KR20080069068A - 파장분할다중 방식의 수동형 광가입자망 시스템 - Google Patents

Abstract

WDM-PON 시스템이 개시된다. 개시된 WDM-PON 시스템은 중앙기지국(OLT)이, 다수의 트랜스미터로부터 전송되는 다수의 서로 다른 파장대역의 제1 광신호그룹을 다중화하는 제1 CWDM(Coarse WDM); 상기 제1 CWDM에서 다중화된 제1 광신호그룹을 전달받아 지역기지국(RN)으로 전송하는 제1 BWDM(Band WDM); 상기 지역기지국(RN)으로부터 전달된 다중화된 제1 광신호그룹을 서큘레이터를 통해 전달받아 역다중화시켜 역다중화된 각각의 광신호에 대응하는 다수의 리시버로 전송하는 제1 DWDM(Dense WDM); 및, 가입자 측의 다수의 광가입자망유닛(ONU1∼ONUn)의 광원으로 사용하기 위해 상기 제1 BWDM을 통해 상기 지역기지국(RN)으로 광을 전송하는 시드광원(seed light source);을 구비하고, 상기 지역기지국(RN)은, 상기 광선로를 통해 전송된 제1 광신호그룹 및 시드광원으로부터 전송된 광을 전달받아 제1 광신호그룹은 반사되고 시드광원으로부터 전송된 광은 투과되는 제2 BWDM; 상기 제2 BWDM으로부터 반사된 제1 광신호그룹을 전달받아 역다중화하는 제2 CWDM; 및, 상기 제2 CWDM으로부터 전송된 제1광신호그룹을 반사시켜 상기 다수의 광가입자망유닛(ONU1∼ONUn)의 리시버로 전송하고, 상기 제2 BWDM을 투과한 시드광원으로부터 전송된 광을 역다중화하여 상기 다수의 광가입자망유닛(ONU1∼ONUn)의 각 트랜스미터로 전송하는 제2 DWDM;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

WDM-PON, 파장분할다중, 수동형 광가입자망, CWDM, DWDM, BWDM, RSOA, EDFA, C-BAND

Description

파장분할다중 방식의 수동형 광가입자망 시스템{Passive Optical Network System for Wavelength Division Multiplexing}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 파장분할다중 방식의 수동형 광가입자망 시스템의 블럭도이다.

*도면의 주요부분에 대한 설명*

10: 중앙기지국(OLT) 11: 제1 CWDM

13: 제1 BWDM 15: 제1 DWDM

17: 시드광원 30: 지역기지국(RN)

31: 제2 BWDM 33: 제2 CWDM

35: 제2 DWDM

본 발명은 광가입자망 시스템에 관한 것으로서, 특히 파장분할다중 방식의 수동형 광가입자망(Wavelenght Division Multiplexing-Passive Optical Network) 시스템에 관한 것이다.

파장분할다중 방식의 수동형 광가입자망 시스템은 가입자망의 트래픽 병목현 상을 해결하고, 다양한 서비스 품질을 제공하면서 고속화된 데이터 전송을 위해 가입자 당 독립 파장을 할당함으로써 가입자의 요구 대역에 제한을 받지 않으며, 보안성이 보장되는 파장분할다중 기반 수동형 광가입자망이다.

이러한 파장분할다중 방식의 수동형 광통신망 시스템은 광네트워크 구축 방법으로 또 다른 혁신적인 통신의 개발이라 할 수 있다. 파장분할다중 방식은 빛의 상이한 주파수를 사용하여 하나의 광전송부인 광섬유에 다양한 파장을 전송하는데, 각 파장은 이전의 경우 전체 광케이블에서 이용가능했던 대역폭을 모두 전송할 수 있다. 또한, 파장분할다중 방식은 광전송 시 여러 개의 광신호 파장을 동시에 사용함으로써 대용량 고속 전송에 유리한 면을 지니고 있다. 더욱이 파장분할다중 방식의 수동형 광가입자망은 파장 분할 다중화 기법을 도입해 ONU 측에서 파장분할다중신호를 특정 파장으로 분리하여, 각 가입자에게 복수 개의 파장을 할당하고 상향/하향 트래픽 역시 파장 단위로 수용하는 구조를 갖기 때문에 각 광가입자가 서로 다른 파장을 사용하므로 양방향 대칭형 서비스를 보장할 수 있으며 서로 다른 파장의 신호를 해당 가입자만 수신하기 때문에 보안성이 우수하다.

이러한, 파장분할다중 방식은 파장간격에 따라 파장간격이 넓은 CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexing)방식과 파장간격이 좁은 DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing)방식으로 구분된다.

CWDM방식의 수동형 광통신망은 광신호 송신용 트랜스미터(Tx), 파장역다중화기 및 서귤레이터가 구비된 중앙기지국(OLT)과, 상기 중앙기지국(OLT)과 단일의 광섬유로 연결되고 파장 다중/역다중화기가 구비된 지역기지국(Remote Node; RN)과, 상기 지역기지국(RN)과 각각 독립된 광섬유와 연결되고 트랜스미터(Tx)와 리시버(Rx)가 구비된 다수의 중앙기지국(OLT)이 광링크로 구성된다.

중앙기지국(OLT)의 트랜스미터(Tx)는 전기적인 신호인 송신 데이터를 광신호로 변환하는 송신수단으로서, 외부 변조형인 경우 외부변조기가 필요한 CW(Continuous Wave)레이저를 이용하고, 직접 변조형의 경우 분포궤환레이저다이오드(DFB-LD : Distributed FeedBack -Laser Diode)를 이용하게 된다. 각 광가입자망유닛(ONU1∼ONUn)의 트랜스미터(Tx)는 지역기지국(RN)을 통해 그 상향 전송 광신호를 스펙트럼 분할하는 경우 외부변조기가 필요한 광대역 발광다이오드를 이용하거나 외부변조기를 사용하지 않을 경우 분포궤환레이저다이오드(Distributed FeedBack-Laser Diode ; DFB-LD라 함)를 이용하게 된다.

그런데 이와 같은 광가입자망유닛(ONU1∼ONUn)에 사용되는 트랜스미터(Tx)로 DFB-LD를 사용할 경우, 각 채널당 사용되는 파장영역이 다르기 때문에 각채널에 따라 각기 다른 파장영역에 해당하는 DFB-LD를 사용해야 하고 이에 따라, 트랜스미터(Tx)의 오작동시 교체할 수 있도록 서로 다른 파장대역의 광신호를 송수신하는 각 채널에 대응하는 트랜스미터(Tx)를 확보해 놓아야 하므로 트랜스미터(Tx)의 예비수량이 증가하게 된다. 더욱이, DFB-LD는 고가(高價)이기 때문에 예비수량이 증가함에 따라 장비의 유지비용이 상승하는 문제점이 있었다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 가입자측의 광가입자망유닛(ONU1∼ONUn)에 대한 예비수량을 줄일 수 있는 파장분할다중 방식의 수동형 광가입자망 시 스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 소모되는 전력량을 줄일 수 있는 에너지 효율이 우수한 파장분할다중 방식의 수동형 광가입자망 시스템을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 중앙기지국(OLT)과, 상기 중앙기지국(OLT)에 광선로를 통해 연결된 지역기지국(RN)과 상기 지역기지국(RN)에 연결된 다수의 광가입자망유닛(ONU1∼ONUn)을 포함하는 WDM-PON(Wavelenght Division Multiplexing - Passive Optical Network) 시스템에 있어서, 상기 중앙기지국(OLT)은, 다수의 트랜스미터로부터 전송되는 다수의 서로 다른 파장대역의 제1 광신호그룹을 다중화하는 제1 CWDM(Coarse WDM); 상기 제1 CWDM에서 다중화된 제1 광신호그룹을 전달받아 상기 지역기지국(RN)으로 전송하는 제1 BWDM(Band WDM); 상기 지역기지국(RN)으로부터 전달된 다중화된 제1 광신호그룹을 서큘레이터를 통해 전달받아 역다중화시켜 역다중화된 각각의 광신호에 대응하는 다수의 리시버로 전송하는 제1 DWDM(Dense WDM); 및, 가입자 측의 상기 다수의 광가입자망유닛(ONU1∼ONUn)의 광원으로 사용하기 위해 상기 제1 BWDM을 통해 상기 지역기지국(RN)으로 광을 전송하는 시드광원(seed light source);을 구비하고, 상기 지역기지국(RN)은, 상기 광선로를 통해 전송된 제1 광신호그룹 및 시드광원으로부터 전송된 광을 전달받아 제1 광신호그룹은 반사되고 시드광원으로부터 전송된 광은 투과되는 제2 BWDM; 상기 제2 BWDM으로부터 반사된 제1 광신호그룹을 전달받아 역다중화하는 제2 CWDM; 및, 상기 제2 CWDM으로부터 전송된 제1광신호그룹을 반사시켜 상기 다수의 광가입자망유닛(ONU1∼ONUn)의 리시버로 전송하고, 상기 제2 BWDM을 투과한 시드광원으로부터 전송된 광을 역다중화하여 상기 다수의 광가입자망유닛(ONU1∼ONUn)의 각 트랜스미터로 전송하는 제2 DWDM;을 포함하는 것을 특징으로 하는 파장분할다중 방식의 수동형 광가입자망 시스템을 제공한다.

이 경우, 상기 시드광원은 각 파장에 해당하는 다수의 DWDM DFB-LD; 및, 상기 다수의 DWDM DFB-LD의 각 파장을 취합하기 위한 멀티플렉서(Multiplexer)를 포함할 수 있다. 더욱이, 상기 시드광원은 1535nm∼1560nm 파장대역의 C-band(Conventional band)에서 충분한 광출력을 가지고 있는 증폭광원(Erbium Amplified Spontaneous emission Source) 또는 SLD(stabilized Laser Diode)로 이루어지는 것이 가능하다.

또한, 상기 다수의 광가입자망유닛(ONU1∼ONUn)의 트랜스미터는 RSOA(Reflective Semiconductor Optical Amplipier)이며, 상기 시드광원으로부터 전송된 광을 증폭하여 광신호로 변환하여 반사시킨다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 파장분할다중 방식의 수동형 광가입자망 시스템의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 파장분할다중 방식의 수동형 광가입자망 시스템의 블럭도이다.

도 1을 참고하며, 본 실시예의 파장분할다중 방식의 수동형 광가입자망 시스템은 중앙기지국(Optical Line Termination; 이하, OLT라 한다), OLT에 광선로를 통해 연결된 지역기지국(Remote Node; 이하, RN이라 한다) 및, RN에 연결된 다수의 광가입자망유닛(Optical Network unit; 이하, ONU라 한다)(ONU1∼ONUn)을 포함한다.

OLT(10)는 다수의 트랜스미터(Tx1∼Txn), 다수의 리시버(Rx1∼Rxn), 제1 CWDM(Coarse WDM)(11), 제1 BWDM(Band WDM)(13), 제1 DWDM(Dense WDM) 및, 시드광원(17) 및, 서큘레이터(19)를 포함한다.

OLT(10)의 다수의 트랜스미터(Tx1∼Txn)는 광원으로 CWDM의 DFB-LD를 사용하며, 제1 CWDM(11)에 각각 연결된다. 제1 DWDM(15)에 각각 연결된 다수의 리시버(Tx1∼Txn)는 포토다이오드(PD)를 사용하며, 다수의 트랜스미터(Tx1∼Txn)에 대응하는 개수로 이루어진다.

제1 CWDM(11)은 다수의 트랜스미터(Tx1∼Txn)로부터 각각 전송되는 다수의 서로 다른 파장대역의 광신호인 제1 광신호그룹을 수신하여 이를 하나의 광선로(20)를 통해 RN(30)으로 전송하기 위해 다중화시킨다.

제1 BWDM(13)은 제1 CWDM(11)에서 다중화된 제1 광신호그룹을 전달받아 광선로(20)를 통해 RN(30)으로 전송한다.

제1 DWDM(15)은 RN(30)으로부터 전달된 후술하는 다중화된 제2 광신호그룹을 서큘레이터(19)를 통해 전달받아 역다중화킨 후, 역다중화된 각각의 광신호에 대응하는 OLT(10) 측의 다수의 리시버(Rx1∼Rxn)로 전송한다.

시드광원(seed light)(17)은 ONU1∼ONUn 측의 다수의 트랜스미터(Tx1∼Txn)의 광원으로 사용된다. 시드광원(17)으로부터 전송된 광은 상기 OLT(10)의 다수의 트랜스미터(Tx1∼Txn)에서 전송된 제1 광신호그룹과 함께 제1 BWDM(13)을 통해 RN(30)으로 전송한다. 이 경우, 시드광원(17)으로는, 각 파장의 DWDM DFB-LD와 각 파장을 취합하는 멀티플렉서(Multiplexer)를 함께 이용하는 경우와, 증폭광원(Erbium Amplified Spontaneous emission Source) 또는 SLD(stabilized Laser Diode와 같이 안정화되어 있으며, 1535nm∼1560nm 파장대역의 C-band(Conventional band)에서 충분한 광출력을 가지고 있는 광원이 사용될 수 있다. ONU1∼ONUn의 다수의 트랜스미터(Tx1∼Txn)는 각각 파장대역이 구분되지 않은 RSOA(Reflective Semiconductor Optical Amplipier)를 사용한다.

서큘레이터(19)는 ONU1∼ONUn의 RSOA로 이루어진 트랜스미터(Tx1∼Txn)에서 반사된 제2 DWDM(35)에 의해 다중화된 제2 광신호그룹을 전달받아 제1 DWDM(15)으로 안내한다.

RN(30)은 제2 BWDM(31), 제2 CWDM(33) 및, 제2 DWDM(35)를 포함한다.

제2 BWDM(31)은 광선로(20)와 연결되며 이 광선로(20)를 통해 전송된 제1 광신호그룹 및 시드광원에서 전송된 광을 전달받아 제1 광신호그룹은 반사하고 다수의 광원은 투과시킨다.

제2 CWDM(33)은 제2 BWDM(31)으로부터 반사된 제1 광신호그룹을 전달받아 역다중화한 후, 이 다수의 광신호를 제2 DWDM(35)으로 전송한다.

제2 DWDM(35)은 제2 CWDM(33)으로부터 전송된 제1 광신호그룹의 각각의 광신호를 반사시켜 ONU1∼ONUn의 리시버(Rx1∼Rxn)로 전송한다. 또한 제2 DWDM(35)은 제2 BWDM(31)을 투과한 다수의 광원을 다중화하여 ONU1∼ONUn의 트랜스미터(Tx1∼Txn)로 전송한다.

ONU1∼ONUn는 다수의 트랜스미터(Tx1∼Txn) 및 다수의 리시버(Rx1∼Rxn)를 포함한다. 이 경우, ONU1∼ONUn의 다수의 트랜스미터(Tx1∼Txn)는 RSOA(Reflected Semiconductor Optical Amplipier)를 사용하며, 이 RSOA는 시드광원(17)으로부터 전송된 광을 수신하여 이를 광신호로 사용할 수 있도록 광을 증폭반사하는 역할을 한다. 이렇게 다수의 트랜스미터(Tx1∼Txn)로부터 전송되는 광신호는 ONU로부터 OLT(10)로 상향하는 제2 광신호그룹을 이룬다.

한편, ONU1∼ONUn의 다수의 리시버(Rx1∼Rxn)는 포토다이오드를 사용할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 파장분할다중 방식의 수동형 광가입자망 시스템의 광신호의 하향전송 및 상향전송 과정을 도 1을 참고하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 서로 다른 파장대역의 광신호를 OLT(10)에서 ONU1∼ONUn로 하향전송의 경우, 다수의 OLT(10)의 트랜스미터(Tx1∼Txn)에서 각종 데이터를 실은 다수의 서로 다른 파장대역의 광신호는 제1 CWDM(11)으로 전송되어 다중화된다. 이렇게 제1 CWDM(11)에서 다중화된 제1 광신호그룹은 제1 BWDM(13)으로 전송되는데 이때, 시드광원(17)에서 발신되는 광과 함께 제1 CWDM(11)으로 전송된다.

상기 제1 광신호그룹 및 시드광원(17)으로부터 전송된 광은 서큘레이터(19) 및 광선로(20)를 통해 RN(30)의 제2 BWDM(31)으로 전송된다. 제1 광신호그룹은 제2 BWDM(31)에서 반사되어 제2 CWDM(33)으로 전송되고, 제2 CWDM(33)에서 역다중화된 후 제2 DWDM(35)으로 전송된다. 이렇게 제2 DWDM(35) 전송된 제1 광신호그룹은 반 사되어 ONU1∼ONUn의 리시버(Rx1∼Rxn)로 전송된다.

시드광원으로부터 전송된 광원은 제2 BWDM(31)를 투과하여 제2 DWDM(35)에 의해 다중화되어 ONU1∼ONUn의 각 트랜스미터(Tx1∼Txn)로 전송된다.

한편, ONU1∼ONUn에서 각 OLT(10)로 서로 다른 파장대역의 광신호를 상향 전송하는 경우, 제2 BWDM(31)를 투과하여 제2 DWDM(35)에 의해 다중화된 ONU1∼ONUn의 각 트랜스미터(Tx1∼Txn)로 전송된 광은 RSOA인 각 트랜스미터(Tx1∼Txn)에 의해 증폭되면서 데이터를 갖는 광신호로 변환된 후 반사된다. 각 트랜스미터(Tx1∼Txn)에서 반사된 다수의 광신호로 이루어진 제2 광신호그룹은 제2 DWDM(35)을 통해 다중화된 후 제2 BWDM(31)으로 전송된다. 다중화된 제2 광신호그룹은 광선로(20)를 거쳐 OLT(10)로 전송되는데, 이 경우, 서큘레이터(19)에 의해 제1 DWDM(15)로 전송된다.

그 후, 제2 광신호그룹을 이루는 다수의 광신호는 제1 DWDM(15)에서 역다중화되어 다수의 리시버(Rx1∼Rxn)로 각각 전송된다.

상기한 바와 같은 본 발명에 있어서는, 광가입자망유닛(ONU1∼ONUn)의 트랜스미터(Tx)를 서로 다른 파장대역에 해당하는 DFB-LD를 각각 파장 별로 구비할 필요 없이, 파장대역이 정해지지 않은(Color-free) 모두 동일한 소자 즉, RSOA를 준비함으로써 가입자 측 장비에 대한 예비수량을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

이상에서, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직할 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해 할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (4)

1. 중앙기지국(OLT)과, 상기 중앙기지국(OLT)에 광선로를 통해 연결된 지역기지국(RN)과 상기 지역기지국(RN)에 연결된 다수의 광가입자망유닛(ONU1∼ONUn)을 포함하는 WDM-PON(Wavelenght Division Multiplexing - Passive Optical Network) 시스템에 있어서,

   상기 중앙기지국(OLT)은,

   다수의 트랜스미터로부터 전송되는 다수의 서로 다른 파장대역의 제1 광신호그룹을 다중화하는 제1 CWDM(Coarse WDM); 상기 제1 CWDM에서 다중화된 제1 광신호그룹을 전달받아 상기 지역기지국(RN)으로 전송하는 제1 BWDM(Band WDM); 상기 지역기지국(RN)으로부터 전달된 다중화된 제1 광신호그룹을 서큘레이터를 통해 전달받아 역다중화시켜 역다중화된 각각의 광신호에 대응하는 다수의 리시버로 전송하는 제1 DWDM(Dense WDM); 및, 가입자 측의 상기 다수의 광가입자망유닛(ONU1∼ONUn)의 광원으로 사용하기 위해 상기 제1 BWDM을 통해 상기 지역기지국(RN)으로 광을 전송하는 시드광원(seed light source);을 구비하고,

   상기 지역기지국(RN)은,

   상기 광선로를 통해 전송된 제1 광신호그룹 및 시드광원으로부터 전송된 광을 전달받아 제1 광신호그룹은 반사되고 시드광원으로부터 전송된 광은 투과되는 제2 BWDM; 상기 제2 BWDM으로부터 반사된 제1 광신호그룹을 전달받아 역다중화하는 제2 CWDM; 및, 상기 제2 CWDM으로부터 전송된 제1광신호그룹을 반사시켜 상기 다수 의 광가입자망유닛(ONU1∼ONUn)의 리시버로 전송하고, 상기 제2 BWDM을 투과한 시드광원으로부터 전송된 광을 역다중화하여 상기 다수의 광가입자망유닛(ONU1∼ONUn)의 각 트랜스미터로 전송하는 제2 DWDM;을 포함하는 것을 특징으로 하는 파장분할다중 방식의 수동형 광가입자망 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 시드광원은

   각 파장에 해당하는 다수의 DWDM DFB-LD; 및,

   상기 다수의 DWDM DFB-LD의 각 파장을 취합하기 위한 멀티플렉서(Multiplexer)를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장분할다중 방식의 수동형 광가입자망 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 시드광원은

   1535nm∼1560nm 파장대역의 C-band(Conventional band)에서 충분한 광출력을 가지고 있는 증폭광원(Erbium Amplified Spontaneous emission Source) 또는 SLD(stabilized Laser Diode)인 것을 특징으로 하는 파장분할다중 방식의 수동형 광가입자망 시스템.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 다수의 광가입자망유닛(ONU1∼ONUn)의 트랜스미터는 RSOA(Reflective Semiconductor Optical Amplipier)이며, 상기 시드광원으로부터 전송된 광을 증폭 하여 광신호로 변환하여 반사시키는 것을 특징으로 하는 파장분할다중 방식의 수동형 광가입자망 시스템.

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