KR100975881B1

KR100975881B1 - 외부 씨드 광원을 이용한 파장 분할 다중화 수동형광가입자망(ｗｄｍ-ｐｏｎ)

Info

Publication number: KR100975881B1
Application number: KR1020080071906A
Authority: KR
Inventors: 김병휘
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2008-07-23
Publication date: 2010-08-13
Also published as: US20100278535A1; CN101904116A; CN101904116B; KR20090068106A; US8494366B2

Abstract

본 발명은 OLT 및 ONU의 광송신기에 RSOA를 사용하고, 별도의 스펙트럼 분할된 상태의 광을 OLT 및 ONU의 RSOA에 주입하는 WDM-PON 구조 및 TDMA 방식을 결합하여, ONU의 수용을 증가시키며, 기존의 TDMA 방식의 ONU를 수용할 수 있는 WDM-PON 구조를 제공한다. 그 WDM-PON은 국사에 위치하고 가입자 측으로 하향 광신호를 송출하며, 상기 가입자 측으로부터 올라오는 상향 광신호를 수신하는 OLT(Optical Line termination)부; 가입자 측에 위치하고 상기 OLT부로부터의 상기 하향 광신호를 수신하며, 상기 OLT부로 상기 상향 광신호를 송출하는 ONU(Optical Network Unit)부; 상기 국사에 위치하고 스펙트럼(spectrum) 분할된 다파장 씨드 광을 파장다중 형태로 상기 OLT부 및 ONU부에 공급하는 씨드 광원 모듈; 및 상기 OLT부로부터의 상기 하향 광신호를 파장 분리하여 상기 ONU부로 출력하고 상기 ONU부로부터의 하향 광신호를 파장 다중화하여 상기 OLT부로 출력하는 RN(Remote Node);를 포함하고, 상기 OLT부 및 ONU부의 광송신기들이 상기 씨드 광을 이용하여 상기 하향 및 상향 광신호를 생성한다.

WDM-PON, Seed Light, WDM-TDM Hybrid PON, Color-less Optical Transmitter, G-PON, E-PON,

Description

외부 씨드 광원을 이용한 파장 분할 다중화 수동형 광가입자망(ＷＤＭ-ＰＯＮ){Wavelength division multiplexing-passive optical network(WDM-PON) using external seed light source}

본 발명은 광통신 분야에 관한 것으로, 특히 파장 분할 다중화 수동형 광가입자망(Wavelength division multiplexing-passive optical network: WDM-PON)에 관한 것이다. 본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다 [과제관리번호: 2007-S-041-01, 과제명: 메트로-액세스 전광 통합망 기술개발].

고밀도(Dense) 파장 분할 다중화 수동형 광가입자망(DWDM-PON)은 차세대 궁극적인 광가입자망으로 널리 인식되고 있다. WDM-PON 기술에 있어서 가장 중요한 고려 사항은 복수의 광파장을 사용함에도 불구하고 광전송모듈이 파장에 비의존적이어야 한다는 것이다. 이러한 요구조건을 충족시키는 WDM-PON 기술은 세계적으로 널리 연구되고 있고, 다양한 방식 중에 현재 상용화 수준까지 개발된 방식은 두 가지로서, 하나는 '파장 잠금(wavelength locking)' 방식의 WDM-PON이고 다른 하나는 '파장 재활용(wavelength reuse)' 방식의 WDM-PON이다.

파장 잠금 방식은 특수한 Fabry Perot LD(FP-LD)에게 외부에서 씨드 광(Seed Light)을 주입하면 FP-LD 내에서 주입된 파장의 광만 증폭되고 그 외 파장의 광은 억압되는 현상을 이용한다. 이때 씨드 광원으로 광대역 광원(BLS: Broadband Light Source)을 사용한다. 이 방식은 2 종류의 BLS를 국사에 장치한다. 한 종류의 BLS는 국사용 광장치, 즉 OLT(Optical Line Termination)에 위치한 FP-LD에게 씨드 광을 제공하고, 다른 한 종류의 BLS는 가입자측 광단말 장치, 즉 ONU(Optical Network Unit)에 장착된 FP-LD에게 씨드 광을 제공한다.

BLS에서 송출된 광은 OLT에 포함되어 있는 광파장다중화기(WDM MUX) 및 원격 노드(Remote Node: RN)에 장착된 WDM MUX를 통과하면서 스펙트럼이 분할되고, 스펙트럼 분할된 씨드 광이 FP-LD에 주입된다. 한편, FP-LD는 편광특성이 강하므로 편광특성이 없는 씨드 광을 사용하여야 하며, 스펙트럼 분할된 씨드 광의 스펙트럼 폭(spectral width)이 일반적으로 넓기 때문에 광신호의 분산에 의해 장거리 전송에 제약을 받는다.

파장 재활용 방식은 통신용 광원으로서 반사형 반도체 광증폭기(Reflective Semiconductor Optical Amplifier: RSOA)를 사용한다. OLT에서 송출된 하향 데이터를 담고 있는 광신호는 ONU에 있는 RSOA에서 하향 정보가 제거되고 유사 CW(Continuous Wave) 광으로 변환되고, 변환된 광은 상향 데이터로 변조되어 OLT로 송출된다. 따라서 OLT에서 ONU로 전송되는 변조된 광신호가 ONU에 장착된 RSOA에게 씨드 광 역할을 하는 방식이다. 한편 OLT에 장착된 RSOA에게도 씨드 광이 필요하게 되는데, 외부 광원을 사용하는 것이 일반적이다. RSOA 소자는 편광특성이 적으므로 편광특성이 강한 씨드 광을 사용할 수도 있다. 하지만 변조된 하향 광신호에 포함된 하향정보를 ONU에서 완전히 제거할 수 없으므로, 상향 광신호에 남아있는 하향 광신호 성분은 상향 전송의 품질을 떨어뜨리게 된다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 OLT 및 ONU의 광송신기에 RSOA를 사용하고, 별도의 스펙트럼 분할된 상태의 광을 OLT 및 ONU의 RSOA에 주입하는 WDM-PON 구조를 제시하는 데에 있다.

또한, 상기 제시된 WDM-PON 구조에 TDMA 방식을 결합하여, ONU의 수용을 증가시키며, 기존의 TDMA 방식의 ONU를 수용할 수 있는 WDM-PON 구조를 제시하는 데에 있다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 국사에 위치하고 가입자 측으로 하향 광신호를 송출하며, 상기 가입자 측으로부터 올라오는 상향 광신호를 수신하는 OLT(Optical Line termination)부; 가입자 측에 위치하고 상기 OLT부로부터의 상기 하향 광신호를 수신하며, 상기 OLT부로 상기 상향 광신호를 송출하는 ONU(Optical Network Unit)부; 상기 국사에 위치하고 스펙트럼(spectrum) 분할된 다파장 씨드 광을 파장다중 형태로 상기 OLT부 및 ONU부에 공급하는 씨드 광원 모듈; 및 상기 OLT부로부터의 상기 하향 광신호를 파장 분리하여 상기 ONU부로 출력하고 상기 ONU부로부터의 하향 광신호를 파장 다중화하여 상기 OLT부로 출력하는 RN(Remote Node);를 포함하고, 상기 OLT부 및 ONU부의 광송신기들이 상기 씨드 광을 이용하여 상기 하향 및 상향 광신호를 생성하는 파장 분할 다중화 수동형 광가입자망(Wavelength Division Multiplexing-Passive Optical Network:WDM-PON)을 제공한 다.

본 발명에 있어서, 상기 OLT부는, 하향 정보를 싣고 있는 상기 하향 광신호를 송출하는 광송신기, 상기 상향 광신호를 수신하는 광수신기 및 상기 상향 및 하향 광신호를 서로 분리하는 파장필터를 각각 구비한 다수의 OLT; 서로 다른 파장의 상기 하향 광신호들을 파장 다중화하고 파장 다중화된 상기 상향 광신호의 파장을 분리하는 광파장다중화기; 및 상기 씨드 광을 상기 OLT부와 상기 ONU부로 분리하여 보내고, 상기 OLT부로부터의 하향 광신호를 상기 ONU부로 보내며, 상기 ONU부로부터의 상기 상향 광신호를 상기 OLT부로 보내는 광분배기;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 RN은 상기 OLT부로부터 수신한 파장 다중화된 상기 하향 광신호를 파장분리하고 상기 ONU로부터 수신한 서로 다른 파장의 상기 상향 광신호들을 파장다중화시키는 광파장다중화기를 포함할 수 있다. 더 나아가 상기 RN은 상기 광파장다중화기를 통해 파장분할된 하향 광신호 파워를 분리하여 적어도 2개의 ONU로 송출하고, 적어도 2개의 상기 ONU로부터의 상향 광신호들을 합쳐 상기 광파장다중화기로 입력하는 광파워 분리기(splitter)를 더 포함할 수 있다.

상기 ONU부는 상향정보를 싣고 있는 상기 상향 광신호를 송출하는 광송신기, 상기 하향 광신호를 수신하는 광수신기, 및 상기 상향 및 하향 광신호를 분리하는 파장필터를 각각 구비한 ONU를 다수 포함할 수 있다. 이러한 상기 OLT부 또는 ONU부의 상기 광송신기들은 상기 씨드 광을 입력받아 상기 하향 또는 상향 광신호를 생성하는 반사형 반도체 광증폭기(Reflecive Semiconductor Optical Amplifier: RSOA)일 수 있다.

한편, 상기 씨드 광원 모듈은 상기 OLT부의 광송신기들로 스펙트럼 분할되고 파장다중화된 씨드 광을 송출하는 하향 씨드 광원 모듈, 및 상기 ONU부의 광송신기들로 스펙트럼 분할되고 파장다중화된 씨드 광을 송출하는 하향 씨드 광원 모듈을 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 OLT부와 상기 RN은 단일 광섬유 또는 2개의 광섬유로 연결될 수 있다.

상기 OLT부와 상기 RN이 단일 광섬유로 연결된 경우, 상기 광분배기는, 상기 OLT부의 광파장다중화기로 연결된 제1 파장필터, 상기 RN으로 연결된 제2 파장필터, 상기 제1 및 제2 파장필터 사이에 위치하며 제1, 제2 파장필터 및 상기 씨드 광원 모듈의 하향 씨드 광원 모듈과 연결된 제1 광순환기, 및 상기 제1 및 제2 파장필터 사이에 위치하며 제1, 제2 파장필터 및 상기 씨드 광원 모듈의 상향 씨드 광원 모듈과 연결된 제2 광순환기를 구비할 수 있다.

이와 같이, 상기 OLT부와 상기 RN이 단일 광섬유로 연결된 경우, 상기 광분배기는, 상기 하향 씨드 광원 모듈로부터 스펙트럼분할되고 파장다중화된 씨드 광을 상기 하향 씨드 광원 모듈과 연결된 1번 포트로 입력받아 상기 제1 광순환기 및 제1 파장 필터를 통하여 상기 광파장다중화기로 연결된 3번 포트로 출력하고, 상기 상향 씨드 광원 모듈로부터 스펙트럼분할되고 파장다중화된 씨드 광을 상기 상향 씨드 광원 모듈과 연결된 2번 포트로 입력받아 상기 제2 광순환기 및 제2 파장 필터를 통하여 상기 RN으로 연결된 4번 포트로 출력하며, 상기 OLT부로부터의 상기 하향 광신호를 상기 3번 포트로 입력받아 상기 제1 파장 필터, 상기 제1 광순환기 및 상기 제2 파장필터를 통하여 상기 4번 포트로 출력하며, 상기 ONU부로부터의 상기 상향 광신호를 상기 4번 포트로 입력받아 상기 제2 파장필터, 상기 제2 광순환기 및 상기 제1 파장필터를 통하여 상기 3번 포트로 출력하는 기능을 수행한다.

한편, 상기 OLT부와 상기 RN이 2개의 광섬유로 연결된 경우, 상기 광분배기는, 상기 OLT부의 광파장다중화기로 연결된 제1 파장 필터, 상기 제1 파장필터, 상기 하향 씨드 광원 모듈 및 상기 2개의 광섬유 중 어느 하나의 광섬유와 연결된 제1 광순환기, 및 상기 제1 파장필터, 상기 상향 씨드 광원 모듈 및 상기 2개의 광섬유 중 다른 하나의 광섬유와 연결된 제2 광순환기를 구비할 수 있다.

이와 같이, 상기 OLT부와 상기 RN이 2개의 광섬유로 연결된 경우, 상기 광분배기는, 상기 하향 씨드 광원 모듈로부터 스펙트럼분할되고 파장다중화된 씨드 광을 상기 하향 씨드 광원 모듈과 연결된 1번 포트로 입력받아 상기 제1 광순환기 및 제1 파장 필터를 통하여 상기 광파장다중화기로 연결된 3번 포트로 출력하고, 상기 상향 씨드 광원 모듈로부터 스펙트럼분할되고 파장다중화된 씨드 광을 상기 상향 씨드 광원 모듈과 연결된 2번 포트로 입력받아 상기 제2 광순환기를 통하여 상기 어느 하나의 광섬유에 연결된 5번 포트로 출력하며, 상기 OLT부로부터의 상기 하향 광신호를 상기 3번 포트로 입력받아 상기 제1 파장 필터 및 상기 제1 광순환기를 통하여 상기 다른 하나의 광섬유에 연결된 4번 포트로 출력하며, 상기 ONU부로부터의 상기 상향 광신호를 상기 5번 포트로 입력받아 상기 제2 광순환기 및 상기 제1 파장필터를 통해 상기 3번 포트로 출력하는 기능을 수행할 수 있다.

본 발명은 또한, 상기 과제를 달성하기 위하여, 국사에 위치하고 가입자 측 으로 하향 광신호를 송출하며, 상기 가입자 측으로부터 올라오는 상향 광신호를 수신하는 OLT(Optical Line termination)를 다수 구비한 OLT부; 가입자 측에 위치하고 상기 OLT로부터의 상기 하향 광신호를 수신하며, 상기 OLT로 상기 상향 광신호를 송출하는 ONU(Optical Network Unit)를 다수 구비한 ONU부; 상기 국사에 위치하고 스펙트럼(spectrum) 분할되고 파장 다중화된 씨드 광을 상기 OLT부 및 ONU부에 공급하는 씨드 광원 모듈; 상기 OLT부로부터의 상기 하향 광신호를 파장 분리하여 상기 ONU부로 출력하고 상기 ONU부로부터의 하향 광신호들을 파장 다중화하여 상기 OLT부로 출력하는 RN(Remote Node); 및 상기 가입자 측에 위치하고 상기 하향 광신호를 TDMA-PON 방식의 하향파장으로 파장 변환하여 상기 ONU부의 상기 ONU로 출력하는 파장변환장치를 다수 포함하는 파장변환장치부;를 포함하고, 상기 OLT부 및 ONU부의 광송신기들이 상기 씨드 광을 이용하여 상기 하향 및 상향 광신호를 생성하는 WDM-PON을 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 RN은, 상기 OLT부로부터 수신한 파장 다중화된 상기 하향 광신호를 파장분리하고 상기 ONU부로부터 수신한 서로 다른 파장의 상기 상향 광신호들을 파장 다중화시키는 광파장다중화기, 및 상기 광파장다중화기를 통해 파장분리된 하향 광신호를 입력받아 상기 파장변환장치로 출력하거나 상기 ONU부로부터의 상향 광신호를 입력받아 상기 파장변환장치로 출력하고, 상기 파장변환장치를 통해 TDMA 방식 또는 WDMA 방식으로 파장변화된 하향 또는 상향 광신호를 입력받아 상기 ONU부 또는 상기 광파장다중화기로 출력하는 파장필터를 포함할 수 있다.

또한, 상기 RN은, 상기 파장필터와 상기 ONU부 사이에 연결되고 상기 파장필 터에서 출력된 하향 광신호의 파워를 분리하여 적어도 2개의 상기 ONU로 송출하고, 적어도 2개의 상기 ONU로부터의 상향 광신호를 합쳐 상기 파장필터로 입력하는 광파워 분리기(splitter)를 더 포함할 수도 있다.

본 발명에 있어서, 상기 파장변환장치는 상기 RN의 파장필터에 연결된 제1 파장필터, 상기 제1 파장필터에 연결된 제2 파장필터, 상기 제2 파장필터에 연결된 제3 파장필터, 상기 제3 파장필터에 연결된 제1 광송신기(RSOA) 및 제1 광수신기, 상기 제1 파장필터와 상기 제1 광수신기에 연결된 제2 광송신기, 및 상기 제2 파장필터와 상기 제1 광송신기에 연결된 제2 광수신기를 포함할 수 있다. 한편, 상기 파장변환장치는 상기 제2 파장필터와 상기 제3 파장필터 사이에 양방향으로 입력된 광신호를 증폭하여 출력하는 양방향 광증폭기를 더 포함할 수도 있다.

그에 따라, 상기 RN으로부터의 하향 광신호는 상기 파장변환장치의 상기 제1 파장필터, 제2 파장필터, 및 제3 파장 필터를 통하여 상기 제1 광수신기로 입력되어 전기적인 신호로 변환되고, 상기 제1 광수신기를 통해 변환된 전기신호는 상기 제2 광송신기에 입력되어 TDMA-PON 방식으로 파장변환되어 상기 제1 파장필터를 통해 상기 RN으로 출력되며, 상기 RN으로부터 입력된 상기 상향 광신호를 위한 씨드 광은 상기 제1 파장필터, 제2 파장필터, 및 제3 파장 필터를 통하여 상기 제1 광송신기로 입력되고, 상기 RN으로부터의 입력된 TDMA-PON 방식의 상향 광신호는 상기 제1 파장필터 및 제2 파장필터를 통해 상기 제2 광수신기에 입력되어 전기적인 신호로 변환되고, 상기 제2 광수신기를 통해 변환된 전기신호는 상기 제1 광송신기에 입력되어 상기 씨드 광의 파장을 갖는 상향 광신호로 변환되어 상기 제3 파장필터, 제2 파장필터, 및 제1 파장필터를 통해 상기 RN으로 출력될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 ONU와 상기 파장변환장치는 서로 연결된 구조를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 ONU는 상향정보를 싣고 있는 상기 상향 광신호를 송출하는 광송신기, 상기 하향 광신호를 수신하는 광수신기, 및 상기 상향 및 하향 광신호를 분리하는 파장필터를 포함하고, 상기 파장변환장치는 상기 RN의 파장필터에 연결된 제1 파장필터, 상기 제1 파장필터에 연결된 제2 파장필터 및 제1 광커플러, 상기 제2 파장필터에 연결된 제2 광커플러 및 제3 파장필터, 상기 제3 파장필터에 연결된 제1 광송신기(RSOA) 및 제1 광수신기, 상기 제1 광커플러와 상기 제1 광수신기에 연결된 제2 광송신기, 상기 제2 광커플러와 상기 제1 광송신기에 연결된 제2 광수신기, 및 상기 제1 및 제2 광커플러와 상기 ONU에 연결된 제4 파장필터를 포함할 수 있다.

한편, 상기 RN이 광파워 분리기를 포함하는 경우, 상기 제4 파장필터에 연결된 상기 ONU는 동일 광파워 분리기에 연결된 다수의 ONU들 중 선택된 특정 ONU이고, 상기 특정 ONU에서 출력된 TDMA-PON 방식의 상향 광신호는 상기 제4 파장 필터를 통해 상기 제2 광커플러에 입력되어, 상기 제2 파장필터에서 출력된 TDMA-PON 방식의 다른 상향 광신호들과 합쳐서 상기 제2 광수신기에 입력되며, 상기 제2 광송신기에서 출력된 TDMA-PON 방식의 하향 광신호는 제1 광커플러를 통해 광파워 분기되어 일부는 상기 제1 파장필터를 통해 상기 RN으로 출력되고 다른 일부는 상기 제4 파장필터를 통해 상기 특정 ONU로 입력되어 전기적인 신호로 변환될 수 있다.

본 발명의 외부 씨드 광원을 이용한 WDM-PON은 OLT 및 ONU의 광송신기에 RSOA를 사용하고, 국사 측에 씨드 광원 모듈을 이용하여 별도의 스펙트럼 분할된 상태의 광을 OLT 및 ONU의 RSOA에 주입하여 사용함으로써, 변조된 하향 광신호에 포함된 하향정보를 ONU에서 완전히 제거하지 못함에 따라, 상향 광신호에 남아있는 하향 광신호 성분이 상향 전송의 품질을 떨어뜨리게 되는 단점을 개선 시킬 수 있다.

더불어, 본 발명의 외부 씨드 광원을 이용한 WDM-PON은 광파워 분리기를 이용하여 ONU 수를 증가시킬 수 있고, 또한 TDMA 방식을 결합함으로써, 기존의 TDMA ONU를 수용할 수 있는 장점을 갖는다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이하의 설명에서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 연결된다고 기술될 때, 이는 다른 구성 요소에 바로 연결될 수도 있고, 그 사이에 제3의 구성 요소가 개재될 수도 있다. 또한, 도면에서 각 구성 요소는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 과장되었고, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 한편, 사용되는 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.

도 1a은 본 발명의 일 실시예에 따른 OLT 및 ONU의 광송신기에 별도의 외부 씨드 광을 사용하는 WDM-PON에 대한 구조도이다.

도 1a를 참조하면, 본 실시예의 WDM-PON은 국사에 위치하는 OLT(Optical Line termination)부(200), 가입자 측에 위치하는 ONU(Optical Network Unit)부(400), 역시 국사에 위치하는 씨드 광원 모듈(100), 및 원격지에 위치하여 OLT부(200)와 ONU부(400)를 연결하는 RN(Remote Node, 300)을 포함한다.

OLT부(200)는 다수의 OLT(200-1 ~ 200-N) 또는 광송수신장치, 광파장다중화기(240) 및 광분배기(250)를 포함한다. OLT(200-1 ~ 200-N) 각각은 하향정보를 실은 하향 광신호를 송출하는 광송신기(210), 상향 광신호를 수신하는 광수신기(220), 및 상향 광신호와 하향 광신호를 분리하는 파장필터(230)를 구비한다. 여기서 제1 OLT(200-1)에 제1 광송신기(210-1), 제1 광수신기(220-1), 및 제1 파장필터(230-1)가 대응되는 식으로 구성된다. 이하, OLT의 광송신기는 210, 광수신기는 220, 그리고 파장필터는 230으로 대표된다. 한편, OLT의 광송신기로는 전술한 RSOA가 바람직하다.

광파장다중화기(240)는 서로 다른 파장으로 된 하향 광신호들을 파장 다중화하고, 파장 다중화된 상향 광신호의 파장을 분리한다. 광분배기(250)는 씨드 광원 모듈(100)로부터 입력된 씨드 광을 OLT부(200)의 광송신기(210) 및 ONU부(400)의 광송신기(410)에 각각 보내고, OLT부(200) 광송신기(210)로부터 송출된 하향 광신호를 ONU부(400) 쪽으로 보내고, ONU부(400)로부터 송출된 상향 광신호를 OLT부(200)의 광수신기(220)로 보내는 역할을 한다.

RN(300)은 광파장다중화기(310)를 포함하는데, 이러한 광파장다중화기(310)는 OLT부(200)로부터 내려오는 파장 다중화된 하향 광신호를 파장분리하고, 동시에 ONU부(400)로부터 올라오는 서로 다른 광파장으로 된 광신호들을 파장다중화 시키는 역할을 한다.

ONU부(400)는 다수의 ONU(400-1 ~ 400-N) 또는 광송수신장치를 포함하는데, ONU(400-1 ~ 400-N) 각각은 상향정보를 실은 상향 광신호를 송출하는 광송신기(410), 하향 광신호를 수신하는 광수신기(420), 및 상향 광신호와 하향 광신호를 분리하는 파장필터(430)를 포함한다. 여기서 제1 ONU(400-1)에 제1 광송신기(410-1), 제1 광수신기(420-1), 및 제1 파장필터(430-1)가 대응되는 식으로 구성된다. 이하, ONU의 광송신기는 410, 광수신기는 420, 그리고 파장필터는 430으로 대표된다. 한편, ONU의 광송신기(410)로는 전술한 RSOA가 바람직하다.

씨드 광원 모듈(100)은 OLT부(200)의 광송신기(210)로 스펙트럼 분할되고 파장다중화된 씨드 광을 송출하는 하향 씨드 광원 모듈(100-1), 및 ONU부(400)의 광송신기(410)로 스펙트럼 분할되고 파장다중화된 씨드 광을 송출하는 상향 씨드 광원 모듈(100-2)을 포함한다.

OLT부(200)의 상세 동작은 다음과 같다.

하향 씨드 광원 모듈(100-1)로부터 스펙트럼 분할되고 파장다중화된 상태의 씨드 광은 광분배기(250)의 1번 포트로 입력하여 3번 포트로 출력되고, 광파장다중화기(240)의 출력포트로 입력되어 파장이 분할되고, 파장분할된 씨드 광들은 각각 해당 OLT에 입력된다. 해당 OLT로 입력된 파장분할된 씨드 광은 파장필터(230)의 1번 포트로 들어가서 2번 포트로 출력되어, 광송신기(210), 예컨대 RSOA에 입력된다.

RSOA에 입사된 씨드 광은 증폭되고 하향 데이터에 의해서 변조되어 RSOA로부터 하향 광신호로서 출력된다. RSOA에서 송출된 하향 광신호는 파장필터(230)의 2번 포트에 입력되어 1번 포트로 출력되고, 광파장다중화기(240)에서 다른 RSOA들로부터 출력된 하향 광신호들과 함께 파장 다중화된다. 광파장다중화기(240)에서 출력된 파장다중화된 하향 광신호들은 광분배기(250)의 3번 포트로 입력되어 4번 포트로 출력된다. 출력된 파장다중화된 하향 광신호들은 광섬유(feeder fiber)를 통해 가입자 측으로 전송된다.

한편, 가입자 측으로부터 올라온 파장다중화된 상향 광신호들은 광분배기(250)의 4번 포트로 입력되어 3번 포트로 출력된다. 출력된 상향 광신호들은 광파장다중화기(240)에 입력되어 파장이 분리되고, 각각의 파장 분리된 광신호는 해당 OLT(200)에 입력된다. 해당 OLT로 입력된 파장 분리된 광신호는, 파장필터(230)의 1번 포트로 입력되어 3번 포트로 출력되고, 광수신기(220)에 입력되어 전기적인 신호로 변환된다.

ONU부(400)의 상세 동작은 다음과 같다.

상향 씨드 광원 모듈(100-2)로부터 스펙트럼 분할되고 파장다중화된 상태의 씨드 광은 광분배기(250)의 2번 포트로 입력되어 4번 포트로 출력되고, 광섬유를 거쳐서, RN(300)의 광파장다중화기(310)의 출력포트로 입력되어 파장이 분할되고, 파장 분할된 씨드 광들은 각각 해당 ONU에 입력된다. 해당 ONU에 입력된 파장 분할된 씨드 광은 파장필터(430)의 1번 포트로 들어가서 2번 포트로 출력되어, 광송신기(410), 예컨대 RSOA에 입력된다.

RSOA에 입사된 씨드 광은 증폭되고 상향 데이터에 의해서 변조되어 RSOA로부터 상향 광신호로서 출력된다. RSOA에서 송출된 상향 광신호는 파장필터(430)의 2번 포트에 입력되어 1번 포트로 출력되고, RN(300)의 광파장다중화기(310)에서 다른 RSOA들로부터 출력된 상향 광신호들과 함께 파장 다중화된다. 광파장다중화기(310)에서 출력된 파장다중화된 상향 광신호들은 광섬유를 통해 OLT부(200)로 전송된다.

한편, 광섬유를 통해서 전송된 파장다중화된 하향 광신호들은 RN(300)의 광파장다중화기(310)의 출력포트로 입력되어 파장이 분할되고, 파장 분할된 하향 광신호들은 각각 해당 ONU에 입력된다. 해당 ONU에 입력된 하향 광신호는 파장필터(430)의 1번 포트로 들어가서 3번 포트로 출력되어, 광수신기(420)에 입력된다. 광수신기(420)에 입력된 광신호는 전기적인 신호로 변환된다.

도 1b는 도 1a의 광분배기를 좀더 상세하게 보여주는 구조도이다.

도 1b를 참조하면, 광분배기(250)는 제1 파장필터(251), 제2 파장필터(252), 제1 광순환기(253), 및 제2 광순환기(254)로 구성된다.

광분배기(250)의 상세 동작은 다음과 같다.

하향 씨드 광원 모듈(100-1)로부터 스펙트럼(spectrum) 분할된 다파장 씨드 광이 파장다중 형태로 광분배기(250)의 1번 포트로 입력되고, 제1 광순환기(253)의 1번 포트로 입력되어, 2번 포트로 출력되고, 제1 파장필터(251)의 2번 포트로 입력되어 1번 포트로 출력되며, 최종적으로 광분배기(250)의 3번 포트로 출력되어 OLT로 입력된다.

상향 씨드 광원 모듈(100-2)로부터 스펙트럼(spectrum) 분할된 다파장 씨드 광이 파장다중 형태로 광분배기(250)의 2번 포트로 입력되고, 제2 광순환기(254)의 1번 포트로 입력되어 2번 포트로 출력되고, 제2 파장필터(252)의 2번 포트로 입력되어 1번 포트로 출력되며, 최종적으로 광분배기(250)의 4번 포트로 출력되어 RN(300)을 거쳐 ONU로 입력된다.

OLT부(200)의 광파장다중화기(240)를 통해 파장다중화된 하향 광신호들은 광분배기(250)의 3번 포트로 입력되고, 제1 파장필터(251)의 1번 포트로 입력되어 2번 포트로 출력되고, 제1 광순환기(253)의 2번 포트로 입력되어 3번 포트로 출력되며, 제2 파장필터(252)의 3번 포트로 입력되어 1번 포트로 출력되며, 최종적으로 광분배기(250)의 4번 포트로 출력되어 RN(300)을 거쳐 ONU로 입력된다.

RN(300)의 광파장다중화기(310)를 통해 파장다중화된 상향 광신호들은 광분배기(250)의 4번 포트로 입력되고, 제2 파장필터(252)의 1번 포트로 입력되어 2번 포트로 출력되고, 제2 광순환기(254)의 2번 포트로 입력되어 3번 포트로 출력되며, 제1 파장필터(251)의 3번 포트로 입력되어 1번 포트로 출력되며, 최종적으로 광분배기(250)의 3번 포트로 출력되어 OLT로 입력된다.

도 1c는 도 1b의 광분배기 내의 광신호의 연결관계를 보여주는 구조도이다.

도 1c를 참조하면, 최상부에 표시된 바와 같이 하향 씨드 광은 파장분배기(250)의 1번 포트에 입력되어 3번 포트로 출력된다. 다음, 위에서 두 번째에 표시된 것과 같이, 상향 씨드 광은 파장분배기(250)의 2번 포트에 입력되어 4번 포트로 출력된다. 다음, 위에서 세 번째에 표시된 것과 같이, 하향 광신호는 파장분배 기(250)의 3번 포트로 입력되어 4번 포트로 출력된다. 마지막으로, 네 번째에 표시된 상향 광신호는 파장분배기(250)의 4번 포트로 입력되어 3번 포트로 출력된다.

여기서, WD는 DWDM wavelenght for Downstream을 WU는 DWDM wavelenghts for Upstream을 나타낸다.

도 2a은 본 발명의 다른 실시예에 따른 OLT 및 ONU의 광송신기에 별도의 외부 씨드 광을 사용하는 WDM-PON에 대한 구조도이다.

도 2a를 참조하면, 본 실시예의 WDM-PON은 도 1a의 유사한 구조를 가지나 OLT부(200)과 RN(300a) 사이에 연결된 광섬유 개수가 다르다. 즉, 도 1a에서는 피더(feeder) 구간이 단일 광섬유로 구성되고 있는데 비해서, 본 실시예에서는 구조는 두 개의 광섬유로 피더 구간이 구성된다. 2개의 광섬유 중 하나는 하향 광신호를 위한 것이고 다른 하나는 상향 광신호를 위한 것이다.

한편, 광섬유를 2개 이용하는 경우, RN(300a)은 상향 및 하향 광신호 분리를 위한 파장필터(330)를 더 포함하며, OLT부(200)의 광분배기(250a)의 구조는 도 1b의 광분배기의 구조와는 약간 달라진다. 그에 대해서는 도 2b를 통해 설명한다. 그외의 부분에 대한 내용은 도 1a의 설명한 내용과 동일하므로 생략한다.

도 2b는 도 2a의 광분배기를 좀더 상세하게 보여주는 구조도이다.

도 2b를 참조하면, 본 실시예에 따른 광분배기(250a)의 구조는 도 1b의 경우와는 달리, 제1 파장필터(251), 제1 광순환기(253), 및 제2 광순환기(254)를 포함한다.

광분배기(250a)의 상세 동작은 다음과 같다.

하향 씨드 광원 모듈(100-1)로부터 스펙트럼 분할되고 파장다중화된 씨드 광은 광분배기(250a)의 1번 포트로 입력되고, 제1 광순환기(253)의 1번 포트로 입력되어 2번 포트로 출력되고, 제1 파장필터(251)의 2번 포트로 입력되어 1번 포트로 출력되며, 최종적으로 광분배기(250a)의 3번 포트로 출력된다.

상향 씨드 광원 모듈(100-2)로부터 스펙트럼 분할되고 파장다중화된 씨드 광은 광분배기(250a)의 2번 포트로 입력되고, 제2 광순환기(254)의 1번 포트로 입력되어 2번 포트로 출력되며, 최종적으로 광분배기(250a)의 5번 포트로 출력되어 2개의 광섬유 중 제1 광섬유를 통해 RN(300a)으로 전달된다.

OLT부(200)의 광파장다중화기(240)를 통해 파장다중화된 하향 광신호들은 광분배기(250a)의 3번 포트로 입력되고, 제1 파장필터(251의 1번 포트로 입력되어 2번 포트로 출력되고, 제1 광순환기(253)의 2번 포트로 입력되어 3번 포트로 출력되며, 최종적으로 광분배기(250a)의 4번 포트로 출력되어 2개의 광섬유 중 제2 광섬유를 통해 RN(300a)으로 전달된다.

RN(300a)의 광파장다중화기(310)를 통해 파장다중화된 상향 광신호들은 제1 광섬유를 통해 광분배기(250a)의 5번 포트로 입력되고, 제2 광순환기(254)의 2번 포트로 입력되어 3번 포트로 출력되고, 제1 파장필터(251)의 3번 포트로 입력되어 1번 포트로 출력되며, 최종적으로 광분배기(250a)의 3번 포트로 출력된다.

도 1b에서 상향 광신호 및 하향 광신호의 분리 역할을 하는 제2 파장필터(2510)의 기능은 RN(300a)에 포함된 파장필터(330)가 대신하다.

즉, 제2 광섬유를 통해 전달된 파장다중화된 하향 광신호는 RN(300a) 내에 파장필터(330)의 3번 포트에 입력되어 1번 포트로 출력되고, RN(300a)의 광파장다중화기(310)에서 파장이 분리되며, 파장 분리된 하향 광신호는 해당 ONU으로 전송된다. 한편, ONU들로부터 올라오는 서로 다른 파장의 상향 광신호들은 RN(300a)의 광파장다중화기(310)에 입력되어 파장이 다중화되고, 파장필터(330)의 1번 포트에 입력되어 2번 포트로 출력된다. 출력된 파장다중화된 상향 광신호는 제1 광섬유 및 광분배기(250a)의 5번 포트를 통해 OLT 쪽으로 전송된다.

도 2c는 도 2b의 광분배기 내의 광신호의 연결관계를 보여주는 구조도이다.

도 2c를 참조하면, 최상부에 표시된 바와 같이 하향 씨드 광은 파장분배기(250a)의 1번 포트에 입력되어 3번 포트로 출력된다. 다음, 위에서 두 번째에 표시된 것과 같이, 상향 씨드 광은 파장분배기(250a)의 2번 포트에 입력되어 5번 포트로 출력된다. 다음, 위에서 세 번째에 표시된 것과 같이, 하향 광신호는 파장분배기(250a)의 3번 포트로 입력되어 4번 포트로 출력된다. 마지막으로, 네 번째에 표시된 상향 광신호는 파장분배기(250a)의 5번 포트로 입력되어 3번 포트로 출력된다.

광분배기(250a) 4번 포트가 제2 광섬유에 연결되고 5번 포트가 제1 광섬유에 연결됨은 물론이다.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 OLT 및 ONU의 광송신기에 별도의 외부 씨드 광을 사용하는 WDM-PON에 대한 구조도들이다.

도 3을 참조하면, 본 실시예에의 WDM-PON은 TDMA 가입자들을 수용할 수 있는 구조를 가진다. 대부분 구조는 도 1a의 WDM-PON과 유사하나, RN(300b)의 광파장다 중화기(310)에 추가로 다수의 광파워 분리기(splitter, 320-1 ~ 320-N)가 포함된다는 점에서 다르다. 이하, 광파워 분리기는 320으로 대표된다. 각 광파워 분리기(320)는 광파장다중화기(310)를 통해 파장 분리되는 각 광신호 대응하여 광파장다중화기(310)에 장착된다.

또한, 이러한 광파워 분리기(320)의 존재로 인해 광파장다중화기(310)로부터 파장분할된 각각의 하향 광신호는 광파워가 분리되어 M개의 ONU으로 전달된다. 한편 M개의 ONU로부터 송출된 상향 광신호는 광파워 분리기(320)에서 모아져서 광파장다중화기(310)으로 입력되고, 광파장다중화기(310)에서 다른 파장의 광신호들과 파장다중화되어 OLT부(200)로 향하게 된다.

한편, 본 실시예에서는 피더 구간이 단일 광섬유로 구성되므로, 광분배기(250)는 제2 파장필터(252)를 포함한다. 그 외 다른 부분들에 대한 내용은 도 1a의 설명부분에서 설명하였으므로 생략한다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 OLT 및 ONU의 광송신기에 별도의 외부 씨드 광을 사용하는 WDM-PON에 대한 구조도들이다.

도 4를 참조하면, 본 실시예의 WDM-PON은 도 3의 WDM-PON과 거의 동일하나, 피더 구간이 두 개의 분리된 광섬유를 사용한다는 점에서 다르다. 따라서 이 경우 RN(300c)은 파장필터(330)를 포함하며, 광분배기(250a)는 제2 파장필터가 없는 5개 포트를 구비한다.

도 5a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 OLT 및 ONU의 광송신기에 별도의 외부 씨드 광을 사용하는 WDM-PON에 대한 구조도이다.

도 5a를 참조하면, 본 실시예의 WDM-PON은 기존의 TDMA ONU를 교체 없이 그대로 사용할 수 있는 구조를 갖는다. 도 3의 WDM-PON과 다른 부분은 다음과 같다. RN(300d)은 광파장다중화기(310), 다수의 광파워 분리기(320-1 ~ 320-N), 및 다수의 파장필터(340-1 ~ 340-N))를 포함한다. 한편, 다수의 파장변환장치(500-1 ~ 500-N)를 구비한 파장변환장치부(500)가 가입자 측에 구비된다. 이하, 광파워 분리기는 320으로, 파장필터는 340으로, 그리고 파장변환장치는 500-1로 대표된다. 도시된 바와 같이 각 파장변환장치(500-1)는 각 광파워 분리기(320) 또는 파장필터(340)에 대응하여 하나씩 배치된다.

RN(300d)과 가입자 측 장치인 ONU부(400) 및 파장변환장치부(500)의 동작은 다음과 같다.

광섬유를 통해 전송된 파장다중화된 하향 광신호들은 RN(300d)의 광파장다중화기(310)에 입력되어 파장이 분리된다. 파장 분리된 하향 광신호는 해당 파장필터(340)의 1번 포트에 입력되어 3번 포트로 출력되고, 파장변환장치(500-1)에 입력된다. 입력된 광신호는 기존 TDMA-PON 방식에서 사용하는 하향파장으로 파장이 변환되어 출력된다.

파장변환장치(500-1)에서 출력된 파장 변환된 하향 광신호는 파장필터(240)의 3번 포트에 입력되어 번 포트로 출력되고, 광파워 분리기(320)에서 광파워가 분리되어 다수의 ONU들로 전송된다. ONU에 입력된 하향 광신호는 파장필터(430)의 2번 포트에 입력하여 3번 포트로 출력되고, 광수신기(420)에 입력되어 전기적인 신호로 변환된다.

ONU의 광송신기(410)에서 송출된 상향 광신호는 파장필터(430)의 2번 포트에 입력하여 1번 포트로 출력되고, RN(300d)의 광파워 분리기(320)에서 다른 ONU들로부터 올라온 상향 광신호들과 합쳐져서 파장필터(340)의 2번 포트에 입력되어 3번 포트로 출력된다. 출력된 상향 광신호는 파장변환장치(500-1)에 입력되어 파장다중화(DWDM) 방식의 상향파장으로 변환되어 출력된다. 출력된 파장변환된 상향 광신호는 RN(300d)의 파장필터(340)의 3번 포트에 입력되어 1번 포트로 출력되고, 광파장다중화기(310)에 입력된다. 광파장다중화기(310)에서 다른 파장의 상향 광신호들과 파장다중화되어 광섬유를 통해서 OLT부(200)를 향해서 전송된다.

한편, 상향 씨드 광원 모듈(100-2)로부터 송출된 씨드 광은 광분배기(250)의 2번 포트에 입력하여 4번 포트로 출력하여, 광섬유를 거쳐서 RN(300d)의 광파장다중화기(310)에 입력되어 파장이 분리된다. 파장 분리된 상향 씨드 광은 파장필터(340)의 1번 포트에 입력되어 3번 포트로 출력되고, 출력된 씨드 광은 파장변환장치(500-1)에 입력되며, 파장변환장치(500-1) 내에 포함된 제1 광송신기(520), 예컨대 RSOA에 씨드 광으로서 제공된다.

즉, RN(300d)의 파장필터(340)의 1번 포트에 입력된 DWDM 광신호는 3번 포트로 출력되고, 파장변환장치(500-1)에서 TDMA-PON 방식의 하향파장으로 파장변환된 후, 파장필터(340)의 3번 포트에 입력되어 2번 포트로 출력된다.

또한, RN(300d)의 파장필터(340)의 2번 포트에 입력된 TDMA-PON 방식의 상향 광신호는 3번 포트로 출력되고, 파장변환장치(500-1)에서 DWDM 상향 광파장으로 파장변환된 후, 파장필터(340)의 3번 포트에 입력되어 1번 포트로 출력된다.

한편, RN(300d)의 파장필터(340)의 1번 포트에 입력된 DWDM 상향 씨드 광은 3번 포트로 출력되어, 파장변환장치(500-1) 내의 RSOA에 주입된다.

도 5b는 도 5a의 파장변환장치를 좀더 상세하게 보여주는 구조도이다.

도 5b를 참조하면, 파장변환장치(500-1)는 제1 파장필터(570), 제2 파장필터(580), 제3 파장필터(540), 제1 광송신기(520), 제2 광송신기(560), 제1 광수신기(530), 제2 광수신기(510) 및 양방향 광증폭기(550)를 포함한다.

파장변환장치(500-1)의 동작은 다음과 같다.

DWDM 파장의 하향 광신호는 제1 파장필터(570)의 1번 포트로 입력되어 3번 포트로 출력되고, 제2 파장필터(580)의 3번 포트로 입력되어 2번 포트로 출력되며, 양방향 광증폭기(550)를 거쳐서, 제3 파장필터(540)의 2번 포트로 입력되어 1번 포트로 출력되며, 제1 광수신기(530)에 입력되어 전기적인 신호로 변환된다.

제1 광수신기(530)의 전기적인 신호는 제2 광송신기(560)에 입력되고, TDMA-PON 방식의 하향파장을 갖는 광신호로 변환되어 제2 광송신기(560)로부터 출력되며, 제1 파장필터(570)의 2번 포트로 입력되어 1번 포트로 출력된다.

DWDM 파장의 상향 씨드 광은 제1 파장필터(570)의 1번 포트로 입력되어 3번 포트로 출력되고, 제2 파장필터(580)의 3번 포트로 입력되어 2번 포트로 출력되며, 양방향 광증폭기(550)를 거쳐서, 제3 파장필터(540)의 2번 포트로 입력되어 3번 포트로 출력되며, 제1 광송신기(520), 예컨대 RSOA에 입사된다.

TDMA-PON 파장의 상향 광신호는 제1 파장필터(570)의 1번 포트로 입력되어 3번 포트로 출력되고, 제2 파장필터(580)의 3번 포트로 입력되어 1번 포트로 출력되 며, 제1 광수신기(510)에 입력되어 전기적인 신호로 변환된다. 제1 광수신기(510)의 전기적인 신호는 제1 광송신기(520)에 입력되고 상향 씨드 광의 파장을 갖는 광신호로 변환되어 제1 광송신기(520)로부터 출력되며, 제3 파장필터(540)의 1번 포트로 입력되어 2번 포트로 출력되며, 양방향증폭기(550)를 거쳐서, 제2 파장필터(580)의 2번 포트로 입력되어 3번 포트로 출력되며, 제1 파장필터(570)의 3번 포트로 입력되어 1번 포트로 출력된다.

본 실시예에서 파장변환장치(500-1)가 양방향 증폭기(550)를 포함하고 있지만, 상향 및 하향 광신호의 전송거리에 따라 파장변환장치(500-1)에 양방향 증폭기(550)를 사용하지 않을 수 있다.

도 5c는 도 5a의 RN 내의 파장필터(340d)와 파장변환장치(500-1) 사이에 광신호 연결관계를 보여주는 구조도이다.

도 5c를 참조하면, 먼저, DWDM 파장의 하양 광신호는 RN(300d)의 파장필터(340)의 1번 및 3번 포트를 통해 파장변환장치(500-1)로 입력되어 TDMA-PON 방식의 파장으로 변환된 후, 파장필터(340)의 3번 및 2번 포트를 통해 ONU 방향으로 전송된다.

다음, TDMA-PON 방식의 상향 광신호는 파장필터(340)의 2번 및 3번 포트를 통해 파장변환장치(500-1)로 입력되어 DWDM 방식의 파장으로 변환된 후, 파장필터(340)의 3번 및 1번 포트를 통해 OLT 방향으로 전송된다.

마지막으로, DWDM 파장의 상향 씨드 광은 파장필터(340)의 1번 및 3번 포트를 통해 제1 광송신기(520), 예컨대 RSOA에 입력되어 상향 광신호를 위한 씨드 광 으로서 이용된다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 OLT 및 ONU의 광송신기에 별도의 외부 씨드 광을 사용하는 WDM-PON에 대한 구조도들이다.

도 6을 참조하면, 본 실시예의 WDM-PON은 도 5의 WDM-PON과 거의 동일하나, 피더 구간이 두 개의 분리된 광섬유를 사용한다는 점에서 다르다. 따라서 이 경우 RN(300e)은 파장필터(330)를 포함하며, 광분배기(250a)는 제2 파장필터가 없는 5개 포트를 구비한다.

도 7a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 OLT 및 ONU의 광송신기에 별도의 외부 씨드 광을 사용하는 WDM-PON에 대한 구조도이다.

도 7a를 참조하면, 본 실시예의 WDM-PON은 가입자 측의 특정 ONU를 파장변환장치(500a-1)와 결합하여 사용하는 구조를 갖는다. 본 실시예의 WDM-PON은 도 5a의 WDM-PON과 거의 동일한 구조를 가지나, 파장변환장치(500a-1)의 구조에서 다르다. 따라서, 동일한 부분에 대한 설명은 생략하며, 파장변환장치(500a-1)에 대한 설명은 도 7b에서 설명한다.

도 7b는 도 7a의 파장변환장치를 좀더 상세하게 보여주는 구조도이다.

도 7b를 참조하면, 파장변환장치(500a-1)는 도 5b에서의 파장변환장치에 제1 광커플러(541), 제2 광커플러(542) 및 제4 파장필터(590)를 더 포함한다.

앞서, 도 5b에서 설명한 기능은 생략하고, 파장변환장치(500a-1)의 추가적인 동작을 설명하면, 다음과 같다.

동일 광파워 분리기(320)에 연결된 다수의 ONU 중 지정된 특정 ONU(400-1M) 에서 송출된 TDMA-PON 방식의 상향파장의 상향 광신호는 제4 파장필터(590)의 1번 포트로 입력되어 2번 포트로 출력되고, 제2 광커플러(542)에 입력되어 제2 파장필터(580)의 1번 포트에서 송출되는 TDMA-PON 방식의 다른 상향 광신호들과 합쳐져서 제2 광수신기(510)에 입력된다.

한편, 제2 광송신기(560)에서 출력되는 TDMA-PON 방식의 하향 광신호는 제1 광커플러(541)에서 광파워 분기 되어 일부는 제1 파장필터(570)의 2번 포트로 입력되고, 다른 일부는 제4 파장필터(590)의 3번 포트로 입력되어 1번 포트로 출력되며, 특정 ONU(400-1M)로 입력되어 전기적인 신호로 변환된다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 OLT 및 ONU의 광송신기에 별도의 외부 씨드 광을 사용하는 WDM-PON에 대한 구조도들이다.

도 8을 참조하면, 본 실시예의 WDM-PON은 도 7의 WDM-PON과 거의 동일하나, 피더 구간이 두 개의 분리된 광섬유를 사용한다는 점에서 다르다. 따라서 이 경우 RN(300e)은 파장필터(330)를 포함하며, 광분배기(250a)는 제2 파장필터가 없는 5개 포트를 구비한다.

본 발명에 따른 외부 씨드 광원을 이용한 WDM-PON은 OLT 및 ONU의 광송신기에 RSOA를 사용하고, 국사 측에 씨드 광원 모듈을 이용하여 별도의 스펙트럼 분할된 상태의 광을 OLT 및 ONU의 RSOA에 주입하여 사용함으로써, 변조된 하향 광신호에 포함된 하향정보를 ONU에서 완전히 제거하지 못함에 따라, 상향 광신호에 남아있는 하향 광신호 성분이 상향 전송의 품질을 떨어뜨리게 되는 단점을 개선 시킬 수 있다. 즉, 이상적인 파장 무의존성 WDM-PON를 구현할 수 있다.

더불어, 본 발명의 외부 씨드 광원을 이용한 WDM-PON은 광파워 분리기를 통해 ONU 수를 증가시킬 수 있고, 또한 파장변환장치를 이용함으로써, 기존의 TDMA 방식의 ONU를 수용할 수 있는 장점을 갖는다.

지금까지, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

도 5c는 도 5a의 RN 내의 파장필터와 파장변환장치 사이에 광신호 연결관계를 보여주는 구조도이다.

<도면의 주요부분에 대한 설명>

100: 씨드 광원 모듈 100-1: 상향 광원 씨드 모듈

100-2: 하향 광원 씨드 모듈 200: OLT부

200-1 ~ 200-N: OLT 210-1 ~ 210-N: OLT 광송신기

220-1 ~ 220-N: OLT 광수신기 230-1 ~ 230-N: OLT 파장필터

240: 광파장다중화기 250: 광분배기

251: 광분배기 제1 파장필터 252: 광분배기 제2 파장필터

253: 광분배기 제1 광순환기 254: 광분배기 제2 광순환기

300: RN 310: RN 광파장다중화기

320-1 ~ 320-N: 광파워 분리기 330: RN 제1 파장필터

340-1 ~ 340-N: 제2 파장필터 400: ONU부

400-1 ~ 400-N: ONU 410-1 ~ 410-N: ONU 광송신기

420-1 ~ 420-N: ONU 광수신기 430-1 ~ 430-N: ONU 파장필터

500: 파장변환장치부 500-1 ~ 500-N: 파장변환장치

510: 제2 광수신기 520: 제1 광송신기(RSOA)

530: 제2 광수신기 540: 제3 파장필터

541: 제1 광커플러 542: 제2 광커플러

550: 양방향 광증폭기 560: 제2 광송신기

570: 제1 파장필터 580: 제2 파장필터

590: 제4 파장필터

Claims

국사에 위치하고 가입자 측으로 하향 광신호를 송출하며, 상기 가입자 측으로부터 올라오는 상향 광신호를 수신하는 OLT(Optical Line termination)부;

가입자 측에 위치하고 상기 OLT부로부터의 상기 하향 광신호를 수신하며, 상기 OLT부로 상기 상향 광신호를 송출하는 ONU(Optical Network Unit)부;

상기 국사에 위치하고 스펙트럼(spectrum) 분할된 다파장 씨드 광을 파장다중 형태로 상기 OLT부 및 ONU부에 공급하는 씨드 광원 모듈; 및

상기 OLT부로부터의 상기 하향 광신호를 파장 분리하여 상기 ONU부로 출력하고 상기 ONU부로부터의 하향 광신호를 파장 다중화하여 상기 OLT부로 출력하는 RN(Remote Node);를 포함하고,

상기 RN은 상기 OLT부로부터 수신한 파장 다중화된 상기 하향 광신호를 파장분리하고 상기 ONU부로부터 수신한 서로 다른 파장의 상기 상향 광신호들을 파장다중화시키는 광파장다중화기, 및 상기 광파장다중화기를 통해 파장분할된 하향 광신호 파워를 분리하여 상기 ONU부의 적어도 2개의 광송수신장치로 송출하고, 상기 ONU부의 적어도 2개의 상기 광송수신장치로부터의 상향 광신호들을 합쳐 상기 광파장다중화기로 입력하는 광파워 분리기(splitter)를 포함하며,

상기 OLT부 및 ONU부의 광송신기들이 상기 씨드 광을 이용하여 상기 하향 및 상향 광신호를 생성하는 파장 분할 다중화 수동형 광가입자망(Wavelength Division Multiplexing-Passive Optical Network:WDM-PON).
제1 항에 있어서,

상기 OLT부는, 하향 정보를 싣고 있는 상기 하향 광신호를 송출하는 광송신기, 상기 상향 광신호를 수신하는 광수신기 및 상기 상향 및 하향 광신호를 서로 분리하는 파장필터를 각각 구비한 다수의 광송수신장치;

서로 다른 파장의 상기 하향 광신호들을 파장 다중화하고 파장 다중화된 상기 상향 광신호의 파장을 분리하는 광파장다중화기; 및

상기 씨드 광을 상기 OLT부와 상기 ONU부로 분리하여 보내고, 상기 OLT부로부터의 하향 광신호를 상기 ONU부로 보내며, 상기 ONU부로부터의 상기 상향 광신호를 상기 OLT부로 보내는 광분배기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 수동형 광가입자망.
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제1 항에 있어서,

상기 ONU부는 상향정보를 싣고 있는 상기 상향 광신호를 송출하는 광송신기, 상기 하향 광신호를 수신하는 광수신기, 및 상기 상향 및 하향 광신호를 분리하는 파장필터를 각각 구비한 광송수신장치를 다수 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 수동형 광가입자망.
제2 항 또는 제5항에 있어서,

상기 OLT부 또는 ONU부의 상기 광송신기들은 상기 씨드 광을 입력받아 상기 하향 또는 상향 광신호를 생성하는 반사형 반도체 광증폭기(Reflecive Semiconductor Optical Amplifier: RSOA)를 사용하는 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 수동형 광가입자망.
제1 항에 있어서,

상기 씨드 광원 모듈은 상기 OLT부의 광송신기들로 스펙트럼 분할되고 파장다중화된 씨드 광을 송출하는 하향 씨드 광원 모듈, 및 상기 ONU부의 광송신기들로 스펙트럼 분할되고 파장다중화된 씨드 광을 송출하는 상향 씨드 광원 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 수동형 광가입자망.
제1 항에 있어서,

상기 OLT부와 상기 RN은 단일 광섬유 또는 2개의 광섬유로 연결된 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 수동형 광가입자망.
제8 항에 있어서,

상기 OLT부는 상기 씨드 광을 상기 OLT부의 광송신기들과 상기 ONU부의 광송신기들로 분리하여 보내고, 상기 OLT부로부터의 하향 광신호를 상기 ONU부로 보내며, 상기 ONU부로부터의 상기 상향 광신호를 상기 OLT부로 보내는 광분배기;를 포함하고,

상기 OLT부와 상기 RN이 단일 광섬유로 연결된 경우, 상기 광분배기는,

상기 OLT부의 광파장다중화기로 연결된 제1 파장필터, 상기 RN으로 연결된 제2 파장필터, 상기 제1 및 제2 파장필터 사이에 위치하며 제1, 제2 파장필터 및 상기 씨드 광원 모듈의 하향 씨드 광원 모듈과 연결된 제1 광순환기, 및 상기 제1 및 제2 파장필터 사이에 위치하며 제1, 제2 파장필터 및 상기 씨드 광원 모듈의 상향 씨드 광원 모듈과 연결된 제2 광순환기를 구비하며,

상기 OLT부와 상기 RN이 2개의 광섬유로 연결된 경우, 상기 광분배기는,

상기 OLT부의 광파장다중화기로 연결된 제1 파장 필터, 상기 제1 파장필터, 상기 하향 씨드 광원 모듈 및 상기 2개의 광섬유 중 어느 하나의 광섬유와 연결된 제1 광순환기, 및 상기 제1 파장필터, 상기 상향 씨드 광원 모듈 및 상기 2개의 광섬유 중 다른 하나의 광섬유와 연결된 제2 광순환기를 구비하는 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 수동형 광가입자망.
제9 항에 있어서,

상기 OLT부와 상기 RN이 단일 광섬유로 연결된 경우, 상기 광분배기는,

상기 하향 씨드 광원 모듈로부터 스펙트럼분할되고 파장다중화된 씨드 광을 상기 하향 씨드 광원 모듈과 연결된 1번 포트로 입력받아 상기 제1 광순환기 및 제1 파장 필터를 통하여 상기 광파장다중화기로 연결된 3번 포트로 출력하고,

상기 상향 씨드 광원 모듈로부터 스펙트럼분할되고 파장다중화된 씨드 광을 상기 상향 씨드 광원 모듈과 연결된 2번 포트로 입력받아 상기 제2 광순환기 및 제2 파장 필터를 통하여 상기 RN으로 연결된 4번 포트로 출력하며,

상기 OLT부로부터의 상기 하향 광신호를 상기 3번 포트로 입력받아 상기 제1 파장 필터, 상기 제1 광순환기 및 상기 제2 파장필터를 통하여 상기 4번 포트로 출력하며, 상기 ONU부로부터의 상기 상향 광신호를 상기 4번 포트로 입력받아 상기 제2 파장필터, 상기 제2 광순환기 및 상기 제1 파장필터를 통하여 상기 3번 포트로 출력하는 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 수동형 광가입자망.
제9 항에 있어서,

상기 OLT부와 상기 RN이 2개의 광섬유로 연결된 경우, 상기 광분배기는,

상기 하향 씨드 광원 모듈로부터 스펙트럼분할되고 파장다중화된 씨드 광을 상기 하향 씨드 광원 모듈과 연결된 1번 포트로 입력받아 상기 제1 광순환기 및 제1 파장 필터를 통하여 상기 광파장다중화기로 연결된 3번 포트로 출력하고,

상기 상향 씨드 광원 모듈로부터 스펙트럼분할되고 파장다중화된 씨드 광을 상기 상향 씨드 광원 모듈과 연결된 2번 포트로 입력받아 상기 제2 광순환기를 통하여 상기 어느 하나의 광섬유에 연결된 5번 포트로 출력하며,

상기 OLT부로부터의 상기 하향 광신호를 상기 3번 포트로 입력받아 상기 제1 파장 필터 및 상기 제1 광순환기를 통하여 상기 다른 하나의 광섬유에 연결된 4번 포트로 출력하며, 상기 ONU부로부터의 상기 상향 광신호를 상기 5번 포트로 입력받아 상기 제2 광순환기 및 상기 제1 파장필터를 통해 상기 3번 포트로 출력하는 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 수동형 광가입자망.
제1 항에 있어서,

상기 파장 분할 다중화 수동형 광가입자망은,

상기 가입자 측에 위치하고 상기 하향 광신호를 TDMA-PON 방식의 하향파장으로 파장 변환하여 상기 ONU부로 출력하는 파장변환장치;를 포함하는 파장 분할 다중화 수동형 광가입자망.
제12 항에 있어서,

상기 RN은, 상기 OLT부로부터 수신한 파장 다중화된 상기 하향 광신호를 파장분리하고 상기 ONU부로부터 수신한 서로 다른 파장의 상기 상향 광신호들을 파장다중화시키는 광파장다중화기, 및 상기 광파장다중화기를 통해 파장분리된 하향 광신호를 입력받아 상기 파장변환장치로 출력하거나 상기 ONU부로부터의 상향 광신호를 입력받아 상기 파장변환장치로 출력하고, 상기 파장변환장치를 통해 TDMA 방식 또는 WDM 방식으로 파장변화된 하향 또는 상향 광신호를 입력받아 상기 ONU부 또는 상기 광파장다중화기로 출력하는 파장필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 수동형 광가입자망.
제13 항에 있어서,

상기 RN은, 상기 파장필터와 상기 ONU부 사이에 연결되고 상기 파장필터에서 출력된 하향 광신호의 파워를 분리하여 상기 ONU부의 적어도 2개의 광송수신장치로 송출하고, 적어도 2개의 상기 광송수신장치로부터의 상향 광신호를 합쳐 상기 파장필터로 입력하는 광파워 분리기(splitter)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 수동형 광가입자망.
제13 항에 있어서,

상기 파장변환장치는 상기 RN의 파장필터에 연결된 제1 파장필터, 상기 제1 파장필터에 연결된 제2 파장필터, 상기 제2 파장필터에 연결된 제3 파장필터, 상기 제3 파장필터에 연결된 제1 광송신기(RSOA) 및 제1 광수신기, 상기 제1 파장필터와 상기 제1 광수신기에 연결된 제2 광송신기, 및 상기 제2 파장필터와 상기 제1 광송신기에 연결된 제2 광수신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 수동형 광가입자망.
제15 항에 있어서,

상기 RN으로부터의 하향 광신호는 상기 파장변환장치의 상기 제1 파장필터, 제2 파장필터, 및 제3 파장 필터를 통하여 상기 제1 광수신기로 입력되어 전기적인 신호로 변환되고, 상기 제1 광수신기를 통해 변환된 전기신호는 상기 제2 광송신기에 입력되어 TDMA-PON 방식으로 파장변환되어 상기 제1 파장필터를 통해 상기 RN으로 출력되며,

상기 RN으로부터 입력된 상기 상향 광신호를 위한 씨드 광은 상기 제1 파장필터, 제2 파장필터, 및 제3 파장 필터를 통하여 상기 제1 광송신기로 입력되고,

상기 RN으로부터의 입력된 TDMA-PON 방식의 상향 광신호는 상기 제1 파장필터 및 제2 파장필터를 통해 상기 제2 광수신기에 입력되어 전기적인 신호로 변환되고, 상기 제2 광수신기를 통해 변환된 전기신호는 상기 제1 광송신기에 입력되어 상기 씨드 광의 파장을 갖는 상향 광신호로 변환되어 상기 제3 파장필터, 제2 파장필터, 및 제1 파장필터를 통해 상기 RN으로 출력되는 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 수동형 광가입자망.
제16 항에 있어서,

상기 파장변환장치는 상기 제2 파장필터와 상기 제3 파장필터 사이에 양방향으로 입력된 광신호를 증폭하여 출력하는 양방향 광증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 수동형 광가입자망.
제13 항에 있어서,

상기 ONU부는 적어도 2개의 광송수신장치를 포함하며,

상기 광송수신장치와 상기 파장변환장치는 서로 연결된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 수동형 광가입자망.
제18 항에 있어서,

상기 광송수신장치는 상향정보를 싣고 있는 상기 상향 광신호를 송출하는 광송신기, 상기 하향 광신호를 수신하는 광수신기, 및 상기 상향 및 하향 광신호를 분리하는 파장필터를 포함하고,

상기 파장변환장치는 상기 RN의 파장필터에 연결된 제1 파장필터, 상기 제1 파장필터에 연결된 제2 파장필터 및 제1 광커플러, 상기 제2 파장필터에 연결된 제2 광커플러 및 제3 파장필터, 상기 제3 파장필터에 연결된 제1 광송신기(RSOA) 및 제1 광수신기, 상기 제1 광커플러와 상기 제1 광수신기에 연결된 제2 광송신기, 상기 제2 광커플러와 상기 제1 광송신기에 연결된 제2 광수신기, 및 상기 제1 및 제2 광커플러와 상기 광송수신장치에 연결된 제4 파장필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 수동형 광가입자망.
제19 항에 있어서,

상기 RN이 광파워 분리기를 포함하는 경우,

상기 제4 파장필터에 연결된 상기 광송수신장치는 동일 광파워 분리기에 연결된 다수의 광송수신장치들 중 선택된 특정 광송수신장치이고,

상기 특정 광송수신장치에서 출력된 TDMA-PON 방식의 상향 광신호는 상기 제4 파장 필터를 통해 상기 제2 광커플러에 입력되어, 상기 제2 파장필터에서 출력된 TDMA-PON 방식의 다른 상향 광신호들과 합쳐서 상기 제2 광수신기에 입력되며,

상기 제2 광송신기에서 출력된 TDMA-PON 방식의 하향 광신호는 제1 광커플러를 통해 광파워 분기되어 일부는 상기 제1 파장필터를 통해 상기 RN으로 출력되고 다른 일부는 상기 제4 파장필터를 통해 상기 특정 광송수신장치로 입력되어 전기적인 신호로 변환되는 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 수동형 광가입자망.
제12 항에 있어서,

상기 OLT부와 상기 RN은 단일 광섬유 또는 2개의 광섬유로 연결된 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 수동형 광가입자망.
제21 항에 있어서,

상기 OLT부는 상기 씨드 광을 상기 OLT부의 광송신기들과 상기 ONU부의 광송신기들로 분리하여 보내고, 상기 OLT부로부터의 하향 광신호를 상기 ONU부로 보내며, 상기 ONU부로부터의 상기 상향 광신호를 상기 OLT부로 보내는 광분배기;를 포함하고,

상기 OLT부와 상기 RN이 단일 광섬유로 연결된 경우, 상기 광분배기는,

상기 OLT부의 광파장다중화기로 연결된 제1 파장필터, 상기 RN으로 연결된 제2 파장필터, 상기 제1 및 제2 파장필터 사이에 위치하며 제1, 제2 파장필터 및 상기 씨드 광원 모듈의 하향 씨드 광원 모듈과 연결된 제1 광순환기, 및 상기 제1 및 제2 파장필터 사이에 위치하며 제1, 제2 파장필터 및 상기 씨드 광원 모듈의 상향 씨드 광원 모듈과 연결된 제2 광순환기를 구비하며,

상기 OLT부와 상기 RN이 2개의 광섬유로 연결된 경우, 상기 광분배기는,

상기 OLT부의 광파장다중화기로 연결된 제1 파장 필터, 상기 제1 파장필터, 상기 하향 씨드 광원 모듈 및 상기 2개의 광섬유 중 어느 하나의 광섬유와 연결된 제1 광순환기, 및 상기 제1 파장필터, 상기 상향 씨드 광원 모듈 및 상기 2개의 광섬유 중 다른 하나의 광섬유와 연결된 제2 광순환기를 구비하는 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 수동형 광가입자망.