KR100722736B1 - 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망 시스템은 중앙기지국(CO), 지역기지국(RN) 및 다수의 가입자 접속장치(ONU)가 광섬유에 의해 연결 구성되는 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망(WDM-PON) 시스템에 있어서, 신호를 변조하고 광신호를 발생시켜 상기 지역기지국으로 전송하거나 상기 지역기지국으로부터 상기 광신호와 동일한 파장의 광신호를 수신하되, 상기 변조된 신호를 필터링하는 저역통과필터를 더 포함하는 상기 중앙기지국과; 상기 중앙기지국에서 송신된 광신호를 다중화하여 상기 가입자 접속장치에 전송하고 상기 가입자 접속장치에서 송신된 광신호를 역다중화하는 상기 지역기지국과; 상기 지역기지국에서 송신된 광신호를 수신하고 상기 수신된 광신호와 동일한 파장의 광신호를 상기 지역기지국으로 상기 중앙기지국의 변조방식과는 다른 변조방식을 사용하여 전송하되, 상기 수신된 광신호와 동일한 파장의 광신호를 공유하도록 하는 광변조기를 더 포함하는 상기의 가입자 접속장치로 이루어진다.
본 발명은 중앙기지국에서 가입자 접속장치로의 하향통신 광원을 변조방식을 달리하여 상향통신에도 재사용함으로써 효율적이고 경제적인 광가입자망 구현에 그 특징이 있다. 하향통신에는 광원을 디지털 신호를 이용하여 직접변조하고 상향 통신에는 하향통신 광원을 부반송파변조(SCM) 방식을 이용하여 재사용함으로써 가입자 접속장치에는 광원이 불필요하게 되므로 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망 시스템의 제작단가를 현저하게 절감시킬 수 있다.
수동형광가입자망, 부반송파변조, 중앙기지국, 지역기지국, 가입자접속장치, 가입자단, 파장공유, WDM, PON, CO, ONU, SCM

Description

파장분할 다중방식 수동형 광가입자망 시스템{Wavelength Division Multiplexed Passive Optical Network System}
도 1은 종래의 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 서로 다른 변조방식을 이용하여 상하향통신에 동일파장을 공유하는 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망 시스템의 구성도이다.
도 3은 서로 다른 변조방식을 이용하여 상향/하향통신에서 광원을 공유할 수 있는 동작원리를 보여주는 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 서로 다른 변조방식을 이용하여 상하향통신에 동일파장을 공유하는 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망 시스템의 실험예이다.
도 5a ~ 5d는 도 4의 각 부분(A,B,C,D)의 전력을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 서로 다른 변조방식을 이용하여 상하향통신에 동일파장을 공유하는 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망의 성능을 BER과 아이패턴을 나타내는 아이 다이어그램을 이용하여 측정한 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
200 : 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망 시스템
210 : 중앙기지국(Central Office, CO)
215 : 저역통과필터(Low Pass Filter, LPF)
211, 221 : AWG(Arrayed Waveguide Grating)
220 : 지역기지국(Remote Node, RN)
230 : 가입자 접속장치(Optical Network Unit, ONU)
232, 433 : 광변조기
본 발명은 WDM-PON(Wavelength Division Multiplexed - Passive Optical Network, 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망)에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 서로 다른 변조방식을 사용하여 상하향통신에 동일파장을 공유하는 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망에 관한 것이다.
현재의 UTP(Unshielded Twisted Pair)를 통한 DSL(Digital Subscriber Line) 기술은 향후 활성화될 음성, 데이터, 그리고 방송이 융합된 서비스를 가입자에게 제공하는데 있어서 충분한 대역폭 및 품질 보장을 제공하기가 어려울 것으로 예상된다. 이를 해결하기 위해서 가입자까지 광섬유로 연결하는 FTTH(Fiber To The Home) 기술이 전 세계적으로 활발히 연구되고 있다.
또한 디지털 기반의 홈서비스가 확대됨에 따라 가입자 개인 당 평균 100 Mbps 이상의 대역폭이 요구될 것으로 전망되고, 따라서 이와 같은 수준의 대역폭을 제공하기 힘든 기존의 DSL 방식 및 Cable 모뎀 방식은 점차 FTTH 방식으로 대체될 것으로 예측되는 것이다.
그러나 종래 동선망(UTP)에서 광섬유망(FTTH)으로의 대체에는 막대한 투자예산이 필요하게 되는 만큼 투자비 절감과 광가입자망 활용 효율화를 위해서는 경제성이 있는 망의 구성이 매우 중요하다.
이러한 관점에서 망 구성을 위한 초기 투자 비용이 낮을 뿐 아니라 망의 유지 보수가 용이한 수동형 광가입자망(Passive Optical Network, PON)이 경제적인 광가입자망으로 주목받고 있다. 수동형 광가입자망은 광섬유를 여러 가입자 전송 장치(ONU)가 공유하므로 광섬유를 절약할 수 있으며 가입자가 특정한 서비스를 요구할 때까지 단말 장치를 제공하지 않아도 된다는 경제적 잇점이 있다.
또한 중앙기지국(CO)과 가입자 접속장치(ONU) 사이에 외부 전력원을 요구하는 장치가 없기 때문에 망의 설치 후 유지/보수가 용이하고 이러한 수동형 광가입자망(PON)은 경제적인 광섬유망의 구축을 가능케 하므로 한층 더 활성화가 예상된다.
따라서 상기와 같은 이유로 인하여 광대역 가입자망의 필요성에 의하여 수동형 광가입자망(PON) 기술이 중점적으로 연구되고 있으며, 여러가지 수동형 광가입자망(PON) 기술 중에서도 광섬유의 광대역 특성에 의해 파장을 할당하여 용이하게 용량을 확대시킬 수 있는 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망(WDM-PON) 기술이 차세대 기술로 주목받고 있다.
상기 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망(WDM-PON)의 장점은 첫째, 각 가입자에게 부여된 고유의 파장을 이용하여 초고속 광대역 통신 서비스를 제공하여 가입자별로 각각 다른 파장의 광채널 할당에 의해 가입자 트래픽을 분리함으로써 보안성 및 프로토콜 투명성을 가진다는 것이다.
둘째, 각 가입자가 요구하는 별도의 통신 서비스 또는 통신용량의 확대를 쉽게 수용할 수 있으며 새 가입자에게 부여될 고유의 파장을 추가함으로써 쉽게 가입자의 수를 확대할 수 있다는 것이다.
그러나 이러한 장점에도 불구하고, 중앙기지국(CO)과 각 가입자단(ONU)에서 특정 발진 파장의 광원과 광원의 파장을 안정화하기 위한 부가적인 파장 안정화 회로의 필요성으로 인해 가입자에게 높은 경제적 부담을 요구하므로 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망은 아직 실용화되고 있지 못하고 있다. 따라서 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망의 구현을 위해서는 경제적인 파장분할 다중방식 광원장치의 개발이 필수적이다.
도 1은 종래의 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망 시스템의 구성도이다.구체적으로 도 1을 참조하면, 종래의 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망 (WDM-PON)(10)은 중앙기지국(CO)(20), 지역기지국(RN)(30) 및 가입자 접속장치 (ONU)(40)로 구성된다.
먼저 상향통신에 대하여 설명하면, 상기 종래의 파장분할 다중방식 수동 광가입자망(10)은 도 1과 같이 가입자 접속장치(ONU)(40) 내의 별도의 광원(42)이 필요하며 상기 광원(42)을 이용하여 각각의 가입자 접속장치(ONU)(40)의 신호가 생성 되고 이렇게 생성된 신호들은 지역기지국(RN)(30)에서 다중화되어 중앙기지국(CO)(20)으로 전송되고 전송된 신호는 중앙기지국(CO)(20) 내부에 존재하는 AWG(21)에서 다시 역다중화된다.
상기 역다중화된 신호는 중앙기지국(CO)(20) 내의 광회전기(22)를 통하여 각각의 수신단(RX-N)(24)으로 광신호를 전달하며, 이때 각각의 가입자 접속장치(ONU)(40)에서 사용되는 광원(42)은 단일모드 광원으로는 DFB-LD(Distributed Feed Back-Laser Diode), 다중모드 광원으로는 FP-LD(Fabry Perot-Laser Diode), 비간섭성 광원으로는 SLD(Super LUminescent Diode), LED(Light Emitting Diode) 등이 사용될 수 있으며 도 1에서는 단일모드 광원으로 DFB-LD로 도시하였다.
한편 하향통신은 상향통신과 반대방향으로 동일한 방법으로 전송되므로 상세한 설명은 생략한다.
도 1을 참조하면, 가입자 단의 수가 N일 때 중앙기지국(CO)(20)에 하향통신을 위한 N개의 광원(23)과 각각의 가입자 접속장치(ONU)(40)에 상향통신을 위한 N개의 광원(42) 등 총 2N개의 광원을 필요로 한다.
여기서 상기 파장분할 수동형 광가입자망 시스템에서 전체적인 비용을 결정하는 핵심적인 요소가 가입자 접속장치(ONU)(40)를 구성하는 광원(42)의 비용이고, 가입자 수가 증가할 때마다 2배의 광원의 수가 추가적으로 필요하다는 점을 고려할 때 총 2N개의 광원을 필요로 하는 것은 큰 문제점이다. 또한 파장 사이의 간격을 세분화할 경우 제반 광부품의 단가 상승 및 정밀 파장 제어등을 위한 추가 비용과 소자 등이 수반되는 문제도 발생한다.
이러한 문제점들을 해결하기 위하여 한국공개특허공보 제2005-28987호에서는 "파장공유된 WDM-SCMA 수동형 광가입자망"에 대한 기술을 제시하고 있다.
상기 한국공개특허공보 제2005-28987호의 "파장공유된 WDM-SCMA 수동형 광가입자망"에서 제시하고 있는 기술은 WDM-PON 기반의 광가입자망에서 파장을 공유하는 RN(지역기지국)단을 구성하고, CO(중앙기지국)단과 가입자 양단의 광 송수신기에 부반송파변조(SCM)/부반송파다중방식(SCMA)를 추가함으로써, 보다 스펙트럼 효율을 향상시키고 쉽게 가입자 수를 늘릴 수 있는 WDM-SCMA 수동형 광가입자망의 구조와 상/하향신호 전달에 관한 것으로서, 그 목적은 하향신호에 부반송파변조(SCM) 방식을 채용함으로써, CO단의 광원의 개수를 줄여 가입자 수 증가에 따른 광원 단가의 증가를 최소화하는 것이다.
그러나, 상기 한국공개특허공보 제2005-28987호에서는 "파장공유된 WDM-SCMA 수동형 광가입자망"에서는 그 목적을 달성하기 위한 부반송파다중방식(SCMA)/부반송파변조(SCM)을 이용한 파장 공유의 방법에 대해서는 구체적인 언급없이 통상의 부반송파다중방식(SCMA)/부반송파변조(SCM)를 이용하는 일반적이고 추상적인 해결 방법만 제시하고 있는 문제가 있다.
그리고 비간섭성 광원이 가지는 세기 잡음을 효과적으로 억제하여 변조속도 및 광출력을 개선할 수 있는 "반사형 이득고정 반도체 광증폭기를 포함하는 광신호 전송장치 및 이를 이용한 광통신 시스템"에 관한 발명을 삼성전자주식회사가 출원하여 2005년 5월 3일에 공개번호 10-2005-0040149로 공개특허공보를 통하여 공개되었다.
그러나 상기 발명에서는 상/하향신호 모두 디지털 변조방식을 이용하여 전송하는 것이고, 더욱이 파장을 공유하는 수동형 광가입자망이 아니므로 경제적이고 효율적인 시스템이 아니라는 문제가 있다.
본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 WDM-PON 시스템에서 중앙기지국(CO)에 저역통과필터(LPF)를 추가하여 신호의 부엽(sidelobe)을 제거하고 가입자 접속장치(ONU)에 반사형 이득고정 광증폭기, RSOA,SOA,EAM,LiNbO3 (리튬나이오베이트)광변조기와 같은 변조기를 사용함으로써 상향통신과 하향통신에 동일한 파장을 다른 변조 방식으로 공유함으로써 필요한 광원의 수를 2N개에서 N개로 줄여 가격의 효율성을 극대화하고 스펙트럼 효율을 향상시키며 쉽게 가입자 수를 늘릴 수 있는 WDM-PON 시스템에 관한 것이다.
구체적으로는 가입자 접속장치(ONU)에서 중앙기지국(CO)로의 상향통신의 경우 일반적인 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망 시스템이 별도의 광원을 변조하여 사용하는 것과는 달리, 본 발명은 디지털 변조된 신호의 RF 스펙트럼은 주엽 (mainlobe)부분이외에도 부엽(sidelobe)부분이 넓은 주파수 대역에 걸쳐 분포하지만 대부분의 파워는 주엽부분에 집중적으로 분포하므로 부엽부분만을 필터링하여 제거하여도 신호의 복조(demodulation)에 영향을 주지 않는 점을 이용하여, 하향신호의 부엽부분을 제거하여 이 부분의 스펙트럼을 부반송파변조(SCM) 방식으로 상향통신에 이용함으로써 동일광원을 재사용하여 효율적으로 스펙트럼을 사용하고자 한다.
이렇게 상향통신과 하향통신에 있어서 다른 변조 방식을 사용하여 상향통신에는 별도의 광원을 사용하지 않고 하향통신의 광원을 공유함으로써 스펙트럼 효율을 극대화하여 필요한 광원의 수를 반으로 줄여 경제적인 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망 시스템을 제공하는데 발명의 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망 시스템은 중앙기지국(CO), 지역기지국(RN) 및 다수의 가입자 접속장치(ONU)가 광섬유에 의해 연결 구성되는 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망(WDM-PON) 시스템에 있어서, 신호를 변조하고 광신호를 발생시켜 상기 지역기지국으로 전송하거나 상기 지역기지국으로부터 상기 광신호와 동일한 파장의 광신호를 수신하되, 상기 변조된 신호를 필터링하는 저역통과필터를 더 포함하는 상기 중앙기지국과; 상기 중앙기지국에서 송신된 광신호를 다중화하여 상기 가입자 접속장치에 전송하고 상기 가입자 접속장치에서 송신된 광신호를 역다중화하는 상기 지역기지국과; 상기 지역기지국에서 송신된 광신호를 수신하고 상기 수신된 광신호와 동일한 파장의 광신호를 상기 지역기지국으로 상기 중앙기지국의 변조방식과는 다른 변조방식을 사용하여 전송하되, 상기 수신된 광신호와 동일한 파장의 광신호를 공유하도록 하는 광변조기를 더 포함하는 상기의 가입자 접속장치로 이루어진다.
바람직하게 상기 중앙기지국은 데이터 신호의 부엽(sidelobe)부분을 필터링하는 상기 저역통과필터와 광신호 송신용 광원으로 이루어지는 송신부; 상기 부엽 부분이 필터링된 다수의 하향신호를 다중화하여 하향전송하고 상기 지역기지국으로부터 수신된 상향신호를 역다중화하여 상향전송하는 AWG; 상기 AWG의 어느 하나의 포트에 연결되어 상향신호와 하향신호를 구분하는 광회전기; 및 상기 광회전기에서 상향신호인 경우 상기 상향신호를 검출하는 수신부로 구성될 수 있다.
바람직하게 상기 가입자 접속장치는 데이터 신호를 변조하는 변조기와 상기 변조된 신호 가운데 해당 대역을 필터링하는 대역통과필터와 상기 필터링된 신호를 광변조하는 상기 광변조기로 이루어지는 송신부; 상기 광변조기에서 광변조된 다수의 상향신호를 지역기지국으로 전송하고 상기 지역기지국으로부터 전송된 하향신호를 분배하는 광분배기; 및 상기 광분배기에서 분배된 하향신호를 검출하는 수신부로 구성될 수 있다.
바람직하게 상기 수신부는 수신된 광신호를 전기신호로 바꾸는 광전변환기(PD)와 변조된 신호 가운데 해당 대역을 필터링하는 대역통과필터와 필터링된 신호를 복조하는 복조기로 이루어질 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 다른 실시예로서 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망 시스템은 중앙기지국(CO), 지역기지국(RN) 및 다수의 가입자 접속장치(ONU)가 광섬유에 의해 연결 구성되는 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망(WDM-PON) 시스템에 있어서, 신호를 변조하고 광신호를 발생시켜 상기 지역기지국으로 전송하거나 상기 지역기지국으로부터 상기 광신호와 동일한 파장의 광신호를 수신하는 상기 중앙기지국과; 상기 중앙기지국에서 송신된 광신호를 다중 화하여 상기 가입자 접속장치에 전송하고 상기 가입자 접속장치에서 송신된 광신호를 역다중화하는 상기 지역기지국과; 상기 지역기지국에서 송신된 광신호를 수신하고 상기 수신된 광신호와 동일한 파장의 광신호를 상기 지역기지국으로 상기 중앙기지국의 변조방식과는 다른 변조방식을 사용하여 전송하되, 상기 변조된 신호를 필터링하는 저역통과필터 및 상기 수신된 광신호와 동일한 파장의 광신호를 공유하도록 하는 광변조기를 더 포함하는 상기의 가입자 접속장치로 이루어진다.
바람직하게 상기 중앙기지국은 데이터 신호를 변조하는 변조기와 상기 변조된 신호 가운데 해당 대역을 필터링하는 대역통과필터와 광신호 송신용 광원으로 이루어지는 송신부; 상기 부엽부분이 필터링된 다수의 하향신호를 다중화하여 하향전송하고 상기 지역기지국으로부터 수신된 상향신호를 역다중화하여 상향전송하는 AWG; 상기 AWG의 어느 하나의 포트에 연결되어 상향신호와 하향신호를 구분하는 광회전기; 및 상기 광회전기에서 상향신호인 경우 상기 상향신호를 검출하는 수신부로 구성될 수 있다.
바람직하게 상기 가입자 접속장치는 데이터 신호의 부엽(sidelobe)부분을 필터링하는 상기 저역통과필터와 상기 필터링된 신호를 광변조하는 상기 광변조기로 이루어지는 송신부; 상기 광변조기에서 광변조된 다수의 상향신호를 지역기지국으로 전송하고 상기 지역기지국으로부터 전송된 하향신호를 분배하는 광분배기; 및 상기 광분배기에서 분배된 하향신호를 검출하는 수신부로 구성될 수 있다.
바람직하게 상기 수신부는 수신된 광신호를 전기신호로 바꾸는 광전변환기(PD)와 변조된 신호 가운데 해당 대역을 필터링하는 대역통과필터와 필터링된 신호 를 복조하는 복조기로 이루어질 수 있다.
바람직하게 상기 지역기지국은 상기 중앙기지국으로부터 수신한 하향신호를 역다중화하여 상기 다수의 가입자 접속장치로 출력하고 상기 다수의 가입자 접속장치로부터 수신된 상향신호를 다중화하여 상기 중앙기지국으로 전송하는 AWG로 구성될 수 있다.
바람직하게 상기 중앙기지국의 송신부의 광원은 단일모드 광원(DFB-LD, VCSEL), 다중모드 광원(FP-LD), 비간섭성 광원(SLD, LED, EDFA) 중에 선택된 어느 하나일 수 있다.
바람직하게 상기 중앙기지국은 상기 비간섭성 광원을 광변조하고 변조된 신호를 송신하는 외부변조기를 더 포함할 수 있다.
바람직하게 상기 데이터 신호는 디지털 변조방식으로서 ASK, FSK, PSK, QAM 중 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.
바람직하게 상기 변조기는 파장공유를 위해서 상기 지역기지국에서 전송되어 상기 광분배기에 의하여 분배된 상기 부엽부분이 제거된 하향신호를 이용하여 상기 상향신호에 부반송파변조(SCM) 방식을 사용할 수 있다.
바람직하게 상기 변조기는 파장공유를 위해서 상기 하향신호에 부반송파변조 (SCM) 방식을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 또 다른 실시예로서, 바람직하게 상기 광원은 방송 서비스를 위한 방송용 광원을 더 포함할 수 있다.
바람직하게 상기 광변조기는 반사형 이득고정 광증폭기로 구성될 수 있다.
바람직하게 상기 광변조기는 반사형 반도체 광증폭기(RSOA)로 구성될 수 있다.
바람직하게 상기 광변조기는 반도체 광증폭기(SOA), EA 변조기, LiNbO3(리튬나이오베이트)광변조기 중 선택된 어느 하나로 구성될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실험예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수도 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명에 따른 서로 다른 변조방식을 이용하여 상하향통신에 동일파장을 공유하는 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망 시스템의 구성도이며, 구체적으로 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망(WDM-PON) 시스템(200)은 중앙기지국(CO)(210), 지역기지국(220) 및 가입자 접속장치(ONU)(230)로 구성된다.
상기 중앙기지국(CO)(210)은 송신부(216), 수신부(214), 광회전기(212) 및 AWG(211)로 구성되며, 상기 송신부는 저역통과필터(215), 광원(213)으로 이루어지며 상기 수신부(214)는 광전변환기(414), 대역통과필터(434), 복조기(416)로 이루어진다. 여기서 상기 수신부(214)의 하나의 예를 도 4에서 상세하게 도시한다.
또한 상기 가입자 접속장치(230)는 송신부(234), 수신부(233) 및 광분배기(231)로 구성되며, 상기 송신부(234)는 변조기(435), 대역통과필터(434), 광변조기(232, 433)로 이루어진다. 여기서 상기 송신부(234)와 수신부(233)의 하나의 예를 도 4에서 상세하게 도시한다. 또한 상기 지역기지국은 AWG(221)로 구성된다.
우선 중앙기지국(CO)(210)에서 가입자 접속장치(ONU)(230)로의 하향 통신과정에서는 도 2를 참조하면, 중앙기지국(210) 내의 가입자만큼의 광원(213)이 존재하며 상기 각각의 광원(213)을 직접 혹은 외부 변조기를 이용하여 간접 변조하여 신호를 생성한다.
상기 생성된 신호는 AWG(211)를 통하여 다중화되고(MUX) 다중화된 신호는 광섬유를 통하여 지역기지국(Remote node, RN)(220)으로 전송된다. 여기서 지역기지국(RN)(220)은 AWG(221)로 구성되어 있으며 상기 지역기지국(RN)에서 각각의 가입자 접속장치(230)로 파장을 할당하는 역다중화(DEMUX) 기능을 수행하여 각각의 파장을 각각의 가입자 접속장치(ONU)(230)로 전송하게 된다.
또한 각각의 가입자 접속장치(ONU)(230) 내부에는 광분배기(231)가 내장되어 있어 수신기와 광변조기로 광신호를 분배하여 전달한다. 이때 사용되는 광원은 단일모드 광원으로는 DFB-LD, VCSEL이 사용될 수 있고 다중모드 광원으로는 FP-LD, 비간섭성 광원으로는 SLD, LED, EDFA 등이 사용될 수 있다.
여기서 다중모드 광원 FP-LD의 경우에는 단일 광원을 만들기 위하여 인젝션 락킹(injection-locking)이라는 별도의 방법이 요구되며, 특히 비간섭성 광원(SLD, LED, EDFA)은 일반적으로 AWG를 사용하여 넓은 스펙트럼을 분할한 후 외부변조기로 광변조한다. 이 경우 상기 중앙기지국(210)의 송신부(216)은 외부변조기(미도시)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 상하향통신에서는 일반적인 파장분할 다중방식 수동 광가입자망(WDM-PON) 시스템과 같이 기저대역 신호를 디지털 변조하며, 상기 디지털 신호는 ASK, FSK, PSK, QAM 중 선택된 어느 하나의 방식으로 변조되며 주로 OOK(On Off Keying) 방식인 ASK 방식이 주로 사용된다. 그러나 본 발명의 특징은 상향통신을 할 경우에는 상기 변조된 기저대역 전기 신호를 광신호로 변조하는 과정에서 부반송파변조(SCM) 방식을 사용한다는 점이다.
한편 각각의 가입자 접속장치(ONU)(230)에서 중앙기지국(CO)(210)으로의 상향신호의 경우를 설명하기 전에 일반적인 파장분할 다중방식 수동 광가입자망(WDM-PON) 구조에서의 상향통신을 살펴본다.
일반적인 파장분할 다중방식 수동 광가입자망은 도 1을 참조하면, 별도의 광원이 필요하며 이 광원을 이용하여 각각의 가입자 접속장치(ONU)(40)의 신호가 생성되고 이 신호들은 지역기지국(RN)(30)에서 다중화되어 중앙기지국(CO)(20)으로 전송되고 전송된 신호는 중앙기지국(CO)(20) 내부에 존재하는 AWG(21)에서 다시 역다중화된다. 또한 상기 다중화된 신호는 중앙기지국(CO)(20) 내의 각각의 수신단(RX-N)(24) 으로 광신호를 전달한다.
그러나 도 1과 같은 일반적인 파장분할 다중방식 수동 광가입자망(WDM-PON)구조와 구별되는 본 발명의 상향통신 방법의 특징은 각각의 가입자 접속장치(ONU)(230)에 여러가지 광변조기(232)들을 이용하여 상기의 하향통신에 사용된 광 원을 재사용한다는 점이다.
여기서 상기 광변조기(232)를 구성함에 있어서, 반도체 광증폭기(SOA), EAM, LiNbO3(리튬나이오베이트)광변조기를 사용할 수 있으나 LiNbO3(리튬나이오베이트)광변조기와 같은 외부 변조기는 고가이므로 제조단가를 높일 것이다.
또한 상기 광변조기(232)를 구성함에 있어서 상기한 외부 변조기의 단점을 극복하고자 반사형 반도체 광증폭기 (RSOA: Reflective semiconductor optical amplifier) 를 사용하여 이득 특성이 파장에 따라 급격하게 변화하지 않기 때문에 광원의 모드를 일치시켜야 하는 문제를 회피할 수 있고 분할된 광원의 입력세기를 크게 하여 증폭기의 이득포화 특성을 이용하여 비간섭성 광원이 가지는 세기잡음을 억제함으로써 높은 변조 속도를 얻을 수 있다. 그러나 상기 반사형 반도체 광증폭기의 경우는 이득세기에 따라 이득포화 현상이 부드럽게 일어나므로 이득포화에 의해 세기잡음을 억제하는데 한계를 가지고 있다.
또한 상기 광변조기(232)를 구성함에 있어서 상기한 반사형 반도체 광증폭기(RSOA)의 단점을 극복하고자 반사형 이득고정 반도체 광증폭기를 사용하여 비간섭성 광원이 갖는 세기잡음을 효과적으로 억제하여 변조속도 및 광출력을 개선할 수 있다.
그리고 상기한 상향통신을 하기 위하여 중앙기지국(CO)(210)에는 저역통과필터(213)을 더 포함하여 본 발명의 목적을 달성할 수 있으며, 도 3은 서로 다른 변조방식을 이용하여 상향/하향통신에서 광원을 공유할 수 있는 동작원리를 보여주는 그래프이다.
일반적으로 디지털 변조된 신호의 RF 스펙트럼은 주엽(mainlobe)부분 이외에도 부엽(sidelobe)부분이 넓은 주파수 대역에 걸쳐 분포하지만 대부분의 파워는 주엽부분에 집중적으로 분포하므로 부엽부분을 상기 저역통과필터(213)로 필터링하여 제거하여도 신호의 복조(demodulation)에 영향을 주지 않는다.
이러한 원리를 이용한 본 발명의 특징은 하향통신에 사용되는 RF 스펙트럼 대역을 상기의 저역통과필터(213)로 필터링하고 필터링한 신호는 하향통신에 이용하고 필터링된 나머지 RF 스펙트럼은 상향통신에 재사용하는 것이다.
즉, 본 발명에서는 이러한 특성을 이용하여 하향통신의 광원에서 RF 스펙트럼의 부엽부분을 저역통과필터(213)로 제거한 후 부엽부분이 제거된 신호를 이용해 상향통신에 재사용한다. 이 경우 신호의 심볼간간섭(ISI)와 같은 열화(degradation)를 막기 위해 일정한 주파수 간격을 두어 가드밴드(guard band)를 설정하고 부반송파변조(SCM) 변조방식을 이용해 변조를 하게 되며 도 3은 이러한 상향 및 하향 통신의 스펙트럼을 보여준다.
결국 본 발명은 이렇게 상향통신과 하향통신에서 하나의 광원의 대역폭을 분할하여 사용함으로써 효율적이고 경제적인 파장분할 다중방식 수동 광가입자망(WDM-PON) 구현이 가능하며, 본 발명에 따라 변조방식을 달리하여 상향과 하향통신에서 동일 파장을 공유하는 파장분할 다중방식 수동 광가입자망(WDM-PON) 구조는 광원의 수를 N개로 줄일 수 있다.
특히 종래 가입자 접속장치(ONU)에 반사형 반도체 광증폭기(RSOA)를 이용하 는 발명과 대비하면, 종래 발명은 중앙기지국(CO)에 상향통신을 위해 별도의 광원이 필요하지만 본 발명에서는 상향통신을 위한 별도의 광원이 불필요하다는 것이 본 발명의 특징이다.
도 4는 본 발명에 따른 서로 다른 변조방식을 이용하여 상하향통신에 동일파장을 공유하는 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망 시스템의 실험예이다. 도 4의 실험예의 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망 시스템(400)은 중앙기지국(410), AWG(420) 및 가입자 접속장치(ONU)(430)으로 구성되어 있으며 하나의 광원에 의한 하나의 가입자 접속장치에 대한 실험예이다.
중앙기지국(410)은 저역통과필터(411), 광원(412), 광스위치(413), 포토 디텍터(414), 대역통과필터(415), 믹서(416) 및 수신기(417)를 구비하고 가입자 접속장치(ONU)(430)은 광분배기(431), 광변조기(433), 대역통과필터(434), 변조기(435) 및 수신기(432)를 구비한다. 여기서 도 4의 실험예에서 상기 광원(412)는 DFB-LD로 구성하고 상기 광분배기(431)는 3dB 커플러로 구성하고 상기 광변조기(433)는 반사형 반도체 광증폭기(RSOA)로 구성하여 실험하였다.
구체적으로는 중앙기지국(CO)(410)에서는 가입자 접속장치(ONU)(430)에 파장을 일대일 매칭하여 가입자 수만큼의 독립된 파장을 갖는 광원(412)이 위치하며, 만일 N개의 가입자 접속장치(ONU)(430)가 존재한다면 하향 통신을 위해 필요한 광원의 수는 N개 (λ1 ~ λN)이다.
하향통신의 경우에는 상기 광원들을 각각의 가입자 접속장치(ONU)(430)에 전 송될 신호를 (신호의 변조속도는 622.08Mb/s나 1.25Gb/s 등 필요한 정보량에 따라 결정) 저역통과필터(411)를 이용하여 신호의 부엽부분을 제거한 후 직접 또는 외부변조기(미도시)를 이용하여 간접변조한다.
상기 변조된 신호들은 AWG(420)로 다중화되어 일정거리 전송된 후 지역기지국(RN)(420)에서 각각의 가입자 접속장치(ONU)(430)로 역다중화되며 각각의 가입자 접속장치(ONU)(430)의 광분배기(3dB 커플러)(431)는 신호를 분배하여 수신기(432)로 보내어 광전변환 후 원래의 신호를 복원한다.
한편 상향통신의 경우에는 하향 전송된 광원을 광변조기(RSOA)(433)를 이용하여 재변조하게 되며, 이러한 재변조의 과정은 부반송파변조(SCM)기법을 이용하여 전송될 신호를 복조기(435)를 이용하여 일단 RF주파수로 전환한 후 대역통과 통과필터(434)를 통하여 필터링하여 이 데이터가 실려있는 RF 신호를 광변조기(RSOA)(433)에 인가하면 상향 신호가 광원에 변조된다.
여기서 상기 광변조기(RSOA)(433)는 반사형 이득고정 광증폭기로 구성하여 비간섭성 광원이 갖는 세기잡음을 효과적으로 억제하여 변조속도 및 광출력을 개선할 수 있다. 또한 상기 광변조기(RSOA)(433)는 상기 반사형 반도체 광증폭기 자체에서 제공되는 이득을 이용하여 별도의 광증폭기 없이 상향통신에 필요한 광전력을 확보할 수 있다.
이 때 상기 반사형 반도체 광증폭기 이외에도 반도체 광증폭기(SOA), EA 변조기, LiNbO3(리튬나이오베이트)광변조기로 구성할 수도 있으나 이러한 경우는 손실 된 광전력의 보상을 위해 광증폭기와 같은 추가적인 소자가 필요하게 된다.
상기한 바와 같이 변조기들에 의하여 변조된 상향신호는 지역기지국(RN)(420)의 다중화와 중앙기지국(CO)AWG에서 역다중화되어 광회전기(413)를 통하여 각각의 가입자 접속장치(ONU)(430)의 신호를 수신하는 수신기(417)로 전송된다.
이 때 중앙기지국(CO)(410) 내의 수신부(417)에서는 광전변환기(414)에서 광전변환 후 대역 통과 필터(BPF)(415)를 이용하고 부반송파 복조기(416)를 통과하여 각각의 가입자 접속장치(ONU)(430)에서 부반송파변조(SCM) 변조에 의하여 변조된 RF 주파수 대역만을 선택하여 복조함으로써 올바른 신호를 복구할 수 있다.
구체적인 예를 들면, 중앙기지국(CO)(410)에서는 하향 전송을 위해 622.08Mb/s의 신호를 550MHz의 컷오프 주파수를 갖는 저역통과필터(411)를 통과시켜 부엽부분을 제거한다. 도 5a ~ 5d는 상기 구체적인 예에 대한 도 4의 각 부분(A, B, C, D)의 전력을 나타낸 그래프이다.
도 5a 는 도 4의 A를 나타내며 저역통과필터(LPF)(411)를 통과시켜 부엽부분들을 제거한 경우와 저역통과필터(LPF)(411)를 통과시키지 아니한 경우의 622.08Mb/s 신호를 보여주며, 저역통과필터(LPF)(411)를 통과시켜 필터링하면 부엽들의 신호가 거의 제거되는 것을 알 수 있다.
상기의 부엽들이 제거된 신호를 1550.08nm의 파장을 갖는 단일모드 광원 DFB-LD(412)에 인가시켜 직접변조된 광원을 생성하고 변조된 신호를 지역기지국(RN)(420) 내의 AWG에서 각각의 가입자 접속장치(ONU)(430)로 전송하고, 상기 각각의 가입자 접속장치(ONU)(430)에는 광분배기(3dB 커플러)(431)가 이 신호를 상향 변조를 위한 광변조기(RSOA)(433)와 하향 신호의 수신을 위한 수신기(432)로 절반으로 분배하고, 상기 수신기(432)에서 상기 중앙기지국(CO)의 수신부에서와 동일한 방식으로 이 신호를 복원하여 하향 전송된 신호를 복구한다.
도 6은 본 발명에 따른 서로 다른 변조방식을 이용하여 상하향통신에 동일파장을 공유하는 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망의 성능을 BER(Bit Error Rate)과 아이패턴을 나타내는 아이다이어그램(eye diagram)을 이용하여 측정한 그래프이며 x축은 수신전력(dBm)을 나타내고 y축은 BER(log scale)을 나타낸다. 도 6을 참조하면, 저역통과필터(LPF)(411)를 통과하여 부엽을 제거한 신호와 저역통과필터(LPF)(411)가 없는 경우의 신호를 비교하면 2dB정도의 파워 패널티(power penalty)를 갖지만 10km 전송 후 10-9의 BER을 갖기 위해 필요한 수신전력은 약 -23dBm 정도로 별도의 광증폭기 없이도 충분한 파워버짓(power budget)을 확보할 수 있다.
또한 상향 전송의 경우 각각의 가입자 접속장치(ONU)(430)에서는 광분배기(3dB 커플러)(431)에 의하여 분배된 신호가 광변조기(RSOA)(433)로 입사하여 상기 광변조기(RSOA)(433) 내부에서 이득을 얻어 증폭되며 증폭정도는 상기 광변조기(RSOA)(433)의 동작전류에 따라 다르며 시스템의 파워버짓을 고려하여 필요한 이득을 얻을 만큼의 전류를 인가한다.
예를 들어 20dB의 이득을 얻기 위해서는 상기 광변조기(RSOA)(433)에 약 30mA정도의 전류를 인가하고 상기 광변조기(RSOA)(433)에 도 4와 같이 100Mb/s의 신호와 900MHz의 RF 신호를 변조기(435)를 이용하여 변조하고, 이렇게 믹싱된 신호를 대역통과필터(BPF)(434)를 이용하여 700MHz부터 1.1GHz사이의 신호만을 통과시킨다.
도 5b는 도 4의 B를 나타내며, 900MHz의 RF 신호(부반송파, sub-carrier)에 100Mb/s의 기저대역(baseband) 신호가 실려있는 신호가 상기 광변조기(RSOA)(433)에 인가되기 전과 인가된 후 변조된 신호의 파형을 보여준다.
상기 광변조기(RSOA)(433)를 통하여 변조된 상향통신 신호는 다시 지역기지국(RN)(420)을 거쳐 중앙기지국(CO)(410) 내의 광전변환기 (PD: photo detector)(414)에서 전기신호로 변환되고, 이렇게 변환된 신호를 다시 대역통과필터(BPF)(415)를 이용하여 원하는 대역의 신호만을 필터링한 후 이 신호를 믹서(416)에서 다시 900MHz의 RF 신호(부반송파)로 복조시켜 100Mb/s의 기저대역(baseband) 신호를 복원한다.
도 5c는 도 4의 C를 나타내며, 광전변환기(PD)(414) 통과 후 대역통과필터(BPF)(415)를 통과하기 전과 통과한 후 신호의 전력을 나타낸 그래프이다. 도 5를 참조하면, 잔존했던 하향신호가 거의 완전하게 제거되는 것을 확인할 수 있다. 또한 도 5d는 도 4의 D를 나타내며, 복원된 100Mb/s의 기저대역 신호의 전력을 나타낸 그래프이며, 원래 신호가 거의 복구된 것을 알 수 있다.
특히, 상기 도 6은 ITU-grid에 맞는 1540nm부터 1570nm대역까지의 파장을 갖는 광원을 사용했을 경우의 BER을 나타낸 그래프로서, 반사형 반도체 광증폭기(RSOA)를 변조기로 사용한 경우 상기 반사형 반도체 광증폭기(RSOA)자체의 이득 때 문에 별도의 광증폭기가 불필요하다는 것을 알 수 있다.
본 발명에 따른 다른 실시예로서 상기 실시예와 달리 하향통신에서 부반송파변조(SCM) 방식을 사용하고 상향통신에서 디지털 변조방식을 이용하며, 상기 실시예와 동일하게 광원은 중앙기지국의 송신부에 구비되어 광신호를 하향통신하고 광변조기는 가입자 접속장치에 구비되어 동일광원을 재사용할 수 있도록 한다.
이 경우에는 상기 실시예와 달리 상기 중앙기지국은 저역통과필터 대신에 변조기 및 대역통과필터로 구성되고, 상기 가입자 접속장치는 저역통과필터를 더 포함하여 구성될 수 있다. 구체적으로 본 발명의 또 다른 실시예와 상기 실시예의 차이점을 중심으로 아래에서 본 발명의 다른 실시예의 구성을 설명한다.
특히 상기 중앙기지국의 송신부는 데이터 신호를 변조하는 변조기와 상기 변조된 신호 가운데 해당 대역을 필터링하는 대역통과필터와 광신호 송신용 광원으로 이루어질 수 있다. 상기 광원은 상기 실시예와 동일하게 단일모드 광원으로는 DFB-LD, VCSEL이 사용될 수 있고 다중모드 광원으로는 FP-LD, 비간섭성 광원으로는 SLD, LED, EDFA 등이 사용될 수 있으며 각각의 광원에 따라서 직접변조되거나 외부변조기에 의하여 간접변조되어 송신된다.
또한 상기 가입자 접속장치의 송신부는 데이터 신호의 부엽(sidelobe)부분을 필터링하는 저역통과필터와 상기 필터링된 신호를 광변조하는 광변조기로 이루어질 수 있다. 상기 광변조기는 반사형 이득고정 광증폭기, 반사형 반도체 광증폭기 (RSOA),반도체 광증폭기(SOA), EA 변조기, LiNbO3(리튬나이오베이트)광변조기 중 어느 하나로 구성될 수 있다. 특히 반사형 반도체 광증폭기(RSOA)를 사용하는 경우에는 다른 광변조기와 달리 충분한 이득을 제공하여 불필요한 고가의 광증폭기를 더 사용하지 아니하여도 되는 장점이 있다.
한편 상기 변조기는 파장공유를 위해서 상기 하향신호를 부반송파변조(SCM) 방식을 사용하여 상기 실시예와 달리 중앙기지국에서의 하향통신에 부반송파변조를 하고 가입자 접속장치에서의 상향 통신에 부엽부분이 제거된 신호를 이용하여 광원을 재사용함으로써 파장을 공유하는 것이다.
본 발명에 따른 또 다른 실시예로서 상기 본 발명의 다른 실시예의 중앙기지국의 송신부의 광원에 방송용 광원을 추가하여 이를 부반송파변조 (SCM)변조하여 하향신호로 송신하고 가입자 접속장치에서는 상기 방송용 광원을 재사용하여 디지털 변조하여 상향신호로 송신함으로써 파장을 공유하는 것이다. 결국 본 발명의 또 다른 실시예에 의하여 음성, 비디오, 데이터 등을 별도의 부반송파로 변조하여 각각의 서비스를 독립적으로 통신할 수 있는 것이다.
정리하면 본 발명에 따른 한 실시예는 중앙기지국에서 하향신호를 디지털 변조하고 저역통과필터에서 신호의 부엽부분을 제거하여 하향통신하고 가입자 접속장치에서는 이러한 하향통신에 사용되지 아니한 스펙트럼부분을 부반송파변조(SCM)하여 상향통신을 하여 하향신호와 동일한 광원을 재사용하여 동일 파장을 공유하는 것을 특징으로 한다. 여기서 광원을 재사용함에 있어서 광변조기를 이용하는 것을 특징으로 하며, 특히 상기 광변조기로서 반사형 반도체 광증폭기(RSOA)를 사용하면 자체 이득을 통하여 증폭할 수 있으므로 별도의 증폭기가 요구되지 아니하는 특징이 있다.
또한 본 발명에 따른 다른 실시예는 상기 실시예를 응용한 것으로 중앙기지국에서의 하향통신에 부반송파변조(SCM) 방식을 사용하고 가입자 접속장치에서는 상향통신에 디지털 변조 방식을 사용하여 하향신호와 동일한 광원을 재사용하여 동일 파장을 공유하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 또 다른 실시예는 상기 본 발명에 따른 다른 실시예에서 중앙기지국의 송신부의 광원에 방송용 광원을 추가하여 하향통신에 부반송파변조(SCM) 방식을 사용하고 가입자 접속장치에서는 상향통신에 디지털 변조 방식을 사용하여 하향신호와 동일한 방송용 광원을 재사용하여 동일 파장을 공유하는 것을 특징으로 한다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실험예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실험예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실험예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실험예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에 서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허 청구 범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 변조방식을 달리하여 공유된 파장에 의한 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망(WDM-PON) 시스템은 종래의 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망의 가입자 접속장치(ONU)에서 필요한 고가의 광원을 사용하지 아니하고 상향통신에서는 변조방식을 달리함으로써 하향통신에서 사용되는 광원을 공유하여 수동형 광가입자망의 제조단가를 현저히 절감시키는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 변조방식을 달리하여 공유된 파장에 의한 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망(WDM-PON) 시스템은 반사형 반도체 광증폭기를 사용함으로써 반사형 반도체 광증폭기 자체의 이득만으로 별도의 광증폭기 없이 충분한 광전력을 제공하는 효과가 있다.
또한 본 발명에 변조방식을 달리하여 공유된 파장에 의한 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망(WDM-PON) 시스템은 시스템에서 필요한 광원의 수를 감소시킴으로써 종래의 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망의 가입자 접속장치(ONU)의 광원에 소모되었던 유지/보수의 비용 및 노력을 배제하는 효과가 있다.
추가적인 본 발명에 따른 변조방식을 달리하여 공유된 파장에 의한 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망(WDM-PON) 시스템은 상향통신에 이용된 부반송파변조(SCM) 변조 방식을 하향통신에도 응용하면 음성, 비디오, 데이터 등을 별도의 부반송파로 변조하여 각각의 서비스를 독립적으로 운용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (18)

  1. 중앙기지국(CO), 지역기지국(RN) 및 다수의 가입자 접속장치(ONU)가 광섬유에 의해 연결 구성되는 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망(WDM-PON) 시스템에 있어서,
    신호를 변조하고 광신호를 발생시켜 상기 지역기지국으로 전송하거나 상기 지역기지국으로부터 상기 광신호와 동일한 파장의 광신호를 수신하되, 상기 변조된 신호를 필터링하는 저역통과필터를 포함하며, 데이터 신호의 부엽(sidelobe)부분을 필터링하여 제거하는 상기 저역통과필터와 광신호 송신용 광원으로 이루어지는 송신부, 상기 부엽부분이 필터링된 다수의 하향신호를 다중화하여 하향전송하고 상기 지역기지국으로부터 수신된 상향신호를 역다중화하여 상향전송하는 AWG, 상기 AWG의 어느 하나의 포트에 연결되어 상향신호와 하향신호를 구분하는 광회전기, 상기 광회전기에서 상향신호인 경우 상기 상향신호를 검출하는 수신부로 구성되는 중앙기지국;
    상기 중앙기지국에서 송신된 광신호를 다중화하여 상기 가입자 접속장치에 전송하고 상기 가입자 접속장치에서 송신된 광신호를 역다중화하는 지역기지국;
    상기 지역기지국에서 송신된 광신호를 수신하고 상기 수신된 광신호와 동일한 파장의 광신호를 상기 지역기지국으로 상기 중앙기지국의 변조방식과는 다른 변조방식을 사용하여 전송하되, 상기 수신된 광신호와 동일한 파장의 광신호를 공유하도록 하는 광변조기를 포함하는 가입자 접속장치;
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 수신부는 수신된 광신호를 전기신호로 바꾸는 광전변환기(PD)와 변조된 신호 가운데 해당 대역을 필터링하는 대역통과필터와 필터링된 신호를 복조하는 복조기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망 시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 중앙기지국(CO), 지역기지국(RN) 및 다수의 가입자 접속장치(ONU)가 광섬유에 의해 연결 구성되는 한편,
    신호를 변조하고 광신호를 발생시켜 상기 지역기지국으로 전송하거나 상기 지역기지국으로부터 상기 광신호와 동일한 파장의 광신호를 수신하되, 상기 변조된 신호를 필터링하는 저역통과필터를 포함하며, 데이터 신호의 부엽(sidelobe)부분을 필터링하여 제거하는 상기 저역통과필터와 광신호 송신용 광원으로 이루어지는 송신부, 상기 부엽부분이 필터링된 다수의 하향신호를 다중화하여 하향전송하고 상기 지역기지국으로부터 수신된 상향신호를 역다중화하여 상향전송하는 AWG, 상기 AWG의 어느 하나의 포트에 연결되어 상향신호와 하향신호를 구분하는 광회전기, 상기 광회전기에서 상향신호인 경우 상기 상향신호를 검출하는 수신부로 구성되는 중앙기지국;
    상기 중앙기지국에서 송신된 광신호를 다중화하여 상기 가입자 접속장치에 전송하고 상기 가입자 접속장치에서 송신된 광신호를 역다중화하는 지역기지국;
    상기 지역기지국에서 송신된 광신호를 수신하고 상기 수신된 광신호와 동일한 파장의 광신호를 상기 지역기지국으로 상기 중앙기지국의 변조방식과는 다른 변조방식을 사용하여 전송하되, 상기 수신된 광신호와 동일한 파장의 광신호를 공유하도록 하는 광변조기를 포함하는 가입자 접속장치;
    로 이루어지되,
    상기 가입자 접속장치는 테이터 신호를 변조하는 변조기와 상기 변조된 신호 가운데 해당 대역을 필터링하는 대역통과필터와 상기 필터링된 신호를 광변조하는 광변조기로 이루어지는 송신부;
    상기 광변조기에서 광변조된 다수의 상향신호를 지역기지국으로 전송하고 상기 지역기지국으로부터 전송된 하향신호를 분배하는 광분배기;
    상기 광분배기에서 분배된 하향신호를 검출하는 수신부;
    로 구성되는 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망 시스템에 있어서,
    상기 변조기는 파장공유를 위해서 상기 지역기지국에서 전송되어 상기 광분배기에 의하여 분배된 상기 부엽부분이 제거된 하향신호를 이용하여 상기 상향신호에 부반송파변조(SCM) 방식을 사용하는 것을 특징으로 하는 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망 시스템.
  14. 삭제
  15. 중앙기지국(CO), 지역기지국(RN) 및 다수의 가입자 접속장치(ONU)가 광섬유에 의해 연결 구성되는 한편,
    신호를 변조하고 광신호를 발생시켜 상기 지역기지국으로 전송하거나 상기 지역기지국으로부터 상기 광신호와 동일한 파장의 광신호를 수신하되, 상기 변조된 신호를 필터링하는 저역통과필터를 포함하며, 데이터 신호의 부엽(sidelobe)부분을 필터링하여 제거하는 상기 저역통과필터와 광신호 송신용 광원으로 이루어지는 송신부, 상기 부엽부분이 필터링된 다수의 하향신호를 다중화하여 하향전송하고 상기 지역기지국으로부터 수신된 상향신호를 역다중화하여 상향전송하는 AWG, 상기 AWG의 어느 하나의 포트에 연결되어 상향신호와 하향신호를 구분하는 광회전기, 상기 광회전기에서 상향신호인 경우 상기 상향신호를 검출하는 수신부로 구성되는 중앙기지국;
    상기 중앙기지국에서 송신된 광신호를 다중화하여 상기 가입자 접속장치에 전송하고 상기 가입자 접속장치에서 송신된 광신호를 역다중화하는 지역기지국;
    상기 지역기지국에서 송신된 광신호를 수신하고 상기 수신된 광신호와 동일한 파장의 광신호를 상기 지역기지국으로 상기 중앙기지국의 변조방식과는 다른 변조방식을 사용하여 전송하되, 상기 수신된 광신호와 동일한 파장의 광신호를 공유하도록 하는 광변조기를 포함하는 가입자 접속장치;
    로 이루어지되,
    상기 가입자 접속장치는 테이터 신호를 변조하는 변조기와 상기 변조된 신호 가운데 해당 대역을 필터링하는 대역통과필터와 상기 필터링된 신호를 광변조하는 광변조기로 이루어지는 송신부;
    상기 광변조기에서 광변조된 다수의 상향신호를 지역기지국으로 전송하고 상기 지역기지국으로부터 전송된 하향신호를 분배하는 광분배기;
    상기 광분배기에서 분배된 하향신호를 검출하는 수신부;
    로 구성되는 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망 시스템에 있어서,
    상기 광신호의 광원은 방송 서비스를 위한 방송용 광원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망 시스템.
  16. 중앙기지국(CO), 지역기지국(RN) 및 다수의 가입자 접속장치(ONU)가 광섬유에 의해 연결 구성되는 한편,
    신호를 변조하고 광신호를 발생시켜 상기 지역기지국으로 전송하거나 상기 지역기지국으로부터 상기 광신호와 동일한 파장의 광신호를 수신하되, 상기 변조된 신호를 필터링하는 저역통과필터를 포함하며, 데이터 신호의 부엽(sidelobe)부분을 필터링하여 제거하는 상기 저역통과필터와 광신호 송신용 광원으로 이루어지는 송신부, 상기 부엽부분이 필터링된 다수의 하향신호를 다중화하여 하향전송하고 상기 지역기지국으로부터 수신된 상향신호를 역다중화하여 상향전송하는 AWG, 상기 AWG의 어느 하나의 포트에 연결되어 상향신호와 하향신호를 구분하는 광회전기, 상기 광회전기에서 상향신호인 경우 상기 상향신호를 검출하는 수신부로 구성되는 중앙기지국;
    상기 중앙기지국에서 송신된 광신호를 다중화하여 상기 가입자 접속장치에 전송하고 상기 가입자 접속장치에서 송신된 광신호를 역다중화하는 지역기지국;
    상기 지역기지국에서 송신된 광신호를 수신하고 상기 수신된 광신호와 동일한 파장의 광신호를 상기 지역기지국으로 상기 중앙기지국의 변조방식과는 다른 변조방식을 사용하여 전송하되, 상기 수신된 광신호와 동일한 파장의 광신호를 공유하도록 하는 광변조기를 포함하는 가입자 접속장치;
    로 이루어지는 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망 시스템에 있어서,
    상기 광변조기는 반사형 이득고정 광증폭기로 구성되는 것을 특징으로 하는 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망 시스템.
  17. 중앙기지국(CO), 지역기지국(RN) 및 다수의 가입자 접속장치(ONU)가 광섬유에 의해 연결 구성되는 한편,
    신호를 변조하고 광신호를 발생시켜 상기 지역기지국으로 전송하거나 상기 지역기지국으로부터 상기 광신호와 동일한 파장의 광신호를 수신하되, 상기 변조된 신호를 필터링하는 저역통과필터를 포함하며, 데이터 신호의 부엽(sidelobe)부분을 필터링하여 제거하는 상기 저역통과필터와 광신호 송신용 광원으로 이루어지는 송신부, 상기 부엽부분이 필터링된 다수의 하향신호를 다중화하여 하향전송하고 상기 지역기지국으로부터 수신된 상향신호를 역다중화하여 상향전송하는 AWG, 상기 AWG의 어느 하나의 포트에 연결되어 상향신호와 하향신호를 구분하는 광회전기, 상기 광회전기에서 상향신호인 경우 상기 상향신호를 검출하는 수신부로 구성되는 중앙기지국;
    상기 중앙기지국에서 송신된 광신호를 다중화하여 상기 가입자 접속장치에 전송하고 상기 가입자 접속장치에서 송신된 광신호를 역다중화하는 지역기지국;
    상기 지역기지국에서 송신된 광신호를 수신하고 상기 수신된 광신호와 동일한 파장의 광신호를 상기 지역기지국으로 상기 중앙기지국의 변조방식과는 다른 변조방식을 사용하여 전송하되, 상기 수신된 광신호와 동일한 파장의 광신호를 공유하도록 하는 광변조기를 포함하는 가입자 접속장치;
    로 이루어지는 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망 시스템에 있어서,
    상기 광변조기는 반사형 반도체 광증폭기(RSOA)로 구성되는 것을 특징으로 하는 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망 시스템.
  18. 중앙기지국(CO), 지역기지국(RN) 및 다수의 가입자 접속장치(ONU)가 광섬유에 의해 연결 구성되는 한편,
    신호를 변조하고 광신호를 발생시켜 상기 지역기지국으로 전송하거나 상기 지역기지국으로부터 상기 광신호와 동일한 파장의 광신호를 수신하되, 상기 변조된 신호를 필터링하는 저역통과필터를 포함하며, 데이터 신호의 부엽(sidelobe)부분을 필터링하여 제거하는 상기 저역통과필터와 광신호 송신용 광원으로 이루어지는 송신부, 상기 부엽부분이 필터링된 다수의 하향신호를 다중화하여 하향전송하고 상기 지역기지국으로부터 수신된 상향신호를 역다중화하여 상향전송하는 AWG, 상기 AWG의 어느 하나의 포트에 연결되어 상향신호와 하향신호를 구분하는 광회전기, 상기 광회전기에서 상향신호인 경우 상기 상향신호를 검출하는 수신부로 구성되는 중앙기지국;
    상기 중앙기지국에서 송신된 광신호를 다중화하여 상기 가입자 접속장치에 전송하고 상기 가입자 접속장치에서 송신된 광신호를 역다중화하는 지역기지국;
    상기 지역기지국에서 송신된 광신호를 수신하고 상기 수신된 광신호와 동일한 파장의 광신호를 상기 지역기지국으로 상기 중앙기지국의 변조방식과는 다른 변조방식을 사용하여 전송하되, 상기 수신된 광신호와 동일한 파장의 광신호를 공유하도록 하는 광변조기를 포함하는 가입자 접속장치;
    로 이루어지는 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망 시스템에 있어서,
    상기 광변조기는 반도체 광증폭기(SOA), EA 변조기, LiNbO3(리튬나이오베이트)광변조기 중 선택된 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 파장분할 다중방식 수동형 광가입자망 시스템.
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