KR100665694B1 - Wavelength division multiplexing passive optical network system of ring type - Google Patents
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Abstract
본 발명은 사용파장 영역이 넓은 무수(Low water peak) 광섬유를 사용하는 링형 WDM PON(Wavelength Division Multiplexing Passive Optical Network) 시스템에 관한 것이다. 이러한 시스템은,The present invention relates to a ring-type WDM Wavelength Division Multiplexing Passive Optical Network (PON) system using a low water peak optical fiber having a wide wavelength range. Such a system,
사용파장 영역범위가 1280nm에서 1620nm인 무수(Low water peak) 광섬유를 채용하여 링 타입의 분배망을 형성하고 있는 광통신 선로와;An optical communication line employing a low water peak optical fiber having a wavelength range of 1280 nm to 1620 nm to form a ring type distribution network;
중앙기지국내 다중화/역다중화기로부터 출력되는 다중화된 서로 다른 파장의 하향 광신호를 상기 링 타입의 광통신 선로를 통해 지역 기지국측으로 분기 출력하고, 그 광통신 선로를 통해 지역 기지국측으로부터 출력된 상향 광신호를 입력받아 상기 중앙기지국내 다중화/역다중화기로 출력하는 광 커플러;를 포함함을 특징으로 한다.The downlink optical signal of different wavelengths output from the multiplexer / demultiplexer in the central base station is branched to the local base station through the ring-type optical communication line, and the uplink optical signal output from the local base station is output through the optical communication line. And an optical coupler that receives the input and outputs the multiplexer / demultiplexer in the central base station.
사용파장, 커플러, 링형.Used wavelength, coupler, ring type.
Description
도 1은 석영계 광섬유의 파장별 손실 특성곡선 예시도.1 is a diagram illustrating loss characteristic curves for each wavelength of a quartz-based optical fiber.
도 2는 일반적인 링타입의 WDM PON 시스템 구성도.Figure 2 is a general ring type WDM PON system configuration diagram.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 링형 WDM PON 시스템 구성도.3 is a configuration of a ring-type WDM PON system according to an embodiment of the present invention.
도 4는 도 3중 4포트 광 분기/결합기(120)의 구성도.4 is a block diagram of a 4-port optical splitter / combiner 120 of FIG.
도 5는 도 3중 절체형 미디어 변환기(130)의 상세 구성도.FIG. 5 is a detailed configuration diagram of the
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 링형 WDM PON 시스템 구성도.Figure 6 is a configuration of a ring-type WDM PON system according to another embodiment of the present invention.
도 7은 도 6중 신호 보상부(500)의 구성 예시도.7 is a diagram illustrating a configuration of the
본 발명은 광 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 사용파장 영역이 넓은 무수(Low water peak) 광섬유를 사용하는 링형 WDM PON(Wavelength Division Multiplexing Passive Optical Network) 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to optical communication systems, and more particularly, to a ring-type WDM PON (Wavelength Division Multiplexing Passive Optical Network) system using a low water peak optical fiber having a wide wavelength range.
단일모드 광섬유(Single Mode Fiber:SMF)는 사용 파장에 있어서 전송 가능한 전파모드의 수가 하나뿐인 광섬유를 말한다. 이러한 단일모드 광섬유는 모드간의 분산이 없기 때문에 다중모드 광섬유에 비해 넓은 대역을 가지는 특징이 있으며, 손실 및 분산 특성이 우수하여 광대역 장거리 전송이 가능한 장점을 가진다. 따라서 현재 광 전송 시스템에서 주 전송매체로서 가장 널리 사용되고 있다.Single Mode Fiber (SMF) refers to an optical fiber having only one number of propagation modes that can be transmitted in a wavelength of use. Such a single mode optical fiber has a wider bandwidth than a multimode optical fiber because there is no dispersion between modes, and has an advantage that wideband long distance transmission is possible due to excellent loss and dispersion characteristics. Therefore, it is the most widely used as the main transmission medium in the current optical transmission system.
광 전송 시스템에서 주 전송매체로서 널리 사용되고 있는 단일모드 광섬유는 거의 석영계이다. 이러한 석영계 광섬유의 파장별 손실 특성곡선을 도 1에 도시하였다.The single mode optical fiber widely used as the main transmission medium in the optical transmission system is almost quartz-based. The loss characteristic curve of each quartz-based optical fiber is shown in FIG. 1.
도 1을 참조해 보면, 일반 석영계 광섬유(ITU-T G.652.A.B)에서는 수산화기(OH-)에 의한 흡수 피크(peak)가 1385nm 파장 부근에서 나타나기 때문에 그 근방, 즉 1340 ∼ 1460nm의 파장 대역을 통신대역으로 사용할 수 없는 제약이 따른다.Referring to FIG. 1, in the general quartz optical fiber (ITU-T G.652.AB), since the absorption peak due to hydroxyl (OH-) appears in the vicinity of 1385 nm wavelength, that is, the wavelength of 1340-1460 nm in the vicinity. There is a restriction that a band cannot be used as a communication band.
이러한 제약을 극복하기 위한 기술로서 대한민국 특허청에 선출원되어 공개된 공개특허번호 2000-31179호가 있다. 예시한 공개특허공보에 게시된 발명은 두 번의 탈수 및 소결공정을 통해 광섬유내에 잔존하는 수산화기(OH-) 이온을 완전 제거함으로서, 1340 ∼ 1460nm 파장 대역에서도 1310nm 파장대 보다 낮은 감쇠손실(dB/km)을 보이는 광섬유용 모재의 제조방법에 대해 기술하고 있다. 이러한 제조방법에 의해 제조된 석영계 광섬유의 파장별 손실 특성곡선(ITU-T G.652C) 역시 도 1에 도시되어 있다.As a technique for overcoming this limitation, there is a patent application No. 2000-31179 published and filed in the Korean Patent Office. The invention disclosed in the exemplified patent publication completely removes hydroxyl (OH-) ions remaining in the optical fiber through two dehydration and sintering processes, and thus attenuation loss (dB / km) lower than that of the 1310 nm wavelength band even in the 1340-1460 nm wavelength band. It describes a method for producing a base material for optical fibers showing. The wavelength loss characteristic curve (ITU-T G.652C) of the quartz-based optical fiber manufactured by this manufacturing method is also shown in FIG. 1.
즉, 예시한 공개특허공보에 게시된 발명은 기존 광섬유 보다 사용파장영역(1280∼1620nm)이 100nm 이상 확대된 광섬유(이를 보통 "무수(Low water peak) 광섬유"라고 지칭함)의 제조방법을 제공함으로서, 종전 석영계 광섬유 가 가지고 있는 기술적 제약사항을 극복하고 있다.That is, the invention disclosed in the exemplified patent publication provides a method of manufacturing an optical fiber (usually referred to as a "low water peak optical fiber") in which a wavelength range of use (1280 to 1620 nm) is increased by 100 nm or more than an existing optical fiber. In addition, they overcome the technical limitations of conventional quartz optical fibers.
한편 링형 WDM PON 시스템은 도 2에 도시한 바와 같이 정상 상태용 신호를 다중화/역다중화하는 제1다중화/역다중화기(MUX1)와, 복구용 신호를 다중화/역다중화하는 제2다중화/역다중화기(MUX2)를 구비하는 중앙 기지국(CO)을 포함한다. 상기 각각의 다중화/역다중화기는 N개의 서로 다른 여러 개의 파장을 가지는 광 신호를 생성한후 이를 다중화하여 단일 광섬유를 통해 지역 기지국으로 전송하거나, 지역 기지국(RN)으로부터 다중화되어 수신되는 신호를 역다중화하는 역할을 수행한다.Meanwhile, as shown in FIG. 2, the ring-type WDM PON system includes a first multiplexer / demultiplexer (MUX1) for multiplexing / demultiplexing a steady state signal, and a second multiplexer / demultiplexer for multiplexing / demultiplexing a recovery signal. A central base station (CO) having MUX2). Each multiplexer / demultiplexer generates an optical signal having N different wavelengths and then multiplexes the optical signals to a local base station through a single optical fiber, or demultiplexes a signal multiplexed and received from a local base station (RN). It plays a role.
도 2에 도시한 바와 같이 중앙 기지국(CO)은 리던던시(redundancy)를 구현하기 위해 각 파장에 대해 두 개의 송수신(Tx,Rx)부를 구비한다. 정상상태를 위한 송수신(Tx1,.Rx1)부는 하나의 다중화/역다중화기(MUX1)에 연결되어 있으며, 리던던시를 위한 또 하나의 송수신부(Tx2,Rx2)는 또 하나의 다중화/역다중화기(MUX2)에 연결되어 있는 구조를 가진다.As shown in FIG. 2, the central base station CO includes two transmission / reception units (Tx and Rx) for each wavelength to implement redundancy. Transmit / receive (Tx1, .Rx1) section for steady state is connected to one multiplexer / demultiplexer (MUX1), and another transmit / receive section (Tx2, Rx2) for redundancy is another multiplexer / demultiplexer (MUX2). It has a structure that is connected to.
그러나 상술한 바와 같이 구성되는 종래의 링형 WDM PON 시스템에서는 파이버 절체나 특정 채널의 송수신(Tx/Rx) 모듈의 고장을 대비한 리던던시로서 각 파장에 대해 두 개의 송수신(Tx,Rx) 모듈과 리던던시용 MUX를 구비하기 때문에, 중앙 기지국(CO)의 구조가 복잡해지는 단점이 있다.However, in the conventional ring-type WDM PON system configured as described above, redundancy is prepared for fiber switching or failure of a transmit / receive (Tx / Rx) module of a specific channel and two transmit / receive (Tx, Rx) modules and redundancy for each wavelength. Since the MUX is provided, the structure of the central base station CO is complicated.
또한 상술한 종래의 링형 WDM PON 시스템에서는 광 전송선로로 사용되는 광섬유가 ITU-T G.652.A.B 계열(사용파장 영역이 1280∼1360nm, 1530∼1620nm)인 관계로, 데이터 전송량이 계속적으로 증가할 것으로 예상되는 향후 기술추세를 감안하여 볼때 그에 적절히 대비할 수 없는 한계점을 가지고 있다.In addition, in the above-mentioned conventional ring-type WDM PON system, since the optical fiber used as the optical transmission line is the ITU-T G.652.AB series (the wavelength range is 1280 to 1360 nm and 1530 to 1620 nm), the data transmission amount continuously increases. Given the expected future technology trends, there are limitations that cannot be adequately prepared.
이에 본 발명의 목적은 기존 광섬유 보다 사용파장 영역의 범위가 넓은 광섬유를 광 통신선로로 사용함으로서 대용량의 멀티 데이터까지 전송함은 물론 중앙 기지국의 구조를 단순화시킬 수 있는 링형 WDM PON 시스템을 제공함에 있으며,Therefore, an object of the present invention is to provide a ring-type WDM PON system that can simplify the structure of the central base station as well as transmitting a large amount of multi-data by using an optical fiber with a wider wavelength range than the conventional optical fiber as an optical communication line. ,
더 나아가 복수의 링형 광통신 선로를 채용하되 기존 광섬유 보다 사용파장 영역의 범위가 넓은 광섬유를 광 통신선로로 사용함으로서, 동일 시스템을 이용해 기존 보다 많은 수의 가입자를 수용함은 물론 대용량의 멀티 데이터까지 전송하는 동시에 다양한 환경적 요인들에 의해 발생하는 손실들 까지도 적절하게 보상할 수 있는 링형 WDM PON 시스템을 제공함에 있다.Furthermore, by adopting a plurality of ring-type optical communication lines, but using optical fibers having a wider wavelength range than conventional ones as optical communication lines, accommodating a large number of subscribers using the same system as well as transmitting large amounts of multi-data. At the same time, it provides a ring-type WDM PON system that can adequately compensate for the losses caused by various environmental factors.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 링형 WDM PON 시스템은,Ring type WDM PON system according to an embodiment of the present invention for achieving the above object,
사용파장 영역범위가 1280nm에서 1620nm인 광섬유를 채용하여 링 타입의 분배망을 형성하고 있는 광통신 선로와;An optical communication line employing an optical fiber having a wavelength range of 1280 nm to 1620 nm to form a ring type distribution network;
중앙기지국내 다중화/역다중화기로부터 출력되는 다중화된 서로 다른 파장의 하향 광신호를 링 타입의 상기 광통신 선로를 통해 지역 기지국측으로 분기 출력하고, 그 광통신 선로를 통해 지역 기지국측으로부터 출력된 상향 광신호를 입력받아 상기 중앙기지국내 다중화/역다중화기로 출력하는 광 커플러;를 포함함을 특징으로 한다.The downlink optical signals of different wavelengths output from the multiplexer / demultiplexer in the central base station are branched to the local base station through the ring-type optical communication line, and the uplink optical signals output from the local base station through the optical communication line are output. And an optical coupler that receives the input and outputs the multiplexer / demultiplexer in the central base station.
아울러 상기 중앙기지국의 다중화/역다중화기와 광 커플러 사이에 접속되어 상호간 송수신되는 상,하향 광신호를 증폭하여 신호 손실 보상하기 위한 신호 보상부;를 더 포함함을 특징으로 한다.In addition, the signal compensator for amplifying the up and down optical signals transmitted and received between the multiplexing / demultiplexer and the optical coupler of the central base station to mutually amplify the signal loss compensation;
상술한 바와 같은 본 발명의 특징에 따르면, 중앙기지국내 다중화/역다중화기로부터 출력되는 하향 광신호는 광 커플러를 통해 링 타입의 광통신 선로로 분기 전송되기 때문에 하나의 다중화/역다중화기 사용으로 인해 중앙기지국의 구조를 단순화시킬 수 있다.According to the characteristics of the present invention as described above, since the downlink optical signal output from the multiplexer / demultiplexer in the central base station is transmitted through the optical coupler to the ring-type optical communication line, the central base station due to the use of one multiplexer / demultiplexer Can simplify the structure.
또한 본 발명은 기존 광섬유(ITU-T G.652.A.B 계열) 보다 사용파장영역이 100nm 이상 확대된 광섬유를 광통신 선로로 채용함으로서, 향후 데이터 전송량의 증가시에도 현 장비를 이용하면서 대용량의 멀티 데이터를 전송할 수 있는 장점을 가지게 되는 것이다.In addition, the present invention employs an optical communication line that uses an optical fiber with a wavelength range of 100 nm or more larger than that of an existing optical fiber (ITU-T G.652.AB series). It will have the advantage of transmitting.
또한 본 발명은 중앙기지국측의 시스템을 유지하면서 복수의 링형 광통신 선로 및 신호 보상부를 채용함으로서, 기존 보다 많은 수의 가입자를 수용할 수 있는 동시에 광통신 선로상에 각종 기기를 인터페이스하여 발생되는 삽입 손실, 광케이블 열화 등의 손실들을 적절하게 보상할 수 있게 되는 것이다.In addition, the present invention employs a plurality of ring-type optical communication lines and signal compensators while maintaining the system of the central base station side, thereby accommodating a larger number of subscribers and at the same time inserting loss caused by interfacing various devices on the optical communication lines, It is possible to appropriately compensate for losses such as fiber degradation.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
우선 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 링형 WDM PON 시스템 구성도를 도시한 것이며, 도 4는 도 3중 4포트 광 분기/결합기(120)의 구성도를, 도 5는 도 3중 리 던던시를 위한 미디어 변환기(130)의 상세 구성도를 각각 도시한 것이다.First, FIG. 3 is a block diagram of a ring-type WDM PON system according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram of the four-port optical splitter / coupler 120 of FIG. 3, and FIG. Each of the detailed diagrams of the
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 링 타입의 WDM PON 시스템은 중앙 기지국(CO)과, 광통신 선로(F)를 통해 상기 중앙 기지국(CO)과 연결되는 양방향 광 분기/결합기(120) 및 리던던시 미디어 변환기들(130)을 포함한다.Referring to FIG. 3, a ring-type WDM PON system according to an exemplary embodiment of the present invention is a bidirectional optical branch / combiner 120 connected to a central base station CO and an optical communication line F to the central base station CO. ) And
중앙 기지국(CO)은 전기적인 신호를 광신호로 변환 출력하고 그 출력 광신호와 동일 파장의 광신호를 수신하여 전기적인 신호로 변환 출력하는 한 쌍의 송수신부(TX,RX)를 포함하는 미디어 변환기들(GENERAL MC)과, 상기 미디어 변환기(GENERAL MC) 각각에서 발생된 서로 다른 파장의 광신호들을 다중화하여 광통신 선로(F)로 출력하고 그 광통신 선로(F)로부터 입력되는 상향의 다중화 신호를 역다중화하여 상기 변환기들(GENERAL MC)로 출력하는 다중화/역다중화기(WDM MUX/DEMUX:100)를 포함한다. 이러한 중앙 기지국(CO)의 미디어 변환기들(GENERAL MC)과 다중화/역다중화기(100) 사이에는 3dB 광 커플러가 결합되어 있다.The central base station CO converts and outputs an electrical signal into an optical signal, and includes a pair of transceivers TX and RX that receive and output an optical signal having the same wavelength as the output optical signal. Multiplexed optical signals of different wavelengths generated by each of the converters (GENERAL MC) and the media converter (GENERAL MC) are output to the optical communication line (F) and the uplink multiplexed signal input from the optical communication line (F). And a multiplexer / demultiplexer (WDM MUX / DEMUX: 100) for demultiplexing and outputting the demultiplexer to the converters (GENERAL MC). A 3 dB optical coupler is coupled between the media converters (GENERAL MC) of the central base station (CO) and the multiplexer /
상기 광 커플러는 다중화/역다중화기(100)에서 역다중화된 상향의 광신호를 미디어 변환기(GENERAL MC)의 송신부(TX)와 수신부(RX)로 분배하는 스플리터의 역할을 수행한다. 이러한 광 커플러는 광 송신부를 보호하기 위해 광 순환기로 대체될 수도 있다.The optical coupler serves as a splitter for distributing the uplink optical signal demultiplexed by the multiplexer /
한편 상기 중앙 기지국(CO)의 신호 출력단(신호 입력단이기도 함)에는 3dB 광 커플러(110)가 결합되어 있다. 상기 광 커플러(110)는 상기 다중화/역다중화기(100)로부터 출력되는 하향의 다중화신호를 서로 다른 광통신 선로(F)로 분기 전송하고, 상기 광통신 선로(F)중 어느 하나의 선로로부터 전송되는 상향의 광신호를 상기 다중화/역다중화기(100)로 전송하는 역할을 수행한다.Meanwhile, a 3dB optical coupler 110 is coupled to a signal output terminal (also referred to as a signal input terminal) of the central base station CO. The optical coupler 110 branches and transmits downlink multiplexed signals output from the multiplexer /
이와 같이 광 커플러(110)를 통해 중앙 기지국(CO)의 출력을 두 경로로 분배 전송하는 이유는 회선 절체 혹은 특정 채널의 송신부(Tx), 수신부(Rx)의 고장을 대비하여 여분의 채널을 확보하기 위함이다.The reason for distributing and transmitting the output of the central base station (CO) through two paths through the optical coupler 110 is to secure an extra channel in case of line switching or failure of a transmitter (Tx) and a receiver (Rx) of a specific channel. To do this.
도 3에 도시하지는 않았지만 중앙기지국(CO)의 다중화/역다중화기(100)와 광 커플러(110) 사이에는 송수신되는 상,하향 광신호를 보상하기 위한 신호 보상부가 결합되어 운영될 수도 있다. 상기 신호 보상부는 광통신 선로상에 각종 기기를 인터페이스하여 발생되는 삽입 손실, 광케이블 열화 등의 손실들을 적절하게 보상하기 위한 것으로, 그 구체적인 구성 및 동작은 첨부도면 도 7을 참조하여 후술하기로 한다.Although not shown in FIG. 3, a signal compensator for compensating up and down optical signals transmitted and received may be operated between the multiplexer /
한편 상기 광 커플러(110)와 연결되는 서로 다른 방향의 광통신 선로(F)는 도 3에 도시한 바와 같이 링형 분배망을 형성한다. 링형 분배망을 형성하는 상기 광통신 선로(F)는 사용파장 영역범위가 1280nm에서 1620nm인 무수 광섬유를 이용하여 제작된다. 상기 무수 광섬유는 기존 ITU-T G.652.A,B 계열(사용파장 영역이 1280∼1360nm, 1530∼1620nm) 보다 사용파장영역이 100nm 이상 확대된 관계로 대용량의 멀티 데이터 전송이 가능하다.Meanwhile, the optical communication lines F of different directions connected to the optical coupler 110 form a ring distribution network as shown in FIG. 3. The optical communication line F, which forms a ring distribution network, is manufactured using anhydrous optical fibers having a wavelength range of 1280 nm to 1620 nm. The anhydrous optical fiber is capable of transmitting a large amount of multi-data as the use wavelength region is extended to 100 nm or more than the existing ITU-T G.652.A, B series (use wavelength region is 1280-1360 nm, 1530-1620 nm).
이러한 광섬유는 유리원료를 화염 가수분해 반응시키면서 코아 및 크래드 조성을 가진 다공질 유리 미립자를 준비된 유리로드에 퇴적시켜 코아용 수우트 퇴적체를 형성하는 1차 퇴적의 제1과정과; 상기 코아용 수우트 퇴적체를 가스가 함유된 분위기의 로속에서 1차 탈수시키면서 수산기(OH-)를 제거하는 제2과정과; 상기의 수산기(OH-)기가 제거된 코아용 수우트 퇴적체를 적절한 온도에서 1차 소결하여 투명 유리화하는 제3과정과; 상기의 유리화된 코아용 수우트 퇴적체를 설계된 외경으로 연신하여 코아용 유리봉을 만드는 제4과정과; 상기의 코아용 유리봉의 외주부에 다시 화염가수분해 반응을 시켜 크래드용 수우트를 퇴적시키는 2차 퇴적의 제5과정과; 상기의 크래드용 수우트 퇴적체를 가스가 함유된 분위기의 로속에서 2차 탈수시키면서 수산기(OH-)기를 제거하는 제6과정과; 상기의 탈수가 수행된 크래드용 수우트 퇴적체를 2차 소결하는 제7과정을 포함하는 공정에 의해 제조 가능하다. 이러한 제조공정에 대해서는 대한민국 특허청에 선출원된 공개특허번호 2000-31179호에 상세히 기재되어 있으므로 그에 대한 부연 설명은 생략하기로 한다.The optical fiber includes a first process of primary deposition in which a porous glass fine particle having a core and a clad composition is deposited on a prepared glass rod while flame-hydrolyzing a glass raw material to form a core soot deposit; The core suot sediment A second process of removing hydroxyl groups (OH-) while dehydrating primary in a furnace containing a gas; A third process of firstly sintering the core soot deposits from which the hydroxyl group (OH-) group has been removed and transparent vitrification at an appropriate temperature; A fourth step of stretching the vitrified core suit stack for the designed outer diameter to make a glass rod for the core; A fifth process of secondary deposition in which a flame hydrolysis reaction is again performed on the outer circumference of the glass rod for cores to deposit the clad suits; The clad suit stacks A sixth step of removing hydroxyl (OH-) groups while secondary dehydration in a furnace containing a gas; The dewatering can be produced by a process including a seventh step of secondary sintering the clad soot deposit. Such a manufacturing process is described in detail in Korean Patent Application Publication No. 2000-31179 filed with the Korean Intellectual Property Office.
또한 상기 광섬유는 7.5 보다 작은 증착된 글래딩/코어 비율을 가지고, 무게로 0.8 p.p.b 보다 작은 수산기(OH-) 함유량을 가지는 코어 로드를 형성하는 과정과; 무수소 플라즈마 토치를 사용하여 상기 코어 로드를 연장하는 과정과; 연장된 상기 코어 로드의 외측 직경 보다 미소하게 큰 내측 직경을 가지며 적절하게 낮은 수산기(OH-) 함유량을 가지는 글라스 관으로 상기 코어 로드를 오버클래딩하는 과정과; 프리폼하기 위해 상기 코어 로드상의 글라스 관을 파손하는 과정과; 상기 글라스 관과 코어 로드에 대하여 종방향으로 이동되는 열원에 관을 노출하여 상기 프리폼으로부터 광섬유를 드로우하는 과정;을 포함하는 공정에 의해 제조할 수도 있다. 이 역시 루센트 테크놀러지사에서 대한민국 특허청에 출원하여 이미 공개된 공개특허번호 1999-7119호에 상세히 기재되어 있으므로 그에 대한 부연 설명 역시 생 략하기로 한다. 예시한 것 이외에도 본 발명 출원일 이전에 공개된 광섬유로서 그 사용파장영역이 1280nm에서 1620nm인 광섬유는 모두 본 발명에 채용될 수 있을 것이다.The optical fiber also has a deposited cladding / core ratio of less than 7.5, forming a core rod having a hydroxyl (OH—) content by weight less than 0.8 p.p.b; Extending the core rod using an anhydrous plasma torch; Overcladding the core rod with a glass tube having an inner diameter slightly greater than the outer diameter of the extended core rod and having an appropriately low hydroxyl (OH-) content; Breaking the glass tube on the core rod to preform; And exposing the tube to a heat source moving in the longitudinal direction with respect to the glass tube and the core rod to draw the optical fiber from the preform. This is also described in detail in the already published Patent Application No. 1999-7119 filed by the Lucent Technologies Co., Ltd. in the Republic of Korea Patent Office will also be omitted. In addition to the illustrated examples, all of the optical fibers disclosed before the filing date of the present invention and having a wavelength range of 1280 nm to 1620 nm may be employed in the present invention.
한편 상술한 바와 같이 사용파장 영역범위가 확대된 광통신 선로(F)의 소정 위치에는 양방향으로 신호가 정상적으로 흐를 수 있도록 지원하며, 각 가입자에 해당하는 파장의 광 신호가 분기될 수 있도록 하는 양방향 광 분기/결합기(120)가 설치된다.Meanwhile, as described above, bidirectional optical branching allows a signal to flow normally in a bidirectional direction at a predetermined position of an optical communication line F having an extended use wavelength range, and allows an optical signal having a wavelength corresponding to each subscriber to branch. The combiner 120 is installed.
상기 양방향 광 분기/결합기(120)는 링을 형성하는 양측의 제1 및 제2광통신 선로(F) 사이에서 서로 반대 방향의 신호 흐름을 가지되, 도 4에 도시한 바와 같이 제1광통신 선로(Com IN Prot)로부터 입력되는 신호중 특정 대역의 파장() 신호만을 후술할 리던던시 미디어 변환기(130)의 마스터 채널로 드롭시키고, 그 드롭된 신호와 동일파장()의 신호를 상기 마스터 채널로부터 전송받아 상기 제1광통신 선로로 반사시키는 제1WDM 박막필터와; 또 하나의 입력포트(Com out Port)에 연결된 제2광통신 선로로부터 입력되는 신호중 상기 특정 대역의 파장() 신호만을 후술할 리던던시 미디어 변환기(130)의 슬레이브 채널로 드롭시키고, 그 드롭된 신호와 동일파장의 신호를 상기 슬레이브 채널로부터 전송받아 상기 제2광통신 선로로 반사시키는 제2WDM 박막필터;를 포함한다.The bidirectional optical splitter / combiner 120 has a signal flow in opposite directions between the first and second optical communication lines F on both sides of the ring, and as shown in FIG. 4, the first optical communication line ( Com in Prot), the wavelength of a specific band ) Signal is dropped to the master channel of the
이러한 양방향 광 분기/결합기(120)에 의해서 지역 기지국(RN)은 가입자 장치로부터 전송된 상향의 광신호를 링 타입의 분배망에서 시계방향 혹은 반시계방향 으로 전송할 수 있는 것이다.By the bidirectional optical splitter / combiner 120, the local base station RN can transmit an uplink optical signal transmitted from the subscriber device in a clockwise or counterclockwise direction in a ring type distribution network.
한편 상기 양방향 광 분기/결합기(120) 각각에는 회선 절체상태를 검출하여 시계방향 혹은 반시계 방향으로만 광신호를 전송하는 리던던시 미디어 변환기(130)가 결합된다. 이러한 리던던시 미디어 변환기(130)는 직접 혹은 이더넷망을 통해 가입자 장치와 연결될 수 있다.Meanwhile, each of the bidirectional optical splitters / combiners 120 is coupled with a
도 5를 참조하여 리던던시 미디어 변환기(130)에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 상기 리던던시 미디어 변환기(130)는 크게 마스터 채널의 송수신부와, 슬레이브 채널의 송수신부 및 CPU(136), 그리고 인터페이스부 역할을 하는 PHY 칩(135,145)을 포함한다.The
마스터 채널과 슬레이브 채널 각각에는 3dB의 광 커플러가 연결되어 있다. 이러한 광 커플러는 미디어 변환기(130)내에 포함될 수도 있으며 외부에 위치할 수도 있다. 상기 마스터 채널은 도 4에 도시한 양방향 광 분기/결합기(120)의 드롭포트(상향신호일때는 애드(add)포트가 됨)와 연결되는 것으로 가정할 수 있으며, 슬레이브 채널은 도 4에 도시한 양방향 광 분기/결합기(120)의 애드(Add)포트와 연결되는 것으로 가정할 수 있다. 이러한 가정에 따르면 드롭포트와 마스터 채널을 통해 전송되는 광신호는 광 커플러에 의해 마스터 채널의 송신부인 LD(131)와 수신부인 PD(133)로 분기되며, 마스터 채널의 송신부인 LD(131)로부터 발생된 광 신호는 광 커플러와 드롭포트를 통해 중앙 기지국(CO)으로 전송된다.3dB optocouplers are connected to each of the master and slave channels. Such an optocoupler may be included in the
마스터 채널의 송수신부와 슬레이브 채널의 송수신부는 각각 송신부로서 광원인 LD(131,143)와 그를 구동시키기 위한 LD구동부(132,144) 및 수신부로서 PD(133,141)와 PD구동부(134,142)를 포함한다. 이러한 마스터/슬레이브 송수신부는 각각 전기적인 신호를 광신호로 변환하여 연결된 광 커플러로 전송하고, 그 연결된 광 커플러를 통해 전송되는 광신호를 전기적인 신호로 변환하여 후술할 인터페이스부(135,145)를 통해 가입자 장치로 출력한다.The transceiver of the master channel and the transceiver of the slave channel respectively include
한편 CPU(136)는 미디어 변환기(130)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들면, CPU(136)는 내부 메모리에 저장된 제어 프로그램 데이터에 기초하여 상기 마스터와 슬레이브 송수신부의 상태 및 회선 절체 상태를 검출하여 마스터 및 슬레이브 송수신부중 어느 하나의 송수신부만을 활성화시키는 역할을 수행한다.The
마지막으로 상기 미디어 변환기(130)는 상기 마스터와 슬레이브 송수신부 각각에 연결되어 가입자 장치와의 데이터 인터페이싱을 수행하는 인터페이스부(135,145)를 더 포함한다. 이러한 인터페이스부(135,145)로서 PHY 칩을 사용할 수 있다. 참고적으로 슬레이브 송수신부와 연결되는 인터페이스부(145) 후단에는 데이터 버퍼링을 위한 버퍼(137)를 더 포함할 수 있다.Finally, the
이하 리던던시 미디어 변환기(130)의 CPU(136)에서 수행되는 회선 절체 흐름도를 설명하기로 한다.Hereinafter, a circuit switching flowchart performed by the
우선 최초 전원이 켜지면 리던던시용 미디어 변환기(130)의 CPU(136)는 초기상태로 전환하는데, 초기 상태에서 CPU(136)는 마스터 채널을 제1채널로 설정한다. 초기화 상태에서 마스터 채널을 제1채널로 설정한 CPU(136)는 이후 알람발생 유무를 체크한다. 알람발생 유무는 마스터와 슬레이브의 LD(131,143), 마스터와 슬레이브의 PD(133,141) 상태를 읽음으로서 체크할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 하 기 표 1에 도시한 바와 같이 마스터 혹은 슬레이브의 LD(131) 및 PD(133)가 정상인 경우를 제외하고는 알람상태인 것으로 한다. 하기 표 1에서 “0”은 폴트(fault) 혹은 디스에이블을 나타낸 것이며, “1”은 액티브 혹은 인에이블을 나타낸 것이다.First, when the initial power is turned on, the
상기 알람상태 체크결과 알람상태라면 차후 관리를 위해 그 상태를 내부 메모리에 기록한후 계속적으로 시스템의 상태를 모니터한다.If the alarm state check result is an alarm state, the state is recorded in the internal memory for later management, and then the state of the system is continuously monitored.
만약 알람상태가 아니라면 CPU(136)는 설정된 제1채널을 현재 채널로 전환한다. 그리고 CPU(136)는 현재의 상태를 유지하면서 오류 이벤트가 발생하는지 검사한다. 알람상태가 아니면서 현재 채널에 오류 이벤트가 발생하면 채널을 옮겨야 하는데, 이것이 반사에 의한 링크오류인지 아니면 시스템 오류인지 확인하는 과정이 필요하다. 참고적으로 회선 절체가 수직단면형태로 절단되면 절체된 부분에서 반사 가 발생하여 전송신호가 자신에게 되돌아와 결과적으로 절체를 인식할 수 없는 경우가 발생한다. 이러한 반사에 의한 오류를 확인할 필요가 있다.If not in the alarm state, the
이에 CPU(136)는 오류가 발생하면 그 오류가 시스템 오류인지를 판단한다. 일정시간내 파일럿 패킷이 수신되지 않으면 시스템 오류로 판단할 수 있다. 만약 시스템 오류가 아니면 CPU(136)는 리던던시를 “온”시킨다. 즉, 현재 채널인 마스터를 디스에이블시키고 예비채널인 슬레이브를 인에이블시킨다.Accordingly, when an error occurs, the
반면 시스템 오류가 발생되었다면 CPU(136)는 그 오류가 반사에 의한 오류인지를 판단하기 위해 현재 채널의 LD, 즉 마스터 채널의 LD(131)를 디스에이블시킨후 현재 채널의 PD가 “링크 온“되는가를 검사한다. 검사결과 현재 채널의 PD 링크가 온된다면 반사에 의한 오류는 아니기 때문에 리던던시를 ”온“시킨다. 그러나 현재 채널의 PD 링크가 ”온“되지 않으면 상기 오류가 반사에 의한 오류를 나타내는 것이므로 현재 채널의 반사 발생 사실을 외부 장치로 통보하여 준다. 그리고 CPU(136)는 리던던시를 ”온“시키는 방식으로 시스템 제어한다.On the other hand, if a system error occurs, the
이상과 같은 CPU(136)의 회선 절체 검출과 그 검출결과에 따라 예비채널의 리던던시를 “온”하게 되면, 정상상태에서는 중앙 기지국(CO)과 각 지역 기지국들이 마스터 채널을 통해 광전송을 정상적으로 수행할 수 있다.When the redundancy of the spare channel is “on” according to the circuit switching detection and the detection result of the
그러나 만약 회선 절체등의 장애가 발생하면 각 지역 기지국의 리던던시 미디어 변환기(130)내의 CPU(136)가 이를 검출하여 리던던시를 “온”시킴으로서, 중앙 기지국(CO)과 해당 지역 기지국은 마스터 채널이 아닌 슬레이브 채널을 통해 정상적으로 광전송을 수행할 수 있게 되는 것이다.However, if a failure such as a circuit change occurs, the
상술한 바와 같이 본 발명은 중앙기지국(CO)내 다중화/역다중화기(100)로부터 출력되는 하향 광신호를 광 커플러를 통해 링 타입의 광통신 선로(F)로 분기 전송하기 때문에, 리던던시를 구현하면서도 하나의 다중화/역다중화기 사용으로 인한 중앙기지국의 구조를 단순화시킬 수 있게 되는 것이다.As described above, the present invention branches the downlink optical signal output from the multiplexer /
또한 본 발명은 기존 광섬유(ITU-T G.652.A.B 계열) 보다 사용파장영역이 100nm 이상 확대된 광섬유를 광통신 선로(F)로 채용함으로서, 향후 데이터 전송량의 증가시에도 기존 시스템 장비를 이용하면서도 대용량의 멀티 데이터를 전송할 수 있게 되는 것이다.In addition, the present invention adopts the optical communication line (F) by using an optical fiber having a wavelength range of 100 nm or more larger than that of the existing optical fiber (ITU-T G.652.AB series), while using the existing system equipment even when the data transmission amount is increased in the future. It will be able to transfer large amounts of multi data.
이하 본 발명의 또 다른 실시예를 도 6과 도 7을 참조하여 설명하면,Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
우선 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 링형 WDM PON 시스템 구성도를 도시한 것이며, 도 7은 도 6중 신호 보상부(500)의 구성도를 예시한 것이다.First, FIG. 6 illustrates a ring type WDM PON system configuration diagram according to another embodiment of the present invention, and FIG. 7 illustrates a configuration diagram of the
도 6에 도시한 바와 같이 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 링타입의 WDM PON 시스템은 복수의 링 타입 광통신 선로(100a)(100b)와, 중앙 기지국(200)과, 다수의 지역 기지국(300)과, 광 커플러(400)와, 다수의 신호보상부(500)를 포함하여 이루어지며, 상기 중앙 기지국(200)은 링형의 광통신 선로(100a 또는 100b)를 통해 다수의 지역 기지국(300)들과 네트워크 연결된다.As shown in FIG. 6, the WDM PON system of the multi-ring type according to another embodiment of the present invention includes a plurality of ring-type
도 6에서 참조부호 210,220은 도 3에서 이미 설명한 중앙기지국내의 광 송수신부를 나타내고 있으며, 참조부호 230은 광 커플러(400)와 결합되는 다중화/역다중화기를 나타내고 있다. 이러한 구성은 이미 도 3에서 상세 설명하였기에 그에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다. 다만 참조부호 240은 광 순환기를 나타낸 것으 로, 상기 광 순환기(240)는 중앙 기지국(200)내 광 송신부(210)로부터 출력되는 하향의 광신호를 상기 다중화/역다중화기(230)로 출력하며, 그 다중화/역다중화기에서 역다중화된 상향의 광 신호를 광 송신부(210)와 쌍을 이루는 광 수신부(220)로 출력하여 준다. 이러한 광 순환기(240) 역시 3dB 커플러로 대체될 수 있다.In FIG. 6,
도 6에서 복수의 링형 분배망을 형성하고 있는 각각의 광통신 선로(100a,100b)는 사용파장 영역범위가 1280nm에서 1620nm인 무수 광섬유를 이용하여 제작된다. 이러한 무수 광섬유 역시 제1실시예에서 설명한 것처럼 기존 ITU-T G.652.A,B 계열(사용파장 영역이 1280∼1360nm, 1530∼1620nm) 보다 사용파장영역이 100nm 이상 확대된 관계로 대용량의 멀티 데이터 전송이 가능하다.In FIG. 6, each
아울러 상기 링형 분배망을 형성하고 있는 각각의 광통신 선로(100a,100b)의 소정 위치에 접속된 양방향 광 분기/결합기(310), 그리고 그 광 분기/결합기(310)에 결합되는 리던던시용 미디어 변환기(320) 역시 도 3에서 설명한 광 분기/결합기(120) 및 미디어 변환기(130)와 동일하므로 그에 대한 설명 역시 생략하기로 한다.In addition, a bidirectional optical splitter /
미설명 참조부호 321a,321b는 앞서 설명한 광 순환기로서 이 역시 3dB 커플러로 대체 가능하다.
한편 중앙기지국(200)내 다중화/역다중화기(230)와 일측이 접속되는 광 커플러(400)는 복수의 신호 보상부(500) 각각과 접속되어 상기 다중화/역다중화기(230)로부터 출력되는 하향의 광신호를 분기하여 각각의 신호 보상부(500)로 출력하거나, 각 신호 보상부(500)로부터 출력되는 상향의 광신호를 중앙기지국(200)내 다중 화/역다중화기(230)로 출력하여 주는 역할을 수행한다.On the other hand, the
그리고 상기 신호 보상부(500) 각각은 상기 광통신 선로(100a)(100b)와 광 커플러(400)간에 송수신되는 상,하향 광신호를 증폭하여 신호 손실을 보상하여 준다.Each of the
이러한 신호 보상부(500)는 도 7에 도시한 바와 같이 제1광 순환기(510)와, 1 ×2 커플러(520)와, 제2광 순환기(530)와 한쌍의 증폭기(540)를 포함한다.The
상기 제1광 순환기(510)는 상기 중앙 기지국(200)내 다중화/역다중화기(230)로부터 출력되어 상기 광 커플러(400)를 경유하여 출력되는 하향의 광신호와, 상기 광 커플러(400)를 경유하여 상기 중앙 기지국(200)내 다중화/역다중화기(230)로 입력되는 상향의 광신호가 서로 다른 경로를 통해 송수신되도록 한다.The first
그리고 상기 1 ×2 커플러(520)는 광통신 선로(100a 또는 100b)로 송신되어야 할 하향의 광신호를 분기하여 출력하며 그 광통신 선로(100a 또는 100b)부터 전송되는 상향의 광신호를 수신하여 후술할 제2광 순환기(530)로 출력하여 준다.The 1 × 2
상기 제2광 순환기(530)는 상기 1 ×2 커플러(520)로부터 입력되는 상향의 광 신호와 상기 1 ×2 커플러(520)로 출력되는 하향의 광신호가 서로 다른 경로를 통해 송수신되도록 하여 주며,The second
상기 증폭기(540)는 상기 제1광 순환기(510)와 제2광 순환기(530)간의 두 경로상에 서로 반대 방향으로 설치되어, 이 두 경로를 통해 송수신되는 신호를 증폭하여 신호 손실을 보상하여 주는 역할을 수행한다.The
상술한 구성의 신호 보상부(500)를 광 커플러(400)와 광통신 선로(100a,100b) 각각에 위치시킴으로서, 상기 중앙 기지국(200)과 광통신 선로(100a,100b)간에 송수신되는 상,하향 광신호는 상기 2개의 광 순환기(510)(530)와 증폭기들에 의해 서로 다른 전송 경로를 가지면서 신호 증폭되어 전송된다.By placing the
따라서 광통신 선로상에 각종 기기를 인터페이스함에 의해 발생하는 삽입 손실, 광케이블 열화 등에 의한 손실 등 다양한 환경적 요인들에 의해 발생하는 손실들을 보상할 수 있게 되는 것이다.Therefore, it is possible to compensate for losses caused by various environmental factors such as insertion loss caused by interface of various devices on the optical communication line, loss due to optical cable degradation, and the like.
또한 본 발명의 제2실시예에 따른 시스템 역시 기존 광섬유(ITU-T G.652.A.B 계열) 보다 사용파장영역이 100nm 이상 확대된 광섬유를 광통신 선로(F)로 채용함으로서, 향후 데이터 전송량의 증가시에도 기존 시스템 장비를 이용하면서도 대용량의 멀티 데이터를 전송할 수 있게 되는 것이다.In addition, the system according to the second embodiment of the present invention also employs an optical communication line (F) as an optical communication line (F) by using an optical fiber having a wavelength range of 100 nm or more larger than that of an existing optical fiber (ITU-T G.652.AB series). Even when using existing system equipment, it is possible to transmit large amounts of multi-data.
상술한 바와 같이 본 발명은 중앙기지국내 다중화/역다중화기로부터 출력되는 하향 광신호를 광 커플러를 통해 링 타입의 광통신 선로로 분기 전송하기 때문에, 하나의 다중화/역다중화기 사용으로 인해 중앙기지국의 구조를 단순화시킬 수 있는 장점이 있으며,As described above, in the present invention, since the downlink optical signal output from the multiplexer / demultiplexer in the central base station is transmitted through the optical coupler to the ring type optical communication line, the structure of the central base station can be reduced by using one multiplexer / demultiplexer. There is an advantage to simplify,
더 나아가 본 발명은 기존 광섬유(ITU-T G.652.A.B 계열) 보다 사용파장영역이 100nm 이상 확대된 광섬유를 링형 WDM PON 시스템의 전송매체로 채용함으로서, 향후 데이터 전송량의 증가시에도 현 장비를 이용하면서 대용량의 멀티 데이터를 전송할 수 있는 장점을 가지게 되는 것이다. Furthermore, the present invention employs an optical fiber having a wavelength range of 100 nm or more larger than that of an existing optical fiber (ITU-T G.652.AB series) as a transmission medium of a ring-type WDM PON system. It has the advantage of being able to transmit large amounts of multi-data while using it.
또한 본 발명은 중앙기지국측의 시스템을 유지하면서 사용파장영역이 넓은 복수의 링형 광통신 선로 및 신호 보상부를 채용함으로서, 기존 보다 많은 수의 가입자를 수용할 수 있는 동시에 광통신 선로상에 각종 기기를 인터페이스하여 발생하게 되는 삽입 손실, 광케이블 열화 등의 손실들을 적절하게 보상할 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention employs a plurality of ring-type optical communication lines and signal compensators having a wide wavelength range while maintaining the system of the central base station side, thereby accommodating a larger number of subscribers and simultaneously interfacing various devices on the optical communication lines. There is an advantage that it is possible to properly compensate for losses such as insertion loss, optical cable degradation, etc. that occur.
한편 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.On the other hand, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, which are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined only by the appended claims.
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