KR20140126635A - 수동형 광 네트워크 시스템에서의 광 신호를 송수신하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

수동형 광 네트워크 시스템에서의 광 신호를 송수신하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수동형 광 네트워크 시스템에서의 광 신호를 송수신하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 파장 변환 장치가, 제1 수동형 광 네트워크 시스템의 기지국 장치와 광 신호를 송수신하는 제1 광 송수신부; 제1 수동형 광 네트워크 시스템의 광 신호보다 낮은 데이터 속도를 갖는 제2 수동형 광 네트워크 시스템의 광 신호를 송수신하는 가입자 네트워크 장치와 광 신호를 송수신하는 제2 광 송수신부; 및 제1 광 송수신부를 통해 기지국 장치로부터 수신된 광 신호를 상기 제2 수동형 광 네트워크 시스템의 광 신호로 재생하여 제2 광 송수신부를 통해 상기 가입자 네트워크 장치로 전송하도록 제어하고, 가입자 네트워크 장치로부터 상기 제2 광 송수신부를 통해 수신된 광 신호를 제1 수동형 광 네트워크 시스템의 광 신호로 재생하여 제1 광 송수신부를 통해 기지국 장치로 전송하도록 제어하는 제어부를 포함함으로써, 보다 낮은 데이터 속도로 통신하는 수동형 광 네트워크와의 하위 호환성을 지원할 수 있다.

Description

수동형 광 네트워크 시스템에서의 광 신호를 송수신하기 위한 장치 및 방법{Apparatus and method for transmitting and receiving optical signal apparatus and method in passive optical network system}
본 발명은 광 가입자 망에 관한 것으로서, 특히 광 가입자 망의 낮은 데이터 속도를 지원하는 다른 수동형 광 네트워크 시스템에 대한 하위호환성(Backward Compatibility)을 지원하기 위한 수동형 광 네트워크 시스템에서의 광 신호를 송수신하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 고속 가입자 망에 대한 요구가 확산됨에 따라 하나의 망으로 인터넷, 전화, TV 등을 서비스하기 위해 댁내 광 가입자 망 구축이 활발해지면서 대용량 데이터를 처리할 수 있는 수동형 광 네트워크(Passive Optical Network, 이하, PON이라 칭함)이 급속히 확산되고 있다.
일반적인 수동형 광 네트워크(PON)의 구조는 지역 전화국사 또는 서비스 제공자 측에 집선 장치(OLT: Optical Line Terminal)가 설치되고 가입자들이 집중되어 있는 지역에 1:N 분기를 갖는 수동소자를 배치하여 광 네트워크 유닛(ONU: Optical Network Unit)들을 연결하는 방식이다. 대표적인 수동형 광 네트워크(PON) 기술에는 ONU 간에 시분할 방법으로 OLT에 데이터를 전달하는 TDM PON(Time Division Multiple Access PON)과 ONU 마다 고유한 파장을 할당하여 데이터를 전달하는 WDM-PON(Wavelength Division Multiplexing PON)으로 구분할 수 있다.
현재 수동형 광 네트워크(PON) 기술은 전송 프로토콜 유형에 따라서 ITU-T/FSAN(Full Service Access Network)의 G-PON(Gigabit-capable PON)과 IEEE802.3의 E-PON으로 구분된다. 여기서, G-PON 기술은 10Gbps XG-PON(NG-PON: Next-Generation PON)에서 최근에는 NG-PON2에 대한 기술 개발이 이루어지고 있는 추세이다. 여기서, NG-PON은 기존 G-PON 기술보다 더 많은 대역폭을 제공하여 하향 10Gb/s, 상향 2.5Gb/s 속도를 가지며, 기존 G-PON에서 사용했던 망을 가급적 그대로 사용하는 것을 전제로 개발되었다.
한편, 최근 개발중인 NG-PON2에서는 40Gb/s이상의 대역폭을 제공할 것을 목표로 하고 있으며, G-PON과의 호환성을 고려하지 않고 있다. 현재, NG-PON2는 TDM과 WDM을 혼합한 TWDM-PON 기술을 중심으로, 2015년까지 표준안 완성을 목표로 표준 작업을 추진하고 있다.
이러한 40G급 광 가입자 망 시스템인 NG-PON2는 10G급 광 가입자 망 시스템인 NG-PON과 공존하기 위해, 두 시스템에서 사용하는 광 파장을 서로 다르게 할당하고 가입자단에 가까이 위치한 광분기기를 변경하지 않고 공유하는 방식을 적용하였다.
그러나 이러한 방식에서는 각 세대에 해당하는 시스템의 기지국 장치, 즉, 집선 장치(OLT)는 각 세대의 가입자 장치(ONT: Optical Network Terminal)와 독립적으로 통신하게 되며, NG-PON2의 기지국장치는 이전 세대인 NG-PON의 가입자 장치에 대한 하위 호환성을 지원하지 않는다.
한국공개특허 제2009-0100083호, 2009년 09월 23일 공개 (명칭: TDM-PON 기반의 원격 중계 장치 및 그 시스템)
이에 본 발명은 종래의 불편함을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 광 가입자 망의 낮은 데이터 속도를 지원하는 다른 수동형 광 네트워크 시스템에 대한 하위 호환성(Backward Compatibility)을 지원하기 위한 수동형 광 네트워크 시스템에서의 광 신호를 송수신하기 위한 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파장 변환 장치는, 제1 수동형 광 네트워크 시스템의 기지국 장치와 광 신호를 송수신하는 제1 광 송수신부; 제1 수동형 광 네트워크 시스템의 광 신호보다 낮은 데이터 속도를 갖는 제2 수동형 광 네트워크 시스템의 광 신호를 송수신하는 가입자 네트워크 장치와 광 신호를 송수신하는 제2 광 송수신부; 및 제1 광 송수신부를 통해 기지국 장치로부터 수신된 광 신호를 제2 수동형 광 네트워크 시스템의 광 신호로 재생하여 제2 광 송수신부를 통해 가입자 네트워크 장치로 전송하도록 제어하고, 가입자 네트워크 장치로부터 제2 광 송수신부를 통해 수신된 광 신호를 제1 수동형 광 네트워크 시스템의 광 신호로 재생하여 상기 제1 광 송수신부를 통해 기지국 장치로 전송하도록 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파장 변환 장치에 있어서, 제어부는, 기지국 장치로부터 동기 신호를 수신하여 기지국 장치와의 동기화를 수행하고, 수신된 동기 신호를 가입자 네트워크 장치로 전달할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파장 변환 장치에 있어서, 제어부는, 기지국 장치로 파장 할당을 요청하고, 기지국 장치로부터 파장 셋트 명령을 수신하면, 기지국 장치와 송수신할 광 신호에 대한 파장을 설정할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파장 변환 장치에 있어서, 제어부는, 기지국 장치 및 가입자 네트워크 장치간의 클럭 동기화를 수행하고, 가입자 네트워크 장치로부터 수신된 단일 파장의 광 신호를 연속적인 파장 다중 신호로 재생하는 버스트 데이터 및 클럭 재생부; 기지국 장치 및 가입자 네트워크 장치간의 클럭 동기화를 수행하고, 기지국 장치로부터 수신된 파장 다중 신호를 단일 파장으로 재생하는 데이터 및 클럭 재생부; 및 제1 광 송수신부로 송수신되는 광 신호의 파장 할당을 제어하고, 버스트 데이터 및 클럭 재생부와, 데이터 및 클럭 재생부를 제어하는 신호 처리부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파장 변환 장치에 있어서, 제어부는, 기지국 장치로부터 제1 광 송수신부를 통해 40Gb/s 데이터 속도로 하향 링크의 광 신호를 수신하고, 수신된 광 신호의 파장을 설정된 고유의 파장으로 변환하여 변환된 하향 링크의 광 신호를 10Gb/s 데이터 속도로 제2 광 송수신부를 통해 가입자 네트워크 장치에게 전송할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파장 변환장치에 있어서, 제어부는, 가입자 네트워크 장치로부터 제2 광 송수신부를 통해 수신된 상향 링크의 광 신호의 파장을 설정된 고유의 파장으로 변환하여 변환된 상향 링크의 광 신호를 10Gb/s 데이터 속도로 제1 광 송수신부를 통해 기지국 장치에게 전송할 수 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수동형 광 네트워크 시스템의 파장 변환 장치에서의 광 신호 송수신을 위한 방법은, 제1 수동형 광 네트워크 시스템의 기지국 장치로부터 동기 신호를 수신하면, 수신된 동기 신호에 따라 기지국 장치간의 동기화를 수행하는 단계; 기지국 장치로 파장 할당을 요청하는 단계; 기지국 장치로부터 요청에 따른 파장 셋트 명령 신호를 수신하는 단계; 수신된 파장 셋트 명령 신호에 따라 기지국 장치와 제1 수동형 광 네트워크 시스템의 광 신호보다 낮은 데이터 속도로 통신하는 제2 수동형 광 네트워크 시스템의 가입자 네트워크 장치간에 송수신할 광 신호에 대한 파장을 설정하는 단계; 및 설정된 파장을 할당하여 기지국 장치와 가입자 네트워크 장치 간에 송수신되는 광 신호를 변환하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수동형 광 네트워크 시스템의 파장 변환 장치에서의 광 신호 송수신을 위한 방법에 있어서, 기 설정된 파장을 할당하여 기지국 장치와 가입자 네트워크 장치 간에 송수신되는 광 신호를 변환하는 단계는, 기지국 장치로부터 광 신호를 수신하는 단계; 수신된 광 신호를 설정된 고유의 파장으로 변환하여 제2 수동형 네트워크 시스템의 광 신호로 재생하는 단계; 및 재생된 광 신호를 가입자 네트워크 장치로 전송하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수동형 광 네트워크 시스템의 파장 변환 장치에서의 광 신호 송수신을 위한 방법에 있어서, 설정된 파장을 할당하여 기지국 장치와 가입자 네트워크 장치 간에 송수신되는 광 신호를 변환하는 단계는, 가입자 네트워크 장치로부터 광 신호를 수신하는 단계; 수신된 광 신호를 설정된 고유의 파장으로 변환하여 제1 수동형 네트워크 시스템의 광 신호로 재생하는 단계; 및 재생된 광 신호를 기지국 장치로 전송하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명은 하위 호환성 지원을 위한 수동형 광 네트워크 시스템에서, 제1 수동형 광 네트워크 시스템의 기지국 장치와 제2 수동형 광 네트워크 시스템의 가입자 네트워크 장치 사이에 파장 변환 장치를 구성함으로써, 파장 변환 장치를 통해 보다 낮은 속도로 통신하는 제2 수동형 광 네트워크 시스템과의 호환성을 지원하고, 제2 수동형 광 네트워크 시스템과 광 신호를 송수신할 수 있다.
또한, 본 발명은 파장 변환 장치를 아파트 또는 빌딩의 통신실 등에서 가입자 네트워크 장치와 간단하게 연결함으로써, 새로운 설비를 구출할 필요가 없으며, 이로 인한 비용 절감 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 하위 호환성 지원을 위한 수동형 광 네트워크 시스템을 나타낸 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 하위 호환성 지원을 위한 수동형 광 네트워크 시스템에서의 파장 변환 장치의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 하위 호환성 지원을 위한 수동형 광 네트워크 시스템에서의 광 신호를 송수신하기 위한 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 하위 호환성 지원을 위한 수동형 광 네트워크 시스템 및 그 시스템에서의 하위 호환성을 지원하기 위해 구성된 파장 변환 장치에 대해 첨부된 도면들을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 하위 호환성 지원을 위한 차세대 수동형 광 네트워크 시스템을 나타낸 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 광 가입자 망의 수동형 광 네트워크 시스템은 제1 수동형 광 네트워크 시스템(NG-PON2: Next-Generation Passive Optical Network2)과, 보다 낮은 속도로 데이터 통신을 수행하는 제2 수동형 광 네트워크 시스템(NG-PON) 간의 연동을 위한 시스템으로서, 통신 서비스 제공자 측에 설치된 제1 수동형 광 네트워크 시스템(NG-PON2)의 기지국 장치(CO: Central Office)(10), 제1 수동형 광 네트워크 시스템(NG-PON2)의 가입자 네트워크 장치(ONT: Optical Network Terminal)(이하, 제1 가입자 네트워크 장치라 칭함)(30) 및 제2 수동형 광 네트워크 시스템(NG-PON)의 가입자 네트워크 장치들(ONT)(이하, 제2 가입자 네트워크 장치라 칭함)(40)로 이루어질 수 있으며, 기지국 장치(10)와 각 가입자 네트워크 장치들(30, 40)은 원격 장치(RN: Remote Node)(20)로 연결되어 광 신호를 송수신하며, 원격 장치(20)와 제2 가입자 네트워크 장치(40) 사이에는 제1 수동형 광 네트워크 시스템과의 호환을 위해 파장 변환을 수행하는 파장 변환 장치(100)를 구성될 수 있다.
기지국 장치(10)는 제1 수동형 광 네트워크 시스템(NG-PON2)의 전화국에 포함된 장치로서, 백본망과 가입자망을 서로 연결하는 하나 이상의 집선 장치(OLT: Optical Line Terminal)(11) 및 파장분할 다중화(WDM: Wavelength Division Multiplexing)기(12)를 포함하며, 파장분할 다중화(WDM) 방식의 광 신호를 이용하여 상향 데이터 및 하향 데이터(이하, 상향 신호 및 하향 신호라 칭함)를 송수신할 수 있다. 여기서, 파장분할 다중화는 상향 및 하향 링크 전송이 서로 다른 파장으로 하나의 단일 광섬유를 통해 이루어진다.
집선 장치(11)는 데이터를 제공하는 서버와 연동하고, 제1 수동형 광 네트워크(NG-PON2) 시스템의 장치로서, 각 가입자 그룹 즉, 가입자 네트워크 장치(30, 40)와 통신을 수행 시 고유의 파장을 가지고 데이터를 송수신할 수 있으며, 각 파장에는 시간 분할 다중화(TDM: Time Division Multiplexing) 방식으로 데이터를 전송함으로써, 파장 개수 배만큼 많은 수의 가입자에게 서비스를 제공할 수 있다.
또한, 집선 장치(11)는 다수의 파장 분할 다중화 송수신기(WDM transceiver)를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 집선 장치(11)는 각 WDM 송신기를 통해 수신된 디지털 신호에 대역을 할당하고, 변조(예를 들어, IM: Intensity Modulation)하여 각각 서로 다른 고유의 파장(λ1,DS, λ2,DS, … λn,DS)을 갖는 광 신호를 생성하고, 생성된 광 신호를 파장 분할 다중화기(12)로 전송한다. 또한, 집선 장치(11)는 가입자 네트워크 장치들(30, 40)로부터 수신된 상향 신호 즉, 광 신호(λus)를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 디지털 신호에 대역을 할당하여 할당된 대역을 통해 디지털 신호를 전송한다.
파장 분할 다중화기(12)는 WDM 방식의 광 결합 및 분배기(WDM MUX/DMUX) 역할을 수행하며, 집선 장치(11)의 각 송신기로부터 수신된 서로 다른 파장을 갖는 광 신호를 결합(역다중화)하여 결합된 광 신호 즉, 40Gb/s 하향 신호를 하나의 광 섬유를 통해 가입자 네트워크 장치들(30, 40)로 전송한다. 또한, 파장 분할 다중화기(12)는 가입자 네트워크 장치들(30, 40)로부터 수신된 하나의 광 신호 즉, 10Gb/s 상향 신호를 각 수신기로 분배하여 전송한다. 여기서, 파장 분할 다중화기(12)는 예를 들어, OFDM(A)(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)방식을 적용하여 서로 다른 파장을 갖는 광 신호를 다중화하고, 역 다중화하여 송수신할 수 있다.
제1 원격 장치(RN1)(20)는 광 결합 및 분배기 역할을 수행하는 광분기기로서, 전력 스플리터(Power Splitter), 대역통과 필터(bandpass filter) 및 격자형 파장 필터(AWG: Arrayed Waveguide Grating) 중 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 제1 원격 장치(20)는 집선 장치(11)로부터 수신한 40Gb/s 하향 신호를 각 가입자 네트워크 네트워크 장치(30, 40)로 서로 다른 파장을 갖는 40Gb/s 광 신호(하향 신호)로 분배하여 각각 전송하고, 각 가입자 네트워크 장치(30, 40)로부터 각각 수신된 10Gb/s 상향 신호를 결합하여 결합된 하나의 10Gb/s 광 신호(상향 신호)를 기지국 장치(10)의 파장 분할 다중화기(12)로 전송한다. 여기서, 제1 원격 장치(20)는 서로 다른 수동형 광 네트워크 기반의 다수의 가입자 네트워크 장치(30, 40)를 연결할 수 있다.
제1 가입자 네트워크 장치(30)는 제1 수동형 광 네트워크(NG-PON2) 시스템의 가입자 장치로서, 파장 변환 장치(100)와 연동하지 않고, 제1 원격 장치(20)와 NG-PON2 기반의 광 신호를 송수신할 수 있으며, 제2 원격 장치(RN 2)(31) 및 하나 이상의 가입자의 단말 장치(32)를 포함할 수 있다. 이러한 제1 가입자 네트워크 장치(30)는 NG-PON2 기반으로 하향 링크 방향으로 40Gb/s 데이터 속도를 지원하고, 상향 링크 방향으로 10Gb/s 데이터 속도를 지원할 수 있다.
제2 원격 장치(31)는 광 결합 및 분배기 역할을 수행하는 광분기기로서, 전력 스플리터(Power Splitter), 대역통과 필터(bandpass filter) 및 격자형 파장 필터(AWG: Arrayed Waveguide Grating) 중 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있으며, 각 가정으로 회선을 나누는 역할을 수행한다. 즉, 제2 원격 장치(31)는 제1 원격 장치(20)로부터 광 신호를 각 회선 즉, 하나 이상의 단말 장치(32) 별로 분배하여, 분배된 각 광 신호의 파장을 선택하고, 선택된 파장을 갖는 분배된 각 광 신호를 각 단말 장치(32)로 각각 전송하고, 각 회선으로부터 수신된 광 신호를 결합하여 제1 원격 장치(20)로 전송한다. 이때, 선택된 각 광 신호의 파장은 각 단말 장치(32)에서 설정된 고유의 파장으로서, 제2 원격 장치(31)는 미리 설정된 알고리즘을 통해 설정된 고유의 파장을 선택할 수 있다.
제2 가입자 네트워크 장치(40)는 제2 수동형 광 네트워크(NG-PON) 시스템의 가입자 장치로서, 예를 들어, 각 댁내에 설치된 기지국인 제2 원격 장치(RN2)(41) 및 하나 이상의 가입자의 단말 장치(42)를 포함할 수 있으며, 가입자의 제1 수동형 네트워크 시스템과 다른 파장으로 광 신호를 송수신한다.
이러한 제2 가입자 네트워크 장치(40)는 제1 수동형 광 네트워크 시스템과의 호환을 위해 파장 변환 장치(100)와 연동한다. 여기서, 제2 수동형 네트워크(NG-PON) 시스템은 예를 들어, 하향 링크(Downlink) 방향으로 10Gb/s의 데이터 속도를 지원하고, TDM(Time Division Multiple) 방식을 적용하며, 상향 링크(Uplink) 방향으로 2.5Gb/s 의 데이터 속도를 지원하고, TDMA(Time Division Multiple Access) 방식을 적용할 수 있다.
제2 원격 장치(41)는 광 결합 및 분배기 역할을 수행하는 광분기기로서, 전력 스플리터(Power Splitter), 대역통과 필터(bandpass filter) 및 격자형 파장 필터(AWG) 중 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있으며, 각 가정으로 회선을 나누는 역할을 수행한다. 즉, 제2 원격 장치(41)는 파장 변환 장치(100)로부터 제2 수동형 광 네트워크 기반의 고유의 파장이 할당된 광 신호를 각 단말 장치(42)별로 분배하고, 분배된 각 광 신호를 각 회선 즉, 각 단말 장치(42)로 각각 전송하고, 각 단말 장치(42)로부터 수신된 광 신호를 결합하여 파장 변환 장치(100)로 전송한다. 각 가입자 네트워크 장치(30, 40)에 포함된 하나 이상의 단말 장치(32, 42)는 예를 들어, 가정용 게이트웨이 플랫폼 즉, 모뎀일 수 있으며, 하나 이상의 단말 장치(32, 42)는 다수의 송수신기를 포함할 수 있다. 이러한 하나 이상의 단말 장치(32, 42)는 제2 원격 장치(31, 41)로부터 분배된 고유의 파장을 갖는 광 신호를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 디지털 신호를 각각 사용자 장치들로 각각의 송신기를 통해 전송한다. 또한, 단말 장치(32, 42)는 각 사용자 장치들로부터 수신기를 통해 디지털 신호를 수신하고, 수신된 디지털 신호를 광 신호로 변환하고, 변환된 광 신호를 제2 원격 장치(31, 41)로 각각 전송한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 수동형 광 네트워크 시스템은 기존의 제2 수동형 광 네트워크 시스템의 제2 가입자 네트워크 장치(40)와 호환을 이루고, 이를 위해, 제2 가입자 네트워크 장치(40)로 송수신되는 광 신호를 변환하기 위해 파장 변환 장치(100)를 제2 가입자 네트워크 장치(40)와 연동하도록 구성한다. 여기서, 파장 변환 장치(100)는 제2 가입자 네트워크 장치(40)에 포함되어 구성될 수도 있다.
그러면, 이러한 본 발명의 실시예에 따른 하위 호환성 지원을 위한 장치인 파장 변환 장치(100)에 대해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 하위 호환성 지원을 위한 수동형 광 네트워크 시스템에서의 파장 변환 장치의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 파장 변환 장치(100)는 제1 수동형 광 네트워크 시스템의 기지국 장치(10) 및 제2 수동형 광 네트워크 시스템의 제2 가입자 네트워크 장치(40) 사이에 구성되어 하위 호환성을 위한 파장 변환을 수행하고, 신호 재생을 수행한다. 이를 위해, 파장 변환 장치(100)는 제1 광 송수신부(110), 제2 광 송수신부(120) 및 제어부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
제1 광 송수신부(110)는 제1 원격 장치(20)를 거쳐 기지국 장치(10)로 설정된 고유의 파장이 할당된 광 신호를 송수신하는 송신기(TX)(111) 및 수신기(RX)(112)를 포함하며, 제1 원격 장치(20)로부터 전송된 40Gb/s 데이터 속도의 하향 신호를 제1 원격 장치(20)로부터 수신하고, 제어부(130)의 제어에 따라 제2 수동형 광 네트워크(NG-PON) 기반의 파장으로 변환한 하향 신호를 버스트 클럭 및 데이터 재생부(131)로 전달한다. 즉, 제1 광 송수신부(110)의 수신기(112)는 제어부(130)에서 설정된 고유의 파장을 수신된 하향 신호에 할당하여 하향 신호를 버스트 클럭 및 데이터 재생부(131)로 전달한다. 또한, 제1 광 송수신부(110)의 송신기(111)는 제어부(130)의 제어에 따라 제1 수동형 광 네트워크(NG-PON2) 기반의 파장으로 변환한 상향 신호를 제1 원격 장치(20)를 거쳐 기지국 장치(10)로 전송한다. 이때, 전송되는 상향 신호는 10Gb/s의 데이터 속도로 전송된다.
제2 광 송수신부(120)는 제2 가입자 네트워크 장치(40)의 제2 원격 장치(41)와 광 신호를 송수신하기 위한 송신기(TX)(121) 및 수신기(RX)(122)를 포함한다. 여기서, 제2 광 송수신부(120)의 수신기(121)는 제2 원격 장치(41)로부터 전송된 예를 들어, 2.5Gb/s 의 데이터 속도의 상향 신호를 수신기(122)를 통해 수신하여 버스트 클럭 및 데이터 재생부(Burst CDR)(131)로 전달한다. 또한, 제2 광 송수신부(120)의 송신기(122)는 클럭 및 데이터 수신부(CDR)(132)로부터 재생된 하향 신호를 제2 원격 장치(41)로 전송한다.
제어부(130)는 제1 광 송수신부(110) 및 제2 광 송수신부(120)의 동작을 제어하고, 제1 수동형 광 네트워크(NG-PON2) 및 제2 수동형 광 네트워크(NG-PON) 시스템의 신호로 각각 변환하기 위해 각각 광 신호의 파장을 설정된 파장으로 변환하여 송수신하도록 제어한다.
구체적으로, 제어부(130)는 제1 광 송수신부(110)를 통해 제1 원격 장치(20)로부터 수신된 하향 신호 즉, 제1 수동형 광 네트워크(NG-PON2) 기반의 40Gb/s 데이터 속도의 하향 신호의 특정 파장을 제2 수동형 광 네트워크에 적절한 다른 파장으로 할당하기 위해, 설정된 고유의 파장을 할당하도록 제1 광 송수신부(110)의 송신기(111)를 제어하고, 설정된 파장이 할당된 하향 신호를 10Gb/s의 데이터 속도로 전송하도록 제어한다. 그리고 제어부(130)는 제2 가입자 네트워크 장치(40)의 제2 원격 장치(41)로부터 수신된 상향 신호를 제1 수동형 광 네트워크 기반의 상향 신호로 변환하도록 설정된 파장을 수신된 상향 신호에 할당하도록 제어하고, 10Gb/s 데이터 속도의 상향 신호로 전송하도록 제어한다.
또한, 제어부(130)는 제2 광 송수신부(120)를 통해 제2 원격 장치(41)로부터 수신된 상향 신호 즉, 버스트 신호를 제1 수동형 광 네트워크(NG-PON2) 시스템에서 전송할 연속적인 파장 다중 신호로 변환하고, 연속 파장 다중 신호로 변환된 상향 신호의 데이터를 재생한다. 그리고 제어부(130)는 제1 광 송수신부(110)에서 제2 수동형 광 네트워크 기반의 파장으로 할당된 하향 신호를 제2 가입자 네트워크 장치(40)의 제2 원격 노드(41)로 전송하도록 제2 광 송수신부(120)를 제어한다.
또한, 제어부(130)는 기지국 장치(10)로부터 제1 광 송수신부(110)를 통해 동기 신호를 수신하면, 컨버터 동기화를 수행하도록 제어하고, 동기 신호를 제2 가입자 네트워크 장치(40)로 전달하도록 제2 광 송수신부(120)를 제어한다. 이에 따라 제어부(130)는 기지국 장치(10)로 파장 할당 요청 신호를 전송하도록 제어하고, 기지국 장치(10)로부터 파장 셋트(set) 명령 신호를 수신하면, 기지국 장치(10)에서 전송할 데이터 즉, 광 신호의 파장을 확인하고, 파장을 설정(setting)하기 위한 제어를 수행한다. 이를 위해 제어부(130)는 광신호의 정확한 재생 또는 복원을 위한 버스트 클럭 및 데이터 재생부(Burst CDR)(131)와, 클럭 및 데이터 재생부(CDR)(132)를 포함하며, 제1 광 송수신부(110), 제2 광 송수신부(120), 버스트 클럭 및 데이터 재생부(Burst CDR)(131)와, 클럭 및 데이터 재생부(CDR)(132)를 제어하기 위한 동작을 수행하는 신호 처리부(U-Processor)(133)를 포함할 수 있다.
버스트 클럭 및 데이터 재생부(Burst CDR)(131)는 전송 거리 및 분기수를 증대하는 역할을 수행하는 신호 재생 장치로서, 기지국 장치(10)로 전송할 상향 신호의 클럭 동기를 정확하게 유지시키기 위한 동기화를 수행하고, 제2 광 송수신부(120)로부터 수신된 상향 신호를 전달받으면, 수신된 광 신호의 데이터를 재생 또는 복원한다. 즉, 버스트 클럭 및 데이터 재생부(131)는 수신된 단일 파장의 버스트 상향 신호를 연속적인 파장 다중 상향 신호로 변환한다. 그리고 버스트 클럭 및 데이터 재생부(131)는 재생된 상향 신호를 제1 광 송수신부(110)로 전달한다. 여기서, 상향 신호는 다수의 단말 장치(32)로부터 비정형적으로 수신된다. 또한, 버스트 클럭 및 데이터 재생부(131)는 제어부(130)의 제어에 따라 리셋될 수 있다.
클럭 및 데이터 재생부(CDR)(132)는 전송 거리 및 분기수를 증대하는 역할을 수행하는 신호 재생 장치로서, 기지국 장치(10)로부터 수신할 하향 신호의 클럭 동기를 정확하게 유지시키기 위한 동기화를 수행하고, 제1 광 송수신부(120)로부터 수신된 하향 신호를 전달받아 수신된 하향 신호의 데이터를 재생 또는 복원하고, 재생된 하향 신호를 제2 송수신부(120)로 전달한다. 즉, 클럭 및 데이터 재생부(132)는 수신된 파장 다중 하향 신호를 단일 파장 하향 신호로 변환하고, 변환된 하향 신호를 제2 송수신부(120)로 전달한다.
신호 처리부(133)는 제1 광 송수신부(110), 제2 광 송수신부(120) 버스트 클럭 및 데이터 재생부(131)와, 클럭 및 데이터 재생부(132)를 제어하며, 기지국 장치(10)로부터의 파장 셋트 명령에 따라 송수신되는 광 신호에 할당할 파장 설정(setting)을 제어한다. 또한, 신호 처리부(133)는 제1 광 송수신부(110)를 통해 기지국 장치(10)로 전송되는 상향 신호의 파장을 설정된 파장으로 할당하도록 제어하고, 기지국 장치(10)로부터 제1 광 송수신부(110)로 수신된 하향 신호의 파장을 설정된 파장으로 할당하도록 제어한다. 또한, 신호 처리부(133)는 상향 링크로 전달되는 광 신호를 확인하여 버스트 클럭 및 데이터 재생부(131)에 대한 리셋을 제어한다.
그러면 이와 같이 구성된 하위 호환성 지원을 위한 수동형 광 네트워크 시스템에서 광 신호를 송수신하기 위한 위한 방법에 대해 첨부된 도면들을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다. 우선, 수동형 광 네트워크 시스템에서 기지국 장치(10)와 제1 가입자 네트워크 장치(30)간 또는 기지국 장치(10)와 제2 네트워크 장치(40)간 데이터 통신을 수행하기 위해서는 다음과 같은 동기화, 파장 설정 및 자원 할당 과정이 선행되어야 하며, 파장 변환 장치(100)에서 이러한 과정을 지원함으로써 기지국 장치(10)와 제1 가입자 네트워크 장치(30) 간의 연동이 가능해져 하위 호환성을 지원할 수 있다. 이러한 본 발명의 실시예에 따라 수동형 광 네트워크 시스템에서 데이터 통신을 위해 선행되는 하위 호환성을 위한 동기화 및 파장 설정에 대한 과정을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 하위 호환성 지원을 위한 수동형 광 네트워크 시스템에서의 광 신호를 송수신하기 위한 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 1101단계에서 기지국 장치(10)는 제2 수동형 광 네트워크 시스템의 제2 가입자 네트워크 장치(40)와 데이터 통신 즉, 광 신호를 송수신하기 위해 즉, 제2 가입자 네트워크 장치(40)로 전송할 광 신호를 수신하면, 파장 변환 장치(100)로 동기 신호를 전송한다. 이에 따라 1102 단계에서 변환 장치(100)는 기지국 장치(10)와 동기화를 수행한다. 이때, 1103단계에서 변환 장치(100)는 제2 가입자 네트워크 장치(40)로 동기 신호를 전달하고, 1104단계에서 제2 가입자 네트워크 장치(40)는 동기 신호가 전달됨에 따라 기지국 장치(10)와의 동기화를 수행한다.
이후, 1105단계에서 기지국 장치(10)는 파장 변환 장치(100)로부터 파장 할당 요청을 받으면, 1106단계에서 기지국 장치(10)는 전송할 데이터에 할당할 파장 셋트를 공유하기 위해 파장 셋트 정보를 포함한 파장 셋트 명령 신호를 파장 변환 장치(100)로 전송한다.
이에 따라 1107단계에서 파장 변환 장치(100)는 제2 가입자 네트워크 장치(40)와 송수신할 데이터 즉, 광 신호의 파장을 수신된 파장 셋트 정보를 이용하여 설정(setting)한다.
그런 다음 1108단계에서 기지국 장치(10)는 제2 가입자 네트워크 장치(40)로부터 자원 할당을 요청하면, 1109단계에서 제2 가입자 네트워크 장치(40)로 자원을 할당한다.
이후, 1110단계에서 기지국 장치(10)와, 제2 가입자 네트워크 장치(40)는 파장 변환 장치(100)를 거쳐 광 신호를 송수신하는 데이터 통신을 수행한다.
한편, 첨부된 도 3에는 도시되어 있지 않으나, 본 발명의 실시예에 따라 기지국 장치(10)가 제1 수동형 광 네트워크 시스템이 가입자 네트워크 장치(30)와 데이터 통신을 위해서는 파장 변환 장치를 거치지 않고 직접적으로 통신을 수행한다. 따라서 기지국 장치(10)는 제1 수동형 광 네트워크 시스템의 제1 가입자 네트워크 장치(30)로 광 신호를 송수신하기 위해 동기 신호를 직접 제1 가입자 네트워크 장치(30)로 전송한다. 이에 따라 제1 가입자 네트워크 장치(30)는 기지국 장치(10)와 동기화를 수행한다.
이후, 기지국 장치(10)는 제1 가입자 네트워크 장치(30)로부터 파장 할당 요청을 받으면, 전송할 데이터에 할당할 파장 셋트를 공유하기 위해 파장 셋트 정보를 포함한 파장 셋트 명령 신호를 제1 가입자 네트워크 장치(30)로 전송한다. 이에 따라 제1 가입자 네트워크 장치(30)는 각 단말 장치(32)와 송수신할 파장을 설정(setting)한다.
그런 다음 기지국 장치(10)는 제1 가입자 네트워크 장치(30)로부터 자원 할당을 요청하면, 1109단계에서 제1 가입자 네트워크 장치(30)로 자원을 할당한다. 이후, 제1 가입자 네트워크 장치(30)는 기지국 장치(10)와 직접 광 신호를 송수신하는 데이터 통신을 수행한다.
따라서 제1 가입자 네트워크 장치(30)는 동일한 수동한 광 네트워크 시스템 즉, 제1 수동형 광 네트워크 시스템을 기반으로 광 신호를 송수신하므로 제1 가입자 네트워크 장치(30)에서 가입자의 파장 셋트 명령 신호에 따라 직접 파장을 설정한다. 반면, 제2 가입자 네트워크 장치(40)는 제2 수동형 광 네트워크 시스템을 기반으로 하기 때문에 제2 가입자 네트워크 장치(40)에서는 제2 수동형 광 네트워크 시스템의 기지국 장치(도시되지 않음)로부터 수신된 파장 셋트 명령 신호에 따라 제2 수동형 광 네트워크 시스템 기반의 파장을 설정하게 된다. 따라서 제2 가입자 네트워크 장치(40)는 제1 수동형 광 네트워크 시스템과 통신을 수행하기 위해서는 제1 수동형 광 네트워크 시스템의 기지국 장치(10)의 파장 셋트 명령 신호에 따라 파장을 설정하는 파장 변환 장치와 연동해야 한다.
상술한 바와 같은 하위 호환성 지원을 위한 수동형 광 네트워크 시스템에서의 광 신호를 송수신하기 위한 방법에서 데이터 통신을 수행하는 과정을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
기지국 장치(10)는 서버로부터 수신된 데이터를 파장 분할 다중화(WDM)를 이용하여 미리 정해진 고유의 파장으로 수신된 데이터에 대한 하향 신호를 제1 원격 장치(20)로 전송한다. 이에 따라 제1 원격 장치(20)는 수신된 하향 신호를 연동하는 각 가입자 네트워크 장치(30, 40)로 분배하여 분배된 하향 신호를 각각 가입자 네트워크 장치(30, 40)로 전송한다. 여기서, 제1 수동형 광 네트워크(NG-PON2) 기반의 제1 가입자 네트워크 장치(30)로 분배된 40Gb/s 하향 신호는 파장 변환이 필요 없으므로 그대로 제2 가입자 네트워크 장치(30)의 제2 원격 장치(31)로 전송된다. 이에 따라 제2 원격 장치(31)는 수신된 하향 신호를 각 세대 즉, 제2 가입자 네트워크 장치(40) 내의 각 단말 장치(32)들의 고유의 파장을 선택하여 선택된 파장을 갖는 하향 신호를 각 단말 장치(32)로 분배하여 전송한다.
또한, 제2 수동형 광 네트워크(NG-PON) 기반의 제2 가입자 네트워크 장치(40)로 분배된 40Gb/s 하향 신호는 파장 변환을 위해 파장 변환 장치(100)로 전송된다. 이에 따라 파장 변환 장치(100)는 제1 원격 장치(20)로부터 분배된 하향 신호의 파장을 설정된 파장으로 할당하고, 하향 신호의 데이터를 재생하여 재생된 데이터에 대한 하향 신호를 제2 원격 장치(41)로 전달하고, 제2 원격 장치(41)에서는 수신된 하향 신호를 각 단말 장치(42)들로 분기하여 전송한다.
한편, 각 가입자 네트워크 장치(30, 40)에서 상향 신호가 전송되면, 제1 원격 장치(20)는 상향 신호를 결합하여 기지국 장치(10)로 전송한다. 이때, 제1 가입자 네트워크 장치(30)로부터 전송되는 신호는 NG-PON2 기반의 상향 신호로서, 그대로 제1 원격 장치(20)로 전송된다. 반면, 제2 가입자 네트워크 장치(40)로부터 전송되는 신호는 NG-PON 기반의 상향 신호로서, 파장 변환 장치(100)를 거쳐 파장 변환 즉, 파장 변환 장치(100)에서 설정된 파장이 할당되고, 연속적인 파장 다중 신호로 변환되어 제1 원격 장치(20)를 거쳐 기지국 장치(10)로 전송된다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으나, 여기에 개시된 실시 예외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한, 본 명세서와 도면에서 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
본 발명은, 수동형 광 네트워크 시스템 및 그 시스템에서의 광 신호를 송수신하기 위한 방법에 관한 것으로서, 하위 호환성 지원을 위한 수동형 광 네트워크 시스템에서, 제1 수동형 광 네트워크 시스템의 기지국 장치와 제2 수동형 광 네트워크 시스템의 가입자 네트워크 장치 사이에 파장 변환 장치를 구성함으로써, 파장 변환 장치를 통해 보다 낮은 속도로 통신하는 제2 수동형 광 네트워크 시스템과의 호환성을 지원하고, 제2 수동형 광 네트워크 시스템과 광 신호를 송수신할 수 있다.
또한, 본 발명은 파장 변환 장치를 아파트 또는 빌딩의 통신실 등에서 가입자 네트워크 장치와 간단하게 연결함으로써, 새로운 설비를 구출할 필요가 없으며, 이로 인한 비용을 절감할 수 있는 산업상 이용 가능성이 있다.
10: 기지국 장치 11: 집선 장치(OLT)
12: 파장분할 다중화기(WDM) 20: 제1 원격 장치(RN1)
30: 제1 가입자 네트워크 장치 31: 제2 원격 장치(RN2)
32: 단말 장치 40: 제2 가입자 네트워크 장치
41: 제2 원격 장치(RN2) 42: 단말 장치
110: 제1 광 송수신부 120: 제2 광 송수신부
130: 제어부 131: 버스트 클럭 및 데이터 재생부
132: 클럭 및 데이터 재생부(CDR) 133: 신호 처리부

Claims (9)

  1. 제1 수동형 광 네트워크 시스템의 기지국 장치와 광 신호를 송수신하는 제1 광 송수신부;
    상기 제1 수동형 광 네트워크 시스템의 광 신호보다 낮은 데이터 속도를 갖는 제2 수동형 광 네트워크 시스템의 광 신호를 송수신하는 가입자 네트워크 장치와 광 신호를 송수신하는 제2 광 송수신부; 및
    상기 제1 광 송수신부를 통해 상기 기지국 장치로부터 수신된 광 신호를 상기 제2 수동형 광 네트워크 시스템의 광 신호로 재생하여 상기 제2 광 송수신부를 통해 상기 가입자 네트워크 장치로 전송하도록 제어하고, 상기 가입자 네트워크 장치로부터 상기 제2 광 송수신부를 통해 수신된 광 신호를 상기 제1 수동형 광 네트워크 시스템의 광 신호로 재생하여 상기 제1 광 송수신부를 통해 상기 기지국 장치로 전송하도록 제어하는 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 변환 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 기지국 장치로부터 동기 신호를 수신하여 상기 기지국 장치와의 동기화를 수행하고, 상기 수신된 동기 신호를 상기 가입자 네트워크 장치로 전달함을 특징으로 하는 파장 변환 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 기지국 장치로 파장 할당을 요청하고, 상기 기지국 장치로부터 파장 셋트 명령을 수신하면, 상기 기지국 장치와 송수신할 광 신호에 대한 파장을 설정함을 특징으로 하는 파장 변환 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 기지국 장치 및 상기 가입자 네트워크 장치간의 클럭 동기화를 수행하고, 상기 가입자 네트워크 장치로부터 수신된 단일 파장의 상기 광 신호를 연속적인 파장 다중 신호로 재생하는 버스트 데이터 및 클럭 재생부;
    상기 기지국 장치 및 상기 가입자 네트워크 장치간의 클럭 동기화를 수행하고, 상기 기지국 장치로부터 수신된 파장 다중 신호를 단일 파장으로 재생하는 데이터 및 클럭 재생부; 및
    상기 제1 광 송수신부로 송수신되는 광 신호의 파장 할당을 제어하고, 상기 버스트 데이터 및 클럭 재생부와 상기 데이터 및 클럭 재생부를 제어하는 신호 처리부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 변환 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 기지국 장치로부터 상기 제1 광 송수신부를 통해 40Gb/s 데이터 속도로 하향 링크의 광 신호를 수신하고, 수신된 광 신호의 파장을 설정된 고유의 파장으로 변환하여 상기 변환된 하향 링크의 광 신호를 10Gb/s 데이터 속도로 상기 제2 광 송수신부를 통해 상기 가입자 네트워크 장치에게 전송함을 특징으로 하는 파장 변환 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 가입자 네트워크 장치로부터 상기 제2 광 송수신부를 통해 수신된 상향 링크의 광 신호의 파장을 설정된 고유의 파장으로 변환하여 상기 변환된 상향 링크의 광 신호를 10Gb/s 데이터 속도로 상기 제1 광 송수신부를 통해 상기 기지국 장치에게 전송함을 특징으로 하는 파장 변환 장치.
  7. 기지국 장치로부터 제1 수동형 광 네트워크 시스템의 동기 신호를 수신하면, 수신된 동기 신호에 따라 상기 기지국 장치간의 동기화를 수행하는 단계;
    상기 기지국 장치로 파장 할당을 요청하는 단계;
    상기 기지국 장치로부터 요청에 따른 파장 셋트 명령 신호를 수신하는 단계;
    수신된 파장 셋트 명령 신호에 따라 상기 기지국 장치와 상기 제1 수동형 광 네트워크 시스템의 광 신호보다 낮은 데이터 속도로 통신하는 제2 수동형 광 네트워크 시스템의 가입자 네트워크 장치간에 송수신할 광 신호에 대한 파장을 설정하는 단계; 및
    상기 설정된 파장을 할당하여 상기 기지국 장치와 상기 가입자 네트워크 장치 간에 송수신되는 광 신호를 변환하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동형 광 네트워크 시스템의 파장 변환 장치에서의 광 신호 송수신을 위한 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 설정된 파장을 할당하여 상기 기지국 장치와 상기 가입자 네트워크 장치 간에 송수신되는 광 신호를 변환하는 단계는,
    상기 기지국 장치로부터 광 신호를 수신하는 단계;
    수신된 광 신호를 설정된 고유의 파장으로 변환하여 상기 제2 수동형 네트워크 시스템의 광 신호로 재생하는 단계; 및
    재생된 광 신호를 상기 가입자 네트워크 장치로 전송하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동형 광 네트워크 시스템의 파장 변환 장치에서의 광 신호 송수신을 위한 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 설정된 파장을 할당하여 상기 기지국 장치와 상기 가입자 네트워크 장치 간에 송수신되는 광 신호를 변환하는 단계는,
    상기 가입자 네트워크 장치로부터 광 신호를 수신하는 단계;
    수신된 광 신호를 설정된 고유의 파장으로 변환하여 상기 제1 수동형 네트워크 시스템의 광 신호로 재생하는 단계; 및
    재생된 광 신호를 상기 기지국 장치로 전송하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동형 광 네트워크 시스템의 파장 변환 장치에서의 광 신호 송수신을 위한 방법.
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US11057145B2 (en) 2018-03-29 2021-07-06 Alliance Fiber Optic Products, Inc. Wavelength-division multiplexing device with a unified passband
US11310570B2 (en) 2018-04-17 2022-04-19 Alliance Fiber Optic Products, Inc. Multi-layer wavelength-division multiplexing devices
US11474299B2 (en) 2018-07-31 2022-10-18 Alliance Fiber Optic Products, Inc. Wavelength-division multiplexing devices with modified angles of incidence

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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