KR101081304B1 - 파장 분할 다중 수동형망 기반의 방송 신호 전송 시스템 - Google Patents

파장 분할 다중 수동형망 기반의 방송 신호 전송 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 파장 분할 다중 수동형망(WDM-PON) 기반의 방송 신호 전송 시스템에 관한 것으로서, 특히 다파장 방송 송신 장치를 이용하는 파장 분할 다중 수동형망 기반의 방송 신호 전송 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따르는 파장 분할 다중 수동형망 기반의 방송 신호 전송 시스템은 n개의 사용자 댁내 장치(n은 1이상의 정수임), 각 사용자 댁내 장치를 위한 n개의 서로 다른 파장의 하향 통신 신호를 생성하는 국사용 장치, 각 사용자 댁내 장치를 위한 n개의 서로 다른 파장의 방송 신호(방송 신호들 각각은 하향 통신 신호들과는 다른 파장의 신호임)를 생성하는 다파장 방송 송신 장치, 하향 통신 신호들과 방송 신호들을 결합하는 신호 결합기, 및 결합된 신호를 수신하고 수신된 신호로부터 각 사용자 댁내 장치를 위한 신호를 분리해내는 원격 노드(각 사용자 댁내 장치를 위한 신호는 n개의 서로 다른 파장의 하향 통신 신호 중 선택된 하나의 파장의 하향 통신 신호 및 n개의 서로 다른 파장의 방송 신호 중 선택된 하나의 방송 신호가 결합된 신호임)를 포함할 수 있다.
파중 분할 다중 수동형망, 다파장 방송 송신 장치, 방송 신호 전송 시스템

Description

파장 분할 다중 수동형망 기반의 방송 신호 전송 시스템{BROADCAST TRANSMISSION IN WDM-PON}
본 발명은 방송 신호 전송 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 다파장 방송 송신 장치를 이용하는 WDM-PON(wavelength division multiplexing-passive optical network) 기반의 방송 신호 전송 시스템에 관한 것이다.
현재 xDSL, 케이블 모뎀(cable modem), 메트로 이더넷(metro-Ethernet) 등을 이용한 가입자 망 데이터 통신 서비스가 널리 이용되고 있다. 또한 동축 케이블을 이용한 케이블 방송, 위성을 이용한 위성 방송, 지상파 방송 등의 방송 서비스의 이용도 보편화되고 있다. 따라서, 가입자에게 대용량 영상 정보, VoD(Video on Demand), 고화질 디지털 방송 등의 서비스를 효율적으로 제공하기 위해서는 대용량의 데이터를 효율적으로 전송하는 기술이 요구된다. 이에 따라, 대용량의 데이터를 효율적으로 전송할 수 있는 광 통신을 이용한 광 가입자망 구축에 대한 필요성이 부각되었으며 특히 경제적으로 광 가입자망을 구성하는 PON(Passive Optical Network) 방식이 각광을 받고 있다.
PON은 구현 방식에 따라 크게 ATM-PON(asynchronous transfer mode-passive optical network), 이더넷(Ethernet) PON, WDM-PON으로 분류될 수 있다. 이 중 ATM-PON과 이더넷 PON은 가입자에게 제공하는 데이터의 속도에 관한 투명성이 없으며, 상향 통신을 위해 각 가입자가 같은 파장을 사용하기 때문에 OLT(Optical Line Terminal)에 복잡한 MAC(Media Access Control) 기술이 요구된다는 문제점을 갖는다.
반면에, WDM 기반의 수동형 광 가입자 망(WDM-PON)의 경우 중앙 기지국과 가입자 간의 통신은 각 가입자에게 정해진 각각의 파장을 사용하여 이루어지기 때문에, 보안이 우수하고 대용량의 통신 서비스가 가능하며 가입자에게 제공될 수 있는 데이터의 속도에 제한이 없다. 또한 상하향 통신을 위해 가입자별로 각기 다른 파장을 사용하기 때문에 복잡한 MAC 기술도 필요로 하지 않는다. 이 밖에도 WDM-PON의 경우에는 가입자별 혹은 서비스별로 다른 전송 기술을 적용할 수 있다는 장점을 갖는다. 따라서, 최근 데이터/방송 융합서비스의 활성화에 따라, WDM-PON 기반 방송 신호 전송 시스템에 관한 연구 개발이 세계적으로 활발히 진행되고 있다.
WDM-PON 기반 방송 신호 전송 시스템에 따르면, 하나의 통신 국사용 장치(OLT)는 복수 개의 사용자 댁내 장치(Optical Network Terminal: ONT)와 양방향 통신을 행할 수 있는데, 이때 OLT와 각 ONT 간의 통신은 각기 다른 파장 신호에 의해 이루어질 수 있다. 따라서, 하향 링크의 경우, OLT는 복수 개의 ONT를 위한 복수 개의 하향 통신 신호를 각기 서로 다른 파장 신호로서 생성하고 해당 OLT에 연결된 광 케이블을 통하여 생성된 파장 신호들을 함께 광 전송할 수 있다. 또한, 이와 같이 하나의 광 케이블을 통해 함께 전송된 복수 개의 하향 통신 신호들은 원 격 노드(Remote Node: RN)에서 수신되어 각 ONT를 위한 각각의 파장 신호로 제각기 분리될 수 있고, RN에서 분리된 각각의 하향 통신 신호는 RN과 각 ONT 간에 배치된 각각의 신호 분배선(예컨대, 광 케이블)을 통해 각기 해당 ONT로 전달될 수 있다.
한편, OLT와 별도의 방송 서버는 전술한 각 ONT를 위한 통신용 파장 신호들과는 구별되는 미리 정해진 소정 파장의 방송 신호를 생성할 수 있고, 생성된 방송 신호는 OLT와 RN 간에 배치된 광 케이블 전단에서 OLT로부터의 하향 통신 신호들과 결합될 수 있다. 이와 같이 OLT로부터 생성된 복수 개의 ONT를 위한 복수 개의 하향 통신 신호와 결합된 방송 신호는 광 케이블을 통해 RN으로 전달될 수 있다. 전술한 바와 같이 RN은 광 케이블을 통해 전송되어 온 복수 개의 하향 통신 신호를 각기 분리해내는데, 통상적으로 RN은 하향 통신 신호들과 함께 전송되어 온 소정 파장의 방송 신호를 맨 먼저 분리해낸 후 각각의 하향 통신 신호를 파장 별로 분리해내고 그런 다음 각각의 분리된 하향 통신 신호에 대해 앞서 분리된 방송 신호를 결합하여 각각의 ONT로 전달한다.
그러므로 RN에서는 방송 신호를 통신 신호들로부터 분리하기 위한 광 분할기 및 각기 분리된 통신 신호에 해당 방송 신호를 다시 결합하기 위한 광 결합기들이 이용되고 있는데, 이들 광 분할기 및 광 결합기는 바람직하지 못한 광 링크 손실을 야기하는 문제가 있다. 또한 기존에 방송 서비스를 지원하지 않던 ONT들에 대해 방송 서비스를 추가적으로 지원하기 위해서는 해당 RN에 대해 광 분할기 및 광 결합기 등 부가적 장치들을 추가해야 하기 때문에 RN의 구성이 복잡해지고 기존 서비스를 사용하는 타 가입자에게 영향을 끼친다는 문제점이 있다.
그러므로, 통상적으로 RN에서 행하여지는 방송 신호의 분리 및 결합 과정을 제거함으로써 그러한 방송 신호의 분리 및 결합 과정으로부터 야기되는 광 링크 손실을 줄이고 RN의 구성을 간소화할 수 있는 WDM-PON 기반 방송 신호 전송 시스템이 필요하다.
본 발명은 복수의 파장을 가지는 방송 신호를 이용함으로써 RN 단에서의 신호의 분리 및 결합 과정을 간소화하고 광 링크 손실을 최소화할 수 있는 WDM-PON 기반 방송 신호 전송 시스템을 제시한다.
본 발명의 일특징에 의하면, 파장 분할 다중 수동형망(WDM-PON) 기반의 방송 신호 전송 시스템이 제공된다. 본 발명에 따르는 파장 분할 다중 수동형망(WDM-PON) 기반의 방송 신호 전송 시스템은 n개의 사용자 댁내 장치(n은 1이상의 정수임), 각 사용자 댁내 장치를 위한 n개의 서로 다른 파장의 하향 통신 신호를 생성하는 국사용 장치, 각 사용자 댁내 장치를 위한 n개의 서로 다른 파장의 방송 신호(방송 신호들 각각은 하향 통신 신호들과는 다른 파장의 신호임)를 생성하는 다파장 방송 송신 장치, 하향 통신 신호들과 방송 신호들을 결합하는 신호 결합기, 및 결합된 신호를 수신하고 수신된 신호로부터 각 사용자 댁내 장치를 위한 신호를 분리해내는 원격 노드(각 사용자 댁내 장치를 위한 신호는 n개의 서로 다른 파장의 하향 통신 신호 중 선택된 하나의 파장의 하향 통신 신호 및 n개의 서로 다른 파장의 방송 신호 중 선택된 하나의 방송 신호가 결합된 신호임)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 다파장 방송 송신 장치는 n개의 서로 다른 파장의 방송 신호를 생성하는 방송 신호원, n개의 서로 다른 파장의 방송 신호를 하나의 신호로 다중화하는 파장 다중화기를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 방송 신호원은 단일 파장의 방송 신호를 생성한 다음 생성된 단일 파장의 방송 신호를 n개의 서로 다른 파장의 방송 신호로 변환할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 방송 신호원은 파장 가변 레이저를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 방송 신호원은 광대역 광원 및 광회전기를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 방송 신호 전송 시스템은 둘 이상의 국사용 장치를 포함하고, 다파장 방송 송신 장치는 파장 다중화기에서 다중화된 신호를 국사용 장치의 수와 동일한 수의 신호들로 분할하는 광파워분할기를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 다파장 방송 송신 장치는 다중화된 신호의 출력을 증가시키는 다파장 광증폭기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 방송 신호 전송 시스템은 둘 이상의 국사용 장치를 포함하고, 다파장 방송 송신 장치는 복수의 파장을 가지는 광 신호를 생성하는 다파장 광원, 다파장 광원으로부터 생성된 광 신호를 변조하여 n개의 서로 다른 파장의 방송 신호를 생성하는 외부형 변조기, 및 n개의 서로 다른 파장의 방송 신호를 국사용 장치의 수와 동일한 수의 신호들로 분할하는 광파워분할기를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 신호 결합기와 원격 노드는 광 케이블로 연결될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 원격 노드는 두 개 이상의 파장 대역을 통과시키는 파장 역다중화기를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 파장 역다중화기는 주기적인 투과 특성을 가지는 AWG(arrayed waveguide grating)일 수 있다.
본 발명에 의하면, WDM-PON 기반의 방송 신호 전송 시스템에 있어서 복수의 파장을 가지는 방송 신호를 생성하는 다파장 방송 송신 장치를 포함함으로써, RN의 구성이 간단해지며 이로 인해 불필요한 신호의 분리 및 결합 과정을 제거하여 광 링크 손실을 최소화할 수 있다는 효과를 가진다. 또한, 다파장 방송 송신 장치, 광증폭기, 광파워분할기를 이용하여 별도의 방송용 송신 장치를 구성할 경우 다수의 WDM-PON의 OLT에 연결하여 보다 경제적으로 WDM-PON을 통한 방송 신호 전송을 할 수 있다는 효과를 가진다.
첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다. 이하에서는, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있다고 판단되는 경우 이미 공지된 기능 및 구성에 관한 구체적인 설명을 생략한다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 어디까지나 본 발명의 일실시예에 관한 것일 뿐 본 발명이 이로써 제한되는 것은 아님을 이해할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따르는 WDM-PON 기반 방송 신호 전송 시스템(100)을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 WDM-PON 기반 방송 신호 전송 시스템(100)은 통신 국사용 장치인 OLT(Optical Line Terminal; 102)를 포함할 수 있다.
OLT(102)는 소정의 하향 통신 파장 대역에 속한 각기 다른 파장 신호인 n개의 하향 통신 신호(예컨데, λdown 1 내지 λdown n)를 생성 및 전송할 수 있고, 소정의 상향 통신 파장 대역에 속한 각기 다른 파장 신호인 n개의 상향 통신 신호(예컨대, λup 1 내지 λup n)를 수신할 수 있다. 여기서 n은 OLT(102)가 통신 서비스를 제공하는 사용자 댁내 장치들, 즉 ONT(1121-112n)의 개수를 표시하는 것이다. 본 발명의 일실시예에 의하면 n은 16 또는 32일 수 있으나, 본 발명이 이로써 제한되는 것은 아니다.
WDM-PON 기반 방송 신호 전송 시스템(100)은 또한 다파장 방송 송신 장치(104)를 더 포함할 수 있다. 다파장 방송 송신 장치(104)는 소정의 방송 신호 파장 대역에 속한 n개의 서로 다른 복수의 파장 신호인 방송 신호(예컨대, λbroadcasting 1 내지 λbroadcasting n)를 생성할 수 있다. 이때 생성되는 복수의 파장의 방송 신호는 예시적으로 아날로그 방송 신호 또는 디지털 방송 신호일 수 있다. 다파장 방송 송신 장치(104)의 구체적인 구성에 대해서는 도 3을 참조하여 아래에서 상세히 개시된다.
WDM-PON 기반 방송 신호 전송 시스템(100)은 신호 결합기(106)를 더 포함할 수 있다. 신호 결합기(106)는 하향 링크 통신시 OLT(102)에서 생성된 n개의 하향 통신 신호(예컨데, λdown 1 내지 λdown n)와 다파장 방송 송신 장치(104)에서 생성된 n개의 방송 신호(예컨대, λbroadcasting 1 내지 λbroadcasting n)를 수신하고 이들 신호를 하나의 신호로 결합할 수 있다. 신호 결합기(106)에서 이루어지는 복수의 파장 신호의 결합은 당업자가 생각해낼 수 있는 다양한 방식에 의해 행하여질 수 있음을 알아야 한다. 또한, 도 1에는 신호 결합기(106)가 OLT(102)와 별개의 장치인 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 다른 실시예에 의하면 신호 결합기(106)는 OLT(102) 내에 포함된 장치로서 구현될 수도 있음을 알아야 한다. 본 발명의 일실시예에 의하면, 신호 결합기(106)는 서로 결합된 n개의 하향 통신 신호 및 n개의 방송 신호에 대해 전광 변환을 행할 수 있다. 통신 신호 및 방송 신호를 광 케이블(108)을 통해 전송하기 위해 수반되는 전광 변환 및 광전 변환의 과정은 본 기술분야의 당업자가 용이하게 실시할 수 있는 공지의 방법으로 구현될 수 있다. 한편, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, n개의 하향 통신 신호와 n개의 방송 신호는 광 신호이고 신호 결합기(106)는 광 신호 결합기로서 구현될 수 있다.
WDM-PON 기반 방송 신호 전송 시스템(100)은 또한 광 케이블(108) 및 원격 노드, 즉 RN(110)을 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 의하면, 광 케이블(108)은 단일 모드 광 섬유일 수 있고, 100Mbps 이상의 전송 속도를 지원할 수 있다. RN(110)은 광 케이블(108)을 통해 신호 결합기(106)로부터 전송된 신호를 수신할 수 있다. 이때 수신되는 신호는 OLT(102)에서 생성된 n개의 하향 통신 신 호(예컨대, λdown 1 내지 λdown n)와 다파장 방송 송신 장치(104)에서 생성된 n개의 방송 신호(예컨대, λbroadcasting 1 내지 λbroadcasting n)를 포함하는 하나의 결합 광 신호일 수 있다. RN(110)은 수신된 광 신호를 역다중화하여 n개의 ONT(1121-112n) 각각을 위한 하향 링크 통신 신호 및 방송 신호의 결합 신호를 생성할 수 있다. 예컨대, RN(110)은 ONT(1121)를 위한 하향 링크 통신 신호(예컨대, λdown 1)와 방송 신호(예컨대, λbroadcasting 1)의 결합 신호를 생성할 수 있다. RN(110)은 또한 ONT(1122)를 위한 하향 링크의 통신 신호(예컨대, λdown 2)와 방송 신호(예컨대, λbroadcasting 2)의 결합 신호를 생성할 수 있다. 마찬가지로, RN(110)은 또한 ONT(112n)를 위한 하향 링크의 통신 신호(예컨대, λdown n)와 방송 신호(예컨대, λbroadcasting n)의 결합 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, RN(110)은 수동형 파장 라우팅 소자인 AWG(arrayed waveguide grating)를 포함하도록 구현될 수 있다. AWG는 각기 다른 복수의 파장 대역으로부터 각각의 개별 파장들을 동시에 투과시키는 주기적인 투과 특성을 가지므로 상이한 파장 대역의 개별 파장들을 동시에 전송할 수 있다. 따라서 AWG를 포함하도록 구현된 RN(110)은 AWG의 파장 선택 라우팅 기능에 의해 한번 에 소정의 하향 통신 파장 대역에서 선택된 하나의 파장 신호인 하향 통신 신호(예컨대, λdown 1, λdown 2,..., 또는 λdown n)와 소정의 방송 신호 파장 대역에서 선택된 하나의 파장 신호인 방송 신호(예컨대, λbroadcasting 1, λbroadcasting 2,..., 또는 λbroadcasting n)를 함께 투과시킬 수 있고, 이러한 각 파장 대역에서 선택된 신호의 투과는 각 파장 신호에 대해 순차적으로 이루어질 수 있다. 예컨대, RN(110)은 하향 통신 파장 대역에서 선택된 하향 통신 신호 λdown 1와 방송 신호 파장 대역에서 선택된 방송 신호 λbroadcasting 1의 결합 신호를 얻은 다음, 하향 통신 파장 대역에서 선택된 통신 신호 λdown 2와 방송 신호 파장 대역에서 선택된 방송 신호 λbroadcasting 2의 결합 신호를 얻을 수 있다. RN(110)에서 순차적으로 얻어지는 통신 신호와 방송 신호의 결합 신호는 후술하는 각각의 ONT(1121-112n)를 위한 신호일 수 있다.
WDM-PON 기반 방송 신호 전송 시스템(100)은 또한 ONT(1121-112n)를 더 포함할 수 있다. ONT(1121-112n)는 각 사용자 댁내 장치로서, RN(110)으로부터 전송되어 온 통신 및 방송 신호의 결합 신호를 수신할 수 있다. ONT(1121-112n)는 또한 OLT(102)로 전송하기 위한 상향 링크 통신 신호를 생성할 수 있고 생성된 상향 링크 통신 신호를 RN(110)으로 전송할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 의하면 ONT(1121-112n)는 각각에 할당된 서로 다른 상향 통신 파장, 하향 통신 파장 및 방송 신호 파장을 가질 수 있다. 따라서, ONT(1121-112n)는 각기 할당된 상향 통신 파장의 신호로서 상향 링크 신호를 전송할 수 있고, 각기 할당된 하향 통신 파장의 하향 링크 신호와 각기 할당된 방송 신호 파장의 방송 신호를 수신할 수 있다. 예컨대, ONT(1121)는 소정의 상향 통신 파장 대역에 속한 하나의 상향 통신 파장(λup 1)을 통해 상향 링크 통신 신호를 생성 및 전송할 수 있다. ONT(1121)는 또한 소정의 하향 통신 파장 대역에 속한 하나의 하향 통신 파장(λdown 1)과 소정의 방송 신호 파장 대역에 속한 하나의 방송 신호 파장(λbroadcasting 1)을 통해 통신 신호와 방송 신호의 결합 신호를 수신할 수 있다.
본 실시예에서는 WDM-PON 기반 방송 신호 전송 시스템(100)이 하나의 OLT(102), OLT(102)와 통신하는 하나의 신호 결합기(106), 신호 결합기(106)에 접속된 하나의 RN(108) 및 RN(108)에 접속되어 OLT(102)와 양방향 통신을 행하는 n개의 ONT(1121-112n)를 갖는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명이 이로써 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 다른 실시예에 의하면, WDM-PON 기반 방송 신호 전송 시스템은 더 많은 수의 OLT, 신호 결합기 및 RN을 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 의하면 WDM-PON 기반 방송 신호 전송 시스템은 또한 하나의 RN에 접속된 더 많거나 더 적은 수의 ONT를 포함할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 OLT(102)의 구체적인 구성을 도시하는 도면이다.
도 2에 도시된 바에 의하면, OLT(102)는 신호 송신기(2021-202n)를 포함할 수 있다. 신호 송신기(2021-202n)는 각각 OLT(102)에서 양방향 통신을 지원하는 ONT(1121-112n) 각각으로 송신하기 위한 하향 통신 신호를 생성할 수 있다. 신호 송긴기(2021-202n)는 또한 생성된 각 하향 통신 신호를 소정의 하향 통신 파장 신호로 변조할 수 있다. 전술한 바와 같이 ONT(1121-112n) 각각을 위한 하향 통신 신호는 미리 정해진 소정의 하향 통신 파장 신호(예컨대, λdown 1 내지 λdown n)로서 송신될 수 있다.
OLT(102)는 또한 신호 수신기(2041-204n)를 더 포함할 수 있다. 신호 수신기(2041-204n)는 각각 OLT(102)에서 양방향 통신을 지원하는 ONT(1121-112n) 각각으로부터 전송되어 온 상향 통신 신호를 수신할 수 있다. 수신된 상향 통신 신호는 각각 소정의 상향 통신 파장 신호(예컨대, λup 1 내지 λup n)일 수 있으며, 신호 수신기(2041-204n)는 각각 수신된 상향 통신 파장 신호를 복조해낼 수 있다.
OLT(102)는 또한 신호 라우터(2061-206n)를 더 포함할 수 있다. 신호 라우터(2061-206n)는 각각 대응하는 신호 송신기(2021-202n) 및 신호 수신기(2041-204n)에 연결될 수 있다. 하향 링크 통신의 경우 신호 라우터(2061-206n)는 신호 송신기(2021-202n)에 연결되어 신호 송신기(2021-202n)에서 생성 및 변조된 하향 통신 파장 신호를 수신할 수 있다. 상향 링크 통신의 경우 신호 라우터(2061-206n)는 신호 수신기(2041-204n)에 연결되어 ONT(1121-112n) 각각으로부터 전송되어 온 신호를 신호 수신기(2041-204n)로 전송할 수 있다.
OLT(102)는 또한 파장 다중화/역다중화기(208)를 더 포함할 수 있다. 파장 다중화/역다중화기(208)는 상향 링크 통신시 외부로부터 전달되어 온 복수 파장의 상향 링크 통신 신호(예컨대, λup 1 내지 λup n)를 수신하고 수신된 신호에 대해서 각 파장 별로 역다중화를 수행할 수 있다. 즉, 상향 링크에 대해 파장 다중화/역다중화기(208)는 하나의 광 통신 신호로서 하나의 광 케이블을 통해 전송되어 온 복수 파장의 신호를 수신하고 수신된 신호를 해당 신호를 송신한 각 ONT(1121-112n) 별 각각의 파장의 신호로 역다중화할 수 있다. 파장 다중화/역다중화기(208)는 또한 하향 링크 통신시 복수의 신호 송신기(2021-202n)로부터 생성 및 전송되어 온 각각의 파장의 복수의 하향 통신 신호(예컨대, λdown 1 내지 λdown n)를 수신하고 수신된 신호에 대해서 파장 다중화를 수행할 수 있다. 즉, 하향 링크에 대해 파장 다중화/역다중화기(208)는 각각의 파장의 복수의 하향 통신 신호를 1개의 광 케이블을 통하여 전송되기 적합하도록 다중화할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 의하면, 파장 다중화/역다중화기(208)는 전술한 AWG 등을 사용하여 본 기술분야의 당업자가 용이하게 구현할 수 있다.
도 3은, 도 1에 도시된 다파장 방송 송신 장치(104)의 일실시예를 도시하는 도면이다. 도 3에 도시된 바에 의하면, 다파장 방송 송신 장치(104)는 방송 신호원(302), 파장 다중화기(304), 다파장 광증폭기(306) 및 광파워분할기(308)를 포함할 수 있다.
방송 신호원(302)은 방송 서비스를 지원하는 ONT(1121-112n) 수에 부합하는 복수의 방송 신호(예컨대, n개의 방송 신호)를 생성할 수 있다. 이때 복수의 방송 신호 각각은 소정의 방송 신호 파장 대역에 속한 각기 다른 파장 신호일 수 있다. 방송 신호는 예시적으로 아날로그 방송 신호 또는 디지털 방송 신호일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 방송 신호원(302)은 파장 가변 레이저를 포함하도록 구현될 수 있다. 그러한 경우, 방송 신호원(302)은 방송 신호를 수신한 다음 이를 파장 가변 레이저에 의해 파장 무의존성의 복수의 파장의 방송 신호로 변환할 수 있다. 방송 신호원(302)을 위하여 사용될 수 있는 파장 가변 레이저는 예컨데, VCSEL(Vertical Cavity Surface-Emitting Laser) 형태의 레이저에 MEMS(MicroElectroMechanical System) 기술을 사용하여 파장을 변환시키는 방식의 파장 가변 레이저, ECL(External Cavity Laser)로서 레이저 외부에 파장 선택 요소를 두고 미러 각도를 조정하여 파장을 조절하는 방식의 파장 가변 레이저 및 장거리 전송에서 고정 파장 광원으로 사용되는 기존의 DFB(Distributed FeedBack) 레이 저의 작동 온도를 조절함으로써 출력 파장을 변화시키는 방식의 파장 가변 레이저를 포함할 수 있으며, 다만 본 발명이 이로써 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 방송 신호원(302)은 광대역 광원 및 광회전기(optical circulator)를 포함하도록 구현될 수 있다. 그러한 경우, 방송 신호원(302)은 광대역 광원에 의해 파장 무의존성의 방송 신호를 생성하고 이를 광 회전기에 의해 복수의 파장의 방송 신호로 변환할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 방송 신호원(302)은 다파장 광원과 외부형 변조기를 포함하도록 구현될 수 있다. 이러한 경우, 방송 신호원(302)은 다파장 광원에 의해 생성된 복수의 파장을 포함하는 광 신호에 대해 외부형 변조기로 광 변조를 행하여 각각 방송 신호를 인가할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 다파장 광원은 페브리-페롯 레이저 다이오드(Fabry-Perot Laser Diode; F-P LD)의 상호 주입을 이용한 광대역 비간섭성 광원(Broadband Light Source; BLS)을 사용하여 구현될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서 사용될 수 있는 방송 신호원(302)은 전술한 예시에 한정되지 않고 본 기술분야의 당업자가 용이하게 구현될 수 있는 다양한 기술에 의해 구성될 수 있다.
파장 다중화기(304)는 방송 신호원(302)에서 생성된 복수의 방송 신호(예컨대, n개의 방송 신호)를 하나의 신호로 다중화할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 의하면, 파장 다중화기(304)는 전술한 AWG를 사용하여 구현될 수 있으나, 본 발명이 이로써 제한되는 것은 아니다. 본 실시예에서는, 다파장 방송 송신 장치(104) 가 파장 다중화기(304)를 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명이 이로써 제한되는 것은 아니다.
다파장 광증폭기(306)는 파장 다중화기(304)에 의해 다중화된 방송 신호의 출력을 증폭시킬 수 있다. 이러한 신호의 증폭은 이후의 신호 전송 과정에서 발생할 수 있는 손실을 고려하여 이루어질 수 있다. 본 실시예에서는, 다파장 방송 송신 장치(104)가 다파장 광증폭기(306)를 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명이 이로써 제한되는 것은 아니다.
광파워분할기(308)는 파장 다중화기(304)를 통해서 다중화되고 다파장 광증폭기(306)에서 증폭된 방송 신호를 수신할 수 있다. 그런 다음 광파워분할기(308)는 수신된 방송 신호를 필요한 채널의 수만큼 분할하여 복수 개의 다파장 방송 신호를 생성할 수 있다. 예컨대, 광파워분할기(308)에서 생성되는 다파장 방송 신호의 수는 WDM-PON 기반 방송 신호 전송 시스템(100)에 속한 OLT 및 RN 간 신호 링크의 수와 동일할 수 있다. 본 실시예에서는, OLT 및 RN 간 링크가 하나인 것으로 가정하고 있기 때문에 도 3에서 광파워분할기(308)로부터의 출력 신호는 하나의 다파장 방송 신호로 도시되어 있느나, 본 발명이 이로써 제한되는 것은 아니다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, WDM-PON 기반 방송 신호 전송 시스템은 더 많은 수의 OLT 및 RN, 그리고 이들 간의 광 케이블 링크를 더 포함할 수 있고, 그러한 경우 광파워분할기(308)로부터의 출력 신호의 수 또한 변경될 수 있다.
도 4는 본 발명에서 사용될 수 있는 예시적인 통신 신호와 방송 신호의 스펙 트럼을 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이 상향 통신 신호, 하향 통신 신호 및 방송 신호 각각은 서로 상이한 파장 대역에서 복수의 개별 주파수의 파장을 가질 수 있다. 본 발명의 일실시예에서 상향 통신 신호, 하향 통신 신호 및 방송 신호를 위하여 사용할 수 있는 파장 대역은 각각 E-band 파장 대역(1425 - 1450nm), C-band 파장 대역(1530nm - 1560nm), L-band 파장 대역(1570 - 1600nm)이 될 수 있으며, 다만 본 발명이 이로써 제한되는 것은 아니다. 이러한 상이한 파장 대역에서 복수의 개별 주파수의 파장을 가지는 통신 신호 및 방송 신호는 전술한 주기적인 투과 특성을 가지는 AWG를 통해, 예를 들어 상향 통신 신호, 하향 통신 신호 및 방송 신호의 n번째 파장의 신호(λup n, λdown n, λbroadcasting n)가 동시에 전송될 수 있다.
당업자라면 알 수 있듯이 본 발명은 본 명세서에 기술된 예시에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형, 재구성 및 대체될 수 있다. 따라서, 본 발명의 진정한 사상 및 범주에 속하는 모든 변형 및 변경을 이하의 특허청구범위에 의해 모두 포괄하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 WDM-PON 기반 방송 신호 전송 시스템을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1에 도시된 국사용 장치(OLT)의 구체적인 구성을 도시하는 도면.
도 3은 도 1에 도시된 다파장 방송 송신 장치의 일실시예를 도시하는 도면.
도 4는 본 발명에 사용될 수 있는 예시적인 통신 신호 및 방송 신호의 스펙트럼을 도시하는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
도 1.
102: 국사용 장치(OLT)
104: 다파장 방송 송신 장치
106: 신호 결합기
108: 광 케이블
110: 원격 노드(RN)
112: 사용자 댁내 장치(ONT)
도 2.
202: 신호 송신기
204: 신호 수신기
206: 신호 라우터
208: 파장 다중화/역다중화기
도 3.
302: 방송 신호원
304: 파장 다중화기
306: 다파장 광증폭기
308: 광파워분할기

Claims (11)

  1. 파장 분할 다중 수동형망(WDM-PON) 기반의 방송 신호 전송 시스템으로서,
    적어도 하나의 사용자 댁내 장치;
    상기 적어도 하나의 사용자 댁내 장치를 위한 서로 다른 파장의 하향 통신 신호를 생성하는 국사용 장치;
    상기 적어도 하나의 사용자 댁내 장치를 위한 서로 다른 파장의 방송 신호를 생성하는 다파장 방송 송신 장치;
    상기 하향 통신 신호들과 상기 방송 신호들을 결합하는 신호 결합기; 및
    상기 결합된 신호를 수신하고 수신된 신호로부터 각 사용자 댁내 장치를 위한 신호를 분리하는 원격 노드 - 각 사용자 댁내 장치를 위한 신호는, 상기 서로 다른 파장의 하향 통신 신호 중 선택된 하나의 파장의 하향 통신 신호와, 상기 서로 다른 파장의 방송 신호 중 선택된 하나의 방송 신호가 결합된 신호임 -
    를 포함하는 WDM-PON 기반 방송 신호 전송 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다파장 방송 송신 장치는,
    상기 서로 다른 파장의 방송 신호를 생성하는 방송 신호원;
    상기 서로 다른 파장의 방송 신호를 하나의 신호로 다중화하는 파장 다중화기
    를 포함하는 WDM-PON 기반 방송 신호 전송 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 방송 신호원은 단일 파장의 방송 신호를 생성한 다음 생성된 상기 단일 파장의 방송 신호를 상기 서로 다른 파장의 방송 신호로 변환하는 WDM-PON 기반 방송 신호 전송 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 방송 신호원은 파장 가변 레이저를 포함하는 WDM-PON 기반 방송 신호 전송 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 방송 신호원은 광대역 광원 및 광회전기를 포함하는 WDM-PON 기반 방송 신호 전송 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 방송 신호 전송 시스템은 둘 이상의 국사용 장치를 포함하고,
    상기 다파장 방송 송신 장치는 상기 파장 다중화기에서 다중화된 신호를 상 기 국사용 장치의 수와 동일한 수의 신호들로 분할하는 광파워분할기를 포함하는 WDM-PON 기반 방송 신호 전송 시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 다파장 방송 송신 장치는 상기 파장 다중화기에서 다중화된 신호의 출력을 증가시키는 다파장 광증폭기를 더 포함하는 WDM-PON 기반 방송 신호 전송 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 방송 신호 전송 시스템은 둘 이상의 국사용 장치를 포함하고,
    상기 다파장 방송 송신 장치는 복수의 파장을 가지는 광 신호를 생성하는 다파장 광원;
    상기 다파장 광원으로부터 생성된 상기 광 신호를 변조하여 상기 서로 다른 파장의 방송 신호를 생성하는 외부형 변조기;
    상기 서로 다른 파장의 방송 신호를 상기 국사용 장치의 수와 동일한 수의 신호들로 분할하는 광파워분할기를 포함하는 WDM-PON 기반 방송 신호 전송 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 신호 결합기와 상기 원격 노드는 광 케이블로 연결된 WDM-PON 기반 방 송 신호 전송 시스템.
  10. 제1항에 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원격 노드는 두 개 이상의 파장 대역을 통과시키는 파장 역다중화기를 포함하는 WDM-PON 기반 방송 신호 전송 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 파장 역다중화기는 주기적인 투과 특성을 가지는 AWG(arrayed waveguide grating)인 것을 특징으로 하는 WDM-PON 기반 방송 신호 전송 시스템.
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