KR20120032542A - 광학 신호들을 송신하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

광학 신호들을 송신하기 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

해저 광학 네트워크에서 광학 신호들을 송신하기 위한 방법 및 방법을 실행하기 위한 광학 유닛으로서, 광학 유닛은 복수의 파장들을 포함하는 광학 신호를 수신하기 위해 구성되고 파장들 중 적어도 일부는 트래픽 데이터를 포함한다. 광학 유닛은 적어도 하나의 파장의 트래픽 데이터를 수신기 스테이션이 검출할 수 없게 하기 위해서 광학 신호의 트래픽 데이터를 포함하는 적어도 하나의 파장의 형태를 스크램블링하기 위해 구성되는 프로세서 유닛을 포함한다.

Description

광학 신호들을 송신하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR TRANSMITTING OPTICAL SIGNALS}
본 발명은 광학 해저 통신 네트워크들에 관한 것이다.
광학 해저 케이블들은 광학 신호들을 송신하기 위해 이용된다. 이러한 케이블들은 전형적으로 광학 신호들의 송신을 위해 이용되는 복수의 광학 광섬유 쌍들을 갖는다. 어떤 응용들에서 한 광섬유 쌍에 전체 용량이 한 특정한 커스터머에 할당되게, 커스터머들마다 다른 광섬유 쌍들이 할당될 것이 요구될 수 있다. 이러한 경우에, 다른 광섬유 쌍들이 할당된 다른 커스터머들은 이 특정 커스터머의 광섬유 쌍에 액세스할 수 없다. 그러나, 어떤 경우에, 한 광섬유 쌍 내에 용량은 여러 커스터머들 간에 공유될 수 있다. 전형적으로, 광섬유는 여러 파장들을 전달할 수 있고, 각 파장은 한 개별 커스터머가 이용되도록 한 것이다. 이러한 경우에 파장 추가-제거 브랜칭 유닛이 시스템에 삽입되고 그럼으로써 몇몇 파장들이 브랜치 스테이션에 보내진다. 해저 네트워크들에서, 광학 케이블들은 케이블이 여러 나라들 또는 심지어 대륙들에 이웃한 수역을 횡단할 수 있게 매우 긴 거리 동안 수중에 매장될 수 있다. 브랜칭 유닛들은 주 송신 라인으로부터 하나 이상의 파장들을 추출(제거)하고 이들을 브랜치의 단부에 있는 단말 스테이션에 보내고; 및/또는 단말 스테이션로부터 오는 하나 이상의 파장들을 주 송신 라인에 포함되게(더해지게) 기능한다. 또한, 송신 동안, 특히 장거리에 걸쳐 신호 파워에 손실을 보상하기 위해서, 주 송신 라인을 따라 또는 브랜치 라인들을 따라 적합한 위치들에 리피터들이 이용된다. 이들 리피터들은 전형적으로 복수의 파장들을 포함하는 큰 대역폭들(전형적으로 18nm보다 큰)을 송신할 수 있게 한다.
리피터들을 포함하는 해저 네트워크에서, 리피터들이 이들의 기술적 특징들에 관하여 동일한 것으로 가정하고, 주 라인(트렁크)로부터 하나 이상의 파장들을 브랜치 단말 스테이션에 분리해 내는 것이 요망될 때, 간단히 요망되는 파장들을 추출하고 이들을 파장 실행에 현저한 영향을 미치지 않고서도 단말 스테이션에 보내는 것은 가능하지 않다. 이것은 큰 대역폭 용량들을 갖게 설계된 리피터들은 단지 몇몇 파장들만을 송신하게 이득 및 출력 파워가 최적화되어 있지 않다는 사실에 기인한다. 그러므로, 매 분리 동작에서, 전체 대역폭의 복제가 생성되고 트렁크로부터 브랜치로 분리되고, 어떤 경우엔 리피터들을 통해서, 브랜치 단말 스테이션에 송신된다. 이러한 경우에, 브랜치 단말 스테이션에서, 요망되는 파장들만을, 즉 브랜치 단말 스테이션에 의해 이용할 전체 대역폭을 형성하는 파장들을 어떻게 하든 분리하여 추출하는 것이 필요하다. 해저 네트워크들에서 현재 이용되는 해결책은 브랜치 단말 스테이션을 향하여 전체 스펙트럼을 복제하고, 브랜치 단말 장비에서 요망되는 파장들을 필터링하는 것이다(이 특정 브랜치 단말 스테이션에서 커스터머가 이용하기 위한 것이 아닌 나머지 파장들을 폐기한다). 그러나, 이 해결책은 브랜치 단말 스테이션을 운영하는 브랜치 커스터머가 이 커스터머 자신의 트래픽의 부분이 아닌 파장들에 액세스할 수 있을 가능성이 있을 수 있음을 의미한다. 이 가능성은 트래픽 데이터의 기밀성을 고려해야 할 문제를 야기할 수 있다. 이것은 브랜치들이 구비된 해저 시스템이 여러 나라로부터 서로 다른 커스터머들 간에 공유되는 경우에 특히 중요해진다.
이러한 상황에서, 위에 해결책은 위에 기술된 바와 같이 각 커스터머가 송신 데이터의 전체 대역폭을 받는다는 사실에 기인하여 한 나라로부터 한 커스터머가 다른 나라로부터 오는 또는 이에 보내지는 송신 데이터에 액세스할 수 있게 하고, 단말 스테이션 내 수신측에 있는 필터를 조율하거나 변경함으로써 다른 커스터머들의 트래픽 데이터에 액세스할 수도 있다. 따라서, 다른 커스터머들의 파장들에 액세스할 수 있을 이러한 가능성은 어떤 나라들에서는 기밀성을 고려해볼 때 바람직하지 않게 된다.
일부 실시예들에 따라서, 광학 유닛은 적어도 일부가 트래픽 데이터를 포함하는 복수의 파장들을 포함하는 광학 신호를 수신하고 광학 신호를 송신하기 위해 구성되고, 광학 유닛은 광학 신호의 트래픽 데이터를 포함하는 적어도 하나의 파장의 데이터를 스트램블링하고 그럼으로써 스크램블된 데이터를 생성하여 적어도 하나의 파장의 트래픽 데이터를 수신기 스테이션이 검출할 수 없게 구성된 프로세서 유닛을 포함하는, 해저 광학 네트워크를 위한 광학 유닛이 제공된다.
일부 구체적인 실시예들에 따라서, 프로세서 유닛은 한 광학 경로의 파장에 지연이 야기되게 하기 위해서 미리 결정된 길이의 광섬유에 결합된 커플러/스플리터이고, 커플러/스플리터는 동일한 파장으로 송신되는 서로 다른 지연된 프레임들을 믹싱하기 위해 구성된다.
일부 구체적인 실시예들에 따라서, 광학 유닛은 불필요 데이터로부터 필요 데이터를 역다중화하기 위한 역다중화기를 추가로 포함한다.
일부 구체적인 실시예들에 따라서, 광학 유닛은 필요 데이터를 스크램블된 데이터와 다중화하여 다중화된 신호를 생성하여 다중화된 신호를 송신하기 위한 다중화기를 추가로 포함한다.
일부 실시예들에 따라서, 이러한 광학 유닛을 포함하는 브랜칭 유닛이 제공된다.
일부 실시예들에 따라서, 이러한 광학 유닛을 포함하는 리피터가 제공된다.
일부 실시예들에 따라서, 이러한 광학 유닛을 포함하는 조인트 박스가 제공된다.
일부 실시예들에 따라서, 이러한 광학 유닛을 포함하는 등화기가 제공된다.
일부 실시예들에 따라서, 이러한 광학 유닛을 포함하는 해저 통신 네트워크가 제공된다.
일부 실시예들에 따라서, 적어도 일부가 트래픽 데이터를 포함하는 복수의 파장들을 포함하는 광학 신호를 광학 유닛에 의해 수신하는 단계; 및 광학 신호의 트래픽 데이터를 포함하는 적어도 하나의 파장의 데이터를 스크램블하여 적어도 하나의 파장의 트래픽 데이터를 수신기 스테이션이 검출할 수 없게 하는 단계를 포함하는 해저 광학 네트워크에서 광학 신호들을 송신하는 방법이 제공된다.
일부 구체적인 실시예들에 따라서, 스크램블링은 특정 파장으로 송신되는 트래픽 데이터를 자발적으로 변경하는 것을 포함한다.
일부 구체적인 실시예들에 따라서 방법은:
- 커플러/스플리터의 제 1 입력 포트에서 파장들을 포함하는 제 1 광학 스펙트럼을 수신하는 단계;
- 제 1 광학 스펙트럼을 복제하여 복제된 광학 스펙트럼을 생성하는 단계;
- 커플러/스플리터로부터 복제된 광학 스펙트럼을 미리 결정된 길이를 갖는 광학 광섬유의 입력 포트에 출력하여 광학 경로의 파장들에 지연이 야기되게 하는 단계;
- 지연된 파장들을 갖는 광학 스펙트럼을 광학 광섬유로부터 커플러/스플리터의 제 2 입력부에 출력하는 단계;
- 커플러/스플리터에 입력된 제 1 광학 스펙트럼을 지연된 파장들을 갖는 광학 스펙트럼과 믹싱하여 커플러/스플리터에 믹싱된 광학 스펙트럼을 생성하는 단계; 및
- 커플러/스플리터의 제 2 출력부로부터 믹싱된 광학 스펙트럼을 출력하는 단계를 추가로 포함한다.
본 발명의 이들 및 다른 특징들 및 잇점들은 동반된 도면들을 이용하여 청구항들에서만이 나이라 다음 설명에서 상세히 기술된다.
도 1은 실시예들에 따라서 광학 유닛 일부를 개략적으로 나타낸 도면.
도 1의 방식에서, 송신기 스테이션들(TX)에 의해 송신되는 인입 광학 신호(Si)를 수신하기 위해 구성되고 화살표 A1과 화살표 A2로 개략적으로 나타낸 바와 같이 복수의 파장들을 포함하는 매몰된 광학 유닛(1)이 도시되었다. 파장들은 트래픽 데이터를 전달하는 것으로 가정한다. 도면에서, 수신기 스테이션이 파장을 수신하여 이러한 파장에 의해 전달되는 원하는 데이터를 검출할 수 있게 수신기 스테이션(RX)에 보내지게 한 데이터 트래픽(필요 데이터라 함)를 포함하는 파장을 나타내기 위해 실선 화살표 A1으로 도시되었다. 도면에서 A1이 예시적으로 한 파장(한 화살표로 도시된)을 나타내기 위해 도시되었지만, 실제로는 하나 이상의 파장이 수신되어 수신기 스테이션에 보내질 수 있음에 유의한다.
또한, 인입 광학 신호(Si)에 포함되는 복수의 파장들을 나타내기 위해서 복수의 점선 화살표 A2가 도시되었다. 또한, 이들 후자의 파장들은 수신기(RX)(이하 불필요 데이터라 함)가 이용하지 않게 한 트래픽 데이터, 예를 들면, 다른 커스터머에 의해 이용되게 한 데이터를 전달하는 것으로 가정한다.
그러므로, 수신기(RX)가 이러한 데이터를 검출할 수 있게 하면서 필요 데이터는 유지되고 수신기(RX)가 입수할 수 있게 하고 광학 유닛(1)을 통과하는 전체 대역폭이 실질적으로 달라지지 않은 채로 있게 하기 위해 상기 불필요 데이터를 처리하는 것이 요망된다.
인입 Si는 광학 유닛(1)의 역다중화기(11)의 입력 포트(11a)에 입력된다. 이 스테이지에서, 전체 인입 신호(Si)의 비트 오류율은 매우 낮거나 거의 제로(도면에 개략적으로 도시된 바와 같이 BER = O)인 것으로 가정한다. 역다중화기(11)는 수신된 신호를 제 1 세트의 신호들 및 제 2 세트의 신호들로 역다중화한다. 제 1 세트의 신호들은 불필요 데이터를 전달하는 복수의 파장들 A2을 포함하고, 제 2 세트의 신호들은 필요 데이터를 전달하는 파장 A1을 포함한다. 당업자들은 역다중화기(11)는 초기에는 예를 들면, 특정 파장 값들에 따라, 제 2 세트의 데이터로부터 제 1 세트의 데이터의 분리를 실행할 수 있게 설계될 수 있음을 알 것이다.
이어서, 불필요 데이터를 전달하는 파장들은 이들 파장들의 불필요 데이터가 수신기에서 검출될 수 없게 수신된 파장들 내 불필요 데이터를 스크램블 하기 위해 구성된 프로세서 유닛에서 처리된다. 스크램블링은 데이터를 믹싱하는 공지된 기술이고 일반적으로 이러한 응용에서는 수신기가 이 트래픽을 이용하지 못하게 하기 위해서, 특정 파장으로 송신되는 광학 스펙트럼을 자발적으로 변경하는 것을 포함한다.
본 발명의 맥락에서 수신기가 검출할 수 없게 하기 위해 신호에 데이터가 스크램블된 사실은 무모한 실험없이 당업자에게 공지된 시험 또는 그외 절차들에 의해 직접 확실하게 검증될 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 한 특정한 파장으로 송신되는 트래픽 데이터를 변경함에 의해 스크램블링하는 한 비제한적 예로서, 프로세서 유닛으로서 한 길이의 광학 광섬유(13)에 결합된 커플러/스플리터(12)를 이용하는 예가 기술되어 있다.
불필요 데이터를 전달하는 파장들 A2는 역다중화기(11)의 출력 포트(11b)로부터 출력되고 커플러/스플리터(12)의 제 1 입력 포트(12a)에 입력된다. 파장들 A2은 광학 스펙트럼을 형성한다. 커플러/스플리터(12) 내에서는 입력 광학 스펙트럼이 복제되고 그럼으로써 입력 광학 스펙트럼의 복제인 또 다른 광학 스펙트럼을 생성한다. 복제는 전형적으로 파장들을 이들의 파워에 관하여 분리시키는 것을 수반한다. 일 실시예에서 분리는 절반의 파워로 행해질 수 있지만(수신된 파워에 비교해서), 그러나 이것은 그래야만 하는 것은 아니며 이외 다른 분리 비율이 이용될 수도 있다.
이어서, 제 1 군의 분리된 파장들(제 1 광학 스펙트럼)은 커플러/스플리터의 제 1 출력 포트(12d)를 통해 광학 광섬유(13)에 입력된다. 이 일군의 파장들은 광학 광섬유(13)의 길이를 따라 이동하는데, 이에 어떤 지연이 생성하고, 커플러/스플리터의 제 2 입력 포트(12b)에 재삽입되어 제 1 입력부(12a)를 통해 입력되고 있는 인입 파장들과 믹싱된다. 광섬유의 길이는 특정 응용에 대해 요구되는 지연량의 함수로서 결정될 수 있다.
커플러/스플리터(12)에서 파장들을 믹싱한 후에, 광학 스펙트럼을 복제하고 그럼으로써 파장들을 분리시켜 이의 일부를 다시 광섬유(13)를 통해 제 2 입력부(12b)에 보내게 하는 프로세스는 위에 기술된 바와 유사한 방식으로 반복된다. 광학 광섬유(13)에 보내지지 않는 분리된 파장들의 부분은 제 2 출력부(12c)에서 출력된다. 이렇게 하여, 필요 데이터와 결합될 데이터인 출력 포트(12c)로부터 출력된 데이터는 수신기측에서 검출할 수 없게 된다.
사실, 결과적인 데이터의 비트 오류율이 가능한 한 높거나, 이상적으로는 거의 1(도면에 개략적으로 도시된 바와 같이 BER = 1)이 되게 변환이 행해질 수 있다. 이에 따라, 수신 신호를 샘플링하기 위한 기준으로서 이용되게 데이터로 송신되는 동기화 신호는 수신시 유실되고 그럼으로써 어떠한 수신기에 의해서든 불필요 데이터를 검출할 수 없게 한다.
결국, 파장들 A2에 트래픽 데이터에 대해 실행되는 스크램블링에 기인하여, (비-스크램블된) 불필요 데이터가 수신기에 의해 수신되었을 때에 해당되었던 바와 동일한 파워 레벨들을 나타내는 파장들 A2을 수신기(RX)가 수신할지라도, 원래 파장들 A2에 의해 전달되는 데이터는 수신기(RX)에 의해 검출될 수 없다.
다시 도 1을 참조하면, 스크램블된 데이터를 가진 파장들 A2은 커플러/스플리터(12)로부터 출력되고, 다중화기(14)의 입력 포트(14b)에 입력된다.
또한, 역다중화기(11)는 도면에 도시된 바와 같이 필요 데이터를 전달하는 파장 A1을 출력 포트(11c)을 통해 출력한다. 이 데이터는 어떠한 실질적 변화없이 다중화기(14)에 보내지고 이에 입력 포트(14c)를 통해 입력된다. 이 단계에서, 이 파장 A1의 비트 오류율은 매우 낮거나 거의 제로(도면에 개략적으로 도시된 바와 같이 BER = O)이다.
다중화기(14)는 입력 포트(14b)에 입력되는 스크램블된 데이터를 전달하는 파장들 A2을 이의 입력 포트(14c)에 입력되는 필요 데이터를 전달하는 파장 A1과 다중화하고 결과적인 다중화된 신호(So)를 출력 포트(14a)를 통해 수신기(RX)에 출력한다.
위에 언급된 바와 같이, 스크램블링하는 다른 방법들이 이용될 수도 있다. 이러한 예들 중 하나는 불필요 데이터를 전달하는 파장들을 특징들(주파수 범위, 파워)은 갖지만 다른 트래픽 데이터(예를 들면, 다른 트래픽에 대응하는 데이터)를 전달하는 파장들과 결합하는 것이다. 이 프로세스는 다른 소스(예를 들면, 해저 네트워크에서 다른 측에 스테이션)로부터 오는 파장들을 추출하고 이들을 스크램블될 불필요 데이터와 결합함으로써 실행된다.
광학 유닛(1)은 예를 들면, 브랜칭 유닛, 리피터, 등화기, 조인트 박스 또는 이외 어떤 다른 광학 브랜치 매몰 장비와 같은 광학 매몰(예를 들면, 해저) 유닛 내에 탑재될 수 있다.
청구된 수단에 대응하는 구조들의 목록은 전부 다가 아니며 당업자는 발명의 범위 내에서 인용된 구조를 등가 구조들로 대치할 수 있음을 이해하는 것에 유의한다.
1: 광학 유닛 11: 역다중화기
12: 커플러/스플리터 13: 광학 광섬유
14: 다중화기

Claims (11)

  1. 해저 광학 네트워크를 위한 광학 유닛에 있어서,
    적어도 일부가 트래픽 데이터를 포함하는 복수의 파장들을 포함하는 광학 신호를 수신하고 상기 광학 신호를 송신하기 위해 구성되고, 상기 광학 신호의 트래픽 데이터를 포함하는 적어도 하나의 파장의 데이터를 스트램블링하고 그럼으로써 스크램블된 데이터를 생성하여 상기 적어도 하나의 파장의 상기 트래픽 데이터를 수신기 스테이션이 검출할 수 없게 구성된 프로세서 유닛을 포함하고, 상기 스크램블된 데이터와 비-스크램블된 데이터를 다중화하여 다중화된 신호를 생성하는 다중화기를 추가로 포함하는, 광학 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    프로세서 유닛은 한 광학 경로의 파장에 지연이 야기되게 하기 위해서 미리 결정된 길이의 광섬유에 결합된 커플러/스플리터이고, 상기 커플러/스플리터는 동일한 파장으로 송신되는 서로 다른 지연된 프레임들을 믹싱하기 위해 구성된, 광학 유닛.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    불필요 데이터로부터 필요 데이터를 역다중화하기 위한 역다중화기를 추가로 포함하고, 상기 스크램블된 데이터는 불필요 데이터이고 상기 비-스크램블된 데이터는 필요 데이터인, 광학 유닛.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항의 광학 유닛을 포함하는, 브랜칭 유닛.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항의 광학 유닛을 포함하는, 리피터.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항의 광학 유닛을 포함하는, 등화기.
  7. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 광학 유닛을 포함하는, 조인트 박스.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항의 광학 유닛을 포함하는, 해저 통신 네트워크.
  9. 해저 광학 네트워크에서 광학 신호들을 송신하는 방법에 있어서,
    적어도 일부가 트래픽 데이터를 포함하는 복수의 파장들을 포함하는 광학 신호를 광학 유닛에 의해 수신하는 단계; 상기 광학 신호의 트래픽 데이터를 포함하는 적어도 하나의 파장의 데이터를 스크램블하여 스크램블된 데이터를 생성함으로써 상기 적어도 하나의 파장의 상기 트래픽 데이터를 수신기 스테이션이 검출할 수 없게 하는 단계; 및 다중화기에 의해 상기 스크램블된 데이터를 비-스크램블된 데이터와 다중화하여 다중화된 신호를 생성하는 단계를 포함하는, 해저 광학 네트워크에서 광학 신호들을 송신하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    스크램블링은 특정 파장으로 송신되는 상기 트래픽 데이터를 자발적으로 변경하는 것을 포함하는, 해저 광학 네트워크에서 광학 신호들을 송신하는 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    - 커플러/스플리터의 제 1 입력 포트에서 파장들을 포함하는 제 1 광학 스펙트럼을 수신하는 단계;
    - 상기 제 1 광학 스펙트럼을 복제하여 복제된 광학 스펙트럼을 생성하는 단계;
    - 상기 커플러/스플리터로부터 상기 복제된 광학 스펙트럼을 미리 결정된 길이를 갖는 광학 광섬유의 입력 포트에 출력하여 상기 광학 경로의 상기 파장들에 지연이 야기되게 하는 단계;
    - 지연된 파장들을 갖는 상기 광학 스펙트럼을 상기 광학 광섬유로부터 상기 커플러/스플리터의 제 2 입력부에 출력하는 단계;
    - 상기 커플러/스플리터에 입력된 상기 제 1 광학 스펙트럼을 지연된 파장들을 갖는 상기 광학 스펙트럼과 믹싱하여 상기 커플러/스플리터에 믹싱된 광학 스펙트럼을 생성하는 단계; 및
    - 상기 커플러/스플리터의 제 2 출력부로부터 상기 믹싱된 광학 스펙트럼을 출력하는 단계를 추가로 포함하는, 해저 광학 네트워크에서 광학 신호들을 송신하는 방법.
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