KR20020094536A - 옥내용 디지털 광분산 시스템 - Google Patents

옥내용 디지털 광분산 시스템 Download PDF

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KR20020094536A
KR20020094536A KR1020010032806A KR20010032806A KR20020094536A KR 20020094536 A KR20020094536 A KR 20020094536A KR 1020010032806 A KR1020010032806 A KR 1020010032806A KR 20010032806 A KR20010032806 A KR 20010032806A KR 20020094536 A KR20020094536 A KR 20020094536A
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김세훈
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Abstract

본 발명은 옥내용 환경에서 충분한 다이나믹 레인지 확보 및 고속 데이터 처리를 위한 양호한 전송 품질을 제공할 수 있도록 한 옥내용 디지털 광분산 시스템에 관한 것으로, 메인 도너에 연결된 다수의 서브 도너; 및 상기 각 서브 도너에 하나의 광 선로를 이용하여 연결된 다수의 리모트를 구비하되, 상기 서브 도너는 상기 메인 도너에서 전송되는 아날로그 광신호를 디지털 광신호로 변환하여 상기 리모트에게로 전송하고, 상기 리모트에서 전송되는 디지털 광신호를 아날로그 광신호로 변환하여 상기 메인 도너에게로 전송하며, 상기 리모트는 상기 서브 도너에서 전송되는 디지털 광신호를 아날로그 전기신호로 변환하여 안테나를 통해 가입자 단말측으로 전송하고, 상기 안테나를 통해 수신된 아날로그 전기신호를 디지털 광신호로 변환하여 상기 서브 도너에게로 전송함으로써, 종래의 빌딩내의 서브 도너와 리모트 사이의 아날로그 광전송 방식이 디지털 광전송 방식으로 구현됨에 따라 충분한 다이나믹 레인지 확보와 고속 데이터 처리를 위한 전송품질 획득이 가능하고, 아날로그 시스템의 증폭과 분배 등의 처리과정을 대신해 디지털 처리방식으로 구현하므로 설계가 간단해지고 온도와 같은 환경적인 요인에 유리하다.

Description

옥내용 디지털 광분산 시스템{An analog to digital optical distributed system for in-building}
본 발명은 옥내용 디지털 광분산 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 메인 도너에 연결된 각각의 서브 도너와 리모트들간에 디지털 광전송 방식으로 신호 전달이 행해지도록 한 옥내용 디지털 광분산 시스템에 관한 것이다.
종래의 옥내(In-building)용 광분산 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 1차적으로 기지국(10)과 메인 도너(12; Main Donor)를 1:1로 연결시킨다. 그리고, 그 메인 도너(12)에 서브 도너(Sub Donor) #1에서 서브 도너 #4까지의 4개의 서브 도너(14∼17)를 광선로를 이용하여 연결시킨다.
또, 경우에 따라서는 광선로를 이용하지 않고 상기 기지국(10)과 서브 도너 #1(14)를 직접 연결하는 시스템 구성이 가능하다. 또한, 각각의 서브 도너(14∼17)에는 리모트(Remote) #1에서 리모트 #8까지의 최대 8개의 리모트를 광선로로 접속한다.
대부분의 구성에서 상기 서브 도너(14∼17)와 리모트들은 빌딩에 설치된다. 여기서, 종래의 시스템에서는 메인 도너(12)와 서브 도너(14∼17)를 아날로그 광전송 방식으로 상호 연결하고 있다. 그리고, 각각의 서브 도너(14∼17)와 리모트들도 역시 아날로그 광전송 방식으로 신호를 전달하고 있다. 이 서브 도너와 리모트의 연결에는 두 개의 광선로를 사용한다.
상기 기지국(10)에서 빌딩안에 있는 가입자들에게 신호가 전달되기까지의 과정에 대해 간략하게 설명하면, 우선 기지국(10)에서 메인 도너(12)에게로 인가된 신호를 그 메인 도너(12)에서 최대 4개의 신호로 분배하고 이를 아날로그 광신호로 변환하여 서브 도너들(14∼17)에게 광선로를 통하여 인가한다.
그에 따라, 각각의 서브 도너(14∼17)에서는 수신된 아날로그 광신호를 광전변환하여 얻어지는 RF 신호를 최대 8 개의 RF 신호들로 분배한다. 나누어진 신호들은 다시 전광과정을 통해 아날로그 광신호로 되어 광선로를 거쳐 각각의 리모트들에게 전송된다. 그 각각의 리모트에서는 수신된 아날로그 광신호를 RF 신호로 변환하여 안테나를 통하여 가입자에게 전달하다.
이와 같은 과정들을 수행하는 종래의 메인 도너는 도 2에 도시된 바와 같이, RF 디바이더(divider; 22)와 RF 콤바이너(combiner; 24)로 구성된 DIV/COM부(20); 순방향 신호 증폭부(32), 전광/광전 변환부(34), 파장분할 다중화부(36; 이하 WDM부라고 함), 역방향 신호 증폭부(38)로 구성된 MROU(Main Donor RF & Optic Unit; 30)로 이루어진다. 메인 도너(12)에서 최대 4개의 서브 도너로 신호가 전달되므로 상기 MROU(30)는 최대 4개의 MROU로 구성된다.
이와 같이 구성된 종래의 메인 도너(12)가 기지국(10)에서 입력받은 신호를 서브 도너에게로 전달하는 다운 스트림(Down stream) 과정에 대해 설명하면 다음과 같다. 우선 기지국(10)에서 들어오는 RF 신호인 순방향(Forward) 신호를 DIV/COM부(20)에서는 1:4의 RF 디바이더(22)(또는 스플리터)를 사용하여 4개의 RF신호로 나눈다. 이 RF 신호들은 각각의 서브 도너에게로 전달되는 신호들인데, 각각의 MROU(30)를 거치게 되고, 그 각각의 MROU(30)에서의 처리 과정은 상호 동일하다. 이후에서는 첫 번째 서브 도너(14)에게로 RF 신호를 전달하는 첫 번째 MROU(30)에서의 처리 과정에 대해 설명한다.
상기 DIV/COM부(20)의 RF 디바이더(22)를 거치면서 RF 신호가 감쇄되므로 MROU(30)내의 순방향 신호 증폭부(32)에서 그 RF 신호를 증폭하게 된다. 그리고 감쇄기를 이용하여 시스템에 적합한 적정 레벨로 조정한다. 그 조정된 신호는 전광/광전 변환부(34)의 전광 변환부를 거치면서 전광 변환하게 된다.
그 출력된 광신호는 아날로그 광신호이고, 그 아날로그 광신호는 WDM부(36)에 전달된다. 여기서, 순방향 신호(λ1)와 역방향 신호(λ2)의 파장을 다르게 하여 1개의 광선로로 송수신하기 때문에 상기 WDM부(36)에서는 두개의 광신호를 처리하는 역할을 한다(이때의 Forward 신호 파장 λ1은 1550nm이고 Reverse 신호 파장 λ2는 1310nm임). 즉, 상기 아날로그 광신호는 WDM부(36)를 거쳐 광선로를 통하여 서브 도너 #1(14)에게로 전달된다.
반대로, 서브 도너 #1(14)에서 올라오는 역방향 신호의 처리과정인 업 스트림(Up stream) 과정은 다음과 같다. 상기 서브 도너 #1(14)에서 인가되는 아날로그 광신호(λ2)는 상기 MROU(30)의 WDM부(36)를 거쳐 역방향 신호 성분이 추출되어 전광/광전 변환부(34)로 전달된다. 그 역방향 신호 성분은 전광/광전 변환부(34)의 광전 변환부를 거쳐 광전 변환되고, 그 변환된 RF 신호는 낮은 신호 레벨을 갖기 때문에 역방향 신호 증폭부(38)에서 적정한 레벨의 신호로 증폭된다. 그리고 상기순방향 신호 증폭부(32)에서와 같이 감쇄기를 이용하여 시스템에 적합한 적정 레벨로 조정한다.
이러한 과정을 여타 서브 도너 즉, 서브 도너 #2, #3, #4에서 부터 올라온 신호들도 각각의 MROU에서 동일하게 거쳐 함께 DIV/COM부(20)로 인가된다. 그에 따라, 그 DIV/COM부(20)의 4:1 RF 콤바이너(24)에 의하여 4개의 RF신호는 하나의 신호로 합쳐져서 기지국(10)으로 전달된다.
도 3은 종래 서브 도너의 구성을 나타낸 도면으로서, 종래의 서브 도너는 WDM부(40), 전광/광전 변환부(42), 순방향 신호 증폭부(44), 역방향 신호 증폭부(46), RF 디바이더와 RF 콤바이너로 이루어진 DIV/COM부(48), SROU(Sub-Donor RF & Optic Unit; 50), 전광/광전 변환부(52)를 구비한다. 상기 1개의 서브 도너에서 최대 8개의 리모트(remote)에게로 신호가 전달되므로 상기 SROU(50)는 4개의 SROU로 이루어진다.
상기 메인 도너(12)의 신호를 리모트에게로 신호를 전달하는 서브 도너에서의 다운 스트림(Down stream) 과정을 설명하면 다음과 같다. 우선, 메인 도너(12)에서 들어오는 파장이 λ1인 아날로그 광신호를 WDM부(40)에서 추출한다. 파장이 λ1인 아날로그 광신호는 전광/광전 변환부(42)의 광전 변환부에서 RF 신호로 광전 변환되고, 그 변환된 RF 신호는 낮은 레벨이므로 순방향 신호 증폭부(44)에서 그 RF 신호의 신호레벨을 상승시킨 후에 감쇄기를 사용하여 시스템에 적합한 적정 레벨로 맞춘다.
상기 적정 레벨로 조정된 RF 신호는 DIV/COM부(48)의 1:4 RF 디바이더에 의해 4개의 RF 신호로 분기한다. 분기된 RF 신호들은 4개의 SROU(50)로 인가된다. 각각의 SROU(50)는 동일한 동작을 하고, 한 개의 SROU에서 두 개의 리모트로 전송될 신호를 만들게 되므로 최대 8개의 리모트를 연결할 수 있다.
상기 SROU(50)에 전달된 RF 신호는 순방향 신호증폭/DIV부(51)를 거치면서 신호증폭과 레벨조정이 이루어지고 1:2 디바이더를 이용하여 2개의 RF 신호로 분기한다. 분기된 RF 신호 각각은 전광/광전 변환부(52)의 전광 변환기 #1, #2를 통하여 전광변환이 되고, 그 변환된 아날로그 광신호들은 리모트 #1, #2로 전송된다. 여기서, 하나의 리모트에 신호가 송수신되려면 두개의 광선로를 사용하게 된다.
반대로, 각 리모트에서 인가되는 신호를 메인 도너(12)에게로 전달하는 서브 도너에서의 업 스트림(Up Stream) 과정은 다음과 같다. 두개의 리모트(예, 리모트 #1, #2)에서 올라오는 아날로그 광신호들은 전광/광전 변환부(52)의 광전 변환기 #1, #2를 통하여 광전 변환되고, 그 변환된 RF 신호들은 SROU(50)의 역방향 신호 증폭/COM부(53)를 거치면서 합쳐지고 신호증폭과 레벨조정이 이루어 진다. 각각의 SROU(50)는 동일한 동작으로 신호를 처리하고, 처리된 최대 4개의 신호들은 DIV/COM부(48)의 4:1 RF 콤바이너를 통하여 하나의 RF 신호로 된다.
상기 RF 콤바이너에서 출력되는 하나의 RF 신호는 역방향 신호 증폭부(46)에서 신호증폭 및 레벨조정이 되어 전광/광전 변환부(42)에 인가된다. 그 전광/광전 변환부(42)에서는 입력된 역방향의 RF 신호를 전광 변환기를 사용하여 파장이 λ2인 아날로그 광신호로 만든다. 그 파장이 λ2인 아날로그 광신호는 WDM부(40)를 거쳐 광선로를 통하여 상기 메인 도너(12)에게로 전송된다.
상기 서브 도너에 메인 도너(12)를 거치지 않고 기지국 신호를 직접 연결할 수도 있다. 도 3에서, DIV/COM부(48)에서 RF 스위치(RF Switch) #1, #2를 사용하여 순방향 신호 증폭부(44)와 역방향 신호 증폭부(46)로 송수신되지 않고 기지국(10)으로 직접 송수신할 수 있도록 선로를 절체하여 사용한다. 즉. 도 3의 RF SW(스위치) #1을 기지국(10)쪽으로 절체하여 순방향 신호를 받고 RF SW(스위치) #2를 기지국(10)쪽으로 절체하여 역방향 신호를 전달한다.
한편, 상기 서브 도너에 연결되는 종래의 리모트는 도 4에 도시된 바와 같이, 리모트는 전광/광전 변환부(60), 순방향 증폭/변환부(62), 역방향 증폭/변환부(64), HPA(High Power Amplifier)(66), LNA(Low Noise Amplifier)(68), 듀플렉서(Duplexer; 70)로 구성되어 있다. 리모트에서는 서브 도너에서 입출력되는 신호를 두개의 광선로를 사용하여 처리하고 있다.
신호의 처리 과정을 보면, 우선 서브 도너로부터 인가되는 순방향의 아날로그 광신호는 전광/광전 변환부(60)의 광전 변환부에서 광전 변환되고, 그 변환된 순방향의 아날로그 RF 신호는 순방향 증폭/변환부(62)를 거치면서 증폭된다. 그리고, 순방향 필터인 대역 패스 필터(Band Pass Filter; BPF)를 통과하여 원하는 대역의 신호가 출력된다. 이 신호는 안테나 방사에 충분한 신호가 되기 위해 HPA(66)에서 다시 증폭된다. 그리고, 순방향 신호와 역방향 신호의 상호영향을 차단하는기능을 갖는 듀플렉서(70)를 통과하여 안테나에 전달된다. 그에 따라, 안테나를 통해 가입자 단말기에게로 RF 신호가 무선 송신된다.
반대로, 가입자 단말기에서 안테나를 통하여 인가되는 RF 신호에는 여러 잡음성분이 포함되어 있으므로, 듀플렉서(70)에서 역방향 신호로 걸러지고 잡음 특성이 좋은 LNA(68)를 거치면서 증폭된다. 이 증폭된 신호는 역방향 증폭/변환부(64)에서 원하는 대역으로 걸러져 다시 증폭된다. 최종적으로 전광/광전 변환부(60)의 전광 변환부에서 전광 변환되어 상기 서브 도너에게로 송신된다.
이와 같이 상술한 종래의 옥내용 광분산 시스템은 아날로그 광전송 방식을 사용하므로 다이나믹 레인지(Dynamic Range)를 충분히 확보하기 어렵다. 그리고, 아날로그 광전송 방식의 특성상 외부 조건(예컨대, 온도 등)에 의한 신호의 왜곡이 발생되므로 IMT-2000에서의 고속 데이터 처리에 요구되는 양호한 전송품질을 제대로 제공하지 못한다. 특히, 옥내용 환경에서 보통 2 Mbps 고속 데이터 처리가 필요하므로 더욱 해결해야 할 문제점이다.
그리고, 종래의 옥내용 광분산 시스템은 전체적으로 아날로그 시스템이므로 증폭과 분배 등의 처리과정을 거치기 때문에 신호의 열화가 많다. 또한, 리모트에 대해 두개의 광 선로를 사용하여 복잡할 뿐만 아니라 설치나 유지보수의 개선을 통한 서비스 개선이 필요하다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 옥내용 환경에서 충분한 다이나믹 레인지 확보 및 고속 데이터 처리를 위한 양호한 전송 품질을 제공할 수 있도록 한 옥내용 디지털 광분산 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
그리고, 본 발명의 다른 목적은 신호의 증폭과 분배 등의 처리 과정을 간단하게 할 수 있도록 한 옥내용 디지털 광분산 시스템을 제공함에 있다.
도 1은 종래의 옥내용 광분산 시스템의 구성도,
도 2는 도 1에 도시된 메인 도너의 구성도,
도 3은 도 1에 도시된 서브 도너의 구성도,
도 4는 도 1에 도시된 리모트의 구성도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 옥내용 디지털 광분산 시스템의 구성도,
도 6은 도 5에 도시된 서브 도너의 구성도,
도 7a는 도 6에 도시된 순방향 신호 처리 유니트의 구성도,
도 7b는 도 6에 도시된 역방향 신호 처리 유니트의 구성도,
도 8은 도 5에 도시된 리모트의 구성도,
도 9a는 도 8에 도시된 순방향 신호 처리 유니트의 구성도,
도 9b는 도 8에 도시된 역방향 신호 처리 유니트의 구성도이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 기지국12 : 메인 도너
14∼17 : 서브 도너20, 48 : DIV(Divide)/COM(Combine)부
22 : RF 디바이더24 : RF 콤바이너
30 : MROU(Main Donor RF & Optic Unit)32 : 순방향 신호 증폭부
34, 42, 52, 60 : 전광/광전 변환부
36, 40, 82, 94, 132 : 파장 분할 다중화부(WDM부)
38 : 역방향 신호 증폭부
50 : SROU(Sub-Donor RF & Optic Unit)
51 : 순방향 신호 증폭/DIV부53 : 역방향 신호 증폭/COM부
62 : 순방향 신호 증폭/변환부64 : 역방향 신호 증폭/변환부
66, 150 : HPA(High Power Amplifier)68, 170 : LNA(Low Noise Amplifier)
70, 160 : 듀플렉서(Duplexer)80 : 아날로그 전광/광전 변환부
84, 96, 134 : 광전 변환부86, 92, 136 : 전광 변환부
90, 130 : 디지털 전광/광전 변환부100, 140 : 순방향 신호 처리 유니트
102 : 순방향 변환 유니트104, 184 : 아날로그/디지털 변환부
106, 112, 142, 186 : 디지털 필터부108 : 디지털 분배부
110 : 역방향 신호 처리 유니트114, 144 : 디지털/아날로그 변환부
116 : 역방향 변환 유니트120 : 콤바이너
146, 182 : 필터/레벨 조정부
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 옥내용 디지털 광분산 시스템은, 메인 도너에 연결된 다수의 서브 도너; 및 상기 각 서브 도너에 하나의 광 선로를 이용하여 연결된 다수의 리모트를 구비하되, 상기 서브 도너는 상기 메인 도너에서 전송되는 아날로그 광신호를 디지털 광신호로 변환하여 상기 리모트에게로 전송하고, 상기 리모트에서 전송되는 디지털 광신호를 아날로그 광신호로 변환하여 상기 메인 도너에게로 전송하며, 상기 리모트는 상기 서브 도너에서 전송되는 디지털 광신호를 아날로그 전기신호로 변환하여 안테나를 통해 가입자 단말측으로 전송하고, 상기 안테나를 통해 수신된 아날로그 전기신호를 디지털 광신호로 변환하여 상기 서브 도너에게로 전송하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 옥내용 디지털 광분산 시스템에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 옥내용 디지털 광분산 시스템의 구성도로서, 기지국(10)에 연결된 메인 도너(12); 그 메인 도너(12)와 광 선로를 통해 연결된 다수의 서브 도너(14∼17); 각각의 서브 도너(14∼17)에 디지털 광전송 방식으로 하나의 광 선로를 이용하여 연결된 다수의 리모트로 구성된다.
상기 메인 도너(12)에는 최대 4개의 서브 도너가 연결되고, 상기 메인 도너(12)와 서브 도너들(14∼17)간에는 아날로그 광전송 방식으로 신호를 송수신한다.
상기 다수의 서브 도너(14∼17)는 상기 메인 도너(12)로부터 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 리모트에게로 전송하고, 리모트로부터 입력된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 상기 메인 도너(12)에게로 전송한다.
상기 각각의 서브 도너(14∼17)에는 최대 8개의 리모트가 연결되고, 상기 각각의 서브 도너(14∼17) 및 그 각각의 서브 도너(14∼17)에 연결된 8개의 리모트들은 파장분할 다중화기(Wavelength Division Multiplexer; WDM)를 이용하여 하나의 광선로로 신호를 송수신한다. 이렇게 하므로 빌딩내 설치를 좀더 간단히 할 수 있고 유지보수에 유리하다.
도 6은 도 5에 도시된 서브 도너의 구성도이다. 서브 도너는, 메인 도너(12)에서 제공되는 순방향의 아날로그 광신호를 광전 변환하여 출력하고, 입력되는 역방향의 RF 신호를 전광 변환하여 상기 메인 도너(12)에게로 전송하는 아날로그 전광/광전 변환부(80); 입력되는 디지털 신호를 전광 변환한 후 하나의 광 선로를 통해 디지털 광신호를 다수의 리모트에게로 전송하고, 다수의 리모트로부터의 디지털 광신호를 광전 변환하여 출력하는 디지털 전광/광전 변환부(90); 상기 아날로그 전광/광전 변환부(80)에서 출력되어 입력되는 순방향의 전기적인 RF신호를 디지털 변환하여 상기 디지털 전광/광전 변환부(90)에게로 전송하는 순방향 신호 처리 유니트(100); 상기 디지털 전광/광전 변환부(90)에서 출력되어 입력되는 역방향의 전기적인 디지털 신호를 아날로그 변환하여 출력하는 역방향 신호 처리 유니트(110); 및 상기 역방향 신호 처리 유니트(110)에서 출력되는 다수의 신호를 합쳐서 상기 아날로그 전광/광전 변환부(80)에게로 전송하는 콤바이너(120)를 구비한다.
상기 아날로그 전광/광전 변환부(80)는 상호 파장이 다른 순방향의 아날로그 광신호(λ1) 및 역방향의 아날로그 광신호(λ2)를 처리하는 WDM부(82); 상기 WDM부(82)에서 출력되는 상기 순방향의 아날로그 광신호를 광전 변환하는 광전 변환부(84); 및 입력되는 역방향의 전기적인 RF신호를 전광 변환하여 상기 WDM부(82)에게로 전송하는 전광 변환부(86)를 구비한다.
상기 디지털 전광/광전 변환부(90)는 상기 순방향 신호 처리 유니트(100)에서 입력되는 전기적인 디지털 신호를 전광 변환하는 전광 변환부(92); 상기 전광 변환부(92)로부터의 디지털 광신호를 하나의 광선로에 실어 리모트에게로 전송하고, 상기 리모트로부터 입력되는 역방향의 디지털 광신호를 수신하는 WDM부(94); 및 상기 WDM부(94)를 통해 입력되는 역방향의 디지털 광신호를 광전변환하여 상기 역방향 신호 처리 유니트(110)에게로 전송하는 광전 변환부(96)를 구비한다.
상기 순방향 신호 처리 유니트(100)는 도 7a에 도시된 바와 같이, 상기 아날로그 전광/광전 변환부(80)의 광전 변환부(84)로부터 입력되는 순방향의 전기적인 RF신호의 크기를 조정해 주는 순방향 변환 유니트(102); 상기 순방향 변환 유니트(102)에서 출력되는 전기적인 RF신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환부(104); 상기 아날로그/디지털 변환부(104)에서 출력되는 디지털 신호에서 잡음성분을 제거하고 필요 대역의 디지털 신호를 통과시켜서 병렬 디지털 신호를 직렬 디지털 신호로 만드는 디지털 필터부(106); 및 상기 디지털 필터부(106)에서 출력되는 직렬 디지털 신호를 동일한 다수개의 신호(디지털 신호 #1 ∼ 디지털 신호 #8)로 분배하여 상기 디지털 전광/광전 변환부(90)의 전광 변환부(92)에게로 전송하는 디지털 분배부(108)를 구비한다.
상기 역방향 신호 처리 유니트(110)는 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 디지털 전광/광전 변환부(90)의 광전 변환부(96)로부터 입력되는 역방향의 디지털 신호에서 잡음성분을 제거하고 필요 대역의 디지털 신호를 통과시키고 직렬 디지털 데이터 형태의 신호를 병렬 디지털 데이터 형태의 신호로 만들어 출력하는 디지털 필터부(112); 상기 디지털 필터부(112)에서 입력되는 병렬 디지털 데이터 형태의 신호를 RF 신호로 변환하여 출력하는 디지털/아날로그 변환부(114); 및 상기 디지털/아날로그 변환부(114)로부터의 RF 신호의 레벨을 조정하여 상기 콤바이너(120)에게 인가하는 역방향 변환 유니트(116)를 구비한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 서브 도너의 동작(다운 스트림, 업 스트림)에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 메인 도너(12)에서 인가되는 광신호(λ1)를 각각의 리모트로 전달하는 다운 스트림(Down Stream) 과정에 대해 설명하면, 상기 메인 도너에서 인가되는 광신호(λ1)는 아날로그 광신호로 인가된다. 순방향 신호(λ1)와 역방향 신호(λ2)의 파장을 다르게 하여 1개의 광선로로 송수신하기 때문에 도 6의 아날로그 전광/광전부(80)의 WDM부(82)는 두개의 광신호(λ1, λ2)를 처리한다. 여기서, 상기 순방향 신호 파장 λ1은 1550nm이고, 역방향 신호 파장 λ2는 1310nm이다.
상기 순방향 광신호(λ1)는 WDM부(82)를 통과하며 역방향 광신호(λ2)와 분리되어 광전 변환부(84)에서 광전변환되고, 그 광전변환된 전기적 RF신호는 순방향 신호 처리 유니트(100)에서 디지털 신호로 변환된 후 디지털 전광/광전 변환부(90)의 전광 변환부(92)에게로 입력된다. 보다 상세히 설명하면, 도 7a에서와 같이 상기 광전변환된 전기적 RF 신호는 순방향 변환 유니트(102)에서 후단의 아날로그/디지털 변환부(104)에 맞는 신호 크기로 조정된 후 그 아날로그/디지털 변환부(104)로 인가되고, 그 아날로그/디지털 변환부(104)에서는 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시킨다. 그 변환된 디지털 신호는 디지털 필터부(106)에서 잡음성분이 제거되고 필요대역의 신호만이 통과되며 병렬 디지털신호가 직렬 디지털 신호로 되어 출력된다. 그 디지털 필터부(106)에서 출력되는 직력 디지털 신호는 최대 8개의 리모트에게 전달되어야 하므로 디지털 분배부(108)에 의해 동일한 8개 신호(Digital신호 #1- #8)로 분배되어 상기 전광 변환부(92)에게로 입력된다. 도 7a의 순방향 신호 처리 유니트는 디지털적인 신호의 분배개념으로 기존의 아날로그적인 분배기가 가지고 있는 신호의 왜곡이나 손실을 줄일 수 있다. 그리고, 종래의아날로그 시스템에서 신호의 증폭이나 감쇄 과정이 불필요하기 때문에 간단히 구현하고 열이나 신호변화 등의 환경에 영향을 덜 받게 된다.
이어, 상기 전광 변환부(92)에서는 입력된 전기적인 디지털 신호를 디지털 광신호로 변환하여 WDM부(94)를 통해 하나의 광선로로 전송된다. 8개의 리모트에 동일한 디지털 광신호가 전송된다. 이때의 광신호는 λ1의 파장을 가지고 있다. 이렇게 하나의 광선로로 전송하므로 건물내 설치와 유지보수의 관리가 용이하다.
이와 반대로, 각각의 리모트(리모트 #1∼리모트 #8)로부터의 디지털 광신호를 메인 도너(12)에게 전달하는 업 스트림(Up Stream) 과정에 대해 설명하면, 각 리모트에서 인가되는 디지털 광신호들은 각각의 디지털 전광/광전 변환부(90)의 WDM부(94) 및 광전 변환부(96)를 거치면서 전기적인 디지털 신호로 변화한다. 이 디지털 신호들은 각각의 역방향 신호 처리 유니트(110)에 입력되어 RF신호로 변환된다. 상기 각각의 역방향 신호 처리 유니트(110)에서의 변환 과정을 상세히 설명하면, 도 7b에서 디지털 필터부(112)에서는 입력된 디지털 광신호에 대하여 필요 대역을 통과시키고 직렬 데이터 형태의 신호를 병렬 데이터 형태의 신호로 만든 다음 디지털/아날로그 변환부(114)로 전송하고, 그 디지털 아날로그 변환부(114)는 그 입력된 디지털 신호를 RF 신호로 변환시킨다. 이후, 역방향 변환 유니트(116)에서는 상기 RF신호를 적당한 레벨의 신호로 조정하여 콤바이너(120)에게 전송한다.
이와 같이 상기 각각의 역방향 신호 처리 유니트(110)에서 출력된 최대 8개의 신호들은 콤바이너(120)에서 합쳐져서 아날로그 전광/광전 변환부(80)의 전광 변환부(86)에게로 인가된다. 그에 따라, 그 전광 변환부(86)에서는 입력된 RF신호를 아날로그 광신호로 변환시키고, 그 아날로그 광신호는 WDM부(82)를 거쳐 메인 도너(12)에게로 전달된다. 종래의 시스템에서는 2:1 콤바이너를 4개 사용하고 또한 4:1 콤바이너를 1개 사용하므로 복잡한 설계가 되고 각각의 콤바이너에서 생길 수 있는 신호 왜곡이나 손실의 영향이 크다. 그리고, 리모트에서 인가되어 광전 변화된 신호에 바로 증폭기와 감쇄기가 사용되므로 신호의 왜곡이나 온도 등의 환경적인 요인에 영향을 받게 된다. 본 발명의 실시예에서는 콤바이너를 1개 사용하고 증폭기와 감쇄기를 사용하지 않으므로 이러한 영향을 감소시킬 수 있다.
도 8은 도 5에 도시된 리모트의 구성도이다. 리모트는, 서브 도너에서 제공되는 순방향의 디지털 광신호를 광전 변환하고, 입력되는 역방향의 디지털 신호를 전광 변환하여 상기 서브 도너에게로 전송하는 디지털 전광/광전 변환부(130); 상기 디지털 전광/광전 변환부(130)에서 출력되는 순방향의 전기적인 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환시키는 순방향 신호 처리 유니트(140); 상기 순방향 신호 처리 유니트(140)에서 출력된 신호(즉, RF 신호)의 레벨을 소정치 증폭시키는 HPA(High Power Amplifier)(150); RF 신호 송수신용 안테나에 연결되고 순방향 신호와 역방향 신호의 상호 영향을 차단하는 듀플렉서(160); 상기 듀플렉서(160)를 통해 입력되는 역방향 신호의 레벨을 증폭시키는 LNA(Low Noise Amplifier)(170); 및 상기 LNA(170)에서 출력되는 역방향의 아날로그 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하여 상기 디지털 전광/광전 변환부(130)에게로 인가하는 역방향 신호 처리 유니트(180)를 구비한다.
상기 디지털 전광/광전 변환부(130)는 상기 서브 도너로부터 입력되는 순방향의 디지털 광신호를 수신하고, 입력되는 역방향의 디지털 광신호를 하나의 광선로에 실어 상기 서브 도너에게로 전송하는 WDM부(132); 상기 WDM부(132)를 통해 입력되는 순방향의 디지털 광신호를 광전 변환하여 상기 순방향 신호 처리 유니트(140)에게로 인가하는 광전 변환부(134); 및 상기 역방향 신호 처리 유니트(180)로부터 입력되는 역방향의 전기적인 디지털 신호를 전광 변환하여 상기 WDM부(132)에게로 인가하는 전광 변환부(136)를 구비한다.
상기 순방향 신호 처리 유니트(140)는 도 9a에 도시된 바와 같이, 상기 광전 변환부(134)로부터 입력되는 순방향의 디지털 신호에서 잡음성분을 제거하고 필요 대역의 디지털 신호를 통과시켜서 직렬 디지털 신호를 병렬 디지털 신호로 만드는 디지털 필터부(142); 상기 디지털 필터부(142)에서 입력되는 병렬 디지털 데이터 형태의 신호를 RF 신호로 변환하여 출력하는 디지털/아날로그 변환부(144); 및 상기 디지털/아날로그 변환부(144)로부터의 RF 신호에서 송신대역의 신호를 필터링한 후 그 필터링된 신호의 레벨을 조정하여 상기 HPA(150)에게로 인가하는 필터/레벨 조정부(146)를 구비한다.
상기 역방향 신호 처리 유니트(180)는 도 9b에 도시된 바와 같이, 상기 LNA(170)로부터 입력되는 역방향의 아날로그 신호에서 필요 대역의 신호를 필터링한 후 그 필터링된 신호의 레벨을 조정하는 필터/레벨 조정부(182); 상기 필터/레벨 조정부(182)에서 출력되는 전기적인 RF신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환부(184); 및 상기 아날로그/디지털 변환부(184)에서 출력되는디지털 신호에서 잡음성분을 제거하고 필요 대역의 디지털 신호를 통과시켜서 병렬 디지털 신호를 직렬 디지털 신호로 만든 후에 상기 전광 변환부(136)에게로 인가하는 디지털 필터부(186)를 구비한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 리모트에서의 신호 처리 과정에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 서브 도너로부터 인가되는 순방향의 디지털 광신호는 디지털 전광/광전 변환부(130)의 광전 변환부(134)에서 광전 변환되어 전기적인 디지털 신호가 된다. 그 전기적인 디지털 신호는 순방향 신호 처리 유니트(140)를 통과하면서 아날로그 신호로 변환되는데, 이 변환 과정에 대해 자세히 살펴보면 도 9a와 같다. 디지털 필터부(142)는 입력된 전기적인 디지털 신호에 대해 필요신호 성분을 추출되고 직렬 디지털신호를 병렬 디지털 신호화하여 디지털/아날로그 변환부(144)에게로 인가하고, 그 디지털/아날로그 변환부(144)에서는 입력된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 필터/레벨 조정부(146)에게로 인가하며, 그 필터/레벨 조정부(146)에서는 송신 대역의 신호를 추출하여 적당한 레벨로 조정하여 출력한다.
상기 필터/레벨 조정부(146)에서 출력되는 조정된 신호(즉, RF 신호)는 안테나 방사에 충분한 신호를 만들기 위하여 HPA(150)에서 다시 증폭되고, 그 증폭된 RF 신호는 듀플렉서(160)를 통과하여 안테나에 전달된다.
이와 반대로, 가입자 단말기에서 안테나를 통하여 인가되는 신호는 여러 잡음성분을 갖고 있으므로 듀플렉서(160)에서 역방향 신호(RF 신호)로 걸러져 잡음 특성이 좋은 LNA(170)를 거치면서 증폭된다. 그 증폭된 아날로그 신호는 역방향 신호 처리 유니트(180)를 거치면서 디지털 신호로 변환되는데, 이 변환 과정을 자세히 보게 되면 도 9b와 같다. 상기 LNA(170)를 거치면서 필터/레벨 조정부(182)에 입력된 아날로그 신호는 필요 대역의 신호만 필터링되고 레벨 조정된 후 아날로그/디지털 변환부(184)에게로 입력되고, 그 아날로그/디지털 변환부(184)는 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시킨 후에 디지털 필터부(186)에게로 인가하며, 상기 디지털 필터부(186)에서는 입력된 디지털 신호에서 잡음 성분을 제거하고 직렬 디지털 신호로 만들어 출력한다.
이와 같이 하여 상기 디지털 필터부(186)에서 출력되는 직렬 디지털 신호는 상기 디지털 전광/광전 변환부(130)의 전광 변환부(136)에서 전광 변환되고, 그 전광 변환된 디지털 광신호는 WDM부(132)에서 하나의 광 선로에 실려 서브 도너에게로 송신된다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예를 옥내용으로 설명하였으나, 본 발명의 실시예에 따른 시스템은 도심의 사무실, 백화점, 터미널 등의 인도어(indoor) 환경에서 디지털 전송으로 신호를 송수신할 수 있고 고속도로의 터널 등에서도 응용이 가능하다.
이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 종래의 빌딩내의 서브 도너와 리모트 사이의 아날로그 광전송 방식이 디지털 광전송 방식으로 구현됨에 따라 충분한 다이나믹 레인지 확보와 고속 데이터 처리를 위한 전송품질 획득이 가능하다.
그리고, 아날로그 시스템의 증폭과 분배 등의 처리과정을 대신해 디지털 처리방식으로 구현하므로 설계가 간단해지고 온도와 같은 환경적인 요인에 유리하다. 또한, 서브 도너와 리모트 사이에 파장 분할 다중화기(WDM)을 이용하여 한 개의 광선로로 송수신하도록 함으로써 설치와 유지 보수면에서 용이하다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.

Claims (9)

  1. 메인 도너에 연결된 다수의 서브 도너; 및
    상기 각 서브 도너에 하나의 광 선로를 이용하여 연결된 다수의 리모트를 구비하되,
    상기 서브 도너는 상기 메인 도너에서 전송되는 아날로그 광신호를 디지털 광신호로 변환하여 상기 리모트에게로 전송하고, 상기 리모트에서 전송되는 디지털 광신호를 아날로그 광신호로 변환하여 상기 메인 도너에게로 전송하며,
    상기 리모트는 상기 서브 도너에서 전송되는 디지털 광신호를 아날로그 전기신호로 변환하여 안테나를 통해 가입자 단말측으로 전송하고, 상기 안테나를 통해 수신된 아날로그 전기신호를 디지털 광신호로 변환하여 상기 서브 도너에게로 전송하는 것을 특징으로 하는 옥내용 디지털 광분산 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 서브 도너는, 상기 메인 도너에서 전송되는 순방향의 아날로그 광신호를 광전 변환하고, 입력되는 역방향의 RF 신호를 전광 변환하여 상기 메인 도너에게로 전송하는 아날로그 전광/광전 변환수단; 입력되는 전기적인 디지털 신호를 디지털 광신호로 전광 변환하여 상기 리모트에게로 전송하고, 상기 리모트에서 전송되는 디지털 광신호를 광전 변환하는 디지털 전광/광전 변환수단; 상기 아날로그 전광/광전 변환수단에서 인가되는 순방향의 RF신호를 디지털 변환하여 상기 디지털전광/광전 변환수단에게로 전송하는 순방향 신호 처리 유니트; 및 상기 디지털 전광/광전 변환수단에서 인가되는 역방향의 전기적인 디지털 신호를 아날로그 변환하여 출력하는 역방향 신호 처리 유니트를 구비하는 것을 특징으로 하는 옥내용 디지털 광분산 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 디지털 전광/광전 변환수단은, 상기 순방향 신호 처리 유니트에서 입력되는 전기적인 디지털 신호를 전광 변환하는 전광 변환부; 상기 전광 변환부로부터의 디지털 광신호를 하나의 광선로에 실어 상기 리모트에게로 전송하고, 상기 리모트로부터 입력되는 역방향의 디지털 광신호를 수신하는 파장 분할 다중화부; 및 상기 파장 분할 다중화부를 통해 입력되는 상기 역방향의 디지털 광신호를 광전변환하여 상기 역방향 신호 처리 유니트에게로 전송하는 광전 변환부를 구비하는 것을 특징으로 하는 옥내용 디지털 광분산 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 순방향 신호 처리 유니트는, 상기 아날로그 전광/광전 변환수단에서 입력되는 순방향의 전기적인 RF신호의 크기를 조정해 주는 순방향 변환 유니트; 상기 순방향 변환 유니트에서 출력되는 RF신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환부; 상기 아날로그/디지털 변환부에서 출력되는 디지털 신호에서 잡음성분을 제거하고 필요 대역의 디지털 신호를 통과시키는 디지털 필터부; 및 상기 디지털 필터부에서 출력되는 직렬 디지털 신호를 동일한 다수개의 신호로 분배하여 상기 디지털 전광/광전 변환수단의 전광 변환부에게로 전송하는 디지털 분배부를 구비하는 것을 특징으로 하는 옥내용 디지털 광분산 시스템.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 역방향 신호 처리 유니트, 상기 디지털 전광/광전 변환수단의 광전 변환부로부터 입력되는 역방향의 디지털 신호에서 잡음성분을 제거하고 필요 대역의 디지털 신호를 통과시키는 디지털 필터부; 상기 디지털 필터부에서 입력되는 디지털 신호를 RF 신호로 변환하여 출력하는 디지털/아날로그 변환부; 및 상기 디지털/아날로그 변환부로부터의 RF 신호의 레벨을 조정하여 출력하는 역방향 변환 유니트를 구비하는 것을 특징으로 하는 옥내용 디지털 광분산 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 리모트는, 상기 서브 도너에서 전송되는 순방향의 디지털 광신호를 광전 변환하고, 입력되는 역방향의 디지털 신호를 전광 변환하여 상기 서브 도너에게로 전송하는 디지털 전광/광전 변환수단; 상기 디지털 전광/광전 변환수단에서 출력되는 순방향의 전기적인 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환시키는 순방향 신호 처리 유니트; 및 입력되는 역방향의 아날로그 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하여 상기 디지털 전광/광전 변환수단에게로 인가하는 역방향 신호 처리 유니트를 구비하는 것을 특징으로 하는 옥내용 디지털 광분산 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 디지털 전광/광전 변환수단은 상기 서브 도너로부터 입력되는 순방향의 디지털 광신호를 수신하고, 입력되는 역방향의 디지털 광신호를 하나의 광선로에 실어 상기 서브 도너에게로 전송하는 파장 분할 다중화부; 상기 파장 분할 다중화부를 통해 입력되는 순방향의 디지털 광신호를 광전 변환하여 상기 순방향 신호 처리 유니트에게로 인가하는 광전 변환부; 및 상기 역방향 신호 처리 유니트로부터 입력되는 역방향의 전기적인 디지털 신호를 전광 변환하여 상기 파장 분할 다중화부에게로 인가하는 전광 변환부를 구비하는 것을 특징으로 하는 옥내용 디지털 광분산 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 순방향 신호 처리 유니트는, 상기 광전 변환부로부터 입력되는 순방향의 디지털 신호에서 잡음성분을 제거하고 필요 대역의 디지털 신호를 통과시키는 디지털 필터부; 상기 디지털 필터부에서 입력되는 디지털 신호를 RF 신호로 변환하여 출력하는 디지털/아날로그 변환부; 및 상기 디지털/아날로그 변환부로부터의 RF 신호에서 송신대역의 신호를 필터링한 후 그 필터링된 신호의 레벨을 조정하여 출력하는 필터/레벨 조정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 옥내용 디지털 광분산 시스템.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 역방향 신호 처리 유니트는, 입력되는 역방향의 아날로그 신호에서 필요 대역의 신호를 필터링한 후 그 필터링된 신호의 레벨을 조정하는 필터/레벨 조정부; 상기 필터/레벨 조정부에서 출력되는 RF신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환부; 및 상기 아날로그/디지털 변환부에서 출력되는 디지털 신호에서 잡음성분을 제거하고 필요 대역의 디지털 신호를 상기 전광 변환부에게로 인가하는 디지털 필터부를 구비하는 것을 특징으로 하는 옥내용 디지털 광분산 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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