KR20050051116A - 버스 구조의 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망 - Google Patents

버스 구조의 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하나의 중앙 기지국과 다수의 지역 기지국을 하나의 광섬유를 통해 연결하는 버스 구조의 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망에 관한 것으로, 본 발명은 서로 다른 파장의 하향 광신호를 간선 광섬유를 통해 하향 전송하고, 상기 간선 광섬유를 통해 상향 전송되는 상향 광신호를 수신하는 중앙 기지국과; 상기 중앙 기지국과 상기 간선 광섬유를 통해 연결된 제1 지역기지국과, 상기 제1 기지국과 상기 간선 광섬유를 통해 연결된 제 2 기지국을 적어도 포함하며, 상기 중앙 기지국으로부터 하향 전송되는 광신호 중 해당 파장의 광신호를 각 지역국에 연결된 적어도 하나의 가입자 장치에 드롭(drop)하고, 상기 각 가입자 장치로부터 상향 전송되는 상향 광신호를 애드(add)하여 상기 중앙 기지국으로 상향 전송하는 복수의 지역 기지국과; 상기 각 지역 기지국으로부터 드롭되는 해당 파장의 광신호를 수신하고, 서로 다른 파장의 상향 광신호를 각 지역국을 통해 상향 전송하는 적어도 하나의 가입자 장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

Description

버스 구조의 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망{WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXED PASSIVE OPTICAL BUS NETWORK}
본 발명은 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망에 관한 것으로, 특히 하나의 중앙 기지국과 다수의 지역 기지국을 하나의 광섬유를 통해 연결하는 버스 구조의 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망에 관한 것이다.
통상, 파장분할 다중방식(wavelength-division-multiplexed: WDM) 수동형 광가입자망(passive optical network: PON)은 각 가입자에게 고유의 파장을 각각 부여하여 통신의 비밀 보장이 확실하고 각 가입자가 요구하는 별도의 통신 서비스 또는 통신용량의 확대를 쉽게 수용할 수 있다. 또한, 새 가입자에게 부여될 고유의 파장을 추가함으로써 쉽게 가입자의 수를 확대할 수 있다.
종래 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망(100)은 도 1에 도시된 바와 같이 중앙 기지국(central office: CO)(10)과 지역 기지국(remote node: RN)(20)을 한 개의 간선 광섬유(feeder fiber)(1)로써 연결하고 지역 기지국(20)은 수동형 광분배기(21)를 사용해 다수의 가입자 장치(30)를 분배 광섬유(distribution fiber)로써 연결하는 성형(star) 구조를 갖는다. 상기 수동형 광분배기(21)는 다수의 가입자 장치를 수용하기 위하여 통상적으로 도파로열 격자(arranged waveguide grating: AWG) 를 주로 사용하게 된다.
상기 종래 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망(100)의 동작은 다음과 같다.
도 1을 참조하면, 상기 중앙 기지국의 다중화/역다중화기(11)에 의해 다중화된 하향 신호는 간선 광섬유(1)를 통하여 지역 기지국(20)으로 전송되며 지역 기지국(20)에 위치한 다중화/역다중화기(21)에 의해 역다중화된 다음 분배 광섬유(2)를 통하여 각 가입자 장치(31, 32)까지 전송된다. 가입자 장치(31, 32)로부터 출력되는 상향 신호는 지역 기지국(20)으로 전송되며 지역 기지국(20)에 위치한 다중화/역다중화기(21)에 입력된 각 가입자의 상향 신호는 다중화된 다음 중앙 기지국(10)으로 전송된다.
그러나, 상기 종래 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망(100)은 다수의 가입자 장치를 수용하기 위하여 지역 기지국(20)의 수동형 광분배기(21)로써 고가의 도파로열 격자(arranged waveguide grating: AWG)를 주로 사용하게 되며, 이러한 구조의 수동형 광통신망은 대도시 지역에서 다수의 가입자를 지원하기에 적합한 구조이다. 반면, 가입자가 적은 도시 외곽지역이나 지방 소도시 및 군 지역에서는 경제적이지 못한 단점을 가지고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 가입자가 적은 도시 외곽 지역이나 지방 소도시 및 군 지역에 적합한 경제적인 버스 구조의 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 버스 구조의 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망은 서로 다른 파장의 하향 광신호를 간선 광섬유를 통해 하향 전송하고, 상기 간선 광섬유를 통해 상향 전송되는 상향 광신호를 수신하는 중앙 기지국과; 상기 중앙 기지국과 상기 간선 광섬유를 통해 연결된 제1 지역기지국과, 상기 제1 기지국과 상기 간선 광섬유를 통해 연결된 제 2 기지국을 적어도 포함하며, 상기 중앙 기지국으로부터 하향 전송되는 광신호 중 해당 파장의 광신호를 각 지역국에 연결된 적어도 하나의 가입자 장치에 드롭(drop)하고, 상기 각 가입자 장치로부터 상향 전송되는 상향 광신호를 애드(add)하여 상기 중앙 기지국으로 상향 전송하는 복수의 지역 기지국과; 상기 각 지역 기지국으로부터 드롭되는 해당 파장의 광신호를 수신하고, 서로 다른 파장의 상향 광신호를 각 지역국을 통해 상향 전송하는 적어도 하나의 가입자 장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 중앙 기지국은 서로 다른 파장의 하향 광신호를 출력하는 복수의 하향 광원과; 상기 상향 광신호를 수신하는 복수의 상향 광수신기와; 상기 하향 광신호를 다중화하고, 상향 광신호를 역다중화 하는 제1 파장분할 다중화기를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 제1 파장분할 다중화기는 도파로열 격자(arranged waveguide grating: AWG)로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 복수의 지역 기지국은 각각 상기 간선 광섬유를 통해 상기 중앙 기지국으로부터 전송되는 다중화된 하향 광신호를 역다중화하고, 상기 각 가입자 장치로부터 상향 전송되는 상향 광신호를 다중화하는 애드/드롭 다중화기와; 상기 각 가입자 장치에 할당된 상향 광신호와 하향 광신호를 분리하는 복수의 제2 파장분할 다중화기를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 애드/드롭 다중화기는 필터형 파장분할 다중화기로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 각 가입자 장치는 상기 각 지역 기지국으로부터 하향 전송되는 하향 광신호를 수신하는 하향 광수신기와; 상향 광신호를 출력하는 상향 광원과; 상기 상향 광신호와 하향 광신호를 분리하는 제3 파장분할 다중화기를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명에 따른 버스 구조의 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망의 구성 예를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 버스구조의 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망(200)은 중앙 기지국(201)과, 상기 중앙 기지국(201)과 간선 광섬유(1)를 통해 직렬로 연결된 다수의 지역 기지국(202 내지 204)과, 상기 각각의 지역 기지국(202 내지 204)과 분배 광섬유(2)를 통해 연결된 다수의 가입자 장치(205 내지 207)를 포함하여 구성된다.
상기 중앙 기지국(201)은 서로 다른 파장의 하향 광신호를 송신하는 N/2 개의 하향 광원(208 내지 211)과, 서로 다른 파장의 상향 광신호를 수신하는 N/2 개의 상향 광수신기(212 내지 215) 및 상기 하향 광신호를 다중화하고, 상향 광신호를 역다중화 하는 1 x N 도파로열 격자(array waveguide grating)(216)로 구성된다.
상기 3개의 지역 기지국(202 내지 204)은 각각 상기 간선 광섬유(1)를 통해 중앙 기지국(201)으로부터 하향 전송되는 광신호를 드롭하고, 상기 분배 광섬유(2)를 통해 각각의 가입자 장치(205 내지 207)로부터 상향 전송되는 광신호를 애드하는 애드/드롭 다중화기(add/drop multiplexer)(217 내지 219)와, 상향 광신호와 하향 광신호를 분리하는 최대 N/2 개의 파장분할 다중화기(220 내지 225)로 구성된다. 상기 애드/드롭 다중화기(217 내지 219)는 필터형 파장분할 다중화기로써 온도에 의해 필터의 특성이 변하지 않으므로 온도 제어 및 감시의 필요가 없다.
상기 다수의 가입자 장치(205 내지 207)는 각각 서로 다른 파장의 상향 광신호를 송신하는 상향 광원(226 내지 231)과, 서로 다른 파장의 하향 광신호를 수신하는 하향 광수신기(232 내지 237) 및 상기 상향 광신호와 하향 광신호를 분리하는 파장분할 다중화기(238 내지 243)로 구성된다.
상기 구성을 갖는 버스 구조의 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망(200)의 동작은 다음과 같다.
먼저, 광신호의 하향 전송은 도 2를 참조하면, 중앙 기지국(201)에 위치한 하향 광원(208 내지 211)으로부터의 N/2 개의 하향 광신호는 1 x N 도파로열 격자(216)에 의해 다중화되어 간선 광섬유(1)를 통해 버스 구조(직렬)로 연결된 제1 지역 기지국(202)으로 전송된다. 전송된 광신호 중 제1 기지국(202)에서 수신되어야 할 광신호(최대 N/2)는 애드/드롭 다중화기(217)의 드롭단자를 통해 드롭되고, 나머지 하향 광신호는 제2 기지국(203), 제3 기지국(204)으로 차례로 전송되어 해당 기지국의 광신호가 드롭된다. 해당 지역 기지국(202 내지 204)에 각각 드롭된 광신호는 파장분할 다중화기(220 내지 225)와 분배 광섬유(2)를 통해 연결된 각 가입자 장치(205 내지 207)의 파장분할 다중화기(238 내지 243)로 하향 전송되어, 해당 파장의 하향 광수신기(232 내지 237)에 의해 수신된다.
광신호의 상향 전송은, 다시 도 2를 참조하면, 각 가입자 장치(205 내지 207)에 위치한 상향 광원(226 내지 231)으로부터의 상향 광신호는 파장분할 다중화기(238 내지 243)에 의해 해당 지역 기지국(202 내지 204)의 파장분할 다중화기(220 내지 225)로 전송된다. 전송된 광신호는 애드/드롭 다중화기(217)에 의해 애드 되어 다중화된 후, 간선 광섬유(1)를 통해 중앙 기지국(201)으로 상향 전송된다. 상향 전송된 광신호는 1xN 도파로열 격자(216)에 의해 역다중화된 후 해당 파장의 상향 광수신기(212 내지 215)에 의해 수신된다.
상기 전체 지역 기지국(202 내지 204)에서 애드 및 드롭되는 파장의 총 수는 N 보다 작거나 같을 수 있다. 예를 들어 전체 지역 기지국(202 내지 204)에서 애드 및 드롭되는 파장의 수가 N과 같은 경우의 파장 할당은 다음과 같이 나눌 수 있다. 도 3은 중앙 기지국에 위치한 1xN 도파로열 격자의 파장할당 예를 나타낸 도면이고, 도 4는 제1 지역 기지국에 위치한 광 애드/드롭 다중화기에서의 애드 및 드롭되는 파장의 할당 예를 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 중앙 기지국에서 파장을 도 3과 같이 하향 신호(λ1, λK-1, λM-1, λN-1)와 상향 신호(λ2, λ K, λM, λN)로 나누고, 지역 기지국이 3개인 경우 제1 지역 기지국은 도 4와 같이 하향 신호와 상향 신호를 각각 λ1, λ3,..., λK-3과 λ2, λ4,..., λK-2 로 나눌 수 있다. 마찬가지 방식으로 제 2 지역 기지국은 하향 신호와 상향 신호를 각각 λK-1, λK+1,..., λM-3과 λ K, λK+2,..., λM-2 로, 제 3 지역 기지국은 하향 신호와 상향 신호를 각각 λM-1, λM+1 ,..., λN-1과 λM, λM+2,..., λN 로 할당할 수 있다. 여기서 파장 할당은 상기 예와 같이 고정되는 것이 아니며, 각 지역 노드에서 사용되는 애드/드롭 다중화기에서 애드/드롭되는 L개의 파장에 대하여 임의로 파장 L/2개는 상향 신호로, 나머지 L/2개는 하향 신호로 사용할 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 버스 구조의 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망은 하나의 중앙 기지국으로 다수의 지역 기지국을 수용할 수 있고, 저가의 애드/드롭 다중화기를 이용하여 지역 기지국을 구성할 수 있다. 그리고 하나의 광섬유로써 양방향으로 상향 및 하향 신호를 전송하므로 광섬유의 효율성을 높일 수 있다. 또한 지역 기지국에 사용되는 애드/드롭 다중화기는 온도에 의해 필터의 특성이 변하지 않으므로 온도 제어 및 감시의 필요가 없다.
따라서 본 발명은 도시 외곽지역이나 지방 소도시 및 군 지역에서 경제적으로 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망으로 사용하기에 적합하다.
도 1은 종래 일반적인 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망의 구성을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 따른 버스 구조의 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망의 구성 예를 나타낸 도면,
도 3은 도 2의 중앙 기지국에 위치한 1xN 도파로열 격자의 파장할당 예를 나타낸 도면,
도 4는 도 2의 제1 지역 기지국에 위치한 광 애드/드롭 다중화기에서의 애드 및 드롭되는 파장의 할당 예를 나타낸 도면.

Claims (7)

  1. 서로 다른 파장의 하향 광신호를 간선 광섬유를 통해 하향 전송하고, 상기 간선 광섬유를 통해 상향 전송되는 상향 광신호를 수신하는 중앙 기지국과;
    상기 중앙 기지국과 상기 간선 광섬유를 통해 연결된 제1 지역기지국과, 상기 제1 기지국과 상기 간선 광섬유를 통해 연결된 제 2 기지국을 적어도 포함하며, 상기 중앙 기지국으로부터 하향 전송되는 광신호 중 해당 파장의 광신호를 각 지역국에 연결된 적어도 하나의 가입자 장치에 드롭(drop)하고, 상기 각 가입자 장치로부터 상향 전송되는 상향 광신호를 애드(add)하여 상기 중앙 기지국으로 상향 전송하는 복수의 지역 기지국과;
    상기 각 지역 기지국으로부터 드롭되는 해당 파장의 광신호를 수신하고, 서로 다른 파장의 상향 광신호를 각 지역국을 통해 상향 전송하는 적어도 하나의 가입자 장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 버스 구조의 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 중앙 기지국은
    상기 서로 다른 파장의 하향 광신호를 출력하는 복수의 하향 광원과;
    상기 상향 광신호를 수신하는 복수의 상향 광수신기와;
    상기 하향 광신호를 다중화하고, 상향 광신호를 역다중화 하는 제1 파장분할 다중화기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 버스 구조의 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제1 파장분할 다중화기는
    도파로열 격자(arranged waveguide grating: AWG)로 구성됨을 특징으로 하는 버스 구조의 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 지역 기지국은 각각
    상기 간선 광섬유를 통해 상기 중앙 기지국으로부터 전송되는 다중화된 하향 광신호를 역다중화하고, 상기 각 가입자 장치로부터 상향 전송되는 상향 광신호를 다중화하는 애드/드롭 다중화기와;
    상기 각 가입자 장치에 할당된 상향 광신호와 하향 광신호를 분리하는 복수의 제2 파장분할 다중화기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 버스 구조의 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 애드/드롭 다중화기는
    필터형 파장분할 다중화기로 구성됨을 특징으로 하는 버스 구조의 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 애드/드롭 다중화기는
    도파로열 격자로 구성됨을 특징으로 하는 버스 구조의 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 각 가입자 장치는
    상기 각 지역 기지국으로부터 하향 전송되는 하향 광신호를 수신하는 하향 광수신기와;
    상향 광신호를 출력하는 상향 광원과;
    상기 상향 광신호와 하향 광신호를 분리하는 제3 파장분할 다중화기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 버스 구조의 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망.
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