KR100819033B1 - 통계적 부반송파 다중화 및 부반송파 다중 접속 장치 및방법 - Google Patents

통계적 부반송파 다중화 및 부반송파 다중 접속 장치 및방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 부반송파 다중 및 부반송파 다중 접속 광가입자망에서 가입자가 원하는 만큼의 서비스 대역폭을 제공받고 또 망 차원에서 통신 자원의 효율성을 높일 수 있는 통계적 부반송파 다중화(Sub-Carrier Mulplexing: SCM) 및 부반송파 다중 접속(Sub-Carrier Muliple Access: SCMA) 장치 및 방법에 관한 것으로 각 가입자에게 적어도 하나 이상의 부반송파 채널과 상기 부반송파 채널 내의 적어도 하나 이상의 송수신 채널을 할당하는 단계; 상기 할당된 각 부반송파 채널의 중심 주파수를 제어하는 하나 이상의 부반송파 채널 제어 단계; 및 상기 할당된 각 송수신 채널의 주파수 대역을 제어하는 하나 이상의 송수신 대역 제어 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.본 발명에 따른 통계적 SCM /SCMA 장치 및 방법은 부반송파 주파수 스펙트럼 측면에서 통계적 이득(Statistical Gain)을 갖게 되므로, 기존의 전용선 개념의 부반송파 다중화 및 부반송파 다중 접속 광가입자망보다 가입자 수를 증대 시킬 수 있을 뿐만 아니라, 늘어난 광가입자 수로 인하여 광가입자 당 구축비용 및 유지비용 줄일 수 있는 효과가 있다.
광가입자망, 부반송파 다중화, 부반송파 다중 접속

Description

통계적 부반송파 다중화 및 부반송파 다중 접속 장치 및 방법{Apparatus ＆ Method for a Statistical Sub-Carrier Mulplexing and Sub-Carrier Multiple Access Optical Network}
도 1 은 본 발명에 따른 통계적 부반송파 다중화 및 부반송파 다중 접속 방법의 일 실시예를 보여주는 흐름도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 통계적 부반송파 다중화 및 부반송파 다중 접속 장치의 일 실시예를 보여주는 구성도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 통계적 부반송파 다중화 및 부반송파 다중 접속 장치 및 방법을 이용한 부반송파 주파수 대역에서의 각 가입자 별 대역 할당된 일 실시예 스펙트럼이다.
본 발명은 광가입자망에서 통계적 부반송파 다중화 및 부반송파 다중 접속 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부반송파 다중화(Subcarrier Muliplexing: SCM) 및 부반송파다중접속(Subcarrier Muliple Access: SCMA) 방식을 사용하는 광통신 시스템의 효율적인 통신 자원 할당 장치 및 방법에 관한 것이다.
기존의 전화선을 이용하여 가입자에게 데이터 서비스를 제공하기 위한 방법으로 xDSL 기술이 개발되어 현재까지 이용되고 있으며, 그 외에 동축 케이블을 이용한 케이블 망에 의한 데이터 서비스 방안도 제기되어 진행 중이다.
이러한 기존의 데이터 서비스 기술들은 가입자가 현재 사용하는 인터넷 트래픽의 통화량을 감안할 때는 큰 문제가 없을 것이다.
그러나 기존 데이터 서비스 기술들은 재택 근무, 원격 동화상 회의, HDTV급 동영상 서비스, 원격 교육, 원격 진료 등과 같은 향후 제공될 것으로 예측되는 초고속 서비스가 일반 가입자에게 보편화 될 때에는 대역이나 거리의 제한을 가지고 있기 때문에 충분한 광대역 고품질의 서비스를 제공하기 어려울 것으로 예측된다.
사용자가 요구하는 광대역의 서비스를 제공하기 위한 가입자 액세스 방법으로 대두되고 있는 기술로서 광가입자망 기술을 들 수 있는데 최근 연구되어 지고 있는 광가입자망의 구조는 하나의 OLT(Optical Line Terminal)에 여러 개의 광가입자들끼리 통신을 하는 점 대 다중점(Point to Multi Point) 통신 방식이다.
이러한 통신 시스템으로서 시분할 다중화 및 시분할 다중 접속 방식을 사용하는 Ethernet-PON(Ethernet Passive Optical Network) 이 있다.
시분할 방식은 다수의 가입자들의 데이터를 통계적 다중화가 가능하여 효율적인 자원 사용 방법으로 알려져 있지만 구현에 있어서 정확한 동기화가 요구되며 다른 가입자의 상태나 요구에 따라 또 다른 가입자의 접속이 영향을 받는 단점을 가지고 있다.
또한 주기적인 폴링이나 레인징(Ranging)에 의한 오버헤드의 증가가 부담으 로 지적되고 있다.
상기 문제점을 해결할 수 있는 방안으로 부반송파다중 및 부반송파다중접속 방식의 광가입자망이 대두되고 있다.
부반송파다중 및 부반송파다중접속 방식의 광가입자망은 광섬유를 공유하는 각 가입자에게 각각 다른 부반송파를 할당하여 가입자가 할당된 부반송파에 정보를 실어서 보낸다.
부반송파다중 및 부반송파다중접속 방식의 광가입자망의 OLT는 가입자에 해당하는 부반송파 대역통과필터를 사용하여 신호를 걸러냄으로써 가입자의 정보를 구별한다.
따라서 각 가입자의 정보가 주파수 영역에서 분리되어 있으므로 시 분할 방식의 정확한 동기화 및 주기적인 폴링이나 레인징이 필요하지 않은 장점을 가지고 있다.
그러나 부반송파다중 및 부반송파다중접속 방식의 광가입자망은 전용선과 비슷한 개념으로 시분할 방식의 통계적 다중화 이득을 얻을 수 없는 단점을 가지고 있다.
따라서, 부반송파다중 및 부반송파다중접속 방식의 광가입자망에서도 통계적 다중화를 할 수 있는 기술 및 방안을 통해서 보다 능동적인 통신 자원 활용이 요구되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기의 문제점을 해결하기 위한 것 으로서 부반송파 다중 및 부반송파 다중 접속 광가입자망에서 가입자가 원하는 만큼의 서비스 대역폭을 제공받고 또 망 차원에서 통신 자원의 효율성을 높일 수 있는 통계적 부반송파 다중화 및 부반송파 다중 접속 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 통계적 부반송파 다중화 및 부반송파 다중접속 장치의 일 실시예는 각 가입자에게 적어도 하나 이상의 부반송파 채널과 상기 부반송파 채널 내의 적어도 하나 이상의 송수신 채널을 할당하는 제어기; 상기 제어기로부터 제어 신호를 받아서 상기 각 부반송파 채널의 중심 주파수를 제어하는 하나 이상의 부반송파 채널 제어기; 및 상기 제어기로부터 제어 신호를 받아서 상기 각 송수신 채널의 주파수 대역을 제어하는 하나 이상의 송수신 대역 제어기;를 포함한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 통계적 부반송파 다중화 및 부반송파 다중접속 방법의 일 실시예는 각 가입자에게 적어도 하나 이상의 부반송파 채널과 상기 부반송파 채널 내의 적어도 하나 이상의 송수신 채널을 할당하는 단계; 상기 할당된 각 부반송파 채널의 중심 주파수를 제어하는 하나 이상의 부반송파 채널 제어 단계; 및 상기 할당된 각 송수신 채널의 주파수 대역을 제어하는 하나 이상의 송수신 대역 제어 단계;를 포함한다.
이하 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하도록 한다.
도 1 은 본 발명에 따른 통계적 부반송파다중화 및 부반송파다중접속 방법의 일 실시예를 보여주는 흐름도이다.
각 가입자의 부반송파 채널과 부반송파 채널내의 송수신 채널을 결정한다. 가입자가 요청한 서비스 대역폭에 따라서 각 가입자 당 부반송파 채널 및 부반송파 채널내의 송수신 채널이 0에서 N개까지 할당 될 수 있다(S101).
결정된 부반송파 송수신 채널의 송수신 대역을 결정한다. 가입자가 요청한 서비스 대역폭에 따라서 가입자에게 할당된 각 부반송파 채널 당 0 Hz에서부터 해당 부반송파 채널 대역 전체를 할당할 수 있다(S102).
할당된 부반송파 채널과 해당 채널 내 송수신 채널로 가입자 신호를 송수신 한다(S103).
도 2 는 본 발명에 따른 통계적 부반송파 다중화 및 부반송파 다중 접속 장치의 일실시예를 보여주는 구성도이다.
본 발명에 따른 통계적 부반송파 다중화 및 부반송파 다중 접속 장치는 각 가입자의 부반송파 채널과 부반송파 채널 내 송수신 채널을 제어하는 제어기(201), 제어기(201)로부터 제어 신호를 받아서 부반송파 채널 내 송수신 채널의 대역을 제어하는 송수신 대역 제어기(202), 제어기(201)로부터 제어 신호를 받아서 부반송파 채널의 중심 주파수를 제어하는 부반송파 채널 제어기(203), 부반송파 채널 제어기(203)의 입출력(송신 채널에 있을 경우는 출력을, 수신 채널에 있을 경우에는 입력을 의미함) 신호를 결합하는 결합기(204)를 포함한다.
한편, 상기 도 1, 2 에는 도시되지 않았으나 본 발명에 따른 통계적 부반송 파다중화 및 부반송파다중접속 방법 및 장치는 전화국 (Central Office: CO) 내의 OLT (Optical Line Terminal)에서도 사용할 수 있다.
도 3 은 본 발명에 따른 통계적 부반송파 다중화 및 부반송파 다중 접속 장치 및 방법을 이용한 부반송파 주파수 대역에서의 각 가입자 별 대역 할당된 일실시예 스펙트럼이다.
가입자에게 할당할 수 있는 부반송파 채널(301)의 개수는 총 4개이다.
가입자 1(311), 가입자 2(312), 가입자 3(313), 가입자 4(314) 및 가입자 5(315) 별로 할당된 부반송파 채널과 부반송파 채널 내 송수신 채널을 살펴보면 다음의 표1과 같다.
가입자 부반송파 채널 부반송파 채널내 송수신 채널의 대역
가입자 1(311) 채널 1 채널 1 : 부반송파 채널 30% 할당
가입자 2(312) 채널 1 채널 1 : 부반송파 채널 50% 할당
가입자 3(313) 채널 1,2,3 채널 1 : 부반송파 채널 20% 할당 채널 2 : 부반송파 채널 100%할당 채널 3 : 부반송파 채널 50% 할당
가입자 4(314) 채널 3 채널 3 : 부반송파 채널 30% 할당
가입자 5(315) 채널 3, 4 채널 3 : 부반송파 채널 20% 할당 채널 4 : 부반송파 채널 100%할당
지금까지 기술한 바와 같이, 본 발명에 따른 통계적 부반송파 다중화 및 부반송파 다중 접속 방법 및 장치는 부반송파 주파수 대역에서 주파수 영역으로 상기 표 1에 나타난 통계에 따라 각 가입자별 다양한 채널 대역을 할당하는 통계적 다중화를 함으로써 한 가입자에게 하나의 부반송파 채널을 할당하는 기존의 방법에 비해서 부반송파 주파수 대역을 효율적으로 사용할 수 있게 된다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 부반송파 다중 및 부반송파 다중접속 광가입자망에서 가입자가 원하는 만큼의 서비스 대역폭을 제공받고 또 망 차원에서 통신 자원의 효율성을 높일 수 있는 통계적 부반송파 다중화 및 부반송파 다중접속 장치 및 방법를 제공한다.
기존의 전용선 개념의 부반송파다중화 및 부반송파다중접속 광가입자망보다 가입자 수를 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 늘어난 광가입자 수로 인하여 광가입자 당 구축비용 및 유지비용 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 각 가입자에게 할당되는 적어도 하나 이상의 부반송파 채널과 상기 각 부반송파 채널 내 적어도 하나 이상의 송수신 채널을 결정하고, 상기 각 부반송파 채널 내에서 상기 각 송수신 채널의 주파수 대역을 정하여진 비율에 따라서 할당하는 제어기;
    상기 제어기로부터 제어 신호를 받아서 상기 각 부반송파 채널의 중심 주파수를 제어하는 하나 이상의 부반송파 채널 제어기; 및
    상기 제어기로부터 제어 신호를 받아서 상기 각 송수신 채널의 주파수 대역 을 제어하는 하나 이상의 송수신 대역 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 통계적 부반송파 다중화 및 부반송파 다중접속 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 부반송파 채널 제어기의 입력 신호를 역다중화하는 분배기;를 더 포함하고, 상기 분배기,상기 제어기, 상기 채널 제어기 및 상기 송수신 대역 제어기는 가입자단의 ONU에 위치하는 것을 특징으로 하는 통계적 부반송파 다중화 및 부반송파 다중접속 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 부반송파 채널 제어기의 출력 신호를 다중화하는 결합기;를 더 포함하고, 상기 결합기,상기 제어기, 상기 채널 제어기 및 상기 송수신 대역 제어기는 중앙 기지국의 OLT에 위치하는 것을 특징으로 하는 통계적 부반송파 다중화 및 부반 송파 다중접속 장치.
  4. 각 가입자에게 할당되는 적어도 하나 이상의 부반송파 채널과 상기 각 부반송파 채널 내 적어도 하나 이상의 송수신 채널을 결정하고, 상기 각 부반송파 채널 내에서 상기 각 송수신 채널의 주파수 대역을 정하여진 비율에 따라서 할당하는 단계;
    상기 할당된 각 부반송파 채널의 중심 주파수를 제어하는 하나 이상의 부반송파 채널 제어 단계; 및
    상기 할당된 각 송수신 채널의 주파수 대역을 제어하는 하나 이상의 송수신 대역 제어 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 통계적 부반송파 다중화 및 부반송파 다중접속 방법.
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