KR100474711B1 - 광 애드/드롭 다중화기 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 다중화된 광신호를 입출력시키기 위한 광섬유와 연결됨으로써 상기 광신호에 대한 채널 추가 또는 제거를 수행하는 광 애드/드롭 다중화기에 있어서, 상기 광섬유에 연결됨으로써 다중화된 광신호의 입력 및 출력 통로가 되는 입력 다중화 포트 및 출력 다중화 포트와, 각각 역다중화된 채널의 입력 및 출력 통로가 되는 다수의 역다중화 포트를 포함하는 다중화/역다중화기와, 각각 애드된 채널을 그 내부로 입력시키는 제1 포트와, 상기 애드된 채널을 상기 역다중화 포트로 출력하며 해당 역다중화 포트에서 출력된 각 채널이 입력되는 제2 포트와, 상기 제2 포트로 입력된 상기 채널을 외부로 출력하는 제3 포트를 포함하는 다수의 광서큘레이터와, 각각 상호 인접한 광서큘레이터들의 사이 마다 개재되어져 있으며, 그 중 하나의 광서큘레이터의 제3 포트에 연결됨으로써 상기 제3 포트에서 출력되는 채널이 입력되는 제1 입력 포트와, 외부로부터 애드될 채널이 입력되는 제2 입력 포트와, 다른 하나의 광서큘레이터의 제1 포트에 연결됨으로써 상기 애드될 채널을 상기 제1 포트에 출력하는 제1 출력 포트와, 상기 제1 입력 포트를 통해 입력된 채널을 외부로 출력함으로써 드롭시키는 제2 출력 포트를 포함하는 다수의 광스위치를 포함한다.

Description

광 애드/드롭 다중화기{OPTICAL ADD/DROP MULTIPLEXER}
본 발명은 광 애드/드롭 다중화기에 관한 것으로서, 특히, 다중화기 및 역다중화기의 역할을 동시에 수행할 수 있는 2×N 구조의 광도파로열 격자를 포함하는 광 애드/드롭 다중화기에 관한 것이다.
수동형 광 가입자망은 중앙 기지국(Central Office)과 다수의 광통신망 유니트(Optical Network Unit)간 하나의 통신 선로를 공유하는 방식으로서, 중앙 기지국(Central Office)으로부터 각 광통신망 유니트들의 최인접 지역에 설치된 지역 기지국(Remote Node)까지는 한 개의 광섬유로 연결하고, 다시 지역 기지국으로부터 각 가입자들까지는 각각 독립된 광섬유로 연결된 이중 성형 구조를 갖는다. 상술한 수동형 광가입자망은 다수의 통신 신호들을 하나의 선로를 통해 전송할 수 있는 통신 시스템으로서, 각 신호를 분할하는 방법에 의해 시분할 다중 방식(Time Division multiple Access : TDMA), 파장분할 다중 방식(Wavelength Division Multiple Access : WDMA), 부반송파 다중 방식(Subcarrier Multiple Access : SCMA) 등의 방식으로 분류할 수 있다.
그 중에서 상술한 파장분할 다중화 방식은 각각의 신호들을 서로 다른 파장의 광에 신호를 변조시켜서 통신에 사용함으로써, 종래의 소자만으로도 충분히 구성 가능하며 통신망의 보안성 및 통신 용량 확충 등이 용이하다는 등의 이점으로 인해 널리 사용되고 있다.
상술한 파장분할 다중 방식의 광통신망으로는 자체적인 자기 치유 기능을 갖고 있는 두 가닥의 광섬유를 사용하는 단방향 환형 광통신망과, 네 가닥의 광섬유를 사용하는 양방향 환형 광통신망, 그리고 그물(mesh) 형태의 전광 전송망(All-Optical Network)등이 있다. 특히, 상술한 환형 광통신망은 광신호를 송신(add) 및 수신(drop)시키는 광 애드/드롭 다중화기를 포함하는 다수의 노드들로 구성되어진다. 상술한 애드/드롭 다중화기는 상술한 파장분할 다중 방식의 광통신망의 구현을 위한 핵심 소자로서, 광통신에 사용되는 기설정된 파장의 광신호를 통신망 상에서 추가시키거나, 드롭시키는 역할을 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 파장 분할 다중화기 및 역다중화기를 사용한 광 애드/드롭 다중화기의 구성을 나타내는 구성도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 광 애드/드롭 다중화기는 다중화된 광신호를 서로 다른 파장을 갖는 다수의 채널로 역다중화시키는 역다중화기(110)와, 역다중화된 상기 각 채널들 각각에 일대일 대응되는 다수의 광스위치들(130)과, 상기 광스위치들(130)로부터 입력된 다수의 애드된 채널들을 다중화시키는 다중화기(120)와, 상기 각 광스위치(130)가 기설정된 파장의 채널을 애드 또는 드롭을 조절할 수 있는 제어 신호를 상기 광스위치로 출력하는 제어부(미도시)를 포함한다.
통상적으로, 상기 역다중화기(110)는 입력 광섬유(101)와 연결된 입력 역다중화 포트(111)와, 그 내부에서 역다중화된 서로 다른 파장을 갖는 다수의 채널들에 일대일 대응되는 다수의 출력 역다중화 포트(112)들을 포함하는 1×N 구조의 광도파로열 격자등을 사용한다. 상기 입력 역다중화 포트(111)로 입력된 다중화된 광신호는 서로 다른 파장을 갖는 다수의 채널들(λi1 ~ λiN)로 역다중화되어진 후 상기 각 출력 역다중화 포트(112)로 출력된다. 상기 출력 역다중화 포트들(112)은 역다중화된 상기 채널들에 일대일 대응된다.
통상적으로, 상기 다중화기(120)는 애드(ADD)될 채널들 또는 바이패스(Bypass)된 채널들의 입력 통로인 다수의 입력 다중화 포트들(121)과, 다중화된 광신호를 외부로 출력시키는 출력 광섬유(102)에 연결된 출력 다중화 포트(122)를 포함하는 N×1 구조의 광도파로열 격자 등을 사용한다. 상기 다중화기(120)는 상기 입력 다중화 포트들(121) 각각으로 입력된 애드될 채널 또는 바이패스 결정된 채널들을 다중화시킨다.
상기 광스위치들(130) 각각은 제1 및 제2 입력 포트(131, 132)와, 제1 및 제2 출력 포트(133, 134)를 구비한 2×2 구조로서 상기 역다중화기(110)의 출력 역다중화 포트들(112)과, 상기 다중화기(120)의 입력 다중화 포트들(121)에 일대일 대응되도록 연결되어져 있다.
상기 제1 입력 포트(131)는 상기 각 출력 역다중화 포트(112)와 연결됨으로써 상기 역다중화기(110)에서 역다중화된 파장을 갖는 각 채널들(λi1 ~ λiN)을 상기 각 광스위치(130)의 내부로 입력시킨다. 상기 제2 입력 포트(132)는 애드될 채널을 상기 각 광스위치(130)의 내부로 입력시킨다. 상기 제2 입력 포트(132)로 입력된 애드될 채널들은 상기 역다중화기에서 역다중화된 각 채널들(λi1 ~ λiN)과 다른 파장 범위(λj1 ~ λjN)를 갖는다.
상기 제1 출력 포트(133)는 상기 다중화기(120)의 입력 다중화 포트들(121) 각각에 일대일 대응되도록 연결됨으로써 상기 애드될 채널 또는 바이패스(Bypass) 결정된 채널들을 출력하며, 상기 제2 출력 포트(134)는 드롭 결정된 채널들을 그 외부로 출력한다.
상기 광소자(130)의 바이패스(BYPASS) 동작(130a)은 제1 입력 포트에 입력된 채널들(λi1 ~ λiN ) 중 바이패스 결정된 채널을 상기 제1 출력 포트를 통해 상기 다중화기(120)의 각 다중화 입력 포트(121)로 출력된다. 반면, 상기 광소자(130)의 애드(ADD) 또는 드롭(DROP) 동작(130b)에 있어서, 상기 제2 입력 포트(132)에 입력된 채널들(λj1 ~ λjN)중 애드 결정된 채널을 상기 제1 출력 포트(133)로 출력함으로써 애드시키며, 상기 제1 입력 포트들(131)에 입력된 각 채널들(λi1 ~ λiN)을 제2 출력 포트들(134)을 통해 외부로 출력함으로써 드롭시키게 된다.
상술한 구조의 광 애드/드롭 다중화기는 두 개의 광도파로열 격자를 각각 역다중화기와 다중화기로 사용함으로써, 역다중화기 및 다중화기로 사용되는 광도파로열 격자들이 상호 동일한 파장 투과 특성을 갖도록 제어하여야 하는 문제가 있다.
상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 역다중화 및 다중화기의 기능을 수행할 수 있는 N×N 구조의 광도파로열 격자를 사용한 루프백(Loop-back) 방식 또는 2×N 구조의 광도파로열 격자를 사용한 폴드백(Fold-Back) 방식의 광 애드/드롭 다중화기 등을 사용하기도 한다. 그러나, 상술한 루프백 방식은 광도파로열 격자의 포트가 상호 다수개를 구비함으로써, 입출력 되는 채널들 상호간 크로스 토크(Cross talk)가 크게 증가하는 등의 문제가 있다. 또한, 상술한 폴드백 방식은 처리 가능한 채널 수가 크개 제한되는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 역다중화기 및 다중화기의 기능을 동시에 수행할 수 있는 광도파로열 격자를 사용하고도, 크로스 토크가 적고 사용 가능한 채널 수가 많은 광 애드/드롭 다중화기를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 다중화된 광신호를 입출력시키기 위한 광섬유와 연결됨으로써 상기 광신호에 대한 채널 추가 또는 제거를 수행하는 광 애드/드롭 다중화기는,
상기 광섬유에 연결됨으로써 다중화된 광신호의 입력 및 출력 통로가 되는 입력 다중화 포트 및 출력 다중화 포트와, 각각 역다중화된 채널의 입력 및 출력 통로가 되는 다수의 역다중화 포트를 포함하는 다중화/역다중화기와;
각각 애드된 채널을 그 내부로 입력시키는 제1 포트와, 상기 애드된 채널을 상기 역다중화 포트로 출력하며 해당 역다중화 포트에서 출력된 각 채널이 입력되는 제2 포트와, 상기 제2 포트로 입력된 상기 채널을 외부로 출력하는 제3 포트를 포함하는 다수의 광서큘레이터와;
각각 상호 인접한 광서큘레이터들의 사이 마다 개재되어져 있으며, 그 중 하나의 광서큘레이터의 제3 포트에 연결됨으로써 상기 제3 포트에서 출력되는 채널이 입력되는 제1 입력 포트와, 외부로부터 애드될 채널이 입력되는 제2 입력 포트와, 다른 하나의 광서큘레이터의 제1 포트에 연결됨으로써 상기 애드될 채널을 상기 제1 포트에 출력하는 제1 출력 포트와, 상기 제1 입력 포트를 통해 입력된 채널을 외부로 출력함으로써 드롭시키는 제2 출력 포트를 포함하는 다수의 광스위치를 포함한다.
이하에서는 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능, 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도 2는 본 발명에 따른 2×N 구조의 다중화/역다중화기를 포함하는 광 애드/드롭 다중화기의 구성을 나타낸다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 광 애드/드롭 다중화기는 다중화/역다중화기(210)와, 기결정된 파장을 갖는 채널들 각각의 입출력 통로가 되는 다수의 광서큘레이터들(220)과, 기설정된 파장의 채널들(λi1 ~ λiN) 중에서 바이패스(Bypass)된 채널들 또는 외부로부터 입력된 애드될 채널들(λj1 ~ λjN)을 상기 각 광서큘레이터(220)로 출력하는 다수의 광스위치들(230)을 포함한다.
상기 다중화/역다중화기(210)는 다중화된 광신호(λiN)의 전송 매체인 입력 광섬유(201)와 연결된 입력 다중화 포트(211)와, 다중화된 광신호(λiN ~ λjN)의 출력 매체인 출력 광섬유(202)와 연결된 출력 다중화 포트(212)와, 기설정된 파장을 갖는 다수의 채널들(λi1 ~ λiN, λj1 ~ λjN)을 입출력시키기 위한 다수의 역다중화 포트들(213)을 포함한다. 상기 다중화/역다중화기(210)는 상기 입력 다중화 포트(211)에 입력된 다중화된 광신호(λiN)를 서로 다른 파장을 갖는 다수의 채널들(λi1 ~ λiN)로 역다중화시킨 후, 상기 역다중화 포트들(213)로 출력하며, 상기 각 역다중화 포트(213)에 입력된 서로 다른 기결정된 파장을 갖는 애드된 채널(λj1 ~ λjN)들과 바이패스 된 채널들(λi1 ~ λiN)을 다중화시킨 후, 상기 출력 다중화 포트(212)로 출력한다. 상기 다중화/역다중화기(210)로는 광섬유 격자등이 사용 가능하다.
상기 각 광서큘레이터(220)는 제1 포트(221)에 입력된 애드된 채널을 상기 다중화/역다중화기(210)의 각 역다중화 포트(213)와 연결된 제2 포트(222)로 출력하고, 상기 제2 포트(222)에 입력된 다중화된 채널들(λi1 ~ λiN)을 제3 포트(223)로 출력한다. 상기 각 광서큘레이터(220)들은 상기 다중화/역다중화기(210)의 역다중화 포트들(213)과 일대일 대응되도록 연결되어져 있다.
상기 각 광스위치(230)는 각각 두 개의 입력 포트 및 출력 포트로 이루어지며, 상호 이웃한 광서큘레이터(220)들의 사이 마다 개재되어져 있다. 상기 각 광스위치(230)는 상기 각 광서큘레이터(220)의 제3 포트에 제1 입력 포트가, 상기 광서큘레이터(220)의 제1 포트에 제1 출력 포트가 연결되며, 제2 입력 포트에 애드될 채널이 입력되며, 제2 출력 포트로는 상기 제1 입력 포트로 입력된 채널들(λi1 ~ λiN) 중에서 드롭(DROP)될 채널을 출력한다. 즉, 상기 각 광스위치(230)의 제1 입력 포트에는 상기 다중화/역다중화기(210)에서 역다중화된 각 채널들(λiN)이 입력되고, 상기 제2 입력 포트에는 외부로부터 애드될 채널들(λjN)이 입력된다. 상기 제1 입력 포트에 입력된 채널이 드롭(Drop) 결정된 경우, 상기 제1 입력 포트에 입력된 채널은 상기 제2 출력 포트로 출력된다. 상기 광스위치(230)는 상호 인접한 광서큘레이터(210)들의 사이 마다, 상기 각 광서큘레이터들(210)과 연결되어져 있다.
상기 광스위치(230)의 드롭 동작(230b)을 설명하면, 상기 광스위치(230b)의 제1 입력 포트에 입력된 채널이 드롭 결정된 경우는 상기 광스위치(230b)의 제2 출력 포트로 출력된다. 또한, 상기 광스위치(230b)에 입력된 애드될 채널은 상기 광스위치(230b)의 제1 출력 포트를 통해 인접하게 위치된 다른 광서큘레이터(220)의 제1 포트로 출력한다.
상기 광스위치(230)의 바이패스 동작(230a)을 설명하면, 상기 광스위치(230)는 제1 입력 포트에 입력된 채널 중에서 바이패스(BYPASS) 결정된 채널들을 상기 광소자(230)의 제1 출력 포트로 출력한다.
상기 광스위치(230)의 제1 출력 포트로 출력된 채널들은 상기 각 광서큘레이터(220)를 통해 상기 다중화/역다중화 포트로 입력된다. 상기 다중화/역다중화 포트에 입력된 각 채널들은 다시 다중화된 후, 상기 출력 다중화(212)포트를 통해 상기 출력 광섬유(202)로 출력된다.
본 발명에 따른 광 애드/드롭 다중화기는 각각 하나의 입력 및 출력 다중화 포트와, N 개의 역다중화 포트를 포함하며, N 개의 역다중화 포트들에 일대일 대응되도록 연결된 N 개의 서큘레이터를 포함하며, 상기 각 광스위치는 상기 광서큘레이터들의 사이 마다 위치됨으로써 상기 각 광스위치에 입력되는 채널과 애드되는 채널들이 상호 인접한 각 광서큘레이터들로 순환되어진다.
결과적으로 본 발명은 역다중화기 및 다중화기의 역할을 동시에 수행할 수 있는 다중화/역다중화기를 사용함으로써, 조립 및 생산 공정 시간을 단축할 수 있다는 이점이 있다.
본 발명에 따른 광 애드/드롭 다중화기는 역다중화기 및 다중화기의 기능을 동시에 수행할 수 있는 2×N 구조의 광도파로열 격자를 사용함으로써, 제작 공정 시간 및 생산비를 감축할 수 있다는 이점이 있다. 또한, 각 광스위치의 입력 포트 및 출력 포트는 각각 서로 다른 역다중화 포트에 연결되어진 광서큘레이터들과 연결됨으로서, 종래 루브백 또는 폴더백 방식의 광 애드/드롭 다중화기들에 비해 사용할 수 있는 채널수가 증대되는 이점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 각각의 다중화기 및 역다중화기를 사용한 광 애드/드롭 다중화기의 구성을 나타내는 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 2×N 구조의 다중화/역다중화기를 포함하는 광 애드/드롭 다중화기의 구성을 나타내는 구성도,

Claims (3)

  1. 다중화된 광신호를 입출력시키기 위한 광섬유와 연결됨으로써 상기 광신호에 대한 채널 추가 또는 제거를 수행하는 광 애드/드롭 다중화기에 있어서,
    상기 광섬유에 연결됨으로써 다중화된 광신호의 입력 및 출력 통로가 되는 입력 다중화 포트 및 출력 다중화 포트와, 각각 역다중화된 채널의 입력 및 출력 통로가 되는 다수의 역다중화 포트를 포함하는 다중화/역다중화기와;
    각각 애드된 채널을 그 내부로 입력시키는 제1 포트와, 상기 애드된 채널을 상기 역다중화 포트로 출력하며, 해당 역다중화 포트에서 출력된 채널이 입력되는 제2 포트와, 상기 제2 포트로 입력된 상기 채널을 외부로 출력하는 제3 포트를 포함하는 다수의 광서큘레이터와;
    각각 상호 인접한 광서큘레이터들의 사이 마다 개재되어져 있으며, 그 중 하나의 광서큘레이터의 제3 포트에 연결됨으로써 상기 제3 포트에서 출력되는 채널이 입력되는 제1 입력 포트와, 외부로부터 애드된 채널이 입력되는 제2 입력 포트와, 다른 하나의 광서큘레이터의 제1 포트에 연결됨으로써 상기 애드된 채널을 상기 제1 포트에 출력하는 제1 출력 포트와, 상기 제1 입력 포트를 통해 입력된 채널을 외부로 출력함으로써 드롭시키는 제2 출력 포트를 포함하는 다수의 광스위치를 포함함을 특징으로 하는 광 애드/드롭 다중화기.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 다중화/역다중화기는 2×N 구조의 광도파로열 격자를 사용함을 특징으로 하는 광 애드/드롭 다중화기.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 각 광스위치의 제1 입력 포트에 입력된 채널 중에서 바이패스 결정된 채널은 상기 각 광스위치의 제1 출력 포트를 통해 인접한 다른 광서큘레이터의 제1 포트로 출력함을 특징으로 하는 광 애드/드롭 다중화기.
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