KR100523489B1 - PON system and method for broadcast service - Google Patents
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Abstract
방송 서비스를 위한 PON 시스템 및 그 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 방송 서비스를 위한 PON 시스템은 방송 신호, 상향/하향 데이터를 각각 수신하여 각각에 대한 광 파장을 분할하고, 분할된 방송 파장 및 하향 데이터 파장을 PON 망으로 전송하고, 분할된 상향 데이터 파장을 인터넷망으로 전송하는 OLT, PON 망으로부터 수신되는 파장 중에서 상향/하향 데이터 파장은 그대로 통과시키고 방송 파장만을 추출하여 광/전 변환하고, 전기신호로 변환된 방송신호를 동축케이블을 통해 전송하는 방송 모듈, 방송 모듈을 통과한 하향 데이터 파장을 여러 비율로 분기하고, 수신되는 상향 데이터 파장을 수집하여 OLT로 전송하는 스플리터 및 스플리터로부터 수신된 하향 데이터 파장을 가입자의 단말기로 전송하고, 가입자의 단말기로부터 전송되는 상향 데이터 파장을 스플리터로 전송하는, 스플리터에 연결되는 다수의 ONU 데이터 모듈들을 포함하는 것을 특징으로 하며, 방송 파장 추출 및 광/전변환을 위한 방송 모듈을 다수의 ONU들이 연결된 스플리터 전단에 하나만 구비하면 되므로, 방송 서비스를 위한 비용을 크게 줄일 수 있다. 또한, 방송 파장이 스플리터를 통과하지 않으므로 OLT에서 사용되는 광 증폭기의 파워를 감소시킬 수 있으며, 이 역시 비용 감소의 효과를 가져온다. Disclosed are a PON system for a broadcast service and a method thereof. The PON system for a broadcast service according to the present invention receives broadcast signals and up / down data, respectively, splits an optical wavelength for each, transmits divided broadcast wavelengths and downlink data wavelengths to a PON network, and splits upstream data. From the OLT and PON networks that transmit the wavelengths to the Internet, the up / down data wavelengths are passed through as they are, and only the broadcast wavelengths are extracted, and the optical / electric conversion is performed, and the broadcast signals converted into electrical signals are transmitted through the coaxial cable. Divides the downlink data wavelength passing through the broadcast module and the broadcast module at various ratios, and splits the received uplink data wavelength and transmits the downlink data wavelength received from the splitter to the subscriber's terminal. Connected to the splitter, which transmits an uplink data wavelength transmitted from the splitter Because of, and characterized by including the ONU module data, if only one provided with a broadcasting module for broadcasting wave extraction and optical / electrical conversion to the plurality of front end splitter ONU are connected, can greatly reduce the cost for the broadcast service. In addition, since the broadcast wavelength does not pass through the splitter, it is possible to reduce the power of the optical amplifier used in the OLT, which also has the effect of reducing the cost.
Description
본 발명은 수동형 광 네트워크(PON : Passive Optical Network) 시스템에 관한 것으로, 특히, 방송(CATV, VOD, Internet 방송) 서비스의 수신을 가능하게 하는 PON 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a passive optical network (PON) system, and more particularly, to a PON system and method for enabling reception of broadcast (CATV, VOD, Internet broadcast) services.
통상적으로, PON 시스템은 FTTH(Fiber To The Home) 또는 FTTC(fiber To The Curb)등의 가입자 접속 노드와 망 단말기 사이에 수동 분배기 또는 파장 분할 다중화 소자를 사용하는 구조로 모든 노드는 버스나 트리 구조 형태로 망이 구성된다. 일반적인 PON 시스템은 APON(ATM : Asynchronous Transfer Mode, PON)의 형태나 EPON(Ethernet PON), GPON(Gigabit PON)의 형태로 이미 이 기술 분야에서 잘 알려져 있다. 광 매체를 이용한 PON 구조는 낮은 비용으로 데이터, 영상(방송) 및 전화 서비스를 가입자에게 제공하기 위한 방안으로 제안되었다. In general, a PON system uses a passive divider or a wavelength division multiplexing element between a subscriber access node such as Fiber To The Home (FTTH) or Fiber To The Curb (FTTC) and a network terminal. The network consists of the form. Common PON systems are well known in the art in the form of APON (Asynchronous Transfer Mode, PON), EPON (Ethernet PON), and GPON (Gigabit PON). The PON structure using optical media has been proposed as a way to provide subscribers with data, video (broadcast) and telephone services at low cost.
현재 가장 폭 넓게 사용되는 인터넷 가입자 접속 망은 DSL(Digital Subscriber Line)과 케이블 모뎀이 있다. DSL은 방송과 같은 서비스를 제공할 수 없는 반면에 HFC 망은 방송 및 데이터 서비스를 동시에 가입자에게 제공할 수 있는 이점이 있다. The most widely used internet subscriber access networks are DSL (Digital Subscriber Line) and cable modem. While DSL cannot provide services such as broadcast, HFC network has the advantage of providing broadcast and data services to subscribers at the same time.
도 1은 현재 CATV를 서비스하고 있는 HFC(Hybrid Fiber Coaxial)망의 구성을 개략적으로 나타낸다. 도 1을 참조하여, 분배 센터(101)와 가입자단(103) 사이에는 광 신호를 RF 주파수로 변환 또는 RF 주파수를 광 신호로 변환하는 기능을 제공하는 ONU(102)가 존재한다. HFC 망은 RF 주파수 대역을 분할하여 상, 하향 데이터 및 CATV 신호를 가입자에게 송, 수신한다. 한 ONU당 서비스하는 가입자의 수는 가입자에게 제공하는 상향 대역폭에 따라서 500에서 최대 2000 가입자까지 수용이 가능하다. 그러나, DSL과 HFC망은 가입자에게 제공할 수 있는 대역폭이 한정적이어서 인터넷 트래픽의 폭발적인 증가에 대처할 수 있는 능력이 부족하다. 1 schematically shows a configuration of a hybrid fiber coaxial (HFC) network currently serving CATV. Referring to FIG. 1, there is an ONU 102 between the distribution center 101 and the subscriber end 103 which provides the function of converting an optical signal to an RF frequency or converting an RF frequency to an optical signal. The HFC network divides the RF frequency band and transmits and receives uplink and downlink data and CATV signals to subscribers. The number of subscribers serving per ONU can accommodate from 500 up to 2000 subscribers, depending on the uplink bandwidth provided to the subscriber. However, DSL and HFC networks have limited bandwidth available to subscribers and thus lack the ability to cope with the explosion of Internet traffic.
PON은 점 대 다중점 구조로 소스와 목적지사이의 데이터 경로에 능동 소자가 없는 수동 소자만으로 이루어져 있으며 광 송/수신기와 광섬유의 배치가 다른 구조에 비해 최소한으로 유지될 수 있는 이점이 있다. PON에서 이루어지는 모든 데이터 전송은 OLT(Optical Line Terminal)와 ONU(Optical Network Unit) 또는 ONT(Optical Network Terminator)사이에서 이루어진다. OLT는 분배 센터에 위치해 있으며 광 접속 망과 매트로 백본 망 사이를 연결하는 기능을 제공한다. ONU는 가입자 근처에 위치하여 방송, 음성 및 데이터 서비스를 가입자에게 제공한다. 하향 방향(OLT에서 ONU로)에서 PON은 점 대 다중점 망이고 상향 방향(ONU에서 OLT 방향)으로는 다중점 대 점 망 구조를 갖는다. 가입자 접속 망으로써 PON의 장점은 다음과 같다.PON is a point-to-multipoint structure that consists only of passive elements without active elements in the data path between source and destination, and has the advantage that the arrangement of optical transceivers and optical fibers can be kept to a minimum compared to other structures. All data transfer in the PON is between the Optical Line Terminal (OLT) and the Optical Network Unit (ONU) or Optical Network Terminator (ONT). The OLT is located at the distribution center and provides the ability to connect the fiber optic backbone with the backbone network. The ONU is located near the subscriber to provide broadcast, voice and data services to the subscriber. In the downward direction (OLT to ONU), the PON has a point-to-multipoint network and in the upward direction (ONU to OLT direction), the PON has a multipoint-to-point network structure. The advantages of PON as a subscriber access network are as follows.
1. OLT와 ONU간의 거리가 20Km까지 긴 거리를 유지한다.1. Keep the distance between OLT and ONU as long as 20km.
2. PON의 트리 구조로 인하여 광 섬유의 배치를 최소한으로 유지한다.2. The tree structure of the PON keeps the placement of the optical fibers to a minimum.
3. 가입자에게 높은 대역폭을 제공한다.3. Provide high bandwidth to the subscriber.
4. 하향 방향이 브로드캐스트로 동작하므로 IP 비디오 또는 다른 파장을 이용한 아날로그 비디오를 가입자에게 제공하는 것이 용이하다.4. Since the downward direction is broadcast, it is easy to provide subscribers with IP video or analog video using other wavelengths.
5. PON 망에서 능동 소자대신에 수동 소자를 사용함으로써 망 내에서 사용되는 소자들의 전원 공급 문제가 없다.5. There is no power supply problem for devices used in the network by using passive devices instead of active devices in PON networks.
6. 가입자에게 높은 대역폭을 제공하기 위한 업그레이드나 부가적인 파장의 추가가 용이하다.6. It is easy to upgrade or add additional wavelengths to provide high bandwidth to the subscriber.
도 2는 일반적인 PON망의 구조에서 방송서비스를 제공하기 위하여 ONU를 적용한 구조를 나타낸다. 도 2를 참조하면, PON 망은 상, 하향 데이터 전송을 위하여 별도의 파장을 분리하여 사용하며, 파장 분할은 OLT(201)와 ONU(202)의 광 모듈에서 이루어진다. 하향 방향에서 OLT(201)에서 전송된 데이터는 1:N 수동 스플리터(Splitter, 203)를 통하여 ONU(202)에 수신된다. 이 때, 분기(Splitting) 비율은 4에서 64 사이이며 이러한 동작은 공유 매체 망과 유사하다. 상향 방향에서 ONU(202)로부터 전송된 데이터는 OLT(201)로만 전송이 되고 다른 ONU(202)로는 전송이 이루어지지 않는다. 이러한 동작은 점 대 점 구조와 유사하지만 다른 ONU(202)로부터 전송된 데이터와 충돌이 발생한다는 점에서 다른 ONU(202)와 광의 자원을 공유하여야 한다. PON망은 크게 APON(ATM PON)과 EPON(Ethernet PON)으로 구분이 되지만 PON 망의 구성 원리는 서로 동일하므로 여기서는 구분을 두지 않는다. 2 illustrates a structure in which ONU is applied to provide a broadcast service in the structure of a general PON network. Referring to FIG. 2, the PON network separates and uses separate wavelengths for uplink and downlink data transmission, and wavelength division is performed in the optical modules of the OLT 201 and the ONU 202. Data transmitted from the OLT 201 in the downward direction is received by the ONU 202 through a 1: N passive splitter 203. At this time, the splitting ratio is between 4 and 64, and this operation is similar to that of the shared media network. Data transmitted from the ONU 202 in the upward direction is transmitted only to the OLT 201 and not to other ONUs 202. This operation is similar to the point-to-point structure but must share light resources with other ONUs 202 in that collisions with data transmitted from other ONUs 202 occur. PON networks are largely divided into APON (ATM PON) and EPON (Ethernet PON), but the principles of construction of PON networks are the same, so no distinction is made here.
이와 같은 PON 망에서 방송 서비스를 제공하는 방법으로는 데이터를 송, 수신하기 위한 두 개의 파장 이외에 하향 방향으로 별도의 파장을 추가하여 방송 서비스를 가입자에게 제공하는 방법과 두 개의 파장만을 이용하여 IP 멀티캐스트를 통하여 IP 비디오 서비스를 데이터 전송 프레임 형태로 가입자에게 제공하는 방법이 있다.As a method of providing a broadcast service in such a PON network, a method of providing a broadcast service to a subscriber by adding a separate wavelength in a downward direction in addition to two wavelengths for transmitting and receiving data and using an IP multi-layer using only two wavelengths There is a method of providing an IP video service to a subscriber in the form of a data transmission frame through a cast.
PON 망에서 별도의 파장을 이용하여 방송 서비스를 가입자에게 전송하는 방식은 PON 망의 하향 방향이 브로드캐스트인 기본적인 특성을 이용한 것으로, 구조적인 면에서 기존의 HFC 방식과 동일하기 때문에 가입자에게 친숙하며, 모든 가입자에게 아날로그 파장의 전송이 용이하다는 이점이 있다. 그러나, 현재 구상되고 있는 EPON(Ethernet PON) 망 구성에서는 방송 파장과 상, 하향 데이터 파장을 분할하는 파장 분할 다중화 소자와 광 신호를 RF 주파수로 변환하는 광/전 변환기가 가입자 단말 근처인 ONU에 설치되어야 하기 때문에 가입자와 망 제공업자의 비용부담을 증가시키는 단점이 있다.The method of transmitting broadcast service to subscribers using a separate wavelength in PON network uses the basic characteristic that the down direction of PON network is broadcast, which is familiar to subscribers because it is the same as the existing HFC method in structure. All subscribers have the advantage of easy transmission of analog wavelengths. However, in the currently constructed EPON (Ethernet PON) network configuration, a wavelength division multiplexing element for dividing a broadcast wavelength and uplink and downlink data wavelengths and an opto-electric converter for converting an optical signal to an RF frequency are installed in an ONU near a subscriber terminal. This has the disadvantage of increasing the cost burden for subscribers and network providers.
반면, PON 망에서 두 개의 파장만을 이용하여 방송 서비스를 가입자에게 전송하는 방식은 별도의 방송 파장을 추가하지 않음으로써 고가의 광 전송 장비가 필요 없고 데이터와 방송 및 전화 서비스를 하나의 망으로 통합하는 이점이 있다. 그러나, 이러한 방법은 방송 및 전화와 같은 실시간 서비스를 제공하기 위하여 OLT와 ONU에서 QoS를 보장해야 하고, 망 자원을 예약하는 프로토콜과 실시간 서비스를 제공하기 위해 IETF에 제안된 RTP(Real-Time Transport Protocol), RTCP(Real-Time Transport Control Protocol) 및 RTSP(Real-Time Streaming Protocol)와 같은 많은 상위 프로토콜이 동작하여야 하므로, 구현이 용이하지 않다. 또한, 기존 아날로그 TV를 서비스하지 못하고 현재 고가인 IP 셋탑 박스를 가입자가 별도로 구매하여야 하며 데이터와 방송 서비스가 같은 대역폭을 사용하기 때문에 데이터 전송을 위한 대역폭이 그만큼 감소하는 단점이 있다.On the other hand, in the PON network, a broadcast service is transmitted to subscribers using only two wavelengths. Thus, by adding a separate broadcast wavelength, no expensive optical transmission equipment is required, and data, broadcast, and telephone services are integrated into one network. There is an advantage. However, this method must guarantee QoS in OLT and ONU in order to provide real-time services such as broadcasting and telephone, and real-time transport protocol proposed to IETF to provide real-time service and protocol for reserving network resources. ), Many higher-level protocols such as Real-Time Transport Control Protocol (RTC) and Real-Time Streaming Protocol (RTSP) must operate, which is not easy to implement. In addition, subscribers need to separately purchase an expensive IP set-top box, which does not service existing analog TV, and the bandwidth for data transmission is reduced because data and broadcasting services use the same bandwidth.
도 3은 데이터를 송, 수신하기 위해 사용되는 두 개의 파장 이외에 하향 방향으로 별도의 파장을 추가하여 세 개의 파장을 이용하여 방송 서비스를 제공하는 종래의 방법에서 PON망의 각 모듈의 내부 구조를 나타낸 것이다. OLT(311)는 방송 서비스를 제공하는 OLT CATV 모듈(301)과 데이터 서비스를 제공하는 OLT PON(302)으로 분류된다. 방송 신호는 프로그램 공급자나 서비스 제공업자로부터 전송되며 OLT CATV 모듈(301)내의 광 모듈(303)로 수신된다. 수신된 방송신호는 광 증폭기(304)를 통하여 증폭된 이후에 PON의 상, 하향 데이터 파장과 방송 파장을 다중화하는 파장 분할 다중화 소자(305)를 통하여 PON 망으로 전송된다. 스플리터(Splitter, 306)는 OLT(311)로부터 전송된 광 신호를 여러 비율로 분기하여 가입자단에 위치한 ONU(320)로 전송한다. ONU(320)는 OLT(311)와 같이 ONU CATV 모듈(307)과 ONU PON(308)으로 구성된다. ONU CATV 모듈(307)의 파장 분할 다중화 소자(309)는 PON망에서 송수신되는 세 개의 파장 중에서 방송 파장만을 광/전 변환기(310)를 통하여 RF 주파수로 변환하여 동축케이블로 가입자 셋탑 박스나 TV로 방송을 전송한다. 데이터 서비스는 파장 분할 다중화 소자(309)를 통하여 상, 하향 데이터 파장을 필터링하여 ONU PON(308)으로 송수신함으로써 가입자에게 인터넷 서비스를 제공한다. 이러한 망의 구성은 고가인 파장 분할 다중화 소자와 광/전 변환기가 스플리터(306)에서 분기되는 수만큼 존재하므로 HFC 망에 비교하여 설치비용이 급격히 증가하여 실제로 적용되기가 어렵다. 3 illustrates the internal structure of each module of the PON network in a conventional method of providing a broadcast service using three wavelengths by adding a separate wavelength in a downward direction in addition to two wavelengths used for transmitting and receiving data. will be. The OLT 311 is classified into an OLT CATV module 301 that provides a broadcast service and an OLT PON 302 that provides a data service. The broadcast signal is transmitted from the program provider or service provider and received by the optical module 303 in the OLT CATV module 301. The received broadcast signal is amplified by the optical amplifier 304 and then transmitted to the PON network through the wavelength division multiplexing element 305 which multiplexes the PON up and down data wavelengths and the broadcast wavelength. The splitter 306 branches the optical signal transmitted from the OLT 311 at various ratios and transmits the splitted light signal to the ONU 320 located at the subscriber end. The ONU 320 is composed of an ONU CATV module 307 and an ONU PON 308 like the OLT 311. The wavelength division multiplexing element 309 of the ONU CATV module 307 converts only the broadcast wavelength from the three wavelengths transmitted and received in the PON network to the RF frequency through the optical / electric converter 310 to the subscriber set-top box or the TV using a coaxial cable. Send the broadcast. The data service provides Internet services to subscribers by filtering up and down data wavelengths through the wavelength division multiplexing element 309 and transmitting and receiving them to the ONU PON 308. This configuration of the network is expensive because the number of wavelength division multiplexing elements and photoelectric converters branched from the splitter 306, the installation cost is rapidly increased compared to the HFC network, it is difficult to actually apply.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 파장 분할 다중화 소자와 광/전 변환기의 위치를 스플리터 전단에 구성함으로써, 설치비용을 효과적으로 줄일 수 있는 방송 서비스를 위한 PON 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a PON system and a method for a broadcast service that can effectively reduce the installation cost by configuring the position of the wavelength division multiplexing element and the opto-electric converter in front of the splitter.
상기 과제를 이루기 위해, 본 발명에 따른 방송 서비스를 위한 PON 시스템은 방송 신호, 상향/하향 데이터를 각각 수신하여 각각에 대한 광 파장을 분할하고, 분할된 방송 파장 및 하향 데이터 파장을 PON 망으로 전송하고, 분할된 상향 데이터 파장을 인터넷망으로 전송하는 OLT, PON 망으로부터 수신되는 파장 중에서 상향/하향 데이터 파장은 그대로 통과시키고 방송 파장만을 추출하여 광/전 변환하고, 전기신호로 변환된 방송신호를 동축케이블을 통해 전송하는 방송 모듈, 방송 모듈을 통과한 하향 데이터 파장을 여러 비율로 분기하고, 수신되는 상향 데이터 파장을 수집하여 OLT로 전송하는 스플리터 및 스플리터로부터 수신된 하향 데이터 파장을 가입자의 단말기로 전송하고, 가입자의 단말기로부터 전송되는 상향 데이터 파장을 스플리터로 전송하는, 스플리터에 연결되는 다수의 ONU 데이터 모듈들을 포함하는 것이 바람직하다. In order to achieve the above object, a PON system for a broadcast service according to the present invention receives a broadcast signal and up / down data, respectively, splits an optical wavelength for each, and transmits the divided broadcast wavelength and the downlink data wavelength to a PON network. And, the uplink / downlink data wavelengths are passed as they are, and only the broadcast wavelengths are extracted from the OLT and PON networks that transmit the divided uplink data wavelengths to the Internet network. The broadcasting module transmits through the coaxial cable, the downlink data wavelength passed through the broadcasting module at various ratios, and the splitter collects the received uplink data wavelength and transmits it to the OLT and the downlink data wavelength received from the splitter to the subscriber terminal. Transmitting the splitter and transmitting the uplink data wavelength transmitted from the subscriber's terminal to the splitter. It is preferable to include a plurality of ONU data modules connected to the splitter.
상기 과제를 이루기 위해, 방송 신호, 상향/하향 데이터를 각각 수신하여 각각에 대한 광 파장을 분할하고, 분할된 방송 파장 및 하향 데이터 파장을 PON 망으로 전송하고, 분할된 상향 데이터 파장을 인터넷망으로 전송하는 OLT를 구비하는 본 발명에 따른 PON 시스템에서의 방송 서비스 방법은 PON 망을 통해 전송되는 상향/하향 데이터 파장 및 방송 파장 중 방송 파장을 스플리터를 통과하기 전에 추출하는 (a)단계, 추출된 방송 파장을 RF 방송신호로 광/전 변환하는 (b)단계, RF 방송신호를 증폭하는 (c)단계 및 증폭된 RF 방송신호를 가입자의 TV 단말기로 전송하는 (d)단계를 포함하는 것이 바람직하다. In order to achieve the above object, a broadcast signal and uplink / downlink data are respectively received to split an optical wavelength for each, a divided broadcast wavelength and a downlink data wavelength are transmitted to a PON network, and the divided uplink data wavelength is transmitted to the Internet network. The broadcast service method in the PON system according to the present invention having an OLT to transmit includes (a) extracting a broadcast wavelength among uplink / downlink data wavelengths and broadcast wavelengths transmitted through a PON network before passing through a splitter. (B) optically / preconverting the broadcast wavelength into an RF broadcast signal, amplifying the RF broadcast signal, and (d) transmitting the amplified RF broadcast signal to a subscriber's TV terminal. Do.
이하, 본 발명에 따른 방송 서비스를 위한 PON 시스템 및 그 방법을 첨부한 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다. Hereinafter, a PON system for a broadcast service and a method thereof according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 따른 방송 서비스를 위한 PON 시스템을 개략적으로 나타내는 블록도이다. 본 발명에 따른 PON 시스템은 OLT(410), 방송 모듈(403), 스플리터(404) 및 ONU 데이터 모듈(406)을 포함하여 구성된다. 4 is a block diagram schematically illustrating a PON system for a broadcast service according to the present invention. The PON system according to the present invention includes an OLT 410, a broadcast module 403, a splitter 404, and an ONU data module 406.
도 4을 참조하여, OLT(410)는 시스템 제공업자로부터 제공되는 방송 파장과 인터넷망을 통해 송/수신되는 하향/상향 데이터 파장을 다중화하여 PON 망 또는 인터넷망으로 전송한다. 구체적으로, OLT(410)을 통해 상기 방송 파장 및 하향 데이터 파장은 다중화되어 PON 망으로 전송되고, 상기 상향 데이터 파장은 다중화되어 인터넷망으로 전송된다. 바람직하게는, OLT(410)는 OLT 방송 모듈(401)과 OLT 데이터 모듈(402)을 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 4, the OLT 410 multiplexes a broadcast wavelength provided from a system provider and a downlink / uplink data wavelength transmitted / received through an internet network and transmits the same to a PON network or an internet network. Specifically, the broadcast wavelength and the downlink data wavelength are multiplexed and transmitted to the PON network through the OLT 410, and the uplink data wavelength is multiplexed and transmitted to the Internet network. Preferably, the OLT 410 includes an OLT broadcast module 401 and an OLT data module 402.
OLT 방송 모듈(401)은 시스템 제공업자로부터 제공되는 방송신호를 증폭하고, 증폭된 방송신호의 파장과 PON 망으로부터 수신된 상향 데이터 및 OLT 데이터 모듈(402)을 통해 인터넷망으로부터 수신된 PON 망으로 전송될 하향 데이터의 파장을 분할하여, 파장 분할된 방송신호 및 하향 데이터는 PON망으로 전송하고, 파장 분할된 상향 데이터는 OLT 데이터 모듈(602)로 전송한다. 구체적으로, OLT 방송 모듈(401)은 광 모듈(413), 광 증폭기(411) 및 파장 분할 다중화기(412)를 포함하여 구성된다. The OLT broadcast module 401 amplifies the broadcast signal provided from the system provider, and the wavelength of the amplified broadcast signal and the upstream data received from the PON network and the PON network received from the Internet network through the OLT data module 402. The wavelength of downlink data to be transmitted is divided, and the wavelength-divided broadcast signal and the downlink data are transmitted to the PON network, and the wavelength-divided uplink data is transmitted to the OLT data module 602. In detail, the OLT broadcast module 401 includes an optical module 413, an optical amplifier 411, and a wavelength division multiplexer 412.
시스템 제공업자로부터 제공되는 방송신호는 광 모듈(413)을 통해 수신되고, 수신된 방송신호는 광 증폭기(411)를 통하여 증폭된다. The broadcast signal provided from the system provider is received through the optical module 413, and the received broadcast signal is amplified by the optical amplifier 411.
파장 분할 다중화기(412)는 증폭된 방송신호의 파장과 PON 망으로부터 수신된 상향 데이터 및 OLT 데이터 모듈(402)로부터 수신된 하향 데이터의 파장을 분할하여, 파장 분할된 방송신호 및 하향 데이터는 PON망으로 전송하고, 파장 분할된 상향 데이터는 OLT 데이터 모듈(402)로 전송한다.The wavelength division multiplexer 412 divides the wavelength of the amplified broadcast signal and the wavelength of the uplink data received from the PON network and the downlink data received from the OLT data module 402 so that the wavelength-divided broadcast signal and the downlink data are PON. The data is transmitted to the network, and the wavelength-divided uplink data is transmitted to the OLT data module 402.
계속해서, 패킷처리 프로세서(414) 및 PON 송수신기(415)를 포함하여 구성되는 OLT 데이터 모듈(402)은 인터넷망을 통해 수신된 하향 데이터 및 OLT 방송 모듈(401)로부터 수신되는 파장 분할된 상향 데이터를 패킷 처리하여 상기 하향 데이터를 OLT 방송 모듈(401)로 전송하고, 상향 데이터를 인터넷망으로 각각 전송한다. Subsequently, the OLT data module 402 including the packet processing processor 414 and the PON transceiver 415 includes downlink data received through the Internet network and wavelength-divided uplink data received from the OLT broadcast module 401. Packet to transmit the downlink data to the OLT broadcasting module 401, and transmit the uplink data to the Internet.
방송 모듈(403)은 수신되는 파장 중에서 상향/하향 데이터 파장은 그대로 통과시키고 방송파장만을 추출하여 광/전 변환하고, 전기신호로 변환된 방송신호를 동축케이블을 통해 전송한다. 즉, 상향 데이터 파장은 방송 모듈(403)을 통과하여 OLT(410)로 전송되고, 하향 데이터 파장은 방송 모듈(403)을 통과하여 스플리터(404)로 전송된다. 구체적으로, 방송 모듈(403)은 파장 분할 다중화기(421) 및 광/전 변환기(422)를 포함하여 구성된다. The broadcast module 403 passes the up / down data wavelengths as it is, receives only the broadcast wavelengths, optically / pre-converts them, and transmits the broadcast signals converted into electrical signals through the coaxial cable. That is, the uplink data wavelength is transmitted to the OLT 410 through the broadcast module 403, and the downlink data wavelength is transmitted to the splitter 404 through the broadcast module 403. Specifically, the broadcast module 403 includes a wavelength division multiplexer 421 and an optical / electric converter 422.
파장 분할 다중화기(421)는 수신되는 파장 중에서 상향/하향 데이터 파장은 그대로 통과시키고 방송파장만을 추출하여 광/전 변환기(422)로 출력한다. The wavelength division multiplexer 421 passes up / down data wavelengths among the received wavelengths as it is and extracts only broadcast wavelengths and outputs them to the optical / electric converter 422.
광/전 변환기(422)는 수신된 방송 파장을 RF의 전기신호로 변환하고, RF의 전기신호로 변환된 방송신호를 동축케이블을 통해 RF 증폭기(405)로 전송한다. The opto-electric converter 422 converts the received broadcast wavelength into an RF electric signal and transmits the broadcast signal converted into the RF electric signal to the RF amplifier 405 through a coaxial cable.
계속해서, RF 증폭기(405)는 방송 모듈(403)로부터 전송된 RF의 전기신호를 증폭하여 셋탑 박스(407)를 통해 TV로 전송한다. Subsequently, the RF amplifier 405 amplifies the electrical signal of the RF transmitted from the broadcasting module 403 and transmits it to the TV through the set top box 407.
스플리터(404)는 방송 모듈(403)로부터 전송된 광 신호의 하향 데이터 파장을 여러 비율로 분기하여 가입자단에 위치한 ONU 데이터 모듈(406)들로 전송한다. 또한, 스플리터(404)는 다수의 ONU 데이터 모듈(406)들로부터 전송되는 광 신호의 상향 데이터 파장을 수집하고, 이를 PON 망을 통해 OLT(410)로 전송한다. The splitter 404 splits the downlink data wavelength of the optical signal transmitted from the broadcast module 403 at various ratios and transmits the data to the ONU data modules 406 located at the subscriber end. In addition, the splitter 404 collects uplink data wavelengths of optical signals transmitted from the plurality of ONU data modules 406 and transmits them to the OLT 410 through the PON network.
ONU 데이터 모듈(406)은 PON 송수신기(431) 및 PON 스위치(432)를 포함하여 구성되며, 스플리터(404)로부터 수신된 하향 데이터 파장을 가입자의 단말기로 전송하고, 가입자의 단말기로부터 전송되는 상향 데이터 파장을 스플리터(404)로 전송함으로써, 가입자에게 인터넷 서비스를 제공한다. The ONU data module 406 includes a PON transceiver 431 and a PON switch 432 and transmits the downlink data wavelength received from the splitter 404 to the subscriber's terminal, and the uplink data transmitted from the subscriber's terminal. By transmitting the wavelength to the splitter 404, it provides the Internet service to the subscriber.
이제, 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 PON 망을 통한 방송 서비스 방법을 설명한다. PON 망을 통한 데이터 서비스 방법은 종래의 방법과 동일하므로 여기서는 그 설명을 생략한다. Now, a broadcast service method through a PON network according to the present invention will be described with reference to FIG. 4. Since the data service method through the PON network is the same as the conventional method, the description thereof is omitted here.
먼저, OLT(410)는 시스템 제공업자로부터 제공되는 광 신호의 방송 신호 및 상향/하향 데이터를 수신하여 파장 분할하고, 파장 분할된 방송 파장을 방송 모듈(403)로 전송한다. First, the OLT 410 receives a broadcast signal and an uplink / downlink data of an optical signal provided from a system provider, splits the wavelength, and transmits the wavelength-divided broadcast wavelength to the broadcast module 403.
방송 모듈(403)은 수신되는 방송 파장 및 상향/하향 데이터 파장 중, 상향/하향 파장은 그대로 통과시키고, 방송 파장만을 추출하여 RF 신호로 광/전 변환한다. The broadcast module 403 passes the up / down wavelengths of the received broadcast wavelengths and the up / down data wavelengths as they are, extracts only the broadcast wavelengths, and converts them into RF signals.
광/전 변환된 RF 방송 신호는 동축케이블을 통해 RF 증폭기(405)로 전송되며, RF 증폭기(405)는 수신된 RF 방송신호를 증폭하여 셋탑 박스(407)로 전송한다. 방송신호는 셋탑 박스(407)를 통해 각 가정의 TV로 전송된다. The optical / electric conversion RF broadcast signal is transmitted to the RF amplifier 405 through a coaxial cable, and the RF amplifier 405 amplifies the received RF broadcast signal and transmits it to the set-top box 407. The broadcast signal is transmitted to the TV of each home through the set top box 407.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 방송 서비스를 위한 PON 시스템은 방송 파장 추출 및 광/전변환을 위한 방송 모듈을 스플리터 전단에 구비함으로써, 비용을 절감할 수 있다. 즉, 종래에는 방송 서비스를 위해 스플리터에 연결되는 다수의 ONU들 각각에 별도의 방송 모듈을 구비해야 하나, 본 발명에서는 스플리터 전단에 하나의 방송 모듈을 구비함으로써, 방송 서비스를 위한 비용을 크게 줄일 수 있다. 이 때, 방송 모듈이 스플리터 전단으로 이동되더라도, 종래의 HFC 망의 ONU가 위치한 곳과 근접한 위치이기 때문에 기존 동축선을 재활용 할 수 있다. 즉, 기존 데이터나 방송서비스를 위하여 구성된 FTTC(Fiber To The Curb)나 HFC 망의 구조를 변경하지 않고도 방송 서비스를 위한 망 구성이 용이하고 추가적인 망의 구축비용이 요구되지 않는다. 또한, 방송 파장이 스플리터를 통과하지 않으므로 OLT에서 사용되는 광 증폭기의 파워를 감소시킬 수 있으며, 이 역시 비용 감소의 효과를 가져온다. As described above, the PON system for the broadcast service according to the present invention can reduce the cost by providing a broadcast module for the broadcast wavelength extraction and optical / pre-conversion in front of the splitter. That is, in the related art, a separate broadcast module must be provided in each of the plurality of ONUs connected to the splitter for the broadcast service. However, in the present invention, a single broadcast module is provided at the front end of the splitter, thereby greatly reducing the cost for the broadcast service. have. At this time, even if the broadcasting module is moved to the front end of the splitter, the existing coaxial line can be recycled because it is close to the location where the ONU of the conventional HFC network is located. That is, network configuration for broadcast service is easy and additional network construction cost is not required without changing the structure of FTTC (Fiber To The Curb) or HFC network configured for existing data or broadcast service. In addition, since the broadcast wavelength does not pass through the splitter, it is possible to reduce the power of the optical amplifier used in the OLT, which also has the effect of reducing the cost.
도 5는 도 4에 도시된 본 발명에 따른 PON 시스템을 다가구 주택에 적용한 경우를 나타낸다. 도 3의 기존 방식에서 Splitter(306) 후단에 위치한 ONU CATV 모듈(307) 기능 구성과 달리 도 5에서는 Splitter(501) 전단으로 CATV 모듈(502)을 이동시켜 하나의 방송 모듈(502)이 OLT(503)에 연결된 여러 ONU의 가입자들을 서비스하도록 구성됨을 보인다. 도 5의 구성에서는 OLT(503)에서 모든 ONU(504)로 서비스되던 방송 파장을 방송 모듈(503)에서 필터링하여 RF 주파수로 변환하여 동축 망을 통하여 가입자에게 방송 서비스를 전송하고, 스플리터(501) 후단에 연결된 ONU(504)에는 데이터만을 전송하여 기존의 PON 망과 동일하게 ONU를 통하여 가입자들에게 데이터 서비스를 한다. 이러한 방송 서비스를 위한 PON 망의 구조는 스플리터(501)의 전단에서 광/전 변환기의 신호를 HFC 망의 동축케이블로 연결하므로 ONU별로 요구되던 파장 분할 다중화 소자와 광/전 변환기를 스플리터(501) 전단에 하나만 설치하게 된다. 또한, OLT(503)의 PON 포트마다 하나의 CATV 모듈만이 사용되고 방송 파장이 스플리터(501)를 통과하지 않기 때문에 OLT(503)에서 사용되는 광 증폭기의 파워가 적어도 된다. 따라서 세 개의 파장을 이용하여 방송 서비스를 제공하던 기존 망의 구성에 비하여 망 전체적인 설치비용을 현저하게 절감시키는 이점이 있다. FIG. 5 shows a case where the PON system according to the present invention shown in FIG. 4 is applied to a multi-family house. Unlike the configuration of the ONU CATV module 307 located at the rear end of the splitter 306 in the conventional method of FIG. 3, in FIG. 5, the broadcast module 502 is moved to the OLT (1) by moving the CATV module 502 to the front of the splitter 501. 503 configured to serve the subscribers of the various ONUs connected to it. In the configuration of FIG. 5, the broadcast wavelengths serviced by all the ONUs 504 in the OLT 503 are filtered by the broadcasting module 503, converted into RF frequencies, and transmitted to the subscriber through the coaxial network, and the splitter 501 is provided. The ONU 504 connected to the rear stage transmits only data to provide data services to subscribers through the ONU in the same manner as the existing PON network. Since the structure of the PON network for the broadcast service connects the signals of the opto-electric converter to the coaxial cable of the HFC network at the front end of the splitter 501, the splitter 501 is used to split the wavelength division multiplexing element and the opto-electric converter required for each ONU. Only one will be installed at the front end. In addition, since only one CATV module is used for each PON port of the OLT 503 and the broadcast wavelength does not pass through the splitter 501, the power of the optical amplifier used in the OLT 503 is reduced. Therefore, there is an advantage of significantly reducing the overall installation cost of the network compared to the existing network configuration providing the broadcast service using three wavelengths.
도 6은 도 4에 도시된 본 발명에 따른 PON 시스템을 아파트 단지에 적용한 경우를 나타낸다. 도 6에서도 스플리터(601)에 인접한 곳에 위치한 방송 모듈(602)에서 필터링된 RF 신호를 아파트 단지 내에 이미 설치된 동축망에 연결하는 것이다. 기존 아파트에는 아파트단지 설립 시부터 이미 아파트 관리소(603)에서부터 각 아파트 동단자함(604)으로 동축 케이블이 설치되어 있으므로 이러한 기 설립된 동축 케이블 시설을 충분히 활용하여 망의 설치비용을 감소하도록 PON 시스템을 구성할 수 있다. FIG. 6 shows a case where the PON system according to the present invention shown in FIG. 4 is applied to an apartment complex. In FIG. 6, the RF signal filtered by the broadcasting module 602 located adjacent to the splitter 601 is connected to the coaxial network already installed in the apartment complex. Existing apartments already have coaxial cables installed from the apartment management office (603) to each apartment terminal box (604) since the establishment of the apartment complex, so that the PON system can be used to reduce the installation cost of the network by fully utilizing these existing coaxial cable facilities. Can be configured.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플라피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.The invention can also be embodied as computer readable code on a computer readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage, and the like, which are also implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet). It also includes. The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.
이상 도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.The best embodiments have been disclosed in the drawings and specification above. Although specific terms have been used herein, they are used only for the purpose of describing the present invention and are not used to limit the scope of the present invention as defined in the meaning or claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 방송 서비스를 위한 PON 시스템 및 그 방법에 따르면 방송 파장 추출 및 광/전변환을 위한 방송 모듈을 다수의 ONU들이 연결된 스플리터 전단에 하나만 구비하면 되므로, 방송 서비스를 위한 비용을 크게 줄일 수 있다. 또한, 방송 파장이 스플리터를 통과하지 않으므로 OLT에서 사용되는 광 증폭기의 파워를 감소시킬 수 있으며, 이 역시 비용 감소의 효과를 가져온다. As described above, according to the PON system and the method for the broadcast service according to the present invention, only one broadcast module for broadcast wavelength extraction and optical / pre-conversion need to be provided in front of a splitter to which a plurality of ONUs are connected. The cost can be greatly reduced. In addition, since the broadcast wavelength does not pass through the splitter, it is possible to reduce the power of the optical amplifier used in the OLT, which also has the effect of reducing the cost.
도 1은 현재 CATV를 서비스하고 있는 HFC(Hybrid Fiber Coaxial)망의 구성을 개략적으로 나타낸다. 1 schematically shows a configuration of a hybrid fiber coaxial (HFC) network currently serving CATV.
도 2는 일반적인 PON망의 구조에서 방송서비스를 제공하기 위하여 ONU를 적용한 구조를 나타낸다.2 illustrates a structure in which ONU is applied to provide a broadcast service in the structure of a general PON network.
도 3은 데이터를 송, 수신하기 위해 사용되는 두 개의 파장 이외에 하향 방향으로 별도의 파장을 추가하여 세 개의 파장을 이용하여 방송 서비스를 제공하는 종래의 방법에서 PON망의 각 모듈의 내부 구조를 나타낸 것이다. 3 illustrates the internal structure of each module of the PON network in a conventional method of providing a broadcast service using three wavelengths by adding a separate wavelength in a downward direction in addition to two wavelengths used for transmitting and receiving data. will be.
도 4는 본 발명에 따른 방송 서비스를 위한 PON 시스템을 개략적으로 나타내는 블록도이다.4 is a block diagram schematically illustrating a PON system for a broadcast service according to the present invention.
도 5는 도 4에 도시된 본 발명에 따른 PON 시스템을 다가구 주택에 적용한 경우를 나타낸다.FIG. 5 shows a case where the PON system according to the present invention shown in FIG. 4 is applied to a multi-family house.
도 6은 도 4에 도시된 본 발명에 따른 PON 시스템을 아파트 단지에 적용한 경우를 나타낸다.FIG. 6 shows a case where the PON system according to the present invention shown in FIG. 4 is applied to an apartment complex.
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