KR100678128B1 - 수동형 광 가입자 망 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 양방향 통신을 위해서 하향 광신호와 상향 광신호를 이용한 수동형 광 가입자 망은 상기 하향 및 상향 광신호들은 동일 파장 대역의 서로 다른 편광 성분을 사용한다.
수동형 광 가입자 망, 편광, 파장 잠김

Description

수동형 광 가입자 망{PASSIVE OPTICAL NETWORK}
도 1은 종래 기술에 따른 수동형 광 가입자 망의 구성을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수동형 광 가입자 망의 구성을 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수동형 광 가입자 망의 구성을 나타내는 도면.
본 발명은 파장 분할 다중 방식의 광 가입자 망에 관한 것으로서, 특히 양방향 통신을 위한 파장 분할 다중 방식의 수동형 광 가입자 망에 관한 것이다.
파장 분할 다중 방식의 수동형 광 가입자 망은 각 가입자에게 부여된 고유의 파장을 이용하여 초고속 광대역 통신 서비스를 제공한다. 따라서, 통신의 비밀 보장이 확실하고, 가입자 추가시 해당 가입자에게 별도의 파장을 인가함으로써 통신 회선의 확보가 용이하다는 이점이 있다. 반면에, 중앙 기지국(Central office)과, 각 가입자 단에서 특정 발진 파장의 광원 및 광원의 파장을 안정화시키기 위한 부가적인 파장 안정화 회로가 필요하게 되며, 이는 가입자들에게 높은 경제적인 부담을 요구하는 문제를 유발한다.
도 1은 종래 기술에 따른 수동형 광 가입자 망의 구성을 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 종래의 수동형 광 가입자 망은 중앙 기지국(110)과, 지역 기지국(120)과, 복수의 가입자들(130)을 포함하며, 상기 중앙 기지국(110)과 상기 지역 기지국(120)은 단일 광섬유(101)에 의해 연결되고, 상기 지역 기지국(120)은 상기 가입자들(130) 각각과 연결된 이중 성형 구조를 갖는다.
상기 중앙 기지국(110)은 하향 광신호들(λ1 ~ λN)을 생성하기 위한 복수의 하향 광원들(111)과, 다중화된 상향 광신호들(λN+1 ~ λ2N)을 역다중화시키고 상기 하향 광신호들을 다중화시키기 위한 다중화/역다중화기(113)와, 상기 다중화/역다중화기(113)에서 역다중화된 해당 상향 광신호를 검출해내기 위한 상향 광 검출기(112)를 포함한다.
상기 지역 기지국(120)은 상기 중앙 기지국(113)에서 다중화된 상기 하향 광신호들을 역다중화시켜서 해당 가입자(130)로 출력시키고, 상기 가입자들(130)로부터 입력된 상기 상향 광신호들을 다중화시켜서 상기 중앙 기지국(110)으로 출력시키기 위한 다중화/역다중화기(121)를 포함한다.
상기 각 가입자(130)는 상향 광신호를 생성하기 위한 상향 광원(132)과, 상기 지역 기지국(120)에서 역다중화된 해당 하향 광신호를 검출해내기 위한 하향 광 검출기(131)를 포함한다.
일반적인 양방향 통신을 위한 수동형 광 가입자 망은 서로 다른 파장 대역을 갖는 상기 하향 및 상향 광신호들을 사용한다. 즉, 상기 중앙 기지국과 상기 지역 기지국은 단일 광섬유에 의해 링크됨으로써 서로 다른 파장 대역을 갖는 하향 광신호들과 상향 광신호들을 사용해서 하향 및 상향 광신호들 사이의 교란으로 인한 손실 및 잡음 발생을 최소화시킨다.
또한, 상술한 수동형 광 가입자 망은 가입자 수가 증가로 인한 회선 증설이 필요한 경우에, 상기 하향 광신호들 사이의 파장 간격과, 상기 상향 광신호들 사이의 파장 간격을 줄임으로써 필요한 회선을 용이하게 증설할 수 있다.
그러나, 종래의 수동형 광 가입자 망은 회선 증설을 위해서 하향 광신호들 사이의 파장 간격과, 상향 광신호들 사이의 파장 간격을 줄이면 줄일 수록 파장 대역의 안정화를 위해서 보다 고가의 다중화/역다중화기를 필요로 하게되며, 파장 간격의 감소로 인해 증설된 회선들의 파장 안정을 위한 별도의 안정화 수단을 더 구비해야 하는 문제가 있다. 결과적으로 수동형 광 가입자 망의 구성에 드는 비용이 더욱 증가하게 되는 문제가 있다.
본 발명은 설치비 절감이 가능한 수동형 광 가입자 망을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명에 따른 양방향 통신을 위해서 하향 광신호와 상향 광신호를 이용한 수동형 광 가입자 망에 있어서,
상기 하향 및 상향 광신호들은 동일 파장 대역의 서로 다른 편광 성분을 사용한다.
이하에서는 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예를 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 발명의 제1 실시예에 따른 수동형 광 가입자 망의 구성을 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수동형 광가입자 망(200)은 파장 잠김된 하향 광신호들(λ1 ~ λN)을 생성하고 상향 광신호들(λ 1 ~ λN)을 검출하기 위한 중앙 기지국(210)과, 상기 하향 광신호들의 편광 성분과 다른 편광 성분을 갖는 상향 광신호를 파장 잠김에 의해 생성하기 위한 복수의 가입자들(230)과, 상기 중앙 기지국과 단일 광섬유(201)에 의해 연결된 지역 기지국(220)을 포함한다. 상기 상향 광신호들과 하향 광신호들은 서로 다른 편광 성분을 갖는 동일 파장 대역을 사용한다.
상기 중앙 기지국(210)은 파장 잠김된 하향 광신호를 생성하기 위한 복수의 하향 광원들(211)과, 역다중화된 해당 상향 광신호를 검출해내기 위한 복수의 상향 광검출기들(212)과, 제1 다중화/역다중화기(213)와, 제1 편광 선택 결합기(214)와, 광대역 광원(215)과, 상기 단일 광섬유(201) 상에 배치됨으로써 상기 광대역 광을 상기 중앙 기지국(210)과, 상기 지역 기지국(220)으로 전송시키기 위한 광 결합기(216)를 포함한다.
상기 광대역 광원(Broadband light source; 215)은 상기 각 가입자(230) 및 상기 각 하향 광원(211)을 파장 잠김시키기 위한 넓은 파장 대역의 광을 생성해서, 상기 광 결합기(216)를 통해서 상기 제1 다중화/역다중화기(213)와 지역 기지국(220)으로 출력한다. 상기 광대역 광원(215)으로는 자발 광출광 또는 파장 대역이 넓은 비간섭성 광을 생성할 수 있는 희토류 첨가 광섬유 또는 반도체 광증폭기 등을 사용할 수 있다.
상기 제1 다중화/역다중화기(213)는 상기 하향 광원들(211)에서 생성된 하향 광신호들을 다중화시켜서 상기 지역 기지국(220)으로 출력시키고, 다중화된 상기 상향 광신호들을 역다중화시켜서 해당 상향 광검출기(212)로 출력시킨다. 또한, 상기 제1 다중화/역다중화기(213)는 상기 광대역 광원(215)에서 생성된 상기 광을 각각의 파장을 갖는 비간섭성 채널들로 분할한 후 해당 하향 광원(211)에 입력시키며, 상기 각 하향 광원(211)은 해당 비간섭성 채널에 의해 파장 잠김된 하향 광신호를 생성한다. 상기 하향 광원들(211)은 페브리 페롯 레이저 또는 반사형 반도체 광증폭기를 포함할 수 있다.
제1 편광 선택 결합기(214)는 역다중화된 해당 상향 광신호를 해당 상향 광검출기(212)로 출력시키고, 해당 하향 광원(211)에서 생성된 하향 광신호를 상기 제1 다중화/역다중화기(213)로 출력시킨다. 상기 제1 편광 선택 결합기는 편광 성 분에 따라서, 광신호를 분기 또는 결합시킬 수 있는 편광 빔 분할기(Polizer Beam spliter) 등을 사용할 수 있다.
상기 지역 기지국(220)은 단일 광섬유(201)에 의해서 상기 중앙 기지국(210)에 연결됨으로써 다중화된 상기 하향 광신호들을 역다중화시켜서 해당 가입자로 출력시키고, 상기 가입자들(230)로부터 입력받은 상향 광신호들을 다중화시켜서 상기 중앙 기지국(210)으로 출력시키기 위한 제2 다중화/역다중화기(221)를 포함한다. 상기 제2 다중화/역다중화기(221)는 상기 광 결합기(216)를 통해서 입력받은 상기 광을 각각의 파장을 갖는 비간섭성 채널들로 분할한 후 해당 가입자(230)로 출력시킨다. 상기 단일 광섬유(201)로는 편광 유지 광섬유 등을 사용할 수 있다.
상기 각 가입자(230)는 상기 지역 기지국(220)에서 역다중화된 해당 하향 광신호를 검출해내기 위한 하향 광검출기(232)와, 파장 잠김된 상향 광신호를 생성하기 위한 상향 광원(233)과, 제2 편광 선택 결합기(231)를 포함하며, 상기 상향 광원(233)은 해당 비간섭성 채널에 의해 파장 잠김된 상향 광신호를 생성한다.
상기 제2 편광 선택 결합기(231)는 상기 지역 기지국(220)에서 역다중화된 해당 하향 광신호를 상기 하향 광검출기(232)로 출력시키고, 상기 상향 광원(233)에서 생성된 상기 상향 광신호를 상기 지역 기지국(220)으로 출력시킨다. 상기 제2 편광 선택 결합기(231)는 편광 빔 분할기 등을 사용할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수동형 광 가입자 망의 구성을 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 수동형 광가입자 망(300)은 하향 광신호들을 생성하며, 다중화된 상향 광신호들을 역다중화시킨 후 검 출해내기 위한 중앙 기지국(310)과, 상기 하향 광신호들의 편광 성분과 다른 편광 성분을 갖는 상향 광신호를 생성하며, 역다중화된 해당 하향 광신호를 검출해내기 위한 복수의 가입자들(330)과, 상기 중앙 기지국(310)과 상기 가입자들(330)을 중계하기 위한 지역 기지국(320)을 포함한다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 상기 상향 광신호들과 하향 광신호들(λ1 ~ λN)은 동일 파장 대역의 서로 다른 편광 성분을 사용한다. 상기 중앙 기지국(310)과 상기 지역 기지국(320)을 연결시키기 위한 단일 광섬유(301)로는 편광 유지 광섬유를 사용할 수 있다.
상기 중앙 기지국(310)은 하향 광신호를 생성하기 위한 복수의 하향 광원들(311)과, 역다중화된 해당 상향 광신호를 검출해내기 위한 복수의 상향 광검출기들(312)과, 제1 다중화/역다중화기(313)와, 제1 편광 선택 결합기들을(314) 포함한다.
상기 각 하향 광원(311)은 분포 궤환 레이저를 사용할 수 있으며, 상기 하향 및 상향 광신호들은 1300 ~ 1350㎚의 파장 대역을 사용하거나, 1450 ~ 1500㎚의 파장 대역을 사용하거나, 1520 ~ 1620㎚의 파장 대역을 사용할 수 있다.
상기 제1 다중화/역다중화기(313)는 상기 하향 광원들(311)에서 생성된 하향 광신호들을 다중화시켜서 상기 지역 기지국(320)으로 출력시키고, 다중화된 상기 상향 광신호들을 역다중화시켜서 해당 상향 광검출기(312)로 출력시킨다. 상기 제1 다중화/역다중화기(313)로는 평면 도파로 형태의 광도파로열 격자(Arrayed waveguide grating) 등을 사용할 수 있다.
상기 제1 편광 선택 결합기(314)는 역다중화된 해당 상향 광신호를 해당 상향 광검출기(312)로 출력시키고, 해당 하향 광원(311)에서 생성된 하향 광신호를 상기 제1 다중화/역다중화기(313)로 출력시킨다. 상기 제1 편광 선택 결합기(314)로는 편광 빔 분할기를 사용함으로써 서로 다른 편광 성분을 갖는 하향 및 상향 광신호를 입출력시킬 수 있다.
상기 지역 기지국(320)은 단일 광섬유(301)에 의해 상기 중앙 기지국에 연결됨으로써 다중화된 상기 하향 광신호들을 역다중화시켜서 해당 가입자로 출력시키고, 상기 가입자들(330)로부터 입력받은 상향 광신호들을 다중화시켜서 상기 중앙 기지국(310)으로 출력시키기 위한 제2 다중화/역다중화기(321)를 포함한다.
상기 각 가입자(330)는 상기 지역 기지국(320)에서 역다중화된 해당 하향 광신호를 검출해내기 위한 하향 광검출기(332)와, 상향 광신호를 생성하기 위한 상향 광원(333)과, 제2 편광 선택 결합기(331)를 포함한다.
상기 제2 편광 선택 결합기(331)는 상기 지역 기지국(320)에서 역다중화된 해당 하향 광신호를 상기 하향 광검출기(332)로 출력시키고, 상기 상향 광원(333)에서 생성된 상기 상향 광신호를 상기 지역 기지국(320)으로 출력시킨다. 상기 제2 편광 선택 결합기(331)로는 편광 빔 분할기 등을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 수동형 광 가입자 망은 동일한 파장 대역의 상향 및 하향 광신호를 서로 다른 편광 성분을 갖도록 해서 사용함으로써, 보다 저렴한 비용으로 회선 증설이 용이해지는 이점이 있다.

Claims (17)

  1. 양방향 통신을 위한 하향 광신호와 상향 광신호를 이용한 수동형 광 가입자 망에 있어서,
    상기 하향 및 상향 광신호들은 동일 파장 대역의 서로 다른 편광 성분임을 특징으로 하는 수동형 광 가입자 망.
  2. 수동형 광가입자 망에 있어서,
    하향 광신호들을 생성하며, 다중화된 상향 광신호들을 역다중화시킨 후 검출해내기 위한 중앙 기지국과;
    상기 하향 광신호들의 편광 성분과 다른 편광 성분을 갖는 상향 광신호를 생성하며, 역다중화된 해당 하향 광신호를 검출해내기 위한 복수의 가입자들과;
    상기 상향 광신호들을 다중화시켜서 상기 중앙 기지국으로 출력시키고, 상기 중앙 기지국에서 다중화된 하향 광신호들을 역다중화시켜서 해당 가입자로 출력시키기 위한 지역 기지국과;
    상기 중앙 기지국과 상기 지역 기지국을 연결하는 단일 광섬유를 포함하며,
    상기 상향 광신호들과 하향 광신호들은 동일 파장 대역의 서로 다른 편광 성분을 사용함을 특징으로 하는 수동형 광 가입자망.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 단일 광섬유는 편광 유지 광섬유를 포함함을 특징으로 하는 수동형 광 가입자망.
  4. 제2 항에 있어서, 상기 중앙 기지국은,
    하향 광신호를 생성하기 위한 복수의 하향 광원들과;
    역다중화된 해당 상향 광신호를 검출해내기 위한 복수의 상향 광검출기들과;
    상기 하향 광원들에서 생성된 하향 광신호들을 다중화시켜서 상기 지역 기지국으로 출력시키고, 다중화된 상기 상향 광신호들을 역다중화시켜서 해당 상향 광검출기로 출력시키기 위한 제1 다중화/역다중화기와;
    역다중화된 해당 상향 광신호를 해당 상향 광검출기로 출력시키고, 해당 하향 광원에서 생성된 하향 광신호를 상기 제1 다중화/역다중화기로 출력시키기 위한 제1 편광 선택 결합기를 포함함을 특징으로 하는 수동형 광 가입자 망.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 편광 선택 결합기는 편광 빔 분할기를 포함함을 특징으로 하는 수동형 광 가입자 망.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 각 하향 광원은 분포 궤환 레이저를 포함함을 특징으로 하는 수동형 광 가입자 망.
  7. 제2 항에 있어서,
    상기 하향 및 상향 광신호들은 1300 ~ 1350㎚의 파장 대역을 사용하며, 서로 다른 편광 성분을 사용함을 특징으로 하는 수동형 광 가입자 망.
  8. 제2 항에 있어서,
    상기 하향 및 상향 광신호들은 1450 ~ 1500㎚의 파장 대역을 사용하며, 서로 다른 편광 성분을 사용함을 특징으로 하는 수동형 광 가입자 망.
  9. 제2 항에 있어서,
    상기 하향 및 상향 광신호들은 1520 ~ 1620㎚의 파장 대역을 사용하며, 서로 다른 편광 성분을 사용함을 특징으로 하는 수동형 광 가입자 망.
  10. 제2 항에 있어서, 상기 지역 기지국은,
    상기 단일 광섬유에 의해서 상기 중앙 기지국과 링크됨으로써 다중화된 상기 하향 광신호들을 역다중화시켜서 해당 가입자로 출력시키고, 상기 가입자들로부터 입력받은 상향 광신호들을 다중화시켜서 상기 중앙 기지국으로 출력시키기 위한 제2 다중화/역다중화기를 포함함을 특징으로 하는 수동형 광 가입자 망.
  11. 제2 항에 있어서, 상기 각 가입자는,
    상기 지역 기지국에서 역다중화된 해당 하향 광신호를 검출해내기 위한 하향 광검출기와;
    상향 광신호를 생성하기 위한 상향 광원과;
    상기 지역 기지국에서 역다중화된 해당 하향 광신호를 상기 하향 광검출기로 출력시키고, 상기 상향 광원에서 생성된 상기 상향 광신호를 상기 지역 기지국으로 출력시키기 위한 제2 편광 선택 결합기를 포함함을 특징으로 하는 수동형 광 가입자 망.
  12. 수동형 광가입자 망에 있어서,
    파장 잠김된 하향 광신호들을 생성하며, 다중화된 상향 광신호들을 역다중화시킨 후 검출해내기 위한 중앙 기지국과;
    상기 하향 광신호들의 편광 성분과 다른 편광 성분을 갖는 상향 광신호를 파장 잠김에 의해 생성하며, 역다중화된 해당 하향 광신호를 검출해내기 위한 복수의 가입자들과;
    상기 상향 광신호들을 다중화시켜서 상기 중앙 기지국으로 출력시키고, 상기 중앙 기지국에서 다중화된 하향 광신호들을 역다중화시켜서 해당 가입자로 출력시키기 위한 지역 기지국과;
    상기 중앙 기지국과 상기 지역 기지국을 연결하는 단일 광섬유를 포함하며,
    상기 상향 광신호들과 하향 광신호들은 동일 파장 대역의 서로 다른 편광 성분을 사용함을 특징으로 하는 수동형 광 가입자망.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 중앙 기지국은,
    파장 잠김된 하향 광신호를 생성하기 위한 복수의 하향 광원들과;
    역다중화된 해당 상향 광신호를 검출해내기 위한 복수의 상향 광검출기들과;
    상기 하향 광원들에서 생성된 하향 광신호들을 다중화시켜서 상기 지역 기지국으로 출력시키고, 다중화된 상기 상향 광신호들을 역다중화시켜서 해당 상향 광검출기로 출력시키기 위한 제1 다중화/역다중화기와;
    역다중화된 해당 상향 광신호를 해당 상향 광검출기로 출력시키고, 해당 하향 광원에서 생성된 하향 광신호를 상기 제1 다중화/역다중화기로 출력시키기 위한 제1 편광 선택 결합기와;
    상기 각 가입자 및 상기 각 하향 광원을 파장 잠김 시키기 위한 넓은 파장 대역의 광을 생성하는 광대역 광원과;
    상기 단일 광섬유 상에 배치됨으로써 상기 광대역 광을 상기 중앙 기지국과, 상기 지역 기지국으로 전송시키기 위한 광 결합기를 포함함을 특징으로 하는 수동형 광 가입자 망.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 하향 광원은 페브리 페롯 레이저 또는 반도체 광증폭기 중 어느 하나를 포함함을 특징으로 하는 수동형 광 가입자 망.
  15. 제12 항에 있어서, 상기 지역 기지국은,
    상기 단일 광섬유에 의해서 상기 중앙 기지국과 링크됨으로써 다중화된 상기 하향 광신호들을 역다중화시켜서 해당 가입자로 출력시키고, 상기 가입자들로부터 입력받은 상향 광신호들을 다중화시켜서 상기 중앙 기지국으로 출력시키기 위한 제2 다중화/역다중화기를 포함함을 특징으로 하는 수동형 광 가입자 망.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 단일 광섬유는 편광 유지 광섬유를 포함함을 특징으로 하는 수동형 광 가입자 망.
  17. 제12 항에 있어서, 상기 각 가입자는,
    상기 지역 기지국에서 역다중화된 해당 하향 광신호를 검출해내기 위한 하향 광검출기와;
    파장 잠김된 상향 광신호를 생성하기 위한 상향 광원과;
    상기 지역 기지국에서 역다중화된 해당 하향 광신호를 상기 하향 광검출기로 출력시키고, 상기 상향 광원에서 생성된 상기 상향 광신호를 상기 지역 기지국으로 출력시키기 위한 제2 편광 선택 결합기를 포함함을 특징으로 하는 수동형 광 가입자 망.
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