KR20070031000A

KR20070031000A - 광동축 혼합망을 함께 전송 할 수 있는 광 파장 다중화전송 모듈

Info

Publication number: KR20070031000A
Application number: KR1020050085514A
Authority: KR
Inventors: 이병철; 윤수영; 김병준; 남윤호; 박기영
Original assignee: (주)에프알텍
Priority date: 2005-09-14
Filing date: 2005-09-14
Publication date: 2007-03-19

Abstract

각 가정에 초고속인터넷 서비스가 보급되면서 여러 가지 서비스 방법이 사용되고 있다. 동축 케이블을 이용한 CATV 서비스와 같은 방법으로 인터넷을 서비스 하는 HFC(Hybrid-Fiber Coaxial) 전송 방법과 각 가정에 보급되어 있는 전화선을 이용한 xDSL로 인터넷 서비스가 제공되고 있다. 또한 아파트 지역은 단지 내까지 광 선로를 포설하여 광랜, 엔토피아 같은 100M급 서비스를 제공하고 있다. 최근 IPTV 등 영상 서비스뿐 아니라 인터넷을 통해 대용량의 데이터들이 전송되는 것을 감안하면 FTTP(Fiber To The Pole), FTTH(Fiber To The Home)와 같은 대용량 전송 기술인 FTTx와 같은 서비스가 각광을 받고 있다. 이에 새로 개발된 FTTP, FTTH 기술 등을 사용하기 위해서는 새로운 광 선로를 시설해야 한다.

본 발명은 기존의 케이블 모뎀 시스템을 통한 인터넷 서비스 및 CATV 서비스를 제공하는 HFC 망 구조와 FTTx 서비스 방법 중에 하나인 WDM-PON 망을 결합하여 광 전송 구간을 공유 하기 위한 광 다중화 및 역 다중화 모듈에 관한 것이다.

제안된 광 모듈을 사용할 경우 기 구축된 HFC 망을 통해 기존의 케이블 모뎀을 통한 인터넷 서비스와 CATV 서비스를 제공 할 수 있고, 여기에 100Mbps 기반의 FTTP 서비스인 WDM-PON 시스템의 고속의 인터넷 서비스를 제공할 수 있게 된다. 또한 기 구축된 HFC 망의 광 선로를 사용하여 WDM-PON 망을 구축할 수 있고, 따라서 광 선로 포설 비용을 절감할 수 있다.

MUX, DeMUX, HFC(Hybrid-Fiber Coaxial), WDM-PON(Wavelength Division Multiplexing-Passive Optical Network), CWDM-PON(Coarse WDM-PON), DWDM-PON(Dance WDM-PON), AWG(Arrayed Waveguide Grating)

Description

광동축 혼합망을 함께 전송 할 수 있는 광 파장 다중화 전송 모듈{Optical wavelength division multiplexing module enables to provide WDM-PON service in previously installed HFC Network}

[도 1]은 광 다중화 및 역다중화 모듈을 이용한 광 전송 구성도

[도 2]은 FTTx 망인 WDM-PON의 광 다중화 모듈에 HFC망의 1310nm 광 신호를 함께 다중화하여 전송 하기 위한 구성도

[도 3]는 HFC 망의 상향, 하향 광 신호에 WDM-PON의 상향, 하향 광 신호를 각각 구분하여 함께 전송하기 위한 구성도

[도 4]는 광 다중화 모듈의 광 신호의 통과 대역에 대한 그래프

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

101, 102, 201, 202 : 광 다중화 및 역다중화 모듈

(Wavelength Division Multiplexing module- MUX/DeMUX)

301, 304 : 다중화 모듈(MUX module)

302, 303 : 역 다중화 모듈(DeMUX module)

103, 203, 305, 205 : 광 선로 (Single mode fiber)

204, 306, 307 : 1310nm filter

※ 도면의 주요 부분에 대한 설명

[도 2]에서 광 다중화 모듈(MUX/DeMUX 201, 202)을 구성함에 있어 기존 구성 방식에서 HFC망에 사용될 1310nm 파장의 광 신호를 다른 채널들의 파장과 함께 작은 손실로 전송하기 위해 1310nm 파장의 필터(204)를 광 다중화 모듈 앞쪽으로 두었다. 그리고 HFC망의 광 신호를 다중화 하기 위한 1310nm 필터의 광 신호 통과 대역은 50nm로 넓다.

국사 측 전송 장비에 의해 생성된 WDM-PON과 HFC망의 하향 광 신호는 다중화 모듈(201)을 통해 하나의 광 선로(203)에 의해 서비스 지역까지 전송되고, 전송된 광 신호는 역 다중화 모듈(202)에 의해 각 채널에 해당하는 서비스 단말에 전달된다. WDM-PON 망의 상향 광 신호는 이러한 과정의 역 과정에 의해 국사 장비로 전달된다. 그러나 HFC 망의 상향 광 신호는 다중화 모듈을 통해 전송되는 것이 아니라 HFC망을 위한 전용 상향 선로를 통해 직접 CMTS 장비로 전송된다.

최근 초고속 인터넷 및 VoIP, IPTV등의 기술 발달로 인해 FTTx 전송 기술이 주목을 받고 있다. FTTx 기술에 사용되는 대표적 방법으로 수동형 광 가입자망 전송기 술인 WDM-PON(Wavelength Division Multiplexing-Passive Optical Network)을 들 수 있다. WDM-PON은 CWDM-PON(Coarse WDM-PON)과 DWDM-PON(Dance WDM-PON)으로 구분되고, 여러 개의 파장을 다중화 하여 단일 광 선로를 통해 전송할 수 있는 장점을 갖는다.

WDM-PON은 여러 개의 서로 다른 파장을 다중화 하여 서비스 하고자 하는 지역까지 단일 광선로를 통해 전송한 후 이를 다시 역 다중화 하여 각각의 서비스 단말 장치에 광 신호를 전송한다.

여러 파장을 다중화 하기 위한 방법으로 CWDM 전송은 중심 파장이 1270nm부터 1610nm까지 20nm 간격으로 18개의 광 신호를 사용하며 각 파장에 해당하는 WDM 필터를 사용하여 다중화 및 역 다중화 하여 광 신호를 전송한다. DWDM의 경우 광 신호의 파장대역은 1550nm를 중심으로 하는 C-band와 L-band 대역을 사용하고, 파장 간격이 0.8nm 이상으로 좁기 때문에 Arrayed Waveguide Grating(AWG)와 같은 광 다중화 모듈을 사용한다.

HFC(Hybrid-Fiber Coaxial : 광동축혼합망)망은 광케이블(Optical Fiber)과 동축케이블(Coaxial cable)로 구성된 망으로서 방송국과 광단국(ONU)까지는 광케이블을 이용하고 광단국에서 가입자까지는 동축케이블을 이용하여 많은 양의 데이터(인터넷, 케이블TV, 방범, 방재, 원격검침, 자동제어)를 전송할 수 있는 광대역 전송망이다.

HFC망에 사용되는 광 신호는 중심파장이 1310nm이며 상향 신호와 하향 신호를 구분하여 두 개의 선로를 사용하여 전송한다. 사용된 광 신호는 중심파장에서 온도에 따라 ±30nm의 대역 내에서 파장이 변하는 LD(Laser Diod)를 사용한다. 동축케이블 구간은 동축증폭기(TBA), 수동소자(Splitter, Tap-off 등), 동축케이블을 이용하여 동일 동축케이블에 주파수대를 분리하여 상ㆍ하향 전송로를 구성한다.

HFC 망은 WDM-PON과는 달리 아날로그 신호를 광 신호에 실어 전송하는 방법을 사용한다. 따라서 WDM-PON에 사용되는 광 신호보다 높은 출력을 갖는 광 신호를 사용한다.

[도면 1]은 광 파장 다중화 모듈을 이용한 전송 방법을 구성한 것이다. 도면에 나타난 바와 같이 여러 파장을 다중화 하여 하나의 광 선로를 사용하여 서비스 하고자 하는 지역까지 전송하는 방법을 사용한다. 반면 HFC 망은 1310nm 파장을 사용하여 아날로그 신호의 영향을 최소화 하기 위하여 상향과 하향을 분리하여 사용한다.

본 발명이 사용된 기술은 WDM-PON 망에 사용되는 광 다중화 모듈에 HFC망에 사용되는 광 신호를 함께 사용할 수 있도록 광 다중화 모듈을 구성하는 방법으로 CWDM-PON용 광 다중화 모듈은 1310nm 파장이 포함 되므로 HFC 망 전송을 위해 광 손실을 최소화 하도록 구성하고, 1310nm 인접 채널(1290nm, 1330nm)은 제외하고 HFC망 전송을 위해 1310nm 파장을 중심으로 50nm 대역을 사용함으로써 CWDM-PON용 13개 채널과 HFC망을 위한 1310nm 파장을 동시에 다중화 할 수 있도록 설계한다.

또한 DWDM-PON 전송과 HFC 망을 공용화 하기 위해 DWDM용 AWG 모듈에 별도로 1310/1550 WDM 필터를 사용하여 HFC 망을 동시에 다중화 하여 전송할 수 있다.

이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.

[도 1]는 기존 WDM-PON 용 광 전송 모듈을 이용한 광 선로 연결 구성을 나타낸 것이다. 이 구성도는 CWDM 전송일 경우 광 파장이 1270nm ~ 1610nm사이에 20nm 간격으로 16 ~ 18개 채널로 구성된다. DWDM일 경우 C-band와 L-band에서 0.8nm 이상의 좁은 간격으로 16 또는 32채널로 구성된다.

본 발명은 [도 1]의 구성도에 HFC망에 사용하는 1310nm 파장을 동시에 광 다중화하여 전송할 수 있도록 구성한 [도 2] 구조를 개발 하였다. [도 2]는 광 다중화 모듈에 HFC 망의 전송 파장인 1310nm를 결합하여 함께 다중화 하여 전송하는 구성도로서 HFC 망에 사용되는 광 신호의 전송 손실을 최소화 하기 위하여 1310nm 필터를 전송 구간 앞쪽에 구성하였다. 그리고 HFC망의 하향 신호를 전송하는 구간에만 사용하고 HFC망의 상향 신호는 종전과 동일 하게 사용하면 된다.

CWDM의 경우 1310nm 파장이 CWDM의 16개 파장에 포함되므로 1310nm에 인접한 1290nm, 1330nm 두 파장을 HFC망이 원활하게 전송될 수 있도록 제외 하였다. 이는 HFC 망에 사용되는 1310nm 광 신호가 온도에 따른 파장 변위가 CWDM-PON에서 사용되는 파장보다 넓기 때문에 필터의 통과 범위를 기존 16nm에서 50nm로 넓게 구성하 여 1290nm, 1330nm 파장을 제외하였다. 그리고 1310nm 파장의 전송 손실을 최소화 하기 위하여 1310nm 필터를 기존 다중화 모듈 앞쪽에 두었다.

DWDM의 경우 1310nm 파장은 DWDM 파장에 속하지 않으므로 DWDM 파장과 함께 전송할 수 있도록 하기 위하여 1310nm CWDM 필터를 추가하여 구성한다.

서비스 제공자의 입장에서는 WDM-PON을 별도로 시설해야 하는 광 선로 공사 비용과 자재비용을 줄일 수 있게 되고, 동시에 HFC 망에 의한 전송용량의 한계를 WDM-PON으로 극복할 수 있게 되므로 대용량의 서비스 즉 예를 들어 IPTV, 영상통화를 비롯한 영상 서비스 등 HTTF와 비슷한 전송 서비스를 제공할 수 있게 된다. 또한 HFC 망에 의해 서비스 되는 지역을 확장하여 더 넓은 지역에 서비스를 할 수 있게 되고, 서비스 질을 높일수있게 된다. 또한 두 시스템의 광 전송 구간을 공용화 함으로 인해 시설 비용을 줄일 수 있을 것이다.

서비스 사용자는 100Mbps 전송 속도를 갖는 초고속인터넷 서비스를 제공받을 수 있게 된다. 따라서 영상 서비스 및 기타 대용량의 데이터를 빠른 시간 내에 주고 받을 수 있게 되므로 사용자가 원하는 서비스를 제공받게 된다.

Claims

HFC 망과 WDM-PON 망의 광 전송 구간을 공용화 하기 위한 방법으로 WDM-PON의 광 다중화 모듈에 HFC 망에 사용되는 1310nm 파장을 동시에 다중화 하여 전송할 수 있는 방법으로 기존 CWDM용 광 다중화 모듈에 포함된 1310nm 파장의 필터를 그대로 사용하거나, 1310nm 광신호의 손실을 최소화 하기 위하여 [도 2]에세 나타냈듯이 1310nm 필터를 광 선로에 인접하게 구성하여 HFC 망에 사용되는 광신호의 손실을 최소화 하는 구조.
청구 1항의 HFC망과 WDM-PON 망의 광 신호를 다중화하여 전송하는 방법에 있어 [도 4]의 그래프에 나타내었듯이 사용된 1310nm 필터는 광 신호의 통과 대역이 중심 파장으로부터 ±20nm 이상으로 다른 CWDM용 필터보다 통과 대역이 넓은 것을 사용하는 구조.
청구 1항의 HFC망과 WDM-PON 망의 광 신호를 다중화하여 전송하는 방법에 있어 [도 2]에 나타낸 구조와 같이 HFC 망과 함께 다중화된 광 신호가 HFC 망의 하향 광 선로를 통해 서비스 측의 역 다중화 모듈까지 전송되고, WDM-PON용 상향 신호는 HFC 망의 하향 선로를 통해 다시 국사 측으로 전송되는 반면 HFC망의 상향 신호는 HFC 망에 별도로 구성된 상향 선로를 통해 전송되는 구조와 이와 반대로 HFC 망의 상향 선로에 다중화된 광 신호를 전송하고 HFC 망의 하향 신호는 단독으로 사용하는 구조.
청구 1항의 HFC망과 WDM-PON 망의 광 신호를 다중화하여 전송하는 방법에 있어 국사 측 장비에 의해 전송되는 광 신호는 다중화 하여 기존 HFC 망의 하향 전송용 광 선로를 사용하고, 서비스 지역에서 국사 측으로 전송되는 광 신호는 기존 HFC 망의 상향 전송용 광 선로를 사용하여 전송하는 방법으로 [도 3]에 나타내었다. HFC망과 WDM-PON 망의 광 신호를 하향 신호와 상향 신호로 구분하여 전송하도록 하는 광 다중화 모듈 구조.