KR20060068179A - Integrated optical transmission system for communication and broadcasting signals - Google Patents
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Abstract
본 발명은 통신과 방송 신호를 통합하여 광전송하는 시스템에 관한 것으로, 더 자세하게는 중앙기지국과 중계노드와 가입자단으로 구성되는 광가입자망에서 중앙기지국과 가입자단 사이의 통신과 방송 신호들을 통합하여 송수신하기 위한 광전송 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a system for integrating communication and broadcast signals and optical transmission. More particularly, the present invention relates to a system for transmitting and receiving communications and broadcasting signals between a central base station and a subscriber end in an optical subscriber network including a central base station, a relay node, and a subscriber end. It relates to an optical transmission device for.
본 발명은, 중앙기지국들과 중계노드와 가입자단들으로 구성된 가입자망에 있어서, 상기 중계노드의 스위치와 분배기들의 출력 중 일부 또는 전부를 통합하여 하나의 광케이블로 가입자단들로 신호들을 전송하는 결합기들(3); 상기 중계노드에서 전달된 광신호에서 원 신호를 가입자단들에서 복조하여 분리하거나 상기 중앙기지국으로 전달될 광신호를 변조하여 출력하는 게이트웨이들(5)을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention, in the subscriber network consisting of the central base station, relay node and subscriber end, the combiner for integrating some or all of the output of the switch and the distributor of the relay node to transmit signals to the subscriber end by a single optical cable Field 3; Gateways (5) for demodulating and separating the original signal from the subscriber end from the optical signal transmitted from the relay node, or modulates and outputs the optical signal to be transmitted to the central base station.
이상과 같은 본 발명을 이용하면, 중앙기지국과 중계노드와 가입자단으로 구성되는 광가입자망에서 중앙기지국과 가입자단 사이의 통신과 방송 신호들을 통합하여 송수신하기 위한 광전송을 제공하는 것이 가능해진다.Using the present invention as described above, it is possible to provide an optical transmission for integrating and transmitting and receiving communication and broadcast signals between the central base station and the subscriber end in the optical subscriber network consisting of the central base station, relay node and the subscriber end.
광가입자망, 중계노드, 결합기, 게이트웨이Optical subscriber network, relay node, combiner, gateway
Description
도1은 종래기술에 따른 광가입자 통신망1 is an optical subscriber communication network according to the prior art.
도2는 본 발명에 따라 중계노드의 스위치와 분배기 출력 전부를 통합시키는 것을 도시함Figure 2 illustrates integrating all of the relay and switch outputs of a relay node in accordance with the present invention.
도3는 본 발명에 따라 중계노드의 분배기의 출력의 일부를 통합시키는 것을 도시함3 illustrates incorporating a portion of the output of a distributor of a relay node in accordance with the present invention.
도4는 본 발명의 도3에서 분배기와 통합기가 결합된 광결합기를 사용한 것을 도시함Figure 4 illustrates the use of an optical coupler combined with a distributor and an integrator in Figure 3 of the present invention.
도5는 본 발명에 따라 중계노드의 분배기로의 일부 입력을 통합시키는 것을 도시함Figure 5 illustrates incorporating some input to a relay node's distributor in accordance with the present invention.
도6는 본 발명에 따라 중계노드의 분배기로의 입력 전부를 통합시키는 것을 도시함Figure 6 illustrates incorporating all of the inputs of the relay node into the distributor in accordance with the present invention.
도7은 본 발명에 이용되는 전광/광전 변환기의 블록도7 is a block diagram of an all-opto-photoelectric converter used in the present invention.
도8은 본 발명에 이용되는 관신호 분리/결합기의 블록도8 is a block diagram of a tube signal separator / combiner used in the present invention.
도9은 본 발명의 분배기로부터의 출력을 가입자단에서 분리하는 광수신기의 블록도9 is a block diagram of an optical receiver separating the output from the distributor of the present invention at the subscriber end.
도10는 본 발명의 스위치와 분배기의 입/출력을 가입자단에서 분리하는 광송수신기의 블록도10 is a block diagram of an optical transceiver for separating input / output of a switch and a divider at the subscriber end of the present invention.
본 발명은 통신과 방송 신호를 통합하여 광전송하는 시스템에 관한 것으로, 더 자세하게는 중앙기지국과 중계노드와 가입자단으로 구성되는 광가입자망에서 중앙기지국과 가입자단 사이의 통신과 방송 신호들을 통합하여 송수신하기 위한 광전송 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a system for integrating communication and broadcast signals and optical transmission. More particularly, the present invention relates to a system for transmitting and receiving communications and broadcasting signals between a central base station and a subscriber end in an optical subscriber network including a central base station, a relay node, and a subscriber end. It relates to an optical transmission device for.
종래에는 각 건물 또는 아파트에는 전화통신망을 위한 전화 케이블과, CATV나 위성방송을 위한 동축케이블, 초고속인터넷망을 위한 광대역케이블 등이 가입자단으로 연결되어 가입자는 자신이 연결하고자 하는 기기에 따라 적절한 단자를 선택하여 기기를 연결하여 사용하고 있다.Conventionally, each building or apartment has a telephone cable for a telecommunication network, a coaxial cable for CATV or satellite broadcasting, and a broadband cable for a high-speed Internet network. Select to connect the device.
그런데, 최근에는 다양한 통신 및 방송 서비스가 시행됨에 따라, 도1에서와 같이, 각 서비스를 제공하는 중앙기지국들(1-1...1-N)에서 중계노드(건물 또는 아파트 동마다 설치)의 스위치나 분배기까지는 동축케이블 또는 광케이블을 사용하여 연결하고, 중계노드의 스위치나 분배기에서 각 가입자단(4-1...4-M)까지는 다양한 서비스마다 한 라인씩을 연결하여, 가입자는 전화나 인터넷, CATV나 위성방송 등의 다양한 서비스용 기기를 각 서비스용 단자에 연결하여 사용하고 있다.However, as various communication and broadcasting services are recently implemented, as shown in FIG. 1, a relay node (installed for each building or apartment building) in the central base stations (1-1 ... 1-N) providing each service. The coordinator or optical cable is connected to the switch or distributor of the network, and one line is connected to each subscriber station (4-1 ... 4-M) from the relay node switch or distributor to each subscriber station (4-1 ... 4-M). Various service equipment such as internet, CATV or satellite broadcasting are connected to each service terminal.
그러나, 이러한 종래기술은 중계노드에서 각 가입자단(4-1...4-M)까지 각 중 앙기지국(1-1...1-N)의 신호를 전송하기 위하여, 각 가입자단(4-1...4-M)에는 중앙기지국(1-1...1-N) 수만큼의 케이블이 결선되어야 하므로 중계노드와 다수의 가입자단들(4-1...4-N) 사이에는 수많은 케이블이 사용되어, 상당한 양의 케이블 사용으로 인한 가격 상승과, 이에 따른 과도한 케이블링 작업 비용 소요, 그리고 복잡한 결선으로 인한 유지/보수 비용의 과다를 초래하였다.However, such a prior art uses each subscriber end (< / RTI > to transmit a signal of each central base station 1-1 ... 1-N from a relay node to each subscriber end 4-1 ... 4-M. Since 4-1 ... 4-M must be connected with as many cables as the central base station (1-1 ... 1-N), the relay node and the multiple subscribers (4-1 ... 4-N) A large number of cables were used between), which resulted in a price increase due to the use of a significant amount of cables, excessive cabling costs, and excessive maintenance and repair costs due to complex wiring.
한편, 최근에는 다양한 방송(CATV, MATV, 위성방송)과 통신(고속인터넷, 유선전화)서비스가 제공되고 있는 추세이고, 이러한 서비스의 증가로 인하여 상기와 같은 종래기술의 전송 방식이 아닌 통합적인 광대역 네트워크를 구축해야 하는 필요성이 대두되고 있다.On the other hand, in recent years, a variety of broadcasting (CATV, MATV, satellite broadcasting) and communication (high-speed Internet, wired telephone) services are provided, and due to the increase of these services, the integrated broadband rather than the conventional transmission method as described above The need to build a network is emerging.
또, 최근에는 넓은 대역폭을 요구하는 다양한 광대역 서비스가 등장하여 기존의 구리선으로는 이러한 서비스들을 수용하는데 많은 문제점이 있어 왔다. 따라서 가입자단에 보다 대역폭을 제공할 수 있도록 광케이블를 이용한 광가입자망 구현의 필요성이 증가되고 있다. In addition, in recent years, various broadband services requiring wide bandwidth have emerged, and there have been many problems in accommodating these services with existing copper wires. Therefore, the necessity of implementing the optical subscriber network using the optical cable is increasing to provide more bandwidth to the subscriber end.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 감안하여, 중앙기지국과 중계노드와 가입자단으로 구성되는 가입자 통신망에서 중앙기지국과 가입자단 사이의 통신과 방송 신호들을 통합하여 송수신하기 위한 광전송시스템을 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an optical transmission system for integrating and transmitting communications and broadcast signals between a central base station and a subscriber end in a subscriber communication network including a central base station, a relay node, and a subscriber end, in view of the problems of the prior art.
보다 자세하게는 중계노드에서 각 가입자단까지의 선로를 광케이블을 이용하여 결선함으로써, 안정된 신호 전달이 가능하고 케이블 비용 및 케이블링 비용, 유지/보수 비용을 절감할 수 있는 광 전송 시스템을 제공한다. More specifically, by connecting the line from the relay node to each subscriber end using the optical cable, the optical transmission system can provide stable signal transmission and reduce the cable cost, cabling cost, and maintenance cost.
이제, 중계노드에서 각 가입자단까지의 신호를 광케이블을 이용하여 전송하는 방식에 대해 도2를 참고로 하여 설명하기로 한다.Now, a method of transmitting a signal from the relay node to each subscriber end using an optical cable will be described with reference to FIG. 2.
각 중앙기지국(1-1 ... 1-N)에서의 각 신호는 케이블을 통해 중계노드(2)의 전기적인 스위치나 분배기로 인입되고, 각각의 스위치 또는 분배기에서 출력되는 전기적인 신호들은 통합기(3)에서 변조되어 주파수 대역별로 상이한 신호가 실리도록 변조된 후 전/광 변환되어 광케이블에 의해 각 가입자단(4-1 ...4-M)으로 전송된다. Each signal from each central base station (1-1 ... 1-N) enters the electrical switch or distributor of the relay node 2 via a cable, and the electrical signals output from each switch or distributor are integrated. The modulated
각 가입자 단에는 하나의 광케이블을 통해 전송된 광신호를 광/전 변환하고 이 변환된 전기적인 신호에 포함된 다양한 신호를 분리하여 각 기기로 전달하며, 각 기기에서 생성된 신호를 전/광 변환하여 중계노드를 거쳐 중앙기지국으로 전송하기 위한 게이트웨이(5-1....5-M)가 있어, 이 장치에서 각 신호를 복조하여 각 신호를 분리하여 각각의 기기에 적합한 단자에 보내면 사용자는 각 기기를 이 단자함의 해당 단자에 연결하여 서비스를 받게 되며, 사용자가 보내고자 하는 정보를 각 기기를 통해 중앙기지국까지 보낼 수 있게 된다.Each subscriber end optically / electrically converts an optical signal transmitted through one optical cable, separates and transmits various signals included in the converted electrical signal to each device, and transmits signals generated by each device to all / optical conversions. There is a gateway (5-1 .... 5-M) for transmitting to the central base station via the relay node. In this device, each signal is demodulated, and each signal is separated and sent to a terminal suitable for each device. Each device is connected to the corresponding terminal of this terminal box to receive service, and the information that the user wants to send can be sent to the central base station through each device.
이때, 중앙기지국(1)에서 전송되는 신호들이 전기적인 신호인 경우에는 중계노드(2)의 스위치는 전기적인 신호를 입력받아 전기적인 신호처리 과정을 거친 후 전/광 변환된 신호를 출력한다. 하지만, 중앙기지국(1)에서 전송되는 신호들이 광신호인 경우에는 중계노드(2)의 스위치는 먼저 광/전 변환을 수행한 후 신호처리 과정을 거친 후 전/광 변환된 신호를 출력한다. 또, 중계노드(2)의 분배기의 경우 에는 중앙기지국(1)에서 전송되는 신호가 전기적인 신호이면 전/광 변환된 신호를 광학적으로 분배하여 출력하며, 중앙기지국(1)에서 전송되는 신호가 광신호이면 전/광변환 없이 분배하여 출력한다. In this case, when the signals transmitted from the
각 가입자단의 게이트웨이(5-1...5-M)에서는 가입자단에서 사용되는 기기가 전기적인 신호의 입력을 받아 동작할 경우 광/전 변환이 필요하지만, 가입자단에서의 기기가 광학적인 입력이 필요한 기기이어서 상기 단자함의 해당 단자가 광학 단자이면 게이트웨이(5-1...5-M)에는 광신호를 분리하여 각 단자별로 연결하는 모듈이 내장되어 있어야 한다. In the subscriber station gateway (5-1 ... 5-M), if the device used at the subscriber end operates by receiving an electrical signal, optical / electric conversion is required, but the device at the subscriber end is optical. If the device requires an input and the corresponding terminal of the terminal box is an optical terminal, the gateway 5-1... 5-M should have a built-in module for separating optical signals and connecting them for each terminal.
이상과 같이 구성을 하면, 중계노드(2)에서 각 가입자단(4)까지의 결선이 하나의 광케이블에 의해 이루어지므로, 케이블 비용 및 케이블링 작업 비용 절감, 유지/보수 비용의 절감을 달성할 수 있고, 광케이블에 의한 전송이므로 기존의 구리선을 이용한 경우에 비해 넓은 대역폭을 제공할 수 있어 광대역의 통신 및 방송 신호의 전송이 가능해진다.With the above configuration, since the connection from the relay node 2 to each
한편, 도2에서는 중계노드(2)의 스위치와 분배기의 모든 출력을 통합기(3)에서 통합하여 하나의 광케이블로 각 가입자단으로 인입되도록 구성하였으나, 도3에서와 같이 일부 분배기들만의 출력을 통합기(3)에서 통합하여 하나의 광케이블로 각 가입자단(4-1...4-M)으로 송신하고, 스위치나 상기 통합된 분배기들에서 제외된 분배기의 출력은 별도의 광섬유를 통해 인입되도록 구성하는 방식도 가능하다.Meanwhile, in FIG. 2, all the outputs of the switch and the splitter of the relay node 2 are integrated in the
또한, 일반적으로 광결합기는 동작원리상 광신호의 통합과 분배를 동시에 수행할 수 있다. 따라서 도3의 실시예에서 분배기와 통합기(3)를 하나의 광결합기로 대체함으로써 사용되는 소자수를 줄일 수 있는데, 이러한 실시예가 도4에 도시되어 있다. In addition, in general, the optical coupler can simultaneously perform the integration and distribution of the optical signal in accordance with the principle of operation. Thus, in the embodiment of FIG. 3, the number of devices used can be reduced by replacing the distributor and the
그리고, 이상과 같은 도2, 3에서의 본 발명은 중앙기지국(1)에서의 방송 신호선들이 모두 중계노드(2)의 분배기까지 각각 인입되어야 하므로, 이 신호들을 수용할 수 있는 분배기는 입력 단자수가 충분히 많고 이 많은 입력을 분배하기 위한 고가의 분배기가 필요하게 된다.2 and 3, the broadcast signal lines in the
본 발명에서는 이러한 도2, 3에 따른 본 발명의 단점을 보완하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에서는 각 중앙기지국에서 방송신호들의 일부 또는 전부를 통합하여, 중계노드의 분배기에 입력시키는 방식을 제시하는데, 이러한 적용예를 도5, 6를 참고로 하여 설명하기로 한다.In the present invention, in order to make up for the shortcomings of the present invention according to FIGS. 2 and 3, another embodiment of the present invention proposes a method of integrating some or all of broadcast signals at each central base station and inputting them to a distributor node. This application example will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
도5에서는 파장이 다른 일부 방송용 중앙기지국(1-2, 1-3)의 신호들을 통합기(6)를 이용하여 통합하여 중계노드(2)로 전송하는 것을 도시하고 있고, 도6에서는 파장이 다른 전체의 방송용 중앙기지국(1-2...1-N)의 신호들을 통합기(6)를 이용하여 통합하여 중계노드(2)로 전송하는 것을 도시하고 있다. In FIG. 5, the signals of some broadcasting central base stations 1-2 and 1-3 having different wavelengths are integrated using the
이상과 같이 통합된 신호는 중계노드(2)의 분배기를 거쳐 도2, 3에서와 같이 하나의 광케이블로 각 가입자단으로 전송되고, 각 가입자단(4-1... 4-M)에서는 통합된 신호를 다시 복조하는 게이트웨이(5-1...5-M)를 거쳐 다수의 신호로 분리되어 각 가입자(4-1 ... 4-M)의 단자함의 단자로 출력되게 된다. The integrated signal as described above is transmitted to each subscriber end via a splitter of the relay node 2 as one optical cable as shown in FIGS. 2 and 3, and integrated at each subscriber end (4-1 to 4-M). The signals are separated into a plurality of signals through the gateways 5-1 ... 5-M, which are demodulated again, and output to the terminals of the terminal boxes of the respective subscribers 4-1 ... 4-M.
이제, 광전 변환기와 전광 변환기에 대해 설명하기로 한다.The photoelectric converter and the all-optical converter will now be described.
본 발명의 2-6도에 기재된 본 발명을 위해서는 각 중앙기지국, 각 스위치 및 분배기, 가입자단이 모두 전기적인 장치인 경우 이 장치들 사이의 결선이 광케이블로 이루어져야 하므로 각 장치들에는 도 7에서와 같은 전광 변환기 또는 광전 변화기가 필요하다.For the present invention described in FIGS. 2-6 of the present invention, when each central base station, each switch and distributor, and the subscriber end are all electrical devices, the connection between these devices must be made of optical cables. The same all-optical converter or photoelectric transducer is required.
예를 들면, 각 방송을 위한 중앙기지국(1)에는 출력 부분에 전광 변환기가 사용되어야 하고, 각 가입자단에는 광전 변환기가 사용 되어야 하며, 중계노드의 스위치(인터넷 등의 선로이므로 양방향 송수신이 이루어짐)에는 양단에는 전광 변환기와 광전 변환기가 쌍으로 사용되어야 하며, 중계노드의 분배기(중앙기지국에서 가입자단으로의 송신만이 이루어짐) 양단에는 각각 광전 변환기와 전광 변환기를 사용하면 된다.For example, an all-optical converter should be used at the output part of the
그런데, 도7에서와 같은 광전 변환기와 전광 변환기를 양방향 신호를 전달하는 스위치에 사용하는 경우에는 양단에 각각 2가닥의 광케이블을 사용해야 하고 이렇게 되면 배선수가 많아져서 설치비용 및 유지관리 비용이 상승하게 된다.However, when the photoelectric converter and the all-optical converter as shown in FIG. 7 are used for a switch that transmits a bidirectional signal, two strands of optical cables must be used at both ends, thereby increasing the number of wirings, thereby increasing installation and maintenance costs. .
이러한 단점을 보완하기 위하여, 도8에서와 같은 광송수신기를 사용할 수도 있다. 이 광송수신기는 전기적인 신호를 광신호로 변환하는 기능과 광신호를 전기적인 신호로 변환하는 기능을 동시에 수행하며 광신호의 입출력을 위해 광신호 분리/결합기를 추가로 포함하며, 이 광신호 분리/결합기는 하나의 단자를 통해 광신호를 출력할 뿐만 아니라 동시에 광신호를 입력 받는다. 이러한 광신호 분리/결합 기의 예를들면 Oplink사(www.oplink.com)의 DWTC series(모델명 DWTC11AP0001211)가 있다.In order to compensate for this disadvantage, an optical transmitter as shown in FIG. 8 may be used. The optical transceiver performs a function of converting an electrical signal into an optical signal and a function of converting an optical signal into an electrical signal at the same time, and further includes an optical signal separator / combiner for input and output of the optical signal. The combiner not only outputs the optical signal through one terminal but also receives the optical signal at the same time. An example of such an optical signal splitter / combiner is the DWTC series (model name DWTC11AP0001211) of Oplink (www.oplink.com).
이제, 이상에서 설명한 통합기(3, 6)에서의 각신호의 통합과 게이트웨이(5)에서의 각 신호의 분리에 대하여 자세히 설명하기로 한다.Now, the integration of each signal in the
도3에서는 중계노드(2)와 가입자단(4) 사이의 광케이블 수를 줄이기 위하여 둘이상의 분배기의 출력을 통합하여 가입자단(4)으로 전송하는데, 통합을 하기 위해서는 각 채널의 신호를 주파수 대역별(f1, f2)로 분포되도록 변조하는 과정이 필요하고, 가입자단에 도9에서와 같이 중심 주파수가 주파수 대역(f1, f2)로 되어 있는 광학적인 대역 필터를 포함하는 광신호 분리기(예를들면 Oplink사 MWDM sries 모델명MWDM13150001P211)를 사용하여 신호들을 복조하고 분리하여 광전 변환기1, 2에 의해 전기적인 신호로 변환하여 해당 단자에 신호를 보내거나, 광전 변환기에서 일단 전기적인 신호로 변환한 후 전기적인 대역필터를 사용하여 신호를 분리하는 방법을 사용할 수 있다.In FIG. 3, in order to reduce the number of optical cables between the relay node 2 and the
다음으로, 도2에서는 중계노드(2)와 가입자단(4)사이의 광케이블 수를 줄이기 위하여 둘이상의 분배기과 하나의 스위치를 통합하여 가입자단(4)으로 전송하는데, 양방향성인 스위치와 단방향성인 분배기의 신호를 입출력하기 위하여, 스위치의 출력과 분배기의 출력은 서로 상이한 주파수 대역(f1, f2)에 존재해야 하고 ,스위치 입력은 스위치 출력과 동일한 대역(f1)을 사용하거나 스위치의 출력 또는 분배기의 출력과는 상이한 대역(f3)을 사용해야 한다. 도10에 가입자단(4)에서의 광송수신기를 예시하고 있다.Next, in FIG. 2, in order to reduce the number of optical cables between the relay node 2 and the
도5, 6에 도시한 중앙기지국들에서의 광신호들이 중계노드에서 통합되어 분배기로 입력되는데, 이때에는 예를들면 가입자단(4)에는 도9에서와 같은 광수신기가 사용된다.The optical signals at the central base stations shown in Figs. 5 and 6 are integrated in the relay node and input to the splitter. In this case, for example, the
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 상기의 실시예들에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당업자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, but various improvements, modifications, substitutions or additions can be made without departing from the gist of the present invention. Those skilled in the art will readily understand.
이상과 같은 본 발명을 이용하면, 중앙기지국과 중계노드와 가입자단으로 구성되는 가입자망에서 중앙기지국과 가입자단 사이의 통신과 방송 신호들을 통합하여 송수신하기 위한 광전송을 제공하는 것이 가능해진다.Using the present invention as described above, it is possible to provide an optical transmission for integrating and transmitting and receiving communication and broadcast signals between the central base station and the subscriber end in the subscriber network consisting of the central base station, relay node and subscriber end.
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GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |