KR20060123060A - 모듈 방식으로, 쉽게 구축가능하고 확장가능한 광 통신네트워크용 노드 구조 - Google Patents

Abstract

다수의 슬롯들(205)을 구비하는 하우징(200) 및 상기 슬롯들에 삽입되는 다수의 카드들(210-245)을 포함한다. 상기 다수의 카드들(210, 215)은 네트워크의 광학 라인(110₁, 110₂)으로부터 입력 WDM 광학 신호를 수신하기 위한 광학 입력부(310), 상기 입력 WDM 광학 신호로부터 소정 파장의 적어도 하나의 구성성분 광학 신호를 추출하기 위한 제1 광학 장치(315) 및 상기 적어도 하나의 구성성분 광학 신호를 유용하게 하기 위한 적어도 하나의 광학 출력부(320₁-320₉)를 구비한 적어도 하나의 제1 카드를 포함한다. 제1 카드와는 별개로, 다수의 교체가능한 전기-광학 구성요소들(500) 중 하나를 수용하도록 기계적으로 그리고 전기적으로 설계된 적어도 하나의 소켓(405-420)을 구비하 적어도 하나의 제2 카드(220, 225)가 제공된다. 각 전기-광학 구성요소는 광학 입력부(505), 광학-대-전기 변환 유닛(525), 전기 출력부(515) 및 전기-대-광학 변환 유닛, 광학 출력부(510)를 갖는다.

네트워크 노드, 전기-광학 구성요소, 전기-광학 변환 소자, 스위치

Description

모듈 방식으로, 쉽게 구축가능하고 확장가능한 광 통신 네트워크용 노드 구조{A MODULAR, EASILY CONFIGURABLE AND EXPANDIBLE NODE STRUCTURE FOR AN OPTICAL COMMUNICATIONS NETWORK}

본 발명은 일반적으로 통신 네트워크에 관한 것으로, 구체적으로 광 통신 네트워크에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 광 통신 네트워크의 노드 구조에 관한 것으로, 특히 파장 분할 다중화(wavelength division multiplexing) 광 통신 네트워크의 노드 구조에 관한 것이다.

서로 다른 파장의 서로 다른 광학 신호들을 다중화하는 기술, 또는 파장 분할 다중화(간단히, WDM)는 광 통신 분야에 널리 사용된다.

WDM에서, 저밀도 WDM(Coarse WDM; CWDM) 기술과 고밀도 WDM(Dense WDM; DWDM) 기술은 인접한 광 통신 채널들(이하, 광 채널들) 사이의 간격 및 이용되는 광 파장 대역이 서로 다르다는 점에서 구별될 수 있다. 전형적으로, 특정 중심 파장이 각 광 채널에 할당된다; DWDM 기술에서 두 개의 인접한 채널들의 중심 파장들은 예를 들면, 약 1.6㎚ 또는 0.8㎚(ITU G694.1 격자에서 200㎓ 또는 100㎓에 대응하는) 차이가 나는 반면, CWDM 기술에서 인접한 채널들(의 중심 파장들) 사이의 간격은 (ITU G694.2 격자에 따르는) 20㎚이다.

DWDM 시스템에서 가능한 신호의 광 증폭은 긴 네트워크 거리를 갖는 것을 허용한다. 그러나, CWDM 채널에 의해 사용되는 광 대역(일반적으로, 1470㎚부터 1610㎚의 파장 범위에 걸쳐 오직 8개의 채널만이 이용된다)은 광 증폭기의 사용을 실질적으로 불가능하게 한다. 결과적으로, 링크의 길이를 상대적으로 짧게 유지하거나, CWDM 채널을 통하여 전송된 신호의 전기적 재생이 필요할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 장거리 통신 네트워크가 필수적이지 않은 응용들이 있다: 예를 들면, 제한된 숫자의 광 채널들에도 불구하고, 대도시의 경우에는 저비용 및 온도와 같은 변수의 변화에 높은 내성(耐性)을 위하여, 서로 다른 채널들을 다중화/역다중화하는데 값싼 광섬유들을 사용할 수 있는 CWDM 기술이 바람직하다.

전형적으로, 광 통신 네트워크는 다수의 노드들을 포함한다; 각 네트워크 노드는, 내부에서 통신 네트워크를 통하여 전송된 광학 신호들 상의 여러 다른 동작들 중 하나 이상이 수행되는 시스템에 대응한다. 이러한 동작들의 예는 신호의 재생 및 국지적(local) 이용을 위하여 WDM 채널들을 통하여 전송된 광학 신호들 중 하나 이상의 추출/주입 (추가/제거)이다.

CWDM 광 통신 네트워크에서 고객의 수, 인접한 노드 사이의 거리, 전송/수신된 광 전력은 미리 정의될 필요가 없다; 따라서, 통신 네트워크는 쉽게 재구축될 수 있다.

그럼에도 불구하고, 전기적 재생이 요구되는 경우, (CWDM 채널을 통하여 전송된 서로 다른 파장의 광 신호들의 집합을 의미하는) CWDM 신호를 구성하는 서로 다른 광학 신호들은 전기 신호들로 예비 변환되어야 한다. 광학 신호로부터 전기 신호로의 변환 및 다음에 광학 영역으로의 재변환의 필요성 외에, 전기적 재생의 중요한 단점은 입력 신호의 비트율 및 주파수를 알아야 할 필요성, 즉, 입력 신호 자체의 특성에 대하여 그 입력 신호 상에서 수행될 동작들에서 투명성(transparency)의 부재이다.

최근, 전기 신호들의 전기적 재생을 위한 전자 장치가 상업화되고 있으며, 이것은 CWDM 시스템에 채용되는 가장 일반적인 통신 프로토콜을 따른다. 실질적으로 이러한 전자 장치들은 입력 신호들의 비트율과 주파수를 인식하고, 그들의 동작을 이러한 변수들에 적응시킬 수 있는 클럭 데이터 복구(Clock Data Recovery; CDR) 회로들이다. 현저하게, 상업적으로 유용한 전자 CDR들은 광 증폭기에 비하여 더 작고 싸다.

US 2002/0186430 A1에서, WDM 통신 네트워크에 사용되는 네트워크 노드가 개시된다. 상기 네트워크 노드는 입력 WDM 광학 신호를 역다중화하고 입력 WDM 광학 신호를 다수의 전기 채널 신호로 변환시키기 위한 제1 네트워크 인터페이스 유닛; 상기 전기 채널 신호를 재생시키기 위한 재생 유닛; 상기 전기 채널 신호들을 출력 WDM 광학 신호로 변환시키고 다중화하기 위한 제2 네트워크 인터페이스 유닛; 및 적어도 하나의 전기 채널 신호를 광학 신호로 변환하고 네트워크 노드에서 상기 광학 신호를 추출하기 위한 2차 인터페이스 유닛을 포함한다. 상기 제1 또는 제2 네트워크 인터페이스 유닛은 선택적으로 임의의 전기적 채널 신호가 2차 네트워크 인트페이스를 통하여 변환 및 추출되거나, 제2 네트워크 인터페이스 유닛을 통하여 출력 WDM 광학 신호로 변환 및 다중화될 수 있도록 하는 전기 스위칭 유닛을 포함 한다. 여분의 전기 스위칭 유닛이 장애 보호를 위하여 다른 네트워크 인터페이스에 결합된다.

본 출원인은 상기 문서에 개시된 네트워크 노드 구조가 거의 구축가능하지 않고, 따라서 변화하는 불확정 요구들이 만족되기 어렵다는 점을 발견했다.

또한, 본 출원인은 상기 문서에 개시된 네트워크 노드 구조가 그것의 구성요소들 내의 장애에 취약하다는 점을 발견했다.

본 출원인은 상당한 비용의 발생 없이, 네트워크와 가능한 고객들의 요구들에 따라, 노드가 네트워크 내에서 동작하기 전후에 통신 네트워크 노드를 용이하게 구축할 수 있는 것이 통신 네트워크에서 매우 중요할 것이라는 점을 발견했다.

게다가, 본 출원인은 통신 네트워크의 기능을 유지하면서, 오직 장애를 유발한 구성요소만을 간단히 교체하는 것에 의하여 장애 노드를 수리할 수 있는 것이 큰 장점이 될 수 있다는 것을 발견했다.

사실, 이러한 가능성은 통신 네트워크의 유연성 및 신뢰성을 매우 증가시킬 수 있을 것이다. 구체적으로, 매우 복잡한 시스템일 수 있는 네트워크 노드의 구성을 용이하게 변경시킬 수 있고, 따라서 노드의 기능을 변화시킬 수 있는 것은 통신 네트워크 시스템의 설치 및 유지 비용을 감소시킬 수 있기 때문에 매우 바람직하다.

앞서 개략적으로 설명된 기술 상태의 관점에서, 본 발명의 목적은 상술한 단점들을 극복하기 위한 것이다. 구체적으로, 본 발명의 목적은 네트워크 노드의 유연성, 용이한 재구축(또한 통신 네트워크의 설치시 및 사용중) 및 신뢰성을 보장할 수 있는 통신 네트워크 노드 구조를 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 태양에 따르면, 청구항 1에 개시된 WDM 광 통신 네트워크용 네트워크 노드 구조가 제안된다.

요약하면, 네트워크 노드 구조는 다수의 슬롯(slot)을 구비한 하우징(housing) 및 상기 슬롯에 삽입되는 다수의 카드(card)를 포함한다.

상기 다수의 카드는 네트워크의 광학 라인으로부터 입력 WDM 광학 신호를 수신하기 위한 광학 입력부, 상기 입력 WDM 광학 신호로부터 소정 파장의 적어도 하나의 구성성분 광학 신호를 추출하기 위한 제1 광학 장치 및 상기 적어도 하나의 구성성분 광학 신호를 유용하기 만들기 위한 적어도 하나의 광학 출력부를 구비한 적어도 하나의 제1 카드를 포함한다.

제1 카드와는 별개로, 기계적으로 그리고 전기적으로 다수의 교체가능한 전기-광학 구성요소들 중 하나를 수용하도록 설계된 적어도 하나의 소켓을 가진 적어도 하나의 제2 카드가 추가적으로 제공된다.

각 구성요소는 소정 동작 파장의 입력 광학 신호를 수신하기 위한 광학 입력부, 상기 수신된 광학 신호를 대응 변환 전기 신호로 변환시키기 위한 광학-대-전기 변환 유닛, 상기 변환된 전기 신호를 유용할 수 있게 하는 전기 출력부, 및 입력 전기 신호를 수신하기 위한 전기 입력부, 동작 파장에서 상기 수신된 전기 신호를 대응 광학 신호로 변환시키기 위한 전기-대-광학 변환 유닛, 상기 변환된 광학 신호를 유용할 수 있게 하는 광학 출력부를 포함한다.

상기 다수의 구성요소들 중 선택된 전기-광학 구성요소는 소켓에 플러그인(plug-in)되고 추출된 구성성분 광학 신호의 파장에 대응하는 동작 파장을 갖는다.

상기 적어도 하나의 소켓과의 쌍방향 통신 관계에서, 상기 선택된 전기-광학 구성요소에 의하여 제공되어서 변환된 전기 신호를 처리하기 위한 전자 회로 소자가 상기 제2 카드 상에 제공된다.

상기 추출된 구성성분 광학 신호를 상기 전기-광학 구성요소의 광학 입력부에 제공하기 위하여, 적어도 하나의 제1 광학 도파관(waveguide)은 상기 제1 카드의 적어도 하나의 광학 출력부를 상기 선택된 전기-광학 구성요소의 광학 입력부에 연결한다.

다시 말해, 입력 WDM 광학 신호로부터 구성성분 광학 신호를 추출하기 위한 장치 및 추출된 구성성분 광학 신호를 전기적 신호로 변환하고, 변환된 신호를 처리하기 위한 구성요소들이 별개 카드에 설치된다.

상기 제안된 네트워크 노드 구조는 다중 레벨의 구축가능성을 가진다. 특별히, 다음과 같은 두 가지 레벨의 구축가능성이 존재한다: 구축가능성의 한 레벨은 구성요소들이 다양하게 설치될 수 있고 따라서 서로 다른 기능을 수행하도록 구성된 제2 카드와 같은 카드들의 제공에 의해 보장된다; 구축가능성의 다른 레벨은 필요에 따라 서로 다른 개수와 형식의 카드, 예를 들면, 제1 카드와 같은 다수의 카드 및/또는 제2 카드와 같은 다수의 카드를 이용할 수 있는 것으로부터 도출된다.

이러한 다중-레벨 구축가능성에 의하여, 노드 구조의 유연성은 상당히 증가한다.

본 발명의 일 실시예에서, 제2 광학 장치의 광학 출력부에서 네트워크 광학 라인에 유용한 출력 WDM 광학 신호의 적어도 하나의 구성성분 광학 신호를 구성하는 개별 입력 광학 신호를 수신하도록 설계된 입력 광학 신호를 수신하도록 설계된 적어도 두 개의 광학 입력부들을 포함하고, 상기 입력 광학 신호들을 상기 출력 WDM 광학 신호에 결합시키는 제2 광학 장치(330)가 추가로 제공된다.

적어도 하나의 제2 광학 도파관은, 상기 선택된 전기-광학 구성요소에 의하여 동작되는 상기 입력 전기 신호의 전기-광학 변환에 의해 발생한 상기 구성성분 광학 신호를 상기 제2 광학 장치에 전송하기 위하여, 상기 제2 광학 장치의 상기 적어도 두 개의 광학 입력부들 중 하나와 상기 선택된 전기-광학 구성요소의 광학 출력부 사이에 연결된다.

상기 입력 전기 신호는 상기 전자 회로 소자에 의하여 처리된 변환된 전기 신호이거나 상기 네트워크 노드의 로컬(local) 클라이언트의 클라이언트 신호에 대응할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1 광학 장치는 상기 입력 WDM 광학 신호를 다수의 구성성분 광학 신호들로 역다중화하기 위한 광학 역다중화기(315)를 포함하고, 제1 카드의 상기 적어도 하나의 광학 출력부는 상기 다수의 구성성분 광학 신호들 중 하나를 유용하게 하는 다수의 광학 출력부들을 포함한다. 상기 제2 광학 장치는 상기 구성성분 광학 신호들을 상기 출력 WDM 광학 신호로 다중화하기 위한 다중화기(330)를 포함하고, 상기 제2 광학 장치의 상기 적어도 두 개의 광학 입력부들은 개별 구성성분 광학 신호를 수신하도록 설계된 다수의 광학 입력부들을 포함한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제2 광학 장치는 상기 제1 카드 상에 제공된다.

본 발명의 대안 실시예에서, 상기 제2 광학 장치는 상기 제1 카드 및 제1 카드와 구별되는 제2 카드 상에 제공된다.

상기 네트워크의 상기 광학 라인은 상기 제1 카드의 상기 광학 입력부에 결합된 제1 광학 라인 및 상기 제2 광학 장치의 상기 광학 출력부에 결합된 제2 광학 라인을 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 전자 회로 소자는 상기 변환된 전기 신호를 재생시키도록 설계된 회로들을 더 포함한다. 구체적으로 상기 회로들은 적어도 2R 신호 재생, 특별히 3R 신호 재생을 수행하도록 설계된다.

바람직하게, 상기 교체가능한 전기-광학 구성요소들은 상기 제2 카드의 상기 적어도 하나의 소켓에 핫-플러거블/언플러거블(hot-pluggable/unpluggable)하다. 적절하게, 상기 교체가능한 전기-광학 구성요소들은 MultiSource Agreement(MSA)를 따르는 전기-광학 송수신기들, 특별히 Small From Factor Pluggable(SFP) 또는 10 기가비트 Small Form Factor Pluggable(XPT) 송수신기들이다.

바람직하게 상기 제2 카드는 적어도 하나의 제2 소켓, 상기 제2 소켓에 플러그인 되고, 상기 제1 소켓에 플러그인된 상기 선택된 전기-광학 구성요소로부터/구성요소로 전기 신호들을 수신/송신하는 상기 다수의 구성요소들 중 선택된 제2 전기-광학 구성요소, 및 상기 제2 전기-광학 구성요소와 상기 네트워크 노드의 클라이언트(115; 130₁-130₄) 사이에 더 제공된 광학 링크(422_o, 422_i)를 포함한다.

상기 제2 전기-광학 구성요소는 상기 구성성분 광학 신호들 중 선택된 하나의 파장에 대응하는 동작 광학 파장을 가질 수 있거나, 또는 상기 구성성분 광학 신호들의 파장들과 다른 동작 광학 파장을 가질 수 있다.

상기 적어도 하나의 제2 카드는 상기 적어도 하나의 소켓으로부터 수신된 변환된 전기 신호를 상기 전자 회로 소자로 전송하고 상기 전자 회로 소자에 의하여 처리된 변환된 전기 신호를 상기 적어도 하나의 소켓에 전송하도록 구성가능한 전자 스위치(425)를 더 포함한다.

제어 유닛이 상기 구성가능한 전자 스위치를 제어하기 위하여, 상기 적어도 하나의 제2 카드 내에 제공된다.

바람직하게, 상기 제2 카드는 상기 제어 유닛과 상기 소켓 사이에 전기 연결 소자를 포함하고, 상기 제어 유닛은 상기 소켓 내의 전기-광학 구성요소의 존재를 검출하고, 다수의 소정 스위치 구성 패턴들 중 하나에 따라 상기 전자 스위치를 자동으로 구성할 수 있다.

상기 전자 회로 소자는 통신 성능의 레벨을 평가하기 위하여 상기 변환된 전기 신호의 특성 파라미터들을 모니터링할 수 있다. 상기 특성 파라미터들은 상기 제어 유닛과 통신할 수 있다.

상기 적어도 하나의 제2 카드의 상기 전자 회로 소자는 대응 소켓들로부터 전송된 제1 비트율의 두 개 이상의 변환된 전기 신호들을 수신하고, 상기 두 개 이상의 변환된 전기 신호들을 상기 제1 비트율보다 높은 제2 비트율의 응집된 전기 신호로 다중화하여, 대응 소켓에 제공하도록 설계되고, 동시에, 상기 제2 비트율의 전기 신호를 수신하고, 상기 제2 비트율의 전기 신호를 상기 제1 비트율의 두 개 이상의 전기 신호들로 역다중화하기 위한 전기 다중화/역다중화 전자 구성요소를 더 포함한다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 본 발명의 제1 태양에 따른 구조를 갖는 적어도 하나의 네트워크 노드를 포함하는, 특별히 WDM 광 광 통신을 위한, 광 통신 네트워크가 제공된다.

본 발명의 다른 특징과 장점은 첨부된 도면을 참조하여 설명될 비제한적인 예에 의하여 제공된 본 발명의 실시예의 이하의 설명에 의하여 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 2-섬유 링 망 구조를 가진 광 통신 네트워크를 개략적으로 도시한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 네트워크의 하나의 노드 구조를 좀 더 상세히 도시한다.

도 3은 도 2의 네트워크 노드에 사용되도록 설계된 제1 형식의 카드의 개략적인 도면이다.

도 4a는 도 2의 네트워크 노드에 사용되도록 설계된 제2 형식의 카드의 개략적인 도면이다.

도 4b는 도 4a의 카드를 설치하는 전자 회로 소자(428)의 기능도를 나타낸 다.

도 5는 도 4a의 카드에 플러그인(plug-in) 할 수 있는 전기-광학 송수신기의 기능도이다.

도 6a는 국지적 이용을 위하여 CWDM 채널의 신호 재생 및 추가/제거를 수행하도록 구성된 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 네트워크 노드의 개략적인 블럭도이다.

도 6b는 도 6a의 노드와 동일한 동작을 수행하도록 설계된 본 발명의 다른 실시예에 따라 구현된 도 1의 네트워크 노드의 개략적인 블럭도이다.

도 7은 도 2의 네트워크 노드에 사용되도록 설계된 제3 형식의 카드의 개략도이다.

도 1을 참조하면, 광 통신 네트워크(100)가 개략적으로 도시된다. 구체적으로, 그리고 단지 제한적이지 않은 예를 드는 방식으로, 광 통신 네트워크(100)는 2-섬유(간단히, 2F) 링 망 구조를 가진다.

광 통신 네트워크(100)는 WDM 광 통신, 좀 더 구체적으로 CWDM 광통신을 수행하기 위한 것이다. 전형적으로, CWDM 통신 시스템은 8개의 CWDM 채널을 이용하고, 각 CWDM 채널은 예를 들면, 비트율을 622Mb/s 이상과 같은 특정 비트율에서 통신을 수행한다. 8개의 CWDM 채널들 각각은 특정 파장(채널 중심 파장)(λ_i, 여기서 i=1,…, 8,)과 각각 관련된다. 구체적으로, CWDM과 관련된 파장은 ITU-T Grid (G.694.2)를 따를 수 있다.

바람직하게, 서비스 광학 신호(이하에서 OSC 신호라 함)를 위한 광 서비스 채널(Optical Service Channel; 간단히 OSC)이 또한 제공되고, 특정 중심 파장(λ)과 관련되고, 8개의 CWDM 채널들에 의하여 사용되는 대역 밖에 위치된다. 용이한 설명을 위하여, 이하에서는 CWDM 신호는 8개의 CWDM 채널들을 통하여 전송되는 광한 신호들 더하기 OSC 신호로 구성되는 것으로 의미된다.

네트워크(100)는 도시된 실시예에서, 네 개의 노드들(105₁, 105₂, 105₃, 105₄)을 갖는다. 두 개의 광섬유 케이블들((110₁₁, 110₂₁), (110₁₂, 110₂₂), (110₁₃, 110₂₃), (110₁₄, 110₂₄))은 네트워크(100)의 두 개의 통신 경로(라인)(110₁, 110₂)를 형성하기 위하여 네트워크 내의 연속하는 노드들을 연결한다. 각 라인(110₁, 110₂)은 CWDM 신호를 전송하고, 데이터 트래픽(traffic)은 라인 110₁을 따라 시계 방향으로 그리고 라인 110₂을 따라 반시계 방향으로 이동한다.

CWDM 신호는 예를 들면, 노드 105₁ 및 105₂와 같은 노드들(105₁, 105₂, 105₃, 105₄) 중 임의의 두 개 사이에서 시계 및 반시계 방향으로 이동하고, 두 개의 노드들 사이의 일반적인 또는 작업 통신 경로는 라인 110₁(시계 방향)을 따라 노드 105₁로부터 노드 105₂로 그리고 라인 110₂(반시계 방향)을 따라 상기 노드 105₂로부터 노드 105₁로 이동하는 신호에 의하여 사용되는 통신 경로로 정의된다: 작동 통신 경 로를 통하여 이동하는 신호들을 작업 신호들이라 한다. 이러한 종류의 네트워크 망 구조는 일반적으로 쌍방향으로 정의되고, 각 네트워크 노드(105₁, 105₂, 105₃, 105₄)는 이하에서 서쪽 라인 인터페이스(west line interface) 및 동쪽 라인 인터페이스(east line interface)로 언급되는 두 개의 쌍방향 라인 인터페이스를 갖는다.

각 노드(105₁, 105₂, 105₃, 105₄)에서 CWDM 채널들을 통하여 전송된 신호들 상의 다수의 동작들 중 하나 이상이 수행된다. 구체적으로, 상기 신호들 상에서 수행되는 동작들은 특별히 2R 또는 3R의 신호 재생, CWDM 신호를 구성하는 하나 이상의 서로 다른 신호들의 추가/제거 동작 (및 CWDM 채널을 통하여 전송된 신호의 비트율에 비하여 낮은 비트율의 두 개 이상의 신호의 다중화/역다중화), 통신 성능 모니터링(monitoring)를 포함한다.

좀 더 구체적으로, CWDM 신호를 구성하는 신호들 중 하나의 3R 재생 동작은 서로 다른 구성성분 광학 신호들로 분할하기 위하여 CWDM 신호를 역다중화하는 단계; 재생을 위하여 선택된 구성성분 광학 신호를 전기 신호로 변환시키는 단계; 전자 회로들에 의하여 상기 결과 전기 신호의 크기 조정(resizing), 파형 정형(reshaping) 및 타이밍 조정(retiming) 단계; 소정 파장 대역에서 상기 재생된 전기 신호를 광학 신호로 재변환시키는 단계; 상기 재생된 광학 신호를 다른 구성성분 광학 신호들과 다중화하는 단계 및 상기 획득된 CWDM 신호를 라인들(110, 110)의 트래픽에 재주입시키는 단계를 포함한다. 선택적으로, 전기 신호의 타이밍 조정 단계가 수행되지 않는다는 점에서 3R 재생과 다른 간단한 2R 재생 동작이 구현될 수 있다.

CWDM 구성성분 신호들의 추가/제거 동작은 노드가 사용하는 각각 CWDM 채널들을 통하여 전송된 하나 이상의 신호들의 라인(110₁, 110₂)들의 트래픽으로부터의 추출(제거) 및 상기 트래픽으로의 주입(추가)을 포함한다. 좀 더 상세하게, 이러한 동작은 서로 다른 구성성분 광학 신호로 분할하기 위하여 CWDM 신호를 역다중화하는 단계; 국지적(local) 이용을 위하여 소정 구성성분 신호를 추출하는 단계; 다른 CWDM 구성성분 신호들과 국지적으로 공급된 광학 신호를 다중화시키는 단계 및 상기 CWDM 신호를 상기 트래픽에 재주입하는 단계를 포함한다.

낮은 비트율의 두 개 이상의 신호를 다중화하는 동작은 CWDM 채널을 통하여 전송되도록 하기 위하여 전자 회로들에 의하여 이 신호들을 높은 비트율의 신호로 응집(aggregation)시키는 것으로 구성되고, 낮은 비트율 신호들이 광학 신호들인 경우, 그것의 대응 전기 신호로의 예비 변환이 수행되어야 한다. 이렇게 획득된 응집된 신호들은 다음으로 라인들(110₁, 110₂)의 트래픽에 (추가 동작에 의하여) 주입될 광학 신호로 변환된다. 역다중화 동작은 CWDM 구성성분 신호들 중 하나로부터 두 개 이상의 낮은 비트율의 신호를 추출하기 위하여, 특별히 CWDM 구성성분 신호들 중 하나인 고 비트율의 광학 신호상에서 수행되는 반대되는 동작이다.

신호의 성능 모니터링은 신호의 존재/부재의 검출, 신호 무결성(integrity) 검출, 비트 에러율(Bit Error Rate; 전문 용어로 BER) 평가 등과 같은 통신 시스템의 성능을 평가하기 위한 적절한 품질을 나타내도록 하는 동작이다.

도시된 실시예에서, 노드 105₁ 내지 105₄와 같은 네트워크의 일반적인 노드(105₁, 105₂, 105₃, 105₄)는 오직 신호의 3R 재생 및 성능 모니터링을 수행하도록 구현될 수 있다. 이 경우, 노드를 패스-쓰루(pass-through) 노드라 한다. 대안으로, 네트워크 노드는 노드 105₂ 및 105₃의 경우와 같이, 클라이언트 즉, 광 통신 네트워크의 사용자들과 연결될 수 있다. 이 경우 노드는 클라이언트들과의 인터페이스를 위한 적어도 하나의 인터페이스를 구비하여야 한다.

구체적으로, 도시된 실시예에서, 노드 105₂는 네트워크(100)의 링 망 구조와 유사한 링 망 구조를 가진 두 개의 서브 네트워크 노드(120₁, 120₂)를 포함하는 광 통신 서브 네트워크(115)에 연결되는 것으로 가정된다. 상기 서브 네트워크(115)는 CWDM 채널들 중 하나 이상을 사용하고, 대응하는 광학 신호들이 네트워크 노드(105₂)에 의하여 라인들(110₁, 110₂)의 트래픽으로부터 제거(또는 트래픽으로 추가)된다.

노드 105₃은 대신 네 개의 클라이언트들(130₁, 130₂, 130₃, 130₄)에 연결되는 것으로 가정되고, 대응하는 클라이언트 인터페이스들을 갖는다. 노드 105₃은 CWDM 신호 상에서 추가/제거 동작을 수행하고, 이에 의하여 각 클라이언트들(130₁, 130₂, 130₃, 130₄)은 예를 들면, 관련된 대응 CWDM 채널을 갖는다. 상기 추가/제거 동작은 라인-대-클라이언트 동작 형식이다. 대안으로, 다른 라인-대-클라이언트 동작의 예 에서와 같이, 클라이언트들(130₁, 130₂, 130₃, 130₄)이 CWDM 채널들의 통신 비트율에 비하여 낮은 비트율로 통신한다면, 상기 CWDM 채널들을 통하여 전송된 더 높은 비트율의 신호들은 역다중화될 것이다. 예를 들면, CWDM 채널들을 통하여 전송된 신호들 중 하나는 네 개의 낮은 비트율의 신호를 추출하기 위하여 역다중화되고, 각 낮은 비트율의 신호는 대응하는 클라이언트(130₁, 130₂, 130₃, 130₄)에 제공된다.

추가/제거 동작을 수행하기 위하여, 노드 105₂ 및 105₃은 수신된 CWDM 신호를 다수의 구성성분 광학 신호들로 광학적으로 역다중화해야 하며, 각각의 구성성분 광학 신호는 대응 CWDM 채널과 관련된 개별 파장 λ_j(j=1, …, 8)에 중심을 갖는다. 소정 파장 λ_x에 중심을 갖는 광학 신호는 제거를 위하여 선택될 필요가 있다. 상술한 목적을 위하여, CWDM 신호를 형성하는 구성성분 광학 신호, 즉, CWDM 채널들 중 임의의 하나의 중심 파장에 대응하는 파장에 중심을 갖는 광학 신호를 유색 광학 신호라 한다. 유색 광학 신호를 클라이언트 또는 클라이언트들(130-130)에 또는 서브 네트워크(115)에 전달하기 전에, 상기 유색 광학 신호는 전기 신호로 변환되고, 3R 재생되고, 동일한 파장(λ_x)에 중심을 갖는 재생된 유색 광학 신호로 재변환될 수 있다. 유색 신호가 클라이언트(노드 105₃의 경우에서와 같이)에 제공되기 위하여 CWDM 신호에 의하여 추출될 때, 상기 재생된 전기 신호는 서로 다른 좀 더 편리한 파장(예를 들면, 약 850㎚, 1310㎚, 1550㎚와 같은)에 중심을 갖는 재생된 광학 신호로 재변환될 수 있다. 본 설명의 목적을 위하여, CWDM 채널들의 중심 파 장과 다른 파장에 중심을 갖는 광학 신호를 회색 광학 신호라 한다. 대안 실시예에서, 상기 재생된 전기 신호는 노드 105₃과 클라이언트 사이의 전기적 연결을 통하여 클라이언트에게 직접 제공될 수 있다.

동작 보호의 설계(간단히, 보호 설계)가 또한 통신 네트워크(100) 내에서 구현된다. 상세히, 다시 두 개의 노드들(105₁ 및 105₂)을 고려하면, 직접적인 작업 통신 경로 외에, 여분의 또는 보호 통신 경로가 트래픽이 두 개의 노드들(105₁ 및 105₂) 사이를 이동하기 위하여 정의된다. 보호 경로는 노드들(105₃, 105₄)을 경유하는 즉, 작업 경로를 정의하는 호들에 반대되는 라인(110₁, 110₂)의 호들인 광학 연결들 (110₁₂, 110₁₃, 110₁₄) 및 (110₂₂, 110₂₃, 110₂₄)을 포함한다. 두 개의 노드들(105₁ 및 105₂) 사이의 직접 연결 경로(작업 통신 경로) 상에 장애가 발생한 경우, 보호 통신 경로가 네트워크 동작의 연속성을 보장하기 위하여 이용될 수 있다. 보호 경로를 따라 이동하는 신호들을 보호 신호들이라 부른다.

각 네트워크 노드는 두 개의 라인 인터페이스들(서쪽 또는 동쪽 라인 인터페이스) 중 하나의 작업 경로 및 다른 라인 인터페이스(동쪽 또는 서쪽)의 보호 경로 모두로부터 CWDM 신호를 수신한다. 게다가, 각 노드는 작업 경로(작업 CWDM 신호) 및 보호 경로(보호 CWDM 신호) 모두로 CWDM 신호를 재주입한다. 이러한 방식에서, 각 CWDM 채널을 위하여 작업 신호는 작업 경로를 따라 이동하고, 동시에, 대응 보호 신호는 보호 경로를 따라 이동한다.

OSC를 통하여 전송된 서비스 광학 신호는 노드 동작을 감독하기 위하여 노드(105₁, 105₂, 105₃, 105₄)에 로컬(local; 직접 연결)일 수 있거나 원격(즉, 전체 네트워크(100)의 동작을 감독하는 유닛)일 수 있는 네트워크 감독 유닛을 위하여 또는 네트워크 감독 유닛에 의하여 제공된 정보를 포함한다.

로컬 또는 원격 네트워크 감독 유닛은 특별히, 보호 설계가 동작되어야 할 때를 결정하기 위하여 네트워크의 상태를 모니터링한다. 작업 통신 경로 상에 장애가 발생한 경우, 보호 메커니즘이 통신을 보호 통신 경로로 전환한다. 작업 경로 상의 장애가 수리되면, 복구 과정은 통신을 작업 경로로 다시 전환하도록 수행될 수 있다.

복구 과정이 클라이언트의 요구에 만족하도록 설계되기 위하여 보호 메커니즘은 유연할 필요가 있고 감독 유닛은 다수의 파라미터들을 모니터링할 필요가 있다. 이 파라미터들은 예를 들면, 어떤 광학 연결들과 노드 구성요소들이 작업 및 보호 경로를 구현하는지, 그 신호들이 요구된 특성을 만족하는 경우 작업 경로가 자동으로 복구되어야 하는지 여부, 또는 작업 경로가 끊어져야만 하는 노드를 가리키는 파라미터들을 포함한다.

비록 도 1의 예시적인 실시예에서 2F 링 망 구조를 가진 네트워크가 도시되었음에도 불구하고, 1-섬유(1F) 링 망 구조를 구비한 네트워크가 가능함은 자명한 사항이다. 이 경우, 광 통신 네트워크는 오직 하나의 광학 경로만을 갖는다. 1F 링 네트워크의 노드들은 두 개의 일방향 라인 인터페이스를 특징으로 하고, 어떠한 CWDM 보호 설계도 사용되지 않는다.

도 1의 예시적인 실시예에서 쌍방향 2F 링 네트워크 망 구조가 도시되었음에도 불구하고, 2F 링 망 구조는 일반적으로 일방향 또는 쌍방향일 수 있다는 점이 주지되어야 한다. 일방향 2F 링 네트워크 망 구조에서, 각 라인은 쌍방향 망 구조에서와 같이 트래픽의 하나의 방향을 지지하나, 두 개의 라인들 중 하나는 여분이며, 오직 보호 목적을 위하여만 사용된다. 잠시 도 1의 네트워크가 쌍방향이 아닌 일방향이라고 가정하면, 신호는 일반적으로 예를 들면, 라인 110₁의 호 110₁₁을 통하여 노드 105₁로부터 노드 105₂로, 그리고 라인 110₁(작업 경로)의 반대 호(110₁₂, 110₁₃, 110₁₄)을 통하여 노드 105₂로부터 노드 105₁로 이동할 것이다. 두 개의 노드를 연결하는 작업 경로에 장애가 발생한 경우, 보호 설계가 작동될 것이다. 트래픽의 방향이 전환되고, 따라서, 트래픽은 다른 라인(본 실시예에서는 라인 110₂)의 두 개의 반대 호들(110₂₁ 및 (110₂₂, 110₂₃, 110₂₄))을 거쳐 이동할 것이다.

도 1에 도시된 링 망 구조는 단지 예시적이며, 제한적이 아니라는 점이 주지되어야 한다. 광 통신 네트워크(100)는 또한 점-대-점(point-to-point) 망 구조 또는 버스 망 구조와 같은 선형 망 구조를 가질 수 있다. 특별히 선형 망 구조는 중간 노드와 말단 노드들을 연결하는 한 쌍의 광섬유 케이블에 의하여 구현된다. CWDM 신호 및 OSC 신호는 각각 서쪽-대-동쪽 및 동쪽-대-서쪽으로 정의된 두 개의 방향으로 두 개의 노드들 사이을 이동한다. 말단 노드들은 동쪽 또는 서쪽인 일하 나의 쌍방향 라인 인터페이스를 특징으로 하는 반면, 각 중간 노드는 두 개의(동쪽 및 서쪽) 쌍방향 라인 인터페이스들을 특징으로 한다.

점-대-점 네트워크 망 구조에서, 중간 네트워크 노드는 오직 신호 재생(및, 가능하면, 성능 모니터링) 기능만을 갖는 반면, 말단 노드들은 라인-대-클라이언트 및 클라이언트-대-라인 인터페이싱 기능을 추가적으로 관리한다. 이와 달리, 버스 네트워크 망 구조에서, CWDM 신호 상의 추가/제거 동작은 말단 노드와 유사하게, 클라이언트 인터페이스를 가질 수 있는 중간 노드에 의하여 또한 관리된다.

네트워크(100)와 같이 2F 링 망 구조를 가진 네트워크는 서로 일치하는 두 개의 말단 노드들을 가지고 링을 형성하기 위하여 둘둘 말린 버스 망 구조를 가진 네트워크로 보여질 수 있음이 주지되어야 한다.

선형 네트워크 망 구조는 네트워크 노드(105_i)(i=1, …, 4)를 각각의 클라이언트들에 연결하도록 이용될 수 있다. 예를 들면, 도 1에서 네트워크 노드(105₃)로부터 각 클라이언트(130₁, 130₂, 130₃, 130₄)로의 연결은, 연결이 짧은 것으로 추측되고 신호 재생이 필요하지 않기 때문에, 중간 노드 없는 점-대-점 연결의 특별한 형식이다. 대안으로, 네 개의 클라이언트들(130₁, 130₂, 130₃, 130₄)은 버스 망 구조를 가진 다른 서브 네트워크에 의하여 노드(105₃)에 연결될 수 있고, 버스 서브 네트워크의 각 노드는 클라이언드들(130₁, 130₂, 130₃, 130₄) 중 하나 이상에 연결된다.

네트워크 노드의 특정 구조가 일시적인 요구, 즉 노드가 수행하고자 하는 동작에 매우 의존적임은 자명한 사항이다. 예를 들면, CWDM 신호의 주어진 구성성분 광학 신호의 3R 재생을 수행하기 위하여, CWDM 신호는 구성성분 광학 신호들로 분할될(역다중화될) 필요가 있으며, 소정 광학 신호들은 전기 신호들로 변환될 필요가 있고, 통신 비트율이 인식될 필요가 있다. 주어진 모드에 연결된 네트워크의 클라이언트는 네트워크(100) 상을 이동하는 CWDM 신호로부터 서로 다른 CWDM 채널 중심 파장들 사이에서 임의로 선택된 파장(λ_x)에 중심을 갖는 신호를 추출할 필요성을 가질 수 있다. 노드에 연결된 클라이언트들의 수는 시간에 따라 변하며, 예를 들면, 클라이언트의 수는 증가될 수 있다.

일반적으로 말해서, 네트워크 노드가 고정되고, 재구축가능한 구조가 아니라면, 임시적인 필요에 따라 네트워크를 변화시키도록 설계하는 것이 불가능하진 않지만 어려울 수 있다. 클라이언트들 또는 네트워크의 서브 네트워크의 필요에 따른 모든 변화는 특별히, 비용 면에서 심각한 문제를 야기할 수 있다. 예를 들면, 실행 가능한 유일한 해결책은 노드를 다른 구조를 가진 다른 노드로 완전히 대체하는 것일 수 있다.

상술한 이유에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 네트워크 노드는 이하에서 설명될 바와 같이, 노드의 용이한 재구축을 허용하도록 모듈 형식의 구조를 가진다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 통신 네트워크(100)의 일 반적인 노드(105_i) 구조가 도식적으로 그러나 좀 더 자세하게 도시되어 있다. 노드(105_i)는 다수의 카드들(210-245)의 하우징(전문 용어로, 슬롯)을 구비한 박스형 케이스(전문 용어로, 셸프)(200)를 포함한다.

셸프(200)의 슬롯들(205)은 슬롯들 내에 삽입될 수 있는 카드들(210-245)과 셸프(200)의 전기적 연결 뒷판(250) 사이에 기계적 그리고 전기적 연결 기능을 제공하도록 설계된다. 상기 전기적 연결 뒷판(250)은 노드(105_i)의 동작을 관리하고 제어하기 위한 추가적인 호스트 시스템 제어 유닛일 수 있다.

각 카드(210-245)는 하나 이상의 특정 기능을 가지며, 구체적으로 카드들(210-230)은 CWDM 신호의 구성성분 광학 신호들을 처리하기에 적절한 구성요소들이 배치되도록 제공된다.

특별히, 도면에 도시된 본 발명의 예시적인 실시예에서, 노드(105_i)는 특별히 수동 형태의 광학 다중화기/역다중화기를 포함하는 하나 이상의 카드들(도시된 실시예에서는 두 개의 카드들(210, 215), 이하에서 간단히 MDM 카드들이라 함)을 포함한다. 상기 MDM 카드들(210, 215) 각각은 네트워크 노드의 라인 인터페이스를 형성한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 오직 하나의 MDM 카드만이 제공되거나, MDM 카드들 중 하나는 역다중화기를 포함하는 반면 다른 MDM 카드는 다중화기를 포함할 수 있음이 주지된다.

라인으로부터 가능한 클라이언트로 및/또는 라인으로부터 라인으로의 트랜스 폰더(transponder)로서 동작할 수 있는 하나 이상의 다목적 카드들(도시된 실시예 에서는 두 개의 카드들(220, 225), 이하에서 간단히 TXT 카드라 함)이 제공될 수 있다.

네트워크 노드는 또한 낮은 비트율의 다중 신호들의 전기적 다중화기의 기능을 구비한 하나 이상의 카드(도시된 실시예에서는 하나의 카드(230), 이하에서 간단히 MTX 카드라 함)를 포함할 수 있다

추가적으로, 노드(105_i)는 노드(105_i) 상의 정보를 관리하는, 바람직하게는 로컬 감독 유닛(예를 들면, 네트워크 노드의 셸프 감독 유닛에 연결 가능한 개인용 컴퓨터)과 상호 작용하도록 설계되고 네트워크 관리 유닛과 통신할 수 있는, 셸프 감독 유닛의 기능을 가진 하나 이상의 카드(도시된 실시예에서는 하나의 카드(235), 이하에서 간단히 SPV 카드라 함)를 포함한다. 셸프에 AC 및 DC 전력 공급기의 기능을 가진 하나 이상의 카드들(도시된 실시예에서는 하나의 카드(240), 이하에서 APS/DPS 카드라 함)이 더 제공된다.

본 발명의 실시예에서, 네트워크 노드는 수행될 동작의 복잡성과 노드의 특정 필요에 따라, 예를 들면, 노드에 연결되는 클라이언트들의 수에 따라 하나 보다 많은 셸프(200)를 포함할 수 있다. 이러한 이유에서, 셸프(200)는 바람직하게 셸프 공통 기판, 즉, 전기적 접촉장치, 버스, 두 개의 셸프들(200)을 함께 연결하기 위한 연결장치를 구비한 인쇄 회로 기판의 기능을 가진 하나의 카드(245)(이하에서 SCB 카드라 함)를 포함한다.

이하에서 설명될 바와 같이, 카드들(210-235)은 바람직하게는 적절한 광학 및/또는 전기적 연결장치들을 통하여 셸프(200)의 전방(가능하면, 전방 패널)으로부터 접근가능한 광학 및/또는 전기 입력부들 및 출력부들을 구비한다.

상술한 네트워크 구조가 네트워크의 각 노드(105_i)의 필요에 만족할 수 있도록 용이하게 구축가능하다는 점은 자명한 사항이다. 노드((105_i)의 기능은 셸프(200) 내에 다른 카드들 또는 심지어 다른 셸프들을 추가하는 것에 의하여 확장될 수 있다. 동시에, 노드(105_i)의 내부 고장은 손상된 카드를 교체하는 것에 의하여 쉽게 수리될 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 MDM 카드 210의 구조를 개략적으로 나타낸다(MDM 카드 215도 동일한 구조를 가지는 것으로 가정된다). MDM 카드(215)는 네트워크의 광섬유 케이블을 연결하기 위한 적절한 연결장치를 구비한 광학 입력부(310)를 갖는다. 수동 광학 역다중화기(315)가 광학 입력부(310)를 통하여 입력된 CWDM 광학 신호 및 OSC 신호로 이루어진 구성성분 광학 신호를 수신하고, 그 구성성분 광학 신호를 구성성분 신호들로 다중화시키기 위하여 배치된다; CWDM 신호 및 OSC 신호를 구성하는 8개의 광학 신호를 포함하는 이 구성성분 신호들은 다음으로 광섬유 케이블을 위한 개별적인 연결장치가 제공된 다수의(9개의) 광학 출력부들(310₁-310₉) 중 대응하는 것을 향하여 전송된다.

추가적으로, 본 발명의 도시된 실시예에서, MDM 카드(210)는 CWDM 채널들에 의하여 전송된 8개의 광학 신호들과 OSC 신호를 수신하기 위하여 적절한 광섬유 케 이블용 연결장치를 구비한 광학 입력부(325₁-325₉)를 갖는다. 수동 광학 다중화기(330)는 이 9개의 광학 신호들을 수신하고, 이 광학 신호들을 CWDM 신호로 다중화하기 위하여 배치된다. 이 CWDM 신호들은 다음으로 광섬유 케이블용 연결장치를 구비한 광학 출력부(340)를 향하여 전송된다.

여기에 고려된 예시적인 실시예에서, MDM 카드(210)는 네트워크 노드의 서쪽 라인 인터페이스를 형성하는 것으로 가정된다. 따라서 광학 입력부(310)는 네트워크의 라인 110₁(예를 들면, 노드 105₂의 경우에 광섬유 110₁₁)과 연결되고, 광학 출력부(340)는 라인 110₂(예를 들면, 광섬유 110₂₁)와 연결된다.

다른 MDM 카드(215)는 네트워크 노드의 반대 동쪽 라인 인터페이스를 형성한다. 광학 입력부(310)는 이 경우 라인 110₂(예를 들면, 광섬유 110₂₂)와 연결되고, 광학 출력부(340)는 라인 110₁(예를 들면, 광섬유 110₁₂)과 연결된다.

MDM 카드들(210, 215)은 셸프의 슬롯(205)에 결합하기에 적절한 연결장치(345)를 갖는다. 연결장치(345)는 카드와 뒷판의 기계적 연결을 제공하는 외에, 예를 들면, SPV 카드가 MDM 카드들(210, 215)의 존재를 검출하도록 하기 위하여, MDM 카드들(210, 215)과 셸프의 전기적 연결 뒤판(250) 사이에 전기적 연결을 가능하게 하기 위한 전기적 접촉장치를 제공한다.

도 4a를 참조하면, 도 2의 네트워크 노드에 사용되도록 설계된 본 발명의 실시예에 따른 TXT 카드 기반 구조(400)가 개략적으로 도시된다. 반드시, TXT 카드 기반 구조(400)는 서로 다른 전기-광학 및/또는 전자 구성요소들이 다양하게 설치될 수 있고, 바람직하게는 신호 재생 동작(특별히, 3R 재생), 성능 모니터링, CWDM 채널들의 신호의 추가/제거, 특별히, (예를 들면, 두 개의 클라이언트로부터 온) 회색 광학 신호들을 단일 CWDM 채널로 주입될 응집된 광학 신호로 만드는 것과 같은 두 개 이상의 낮은 비트율 신호들의 다중화(및, 반대로, 서로 다른 클라이언트들을 위한 낮은 비트율의 신호들을 추출하기 위한 CWMD 신호의 구성성분 광학 신호를 역다중화)와 같은 여러 가지 다른 동작들 중 하나 이상을 수행하도록 구성된 다목적 카드 인프라구조를 제공한다. 특별히, TXT 카드 기반 구조(400)는 네트워크의 클라이언트들에게 제공될 CWDM 신호의 구성성분 광학 신호들 중 하나 이상을 제거하는 (그리고, 이중으로, 클라이언트에 의하여 국지적으로 공급된 광학 신호들을 CWDM 신호에 추가하는) 방식으로 구성될 수 있다.

TXT 카드 기반 구조(400)는 셸프(200)의 슬롯(205)에 결합하기에 적합한 연결장치(440)를 갖는다. 연결장치(440)는, (이하에서 설명될 바와 같이) TXT 카드 기반 구조(400) 및 거기에 설치된 구성요소들에 전력을 공급하고 SPV 카드와 통신하기 위하여 필요한, TXT 카드 기반 구조(400)와 전기적 연결 뒷판(250) 사이에 전기적 연결을 가능하게 하기 위한 전기적 접촉장치를 포함한다.

TXT 카드 기반 구조(400)는 표준화된 전기-광학 송수신기를 수용하기에 적합한 소켓들을 포함하며, 도시된 실시예에서는 4개의 소켓들(405, 410, 415, 420)을 포함한다. 소켓들(405, 410, 415, 420)에 꽂을 수 있는(이하에서 플러그인(plug-in)이라 함) 송수신기는 예를 들면, Small Form Factor Pluggable(SFP), 또는 XFP 송수신기들(SFP 표준에서 진화한, 10 기가비트 SFP 송수신기), 및 MultiSource Agreement(MSA) 그룹의 규정에 따른 송수신기 패밀리 모두와 같은 소정 표준에 따르는 표준화된 송수신기들이다. 좀 더 일반적으로, 소켓들(405, 410, 415, 420)은 TXT 카드 기반 구조(400)의 소켓들 사이의 기계적 전기적 결합을 위한 소정 설계 및 각각의 소켓들(405, 410, 415, 420)에 수용될 송수신기들의 분류에 따라 균일한 기계적 그리고 전기적 구조를 가질 수 있다.

일련의 전기-광학 송수신기들이 유용할 것으로 가정되며, 각 전기-광학 송수신기는 소켓들(405-420)의 기계적 그리고 전기적 결합의 소정 구조와 일치하는 기계적 그리고 전기적 연결 구조를 갖는다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 송수신기들은 핫 플러거블(hot-pluggable)하다. 즉, 상기 송수신기들은 TXT 카드 기반 구조(400)에 전원이 공급되고 있는 경우에도, 셸프의 전원을 먼저 차단할 필요없이, 각각의 소켓에 삽입하거나 제거될 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 소켓들(405-420) 중 하나에 플러그인 하는 것에 의하여 TXT 카드에 설치되도록 설계된 전기-광학 송수신기(500)의 기능적 구조를 도시한다. 예를 들면, 제한적인 것은 아니지만, 송수신기(500)는 SFP 송수신기일 수 있다.

송수신기(500)는 그것의 광학부 상에, 대향되는 표준 광학 (암)커넥터를 수용하도록 설계된 개별적인 (수)커넥터를 통하여 접근가능한 광학 입력부(500) 및 광학 출력부(510)를 가진다. 예를 들면, 광학 커넥터들은 송수신기의 광학 입력부 와 출력부가 MDM 카드(210, 215)의 광학 입력부들/출력부들(320₁-320₉/325₁-325₉) 중 하나에 결합될 수 있는 것에 의하여 광섬유 케이블의 양단에 설치된다. 송수신기(500)는 그것의 전기부 상에, TXT 카드의 모든 소켓에 제공된 대향되는 전기 커넥터와 매칭(matching)되는 커넥터(535)를 통하여 접근가능한 전기 입력부(515) 및 전기 출력부(520)를 갖는다. 예를 들면, SFP 송수신기는 그러한 표준에 따라 소켓에 삽입될 수 있는 표준 전기 커넥터를 가진다.

일반적인 관점에서, 송수신기(500)는 두 개의 내부 신호 경로를 가지는데, 제1 경로(505, 515)는 광학 입력부(505)로부터 전기 출력부(515)까지이고, 제2 경로(520, 510)는 전기 입력부(520)로부터 광학 출력부(510)까지이다. 제1 경로(505, 515)에서, 광학 입력부(505)에서 수신된 광학 신호는 먼저 대응 전기 신호로 변환된다. 광학 입력부(505)는 수신된 광학 신호, 특별히 CWDM 신호의 구성성분 광학 신호들 중 하나를 상기 구성성분 광학 신호를 대응 전기 신호로 변환하는 광검출기(Photodetector; 525)에 공급한다. 상기 전기 신호는 다음으로, 상기 전기 신호를 소정 또는 특정 전압 레벨 표준(예를 들면, SFP 송수신기의 경우, LVPECL 표준)에 적응시키기 위한 제한-증폭기(532)를 포함하는 전자 회로 소자(530)에 공급된다. 상기 적응된 전기 신호는 다음으로 전기 출력부(515)로 전송되고, 거기에서 이용될 수 있다.

제2 경로(520, 510)에서, 전기 입력부(520)에서 수신된 전기 신호는 광학 소스(540), 특별히, 상기 전기 신호를 예를 들면, CWDM 채널들 중 하나의 파장에 중 심을 갖는 대응 광학 신호로 변환시키는 레이저에 공급된다. 상기 레이저(540)에 의하여 발생한 광학 신호는 광학 출력부(510)에 공급되어 거기에서 이용될 수 있다.

일련의 송수신기들(500)는 8개의 CWDM 채널들의 서로 다른 파장들 각각에서 동작하도록 설계된 송수신기들 및 OSC 파장에서 동작하도록 설계된 송수신기들을 포함한다. 상세히, 일반적인 송수신기(500)를 고려하면, 송수신기(500) 내부의 광학 장치들(즉, 광검출기(525) 및 광학 소스(540))은 CWDM 채널들 중 하나의 중심 파장에 대응하는(또는 OSC의 파장에 대응하는) 개별적인 동작 파장에서 검출 및 방출할 수 있다. 이러한 종류의 송수신기들을 유색 송수신기라고 한다. 게다가, 일련의 송수신기들은 내부에 광학 입력부(505)에 수신되고, 따라서 광검출기(525)에 의하여 수신되며, 광학 출력부(510)으로부터 전송되고, 광원(540)으로부터 발생되는 광학 신호를 포함하고, CWDM 채널 중심 파장들과 다른 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 송수신기들을 포함한다. 회색 광학 신호들 상에서 동작하도록 설계된 이러한 형식의 송수신기들을 회색 송수신기라고 한다. 회색 송수신기들은 예를 들면, 클라이언트와의 통신을 위하여 사용된다.

추가적으로, 수신된 신호의 통신 비트율의 서로 다른 범위를 위하여 서로 다른 송수신기들이 제공될 수 있다. 전자 회로 소자(530)는 수신된 전기 신호를 대부분의 공통 신호 전송 표준에 대응하는 소정 범위의 비트율 내의 통신 비트율에 적응시킬 수 있다.

TXT 카드의 소켓(405-420)으로의 송수신기(500)의 핫-플러그인가능성(hot- pluggability)는 예를 들면, 전기 커넥터(535)의 접촉장치의 특정 기하학적 형태에 의하여 달성된다. 전형적으로, 송수신기(500)는 양의 공급전압(V_{DD +}), 음의 공급 전압(V_DD-) 및 접지 또는 참조 전압(GND)을 수신하기 위한 전기 접촉장치들을 가진다. 이 전기 접촉장치들은 (도 1의 상세하게 확대되어 개략적으로 도시된 바와 같이) 특정 기하학적 형태를 가지도록 설계되어 송수신기(500)가 소켓들(401-420) 중 하나에 플러그인 되었을 때, 상기 접지 전압 접촉장치가 양 및 음의 공급 전압(V_{DD +} 및 V_{DD -}) 접촉 전에 확립되도록 한다. 송수신기(500)가 소켓들(405-420) 중 하나로부터 플러그가 뽑혔을 때(이하에서 언플러그인 이라 한다), 접지 전압 접촉 장치는 마지막으로 차단된다. 이러한 방식으로, 송수신기는 TXT 카드에 전원이 인가될 때, 즉 셸프의 슬롯에 삽입될 때, 송수신기 및/또는 TXT 카드 회로상이 위험 전압 고장을 유발할 위험 없이 소켓에 플러그인되거나 소켓으로부터 언플러그인 될 수 있다.

도 4a를 참조하면, 일단 TXT 카드 기반 구조(400)에 소정 개수와 형식의 송수신기들이 설치되면, TXT 카드는 그것의 소켓(405-420)에 플러그인 된 송수신기의 광학 입력부 및 출력부에 연결된 광섬유 케이블(422 및 422)을 통하여 광학 신호를 수신 및 전송할 수 있게 된다.

TXT 카드 기반 구조(400)는 또한 소켓들(405-420)로부터 수신된 전기 신호를 소정 방식으로 적절하게 전송시키기 위한 전기 스위치 장치(425)를 포함하고, 상기 스위치 장치(425)는 특별히, 3R 재생, 성능 모니터링, 전기 신호의 다중화/역다중화 기능을 수행하도록 설계된 전자 회로 소자(428)에 연결된다. 상기 스위치 장치 (425)는 소켓들(405-420) 중 임의의 하나로부터 수신된 신호들을 (그것으로부터 신호가 수신된 소켓을 포함한) 소켓들(405-420) 중 임의의 하나 및 전자 회로 소자(428)로, 전자 회로 소자(428)로부터 상기 소켓들(405-420) 중 임의의 하나로 전송시키도록 설계된다.

도 4b를 고려하면, 본 발명의 실시예에 따른 전자 회로 소자(428)의 기능적인 블럭 구조가 도시된다. 전자 회로 소자(428)는 TXT 카드에 설치되고, 전기 연결장치들(429_i)을 통하여 스위치 장치(425)로부터 상기 소켓들에 플러그인 된 송수신기에 의하여 광학 도메인으로부터 변환된 전기 신호들을 수신한다.

전자 회로 소자(428)는 전기 신호들의 3R 재생 동작을 수행하기 위하여 4개의 클럭 데이터 복구(Clock Data Recovery; CDR) 회로(432), 특별히 범용 CDR들을 포함한다. 각 CDR(432)은 실질적으로 스스로 넓은 범위를 구성하는 비트율에 적응시킬 수 있고 수신된 신호의 성능을 모니터링하기 위한 개별적인 추가 회로(433)에 연결된 집적 주파수 동기화기, 전형적으로 PLL을 포함한다.

전자 회로 소자(428)의 추가 회로들(433)은 통신 네트워크의 성능을 모니터링하도록 설계되었다. 특별히, 추가 회로들(433)(이하에서 성능 감시기라 함)은 신호의 존재/부재를 검출하고, 입력 신호의 BER을 측정하고 데이터 아이(data eye)를 스캔하도록 설계된다. 성능 감시기(433)는 수신된 신호 상의 정보를 버스(431)를 통하여 전자 회로 소자(428)의 외부에 공급한다. 2R 및/또는 3R 재생을 수행하도록 설계된 상업적으로 유용한 전자 장치들은 또한 광학 신호로부터의 변환에 의하여 도출된 전기 신호들 상의 성능 모니터링을 수행할 수 있을 것이다.

재생된 전기 신호들은 다음으로 성능 감시기(433)에 의하여 전기 신호의 다중화/역다중화를 수행할 수 있는 회로 소자(430)에 제공된다. 만약 다중화/역다중화 동작이 요구되지 않는다면, 재생된 전기 신호는 상기 회로 소자(430)에 의하여 처리되지 않고 대신 회로 소자(430)에 의하여 전기 연결(429_o)을 통하여 전자 회로(428) 외부로 직접 제공된다. FPGA(430)는 적절하게 구성될 필요가 있고, 추가 버스(434)에 의해 외부 지시를 수신할 필요가 있다.

대안으로, 입력 신호들 각각의 3R 재생 및 성능 모니터링은 (Vitesse에 의해 생산된 VSC8123 칩과 같은) 단일 장치에 의해 수행될 수 있거나, 모든 입력 신호들의 3R 재생이 (Vitesse에 의해 생산된 VSC8150 칩과 같은) 4개의 성능 감시기에 연결된 (Mindspeed에 의해 생산된 CX20501 칩과 같은) 단일 장치에 의해 수행될 수 있다. 게다가 개별 성능 감시기(433)에 연속-연결된 각 CDR(432)은 소켓들(405-420)과 스위치 장치(425) 사이에 연결될 수 있고, 전자 회로 소자(428)는 스위치 장치(425)에 의하여 제공된 전기 신호들의 다중화/역다중화만을 구현할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 전자 회로 소자(428)들은 소정 기능을 수행하도록 적절하게 구현될 수 있는 FPGA들과 같은 프로그램가능한 하드웨어 장치에 의해 구현될 수 있다. 이러한 방식에서, 스위치 장치(425) 역시 FPGA 장치에 의해 구현될 수 있다는 것은 자명한 사실이다.

도 4a를 다시 참조하면, TXT 카드 기반 구조(400)에는 구성 지시에 의하여 ( 소켓으로 또는 소켓으로부터 전기 신호의 소정 라우팅들의 세트 중 임의의 하나를 구현하도록) 스위치 장치(425) 및 (전기 신호의 소정 다중화/역다중화를 수행하도록) 전자 회로 소자(428), 특별히, 회로 소자(430)를 제어하고 적절하게 구성하기 위한 마이크로프로세서/마이크로컨트롤러(435)가 더 설치된다.

TXT 카드 기반 구조(400)는, 송수신기가 소켓에 플러그인 되었을 때 마이크로프로세서/마이크로컨트롤러(436)와 송수신기 또는 송수신기들 사이의 통신을 가능하게 하게 위한 소켓들(405-420)과 마이크로프로세서/마이크로컨트롤러(435) 사이에 전기 연결을 더 포함한다. 이러한 목적을 위하여, 송수신기의 전자 회로 소자(530)는 바람직하게는 송수신기가 소켓들(405-420)에 플러그인 되었을 때, 마이크로프로세서/마이크로컨트롤러(435)가 송수신기의 존재를 인식할 수 있고, 가능하면, (광학 장치들에 의하여 지지되는 동작 파장들 및 전자 회로(530)에 의하여 지지되는 비트율의 범위와 같은) 송수신기 특성 파라미터들을 판독하는 것에 의하여 송수신기의 형태를 인식할 수 있다. 마이크로프로세서/마이크로컨트롤러(435)는 예를 들면, 스위치 장치(435) 및/또는 FPGA(430)를 적절하게 구성하기 위하여 이 데이터들을 이용할 수 있다.

게다가, 마이크로프로세서/마이크로컨트롤러(435)는 성능 감시기(433)에 의하여 수행된 성능 모니터링로부터 획득된, 전자 회로 소자(428)에 의하여 처리된 (BER 추정 및 신호의 존재/부재와 같은) 신호 상의 정보를 수집할 수 있다. 마이크로프로세서/마이크로컨트롤러(435)는 상기 정보를 처리하고 셸프의 전기 연결 뒷판의 버스를 통하여 SPV 카드(235)와 통신한다. 다음으로, SPV 카드(235)는 예를 들 면, 처리된 정보에 반응하여, 특정 명령들을 마이크로프로세서/마이크로컨트롤러(435)로 송신한다. 예를 들면, SPV 카드(235)는 예를 들면 보호 목적과 같은 다른 방식으로 스위치 장치(425)를 구성하기 위하여 마이크로프로세서/마이크로컨트롤러(435) 지시들을 송신한다.

TXT 카드 기반 구조(400)는 하드웨어 및 소프트웨어적으로 구현될 수 있다. 상기 구조는 서로 다른 형태와 다른 개수의 송수신기들을 4개의 소켓들(405-420)에 풀러그인하는 것에 의하여 하드웨어적으로 구현될 수 있다. 추가적으로, TXT 카드 기반 구조(400)는 TXT 카드 기반 구조(400) 상의 동작들을 제어하는 마이크로프로세서/마이크로컨트롤러(435)에 의하여 소프트웨어적으로 구현될 수 있다. 이러한 방식으로 TXT 카드 기반 구조(400)는 몇 가지 다른 기능들을 수행할 수 있는 서로 다른 TXT 카드들의 다양성을 실행하기에 바람직하다.

이하에서, 가능한 TXT 카드 구성의 예시적이고 비제한적인 리스트가 제공된다.

예를 들면, TXT 카드 기반 구조(400)에 일반적인 중심 파장(λ_x)에서 동작하는 하나의 유색 송수신기(500), 및 CWDM 중심 채널 파장들과 다른 파장에서 클라이언트와 통신하기 위한 하나의 CWDM 채널의 광학 신호들의 쌍방향 적응을 구현하기 위하여, 상기 소켓들(405-420) 중 두 개에 플러그인 된 회색 신호를 위한 하나의 회색 송수신기가 설치된다고 가정해 보자. 참조의 용이성을 위하여, 이러한 방식으로 구성된 TXT 카드 기반 구조(400)를 이하에서 TXT-A 카드라 한다.

라인들(110₁, 110₂) 중 하나로부터 수신된 CWDM 신호의 구성성분 신호인, 파장(λ_x)의 구성성분 광학 신호가 두 개의 MDM 카드들(210, 215) 중 제1 카드(210)로부터 수신되고, 적절한 커넥터들에 의하여 종결된 광섬유 케이블의 섹션(422_i)(이러한 광섬유 케이블 섹션을 전문 용어로 광섬유 라이저(riser)라 한다)을 통하여 TXT-A 카드에 공급된다. 상기 라이저(422_i)는 제1 MDM 카드(210)의 대응 광학 출력부(320₁-320₉) 및 상기 소켓들(405-420) 중 하나에 플러그인 된 유색 송수신기(500)의 대응 광학 입력부에 연결된다.

유색 송수신기(500)는 파장 λ_x의 유색 광학 신호를 대응 전기 신호로 변환시키고, 상기 대응 전기 신호는 다음으로 유색 송수신기(500)의 제한-증폭기에 의하여 적응된다. 유색 송수신기(500)의 전기 출력부(515)에서 유용하게 된 상기 전기 신호는 마이크로프로세서/마이크로컨트롤러(435)에 의하여 적절하게 구성되는 것으로 여겨지는 스위치 장치(425)에 전송된다. 상기 스위치 장치(425) 는 파장 λ_x의 유색 광학 신호에 대응하는 수신된 전기 신호를, 상기 전기 신호의 3R 재생을 수행하고 이러한 유색 신호들과 관계되는 통신 네트워크의 성능을 모니터링하는 전자 회로 소자(428)를 향하여 전송한다.

특별히, TXT-A 카드가 소켓(405)에 플러그인 된 유색 송수신기에 연결된 광섬유 라이저(422)에 의하여 MDM 카드(210)와 연결되었다고 가정하면, 스위치 장치(435)는 전자 회로 소자(428)로부터 수신된 재생된 전기 신호를 소켓(415)에 플러 그인 된 회색 송수신기(500)를 향하여 전송하도록 구현될 수 있다. 소켓(415)의 회색 송수신기는 재생된 전기 신호를 회색 광학 신호로 변환시키고, 그 회색 광학 신호는 상기 회색 광학 신호가 광섬유 케이블(422_o)을 통하여 클라이언트에 의해 가져가 질 수 있는 회색 송수신기(500)의 광학 출력부(510)에서 유용하게 된다.

네트워크 노드에 연결된 클라이언트에 의하여 국지적으로 공급된 회색 광학 신호는 또한 광섬유 케이블(422)에 의해 소켓(415)에 플러그인 된 회색 송수신기(500)로 주입될 수 있다. 다음으로, 회색 광학 신호는 상술한 것과 같은 방식으로 TXT-A 카드에 의해 처리된다. 회색 광학 신호는 회색 송수신기에 의하여 전기 신호로 변환되고, 전자 회로(428)에 의하여 재생되며, 스위치 장치(425)에 의하여 소켓(405)의 유색 송수신기로 전송되며, 마지막으로, 파장 λ_x의 유색 광학 신호로 변환된다. 이러한 방식으로, 파장 λ_x의 유색 광학 신호는 유색 송수신기(500)의 광학 출력부(510)에서 유용하게 된다. 유색 광학 신호는 유색 송수신기의 광학 출력부에 연결된 광섬유 라이저(422_o)에 의하여 취해질 수 있고, 이는 통신 네트워크의 라인 110fh 주입될 수 있도록 파장 λ_x의 유색 광학 신호를 MDM 카드(210)에 공급할 수 있게 한다.

2F 링 망 구조의 노드에서 보호 메커니즘을 동작시키기 위하여, TXT-A 카드는 제1 유색 송수신기로서 동일한 CWDM 채널 중심 파장 λ_x에서 동작하는 여분의 유색 송수신기를 유용한 소켓들 중 하나에 플러그인 하는 것에 의하여 변경되어야 한 다. 그 변경된 결과 카드를 TXT-G 카드라 한다. 여분의 유색 송수신기는 파장 λ_x의 유색 광학 신호를 라인 110₁에 재주입시키고, 라인 110₂으로부터 파장 λ_x의 유색 광학 신호를 예비적으로 수신하기 위하여 각각 광섬유 라이저(422_o, 422_i)를 통하여 제2 MDM 카드(215)에 연결된다.

스위치 장치(425)는 임의의 바람직한 방법으로 CWDM 신호의 구성성분 광학 신호로부터 변환에 의하여 획득된 전기 신호들 각각을 전송시킬 수 있다. 결과적으로, 수신된 광학 신호에 대응하는 전기 신호를 소정 소켓으로 전송시키거나, 서도 다른 수위치 장치들(425)이 설치된 다른 TXT 카드 기반 구조들을 가질 필요없이 단지 스위치 장치(425)를 적절하게 구성하는 것에 의하여 여분의 광학 신호들에 대응하는 전기 신호들을 차단할 수 있다.

다른 가능한 구성에서, 두 개의 유색 송수신기 및 두 개의 회식 송수신기가 TXT 카드 기반 구조(400)의 소켓들(405-420)에 플러그인 된다. 이하에서 TXT-D 카드로 언급될 이러한 방식으로 구성된 TXT 카드 기반 구조(400)는 두 개의 클라이언트를 네트워크 노드에 연결시키는 것을 허용한다. CWDM 신호를 구성하는 광학 신호들 중 두 개는 제거되어 두 개의 클라이언트에 공급되고, 유색 송신기들은 개별적인 CWDM 구성 파장에서 동작하며, 스위치 장치(425)는 각 소켓(405-420)을 향하여 소정 신호를 적절하게 전송한다. 이러한 방식으로 구현되는 경우, TXT 카드는 두 개의 CWDM 채널들로부터 전송된 신호들을 추가/제거하도록 할 뿐만 아니라, 추가적으로 광학 신호 파장의 쌍방향 적응을 구현한다.

(TXT-F로 언급되는) TXT 카드 기반 구조(400)의 구성의 다른 예에 의하면, 하나의 유색 송수신기(500)는 예를 들면 소켓 405와 같은 소켓들 중 하나에 플러그인 되고 라인들(110, 110) 중 하나로부터 CWDM 채널 중심 파장(λ_x)의 유색 광학 신호를 수신하는 반면, 두 개의 회색 송수신기(500)는 예를 들면, 소켓 415 및 420과 같은 나머지 소켓들 중 두 개에 삽입된다. 유색 송수신기는 파장(λ_x)의 유색 광학 신호를 스위치 장치(425)에 공급되는 대응 전기 신호로 변환시킨다. TXT-F 카드 구성에서, 스위치 장치(425)는 상기 전기 신호를 상기 전기 신호의 3R 재생을 적용하고, 재생된 전기 신호를 낮은 비트율의 두 개의 전기 신호들로 역다중화하며, 역다중화된 낮은 비트율 신호를 스위치 장치(425)에 다시 공급하는 전자 회로 소자(428)로 전송한다. 이 방식에서, 스위치 장치(425)는 두 개의 낮은 비트율 신호들 각각을 소켓들(415, 420)에 수용된 두 개의 회색 송신기들 각각에 제공할 수 있다. 상기 회색 송수신기들은 개별 낮은 비트율 전기 신호를 회색 광학 신호로 변환하고, 상기 회색 광학 신호는 상기 회색 송수신기에 연결된 광섬유 라이저 케이블(422₀)을 통하여 개별 클라이언트에 공급될 수 있다. 동일한 TXT-F, 카드는 또한 두 개의 클라이언트로부터 수신된 낮은 비트율의 두 개의 회색 광학 신호들 상에서 반대되는 과정을 수행할 수 있다. 두 개의 회색 광학 신호들은, CWDM 채널 중심 파장들 중 하나의 높은 비트율의 단일 유색 광학 신호로 다중화될 수 있으며, 상기 단일 유색 광학 신호는 CWDM 신호의 다른 구성성분 신호들과 다중화되기 위하여 MDM 카드들 중 하나에 공급된다.

TXT-F 카드는 나머지 소켓(410)에 대응 CWDM 채널 상의 보호 메커니즘을 동작시키기 위하여, 같은 파장(λ_x)에서 제1 유색 송수신기로서 동작하는 여분의 유색 송수신기를 더 플러그인 하는 것에 의하여 확장될 수 있다. 유색 송수신기들 각각은 광섬유 케이블 라이저(422_o, 422_i)를 통하여 MDM 카드에 연결된다. 이 구성은 TXT 카드 기반 구조(400)의 TXT-H 구성으로 불린다.

간단한 구성에서, TXT 카드 기반 구조(400)는 두 개의 유색 송수신기를 사용하는 것에 의하여 구성될 수 있는데, 그 중 하나는 예를 들면, 소켓 405 또는 소켓 410와 같은 소켓 내에 있고, 다른 하나는 예를 들면, 소켓 415 또는 420과 같은 다른 소켓 내에 있다. 참조의 용이성을 위하여, 이러한 방식으로 구성된 TXT 카드 기반 구조(400)를 이하에서 TXT-B 카드라고 부를 것이다. 전형적으로, TXT-B 카드는 CWDM 신호를 구성하는 하나의 유색 신호의 3R 쌍방향 재생 (및 성능 모니터링) 및 이러한 CWDM 채널 상의 보호 메커니즘의 작동을 수행하도록 하기 때문에 네트워크 노드에서 라인-대-라인 동작을 위하여 사용될 것이다.

네트워크 노드의 라인-대-라인 동작을 위하여 사용되는 TXT 카드의 다른 예(이하에서, TXT-E 카드라 한다)에 따르면, TXT 카드 기반 구조(400)에는 4개의 유색 송수신기(400)가 설치될 수 있는데, 이들 중 두 개는 예를 들면 소켓들 405, 420과 같이 상기 소켓들 중 두 개에 플러그인 되고 파장 λ_x에서 동작하며, 다른 두 개는 나머지 소켓들 410, 415에 플러그인 되고 파장 λ_y에서 동작하고, 여기서, λ_x와 λ _y는 두 개의 CWDM 채널 중심 파장들이다. TXT-B 카드와 유사하게, TXT-E 카드는 CWDM 신호를 구성하는 두 개의 유색 신호의 3R 쌍방향 재생 (및 성능 모니터링)의 수행 및 두 개의 CWDM 채널들 상의 보호 메커니즘의 작동을 허용한다.

광학 신호들의 변환에 의하여 발생한 전기 신호는 다시 되돌아 갈 수 있다는, 즉 스위치 장치(425)가 소켓들(405-420) 중 하나에 수용된 유색 송수신기로부터 신호를 수신하고 그 신호를 동일한 송수신기에 전송시킬 수 있다는 점이 주지되어야 한다. 상세히, 루프-백(loop-back) 구성으로 불리는 구성에서, 스위치 장치(425)는 CWDM 신호의 개별 구성성분 광학 신호에 대응하고, 송수신기로부터 변환된 전기 신호들을 전기 회로(428)에 제공할 수 있고, 상기 전자 회로(428)는 전기 신호들 상에서 3R 재생 (및 성능 모니터링)를 수행하고, 스위치 장치(425)는 상기 재생된 전기 신호들을 대응 송수신기에 다시 전송한다. 이 방법에서, TXT 카드는 오직 소켓에 삽입된 유색 송수신기의 수에 따라 하나에서 4개까지 변하는 다수의 CWDM 채널들 상에서 수신된 신호들의 3R 재생(및 성능 모니터링)만을 수행한다. 대안으로, 간단하고 투명한 패스-쓰루 구성에서, 스위치 장치(425)는 상기 전기 신호를 3R 재생을 수행하는 전기 회로(428)에 전송하지 않고, 직접 송수신기들에 의하여 변환된 전기 신호를 동일한 송수신기로 다시 전송할 수 있다.

간단한 실시예에서, 유색 송수신기를 상기 소켓들(405-420) 중 하나에 삽입하고, 스위치 장치(425)의 루프-백 구성을 이용하는 것에 의하여(TXT 카드 기반 구조(400)의 TXT-C 구성), CWDM 채널 신호의 3R 일방향 재생이 수행될 수 있다. 즉, 예를 들면, 1F 링 네트워크에서, 패스-쓰루 노드에 유용할 수 있다.

도 6a를 고려하면, 본 발명의 실시예에 따른 네트워크(100) 노드(105_i)의 예시적이고 개략적인 블럭도가 도시된다(도 1, 2 및 3에 대응하는 구성요소들은 동일한 참조 번호로 지시되고, 그들에 대한 설명은 간략화를 위하여 생략된다). 노드(105_i)는 특별히 두 개의 MDM 카드들(210, 215), 하나의 TXT-B 카드(602) 및 하나의 TXT-G 카드(603)를 수용하는 하나의 셸프(200)를 포함한다. TXT-B 카드(602)는 TXT 카드 기반 구조의 소켓들에 플러그인 된 두 개의 유색 송수신기의 광학 입력 부들 및 출력부들에 대응하는 서-측 광학 입력부(655) 및 서-측 광학 출력부(675), 동-측 광학 입력부(665) 및 동-측 광학 출력부(670)를 갖는다. TXT-G 카드(603)는 (개별적인 소켓들에 플러그인 된 두 개의 유색 송수신기의 광학 입력부들 및 출력부들에 대응하는) 유색 광학 신호들을 위한 두 개의 광학 입력부들(610, 620) 및 두 개의 광학 출력부들(645, 650)을 갖는다. TXT-G 카드(603)는 또한 (회색 송수신기의 광학 입력부 및 광학 출력부에 대응하는) 회색 광학 신호들을 위한 하나의 광학 입력부(640) 및 하나의 클라이언트 광학 출력부(6430)를 갖는다.

노드(105_i)는 클라이언트(605)에 연결되는 것으로 가정되고, 서쪽 쌍방향 라인 인터페이스에서 라인 110₁로부터 및 동쪽 쌍방향 라인 인터페이스에서 라인 110₂로부터 통신 네트워크의 트래픽을 수신한다. 노드(105_i)는 상기 트래픽을 동쪽 라인 인터페이스에서 라인 110₁에, 서쪽 라인 인터페이스에서 라인 110₂에 재전송한다. MDM 카드 210은 서쪽 라인 인터페이스에 위치되고, 라인들(110₁, 110₂)은 각각 상기 MDM 카드(210)의 광학 입력부 및 출력부에 연결된다. MDM 카드 215는 동쪽 라인 인터페이스에 위치되고, 라인들(110₁, 110₂)은 각각 상기 MDM 카드(215)의 광학 출력부 및 입력부에 연결된다.

MDM 카드 210은 라인 110₁로부터 수신된 CWDM 신호를 구성성분 신호들로 역다중화한다. CWDM 채널 중심 파장(λ_x)과 관련된 상기 역다중화된 신호들 중 하나는 (광섬유 라이저를 통하여) 노드(105)의 클라이언트 인터페이스에 위치된 TXT-G 카드(603)의 광학 입력부(610)로 전송된다. 동시에, MDM 카드 215는 라인 110₂으로부터 수신된 CWDM 신호를 역다중화하고, 파장 λ_x에 중심을 갖는 구성성분 신호는 보호 목적을 위하여 TXT-G 카드(603)의 광학 입력부(620)로 예비적으로 전송된다. 작업 통신 경로를 따라 장애가 발생하지 않는 한, TXT-G 카드(603) 내부의 스위치 장치(425)는 오직 MDM 카드 210으로부터 광학 입력부(610)에 수신된 유색 광학 신호에 대응하는 전기 신호만을 상기 카드(603)에 존재하는 회색 송수신기에 전송한다.

클라이언트(605)는 상기 클라이언트(605)의 광학 입력부(693)와 클라이언트 인터페이스에서 TXT-G 카드의 광학 회색 출력부(630) 사이에 연결된 2차 광섬유 케이블(625)을 통하여 파장 λ_x에 중심을 갖는 신호에 대응하는 회색 신호를 수신한다. 클라이언트(605)는 상기 클라이언트(605)의 광학 출력부(695) 및 클라이언트 인터페이스 TXT-G 카드(603)의 회색 광학 입력부(640) 사이에 연결된 다른 2차 광 섬유 케이블(635)을 통하여 회색 광학 신호를 재전송한다. 상기 TXT-G 카드(603)의 스위치 장치는 클라이언트(605)로부터 수신된 신호를 광학 출력부들(645, 650) 모두에 전송하여 보호 목적을 위하여 MDM 카드 210과 MDM 카드 215 모두에 전송하도록 구성된다. MDM 카드들(210, 215)은 TXT-G 카드(603)의 광학 출력부들(645 및 650)로부터 각각 파장 에 중심을 갖는 광학 신호를 수신하고 그것을 CWDM 신호의 다른 구성성분 신호와 다중화한다.

MDM 카드 210은 오직 3R 재생 및 성능 모니터링 목적으로 파장 λ_y(y=1, …, 8)의 구성성분 광학 신호를 TXT-B 카드(620)의 서-측 광학 입력부(655)에 전송한다. TXT-B 카드(602)는 상기 재생된 파장 λ_y의 광학 신호를 동-측 광학 출력부(665)로부터 MDM 카드 215에 전송한다. 반대로, MDM 카드 215는 파장 λ_y의 신호를 TXT-B 카드(602)의 광학 입력부(670)(서-측)에 전송하고, 상기 TXT-B 카드(602)는 상기 서-측 광학 출력부(675)로부터 MDM 카드 210으로 전송한다.

라인 110₁로부터 수신되고, 파장들 λ_x, λ_y의 구성성분 신호와 다른 CWDM 신호의 구성성분 신호들은 MDM 카드 210에 의하여 역다중화되고, 이 신호들을 각각 TXT-G 카드(603) 및 TXT-B 카드(602)에 의하여 제공된 파장들 λ_x, λ_y에 중심을 갖는 신호들과 함께 CWDM 신호로 다중화시키는 MDM 카드 215로 직접 공급된다. 상기 CWDM 신호는 노드(105_i)의 동쪽 라인 인터페이스에서 MDM 카드 215의 광학 출력부에 연결된 라인 110₁에 재주입된다. 유사하게, 라인 110₂로부터 수신되고 파장들 λ_x, λ_y의 신호들과 다른 구성성분 신호들은 MDM 카드 215에 의하여 역다중화되고, 노드의 서쪽 라인 인터페이스에서 MDM 카드 210의 광학 출력부에 연결된 라인 110₂에 트래픽을 재주입시키는 MDM 카드 210에 직접 공급된다.

노드(105_i)의 구성은 CWDM 신호의 다른 구성성분 신호들을 재생시키기 위하여 다수의 TXT 카드들을 제공하는 것에 의하여 확장될 수 있다(특별히, 3개의 TXT-E 카드가 제공될 수 있으며, 각각은 두 개의 CWDM 채널들의 신호들을 처리할 수 있다).

TXT-G 카드(603)는 또한 3R 재생 및 수신된 신호 상의 성능 모니터링을 수행한다. 성능 모니터링은 TXT-G 카드(603)가 수신된 신호의 특정 파라키터를 확득할 수 있게 한다. 이러한 파라미터들은 예를 들면, 보호 메커니즘을 구현하기 위하여 사용될 수 있다. 만약 TXT-B 카드(602)가 수신된 신호 내의 오류를 검출한다면, 상기 정보는 셸프(200)의 전기 연결 뒷판의 버스에 의하여 셸프(200)의 SPV 카드(도면에 도시되지 않음)로 되돌아간다. 상기 SPV 카드는 장애가 발생한 작업 통신 경로와 이용될 필요가 있는 보호 통신 경로를 지시할 수 있도록 OSC 채널을 통하여 네트워크의 모든 노드들과 통신한다.

만약 MDM 카드(210)로부터 수신된 신호가 예를 들면, 없거나 잘못 추정된 BER을 가지는 경우, 보호 메커니즘은 TXT-G 카드(603) 내부의 스위치 장치를 재구성하게 한다. 새로운 구성에서, 스위치 장치는 MDM 카드(215)로부터 광학 입력부(620)에 수신된 신호를 클라이언트(605)에 전송한다. 한편, TXT-G 카드(603)가 클 라이언트(605)로부터 수신된 신호에서 장애를 검출하면, 스위치 장치는, 이 경우 광학 입력부(610)에서 MDM 카드(210)로부터 수신된 신호는 TXT-G 카드(603)의 광학 출력부(650)로 직접 전송되는 반면, 광학 입력부(620)에서 MDM 카드(215)로부터 수신된 신호는 광학 출력부(645)에 직접 전송되도록 신호의 루프-백을 구현하도록 구성될 수 있다. 따라서 상기 클라이언트(605)는 장애가 해결될 때까지 격리된다.

상술한 보호 메커니즘은 1+1 광 채널 보호 매커니즘(Optical Channel Protection mechanism)으로 불리고, 클라이언트 인터페이스를 구현하기 위하여, 동쪽 및 서쪽 라인 인터페이스들 모두로부터 대응 신호를 수신하기 위한 여분의 유색 송수신기가 설치된 TXT 카드들을 이용한다.

도 6b를 참조하면, 본 발명의 대안 실시예에 따른 네트워크 노드(105_i)의 예시적이고 계략적인 블럭도가 도시된다(도 1, 2, 3 및 6a에 대응하는 구성요소는 동일한 참조 번호로 지시되고, 이들에 대한 상세한 설명은 간략화를 위하여 생략된다).

이 실시예의 노드(105_i)에서는, TXT-G 카드 대신에, 셸프(200)의 두 개의 대응 슬롯에 삽입된 두 개의 TXT-A 카드들(675, 680)이 사용된다. TXT-A 카드들(675, 680)은 4개의 소켓들(405-420) 중 두 개에 플러그인 된 유색 송수신기의 동작 파장들에 대응하는 유색 광학 신호들을 위한 광학 입력부들(676, 681) 및 광학 출력부들(677, 680), 나머지 두 개의 소켓들에 삽입된 회색 송수신기의 동작 파장에 대응하는 회색 신호를 위한 광학 입력부들(678, 683) 및 출력부들(679, 684)을 갖는다.

이 대안 구성에서, 클라이언트(605)는 두 개의 광섬유 Y-케이블(685 및 690)에 의하여 노드(105_i)에 연결되다. 즉, 광섬유 케이블은 세 개의 가지들(685_a, 685_b, 685_c 및 690_a, 690_b, 690_c)을 가지고, 입력 광학 신호를 두 개의 반-전력 출력 광학 신호들로 분할한다. 상세히, Y-케이블들(685, 690)의 가지들 685_a, 690_a는 각각 클라이언트(605)의 광학 입력부(693) 및 출력부(695)에, 가지들 685_b, 690_b는 각각 TXT-A 카드(675, 685)의 광학 입력부들(678, 683)에, 가지들 685_c, 690_c는 TXT-A 카드(675, 685)의 광학 출력부들(679, 684)에 연결된다.

TXT-A 카드 675는 상기 카드의 광학 입력부(676)에서 파장 λ_x의 구성성분 광학 신호를 수신하고, TXT-A 카드 680은 광학 입력부(681)에서 동일한 광학 신호를 예비적으로 수신한다. 상기 TXT-A 카드들(675, 680)은 3R 재생 및 성능 모니터링을 수행하기 위하여 수신된 신호를 처리하고, 상기 처리된 신호들은 각각 광학 출력부 679, 684에서 유용하게 된다. 두 개의 처리된 광학 신호들 사이의 광학적 충돌을 피하기 위하여, TXT-A 카드(680)로부터 전송된 광학 신호는 TXT-A 카드(680)의 수위치 장치(425)의 적절한 구성을 위하여 차단된다.

다음으로, 클라이언트(605)는 보호 목적을 위하여, Y-케이블을 통하여 각각의 신호를 TXT-A 카드 675 및 TXT-A 카드 680 모두에 재전송한다. 상기 TXT-A 카드들(675 및 680)에 의하여 처리된 파장 의 두 개의 신호들은 MDM 카드(210, 215)dp 의하여 다른 CWDM 구성 파장들에 중심을 갖는 신호들과 CWDM 신호로 다중화되기 위 하여 각각 유색 광학 출력부(677, 682)에 제공된다.

만약 MDM 카드(210)로부터 수신된 신호가 예를 들면, 존재하지 않거나 잘못 추정된 BER을 갖는다면, 보호 메커니즘은 TXT-A 카드들(675 및 680) 내부의 스위치 장치들(425)를 재구성하도록 한다. 특별히, TXT-A 카드(680)의 스위치 장치는 회색 광학 신호를 광학 출력부(684)로부터 클라이언트(605)로 전송하도록 재구성되고, TXT-A 카드(675)는 광학 출력부(679)로 제공될 수 있는 회색 광학 신호를 차단시킨다. 한편, TXT-A 카드들(675 및 680)이 클라이언트(680)로부터 수신된 신호들 내에서 장애를 검출한 경우, 스위치 장치는 루프-백 구성을 구현하도록 재구성된다. 즉, 광학 입력부(676)에서 MDM 카드(210)로부터 수신된 신호는 TXT-A 카드(675)의 광학 출력부(677)로 직접 전송되고, 광학 입력부(681)에서 MDM 카드(215)로부터 수신된 신호는 광학 출력부(682)로 직접 전송된다. 따라서 클라이언트(605)는 장애가 해결될 때까지 격리된다.

상술한 보호 메커니즘은 동일한 신호를 수신하고 전송하는 클라이언트 인터페이스들을 구현하기 위하여 두 개의 여분의 TXT 카드들을 이용하는, 1+1 장치 보호 매커니즘으로 정의될 수 있다.

도 7을 참조하면, 도 2의 네트워크 노드에 사용되도록 설계된 본 발명의 실시예에 따른 추가 카드(700)(이하에서, MTX 카드)의 개략적인 모습이 도시된다. TXT 카드와 유사하게, MTX 카드(700)는 구성요소들이 다양하게 설치될 수 있고, 네트워크의 클라이언트들에 의하여 제공된 두 개 이상의 낮은 비트율 신호들(예를 들면, ESCON 통신 프로토콜을 따르는 신호들)을 높은 비트율의 신호(예를 들면, 광섬 유 채널 비트율을 가진 신호)로 역다중화하거나 또는 높은 비트율의 신호를 두 개 이상의 낮은 비트율의 신호들로 다중화하는 투과성 다중화/역다중화를 수행하도록 구성된다.

도시된 실시예의 상기 MTM 카드(700)는 클라이언트 인터페이스들에 대응하는 4개의 소켓들(705, 710, 715, 720) 및 라인 인터페이스에 대응하는 소켓(725)를 가지고, 상기 소켓들은 TXT 카드의 소켓들(405-420)과 유사하게, 표준 전기-광학 송수신기를 수용할 수 있으며, 상기 송수신기들은 특별히 TXT 카드를 구성하기 위하여 사용되는 송수신기와 같이 동일한 표준을 따른다.

MTX 카드(700)는 TXT 카드에서와 같이 마이크로프로세서/마이크로컨트롤러(728) 및 TXT 카드에 설치한 것과 유사한 전자 회로(728)가 설치될 수 있다. 특별히, 전자 회로(728)의 FPGA는 4개의 낮은 비트율의 신호들을 하나의 응집된 높은 비트율의 신호로 다중화할 수 있다.

MTX 카드(700)는 상기 송수신기들 사이에서 신호들을 교환하기 위하여 소켓들(705-725)과 전자 회로(728) 사이에 전기적 연결을 갖는다. 구체적으로, 마이크로프로세서/마이크로컨트롤러(735)는 MTX 카드(700)에 의하여 수신된, 전자 회로(728)로부터 획득된 신호들 상의 정보(BER 추정 및 신호의 존재/부재)를 수집한다. MTX 카드(700)는 또한 마이크로프로세서/마이크로컨트롤러(735)와 상기 소켓들(705-725)에 플러그인 된 송수신기들 사이의 통신을 가능하게 하기 위하여 상기 소켓들(705-725)과 마이크로프로세서/마이크로컨트롤러(735) 사이에 전기적 연결을 갖는다. 상기 처리된 정보는 셸프의 전기적 연결 뒷판의 버스에 의하여 SPC 카드에 공급된다. 상기 SPV 카드에 의하여 제공된 명령들은 마이크로프로세서/마이크로컨트롤러(735)가 전자 회로(728)의 FPGA를 제어하거나 적절하게 구성할 수 있게 한다.

MTX 카드(700)는 TXT 카드와 같이, 네트워크 노드의 셸프(200)의 슬롯들(205)과 결합하기에 적절한 커넥터(740), 및 MTX 카드(700)와 전기적 연결 뒷판 사이의 결합을 가능하게 하는 전기적 접촉장치들을 갖는다.

소켓(725)은 광섬유 라이저(745₁)를 통하여 MDM 카드(210 또는 215)로부터 수신된 CWDM 신호의 구성성분 신호들 중 하나를 처리하도록 설계된 유색 송수신기(500)를 수용하고자 하는 것이다. 광학-전기 변환으로부터 발생한 높은 비트율 전기 신호는 구 신호를 4개의 낮은 비트율의 전기 신호들로 역다중화하는 전자 회로(728)에 공급한다. 각 낮은 비트율 전기 신호는 다음으로, 소켓들(705-725) 중 하나의 상기 수신된 전기 신호를 개별 클라이언트에 의하여 광섬유 케이블(745_o)을 통하여 제거되는 회색 광학 신호로 재변환하는 대응 송수신기로 전송된다.

반대 과정(추가 과정)이 가능하다. MTX 카드(700)에 연결된 광섬유 케이블(745)을 통하여 클라이언트로부터 전송된 낮은 비트율 신호들은 전자 회로(728)에 의하여 높은 비트율 응집 신호로 다중화된다. 소켓(725)의 송수신기에 의하여 유색 광학 신호로 재변환되는 상기 높은 비트율 응집 신호는 다음으로, 네트워크의 트래픽에 재주입되기 위하여, 광섬유 라이저(745₁)에 의하여 MDM 카드(210 또는 215)로 제공된다.

두 개의 MTX 카드들(700)은 네트워크 노드의 셸프에 삽입되고 두 개의 개별 응집 신호들을 추가로 다중화하기 위하여 광섬유 라이저들에 의하여 TXT-H 카드에 연결될 수 있다. 상세히, MTX 카드들(700)에 의하여 TXT-H 카드에 제공된 두 개의 응집 신호들은 두 개의 섬유 채널 신호들(즉, 약 1.25Gb/s의 비트율을 가진 신호들)일 수 있고, 그 신호들은 약 2.7TGb/s의 더 높은 비트율(가기비트 이더넷 비트율과 같은)을 가진 응집 신호로 다중화되고, 다음으로 CWDM 신호의 구성성분 광학 신호로 변환될 수 있다. 대안으로, 소켓들(725) 및 TXT-H 카드의 소켓들(415, 425) 내에 회색 송수신기들(500)을 사용하는 대신, (Molex에 의해 생산된 구리 HSSDC2 송수신기들과 같은) 전기 어댑터가 개별적인 소켓에 플러그인 될 수있다. 이 방식에서, MTX 카드(700)는 다중화 동작 후에, 전기 신호들을 광학 신호들로 재변환할 필요가 없고, TXT-H 카드가 수신된 전기 신호들을 직접 처리할 수 있다. 이 경우, 두 개의 MTX 카드들(700)은 예를 들면, 구리 패치 케이블들과 같은 와이어들에 의하여 TXT-H 카드에 연결될 수 있다.

본 발명이 다중 레벨의 구축가능성을 가진 네트워크 노드 구조를 제공한다는 것은 자명한 사실이다. 특별히, 두 레벨의 구축가능성이 제공된다. 구축가능성의 제1 레벨은 TXT 카드 기반 구조(400)와 같은 카드 기반 구조의 준비에 의해 보장되고, 구성요소들이 다양하게 설치되고 서로 다른 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 구축 가능성의 제2 레벨은 필요에 따라 다른 개수와 형식의 카드들을 이용할 수 있는 가능성으로부터 도출될 수 있다.

이러한 구조에 의하여, 네트워크 노드(105)의 유연성은 상당히 증가한다.

특별히, TXT 및 MTX 카드들의 소켓들로의 송수신기의 핫-플러그인 가능성(hot-pluggability)은 통신 네트워크 서비스의 방해 없이, 용이한 방법으로 노드(105)를 구축하도록 한다.

자연적으로, 지역적이고 특정한 요구들을 만족시키기 위하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의하여 이하의 청구범위에 의하여 정의되는 바와 같은 본 발명의 보호 범위 내에 포함되는 다양한 수정과 변형이 상술한 해결책에 적용될 수 있을 것이다.

본 명세서 내에 포함되어 있음

Claims (21)

1. 다수의 슬롯들(205)을 구비하는 하우징(200); 및

   상기 슬롯들에 삽입되는 다수의 카드들(210-245)을 포함하고,

   상기 다수의 카드들은,

   네트워크의 광학 라인(110₁, 110₂)으로부터 입력 WDM 광학 신호를 수신하기 위한 광학 입력부(310), 상기 입력 WDM 광학 신호로부터 소정 파장의 적어도 하나의 구성성분 광학 신호를 추출하기 위한 제1 광학 장치(315) 및 상기 적어도 하나의 구성성분 광학 신호를 유용하게 하기 위한 적어도 하나의 광학 출력부(320₁-320₉)를 구비한 적어도 하나의 제1 카드(210, 215);

   제1 카드와는 별개로, 소정 동작 파장에서 입력 광학 신호를 수신하기 위한 광학 입력부(505), 상기 수신된 광학 신호를 대응하는 전기 신호로 변환시키기 위한 광학-대-전기 변환 유닛(525), 상기 변환된 전기 신호를 유용하게 하는 전기 출력부(515), 및 입력 전기 신호를 수신하기 위한 전기 입력부(520), 소정 동작 파장에서 상기 수신된 전기 신호를 대응하는 광학 신호로 변환시키기 위한 전기-대-광학 변환 유닛, 상기 변환된 광학 신호를 유용하게 하는 광학 출력부(510)를 포함하는 다수의 교체가능한 전기-광학 구성요소들(500) 중 하나를 수용하도록 기계적으로 그리고 전기적으로 설계된 적어도 하나의 소켓(405-420)을 구비하고, 상기 다수의 구성요소들 중 선택된 전기-광학 구성요소는 상기 소켓에 끼워지고 상기 추출된 구성성분 광학 신호의 파장에 대응하는 동작 파장을 가지며, 상기 선택된 전기-광학 구성요소에 의하여 제공된 변환된 전기 신호를 처리하기 위하여 상기 적어도 하나의 소켓과 쌍방향 통신 관계에 있는 전자 회로 소자(428)를 포함하는 적어도 하나의 제2 카드; 및

   상기 추출된 구성성분 광학 신호를 상기 전기-광학 구성요소의 광학 입력부에 제공하기 위하여, 상기 제1 카드의 적어도 하나의 광학 출력부와 상기 선택된 전기-광학 구성요소의 광학 입력부 사이에 연결된 적어도 하나의 제1 광학 도파관(waveguide)(422_i)을 포함하는 광 통신 네트워크(100)용 네트워크 노드 구조(105_i).
2. 제1항에 있어서,

   상기 다수의 카드들 중 하나 상에,

   제2 광학 장치의 광학 출력부(340)에서 네트워크 광학 라인(110₁, 110₂)에 유용한 출력 WDM 광학 신호의 적어도 하나의 구성성분 광학 신호를 구성하는 개별 입력 광학 신호를 수신하도록 설계된 입력 광학 신호를 수신하도록 설계된 적어도 두 개의 광학 입력부(325-325)를 포함하고, 상기 입력 광학 신호들을 상기 출력 WDM 광학 신호에 결합시키는 제2 광학 장치(330); 및

   상기 선택된 전기-광학 구성요소에 의하여 동작되는 상기 입력 전기 신호의 전기-광학 변환에 의해 발생한 상기 구성성분 광학 신호를 상기 제2 광학 장치에 전송하기 위하여, 상기 제2 광학 장치의 상기 적어도 두 개의 광학 입력부들 중 하 나와 상기 선택된 전기-광학 구성요소의 광학 출력부 사이에 연결된 적어도 하나의 제2 광학 도파관(422)을 더 포함하는 광 통신 네트워크용 네트워크 노드 구조.
3. 제2항에 있어서,

   상기 입력 전기 신호는 상기 전자 회로 소자에 의하여 처리된 변환된 전기 신호인 것을 특징으로 하는 광 통신 네트워크용 네트워크 노드 구조.
4. 제2항에 있어서,

   상기 입력 전기 신호는 상기 네트워크 노드의 로컬 클라이언트의 클라이언트 신호에 대응하는 것을 특징으로 하는 광 통신 네트워크용 네트워크 노드 구조.
5. 제2항에 있어서,

   상기 제1 광학 장치는 상기 입력 WDM 광학 신호를 다수의 구성성분 광학 신호들로 역다중화하기 위한 광학 역다중화기(315)를 포함하고, 상기 제1 카드의 상기 적어도 하나의 광학 출력부는 상기 다수의 구성성분 광학 신호들 중 하나를 유용하게 하는 다수의 광학 출력부들을 포함하고,

   상기 제2 광학 장치는 상기 구성성분 광학 신호들을 상기 출력 WDM 광학 신호로 다중화하기 위한 다중화기(330)를 포함하고, 상기 제2 광학 장치의 상기 적어도 두 개의 광학 입력부들은 개별 구성성분 광학 신호를 수신하도록 설계된 다수의 광학 입력부들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 통신 네트워크용 네트워크 노 드 구조.
6. 제2항에 있어서,

   상기 제2 광학 장치는 상기 제1 카드 상에 제공되는 것을 특징으로 하는 광 통신 네트워크용 네트워크 노드 구조.
7. 제2항에 있어서,

   상기 제2 광학 장치는 상기 제1 카드 및 제1 카드와 구별되는 제2 카드 상에 제공되는 것을 특징으로 하는 광 통신 네트워크용 네트워크 노드 구조.
8. 제2항에 있어서,

   상기 네트워크의 상기 광학 라인은 상기 제1 카드의 상기 광학 입력부에 결합된 제1 광학 라인(110₁) 및 상기 제2 광학 장치의 상기 광학 출력부에 결합된 제2 광학 라인(110₂)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 통신 네트워크용 네트워크 노드 구조.
9. 제1항에 있어서,

   상기 전자 회로 소자는 상기 변환된 전기 신호를 재생시키도록 설계된 회로들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 통신 네트워크용 네트워크 노드 구조.
10. 제9항에 있어서,

    상기 회로들은 적어도 2R 신호 재생, 특별히 3R 신호 재생을 수행하도록 설계된 것을 특징으로 하는 광 통신 네트워크용 네트워크 노드 구조.
11. 제1항에 있어서,

    상기 교체가능한 전기-광학 구성요소들은 상기 제2 카드의 상기 적어도 하나의 소켓에 핫-플러거블/언플러거블(hot-pluggable/unpluggable)한 것을 특징으로 하는 광 통신 네트워크용 네트워크 노드 구조.
12. 제11항에 있어서,

    상기 교체가능한 전기-광학 구성요소들은 MultiSource Agreement(MSA)를 따르는 전기-광학 송수신기들, 특별히 Small From Factor Pluggable(SFP) 또는 10 기가비트 Small Form Factor Pluggable(XPT) 송수신기들인 것을 특징으로 하는 광 통신 네트워크용 네트워크 노드 구조.
13. 제1항에 있어서,

    상기 제2 카드는 적어도 하나의 제2 소켓, 상기 제2 소켓에 플러그인 되고, 상기 제1 소켓에 플러그인된 상기 선택된 전기-광학 구성요소로부터/구성요소로 전기 신호들을 수신/송신하는 상기 다수의 구성요소들 중 선택된 제2 전기-광학 구성 요소, 및 상기 제2 전기-광학 구성요소와 상기 네트워크 노드의 클라이언트(115; 130₁-130₄) 사이에 더 제공된 광학 연결(422_o, 422_i)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 통신 네트워크용 네트워크 노드 구조.
14. 제13항에 있어서,

    상기 제2 전기-광학 구성요소는 상기 구성성분 광학 신호들 중 선택된 하나의 파장에 대응하는 동작 광학 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 광 통신 네트워크용 네트워크 노드 구조.
15. 제13항에 있어서,

    상기 제2 전기-광학 구성요소는 상기 구성성분 광학 신호들의 파장들과 다른 동작 광학 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 광 통신 네트워크용 네트워크 노드 구조.
16. 제1항에 있어서,

    상기 적어도 하나의 제2 카드는 상기 적어도 하나의 소켓으로부터 수신된 변환된 전기 신호를 상기 전자 회로 소자로 전송하고, 상기 전자 회로 소자에 의하여 처리된 변환된 전기 신호를 상기 적어도 하나의 소켓에 전송하기 위한 구성가능한 전자 스위치(425)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 통신 네트워크용 네트워크 노드 구조.
17. 제16항에 있어서,

    상기 적어도 하나의 제2 카드는 상기 구성가능한 전자 스위치를 제어하기 위한 제어 유닛(435)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 통신 네트워크용 네트워크 노드 구조.
18. 제17항에 있어서,

    상기 제2 카드는 상기 제어 유닛과 상기 소켓 사이에 전기 연결 소자를 포함하고, 상기 제어 유닛은 상기 소켓 내의 전기-광학 구성요소의 존재를 검출하고, 다수의 소정 스위치 구성 패턴들 중 하나에 따라 상기 전자 스위치를 자동으로 구성할 수 있는 것을 특징으로 하는 광 통신 네트워크용 네트워크 구조.
19. 제17항에 있어서,

    상기 전자 회로 소자는 통신 성능의 레벨을 평가하기 위하여 상기 변환된 전기 신호의 특성 파라미터들을 모니터링할 수 있고, 상기 특성 파라미터들은 상기 제어 유닛과 통신하는 것을 특징으로 하는 광 통신 네트워크용 네트워크 구조.
20. 제1항에 있어서,

    상기 적어도 하나의 제2 카드의 상기 전자 회로 소자는 대응 소켓들로부터 전송된 제1 비트율의 두 개 이상의 변환된 전기 신호들을 수신하고, 상기 두 개 이상의 변환된 전기 신호들을 상기 제1 비트율보다 높은 제2 비트율의 응집된 전기 신호로 다중화하고, 대응 소켓에 제공하도록 설계되고, 동시에, 상기 제2 비트율의 전기 신호를 수신하고, 상기 제2 비트율의 전기 신호를 상기 제1 비트율의 두 개 이상의 전기 신호들로 역다중화하기 위한 전기 다중화/역다중화 전자 구성요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 통신 네트워크용 네트워크 구조.
21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 노드 구조를 갖는 적어도 하나의 네트워크 노드를 포함하는 광 통신 네트워크(100).

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