KR20060064489A - 수동형 광가입자망 시스템에서 방송 신호 전송 방법 및 그수동형 광가입자망 시스템 - Google Patents

수동형 광가입자망 시스템에서 방송 신호 전송 방법 및 그수동형 광가입자망 시스템 Download PDF

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Abstract

수동형 광가입자망 시스템 및 그 시스템에서의 방송신호 전송방법이 개시된다. 중앙 기지국은 방송 신호 및 런-길이가 보장된 부호화 방식을 통해 하향 데이터 광신호를 생성하고, 상기 하향 데이터 광신호 및 방송 신호를 다중화하여 전송한다. 지역 기지국은 전송로를 통해 중앙 기지국으로부터 수신한 다중화된 하향 데이터 광신호 및 방송 신호를 해당하는 적어도 하나 이상의 광가입자단으로 전송한다. 그리고 중앙 기지국 및 지역 기지국 사이의 전송로 상에 위치한 이득 매질은 하향 데이터 광신호를 펌프 광원으로 사용하여 방송 신호를 증폭한다. 이로써, 방송 신호를 위한 별도의 펌프 광원 없이 전송로에 위치한 이득매질을 통해 방송신호를 증폭함으로써 높은 이득을 얻을 수 있다.
하향 데이터 광신호, 이득 매질, 수동형 광가입자망, 방송 신호

Description

수동형 광가입자망 시스템에서 방송 신호 전송 방법 및 그 수동형 광가입자망 시스템{Passive optical network and method for transmitting broadcasting-signal in the same network}
도 1은 종래의 수동형 광가입자망 시스템 구조를 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 수동형 광가입자망 시스템의 구조를 도시한 도면,
도 3는 도 2의 중앙 기지국의 광 송수신부의 구성을 도시한 도면, 그리고,
도 4는 본 발명에 따른 수동형 광가입자망 시스템에서의 방송 신호 전송 방법의 일 실시예의 흐름을 도시한 흐름도이다.
본 발명은 수동형 광가입자망 시스템 및 그 시스템에서의 방송신호 전송 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 별도의 펌프 광원없이 방송신호를 증폭하여 전송할 수 있는 수동형 광가입자망 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
고화질 방송이나 게임 등의 데이터 증가로 인해 가입자망에서도 광섬유를 이용한 데이터 전송에 대한 수요가 증가하고 있다. 특히, 대용량의 멀티미디어 데이터와 고화질 방송을 동시에 만족시키기 위해 광가입자망에서는 초당 수십 메가비트 에서 수백 메가비트에 이르는 데이터와 수십 채널의 고화질 방송을 서로 다른 파장으로 각 가입자에게 전송한다.
도 1은 종래의 수동형 광가입자망의 시스템 구조를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 수동형 광가입자망 시스템은 중앙 기지국(Central Office:CO)(100), 다수의 광가입자단(Optical Network Unit:ONU)(120) 및 중앙 기지국(100)과 각각의 광가입자단(120)을 연결하고 데이터 광신호와 방송신호를 분배하며 상향으로 광신호를 다중화하는 지역 기지국(110)으로 구성된다. 중앙 기지국(100), 지역 기지국(110) 및 광가입자단(120)은 광선로(130)를 통해 연결된다.
중앙 기지국(100)은 방송신호 생성을 위한 광송신기(Transmitter for Broadcast:TXBC)(102)와 전송시 광전송로의 전송손실을 보상하기 위한 광증폭기(104), 데이터 신호를 생성하고 광가입자로부터 데이터 신호를 수신하는 광송수신기(Optical Transceiver for Data:OTRXdata)(106) 및 방송신호와 데이터 신호를 다중화하기 위한 파장 다중화기(108)로 구성된다.
지역 기지국(110)은 하나의 광전송로(130)를 통해 중앙 기지국(100)으로부터 받은 하향 데이터 신호와 방송신호를 각각의 광가입자(120)에게 분배하고, 각각의 광가입자단(120)으로부터 받은 상향 데이터 신호를 다중화하여 중앙 기지국(100)으로 전송한다.
광가입자단(120)은 중앙 기지국(100)으로부터 지역 기지국(110)을 통해 전송되는 하향 데이터 광신호와 방송신호를 분리하기 위한 파장 다중화/역다중화기 (122)와 방송신호의 수신을 위한 광수신기(Receiver for broadcast:RXBC)(126), 그리고 하향 데이터 신호를 수신하고 상향 데이터 신호를 전송하기 위한 광송수신기(Optical Transceiver for data:OTRXdata)(124)로 구성된다.
이러한 방법은 연구논문 "Operational demonstration and filter alignment study of multiple broadcast video delivery on a WDM passive optical network", IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 10, No.9, pp1331-1333, Sept. 1998에 기술되어 있다.
그러나, 종래의 광가입자망 시스템은 중앙 기지국에 방송신호의 전송손실의 보상을 위한 광증폭기(104)를 사용하여야 한다. 전송손실 보상을 위한 광증폭기(104)는 매우 고가이고, 다양한 부품으로 구성되어 있기 때문에 구성이 복잡하므로 시스템 구성이 복잡하게 되는 단점이 있다.
이러한 문제를 해결하고자 광증폭기를 사용하지 않고, 이득매질만을 사용함으로서 저가격의 수동형 광가입자망에서의 방송신호를 증폭하는 구조에 관한 연구논문과 특허는 다음과 같다.
연구논문 "Biderectional transmission scheme using intensity modulation of 1.48㎛ pump laser diode for erbium-doped fiber amplifier", Electronics Letters 3rd, Vol.27, No.1, pp89-91, 1991에는 데이터 광원을 1.48㎛의 파장을 사용하고 이를 5MHz의 위상변조하여 광가입자단에 전송함으로써 데이터 광신호로 사용하고, 또한 이를 이득 매질내에서 방송신호의 펌프광원으로 동시에 사용하는 것 을 제안한다. 그러나 이 경우 데이터 광원을 위상변조하여야 하기 때문에 실제 사용에 있어서 데이터의 전송량이 적고, 또한 위상변조기가 포함됨으로써 구성이 복잡해져 데이터 송신기의 비용이 증가한다.
미국특허 "Passive Optical Network System providing simultaneously both broadcasting service and data service", US2004/0131358 A1는 펌프광원을 중앙 기지국에서 데이터 신호 및 방송신호와 함께 전송함으로써 지역 기지국의 이득 매질을 통해 방송신호를 증폭하는 방법이지만, 이 경우 펌프광원이 할당되기 때문에 비용이 증가한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 별도의 펌프 광원 없이 수동형 광가입자망 시스템의 중앙 기지국 및 지역 기지국 사이의 전송로 상에 위치한 이득 매질을 통해 방송 신호를 증폭하여 전송하는 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 수동형 광가입자망 시스템의 일 실시예는, 방송 신호 및 런-길이가 보장된 부호화 방식을 통해 하향 광신호를 생성하고, 상기 하향 광신호 및 방송 신호를 다중화하여 전송하는 중앙 기지국; 전송로를 통해 상기 중앙 기지국으로부터 수신한 다중화된 하향 광신호 및 방송 신호를 해당하는 적어도 하나 이상의 광가입자단으로 전송하는 지역 기지국; 및 상기 중앙 기지국 및 상기 지역 기지국 사이의 전송로 상에 위치하고, 상기 하 향 광신호를 펌프 광원으로 사용하여 상기 방송 신호를 증폭하는 이득매질;을 포함한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 수동형 광가입자망 시스템에서의 방송신호 전송 방법의 일 실시예는, 중앙 기지국, 지역 기지국 및 광가입자단으로 구성된 수동형 광가입자망 시스템에서 방송신호를 전송하는 방법에 있어서, 상기 중앙 기지국에서 방송 신호 및 런-길이가 보장된 부호화 방식을 통해 하향 광신호를 생성하고 다중화하여 전송하는 단계; 상기 중앙 기지국 및 상기 지역 기지국 사이에서 상기 하향 광신호를 펌프 광원으로 사용하여 상기 방송 신호를 증폭하는 단계; 및 상기 지역 기지국에서 상기 다중화된 하향 광신호 및 방송 신호를 해당하는 적어도 하나 이상의 상기 광가입자단으로 전송하는 단계;를 포함한다.
이로써, 방송 신호를 위한 별도의 펌프 광원 없이 전송로에 위치한 이득매질을 통해 방송신호를 증폭함으로써 높은 이득을 얻을 수 있다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 수동형 광가입자망 시스템 및 방송신호 전송 방법에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 수동형 광가입자망 시스템의 구조를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 수동형 광가입자망 시스템은 중앙 기지국(CO)(200), 지역 기지국(RN)(210), 광가입자단(ONU)(220) 및 이득 매질(230)으로 구성된다.
중앙 기지국(200)은 방송신호 송신부(202), 광 송수신부(204) 및 다중화부(206)로 구성된다. 방송신호 송신부(202)는 광가입자단에 제공하고자 하는 방송 신 호를 생성하는 광원으로 구성되고, 광 송수신부(204)는 런-길이(run length)가 보장된 부호화 방식을 통해 하향 데이터 광신호를 생성한다. 데이터 광신호는 방송신호와 다른 하나의 파장 도는 다수의 파장으로서 이득 매질(230)을 통해서 방송 신호를 증폭할 수 있는 세기와 파장을 가진다.
그리고, 다중화부(206)는 방송신호 송신부(202)에 의해 생성된 방송 신호 및 광 송수신부(204)에 의해 생성된 하향 데이터 광신호를 다중화하여 하향으로 전송한다. 또한, 광 송수신부(204)는 광가입자단(220)에서 생성되어 지역 기지국(210)으로 통해 전송되는 상향 데이터 광신호를 수신한다.
중앙 기지국(200), 지역 기지국(210) 및 광가입자단(220)의 각각은 단일모드 광섬유(single mode fiber)로 연결되며, 이득 매질(230)은 중앙 기지국(200) 후단, 지역 기지국(210) 앞단 또는 중앙 기지국(200)과 지역 기지국(210)을 연결하는 광선로 중 어느 한 곳에 위치한다. 그리고 이득 매질(230)은 중앙 기지국(200)의 광 송수신부(204)에 의해 생성된 하향 데이터 광신호를 펌프 광원으로 사용하여 방송 신호를 증폭한다.
지역 기지국(210)은 적어도 하나 이상의 광가입자단(220)과 연결되어 중앙 기지국(200)으로부터 수신한 다중화된 방송 신호 및 하향 데이터 광신호를 해당하는 적어도 하나 이상의 광가입자단(220)으로 분배한다. 또한, 지역 기지국(210)은 광가입자단(220)으로부터 전송된 상향 데이터 광신호를 다중화하여 중앙 기지국(200)으로 전송한다. 이를 위하여 지역 기지국(210)은 다중화/역다중화 장치(212)로 구성되며, 다중화 장치(212)로는 스플리터(splitter), AWG(Array Wavelength Granting), 도파로 격자, 그레이팅, 커플러 등이 있다.
광가입자단(220)은 지역 기지국(210)으로부터 수신한 방송 신호 및 하향 데이터 광신호를 분리하는 역다중화부(222), 방송 신호를 수신하는 수신부(Optical Reciver for Broadcast:RXBC)(226) 및 하향 데이터 광신호를 수신하고 상향 데이터 광신호를 생성하는 광 송수신부(Opical Transceiver for Data:OTRXDATA)(224)로 구성된다.
도 3는 도 2의 중앙 기지국의 광 송수신부의 구성을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 중앙 기지국(210)의 광 송수신부(204)는 하향 광신호 생성부(300), 부호화부(303) 및 전/광 변환부(304), 상향 신호 수신부(310), 복호화부(312), 광/전 변환부(314) 및 신호 선택부(320)로 구성된다.
먼저, 하향 데이터 광신호에 대해 살펴보면, 하향 광신호 생성부(300)는 하향 데이터 신호를 생성하고, 부호화부(302)는 상기 하향 데이터 신호를 런-길이가 보장되도록 부호화하고, 전/광 변환부(304)는 전기 신호인 하향 데이터 신호를 하향 데이터 광신호를 변환한다. 그리고, 신호 선택부(320)는 하향 데이터 광신호를 선택하여 하향으로 전송한다.
다음으로, 상향 데이터 광신호에 대해 살펴보면, 광가입자단(220)에 의해 생성되어 지역 기지국(210)을 통해 광신호가 수신되면 신호 선택부(320)는 상향 데이터 광신호를 광/전 변환부(314)로 전송한다. 광/전 변환부(314)는 광 신호를 전기 신호를 변환하고, 복호화부(312)는 전기 신호로 변환된 신호를 복호화하고, 상향 신호 수신부(310)는 복호화된 신호를 수신한다.
도 4는 본 발명에 따른 수동형 광가입자망 시스템에서의 방송 신호 전송 방법의 일 실시예의 흐름을 도시한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 중앙 기지국은 방송 신호 및 런-길이가 보장된 부호화 방식을 통해 하향 광신호를 생성하고 다중화하여 전송한다.(S400). 그리고, 중앙 기지국 및 지역 기지국 사이에 위치한 이득 매질은 하향 광신호를 펌프 광원으로 사용하여 방송 신호를 증폭한다(S410). 지역 기지국은 이득 매질을 통해 증폭되어 전송되는 다중화된 하향 광신호 및 방송 신호를 해당하는 적어도 하나 이상의 광가입자단으로 전송한다(S420).
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 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, 중앙 기지국은 하향 광신호를 수 MHz 이상으로 런-길이가 보장된 부호화 방식을 통해 인코딩하여 하향 전송하고, 또한 이 광신호를 펌프 광원으로 사용함으로써 하향으로 전송되는 방송신호를 이득매질을 통해 증폭하여 가 입자의 수신감도를 향상시킬 수 있다. 따라서 안정적인 광링크 구성이 가능하고, 경제성이 확보된 수동형 광가입자먕 시스템을 구현할 수 있다.

Claims (6)

  1. 방송 신호 및 런-길이가 보장된 부호화 방식을 통해 하향 데이터 광신호를 생성하고, 상기 하향 데이터 광신호 및 방송 신호를 다중화하여 전송하는 중앙 기지국;
    전송로를 통해 상기 중앙 기지국으로부터 수신한 다중화된 하향 데이터 광신호 및 방송 신호를 해당하는 적어도 하나 이상의 광가입자단으로 전송하는 지역 기지국; 및
    상기 중앙 기지국 및 상기 지역 기지국 사이의 전송로 상에 위치하고, 상기 하향 데이터 광신호를 펌프 광원으로 사용하여 상기 방송 신호를 증폭하는 이득매질;을 포함하는 것을 특징으로 하는 수동형 광가입자망 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 광가입자단은,
    상기 지역 기지국으로부터 수신한 다중화된 하향 데이터 광신호 및 방송 신호를 분리하는 것을 특징으로 하는 수동형 광가입자망 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 중앙 기지국은,
    방송신호를 생성하는 방송신호 송신부;
    런-길이가 보장된 부호화 방식을 통해 하향 데이터 광신호를 생성하는 광 송수신부; 및
    상기 방송 신호 및 상기 하향 데이터 광신호를 다중화하는 다중화부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동형 광가입자망 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 광가입자단은 상향 데이터 광신호를 생성하고,
    상기 지역 기지국은 적어도 하나 이상의 상기 광가입자단으로부터 수신한 상향 데이터 광신호를 다중화하여 상기 중앙 기지국으로 전송하고,
    상기 중앙 기지국은 상기 상향 데이터 광신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 수동형 광가입자망 시스템.
  5. 중앙 기지국, 지역 기지국 및 광가입자단으로 구성된 수동형 광가입자망 시스템에서 방송신호를 전송하는 방법에 있어서,
    상기 중앙 기지국에서 방송 신호 및 런-길이가 보장된 부호화 방식을 통해 하향 데이터 광신호를 생성하고 다중화하여 전송하는 단계;
    상기 중앙 기지국 및 상기 지역 기지국 사이에서 상기 하향 데이터 광신호를 펌프 광원으로 사용하여 상기 방송 신호를 증폭하는 단계; 및
    상기 지역 기지국에서 상기 다중화된 하향 데이터 광신호 및 방송 신호를 해당하는 적어도 하나 이상의 상기 광가입자단으로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동형 광가입자망 시스템에서의 방송신호 전송 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 광가입단에서 상기 지역 기지국으로부터 수신한 다중화된 하향 데이터 광신호 및 방송 신호를 분리하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수동형 광가입자망 시스템에서의 방송신호 전송 방법.
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