KR20120081041A - 통신 시스템의 노드들간에서 신호들을 직접 전송하기 위한 통신 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
통신 시스템은, 하나 이상의 디바이스들(104)과의 통신을 제공하도록 되어 있는 복수의 노드들(1021-102n), 중앙 노드(100), 상기 중앙 노드(100)로부터의 제 1 광신호를 복수의 노드들(1021-102n)로 디멀티플레싱하고, 하나 이상의 상기 노드들(1021-102n)로부터의 제 2 광신호들을 멀티플렉싱하도록 되어 있는 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스(108)를 포함하는 수동 광 네트워크(106)를 가지며, 각각의 노드(1021-102n)는 그것의 광신호를 발생하기 위한 파장이 할당되고, 신호들을 하나의 노드(1021-102n)로부터 다른 노드들(1021-102n) 중 적어도 하나로 직접 전송하기 위해, 상기 하나의 노드(1021-102n)는 상기 다른 노드들(1021-102n) 중 적어도 하나에 할당된 상기 파장의 광신호를 발생하도록 되어 있고, 상기 광신호는 전송될 상기 신호를 포함하고, 상기 수동 광 네트워크(106)의 상기 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스(108)는 상기 하나의 노드(1021-102n)로부터의 상기 광신호와 상기 제 1 광신호를 결합하도록 되어 있다.
Description
본 발명의 실시예들은 통신 시스템들의 분야에 관한 것으로, 예를 들어, 각각의 모바일 유닛들을 서비스하는 복수의 기지국들을 포함하는 모바일 통신 시스템들의 분야에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명의 실시예들은 각각의 노드들 사이에서, 예를 들어 각각의 기지국들 사이에서 통신을 직접 허용하기 위한 통신 시스템 및 방법과, 그 통신 시스템의 노드 또는 기지국 및 광 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스들에 관한 것이다.
통신 시스템에 있어서, 복수의 노드들 및 중앙 스위칭 디바이스는 노드들 사이에서 신호들을 교환하기 위한 백홀(backhaul) 액세스 네트워크를 통해 결합된다. 그러나, 각각의 노드들 사이에서, 예를 들어 모바일 통신 시스템의 각각의 기지국들 사이에서 직접 정보의 교환을 필요로 하는 환경들이 있을 수 있다. 모바일 통신 시스템들에 있어서, 예를 들어, 협력 멀티-포인트(coordinated multi-point; CoMP) 방식들은 사용자 데이터의 전송 및 수신에 상이한 노드들이 참여하도록 허용하여 사용자 데이터 레이트들을 개선시킬 잠재성으로 인해 3GPP(third generation partnership project)에서 논의되었다. 이와 같은 방식들의 예들은 M. 사와하시(M. Sawahashi), Y. 키시야마(Y. Kishiyama), A. 모리모토(A. Morimoto), D. 니시카와(D. Nishikawa) 및 M. 탄노(M. Tanno)의 "LTE-advanced를 위한 협력 멀티포인트 송신/수신 기술들(coordinated multipoint transmitting/receiption techniques"(IEEE 무선 통신들, 17권, 3호, 26-34면, 2010)에 의해 논의된다. CoMP 방식들은 모바일 백홀 네트워크들을 통한, 셀 정보의 교환, 예를 들어 채널 상태 정보(CSI)의 교환 뿐만 아니라 사용자 데이터의 교환을 필요로 하며, 그 결과 달성 가능한 성능 향상은, D. 사마르지자(D. Samardzija) 및 H. 후앙(H. Huang)의 "네트워크들 MIMO에 대한 백홀 대역폭 요건들을 결정"(EUSIPCO, 글라스고(Glasgow), 2009년 8월)에 의해 논의된 것과 같이, 모바일 백홀 성능에 의존한다. 많은 경우들에 있어서, CoMP 전송을 위한 신호 및 데이터 교환들은 이웃 노드들 또는 기지국들(eNBs) 사이에서 필요로 되는 데, 그 이유는 인접 노드들이 보통 모바일 사용자들의 수신된 신호 전력 레벨 및 간섭에 대해 가장 큰 영향을 주기 때문이다. 이와 같은 통신을 위해, X2 인터페이스는 2개의 노드들(eNBs)간의 논리 인터페이스를 규정하고, CoMP 전송을 지원하기 위해 교환/전송들에 사용된다. 3GPP 표준에 규정된 것과 같은 X2 인터페이스는 물리 인터페이스가 아닌, 실제 물리 인터페이스의 특정 하드웨어 구현에 의존하는 논리 인터페이스이다.
도 1은 모바일 백홀 액세스 네트워크에서의 물리 및 논리 X2 인터페이스들의 예를 나타낸다. 이 네트워크는 중앙 스위칭 유닛(100) 및 각각의 모바일 유닛들, 예컨대 모바일 유닛(104)을 서비스하는 복수의 기지국들(102a, 102b)을 포함한다. 도 1는 단지 개략도이고 실제로 통신 시스템은 복수의 모바일 유닛들 및 또한 복수의 기지국들, 예컨대 2개 이상의 기지국들을 포함할 것이다. 중앙 스위칭 유닛(100) 및 각각의 기지국들(102a, 102b)은 모바일 백홀 액세스 네트워크(106)를 통해 접속된다. 네트워크(106)는 네트워크(106)를 통해 전송되는 신호들을 결합/분할(combining/splitting)하기 위한 광(optical) 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스(108)를 포함하는 광 네트워크일 수 있다. 네트워크(106)는 중앙 스위칭 유닛(100)과 광 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스(108) 및 복수의 브랜치들(1121-112n)(예컨대 광 파이버들) 사이의 접속(110)(예컨대 광 파이버)을 포함한다. 기지국(102a)은 접속(110) 및 브랜치(1124)를 통해 중앙 스위칭 유닛(100)에 접속되고, 기지국(112b)은 접속(110) 및 브랜치(1123)를 통해 중앙 스위칭 유닛(100)에 접속된다. 모바일 유닛(104)은 CoMP 전송을 위해 제공된다. 즉, 유닛(104)은 제 1 채널(114a)을 통해 기지국(102a)과 통신하고 제 2 채널(114b)을 통해 기지국(102b)과 통신한다. 이러한 통신은 이웃 기지국들(102a, 102b) 사이의 정보의 교환, 예컨대 신호들 및 데이터의 교환을 필요로 한다. 기지국(102a)은 서비싱(servicing) 기지국 또는 서비싱 eNB인 것으로 가정되고, 기지국(102b)은 협력 기지국 또는 협력 eNB인 것으로 가정된다. 기지국(102a)과 기지국(102b)간의 정보의 교환은 참조 부호(116)로 도 1에 개략적으로 도시된 논리 인터페이스인 상기 X2 인터페이스를 필요로 한다. 논리 X2 인터페이스는 참조 부호들(118a) 및 (118b)로 도 1에 도시된 물리 인터페이스, 즉 물리 X2 인터페이스를 통해 실현된다. 물리 X2 인터페이스는 서비싱 노드(102a)와 중앙 스위칭 유닛(100) 사이에서 연장하는 제 1 구성요소(component)(118a) 및 중앙 스위칭 유닛(100)과 협력 노드(102b) 사이의 제 2 구성요소(118b)mm를 가진다. 모바일 유닛(104)의 CoMP를 지원하기 위한 논리 X2 인터페이스를 이용하여 노드(102a)와 노드(102b) 사이에서 데이터를 전송하기 위해, 실제 데이터를 서비싱 노드(102a)로부터 물리 X2 인터페이스의 제 1 구성요소(118a)를 통해 중앙 스위칭 유닛(100)으로 전송하고 중앙 스위칭 유닛(100)으로부터 물리 X2 인터페이스(118b)의 제 2 구성요소(118b)를 통해 다시 협력 노드(102b)로 전송할 필요가 있다.
물리 X2 인터페이스(118a,118b)는 네트워크(106)를 이용하여 실현되고 S1 트래픽 및 X2 트래픽은 네트워크(106)의 리소스들을 공유한다. 이것은 하드웨어 코스트들을 최소화하거나 감소시킬 수 있지만, 그것은 X2 인터페이스의 성능 및 대기시간(latency)이 CoMP 방식에 따른 정보 교환을 위한 요구조건들을 충족시키지 못할 수도 있다고 하는 문제를 가져온다. 도 1에 도시된 것과 같은 방식으로 X2 논리 인터페이스를 구현하는 것은 OEO 변환 및 패킷 처리와 연관된 큰 지연(large delay) 및 링크들(118a, 118b)을 통한 긴 파이버 전송으로 인한 문제를 포함한다. 게다가, 중앙 게이트웨이(중앙 스위칭 유닛(100))에 대한 큰 처리 부담이 추가의 OEO 변환으로 인해 존재한다. 게다가, X2 인터페이스는 S1-U 인터페이스와 물리 링크를 공유하므로 제한된 대역폭만이 이용 가능하다.
지금까지, 도 1에 도시된 것과 같은 X2 인터페이스의 구현이 허용되었는 데, 그 이유는 도 1에 도시된 구현에서는 문제가 되지 않는 X2 인터페이스의 대기시간이 10 ms의 전형적인 평균을 갖는 20 ms 최대치의 범위에 있어야 한다는 것만을 LTE 릴리즈(release) 8(LTE = long-term evolution)가 필요로 하기 때문이다. 이러한 이유는 실제 구현에서 각각의 노드들간 X2 통신, X2 eNB간 통신이 예를 들어 핸드오버를 위해 그리고 무선 리소스 관리를 위한 제어 플레인 지원(control plane support)을 위해 전송되는 데이터로 제한되었기 때문이다. 이와 같은 구현은 CoMP 전송에 의해 필요로 되기 때문에 단지 수 ms의 범위의 낮은 대기시간을 필요로 하지 않기 때문이다. 그러나, CoMP 전송을 구현할 때, 도 1에 도시된 방식으로 실현되는 X2 인터페이스의 제한된 성능 및 대기시간은 CoMP에 대해 병목현상(bottleneck)을 형성하는 데, 그 이유는 일반적으로, CoMP 전송이 수 ms보다 작은 대기시간 및 eNB들간 참 통신(각각의 기지국들간의 통신)을 위한 참 Gbps 트래픽을 필요로 하기 때문이다. 정확한 값들은 실현되는 실제 CoMP 기술에 의존한다(예컨대 D. 사마르지자(D. Samardzija) 및 H. 후앙(H. Huang)의 "네트워크 MIMO를 위한 백홀 대역폭 요구조건들의 결정(determining backhaul bandwidth requirements for network MIMO)"(EUSIPCO, 글라스고(Glasgow), 2009년 8월) 및 티. 페이퍼(T. Pfeiffer)의 "통합 이종 광 메트로-액세스 네트워크들(Converged heterogeneous optical metro-access networks)"(ECOC 2010, 투린(Turin), 2010년 9월) 참조).
CoMP 방식들 외의 다른 모바일 통신 네트워크 내의 다른 양상들도 각각의 기지국들간의 직접 통신 링크로부터 이익을 얻는다. 예를 들어 LTE-advanced 표준에 따른 작은 셀 사이즈를 가진 네트워크에서의 증가된 주파수 핸드오버는 X2 인터페이스를 통해 교환될 더 많은 정보를 필요로 할 것이다. 다량의 정보의 이러한 교환을 위해 각각의 기지국들 사이에서의 직접 통신 링크, 즉 직접 X2 물리 인터페이스가 또한 관심이 갈 수 있다. 따라서, X2 링크를 위한 직접 통신 링크의 사용은 CoMP 전송을 위한 관심대상이 될 뿐만 아니라 예를 들어 각각의 이웃하는 노드들 또는 기지국들간의 다른 데이터의 전송을 위한 관심대상이 될 수 있다.
상기 문제들을 해결하기 위해, 통상의 접근방식들이 도 1에 도시된 것과 같은 방식으로 모바일 액세스 네트워크를 이용하는 인터페이스를 구현하는 대신에 X2 물리 인터페이스를 실현하기 위해 eNB들 사이에서 직접 통신 링크를 구현하는 것이 알려져 있다. 하나의 통상의 접근방식은 기지국들 직접 접속하는 추가의 신호 라인들을 제공하는 것 예컨대 도 1에 도시된 기지국들 사이에 추가의 파이버 링크들을 제공하는 것일 수 있다. 그러나, 그것은 관련 비용들로 인해 X2 인터페이스에 대해 추가의 파이버 링크들을 활용하는 것은 실용적이지 않다.
도 2에 도시된 다른 통상의 접근방식은 예를 들어 마이크로파 무선 백홀 링크들을 제공함으로써 무선 통신 링크를 통해 각각의 기지국들 사이에 직접 통신 링크를 제공한다. 각각의 기지국들(102a, 102b)에는 예를 들어 7, 10, 13, 28 또는 38 GHz에서 동작하는 마이크로파 링크들을 통해 각각의 기지국들(102a, 102b) 사이에서 무선 통신을 허용하는 마이크로파 트랜시버(120a, 120b)가 제공된다. 기지국들(102a, 102b)간의 직접 통신 링크(122)는 논리 X2 인터페이스에 따라 정보의 직접 교환을 허용하는 물리 X2 인터페이스를 제공한다. 통신 링크(122)는 400 Mbps 이상의 대역폭 및 약 0.5 ms의 대기시간을 허용한다. 그러나, 기지국들 사이의 마이크로파/밀리미터파 점 대 점 링크를 설치하여 X2 물리 링크를 제공하는 것은 매우 비용이 많이드는 해결방법인 데, 그 이유는 그것이 모든 노드들을 커버하기 위해 무선 백홀들을 위해 아주 많은 수의 추가의 하드웨어를 요구하기 때문이다. 또, 사용되는 주파수 대역을 위한 추가의 라이센스가 필요로 되기 때문이다. 또, 링크는 전형적으로 환경, 예컨대 기상 조건들에 대한 감수성(susceptibility)으로 인해 백홀 파이버-광 링크만큼의 링크 품질을 제공하지 못한다.
또 다른 알려진 접근방식은 T. 페이퍼(T. Pfeiffer)의 "통합 이종 광 메트로-액세스 네트워크들(Converged heterogeneous optical metro-access networks"(ECOC 2010, 투린(Turin), 2010년 9월)에 의해 기재된 것과 같이, X2 물리 링크들을 가진 TDM-PON(TDM = times division multiplex; PON = 수동 광 네트워크)의 사용이다. 따라서, 전송이 액세스 게이트웨이를 통해 진행하는 도 1의 실시예의 단점이 회피된다. 그러나, 단지 신호들의 방송이 가능하고, 즉 점 대 점 통신은 가능하지 않은 데, 그 이유는 각각의 기지국들 또는 노드들(예컨대 X2 인터페이스에 의해 필요로 됨) 사이에서 직접 통신 링크가 필요로 되기 때문이다. 게다가, 복수의 스플리터 박스들을 이용하는 것은 비용들을 증가시키고 SNR(신호 대 잡음비)을 감소시키는 데, 이것은 Gbps 범위의 전송에 있어서 문제가 된다. 게다가, 분할비(splitting ratio)로 인해, 많은 양의 신호 대 잡음비의 손실이 회피될 수 없고 그것에 의해 X2 인터페이스에서의 데이터 레이트를 제한하고, 그 결과 TDM-PON은 노드 당 1-Gbps 대역폭 이상을 지원할 수 없다. 게다가, 복수의 스플리터들은 상이한 X2 통신들간의 충돌들을 피하기 위한 조심스런 시그널링 뿐만 아니라 하나의 수동 광 네트워크 시스템 내의 모든 광 네트워크 유닛들을 커버할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 위에 기재된 종래의 접근방식들의 문제들을 회피하고 충분히 높은 대역폭 및 충분히 낮은 대기시간을 제공하는 통신 시스템 내의 노드들간의 직접 통신을 허용하기 위한 개선된 접근방식을 제공하는 것이다.
이러한 목적은 청구항 1의 통신 시스템, 청구항 9의 노드, 청구항 12의 광 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스, 및 청구항 14의 방법에 의해 달성된다.
본 발명의 실시예들은,
하나 이상의 디바이스들과의 통신을 제공하도록 되어 있는 복수의 노드들;
중앙 노드;
상기 중앙 노드로부터의 제 1 광신호를 복수의 노드들로 디멀티플레싱하고, 하나 이상의 상기 노드들로부터의 제 2 광신호들을 멀티플렉싱하도록 되어 있는 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스를 포함하는 수동 광 네트워크를 포함하고, 각각의 노드는 광신호를 발생하기 위한 파장이 할당되고;
신호들을 하나의 노드로부터 다른 노드들 중 적어도 하나로 직접 전송하기 위해, 상기 하나의 노드는 상기 다른 노드들 중 적어도 하나에 할당된 상기 파장의 광신호를 발생하도록 되어 있고, 상기 광신호는 전송될 상기 신호를 포함하고;
상기 수동 광 네트워크의 상기 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스는 상기 하나의 노드로부터의 상기 광신호와 상기 제 1 광신호를 결합하도록 되어 있는, 통신 시스템을 제공한다.
본 발명의 실시예들은,
수동 광 네트워크를 통해 통신 시스템의 중앙 노드 및 복수의 다른 노드들에 결합되도록 되어 있는 노드에 있어서,
상기 노드는 광신호 전송을 위해 상기 다른 노드들에 할당된 파장들과는 파장이 할당되고,
상기 노드는 상기 다른 노드들에 할당된 상기 파장들 중 적어도 하나의 파장의 출력 신호를 발생하도록 되어 있는 광원을 포함하고,
상기 노드로부터 상기 다른 노드들 중 적어도 하나로의 신호의 직접 전송을 위해, 상기 노드는 필요로 하는 하나 이상의 파장들의 광신호를 발생하도록 되어 있고, 상기 광신호는 전송될 상기 신호를 포함하는, 노드를 제공한다.
본 발명의 실시예들은,
통신 시스템을 위한 광 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스에 있어서,
상기 통신 시스템은 수동 광 네트워크를 통해 결합된 복수의 노드들 및 중앙 노드를 포함하고, 상기 광 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스는:
상기 중앙 노드에 결합되도록 되어 있는 제 1 입력/출력 포트;
상기 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스가 상기 중앙 노드로부터의 제 1 광신호를 상기 복수의 노드들로 디멀티플렉싱하고, 하나 이상의 상기 노드들로부터의 제 2 광신호를 멀티플렉싱하도록 상기 각각의 노드들에 결합되도록 되어 있는 복수의 제 2 입력/출력 포트들; 및
상기 복수의 제 2 입력/출력 포트들과 상기 제 1 입력/출력 포트 사이에 배열되며, 상기 복수의 제 2 입력/출력 포트들에서 수신된 하나 이상의 상기 제 2 신호들을 상기 제 1 입력/출력 포트에 결합하도록 되어 있는, 수동 광 커플러를 포함하는, 광 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스를 제공한다.
본 발명의 실시예들은,
통신 시스템의 노드들 사이에서 신호들을 직접 전송하기 위한 방법에 있어서,
상기 통신 시스템은 하나 이상의 디바이스들과의 통신을 제공하는 복수의 노드들, 중앙 노드, 및 상기 중앙 노드로부터의 제 1 광신호를 상기 복수의 노드들로 디멀티플렉싱하고, 하나 이상의 상기 노드들로부터의 제 2 광신호들을 멀티플렉싱하기 위한 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스를 포함하는 수동 광 네트워크를 포함하며, 각각의 노드는 광신호를 발생하기 위한 파장이 할당되고, 상기 방법은:
하나의 노드로부터 상기 다른 노드들 중 적어도 하나의 노드로 신호들을 직접 전송하기 위해, 상기 하나의 노드에서 전송될 상기 신호를 포함하는 광신호를 상기 다른 노드들 중 적어도 하나에 할당된 상기 파장의 광신호를 발생하는 단계, 및
상기 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스에서 상기 하나의 노드로부터의 상기 광신호를 상기 제 1 광신호와 결합하는 단계를 포함하는, 신호들을 직접 전송하기 위한 방법을 제공한다.
다른 실시예들은 컴퓨터 상에서 명령들을 실행할 때 본 발명의 실시 예들에 따른 방법을 실행하기 위해 기계 판독 가능 캐리어에 의해 저장된 상기 명령들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품을 제공한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 하나의 노드로부터 다른 노드들 중 하나로의 점 대 점 통신을 위해, 하나의 노드는 다른 노드에 할당된 파장을 선택하고 선택된 파장에서 광 시스템을 발생하도록 되어 있다. 이와 같은 실시예에 있어서, 하나의 노드는 좁은 스펙트럼 광원을 포함할 수 있고, 하나의 노드는 좁은 스펙트럼 광원을 선택된 파장으로 설정하고, 광신호를 발생하기 위해 좁은 스펙트럼 광원의 출력 신호로 전송될 신호를 변조하고, 광신호를 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스로 전송하도록 되어 있다.
다른 실시예들에 따르면, 하나의 노드로부터 복수의 상기 다른 노드들로의 방송 통신이 바람직할 수 있고, 이 경우에 하나의 노드는 다른 노드에 할당된 파장의 광신호를 발생하도록 되어 있다. 이들 실시예들은 점 대 점 통신을 허용하는 실시예들과 함께 구현될 수 있고 또는 그로부터 별도로 구현될 수 있다는 점이 주목된다. 이와 같은 실시예들에 따르면, 하나의 노드는 복수의 노드들에 할당된 파장들을 포함하는 넓은 스펙트럼 광원을 포함할 수 있고, 하나의 노드는 광신호를 발생하기 위해 넓은 스펙트럼 광원의 출력 신호로 방송될 신호를 변조하고, 광신호를 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스에 전송하도록 될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 노드는 노드들에 할당된 파장의 광신호를 검출하도록 되어 있는 광 검출기 및 노드에 할당된 파장의 신호를 제공하도록 되어 있는 광원을 포함할 수 있고, 상기 신호에 기초하여 노드로부터 중앙 노드로 전송될 제 2 신호가 발생된다.
실시예들에 따르면, 수동 광 네트워크의 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스는 중앙 노드에 결합되도록 되어 있는 제 1 입력/출력 포트 및 각각의 노드들에 결합되도록 되어 있는 복수의 제 2 입력/출력 포트들을 구비한다. 게다가, 수동 광 커플러는 복수의 제 2 입력/출력 포트에서 수신된 하나 이상의 제 2 신호들을 제 1 입력/출력 포트에 결합하기 위해 복수의 제 2 입력/출력 포트들과 제 1 입력/출력 포트 사이에 배열될 수 있다.
실시예들에 따르면, 통신 시스템은 무선 통신 시스템일 수 있고, 복수의 노드들은 하나 이상의 무선 디바이스들과의 무선 통신을 위해 제공되고, 중앙 노드는 중앙 스위칭 노드이고, 수동 광 네트워크는 중앙 스위칭 노드과 노드들 사이에 백홀 링크를 형성한다. 노드들 사이에서 전송될 신호는 X2 데이터를 포함하는 신호일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 노드는 다른 노드들에 할당된 파장들 중 하나로 조정 가능한 좁은 스펙트럼 광원 및/또는 다른 노드들에 할당된 파장들을 포함하는 넓은 스펙트럼 광원을 포함할 수 있다. 좁은 스펙트럼 광원은 조정 가능 레이저(tunable laser)일 수 있고, 넓은 스펙트럼 광원은 발광 다이오드일 수 있다.
광 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스는, 실시예들에 따르면, 배열 도파로 격자(arrayed waveguide grating)일 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, 다수의 기지국들과의 협력에 의해 높은 사용자 스루풋을 제공할 가능성으로 인해, LTE-advanced 어플리케이션에 이용될 수 있는 협력 멀티포인트(CoMP) 전송/수신 기술을 허용하는 어프로치(approaches)들이 제공된다. 성능은 모바일 백홀 액세스 네트워크, 특히 X2 인터페이스의 성능, 대기시간 및 다른 특징들에 크게 의존한다. X2 인터페이스는 논리 인터페이스이므로, X2 물리 링크가 이용되지 않는다면, CoMP 기술들을 완전히 지원하는 위치에 있지 않다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 파장 분할 다중화 기반 파이버-광 액세스 네트워크들에서의 점 대 점 및 방송 통신들을 위한 X2 물리 인터페이스가 제공되는 데, 이것은 통상의 X2 논리 인터페이스들보다 큰 성능 및 낮은 대기시간을 제공한다. 따라서, 본 발명의 접근방식이 유리하고 그것은 개선된 사용자 스루풋을 초래하는 CoMP 기술들을 완전히 지원한다. X2 물리 링크들을 구현하기 위해 현재 사용되는 마이크로파/밀리미터파 무선 백홀 링크들에 비해, 본 발명의 접근방식은 더 큰 성능, 더 양호한 링크 품질 및 환경에 대한 낮은 감수성(susceptibility)을 제공한다. 그것이 이전에 사용된 낮은 손실 파이버 네트워크들을 사용하므로, 그것은 추가의 시스템 하드웨어 및 추가의 주파수 라이센스들을 요구하는 무선 백홀 링크들보다 더 비용 효율적이다.
따라서, 실시예들은 CoMP 기술들을 완전히 활용하고 CoMP 기술과 함께 또는 그로부터 독립한 X2 인터페이스를 이용하여 제어 신호 교환 및 더 효율적인 핸드오버를 허용함으로써 증가된 셀 사용자 스루풋을 초래하는 X2 인터페이스에 대한 낮은 대기시간 및 큰 성능을 제공하기 때문에 이점이 있다. 게다가, X2 물리 인터페이스의 구현은 통상의 접근방식들, 특히 무선 백홀 링크보다 더 비용효율적이므로, X2 인터페이스를 구현하는 것과 관련된 비용들을 감소시킨다.
본 발명의 실시예들은 CoMP 응용을 위한 물리 X2 인터페이스를 가진 모바일 백홀 WDM(파장 분할 다중화) 액세스 네트워크이다. WDM-PON(파장 분할 다중화 수동 광 네트워크들) 액세스 네트워크에 기초한 통신 네트워크의 백홀의 다른 발전양상이 기재된다. 이것은 예를 들어 X2 인터페이스를 이용하여, 충분한 데이터 레이트 및 충분히 낮은 대기시간으로 기지국들간의 정보의 "직접(direct)" 교환을 필요로 하는 신세대 모바일 네트워크들에 유리하다. 본 발명의 사상들에 따르면, WDM-PON 액세스 네트워크의 바람직한 특성들이 활용되므로, 필요한 전송 성능 및 전송 특성들을 제공함으로써 기지국들 사이의 직접 전송 경로를 구현하는 데 불필요한 비용들을 회피한다. 각각의 기지국들 또는 노드들 및 WDM-PON의 멀티플렉서/디멀티플렉서는 단지 사소한 변화들을 필요로 한다. 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스에는 신호를 노드들로 재분배하기 위해 다시 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스의 입력으로의 복수의 노드들로부터 수신된 신호들의 결합을 허용하는 추가의 수동 광 커플러가 제공된다. 노드들 또는 기지국들에는 타깃 노드에 의해 사용되는 원하는 파장으로 조정될 수 있는 광원일 수 있고 또는 시스템의 노드들에 의해 사용되는 모든 파장들을 커버하는 광신호를 발생하는 광대역 광원일 수 있는 추가의 광원이 제공된다. 각각의 노드들간의 정보의 원하는 교환의 경우에, 방송 통신 또는 점 대 점 통신이 개시된다.
방송 통신을 위해, 실시예들은 LED(발광 다이오드)를 제공하고 LED의 출력 신호는 통신 시스템에서 또는 WDM-PON에 의해 접속되는 통신 시스템의 특정 부분에서 노드들에 의해 사용되는 모든 파장들을 커버한다. 전송될 신호는 LED의 출력 신호로 변조되고 이러한 신호를 그것의 입력에 결합하는 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스로 전달되고, 그럼으로써 모든 노드들 사이에 그것을 분배한다. 신호는 모든 파장들의 신호 부분들을 포함하므로, 모든 노드들은 노드들의 각각의 광 검출기에 의해 검출될 수 있는 방송 통신을 수신한다. 점 대 점 통신의 경우에, 본 발명의 실시예들은 수동 광 네트워크에 결합되는 노드들에 사용되는 복수의 파장들 중 하나를 선택하는 데 사용되는 조정 가능 레이저를 제공한다. 조정 가능 레이저는 전송될 정보로 변조되고 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스에, 특히 그것에 제공되는 커플러를 통해 그것의 입력에 전달되는 광신호를 발생하고, 그 결과 그것은 다시 네트워크에 분배되고 원하는 노드에 전송된다.
따라서, 본 발명의 실시예들은 점 대 점 통신 또는 링크뿐만 아니라 모바일 WDM-액세스 네트워크에서 방송 링크를 허용하는 X2 물리 인터페이스를 제공한다. 본 발명의 실시예들은 CoMP 전송들에 바람직한 X2 인터페이스의 고성능 및 극히 낮은 대기시간을 허용한다. 또한, X2 인터페이스에 대해서만 추가의 파이버 링크들 또는 마이크로파 링크들의 배치를 위한 추가 비용들이 회피되고, 그럼으로써 구축 비용들을 최소화한다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 점 대 점 통신뿐만 아니라 노드들간의 방송 통신을 지원하는 X2 물리 링크들을 가진 신규의 WDM-PON 시스템을 제공한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, X2 물리 인터페이스는 WDM-PON 아키텍쳐를 이용하여 실현되고 본 발명의 접근방식에 따라 이용되는 모든 구성요소들은 통상의 기존의 WDM-PON 시스템과 완전히 호환되고, 그 결과 비용효율적인 해결방법이 또한 제공된다.
본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 기술되지 않는다.
도 1은 모바일 백홀 액세스 네트워크에서의 물리 및 논리 X2 인터페이스들의 예를 나타낸 도면.
도 2는 각각의 기지국들간의 직접 통신 링크를 위한 마이크로파 무선 백홀 링크를 나타낸 도면.
도 3(a)는 시분할 다중화 수동 광 네트워크(TDM-PON)의 개략도.
도 3(b)는 파장 분할 다중화 수동 광 네트워크(WDM-PON)의 개략도.
도 4는 통상의 WDM-PON 액세스 네트워크의 확대도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 물리 X2 인터페이스를 가진 WDM-PON 아키텍쳐를 나타낸 도면.
도 6은 X2 점 대 점 물리 링크를 가진 WDM 액세스 네트워크를 포함하는 본 발명의 일실시예를 나타낸 도면.
도 7은 X2 방송을 위한 본 발명의 접근방식의 예를 나타낸 도면.
도 2는 각각의 기지국들간의 직접 통신 링크를 위한 마이크로파 무선 백홀 링크를 나타낸 도면.
도 3(a)는 시분할 다중화 수동 광 네트워크(TDM-PON)의 개략도.
도 3(b)는 파장 분할 다중화 수동 광 네트워크(WDM-PON)의 개략도.
도 4는 통상의 WDM-PON 액세스 네트워크의 확대도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 물리 X2 인터페이스를 가진 WDM-PON 아키텍쳐를 나타낸 도면.
도 6은 X2 점 대 점 물리 링크를 가진 WDM 액세스 네트워크를 포함하는 본 발명의 일실시예를 나타낸 도면.
도 7은 X2 방송을 위한 본 발명의 접근방식의 예를 나타낸 도면.
도 3에 기초하여, TDM-PON과 WDM-PON간의 차이가 논의된다. 도 3(a)는 시분할 다중화 수동 광 네트워크(TDM-PON)의 개략도를 나타낸다. TDM-PON은 중앙 스위칭 유닛(100)(OLT = 광 라인 단말(Optical Line Terminal)) 및 접속(110)을 통해 OLT(100)에 결합된 스플리터(108)를 포함하고, 이 접속은 파이버 광 접속(fiber optic connection)이다. 스플리터(108)는 또한 복수의 기지국들(ONU = 광 네트워크 유닛)(1021 내지 102n)에 접속된다. 각각의 광 네트워크 유닛들(1021 내지 102n)은 스플리터(108)에 각각의 광 파이버들로 형성된 각각의 브랜치 접속(1121 내지 112n)를 통해 접속된다. 스플리터(108)는 1:32 스플리터일 수 있는 데, 이것은 32개의 상이한 광 네트워크 유닛들(1021 내지 102n)이 서비스될 수 있다는 것, 즉, n=32인 것을 의미한다. TDM-PON은 업링크 또는 업스트림 접속, 즉, 하나 이상의 광 네트워크 유닛들(1021 내지 102n)으로부터 광 라인 단말(100)로 데이터를 전송하기 위한 1260-1280 nm의 파장 범위에서 동작한다. 유닛(100)으로부터 각각의 광 네트워크 유닛들(1021 내지 102n)로의 다운스트림 또는 다운링크 전송을 위해, 1575과 1580 nm 사이의 파장이 사용된다. 시분할 다중화 접근방식에 따르면, 정보 패키지들은 도 3(a)에 도시된 것과 같이 업스트림 및 다운스트림 방향으로 분배된다.
도 3(b)는 파장 분할 다중화 수동 광 네트워크(WDM-PON)의 개략도를 나타낸다. WDM-PON은 광 라인 단말(100) 및 복수의 광 네트워크 유닛들(1021 내지 1023)을 포함한다. 스플리터(108)는 32채널을 제공하는 배열 도파로 격자를 포함하고 그 결과 32개의 광 네트워크 유닛들은 PON에 의해 서비스될 수 있다. 또, 광 라인 단말(100)과 복수의 광 네트워크 유닛들(1021 내지 1023) 사이의 각각의 파이버 접속들(110) 및 (1121 내지 1123)가 도시된다. 각각의 광 네트워크 유닛들 또는 기지국들(1021 내지 1023)은 다운링크 접속을 위한 제 1 파장 λD1 내지 λD3을 할당한다. 제 1 파장들은 L-밴드로 되어 있고 그 결과 광 라인 단말(100)로부터 각각의 광 네트워크 유닛들(1021 내지 1023)을 향해 전송된 신호들은 제 1 또는 다운로드 파장들 중 하나로 전송된다. 신호는 원하는 광 네트워크 유닛을 향해 배열 도파로 격자(108)를 통해 자동으로 보내진다. 게다가, 각각의 광 네트워크 유닛들(1021 내지 1023)은 각각의 광 네트워크 유닛(1021 내지 1023)으로부터 중앙 스위칭 유닛(100)으로 데이터를 전송하기 위해 사용되는 업링크 파장 λU1 내지 λU3(C-밴드에서)을 포함한다.
도 4는 배열 도파로 격자(108) 및 광 네트워크 유닛 또는 기지국(1021)의 더 상세한 구성들을 나타내는 통상의 WDM-PON 액세스 네트워크의 확대도를 나타낸다. 배열 도파로 격자(108)는 복수의 입력 포트들(1301 내지 1305) 및 복수의 출력 포트들(1321 내지 1325)을 가진다. 입력 포트들(1301 내지 1305) 중, 단지 입력 포트(1305)는 배열 도파로 격자(AWG)(108)를 광 라인 단말 또는 중앙 노드(100)(도 4에 도시되지 않음)에 접속하기 위해 파이버(110)에 접속된다. 나머지 입력 포트들(1301 내지 1304)은 사용되지 않는다. AWG(108)의 출력 포트들(1321 내지 1325)은 각각의 광 파이버들(1121 내지 1125)을 통해 각각의 광 네트워크 유닛들 또는 기지국들에 접속된다. 도 4에 있어서, 유닛(1021)만이 도시되어 있다. 입력 포트(1305)과 각각의 출력 포트(1321 내지 1325) 사이에서 전송된 각각의 신호들(S1 내지 S5)을 나타내는 화살표들로 나타낸 것과 같이, AWG(108)은 수신된 신호의 파장에 의존하여 그것의 입력(1305)에서 수신된 광신호들을 각각의 출력 포트들(1321 내지 1325)에 분배한다. 입력 포트와 출력 포트 사이에서, 신호들(S1 내지 S5)의 양방향 전송이 중앙 유닛(100)으로부터 각각의 광 네트워크 유닛들로 데이터를 전송하고, 하나 이상의 광 네트워크 유닛들로부터 중앙 유닛(100)으로 데이터를 전송하기 위해 가능하다. 각각의 광신호들은 다운링크 접속 및 업링크 접속을 위한 각 광 네트워크 유닛과 연관된 미리 정해진 파장을 가진다. 광 네트워크 유닛은 또한 유닛(1021)으로부터 중앙 노드(100)로 업링크 채널로 전송될 정보로 변조되는 파장 λU1의 출력 신호를 제공하는 레이저(1341)를 포함한다. 유닛(1021)은 또한 다운링크 접속을 통해 OLT(100)로부터 유닛(1021)으로 전송된 광신호들을 검출하기 위한 광 네트워크 유닛(1021)과 연관된 파장 λD1의 광신호를 검출하기 위한 광 검출기(1361)를 포함한다.
본 발명의 실시 예들은 예를 들어 도 3(b) 및 도 4에 기재된 종래의 WDM-PON 시스템들에 기초한다. 이러한 알려진 아키텍쳐에 기초하여 X2 물리 인터페이스가 구현된다. 도 5는 본 발명의 실시예들에 따라 물리 X2 인터페이스를 가진 WDM-PON 아키텍쳐를 나타낸다. 각각의 노드는 레이저(134) 및 광 검출기(136) 외에 추가의 광원(optical source)(1401) 및 추가의 광 검출기(1421)를 제공하여 변형된다. 소스(1401) 및 광 검출기(1421)는 X2 데이터의 송신/수신을 허용하기 위해 제공된다. 추가의 광원(1401)은 조정 가능 레이저(140a)에 의해 또는 LED(114b)에 의해 형성될 수 있다. 실시예들에 따르면, 조정 가능 레이저(140a) 또는 LED(140b)는 노드(1021)에 구현될 수 있다. 대안으로, 점 대 점 통신 및 방송 통신이 바람직한 경우에, 조정 가능 레이저(140a) 및 LED(140b)는 유닛(102)에 제공될 수 있다. 또, 배열 도파로 격자(108)에는 포트들(1301 내지 1304)에서의 신호들을 입력 포트(1305)에 다시 결합하기 위한 수동 광 커플러(144)가 제공된다. 따라서, 따라서, 본 발명의 실시예들에 따라, 추가의 조정 가능 레이저(140a) 및/또는 X2 신호들을 전송하기 위한 넓은 스펙트럼 광원(140b)은 X2 신호들의 리라우팅(re-routing)을 위해 배열 도파로 격자(108)에서 수동 광 커플러(144)과 조합으로 제공된다.
X2 점 대 점 통신을 위해, 소스 eNB(1021)는 조정 가능 레이저(140a)를 이용하여 타깃 eNB에 할당된 파장을 갖는 신호를 발생하고, X2 신호들을 신호로 변조하고, 상기 신호를 파이버(1121)를 통해 신호를 안내하는 AWG(108)의 포트(1321)에 예컨대 포트(1303)에 전송한다. AWG(108)의 포트(1303)가 수동 광 커플러(144)를 통해 주 입력 포트(1305)에 결합되고 적용되기 때문에, 소스 노드에서 발생된 X2 광신호들은 타깃 노드, 즉 입력 포트(1305)로부터 파장과 관련된 포트로, 예컨대 (1323)로 자동으로 라우팅된다. 이러한 라우팅은 수동 AVG(100)에서 행해지고, 그 결과 어떠한 능동 컴포넌트들(점 대 점)도 부가할 필요가 없고, 그러므로 비용들의 어떠한 증가도 회피한다. 이러한 X2 점 대 점 링크는 많은 양의 데이터를 전송하고 방송보다 높은 SNR를 허용한다. 조정 가능 레이저(140a)의 변조 속도는 보통 2.5-Gbps보다 높다.
또한, X2 방송은 예컨대 하나의 노드로부터 PON 시스템에 속하는 모든 노드들에 X2 데이터를 방송하여 구현될 수 있다. 이와 같은 경우에, 넓은 스펙트럼 발광 다이오드 LED(140b)는 조정 가능 레이저(140a) 대신에 사용된다. 상기한 바와 같이, 양 광원들은 노드에 제공될 수 있고, 그 결과 점 대 점 통신과 방송 통신 사이에 전환될 수 있고 선택된 모드에 의존하여 조정 가능 레이저 또는 LED가 사용된다. LED들은 조정 가능 레이저 소스들보다 저가이므로, 조정 가능 레이저 및 LED의 동일 장소 배치(co-location)가 경제적으로 실현 가능하다. 그러나, 다른 실시예들은 시스템의 요구조건들에 의존하여 광원들 중 하나만을 사용할 수 있다. LED는 PON 시스템에 속하는 노드들에 할당된 모든 파장들을 포함하고, 그러므로 X2 신호들은 AWG(100)를 통해 모든 노드들에 분배된다.
물리 X2 인터페이스를 가진 새로운 WDM-PON 아키텍쳐는 개선된 사용자 스루풋을 가져 오는 개선된 CoMP 성능을 허용한다. CoMP 기술은 성능 및 대기시간의 면에서 모바일 백홀 네트워크들에 대한 몇 개의 제한들(constraints)을 부여한다. CoMP 접근방식의 성능 이득은 제한되거나 CoMP 접근방식을 이용하는 것은 심지어 불가능하기 때문에, 이들 제한들은 특히 X2 인터페이스를 제공함으로써 네트워크 아키텍쳐에 의해 해소되어야 한다. 직접 노드간 X2 물리 링크 없이 X2 인터페이스는 모든 CoMP 기술들을 완전히 지원할 수 있을 만큼 충분하지 않을 수 있지만, 본 발명의 접근방식은 노드간 통신들을 위해 통상 사용되어온 마이크로파 무선 백홀 링크들보다 더 큰 성능 및 더 양호한 링크 품질을 제공하는 WDM-기반 파이버-광 액세스 네트워크들에서 점 대 점 통신 및 방송 통신 모두를 위한 X2 물리 링크들을 허용하는 것으로 밝혀졌다. 그러므로, CoMP 기술들은 본 발명의 접근방식에 의해 완전히 지지되어 결국 개선된 사용자 스루풋을 가져 온다. 또, 추가의 기능이 얻어진다. 즉 무선 백홀링(wireless backhauling)을 할 수 없고 그 결과 CoMP 기술에 대한 시그널링이 더 감소될 수 있는 X2 방송이 얻어진다.
추가의 이점은 X2 물리 접속이 감소된 구축 비용들로 얻어진다는 것이다. 앞에 기재된 것과 같이, 마이크로파 무선 백홀 링크들은 X2 물리 인터페이스들을 구성하기 위한 통상의 접근방식들이지만, 파이버-광 링크들과 비교할 때 이들 무선 백홀 링크들이 낮은 링크 품질 및 낮은 성능을 초래하는 제한 이외에, 주요 문제점은 무선 백홀 시스템 하드웨어에 대한 높은 코스트들이고 추가의 주파수 라인센스가 필요하다는 것이다. 본 발명의 접근방식은 기지국들에 요구되는 단지 추가의 구성요소들이 하나 또는 2개의 광원들, 레이저 다이오드 및/또는 LED 및 하나의 추가의 광 검출기일 때 유리하다. 게다가, 스플리터(108)에 추가의 결합 요소(further coupling element)가 제공되지만, 추가의 능동 요소들을 구현하지 않는다. 본 발명의 접근방식을 실현하는 데 요구되는 추가의 소자들은 낮은 가격들로 얻어질 수 있는 잘 알려진 요소들이고 그 결과 상기 시스템은 무선 백홀 X2 링크에 필요로 되는 시스템 하드웨어 코스트들과 비교할 때 훨씬 염가로 구현될 수 있다. 게다가, 무선 백홀 링크보다 훨씬 더 양호한 서비스 품질이 얻어지는 데, 그것은 X2 물리 인터페이스에 대한 파이버-링크들의 이점들을 이용하기 때문이다.
본 발명의 접근방식의 또 다른 이점은 네트워크 재구성에 대한 높은 유연성이다. 예를 들어, X2 링크들은 또한 S1 인터페이스에 대한 요청된 데이터 트래픽이 너무 높은 경우에 S1-U 링크들에 사용될 수 있다. 이 경우에, 조정 가능 레이저는 자신에 할당된 파장을 발생한다. S1-인터페이스와 같이, 그것은 광 네트워크 유닛으로부터 X2 인터페이스를 방해하지 않는 광 라인 단말에 전송된다. 이러한 추가의 링크는 S1 링크가 제공하는 것과 거의 동일한 성능을 제공할 수 있고, 그러므로, 이상적인 경우에, 데이터 성능은 이와 같은 구성을 이용하여 두배로 된다. 이것은 링크 재구성의 능력으로 인해 높은 네트워크 유연성을 가져올 것이다.
도 6은 X2 점 대 점 물리 링크를 가진 WDM 액세스 네트워크를 포함하는 본 발명의 실시예를 나타낸다. 도 6은 X2 점 대 점 링크들을 제공하는 WDM-PON 아키텍쳐의 상세를 나타낸다. 배열 도파로 격자(108)는 상이한 파장들을 가진 광신호(optical signal)들을 분리 또는 결합할 수 있는 파이버-결합 수동 디바이스이다. 그것은 일반적으로 통상의 WDM-PON 시스템들에서 또한 광 멀티플렉서/디멀티플렉서로서 사용된다. 다운링크 통신의 경우에, 상이한 파장들을 갖는 광신호들은 상이한 포트들(1321 내지 1325)로 디멀티플렉싱된다. λ1, DN은 노드(1021)(eNB1)로의 다운링크 전송을 위해 할당되는 것으로 가정한다. 파장 λ2, DN은 제 2 노드 eNB2 등에 할당된다. 업링크 전송을 위해, 상이한 파장들이 사용될 수 있는데, 그 이유는 AWG(108)가 파장 간격(wavelength separation)에 대해 주기성을 나타내기 때문이다. 특히, 노드 eNB1에 대한 업링크는 도 6(a)에 도시된 것과 같이 미리 규정된 스펙트럼 범위만큼 다운링크 밴드로부터 분리된 상이한 파장 λ1, UP를 사용할 수 있다. 노드 eNB1의 업링크 파장 λ1, UP는 그것의 다운링크 파장 λ1, DN과 동일한 멀티플렉싱 특성들을 나타낸다. 레이저(1341)는 조정 가능 레이저일 수 있고 업링크 파장 λ1, UP을 발생하기 위해 업링크 전송에 사용될 수 있다. 조정 가능 레이저는 원하는 파장으로 설정되고 그것의 출력은 파이버 링크(1121)를 통해 격자(108)로 전송되는 업링크 데이터로 변조된다. 일단 조정 가능 레이저(1341)가 업링크 파장 λ1, UP을 발생하도록 설정되면, 그것은 그렇게 할 필요가 없기 때문에 변경되지 않는다. 다른 실시예들에 따르면, 조정 불가(non-tunable) 업링크 송신기가 사용될 수 있다.
본 발명의 접근방식에 따르면, X2 물리 인터페이스를 제공하기 위한 추가의 조정 가능 레이저(1401)가 제공되고 그것의 조정 가능 특성들은 수동 커플러(144)를 통합한 변형된 격자(108)와의 조합으로 완전히 이용된다. 다운링크 또는 업링크 광신호들과의 충돌들을 회피하기 위해, X2 링크는 상이한 대역을 사용하고, 여기서 격자(108)는 동일한 스펙트럼 특성들을 나타낸다. 도 6(a)는 X2 신호 전송, 다운링크 전송 및 업링크 전송을 위한 상이한 대역들을 나타낸다. 소스 eNB(1021)가 X2 데이터를 타깃, 예컨대 eNB3로 전송하기를 원하는 경우에, 조정 가능 레이저(1401)는 타깃 eNB에 할당된 파장을 발생하도록 설정된다. 예를 들어, X2 데이터를 노드 eNB3에 전송하기 위해, 노드(1021)(eNB1)의 조정 가능 레이저는 X2 파장 λ3, X2를 발생한다. 데이터는 출력 신호(S3 , X2)를 발생하기 위해 레이저로부터 신호로 변조된다. 이 신호(S3 , X2)는 광 파이버(1121)를 통해 AWG(108)의 포트(1321)로 업링크 방향으로 라우팅된다. AWG(108)는 신호(S3 , X2)를 포트(1303)로 안내한다. 격자(108)에 통합된 수동 광 커플러(144)는 신호(S3 , X2)를 격자(108)의 주 입력 포트(1305)로 전달하고 이후 AWG(108) 특성들에 따라, 이 신호(S3 , X2)는 포트(1323) 및 파이버(1123)를 통해 eNB3로 자동으로 라우팅된다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 모든 노드들은 파장들이 동일 PON 시스템에 속하는 다른 eNB들에 할당된 정보를 가진다. 따라서, 각각의 eNB는 어느 파장이 X2 데이터를 eNB들의 다른 것에 전송하기 위해 사용되어야 하는지를 알고 있다. 이것은 X2 인터페이스로 달성될 수 있는 극히 낮은 대기시간을 초래하는 광 처리에 의해 모두 행해진다. 또, 이것은 X2 인터페이스의 고성능을 제공하는 데 그 이유는 광 링크가 업/다운링크 성능으로부터 완전히 독립적이기 때문이다.
도 7은 X2 방송을 위한 본 발명의 접근방식의 예를 나타낸다. 방송 X2 인터페이스를 실현하기 위해 노드 또는 기지국(1021)에는 도 6에 사용되는 좁은 스펙트럼 광원 대신에 넓은 스펙트럼 광원(140b)이 제공된다. 넓은 스펙트럼 광원은 조정 가능 레이저 대신에 LED 또는 S-LED일 수 있다. 도 6은 방송 링크들을 갖는 WDM-PON 아키텍쳐를 나타낸다. 넓은 스펙트럼 광원(140b)은 PON의 모든 eNB들에 할당되는 모든 파장들을 포함하는 신호를 발생한다. 따라서, 하나의 노드로부터 모든 다른 노드들로의 방송은 넓은 스펙트럼 광원에 대해 X2 방송 데이터를 출력 신호로 변조하여 행해질 수 있다. 도 7에 도시된 예에 있어서, eNB1은 파이버(1121)를 통해 AWG(108)의 포트(1321)에 보내지는 방송 신호를 발생한다. AWG(108)는 각각의 신호 성분들을 포트들(1301 내지 1304)에 분배한다. 커플러(144)는 신호 성분들을 포트들(1301 내지 1304)로부터 입력 포트(1305)로 라우팅하고, 그 결과 AWG(108)는 신호들을 각각의 eNB들에 분배한다. LED들과 같은 넓은 스펙트럼 광원들은 수백 Mbps의 최대치를 갖는 제한된 변조 속도를 가지나, 이것은 일반적으로 문제가 되지 않는 데, 그 이유는 방송 접근방식이 시그널링을 제어하는 데 사용되고, 데이터 교환에 사용되지 않기 때문이다. 또한 결합된 점 대 점 및 방송의 2가지 기능들을 가지는 것이 가능한데 그 이유는 넓은 스펙트럼 광원들이 상당히 저렴하기 때문이다.
각각의 노드에 단지 하나의 파장이 할당되는 실시예들이 기술되었지만, 다른 실시예들은 하나 이상의 파장을 노드에 할당할 수 있다는 점이 주목된다. 또, 실시예들은 조정 가능한 원래의 레이저(1341)를 이용하여 점 대 점 통신을 제공할 수 있다. 이와 같은 실시예들에 있어서, S1 트래픽 및 X2 트래픽은 동일한 광원을 공유한다. 실시예들은 CoMP 방식들의 상황에서 기술되었지만, 또한 모바일 통신 네트워크 내의 다른 양상들은 각각의 기지국들간의 직접 통신 링크로부터 이익을 얻는다. 예를 들어 LTE-advanced 표준에 따른 작은 셀 사이즈를 가진 네트워크에서의 증가된 주파수 핸드오버는 X2 인터페이스를 통해 교환될 더 많은 정보를 필요로 할 것이다. 따라서, X2 링크를 위한 직접 통신 링크의 사용은 CoMP 전송을 위해 관심이 갈 뿐만 아니라 각각의 예를 들어 이웃하는 노드들 또는 기지국들 사이의 다른 데이터의 전송을 위해 관심이 갈 수 있다.
몇몇 양상들은 장치의 상황에서 기술되었지만, 이들 양상들은 또한 블록 또는 디바이스가 방법 단계의 특징 또는 방법 단계에 대응하는 대응 방법의 설명을 나타낸다는 것이 명백하다. 유사하게, 방법 단계의 상황에서 기술된 양상들은 또한 대응하는 장치의 대응하는 블록 또는 아이템 또는 특징의 설명을 나타낸다.
특정 구현 요건들에 의존하여, 본 발명의 실시예들은 하드웨어로 또는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 상기 구현은 디지털 저장 매체, 예를 들어 플로피 디스크, DVD, CD, ROM, PROM, EPROM, EEPROM 또는 FLASH 메모리를 이용하여 수행될 수 있고, 이들 저장 매체는 그 위에 저장되는 전자적으로 판독 가능한 제어 신호들을 가지며, 각각의 방법이 수행되도록 프로그램 가능 컴퓨터 시스템과 협력한다(또는 협력할 수 있다). 본 발명에 따른 몇몇 실시예들은 본원에 기재된 방법들 중 하나가 수행되도록 프로그램 가능 컴퓨터 시스템과 협력할 수 있는, 전자적으로 판독 가능한 제어 신호들을 가진 데이터 캐리어를 포함한다. 일반적으로 본 발명의 실시예들은 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 구현될 수 있고, 이 프로그램 코드는 컴퓨터 프로그램 제품이 컴퓨터 상에서 실행될 때 상기 방법들 중 하나를 수행하도록 동작한다. 프로그램 코드는 예를 들어 기계 판독 가능 캐리어 위에 저장될 수 있다. 다른 실시예들은 기계 판독 가능 캐리어 위에 저장된, 본원에 기술된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 포함한다.
환언하면, 그러므로, 본 발명 방법의 실시예는 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터 상에서 실행될 때, 본원에 기술된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 프로그램 코드를 가진 컴퓨터 프로그램이다. 그러므로, 본 발명 방법들의 다른 실시예는 본원에 기술된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 그 위에 기록된 데이터 캐리어(또는 디지털 저장 매체, 또는 컴퓨터-판독 가능 매체)이다. 그러므로, 본 발명 방법의 다른 실시예는 본원에 기술된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 표현하는 신호들의 시퀀스 또는 데이터 스트림이다. 데이터 스트림 또는 신호들의 시퀀스는 예를 들어 데이터 통신 접속, 예를 들어 인터넷을 통해 전달되도록 구성될 수 있다. 다른 실시예는 처리 수단, 예를 들어 컴퓨터, 또는 본원에 기술된 방법들 중 하나를 수행하도록 구성되고 개조되는 프로그램 가능 로직 디바이스를 포함한다. 다른 실시예는 본원에 기술된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 그 위에 설치된 컴퓨터를 포함한다.
일부 실시 예들에 있어서, 프로그래머블 로직 디바이스(예를 들어 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(field programmable gate array))는 본원에 기술된 방법들의 기능들의 일부 또는 모두를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 필드 프로그래머블 게이트 어레이는 본원에 기술된 방법들 중 하나를 수행하기 위해 마이크로프로세서와 협력할 수 있다. 일반적으로, 상기 방법들은 바람직하게는 임의의 하드웨어 장치에 의해 수행된다.
상기 실시 예들은 단지 본 발명의 원리들에 대한 예시이다. 본원에 기술된 장치들 및 상세들의 변경 및 변형은 이 기술에서 숙련된 사람에게는 명백하다는 것이 이해된다. 그러므로 다음의 특허 청구항들의 범위에 의해서만 제한되도록 의도되고 본원의 실시예들의 기재 및 설명에 의해 주어진 특정 상세들에 의해서는 제한되지 않도록 의도된다.
100 : 중앙 스위칭 유닛
1021 내지 102n : 광 네트워크 유닛들
108 : 스플리터
110 : 접속
1121 내지 112n : 브랜치 접속
1021 내지 102n : 광 네트워크 유닛들
108 : 스플리터
110 : 접속
1121 내지 112n : 브랜치 접속
Claims (15)
- 통신 시스템에 있어서,
하나 이상의 디바이스들(104)과의 통신을 제공하도록 되어 있는 복수의 노드들(1021-102n);
중앙 노드(100);
상기 중앙 노드(100)로부터의 제 1 광신호를 복수의 노드들(1021-102n)로 디멀티플렉싱하고, 하나 이상의 상기 노드들(1021-102n)로부터의 제 2 광신호들을 멀티플렉싱하도록 되어 있는 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스(108)를 포함하는 수동 광 네트워크(106)를 포함하고, 각각의 노드(1021-102n)는 광신호를 발생하기 위한 파장이 할당되고;
신호들을 하나의 노드(1021-102n)로부터 다른 노드들(1021-102n) 중 적어도 하나로 직접 전송하기 위해, 상기 하나의 노드(1021-102n)는 상기 다른 노드들(1021-102n) 중 적어도 하나에 할당된 상기 파장의 광신호를 발생하도록 되어 있고, 상기 광신호는 전송될 상기 신호를 포함하고;
상기 수동 광 네트워크(106)의 상기 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스(108)는 상기 하나의 노드(1021-102n)로부터의 상기 광신호와 상기 제 1 광신호를 결합하도록 되어 있는, 통신 시스템. - 제 1 항에 있어서,
하나의 노드(1021-102n)로부터 상기 다른 노드들(1021-102n) 중 하나로의 점 대 점 통신(point-to-point communication)을 위해, 상기 하나의 노드(1021-102n)는 다른 노드(1021-102n)에 할당된 상기 파장을 선택하고 상기 선택된 파장의 상기 광신호를 발생하도록 되어 있는, 통신 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 하나의 노드(1021-102n)는 좁은 스펙트럼 광원(140a)을 포함하고, 상기 하나의 노드(1021-102n)는 상기 좁은 스펙트럼 광원(140a)을 상기 선택된 파장으로 설정하고, 상기 광신호를 발생하기 위해 전송될 상기 신호를 상기 좁은 스펙트럼 광원(140a)의 출력 신호로 변조하고, 상기 광신호를 상기 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스(108)로 전송하도록 되어 있는, 통신 시스템. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나의 노드(1021-102n)로부터 복수의 상기 다른 노드들(1021-102n)로의 방송 통신을 위해, 상기 하나의 노드(1021-102n)는 상기 다른 노드들(1021-102n)에 할당된 상기 파장들의 상기 광신호를 발생하도록 되어 있는, 통신 시스템. - 제 4 항에 있어서,
상기 하나의 노드(1021-102n)는 상기 복수의 노드들(1021-102n)에 할당된 상기 파장들을 포함하는 넓은 스펙트럼 광원(140b)을 포함하고, 상기 하나의 노드(1021-102n)는 상기 광신호를 생성하기 위해 방송될 상기 신호를 상기 넓은 스펙트럼 광원(140b)의 상기 출력 신호로 변조하고, 상기 광신호를 상기 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스(108)로 전송하도록 되어 있는, 통신 시스템. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
노드(1021-102n)는:
상기 노드(1021-102n)에 할당된 상기 파장의 광신호를 검출하도록 되어 있는 광 검출기(136), 및
상기 노드(1021-102n)에 할당된 상기 파장의 신호를 제공하도록 되어 있는 광원(134)을 포함하고, 상기 신호에 기초하여 상기 노드(1021-102n)로부터 상기 중앙 노드(100)으로 전송될 상기 제 2 신호가 발생되는, 통신 시스템. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수동 광 네트워크(106)의 상기 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스(108)는:
상기 중앙 노드(100)에 결합되도록 되어 있는 제 1 입력/출력 포트;
상기 각각의 노드들(1021-102n)에 결합되도록 되어 있는 복수의 제 2 입력/출력 포트들; 및
상기 복수의 제 2 입력/출력 포트들과 상기 제 1 입력/출력 포트 사이에 배열된 수동 광 커플러를 포함하고, 상기 수동 광 커플러는 상기 복수의 제 2 입력/출력 포트들에서 수신된 하나 이상의 상기 제 2 신호들을 상기 제 1 입력/출력 포트에 결합하도록 되어 있는, 통신 시스템. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 통신 시스템은 무선 통신 시스템이고,
상기 복수의 노드들(1021-102n)은 하나 이상의 무선 디바이스들(104)과의 무선 통신을 제공하도록 되어 있고,
상기 중앙 노드(100)는 중앙 스위칭 노드(central switching node)이고,
상기 수동 광 네트워크(106)는 상기 중앙 스위칭 노드(100)와 상기 노드들(1021-102n) 사이에 백홀 링크(backhaul link)를 형성하고,
상기 노드들(1021-102n) 사이에서 직접 전송될 상기 신호는 X2 데이터를 포함하는, 통신 시스템. - 수동 광 네트워크(106)를 통해 통신 시스템의 중앙 노드(100) 및 복수의 다른 노드들(1021-102n)에 결합되도록 되어 있는 노드에 있어서,
상기 노드(1021-102n)는 광신호 전송을 위해 상기 다른 노드들(1021-102n)에 할당된 파장들과는 다른 파장이 할당되고,
상기 노드(1021-102n)는 상기 다른 노드들(1021-102n)에 할당된 상기 파장들 중 적어도 하나의 파장의 출력 신호를 발생하도록 되어 있는 광원(140a, 140b)을 포함하고,
상기 노드(1021-102n)로부터 상기 다른 노드들(1021-102n) 중 적어도 하나로의 신호의 직접 전송을 위해, 상기 노드(1021-102n)는 필요로 하는 하나 이상의 파장들의 광신호를 발생하도록 되어 있고, 상기 광신호는 전송될 상기 신호를 포함하는, 노드. - 제 9 항에 있어서,
상기 광원은:
상기 다른 노드들(1021-102n)에 할당된 상기 파장들 중 하나로 조정되도록 되어 있는 좁은 스펙트럼 광원(140a) 및/또는 상기 다른 노드들(1021-102n)에 할당된 상기 파장들을 포함하는 넓은 스펙트럼 광원(140b)을 포함하고,
상기 노드(1021-102n)로부터 상기 다른 노드들(1021-102n) 중 하나로의 점 대 점 통신을 위해, 상기 노드(1021-102n)는 상기 좁은 스펙트럼 광원(140a)을 상기 하나의 다른 노드(1021-102n)에 할당된 상기 파장으로 조정하고, 상기 파장의 상기 광신호를 발생하도록 되어 있고,
상기 노드(1021-102n)로부터 상기 다른 노드들(1021-102n)로의 방송 통신을 위해, 상기 노드(1021-102n)는 상기 넓은 스펙트럼 광원(140b)의 상기 출력 신호에 기초하여 상기 광신호를 발생하도록 되어 있는, 노드. - 제 10 항에 있어서,
상기 좁은 스펙트럼 광원(140a)은 조정 가능 레이저(tunable laser)를 포함하고, 상기 넓은 스펙트럼 광원(140b)은 발광 다이오드를 포함하는, 노드. - 통신 시스템을 위한 광 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스에 있어서,
상기 통신 시스템은 수동 광 네트워크(106)를 통해 결합된 복수의 노드들(1021-102n) 및 중앙 노드(100)를 포함하고, 상기 광 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스(108)는:
상기 중앙 노드(100)에 결합되도록 되어 있는 제 1 입력/출력 포트;
상기 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스(108)가 상기 중앙 노드(100)로부터의 제 1 광신호를 상기 복수의 노드들(1021-102n)로 디멀티플렉싱하고, 하나 이상의 상기 노드들(1021-102n)로부터의 제 2 광신호를 멀티플렉싱하도록, 상기 각각의 노드들(1021-102n)에 결합되도록 되어 있는 복수의 제 2 입력/출력 포트들; 및
상기 복수의 제 2 입력/출력 포트들과 상기 제 1 입력/출력 포트 사이에 배열되며, 상기 복수의 제 2 입력/출력 포트들에서 수신된 하나 이상의 상기 제 2 신호들을 상기 제 1 입력/출력 포트에 결합하도록 되어 있는, 수동 광 커플러를 포함하는, 광 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스. - 제 12 항에 있어서,
배열 도파로 격자(arrayed waveguide grating)를 포함하는, 광 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스. - 통신 시스템의 노드들(1021-102n) 사이에서 신호들을 직접 전송하기 위한 방법에 있어서,
상기 통신 시스템은 하나 이상의 디바이스들(104)과의 통신을 제공하는 복수의 노드들(1021-102n), 중앙 노드(100), 및 상기 중앙 노드(100)로부터의 제 1 광신호를 상기 복수의 노드들(1021-102n)로 디멀티플렉싱하고, 하나 이상의 상기 노드들(1021-102n)로부터의 제 2 광신호들을 멀티플렉싱하기 위한 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스(108)를 포함하는 수동 광 네트워크(106)를 포함하고, 각각의 노드(1021-102n)는 광신호를 발생하기 위한 파장이 할당되고, 상기 방법은:
하나의 노드(1021-102n)로부터 상기 다른 노드들(1021-102n) 중 적어도 하나로 신호들을 직접 전송하기 위해, 상기 하나의 노드(1021-102n)에서 전송될 상기 신호를 포함하는 광신호를 상기 다른 노드들(1021-102n) 중 적어도 하나에 할당된 상기 파장으로 발생하는 단계, 및
상기 멀티플렉서/디멀티플렉서 디바이스(108)에서 상기 하나의 노드(1021-102n)로부터의 상기 광신호를 상기 제 1 광신호와 결합하는 단계를 포함하는, 신호들을 직접 전송하기 위한 방법. - 컴퓨터 상에서 명령들을 실행할 때 청구항 14의 방법을 실행하기 위해 기계 판독 가능 캐리어에 의해 저장된 상기 명령들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
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