KR20010065411A - In-line repeating system using optic transponders - Google Patents

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윤종용
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Abstract

PURPOSE: A serial repeating system using optical transponders is provided to offer a serial repeating system equipped with optical transponders, as efficiently applicable to communication areas arranged in a line. CONSTITUTION: A serial repeating system using optical transponders consists of a base station(210), n numbers of optical transponders(250), n numbers of repeaters(240), a transmit-receive distributing/splitting part(220), and an optical fiber(230). The repeaters(240) are respectively connected to the optical transponders(250). The optical fiber(230) connects the base station(210) and the repeaters(240) in a line. The base station(210) integrates and manages the repeaters(240). All signal processing is executed in the base station(210). The transmit-receive distributing/splitting part(220) is composed of a subcarrier signal multiplexer(221), an optical-to-electrical converter(223), an electrical-to-optical converter(222), and an optical distributor(224). The subcarrier signal multiplexer(221) modulates subcarrier signals having different frequencies using the modulation signals inputted from the base station(210). The electrical-to-optical converter(222) converts inputted electrical signals into optical signals having a given wavelength. The optical signals outputted from the electrical-to-optical converter(222) are distributed to the base station(210) and the optical fiber(230) through the optical distributor(224). The optical distributor(224) connects the optical signals inputted from the electrical-to-optical converter(222) to the optical fiber(230), but doesn't output the optical signals inputted from the optical fiber(230) to the electrical-to-optical converter(222).

Description

광트랜스폰더를 이용한 일렬형 중계 시스템{IN-LINE REPEATING SYSTEM USING OPTIC TRANSPONDERS}IN-LINE REPEATING SYSTEM USING OPTIC TRANSPONDERS}

본 발명은 이동 통신에 이용되는 중계 시스템(repeating system)에 관한 것으로서, 특히 광트랜스폰더(optic transponder)를 이용한 일렬형 중계 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a relaying system used for mobile communication, and more particularly to a serial relay system using an optical transponder.

이동 통신의 발달과 함께 이용자들의 이용 형태와 요구 또한 다양해져서 시간과 공간에 제약을 받지 않고 통신하기를 원한다. 그러나, 기지국에서 발사된 전파의 세기는 한정되어 있고, 각 구역별 또는 권역별로 분할(Cell)하여 기지국이 있는데, 이는 위치나 지형 등의 문제로 음영 지역이 존재한다는 것을 의미한다. 이와 같은 음영 지역을 해소하기 위한 한 방안으로서 중계기가 설치되고 있다. 즉, 전파의 성질상, 직진성에 의한 음역지역이 존재한다는 것과 기지국과의 거리에 의한 직접파 또는 간접파의 미도래 지역이 존재한다는 것이다. 따라서, 필연적으로 음영 지역이 존재하게 되는데, 음영 지역 해소를 위하여 다양한 방안의 모색과 함께 각종 중계기가 개시되어 왔다. 또한, 스키장, 골프장, 멀리 떨어진 마을 등 비용상 기지국의 설치가 어려운 저밀도의 통신 지역들에 다수의 중계기들을 설치하고, 하나의 기지국으로 상기 중계기들을 관리하는 방식이 통상적으로 사용되고 있다. 이는 기지국을 설치하는데 고비용이 소요되기 때문이며, 비교적 저비용으로 설치 가능한 중계기를 이용하여 음영 지역을 해소한다.With the development of mobile communication, users' usage forms and demands are also diversified, and they want to communicate without being restricted by time and space. However, the intensity of the radio wave emitted from the base station is limited, and the base station is divided into cells for each zone or zone, which means that a shadow area exists due to problems such as location or terrain. A repeater is installed as a way to eliminate such shaded areas. In other words, due to the nature of radio waves, there is a region of sound range due to straightness and there is an area of unincoming direct or indirect wave due to distance from a base station. Therefore, inevitably there are shadowed areas, and various relays have been disclosed along with various methods for solving the shadowed areas. In addition, a plurality of repeaters are installed in low-density communication areas, such as ski resorts, golf courses, remote towns, etc., where it is difficult to install a base station, and a single base station manages the repeaters. This is because it is expensive to install the base station, and the shade area is eliminated by using a repeater that can be installed at a relatively low cost.

도 1은 종래의 이동 통신용 중계 시스템(111)을 나타내는 도면이다. 중앙에 기지국(112)이 설치되어 있으며, 상기 기지국(112)을 중심으로 방사상으로 다수의 중계기들(113)이 설치되어 있다. 상기 기지국(112) 및 중계기(113)가 구비하는 안테나(antenna, 114)는 이동 단말기로 전파를 송신, 또는 상기 이동 단말기로부터 전파를 수신한다. 상기 기지국(112) 또는 중계기(113)를 둘러싸는 원(116)은 상기 기지국(112) 또는 중계기(113)가 이동 단말기와 통신 가능한 영역, 즉 서비스 영역(cell coverage)을 나타내는 것이다. 상기 기지국(112)은 인구 밀집지역, 즉 고밀도의 통신 지역에 설치되어, 상대적으로 저밀도의 통신 지역에 설치된 다수의 중계기들(113)을 관리한다.1 is a diagram illustrating a conventional mobile communication relay system 111. The base station 112 is installed in the center, and a plurality of repeaters 113 are radially installed around the base station 112. An antenna 114 provided by the base station 112 and the repeater 113 transmits radio waves to or receives radio waves from the mobile terminal. The circle 116 surrounding the base station 112 or the repeater 113 indicates an area where the base station 112 or the repeater 113 can communicate with the mobile terminal, that is, a cell coverage. The base station 112 is installed in a densely populated area, that is, a high density communication area, and manages a plurality of repeaters 113 installed in a relatively low density communication area.

그러나, 이러한 통신 지역들이 일렬로 배치되는 경우, 예를 들어 고속도로를따라서 배치되는 경우에는 기지국으로부터 각 중계기까지 연결하는 광섬유들이 동일 경로상에 포설되는 경우가 발생된다. 따라서, 종래의 중계 시스템은 일렬로 배치된 통신 지역들에 적용하기에 비효율적이라는 문제점이 있었다.However, when such communication areas are arranged in a line, for example, along a highway, optical fibers connecting from a base station to each repeater may be installed on the same path. Therefore, the conventional relay system has a problem that it is inefficient to apply to the communication areas arranged in a line.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 일렬로 배치된 통신 지역들에 효율적으로 적용될 수 있는 광트랜스폰더를 구비한 일렬형 중계 시스템을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a serial relay system having an optical transponder that can be efficiently applied to communication areas arranged in a line.

상술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에 따른 기지국과 다수의 중계기들 사이의 통신로를 광섬유로 연결하는 중계 시스템은,In order to solve the above problems, a relay system for connecting a communication path between a base station and a plurality of repeaters with an optical fiber,

상기 기지국에 연결되는 송수신 분배/분리기와, 상기 송수신 분배/분리기에 단일 광섬유를 통해 일렬로 연결되고 상기 중계기들 각각에 대응되게 연결되는 다수의 광트랜스폰더들을 구비하며,A transmission / reception divider / separator connected to the base station and a plurality of optical transponders connected in series to a single optical fiber and corresponding to each of the repeaters,

상기 송수신 분배/분리기는 상기 기지국으로부터 상기 중계기들 각각으로 전송할 변조 신호들로 상기 중계기들 각각에 대응되는 부반송 신호들을 변조하여 얻어진 피변조 신호들을 다중화한 후, 제1 파장의 광신호로 변환하여 상기 단일 광섬유를 통해 전송하며, 상기 단일 광섬유를 통해 수신되는 제2 파장의 광신호를 전기 신호로 변환하고, 상기 전기 신호로 변환된 피변조 신호들을 역다중화한 후, 상기 중계기들 각각에 대응되는 피변조 신호별로 복조하여 상기 중계기들 각각으로부터 전송된 변조 신호들을 상기 기지국으로 출력하며,The transmission / reception splitter / separator multiplexes the modulated signals obtained by modulating subcarrier signals corresponding to each of the repeaters with modulated signals to be transmitted from the base station to each of the repeaters, and then converts the modulated signals into optical signals of a first wavelength. After transmitting through the single optical fiber, converting the optical signal of the second wavelength received through the single optical fiber into an electrical signal, demultiplexing the modulated signals converted into the electrical signal, and corresponding to each of the repeaters Demodulation for each modulated signal and output the modulation signals transmitted from each of the repeaters to the base station,

상기 광트랜스폰더 각각은 상기 단일 광섬유를 통해 상기 제1 파장의 광신호를 수신하여 전기 신호로 변환하고, 상기 전기 신호로 변환된 피변조 신호들 중에서 상기 연결된 중계기에 대응하는 피변조 신호만을 분리하여 복조한 후에, 복조된 변조 신호를 상기 연결된 중계기로 출력하며, 상기 연결된 중계기로부터 입력되는 변조 신호로 상기 연결된 중계기에 대응하는 부반송 신호를 변조하고, 상기 피변조 신호를 상기 제2 파장의 광신호로 변환하여 상기 기지국으로 전송한다.Each of the optical transponders receives an optical signal of the first wavelength through the single optical fiber, converts the optical signal into an electrical signal, and separates only the modulated signal corresponding to the connected repeater from among the modulated signals converted into the electrical signal. After demodulating, the demodulated modulated signal is output to the connected repeater, and the subcarrier signal corresponding to the connected repeater is modulated by a modulation signal inputted from the connected repeater, and the modulated signal is converted into an optical signal having the second wavelength. Convert to and transmit to the base station.

도 1은 종래의 이동 통신용 중계 시스템을 나타내는 도면,1 is a view showing a conventional mobile communication relay system,

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 이동 통신용 중계 시스템을 나타내는 도면,2 is a diagram showing a relay system for mobile communication according to an embodiment of the present invention;

도 3은 도 2에 도시된 제2 중계기의 광트랜스폰더를 나타내는 도면.3 is a diagram showing an optical transponder of the second repeater shown in FIG.

이하에서는 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능이나 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention; In describing the present invention, detailed descriptions of related well-known functions and configurations are omitted in order not to obscure the subject matter of the present invention.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 중계 시스템을 나타내는 도면이다. 본 발명에 따른 중계 시스템은 하나의 기지국(210), n 개의 광트랜스폰더들(250), 상기 광트랜스폰더들(250)에 각각 연결된 n 개의 중계기들(240), 송수신 분배/분리부(220) 및 상기 기지국(210)과 중계기들(240)을 일렬로 연결하는 단심의 광섬유(230)로 구성된다. 상기 중계 시스템의 동작을 기지국(210)에서 제2 중계기(R2)로 신호를 전송하는 과정과 그 역과정으로 분류하여 차례로 기술하기로 한다.2 is a view showing a relay system according to an embodiment of the present invention. In the relay system according to the present invention, one base station 210, n optical transponders 250, n repeaters 240 connected to the optical transponders 250, and transmission / reception distribution / separation unit 220 ) And a single optical fiber 230 that connects the base station 210 and the repeaters 240 in a line. The operation of the relay system will be described in order by classifying the process of transmitting a signal from the base station 210 to the second repeater R 2 and the reverse process.

상기 기지국(210)은 상기 중계기들(240)을 통합 관리하며, 모든 신호 처리들은 상기 기지국(210)에서 실행된다. 즉, 상기 중계기들(240)은 단순히 입력되는 신호를 상기 기지국(210)이나 해당 서비스 영역 내의 이동 단말기로 적합한 형태로 변환하여 송신하는 역할을 한다.The base station 210 manages the repeaters 240 integrally, and all signal processings are executed in the base station 210. That is, the repeaters 240 simply convert the input signal into a form suitable for the base station 210 or the mobile terminal in the corresponding service area and transmit the converted signal.

상기 송수신 분배/분리기(220)는 부반송 신호 다중화기(221), 광전 변환부(223), 전광 변환부(222) 및 광분배기(224)로 구성된다. 상기 부반송 신호 다중화기(221)는 상기 기지국(210)으로부터 입력되는 변조 신호들로 서로 다른 주파수를 가지는 부반송 신호들을 변조한다. 이때, 상기 부반송 신호의 주파수를 부반송 신호 주파수(subcarrier frequency)라고 칭한다. 상기 부반송 신호들의 주파수들은 상기 광트랜스폰더들(250)이 갖는 고유 주파수들과 동일하다. 즉, 상기 기지국(210)이 특정 중계기들(240)로 서로 다른 반송 신호 주파수의 피변조 신호들을 각각 전송하려는 목적으로, 상기 피변조 신호들을 다중화하고 전광 변환하여 하나의 광섬유(230)를 통하여 전송했을 때, 상기 특정 중계기들과 각각 연결된 광트랜스폰더들(250)은 자신의 고유 주파수에 해당하는 피변조 신호만을 역다중화하여 상기 연결된 중계기들로 출력하는 것이다. 상기 부반송파 다중화기(221)는 예를 들어, 특정 공진 주파수를 가지는 공진 소자들과 주파수 분할 다중화기를 이용하여 구성할 수가 있다. 이후, 상기 피변조 신호들은 다중화되어 상기 전광 변환부(222)로 출력된다. 상기 전광 변환부(222)는 입력된 전기 신호를 일정 파장 λ1의 광신호로 변환하여 출력하는 기능을 수행한다. 상기 전광 변환부(222)로는 레이저 다이오드(laser diode), 레이저 발광 다이오드(laser emitting diode) 등을 예로 들 수가있다.The transmission / reception divider / separator 220 includes a subcarrier signal multiplexer 221, a photoelectric converter 223, an all-optical converter 222, and an optical splitter 224. The subcarrier signal multiplexer 221 modulates subcarrier signals having different frequencies from modulated signals input from the base station 210. In this case, the frequency of the subcarrier signal is called a subcarrier frequency. The frequencies of the subcarrier signals are the same as the natural frequencies of the optical transponders 250. That is, the base station 210 multiplexes and modulates the modulated signals and transmits them through one optical fiber 230 for the purpose of transmitting the modulated signals having different carrier signal frequencies to specific repeaters 240, respectively. In this case, the optical transponders 250 respectively connected to the specific repeaters demultiplex only the modulated signal corresponding to their own frequency and output the demultiplexed signals to the connected repeaters. The subcarrier multiplexer 221 may be configured using, for example, resonating elements having a specific resonance frequency and a frequency division multiplexer. Thereafter, the modulated signals are multiplexed and output to the all-optical converter 222. The all-optical converter 222 converts the input electrical signal into an optical signal having a predetermined wavelength λ 1 and outputs the converted optical signal. Examples of the all-optical converter 222 include a laser diode, a laser emitting diode, and the like.

상기 전광 변환부(222)로부터 출력된 λ1의 광신호는 상기 광분배기(224)를 통하여 상기 기지국(210)과 광트랜스폰더들(250)을 연결하는 광섬유(230)에 분배된다. 상기 광분배기(224)는 상기 전광 변환부(222)로부터 입력되는 광신호는 상기 광섬유(230)와 결합시키지만, 상기 광섬유(230)로부터 입력되는 광신호는 상기 전광 변환부(222)로 출력하지 않는다. 상기 광분배기(224)는 예를 들어, 다수의 광도파로들로 구성된 1×2 광도파로열 격자(arrayed waveguides grating)일 수 있으며, 상기 광도파로열 격자는 두 광도파로들을 통하여 입력되는 서로 다른 파장의 광신호들을 하나의 광도파로로 출력하는 기능을 수행한다. 또한, 상기 광도파로열 격자는 가역성을 가지고 있어서, 역으로 상기 하나의 광도파로로 입력되는 서로 다른 파장의 광신호들을 파장에 따라 정해진 광도파로로 분배할 수가 있다. 도면에 표시된 화살표의 방향은 상기 광분배기(224)의 파장에 따른 광출력 방향과 일치된다.The optical signal of λ 1 output from the all-optical converter 222 is distributed to the optical fiber 230 connecting the base station 210 and the optical transponders 250 through the optical splitter 224. The optical splitter 224 couples the optical signal input from the all-optical converter 222 with the optical fiber 230, but does not output the optical signal input from the optical fiber 230 to the all-optical converter 222. Do not. The optical splitter 224 may be, for example, a 1 × 2 arrayed waveguides grating composed of a plurality of optical waveguides, wherein the optical waveguide grating is a different wavelength input through the two optical waveguides. Outputs optical signals of a single optical waveguide. In addition, the optical waveguide column grating has reversibility, so that optical signals of different wavelengths, which are input to the single optical waveguide, may be divided into optical waveguides determined according to wavelengths. The direction of the arrow shown in the figure coincides with the light output direction according to the wavelength of the optical splitter 224.

상기 송수신 분배/분리기(220)로부터 출력되어 상기 광섬유(230) 내로 진행하는 파장 λ1의 광신호는 일렬로 배열된 다수의 광트랜스폰더들(250)을 차례로 통과하게 된다. 상기 광트랜스폰더(250)는 상기 광신호를 광전 변환하여 얻어지는 피변조 신호들 중에 고유 주파수의 피변조 신호를 분리하거나 결합하는 기능을 수행한다. 상기 중계기(240)는 입력되는 변조 신호를 안테나(244)를 통하여 송신하거나 이동 단말기로부터 전송되는 변조 신호를 상기 안테나(244)를 통하여 수신한다.The optical signal of wavelength λ 1 outputted from the transmission / reception distribution / separator 220 and propagated into the optical fiber 230 passes through a plurality of optical transponders 250 arranged in a row. The optical transponder 250 separates or combines a modulated signal having a natural frequency among the modulated signals obtained by photoelectric conversion of the optical signal. The repeater 240 transmits an input modulation signal through the antenna 244 or receives a modulation signal transmitted from the mobile terminal through the antenna 244.

상기 제2 중계기(R2)와 연결된 제2 광트랜스폰더(TP2)는 상기 파장 λ1의 광신호를 피변조 신호들로 광전 변환하고, 상기 피변조 신호들로부터 고유 주파수의 피변조 신호만을 분리하여 출력하며, 상기 분리된 피변조 신호를 복조하여 얻어지는 변조 신호를 상기 제2 중계기(R2)로 출력한다.The second optical transponder TP 2 connected to the second repeater R 2 photoelectrically converts the optical signal having the wavelength λ 1 into modulated signals, and converts only the modulated signal having a natural frequency from the modulated signals. The modulated signal obtained by demodulating the separated modulated signal is output to the second repeater R 2 .

상기 제2 중계기(R2)는 제1 증폭기(243), 제2 증폭기(242) 및 듀플렉서(241)로 구성되어 있다. 상기 제2 중계기(R2)의 제1 증폭기(243)는 상기 입력된 변조 신호를 증폭하여, 상기 듀플렉서(241)로 출력한다. 상기 듀플렉서(241)는 상기 증폭된 변조 신호를 상기 안테나(244)를 통하여 이동 단말기로 송신한다. 상기 듀플렉서(241)는 또한 상기 안테나(244)를 통하여 수신되는 변조 신호를 상기 제1 증폭기(243)로 출력하지 않는다. 만약에, 상기 제2 광트랜스폰더(TP2)에서 광전 변환된 피변조 신호들이 고유 주파수의 피변조 신호를 포함하지 않는다면, 상기 피변조 신호들로부터 어떠한 피변조 신호도 분리하지 않는다. 또한, 상기 제2 중계기(R2)의 제2 광트랜스폰더(TP2)에서 해당 피변조 신호가 제거된 나머지 피변조 신호들은 다시 광신호로 변환되어, 제3 광트랜스폰더(TP3)로 연결된 광섬유(230)로 분배된다.The second repeater R 2 includes a first amplifier 243, a second amplifier 242, and a duplexer 241. The first amplifier 243 of the second repeater R 2 amplifies the input modulation signal and outputs the amplified signal to the duplexer 241. The duplexer 241 transmits the amplified modulated signal to the mobile terminal through the antenna 244. The duplexer 241 also does not output the modulated signal received through the antenna 244 to the first amplifier 243. If the modulated signals photoelectrically converted in the second optical transponder TP 2 do not include a modulated signal having a natural frequency, no modulated signal is separated from the modulated signals. In addition, the remaining modulated signals from which the corresponding modulated signal is removed from the second optical transponder TP 2 of the second repeater R 2 are converted into optical signals, and then converted into an optical signal to the third optical transponder TP 3 . It is distributed to the connected optical fiber 230.

도 2에서는 총 n 개의 중계기들(240)이 도시되어 있으며, 상기한 과정을 임의의 제m 중계기(Rm)에 대해 간략히 기술하자면 하기하는 바와 같다. 상기 제m 중계기(Rm)와 연결된 제m 광트랜스폰더(TPm)는 입력된 파장 λ1의 광신호를 광전 변환한다. 상기 광전 변환된 피변조 신호들로부터 고유 주파수의 피변조 신호만을 분리하고, 상기 분리된 피변조 신호를 복조하여 얻은 변조 신호를 상기 제m 중계기(Rm)로 출력한다.In FIG. 2, a total of n repeaters 240 are shown, and the above process will be briefly described with respect to any m-th repeater R m . The m th optical transponder TP m connected to the m th repeater R m photoelectrically converts an optical signal having an input wavelength λ 1 . Only the modulated signal having a natural frequency is separated from the photoelectrically-converted modulated signals, and a modulated signal obtained by demodulating the separated modulated signal is output to the m-th repeater R m .

상기 제m 중계기(Rm)는 상기 변조 신호를 안테나(244)를 통하여 이동 단말기로 송신하게 된다. 또한, 상기 제m 중계기(Rm)의 광트랜스폰더(TPm)에서 고유 주파수의 피변조 신호가 제거된 나머지 피변조 신호들은 다시 광신호로 변환되어, 제m+1 중계기(Rm+1)의 제m+1 광트랜스폰더(TPm+1)와 연결된 광섬유(230)로 분배된다.The m-th repeater R m transmits the modulated signal to the mobile terminal through the antenna 244. In addition, the remaining modulated signals from which the modulated signal of the natural frequency is removed from the optical transponder TP m of the m-th repeater R m are converted into optical signals, and thus the m + 1 repeater R m + 1 Is distributed to the optical fiber 230 connected to the m + 1 optical transponder (TP m + 1 ).

지금까지 기지국(210)에서 중계기(240)로 신호를 전송하는 과정을 기술하였다. 이제 그 역과정인 중계기(240)에서 기지국(210)으로 신호를 전송하는 과정을 간략히 기술하기로 한다. 마찬가지로, 제2 중계기(R2)의 안테나(244)를 통하여 이동 단말기로부터 변조 신호가 수신되었다고 하자. 상기 제2 중계기(R2)는 상기 안테나(244)를 통하여 수신되는 변조 신호를 듀플렉서(241)로 출력한다. 상기 듀플렉서(241)는 상기 변조 신호를 제2 증폭기(242)로 결합시킨다. 상기 제2 증폭기(242)는 입력된 변조 신호를 증폭하여 연결된 광트랜스폰더(TP2)로 출력한다.So far, the process of transmitting a signal from the base station 210 to the repeater 240 has been described. Now, a reverse process of the signal transmission from the repeater 240 to the base station 210 will be described briefly. Similarly, it is assumed that a modulated signal is received from the mobile terminal through the antenna 244 of the second repeater R 2 . The second repeater R 2 outputs a modulated signal received through the antenna 244 to the duplexer 241. The duplexer 241 couples the modulated signal to a second amplifier 242. The second amplifier 242 amplifies the input modulation signal and outputs the amplified modulated signal to the connected optical transponder TP 2 .

상기 광트랜스폰더(TP2)는 상기 변조 신호로 고유 주파수를 가지는 부반송 신호를 변조하여 얻어지는 피변조 신호를 제3 광트랜스폰더(TP3)로부터 입력되는 광전 변환된 피변조 신호들과 결합한다. 이때, 상기 고유 주파수는 상기 제2 중계기(R2)에게만 할당된 부반송 신호의 주파수를 말한다. 상기 결합된 피변조 신호들은 λ2의 파장을 가지는 광신호로 전광 변환되어, 제1 광트랜스폰더(TP1)와 연결된 광섬유(230)로 결합된다.The optical transponder TP 2 combines a modulated signal obtained by modulating a subcarrier signal having a natural frequency with the modulated signal and photoelectrically converted modulated signals input from a third optical transponder TP 3 . . In this case, the natural frequency refers to the frequency of the subcarrier signal allocated only to the second repeater R 2 . The combined modulated signals are all-optically converted into optical signals having a wavelength of λ 2 and combined into an optical fiber 230 connected to the first optical transponder TP 1 .

상기 송수신 분배/분리기(220)의 광분배기(224)는 상기 제1 중계기(R1)로부터 입력된 λ2의 파장을 가지는 광신호를 광전 변환부(223)로 분배한다. 상기 광전 변환부(223)는 입력된 광신호를 광전 변환하여 얻어지는 피변조 신호들을 부반송 신호 다중화기(221)로 출력한다. 상기 피변조 신호들은 다중화된 상태이며, 상기 부반송파 다중화기(221)는 상기 피변조 신호들을 역다중화한 후, 역다중화된 각 피변조 신호를 복조하여 얻어지는 변조 신호들을 상기 기지국(210)으로 출력한다.The optical splitter 224 of the transmission / reception splitter / separator 220 distributes an optical signal having a wavelength of λ 2 input from the first repeater R 1 to the photoelectric converter 223. The photoelectric conversion unit 223 outputs the modulated signals obtained by photoelectric conversion of the input optical signal to the subcarrier signal multiplexer 221. The modulated signals are in a multiplexed state, and the subcarrier multiplexer 221 demultiplexes the modulated signals and outputs the modulated signals obtained by demodulating each demultiplexed modulated signal to the base station 210. .

도 3은 도 2에 도시된 제2 중계기(R2)의 제2 광트랜스폰더(TP2)를 나타내는 도면이다. 상기 제2 광트랜스폰더(TP2)는 제1 및 제2 광분배기(251 및 264)와 제1 및 제2 전광 변환기(257 및 258)와 제1 및 제2 광전 변환기(252 및 263)와 제1, 제2, 제3 및 제4 증폭기(253, 256, 259 및 261)와 고주파용 분리기(254)와 고주파용 결합기(260)와 제1 및 제2 주파수 변환기(255 및 262)로 구성된다. 상기 제2 광트랜스폰더(TP2)의 동작을 제1 광트랜스폰더(TP1)에서 입력되는 광신호를 처리하는 과정과 제3 광트랜스폰더(TP3)에서 입력되는 광신호를 처리하는 과정으로 나누어 차례대로 기술하기로 한다.FIG. 3 is a diagram illustrating a second optical transponder TP 2 of the second repeater R 2 illustrated in FIG. 2 . The second optical transponder TP 2 includes first and second optical splitters 251 and 264, first and second all-optical converters 257 and 258, and first and second photoelectric converters 252 and 263. First, second, third and fourth amplifiers 253, 256, 259 and 261, high frequency separator 254, high frequency coupler 260 and first and second frequency converters 255 and 262 do. Processing the optical signal inputted to the second in the optical transponder process with the third optical transponder (TP 3) for processing the optical signal inputted to the operation of (TP 2) in the first optical transponders (TP 1) It will be described in turn by dividing.

상기 제1 광트랜스폰더(TP1)로부터 입력되는 파장 λ1의 광신호는 제1 광분배기(251)에 의해 제1 광전 변환부(252)로 출력된다. 상기 제1 광전 변환부(252)는입력된 광신호를 광전 변환하여 얻어지는 피변조 신호들을 제1 증폭기(253)로 출력된다. 상기 제1 증폭기(253)는 입력된 피변조 신호들을 증폭하여 고주파용 분리기(254)로 출력하고, 상기 고주파용 분리기(254)는 고유 주파수의 피변조 신호를 제1 주파수 변환기(255)로 출력한다. 상기 제1 주파수 변환기(255)는 입력된 피변조 신호들을 복조하여 얻어지는 변조 신호들을 도 2에 도시된 제2 중계기(R2)의 제1 증폭기(243)로 출력한다. 상기 고주파용 분리기(254)에서 상기 고유 주파수의 피변조 신호가 분리된 나머지 피변조 신호들은 다시 제2 증폭기(256)에 의해 증폭되어 제1 전광 변환부(257)로 출력된다. 상기 제1 전광 변환부(257)는 입력된 피변조 신호들을 파장 λ1의 광신호로 변환하여 제2 광분배기(264)로 출력한다. 상기 제2 광분배기(264)는 상기 광신호를 제3 광트랜스폰더(TP3)와 연결된 광섬유(230)에 분배한다.The optical signal having the wavelength λ 1 input from the first optical transponder TP 1 is output by the first optical splitter 251 to the first photoelectric converter 252. The first photoelectric converter 252 outputs the modulated signals obtained by photoelectric conversion of the input optical signal to the first amplifier 253. The first amplifier 253 amplifies the inputted modulated signals and outputs the modulated signals to the high frequency separator 254, and the high frequency separator 254 outputs the modulated signals having the natural frequencies to the first frequency converter 255. do. The first frequency converter 255 outputs the modulated signals obtained by demodulating the input modulated signals to the first amplifier 243 of the second repeater R 2 shown in FIG. 2. The remaining modulated signals obtained by separating the modulated signal having the natural frequency from the high frequency separator 254 are amplified by the second amplifier 256 and output to the first all-optical converter 257. The first all-optical converter 257 converts the input modulation signals into an optical signal having a wavelength λ 1 and outputs the converted signals to the second optical splitter 264. The second optical splitter 264 distributes the optical signal to the optical fiber 230 connected to the third optical transponder TP 3 .

이제 제3 광트랜스폰더(TP3)로부터 입력되는 광신호를 처리하는 과정을 기술하기로 한다. 상기 제3 중계기(R3)에서 입력되는 광신호는 제2 광분배기(264)에 의해 제2 광전 변환부(263)로 입력된다. 상기 제2 광전 변환부(263)는 입력된 광신호를 광전 변환하여 얻어지는 피변조 신호들을 제4 증폭기(261)로 출력한다. 상기 제4 증폭기(261)는 입력된 피변조 신호들을 증폭하여 고주파용 결합기(260)로 출력한다. 상기 고주파용 결합기(260)는 상기 제4 증폭기(261)로부터 입력되는 피변조 신호들과 제2 주파수 변환기(262)로부터 입력되는 피변조 신호를 결합하여 제3 증폭기(259)로 출력한다.Now, a process of processing the optical signal input from the third optical transponder TP 3 will be described. The optical signal input from the third repeater R 3 is input to the second photoelectric converter 263 by the second optical splitter 264. The second photoelectric converter 263 outputs the modulated signals obtained by photoelectric conversion of the input optical signal to the fourth amplifier 261. The fourth amplifier 261 amplifies the input modulation signals and outputs the modulated signals to the high frequency combiner 260. The high frequency combiner 260 combines the modulated signals input from the fourth amplifier 261 and the modulated signals input from the second frequency converter 262 and outputs the modulated signals to the third amplifier 259.

상기 주파수 변환기(262)는 상기 제2 중계기(240)의 제2 증폭기(242)로부터 입력되는 변조 신호로 고유 주파수의 부반송 신호를 변조하여 얻어지는 변조 신호를 상기 고주파용 결합기(260)로 출력한다. 상기 제3 증폭기(259)는 입력된 피변조 신호들을 증폭하여 제2 전광 변환부(258)로 출력한다. 상기 제2 전광 변환부(258)는 입력된 피변조 신호들을 파장 λ2의 광신호로 변환하여 상기 제1 트랜스폰더(TP1)와 연결된 광섬유(230)로 결합한다.The frequency converter 262 outputs a modulated signal obtained by modulating a subcarrier signal having a natural frequency with a modulated signal input from the second amplifier 242 of the second repeater 240, to the high frequency combiner 260. . The third amplifier 259 amplifies the input modulation signals and outputs the amplified signals to the second all-optical converter 258. The second all-optical converter 258 converts the input modulation signals into an optical signal having a wavelength λ 2 and combines the optical signals 230 connected to the first transponder TP 1 .

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광트랜스폰더를 구비한 일렬형 중계 시스템은 부반송 신호 다중화 방식에 적합한 광트랜스폰더를 이용하여, 하나의 광섬유로 기지국 및 다수의 중계기들을 효율적으로 연결할 수 있다는 이점이 있다.As described above, the single-line relay system having an optical transponder according to the present invention can efficiently connect a base station and multiple repeaters with one optical fiber by using an optical transponder suitable for a subcarrier signal multiplexing scheme. There is this.

Claims (7)

기지국과 다수의 중계기들 사이의 통신로를 광섬유로 연결하는 중계 시스템에 있어서,In a relay system for connecting a communication path between a base station and a plurality of repeaters with an optical fiber, 상기 기지국에 연결되는 송수신 분배/분리기와, 상기 송수신 분배/분리기에 단일 광섬유를 통해 일렬로 연결되고 상기 중계기들 각각에 대응되게 연결되는 다수의 광트랜스폰더들을 구비하며,A transmission / reception divider / separator connected to the base station and a plurality of optical transponders connected in series to a single optical fiber and corresponding to each of the repeaters, 상기 송수신 분배/분리기는 상기 기지국으로부터 상기 중계기들 각각으로 전송할 변조 신호들로 상기 중계기들 각각에 대응되는 부반송 신호들을 변조하여 얻어진 피변조 신호들을 다중화한 후, 제1 파장의 광신호로 변환하여 상기 단일 광섬유를 통해 전송하며, 상기 단일 광섬유를 통해 수신되는 제2 파장의 광신호를 전기 신호로 변환하고, 상기 전기 신호로 변환된 피변조 신호들을 역다중화한 후, 상기 중계기들 각각에 대응되는 피변조 신호별로 복조하여 상기 중계기들 각각으로부터 전송된 변조 신호들을 상기 기지국으로 출력하며,The transmission / reception splitter / separator multiplexes the modulated signals obtained by modulating subcarrier signals corresponding to each of the repeaters with modulated signals to be transmitted from the base station to each of the repeaters, and then converts the modulated signals into optical signals of a first wavelength. After transmitting through the single optical fiber, converting the optical signal of the second wavelength received through the single optical fiber into an electrical signal, demultiplexing the modulated signals converted into the electrical signal, and corresponding to each of the repeaters Demodulation for each modulated signal and output the modulation signals transmitted from each of the repeaters to the base station, 상기 광트랜스폰더 각각은 상기 단일 광섬유를 통해 상기 제1 파장의 광신호를 수신하여 전기 신호로 변환하고, 상기 전기 신호로 변환된 피변조 신호들 중에서 상기 연결된 중계기에 대응하는 피변조 신호만을 분리하여 복조한 후에, 복조된 변조 신호를 상기 연결된 중계기로 출력하며, 상기 연결된 중계기로부터 입력되는 변조 신호로 상기 연결된 중계기에 대응하는 부반송 신호를 변조하고, 상기 피변조 신호를 상기 제2 파장의 광신호로 변환하여 상기 기지국으로 전송함을 특징으로 하는 광트랜스폰더를 구비하는 일렬형 중계 시스템.Each of the optical transponders receives an optical signal of the first wavelength through the single optical fiber, converts the optical signal into an electrical signal, and separates only the modulated signal corresponding to the connected repeater from among the modulated signals converted into the electrical signal. After demodulating, the demodulated modulated signal is output to the connected repeater, and the subcarrier signal corresponding to the connected repeater is modulated by a modulation signal inputted from the connected repeater, and the modulated signal is converted into an optical signal having the second wavelength. Converting the signal to the base station and transmitting the optical transponder. 제1항에 있어서, 상기 광트랜스폰더는,The optical transponder of claim 1, 상기 광섬유로부터 입력되는 제1 파장의 광신호는 전광 변환기로 분배하고, 입력되는 제2 파장의 광신호는 상기 광섬유로 분배하는 제1 광분배기와;A first optical splitter for distributing an optical signal of a first wavelength input from the optical fiber to an all-optical converter and distributing an optical signal of a second wavelength input to the optical fiber; 상기 제1 광분배기로부터 입력된 제1 파장의 광신호를 전기 신호로 변환하는 제1 광전 변환기와;A first photoelectric converter converting an optical signal of a first wavelength input from the first optical splitter into an electrical signal; 상기 전기 신호로 변환된 피변조 신호들 중에서 상기 연결된 중계기에 대응하는 피변조 신호만을 분리하는 고주파용 분리기와;A high frequency separator for separating only a modulated signal corresponding to the connected repeater from among the modulated signals converted into the electrical signals; 상기 피변조 신호를 복조하여 얻어진 변조 신호를 상기 연결된 중계기로 출력하는 제1 주파수 변환기와;A first frequency converter for outputting a modulated signal obtained by demodulating the modulated signal to the connected repeater; 상기 연결된 중계기에 대응하는 피변조 신호가 분리된 피변조 신호들을 광신호로 변환하는 제1 전광 변환기와;A first electro-optical converter for converting the modulated signals from which the modulated signals corresponding to the connected repeaters are separated into optical signals; 상기 제1 전광 변환기로부터 입력된 광신호를 상기 광섬유로 분배하고, 상기 광섬유로 입력된 광신호는 광전 변환기로 출력하는 제2 광분배기와;A second optical splitter for distributing the optical signal input from the first all-optical converter to the optical fiber, and outputting the optical signal input to the optical fiber to the photoelectric converter; 상기 제2 광분배기로부터 입력된 광신호를 전기 신호로 변환하는 제2 광전 변환기와;A second photoelectric converter converting an optical signal input from the second optical splitter into an electrical signal; 상기 전기 신호로 변환된 피변조 신호들과 상기 연결된 중계기에 대응하는 피변조 신호를 결합하여 출력하는 고주파용 결합기와;A high frequency combiner for combining and outputting the modulated signals converted into the electrical signals and the modulated signals corresponding to the connected repeaters; 상기 연결된 중계기로부터 입력되는 변조 신호로 상기 연결된 중계기에 대응하는 부반송 신호를 변조하여 얻어진 피변조 신호를 상기 고주파용 결합기로 출력하는 제2 주파수 변환기와;A second frequency converter for outputting a modulated signal obtained by modulating a subcarrier signal corresponding to the connected repeater with a modulated signal input from the connected repeater, to the high frequency combiner; 상기 고주파용 결합기로부터 입력되는 피변조 신호들을 제2 파장의 광신호로 변환하여, 상기 제1 광분배기로 출력하는 제2 전광 변환기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 광트랜스폰더를 구비하는 일렬형 중계 시스템.And a second all-optical converter configured to convert the modulated signals input from the high frequency coupler into an optical signal of a second wavelength and output the converted optical signal to the first optical splitter. system. 제2항에 있어서, 상기 송수신 분배/분리기는,The method of claim 2, wherein the transmission / reception distribution / separator, 상기 기지국으로부터 상기 중계기들 각각으로 전송할 변조 신호들로 상기 중계기들 각각에 대응되는 부반송 신호들을 변조하여 얻어진 피변조 신호들을 다중화하여 출력하며, 광전 변환기로부터 입력되는 피변조 신호들은 역다중화하고, 상기 중계기들 각각에 대응하는 피변조 신호별로 복조하여 얻어진 변조 신호들을 상기 기지국으로 출력하는 부반송 신호 다중화기와;Multiplexing and outputting the modulated signals obtained by modulating subcarrier signals corresponding to each of the repeaters with modulated signals to be transmitted from the base station to each of the repeaters, and demultiplexing the modulated signals input from the photoelectric converter, A subcarrier signal multiplexer for outputting the modulated signals obtained by demodulating each modulated signal corresponding to each of the repeaters to the base station; 상기 부반송 신호 다중화기로부터 입력되는 피변조 신호들을 제1 파장의 광신호로 변환하는 전광 변환기와;An all-optical converter for converting the modulated signals input from the subcarrier signal multiplexer into an optical signal of a first wavelength; 상기 제1 파장의 광신호는 상기 광섬유로 분배하고, 상기 광섬유로부터 입력되는 광신호는 광전 변환기로 분배하는 광분배기와;An optical splitter for distributing the optical signal of the first wavelength to the optical fiber and distributing the optical signal input from the optical fiber to a photoelectric converter; 상기 광분배기로부터 입력되는 광신호를 광전 변환하여 얻어진 피변조 신호들을 상기 부반송 신호 다중화기로 출력하는 광전 변환기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 광트랜스폰더를 구비하는 일렬형 중계 시스템And a photoelectric converter for outputting the modulated signals obtained by photoelectric conversion of the optical signal input from the optical splitter to the subcarrier signal multiplexer. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 부반송 신호 다중화기는 각각 고유 주파수를 가지는 다수의 공진 소자들 및 주파수 분할 다중화기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 광트랜스폰더를 구비하는 일렬형 중계 시스템.And the subcarrier signal multiplexer comprises a plurality of resonant elements each having a natural frequency and a frequency division multiplexer. 제2항 또는 제3항에 있어서,The method according to claim 2 or 3, 상기 전광 변환기는 레이저 다이오드 또는 레이저 발광 다이오드임을 특징으로 하는 광트랜스폰더를 구비하는 일렬형 중계 시스템.And the all-optical converter is a laser diode or a laser light emitting diode. 제2항 또는 제3항에 있어서,The method according to claim 2 or 3, 상기 광전 변환기는 포토다이오드임을 특징으로 하는 광트랜스폰더를 구비하는 일렬형 중계 시스템.And the photoelectric converter is a photodiode. 제2항 또는 제3항에 있어서,The method according to claim 2 or 3, 상기 광분배기는 광도파로열 격자임을 특징으로 하는 광트랜스폰더를 구비하는 일렬형 중계 시스템.And the optical splitter is an optical waveguide grating.
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