KR20050056849A - 파장분할다중 수동 광네트워크에서 오버레이 형태로방송서비스를 제공하는 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파장분할다중 수동 광네트워크(WDM-PON)에서 오버레이 구조를 통해 방송서비스를 제공하는 장치에 관한 것으로, OLT(Optical Line Terminal)로부터 서로 다른 파장을 갖는 N개의 데이터 통신용 광파장 신호와 방송용 광파장 신호를 입력받아 상기 두 신호를 분파하는 1차 회절 격자; 상기 1차 회절 격자에 의해 분파된 상기 방송용 광파장 신호를 반사하는 미러(mirror); 및 상기 반사된 방송용 광파장 신호를 받아 모든 가입자 포트로 분배(splitting)하는 2차 회절 격자를 포함하여 본 발명의 목적 및 기술적 과제를 달성한다.

Description

파장분할다중 수동 광네트워크에서 오버레이 형태로 방송서비스를 제공하는 장치{Apparatus for broadcasting service through overlay structure in WDM-PON}
본 발명은 파장분할다중 수동 광네트워크(Wavelength Division Multiplex-Passive Optical Network(WDM-PON))에서 오버레이 구조를 통해 방송서비스를 제공하는 장치에 관한 것이다.
WDM-PON시스템은 사용자별로 파장을 할당하기 때문에, 각 사용자에게 제공되는 다양한 정보 서비스에 대한 유연성을 갖춘 차세대 FTTH(Fiber To The Home) 서비스를 제공하기에 적합한 시스템으로 기대되고 있다.
WDM-PON 시스템은 1)사용자별로 파장을 할당하므로 각 사용자에게 1 Gbps 이상의 고속 서비스 제공이 가능하고, 2)광파워 분기형 PON(TDMA PON)에 비해 분기 손실을 줄일 수 있어서, 가입자 수의 확대가 가능하고, 3)하나의 대역을 복수의 사용자들이 공유할 필요가 없으므로 대역제어나 시간동기 등의 복잡한 제어회로가 불필요하다는 장점이 있다.
현재 가입자망이 통신 및 방송의 융합서비스를 수용할 수 있는 방안에 대해서 활발한 연구가 진행되고 있다. 현재까지 제시된 WDM-PON 구조는 각 가입자에게 독립적인 대용량 대역폭을 제공하므로, 통신 및 방송의 융합을 하나의 통신 채널 내에서 실현하는 소위 In-band 융합 방식을 가정하고 있다.
In-band 융합방식은 통신채널 사용의 효율성 면에서 WDM-PON에서의 융합서비스에 최적의 방식으로 여겨지고 있지만, 통신과 방송 사업자간의 이해관계 및 통신법상의 문제로 인해서 가까운 미래에 실현되기는 어려울 것으로 예상된다. 이러한 문제를 감안하면, 현재로서는 통신과 방송을 서로 다른 논리적인 통신채널로 제공하는 소위 오버레이(overlay) 방식을 그 대안으로 생각할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 배경에 부응하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적 및 이루고자 하는 기술적 과제는 WDM-PON에서 통신과 방송의 융합서비스를 오버레이 형태로 제공할 수 있는 장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적 및 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 명세서에서 개시하는 WDM-PON에서 오버레이 구조를 통해 방송서비스를 제공하는 장치는 OLT(Optical Line Terminal)로부터 서로 다른 파장을 갖는 N개의 데이터 통신용 광파장 신호와 방송용 광파장 신호의 다중화된 신호를 입력받아 파장별로 역다중화하는 1차 회절 격자; 상기 1차 회절 격자에 의해 분파된 상기 방송용 광파장 신호를 반사하는 미러(mirror); 및 상기 반사된 방송용 광파장 신호를 받아 모든 가입자 포트로 분배(splitting)하는 2차 회절 격자를 포함하여 본 발명의 목적 및 기술적 과제를 달성한다.
상기와 같은 목적 및 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 명세서에서 개시하는 WDM-PON에서 오버레이 구조를 통해 방송서비스를 제공하는 또 다른 장치는 OLT(Optical Line Terminal)로부터 서로 다른 파장을 갖는 N개의 데이터 통신용 광파장 신호와 방송용 광파장 신호의 다중화된 신호를 입력받아 파장별로 역다중화하는 1차 회절 격자; N개의 상향 데이터 광파장 신호를 다중화하여 상기 OLT로 전송하는 2차 회절 격자; 상기 1차 회절 격자에 의해 역다중화된 상기 방송용 광파장 신호를 반사하는 미러(mirror); 및 상기 반사된 방송용 광파장 신호를 받아 모든 가입자 포트로 분배(split)하는 3차 회절 격자를 포함하여 본 발명의 목적 및 기술적 과제를 달성한다.
상기와 같은 목적 및 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 명세서에서 개시하는 WDM-PON에서 오버레이 구조를 통해 방송서비스를 제공하는 또 다른 장치는 OLT로부터의 서로 다른 파장을 갖는 N개의 데이터 통신용 광파장 신호와 방송용 광파장 신호를 역다중화하여 가입자 포트로 전송하는 AWG(Arrayed-Waveguide Grating); 및 상기 전송된 방송용 광파장 신호를 다수의 방송용 광파장 신호 출력포트로 분배하기 위해 상기 AWG내의 방송용 광파장 신호 집중점(focal position)에 맺힌 신호를 분배(split)하는 광 파워 스플리터(optical power splitter)를 포함하고, 상기 분배된 각 방송용 광파장 신호가 상기 출력포트에 균일하게 전달되도록 하기 위해 상기 분배된 각 방송용 광파장 신호를 상기 AWG에 피드백(feedback)하여 본 발명의 목적 및 기술적 과제를 달성한다.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 명확화하기 위해, 본 발명의 실시예에 근거하여 그 구성 및 동작을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하되 도면의 구성요소들에 참조번호를 부여함에 있어서 동일 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면상에 있더라도 동일 참조번호를 부여하였으며 당해 도면에 대한 설명시 필요한 경우 다른 도면의 구성요소를 인용할 수 있음을 미리 밝혀둔다.
도 1은 오버레이 구조를 통해 방송 서비스를 제공하는 WDM-PON에서의 파장 할당의 일례를 나타낸 도면이다.
하향(downstream) 혹은 상향(upstream) 통신을 위하여 할당받은 파장 대역(전자는 λ1,···, λN, 후자는 λN+1,···, λ2N) 중간에 방송용(broadcasting) 광파장(λB)가 할당되어 있다.
도 2a는 오버레이 구조를 통해 방송서비스를 제공하는 WDM-PON의 제1 구성예를 제시한 도면이다.
OLT(21)는 방송서비스 서버(broadcast server, 20)로부터 방송 신호를 싣고 있는 방송용 광파장 λB를 입력받아 λ1,···, λN 와 함께 다중화(mutiflexing)하여 가입자측 즉, ONT #1 ~ ONT #N으로 전송하는데, WDM DMX(22)에 입력된 방송용 광파장 λB는 모든 가입자 포트(221,222, ···,22n)로 분배가 되고 하향 신호 λ1,···, λN 은 각 파장에 따라 해당 가입자 포트로 전달됨으로서 가입자측에 전송된다.
한편 ONT로부터 입력된 상향 데이터를 실은 광파장 λN+1, ···, λ2N 은 WDM MUX/DMX(22)에 의해 다중화되어 OLT로 향하게 된다. WDM MUX/DMX(22)는 WDM-PON 전체에서 원격 노드(Remote Node)에 해당한다. 이 때, 각 가입자 포트는 데이터 통신용 광파장을 양방향 전송하는 광섬유(23)와 방송용 광파장을 단방향 전송하는 광섬유(24)로 구성되어 있으며, 이 두 가닥 광섬유(two-core optical cable)는 하나의 케이블로 포장되어 ONT 까지 연결된다. 따라서 각 ONT는 데이터용 광파장과 방송용 광파장을 분리하기 위한 광필터(Optical Filter)가 필요 없는 diplex 형태가 되므로, 유사한 서비스를 제공하는 Triplex ONT에 비해서 가격을 절감할 수 있다.
위에서 본 바와 같이 본 명세서에서 개시하는 장치 발명의 기능을 구현하는데 핵심 구성요소는 WDM MUX(WDM DMX, 22)이며, 본 발명은 결국 오버레이 구조를 통해 방송서비스를 구현하기 위한 WDM MUX(WDM DMX, 22)의 구성에 관한 것이 그 핵심이라 할 수 있다.
도 2b는 도 2a에 제시한 WDM MUX(WDM DMX)의 상세한 구성을 제시한 도면으로 본 발명의 제1 실시예에 해당한다.
OLT(21)로부터 입력되는 λ1,···, λN, λB는 1차 회절 격자(first grating section)에 의해 분파되어(wavelength demultiflexed) 데이터용 광파장 λ1,···, λN 은 해당 가입자 포트로 직접 송출되고, 방송용 광파장 λB는 1차 회절 격자(first grating section)에 의해 분파된 후 미러(mirror)에 의해 2차 회절 격자(second grating section)로 반사된다. 반사된 방송용 광파장 λB는 2차 회절 격자(second grating section)에 의해 모든 가입자 포트로 분배(splitted)된다.
즉, 1차 회절 격자는 입력된 광파장의 다중화/역다중화 역할을 수행하며, 2차 회절 격자는 방송용 광파장을 각 가입자 포트에 분배하는 splitter 역할을 수행한다.
한 편, 상향 데이터를 실은 광파장 λN+1,···, λ2N 은 ONT로부터 입력되어 1차 회절 격자를 통해 다중화되어 단일 광섬유를 통해 OLT(21)로 전송된다. 1차/2차 회절 격자로는 bulk grating 소자 또는 집적광학 형태의 Echelle grating 소자를 이용할 수도 있으며, 도 2b에 제시된 것은 후자를 이용한 경우를 나타낸 것이다.
도 2c는 도 2a에 제시한 WDM MUX(WDM DMX)의 또 다른 상세한 구성을 제시한 도면으로 본 발명의 제2 실시예에 해당한다.
도 2c에 제시된 구성은 도파로 배열 회절격자(Arrayed-Waveguide Grating: AWG)를 채용한다. λ1,···, λN, λB 은 AWG를 통해 역다중화되어 각 가입자 포트로 전송되고, λN+1,···, λ2N 은 AWG를 통해 다중화되어 OLT(21)로 전송된다. 이 때, 하나의 AWG를 이용하여 다중화와 역다중화를 수행하여야 하므로, AWG의 대응 스펙트럼의 범위(free spectral range)를 사용 파장 대역(λ1,···, λN, λ B)과 일치시킨다. 이 경우 λN+1,···, λ2N 에 해당하는 격자 차수(grating order)를 m 이라 하면 λ1,···, λN 에 해당하는 격자 차수는 m-1 이 된다.
한 편, 방송용 파장 λB 를 λB 출력포트(27)로 분배하기 위해 λB 집중점(λ B focal position)에 맺힌 신호를 광 파워 스플리터(optical power splitter, 28)를 통하여 분배한 후 λB 피드백 포트(λB feedback port)를 통하여 AWG에 입력시킨다. 방송용 파장 λB 가 λB 출력포트(27)로 균일하게 전달되게 하기 위하여 출력포트의 간격만큼 λB 피드백 포트들의 간격을 설정하며, λB 피드백 포트 개개의 위치는 AWG 설계 원리에 의해 구할 수 있다.
도 2c에서, AWG와 광 파워 스플리터(28)는 실리콘, 실리카 등과 같은 단일 기판 위에 집적되고, 폴리머, 실리카, 실리콘 나이트라이드 등의 물질을 이용하여 도파로를 구성한 후 반도체 공정을 이용하여 제작될 수 있다.
도 3a는 오버레이 구조를 통해 방송서비스를 제공하는 WDM-PON의 제2 구성예를 제시한 도면이다.
각 가입자 포트(331, 332,···, 33n)는 하나의 광섬유(단일 코어 광케이블, single-core optical cable)로서 데이터 통신용 광파장들과 방송용 광파장을 양방향 전송한다. 단일 코어 광케이블을 사용하므로 각 ONT는 도 2a에 제시된 방식과는 달리 데이터용 광파장과 방송용 광파장을 분리하기 위한 광 필터(Optical Filter)가 필요하다. 기타 다른 구성 및 작용은 도 2a에서와 동일하므로 설명을 약한다.
도 3b는 도 3a에 제시한 WDM MUX(WDM DMX)의 상세한 구성을 제시한 도면으로 본 발명의 제3 실시예에 해당한다.
입력되는 다중화된 광파장 λ1,···, λN, λB는 1차 회절 격자(first grating section)에 의해서 분파되어, 데이터용 광파장 λ1,···, λN 은 해당 가입자 포트로 직접 송출되고, 방송용 광파장 λB는 1차 회절 격자(first grating section)에 의해 회절된 후 미러(mirror)에 의해 3차 회절 격자(third grating section)로 반사된다. 반사된 방송용 광파장 λB는 3차 회절 격자에 의해 모든 가입자 포트로 분배(splitted)된다.
한편 상향 데이터를 실은 광파장 λN+1,···, λ2N 은 ONT로부터 입력되어 2차 회절 격자(second grating section)를 통해서 단일 광섬유로 광파장 다중화되어 OLT(21)로 전송된다.
도 3c는 도 3a에 제시한 WDM MUX(WDM DMX)의 또 다른 상세한 구성을 제시한 도면으로 본 발명의 제4 실시예에 해당한다.
도 3c에 제시된 구성은 도 2c에 제시된 바와 마찬가지로 도파로 배열 회절격자(Arrayed-Waveguide Grating: AWG)를 채용한다. 방송용 파장 λB를 λB 출력포트(27)로 분배하기 위해 λB 집중점(λB focal position)에 맺힌 신호를 광 파워 스플리터(optical power splitter, 28)를 통하여 분배한 후, λB 피드백 포트(λB feedback port)를 통하여 AWG에 입력시킨다. 방송용 파장 λB가 λB 출력포트(가입자로 향하는)로 균일하게 전달되게 하기 위하여 출력포트의 간격만큼 λB 피드백 포트들의 간격을 설정하며, λB 피드백 포트 개개의 위치는 AWG 설계 원리에 의해 구할 수 있다.
도 3c에 의하면, 도파로가 서로 교차하는 영역이 존재한다. 그러나, 실험적으로나 이론적으로나 도파로 교차 각도가 약 30도 이상이 되면 도파로 사이의 커플링(coupling)은 무시 가능하다. AWG와 광 파워 스플리터(28)는 실리콘, 실리카 등과 같은 단일 기판 위에 집적되고, 폴리머, 실리카, 실리콘 나이트라이드 등의 물질을 이용하여 도파로를 구성한 후 반도체 공정을 이용하여 제작될 수 있다. λB 피드백 포트(λB feedback port, 29)의 위치가 데이터 입력 포트 하단에 위치함으로써, 각 가입자 포트로 데이터용 광파장과 방송용 광파장의 동시 전송이 가능하다.
도 4는 오버레이 구조를 통해 방송 서비스를 제공하는 WDM-PON에서의 파장 할당을 나타낸 도면으로 방송용 파장으로 2개가 할당된 경우를 나타낸 것으로, 전체적으로 도 1에서의 경우와 유사하며, 다만 방송용 파장이 2개가 할당된 점이 차이가 있다. 도 4에는 방송용 파장이 2개가 할당된 경우를 나타내었지만, 그 이상의 개수로도 할당될 수 있음은 자명하다 할 것이며, 복수개의 파장을 할당함으로써 방송서비스의 확장을 꾀할 수 있다.
도 5a는 오버레이 구조를 통해 방송서비스를 제공하는 WDM-PON의 제3 구성예를 제시한 도면이다.
OLT(21)는 방송서비스 서버(broadcast server, 20)로부터 방송 신호를 싣고 있는 방송용 광파장 λB1, λB2를 입력받아 λ1,···, λN 와 함께 다중화(mutiflexing)하여 가입자측 즉, ONT #1 ~ ONT #N으로 전송하는데, WDM DMX(22)에 입력된 방송용 광파장 λB1, λB2는 모든 가입자 포트(511,512,···,51n)로 분배가 되고 하향 신호 λ1,···, λN 은 각 파장에 따라 해당 가입자 포트로 전달됨으로서 가입자측에 전송된다.
한편 ONT로부터 입력된 상향 데이터를 실은 광파장 λN+1,···, λ2N 은 WDM MUX(22)에 의해 다중화되어 OLT로 향하게 된다. 이 때, 각 가입자 포트는 데이터 통신용 광파장을 양방향 전송하는 광섬유(52)와 방송용 광파장 λB1, λB2을 각각 단방향 전송하는 광섬유(53,54)로 구성되어 있으며, 이 세 가닥 광섬유(three-core optical cable)는 하나의 케이블로 포장되어 ONT 까지 연결된다. 따라서 각 ONT는 데이터용 광파장과 방송용 광파장을 분리하기 위한 광필터(Optical Filter)가 필요 없는 diplex 형태가 되므로, 유사한 서비스를 제공하는 Triplex ONT에 비해서 가격을 절감할 수 있다.
도 5b는 도 5a에 제시한 WDM MUX(WDM DMX)의 상세한 구성을 제시한 도면으로 본 발명의 제4 실시예에 해당한다.
OLT(21)로부터 입력되는 λ1,···, λN, λB1, λB2 는 1차 회절 격자(first grating section)에 의해 분파되어(wavelebgth demutiflexed) 데이터용 광파장 λ1,···, λN 은 해당 가입자 포트로 직접 송출되고, 방송용 광파장 λB1은 1차 회절 격자(first grating section)에 의해 회절된 후 미러 1(mirror 1)에 의해 2차 회절 격자(second grating section)로, λB2은 1차 회절 격자(second grating section)에 의해 회절된 후 미러 2(mirror 2)에 의해 3차 회절 격자(third grating section)로 반사된다. 반사된 방송용 광파장 λB1, λB2는 각각 2차 회절 격자 및 3차 회절격자에 의해 모든 가입자 포트로 분배(splitted)된다.
다시 말하면, 1차 회절 격자는 입력 광파장의 다중화/역다중화 역할을 수행하며, 2차 회절 격자는 방송용 광파장 λB1을, 3차 회절 격자는 방송용 광파장 λ B2 을 모든 가입자 포트에 분배하는 splitter 역할을 수행한다.
한 편, 상향 데이터를 실은 광파장 λN+1, ···, λ2N 은 ONT로부터 입력되어 1차 회절 격자를 통해 다중화되어 단일 광섬유를 통해 OLT(21)로 전송된다. 1차 내지 3차 회절 격자로는 도 2b에 서 언급한 바와 같이 bulk grating 소자 또는 집적광학 형태의 Echelle grating 소자를 이용할 수도 있으며, 도 5b에 제시된 것은 후자를 이용한 경우를 나타낸 것이다.
도 5c는 도 5a에 제시한 WDM MUX(WDM DMX)의 또 다른 상세한 구성을 제시한 도면으로 본 발명의 제5 실시예에 해당한다.
도 5c에 제시된 실시예는 도 2c에 제시된 구성과 마찬가지로 도파로 배열 회절격자(Arrayed Waveguide Grating: AWG)를 채용한다. λ1,···, λN, λB1, λB2 은 AWG를 통해 역다중화되어 각 가입자 포트로 전송되고, λN+1,···, λ2N 은 AWG를 통해 다중화되어 OLT(21)로 전송된다. 이 때, 하나의 AWG를 이용하여 다중화와 역다중화를 수행하여야 하므로, AWG의 대응 스펙트럼의 범위(free spectral range)를 사용 파장 대역(λ1,···, λN, λB1, λB2)과 일치시킨다. 이 경우 λN+1,···, λ2N 에 해당하는 격자 차수(grating order)를 m 이라 하면 λ1, ···, λN 에 해당하는 격자 차수는 m-1 이 된다.
한 편, 방송용 파장 λB1, λB2를 각각 λB1 출력포트(57), λB2 출력포트(58)로 분배하기 위해 λB1 집중점(λB1 focal position), λB2 집중점(λ B2 focal position)에 맺힌 신호를 광 파워 스플리터(optical power splitter, 59)를 통하여 분배한다. AWG와 광 파워 스플리터(59)는 실리콘, 실리카 등과 같은 단일 기판 위에 집적되고, 폴리머, 실리카, 실리콘 나이트라이드 등의 물질을 이용하여 도파로를 구성한 후 반도체 공정을 이용하여 제작될 수 있다.
도 6a는 멀티캐스트 방식의 방송서비스를 제공하는 WDM MUX(WDM DMX)의 구성을 제시한 도면으로 본 발명의 제5 실시예에 해당한다.
위에서 언급된 각 실시예에서의 방송서비스는 모든 가입자들에게 방송서비스를 제공하는 방식 소위 브로드캐스팅(broadcasting) 방식임에 반하여, 본 실시예는 특정 가입자에게만 방송서비스를 제공하는 소위 멀티캐스팅(multicasting) 방식을 위한 WDM MUX/DMX 구조이다. 본 실시예의 기본 구성 및 작용은 도 2b에서의 경우와 동일하며, 다만 특정 가입자에게만 방송서비스를 제공하게 하기 위하여, 2차 회절격자와 사용자 포트 사이의 방송용 광파장 λB 의 광 경로 상에 NxN ON/OFF 광스위치를 삽입하여 특정한 가입자에게만 방송서비스가 제공되게 한다. 상기 스위치는 thermo-optic switch, mechanical switch, acouto-optic switch 등이 사용될 수 있고, 하이브리드 형태로 WDM MUX/DMX와 결합된다.
도 6b는 멀티캐스트 방식의 방송서비스를 제공하는 WDM MUX(WDM DMX)의 또 다른 상세한 구성을 제시한 도면으로 본 발명의 제6 실시예에 해당한다.
기본 구성 및 작용은 도 2c의 경우와 동일하지만, λB 출력포트(67)에 ON/OFF 광스위치(68)를 삽입하여 특정 가입자에게만 방송서비스를 제공한다. ON/OFF 스위치는 실리콘 혹은 실리카 기판에 집적이 가능한, thermo-optic switch 형태가 바람직하다. Thermo-optic switch 제작에 사용될 수 있는 물질로는 실리카, 폴리머, 실리콘 나이트라이드 등이다.
이제까지 언급한 오버레이 구조를 통해 방송서비스를 제공하는 상기 제 방식들은 위에서 언급한 장점들이 있는 반면에, 한 광섬유당 수용할 수 있는 가입자 수가 광파장 다중화 수에 의해서 제한된다. 따라서 1 Gbps 급 이상의 대용량 대역폭을 요구하는 가입자들에게는 좋은 솔루션이 될 수 있으나, 100Mbps 급 정도의 소용량 대역폭만을 필요로 하는 가입자들에게는 불필요한 측면이 있다.
본 발명은 이러한 측면을 고려하여 수백 MHz 에서 수 GHz 사이의 RF(Radio Frequency) 캐리어(carrier)에 데이터를 변조하여 이를 다시 광파장에 실어서 송신하는 방식을 제안한다. 이 방식을 SCMA(Subcarrier Multiplexing Accessing) 방식이라 부르는데, 동일 광파장 내에서 RF Carrier 를 서로 다르게 할당함으로써 독립적인 통신채널을 구성할 수 있다. 수용 가입자는 광파장 당 분할된 RF Carrier 개수의 배수만큼 증가하므로 가입자 수용 규모를 늘릴 수 있다.
도 7a은 SCM/WDM-PON의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
본 구성에서는 동일한 광파장을 RF 캐리어(carrier)로 나누어서 다중화 밀도를 높인 것인데, WDM MUX/DMX(22)와 가입자 사이에는 광전력 분배기(optical power splitter)가 위치하여 동일 광파장에 의해 다수의 가입자가 연결된다. 동일 광파장으로 연결된 가입자들은 서로 다른 RF 캐리어(f1,···,fm)들을 사용함으로써 구분된 통신채널을 갖게된다.
도 7b는 도 7a에 제시된 SCM/WDM-PON 이 오버레이 형태로 방송서비스를 제공하는 구성을 나타내는 도면이다. 기본 구성 및 작용은 도 2a의 경우에 설명한 것과 동일하고, 다만 WDM MUX/DMX와 가입자 사이에 광전력 분배기가 있어서 동일 광파장에 의해 다수의(도 8에서는 m 개) ONT들이 연결된다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 따르면, 위에서 언급한 WDM-PON의 장점을 그대로 유지하면서, 오버레이 형태의 방송 채널을 각 가입자에게 비용-효율적으로 제공할 수 있다. 본 발명은 또한 동일 광파장을 RF 캐리어로 다시 분할하여[Sub-Carrier Multiplexing Access(SCMA) 방식] 통신채널을 구성하는 네트워크에도 적용이 가능하다.
도 1은 오버레이 구조를 통해 방송 서비스를 제공하는 WDM-PON에서의 파장 할당을 나타낸 도면이다.
도 2a는 오버레이 구조를 통해 방송서비스를 제공하는 WDM-PON의 제1 구성을 제시한 도면이다.
도 2b는 도 2a에 제시한 WDM MUX(WDM DMX)의 상세한 구성을 제시한 도면이다.
도 2c는 도 2a에 제시한 WDM MUX(WDM DMX)의 또 다른 상세한 구성을 제시한 도면이다.
도 3a는 오버레이 구조를 통해 방송서비스를 제공하는 WDM-PON의 제2 구성을 제시한 도면이다.
도 3b는 도 3a에 제시한 WDM MUX(WDM DMX)의 상세한 구성을 제시한 도면이다.
도 3c는 도 3a에 제시한 WDM MUX(WDM DMX)의 또 다른 상세한 구성을 제시한 도면이다.
도 4는 오버레이 구조를 통해 방송 서비스를 제공하는 WDM-PON에서의 파장 할당을 나타낸 도면으로 방송용 파장으로 2개가 할당된 경우를 나타낸 도면이다.
도 5a는 오버레이 구조를 통해 방송서비스를 제공하는 WDM-PON의 제3 구성예를 제시한 도면이다.
도 5b는 도 5a에 제시한 WDM MUX(WDM DMX)의 상세한 구성을 제시한 도면이다.
도 5c는 도 5a에 제시한 WDM MUX(WDM DMX)의 또 다른 상세한 구성을 제시한 도면이다.
도 6a는 멀티캐스트 방식의 방송서비스를 제공하는 WDM MUX(WDM DMX)의 구성을 제시한 도면이다.
도 6b는 멀티캐스트 방식의 방송서비스를 제공하는 WDM MUX(WDM DMX)의 또 다른 상세한 구성을 제시한 도면이다.
도 7a는 SCM/WDM-PON의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 7b는 도 7a에 제시된 SCM/WDM-PON 이 오버레이 형태로 방송서비스를 제공하는 구성을 나타내는 도면이다.

Claims (12)

  1. OLT(Optical Line Terminal)로부터 서로 다른 파장을 갖는 N개의 데이터 통신용 광파장 신호와 방송용 광파장 신호의 다중화된 신호를 입력받아 파장별로 역다중화하는 1차 회절 격자;
    상기 1차 회절 격자에 의해 역다중화된 상기 방송용 광파장 신호를 반사하는 미러(mirror); 및
    상기 반사된 방송용 광파장 신호를 받아 모든 가입자 포트로 분배(splitting)하는 2차 회절 격자를 포함함을 특징으로 하는 WDM-PON에서 오버레이 구조를 통해 방송서비스를 제공하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 가입자 포트의 각각은
    상기 데이터 통신용 광파장 신호를 양방향 전송하는 광섬유와 상기 방송용 광파장 신호를 단방향 전송하는 광섬유의 2-코어 광케이블(two-core optical cable)로 구성됨을 특징으로 하는 WDM-PON에서 오버레이 구조를 통해 방송서비스를 제공하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 미러와 제2 회절격자는, 상기 방송용 광파장 신호의 파장이 복수개 할당된 경우, 그 할당된 개수만큼 더 구비되어 방송서비스의 확장을 꾀할 수 있음을 특징으로 하는 WDM-PON에서 오버레이 구조를 통해 방송서비스를 제공하는 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 2차 회절격자와 상기 사용자 포트 사이의 방송용 광파장 신호의 광 경로 상에 광스위치를 삽입하여 특정 가입자에게만 방송서비스를 제공함을 특징으로 하는 WDM-PON에서 오버레이 구조를 통해 방송서비스를 제공하는 장치.
  5. OLT(Optical Line Terminal)로부터 서로 다른 파장을 갖는 N개의 데이터 통신용 광파장 신호와 방송용 광파장 신호의 다중화된 신호를 입력받아 파장별로 역다중화하는 1차 회절 격자;
    N개의 상향 데이터 광파장 신호를 다중화하여 상기 OLT로 전송하는 2차 회절 격자;
    상기 1차 회절 격자에 의해 역다중화된 상기 방송용 광파장 신호를 반사하는 미러(mirror); 및
    상기 반사된 방송용 광파장 신호를 받아 모든 가입자 포트로 분배(split)하는 3차 회절 격자를 포함함을 특징으로 하는 WDM-PON에서 오버레이 구조를 통해 방송서비스를 제공하는 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 가입자 포트 각각은
    상기 데이터 통신용 광파장 신호와 상기 방송용 광파장 신호를 하나의 광섬유를 이용하여 전송하는 단일 코어 광케이블(single-core optical cable)로 구성됨을 특징으로 하는 WDM-PON에서 오버레이 구조를 통해 방송서비스를 제공하는 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 N개의 데이터 통신용 광파장 신호 중 어느 한 광파장 신호를 서로 다른 RF 캐리어로 변조시켜 분배하고, 상기 모든 가입자 포트 중 어느 한 포트의 방송용 광파장 신호를 서로 다른 RF 캐리어로 변조시켜 분배하는 광파장 분배기를 더 구비하여, 상기 한 광파장 신호와 상기 한 방송용 광파장 신호를 다수의 가입자가 공유함을 특징으로 하는 WDM-PON에서 오버레이 구조를 통해 방송서비스를 제공하는 장치.
  8. OLT로부터의 서로 다른 파장을 갖는 N개의 데이터 통신용 광파장 신호와 방송용 광파장 신호를 역다중화하여 가입자 포트로 전송하는 AWG(Arrayed-Waveguide Grating); 및
    상기 전송된 방송용 광파장 신호를 다수의 방송용 광파장 신호 출력포트로 분배하기 위해 상기 AWG내의 방송용 광파장 신호 집중점(focal position)에 맺힌 신호를 분배(split)하는 광 파워 스플리터(optical power splitter)를 포함함을 특징으로 하는 WDM-PON에서 오버레이 구조를 통해 방송서비스를 제공하는 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 분배된 각 방송용 광파장 신호를 상기 AWG에 피드백(feedback)하여 상기 분배된 각 방송용 광파장 신호가 상기 출력포트에 균일하게 전달되도록 함을 특징으로 하는 WDM-PON에서 오버레이 구조를 통해 방송서비스를 제공하는 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 광 파워 스플리터는, 상기 방송용 광파장 신호의 파장이 복수개 할당된 경우, 그 할당된 개수만큼 더 구비되어 방송서비스의 확장을 꾀할 수 있음을 특징으로 하는 WDM-PON에서 오버레이 구조를 통해 방송서비스를 제공하는 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 출력포트에 광스위치를 삽입하여 특정 가입자에게만 방송서비스를 제공함을 특징으로 하는 WDM-PON에서 오버레이 구조를 통해 방송서비스를 제공하는 장치.
  12. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 N개의 데이터 통신용 광파장 신호 중 어느 한 광파장 신호를 서로 다른 RF 캐리어로 변조시켜 분배하고, 상기 다수의 출력포트 중 어느 한 포트의 방송용 광파장 신호를 서로 다른 RF 캐리어로 변조시켜 분배하는 광파워 분배기를 더 구비하여, 상기 한 광파장 신호와 상기 한 방송용 광파장 신호를 다수의 가입자가 공유함을 특징으로 하는 WDM-PON에서 오버레이 구조를 통해 방송서비스를 제공하는 장치.
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