KR101873116B1 - 광통신 시스템에서 상향전송신호의 성능을 향상하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상향링크전송 신호의 성능을 향상시키기 위한 장치 및 방법을 개시한다. 본 발명의 일실시 예에 따른 상향링크전송 신호의 성능을 향상시키기 위한 시스템은 광회선 단말로부터 스펙트럼 확장된 씨드(seed) 광원을 수신하고, 제1 반사형 반도체 증폭기(reflective semiconductor optical amplifier, RSOA)를 이용하여 상기 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 제1 직교주파수분할(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM) 신호로 광변조하고, 상기 제1 직교주파수분할 신호를 광신호 결합기로 전송하는 제1 가입자 단말; 및 상기 광회선 단말로부터 상기 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 수신하고, 제2 반사형 반도체 증폭기를 이용하여 상기 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 제2 직교주파수분할 신호로 광변조하고, 딜레이 라인부를 통하여 상기 제2 직교주파수분할 신호의 딜레이 시간을 조정하고, 상기 딜레이 시간이 조정된 제2 직교주파수분할 신호를 상기 광신호 결합기로 전송하는 제2 가입자 단말을 포함한다.

Description

광통신 시스템에서 상향전송신호의 성능을 향상하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR IMPROVING PERFORMANCE OF UPLINK TRANSMISSION SIGNAL IN OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 광통신 시스템에서 상향전송신호의 성능을 향상하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

종래 기술에 따른 광통신 시스템은 RF(radio frequency) 클리핑 톤(clipping tone, CT)을 삽입하고, 직접 변조함으로써 광비팅간섭(optical beat interference, OBI) 잡음을 제어할 수 있다.

보다 상세하게, 종래 기술에 따른 광통신 시스템은 RF 클리핑 톤 기반의 스펙트럼 확장 기법에 따라 씨딩용 광원을 RF 클리핑 톤으로 직접 변조하여 씨딩용 광원의 스펙트럼을 넓히고, 넓혀진 스펙트럼을 따라 넓게 확산되어 광비팅간섭 잡음이 생성됨으로써, 광비팅간섭 잡음의 피크값을 줄여 광비팅간섭 잡음을 제어할 수 있다.

그러나, 종래 기술에 따른 RF 클리핑 톤을 이용한 광비팅간섭 잡음 감소 기법은 시간 규칙성에 대한 고려 없이 선폭의 확장에만 초점을 맞춰 광비팅간섭 잡음을 제어할 뿐으로, 선폭의 확장에 초점을 맞춘 광비팅간섭 잡음은 신호 성능을 최적화하기 어려운 문제점을 갖고 있다.

따라서, 상술한 문제점을 해결하기 위해 RF 클리핑톤을 삽입하여 스펙트럼을 확장할 경우, 주파수 축에서 넓은 선폭을 갖게 할 뿐만 아니라 시간의 규칙성을 고려한 광비팅간섭 잡음 제어 기법에대한 연구가 요구된다.

대한민국 공개특허 제10-2015-0128434호, "OFDMA-PON의 상향 전송용 광 전송 장치 및 방법" 대한민국 공개특허 제10-2016-0053200호, "직교 주파수 분할 다중접속 수동형 광 네트워크, 및 그 네트워크의 상향 대역폭 자원할당방법" 대한민국 등록특허 제10-1448383호, "RF 톤을 이용하여 RB 잡음을 억제하는 광 통신 시스템"

Single wavelength OFDMA PON uplink optical beat interference noise reduction using RF clipping tone [Optical Internet 2014 (COIN), 2014 12th International Conference on/ 2014 aug. 2014년, pp. 1-2]

본 발명은 광통신 시스템에서 상향전송신호의 성능을 향상하기 위한 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 딜레이 라인부를 통하여 특정 직교주파수분할 신호의 딜레이 시간을 조정함으로써, 다수의 직교주파수분할 신호들 간의 시간 규칙성을 확보하는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 특정 직교주파수분할 신호에 해당하는 광캐리어 파워변화의 파형 최대값과 다른 직교주파수분할 신호에 해당하는 광캐리어 파워변화의 파형 최저값이 광결합되도록 제2 직교주파수분할 신호의 딜레이 시간을 조정하는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 파형 최대값을 갖는 제1 직교주파수분할 신호와 파형 최저값을 갖는 제2 직교주파수분할 신호를 광결합하는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 특정 직교주파수분할 신호에 해당하는 광캐리어 파워변화의 파형 최대값과 다른 직교주파수분할 신호에 해당하는 광캐리어 파워변화의 파형 최저값이 교차하도록 광결합하는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 직교주파수분할 신호들에 해당하는 광캐리어 파워변화의 파형을 나타내는 채널 상태에 따라 적응적으로 변조하는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일실시 예에 따른 상향링크전송 신호의 성능을 향상시키기 위한 시스템은 광회선 단말로부터 스펙트럼 확장된 씨드(seed) 광원을 수신하고, 제1 반사형 반도체 증폭기(reflective semiconductor optical amplifier, RSOA)를 이용하여 상기 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 제1 직교주파수분할(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)신호로 광변조하고, 상기 제1 직교주파수분할 신호를 광신호 결합기로 전송하는 제1 가입자 단말; 및 상기 광회선 단말로부터 상기 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 수신하고, 제2 반사형 반도체 증폭기를 이용하여 상기 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 제2 직교주파수분할 신호로 광변조하고, 딜레이 라인부를 통하여 상기 제2 직교주파수분할 신호의 딜레이 시간을 조정하고, 상기 딜레이 시간이 조정된 제2 직교주파수분할 신호를 상기 광신호 결합기로 전송하는 제2 가입자 단말을 포함한다.

본 발명의 일실시 예에 따른 상향링크전송 신호의 성능을 향상시키기 위한 방법은 제1 가입자 단말이 광회선 단말로부터 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 수신하는 단계; 상기 제1 가입자 단말이 제1 반사형 반도체 증폭기를 이용하여 상기 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 제1 직교주파수분할 신호로 광변조하는 단계; 상기 제1 가입자 단말이 상기 제1 직교주파수분할 신호를 광신호 결합기로 전송하는 단계; 제2 가입자 단말이 상기 광회선 단말로부터 상기 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 수신하는 단계; 상기 제2 가입자 단말이 제2 반사형 반도체 증폭기를 이용하여 상기 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 제2 직교주파수분할 신호로 광변조하는 단계; 상기 제2 가입자 단말이 딜레이 라인부를 통하여 상기 제2 직교주파수분할 신호의 딜레이 시간을 조정하는 단계; 및 상기 제2 가입자 단말이 상기 딜레이 시간이 조정된 제2 직교주파수분할 신호를 상기 광신호 결합기로 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일실시 예에 따른 광통신 시스템은 단일파장 내 상향다중접속 신호가 합쳐지기 전에 가입자 단말에서 딜레이 라인을 통해 시간규칙성을 확보함으로써, 가입자 단말이 전송하는 상향전송신호의 성능을 최대화하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 광통신 시스템은 단일파장 내 상향다중접속 신호가 합쳐지기 전에 가입자 단말에서 딜레이 라인을 통해 시간규칙성을 확보함으로써, 가입자 단말의 수에 대한 확장성을 갖고, 시스템 복잡도를 감소시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 광통신 시스템은 단일파장 내 상향다중접속 신호가 합쳐지기 전에 가입자 단말에서 딜레이 라인을 통해 시간규칙성을 확보함으로써, 광 대역폭 활용 효율을 높이고, 소스 씨딩 기반의 컬러리스 가입자 단말의 구현을 가능하게 할 수 있고, 파장분할다중화의 확장성을 획득하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 광통신 시스템은 OFDMA-PON 상향전송에서 신호의 검출을 불가하게 하는 광비팅간섭 잡음을 감소시킴으로써, 시스템 복잡도를 크게 증가시키지 않으면서도 OFDMA-PON의 동작을 수행하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 가입자 단말의 블록도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 광회선 단말의 블록도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 광통신 시스템의 블록도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 광통신 시스템의 동작 절차를 도시한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광통신 시스템의 동작 절차를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 광통신 시스템에서 채널 성능 결과를 나태는 그래프를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 광통신 시스템에서 대역폭 효율을 나타내는 그래프를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일실시 예에 따른 광통신 시스템의 잡음 감소 결과와 종래 기술에 따른 광 통신 시스템의 잡음 감소 결과를 비교하는 그래프를 도시한다.

이하, 본 문서의 다양한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다.

실시 예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

하기에서 다양한 실시 예들을 설명에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 다양한 실시 예들에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.

본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다.

"제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째," 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.

어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.

본 명세서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다.

어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다.

예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.

또한, '또는' 이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or' 이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or' 를 의미한다.

즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다' 라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 가입자 단말의 블록도를 도시한다.

구체적으로, 도 1은 가입자 단말(100)의 구성 요소들을 예시한다.

이하 사용되는 '..부', '..기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 1을 참고하면, 가입자 단말(100)은 통신부(110), 저장부(120), 반사형 반도체 증폭기(130) 및 딜레이 라인부(140) 및 제어부(150)를 포함한다.

통신부(110)는 광통신 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다.

통신부(110)는 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저 대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다.

예를 들어, 통신부(110)는 데이터 송신 시 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성할 수 있다.

또한, 통신부(110)는 데이터 수신 시 기저 대역 신호를 복조 및 복호화함으로써 수신 비트열을 복원할 수 있다.

예를 들어, 데이터 송신 시, 통신부(110)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복조 심벌들을 생성할 수 있다.

또한, 통신부(110)는 기저 대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저 대역 신호로 하향 변환한다.

예를 들어, 통신부(110)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC(Digital to Analog Converter), ADC(Analog to Digital Converter) 등을 포함할 수 있다.

또한, 통신부(110)는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다.

예를 들어, 서로 다른 통신 규격들은 블루투스 저 에너지(bluetooth low energy, BLE), Wi-Fi(Wireless Fidelity), WiGig(WiFi Gigabyte), 셀룰러 네트워크(예: LTE(Long Term Evolution)) 등을 포함할 수 있다.

또한, 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(super high frequency, SHF)(예: 2.5GHz, 5Ghz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다.

통신부(110)는 광회선 단말로부터 상향 통신을 지원받기 위하여 하향 링크 프레임을 통하여 타임 슬롯을 할당 받을 수 있다.

예를 들어, 통신부(110)는 광회선 단말로부터 일련 번호를 요청 받고, 광회선 단말로 요청 받은 일련번호를 송신한 후, 광회선 단말로부터 식별자를 부여 받은 후, 광회선 단말에 등록될 수 있다.

통신부(110)는 전송부(112) 및 수신부(114)를 포함한다.

전송부(112)는 전기 신호를 광신호로 변환하고, 변환한 광신호를 광회선 단말로 송신할 수 있다.

수신부(114)는 광회선 단말로부터 광신호를 수신하고, 수신한 광신호를 전기 신호로 변조할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 수신부(114)는 광회선 단말로부터 스펙트럼 확장된 씨드(seed) 광원을 수신할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 스펙트럼 확장된 씨드 광원은, 광회선 단말이 RF 클리핑 톤(clipping tone, CT)를 이용하여 씨드 광원으로서 이용되는 광원의 스펙트럼을 확장할 경우, 생성될 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 전송부(112)는 스펙트럼 확장된 씨드 광원이 반사형 반도체 증폭기에 의하여 직교주파수분할 신호로 변환될 경우, 변환된 직교주파수분할 신호를 광신호 결합기로 전송할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 통신부(110)는 광회선 단말로부터 수신되고, 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 반사형 반도체 증폭기(reflective semiconductor optical amplifier, RSOA) (130)으로 전달할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 통신부(110)는 반사형 반도체 증폭기(130)를 포함하고, 광회선 단말로부터 씨드 광원을 수신할 경우, 반사형 반도체 증폭기(130)를 통하여 씨드 광원을 전기 신호로 변조할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 통신부(110)는 광회선 단말이 아닌 다른 노드(예: 원격 노드)로부터 씨드 광원을 수신할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따라 가입자 단말(100)은 광통신 시스템에서 다수개가 존재할 수 있다. 예를 들어 가입자 단말(100)이 두 개 이상 존재할 경우, 다수개의 가입자 단말들은 제1 가입자 단말, 제2 가입자 단말, 제n 가입자 단말로 지칭될 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제1 가입자 단말은 광회선 단말로부터 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 수신할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제2 가입자 단말은 광회선 단말로부터 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 수신할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 통신부(110)는 광회선 단말 또는 외부 노드로부터 광신호를 수신하고, 광회선 단말 또는 외부 노드로 광신호를 전송할 수 있다.

저장부(120)는 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.

저장부(120)는 가입자 단말(100)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관련된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다.

저장부(120)는 가입자 단말(100)의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다.

특히, 저장부(120)는 다양한 실시 예들에 따라 파일을 관리하기 위한 적어도 하나의 명령어 집합(예: 어플리케이션)을 저장할 수 있다.

저장부(120)에 저장된 적어도 하나의 명령어 집합은 제어부(150)에 의해 실행될 수 있다.

그리고, 저장부(120)는 제어부(150)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

저장부(120)는 가입자 단말(100)에 포함되는 것으로, '내부 저장소' 또는 '내부 저장 장치'로 지칭될 수 있다.

반사형 반도체 증폭기(130)는 하향 광원의 신호를 변조시켜 상향으로 송신하는 고성능 광 증폭기를 지칭한다.

반사형 반도체 증폭기(130)는 파이버 투 더 홈(fiber to the home, FTTH)의 구현을 위해 WDM-PON 시스템에 들어가는 핵심 칩을 지칭한다.

반사형 반도체 증폭기(130)는 수동형 광 가입자망 시스템에서 상향 통신 시, 고비용의 레이저 다이오드(laser diode, LD)를 대신하여 이용될 수 있다.

반사형 반도체 증폭기(130)를 이용하여 수동형 광 가입자망 구조를 구축할 경우, 저비용으로 가입자 단말을 구축할 수 있고, 컬러리스(colorless) 가입자 단말을 구축할 수 있고, 장거리 전송 시에도 파워 마진(power margin)이 확보되고, 반도체 증폭기에서 신호를 직접 변조할 수 있어 간단한 변조가 가능한 장점이 존재한다.

반사형 반도체 증폭기(130)는 파장분할다중(wave division multiplexing, WDM) 방식을 바탕으로 하는 수동형 광통신망(passive optical network, PON)을 구축할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 반사형 반도체 증폭기(130)는 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 직교주파수분할(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM) 신호로 광변조할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 반사형 반도체 증폭기(130)는 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 직접 변조할 수 있다.

예를 들어, 제1 가입자 단말은 광회선 단말로부터 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 수신하고, 제1 반사형 반도체 증폭기를 이용하여 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 제1 직교주파수분할 신호로 광변조할 수 있다.

예를 들어, 제2 가입자 단말은 광회선 단말로부터 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 수신하고, 제2 반사형 반도체 증폭기를 이용하여 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 제2 직교주파수분할 신호로 광변조할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 반사형 반도체 증폭기는 광변조된 직교주파수분할 신호를 광신호 결합기로 전송할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제1 반사형 반도체 증폭기는 광변조된 제1 직교주파수분할 신호를 광신호 결합기로 전달할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제2 반사형 반도체 증폭기는 광변조된 제2 직교주파수분할 신호를 딜레이 라인부로 전달할 수 있다.

딜레이 라인부(140)는 단일파장 내 상향다중접속 신호가 합쳐지기 전에 다수의 가입자 단말들이 전달하는 광신호들 간의 시간규칙성을 확보하기 위하여 특정 광신호의 딜레이를 조절할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 딜레이 라인부(140)는 제2 가입자 단말 및 광신호 결합기 사이에 위치하거나 제2 가입자 단말에 포함될 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 딜레이 라인부(140)는 제1 직교주파수분할 신호에 해당하는 광캐리어(optical carrier) 파워변화의 파형 최대값(peak)과 제2 직교주파수분할 신호에 해당하는 광캐리어 파워변화의 파형 최저값(valley)이 광결합되도록 제2 직교주파수분할 신호의 딜레이 시간을 조정할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 광캐리어 파워변화는 씨드 광원에 삽입되는 RF 클리핑 톤의 주파수에 기초하여 결정될 수 있다.

예를 들어, RF 클리핑 톤의 주파수는 에일리어싱(aliasing)을 방지하기 위하여 제1 및 제2 직교주파수분할 신호의 대역폭의 적어도 두배 이상의 대역폭을 갖도록 설정될 수 있다.

제어부(150)는 통신부(110), 저장부(120), 반사형 반도체 증폭기(130) 및 딜레이 라인부(140)가 수행하는 동작들을 제어할 수 있다.

제어부(150)는 프로세서, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다.

예를 들어, 제어부(150)는 가입자 단말(100)의 적어도 하나의 다른 구성 요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.

예를 들어, 제어부(150)는 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 제어부(150)에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다.

예를 들어, 제어부(150)는 SOC(system on chip)로 구현될 수 있다. 제어부(150)는 다른 구성요소들(예: 비휘발성 메모리) 중 적어도 하나로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리에 저장할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제어부(150)는 통신부(110)를 통하여 광신호를 송수신할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제어부(150)는 저장부(120)에 데이터를 기록하고, 읽을 수 있다.

이를 위해 제어부(150)는 적어도 하나의 프로세서 또는 마이크로 프로세서를 포함하거나, 또는 프로세서의 일부일 수 있다.

특히, 제어부(150)는 후술하는 다양한 실시 예들에 따라 광신호를 송신 또는 수신하는 가입자 단말(100)의 다양한 동작들을 제어할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제어부(150)는 통신부(110)를 통하여 광회선 단말로부터 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 수신할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제어부(150)는 반사형 반도체 증폭기를 이용하여 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 직교주파수분할 신호로 광변조할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제어부(150)는 제1 직교주파수분할 신호를 광신호 결합기로 전송하고, 제2 직교주파수분할 신호를 딜레이 라인부를 통하여 제2 직교주파수분할 신호의 딜레이 시간을 조정하고, 딜레이 시간이 조정된 제2 직교주파수분할 신호를 광신호 결합기로 전송할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제어부(150)는 딜레이 라인부(140)을 통하여 제1 직교주파수분할 신호에 해당하는 광캐리어 파워변화의 파형 최대값과 제2 직교주파수분할 신호에 해당하는 광캐리어 파워변화의 파형 최저값이 광결합되도록 제2 직교주파수분할 신호의 딜레이 시간을 조정할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따라 가입자 단말(100)은 광결합기를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따라 제어부(150)는 광결합기의 동작을 제어할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따라 제어부(150)는 광결합기를 통하여 파형 최대값을 갖는 제1 직교주파수분할 신호와 파형 최저값을 갖는 제2 직교주파수분할 신호를 광결합하고, 통신부(110)을 통하여 광결합된 제1 직교주파수분할 신호 및 제2 직교주파수분할 신호를 광회선 단말로 전송할 수 있다.

예를 들어, 제어부(150)는 가입자 단말(100)이 이하 도 4, 5 등에 도시된 절차를 수행하도록 제어할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 광회선 단말의 블록도를 도시한다.

구체적으로, 도 2는 광회선 단말(200)의 구성 요소들을 예시한다.

이하 사용되는 '..부', '..기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 2를 참고하면, 광회선 단말(200)은 통신부(210), 저장부(220) 및 제어부(230)을 포함한다.

예를 들어, 광회선 단말(200)은 중앙 기지국 장치일 수 있다.

예를 들어, 광회선 단말(200)은 광 가입자 망의 일부로, 서비스 제공업체 측의 광 종단 장치일 수 있다.

예를 들어, 광회선 단말(200)은 광 가입자 망을 다른 시스템과 연결하는 멀티 서비스 장치로서 서비스 인터페이스 및 프로토콜 처리 장치(service interface and protocol processing, SIPP) 장치, 종합 유선 방송(cable television, CATV) 장치, 송신 장치, 및 네트워크 관리 장치로 지칭될 수 있다

통신부(210)는 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저 대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다.

예를 들어, 통신부(210)는 데이터 송신 시 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다.

또한, 통신부(210)는 데이터 수신 시 기저 대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.

예를 들어, 데이터 송신 시, 통신부(210)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다.

또한, 데이터 수신 시, 통신부(210)는 기저 대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.

또한, 통신부(210)는 기저 대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저 대역 신호로 하향 변환한다.

예를 들어, 통신부(210)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다.

또한, 통신부(210)는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다.

예를 들어, 서로 다른 통신 규격들은 블루투스 저 에너지, Wi-Fi, WiGig, 셀룰러 네트워크(예: LTE 등)을 포함할 수 있다.

또한, 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(예: 2.5GHz, 5Ghz) 대역, mm파(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 통신부(210)는 광신호를 전송하기 위한 레이저 다이오드(laser diode, LD) 및 광신호를 수신하기 위한 광 다이오드(photo diode, PD)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 통신부(210)는 인접 노드들 간 장애로 인해 서비스가 불가능한 경우에도 우회 절체 또는 망 복구 기능을 이용하여 광 경로를 재설정할 수 있다.

또한, 이하 설명에서 광통신 채널 또는 무선 채널을 통해 수행되는 전송 및 수신은 통신부(210)에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

통신부(210)는 다수의 가입자 단말들의 상향 통신을 지원하기 위하여 각각의 가입자 단말로 하향 링크 프레임을 이용하여 타임 슬롯을 할당할 수 있다.

예를 들어, 통신부(210)는 각각의 가입자 단말로 일련 번호를 요청하고, 요청한 일련번호를 수신할 수 있다.

예를 들어, 일련 번호는 일련번호 (serial number)는 PLOAM(physical layer operations administration and maintenance, PLOAM) 메시지에 포함되어 수신될 수 있다.

예를 들어, 하향 링크 프레임은 동기 신호 필드, 프레임 카운터 필드, 광회선 단말을 식별하기 위한 PON-ID(passive optical network-identity) 필드를 포함하는 하향 물리적 동기화 필드, 페이로드를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 통신부(210)는 전송부 및 수신부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 통신부(210)는 RF 클리핑 톤을 직접 변조함으로써 씨드 광원의 스펙트럼을 확장할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 통신부(210)는 스펙트럼 확장된 광원을 다수의 가입자 단말들로 전송할 수 있다. 예를 들어, 통신부(210)는 제1 가입자 단말 및 제2 가입자 단말로 전송할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 RF 클리핑 톤의 주파수는 에일리어싱을 방지하기 위하여 제1 및 제2 직교주파수분할 신호의 대역폭의 적어도 두배 이상의 대역폭을 갖도록 설정될 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 통신부(210)는 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 다수의 가입자 단말들로 전송할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 통신부(210)는 씨드 광원에 삽입된 RF 클리핑 톤의 주파수에 기초하여 광캐리어 파워변화를 결정할 수 있다.

다시 말해, 광캐리어 파워변화는 씨드 광원에 삽입된 RF 클리핑 톤의 주파수에 따라 특정 규칙성을 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 통신부(210)는 에일리어싱을 방지하기 위하여 제1 및 제2 직교주파수분할 신호의 대역폭의 적어도 두배 이상의 대역폭을 갖도록 RF 클리핑 톤의 주파수를 결정할 수 있다.

저장부(220)는 광회선 단말(200)의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다.

특히, 저장부(220)는 다양한 실시 예들에 따라 파일을 관리하기 위한 적어도 하나의 명령어 집합(예: 어플리케이션)을 저장할 수 있다. 저장부(220)는 제어부(230)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

저장부(220)는 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.

저장부(220)는 광회선 단말(200)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관련된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다.

저장부(220)는 광회선 단말(200)의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다.

특히, 저장부(220)는 다양한 실시 예들에 따라 파일을 관리하기 위한 적어도 하나의 명령어 집합(예: 어플리케이션)을 저장할 수 있다.

저장부(220)에 저장된 적어도 하나의 명령어 집합은 제어부(260)에 의해 실행될 수 있다.

그리고, 저장부(220)는 제어부(230)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

저장부(220)는 광회선 단말(200)에 포함되는 것으로, '내부 저장소' 또는 '내부 저장 장치'로 지칭될 수 있다.

제어부(230)는 통신부(210) 및 저장부(220)의 동작을 제어할 수 있다.

제어부(230)는 프로세서, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다.

예를 들어, 제어부(230)는 광회선 단말(200)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.

예를 들어, 제어부(230)는 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 제어부(230)에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다.

예를 들어, 제어부(230)는 SOC(system on chip)로 구현될 수 있다. 제어부(230)는 다른 구성요소들(예: 비휘발성 메모리) 중 적어도 하나로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리에 저장할 수 있다.

제어부(230)는 광회선 단말(200)의 전반적인 동작을 제어한다.

예를 들어, 제어부(230)는 통신부(210)를 통하여 광 신호를 송수신한다. 또한, 제어부(230)는 저장부(220)에 데이터를 기록하고, 읽는다.

이를 위해 제어부(230)는 적어도 하나의 프로세서 또는 마이크로 프로세서를 포함하거나, 또는 프로세서의 일부일 수 있다.

특히, 제어부(230)는 후술하는 다양한 실시 예들에 따라 광 신호를 송신 또는 수신하는 광회선 단말(200)의 다양한 동작들을 제어할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제어부(230)는 통신부(210)를 통하여 RF 클리핑 톤을 직접 변조함으로써, 씨드 광원의 스펙트럼을 확장하고, 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 다수의 가입자 단말들로 전송할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제어부(230)는 통신부(210)를 통하여 RF 클리핑 톤을 직접 변조함으로써, 씨드 광원의 스펙트럼을 확장하고, 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 제1 및 제2 가입자 단말로 전송할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제어부(230)는 통신부(210)를 통하여 씨드 광원에 삽입된 RF 클리핑 톤의 주파수에 기초하여 광캐리어 파워변화를 결정할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제어부(230)는 통신부(210)는 에일리어싱을 방지하기 위하여 제1 및 제2 직교주파수분할 신호의 대역폭의 적어도 두배 이상의 대역폭을 갖도록 RF 클리핑 톤의 주파수를 결정할 수 있다.

예를 들어, 제어부(230)는 광회선 단말(200)이 이하 도 5 등에 도시된 절차를 수행하도록 제어할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 광통신 시스템의 블록도를 도시한다.

구체적으로, 도 3은 광통신 시스템에서 다수의 가입자 단말들의 상향 신호들 간의 시간 규칙성을 확보하기 위한 광통신 시스템의 블록들을 예시한다.

도 3을 참고하면, 광통신 시스템은 제1 가입자 단말(100-1), 제2 가입자 단말(100-2), 딜레이 라인부(140), 광신호 결합기(320) 및 광회선 단말(200)을 포함한다.

301단계에서 광회선 단말(200)는 RF 클리핑 톤을 직접 변조함으로써 씨드 광원의 스펙트럼을 확장하고, 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 제1 가입자 단말(100-1) 및 제2 가입자 단말(100-2)로 전송한다.

본 발명의 일실시 예에 따른 광회선 단말(200)는 RF 클리핑 톤을 씨드 광원에 삽입하고, 삽입된 RF 클리핑 톤을 직접 변조함으로써, 씨드 광원의 스펙트럼을 확장할 수 있다.

다시 말해, 광회선 단말(200)는 RF 클리핑 톤을 씨드 광원에 삽입하여 씨드 광원의 스펙트럼을 확장할 경우, 주파수 축에서 넓은 선폭을 갖게 만들 뿐만 아니라, 시간축에서 씨드 광원의 파워 변화를 생성할 수 있다.

또한, 파워 변화는 삽입된 RF 클리핑 톤의 주파수에 따라 특정 규칙성을 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 광회선 단말(200)는 레이저 다이오드를 통하여 제1 및 제2 가입자 단말(100-1, 100-2)로 전송할 수 있다.

303단계에서 제1 가입자 단말(100-1)은 광회선 단말(200)로부터 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 수신하고, 수신된 씨드 광원을 제1 전기 입력 신호로 변환하고, 변환한 제1 전기 입력 신호를 제1 반사형 반도체 증폭기를 이용하여 제1 광변조 신호를 생성한다.

또한, 제2 가입자 단말(100-2)은 광회선 단말(200)로부터 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 수신하고, 수신된 씨드 광원을 제2 전기 입력 신호로 변환하고, 변환한 제2 전기 입력 신호를 제2 반사형 반도체 증폭기를 이용하여 제2 광변조 신호를 생성한다.

예를 들어, 제1 광변조 신호는 제1 직접주파수분할 신호로 지칭될 수 있고, 제2 광변조 신호는 제2 직접주파수분할 신호로 지칭될 수 있다.

305단계에서 제1 가입자 단말(100-1)은 제1 광변조 신호를 광신호 결합기(320)로 전달할 수 있다.

또한, 제2 가입자 단말(100-2)은 제2 광변조 신호를 광신호 결합기(320)로 전달하기 이전에, 딜레이 라인부(140)을 통하여 제2 광변조 신호의 딜레이 시간을 조정한 후, 광신호 결합기(320)으로 전달할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제2 가입자 단말(100-2)은 딜레이 라인부(140)을 통하여 제2 광변조 신호의 딜레이 시간을 조정하고, 딜레이 시간이 조정된 제2 광변조 신호를 광신호 결합기(320)으로 전달할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제2 가입자 단말(100-2)은 딜레이 라인부를 통하여 제2 광변조 신호에 해당하는 광캐리어 파워변화의 파형 최저값이 제1 광변조 신호에 해당하는 광캐리어 파워변화의 파형 최대값과 광결합하도록 제2 광변조 신호의 딜레이를 조정할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 딜레이 라인부(140)가 시간축상에서 제1 가입자 단말(100-1)의 광캐리어 파워변화의 파형값과 제2 가입자 단말(100-2)의 광캐리어 파워변화의 파형값이 교차하도록, 제2 가입자 단말(100-2)의 광캐리어 파워변화의 파형에 기초하여 시간축 상에서 신호의 딜레이를 조정할 수 있다.

다시 말해, 딜레이 라인부(140)는 광신호 결합기(320)에서 합쳐지는 광원간의 파워 변화가 서로 교차하게 결합된 후, 광회선 단말(200)에서 수신되도록 신호의 딜레이를 조정할 수 있다.

다른 실시 예에 따라, 광회선 단말(200)은 광 경로를 변경할 수 없을 경우, RF 클리핑 톤의 주파수를 변경함으로써, 신호의 딜레이를 조정할 수 있다.

또한, 광신호 결합기(320)는 제1 광변조 신호와 딜레이 시간이 조정된 제2 광변조 신호를 결합하고, 결합된 신호를 광회선 단말로 전송한다.

본 발명의 일실시 예에 따른 광신호 결합기는 광캐리어 파워변화의 파형이 최대값인 제1 광변조 신호와 광캐리어 파워변화의 파형이 최소값으로 딜레이 조정된 제2 광변조 신호를 결합하고, 결합된 신호를 광회선 단말로 전송한다.

다시 말해, 광신호 결합기는 제1 광변조 신호와 제2 광변조 신호의 파워 변화가 상호간에 교차하도록 결합함으로써, 광비팅 간섭 잡음을 최소화 할 수 있다.

307단계에서 광회선 단말(200)은 광신호 결합기에 의하여 결합된 신호를 수신한다.

본 발명의 일실시 예에 따른 광회선 단말(200)은 광신호 결합기에 의하여 결합된 신호를 광 다이오드를 통하여 수신할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 광회선 단말(200)은 광신호 결합기에 의하여 결합된 신호를 전기 신호로 변환할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 광회선 단말(200)은 제1 가입자 단말(100-1) 및 제2 가입자 단말(100-2)로부터 시간축 상에서 제1 가입자 단말(100-1)의 상향 신호와 제2 가입자 단말(100-2)의 상향 신호 간의 파형이 중복되는 영역이 작은 결합 신호를 수신할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 광통신 시스템의 동작 절차를 도시한다.

구체적으로, 도 4는 제1 가입자 단말 및 제2 가입자 단말이 광회선 단말로부터 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 수신하고, 제1 가입자 단말 및 제2 가입자 단말 각각은 반사형 반도체 증폭기를 이용하여 직교주파수분할 신호들 광변조하고, 제2 가입자 단말의 출력 신호인 제2 직교주파수분할 신호의 딜레이 라인을 조정한 후 광회선 단말로 제1 직교주파수분할 신호 및 제2 직교주파수분할 신호를 단일 채널을 통하여 광회선 단말로 전송하는 상향 통신을 수행하기 위하여 제1 직교주파수분할 신호 및 제2 직교주파수분할 신호를 광결합기로 전송하는 동작을 예시한다.

도 4를 참고하면, 401단계에서 제1 가입자 단말은 광회선 단말로부터 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 수신하고, 제1 직교주파수분할 신호로 광변조할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제1 가입자 단말은 광회선 단말로부터 광회선 단말에 의하여 RF 클리핑 톤을 이용하여 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 수신할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제1 가입자 단말은 반사형 반도체 증폭기를 이용하여 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 제1 직교주파수분할 신호로 광변조를 수행할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제1 가입자 단말은 반사형 반도체 증폭기를 이용하여 씨드 광원을 직접 변조할 수 있다.

403단계에서 제1 가입자 단말은 제1 직교주파수분할 신호를 광신호 결합기로 전송할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제1 가입자 단말은 광회선 단말로 제1 직교주파수분할 신호를 전송하기 위하여 제1 직교주파수분할 신호를 광신호 결합기로 전송할 수 있다.

405단계에서 제2 가입자 단말은 광회선 단말로부터 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 수신하고, 제2 직교주파수분할 신호로 광변조할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제2 가입자 단말은 광회선 단말로부터 광회선 단말에 의하여 RF 클리핑 톤을 이용하여 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 수신할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제2 가입자 단말은 반사형 반도체 증폭기를 이용하여 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 제2 직교주파수분할 신호로 광변조를 수행할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제2 가입자 단말은 반사형 반도체 증폭기를 이용하여 씨드 광원을 직접 변조할 수 있다.

407단계에서 제2 가입자 단말은 제2 직교주파수분할 신호의 딜레이 시간을 조정하고, 딜레이 시간이 조정된 제2 직교주파수분할 신호를 광신호 결합기로 전송할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제2 가입자 단말은 딜레이 라인부를 통하여 제2 직교주파수분할 신호의 딜레이 시간을 조정할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 제2 가입자 단말은 딜레이 라인부로 제2 직교주파수분할 신호를 전달하고, 딜레이 라인부는 제2 직교주파수분할 신호의 딜레이 시간을 조정할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제2 가입자 단말은 딜레이 라인부를 통하여 제2 직교주파수분할 신호에 해당하는 광캐리어 파워변화의 파형 최저값이 제1 직교주파수분할 신호에 해당하는 광캐리어 파워변화의 파형 최대값과 광결합하도록 제2 직교주파수분할 신호의 딜레이 시간을 조정할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 제2 가입자 단말은 제2 직교주파수 신호를 딜레이 라인부로 전달하고, 딜레이 라인부는 제2 직교주파수분할 신호에 해당하는 광캐리어 파워변화의 파형 최저값이 제1 직교주파수분할 신호에 해당하는 광캐리어 파워변화의 파형 최대값과 광결합하도록 제2 직교주파수분할 신호의 딜레이 시간을 조정할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제2 가입자 단말은 딜레이 시간이 조정된 제2 직교주파수분할 신호를 광신호 결합기로 전송할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제1 가입자 단말 및 제2 가입자 단말은 상호간에 독립적이면서 병렬적으로 동작한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광통신 시스템의 동작 절차를 도시한다.

구체적으로, 도 5는 광통신 시스템에서 다수의 가입자 단말들이 광회선 단말로부터 씨드 광원을 수신하고, 각각의 가입자 단말들에서 반사형 반도체 증폭기를 이용하여 직교주파수 분할 신호들을 생성하고, 광신호 결합기를 통하여 결합된 신호를 광회선 단말로 전송하는 동작을 예시한다.

도 5를 참고하면, 501단계에서 광회선 단말은 RF 클리핑 톤을 직접 변조함으로써 씨드 광원의 스펙트럼을 확장한다.

본 발명의 일실시 예에 따른 광회선 단말은 씨드 광원을 레이저 다이오드를 통하여 다수의 가입자 단말들로 전송할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 광회선 단말은 RF 클리핑 톤을 씨드 광원에 삽입하고, 삽입된 RF 클리핑 톤을 직접 변조함으로써, 씨드 광원의 스펙트럼을 확장할 수 있다.

503단계에서 광회선 단말은 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 제1 가입자 단말 및 제2 가입자 단말로 전송한다.

본 발명의 일실시 예에 따른 광회선 단말은 레이저 다이오드를 통하여 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 제1 가입자 단말 및 제2 가입자 단말로 전송할 수 있다.

505단계에서 제1 가입자 단말은 광회선 단말로부터 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 수신하고, 제1 직교주파수분할 신호로 광변조할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제1 가입자 단말은 광회선 단말로부터 광회선 단말에 의하여 RF 클리핑 톤을 이용하여 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 수신할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제1 가입자 단말은 반사형 반도체 증폭기를 이용하여 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 제1 직교주파수분할 신호로 광변조를 수행할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제1 가입자 단말은 반사형 반도체 증폭기를 이용하여 씨드 광원을 직접 변조할 수 있다.

507단계에서 제1 가입자 단말은 제1 직교주파수분할 신호를 광신호 결합기로 전송할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제1 가입자 단말은 광회선 단말로 제1 직교주파수분할 신호를 전송하기 위하여 제1 직교주파수분할 신호를 광신호 결합기로 전송할 수 있다.

509단계에서 제2 가입자 단말은 광회선 단말로부터 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 수신하고, 제2 직교주파수분할 신호로 광변조할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제2 가입자 단말은 광회선 단말로부터 광회선 단말에 의하여 RF 클리핑 톤을 이용하여 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 수신할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제2 가입자 단말은 반사형 반도체 증폭기를 이용하여 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 제2 직교주파수분할 신호로 광변조를 수행할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제2 가입자 단말은 반사형 반도체 증폭기를 이용하여 씨드 광원을 직접 변조할 수 있다.

511단계에서 제2 가입자 단말은 제2 직교주파수분할 신호의 딜레이 시간을 조정하고, 딜레이 시간이 조정된 제2 직교주파수분할 신호를 광신호 결합기로 전송할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제2 가입자 단말은 딜레이 라인부를 통하여 제2 직교주파수분할 신호의 딜레이 시간을 조정할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 제2 가입자 단말은 딜레이 라인부로 제2 직교주파수분할 신호를 전달하고, 딜레이 라인부는 제2 직교주파수분할 신호의 딜레이 시간을 조정할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제2 가입자 단말은 딜레이 라인부를 통하여 제2 직교주파수분할 신호에 해당하는 광캐리어 파워변화의 파형 최저값이 제1 직교주파수분할 신호에 해당하는 광캐리어 파워변화의 파형 최대값과 광결합하도록 제2 직교주파수분할 신호의 딜레이 시간을 조정할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 제2 가입자 단말은 제2 직교주파수 신호를 딜레이 라인부로 전달하고, 딜레이 라인부는 제2 직교주파수분할 신호에 해당하는 광캐리어 파워변화의 파형 최저값이 제1 직교주파수분할 신호에 해당하는 광캐리어 파워변화의 파형 최대값과 광결합하도록 제2 직교주파수분할 신호의 딜레이 시간을 조정할 수 있다.

513단계에서 광신호 결합기는 제1 직교주파수분할 신호와 딜레이 시간이 조정된 제2 직교주파수분할 신호를 결합하고, 결합된 신호를 광회선 단말로 전송한다.

본 발명의 일실시 예에 따른 광신호 결합기는 광캐리어 파워변화의 파형이 최대값인 제1 직교주파수분할 신호와 광캐리어 파워변화의 파형이 최소값으로 딜레이 조정된 제2 직교주파수분할 신호를 결합할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 광신호 결합기는 파형 최대값을 갖는 제1 직교주파수분할 신호와 파형 최저값을 갖는 제2 직교주파수분할 신호를 광결합할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 광신호 결합기는 광회선 단말과 다수의 가입자 단말들 사이에 위치하는 외부 노드일 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 광신호 결합기는 제1 직교주파수분할 신호와 제2 직교주파수분할 신호 간에 시간 규칙성을 갖는 결합 신호를 생성할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 제1 가입자 단말 및 제2 가입자 단말은 상호간에 독립적이면서 병렬적으로 동작한다.

도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 광통신 시스템에서 채널 성능 결과를 나태는 그래프를 도시한다.

구체적으로 도 6은 광회선 단말과 다수의 가입자 단말들 간의 20Km의 거리를 갖는 광전송 링크에서의 실험 결과를 오류 벡터 크기(error vector magnitude, EVM) 및 로드 비트(road bit)로 표시하는 그래프를 도시한다.

도 6(a)를 참고하면, 세로축의 좌측은 광 딜레이를 나타내고, 세로축의 우측은 오류 벡터 크기를 나타내고, 가로축은 부반송파 인덱스를 나타낸다.

특히, 도 6(a)의 그래프는 딜레이 라인을 조절함에 따른 채널의 성능을 오류 벡터 크기로 나타내 결과를 나타낸다.

도 6(b)를 참고하면, 세로축의 좌측은 광 딜레이를 나타내고, 세로축의 우측은 로드 비트를 나타내고, 가로축은 부반송파 인덱스를 나타낸다.

특히, 도 6(b)의 그래프는 채널 성능을 바탕으로 비트 수를 다르게 할당하는 적응형 변조(adaptive modulation)를 적용했을 때의 비트로딩 프로파일을 나타낸다.

도 6(a) 및 도 6(b)에 도시된 그래프들은, 시간축에서 서로 규칙이 잘 맞았을 때, 즉 하나의 가입자 단말의 첨둣값(peak)과 다른 하나의 가입자 단말의 최소값(valleys)가 서로 교차하도록 광결합 했을 경우에는 채널 성능과 비트로딩이 최대가 되는 것을 나타낸다.

또한, 시간축에서 서로 규칙이 맞지 않을 경우, 즉 하나의 가입자 단말의 첨둣값과 다른 하나의 첨둣값이 동일하도록 광결합 했을 경우 채널 성능과 비트로딩이 최소가 되는 것을 나타낸다.

도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 광통신 시스템에서 대역폭 효율을 나타내는 그래프를 도시한다.

구체적으로 도 7은 광회선 단말과 다수의 가입자 단말들 간의 20Km의 거리를 갖는 광전송 링크에서의 실험 결과를 전송용량에 대비한 대역폭 효율을 표시하는 그래프를 도시한다.

도 7을 참고하면, 그래프의 세로축은 대역폭 효율을 나타내고, 가로축은 광 딜레이를 나타내고, 제1 가입자 단말의 대역폭 효율, 제2 가입자 단말의 대역폭 효율 및 총 대역폭 효율을 점선으로 나타낸다.

도 7에 도시된 그래프는 딜레이 라인을 조절함에 따른 대역폭 효율로서, 광펄스 주기에 맞게 대역폭 효율이 나타남을 표시한다.

도 7의 그래프를 통하여, 본 발명의 일실시 예에 따른 광통신 시스템은 최대 성능치(performance)는 시스템 소자 성능에 따라 결정됨을 확인할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따라 가입자 단말의 상향 신호의 딜레이 시간을 조정할 경우, 최대 대역폭 효율이 증가할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일실시 예에 따른 광통신 시스템의 잡음 감소 결과와 종래 기술에 따른 광 통신 시스템의 잡음 감소 결과를 비교하는 그래프를 도시한다.

구체적으로 도 8은 광회선 단말과 다수의 가입자 단말들 간의 20Km의 거리를 갖는 광전송 링크에서의 실험 결과를 나타낸다.

본 발명의 일실시 예에 따라 다수의 가입자 단말들 중 어느 하나의 딜레이를 조정함으로써 광비팅 간섭을 감소시킨 그래프와 종래 기술에 따른 파장 확장 신호를 이용한 광비팅 간섭을 감소시킨 그래프를 도시한다.

특히, 도 8의 (a) 및 (b)는 단일 파장내 상향 전송에서 광비팅 간섭이 저대역을 중심으로 로렌츠 함수 모양으로 발생하는 스펙트럼과 광비팅 간섭 감소 기법이 적용된 경우의 스펙트럼을 나타낸다.

또한, 도 8의 (c) 및 (d)는 광비팅 간섭 감소 기법이 적용된 상황에서 제1 가입자 단말 및 제2 가입자 단말의 신호가 변조된 경우, 수신 신호의 스펙트럼을 나타낸다.

도 8의 (a), (b), (c) 및 (d)의 그래프는 세로축은 무선주파수 파워를 나타내고, 가로축은 시작 및 멈춤의 경우에 해당하는 주파수를 나타낸다.

도 8의 (a)를 참고하면, 단일 파장내의 광비팅 간섭은 저대역을 중심으로 로렌츠(Lorenz)함수 모양으로 발생한다. 또한, RF 클리핑 톤 기반의 스펙트럼 확장을 통해 넓은 대역에 걸쳐 광비팅 간섭을 퍼뜨릴 수 있다.

다만, 광펄스 분할 다중화 신호를 이용할 경우, 광비팅 간섭의 레벨이 상대적으로 감소할 수 있다.

도 8의 (b)를 참고하면, 파장 확장 신호는 가입자 단말들의 상향 신호들 간의 시간 규칙성을 배제하고 결합한 경우의 신호를 나타내고, 광펄스 분할 다중화 신호는 시간 규칙성을 고려하여 가입자 단말들의 상향 신호들을 결한 경우의 신호를 나타낸다.

파장 확장 신호와 광펄스 분할 다중화 신호를 비교할 경우, 상대적으로 광비팅 간섭의 레벨이 감소한다.

도 8의 (c)를 참고하면, 광비팅간섭 잡음은 종래 기술에 따른 광비팅간섭 잡음의 스펙트럼을 나타내고, 제1 가입자 단말 신호(a) 및 제2 가입자 단말 신호(a)는 광펄스 분할 다중화를 통한 광비팅 간섭 제거 기법이 적용하여 변조된 제1 및 제2 가입자 단말의 신호가 수신된 경우의 스펙트럼을 나타낸다.

도 8의 (d)를 참고하면, 광비팅간섭 잡음은 종래 기술에 따른 광비팅간섭 잡음의 스펙트럼을 나타내고, 제1 가입자 단말 신호(b) 및 제2 가입자 단말 신호(b)는 파장 확장 기반의 광비팅 간섭 제거 기법이 적용하여 변조된 제1 및 제2 가입자 단말 신호가 수신된 경우의 스펙트럼을 나타낸다.

도 8의 (c)의 제1 가입자 단말 신호(a)와 제2 가입자 단말 신호(a)를 결합할 경우, 도 8의 (b)의 광펄스 분할 다중화 신호에 해당한다.

도 8의 (d)의 제1 가입자 단말 신호(b)와 제2 가입자 단말 신호(b)를 결합할 경우, 도 8의 (b)의 파장 확장 신호에 해당한다.

본 발명의 일실시 예에 따른 광통신 시스템은 가입자 단말의 직교분할주파수 신호의 딜레이 라인을 조정할 경우, 광비팅간섭 잡음의 레벨을 감소시켜 수신신호의 신호 대 잡음 비(signal-to-noise ratio, SNR)를 향상시키는 효과가 있다.

본 발명의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.

그러한 소프트웨어는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는, 적어도 하나의 프로그램(소프트웨어 모듈), 전자 장치에서 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때 전자 장치가 본 발명의 방법을 실시하게 하는 명령어들(instructions)을 포함하는 적어도 하나의 프로그램을 저장한다.

이러한 소프트웨어는, 휘발성(volatile) 또는 (ROM: Read Only Memory)과 같은 불휘발성(non-volatile) 저장장치의 형태로, 또는 램(RAM: random access memory), 메모리 칩(memory chips), 장치 또는 집적 회로(integrated circuits)와 같은 메모리의 형태로, 또는 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM: Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs: Digital Versatile Discs), 자기 디스크(magnetic disk) 또는 자기 테이프(magnetic tape) 등과 같은 광학 또는 자기적 판독 가능 매체에, 저장될 수 있다.

저장 장치 및 저장 미디어는, 실행될 때 일 실시 예들을 구현하는 명령어들을 포함하는 프로그램 또는 프로그램들을 저장하기에 적절한 기계-판독 가능 저장 수단의 실시 예들이다.

실시 예들은 본 명세서의 청구항들 중 어느 하나에 청구된 바와 같은 장치 또는 방법을 구현하기 위한 코드를 포함하는 프로그램, 및 그러한 프로그램을 저장하는 기계-판독 가능 저장 매체를 제공한다.

나아가, 그러한 프로그램들은 유선 또는 무선 연결을 통해 전달되는 통신 신호와 같은 어떠한 매체에 의해 전자적으로 전달될 수 있으며, 실시 예들은 동등한 것을 적절히 포함한다.

상술한 구체적인 실시 예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다.

그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 상술한 실시 예들이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.

한편 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 다양한 실시 예들이 내포하는 기술적 사상의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.

그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 가입자 단말
110: 통신부
120: 저장부
130: 반사형 반도체 증폭기
140: 딜레이 라인부
150: 제어부
200: 광회선 단말
210: 통신부
220: 저장부
230: 제어부

Claims (14)

1. 광회선 단말로부터 스펙트럼 확장된 씨드(seed) 광원을 수신하고, 제1 반사형 반도체 증폭기(reflective semiconductor optical amplifier, RSOA)를 이용하여 상기 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 제1 직교주파수분할(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)신호로 광변조하고, 상기 광변조된 제1 직교주파수분할 신호를 광신호 결합기로 전송하는 제1 가입자 단말; 및
   상기 광회선 단말로부터 상기 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 수신하고, 제2 반사형 반도체 증폭기를 이용하여 상기 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 제2 직교주파수분할 신호로 광변조하고, 딜레이 라인부를 통하여 상기 광변조된 제2 직교주파수분할 신호의 딜레이 시간을 조정하고, 상기 딜레이 시간이 조정된 제2 직교주파수분할 신호를 상기 광신호 결합기로 전송하는 제2 가입자 단말을 포함하고,
   상기 딜레이 라인부는, 상기 광변조된 제1 직교주파수분할 신호에 해당하는 광캐리어(optical carrier) 파워변화의 파형 최대값(peak)과 상기 광변조된 제2 직교주파수분할 신호에 해당하는 광캐리어 파워변화의 파형 최저값(valley)이 동일한 시간축에서 광결합되도록 상기 광변조된 제2 직교주파수분할 신호의 딜레이 시간을 조정하고,
   상기 광신호 결합기는, 상기 전송된 제1 직교주파수분할 신호와 상기 전송된 제2 직교주파수분할 신호 상호 간에 시간 규칙성을 갖는 결합 신호를 생성하여 광비팅 간섭 잡음을 감소시키는
   상향링크전송 신호의 성능을 향상시키기 위한 시스템.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 광회선 단말은, RF 클리핑 톤(clipping tone, CT)을 직접 변조함으로써 씨드 광원의 스펙트럼을 확장하고, 상기 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 상기 제1 가입자 단말 및 상기 제2 가입자 단말로 전송하는
   상향링크전송 신호의 성능을 향상시키기 위한 시스템.
   
3. 제1 항에 있어서,
   상기 광신호 결합기는, 상기 생성된 결합 신호를 상기 광회선 단말로 전송하는
   상향링크전송 신호의 성능을 향상시키기 위한 시스템.
   
4. 제1 항에 있어서,
   상기 딜레이 라인부는, 상기 제2 가입자 단말 및 상기 광신호 결합기 사이에 위치하거나 상기 제2 가입자 단말에 포함되는
   상향링크전송 신호의 성능을 향상시키기 위한 시스템.
   
5. 삭제
6. 제1 항에 있어서,
   상기 광캐리어 파워변화는, 상기 씨드 광원에 삽입된 RF 클리핑 톤의 주파수에 기초하여 결정되는
   상향링크전송 신호의 성능을 향상시키기 위한 시스템.
   
7. 제6 항에 있어서,
   상기 RF 클리핑 톤의 주파수는, 에일리어싱(aliasing)을 방지하기 위하여 상기 제1 및 제2 직교주파수분할 신호의 대역폭의 적어도 두배 이상의 대역폭을 갖도록 설정되는
   상향링크전송 신호의 성능을 향상시키기 위한 시스템.
   
8. 제1 가입자 단말이 광회선 단말로부터 스펙트럼 확장된 씨드(seed) 광원을 수신하는 단계;
   상기 제1 가입자 단말이 제1 반사형 반도체 증폭기(reflective semiconductor optical amplifier, RSOA)를 이용하여 상기 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 제1 직교주파수분할(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)신호로 광변조하는 단계;
   상기 제1 가입자 단말이 상기 광변조된 제1 직교주파수분할 신호를 광신호 결합기로 전송하는 단계;
   제2 가입자 단말이 상기 광회선 단말로부터 상기 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 수신하는 단계;
   상기 제2 가입자 단말이 제2 반사형 반도체 증폭기를 이용하여 상기 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 제2 직교주파수분할 신호로 광변조하는 단계;
   상기 제2 가입자 단말이 딜레이 라인부를 통하여 상기 광변조된 제2 직교주파수분할 신호의 딜레이 시간을 조정하는 단계;
   상기 제2 가입자 단말이 상기 딜레이 시간이 조정된 제2 직교주파수분할 신호를 상기 광신호 결합기로 전송하는 단계; 및
   상기 광신호 결합기가 상기 전송된 제1 직교주파수분할 신호와 상기 전송된 제2 직교주파수분할 신호 상호 간에 시간 규칙성을 갖는 결합 신호를 생성하여 광비팅 간섭 잡음을 감소시키는 단계를 포함하고,
   상기 제2 직교주파수분할 신호의 딜레이 시간을 조정하는 단계는,
   상기 광변조된 제1 직교주파수분할 신호에 해당하는 광캐리어(optical carrier) 파워변화의 파형 최대값(peak)과 상기 광변조된 제2 직교주파수분할 신호에 해당하는 광캐리어 파워변화의 파형 최저값(valley)이 동일한 시간축에서 광결합되도록 상기 광변조된 제2 직교주파수분할 신호의 딜레이 시간을 조정하는 단계를 포함하는
   상향링크전송 신호의 성능을 향상시키기 위한 방법.
   
9. 제8 항에 있어서,
   상기 광신호 결합기가 RF 클리핑 톤(clipping tone, CT)을 직접 변조함으로써 씨드 광원의 스펙트럼을 확장하는단계; 및
   상기 광신호 결합기가 상기 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 상기 제1 가입자 단말 및 상기 제2 가입자 단말로 전송하는 단계를 더 포함하는
   상향링크전송 신호의 성능을 향상시키기 위한 방법.
   
10. 제8 항에 있어서,
    상기 광신호 결합기가 상기 생성된 결합 신호를 상기 광회선 단말로 전송하는 단계를 더 포함하는
    상향링크전송 신호의 성능을 향상시키기 위한 방법.
    
11. 제8 항에 있어서,
    상기 딜레이 라인부는, 상기 제2 가입자 단말 및 상기 광신호 결합기 사이에 위치하거나 상기 제2 가입자 단말에 포함되는
    상향링크전송 신호의 성능을 향상시키기 위한 방법.
    
12. 삭제
13. 제8 항에 있어서,
    상기 광캐리어 파워변화는, 상기 씨드 광원에 삽입된 RF 클리핑 톤의 주파수에 기초하여 결정되는
    상향링크전송 신호의 성능을 향상시키기 위한 방법.
    
14. 제13 항에 있어서,
    상기 RF 클리핑 톤의 주파수는, 에일리어싱(aliasing)을 방지하기 위하여 상기 제1 및 제2 직교주파수분할 신호의 대역폭의 적어도 두배 이상의 대역폭을 갖도록 설정되는
    상향링크전송 신호의 성능을 향상시키기 위한 방법.
    

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