KR20040053394A - 수동형 광가입자망 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 수동형 광가입자망(Passive Optical Network)에 있어서, 다파장 광을 데이터로 변조함으로써 생성된 하향 광신호를 송신하는 중앙 기지국과, 상기 중앙 기지국으로부터 수신된 하향 광신호를 다수의 하향 채널로 역다중화하여 출력하는 광 분배 장치와, 상기 광 분배 장치와 연결된 다수의 가입자 장치를 포함하며, 상기 각 가입자 장치는 상기 광 분배 장치로부터 입력된 해당 하향 채널을 분할하고, 분할된 하향 채널의 일부를 검출하며, 분할된 하향 채널의 나머지를 해당 데이터가 변조된 광신호로 변조함으로써 생성된 상향 광신호를 송신한다.

Description

수동형 광가입자망{PASSIVE OPTICAL NETWORK}
본 발명은 수동형 광가입자망 구성에 관한 것으로서, 특히 파장 분할 다중화 방식의 수동형 광가입자망을 구성하는 중앙 기지국과 가입자 장치에 관한 것이다.
일반적으로 광가입자망은 각 가입자들에게 초고속의 정보 통신 서비스를 보다 경제적으로 제공할 수 있는 통신망 시스템을 구축하기 위한 기술로서, 기존의 동선과 광선로를 결합하거나 아니면 가입자 댁내까지 광선로를 직접 제공하여 고속 서비스를 제공한다. 그러나, 종래에는 광케이블과 광소자의 가격이 고가이고, 가입자 댁내까지 점대점 방식으로 광선로를 포설하는데 따른 매설 공간의 포화 및 시간적, 경제적인 손실이 크다는 문제가 있었다.
이를 해결하기 위한 수단으로써, 시분할 다중화 방식 및 파장 분할 다중화 방식 등을 이용하여 하나의 광섬유를 공유하는 다수의 가입자들로 구성된 수동형 광가입자망 등이 사용 가능하다.
도 1은 종래의 파장 분할 다중화 방식의 수동형 광가입자망의 구성을 나타내는 구성도이다. 이를 참조하면, 상기 수동형 광가입자망은 상기 중앙 기지국(110)과, 가입자측 각각에 설치된 다수의 가입자 장치(130)와, 광 분배 장치(120)를 포함한다.
상기 중앙 기지국(110)은 하향 광신호를 생성하기 위한 다수의 레이저 다이오드(111)와, 역다중화/다중화기(113)와, 다수의 검출기(112)를 포함한다.
상기 레이저 다이오드(111)들은 도 1에 도시된 바와 같이, λ1~ λn까지의 파장 범위의 광을 상기 역다중화/다중화기(113)로 출력하며, 상기 가입자 장치(130)로 송신할 하향 광신호의 광원이 된다. 즉, 상기 하향 광신호는 λ1~ λn까지의 파장 범위를 사용한다.
상기 역다중화/다중화기(113)는 상기 하향 광신호를 상기 광 분배 장치(120)로 송신하며, 상기 광 분배 장치(120)로부터 수신된 상향 광신호를 다수의 상향 채널로 분할하여 상기 검출기(112) 각각으로 출력한다.
상기 검출기(112)들은 상기 역다중화/다중화기(113)로부터 입력된 해당 상향 채널을 검출한다.
상기 광 분배 장치(120)는 상기 중앙 기지국(110)과 상기 가입자 장치(130)의 사이에 위치하며, 상기 중앙 기지국(110)으로부터 수신된 하향 광신호를 다수의 하향 채널로 역다중화하여 상기 가입자 장치(130) 각각으로 송신하며, 상기 가입자 장치(130)로부터 수신된 상향 광신호들을 다중화하여 상기 중앙 기지국(110)으로 송신한다. 상기 광 분배 장치(120)는 파장 분할 다중화/역다중화기(121)를 포함하여 구성된다.
상기 가입자 장치(130) 각각은 상기 상향 광신호를 생성하기 위한 레이저 다이오드(132)와, 상기 광 분배 장치(120)로부터 수신된 해당 하향 채널을 검출하기 위한 검출기(131)를 포함하여 구성된다.
상기 상향 광신호들은 상기 중앙 기지국(110)에서 생성된 하향 광신호의 파장 범위와는 다른 파장 범위를 사용한다. 즉, 상기 상향 광신호는 λn+1~ λ2n까지의 파장 범위를 갖는 레이저 다이오드(132)들을 그 광원으로 한다.
상술한 바와 같이 수동형 광가입자망은 하나의 광섬유를 다수의 가입자가 공유하여 사용함으로써, 급증하는 통신수요 요구에 효율적인 대응이 가능하였다. 그러나, 종래의 수동형 광가입자망은 중앙 기지국의 하향 광신호와, 가입자 장치의 상향 광신호가 사용하는 파장 범위가 서로 상이하여, 망 구성에 필요한 구성 소자의 수가 많이 소요되어 장치의 구성이 복잡해지고 안정성이 저하되는 등의 문제가 있다. 또한, 가입자 장치는 서로 상이한 파장의 레이저 다이오드를 사용함으로써 유지 및 설치 관리가 용이하지 않다는 문제가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 상향 광신호와 하향 광신호가 동일한 파장 범위의 광을 사용함으로써 망 구성에 소요되는 광원의 수를 최소화하여 생산성이 향상되고, 송수신 효율이 우수한 수동형 광가입자망을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 수동형 광가입자망 (Passive Optical Network)은,
다파장 광을 데이터로 변조하여 생성된 하향 광신호를 송신하는 중앙 기지국과;
상기 중앙 기지국으로부터 수신된 하향 광신호를 다수의 하향 채널로 역다중화하여 출력하는 광 분배 장치와;
상기 광 분배 장치와 연결된 다수의 가입자 장치를 포함하며, 상기 각 가입자 장치는 상기 광 분배 장치로부터 입력된 해당 하향 채널을 분할하고, 분할된 하향 채널의 일부를 검출하며, 분할된 하향 채널의 나머지를 해당 데이터가 변조된 광신호로 변조함으로써 생성된 상향 광신호를 송신한다.
도 1은 종래 기술에 의한 중앙 기지국과 다수의 가입자 장치로 구성된 수동형 광가입자망을 나타내는 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 중앙 기지국과 다수의 가입자 장치로 구성된 수동형 광가입자망을 나타내는 구성도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그상세한 설명을 생략한다.
본 발명에 따른 수동형 광가입자망의 구성을 나타내는 도 2를 참조하면, 상기 수동형 광가입자망(Passive Optical Network)은 중앙 기지국(210)과, 상기 중앙 기지국(210)으로부터 수신된 하향 광신호를 다수의 하향 채널로 역다중화하여 출력하는 광 분배 장치(220)와, 상기 광 분배 장치(220)와 연결된 다수의 가입자 장치(230)를 포함한다.
상기 중앙 기지국(210)은 서큘레이터(214)와, 다파장 광을 출력하는 다파장 광원(212)과, 변조기(213)와, 역다중화기(215)와, 다수의 검출기(216)들을 포함한다.
상기 다파장 광원(212)은 λ1~ λn까지의 파장 범위를 갖는 다파장 광을 출력하며, 상기 변조기(213)는 상기 다파장 광을 데이터로 변조함으로써 하향 광신호를 생성하여 상기 서큘레이터(214)로 출력한다.
상기 역다중화기(215)는 상기 광 분배 장치(220)로부터 수신된 상향 광신호를 다수의 상향 채널로 분할하여 상기 검출기(216) 각각으로 출력한다.
상기 검출기(216)는 상기 역다중화기(215)로부터 입력된 상향 채널 각각을 검출하며, 상기 역다중화기(215)에서 분할된 상향 채널의 수와 동일한 수로 구성된다.
상기 서큘레이터(214)는 상기 광 분배 장치(220)로부터 수신된 상향 광신호를 상기 역다중화기(215)로 출력하고, 상기 변조기(213)로부터 입력된 하향 광신호를 상기 광 분배 장치(220)로 송신한다.
상기 광 분배 장치(220)는 파장 분할 다중화/역다중화기(221)를 사용하여 구성되며, 상기 중앙 기지국(210)으로부터 수신된 상기 하향 광신호를 다수의 하향 채널로 역다중화하여 상기 가입자 장치(230) 각각으로 출력한다. 또한, 상기 가입자 장치(230)들로부터 수신된 상향 광신호들을 다중화하여 상기 중앙 기지국(210)으로 송신한다.
상기 가입자 장치(230) 각각은 서큘레이터(231)와, 탭 커플러(232)와, 검출기(235)와, 반도체 광증폭기(Semiconductor Optical Amplifier, 233)와, 레이저 다이오드(234)를 포함한다.
상기 서큘레이터(231)는 상기 광 분배 장치(220)로부터 수신된 하향 채널을 상기 탭 커플러(232)로 출력하고, 상기 반도체 광증폭기(233)로부터 입력된 상기 상향 광신호를 상기 광 분배 장치(220)로 송신한다.
상기 탭 커플러(232)는 상기 광 분배 장치(220)로부터 수신된 해당 하향 채널을 분할하여 일부는 상기 검출기(235)로, 그 나머지는 상기 반도체 광증폭기(233)로 출력한다.
상기 검출기(235)는 상기 탭 커플러(232)에서 분할된 하향 채널의 일부를 검출한다.
상기 반도체 광증폭기(233)는 하향 채널의 분할된 나머지 일부를 데이터 변조된 광신호로 변조함으로써 생성된 상향 광신호를 출력한다. 상기 반도체 광증폭기(233)에서 생성되는 상기 상향 광신호는 하향 광신호의 파장과 동일한 λ1~ λn의 파장 범위를 사용한다.
상기 레이저 다이오드(234)는 상기 하향 채널을 상기 상향 광신호로 변조시키기 위한 데이터 변조된 광신호를 상기 반도체 광 증폭기(233)로 출력한다.
상기 반도체 광증폭기(233)는 교차 이득 변조 방법을 이용함으로써 광파장 변환기의 역할을 하게 된다. 즉, 상기 반도체 광 증폭기(233)는 상기 레이저 다이오드(234)에서 출력된 데이터 변조된 광신호에 의하여 이득 포화되며, 상기 하향 채널의 파장을 상기 데이터 변조된 광신호로 변조하여 상향 광신호를 생성한다. 결과적으로, 상기 데이터 변조된 광신호는 상기 하향 채널의 파장을 상향 광신호로 변조시킨다.
상기 하향 광신호가 디시 밸런스드(DC Balanced)된 신호 패턴을 갖는다면, 상기 상향 광신호는 상이한 패턴의 논 리턴 제로(None Return Zero)의 신호를 갖도록 함으로써, 가입자 측과 중앙 기지국은 동일한 범위(λ1~ λn)의 파장을 사용할 수 있게 된다. 즉, 상기 상향 광신호와 상기 하향 광신호의 신호 패턴이 서로 상이한 패턴을 갖도록, 상기 가입자 장치(230)가 반도체 광증폭기(233)의 교차 이득 변조 특성을 이용하여 변조함으로써, 가입자 측과 중앙 기지국은 동일한 범위(λ1~ λn)의 파장을 사용할 수 있게 된다.
상기 가입자 장치(230)는 상기 광 분배 장치(220)로부터 수신된 해당 하향 채널을 분할하여 일부는 검출하고, 또 다른 일부의 하향 채널을 데이터가 변조된광신호에 의해 상향 광신호로 변조하여 송신한다.
본 발명은 중앙 기지국에서 데이터 신호에 의하여 변조된 하향 광신호와, 반도체 광증폭기를 구비하여 하향 광신호를 교차 이득 변조에 의하여 파장 변환시키는 가입자 장치를 포함함으로써, 하향 광신호와 상향 광신호가 상호 동일한 파장 범위를 사용할 수 있다는 이점이 있다. 이러한 구조의 수동형 광가입자망은 서로 다른 파장을 갖는 다수의 광원을 구비하지 않아도 되고, 광원별 광세기를 조절하기 위한 구성이 불필요해져서 생산비 절감 및 생산성이 향상되는 이점이 있다. 더욱이, 상술한 수동형 광가입자망을 구성하는 각각의 가입자 장치들의 표준화가 가능하다는 이점이 있다.

Claims (4)

  1. 수동형 광가입자망(Passive Optical Network)에 있어서,
    다파장 광을 데이터로 변조함으로써 생성된 하향 광신호를 송신하는 중앙 기지국과;
    상기 중앙 기지국으로부터 수신된 하향 광신호를 다수의 하향 채널로 역다중화하여 출력하는 광 분배 장치와;
    상기 광 분배 장치와 연결된 다수의 가입자 장치를 포함하며,
    상기 각 가입자 장치는 상기 광 분배 장치로부터 입력된 해당 하향 채널을 분할하고, 분할된 하향 채널의 일부를 검출하며, 분할된 하향 채널의 나머지를 해당 데이터가 변조된 광신호로 변조함으로써 생성된 상향 광신호를 송신함을 특징으로 하는 수동형 광 가입자망.
  2. 제1 항에 있어서, 중앙 기지국은,
    다파장 광을 출력하는 다파장 광원과;
    다파장 광을 데이터로 변조함으로써 하향 광신호를 생성하는 변조기와;
    입력된 상향 광신호를 다수의 상향 채널로 분할하는 역다중화기와;
    상기 역다중화기로부터 입력된 상향 채널 각각을 검출하기 위한 다수의 검출기와;
    입력된 상향 광신호를 상기 역다중화기로 출력하고, 상기 변조기로부터 입력된 하향 광신호를 송신하는 서큘레이터를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 수동형 광가입자망.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 가입자 장치 각각은,
    상기 광 분배 장치로부터 입력된 해당 하향 채널을 분할하는 탭 커플러와;
    상기 탭 커플러에서 분할된 하향 채널의 일부를 검출하는 검출기와;
    분할된 하향 채널의 나머지를 데이터 변조된 광신호로 변조함으로써 생성된 상향 광신호를 출력하는 반도체 광증폭기와;
    데이터 변조된 광신호를 상기 반도체 광증폭기로 출력하는 레이저 다이오드와;
    상기 광 분배 장치로부터 입력된 하향 채널을 상기 탭 커플러로 출력하고, 상기 반도체 광증폭기로부터 입력된 상기 상향 광신호를 송신하는 서큘레이터를 포함함을 특징으로 하는 수동형 광가입자망.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 레이저 다이오드는 페브리-페롯 레이저 다이오드를 사용함을 특징으로 하는 수동형 광가입자망.
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