KR100875922B1 - Ｗｄｍ 수동형 광가입자망에서의 파장 무의존 광원을이용한 하향 광송신 장치 및 그 방법과, 그를 이용한광선로 종단 시스템 - Google Patents

Ｗｄｍ 수동형 광가입자망에서의 파장 무의존 광원을이용한 하향 광송신 장치 및 그 방법과, 그를 이용한광선로 종단 시스템 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 ＷＤＭ 수동형 광가입자망에서의 파장 무의존 광원을 이용한 하향 광송신 장치 및 그 방법과, 그를 이용한 광선로 종단 시스템에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, WDM 기반의 수동형 광가입자망(WDM-PON)의 광선로 종단 시스템(OLT)에서 별도의 다파장 광원(MWS)이나 광대역 광원(BLS)을 사용하고 그에 따라 파장 무의존 광원에 해당하는 광송신기를 사용함으로써, OLT 시스템의 관리, 운용, 유지보수를 저비용으로 효율적으로 수행할 수 있게 하는, ＷＤＭ 수동형 광가입자망에서의 파장 무의존 광원을 이용한 하향 광송신 장치 및 그 방법과, 그를 이용한 광선로 종단 시스템을 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, WDM-PON의 광선로 종단 시스템(OLT)에서의 하향 광송신 장치에 있어서, 다파장 광신호를 생성하기 위한 광신호 생성 수단; 상기 생성된 다파장 광신호를 파장 다중화/역다중화 수단으로 전달하거나, 상기 파장 다중화/역다중화 수단에서 출력되는 광신호를 가입자 측으로 전달하기 위한 분기 수단; 상기 분기 수단에서 전달된 다파장 광신호를 파장 별로 분리하거나, 광송신 수단에서 생성된 복수의 하향 광신호를 결합하기 위한 상기 파장 다중화/역다중화 수단; 및 외부로부터 입력되는 복수의 전기신호에 대하여 상기 파장 다중화/역다중화 수단으로부터 입력된 광신호를 이용하여 하향 광신호를 생성하기 위한 상기 광송신 수단을 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 WDM-PON 등에 이용됨.
Figure R1020070023629
WDM-PON, 광선로 종단 시스템, OLT, 파장 무의존 광원, 다파장 광원, MWS, 광대역 광원, BLS

Description

ＷＤＭ 수동형 광가입자망에서의 파장 무의존 광원을 이용한 하향 광송신 장치 및 그 방법과, 그를 이용한 광선로 종단 시스템{Apparatus and Method for downstream optical transmission using optical sources nondepending on wavelength in Wavelength-division multiplexed passive optical networks, OLT System using it}
도 1은 종래의 하향광신호 재활용 방식의 ＷＤＭ 수동형 광가입자망(WDM-PON)의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 ＷＤＭ 수동형 광가입자망(WDM-PON)에서의 '다파장광원(MWS) 모듈'을 이용한 광선로 종단 시스템(OLT)의 일실시예 구성도,
도 3a 내지 도 3c는 도 2에 따른 본 발명의 구조에서의, 다파장광원(MWS)의 출력 스펙트럼, 파장다중화/역다중화기 통과대역, 및 파장 다중화/역다중화기 통과 후의 출력 스펙트럼에 대한 설명도,
도 4는 본 발명에 따른 ＷＤＭ 수동형 광가입자망(WDM-PON)에서의 '광대역광원 모듈'을 이용한 광선로 종단 시스템(OLT)의 일실시예 구성도,
도 5a 내지 도 5c는 도 4에 따른 본 발명의 구조에서의, 광대역광원 출력 스펙트럼, 파장다중화/역다중화기 통과대역, 및 파장 다중화/역다중화기 통과 후의 출력 스펙트럼에 대한 설명도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명
100: 광선로 종단 시스템(OLT) 102: 파장 고정형 광송신기
132: 파장 무의존형 광송신기 200, 400: 하향 광송신 장치
210, 410: 상향 광수신 장치 201: 다파장광원(MWS) 모듈
202, 402: 광서큘레이터 203, 403: 파장 다중화/역다중화기
204, 404: 파장 무의존형 광송신기 401: 광대역광원(BLS) 모듈
본 발명은 ＷＤＭ 수동형 광가입자망에서의 파장 무의존 광원을 이용한 하향 광송신 장치 및 그 방법과, 그를 이용한 광선로 종단 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 WDM 기반의 수동형 광가입자망(WDM-PON)의 광선로 종단 시스템(OLT)에서 별도의 다파장 광원(MWS)이나 광대역 광원(BLS)을 사용하고 그에 따라 파장 무의존 광원에 해당하는 광송신기를 사용함으로써, OLT 시스템의 관리, 운용, 유지보수를 저비용으로 효율적으로 수행할 수 있게 하는, ＷＤＭ 수동형 광가입자망에서의 파장 무의존 광원을 이용한 하향 광송신 장치 및 그 방법과, 그를 이용한 광선로 종단 시스템에 관한 것이다.
최근에는 음성/데이터/방송 융합서비스의 활성화에 대비하여, 파장분할 다중(WDM: Wavelegth Division Multiplexing) 기반 가입자망에 관한 연구 개발이 전세계적으로 활발히 진행되고 있다.
WDM 기반의 수동형 광가입자망(Passive Optical Network)(이하, 'WDM-PON'이라 한다)에서 중앙 기지국과 가입자 간의 통신은 각 가입자에게 정해진 각각의 파장을 사용하여 통신이 이루어지는 방식을 취한다. WDM-PON에서는 가입자별로 전용 파장이 사용되므로 보안이 우수하고, 대용량의 통신서비스가 가능하며, 가입자별 혹은 서비스별로 다른 전송기술(예를 들면, Link Rate, Frame Format 등)을 적용할 수 있는 장점을 갖는다.
현재까지 제안된 여러 가지의 WDM-PON 구조 중에서 '하향 광신호 재활용 방식'은, 상향 광신호를 형성하는데 하향 광신호를 재활용함으로써 상향 광파장과 하향 광파장이 동일하기 때문에 한 개의 파장 대역을 갖는 파장분할기/결합기를 사용할 수 있고, 또한 다단 원격 노드의 구성이 가능하여 다양한 가입자망 구성이 가능하다는 장점이 있다.
이하, 하향광신호 재활용 방식에 따른 ＷＤＭ 수동형 광가입자망(WDM-PON)에 대하여 상세히 살펴보기로 한다.
도 1은 종래의 하향광신호 재활용 방식에 따른 ＷＤＭ 수동형 광가입자망(WDM-PON)의 구성도로서, WDM-PON은 전화국사내의 광선로 종단 시스템(OLT: Optical Line Terminal)(100), 광선로(110), 파장 다중화/역다중화기(120), 광가입자 장치(ONU: Optical Network Unit)(130)로 이루어진다.
먼저, 전화국사내의 광선로 종단 시스템(OLT)(100)의 각 구성요소에 대하여 설명하기로 한다.
전화국사내의 광선로 종단 시스템(OLT)(100)은 도면에 도시된 바와 같이, 프로토콜 처리부(Protocol Processing Unit)(101), 파장 고정형 광송신기(Tx #1 ~ Tx #N)(102), 파장다중화기(103), 광서큘레이터(104), 파장역다중화기(105), 광수신기(106)를 포함하여 이루어진다.
프로토콜 처리부(101)로부터 하향 전기 신호가 복수의 파장 고정형 광송신기(Tx #1 ~ Tx #N)(102)에 전달되면, 각각의 파장 고정형 광송신기(102)는 입력된 전기신호에 해당하는 광신호를 출력한다.
그러면, 파장 고정형 광송신기(102)에서 출력되는 광신호들은 파장다중화기(103)에 의하여 결합된 후, 광서큘레이터(115)를 통하여 원격 노드에 있는 파장 다중화/역다중화기(120)(하향신호에 대해서는 '파장 역다중화기'로 동작하고 상향신호에 대해서는 '파장다중화기'로 동작함)로 전달되어 파장별로 분리된다.
파장 다중화/역다중화기(120)에서 파장별로 분리된 광신호들은 해당 ONU(130)에 전달된다.
이하, 광가입자 장치(ONU: Optical Network Unit)(130)의 구성요소에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 여기서, 광가입자 장치(ONU)(130)는 탭 커플러(Tap Coupler)(131), 광송신기(132), 광수신기(133), 및 프로토콜 처리부(Protocol Processing Unit)(134)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 광송신기(132)는 '파장 무의존 반도체광증폭기'이다.
탭 커플러(Tap Coupler)(131)는 파장역다중화기(120)로부터 전달된 하향 광신호에 대하여, 일부는 광수신기(PD #1: Photo Diode)(133)에 전달하여 하향 신호로 복원되게 하고, 나머지 일부는 광송신기(Tx #1)(132)에 주입한다.
이후, 광송신기(Tx #1)(132)는 ONU(130) 내부의 프로토콜 처리부(134)로부터 상향 전기 신호를 받으면, 탭 커플러(Tap Coupler)(131)에 의하여 주입된 하향 광신호를 재활용하여 상향 광신호를 형성하여 전송하게 된다.
ONU(130)의 광송신기(132)는 파장 무의존 광원인 반도체 광증폭기를 사용함으로써 물품관리(inventory) 문제가 존재하지 않고, 단일 종류의 광송신기로서 모든 WDM 채널을 수용할 수 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 하향광신호 재활용 방식의 WDM-PON 구조에서는, 이에 사용되는 전화국사내의 광송신기가 파장 고정형 광원을 사용하는 '파장 고정형 광송신기'(예를 들면, 단일 광파장을 출력하는 DFB-LD, 파장고정 외부공진레이저, 수직면 발광레이저(VCSEL) 등)이기 때문에, 전화국사내 사용 파장 수만큼(WDM 채널수 만큼)의 서로 다른 종류의 광송신기가 필요로 하게 된다. 이러한 파장별 광원의 생산, 설치, 관리는 사용자와 사업자 모두에게 커다란 경제적 부담으로 작용하여 시스템 가격의 상승을 초래하는 문제점이 있다. 즉, 종래의 하향광신호 재활용 방식의 WDM-PON에서는 시스템 운용, 관리, 고장시 교체 등을 위하여 서로 다른 종류의 광송신기를 보유하고 있어야 하는 물품관리(inventory) 문제가 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, WDM 기반의 수동형 광가입자망(WDM-PON)의 광선로 종단 시스템(OLT)에서 별도의 다파장 광원(MWS)이나 광대역 광원(BLS)을 사용하고 그에 따라 파장 무의존 광원에 해당하는 광송신기를 사용함으로써, OLT 시스템의 관리, 운용, 유지보수를 저비용으로 효율적으로 수행할 수 있게 하는, ＷＤＭ 수동형 광가입자망에서의 파장 무의존 광원을 이용한 하향 광송신 장치 및 그 방법과, 그를 이용한 광선로 종단 시스템(OLT)을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, WDM-PON의 광선로 종단 시스템(OLT)에서의 하향 광송신 장치에 있어서, 다파장 광신호를 생성하기 위한 광신호 생성 수단; 상기 생성된 다파장 광신호를 파장 다중화/역다중화 수단으로 전달하거나, 상기 파장 다중화/역다중화 수단에서 출력되는 광신호를 가입자 측으로 전달하기 위한 분기 수단; 상기 분기 수단에서 전달된 다파장 광신호를 파장 별로 분리하거나, 광송신 수단에서 생성된 복수의 하향 광신호를 결합하기 위한 상기 파장 다중화/역다중화 수단; 및 외부로부터 입력되는 복수의 전기신호에 대하여 상기 파장 다중화/역다중화 수단으로부터 입력된 광신호를 이용하여 하향 광신호를 생성하기 위한 상기 광송신 수단을 포함한다.
한편, 본 발명은, WDM-PON의 광선로 종단 시스템(OLT)에서의 하향 광송신 장치에 있어서, 광대역 광신호를 생성하기 위한 광신호 생성 수단; 상기 생성된 광대역 광신호를 파장 다중화/역다중화 수단으로 전달하거나, 상기 파장 다중화/역다중화 수단에서 출력되는 광신호를 가입자 측으로 전달하기 위한 분기 수단; 상기 분기 수단에서 전달된 광대역 광신호를 파장 별로 분리하거나, 광송신 수단에서 생성된 복수의 하향 광신호를 결합하기 위한 상기 파장 다중화/역다중화 수단; 및 외부로부터 입력되는 복수의 전기신호에 대하여 상기 파장 다중화/역다중화 수단으로부터 입력된 광신호를 이용하여 하향 광신호를 생성하기 위한 상기 광송신 수단을 포함한다.
한편, 본 발명은, WDM-PON의 광선로 종단 시스템(OLT)에서의 하향 광송신 방법에 있어서, 다파장 광원(MWS)을 이용하여 다파장 광신호를 생성하는 단계; 상기 생성된 다파장 광신호를 파장 별로 분리하는 단계; 외부로부터 입력되는 복수의 전기신호에 대하여, 파장별로 분리되어 입력된 각각의 광신호를 이용하여 복수의 하향 광신호를 생성하는 단계; 및 상기 복수의 하향 광신호를 결합하여 광선로를 통하여 가입자 측으로 송신하는 단계를 포함한다.
한편, 본 발명은, WDM-PON의 광선로 종단 시스템(OLT)에서의 하향 광송신 방법에 있어서, 광대역 광원(BLS)을 이용하여 광대역 광신호를 생성하는 단계; 상기 생성된 광대역 광신호를 파장 별로 분리하는 단계; 외부로부터 입력되는 복수의 전 기신호에 대하여, 파장별로 분리되어 입력된 각각의 광신호를 이용하여 복수의 하향 광신호를 생성하는 단계; 및 상기 복수의 하향 광신호를 결합하여 광선로를 통하여 가입자 측으로 송신하는 단계를 포함한다.
한편, 본 발명은, WDM-PON에서의 파장 무의존 광원을 이용한 광선로 종단 시스템(OLT)에 있어서, 가입자 측으로 전송할 하향 전기신호 또는 가입자 측으로부터 전송된 상향 전기신호를 프로토콜 처리하기 위한 프로토콜 처리 수단; 다파장 광신호 또는 광대역 광신호를 이용하여 상기 프로토콜 처리 수단에서 출력되는 각각의 하향 전기신호에 대하여 하향 광신호를 생성하고, 상기 생성된 하향 광신호를 결합하여 WDM 하향 광신호를 생성하기 위한 하향 광송신 수단; 상기 WDM 하향 광신호를 광선로를 통하여 가입자 측으로 전달하거나, 광선로를 통하여 가입자 측으로부터 전송된 WDM 상향 광신호를 상향 광수신 수단으로 전달하기 위한 분기 수단; 및 상기 WDM 상향 광신호를 파장별로 분리하고 각각의 광신호를 전기신호로 변환하여 상기 프로토콜 처리 수단으로 출력하기 위한 상기 상향 광수신 수단을 포함한다.
본 발명은 다음과 같이, 두 개의 실시예를 제공한다.
첫번째 실시예는, 하향광신호 재활용 방식의 WDM-PON 구조에서, 다파장광원(MWS) 모듈을 이용하여 파장 무의존 광원인 반도체광증폭기를 전화국사내 광송신기로 사용하는 구조를 제시하고, 다파장광원에서 출력되는 광들의 파장 간격 및 파장 역다중화기(파장 분할기)의 통과대역폭을 결정하는 것이다.
그리고, 두번째 실시예는, 하향광신호 재활용 방식의 WDM-PON 구조에서, 광대역광원(BLS) 모듈을 이용하여 파장 무의존 광원인 반도체광증폭기를 전화국사내 광송신기로 사용하는 구조를 제시한다
상기와 같은 본 발명에서, 전화국사내 하향 광송신 장치는, 다파장광원(MWS) 모듈 혹은 광대역광원(BLS) 모듈로부터 출력된 광신호를 각 WDM 채널 별로 역다중화한 후에 반사형광증폭기(Reflective Semiconductor Optical Amplifier)(파장 무의존 반도체광증폭기)에 주입시킨다. 그러면, 반사형광증폭기는 프로토콜 처리부에서 입력된 각각의 하향 전기 신호에 대하여 광신호를 생성하게 되는데, 이렇게 생성된 WDM 채널별 하향 광신호는 전화국사내 파장다중화기(파장결합기)에 의하여 파장다중화되어 가입자 측으로 송신된다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 ＷＤＭ 수동형 광가입자망(WDM-PON)에서의 '다파장광원(MWS) 모듈'을 이용한 광선로 종단 시스템(OLT)의 일실시예 구성도로서, 다파장광원(MWS) 모듈'(201)을 사용하여 하향 광신호를 형성하는 것이다.
본 발명에 따른 광선로 종단 시스템(OLT)은 도 2에 도시된 바와 같이, 프로토콜 처리부(101), 하향 광송신 장치(200), 광서큘레이터(104), 상향 광수신 장 치(210)를 포함하여 이루어지며, 각각의 구성요소에 대하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 프로토콜 처리부(101)는 가입자 측으로 전송할 하향 전기신호 또는 가입자 측으로부터 전송된 상향 전기신호를 프로토콜 처리하는 기능을 수행하는 것으로, 도 1에서의 프로토콜 처리부와 동일한 기능을 수행한다.
그리고, 하향 광송신 장치(200)는 도 2에 도시된 바와 같이, 다파장 광원(MWS: Multi-Wavelength Source) 모듈(201), 광서큘레이터(202), 파장 다중화/역다중화기(203), 복수의 광송신기(204)를 포함하여 이루어지는 것으로서, 도 1에 도시된 OLT(100) 내부에 다파장 광원(MWS) 모듈(201)과 광서큘레이터(202)를 추가하고, 광송신기(204)는 '파장 무의존 반도체광증폭기'를 사용한 것이다. 즉, 광송신기(204)는 도 1의 파장 고정형 광송신기(102) 대신에 ONU(130)내의 광송신기(132)와 동일한 '파장 무의존 반도체광증폭기'를 사용하는 것이다.
그리고, 파장 다중화/역다중화기(203)는 다파장 광원(MWS) 모듈(201)에 출력되어 광서큘레이터(202)를 통하여 입력된 다파장 광신호에 대해서는 '파장 분할기'에 해당하는 '파장 역다중화기'로 동작하고, 광송신기(204)로부터 입력되는 광신호에 대해서는 '파장 다중화기'로 동작한다. 도 4의 파장 다중화/역다중화기(403)도 동일하다.
본 발명에 따른 광선로 종단 시스템(OLT)(100)의 동작에 대하여 설명하면, 다음과 같다.
다파장 광원(MWS) 모듈(201)에서 다파장의 광신호가 출력되면(도 3a), 광서큘레이터(202)는 그 다파장 광신호를 파장 다중화/역다중화기(203)로 전달한다.
그러면, 파장 다중화/역다중화기(203)는 '파장 분할기'에 해당하는 기능(도 3b 참조)을 수행한다. 즉, 전달된 다파장 광신호를 파장별로 분리하여 각각의 광송신기(204)로 출력한다(도 3c 참조).
이후, 각각의 광송신기(204)는 프로토콜 처리부(101)로부터 하향 전기신호를 받으면, 입력된 광신호를 활용하여 해당 하향 광신호를 생성하여 출력한다.
파장 다중화/역다중화기(203)는 각각의 광송신기(204)에서 출력되는 하향 광신호를 결합함으로써 WDM 하향 광신호를 생성한다. 즉, 파장 다중화/역다중화기(203)는 파장 다중화기로 동작하는 것이다.
이렇게 결합된 하향 광신호는 분기 수단에 해당하는 광서큘레이터(202, 104)를 통하여 ONU 측으로 전송되는 것이다.
상기에서 설명한 광선로 종단 시스템(OLT)에서의 하향 광신호 송신 과정에 대해서는 도 3a 내지 도 3c를 통하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.
한편, 광선로 종단 시스템(OLT)(100)의 상향 광수신 장치(210)은 파장 역다중화기(105)와 복수의 광수신기(PD)(106)를 포함하여 이루어지는 것으로서, 광서큘레이터(104)를 통하여 전달된 WDM 상향 광신호(ONU 측에서 전송된 광신호)를 파장별로 분리하고 각각의 광신호를 전기신호로 변환하여 프로토콜 처리부(101)로 출력하는 기능을 수행한다. 즉, 상향 광수신 장치(210)의 기능은 도 1에서와 같다.
또한, ONU(130)에서의 기능도 도 1에서와 동일하기 때문에 더 이상 설명하지 않기로 한다.
도 3a 내지 도 3c는 도 2에 따른 본 발명의 구조에서의, 다파장광원(MWS)의 출력 스펙트럼, 파장다중화/역다중화기 통과대역, 및 파장 다중화/역다중화기 통과 후의 출력 스펙트럼에 대한 설명도이다.
즉, 도 3a는 다파장광원(MWS) 모듈(201)의 출력 스펙트럼(다파장 광신호의 스펙트럼)을 나타내고, 도 3b는 파장분할기에 해당하는 파장 다중화/역다중화기(203)의 통과대역(Passband)을 나타내고, 도 3c는 파장 분할기로 동작하는 파장 다중화/역다중화기(203)를 통과한 후의 특정채널에 대한 출력 스펙트럼을 나타낸다.
다파장광원(MWS) 모듈(201)에서 출력되는 광 스펙트럼은 도 3 a에 도시된 바와 같이 다수의 파장이 출력되고, 각 파장(302)의 출력 광파워는 5 dBm 이내로 균일하다.
다파장광원(MWS) 모듈(201)에서 출력되는 다파장 광신호의 총 대역범위(BWMWS)(300)는 WDM-PON의 사용 채널 수가 N이고 채널 간격이 ΔλWDM(311)인 경우, 다음의 [수학식 1]과 같은 관계가 성립한다. 즉, [수학식 1]은 다파장광원(MWS) 모듈(201)의 출력 광신호의 총 대역범위(BWMWS)와 WDM 파장 대역폭(N ×ΔλWDM)의 관계를 나타낸다.
Figure 112007019518252-pat00001
한편, 도 3b에 도시된 바와 같이, 파장 다중화/역다중화기(203)의 WDM 채널 통과대역폭(Δλpassband)(312)과 다파장광원(MWS) 모듈(201)의 출력 파장 간격(ΔλMWS)(301)과의 관계는 다음의 [수학식 2]와 같은 관계를 만족시킴이 바람직하다.
Figure 112007019518252-pat00002
상기 [수학식 1] 및 [수학식 2]와 같은 관계가 성립하는 경우, 다파장광원(MWS) 모듈(201)의 출력 광이 파장 다중화/역다중화기(203)를 통과한 후의 스펙트럼은 도 3 c에 도시된 바와 같다.
파장 다중화/역다중화기(203)를 통과한 후의 스펙트럼에는 파장 다중화/역다중화기(203)의 채널 통과대역폭(Δλpassband) 내에 존재하는 다파장광원(MWS) 모듈(201)의 출력 파장이 포함된다. 즉, 도 3 c에는 다파장광원(MWS) 모듈(201)의 출력 파장 3개가 Δλpassband(321)내에 존재하는 경우를 나타낸다.
상기 조건에서 여러 파장이 WDM 한 채널 내에 존재하는 경우, 전송 거리가 먼 경우에는, 광섬유 분산에 의하여 하향 광신호가 왜곡되어 전력 손실(power penalty)가 발생할 수 있기 때문에, 파장 다중화/역다중화기(203)가 200GHz 파장간격으로 되어 있는 경우에는 다음의 [수학식 3]과 같은 관계가 성립함이 바람직하다.
Figure 112007019518252-pat00003
상기 [수학식 3]과 같은 통과대역폭 범위 이내에서 최소 1개 이상의 광파장이 존재할 수 있으나, 2개 이상이 바람직하다.
다파장광원(MWS) 모듈(201)은 다양한 구성이 가능하다. 예를 들어, 어븀첨가 광섬유 환형 레이저(erbium-doped fiber ring laser), 반도체 집적 다파장레이저(semiconductor ring laser), DFB-LD array와 파장다중화기가 개별적으로 결합된 구조 등이 가능하다.
도 4는 본 발명에 따른 ＷＤＭ 수동형 광가입자망(WDM-PON)에서의 '광대역광원(BLS) 모듈'을 이용한 광선로 종단 시스템(OLT)의 일실시예 구성도이다.
본 발명의 다른 실시예에 해당하는 광선로 종단 시스템(OLT)은 도 4에 도시된 바와 같이, 프로토콜 처리부(101), 하향 광송신 장치(400), 광서큘레이터(104), 상향 광수신 장치(410)를 포함하여 이루어지며, 하향 광송신 장치(400)를 제외한 다른 부분은 도 2에서와 같다.
여기서, 하향 광송신 장치(400)는 도 4에 도시된 바와 같이, 광대역 광원(BLS: Broadband Light Source) 모듈(401), 광서큘레이터(402), 파장 다중화/역다중화기(403), 복수의 광송신기(404)를 포함하여 이루어지는 것이며, 이때의 광송신기(404)는 '파장 무의존 반도체광증폭기'가 해당된다.
요컨대, 도 4에 도시된 광선로 종단 시스템(OLT)은 도 2에 도시된 광선로 종단 시스템(OLT)에서 다파장광원(MWS) 모듈(201)을 광대역 광원(BLS) 모듈(401)로 치환한 점이 가장 큰 차이점이며, 그 외의 구조는 기본적으로 동일하다. 따라서, 도 4에 도시된 광선로 종단 시스템(OLT)에 대해서는 더 이상 상세한 설명을 하지 않기로 한다.
도 5a 내지 도 5c는 도 4에 따른 본 발명의 구조에서의, 광대역광원 출력 스펙트럼, 파장다중화/역다중화기 통과대역, 및 파장 다중화/역다중화기 통과 후의 출력 스펙트럼에 대한 설명도이다.
즉, 도 5a는 광대역광원 모듈(401)의 출력 스펙트럼(광대역 광신호의 스펙트럼)을 나타내고, 도 5b는 파장 분할기로 동작하는 파장 다중화/역다중화기(403)의 통과대역(Passband)을 나타내고, 도 5c는 파장 분할기로 동작하는 파장 다중화/역다중화기(403)를 통과한 후의 특정채널에 대한 출력 스펙트럼을 나타낸다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 광대역광원 모듈(401)의 출력 대역폭(BWBLS)(500)은, WDM-PON의 사용 채널 수 N과 채널 간격 ΔλWDM(511)의 경우, 다음의 [수학식 4]와 같은 관계를 만족해야 한다.
Figure 112007019518252-pat00004
상기 [수학식 4]의 관계가 충족되는 경우, 광대역광원 모듈(401)의 출력 광이 파장 다중화/역다중화기를 통과한 후의 스펙트럼은 도 5 c에 도시된 바와 같으며, 이 때의 채널 통과대역폭(Δλpassband)은 "521"과 같다.
도 5b에 도시된 파장 다중화/역다중화기의 채널 통과대역폭(Δλpassband)(512)에 의하여 파장분할기 통과 후의 대역폭이 결정된다. 장거리 전송 시에는 광섬유 분산에 의한 손실(penalty)을 감소하기 위하여 상기 [수학식 3]을 만족해야 한다.
광대역광원 모듈(401)은 다양한 구성이 가능하다. 예를 들어, 반도체 SLD(Superluminescent LED), 어븀첨가광섬유증폭기 ASE(Amplified Spontaneous Emission) 광원, 반도체광증폭기 ASE 광원 등이 포함될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명은, OLT 시스템에 다파장 광원(MWS) 또는 광대역 광원(BLS)을 삽입하여 사용하고 그에 따라 OLT 광송신기로 파장 고정형을 사용하지 않고 파장 무의존 반도체광증폭기를 사용함으로써, OLT에서의 물품관리(inventory) 문제를 해결하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 다파장 광원의 출력 광파장 간격을 파장 다중화/역다중화기의 통과대역폭보다 작게 하여 WDM 채널당 복수의 파장이 존재하게 함으로써, 다파장 광원의 파장 안정성 문제를 해결하고 시스템 안정성을 증가시키는 효과가 있다.

Claims (15)

  1. WDM-PON의 광선로 종단 시스템(OLT)에서의 하향 광송신 장치에 있어서,
    출력 파장 간격을 파장 다중화/역다중화 수단의 WDM 채널 통과대역폭보다 작게 다파장 광신호를 생성하기 위한 광신호 생성 수단;
    상기 생성된 다파장 광신호를 파장 다중화/역다중화 수단으로 전달하거나, 상기 파장 다중화/역다중화 수단에서 출력되는 광신호를 가입자 측으로 전달하기 위한 분기 수단;
    상기 분기 수단에서 전달된 다파장 광신호를 파장 별로 분리하거나, 광송신 수단에서 생성된 복수의 하향 광신호를 결합하기 위한 상기 파장 다중화/역다중화 수단; 및
    외부로부터 입력되는 복수의 전기신호에 대하여 상기 파장 다중화/역다중화 수단으로부터 입력된 광신호를 이용하여 하향 광신호를 생성하기 위한 상기 광송신 수단
    을 포함하는 파장 무의존 광원을 이용한 하향 광송신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광신호 생성 수단은,
    어븀첨가 광섬유 환형 레이저 또는 반도체 집적 다파장레이저 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 파장 무의존 광원을 이용한 하향 광송신 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광신호 생성 수단의 총 대역범위(BWMWS)는 하기 [수학식 1]을 만족하는을 특징으로 하는 파장 무의존 광원을 이용한 하향 광송신 장치.
    [수학식 1]
    Figure 112008048749789-pat00005
    여기서, N은 WDM-PON의 사용 채널수, ΔλWDM은 WDM-PON의 채널간격을 나타냄
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 WDM 채널 통과대역폭(Δλpassband)은,
    상기 파장 다중화/역다중화 수단이 200GHz의 파장간격을 가지는 경우, 하기 [수학식 3]에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 파장 무의존 광원을 이용한 하향 광송신 장치.
    [수학식 3]
    Figure 112007019518252-pat00007
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광송신 수단은,
    파장 무의존 반도체광증폭기인 것을 특징으로 하는 파장 무의존 광원을 이용한 하향 광송신 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. WDM-PON의 광선로 종단 시스템(OLT)에서의 하향 광송신 방법에 있어서,
    다파장 광원(MWS)을 이용하여 다파장 광신호를 생성하는 단계;
    상기 생성된 다파장 광신호를 파장 별로 분리하는 단계;
    외부로부터 입력되는 복수의 전기신호에 대하여, 파장별로 분리되어 입력된 각각의 광신호를 이용하여 복수의 하향 광신호를 생성하는 단계; 및
    상기 복수의 하향 광신호를 결합하여 광선로를 통하여 가입자 측으로 송신하는 단계를 포함하고,
    상기 다파장 광원의 출력파장 간격은 상기 파장별분리단계에서의 WDM 채널 통과대역폭보다 작은 것을 특징으로 하는 파장 무의존 광원을 이용한 하향 광송신 방법.
  12. 삭제
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 하향 광신호 생성 단계는,
    복수의 파장 무의존 반도체광증폭기를 사용하여 하향 광신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 파장 무의존 광원을 이용한 하향 광송신 방법.
  14. WDM-PON에서의 파장 무의존 광원을 이용한 광선로 종단 시스템(OLT)에 있어서,
    가입자 측으로 전송할 하향 전기신호 또는 가입자 측으로부터 전송된 상향 전기신호를 프로토콜 처리하기 위한 프로토콜 처리 수단;
    WDM 채널의 통과 대역폭보다 작은 파장 간격으로 출력된 다파장 광신호 또는 광대역 광신호를 이용하여 상기 프로토콜 처리 수단에서 출력되는 각각의 하향 전기신호에 대하여 하향 광신호를 생성하고, 상기 생성된 하향 광신호를 결합하여 WDM 하향 광신호를 생성하기 위한 하향 광송신 수단;
    상기 WDM 하향 광신호를 광선로를 통하여 가입자 측으로 전달하거나, 광선로를 통하여 가입자 측으로부터 전송된 WDM 상향 광신호를 상향 광수신 수단으로 전달하기 위한 분기 수단; 및
    상기 WDM 상향 광신호를 파장별로 분리하고 각각의 광신호를 전기신호로 변환하여 상기 프로토콜 처리 수단으로 출력하기 위한 상기 상향 광수신 수단
    을 포함하는 WDM-PON의 광선로 종단 시스템(OLT).
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 하향 광송신 수단은,
    제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 하향 광송신 장치인 것을 특징으로 하는 WDM-PON의 광선로 종단 시스템(OLT).
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