KR20040040659A - 중앙 기지국에서 생성된 다파장 광의 루프백을 이용하는수동형 광통신망 - Google Patents

중앙 기지국에서 생성된 다파장 광의 루프백을 이용하는수동형 광통신망 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따라 중앙 기지국과, 광섬유 링크를 통해 상기 중앙 기지국에 연결되며, 상기 중앙 기지국과 파장분할 다중화된 광신호를 이용하여 통신하는 가입자측 장치를 포함하여 구성된 수동형 광통신망에 있어서, 상기 중앙 기지국은, 제1 내지 제4 다중화 포트를 구비하며, 상기 제4 다중화 포트로 입력된 다파장 광을 다수의 채널로 역다중화하고, 상기 다수의 채널을 각각 증폭한 후 다중화하여 상기 제1 다중화 포트를 통해 출력하며, 상기 제3 다중화 포트로 입력된 상향 광신호를 역다중화하여 출력하고, 하향 광신호를 구성하는 채널들을 다중화하여 상기 제2 다중화 포트를 통해 출력하는 라우팅부와; 제1 내지 제3 포트를 구비하며, 상기 제1 및 제4 다중화 포트를 연결하는 광도파로형 루프 상에 배치되고, 상기 제1 포트로 입력된 다파장 광의 일부를 상기 제2 포트를 통해 출력하고, 그 나머지는 상기 제4 다중화 포트와 연결된 제3 포트를 통해 출력하는 분기부와; 상기 분기부의 제2 포트를 통해 입력된 다파장 광을 상기 가입자측 장치로 송신하고, 상기 가입자측 장치로부터 수신된 상향 광신호를 상기 제3 다중화 포트로 출력하는 순환부를 포함한다.

Description

중앙 기지국에서 생성된 다파장 광의 루프백을 이용하는 수동형 광통신망{PASSIVE OPTICAL NETWORK USING LOOP BACK OF MULTI-WAVELENGTH LIGHT GENERATED AT CENTRAL OFFICE}
본 발명은 광통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 파장분할다중(wavelength division multiplexing) 방식의 수동형 광통신망(PON: Passive Optical Network)에 관한 것이다.
파장분할다중 방식의 수동형 광통신망은 중앙 기지국(CO: central office)에서 가입자(subscriber)에게 전송하는 하향 광신호(down stream optical signal)를 중앙 기지국과 가입자 사이의 지역 기지국(remote node)에서 증폭기나 중계기와 같은 능동 소자를 사용하지 않고 수동형 소자를 이용해 가입자에게 분배한다. 마찬가지로, 상향 광신호(up stream optical signal)도 수동형 소자를 사용해 가입자의 데이터를 중앙 기지국에 전달하는 통신망이다. 파장분할다중 방식의 수동형 광통신망의 중앙 기지국과 지역 기지국에는 각각 상향 및 하향 광신호를 다중화하고 역다중화하기 위한 장치가 필요하며, 중앙 기지국과 가입자는 송신기와 수신기를 필요로 한다.
최근에는 파장분할다중 방식의 수동형 광통신망의 다중화기와 역다중화기를 하나의 배열 도파로형 격자를 이용하여 효율적으로 구현하고, 전송을 위해 사용되는 광원을 저렴하게 구현하려는 노력이 계속되고 있다. 특히, 가입자에 설치되는상향 광신호의 전송을 위한 광원을 간단하고 저렴하게 구현하는 방법에 관한 연구 결과가 많이 발표되고 있다.
도 1은 종래에 따른 파장분할다중 방식의 수동형 광통신망의 구성을 나타내는 도면이다. 상기 수동형 광통신망은 중앙 기지국(110)과, 상기 중앙 기지국(110)과 광섬유 링크(120,125)로 연결된 가입자측 장치(130,140)로 구성된다. 이 때, 상기 가입자측 장치(130,140)는 지역 기지국(130)과, 상기 지역 기지국(130)에 연결된 다수의 가입자(140)를 포함한다.
상기 중앙 기지국(110)은 다수의 광송신기(111)와, 다수의 광수신기(114)와, 다중화기(112)와, 역다중화기(113)를 포함한다.
상기 다수의 광송신기(111)는 각각 해당 데이터 신호로 변조된 채널을 출력하며, 상기 채널들은 서로 다른 파장을 갖는다. 상기 광송신기(111)로는 대용량의 데이터가 전송되는 하향 광신호에 적합한 DFB 레이저 다이오드가 많이 사용된다.
상기 다중화기(112)는 상기 다수의 광송신기(111)로부터 입력된 채널들을 하향 광신호로 다중화하여 상기 광섬유 링크(120)를 통해 송신한다. 상기 다중화기(112)로는 1xN 배열 도파로형 격자(AWG: arrayed waveguides grating)와 같은 수동형 소자를 사용할 수 있다.
상기 역다중화기(113)는 상기 광섬유 링크(125)를 통해 수신된 상향 광신호를 다수의 채널로 역다중화하여 출력한다. 상기 역다중화기(113)로는 1xN 배열 도파로형 격자와 같은 수동형 소자를 사용할 수 있다.
상기 다수의 광수신기(114)는 상기 역다중화기(113)로부터 입력된 다수의 채널을 각각 전기 신호로 변환한다. 상기 광수신기(114)로는 포토다이오드(photodiode)를 사용할 수 있다.
상기 가입자측 장치(130,140)는 다중화기(132)와, 역다중화기(131)와, 다수의 광송신기(142)와, 다수의 광수신기(141)를 포함한다.
상기 역다중화기(131)는 상기 광섬유 링크(120)를 통해 수신된 하향 광신호를 다수의 채널로 역다중화하여 출력한다.
상기 다수의 광수신기(141)는 상기 역다중화기(131)로부터 입력된 다수의 채널을 각각 전기 신호로 변환한다.
상기 다수의 광송신기(142)는 각각 해당 데이터 신호로 변조된 채널을 출력하며, 상기 채널들은 서로 다른 파장을 갖는다. 상기 광송신기(142)로는 상대적으로 전송 용량이 적은 상향 광신호에 적합한 스펙트럼 분할 광원이나 다중 모드 레이저 다이오드를 잠금(locking)하여 단일 모드만을 생성하는 광원이 많이 사용된다.
상기 다중화기(132)는 상기 다수의 광송신기(142)로부터 입력된 채널들을 상향 광신호로 다중화하여 상기 광섬유 링크(125)를 통해 송신한다.
그러나, 종래에 따른 파장분할다중 방식의 수동형 광통신망에 있어서 상향 광신호 전송을 위한 광원으로 종래의 스펙트럼 분할 광원이나 다중 모드 레이저 다이오드를 잠금하여 단일 모드만을 생성하는 광원을 이용할 경우, 상향 광신호의 용량이 급격히 늘어나 대용량의 광신호를 전송할 때는 사용이 불가능하거나 전송 에러율이 급격히 증가하는 문제점이 있다. 또한, 상향 광신호의 전송을 위해 DFB 레이저 다이오드와 같은 단일 모드 레이저 다이오드 광원을 이용할 경우, 가입자측 장치의 구현 비용이 상승하여 효율적이라 할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 상향 광신호의 전송 용량이 증가하더라도 효율적으로 수용할 수 있으며, 가입자측 장치의 구현 비용을 절감할 수 있는 파장분할다중 방식의 수동형 광통신망을 제공함에 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따라 중앙 기지국과, 광섬유 링크를 통해 상기 중앙 기지국에 연결되며, 상기 중앙 기지국과 파장분할 다중화된 광신호를 이용하여 통신하는 가입자측 장치를 포함하여 구성된 수동형 광통신망에 있어서, 상기 중앙 기지국은, 제1 내지 제4 다중화 포트를 구비하며, 상기 제4 다중화 포트로 입력된 다파장 광을 다수의 채널로 역다중화하고, 상기 다수의 채널을 각각 증폭한 후 다중화하여 상기 제1 다중화 포트를 통해 출력하며, 상기 제3 다중화 포트로 입력된 상향 광신호를 역다중화하여 출력하고, 하향 광신호를 구성하는 채널들을 다중화하여 상기 제2 다중화 포트를 통해 출력하는 라우팅부와; 제1 내지 제3 포트를 구비하며, 상기 제1 및 제4 다중화 포트를 연결하는 광도파로형 루프 상에 배치되고, 상기 제1 포트로 입력된 다파장 광의 일부를 상기 제2 포트를 통해 출력하고, 그 나머지는 상기 제4 다중화 포트와 연결된 제3 포트를 통해 출력하는 분기부와; 상기 분기부의 제2 포트를 통해 입력된 다파장 광을 상기 가입자측 장치로 송신하고, 상기 가입자측 장치로부터 수신된 상향 광신호를 상기 제3 다중화 포트로 출력하는 순환부를 포함한다.
도 1은 종래에 따른 파장분할다중 방식의 수동형 광통신망의 구성을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 파장분할다중 방식의 수동형 광통신망의 구성을 나타내는 도면,
도 3은 도 2에 도시된 수동형 광통신망에서 사용되는 파장 대역을 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가입자측 장치의 구성을 나타내는 도면,
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가입자측 장치의 구성을 나타내는 도면,
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 가입자측 장치의 구성을 나타내는 도면,
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 가입자측 장치의 구성을 나타내는 도면.
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.
도 2는 본 발명에 따른 파장분할다중 방식의 수동형 광통신망의 구성을 나타내는 도면이다. 상기 수동형 광통신망은 중앙 기지국(200)과, 광섬유 링크(300)를 통해 상기 중앙 기지국(200)에 연결되며, 상기 중앙 기지국(200)과 파장분할 다중화된 광신호를 이용하여 통신하는 가입자측 장치(310)를 포함한다.
상기 중앙 기지국(200)은 다파장 광과 데이터 신호에 의해 변조된 하향 광신호를 상기 가입자측 장치(310)로 송신하고, 상기 가입자측 장치(310)로부터 상향 광신호를 수신하며, 상기 가입자측 장치(310)는 상기 중앙 기지국(200)으로부터 다파장 광 및 하향 광신호를 수신하고, 상기 다파장 광을 다수의 채널로 역다중화하며, 상기 각 채널을 해당 데이터 신호로 변조하고, 변조된 채널들을 상향 광신호로 다중화하여 상기 중앙 기지국(200)으로 송신한다.
상기 중앙 기지국(200)은 라우팅부(210)와, 분기부(250)와, 순환부(260)와, 결합부(270)와, 광송신부(280)와, 광수신부(290)와, 단향기(isolator, 230)와, 대역 통과 필터(OBPF: optical band pass filter, 240)를 포함하여 구성된다.
상기 라우팅부(210)는 제1 및 제2 파장 라우터(wavelength router, 211,212)와, 다수의 광증폭기(213)를 포함한다.
상기 제2 파장 라우터(212)는 제3 및 제4 다중화 포트(LN, R1)와 제3 및 제4 역다중화 포트군(L1~LN-1,R2~RN)을 구비한다. 상기 제2 파장 라우터(212)는 상기 제4 다중화 포트(R1)로 입력된 다파장 광을 다수의 채널로 역다중화하여 상기 제3 역다중화 포트군(L1~LN-1)을 통해 출력한다. 또한, 상기 제2 파장 라우터(212)는 상기 제3 다중화 포트(LN)로 입력된 상향 광신호를 다수의 채널로 역다중화하여 상기 제4 역다중화 포트군(R2~RN)을 통해 출력한다. 상기 제2 파장 라우터(212)로는 N×N 배열 도파로형 격자와 같이 주기성(periodicity)이 있으며, 양방향으로 다중화 및 역다중화를 수행할 수 있는 소자를 사용할 수 있다.
상기 다수의 광증폭기(213)는 각각 해당 제3 역다중화 포트(R1~RN-1)와 연결되며 입력된 채널을 증폭하여 출력한다. 또한, 상기 각 광증폭기(213)는 다파장 광을 위한 광원으로서도 기능하는데, 상기 각 광증폭기(213)에서 발생된 자연 방출광(ASE: amplified spontaneous emission)은 이후에 필터링, 증폭 등의 과정을 거침에 따라 다파장 광으로서 상기 가입자측 장치(310)로 송신된다. 상기 각 광증폭기(213)는 어븀 첨가 광섬유(EDF: erbium doped fiber)와, 상기 어븀 첨가 광섬유로 펌핑광(pumping light)을 제공하기 위한 펌핑 광원을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제1 파장 라우터(211)는 제1 및 제2 다중화 포트(L1,RN)와 제1 및 제2 역다중화 포트군(L2~LN,R1~RN-1)을 구비한다. 상기 제1 파장 라우터(211)는 상기제2 역다중화 포트군(R1~RN-1)으로 입력된 상기 증폭된 채널들을 다중화하여 상기 제1 다중화 포트(L1)를 통해 출력한다. 또한, 상기 제1 파장 라우터(211)는 상기 제1 역다중화 포트군(L2~LN)으로 입력된 채널들을 다중화하여 상기 제2 다중화 포트(RN)를 통해 출력한다. 상기 제1 파장 라우터(211)로는 N×N 배열 도파로형 격자와 같이 주기성(periodicity)이 있으며, 양방향으로 다중화 및 역다중화를 수행할 수 있는 소자를 사용할 수 있다.
상기 제1 파장 라우터(211)의 제1 다중화 포트(L1)와, 상기 제2 파장 라우터(212)의 제4 다중화 포트(R1)는 광도파로에 의해 서로 연결되어 루프(220)를 형성하게 된다. 즉, 초기에 상기 다수의 광증폭기(213)에서 발생된 자연 방출광은 상기 제1 다중화 포트(L1)를 통해 출력되고, 필터링 과정을 거침에 따라 다파장 광으로서 상기 제4 다중화 포트(R1)로 입력된다. 이후, 상기 다파장 광은 상기 제2 파장 라우터(212)에 의해 다수의 채널로 역다중화되어 상기 다수의 광증폭기(213)로 다시 입력된다. 상기 다수의 광증폭기(213)는 입력된 채널들을 증폭하여 출력하며, 상기 증폭된 채널들은 다시 상기 제1 다중화 포트(L1)를 통해 출력된다. 이러한 과정은 상기 광도파로형 루프(220)에 의해 무한 반복되며, 이렇게 무한 순환하는 자연 방출광을 레이징함으로써, 상기 수동형 광통신망의 다파장 광으로서 사용할 수 있다. 이와 같이 생성된 다파장 광은 상기 중앙 기지국(200)에서 데이터 신호에 의해 변조되지 않고 상기 가입자측 장치(310)에서 변조된다. 또한, 자연 방출광의 레이징 방향을 변조된 광신호의 송신 및 수신을 위한 다중화 및 역다중화 방향과 반대로 선택함으로써, 상기 제1 및 제2 파장 라우터(211,212)를 통해 발생할수 있는 누화(crosstalk)를 차단할 수 있다.
상기 단향기(230)는 상기 광도파로형 루프(220) 상에 배치되며, 입력된 다파장 광을 통과시키고 그 역방향으로 진행하는 광을 차단한다.
상기 대역 통과 필터(240)는 상기 광도파로형 루프(220) 상에 배치되며, 기설정된 파장 대역을 가짐으로써, 상기 다파장 광의 파장 대역을 결정하게 된다. 상기 대역 통과 필터(240)로는 다수의 박막층을 증착한 박막 필터를 사용할 수 있다.
상기 분기부(250)는 제1 내지 제3 포트를 구비하며, 상기 광도파로형 루프(220) 상에 배치되고, 상기 제1 포트로 입력된 다파장 광의 일부를 상기 제2 포트를 통해 출력하고, 나머지는 상기 제2 파장 라우터(212)의 제4 다중화 포트(R1)와 연결된 제3 포트를 통해 출력한다. 상기 분기부(212)로는 Y-분기 도파로와 같은 1×2 광커플러를 사용할 수 있다.
상기 순환부(260)는 제1 내지 제3 포트를 구비하며, 상기 분기부로부터 제1 포트로 입력된 다파장 광 및 하향 광신호를 상기 가입자측 장치(310)로 송신하고, 상기 가입자측 장치(310)로부터 제2 포트로 수신된 상향 광신호를 상기 제3 다중화 포트(LN)와 연결된 제3 포트를 통해 출력한다.
상기 결합부(270)는 제1 내지 제3 포트를 구비하며, 상기 가입자측 장치(310)로부터 상기 제2 포트로 수신된 상향 광신호는 통과시키며, 상기 순환부(260)로부터 상기 제1 포트로 입력된 다파장 광과, 상기 제2 파장 라우터(212)의 제3 다중화 포트(LN)와 연결된 제3 포트로 입력된 하향 광신호를 결합하여 상기 가입자측 장치(310)로 송신한다. 상기 결합부(270)로는 파장 다중화필터를 사용할 수 있다.
상기 광송신부(280)는 상기 제1 파장 라우터(211)의 제1 역다중화 포트군(L2~LN)과 일대일 연결된 다수의 광송신기(285)를 포함하며, 상기 다수의 광송신기(285)에서 출력된 서로 다른 파장의 채널들은 상기 제1 파장 라우터(211)의 제1 역다중화 포트군(L2~LN)으로 입력된다. 상기 광송신기(285)로는 대용량의 데이터가 전송되는 하향 광신호에 적합한 DFB 레이저 다이오드를 사용할 수 있다.
상기 광수신부(290)는 상기 제2 파장 라우터(212)의 제4 역다중화 포트군(R2~RN)과 일대일 연결된 다수의 광수신기(295)를 포함하며, 상기 제4 역다중화 포트군(R2~RN)을 통해 입력된 다수의 채널을 각각 전기 신호로 변환한다. 상기 광수신기(295)로는 포토다이오드를 사용할 수 있다.
상기 가입자측 장치(310)는 상기 중앙 기지국(200)으로부터 다파장 광 및 하향 광신호를 수신하고, 상기 다파장 광을 다수의 채널로 역다중화하며, 상기 각 채널을 해당 데이터 신호로 변조하고, 변조된 채널들을 상향 광신호로 다중화하여 상기 중앙 기지국(200)으로 송신한다. 상기 다파장 광은 레이저 광이므로, 대용량 데이터를 변조하여 전송하기에 적합하다.
도 3은 도 2에 도시된 수동형 광통신망에서 사용되는 파장 대역을 나타내는 도면이다. 제1 및 제2 파장 라우터(211,212)는 동일한 FSR(free spectral range)을 가지며, 하향 광신호의 파장 대역(410)도 상기 FSR에 맞도록 설정하였다. 또한, 다파장 광의 파장 대역(420)을 상기 하향 광신호의 파장 대역(410)과 다르게 설정함으로써, 두 대역의 광신호를 동시에 전송할 수 있도록 하였다. 대역 통과필터(240)의 통과 대역(430)은 대역 반복 주기인 FSR(free spectral range)의 정수배로 설정되며, 상기 다파장 광과 상기 상향 광신호의 파장 대역은 동일하다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가입자측 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 상기 가입자측 장치(500)는 파장 다중화 필터(510)와, 파장 라우터(520)와, 다수의 광수신기(530)와, 다수의 순환기(540)와, 다수의 변조기(550)를 포함한다.
상기 파장 다중화 필터(510)는 제1 내지 제3 포트를 구비하며, 상기 중앙 기지국(200)으로부터의 다파장 광 및 하향 광신호를 상기 제1 포트로 수신하고, 상기 다파장 광은 제2 포트를 통해, 상기 하향 광신호는 제3 포트를 통해 출력한다. 또한, 상기 제2 포트로 입력된 상향 광신호는 상기 제1 포트를 통해 상기 중앙 기지국(200)으로 송신한다.
상기 파장 라우터(520)는 제1 및 제2 다중화 포트(L1,RN)와 제1 및 제2 역다중화 포트군(L2~LN,R1~RN-1)을 구비하며, 상기 제1 다중화 포트(L1)로 입력된 다파장 광을 다수의 채널로 역다중화하여 상기 제2 역다중화 포트군(R1~RN-1)을 통해 출력하고, 상기 제2 다중화 포트(RN)로 입력된 하향 광신호를 다수의 채널로 역다중화하여 상기 제1 역다중화 포트군(L2~LN)을 통해 출력한다. 상기 파장 라우터(520)로는 N×N 배열 도파로형 격자와 같이 주기성이 있으며, 양방향으로 다중화 및 역다중화를 수행할 수 있는 소자를 사용할 수 있다.
상기 다수의 광수신기(530)는 상기 제1 역다중화 포트군(L1~LN)과 일대일 연결되며, 상기 제1 역다중화 포트군(L1~LN)으로 입력된 다수의 채널을 각각 전기 신호로 변환한다. 상기 광수신기(530)로는 포토다이오드를 사용할 수 있다.
상기 다수의 순환기(540)는 상기 제2 역다중화 포트군(R1~RN-1)과 일대일 연결되며, 각각 제1 내지 제3 포트를 구비한다. 상기 각 순환기(540)는 제2 포트로 입력된 채널을 제3 포트를 통해 출력하고, 제1 포트로 입력된 채널을 상기 제2 포트를 통해 출력한다.
상기 다수의 변조기(550)는 상기 다수의 순환기(540)와 일대일 연결되며, 각각 해당 순환기(540)의 제3 포트를 통해 입력된 채널을 해당 데이터 신호로 변조하여 상기 순환기(540)의 제1 포트로 출력한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가입자측 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 상기 가입자측 장치(600)는 파장 다중화 필터(610)와, 파장 라우터(620)와, 다수의 광수신기(630)와, 다수의 페브리-페롯 레이저 다이오드(640)를 포함한다. 도 5에 도시된 가입자측 장치(600)는 도 4에 도시된 가입자측 장치(500)에 비교하여 볼 때, 다수의 페브리-페롯 레이저 다이오드(640)를 사용한다는 점에서 차이가 있을 뿐이므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
상기 다수의 페브리-페롯 레이저 다이오드(640)는 상기 파장 라우터(620)의 제2 역다중화 포트군(R1~RN-1)과 일대일 연결되며, 각각 입력된 채널에 의해 자기 잠김됨에 따라서 자기 잠김된 파장의 채널을 해당 데이터 신호로 변조하여 출력한다. 종래에 비간섭성(non-coherent) 자연 방출광을 스펙트럼 분할하여 페브리-페롯 레이저 다이오드에 주입(injection)함으로써 상기 페브리-페롯 레이저의 다중 모드를 하나의 모드로 잠금 (locking)하는 방법이 있었으나, 이는 고출력의 자연 방출광을 필요하고 분할된 스펙트럼의 대역폭이 좁아야하므로 고도의 기술을 필요로 한다. 그러나, 중앙 기지국(200)에서 생성된 다파장 광을 이용할 경우, 상대적으로 고출력 및 협대역의 광을 상기 다수의 페브리-페롯 레이저 다이오드(640)에 주입할 수 있기 때문에, 잠김의 효율과 안정성을 확보할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 가입자측 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 상기 가입자측 장치(700)는 파장 다중화기(710)와, 다수의 파장 다중화 필터(720)와, 다수의 광수신기(750)와, 다수의 순환기(730)와, 다수의 변조기(740)를 포함한다.
상기 파장 다중화기(710)는 하나의 다중화 포트(L1)와 다수의 역다중화 포트(R1~RN-1)를 구비하며, 상기 다중화 포트(L1)로 입력된 다파장 광 및 하향 광신호를 각각 다수의 채널로 역다중화하여 상기 다수의 역다중화 포트(R1~RN-1)를 통해 출력하고, 상기 다수의 역다중화 포트(R1~RN-1)로 입력된 채널들을 다중화하여 상기 중앙 기지국(200)으로 송신한다.
상기 다수의 파장 다중화 필터(720)는 상기 다수의 역다중화 포트(R1~RN-1)와 일대일 연결되며, 각각 제1 내지 제3 포트를 구비한다. 상기 각 파장 다중화 필터(720)는 제1 포트로 입력된 채널들 중에서 상기 다파장 광을 구성하는 채널은 제2 포트를 통해, 상기 하향 광신호를 구성하는 채널은 제3 포트를 통해 출력하고, 상기 제2 포트로 입력된 채널은 상기 제1 포트를 통해 출력한다.
상기 다수의 순환기(730)는 상기 다수의 파장 다중화 필터(720)와 일대일 연결되며, 각각 제1 내지 제3 포트를 구비한다. 상기 각 파장 다중화 필터(720)는 제2 포트로 입력된 채널을 제3 포트를 통해 출력하고, 제1 포트로 입력된 채널을상기 제2 포트를 통해 출력한다.
상기 다수의 변조기(740)는 상기 다수의 순환기(730)와 일대일 연결되며, 해당 순환기(730)의 제3 포트를 통해 입력된 채널을 해당 데이터 신호로 변조하여 상기 순환기(730)의 제1 포트로 출력한다.
상기 다수의 광수신기(750)는 상기 다수의 파장 다중화 필터(720)와 일대일 연결되며, 각각 해당 파장 다중화 필터(720)의 제3 포트를 통해 입력된 채널을 전기 신호로 변환한다. 상기 광수신기(750)로는 포토다이오드를 사용할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 가입자측 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 상기 가입자측 장치(800)는 파장 다중화기(810)와, 다수의 파장 다중화 필터(820)와, 다수의 광수신기(840)와, 다수의 페브리-페롯 레이저 다이오드(830)를 포함한다. 도 7에 도시된 가입자측 장치(800)는 도 6에 도시된 가입자측 장치(700)에 비교하여 볼 때, 다수의 페브리-페롯 레이저 다이오드(830)를 사용한다는 점에서 차이가 있을 뿐이므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
상기 다수의 페브리-페롯 레이저 다이오드(830)는 상기 다수의 파장 다중화 필터(820)와 일대일 연결되며, 각각 해당 파장 다중화 필터(820)의 제2 포트를 통해 입력된 채널에 의해 자기 잠김됨에 따라서 자기 잠김된 파장의 채널을 해당 데이터 신호로 변조하여 출력한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 중앙 기지국에서 생성된 다파장 광의 루프백을 이용하는 수동형 광통신망은 중앙 기지국에서 가입자들로부터 전송되어야 할 상향 광신호를 위한 다파장 광을 생성하여 상기 가입자들에게 공급하여 줌으로써, 광통신망의 효율적 운영이 가능하고, 가입자의 수가 증가할수록 비용 절감 효과를 얻을 수 있다는 이점이 있다. 뿐만 아니라, 상기 다파장 광은 레이저 광이므로 가입자로부터의 대용량 데이터를 충분히 수용할 수 있다는 이점이 있다.

Claims (11)

  1. 중앙 기지국과, 광섬유 링크를 통해 상기 중앙 기지국에 연결되며, 상기 중앙 기지국과 파장분할 다중화된 광신호를 이용하여 통신하는 가입자측 장치를 포함하여 구성된 수동형 광통신망에 있어서, 상기 중앙 기지국은,
    제1 내지 제4 다중화 포트를 구비하며, 상기 제4 다중화 포트로 입력된 다파장 광을 다수의 채널로 역다중화하고, 상기 다수의 채널을 각각 증폭한 후 다중화하여 상기 제1 다중화 포트를 통해 출력하며, 상기 제3 다중화 포트로 입력된 상향 광신호를 역다중화하여 출력하고, 하향 광신호를 구성하는 채널들을 다중화하여 상기 제2 다중화 포트를 통해 출력하는 라우팅부와;
    제1 내지 제3 포트를 구비하며, 상기 제1 및 제4 다중화 포트를 연결하는 광도파로형 루프 상에 배치되고, 상기 제1 포트로 입력된 다파장 광의 일부를 상기 제2 포트를 통해 출력하고, 그 나머지는 상기 제4 다중화 포트와 연결된 제3 포트를 통해 출력하는 분기부와;
    상기 분기부의 제2 포트를 통해 입력된 다파장 광을 상기 가입자측 장치로 송신하고, 상기 가입자측 장치로부터 수신된 상향 광신호를 상기 제3 다중화 포트로 출력하는 순환부를 포함함을 특징으로 하는 수동형 광통신망.
  2. 제1항에 있어서, 상기 중앙 기지국은,
    상기 가입자측 장치로부터 수신된 상향 광신호는 상기 순환부로 출력하며, 상기 순환부로부터 입력된 다파장 광과, 상기 제3 다중화 포트를 통해 입력된 하향 광신호를 결합하여 상기 가입자측 장치로 송신하는 결합부와;
    서로 다른 파장의 채널들을 상기 라우팅부로 출력하는 광송신부를 더 포함함을 특징으로 하는 수동형 광통신망.
  3. 제1항에 있어서, 상기 중앙 기지국은,
    상기 라우팅부에 의해 역다중화된 다수의 채널을 각각 전기 신호로 변환하는 광수신부를 더 포함함을 특징으로 하는 수동형 광통신망.
  4. 제1항에 있어서, 상기 중앙 기지국은,
    상기 광도파로형 루프 상에 배치되며, 입력된 다파장 광을 통과시키고 그 역방향으로 진행하는 광을 차단하는 단향기와;
    상기 광도파로형 루프 상에 배치되며, 기설정된 파장 대역을 갖는 대역 통과 필터를 더 포함함을 특징으로 하는 수동형 광통신망.
  5. 제1항에 있어서, 상기 라우팅부는,
    제3 및 제4 다중화 포트와 제3 및 제4 역다중화 포트군을 구비하며, 상기 제4 다중화 포트로 입력된 다파장 광을 다수의 채널로 역다중화하여 상기 제3 역다중화 포트군을 통해 출력하고, 상기 제3 다중화 포트로 입력된 상향 광신호를 다수의 채널로 역다중화하여 상기 제4 역다중화 포트군을 통해 출력하는 제2 파장 라우터와;
    상기 제3 역다중화 포트군과 일대일 연결되며, 각각 입력된 채널을 증폭하여 출력하는 다수의 광증폭기와;
    제1 및 제2 다중화 포트와 제1 및 제2 역다중화 포트군을 구비하며, 상기 제2 역다중화 포트군으로 입력된 상기 증폭된 채널들을 다중화하여 상기 제1 다중화 포트를 통해 출력하고, 상기 제1 역다중화 포트군으로 입력된 채널들을 다중화하여 상기 제2 다중화 포트를 통해 출력하는 제1 파장 라우터를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 수동형 광통신망.
  6. 중앙 기지국과, 광섬유 링크를 통해 상기 중앙 기지국에 연결되며, 상기 중앙 기지국과 파장분할 다중화된 광신호를 이용하여 통신하는 가입자측 장치를 포함하여 구성된 수동형 광통신망에 있어서,
    상기 중앙 기지국은 다파장 광과 데이터 신호에 의해 변조된 하향 광신호를 상기 가입자측 장치로 송신하고, 상기 가입자측 장치로부터 상향 광신호를 수신하며,
    상기 가입자측 장치는 상기 중앙 기지국으로부터 다파장 광 및 하향 광신호를 수신하고, 상기 다파장 광을 다수의 채널로 역다중화하며, 상기 각 채널을 해당 데이터 신호로 변조하고, 변조된 채널들을 상향 광신호로 다중화하여 상기 중앙 기지국으로 송신함을 특징으로 하는 수동형 광통신망.
  7. 제6항에 있어서, 상기 가입자측 장치는,
    제1 내지 제3 포트를 구비하며, 상기 다파장 광 및 하향 광신호를 제1 포트를 통해 수신하고, 상기 다파장 광은 제2 포트로, 상기 하향 광신호는 제3 포트로 출력하며, 상기 제2 포트로 입력된 상향 광신호는 상기 제1 포트를 통해 송신하는 파장 다중화 필터와;
    제1 및 제2 다중화 포트와 제1 및 제2 역다중화 포트군을 구비하며, 상기 파장 다중화 필터의 제2 포트와 연결된 제1 다중화 포트로 입력된 다파장 광을 다수의 채널로 역다중화하여 상기 제2 역다중화 포트군을 통해 출력하고, 상기 파장 다중화 필터의 제3 포트와 연결된 제2 다중화 포트로 입력된 하향 광신호를 다수의 채널로 역다중화하여 상기 제2 역다중화 포트군을 통해 출력하는 파장 다중화기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 수동형 광통신망.
  8. 제7항에 있어서, 상기 가입자측 장치는,
    상기 제2 역다중화 포트군을 통해 출력된 다수의 채널을 각각 전기 신호로 변환하는 다수의 광수신기와;
    제1 내지 제3 포트를 구비하며, 각각 해당 제1 역다중화 포트와 연결되며, 제2 포트로 입력된 채널을 제3 포트를 통해 출력하고, 제1 포트로 입력된 채널을 상기 제2 포트를 통해 출력하는 다수의 광순환기와;
    각각 해당 광순환기와 연결되며, 상기 광순환기의 제3 포트를 통해 입력된 채널을 해당 데이터 신호로 변조하여 상기 광순환기의 제1 포트로 출력하는 다수의 변조기를 더 포함함을 특징으로 하는 수동형 광통신망.
  9. 제7항에 있어서, 상기 가입자측 장치는,
    상기 라우팅부의 제2 역다중화 포트군을 통해 출력된 다수의 채널을 각각 전기 신호로 변환하는 다수의 광수신기와;
    각각 해당 제1 역다중화 포트와 연결되며, 입력된 채널에 의해 자기 잠김됨에 따라서 자기 잠김된 파장의 채널을 해당 데이터 신호로 변조하여 출력하는 다수의 페브리-페롯 레이저 다이오드를 더 포함함을 특징으로 하는 수동형 광통신망.
  10. 제6항에 있어서, 상기 가입자측 장치는,
    다중화 포트와 다수의 역다중화 포트를 구비하며, 상기 다중화 포트로 입력된 제1 하향 광신호 및 제2 하향 광신호를 각각 다수의 채널로 역다중화하여 상기 다수의 역다중화 포트들을 통해 출력하고, 상기 다수의 역다중화 포트로 입력된 채널들을 다중화하여 상기 중앙 기지국으로 송신하는 파장 다중화기와;
    각각 해당 역다중화 포트와 연결되며, 제1 포트로 입력된 채널들 중에서 상기 다파장 광을 구성하는 채널은 제2 포트를 통해, 상기 제2 하향 광신호를 구성하는 채널은 제3 포트를 통해 출력하고, 상기 제2 포트로 입력된 채널은 상기 제1 포트를 통해 출력하는 다수의 파장 다중화 필터와;
    각각 해당 파장 다중화 필터와 연결되며, 제2 포트로 입력된 채널을 제3 포트를 통해 출력하고, 제1 포트로 입력된 채널을 상기 제2 포트를 통해 출력하는 다수의 광순환기와;
    각각 해당 광순환기와 연결되며, 상기 광순환기의 제3 포트를 통해 입력된 채널을 해당 데이터 신호로 변조하여 상기 광순환기의 제1 포트로 출력하는 다수의 변조기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 수동형 광통신망.
  11. 제6항에 있어서, 상기 가입자측 장치는,
    다중화 포트와 다수의 역다중화 포트를 구비하며, 상기 다중화 포트로 입력된 제1 하향 광신호 및 제2 하향 광신호를 각각 다수의 채널로 역다중화하여 상기 다수의 역다중화 포트들을 통해 출력하고, 상기 다수의 역다중화 포트로 입력된 채널들을 다중화하여 상기 중앙 기지국으로 송신하는 파장 다중화기와;
    각각 해당 역다중화 포트와 연결되며, 제1 포트로 입력된 채널들 중에서 상기 다파장 광을 구성하는 채널은 제2 포트를 통해, 상기 제2 하향 광신호를 구성하는 채널은 제3 포트를 통해 출력하고, 상기 제2 포트로 입력된 채널은 상기 제1 포트를 통해 출력하는 다수의 파장 다중화 필터와;
    각각 해당 파장 다중화 필터의 제2 포트와 연결되며, 입력된 채널에 의해 자기 잠김됨에 따라서 자기 잠김된 파장의 채널을 해당 데이터 신호로 변조하여 출력하는 다수의 페브리-페롯 레이저와;
    각각 해당 파장 다중화 필터의 제3 포트와 연결되며, 입력된 채널을 전기 신호로 변환하는 다수의 광수신기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 수동형 광통신망.
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