KR100753996B1

KR100753996B1 - 광 파장 분할 및 주파수 분할 다중화 방식을 이용한 다수신호 광 전송 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR100753996B1
Application number: KR1020010034342A
Authority: KR
Inventors: 김문홍; 신성호; 김후종; 정장훈
Original assignee: 에스케이 텔레콤주식회사
Priority date: 2001-06-18
Filing date: 2001-06-18
Publication date: 2007-09-03
Also published as: KR20020095957A

Abstract

본 발명은, 다수의 전송신호를 광 전송할 때에 광 파장 분할 다중화 방식(Wave Division Multiplexing)과 주파수 분할 다중화 방식(Frequency Division Multiplexing)을 동시에 적용하여 전송 효율을 높일 수 있는 다수 신호 광 전송 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 광 파장 분할 및 주파수 분할 다중화 방식을 이용한 다수 신호 광 전송 장치에 있어서, 전송하고자 하는 신호를 입력받아 신호 간의 분리도를 확보하기 위해 각각 고유하게 할당된 주파수 신호로 변환하는 다수개의 제1 무선 주파수 변환수단; 상기 다수개의 제1 무선 주파수 변환수단에 의해 변환된 무선 주파수 신호들을 소정의 광 신호로 변환하기 위한 다수개의 제1 광 변환수단; 상기 제1 광 변환수단들로부터 출력된 광 신호를 파장 분할 다중화하여 하나의 광 선로를 통해 전송하기 위한 파장 분할 다중화수단; 상기 하나의 광 선로를 통해 입력된 광 신호를 역다중화 하기 위한 역다중화 수단; 상기 역다중화 수단을 통해 출력된 광신호를 전기 신호로 변환하는 다수개의 제2 광 변환수단; 및 상기 제2 광 변환수단으로부터 출력된 신호를 고유하게 할당된 무선 주파수 신호로 변환하여 출력하는 다수개의 제2 무선 주파수 변환수단을 포함한다

광 파장 분할, 주파수 분할, 다중화, 광 전송, 기지국, 광 선로

Description

광 파장 분할 및 주파수 분할 다중화 방식을 이용한 다수 신호 광 전송 장치 및 그 방법{Method and Apparatus for Multi-Signal Optical Transmission using Wave Division Multiplexing and Frequency Division Multiplexing}

도 1a 및 1b 는 일반적인 다수 신호 광 전송 장치의 구성예시도.

도 2 는 본 발명에 따른 광 파장 분할 및 주파수 분할 다중화 방식을 이용한 다수 신호 광 전송 장치의 일실시예 구성도.

도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 광 전송을 통한 신규 시스템과 기존 시스템의 공유 서비스 방법에 대한 일실시예 설명도.

도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 3-섹터 신호 전송을 위한 도너 및 리모트부의 일실시예 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

210 : 도너부(210) 211 : 무선 주파수 변환부

212 : 광 변환부 213 : 파장 분할 다중화기

220 : 리모트부 221 : 파장 분할 다중화기

222 : 광 변환부 223 : 무선 주파수 변환부

본 발명은 개별적인 다수의 신호를 광 선로를 통하여 동시에 전송시 광 파장 분할 다중화 방식 및 주파수 분할 다중화 방식을 적용하여 전송 효율을 증가시킬 수 있는 다수 신호 광 전송 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 원거리 통신신호의 전송에 있어서 광 전송로를 사용할 경우 손실이 적은 특성으로 인해 우수한 품질을 보장할 수 있는 장점이 있다.

기존의 광 전송의 경우에는 한 개 이상의 신호를 동시에 전송하기 위해서 광 선로를 추가로 증설하는 방법을 채택하거나, 광 파장을 분리하여 다중 전송(Wave Division Multiplexing)하는 방법이 사용되었다.

도 1a 및 1b 는 일반적인 다수 신호 광 전송 장치의 구성예시도이다.

도 1a는 한 개 이상의 신호를 동시에 전송하기 위하여 광 선로를 추가로 증설하는 방법을 나타내고, 도 1b는 광 파장을 분리하여 다중 전송하는 방법을 나타낸다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 광 선로를 추가로 증설하는 방법은 도너(Donor)(101)에서 리모트(Remote)로 신호(S₁, S₂, ..., S_n)를 전송하고자 할 때, 신호의 수 만큼 광 선로를 추가로 증설하여야 한다.

또한, 도 1b에 도시된 바와 같이, 광 파장을 분리하여 다중 전송하는 경우에는 도너(110)에서 리모트(111)로 전송하고자 하는 신호(S₁, S₂, ..., S_n)를 광 파장 분리하고, 하나의 광 선로를 이용하여 광 파장 분리된 신호(

)를 다중화하여 리모트(111)로 전송한다.

그리고, 상기 전송된 신호(

)를 역다중화하여 원 신호를 검출한다.

그러나, 도 1a와 같은 광 선로를 추가로 증설하는 경우에는 추가적인 광 선로 구성으로 인한 비용증가 요인이 되었고, 도 1b와 같은 광 파장을 분리하여 다중 전송하는 경우에는 다수 신호 전송을 위한 고가의 고밀도 파장 다중화(Dense Wave Division Multiplexing) 장치의 사용이 불가피하여 전송 효율성 및 경제성이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 다수의 전송신호를 광 전송할 때에 광 파장 분할 다중화 방식(Wave Division Multiplexing)과 주파수 분할 다중화 방식(Frequency Division Multiplexing)을 동시에 적용하여 전송 효율을 높일 수 있는 다수 신호 광 전송 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 광 파장 분할 및 주파수 분할 다중화 방식을 이용한 다수 신호 광 전송 장치에 있어서, 전송하고자 하는 신호를 입력받아 신호 간의 분리도를 확보하기 위해 각각 고유하게 할당된 주파수 신호로 변환하는 다수개의 제1 무선 주파수 변환수단; 상기 다수개의 제1 무선 주파수 변환수단에 의해 변환된 무선 주파수 신호들을 소정의 광 신호로 변환하기 위한 다수개의 제1 광 변환수단; 상기 제1 광 변환수단들로부터 출력된 광 신호를 파장 분할 다중화하여 하나의 광 선로를 통해 전송하기 위한 파장 분할 다중화수단; 상기 하나의 광 선로를 통해 입력된 광 신호를 역다중화 하기 위한 역다중화 수단; 상기 역다중화 수단을 통해 출력된 광신호를 전기 신호로 변환하는 다수개의 제2 광 변환수단; 및 상기 제2 광 변환수단으로부터 출력된 신호를 고유하게 할당된 무선 주파수 신호로 변환하여 출력하는 다수개의 제2 무선 주파수 변환수단을 포함한다.

삭제

한편, 본 발명의 방법은, 광 파장 분할 및 주파수 분할 다중화 방식을 이용한 다수 신호 광 전송 방법에 있어서, 전송하고자 하는 신호를 입력받아 신호 간의 분리도를 확보하기 위해 각각 고유하게 할당된 주파수 신호로 변환하는 제1 단계; 상기 제1 단계에서 변환된 무선 주파수 신호들을 소정의 광 신호로 변환하는 제2 단계; 상기 제2 단계에서 변환된 광 신호를 파장 분할 다중화하여 하나의 광 선로를 통해 전송하는 제3 단계; 상기 하나의 광 선로를 통해 전송된 광 신호를 역다중화 하는 제4 단계; 상기 역다중화된 광신호를 전기 신호로 변환하는 제5 단계; 및 상기 제5 단계에서 변환된 전기 신호를 고유하게 할당된 무선 주파수 신호로 변환하여 출력하는 제6 단계를 포함한다.

삭제

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

도 2 는 본 발명에 따른 광 파장 분할 및 주파수 분할 다중화 방식을 이용한 다수 신호 광 전송 장치의 일실시예 구성도이다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 광 파장 분할 및 주파수 분할 다중화 방식을 이용한 다수 신호 광 전송 장치는 입력된 다수의 개별적인 신호(S₁, S₂, ..., S_m×n)를 주파수 분배 및 광 파장 분배하여 전송하는 도너부(210), 그리고 상기 도너부(210)에서 전송된 신호를 분배된 광 파장 및 주파수에 맞게 복원하는 리모트부(220)를 포함한다.

상기 도너부(210)는 입력된 신호들을 서로 상이한 주파수 신호로 변환하는 무선 주파수 변환부(211), 상기 무선 주파수 변환부(211)에서 주파수 배열된 무선 주파수 신호들을 별도의 광 파장 신호로 변환하여 배열하는 광 변환부(212), 그리고 상기 광 변환부(212)에서 출력된 신호를 파장 분할하여 다중화 하는 파장 분할 다중화기(WDM)(213)를 포함한다.

상기 리모트부(220)는 상기 도너부(210)로부터 전송된 다중화 신호를 역다중화하는 파장 분할 역다중화기(221), 상기 파장 분할 역다중화기(221)에서 출력된 신호를 수신받아 고유의 파장으로 분리하여 무선 주파수 신호로 변환하는 광 변환부(222), 그리고 상기 광 변환부(222)에서 변환된 무선 주파수 신호로부터 고유의 주파수로 배열된 다수의 신호를 분리해내는 무선 주파수 변환부(223)를 포함한다.

상기 도너부(210)에 입력되는 개별적인 입력 신호들은 고유의 주파수 및 광 파장으로 분리되어 신호간의 분리도를 확보하게 됨으로써, 리모트부(220)로 전송되어 복원시에도 충분히 고유의 특성을 보전할 수 있게 된다.

한편, m×n개의 신호를 전송할 경우 m개의 주파수 변환부(211)와 n개의 광 변환부(212)의 조합으로 1개의 광 선로를 통해 신호를 전송할 수 있으며, 이때 전송을 위해 필요한 광 파장은 n개가 된다.

그러나, 본 발명의 내용과 달리 기존 기술을 적용하여 구현할 경우 m×n개의 광 전송로를 구성하거나, m×n개의 파장을 사용하는 파장 분할 다중화(Dense Wave Division Multiplexing) 장치를 사용하게 되어 현실적으로 구현하기 어렵거나 구현비용이 막대한 단점이 생기게 된다. 즉, 본 발명의 내용대로 1개의 광 선로에 다수의 신호를 전송할 경우 고밀도 파장 다중화 방식과 비교하면 n개의 광 파장만 필요하여 (m×n-n)개 만큼의 파장 절감 효과를 얻을 수 있으며 상대적으로 광 전송부 구조가 간단해져 구현이 용이하고 가격이 저렴해지는 장점이 생기게 된다.

또한, 상태 감시 및 제어를 위한 통신신호와 주파수 변환 및 복원을 위한 기 준 신호(Reference Clock) 등도 원하는 신호와 동시에 전송이 가능하여 여러 종류의 시스템 구현시 용이하게 사용될 수 있다.

도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 광 전송을 통한 신규 시스템과 기존 시스템의 공유 서비스 방법에 대한 일실시예 설명도이다.

도면에서, "301"은 신규 시스템 기지국과 기존 시스템 기지국이 동일한 위치에 치국된 형태, "302"는 기존 시스템 기지국으로서 3-섹터를 담당하는 형태, "303~305"는 기존 시스템 기지국으로서 1-섹터를 담당하는 형태를 각각 나타낸다.

일반적으로 코드분할다중접속(Code Division Multiple Access : 이하 "CDMA"라 함) 네트워크가 진화되어 가는 과정에서 같은 주파수 대역을 쓰는 시스템으로 네트워크가 진화될 경우 근원문제(Near-Far Problem)로 인하여, 기존 시스템의 기지국과 동일한 위치에 신규 시스템을 치국하는 1:1 코로케이션(co-location) 방법을 사용하는 것이 일반적이다. 여기서, 기존 시스템은 IS-95A 또는 IS-95A/B 시스템을 나타내고, 신규 시스템은 CDMA-2000 1x, CDMA-2000 1x EVDO(Evolution Data Only) 또는 CDMA-2000 1x EVDV(Evolution Data & Voice) 시스템을 나타내며, 하기에 기술되는 모든 기존 시스템 및 신규 시스템도 같은 의미를 나타낸다.

상기 기존 시스템의 기지국과 동일한 위치에 신규 시스템을 치국하는 방법에 대하여 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

CDMA 시스템에서 트래픽 증가로 인하여 주파수 할당(FA : Frequency Assignment)을 증설할 때에는 상대적으로 성공률이 떨어지는 주파수 할당(FA) 간 하드 핸드오프(Hard hand-off)를 줄이기 위해서 일정 영역의 기지국들을 그룹화하 여 동일하게 주파수 할당(FA)을 증설하게 된다. 이때, 이 영역을 주파수 할당(FA) 권역이라고 부르며, 동일한 주파수 할당(FA) 권역 내의 기지국이라 하더라도 지역에 따라 트래픽의 불균형이 생기게 되어, 상대적으로 트래픽이 적은 기지국일 경우 필요 이상의 주파수 할당(FA)을 사용하게 되고, 주파수 자원 및 투자 효율을 감소시키는 결과를 초래하게 된다. 예를 들어, 도심의 경우에는 기지국별 통화량이 매우 다르기 때문에 실질적으로 기지국별 주파수 할당(FA)을 다르게 해야 하지만, 불안한 주파수 하드 핸드오프를 최소화하기 위해 용량 증설이 필요하지 않은 기지국의 주파수 할당(FA)도 동시에 늘려 도심 전체의 기지국 간에 주파수 할당(FA) 수가 동일하도록 장비를 설치해야 한다.

이와같이, 도심에서 주파수 하드 핸드오프를 최소화하기 위해 불필요한 기지국의 주파수 할당(FA)을 동시에 늘려야 하는 것이 CDMA 방식의 경제성을 저하시키는 문제점이 된다.

즉, 1:1 코로케이션(co-location)과 주파수 할당(FA) 권역의 사용으로 인하여 CDMA 기지국 구축시 지역별 트래픽 사용이 불균형을 고려한 효율적인 기지국 구성은 불가능하게 되며, 트래픽 사용이 적은 기지국일 경우 유휴 트래픽 자원이 발생하게 되어 주파수 사용 효율은 감소하고, 그로 인하여 신규 시설 투자비가 증가하는 문제점이 있다.

따라서, 신규 시스템의 경제적이고 효율적인 서비스 영역 확장을 위하여 신규 시스템과 기존 시스템을 같은 곳에 위치시키고, 신규 시스템의 신호를 광 전송하고, 기존 시스템 기지국의 RF(Radio Frequency)부를 공유하여 서비스하는 방법을 사용한다.

이때, 본 발명을 적용하여 신규 시스템의 신호를 광 전송하면 하나의 광 선로를 이용하여 1:1 전송 및 1:n 전송 등의 다양한 적용이 가능하다.

도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 3-섹터 신호 전송을 위한 도너 및 리모트부의 일실시예 구성도로서, 3-섹터(sector)의 개별적인 신호전송을 위해 사용할 수 있는 도너 및 리모트부의 구현안을 나타낸다.

도면에서, "410"은 도너부, "420"은 리모트부를 각각 나타낸다.

상기 도너부(410)는 입력된 신호들을 별도의 주파수로 변환하는 무선 주파수 변환부(411), 상기 무선 주파수 변환부(411)에서 주파수 배열된 무선 주파수 신호들을 별도의 광 파장으로 변환하여 배열하는 광 변환부(412), 그리고 상기 광 변환부(412)에서 출력된 신호를 파장 분할하여 리모트부(420)로 전송하거나, 상기 리모트부(420)에서 전송된 수신된 광 전송신호를 역다중화하는 파장 분할 다중화기(413), 상기 파장 분할 다중화기(413)를 통해 역다중화된 광 전송신호를 주파수로 변환하여 증폭하는 광 변환부(414)를 포함한다.

또한, 리모트부(420)는 상기 도너부(410)로부터 전송된 광신호를 역다중화하는 파장 분할 다중화기(421), 상기 파장 분할 다중화기(421)를 통해 전송된 광 전송신호를 주파수로 변환하는 광 변환부(422), 상기 광 변환부(422)에서 출력된 신호를 주파수별로 출력하는 무선 주파수 변환부(423), 리모트부(420)로 수신된 신호를 광 전송신호로 변환하는 광 변환부(424), 상기 광 변환부(424)에서 변환된 광 신호를 다중화하여 도너부(410)로 전송하는 상기 파장 분할 다중화기(421)를 포함 한다.

각각의 섹터(

,

)에서 송신하려는 송신신호를 무선 주파수 변환부(411)에서 주파수 분할하여 광 변환부(412)로 입력하고, 광 변환부(412)에서 광 신호로 변환하여 파장 분할 다중화기(413)에서 파장 분할 다중화한 후, 리모트부(420)로 전송한다.

상기 도너부(410)에서 전송된 신호를 리모트부(420)의 파장 분할 다중화기(421)에서 역다중화하여 광 변환부(422)에서 주파수 신호를 변환하고, 주파수 신호를 각 주파수별로 무선 주파수 변환부(423)에서 출력한다.

한편, 리모트부(420)에서 수신된 신호는 광 변환부(424)에서 수신신호를 증폭하여 광 신호로 변환한 후, 파장 분할 다중화기(421)에서 다중화하여 도너부(410)로 전송하고, 상기 전송된 신호를 도너부(410)의 파장 분할 다중화기(413)에서 역다중화하여 광 변환부(414)로 입력시켜 광 신호를 주파수 신호로 변환하여 출력한다.

상기와 같은 본 발명은, 개별적인 다수의 신호를 광 선로를 통하여 동시에 전송할 때에 광 파장 분할 다중화 방식 및 주파수 분할 다중화 방식을 이용하여 전송효율을 증가시킬 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명은, 다수 신호를 주파수 분할 다중화 및 광 파장 분할 다중화하여 1개의 광 선로로 전송하여 전송 용량을 증가시킬 수 있으므로 전송 효율성을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 상대적으로 고가인 고밀도 광 파장 분할 다중화 장치를 사용하지 않아도 되는 장점을 얻을 수 있어 구현된 장비의 가격을 낮출 수 있는 효과가 있다.

Claims

광 파장 분할 및 주파수 분할 다중화 방식을 이용한 다수 신호 광 전송 장치에 있어서,

전송하고자 하는 신호를 입력받아 신호 간의 분리도를 확보하기 위해 각각 고유하게 할당된 주파수 신호로 변환하는 다수개의 제1 무선 주파수 변환수단;

상기 다수개의 제1 무선 주파수 변환수단에 의해 변환된 무선 주파수 신호들을 소정의 광 신호로 변환하기 위한 다수개의 제1 광 변환수단;

상기 제1 광 변환수단들로부터 출력된 광 신호를 파장 분할 다중화하여 하나의 광 선로를 통해 전송하기 위한 파장 분할 다중화수단;

상기 하나의 광 선로를 통해 입력된 광 신호를 역다중화 하기 위한 역다중화 수단;

상기 역다중화 수단을 통해 출력된 광신호를 전기 신호로 변환하는 다수개의 제2 광 변환수단; 및

상기 제2 광 변환수단으로부터 출력된 신호를 고유하게 할당된 무선 주파수 신호로 변환하여 출력하는 다수개의 제2 무선 주파수 변환수단

을 포함하는 다수 신호 광 전송 장치.
삭제
삭제
삭제
광 파장 분할 및 주파수 분할 다중화 방식을 이용한 다수 신호 광 전송 방법에 있어서,

전송하고자 하는 신호를 입력받아 신호 간의 분리도를 확보하기 위해 각각 고유하게 할당된 주파수 신호로 변환하는 제1 단계;

상기 제1 단계에서 변환된 무선 주파수 신호들을 소정의 광 신호로 변환하는 제2 단계;

상기 제2 단계에서 변환된 광 신호를 파장 분할 다중화하여 하나의 광 선로를 통해 전송하는 제3 단계;

상기 하나의 광 선로를 통해 전송된 광 신호를 역다중화 하는 제4 단계;

상기 역다중화된 광신호를 전기 신호로 변환하는 제5 단계; 및

상기 제5 단계에서 변환된 전기 신호를 고유하게 할당된 무선 주파수 신호로 변환하여 출력하는 제6 단계를 포함하는 다수 신호 광 전송 방법.
삭제