KR101540547B1

KR101540547B1 - 이동 가능한 파장 분할 멀티플랙싱 수동 광 네트워크

Info

Publication number: KR101540547B1
Application number: KR1020147001733A
Authority: KR
Inventors: 세드릭 에프. 램; 홍 리우
Original assignee: 구글 인코포레이티드
Priority date: 2011-08-08
Filing date: 2012-07-12
Publication date: 2015-07-29
Also published as: CN103718485B; US8781322B2; KR20140027502A; EP2742622A4; JP2014527356A; US20130039656A1; WO2013022546A1; EP2742622B1; JP5883507B2; CN103718485A; EP2742622A1

Abstract

하이브리드 수동 광 네트워크("PON")는 시-분할 멀티플렉싱 광 터미널("OLT")과 파장-분할 멀티플렉싱("WDM") OLT를 포함한다. TDM OLT는 TDM 신호를 통해 고객 구내("CPs")의 제1 그룹과 통신하는 반면에, WDM OLT는 WDM 신호를 통해 CPs의 제2 그룹과 통신한다. 원격 노드 전력분배기는 TDM과 WDM 신호를 수신하고, TDM 신호와 WDM 신호 모두를 CPs 쪽으로 향하는 모든 포트에 브로드캐스팅하기 위해 결합된다. 광 필터는 원격 노드 전력분배기와 CPs의 제2 그룹 사이에 배치된다. 각각의 광 필터는 다른 WDM 신호는 막으면서 WDM 신호의 서브-그룹은 통과시키도록 구성되며, 그래서 CPs의 제2 그룹 각각은 자체의 할당된 WDM 신호는 수신하지만 CPs의 제2 그룹의 다른 CPs에 할당된 WDM 신호는 수신하지 않는다.

Description

이동 가능한 파장 분할 멀티플랙싱 수동 광 네트워크{Migratable wavelength division multiplexing passive optical network}

본 발명은 광 네트워크에 관한 것이며, 특히 그러나 배타적이지는 않은, 파장 분할 멀티플랙싱 광 액세스 네트워크 및 시분할 멀티플랙싱 액세스 네트워크에 관한 것이다.

파이버 - 투 - 더 - 홈(FTTH, Fiber-to-the-home)은 최종 사용자에게 매우 높은 대역폭을 제공하는 광대역 액세스의 궁극적인 형태로 간주되었다. 오늘날의 FTTH 시스템은 중앙 오피스(CO, central office)의 공통 트랜시버를 공유하기 위하여 필드의 원격노드에서 1:N 전력 분배기(power splitter)(이더넷-PON, 기가바이트-PON, 및 이러한 시스템의 10G 버전)를 사용한 포인트-투-멀티 포인트 시-분할 멀티플랙스(TDM, time division multiplexed) 수동 광 네트워크(PONs, passive optical networks) 또는 개별 가정-유입(home-run) 섬유를 가진 포인트-투-포인트(pt-2-pt) 광 이더넷(Ethernet)을 통해서 대부분 제공되었다.

TDM-PON의 업스트림 및 다운스트림 신호는 다른 광 파장(일반적으로 업스트림 전송을 위한 1310 nm 및 다운스트림 전송을 위한 1,490 nm)을 사용하여 전송된다. CO 내의 TDM-PON 미디어 액세스 제어기(MAC)는 각 최종 사용자에게 적절한 시간 슬롯을 할당하여 CO 트랜시버(TRX)와 최종 사용자사이의 전송을 스케줄링한다. TDM-PON 은 트렁크 섬유(RN과 CO사이의)의 수와 섬유를 종결하기위한 패치 패널 공간을 절약하는 한편 CO의 광 트랜시버 수에 유익한 절약을 제공하지만 대역폭의 확장성은 그다지 좋지 않다. CO 에서 광회선 단말( OLT) TRX 당 대역폭이 종종 주어진 OLT TRX 에 연결된 모든 광 네트워크 유닛(ONUs) 사이에 공유되기 때문에, 가구 당 대역폭은 초과 청약된다. TDM-PON 에서 사용자 전송 속도 당 Gb/s 를 지원하기 위해 각 ONU 에서 >10 Gb/s 의 트랜시버를 필요로 할 수 있다. 따라서, 고속 전송은 기술적으로도 어렵고 비용도 많이 소요될 수 있다 .

Pt-2-pt 광 네트워크는 최종 사용자에게 매우 높은 대역폭을 제공하지만, CO에서의 광섬유 종단(termination)과 섬유 수(counts)에 있어서는 그다지 비례하지 않는다. 오히려, Pt-2-Pt 광 네트워크는 CO에서 많은 수의 트렁크 회선(line)과 트랜시버 및 섬유 종단을 초래한다. 이것은 일반적으로 더 큰 공간 요구, 높은 전력 및 높은 자본 비용을 초래한다.

파장 분할 멀티플랙스(WDM) PON은 CO 및 개별 사용자 사이에 별도의 파장을 할당함으로써 최종 사용자에게 섬유 통합과 Pt-2-Pt 가상 링크의 이점을 제공하는 다른 접근 방식이다. 그것은 Pt-2-멀티 포인트 TDM-PON 과 Pt-2-Pt 구조(architecture) 모두의 이점을 제공할 수 있다. 기존의 WDM-PON 시스템은 최종 사용자에게 별도의 파장을 분배하기 위하여 필드의 RN에서 파장 디멀티플렉서(TDM-PON 에서 사용되는 전력 분배기와 반대인)를 사용한다. 기존의 TDM-PON을 WDM-PON으로 업그레이드하기 위하여 현재 RN의 전력 분배기를 파장 멀티플랙스로 교체하고 사용자 구내의 모든 TDM-ONUs를 WDM-ONUs로 교체하여야 한다. 이렇게 전부 업그레이드하거나 아예 아무것도 업그레이드하지 않는 것은 현재의 가입자들에게는 성가실 뿐만 아니라 혼란스럽고, 조정하기 어려운 일종의 포크- 리프팅 업그레이드이다. 또한, 현재의 WDM 파장-멀티플렉서는 배포 시 파장 간격(spacing) 및 광 스펙트럼을 고정하고, 미래의 스펙트럼 유연성을 제한한다. 다시 말해서, 기존의 WDM-PON 시스템은 배포 후 바꾸기 어려운 고정된 파장 계획을 사용한다.

유망함에도 불구하고, WDM-PON 기술은 여전히 성숙중이고, 아직 주류(mainstream)로 채택을 달성하지 못했다. 따라서, 기존의 TDM-PON 사용자에게 최소한의 혼란으로 원활하게 TDM-PON을 WDM-PON 시스템으로 업그레이드하는 이동(migration)전략이 중요하다. 이러한 시스템은 이동 기간 동안 TDM-PON 과 WDM-PON 구조의 공존을 지원해야 한다.

본 발명이 해결하려는 과제는 TDM 신호를 통해 고객 구내("CPs")의 제1 그룹에 통신 서비스를 제공하기(delivering) 위한 시-분할 멀티플렉싱("TDM") 광 라인 터미널("OLT"); WDM 신호를 통해 고객 구내("CPs")의 제2 그룹에 통신 서비스를 제공하기(delivering) 위한 파장-분할 멀티플렉싱("WDM") 광 라인 터미널("OLT"); TDM 신호와 WDM 신호를 수신하고 고객 구내("CPs")의 제1 및 제2 그룹 쪽을 향하는 원격 노드 전력분배기의 모든 포트에 TDM 신호와 WDM 신호 모두를 브로드케스팅하도록 연결된 원격 노드 전력 분배기; 광 필터는 원격 노드 전력분배기와 CPs의 제2 그룹의 해당하는 유사물 사이에 각각 배치되고, 각각의 광 필터는 다른 WDM 신호들을 막으면서 WDM 신호의 서브-그룹을 통과시키도록 구성되어, CPs 의 제2 그룹 각각은 그 자체에 할당된 WDM 신호는 수신하지만, CPs의 제2 그룹의 다른 CPs에 할당된 WDM 신호는 수신하지 않는 하이브리드 수동 광 네트워크을 제공할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명 과제의 해결 수단은 하이브리드 수동 광 네트워크("PON")에 있어서, TDM 신호를 통해 고객 구내("CPs")의 제1 그룹에 통신 서비스를 제공하기(delivering) 위한 시-분할 멀티플렉싱("TDM") 광 라인 터미널("OLT"); WDM 신호를 통해 고객 구내("CPs")의 제2 그룹에 통신 서비스를 제공하기(delivering) 위한 파장-분할 멀티플렉싱("WDM") 광 라인 터미널("OLT"); TDM 신호와 WDM 신호를 수신하고 고객 구내("CPs")의 제1 및 제2 그룹 쪽을 향하는 원격 노드 전력분배기의 모든 포트에 TDM 신호와 WDM 신호 모두를 브로드케스팅하도록 연결된 원격 노드 전력 분배기; 광 필터는 원격 노드 전력분배기와 CPs의 제2 그룹의 해당하는 유사물 사이에 각각 배치되고, 각각의 광 필터는 다른 WDM 신호들을 막으면서 WDM 신호의 서브-그룹을 통과시키도록 구성되어, CPs 의 제2 그룹 각각은 그 자체에 할당된 WDM 신호는 수신하지만, CPs의 제2 그룹의 다른 CPs에 할당된 WDM 신호는 수신하지 않는 하이브리드 수동 광 네트워크을 제공하는데 있다.

본 발명 또 다른 과제의 해결 수단은 수동 광 네트워크("PON")과 함께 사용하기 위한 시스템에 있어서, WDM PON 파장 그리드의 다운스트림 캐리어 파장을 가진 다운스트림 파장- 분할 멀티플렉싱("WDM")신호를 생성하는 레이저 소스 어레이; WDM PON 파장 그리드의 업스트림 캐리어 파장을 가진 업스트림 WDM 신호를 수신하는 광-검출기 어레이; WDM-PON 파장 그리드의 연속적인 통신 파장이 업스트림과 다운스크림 WDM 신호 사이에 교대로 할당되도록 업스트림 WDM 신호와 함께 다운스트림 WDM 신호를 인터리버하는 레이저 소스 어레이와 광-검출기 어레이에 결합된 파장 인터리빙 멀티플렉서/디멀티플렉서를 포함하며, 여기서 레이저 소스 어레이, 광-검출기 어레이, 및 파장 인터리빙 멀티플렉서/디멀티플렉서는 WDM 신호를 통하여 고객 구내("CPs")에 통신 서비스를 제공하기 위한 WDM 광 라인 터미널("OLT")의 구성요소로 하는 하이브리드 수동 광 네트워크을 제공하는데 있다.

본 발명 또 다른 과제의 해결 수단은PON의 엑세스 라인에 결합하기 위한 제1 및 제2 다운스트림 포트와 업스트림 포트를 가진 광 디플렉서; 엑세스라인 안으로 론칭하기 위한 업스트림 광 신호를 발생하기 위하여 제1 다운스트림 포트에 결합된 가변 레이저 소스; 다운스트림 광 신호를 수신하기 위해 제2 다운스트림 포트에 결합된 광-검출기; 및 광-검출기로부터 다운스트림 전기 신호를 수신하고 업스트림 전기신호를 가진 가변 레이저 소스를 구동하기 위해 가변 레이저 소스와 광-검출기에 결합된 미디어 엑세스 제어기("MAC")를 포함하며, 여기서 광 디플렉서, 가변레이저 소스, 광-검출기 및 MAC은 PON으로부터 고객 구내 장치로 통신 서비스를 제공하기 위한 파장 분할 멀티플렉싱("WDM")의 구성요소를 구비한 수동 광 네트워크와 함께 사용하기 위한 시스템를 제공하는데 있다.

본 발명 또 다른 과제의 해결 수단은 먼저 하이브리드 PON 상에 브로드캐스팅된 TDM 신호을 사용하여 TDM 광 라인 터미널("OLT")을 통해 고객 구내("CPs") 통신 서비스를 제공하는 단계; WDM 신호를 사용하여 TDM에서 WDM으로 이동을 위하여 주어진 CP를 선택하는 단계; TDM 신호 및 WDM 신호를 원격 노드 전력분배기에 전달하는 단계; 상기 CPs 쪽으로 향한 원격 노드 전력분배기의 모든 포트에 TDM 신호와 WDM 신호를 브로드캐스팅하는 단계; 및 광 필터는 WDM을 사용하여 다른 CP와 관련된 WDM 신호를 막으면서 주어진 CP와 관련된 WDM 신호를 통과시키도록 구성하고, 원격 노드 전력분배기와 WDM으로 이동하는 주어진 CP 사이에 광 필터를 제공하는 단계를 포함하는 시-분할 멀티플렉싱으로부터 파장 분할 멀티플렉싱으로 이동하는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명은 TDM 신호를 통해 고객 구내("CPs")의 제1 그룹에 통신 서비스를 제공하기(delivering) 위한 시-분할 멀티플렉싱("TDM") 광 라인 터미널("OLT"); WDM 신호를 통해 고객 구내("CPs")의 제2 그룹에 통신 서비스를 제공하기(delivering) 위한 파장-분할 멀티플렉싱("WDM") 광 라인 터미널("OLT"); TDM 신호와 WDM 신호를 수신하고 고객 구내("CPs")의 제1 및 제2 그룹 쪽을 향하는 원격 노드 전력분배기의 모든 포트에 TDM 신호와 WDM 신호 모두를 브로드케스팅하도록 연결된 원격 노드 전력 분배기; 광 필터는 원격 노드 전력분배기와 CPs의 제2 그룹의 해당하는 유사물 사이에 각각 배치되고, 각각의 광 필터는 다른 WDM 신호들을 막으면서 WDM 신호의 서브-그룹을 통과시키도록 구성되어, CPs 의 제2 그룹 각각은 그 자체에 할당된 WDM 신호는 수신하지만, CPs의 제2 그룹의 다른 CPs에 할당된 WDM 신호는 수신하지 않는 하이브리드 수동 광 네트워크을 제공할 수 있는 유리한 효과가 있다.

본 발명의 비-제한적이고 비-포괄적인 구현은 다음의 도면을 참조하여 설명되며, 여기서 동일한 참조 번호는 달리 명시하지 않는 한 다양한 도면에 걸쳐 동일한 부품을 지칭한다.
도 1은 본 발명의 구현에 따라 하이브리드 수동 광 네트워크("PON")을 도시한 기능 블럭 다이아그램이다.
도 2A는 본 발명의 구현에 따라 시분할 멀티플랙싱("TDM") PON 파장 및 하이브리드 PON의 파장 분할 멀티플랙싱("WDM") PON 파장을 도시한 차트이다.
도 2B는 본 발명의 구현에 따라 광 결합기의 통과-대역(pass-band)을 도시한 차트이다.
도 3A & 3B는 본 발명의 구현에 따라 TDM ONUs 및 WDM ONUs 를 포함하는 하이브리드 PON 동작과정을 도시한 플로우차트이다.
도 4는 본 발명의 구현에 따라 2:N 원격 노드 전력 분배기가 구현된 하이브리드 PON을 도시한 기능 블럭 다이아그램이다.
도 5A-F는 본 발명의 구현에 따라 하이브리드 PON의 다양한 WDM 광 라인 터미널을 도시한 기능 블럭 다이아그램이다.
도 6은 본 발명의 구현에 따라 콤(comb) 필터를 사용한 하이브리드 PON의 WDM 광 네트워크 유니트를 도시한 기능 블럭 다이아그램이다.
도 7은 본 발명의 구현에 따라 전력 분배기를 사용한 하이브리드 PON의 WDM 광 네트워크 유니트를 도시한 기능 블럭 다이아그램이다.
도 8은 본 발명의 구현에 따라 광순환기를 사용하여 하이브리드 PON의 WDM 광 네트워크 유니트를 도시한 기능 블럭 다이아그램이다.

단일 섬유 플랜트 인프라를 통하여 파장 분할 멀티플렉싱("WDM") 신호 및 시분할 멀티플랙싱("TDM") 신호를 다중송신하는 하이브리드 수동 광 네트워크("PON")을 구현하기 위한 시스템 및 기술의 구현이 여기에 기술된다. 다음의 설명에서 다수의 특정 세부 사항은 구현의 완전한 이해를 제공하기 위해 제시된다. 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 여기에 기술된 기술이 하나 이상의 특정 세부사항 또는 다른 방법, 구성요소, 재료 등이 없이 실시할 수 있는 것으로 이해해야 한다. 다른 경우에, 잘 알려진 구조, 재료, 또는 동작은 특정 일면의 왜곡을 피하기 위하여 상세하게 나타내거나 기술하지 않는다.

본 명세서의 전체를 통해 "하나의 구현(one implementation)" 또는 "구현(an implementation)"은 본 발명의 구현과 관련하여 설명된 특정한 특징, 구조 또는 특성은 본 발명의 적어도 하나의 구현에 포함됨을 의미한다. 따라서, 이 명세서 전체에 걸쳐 다양한 장소에서 "하나의 구현에서" 또는 "구현에서"라는 문구의 표현은 반드시 모두 같은 구현을 참조하지는 않는다. 또한, 특정한 특징, 구조 또는 특성은 하나 이상의 구현에서 임의의 적절한 방법으로 조합될 수 있다.

파이버-투-더-홈("FTTH", Fiber-to-the-home)은 광대역 액세스 네트워크 인프라이다. FTTH 액세스 네트워크를 구현하기 위한 하나의 옵션은 포인트-투-멀티포인트 수동 광 네트워크("PON") 구조(architecture)를 이용한다. 포인트-투-멀티포인트 PON 광 네트워크는 전원이 공급되지 않는, 또는 수동형 광 분배기/멀티플렉서를 사용하여 하나 또는 두 개의 섬유가 다수의 고객 구내("CPs") (예를 들어, 32에서 128 고객 구내)에 서브할 수 있게 한다. FTTH 를 위한 다른 옵션은 모든 방법으로 캐리어 중앙 오피스("CO")에서 줄곧 각 CP로 별도의 홈런(가정으로 유입되는)-섬유를 연결하는 것이다. 그러한 구조는 포인트-투-멀티포인트 구조와 대조되는 포인트-투-포인트(pt-2-pt) 구조라 부른다.

FTTH 구축은 너무 자본 집약적이어서 많은 광대역 액세스 인프라 제공자는 기존 PON 기술(예를 들어, TDM -PON)에서 더 진보된 PON 기술(예를 들어, WDM-PON)로의 구축 비용 및 이동(migration)을 낮추는 방법을 열광적으로 찾고 있다. 도 1은 본 발명의 구현에 따른, 기존 TDM-PON 액세스 네트워크 인프라로부터 WDM-PON 액세스 네트워크 인프라로 원활한 이동을 용이하게 할 수 있는 하이브리드 PON(100)을 도시한 기능 블럭 다이아그램이다. 하이브리드 PON(100)은 단일 광섬유 트렁크 라인과 원격 노드("RN") 전력 분배기를 통해서 TDM 광 네트워크 유닛("ONU")과 WDM 의 ONUs에 동시에 서비스할 수 있다. 하이브리드 PON(100)은 TDM-PON 구조로부터 WDM PON 구조로 실질적으로 원활한 전환을 용이하게 한다. 기존 TDM CPs는 그들의 기존의 고객 구내 장비(예를 들어, TDM의 ONUs)를 사용하여 계속 작동할 수 있는 반면에 새로운 CP가 추가되고 진보된 WDM ONUs를 부여받을 수 있다. 두 기술은 하이브리드 PON(100) 내에서 무기한으로 또는 기존의 TDM ONUs 가 타이밍 유연성을 제공하고 기존의 최종 사용자에게 혼란을 제한하는 제어된 및 조직적 방법으로 교체되는 때까지 동시에 동작할 수 있다.

하이브리드 PON(100)의 도시된 구현은 CO(105), 트렁크 케이블(110), 트렁크 케이블(110) 내부의 트렁크 라인(115)(또는 트렁크 섬유 가닥), 및 RN 전력 분배기(120), 액세스 라인(125), 광 필터(130), 경계 포인트(135), CP(150)에서 TDM ONUs(140)와 WDM ONUs(145)를 포함한다. CO(105)의 도시된 구현은 WDM 광 라인 단말("OLT")(155), TDM OLT(160), 광 결합기(165), 및 집계 노드(170)를 포함한다. WDM OLT(155) 의 도시된 구현은 Pt-2-Pt PON 미디어 액세스 제어기("MAC")(175), 광 트랜시버의 어레이(180), 및 파장 인터리빙 멀티플렉서/디멀티플렉서("MUX/DEMUX")(185)를 포함한다. TDM OLT(160)의 도시된 구현은 TDM-PON MAC(190) 및 TDM-PON 트랜시버(195)를 포함한다.

WDM ONUs(145)에 연결되는 트렁크 라인(115), RN PS(120), 및 액세스 라인(125)은 WDM PON 또는 WDM sub-PON을 구성하는 것으로 간주되는 반면에, TDM ONUs(140)에 연결된 트렁크 라인(115), RN PS(120), 및 액세스 라인(125)은 TDM PON 또는 WDM sub-PON을 구성하는 것으로 간주되며, 총체적으로 트렁크 라인(115), RN PS(120) 및 TDM　ONUs 에 결합된 모든 액세스 라인(125)은 하이브리드 PON으로 언급될 수 있다. WDM OLT(155) 및 TDM OLT(160)는 그들 각각의 sub-PON에 대하여 CO(105)에서 서비스 제공자의 엔드 포인트로서 역할을 한다. 각 OLT 는 두 개의 주요 기능을 제공한다: 1) 서비스 공급자의 장치와 각각의 sub-PON 사이의 광에서 전기로(optical-to-electrical) 및 전기에서 광으로(electrical-to-optical) 변환을 수행하는 단계 및 2) 그들 각각의 sub-PONs 의 다른 종단에서 ONUs로 멀티플랙싱을 조정하는 단계를 제공한다. 물론, WDM OLT(155)는 ONUs(145)사이에서 파장분할 멀티플랙싱을 수행하고 TDM OLT(160)은 ONUs(140)사이의 시간 분할 멀티플랙싱을 수행한다. 각 WDM OLT(155) 및 TDM OLT(160)는 많은 CPs(150)(예를 들어, 32, 64, 128, 등)에 서비스하는 한편, 단일 CO(150)가 수 천개의 CPs(150)(예를 들면, 50,000)에 서비스할 수 있다. 따라서, 도 1이 하나의 WMD OLT(155) 와 하나의 TDM OLT(160)을 포함하는 CO(105)를 도시한 반면에, 실제로, CO(105)는 집계 노드(170) 를 통해 멀티플랙싱된 각각의 MACs(170 또는 190)을 가진 많은 쌍(paired)의 WDM OLT(155)와 TDM OLT(160) 를 포함할 수 있다.

트렁크 섬유 가닥(115)을 포함하는 트렁크 케이블(110)은 CO(105)로부터 서비스 제공자의 잠재적인 또는 기존 고객을 나타내는 CPs(150)의 동네 내에 위치된 CO(105)로부터 RN 전력 분배기(120)로 확장된다. RN 전력 분배기(120)에서, 각각의 섬유 엑세스 라인은 해당 CPs(150)로 확장된다. 액세스 라인(125)은 경계 포인트(135)에서 종료될 수 있다. 경계 포인트(135)는 섬유 액세스 라인이 건물로 들어가는 CP의 측면 위에 또는 고객 소유 라인(예를 들어, 유틸리티 송전선 용지), 접근 상자 또는 손 구멍(hand hole) 내에 위치할 수 있다. 경계 포인트(135)는 TDM ONU(140) 및/또는 WDM ONU(145) 및 캐리어의 섬유 플랜트를 포함하는 고객 구내 장치("CPE")사이에 잘 정의된 경계 식별 포인트를 제공한다. 경계 포인트(135,demarcation)는 캐리어에 대한 유지 보수 책임의 종점을 디마크하기(demark) 위한 역할을 할 수 있다. 두 트렁크 케이블(110) 및 액세스 라인(125)은 둘 다 동네 거리에 인접하여 뻗어있는(running) 유틸리티 송전선 용지를 따라 뻗어있다. 트렁크 케이블(110) 및 액세스 라인(125)은 지하 섬유 플랜트, 공중에 매단 섬유 플랜트(예를 들어, 전신주를 따라 매단) 또는 그 외 일 수 있다.

ONUs(140 및 145)는 CPs(150)에서 CPE 엔드 포인트 역할을 하고, 광에서-전기로 및 전기에서-광으로 변환을 수행하는 제1 기능을 수행한다. ONUs(140 및 145)는 단일 RN 전력 분배기(120), 트렁크 섬유 가닥(115) 및 광결합기(165)를 통해서 CO(150)에서 한 쌍의 WDM OLT(155)와 TDM OLT(160) 세트와 연결된다. WDM OLT(155)와 TDM OLT(160) 둘 다로부터 수신된 모든 다운스트림 신호들(CO 에서 CP로 연장되는 광 방향을 따라 전파된 신호들)은 CP(150)를 향해 RN 전력 분배기(120)의 모든 다운스트림 페이싱 구멍(downstream facing ports)에 브로드캐스팅된다.

TDM ONUs(140) 또는 WDM ONUs(145)로부터 수신된 모든 업스트립 신호들(CP 에서 CO로 확장되어 광 방향을 따라 전파되는 신호들)은 트렁크 섬유 가닥(115)과 광결합기/분배기(165)를 통해서 CO(105)로 전송하기 위한 단일한 업스트림 페이싱 포트(upstream facing port) 위에서 RN 전력 분배기(120)에 의해 결합된다. 업스트림 페이싱 포트는 CO(105)에 집계 노드(170)를 향해 전파되는 신호 경로로(로부터) 신호를 보내거나 또는 수신하는 포트들이다. 다운스트림 페이싱 포트는 CPs(150)에서 CPE를 향해 전파되는 신호 경로로(로부터) 신호를 보내거나 또는 수신하는 포트들이다. 이하에서 더 상세히 논의된 바와 같이, WDM ONUs(145)에 연결된 각각의 액세스 라인(125)은 RN 전력 분배기(120)의 다운스트림 포트와 경계 포인트(135)사이의 임의의 장소에 배치된 광학 필터(130)를 포함한다. WDM 신호가 가상 Pt-2-Pt 링크를 지원하기 때문에, 각각의 광학 필터(130)는 주어진 CP(150)를 위해 지정된 WDM 신호를 단지 전달하는 유일한 광 통과-대역(pass-band)을 포함한다. TDM 신호가 시간 멀티플랙싱된 브로드캐스트 신호이기 때문에, 각각의 TDM ONU(140)는 업스트림과 다운스트림 TDM 파장을 통과시키는 다른 TDM ONUs(140)와 동일한 광 필터를 포함한다(일반적으로 1310 nm 의 업스트림과 1490 nm 의 다운스트림).

도 2A는 TDM 및 WDM 신호를 위한 파장 할당 예 또는 하이브리드 PON 파장 그리드(grid)를 설명하는 차트(205)이다. 도2A는 단지 예시일 뿐이며 도시된 것들보다 다른 파장과 대역이 TDM 및 WDM 신호에 할당될 수 있음을 이해해야 한다. TDM 신호는 TDM-PON 파장 그리드(215)에 따라 할당되는 반면에 WDM 신호는 WDM-PON 파장 그리드(220)에 따라 할당된다. 설명한 바와 같이 TDM-PON 파장 그리드(215)는 단지 두 개의 파장 - 업스트림 파장과 다운스트림 파장 - 을 포함한다. 다운스트림 파장은 TDM ONUs(140)에 브로드캐스트된다. 대조적으로, WDM-PON 파장 그리드(220)는 많은 업스트림 및 다운스트림 파장(예를 들어, 업스트림과 다운스트림 파장 사이에 50 GHz파장 간격(spacing)을 갖고, 이웃하는 업스트림 또는 이웃하는 다운스트림들 사이에 100GHz의 파장 간격을 갖는 32 업스트림 파장과 32 다운스트림 파장을 포함한다. WDM-PON 파장 그리드(220)는 파장을 할당하고 그래서 연속적인 통신 파장이 다운스트림과 업스트림 사이에 선택적으로 할당 된다. 하나의 실시 예에서, WDM-PON 파장 그리드(220)가 더 할당되어 각각의 WDM ONU(145)는 인접한 통신 파장에 할당된다. 예를 들어, 인접한 업스트림/다운스트림 파장(125)은 CP(150)에 할당될 수 있다. 물론 단일 CP(150)에 한 블럭 이상의 두 개의 통신 파장(예를 들어, 4, 6 등을 할당함으로써)할당함으로써 추가적인 대역폭을 할당할 수 있다.

도 1의 수행에서, TDM 및 WDM 신호는 단일 트렁크 섬유 가닥(115)를 통하여 RN 전력 분배기(120)에 전달된다. 그래서 광결합기(165)는 WDM OLT(155)와 TDM OLT(160)에(으로부터) 도달하고 및 출발하는 TDM과 WDM 신호를 결합하기 위하여 CO(105)에 위치한다. 도 2B는 본 발명에 따른 광결합기(165)의 통과-대역(pass-band)을 설명하는 차트(210)이다. 도시된 실시 예에서, 광결합기(165)는 TDM 신호를 안내하기 위한 제1 통과 - 대역(230)과 WDM 신호를 안내하기 위한 제2 통과-대역(235)을 포함하는 대역 결합기(165)이다. 통과-대역(230) 이내에 해당하는 TDM 신호는 TDM OLT(160)와 트렁크 섬유 가닥(115) 사이를 이동하는 업스트림 또는 다운스트림 방향에서 광결합기(165)를 지나도록 허용된다. 반대로, 통과-대역(235) 이내에 해당하는 WDM 신호는 다운스트림 방향에서 트렁크 섬유 가닥(115)에 결합되고, 통과-대역(235) 이내의 업스트림 WDM 신호는 TDM 신호와 분리되고, WDM OLT(155)를 향해 반사된다. 다른 구현에서, 광결합기(165)는 실질적으로 통과-대역(230)에서는 반사하고, 통과-대역(235)에서는 통과한다(transparent).

도 3A와 도 3B는 본 발명에 따른 구현에서 하이브리드 PON(100)의 프로세서 동작을 도시하는 플로우 차트이다, 도 3A는 다운스트림 플로잉 통신을 위한 프로세스(301)을 도시하는 반면, 도 3B는 업스트림 플로잉 통신을 위한 프로세스(302)를 도시한다. 프로세스(301) 또는 (302)의 프로세스 블럭의 일부 또는 모두에 나타낸 순서는 제한적이라고 생각해서는 안된다. 오히려, 본 발명의 이점을 갖고 있는 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자는 프로세스 블럭의 일부는 도시되지 않은 다양한 순서로 또는 병행하여 실행될 수 있음을 이해할 것이다.

프로세스 블럭(305)애서, CO(105) 이내의 각각의 OLT는 그들 각각의 MACs(예를 들어, pt-to-pt PON MAC(175) 또는 TDM-PON MAC(190))으로부터 전기 신호를 수신하고 그들 각각의 sub-PON으로 론칭하기 위한 광신호를 발생한다. 예를 들어, WDM OLT(155)는 WDM 신호(도 5와 관련하여 아래에 더 상세히 논의됨)를 발생하는 반면, TDM OLT(160)는 TDM 신호를 발생한다. 프로세스 블럭(310)에서, 광결합기(165)는 WDM-PON 파장 그리드(220)상의 다운스트림 WDM 신호를 TDM-PON 파장 그리드(215)에서 발생한 다운스트림 TDM 신호와 트렁크 섬유 가닥(115)에서 결합시킨다. 트렁크 섬유 가닥(115)은 다운스트림 WDM과 TDM신호를 CO(105)에서 RN 전력분배기(120)로 안내한다(프로세스 블럭(315)). 하나의 실시 예에서, RN 전력분배기(120)는 그것의 업스트림 포트에서 받은 다운스트림 광신호의 전력을 모든 다운스트림 포트에 걸쳐 분배하는 수동 광 요소이다. 따라서, 프로세스 블럭(320)에서, RN 전력분배기(120)는 모든 다운스트림 신호를 그것의 모든 다운스트림 페이싱(facing) 광 포트로 브로드케스팅한다. 다시 말해서, 다운스트림 TDM 신호와 다운스트림 WDM 신호는 모두 RN 전력분배기(120)의 모든 다운스트림 페이싱 광 포트에 브로드캐스팅된다.

다운스트림 WDM 신호는 각각 CO(105)와 WDM　ONUs(145) 사이의 가상의 pt-2-pt 링크를 지원하기 때문에, 유니크한 WDM 광필터(예를 들어, 광필터(130))가 WDM-PON(프로세스 블럭(325))을 통해 CO(105)에 연결을 위하여 CP(150) 기반마다 제공된다. 따라서, 각각의 광필터(130)는 다른 광필터들(130)과는 다르고, 단지 특정 CP에 할당된 WDM 신호(다운스트림 및 업스트림)와 그와 괸련된 WDM ONU(145)만을 통과시키는 필터 기능을 제공하도록 구성된다. 다시 말해서, 각각의 광섬유(130)는 독특한 파장의 세트를 통과시켜 각각의 WDM ONU(145)는 그 자체의 할당된 다운스트림 WDM 신호를 수신한다. 각각의 WDM ONU(145)는 WDM-PON 파장 그리드(220)로부터 연속적인, 인접한 파장이 할당되기 때문에, 각각의 좁은-대역 광필터로 구현될 수 있다. 광섬유(130)는 RN 전력분배기(120)의 다운스트림 포트와 WDM ONUs(145)의 광포트 사이의 어디에도 위치할 수 있다. 그러나, 물류 유지관리와 보안 이유로, 광섬유(130)는 경계포인트(135)(서비스 제공자의 제어 내))의 업스트림에 그리고 심지어 RN 전력분배기(120)의 다운스트림 포트에 위치한 엑세스라인(125)과 RN전력분배기(120)사이에 위치시키는 것이 유리하다.

유사하게, 다운스트림 TDM 신호는 본래 포인트-투-멀티포인트 브로드캐스트 신호이기 때문에, 다운스트림 TDM 신호를 통과시키기 위하여(프로세스 블럭(325) 보통의 TDM 광필터(미 도시)를 모든 TDM ONUs(140)에 제공한다. 보통의 TDM 광필터는 다운스트림(및 업스트림)신호를 통과시키도록 구성되지만, 그러나 모든 WDM-PON 신호를 막는다. 보통의 TDM 광필터는 또한 TDM ONUs(140)와 RN전력분배기(120)의 다운스트림 포트사이의 어디에나 위치할 수 있다; 그러나 이러한 필터들은 전형적으로 TDM ONUs(140)내에 포함된다. 물론, 일부 구현에서, 또한 유니크한 WDM 광필터(130)와 보통의 TDM 광필터는 다른 특징적인 파장과 다른 서비스 관련 기능을 가진 아웃-오버-대역(장외-대역) 광서비스 채널을 통과시키도록 구성된다.

프로세스 블럭 (330)에서, 관련 WDM ONUs (145)와 TDM ONUs (140)는 다운스트림 광신호를 수신하여, CPE에 의해 사용되도록 광영역으로부터 전기적 영역으로 변환한다.

업스트림 통신은 프로세스(302)(도 3B)와 관련하여 설명한다. 프로세스 블럭(350)에서, 각각의 개별 CP(150)는 업스트림 데이터 신호를 발생한다. WDM ONU(145)를 가진 CPs(150)에 대하여, 업스트림 데이터 신호는 광영역으로 변환되고, 그리고 사용자의 WDM ONU(145)에 의해 특정 CP(150)에 할당된 업스트림 파장 상에서 멀티플렉싱된 파장으로 변환된다. 따라서, WDM ONU(145)는 WDM-PON 파장 그리드(220)로부터 할당된(도 6과 괸련하여 아래 더 자세히 논의된) 바와 같이, 사용자의 업스트림 트래픽에 할당된 특정 파장에 업스트림 광신호를 출력할 수 있어야한다. TDM ONU(140)을 가진 CPs(150)에 대하여, 업스트림 데이터 신호는 광영역으로 변환되고 다른 TDM ONU(140)로부터의 신호는 TDM OLT(160)에 의해 업스트림 TDM 파장 상에서 타임 플랙싱(scheduled)된다. 광 업스트림 TDM 과 WDM 신호는 엑세스 라인(125)(프로세스 블럭(355)) 안으로 론칭된다.

업스트림 TDM 및 WDM 신호는 그들 각자의 엑세스 라인(125)을 통해 RN 전력분배기로 전달된다. 프로세스 블럭(360)에서 이들 업스트림 신호 각각의 광파워는 트렁크 섬유가닥(115)상에서 결합된다. 따라서, RN 전력분배기(120)는 업스트림 방향에서 전력 결합기로서 동작한다.

결합된 TDM 및 WDM 신호는 트렁크 섬유가닥(115)을 따라 CO(105)로 전달된다. CO(105)에서, 광결합기(165)는 업스트림 WDM 신호로부터(프로세스 블럭(365) 업스트림 TDM 신호를 디-멀티플렉싱하기 위해 동작한다. 도시된 실시 예에서, WDM 신호는 TDM 신호로부터 분리되고 WDM OLT(155)를 향해 반사하는 한편, TDM 신호는 TDM OLT(160)를 향해 광결합기(165)를 통과한다. 물론 다른 실시 예에서, 광결합기(165)의 통과-대역은 TDM 신호가 반사되는 반면에, WDM 신호는 광결합기(165)를 통과하도록 구성된다.

마지막으로, 프로세서 블럭(370)에서, WDM OLT(155)는 개별 업스트림 WDM 신호를 디-멀티플랙싱하고, 그것들을 전기 영역으로 변환한다. 비슷하게, TDM OLT(160)는 업스트림 TDM 신호를 전기 영역으로 변환한다.

도 4는 본 발명의 구현에 따라 2:N RN 전력분배기(420)로 구현된 하이브리드 PON(400)을 도시하는 기능 블럭 다이아그램이다. 하이브리드 PON(400)은 다음의 예외를 가진 하이브리드 PON(100)과 유사하다. 하이브리드 PON(400)은 1:N RN 전력분배기(120)대신에 2:N RN 전력분배기(420)로 구현된다. 2:N RN 전력분배기(420)를 사용함으로써, 두 개의 섬유트렁크 라인(416,417)은 RN 전력분배기(420)로 유입된다. 트렁크 라인(416)은 WDM OLT(155)를 RN 전력분배기(420)의 제1 업스트림 포트에 연결하는 한편, 제2 트렁크 라인(417)은 TDM OLT(160)를 RN 전력분배기(420)의 제 2 업스트림 포트에 연결한다. WDM OLT(155)와 TDM OLT(160) 쌍 당 두 개의 트렁크 라인이 트렁크 케이블(410) 내 CO(405)와 RN 전력분배기(420)사이에 유입되어야하는 반면에, 이 구성은 트렁크 섬유(410)의 섬유 수를 두 배로 하는 패널티를 치름으로써 광결합기(165)의 필요성을 피한다. RN 전력분배기(120)와 RN 전력분배기(420) 둘 다 수동 평면 광파 회로("PLC")를 사용하여 구현할 수 있다; 그러나, RN 전력분배기(120)의 경우에 PLC는 1: 광 장치인 반면에, RN 전력분배기(420)의 경우에는 PLC는 2:N 광 장치이다.

도 5A는 본 발명의 구현에 따른 WDM OLT 500A를 도시하는 기능 다이아그램이다, WDM OLT 500A는 도 1에 도시된 WDM OLT (155)의 가능한 실시 예이다. 도시된 WDM OLT 500A의 실시 예는 pt-to-pt PON MAC(505), 레이저 소스(LSs)(예를 들어, 레이저 다이오드)의 어레이, 포토-디텍터 (PDs)(예를 들어, 포토다이오드) 및 파장 인터리빙 MUX(510)을 포함한다. 도시된 파장 인터리빙 MUX(510)의 실시 예는 파장 MUXs/DEMUXs(515) 및 인터리버 블럭(520)을 포함한다. 인터리버 블럭(520)의 도시된 실시 예는 인터리버 블럭(525), 디-인터리버(530) 및 인터리버(535)를 포함한다. 하나의 실시 예에서 인터리버(535)는 디플렉스(deplexer)로서 구현되었다.

LS 어레이, PD 어레이 및 광 mux's/demuxs's(515)는 물리적으로 밀집된 WDM("DWDM") 트랜시버 모듈(540)에 통합되어, 각각의 트랜시버 모듈(540)은 다수의 LSs(예를 들어, 10에서 20), 다수의 LDs(예를 들어, 10에서 20) 및 한 쌍의 파장MUX(515)와 파장 DEMUX(515)를 포함한다. 하나의 실시 예에서, LS 어레이와 PD 어레이는 분리된 트랜시버 모듈에 통합되는 한편, 파장MUX/ DEMUX(515)는 트랜시버 모듈에 외부적으로 결합된다. 각각의 트랜시버 모듈(540)의 크기는 공급되는 전기 신호 핀의 수와 파장 MUX/DEMUX(515) 쌍의 크기에 의해 조정된다. 파장 MUX(515)와 파장 DEMUX(515)는 배치된 파장 가이드 그레이팅("AWG") 또는 다른 광 그레이팅 구조를 사용하여 구현할 수 있다. 주어진 AWG 구조에 의해 인접한 멀티플렉싱/디멀티플렉싱된 파장 사이의 채널 스페이싱(간격)을 늘림으로써, 해당 AWG 구조는 물리적 크기를 줄일 수 있다. 따라서, 하나의 실시 예에서, 트랜시버 모듈(540)은 LSs 또는 주어진 파장 MUX/DEMUX(515)에 의해 멀티플렉싱/디멀티프렉싱된 PDs 사이의 채널 간격(W)이 WDM- PON 파장 그리드(220)의 채널 간격보다 크게 수행된다. 인터리버 블럭(520)은 그래서 WDM- PON 파장 그리드(220)의 채널 간격을 더 작게 달성하는 방식으로 트랜시버 모듈(540)을 인터리버(interleave)하는데 사용된다. 예를 들어, 각각의 LS 어레이의 채널 간격(W1)은 400GHz의 파장 간격(스페이싱)을 가질 수 있고, 각각의 PD어레이의 채널 간격(W2) 또한 400GHz를 가질 수 있지만 LS어레이에 대해서 +50GHz를 상쇄할 수 있다. 인터리버 블럭(520)이 400GHz 간격의 다운스트림 파장 4 콤(comb) 을 인터리버할 때, W1 모듈 채널 간격보다 더 가까운 간격을 갖는 최종 스페이싱(W3)(예를 들어, 100GHz)이 달성된다. 유사하게, 인터리버 블럭(520)은 업스트림 신호 채널 간격(W4) 또한 100 GHz인 업스트림 파장을 인터리버할 수 있다. 마지막으로, 인터리버(535)는 최종 업스트림과 다운스트림 채널 간격(W5)이 WDM-PON 파장 그리드(220)(예를 들어, 50 GHz)의 채널 간격과 어울리게 업스트림과 다운스트림 파장을 인터리버한다. 이를 달성하기 위해, 각각의 트랜시버 모듈은 그것이 멀티플렉싱/디멀티플렉싱하는 업스트림 및 다운스트림 WDM 신호와 관련된 각기 다른 옵셋(OS)(예를 들어, OS1, OS2...OS6)을 갖는다. 따라서, 하나의 실시 예에서:W1=W2, W3=W4, W1> W3 > W5이다.

LS와 PD 어레이를 모노리식(monolithic) 또는 하이브리드 포토닉 트랜시버 장치로 통합시키면 추가적 이점이 제공된다. 예를 들어 트랜시버는 통합된 드라이빙 전자공학(레이저 드라이버(driver), 트랜스임피디언스 앰플리파이어)을 사용할 수 있고, 동일한 온도 제어기를 공유할 수 있고, 회로를 제어할 수 있어 전체적인 비용과 전력 소비를 줄일 수 있다.

도 5B는 본 발명의 구현에 따라 WDM OLT(500B)를 도시하는 기능 블럭 다이아그램이다. WDM OLT(500B)는 도 1에 도시된 WDM OLT(155)의 가능한 하나의 실시 예이다. WDM OLT(500B)는 인터리버 블럭(520)이 M:1 인터리버(525)와 2:1인터리버(535) 사이에 배치된 에르비움 도프된 광증폭기("EDFA",Erbium Doped Fiber Amplifier)(521)와, 2:1 인터리버(535)와 M:1 디-인터리버(530)사이의 업스트림 경로에 배치된 EDFA(522)를 포함하는 것을 제외하고는WDM OLT(500)와 유사하다. EDFAs(522, 522)는 각각 다운스트림 및 업스트림 광 파워 비용을 개선한다.

도 5C는 본 발명의 실시 예에 따라 WDM OLT(500C)를 도시하는 기능 블럭 다이아그램이다. WDM OLT(500C)는 도 1에 도시된 WDM OLT(155)의 가능한 하나의 실시 예이다. WDM OLT(500C)는 인터리버 블럭 (520)내의 2:1인터리버(535)의 기능성이 세 개의 포트를 갖는 광 순환기(optical circulator,536)를 사용하여 구현된다는 것을 제외하면 WDM OLT(500A)와 유사하다 광 순환기(536)의 제1 WDM OLT(500C)는 M:1인터리버(525)와 결합되고, 광 순환기(536)의 제2포트는 I/O 포트와, 광 순환기(536)의 제3 포트는 M:1 디-인터리버(530)과 결합된다.

도 5D는 본 발명의 실시 예에 따라 WDM OLT(500D)를 도시하는 기능 블럭 다이아그램이다. WDM OLT(500D)는 도 1에 도시된 WDM OLT(155)의 가능한 하나의 실시 예이다. WDM OLT(500D)는 인터리버 불럭(520)내의 2:1 인터리버(535)의 기능성이 세 개의 포트 - I/O포트에 결합되는 보통의 포트, M:1인터리버(525)에 결합되는 제1 입력 포트, M:1 디-인터리버(530)에 결합되는 제2 입력 포트를 가지는 광 전기분배기(537)를 사용하여 구현된다는 것을 제외하면 WDM OLT(500A)와 유사하다

도 5E는 본 발명의 실시 예에 따른 WDM OLT(500E)를 도시하는 기능 블럭 다이아그램이다. WDM OLT(500E)는 도 1에 도시된 WDM OLT(155)의 가능한 하나의 실시 예이다. WDM OLT(500E)는 인터리빙(M:1 및 2:1)의 두 단계가 단일한 2M:1 인터리버(538)로 콜랩스된다(collapse)는 것을 제외하고는 WDM OLT(500A)와 유사하다. 2M:1 인터리버(538)는 각각 다운스트림 파장을 수신하기 위하여 DWDM 트랜시버 모듈(540) 중의 하나와 결합되는 M 입력(input) 포트를 포함하며, 각각 업스트림 파장을 출력하기 위해 DWDM 트랜시버 모듈(540) 중의 하나와 결합된 M 출력(output) 포트 및 고객 구내를 향하는 단일한 I/O 포트를 포함한다.

도 5F는 본 발명의 실시 예에 따른 WDM OLT(500F)를 도시하는 기능 블럭 다이아그램이다. WDM OLT(500F)는 도1에 도시된 WDM OLT(155)의 가능한 하나의 실시 예이다. WDM OLT(500F)는 인터리버 블럭블럭)이 M:1인터리버(525)를 대신하는 M:1 band-MUX(526)와 M:1 디-인터리버(530)를 대신하는 M:1 band-DEMUX(531)를 포함함을 제외하면 WDM OLT(500A)와 유사하다. M:1 band-MUX(526)는 LS 어레이에 의한 출력과 같은 채널 간격에서 인접한 다운스트림 파장들의 그룹 또는 밴드들을 멀티플렉싱하기 위해 동작한다. 그러나, 2:1인터리버(535)는 I/O포트 상에서 업스트림과 다운스트림 파장을 인터리빙하며, 그래서 채널 간격(W5)은 대략 채널 간격 (W3과 W5)의 절반이다. 각각 도 5C, 5D에서처럼, 일부 실시 예에서, 2:1 인터리버(535)는 광 순환기(536) 또는 파워 결합기(537)로 대신할 수 있음을 알아야한다,

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 WDM ONU(600)를 도시하는 기능 블럭 다이아그램이다. WDM ONU(600)은 도1에 도시된 WDM ONU(145)의 가능한 하나의 실시 예이다. 도시된 WDM ONU(600)는 광디플렉서(605), 가변 (tunable)레이저 소스(LS, 610), 광대역 포토-디텍터(PD, 615) 및 하나 이상의 물리적 인터페이스(30, "PHYs")를 포함한다.

WDM-PON 내의 각각의 WDM ONU(145)는 다른 파장에서 동작하기 때문에, 특색없는(즉, 파장 또는 색깔과는 무관한) ONU를 가지는 것이 바람직하다. 따라서, WDM ONU(600)는 가변 LS(610)(예를 들어, 가변 레이저 다이오드)를 사용하여 이를 달성한다. 업스트림과 다운스트림 WDM 신호는 광디플렉서(605)로 분리되며, 그래서 다운스트림 WDM 신호는 PD(615)로 보내지고, 반면에 가변 LS(610)로부터의 업스트림 WDM 신호(610) 출력은 엑세스 라인(125)으로 보내진다. 하나의 실시 예에서, 광디플렉서(605)는 송신기와 수신기의 그리드 간격-WDM-PON파장 그리드(예를 들어, 도 5의 (W5))-과 매치되는 콤 필터의 각각의 돌기물(finger) 사이에 FSR을 가진 순환적(cyclical) 인터리버의 순환적(cyclic) 콤 필터를 사용하여 구현한다. 물론 다른 수동(passive) 또는 능동(active) 광요소 또한 (예를 들면, 광 순환기, 커플러 등) 광디플렉서(605)를 구현하는데 사용할 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 WDM ONU(700)를 도시하는 기능 블럭 다이아그램이다. WDM ONU(700)은 도1에 도시된 WDM ONU(145)의 가능한 하나의 실시 예이다. WDM ONU(700)는 광디플렉서(605)가 콤 필터 대신에 지향성의 3-dB 광파워 커플러(705)로 구현되었다는 것을 제외하고는 WDM ONU(600)와 유사하다. 3-dB 커플러는 광디플렉서보다 더 많은 손실을 초래할 수 있으나, 저 비용이고 파장과는 무관하다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 WDM ONU(800)를 도시하는 기능 블럭 다이아그램이다. WDM ONU(800)은 도1에 도시된 WDM ONU(145)의 가능한 하나의 실시 예이다. WDM ONU(800)는 광디플렉서(605)가 콤 필터 대신에 광대역 3-포트 광순환기(805)로 구현된다는 것을 제외하고는 WDM ONU(600)과 유사하다. 광순환기는 넓은 파장 범주에 걸쳐 손실이 낮은 이점을 갖는다. 그것은 또한 가변 LS(610)로의 역 반사를 제거하기위한 절연체(isolator)로서 기능할 수 있으며, 가변 (tunable) 레이저 디자인을 단순화시킬 수 있다.

요약에 설명한 것을 포함하여, 본 발명의 도시된 실시 예에 대한 위의 설명은, 본 발명을 개시된 정확한 형태로 철저히 제한하려는 의도가 아님을 밝힌다. 본 발명에 대한 상세한 구현과 실시 예들은 여기서 설명을 위한 목적이며, 관련 기술 분야에 통상의 기술을 지닌 자는 본 발명의 범위 내에서 다양한 변형이 가능함을 인식할 것이다.

위의 상세한 설명을 고려하면 본 발명에 대하여 변형을 만들 수 있다. 아래 청구항에 사용된 용어들이 본 발명을 본 명세서에 개시한 상세한 구현에 제한하는 것으로 해석해서는 안된다. 오히려, 본 발명의 범위는 아래 청구항에 의하여 철저히 정해지며, 그것은 기존의 청구항 해석 원리에 따라 해석되어야 한다.

Claims

하이브리드 수동 광 네트워크("PON")에 있어서,
TDM 신호를 통해 고객 구내("CPs")의 제1 그룹에 통신 서비스를 제공하기(delivering) 위한 시-분할 멀티플렉싱("TDM") 광 라인 터미널("OLT");
WDM 신호를 통해 고객 구내("CPs")의 제2 그룹에 통신 서비스를 제공하기(delivering) 위한 파장-분할 멀티플렉싱("WDM") 광 라인 터미널("OLT");
TDM 신호와 WDM 신호를 수신하고 고객 구내("CPs")의 제1 및 제2 그룹 쪽을 향하는 원격 노드 전력분배기의 모든 포트에 TDM 신호와 WDM 신호 모두를 브로드케스팅하도록 연결된 원격 노드 전력 분배기; 및
광 필터는 원격 노드 전력분배기와 CPs의 제2 그룹의 해당하는 유사물 사이에 각각 배치되고, 각각의 광 필터는 다른 WDM 신호들을 막으면서 WDM 신호의 서브-그룹을 통과시키도록 구성되어, CPs 의 제2 그룹 각각은 그 자체에 할당된 WDM 신호는 수신하지만, CPs의 제2 그룹의 다른 CPs에 할당된 WDM 신호는 수신하지 않음을 특징으로 하는 하이브리드 수동 광 네트워크.
청구항 1에 있어서,
광결합기는 TDM OLT에 결합된 제1 광포트, WDM OLT에 결합된 제2 광포트, 및 제3 광 포트를 가지며, 다운스트림 방향에서 제3 광포트에서 TDM 신호와 WDM 신호를 결합하고, 업스트림 방향에서 제1 및 제2 광포트 각각으로 TDM 및 WDM 신호를 분리하도록 구성된 광 결합기; 및
제3 광포트와 원격 노드 전력분배기 사이에 결합된 트렁크 라인을 더 구비함을 특징으로 하는 하이브리드 수동 광 네트워크.
청구항 1에 있어서,
원격 노드 전력분배기는 CPs의 제1 및 제2 그룹 쪽을 향하는 두 개의 업스트림 포트와 N 개의 다운스트림 포트를 가진 2:N 전력 분배기를 포함하고,
TDM 신호를 캐리하기 위한 2:N 전원 분배기의 제1 업스트림 포트에 TDM OLT를 결합하는 제1 트렁크 라인; 및
WDM 신호를 캐리하기 위한 2:N 전력분배기의 제2 업스트림 포트에 WDM OLT를 결합하는 제2 트렁크 라인을 포함함을 특징으로 하는 하이브리드 수동 광 네트워크.
청구항 1에 있어서,
WDM OLT는:
WDM 수동 광 네트워크("PON") 파장 그리드의 다운스트림 캐리어 파장을 가진 다운스트림 WDM 신호를 생성하기 위한 레이저 소스의 통합된 어레이;
WDM PON 파장 그리드의 업스트림 캐리어 파장을 가진 업스트림 WDM 신호를 수신하기 위한 광- 검출기(photo-detectors)의 통합된 어레이; 및
WDM PON 파장 그리드의 연속적인 통신 파장들이 다운스트림과 업스트림 WDM 신호 사이에 교대로 할당되고, CPs의 제2 그룹 각각에 통신파장의 인접한 파장이 할당되도록 업스트림 WDM 신호와 함께 다운스트림 WDM 신호를 인터리빙하기 위하여 레이저 소스의 어레이와 광- 검출기의 어레이에 결합된 파장 인터리빙 멀티플렉서/디멀티플렉서를 포함함을 특징으로 하는 하이브리드 수동 광 네트워크
청구항 4에 있어서,
파장 인터리빙 멀티플렉서/디멀티플렉서는:
각각 레이저 소스 어레이의 다른 서브-그룹에 결합된 다운스트림 파장 멀티플렉서;
각각 광 검출기의 다른 서브 그룹에 결합된 업스트림 파장 디-멀티플렉서; 및
WDM OLT의 입력/출력("I/O") 포트와 다운스트림 파장 멀티플렉서와 업스트림 파장 디-멀티플렉서 모두 사이에 결합된 인터리버 블럭을 포함함을 특징으로 하는 하이브리드 수동 광 네트워크.
청구항 5에 있어서,
인터리브 블록은:
M 다운스트림 파장 멀티플렉서에 결합된 M 입력 포트를 가진 M:1 인터리버;
M 업스트림 파장 디-멀티플렉서에 결합된 M 출력 포트를 가진 M:1 디-인터리버; 및
M:1 인터리버와 M:1 디-인터리버를 WDM-OLT의 I/O 포트에 결합하는 2:1 인터리버를 포함함을 특징으로 하는 하이브리드 수동 광 네트워크.
청구항 1에 있어서,
WDM OLT는:
WDM-PON 파장 그리드의 다운스트림 캐리어 파장의 제2 파장 간격보다 큰 제1 파장 간격을 가진 WDM신호의 다운스트림 캐리어 파장의 제 1부분을 생성하도록 구성되어, 제1 파장 멀티플렉서에 결합된 레이저 소스의 제1 어레이:
또한 제1 파장 간격을 가지는 WDM 다운스트림 캐리어의 제2 부분을 생성하지만. 다운스트림 캐리어 파장의 제1 부분에 대하여 상쇄되도록 구성되어, 제 2파장 멀티플렉서에 결합된 레이저소스의 제2 어레이; 및
WDM-PON 파장 그리드의 다운스트림 캐리어 파장의 제2 파장 간격을 제공하기 위하여 WDM 신호를 인터리브하는 제1 및 제2 파장 멀티플렉서에 결합된 인터리버 블록을 포함함을 특징으로 하는 하이브리드 수동 광 네트워크.
청구항 1에 있어서,
광 영역과 전기적 영역 사이에서 TDM 신호를 변환시키기 위하여 CPs의 제1 그룹에 배치된 TDM 광 네트워크유니트("ONUs"); 및
광 영역과 전기적 영역 사이에서 WDM 신호를 변환시키기 위하여 CPs의 제2 그룹에 배치된 WDM ONUs를 더 포함하는 하이브리드 수동 광 네트워크.
청구항 8에 있어서,
WDM ONUs는:
업스트림 포트와 제1 및 제2 다운스트림 포트를 가진 광 디플렉서;
광 디플렉서의 제1 다운스트림 포트에 결합되어, WDM 신호의 임의의 다운스트림 파장도 수신할 수 있는 광대역 광-검출기;
선택된 업스트림 파장을 가진 업스트림 WDM 신호를 출력하도록 튜닝할 수 있으며, 광-디플렉서의 제2 다운스트림 포트에 결합된 가변 레이저소스(tunable lsser source)); 및
광-검출기와 가변 레이저 소스에 결합된 미디어 엑세스 제어기를 포함함을 특징으로 하는 하이브리드 수동 광 네트워크.
청구항 9에 있어서,
광 디플렉서는 하이브리드 PON의 WDM PON의 업스트림과 다운스트림 파장 사이의 간격을 맞추는 콤 인터리버 필터 기능을 가진 순환적(cyclical) 디플렉서를 포함함을 특징으로 하는 하이브리드 수동 광 네트워크.
수동 광 네트워크("PON")과 함께 사용하기 위한 시스템에 있어서,
상기 시스템은:
WDM-PON 파장 그리드의 다운스트림 캐리어 파장을 가진 다운스트림 파장-분할 멀티플렉싱("WDM")신호를 생성하는 레이저 소스 어레이;
WDM-PON 파장 그리드의 업스트림 캐리어 파장을 가진 업스트림 WDM 신호를 수신하는 광-검출기 어레이; 및
WDM-PON 파장 그리드의 연속적인 통신 파장이 업스트림과 다운스크림 WDM 신호 사이에 교대로 할당되도록 업스트림 WDM 신호와 함께 다운스트림 WDM 신호를 인터리버하는 레이저 소스 어레이와 광-검출기 어레이에 결합된 파장 인터리빙 멀티플렉서/디멀티플렉서를 포함하며,
여기서 레이저 소스 어레이, 광-검출기 어레이, 및 파장 인터리빙 멀티플렉서/디멀티플렉서는 WDM 신호를 통하여 고객 구내("CPs")의 제1 그룹에 통신 서비스를 제공하기 위한 WDM 광 라인 터미널("OLT")의 구성요소임을 특징으로 하는 수동 광 네트워크과 함께 사용하기 위한 시스템.
청구항 11에 있어서,
파장 인터리빙 멀티플렉서/디멀티플렉서는:
레이저 소스의 다른 통합된 서브-그룹에 각각 결합된 다운스트림 파장 멀티플렉서;
광-검출기의 다른 통합된 서브-그룹에 각각 결합된 업스트림 파장 디-멀티플렉서; 및
WDM OLT의 입력/출력 ("I/O")포트와 다운스트림 파장 멀티플렉서와 업스트림 파장 디-멀티플렉서 모두 사이에 결합된 인터리버 블럭을 포함함을 특징으로 하는 수동 광 네트워크과 함께 사용하기 위한 시스템.
청구항 12에 있어서,
인터리버 블록은:
M 다운스트림 파장 멀티플렉서에 결합된 M 입력 포트를 가진 M:1 인터리버;
M 업스트림 파장 디-멀티플렉서에 결합된 M 출력 포트를 가진 M:1 인터리버; 및
WDM OLT의 I/O 포트에 M:1인터리버와 M:1 디-인터리버를 결합하는 2:1 인터리버를 포함함을 특징으로 하는 수동 광 네트워크과 함께 사용하기 위한 시스템.
청구항 13에 있어서,
인터리버 블록은:
다운스트림 WDM 신호를 증폭시키기 위하여 M:1인터리버와 2:1 인터리버사이에 결합된 제1 에르비움 도포된 광증폭기("EDFA", Erbium Doped Fiber Amplifier); 또는
업스트림 WDM 신호를 증폭시키기 위하여 2:1인터리버와 M:1 인터리버 사이에 결합된 제2 EDFA 중 적어도 하나를 더 포함함을 특징으로 하는 수동 광 네트워크과 함께 사용하기 위한 시스템.
청구항 12에 있어서,
인터리버 블록은:
M 다운스트림 파장 멀티플렉서에 결합된 M 입력 포트를 가진 M:1 인터리버;
M 업스트림 파장 디-멀티플렉서에 결합된 M 출력 포트를 가진 M:1 디-인터리버; 및
WDM　OLT의 I/O 포트에 M:1 인터리버와 M:1 디-인터리버를 결합하는 광 순환기를 포함함을 특징으로 하는 수동 광 네트워크과 함께 사용하기 위한 시스템.
청구항 12에 있어서,
인터리버 블록은:
M 다운스트림 파장 멀티플렉서에 결합된 M 입력 포트를 가진 M:1 인터리버;
M 업스트림 파장 디-멀티플렉서에 결합된 M 출력 포트를 가진 M:1 디-인터리버; 및
WDM　OLT의 I/O 포트에 M:1 인터리버와 M:1 디-인터리버를 결합하는 광 전력 분배기를 포함함을 특징으로 하는 수동 광 네트워크과 함께 사용하기 위한 시스템.
청구항 12에 있어서,
상기 시스템은 M 개의 출력 포트를 가진 2M:1 디-인터리버가 M 개 업스트림 파장 디멀티플랙서와 결합됨을 특징으로 하는 수동 광 네트워크과 함께 사용하기 위한 시스템.
청구항 12에 있어서,
인터리버 블록은:
M 다운스트림 파장 멀티플렉서에 결합된 M 입력 포트를 가진 M:1 밴드-MUX;
M 업스트림 파장 디-멀티플렉서에 결합된 M 출력 포트를 가진 M:1 밴드-DEMUX; 및
WDM　OLT의 I/O 포트에 M:1 밴드-MUX와 M:1 밴드-DEMUX를 결합하는 2:1 인터리버 포함함을 특징으로 하는 수동 광 네트워크과 함께 사용하기 위한 시스템.
청구항 12에 있어서,
주어진 다운스트림 파장 멀티플렉스에 결합된 레이저 소스 어레이의 각각의 통합된 서브-그룹은 WDM PON 파장 그리드의 다운스트림 캐리어 파장의 제2 파장 간격 보다 큰 제1 파장 간격을 가지는 다운스트림 캐리어 파장의 일부를 생성하며, 여기서 인터리버 블록은 WDM PON 파장 그리드의 다운스트림 캐리어의 제2 파장 간격을 제공하기 위해 레이저 소스 어레이의 통합된 서브-그룹으로부터 다운스트림 캐리어 파장을 결합하기 위해 결합됨을 특징으로 하는 수동 광 네트워크과 함께 사용하기 위한 시스템.
청구항 11에 있어서,
PON은 하이브리드-PON을 포함하며,
상기 시스템은:
TDM 신호를 통해 CPs의 제2 그룹에 통신 서비스를 제공하기 위한 시-분할 멀티플렉싱("TDM")광 라인 터미널("OLT");
TDM 신호와 WDM 신호를 수신하고, TDM 신호와 WDM 신호 둘 다를 CPs의 제1 및 제2 그룹 쪽을 향하는 원격 노드 전력분배기의 모든 포트에 브로드캐스팅하기 위해 결합된 원격 전력분배기; 및
CPs의 제1 그룹 각각은 자체의 할당된 WDM 신호는 수신하지만 CPs의 제1 그룹의 다른 CPs에 할당된 WDM 신호는 수신하지 않도록 다른 WDM 신호들을 막으면서 WDM 신호의 서브-그룹은 통과시키도록 구성되어, 원격 노드 전력분배기와 CPs의 제1 그룹의 해당하는 것(one)사이에 각각 배치된 광 필터를 더 포함함을 특징으로 하는 수동 광 네트워크과 함께 사용하기 위한 시스템.
청구항 20에 있어서,
TDM　OLT에 결합된 제1 광 포트, WDM OLT에 결함된 제2 광포트, 제3 광 포트를 가지고, TDM 신호와 WDM 신호를 다운스트림 방향의 제3 광 포트 상에서 결합하고, TDM 및 WDM 신호를 업스트림 방향에서 각각 제1 및 제2 광 포트로 분리시키도록 구성된 광 결합기를 더 포함함을 특징으로 하는 수동 광 네트워크과 함께 사용하기 위한 시스템.
청구항 20에 있어서,
원격 노드 전력분배기는 CPs의 제1 및 제2 그룹을 향하는 두 개의 업스트림 포트와 N 다운스트림 포트를 가지는 2: N 전력 분배기를 포함하고:
TDM 신호를 캐리하기 위해 2: N 전력 분배기의 제1 업스트림 포트에 TDM OLT를 결합하는 제1 트렁크 라인; 및
WDM 신호를 캐리하기 위해 2: N 전력 분배기의 제2 업스트림 포트에 WDM OLT를 결합하는 제2 트렁크 라인을 더 포함함을 특징으로 하는 수동 광 네트워크과 함께 사용하기 위한 시스템.
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하이브리드 수동 광 네트워크("PON")내에서 시-분할 멀티플렉싱("TDM")으로부터 파장 분할 멀티플렉싱("WDM")으로 이동하는 방법에 있어서,
상기 방법은:
먼저 하이브리드 PON 상에 브로드캐스팅된 TDM 신호을 사용하여 TDM 광 라인 터미널("OLT")을 통해 고객 구내("CPs") 통신 서비스를 제공하는 단계;
WDM 신호를 사용하여 TDM에서 WDM으로 이동을 위하여 주어진 CP를 선택하는 단계;
TDM 신호 및 WDM 신호를 원격 노드 전력분배기에 전달하는 단계;
주어진 CP를 포함하는 상기 CPs 쪽으로 향한 원격 노드 전력분배기의 모든 포트에 TDM 신호와 WDM 신호를 브로드캐스팅하는 단계; 및
광 필터는 WDM을 사용하여 다른 CP와 관련된 WDM 신호를 막으면서 주어진 CP와 관련된 WDM 신호를 통과시키도록 구성하고, 원격 노드 전력분배기와 WDM으로 이동하는 주어진 CP 사이에 광 필터를 제공하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 시-분할 멀티플렉싱으로부터 파장 분할 멀티플렉싱으로 이동하는 방법.
청구항 28에 있어서,
상기 방법은:
롤링 기반(rolling basis)위에 추가적인 WDM CPs를 추가하는 단계; 및
다른 WDM 신호를 막으면서 WDM 신호의 다른 서브-그룹은 통과시키도록 구성되고, 그래서 각각의 추가적인 WDM CPs는 자체 할당된 WDM 신호를 수신하지만 다른 것들에 할당된 WDM 신호는 수신하지 않도록 구성된 추가적인 광 필터 각각을 원격 노드 전력분배기와 WDM으로 이동하는 추가적인 WDM CPS 사이에 배치하여 제공하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 시-분할 멀티플렉싱으로부터 파장 분할 멀티플렉싱으로 이동하는 방법.
청구항 29에 있어서,
주어진 CP를 TDM 에서 WDM으로 이동 시 주어진 CP에서 기존 TDM 광 네트워크 유니트("ONU")를 WDM ONU로 교환하는 것을 더 포함함을 특징으로 하는 시-분할 멀티플렉싱으로부터 파장 분할 멀티플렉싱으로 이동하는 방법.