KR100921745B1 - 다재다능한 수동형 가입자망 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하나의 수동형 원격 분배기를 이용하여 파장정보를 이용하는 파장분할 수동형 가입자망(WDM-PON)과 파장정보에 무관한 수동형 가입자망(E-PON or ATM-PON)을 가입자 쪽에서 동시에 서비스 받을 수 있게 하는 다재다능한 수동형 가입자망(versatile-PON)에 관한 것으로서, 전화국용 회선단말(10)과, 원격분배기(20)와, 댁내용 광망종단장치(30)를 포함하며, 전화국용 회선단말의 광섬유(41)는 원격분배기(20) 내에서 두 갈래로 분기되어 그 중 하나에는 파장분할기(21)가 설치되고 나머지 하나에는 파워 스플리터(22)가 설치되며, 파장분할기(21)를 통과한 광과 파워 스플리터(22)를 통과한 광이 합쳐지도록 파장분할기(21) 및 파워 스플리터(22)의 뒤에 광대역 커플러(23)를 설치하여 광대역 커플러(23)를 통하여 댁내용 광망종단장치(30)로 하향신호가 전송되도록 함으로써 파장에 무관한 수동형 가입자망과 파장분할형 수동형 가입자망을 동시에 또는 선택적으로 서비스하는 것을 특징으로 한다.
WDM-PON, 스플리터, 광대역 커플러, 원격 분배기, E-PON

Description

다재다능한 수동형 가입자망{Versatile passive optical networks(PON)}
도 1은 본 발명에 따른 다재다능한 수동형 가입자망을 설명하기 위한 도면;
도 2는 도 1의 다재다능한 수동형 가입자망의 서비스 밴드를 설명하기 위한 도면;
도 3은 도 1의 원격분배기(20)를 설명하기 위한 도면;
도 4는 도 1의 원격분배기(20) 내에서의 파장에 따른 에너지 손실을 설명하기 위한 도면;
도 5는 도 1의 다재다능한 수동형 가입자망이 E-PON과 WDM-PON 서비스를 동시에 할 수 있음을 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 참조번호의 설명>
10: 전화국용 회선단말 20: 원격분배기
21: AWG 또는 WGR 22: 파워 스플리터(PS)
23: 광대역 커플러 30: 댁내용 광망종단장치
31: 레이저 다이오드 32: 포토 다이오드
41, 42: 광섬유
본 발명은 수동형 가입자망(Passive Optical Networks: PON)에 관한 것으로서, 특히 하나의 수동형 원격 분배기(Remote Node:RN)를 이용하여 파장정보를 이용하는 파장분할 수동형 가입자망(WDM-PON)과 파장정보에 무관한 수동형 가입자망(E-PON or ATM-PON)을 가입자 쪽에서 동시에 서비스 받을 수 있게 하는 다재다능한 수동형 가입자망(versatile-PON)에 관한 것이다.
현재 대두되고 있는 FTTH(Fiber-To-The-Home)을 구현하는데 있어서 두 개의 방식이 논의되고 있다. 이들은 모두 수동형 가입자망(Passive Optical Networks: PON)으로 구성된다. 수동형 가입자망(PON)이라는 것은 전화국에서 가입자들로 서비스를 할 때 그 구조가 일대다(point-to-multipoint) 구조로 서비스 하는 것을 말하며, 다점(multipoint)으로 분배하기 위한 원격 분배기(RN)가 수동소자로 구성된다.
이러한 수동소자의 대표적인 것으로 파장에 의존성이 있는 A\G(arrayed waveguide grating router) 또는 WGR(waveguide rating router)와, 파장에 의존성이 적은 파워 스플리터(power splitter)가 있다. 파장에 의존성이 있는 AWG 또는 WGR을 이용하는 방식으로는 WDM-PON(wavelength division multiplexing-passive optical networks)가 대표적이며, 파장에 의존성이 적은 파워 스플리터(power splitter)를 이용하는 방식으로는 E-PON(ethernet-passive optical networks)이 대 표적이다.
현재까지는 구현가격이 저렴한 E-PON 방식이 유망하였지만 향후에는 전송용량의 증대 및 보안성 등을 이유로 WDM-PON이 점차 유망해질 것이다. 이 두 가지 방식은 서로 상대적인 우수함을 가지고 있으며 상호보완적이기 때문에 필요에 따라 적절하게 선택될 것이다. 그러나 가령 E-PON을 사용하다가 WDM-PON으로 사용하기 위해서는 E-PON의 원격분배기(RN)로 사용되는 파워 스플리터를 AWG 또는 WGR로 교체해야 하는 등 시스템의 재구성이 불가피하다. 이는 상당한 비용과 시간을 요구하는 일이다. 즉 종래에는 E-PON 또는 WDM-PON 중의 어느 한 방식으로 서비스가 정해지면 그 방식에 적합한 원격분배기가 정해지고, 향후 다른 방식으로 변경하기가 사실상 불가능하였다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 파장정보를 이용하는 파장분할 수동형 가입자망(WDM-PON)과 파장정보에 무관한 수동형 가입자망(E-PON or ATM-PON)을 동시에 서비스하거나 또는 망의 진화에 따라 초기에는 파장에 무관한 수동형 가입자망 서비스를 하다가 추후에는 파장분할 수동형 가입자망 서비스로 변환하는 등 두 가지 방식을 서비스 전력에 따라 모두 또는 선택적으로 사용할 수 있는 다재다능한 수동형 가입자망(versatile-PON)을 제공하는 데 있으며, PLC(Planar Lightwave Circuits) 기술을 사용할 경우 작은 소자로 구성가능하게 하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 수동형 가입자망은, 전화국용 회선단말과, 원격분배기와, 댁내용 광망종단장치를 포함하며, 상기 전화국용 회선단말의 광섬유는 상기 원격분배기 내에서 두 갈래로 분기되어 그 중 하나에는 파장분할기가 설치되고 나머지 하나에는 파워 스플리터가 설치되며, 상기 파장분할기를 통과한 광과 상기 파워 스플리터를 통과한 광이 합쳐지도록 상기 파장분할기 및 파워 스플리터의 뒤에 광대역 커플러를 설치하여 상기 광대역 커플러를 통하여 상기 댁내용 광망종단장치로 하향신호가 전송되도록 함으로써 파장에 무관한 수동형 가입자망과 파장분할형 수동형 가입자망을 동시에 또는 선택적으로 서비스하는 것을 특징으로 한다.
상기 파장분할기는 1200~1700nm 파장 범위에서 1550nm 밴드만을 주로 통과시키면서 파장분할시키고, 상기 파워 스플리터는 그 나머지 밴드를 주로 통과시킨다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 아래의 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시된 것일 뿐이며 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상 내에서 많은 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위가 이러한 실시예에 한정되는 것으로 해석돼서는 안 된다.
도 1은 본 발명에 따른 다재다능한 수동형 가입자망을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 전화국용 회선단말(Central Office equipment Optical Line terminal:CO OLT, 10)과 댁내용 광망종단장치(Customer Premise Equipment Optical Network Unit: CPE ONU, 30) 사이에는 원격분배기(Remote Node:RN, 20)가 위치하며, 원격분배기(20) 내에는 WGR(21)과 PS(power splitter, 22)가 설치된다.
전화국용 회선단말(OLT, 10)과 원격분배기(20)의 사이 및 원격분배기(20)와 댁내용 광망종단장치(30) 사이는 단일모드 광섬유(single mode fiber, 41, 42)로 연결된다. 상향신호(λU)는 광망종단장치(ONU, 30)의 레이저 다이오드(Laser Diode: LD, 31)에서 출사되고, 전화국용 회선단말(OLT, 10)에서 나오는 하향신호(λD)는 포토 다이오드(Photo Diode: PD, 32)에 입력된다.
도 2는 도 1의 다재다능한 수동형 가입자망의 서비스 밴드를 설명하기 위한 것으로서, 도 2에 도시된 바와 같이 WDM-PON의 경우에는 1550nm 부근의 파장을 상향신호(λU)및 하향신호(λD)로 사용하고, PS-PON(E-PON)의 경우에는 1310nm 부근의 파장을 상향신호(λU)로 사용하고 1490nm 및 1500~1600nm의 파장을 하향신호(λD)로 사용한다. 그리고 망의 진단을 위해서 1600~1650nm의 파장을 모니터링 신호로서 사용한다.
도 3은 본 발명의 특징부로서 도 1의 원격분배기(RN, 20)를 설명하기 위한 도면이다. 도 3을 참조하면, 전화국용 회선단말(10)의 단일모드 광섬유(41)는 원격분배기(20) 내에서 광분기수단(미도시)을 통하여 두 갈래로 분기되며, 그 중 하나에는 WGR(21)이 연결되고, 나머지 하나에는 파워 스플리터(22)가 연결된다. WGR(21)과 파워 스플리터(22)의 뒤에는 WGR(21)과 파워 스플리터(22)를 통과한 광 이 합쳐지도록 광대역 커플러(23)가 설치되며, 전화국용 회선단말(10)에서 나오는 하향신호(λD)는 광대역 커플러(23)를 통과하여 댁내용 광망종단장치(30)로 전송된다.
전화국용 회선단말(10)의 단일모드 광섬유(40)를 통하여 원격분배기(20)로 입력되는 광신호 중에서 WGR(21)를 사용하는 밴드는 WGR(21)의 경로로 진행하고, 파워 스플리터(22)를 사용하는 밴드는 파워 스플리터(22)의 경로로 진행한다. 구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이 1200~1700nm의 파장을 원격 분배기(RN, 20)로 입사시켰을 때 AWG(WGR, 21)의 경로를 진행하는 것은 1550nm 밴드의 손실이 다른 파장에 비해 적게 일어나 결국에는 1550nm 밴드가 상향신호(λU) 및 하향신호(λD)로 사용되고, PS(22)의 경로를 진행하는 것은 1310nm, 1490nm, 1500nm, 1600 ~ 1650nm 밴드의 손실이 1550nm 밴드에 비해 적게 일어나 1310nm가 상향신호(λU)로, 1490nm 및 1500nm 밴드가 하향신호(λD)로, 1610nm 밴드가 망의 진단을 위한 모니터링 신호로 사용된다.
도 5는 도 1의 다재다능한 수동형 가입자망이 E-PON과 WDM-PON 서비스를 동시에 할 수 있음을 설명하기 위한 도면이다.
[하향신호]
E-PON과 WDM-PON 서비스에 모두 적용될 수 있도록 전화국용 회선단말(10)에서는 1490nm, 1520nm, 1550nm, 1610nm 밴드를 하향신호(λD)로서 송출한다. 전화국 용 회선단말(10)에서 송출된 광신호는 원격 분배기(20)에 입력된 후 두 갈래 즉, AWG(WGR, 21)의 경로와 PS(22)의 경로로 분기되어 진행하게 된다. 이 때 AWG(21) 경로로 간 것은 1490nm, 1520nm, 1600 ~ 1650nm 밴드에서 손실이 많이 발생하여 1550nm 밴드만 파장분할되고, PS(22) 경로로 간 것은 1550nm 밴드에서 손실이 많이 발생하여 1490, 1520nm, 1610nm 밴드만 하향신호로 기여하게 된다. 따라서 댁내용 광망종단장치(ONU, 30)에서는 E-PON(50)과 WDM-PON(60)의 서비스를 동시에 받을 수 있게 된다.
[상향신호]
댁내용 광망종단장치(ONU, 30)에서는 레이저 다이오드(LD, 31)를 통하여 1310nm 및 1550nm 밴드를 상향신호(λU)로서 송출한다. 댁내용 광망종단장치(30)에서 송출된 광신호는 원격 분배기(20)에 입력된 후 두 갈래 즉, AWG(WGR, 21)의 경로와 PS(22)의 경로로 분기되어 진행하게 된다. 이 때 AWG(21) 경로로 간 것은 1310nm 밴드에서 손실이 많이 발생하여 1550nm 밴드만 상향신호로서 작용하게 되고, PS(22) 경로로 간 것은 1550nm 밴드에서 손실이 많이 발생하여 1310nm 밴드만 상향신호로서 작용하게 된다. 전화국용 회선 단말(10)에서는 1310nm와 1550nm 밴드를 상향신호(λU)로서 입력받는다.
도 6은 본 발명에 따른 다재다능한 수동 가입자망을 통하여 WDM-PON과 E-PON을 동시에 서비스한 결과 그래프로서, (a)는 하향 서비스 실험에 관한 것이고, (b)는 상향 서비스 실험에 관한 것이다. 도 6은 본 발명에 의할 경우 WDM-PON과 E-PON 의 동시 서비스가 가능하고 신호 품질이 따로 따로 서비스하는 경우에 비하여 떨어지지 않음을 보여준다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 파장분할형 서비스와 파장에 무관한 서비스를 동시에 할 수도 있고, 망의 진화에 따라 초기에는 파장에 무관한 서비스를 하다가 원격분배기 및 망구조의 재편없이 추후에 파장분할형 서비스를 추가할 수 있게 되어 경제적으로 매우 유리할 뿐만 아니라 이미 설치되어 있던 파장에 무관한 종래의 서비스까지 계속 수용할 수 있게 되어 매우 바람직하다.

Claims (4)

  1. 전화국용 회선단말과, 원격분배기와, 댁내용 광망종단장치를 포함하는 수동형 가입자망에 있어서,
    상기 전화국용 회선단말의 광섬유는 상기 원격분배기 내에서 두 갈래로 분기되어 그 중 하나에는 파장분할기가 설치되고 나머지 하나에는 파워 스플리터가 설치되며, 상기 파장분할기를 통과한 광과 상기 파워 스플리터를 통과한 광이 합쳐지도록 상기 파장분할기 및 파워 스플리터의 뒤에 광대역 커플러를 설치하여 상기 광대역 커플러를 통하여 상기 댁내용 광망종단장치로 1600~1650nm의 망 진단용 파장대역을 포함하는 하향신호가 전송되도록 함으로써 파장에 무관한 수동형 가입자망과 파장분할형 수동형 가입자망을 동시에 또는 선택적으로 서비스하는 것을 특징으로 하는 수동형 가입자망.
  2. 제1항에 있어서, 상기 파장분할기는 1200~1700nm 파장 범위에서 1550nm 밴드만을 통과시키면서 파장분할시키고, 상기 파워 스플리터는 그 나머지 밴드를 통과시키는 것을 특징으로 하는 수동형 가입자망.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전화국용 회선단말에서 댁내용 광망종단장치로의 하향신호는 1490nm, 상기 1600 ~ 1650nm, 및 1550nm 밴드를 포함하고, 상기 댁내용 광망종단장치에서 상기 전화국용 회선단말로의 상향신호는 1310nm 및 1550nm 밴드를 포함하며,
    상기 파장분할기는 그 중에서 1550nm 밴드만을 통과시키고, 상기 파워 스플리터는 1550nm 밴드를 제외한 나머지인 1310nm, 1490nm, 및 상기 1600 ~ 1650nm 밴드를 통과시키는 것을 특징으로 하는 수동형 가입자망.
  4. 제1항에 있어서, 상기 파장분할기는 AWG 또는 WGR 인 것을 특징으로 하는 수동형 가입자망.
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