KR100547782B1 - 광신호 전송 시스템 - Google Patents

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Abstract

광신호 전송 시스템이 개시된다. 광신호 전송 시스템은, 이종의 광신호를 하나의 신호로 합성하여 하나의 송수신모듈을 통해 광케이블로 전송하는 광합성기를 구비한 OLT; OLT와 광케이블을 통해 일측이 연결되고, 광케이블을 통해 전송된 합성된 광신호를 타측에 연결된 복수의 광케이블로 각각 전송하는 광분배기; 및 광분배기의 타측에 연결된 복수의 광케이블과 각각 대응되게 연결되며, 광분배기로부터 전송된 합성된 광신호를 신호의 종류에 따라 분류하는 광분류기를 구비하고 광분류기로부터 분류된 신호를 서비스 가입자의 가입 여부에 따라 합성하여 서비스 가입자에게 각각 전송하는 광전송부를 구비한 복수의 ONU를 갖는다.
광신호, 전송 시스템, ONU, OLT, MAC

Description

광신호 전송 시스템{OPTICAL SIGNAL TRANSMITTING SYSTEM}
도 1은 종래의 광신호 전송 시스템의 일 예를 도시한 블록도,
도 2는 도 1의 광신호 전송 시스템의 문제점을 해결하기 위해 제안되는 시스템 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 광신호 전송 시스템의 바람직한 실시예를 도시한 도면, 그리고
도 4는 도 3의 OLT(100)와 복수의 ONU(300,...,400) 간의 신호 송수신 기법을 설명하기 위한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : OLT 180 : 광합성기
200 : 광분배기 300,400 : ONU
320,420 : 광분류기 340,440 : 광전송부
520,540 : 서비스 가입자
본 발명은 광신호 전송 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, FTTH(Fiber To The Home)의 OLT(Optical Line Terminal)와 복수의 ONU(Optical Network Unit) 사이에서 광신호의 전송 경로를 설정하기 위한 광신호 전송 시스템에 관한 것이다.
방송 및 통신기술의 발달함에 따라, 서비스 제공자로부터 가입자까지 광신호가 전송되는데 있어 보다 나은 전송 품질 및 전송 속도를 제공할 수 있는 전송시스템이 요구되고 있다. 그중 하나가 FTTH(Fiber To The Home)이다. FTTH는 네트워크의 서비스 제공자(또는 헤드엔드(Head End))로부터 가입자까지 연결되는 전송 매체를 동축케이블 대신 광케이블로 연결한 전송 시스템이다.
광신호를 이용하는 전송 시스템에서 서비스 제공자측의 전송 시스템을 OLT(Optical Line Terminal)라고 하고 OLT로부터 제공되는 서비스를 제공받아 신호 처리 후 최종 가입자에게 전송하는 서비스 가입자측의 전송 시스템을 ONU(Optical Network Unit)라고 한다. 이러한 전송 시스템은 일반적으로 하나의 OLT에 다수의 ONU가 접속되는 구조를 갖는다. ONU에서는 가입자의 요구에 의한 서비스를 제공하는데 이러한 전송 시스템을 능동 광통신망(Active Optical Network)이라고 한다.
여기서, 서비스 가입자측의 전송 시스템인 ONU는 최종 사용자들에게 서비스 인터페이스를 제공하는 광통신망의 종단 장치이다. 이러한 ONU는 FTTC(Fiber To The Curb), FTTB(Fiber To The Building), FTTF (Fiber To The Floor), FTTH(Fiber To The Home), 및 FTTO(Fiber To The Office) 등을 수용한다. 이에 따라, ONU는 가입자들에게 서비스 접근성이 높도록 구현한다. ONU는 가입자와 연결되어 가입자로부터 전송된 아날로그 신호를 전송하는 케이블과 OLT와 연결되어 광신호를 송수신하는 광시설들을 연결시켜주는 기능을 수행한다. 따라서, ONU는 OLT로부터 전송된 광신호를 전기신호로 변환하여 가입자에게 전송하는 광전변환 및 가입자로부터 전송된 전기신호를 광신호로 변환하여 OLT로 전송하는 전광변환을 수행한다.
도 1은 종래의 광신호 전송 시스템의 일 예를 도시한 블록도이다. 도시된 바와 같이, 광억세스노드(8)에 연결된 가입자까지 방송 및 통신을 서비스하는 방식은 광동축 혼합망(Hybrid Fiber Coaxial : HFC)망으로 디지탈방송을 위한 데이터신호와 아날로그방송신호 각각 다른 광섬유로 전송하는 방식이 일반적이다. 즉, 도시된 광신호 전송 시스템에서, 데이터신호는 (조밀) 파장 분할 다중화(Dense Wavelength Division Multiplex : 이하, DWDM이라 함)되어 하나의 광섬유를 통해 전송되고, 아날로그방송신호는 다른 광섬유를 통해 전송된다.
한편, 광동축 혼합망은 비디오, 데이터 및 음성 등과 같은 광대역 콘텐츠를 전송하기 위해, 네트워크의 서로 다른 부분에서 광섬유 케이블과 동축케이블이 사용되는 통신망이다. 일반적으로, 지역의 케이블 텔레비전 회사들의 경우, 광섬유 케이블은 케이블 전파 중계소로부터 기업이나 가정의 사용자에게 근접해 있는 노드들에 서비스하기 위해 사용된다. 또한, 동축케이블은 광섬유 케이블이 이용된 노드들로부터 개별 기업이나 가정으로 들어가는 부분에 사용된다.
이하, 상기 DWDM(Dense Wavelength Division Multiplex)에 대해 설명한다. 먼저, DWDM을 설명하기 전에 WDM(Wavelength Division Multiplexing)에 대해 설명한다. WDM이란, 광섬유에 기존 주파수 외에 별도의 주파수 대역을 생성시켜 가상의 라인을 만드는 것으로 기존 망을 그대로 이용하면서도 마치 새로운 케이블 망을 포설한 것과 같은 효과를 낼 수 있도록 해주는 장비를 말한다.
DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexer)이란, 155M, 622M, 2.5G, 10G, Gigabit data등의 대형트래픽을 기존 전송로를 사용하여 파장별로 분할 집중 전송하는 방식의 장비를 말한다. 즉, DWDM은 여러 종류의 파장을 한 가닥의 광섬유로 전송할 수 있도록 한다. 보다 정확하게는, 방송데이터, 인터넷 데이터, SONET 데이터, 및 ATM 데이터 등이 광섬유 내에서 모두 동시에 전송될 수 있다는 뜻이다.
도시된 바와 같이, 종래의 광신호 전송 시스템은 디지탈방송을 위한 데이터신호 및 아날로그방송신호를 각각 서로 다른 2개의 광섬유를 이용하여 OLT에서 ONU까지 광전송한다. 따라서, 종래의 광신호 전송 시스템을 디지탈방송 및 아날로그방송을 가입자에게 제공하기 위해서는 서로 다른 2개의 광섬유의 전송라인이 필요한 문제점이 있다. 이에 따라, 종래의 광신호 전송 시스템을 구축하게 되면, 시스템 구축에 따른 비용이 많이 들게 되는 문제점이 있다. 특히, 하나의 OLT에 복수의 ONU가 연결되는 경우, 광전송 시스템을 구축하는데 많은 비용이 들게 된다.
이하, 도면을 참조하여 디지탈방송을 위한 데이터신호의 전송과정을 간략하게 설명한다. MUX(2)는 복수의 DWDM Tx(도면에서는 32개)로부터 출력된 데이터신호를 합성한다. EDFA(Erbium Doped Fiber Amplifier)(3)는 MUX(2)에서 합성된 데이터신호를 광증폭한다. EDFA(3)의 광증폭원리는 어븀이라는 특수한 물질을 광섬 유에 도핑하고 레이저로 펌핑하여 약한 광신호를 직접 증폭한다.
이렇게 증폭된 데이터신호는 ONU로 전송되고, ONU의 EDFA(4)는 OLT의 EDFA(3)와 동일한 기능을 수행한다. MUX(5)는 EDFA(4)에서 광증폭된 데이터신호를 각각의 DWDM Tx 별로 구분하여 출력한다.
광조합부(6)는 MUX(5)에서 출력된 데이터신호와 OLT에서 데이터신호가 전송된 광섬유와 다른 광섬유를 통해 전송된 아날로그방송 Tx에서 출력된 아날로그방송신호(AB)를 조합하여 각각 광억세스노드(8)로 출력한다.
도 2는 도 1의 광신호 전송 시스템의 문제점을 해결하기 위해 제안되는 시스템 구성도이다. 도시된 바와 같이, 광신호 전송 시스템은 OLT(10), ONU(20,30), 및 서비스 가입자(25,35)로 구성된다.
OLT(10)는 서로 다른 류의 데이터를 하나의 신호로 합성하여 각각의 ONU(20,30)로 전송한다. 보다 상세하게, OLT(10)는 디지탈방송(12), 아날로그방송(14), 및 인터넷데이타(16)를 합성하여 하나의 전송라인을 통해 전송하기 위한 다중화기(MUX)(18)를 구비한다. 따라서, OLT(10)와 하나의 ONU(20)는 하나의 전송라인(광케이블)을 통해 디지탈방송(12), 아날로그방송(14), 및 인터넷데이타(16)가 합성된 신호를 전송할 수 있다. 이때, ONU와 연결되어 신호를 전송하기 위해 OLT(10)에 마련되는 광송수신모듈(미도시)은 연결된 ONU의 개수만큼 구비하여야한다.
ONU(20,30)는 OLT(10)로부터 전송된 광신호를 신호의 종류별로 구분하여 서비스 가입자(25,35)로 전송한다. 서비스 가입자(25,35)는 해당 서비스를 수신한 다.
한편, OLT(10)의 다중화기(MUX)(18) 및 ONU(20,30)의 다중화기(MUX)(22,32)는 CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexing) 방식이 적용된 CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexer) MUX가 적용된다.
이러한 방법으로 광신호 전송 시스템을 구축할 경우, 하나의 OLT(10)와 하나의 ONU(20) 간에는 하나의 광케이블을 통해 복수의 종류의 신호를 전송할 수 있다. 그러나, OLT(10)에 복수의 ONU가 연결하기 위해서는 OLT에 ONU를 각각 연결하여야 하기 때문에, 시스템 구성이 복잡하고 ONU의 개수만큼 광케이블의 전송라인이 필요한 문제점이 있다. 더구나, OLT(10)와 ONU(20,30) 간의 거리가 수십 Km 떨어진 경우에는 OLT(10)와 ONU(20,30)를 각각 연결하기 위해 필요한 광케이블로 인한 비용 부담이 발생하는 문제점이 있다. 또한, OLT(10)와 ONU(20,30)를 각각 광케이블로 연결하고 연결된 광케이블을 포설하기 위해서는 많은 비용이 소요되는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 디지탈방송을 위한 데이터통신 및 아날로그방송신호를 OLT에서 ONU까지의 광전송을 위한 시스템을 구성할 때, 보다 저렴한 비용으로 구축이 가능한 광신호 전송 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 보다 간단한 구성으로 OLT와 ONU 간에 광신호를 전 송하기 위한 시스템을 구축할 수 있는 광신호 전송 시스템을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적은 본 발명에 따라, 이종의 광신호를 하나의 신호로 합성하여 하나의 송수신모듈을 통해 광케이블로 전송하는 광합성기를 구비한 OLT; OLT와 광케이블을 통해 일측이 연결되고, 광케이블을 통해 전송된 합성된 광신호를 타측에 연결된 복수의 광케이블로 각각 전송하는 광분배기; 및 광분배기의 타측에 연결된 복수의 광케이블과 각각 대응되게 연결되며, 광분배기로부터 전송된 합성된 광신호를 신호의 종류에 따라 분류하는 광분류기를 구비하고 광분류기로부터 분류된 신호를 서비스 가입자의 가입 여부에 따라 합성하여 서비스 가입자에게 각각 전송하는 광전송부를 구비한 복수의 ONU를 포함하는 광신호 전송 시스템에 의해 달성된다.
바람직하게는, OLT 및 복수의 ONU 간의 광신호 전송은 E-PON 또는 ATM-PON 전송 기법이 적용된다. 또한, OLT가 복수의 ONU로 광신호를 전송하는 하향 전송 시에는 브로드케스팅 방법으로 광신호를 전송하고, 복수의 ONU에서 OLT로 광신호를 전송하는 상향식 전송 시에는 MAC 기법이 적용된다.
상기 복수의 ONU는 각각 설정된 시간에 전송하기 위한 광신호를 광분배기로 전송하고, 광분배기는 상기 복수의 ONU로부터 전송된 광신호를 수신되는 순서에 따라 타임 슬롯 별로 순차적으로 OLT로 전송하는 것이 바람직하다. 또한, 하향식 전송시 이용되는 광신호의 파장은 1550nm이고, 상향식 전송시 이용되는 광신호의 파 장은 1310nm이다.
본 발명에 따르면, OLT단에 1개의 광송수신모듈을 공용포트로 사용하고 OLT와 복수의 ONU 간의 수십 Km에 이르는 전송라인을 1개의 광케이블로 포설함으로써, 시스템 구조가 보다 간단하고 보다 저렴한 비용으로 광신호 전송 시스템을 구축할 수 있다. 또한, 광신호를 하나의 광케이블을 통해 OLT로 전송할 때 MAC 기법을 이용하여 타임 슬롯 별로 각각의 ONU로부터 전송된 광신호를 순차적으로 전송함으로써, 상향식 전송시 데이타에 대한 QoS(Quality of Service)를 확보할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명에 따른 광신호 전송 시스템의 바람직한 실시예를 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 광신호 전송 시스템은 OLT(100), 광분배기(200), 복수의 ONU(300,400), 및 복수의 서비스가입자(520,540)를 갖는다.
OLT(100)는 서로 다른 종류의 신호를 하나의 신호로 합성하여 하나의 전송라인인 광케이블로 전송한다. 본 실시예에서는 서로 다른 종류의 신호의 예를 디지탈방송(120),아날로그방송(140), 및 인터넷데이타(160)로 들어 설명한다. OLT(100) 내에 구비된 광합성기(180)는 상기 디지탈방송(120),아날로그방송(140), 및 인터넷데이타(160)를 하나의 광신호로 합성한다. 합성된 광신호는 하나의 광송 수신모듈(미도시)을 통해 전송선로인 광케이블로 전송된다. 또한, OLT(100)는 합성된 광신호를 하나의 광케이블로 전송할 때, 상기 합성된 광신호를 브로드케스팅(broadcasting)방법으로 전송한다.
광분배기(200)는 일측이 OLT(100)와 광케이블을 통해 1:1로 연결되고, 타측이 복수의 ONU(300,...,400)와 연결된다. 도면에는 광분배기(200)에 연결된 ONU(300,...,400)가 N개 인 것을 나타내고 있다. 이에 따라, 광분배기(200)는 광케이블을 통해 OLT(100)로부터 전송된 합성된 광신호를 각각의 ONU(300,...,400)로 브로드케스팅방법으로 동일하게 전송한다. 이때, OLT(100)와 광분배기(200)의 거리는 일반적으로 수십 Km에 이른다. 즉, OLT(100)와 광분배기(200) 간에는 수십 Km의 광케이블로 1:1 연결되어 있다.
복수의 ONU(300,...,400)는 각각 광분류기(320,...,420) 및 광전송부(340,...,440)를 대응되게 갖는다. 각각의 ONU(300,...,400)는 동일한 기능을 수행하기 때문에 하나의 ONU(300)를 예로 설명한다. 이에 따라, ONU(300)는 광분배기(200)로부터 전송된 광신호를 신호의 종류에 따라 각각 분류하여 서비스가입자(520)의 가입 여부에 따라 분류된 신호를 합성하여 서비스 가입자(520)에게 각각 전송한다. 즉, ONU(300)의 광분류기(320)는 광분배기(200)로부터 전송된 합성 광신호를 신호의 종류에 따라 디지탈방송(120), 아날로그방송(140), 및 인터넷데이타(160)로 분류한다. 광전송부(340)는 광분류기(320)에서 분류된 각각의 광신호를 서비스 가입 여부에 따라 합성하여 서비스 가입자(520)에게 선택적으로 전송한다. N번째 ONU(400) 또한 첫 번째 ONU(300)와 동일한 기능을 수행하여 광신호를 서비스 가입 여부에 따라 합성하여 서비스 가입자(540)에게 선택적으로 전송한다.
따라서, OLT(100)단에 1개의 광송수신모듈을 공용포트로 사용하고 OLT(100)와 복수의 ONU(300,...,400) 간의 수십 Km에 이르는 전송라인을 1개의 광케이블로 포설함으로써, 시스템 구조가 보다 간단하고 보다 저렴한 비용으로 광신호 전송 시스템을 구축할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 OLT(100)와 복수의 ONU(300,...,400) 간에는 E-PON(Ethernet Passive Optical Network) 또는 ATM-PON(Asynchronous Transfer Mode Passive Optical Network)의 전송 기술이 적용된다.
도 4는 도 3의 OLT(100)와 복수의 ONU(300,...,400) 간의 신호 송수신 기법을 설명하기 위한 도면이다.
도시된 바와 같이, 광신호는 상향 전송(업스트림) 및 하향 전송(다운스트림)에 따라 서로 다른 파장을 갖는다. 즉, OLT(100)로부터 ONU(300,...,400)로 전송되는 하향 전송시 1550nm의 파장을 갖고, ONU(300,...,400)로부터 OLT(100)로 전송되는 상향 전송시 1310nm의 파장을 갖는다.
또한, 하향 전송 시 OLT(100)에서 전송된 광신호는 광분배기(200)를 통해 브로드케스팅으로 복수의 ONU(300,...,400)에 각각 전송된다. 상향 전송 시에는 각각의 ONU(300,...,400)가 동일한 파장대를 사용하여 하나의 광케이블로 OLT(100)에 전송해야 하기 때문에, MAC(Media Access Control) 기법을 채용하여 OLT(100)와 ONU(300,...,400) 간에 광신호의 전송을 제어한다. 즉, 각각의 ONU(300,...,400)는 상향 전송 타임을 설정하여 설정된 시간에만 광신호를 전송할 수 있도록 한다. 이에 따라, 광분배기(200)를 통해 OLT(100)로 전송되는 광신호는 도시된 바와 같이 타임 슬롯 별로 전송됨을 알 수 있다.
따라서, 광신호를 하나의 광케이블을 통해 OLT(100)로 전송할 때 타임 슬롯 별로 각각의 ONU(300,...,400)로부터 전송된 광신호를 순차적으로 전송함으로써, 상향식 전송시 데이타에 대한 QoS(Quality of Service)를 확보할 수 있다.
본 발명에 따르면, OLT단에 1개의 광송수신모듈을 공용포트로 사용하고 OLT와 복수의 ONU 간의 수십 Km에 이르는 전송라인을 1개의 광케이블로 포설함으로써, 시스템 구조가 보다 간단하고 보다 저렴한 비용으로 광신호 전송 시스템을 구축할 수 있다.
또한, 광신호를 하나의 광케이블을 통해 OLT로 전송할 때 MAC 기법을 이용하여 타임 슬롯 별로 각각의 ONU로부터 전송된 광신호를 순차적으로 전송함으로써, 상향식 전송시 데이타에 대한 QoS(Quality of Service)를 확보할 수 있다.
이상에서는 본 발명에서 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 첨부하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능할 것이다.

Claims (6)

  1. 광신호 전송 시스템에 있어서,
    이종의 광신호를 하나의 신호로 합성하여 하나의 송수신모듈을 통해 광케이블로 전송하는 광합성기를 구비한 OLT;
    상기 OLT와 상기 광케이블을 통해 일측이 연결되고, 상기 광케이블을 통해 전송된 합성된 광신호를 타측에 연결된 복수의 광케이블로 각각 전송하는 광분배기; 및
    상기 광분배기의 타측에 연결된 복수의 광케이블과 각각 대응되게 연결되며, 상기 광분배기로부터 전송된 합성된 광신호를 신호의 종류에 따라 분류하는 광분류기를 구비하고, 상기 광분류기로부터 분류된 신호를 서비스 가입자의 가입 여부에 따라 합성하여 상기 서비스 가입자에게 각각 전송하는 광전송부를 구비하는 복수의 ONU를 포함하며,
    상기 OLT로부터 상기 광 분배기로 전달된 상기 합성된 광신호는 상기 복수의 ONU로 하향식 전송을 하는 경우 브로드케스팅 방식으로 전달되고, 상기 복수의 ONU로부터의 상기 OLT로의 상향식 전송을 하는 경우에는 MAC 방식으로 전달되는 것을 특징으로 하는 광신호 전송 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 OLT 및 상기 복수의 ONU 간의 광신호 전송은 E-PON 및 ATM-PON 전송 기법 중 어느 하나가 적용되는 것을 특징으로 하는 광신호 전송 시스템.
  3. 삭제
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 복수의 ONU는 각각 설정된 시간에 전송하기 위한 광신호를 상기 광분배기로 전송하고, 상기 광분배기는 상기 복수의 ONU로부터 전송된 광신호를 수신되는 순서에 따라 타임 슬롯 별로 순차적으로 상기 OLT로 전송하는 것을 특징으로 하는 광신호 전송 시스템.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 하향식 전송시 이용되는 광신호의 파장은 1550nm이고 상기 상향식 전송시 이용되는 광신호의 파장은 1310nm인 것을 특징으로 하는 광신호 전송 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 이종의 광신호는 디지탈방송, 아날로그방송, 및 인터넷 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 광신호 전송 시스템.
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