KR20080057596A - 편광 조절된 시드광을 이용한 ｗｄｍ-ｐｏｎ 시스템 및 그광신호 전송 방법 - Google Patents

편광 조절된 시드광을 이용한 ｗｄｍ-ｐｏｎ 시스템 및 그광신호 전송 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 편광 조절된 시드광을 이용한 ＷＤＭ-ＰＯＮ 시스템 및 그 광신호 전송 방법을 개시한다.
본 발명의 편광 조절된 시드광을 이용한 ＷＤＭ-ＰＯＮ 시스템은 서로 다른 파장의 연속파를 생성 및 파장 분할 다중화화여 출력하는 광원 제공부; 상기 광원 제공부로부터의 광원을 제 1 방향으로 편광 조절 및 변조하여 상향 신호용 부반송파를 생성하는 편광조절 변조부; 및 상기 광원 제공부로부터의 광원을 변조 및 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 편광 조절하여 하향 신호광을 생성하고 생성된 하향 신호광과 상기 편광조절 변조부로부터의 상향 신호용 부반송파를 결합시켜 하향 광으로서 광선로를 통해 가입자 장치로 전송하는 OLT를 구비하여, 단일 파장을 이용하여 상·하향 신호를 전송하는데 있어서 부반송파와 하향 신호광의 편광을 서로 수직되게 조절해 줌으로써 전송 특성이 열화되는 것을 방지해준다.

Description

편광 조절된 시드광을 이용한 ＷＤＭ-ＰＯＮ 시스템 및 그 광신호 전송 방법{WDM-PON system using polarization controlled seed light and optical signal transmitting method thereof}
도 1은 반송파 억압 변조 만을 이용하는 경우 광원의 주파수 스펙트럼을 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 WDM-PON 시스템의 구성을 나타내는 시스템 구성도
도 3은 도 2에서 상향 신호용 부반송파의 주파수 스펙트럼을 보여주는 도면.
도 4는 도 2의 OLT의 광증폭기에서 변조된 하향 신호광의 주파수 스펙트럼을 보여주는 도면.
도 5는 도 2에서 서로 수직하게 편광 조절된 상향 신호용 부반송파와 하향 신호광이 결합된 광의 주파수 스펙트럼을 보여주는 도면.
도 6은 도 2에서 상향 광의 주파수 스펙트럼을 보여주는 도면.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 WDM-PON 시스템의 구성을 나타내는 시스템 구성도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 광원 제공부 12 : 레이저 다이오드
14, 42, 47, 50 : WDM 16, 26, 30, 45, 62 : 광분기기
20 : 편광조절 변조부 22, 44 : 편광조절기
24 : 외부 변조기 40 : OLT
41, 46 : 광서큘레이터 43 : OLT송신기
64 : ONU수신기 66 : ONU송신기
본 발명은 각 가입자의 상향 신호용 광원을 전화국에서 공급해주는 파장분할다중화방식의 수동광가입자망(WDM-PON:Wavelength Division Multiplexing-Passive Optical Network) 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단일 파장을 이용하여 상·하향 신호의 전송이 가능하도록 해주는 WDM-PON 시스템에서 발생되는 전송 특성 열화 문제를 해결하기 위한 WDM-PON 시스템 및 그 광신호 전송 방법에 관한 것이다.
최근 광대역 가입자망의 용량확장 및 전송 속도 향상을 위해 수동형 광가입자망이 활발히 연구되고 있다. 이러한 PON 기술 가운데 WDM-PON의 경우는 광섬유의 광대역특성을 이용하여 손쉽게 대용량 가입자망을 구성할 수 있도록 하는 차세대 기술로 주목받고 있다.
WDM-PON은 통신 서비스 제공자인 전화국(CO:Central Office)의 광선로 종단장치(OLT:Optical Line Terminal)와 광선로 가입자 장치(ONU:Optical Network Unit) 사이를 수동 광소자로 연결하고 다중화된 각종 데이터를 광신호에 실어서 각 ONU에 분배 전송하는 네트워크를 말한다.
이처럼 광섬유를 이용하여 전화국과 ONU를 연결할 경우 신호처리 장치를 전화국에 집중함으로써 ONU의 구조를 간단하게 하여 설치 단가를 낮출 수 있는 큰 장점이 있는데, ONU의 구조를 간략화 할 수 있는 송수신 방식 중 하나로 상향 광신호를 위한 각 가입자의 광원(시드광)을 전화국에서 제공해줌으로써 ONU에서 광원을 제거하는 방식이 제안되고 있다.
더욱이, 최근에는 단일 파장을 이용하여 상·하향 신호의 전송이 가능하도록 해주는 방식도 제안되고 있다. 이러한 방식 중 하나로서 특정 파장의 레이저광(DFB-LD 광)을 2개로 분기시킨 후 분기된 하나의 광은 하향 신호로 변조하고 다른 하나의 광은 반송파 억압(carrier suppression) 방식으로 변조하여 상향 신호용 부반송파(sub-carrier)로 사용하는 방식이 제안되었다.
그런데, 이처럼 반송파 억압 변조 방식을 사용하는 경우, 반송파 억압 자체가 완전하지 않으며 변조기 자체의 비선형성으로 인하여 고차 하모닉스(harmonics)가 발생하게 된다. 즉, 레이저광(carrier)이 반송파 억압 변조에 의해 fo의 주파수로 변조되었을 때 그 주파수 스펙트럼은 이상적으로는 도 1a와 같은 형태로 되어야 하나 실제로는 도 1b와 같은 형태가 된다.
이때, 부반송파를 가입자 장치(ONU)로 전송하기 위해 하향 신호와 결합하는 경우 도 1c에서와 같이 하향 신호와 반송파 억압 변조에 의해 발생한 1st 하모닉스 간의 OBI(Optical Beat Interference) 잡음이 존재하게 된다. 또한, 반송파 억압 변조를 위한 변조기의 불완전한 동작으로 인한 본래 반송파 성분의 잔류, 비선형성에 의한 고차 하모닉스 생성 및 이들에 의한 OBI 잡음이 생성되어 전송 특성을 열화시키는 문제가 발생하게 된다.
따라서 상술된 문제들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 단일 파장의 광원을 상·하향 신호로 사용하기 위해 반송파 억압 변조 방식을 사용하는 경우 발생하는 OBI 잡음을 억제하여 광신호의 전송 특성이 열화되는 것을 방지하는데 있다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 편광 조절된 시드광을 이용한 ＷＤＭ-ＰＯＮ 시스템은 서로 다른 파장의 연속파를 생성 및 파장 분할 다중화화여 출력하는 광원 제공부; 상기 광원 제공부로부터의 광원을 제 1 방향으로 편광 조절 및 변조하여 상향 신호용 부반송파를 생성하는 편광조절 변조부; 및 상기 광원 제공부로부터의 광원을 변조 및 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 편광 조절하여 하향 신호광을 생성하고 생성된 하향 신호광과 상기 편광조절 변조부로부터의 상향 신호용 부반송파를 결합시켜 하향 광으로서 광선로를 통해 가입자 장치로 전송하는 OLT를 구비한다.
본 발명의 편광 조절된 시드광을 이용한 ＷＤＭ-ＰＯＮ 시스템은 제 2 방향으로 편광 조절된 서로 다른 파장의 광원들을 생성 및 파장 분할 다중화하여 출력하는 광원 제공부; 상기 광원 제공부로부터의 광원을 상기 제 2 방향과 수직한 제 1 방향으로 편광 조절 및 변조하여 상향 신호용 부반송파를 생성하는 편광조절 변 조부; 및 상기 광원 제공부로부터의 광원을 변조하여 하향 신호광을 생성하고 생성된 하향 신호광과 상기 편광조절 변조부로부터의 상향 신호용 부반송파를 결합시켜 하향 광으로서 광선로를 통해 가입자 장치로 전송하는 OLT를 구비한다.
본 발명의 편광 조절된 시드광을 이용한 광신호 전송 방법은 서로 다른 파장의 연속파 광원을 다중화 및 분기하는 제 1 단계; 상기 분기된 제 1 분기 광원은 제 1 방향으로 편광 조절 및 변조하여 상향 신호용 부반송파를 생성하고, 제 2 분기 광원은 변조 및 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 편광 조절하여 하향 신호광을 생성하는 제 2 단계; 및 상기 상향 신호용 부반송파와 상기 하향 신호광을 결합시켜 광선로를 통해 가입자 장치로 전송하는 제 3 단계를 포함한다.
본 발명의 편광 조절된 시드광을 이용한 광신호 전송 방법은 제 2 방향으로 편광 조절된 서로 다른 파장의 광원을 다중화 및 분기하는 제 1 단계; 상기 분기된 제 1 분기 광원은 제 1 방향으로 편광 조절 및 변조하여 상향 신호용 부반송파를 생성하고, 제 2 분기 광원은 변조하여 하향 신호광을 생성하는 제 2 단계; 및 상기 상향 신호용 부반송파와 상기 하향 신호광을 결합시켜 광선로를 통해 가입자 장치로 전송하는 제 3 단계를 포함한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 WDM-PON 시스템의 구성을 나타내는 시스템 구성도이다.
본 발명의 WDM-PON 시스템은 광원 제공부(10), 편광조절 변조부(20), 광분기 기(30), OLT(40), WDM 필터(50) 및 가입자 장치인 ONU(60)를 구비한다.
광원 제공부(10)는 각 가입자별로 할당된 서로 다른 파장의 복수의 연속파(continuous wave) 레이저광(광원)(
Figure 112006094589780-PAT00001
)들을 생성한 후 이를 파장 분할 다중화하고 다중화된 광원(
Figure 112006094589780-PAT00002
)을 2분기하여 각각 편광조절 변조부(20) 및 광분기기(30)로 출력한다. 이때,
Figure 112006094589780-PAT00003
에서 i는 임의의 정수로 광원(
Figure 112006094589780-PAT00004
)은 특정된 하나의 파장을 갖는 광원을 나타내는 것이 아니라 모든 가입자 광원들을 대표하여 나타낸다. 따라서, 이후 모든 가입자 광원들은
Figure 112006094589780-PAT00005
으로 표기한다. 이러한 광원 제공부(10)는 서로 다른 파장의 광원(
Figure 112006094589780-PAT00006
)들을 생성하여 출력하는 다수의 단일모드 레이저 다이오드들(12), 레이저 다이오드들(12)에서 출력되는 광원(
Figure 112006094589780-PAT00007
)들을 파장 분할 다중화하여 출력하는 WDM(14), WDM(14)에서 다중화된 광원(
Figure 112006094589780-PAT00008
)을 2분기하여 각각 편광조절 변조부(20) 및 광분기기(30)로 출력하는 광분기기(16)를 구비한다.
편광조절 변조부(20)는 광분기기(16)에서 2분기된 광 중 1분기 광원(
Figure 112006094589780-PAT00009
)을 제 1 방향(본 실시예에서는 수평 방향 ⊙)으로 편광 조절한 후 이를 일정 주파수(fo)로 반송파 억압(carrier suppression) 변조하여 상향 신호용 부반송파(Sub-carrier)(
Figure 112006094589780-PAT00010
)를 생성하고 생성된 상향 신호용 부반송파(
Figure 112006094589780-PAT00011
)를 전화국 내 다수의 OLT들에서 공통으로 사용할 수 있도록 n개의 광으로 분기하여 대응되는 OLT(40)들로 전송한다. 이러한 편광조절 변조부(20)는 광분기기(16)에서 분기된 광원(
Figure 112006094589780-PAT00012
)의 편광을 수평 방향으로 조절하는 편광조절기(22), 편광 조절된 광원(
Figure 112006094589780-PAT00013
)을 일정 주파수(fo)로 반송파 억압 변조하는 외부 변조기(24) 및 외부 변조기(24)에서 변조된 광(
Figure 112006094589780-PAT00014
)을 n개의 광으로 분기하는 편광유지 광분기기(26)를 구비한다. 이때, 상향 신호용 부반송파(
Figure 112006094589780-PAT00015
)를 생성하기 위해 외부 변조기(24)에서 사용되는 변조 주파수(fo)는 하향 신호의 대역폭 보다 큰 주파수가 사용된다. 도 3은 외부 변조기(24)에서 변조된 광원(
Figure 112006094589780-PAT00016
)의 주파수 스펙트럼을 보여주는 도면이다. 변조된 광원(
Figure 112006094589780-PAT00017
)은 편광이 수평 방향으로 조절된 것을 제외하고는 그 스펙트럼 모양이 도 1b에서와 동일하다. 즉, 외부 변조기(24)에서의 반송파 억압이 실제 완전하게 이루어지지 않으며 변조기(24)의 비선형성으로 인하여 억압 변조되기 이전의 원래의 반송파 성분(original carrier)이 잔존하게 되며 2nd 하모닉스(harmonics) 이상의 고차 하모닉스들이 발생하게 된다. 도 2에서는 광원(
Figure 112006094589780-PAT00018
)에 대해 편광 조절을 먼저 수행한 후 편광 조절된 광원에 대해 반송파 억압 변조를 수행하고 있으나 그 순서는 바뀌어도 상관없다.
광분기기(30)는 광분기기(16)에서 2분기된 광 중 다른 1분기 광원(
Figure 112006094589780-PAT00019
)을 다시 n개의 광으로 분기함으로써 광원(
Figure 112006094589780-PAT00020
)이 전화국 내 복수의 OLT(40)들에서 하향 신호 전송을 위해 공통으로 사용할 수 있도록 해준다.
OLT(40)는 광분기기(30)로부터 제공받은 광원(
Figure 112006094589780-PAT00021
)을 반도체 광증폭기(R-SOA)를 이용하여 하향 신호광(
Figure 112006094589780-PAT00022
)으로 변조하고 변조된 하향 신호광(
Figure 112006094589780-PAT00023
)을 제 2 방향(본 실시예에서는 수직 방향 ↕)으로 편광 조절한 후 이를 편광조절 변조부(20)에서 변조된 상향 신호용 부반송파(
Figure 112006094589780-PAT00024
)와 결합(
Figure 112006094589780-PAT00025
)시켜 가입자측으로 전송한다. 그리고, OLT(40)는 가입자의 ONU(60)로부터의 상향 신호광을 수신하여 이를 전기신호로 변환한 후 이 중 상향 신호를 필터링함으로써 상향 신호를 복원한다. 이러한 OLT(40)는 광서큘레이터(41, 46), WDM(42, 47), OLT송신기(R-SOA)(43), 편광조절기(44), 편광유지 광결합기(45) 및 OLT수신기(48)를 구비한다. 광서큘레이터(41)는 광분기기(30)에서 분기되어 입력되는 광(
Figure 112006094589780-PAT00026
)을 WDM(42)으로 전송하고 WDM(42)에서 다중화되어 출력되는 하향 신호광(
Figure 112006094589780-PAT00027
)을 편광조절기(44)로 전송한다. WDM(42)은 광서큘레이터(41)로부터 입력되는 광(
Figure 112006094589780-PAT00028
)을 파장별로 분리(역다중화)하여 OLT송신기(43)로 전송하고 OLT송신기(43)에서 변조된 하향 신호광(
Figure 112006094589780-PAT00029
)들을 다중화(
Figure 112006094589780-PAT00030
)하여 광서큘레이터(41)로 전송한다. OLT송신기(43)는 입력되는 광(
Figure 112006094589780-PAT00031
)을 하향 신호전류로 변조하여 하향 신호광(
Figure 112006094589780-PAT00032
)을 생성한 후 이를 WDM(42)으로 출력한다. 이때, OLT송신기(43)에서 변조된 하향 신호광(
Figure 112006094589780-PAT00033
)의 주파수 스펙트럼은 도 4와 같다. 편광조절기(44)는 다중화된 하향 신호광(
Figure 112006094589780-PAT00034
)을 수직 방향(↕)으로 편광 조절하여 편광유지 광결합기(44)로 전송한다. 편광유지 광결합기(45)는 수직 방향으로 편광 조절된 하향 신호광(
Figure 112006094589780-PAT00035
)과 편광조절 변조부(20)로부터의 상향 신호용 부반송파(
Figure 112006094589780-PAT00036
) 즉 수평 방향으로 편광 조절된 상향 신호용 부반송파(
Figure 112006094589780-PAT00037
)를 결합시켜 출력한다. 이때, 편광유지 광결합기(45)에 의해 결합된 광(
Figure 112006094589780-PAT00038
)의 주파수 스펙트럼은 도 5와 같다. 광서큘레이터(46)는 광결합기(45)에서 결합된 광(
Figure 112006094589780-PAT00039
)을 WDM 필터(50)로 전송하고 WDM 필터(50)로부터 수신되는 상향 신호광(
Figure 112006094589780-PAT00040
)을 WDM(47)으로 전송한다. WDM(47)은 상향 신호광(
Figure 112006094589780-PAT00041
)을 일정 대역의 파장별로 분리하여 OLT수신기(48)로 전송한다. OLT수신기(48)는 수신된 상향 신호광(
Figure 112006094589780-PAT00042
)을 전기신호로 변환한 후 변환된 전기신호에서 상향 신호만을 필터링(BPF)하여 ONU(60)에서 전송한 상향 신호를 복원한다.
WDM 필터(50)는 전화국과 ONU(60) 사이에 구비되는 원격노드(Remonte Node)로서, OLT(40)의 출력광(
Figure 112006094589780-PAT00043
)을 일정대역의 파장별로 분리하여 분리된 광(
Figure 112006094589780-PAT00044
)을 대응되는 가입자의 ONU(60)로 전송하고, 각 가입자의 ONU(60)들에서 변조되어 OLT(40)로 전송될 상향 광(
Figure 112006094589780-PAT00045
)들을 파장 분할 다중화하여 OLT(40)로 전송한다.
가입자 장치인 ONU(60)는 WDM 필터(50)와 하나의 광선로를 통해 연결되어 WDM 필터(50)에서 분리된 광(
Figure 112006094589780-PAT00046
)을 2분기 시킨 후 분기된 광 중 1분기 광을 전기신호(광신호 전류)로 변환한 후 변환된 전기신호에서 하향 신호광에 대응되는 전기신호만을 필터링하여 하향 신호를 복원한다. 그리고, ONU(60)는 2분기된 광 중 다른 1분기 광을 반도체 광증폭기(R-SOA)를 이용하여 상향 광(
Figure 112006094589780-PAT00047
)으로 변조한 후 이를 WDM 필터(50)로 전송한다. 이때, ONU(60)에서 변조된 상향 광()의 주파수 스펙트럼은 도 6과 같다. 이러한 ONU(60)는 WDM 필터(50)로부터의 신호를 2분기하는 광분기기(62), 광분기기(62)에서 분기된 광을 전기신호로 변환한 후 변환된 전기신호에서 하향 신호를 필터링(LPF)하여 복원하는 ONU수신기(64) 및 광분기기(62)에서 분기된 광을 상향 신호전류로 변조하여 WDM 필터(50)로 전송하는 ONU송신기(R-SOA)(66)를 구비한다.
상술된 구성을 갖는 본 발명의 WDM-PON 시스템의 동작을 전체적으로 설명하면 다음과 같다.
각 가입자를 위해 광원 제공부(10)의 레이저 다이오드들(12)에서 생성하여 출력한 연속파(continuous wave)의 레이저광(
Figure 112006094589780-PAT00049
)들은 WDM(14)에서 파장 다중화(
Figure 112006094589780-PAT00050
)되어 광분기기(16)로 전송된다.
파장 다중화된 광(
Figure 112006094589780-PAT00051
)은 광분기기(16)에서 2분기되며 분기된 광(
Figure 112006094589780-PAT00052
)은 각각 편광조절 변조부(20) 및 광분기기(30)로 전송된다.
편광조절 변조부(20)로 전송된 다중화된 광(
Figure 112006094589780-PAT00053
)은 편광조절기(22)에 의해 편광 방향이 수평 방향(⊙)으로 조절된 후 외부 변조기(24)에 의해 fo의 속도로 변조됨으로써 상향 신호용 부반송파(
Figure 112006094589780-PAT00054
)로 변화된다. 이러한 변조에 따라, 다중화된 광(
Figure 112006094589780-PAT00055
)의 주파수 스펙트럼은 도 3과 같이 변하게 된다. 그런데, 도 3에서와 같이, 광(
Figure 112006094589780-PAT00056
)의 주파수 스펙트럼에는 외부 변조기(24)에서의 불완전한 반송파 억압 및 변조기(24)의 비선형성으로 인하여 억압 변조되기 이전의 원래의 반송 파 성분(original carrier)이 잔존하게 되고 2nd 하모닉스(harmonics) 이상의 고차 하모닉스들이 발생하게 된다.
다음에, 외부 변조기(24)에서 변조된 상향 신호용 부반송파(
Figure 112006094589780-PAT00057
)는 복수의 OLT에서 사용될 수 있도록 편광유지 광분기기(26)에 의해 n개로 분기된 후 대응되는 OLT(40)의 편광유지 광결합기(45)로 전송된다. 이때까지, 부반송파(
Figure 112006094589780-PAT00058
)의 편광은 수평 방향의 선형 편광이 유지된다.
한편, 광분기기(30)로 전송된 다중화된 광(
Figure 112006094589780-PAT00059
)은 역시 복수의 OLT에서 사용될 수 있도록 분기되며 분기된 광(
Figure 112006094589780-PAT00060
)은 대응되는 OLT(40)로 전송된다.
광분기기(30)에서 분기된 광(
Figure 112006094589780-PAT00061
)은 광서큘레이터(41)에 의해 WDM(42)으로 전송되어 파장별로 분리된다.
파장 분리된 광(
Figure 112006094589780-PAT00062
)은 반도체 광증폭기(R-SOA)인 OLT송신기(43)에서 하향 신호전류에 따라 하향 신호광(
Figure 112006094589780-PAT00063
)으로 변조된 후 WDM(42)으로 전송된다. 즉, OLT(40)에서 각 가입자측으로 전송하고자 하는 데이터가 각 가입자에 할당된 광(
Figure 112006094589780-PAT00064
)에 실려 송신된다.
OLT송신기(43)에서 송신된 하향 신호광(
Figure 112006094589780-PAT00065
)은 WDM(42)에서 파장 다중화된 후 광서큘레이터(41)에 의해 편광조절기(44)로 전송된다.
편광조절기(44)는 다중화된 하향 신호광(
Figure 112006094589780-PAT00066
)의 편광을 수직 방향(↕)으로 조절하여 편광유지 광결합기(45)로 전송된다.
편광조절 변조부(20)에서 수평 방향(⊙)으로 편광 조절되고 변조된 상향 신호용 부반송파(
Figure 112006094589780-PAT00067
)와 편광조절기(44)에서 수직 방향(↕)으로 편광 조절된 하향 신호광(
Figure 112006094589780-PAT00068
)은 편광유지 광결합기(45)에서 결합(
Figure 112006094589780-PAT00069
)된 후 광서큘레이터(46)에 의해 WDM 필터(50)로 전송된다. 이때, 편광유지 광결합기(45)에서 결합(
Figure 112006094589780-PAT00070
)된 광은 도 5와 같은 주파수 스펙트럼을 갖는다. 즉, 부반송파(
Figure 112006094589780-PAT00071
)와 하향 신호광(
Figure 112006094589780-PAT00072
)의 편광이 서로 직교되게 편광 조절함으로써 이들이 서로 결합되더라도 도 1c에서와 같은 OBI 잡음이 생성되지 않게 된다.
결합된 광(
Figure 112006094589780-PAT00073
)은 WDM 필터(50)에서 각 가입자별로 파장 분리된 후 해당 가입자의 ONU(60)로 전송된다.
ONU(60)로 전송된 파장 분리된 광(
Figure 112006094589780-PAT00074
)은 광분기기(62)에서 2분기되어 각각 ONU수신기(64) 및 ONU송신기(66)로 동시에 전송된다.
ONU수신기(64)에서는 수신된 광(
Figure 112006094589780-PAT00075
)이 전기신호인 광신호 전류로 변환된 후 저역통과필터(미도시)에 의해 필터링됨으로써 상향 신호용 부반송파(
Figure 112006094589780-PAT00076
)에 대응되는 광신호 전류 성분은 제거되고 하향 신호광(
Figure 112006094589780-PAT00077
)에 대응되는 광신호 전류 성분만 남게 되며 이를 이용하여 하향 신호를 복원하게 된다.
반면에, ONU송신기(66)에서는 상향 신호용 부반송파(
Figure 112006094589780-PAT00078
) 뿐만 아니라 하향 신호광(
Figure 112006094589780-PAT00079
)이 모두 광증폭기(R-SOA)에 의해 상향 신호전류에 따라 변조된다. 변조된 광(
Figure 112006094589780-PAT00080
)은 다시 광분기기(62)를 거쳐 WDM 필터(50)로 전송되어 다른 ONU로부터의 신호광들과 함께 파장 다중화된다. 이때, 변조된 광(
Figure 112006094589780-PAT00081
)의 주파수 스펙트럼은 도 6과 같다. 즉, 부반송파와 하향 신호광의 편광이 서로 직교되게 편광 조절함으로써 이들이 ONU에서 변조되는 경우에도 OBI 잡음이 생성되지 않게 된다.
파장 다중화된 광(
Figure 112006094589780-PAT00082
)은 광서큘레이터(46)에 의해 WDM(47)으로 전송되어 파장 분리된 후 대응되는 OLT수신기(48)로 전송된다.
OLT수신기(48)에서는 수신된 광(
Figure 112006094589780-PAT00083
)이 전기신호인 광신호 전류로 변환된 후 대역통과필터(미도시)에 의해 필터링됨으로써 변조된 하향 신호광(
Figure 112006094589780-PAT00084
)에 대응되는 광신호 전류 성분은 제거되고 변조된 상향 신호용 부반송파(
Figure 112006094589780-PAT00085
)에 대응되는 광신호 전류 성분만 남게 된다.
그런데, 이때 상향 신호를 전송한 캐리어로서 사용된 상향 신호용 부반송파(
Figure 112006094589780-PAT00086
)는 하향 신호광과 같이 소스광(
Figure 112006094589780-PAT00087
)이 송신기(66)에 의해서만 변조된 것이 아니라 서브 캐리어로 사용되기 위해 외부 변조기(24)에 의해서도 변조된 것이므로 상향 신호를 복원하기 위해서는 외부 변조기(24)에 의해 변조된 것을 다시 복조해줘야 한다. 따라서, 하향 신호에 대한 ONU수신기(64)와는 달리 상향 신호에 대한 수신기(48)에서는 대역통과된 광신호 전류에 주파수(fo) 즉 외부 변조기(24) 에서 소스광(
Figure 112006094589780-PAT00088
)을 변조하기 위해 사용된 주파수(fo)를 믹싱시켜 해당 주파수 성분을 제거한다. 주파수(fo) 성분이 제거된 광신호 전류는 저역통과필터(미도시)를 거치면서 하향 신호에 대응되는 광신호 전류만이 남게 되며 이를 이용하여 하향 신호를 복원하게 된다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 WDM-PON 시스템의 구성을 나타내는 시스템 구성도이다.
상술된 도 2의 실시예에서는 각 OLT에 편광 조절기(44)를 구비하여 하향 신호광의 편광을 수직 방향(↕)으로 조절하였다. 그러나, 이러한 경우에는 모든 OLT들에 편광 조절기(44)를 각각 구비하여야 한다.
따라서, 본 실시예에서는 광원 제공부(70)에서 수직 방향(↕)으로 편광 조절된 레이저광(광원)(
Figure 112006094589780-PAT00089
)들을 출력함으로써, OLT(70)에 편광 조절을 위한 별도의 편광 조절기를 구비하지 않아도 되는 구성을 제안하고 있다.
즉, 수직 방향으로 편광 조절된 연속파(continuous wave)의 레이저광(
Figure 112006094589780-PAT00090
)들이 레이저광원(72)으로부터 출력되면 이 광원(
Figure 112006094589780-PAT00091
)들은 WDM(14)에서 파장 다중화(
Figure 112006094589780-PAT00092
)되어 광분기기(16)로 전송된다.
다음에, 파장 다중화된 광(
Figure 112006094589780-PAT00093
)은 편광유지 광분기기(16)에서 2분기되며 분기된 광(
Figure 112006094589780-PAT00094
)은 각각 편광조절 변조부(20) 및 광분기기(30)로 전송된다.
편광조절 변조부(20)로 전송된 다중화된 광(
Figure 112006094589780-PAT00095
)은 편광조절기(22)에 의해 편광 방향이 수평 방향(⊙)으로 조절된 후 외부 변조기(24)에 의해 fo의 속도로 변조됨으로써 상향 신호용 부반송파(
Figure 112006094589780-PAT00096
)로 변화된다. 그러나, 다른 한 분기광은 다시 편광유지 광분기기(30)에서 다시 분기된 후 OLT(80)의 반도체 광증폭기(R-SOA)에서 하향 신호광으로 변조된다.
이렇게 편광조절 변조부(20)에서 편광 조절 및 변조된 부반송파(
Figure 112006094589780-PAT00097
)와 OLT(80)에서 변조된 하향 신호광(
Figure 112006094589780-PAT00098
)은 광결합기(45)에서 결합된 후 ONU(60)로 전송된다. 이 후, 과정은 상술된 제 1 실시예에서와 동일하다.
상술한 바와 같이 본 발명의 WDM-PON 시스템은 단일 파장을 이용하여 상·하향 신호를 전송하는 경우 부반송파와 하향 신호광의 편광을 서로 수직되게 조절해 줌으로써 전송 특성이 열화되는 것을 방지해준다.

Claims (16)

  1. 서로 다른 파장의 연속파를 생성 및 파장 분할 다중화화여 출력하는 광원 제공부;
    상기 광원 제공부로부터의 광원을 제 1 방향으로 편광 조절 및 변조하여 상향 신호용 부반송파를 생성하는 편광조절 변조부; 및
    상기 광원 제공부로부터의 광원을 변조 및 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 편광 조절하여 하향 신호광을 생성하고 생성된 하향 신호광과 상기 편광조절 변조부로부터의 상향 신호용 부반송파를 결합시켜 하향 광으로서 광선로를 통해 가입자 장치로 전송하는 OLT를 구비하는 편광 조절된 시드광을 이용한 ＷＤＭ-ＰＯＮ 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 편광조절 변조부는
    상기 광원을 상기 제 1 방향으로 편광 조절하는 제 1 편광조절기; 및
    상기 편광 조절된 광원을 하향 신호의 대역폭보다 큰 주파수로 변조하여 상기 상향 신호용 부반송파를 생성하는 외부 변조기를 구비하는 것을 특징으로 하는 편광 조절된 시드광을 이용한 ＷＤＭ-ＰＯＮ 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 편광조절 변조부는
    상기 광원을 하향 신호의 대역폭보다 큰 주파수로 변조하는 외부 변조기; 및
    상기 외부 변조기의 출력광을 상기 제 1 방향으로 편광 조절하여 상기 상향 신호용 부반송파를 생성하는 제 2 편광조절기를 구비하는 것을 특징으로 하는 편광 조절된 시드광을 이용한 ＷＤＭ-ＰＯＮ 시스템.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 상향 신호용 부반송파를 복수의 OLT들에서 공유할 수 있도록 상기 상향 신호용 부반송파를 분기하는 광분기기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 편광 조절된 시드광을 이용한 ＷＤＭ-ＰＯＮ 시스템.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 OLT는
    상기 광원을 파장 분리하여 각 파장별로 상기 하향 신호광으로 변조하고 변조된 상기 하향 신호광을 파장 분할 다중화하여 출력하는 OLT송신부;
    상기 OLT 송신부로부터의 하향 신호광을 상기 제 2 방향으로 편광 조절하는 제 3 편광조절기; 및
    상기 편광조절 변조부로부터의 상기 상향 신호용 부반송파와 상기 편광조절기로부터의 하향 신호광을 결합하는 광결합기를 구비하는 것을 특징으로 하는 편광 조절된 시드광을 이용한 ＷＤＭ-ＰＯＮ 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 가입자 장치로부터의 상기 상향 광을 파장 분리하여 각 파장별로 상기 상향 신호를 복원하는 OLT수신부; 및
    상기 하향 광은 상기 가입자 장치로 전송하고 상기 가입자 장치로부터의 상기 상향 광은 상기 OLT수신부로 전송하는 광서큘레이터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 편광 조절된 시드광을 이용한 ＷＤＭ-ＰＯＮ 시스템.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 OLT수신부는
    상기 광서큘레이터로부터의 상기 상향 광을 파장 분리하여 상기 OLT수신기로 전송하는 WDM; 및
    상기 WDM에서 파장 분리된 상향 광를 필터링하여 상기 가입자 장치로부터의 상향 신호를 복원하는 OLT수신기를 구비하는 것을 특징으로 하는 편광 조절된 시드광을 이용한 ＷＤＭ-ＰＯＮ 시스템.
  8. 제 2 방향으로 편광 조절된 서로 다른 파장의 광원들을 생성 및 파장 분할 다중화하여 출력하는 광원 제공부;
    상기 광원 제공부로부터의 광원을 상기 제 2 방향과 수직한 제 1 방향으로 편광 조절 및 변조하여 상향 신호용 부반송파를 생성하는 편광조절 변조부; 및
    상기 광원 제공부로부터의 광원을 변조하여 하향 신호광을 생성하고 생성된 하향 신호광과 상기 편광조절 변조부로부터의 상향 신호용 부반송파를 결합시켜 하향 광으로서 광선로를 통해 가입자 장치로 전송하는 OLT를 구비하는 편광 조절된 시드광을 이용한 ＷＤＭ-ＰＯＮ 시스템.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 편광조절 변조부는
    상기 광원을 상기 제 1 방향으로 편광 조절하는 제 1 편광조절기; 및
    상기 편광 조절된 광원을 하향 신호의 대역폭보다 큰 주파수로 변조하여 상기 상향 신호용 부반송파를 생성하는 외부 변조기를 구비하는 것을 특징으로 하는 편광 조절된 시드광을 이용한 ＷＤＭ-ＰＯＮ 시스템.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 편광조절 변조부는
    상기 광원을 하향 신호의 대역폭보다 큰 주파수로 변조하는 외부 변조기; 및
    상기 외부 변조기의 출력광을 상기 제 1 방향으로 편광 조절하여 상기 상향 신호용 부반송파를 생성하는 제 2 편광조절기를 구비하는 것을 특징으로 하는 편광 조절된 시드광을 이용한 ＷＤＭ-ＰＯＮ 시스템.
  11. 제 9항 또는 제 10항에 있어서,
    상기 상향 신호용 부반송파를 복수의 OLT들에서 공유할 수 있도록 상기 상향 신호용 부반송파를 분기하는 광분기기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 편광 조절된 시드광을 이용한 ＷＤＭ-ＰＯＮ 시스템.
  12. 제 8항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 OLT는
    상기 광원을 파장 분리하여 각 파장별로 상기 하향 신호광으로 변조하고 변 조된 상기 하향 신호광을 파장 분할 다중화하여 출력하는 OLT송신부; 및
    상기 편광조절 변조부로부터의 상기 상향 신호용 부반송파와 상기 OLT송신부로부터의 상기 하향 신호광을 결합하는 광결합기를 구비하는 것을 특징으로 하는 편광 조절된 시드광을 이용한 ＷＤＭ-ＰＯＮ 시스템.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 가입자 장치로부터의 상기 상향 광을 파장 분리하여 각 파장별로 상기 상향 신호를 복원하는 OLT수신부; 및
    상기 하향 광은 상기 가입자 장치로 전송하고 상기 가입자 장치로부터의 상기 상향 광은 상기 OLT수신부로 전송하는 광서큘레이터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 편광 조절된 시드광을 이용한 ＷＤＭ-ＰＯＮ 시스템.
  14. 서로 다른 파장의 연속파 광원을 다중화 및 분기하는 제 1 단계;
    상기 분기된 제 1 분기 광원은 제 1 방향으로 편광 조절 및 변조하여 상향 신호용 부반송파를 생성하고, 제 2 분기 광원은 변조 및 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 편광 조절하여 하향 신호광을 생성하는 제 2 단계; 및
    상기 상향 신호용 부반송파와 상기 하향 신호광을 결합시켜 광선로를 통해 가입자 장치로 전송하는 제 3 단계를 포함하는 편광 조절된 시드광을 이용한 광신호 전송 방법.
  15. 제 2 방향으로 편광 조절된 서로 다른 파장의 광원을 다중화 및 분기하는 제 1 단계;
    상기 분기된 제 1 분기 광원은 제 1 방향으로 편광 조절 및 변조하여 상향 신호용 부반송파를 생성하고, 제 2 분기 광원은 변조하여 하향 신호광을 생성하는 제 2 단계; 및
    상기 상향 신호용 부반송파와 상기 하향 신호광을 결합시켜 광선로를 통해 가입자 장치로 전송하는 제 3 단계를 포함하는 편광 조절된 시드광을 이용한 광신호 전송 방법.
  16. 제 14항 또는 제 15항에 있어서, 상기 상향 신호용 부반송파는
    상기 하향 신호의 대역폭보다 큰 주파수로 변조되는 것을 특징으로 하는 편광 조절된 시드광을 이용한 광신호 전송 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101104550B1 (ko) * 2008-10-21 2012-01-11 한국과학기술원 Ｗｄｍ－ｐｏｎ에서의 광 검출 장치 및 방법

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