KR100947732B1 - 이더넷 기반의 광가입자망에서의 신호 전달 장치 - Google Patents

이더넷 기반의 광가입자망에서의 신호 전달 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이더넷 기반 광가입자망에서의 신호 전달 장치를 개시한다.
본 발명의 신호 전달 장치는 통신용 신호(이더넷 신호)와 방송용 신호의 파장을 달리하고, 전화국과 원격 노드 장치에 구비된 이더넷 스위치와 더불어 복수개의 파장 결합기와 파워 분배기를 추가로 구비함으로써, 전화국 및 원격 노드 장치에서는 통신용 신호와 방송용 신호가 서로 다른 경로로 진행되도록 하나 전화국에서 원격 노드 장치로의 신호 전달 및 원격 노드 장치에서 가입자 단말로의 신호 전달시는 통신용 신호와 방송용 신호를 하나의 광섬유로 전달할 수 있도록 해준다.

Description

이더넷 기반의 광가입자망에서의 신호 전달 장치{Signal delivery over optical access networks based on ethernet}
도 1은 본 발명에 따른 신호 전달 장치의 구성을 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 신호의 스펙트럼을 보여주는 도면.
본 발명은 광 이더넷(Ethernet) 가입자망 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광 이더넷망에 방송용 채널을 추가하여 광 이더넷망을 통해 방송용 동영상 신호와 통신용 신호를 동시에 전달할 수 있는 신호 전달 장치에 관한 것이다.
광가입자망은 통신망을 가리키는 것으로서 현재 초고속 인터넷 접속을 위해 많이 이용되고 있으며, 앞으로도 그 이용이 더욱 확대될 것으로 예상된다.
특히, 현재 인터넷이 이더넷을 기반으로 이루어져 있기 때문에, 이더넷 스위치를 이용하는 광가입자망이 호환성과 우수한 경제성 때문에 시장에서 우위를 점하고 있다.
최근에는 방송과 통신의 융합화 경향에 따라 광대역 가입자망인 광가입자망에서도 통신용 데이터 전송 뿐만 아니라 다채널 비디오 또는 TV 신호를 전달해야할 필요성이 대두되고 있다.
그런데, 광 이더넷망에서 사용되는 이더넷 스위치는 광전 변환 장치이기 때문에 광대역 다채널 비디오나 TV 신호는 전달할 수 없어 방송망은 데이터통신망과 별도로 구축해야 하는 상황이다. 대표적인 방송망으로는 CATV 또는 HFC(Hybrid Fiber Coaxial)망이 있다.
이러한 방송망과 데이터통신망의 큰 차이는 1:1로 양방향 전송을 하는지 아니면 1:N으로 단방향 전송을 하는지로 구분된다. 데이터통신망은 특성상 상하 양방향으로 특정인끼리의 연결을 목적으로 하기 때문에 방송국에서 각 가입자에게 동일한 신호를 대량으로 전송하는 방송망과는 근복적으로 다르다.
그런데, 이더넷 스위치는 대표적인 통신망 장치로서 방송망의 구현이 용이하지 않을 뿐만 아니라 대용량 동영상 신호를 전송할 수 없다.
따라서, 상술된 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 이더넷 기반의 광가입자망을 이용하여 통신용 신호(이더넷 신호)와 더불어 대용량의 방송용 동영상 신호를 동시에 전달할 수 있도록 하는데 있다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 신호 전달 장치는 이더넷 기반의 광가입자망에 있어서, 가입자 단말로 전송되기 위해 서로 다른 경로로 인가되는 이더넷 신호와 방송용 신호를 결합시켜 출력하는 전화국 장치; 및 상기 전화국 장치의 출력신호를 상기 이더넷 신호와 상기 방송용 신호로 분리하고, 분리된 상기 이 더넷 신호는 상기 가입자 단말로 스위칭시키며 상기 방송용 신호는 파워를 분배시킨 후, 상기 스위칭된 이더넷 신호와 상기 파워 분배된 방송용 신호를 결합시켜 상기 가입자 단말로 전송하는 원격 노드 장치를 구비한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 신호 전달 장치의 전체 구성을 나타내는 구성도이다.
우선 전화국(A)에 있어서, 이더넷 스위치(ES:Ethernet Switch)(12)는 이더넷 기반 광가입자망(이하, 광가입자망이라 함)에서 사용되는 망측 스위칭 허브(hub)로서, 전화국(CO:Central Office)에서 각 가입자에게 전송하고자 하는 통신용 신호(이더넷 신호)를 스위칭하여 출력한다. 이를 위해, 이더넷 스위치(12)는 수신된 통신용 광신호를 전기적 신호로 변환한 후 이를 스위칭 및 다중/역다중화한 후 이를 다시 광신호로 변환시켜 출력한다. 이때, 사용되는 이더넷 스위치(12)는 필요에 따라 라우터로 대체될 수 있다. 이러한 이더넷 스위치(12)의 기능은 종래의 그것들과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
파장 결합기(14)는 서로 다른 파장을 갖는 광신호를 결합하여 광섬유(30)로 출력한다. 방송용 동영상 신호(다채널 방송 및 비디오 신호, 이하, 방송용 광신호라 함)와 통신용 광신호는 도 2에서와 같이 서로 다른 파장을 사용하여 광섬유를 통해 전달된다. 따라서, 파장 결합기(14)는 이더넷 스위치(12)로부터 출력되는 통신용 광신호(도 1에서 실선)에 이와 다른 파장을 갖는 방송용 광신호(도 1에서 점선)를 결합시켜 광섬유(30)로 출력한다.
더욱이 현재 이더넷 스위치(12)는 송신과 수신시에 서로 다른 광섬유를 사용하고 있는데 통신용 광신호의 송/수신을 위해 서로 다른 파장(1300㎚와 1480㎚)을 사용하게 되면, 도 2에서와 같이 낮은 파워를 갖는 두 개의 송/수신 통신용 광신호와 높은 파워를 갖는 두 개의 방송용 광신호를 하나의 광섬유(30)를 통해 전달할 수 있다. 이때, 도 2에서는 방송용 신호로 두 개의 파장을 사용하고 있으나, 두 개의 파장 중 어느 하나를 사용할 수 도 있다.
전화국(A)으로부터의 광신호를 각 가입자 단말(미도시)로 전달하기 위한 원격 노드 장치(B)에 있어서, 파장 결합기(22)는 광섬유(30)를 통해 수신되는 광신호에서 기 설정된 서로 다른 파장의 신호 즉 통신용 광신호와 방송용 광신호를 분리하여 출력한다.
이더넷 스위치(24)는 파장 결합기(22)에서 파장 분리된 통신용 광신호를 전기적 신호로 변환한 후 이를 스위칭 및 다중/역다중화한 후 이를 다시 광신호로 변환시켜 각 가입자 회선으로 출력한다.
파워 분배기(26)는 파장 결합기(22)에서 파장 분리된 방송용 광신호의 파워를 원하는 수만큼 나눈 후 이더넷 스위치(24)의 출력포트와 연결된 각 가입자 회선으로 출력한다.
파장 결합기(28)는 이더넷 스위치(24)의 출력포트에 설치되어 이더넷 스위치(24)에서 출력되는 통신용 광신호와 파워 분배기(26)에서 출력되는 방송용 광신호를 결합하여 출력한다.
상술된 구성을 갖는 신호 전달 장치의 동작을 간략하게 설명하면 다음과 같 다.
전화국(또는 CO)(A)에서 통신용 광신호와 방송용 광신호를 하나의 광섬유(30)를 통해 해당 가입자에게 전달하고자 할 때 통신용 광신호는 종래와 같이 이더넷 스위치(12)로 전송하고 방송용 광신호는 파장 결합기(14)로 전송한다.
일반적으로, 이더넷 스위치(12)는 그 종류에 따라 수십 포트의 회선을 수용할 수 있고 트렁크 속도는 100Mb/s, 1Gb/s가 주로 사용되며 주로 각 가입자들에게 100Mb/s의 대역폭을 제공한다. 그리고, 이더넷 스위치(12)는 광신호를 전기적 신호로 변환하여 신호처리(스위칭, 다중/역다중) 한 후 다시 광신호로 변환시켜 가입자에게 전달하게 된다. 그런데, 방송용 광신호는 TV 신호의 경우 아날로그 신호는 채널당 6MHz의 대역을 사용하고 디지털 신호는 2MHz에서 수십 MHz를 사용한다. 따라서, 아날로그 TV 100 채널을 전송하기 위해서는 약 600MHz의 대역폭이 요구되며, 디지털 TV 100 채널을 전송하는 경우에는 200MHz에서 수 GHz의 신호를 전달하여야 한다. 이처럼, 이더넷 스위치(12)는 대용량의 방송용 광신호를 각 가입자에게 전달할 수 있는 대역폭을 제공할 수 없으며, 방송용 광신호는 이더넷 스위치(12)에서의 광-전-광 변환을 거치지 않는다. 이로써, 이더넷 스위치(12)로는 방송용 광신호와 통신용 광신호를 동시에 전달하지 못한다.
그래서, 도 1에서와 같이 방송용 신호는 별도의 광섬유(점선)을 통해 파장 결합기(14)로 전송한다.
파장 결합기(14)는 이더넷 스위치(12)를 통해 출력되는 통신용 광신호와 바로 인가되는 방송용 광신호를 결합시켜 광섬유(30)로 출력한다.
파장 결합되어 광섬유(30)를 통해 전송된 통신용 광신호와 방송용 광신호는 원격노드장치(B)의 파장 결합기(22)에서 파장 분리되어 통신용 신호는 이더넷 스위치(24)로 출력되고 방송용 광신호는 파워 분배기(26)로 각각 출력된다.
이더넷 스위치(24)로 인가된 통신용 신호는 전기적 신호로 변환되어 각 가입자 회선으로 스위칭되고 다중/역다중화된 후 다시 광신호로 변환되어 출력되고, 파워 분배기(26)로 인가된 방송용 광신호는 전송될 가입자수 만큼으로 파워가 나뉘어져 파장 결합기(28)로 출력된다. 방송용 광신호는 모든 가입자들에게 동일한 신호가 전송되므로 전송단계에서는 큰 파워로 전송되고 이를 각 가입자 단말(ONT:Optical Network Terminal)(미도시)로 전송시 파워를 분배하게 된다.
파장 결합기(28)는 이더넷 스위치(24)에서 출력되는 통신용 광신호와 파워 분배기(26)에서 출력되는 방송용 광신호를 결합시켜 각 가입자 단말(미도시)로 전송한다. 각 가입자 단말(미도시)에서는 통신용 신호는 PC나 기타 이더넷 장치로 전송하고, 방송용 신호는 TV나 셋탑 박스로 전송한다.
상술된 실시예에서, 파장 결합기(14, 22, 28)와 파워 분배기(24)는 광섬유 또는 집적화된 광도파로 소자를 이용하여 구현할 수 있다. 또한, 파워 분배기(24)에 의한 방송용 신호의 손실을 보상하기 위해 광증폭기를 부가하여 광신호를 증폭할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 신호 전달 장치는 몇 개의 파장 결합기와 파워 분배기를 사용하여 방송용 신호를 이더넷 기반의 광가입자망을 이용해 대용량의 방 송 신호를 전송할 수 있게 된다.

Claims (5)

  1. 이더넷 기반의 광가입자망에 있어서,
    서로 다른 경로로부터 수신된 이더넷 신호와 방송용 신호를 결합시켜 출력하는 전화국 장치; 및
    상기 전화국 장치의 출력신호를 상기 이더넷 신호와 상기 방송용 신호로 분리하고, 상기 분리된 이더넷 신호는 하나 이상의 가입자 단말로 스위칭시키며, 상기 분리된 방송용 신호는 파워를 분배시킨 후, 상기 스위칭된 이더넷 신호와 상기 파워 분배된 방송용 신호를 결합시켜 상기 가입자 단말 별로 전송하는 원격 노드 장치;를 구비하는 신호전달 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전화국 장치는
    상기 이더넷 신호를 스위칭하여 출력하는 제 1 이더넷 스위치; 및
    상기 이더넷 스위치에서 출력되는 이더넷 신호와 상기 이더넷 신호와 다른 광경로로부터 수신된 방송용 신호를 파장 결합하여 광섬유로 출력하는 제 1 파장 결합기를 구비하는 것을 특징으로 하는 신호 전달 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 원격 노드 장치는
    상기 제 1 파장 결합기에서 출력된 광신호를 상기 이더넷 신호와 상기 방송용 신호로 분리하는 제 2 파장 결합기;
    상기 제 2 파장 결합기에 의해 파장 분리된 상기 방송용 신호의 파워를 임의의 수만큼 분배하는 파워 분배기;
    상기 제 2 파장 결합기에 의해 파장 분리된 상기 이더넷 신호를 스위칭하여 출력하는 제 2 이더넷 스위치; 및
    상기 파워 분배기의 출력신호와 상기 제 2 이더넷 스위치의 출력신호를 파장 결합하여 상기 가입자 단말로 출력하는 제 3 파장 결합기를 구비하는 신호 전달 장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 파워 분배기에 의한 방송용 신호의 분기 손실을 보상하기 위해 상기 파워 분배기의 출력신호를 증폭하는 광증폭기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 신호 전달 장치.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 파장 결합기와 상기 파워 분배기는 집적화된 광도파로 소자인 것을 특징으로 하는 신호 전달 장치.
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