KR20160021231A - 논-인터리브드 채널 계획을 가지는 멀티플렉서 - Google Patents

논-인터리브드 채널 계획을 가지는 멀티플렉서 Download PDF

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KR20160021231A
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위안치우 루오
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프랭크 에펜버거
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후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드
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Abstract

장치는, 복수의 파장에서 웨이브를 전송하도록 구성된 복수의 전송기와, 복수의 전송기에 연결되고, 제1 포트 및 제2 포트를 포함하며, 제1 포트를 통해 제1 등식을 만족하는 웨이브의 제1 하위집합을 수신하고, 제2 포트를 통해 제2 등식을 만족하는 웨이브의 제2 하위집합을 수신하며, 제1 하위집합의 웨이브와 제2 하위집합의 웨이브를 멀티플렉싱하여 조합된 웨이브를 생성하도록 구성된 멀티플렉서를 포함한다. 방법은, 복수의 제1 파장에서 제1 등식을 만족하는 웨이브의 제1 하위집합을 수신하는 단계, 복수의 제2 파장에서 제2 등식을 만족하는 웨이브의 제2 하위집합을 수신하는 단계, 제1 하위집합의 웨이브와 제2 하위집합의 웨이브를 논-인터리브드 방식으로 멀티플렉싱하여 조합된 웨이브를 생성하는 단계, 및 조합된 웨이브를 전송하는 단계를 포함한다.

Description

논-인터리브드 채널 계획을 가지는 멀티플렉서 {MULTIPLEXER WITH NON-INTERLEAVED CHANNEL PLAN}
본 출원은 Frank Effenberger 등에 의해 2013년 6월 21일자로 출원된 미국 임시 특허출원 제61/838,039호 "Non-Interleaved Channel Plans for Cyclic Arrayed Waveguide Grating (AWG) in Passive Optical Network" 및 Yuanqiu Luo 등에 의해 2014년 6월 19일자로 출원된 미국 특허출원 제14/309,373호 "Multiplexer with Non-Interleaved Channel Plan"에 대한 우선권을 주장하며, 이들은 모두 참조에 의해 본 명세서에 병합된다.
본 발명은 논-인터리브드 채널 계획을 가지는 멀티플렉서에 관한 것이다.
수동 광 네트워크(passive optical network, PON)는 라스트 마일(last mile)에 대해 네트워크 액세스를 제공하기 위한 하나의 시스템으로서, 고객과 통신을 교환하는 원격통신(telecommunication) 네트워크의 최종부이다. PON은, 중앙 오피스(central office, CO) 측에서의 광 회선 단말기(optical line terminal, OLT), 광 분배 네트워크(optical distribution network, ODN), 및 고객 측에서의 광 네트워크 유닛(optical network unit, ONU)으로 구성된 점 대 다점(point-to-multipoint, P2MP) 네트워크이다. PON은 OLT와 ONU 사이, 예를 들면 복수의 고객이 거주하는 목적지에 위치되는 원격 노드(remote node, RN)를 더 포함할 수도 있다.
최근 수년간, 기가비트 PON(gigabit PON, GPON) 및 이더넷 PON(Ethernet PON, EPON)과 같은 시분할 멀티플렉싱(time-division multiplexing, TDM) PON이 멀티미디어 애플리케이션에 대해 전 세계적으로 개발되고 있다. TDM PON에서는, 전체 용량이 시분할 멀티플 액세스(time-division multiple access, TDMA) 방식을 사용하는 복수의 사용자들 사이에서 공유되어서, 각각의 사용자에 대한 평균 대역폭이 초당 100메가비트(100Mbps) 이하로 제한될 수 있다.
파장분할 멀티플렉싱(wavelength-division multiplexing, WDM) PON은 앞으로의 브로드밴드(broadband) 액세스 서비스에 대해 매우 유망한 솔루션으로 고려된다. WDM PON은 전용 대역폭을 통해 초당 10기가비트(10Gb/S)에 이르는 고속 링크를 제공할 수 있다. 파장분할 멀티플 액세스(wavelength-division multiple access, WDMA) 방식을 채용함으로써, WDM PON에서의 각각의 ONU는 CO 또는 OLT와 통신하도록 전용 파장 채널에 의해 서빙(serving)된다.
차세대 PON은 더 높은 용량을 제공하기 위해 TDMA 및 WDMA를 결합할 수 있고, 이에 따라 더 많은 수의 사용자들이 사용자마다 충분한 대역폭을 가지고 단일 OLT에 의해 서빙될 수 있다. 이러한 시간 및 파장분할 멀티플렉싱(time- and wavelength-division multiplexing, TWDM) PON에서는, WDM PON이 TDM PON의 위쪽에 덧씌워질 수 있다(overaid). 즉, 단일의 공급자 파이버(fiber)를 공유하기 위해 상이한 파장이 함께 멀티플렉스될 수 있고, 각각의 파장은 TDMA를 사용하는 복수의 사용자들에 의해 공유될 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명은, 복수의 파장에서 웨이브(wave)를 전송하도록 구성된 복수의 전송기와, 복수의 전송기에 연결되고, 제1 포트 및 제2 포트를 포함하며, 제1 포트를 통해 제1 등식을 만족하는 웨이브의 제1 하위집합을 수신하고, 제2 포트를 통해 제2 등식을 만족하는 웨이브의 제2 하위집합을 수신하며, 제1 하위집합의 웨이브와 제2 하위집합의 웨이브를 멀티플렉싱하여 조합된 웨이브를 생성하도록 구성된 멀티플렉서를 포함하는 장치를 포함한다.
다른 실시예에서, 본 발명은, 조합된 웨이블 수신하도록 구성된 입력 포트, 입력 포트와 연결되고 조합된 웨이브를 제1 하위집합의 웨이브와 제2 하위집합의 웨이브로 디멀티플렉싱(demultiplex)하도록 구성된 디멀티플렉서, 디멀티플렉서와 연결된 복수의 홀수 포트(odd-numbered port), 및 디멀티플렉서와 연결된 복수의 짝수 포트(even-numbered port)를 포함하고, 디멀티플렉서는 논-인터리브드(non-interleaved) 방식을 사용하여 제1 하위집합의 웨이브를 홀수 포트에 분배하고 제2 하위집합의 웨이브를 짝수 포트에 분배하도록 구성된, 장치를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은, 복수의 제1 파장에서 제1 등식을 만족하는 웨이브의 제1 하위집합을 수신하는 단계, 복수의 제2 파장에서 제2 등식을 만족하는 웨이브의 제2 하위집합을 수신하는 단계, 제1 하위집합의 웨이브와 제2 하위집합의 웨이브를 논-인터리브드 방식으로 멀티플렉싱하여 조합된 웨이브를 생성하는 단계, 및 조합된 웨이브를 전송하는 단계를 포함하는 방법을 포함한다.
이러한 특징 및 다른 특징들은 첨부한 도면과 청구범위를 참고한 이하의 상세한 설명으로부터 더욱 명확하게 이해될 것이다.
본 발명의 더욱 완전한 이해를 위해, 첨부한 도면들 및 상세한 설명과 관계된 이하의 간략한 설명이 참고되며, 여기서 동일한 참조번호는 동일한 부분을 나타낸다.
도 1은 패브리-페롯(Fabry-Perot, F-P) 필터의 진폭 응답의 그래프이다.
도 2는 드리프트를 나타내는 F-P 필터의 진폭 응답의 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PON의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 장치의 개략도이다.
도 5는 N-스킵-0 사이클릭 AWG(cyclic arrayed waveguide grating)에 대한 채널 계획의 표이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 CAWG에 대한 채널 계획의 표이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 할당 방법을 설명하는 흐름도이다.
먼저, 비록 하나 이상의 실시예들의 설명적인 구현이 이하에서 제공되나, 여기에 개시된 시스템 및/또는 방법은 현재 알려진 또는 현존하는 임의의 다양한 기술들을 이용하여 구현될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 본 발명은 본 명세서에서 설명되고 도시되는 예시적인 설계 및 구현을 포함하여, 이하에 묘사되는 설명적인 구현, 도시, 및 기술들로 제한되어서는 안 되나, 첨부한 청구범위의 범위 내에서 그들의 최대 범위의 동등물들에 따라 수정이 가능한 것으로 이해하여야 한다.
참조에 의해 본 명세서에 병합되는 ITU-T(International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector) G.989.2, Study Group 15, TD 170 Rev. 2 (PLEN/15), 2014년 3월 24일 - 2014년 4월 4일에서 설명되고 있는 것처럼, 차세대 수동 광 네트워크 단계 2(next-generation passive optical network stage 2, NG-PON2)는 시간 및 파장분할 멀티플렉싱(time- and wavelength-division multiplexing, TWDM) 및 점 대 점(point-to-point, PtP or P2P) 능력을 제공할 수 있다. 스펙트랄 범위 효율, 활용 효율, 부분적 튜닝 능력, 및 네트워크 비용과 같은 설계 태양들의 균형을 잡기 위해, NG-PON2는 50기가헤르츠(GHz)와 100기가헤르츠(GHz) 주파수 채널 공간(channel spacing)을 모두 채용할 수 있다. 중앙 오피스(CO)에서의 파장 멀티플렉서(WM) 또는 광 회선 단말기(OLT)를 구체화할 수 있는 50GHz의 채널 공간을 가지는 사이클릭 AWG(CAWG)는, 다운스트림 웨이브를 멀티플렉싱하고 업스트림 웨이브를 디멀티플렉싱하기 위해 실행 가능한 옵션으로 고려된다.
100GHz 채널 공간을 대신하여 50GHz 채널 공간을 채용하는 네트워크는 더 많은 채널을 제공하여 더 많은 용량을 제공할 수 있으나; 그러나 네트워크는 그 전송기, 수신기, 필터, 및 제어 메커니즘에 대한 제한적인 조건을 부과할 필요가 있을 수 있다. 첫째로, OLT의 레이저 전송기와 광 네트워크 유닛(ONU)은, 웨이브가 좁은 멀티플렉서(MUX) 필터 및 디멀티플렉서(DEMUX) 필터를 통과해야 하기 때문에, 특정 파장에서 전송하도록 타이트하게 제어되어야만 한다. 이 조건을 만족시키기 위해, OLT는 정교한 파장 제어를 가지는 비용이 많이 드는 레이저를 채용해야 할 수 있고, 튜너블(tunable) ONU 레이저는, OLT의 피드백에 기초하여 MUX/DEMUX 필터를 정렬하기 위해, 튠(tune)을 부과해야 할 수 있다. 둘째로, ONU 수신기는, ONU가 통신을 원하는 다운스트림 파장을 선택하기 위해 튜너블 필터를 채용할 수 있다. 튜너블 필터를 50GHz 네트워크의 좁은 채널에 대해 제어하는 것은 쉽지 않은 일이 될 수 있다.
비용을 줄이기 위해, 튜너블 F-P 필터가 ONU에서 이용될 수 있다. 참조에 의해 본 명세서에 병합되는 Joon-Young Kim, et al., "Mitigation of Filtering Effect in an Injection Seeded WDM-PON," 2012 17th Opto-Electronics and Communications Conference (OECC 2012), Technical Digest, July 2012에서는 이러한 F-P 필터에 대해 논의하고 있다. 도 1은 F-P 필터의 진폭 응답의 그래프(100)이다. 도시된 것처럼, x축은 주파수를 나타내고, y축은 진폭을 나타낸다. 도시된 것처럼, 필터는 채널 1을 둘러싸는 좁은 중심 스펙트럼 피크(peak)를 제공할 수 있다. x축은 주파수를 나타내지만, 주파수와 파장이 다음의 등식에 의해 서로 관련된다는 것은 본 기술분야에서 잘 알려져 있다.
λ = υ / f, (1)
여기서, λ는 웨이브의 파장이고, υ는 웨이브의 속도이며, f는 웨이브의 주파수이다. 진공에서는, υ는 초당 3 x 108미터(m/s)이다. 도 2는 드리프트를 보여주는 F-P 필터의 진폭 응답의 그래프(200)이다. 도시된 것처럼, x축은 주파수를 나타내고, y축은 진폭을 나타낸다. 도시된 것처럼, 중심 스펙트럼 피크가 드리프트될 수 있고, 이에 따라 더 이상 채널 1을 둘러싸지 않는다. 이렇게 되면, 이웃하는 채널로부터의 혼선이 상당히 증가할 수 있고, 따라서 네트워크 성능이 저하된다. 이 혼선은, OLT 전송기 파장과 ONU 필터를 제어하여 50GHz 채널 공간 네트워크에서 신호를 적절히 송신 및 수신하는 것을 곤란하게 및 고비용으로 만들 수 있다.
여기에 개시된 것은 향상된 파장 또는 주파수 채널 계획에 대한 실시예들이다. 이 실시예들은 100GHz 또는 더 넓은 주파수 채널 공간을 제공할 수 있고, 50GHz의 주파수 채널 공간을 제공하는 계획들과 유사하게 기능한다. 그 결과, ONU의 튜너블 필터가 감소된 혼선을 가질 수 있게 되고, 이에 따라 OLT의 레이저 전송기와 ONU의 튜너블 필터가 정교해질 필요가 없다. 구체적으로, 좁은 채널 공간을 가지는 인터리브드 채널 계획을 생성하기 위해 단일의 등식을 채용하는 전통적인 네트워크와 달리, 여기에 개시된 실시예들은, 논-인터리브드 채널 계획을 생성하기 위해, 홀수 포트 및 짝수 포트와 같은, WM의 상이한 포트에 대한 적어도 2개의 등식을 제공할 수 있다. 논-인터리브드 채널 계획은 설계상 WM의 채널 공간보다 적어도 2배일 수 있다. 증가된 채널 공간은 더 적은 정교한 레이저 전송기와 튜너블 필터를 제공할 수 있어서, 감소된 제어 복잡도를 제공할 수 있고, 따라서 비용이 감소된다. 증가된 채널 공간은 또한, 튜너블 필터 혼선을 감소시킴으로써 향상된 네트워크 성능을 제공할 수도 있다. 이 실시예들은 복수의 파장을 채용하는 어떠한 네트워크에도 적용 가능하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PON(300)의 개략도이다. PON(300)은 여기에 개시된 실시예들을 구현하기 위해 적합한 것일 수 있다. PON(300)은 CO(310) 내에 위치되는 OLT(320), 고객 측에 위치되는 ONU1 - n (3801- n ) 및 OL(320)를 ONU1 - n (3801- n )에 연결하는 광 분배 네트워크(ODN)(370)를 포함할 수 있다. N은 임의의 양의 정수일 수 있다. PON(300)은 다운스트림 파장과 업스트림 파장을 각각의 OLT 포트(port)1 - n (3301- n )와 연합시킴으로써, 파장분할 멀티플렉싱(WDM) 능력을 제공할 수 있고, 이에 따라 복수의 파장이 존재하게 되고, 이후 이 파장들을 파장 멀티플렉서/디멀티플렉서(WM)(340)를 통해 단일의 광섬유 케이블(350)로 결합하고 원격 노드(RN)(360)를 통해 ONU1 - n (3801- n )에 파장을 분배한다. PON(100)은 시분할 멀티플렉싱(TDM)도 제공할 수 있다.
PON(300)은 OLT(320)와 ONU1 - n (3801- n ) 사이에서 데이터를 분배하기 위해 임의의 능동 구성요소를 필요로 하지 않는 통신 네트워크일 수 있다. 대신에, PON(300)은 OLT(320)와 ONU1 - n (3801- n ) 사이에서 데이터를 분배하기 위해 ODN(370) 내에 수동 광 구성요소를 이용할 수 있다. PON(300)은 복수-파장 PON에 관련한 임의의 표준을 부착할 수 있다.
CO(310)는 물리적 빌딩일 수 있으며, 데이터 전달 능력을 가지고 지리적 영역을 서비스하도록 설계된 서버 및 다른 백본(backbone) 장비를 포함할 수 있다. CO(310)는 OLT(320)뿐만 아니라, 추가의 OLT도 포함할 수 있다. 복수의 OLT가 존재하면, 그들 사이에서 임의의 적합한 계획이 이용될 수 있다.
OLT(320)는 OLT 포트1 - n (3301- n )와 WM(340)을 포함할 수 있다. OLT(320)는 ONU1- n (3801- n ) 및 다른 네트워크와 통신하도록 구성된 임의의 장치일 수 있다. 구체적으로, OLT(320)는 다른 네트워크 및 ONU1 - n (3801- n ) 사이에서 중개자로서 동작할 수 있다. 예를 들어, OLT(320)는 네트워크로부터 수신된 데이터를 ONU1 - n (3801- n )에 전달할 수 있고, ONU1 - n (3801- n )로부터 수신된 데이터를 다른 네트워크에 전달할 수 있다. 다른 네트워크가 PON(300)에서 이용되는 PON 프로토콜과 상이한 네트워크 프로토콜을 이용하는 경우, OLT(320)는 그 네트워크 프로토콜을 PON 프로토콜로 변환하는 변환기를 포함할 수 있다. OLT(320)는 또한 PON 프로토콜을 네트워크 프로토콜로 변환할 수도 있다. OLT(320)가 CO(310)에 위치되는 것으로 도시되어 있으나, OLT(320)는 다른 위치에서 위치될 수도 있다.
OLT 포트1 - n (3201- n )는 WM(340)에 파장을 전송하고 WM(340)으로부터 파장을 수신하기에 적합한 임의의 포트일 수 있다. 예를 들어, OLT 포트1 - n (3201- n )는 파장을 송신하기 위한 레이저 전송기와 파장을 수신하기 위한 포토다이오드를 포함할 수 있거나, 또는 OLT 포트1 - n (3201- n )는 그러한 전송기 및 포토다이오드와 접속될 수 있다. OLT 포트1 - n (3201- n )는 1,530나노미터(nm)부터 1,565nm까지의 범위 내의 파장을 포함할 수 있는 C 대역과 1,565nm부터 1,625nm까지의 범위 내의 파장을 포함할 수 있는 L 대역에서 파장을 송신 및 수신할 수 있다.
WM(340)은 AWG(arrayed waveguide grating)와 같은 임의의 적합한 파장 멀티플렉서/디멀티플렉서일 수 있다. 구체적으로, WM(340)은 CAWG일 수 있다. WM(340)은 OLT 포트1 - n (3201- n )로부터 수신되는 파장을 멀티플렉싱할 수 있고, 이후 광섬유 케이블(350)을 통해 RN(360)에 그 결합된 파장을 전달할 수 있다. WM(340)은 또한, 광섬유 케이블(350)을 통해 RN(360)으로부터 수신된 파장을 디멀티플렉싱할 수도 있다.
WM(340)의 일례는 일반적인 N-스킵-0 CAWG(N-skip-0 CAWG)일 수 있고, 이는 다음의 등식에 따른 주파수 채널을 채용할 수 있다:
f = f0 + m x FSR + (n-1) x △f, (2)
여기서, f는 계산된 주파수이고; f0은 기준 주파수이며; m은 굴절 오더(refractive order) 또는 사이클 수이고, 0 또는 정수일 수 있으며; FSR은 자유 스펙트랄 범위이며; n은 포트 번호이고 1부터 N까지의 정수이며; △f는 설계된 채널 공간이다. 기준 주파수는 CAWG의 설계에 의해 결정될 수 있다. 도시된 것처럼, CAWG의 홀수 포트 및 짝수 포트 모두에 대한 등식 2에서의 주파수들은 동일한 등식에 의해 도출될 수 있다.
RN(360)은 부분적 반사력(reflectivity), 편광 회전, 및 WDM 능력을 제공하는 ODN(370) 내에 위치되는 임의의 구성요소일 수 있다. 예를 들어, RN(360)은 WM(340)과 유사한 WM을 포함할 수 있다. RN(360)은 CO(310)보다 ONU1 - n (3801- n )에 근접하여, 예를 들면 복수의 고객이 존재하는 종단에 존재할 수 있으나, RN(360)은 또한 ONU1 - n (3801- n )와 CO(310) 사이에 ODN(370) 내의 임의의 적합한 포인트에 존재할 수도 있다.
ODN(370)은 임의의 적합한 데이터 분배 네트워크일 수 있고, 이는 광섬유 케이블(350)과 같은 광섬유 케이블, 커플러(coupler), 스플리터(splitter), 분배기(distributor), 또는 다른 장비를 포함할 수 있다. 광섬유 케이블, 커플러, 스플리터, 분배기, 또는 다른 장비는 수동 광 구성요소일 수 있고, 따라서 OLT(320)와 ONU1 - n (3801- n ) 사이에서 데이터 신호를 분배하기 위한 임의의 전력을 필요로 하지 않는다. 다르게는, ODN(370)이 광 증폭기 또는 스플리터와 같은 하나 이상의 능동 구성요소를 포함할 수 있다. ODN(370)은, 도시된 것처럼 가지치기(brahching) 구성으로 OLT(320)로부터 ONU1 - n (3801- n )로 일반적으로 확장될 수 있으나, ODN(370)은 임의의 적합한 점 대 다점(P2MP) 구성으로 구성될 수 있다.
ONU1 - n (3801- n )는 파장을 전송하기 위한 레이저 전송기와 파장을 수신하기 위한 포토다이오드를 포함할 수 있다. ONU1 - n (3801- n )는 OLT(320)와 고객과 통신하기에 적합한 임의의 장치일 수 있다. 구체적으로, ONU1 - n (3801- n )는 OLT(320)와 고객 사이의 중개자들로서 동작할 수 있다. 예를 들어, ONU1 - n (3801- n )는 OLT(320)로부터 수신된 데이터를 고객에 전달할 수 있고, 고객으로부터 수신된 데이터를 OLT(320)에 전달할 수 있다. ONU1 - n (3801- n )는 광 네트워크 단말기(ONT)와 유사한 것일 수 있고, 따라서 그 용어들은 상호교환적으로 사용될 수 있다. ONU1 - n (3801- n )는 고객 측과 같은 분배된 위치에서 일반적으로 위치될 수 있으나, 다른 적합한 위치에서도 위치될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 장치(400)의 개략도이다. 네트워크 장치(400)는 여기에 개시된 실시예들을 구현하기 위해 적합한 것일 수 있다. 네트워크 장치(400)는 데이터를 수신하기 위한 입구 포트(410)와 수신기 유닛(Rx)(420); 데이터를 처리하기 위한 프로세서, 논리 유닛, 또는 중앙 처리 장치(CPU)(430); 데이터를 전송하기 위한 전송기 유닛(Tx)(440) 및 출구 포트(450) 및; 및 데이터를 저장하기 위한 메모리(460)를 포함할 수 있다. 네트워크 장치(400)는 또한, 광신호 또는 전기신호의 출력 또는 입력을 위해 입구 포트(410), 수신기 유닛(420), 전송기 유닛(440), 및 출구 포트(450)와 연결된 광-전(optical-to-electrical, OE) 구성요소와 전-광(EO) 구성요소를 포함할 수도 있다.
프로세서(430)는 하드웨어와 소프트웨어에 의해 구현될 수 있다. 프로세서(430)는 하나 이상의 CPU 칩, 코어(예컨대, 멀티 코어 프로세서), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(field-programmable gate array, FPGA), 애플리케이션 특정 집적 회로(application specific integrated circuit, ASIC) 및 디지털 신호 처리기(digital signal processor, DSP)에 의해 구현될 수 있다. 프로세서(430)는 입구 포트(410), 수신기 유닛(420), 전송기 유닛(430), 출구 포트(450), 및 메모리(460)와 통신할 수 있다.
메모리(460)는 하나 이상의 디스크, 테이프 드라이브, 및 반도체 드라이브를 포함할 수 있고; 오버-플로우 데이터 저장 장치로서 사용될 수 있으며; 실행을 위해 선택되는 프로그램을 저장하는데 사용될 수 있고; 프로그램의 실행 중에 판독되는 명령어와 데이터를 저장하는데 사용될 수 있다. 메모리(460)는 휘발성 및 비휘발성 일 수 있고, 리드-온리 메모리(ROM), 랜덤-액세스 메모리(RAM), 3진 콘텐츠-어드레서블 메모리(ternary content-addressable memory, TCAM), 및 정적 랜덤 액세스 메모리(static random-access memory, SRAM)일 수 있다.
도 5는 N-스킵-0 CAWG에 대한 채널 계획(500)의 표이다. 일반적으로, 채널 계획(500)은 CAWG의 다양한 포트가 통과할 수 있는 주파수들을 설명할 수 있다. 구체적으로, 채널 계획(500)은 8-스킵-0 CAWG에 대한 것일 수 있다. 채널 계획(500)은 f0 = f0, m = 0 또는 1, FSR = 400GHz, n은 0에서 8, 및 △f가 50GHz일 때의 등식 1에 따라 주파수를 결정할 수 있다. AWG는 CAWG로서 지칭될 수도 있는데, 8개의 포트가 사이클 0에서 주파수 f0부터 f0 + 350에 연속하여 할당된 후, 포트들이 이후 새로운 사이클인 사이클 1에서 주파수 f0 + 400부터 f0 + 750까지 연속하여 할당되기 때문이다. 8-스킵-0에서의 8은 CAWG의 8개의 포트를 나타낼 수 있다. 8-스킵-0에서의 0은 사이클 0에서의 포트 8과 사이클 1에서의 포트 1 사이에서 어떠한 이용 가능한 주파수도 스킵되지 않았다는 것을 나타낼 수 있다. 비록 채널 계획(500)이 사이클 0 및 사이클 1에 대한 주파수를 보여주지만, CAWG는 그 대역폭이 허용 가능한 한 많은 사이클을 채용할 수 있다. 채널 계획(500)은 8개의 포트를 가지는 CAWG에 대한 것이지만, CAWG는 또한 4개, 8개, 16개, 32개의 포트 또는 다른 적절한 수의 포트를 포함할 수도 있다. 도시된 것처럼, 채널 계획(500)은 홀수 포트와 짝수 포트를 구별하지는 않지만, 대신에 홀수 포트와 짝수 포트 사이에서 주파수를 인터리브하거나 교차시킨다. 채널 계획(500)은 인터리브드 채널 게획 또는 인터리브드 계획을 채용한 채널 계획으로 지칭될 수 있다. 일반적인 TWDM과 P2P 네트워크는 오직 하나의 사이클만을 채용할 수 있고, 채널 공간은 50GHz로 제한된다. 그러나, 전술한 것처럼, 이는 OLT 전송기 파장과 ONU 필터를 제어하여 50GHz 채널 공간 네트워크에서 신호를 적절히 송신 및 수신하는 것을 곤란하게 만들고 고비용으로 만들 수 있다.
설계된 채널 공간보다 큰 채널 공간을 채용하는 CAWG는 더 적은 도전과 비용이 많이 드는 OLT 전송기 및 ONU 필터에 대해 제공할 수 있다. 이러한 채널 공간을 채용하는 하나의 접근법은 논-인터리브드 채널 계획을 제공하는 것이다. 구체적으로, 채널 계획은 홀수 포트 및 짝수 포트 사이에서 이들을 구별할 수 있다. 따라서, 이러한 계획은 논-인터리브드 채널 게획 또는 논-인터리브드 계획을 채용하는 채널 계획으로 지칭될 수 있다. 홀수 포트에 대해서는, CAWG는 다음의 등식에 따라 주파수를 제공할 수 있다:
fodd = f0 + (m + ik) x FSR + 2k x △f, (3)
여기서, fodd는 홀수 포트에 대해 계산된 주파수이고; f0은 기준 주파수이며; m은 굴절 오더 또는 사이클 수이고, 0 또는 정수일 수 있으며; ik는 채널 공간을 제어하기 위해 0 또는 정수이고 매 k마다 독립한 값을 가질 수 있으며; FSR은 자유 스펙트랄 범위이며; 대부분의 CAWG에서 그렇듯이, k = 0, 1, ..., N/2-1로서, 포트의 수인 N이 짝수인 것으로 가정하면 수량 2k+1이 홀수 포트를 제공하도록 할 수 있고; △f는 설계된 채널 공간이다. fodd 주파수는 홀수 채널 세트를 포함할 수 있다. 유사하게, 짝수 포트에 대해서는, CAWG는 이하의 등식에 따라 주파수를 제공할 수 있다:
feven = f0 + (m + 1 + ik) x FSR + (2k + 1) x △f, (4)
여기서, feven는 짝수 포트에 대해 계산된 주파수이고; f0은 기준 주파수이며; m은 굴절 오더 또는 사이클 수이고, 0 또는 정수일 수 있으며; ik는 채널 공간을 제어하기 위해 0 또는 정수이고 매 k마다 독립한 값을 가질 수 있으며; FSR은 자유 스펙트랄 범위이며; 대부분의 CAWG에서 그렇듯이, k = 0, 1, ..., N/2-1로서, 포트의 수인 N이 짝수인 것으로 가정하면 수량 2k+2가 홀수 포트를 제공하도록 할 수 있고; △f는 설계된 채널 공간이다. feven 주파수는 짝수 채널 세트를 포함할 수 있다.
모든 k값에 대해서 ik가 0이면, 홀수 채널 세트와 짝수 채널 세트 양자 모두에 대한 주파수는 2 x △f만큼, 즉, 설계된 채널 공간이 50GHz인 경우에 100GHz만큼 분리될 수 있다. ik가 0이 아니면, 채널 공간은 더 크게 될 수 있다. 또한, 홀수 채널 세트와 짝수 채널 세트는, FSR이 많은 N-스킵-0 CAWG 설계에서 그럴 수 있는 것처럼 N x △f와 동일한 것으로 가정하면, 3 x △f만큼, 즉, 설계된 채널 공간이 50GHz인 경우 150GHz만큼 분리될 수 있다. FSR이 충분히 크면, ik는 0이 아닌 값일 수 있고, 이에 따라 채널 공간이 더 커진다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 CAWG에 대한 채널 계획(600)의 표이다. 일반적으로, 채널 계획(600)은 CAWG의 다양한 포트가 통과할 수 있는 주파수를 설명한다. 구체적으로, 채널 계획(600)은 f0 = f0, m = 0, ik = 0, FSR = 400, N = 8, 및 △f가 50일 때의 등식 3 및 4에 따라 주파수를 결정할 수 있다. 채널 계획(600)은 홀수 포트에 대한 주파수가 각각 100GHz씩 서로 떨어져 있고, 짝수 포트에 대한 주파수도 각각 100GHz씩 서로 떨어져 있는 경우를 보여준다. 채널 계획(600)은 또한, 홀수 채널 세트와 짝수 채널 세트 사이, 즉, 포트 번호 7과 포트 번호 2 사이의 공간이 150GHz인 것도 보여준다. 따라서, 개시된 CAWG는 50GHz 채널 공간에 대해 설계된 CAWG일 수 있고, 더하여 CAWG의 사이클릭 특성에 의해 100GHz 채널 공간을 제공한다. 채널 계획(600)은 또한 홀수 포트와 짝수 포트 사이의 주파수가 인터리브되지 않는 것도 보여준다.
여기에 개시된 실시예들은, CO(310), OLT(320) 또는 다른 적합한 위치에서 또는 이와 가까운 위치에서, 다운스트림 신호를 멀티플렉싱하고 업스트림 신호를 디멀티플렉싱하는데 적용할 수 있다. 개시된 실시예들은 또한, RN(360) 또는 다른 적합한 위치에서 또는 그에 가까운 위치에서 다운스트림 신호를 디멀티플렉싱하고 업스트림 신호를 멀티플렉싱하는데 적용될 수 있다. 채널 플랜(600)을 결정하기 위한 구체적인 등식들이 제공되지만, 논-인터리브드 채널 계획에 대해 다른 적합한 등식들이 존재할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 할당 방법(700)을 설명하는 흐름도이다. 방법(700)은 OLT(320), 구체적으로는 WM(430)에서 구현될 수 있다. 단계 710에서, 제1 등식을 만족하는 웨이브의 제1 하위집합이 수신될 수 있다. 예를 들어, 웨이브의 제1 하위집합은 WM(340)의 홀수 포트에 의해 수신될 수 있고, 제1 등식은 등식 3일 수 있다. 웨이브의 제1 하위집합은 복수의 제1 파장에 있을 수 있다. 단계 720에서, 제2 등식을 만족하는 웨이브의 제2 하위집합이 수신될 수 있다. 예를 들어, 웨이브의 제2 하위집합은 WM(340)의 짝수 포트에 의해 수신될 수 있고, 제2 등식은 등식 4일 수 있다. 웨이브의 제2 하위집합은 복수의 제2 파장에 있을 수 있다. 단계 730에서, 결합된 웨이브를 생성하기 위해, 웨이브의 제1 하위집합과 웨이브의 제2 하위집합은 논-인터리브드 방식으로 멀티플렉스될 수 있다. 예를 들어, 웨이브의 제1 하위집합과 웨이브의 제2 하위집합은 채널 계획(600)에 따라 멀티플렉스될 수 있다. 단계 740에서, 결합된 웨이브가 전송될 수 있다. 예를 들어, WM(340)은 광섬유 케이블(350)을 통해 RN(360)에 결합된 웨이브를 전송할 수 있다.
하나 이상의 실시예가 개시되고, 통상의 기술자에 의해 이루어지는 실시예들 및/또는 실시예들의 특징들의 변형, 조합, 및/또는 수정은 본 발명의 범위 내에 있다. 실시예들의 특징들의 조합, 병합, 및/또는 생략에 기인하는 다른 실시예들도 모두 본 발명의 범위 내에 있다. 수치적인 범위 또는 한정들이 명시적으로 언급되고 있으나, 이러한 명시된 범위 또는 한정은 명시적으로 언급된 범위 또는 한정들을 포함하는 유사한 크기의 반복되는 범위 또는 한정을 포함하는 것으로 이해될 수 있다(예컨대, 약 1부터 약 10이라 함은, 2, 3, 4, 등을 포함하고; 0.10보다 크다는 것은 0.11, 0.12, 0.13 등을 포함함). 예를 들어, 최저 한계(Rl)와 최상 한계(Ru)를 가지는 수치적인 범위가 개시되어 있으면, 그 범위에 포함되는 임의의 수가 구체적으로 개시된 것과 같다. 특히, 그 범위에 속하는 아래의 숫자들이 구체적으로 개시된 것과 같다: R = Rl + k * (Ru - Rl), 여기서 k는 1퍼센트씩 증가하는 1퍼센트부터 100퍼센트까지를 범위로 하는 변수 즉, k는 1퍼센트, 2퍼센트, 3퍼센트, 4퍼센트, 5퍼센트, ... 50퍼센트, 51퍼센트, 52퍼센트, ... 95퍼센트, 96퍼센트, 97퍼센트, 98퍼센트, 99퍼센트, 또는 100퍼센트이다. 나아가, 위에서와 같이 2개의 숫자 R에 의해 정의되는 임의의 수치적 범위도 구체적으로 개시된다. "약"이라는 용어의 사용은 다른 언급이 없으면 연속하는 수의 +/-10%를 의미한다. 청구항의 임의의 구성요소에 대한 "선택적으로"라는 용어의 사용은 그 구성요소가 필요하다는 것 또는 다르게는 그 구성요소가 필요하지 않다는 것을 의미하고, 모두가 청구범위의 범위 내에 있다. "구성하는, 포함하는, 가지는"과 같은 개방형 용어의 사용은, "이루어지는, 필수적으로 이루어지는, 실질적으로 구성되는"과 같은 폐쇄형 용어에 대한 뒷받침을 제공하는 것으로 이해될 수 있다. 따라서, 보호 범위는 위에서 설명된 설명에 의해 한정되지 않으나, 청구범위의 발명 주제의 모든 동등물들을 포함하는 범위를 따르는 것으로 청구범위에 의해 정의된다. 각각의 청구항 및 청구범위 전체는 발명의 설명에 대한 추가적인 내용으로서 병합되고, 청구범위는 본 발명의 실시예들에 해당한다. 본 명세서에서 참조로 설명되는 것들, 특히 본 출원의 우선일 이후의 공개 날짜를 가지는 임의의 참조들은, 그 참조들이 종래기술임을 인정하는 것이 아니다. 본 명세서에서 인용되고 있는 모든 특허, 특허출원, 및 특허공개의 공개내용은, 그들이 제공하는 예시들, 절차들, 또는 본 명세서에 대한 다른 상세한 보충을 제공하는 범위 내에서 참조에 의해 본 명세서에 병합된다.
본 명세서에서 몇 가지의 실시예들이 제공되었으나, 여기에 개시된 시스템 및 방법은 모두 본 발명의 사상 또는 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 다른 구체적 형태로 구체화될 수 있음을 이해할 수 있다. 본 명세서의 예시들은 설명적인 것으로 간주되나 제한으로 고려되어서는 안 되고, 그 의도는 본 명세서에서 제공되는 상세한 내용들을 한정하고자 하는 것이 아니다. 예를 들어, 다양한 요소들 또는 구성요소들이 다른 시스템 내에 결합 또는 병합될 수 있거나, 또는 특정한 특징들이 생략되거나 구현되지 않을 수도 있다.
또한, 다양한 실시예들에서 개별로 또는 분리되어 설명되고 묘사된 기술들, 시스템들, 하위시스템들, 및 방법들은 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 다른 시스템들, 모듈들, 기술들, 또는 방법들과 결합 또는 병합될 수 있다. 연결되거나 직접 결합되거나 서로 통신하는 것으로 보여지거나 설명된 다른 구성들은, 전기적, 기계적, 또는 다른 방식으로 특정 인터페이스, 장치, 또는 중개 구성요소를 통해 간접적으로 연결되거나 통신하는 것일 수 있다. 변경, 대체, 및 교환의 다른 예시들도 통상의 기술자가 확인 가능할 것이며, 본 명세서에 개시된 사상과 범위로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있다.

Claims (20)

  1. 복수의 파장에서 웨이브(wave)를 전송하도록 구성된 복수의 전송기; 및
    제1 포트와 제2 포트를 포함하고,
    제1 등식을 만족하는 상기 웨이브의 제1 하위집합을 상기 제1 포트를 통해 수신하고,
    제2 등식을 만족하는 상기 웨이브의 제2 하위집합을 상기 제2 포트를 통해 수신하며,
    결합된 웨이브를 생성하기 위해 상기 웨이브의 제1 하위집합과 상기 웨이브의 제2 하위집합을 멀티플렉싱(multiplex)하도록 구성된 멀티플렉서
    를 포함하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 포트는 홀수 포트이고, 상기 제2 포트는 짝수 포트인, 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 등식과 상기 제2 등식은 채널 공간(channel spacing)을 제어하기 위해 정수에 기초하는 것인, 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 등식은,
    fodd = f0 + (m + ik) x FSR + 2k x △f
    이고, 여기서 fodd는 계산된 제1 주파수이고, f0은 기준 주파수이며, m은 사이클 수이고, ik는 채널 공간을 제어하기 위한 정수이며, FSR은 자유 스펙트랄 범위이고, k = 0, 1, ..., N/2-1로서, N은 상기 멀티플렉서의 포트의 수이며, △f는 설계된 채널 공간인, 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 등식은,
    feven = f0 + (m + 1 + ik) x FSR + (2k + 1) x △f
    이고, 여기서 feven은 계산된 제2 주파수인, 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 멀티플렉서는 8개의 포트와 기준 주파수 f0을 포함하는 주기적 AWG(arrayed waveguide grating)인, 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    제1 포트는 f0를 통과하고, 제2 포트는 f0 + 450을 통과하며, 제3 포트는 f0 + 100을 통과하고, 제4 포트는 f0 + 550을 통과하며, 제5 포트는 f0 + 200을 통과하고, 제6 포트는 f0 + 650을 통과하며, 제7 포트는 f0 + 300을 통과하고, 제8 포트는 f0 + 750을 통과하는, 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 장치는 광 회선 단말기(optical line terminal, OLT)인, 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 장치는 중앙 오피스(central office, CO)인, 장치.
  10. 결합된 웨이브를 수신하도록 구성된 입력 포트;
    상기 입력 포트에 연결되고, 상기 결합된 웨이브를 제1 하위집합의 웨이브와 제2 하위집합의 웨이브로 디멀티플렉싱(demultiplex)하도록 구성된 디멀티플렉서;
    상기 디멀티플렉서에 연결된 복수의 홀수 포트; 및
    상기 디멀티플렉서에 연결된 복수의 짝수 포트
    를 포함하고,
    상기 디멀티플렉서는 논-인터리브드(non-interleaved) 방식을 사용하여 상기 제1 하위집합의 웨이브를 상기 홀수 포트에 분배하고, 상기 제2 하위집합의 웨이브를 상기 짝수 포트에 분배하도록 구성되는, 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 디멀티플렉서는, 등식
    fodd = f0 + (m + ik) x FSR + 2k x △f
    에 기초하여 상기 제1 하위집합의 웨이브를 상기 홀수 포트에 분배하도록 구성되고,
    여기서 fodd는 계산된 제1 주파수이고, f0은 기준 주파수이며, m은 사이클 수이고, ik는 채널 공간을 제어하기 위한 정수이며, FSR은 자유 스펙트랄 범위이고, k = 0, 1, ..., N/2-1로서, N은 상기 멀티플렉서의 포트의 수이며, △f는 설계된 채널 공간인, 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 디멀티플렉서는, 등식
    feven = f0 + (m + 1 + ik) x FSR + (2k + 1) x △f
    에 기초하여 상기 제2 하위집합의 웨이브를 상기 짝수 포트에 분배하도록 구성되고,
    여기서 feven는 계산된 제2 주파수인, 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 장치는 주기적 AWG인, 장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 장치는 광 회선 단말기(OLT)인, 장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 장치는 원격 노드(remote node, RN)에 위치되는, 장치.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 디멀티플렉서는 50기가헤르츠(GHz)보다 큰 채널 공간을 유지하는, 장치.
  17. 제1 등식을 만족하는 웨이브의 제1 하위집합을 복수의 제1 파장에서 수신하는 단계;
    제2 등식을 만족하는 웨이브의 제2 하위집합을 복수의 제2 파장에서 수신하는 단계;
    결합된 웨이브를 생성하기 위해 논-인터리브드 방식으로 상기 웨이브의 제1 하위집합과 상기 웨이브의 제2 하위집합을 멀티플렉싱하는 단계; 및
    상기 결합된 웨이브를 전송하는 단계
    를 포함하는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 등식과 상기 제2 등식은 채널 공간을 제어하기 위해 정수에 기초하는 것인, 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 등식과 상기 제2 등식은 포트 번호에 기초하는 것인, 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 등식은,
    fodd = f0 + (m + ik) x FSR + 2k x △f
    이고, 상기 제2 등식은,
    feven = f0 + (m + 1 + ik) x FSR + (2k + 1) x △f
    이며,
    여기서 fodd는 계산된 제1 주파수이고, f0은 기준 주파수이며, m은 사이클 수이고, ik는 채널 공간을 제어하기 위한 정수이며, FSR은 자유 스펙트랄 범위이고, k = 0, 1, ..., N/2-1로서, N은 상기 멀티플렉서의 포트의 수이며, △f는 설계된 채널 공간이고, feven은 계산된 제2 주파수인, 방법.
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