KR100955132B1 - 중앙 기지국과 가입자 광 종단 장치 사이의 거리에 따라주입광의 세기를 조절하는 파장 분할 광통신 시스템 - Google Patents

중앙 기지국과 가입자 광 종단 장치 사이의 거리에 따라주입광의 세기를 조절하는 파장 분할 광통신 시스템 Download PDF

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Abstract

중앙 기지국과 가입자 광 종단 장치 사이의 거리에 따라 주입광의 세기를 조절하는 파장 분할 광통신 시스템이 제공된다. 이 시스템은, 도달 거리에 따라 세기가 다른 광을 출력하는 중앙 기지국; 중앙 기지국의 출력광의 경로를 도달 거리별로 분리시키기 위한 외부 광 분기부; 출력광의 경로 수만큼 구비되며, 외부 광 분기부로부터 전송된 광을 수신하는 다수의 원격 노드; 및 원격 노드를 통하여 전송된 상기 광에 파장 잠김된 발진광을 형성하고, 상기 발진광을 이용하여 상향 신호를 형성하는 가입자 광 종단 장치를 포함한다.
Figure R1020080046528
파장 분할, 광통신, 주입광, 세기, 경로, 가산 드롭 필터

Description

중앙 기지국과 가입자 광 종단 장치 사이의 거리에 따라 주입광의 세기를 조절하는 파장 분할 광통신 시스템{Wavelength division multiplexed optical communication system controlling intensity of injection light according to distance from central office to subscribers}
본 발명은 광통신 시스템에 관한 것으로, 중앙 기지국과 가입자 광 종단 장치 사이의 거리에 따라 주입광의 세기를 조절하는 파장 분할 광통신 시스템에 관한 것이다.
파장 분할 다중화 수동형 광 가입자 망은 외부로부터 주입되는 비간섭성 광에 파장잠김(Locking)된 발진광을 이용하여 상향 신호(Up stream)를 전송한다. 도 1을 참조하면, 종래 파장분할 다중화 수동 광가입자 시스템에서 중앙 기지국(10)의 ASE(Amplified Spontaneous Emission) 광원(11)으로부터 방출되는 비간섭성 광은 써큘레이터(Circulator)(12)를 거쳐 외부로 출력되고, 트렁크 광섬유(Trunk Fiber)(20)를 지나 원격 노드(Remote Node)(30)에 도달한다. 비간섭성 광은 분배 광섬유(Distribution Fiber)(40)를 거쳐 원격 노드(30)로부터 해당 가입자의 광 종단 장치(Opical Network Terminal, 이하 ONT라 약함)(50)에 도달한다.
이와 같은 경로를 거쳐 ONT에 주입되는 비간섭성 광은 특정 채널 성분만을 가지게 되며, ONT의 OTX는 특정된 채널에 맞게 발진된 발진광을 이용하여 상향 신호를 형성한다. ONT의 OTX에서 출력된 상향 신호는 비간섭성 광이 지나온 분배 광섬유(40), 원격 노드(30), 트렁크 광섬유(20) 및 써큘레이터(11)를 거친 후, AWG(Array Waveguide Grating)을 통과하여 중앙 기지국(10)의 OLT OTX(14)로 전달된다.
파장 분할 다중화 수동 광 가입자 망에 적합한 광원을 형성하기 위해 외부에서 ONT의 LD(laser diode) 모듈에 입력되는 비간섭성 광의 세기에 따라 발진광의 세기가 달라진다. 그러나, 종래 파장분할 다중화 수동 광가입자 시스템에서 중앙기지국(10)과 ONT들(50) 간의 거리가 일정한 것으로 가정된다. 실제 시스템에서는 각 ONT(50)의 위치가 일정하지 않으므로, 중앙기지국(10)으로부터 출력되어 각 ONT(50)에 도달하는 비간섭성 광원의 세기는 ONT(50)의 위치에 따라 달라진다. 외부로부터 ONT(50)에 주입되는 비간섭성 광의 세기변동에 따라, ONT 로부터 출력되는 상향 신호 역시 변동되어 신뢰성이 저하된다.
본 발명은 중앙기지국으로부터 각기 다른 거리에 위치한 가입자 광 종단장치(ONT)에 동일 세기의 외부 주입광을 도달시킬 수 있는 파장 분할 광통신 시스템을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 파장 분할 광통신 시스템은, 도달 거리에 따라 세기가 다른 광을 출력하는 중앙 기지국; 상기 중앙 기지국의 출력광의 경로를 도달 거리별로 분리시키기 위한 외부 광 분기부; 상기 출력광의 경로 수만큼 구비되며, 상기 외부 광 분기부로부터 전송된 광을 수신하는 다수의 원격 노드; 및 상기 원격 노드를 통하여 전송된 광에 파장 잠김된 발진광을 형성하고, 상기 발진광을 이용하여 상향 신호를 형성하는 가입자 광 종단 장치를 포함한다. 상기 각 원격 노드는 상기 광 분기부로부터 전송된 광을 일정한 거리 범위 내에 위치하는 다수의 가입자 광 종단 장치에 전송한다. 상기 중앙 기지국은, 서로 다른 거리에 위치하는 다수 가입자 광 종단장치에 전송되는 비간섭성 광을 출력하기 위한 광원; 상기 광원으로부터 출력된 비 간섭성 광을 상기 도달 거리에 따라 파장대별로 경로를 구분시키기 위한 내부 광 분기부; 상기 내부 광 분기부로부터 출력되는 서로 다른 파장대의 광을 서로 다른 크기의 증폭률로 증폭시키는 다수의 증폭기; 및 상기 다수의 증폭기로부터 출력되는 비 간섭성 광을 결합시키기 위한 광 결합기를 포함한다.
중앙기지국으로부터 각기 다른 거리에 위치한 가입자 광 종단장치에 도달되는 비간섭성 광을 서로 다른 증폭율로 증폭하고, 가산 드롭 필터로써 광을 분기하여 가입자 광 종단장치에 동일한 세기의 비간섭 광을 도달시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도 2, 도 3a 및 도 3b를 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한 다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 파장 분할 광통신 시스템의 중앙 기지국(100)은 서로 다른 거리에 위치하는 다수 가입자 광 종단장치(Optical Network Terminal, 이하 ONT라 약함)에 전송되는 비간섭성 광을 출력하기 위한 ASE(Amplified Spontaneous Emission) 광원(101)을 포함한다.
내부 가산 드롭 필터(Add/Drop filter)(102)는 ASE 광원(101)으로부터 출력된 비 간섭성 광 중 제1 파장대의 광을 그대로 통과시키고, 제2 파장대의 광 경로를 변경시킨다. 즉, 파장대별로 광을 분기한다. 도 3a는 가산 드롭 필터에 의해 광 분기 및 결합을 설명하기 위한 개략도이고, 도 3b는 가산 드롭 필터로부터 출력되는 광의 파장 및 세기를 보이는 그래프이다. 가산 드롭 필터(ADF)는 입력광 중 λ1 파장대의 광은 그대로 통과시키고, λ2 파장대 광의 경로를 변경한다. 또한, 가산 드롭 필터(ADF)는 서로 다른 경로에서 입력되는 여러 파장대의 광(λ1, λ2)을 합하여 출력한다.
내부 가산 드롭 필터(Add/Drop filter)(102)에 의해 경로가 달라진 제1 파장대의 광과 제2 파장대의 광은 거리를 고려하여 서로 다른 크기의 증폭률로 입력 광을 증폭시키는 제1 증폭기(103A)와 제2 증폭기(103B)에서 각각 증폭된다. 상대적으로 가까운 거리에 위치하는 ONT와 먼 거리에 위치하는 ONT에 동일한 세기의 비 간섭성 광이 도달할 수 있도록, 제1 파장대의 광과 제2 파장대의 광 중 상대적으로 먼 거리에 위치하는 ONT에 도달하는 광이 보다 큰 증폭률을 갖는 증폭기에서 증폭된다. 제1 증폭기(103A)와 제2 증폭기(103B)는 EDFA(Erbium Doped Fiber Amplifier)로 구현될 수 있다. 이때 증폭률은 전송거리에 따른 광신호 전송손실을 고려하여 전송거리가 길수록 큰 증폭률로, 전송거리가 짧을수록 작은 증폭률로 증폭하는데, 중앙 기지국(100)에서 각각의 가입자 광 종단장치(150A,150B) 까지의 거리를 고려하여 ASE 광원(101)의 세기가 최적이 되는 증폭률이 적용된다. 각각의 증폭률은 실험치에 의해 최적화된 값이다.
제1 증폭기(103A)와 제2 증폭기(103B)에서 증폭된 제1 파장대의 광과 제2 파장대의 광은 결합기(coupling device)(104)에서 결합되고, 써큘레이터(Circulator)(105)를 거쳐 중앙 기지국(100)으로부터 출력된다.
외부 가산 드롭 필터(110)는 중앙 기지국(100)으로부터 출력되는 비간섭성 광을 파장대에 따라(즉, ONT 또는 원격 노드와 중앙 기지국 간의 거리에 따라) 두 경로로 분기한다. 예컨대, 외부 가산 드롭 필터(110)는 제1 파장대의 광은 그대로 통과시켜 경로 A를 따라 진행되도록 하고, 제2 파장대 광은 경로를 변경하여 경로 B를 따라 진행되도록 한다. 외부 가산 드롭 필터(110)에 의해 경로가 분기된 제1 파장대의 비간섭성 광과 제2 파장대의 비간섭성 광은 트렁크 광섬유(120A, 120B)를 각각 지나 서로 다른 원격 노드(Remote Node)(130A, 130B)에 입력된다. 원격 노드(130A, 130B)에서 비간섭성 광은 각 가입자 광 종단장치(ONT)(150A, 150B)에 연결된 단일 모드 광섬유(140A, 140B)를 거쳐 ONT(150A, 150B)의 출력단(ONT OTX A, B)에 입사된다. ONT의 출력단(ONT OTX A, B)에 입사된 비간섭성 광원은 ONT의 출력단(ONT OTX A, B)에서 원격 노드(130A, 130B)를 거치면서 선택된 특정 파장대로 잠김되어 발진한다. 가입자 광 종단장치(ONT)(150A, 150B)는 발진된 광에 데이터를 실어 상향 신호를 형성하고 중앙기지국(100)으로 전송한다. 각 ONT(150A, 150B)에서 전송되는 상향 신호는 비간섭성 광이 지나온 광섬유(140A, 140B), 원격 노드(130A, 130B) 및 트렁크 광섬유(120A, 120B)를 거진 후, 외부 가산 드롭 필 터(110)에서 결합되어 중앙 기지국(100)의 써큘레이터(105)를 지나 AWG(Array Waveguide Grating)(106)를 통과하여 중앙 기지국(100)의 OLT OTX(107A, 107B)로 전달된다.
전술한 실시예와 같이 본 발명은 중앙기지국(100)으로부터 각기 다른 거리(dA, dB)에 위치한 가입자 광 종단장치(150A, 150B)에 도달되는 비간섭성 광을 서로 다른 증폭율로 증폭하고, 외부 가산 드롭 필터(110)로써 광을 분기하여 가입자 광 종단장치(150A, 150B)에 동일한 세기의 비간섭 광이 도달되도록 한다. 도 2에서는 각기 다른 거리(dA, dB)에 가입자 광 종단장치(150A, 150B)가 하나씩 위치하는 것을 보이고 있으나, 가입자 광 종단장치(150A)와 가입자 광 종단장치(150B)는 각각 중앙 기지국(100)으로부터 거리 dA 또는 dB 만큼 떨어진 위치에 존재하는 다수 광 종단 장치를 의미할 수 있다. 즉, 비슷한 거리에 있는 가입자 광 종단 장치들을 동일 그룹으로 묶어서 관리할 수 있고, 다른 그룹에 속한 광 종단 장치들에 입사되는 비간섭성 광의 세기가 동일해지도록 함으로써 광신호 전송 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 가입자 광 종단 장치들을 거리별로 구분된 그룹 별로 관리할 수 있어서, 관리가 용이하다. 아울러, 분리된 그룹 별로 광선로를 관리함으로써 한 그룹의 광선로 상에 문제가 발생하더라도 다른 그룹에 영향을 미치지 않을 뿐만 아니라 문제가 발생한 그룹을 대상으로만 발생 원인을 파악하기 때문에 유지 보수가 보다 수월해진다.
도 1은 종래 외부로부터 주입되는 비간섭성 광에 파장잠김된 발진광을 이용하여 상향 신호를 전송하는 파장분할 다중화 수동 광가입자 시스템을 보이는 개략도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 파장분할 다중화 광통신 시스템의 구성을 보이는 블록도.
도 3a는 가산 드롭 필터에 의해 광 분기 및 결합을 설명하기 위한 개략도.
도 3b는 가산 드롭 필터로부터 출력되는 광의 파장 및 세기를 보이는 그래프.

Claims (7)

  1. 파장 분할 광통신 시스템으로서,
    도달 거리가 길면 광세기가 큰 광을 출력하고 도달 거리가 짧으면 광세기가 작은 광을 출력하는 중앙 기지국;
    상기 중앙 기지국의 출력광의 경로를 도달 거리별로 분리시키기 위한 외부 광 분기부;
    상기 출력광의 경로 수만큼 구비되며, 상기 외부 광 분기부로부터 전송된 광을 수신하는 다수의 원격 노드; 및
    상기 원격 노드를 통하여 전송된 광에 파장 잠김된 발진광을 형성하고, 상기 발진광을 이용하여 상향 신호를 형성하는 가입자 광 종단 장치를 포함하는, 파장 분할 광통신 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 원격 노드는 상기 광 분기부로부터 전송된 광을 일정한 거리 범위 내에 위치하는 다수의 가입자 광 종단 장치에 전송하는, 파장 분할 광통신 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 중앙 기지국은,
    서로 다른 거리에 위치하는 다수 가입자 광 종단장치에 전송되는 비간섭성 광을 출력하기 위한 광원;
    상기 광원으로부터 출력된 비 간섭성 광을 상기 도달 거리에 따라 파장대별로 경로를 구분시키기 위한 내부 광 분기부;
    상기 내부 광 분기부로부터 출력되는 서로 다른 파장대의 광을 서로 다른 크기의 증폭률, 즉 상기 도달 거리가 긴 가입자 광 종단장치로 전송되는 광에 대해서는 큰 증폭률로, 상기 도달 거리가 짧은 가입자 광 종단장치로 전송되는 광에 대해서는 작은 증폭률로 증폭시키는 다수의 증폭기; 및
    상기 다수의 증폭기로부터 출력되는 비 간섭성 광을 결합시키기 위한 광 결합기를 포함하는, 파장 분할 광통신 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 광원은 ASE(Amplified Spontaneous Emission) 광원인, 파장 분할 광통신 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 내부 및 상기 외부 광 분기부는 가산 드롭 필터인, 파장 분할 광통신 시스템.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 다수의 증폭기는 EDFA(Erbium Doped Fiber Amplifier)인, 파장 분할 광통신 시스템.
  7. 파장 분할 광통신 시스템으로서,
    서로 다른 거리에 위치하는 다수 가입자 광 종단장치에 전송되는 비간섭성 광을 출력하기 위한 ASE(Amplified Spontaneous Emission) 광원, 상기 광원으로부터 출력된 비 간섭성 광을 파장대별로 경로를 구분시키기 위한 내부 가산 드롭 필터, 상기 내부 가산 드롭 필터로부터 출력되는 서로 다른 파장대의 광을 도달 거리에 따라 서로 다른 크기의 증폭률, 즉 상기 도달 거리가 긴 가입자 광 종단장치로 전송되는 광에 대해서는 큰 증폭률로, 상기 도달 거리가 짧은 가입자 광 종단장치로 전송되는 광에 대해서는 작은 증폭률로 증폭시키는 다수의 EDFA(Erbium Doped Fiber Amplifier) 및 상기 다수의 EDFA부터 출력되는 비 간섭성 광을 결합시키기 위한 광 결합기를 포함하는 중앙 기지국;
    상기 중앙 기지국의 출력광의 경로를 상기 파장대별로 분리시키기 위한 외부 가산 드롭 필터;
    상기 출력광의 경로 수만큼 구비되며, 일정한 거리 범위 내에 위치하는 다수의 가입자 광 종단 장치에 상기 외부 가산 드롭 필터로부터 전송된 광을 전송하는 다수의 원격 노드; 및
    상기 원격 노드를 통하여 전송된 상기 광에 파장 잠김된 발진광을 형성하고, 상기 발진광을 이용하여 상향 신호를 형성하는 가입자 광 종단 장치를 포함하는, 파장 분할 광통신 시스템.
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