KR102241380B1 - 광 통신 방법 및 장치 - Google Patents

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알까뗄 루슨트
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Abstract

광 통신 방법 및 장치가 관련된다. 예를 들어, 수동 광 네트워크 디바이스에서 구현된 방법이 제공되고, 수동 광 네트워크 디바이스는 대역폭 제한된 링크를 통해 고속 통신을 수행하도록 구성된다. 방법은 대역폭 제한된 링크를 통해, 광 네트워크 유닛으로부터 트레이닝 신호를 수신하는 단계; 트레이닝 신호에 대해 지연 샘플링을 수행함으로써 지연된 신호를 획득하는 단계; 지연된 신호에 기초하여, 대역폭 제한된 링크의 제1 채널 응답을 결정하는 단계 - 제1 채널 응답은 트레이닝 신호에 대한 대역폭 제한된 링크에 의해 야기된 변경을 특징으로 함 -; 및 통신 신호의 왜곡을 감소시키기 위하여, 제1 채널 응답에 기초하여, 대역폭 제한된 링크를 통해 광 네트워크 유닛으로부터 수신된 통신 신호를 보상하는 단계를 포함한다. 대응하는 장치가 추가로 개시된다.

Description

광 통신 방법 및 장치
본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 광 통신을 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로, 수동 광 네트워크 디바이스 및 광 네트워크 유닛에서 구현된 방법 및 장치에 관한 것이다.
차세대 이더넷 수동 광 네트워크(Next-Generation Ethernet Passive Optical Network)(NG-EPON) 표준화를 위한 시간이 접근함에 따라, 가장 유망한 옵션들 중의 하나는 채널 당 25 Gbps 또는 훨씬 더 높은 데이터 레이트를 지원하기 위하여 현재의 10 Gbps 섬유/광 컴포넌트들을 이용하는 것이다. 각각 업링크 및 다운링크에 대한 데이터 포맷 옵션들을 고려하여, 4-레벨 펄스 진폭 변조(4-level Pulse Amplitude Modulation)(PAM4) 및 듀오-바이너리 진폭 변조(Duo-Binary Amplitude Modulation)(DB)는 가장 적당한 조합으로서 간주되었다.
그러나, 하이 레벨 포맷된 심벌(즉, PAM4 또는 DB)의 품질은 캐스케이딩된(cascaded) 전기/광 컴포넌트들에 의해 결정된 전체적인 채널 응답에 매우 종속되므로, 새로운 기술적 도전들이 이러한 해결책들에서 등장한다. 이 도전들은 특히 DB에 대한 대역폭-제한 유도된 인터-심벌 간섭(Inter-Symbol Interference)(ISI) 왜곡, 및 특히 PAM4에 대한 멀티-레벨 PAM 유도된 전력 예산 결핍(power budget shortage)을 포함한다.
본 개시내용의 실시예들은 수동 광 네트워크 디바이스 및 광 네트워크 유닛에서 구현된 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시내용의 제1 양태에 따르면, 대역폭-제한된 링크를 통해 하이-레이트(high-rate) 통신을 수행하도록 구성된 수동 광 네트워크 디바이스에서 구현된 방법이 제공된다. 방법은 대역폭-제한된 링크를 통해, 광 네트워크 유닛으로부터 트레이닝 신호(training signal)를 수신하는 단계; 트레이닝 신호를 지연-샘플링함으로써 지연 신호를 획득하는 단계; 지연 신호에 기초하여, 대역폭-제한된 링크의 제1 채널 응답을 결정하는 단계 - 제1 채널 응답은 대역폭-제한된 링크에 의해 야기된 트레이닝 신호의 변경을 특징으로 함 -; 및 통신 신호의 왜곡을 감소시키기 위하여, 제1 채널 응답에 기초하여, 광 네트워크 유닛으로부터 대역폭-제한된 링크를 통해 수신된 통신 신호를 보상하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 제1 채널 응답을 결정하는 단계는 지연 신호를 미리 결정된 기준 신호로 근사화함으로써 제1 채널 응답을 결정하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 제1 채널 응답을 결정하는 단계는 수동 광 네트워크 디바이스에서 이전에 저장된 트레이닝 신호를 판독하는 단계; 및 트레이닝 신호를 지연시키고 가산함으로써 기준 신호를 획득하는 단계를 포함한다.
본 개시내용의 제2 양태에 따르면, 대역폭-제한된 링크를 통해 하이-레이트(high-rate) 통신을 수행하도록 구성된 수동 광 네트워크 디바이스에서 구현된 방법이 제공된다. 방법은 업링크를 통해, 광 네트워크 유닛으로부터 트레이닝 신호를 수신하는 단계; 트레이닝 신호에 기초하여, 업링크의 제2 채널 응답을 결정하는 단계 - 제2 채널 응답은 다운링크에 의해 야기된 트레이닝 신호의 변경을 특징으로 함 -; 및 통신 신호에 의해 경험되어야 할 왜곡을 감소시키기 위하여, 제2 채널 응답에 기초하여, 다운링크를 통해 광 네트워크 유닛으로 송신되어야 할 통신 신호를 보상하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 제2 채널 응답을 결정하는 단계는 트레이닝 신호에 기초하여, 업링크의 제1 중간 채널 응답을 결정하는 단계 - 제1 중간 채널 응답은 업링크에 의해 야기된 트레이닝 신호의 변경을 특징으로 함 -; 및 제1 중간 채널 응답에 적어도 부분적으로 기초하여 제2 채널 응답을 결정하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 제1 중간 채널 응답에 적어도 부분적으로 기초하여 제2 채널 응답을 결정하는 단계는 다운링크를 통해, 트레이닝 신호를 광 네트워크 유닛으로 송신하는 단계; 업링크를 통해, 광 네트워크 유닛으로부터 반환된 트레이닝 신호를 수신하는 단계; 반환된 트레이닝 신호에 기초하여, 제2 중간 채널 응답을 결정하는 단계 - 제2 중간 채널 응답은 다운링크 및 업링크 양자에 의해 야기된 트레이닝 신호의 변경을 특징으로 함 -; 및 제1 중간 채널 응답 및 제2 중간 채널 응답에 기초하여 제2 채널 응답을 결정하는 단계를 포함한다.
본 개시내용의 제3 양태에 따르면, 대역폭-제한된 링크를 통해 하이-레이트 통신을 수행하도록 구성된 광 네트워크 유닛에서 구현된 방법이 제공된다. 방법은 다운링크를 통해, 수동 광 네트워크 디바이스로부터 트레이닝 신호를 수신하는 단계; 트레이닝 신호를 다운링크로부터 업링크로 전송하는 단계; 및 업링크를 통해, 트레이닝 신호를 수동 광 네트워크 디바이스로 다시 송신하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 방법은 다운링크를 통해, 수동 광 네트워크 디바이스로부터 송신된 트레이닝 신호를 수신하는 단계; 및 다운링크를 통해, 수동 광 네트워크 디바이스로부터 송신된 통신 신호를 수신하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 방법은 업링크를 통해, 트레이닝 신호를 수동 광 네트워크 디바이스로 송신하는 단계; 및 업링크를 통해, 통신 신호를 수동 광 네트워크 디바이스로 송신하는 단계를 포함한다.
본 개시내용의 제4 양태에 따르면, 대역폭-제한된 링크를 통해 하이-레이트 통신을 수행하도록 구성된 수동 광 네트워크 디바이스에서 구현된 장치가 제공된다. 장치는 대역폭-제한된 링크를 통해, 광 네트워크 유닛으로부터 트레이닝 신호를 수신하도록 구성된 제1 수신 모듈; 트레이닝 신호를 지연-샘플링함으로써 지연 신호를 획득하도록 구성된 지연 모듈; 지연 신호에 기초하여, 대역폭-제한된 링크의 제1 채널 응답을 결정하도록 구성된 제1 결정 모듈 - 제1 채널 응답은 대역폭-제한된 링크에 의해 야기된 트레이닝 신호의 변경을 특징으로 함 -; 및 통신 신호의 왜곡을 감소시키기 위하여, 제1 채널 응답에 기초하여, 광 네트워크 유닛으로부터 대역폭-제한된 링크를 통해 수신된 통신 신호를 보상하도록 구성된 제1 보상 모듈을 포함한다.
본 개시내용의 제5 양태에 따르면, 대역폭-제한된 링크를 통해 하이-레이트 통신을 수행하도록 구성된 수동 광 네트워크 디바이스에서 구현된 장치가 제공된다. 장치는 업링크를 통해, 광 네트워크 유닛으로부터 트레이닝 신호를 수신하도록 구성된 제2 수신 모듈; 트레이닝 신호에 기초하여, 업링크의 제2 채널 응답을 결정하도록 구성된 제2 결정 모듈 - 제2 채널 응답은 다운링크에 의해 야기된 트레이닝 신호의 변경을 특징으로 함 -; 및 통신 신호에 의해 경험되어야 할 왜곡을 감소시키기 위하여, 제2 채널 응답에 기초하여, 다운링크를 통해 광 네트워크 유닛으로 송신되어야 할 통신 신호를 보상하도록 구성된 제2 보상 모듈을 포함한다.
본 개시내용의 제6 양태에 따르면, 대역폭-제한된 링크를 통해 하이-레이트 통신을 수행하도록 구성된 광 네트워크 유닛에서 구현된 장치가 제공된다. 장치는 다운링크를 통해, 수동 광 네트워크 디바이스로부터 트레이닝 신호를 수신하도록 구성된 제3 수신 모듈; 트레이닝 신호를 다운링크로부터 업링크로 전송하도록 구성된 전송 모듈; 및 업링크를 통해, 트레이닝 신호를 수동 광 네트워크 디바이스로 다시 송신하도록 구성된 송신 모듈을 포함한다.
이 개요는 상세한 설명에서 이하에 추가로 설명되는 개념들의 선택을 간략화된 형태로 도입하기 위하여 제공된다. 이 개요는 본 개시내용의 핵심 특징들 또는 필수적인 특징들을 식별하도록 의도된 것도 아니고, 본 개시내용의 범위를 제한하기 위하여 이용되도록 의도된 것도 아니다.
동반 도면들을 참조하여 본 개시내용의 예시적인 실시예들의 다음의 더 상세한 설명을 통해, 본 개시내용의 위의 그리고 다른 목적들, 특징들, 및 장점들은 더 분명해질 것이고, 여기서, 동일한 참조 부호는 본 개시내용의 예시적인 실시예들에서의 동일한 컴포넌트를 통상적으로 지칭한다.
도 1은 전통적인 해결책에서의 광 통신 시스템의 개략적인 도면을 예시한다;
도 2는 전통적인 해결책에서의 추가의 광 통신 시스템의 개략적인 도면을 예시한다;
도 3은 본 개시내용의 실시예들에 따라 광 통신 시스템의 개략적인 도면을 예시한다;
도 4는 본 개시내용의 실시예들에 따라 사후-프로세싱(post-processing) 프로세스 또는 방법의 플로우차트를 예시한다;
도 5는 본 개시내용의 실시예들에 따라 사전-프로세싱(pre-processing) 프로세스 또는 방법의 플로우차트를 예시한다;
도 6은 본 개시내용의 실시예들에 따라 사전-프로세싱 프로세스 또는 방법의 플로우차트를 예시한다;
도 7은 본 개시내용의 실시예들에 따라 송신 프로세스 또는 방법의 플로우차트를 예시한다;
도 8은 본 개시내용의 실시예들에 따라 예시적인 광 통신 시스템의 개략적인 도면을 예시한다;
도 9는 본 개시내용의 실시예들에 따라 사후-프로세싱을 위한 장치의 개략적인 블록도를 예시한다;
도 10은 본 개시내용의 실시예들에 따라 사전-프로세싱을 위한 장치의 개략적인 블록도를 예시한다;
도 11은 본 개시내용의 실시예들에 따라 송신을 위한 장치의 개략적인 블록도를 예시한다;
도 12는 본 개시내용의 실시예들에 따라 사전-프로세싱 효과들의 비교의 개략적인 도면을 예시한다; 그리고
도 13은 본 개시내용의 실시예들에 따라 사후-프로세싱 효과들의 개략적인 도면을 예시한다.
본 개시내용의 바람직한 실시예들은 도면들을 참조하여 이하에서 더 상세하게 설명될 것이다. 도면들은 본 개시내용의 바람직한 실시예들을 예시하지만, 본 개시내용은 다양한 방식들로 구현될 수 있고 본원에서 설명된 실시예들로 제한되지 않아야 한다는 것이 인식되어야 한다. 반대로, 실시예들은 본 개시내용을 더 철저하고 완전하게 하기 위하여, 그리고 본 개시내용의 범위를 본 기술분야의 통상의 기술자들에게 완전히 전송하기 위하여 제공된다.
본원에서 이용된 바와 같이, 용어 "포함한다" 및 그 변종들은 "포함하지만, 그것으로 제한되지는 않는다"를 의미하는 개방-종결형 용어들로서 판독되어야 한다. 용어 "또는"은 문맥이 이와 다르게 명확하게 표시하지 않으면, "및/또는"으로서 판독되어야 한다. 용어 "~에 기초하여"는 "~에 적어도 부분적으로 기초하여"로서 판독되어야 한다. 용어들 "일 예시적인 실시예" 및 "일 실시예"는 "적어도 일 예시적인 실시예"로서 판독되어야 한다. 용어 "추가의 실시예"는 "적어도 추가의 실시예"로서 판독되어야 한다. 용어들 "제1", "제2" 등은 동일하거나 상이한 객체들을 지칭할 수 있다. 다음의 텍스트는 다른 명시적 및 묵시적 정의들을 또한 포함할 수 있다.
스마트 하드웨어 설계들 또는 소프트웨어 기법들은 전력 예산의 결핍 또는 ISI 쟁점들에 대해 제기되었지만, 이 해결책들은 아날로그-디지털 변환기(Analog-Digital Converter)(ADC), 디지털-아날로그 변환기(Digital-Analog Converter)(DAC), 또는 디지털 신호 프로세서(Digital Signal Processor)(DSP)가 광 라인 단말(Optical Line Terminal)(OLT) 또는 광 네트워크 유닛(Optical Network Unit)(ONU)에서 배치되는지 여부, 또는 ONU가 다운링크 손상된 스트림 복원을 위하여 ADC/DSP를 또한 구비해야 하는지 여부와 같은 비용 관련된 쟁점들을 참작하지 않았다. 전통적인 해결책에서 존재하는 쟁점들은 각각 다운링크 방향 및 업링크 방향에 대하여 이하에서 상세하게 소개될 것이다.
다운링크 방향에 대하여, 송신 후의 왜곡된 PAM4 신호는 검출 실패 또는 수신 전력 레벨에 대한 높은 요건 중의 어느 하나를 초래하거나, ADS/DSP는 신호 복원을 위하여 ONU에서 요구된다. 그러나, ONU에서 ADC/DSP를 이용하는 것은 비용-유효성을 결여하는 접근법이다. 그러나, ADC/DSP가 ONU에서 제공되지 않을 경우, ONU는 그 채널 응답을 알고, 따라서, 대응하는 적응적 보상을 생성하는 것이 불가능하다. 또한, 8-레벨 펄스 진폭 변조(8-level Pulse Amplitude Modulation)(PAM8)와 같은 잠재적인 포맷이 미래에 이용될 경우, ADC/DSP가 현재의 10 Gbps 디바이스 상에서 잠재적인 포맷의 이용을 구현하는 것을 어떻게 보조할 것인지에 관한 해결책이 제안되지 않았다.
업링크 방향에 대하여, 신호가 대역폭-제한된 채널에서 송신된 후, (DB와 동등한) 강한 저역-통과 필터링 효과가 예상된다. 양호한 품질의 DB를 달성하기 위하여, 엔드-대-엔드(end-to-end) 대역폭을 정밀하게 제어하는 것이 요구된다. 그러나, 온도, 노후화, 또는 개별적인 차이와 같은 다양한 인자들로부터 기인하는 컴포넌트 불안정성 때문에, 다양한 ONU들로부터의 모든 DB 신호들은 품질에 있어서 서로 상이하다. 그러므로, ADC/DSP가 필요한지 여부에 대한 하나의 질문과, 비용들을 절감하고 성능을 최대 한도로 보장하기 위하여 ADC/DSP가 어디에서 배치되는지에 관한 추가의 질문이 등장한다. 또한, PAM4와 같은 잠재적인 업링크 포맷은 ONU에 의해 이용되고, 중앙집중화된 ADC/DSP가 DB-PAM4를 복원하는 것을 도울 수 있는지 여부는 알려지지 않는다.
도 1은 전통적인 해결책에서의 광 통신 시스템(100)의 개략적인 도면을 예시한다. 광 통신 시스템(100)은 광 라인 단말(110), 하나 이상의 광 네트워크 유닛들(120), 및 광 분배 네트워크(130)를 포함한다. 광 라인 단말(110)은 고정된 사전-강조(pre-emphasis) 기능을 갖는 사전-강조 유닛(112), 고정된 파형 성형 기능을 갖는 저역-통과 필터(114), 수신기(116), 및 송신기(118)를 포함한다. 광 네트워크 유닛(120)은 수신기(126) 및 송신기(128)를 포함한다. 다운링크에서, 광 라인 단말(110)은 송신기(118)를 통해, 사전-강조 유닛(112)에 의해 프로세싱된 PAM4 신호를 광 네트워크 유닛(120)으로 송신한다. 업링크에서, 광 네트워크 유닛(120)은 송신기(128)를 통해, DB 신호를 광 라인 단말(110)로 직접적으로 송신한다.
광 통신 시스템(100)은 각각 다운링크 및 업링크에 대하여 직접 검출 접근법 기반 PAM4 및 DB 신호 송신을 사용한다. 그 가장 중요한 장점은 비용 절감이다. 그러나, 광 라인 단말(110)에서의 다운링크에 대한 고정된 사전-강조 기능을 갖는 사전-강조 유닛(112) 및 업링크에 대한 저역-통과 필터(114)의 제한으로 인해, 다운링크 및 업링크 양자에 대한 신호들은 어느 정도까지는 불만족스럽다. 구체적으로, 광 네트워크 유닛(120)에서 복원된 PAM4 신호 및 광 라인 단말(110)에서 복원된 DB 신호는 어느 정도까지는 열화한다. 추가적으로, 광 네트워크 유닛들(120) 중의 하나 이상은 다양한 응답 및 광 라인 단말(110)로부터 떨어진 상이한 거리들을 가지므로, 고정된 사전-강조 기능을 제공하는 사전-강조 유닛(112)은 전체 광 통신 시스템(100)에서의 광 네트워크 유닛들(120) 중의 하나 이상을 항상 만족시킬 수 없다.
도 2는 전통적인 해결책에서의 추가의 광 통신 시스템(200)의 개략적인 도면을 예시한다. 광 통신 시스템(200)은 광 라인 단말(210), 하나 이상의 광 네트워크 유닛들(220), 및 광 분배 네트워크(230)를 포함한다. 광 라인 단말(210)은 저역-통과 필터(214), 수신기(216), 및 송신기(218)를 포함한다. 광 네트워크 유닛(220)은 ADC/DSP(222), 수신기(226), 및 송신기(228)를 포함한다. 다운링크에서, 광 라인 단말(210)은 송신기(218)를 통해, PAM4 신호를 광 네트워크 유닛(220)으로 직접적으로 송신하고, 광 네트워크 유닛(220)은 채널 학습 및 보상 기능들을 가지는 ADC/DSP(222)를 통해 PAM4 신호를 복원한다. 업링크에서, 광 네트워크 유닛(220)은 송신기(128)를 통해, ADC/DSP(222)에 의해 프로세싱된 DB 신호를 광 라인 단말(210)로 송신하고, 광 라인 단말(210)은 저역-통과 필터(214)를 통해 DB 신호를 복원한다.
도 2에서 도시된 바와 같이, 광 통신 시스템(200)은 ADC/DSP(222)를 이용하여 PAM4 신호의 송신 성능을 개선시킨다. 그러나, 각각의 개별적인 ONU에서의 ADC/DSP(222)의 제공은 광 통신 시스템(200)이 비용 유효성을 결여하게 한다. 게다가, 광 통신 시스템(200)은 업링크에 대하여 저역-통과 필터(214) 및 ADC/DSP(222)를 이용하여 DB 신호의 복원을 용이하게 하지만, 광 통신 시스템(200)은 PAM4를 갖는 업링크 송신, 및 10 Gbps 시스템에서의 수신 방법으로서의 DB-PAM의 이용을 여전히 만족시킬 수 없다.
위의 그리고 다른 잠재적인 문제들 및 결함들을 적어도 부분적으로 해결하기 위하여, 본 개시내용의 실시예들은 광 통신에 대한 해결책을 제공한다. 도 3은 본 개시내용의 실시예들에 따라 광 통신 시스템(300)의 개략적인 도면을 예시한다. 광 통신 시스템(300)은 예를 들어, 차세대 이더넷 수동 광 네트워크(Next-Generation Ethernet Passive Optical Network)(NG-PON) 시스템일 수 있다. 광 통신 시스템(300)은 광 라인 단말(310), 하나 이상의 광 네트워크 유닛들(320), 및 광 분배 네트워크(330)를 포함할 수 있다. 광 라인 단말(310)은 사전-프로세싱(사전-보상(pre-compensation)으로서 또한 알려짐)을 위한 DSP/DAC(314), 사후-프로세싱(사후-보상(post-compensation)으로서 또한 알려짐)을 위한 DSP/ADC(312), 수신기(316), 및 송신기(318)를 포함할 수 있다. 광 네트워크 유닛(320)은 수신기(326) 및 송신기(328)를 포함할 수 있다.
업링크에서, 광 네트워크 유닛(320)은 송신기(328)를 통해, DB 신호를 광 라인 단말(310)로 직접적으로 송신할 수 있다. 광 라인 단말(310)은 신호를 복원하기 위하여 DSP/ADC(312)에 의해 신호를 사후-프로세싱할 수 있다. 신호는 DB 신호로 제한되지는 않고, 또한, PAM4 신호 등과 같은, 광 통신을 위하여 이용될 수 있는 임의의 신호일 수 있다. 다음의 텍스트에서, 사후-프로세싱 프로세스는 도 4를 참조하여 상세하게 설명될 것이다.
다운링크에서, 광 라인 단말(310)은 송신기(318)를 통해, DSP/DAC(314)에 의해 사전-프로세싱된 신호(예컨대, PAM4 신호)를 광 네트워크 유닛(320)으로 송신할 수 있다. 신호가 사전-프로세싱되므로, 광 네트워크 유닛(320)은 신호를 직접적으로 검출할 수 있다. 신호는 PAM4 신호로 제한되지는 않고, 또한, PAM8 신호 등과 같은, 광 통신을 위하여 이용될 수 있는 임의의 신호일 수 있다. 다음의 텍스트에서, 사전-프로세싱 프로세스는 도 5 및 도 6을 참조하여 상세하게 설명될 것이다.
도 3에서 도시된 바와 같이, 공유된 DSP/ADC(312) 및 DSP/DAC(314)는 광 라인 단말(310)에서 중앙집중화되어, 광 네트워크 유닛(320)이 간단하고 간결하게 유지되는 동안에, 업링크 및 다운링크의 성능이 만족스럽게 유지될 수 있다. 본 개시내용의 실시예들에 따른 사후-프로세싱 프로세스 또는 방법(400)의 플로우차트는 도 4를 참조하여 이하에서 설명될 것이다. 일부 실시예들에서, 프로세스(400)는 예를 들어, DSP/ADC(312)에서 구현될 수 있다. 업링크 송신을 위하여, NRZ(또는 심지어 PAM4) 신호는 예를 들어, 대역폭-제한된 링크를 통해 송신되고, 따라서, DB(또는 DB-PAM4) 신호로 성형되므로, 개선된 적응적 최소 평균 제곱(Least Mean Square)(LMS) 접근법은 채널 손실을 결정하고 보상하기 위하여 이용될 수 있다. 예를 들어, 절반-심벌 지연 샘플(Half-Symbol Delay Sample)(HSDS) 방법은 개선된 적응적 최소 평균 제곱(LMS) 접근법으로서 이용될 수 있다. HSDS 방법에서, 이상적인 DB 심벌들은 예를 들어, 대역폭-제한된 링크 상에서의 송신 후에 신호를 복원하는 것을 돕기 위하여 기준 신호로서 역할을 할 수 있고, 복원된 신호는 원래의 NRZ 신호 대신에, DB 신호에 근사적이다.
410에서, 광 라인 단말(310)은 대역폭-제한된 링크를 통해, 광 네트워크 유닛으로부터 트레이닝 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 트레이닝 신호의 데이터 레이트는 2X 보 레이트(Baud rate)(예컨대, 28 GB/s)로 설정될 수 있다.
420에서, 광 라인 단말(310)은 트레이닝 신호를 지연-샘플링함으로써 지연 신호를 획득할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 라인 단말(310)은 트레이닝 신호에 대한 절반-심벌 지연-샘플링을 수행할 수 있다. 절반-심벌 지연-샘플링은 샘플링 로케이션(sampling location)이 표준 파형 샘플링 로케이션과 비교하여, 절반 심벌(half symbol)만큼 지연된다는 것을 의미한다.
430에서, 광 라인 단말(310)은 지연 신호에 기초하여, 대역폭-제한된 링크에서의 업링크 채널 응답(이하, "제1 채널 응답"으로서 지칭됨)을 결정할 수 있다. 제1 채널 응답은 예를 들어, 진폭 및 위상에 있어서의 트레이닝 신호에 대한 영향을 포함하는, 대역폭-제한된 링크에서의 업링크에 의해 야기된 트레이닝 신호의 변경을 특징으로 한다. 일부 실시예들에서, 업링크는 광 네트워크 유닛(320)에서의 송신기, 광 섬유 링크, 및 광 라인 단말(310)에서의 수신기를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 라인 단말(310)은 그 안에 이전에 저장된 트레이닝 신호를 판독할 수 있고, 트레이닝 신호를 지연시키고 가산함으로써 기준 신호를 획득할 수 있다. 지연시키고 가산하는 것은, 트레이닝 신호가 예를 들어, 지연된 트레이닝 신호를 획득하기 위하여 1 비트만큼 먼저 지연되고, 지연된 트레이닝 신호 및 원래의 트레이닝 신호는 그 다음으로, 기준 신호를 획득하기 위하여 가산되는 것을 의미한다. 또한, 광 라인 단말(310)은 지연 신호를 미리 결정된 기준 신호로 근사화함으로써 제1 채널 응답을 결정할 수 있다. 예를 들어, 광 라인 단말(310)은 재귀적 알고리즘(recursive algorithm)에 의해 지연 신호를 기준 신호로 근사화할 수 있고, 지연 신호를 기준 신호로 근사화하는 동안의 재귀적 알고리즘의 수렴 결과를 제1 채널 응답으로서 이용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 채널 응답은 낮은 복잡도를 갖는 몇몇 탭(tap)들의 피드 포워드 등화(Feed Forward Equalization)(FFE) 필터들에 의해 표현될 수 있다.
440에서, 광 라인 단말(310)은 통신 신호의 왜곡을 감소시키기 위하여, 업링크 채널 응답에 기초하여, 대역폭-제한된 링크의 업링크를 통해 광 네트워크 유닛(320)으로부터 수신된 통신 신호를 보상할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 라인 단말(310)은 제1 채널 응답의 상반적 보상 필터(reciprocal compensating filter)를 컴퓨팅할 수 있고, 보상 필터에 의해 수신된 통신 신호를 보상할 수 있다. 일부 실시예들에서, 보상은 다음의 수학식에 의해 구현될 수 있다:
Figure 112019024002754-pct00001
CH1은 실제적인 업링크 채널 응답(즉, 제1 채널 응답)을 표현하고, CH2는 보상 필터에 의해 초래된 응답을 표현한다. CH1 및 CH2의 컨볼루션(convolution)으로부터 획득된
Figure 112019024002754-pct00002
은, 통신 신호가 예를 들어, 1 비트만큼 지연되고 원래의 통신 신호와 합산되는 이상적인 채널 변형을 표현한다. 예를 들어, PAM2 신호의 통신 신호는 이상적인 채널 변형을 통해, 이상적인 DB-PAM2 신호로 복원되고, 이상적인 PAM2 신호는 DB-PAM2 신호로부터 복원될 수 있다.
광 라인 단말(310)은 프로세스(400)에서의 채널 손실을 사후-보상하므로, 광 라인 단말(310)은 PAM4를 갖는 업링크 송신, 및 10 Gbps 시스템에서의 수신 방법으로서의 DB-PAM의 이용을 만족시키기 위하여, 통신 신호를 만족스럽게 복원할 수 있다.
위에서 설명된 바와 같이, 도 4에서 도시된 사후-프로세싱 프로세스 외에도, 광 라인 단말(310)은 본 개시내용의 실시예들에 따라 신호를 또한 사전-프로세싱할 수 있다. 도 5는 본 개시내용의 실시예들에 따라 사전-프로세싱 프로세스(500)의 상호작용 도면을 예시한다. 일부 실시예들에서, 프로세스(500)에서의 광 라인 단말(310)에서 실행된 액션들은 예를 들어, DSP/DAC(312)에서 구현될 수 있다.
다운링크 송신을 위하여, 광 네트워크 유닛(320)에서의 신호의 직접적인 검출을 가능하게 하기 위해서는, 신호는 대역폭-제한된 링크를 통해 송신 동안에 경험된 신호의 왜곡을 보상하기 위하여 광 라인 단말(310)에서 사전-프로세싱될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 또한, 다운링크 채널 응답(이하, "제2 채널 응답"으로서 지칭됨)은 신호를 사전-프로세싱하기 위하여 결정될 수 있다. 이와 같이, 단지 업링크 채널 응답(이하, "제1 중간 채널 응답"으로서 지칭됨) 및 캐스케이딩된 다운링크 및 업링크 채널 응답(이하, "제2 중간 채널 응답"으로서 지칭됨)은 별도로 결정될 수 있고, 제2 채널 응답은 결정된 제2 중간 채널 응답 및 제1 중간 채널 응답에 의해 추후에 결정된다.
도 5에서 도시된 액션들을 실행하기 전에, 광 라인 단말(310)은 접속 신호를 광 네트워크 유닛(320)으로 송신함으로써, 광 라인 단말(310)과 광 네트워크 유닛(320) 사이에서 다운링크를 확립할 수 있다. 접속 신호는 예를 들어, 사전-프로세싱을 갖지 않는 신호, 및 송신 대역폭보다 더 낮은 데이터 레이트를 갖는 신호일 수 있다. 일부 실시예들에서, 접속 신호는 예를 들어, 1X 보 레이트(예컨대, 14 GB/s)에서의 NRZ 신호일 수 있고, 접속 신호는 (28 GB/s와 같은) 송신 대역폭보다 더 낮은 데이터 레이트를 가지므로, 다운링크는 성공적으로 확립될 수 있다. 다른 실시예들에서, 다운링크가 1X 보 레이트에서의 NRZ 신호를 이용하여 확립될 수 없을 경우, 이전의 홀수 심벌과 동일한 심벌은 신호의 짝수 심벌 로케이션에서 설정될 수 있어서, 접속 신호의 데이터 레이트는 절반만큼 0.5X 보 레이트로 감소된다. 접속 신호는 NRZ 신호로 제한되지는 않고, 또한, PAM4 신호 등과 같은, 광 통신을 위하여 이용될 수 있는 임의의 신호일 수 있다.
다음으로, 도 5에 따르면, 광 라인 단말(310)은 업링크를 통해, 광 네트워크 유닛(320)으로부터 트레이닝 신호를 수신할 수 있다(510). 일부 실시예들에서, 트레이닝 신호는 예를 들어, 2X 보 레이트(예컨대, 28 GB/s)에서의 NRZ 신호일 수 있다. 그러나, 짝수 심벌은 트레이닝 신호에서 이전의 홀수 심벌과 동일하므로, 트레이닝 신호의 데이터 레이트는 1X 보 레이트와 동등하다. 트레이닝 신호는 NRZ 신호로 제한되지는 않고, 또한, PAM4 신호 등과 같은, 광 통신을 위하여 이용될 수 있는 임의의 신호일 수 있다.
트레이닝 신호를 수신하는 것에 응답하여, 광 라인 단말(310)은 트레이닝 신호에 기초하여, 제1 중간 채널 응답을 결정할 수 있다(520). 제1 중간 채널 응답은 예를 들어, 진폭 및 위상에 있어서의 트레이닝 신호에 대한 영향을 포함하는, 업링크에 의해 야기된 트레이닝 신호의 변경을 특징으로 한다. 일부 실시예들에서, 업링크는 광 네트워크 유닛(320)에서의 송신기, 광 섬유 링크, 및 광 라인 단말(310)에서의 수신기를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 라인 단말(310)은 최소 평균 제곱(LMS)-기반 채널 근사화에 의해 제1 중간 채널 응답을 결정할 수 있다. 예를 들어, 광 라인 단말(310)은 LMS-기반 채널 근사화에 의해 1X 보 레이트 미만의 제1 중간 채널 응답을 결정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 중간 채널 응답은 낮은 복잡도를 갖는 몇몇 탭들의 피드 포워드 등화(FFE) 필터들에 의해 표현될 수 있다.
다음으로, 광 라인 단말(310)은 다운링크를 통해, 트레이닝 신호를 광 네트워크 유닛(320)으로 송신할 수 있다(530). 다운링크를 통해 트레이닝 신호를 수신하는 것에 응답하여, 광 네트워크 유닛(320)은 트레이닝 신호를 업링크로 전송할 수 있고, 광 라인 단말(310)로 다시 송신할 수 있다. 다음의 텍스트에서, 전송 프로세스는 도 7을 참조하여 상세하게 설명될 것이다.
추후에, 광 라인 단말(310)은 업링크를 통해, 광 네트워크 유닛(320)으로부터 반환된 트레이닝 신호를 수신할 수 있다(540). 트레이닝 신호를 다시 수신하는 것에 응답하여, 광 라인 단말(310)은 반환된 트레이닝 신호에 기초하여, 제2 중간 채널 응답을 결정할 수 있다. 제2 중간 채널 응답은 예를 들어, 진폭 및 위상에 있어서의 트레이닝 신호에 대한 영향을 포함하는, 다운링크 및 업링크 양자에 의해 야기된 트레이닝 신호의 변경을 특징으로 한다. 일부 실시예들에서, 캐스케이딩된 다운링크 및 업링크는 광 라인 단말(310)에서의 송신기, 다운링크 광 섬유 링크, 광 네트워크 유닛(320)에서의 수신기, 업링크 광 섬유 링크, 및 광 라인 단말(310)에서의 수신기를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 라인 단말(310)은 최소 평균 제곱(LMS)-기반 채널 근사화에 의해 제1 중간 채널 응답을 결정할 수 있다. 예를 들어, 광 라인 단말(310)은 LMS-기반 채널 근사화에 의해 1X 보 레이트 미만의 제2 중간 채널 응답을 결정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 중간 채널 응답은 낮은 복잡도를 갖는 몇몇 탭들의 피드 포워드 등화(FFE) 필터들에 의해 표현될 수 있다.
그 다음으로, 광 라인 단말(310)은 결정된 제2 중간 채널 응답 및 제1 중간 채널 응답에 기초하여, 제2 채널 응답을 결정할 수 있다(550). 예를 들어, 제2 채널 응답은 제2 중간 채널 응답을 제1 중간 채널 응답에 의해 제산(divide)함으로써 결정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 채널 응답은 낮은 복잡도를 갖는 몇몇 탭들의 피드 포워드 등화(FFE) 필터들에 의해 표현될 수 있다.
또한, 광 라인 단말(310)은 통신 신호에 의해 경험되어야 할 왜곡을 감소시키기 위하여, 제2 채널 응답에 기초하여, 다운링크를 통해 광 네트워크 유닛(320)으로 송신되어야 할 통신 신호를 보상할 수 있다. 통신 신호는 예를 들어, PAM4 신호, PAM8 신호, 또는 광 통신을 위하여 이용될 수 있는 임의의 신호일 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 라인 단말(310)은 제2 채널 응답의 역 함수(inverse function)를 컴퓨팅할 수 있고, 통신 신호를 사전-프로세싱하기 위하여, 컴퓨팅된 역 함수를 송신되어야 할 통신 신호와 승산(multiply)할 수 있고, 사전-프로세싱된 통신 신호를 다운링크를 통해 송신할 수 있다. 예를 들어, 광 라인 단말(310)은 다운링크를 통해, 1X 보 레이트에서 사전-프로세싱된 PAM4 신호를 송신할 수 있다. 일부 실시예들에서, 보상은 다음의 수학식에 의해 수행될 수 있다:
Figure 112019024002754-pct00003
CH는 실제적인 다운링크 채널 응답(즉, 제2 채널 응답)을 표현하고, CH-1은 DSP/DAC(312)에 의해 컴퓨팅된 제2 채널 응답의 역 함수를 표현한다. CH 및 CH-1의 컨볼루션으로부터 획득된
Figure 112019024002754-pct00004
은 이상적인 무손실 채널 응답을 표현한다. 예를 들어, PAM4 신호와 같은 신호는 이상적인 채널 송신을 통해, 이상적인 PAM4 신호로 복원될 것이다.
광 라인 단말(310)은 프로세스(500)에서 채널 손실을 사전-보상하므로, 광 네트워크 유닛(320)은 통신 신호를 만족스럽게 수신할 수 있어서, PAM4 신호, 심지어 PAM8 신호는 또한, 양호한 품질로 직접적인 4-레벨 또는 8-레벨 식별에 의해 양호하게 수신될 수 있다.
도 6은 도 5를 참조하여 위에서 설명된 사전-프로세싱 프로세스 동안에 광 라인 단말(310)에서 구현된 프로세스 또는 방법(600)의 플로우차트를 예시한다. 일부 실시예들에서, 프로세스(600)는 예를 들어, DSP/DAC(312)에서 구현될 수 있다. 610에서, 광 라인 단말(310)은 업링크를 통해, 광 네트워크 유닛으로부터 트레이닝 신호를 수신할 수 있다.
620에서, 광 라인 단말(310)은 트레이닝 신호에 기초하여, 업링크의 제2 채널 응답 - 제2 채널 응답은 다운링크에 의해 야기된 트레이닝 신호의 변경을 특징으로 함 - 을 결정할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 제2 채널 응답은 다음의 방식으로 결정될 수 있다. 우선, 업링크의 제1 중간 채널 응답은 트레이닝 신호에 기초하여 결정될 수 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 제1 중간 채널 응답은 업링크에 의해 야기된 트레이닝 신호의 변경을 특징으로 한다. 제2 채널 응답은 제1 중간 채널 응답에 적어도 부분적으로 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 트레이닝 신호는 다운링크를 통해, 광 네트워크 유닛으로 송신될 수 있고, 광 네트워크 유닛으로부터 반환된 트레이닝 신호는 추후에 업링크를 통해 수신된다. 반환된 트레이닝 신호에 기초하여, 제2 중간 채널 응답 - 제2 중간 채널 응답은 다운링크 및 업링크 양자에 의해 야기된 트레이닝 신호의 변경을 특징으로 함 - 이 결정될 수 있고, 그 다음으로, 제2 채널 응답은 제1 중간 채널 응답 및 제2 중간 채널 응답에 기초하여 결정될 수 있다.
630에서, 광 라인 단말(310)은 통신 신호에 의해 경험되어야 할 왜곡을 감소시키기 위하여, 제2 채널 응답에 기초하여, 다운링크를 통해 광 네트워크 신호로 송신되어야 할 통신 신호를 보상할 수 있다.
도 7은 본 개시내용의 실시예들에 따라 송신 프로세스 또는 방법(700)의 플로우차트를 예시한다. 일부 실시예들에서, 프로세스(700)는 예를 들어, 광 네트워크 유닛(320)에서 구현될 수 있다. 광 네트워크 유닛(320)은 광 라인 단말(310)과 협력하여 위에서 설명된 기능들/동작들을 구현하기 위하여 프로세스(700)를 실행한다.
710에서, 광 네트워크 유닛(320)은 다운링크를 통해, 광 라인 단말(310)로부터 트레이닝 신호를 수신할 수 있다. 720에서, 광 네트워크 유닛(320)은 트레이닝 신호를 복원하지 않으면서, 트레이닝 신호를 다운링크로부터 업링크로 전송할 수 있다. 730에서, 광 네트워크 유닛(320)은 업링크를 통해, 트레이닝 신호를 광 라인 단말(310)로 다시 송신할 수 있다. 프로세스(700)는 광 라인 단말(310)에서의 제2 중간 채널 응답의 결정을 용이하게 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로세스(700)는 다운링크를 통해, 광 라인 단말(310)로부터 송신된 트레이닝 신호를 수신하는 것, 및 다운링크를 통해, 광 라인 단말(310)로부터 송신된 통신 신호를 수신하는 것을 또한 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로세스(700)는 업링크를 통해, 트레이닝 신호를 광 라인 단말(310)로 송신하는 것, 및 업링크를 통해, 통신 신호를 광 라인 단말(310)로 송신하는 것을 또한 포함할 수 있다.
도 8은 본 개시내용의 실시예들에 따라 광 통신 시스템(300)의 특정 구현예의 개략적인 도면을 예시한다. 신호의 송신 프로세스는 예시적인 구현예를 참조하여 이하에서 설명될 것이다. 도 8에서, DSP/DAC(312)는 사전-프로세싱 모듈(820) 및 DAC(840)로서 구현되고, DSP/ADC(314)는 사후-프로세싱 모듈(830) 및 ADC(850)로서 구현된다. 명확한 설명을 위하여, 송신 프로세스는 5 개의 상황들로 분할될 수 있다: (1) 다운링크를 확립하는 것; (2) 제1 중간 채널 응답을 결정하는 것; (3) 제2 중간 채널 응답을 결정하는 것; (4) 다운링크 송신; (5) 업링크 송신.
도 8에서 도시된 바와 같이, 다운링크를 확립할 경우에는, 광 라인 단말(310)에서의 접속 신호가 PAM4 매핑 모듈(810A), 사전-프로세싱 모듈(820), DAC(840), 전기적 증폭기, 세기 변조 송신기(318), 및 광 증폭기에 의해 광 네트워크 유닛(320)으로 송신될 수 있다. 일부 실시예들에서, 사전-프로세싱 모듈(810)은 접속 신호를 사전-프로세싱하지 않는다. 접속 신호를 수신하는 것에 응답하여, 광 네트워크 유닛(320)은 PIN 수신기(326)와 클록 및 데이터 복원(Clock and Data Recovery)(CDR) 모듈(880) 사이의 접속을 가능하게 할 수 있어서, 접속 신호는 광 네트워크 유닛(320)에서 프로세싱되도록 하기 위하여 PIN 수신기(326), CDR 모듈(880), 및 PAM 매핑 모듈(810C)을 통과한다. 접속 신호는 NRZ 신호 등과 같은, 광 통신을 위하여 이용될 수 있는 임의의 신호일 수 있고, 예를 들어, 1X 보 레이트의 데이터 레이트에서 송신될 수 있다. 유사하게, 통신 신호는 다운링크 송신을 위한 동일한 송신 프로세스를 거친다. 통신 신호는 PAM4 신호, PAM8 신호 등과 같은, 광 통신을 위하여 이용될 수 있는 임의의 신호일 수 있고, 예를 들어, 1X 보 레이트의 데이터 레이트에서 송신될 수 있다.
제1 중간 채널 응답을 결정할 경우에는, 광 네트워크 유닛(320)은 PAM4 매핑 모듈(810D)과 세기 변조 송신기(328) 사이의 접속을 가능하게 하여, 트레이닝 신호가 PAM4 매핑 모듈(810D), 전기적 증폭기, 및 세기 변조 송신기(328)에 의해 광 라인 단말(310)로 송신될 수 있다. 광 라인 단말(310)에서, 트레이닝 신호는 광 라인 단말(310)에서의 프로세싱을 위하여 광 증폭기, PIN 수신기(316), ADC(850), 사후-프로세싱 모듈(830), 및 PAM 매핑 모듈(810B)을 통과한다. 트레이닝 신호는 NRZ 신호 등과 같은, 광 통신을 위하여 이용될 수 있는 임의의 신호일 수 있고, 예를 들어, 1X 보 레이트의 데이터 레이트에서 송신될 수 있다. 유사하게, 통신 신호는 업링크 송신을 위한 동일한 송신 프로세스를 거친다. 통신 신호는 NRZ 신호, PAM4 신호 등과 같은, 광 통신을 위하여 이용될 수 있는 임의의 신호일 수 있고, 예를 들어, 2X 보 레이트의 데이터 레이트에서 송신될 수 있다.
제2 중간 채널 응답을 결정할 경우에는, 광 라인 단말(310)에서의 트레이닝 신호가 PAM4 매핑 모듈(810D), 사전-프로세싱 모듈(820), DAC(840), 전기적 증폭기, 세기 변조 송신기(318), 및 광 증폭기를 통해 광 네트워크 유닛(320)으로 송신될 수 있다. 일부 실시예들에서, 사전-프로세싱 모듈(820)은 트레이닝 신호를 사전-프로세싱하지 않는다. 트레이닝 신호를 수신하는 것에 응답하여, 광 네트워크 유닛(320)은 PIN 수신기(326)와 세기 변조 송신기(328) 사이의 접속을 가능하게 할 수 있어서, 트레이닝 신호는 PIN 수신기(326)로부터 직접적으로 세기 변조 송신기(328)로 진입하고, 다운링크로부터 업링크로의 전송을 위하여 광 라인 단말(310)로 송신된다. 광 라인 단말(310)에서, 트레이닝 신호는 광 라인 단말(310)에서의 프로세싱을 위하여 광 증폭기, PIN 수신기(316), ADC(850), 사후-프로세싱 모듈(830), 및 PAM 매핑 모듈(810B)을 통과한다. 트레이닝 신호는 NRZ 신호 등과 같은, 광 통신을 위하여 이용될 수 있는 임의의 신호일 수 있고, 예를 들어, 1X 보 레이트의 데이터 레이트에서 송신될 수 있다.
스위칭 모듈들(860 및 870)은 송신 프로세스의 위에서 설명된 전환(switchover)을 구현하기 위하여 이용될 수 있다. 스위칭 모듈들(860 및 870)은 예를 들어, 스위치들, 교환기들 등과 같은, 전환을 구현할 수 있는 임의의 장치들일 수 있다.
도 9는 본 개시내용의 실시예들에 따라 사후-프로세싱을 위한 장치의 개략적인 블록도를 예시한다. 일부 실시예들에서, 장치(900)는 예를 들어, DSP/ADC(312)에서 구현될 수 있거나, 그 자체로는 DSP/ADC(312)로서 직접적으로 역할을 할 수 있다. 도시된 바와 같이, 장치(900)는 제1 수신 모듈(910), 지연 모듈(920), 제1 결정 모듈(930), 및 제1 보상 모듈(940)을 포함할 수 있다.
제1 수신 모듈(910)은 대역폭-제한된 링크를 통해, 광 네트워크 유닛으로부터 트레이닝 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 지연 모듈(920)은 트레이닝 신호를 지연-샘플링함으로써 지연 신호를 획득하도록 구성될 수 있다. 제1 결정 모듈(930)은 지연 신호에 기초하여, 대역폭-제한된 링크의 제1 채널 응답 - 제1 채널 응답은 대역폭 링크에 의해 야기된 트레이닝 신호의 변경을 특징으로 함 - 을 결정하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 결정 모듈(930)은 지연 신호를 미리 결정된 기준 신호로 근사화함으로써 제1 채널 응답을 결정하도록 추가로 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 결정 모듈(930)은 수동 광 네트워크 디바이스에서 이전에 저장된 트레이닝 신호를 판독하고; 그리고 기준 신호를 획득하기 위하여 트레이닝 신호를 지연시키고 가산하도록 추가로 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 보상 모듈(940)은 통신 신호의 왜곡을 감소시키기 위하여, 제1 채널 응답에 기초하여, 대역폭-제한된 링크를 통해 광 네트워크 유닛으로부터 수신된 통신 신호를 보상하도록 구성될 수 있다.
도 10은 본 개시내용의 실시예들에 따라 사전-프로세싱을 위한 장치의 개략적인 블록도를 예시한다. 일부 실시예들에서, 장치(1000)는 예를 들어, DSP/DAC(314)에서 구현될 수 있거나, 그 자체로는 DSP/DAC(314)로서 직접적으로 역할을 할 수 있다. 도시된 바와 같이, 장치(1000)는 제2 수신 모듈(1010), 제2 결정 모듈(1020), 및 제2 보상 모듈(1030)을 포함할 수 있다.
제2 수신 모듈(1010)은 업링크를 통해, 광 네트워크 유닛으로부터 트레이닝 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 제2 결정 모듈(1020)은 트레이닝 신호에 기초하여, 업링크의 제2 채널 응답 - 제2 채널 응답은 다운링크에 의해 야기된 트레이닝 신호의 변경을 특징으로 함 - 을 결정하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 결정 모듈(1020)은 트레이닝 신호에 기초하여, 업링크의 제1 중간 채널 응답 - 제1 중간 채널 응답은 업링크에 의해 야기된 트레이닝 신호의 변경을 특징으로 함 - 을 결정하고; 그리고 제1 중간 채널 응답에 적어도 부분적으로 기초하여, 제2 채널 응답을 결정하도록 추가로 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 제2 결정 모듈(1020)은 다운링크를 통해, 트레이닝 신호를 광 네트워크 유닛으로 송신하고; 업링크를 통해, 광 네트워크 유닛으로부터 반환된 트레이닝 신호를 수신하고; 반환된 트레이닝 신호에 기초하여, 제2 중간 채널 응답 - 제2 중간 채널 응답은 다운링크 및 업링크 양자에 의해 야기된 트레이닝 신호의 변경을 특징으로 함 - 을 결정하고; 그리고 제1 중간 채널 응답 및 제2 중간 채널 응답에 기초하여 제2 채널 응답을 결정하도록 추가로 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 제2 보상 모듈(1030)은 통신 신호에 의해 경험되어야 할 왜곡을 감소시키기 위하여, 제2 채널 응답에 기초하여, 다운링크를 통해 광 네트워크 유닛으로 송신되어야 할 통신 신호를 보상하도록 구성될 수 있다.
도 11은 본 개시내용의 실시예들에 따라 송신을 위한 장치(1100)의 개략적인 블록도를 예시한다. 일부 실시예들에서, 장치(1100)는 예를 들어, 광 네트워크 유닛(310)에서 구현될 수 있거나, 그 자체로는 광 네트워크 유닛(310)으로서 직접적으로 역할을 할 수 있다. 도시된 바와 같이, 장치(110)는 제3 수신 모듈(1110), 전송 모듈(1120), 및 송신 모듈(1130)을 포함할 수 있다.
제3 수신 모듈(1110)은 다운링크를 통해, 광 라인 단말(320)로부터 트레이닝 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제3 수신 모듈(1110)은 다운링크를 통해, 광 라인 단말(320)로부터 송신된 트레이닝 신호를 수신하고; 그리고 다운링크를 통해, 광 라인 단말(320)로부터 송신된 통신 신호를 수신하도록 추가로 구성될 수 있다. 전송 모듈(1120)은 트레이닝 신호를 다운링크로부터 업링크로 전송하도록 구성될 수 있다. 송신 모듈(1130)은 업링크를 통해, 트레이닝 신호를 광 라인 단말(320)로 다시 송신하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 송신 모듈(1130)은 업링크를 통해, 트레이닝 신호를 광 라인 단말(320)로 송신하고; 그리고 업링크를 통해, 통신 신호를 광 라인 단말(320)로 송신하도록 추가로 구성될 수 있다.
도 9 내지 도 11에서 예시된 이 장치들은 모두 하드웨어 디바이스들로서 구현될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 즉, 장치들(900 내지 1100)에서의 다양한 모듈들은 임의의 현재 공지되거나 개발되어야 할 하드웨어 모듈들, 디바이스들, 컴포넌트들, 또는 그 임의의 다른 조합들을 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 이 모듈들은 회로 블록들, 보편적인 집적 회로들, 애플리케이션-특정 집적 회로(Application-Specific Integrated Circuit)(ASIC), 시스템-온-칩(System-on-Chip)(SOC), 및/또는 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이(Field Programmable Gate Array)(FPGA) 등으로서 부분적으로 또는 완전히 실현될 수 있다.
도 12는 사전-프로세싱 효과들의 비교의 개략적인 도면을 예시한다. NRZ, PAM4, 및 PAM8 신호들은 본 개시내용의 실시예들에 따른 사전-프로세싱 접근법을 이용하는 광 통신 시스템에서, 그리고 사전-프로세싱을 이용하지 않는 광 통신 시스템에서 각각 테스트된다. 도시된 바와 같이, 송신 거리가 20 KM일 때, 신호 복원은 본 개시내용의 실시예들에 따른 사전-프로세싱을 이용하는 광 통신 시스템에서 더 양호한다.
도 13은 사후-프로세싱 효과들의 개략적인 도면을 예시한다. DB-NRZ 및 DB-PAM4 신호들은 본 개시내용의 실시예들에 따른 사후-프로세싱 접근법을 이용하는 광 통신 시스템에서 테스트된다. 도시된 바와 같이, 송신 거리가 20 KM일 때, 신호 복원은 본 개시내용의 실시예들에 따른 사후-프로세싱을 이용하는 광 통신 시스템에서 만족스럽다.
위의 설명 및 동반 도면들에서 제공된 교시내용을 통해, 본 개시내용의 많은 변형예들 및 다른 구현예들은 본 기술분야의 통상의 기술자들에 의해 실현될 것이다. 그러므로, 본 개시내용의 구현예들은 본 개시내용의 특정 실시예들로 제한되지는 않고, 변형예들 및 다른 구현예들은 본 개시내용의 범위 내에 포함되도록 의도된다는 것이 인식되어야 한다. 또한, 위의 도면 및 동반 도면들은 모듈들 및/또는 기능들의 일부 예시적인 조합들의 맥락에서 예시적인 실시예들을 설명하지만, 대안적인 구현예들은 본 개시내용의 범위로부터 이탈하지 않으면서, 모듈들 및/또는 기능들의 상이한 조합들을 제공할 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 이와 관련하여, 위의 명시적 설명과 상이한 모듈들 및/또는 기능들의 다른 조합들은 예를 들어, 본 개시내용의 범위 내에 속하는 것으로 또한 예상된다. 특정 기술적 용어들이 여기에서 채용되지만, 그것들은 일반적인 그리고 설명적인 의미들로 이용되고, 본 개시내용을 제한하는 의도들을 지니지는 않는다.

Claims (18)

  1. 대역폭-제한된 링크를 통해 하이-레이트(high-rate) 통신을 수행하도록 구성된 수동 광 네트워크 디바이스에서 구현된 방법으로서,
    상기 대역폭-제한된 링크를 통해, 광 네트워크 유닛으로부터 트레이닝 신호(training signal)를 수신하는 단계;
    상기 트레이닝 신호를 지연-샘플링함으로써 지연 신호를 획득하는 단계;
    상기 지연 신호에 기초하여, 상기 대역폭-제한된 링크의 제1 채널 응답을 결정하는 단계 - 상기 제1 채널 응답은 상기 대역폭-제한된 링크에 의해 야기된 상기 트레이닝 신호 변경의 특징을 나타냄 -; 및
    통신 신호의 왜곡을 감소시키기 위하여, 상기 제1 채널 응답에 기초하여, 상기 광 네트워크 유닛으로부터 상기 대역폭-제한된 링크를 통해 수신된 상기 통신 신호를 보상하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 채널 응답을 결정하는 단계는 상기 지연 신호를 미리 결정된 기준 신호로 근사화함으로써 상기 제1 채널 응답을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 채널 응답을 결정하는 단계는,
    상기 수동 광 네트워크 디바이스에서 이전에 저장된 트레이닝 신호를 판독하는 단계; 및
    상기 판독된 트레이닝 신호를 지연시키고 가산함으로써 상기 기준 신호를 획득하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  4. 대역폭-제한된 링크를 통해 하이-레이트 통신을 수행하도록 구성된 수동 광 네트워크 디바이스에서 구현된 방법으로서,
    업링크를 통해, 광 네트워크 유닛으로부터 트레이닝 신호를 수신하는 단계;
    상기 트레이닝 신호에 기초하여, 상기 업링크의 제2 채널 응답을 결정하는 단계 - 상기 제2 채널 응답은 업링크에 의해 야기된 상기 트레이닝 신호 변경의 특징을 나타냄 -; 및
    통신 신호에 의해 경험되어야 할 왜곡을 감소시키기 위하여, 상기 제2 채널 응답에 기초하여, 다운링크를 통해 광 네트워크 유닛으로 송신되어야 할 상기 통신 신호를 보상하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 채널 응답을 결정하는 단계는,
    상기 트레이닝 신호에 기초하여, 상기 업링크의 제1 중간 채널 응답을 결정하는 단계 - 상기 제1 중간 채널 응답은 상기 업링크에 의해 야기된 상기 트레이닝 신호 변경의 특징을 나타냄 -; 및
    상기 제1 중간 채널 응답에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 제2 채널 응답을 결정하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 중간 채널 응답에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 제2 채널 응답을 결정하는 단계는,
    상기 다운링크를 통해, 상기 트레이닝 신호를 상기 광 네트워크 유닛으로 송신하는 단계;
    상기 업링크를 통해, 상기 광 네트워크 유닛으로부터 반환된 상기 트레이닝 신호를 수신하는 단계;
    상기 반환된 트레이닝 신호에 기초하여, 제2 중간 채널 응답을 결정하는 단계 - 상기 제2 중간 채널 응답은 상기 다운링크 및 상기 업링크 양자에 의해 야기된 상기 트레이닝 신호 변경의 특징을 나타냄 -; 및
    상기 제1 중간 채널 응답 및 상기 제2 중간 채널 응답에 기초하여, 상기 제2 채널 응답을 결정하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  7. 대역폭-제한된 링크를 통해 하이-레이트 통신을 수행하도록 구성된 광 네트워크 유닛에서 구현된 방법으로서,
    다운링크를 통해, 수동 광 네트워크 디바이스로부터 트레이닝 신호를 수신하는 단계;
    상기 트레이닝 신호를 상기 다운링크로부터 업링크로 전송하는 단계; 및
    상기 업링크를 통해, 상기 트레이닝 신호를 상기 수동 광 네트워크 디바이스로 다시 송신하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 다운링크를 통해, 상기 수동 광 네트워크 디바이스로부터 송신된 통신 신호를 수신하는 단계
    를 더 포함하는, 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 업링크를 통해, 통신 신호를 상기 수동 광 네트워크 디바이스로 송신하는 단계
    를 더 포함하는, 방법.
  10. 대역폭-제한된 링크를 통해 하이-레이트 통신을 수행하도록 구성된 수동 광 네트워크 디바이스에서 구현된 장치로서,
    상기 대역폭-제한된 링크를 통해, 광 네트워크 유닛으로부터 트레이닝 신호를 수신하도록 구성된 제1 수신 모듈;
    상기 트레이닝 신호를 지연-샘플링함으로써 지연 신호를 획득하도록 구성된 지연 모듈;
    상기 지연 신호에 기초하여, 상기 대역폭-제한된 링크의 제1 채널 응답을 결정하도록 구성된 제1 결정 모듈 - 상기 제1 채널 응답은 상기 대역폭-제한된 링크에 의해 야기된 상기 트레이닝 신호 변경의 특징을 나타냄 -; 및
    통신 신호의 왜곡을 감소시키기 위하여, 상기 제1 채널 응답에 기초하여, 상기 광 네트워크 유닛으로부터 상기 대역폭-제한된 링크를 통해 수신된 상기 통신 신호를 보상하도록 구성된 제1 보상 모듈
    을 포함하는, 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 결정 모듈은 상기 지연 신호를 미리 결정된 기준 신호로 근사화함으로써 상기 제1 채널 응답을 결정하도록 구성되는, 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 결정 모듈은,
    상기 수동 광 네트워크 디바이스에서 이전에 저장된 트레이닝 신호를 판독하고;
    상기 판독된 트레이닝 신호를 지연시키고 가산함으로써 상기 기준 신호를 획득하도록
    구성되는, 장치.
  13. 대역폭-제한된 링크를 통해 하이-레이트 통신을 수행하도록 구성된 수동 광 네트워크 디바이스에서 구현된 장치로서,
    업링크를 통해, 광 네트워크 유닛으로부터 트레이닝 신호를 수신하도록 구성된 제2 수신 모듈;
    상기 트레이닝 신호에 기초하여, 상기 업링크의 제2 채널 응답을 결정하도록 구성된 제2 결정 모듈 - 상기 제2 채널 응답은 업링크에 의해 야기된 상기 트레이닝 신호 변경의 특징을 나타냄 -; 및
    통신 신호에 의해 경험되어야 할 왜곡을 감소시키기 위하여, 상기 제2 채널 응답에 기초하여,다운링크를 통해 광 네트워크 유닛으로 송신되어야 할 상기 통신 신호를 보상하도록 구성된 제2 보상 모듈
    을 포함하는, 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 결정 모듈은,
    상기 트레이닝 신호에 기초하여, 상기 업링크의 제1 중간 채널 응답을 결정하고 - 상기 제1 중간 채널 응답은 상기 업링크에 의해 야기된 상기 트레이닝 신호 변경의 특징을 나타냄 -;
    상기 제1 중간 채널 응답에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 제2 채널 응답을 결정하도록
    구성되는, 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 결정 모듈은,
    상기 다운링크를 통해, 상기 트레이닝 신호를 상기 광 네트워크 유닛으로 송신하고;
    상기 업링크를 통해, 상기 광 네트워크 유닛으로부터 반환된 상기 트레이닝 신호를 수신하고;
    상기 반환된 트레이닝 신호에 기초하여, 제2 중간 채널 응답을 결정하고 - 상기 제2 중간 채널 응답은 상기 다운링크 및 상기 업링크 양자에 의해 야기된 상기 트레이닝 신호 변경의 특징을 나타냄 -;
    상기 제1 중간 채널 응답 및 상기 제2 중간 채널 응답에 기초하여, 상기 제2 채널 응답을 결정하도록
    구성되는, 장치.
  16. 대역폭-제한된 링크를 통해 하이-레이트 통신을 수행하도록 구성된 광 네트워크 유닛에서 구현된 장치로서,
    다운링크를 통해, 수동 광 네트워크 디바이스로부터 트레이닝 신호를 수신하도록 구성된 제3 수신 모듈;
    상기 트레이닝 신호를 상기 다운링크로부터 업링크로 전송하도록 구성된 전송 모듈; 및
    상기 업링크를 통해, 상기 트레이닝 신호를 상기 수동 광 네트워크 디바이스로 다시 송신하도록 구성된 송신 모듈
    을 포함하는, 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제3 수신 모듈은,
    상기 다운링크를 통해, 상기 수동 광 네트워크 디바이스로부터 송신된 통신 신호를 수신하도록
    구성되는, 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 송신 모듈은,
    상기 업링크를 통해, 통신 신호를 상기 수동 광 네트워크 디바이스로 송신하도록
    구성되는, 장치.
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