KR20050055098A - 파장 분할 다중화 방식의 수동형 광 가입자망 시스템 - Google Patents

파장 분할 다중화 방식의 수동형 광 가입자망 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전화국 측에서 일정한 세기의 여러 파장의 레이저광을 다중화 및 광파워 분기하여 가입자 측으로 공급함으로써 같은 파장의 광원을 여러 가입자가 공유하는 파장 분할 다중화 방식의 수동형 광 가입자망(WDM-PON : Wavelength Division Multiplexing - Passive Optical Network) 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 파장 분할 다중화 방식의 수동형 광 가입자망 시스템은, 각 가입자에게 할당된 파장의 레이저 광원을 파장 분할 다중화 및 광파워 분기하여 제공하는 광원 제공 수단; 상기 광파워 분기된 광원을 이용하여 상향 신호용 광원을 전송하고, 상향 광신호를 수신하여 전기 신호로 변환하는 복수 개의 광선로 종단 장치; 상기 상향 신호용 광원을 상기 상향 광신호로 변환하여 전송하는 복수 개의 광선로 가입자 장치; 및 상기 광선로 종단 장치로부터 전송되는 상기 상향 신호용 광원을 가입자별로 분리하여 상기 광선로 가입자 장치로 전송하거나, 상기 광선로 가입자 장치로부터 전송되는 가입자별 상기 상향 광신호를 파장 분할 다중화하여 상기 광선로 종단 장치로 전송하는 다중화/역다중화 수단를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

파장 분할 다중화 방식의 수동형 광 가입자망 시스템{Wavelength division multiplexing - passive optical network system}
본 발명은 파장 분할 다중화 방식의 수동형 광 가입자망(WDM-PON : Wavelength Division Multiplexing - Passive Optical Network) 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전화국 측에서 일정한 세기의 여러 파장의 레이저광을 다중화 및 광파워 분기하여 가입자 측으로 공급함으로써 같은 파장의 광원을 여러 가입자가 공유하는 파장 분할 다중화 방식의 수동형 광 가입자망 시스템에 관한 것이다.
정보화 사회로 접어들면서 급격히 증가하고 있는 각종 광대역 멀티미디어 서비스를 다수의 가입자에게 원활히 제공하도록 광선로를 가입자단까지 직접 연결하는 이른바 WDM-PON에 대한 관심이 고조되고 있다. WDM-PON은 통신 서비스 제공자인 전화국(Central Office)의 광선로 종단 장치(OLT : Optical Line Terminal)와 광선로 가입자 장치(ONU : Optical Network Unit) 사이를 수동 광소자로 연결하고 다중화된 각종 문자/오디오/비디오 데이터를 광신호에 실어 각 ONU에 분배 전송하는 네트워크를 말하며, 이러한 WDM-PON은 가입자에게 대용량의 정보를 제공할 수 있을 뿐만 아니라 보안성이 뛰어나고 성능 향상이 용이하다.
도 1은 종래의 WDM-PON 시스템의 구성을 간략히 나타낸 블럭 구성도이다.
도시된 바와 같이 종래의 WDM-PON 시스템은 전화국에서 각 가입자 별로 다른 파장의 일정한 세기의 광원(∑λis)을 제공하면, 가입자 측의 지역 기지국(Remote node)에 구비되어 있는 WDM 다중화/역다중화기(이하, WDM MD라 함)에서 각 가입자별로 파장을 분리하여 ONU로 전송한다. 파장이 분리되어 전송된 광원(λis)은 ONU의 반사형 광증폭기에 입사되어 광증폭기의 입력 전류에 따라 광이 증폭되거나 흡수됨으로써 변조된다. 변조된 가입자 광신호(λim)는 WDM MD에서 다중화되어(∑λim) 전화국 측으로 전송된다.
그러나 이러한 종래의 WDM-PON 시스템은 일정한 세기의 광을 사용하지 않고 신호가 들어있는 신호광을 사용하기 때문에 같은 파장의 광원을 여러 가입자가 사용할 수 없다. 따라서 전화국과 ONU 간의 광원 및 광신호의 파장은 모두 가입자별로 다르며, 수많은 가입자들을 수용해야 하는 광 가입자망에서는 이러한 시스템을 구현하는데 자원이 많이 필요하게 되고 경제적으로도 비용이 많이 소요되게 된다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자, 일정한 세기의 여러 파장의 레이저광을 다중화 및 광파워 분기하여 제공함으로써 WDM-PON 시스템에서 여러 가입자가 광원을 공유하도록 하는데 그 목적이 있다.
이를 위하여, 본 발명에 따른 파장 분할 다중화 방식의 수동형 광 가입자망 시스템은, 각 가입자에게 할당된 파장의 레이저 광원을 파장 분할 다중화 및 광파워 분기하여 제공하는 광원 제공 수단; 상기 광파워 분기된 광원을 이용하여 상향 신호용 광원을 전송하고, 상향 광신호를 수신하여 전기 신호로 변환하는 복수 개의 광선로 종단 장치; 상기 상향 신호용 광원을 상기 상향 광신호로 변환하여 전송하는 복수 개의 광선로 가입자 장치; 및 상기 광선로 종단 장치로부터 전송되는 상기 상향 신호용 광원을 가입자별로 분리하여 상기 광선로 가입자 장치로 전송하거나, 상기 광선로 가입자 장치로부터 전송되는 가입자별 상기 상향 광신호를 파장 분할 다중화하여 상기 광선로 종단 장치로 전송하는 다중화/역다중화 수단를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명은 레이저 다이오드(LD : Laser Diode), WDM MD, 광분기기, 포토 다이오드(PD : Photodiode), 광서큘레이터, 및 광증폭기를 조합하여 WDM-PON 시스템을 구현하는 것을 특징으로 한다. 그리고 이러한 구성의 구체적인 설명은 신호의 흐름에 중점을 두어 이하 설명하기로 한다. 먼저 제 1 실시 예를 살펴보면 그 구성은 도 2와 같다.
본 발명의 제 1 실시 예에 따르면, WDM MD1은 LD1으로부터 공급된 i 가입자의 파장에 해당하는 광원 λius와 다른 가입자용 광원을 파장 분할 다중화한다. 여기서 광원은 DFB LD(Distributed FeedBack Laser Diode)와 같은 단일 모드 LD로부터 공급되며, 광원 λius는 ONU1에서 전화국으로 전송하는 상향 신호용 광원이다.
WDM MD1에서 파장 분할 다중화된 상향 신호용 광원 ∑λius는 1×n 광분기기1에서 광파워 분기되어 각각의 OLT 1 내지 OLT n으로 공급된다. 여기서는 각 OLT 중 하나인 OLT j1을 이용하여 설명한다.
OLT j1에 공급된 각 가입자의 상향 신호용 광원 ∑λius는 광서큘레이터(OC1)를 거쳐 가입자 측의 WDM MD3으로 전송된다. 상향 신호용 광원 ∑λius는 WDM MD3에서 가입자별로 분리되어 λius로서 가입자의 ONU1으로 전송된다.
ONU1에 전송된 상향 신호용 광원 λius는 ONU1에 구비되어 있는 광증폭기1에 전송되어 상향 신호용 광원 λius과 같은 파장의 상향 광신호 λium으로 변환되어 출력된다. 여기서 광증폭기1은 반사형 반도체 광증폭기이다.
도 3을 이용하여 광증폭기1에서의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.
광도파로(2)를 통해서 광증폭기1의 활성 도파로(4)로 입사된 광원 λius는 고반사 코팅막(6)에서 반사되어 다시 활성 도파로(4)를 거쳐 광도파로(2)로 출력된다. 이때 입사된 광원 λius는 활성 도파로(4)를 따라 진행하는 동안 기판(8)으로 입력되는 신호 전류(도시 생략)에 따라 증폭된다. 즉, 반사되어 출력되는 상향 광신호 λium은 신호 전류를 복사하게 되므로 결과적으로 광증폭기1은 전기 신호를 입사된 상향 신호용 광원 λius과 같은 파장의 상향 광신호 λium으로 변환시켜 출력하게 되는 것이다.
한편, 상술한 바와 같이 광증폭기1에서 발생한 상향 광신호 λium은 상향 신호용 광원 λius가 전송된 광선로를 통해 WDM MD3으로 전송되고 WDM MD3에 의해 다른 가입자들의 상향 광신호와 파장 분할 다중화되어 전화국의 OLT j1로 전송된다.
파장 분할 다중화된 상향 광신호 ∑λium은 광서큘레이터(OC1)의 2번 포트로 입력되어 3번 포트로 출력된다. 출력된 상향 광신호 ∑λium은 WDM MD2에서 각 가입자별로 분리된 후 PD1에 입사되어 전기 신호로 변환된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 제 1 실시 예는 각 가입자에게 할당된 파장의 단일 모드 레이저 광원을 파장 분할 다중화하고 이를 분기하여 여러 시스템이 공유하며, ONU에서 전송하는 광신호의 파장이 전화국에서 공급하는 광원에 의해 결정되는 것을 특징으로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 WDM-PON 시스템의 제 2 실시 예를 나타내는 것으로, 전화국에서 ONU로 전송하는 하향 광신호와 ONU에서 전화국으로 전송하는 상향 광신호를 동시에 전송하는 시스템의 구성을 나타낸다.
본 발명의 제 2 실시 예에 따르면, WDM MD4는 LD2로부터 공급된 i 가입자의 파장에 해당하는 광원 λius와 다른 가입자용 광원을 파장 분할 다중화한다. 여기서 광원은 DFB LD와 같은 단일 모드 LD로부터 공급되며, 광원 λius는 ONU2에서 전화국으로 전송하는 상향 신호용 광원이다.
WDM MD4에서 파장 분할 다중화된 상향 신호용 광원 ∑λius는 1×n 광분기기2에서 광파워 분기되어 각각의 OLT 1 내지 OLT n으로 공급된다. 여기서는 각 OLT 중 하나인 OLT j2를 이용하여 설명한다.
OLT j2에 공급된 각 가입자의 상향 신호용 광원 ∑λius는 광서큘레이터(OC2)를 거쳐 WDM MD8로 입사되어 후술될 하향 광신호 ∑λidm과 파장 분할 다중화된다. WDM MD8은 상향 신호용 광원과 후술될 하향 광신호를 파장 분할 다중화한다.
WDM MD8에서 후술될 하향 광신호 ∑λidm과 다중화된 상향 신호용 광원 ∑λius는 광선로를 통하여 가입자 측의 WDM MD9로 전송된다. 전송된 상향 신호용 광원 ∑λius는 WDM MD9에서 가입자별로 분리되어 λius로서 가입자의 ONU2로 전송된다. 이때 i 가입자의 상향 신호용 광원 λius와 후술될 하향 광신호 λidm은 같은 출력 포트로 분리되는 것이 바람직하다.
ONU2에 전송된 상향 신호용 광원 λius는 ONU2 내의 WDM MD10에 의해 후술될 하향 광신호 λidm과 분리되어 광증폭기3으로 전송된다. 광증폭기3은 도 3에서 설명한 바와 같이 상향 광신호 λium을 생성한다.
그리고 광증폭기3에서 생성된 상향 광신호 λium은 WDM MD10을 통해 WDM MD9로 전송되고 WDM MD9에 의하여 다른 가입자들의 상향 광신호와 파장 분할 다중화되어 전화국의 OLT j2로 전송된다.
파장 분할 다중화된 상향 광신호 ∑λium은 WDM MD8을 거쳐 광서큘레이터(OC2)의 2번 포트로 입력되고 3번 포트로 출력된다. 출력된 상향 광신호 ∑λium은 WDM MD5에서 각 가입자별로 분리된 후 λium으로서 PD2에 입사되어 전기 신호로 변환된다.
한편, 본 발명의 제 2 실시 예에 따르면, i 가입자의 하향 신호용 광원 λids는 다른 가입자의 하향 신호용 광원과 함께 WDM MD6에서 파장 분할 다중화된다. 파장 분할 다중화된 하향 신호용 광원 ∑λids는 1×n 광분기기3에서 광파워 분기된 후 광서큘레이터(OC3)를 통해 WDM MD7로 전송된다. 이때 하향 신호용 광원 λids의 파장은, 상술한 WDM MD9에서 i 가입자의 상향 신호용 광원 λius와 후술될 하향 광신호 λidm이 같은 출력 포트로 분리되도록 결정된다.
파장 분할 다중화된 하향 신호용 광원 ∑λids는 WDM MD7에서 i 가입자의 광원 λids로 분리되어 광증폭기2로 전송된다. 그러면 광증폭기2는 도 3에 설명한 바와 같이 하향 광신호 λidm을 생성하여 WDM MD7로 전송하고, WDM MD7은 하향 광신호 λidm을 다른 가입자의 하향 광신호와 파장 분할 다중화한다.
파장 분할 다중화된 하향 광신호 ∑λidm은 광서큘레이터(OC3)를 통해 WDM MD8에 입사되어 상술된 상향 신호용 광원 ∑λius와 파장 분할 다중화되고, 이어 가입자 측의 WDM MD9로 전송된다.
WDM MD9는 전송된 하향 광신호 ∑λidm을 가입자별로 분리하여 λidm으로서 가입자의 ONU2로 전송한다.
ONU2에 전송된 하향 광신호 λidm은 ONU2 내의 WDM MD10에 의해 상술된 상향 신호용 광원 λius와 분리되어 PD3으로 전송되어 전기 신호로 변환된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 제 2 실시 예는 제 1 실시 예에서 상향 신호용 광원과 상향 광신호에 대한 구성에는 변함없이 하향 신호용 광원과 하향 광신호 전송을 위한 구성을 더 구비하여 조합한 것을 특징으로 한다.
이상, 본 발명에 따른 제 2 실시 예는 OLT에서 각 가입자별 광신호와 광원의 다중화 또는 역다중화를 위해 2개의 WDM MD(WDM MD5, WDM MD7)를 사용하나, 도 5는 본 발명에 따른 제 3 실시 예로서 각 가입자별 광신호와 광원의 다중화 또는 역다중화를 위해 1개의 WDM MD(WDM MD14)를 사용하는 WDM-PON 시스템의 구성을 나타낸다. 이러한 제 3 실시 예에 있어서 하향 신호용 광원, 하향 광신호, 상향 신호용 광원, 및 상향 광신호에 대한 파장은 후술될 WDM MD14와 WDM MD17에서 분리될 때 동일한 가입자에 대해서 동일한 포트로 분리되도록 결정된다.
본 발명의 제 3 실시 예에 따르면, WDM MD11은 LD4로부터 공급된 i 가입자의 파장에 해당하는 광원 λius와 다른 가입자용 광원을 파장 분할 다중화한다. 여기서 광원은 DFB LD와 같은 단일 모드 LD로부터 공급되며, 광원 λius는 ONU3에서 전화국으로 전송하는 상향 신호용 광원이다.
WDM MD11에서 파장 분할 다중화된 상향 신호용 광원 ∑λius는 1×n 광분기기4에서 광파워 분기되어 각각의 OLT 1 내지 OLT n으로 공급된다. 여기서는 각 OLT 중 하나인 OLT j3을 이용하여 설명한다.
OLT j3에 공급된 각 가입자의 상향 신호용 광원 ∑λius는 광서큘레이터(OC4)를 거쳐 WDM MD16으로 입사되어 후술될 하향 광신호 ∑λidm과 파장 분할 다중화된다. WDM MD16은 상향 신호용 광원과 후술될 하향 광신호를 파장 분할 다중화한다.
WDM MD16에서 후술될 하향 광신호 ∑λidm과 다중화된 상향 신호용 광원 ∑λius는 광선로를 통하여 가입자 측의 WDM MD17로 전송된다. 전송된 상향 신호용 광원 ∑λius는 WDM MD17에서 가입자별로 분리되어 λius로서 가입자의 ONU3으로 전송된다. 이때 i 가입자의 상향 신호용 광원 λius와 후술될 하향 광신호 λidm은 같은 출력 포트로 분리된다.
ONU3에 전송된 상향 신호용 광원 λius는 ONU3 내의 WDM MD18에 의해 후술될 하향 광신호 λidm과 분리되어 광증폭기5로 전송된다. 광증폭기5는 도 3에서 설명한 바와 같이 상향 광신호 λium을 생성한다.
그리고 광증폭기5에서 생성된 상향 광신호 λium은 WDM MD18을 통해 WDM MD17로 전송되고 WDM MD17에 의하여 다른 가입자들의 상향 광신호와 파장 분할 다중화되어 전화국의 OLT j3으로 전송된다.
파장 분할 다중화되어 OLT j3으로 전송된 상향 광신호 ∑λium은 WDM MD16을 거쳐 광서큘레이터(OC4)의 2번 포트로 전송되어 3번 포트로 출력된다. 출력된 상향 광신호 ∑λium은 WDM MD15에서 후술될 하향 신호용 광원 ∑λids와 파장 분할 다중화되어 WDM MD14의 2번 포트로 전송된다.
WDM MD14는 입력된 상향 광신호 ∑λium과 후술될 하향 신호용 광원 ∑λids를 각 가입자별로 분리하여, 동일한 가입자에 대한 상향 광신호 λium과 하향 신호용 광원 λids는 동일한 포트(여기서는 1번 포트)로 출력한다. WDM MD14에서 후술될 하향 신호용 광원 λids와 같이 출력된 상향 광신호 λium은 WDM MD13에서 후술될 하향 신호용 광원 λids와 분리된 후 PD4로 전송되어 전기 신호로 변환된다.
한편, 제 3 실시 예에 따르면 LD5에서 공급된 하향 신호용 광원 λids는 다른 가입자의 하향 신호용 광원과 WDM MD12에서 파장 분할 다중화되고 1×n 광분기기5에서 광파워 분기된 후 광서큘레이터(OC5)를 통해 WDM MD15로 전송된다.
WDM MD15는 전송된 하향 신호용 광원 ∑λids를 상술된 상향 광신호 ∑λium과 파장 분할 다중화하여 WDM MD14로 전송한다.
WDM MD14는 상술한 바와 같이 각 가입자별로 상향 광신호 λium과 하향 신호용 광원 λids를 같은 포트(여기서는 1번 포트)로 분류하여 출력한다. WDM MD14에서 상향 광신호 λium과 같이 출력된 하향 신호용 광원 λids는 WDM MD13에서 상향 광신호 λium과 분리된 후 광증폭기4로 전송된다. 광증폭기4는 도 3에서 설명한 바와 같이 하향 광신호 λidm을 생성하여 출력한다.
광증폭기4에서 생성된 하향 광신호 λidm은 WDM MD13을 거쳐 WDM MD14에서 다른 가입자의 하향 광신호와 파장 분할 다중화되고, WDM MD15와 광서큘레이터(OC5)를 거처 WDM MD16으로 전송된다.
WDM MD16에 전송된 하향 광신호 ∑λidm은 상술된 상향 신호용 광원 ∑λius와 파장 분할 다중화되어 광선로를 통해 가입자 측의 WDM MD17로 전송된다.
WDM MD17은 입력되는 하향 광신호 ∑λidm과 상술된 상향 신호용 광원 ∑λius 를 가입자별로 같은 포트로 분리한다. 가입자별로 분리된 하향 광신호 λidm은 상술된 상향 신호용 광원 λius와 함께 ONU3으로 전송되어 WDM MD18에서 상술된 상향 신호용 광원 λius와 분리된 후 PD5에 전송되어 전기 신호로 변환된다.
상술한 바와 같이 제 3 실시 예에의 WDM MD13, WMD MD15, WDM MD16, 및 WDM MD18은 하향 신호용 광원이나 하향 광신호를 상향 신호용 광원이나 상향 광신호와 파장 분할 다중화하거나 역다중화하는 기능을 수행하고, WDM MD14와 WDM MD17은 각 가입자별 광원이나 광신호를 다중화하거나 역다중화하는 기능을 수행한다.
도 6은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 WDM-PON 시스템의 구성도이다.
본 발명의 제 4 실시 예에 따르면, 전화국에서 ONU로 공급하기 위한 상향 신호용 광원 λius는 여러 시스템에서 공유할 수 있도록 1×n 광분기기6에서 광파워 분기된다. 여기서 상향 신호용 광원은 일정한 크기의 단일 모드 LD로서 DFB LD를 사용한다.
1×n 광분기기6에서 1/n로 광파워 분기된 i 가입자에 대한 상향 신호용 광원 λius는 WDM MD19에서 후술될 하향 광신호 λidm과 파장 분할 다중화되어 양방향 도파로형 회절 격자(Bidirectional Arrayed Waveguide Grating)(BD AWG)의 i번째 포트(여기서는 4번 포트)로 전송된다. 양방향 도파로형 회절 격자(BD AWG)는 WDM MD의 일종으로, 각각 다른 포트로 입력되는 여러 파장을 다중화하여 한 포트로 출력하거나, 한 포트로 입력되는 다중화된 여러 파장을 분리하여 각각의 파장을 각각의 포트로 출력하는 기능을 한다.
양방향 도파로형 회절 격자(BD AWG)로 전송된 상향 신호용 광원 λius는 다른 가입자의 상향 신호용 광원과 파장 분할 다중화되어 출력된다.
파장 분할 다중화된 상향 신호용 광원 ∑λius는 WDM MD20에 전송되어 후술될 하향 광신호 ∑λidm과 분리된 후 광서큘레이터(OC7)를 통해 WDM MD22로 전송된다.
WDM MD22로 전송된 상향 신호용 광원 ∑λius는 가입자 측의 도파로형 회절 격자(AWG)로 전송되어 가입자별로 분리되고 λius로서 2번 포트로 출력되어 ONU로 전송된다.
ONU로 전송된 상향 신호용 광원 λius는 ONU 내의 WDM MD24의 1번 포트로 입력되어 후술될 하향 광신호 λidm과 분리되고 2번 포트로 출력된다. WDM MD24의 2번 포트로 출력된 상향 신호용 광원 λius는 광증폭기7로 전송되어 상향 광신호 λium으로 변환된다.
상기와 같이 생성된 상향 광신호 λium은 WDM MD24를 거쳐 도파로형 회절 격자(AWG)의 2번 포트로 입력되어 다른 포트로 입력된 다른 가입자의 상향 광신호와 파장 분할 다중화되어 1번 포트로 출력된다.
파장 분할 다중화된 여러 가입자의 상향 광신호 ∑λium은 전화국에 위치한 OLT로 전송되어 OLT 내의 WDM MD22와 광서큘레이터(OC7) 및 WDM MD21을 거쳐 양방향 도파로형 회절 격자(BD AWG)의 3번 포트로 입력되고, 각 가입자의 파장별로 분리되어 λium으로서 1번 포트로 출력된다.
양방향 도파로형 회절 격자(BD AWG)의 1번 포트로 출력된 상향 광신호 λium은 WDM MD23을 거쳐 PD6으로 전송되고 PD6에서 전기 신호로 변환된다. WDM MD23은 상향 광신호 λium과 후술될 하향 신호용 광원 λids를 파장 분할 다중화 또는 역다중화시킨다.
한편, DFB LD2에서 공급된 하향 신호용 광원 λids는 1×n 광분기기7에서 광파워 분기되어 WDM MD23으로 전송된다. WDM MD23은 상술한 바와 같이 상향 광신호 λium와 하향 신호용 광원 λids를 파장 분할 다중화 또는 역다중화시킨다.
WDM MD23에서 출력된 하향 신호용 광원 λids는 양방향 도파로형 회절 격자(BD AWG)의 1번 포트로 입력되어 다른 포트로 입력된 다른 가입자의 하향 신호용 광원과 파장 분할 다중화되어 3번 포트로 출력된다.
파장 분할 다중화된 하향 신호용 광원 ∑λids는 WDM MD21과 광서큘레이터(OC6) 및 WDM MD20을 거쳐 양방향 도파로형 회절 격자(BD AWG)의 2번 포트로 입력되고 각 가입자용 광원으로 분리되어 λids로서 4번 포트로 출력된다.
양방향 도파로형 회절 격자(BD AWG)의 4번 포트로 출력된 각 가입자의 하향 신호용 광원 λids는 WDM MD19로 전송된다.
WDM MD19에서 출력된 하향 신호용 광원 λids는 광증폭기6에서 도 3에서 설명한 바와 같이 하향 광신호 λidm으로 변환되어 출력된다.
상기와 같이 생성된 하향 광신호 λidm은 WDM MD19에 입사되어 상술된 상향 신호용 광원 λius와 파장 분할 다중화되어 출력되고, 이는 다시 양방향 도파로형 회절 격자(BD AWG)의 4번 포트로 입력되어 다른 포트로 입력된 다른 가입자의 하향 광신호와 파장 분할 다중화되어 ∑λidm으로서 2번 포트로 출력된다.
파장 분할 다중화된 하향 광신호 ∑λidm은 WDM MD20에 의해 상술된 상향 신호용 광원 ∑λius와 분리되어 광서큘레이터(OC6)를 거쳐 WDM MD22에서 다시 상술된 상향 신호용 광원 ∑λius와 다중화되고 가입자 측의 도파로형 회절 격자(AWG)로 전송되어 가입자별로 분리되고 λidm으로서 2번 포트로 출력되어 ONU로 전송된다.
ONU로 전송된 하향 광신호 λidm은 ONU 내의 WDM MD24의 1번 포트로 입력되어 상술된 상향 신호용 광원 λius와 분리되고 1번 포트로 출력된다. WDM MD24의 1번 포트로 출력된 하향 광신호 λidm은 PD7로 전송되어 전기 신호로 변환된다.
상술한 바와 같은 제 4 실시 예는 제 1 실시 예 내지 제 3 실시 예와 같이 DFB LD의 후단에 WDM MD와 광분기기를 순차적으로 구비한 것이 아니라, DFB LD의 후단에 바로 광분기기를 구비하여 특정 가입자용으로 파장이 할당된 신호용 광원을 광파워 분기함으로써 여러 가입자가 단일 레이저를 공유하여 사용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
상술한 제 1 실시 예 내지 제 4 실시 예와 같이, 본 발명은 각 가입자에게 할당된 파장의 단일 모드 레이저 광원을 파장 분할 다중화하고 이를 광파워 분기하여 여러 시스템이 공유하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 각 가입자에게 할당된 파장의 단일 모드 레이저 광원을 파장 분할 다중화하고 이를 광파워 분기하여 여러 시스템이 공유함으로써 시스템 구축에 필요한 자원과 비용을 절감하는 효과가 있다.
그리고 본 발명은 ONU에서 전송하는 광신호의 파장이 전화국에서 공급하는 광원에 의해 결정되므로 ONU에서는 파장 관리가 필요하지 않는 관리의 편의성도 제공한다.
도 1은 종래의 WDM-PON 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 제 1 실시 예의 구성도.
도 3은 본 발명에 사용되는 광증폭기의 일 예를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 제 2 실시 예의 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 제 3 실시 예의 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 제 4 실시 예의 구성도.

Claims (16)

  1. 각 가입자에게 할당된 파장의 레이저 광원을 파장 분할 다중화 및 광파워 분기하여 제공하는 광원 제공 수단;
    상기 광파워 분기된 광원을 이용하여 상향 신호용 광원을 전송하고, 상향 광신호를 수신하여 전기 신호로 변환하는 복수 개의 광선로 종단 장치;
    상기 상향 신호용 광원을 상기 상향 광신호로 변환하여 전송하는 복수 개의 광선로 가입자 장치; 및
    상기 광선로 종단 장치로부터 전송되는 상기 상향 신호용 광원을 가입자별로 분리하여 상기 광선로 가입자 장치로 전송하거나, 상기 광선로 가입자 장치로부터 전송되는 가입자별 상기 상향 광신호를 파장 분할 다중화하여 상기 광선로 종단 장치로 전송하는 다중화/역다중화 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 방식의 수동형 광 가입자망 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 광원 제공 수단은,
    상기 레이저 광원을 공급하는 복수 개의 레이저 다이오드;
    상기 복수 개의 레이저 다이오드로부터 공급되는 상기 레이저 광원을 파장 분할 다중화하는 제 1 다중화/역다중화기; 및
    상기 파장 분할 다중화된 레이저 광원을 상기 광파워 분기하여 상기 복수 개의 광선로 종단 장치 각각에게 전송하는 제 1 광분기기를 구비하는 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 방식의 수동형 광 가입자망 시스템.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 광선로 종단 장치는,
    상기 파장 분할 다중화된 상향 광신호를 가입자별로 분리하는 제 2 다중화/역다중화기;
    상기 제 2 다중화/역다중화기에서 가입자별로 분리된 상향 광신호를 상기 전기 신호로 변환하는 복수 개의 제 1 포토 다이오드; 및
    상기 제 1 광분기기로부터 전송되는 상기 상향 신호용 광원을 상기 다중화/역다중화 수단에게 전송하고, 상기 다중화/역다중화 수단으로부터 전송되는 상기 파장 분할 다중화된 상향 광신호를 상기 제 2 다중화/역다중화기에게 전송하는 제 1 광서큘레이터를 구비하는 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 방식의 수동형 광 가입자망 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 광선로 가입자 장치는,
    상기 다중화/역다중화 수단으로부터 전송되는 상기 가입자별로 분리된 상향 신호용 광원을 입력되는 신호 전류에 따라 상기 상향 광신호로 변환하여 상기 다중화/역다중화 수단으로 전송하는 제 1 광증폭기를 구비하는 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 방식의 수동형 광 가입자망 시스템.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 광원 제공 수단은,
    상기 상향 신호용 광원을 제공하는 상향 신호용 광원 제공 수단과;
    하향 신호용 광원을 제공하는 하향 신호용 광원 제공 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 방식의 수동형 광 가입자망 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 광선로 종단 장치는,
    상기 상향 신호용 광원과, 상기 하향 신호용 광원으로부터 생성된 하향 광신호를 파장 분할 다중화하여 상기 다중화/역다중화 수단으로 전송하는 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 방식의 수동형 광 가입자망 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 다중화/역다중화 수단은,
    상기 광선로 종단 장치로부터 전송되는 상기 하향 광신호를 가입자별로 분리하여 상기 광선로 가입자 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 방식의 수동형 광 가입자망 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 광선로 가입자 장치는,
    상기 다중화/역다중화 수단으로부터 전송되는 가입자별로 분리된 상기 상향 신호용 광원과 상기 하향 광신호를 각각 분리하여 전송하는 제 3 다중화/역다중화기;
    상기 제 3 다중화/역다중화기로부터 전송되는 상기 상향 신호용 광원을 입력되는 신호 전류에 따라 상기 상향 광신호로 변환하여 상기 제 3 다중화/역다중화기로 전송하는 제 2 광증폭기; 및
    상기 제 3 다중화/역다중화기로부터 전송되는 상기 하향 광신호를 전기 신호로 변환하는 제 2 포토 다이오드를 구비하는 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 방식의 수동형 광 가입자망 시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 광선로 종단 장치는,
    상기 상향 신호용 광원과 상기 하향 광신호를 파장 분할 다중화하여 상기 다중화/역다중화 수단에게 제공하고, 상기 다중화/역다중화 수단으로부터 전송되는 상기 파장 분할 다중화된 상향 광신호를 전송하는 제 4 다중화/역다중화기;
    상기 파장 분할 다중화된 상향 광신호를 가입자별로 분리하는 제 5 다중화/역다중화기;
    상기 제 5 다중화/역다중화기에서 가입자별로 분리된 상향 광신호를 상기 전기 신호로 변환하는 복수 개의 제 3 포토 다이오드;
    상기 상향 신호용 광원을 상기 제 4 다중화/역다중화기에게 전송하고, 상기 제 4 다중화/역다중화기로부터 수신되는 상기 파장 분할 다중화된 상향 광신호를 상기 제 5 다중화/역다중화기에게 전송하는 제 2 광서큘레이터;
    상기 하향 신호용 광원을 가입자별로 분리하여 전송하거나, 가입자별 상기 하향 광신호를 파장 분할 다중화하여 전송하는 제 6 다중화/역다중화기;
    상기 제 6 다중화/역다중화기로부터 전송되는 상기 하향 신호용 광원을 입력되는 신호 전류에 따라 상기 하향 광신호로 변환하여 상기 제 6 다중화/역다중화기로 전송하는 제 3 광증폭기; 및
    상기 하향 신호용 광원 제공 수단의 제 1 광분기기로부터 전송되는 상기 하향 신호용 광원을 상기 제 6 다중화/역다중화기로 전송하고, 상기 제 6 다중화/역다중화기로부터 전송되는 상기 파장 분할 다중화된 하향 광신호를 상기 제 4 다중화/역다중화기로 전송하는 제 3 광서큘레이터를 구비하는 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 방식의 수동형 광 가입자망 시스템.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 광선로 종단 장치는,
    상기 상향 신호용 광원과 상기 하향 광신호를 파장 분할 다중화하여 상기 다중화/역다중화 수단에게 제공하고, 상기 다중화/역다중화 수단으로부터 전송되는 상기 파장 분할 다중화된 상향 광신호를 전송하는 제 7 다중화/역다중화기;
    상기 상향 신호용 광원을 상기 제 7 다중화/역다중화기에게 전송하고, 상기 제 7 다중화/역다중화기로부터 수신되는 상기 파장 분할 다중화된 상향 광신호를 전송하는 제 4 광서큘레이터;
    상기 하향 신호용 광원 제공 수단의 제 1 광분기기로부터 전송되는 상기 하향 신호용 광원을 전송하고, 상기 파장 분할 다중화된 하향 광신호를 상기 제 7 다중화/역다중화기로 전송하는 제 5 광서큘레이터;
    상기 제 4 광서큘레이터로부터 전송되는 상기 파장 분할 다중화된 상향 광신호와 상기 제 5 광서큘레이터에서 전송되는 상기 하향 신호용 광원을 파장 분할 다중화하여 전송하고, 상기 파장 분할 다중화된 하향 광신호를 상기 제 5 광서큘레이터로 전송하는 제 8 다중화/역다중화기;
    상기 파장 분할 다중화된 상향 광신호와 상기 하향 신호용 광원을 가입자별로 분리하고, 가입자별 상기 하향 광신호를 파장 분할 다중화하여 상기 제 8 다중화기/역다중화기로 전송하는 제 9 다중화/역다중화기;
    상기 제 9 다중화/역다중화기에서 가입자별로 분리된 상기 하향 신호용 광원과 상기 상향 광신호를 각각 분리하여 전송하는 제 10 다중화/역다중화기;
    상기 제 10 다중화/역다중화기로부터 전송되는 상기 하향 신호용 광원을 입력되는 신호 전류에 따라 상기 하향 광신호로 변환하여 상기 제 10 다중화/역다중화기로 전송하는 제 4 광증폭기; 및
    상기 제 10 다중화/역다중화기로부터 전송되는 상기 상향 광신호를 전기 신호로 변환하는 제 4 포토 다이오드를 구비하는 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 방식의 수동형 광 가입자망 시스템.
  11. 각 가입자에게 할당된 파장의 레이저 광원을 광파워 분기하여 상향 신호용 광원을 제공하는 상향 신호용 광원 제공 수단;
    각 가입자에게 할당된 파장의 레이저 광원을 광파워 분기하여 하향 신호용 광원을 제공하는 하향 신호용 광원 제공 수단;
    상기 광파워 분기된 상향 신호용 광원과, 상기 하향 신호용 광원으로부터 생성된 하향 광신호를 파장 분할 다중화하여 전송하고, 상향 광신호를 수신하여 전기 신호로 변환하는 복수 개의 광선로 종단 장치;
    상기 상향 신호용 광원을 상기 상향 광신호로 변환하여 전송하는 복수 개의 광선로 가입자 장치; 및
    상기 광선로 종단 장치로부터 전송되는 상기 상향 신호용 광원과 상기 하향 광신호를 가입자별로 분리하여 상기 광선로 가입자 장치로 전송하고, 상기 광선로 가입자 장치로부터 전송되는 가입자별 상기 상향 광신호를 파장 분할 다중화하여 상기 광선로 종단 장치로 전송하는 다중화/역다중화 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 방식의 수동형 광 가입자망 시스템.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 상향 신호용 광원 제공 수단과 하향 신호용 광원 제공 수단은,
    상기 레이저 광원을 공급하는 DFB 레이저 다이오드와;
    상기 레이저 광원을 상기 광파워 분기하여 상기 복수 개의 광선로 종단 장치 각각에게 전송하는 제 1 광분기기를 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 방식의 수동형 광 가입자망 시스템.
  13. 제 11항 또는 제 12항에 있어서,
    상기 광선로 가입자 장치는,
    상기 다중화/역다중화 수단으로부터 전송되는 가입자별로 분리된 상기 상향 신호용 광원과 상기 하향 광신호를 각각 분리하여 전송하는 제 1 다중화/역다중화기;
    상기 제 1 다중화/역다중화기로부터 전송되는 상기 상향 신호용 광원을 입력되는 신호 전류에 따라 상기 상향 광신호로 변환하여 상기 제 1 다중화/역다중화기로 전송하는 제 1 광증폭기; 및
    상기 제 1 다중화/역다중화기로부터 전송되는 상기 하향 광신호를 전기 신호로 변환하는 제 1 포토 다이오드를 구비하는 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 방식의 수동형 광 가입자망 시스템.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 광선로 종단 장치는,
    상기 하향 신호용 광원을 입력되는 신호 전류에 따라 상기 하향 광신호로 변환하여 제공하는 제 2 광증폭기;
    상기 상향 신호용 광원 제공 수단의 제 1 광분기기로부터 전송되는 상기 상향 신호용 광원과 상기 제 2 광증폭기로부터 전송되는 상기 하향 광신호를 파장 분할 다중화하여 전송하는 제 2 다중화/역다중화기;
    상기 하향 신호용 광원 제공 수단의 제 1 광분기기로부터 전송되는 상기 하향 신호용 광원과 상기 상향 광신호를 전송하는 제 3 다중화/역다중화기;
    상기 제 3 다중화/역다중화기로부터 전송되는 상기 상향 광신호를 전기 신호로 변환하는 제 2 포토 다이오드;
    상기 제 2 다중화/역다중화기로부터 전송되는 상기 상향 신호용 광원과 상기 하향 광신호 및 상기 제 3 다중화/역다중화기로부터 전송되는 상기 하향 신호용 광원을 파장 분할 다중화하여 전송하고, 상기 파장 분할 다중화된 상기 상향 광신호와 상기 하향 신호용 광원을 가입자별로 분리하여 전송하는 제 4 다중화/역다중화기;
    상기 제 4 다중화/역다중화기로부터 전송되는 상기 파장 분할 다중화된 하향 신호용 광원을 전송하고, 상기 파장 분할 다중화된 상향 광신호를 상기 제 4 다중화/역다중화기로 전송하는 제 5 다중화/역다중화기;
    상기 제 4 다중화/역다중화기로부터 전송되는 상기 파장 분할 다중화된 상기 상향 신호용 광원과 상기 하향 광신호를 전송하고, 상기 파장 분할 다중화된 하향 신호용 광원을 상기 제 4 다중화/역다중화기로 전송하는 제 6 다중화/역다중화기;
    상기 상향 신호용 광원과 상기 하향 광신호를 파장 분할 다중화하여 상기 다중화/역다중화 수단에게 제공하고, 상기 다중화/역다중화 수단으로부터 전송되는 상기 파장 분할 다중화된 상향 광신호를 전송하는 제 7 다중화/역다중화기;
    상기 제 6 다중화/역다중화기로부터 전송되는 상기 상향 신호용 광원을 상기 제 7 다중화/역다중화기에게 전송하고, 상기 제 7 다중화/역다중화기로부터 전송되는 상기 파장 분할 다중화된 상향 광신호를 상기 제 5 다중화/역다중화기로 전송하는 제 1 광서큘레이터; 및
    상기 제 6 다중화/역다중화기로부터 전송되는 상기 하향 광신호를 상기 제 7 다중화/역다중화기에게 전송하고, 상기 제 5 다중화/역다중화기로부터 전송되는 상기 파장 분할 다중화된 하향 신호용 광원을 상기 제 6 다중화/역다중화기로 전송하는 제 2 광서큘레이터를 구비하는 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 방식의 수동형 광 가입자망 시스템.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 다중화/역다중화 수단은, 도파로형 회절 격자인 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 방식의 수동형 광 가입자망 시스템.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 제 4 다중화/역다중화기는, 양방향 도파로형 회절 격자인 것을 특징으로 하는 파장 분할 다중화 방식의 수동형 광 가입자망 시스템.
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