KR20180000533A - 광 통신 시스템에서 간섭 잡음을 제거하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

광 통신 시스템에서 간섭 잡음을 제거하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광 통신 시스템(optical communication system)에서 간섭 잡음을 제거하기 위한 장치 및 방법을 개시한다. 본 발명의 일실시 예에 따른 광 통신 시스템에서 간섭 잡음을 제거하기 위한 장치는 적어도 둘 이상의 가입자 장치들로부터 기저 대역 신호 및 무선 주파수 톤(tone) 신호들을 포함하는 제1 신호들을 수신하고 상기 제1 신호들이 결합된 제2 신호를 검출하는 통신부; 및 상기 제2 신호로부터 상기 무선 주파수 톤 신호들의 주변에 생성되는 제1 간섭 잡음을 추출하고, 상기 제1 간섭 잡음을 이용하여 상기 기저 대역 신호들 주변에 생성되는 제2 간섭 잡음을 상기 제2 신호로부터 제거하는 제어부를 포함한다.

Description

광 통신 시스템에서 간섭 잡음을 제거하기 위한 장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS FOR CANCELLING INTERFERENCE NOISE IN OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 광 통신 시스템에서 간섭 잡음을 제거하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
PON(passive optical network)는 하나의 광 회선 단말(optical line terminal, OLT)에서 다수의 가입자 단말들(subscriber terminal)로 광 신호를 송수신할 수 있는 시스템이다.
예를 들어, 가입자 단말은 광 네트워크 유닛(optical network unit, ONU)로 지칭될 수 있다.
PON 시스템에서 다수의 가입자 단말들이 광 회선 단말로 상향 송신할 경우, 가입자 단말들 간의 다중화를 위하여 주파수 할당 방식을 이용하여 같은 파장에서 각각의 가입자 단말이 다른 주파수에 신호를 실어 광 회선 단말로 송신할 경우, 광 회선 단말은 유동적으로 가입자 단말들에게 주파수 대역을 할당할 수 있으므로, 효율적인 신호 송신이 가능하다.
다수의 가입자 단말들이 다수의 광 신호를 광 회선 단말로 송신할 경우, 광 회선 단말의 포토 다이오드(photo diode, PD)에서 광 간섭 잡음이 발생할 수 있다. 예를 들어, 광 간섭 잡음은 OBI(optical beat interference) 잡음으로 지칭될 수 있다.
OBI 잡음은 기저 대역(baseband) 근처에서 생성되고, 신호 대역에 존재한다. OBI 잡음은 신호의 신호 대 잡음비를 감소시켜 PON 시스템의 신호 송신 성능을 감소시킨다. 따라서, OBI 잡음 제어 기술의 구현이 필수적이다.
OBI 잡음 제어 기술은 광 반송파 제거(optical carrier suppression) 방법, 무선 주파수 톤 신호(radio frequency tone)을 이용한 광 반송파 확장(optical carrier broadening) 방법, 파장 할당(wave allocation) 방법 등이 존재한다.
광 반송파 제거 방법은 날카로운(sharp) 광 필터를 통하여 광 신호들의 광 반송파를 제거하고, 하나의 광 캐리어를 주입하는 것으로, 추가적인 필터가 요구되는 한계성이 존재한다.
광 반송파 확장 방법은 무선 주파수 톤 신호를 광 반송파와 함께 변조함으로써, 광 반송파의 선폭이 넓어져서 OBI 잡음이 주파수 대역에서 낮고 넓게 퍼져서 신호의 성능을 향상 시키는 방법이다.
다만, 광 반송파 확장 방법은 OBI 잡음을 근본적으로 제거하는 것이 아니고, 주파수 대역을 확장함에 따른 신호 성능이 감소하는 문제점을 포함한다.
파장 할당 방법은 가입자 단말들이 광 신호를 광 회선 단말로 송신할 경우, 동일한 파장을 이용하지 않고, WDM(wavelength division multiplexing)과 같이 다른 주파수를 이용하는 것으로 주파수 낭비가 심해지는 문제점을 포함한다.
대한민국 공개특허 제10-2006-0042857(2006.05.15), "광 간섭 잡음 저감을 위한 광 수신기 및 이를 갖는 광통신망" 대한민국 공개특허 제10-2014-0081910(2014.07.02), "간섭형 잡음억제장치 및 이를 포함하는 광통신 시스템" 대한민국 등록특허 제10-1448383(2014.09.30), "RF톤을 이용하여 RB잡음을 억제하는 광 통신 시스템"
Jung, Sang-Min; Yang, Seung-Min; Mun, Kyung-Hak; Han, Sang-Kook, "Single wavelength OFDMA PON uplink optical beat interference noise reduction using RF clipping tone", Optical Internet 2014 (COIN), 2014 12th International Conference Yang, Seung-Min; Mun, Kyoung-Hak; Kim, Chang-hun; Jung, Sun-Young; Jung, Sang-Min; Cho, Seung-Hyun; Han, Sang-Kook, "Analysis of optical beat interference noise suppression using RF-clipping tone in OFDMA-PON uplink transmission", Microwave and optical technology letters
본 발명의 일실시 예에 따르면, 광 통신 시스템에서 간섭 잡음을 제거하기 위한 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따르면, 광 통신 시스템에서 기저 대역 신호 및 무선 주파수 톤 신호들을 포함하는 신호를 수신하여, 무선 주파수 톤 신호들 주변에 형성되는 간섭 잡음을 추출하는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따르면, 광 통신 시스템에서 무선 주파수 톤 신호들 주변에 형성되는 간섭 잡음을 추출하고, 추출한 간섭 잡음을 이용하여 가입자 장치들로부터 수신된 신호의 OBI(optical beat interference) 잡음을 제거하는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 광 통신 시스템(optical communication system)에서 간섭 잡음을 제거하기 위한 장치는 적어도 둘 이상의 가입자 장치들로부터 기저 대역 신호 및 무선 주파수 톤(tone) 신호들을 포함하는 제1 신호들을 수신하고, 상기 제1 신호들이 결합된 제2 신호를 검출하는 통신부; 및 상기 제2 신호로부터 상기 무선 주파수 톤 신호들의 주변에 생성되는 제1 간섭 잡음을 추출하고, 상기 제1 간섭 잡음을 이용하여 상기 기저 대역 신호들 주변에 생성되는 제2 간섭 잡음을 상기 제2 신호로부터 제거하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 일실시 예에 따른 광 통신 시스템에서 간섭 잡음을 제거하기 위한 방법은 적어도 둘 이상의 가입자 장치들로부터 기저 대역 신호 및 무선 주파수 톤 신호들을 포함하는 제1 신호들을 수신하고, 상기 제1 신호들이 결합된 제2 신호를 검출하는 과정; 상기 제2 신호로부터 상기 무선 주파수 톤 신호들의 주변에 생성되는 제1 간섭 잡음을 추출하는 과정; 및 상기 제1 간섭 잡음을 이용하여 상기 기저 대역 신호들 주변에 생성되는 제2 간섭 잡음을 상기 제2 신호로부터 제거하는 과정을 포함한다.
본 발명의 일실시 예에 따른 광 통신 시스템에서 간섭 잡음을 제거하기 위한 장치는 추가적인 광소자 없이 하드웨어가 구성될 수 있고, 광 검출 후 광 신호의 잡음을 제거하므로 신호 처리의 유연성을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 광 통신 시스템에서 신호 전달 절차를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 광 회선 단말의 블록도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 가입자 단말의 블록도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 광 통신 시스템에서 무선 주파수 톤 신호를 포함하는 신호 전달 절차를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 무선 주파수 톤 신호의 주변에 생성되는 간섭 잡음의 처리 절차를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 광 회선 단말의 간섭 잡음 제거 절차를 도시한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광 회선 단말의 잡음 제거 절차를 도시한다.
도 8는 본 발명의 일실시 예에 따른 광 통신 시스템에서 잡음들의 그래프를 도시한다.
이하, 본 문서의 다양한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 실시 예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
하기에서 다양한 실시 예들을 설명에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 다양한 실시 예들에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다.
"제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째," 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.
어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 명세서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다.
어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다.
예를 들어, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다.
예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다.
처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다.
또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다.
이하, 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다.
예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다.
소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다.
소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 광 통신 시스템에서 신호 전달 절차를 도시한다.
구체적으로, 도 1은 광 통신 시스템에서 제1 가입자 단말(120-1) 및 제2 가입자 단말(120-2)이 단일 파장을 이용하여 광 회선 단말(100)로 신호를 송신하는 것을 예시한다.
도 1을 참고하면, 제1 가입자 단말(120-1) 및 제2 가입자 단말(120-2)이 상호 동일한 파장을 이용하여 제1-1 신호(122) 및 제1-2 신호(124)를 각각 송신한다.
제1-1 신호(122) 및 제1-2 신호(124)는 집광부(140)에 의하여 제2 신호(160)로 결합된다. 광 회선 단말(100)은 제2 신호(160)를 수신한다.
제1-1 신호(122) 및 제1-2 신호(124)는 각각 기저 대역 신호 및 무선 주파수 톤 신호를 포함할 수 있다. 여기서, 기저 대역 신호는 데이터를 포함하는 반송파일 수 있다. 예를 들어, 무선 주파수 톤 신호는 무선 주파수 신호라 지칭될 수 있다.
예를 들어, 제1 가입자 단말(120-1) 및 제2 가입자 단말(120-2)이 광 회선 단말(100)로 송신하는 제1-1 신호(122) 및 제1-2 신호(124)는 상향 신호일 수 있다.
예를 들어, 상호 동일한 파장은 단일 파장으로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 제1 가입자 단말(120-1) 및 제2 가입자 단말(120-2)이 송신하는 신호는 데이터를 포함하는 빛일 수 있다.
예를 들어, 데이터는 소스로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 제1 가입자 단말(120-1) 및 제2 가입자 단말(120-2)는 레이저 다이오드(laser diode, LD) 또는 반사형 반도체 광 증폭기(reflective semiconductor optical amplifier, RSOA)를 이용하여 빛을 송신한다.
레이저 다이오드 또는 반사형 반도체 광 증폭기와 같은 광소자들은 정밀하게 물리적으로 동일한 파장을 발진하기 어려우며 또한 바이어스의 전류의 크기 및 온도에 따라 이득 매질의 굴절률이 변화하고 이에 의해서 광소자에서 출력되는 빛의 중심파장이 시간에 따라 지속적으로 변하게 된다.
광 회선 단말(100)은 광 다이오드(photo diode)를 통하여 제2 신호(160)을 검출한다. 제2 신호(160)은 제1-1 신호(122) 및 제1-2 신호(124)를 포함한다.
예를 들어, 광 다이오드는 광 회선 단말(100)의 통신부에 위치할 수 있다. 예를 들어, 광 다이오드는 포토 다이오드, 광 검출기 및 광 검출 장치로 지칭될 수 있다.
광 다이오드를 통하여 제2 신호(160)을 검출할 경우, 검출된 제2 신호(160)에 포함된 제1-1 신호(122) 및 제1-2 신호(124)는 동일한 파장이므로, 광 캐리어 파장 차이에 따라 상호간에 간섭을 일으키는 간섭 잡음(162)을 발생할 수 있다.
예를 들어, 간섭 잡음(162)은 광 충돌 간섭(optical beat interference, OBI) 잡음일 수 있다.
제1 가입자 단말(120-1)과 제2 가입자 단말(120-2) 간의 광 캐리어 파장 차이로 인하여, 광 회선 단말(100)의 스퀘어-방식(square-law) 검출 방식을 이용하는 광 다이오드에서 광 간섭 잡음인 간섭 잡음(162)이 발생할 수 있다.
간섭 잡음(162)은 제1-1 신호(122) 및 제1-2 신호(124)의 기저 대역(baseband) 근처에서 크게 발생되고, 신호대역에 존재한다.
간섭 잡음(162)은 제1 가입자 단말(120-1) 및 제2 가입자 단말(120-2)이 송신하는 신호의 신호 대 잡음비(signal to noise ratio, SNR)를 감소시켜, 제1 가입자 단말(120-1) 및 제2 가입자 단말(120-2)의 신호 송신 성능을 감소시킨다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 광 회선 단말의 블록도를 도시한다.
도 2는 광 회선 단말(100)의 구성 요소를 예시한다.
이하 사용되는 '..부', '..기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 광 회선 단말(100)은 OLT(optical line terminal)로 지칭될 수 있다.
도 2를 참고하면, 광 회선 단말(100)은 통신부(220), 저장부(240) 및 제어부(260)을 포함한다.
예를 들어, 광 회선 단말(100)은 중앙 기지국 장치일 수 있다. 예를 들어, 광 회선 단말(100)은 간섭 잡음을 제거하기 위한 장치로 지칭될 수 있다.
예를 들어, 광 회선 단말(100)은 광 가입자 망의 일부로, 서비스 제공업체 측의 광 종단 장치일 수 있다.
예를 들어, 광 회선 단말(100)은 광 가입자 망을 다른 시스템과 연결하는 멀티 서비스 장치로서 서비스 인터페이스 및 프로토콜 처리 장치(service interface and protocol processing, SIPP) 장치, 종합 유선 방송(cable television, CATV) 장치, 송신 장치, 및 네트워크 관리 장치로 지칭될 수 있다.
통신부(220)는 광 수신부, 광 송신부를 포함할 수 있다.
광 수신부는 다수의 가입자 장치들로부터 송신되는 광 신호를 수신하고, 수신한 광 신호를 전기 신호로 변환하고, 변환한 전기 신호를 증폭한다.
예를 들어, 광 수신부는 광 신호를 수신하여, 수신한 광 신호를 전기 신호로 변환하는 광 다이오드 및 변환한 신호를 증폭하는 증폭기를 포함할 수 있다.
광 송신부는 전기 신호를 광 신호로 변환하고, 변환한 광 신호를 다수의 가입자 장치들로 송신할 수 있다.
또한, 통신부(220)는 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저 대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다.
예를 들어, 통신부(220)는 데이터 송신 시 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다.
또한, 통신부(220)는 데이터 수신 시 기저 대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.
예를 들어, 데이터 송신 시, 통신부(220)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다.
또한, 데이터 수신 시, 통신부(220)는 기저 대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.
또한, 통신부(220)는 기저 대역 신호를 RF(radio frequency) 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저 대역 신호로 하향 변환한다.
예를 들어, 통신부(220)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다.
또한, 통신부(220)는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다.
예를 들어, 서로 다른 통신 규격들은 블루투스 저 에너지(bluetooth low energy, BLE), Wi-Fi(Wireless Fidelity), WiGig(WiFi Gigabyte), 셀룰러 네트워크(예: LTE(Long Term Evolution) 등을 포함할 수 있다.
또한, 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(super high frequency, SHF)(예: 2.5GHz, 5Ghz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다.
통신부(220)는 분배기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 분배기는 광 회선 단말 (100)과 다수의 가입자 단말들을 연결한다.
분배기는 광 회선 단말(100)이 송신하는 신호를 다수의 가입자 단말들에게 분배할 수 있다. 예를 들어, 분배기는 광 통신망에서 전광-광전 변환 없이 광 회선 단위로 교환(switching)이 가능한 장비를 지칭한다.
주로 대용량 시스템 간 교환이 이루어지며, 입력 신호의 디지털 프레임 포맷과 무관하게 회선 교환이 이루어 질 수 있다. 인접 노드들 간 장애로 인해 서비스가 불가능한 경우에도 우회 절체 또는 망 복구 기능을 이용하여 광 경로를 재설정할 수 있다. 예를 들어 분배기 120은 스플리터(splitter)로 지칭될 수 있다.
통신부(220)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 통신부(220)는 송신부, 수신부 또는 송수신부로 지칭될 수 있다.
또한, 이하 설명에서 광 통신 채널 또는 무선 채널을 통해 수행되는 송신 및 수신은 통신부(220)에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.
본 발명의 일실시 예에 따른 통신부(220)는 다수의 가입자 장치들의 상향 통신을 지원하기 위하여 각각의 가입자 장치로 하향 링크 프레임을 이용하여 타임 슬롯을 할당한다.
예를 들어, 통신부(220)는 각각의 가입자 장치로 각각의 가입자 장치로 일련번호를 요청하고, 요청한 일련번호를 수신한다. 예를 들어, 일련번호 (serial number)는 PLOAM(physical layer operations administration and maintenance, PLOAM) 메시지에 포함되어 수신될 수 있다.
통신부(220)는 일련번호를 참조하여 각각의 가입자 장치로 식별자(identity, ID)를 부여함으로써, 가입자 장치의 등록 절차를 수행할 수 있다.
예를 들어, 하향 링크 프레임은 동기 신호 필드, 프레임 카운터 필드, 광 회선 단말을 식별하기 위한 PON-ID(passive optical network-identity)필드를 포함하는 하향 물리적 동기화 필드, 페이로드를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 통신부(220)는 다수의 가입자 장치들로 연결될 수 있다. 통신부(220)는 다수의 가입자 장치들로부터 광 신호를 수신할 수 있다.
통신부(220)는 다수의 가입자 장치들로부터 상이한 주파수를 통하여 광 신호를 수신할 수 있다.
통신부(220)가 다수의 가입자 장치들로부터 광 신호를 수신할 경우, 상향 통신으로 지칭될 수 있다.
통신부(220)가 다수의 가입자 장치들로 광 신호를 송신할 경우, 하향 통신으로 지칭될 수 있다.
통신부(220)가 송신 또는 수신하는 광 신호는 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광 신호에 포함된 데이터는 소스(source)로 지칭될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 통신부(220)는 광 다이오드를 포함할 수 있다. 광 다이오드는 다수의 가입자 장치들로부터 송신되는 광신호를 전기 신호로 변환할 수 있다.
예를 들어, 광 다이오드는 광 검출부로 지칭될 수 있다. 광 검출부는 광 신호에 포함된 데이터를 검출할 수 있다. 예를 들어, 통신부(220)는 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
발광 다이오드는 다수의 가입자 장치들로 송신되는 광 신호를 방출할 수 있다. 예를 들어, 발광 다이오드는 광 출력부로 지칭될 수 있다. 광 출력부는 광을 출력하는 소자일 수 있다. 예를 들어, 광 출력부가 출력하는 광은 연속파 레이저(continuous wave laser, CW laser)일 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 통신부(220)는 변조부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 변조부는 광 출력부로부터 출력되는 광을 부반송파로 변조하여 광 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 통신부(220)는 분배부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 분배부는 광 신호를 분배하여 다수의 가입자 장치들로 광 신호를 송신할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 통신부(220)는 둘 이상의 가입자 장치들로부터 기저 대역 신호 및 무선 주파수 폰 신호를 포함하는 제1 신호들을 수신할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 통신부(220)는 제1 신호들이 결합된 제2 신호를 검출할 수 있다.
제2 신호는 가입자 단말들로부터 수신되는 제1 신호들을 집광부가 결합함으로써, 광 회선 단말에 의하여 수신될 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 통신부(220)는 다수의 가입자 단말들로부터 광 반송파(optical carrier)를 수신할 수 있다. 예를 들어, 통신부(220)는 다수의 가입자 단말들로부터 동일한 파장을 통하여 송신되는 광 반송파를 수신할 수 있다.
저장부(240)는 광 회선 단말(100)의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다.
특히, 저장부(240)는 다양한 실시 예들에 따라 파일을 관리하기 위한 적어도 하나의 명령어 집합(예: 어플리케이션)을 저장할 수 있다. 저장부(240)는 제어부(260)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
저장부(240)는 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 저장부(240)는 광 회선 단말(100)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관련된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다.
저장부(240)는 광 회선 단말(100)의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다.
특히, 저장부(240)는 다양한 실시 예들에 따라 파일을 관리하기 위한 적어도 하나의 명령어 집합(예: 어플리케이션)을 저장할 수 있다.
저장부(240)에 저장된 적어도 하나의 명령어 집합은 제어부(260)에 의해 실행될 수 있다.
그리고, 저장부(240)는 제어부(260)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다. 저장부(240)는 광 회선 단말(100)에 포함되는 것으로, '내부 저장소' 또는 '내부 저장 장치'로 지칭될 수 있다.
제어부(260)는 통신부(220) 및 저장부(240)의 동작을 제어할 수 있다.
제어부(260)는 프로세서, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제어부(260)는 광 회선 단말(100)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.
예를 들어, 제어부(260)는 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 제어부(260)에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다.
예를 들어, 제어부(260)는 SOC(system on chip)로 구현될 수 있다. 제어부(260)는 다른 구성요소들(예: 비휘발성 메모리) 중 적어도 하나로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리에 저장할 수 있다.
제어부(260)는 광 회선 단말(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(260)는 통신부(220) 및 저장부(240)의 전반적인 동작들을 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어부(260)는 통신부(220)을 통하여 광 신호를 송수신한다. 또한, 제어부(260)는 저장부(240)에 데이터를 기록하고, 읽는다.
이를 위해 제어부(260)는 적어도 하나의 프로세서 또는 마이크로 프로세서를 포함하거나, 또는 프로세서의 일부일 수 있다.
특히, 제어부(260)는 후술하는 다양한 실시 예들에 따라 광 신호를 송신 또는 수신하는 광 회선 단말(100)의 다양한 동작들을 제어할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 제어부(260)는 통신부(220)을 제어하여 적어도 둘 이상의 가입자 장치들로부터 기저 대역 신호 및 무선 주파수 톤 신호를 포함하는 제1 신호들을 수신할 수 있다.
예를 들어, 제1 신호들은, 적어도 둘 이상의 가입자 장치들로부터 동일 파장 또는 단일 파장을 통하여 수신될 수 있다.
예를 들어, 무선 주파수 톤 신호들은 제1 신호들의 변화와 동일하게 변화할 수 있다. 예를 들어, 무선 주파수 톤 신호와 제1 신호는 동일한 주파수 변화 특성을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 제어부(260)는 제2 신호로부터 무선 주파수 톤 신호들의 주변에 생성되는 제1 간섭 잡음을 추출할 수 있다.
또한, 제어부(260)는 제1 간섭 잡음을 이용하여 제1 신호들의 제2 간섭 잡음을 제2 신호로부터 제거할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 제어부(260)는 제1 신호에 포함된 무선 주파수 톤 신호들의 주변에 생성되는 제1 간섭 잡음을 추출하고, 추출한 제1 간섭 잡음을 주파수 하향 변환(down conversion)하고, 하향 변환한 제1 간섭 잡음의 파워 레벨을 조정하고, 제1 간섭 잡음을 이용하여 기저 대역 신호들 주변에 생성되는 제2 간섭 잡음을 제2 신호로부터 제거할 수 있다.
제2 간섭 잡음은 제1 신호들이 동일한 파장을 통하여 송신되고, 광 회선 단말(100)에 의하여 수신될 경우 제1 신호들의 기저 대역(baseband)에 생성될 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 제어부(260)은 제1 간섭 잡음의 파워 레벨을 증폭하여 제1 간섭 잡음의 파워를 증폭할 수 있다. 또한, 제어부(260)은 제1 간섭 잡음의 파워 레벨을 감소시켜 제1 간섭 잡음의 파워를 감소할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 제어부(260)은 제1 간섭 잡음과 제2 간섭 잡음의 중첩되는 성질을 이용하여 제1 간섭 잡음을 이용하여 제2 간섭 잡음을 일괄 제거할 수 있다.
예를 들어, 제어부(260)는 광 회선 단말(100)가 이하 도 4, 5, 6, 7 등에 도시된 절차를 수행하도록 제어할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 가입자 단말의 블록도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 가입자 단말(120)의 구성을 예시한다. 예를 들어 가입자 단말은 가입자 장치로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 가입자 단말(120)은 광 네트워크 유닛(optical network unit, ONU)로 지칭될 수 있다.
도 3을 참고하면, 가입자 단말(120)은 통신부(320), 저장부(340) 및 제어부(360)을 포함한다.
통신부(320)는 광 통신 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 통신부(320)는 광 수신부, 광 송신부를 포함할 수 있다.
광 수신부는 광 회선 단말로부터 송신되는 광 신호를 수신하고, 수신한 광 신호를 전기 신호로 변환하고, 변환한 전기 신호를 증폭한다.
예를 들어, 광 수신부는 광 신호를 수신하여, 수신한 광 신호를 전기 신호로 변환하는 광 다이오드 및 변환한 신호를 증폭하는 증폭기를 포함할 수 있다.
광 송신부는 전기 신호를 광 신호로 변환하고, 변환한 광 신호를 다수의 가입자 장치들로 송신할 수 있다.
통신부(320)는 광 회선 단말(100)로 신호를 송신할 수 있다.
예를 들어, 통신부(320)가 광 회선 단말(100)로 신호를 송신할 경우, 송신되는 신호는 상향 신호로 지칭될 수 있다.
통신부(320)가 광 회선 단말(100)로 신호를 송신할 경우, 통신부(320)은 광 회선 단말로부터 상향 통신 타임 슬롯을 할당 받고, 할당된 타임 슬롯 동안 광 회선 단말 100으로 신호를 송신할 수 있다.
예를 들어, 통신부(320)가 송신하는 신호는 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 데이터는 소스로 지칭될 수 있다.
통신부(320)가 광 회선 단말로 송신하는 상향 통신의 경우, 통신부(320)는 단일 파장을 이용하여 신호를 송신할 수 있다. 다수의 가입자 단말들이 단일 파장을 이용하여 신호들을 송신할 경우, 신호들 간에 간섭 잡음이 발생할 수 있다. 예를 들어, 신호들 간에 발생하는 간섭 잡음은 OBI 잡음 및 제1 간섭 잡음 중 하나로 지칭될 수 있다.
또한, 통신부(320)는 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저 대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다.
예를 들어, 통신부(320)는 데이터 송신 시 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다.
또한, 통신부(320)는 데이터 수신 시 기저 대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 통신부(320)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다.
또한, 데이터 수신 시, 통신부(320)는 기저 대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.
또한, 통신부(320)는 기저 대역 신호를 RF대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저 대역 신호로 하향 변환한다.
예를 들어, 통신부(320)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC등을 포함할 수 있다.
또한, 통신부(320)는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다.
예를 들어, 서로 다른 통신 규격들은 블루투스 저 에너지, Wi-Fi, WiGig, 셀룰러 네트워크 등을 포함할 수 있다. 또한, 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(예: 2.5GHz, 5Ghz) 대역, mm파(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다.
통신부(320)는 광 회선 단말로부터 상향 통신을 지원받기 위하여 하향 링크 프레임을 통하여 타임 슬롯을 할당 받을 수 있다.
예를 들어, 통신부(320)는 광 회선 단말로부터 일련번호를 요청 받고, 광 회선 단말로 요청 받은 일련번호를 송신한 후, 광 회선 단말로부터 식별자를 부여 받아, 광 회선 단말에 등록될 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 통신부(320)는 광 회선 단말로 두 개의 무선 주파수 톤 신호들을 포함하는 신호를 송신할 수 있다.
다수의 가입자 단말들 각각이 두 개의 무선 주파수 톤 신호들을 포함하는 신호들을 단일 파장을 통하여 송신할 경우, 두 개의 무선 주파수 톤 신호들 주변에는 OBI 잡음이 발생할 수 있다.
예를 들어, 무선 주파수 톤 신호들 주변에 생성되는 OBI 잡음은 유사(resemblant) OBI 잡음으로 지칭될 수 있다.
저장부(340)는 가입자 단말(120)의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다.
특히, 저장부(340)는 다양한 실시 예들에 따라 파일을 관리하기 위한 적어도 하나의 명령어 집합(예: 어플리케이션)을 저장할 수 있다. 저장부(340)는 제어부(360)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
저장부(340)는 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 저장부(340)는 가입자 단말(120)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관련된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다.
저장부(340)는 가입자 단말(120)의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다.
특히, 저장부(340)는 다양한 실시 예들에 따라 파일을 관리하기 위한 적어도 하나의 명령어 집합(예: 어플리케이션)을 저장할 수 있다.
저장부(340)에 저장된 적어도 하나의 명령어 집합은 제어부(360)에 의해 실행될 수 있다.
그리고, 저장부(340)는 제어부(360)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다. 저장부(340)는 가입자 단말(120)에 포함되는 것으로, '내부 저장소' 또는 '내부 저장 장치'로 지칭될 수 있다.
제어부(360)는 통신부(320) 및 저장부(340)의 동작을 제어할 수 있다.
제어부(360)는 프로세서, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제어부(360)는 가입자 단말(120)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.
예를 들어, 제어부(360)는 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 제어부(360)에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다.
예를 들어, 제어부(360)는 SOC(system on chip)로 구현될 수 있다. 제어부(360)는 다른 구성요소들(예: 비휘발성 메모리) 중 적어도 하나로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리에 저장할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 제어부(360)는 통신부(320)을 통하여 광 회선 단말로 송신하는 신호에 적어도 하나 이상의 무선 주파수 톤 신호를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 제어부(360)는 통신부(320)을 통하여 광 회선 단말로 적어도 하나 이상의 무선 주파수 톤 신호를 포함하는 신호를 송신할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 제어부(360)는 통신부(320)을 통하여 송신하는 신호의 파장을 결정할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 제어부(360)는 통신부(320)을 통하여 송신하는 제1 신호에 포함되는 무선 주파수 톤 신호들의 전송 파장을 제2 간섭 잡음의 발생 대역폭을 고려하여 결정할 수 있다.
예를 들어, 제어부(360)는 제2 간섭 잡음의 발생 폭을 예측할 수 있다.
예를 들어, 제어부(360)는 제2 간섭 잡음의 마진(margin) 또는 가드(guard) 밴드를 고려하여 무선 주파수 톤 신호들의 전송 파장을 결정할 수 있다.
예를 들어, 제어부(360)는 가입자 단말(120)이 이하 도 4 등을 절차를 수행하도록 제어할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 광 통신 시스템에서 무선 주파수 톤 신호를 포함하는 신호 전달 절차를 도시한다.
구체적으로, 도 4는 광 통신 시스템에서 광 회선 단말(100)이 제1 가입자 단말(120-1)로부터 제1 무선 주파수 톤 신호(422)들을 포함하는 제1-1 신호(122), 제2 가입자 단말(120-2)로부터 제2 무선 주파수 톤 신호(424)들을 포함하는 제1-2 신호(124)를 수신하는 절차를 예시한다.
제1-1 신호(122) 및 제1-2 신호(124)는 동일한 파장인 단일 파장으로 제1 가입자 장치(120-1) 및 제2 가입자 단말(120-2)로부터 송신되고, 광 회선 단말(100)에 의하여 수신된다.
예를 들어, 제1-1 신호(122) 및 제1-2 신호(124)는 데이터를 포함하는 반송파일 수 있다. 예를 들어, 제1 무선 주파수 톤 신호(422)들은 제1-1 신호(122)의 양 쪽들에 포함될 수 있다.
예를 들어, 제1 무선 주파수 톤 신호(422)의 전송 파장은 제2 간섭 잡음의 발생 대역폭을 고려하여 결정될 수 있다.
예를 들어, 제1-1 신호(122) 및 제1-2 신호(124)는 기저 대역 신호를 포함할 수 있다.
예를 들어, 광 회선 단말(100)은 제1 가입자 단말(120-1)로부터 제1 무선 주파수 톤 신호(422)들을 포함하는 제1-1 신호(122)를 수신할 수 있다.
예를 들어, 제1 무선 주파수 톤 신호(422)는 제1 무선 주파수 톤(radio frequency tone)으로 지칭될 수 있다.
제1 가입자 단말(120-1)로부터 수신되는 신호는 기준 광 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 무선 주파수 톤 신호(424)는 제2 무선 주파수 톤으로 지칭될 수 있다. 제2 가입자 단말(120-2)로부터 수신되는 신호는 기준 광 신호를 포함할 수 있다.
제1 가입자 단말(120-1) 및 제2 가입자 단말(120-2)가 송신하는 신호는 데이터를 포함할 수 있다.
제1 가입자 단말(120-1) 및 제2 가입자 단말(120-2) 각각은 단일 파장으로 제1 무선 주파수 톤 신호(422)들을 포함하는 제1-1신호(122) 및 제2 무선 주파수 톤 신호(424)들을 포함하는 제1-2신호(124)를 광 회선 단말(100)으로 송신한다.
예를 들어, 제1-1 신호(122) 및 제1-2 신호(124)는 데이터를 포함하는 광 반송파일 수 있다.
예를 들어, 제1 가입자 단말(120-1)가 송신한 신호는 광 반송파 주파수 상에 송신되고, 광 다이오드(180)에 의하여 검출된다. 검출된 신호는 제1-1 신호, 데이터, 무선 주파수 톤 신호들을 포함한다.
제1 가입자 단말(120-1) 및 제2 가입자 단말(120-2)가 송신하는 제1-1 신호(122) 및 제1-2 신호(124)는 집광부(140)에 의하여 결합되고, 제2 신호(440)로 변환된다.
제2 신호(440)는 광 회선 단말(100)에 포함되는 광 다이오드(180)을 통하여 검출될 수 있다.
예를 들어, 제1 가입자 단말(120-1) 및 제2 가입자 단말(120-2)이 동일한 파장의 반송파를 이용하여 광 신호를 광 회선 단말(100)로 송신하고, 광 회선 단말(100)에서 광 다이오드(180)에 의하여 제2 신호(440)로 검출될 시, 제1-1 신호(122) 및 제1-2 신호(124)간에 제2 간섭 잡음(480)이 발생될 수 있다. 예를 들어, 제2 간섭 잡음(480)은 광 간섭 잡음으로 지칭될 수 있다.
광 회선 단말(100)은 제1 가입자 단말(120-1) 및 제2 가입자 단말(120-2)로부터 송신되는 제1-1 신호(122) 및 제1-2 신호(124)를 집광부(140)을 통하여 결합한 제2 신호(440)을 광 다이오드(180)을 통하여 검출한다.
광 다이오드(180)는 제2 신호(440)을 빛(light) 신호로 검출하고, 검출한 빛 신호를 전기 신호로 전환할 수 있다. 예를 들어, 광 다이오드(180)는 광 검출기로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 광 다이오드(180)는 제1-1 신호(122) 및 제1-2 신호(124)에 포함된 데이터를 검출할 수 있다.
예를 들어, 제1 가입자 단말(120-1) 및 제2 가입자 단말(120-2)이 제1-1 신호(122) 및 제1-2 신호(124)를 광 회선 단말(100)로 송신할 경우, 상향 광 통신으로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 제1-1 신호(122)는 소스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1-2 신호(124)는 소스를 포함할 수 있다.
광 회선 단말(100)이 수신한 제1-1 신호(122) 및 제1-2 신호(124)의 합성 신호는 단일 파장을 통하여 수신된 신호들로써, 제2 간섭 잡음(480)을 발생할 수 있다.
제2 간섭 잡음(480)은 제1-1 신호(122) 및 제1-2 신호(124)의 기저 대역의 주변에 생성될 수 있다. 예를 들어, 제2 간섭 잡음(480)은 OBI 잡음으로 지칭될 수 있다.
광 회선 단말(100)이 수신한 제1-1 신호(122)에 포함된 제1 무선 주파수 톤 신호(422)들 및 제1-2 신호(124)에 포함된 제2 무선 주파수 톤 신호(424)들의 주변에 제1 간섭 잡음(460)이 발생될 수 있다. 예를 들어, 제1 간섭 잡음(424)는 유사 OBI 잡음으로 지칭될 수 있다.
광 회선 단말(100)은 제1-1 무선 주파수 톤 신호(422)들 및 제2 무선 주파수 톤 신호(424)들의 주변에 생성되는 제1 간섭 잡음(460)을 추출할 수 있다.
광 회선 단말(100)은 제1 무선 주파수 톤 신호(422)들 및 제2 무선 주파수 톤 신호(424)들의 주변에서 추출된 제1 간섭 잡음(460)을 이용하여 제1-1 신호(122) 및 제1-2 신호(124)의 기저 대역에 생성되는 제2 간섭 잡음을 제2 신호(440)으로부터 제거할 수 있다.
예를 들어, 제1-1 신호(122)의 기저 대역에 생성되는 제2 간섭 잡음(480)과 제1 무선 주파수 톤 신호(422)들의 주변에 생성되는 제1 간섭 잡음(460)은 동일한 성질을 포함한다.
예를 들어, 제2 간섭 잡음(480)이 증가할 경우, 제1 간섭 잡음(460)은 증가하고, 제2 간섭 잡음(480)이 감소할 경우, 제1 간섭 잡음(460)은 감소한다.
예를 들어, 광 회선 단말(100)은 제1 간섭 잡음의 주파수를 변환하고, 파워 레벨을 조정함으로써 제2 간섭 잡음을 제거할 수 있다.
제1 간섭 잡음(460) 및 제2 간섭 잡음(480)은 중첩되는 성질을 포함한다.
예를 들어, 광 회선 단말(100)으로 광 신호를 송신하는 가입자 단말들의 개수가 증가할 경우, 가입자 단말들이 송신하는 광 신호의 기저 대역에서 생성되는 광 간섭 잡음들은 중첩될 수 있다.
예를 들어, 가입자 단말들이 송신하는 광 신호에 포함되는 무선 주파수 톤 신호들의 주변에서 생성되는 광 간섭 잡음들은 중첩될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 무선 주파수 톤 신호의 주변에 생성되는 간섭 잡음의 처리 절차를 도시한다.
구체적으로, 도 5는 광 회선 단말이 수신한 제1 신호에 포함된 무선 주파수 톤 신호들의 주변으로부터 제1 간섭 잡음을 추출하고, 추출한 제1 간섭 잡음을 이용하여 제1 신호에 의하여 발생되는 제2 간섭 잡음을 제거하기 위하여 제1 간섭 잡음의 처리 절차를 예시한다.
도 5의 (a)를 참고하면, 가입자 단말들로부터 수신한 신호들에 포함된 무선 주파수 톤 신호들의 주변에 제1 간섭 잡음(460)이 생성된다.
광 회선 단말은 하이 패스 필터(high pass filter, HPF)를 이용하여 무선 주파수 톤 신호들의 주변에 생성된 제1 간섭 잡음(460)을 추출한다.
광 회선 단말이 추출한 제1 간섭 잡음(460)은 가입자 단말들로부터 수신한 신호들에 의하여 생성되는 제2 간섭 잡음과 동일한 변화 성질을 가진다.
도 5의 (b)는 제1 간섭 잡음(460)이 주파수 하향 변환된 결과를 나타낸다. 광 회선 단말은 무선 주파수 톤 신호들의 주변에서 추출한 제1 간섭 잡음(460)에 대하여 주파수 하향 변환을 수행한다.
광 회선 단말은 수신한 무선 주파수 톤 신호를 기저 대역 신호로 변환하기 위하여 주파수 하향 변환을 수행한다.
광 회선 단말은 믹서에 포함되는 다운 컨버터를 이용하여 제1 간섭 잡음(460)에 해당하는 신호와 국부 발진기의 신호를 병합하여 두 신호의 주파수의 차에 해당하는 기저 대역 신호를 발생시킨다.
광 회선 단말이 주파수 하향 변환을 수행함에 따라, 제1 간섭 잡음(460)은 기저 대역 신호로 변환된다.
도 5의 (c)는 광 회선 단말이 주파수 하향 변환된 제1 간섭 잡음(460)에 해당하는 신호의 파워 레벨을 증가시킨 것을 나타낸다.
광 회선 단말은 주파수 하향 변환된 제1 간섭 잡음(460)에 해당하는 신호의 파워를 조정(tune)함으로써, 파워를 증가시킨다.
예를 들어, 광 회선 단말은 주파수 하향 변환된 제1 간섭 잡음(460)에 해당하는 신호의 파워를 기저 대역에 생성된 간섭 잡음에 해당하는 신호의 파워와 동일하게 조정한다. 예를 들어, 기저 대역에 생성된 간섭 잡음은 제2 간섭 잡음으로 지칭될 수 있다.
도 5의 (d)는 광 회선 단말이 제1 간섭 잡음(460)에 해당하는 신호를 주파수 하향 변환하고, 제1 간섭 잡음(460)에 해당하는 신호의 파워를 제2 간섭 잡음에 해당하는 파워와 동일하게 조정함으로써, 조정한 제1 간섭 잡음(460)을 이용하여 제1 신호의 기저 대역에 형성된 제2 간섭 잡음을 제거함으로써, 제2 간섭 잡음이 존재하지 않는 제1 신호들의 데이터들을 나타낸다.
예를 들어, 광 회선 단말이 제1 간섭 잡음(460)에 해당하는 신호를 주파수 하향 변환하고, 제1 간섭 잡음(460)에 해당하는 신호의 파워를 제2 간섭 잡음에 해당하는 파워와 동일하게 조정한 후, 조정한 제1 간섭 잡음에 해당하는 신호를 제1 신호의 기저 대역에서 제외할 경우, 제2 간섭 잡음을 제거할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 광 회선 단말의 간섭 잡음 제거 절차를 도시한다.
구체적으로, 도 6은 광 회선 단말이 제1 간섭 잡음을 이용하여 기저 대역에 생성된 제2 간섭 잡음을 제거하는 절차를 예시한다.
도 6을 참고하면, 601단계에서 광 회선 단말은 가입자 장치들로부터 무선 주파수 톤 신호들을 포함하는 제1 신호들을 수신한다.
광 회선 단말은 통신부를 통하여 적어도 둘 이상의 가입자 장치들로부터 기저 대역 신호와 무선 주파수 톤 신호들을 포함하는 제1 신호들을 수신하고, 제1 신호들을 결합하여 제2 신호를 검출한다.
예를 들어, 가입자 장치는 가입자 단말로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 두 개의 가입자 장치들 각각이 동일한 파장을 통하여 신호를 송신할 경우, 두 개의 가입자 장치들 각각은 송신하는 기저 대역 신호에 두 개의 무선 주파수 톤 신호를 포함하여 송신하다.
광 회선 단말은 가입자 장치들이 송신하는 제1 신호들을 집광부를 통하여 결합함으로써 제2 신호를 수신한다.
가입자 장치들이 동일한 파장을 통하여 신호들을 송신할 경우, 집광부는 신호들을 병합한 후, 가입자 장치들의 신호는 광 회선 단말로 송신된다.
광 회선 단말은 포토 다이오드를 통하여 가입자 장치들로부터의 신호를 수신하고, 동일한 파장을 통하여 송신된 신호에는 제2 간섭 잡음이 발생할 수 있다.
또한, 신호에 포함된 무선 주파수 톤 신호 주변에도 제1 간섭 잡음이 발생할 수 있다. 예를 들어, 제1 간섭 잡음은 유사 간섭 잡음으로 지칭될 수 있다.
예를 들어, 가입자 장치가 송신하는 제1 신호와 제1 신호에 포함된 무선 주파수들은 동일한 변화 특성을 포함한다.
예를 들어 제1 신호가 광 반송파 주파수의 영향을 받아 변화될 경우, 제1 신호에 포함된 무선 주파수들도 광 반송파 주파수의 영향을 받아 변화된다.
603단계에서 광 회선 단말은 무선 주파수 톤 신호들 주변에 생성되는 제1 간섭 잡음을 추출한다.
광 회선 단말은 가입자 장치들이 송신하는 신호에 포함된 무선 주파수 톤 신호들의 주변에서 제1 간섭 잡음을 하이 패스 필터를 이용하여 추출한다.
광 회선 단말이 추출한 제1 간섭 잡음은 가입자 단말들이 송신한 신호에 의하여 생성되는 제2 간섭 잡음과 동일한 변화 특징을 포함한다.
예를 들어, 제2 간섭 잡음은 가입자 단말이 송신하는 기저 대역 신호 주변에 생성될 수 있다.
예를 들어 제2 간섭 잡음이 광 반송파 주파수의 영향을 받아 변화될 경우, 제1 간섭 잡음도 광 반송파 주파수의 영향을 받아 변화된다.
605단계에서 광 회선 단말은 제1 간섭 잡음을 이용하여 제2 신호로부터 제2 간섭 잡음을 제거한다.
광 회선 단말은 가입자 장치들로부터 수신한 신호에서 무선 주파수 톤 신호들의 주변에 형성된 제1 간섭 잡음을 추출하고, 추출한 제1 간섭 잡음에 해당하는 신호를 변조하여 제2 간섭 잡음과 유사하게 변경함으로써 제1 간섭 잡음을 이용하여 제2 간섭 잡음을 제2 신호로부터 제거한다.
예를 들어, 광 회선 단말은 제1 간섭 잡음에 해당하는 신호를 제2 간섭 잡음에 해당하는 신호와 유사하게 변조하고, 변조된 제1 간섭 잡음을 제2 신호에서 제외(subtract)할 경우, 제2 신호로부터 제2 간섭 잡음을 제거할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광 회선 단말의 잡음 제거 절차를 도시한다.
구체적으로, 도 7은 광 회선 단말이 가입자 장치가 송신한 신호에 포함된 무선 주파수 톤 신호들 주변에 생성되는 간섭 잡음을 추출하고, 추출한 간섭 잡음을 변조하고, 변조된 간섭 잡음을 이용하여 제2 간섭 잡음을 제거하는 절차를 예시한다.
도 7을 참고하면, 701단계에서 광 회선 단말은 가입자 장치들로부터 기저 대역 신호 및 무선 주파수 톤 신호들을 포함하는 제1 신호들을 수신한다.
예를 들어, 광 회선 단말은 제1 가입자 장치가 송신하는 제1-1 신호와 제2 가입자 장치가 송신하는 1-2를 집광부를 통하여 결합한 제2 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 제1-1 신호 및 제1-2 신호는 기저 대역 신호를 포함할 수 있다.
제1-1 신호 및 제1-2 신호 각각은 두 개의 무선 주파수 톤 신호들을 포함한다. 예를 들어, 제1-1 신호에 포함된 무선 주파수 톤 신호들은 제1-1 신호에 포함된 기저 대역 신호와 동일한 변환 특성을 포함한다.
예를 들어, 제1-2 신호에 포함된 무선 주파수 톤 신호들은 제1-2 신호에 포함된 기저 대역 신호와 동일한 변환 특징을 포함한다.
제1-1 신호의 기저 대역 신호와 제1-1신호에 포함된 무선 주파수 톤 신호들은 동일한 광 반송파 주파수를 통하여 제1 가입자 장치로부터 광 회선 단말로 송신된다.
제1-1 신호의 기저 대역 신호와 제1-1신호에 포함된 무선 주파수 톤 신호들은 광 반송파 주파수가 변화에 따라 변화한다.
703단계에서 광 회선 단말은 무선 주파수 톤 신호들 주변에 생성되는 제1 간섭 잡음을 추출한다. 광 회선 단말은 하이 패스 필터를 이용하여 무선 주파수 톤 신호들 주변에 생성되는 제1 간섭 잡음을 추출한다.
예를 들어, 제1 간섭 잡음은 가입자 장치가 송신한 제1 신호에 포함된 무선 주파수 톤 신호들이 다른 가입자 장치가 송신한 제1 신호에 포함된 무선 주파수 톤 신호들과 동일한 파장으로 송신된 후, 광 회선 단말에 포토 다이오드에 의하여 검출될 시 발생된다.
가입자 장치들로부터 송신되는 제1-1 신호 및 제1-2 신호는 제2 간섭 잡음을 발생시킨다. 예를 들어, 제2 간섭 잡음은 제1-1 신호 및 제1-2 신호의 기저 대역 신호의 주변에 생성될 수 있다.
제2 간섭 잡음은 적어도 둘 이상의 가입자 장치들로부터 동일한 파장을 통하여 제1-1 신호 및 제1-2 신호가 송신된 후, 집광부에 의하여 제1-1 신호 및 제1-2 신호가 병합되어 광 회선 단말의 광 다이오드에 의하여 검출될 경우, 발생된다.
예를 들어, 제1 간섭 잡음과 제2 간섭 잡음은 동일한 광 반송파 주파수를 통하여 송수신되는 신호들에 의하여 발생되므로, 동일한 변화 특징을 가진다.
705단계에서 광 회선 단말은 제1 간섭 잡음에 대한 주파수 변조를 수행한다. 광 회선 단말은 무선 주파수 톤 신호들 주변으로부터 추출한 제1 간섭 잡음에 해당하는 신호에 대하여 주파수 하향 변환을 수행한다.
제1 간섭 잡음에 해당하는 신호는 주파수 하향 변환됨으로써, 기저 대역 신호 주변에 생성되는 제2 간섭 잡음이 위치하는 주파수 대역으로 변환된다. 광 회선 단말은 주파수 하향 변환된 제1 간섭 잡음에 해당하는 신호의 파워를 조정(tune)함으로써, 파워를 증가시킨다.
파워가 증가된 제1 간섭 잡음에 해당하는 신호는 제2 간섭 잡음과 동일한 파워가 된다.
주파수 하향 변환과 파워 조정 과정이 수행된 제1 간섭 잡음에 해당하는 신호는 제2 간섭 잡음에 해당하는 신호와 유사 또는 동일한 신호가 된다.
예를 들어, 광 회선 단말은 제1 간섭 잡음에 해당하는 신호의 파워 레벨을 조정할 수 있다.
707단계에서 광 회선 단말은 제1 간섭 잡음을 이용하여 제2 신호로부터 제2 간섭 잡음을 제거한다. 광 회선 단말은 705단계에서 제2 간섭 잡음과 유사하게 변조된 제1 간섭 잡음을 제2 신호로부터 제외하여, 제2 신호로부터 제2 간섭 잡음을 제거할 수 있다.
도 8는 본 발명의 일실시 예에 따른 광 통신 시스템에서 잡음들의 그래프를 도시한다.
구체적으로, 도 8은 적어도 둘 이상의 가입자 장치들 각각이 광 회선 단말로 기저 대역 신호와 무선 주파수 톤 신호들을 포함하는 제1 신호들을 송신하고, 광 회선 단말이 수신한 경우, 무선 주파수 톤 신호들 주변에 발생되는 제1 잡음(802) 및 기저 대역 신호 주변에서 발생되는 제2 잡음(804)를 측정한 시뮬레이션 표를 예시한다.
도 8을 참고하면, 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 잡음의 크기를 나타낸다. 도 8은 동일한 시간에 제1 잡음(802) 및 제2 잡음(804)가 동일하게 확인되는 것을 나타낸다.
도 8에 따르면, 제1 잡음(802)와 제2 잡음(804)는 동일한 변화 특징을 포함하고, 제1 잡음(802)와 제2 잡음(804)는 동일한 잡음 성질을 포함하므로, 제1 잡음(802)를 이용하여 제2 잡음(804)를 제거하는 것이 가능하다.
예를 들어, 가입자 장치들의 개수가 증가할 경우, 제1 잡음(802) 및 제2 잡음(804)는 중첩된다.
따라서, 광 회선 단말은 신호를 전송하는 가입자 장치들의 개수가 증가하더라도, 제1 잡음(802)를 이용하여 제2 잡음(804)를 일괄 제거할 수 있다.
예를 들어 제1 잡음(802)는 제1 간섭 잡음 또는 유사 OBI 잡음으로 지칭될 수 있고, 제2 잡음(804)는 제2 간섭 잡음 또는 OBI 잡음으로 지칭될 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 제1 간섭 잡음은, 가입자 장치들에 의하여 송신되는 신호들에 포함된 무선 주파수 톤 신호들의 수가 증가할수록 중첩된다.
본 발명의 일실시 예에 따른 제2 간섭 잡음은, 가입자 장치들에 의하여 송신되는 제1 신호들의 수가 증가할수록 중첩된다.
본 발명의 일실시 예에 따른 광 회선 단말은 무선 주파수 톤 신호들의 주변에서 제1 간섭 잡음을 추출할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 광 회선 단말은 제1 간섭 잡음을 이용하여 무선 주파수 톤 신호들의 수 및 가입자 장치들에 의하여 송신되는 신호들의 수에 관계없이 제2 간섭 잡음을 일괄 제거할 수 있다.
본 발명의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.
그러한 소프트웨어는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는, 적어도 하나의 프로그램(소프트웨어 모듈), 전자 장치에서 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때 전자 장치가 본 발명의 방법을 실시하게 하는 명령어들(instructions)을 포함하는 적어도 하나의 프로그램을 저장한다.
이러한 소프트웨어는, 휘발성(volatile) 또는 (ROM: Read Only Memory)과 같은 불휘발성(non-volatile) 저장장치의 형태로, 또는 램(RAM: random access memory), 메모리 칩(memory chips), 장치 또는 집적 회로(integrated circuits)와 같은 메모리의 형태로, 또는 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM: Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs: Digital Versatile Discs), 자기 디스크(magnetic disk) 또는 자기 테이프(magnetic tape) 등과 같은 광학 또는 자기적 판독 가능 매체에, 저장될 수 있다.
저장 장치 및 저장 미디어는, 실행될 때 일 실시 예들을 구현하는 명령어들을 포함하는 프로그램 또는 프로그램들을 저장하기에 적절한 기계-판독 가능 저장 수단의 실시 예들이다.
실시 예들은 본 명세서의 청구항들 중 어느 하나에 청구된 바와 같은 장치 또는 방법을 구현하기 위한 코드를 포함하는 프로그램, 및 그러한 프로그램을 저장하는 기계-판독 가능 저장 매체를 제공한다.
나아가, 그러한 프로그램들은 유선 또는 무선 연결을 통해 전달되는 통신 신호와 같은 어떠한 매체에 의해 전자적으로 전달될 수 있으며, 실시 예들은 동등한 것을 적절히 포함한다.
상술한 구체적인 실시 예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다.
그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 상술한 실시 예들이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편, 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 다양한 실시 예들이 내포하는 기술적 사상의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 광 회선 단말
120: 가입자 단말
140: 집광부
180: 광 다이오드
220: 통신부
240: 저장부
260: 제어부
320: 통신부
340: 저장부
360: 제어부

Claims (18)

  1. 광 통신 시스템(optical communication system)에서 간섭 잡음을 제거하기 위한 장치에 있어서,
    적어도 둘 이상의 가입자 장치들로부터 기저 대역 신호 및 무선 주파수 톤(tone) 신호들을 포함하는 제1 신호들을 수신하고, 상기 제1 신호들이 결합된 제2 신호를 검출하는 통신부; 및
    상기 제2 신호로부터 상기 무선 주파수 톤 신호들의 주변에 생성되는 제1 간섭 잡음을 추출하고, 상기 제1 간섭 잡음을 이용하여 상기 기저 대역 신호들 주변에 생성되는 제2 간섭 잡음을 상기 제2 신호로부터 제거하는 제어부를 포함하는 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 신호들은, 상기 적어도 둘 이상의 가입자 장치들로부터 동일한 파장을 통하여 수신되는 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 무선 주파수 톤 신호들의 전송 파장은, 상기 제2 간섭 잡음의 발생 대역폭을 고려하여 결정되는 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 간섭 잡음은, 상기 무선 주파수 톤 신호들이 동일한 파장에서 송신된 후, 집광부에 의하여 결합되는 경우 생성되고,
    상기 제2 간섭 잡음은, 상기 제1 신호들이 동일한 파장에서 송신된 후, 집광부에 의하여 결합되는 경우 생성되는 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 신호들 중 하나는, 두 개의 무선 주파수 톤 신호들을 포함하는 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 간섭 잡음은, 상기 무선 주파수 톤 신호들의 수가 증가할수록 중첩되고,
    상기 제2 간섭 잡음은, 상기 제1 신호들의 수가 증가할수록 중첩되는 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 신호들의 수 및 상기 무선 주파수 톤 신호들의 수와 관계없이 상기 제1 간섭 잡음 및 상기 제2 간섭 잡음을 일괄 제거하는 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 간섭 잡음을 주파수 하향 변환하고, 주파수 하향 변환된 상기 제1 간섭 잡음의 파워 레벨을 조정하고, 파워 레벨이 조정된 상기 제1 간섭 잡음을 이용하여 상기 제2 간섭 잡음을 상기 제2 신호로부터 제거하는 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 신호들은, 광 반송파(optical carrier)이고,
    상기 제2 간섭 잡음은, 상기 광 반송파의 기저 대역(baseband)에 생성되는 장치.
  10. 광 통신 시스템(optical communication system)에서 간섭 잡음을 제거하기 위한 방법에 있어서,
    적어도 둘 이상의 가입자 장치들로부터 기저 대역 신호 및 무선 주파수 톤(tone) 신호들을 포함하는 제1 신호들을 수신하고, 상기 제1 신호들이 결합된 제2 신호를 검출하는 과정;
    상기 제2 신호로부터 상기 무선 주파수 톤 신호들의 주변에 생성되는 제1 간섭 잡음을 추출하는 과정; 및
    상기 제1 간섭 잡음을 이용하여 상기 기저 대역 신호들 주변에 생성되는 제2 간섭 잡음을 상기 제2 신호로부터 제거하는 과정을 포함하는 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 신호들은, 상기 적어도 둘 이상의 가입자 장치들로부터 동일한 파장을 통하여 수신되는 방법.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 무선 주파수 톤 신호들의 전송 파장은, 상기 제2 간섭 잡음의 발생 대역폭을 고려하여 결정되는 방법.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 간섭 잡음은, 상기 무선 주파수 톤 신호들이 동일한 파장에서 송신된 후, 집광부에 의하여 결합되는 경우 생성되고,
    상기 제2 간섭 잡음은, 상기 제1 신호들이 동일한 파장에서 송신된 후, 상기 집광부에 의하여 결합되는 경우 생성되는 방법.
  14. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 신호들 중 하나는, 두 개의 무선 주파수 톤 신호들을 포함하는 방법.
  15. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 간섭 잡음은, 상기 무선 주파수 톤 신호들의 수가 증가할수록 중첩되고,
    상기 제2 간섭 잡음은, 상기 제1 신호들의 수가 증가할수록 중첩되는 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제2 간섭 잡음을 제거하는 과정은,
    상기 제1 간섭 잡음을 이용하여 상기 제2 간섭 잡음을 상기 제1 신호들의 수 및 상기 무선 주파수 톤 신호들의 수와 관계없이 일괄 제거하는 과정을 포함하는 방법.
  17. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 간섭 잡음을 제거하는 과정은,
    상기 제1 간섭 잡음을 주파수 하향 변환하는 과정;
    상기 제1 간섭 잡음의 파워 레벨을 조정하는 과정; 및
    상기 제1 간섭 잡음을 이용하여 상기 제2 간섭 잡음을 상기 제2 신호로부터 제거하는 과정을 포함하는 방법.
  18. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 신호들은, 광 반송파(optical carrier)이고,
    상기 제2 간섭 잡음은, 상기 광 반송파의 기저 대역(baseband)에 생성되는 방법.
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