KR20090040125A - 시분할 다중 및 파장 분할 다중 접속 수동형 광 네트워크장치 - Google Patents

시분할 다중 및 파장 분할 다중 접속 수동형 광 네트워크장치 Download PDF

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Abstract

하향 신호에 대해서는 시분할 다중화 방식을 적용하여 기지국 단말의 광송신기의 수를 줄여 비용을 절감하고, 동시에 가입자가 수신하는 방송 신호를 간단하게 전송하는 장점을 얻을 수 있고, 상향 신호에 대해서는 파장분할 다중화 방식을 적용하여 각 가입자가 독립된 채널을 통해 전송 대역을 충분히 활용할 수 있는 시분할 다중 및 파장 분할 다중 접속 수동형 광 네트워크 장치가 개시되어 있다. 기지국 단말은 다수의 하향 신호를 시분할 다중화하고 복수의 광 신호를 동시에 변조하여 출력하는 송신기, 상기 송신기로부터의 상기 광 신호를 광 분배망으로 전송하고 상기 광 분배망으로부터 수신된 광 신호를 전송하는 광 서큘레이터, 상기 광 분배망으로부터 상기 광 서큘레이터를 통하여 전송되어 입력된 상향 신호를 역 다중화하고 다수의 전기 신호로 각각 변환하고 상위 계층으로 전달하는 수신기를 구비한다. 파장 분배기는 상기 기지국 단말로부터의 상기 하향 신호를 각각의 파장에 해당하는 포트로 분배하고 상기 광 분배망으로부터의 광신호를 상기 기지국 단말로 전송한다. 가입자 단말기용 광 송수신기는 상기 파장 분배기로부터의 상기 하향 신호를 수신하고 상기 하향 신호를 입력받아 상향 신호를 위한 광원으로 재사용한다.
Figure P1020070105754
시분할 다중 접속, 파장 분할 다중 접속, 수동형 광 네트워크 장치

Description

시분할 다중 및 파장 분할 다중 접속 수동형 광 네트워크 장치{TDM AND WDMA PASSIVE OPTICAL NETWORK APPRATUS}
본 발명은 광 가입자망에서 전화국 또는 기지국 단말의 OLT (optical line terminal)와 가입자 단말의 ONT (optical network terminal) 또는 ONU (optical network unit) 간의 신호 전송을 위한 수동형 광네트워크 (PON: passive optical network) 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 OLT에서 ONT/ONU로 전송되는 하향 신호는 각 가입자에게 전달되는 데이터를 시분할다중 (TDM: time division multiplex) 방식으로 다중화하여 전송하고, ONT/ONU에서 OLT로 전송되는 상향 신호는 가입자로부터 전송되는 신호를 파장분할 다중접속 (WDMA: wavelength division multiple access) 방식으로 구분하여 전송하는 시분할 다중 및 파장 분할 다중 접속 수동형 광 네트워크 장치에 관한 것이다.
도 1은 종래의 수동형 광 네트워크를 나타낸 블록도이다. 수동형 광가입자망은 도 1에 보이는 것과 같이 전화국 또는 기지국이나 주거단지의 단자함에 위치하는 OLT(110)에서 하나의 광 섬유를 통해 가입자에게 방송 신호와 데이터 통신 신호, 음성전화 신호를 전송한다. 하나의 광섬유에 보내진 신호들은 광 분배기(120) 에 의해 각 가입자에게 연결된 광섬유들을 통해 분기되어 16, 32, 64 또는 128 이상의 ONT(130) 또는 ONU로 전달된다. 이때 ONT/ONU는 가입자 단에서 전달된 광신호를 전기 신호로 변환하고, 전송된 신호들 중에서 해당 ONT(130)로 보내진 신호를 분리하며 PON 기능에 대한 처리를 한 후 가입자에게 해당 신호를 보낸다. 이러한 수동형 광 가입자망은 가입자에게 해당 신호를 전송하는 방법으로 가입자별 다른 시간 구간을 정하여 전송하는 시분할 다중화 방식과 가입자별 다른 파장을 할당하여 전송하는 파장분할 다중화 방식이 있다.
도 2는 종래의 시분할 다중 수동형 광가입자망의 구조를 나타낸 블록도이다.시분할 다중화 방식의 수동형 광가입자망은 도 2에 설명되어 있는 것처럼 가입자에게로 전송되는 다수의 하향 신호를 시분할 다중화기(210)로 고속의 단일 신호로 변환하고 광 송신기(220)에서 하나의 광신호로 변조하여 가입자에게 전송하고, 광 파워 분배기(240)에 의해 광신호가 모든 가입자에게 전송되면 가입자는 ONT에 입력된 광 신호를 광 송수신기(250)에서 전기 신호로 변환한 후에 가입자에 해당되는 하향 신호만 선택하여 수신하는 시분할 다중 방식을 사용한다. 가입자로부터 오는 각각의 상향 신호는 가입자별 할당된 시간 구간 안에 가입자의 광 송수신기(250)에서 신호를 전송하는 방식으로 시간 축 상에 가입자별 상향 신호를 해당 시간에 정렬하는 시분할 다중 접속 방식 (TDMA: time division multiple access)을 적용한다.
시분할 다중화 방식의 수동형 광가입자망은 현재까지 ATM-PON, BPON, GPON 및 EPON 등과 같은 여러 종류의 구현 방법이 제시되고 있으며, 현재까지는 1Gb/s급 전송이 가능한 기술이 상용화되어 있으며, 10Gb/s급 전송이 가능한 수동형 광가입 자망에 대한 표준이 진행 중이다.
시분할 다중화 방식에서는 OLT에서 하나의 광 송신기(220)와 광 수신기(230)를 이용하여 모든 가입자에게 해당 신호를 보낼 수 있어 각 가입자별로 광 송수신기를 사용하는 파장분할 다중화 방식보다 제작 비용을 줄일 수 있다. 즉, N개의 가입자에 대해 파장 분할 방식은 기지국 단말에서 N개의 광 송수신기(310)를 요구하지만 시분할 다중화 방식에서는 기지국 단말에서 각각 1 개의 광 송신기(220)와 광 수신기(230)만 필요하다. 더불어, 방송 신호와 같이 모든 가입자에게 전송되는 브로드캐스팅 또는 멀티캐스팅 신호는 시분할 다중화 방식에서는 하나의 패킷으로 모든 가입자에게 전송할 수 있는 장점이 있다. 그렇지만 광 송신기(220) 및 광 수신기(230)의 상향, 하향 전송 대역을 가입자들이 공유함으로 전송 대역이 작아지고, OLT에서 다른 가입자들로부터 각각 전송되어 신호의 세기와 위상이 서로 다른 버스트 모드 형태의 패킷들을 수신하여야 하므로 상향 신호의 광 수신기(230)를 위해 복잡한 회로가 필요한 단점이 있다.
도 3은 종래의 파장 분할 다중 수동형 광가입자망의 구조를 나타낸 블록도이다. 파장분할 다중화 방식의 수동형 광 가입자망은 도 3에 설명되어 있는 것처럼 가입자에게 전송되는 하향 신호는 파장이 다른 광 송신기(310)를 이용하여 광 신호로 변환하고 각각의 파장이 다른 광신호는 파장 분할 다중화기(320)에 의해 하나의 광 섬유로 입력되어 가입자에게 송출하고 가입자별 신호 분리는 파장 분배기(340)를 통해 이루어지는 파장 분할 방식 (WDM: wavelength division multiplex)을 적용하고, 가입자로부터 전송되는 상향신호는 파장이 다른 광 송수신기(350)를 이용하 여 OLT로 전송하는 파장 분할 다중 접속 방식 (WDMA)을 이용한다.
여기서 파장 분배기(340)는 하향 신호에 대해서는 OLT와 연결된 포트로 입력된 복수 파장의 광신호를 각 파장 별로 가입자에게 연결된 포트로 출력하는 파장 분할 역 다중화기로 작용하고 상향 신호에 대해서는 각 가입자에게 연결된 각 포트로 입력되는 광신호를 다중화하여 하나의 포트로 출력하여 OLT로 전송하는 파장분할 다중화기로 작용한다.
파장 분할 다중화 방식의 수동형 광가입자망은 초기에 파장 당 100Mb/s급 전송이 가능하였으며, 지금은 파장 당 1Gb/s까지 전송 속도가 증가하였다. 또한, 파장 분할 다중화 방식의 수동형 광 가입자망 구조에서는 가입자별 상향 신호와 하향 신호의 파장을 다르게 사용할 수 있지만, 광원의 수를 줄임으로 비용을 절감할 수 있는 방안으로 하향 광신호를 광원으로 재이용하여 상향 광신호를 발생하는 재변조 방식도 사용되고 있다. 이러한 재변조 방식의 일 예로 L.Y. Chan, 외에 의해 2001년 Optical Fiber Communication Conference and Exhibit에서 발표된 Demonstration of data remodulation for upstream traffic in WDM access networks using injection-locked FP laser as modulator라는 제목의 논문에 설명되어 있는 것처럼 10Gbit/s 의 고속 변조된 하향 광신호를 재변조하여 1Gbit/s급의 저속 변조된 상향 광신호를 발생하는 방법이 사용되고 있다.
파장분할 다중화 방식에서는 각 가입자별로 기지국 단말에서 광 송신기(310) 및 광 수신기(360)가 할당되므로 OLT의 광 송신기(310) 및 광 수신기(360)의 전송 대역까지 가입자가 신호를 전송할 수 있고, OLT에서 각 가입자로부터 전송되는 패 킷은 연속 모드 형태이므로 상향 신호의 광 수신기(360)의 회로가 간단해지는 장점이 있다. 그렇지만, OLT의 광 송신기(310) 및 광 수신기(360)의 수가 가입자별로 필요하므로 제작 비용이 증가하고, 광 분배기에서 브로드캐스팅 및 멀티캐스팅 방식으로 전송하는 것이 불가능하여 방송 신호와 같이 동시에 가입자가 수신하는 하향 신호는 OLT에서 가입자별로 동일한 방송 신호를 중복해서 전송하여야 하는 단점이 있다.
본 발명은 종래의 시분할 다중화 방식과 파장 분할 다중화 방식의 수동형 광네트워크의 단점을 보완하기 위한 것으로, 하향 신호에 대해서는 광 송신기의 수를 줄여 시분할 다중화 방식을 적용하여 방송 신호와 같이 동시에 가입자가 수신하는 하향 신호의 전송을 간단히 하는 장점을 얻을 수 있고, 상향 신호에 대해서는 각 가입자가 독립된 채널을 이용하므로 광 송수신기의 대역을 충분히 활용할 수 있는 시분할 다중 및 파장 분할 다중 접속 수동형 광 네트워크 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 시분할 다중 및 파장 분할 다중 접속 수동형 광 네트워크 장치는 다수의 하향 신호를 시분할 다중화하고 복수의 광 신호를 동시에 변조하여 출력하는 송신기, 상기 송신기로부터의 상기 광 신호를 광 분배망으로 전송하고, 상기 광 분배망으로부터 수신된 광 신호를 전송하는 광 서큘레이터, 상기 광 분배망으로부터 상기 광 서큘레이터를 통하여 전송되어 입력된 상향 신호를 역 다중화하고 다수의 전기 신호로 각각 변환하고 상위 계층으로 전달하는 수신기를 구비하는 기지국 단말; 상기 기지국 단말로부터의 상기 하향 신호를 각각의 파장에 해당하는 포트로 분배하고 상기 광 분배망으로부터의 광신호를 상기 기지국 단말로 전송하는 파장 분배기; 및 상기 파장 분배기로부터의 상기 하향 신호를 수신하고 하향 신호를 입력받아 상향 신호로 재변조하는 가입자 단말기용 광 송수신기를 포함하는 것 을 특징으로 한다.
본 발명은 시분할 다중 방식과 파장 분할 다중 접속 방식을 동일한 수동형 광 네트워크에서 효율적으로 구현하는 방안을 제공함에 있어, 기지국 단말에서 복수 광원을 채택한 광 송신기와 광 서큘레이터를 이용하여 하향 신호를 전송하고 상향 신호는 복수의 광 수신기를 이용하여 파장분할 다중화된 상향 신호를 수신하므로, 파장 분배기를 광 분배기로 사용할 때 시분할 다중 방식의 수동형 광 네트워크에서 단일 파장의 하향 신호를 가입자에게 전송하지 못했던 문제를 해결한다.
또한, 시분할 다중 방식과 파장 분할 다중 접속 방식을 적용함으로 수동형 광네트워크에서 시분할 다중 방식에 비해 상향 신호의 대역 효율을 높이고 상향 신호의 송수신을 위한 복잡한 회로를 간단한 회로로 대체할 수 있다. 그리고 파장분할 다중 방식에 비해 하향 신호의 광 송신기의 수를 N개에서 1개로 줄임으로 비용을 절감할 수 있도록 하며 더불어 방송 데이터와 같이 모든 가입자가 동시에 수신하는 브로드캐스팅 또는 멀티캐스팅 방식의 패킷 전송이 가능하다.
이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 4는 시분할다중 및 파장 분할 다중 접속 수동형 광 네트워크 구조를 설명하는 블록도이다.
이러한 시분할 다중 및 파장 분할 다중 접속 수동형 광 네트워크를 위해서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 시분할 다중 방식과 파장 분할 다중 접속 방식을 동일한 광 네트워크에서 효율적으로 구현하는 방안을 제공함에 있다.
시분할 다중 방식은 광 네트워크에서 가입자에게 광신호를 분배하기 위해 광파워 분배기(240)를 사용한다. 상기 광 파워 분배기(240)는 단일 파장의 광 신호의 파워를 나누어서 각 포트로 전송하므로 동일한 광 신호가 광 파워 분배기(240)의 포트 수에 따라 파워가 감소되어 ONT로 전송된다. 반면, 파장 분할 다중 접속 방식에서는 광 파장 분배기(340)에 의해 광 신호의 파장에 해당하는 포트로 입력된 광신호가 다중화되어 OLT와 연결된 포트로 전송된다.
시분할 다중 및 파장 분할 다중 접속 수동형 광 네트워크의 광 분배기로 광파워 분배기를 사용하는 경우에는 단일 파장의 하향 신호는 시분할 다중 방식의 수동형 광 네트워크에서처럼 모든 가입자에게 해당 광 파워를 갖는 동일한 신호가 전송될 수 있지만, 상향 신호에 대해서는 각 가입자로부터 전송되는 복수 파장의 광파워가 광 분배기의 포트 수에 따라 감소되므로 효율성이 떨어진다. 한편, 광 분배기로 파장 분배기를 사용하는 경우에는 단일 파장의 하향 신호를 모든 가입자에게 전송하는 것이 불가능하게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위한 본 발명을 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 시분할다중 및 파장 분할 다중 접속 수동형 광 네트워크 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
본 발명에 따른 시분할다중 및 파장 분할 다중 접속 수동형 광 네트워크 장치는 기지국 단말(510), 파장 분배기(560), 및 가입자 단말기용 광 송수신기(570) 를 포함한다.
기지국 단말(510)는 송신기(520), 광 서큘레이터(530), 및 수신기(540)를 포함한다. 송신기(520)는 다수의 하향 신호를 시분할 다중화하고 복수의 광 신호를 동시에 변조하여 출력한다.
상기 기지국 단말(510)의 송신기(520)는 전기적 시분할 다중화기(522), 다수의 광원(524), 파장 분할 다중화기(526), 및 광 변조기(528)를 포함한다.
상기 전기적 시분할 다중화기(522)는 다수의 하향 신호를 고속의 단일 신호로 다중화하여 복수 파장에 전기적 시분할 다중화된 하향 신호를 출력한다.
상기 다수의 광원(524)은 상기한 파장을 갖는 광 신호를 각각 출력한다. 상기 다수의 광원(524)은 하나의 다중화 출력 포트를 구비한 WDM 광원 어레이인 것이 바람직하다.
여기서 다수의 광원(524)은 ITU-T G.694.1 Spectral Grids for WDM applications: DWDM frequency grid에 명시된 것처럼 DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) 파장 주기의 주파수를 갖는 광원을 사용하거나 ITU-T G.694.2 Spectral grids for WDM applications: CWDM wavelength grid에 명시된 것처럼 CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) 파장 주기의 주파수를 갖는 광원을 사용할 수 있다.
상기 파장 분할 다중화기(526)는 상기 다수의 광원으로부터의 상기 광 신호를 다중화하여 다중화 신호를 출력한다.
상기 광 변조기(528)는 상기 고속의 단일 신호에 의해 구동되어 상기 파장 분할 다중화기로부터의 상기 다중화 신호를 변조하여 복수 파장에 전기적 시분할 다중화된 하향 신호가 변조된 광신호를 출력한다.
본 발명에 의한 시분할 다중 및 파장 분할 다중 접속 수동형 광 네트워크 장치에서 하향 신호는 상위 계층에서 전달된 전기 신호를 전기적 시분할 다중화기(522)에 의해 고속의 단일 신호로 다중화하여 광 변조기(528)를 구동하게 되고, 광 변조기(528)는 다수의 광원(524)으로부터 들어오는 광신호를 동시에 변조하여 출력한다.
여기서 광 변조기(528)에 의해 변조된 신호는 복수 파장에 전기적 시분할 다중화된 하향 신호가 동일하게 변조된 광신호를 출력하게 된다. 즉, 광신호는 어느 하나의 파장을 수신해도 동일한 신호를 추출할 수 있게 된다.
여기서 다수의 광원(524)은 AWG (arrayed waveguide grating), 등에 의한 파장 분할 다중화기(526)에 의해 하나의 광섬유 또는 광 도파로로 다중화되어 광 변조기(528)의 입력 포트로 연결된다. 또는 하나의 다중화 출력 포트를 구비한 WDM 광원 어레이를 사용하여 광 변조기(528)에 연결할 수 있다. 또는 광 변조기(528)와 다수의 광원(524)을 하나의 기판 위에 집적시켜 구현할 수도 있다. 이때 다수의 광원(524)과 광 변조기(528)가 집적된 기판은 PLC (planar lightwave circuit) 플랫폼 위에 칩 형태의 다수의 광원(524)과 각각의 광원과 연결된 파장 분할 다중화기(526)와 파장 분할 다중화기(526)의 출력 포트와 연결된 칩 형태의 광 변조기(528)를 집적하여 구현할 수 있다. 또는 다수의 광원(524)과 광 변조기(528)가 집적된 기판은 PLC (planar lightwave circuit) 플랫폼 위에 칩 형태의 다수의 광 원(524)과 각각의 광원과 연결된 파장 분할 다중화기(526)와 파장 분할 다중화기(526)의 출력 포트와 연결된 Mach Zehnder 타입의 광 변조기를 집적하여 구현할 수 있다.
상기 기지국 단말(510)의 송신기(520)는 출력 포트에 광 증폭기를 더 포함할 수 있다.
이러한 하향 신호는 광 서큘레이터(530)를 통해서 광 분배망으로 전달되고 수동형 광 네트워크의 광 분배망에 있는 파장 분배기(560)에서 각각의 파장에 해당하는 포트로 분배되어 가입자에게 전송된다.
광 서큘레이터(530)는 상기 송신기(520)로부터의 상기 광 신호를 광 분배망으로 전송하고, 상기 광 분배망으로부터 수신된 광 신호를 광 수신기(540)로 전송하며, 송신기(520)로부터 출력된 광 신호가 수신기(540)로 전송되는 것을 적절히 차단하는 것을 특징으로 한다.
수신기(540)는 상기 광 분배망으로부터 상기 광 서큘레이터(530)를 통하여 전송되어 입력된 상향 신호를 역 다중화하고 다수의 전기 신호로 각각 변환하고 상위 계층으로 전달한다.
상기 수신기(540)는 파장 분활 역 다중화기(542) 및 다수의 광 수신기(544)를 포함한다.
파장 분할 역 다중화기(542)는 광 분배망으로부터 전송되어 입력된 상향 신호를 역 다중화한다.
다수의 광 수신기(544)는 상기 파장 분할 역 다중화기(542)의 출력을 전기 신호로 각각 변환하고 상위 계층으로 전달한다. 상기 다수의 광 수신기(544)는 포토 검출기 어레이인 것이 바람직하다.
기지국 단말의 수신기(540)는 광분배망으로부터 전송되어 입력되는 상향 신호를 AWG, 등에 의한 파장분할 역다중화기(542)에 의해 역 다중화하고 각각의 가입자에 해당하는 광신호를 파장분할 역 다중화기(542)의 출력 포트에 연결된 각각의 광수신기(544)에서 전기신호로 변환하고 상위 계층으로 전달한다. 여기서 복수의 광 수신기(544)는 복수의 PD (photo detecter) 어레이와 하나의 파장분할 역다중화기(542)를 포함하여 구현할 수 있으며, 하나의 PLC 플랫폼을 이용하여 복수의 PD 어레이와 하나의 파장분할 역 다중화기를 집적하여 구현할 수 있다.
상기 기지국 단말(510)은 상기 광 서큐레이터(530)의 광 분배망 입출력 포트에 접속된 광 증폭기(도시안됨)를 더 포함할 수 있다.
상기 파장 분배기(560)는 상기 기지국 단말(510)로부터의 상기 하향 신호를 각각의 파장에 해당하는 포트로 분배하고 상기 광 분배망으로부터의 광신호를 상기 기지국 단말(510)로 전송한다.
가입자 단말기용 광 송수신기(570)는 상기 파장 분배기(560)로부터의 상기 하향 신호를 수신하고 하향 신호를 입력받아 상향 신호로 재변조한다.
도 6은 도 5에 도시된 가입자 단말기용 광 송수신기(570)의 일예를 나타낸 상세 블록도이다. 상기 가입자 단말기용 광 송수신기(570)는 광 수신기(610), 광 송신기(620), 및 광 파워 분배기(630)를 포함한다.
광 수신기(610)는 상기 파장 분배기(560)로부터의 상기 하향 신호를 수신한 다. 광 송신기(620)는 하향 신호를 입력받아 상향 신호로 재변조한다. 광 파워 분배기(630)는 입력된 하향 광신호의 파워를 분리하여 일부는 상기 광 수신기(610)로 출력하고 나머지 일부는 상기 광 송신기(620)로 연결된 포트로 출력한다. 상기 광 파워 분배기(630)는 광섬유 커플러 또는 광도파로 커플러를 사용하여 구현하거나 또는 박막 필터로 구현할 수 있다.
여기서 상기 광 파워 분배기(630)는 입력된 하향 광신호의 파워를 분리하여 일부는 광 수신기(610)로 출력하고 나머지 일부는 광 송신기(620)로 연결된 포트로 출력한다. 그리고 광 송신기(620)에서 재변조된 상향 광신호는 광 송신기(620)로 연결된 포트, 즉 하향 신호가 출력된 포트로 다시 입력받아 광 분배망과 연결된 포트로 출력하여 파장 분배기(560)로 전달한다. 이때 상향 광신호는 광 파워 분배기(630)에 의해 일정 부분 파워의 손실이 발생할 수 있다.
상기 광 송신기(620)는 하나의 입출력 포트로 광신호를 입력받고 동시에 상향 신호로 재변조되고 증폭된 광 신호를 출력한다. 광 송신기(620)로부터 출력된 광신호는 다시 광 파워 분배기(630)에 의해 광 분배망에 연결된 포트로 출력되어 파장분배기를 통해 기지국 단말(510)로 전달된다.
본 발명에 의해 개시된 시분할 다중 및 파장분할 다중접속 수동형 광 네트워크에서는 하향 신호가 모든 가입자의 신호를 시분할 다중하여 전송하고 상향 신호는 모든 가입자의 신호가 별도의 파장을 통해 전송되므로 하향 신호의 전송 대역이 상향 신호의 전송 대역보다 클 수 있다. 예를 들면, 상향 신호는 파장분할 다중화 방식의 수동형 광 네트워크에서 구현되어 있는 것처럼 파장 당 1Gb/s의 전송 대역 을 사용하고 하향 신호는 10Gb/s 전송 대역을 사용할 수 있다. 이런 경우에 광 송수신기의 대역이 하향은 10Gb/s이고 상향은 1Gb/s가 되며, 이때 하향 신호는 상향 신호와 동일한 광 링크 버짓을 얻기 위해서 기지국 단말(510)의 광 송신기(520)의 출력 파워가 높아져야 할 필요가 있다.
이를 위해 본 발명에서 설명한 시분할 다중 및 파장 분할 다중 접속 수동형 광 네트워크에서는 광 송신기(520)의 출력 포트와 광 서큘레이터(530)의 광 송신기 연결 포트 사이에 광섬유 증폭기 또는 반도체 광증폭기와 같은 광 증폭기를 사용할 수 있다. 또는 광 서큘레이터(530)의 광 분배망 연결 포트에 광 증폭기를 연결하여 광송신 출력을 향상시킬 수 있다. 여기서 광 서큘레이터(530)와 광 분배망 사이에 연결된 광 증폭기는 양방향 특성을 갖는 경우에 하향 신호와 상향 신호를 동시에 증폭하여 수동형 광 네트워크의 광 링크 버짓을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 수동형 광 네트워크를 나타낸 블록도이다.
도 2는 종래의 시분할 다중 수동형 광가입자망의 구조를 나타낸 블록도이다.
도 3은 종래의 파장 분할 다중 수동형 광가입자망의 구조를 나타낸 블록도이다.
도 4는 시분할다중 및 파장분할다중접속의 수동형 광 네트워크 구조를 설명하는 블록도이다.
도 5는 본 발명에 따른 시분할다중 및 파장 분할 다중 접속 수동형 광 네트워크 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 6은 도 5에 도시된 가입자 단말기용 광 송수신기의 일예를 나타낸 상세 블록도이다.

Claims (9)

  1. 다수의 하향 신호를 시분할 다중화하고 복수의 광 신호를 동시에 변조하여 출력하는 송신기, 상기 송신기로부터의 상기 광 신호를 광 분배망으로 전송하고, 상기 광 분배망으로부터 수신된 광 신호를 전송하는 광 서큘레이터, 상기 광 분배망으로부터 상기 광 서큘레이터를 통하여 전송되어 입력된 상향 신호를 역 다중화하고 다수의 전기 신호로 각각 변환하고 상위 계층으로 전달하는 수신기를 구비하는 기지국 단말;
    상기 기지국 단말로부터의 상기 하향 신호를 각각의 파장에 해당하는 포트로 분배하고 상기 광 분배망으로부터의 광신호를 상기 기지국 단말로 전송하는 파장 분배기; 및
    상기 파장 분배기로부터의 상기 하향 신호를 수신하고 하향 신호를 입력받아 상향 신호로 재변조하는 가입자 단말기용 광 송수신기를 포함하는 시분할 다중 및 파장 분할 다중 접속 수동형 광 네트워크 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 기지국 단말의 송신기는
    다수의 하향 신호를 고속의 단일 신호로 다중화하여 복수 파장에 전기적 시분할 다중화된 하향 신호를 출력하는 전기적 시분할 다중화기;
    상기한 파장을 갖는 광 신호를 각각 출력하는 다수의 광원;
    상기 다수의 광원으로부터의 상기 광 신호를 다중화하여 다중화 신호를 출력 하는 파장 분할 다중화기; 및
    상기 고속의 단일 신호에 의해 구동되어 상기 파장 분할 다중화기로부터의 상기 다중화 신호를 변조하여 복수 파장에 전기적 시분할 다중화된 하향 신호가 변조된 광신호인 변조 신호를 출력하는 광 변조기를 포함하는 시분할 다중 및 파장 분할 다중 접속 수동형 광 네트워크 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 기지국 단말의 송신기는 출력 포트에 광증폭기를 더 포함하는 시분할 다중 및 파장 분할 다중 접속 수동형 광 네트워크 장치.
  4. 제2 항에 있어서, 상기 다수의 광원은 하나의 다중화 출력 포트를 구비한 WDM 광원 어레이인 시분할 다중 및 파장 분할 다중 접속 수동형 광 네트워크 장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 기지국 단말은 상기 광 서큘레이터의 광 분배망 입출력 포트에 접속된 광 증폭기를 더 포함하는 시분할 다중 및 파장 분할 다중 접속 수동형 광 네트워크 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 기지국 단말의 수신기는
    상기 광 분배망으로부터 전송되어 입력된 상향 신호를 역 다중화하는 파장 분활 역 다중화기; 및
    상기 파장 분할 역 다중화기의 출력을 전기 신호로 각각 변환하고 상위 계층 으로 전달하는 다수의 광 수신기를 포함하는 시분할 다중 및 파장 분할 다중 접속 수동형 광 네트워크 장치.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 다수의 광 수신기는 각각 포토 검출기 어레이인 시분할 다중 및 파장 분할 다중 접속 수동형 광 네트워크 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 가입자 단말기용 광 송수신기는 상기 파장 분배기로부터의 상기 하향 신호를 수신하는 광 수신기, 하향 신호를 입력받아 상향 신호로 재변조하는 광 송신기, 입력된 하향 광신호의 파워를 분리하여 일부는 상기 광 수신기로 출력하고 나머지 일부는 상기 광 송신기로 연결된 포트로 출력하는 광 파워 분배기로 이루어진 시분할 다중 및 파장 분할 다중 접속 수동형 광 네트워크 장치.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 광 파워 분배기는 광섬유 커플러, 광도파로 커플러, 또는 박막 필터로 구현하는 시분할 다중 및 파장 분할 다중 접속 수동형 광 네트워크 장치.
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