KR102033719B1 - Ftth 구간에서 대역폭의 확장 및 공존을 위한 광 액세스 플랫폼을 제공하는 장치, 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 FTTH 구간에서 1G EPON의 인프라를 기반으로 추가된 10G, NG EPON의 확장 및 공존을 위한 광 액세스 플랫폼을 제공하는 장치, 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명에 따르는 장치는, 고유한 대역폭의 EPON(Ethernet Passive Optical Network) 신호가 설정된 복수개의 포트를 구비하고, OLT(Optical Line Terminal) 장치로부터 연결된 각각의 포트를 통해 설정된 EPON 신호가 통신되는 제 1포트부; 가입자단 단말과 연결된 복수개 포트를 통해, 상이한 대역폭의 EPON 신호가 통합된 신호로서 통신되는 제 2포트부; OLT 장치로부터 EPON 신호의 대역폭별로 상이한 파장 구간을 설정받고, 각각의 제 1포트부를 통해 수신된 EPON 신호를 상기 파장 구간이 적용된 WDM(Wavelength Division Multiplexing)을 기반으로 멀티플렉싱 처리하여 통합된 신호를 생성하고, 통합된 신호를 제 2포트부를 통해 상기 가입자단 단말로 하방향 전송하는 WDM부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 1G 및 10G의 중첩된 파장을 고유한 파장 구간으로 분리하여 동시에 상이한 대역대별 EPON 통신이 가능하다.

Description

FTTH 구간에서 대역폭의 확장 및 공존을 위한 광 액세스 플랫폼을 제공하는 장치, 시스템 및 방법{Apparatus and system for providing Fiber Access Platform for expansion and coexistence of communication bandwidth in Fiber To The Home service}

본 발명은 광 액세스 기술로서, 상이한 대역폭의 EPON(Ethernet Passive Optical Network)에 대해 기존의 광 네트워크의 인프라 자원을 기반으로 대역폭의 확장 및 공존을 지원하는 광 액세스 플랫폼(FAP : Fiber Access Platform)을 제공하는 장치, 시스템 및 방법을 제공한다.

고용량 서비스(UHD, Cloud PC)의 등장으로 고대역 제공 인프라(2.5G/10G-EPON 및 무선 5G(Generation) 통신)가 요구된다. 신규 전송 기술인 10G EPON을 위한 전용의 광 인프라에 요구되는 HW 및 SW를 추가로 구축하는 것은 많은 비용 투자가 필요하다.

1G EPON 및 10G EPON은 IEEE에서 정의된 표준에 의해 광 파장이 중첩되는 구간이 존재한다. 중첩의 이유는 기술의 상용화 및 비용이 저렴한 낮은 파장의 구간을 가입자들이 덜 부담하는 가입자단 단말에서 국사 OLT로의 상방향의 1G EPON에 할당하였기 때문이다. 그리고 표준에 정의된 중첩된 구간을 해소하는 방안으로써 TDM을 통한 공존 방안이 제안되었다.

여기서, 현재 구축된 1G-EPON의 광 네트워크 인프라를 2.5G/10G-EPON이 공유하려면, 광 파장 중첩으로 인한 광 충돌 및 1G와 10G EPON간의 Multi Rate PON-MAC 성능 이슈로 공존 문제의 해결 방안 필요하다.

상기 성능 이슈의 예를 들면, 종래 Single DBA(Dynamic Bandwidth Allocation)방식에서는 1G와 10G EPON의 광 네트워크 인프라의 공유를 위해 TDM(Time Division Multiplexing) 방식을 적용하였다. TDM 방식에 의해 분할된 각 타임 슬롯마다 1G 또는 10G가 할당되어 운용되는데, 1G 가입 회선 수가 늘어나면, 그만큼 10G의 할당 기회가 줄어들어 10G의 성능이 저하된다. 또한, 타임 슬롯에 할당된 1G는 최대 10G의 운용이 가능하지만 1G로 운용하므로 자원의 운용 효율이 저하된다.

현재는 FTTH의 광 인프라가 1G EPON을 위해 구축된 환경인데, 1G 이상의 2.5G 및 10G는 물론이며 NG(Next Generation) 광 통신으로 확장 및 공존을 위해서는 기 구축된 FTTH 커버리지를 활용하여 광 인프라의 구축 비용을 최소화하는 솔루션이 필요하다.

한국등록특허 10-1357646(2014.02.11.)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 인식하에 창출된 것으로서, 새로운 광 인프라의 추가없이 기존의 광 인프라를 기반으로 상이한 대역폭을 갖는 EPON들의 확장 및 공존이 가능한 파장 설계 및 파장 필터 설계를 제안하고, 제안된 설계가 적용된 광 액세스 플랫폼을 운용하는 장치, 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

일 측면에 따른, FTTH(Fiber To The Home) 구간의 광 통신에서 FAP(Fiber Access Platform)를 제공하는 장치는, 고유한 대역폭의 EPON(Ethernet Passive Optical Network) 신호가 설정된 복수개의 포트를 구비하고, OLT(Optical Line Terminal) 장치로부터 연결된 각각의 포트를 통해 설정된 EPON 신호가 통신되는 제 1포트부; 가입자단 단말과 연결된 복수개 포트를 통해, 상이한 대역폭의 EPON 신호가 통합된 신호로서 통신되는 제 2포트부; EPON 신호의 대역폭별로 상이한 파장 구간을 설정받고, 각각의 제 1포트부를 통해 수신된 EPON 신호를 상기 파장 구간이 적용된 WDM(Wavelength Division Multiplexing)을 기반으로 멀티플렉싱 처리하여 통합된 신호를 생성하고, 통합된 신호를 제 2포트부를 통해 상기 가입자단 단말로 하방향 전송하고, 각각의 제 2포트부를 통해 수신된 상방향 신호를 상기 WDM을 기반으로 디멀티플렉싱 처리하여 상이한 대역폭의 EPON 신호로 분리하고, 분리된 각각의 EPON 신호를 대역폭에 맞는 제 1포트부로 출력하여 상기 OLT 장치로 상방향 전송하는 WDM부를 포함한다.

상기 WDM부는, 10G EPON의 상방향에 표준으로 정의된 파장 1260~1280 nm 및 1G EPON의 상방향에 표준으로 정의된 파장 1260~1360 nm의 중첩되는 1260~1280의 파장 구간에 대해, 중첩된 파장 구간을 분리하는 파장 값을 설정받고, 설정된 파장 값으로 EPON 신호를 1G 및 10G로 각각 구분하고, 구분된 EPON 신호들을 멀티플렉싱 또는 디멀티플렉싱 처리한다.

상기 WDM부는, 10G EPON의 상방향에 표준으로 정의된 파장 1260~1280 nm 및 1G EPON의 상방향에 표준으로 정의된 파장 1260~1360 nm의 중첩되는 1260~1280의 파장 구간에 대해, 파장 구간의 분리를 위해 10G의 상방향에 1260~1277.5 nm를 설정받고, 1G의 상방향에 1282.5~1337.5 nm를 설정받고, 설정된 파장 구간의 값으로 EPON 신호를 1G 및 10G로 각각 구분하고, 구분된 EPON 신호를 멀티플렉싱 또는 디멀티플렉싱 처리한다.

상기 WDM부는, 각각의 EPON 신호를 식별하기 위해, EPON 신호에 대응되는 고유한 파장 구간의 신호만 통과되는 DBPF(Dual Band Pass Filter)를 포함하고, 하방향 통신에서 상기 DBPF를 통해 통과된 파장의 EPON 신호를 검출하여 상이한 대역폭의 EPON 신호를 멀티플렉싱 처리하여 통합 신호로 생성하고, 상방향 통신에서 상기 DBPF를 통해 통과된 파장의 EPON 신호를 검출하여 상이한 대역폭의 EPON 신호로 디멀티플렉싱 처리한다.

상기 장치는, 제 1포트부로부터 하방향 수신된 10G 신호를 분기 처리하고, 분기된 신호가 1G 신호와 통합되도록 상기 WDM부로 출력하고, 상기 WDM부로부터 분리되어 출력된 복수개 10G 상방향 신호를 집선 처리하고, 집선된 10G 신호를 제 1포트부로 출력하여 상기 OLT 장치로 전송하는 집선부를 더 포함하고, 상기 WDM부는 제 1포트부로부터 하방향 통신으로 수신된 1G 신호 및 상기 집선부로부터 출력된 10G 신호를 통합 신호로 생성하고, 생성된 통합 신호를 상기 제 2포트부로 출력하여 상기 가입자단 단말로 전송한다.

상기 장치는, 강한 신호 및 원거리 전송을 위해, 상기 가입자단 단말로 전송되는 하방향의 통합 신호를 증폭하고, 상기 OLT 장치로 전송되는 상방향 신호의 EPON 신호를 증폭하는 증폭부를 더 포함하고, 상기 WDM부는 증폭된 하방향 신호를 제 2포트부로 출력하여 상기 가입자단 단말로 전송하고, 증폭된 상방향 신호를 제 1포트부로 출력하여 상기 OLT 장치로 전송한다.

상기 가입자단 단말로 전송된 하방향 신호는, 스플리터를 통해 복수개의 신호로 각각 분기되고, 분기된 신호가 각각의 ONU(Optical Network Unit) 또는 ONT(Optical Network Terminal)로 수신되고, 상기 스플리터의 분기 처리에 의해 가입자단의 디멀티플렉싱 장치가 제거되어 광 파워 손실이 제거된다.

상기 가입자단 단말로부터 전송된 상기 상방향 신호는, 스플리터를 통해 복수개의 신호가 한 개의 신호로 통합되고, 통합된 신호가 상기 제 2포트부로 상방향 전송된다.

상기 장치는, 상방향의 OLT 및 하방향의 ONT 또는 ONU로 광 선로 정보의 수집을 요청하고, 광 선로 정보를 회신받는 광 선로 관리부를 더 포함한다.

상기 광 선로 관리부는, DDMI 프로토콜에 정의된 사용자 쓰기 영역에 단말의 MAC 주소, 파장 및 비트 에러 횟수 중에서 적어도 하나 이상을 추가하여 광 선로 정보로서 관리한다.

다른 측면에 따른, OLT 장치 및 가입자단 단말 사이의 FTTH 구간의 광 통신에서 FAP를 제공하는 시스템은, 대역폭이 상이한 각각의 EPON 신호를 통신하는 OLT 장치; EPON 신호의 대역폭별로 상이한 파장 구간을 설정받고, 상기 OLT 장치로부터 수신된 EPON 신호를 상기 파장 구간이 적용된 WDM 기반으로 멀티플렉싱 처리하여 통합된 신호를 생성하고, 통합된 신호를 가입자단 단말로 하방향 전송하고, 가입자단 단말로부터 수신된 상방향 신호를 디멀티플렉싱 처리하여 상이한 대역폭의 EPON 신호로 분리하고, 분리된 각각의 EPON 신호를 상기 OLT 장치로 상방향 전송하는 FAP 장치; 상기 FAP 장치로부터 하방향 신호를 수신하여 가입자단 단말로 분기 처리하고, 가입자단 단말로부터 수신된 각각의 신호를 하나의 신호로 통합하여 상기 FAP 장치로 상방향 전송하는 스플리터; 및 ONU 및 ONT 중에서 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 스플리터를 통해, 하방향 신호를 수신하고, 상방향 신호를 전송하는 가입자단 단말을 포함한다.

또 다른 측면에 따른, FAP 장치가 OLT 장치 및 가입자단 단말 사이의 FTTH 구간에서 FAP 서비스를 제공하는 방법은, EPON 신호의 대역폭별로 상이한 파장 구간을 설정받는 단계; 상기 OLT 장치로부터 고유한 대역폭의 EPON 신호들을 하방향 신호로써 수신하는 단계; 수신된 각각의 EPON 신호를 대역폭별로 상이한 파장 구간을 이용하여 WDM을 기반으로 통합된 신호를 생성하여 멀티플렉싱 처리하는 단계; 및 통합된 각각의 신호를 상기 가입자단 단말로 하방향 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 1G 및 10G의 EPON 신호의 중첩된 파장 구간을 고유하게 분리함으로써 1G 및 10G EPON 신호를 분리된 파장 구간을 이용하여 검출하므로 기존의 1G 통신 인프라를 그대로 이용하여 상이한 대역폭의 EPON 신호에 대한 확장 및 공존을 제공할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 1G 통신 인프라를 기반으로 상이한 대역폭(2.5G, 10G, NG 등)의 EPON으로 확장시 WDM 기반의 필터 처리를 통해 광 신호의 통합 및 분리를 제공함으로써 상이한 대역폭의 EPON 신호를 수용하므로 비용 대비 최적의 효율을 제공할 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술한 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 FTTH 구간에서 FAP 서비스를 제공하는 시스템의 개략적 구성도이다.
도 2는 도 1의 FAP 장치의 개략적 구성도이다.
도 3은 도 1의 FAP 장치가 EPON의 확장 및 공존을 보장하는 예시도이다.
도 4는 1G 및 10G EPON의 표준에서 중첩된 파장 구간의 예시도이다.
도 5는 도 4의 중첩된 파장 구간을 구분하기 위해 도 2의 WDM부(231)에 제공된 파장 설계 및 파장 필터 설계의 예시도이다.
도 6 및 도 7은 도 1의 FAP 장치의 광선로 관리부의 예시도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 FTTH 구간에서 FAP 서비스를 제공하는 방법의 개략적 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구 범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 FTTH 구간에서 FAP 서비스를 제공하는 시스템(100)의 개략적 구성도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 시스템(1)은 국사에 설치되어 EPON 데이터를 통신하는 OLT 장치(101), 파장 설계 및 파장 필터 설계가 적용되어 OLT 장치(101)를 상대로 FAP 서비스를 제공하는 FAP 장치(111), FAP 장치(111) 및 가입자단 단말(131) 사이에서 광 신호의 분기 및 통합을 처리하는 스플리터(121), FAP 장치(111)로부터 FAP 서비스를 제공받아 하방향 신호를 수신하고, 상방향 신호를 전송하는 가입자단 단말(131)을 포함하여 구성된다.

OLT 장치(101)는 국사에 설치되어 백본망과 가입자망을 서로 연결한다. OLT 장치(101)가 외부로부터 수신한 광 신호는 OLT 장치(101)와 가입자 단말(131) 사이의 FTTH 구간에서 FAP 장치(111)를 통해 가입자 단말(131) 측으로 하방향 송신된다. 또한, 가입자 단말(131)이 발신한 광 신호는 FTTH 구간에서 FAP 장치(111)를 통해 상방향 송신되고, OLT 장치(101)는 상방향 신호를 수신하여 외부의 목적지로 송신한다.

여기서, OLT 장치(101)는 EPON(103) 신호의 광 통신을 수행한다. EPON(103)은 PON 기술의 일종으로서 이더넷 기반으로 IEEE 표준에서 정의된 광 통신망이다. 즉, 본 발명은 EPON은 물론이며 GPON(ITU 표준)을 포함하는 PON 기술에 적용될 수 있다. EPON(103)은 대역폭에 따라 1G, 2.5G, 10G 및 NG(Next Generation, 차세대 광통신) 등으로 확장된다. 참고로, 1G EPON은 대역폭이 1Giga인 것을 말한다.

상기 FAP 장치(111)는 국사측에 설치되어 FTTH 광 인프라를 비용 효율적으로 구축 및 운용하기 위한 액세스 플랫폼 장치이다.

특히, 본 발명에서는 FAP 장치(111)가 기존 구축된 1G 광 인프라를 기반으로 1G 이상의 대역폭(예 : 2.5G, 10G, NG 등)을 갖는 EPON으로 확장되고, 상이한 대역폭의 EPON 통신들이 공존하는 FAP 서비스를 제공한다. 이를 위해, 본 발명에서는 후술되는 파장 설계 및 파장 필터 설계의 정보가 FAP 장치(111)에 설정된다. 이하에서는 설명의 편의상, 1G EPON의 FTTH 구간에서 기 구축된 광 인프라를 기반으로 10G EPON으로 확장되고, 1G 및 10G EPON이 공존되는 것으로 설명한다.

상기 스플리터(splitter)(121)는 PON 기술에서 수반되는 광 수동 소자이다. PON은 가입자 구간용 수동 광 통신망으로서, 별도의 전원 공급이 불필요한 광 수동 소자만으로 구성된다. 스플리터는 전원 없이 하방향에서 통합 신호를 각 EPON 신호로 분기 처리하고, 상방향에서 각 EPON 신호를 하나의 신호로 통합한다.

한편, 기존의 파장 공존 기술이 적용된 FTTH 구간에서는 하방향 신호가 국사측에서 통합 신호로 멀티플렉싱 처리된 후 가입자단 측에서 분기를 위해 디멀티플렉싱 처리되는데, 이때 신호 감소가 발생된다. 하지만, 본 발명에서는 가입자단의 mux/demux 장치를 제거하여 스플리터(121)를 통해 손실을 줄어든 통합 및 분기의 신호 처리가 가능하다.

상기 가입자단 단말(131)은 가입자에게 광 통신 서비스를 제공하기 위한 ONU 및 ONT에 해당된다. ONU는 소규모 옥외/옥내용 집선 광 통신 장치이다. 예를 들면, 24회선을 수용하는 ONU가 아파트 단지의 1층/지하의 장비함에 설치될 수 있다. ONT는 단일 회선을 수용하는 사항으로 고객 댁내에 설치되는 단말이다. 예를 들면, ONT는 최종 광 종단 장치로서 PC와 직접 연결되는 광 모뎀 장치이다. 한편, ONT는 ONU를 통해 하방향 신호를 수신하는 것이 가능하다.

도 2는 도 1의 FAP 장치(111)의 개략적 구성도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 FAP 장치(111)는 OLT 장치(101)와 포트 연결되는 제 1포트부(201), OLT 장치(101)로 전송되는 상방향 신호를 증폭하는 상향 증폭부(211), 비용 대비 통신 효율을 위해 광 신호를 집선하는 집선부(221) 및 파장 구간에 따라 EPON 신호를 통합 및 분리하는 WDM부(231), 가입자단 단말(131)로 전송되는 하방향 신호를 증폭하는 하향 증폭부(241), 스플리터(121)를 통해 가입자단 단말(131)과 포트 연결되는 제 2포트부(251)를 포함한다.

상기 제 1포트부(201)는 각 포트마다 고유한 대역대의 EPON이 할당되어 OLT 장치(101)로부터 각각의 EPON 신호를 하방향 신호로써 수신한다. 또한, 상방향 통신의 경우, 가입자단 단말(131)이 송신한 각각의 EPON 신호를 대역대별로 할당된 포트를 통해 OLT 장치(101)로 송신한다.

상기 상향 증폭부(211) 및 하향 증폭부(241)는 상방향 신호 및 하방향 신호를 증폭한다. 신호의 증폭은 손실에 강한 신호 및 Long Reach 서비스를 통한 원거리 전송을 위함이다. 물론, 상향 증폭부(211) 및 하향 증폭부(241)는 하나로 통합되어도 무방하다.

먼저, 하향 증폭부(241)는 국사측에서 하방향 신호를 증폭 처리하는 것이므로 고급형 OLT 광 모듈을 이용하여 높은 Power budget 및 전송 효율을 제공하는 것이 바람직하다. 다음으로, 상향 증폭부(211)는 상방향 EPON 신호에 기반하여 각각의 대역폭의 EPON 신호를 증폭한다.

상기 집선부(221)는 10G 신호를 하방향 통신에서 분기 처리하고, 상방향 통신에서 집선 처리한다. 기존의 1G FTTH를 기반으로 10G가 추가되므로 집선의 대상은 추가되는 EPON(예 : 2.5G, 10G 등)으로 하여 기존 1G 광 통신을 보존한다. 집선부(221)는 Power budget의 최적화 설계를 통한 PON OLT 포트를 기준으로 최대 256 분기(256 가입자)를 허용하여 구축 비용 대비 전송 효율을 최대화한다.

참고로, 기존 FTTH는 고객 단에서 분기를 하지만, 본 발명은 추가되는 EPON 신호를 집선부(221)를 통해 집선 처리한다. 집선 처리는, 무집선/1:2집선/1:4의 집선이 가능하다. 참고로, 1:2 집선은 2개 회선을 1개 회선으로 합치는 것을 말한다. 따라서, 1(OLT):N(ONT)(N>=2)의 집선의 경우 1개의 통신 선로로 최대 가입자를 수용하는 비용 효율의 장점이 있지만, 처리 효율의 한계가 있다. 또한, N이 증가할수록 집선 및 분기 처리에 따른 신호 감소가 수반된다. 예를 들어, 10G 20Km 전송 및 1G 10Km 전송이 공존할 때, 1:2에서는 신호 손실이 3.5db이나, 1:4에서는 신호 손실이 7.5db로 증가할 수 있다.

여기서, 상향 증폭부(211), 하향 증폭부(241) 및 집선부(221) 등의 일련의 처리에서 기존 1G EPON은 레거시로서 그대로 유지되어야 하므로 확장 및 공존을 위해 1G EPON에 신규 추가된 EPON 신호에 대해서만 집선 처리 및 증폭 처리되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 1G EPON 신호에 대한 증폭 처리 및 집선 처리는 그대로 유지된다.

상기 WDM부(231)는 본 발명에서 설계된 파장 구간을 설정하여 각각의 EPON 신호를 중첩없이 구분하고, 구분된 신호를 처리한다. 하방향 통신의 경우, WDM부(231)는 1G, 10G 및 NG 등의 상이한 EPON 신호를 통합 신호로 생성하는 멀티플렉싱 처리를 수행한다. 또한, 상방향 통신의 경우, WDM부(231)는 통합된 상방향 신호를 각각의 대역폭별 EPON 신호로 분리하는 디멀티플렉싱 처리를 수행한다.

특히, 기존의 1G 광 인프라에 10G 서비스를 추가하기 위해서는 신호의 중첩에 따른 서비스의 난제가 있었으나, 본 발명은 중첩된 파장 구간을 구분하는 파장 설계 및 그 파장 설계가 적용된 WDM부(231)를 통해 상이한 파장의 EPON 신호의 확장 및 공존을 가능하게 한다.

상기 제 2포트부(251)는 가입자단 단말(131)과 연결된 복수개 포트를 포함한다. 하방향 통신의 경우, WDM부(231)에 의해 통합된 하방향 신호가 제 2포트부(251)를 통해 가입자단 측으로 전송된다. 상방향 통신의 경우, 제 2포트부(251)를 통해 가입자단의 통합된 상방향 신호가 수신되고, 분기 처리를 위해 WDM부(231)로 출력된다.

상기 광 선로 관리부(261)는 OLT 장치(101)와 연결된 선로 및 가입자단 단말(131)과 연결된 선로의 모니터링 기능을 제공한다. 선로의 모니터링을 통해, 광 선로 관리부(261)는 선로의 개통, 가입자 회선 개통, 장애 대응이 가능하다. 물론, 광 선로 관리부(261)는 선로 관리 정보를 외부의 요청에 따라 송신할 수 있다. 또한, 광 선로 관리부(261)는 무전원 환경에서 집선부(221) 및 WDM부(231)의 동작을 모니터링할 수 있다.

도 3은 도 1의 FAP 장치(111)가 EPON의 확장 및 공존을 보장하는 예시도이다.

상기 확장은 1G 광 인프라를 기반으로 1G를 초과하는 대역폭의 EPON이 추가되는 것을 말한다. 상기 공존은 1G와 추가된 EPON(예 : 2.5G, 10G, NG 등)이 광 인프라를 공유하는 것을 말한다.

하방향 통신을 설명하면 다음과 같다.

OLT 장치(101)는 제 1포트부(201)를 통해 각각의 1G, 10G 및 NG 신호를 하방향 송신한다. 여기서, 10G 신호는 집선부(221)를 통해 분기된다. 1:2의 집선의 경우 1개의 선로는 2개 선로로 분기되어 최대 256 가입자 회선의 수용이 가능하다.

WDM부(231)는 1G, NG 및 집선부(221)를 통해 출력된 10G 신호를 하나의 통합 신호로 생성한다. 생성된 통합 신호는 제 2포트부(251)를 통해 하방향 송신된다.

하방향 신호는 스플리터(121)를 통해 각각의 EPON 신호로 분리되어 가입자단 단말(131)에서 수신된다.

상방향 통신을 설명하면 다음과 같다.

가입자단 단말(131)은 서비스 가입된 대역폭의 광 통신을 이용하여 상방향 신호를 발신한다. 발신된 대역폭별 신호는 스플리터(121)를 통해 통합되고, 통합된 상방향 신호가 제 2포트부(251)로 전송된다.

WDM부(231)는 제 2포트부(251)를 통해 상방향 신호를 수신하고, 설정된 파장 구간에 따라 대응되는 EPON 신호로 분리하고, 분리된 EPON 신호를 대역폭별로 할당된 제 1포트부(201)로 출력하여 OLT 장치(101)로 상방향 전송한다. 여기서, WDM부(231)에 의해 분리된 10G 신호는 집선부(221)를 통해 집선 처리된 후 OLT 장치(101)로 상방향 전송된다.

도 4는 1G 및 10G EPON의 표준에서 중첩된 파장 구간의 예시도이다.

1G EPON은 IEEE 표준 802.3ah(2004년), 10G EPON은 IEEE 표준 802.3av(2009년)에서 제정된 바 있다. 파장적인 측면에서는 상향 파장 1260~1280 nm의 구간(401)에서 중첩되게 정의되었다. 즉, 중첩된 구간은 1G 또는 10G에 상방향 파장에서 존재한다.

중첩의 이유는 먼저 표준으로 정의된 1G EPON을 저가로 보급을 위해서 100nm wavelength 파장(좁을수록 고가, 10G EPON은 20nm), O-band 1260~1360을 사용하였기 때문이다. 즉, 저가의 1G 상향 파장은 상대적으로 저가여서 상용화에 유리하고 서비스 가입자의 비용 부담이 줄어드는 측면이 있다. 여기서, 10G EPON의 표준을 나중에 제정함에 있어서 중첩되는 부분은 TDM을 통해서 공존 가능하도록 하였다. 중첩된 구간으로 인해 1G 및 10G의 신호의 구분에 어려움이 있으므로 TDM 방식의 정해진 타임 슬롯에서만 1G 또는 10G 통신을 허용하여 신호를 식별하였다. 하지만, TDM 방식은 10G가 가능한 자원을 1G로 제한하기 때문에 성능이 하락하여 서비스에 영향이 있다.

여기서, 1G 상방향 파장 구간의 신호를 시뮬레이션 한 결과, 1280 이하의 파장 구간(402)에서는 1G EPON이 사용하는 데이터가 드물게 존재하며, 그 데이터를 무시하여도 원래 1G 신호에 큰 손상이 없음을 알게 되었다.

도 5는 도 4의 중첩된 파장 구간을 구분하기 위해 도 2의 WDM부(231)에 제공된 파장 설계 및 파장 필터 설계의 예시도이다.

상기 시뮬레이션을 통해 얻은 1280 이하의 파장 구간(402)을 이용하여, 1280 부근의 파장을 이용하여 1G 및 10G의 상방향 파장을 분리하는 설계가 도출되었다.

WDM부(231)는 신호의 식별 및 간섭 배제를 위한 파장 설계가 적용되어 1G는 "1282.5~1337.5 nm", 10G는 "1260~1277.5 nm"의 파장 구간이 설정된다. 또한, 설정된 파장 구간에 따른 신호의 검출을 위해 DBPF의 설계가 도출되었다.

따라서, 1G, 10G의 DBPF(501)를 통해 1G, 10G 및 NG EPON 신호가 상호 공존할 수 있다. EPON 신호를 1G 검출용 DBPF(501)에 입력하면, 1G EPON 신호만 고유하게 통과된다. 이후, 통과된 1G 신호를 제외한 나머지 EPON 신호를 10G 검출용 DBPF(503)에 입력하면, 10G 신호만 통과되고 나머지 신호는 NG 신호로 판단된다.

그러면, WDM부(231)는 하방향 신호를 DBPF(501, 503)에 통과시켜 필터링한 후 각각의 통과된 신호를 하나의 통합 신호로 멀티플렉싱 처리할 수 있다. 또한, WDM부(231)는 통합된 상방향 신호를 DBPF(501, 503)로 통과시켜 분리할 수 있다.

도 6 및 도 7은 도 1의 FAP 장치(111)의 광선로 관리부(261)의 예시도이다.

도 6을 참조하면, 광선로 관리부(261)는 OLT 장치(101) 및 ONT 단말(131)로 DDMI(Digital Diagnostics Monitoring Interface) 프로토콜 기반의 광선로 정보의 수집을 요청한다(①). 광선로 관리부(261)는 OLT로부터 광 선로 정보를 회신받는다(②). 또한, 광선로 관리부(261)는 ONT 단말(131)로부터 광 선로 정보를 회신받는다(③).

여기서, 광선로 관리부(261)는 주기적으로 광 선로 정보를 수집하고, 수집된 정보를 진단하여 장애 발생시 신속한 대응을 할 수 있다. 하방향의 ONT 단말(131)로부터 수집된 정보는 개통 등 회선 관리를 하는데 이용된다.

도 7을 참조하면, DDMI는 MSA SFP-8472 표준 기반의 광 모듈 상태 정보를 나타낸다. 참고로, 광 선로의 상태 정보는 온도(Temperature), 공급 전압(Supply voltage), 바이어스 전류(Transmit Bias Current), 전송 파워(Transmit power), 수신 파워(Receive power) 등을 포함한다.

상기 DDMI 정보의 메모리 맵 중에서는 사용자 쓰기 영역(701)이 정의되는데, 광 선로 관리부(261)는 사용자 쓰기 영역(701)에 단말의 맥 주소, 파장, 비트 에러 카운트의 항목 중에서 적어도 하나 이상의 항목을 수집된 광 선로 정보로서 기록한다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 FTTH 구간에서 FAP 서비스를 제공하는 방법의 개략적 순서도이다.

먼저, FAP 장치(111)는 본 발명에서 1G 및 10G의 중첩 구간을 제거하기 위해 정의한 1G 및 10G의 고유한 파장 구간(도 5 참조)이 설정된다. 이후 이하의 상방향 및 하방향 통신이 수행될 수 있다.

도 8의 국사측 OLT 장치(101)로부터 가입자측 가입자단 단말(131)로의 하방향 통신을 설명하면 다음과 같다.

FAP 장치(111)는 OLT 장치(101)로부터 각 대역폭별 EPON 신호를 하방향 신호로서 수신한다(S801). FAP 장치(111)는 수신된 신호 중에서 10G 신호를 설정된 집선 비율에 따라 집선한다(S803). 만약, 무집선이 설정된 경우, 상기 단계(S803)는 생략될 수 있다. FAP 장치(111)는 WDM을 기반으로 각각의 대역폭별 EPON 신호를 멀티플렉싱 처리를 통해 통합 신호를 생성한다(S805). 여기서, FAP 장치(111)는 설정된 하방향 신호의 파장 구간이 적용된 DBPF의 필터 처리를 통해 각 대역폭의 EPON 신호를 식별하고, 식별된 EPON 신호들을 하나의 통합된 하방향 신호를 생성한다. 통합 신호가 생성되면, FAP 장치(111)는 Long Reach 전송을 위해 통합 신호를 증폭한다(S807). FAP 장치(111)는 증폭된 통합 신호를 가입자단 단말(131)에서 수신되도록 하방향 전송한다.

스플리터(121)는 FAP 장치(111)로부터 통합 신호를 수신하고, 각 대역폭별 EPON 신호로 분기 처리하고, 분기된 EPON 신호를 가입자단 단말(131)로 전송한다(S811). 가입자단 단말(131)은 스플리터(121)를 통해 FAP 장치(111)로부터 분기된 EPON 신호를 수신한다(S821). 여기서, 가입자단 단말(131)에 해당되는 ONT 단말이 EPON 신호를 수신하면 FTTH 구간의 하방향 통신이 종료된다.

도 9의 가입자측 가입자단 단말(131)로부터 국사측 OLT 장치(131)로의 FTTH 구간의 상방향 통신을 설명하면 다음과 같다.

가입자단 단말(131)은 설정된 대역폭에 따라 상방향 신호를 송신한다(S901). 스플리터(121)는 할당된 각각의 가입자단 단말(131)로부터 상방향 신호를 수신하여 통합 신호로 생성하고, 생성된 통합 신호를 상방향 전송한다(S911).

FAP 장치(111)는 스플리터(121)를 통해 처리된 통합 신호를 수신한다(S921). FAP 장치(111)는 수신된 통합 신호를 WDM을 기반으로 각 대역폭별 EPON 신호로 분리하는 디멀티플렉싱 처리를 하고, 분리된 EPON 신호를 OLT 장치(101)로 전송한다(S923). 여기서, FAP 장치(111)는 설정된 파장 구간만 통과되는 DBPF의 필터 처리를 통해 1G 및 10G 등의 각 EPON 신호를 분리한다. FAP 장치(111)는 분리된 신호 중에서 10G 신호를 설정된 집선 비율에 따라 집선한다(S925). 물론, 무집선이 설정된 경우, 상기 단계(S925)는 생략된다. FAP 장치(111)는 각각의 1G, 10G 및 NG 등으로 분리된 EPON 신호를 증폭한다(S927). 여기서, 기존 1G 통신의 HW 및 SW 인프라는 레거시로서 그대로 유지된다. FAP 장치(111)는 각 대역대별로 증폭된 EPON 신호를 OLT 장치(101)로 상방향 전송한다(S929), 이후, OLT 장치(101)가 각각의 EPON 신호를 수신하면 FTTH 구간의 상방향 통신이 종료된다(S931).

본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100 : 시스템 101 : OLT 장치
103 : EPON 111 : FAP 장치
121 : 스플리터 131 : 가입자단 단말

Claims (22)

1. FTTH(Fiber To The Home) 구간의 광 통신에서 FAP(Fiber Access Platform)를 제공하는 장치에 있어서,
   고유한 대역폭의 EPON(Ethernet Passive Optical Network) 신호가 설정된 복수개의 포트를 구비하고, 적어도 두 개의 포트를 통해 서로 다른 제 1 OLT(Optical Line Terminal) 장치와 제 1 EPON 신호를 송수신하고, 상기 제 1 EPON 신호와 대역폭이 상이한 제 2 EPON 신호를 하나의 포트를 통해 제 2 OLT 장치와 송수신하는 제 1포트부;
   가입자단 단말 측과 연결된 복수개 포트를 통해, 상이한 대역폭의 EPON 신호가 통합된 신호를 상기 가입자단 단말 측과 송수신하는 제 2포트부; 및
   상기 제 1포트부를 통해 수신된 상기 제 1 EPON 신호와 상기 제 2 EPON 신호를 파장 분할 다중(Wavelength Division Multiplexing) 처리하여 통합 신호를 생성하고 통합 신호를 상기 제 2포트부를 통해 상기 가입자단 단말 측으로 하방향 전송하며, 상기 제 2포트부를 통해 수신된 상방향의 통합 신호를 파장 분할 역다중(Wavelength Division de-Multiplexing) 처리하여 상기 제 1 EPON 신호와 상기 제 2 EPON 신호로 분리하여 상기 제 1포트부를 통해 상기 제 1, 2 OLT 장치로 전송하는 WDM부를 포함하고,
   상기 WDM부는,
   서로 중첩되지 않은 상방향의 두 개의 통과 파장 구간의 값이 설정되어 상기 상방향의 통합 신호로부터 상기 제 1 EPON 신호와 상기 제 2 EPON 신호를 각각 분리하는 DBPF(Dual Band Pass Filter)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 WDM부는,
   10G EPON 신호의 상방향에 표준으로 정의된 1260~1280nm의 파장 구간 및 1G EPON 신호의 상방향에 표준으로 정의된 1260~1360nm의 파장 구간의 중첩을 분리하기 위해, 상기 DBPF에 대해 10G EPON 신호의 상방향에 대해 1260~1277.5nm의 파장 구간를 설정하고, 1G EPON 신호의 상방향에 대해 1282.5~1337.5nm의 파장 구간을 설정하는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   제 1포트부를 통해 상기 제 2 OLT 장비로부터 하방향 수신된 10G EPON 신호를 분기하여 복수의 10G EPON 신호를 생성하고, 분기된 각 10G EPON 신호를 상기 각 제 1 OLT 장치로부터 수신된 각 1G EPON 신호와 통합되도록 상기 WDM부로 출력하고, 상기 WDM부로부터 분리되어 출력된 복수개 10G EPON 상방향 신호를 하나의 10G EPON 상방향 신호로 집선 처리하고, 집선된 하나의 10G EPON 신호를 제 1포트부로 출력하여 상기 제 2 OLT 장치로 전송하는 집선부를 더 포함하고,
   상기 WDM부는,
   제 1포트부로부터 하방향 통신으로 수신된 각 1G EPON 신호 및 상기 집선부로부터 출력된 각 10G EPON 신호를 통합 신호로 생성하고, 생성된 통합 신호를 상기 제 2포트부로 출력하여 상기 가입자단 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제 1항에 있어서,
   강한 신호 및 원거리 전송을 위해, 상기 가입자단 단말로 전송되는 하방향의 통합 신호를 증폭하고, 상기 제 1, 2 OLT 장치로 전송되는 상방향 신호의 EPON 신호를 증폭하는 증폭부를 더 포함하고,
   상기 WDM부는,
   증폭된 하방향 신호를 제 2포트부로 출력하여 상기 가입자단 단말로 전송하고, 증폭된 상방향 신호를 제 1포트부로 출력하여 상기 제 1, 2 OLT 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 삭제
8. 제 1항에 있어서,
   가입자단 단말로부터 전송된 상기 상방향의 통합 신호는, 스플리터를 통해 복수개의 신호가 한 개의 신호로 통합되고, 통합된 신호가 상기 제 2포트부로 상방향 전송되는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 제 1, 2 OLT 및 상기 가입자단 단말로 DDMI(Digital Diagnostics Monitoring Interface) 프로토콜 기반으로 광 선로 정보를 요청하고 이에 대한 응답으로 광 선로 정보를 회신받는 광 선로 관리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 광 선로 관리부는,
    상기 DDMI 프로토콜에 정의된 사용자 쓰기 영역에 단말의 MAC 주소, 파장 및 비트 에러 횟수 중에서 적어도 하나 이상을 추가하여 광 선로 정보로서 관리하는 것을 특징으로 하는 장치.
11. OLT(Optical Line Terminal) 장치 및 가입자단 단말 사이의 FTTH(Fiber To The Home) 구간의 광 통신에서 FAP(Fiber Access Platform)를 제공하는 시스템에 있어서,
    대역폭이 상이한 각각의 EPON 신호를 통신하는 복수의 OLT 장치;
    상기 복수의 OLT 장치 중 적어도 두 개의 제 1 OLT 장치로부터 수신된 제 1 EPON 신호와, 상기 복수의 OLT 장치 중 제 2 OLT 장치로부터 수신된 상기 제 1 EPON 신호와 대역폭이 상이한 제 2 EPON 신호를 파장 분할 다중(Wavelength Division Multiplexing) 처리하여 통합 신호를 생성하고 통합 신호를 가입자단 단말 측으로 하방향 전송하며, 상기 가입자단 단말 측으로부터 수신된 상방향의 통합 신호를 파장 분할 역다중(Wavelength Division de-Multiplexing) 처리하여 상기 제 1 EPON 신호와 상기 제 2 EPON 신호로 분리하여 상기 제 1, 2 OLT 장치로 전송하는 FAP 장치;
    상기 FAP 장치로부터 수신된 하방향 통합 신호를 분기 처리하여 복수의 하방향 통합 신호를 생성하여 가입자단 단말로 전송하고, 가입자단 단말로부터 수신된 각각의 신호를 하나의 신호로 통합하여 상기 FAP 장치로 상방향 전송하는 스플리터; 및
    ONU 및 ONT 중에서 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 스플리터를 통해, 하방향 신호를 수신하고, 상방향 신호를 전송하는 가입자단 단말을 포함하고,
    상기 FAP 장치는,
    서로 중첩되지 않은 상방향의 두 개의 통과 파장 구간의 값이 설정되어 상기 상방향의 통합 신호로부터 상기 제 1 EPON 신호와 상기 제 2 EPON 신호를 각각 분리하는 DBPF(Dual Band Pass Filter)를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
12. FAP(Fiber Access Platform) 장치가 OLT(Optical Line Terminal) 장치 및 가입자단 단말 사이의 FTTH(Fiber To The Home) 구간에서 FAP 서비스를 제공하는 방법에 있어서,
    DBPF(Dual Band Pass Filter)에 대해 서로 중첩되지 않는 상방향의 두 개의 통과 파장 구간을 설정하는 단계;
    복수의 OLT 장치 중 적어도 두 개의 제 1 OLT 장치로부터 수신된 제 1 EPON 신호와, 상기 복수의 OLT 장치 중 제 2 OLT 장치로부터 수신된 상기 제 1 EPON 신호와 대역폭이 상이한 제 2 EPON 신호를 파장 분할 다중(Wavelength Division Multiplexing) 처리하여 통합 신호를 생성하고 통합 신호를 가입자단 단말 측으로 하방향 전송하는 단계; 및
    상기 가입자단 단말 측으로부터 수신된 상방향의 통합 신호를 파장 분할 역다중(Wavelength Division de-Multiplexing) 처리하되, 상기 DBPF를 통해 상기 상방향의 통합 신호를 상기 제 1 EPON 신호와 상기 제 2 EPON 신호로 분리하고 상기 제 1, 2 OLT 장치로 전송하는 단계를 포함하는 방법.
13. 삭제
14. 삭제
15. 제 12항에 있어서,
    상기 설정하는 단계는,
    10G EPON 신호의 상방향에 표준으로 정의된 1260~1280nm의 파장 구간 및 1G EPON 신호의 상방향에 표준으로 정의된 1260~1360nm의 파장 구간의 중첩을 분리하기 위해, 상기 DBPF에 대해 10G EPON 신호의 상방향에 대해 1260~1277.5nm의 파장 구간을 설정하고, 1G EPON 신호의 상방향에 대해 1282.5~1337.5nm의 파장 구간을 설정하는 것을 특징으로 하는 방법.
16. 삭제
17. 제 12항에 있어서,
    상기 하방향 전송하는 단계는,
    상기 제 2 OLT 장비로부터 하방향 수신된 10G EPON 신호를 분기하여 복수의 10G EPON 신호를 생성하고, 분기된 각 10G EPON 신호와 상기 각 제 1 OLT 장치로부터 수신된 각 1G EPON 신호를 파장 분할 다중 처리하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1, 2 OLT 장치로 전송하는 단계는,
    상기 가입자단 단말 측으로부터 수신된 상방향의 통합 신호를 파장 분할 역다중 처리하여 생성된 복수의 10G EPON 상방향 신호를 하나의 10G EPON 상방향 신호로 만들어 상기 제 2 OLT 장치로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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