KR20050096727A - 광 종단 장치와 그를 포함하는 광 전송 네트워크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나의 전송매체를 통해 서로 다른 대역의 데이터 전송 서비스가 가능한 광 전송 네트워크와 그에 이용되는 광 종단 장치(ONU)에 관한 것으로, 상기 광 전송 네트워크는;

방송신호를 하향 광 신호로 변환하여 광통신 선로로 전송하고 그 광통신 선로를 통해 인가되는 상향의 데이터 통신용 광 신호들을 파장별 데이터 통신신호로 분리하여 처리하는 헤드엔드(HeadEnd)와;

상기 헤드엔드로부터 전송되는 하향 광 신호를 다수 채널로 분기하고, 분기된 다수 채널로부터 전송되는 상향의 데이터 통신용 광 신호들을 결합하여 하향 광 신호가 전송된 광통신 선로로 전송하는 하나 이상의 분기 소자와;

상기 분기 소자중 대응하는 분기 소자로부터 전송되는 하향 광 신호를 서로 다른 채널로 분기시키고 분기된 채널중 어느 하나로부터 전송되는 상향의 데이터 통신용 광 신호를 상기 대응하는 분기 소자로 전송하는 광 분기 소자를 포함하되, 서로 다른 파장의 데이터 통신용 광신호를 발생하여 출력하는 하나 이상의 광 종단장치;를 포함함을 특징으로 한다.

Description

광 종단 장치와 그를 포함하는 광 전송 네트워크{OPTICAL NETWORK UNIT AND OPTICAL TRANSMITTING NETWORK INCLUDED THE UNIT}

본 발명은 광 전송 네트워크 구조에 관한 것으로, 특히 하나의 전송매체를 통해 서로 다른 대역의 데이터 전송 서비스가 가능한 광 전송 네트워크와 그에 이용되는 광 종단 장치(ONU)에 관한 것이다.

광통신 기술이 발전함에 따라 유선 망에 광섬유가 도입되기에 이르렀다. 유선 망에서의 광섬유 도입은 동선(twisted pair) 및 동축선(coaxial cable)에 의존해 왔던 기존 통신망의 물리적 한계(제한된 대역폭과 큰 손실)를 극복하기 위한 필연적 결과이다.

특히 광통신 관련 소자 및 장비의 가격이 하락하여 광통신 시스템이 경제성을 띄게 됨에 따라 광섬유를 이용한 광전송 네트워크에 많은 연구 개발이 이루어지고 있다. 이러한 광전송 네트워크의 구조를 도 1에 도시하였다.

도 1은 광 대역 데이터와 협 대역 데이터를 서비스하기 위한 일반적인 광 전송 네트워크 구성을 도시한 것으로, 예시한 광 전송 네트워크는 중앙 기지국인 헤드엔드(HeadEnd)(10)와, 원격 노드(Remote Node)에 해당하는 분배기(20,30)와 광 종단장치(ONU:40)들을 포함한다.

상기 광 대역 데이터란 주문형 비디오, 케이블 방송신호(CATV)와 같은 서비스 데이터를 일컫는 것이며, 협 대역 데이터란 전화, 인터넷 통신을 위해 요구되는 통신 데이터를 일컫는 것이다.

도 1을 참조하면, 헤드엔드(10)는 각 가입자에게 CATV 신호를 전송하여 주기 위한 CATV용 광송신부(일명 LD로 불리우기도 함)(12)와 광수신부(14)를 포함한다. CATV용 광송신부(12)에서 발생된 CATV용 광 신호는 하향채널을 구성하는 광통신 선로를 통해 분배기(20)로 전송되고, 분배기(20)로 전송된 CATV용 광 신호는 다시 분기되어 다수의 ONU(40)로 각각 전송된다.

광 종단장치인 ONU(40)는 광 통신망과 동선망을 연결하여 주는 것으로 광통신 망의 신호를 동선 망에 맞도록 변환하여 주거나 동선 망의 신호를 광통신 망에 맞도록 변환하여 주는 역할을 수행한다. 이러한 ONU(40)는 CATV용 광 신호를 수신하기 위한 광 수신부(42)와, 케이블 모뎀을 통해 전송되는 협대역의 서비스 요청 데이터를 복조하기 위한 복조부와, 상기 복조부에 의해 복조된 협대역 서비스 요청 데이터를 광 신호로 송신하기 위한 데이터 통신용 광 송신부(44)를 포함한다.

상기 데이터 통신용 광 송신부(44)에서 발생된 광 신호는 분배기(30)와 상향 채널의 광통신 선로를 통해 헤드엔드(10)의 데이터 통신용 광 수신부(14)로 전송됨으로서, 각 가입자로부터 전송된 협대역의 서비스 요청 데이터는 헤드엔드(10)에서 서비스망을 통해 다른 곳으로 전송된다.

이상에서 설명한 바와 같은 광 전송 네트워크에서는 헤드엔드(10)와 ONU(40)간에 별도의 전송매체를 통해 광 대역 데이터와 협 대역 데이터를 전송하기 때문에, 광 가입자 수가 증가하는 경우 그에 맞춰 상, 하향 광통신 선로를 각각 증설하여야만 한다.

그러나 광 가입자 수 증가에 맞춰 광통신 선로를 무한정 증설한다는 것은 비효율적인 문제이므로, 광통신 선로 증설 없이 기존 광통신 선로만으로 광 가입자를 최대 수용할 수 있는 새로운 모델의 네트워크 구조가 요구되는 바이다.

이에 본 발명의 목적은 하나의 전송매체를 통해 서로 다른 대역의 데이터 전송 서비스가 가능하도록 한 광 전송 네트워크와 그에 이용되는 광 종단장치(ONU)를 제공함에 있다.

더 나아가 본 발명의 또 다른 목적은 광통신 선로 증설 없이 기존 광통신 선로만으로 광 가입자를 최대 수용할 수 있는 새로운 모델의 광 전송 네트워크를 제공함은 물론, 그에 이용되는 광 종단장치(ONU)를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 광 전송 네트워크는,

방송신호를 하향 광 신호로 변환하여 광통신 선로로 전송하고 그 광통신 선로를 통해 인가되는 상향의 데이터 통신용 광 신호들을 파장별 데이터 통신신호로 분리하여 처리하는 헤드엔드(HeadEnd)와;

상기 헤드엔드로부터 전송되는 하향 광 신호를 다수 채널로 분기하고, 분기된 다수 채널로부터 전송되는 상향의 데이터 통신용 광 신호들을 결합하여 하향 광 신호가 전송된 광통신 선로로 전송하는 하나 이상의 분기 소자와;

상기 분기 소자중 대응하는 분기 소자로부터 전송되는 하향 광 신호를 서로 다른 채널로 분기시키고 분기된 채널중 어느 하나로부터 전송되는 상향의 데이터 통신용 광 신호를 상기 대응하는 분기 소자로 전송하는 광 분기 소자를 포함하되, 서로 다른 파장의 데이터 통신용 광신호를 발생하여 출력하는 하나 이상의 광 종단장치;를 포함함을 특징으로 한다.

더 나아가 본 발명의 실시예에 따른 광 전송 네트워크의 헤드엔드는,

상기 방송신호를 하향 광 신호로 변환하기 위한 광 송신부와;

상기 광 송신부에서 발생된 하향 광 신호를 상기 광통신 선로로 전송하고 그 광통신 선로를 통해 인가되는 상향의 데이터 통신용 광 신호들을 분기시키기 위한 헤드엔드용 분기 소자와;

상기 헤드엔드용 분기 소자를 통해 전송되는 상향의 데이터 통신용 광 신호들을 파장별로 역다중화하여 파장별 광 수신부로 각각 전송하는 역다중화부;를 포함함을 특징으로 하며,

상기 헤드엔드용 분기 소자로서 광 커플러 혹은 광 순환기중 어느 하나를 사용함을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 전송 네트워크는 CATV용 하향 광 신호를 전기신호로 변환하여 영상출력장치로 출력하고 데이터 통신을 위한 상향 광 신호를 발생하여 출력하는 다수의 광 종단장치(ONU)들과, 상기 광 종단장치들로부터 각각 전송되는 상향 광 신호를 다중화하여 상기 하향 광 신호가 전송되는 광통신 선로와는 다른 선로를 통해 헤드엔드로 전송하는 분기소자들을 포함하되,

상기 헤드엔드는,

상기 방송신호를 하향 광 신호로 변환하기 위한 광 송신부와;

상기 광 송신부에서 발생된 하향 광 신호를 하향용 광통신 선로로 전송하는 한편, 상향용 광 통신 선로를 통해 인가되는 상향의 데이터 통신용 광 신호들을 분기시키기 위한 헤드엔드용 분기 소자와;

상기 헤드엔드용 분기 소자를 통해 전송되는 상향의 데이터 통신용 광 신호들을 파장별로 역다중화하여 파장별 광 수신부로 각각 전송하는 WDM 역다중화부;를 포함함을 특징으로 한다.

한편 본 발명의 실시예에 따른 광 종단장치(ONU)는,

광통신 선로를 통해 전송되는 하향 광 신호를 수신하여 전기적인 신호로 변환하기 위한 광 수신부와; 상향의 광 신호를 발생하기 위한 광 송신부를 기본적으로 포함하며,

상기 광통신 선로로부터 전송되는 하향 광 신호를 상기 광 수신부로 하향 전송하고, 상기 광 송신부로부터 발생하는 상향의 광 신호를 상기 광통신 선로로 상향 전송하는 광 분기 소자를 더 포함함을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 특징에 따르면, 헤드엔드와 분기 소자를 연결시켜 주는 단일 광통신 선로를 통해 상향 및 하향 데이터의 송수신이 가능하기 때문에, 별도의 광통신 선로를 통해 상향 및 하향 데이터를 분리 전송하는 종전의 광 전송 네트워크에 비해 광통신 선로의 사용 효율을 높일 수 있는 장점을 가지게 되는 것이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

우선 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광 종단 장치(ONU:Optical Network Unit)(400)와 그를 포함하는 광 전송 네트워크의 구성을 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 우선 본 발명의 실시예에 따른 광 전송 네트워크는 하나의 헤드엔드(100)와 광통신 선로(200)를 통해 접속되는 분기 소자(300), 그리고 상기 분기 소자(300) 하나와 광통신 선로를 통해 접속되는 다수의 광 종단장치(400)를 포함한다. 상기 광 종단장치(400)와 분기 소자(300)의 수는 광 가입자 수용량에 맞춰 가변적인 값을 갖는다.

상기 헤드엔드(100)는 일종의 중앙기지국으로서 각각의 광 가입자에게 광대역 서비스신호 혹은 협대역 서비스신호를 분배하여 주고, 각 가입자로부터 전송된 신호를 다른 곳으로 전송하여 주는 역할을 수행한다.

보다 구체적으로 상기 헤드엔드(100)는 CATV와 같은 방송신호(광대역 서비스 신호에 해당)를 하향 광 신호로 변환하여 광통신 선로(200)로 전송하고 그 광통신 선로(200)를 통해 인가되는 상향의 데이터 통신용(협대역 서비스 신호에 해당) 광 신호들을 파장별( lambda _1 , lambda _2, ..., lambda _n) 데이터 통신신호로 분리하여 처리한다. 이를 위해 상기 헤드엔드(100)는,

상기 방송신호를 하향 광 신호로 변환하기 위한 광 송신부(110)와, 상기 광 송신부(110)에서 발생된 하향 광 신호를 상기 광통신 선로(200)로 전송하고 그 광통신 선로(200)를 통해 인가되는 상향의 데이터 통신용 광 신호들을 분기시키기 위한 헤드엔드용 분기 소자(130)를 포함한다. 상기 헤드엔드용 분기 소자(130)로서 광 커플러 혹은 광 순환기중 어느 하나를 사용할 수 있다.

아울러 상기 헤드엔드(100)는 상기 헤드엔드용 분기 소자(130)를 통해 전송되는 상향의 데이터 통신용 광 신호들을 파장별( lambda _1 , lambda _2, ..., lambda _n)로 역다중화하여 파장별로 분리되어 있는 데이터 통신용 광 수신부로 각각 전송하는 WDM 역다중화부(120)를 더 포함한다. 나열한 구성외에 상기 헤드엔드(100)는 타 서비스망과 연결됨은 물론 일반 헤드엔드가 구비한 기술적 구성들을 기본적으로 포함한다. 이러한 구성들은 이미 공지되어 있기에 이에 대한 상세 설명은 생략하기로 한다.

한편 지정된 광통신 선로(200)를 통해 상기 헤드엔드(100)와 접속되는 분기 소자(300)는 상기 헤드엔드(100)로부터 전송되는 하향 광 신호를 다수 채널로 분기하고, 분기된 다수 채널로부터 전송되는 상향의 데이터 통신용 광 신호들을 결합하여 상기 하향 광 신호가 전송된 광통신 선로(200)로 전송하는 역할을 수행한다. 이러한 분기 소자(300)로서 1×N의 스플리터를 사용할 수 있다. 이러한 스플리터의 특성은 하향 신호에 대해서는 광파워 분배기(optical power splitter)로서 동작하고, 서로 다른 파장의 상향 신호에 대해서는 광파장 분배기(optical wavelength divider)의 역할을 한다.

상기 분기 소자(300)에서 다수 채널로 분기된 광통신 선로와 각각 접속되는 광 종단장치(ONU)(400)는 기본적으로 서로 다른 파장의 데이터 통신용 광신호를 발생하는 데이터 통신용 광 송신부(430)를 포함한다. 또한 각각의 광 종단장치(400)는 광통신 선로를 통해 전송되는 하향 광 신호를 수신하여 전기적인 신호로 변환하기 위한 CATV용 광 수신부(420)를 포함하며,

상기 분기 소자(300)로부터 전송되는 하향 광 신호를 서로 다른 채널로 분기시켜 상기 CATV용 광 수신부(420)로 전송하고, 상기 데이터 통신용 광 송신부(430)로부터 전송되는 상향의 데이터 통신용 광 신호를 상기 분기 소자(300)로 전송하는 광 분기 소자(410)를 더 포함한다. 상기 광 분기 소자(410)로서는 광 커플러와 광 순환기중 어느 하나를 사용할 수 있다. 광 순환기를 사용하는 경우에는 분기 소자(300)로부터 전송되는 광 신호를 CATV용 광 수신부(420)로만 전달할 수 있기 때문에 데이터 통신용 광 송신부(430)를 보호할 수 있는 부가적인 장점을 가지게 된다.

한편 상기 광 종단장치(ONU)(400)는 기존의 동선망을 통해 댁내의 셋탑박스(STB) 및 케이블모뎀과 접속되는 구조를 가지며, 상기 광통신 선로를 통해 전송된 광 신호를 셋탑박스 혹은 케이블 모뎀으로 전송하거나 상기 케이블모뎀으로부터 전송되는 데이터 통신용 전기신호를 상기 광통신 선로로 전송하기 위해 필요한 기술적 구성, 예를 들면 데이터 변복조부, 광 신호의 파장 세기를 제어하기 위한 마이크로 프로세서 등을 더 포함한다. 이러한 구성 역시 일반적인 광 종단장치(ONU)의 구성이므로 이에 대한 상세 설명은 생략하기로 한다.

이하 상술한 구성을 가지는 광 전송 네트워크에서 상향의 광 신호와 하향의 광 신호가 동일한 광통신 선로(200)를 통해 전송되는 과정을 설명하기로 한다.

우선 프로그램 공급자에 의해 제공되는 CATV용 방송신호는 헤드엔드(100)에서 변조된후 CATV용 광 송신부(110)를 통해 소정 파장의 하향 광 신호로 변환 출력된다. 이와 같이 CATV용 광 송신부(110)에서 발생한 하향 광 신호는 광 커플러(130)를 통해 광통신 선로(200)로 전달됨으로서 분기 소자인 스플리터(300)로 전송된다. 그러면 스플리터(300)에서는 상기 광통신 선로(300)를 통해 전송된 하향 광 신호를 n개의 채널로 분리 출력함으로서, 광통신 선로를 통해 스플리터(300)와 연결되어 있는 다수의 광 종단장치(400)는 하향 광 신호를 전송 받게 되고, 각 광 종단장치(400)내의 신호 인입단에 위치하는 광 커플러(410)는 상기 하향 광 신호를 CATV용 광 수신부(420)와 데이터 통신용 광 송신부(430)로 분기 출력한다.

따라서 CATV용 광 수신부(420)에서는 광 커플러(410)를 통해 전송되는 하향 광 신호를 전기적인 신호로 변환하여 출력한다. 이와 같이 광 수신부(420)를 통해 전기적인 신호로 변환된 CATV용 방송신호는 이후 댁내 셋탑박스(STB)로 전송하기 위해 필요한 신호로 가공 처리되어 전송됨으로서, 댁내 광 가입자는 셋탑박스(STB)를 통해 케이블 TV를 시청할 수 있게 되는 것이다.

한편 댁내 정보 단말기(PC)에 장착된 케이블 모뎀을 통해 광 종단장치(400)에 전송된 데이터 통신용 전기신호는 광 종단장치(400)에서 복조된후 데이터 통신용 광 송신부(430)에서 데이터 통신용 광신호로 변환 출력된다. 상기 데이터 통신용 광신호를 발생하기 위해 필요한 광원의 레이저 파워는 각 광 종단장치(400) 마다 다르게 설정되어야 할 것이다.

상기 데이터 통신용 광송신부(430)에서 발생된 데이터 통신용 광신호는 광 커플러(410)를 통해 분기 소자인 스플리터(300)로 전송됨으로서, 스플리터(300)는 각 광 종단장치(400)에서 발생된 서로 다른 파장의 광 신호들을 다중화하여 상향 광통신 선로(200)를 통해 헤드엔드(100)측으로 전송한다. 상기 상향 광통신 선로(200)는 위에서 언급한 하향의 광통신 선로(200)와 동일한 선로를 나타내고 있다.

한편 헤드엔드(100)측으로 전송된 상향의 데이터 통신용 광 신호는 헤드엔드(100)측 광 커플러(130)를 통해 CATV용 광 송신부(110)와 WDM DEMUX(120)로 분기된다. 그러면 WDM DEMUX(120)에서는 전송된 상기 데이터 통신용 광 신호를 파장별로 역다중화하여 각각의 데이터 통신용 광 수신부로 전달함으로서, 해당 데이터 통신용 광 수신부에서는 데이터 통신용 광 신호를 전기신호로 변환하여 타 서비스망으로 전달한다.

결론적으로, 본 발명에서는 CATV와 같은 광 대역의 서비스 신호는 물론, 협대역의 데이터 통신용 신호까지도 동일한 광통신 선로를 통해 서로 다른 파장으로서 송수신되기 때문에 헤드엔드(100)와 분기소자(300)간에 광통신 선로를 절약할 수 있게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 헤드엔드(HeadEnd)와 분기 소자를 연결시켜 주는 단일 광통신 선로를 통해 상향 및 하향 데이터의 송수신이 가능하기 때문에, 별도의 광통신 선로를 통해 상향 및 하향 데이터를 분리 전송하는 종전의 광 전송 네트워크에 비해 광통신 선로의 사용 효율을 높일 수 있는 장점을 가지게 되는 것이다.

한편 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

도 1은 광 대역 데이터와 협대역 데이터를 서비스하기 위한 일반적인 광 전송 네트워크 구성도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광 종단 장치(ONU:Optical Network Unit)와 그를 포함하는 광 전송 네트워크 구성도.

Claims (7)

1. 방송신호를 하향 광 신호로 변환하여 광통신 선로로 전송하고 그 광통신 선로를 통해 인가되는 상향의 데이터 통신용 광 신호들을 파장별 데이터 통신신호로 분리하여 처리하는 헤드엔드(HeadEnd)와;

   상기 헤드엔드로부터 전송되는 하향 광 신호를 다수 채널로 분기하고, 분기된 다수 채널로부터 전송되는 상향의 데이터 통신용 광 신호들을 결합하여 하향 광 신호가 전송된 광통신 선로로 전송하는 하나 이상의 분기 소자와;

   상기 분기 소자중 대응하는 분기 소자로부터 전송되는 하향 광 신호를 서로 다른 채널로 분기시키고 분기된 채널중 어느 하나로부터 전송되는 상향의 데이터 통신용 광 신호를 상기 대응하는 분기 소자로 전송하는 광 분기 소자를 포함하되, 서로 다른 파장의 데이터 통신용 광신호를 발생하여 출력하는 하나 이상의 광 종단장치;를 포함함을 특징으로 하는 광 전송 네트워크.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 헤드엔드는;

   상기 방송신호를 하향 광 신호로 변환하기 위한 광 송신부와;

   상기 광 송신부에서 발생된 하향 광 신호를 상기 광통신 선로로 전송하고 그 광통신 선로를 통해 인가되는 상향의 데이터 통신용 광 신호들을 분기시키기 위한 헤드엔드용 분기 소자와;

   상기 헤드엔드용 분기 소자를 통해 전송되는 상향의 데이터 통신용 광 신호들을 파장별로 역다중화하여 파장별 광 수신부로 각각 전송하는 WDM 역다중화부;를 포함함을 특징으로 하는 광 전송 네트워크.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 헤드엔드용 분기 소자는 광 커플러 혹은 광 순환기중 어느 하나임을 특징으로 하는 광 전송 네트워크.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 광 분기 소자는 광 커플러 혹은 광 순환기중 어느 하나임을 특징으로 하는 광 전송 네트워크.
5. 광통신 선로를 통해 전송되는 하향 광 신호를 수신하여 전기적인 신호로 변환하기 위한 광 수신부와, 상향의 광 신호를 발생하기 위한 광 송신부를 포함하는 광 종단장치(ONU)에 있어서,

   상기 광통신 선로로부터 전송되는 하향 광 신호를 상기 광 수신부로 하향 전송하고, 상기 광 송신부로부터 발생하는 상향의 광 신호를 상기 광통신 선로로 상향 전송하는 광 분기 소자;를 포함함을 특징으로 하는 광 종단장치.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 광 분기 소자는 광 커플러 및 광 순환기중 어느 하나임을 특징으로 하는 광 전송 네트워크.
7. CATV용 하향 광 신호를 전기신호로 변환하여 영상출력장치로 출력하고 데이터 통신을 위한 상향 광 신호를 발생하여 출력하는 다수의 광 종단장치(ONU)들과, 상기 광 종단장치들로부터 각각 전송되는 상향 광 신호를 다중화하여 상기 하향 광 신호가 전송되는 광통신 선로와는 다른 선로를 통해 헤드엔드로 전송하는 분기소자들을 포함하는 광 전송 네트워크에 있어서,

   상기 헤드엔드는,

   상기 방송신호를 하향 광 신호로 변환하기 위한 광 송신부와;

   상기 광 송신부에서 발생된 하향 광 신호를 하향용 광통신 선로로 전송하는 한편, 상향용 광 통신 선로를 통해 인가되는 상향의 데이터 통신용 광 신호들을 분기시키기 위한 헤드엔드용 분기 소자와;

   상기 헤드엔드용 분기 소자를 통해 전송되는 상향의 데이터 통신용 광 신호들을 파장별로 역다중화하여 파장별 광 수신부로 각각 전송하는 WDM 역다중화부;를 포함함을 특징으로 하는 광 전송 네트워크.