KR20140076950A - 광-회선-패킷 전달 장치에서의 광계층 자유도 확장 방법 및 그 장치 - Google Patents

광-회선-패킷 전달 장치에서의 광계층 자유도 확장 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

광-회선-패킷 전달 장치에서 광계층 자유도 확장 장치는 2-도의 자유도를 가지는 파장 스위치 및 WDM부를 각각 2개 이상 스택하여 광 방향의 자유도를 4도, 8도, 그 이상까지 확장시킨다.

Description

광-회선-패킷 전달 장치에서의 광계층 자유도 확장 방법 및 그 장치{METHOD AND APPARATUS FOR EXPANSION OF OPTICAL LAYER DEGREE IN OPTICAL-CIRCUIT-PACKET TRANSPORT EQUIPMENT}
본 발명은 광-회선-패킷 전달 장치에서의 광계층 자유도 확장 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 특히 광 계층의 자유도 확장을 위한 광계층 자유도 확장 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
현재 ROADM(Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexing) 장치는 광 트랜스폰더(optical transponder), 그리고 스위치 및 WDM(Switch and Wavelength Division Multiplexing)부를 포함하며, 다중화된 광 신호에서 원하는 파장을 전기적 변환 없이 분기 및 삽입할 수 있게 해주는 장치이다. 이때 하나의 파장이 스위치되어 갈수 있는 방향의 개수를 의미하는 자유도(Degree of freedom)는 망 적용 방식에 따라 다양한 자유도를 요구하고 있다.
대부분의 ROADM 장치로 이루어진 망은 링 형태의 망으로서, 동쪽(East) 및 서쪽(West)의 전송 방향이 존재하여 하나의 파장이 2 방향으로 스위칭 가능한 2-도(degree)의 ROADM 장치이면 링 망의 원격 노드에 충분히 적용할 수 있다. 링 망의 상호 연결(멀티링 구성) 노드나 메시망 노드 등에서는 전송 방향이 동쪽, 서쪽, 남쪽(North) 및 북쪽(South) 등 그 이상의 방향이 존재하여 하나의 파장이 4 방향 이상으로 스위칭 가능한 ROADM 장치를 필요하게 된다.
그러나 실제 현장에서는 2-도의 자유도이면 충분한 링 노드에 높은 자유도를 가진 ROADM 장치를 설치하고 있어서 설치 공간, 소모 전력, 경제성 등에서 단점을 초래하는 경향이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 설치 공간 및 소모 전력 등에서 경제성을 확보할 수 있는 광-회선-패킷 전달 장치에서의 광계층 자유도 확장 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시 예에 따르면, 광-회선-패킷 전달 장치에서의 광계층 자유도 확장 장치가 제공된다. 광계층 자유도 확장 장치는 파장 스위치, 그리고 WDM(Wavelength Division Multiplexing)부를 포함한다. 상기 파장 스위치는 제1 포트를 통해 입력된 WDM 신호를 2개의 신호로 분기하고, 분기된 2개의 신호 중 하나를 제2 포트 측에서 입력되는 다른 WDM 신호와 파장 교환하여 제2 포트로 출력한다. 그리고 상기 WDM부는 상기 분기된 2개의 신호 중 다른 하나를 복수의 신호로 역다중화하여 OTN(Optical Transport Network) 인터페이스로 전달하거나 상기 OTN 인터페이스로부터 전달되는 복수의 신호를 상기 다른 WDM 신호로 다중화하여 상기 파장 스위치로 전달한다. 이때 상기 파장 스위치를 2개 이상 스택하고, 상기 WDM부를 2개 이상 스택하여 광-회선-패킷 전달 장치에서 광 방향의 광계층의 자유도를 확장시킨다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 2-도를 기본 모듈로 하고 자유도 확장 시에는 분리기(Splitter)와 파장선택스위치(wavelength selective switch, WSS)만을 교체하여 광케이블을 연결하여 모듈을 스택하는 구조로 4-도 또는 8-도, 또는 그 이상으로 확장함으로써, 망 적용에 최적인 자유도를 가진 장비의 채택이 용이해지고, 이로 인해서 설치공간, 소모전력 등에서 경제성을 확보할 수가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 광-회선-패킷 전달 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광-회선-패킷 전달 장치의 광계층에서 2-도의 자유도를 가진 파장 스위치 및 WDM부를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 4-도의 자유도를 가진 파장 스위치 및 WDM부를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 4-도의 자유도를 가진 파장 스위치 및 WDM부의 상세 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 8-도의 자유도를 가진 파장 스위치 및 WDM부를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 2-도 및 4-도의 자유도를 가진 파장 스위치 및 WDM부로 구성된 링 망의 일 예를 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 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 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 광-회선-패킷 전달 장치에서의 광계층 자유도 확장 방법 및 그 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 광-회선-패킷 전달 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참고하면, 광-회선-패킷 전달 장치(10)는 파장 스위치 및 파장 분할 다중화(Wavelength Division Multiplexing, WDM)부(100), 광 전송 네트워크(Optical Transport Network, OTN) 인터페이스(200) 및 통합 패킷/회선 스위치(Converged Packet/Circuit Switch)(300)를 포함한다.
기존의 ROADM(Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexing) 장치는 광 트랜스폰더(optical transponder)를 포함하고 있으나, 광-회선-패킷 전달 장치(10)에서는 OTN 인터페이스의 라인 카드에 광 트랜스폰더가 존재하므로, 파장 스위치 및 WDM부(100)에서는 광 트랜스폰더에 대해서는 그 설명을 생략한다.
파장 스위치 및 WDM부(100)는 제1 포트 또는 제2 포트를 통해 입력되는 다중화된 광 신호를 전기적 변환 없이 그대로 파장에 의해서 분기 및 삽입한다.
OTN 인터페이스(200)는 파장 스위치 및 WDM부(100)와 하부 시스템 사이의 인터페이스를 제공한다.
통합 패킷/회선 스위치(300)는 회선 스위칭과 패킷 스위칭을 제공하며, OTN 인터페이스(200)를 통해 파장 스위치 및 WDM부(100)로부터 전달된 복수의 광채널 전송 유닛(Optical-channel Transport Unit, OTUn) 신호를 회선 스위칭 또는 패킷 스위칭하여 외부 시스템으로 패킷 또는 회선 종속신호 형태로 전달한다. 또한 통합 패킷/회선 스위치(300)는 외부 시스템으로부터 수신된 패킷 또는 회선 종속 신호를 회선 스위칭 또는 패킷 스위칭하여 OTUn 신호로 변환하여 OTN 인터페이스(200)를 통해 파장 스위치 및 WDM부(100)로 전달한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광-회선-패킷 전달 장치의 광계층에서 2-도의 자유도를 가진 파장 스위치 및 WDM부를 나타낸 도면이다.
도 2를 참고하면, 2-도의 자유도를 가진 파장 스위치 및 WDM부(100)는 링 망과 선형 망에 최적화된 기본 모듈이다.
파장 스위치 및 WDM부(100)는 파장 스위치(110) 및 WDM부(120)를 포함한다.
파장 스위치(110)는 2-도의 자유도에 대응하여 제1 포트와 연관되는 신호를 처리하는 제1 포트측 스위칭부(112) 및 제2 포트와 연관되는 신호를 처리하는 제2 포트측 스위칭부(114)를 포함한다.
제1 포트측 스위칭부(112)는 제1 포트를 통해 입력된 WDM 신호를 증폭하는 증폭기(1121), WDM 신호를 증폭하여 제1 포트를 통해 출력하는 증폭기(1122), 증폭기(1121)로부터 증폭된 WDM 신호를 분기하는 분리기(Splitter, SPL)(1123) 및 제2 포트를 통해 입력된 WDM 신호를 파장 교환하여 증폭기(1122)로 전달하는 파장 선택 스위치(wavelength selective switch, WSS)(1124)를 포함한다.
제2 포트측 스위칭부(114) 또한 제1 포트측 스위칭부(112)와 마찬가지로 증폭기(1141, 1142), SPL(1143) 및 WSS(1144)를 포함한다.
그리고 WDM부(120)는 2-도의 자유도에 대응하여 제1 포트와 연관되는 신호를 다중화 및 역다중화하는 다중화 및 역다중화부(설명의 편의상 "제1 포트측 WDM부"라 함)(122) 및 제2 포트와 연관되는 신호를 다중화 및 역다중화하는 다중화 및 역다중화부(설명의 편의상 "제2 포트측 WDM부"라 함)(124)를 포함한다.
제1 포트측 WDM부(122) 및 제2 포트측 WDM부(124)는 각각 다중화부(이하, "MUX"라 함)(1221, 1241) 및 역다중확부(이하, "DMUX"라 함)(1222, 1242)를 포함한다.
MUX(1221, 1241)는 입력되는 복수의 OTUn 신호를 WDM 신호로 다중화하여 각각 해당 포트측 스위치(112, 114)의 WSS(1124, 1144)로 출력하고, DMUX(1222, 1242)는 각각 해당 포트측 스위치(112, 114)의 SPL(1123, 1143)로부터 전달 받은 WDM 신호를 복수의 OTUn 신호로 역다중화하여 OTN 인터페이스(200)로 전달한다.
그러면, 제1 포트를 통해서 입력된 WDM 신호를 처리하는 방법을 일 예로 하여 파장 스위치 및 WDM부(100)에 대해서 설명한다.
제1 포트측 스위칭부(112)의 증폭기(1121)는 제1 포트를 통해 입력된 WDM 신호를 증폭하여 제1 포트측 스위칭부(112)의 SPL(1123)로 출력한다.
SPL(1123)은 증폭기(1121)에 의해 증폭된 WDM 신호를 1:2로 광 분기하고, 광 분기된 2개의 WDM 신호 중 하나를 제2 포트측 스위칭부(114)의 WSS(1144)로 전달하고 나머지 하나를 제1 포트측 WDM부(122)의 DMUX(1222)로 출력한다.
WSS(1144)는 SPL(1123)로부터 WDM 신호를 전달 받으면, 제2 포트측 WDM부(124)의 MUX(1241)에서 인가되는 WDM 신호와 파장 교환하여 제2 포트측 스위칭부(114)의 증폭기(1142)로 전달한다.
증폭기(1142)는 WSS(1144)로부터 전달 받은 WDM 신호를 증폭하여 제2 포트를 통해서 출력한다.
또한 DMUX(1222)는 SPL(1123)로부터 WDM 신호를 전달 받으면, 전달받은 WDM 신호를 복수의 OTUn 신호로 역다중화하여 OTN 인터페이스(200) 로 전달한다.
그리고 파장 스위치 및 WDM부(100)는 제2 포트를 통해서 수신된 WDM 신호 또한 이와 유사한 방식으로 처리한다. 즉, 제2 포트측 스위칭부(114)의 증폭기(1141)는 제2 포트를 통해 입력된 WDM 신호를 증폭하여 제2 포트측 스위칭부(114)의 SPL(1143)로 출력한다.
SPL(1143)은 증폭기(1141)에 의해 증폭된 WDM 신호를 1:2로 광 분기하고, 광 분기된 2개의 WDM 신호 중 하나를 제1 포트측 스위칭부(112)의 WSS(1124)로 전달하고 나머지 하나를 제2 포트측 WDM부(124)의 DMUX(1242)로 출력한다.
WSS(1124)는 SPL(1143)로부터 WDM 신호를 전달 받으면, 제1 포트측 WDM부(122)의 MUX(1221)에서 인가되는 WDM 신호와 파장 교환하여 제1 포트측 스위칭부(112)의 증폭기(1122)로 전달한다.
증폭기(1122)는 WSS(1124)로부터 전달 받은 WDM 신호를 증폭하여 제1 포트를 통해서 출력한다.
또한 DMUX(1242)는 SPL(1143)로부터 WDM 신호를 전달 받으면, 전달받은 WDM 신호를 복수의 OTUn 신호로 역다중화하여 OTN 인터페이스(200)로 전달한다.
본 발명의 실시 예에 따른 광-회선-패킷 전달 장치의 광계층 자유도 확장 장치에서는 이러한 2-도의 자유도를 가진 파장 스위치 및 WDM부(100)를 기본 모듈로 하고, 이 기본 모듈을 스택하여 4-도, 8-도 및 그 이상의 자유도로 확장시킨다. 그러면, 4-도 및 8-도의 자유도를 가진 파장 스위치 및 WDM부에 대해서 도 3 내지 도 5를 참고로 하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 4-도의 자유도를 가진 파장 스위치 및 WDM부를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 4-도의 자유도를 가진 파장 스위치 및 WDM부의 상세 구성도이다.
도 3을 참고하면, 4-도의 자유도를 가진 파장 스위치 및 WDM부(100a)는 링 망의 상호 연결과 메시 망에 적합한 2-도의 자유도를 가진 파장 스위치 및 WDM부(도 1의 100)를 확장한 구조로서, 2개의 파장 스위치(110a, 110b) 및 2개의 WDM부(120a, 120b) 각각을 스택하여 구성된다. 이때 대응하는 포트의 신호를 처리하기 위한 파장 스위치(110a/110b)와 WDM부(120a/120b)가 광케이블로 연결된다.
도 4를 보면, 4-도의 자유도를 가진 파장 스위치 및 WDM부(100a)는 2개의 파장 스위치(110a, 110b) 및 2개의 WDM부(120a, 120b)를 포함한다.
이때 파장 스위치(110a, 110b)는 도 2의 파장 스위치(110)와 동일한 구조를 가진다. 단, 파장 스위치(110b)는 제3 포트 및 제4 포트와 관련되는 신호를 처리한다. WDM부(120a, 120b)는 도 2의 WDM부(120)와 동일한 구조를 가진다. 단, WDM부(120b)는 제3 포트 및 제4 포트와 관련되는 신호를 다중화 및 역다중화한다. 도 4에서는 설명의 편의상 파장 스위치(110a, 110b) 및 WDM부(120a, 120b) 내 각 구성 요소의 도면 부호를 도 2의 파장 스위치(110) 및 WDM부(120) 내 각 구성 요소의 도면 부호와 동일하게 표기하였다.
그러면, 제1 포트를 통해서 수신된 WDM 신호를 처리하는 방법을 일 예로 하여 파장 스위치 및 WDM부(100a)에 대해서 설명한다.
제1 포트측 스위칭부(112)의 증폭기(1121)는 제1 포트를 통해 수신된 WDM 신호를 증폭시킨 후 제1 포트측 스위칭부(112)의 SPL(1122)로 출력한다.
SPL(1122)은 증폭기(1121)에 의해 증폭된 WDM 신호를 1:4로 광 분기하고, 광 분기된 4개의 WDM 신호 중 3개의 WDM 신호를 각각 제2 포트측 스위칭부(114)의 WSS(1144), 파장 스위치(110b)의 제3 및 제4 포트측 스위칭부(112, 114)의 WSS(1124, 1144)로 전달하고, 나머지 하나의 WDM 신호를 WDM부(120a)의 제1 포트측 WDM부(122)의 DMUX(1222)로 전달한다.
제2 포트측 스위칭부(114)의 WSS(1144), 파장 스위치(110b)의 제3 및 제4 포트측 스위칭부(112, 114)의 WSS(1124, 1144)는 각각 파장 스위치(110a)의 제1 포트측 스위칭부(112)의 SPL(1122)로부터 WDM 신호를 전달 받으면, WDM부(120a)의 제2 포트측 WDM부(124)의 MUX(1241), WDM부(120b)의 제3 및 제4 포트측 WDM부(122, 124)의 MUX(1221, 1241)에서 각각 인가되는 WDM 신호와 파장 교환하여 파장 스위치(110a)의 제2 포트측 스위칭부(114)의 증폭기(1142), 파장 스위치(110b)의 제3 및 제4 포트측 스위칭부(112, 114)의 증폭기(1122, 1142)로 전달한다.
파장 스위치(110a)의 제2 포트측 스위칭부(114)의 증폭기(1142), 파장 스위치(110b)의 제3 및 제4 포트측 스위칭부(112, 114)의 증폭기(1122, 1142)는 각각 전달 받은 WDM 신호를 증폭하여 제2, 제3 및 제4 포트를 통해서 출력한다.
또한 WDM부(120a)의 제1 포트측 WDM부(122)의 DMUX(1222)는 1 포트측 스위칭부(122)의 SPL(1122)로부터 전달 받은 WDM 신호를 복수의 OTUn 신호로 역다중화하여 OTN 인터페이스(200)로 전달한다.
그리고 파장 스위치 및 WDM부(100a)는 이와 유사한 방식으로 제2 포트를 통해서 입력된 WDM 신호를 처리하여 제1, 3, 4 포트로 출력한다. 또한 파장 스위치 및 WDM부(100a)는 이와 유사한 방식으로 제3 포트를 통해 입력된 WDM 신호를 처리하여 제4, 1, 2 포트로 출력하고, 제4 포트를 통해 입력된 WDM 신호를 처리하여 제3, 1, 2 포트로 출력한다.
도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 8-도의 자유도를 가진 파장 스위치 및 WDM부를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 8-도의 자유도를 가진 파장 스위치 및 WDM부(100b)는 2-도의 자유도를 가진 파장 스위치 및 WDM부(도 1의 100)를 확장한 구조로서, 4개의 파장 스위치(110a, 110b, 110c, 110d) 및 4개의 WDM부(120a, 120b, 120c, 120d) 각각을 스택하여 구성될 수 있다. 이때 대응하는 포트의 신호를 처리하기 위한 파장 스위치(110a/110b/110c/110d)와 WDM부(120a/120b/120c/120d)가 광케이블로 연결되며, 8-도의 자유도를 가진 파장 스위치 및 WDM부(100b) 또한 앞에서 설명한 바와 동일한 원리로 동작한다.
즉, 제1 포트를 통해서 입력된 WDM 신호는 제1 포트측 스위칭부의 증폭기를 거친 후 제1 포트측 스위칭부의 분리기를 통해 1: 8로 광 분기되고, 광 분기된 8개의 WDM 신호 중에서 7개의 WDM 신호는 각각 제2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 포트측 스위칭부의 WSS로 전달된다.
제2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 포트측 각 스위칭부의 WSS는 각각 해당 포트측의 WDM부의 MUX에서 인가되는 WDM 신호와 파장 교환을 하여 제2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 포트측 각 스위칭부의 증폭기를 통해 전송된다.
또한 광 분기가 된 다른 하나의 WDM 신호는 제1 포트측 WDM부의 DMUX에서 OTUn 신호로 역다중화되어 OTN 인터페이스(200)로 전달된다.
제2 포트에서 제1 포트로 전달되는 신호 또한 이와 동일한 방식으로 처리된다. 또한 제3 포트 및 제4 포트간, 제5 포트 및 제6 포트간, 그리고 제7 포트 및 제8 포트간 신호 또한 이와 동일한 방식으로 처리된다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 2-도 및 4-도의 자유도를 가진 파장 스위치 및 WDM부로 구성된 링 망의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 2-도와 4-도의 자유도를 가진 파장 스위치 및 WDM부를 이용하여 2개의 링 망을 연결할 수 있으며, 각 링 망의 원격 노드는 2-도의 자유도를 가진 파장 스위치 및 WDM부를 이용하여 광 신호를 전기적 변환 없이 파장에 의해서 분기 및 삽입하는 기능을 수행할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 광-회선-패킷 전달 장치는 2-도의 자유도를 가진 파장 스위치 및 WDM부를 기본 모듈로 하고, 자유도 확장 시에는 기본 모듈을 스택하는 구조로 4-도 또는 8-도, 또는 그 이상으로 확장함으로써, 망 적용에 최적인 자유도를 가진 장비를 용이하게 채택할 수 있어서 설치공간, 소모전력 등에서 경제성을 확보할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims (1)

  1. 광-회선-패킷 전달 장치에서의 광계층의 자유도를 확장하기 위한 장치로서,
    제1 포트를 통해 입력된 WDM(Wavelength Division Multiplexing) 신호를 2개의 신호로 분기하고, 분기된 2개의 신호 중 하나를 제2 포트 측에서 입력되는 다른 WDM 신호와 파장 교환하여 제2 포트로 출력하는 파장 스위치, 그리고
    상기 분기된 2개의 신호 중 다른 하나를 복수의 신호로 역다중화하여 OTN(Optical Transport Network) 인터페이스로 전달하거나 상기 OTN 인터페이스로부터 전달되는 복수의 신호를 상기 다른 WDM 신호로 다중화하여 상기 파장 스위치로 전달하는 WDM부
    를 포함하고,
    상기 파장 스위치를 2개 이상 스택하고, 상기 WDM부를 2개 이상 스택하여 광 방향의 자유도를 확장시키는 광-회선-패킷 전달 장치에서의 광계층 자유도 확장 장치.
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