KR101015898B1 - 혼성신호 다중화를 이용한 광 다이플렉서 모듈 및 그 방법 - Google Patents

혼성신호 다중화를 이용한 광 다이플렉서 모듈 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 혼성신호 다중화를 이용한 광 다이플렉서 모듈은 기저대역의 광대역 디지털신호와 아날로그신호 또는 디지털신호를 다중화하여 하나의 다중화신호로 출력하는 다중화부; 상기 다중화신호를 광신호로 변환하여 외부로 출력하는 전광변환부; 외부로부터 수신되는 광신호를 전기신호로 변환하여 출력하는 광전변환부;를 포함하는 것을 특징으로 하며, 기존의 광 트랜시버와 마찬가지로 상향 신호와 하향 신호를 위한 2개의 광 파장만을 이용하여 TPS 및 MPS 서비스가 가능한 광 다이플렉서 모듈을 구현함으로써, 기존의 TPS를 위한 광 트라이플렉서 모듈에 비해 별도의 추가 광 파장을 사용하지 않아 부품 수 및 공정 수를 줄일 수 있어 수율을 향상시키고 생산 단가를 낮추는 효과와 모듈의 부품간 전기적·광학적 누화를 감소시켜 모듈의 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

혼성신호 다중화를 이용한 광 다이플렉서 모듈 및 그 방법{Optical diplexer module using mixed-signal multiplexer and method using the same}
본 발명은 인터넷과 같은 디지털 데이터 통신뿐만 아니라 CATV와 같은 아날로그 비디오, WLAN/WiBro 과 같은 무선 인터넷, 및 CDMA/WCDMA/GSM 등과 같은 이동통신 서비스를 포함한 여러 가지 서비스가 가능한 광 다이플렉서 모듈 및 그 응용 기술에 관한 것이다.
인터넷상에서 데이터 트래픽(traffic)의 폭발적인 성장으로 데이터 통신에 대한 전송 용량이 꾸준히 증가하여 기기비트 이더넷(Ethernet)과 같은 고속 데이터 전송 시스템에 대한 수요가 증가하고 있다. 종래의 WDM(wavelength division multiplexing) 기술을 이용하여 음성, 데이터 및 비디오 서비스를 하나의 광 파이버를 이용하여 제공하려는 소위 TPS(triple-play service)를 위한 광 트라이플렉서(triplexer) 모듈에 대한 연구가 진행되고 있다. 여기에 이동통신 재판매를 통한 QPS(quadraple-play service) 서비스 사업의 움직임이 본격화되고 있다.
그러나 단순히 이동통신 재판매를 통한 QPS는 묶음판매를 통한 저 가격화라는 장점을 제외하면 TPS와 전혀 다르지 않다. 따라서 본 발명에서는 TPS 및 무선 인터넷, 이동통신, IPTV 등의 여러 서비스가 하나의 시스템에서 가능한 MPS(multiple-play service)를 위한 시스템 및 그 응용에 대해서 제안하고자 한다.
종래기술의 디지털 양방향 데이터 통신을 위한 광 다이플렉서 트랜시버(transceiver) 모듈은 양방향 데이터 통신을 위해 2개의 광 파장을 이용하여 하나는 상향(up-stream) 신호 처리에, 다른 하나는 하향(down-stream) 신호 처리를 위해 사용된다. 그러나 데이터 통신과 함께 CATV와 같은 비디오 신호를 함께 처리하기 위한 종래의 기술은 비디오 신호를 위해서 별도의 광 파장을 사용한 광 트라이플렉서 모듈을 필요로 한다. 다시 말해서, 한 가지의 서비스가 추가되면 해당 서비스를 위해 별도로 하나의 광 파장이 필요로 하게 된다. 뿐만 아니라 양방향 서비스일 경우에는 더욱 복잡한 시스템이 필요해 진다.
도 1은 종래의 일반적인 광 트라이플렉서의 개념도를 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바에 따르면, 양방향 데이터 통신과 비디오 서비스를 제공하기 위해서 3개의 광 파장( λ1, λ2, λ3)을 사용한다. 즉, λ1은 하향 데이터 통신을 위해서, λ2는 상향 데이터 통신을 위해서, 그리고 마지막으로 λ3는 하향 비디오 서비스를 위한 광 파장이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 광 트라이플렉서 모듈은 비디오 신호 처리를 위해 별도의 추가적인 광 파장을 사용하기 때문에 기존의 광 트랜시버에 별도의 전광변환장치 또는 광전변환장치, 그리고 WDM 결합기(coupler), 증폭기 또는 구동회로 및 수동 부품 등의 추가 부품들을 필요로 하게 되고, 해당 부품들의 실장 및 어려운 광 정렬 공정 등이 추가되어 공정 수가 증가하여 수율이 낮아지고 제품에 불량이 발생할 확률이 커지며, 또한 추가된 부품들로 인해 모듈의 전기적·광학적 누화(crosstalk)가 증가하여 모듈의 성능이 저하되는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 2개의 광 파장만을 이용하여 인터넷과 같은 디지털 데이터 통신, CATV와 같은 아날로그 비디오, WLAN/WiBro등과 같은 무선 인터넷, 및 CDMA/WCDMA/GSM등과 같은 이동통신 등의 여러 서비스가 하나의 시스템에서 가능한, 다시 말해서 MPS를 위한 광 다이플렉서 모듈 및 그 응용 기술을 제공하는데 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 광 다이플렉서 모듈은 기저대역의 광대역 디지털신호와 아날로그신호 또는 디지털신호를 다중화하여 하나의 다중화신호로 출력하는 다중화부; 상기 다중화신호를 광신호로 변환하여 외부로 출력하는 전광변환부; 외부로부터 수신되는 광신호를 전기신호로 변환하여 출력하는 광전변환부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 광 다이플렉서 모듈은 전기신호를 광신호로 변환하는 전광변환부; 외부에서 수신되는 광신호를 전기신호로 변환하여 출력하는 광전변환부; 및 상기 광전변환부의 출력신호로부터 기저대역의 광대역 디지털신호와 아날로그신호 또는 디지털신호를 분리하여 출력하는 역다중화부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 광 다이플렉서 모듈은 적어도 하나 이상의 아날로그신호와 디지털신호를 다중화하여 하나의 다중화신호로 출력하는 다중화부; 상기 다중화신호를 광신호로 변환하여 외부로 출력하는 전광변환부; 외부로부터 수신되는 광신호를 전기신호로 변환하여 출력하는 광전변환부; 및 상기 광전변환부의 출력신호로부터 아날로그신호와 디지털신호를 분리하여 출력하는 역다화부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 기존의 광 트랜시버와 마찬가지로 상향 신호와 하향 신호를 위한 2개의 광 파장만을 이용하여 TPS 및 MPS 서비스가 가능한 광 다이플렉서 모듈을 구현함으로써, 기존의 TPS를 위한 광 트라이플렉서 모듈에 비해 별도의 추가 광 파장을 사용하지 않아 부품 수 및 공정 수를 줄일 수 있어 수율을 향상시키고 생산 단가를 낮추는 효과와 모듈의 부품간 전기적·광학적 누화를 감소시켜 모듈의 성능을 향상시킬 수 있으며, 기존의 TOSA(transmitter optical subassembly), ROSA(receiver optical subassembly), BOSA(bidirectional optical subassembly) 등의 상용제품을 사용하여 간단하게 TPS 및 MPS를 위한 광 다이플렉서 모듈을 구현할 수 있다.
특히 2개의 광 파장만으로 여러 가지 서비스가 가능한 모듈의 특성으로 인해, 추가 적인 광 정렬 등의 어려운 공정을 생략할 수 있는 장점을 지닌다.
또한 본 발명에서 제안한 디지털/아날로그 혼성신호 디멀티플렉서는 저역통과필터 특성과 대역통과필터 특성을 동시에 가지기 때문에 별도의 추가적인 필터가 필요하지 않아 저가격의 광 다이플렉서 모듈의 구현이 가능할 뿐만 아니라 n x 1 혼성신호 디멀티플렉서를 사용할 경우, n개의 서비스 중 원하는 서비스를 사용자가 쉽게 선택하거나 해지할 수 있는 특징을 갖는다. 즉, 인터넷, 무선인터넷, CATV, IPTV 및 이동통신 등의 여러 가지 서비스를 하드웨어 변경 없이 원하는 서비스를 PnP(plug and play) 방식으로 간단하게 연결해서 사용할 수 있다.
도 1은 종래 기술의 TPS 서비스를 위한 광 트라이플렉서의 일실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 혼성신호 다중화를 이용한 광 다이플렉서 모듈의 일 실시예의 구성을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 의한 혼성신호 다중화를 이용한 광 다이플렉서 모듈의 일 실시예의 구성을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 광 다이플렉서 모듈을 이용한 TPS 서비스의 일례를 도시한 것이다.
도 5는 2개의 광 파이버를 이용한 본 발명의 다른 실시 예를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 광 다이플렉서 모듈을 이용한 QPS 서비스의 일례를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 광 다이플렉서 모듈을 이용한 MPS 서비스의 일례를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 일실시 예에 따른 WDM-PON 시스템에서의 광 다이플렉서 모듈을 이용한 MPS 서비스의 일례를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명에서 제안한 혼성신호 멀티플렉서의 이상적인 주파수 특성을 도시한 것이다.
도 10a는 본 발명에서 제안한 2 x 1 혼성신호 멀티플렉서의 주파수 특성인 스캐터링 파라미터 특성을 도시한 것이다. 본 발명에서 제안한 멀티플렉서는 또한 디멀티플렉서로도 사용이 가능하다.
도 10b는 본 발명에서 제안한 3 x 1 혼성신호 멀티플렉서의 주파수 특성인 스캐터링 파라미터 특성을 도시한 것이다. 본 발명에서 제안한 멀티플렉서는 또한 디멀티플렉서로도 사용이 가능하다.
도 10c는 본 발명에서 제안한 광 다이플렉서 모듈의 2 x 1 혼성신호 멀티플렉서의 디지털 포트를 통해 출력된 3.25 Gbps 디지털 신호에 대한 아이 다이어그램을 도시한 것이다.
도 10d는 본 발명에서 제안한 광 다이플렉서 모듈의 2 x 1 혼성신호 멀티플렉서의 RF 포트를 통해 출력된 RF 신호에 대한 스펙트럼을 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.
도 2와 도 3은 본 발명에 의한 혼성신호 다중화를 이용한 광 다이플렉서 모듈의 구성을 대략적으로 도시한 것이고, 도 4 내지 도 8은 본 발명에 의한 실시예들을 도시한 것이고, 도 9 내지 도 10d는 각각 혼성신호 멀티플렉서의 이상적인 주파수 특성과 설계된 혼성신호 멀티플렉서의 스캐터링 파라미터 특성 그리고 3.25 Gbps 디지털 신호에 대한 아이 다이어그램, 그리고 멀티플렉서의 RF 출력 포트에서 측정한 RF 스펙트럼을 도시한 것이다.
먼저 도 2와 도 3을 참조하면서 본 발명에 의한 혼성신호 다중화를 이용한 광 다이플렉서 모듈을 개괄적으로 설명한 후, 도 4 내지 도 8을 참조하면서 보다 구체적으로 그 응용예를 서술하도록 한다. 한편 설명과 이해의 용이함을 위하여 장치와 방법을 같이 서술하도록 한다. 그리고 도 2와 도 3에서 동일한 이름의 구성요소는 동일한 기능을 수행한다.
도 2에 도시된 혼성신호 다중화를 이용한 광 다이플렉서 모듈은 OLT에 적용하는 것이 바람직하다. 다중화부(210)는 기저대역의 광대역 디지털 신호와 적어도 하나 이상의 아날로그신호와 디지털신호를 다중화한 후 하나의 다중화신호로 출력한다. 이를 위하여 다중화부(210)는 적어도 하나 이상의 업믹서(211,215)를 포함할 수 있다. 이 때 업믹서(211,215)는 입력신호가 아날로그 신호인 경우에 소정의 고주파 대역(5~6 GHz 대역이 바람직함)으로 변환시켜주는 제1업믹서(211)와 디지털신호를 소정의 고주파 대역으로 변환시켜주는 제2업믹서(215)로 이루어질 수 있다. 이 때 각 업믹서는 입력되는 아날로그 혹은 디지털 신호별로 적합한 신호를 곱하여 고주파대역으로 변환시킨다. 그리고 뒤의 예에서 보면 알 수 있겠지만 필요한 경우에만 선택적으로 믹서를 적용할 수 있다.
멀티플렉서(213)는 각 믹서의 출력신호 혹은 믹서를 거치지 않은 기저대역신호를 혼성하여 다중화된 신호로 출력한다. 전광변환부(220)는 멀티플렉서(213)가 출력하는 다중화신호를 광신호로 변환하여 외부(일 예로 OLT)로 출력한다. 광전변환부(240)는 외부(일 예로 OLT)로부터 수신되는 광신호를 전기신호로 변환한다. 증폭부(250)는 광전변환부(240)의 출력신호를 증폭하는 기능을 수행한다.
한편 필터(230)는 외부에서 수신되는 광신호를 분기하여 상기 광전변환부(240)로 보내주는데, 도 5와 같은 실시예에서는 불필요할 수도 있다.
필터(230)는 WDM 필터로서 다양한 형태로 구현할 수 있으며, 믹서 혹은 증폭부의 구체적인 구현 방법은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구라도 이해할 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.
다음으로 도 3을 참조한다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예로서 ONT(Optical Network Terminal) 또는 STB(Set-Top Box)에 적용하는 것이 바람직하다. 먼저 전광변환부(320)는 전기신호를 광신호로 변환한다(S1001단계). 필터(310)는 외부(일 예로 OLT)에서 입력되는 광신호를 분기하여 광전변환부(330)로 보내주고 전광변환부(320)의 광신호를 외부로 전송하는 기능을 수행한다.
광전변환부(330)는 수신되는 광신호를 전기신호로 변환하고, 역다중화부(350)의 디멀티플렉서(351)는 그 변환된 전기신호로부터 기저대역의 광대역 디지털신호와 적어도 하나 이상의 아날로그신호와 디지털신호를 분리하여 출력한다. 이를 위하여 역다중화부(350)는 적어도 하나 이상의 다운믹서(353,355)를 포함할 수 있다. 이 때 각 다운믹서(353,355)는 디멀티플렉서(351)에 의해 역다중화되어 분기된 아날로그 신호 혹은 디지털 신호별로 적합한 신호를 곱하여 원래의 주파수 대역으로 변환시킨다. 그리고 뒤의 예에서 보면 알 수 있겠지만 필요한 경우에만 선택적으로 믹서를 적용할 수 있다.
이제 도 4 내지 도 8을 참조하면서 도 2와 도 3의 보다 구체적인 구성을 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 광 다이플렉서를 이용하여 하나의 광 파이버를 통해 양방향 데이터 통신 및 비디오 서비스에 대한 개념을 도시한 것으로, 도 1에 도시한 것과 같이 3가지 파장을 사용하는 종래기술의 광 트라이플렉서와 같은 서비스가 가능한 광 다이플렉서 모듈이다.
도 4에 도시된 바에 따르면, 먼저 OLT(400)용 광 다이플렉서 모듈(410)은 기저대역의 광대역 디지털 데이터 신호와 아날로그 비디오 신호를 격리하기 위해 비디오 신호의 주파수 대역을 고주파 대역으로 변환하기 위한 믹서(410), 하향 광대역 디지털 데이터 신호와 아날로그 비디오 신호를 혼성하기 위한 2 x 1디지털/아날로그 혼성신호 멀티플렉서(413), 그리고 상기 혼성된 전기적 신호를 광 신호로 변환하기 위한 전광변환장치(421), 또한 상향 광 신호를 전기적 신호로 변환하기 위한 광전변환장치(423), 상기 상향 광 신호를 광전변환장치(423)로 분기시켜주는 WDM 필터(427), 그리고 상기 광전변환장치(423)에서 생성된 전기 신호를 전류에서 전압으로 변환하고 증폭해주는 증폭장치(425) 등을 포함한다.
본 발명에서 제안한 ONT(optical network terminal) 또는 STB(set-top box)(이상 440)용 광 다이플렉서 모듈(450)은 OLT(400)로부터 전달된 기저대역의 디지털 데이터 신호와 아날로그 비디오 신호가 혼성되어 있는 1550 nm 파장을 갖는 하향 광신호를 광전변환장치(465)로 분기시켜주기 위한 WDM 필터(461), 상기 분기된 광 신호를 전기 신호로 변환해주는 광전변환장치(465), 상기 광전변환장치(465)에서 생성된 전기 신호를 전류에서 전압으로 변환하고 증폭해주는 증폭장치(467), 증폭된 혼성신호를 기저대역의 광대역 디지털 데이터 신호와 아날로그 비디오 신호로 각각 분기해주는 2 x 1 혼성신호 디멀티플렉서(470), 고주파 대역으로 변환되어진 아날로그 비디오 신호를 원래 대역으로 변환해주는 믹서(480), 그리고 상향 광대역 디지털 데이터 전기 신호를 광 신호로 변환해주는 전광변화장치(463) 등을 포함한다. 상기한 WDM 필터(427, 461)는 다양한 형태로 구현이 가능하다.
본 발명에서는 OLT 또는 ONU용 광 다이플렉서(410)에 의해 하향 디지털 데이터 신호와 아날로그 비디오 신호는 디지털/아날로그 혼성신호 멀티플렉서(413)를 통해 혼성된 후 전광변환장치(421)를 통해 1550 nm 파장을 갖는 광 신호로 변환이 된 후 광 파이버(430)를 통해 ONT 또는 STB(440)로 전송이 되고, 상기 광 신호는 ONT 또는 STB(440)의 광 다이플렉서(450) 모듈 내에 위치한 WDM 필터(461)를 통해 광전변환장치(465)로 분기된 후 전기 신호로 변환되어 증폭장치(467)에 의해 전류에서 전압으로 변경되고 증폭된 후, 혼성신호 디멀티플렉서(470)에 의해 디지털 데이터 신호와 아날로그 비디오 신호로 각각 분기된다. 분기된 아날로그 비디오 신호는 믹서(480)에 의해 원래의 주파수 대역으로 변환된다. 그리고 ONT 또는 STB (440)로부터 상향 전송된 1310 nm 파장을 갖는 디지털 데이터 광 신호는 OLT(400)용 광 다이플렉서 모듈(410)의 WDM 필터(427)에 의해 광전변환장치(423)로 분기되어 전기 신호로 변환되고, 증폭장치(425)를 거쳐 증폭된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광 다이플렉서 모듈을 이용하여 2개의 광 파이버(430, 500)를 이용해 양방향 데이터 통신 및 비디오 서비스에 대한 개념을 도시한 것이다. 도면에서 도 2와 동일한 참조번호를 갖는 구성요소는 그 동작과 구성이 도 2의 해당 구성요소의 동작과 구성이 동일함을 나타내므로, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 2개의 광 파이버를 이용하므로 도 4에서의 구성과는 달리 WDM 필터(427, 461)가 불필요하게 된다.
또한 본 발명에서 제안한 광 다이플렉서 모듈(410, 450)은 광 트랜시버와 동일한 2개의 광 파장만을 사용하기 때문에 도 4와 도 5에 도시된 광 송수신부(420, 460) 위치에 기존의 상용제품인 BOSA 또는 TOSA와 ROSA를 그대로 이용하여 쉽게 본 발명에서 제안한 광 다이플렉서 모듈(410, 450)을 구현할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예로, 2 x 1 혼성신호 멀티플렉서(470)/디멀티플렉서(625)와 3 x 1 혼성신호 멀티플렉서(620)/디멀티플렉서(630)를 이용하여 하나의 광 파이버(430)를 통해 도 4에 도시한 TPS 서비스에 이동통신 또는 무선 인터넷 서비스가 추가된 QPS 서비스를 위한 시스템 및 QPS 서비스에 대한 개념을 도시한 것이다. 도 4와 동일한 참조번호를 갖는 구성요소는 그 동작과 구성이 도 4의 해당 구성요소의 동작과 구성이 동일함을 나타내므로, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
다만, 2 x 1 혼성신호 멀티플렉싱을 위하여 1개의 업믹서(480), 디멀티플렉싱을 위하여 1개의 다운믹서(627)가 필요하다. 그리고 3 x 1 혼성신호 멀티플렉싱을 위하여 2개의 업믹서(610,615), 디멀티플렉싱을 위하여 2개의 다운믹서(630,640)가 필요하다. 이 경우에도 마찬가지로 선택적으로 믹서를 적용할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예로, n x 1 혼성신호 멀티플렉서(620)/디멀티플렉서(740)와 m x 1 혼성신호 멀티플렉서(730)/디멀티플렉서(710)를 이용하여 n개의 서비스가 가능한 MPS 서비스를 위한 시스템(400,440) 및 MPS 서비스에 대한 개념을 도시한 것이다. 도 4 내지 도6과 동일한 참조번호를 갖는 구성요소는 그 동작과 구성이 도 4 내지 도 6의 해당 구성요소의 동작과 구성이 동일함을 나타내므로, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
다만, n x 1 혼성신호 멀티플렉싱을 위하여 믹싱이 필요한 개수만큼의 업믹서(731,733), 디멀티플렉싱을 위하여 업믹서와 동일한 개수의 다운믹서(715,720)가 필요한 차이점이 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예로 본 발명에서 제안한 광 다이플렉서 모듈을 이용하여 WDM-PON(passive optical network) 시스템에서의 MPS 서비스에 대한 개념을 도시한 것이다.
도 8에 도시된 바에 따르면, WDM-PON 시스템은 도 4에 도시한 복수개의 OLT(400)와 WDM 멀티플렉서(810)를 포함하고, 각각의 해당 OLT(400)로부터 하향 전송되는 광 신호들은 각각 하나의 특정 파장을 갖는다. WDM 멀티플렉서(810)를 통해 복수의 서로 다른 파장을 가진 광 신호들은 다중화되어 광 파이버(430)를 통해 전달되고, 전달된 여러 파장의 광 신호들은 원격 노드(remote node)에 위치한 WDM 디멀티플렉서(820)에 의해 각각의 해당 ONT 또는 STB(440)로 분기되어 전송된다. 또한 각각의 ONT 또는 STB(440)로부터의 디지털 상향 데이터 신호들은 각각 서로 다른 광 파장에 의해 전송되고, 원격 노드에 위치한 WDM 디멀티플렉서(820)에 의해 다중화되어 하나의 광 파이버(430)를 통해 서비스 공급자에게 전송되고, WDM-PON 시스템의 WDM 멀티플렉서(810)에 의해 각각의 해당 OLT(100)로 분기된다.
앞에서 살펴본 바와 같이, 디지털/아날로그 혼성신호 멀티플렉서를 이용하여 상향 전송과 하향 전송을 위한 단 2개의 파장만으로 MPS 서비스가 가능한 광 다이플렉서 모듈 및 그 방법에 대해서 살펴보았다.
도 9는 n x 1 혼성신호 멀티플렉서의 이상적인 주파수 특성을 나타낸 것으로, 기저대역의 광대역 디지털신호와 복수개의 아날로그신호 또는 디지털신호를 혼성하거나 다시 각각의 신호로 분기할 수 있는 특성을 가진다.
도 10a는 본 발명을 위해 설계한 2 x 1 혼성신호 멀티플렉서의 주파수 특성인 스캐터링 파라미터(scattering parameter)를 도시한 것이다. 도시된 바에 따르면, 약 2.4 GHz의 차단 주파수를 갖는 선형위상을 갖는 Bessel 저역통과필터 특성과 약 5.8 GHz의 중심 주파수와 약 3 GHz의 3dB 대역폭, 그리고 중심주파수에서 약 0.2 dB와 31 dB의 삽입손실(insertion loss)과 반사손실(return loss)을 갖는 대역통과필터 특성을 보임을 알 수 있다. 또한 디지털 포트와 RF 포트 사이에 약 30 dB의 아이솔레이션(isolation) 특성을 가짐을 알 수 있다. 따라서 믹서를 이용해 아날로그 비디오신호를 5~6 GHz 대역으로 대역 변환함으로써 광대역 디지털신호와 아날로그 비디오신호를 혼성하여 같이 전송할 수 있도록 설계하였다. 또한 유무선 통합 시스템의 경우, 위의 혼성신호 멀티플렉서를 사용한다면 3.25 Gbps 전송속도를 갖는 기가비트 이더넷과 같은 광대역 디지털 신호와 5 GHz 대역의 IEEE802.11a WLAN신호를 믹서(411) 없이 직접 다중화하여 하나의 전광변환장치를 이용하여 전송하거나, 수신하여 각각의 신호로 분기시켜 처리할 수 있는 특징을 갖는다.
도 10b는 본 발명을 위해 설계한 3 x 1 혼성신호 멀티플렉서의 스캐터링 파라미터를 도시한 것이다. 도시된 바에 따르면, 약 2.4 GHz의 차단 주파수를 갖는 선형위상을 갖는 Bessel 저역통과필터 특성과 각각 약 5.8 GHz, 11.1 GHz의 중심 주파수와 중심주파수에서 약 0.3 dB와 30 dB, 그리고 약 1.2 dB와 20 dB의 삽입손실과 반사손실을 갖는 두 개의 대역통과 필터 특성을 보임을 알 수 있다. 또한 디지털 포트와 두 개의 RF 포트와의 아이솔레이션 특성은 모두 약 30 dB 정도의 특성을 갖는다.
위에서 언급한 바와 같이 본 발명에서 제안한 혼성신호 멀티플렉서가 저역통과필터 특성과 대역통과필터 특성을 동시에 가지기 때문에 별도의 추가적인 필터가 필요하지 않아 저가격 소형의 광 다이플렉서 모듈의 구현이 가능할 뿐만 아니라 디멀티플렉서로 사용이 가능하다.
도 10c와 도 10d는 각각 본 발명에서 제안한 광 다이플렉서 모듈의 2 x 1 혼성신호 멀티플렉서에 3.25 Gbps PRBS(pseudorandom binary sequence) NRZ(non-return-to-zero) 기저대역의 광대역 디지털신호와 5.8 GHz RF(radio frequency) 신호를 혼성한 후 광신호로 변환 후 전송하고, 다시 전기신호로 변환하고 혼성신호 디멀티플렉서를 이용해 다시 각각의 신호로 분기한 후 디지털 출력포트로 분기된 기저대역 신호를 샘플링 오실로스코프를 이용해 측정한 아이 다이어그램(eye diagram)과 RF 출력포트로 분기된 RF 신호를 스펙트럼 분석기를 통해 측정한 RF 스펙트럼으로, 신호에 왜곡이 없는 선명한 아이 다이어그램 특성과 RF 스펙트럼을 확인하였다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
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Claims (17)

  1. 기저대역 신호와 적어도 하나 이상의 RF 신호가 다중화된 혼성신호를 수신하는 단계; 및
    저역통과필터와 적어도 하나 이상의 대역통과필터의 주파수 특성을 갖는 스캐터링 파라미터의 혼성신호 디멀티플레서를 이용하여 상기 혼성신호로부터 상기 기저대역 신호 및 적어도 하나 이상의 RF 신호를 분기하여 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 역다중화 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 혼성신호 디멀티플렉서의 스캐터링 파라미터는 선형위상을 갖는 Bessel 저역통과필터 특성과 상기 RF 신호에 해당하는 중심주파수에서의 대역통과 필터 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 역다중화 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 혼성신호 디멀티플렉서는 상기 기저대역 신호의 분기를 위한 디지털 포트와 상기 RF 신호의 분기를 위한 RF 포트 사이에 아이솔레이션 특성을 포함하는 것을 특징으로 하는 역다중화 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 분기된 RF 신호를 원래의 주파수 대역으로 환원하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 역다중화 방법.
  5. 기저대역 신호와 적어도 하나 이상의 RF 신호가 다중화된 광신호를 수신하여 전기신호로 변환하는 광전변환부; 및
    저역통과필터와 적어도 하나 이상의 대역통과필터의 주파수 특성을 갖는 스캐터링 파라미터를 이용하여 상기 광신호로부터 상기 기저대역 신호 및 적어도 하나 이상의 RF 신호를 분기하여 출력하는 혼성신호 디멀티플렉서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 다이플렉서 모듈.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 혼성신호 디멀티플렉서는 선형위상을 갖는 Bessel 저역통과필터 특성과 상기 RF 신호에 해당하는 중심주파수에서의 대역통과 필터 특성을 갖는 스캐터링 파라미터를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 다이플레서 모듈.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 혼성신호 디멀티플렉서를 통해 분기된 RF 신호를 원래의 주파수 대역으로 환원시키는 다운 믹서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 다이플렉서 모듈.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 광전변환부와 상기 혼성신호 디멀티플렉서 사이에 존재하여 상기 광전변환부에 의해 변환된 전기신호를 증폭하여 상기 혼성신호 디멀티플렉서로 출력하는 증폭부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 다이플렉서 모듈.
  9. 저역통과필터와 적어도 하나 이상의 대역통과필터의 주파수 특성을 갖는 스캐터링 파라미터의 혼성신호 멀티플렉서를 이용하여 기저대역의 디지털 신호와 아날로그 신호를 다중화한 혼성신호를 생성하는 단계; 및
    상기 혼성신호를 광신호로 변환하여 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중화 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 혼성신호 생성단계 전에,
    상기 아날로그 신호를 상기 기저대역의 디지털 신호와 격리하기 위해 상기 아날로그 신호를 고주파 대역으로 변환하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중화 방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 혼성신호 멀티플렉서의 스캐터링 파라미터는 선형위상을 갖는 Bessel 저역통과필터 특성과 RF 신호에 해당하는 중심주파수에서의 대역통과 필터 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 다중화 방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 혼성신호 멀티플렉서는 상기 기저대역 신호의 분기를 위한 디지털 포트와 RF 신호의 분기를 위한 RF 포트 사이에 아이솔레이션 특성을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중화 방법.
  13. 저역통과필터와 적어도 하나 이상의 대역통과필터의 주파수 특성을 이용하여 기저대역의 디지털 신호와 아날로그 신호를 다중화한 혼성신호를 생성하는 혼성신호 멀티플렉서; 및
    상기 혼성신호를 광신호로 변환하여 출력하는 전광변환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 다이플렉서 모듈.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 아날로그 신호를 상기 기저대역의 디지털 신호와 격리하기 위해 상기 아날로그 신호를 고주파 대역으로 변환하여 상기 혼성신호 멀티플렉서로 출력하는 믹서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 다이플렉서 모듈.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 혼성신호 멀티플렉서의 스캐터링 파라미터는 선형위상을 갖는 Bessel 저역통과필터 특성과 RF 신호에 해당하는 중심주파수에서의 대역통과 필터 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 광 다이플렉서 모듈.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 혼성신호 멀티플렉서는 상기 기저대역 신호의 분기를 위한 디지털 포트와 RF 신호의 분기를 위한 RF 포트 사이에 아이솔레이션 특성을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 다이플렉서 모듈.
  17. 저역통과필터와 적어도 하나 이상의 대역통과필터의 주파수 특성을 갖는 스캐터링 파라미터의 혼성신호 멀티플렉서를 이용하여 기저대역의 디지털 신호와 아날로그 신호를 다중화한 혼성신호를 생성하고, 상기 혼성신호를 광신호로 변환하여 외부로 출력하는 다중화부; 및
    상기 다중화부에 의해 출력된 광신호를 수신하여 저역통과필터와 적어도 하나 이상의 대역통과필터의 주파수 특성을 갖는 스캐터링 파라미터의 혼성신호 디멀티플렉서를 이용하여 기저대역 신호 및 적어도 하나 이상의 RF 신호를 분기하여 출력하는 역다중화부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 다이플렉서 모듈.
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