KR20100030229A - 광가입자망에서 광신호를 재생시키는 광신호 재생 장치 및 그 작동 방법 - Google Patents

광가입자망에서 광신호를 재생시키는 광신호 재생 장치 및 그 작동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광가입자망을 구축함에 있어서 광섬유 분산에 따른 광신호의 왜곡을 보상시키고 원거리 전송에 따른 광세기의 감쇄를 복구시켜 광신호를 재생시키는 광신호 재생 장치 및 그 작동 방법에 관한 것이다. 본 발명은 광신호를 진행 방향에 따라 분리 이송시키는 광신호 분리이송부; 및 광신호 분리이송부로부터 분리 이송된 광신호가 들어올 때와 들어온 광신호가 왕복 후 광신호 분리이송부로 다시 나갈 때에 각각 광신호를 분산 보상시키는 광신호 재생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광신호 재생 장치를 제공한다. 본 발명에 따르면, 전송속도가 10GB를 넘어서고 가입자 수용 커버리지가 100km까지 확대되더라도 고속 장거리 전송에 따른 광신호 성능 저하를 광학적으로 복구시킬 수 있다. 또한, 데이터 전송 속도를 고속화시킬 수 있어 더 빠른 인터넷 속도를 제공하고, 통신망 사업자들에게는 전화국 광역화 및 무인화를 달성시켜 장비의 통합 관리운용을 통한 효율적인 망 관리 및 통신망 구축을 위한 투자 비용과 유지보수 비용을 절약시킬 수 있다.
광가입자망, PON, 광신호 재생, 분산 보상, 광신호 왜곡, 광 감쇄, 광 회전기

Description

광가입자망에서 광신호를 재생시키는 광신호 재생 장치 및 그 작동 방법 {Apparatus for regenerating optical signal in optical access network, and method thereof}
본 발명은 광가입자망에서 광신호를 재생시키는 광신호 재생 장치 및 그 작동 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 광가입자망을 구축함에 있어서 광섬유 분산에 따른 광신호의 왜곡을 보상시키고 원거리 전송에 따른 광세기의 감쇄를 복구시켜 광신호를 재생시키는 광신호 재생 장치 및 그 작동 방법에 관한 것이다.
현재 상용화된 PON(Passive Optical Network) 유선통신 시스템은 광케이블이란 물리적 매체를 사용함으로 인해 기존 동선 기반의 DSL(Digital Subscriber Line) 기술이 갖고 있는 거리에 따른 속도 제한의 한계를 극복하였다. 이러한 PON 시스템은 대부분의 가입자들이 전화국으로부터 반경 수 km 이내에 위치하고 있는 관계로 광 링크 규격이 10km 또는 20km인 것이 일반이며, 통상 1GB급의 전송속도를 32명의 가입자가 공유하여 평균 30MB의 속도가 보장되는 구조를 가지고 있다.
그런데, 이러한 기존의 PON 시스템은 인터넷 접속 서비스, 낮은 대역폭을 갖는 주문형 비디오 서비스, 실시간 인터넷 TV 서비스 등을 제공하기에는 적합하나, 초고화질 HDTV(High Definition TV), 실감형 통신 등을 비롯한 광대역을 필요로 하는 서비스를 제공하기에는 전송속도 한계로 무리가 따른다. 따라서, 상기의 문제점을 극복하기 위해 2.5GB급의 전송속도를 갖는 PON 장비의 개발 및 상용화, 10GB급 PON에 대한 표준화 등이 한창 진행중이다. 그러나, 이러한 개선의 움직임은 전송속도만 고려한 것일 뿐, 전송거리는 고려되지 않은 문제점이 있다.
최근 들어 서비스의 IP 통합화, 투자 비용 및 유지보수 비용의 절감 등을 고려하여 몇몇 전화국을 통폐합하여 광역화시키려는 움직임이 주요 통신사업자들을 중심으로 일어나고 있다. 그런데, 전화국을 광역화시키면 가입자 뿐만 아니라 기존 PON 장비도 광역 전화국에서 일괄 관리해야 한다. 그러면, 광역 전화국은 기존 20km 커버리지를 넘어 많게는 80~100km 커버리지 내에 있는 가입자를 수용해야 하는 부담이 따른다. 따라서, 전송속도 뿐만 아니라 전송거리를 고려한 PON 시스템의 개선이 절실히 필요한 실정이다.
한편, 기존에는 운용비 절감을 위해 시골이나 중소도시 등에는 분국(무인 국사)을 설치하여 가입자를 수용하였다. 그러나, 이러한 분국 설치에는 가입자 수용을 위해 PON용 광라인 장치를 국사에 위치시켜야 하며, 광라인 장치 업링크 신호를 인터넷망에 접속시키기 위해 별도로 고가의 동기식(SDH; Synchronize Digital Hierarchy) 장치나 파장분할 다중화(WDM; Wavelength Division Multiplexing) 장치를 이용한 전송 루트를 구축해야 하는 불편이 따랐다. 이러한 불편 역시 전송속도 뿐만 아니라 전송거리를 고려한 PON 시스템의 개선을 요구한다.
그런데, 전송속도가 10GB를 넘어서고 전송거리가 60km 이상이 되면 광섬유가 갖는 분산 특성에 의해 전송되는 광신호의 펄스 폭이 넓어져서 인접 펄스 간에 겹침이 발생한다. 또한, 그로 인하여 수신 측에서 데이터 판별이 불가능하며, 광신호의 품질이 저하되는 현상이 발생한다. 이를 개선시키기 위해 종래에는 광케이블에 연결되는 전화국 또는 단자함에 분산 보상기를 설치하였으며, 통상 분산량의 일부(1/4 정도)를 보상하였다. 그러나, 전송거리가 더욱 확대될 것을 감안한다면 분산량의 전부를 보상하지 않고서는 무의미하다. 분산량의 전부를 보상시키기 위해서 여러 곳에 분산 보상기를 설치하거나 다수개의 분산 보상기를 묶음 형태로 설치한다면 설치 비용 및 유지 비용이 과다해지는 문제점이 발생한다.
한편, 전송거리가 증가할수록 광신호가 겪는 감쇄 정도는 증가하며, 채널 속도 증가시에도 PON을 구성하는 광 수신기가 원활하게 작동하기 위해서는 매우 큰 광파워가 요구된다. 이 또한 전송거리가 더욱 확대될 것을 감안한다면 광 증폭은 매우 절실하다 할 것이다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 광 회전기를 이용하여 단일 분산 보상기에서 광신호를 왕복 분산 보상시키는 광가입자망에서 광신호를 재생시키는 광신호 재생 장치 및 그 작동 방법을 제공함을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 광신호의 왕복 분산 보상 도중에 광 증폭도 이루어지도록 하는 광가입자망에서 광신호를 재생시키는 광신호 재생 장치 및 그 작동 방법을 제공함을 목적으로 한다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위해 안출된 것으로서, 광신호를 진행 방향에 따라 분리 이송시키는 광신호 분리이송부; 및 상기 광신호 분리이송부로부터 분리 이송된 광신호가 들어올 때와 상기 들어온 광신호가 왕복 후 상기 광신호 분리이송부로 나갈 때에 각각 상기 광신호를 분산 보상시키는 광신호 재생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광신호 재생 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 광신호를 진행 방향에 따라 분리 이송시키는 광신호 분리이송부; 및 상기 광신호 분리이송부로부터 분리 이송된 광신호가 진입하면 상기 광신호를 분산 보상시키며, 상기 분산 보상시킨 광신호를 반사시켜 상기 광신호 분리이송부로 환송시키는 광신호 재생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광신호 재생 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 (a) 광신호를 진행 방향에 따라 분리 이송시키는 단계; 및 (b) 상기 분리 이송된 광신호가 입력될 때와 상기 입력된 광신호가 왕복 후 출력될 때에 각각 상기 광신호를 분산 보상시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광신호 재생 장치의 작동 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 광 회전기를 이용하여 단일 분산 보상기에서 광신호를 왕복 분산 보상시키고 이 와중에 광 증폭도 이루어지도록 함으로써 다음 효과를 얻을 수 있다. 첫째, 전송속도가 10GB를 넘어서고 가입자 수용 커버리지가 100km까지 확대되더라도 고속 장거리 전송에 따른 광신호 성능 저하를 광학적으로 복구시킬 수 있다. 둘째, 데이터 전송 속도를 고속화시킬 수 있어 더 빠른 인터넷 속도를 제공하고, 통신망 사업자들에게는 전화국 광역화 및 무인화를 달성시켜 장비의 통합 관리운용을 통한 효율적인 망 관리 및 통신망 구축을 위한 투자 비용과 유지보수 비용을 절약시킬 수 있다. 셋째, 분산 보상을 위한 광섬유의 길이를 줄일 수 있어 저렴한 비용으로 고속 PON 유선 통신망을 구축할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, PON 커버리지의 광역화를 통해 다음 효과를 얻을 수 있다. 첫째, 분국에 설치되는 고가의 전송장치 뿐만 아니라 분국 자체의 설치가 필요 없으며, 전송로 구축 투자비용, 유지보수 비용, 인력 상주에 따른 운용비용 등을 절약할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소 들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 광신호 재생 장치를 구비하는 광가입자망 시스템의 개념도이다. 상기 도 1에 도시한 바에 따르면, 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 광가입자망 시스템(100)은 광라인 장치(110), 광 스플리터(optical splitter)(120), 광노드 장치(130), 및 광신호 재생 장치(140)를 포함한다.
광가입자망 시스템(100)이란 광가입자망을 구현하는 시스템을 말한다. 여기에서, 광가입자망은 PON(Passive Optical Network), 특히 WDM(Wavelength Division Multiplexing)-PON을 가리키는데, 반드시 이에 한정될 필요는 없으며, 예컨대 xDSL망도 가리킬 수 있다.
광라인 장치(110)는 광가입자망 서비스 제공자가 접속하는 광가입자망 제공자 장치로서, 예컨대 광회선 단말인 OLT(Optical Line Terminal)가 이에 해당할 수 있다.
광노드 장치(130)는 광가입자망 서비스 이용자가 접속하는 광가입자망 이용자 장치로서, 예컨대 광망 종단 장치 또는 가입자단 댁내 장비인 ONU(Optical Network Unit)가 이에 해당할 수 있다.
광신호 재생 장치(140)는 수동 광가입자망(PON)에서 분산 보상 및 광 증폭 기능을 구비하는 장치로서, 고속 장거리 전송에 따른 광신호의 성능 저하를 복구하여 전송속도를 더욱 고속화시키며, 전송거리도 보다 확장시킬 수 있다. 이러한 광신호 재생 장치(140)는 도 2에 도시한 바와 같이 구체적인 구성을 가진다. 이하, 도 1과 도 2를 참조하여 광신호 재생 장치(140)를 설명한다.
본 발명에 따른 광신호 재생 장치(140)는 광신호 분리이송부(210), 광신호 재생부(220), 전원부(230) 및 제어부(240)를 구비한다.
광신호 분리이송부(210)는 본 발명의 실시예에서 광신호를 진행 방향에 따라 분리 이송시키는 기능을 수행한다. 즉, 광신호를 하향 광신호와 상향 광신호로 분리하여 이중 어느 하나의 광신호를 광신호 재생부(220)로 이송시키는 기능을 수행한다. 광신호 분리이송부(210)는 광신호 재생부(220)에서 광신호가 재생되어 오면 이를 원래대로 하향 광신호 또는 상향 광신호로 전송하는 역할도 한다.
광신호 분리이송부(210)는 상기를 참작할 경우 도 1에서 보는 바와 같이 4암 광 회전기(141)로 구현될 수 있다. 4암 광 회전기(141)의 구체적인 작동을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 하향 광신호가 1번 포트로 들어오면 4암 광 회전기(141)는 시계 방향으로 회전하여 2번 포트를 통해 상기 광신호를 광섬유 분산 보상기(142) 방향으로 출력한다. 이후, 출력된 광신호가 보상되어 2번 포트로 돌아오면 4암 광 회전기(141)는 다시 시계 방향으로 회전하여 3번 포트를 통해 광 스플리터(120) 방향으로 광신호를 출력한다. 이에 따라, 출력된 광신호는 원래 진행방향이었던 광 스플리터(120) 방향으로 진행할 수 있게 된다.
한편, 4암 광 회전기(141)는 상향 광신호에 대해서도 동일하게 작동한다. 그런데, 4암 광 회전기(141)는 하향 광신호와 상향 광신호를 분리시키는 역할도 하는 바, 본 발명에 따른 광가입자망 시스템(100)은 이를 감안하여 광신호 재생 장치(140)를 2개 구비함이 바람직하다. 다만, 4암 광 회전기(141)의 경우는 그러하지 않다.
광신호 재생부(220)는 본 발명의 실시예에서 광신호 분리이송부(210)로부터 분리 이송된 광신호가 진입할 때와 상기 진입된 광신호가 왕복한 후 다시 광신호 분리이송부(210)를 거쳐 진출할 때에 각각 광신호를 분산 보상시키는 기능을 수행한다. 이를 위해 광신호 재생부(220)는 광신호 분산 보상부(222)와 광신호 환송부(224)를 구비한다.
광신호 분산 보상부(222)는 본 발명의 실시예에서 통과하는 광신호를 분산 보상시키는 기능을 수행한다. 광신호 분산 보상부(222)는 도 1을 참조할 경우 광섬유 분산 보상기(142)로 구현될 수 있다.
광신호 환송부(224)는 본 발명의 실시예에서 광신호 분산 보상부(222)가 광신호 분리이송부(210)로부터 분리 이송된 광신호를 1차 분산 보상시켜 출력하면 상기 출력된 1차 분산 보상 광신호를 광신호 분산 보상부(222)로 환송시키는 기능을 수행한다. 광신호 환송부(224)의 이러한 기능을 통해 광신호 재생부(220)는 기존과 달리 복수번 광신호를 분산 보상시킬 수 있게 된다.
광신호 환송부(224)는 도 1을 참조할 경우 3암 광 회전기(143)로 구현될 수 있다. 3암 광 회전기(143)의 작동을 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 광섬유 분산 보상기(142)가 출력한 광신호가 1번 포트로 입력되면, 3암 광 회전기(143)는 시계 방향으로 회전하여 상기 광신호가 2번 포트를 통해 출력되도록 한다. 출력된 광신호는 이후 왕복하여 3번 포트로 입력되고, 3암 광 회전기(143)는 다시 시계 방향으로 회전하여 입력된 광신호를 제1 포트를 통해 출력시킨다. 그러면, 3암 광 회전기(143)는 1차 분산 보상 광신호를 다시 광섬유 분산 보상기(142)로 환송시키는 것이 가능하게 된다.
한편, 광신호 재생부(220)는 광신호 증폭부(226)를 더 포함할 수 있다. 광신호 증폭부(226)는 광신호를 증폭시키는 장치로서, 도 1에서의 광 증폭기(144)로 구현될 수 있다. 도 1에서는 광 증폭기(144)가 1차 분산 보상된 광신호를 증폭시키기 위해 구현되었으나, 반드시 이에 한정될 필요는 없으며, 4암 광 회전기(141)와 광섬유 분산 보상기(142) 사이 또는 광섬유 분산 보상기(142)와 3암 광 회전기(143) 사이에 구현되는 것도 무방하다.
한편, 광신호 재생부(220)는 광신호를 분산 보상시키는 기능, 광신호를 증폭시키는 기능 중 어느 하나만 구현할 수도 있다. 따라서, 이를 감안하여 광신호 재생부(220)에서 광신호 분산 보상부(222)와 광신호 증폭부(226)는 탈장착 가능하게 구현함이 바람직하다.
이상 상술한 바에 따라 본 발명에 따른 광가입자망 시스템(100)은 전송 신호의 품질을 광학적으로 재생시킴으로써 고속 장거리 PON 전송시 발생될 수 있는 광신호 품질 저하 문제를 해결할 수 있다. 또한, 기존의 방식(PON 광신호를 장거리 전송하기 위해 별도의 고가 광 전송로를 구축함)보다 저렴한 비용으로 데이터 속도의 고속화 및 전송거리의 장거리화를 달성할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 광가입자망 시스템(100)에서의 광신호 재생 장치(140)의 작동 방법을 설명한다. 도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 광신호 재생 장치의 작동 방법을 도시한 순서도이다. 이하 도 1 및 도 3을 참조하여 광학적 PON 광신호 재생의 흐름을 설명한다. 상향 PON 광신호의 광학적 재생 과정은 하향 PON 광신호의 광학적 재생 과정과 동일할 것이므로, 이하에서는 하향 PON 광신호의 광학적 재생 과정에 대해서만 설명한다.
전화국에 놓인 광라인 장치(110)에서 출력된 λdown 파장을 갖는 10GB 하향 PON 광신호(A)는 40~80Km 이상의 단일모드 광섬유 형태의 간선 광케이블(C)을 통해 전송되면서 분산에 의한 광신호 왜곡을 겪게 되고, 광섬유의 광손실에 의해 신호광의 세기가 감쇄된다. 이와 같이 왜곡되고 감쇄된 PON 광신호는 4암 광 회전기(141)의 1번 포트를 통해 입사되고, 상기 입사된 하향 PON 광신호는 분산 보상을 위해 4암 광 회전기(141)의 2번 포트를 통해 광섬유 분산 보상기(142)로 입사된다(S300). 광섬유 분산 보상기(142)는 하향 PON 광신호가 겪은 총 분산량의 1/2을 보상할 수 있는 길이를 갖고 있으므로 입사된 하향 PON 광신호는 필요한 총 분산 보상량의 절반 정도 수준의 분산량을 보상받게 된다(S305).
이후, 광섬유 분산 보상기(142)를 통과한 하향 PON 광신호는 3암 광 회전기(143)의 1번 포트로 입력된다(S310). 3암 광 회전기(143)의 2번 포트는 광 증폭 기(144)의 입력 포트와 연결되어 있고, 3번 포트는 광 증폭기(144)의 출력 포트와 연결되어 있다. 3암 광 회전기(143)의 1번 포트로 입력된 광신호는 2번 포트와 연결된 광증폭기(160)로 입력되어 감쇄된 광신호의 광세기가 복구된다(S315). 광 증폭기(144)에서 복구된 하향 PON 광신호는 3암 광 회전기(143)의 3번 포트를 통해 광섬유 분산 보상기(142)로 재입사된다(S320). 재입사된 하향 PON 광신호는 다시 1/2 정도 수준의 분산 보상을 겪으므로, 전체적으로 분산이 모두 보상되게 된다(S325).
이후, 증폭 및 분산 보상을 통해 재생된 하향 PON 광신호는 4암 광 회전기(141)의 3번 포트를 통해 광 스플리터(120)에 입사된 후 '1 x N'으로 분기되어 각각의 광노드 장치(130)로 전송된다. 이상에 따라, 광라인 장치(110)로부터 가입자 지역에 놓인 광노드 장치(130)까지 10GB 이상의 고속 PON 광신호를 이용한 하향 통신이 이루어진다.
한편, 상향 PON 광신호(B)에 대한 분산 보상 과정에 있어, 가입자 광선로(D)의 길이가 10~20km 이내이므로 실제 광섬유 분산 보상기(142)가 보상하는 분산값은 광신호가 가입자 광선로(D)를 전송하면서 겪는 분산량보다 과도하게 보상된다. 하지만, 광 스플리터(120)에서 전화국에 놓인 광라인 장치(110)까지의 간선 광케이블(C) 길이가 40~80km에 달할 것이므로, 선보상된 분산량 덕택에 상향 PON 광신호(B)는 광라인 장치(110)에 도달했을 때는 재생된 깨끗한 신호 형태를 유지할 수 있게 된다.
다음으로, 본 발명에 따른 광가입자망 시스템(특히 광신호 재생 장치)의 또다른 실시예를 설명한다. 도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 광가입자망 시스템의 개념도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 광가입자망 시스템의 개념도이다.
도 4에 따르면, 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 광가입자망 시스템(400)은 도 1의 경우와는 다른 광신호 재생 장치(410)를 채택하는 것을 특징으로 한다. 구체적으로, 광신호 환송부(224)로 광 반사경(415)을 채택한다. 광 반사경(415)은 본 발명의 실시예에서 광섬유 분산 보상기(142)가 출력한 1차 분산 보상 광신호를 반사시켜 광섬유 분산 보상기(142)로 환송시키는 역할을 한다. 광 반사경(415)의 보다 자세한 작동은 이하 설명하는 '본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 광가입자망 시스템(400)에서의 광신호 재생 장치(410)의 작동 방법'을 참조한다.
먼저, 하향 PON 광신호(A)는 4암 광 회전기(141)의 1번 포트로 입사된다. 입사된 하향 PON 광신호(A)는 2번 포트에 연결된 광섬유 분산 보상기(142)로 입사되어 하향 PON 광신호(A)가 겪는 총 분산량의 1/2을 보상한다. 이후, 1/2 분산 보상된 하향 PON 광신호(A)는 광섬유 분산 보상기(142)에 연결된 광 반사경(415)에 입력된다. 광 반사경(415)은 입사된 광신호를 반사시키는 특성을 갖고 있어, 상기 분산 보상된 하향 PON 광신호(A)를 광섬유 분산 보상기(142)로 재입사시키게 된다. 그러면, 재입사된 하향 PON 광신호(A)는 광섬유 분산 보상기(142)를 지나면서 나머지 1/2 수준을 분산 보상받게 되며, 전체적으로 필요한 분산량의 전부를 분산 보상 받게 된다. 이와 같이 전부 보상된 하향 PON 광신호(A)는 4암 광 회전기(141)의 2번 포트로 입사된 후 3번 포트에 연결된 광 스플리터(120)로 전송된다. 광 스플리터(120)로 전송된 하향 PON 광신호(A)는 '1 x N' 분기 과정을 거쳐 광노드 장치(130)로 전달되어 신호의 왜곡 없이 하향 통신이 이루어진다. 상향 PON 신호(B)에 대해서도 동일한 과정을 통해 광신호 재생이 이루어진다.
한편, 도 5에 따르면, 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 광가입자망 시스템(500)도 도 1 및 도 4의 경우와는 다른 광신호 재생 장치를 채택하는 것을 특징으로 한다. 구체적으로, 광신호를 재생시키는 광신호 재생부가 광섬유 격자를 이용하는 분산 보상기(이하, 축약하여 '광섬유 격자 분산 보상기'로 통칭함)(510)로 구현된다. 광섬유 격자 분산 보상기(510)는 본 발명의 실시예에서 광신호를 분산 보상시키며, 동시에 분산 보상시킨 광신호를 반사시켜 원래 위치로 환송시키는 기능을 수행한다. 광섬유 격자 분산 보상기(510)의 구체적인 작동에 대해서는 이하 설명하는 '본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 광가입자망 시스템(500)에서의 광신호 재생 장치의 작동 방법'을 참조한다. 참고로, 이 방법은 광신호 증폭을 하지 않고 단순히 분산에 따른 광신호의 품질 저하만을 보상할 때에 사용될 수 있다.
먼저, 4암 광 회전기(141)의 1번 포트를 통해 입사한 하향 PON 광신호(A)는 2번 포트에 연결된 광섬유 격자 분산 보상기(510)에 입사되어 분산 보상을 받게 된다. 광섬유 격자 분산 보상기(510)는 도 1 및 도 4에 도시된 광섬유 분산 보상기(142)와는 달리 입사된 광신호의 분산을 보상함과 동시에 입사된 방향으로 입사광을 반사시키는 특성을 갖고 있다. 따라서, 분산 보상된 하향 PON 신호(A)가 자연 스럽게 4암 광 회전기(141)의 2번 포트로 다시 입사된 후 3번 포트에 연결된 광 스플리터(120)로 전송된다. 그러면, 광 스플리터(120)로 전송된 광신호는 '1 x N' 분배된 후 광노드 장치(130)로 전송되어 하향 통신이 이루어진다. 상향 PON 광신호(B)에 대해서도 동일한 과정을 통해 광신호 재생이 이루어진다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 따른 광신호 재생 장치는 전송속도가 10GB를 넘어서고 가입자 수용 커버리지가 100km까지 확대되더라도 고속 장거리 전송에 따른 광신호 성능 저하를 광학적으로 복구시킬 수 있다. 이러한 광신호 재생 장치는 기존에는 전화국에 설치되는 것이 일반이었으나, 단자함에도 설치될 수 있는 바, 향후 전화국의 수를 감축시킬 수 있는 잇점이 있다. 미래 사회는 광역 시스템 및 무인 시스템이 일반화될 것인 바, 본 발명은 이러한 기대에 부응할 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 광신호 재생 장치를 구비하는 광가입자망 시스템의 개념도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광신호 재생 장치의 내부 구성을 도시한 블록도,
도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 광신호 재생 장치의 작동 방법을 도시한 순서도,
도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 광가입자망 시스템의 개념도,
도 5는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 광가입자망 시스템의 개념도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 광가입자망 시스템 110 : 광라인 장치
120 : 광 스플리터 130 : 광노드 장치
140 : 광신호 재생 장치 141 : 4암 광 회전기
142 : 광섬유 분산 보상기 143 : 3암 광 회전기
144 : 광 증폭기 210 : 광신호 분리이송부
220 : 광신호 재생부 222 : 광신호 분산 보상부
224 : 광신호 환송부 226 : 광신호 증폭부
415 : 광 반사경 510 : 광섬유 격자 분산 보상기

Claims (17)

  1. 광신호를 진행 방향에 따라 분리 이송시키는 광신호 분리이송부; 및
    상기 광신호 분리이송부로부터 분리 이송된 광신호가 들어올 때와 상기 들어온 광신호가 왕복 후 상기 광신호 분리이송부로 나갈 때에 각각 상기 광신호를 분산 보상시키는 광신호 재생부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광신호 재생 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광신호 재생부는,
    통과하는 상기 광신호를 분산 보상시키는 광신호 분산 보상부; 및
    상기 광신호 분산 보상부가 상기 광신호 분리이송부로부터 분리 이송된 광신호를 1차 분산 보상시켜 출력하면 상기 출력된 1차 분산 보상 광신호를 상기 광신호 분산 보상부로 환송시키는 광신호 환송부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광신호 재생 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 광신호 재생부는 분산 보상되지 않은 상기 광신호, 상기 1차 분산 보상 광신호, 및 상기 광신호 환송부에 의해 상기 광신호 분산 보상부로 환송된 후 2차 분산 보상된 광신호 중 어느 하나의 광신호를 증폭시키는 광신호 증폭부를 더 포함 하는 것을 특징으로 하는 광신호 재생 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 광신호 환송부는,
    상기 출력된 광신호가 제1 포트로 들어오면 회전하여 상기 광신호를 제2 포트를 통해 외부로 내보내며, 상기 외부로 내보내진 광신호가 왕복 후 제3 포트로 돌아오면 회전하여 상기 광신호를 상기 제1 포트를 통해 상기 광신호 분산 보상부로 환송시키는 광 회전기; 또는
    상기 출력된 1차 분산 보상 광신호를 반사시켜 상기 광신호 분산 보상부로 환송시키는 광 반사경
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 광신호 재생 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광신호 재생부는 광가입자망 서비스 제공자가 접속하는 광가입자망 제공자 장치로부터 광가입자망 서비스 이용자가 접속하는 광가입자망 이용자 장치로 진행하는 하향 광신호를 분산 보상시키는 제1 광신호 재생부 및 상기 하향 광신호와는 진행 방향이 반대인 상향 광신호를 분산 보상시키는 제2 광신호 재생부를 구비하는 것을 특징으로 하는 광신호 재생 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 광신호 분리이송부는 상기 하향 광신호가 제1 포트로 들어오면 회전하여 제2 포트를 통해 상기 광신호를 상기 제1 광신호 재생 장치로 이송시키며, 상기 제1 광신호 재생 장치에 의해 분산 보상된 광신호가 상기 제2 포트로 돌아오면 회전하여 제3 포트를 통해 상기 광가입자망 이용자 장치로 이송시키고, 상기 상향 광신호가 상기 제3 포트로 들어오면 회전하여 제4 포트를 통해 상기 제2 광신호 재생 장치로 이송시키며, 상기 제2 광신호 재생 장치에 의해 분산 보상된 광신호가 상기 제4 포트로 돌아오면 회전하여 상기 제1 포트를 통해 상기 광신호를 상기 광가입자망 제공자 장치로 이송시키는 광 회전기를 구비하는 것을 특징으로 하는 광신호 재생 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 광신호 분산 보상부와 상기 광신호 증폭부는 탈장착 가능한 것을 특징으로 하는 광신호 재생 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 광신호 재생 장치는 파장 분할 다중을 사용한 수동형 광가입자망에서 이용하는 것을 특징으로 하는 광신호 재생 장치.
  9. 광신호를 진행 방향에 따라 분리 이송시키는 광신호 분리이송부; 및
    상기 광신호 분리이송부로부터 분리 이송된 광신호가 진입하면 상기 광신호 를 분산 보상시키며, 상기 분산 보상시킨 광신호를 반사시켜 상기 광신호 분리이송부로 환송시키는 광신호 재생부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광신호 재생 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 광신호 재생부는 광가입자망 서비스 제공자가 접속하는 광가입자망 제공자 장치로부터 광가입자망 서비스 이용자가 접속하는 광가입자망 이용자 장치로 진행하는 하향 광신호를 분산 보상시키는 제1 광신호 재생부 및 상기 하향 광신호와는 진행 방향이 반대인 상향 광신호를 분산 보상시키는 제2 광신호 재생부를 구비하는 것을 특징으로 하는 광신호 재생 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 광신호 분리이송부는 상기 하향 광신호가 제1 포트로 들어오면 회전하여 제2 포트를 통해 상기 광신호를 상기 제1 광신호 재생 장치로 이송시키며, 상기 제1 광신호 재생 장치에 의해 분산 보상된 광신호가 상기 제2 포트로 돌아오면 회전하여 제3 포트를 통해 상기 광가입자망 이용자 장치로 이송시키고, 상기 상향 광신호가 상기 제3 포트로 들어오면 회전하여 제4 포트를 통해 상기 제2 광신호 재생 장치로 이송시키며, 상기 제2 광신호 재생 장치에 의해 분산 보상된 광신호가 상기 제4 포트로 돌아오면 회전하여 상기 제1 포트를 통해 상기 광신호를 상기 광가입자망 제공자 장치로 이송시키는 광 회전기를 구비하는 것을 특징으로 하는 광신호 재 생 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 광신호 재생부는 광섬유 격자를 이용하는 분산 보상기로 구현되는 것을 특징으로 하는 광신호 재생 장치.
  13. (a) 광신호를 진행 방향에 따라 분리 이송시키는 단계; 및
    (b) 상기 분리 이송된 광신호가 입력될 때와 상기 입력된 광신호가 왕복 후 출력될 때에 각각 상기 광신호를 분산 보상시키는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광신호 재생 장치의 작동 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    (ba) 상기 분리 이송된 광신호가 입력되면 상기 광신호를 1차 분산 보상시키는 단계;
    (bb) 상기 1차 분산 보상된 광신호를 왕복시키는 단계; 및
    (bc) 상기 왕복시킨 광신호를 2차 분산 보상시켜 출력하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광신호 재생 장치의 작동 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 (bb) 단계는 상기 왕복중인 광신호를 증폭시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광신호 재생 장치의 작동 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 (bb) 단계는 상기 1차 분산 보상된 광신호가 제1 포트로 입력되면 회전하여 상기 광신호를 제2 포트를 통해 외부로 출력하며, 상기 외부로 출력된 광신호가 제3 포트로 회귀하면 회전하여 상기 광신호를 상기 제1 포트로 출력하는 단계; 또는 상기 1차 분산 보상된 광신호가 입력되면 반사시켜 회귀시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광신호 재생 장치의 작동 방법.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 (a) 단계는 상기 광신호를 광가입자망 서비스 제공자가 접속하는 광가입자망 제공자 장치로부터 광가입자망 서비스 이용자가 접속하는 광가입자망 이용자 장치로 진행하는 하향 광신호 및 상기 하향 광신호와는 진행 방향이 반대인 상향 광신호로 분리시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광신호 재생 장치의 작동 방법.
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