충분히 증폭하지 못한 신호를 필터(Filter)부 25 예를들면 샘플링 필터(Sampling Filter)에서 요구하는 신호의 크기로 증폭하는 광대역 증폭기로 리미팅(Limitting)이나, 자동 이득 제어 증폭기를 사용한다. 상기 필터부 25는 신호를 통과 시키는데 요구되는 대역폭을 최소한으로 제한하는 역활을 하는 협대역 필터로 유전 공진기(Dielectric Resonator:DR)와 위상 동기 루프(Phase Locked Loop:PLL)로 구성된다. 또한 필터부 25에서는 입력 신호로부터 클럭 추출부 26을 통하여 클럭을 추출하여 판별회로부 27로 클럭을 입력하며, 전 수신신호와 동일한 신호가 복구 될 수 있도록 수신 단말의 전 시스템으로도 클럭신호를 전달한다. 판별회로부 27에서는 비교회로와 디이 플립플롭(D-flip flop)으로 구성되어 있으며, 임계치가 수신된 아이 패턴(eye psttern)의 중앙에 놓여있는 비교회로는 판별에 있어서, '0'과 '1'의 양측의 오류확률을 동일하게 하며, 필터에 의해 추출된 클럭신호에 의해 클럭되는 디이 플립플롭은 깨끗한 정보를 메시지 출력부 28로 전송하게 된다. 따라서 메세지 출력부 28에서는 신호 정보가 출력되게 된다. 이와같은 경로로 광학적 신호는 전기적 신호로 변하게 되며, 이는 바로 단말로 입력되어 우리가 필요로 하는 정보가 된다.

제3도는 본 발명에 따른 스타형 네트웍을 구성한 일실시예도이다. 제3도를참조하면, 메인 송수신부 100과, 단말 송수신부(가) 31 및 단말 송수신부(나) 33~단말 송수신부(다) 35로 구성되어 있다.

중앙에 각 연결된 단말과 광학적으로 송수신할 수 있는 메인 송수신기로 구성된 메인(Main) 송수신부 100을 만들고 이는 바로 네트웍의 메인 시스템(main system)과 연결한다. 또 각 슬레이브(slave) 단말과 연결된 단말 송수신부들에서 광신호를 송신하거나 수신하여 이 메인 송수신부 100과 통신을 하게된다. 각 단말과 단말간의 통신은 상기 메인 송수신부 100을 경유하게 된다. 이는 메인 송수신부 100을 사무실 등의 천장 중앙에 설치하고 사무실내의 각 단말의 송수신부를 각 개인용 단말기에 설치하여, 메인 송수신부 100과 각 단말이 송수신하는 방식을 선택하면 가능하다.

제4도는 본 발명에 따른 링(Rimg)형 네트웍을 구성한 일실시예도이다. 제4도를 참조하면, 이는 상기 스타형 네트웍과 대응 되는 것으로 단말 송수신부(가) 41에 연결된 수신부에서는 광신호를 수신하여, 다음 단말 송수신부(나) 43의 수신부로 송신하고, 상기 단말 송수신부(나) 43의 수신부에서는 단말 송수신부(가) 41의 신호를 수신하여 다시 단말 송수신부(다) 45의 수신부로 송신한다. 마지막 단말 송수신부인 단말 송수신부(n) 49는 다시 단말 송수신부(가) 41의 수신부로 송신하게 됨으로써 하나의 링을 형성하게 된다. 바로 이 링형의 광학 신호 전달 시스템을 이용하여, 각 단말간의 송수신이 링형태로 이루어지게 된다. 여기서 각 송신부에 이용되는 광 다이오드는 각 네트웍의 전송 속도 및 실내외의 사용 장소에 따라 적외선 다이오드, 레이저(LASER) 다이오드 등을 사용할 수 있으며, 즉 장파장의 광 소자를 사용하면 전송속도는 늦으나, 방해물에 의한 간섭을 줄일 수 있으며, 단파장의 광소자를 사용하면 전송속도는 빠르나, 장애물에 의한 장애가 쉽게 발생된다. 이는 사용자의 환경과, 사용 목적에 따라 선택되어질 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 배선을 사용하지 않으므로 공간상의 불편함을 제거할 수 있고 무선을 사용하지 않고 광신호를 사용하기 때문에 타 단말간의 혼선이 방지되는 효과가 있다.

상기한 본 발명은 도면을 중심으로 예를들어 한정되었지만, 그 동일한 것은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 변화와 변형이 가능함이 본 분야의 숙련된 자에게 있어 명백할 것이다.

제1도는 본 발명에 따른 송신부에 관한 블럭도.

제2도는 본 발명에 따른 수신부에 관한 블럭도.

제3도는 본 발명에 따른 스타형 네트웍을 구성한 일실시예도.

제4도는 본 발명에 따른 링형 네트웍을 구성한 일실시예도.

Claims (9)

1. 데이타 입력에 응답하여 변조된 신호를 출력하기 위한 모듈레이션부와, 상기 모듈레이션부와 접속되어 상기 변조된 신호를 광신호로 출력하기 위한 광신호 출력부와, 상기 광신호들을 집속하여 송신하기 위한 광신호 집속 송수신부를 포함하는 광학 네트웍 구축 장치에 있어서,

   상기 광신호 집속 송신부와 접속되어 상기 변조된 광신호를 수신하기 위한 수신부와,

   상기 수신부와 접속되어 수신된 상기 광신호를 전기적 신호로 변환하는 광 검파부와,

   상기 광 검파부와 접속되어 상기 광 검파부로부터의 소정레벨 이하의 상기 전기적 신호를 최소한의 잡음으로 증폭하기 위한 전치 증폭부와,

   상기 전치 증폭부와 접속되어 상기 잡음의 특성으로 인하여 증폭하지 못한 신호를 필터가 요구하는 소정의 크기로 증폭하는 주 증폭부와,

   상기 주 증폭부와 접속되어 상기 전기적 신호를 통과 시키는데 요구되는 대역폭을 최소한으로 제한하기 위한 필터링을 하는 필터부와,

   상기 필터부에 접속되어 상기 수신신호와 동일한 신호로 복구하기 위하여 필터부의 출력 클럭을 추출하여 시스템으로 출력하는 클럭 추출부와,

   상기 필터부 및 상기 클럭 출력부에 접속되어 비교를 통하여 오류확률을 동일하게 하여 추출된 상기 클럭신호를 래치하여 출력하기 위한 판별회로부와,

   상기 판별회로부와 접속되어 상기 판별회로부로부터의 전기적 신호 정보를 외부로 출력하기 위한 메시지 출력부를 구비함을 특징으로 하는 광학 네트웍 구축 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 수신부가 입력된 상기 광신호를 렌즈를 통과시켜 상기 광 검파부에 입력함을 특징으로 하는 광학 네트웍 구축 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 광 검파부는 핀 다이오드 또는 애벌런치 광 다이오드를 이용하여 상기 광신호를 상기 전기적신호로 변환함을 특징으로 하는 광학 네트웍 구축 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 전치 증폭부가 저잡음 광대역 증폭기임을 특징으로 하는 광학 네트웍 구축 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 주 증폭부가 광대역 증폭기인 리미팅이나 자동 이득 제어 증폭기임을 특징으로 하는 광학 네트웍 구축 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 필터부가 협대역 필터인 유전 공진기와 위상 동기 루프로 구성됨을 특징으로 하는 광학 네트웍 구축 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 판별회로부가 비교회로와 디이 플립플롭으로 구성됨을 특징으로 하는 광학 네트웍 구축 장치.
8. 공간을 중간 전달 매체로 하여 광신호 입력에 응답하여 전기적 신호로 변환하여 각각의 단말기 상호간 통신을 하는 네트웍 통신망을 구축하기 위한 광학 네트웍 구축 장치에 있어서,

   상기 광신호를 수신하여 각각의 상기 단말기의 수신부로 전달하기 위한 메인 송수신부와,

   상기 메인 송수신부와 각각 접속되며 상호간 접속되어 상기 광신호에 응답하여 내부적으로 전기적신호로서 정보를 변환하여 상호 통신하기 위한 다수개의 단말 송수신부를 구비함을 특징으로 하는 광학 네트웍 구축 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 메인 송수신부가 상기 다수개의 단말 송수신부 중 하나로 구성됨을 특징으로 하는 광학 네트웍 구축 장치.