KR100975821B1 - 파장분할 다중화/시분할 다중화 복합 광 네트워크 시스템및 그 장치 - Google Patents

파장분할 다중화/시분할 다중화 복합 광 네트워크 시스템및 그 장치 Download PDF

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Abstract

WDM/TDM(wavelength division multiplexing/time division multiplexing) 복합 광 네트워크 시스템을 제공한다.
상기 복합 광 네트워크 시스템은, M 개의 TDM OLT(optical line terminal)로부터 발생한 단일 파장의 광 신호를 M개의 WDM 광 신호로 변환하고, 상기 M개의 WDM 광 신호를 파장 결합하여 출력하는 하이브리드 OLT, 상기 하이브리드 OLT로부터 출력된 WDM 광 신호를 M 개의 TDM 광 신호로 광-전-광 방식으로 변환시키는 WDM-TDM 변환 장치 및 상기 변환된 M개의 단일 파장의 TDM 광 신호 각각을 N 개의 광 신호로 파워 분기시키는 광 스플리터를 포함한다. 여기서, 상기 복합 광 네트워크 시스템은 버스 구조로 구성될 수 있으며, 추가의 광 스플리터를 이용하여 분기율을 더 향상 시킬 수 있다. 또한, 원격 접합부를 이용하여 전송 거리를 증대 시키며, 원격 감시 기능과 이중화 기능이 추가로 부여될 수 있다.
WDM, TDM, WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템, 광 스플리터, WDM-TDM 변환 장치

Description

파장분할 다중화/시분할 다중화 복합 광 네트워크 시스템 및 그 장치{WDM/TDM HYBRID OPTICAL NETWORK SYSTEM AND APPARATUS THEREOF}
본 발명은 시분할 다중화 수동형 광 네트워크(TDM-PON, time division multiplexing-passive optical network)를 파장분할 다중화(WDM, wavelength division multiplexing) 기법과 결합한 복합 광 네트워크 시스템 및 여기에 이용되는 장치에 관한 것이다.
최근 인터넷 트래픽(traffic)의 급격한 증가와 방송, 통신 융합 서비스가 가시화되면서 가입자 망의 고속화가 활발히 이루어지고 있다. 이를 위한 여러 기술 가운데, PON(passive optical network) 기술은 가입자에게 높은 대역폭을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 OSP(outside plant)가 수동소자로만 구성되므로 망의 운용 비용을 크게 절감할 수 있다는 장점으로 인하여 도입이 확산되고 있다. PON 기술은 다중화, 다중접속 방식의 차이에 따라 크게 두 가지로 분류되는데, 첫 번째는 시분할 다중화 기반의 TDM-PON이며, 두 번째는 파장분할 다중화 기반의 WDM-PON이다.
도 1은 종래의 일반적인 TDM-PON의 구성을 도시한 도면이다.
TDM-PON은 시분할 기법을 이용하여 가입자가 국사의 OLT(optical line terminal)(10)와 광섬유를 공유하는 구조로서, ITU-T에서 표준화된 B-PON과 G-PON, 그리고 IEEE에서 표준화된 E-PON 등이 현재 사용되고 있다. 현재의 일반적인 TDM-PON의 전송방법을 좀 더 살펴보면, 하향 신호의 관점에서 국사 측의 OLT(10)에는 하나의 광 송수신기가 설치되어 각 가입자로 전달되는 트래픽을 브로드캐스트(broadcast)하고, 원격 노드(RN, remote node)에는 단순히 광 파워를 분기하는 1xN 광 스플리터(20)가 사용되어 OLT(10)에서 전송된 하향 광 신호를 N개의 가입자 선로로 분배해 주는 역할을 하며, 가입자 측의 ONT(optical network termination)(31, 32, 33)에서는 OLT(10)에서 내려온 하향 신호를 수신하여 자신에게 할당된 프레임만을 선택적으로 가입자에게 전달하게 된다.
상향신호의 전송을 살펴보면 가입자 측의 ONT(31, 32, 33)는 레인징(ranging)과 동적 대역폭 할당 (dynamic bandwidth allocation, DBA) 과정을 통해 자신만의 전용 시간 슬롯(slot)을 OLT(10)로부터 사전에 할당받은 다음, 자신에게 할당된 시간 슬롯이 도래할 때만 상향 데이터를 전송하고 자신의 슬롯이 아닐 때는 광 전송기를 완전히 끄게 되며, 각 가입자에게서 올라온 상향 신호는 원격 노드의 광 스플리터(20)에서 결합되어 OLT(10)로 전송된다.
통상적으로 OLT(10)에는 1480nm~1500nm 대역의 고정파장 광원이 사용되며, 가입자 측 ONT(31,32,33)에는 1260nm~1360nm 대역의 고정파장 광원이 채용되나, 차세대의 TDM-PON에서 상향 파장, 하향 파장을 변경할 가능성과 하향 신호를 여러 파장의 광 송수신기에 분산 전송하여 대역폭을 증대시키는 방안 등이 표준화기구에서 논의되고 있다. 그러나 TDM-PON은 광 파워 분기결합기로 원격 노드가 구성되기 때 문에 분기율 증대에 따라 전송 손실도 함께 증가하게 되는 문제점을 가지고 있다. 이에 따라 현재 TDM-PON의 경우 2.5Gb/s의 공유 대역폭에 64분기 가량으로 대역폭과 분기율이 제한되어 있다.
그러나, 전술한 시분할 다중 방식에서는 대역폭과 분기율이 제한되어 있으며 분기율 증대에 따른 전송 손실도 증가하는 문제점이 존재한다.
도 2는 종래의 일반적인 WDM-PON 네트워크를 도시한 도면이다.
시분할 다중화를 이용하여 광 선로를 공유하는 TDM-PON과 달리, 도 2에서 도시한 WDM-PON은 파장분할 다중화 기법을 이용하여 광 선로를 공유한다는 차이점이 있다.
도 2에서 도시한 대로 WDM-PON에서는 M개의 가입자에게 각각 전용의 상향(λum), 하향 파장(λdm)을 할당하여 논리적으로 점 대 점 연결을 구현하며, 이에 따라 TDM-PON에서의 복잡한 레인징과 DBA를 거친 시간 슬롯 할당 과정 등이 필요하지 않게 된다. OLT(40)에서는 각각의 가입자에게 배정된 광 송수신기(41, 42, 43)가 M개 설치되고 이들은 WDM 파장 분기 결합기(44)에서 결합되어 광 선로로 전송되며, 원격 노드(50)에 설치된 WDM 파장 분기 결합기(55)에서 다시 파장 채널별로 각 가입자에게 분배되는 단순한 다중화 구조를 갖는다.
도 2에서는 이더넷 프레임(Ethernet frame)을 전송하는 WDM-PON 시스템을 도시하였으나, WDM 시스템은 기본적으로 물리 계층(PHY)에서 다중화가 완료되어 상위 계층에서는 전송 투명성이 보장되기 때문에 이더넷 외의 SDH(synchronous digital hierarchy)/SONET(synchronous optical network)이나 ATM(asynchronous transfer mode), GFP(Generic Frame Procedure) 등을 전송하는 것도 충분히 가능하다. WDM-PON은 파장 할당을 통해 논리적으로 점 대 점 연결이 구현된다는 점, 브로드캐스트 기반의 TDM-PON에 비해 보안성이 뛰어나다는 점, 파장을 추가하는 것만으로 분기율 증대와 동시에 광섬유당 대역폭을 비교적 쉽게 증대시킬 수 있다는 점 등의 장점이 있으나, WDM을 위해 필요한 광원이 TDM-PON용 광원에 비해 상대적으로 고가라는 단점 역시 가지고 있다. 또한 파장 분할 방식의 광 송수신기가 각각 N 개씩 필요로 하므로 높은 분기율을 제공하기 위해서는 그 만큼 파장 선택을 위한 비용이 증가하는 문제점이 존재한다.
WDM-PON을 위한 WDM 광원에는 CWDM(coarse WDM), DWDM(dense WDM) 고정 파장 광원, DWDM 파장 무의존 광원 등이 사용되고 있다. DWDM 파장 무의존 광원 기술로는 파장 가변 레이저가 사용될 수 있고, 그 외에 광대역 광원이나 레이저 어레이 등의 시드광원을 사용하는 방식 중에서는 FP(Fabry-Perot) 레이저나 RSOA(reflective semiconductor optical amplifier)에 시드광원을 스펙트럼 분할하여 주입하는 방식 등이 있다. 또한 하향 신호광을 RSOA로 재변조하여 상향 신호를 생성하는 광 링크 구성 방식 역시 연구, 개발이 진행되고 있다.
한편, 한국 등록 특허 10-0584419는 이러한 WDM 방식과 TDM 방식을 결합한 구조를 개시하고 있으나, 역 다중화되어 점대점 통신을 수행하여야할 개별 파장을 광 스플리터를 통해 광 분기 시킴으로써 전송 손실을 야기 시키며, 기존의 TDM-PON 및 WDM 장비를 그대로 이용할 수 없다는 문제점이 존재하였다.
전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 광섬유당 전송 대역폭과 분기율을 증대시킴으로써 구축 비용과 운용 비용이 낮은 가입자망용 광 네트워크 및 그 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에서는 기존의 장비에 전술한 WDM/TDM 복합 광 네트워크로의 전환을 용이하게 제공하는 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에서는, 버스 방식을 통해 사용자 환경에 유연하게 적용할 수 있는 WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템을 제공한다.
더불어, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 전술한 시스템의 전송 거리를 증대시키고, 네트워크 상태를 원격 감시하고 광선로 이중화를 제공하는 WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템을 제공한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따른, WDM/TDM(wavelength division multiplexing/time division multiplexing) 복합 광 네트워크 시스템은, M 개의 TDM-PON OLT(optical line terminal)로부터 발생한 단일 파장의 광 신호를 M개의 WDM 광 신호로 변환하고, 상기 M개의 WDM 광 신호를 파장 결합하여 출력하는 하이브리드 OLT, 상기 하이브리드 OLT로부터 출력된 WDM 광 신호를 M 개의 TDM-PON 광 신호로 광-전-광 방식으로 변환시키는 WDM-TDM 변환 장치; 및 상기 변환된 M개의 단일 파장의 TDM-PON 광 신호 각각을 N 개의 광 신호로 파워 분기시키는 광 스플리터를 포함하고, 상기 하이브리드 OLT는, 상기 TDM-PON OLT 각각에 연결되어 TDM-WDM 변환을 수행하는 TDM-WDM 변환 단말을 포함한다.
또한, 본 발명의 제 2 측면에 따른, M개의 TDM-PON OLT로부터의 단일 파장의 TDM 신호와 M개의 WDM 신호로 상호 변환하는 TDM-WDM 변환 단말은, 상기 TDM OLT와 연결되어 TDM 광 신호와 전기 신호의 상호 변환을 수행하는 M개의 TDM 광 송수신기, M개로 분할된 파장의 WDM 광 신호와 전기 신호의 상호 변환을 수행하는 M개의 WDM 광 송수신기, 상기 TDM 광 송수신기와 WDM 광 송수신 사이에서 상기 변환된 전기 신호를 이용하여 WDM 신호와 TDM 신호의 정합을 수행하는 WDM-TDM 정합부 및 상기 M 개의 WDM 광 송수신기로부터의 M 개의 WDM 광 신호를 결합하고, 상기 M 개의 WDM 광 송수신기로의 결합 WDM 광 신호를 분기 시키는 WDM 파장 분기 결합기를 포함한다.
또한, 본 발명의 제 3 측면에 따른, WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템은, 복수의 WDM 광 신호를 파장 결합하여 출력하는 하이브리드 OLT, 입력된 파장 결합된 WDM 광 신호 중 일부 WDM 광 신호를 TDM-PON 광 신호로 광-전-광 방식으로 변환시켜 출력하고, 나머지 WDM 광 신호를 파장 결합하여 출력하는 적어도 하나의 드롭형 WDM-TDM 변환 장치; 및 상기 드롭형 WDM-TDM 변환 장치에 연결되어 변환된 TDM-PON 광 신호를 파워 분기시키는 적어도 하나의 광 스플리터를 포함하고, 상기 드롭형 WDM-TDM 변환 장치는 직렬로 연결됨에 의해 버스 구조 네크워크를 형성한다.
또한, 본 발명의 제 4 측면에 따른, 버스 구조의 WDM/TDM 복합 광 네트워크 를 구현하는데 이용되는 드롭형 WDM-TDM 변환 장치는, 결합된 WDM 광 신호를 파장 분기시켜. M 개의 WDM 개별 파장 광 신호들을 발생시키는 제 1 WDM 파장 분기 결합기, 상기 WDM 개별 파장 광 신호들 중 일부를 수신하여 전기 신호로 변환시키는 제 1 WDM 광 송수신기, 상기 전기 신호를 TDM-PON 광 신호로 변환시키는 제 1 TDM 광 송수신기, 상기 제 1 WDM 광 송수신기와 상기 제 1 TDM 광 송수신기 사이에서 정합을 수행하는 제 1 WDM-TDM 정합부 및 상기 M 개의 WDM 개별 파장 광 신호들 중 나머지 WDM 파장 광 신호를 결합하는 제 2 파장 분기 결합기를 포함한다.
또한, 본 발명의 제 5 측면에 따른, WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템은, 복수의 WDM 광 신호를 파장 결합하여 출력하는 하이브리드 OLT, 상기 하이브리드 OLT로부터 출력된 WDM 광 신호를 파워 분기시키는 제 1 광 스플리터, 상기 제 1 광 스플리터에 의해 분기된 각각의 WDM 광 신호를 TDM 광 신호로 광-전-광 방식으로 변환시키는 WDM-TDM 변환 장치 및 상기 WDM-TDM 변환 장치에 의해 변환된 TDM 광 신호를 파워 분기시키는 제 2 광 스플리터를 포함한다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 광섬유당 전송 대역폭과 분기율을 증대시킬 수 있는 WDM-TDM 복합 광네트워크를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 과제 해결 수단은 기존의 장비에 전술한 WDM/TDM 복합 광 네트워크로의 전환을 용이하게 제공하며, WDM-TDM 복합 광 네트워크를 버스 방식으로 제공하여 통해 사용자 환경에 유연하게 적용할 수 있는 효과를 구비한다.
더불어, 본 발명의 과제 해결 수단은 WDM-TDM 복합 광 네트워크 시스템에서 전송 거리를 증대시키고, 네트워크 상태를 원격 감시하고 광선로 이중화를 제공할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결" 또는 “광학적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다
제 1 실시예
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 WDM/TDM 복합 네트워크의 구성을 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 WDM/TDM 복합 광 네트워크에서는 WDM 광원을 포함하는 M 개의 WDM 광 송수신기(110, 12, 130)로부터 수신한 M 개의 하향 WDM 개별 파장 광 신호를 파장 결합시켜 하향 WDM 광 신호를 발생시키는 WDM 파장 분기 결합기(WDM MUX)(140)를 포함하는 H-OLT(hybrid optical line termination)(100); 하향 WDM 광 신호를 M 개의 하향 TDM 광 신호로 변환시키는 WDM-TDM 변환 장치 (RTD, Remote terminal for distribution)(200); 및 하향 TDM 광 신호 각각을 N 개의 광 신호로 파워 분기시키고, 상향 TDM 광 신호를 파워 결합시키는 M개의 광 스플리터 (310, 320)를 포함한다.
본 발명은 제 1 실시예에서는 WDM/TDM 복합 광 네트워크는 WDM 방식으로 M 개로 파장 분기된 이후에 TDM 방식으로 N 개로 파워 분기가 재차 이루어지므로, 전체 분기율은 M x N 이 되어, 기존의 TDM-PON이나 WDM-PON 단독으로 구성된 광 네트워크에 비해 획기적인 분기율 증대를 얻을 수 있다.
예를 들어, WDM 16 분기와 TDM-PON 32 분기를 조합할 경우 총 분기율은 512 분기가 되어, 광섬유 하나에 512 명의 가입자를 동시에 수용 가능하다. 또한 광 링크가 WDM-TDM 변환 장치를 중심으로 WDM-PON 구간과 TDM-PON 구간으로 분할되기 때문에 기존의 TDM-PON이나 WDM-PON과 비교하여 전송 거리를 증대시키기 용이하다. 가입자 장치인 ONT(311, 312, 313)는 기존의 TDM-PON과 호환가능하고 기존의 TDM-PON으로 구성된 가입자망을 본 발명의 WDM/TDM 복합 광 네트워크로 업그레이드하기가 쉽다. 따라서 WDM/TDM 복합 광 네트워크 구축 비용을 절감할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 WDM-TDM 변환장치의 구성을 도시한 도면 이다.
WDM-TDM 변환 장치(200)는, WDM 파장 분기 결합기(WDM MUX)(21), WDM 광 송수신기(221, 231, 241), WDM-TDM 정합부(WTA)(222, 232, 242), TDM 광 송수신기(223, 233, 243)을 포함한다.
파장 분기결합기 (WDM MUX) (210)는, H-OLT(100)와 상, 하향으로 연결된 WDM 광 신호 (상향 파장: λu1~λuM, 하향 파장: λd1~λdM)를 파장 채널 별로 분기/결합한다.
분기된 M개의 WDM 파장 채널(상향 파장: λum, 하향 파장: λdm)들은 WDM 광 송수신기(221, 231, 241), WDM-TDM 정합부(WTA)(222, 232, 242), TDM 광 송수신기(223, 233, 243)을 통해, 광-전-광 변환을 거쳐 TDM-PON OLT 규격의 상, 하향 파장(λuT, λdT)으로 변환되어 광선로를 거쳐 M개의 광 스플리터와 채널별로 접속되게 된다.
더욱 구체적으로, 하향 신호 전송의 경우, 하향 WDM 광 신호는 WDM-TDM 변환 장치(200) 내의 WDM 파장 분기 결합기(210)로 수신된다. WDM 파장 분기 결합기(210)에서는 하향 WDM 광 신호를 파장 별로 분기시켜 서로 다른 파장(λd1~λdM)을 갖는 M 개의 하향 WDM 개별 파장 광 신호로 분기시킨다. 하향 WDM 개별 파장 광 신호는 WDM 광 송수신기(221, 231, 241)에 전송된다. WDM 광 송수신기(221, 231, 241)로 수신된 하향 WDM 개별 파장 광 신호는 전기 신호로 변환되어 WDM-TDM 정합부(222, 232, 242)로 전송된다.
WDM-TDM 정합부(222, 232, 242)는 전기 신호를 수신하여, TDM 광 송수신 기(223, 233, 243)로 전송한다. TDM 광 송수신기(223, 233, 243)는 수신된 전기 신호를 하향 TDM 광 신호로 변환시켜 광 스플리터로 전송한다. TDM 광 송수신기(223, 233, 243)는 통상적인 TDM-PON OLT에 사용되는 광 송수신기를 사용해도 무방하다.
이 때, WDM-TDM 정합부(222, 232, 242)는 WDM 광 송수신기(221, 231, 241)와 TDM 광 송수신기(223, 233, 243) 간의 광-전-광 변환을 매개하는 역할을 한다.
한편, 상향의 경우, 상향 TDM 광 신호는 TDM 광 송수신기(223, 233, 243)로 수신된다. TDM 광 송수신기(223, 233, 243)로 수신된 상향 TDM 광 신호는 전기 신호로 변환되어 WDM-TDM 정합부(222, 232, 242)로 전송된다. WDM-TDM 정합부(222, 232, 242)는 전기 신호를 수신하여, WDM 광 송수신기(221, 231, 241)로 전송한다. WDM 광 송수신기(221, 231, 241)는 수신된 전기 신호를 상향 WDM 개별 파장 광 신호로 변환시켜 WDM 파장 분기 결합기(210)으로 전송한다. WDM 파장 분기 결합기(210)는 서로 다른 파장(λu1~λuM)을 갖는 M 개의 상향 WDM 개별 파장 광 신호를 상향 WDM 광 신호로 파장 결합시켜 H-OLT(100)로 전송한다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른, WDM/TDM 복합 광 네트워크는, WDM 방식으로 M 개로 파장 분기된 이후에 TDM 방식으로 N 개로 파워 분기가 재차 이루어지므로, 전체 분기율은 M x N 이 되어, 기존의 TDM-PON이나 WDM-PON 단독으로 구성된 광 네트워크에 비해 획기적인 분기율 증대를 얻을 수 있다. 예를 들어, WDM 16 분기와 TDM-PON 32 분기를 조합할 경우 총 분기율은 512 분기가 되어, 광섬유 하나에 512 명의 가입자를 동시에 수용 가능하다.
또한 광 링크가 WDM-TDM 변환 장치를 중심으로 WDM-PON 구간과 TDM-PON 구간 으로 분할되기 때문에, 종단 대 종단의 거리가 감소하여 기존의 TDM-PON이나 WDM-PON과 비교하여 전송 거리를 증대시키기 용이하다.
더불어, 제 1 실시예에 따르면, 광-전-광 변환을 거친 TDM 신호는 TDM-PON OLT 규격의 상, 하향 파장(λuT, λdT)으로 변환되어 가입자 장치인 ONT는 기존의 TDM- PON과 호환가능하고 기존의 TDM-PON으로 구성된 가입자망을 본 발명의 WDM/TDM 복합 광 네트워크로 업그레이드하기가 용이하다. 따라서 WDM/TDM 복합 광 네트워크 구축 비용을 절감할 수 있다.
제 2 실시예
본 발명의 제 2 실시예는 기존의 TDM-PON OLT 장비를 제 1 실시예에의 WDM/TDM 복합 광 네트워크에 접속시키기 위한 수단이 제공된다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 H-OLT의 구성을 도시한 도면이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른, H-OLT(100)는 TDM-PON OLT(101, 102, 103), 각각의 TDM-PON OLT(101, 102, 103)와 연결된 TDM-WDM 변환 단말(RTT)(150)을 포함한다.
TDM-WDM 변환 단말(RTT)(150)은, 이미 TDM-PON이 설치된 지역을 WDM/TDM 복합 광 네트워크로 진화시키기 위해, 기존의 OLT를 개조하지 않고, 외부에 부착하여 WDM/TDM 복합 광 네트워크에 접속 가능하도록 지원한다.
기능적으로, TDM-WDM 변환 단말(RTT)(150)의 TDM 광 송수신기(151a, 151b, 151c), WDM-TDM 정합부(152a, 152b, 152c), WDM 광 송수신기(153a, 153b, 153c)는, WDM-TDM 변환 장치(200)의 역기능을 하고 있다. 따라서, TDM-WDM 변환 단 말(RTT)(150) 구성 역시 도 4에서 도시한 WDM-TDM 변환 장치(200)를 좌우로 뒤집은 모양을 갖고 있다.
우선 하향 신호의 전송 과정을 살펴보면, M 개의 기존의 TDM-PON OLT에서 전송된 TDM-PON 하향 광 신호는 TDM 광 송수신기(151a, 151b, 151c)로 각각 수신되어 전기 신호로 변환된다. 변환된 전기 신호는 WDM-TDM 정합부(152a, 152b, 152c)를 거쳐 WDM 광 송수신기(153a, 153b, 153c)에 입력되어 M 개의 하향 WDM 개별 파장 광 신호(λd1~λdM)로 변환되고, 이후 WDM 파장 분기 결합기(140)에 전송되어, 하향 WDM 광 신호로 파장 결합된다.
상향 신호의 전송 과정은 하향 신호 전송과정의 역으로서, 상향 WDM 광 신호가 WDM 파장 분기 결합기(140)를 거쳐 M 개의 상향 WDM 개별 파장 광 신호(λu1~λuM)로 변환된 뒤, WDM 광 송수신기(153a, 153b, 153c)에서 전기 신호로 변환된다. 변환된 전기 신호는 WDM-TDM 정합부(152a, 152b, 152c)를 거쳐 TDM 광 송수신기(151a, 151b, 151c)에 입력되어 TDM-PON 상향 광 신호로 변환되어 기존의 TDM-PON OLT로 전송되게 된다.
이러한 TDM-WDM 변환 단말(150)에서의 광-전-광 변환 과정을 통해 TDM-PON의 표준 상, 하향 파장(λuT, λdT)을 갖는 광 신호를 M 개의 서로 다른 상, 하향 파장(λu1~λuM, λd1~λdM)을 갖는 WDM 광 신호로 변환할 수 있게 된다.
따라서 M 개의 기존 TDM-PON OLT와 TDM-WDM 변환 단말(150)의 결합 형태는 도 3에서 제시한 H-OLT와 기능적으로 동등하게 되며, 이에 따라 H-OLT가 접속 가능한 WDM/TDM 복합 광 네트워크에 그대로 적용 가능하게 된다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 원격 감시 기능과 광 선로 기능을 부가한 H-OLT의 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 기존의 TDM-PON OLT(101, 102, 103)를 원격 감시 기능과 광선로 이중화 기능을 보유한 WDM/TDM 복합 광 네트워크에 접속시키기 위하여 필요한 TDM-WDM 변환 단말(150)의 구성을 도시하고 있다. 도 6에 도시된 구성 요소에 있어서, 도 5와 동일한 도면 부호의 구성요소가 수행하는 상, 하향 광 신호의 전송 및 변환 과정은 동일하므로 중복된 설명은 생략한다.
한편, TDM-WDM 변환 단말(150)의 후단에 1x2 광 스위치(156)가 추가되어 선로 이중화 기능을 담당하고 있다. 1x2 광 스위치(156)는 내장된 MCU(micro-controller unit)(154)에서 제어를 담당한다. 또한 MCU(154)에서 WDM-TDM 변환 장치(200) 및 후술할 원격 접합부의 광 모듈 감시 정보를 수집하고 제어 정보를 송신하기 위해 광 감시 채널(OSC, optical supervisory channel)(155)이 장착된다.
이러한 RTT와 기존 TDM-PON OLT의 결합형태는 도 2a에서 제시한 H-OLT와 기능적으로 동등하게 되며, 이에 따라 원격 감시 기능과 광선로 이중화 기능을 보유한 WDM/TDM 복합 광 네트워크에 접속할 수 있게 된다.
광 감시기능이 있는 WDM/TDM 복합 광 네트워크에서는 H-OLT(100)가 원격 노드를 제어할 수 있기 때문에, 간선 하나에 수백에서 수천의 가입자가 수용된다고 하더라도 H-OLT(100)에서 통제가 가능하다. 따라서 광 링크부의 신뢰도가 향상된다.
상기 통제 및 제어와 더불어 이중화 기능을 통해, 작동 선로에 장애가 발생 한 경우에는 MCU(154)가 광 스위치(156)을 제어하여 보호 선로를 통해 통신을 수행하게 된다.
제 2 실시예에 도시된 구성을 통하여, 기존의 TDM-PON OLT 장비의 개조 없이 용이하게 WDM/TDM 복합 광 네트워크를 구성할 수 있으며, 원격 감시 기능과 이중화 기능을 이용하여 광 링크부의 신뢰도를 향상 시킬 수 있다.
제 3 실시예
본 발명의 제 3 실시예는 버스 형태로 망이 구성된 WDM/TDM 복합 광 네트워크 및 이를 위한 WDM-TDM 변환 장치에 관한 것이다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 WDM-TDM 복합 광 네트워크 시스템을 도시한 도면이다.
지금까지 설명한 WDM/TDM 복합 광 네트워크는 모두 점대다점의 망 구조를 대상으로 하였으나, 가입자가 소집단으로 분산된 경우 점대다점 보다는 버스형의 망 구조를 통하여 광 선로 인프라 비용의 절감을 얻을 수 있다.
도 7에서는 버스 형태로 망이 구성된 WDM/TDM 복합 광 네트워크의 구성도를 도시하고 있는데, H-OLT(100), 광 스플리터(301, 302, 303, 304), ONT는 도 3에서 도시한 구성요소를 그대로 사용하면서 드롭형 WDM-TDM 변환 장치(RTDM)(400, 410, 420)을 삽입하여 특정 파장 또는 파장 묶음을 분기하여 스플리터로 전달하게 된다.
제 3 실시예에서는 (L-1)개의 드롭형 WDM-TDM 변환 장치(RTDM)(400, 410, 420)을 삽입하여 버스 형태의 망을 구성하였고, 각각의 드롭형 WDM-TDM 변환 장치(400, 410, 420)에서는 각각 M1 ~ ML-1개의 파장 채널을 분기하고 나머지는 다음 드롭형 WDM-TDM 변환 장치(400, 410, 420)으로 전달하는 역할을 한다.
즉, 제 3 실시예의 드롭형 WDM-TDM 변환 장치(400)의 경우, 총 M개의 WDM 광 신호 중 M1 개를 분기하여 광 스플리터로 전달하고 나머지 (M-M1)개는 드롭형 WDM-TDM 변환 장치(410)로 전달한다. 마지막으로는 ML개의 파장을 수용하는 드롭형 WDM-TDM 변환 장치(420)에서 최종적으로 분기가 완료된다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 드롭형 WDM-TDM 변환 장치의 구성을 도시한 도면이다.
특정 파장 또는 파장 묶음을 분기하는 드롭형 WDM-TDM 변환 장치(400)는 도 8에서 도시된 바와 같이 광-전-광 변환을 통하여 구성될 수 있다.
WDM 광 송수신기(421, 431, 441, 451), WDM-TDM 정합부(422, 432, 442, 452), TDM 광 송 수신기(423, 433)의 구성과 기능은 도 4에 도시된 WDM-TDM 변환 장치(200)의 구성과 동일하다.
그러나, WDM 광 송 수신기(443, 453)는 전기 신호를 WDM 광 신호로 다시 복구하며, WDM 파장 분기 결합기(460)는 상기 WDM 신호를 결합한다.
즉, 도 8에 도시된 실시예에서는 Ma개의 파장이 입력되어 그 중 Ml개의 파장을 분기하여 광 스플리터로 전송하고 나머지는 다음의 WDM-TDM 변환 장치 재전송하는 구조를 도시하였다. 이를 위하여, WDM 파장 분기 결합기(460)이 WDM 광 송 수신기(443, 453)과 연결된다.
더욱 구체적으로, 실시예에서 Ma개의 파장이 할당된 하향 WDM 광 신호는 WDM 분기 결합기를 거쳐 Ma 개의 하향 WDM 개별 파장 광 신호(λd1~λdMa)로 변환된 뒤, 각각에 할당된 WDM 광 송수신기(421, 431, 441, 451)에 입력된다. WDM 광 송수신기(421, 431, 441, 451)로 수신된 하향 WDM 개별 파장 광 신호는 전기 신호로 변환되어 WDM-TDM 정합부(422, 432, 442, 452)로 전송된다. WDM-TDM 정합부는 전기 신호를 수신하여, 광 스플리터로 전송되어 분기될 예정인 Ml개 채널의 경우 TDM 광 송 수신기(423, 433), 그렇지 않고 다시 다음 WDM-TDM 변환 장치로 전송되는 (Ma-Ml) 개 채널은 WDM 광 송 수신기(443, 453)로 전송하게 된다.
이후, TDM 광 송 수신기(423, 433)로부터 출력된 TDM 광 신호는 광 스플리터에서 분기되어 ONT에 전송된다.
반면, WDM 광 송 수신기(443, 453)로부터 출력된 (Ma-Ml)개의 개별 파장 WDM 광 신호는 다시 WDM 파장 분기 결합기에서 결합되어 (Ma-Ml) 개의 파장을 갖는 하향 WDM 광 신호를 생성한 후 다음의 WDM-TDM 변환 장치로 전송된다.
상향 신호의 전송 과정은 하향 신호 전송 과정의 역이므로 설명을 생략하도록 한다.
도 8에 도시된 실시예에서는 1번 파장부터 순차적으로 파장을 분기하는 구조를 도시하였으나, 망 구성의 편의에 따라 임의의 파장 분기 조합이 가능한 것은 당연하다.
또한 H-OLT(100)과 드롭형 WDM-TDM 변환 장치(RTDM)(400, 410, 420)은 후술할 원격 접합부를 이용하여 특정 구간의 전송 거리를 증대시키는 것이 가능한 것도 당연하다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 원격 관리 기능과 이중화 기능을 부가한 구 성을 도시한 도면이다.
버스 형태로 망이 구성된 WDM/TDM 복합 광 네트워크에서도 원격 관리 기능과 광선로 이중화 기능을 적용하는 것이 가능하다. 도 9에 도시된 구성 요소 중 H-OLT(100), 광 스플리터(301,302, 303, 304), ONT는 도 3에서 도시한 구성요소를 그대로 사용 가능하다.
한편, 도 7의 드롭형 WDM-TDM 변환 장치(RTDM)(400, 410, 420)에 원격 관리 기능과 광선로 이중화 기능을 추가할 수 있다. 드롭형 WDM-TDM 변환 장치(RTDM)(400, 410, 420)는 상호 작동 선로와 보호 선로로 이중화 되어 연결된다.
도 10은 본 발명의 제 3 실시예 따라 원격 관리 기능과 이중화 기능을 부가한 드롭형 WDM-TDM 변환 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 8 과 비교하여 도 10에 도시된 드롭형 WDM-TDM 변환 장치(400)의 상, 하향 광 신호의 전송과정이나 분기 특성은 동일하며, 전단의 WDM 파장 분기 결합 장치(310)에 1x2 광 스위치(411)가 추가되고, 후단의 WDM 파장 분기 결합 장치(460)에 1x2 광 스위치(461)이 추가된다.
이 광 스위치 들(411, 461)의 제어는 MCU(480)가 담당한다. 또한 MCU(480)는 드롭형 WDM-TDM 변환 장치에 내장된 광 모듈의 상태를 감시하고 제어하는 역할을 맡으며, OSC(471, 472)를 통하여 H-OLT(100)에 자신의 광 모듈의 감시 정보를 전달하고 H-OLT(100)의 제어 정보를 수신하게 된다.
또한, WDM-TDM 변환 장치(400)의 후단에 접속된 다른 WDM-TDM 변환 장치 및 후술할 원격 접합부의 감시 정보를 H-OLT(100)로 중계하고, H-OLT(100)로부터 후단 다른 WDM-TDM 변환 장치 및 후술할 원격 접합부로의 제어 정보를 중계하는 기능을 수행한다.
상기 감시 정보에 기초하여, MCU(480)은 1x2 광 스위치(411, 461)을 제어하여 작동 선로에 장애가 발생한 경우 보호 선로로 통신을 절환한다.
전술한 제 3 실시예에 따라, 본 발명의 WDM/TDM 복합 광 네트워크를 버스 구조로 설계하여 환경에 맞게 유연하게 적용하며, 비용의 절감도 수행할 수 있다.
더불어, 버스 구조의 WDM/TDM 복합 광 네트워크의 원격 감시 및 이중화 기능을 제공하게 된다.
제 4 실시예
제 4 실시예는 분기율을 더욱 향상 시킨, WDM/TDM 복합 광 네트워크가 제공된다.
도 11은 본 발명의 제 4 실시예에 따라 분기율을 향상시킨 WDM/TDM 광 네트워크 시스템을 도시한 도면이다.
지금까지 설명한 WDM/TDM 복합 광 네트워크에서의 광 스플리터는 TDM 구간에서 다수의 ONT를 분기, 결합 시키는 역할로만 사용되었다. 그러나 광 스플리터를 WDM 구간에서 사용하여 H-OLT와 복수의 RTD를 접속하는 용도로 사용하는 것도 가능하다.
도 11에서 도시한 실시예에서는 H-OLT(100)와 WDM-TDM 변환 장치(201, 202, 203)을 바로 접속하지 않고 1xK 분기율을 갖는 광 스플리터(500)를 거쳐 K개의 WDM-TDM 변환 장치(201, 202, 203)에 접속하고 있다.
여기서, H-OLT(100), WDM-TDM 변환 장치(201, 202, 203), 광 스플리터(310, 320, 330)은 도 3 및 도 4에서 도시한 것과 동일하므로 반복된 설명은 생략한다.
한편, 도 11에 도시된 실시예에서는, H-OLT(100) 내에서 m 번째 TDM-PON MAC 장치는 상, 하향 파장 (λum, λdm) 을 갖는 K개의 광 신호에 대해 동시에 레인징(ranging)이나 DBA (dynamic bandwidth allocation) 등의 TDM-PON MAC 기능을 수행하게 된다. 즉, 1xK 광 스플리터(500)를 사용함으로써, H-OLT(100)의 활용률을 K배만큼 향상시키는 효과를 얻을 수 있게 된다.
만일 실시예에서처럼 1xK 광 스플리터(500)를 H-OLT(100)와 WDM-TDM 변환 장치(201, 202, 203) 사이에 삽입할 경우 동일한 H-OLT(100)로 M x N x K라는 대폭 향상된 최종 분기율을 얻을 수 있게 되지만, 1xK 광 스플리터(500)에서 발생하는 분기 손실로 인하여 H-OLT(100)와 WDM-TDM 변환 장치(201, 202, 203) 사이의 전송 거리는 1xK 광 스플리터(500)가 없는 경우에 비해 감소할 수 있을 것이다.
그러나 H-OLT(100)와 WDM-TDM 변환 장치(201, 202, 203) 사이에 후술할 원격 접합부를 삽입함으로써 전송거리를 향상시킬 수 있을 것이다.
도 11에 도시된 실시예는, 도 7에 도시된 버스 구조의 WDM-TDM 복합 광 네트워크에 적용될 수 있음은 당연한 것이다.
도 12는 본 발명의 제 4 실시예에 원격 감시 기능과 이중 기능을 부가한 구성을 도시한 도면이다.
도 12에서는 선로 이중화와 원격 감시 기능을 보유하면서 H-OLT(100)와 WDM-TDM 변환 장치(201, 202, 203)에 광 스플리터(500, 510)를 삽입하여 분기율을 향상 시킨 WDM/TDM 복합 광 네트워크를 도시하고 있다.
다만, H-OLT(100) 후단의 작업 선로 포트와 보호 선로 포트에 연결된 두 개의 광 선로 각각에 광 스플리터(500)와 광 스플리터(510)를 설치하였다. 본 실시예에서는 광 스플리터(500)를 주 광 스플리터로, 광 스플리터(510)를 예비 광 스플리터로 적용하였다.
이후, 광 스플리터(500)와 광 스플리터(510)의 출력 포트를 한 가닥씩 WDM-TDM 변환 장치(201, 202, 203)에 연결하여 광 선로 이중화를 완성하였다.
이로써, 평상시에는 광 스플리터(500)과 접속된 광 선로로 데이터가 전송되게 되나, 주 광선로의 이상 발생시에는 예비 광 선로로 선로가 절체되면서 광 스플리터(510)가 데이터 전송을 담당하게 된다. 광선로 이중화 외에 원격 감시 기능의 동작은 도 6에서 도시한 내용과 동일하게 적용될 수 있다.
도 12에 도시된 실시예 역시 H-OLT(100)와 WDM-TDM 변환 장치(201, 202, 203) 사이에 후술할 원격 접합부를 삽입함으로써 전송거리를 향상시킬 수 있으며, 도 7에 도시된 버스 구조의 WDM-TDM 복합 광 네트워크에 적용될 수 있음은 당연한 것이다.
제 5 실시예
제 5 실시예에서는 전송 거리를 증대시킨 WDM-TDM 복합 광 네트워크 시스템이 제공된다.
도 13은 본 발명의 제 5 실시예에 따라 전송 거리를 증대시킨 WDM-TDM 복합 광 네트워크 시스템이 도시된다.
도 13에 도시된 H-OLT(100), 광스플리터(310, 320), WDM-TDM 변환 장치(200) ONT 등은 도 3 및 도 4에서 도시한 구성과 그 기능이 동일하므로 중복된 설명은 생략한다.
제 5 실시예에서는 전송거리를 증대시키기 위하여 원격 접합부(RTC; Remote terminal for concatenation)(600, 610)가 추가로 도입되어 H-OLT(100)와 WDM-TDM 변환부(200) 사이에 설치된다.
원격 접합부(600, 610)는 경우에 따라서 하나 이상을 사용 가능하며 도 13에서는 L개의 직렬로 연결되는 상황을 가정하였다.
이러한 원격 접합부(600, 610)는 크게 두 가지 방법으로 구현 가능한데, 첫 번째는 WDM-TDM 변환 장치(200)와 유사하게 광-전-광 변환을 이용하는 방법이고, 두 번째는 광 증폭기를 이용하는 방법이다.
도 14a는 광-전-광 변환을 수행하는 원격 접합부의 구성을 도시한 도면이다.
원격 접합부(600)은, 제1 파장 분기 결합기(610)와 제2 파장 분기 결합기(650) 사이에 배치된 제1 WDM 광 송수신 장치(621, 631, 641), WDM-TDM 정합부(622, 632, 642), 제2 WDM 광 송수신 장치(623, 633, 643)을 포함한다.
하향 신호의 전송 과정을 살펴 보면, 먼저 H-OLT(100) 또는 다른 원격 접합부에서 수신된 하향 WDM 광 신호는 제1 WDM 파장 분기 결합기(610)로 수신된다. 제1 WDM 파장 분기 결합기(610)에서는 하향 WDM 광 신호를 파장 별로 분기시켜 서로 다른 파장(λd1~λdM)을 갖는 M 개의 하향 WDM 개별 파장 광 신호로 분기시킨다.
하향 WDM 개별 파장 광 신호는 제1 WDM 광 송수신기(621, 631, 641)에 전송 된다. 제1 WDM 광 송수신기(621, 631, 641)로 수신된 하향 WDM 개별 파장 광 신호는 전기 신호로 변환되어 WDM-TDM 정합부(622, 632, 642)로 전송된다.
WDM-TDM 정합부(622, 632, 642)는 전기 신호를 수신하여, 제2 WDM 광 송수신기(623, 633, 643)로 전송한다. 제2 WDM 광 송수신기(623, 633, 643)에서 출력된 WDM 개별 파장 광 신호는 제2 WDM 파장 분기 결합기(650)에서 결합되어 하향 WDM 광 신호를 생성한다.
이 과정을 통하여 하향 WDM 광 신호는 광 선로에서 발생한 손실과 왜곡이 보정되어 다음의 원격 접합부 또는 WDM-TDM 변환 장치로 전송된다.
상향 신호의 전송 과정은 하향신호의 전송 과정의 역이므로 설명을 생략하도록 한다.
도 14b는 원격 감시 기능과 이중화 기능을 부가한 광-전-광 방식의 원격 접합부를 도시한 도면이다.
도 14b에 도시된 광-전-광 방식의 원격 접합부는 도 14a와 비교하여 볼 때, 상, 하향 광 신호의 전송과정은 동일하며, 원격 접합부 전단과 후단에 1x2 광 스위치(611, 651)가 추가된다
이 광 스위치들(611, 651)의 제어는 MCU(680)이 수행한다. 또한 MCU(680)는 원격 접합부(600)에 내장된 광 모듈의 상태를 감시하고 제어하는 역할을 맡으며, OSC(660, 670)를 통하여 H-OLT(100)에 원격 접합부(600)의 광 모듈의 감시 정보를 전달하고 H-OLT(100)의 제어 정보를 수신하게 된다.
또한, 원격 접합부(600)의 후단에 접속된 다른 원격 접합부 또는 WDM-TDM 변 환 장치의 감시 정보를 H-OLT(100)로 중계하고, H-OLT(100)로부터 후단의 다른 원격 접합부 또는 WDM-TDM 변환 장치로 제어 정보를 중계하는 기능을 수행한다.
도 15a에는 광 증폭기를 이용한 원격 접합부의 구성을 도시한 도면이다.
광증폭 방식 원격 접합부(700)는 광-전-광 변환 과정 없이 광 증폭을 수행한다는 점에서 도 14a의 구성과 차이가 있다.
먼저 하향 광 신호의 전송 과정을 살펴 보면, 먼저 H-OLT(100) 또는 다른 원격 접합부에서 수신된 하향 WDM 광 신호는 제1 파장 대역 필터(710)를 거쳐 하향 광 증폭기(GD)(740)로 전송된 다음, 신호의 세기가 증폭 된다. 그리고, 하향 WDM 광 신호는 다시 제2 파장 대역 필터(720)를 거쳐서 다음의 원격 접합부 또는 WDM-TDM 변환 장치로 전달된다.
상향 광 신호의 전송과정은 하향 광 신호 전송과정의 역이므로 설명을 생략하도록 한다.
다만, WDM 광 신호에 수용된 TDM-PON 신호의 특성으로 인하여, 상향 광 신호는 버스트 모드 특성을 가지므로, 이를 처리하기 위하여 상향 광 증폭기(GU)(730)는 빠른 이득 회복 능력을 가져야 한다. 이러한 특성을 갖는 상향 광 증폭기는 SOA나 라만 광 증폭기, 또는 빠른 자동 이득 조절 능력을 갖는 EDFA 등을 사용할 수 있다.
반면, 하향 광 신호는 버스트 모드가 아니라 연속적인 특성을 가지므로, 이득 회복 능력과 무관한 통상의 광 증폭기를 사용하여도 무방하다. 파장 대역 필터(710, 720)는 상향 광 신호의 파장 대역과 하향 광 신호의 파장 대역을 분리하고 결합하는 역할을 한다.
또한 광 증폭기에서 생성되는 불필요한 잡음 성분을 제거하기 위하여 상, 하향 광 증폭기(730, 740) 각각의 후단에 대역 통과 필터를 설치할 수 있다. 이를 통하여, 광 증폭 방식 원격 접합부가 직렬로 연결된 경우 광 잡음의 누적으로 인한 신호 품질 저하와 광 증폭 효율 저하를 방지할 수 있다.
도 15b는 원격 감시 기능과 이중화 기능이 부가된 광 증폭기를 이용한 원격 접합부를 도시한 도면이다.
도 15b에 도시된 실시예는 도 15a에 도시된 실시예와 비교하면, 상, 하향 광 신호의 전송과정은 동일하지만, 원격 접합부의 전단과 후단에 1x2 광 스위치(711, 721)가 추가된다.
이 광 스위치들(711, 721)의 제어를 MCU(750)가 담당한다. 또한 MCU(750)는 원격 접합부(700)에 내장된 광 모듈의 상태를 감시하고 제어하는 역할을 맡으며, OSC(730, 740)를 통하여 H-OLT(100)에 원격 접합부(700)의 광 모듈의 감시 정보를 전달하고 H-OLT(100)의 제어 정보를 수신한다.
OSC 채널(730, 740)을 분기, 결합하기 위하여 파장 대역 필터(710, 711)에 OSC 파장에 해당하는 포트가 추가되어야 한다.
그리고 광 증폭기(730, 740)에서 생성되는 불필요한 잡음 성분을 제거하기 위하여 상, 하향 광 증폭기(730, 740) 각각의 후단에 대역 통과 필터를 설치할 수 있다. 이를 통하여, 광증폭 방식 원격 접합부가 직렬로 연결된 경우 광 잡음의 누적으로 인한 신호 품질 저하와 광증폭 효율 저하를 방지할 수 있게 된다.
또한, 원격 접합부(700) 후단에 접속된 다른 원격 접합부 또는 WDM-TDM 변환 장치의 감시 정보를 H-OLT(100)로 중계하고, H-OLT(100)로부터 후단의 다른 원격 접합부 또는 WDM-TDM 변환 장치로 제어 정보를 중계하는 기능을 수행하게 된다.
도 16a에는 광 증폭기를 이용한 원격 접합부의 또 다른 구성을 도시한 도면이다.
광증폭 방식 원격 접합부(800)는 광-전-광 변환 과정 없이 광 증폭을 수행한다는 점에서 도 15a의 구성과 유사하다.
도 16a에서 상향 광 신호의 파장과 하향 광 신호의 파장이 대역으로 구분되지 않고 인터리빙(interleaving)되어 있는 경우에는 파장 대역 필터 대신 광 회전기(810, 820)를 사용함으로써 더 경제적으로 원격 접합부를 구현할 수 있게 한다.
파장 대역 필터 대신 광 회전기(810, 820)는 3포트 장치로서 특정 방향으로 유입된 광 신호를 특정 포트 출력하는 기능을 수행한다. 광 회전기(810, 820)로 가 사용된 점을 제외하면 나머지 신호 전송 과정이나 사용된 광 증폭기의 요구 특성은 도 15a의 원격 접합부와 동일하다.
도 16b는 원격 감시 기능과 이중화 기능이 부가된 또 다른 광 증폭 방식의 원격 접합부의 구성을 도시한 도면이다.
도 16b에 도시된 실시예 역시, 상, 하향 광 신호의 전송과정은 동일하지만, 원격 접합부의 전단과 후단에 1x2 광 스위치(811, 821)가 추가된다.
이 광 스위치들(811, 821)의 제어를 MCU(850)가 담당한다. 또한 MCU(850)는 원격 접합부(800)에 내장된 광 모듈의 상태를 감시하고 제어하는 역할을 맡으며, OSC(830, 840)를 통하여 H-OLT(100)에 원격 접합부(800)의 광 모듈의 감시 정보를 전달하고 H-OLT(100)의 제어 정보를 수신한다.
도 16b에서처럼 광 회전기(811,812)를 사용하는 경우에는 OSC(830, 840) 파장의 분기, 결합을 위한 별도의 파장 필터(812, 813)가 추가될 수 있다.
그리고 광 증폭기(830, 840)에서 생성되는 불필요한 잡음 성분을 제거하기 위하여 상, 하향 광 증폭기(830, 840) 각각의 후단에 대역 통과 필터를 설치할 수 있다. 이를 통하여, 광증폭 방식 원격 접합부가 직렬로 연결된 경우 광 잡음의 누적으로 인한 신호 품질 저하와 광증폭 효율 저하를 방지할 수 있게 된다.
또한, 원격 접합부(800) 후단에 접속된 다른 원격 접합부 또는 WDM-TDM 변환 장치의 감시 정보를 H-OLT(100)로 중계하고, H-OLT(100)로부터 후단의 다른 원격 접합부 또는 WDM-TDM 변환 장치로 제어 정보를 중계하는 기능을 수행하게 된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되 는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 종래의 일반적인 TDM-PON의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 일반적인 WDM-PON 네트워크를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 WDM/TDM 복합 네트워크의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 WDM-TDM 변환장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 H-OLT의 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 원격 감시 기능과 광 선로 기능을 부가한 H-OLT의 구성을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 WDM-TDM 복합 광 네트워크 시스템을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 드롭형 WDM-TDM 변환 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 원격 관리 기능과 이중화 기능을 부가한 구성을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제 3 실시예 따라 원격 관리 기능과 이중화 기능을 부가한 드롭형 WDM-TDM 변환 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제 4 실시예에 따라 분기율을 향상시킨 WDM/TDM 광 네트워크 시스템을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제 4 실시예에 원격 감시 기능과 이중 기능을 부가한 구성을 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제 5 실시예에 따라 전송 거리를 증대시킨 WDM-TDM 복합 광 네트워크 시스템이 도시된다.
도 14a는 광-전-광 변환을 수행하는 원격 접합부의 구성을 도시한 도면이다.
도 14b는 원격 감시 기능과 이중화 기능을 부가한 광-전-광 방식의 원격 접합부를 도시한 도면이다.
도 15a에는 광 증폭기를 이용한 원격 접합부의 구성을 도시한 도면이다.
도 15b는 원격 감시 기능과 이중화 기능이 부가된 광 증폭기를 이용한 원격 접합부를 도시한 도면이다.
도 16a에는 광 증폭기를 이용한 원격 접합부의 또 다른 구성을 도시한 도면이다.
도 16b는 원격 감시 기능과 이중화 기능이 부가된 또 다른 광 증폭 방식의 원격 접합부의 구성을 도시한 도면이다.

Claims (36)

  1. WDM/TDM(wavelength division multiplexing/time division multiplexing) 복합 광 네트워크 시스템에 있어서,
    M 개의 TDM-PON OLT(optical line terminal)로부터 발생한 단일 파장의 광 신호를 M개의 WDM 광 신호로 변환하고, 상기 M개의 WDM 광 신호를 파장 결합하여 출력하는 하이브리드 OLT,
    상기 하이브리드 OLT로부터 출력된 WDM 광 신호를 M 개의 TDM-PON 광 신호로 광-전-광 방식으로 변환시키는 WDM-TDM 변환 장치 및
    상기 변환된 M개의 단일 파장의 TDM-PON 광 신호 각각을 N 개의 광 신호로 파워 분기시키는 광 스플리터를 포함하고,
    상기 하이브리드 OLT는, 상기 TDM-PON OLT 각각에 연결되어 TDM-WDM 변환을 수행하는 TDM-WDM 변환 단말을 포함하는 것인
    WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 TDM-WDM 변환 단말은,
    상기 TDM-PON OLT와 연결되어 TDM-PON 광 신호를 전기 신호로 변환하는 TDM 광 송수신기,
    상기 전기 신호를 WDM 광 신호로 변환하는 WDM 광 송수신기,
    상기 TDM 광 송수신기와 WDM 광 송수신 사이에서 상기 전기 신호를 이용하여 정합을 수행하는 WDM-TDM 정합부 및
    상기 WDM 광 송수신기로부터의 M 개의 WDM 광 신호를 결합하고, 상기 WDM 광 송수신기로의 결합 WDM 광 신호를 분기 시키는 WDM 파장 분기 결합기
    를 포함하는 WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 TDM-WDM 변환 단말은,
    상기 WDM 파장 분기 결합기에 연결되어 작동 선로와 보호 선로 사이를 절체하는 스위치 및
    상기 스위치의 절체를 제어하는 MCU(micro-controller unit) 를 더 포함하는
    WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 TDM-WDM 변환 단말은,
    원격 감시 및 원격 제어를 수행하는 MCU 및
    상기 WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템에서의 광 모듈 감시 정보를 수집하고 제어 정보를 상기 MCU에 송신하기 위한 광 감시 채널 송수신기를 더 포함하는 것인 WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 하이브리드 OLT와 WDM-TDM 변환장치 사이에 연결되어 WDM 신호의 전송 거리를 증대시키는 원격 접합부를 더 포함하는 WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 원격 접합부는, 광-전-광 변환을 수행하는 것인 WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 원격 접합부는, 제 1 파장 대역 필터로 상하향 신호를 분리하여 각각 신호 세기의 증폭을 수행하고, 제 2 파장 대역 필터로 상하향 신호를 다시 결합하는 것인 WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 원격 접합부는, 제 1 회전기를 이용하여 상하향 신호를 분리하여 각각 신호 세기의 증폭을 수행하고, 제 2 회전기로 상하향 신호를 다시 결합하는 것인 WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템.
  9. M개의 TDM-PON OLT로부터의 단일 파장의 TDM 신호와 M개의 WDM 신호로 상호 변환하는 TDM-WDM 변환 단말에 있어서,
    상기 TDM OLT와 연결되어 TDM 광 신호와 전기 신호의 상호 변환을 수행하는 M개의 TDM 광 송수신기,
    M개로 분할된 파장의 WDM 광 신호와 전기 신호의 상호 변환을 수행하는 M개의 WDM 광 송수신기,
    상기 TDM 광 송수신기와 WDM 광 송수신 사이에서 상기 변환된 전기 신호를 이용하여 WDM 신호와 TDM 신호의 정합을 수행하는 WDM-TDM 정합부,
    상기 M 개의 WDM 광 송수신기로부터의 M 개의 WDM 광 신호를 결합하고, 상기 M 개의 WDM 광 송수신기로의 결합 WDM 광 신호를 분기 시키는 WDM 파장 분기 결합기,
    상기 WDM 파장 분기 결합기에 연결되어 작동 선로와 보호 선로 사이를 절체하는 스위치 및
    상기 스위치의 절체를 제어하는 MCU
    를 포함하는 TDM-WDM 변환 단말.
  10. 삭제
  11. 제 9 항에 있어서,
    WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템에서의 광 모듈 감시 정보를 수집하고 제어 정보를 상기 MCU에 송신하기 위한 광 감시 채널 송수신기
    를 더 포함하고,
    상기 MCU는 원격 감시 및 원격 제어를 수행하는 것인 TDM-WDM 변환 단말.
  12. WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템에 있어서,
    복수의 WDM 광 신호를 파장 결합하여 출력하는 하이브리드 OLT,
    입력된 파장 결합된 WDM 광 신호 중 일부 WDM 광 신호를 TDM-PON 광 신호로 광-전-광 방식으로 변환시켜 출력하고, 나머지 WDM 광 신호를 파장 결합하여 출력하는 적어도 하나의 드롭형 WDM-TDM 변환 장치; 및
    상기 드롭형 WDM-TDM 변환 장치에 연결되어 변환된 TDM-PON 광 신호를 파워 분기시키는 적어도 하나의 광 스플리터를 포함하고,
    상기 드롭형 WDM-TDM 변환 장치는 직렬로 연결됨에 의해 버스 구조 네크워크를 형성하는 것인 WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 드롭형 WDM-TDM 변환 장치는,
    상기 결합된 WDM 광 신호를 파장 분기시켜 M 개의 WDM 개별 파장 광 신호들을 발생시키는 제 1 WDM 파장 분기 결합기,
    상기 WDM 개별 파장 광 신호들 중 일부를 수신하여 전기 신호로 변환시키는 제 1 WDM 광 송수신기,
    상기 전기 신호를 TDM-PON 광 신호로 변환시키는 제 1 TDM 광 송수신기,
    상기 제 1 WDM 광 송수신기와 상기 제 1 TDM 광 송수신기 사이에서 정합을 수행하는 제 1 WDM-TDM 정합부 및
    상기 M 개의 WDM 개별 파장 광 신호들 중 나머지 WDM 파장 광 신호를 결합하는 제 2 파장 분기 결합기를
    를 포함하는 WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 드롭형 WDM-TDM 변환 장치는,
    상기 WDM 개별 파장 광 신호 중 나머지 WDM 광 신호를 수신하여 전기 신호로 변환시키는 제 2 WDM 광 송수신기,
    상기 전기 신호를 WDM 광 신호로 변환시키는 제 3 WDM 광 송수신기 및
    상기 제 2 WDM 광 송수신기와 상기 제 3 WDM 광 송수신기 사이에서 정합을 수행하는 제 2 WDM-TDM 정합부를 더 포함하고,
    상기 제 2 WDM 광 송수신기, 제3 WDM 광 송수신기 및 제 2 WDM-TDM 정합부는 상기 제 1 파장 분기 결합기와 제 2 파장 분기 결합기 사이에 배치되는 것인 WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 드롭형 WDM-TDM 변환 장치는,
    상기 제 1 WDM 파장 분기 결합기에 연결되어 작동 선로와 보호 선로 사이를 절체하는 제 1 스위치,
    상기 제 2 WDM 파장 분기 결합기에 연결되어 작동 선로와 보호 선로 사이를 절체하는 제 2 스위치 및
    상기 제 1 및 제 2 스위치의 절체를 제어하는 MCU를 더 포함하는 것인 WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 드롭형 WDM-TDM 변환 장치는,
    감시 정보를 송신 및 중계하고, 제어 정보를 수신 및 중계하는 MCU
    상기 WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템에서의 광 모듈 감시 정보를 수집하고 제어 정보를 상기 MCU에 송신하기 위한 제 1 광 감시 채널 송수신기,
    후단에 접속된 드롭형 WDM-TDM 변환 장치에 해당하는 감시 정보와 제어 정보를 중계하기 위한 제 2 광 감시 채널 송수신기를 더 포함하는 것인 WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템.
  17. 제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 하이브리드 OLT와 드롭형 WDM-TDM 변환 장치 중 어느 하나 사이에 연결되어 WDM 신호의 전송 거리를 증대시키는 원격 접합부를 더 포함하는 WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 원격 접합부는, 광-전-광 변환을 수행하는 것인 WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 원격 접합부는, 제 1 파장 대역 필터로 상하향 신호를 분리하여 각각 신호 세기의 증폭을 수행하고, 제 2 파장 대역 필터로 상하향 신호를 다시 결합하는 것인 WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 원격 접합부는, 제 1 회전기를 이용하여 상하향 신호를 분리하여 각각 신호 세기의 증폭을 수행하고, 제 2 회전기로 상하향 신호를 다시 결합하는 것인 WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템.
  21. 버스 구조의 WDM/TDM 복합 광 네트워크를 구현하는데 이용되는 드롭형 WDM-TDM 변환 장치에 있어서
    결합된 WDM 광 신호를 파장 분기시켜. M 개의 WDM 개별 파장 광 신호들을 발생시키는 제 1 WDM 파장 분기 결합기,
    상기 WDM 개별 파장 광 신호들 중 일부를 수신하여 전기 신호로 변환시키는 제 1 WDM 광 송수신기,
    상기 전기 신호를 TDM-PON 광 신호로 변환시키는 제 1 TDM 광 송수신기,
    상기 제 1 WDM 광 송수신기와 상기 제 1 TDM 광 송수신기 사이에서 정합을 수행하는 제 1 WDM-TDM 정합부 및
    상기 M 개의 WDM 개별 파장 광 신호들 중 나머지 WDM 파장 광 신호를 결합하는 제 2 WDM 파장 분기 결합기
    를 포함하는 드롭형 WDM-TDM 변환 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 WDM 개별 파장 광 신호 중 나머지 WDM 광 신호를 수신하여 전기 신호로 변환시키는 제 2 WDM 광 송수신기,
    상기 전기 신호를 WDM 광 신호로 변환시키는 제 3 WDM 광 송수신기 및
    상기 제 2 WDM 광 송수신기와 상기 제 3 WDM 광 송수신기 사이에서 정합을 수행하는 제 2 WDM-TDM 정합부를 더 포함하고,
    상기 제 2 WDM 광 송수신기, 제3 WDM 광 송수신기 및 제 2 WDM-TDM 정합부는 상기 제 1 WDM 파장 분기 결합기와 제 2 WDM 파장 분기 결합기 사이에 배치되는 것인 드롭형 WDM-TDM 변환 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 제 1 WDM 파장 분기 결합기에 연결되어 작동 선로와 보호 선로 사이를 절체하는 제 1 스위치,
    상기 제 2 WDM 파장 분기 결합기에 연결되어 작동 선로와 보호 선로 사이를 절체하는 제 2 스위치 및
    상기 제 1 및 제 2 스위치의 절체를 제어하는 MCU
    를 더 포함하는 것인 드롭형 WDM-TDM 변환 장치
  24. 제 22 항에 있어서,
    감시 정보를 송신 및 중계하고, 제어 정보를 수신 및 중계하는 MCU
    상기 WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템에서의 광 모듈 감시 정보를 수집하고 제어 정보를 상기 MCU에 송신하기 위한 제 1 광 감시 채널 송수신기 및
    후단에 접속된 드롭형 WDM-TDM 변환 장치에 해당하는 감시 정보와 제어 정보를 중계하기 위한 제 2 광 감시 채널 송수신기
    를 더 포함하는 것인 드롭형 WDM-TDM 변환 장치.
  25. WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템에 있어서,
    복수의 WDM 광 신호를 파장 결합하여 출력하는 하이브리드 OLT,
    상기 하이브리드 OLT로부터 출력된 WDM 광 신호를 파워 분기시키는 제 1 광 스플리터,
    상기 제 1 광 스플리터에 의해 분기된 각각의 WDM 광 신호를 TDM 광 신호로 광-전-광 방식으로 변환시키는 WDM-TDM 변환 장치 및
    상기 WDM-TDM 변환 장치에 의해 변환된 TDM 광 신호를 파워 분기시키는 제 2 광 스플리터
    를 포함하는 WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 하이브리드 OLT로부터 출력된 WDM 광 신호를 파워 분기시키는 제 3 광 스플리터를 더 포함하고,
    상기 제 3 광 스플리터는 보호 선로를 통해 상기 하이브리드 OLT 와 상기 WDM-TDM 변환 장치와 연결된 것인 WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템.
  27. 제 25 항 또는 제 26 항에 있어서,
    상기 제 1 광 스플리터와 상기 WDM-TDM 변환 장치 사이에 연결되어 WDM 신호의 전송 거리를 증대시키는 원격 접합부를 더 포함하는 WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 원격 접합부는, 광-전-광 변환을 수행하는 것인 WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템.
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 원격 접합부는, 제 1 파장 대역 필터로 상하향 신호를 분리하여 각각 신호 세기의 증폭을 수행하고, 제 2 파장 대역 필터로 상하향 신호를 다시 결합하는 것인 WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템.
  30. 제 27 항에 있어서,
    상기 원격 접합부는, 제 1 회전기를 이용하여 상하향 신호를 분리하여 각각 신호 세기의 증폭을 수행하고, 제 2 회전기로 상하향 신호를 다시 결합하는 것인 WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템.
  31. WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템에 있어서,
    복수의 WDM 광 신호를 파장 결합하여 출력하는 하이브리드 OLT,
    하이브리드 OLT 로부터 출력된 WDM 광 신호를 TDM 광 신호로 광-전-광 방식으로 변환시키는 WDM-TDM 변환 장치
    상기 WDM-TDM 변환 장치에 의해 변환된 TDM 광 신호를 파워 분기시키는 광 스플리터 및
    상기 하이브리드 OLT와 상기 WDM-TDM 변환 장치 사이에 연결되어 WDM 신호의 전송 거리를 증대시키는 적어도 하나의 원격 접합부
    를 포함하는 WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 원격 접합부는, 광-전-광 변환을 수행하는 것인 WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템.
  33. 제 31 항에 있어서,
    상기 원격 접합부는, 제 1 파장 대역 필터로 상하향 신호를 분리하여 각각 신호 세기의 증폭을 수행하고, 제 2 파장 대역 필터로 상하향 신호를 다시 결합하는 것인 WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템.
  34. 제 31 항에 있어서,
    상기 원격 접합부는, 제 1 회전기를 이용하여 상하향 신호를 분리하여 각각 신호 세기의 증폭을 수행하고, 제 2 회전기로 상하향 신호를 다시 결합하는 것인 WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템.
  35. 제 31 항 내지 34항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 원격 접합부는
    상기 원격 접합부 전단에서 작동 선로와 보호 선로 사이를 절체하는 제 1 스위치,
    상기 원격 접합부 후단에서 작동 선로와 보호 선로 사이를 절체하는 제 2 스위치 및
    상기 제 1 및 제 2 스위치의 절체를 제어하는 MCU
    를 더 포함하는 것인 WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템
  36. 제 31 항 내지 34항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 원격 접합부는
    감시 정보를 송신 및 중계하고, 제어 정보를 수신 및 중계하는 MCU
    상기 WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템에서의 광 모듈 감시 정보를 수집하고 제어 정보를 상기 MCU에 송신하기 위한 제 1 광 감시 채널 송수신기 및
    후단에 접속된 WDM-TDM 변환 장치 또는 다른 원격 접합부에 해당하는 감시 정보와 제어 정보를 중계하기 위한 제 2 광 감시 채널 송수신기
    를 더 포함하는 것인 WDM/TDM 복합 광 네트워크 시스템.
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