KR100697865B1 - 통신 및 방송 신호 통합 광전송 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 통신과 방송 신호를 통합하여 광전송하는 시스템에 관한 것으로, 더 자세하게는 중앙기지국과 중계노드와 가입자단으로 구성되는 광가입자망에서 중앙기지국과 가입자단 사이의 통신과 방송 신호들을 통합하여 송수신하기 위한 광전송 장치에 관한 것이다.

본 발명은, 중앙기지국들과 중계노드와 가입자단들으로 구성된 가입자망에 있어서, 상기 중계노드의 스위치와 분배기들의 출력 중 일부 또는 전부를 통합하여 하나의 광케이블로 가입자단들로 신호들을 전송하는 결합기들(3); 상기 중계노드에서 전달된 광신호에서 원 신호를 가입자단들에서 복조하여 분리하거나 상기 중앙기지국으로 전달될 광신호를 변조하여 출력하는 게이트웨이들(5)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 본 발명을 이용하면, 중앙기지국과 중계노드와 가입자단으로 구성되는 광가입자망에서 중앙기지국과 가입자단 사이의 통신과 방송 신호들을 통합하여 송수신하기 위한 광전송을 제공하는 것이 가능해진다.

광가입자망, 중계노드, 결합기, 게이트웨이

Description

통신 및 방송 신호 통합 광전송 시스템{Integrated Optical Transmission System for Communication and Broadcasting Signals}

도1은 종래기술에 따른 광가입자 통신망

도2는 본 발명에 따라 중계노드의 스위치와 분배기 출력 전부를 통합시키는 것을 도시함

도3는 본 발명에 따라 중계노드의 분배기의 출력의 일부를 통합시키는 것을 도시함

도4는 본 발명의 도3에서 분배기와 통합기가 결합된 광결합기를 사용한 것을 도시함

도5는 본 발명에 따라 중계노드의 분배기로의 일부 입력을 통합시키는 것을 도시함

도6는 본 발명에 따라 중계노드의 분배기로의 입력 전부를 통합시키는 것을 도시함

도7은 본 발명에 이용되는 전광/광전 변환기의 블록도

도8은 본 발명에 이용되는 관신호 분리/결합기의 블록도

도9은 본 발명의 분배기로부터의 출력을 가입자단에서 분리하는 광수신기의 블록도

도10는 본 발명의 스위치와 분배기의 입/출력을 가입자단에서 분리하는 광송수신기의 블록도

본 발명은 통신과 방송 신호를 통합하여 광전송하는 시스템에 관한 것으로, 더 자세하게는 중앙기지국과 중계노드와 가입자단으로 구성되는 광가입자망에서 중앙기지국과 가입자단 사이의 통신과 방송 신호들을 통합하여 송수신하기 위한 광전송 장치에 관한 것이다.

종래에는 각 건물 또는 아파트에는 전화통신망을 위한 전화 케이블과, CATV나 위성방송을 위한 동축케이블, 초고속인터넷망을 위한 광대역케이블 등이 가입자단으로 연결되어 가입자는 자신이 연결하고자 하는 기기에 따라 적절한 단자를 선택하여 기기를 연결하여 사용하고 있다.

그런데, 최근에는 다양한 통신 및 방송 서비스가 시행됨에 따라, 도1에서와 같이, 각 서비스를 제공하는 중앙기지국들(1-1...1-N)에서 중계노드(건물 또는 아파트 동마다 설치)의 스위치나 분배기까지는 동축케이블 또는 광케이블을 사용하여 연결하고, 중계노드의 스위치나 분배기에서 각 가입자단(4-1...4-M)까지는 다양한 서비스마다 한 라인씩을 연결하여, 가입자는 전화나 인터넷, CATV나 위성방송 등의 다양한 서비스용 기기를 각 서비스용 단자에 연결하여 사용하고 있다.

그러나, 이러한 종래기술은 중계노드에서 각 가입자단(4-1...4-M)까지 각 중 앙기지국(1-1...1-N)의 신호를 전송하기 위하여, 각 가입자단(4-1...4-M)에는 중앙기지국(1-1...1-N) 수만큼의 케이블이 결선되어야 하므로 중계노드와 다수의 가입자단들(4-1...4-N) 사이에는 수많은 케이블이 사용되어, 상당한 양의 케이블 사용으로 인한 가격 상승과, 이에 따른 과도한 케이블링 작업 비용 소요, 그리고 복잡한 결선으로 인한 유지/보수 비용의 과다를 초래하였다.

한편, 최근에는 다양한 방송(CATV, MATV, 위성방송)과 통신(고속인터넷, 유선전화)서비스가 제공되고 있는 추세이고, 이러한 서비스의 증가로 인하여 상기와 같은 종래기술의 전송 방식이 아닌 통합적인 광대역 네트워크를 구축해야 하는 필요성이 대두되고 있다.

또, 최근에는 넓은 대역폭을 요구하는 다양한 광대역 서비스가 등장하여 기존의 구리선으로는 이러한 서비스들을 수용하는데 많은 문제점이 있어 왔다. 따라서 가입자단에 보다 대역폭을 제공할 수 있도록 광케이블를 이용한 광가입자망 구현의 필요성이 증가되고 있다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 감안하여, 중앙기지국과 중계노드와 가입자단으로 구성되는 가입자 통신망에서 중앙기지국과 가입자단 사이의 통신과 방송 신호들을 통합하여 송수신하기 위한 광전송시스템을 제공한다.

보다 자세하게는 중계노드에서 각 가입자단까지의 선로를 광케이블을 이용하여 결선함으로써, 안정된 신호 전달이 가능하고 케이블 비용 및 케이블링 비용, 유지/보수 비용을 절감할 수 있는 광 전송 시스템을 제공한다.

이제, 중계노드에서 각 가입자단까지의 신호를 광케이블을 이용하여 전송하는 방식에 대해 도2를 참고로 하여 설명하기로 한다.

각 중앙기지국(1-1 ... 1-N)에서의 각 신호는 케이블을 통해 중계노드(2)의 전기적인 스위치나 분배기로 인입되고, 각각의 스위치 또는 분배기에서 출력되는 전기적인 신호들은 통합기(3)에서 변조되어 주파수 대역별로 상이한 신호가 실리도록 변조된 후 전/광 변환되어 광케이블에 의해 각 가입자단(4-1 ...4-M)으로 전송된다.

각 가입자 단에는 하나의 광케이블을 통해 전송된 광신호를 광/전 변환하고 이 변환된 전기적인 신호에 포함된 다양한 신호를 분리하여 각 기기로 전달하며, 각 기기에서 생성된 신호를 전/광 변환하여 중계노드를 거쳐 중앙기지국으로 전송하기 위한 게이트웨이(5-1....5-M)가 있어, 이 장치에서 각 신호를 복조하여 각 신호를 분리하여 각각의 기기에 적합한 단자에 보내면 사용자는 각 기기를 이 단자함의 해당 단자에 연결하여 서비스를 받게 되며, 사용자가 보내고자 하는 정보를 각 기기를 통해 중앙기지국까지 보낼 수 있게 된다.

이때, 중앙기지국(1)에서 전송되는 신호들이 전기적인 신호인 경우에는 중계노드(2)의 스위치는 전기적인 신호를 입력받아 전기적인 신호처리 과정을 거친 후 전/광 변환된 신호를 출력한다. 하지만, 중앙기지국(1)에서 전송되는 신호들이 광신호인 경우에는 중계노드(2)의 스위치는 먼저 광/전 변환을 수행한 후 신호처리 과정을 거친 후 전/광 변환된 신호를 출력한다. 또, 중계노드(2)의 분배기의 경우 에는 중앙기지국(1)에서 전송되는 신호가 전기적인 신호이면 전/광 변환된 신호를 광학적으로 분배하여 출력하며, 중앙기지국(1)에서 전송되는 신호가 광신호이면 전/광변환 없이 분배하여 출력한다.

각 가입자단의 게이트웨이(5-1...5-M)에서는 가입자단에서 사용되는 기기가 전기적인 신호의 입력을 받아 동작할 경우 광/전 변환이 필요하지만, 가입자단에서의 기기가 광학적인 입력이 필요한 기기이어서 상기 단자함의 해당 단자가 광학 단자이면 게이트웨이(5-1...5-M)에는 광신호를 분리하여 각 단자별로 연결하는 모듈이 내장되어 있어야 한다.

이상과 같이 구성을 하면, 중계노드(2)에서 각 가입자단(4)까지의 결선이 하나의 광케이블에 의해 이루어지므로, 케이블 비용 및 케이블링 작업 비용 절감, 유지/보수 비용의 절감을 달성할 수 있고, 광케이블에 의한 전송이므로 기존의 구리선을 이용한 경우에 비해 넓은 대역폭을 제공할 수 있어 광대역의 통신 및 방송 신호의 전송이 가능해진다.

한편, 도2에서는 중계노드(2)의 스위치와 분배기의 모든 출력을 통합기(3)에서 통합하여 하나의 광케이블로 각 가입자단으로 인입되도록 구성하였으나, 도3에서와 같이 일부 분배기들만의 출력을 통합기(3)에서 통합하여 하나의 광케이블로 각 가입자단(4-1...4-M)으로 송신하고, 스위치나 상기 통합된 분배기들에서 제외된 분배기의 출력은 별도의 광섬유를 통해 인입되도록 구성하는 방식도 가능하다.

또한, 일반적으로 광결합기는 동작원리상 광신호의 통합과 분배를 동시에 수행할 수 있다. 따라서 도3의 실시예에서 분배기와 통합기(3)를 하나의 광결합기로 대체함으로써 사용되는 소자수를 줄일 수 있는데, 이러한 실시예가 도4에 도시되어 있다.

그리고, 이상과 같은 도2, 3에서의 본 발명은 중앙기지국(1)에서의 방송 신호선들이 모두 중계노드(2)의 분배기까지 각각 인입되어야 하므로, 이 신호들을 수용할 수 있는 분배기는 입력 단자수가 충분히 많고 이 많은 입력을 분배하기 위한 고가의 분배기가 필요하게 된다.

본 발명에서는 이러한 도2, 3에 따른 본 발명의 단점을 보완하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에서는 각 중앙기지국에서 방송신호들의 일부 또는 전부를 통합하여, 중계노드의 분배기에 입력시키는 방식을 제시하는데, 이러한 적용예를 도5, 6를 참고로 하여 설명하기로 한다.

도5에서는 파장이 다른 일부 방송용 중앙기지국(1-2, 1-3)의 신호들을 통합기(6)를 이용하여 통합하여 중계노드(2)로 전송하는 것을 도시하고 있고, 도6에서는 파장이 다른 전체의 방송용 중앙기지국(1-2...1-N)의 신호들을 통합기(6)를 이용하여 통합하여 중계노드(2)로 전송하는 것을 도시하고 있다.

이상과 같이 통합된 신호는 중계노드(2)의 분배기를 거쳐 도2, 3에서와 같이 하나의 광케이블로 각 가입자단으로 전송되고, 각 가입자단(4-1... 4-M)에서는 통합된 신호를 다시 복조하는 게이트웨이(5-1...5-M)를 거쳐 다수의 신호로 분리되어 각 가입자(4-1 ... 4-M)의 단자함의 단자로 출력되게 된다.

이제, 광전 변환기와 전광 변환기에 대해 설명하기로 한다.

본 발명의 2-6도에 기재된 본 발명을 위해서는 각 중앙기지국, 각 스위치 및 분배기, 가입자단이 모두 전기적인 장치인 경우 이 장치들 사이의 결선이 광케이블로 이루어져야 하므로 각 장치들에는 도 7에서와 같은 전광 변환기 또는 광전 변화기가 필요하다.

예를 들면, 각 방송을 위한 중앙기지국(1)에는 출력 부분에 전광 변환기가 사용되어야 하고, 각 가입자단에는 광전 변환기가 사용 되어야 하며, 중계노드의 스위치(인터넷 등의 선로이므로 양방향 송수신이 이루어짐)에는 양단에는 전광 변환기와 광전 변환기가 쌍으로 사용되어야 하며, 중계노드의 분배기(중앙기지국에서 가입자단으로의 송신만이 이루어짐) 양단에는 각각 광전 변환기와 전광 변환기를 사용하면 된다.

그런데, 도7에서와 같은 광전 변환기와 전광 변환기를 양방향 신호를 전달하는 스위치에 사용하는 경우에는 양단에 각각 2가닥의 광케이블을 사용해야 하고 이렇게 되면 배선수가 많아져서 설치비용 및 유지관리 비용이 상승하게 된다.

이러한 단점을 보완하기 위하여, 도8에서와 같은 광송수신기를 사용할 수도 있다. 이 광송수신기는 전기적인 신호를 광신호로 변환하는 기능과 광신호를 전기적인 신호로 변환하는 기능을 동시에 수행하며 광신호의 입출력을 위해 광신호 분리/결합기를 추가로 포함하며, 이 광신호 분리/결합기는 하나의 단자를 통해 광신호를 출력할 뿐만 아니라 동시에 광신호를 입력 받는다. 이러한 광신호 분리/결합 기의 예를들면 Oplink사(www.oplink.com)의 DWTC series(모델명 DWTC11AP0001211)가 있다.

이제, 이상에서 설명한 통합기(3, 6)에서의 각신호의 통합과 게이트웨이(5)에서의 각 신호의 분리에 대하여 자세히 설명하기로 한다.

도3에서는 중계노드(2)와 가입자단(4) 사이의 광케이블 수를 줄이기 위하여 둘이상의 분배기의 출력을 통합하여 가입자단(4)으로 전송하는데, 통합을 하기 위해서는 각 채널의 신호를 주파수 대역별(f1, f2)로 분포되도록 변조하는 과정이 필요하고, 가입자단에 도9에서와 같이 중심 주파수가 주파수 대역(f1, f2)로 되어 있는 광학적인 대역 필터를 포함하는 광신호 분리기(예를들면 Oplink사 MWDM sries 모델명MWDM13150001P211)를 사용하여 신호들을 복조하고 분리하여 광전 변환기1, 2에 의해 전기적인 신호로 변환하여 해당 단자에 신호를 보내거나, 광전 변환기에서 일단 전기적인 신호로 변환한 후 전기적인 대역필터를 사용하여 신호를 분리하는 방법을 사용할 수 있다.

다음으로, 도2에서는 중계노드(2)와 가입자단(4)사이의 광케이블 수를 줄이기 위하여 둘이상의 분배기과 하나의 스위치를 통합하여 가입자단(4)으로 전송하는데, 양방향성인 스위치와 단방향성인 분배기의 신호를 입출력하기 위하여, 스위치의 출력과 분배기의 출력은 서로 상이한 주파수 대역(f1, f2)을 사용해야 하고, 스위치 입력은 스위치 출력과 동일한 대역(f1)을 사용하거나 스위치의 출력 또는 분배기의 출력과는 상이한 대역(f3)을 사용해야 한다. 도10에 가입자단(4)에서의 광송수신기를 예시하고 있다.

도5, 6에 도시한 중앙기지국들에서의 광신호들이 중계노드에서 통합되어 분배기로 입력되는데, 이때에는 예를들면 가입자단(4)에는 도9에서와 같은 광수신기가 사용된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 상기의 실시예들에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당업자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

이상과 같은 본 발명을 이용하면, 중앙기지국과 중계노드와 가입자단으로 구성되는 가입자망에서 중앙기지국과 가입자단 사이의 통신과 방송 신호들을 통합하여 송수신하기 위한 광전송을 제공하는 것이 가능해진다.

Claims (7)

1. 중앙기지국들과 중계노드와 가입자단들로 구성된 가입자 광통신망에 있어서,

   상기 중계노드의 스위치와 분배기들의 출력 중 일부 또는 전부를 변조하여 통합하여 하나의 광케이블로 각 가입자단들로 신호들을 전송하는 통합기들(3);

   상기 각 가입자단에 설치되어, 상기 통합기(3)에서 수신된 광신호에서 원 신호를 복조하여 분리하는 게이트웨이들(5)을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 및 방송 신호 통합 광전송 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 변조 및 통합은 각 신호를 주파수대별로 변조하여 통합하고, 상기 복조 및 분리는 각 주파수대에서 신호를 분리하는 것을 특징으로 하는 통신 및 방송 신호 통합 광전송 시스템.
3. 제1항에 있어서,

   상기 중계노드의 스위치와 분배기들의 입력 부분에는 각 중앙기지국에서의 출력들 중 일부 또는 전부를 변조하여 결합시키는 통합기(6)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 및 방송 신호 통합 광전송 시스템.
4. 제1항에 있어서,

   상기 중계노드의 분배기들의 양단에는 각각 광전 변환기와 전광 변환기가 사용되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 통신 및 방송 신호 통합 광전송 시스템.
5. 삭제
6. 제2항에 있어서,

   상기 게이트웨이에는 서로 상이한 주파수대(f1, f2)에서 원 신호를 분리하는 광신호 분리기가 사용되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 통신 및 방송 신호 통합 광전송 시스템.
7. 제1항에 있어서,

   상기 게이트웨이에는,

   스위치와 분배기의 출력 신호는 상호 상이한 주파수대(f1, f2)를 사용하고, 상기 스위치로의 입력 신호는 상기 스위치 출력 신호의 사용 주파수대(f1)를 사용하거나 상기 스위치 및 출력 신호의 사용 주파수대(f1,f2)와 상이한 주파수대(f3)를 사용하는 광신호 분리/결합기가 사용되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 통신 및 방송 신호 통합 광전송 시스템.

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