KR20080066893A - System, apparatus for communicating using wavelength-band division multiplexing in the optical wireless communication and the method thereof - Google Patents

System, apparatus for communicating using wavelength-band division multiplexing in the optical wireless communication and the method thereof Download PDF

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KR20080066893A
KR20080066893A KR1020070004031A KR20070004031A KR20080066893A KR 20080066893 A KR20080066893 A KR 20080066893A KR 1020070004031 A KR1020070004031 A KR 1020070004031A KR 20070004031 A KR20070004031 A KR 20070004031A KR 20080066893 A KR20080066893 A KR 20080066893A
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Abstract

A WBDM(Wavelength-Band Division Multiplexing) communication system in an optical wireless communication system, an apparatus thereof, and a method thereof are provided to improve the performance of signal transmission by forming a plurality of wavelength-band channels in a single optical wireless communication system. A WBDM communication system in an optical wireless communication system comprises an optical wireless transmitter and an optical wireless receiver. The optical wireless transmitter splits light, emitted from a light source, into a plurality of wavelength bands, creates a plurality of wavelength-band channels, and transmits plural pieces of information as optical signals through the created wavelength-band channels. The optical wireless receiver receives optical signals which are transmitted from the optical wireless transmitter and modulated according to the wavelength-band channels, by wireless, and restores the modulated signals to the original signals by detecting the received signals according to the wavelength-band channels.

Description

광 무선 통신 시스템에서의 파장 대역 분할 다중화 통신 시스템, 장치 및 그 방법{SYSTEM, APPARATUS FOR COMMUNICATING USING WAVELENGTH-BAND DIVISION MULTIPLEXING IN THE OPTICAL WIRELESS COMMUNICATION AND THE METHOD THEREOF}TECHNICAL FIELD, APPARATUS FOR COMMUNICATING USING WAVELENGTH-BAND DIVISION MULTIPLEXING IN THE OPTICAL WIRELESS COMMUNICATION AND THE METHOD THEREOF}

도 1은 종래 기술에 따른 광 무선 통신 시스템의 송신기 구조를 나타낸 도면.1 illustrates a transmitter structure of an optical wireless communication system according to the prior art.

도 2는 종래 기술에 따른 광 무선 통신 시스템의 수신기 구조를 나타낸 도면.2 illustrates a receiver structure of an optical wireless communication system according to the prior art.

도 3은 종래 기술에 따른 광 무선 통신 시스템의 송신기 광원으로부터 방사되는 빛의 파장 분포를 나타낸 도면.3 is a view showing a wavelength distribution of light emitted from a transmitter light source of an optical wireless communication system according to the prior art.

도 4는 종래 기술에 따른 광 무선 통신 시스템의 송신기로부터 방사되는 빛의 세기를 나타낸 도면.4 shows the intensity of light emitted from a transmitter in an optical wireless communication system according to the prior art;

도 5는 일반적인 광 무선 통신 시스템의 전파 채널을 나타낸 도면.5 illustrates a propagation channel in a typical optical wireless communication system.

도 6은 종래 기술에 따른 파장 분할 다중화 방식에 의한 파장 분포도를 나타낸 도면.6 is a view showing a wavelength distribution diagram by a wavelength division multiplexing scheme according to the prior art;

도 7은 종래 기술에 따른 파장 분할 다중화 장치의 구조를 나타낸 도면.7 illustrates a structure of a wavelength division multiplexing apparatus according to the prior art.

도 8은 본 발명에 따른 광 무선 통신을 위한 파장 대역 채널의 구성을 나타낸 도면.8 is a view showing the configuration of a wavelength band channel for optical wireless communication according to the present invention.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 광 회절 소자에 의한 파장 대역 채널 생성 장치를 나타낸 도면.9 is a view showing a wavelength band channel generation apparatus by an optical diffraction element according to an embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 독립 광원 배열에 의한 파장 대역 채널 생성 장치를 나타낸 도면.10 is a view showing a wavelength band channel generation apparatus by an independent light source array according to an embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광 무선 통신에서 복수의 파장 대역 채널을 이용하여 복수의 개별 정보를 전송하는 장치를 나타낸 도면.FIG. 11 is a diagram illustrating an apparatus for transmitting a plurality of individual information using a plurality of wavelength band channels in optical wireless communication according to a first embodiment of the present invention.

도 12 내지 도 15는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 광 무선 통신에서 복수의 파장 대역 채널을 이용하여 하나의 신호를 고속으로 전송하는 장치를 나타낸 도면.12 to 15 illustrate an apparatus for transmitting a single signal at high speed using a plurality of wavelength band channels in optical wireless communication according to a second embodiment of the present invention.

도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 광 무선 통신 시스템에서의 파장 분할 다중화 전송 절차를 나타낸 흐름도.16 is a flowchart illustrating a wavelength division multiplexing transmission procedure in an optical wireless communication system according to an embodiment of the present invention.

도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 광 무선 통신 시스템에서의 파장 분할 다중화 수신 절차를 나타낸 흐름도.17 is a flowchart illustrating a wavelength division multiplexing reception procedure in an optical wireless communication system according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 : 광 송신기 110 : 광원 소자100 light transmitter 110 light source element

200 : 광 수신기 210 : 광 검출 소자200: optical receiver 210: optical detection element

300 : 광 전력 값 500 : 광 송신기300: optical power value 500: optical transmitter

510 : 광 수신기 700 : 다중화기510: optical receiver 700: multiplexer

900 : 광원 910 : 광 회절 소자900 light source 910 light diffraction element

921 내지 924 : 광학 거울 1000 : 파장 대역 채널 생성기921 to 924: optical mirror 1000: wavelength band channel generator

1010 : 광원 1020 : 렌즈1010: light source 1020: lens

1030 : 광학 필터 1100, 1420 : 변조기1030: optical filter 1100, 1420: modulator

1400 : 광원 1410 : 분광 회절기1400: light source 1410: spectral diffractometer

1500 : 광 검출기 1510 : 시간 정렬기1500: photodetector 1510: time sorter

본 발명은 광 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광 무선통신 시스템의 송신기에 장착한 광원에서 발생하는 광선의 파장을 복수의 파장 대역으로 분리하여 복수의 광 파장 대역 채널을 생성함으로써 광 파장 대역 분할 다중화를 이루고, 상기 생성된 복수의 파장 대역 채널을 이용하여 다수의 신호 또는 고속 신호를 전송하는 광 무선 통신 시스템에서의 파장 대역 분할 다중화 통신 시스템, 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an optical wireless communication system, and more particularly, to generate a plurality of optical wavelength band channels by dividing a wavelength of light rays generated from a light source mounted on a transmitter of an optical wireless communication system into a plurality of wavelength bands. The present invention relates to a wavelength band division multiplexing communication system, an apparatus, and a method thereof in an optical wireless communication system that performs band division multiplexing and transmits a plurality of signals or high speed signals using the generated plurality of wavelength band channels.

기본적인 광 무선 통신 장치는 광원을 포함하는 광 송신기와 광검출기를 포함하는 광 수신기로 구성된다. 상기 광 무선 통신 장치의 광 송신기에는 상기 광원으로 발광 다이오드(Light Emitting Diode; 이하, 'LED'라 한다) 또는 레이저 다이오드(Laser Diode; 이하, 'LD'라 한다)등의 광원을 이용하고, 전기 신호에 의하여 상기 광원으로부터 발생되는 빛의 세기를 변조함으로써 광전송 신호를 구성한다. 상기 광 수신기의 광검출기는 광전 변환(optical to electric conversion) 현상을 이용하여, 수신된 광전송 신호를 전기 신호로 변환함으로써 송신된 정보를 복원한 다.A basic optical wireless communication device consists of an optical transmitter including a light source and an optical receiver including a photodetector. In the optical transmitter of the optical wireless communication device, a light source such as a light emitting diode (LED) or a laser diode (LD) is used as the light source. An optical transmission signal is constructed by modulating the intensity of light generated from the light source by the signal. The photodetector of the optical receiver uses an optical to electric conversion phenomenon to recover the transmitted information by converting the received optical transmission signal into an electrical signal.

도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 광 무선 통신 시스템의 송신기 및 수신기 구조를 나타낸 도면이다. 상기 도 1을 참조하면, 광 송신기(100)는 하나의 광원 소자(110)를 포함하고 있으며, 송신하고자 하는 전기적 신호로 상기 광원 소자(110)를 구동하여 변조된 광신호를 발생시키고, 상기 변조된 광신호를 자유 공간을 통해 방사 및 전송하게 된다. 또한, 상기 도 2를 참조하면, 광 수신기(200)의 광 검출 소자(210)에서 수신된 광신호로부터 빛의 세기에 따른 광전류를 발생시켜 송신된 신호를 전기적 신호로 복구하게 된다.1 and 2 is a view showing the structure of a transmitter and a receiver of an optical wireless communication system according to the prior art. Referring to FIG. 1, the optical transmitter 100 includes one light source element 110, and generates the modulated optical signal by driving the light source element 110 with an electrical signal to be transmitted. The emitted optical signal is radiated and transmitted through free space. In addition, referring to FIG. 2, a photocurrent according to light intensity is generated from an optical signal received by the photodetector 210 of the optical receiver 200, thereby recovering the transmitted signal into an electrical signal.

도 3은 종래의 광 무선 통신 장치의 송신기에 장착된 광원(즉, 광원 소자)에서 발생되는 신호의 파장 분포도를 보여주고 있다. 광 송신기에서 방사되는 빛은 사람의 시력 안전보장 및 다른 용도로 사용되는 광 발생 장치와의 혼선을 피하기 위하여 광학 필터에 의해 특정한 영역으로 한정된다.3 illustrates a wavelength distribution diagram of a signal generated from a light source (that is, a light source element) mounted in a transmitter of a conventional optical wireless communication device. Light emitted from an optical transmitter is confined to a specific area by an optical filter in order to avoid crosstalk with light generating devices used for human vision safety and other purposes.

이때, 상기 도 3에서의 광 전력(optical power)은 하기 <수학식 1>과 같이 표현될 수 있다.In this case, the optical power in FIG. 3 may be expressed as Equation 1 below.

Figure 112007003517917-PAT00001
Figure 112007003517917-PAT00001

상기 <수학식 1>에서 p(λ)는 도 3에서의 파장에 따른 광 전력의 분포를 나타내는 함수로서, 하기 <수학식 2>와 같이 표현될 수 있다.In Equation 1, p (λ) is a function representing a distribution of optical power according to a wavelength in FIG. 3 and may be expressed as Equation 2 below.

Figure 112007003517917-PAT00002
Figure 112007003517917-PAT00002

이때, 상기 E(λ)는 전계의 세기를 의미한다.In this case, E (λ) means the strength of the electric field.

도 4는 종래의 광 무선 통신 장치에서 방사되는 빛 세기로 변조된 신호의 예를 보여주고 있다. 상기 도 4를 참조하면, 광 무선 통신 장치에서 방사되는 신호(400)는 무선상에서 방사되는 빛의 세기로서 정보를 나타내게 된다.4 shows an example of a signal modulated by the light intensity emitted by a conventional optical wireless communication device. Referring to FIG. 4, the signal 400 emitted from the optical wireless communication device indicates information as the intensity of light emitted from the radio.

종래의 광 무선 통신 장치의 광 송신기는 단일 광 채널 전송 방식을 사용하고 있다. 즉, 하나의 광원에서 발생하는 광신호를 자유 공간을 통해 광 수신기로 보내고, 상기 광 수신기에서는 송신된 광신호를 검출하여 수신하게 된다.The optical transmitter of the conventional optical wireless communication device uses a single optical channel transmission scheme. That is, the optical signal generated from one light source is sent to the optical receiver through free space, and the optical receiver detects and receives the transmitted optical signal.

이때, 상기 광 무선 통신 시스템의 광 송신기에서 방사된 신호는 도 5에 도시된 바와 같이 다양한 자유 공간 경로를 통하여 전달된다. 즉, 광 송신기(500)에서 방사되는 빛을 광 수신기(510)에서 수신하여 전송된 정보를 복원한다. 상기 광 송신기(500)에서 방사되는 빛은 특정한 방사 패턴으로 송신되므로 공간 전파 손실을 갖게 되며, 더불어 다양한 원인으로 인한 손실을 갖게 되므로, 송신된 광 신호는 이러한 손실을 보상하면서 수신기(510)에서 요구하는 최소 광전력 민감도를 만족시키도록 적정한 광 전력을 보장해야 한다.In this case, the signal emitted from the optical transmitter of the optical wireless communication system is transmitted through various free space paths as shown in FIG. 5. That is, the optical receiver 500 receives the light emitted from the optical transmitter 510 to recover the transmitted information. Since the light emitted from the optical transmitter 500 is transmitted in a specific radiation pattern and has a space propagation loss, and also due to various causes, the transmitted optical signal is required by the receiver 510 while compensating for this loss. Appropriate optical power must be ensured to meet minimum optical power sensitivity.

이와 같이, 종래의 광 무선 통신 장치에서는 단일 광 채널에 의한 통신 방식에 의존함으로써, 다수의 개별적인 정보를 동시에 전송하기 위해서는 복수 개의 광 무선 통신 시스템을 필요로 하게 된다. 또한, 초고속 신호를 단일 광 채널을 통하여 전송하고자 할 경우에, 장착된 광 송신기와 수신기는 초고속 신호 전송에 요구하는 넓은 변조 대역폭을 가져야 하므로 훨씬 높은 가격의 광 무선 통신시스템이 필요하다.As described above, in the conventional optical wireless communication apparatus, a plurality of optical wireless communication systems are required to transmit a plurality of individual information at the same time by relying on a communication method using a single optical channel. In addition, when a high speed signal is to be transmitted through a single optical channel, the mounted optical transmitter and receiver need to have a wide modulation bandwidth required for high speed signal transmission, thereby requiring a much higher cost optical wireless communication system.

한편, 광 파장 영역에서 다수의 파장 채널을 구성함으로써 전송 및 신호 처리의 효율을 높이는 방식은 광섬유 유선통신에서 널리 활용되고 있으며, 이를 파장 분할 다중화(Wavelength Division Multiplexing; 이하, 'WDM'이라 한다.) 방식이라고 한다.Meanwhile, a method of increasing the efficiency of transmission and signal processing by constructing a plurality of wavelength channels in the optical wavelength region is widely used in optical fiber wired communication, which is called wavelength division multiplexing (WDM). It's called the way.

이러한 WDM 방식은 LD와 같이 좁은 파장 대역 (예컨대, ≤1nm) 에서 빛을 발생시키는 복수개의 광원들을 사용하여 서로 다른 파장의 빛을 생성하도록 하고, 생성된 다수의 파장들을 다중화하여 하나의 광섬유를 통해 동시에 전송하는 방식이다.This WDM method uses a plurality of light sources that generate light in a narrow wavelength band (for example, ≤1nm) such as LD to generate light of different wavelengths, and multiplexes the generated wavelengths through a single optical fiber. It is a method of transmitting at the same time.

이때, 유선 전송매체인 광섬유는 약 0.4dB/km이하의 매우 작은 전파 감쇄(propagation attenuation) 특성을 가져 수십 km 이상의 전송을 목적으로 사용하고, WDM 전송시스템에서 사용하는 빛은 높은 광 전력에 대한 요구사항보다는 많은 파장들의 다중화를 할 수 있도록 좁은 광선 폭 (linewidth) 특성이 요구되므로 일반적으로 LD가 광원으로 사용된다.In this case, the optical fiber, a wired transmission medium, has a very small propagation attenuation characteristic of about 0.4 dB / km or less and is used for transmission of several tens of kilometers or more, and the light used in the WDM transmission system requires a high optical power. LD is generally used as a light source because a narrow linewidth characteristic is required to allow multiplexing of many wavelengths rather than details.

도 6은 종래 기술에 따른 파장 분할 다중화(WDM) 방식에 의한 파장 분포도를 나타낸 도면이다. 상기 도 6을 참조하면, 다수의 광원으로 복수의 파장채널(N 개) 을 생성하고, 각 파장 별로 구분된 파장신호(λ1 내지 λN)는 도 7과 같은 다중화기(700)를 통해 WDM 신호(600)을 구성하여 전송된다.6 is a diagram illustrating a wavelength distribution diagram using a wavelength division multiplexing (WDM) method according to the prior art. Referring to FIG. 6, a plurality of wavelength channels (N) are generated by a plurality of light sources, and the wavelength signals λ 1 to λ N divided by wavelengths are WDM through the multiplexer 700 as shown in FIG. 7. The signal 600 is constructed and transmitted.

따라서, 종래의 광 무선 통신 장치의 성능 제한 요소를 개선하기 위해서는 다수의 개별적인 정보를 전송할 수 있는 효율적인 방법이 필요하며, 초고속 정보 전송을 가능하도록 하는 개선 방법이 요구된다.Therefore, in order to improve the performance limiting elements of the conventional optical wireless communication apparatus, an efficient method capable of transmitting a large number of individual information is required, and an improvement method for enabling high-speed information transmission is required.

본 발명의 목적은 광 무선 통신 환경에서 광원으로부터 방사된 빛을 복수의 파장 대역으로 분리하여, 복수의 개별 정보를 동시에 전송하거나 또는 초고속 신호를 효율적으로 전송할 수 있는 전송하는 광 무선 통신 시스템에서의 파장 대역 분할 다중화 통신 시스템, 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.Disclosure of Invention An object of the present invention is to separate light emitted from a light source into a plurality of wavelength bands in an optical wireless communication environment, and to transmit a plurality of individual information at the same time or to transmit an ultra high speed signal efficiently. A band division multiplexing communication system, apparatus, and method are provided.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시스템은, 광원으로부터 방사된 빛을 복수의 파장 대역으로 분리하여 복수의 파장 대역 채널들을 생성하고, 상기 생성된 복수의 각 파장 대역 채널로 복수의 정보를 동시에 광 신호로 전송하는 광 무선 송신기; 및 상기 광 송신기에서 전송된 각 파장 대역 채널별로 변조된 신호를 무선상에서 수신하여, 각 파장 대역 채널별로 검출함으로써 원래의 신호를 복원하는 광 무선 수신기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The system of the present invention for achieving the above object is to separate the light emitted from the light source into a plurality of wavelength bands to generate a plurality of wavelength band channels, and to simultaneously generate a plurality of information to each of the generated plurality of wavelength band channels An optical radio transmitter for transmitting an optical signal; And an optical wireless receiver for receiving a modulated signal for each wavelength band channel transmitted from the optical transmitter on a wireless basis and detecting the wavelength signal for each wavelength band channel to restore an original signal.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시스템은, 광원으로부터 방사된 빛을 복수의 파장 대역으로 분리하여 복수의 파장 대역 채널들을 생성하고, 고속 신호를 복수의 저속 신호로 나누어 상기 생성된 복수의 각 파장 대역 채널에 매핑하여 개별적으로 전송하는 광 무선 송신기; 및 상기 광 송신기에서 전송된 각 파장 대역 채널별로 변조된 신호를 무선상에서 수신하여, 각 파장 대역 채널별로 검출한 후, 상기 전송시 나누어진 저속 신호를 합함으로써 원래의 신호를 복원하는 광 무선 수신기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A system of the present invention for achieving the above object, by separating the light emitted from the light source into a plurality of wavelength bands to generate a plurality of wavelength band channels, by dividing the high-speed signal into a plurality of low-speed signals An optical radio transmitter for mapping to a wavelength band channel for individual transmission; And an optical wireless receiver for receiving a modulated signal for each wavelength band channel transmitted from the optical transmitter on the radio, detecting each wavelength band channel, and then restoring the original signal by adding the divided low speed signals during the transmission. Characterized in that it comprises a.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광 송신기는, 광원으로부터 방사된 빛을 복수의 파장 대역으로 분리하여 복수의 파장 대역 채널들을 생성하는 광 회절 소자; 및 전송하고자 하는 정보 신호를 상기 생성된 각 파장 대역 채널을 통해 변조하여 무선상에 출력시키는 복수의 변조기들;을 포함하는 것을 특징으로 한다.An optical transmitter of the present invention for achieving the above object, the optical diffraction element for generating a plurality of wavelength band channels by separating the light emitted from the light source into a plurality of wavelength bands; And a plurality of modulators for modulating the information signal to be transmitted through each of the generated wavelength band channels and outputting the radio signal.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광 송신기는, 복수의 광원들로부터 방사된 각각의 빛을 각기 다른 파장의 빛을 통과시켜 파장 대역 채널을 생성하는 광학 필터; 및 전송하고자 하는 정보 신호를 상기 생성된 각 파장 대역 채널을 통해 변조하여 무선상에 출력시키는 복수의 변조기들;을 포함하는 것을 특징으로 한다.An optical transmitter of the present invention for achieving the above object is an optical filter for generating a wavelength band channel by passing each of the light emitted from the plurality of light sources through the light of different wavelengths; And a plurality of modulators for modulating the information signal to be transmitted through each of the generated wavelength band channels and outputting the radio signal.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광 수신기는, 각기 다른 파장 대역 채널별로 복수개가 구비되고, 광 송신기에서 전송된 각 파장 대역 채널별로 변조된 신호를 무선상에서 수신하여, 상기 각 파장 대역 채널별로 변조된 신호를 복조하는 복수의 광 검출기들; 및 상기 복수의 각 광 검출기들로부터 복조된 신호를 입력받 아, 원래의 신호로 재정렬시키는 시간 정렬기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A plurality of optical receivers of the present invention for achieving the above object is provided with a plurality of different wavelength band channels, and receives a modulated signal for each wavelength band channel transmitted from the optical transmitter on a wireless basis, for each of the wavelength band channels A plurality of photo detectors for demodulating a modulated signal; And a time aligner for receiving a demodulated signal from each of the plurality of photo detectors and realigning the original signal with an original signal.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 광원으로부터 방사된 빛을 복수의 파장 대역으로 분리하여 복수의 파장 대역 채널들을 생성하는 단계; 상기 생성된 복수의 각 파장 대역 채널로 송신하고자 하는 정보를 변조시키는 단계; 상기 변조된 정보를 무선상에서 전송하는 단계; 상기 무선상에서 전송된 신호를 수신하는 단계; 상기 수신 신호를 각 파장 대역별로 구비된 복수의 광 검출기에서 각 파장 대역별로 변조된 신호를 검출하여 복조하는 단계; 및 상기 각 파장 별로 검출된 신호를 재정렬함으로써 원래의 신호를 복원하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The method of the present invention for achieving the above object comprises the steps of generating a plurality of wavelength band channels by separating the light emitted from the light source into a plurality of wavelength bands; Modulating information to be transmitted on each of the generated plurality of wavelength band channels; Transmitting the modulated information over the air; Receiving a signal transmitted on the radio; Detecting and demodulating the signal modulated by each wavelength band in a plurality of photo detectors provided for each wavelength band; And restoring the original signal by rearranging the detected signals for each wavelength.

본 발명은 광 무선 통신에서의 전송 효율을 높이기 위하여 광원으로부터 방사된 빛을 복수의 파장 대역으로 분리하여 전송하는 파장 대역 분할 다중화(Wavelength-Band Division Multiplexing; 이하, 'WBDM'이라 한다) 방식을 제안한다.The present invention proposes a Wavelength-Band Division Multiplexing (WBDM) scheme for separating and transmitting light emitted from a light source into a plurality of wavelength bands in order to improve transmission efficiency in optical wireless communication. do.

상술한 바와 같이 별도의 기술인 광섬유 유선통신에서는 복수의 레이저 다이오드 등으로 서로 다른 파장을 생성시키고 다중화하는 파장 분할 다중화(즉, WDM) 전송 방식을 사용하였다. 그러나, 상기 WDM 방식에서는 상기 도 6과 도 7에서 상술한 바와 같이 다수의 광원을 사용하여 광선을 발생시키고 다중화하여 WDM 신호를 구성하므로 각 광원은 광선 폭이 매우 좁은 광을 발생시키는 특성을 가지므로, 광 다중화 방식에 차이가 있으며, 또한 손실이 크게 발생하는 광 무선 통신 환경에는 적용하는 것이 어려웠다.As described above, in the separate optical fiber wired communication, a wavelength division multiplexing (ie, WDM) transmission method that generates and multiplexes different wavelengths using a plurality of laser diodes is used. However, in the WDM method, as described above with reference to FIGS. 6 and 7, since a plurality of light sources are used to generate light beams and multiplex the WDM signal, each light source has a characteristic of generating light having a very narrow light beam width. However, it has been difficult to apply to an optical wireless communication environment in which there is a difference in optical multiplexing methods and a large loss occurs.

따라서, 본 발명에서는 상기 공간 전파손실이 큰 무선 환경에서 용이한 통신이 가능하도록 충분한 광 전력을 유지시킬 수 있는 WBDM 방식을 제안한다. 이를 위하여, 상기 WBDM 방식에서는 광원으로 넓은 광선 폭을 가지는 LED를 사용할 수 있다.Accordingly, the present invention proposes a WBDM method capable of maintaining sufficient optical power to enable easy communication in a wireless environment having a large space propagation loss. To this end, in the WBDM method, an LED having a wide light beam width may be used as a light source.

따라서, 후술하는 본 발명에서는 하나의 파장 대역을 복수의 파장으로 구분하는 파장 분할 방식을 사용하고는 있으나, 종래의 WDM 방식과는 달리 분할된 파장이 넓은 광 파장 대역을 가지게 되므로 상기 WDM과 다른 개념으로서 WBDM 이라는 용어를 사용하기로 한다.Therefore, the present invention described below uses a wavelength division method for dividing one wavelength band into a plurality of wavelengths. However, unlike the conventional WDM method, since a divided wavelength has a wide optical wavelength band, the concept is different from that of the WDM. As the term WBDM will be used.

즉, 본 발명에서는 광원으로부터 넓은 파장의 빛을 발생시키고, 상기 발생된 넓은 파장의 빛을 복수의 파장 대역으로 분리하여 파장 대역 채널들을 형성하게 된다. 그런 다음, 상기 복수의 각 파장 대역 채널들에 각각 서로 다른 신호를 전송함으로써 복수의 개별 신호를 효과적으로 전송하거나, 하나의 전기적 고속 신호를 분리하여 다수의 전기적 저속 신호로 나누어 전송함으로써 고속의 신호 전송이 가능해지게 된다.That is, in the present invention, light of a wide wavelength is generated from the light source, and the light of the wide wavelength is separated into a plurality of wavelength bands to form wavelength band channels. Then, by transmitting different signals to each of the plurality of wavelength band channels, a plurality of individual signals can be effectively transmitted, or a single high-speed signal can be divided and transmitted into a plurality of low-speed electric signals to provide high-speed signal transmission. It becomes possible.

이와 같이, 본 발명은 자유 공간을 통해 빛을 이용하여 신호를 전송 또는 수신하는 광 무선 통신 장치의 성능을 확장하기 위한 것으로, 빛의 넓은 파장 대역을 다수의 파장 대역으로 분리하고 각 파장 대역을 별개의 신호 채널로 사용함으로써 서로 다른 많은 신호들을 각각의 신호 채널로 전송하도록 하여 전체 신호 전송 속도를 높이거나, 하나의 전기적 고속 신호를 여러 개의 전기적 저속 신호로 나눈 후에 각 신호를 여러 개의 다수의 채널로 전송하여 수신부에서 합함으로써 결과적으 로 신호전송 속도를 높이는 통신 방법을 제안한다.As such, the present invention extends the performance of an optical wireless communication device that transmits or receives a signal using light through a free space, and separates a broad wavelength band of light into a plurality of wavelength bands and separates each wavelength band separately. It can be used as a signal channel to increase the overall signal transmission rate by sending many different signals to each signal channel, or divide one signal into several channels and then divide each signal into multiple channels. We propose a communication method that increases the signal transmission rate by consequently transmitting and summing at the receiver.

한편, 본 발명의 실시 예에 따라 상기 넓은 파장의 빛으로부터 복수의 파장 대역 채널을 형성하는 방법으로는 광 회절소자를 이용하여 분광하는 방법을 사용할 수도 있으며, N개의 광원에 각각 다른 파장을 통과시키는 광학 필터를 이용하여 파장대역 채널을 생성할 수도 있다.On the other hand, according to an embodiment of the present invention as a method of forming a plurality of wavelength band channels from the light of the wide wavelength may be used a method of spectroscopy using an optical diffraction element, and to pass different wavelengths to each of the N light sources An optical filter may be used to generate the wavelength band channel.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상세한 설명을 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 하기에는 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, a detailed description of a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description, detailed descriptions of well-known functions or configurations will be omitted when it is determined that the detailed descriptions of the known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention.

도 8은 본 발명에 따른 광 무선 통신을 위한 파장 대역 채널의 구성을 나타낸 도면이다. 상기 도 8을 참조하면, 본 발명에 따라 광 무선 통신 시스템의 광 송신기에 구비된 하나의 광대역 파장 광원으로부터 방사된 빛을 서로 구별되는 N 개의 파장 대역 채널(wavelength band channel)들로 구분할 수 있다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 WBDM 방식에서는 상기 도 5에 도시된 종래의 WDM 방식과 달리 상기 구별된 하나의 파장 대역 채널이 무선 전파 손실을 극복할 수 있도록 비교적 넓은 광 파장 대역을 가지게 된다.8 is a diagram illustrating a configuration of a wavelength band channel for optical wireless communication according to the present invention. Referring to FIG. 8, according to the present invention, light emitted from one broadband wavelength light source included in the optical transmitter of the optical wireless communication system may be divided into N wavelength band channels. As shown, in the WBDM scheme according to the present invention, unlike the conventional WDM scheme illustrated in FIG. 5, the distinguished single wavelength band channel has a relatively wide wavelength band so as to overcome radio propagation loss.

이때, k 번째 파장 대역 채널(채널 k)의 파장 범위는 λk, start 부터 λk, end 로 정의되며, 상기 k 번째 파장 대역 채널의 광 전력은 하기 <수학식 3>과 같이 산출될 수 있다.In this case, the wavelength range of the k th wavelength band channel (channel k) is defined as λ k, start to λ k, end , and the optical power of the k th wavelength band channel may be calculated as in Equation 3 below. .

Figure 112007003517917-PAT00003
Figure 112007003517917-PAT00003

한편, 광 전력 Pk를 광 송신기의 출력 파워라고 가정할 때, 성공적인 통신을 위해서는 하기 <수학식 4>의 관계를 만족시켜야 한다.On the other hand, assuming that the optical power P k is the output power of the optical transmitter, the following Equation 4 must be satisfied for successful communication.

Figure 112007003517917-PAT00004
Figure 112007003517917-PAT00004

상기 <수학식 4>에서 P손실은 전송된 신호가 광 수신기의 광 검출 소자에 도달하기 전까지의 모든 손실을 나타내며, P수신기민감도 는 상기 광 검출 소자에서 요구되는 최소 광 출력 크기를 나타낸다. 상기 <수학식 4>의 부등식에 의하여 파장 대역 채널 폭(λk, start ≤ λ ≤ λk, end)이 결정된다. 이에 따라, 광원 특성에 의하여 λLOW 와 λHIGH 가 주어질 때에 생성이 가능한 파장 채널의 수가 결정된다.In Equation 4, P loss represents all losses until the transmitted signal reaches the photodetecting device of the optical receiver , and P receiver sensitivity represents the minimum light output size required by the photodetecting device. The wavelength band channel width λ k, start ≤ λ ≤ λ k, end is determined by the inequality of Equation 4 above. Accordingly, the number of wavelength channels that can be generated when λ LOW and λ HIGH is given by the light source characteristics is determined.

따라서, 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 WBDM 방식에서는 무선 환경에서의 손실을 고려하여 충분한 광 전력이 확보될 수 있도록 파장 대역 채널 폭을 결정하여야 한다.Therefore, as described above, in the WBDM method according to the present invention, the wavelength band channel width must be determined to ensure sufficient optical power in consideration of loss in a wireless environment.

이하, 도 9 및 도 10을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따라 복수의 파장 대역 채널을 생성하는 두 가지 방법을 설명한다. 종래의 광 유선 통신에 적용된 WDM 방식에서는 상대적으로 손실이 적기 때문에 레이저 다이오드 등에 의해 생성되는 좁은 광선 폭의 파장을 사용하였으나, 본 발명에 따른 WBDM 방식에서는 상술한 바와 같이 적절한 광 전력 유지를 위해 넓은 광 파장 대역을 사용하게 된다.Hereinafter, two methods for generating a plurality of wavelength band channels according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10. In the WDM method applied to the conventional optical wired communication, since the loss is relatively small, the wavelength of the narrow beam width generated by the laser diode or the like is used. However, in the WBDM method according to the present invention, as described above, the wide light is used to maintain the appropriate optical power. The wavelength band is used.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 광 회절 소자에 의한 파장 대역 채널 생성 장치를 나타낸 도면이다. 상기 도 9를 참조하면, 하나의 광대역 파장 광원(900)으로부터 방사되는 빛을 광 회절 소자(910)를 이용하여 분광시킴으로써 N 개의 파장 대역 채널을 생성할 수 있다.9 is a view showing a wavelength band channel generation apparatus by an optical diffraction element according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 9, N wavelength band channels may be generated by spectroscopy of light emitted from one broadband wavelength light source 900 using the optical diffraction element 910.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 광원(900)으로부터 방사된 빛은 상기 광 회절 소자(910)를 통해 분광 되어, 각 파장 별로 다른 각도로 굴절되어 방사된다. 이때, 각 파장 별로 방사된 빛은 각 파장 대역에 매핑되는 복수의 광학 거울(921 내지 924)을 통해 반사된다. 이렇게 함으로써, 각기 다른 파장 대역을 가지는 복수의 파장 대역 채널을 생성할 수가 있게 된다.More specifically, the light emitted from the light source 900 is spectroscopically through the optical diffraction element 910, and is refracted and radiated at different angles for each wavelength. At this time, the light emitted for each wavelength is reflected through a plurality of optical mirrors (921 to 924) mapped to each wavelength band. In this way, a plurality of wavelength band channels having different wavelength bands can be generated.

한편, 상기 분광에 사용하는 광 회절 소자(910)로는 광학 프리즘(prism), 광학 격자(optical grating), 홀로그램 등이 이용될 수 있다.As the optical diffraction element 910 used for the spectroscopy, an optical prism, an optical grating, a hologram, or the like may be used.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 독립 광원 배열에 의한 파장 대역 채널 생성 장치를 나타낸 도면이다. 상기 도 10을 참조하면, 광 무선 통신 시스템의 광 송신기에 N 개의 광원(1010)을 장착하고, 상기 각 광원(1010)에서 방사되는 빛을 광학 필터(1030)를 이용하여 특정한 파장 대역에서의 채널로 형성함으로써 서로 구분되는 N 개의 파장 대역 채널을 형성할 수가 있게 된다.10 is a view showing a wavelength band channel generation apparatus by an independent light source array according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 10, N light sources 1010 are mounted on an optical transmitter of an optical wireless communication system, and the light emitted from each light source 1010 is a channel in a specific wavelength band using an optical filter 1030. By forming N, N wavelength band channels distinguished from each other can be formed.

즉, 상기 각 광원(1010)에서 방사된 빛은 렌즈(1020)를 거쳐 광학 필터(1030)를 통과하게 되며, 상기 광학 필터(1030)에서 특정 파장 대역만을 통과시 킴으로써 각 파장 대역 채널 신호들을 출력할 수가 있게 된다. 따라서, 상기 광원(1010)에서 방사되는 빛으로부터 서로 다른 파장 대역을 가지는 복수의 파장 대역 채널들을 생성할 수가 있게 된다. 이 경우에서 다수의 광원을 설치하는 방법은 개별적인 광원을 장착하여 광원배열(light source array)을 구성하는 방법을 사용하거나, 하나의 칩(chip) 위에 다수의 광원을 동시에 형성할 수 있는 VSCEL(Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers) 방법을 사용할 수 있다.That is, the light emitted from each of the light sources 1010 passes through the optical filter 1030 through the lens 1020, and passes through the wavelength band channel signals by passing only a specific wavelength band in the optical filter 1030. You can print it out. Therefore, it is possible to generate a plurality of wavelength band channels having different wavelength bands from the light emitted from the light source 1010. In this case, a method of installing a plurality of light sources is a method of constructing a light source array by mounting individual light sources, or VSCEL (Vertical) capable of simultaneously forming a plurality of light sources on one chip. Cavity Surface-Emitting Lasers.

상술한 방법들에 의해 복수의 파장 대역 채널들이 생성되면, 상기 생성된 각 채널에 전송하고자 하는 신호를 실어서 전송하게 된다. 이때, 본 발명의 실시 예에 따라 복수의 정보 신호를 각각 다른 파장 대역 채널로 변조하여 전송할 수도 있으며, 하나의 정보 신호를 상기 복수의 파장 대역 채널에 나누어 변조하여 전송할 수도 있게 된다.When a plurality of wavelength band channels are generated by the above-described methods, a signal to be transmitted is loaded on each of the generated channels. In this case, according to an embodiment of the present invention, a plurality of information signals may be modulated and transmitted to different wavelength band channels, and one information signal may be modulated and transmitted to the plurality of wavelength band channels.

도 11은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광 무선 통신에서 복수의 파장 대역 채널을 이용하여 복수의 개별 정보를 전송하는 장치를 나타낸 도면이다. 상기 도 11을 참조하면, 전송하고자 하는 N개의 정보 신호를 상기 생성된 N개의 파장 대역 채널 중에 나누어 전송할 수 있다. 즉, 정보 신호 1은 제1 변조기(1100a)를 통해 변조하여 전송하고, 정보 신호 2는 제2 변조기(1100b)를 통해 변조하여 전송하고, 동일한 방법으로 정보 신호 N은 제N 변조기(1100n)를 통해 변조하여 전송하게 된다.FIG. 11 is a diagram illustrating an apparatus for transmitting a plurality of individual information using a plurality of wavelength band channels in optical wireless communication according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 11, N information signals to be transmitted may be divided and transmitted among the generated N wavelength band channels. That is, the information signal 1 is modulated and transmitted through the first modulator 1100a, the information signal 2 is modulated and transmitted through the second modulator 1100b, and in the same manner, the information signal N corresponds to the Nth modulator 1100n. Modulated and transmitted through

이와 같이, 상기 N개의 정보 신호는 각기 다른 파장 대역을 가지는 채널들에 변조되어 전송되므로, 수신측에서 구분하여 수신할 수가 있게 된다.As described above, since the N information signals are modulated and transmitted to channels having different wavelength bands, the N information signals can be separately received by the receiving side.

상기 제1 실시 예에 따른 전송 방법을 통해 광 무선 전송에 있어서도 하나의 광 무선 통신 시스템에 의해 복수의 정보를 용이하게 전송할 수가 있게 된다.Through the transmission method according to the first embodiment, a plurality of information can be easily transmitted by one optical wireless communication system even in optical wireless transmission.

도 12 내지 도 15는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 광 무선 통신에서 복수의 파장 대역 채널을 이용하여 하나의 신호를 고속으로 전송하는 장치를 나타낸 도면이다. 하나의 정보 신호가 하나의 파장 대역 채널로 전송하기에는 지나치게 고속인 경우, 본 발명의 제2 실시 예에 따라 해당하는 초고속 정보 신호를 K(여기서, K ≤ N) 개의 정보 신호로 분할(segmentation)하고, 각각의 분할된 신호들을 N개 중에 선택된 K개의 파장 대역 채널들에 실어서 전송할 수가 있게 된다.12 to 15 illustrate an apparatus for transmitting a single signal at high speed using a plurality of wavelength band channels in optical wireless communication according to a second embodiment of the present invention. When one information signal is too fast to transmit on one wavelength band channel, the corresponding ultrafast information signal is segmented into K (here, K ≦ N) information signals according to the second embodiment of the present invention. Each of the divided signals can be carried on K wavelength band channels selected from among N and transmitted.

상기 도 12를 참조하면, 고속의 정보 신호 X(t)를 동일시간 간격의 K개의 신호(1210, 1220, 1230)로 분할하게 된다. 따라서 분할된 신호는 원래 신호 X(t)보다 낮은 속도의 신호들로 표시할 수 있으며, 이 때에 각 신호는 도 13에 도시된 바와 같이 X1(t)(1310), X2(t)(1320),..., XK(t)(1330) 등으로 나타낼 수 있다. 상기 전기적 고속 신호를 다수의 전기적 신호로 분리하기 위해서는 소정의 신호 분리기(미도시) 등을 사용할 수 있다.Referring to FIG. 12, the high-speed information signal X (t) is divided into K signals 1210, 1220, and 1230 at the same time interval. Therefore, the divided signal can be represented by signals having a lower speed than the original signal X (t), where each signal is represented by X 1 (t) 1310 and X 2 (t) ( 1320, ..., X K (t) 1330, and the like. In order to separate the electrical high speed signal into a plurality of electrical signals, a predetermined signal separator (not shown) may be used.

이때, 상기 분할된 각 신호는 도 14에 도시된 바와 같이 각 파장 대역 채널로 변조되어 전송된다. 즉, 상기 도 14를 참조하면, 광원(1400)으로부터 방사된 빛은 분광 회절기(1410) 등을 통해 N개의 파장 대역 채널을 형성하며, 상기 도 13의 K (이 때에 K??N) 개로 분할된 전송하고자 하는 신호는 상기 각 파장 대역 채널로 변조기(1420)를 통해 변조되어 전송된다. 예컨대, 상기 X1(t)(1310) 신호는 파장 대 역 채널 1로 변조되며, 상기 X2(t)(1320) 신호는 파장 대역 채널 2로 변조되며, 동일한 방법으로 상기 XK(t)(1330) 신호는 파장 대역 채널 K로 변조되어 전송된다.In this case, the divided signals are modulated and transmitted in each wavelength band channel as shown in FIG. 14. That is, referring to FIG. 14, the light emitted from the light source 1400 forms N wavelength band channels through the spectral diffracter 1410 and the like, and the K (in this case, K ?? N) opening of FIG. The divided signal to be transmitted is modulated and transmitted through the modulator 1420 to each of the wavelength band channels. For example, the X 1 (t) 1310 signal is modulated in wavelength band channel 1, the X 2 (t) 1320 signal is modulated in wavelength band channel 2, and in the same manner, the X K (t) signal. The signal 1330 is modulated into the wavelength band channel K and transmitted.

한편, 상기 복수(예컨대, K개)의 각 파장 대역 채널에 의해 변조되어 전송된 각 신호는 상기 도 15에 도시된 바와 같이 광 수신기의 광 검출기(1500)에서 복조된다.Meanwhile, each signal modulated and transmitted by each of the plurality of (eg, K) wavelength band channels is demodulated by the optical detector 1500 of the optical receiver as shown in FIG. 15.

즉, 상기 도 15를 참조하면, 상기 파장 대역 채널 1로 변조된 신호는 제1 광 검출기(1500a)에서 X1(t) 신호로 복조되며, 상기 파장 대역 채널 2로 변조된 신호는 제2 광 검출기(1500b)에서 X2(t) 신호로 복조되며, 동일한 방법으로 상기 파장 대역 채널 K로 변조된 신호는 제K 광 검출기(1500n)에서 XK(t) 신호로 복조된다. 상기 복수의 광 검출기(1500)들에 의해 복조된 신호는 시간 정렬 장치(1510)(예컨대, 병직렬 변환기 등)에 의해 상기 도 12에서와 같은 분할되기 전의 X(t) 신호로 복원된다.That is, referring to FIG. 15, the signal modulated into the wavelength band channel 1 is demodulated by the X 1 (t) signal in the first photodetector 1500a, and the signal modulated into the wavelength band channel 2 is the second optical signal. The signal is demodulated in the detector 1500b into an X 2 (t) signal, and in the same manner, the signal modulated into the wavelength band channel K is demodulated in the K th optical detector 1500n into an X K (t) signal. The signal demodulated by the plurality of photo detectors 1500 is restored by the time alignment device 1510 (e.g., parallel-to-serial converter, etc.) to an X (t) signal before being divided as shown in FIG.

이상으로, 본 발명의 실시 예에 따른 시스템 및 장치의 구조를 설명하였다. 이하, 도 16 및 도 17을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 광 무선 통신 시스템에서 파장 대역 분할 다중화 방법을 이용한 송수신 절차를 설명하기로 한다.In the above, the structure of the system and apparatus according to an embodiment of the present invention has been described. Hereinafter, a transmission and reception procedure using a wavelength band division multiplexing method in an optical wireless communication system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 16 and 17.

도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 광 무선 통신 시스템에서의 파장 대역 분할 다중화 전송 절차를 나타낸 흐름도이다. 상기 도 16을 참조하면, 먼저 하나의 광원(또는 복수의 광원)으로부터 광대역 파장의 빛을 방사(S1601)하게 되면, 본 발 명에 따라 상기 방사된 빛을 분광시켜 복수의 파장 대역 채널을 생성(S1602)하게 된다. 이때, 상기 생성된 복수의 파장 대역 채널들은 각각 다른 파장 대역을 가지게 되며, 상기 각 파장 대역 채널로 송신하고자 하는 정보를 변조(S1603)시키게 된다. 상기 변조된 정보를 무선상에서 광 수신기로 전송(S1604)하게 된다.16 is a flowchart illustrating a wavelength band division multiplexing transmission procedure in an optical wireless communication system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 16, first, when light of a broadband wavelength is emitted (S1601) from one light source (or a plurality of light sources), the plurality of wavelength band channels are generated by spectroscopy of the emitted light according to the present invention. S1602). In this case, the generated plurality of wavelength band channels have different wavelength bands, and modulate the information to be transmitted to each wavelength band channel (S1603). The modulated information is transmitted over the air to the optical receiver (S1604).

도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 광 무선 통신 시스템에서의 파장 분할 다중화 수신 절차를 나타낸 흐름도이다. 상기 도 17을 참조하면, 상기 도 16에서와 같은 방법에 의해 광 송신기로부터 무선 상에서 전송된 신호를 수신(S1701)하게 되면, 상기 수신 신호는 각 파장 대역별로 구비된 복수의 광 검출기로 입력(S1702)된다.17 is a flowchart illustrating a wavelength division multiplexing reception procedure in an optical wireless communication system according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 17, when receiving a signal transmitted over the air from an optical transmitter in the same manner as in FIG. 16 (S1701), the received signal is input to a plurality of photo detectors provided for each wavelength band (S1702). )do.

상기 각 파장 대역별로 구비된 광 검출기에서는 각 파장 대역별로 변조된 신호를 검출(S1703)함으로써 복조하게 된다. 그런 다음, 상기 각 파장 별로 검출된 신호를 재정렬함으로써 원래의 신호로 복원(S1704)하게 된다.The photo detector provided for each wavelength band is demodulated by detecting a signal modulated for each wavelength band (S1703). Thereafter, the detected signal for each wavelength is rearranged to restore the original signal (S1704).

이와 같이 본 발명에 따라 파장 대역 분할 다중화 방식을 사용함으로써 광 무선 통신 시스템에서도 고속의 데이터 통신이 가능해지게 된다.As described above, by using the wavelength band division multiplexing method according to the present invention, high-speed data communication becomes possible in an optical wireless communication system.

한편, 본 발명의 실시 예에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허 청구의 범위뿐만 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.On the other hand, in the embodiment of the present invention has been described with respect to specific embodiments, various modifications are possible without departing from the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the appended claims, but also by the equivalents of the claims.

본 발명에 따르면, 하나의 광 무선 통신 시스템에서 복수의 파장 대역 채널을 형성하도록 하여 신호전송 성능을 효율적으로 개선할 수 있으며, 이에 따라 기대할 수 있는 효과는 다음과 같다.According to the present invention, it is possible to efficiently improve signal transmission performance by forming a plurality of wavelength band channels in one optical wireless communication system, and the expected effects are as follows.

첫째, 다수의 개별적인 신호들을 동시에 전송할 수 있다. 상기 다수의 개별적인 신호들을 각각 넓은 파장 대역 채널에 실어 동시에 전송함으로써 효율적인 광 무선 신호 전송 시스템을 구현할 수 있다.First, multiple individual signals can be transmitted simultaneously. An efficient optical wireless signal transmission system may be implemented by simultaneously transmitting the plurality of individual signals in a wide wavelength band channel.

둘째, 초고속 신호의 전송이 가능하다. 전송하고자 하는 신호의 속도가 지나치게 높은 경우, 상기 신호를 다수의 낮은 속도의 신호로 분할한 후에 각각의 분할된 신호들을 같은 수의 파장 대역 채널로 전송하고, 수신부에서 분할되어 수신된 신호를 다시 정렬함으로써 초고속 신호 전송이 가능하게 된다.Second, it is possible to transmit a very high speed signal. If the speed of the signal to be transmitted is too high, the signal is divided into a plurality of low speed signals, and then each of the divided signals is transmitted to the same number of wavelength band channels, and the receiver is divided and rearranged the received signals. This enables ultra-high speed signal transmission.

Claims (22)

광원으로부터 방사된 빛을 복수의 파장 대역으로 분리하여 복수의 파장 대역 채널들을 생성하고, 상기 생성된 복수의 각 파장 대역 채널로 복수의 정보를 동시에 광 신호로 전송하는 광 무선 송신기; 및An optical wireless transmitter that separates the light emitted from the light source into a plurality of wavelength bands to generate a plurality of wavelength band channels, and simultaneously transmits a plurality of pieces of information as optical signals to each of the generated plurality of wavelength band channels; And 상기 광 송신기에서 전송된 각 파장 대역 채널별로 변조된 신호를 무선상에서 수신하여, 각 파장 대역 채널별로 검출함으로써 원래의 신호를 복원하는 광 무선 수신기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 무선 통신 시스템에서의 파장 대역 분할 다중화 통신 시스템.An optical wireless receiver for receiving a modulated signal for each wavelength band channel transmitted from the optical transmitter on a wireless basis and reconstructing the original signal by detecting each wavelength band channel. Wavelength Division Multiplexed Communication System. 제1항에 있어서, 상기 파장 대역 채널 생성은,The method of claim 1, wherein the wavelength band channel generation, 광원으로부터 방사된 빛을 광 회절 소자를 이용하여 분광시켜 생성하는 것을 특징으로 하는 광 무선 통신 시스템에서의 파장 대역 분할 다중화 통신 시스템.A wavelength band division multiplexing communication system in an optical wireless communication system, characterized by generating light emitted from a light source by spectroscopy using an optical diffraction element. 제1항에 있어서, 상기 파장 대역 채널 생성은,The method of claim 1, wherein the wavelength band channel generation, 복수의 광원들로부터 방사된 각각의 빛을 각기 다른 파장의 빛을 통과시키는 광학 필터에 통과시킴으로써 생성하는 것을 특징으로 하는 광 무선 통신 시스템에서의 파장 대역 분할 다중화 통신 시스템.A wavelength band division multiplexed communication system in an optical wireless communication system, characterized in that it is generated by passing each light emitted from a plurality of light sources through an optical filter for passing light of different wavelengths. 제1항에 있어서, 상기 광 송신기의 출력 전력은,The method of claim 1, wherein the output power of the optical transmitter, 광 수신기의 광 검출 소자에 도달하기 전까지의 손실 전력과, 상기 광 검출 소자에서 요구되는 최소 광 출력 크기를 고려하여 결정하는 것을 특징으로 하는 광 무선 통신 시스템에서의 파장 대역 분할 다중화 통신 시스템.A wavelength band division multiplexing communication system in an optical wireless communication system, characterized in that it is determined in consideration of the lost power before reaching the optical detection element of the optical receiver and the minimum optical output size required by the optical detection element. 제4항에 있어서, 상기 파장 대역 채널의 대역폭은,The method of claim 4, wherein the bandwidth of the wavelength band channel, 상기 결정된 최소 광 출력 크기에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 광 무선 통신 시스템에서의 파장 대역 분할 다중화 통신 시스템.And the wavelength band division multiplexing communication system in the optical wireless communication system, characterized in that determined by the determined minimum light output size. 광원으로부터 방사된 빛을 복수의 파장 대역으로 분리하여 복수의 파장 대역 채널들을 생성하고, 고속 신호를 복수의 저속 신호로 나누어 상기 생성된 복수의 각 파장 대역 채널에 매핑하여 개별적으로 전송하는 광 무선 송신기; 및Optical radio transmitter which separates the light emitted from the light source into a plurality of wavelength bands to generate a plurality of wavelength band channels, divides the high-speed signal into a plurality of low-speed signals, and maps each of the generated wavelength band channels to transmit them individually. ; And 상기 광 송신기에서 전송된 각 파장 대역 채널별로 변조된 신호를 무선상에서 수신하여, 각 파장 대역 채널별로 검출한 후, 상기 전송시 나누어진 저속 신호를 합함으로써 원래의 신호를 복원하는 광 무선 수신기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 무선 통신 시스템에서의 파장 대역 분할 다중화 통신 시스템.An optical wireless receiver for receiving a modulated signal for each wavelength band channel transmitted from the optical transmitter on a wireless basis, detecting each wavelength band channel, and then reconstructing the original signal by summing the divided low-speed signals during the transmission; A wavelength band division multiplexing communication system in an optical wireless communication system comprising a. 제6항에 있어서, 상기 파장 대역 채널 생성은,The method of claim 6, wherein the wavelength band channel generation, 광원으로부터 방사된 빛을 광 회절 소자를 이용하여 분광시켜 생성하는 것을 특징으로 하는 광 무선 통신 시스템에서의 파장 대역 분할 다중화 통신 시스템.A wavelength band division multiplexing communication system in an optical wireless communication system, characterized by generating light emitted from a light source by spectroscopy using an optical diffraction element. 제6항에 있어서, 상기 파장 대역 채널 생성은,The method of claim 6, wherein the wavelength band channel generation, 복수의 광원들로부터 방사된 각각의 빛을 각기 다른 파장의 빛을 통과시키는 광학 필터에 통과시킴으로써 생성하는 것을 특징으로 하는 광 무선 통신 시스템에서의 파장 대역 분할 다중화 통신 시스템.A wavelength band division multiplexed communication system in an optical wireless communication system, characterized in that it is generated by passing each light emitted from a plurality of light sources through an optical filter for passing light of different wavelengths. 제6항에 있어서, 상기 광 송신기의 출력 전력은,The method of claim 6, wherein the output power of the optical transmitter, 광 수신기의 광 검출 소자에 도달하기 전까지의 손실 전력과, 상기 광 검출 소자에서 요구되는 최소 광 출력 크기를 고려하여 결정하는 것을 특징으로 하는 광 무선 통신 시스템에서의 파장 대역 분할 다중화 통신 시스템.A wavelength band division multiplexing communication system in an optical wireless communication system, characterized in that it is determined in consideration of the lost power before reaching the optical detection element of the optical receiver and the minimum optical output size required by the optical detection element. 제9항에 있어서, 상기 파장 대역 채널의 대역폭은,10. The method of claim 9, wherein the bandwidth of the wavelength band channel, 상기 결정된 최소 광 출력 크기에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 광 무선 통신 시스템에서의 파장 대역 분할 다중화 통신 시스템.And the wavelength band division multiplexing communication system in the optical wireless communication system, characterized in that determined by the determined minimum light output size. 광원으로부터 방사된 빛을 복수의 파장 대역으로 분리하여 복수의 파장 대역 채널들을 생성하는 광 회절 소자; 및An optical diffraction element for separating light emitted from the light source into a plurality of wavelength bands to generate a plurality of wavelength band channels; And 전송하고자 하는 정보 신호를 상기 생성된 각 파장 대역 채널을 통해 변조하여 무선상에 출력시키는 복수의 변조기들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 무선 통신 시스템에서의 파장 대역 분할 다중화 광 송신기.And a plurality of modulators for modulating the information signal to be transmitted through each of the generated wavelength band channels and outputting them to the radio. 제11항에 있어서, 상기 광 송신기는,The method of claim 11, wherein the optical transmitter, 상기 전송하고자 하는 정보 신호가 전기적 고속 신호일 경우, 상기 전기적 고속 신호를 분리하여 다수의 전기적 신호로 출력하는 신호 분리기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 무선 통신 시스템에서의 파장 대역 분할 다중화 광 송신기.When the information signal to be transmitted is an electrical high speed signal, the wavelength band division multiplexing optical transmitter in the optical wireless communication system, characterized in that it further comprises a signal separator for separating and outputting the electrical high speed signal as a plurality of electrical signals. 복수의 광원들로부터 방사된 각각의 빛을 각기 다른 파장의 빛을 통과시켜 파장 대역 채널을 생성하는 광학 필터; 및An optical filter for passing each light emitted from the plurality of light sources through light of different wavelengths to generate a wavelength band channel; And 전송하고자 하는 정보 신호를 상기 생성된 각 파장 대역 채널을 통해 변조하 여 무선상에 출력시키는 복수의 변조기들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 무선 통신 시스템에서의 파장 대역 분할 다중화 광 송신기.And a plurality of modulators for modulating the information signal to be transmitted through each of the generated wavelength band channels and outputting them to the radio. 제13항에 있어서, 상기 광 송신기는,The method of claim 13, wherein the optical transmitter, 상기 전송하고자 하는 정보 신호가 전기적 고속 신호일 경우, 상기 전기적 고속 신호를 분리하여 다수의 전기적 신호로 출력하는 신호 분리기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 무선 통신 시스템에서의 파장 대역 분할 다중화 광 송신기.When the information signal to be transmitted is an electrical high speed signal, the wavelength band division multiplexing optical transmitter in the optical wireless communication system, characterized in that it further comprises a signal separator for separating and outputting the electrical high speed signal as a plurality of electrical signals. 각기 다른 파장 대역 채널별로 복수개가 구비되고, 광 송신기에서 전송된 각 파장 대역 채널별로 변조된 신호를 무선상에서 수신하여, 상기 각 파장 대역 채널별로 변조된 신호를 복조하는 복수의 광 검출기들; 및A plurality of optical detectors each provided with a plurality of wavelength band channels and receiving a modulated signal for each wavelength band channel transmitted from an optical transmitter in a wireless manner, and demodulating the modulated signal for each wavelength band channel; And 상기 복수의 각 광 검출기들로부터 복조된 신호를 입력받아, 원래의 신호로 재정렬시키는 시간 정렬기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 무선 통신 시스템에서의 파장 대역 분할 다중화 광 수신기.And a time aligner for receiving demodulated signals from each of the plurality of photo detectors and rearranging the demodulated signals to original signals. 광원으로부터 방사된 빛을 복수의 파장 대역으로 분리하여 복수의 파장 대역 채널들을 생성하는 단계;Separating the light emitted from the light source into a plurality of wavelength bands to generate a plurality of wavelength band channels; 상기 생성된 복수의 각 파장 대역 채널로 송신하고자 하는 정보를 변조시키는 단계;Modulating information to be transmitted on each of the generated plurality of wavelength band channels; 상기 변조된 정보를 무선상에서 전송하는 단계;Transmitting the modulated information over the air; 상기 무선상에서 전송된 신호를 수신하는 단계;Receiving a signal transmitted on the radio; 상기 수신 신호를 각 파장 대역별로 구비된 복수의 광 검출기에서 각 파장 대역별로 변조된 신호를 검출하여 복조하는 단계; 및Detecting and demodulating the signal modulated by each wavelength band in a plurality of photo detectors provided for each wavelength band; And 상기 각 파장 별로 검출된 신호를 재정렬함으로써 원래의 신호를 복원하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 무선 통신 시스템에서의 파장 대역 분할 다중화 통신 방법.And reconstructing the original signal by rearranging the detected signals for each of the wavelengths. 제16항에 있어서, 상기 파장 대역 채널 생성 방법은,The method of claim 16, wherein the wavelength band channel generation method, 광원으로부터 방사된 빛을 광 회절 소자를 이용하여 분광시켜 생성하는 것을 특징으로 하는 광 무선 통신 시스템에서의 파장 대역 분할 다중화 통신 방법.A wavelength band division multiplexing communication method in an optical wireless communication system, characterized by generating light emitted from a light source by spectroscopy using an optical diffraction element. 제16항에 있어서, 상기 파장 대역 채널 생성 방법은,The method of claim 16, wherein the wavelength band channel generation method, 복수의 광원들로부터 방사된 각각의 빛을 각기 다른 파장의 빛을 통과시키는 광학 필터에 통과시킴으로써 생성하는 것을 특징으로 하는 광 무선 통신 시스템에서의 파장 대역 분할 다중화 통신 방법.A method of wavelength band division multiplexing in an optical wireless communication system, characterized in that each light emitted from a plurality of light sources is passed through an optical filter for passing light of different wavelengths. 제16항에 있어서, 상기 방법은,The method of claim 16, wherein the method is 하나의 정보를 상기 복수의 각 파장 대역 채널에 분할하여 변조시키는 것을 특징으로 하는 광 무선 통신 시스템에서의 파장 대역 분할 다중화 통신 방법.A wavelength band division multiplexing communication method in an optical wireless communication system, characterized by dividing one piece of information into the plurality of wavelength band channels. 제16항에 있어서, 상기 방법은,The method of claim 16, wherein the method is 하나 이상의 정보를 상기 생성된 복수의 파장 대역 채널들 중에서 선택된 하나 이상의 채널들에 각각 매핑하여 변조시키는 것을 특징으로 하는 광 무선 통신 시스템에서의 파장 대역 분할 다중화 통신 방법.And modulating by mapping one or more pieces of information to one or more selected ones of the plurality of wavelength band channels. 제16항에 있어서, 상기 무선상에서 전송되는 신호의 출력 전력은,The method of claim 16, wherein the output power of the signal transmitted over the radio, 무선 상을 통해 수신된 신호의 손실 전력과, 상기 광 검출을 위해 요구되는 최소 광 출력 크기를 고려하여 결정하는 것을 특징으로 하는 광 무선 통신 시스템에서의 파장 대역 분할 다중화 통신 방법.A wavelength band division multiplexing communication method in an optical wireless communication system, characterized in that it is determined in consideration of the loss power of the signal received through the radio phase and the minimum optical output size required for the optical detection. 제21항에 있어서, 상기 파장 대역 채널의 대역폭은,The bandwidth of claim 21, wherein the bandwidth of the wavelength band channel, 상기 결정된 최소 광 출력 크기에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 광 무선 통신 시스템에서의 파장 대역 분할 다중화 통신 방법.The wavelength band division multiplexing communication method of the optical wireless communication system, characterized in that determined by the determined minimum light output size.
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