KR101031690B1

KR101031690B1 - 파장분할다중방식 수동 광가입자망의 광경로 설정 장치

Info

Publication number: KR101031690B1
Application number: KR1020080098419A
Authority: KR
Inventors: 배준기; 신현종
Original assignee: 엘지에릭슨 주식회사
Priority date: 2008-10-08
Filing date: 2008-10-08
Publication date: 2011-04-29
Also published as: KR20100039462A

Abstract

파장분할다중방식 수동형 광가입자망(WDM-PON)에서 광손실을 최소화하여 전송품질 및 전송거리를 향상시킬 수 있는 광경로 설정 장치가 개시된다. 본 발명에 따르면, A-밴드와 B-밴드의 광신호들을 출력하는 광대역 광원과, A-밴드 및 B-밴드에서 동시에 동작하고 광대역 광원으로부터 출력되는 다수의 광파장을 포함하는 A-밴드와 B-밴드의 광신호들을 전달하는 광서큘레이터와, 광서큘레이터로부터 출력되는 A-밴드와 B-밴드의 광신호들을 다중화/역다중화하는 광 다중화/역다중화기를 포함하되, A-밴드의 광신호들과 B-밴드의 광신호들에 대해, 제1 단자로 입력된 A-밴드의 광신호들을 제2 단자로 출력하고 B-밴드의 광신호들을 제3 단자로 출력하며, 상기 제2 단자로 입력된 A-밴드의 광신호들을 상기 제3 단자로 출력하고, 상기 제3 단자로 입력된 B-밴드의 광신호들을 상기 제2 단자로 출력한다.

WDM-PON, 광대역 광원, 광서큘레이터, 광 다중화/역다중화기, 광증폭기

Description

파장분할다중방식 수동 광가입자망의 광경로 설정 장치{LIGHTPATH ESTABLISHMENT APPARATUS IN WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING PASSIVE OPTICAL NETWORK}

본 발명은 파장분할다중방식 수동형 광가입자망(WDM-PON : Wavelength Division Multiplexing Passive Optical Network)에서 광손실을 최소화하여 전송품질 및 전송거리를 향상시킬 수 있는 광경로 설정 장치에 관한 것이다.

최근 인터넷을 비롯한 각종 데이터 서비스가 급격히 증가하고 있을 뿐만 아니라 HD(High Definition)급 디지털 방송의 실시, 고품질의 주문형 오디오 및 비디오, 화상회의, 원격 진료, 원격 교육 등과 같은 각종 멀티미디어 서비스의 출현이 급증하고 있다. 또한, 홈네트워크 기술의 발전에 따라 다양한 고화질 고품질의 멀티미디어 서비스에 대한 소비자의 요구와 홈 네트워크의 편리성에 대한 소비자의 인식 확대에 따라 보다 더 편리한 홈 네트워크의 구현에 대한 요구가 증대되고 있다.

이를 충족시키기 위하여 가입자망에서 제공해야 하는 가입자당 통신 대역폭이 빠른 속도로 증가하고 있으며, 광대역 가입자망(BcN)을 구축하고 있다. 따라서 기존의 ADSL이나 VDSL의 경우와는 달리 전송거리의 한계나 가입자당 안정적으로 제공될 수 있는 전송속도를 고려한 새로운 광가입자망의 필요성이 대두되었다. 이러한 광가입자망으로는 능동형 광가입자망(AON : Active Optical Network) 및 수동형 광가입자망(PON : Passive Optical Network) 기술로 분류되는데, 이들 기술은 다시 시간분할(TDM) 및 파장분할(WDM) 방식으로 세분화할 수 있다.

파장분할다중방식 수동형 광가입자망(WDM-PON)은 큰 대역폭, 높은 보안성, 쉬운 확장성, 그리고 전송속도와 프로토콜에 대한 투명성 등의 장점을 갖고 있어, 궁극의 광대역 가입자망으로 인식되고 있다.

하나의 광섬유에 여러 파장을 동시에 사용하여 전송용량을 확대할 수 있는 파장분할다중방식 수동형 광 가입자망(WDM-PON)은 중앙 관리국(CO : Central Office)과 광 가입자들, 그리고 중앙 관리국(CO)과 각각의 광 가입자를 연결하는 광 분배망(optical distribution network)으로 이루어진다. 중앙 관리국(CO)은 전화국 내의 국사나 MSO(Multi System Operator)의 운용국에 해당하며, OLT(Optical Line Termination)를 통해 외부의 유무선망과 연동되어 가입자에게 필요한 정보를 제공하고, 전체 가입자망의 유지 보수, 감시 제어 및 운용에 관한 전반적인 역할을 담당한다. 광 분배망은 전원 공급 없이, 파장분할 광 다중화/역다중화기 및 광신호를 분할하는 광분할기 등과 같은 수동 광소자로 구성되는 지역 노드(RN : Remote Node)와 광케이블로 구성된다. RN은 가입자 부근의 외부(전주, 옥외 단자함)나 맨홀 또는 건물 내에 위치한다. ONT(Optical Network Termination)는 가입자 댁내에 위치하며, 가입자 단말이 여기에 연결된다. 중앙 기지국(CO)과 지역 노드(RN) 사이 에는 파장분할 다중화된 광신호가 하나의 광케이블을 통해 전달되며, 지역 노드(RN)에 의해 광가입자당 특정 파장이 할당된다. 파장분할다중방식 수동형 광가입자망에서는 가입자당 하나 이상의 파장 할당을 위한 다수의 서로 다른 파장의 광원을 필요로 한다.

파장분할다중방식 수동형 광가입자망에서는 자연방출광(예컨대, 중앙 관리국에서 광가입자로의 하향 신호는 B-밴드 자연방출광, 광가입자측에서 중앙 관리국으로의 상향 신호는 A-밴드 자연방출광) 주입시 발생하는 손실을 최소화하여야 한다. 또한 광 송신기에서 전송된 신호가 광 수신기에 도달할 때까지 겪는 광 손실은 전송 품질 또는 확장성에 크게 영향을 준다. 따라서, 광 손실을 최소화할 수 있는 최적의 광경로(lightpath) 설정이 필요하고, 특히 요구되는 광소자의 개수를 줄임으로써(최소의 네트워크 소자 사용) 광통신 비용 절감 및 부피 감소 등의 이점을 가지면서도 통신품질 저하가 전혀 없어야 하고, 나아가 통신품질의 향상을 도모해야 한다.

본 발명의 목적은 파장분할다중방식 수동형 광가입자망(WDM-PON)에서 광 손실을 최소화하되, 요구되는 광소자의 개수를 줄임으로써(최소의 네트워크 소자 사용) 광통신 비용 절감 및 부피 감소 등의 이점을 가지면서도 통신품질을 향상시킬 수 있는 광경로 설정 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 특징에 따르면, 파장분할다중방식 수동형 광가입자망(WDM-PON)에서 광손실을 최소화하여 전송품질 및 전송거리를 향상시킬 수 있는 광경로 설정 장치가 개시된다. 본 발명에 의하면, A-밴드와 B-밴드의 광신호들을 출력하는 광대역 광원과, A-밴드 및 B-밴드에서 동시에 동작하고 광대역 광원으로부터 출력되는 다수의 광파장을 포함하는 A-밴드와 B-밴드의 광신호들을 전달하는 광서큘레이터와, 광서큘레이터로부터 출력되는 A-밴드와 B-밴드의 광신호들을 다중화/역다중화하는 광 다중화/역다중화기를 포함하되, A-밴드의 광신호들과 B-밴드의 광신호들에 대해, 제1 단자로 입력된 A-밴드의 광신호들을 제2 단자로 출력하고 B-밴드의 광신호들을 제3 단자로 출력하며, 상기 제2 단자로 입력된 A-밴드의 광신호들을 상기 제3 단자로 출력하고, 상기 제3 단자로 입력된 B-밴드의 광신호들을 상기 제2 단자로 출력한다. 실시예에 있어서, 광서큘레이터는, A-밴드 및 B-밴드에서 동시에 동작하는 3포트 광서큘레이터이고, 광 다중화/역다중화기는, 입력된 신호의 파장에 따라 파장 분할 또는/및 파장 결합을 수행하는 4포트 광 다중화/역다중화기로서, 1번 포 트의 입력에 대해서 3번 포트로 A-밴드의 광신호들을 출력하고 1번 포트의 입력에 대해서 4번 포트로 B-밴드의 광신호들을 출력하며, 3번 포트의 입력에 대해서 1번 포트로 A-밴드의 광신호들을 출력하고 4번 포트의 입력에 대해서 1번 포트로 B-밴드의 광신호들을 출력한다.

본 발명에 의하면, 요구되는 광소자의 개수를 줄임으로써(최소의 네트워크 소자 사용), 광 네트워크 비용을 절감 및 부피 감소의 장점이 있다. 또한, 광원을 광증폭기로 활용함으로써, 통신신호 품질을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 WDM-PON 3단자 광경로 설정 장치를 설명하기에 앞서, 이해를 돕기 위하여 도 1을 참조하여 WDM-PON 4단자 광경로 설정 장치를 살펴보기로 한다.

도 1을 참조하면, 4단자 광경로 설정 장치는 A-밴드와 B-밴드를 결합/분리하는 광 다중화/역다중화기(101,106), A-밴드 광 서큘레이터(103), B-밴드 광 서큘레이터(104)를 포함한다. A-밴드 자연 방출 광원(102)은 하향신호를 위한 A-밴드 광대역 비간섭성 주입 광원이고, B-밴드 자연 방출 광원(105)은 상향신호를 위한 B-밴드 광대역 비간섭성 주입 광원이다.

4단자 광경로 설정 장치는, 1번 단자로 입력된 A-밴드의 광신호를 3번 단자 로 출력한다. 구체적으로, 4단자 광경로 설정 장치의 1번 단자로 입력된 A-밴드 광신호는 A-밴드 광 서큘레이터(103)와 광 다중화/역다중화기(106)를 통과하여 3번 단자로 출력된다.

4단자 광경로 설정 장치는, 3번 단자로 입력된 A-밴드의 광신호를 4번 단자로 출력한다. 구체적으로, 4단자 광경로 설정 장치의 3번 단자로 입력된 A-밴드 광신호는 광 다중화/역다중화기(106), A-밴드 광 서큘레이터(103), 광 다중화/역다중화기(101)를 통과하여 4번 단자로 출력된다.

4단자 광경로 설정 장치는, 2번 단자로 입력된 B-밴드의 광신호를 4번 단자로 출력한다. 구체적으로, 4단자 광경로 설정 장치의 2번 단자로 입력된 B-밴드 광신호는 B-밴드 광 서큘레이터(104)와 광 다중화/역다중화기(101)를 통과하여 4번 단자로 출력된다.

4단자 광경로 설정 장치는, 4번 단자로 입력된 B-밴드의 광신호를 3번 단자로 출력한다. 구체적으로, 4단자 광경로 설정 장치의 4번 단자로 입력된 B-밴드 광신호는 광 다중화/역다중화기(101), B-밴드 광 서큘레이터(104), 광 다중화/역다중화기(106)를 통과하여 3번 단자로 출력된다.

이와 같은 구성을 갖게 되면, 복잡한 구성으로 인한 소자 비용 증가, 부피 증가 등의 문제점을 갖게 된다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따라 광경로 설정 장치의 구성을 도시한 도면이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 광경로 설정 장치는, A-밴드와 B-밴드의 광신 호들을 동시에 출력하는 광대역 광원(BLS : Broadband Light Source)(10), A-밴드 및 B-밴드에서 동시에 동작하고 광대역 광원(10)으로부터 출력되는 다수의 광파장을 포함하는 A-밴드와 B-밴드의 광신호들을 전달하는 하나의 3포트 광서큘레이터(20)와, 광서큘레이터(20)로부터 출력되는 A-밴드와 B-밴드의 광신호들을 다중화/역다중화하는 하나의 4포트 광 다중화/역다중화기(파장분할 다중화/역다중화기)(30)를 포함하여, A-밴드의 광신호들과 B-밴드의 광신호들에 대해, 제1 단자(201)로 입력된 A-밴드의 광신호들을 제2 단자(202)로 출력하고, B-밴드의 광신호들을 제3 단자(203)로 출력하며, 제2 단자(202)로 입력된 A-밴드의 광신호들을 제3 단자(203)로 출력하고, 제3 단자(203)로 입력된 B-밴드의 광신호들을 제2 단자(202)로 출력한다.

내부적으로, 제1 단자(201)는 광서큘레이터(20)의 1번 포트이고, 제2 단자(202)는 광 다중화/역다중화기(30)의 3번 포트와 연결되며, 제3 단자(203)는 광 다중화/역다중화기(30)의 4번 포트와 연결된 구조를 갖는다.

여기서, 3포트 광서큘레이터(20)는 1포트에서 2포트로, 2포트에서 3포트로 신호의 방향을 가지고 회전하게 된다. 4포트 광 다중화/역다중화기(30)는 입력된 신호의 파장에 따라 서로 다른 포트로 분리하여 필터링하고(파장분할 다중화 기능), 입력된 신호의 파장을 동일 포트로 결합하는(파장결합 역다중화 기능) 소자이다. 실시예에 있어서, 4포트 광 다중화/역다중화기(30)는 1번 포트의 입력에 대해서 3번 포트로 A-밴드의 광신호들을 출력하고 1번 포트의 입력에 대해서 4번 포트로 B-밴드의 광신호들을 출력하며, 3번 포트의 입력에 대해서 1번 포트로 A-밴드의 광신호들을 출력하고 4번 포트의 입력에 대해서 1번 포트로 B-밴드의 광신호들을 출력한다.

상기 4포트 광 다중화/역다중화기(30)의 특성을 살펴보면, 도 3a에 도시된 바와 같이, 1번 포트로 A-밴드와 B-밴드의 광이 입력되었을 때, A-밴드와 B-밴드의 광을 파장 분리(분할)하여, A-밴드의 광을 3번 포트로 출력하고 B-밴드의 광을 4번 포트로 출력한다. 또한, 도 3b에 도시된 바와 같이, 2번 포트로 A-밴드와 B-밴드의 광이 입력되었을 때, A-밴드와 B-밴드의 광을 파장 분리(분할)하여, B-밴드의 광을 3번 포트로 출력하고 A-밴드의 광을 4번 포트로 출력한다. 한편, 도 3a에 도시된 바와 같이, 광 다중화/역다중화기(30)는 3번 포트로 A-밴드의 광이 입력되고 4번 포트로 B-밴드의 광이 입력되었을 때, A-밴드와 B-밴드의 광을 파장 결합하여 1번 포트로 출력한다. 또한, 도 3b에 도시된 바와 같이, 광 다중화/역다중화기(30)는 3번 포트로 B-밴드의 광이 입력되고 4번 포트로 A-밴드의 광이 입력되었을 때, A-밴드와 B-밴드의 광을 파장 결합하여 2번 포트로 출력한다.

다시 도 2를 참조하면, 외부적으로 제1 단자(201)는 A-밴드와 B-밴드의 광신호들을 동시에 출력(광대역의 스펙트럼을 발생)하는 광대역 광원(BLS)(10)과 연결되고, 제2 단자(202)는 중앙 관리국(CO) 측과 연결되며, 제3 단자(203)는 지역 노드(RN) 측과 연결된 구조를 갖는다. 여기서, 광대역 광원(10)으로는 비간섭성을 가지며 선폭이 넓은 자연방출 광원, 패브리패롯(Febry-Perot) 레이저, 반도체 희토류 첨가 광섬유 광원, 희토류 첨가 광도파로 광원, 반도체 광증폭기 광원, 광섬유의 광비선형성을 이용한 광섬유 광원과 같은 광대역 광원 중 하나가 사용된다.

상기와 같은 구성을 갖는 3단자 광경로 설정 장치의 동작을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

A/B-밴드 광대역 광원(10)에서 출력된 A-밴드과 B-밴드의 광원은 광써큘레이터(20)의 1번 포트로 입력되어 광써큘레이터(20)의 2번 포트를 거쳐 광 다중화/역다중화기(30)의 1번 포트로 입력되어, 광 다중화/역다중화기(30)에 의해 파장 분리(분할)된다. 이때, 파장분할된 A-밴드의 광은 광 다중화/역다중화기(30)의 3번 포트(3단자 광경로 설정 장치의 2번 단자(202))로 출력되어 중앙 관리국(CO) 측의 주입 광원으로 사용되며, 파장분할된 B-밴드의 광은 광 다중화/역다중화기(30)의 4번 포트(3단자 광경로 설정 장치의 3번 단자(203))로 출력되어 지역 노드(RN) 측의 주입 광원으로 사용된다.

또한, 중앙 관리국(CO) 측에서 전송된 A-밴드의 신호와 지역 노드(RN) 측에서 전송된 B-밴드의 신호는 각각 광 다중화/역다중화기(30)의 3번 포트(3단자 광경로 설정 장치의 2번 단자(202))와 4번 포트(3단자 광경로 설정 장치의 3번 단자(203))로 입력되어, 광 다중화/역다중화기(30)에서 파장 결합된다. 이때, 광써큘레이터(20)의 2번 포트로 입력된 A-밴드과 B-밴드의 광신호는 광써큘레이터(20)의 3번 포트를 거쳐 다시 광 다중화/역다중화기(30)의 2번 포트로 입력되어, 광 다중화/역다중화기(30)에 의해 파장 분리(분할)된다. 이때, A-밴드의 신호는 지역 노드(RN) 측으로 전송되고, B-밴드의 신호는 중앙 관리국(CO) 측으로 전송된다.

보다 구체적으로, 도 4a에 도시된 바와 같이, 주입 광원(A/B-밴드 BLS)(10)에서 출력된 A-밴드의 광(401)은 광서큘레이터(20)의 1번 포트와 2번 포트를 거쳐 광 다중화/역다중화기(30)의 1번 포트로 입력되고(402) 3번 포트로 출력되어(403) 중앙 관리국(CO) 측 광원으로 주입된다. 또한, 중앙 관리국(CO) 측에서 출력된 신호(A-밴드의 광신호)는 광 다중화/역다중화기(30)의 3번 포트로 입력되고(404) 1번 포트로 출력되어(405), 광서큘레이터(20)의 2번 포트와 3번 포트를 지나고(406) 광 다중화/역다중화기(30)의 2번 포트와 4번 포트를 거쳐(407) 지역 노드(RN) 측으로 전송된다.

도 4b에 도시된 바와 같이, 주입 광원(A/B-밴드 BLS)(10)에서 출력된 B-밴드의 광(411)은 광서큘레이터(20)의 1번 포트와 2번 포트를 거쳐 광 다중화/역다중화기(30)의 1번 포트로 입력되고(412) 4번 포트로 출력되어(413) 지역 노드(RN) 측 광원으로 주입된다. 또한, 지역 노드(RN) 측에서 출력된 신호(B-밴드의 광신호)는 광 다중화/역다중화기(30)의 4번 포트로 입력되고(414) 1번 포트로 출력되어(415), 광서큘레이터(20)의 2번 포트와 3번 포트를 지나고(416) 광 다중화/역다중화기(30)의 2번 포트와 3번 포트를 거쳐(417) 중앙 관리국(CO) 측으로 전송된다.

상기에서, A-밴드와 B-밴드의 광신호들을 동시에 출력하는 광대역 광원(A/B-밴드 BLS)(10)은, 도 5에 도시된 바와 같이 A-밴드의 광신호들을 출력하는 A-밴드 광대역 광원(A-밴드 BLS)(11)과, B-밴드의 광신호들을 출력하는 B-밴드 광대역 광원(B-밴드 BLS)(12)과, A-밴드 BLS(11)에서 출력되는 A-밴드의 광신호들과 B-밴드 BLS(12)에서 출력되는 B-밴드의 광신호들을 파장 결합(독립적인 광원을 결합)하는 광 다중화기(13)로 구성 가능하다.

상기에서, 광대역 광원(A/B-밴드 BLS)(10)으로부터 출력된 A-밴드와 B-밴드 의 광원은, 도 6에 도시된 바와 같이 광증폭기(21)로 증폭하여 광 다중화/역다중화기(30)로 전송 가능하다. 즉, 광증폭기(21)의 입력 포트를 광서큘레이터(20)의 2번 포트와 연결하고 광증폭기(21)의 출력 포트를 광 다중화/역다중화기(30)의 1번 포트와 연결하여, 광대역 광원(10)에서 출력된 A-밴드와 B-밴드의 광원을 증폭시킨다. 또한, 중앙 관리국(CO) 및 지역 노드(RN) 측에서 전송된 A-밴드와 B-밴드의 광신호들은 도 7에 도시된 바와 같이 광증폭기(22)로 증폭하여 광 다중화/역다중화기(30)로 전송 가능하다. 즉, 광증폭기(22)의 입력 포트를 광서큘레이터(20)의 3번 포트와 연결하고 광증폭기(22)의 출력 포트를 광 다중화/역다중화기(30)의 2번 포트와 연결하여 중앙 관리국(CO) 및 지역 노드(RN) 측에서 전송된 A-밴드와 B-밴드의 광신호들을 증폭시킨다. 상기 광증폭기(21,22)는 A-밴드와 B-밴드에서 동시에 동작 가능하고, 희토류 첨가 광섬유 증폭기, 희토류 첨가 광도파로 증폭기, 반도체 광증폭기, 광섬유의 광비선형성을 이용한 광섬유 증폭기 중 하나가 사용되며, 상/하향 신호의 광손실을 보상한다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 광경로 설정 장치에서, A-밴드와 B-밴드의 광신호들을 동시에 출력하는 광대역 광원(A/B-밴드 BLS)(10)과, A-밴드 및 B-밴드에서 동시에 동작하는 하나의 3포트 광서큘레이터(20)는, 도 8에 도시된 바와 같이 양방향 광증폭기(40)로 대체 가능하다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 광경로 설정 장치의 양방향 광증폭기(40)는 중앙 관리국(CO) 측으로 A-밴드의 광대역 광원 역할을 하고, 지역 노드(RN) 측으로 B-밴드의 광대역 광원 역할을 한다. 이와 동시에, 중앙 관리국(CO) 측으로는 B-밴드의 광증폭기 역할을 하고, 지역 노드(RN) 측으로 는 A-밴드의 광증폭기 역할을 한다.

보다 구체적으로, 도 9a에 도시된 바와 같이, 양방향 광증폭기(40)에서 출력된 자연방출광(A-밴드의 광)은 광 다중화/역다중화기(30)의 1번 포트로 입력되고(901) 3번 포트로 출력되어(902) 중앙 관리국(CO)의 송신단에서 사용되는 파장을 결정하는 주입 광원으로 동작된다. 또한, 중앙 관리국(CO) 측에서 출력된 광신호(A-밴드의 광신호)는 광 다중화/역다중화기(30)의 3번 포트로 입력되고(903) 1번 포트로 출력되어(904), 양방향 광증폭기(40)를 거쳐 증폭되어(905) 광 다중화/역다중화기(30)의 2번 포트와 4번 포트를 거쳐(906) 지역 노드(RN) 측의 수신단으로 전송된다.

도 9b에 도시된 바와 같이, 양방향 광증폭기(40)에서 출력된 자연방출광(B-밴드의 광)은 광 다중화/역다중화기(30)의 1번 포트로 입력되고(911) 4번 포트로 출력되어(912) 지역 노드(RN)의 송신단에서 사용되는 파장을 결정하는 주입 광원으로 동작된다. 또한, 지역 노드(RN) 측에서 출력된 광신호(B-밴드의 광신호)는 광 다중화/역다중화기(30)의 4번 포트로 입력되고(913) 1번 포트로 출력되어(914), 양방향 광증폭기(40)를 거쳐 증폭되어(915) 광 다중화/역다중화기(30)의 2번 포트와 3번 포트를 거쳐(916) 중앙 관리국(CO) 측의 수신단으로 전송된다.

도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 양방향 광증폭기(40)에서 출력된 자연 방출광(A-밴드 ASE, B-밴드 ASE)은 광 다중화/역다중화기(30)의 1번 포트로 입력되어, 중앙 관리국(CO)과 지역 노드(RN)의 송신단에서 사용되는 파장을 결정하는 주입 광원으로서 동작을 하며, 각 중앙 관리국(CO)과 지역 노드(RN)에서 출력된 신호 는 광 다중화/역다중화기(30)의 1번 포트로 출력되어 양방향 광증폭기(40)를 거쳐 증폭되어 중앙 관리국(CO)과 지역 노드(RN)의 수신단으로 전송된다. 광 다중화/역다중화기(30)의 앞단 혹은 양방향 광증폭기(40)의 내부에 격리기(Isolator)를 설치함으로써 주입 광원과 신호의 간섭을 최소화할 수도 있다.

한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광경로 설정 장치에서, A-밴드와 B-밴드의 광신호들을 동시에 출력하는 광대역 광원(A/B-밴드 BLS)(10)과, A-밴드 및 B-밴드에서 동시에 동작하는 하나의 3포트 광서큘레이터(20)와 4포트 광 다중화/역다중화기(30)는, 도 10에 도시된 바와 같이 하나의 양방향 광증폭기(50)로 대체 가능하다. 본 발명의 제3 실시예에 따른 광경로 설정 장치의 양방향 광증폭기(50)는 중앙 관리국(CO) 측으로 A-밴드의 광대역 광원 역할을 하고, 지역 노드(RN) 측으로 B-밴드의 광대역 광원 역할을 한다. 이와 동시에, 중앙 관리국(CO) 측으로는 B-밴드의 광증폭기 역할을 하고, 지역 노드(RN) 측으로는 A-밴드의 광증폭기 역할을 한다. 예컨대, 양방향 광증폭기(50)는 양방향 C/L-밴드 어븀 첨가 광섬유 증폭기(EDFA : Erbium Doped Fiber Amplifier)가 사용된다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 광경로 설정 장치는 양방향 광증폭기(50)에서 출력된 자연 방출광(A-밴드 ASE, B-밴드 ASE)을 증폭하여 중앙 관리국(CO)과 지역 노드(RN)의 송신단에서 사용되는 파장을 결정하는 주입 광원으로서 사용하며, 각 중앙 관리국(CO)과 지역 노드(RN)에서 출력된 신호를 증폭하여 중앙 관리국(CO)과 지역 노드(RN)의 수신단으로 전송된다. 보다 구체적으로, 양방향 광증폭기(50)에서 출력된 자연방출광(A-밴드의 광)(예컨대, L-밴드 ASE)을 증폭하여 중앙 관리국(CO) 의 송신단에서 사용되는 파장을 결정하는 주입 광원으로 사용하고, 중앙 관리국(CO) 측에서 출력된 광신호(A-밴드의 광신호)(예컨대, L-밴드의 광신호)을 증폭하여 지역 노드(RN) 측의 수신단으로 전송한다. 또한, 양방향 광증폭기(50)에서 출력된 자연방출광(B-밴드의 광)(예컨대, C-밴드 ASE)을 증폭하여 지역 노드(RN)의 송신단에서 사용되는 파장을 결정하는 주입 광원으로 사용하고, 지역 노드(RN) 측에서 출력된 광신호(B-밴드의 광신호)(예컨대, C-밴드의 광신호)을 증폭하여 중앙 관리국(CO) 측의 수신단으로 전송한다. 이때, 양방향 광증폭기(50)의 내부에 격리기(Isolator)를 설치함으로써 주입 광원과 신호의 간섭을 최소화할 수도 있다.

추가로, 도 11과 같이 본 발명에 따른 광경로 설정 장치를 구성할 수도 있다. 본 발명의 제4 실시예에 따른 광경로 설정 장치를 살펴보면, A-밴드 광대역 광원(A-밴드 BLS)(11)에서 출력된 A-밴드의 광신호들은 중앙 관리국(CO) 측 광 다중화/역다중화기(30)의 3번 포트로 입력되고 1번 포트로 출력되어 중앙관리국(CO) 측 광서큘레이터(23)의 1번 포트와 2번 포트를 거쳐 중앙 관리국(CO) 측의 주입 광원으로 사용된다. 또한, B-밴드 광대역 광원(B-밴드 BLS)(12)에서 출력된 B-밴드의 광신호들은 지역 노드(RN) 측 광 다중화/역다중화기(30)의 4번 포트로 입력되고 1번 포트로 출력되어 지역 노드(RN) 측 광서큘레이터(24)의 1번 포트와 2번 포트를 거쳐 지역 노드(RN) 측의 주입 광원으로 사용된다. 한편, 중앙 관리국(CO) 측에서 전송된 A-밴드의 광신호와 지역 노드(RN) 측에서 전송된 B-밴드의 광신호는 각각 중앙 관리국(CO)측 광 다중화/역다중화기(30)의 4번 포트와 지역 노드(RN) 측 광 다중화/역다중화기(30)의 3번 포트로 입력되어, A-밴드의 신호는 지역 노드(RN) 측으로 전송되고 B-밴드의 신호는 중앙 관리국(CO) 측으로 전송된다. 보다 구체적으로, 중앙 관리국(CO) 측에서 전송된 A-밴드의 광신호는 중앙 관리국(CO) 측 광서큘레이터(23)의 2번 포트와 3번 포트를 거쳐 지역 노드(RN) 측 광 다중화/역다중화기(30)의 3번 포트로 입력되고 1번 포트로 출력되어, 지역 노드(RN) 측 광서큘레이터(24)의 1번 포트와 2번 포트를 거쳐 지역 노드(RN) 측으로 전송된다. 또한, 지역 노드(RN) 측에서 전송된 B-밴드의 광신호는 지역 노드(RN) 측 광서큘레이터(24)의 2번 포트와 3번 포트를 거쳐 중앙 관리국(CO) 측 광 다중화/역다중화기(30)의 4번 포트로 입력되고 1번 포트로 출력되어, 중앙 관리국(CO) 측 광서큘레이터(23)의 1번 포트와 2번 포트를 거쳐 중앙 관리국(CO) 측으로 전송된다.

여기서, 광서큘레이터(23)는 A-밴드에서 동작하는 3포트 광서큘레이터이고, 광서큘레이터(24)는 B-밴드에서 동작하는 3포트 광서큘레이터이며, 중앙 관리국(CO) 측 광 다중화/역다중화기(30) 및 지역 노드(RN) 측 광 다중화/역다중화기(30)는 3포트 광 다중화/역다중화기이다.

본 명세서에서는 본 발명이 일부 실시예들과 관련하여 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 이해할 수 있는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 변형 및 변경은 본 명세서에 첨부된 특허청구의 범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.

도 1은 종래기술에 따라 광경로 설정 장치의 구성을 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따라 광경로 설정 장치의 구성을 도시한 도면.

도 3a 및 3b는 도 2의 4단자 광 다중화/역다중화기의 동작 특성을 보여주는 설명도.

도 4a 및 4b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광경로 설정 장치의 동작 과정을 보여주는 설명도.

도 5는 제1 실시예에 따른 광경로 설정 장치의 다른 제1 구성을 도시한 도면.

도 6은 제1 실시예에 따른 광경로 설정 장치의 다른 제2 구성을 도시한 도면.

도 7은 제1 실시예에 따른 광경로 설정 장치의 다른 제3 구성을 도시한 도면.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따라 광경로 설정 장치의 구성을 도시한 도면.

도 9a 및 9b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광경로 설정 장치의 동작 과정을 보여주는 설명도.

도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따라 광경로 설정 장치의 구성을 도시한 도면.

도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따라 광경로 설정 장치의 구성을 도시한 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : A/B-밴드 광대역 광원 11 : A-밴드 광대역 광원

12 : B-밴드 광대역 광원 13,30 : 광 다중화/역다중화기

20,23,24 : 광서큘레이터 21,22 : 광증폭기

40,50 : 양방향 광증폭기

Claims

파장분할다중방식 수동 광가입자망의 광경로 설정 장치로서,

A-밴드와 B-밴드의 광신호들을 출력하는 광대역 광원과, A-밴드 및 B-밴드에서 동시에 동작하고 상기 광대역 광원으로부터 출력되는 다수의 광파장을 포함하는 A-밴드와 B-밴드의 광신호들을 전달하는 광서큘레이터와, 상기 광서큘레이터로부터 출력되는 A-밴드와 B-밴드의 광신호들을 다중화/역다중화하는 광 다중화/역다중화기를 포함하되,

A-밴드의 광신호들과 B-밴드의 광신호들에 대해, 제1 단자로 입력된 A-밴드의 광신호들을 제2 단자로 출력하고 B-밴드의 광신호들을 제3 단자로 출력하며, 상기 제2 단자로 입력된 A-밴드의 광신호들을 상기 제3 단자로 출력하고, 상기 제3 단자로 입력된 B-밴드의 광신호들을 상기 제2 단자로 출력하는 광경로 설정 장치.
제1항에 있어서,

상기 광서큘레이터는, A-밴드 및 B-밴드에서 동시에 동작하는 3포트 광서큘레이터이고,

상기 광 다중화/역다중화기는, 입력된 신호의 파장에 따라 파장 분할 또는/및 파장 결합을 수행하는 4포트 광 다중화/역다중화기로서, 1번 포트의 입력에 대해서 3번 포트로 A-밴드의 광신호들을 출력하고 1번 포트의 입력에 대해서 4번 포트로 B-밴드의 광신호들을 출력하며, 3번 포트의 입력에 대해서 1번 포트로 A-밴드 의 광신호들을 출력하고 4번 포트의 입력에 대해서 1번 포트로 B-밴드의 광신호들을 출력하는, 광경로 설정 장치.
제2항에 있어서,

상기 제1 단자는 상기 광서큘레이터의 1번 포트로서, A-밴드와 B-밴드의 광신호들을 동시에 출력하는 상기 광대역 광원(BLS)과 연결되고,

상기 제2 단자는 상기 광 다중화/역다중화기의 3번 포트로서, 중앙 관리국(CO) 측과 연결되며,

상기 제3 단자는 상기 광 다중화/역다중화기의 4번 포트로서, 지역 노드(RN) 측과 연결된 구조를 갖는 광경로 설정 장치.
제3항에 있어서,

상기 광서큘레이터의 2번 포트를 상기 광 다중화/역다중화기의 1번 포트와 연결하고, 상기 광서큘레이터의 3번 포트를 상기 광 다중화/역다중화기의 2번 포트와 연결하는, 광경로 설정 장치.
제3항에 있어서,

상기 광대역 광원(BLS)은, A-밴드의 광신호들을 출력하는 A-밴드 BLS와, B-밴드의 광신호들을 출력하는 B-밴드 BLS와, 상기 A-밴드 BLS로부터 출력되는 A-밴드의 광신호들과 상기 B-밴드 BLS로부터 출력되는 B-밴드의 광신호들을 파장 결합 하는 광 다중화기로 대체 가능한, 광경로 설정 장치.
제3항에 있어서,

A-밴드와 B-밴드에서 동시에 동작하는 광증폭기를 더 구비하고, 상기 광증폭기의 입력 포트를 상기 광서큘레이터의 2번 포트와 연결하고, 상기 광증폭기의 출력 포트를 상기 광 다중화/역다중화기의 1번 포트와 연결하는, 광경로 설정 장치.
제3항에 있어서,

A-밴드와 B-밴드에서 동시에 동작하는 광증폭기를 더 구비하고, 상기 광증폭기의 입력 포트를 상기 광서큘레이터의 3번 포트와 연결하고, 상기 광증폭기의 출력 포트를 상기 광 다중화/역다중화기의 2번 포트와 연결하는, 광경로 설정 장치.
제1항에 있어서,

상기 광대역 광원과 상기 서큘레이터를 양방향 광증폭기로 대체하고, 상기 양방향 광증폭기가 중앙 관리국(CO) 측으로 A-밴드의 광대역 광원 역할을 하고, 지역 노드(RN) 측으로 B-밴드의 광대역 광원 역할을 하며, 상기 중앙 관리국(CO) 측으로 B-밴드의 광증폭기 역할을 하고, 상기 지역 노드(RN) 측으로 A-밴드의 광증폭기 역할을 하는, 광경로 설정 장치.
제8항에 있어서,

상기 광 다중화/역다중화기의 전단 혹은 상기 양방향 광증폭기의 내부에 격리기(Isolator)를 더 구비하여 주입 광원과 신호의 간섭을 최소화하는, 광경로 설정 장치.
제1항에 있어서,

상기 광대역 광원, 상기 서큘레이터와 상기 광 다중화/역다중화기를 양방향 광증폭기로 대체하고, 상기 양방향 광증폭기가 중앙 관리국(CO) 측으로 A-밴드의 광대역 광원 역할을 하고, 지역 노드(RN) 측으로 B-밴드의 광대역 광원 역할을 하며, 상기 중앙 관리국(CO) 측으로 B-밴드의 광증폭기 역할을 하고, 상기 지역 노드(RN) 측으로 A-밴드의 광증폭기 역할을 하는, 광경로 설정 장치.
제10항에 있어서,

상기 양방향 광증폭기는, 양방향 C/L-밴드 어븀첨가 광섬유 증폭기(EDFA)인, 광경로 설정 장치.
제10항에 있어서,

상기 양방향 광증폭기의 내부에 격리기(Isolator)를 더 구비하여 주입 광원과 신호의 간섭을 최소화하는, 광경로 설정 장치.
파장분할다중방식 수동 광가입자망의 광경로 설정 장치로서,

A-밴드의 광신호들을 출력하는 A-밴드 광대역 광원;

B-밴드의 광신호들을 출력하는 B-밴드 광대역 광원;

상기 A-밴드 광대역 광원으로부터 출력되는 A-밴드의 광신호들을 중앙 관리국(CO)측으로 출력하여 상기 CO측의 주입 광원으로 사용하고, 지역 노드(RN)측에서 전송된 B-밴드의 광신호들을 상기 CO측으로 출력하는 제1 광 다중화/역다중화기;

상기 B-밴드 광대역 광원으로부터 출력되는 B-밴드의 광신호들을 상기 RN측으로 출력하여 상기 RN측의 주입 광원으로 사용하고, 상기 CO측에서 전송된 A-밴드의 광신호들을 상기 RN측으로 출력하는 제2 광 다중화기/역다중화기;

상기 제1 광 다중화/역다중화기로부터 출력되는 A-밴드의 광신호들을 상기 CO측으로 전달하고, 상기 CO측에서 전송된 A-밴드의 광신호들을 상기 제2 광 다중화기/역다중화기로 전달하는 제1 광서큘레이터; 및

상기 제2 광 다중화/역다중화기로부터 출력되는 B-밴드의 광신호들을 상기 RN측으로 전달하고, 상기 RN측에서 전송된 B-밴드의 광신호들을 상기 제1 광 다중화기/역다중화기로 전달하는 제2 광서큘레이터를 포함하되,

상기 CO측에서 전송된 A-밴드의 광신호들을 상기 제1 광서큘레이터, 상기 제2 광 다중화기/역다중화기, 상기 제2 광서큘레이터를 경유하여 상기 RN측으로 전달하고, 상기 RN측에서 전송된 B-밴드의 광신호들을 상기 제2 광서큘레이터, 상기 제1 광 다중화기/역다중화기, 상기 제1 광서큘레이터를 경유하여 상기 CO측으로 전달하는, 광경로 설정 장치.
제13항에 있어서,

상기 제1 광서큘레이터는 A-밴드에서 동작하는 3포트 광서큘레이터이고, 상기 제2 광서큘레이터는 B-밴드에서 동작하는 3포트 광서큘레이터이며,

상기 제1 및 제2 광 다중화/역다중화기는 3포트 광 다중화/역다중화기인, 광경로 설정 장치.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 광대역 광원은, 패브리패롯 레이저, 반도체 희토류 첨가 광섬유 광원, 희토류 첨가 광도파로 광원, 반도체 광증폭기 광원, 광섬유의 광비선형성을 이용한 광섬유 광원 중 하나인, 광경로 설정 장치.
제6항 또는 제7항에 있어서,

상기 광증폭기는, 희토류 첨가 광섬유 증폭기, 희토류 첨가 광도파로 증폭기, 반도체 광증폭기, 광섬유의 광비선형성을 이용한 광섬유 증폭기 중 하나인, 광경로 설정 장치.