KR20120074357A - 광 신호 전송을 위한 수동형 광 네트워크 장치 - Google Patents

광 신호 전송을 위한 수동형 광 네트워크 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20120074357A
KR20120074357A KR1020100136163A KR20100136163A KR20120074357A KR 20120074357 A KR20120074357 A KR 20120074357A KR 1020100136163 A KR1020100136163 A KR 1020100136163A KR 20100136163 A KR20100136163 A KR 20100136163A KR 20120074357 A KR20120074357 A KR 20120074357A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
optical
downlink
signals
signal
wavelength
Prior art date
Application number
KR1020100136163A
Other languages
English (en)
Inventor
이동수
김종덕
김성창
유학
이문섭
김근용
이영석
윤심권
이상수
이한협
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020100136163A priority Critical patent/KR20120074357A/ko
Priority to US13/280,103 priority patent/US20120163818A1/en
Publication of KR20120074357A publication Critical patent/KR20120074357A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/27—Arrangements for networking
    • H04B10/272—Star-type networks or tree-type networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0227—Operation, administration, maintenance or provisioning [OAMP] of WDM networks, e.g. media access, routing or wavelength allocation
    • H04J14/0228—Wavelength allocation for communications one-to-all, e.g. broadcasting wavelengths
    • H04J14/023—Wavelength allocation for communications one-to-all, e.g. broadcasting wavelengths in WDM passive optical networks [WDM-PON]
    • H04J14/0232—Wavelength allocation for communications one-to-all, e.g. broadcasting wavelengths in WDM passive optical networks [WDM-PON] for downstream transmission
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0227—Operation, administration, maintenance or provisioning [OAMP] of WDM networks, e.g. media access, routing or wavelength allocation
    • H04J14/0238—Wavelength allocation for communications one-to-many, e.g. multicasting wavelengths
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0227—Operation, administration, maintenance or provisioning [OAMP] of WDM networks, e.g. media access, routing or wavelength allocation
    • H04J14/0241—Wavelength allocation for communications one-to-one, e.g. unicasting wavelengths
    • H04J14/0242—Wavelength allocation for communications one-to-one, e.g. unicasting wavelengths in WDM-PON
    • H04J14/0245—Wavelength allocation for communications one-to-one, e.g. unicasting wavelengths in WDM-PON for downstream transmission, e.g. optical line terminal [OLT] to ONU
    • H04J14/0246—Wavelength allocation for communications one-to-one, e.g. unicasting wavelengths in WDM-PON for downstream transmission, e.g. optical line terminal [OLT] to ONU using one wavelength per ONU
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0227—Operation, administration, maintenance or provisioning [OAMP] of WDM networks, e.g. media access, routing or wavelength allocation
    • H04J14/0241—Wavelength allocation for communications one-to-one, e.g. unicasting wavelengths
    • H04J14/0242—Wavelength allocation for communications one-to-one, e.g. unicasting wavelengths in WDM-PON
    • H04J14/0245—Wavelength allocation for communications one-to-one, e.g. unicasting wavelengths in WDM-PON for downstream transmission, e.g. optical line terminal [OLT] to ONU
    • H04J14/0247—Sharing one wavelength for at least a group of ONUs
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0227—Operation, administration, maintenance or provisioning [OAMP] of WDM networks, e.g. media access, routing or wavelength allocation
    • H04J14/0241—Wavelength allocation for communications one-to-one, e.g. unicasting wavelengths
    • H04J14/0242—Wavelength allocation for communications one-to-one, e.g. unicasting wavelengths in WDM-PON
    • H04J14/0249—Wavelength allocation for communications one-to-one, e.g. unicasting wavelengths in WDM-PON for upstream transmission, e.g. ONU-to-OLT or ONU-to-ONU
    • H04J14/025—Wavelength allocation for communications one-to-one, e.g. unicasting wavelengths in WDM-PON for upstream transmission, e.g. ONU-to-OLT or ONU-to-ONU using one wavelength per ONU, e.g. for transmissions from-ONU-to-OLT or from-ONU-to-ONU
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0227—Operation, administration, maintenance or provisioning [OAMP] of WDM networks, e.g. media access, routing or wavelength allocation
    • H04J14/0241—Wavelength allocation for communications one-to-one, e.g. unicasting wavelengths
    • H04J14/0242—Wavelength allocation for communications one-to-one, e.g. unicasting wavelengths in WDM-PON
    • H04J14/0249—Wavelength allocation for communications one-to-one, e.g. unicasting wavelengths in WDM-PON for upstream transmission, e.g. ONU-to-OLT or ONU-to-ONU
    • H04J14/0252—Sharing one wavelength for at least a group of ONUs, e.g. for transmissions from-ONU-to-OLT or from-ONU-to-ONU
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0278—WDM optical network architectures
    • H04J14/0282—WDM tree architectures

Abstract

수동형 광 네트워크(PON; Passive Optical Network)에서 원거리 노드 및 전화국 단말이 제공된다. 상기 원거리 노드는 하향링크 광 간선망으로부터 입력되는 하향링크 신호를 파장 분배기로 전송하고 파장 분배기로부터 입력되는 상향링크 신호를 상기 하향링크 광 간선망과 서로 다른 상향링크 광 간선망으로 전송하는 광 서큘레이터, 및 상기 광 서큘레이터로부터 입력되는 하향링크 신호를 다수의 파장으로 분배하여 광 분배망에 연결하고 상기 광 분배망으로부터 입력되는 상향링크 신호를 광 서큘레이터에 연결하는 파장 분배기를 포함한다.

Description

광 신호 전송을 위한 수동형 광 네트워크 장치 {PASSIVE OPTICAL NETWORK APPARATUS FOR TRANSMITTING OPTICAL SIGNAL}
본 발명은 광 네트워크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광 신호의 전송 또는 수신을 위한 수동형 광 네트워크(PON; Passive Optical Network) 장치 및 이를 적용한 PON에 관한 것이다.
수동형 광 네트워크(PON; Passive Optical Network)는 하나의 광섬유가 복수의 가입자를 지원하기 위하여 전력이 공급되지 않는 광분배기를 사용하는 일대다 네트워크 구조이다. PON은 대부분의 네트워크가 광섬유로 구성되므로 FTTP(Fiber To The Premises) 네트워크 구조에 해당한다. PON은 서비스 제공자 측의 OLT(Optical Line Terminal) 및 가입자 측의 복수의 ONT(Optical Network Terminal)을 포함한다. PON은 일대일 네트워크에 비해 광섬유와 서비스 제공자 측의 장치의 개수를 줄일 수 있다.
PON에서 복수의 가입자에게 신호를 전송함에 있어서, 다양한 종류의 다중화 방식을 적용할 수 있다. 시분할 다중화(TDM; Time Division Multiplexing) 방식은 하향링크 신호 또는 상향링크 신호를 가입자 별로 각각 서로 다른 시간 구간에 할당하여 전송한다. TDM 방식의 PON은 현재까지 ATM(Asynchronous Transfer Mode)-PON, BPON(Broadband PON), GPON(Gigabit PON) 및 EPON(Ethernet PON) 등과 같은 다양한 종류의 방식에 의해 구현될 수 있다. 현재까지는 1Gb/s급 전송이 가능한 기술이 사용화되어 있으며, 향후 10Gb/s급 전송이 가능한 PON에 대한 표준화 작업이 진행 중이다. 파장 분할 다중화(WDM; Wavelength Division Multiplexing) 방식은 하향링크 신호 또는 상향링크 신호를 가입자 별로 각각 서로 다른 파장에 할당하여 전송한다. WDM 방식의 PON은 초기에 파장당 100Mb/s급 전송이 가능하였으며, 현재는 파장 당 1Gb/s까지 전송 속도가 증가하였다. 또한, 일반적으로 WDM 방식의 PON은 가입자 별 상향링크 신호와 하향링크 신호의 파장을 다르게 하게 사용하나, 광원의 수를 줄여 비용을 절감할 수 있는 방안으로 하향링크 광 신호를 광원으로 재이용하여 상향링크 광 신호를 발생시키는 재변조 방식을 도입할 수도 있다. 재변조 방식은L.Y.Chan, “Demonstration of data remodulation for upstream traffic in WDM access networks using injection-locked FP laser as modulator”, 2001을 참조할 수 있다. 재변조 방식을 적용하여 10Gb/s의 고속 변조된 하향링크 광 신호를 1Gb/s의 저속 변조된 상향링크 광 신호를 발생시킬 수 있다.
TDM 방식의 PON과 WDM 방식의 PON은 각 방식의 특성상 서로 트레이드-오프(trade-off) 관계에 있다. 즉, TDM 방식의 장점은 WDM 방식의 단점이 되며, WDM 방식의 장점은 TDM 방식의 단점이 된다. 이에 따라 두 방식을 적절하게 조합한 보다 효율적인 PON 구조가 요구된다.
본 발명의 기술적 과제는 광 신호의 전송 또는 수신을 위한 수동형 광 네트워크(PON; Passive Optical Network) 장치 및 이를 적용한 PON를 제공하는 데에 있다.
일 양태에 있어서, 수동형 광 네트워크에서 원거리 노드가 제공된다. 상기 원거리 노드는 하향링크 광 간선망으로부터 입력되는 하향링크 신호를 파장 분배기로 전송하고 파장 분배기로부터 입력되는 상향링크 신호를 상기 하향링크 광 간선망과 서로 다른 상향링크 광 간선망으로 전송하는 광 서큘레이터, 및 상기 광 서큘레이터로부터 입력되는 하향링크 신호를 다수의 파장으로 분배하여 광 분배망에 연결하고 상기 광 분배망으로부터 입력되는 상향링크 신호를 광 서큘레이터에 연결하는 파장 분배기를 포함한다.
상기 광 서큘레이터는 상기 하향링크 광 간선망으로부터 입력되는 하향링크 신호가 전화국 단말의 수신기로 입력되는 것을 차단하며, 상기 파장 분배기로부터 입력되는 상향링크 신호를 전화국 단말의 송신기로 입력되는 것을 차단할 수 있다.
상기 하향링크 신호는 복수의 하향 신호가 시분할 다중(TDM; Time Division Multiplexing) 방식으로 다중화 되어 생성될 수 있다. 상기 하향링크 신호는 복수의 광 신호와 동시에 변조될 수 있다.
상기 상향링크 신호는 복수의 상향 신호가 파장 분할 다중 접속(WDMA; Wavelength Division Multiple Access) 방식으로 다중화 되어 생성될 수 있다
다른 양태에 있어서, 수동형 광 네트워크에서 전화국 단말이 제공된다. 상기 전화국 단말은 송신기와 수신기를 포함하되, 상기 송신기는 복수의 하향링크 신호를 TDM 방식에 의하여 고속의 단일 신호로 다중화하는 전기적 시분할 다중화기 및 복수의 광 신호를 상기 단일 신호와 동시에 변조하여 하향링크 광 간선망으로 출력하는 광 변조기를 포함하고, 상기 수신기는 상향링크 광 간선망으로부터 입력되는 상향링크 신호를 파장 별로 역다중화하는 파장 분할 역다중화기 및 상기 역다중화 된 상향링크 신호를 복수의 전기 신호로 각각 변환하는 복수의 광수신기를 포함한다.
상기 전화국 단말의 송신기는 상기 복수의 광 신호를 파장 분할 다중(WDM; Wavelength Division Multiplexing) 방식에 의하여 다중화하여 상기 광 변조기로 출력하는 파장 분할 다중화기를 더 포함할 수 있다. 상기 파장 분할 다중화기는 AWG(Arrayed Wave Guide)가 적용될 수 있다. 상기 파장 분할 다중화기는 하나의 다중화 출력 포트를 포함하는 WDM 광원 어레이를 통하여 상기 광 변조기에 연결될 수 있다. 상기 복수의 광 신호, 상기 파장 분할 다중화기 및 상기 광 변조기는 PLC(Planar Lightwave Circuit) 플랫폼에 집적될 수 있다.
상기 전화국 단말의 송신기는 상기 하향링크 광 간선망으로 출력되는 하향링크 신호를 증폭하는 광 증폭기를 더 포함할 수 있다.
상기 전화국 단말의 수신기의 파장 분할 역다중화기는 AWG가 적용될 수 있다.
상기 전화국 단말의 수신기는 복수의 PD(Photo Detector)에 의하여 PLC 플랫폼에 집적될 수 있다.
상기 전화국 단말의 수신기는 상기 상향링크 광 간선망으로부터 입력되는 상향링크 신호를 증폭하는 광 증폭기를 더 포함할 수 있다.
TDM(Time Division Multiplexing) 방식의 PON과 비교했을 때, 상향링크 신호의 대역 효율을 높일 수 있고, 상향링크 신호의 송수신을 위한 복잡한 회로를 비교적 간단한 회로로 대체할 수 있다. WDM(Wavelength Division Multiplexing) 방식의 PON에 비교했을 때, 하향링크 신호 전송시 광 송신기의 개수를 N개에서 1개로 줄임으로써 비용을 절감할 수 있고, 방송 신호와 같이 모든 가입자들에게 전송될 필요가 있는 브로드캐스팅 및 멀티캐스팅 방식의 패킷 전송이 가능하다.
도 1은 일반적인 PON(Passive Optical Network)을 나타내는 블록도이다.
도 2는 TDM(Time Division Multiplexing) 방식으로 신호를 다중화하는 PON을 나타내는 블록도이다.
도 3은 WDM(Wavelength Division Multiplexing) 방식으로 신호를 다중화하는 PON을 나타내는 블록도이다.
도 4는 TDM 방식 및 WDM 방식으로 신호를 다중화하는 PON을 나타내는 블록도이다.
도 5는 제안된 발명에 의한 광 신호 전송을 위한 PON 장치의 일 예이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 또한 상세한 설명을 생략하여도 본 기술분야의 당업자가 쉽게 이해할 수 있는 부분의 설명은 생략하였다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명은 광 네트워크에서 전화국 단말의 OLT(Optical Line Terminal)와 가입자 단말의 ONT(Optical Network Terminal) 또는 ONU(Optical Network Unit) 간의 신호 전송을 위한 수동형 광 네트워크(PON; Passive Optical Network) 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명이 제안하는 PON 장치에 의하여 OLT에서 ONT/ONU로 전송되는 하향링크 신호는 각 가입자에게 전달되는 데이터를 시분할 다중(TDM; Time Division Multiplexing) 방식으로 다중화하여 전송하고, ONT/ONU에서 OLT로 전송되는 상향링크 신호는 각 가입자로부터 전송되는 신호를 파장 분할 다중 접속(WDMA; Wavelength Division Multiple Access) 방식으로 구분하여 전송한다.
도 1은 일반적인 PON을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, PON은 적어도 하나의 OLT(110), 적어도 하나의 광분배기(120) 및 복수의 ONT(130)를 포함한다. OLT(110)는 하나의 광섬유를 통해 가입자에게 방송 신호, 데이터 신호 또는 음성 신호 등을 전송한다. OLT(110)는 패킷 처리부 및 광 송수신기를 포함할 수 있다. OLT(110)는 전화국, 기지국 또는 주거단지의 단자함에 속할 수 있다. 하나의 광섬유를 통해 전송되는 신호들은 광분배기(120)로 입력된다. 광분배기(120)를 거친 신호들은 복수의 ONT(130)로 각각 분기된다. 복수의 ONT(130)의 개수는 16, 32, 64 또는 128개 이상일 수 있다. 각 ONT(130)는 OLT(110)과 마찬가지로 패킷 처리부 및 광 송수신기를 포함할 수 있다. 각 ONT(130)는 전송된 광 신호를 전기 신호로 변환하고, 전송된 신호 중에서 해당 ONT(130)로 보내진 신호를 분리하여 PON 기능에 대한 처리를 하며, 가입자에게 해당 신호를 전송한다.
PON은 복수의 가입자들에게 신호를 전송함에 있어서, 각 가입자에 해당하는 신호를 각각 서로 다른 시간 구간에 할당하여 전송하는 TDM 방식과 각 가입자에 해당하는 신호를 각각 서로 다른 파장에 할당하여 전송하는 파장 분할 다중(WDM: Wavelength Division Multiplexing) 방식 중 하나를 적용할 수 있다.
도 2는 TDM 방식으로 신호를 다중화하는 PON을 나타내는 블록도이다.
먼저 하향링크에서, OLT 내의 전기적 시분할 다중화기(210)는 복수의 가입자들에게 전송되는 복수의 하향링크 신호를 고속의 단일 신호로 변환한다. 상기 복수의 하향링크 신호는 상기 단일 신호 내에서 서로 다른 시간 영역에 할당된다. 즉, 복수의 하향링크 신호는 TDM 방식으로 다중화된다. OLT 내의 광 송신기(220)는 변환된 단일 신호를 하나의 광 신호로 변조하여 가입자 측으로 전송한다. 이때 상기 하나의 광 신호는 단일 파장 λ0를 가지며, 파장 분할 필터를 거쳐 광섬유를 통해 가입자 측으로 전송된다. 광 파워 분배기(240)는 상기 하나의 광 신호를 각 ONT로 분배한다. 각 가입자는 각 ONT에 입력된 광 신호를 광 송수신기(250)에서 전기 신호로 변환한 후에 해당 가입자에 해당하는 하향 신호만 선택하여 수신한다.
한편, 상향링크에서는 시분할 다중 접속(TDMA; Time Division Multiple Access) 방식이 적용된다. 즉, 각 가입자 별 상향링크 신호는 시간축 상에서 가입자 별로 할당된 시간 구간 내에 정렬되며, 각 가입자의 광 송수신기(250)는 해당하는 상향링크 신호를 전송한다. TDMA 방식에 의해서 다중화된 각 가입자의 상향링크 신호는 단일 파장 λ1를 가지는 단일 신호로 전송되며, OLT는 광 수신기(230)에 의해 상기 단일 신호를 수신하고 전기적 시분할 역다중화기(260)에 의해 상기 단일 신호를 복수의 각 가입자 별 상향링크 신호로 변환한다.
광 파워 분배기(240)는 단일 파장의 광 신호의 파워를 나누어서 각 포트로 전송한다. 이에 따라 동일한 광 신호가 광 파워 분배기(240)의 포트 수에 따라 파워가 감소되어 ONT로 각각 전송된다.
도 2를 참조하면, TDM 방식에서 OLT는 하나의 광 송신기(220)를 이용하여 모든 가입자에게 신호를 보낼 수 있고 하나의 광 수신기(230)를 이용하여 모든 가입자로부터 신호를 수신할 수 있다. 이에 따라 다른 다중화 방식에 비해서 비교적 적은 비용으로 네트워크를 구축할 수 있다. 또한, TDM 다중화 방식은 방송 신호와 같이 모든 가입자에게 동일하게 전송되는 브로드캐스팅 신호 또는 멀티캐스팅 신호를 하나의 패킷으로 묶어 모든 가입자에게 쉽게 전송할 수 있는 장점이 있다. 그러나 복수의 가입자들이 광 송신기(220) 및 광 수신기(230)의 하향링크 및 상향링크의 전송 대역을 공유함으로써 전송 대역이 작아진다는 단점이 존재한다. 또한, OLT가 복수의 가입자들로부터 복수의 상향링크 신호를 수신하는 경우, 상기 각 상향링크 신호의 세기와 위상이 모두 다를 수 있으며, 이에 따라 서로 다른 버스트 모드 형태의 패킷들을 수신하여야 하므로 상기 광 수신기(230)의 구조가 복잡해지는 단점이 있다.
도 3은 WDM 방식으로 신호를 다중화하는 PON을 나타내는 블록도이다.
먼저 하향링크에서, 복수의 하향링크 신호는 가입자 별로 서로 다른 OLT 내의 광 송신기(310)를 통해 각각 광 신호로 변환된다. 각 광 신호는 서로 다른 파장을 가질 수 있다. 도 3에서는 3명의 가입자에게 전송되는 광 신호가 각각 λ1, λ2, λ3의 파장을 가지는 것으로 가정한다. 각각 파장이 다른 복수의 광 신호는 OLT 내의 파장 분할 다중화기(320)에 의해서 하나의 광섬유로 입력되어 가입자 측으로 전송된다.. 상기 복수의 광 신호는 하나의 광섬유 내에서 서로 다른 파장을 가지고 할당되므로, 이는 복수의 하향링크 신호가 WDM 방식으로 다중화된다고 할 수 있다. 파장 분배기(340)는 상기 파장이 다른 복수의 광신호를 각 파장 별 해당 ONT로 분배한다. 각 가입자는 각 ONT에 입력된 해당 파장의 광 신호를 광 송수신기(350)에서 전기 신호로 변환한 후에 해당 가입자에 해당하는 하향 신호만 선택하여 수신한다.
한편, 상향링크에서는 WDMA 방식이 적용된다. 즉, 각 가입자 별 상향링크 신호는 각각 다른 파장을 가지며, 각 가입자의 광 송수신기(350)는 서로 다른 파장의 상향링크 신호를 전송한다. 도 3에서는 3명의 가입자가 전송하는 광 신호가 각각 λ4, λ5, λ6의 파장을 가지는 것으로 가정한다. 서로 다른 파장의 상향링크 신호는 각 광 송수신기(350)에 의해서 광 신호로 변환되고, 파장 분배기(340)에 의해 WDMA 방식으로 다중화되어 하나의 광섬유로 입력되어 OLT 측으로 전송된다. OLT는 파장 분할 역다중화기(330)에 의해 상기 단일 신호를 각각 다른 파장의 상향링크 신호로 구분하고, 복수의 상향링크 신호는 복수의 광 수신기(360)에 의해서 수신된다.
파장 분배기(340)는 하향링크 신호에 대해서는 OLT와 연결된 포트로 입력되는 서로 다른 파장의 복수의 광 신호를 각 파장 별로 복수의 가입자들에게 연결된 포트로 출력하는 파장 분할 역다중화기로 동작한다. 또한, 상향링크 신호에 대해서는 각 가입자들과 연결된 각 포트로 입력되는 서로 다른 파장의 광 신호를 다중화하여 하나의 포트로 출력하여 OLT로 전송하는 파장 분할 다중화기로 동작한다.
도 3을 참조하면, WDM 방식에서 OLT 내에서 각 가입자 별로 광 송신기(310) 및 광 수신기(360)가 할당되므로 OLT의 광 송신기(310) 및 광 수신기(360)의 전송 대역 모두를 사용하여 가입자가 각각 신호를 전송하거나 수신할 수 있는 장점이 있다. 또한, OLT에서 각 가입자로부터 전송되는 패킷은 연속 모드 형태이므로 상향링크 신호의 광 수신기(360)의 회로가 간단해지는 장점도 존재한다. 그러나, WDM 방식의 PON은 OLT의 광 송신기(310)와 광 수신기(360)의 수가 가입자만큼 필요하므로 PON 구축 비용이 증가하는 단점이 있다. 또한, 파장 분배기(340)에 의해서 브로드캐스팅 및 멀티캐스팅 방식으로 전송하는 것이 불가능하여 방송 신호와 같이 모든 가입자들에게 전송될 필요가 있는 하향링크 신호는 OLT에서 가입자 별로 동일한 신호를 중복해서 전송해야 하는 비효율성도 존재한다.
앞서 살펴본 바와 같이 TDM 방식과 WDM 방식은 서로 트레이드 오프(trade-off) 관계에 있다. 즉, TDM 방식의 장점은 WDM 방식의 단점이 되며, WDM 방식의 장점은 TDM 방식의 단점이 된다. 이에 따라 TDM 방식과 WDM 방식을 혼합하여 적용한 PON을 구성할 수 있다. TDM 방식과 WDM 방식을 동일한 PON에 적용함으로써 효율적으로 하향링크 신호 및 상향링크 신호를 전송할 수 있다.
도 4는 TDM 방식 및 WDM 방식으로 신호를 다중화하는 PON을 나타내는 블록도이다. 도 4를 참조하면, 도 2의 TDM 방식에서 사용되는 광 파워 분배기(410)가 광분배기로 사용될 수 있다. 광 파워 분배기(410)에 의하여 광 신호를 분배하는 경우, 하향링크 신호에 대해서는 모든 가입자들에게 동일한 파워의 신호가 전송될 수 있으나, 상향링크 신호에 대해서는 각 가입자로부터 전송되는 서로 다른 파장의 상향링크 신호의 파워가 광 파워 분배기의 포트 수에 따라 감소되므로 효율성이 떨어진다. 반대로 광분배기로 도 3의 WDM 방식에서 사용되는 파장 분배기가 사용될 수도 있다. 파장 분배기를 광분배기로 사용하는 경우 단일 파장의 하향링크 신호를 모든 가입자들에게 동일하게 전송하는 것이 어렵다. 이에 따라 효율적인 신호의 전송을 위하여 새로운 PON 구조가 요구된다.
이하, 제안된 발명을 설명하도록 한다. 본 발명은 광 네트워크에서 전화국 단말의 OLT와 가입자 단말의 ONT 간의 신호 전송을 위한 PON 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명이 제안하는 PON 장치에 의하여 OLT에서 ONT로 전송되는 하향링크 신호는 TDM 방식으로 다중화하여 전송하고, ONT에서 OLT로 전송되는 상향링크 신호는 WDMA 방식으로 구분하여 전송한다.
도 5는 제안된 발명에 의한 광 신호 전송을 위한 PON 장치의 일 예이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 PON 장치는 전화국 단말, 원거리 노드(540), 복수의 가입자 단말용 광 송수신기(550-1, 550-2, …, 550-N)를 포함한다. 상기 전화국 단말은 송신기(510)와 수신기(520)를 포함한다. 또한, 본 발명의 PON 장치는 도 5에 도시된 바와 같이 상향링크와 하향링크가 분리된 광섬유를 포함하는 광 간선망과 복수의 가입자를 연결하는 복수의 광섬유와 파장 분배기(542)를 포함하는 광 분배망이 원거리 노드(540)로 연결된 PON에서 동작한다.
먼저 하향링크 신호의 전송에 대해서 설명한다.
전화국 단말의 송신기(510)는 전기적 시분할 다중화기(511), 파장 분할 다중화기(512) 및 광 변조기(513)를 포함한다. 전기적 시분할 다중화기(511)는 복수의 하향링크 신호를 고속의 단일 신호로 다중화하여 출력한다. 상기 고속의 단일 신호는 광 변조기(513)의 입력이 되어 광 변조기(513)를 구동한다. 파장 분할 다중화기(512)는 복수의 광원을 다중화하여 하나의 광섬유 또는 하나의 광도파로를 통해 출력한다. 파장 분할 다중화기(512)는 AWG(Arrayed Waveguide Grating) 등을 적용할 수 있다. 파장 분할 다중화기(512)는 하나의 다중화 출력 포트를 구비한 WDM 광원 어레이를 사용하여 광 변조기(513)과 연결할 수 있다. 광 변조기(513)는 복수의 파장을 가지는 복수의 광원이 파장 분할 다중화기(512)에 의해 다중화 되어 입력되면 이를 변조하여 출력한다. 광 변조기(513)는 전기적 시분할 다중화기(511)에서 출력된 상기 단일 신호에 의해 구동된다. 광 변조기(513)에 의해 시분할 다중화된 복수의 하향링크 신호가 복수 파장을 가지며 동일하게 변조된다. 이에 따라 어느 하나의 파장을 수신하더라도 동일한 신호를 검출할 수 있다. 파장 분할 다중화기(512)와 광 변조기(513) 및 복수의 광원은 하나의 기판 위에 집적되어 구현될 수 있다. 예를 들어 PLC(Planar Lightwave Circuit) 플랫폼 위에 칩 형태의 복수의 광원과 각각의 광원과 연결된 파장 분할 다중화기(512) 및 파장 분할 다중화기(512)의 출력 포트와 연결된 광 변조기(513)를 집적하여 구현할 수 있다. 또는 광 변조기는 칩 형태가 아닌 Mach Zehnder 타입일 수 있다.
또한, 전화국 단말의 송신기(510)는 출력 포트에 광 증폭기를 더 포함할 수 있다. 광 증폭기에 의해서 광신호의 파워가 증폭된다.
한편, 위에서 설명한 전화국 단말의 송신기(510)는 복수의 하향링크 신호가 전기적 시분할 다중화기(511)에 의해서 TDM 방식으로 다중화되어 전송되는 경우를 설명하나, 서로 다른 파장을 가지는 복수의 하향링크 신호가 전기적 시분할 다중화기(511)에 의해서 동일한 신호로 변조되어 전송되는 경우도 포함한다.
광 변조기(513)를 통과한 복수의 하향링크 신호는 하향 광 간선망을 통하여 원거리 노드(540)의 광 서큘레이터(541)로 전달된다. 광 서큘레이터(541)는 상기 복수의 하향링크 신호를 원거리 노드(540)의 파장 분배기(542)로 전달한다. 광 서큘레이터(541)는 전화국 단말의 송신기(510)에서 출력되는 하향링크 신호가 전화국 단말의 수신기(520)로 입력되는 것을 차단한다. 파장 분배기(542)는 복수의 하향링크 신호를 각각의 파장에 해당하는 포트로 분배하여 복수의 가입자들에게 각각 전송한다. 각 가입자는 입력된 광 신호를 각 ONT의 광 송수신기(550-1, 550-2, …, 550-N)에서 전기 신호로 변환한 후에 해당 가입자에 해당하는 하향 신호만 선택하여 수신한다. 각 광 송수신기(550-1, 550-2, …, 550-N)는 하향링크 신호를 상향링크 신호로 재변조할 수 있다.
이하 상향링크 신호의 전송에 대해서 설명한다.
복수의 가입자로부터 복수의 상향링크 신호가 각각 전송된다. 상기 복수의 상향링크 신호는 각 ONT의 광 송수신기(550-1, 550-2, …, 550-N)를 통해 전송되며, 파장 분배기(542)는 상기 복수의 상향링크 신호를 수신한다. 파장 분배기(542)를 거친 복수의 상향링크 신호는 광 서큘레이터(541)를 통해 상향 광 간선망을 통해 전화국 단말의 수신기(520)로 전송된다. 광 서큘레이터(541)는 파장 분배기(542)로부터 입력되는 복수의 상향링크 신호가 전화국 단말의 송신기(510)로 입력되는 것을 차단한다.
전화국 단말의 수신기(520)는 파장 분할 역다중화기(521)와 복수의 광 수신기를 포함한다. 파장 분할 역다중화기(521)는 각 가입자로부터 전송된 각 상향링크 신호를 역다중화한다. 파장 분할 역다중화기(521)는 AWG(Arrayed Waveguide Grating) 등을 적용할 수 있다. 파장 분할 역다중화기(521)의 출력 포트는 복수의 광 수신기로 연결되며, 복수의 광 수신기는 역다중화된 복수의 상향링크 신호를 전기 신호로 변환한다. 이때 복수의 광 수신기는 복수의 PD(Photo Detecter) 어레이와 하나의 파장 분할 역다중화기(521)를 포함할 수 있다. 또한 이는 하나의 PLC 플랫폼에 집적되어 구현될 수도 있다. 전화국 단말의 수신기(520)는 입력 포트에 광 증폭기를 더 포함할 수 있다.
제안된 발명과 같이 TDM 방식과 WDMA 방식을 동일한 PON에서 효율적으로 적용할 수 있다. 본 발명에 의하여 전화국 단말에서 복수의 광원을 입력으로 하는 광 송신기와 광 서큘레이터를 이용하여 하향링크 신호를 전송하고, 복수의 광 수신기를 이용하여 WDMA 방식으로 다중화된 상향링크 신호를 수신하므로, TDM 방식의 PON에서 광분배기로 파장 분배기를 사용할 때 단일 파장의 하향링크 신호를 복수의 가입자들에게 전송하지 못하는 문제를 해결할 수 있다. TDM 방식의 PON과 비교했을 때, 상향링크 신호의 대역 효율을 높일 수 있고, 상향링크 신호의 송수신을 위한 복잡한 회로를 비교적 간단한 회로로 대체할 수 있다. WDM 방식의 PON에 비교했을 때, 하향링크 신호 전송시 광 송신기의 개수를 N개에서 1개로 줄임으로써 비용을 절감할 수 있고, 방송 신호와 같이 모든 가입자들에게 전송될 필요가 있는 브로드캐스팅 및 멀티캐스팅 방식의 패킷 전송이 가능하다. 그리고, 하향링크와 상향링크가 분리된 광섬유로 구성된 광 간선망을 통해 전송되므로, 동일한 파장의 하향링크 신호가 전송될 때 반사되어 상향링크 신호의 간섭으로 작용하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로 프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 실시예들은 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.

Claims (14)

  1. 수동형 광 네트워크(PON; Passive Optical Network)에서,
    하향링크 광 간선망으로부터 입력되는 하향링크 신호를 파장 분배기로 전송하고 파장 분배기로부터 입력되는 상향링크 신호를 상기 하향링크 광 간선망과 서로 다른 상향링크 광 간선망으로 전송하는 광 서큘레이터; 및
    상기 광 서큘레이터로부터 입력되는 하향링크 신호를 다수의 파장으로 분배하여 광 분배망에 연결하고 상기 광 분배망으로부터 입력되는 상향링크 신호를 광 서큘레이터에 연결하는 파장 분배기를 포함하는 원거리 노드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 서큘레이터는,
    상기 하향링크 광 간선망으로부터 입력되는 하향링크 신호가 전화국 단말의 수신기로 입력되는 것을 차단하며,
    상기 파장 분배기로부터 입력되는 상향링크 신호를 전화국 단말의 송신기로 입력되는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 원거리 노드.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하향링크 신호는 복수의 하향 신호가 시분할 다중(TDM; Time Division Multiplexing) 방식으로 다중화 되어 생성되는 것을 특징으로 하는 원거리 노드.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 하향링크 신호는 복수의 광 신호와 동시에 변조되는 것을 특징으로 하는 원거리 노드.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 상향링크 신호는 복수의 상향 신호가 파장 분할 다중 접속(WDMA; Wavelength Division Multiple Access) 방식으로 다중화 되어 생성되는 것을 특징으로 하는 원거리 노드.
  6. 수동형 광 네트워크(PON; Passive Optical Network)에서,
    송신기와 수신기를 포함하되,
    상기 송신기는 복수의 하향링크 신호를 시분할 다중(TDM; Time Division Multiplexing) 방식에 의하여 고속의 단일 신호로 다중화하는 전기적 시분할 다중화기 및 복수의 광 신호를 상기 단일 신호와 동시에 변조하여 하향링크 광 간선망으로 출력하는 광 변조기를 포함하고,
    상기 수신기는 상향링크 광 간선망으로부터 입력되는 상향링크 신호를 파장 별로 역다중화하는 파장 분할 역다중화기 및 상기 역다중화 된 상향링크 신호를 복수의 전기 신호로 각각 변환하는 복수의 광수신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전화국 단말.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 전화국 단말의 송신기는 상기 복수의 광 신호를 파장 분할 다중(WDM; Wavelength Division Multiplexing) 방식에 의하여 다중화하여 상기 광 변조기로 출력하는 파장 분할 다중화기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전화국 단말.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 파장 분할 다중화기는 AWG(Arrayed Wave Guide)가 적용되는 것을 특징으로 하는 전화국 단말.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 파장 분할 다중화기는 하나의 다중화 출력 포트를 포함하는 WDM 광원 어레이를 통하여 상기 광 변조기에 연결되는 것을 특징으로 하는 전화국 단말.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 광 신호, 상기 파장 분할 다중화기 및 상기 광 변조기는 PLC(Planar Lightwave Circuit) 플랫폼에 집적되는 것을 특징으로 하는 전화국 단말.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 전화국 단말의 송신기는 상기 하향링크 광 간선망으로 출력되는 하향링크 신호를 증폭하는 광 증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전화국 단말.
  12. 제 6 항에 있어서,
    상기 전화국 단말의 수신기의 파장 분할 역다중화기는 AWG가 적용되는 것을 특징으로 하는 전화국 단말.
  13. 제 6 항에 있어서,
    상기 전화국 단말의 수신기는 복수의 PD(Photo Detector)에 의하여 PLC 플랫폼에 집적되는 것을 특징으로 하는 전화국 단말.
  14. 제 6 항에 있어서,
    상기 전화국 단말의 수신기는 상기 상향링크 광 간선망으로부터 입력되는 상향링크 신호를 증폭하는 광 증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전화국 단말.
KR1020100136163A 2010-12-28 2010-12-28 광 신호 전송을 위한 수동형 광 네트워크 장치 KR20120074357A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100136163A KR20120074357A (ko) 2010-12-28 2010-12-28 광 신호 전송을 위한 수동형 광 네트워크 장치
US13/280,103 US20120163818A1 (en) 2010-12-28 2011-10-24 Passive optical network apparatus for transmitting optical signal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100136163A KR20120074357A (ko) 2010-12-28 2010-12-28 광 신호 전송을 위한 수동형 광 네트워크 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120074357A true KR20120074357A (ko) 2012-07-06

Family

ID=46316946

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100136163A KR20120074357A (ko) 2010-12-28 2010-12-28 광 신호 전송을 위한 수동형 광 네트워크 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20120163818A1 (ko)
KR (1) KR20120074357A (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9832002B2 (en) * 2014-07-17 2017-11-28 Huawei Technologies Co., Ltd. Phalanx radio system architecture for high capacity wireless communication
EP3382919A4 (en) * 2017-01-24 2019-01-16 Huawei Technologies Co., Ltd. COMMUNICATION METHOD, DEVICE AND SYSTEM FOR PASSIVE OPTICAL NETWORK (PON)
GB202104651D0 (en) * 2021-03-31 2021-05-12 Rushmere Tech Limited Optical apparatus for us in an optical network

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7738167B2 (en) * 2005-12-09 2010-06-15 Electronics And Telecommunications Research Institute Reflective semiconductor optical amplifier (RSOA), RSOA module having the same, and passive optical network using the same
KR100819034B1 (ko) * 2006-05-11 2008-04-03 한국전자통신연구원 반사형 반도체 광증폭기 기반 수동형 광가입자망
KR100948831B1 (ko) * 2007-10-19 2010-03-22 한국전자통신연구원 시분할 다중 및 파장 분할 다중 접속 수동형 광 네트워크장치
KR100921797B1 (ko) * 2007-12-18 2009-10-15 한국전자통신연구원 파장분할 다중화 방식의 수동형 광가입자망 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
US20120163818A1 (en) 2012-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8055133B2 (en) TDM/WDMA passive optical network device
US8554079B2 (en) Wavelength division and time division multiplex mixing passive optical network system, terminal and signal transmission method
US7706688B2 (en) Wavelength reconfigurable optical network
JP4676531B2 (ja) 光アクセスネットワークシステム
US8554078B2 (en) Passive optical network with plural optical line terminals
US8995836B2 (en) Passive optical network with adaptive filters for upstream transmission management
KR20140027502A (ko) 이동 가능한 파장 분할 멀티플랙싱 수동 광 네트워크
JP2004274752A (ja) 波長分割多重方式の受動型光加入者ネットワークシステム
WO2010093195A2 (ko) 저잡음 다파장 광원을 구비한 저잡음 광신호의 전송 장치, 저잡음 다파장 광원을 이용한 방송 신호 전송 장치, 및 이를 구비한 광가입자망
WO2008019612A1 (fr) Source de lumière commune, système de réseau optique passif à multiplexage par répartition en longueur d'onde et procédé permettant au système de partager la source de lumière
US20100021164A1 (en) Wdm pon rf/video broadcast overlay
WO2012065460A1 (zh) 无源光网络系统、方法及光线路终端和波长路由单元
KR100678024B1 (ko) 무선 통신을 이용한 복합 수동형 광가입자망
KR101698701B1 (ko) 원격 노드 디바이스, 광 네트워크 유닛 및 그들의 시스템 및 통신 방법
KR20140088438A (ko) 파장 가변 광 모듈 기반 수동형 광 망 거리 확장장치 및 그 방법
KR100754601B1 (ko) 복합 수동형 광가입자망
US8139939B2 (en) Upgradeable passive optical network
US9699532B2 (en) Systems and methods of hybrid DWDM aggregation and extension for time division multiplexing passive optical networks
KR20120074357A (ko) 광 신호 전송을 위한 수동형 광 네트워크 장치
KR100605925B1 (ko) 파장분할다중 방식의 수동형 광 가입자망
Huang et al. A novel flexible optical remote node architecture for dynamic wavelength allocation over hybrid WDM/TDM PON systems
CA2593891C (en) Wavelength reconfigurable optical network
JP2003234721A (ja) 光通信システム
KR20040001028A (ko) 광 가입자 망 구조
EP2894800B1 (en) Optical interconnection device and method

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid