KR102112785B1 - 다파장 수동형 광네트워크를 위한 파장 선택 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다파장 수동형 광네트워크(Passive Optical Network:PON)를 위한 파장 선택 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 OLT와 지정된 파장으로 송수신을 수행하는 ONT에 대해서 OLT가 신속하게 ONT의 송수신 파장을 지정하고 ONT가 지정된 파장으로 송수신을 수행할 수 있도록 한 다파장 수동형 광네트워크를 위한 파장 선택 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 다파장 수동형 광네트워크를 위한 파장 선택 시스템 및 방법은 OLT가 신규 ONT에 대한 적절한 파장을 지정하고 이를 반영하는데 필요한 지연 및 OLT가 통신 부하 조절을 위해 ONT의 파장을 변경하고자 할 경우 그에 대한 파장 변경을 반영하는데 필요한 지연을 최소화함으로써 시스템 안정성과 성능을 개선하는 효과가 있다.

Description

다파장 수동형 광네트워크를 위한 파장 선택 시스템 및 방법{Wavelength selection system and method for multi-wavelength passive optical network}

본 발명은 다파장 수동형 광네트워크(Passive Optical Network:PON)를 위한 파장 선택 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 OLT와 지정된 파장으로 송수신을 수행하는 ONT에 대해서 OLT가 신속하게 ONT의 송수신 파장을 지정하고 ONT가 지정된 파장으로 송수신을 수행할 수 있도록 한 다파장 수동형 광네트워크를 위한 파장 선택 시스템 및 방법에 관한 것이다.

수동형 광네트워크(PON) 기술은 고속 가입자망을 구성하기 위한 것으로, 시분할 방식이나 파장 분할 방식을 통해서 복수 가입자의 동시 접속을 처리할 수 있도록 구성된다. 이러한 방식들 중에서 비용 대비 효율이 높은 시분할 방식이 주로 사용되는데, IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.3av/ah에 따른 EPON(Ethernet PON)이나 10G-EPON(10Gigabit EPON), ITUT(International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector) G.984/7에 따른 GPON(Gigabit PON) 이나 XGPON(10Gigabit PON), G.989에 따른 NGPON2(Next Generation PON) 등이 대표적이다.

이러한 PON의 구성을 보면, 기본적으로 전화국사에 설치된 하나의 OLT(Optical Line Terminal)와 복수 가입자의 ONT(Optical Network Terminal) 혹은 ONU(Optical Network Unit)가 수동 광분기 장치인 리모트 노드(Remote Node)(광스플리터 이용)를 통해 일대다(Point to Multipoint) 네트워크 구조를 가진다.

도 1은 일반적인 PON의 구성을 보인 것으로, 도시된 바와 같이 전기 신호와 광신호를 상호 변환하는 광트랜시버(1a)를 구비한 OLT(1)는 리모트 노드(RN)를 통해서 복수의 가입자 ONT(2)와 연결되는데, 각 ONT(2)에도 각각 광트랜시버(2a)가 구성된다. 이러한 구성을 통해 복수의 가입자 ONT(2)에 대한 고속 통신 서비스를 제공할 수 있다.

도 2는 PON의 하향 신호 전송 방식 및 상향 신호 전송 방식을 설명하기 위한 개념도이다. 도 2a는 수동형 광네트워크의 하향 신호 전송 방식을 설명하기 위한 개념도로서, 도시된 바와 같이 OLT(1)가 ONT(2)에 전송할 하향 프레임 데이터를 연속적으로 보내면 복수의 ONT(2_1, 2_2)는 이러한 하향 프레임 데이터 중에서 자신에 대한 프레임 데이터를 선별하여 수신한다. 따라서, 이러한 하향 신호는 OLT(1)가 자신의 클럭으로 변조한 신호를 연속적으로 전송하는 것 만으로 신호 충돌 없는 연속 데이터 전송이 가능하다. 또한, 이러한 연속 데이터로 이루어진 하향 신호는 모두 OLT(1)의 클럭을 이용하므로 각 ONT(2)는 이러한 하향 신호에 대한 클럭을 한번 만 복원하여 동기화 하면 된다.

하지만, 도 2b와 같이 ONT(2)가 OLT(1)로 상향 프레임 데이터를 전송하는 상향 신호의 경우 복수의 ONT(2_1, 2_2)가 임의로 상향 신호를 전송하게 되면 신호가 충돌할 가능성이 있기 때문에 ONT(2)에 대한 정보(개수, 거리 등)를 알고 있는 OLT(1)가 하향 신호를 통해 개별 ONT(2)에 대한 상향 신호의 전송 시점과 데이터량에 대한 제어 정보를 전달하면 각 ONT(2_1, 2_2)는 해당 제어 정보를 기반으로 다양한 크기의 상향 버스트 신호를 생성하여 충돌 없이 전달하게 된다.

이와 같이 ONT(2_1, 2_2)는 각각 상이한 시점에 정해진 데이터량의 상향 신호를 생성하여 OLT(1)에 전송하게 되는데, 각 상향 신호는 충돌을 방지하기 위하여 가드 구간(a)으로 구분된다. 이러한 상향 신호의 경우 도시된 바와 같이 신호가 계속하여 분절되는 버스트 신호이며, 각 신호는 개별 ONT(2_1, 2_2)의 자체 클럭을 이용하기 때문에 상향 버스트 신호의 클럭들은 상호 혹은 OLT 클럭과 동기화되어 있지 않아 이를 수신하는 OLT(1)의 클럭과는 편차가 존재하게 된다.

즉, 도시된 경우 상향 버스트 신호의 개별 시작 시점인 t1, t2, t3는 OLT(1)의 클럭과 편차가 존재하므로 OLT(1)는 상향 버스트 신호 각각에 대해서 매번 클럭을 복원하고 그에 따라 데이터를 복원하는 절차를 수행하게 된다.

통신이 고속화되면서 단일 파장을 이용한 PON 구성을 다파장을 이용한 구성으로 변경하는 것으로 통신 속도를 개선하고 있는데, OLT(1)와 ONT(2) 간에 복수의 송신 파장과 복수의 수신 파장을 선택하여 통신을 수행하는 방식을 이용하고 있다.

예를 들어, 송신을 위한 파장으로 λ1은 1532nm, λ2는 1533nm, λ3은 1534nm, λ4는 1535nm를 선택적으로 이용하고, 수신을 위한 파장으로 λ5는 1596nm, λ6은 1597nm, λ7은 1598nm, λ8은 1599nm를 선택적으로 이용하는 등의 방식이다.

이 경우, OLT는 복수의 레이저 다이오드와 복수의 포토다이오드를 이용하여 복수 파장 신호를 동시에 송수신할 수 있어야 하고, ONT의 경우는 복수의 파장 중 선택된 하나의 파장으로 송신하고, 역시 복수의 파장 중 선택된 하나의 파장으로 수신해야 하므로 트랜시버의 레이저 다이오드는 원하는 파장을 선택할 수 있는 튜너블 레이저 다이오드를 이용해야 하고, 수신 역시 지정된 파장에 대한 광신호만 수신해야 하므로 튜너블 필터를 적용하여 지정된 광신호만 선별하여 포토다이오드로 수신하게 된다.

기본적으로 ONT에 적용되는 이러한 튜너블 필터의 경우는 대단히 고가라는 점에서 비용이 증가하는 문제가 있으며, 설정된 파장의 신호만 수신하기 때문에 사용 중 다른 파장으로 변경하기 위한 파장 설정 과정을 수행하는데 오랜 시간이 걸리고, 신규 ONT가 OLT에 연결되는 경우 해당 ONT에 대한 송수신 파장을 결정하고 이를 반영하여 통신이 이루어지기 까지 상당한 시간이 소요된다. 이러한 소요 시간에 따라 클래스를 구분하고 있으며, 통상적인 용도의 클래스 3는 1초 미만의 파장 변환 시간을 요구한다. 높은 클래스의 경우 수ms나 수백-마이크로초 지연으로 파장 변경이 가능하지만 이를 위해서 더욱 고가의 튜너블 필터가 필요하기 때문에 경제성이 낮은 제한이 존재한다.

따라서, 통상의 튜너블 트랜시버를 이용하는 ONT를 포함하는 PON 구성에 있어서, OLT가 특정 파장에 대한 통신 부하가 증가할 경우 일부 ONT를 다른 파장으로 분산시키는데 오랜 시간이 소요되고, 통신이 불안정해지는 문제가 있으며, 신규 ONT 접속 시 고정된 기준 파장으로 파장 선택 관련 정보를 주고 받기 때문에 기준 파장의 대역폭이 줄어들게 되는 문제가 있다.

결국, 다파장 PON 구성에서 ONT에 적용되는 튜너블 트랜시버의 비용을 낮추면서 사용 파장을 신속하게 설정하거나 갱신할 수 있도록 함으로써 시스템의 성능을 개선하기 위한 연구가 지속되고 있는 실정이다.

한국 등록특허 제10-1044412호 [GEM 프레임 동기 회로, 상기 회로를 포함한 시스템 및 그 방법] 한국 공개특허 제10-2014-0112903호 [다파장 광통신시스템에서 상향 전송 파장 할당 장치 및 방법]

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 다파장 PON 구성에서 OLT가 신규 ONT에 대한 적절한 파장을 지정하고 이를 반영하는데 필요한 지연 및 OLT가 통신 부하 조절을 위해 ONT의 파장을 변경하고자 할 경우 그에 대한 파장 변경을 반영하는데 필요한 지연을 최소화함으로써 시스템 안정성과 성능을 개선할 수 있도록 한 다파장 수동형 광네트워크를 위한 파장 선택 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 다파장 PON 구성에서 ONT에 적용되는 튜너블 트랜시버의 비용을 낮추면서 통신 성능을 유지하고 사용 파장 변경은 신속하게 대응할 수 있으며 사용 전력 역시 줄일 수 있도록 한 다파장 수동형 광네트워크를 위한 파장 선택 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 일부 오류가 존재하더라도 PON의 안정적인 하향 프레임 데이터의 특성 상 동기에 문제가 없는 Psync 데이터에 파장 선택을 위한 정보를 OLT가 삽입하고, ONT가 Psync 데이터에 삽입된 파장 선택 정보를 물리계층에서 확인하는 것으로 즉각적으로 파장 변경이 가능하도록 하되, 이러한 물리계층에서의 Psync 데이터 확인을 SoC 형태의 MAC(Media Access Control) 처리부에서 수행하도록 함으로써 비용 증가를 억제할 수 있도록 한 다파장 수동형 광네트워크를 위한 파장 선택 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 다파장 광신호 수신을 위한 ONT의 트랜시버의 수신부에서 고가의 튜너블 필터를 사용하는 대신 저가의 고정 필터를 적용하고 복수의 광수신 채널로서 포토다이오드와 트랜스임피던스 증폭기 세트로 구성된 TO-CAN패키지 타입의 수신부를 적용하며, 해당 채널의 수신을 위한 리미트 증폭기와 디시리얼라이저는 SoC 형태의 MAC(Media Access Control) 처리부에 구성함과 아울러, MAC 처리부로부터 사용 파장 결정에 따른 신호를 수신한 전원 관리부가 사용되지 않는 TO-CAN 패키지 타입 수신부의 전원을 차단함으로써 전력 소모를 줄일 수 있도록 한 다파장 수동형 광네트워크를 위한 파장 선택 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 OLT와 ONT를 포함하는 다파장 수동형 광네트워크를 위한 파장 선택 시스템에 있어서, 상기 ONT는 상기 OLT에 상향 신호를 전송하는 기 구성된 튜너블 레이저 다이오드의 파장을 튜닝하면서 원하는 파장의 상기 상향 신호를 출력하도록 상기 튜너블 레이저 다이오드를 제어하는 레이저 다이오드 드라이버를 포함하며, 상기 OLT로부터 수신되는 수신 광을 미리 설정된 광 경로로 분산시키는 기 구성된 고정 필터부를 통해 선별된 수신 광에 따라 전류 신호를 생성한 후 미리 설정된 신호 처리 레벨의 전압으로 변환 증폭하는 기 구성된 복수의 광수신부 중 사용되는 광수신부에만 전원을 제공하고 사용되지 않는 광수신부의 전원을 차단하는 전원 관리부가 포함된 트랜시버 및 상기 복수의 광수신부 중 어느 하나로부터 수신되는 전압을 기준 전압과 비교하여 디지털 신호로 출력하고, 상기 디지털 신호를 병렬화하여 생성한 프레임 데이터에서 PSBd의 Psync 데이터를 선별하며, 해당 Psync 데이터에서 미리 약속된 위치의 정보를 근거로 송수신 파장을 검출하며, 해당 송신 파장에 대한 정보를 상기 레이저 다이오드 드라이버에 제공하고, 수신 파장에 대한 정보에 따른 광수신부 전원 관리 정보를 상기 전원 관리부에 제공하는 MAC 처리부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 트랜시버는, 상기 OLT로 상향 신호를 전송하는 튜너블 레이저 다이오드와, 상기 튜너블 레이저 다이오드의 파장을 튜닝하면서 원하는 상기 상향신호를 출력하도록 제어하는 레이저 다이오드 드라이버와, 상기 수신 광을 미리 설정된 광경로로 분산시키는 고정 필터부와, 상기 고정 필터부를 통해 선별된 상기 수신 광에 따라 전류 신호를 생성하는 포토 다이오드와 상기 포토 다이오드가 생성한 미약한 전류를 신호 처리 레벨의 전압으로 변환 증폭하는 트랜스 임피던스 증폭기가 통합 구성된 복수의 광수신부 및 상기 복수의 광수신부 중 사용되는 광수신부에만 전원을 제공하고 사용되지 않는 광수신부의 전원을 차단하는 전원 관리부;를 포함하고, 상기 MAC 처리부는, 상기 복수의 광수신부로부터 수신되는 전압을 기준 전압과 비교하여 디지털 값으로 출력하는 리미팅 증폭기와 상기 리미팅 증폭기의 디지털 신호를 병렬화하는 디시리얼라이저로 구성되는 복수의 병렬정보 생성부 및 상기 복수의 병렬정보 생성부로부터 수신한 프레임 데이터에서 PSBd의 Psync 데이터를 선별하고, 해당 Psync 데이터에서 미리 약속된 위치의 정보를 근거로 송수신 파장을 검출하며, 해당 송신 파장에 대한 정보를 상기 레이저 다이오드 드라이버에 제공하고, 수신 파장에 대한 정보에 따른 광수신부 전원 관리 정보를 전원 관리부에 제공하는 파장 선택부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 전원 관리부는 상기 수신 파장에 대한 정보를 근거로 상기 복수의 광수신부 중 수신 파장에 대응되는 특정 광수신부를 제외한 나머지 광수신부의 전원을 차단하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 복수의 광수신부는 각각 상기 포토 다이오드와 트랜스 임피던스 증폭기가 일체로 구성된 TO-CAN 패키지 타입 소자 형태인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 전원 관리부는 상기 ONT가 상기 OLT에 최초 등록되는 신규 ONT인 경우 모든 광수신부를 동작 상태가 되도록 하여 임의의 파장으로 신규 등록 ONT에 대한 파장 지정 정보를 포함하는 수신 광을 상기 OLT로부터 수신하고, 상기 MAC 처리부는 상기 파장 지정 정보가 포함된 수신 광으로부터 얻어진 프레임 데이터에서 상기 파장 지정 정보를 확인하여 상기 전원 관리부에 상기 파장 지정 정보를 전송하여 상기 파장 지정 정보에 따라 파장을 설정한 후 신규 ONT 등록 과정을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 OLT는 상기 수신 광에 포함되는 하향 프레임 데이터의 Psync 데이터에 상기 MAC 처리부에 의해 검출되는 상기 송수신 파장 관련 파장 선택을 위한 정보를 삽입하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 MAC 처리부는 Psync 데이터에 포함된 상기 파장 선택을 위한 정보를 기초로 상기 송수신 파장 정보를 물리계층 레벨에서 확인하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 MAC 처리부는 상기 Psync 데이터를 적어도 2회 동일한 값으로 수신한 경우 상기 송수신 파장 정보인 것으로 판단하여, 상기 송수신 파장 정보에 따른 송신 파장에 대한 정보를 상기 레이저 다이오드 드라이버에 제공하고, 상기 송수신 파장 정보에 포함된 수신 파장에 대한 정보에 따른 광수신부 전원 관리 정보를 상기 전원 관리부에 제공하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 OLT는 상기 Psync 데이터의 일부 위치에 파장 선택을 위한 정보를 삽입시 원래 Psync의 정보와 다른 고정된 식별 정보를 삽입하고 다른 영역의 정보를 변경하여 송수신 파장을 지정하며, 2 비트를 이용하여 송수신 파장 세트를 지정하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 OLT 및 ONT를 포함하는 다파장 수동형 광네트워크를 위한 파장 선택 방법은, 상기 OLT가 상기 ONT에 광통신을 수행하여, 상기 ONT에 대한 파장 변경의 필요 여부를 판단하고, 파장 변경 필요시, 상기 ONT에 전송되는 광 신호로 전송되는 하향 프레임 데이터의 Psync 데이터에 파장 선택을 위한 정보를 삽입하고, 상기 파장 선택을 위한 정보가 삽입된 PSBd를 포함하는 하향 데이터 프레임을 광 신호로 상기 ONT에 전송하는 단계와, 상기 ONT를 구성하는 트랜시버가 상기 OLT로부터 수신되는 상기 광 신호에 대응되는 수신 광을 복수의 채널과 각각 일대일로 대응되는 기 구성된 복수의 광수신부 중 적어도 하나를 통해 수신하고, 상기 수신 광을 전압으로 변환하여 출력하는 상기 복수의 광수신부를 통해 상기 수신 광에 대응되어 출력 전압을 출력하는 단계와, 상기 ONT를 구성하는 MAC 처리부가 상기 출력 전압을 기준 전압과 비교하여 디지털 신호로 출력하고, 상기 디지털 신호를 병렬화하여 생성한 프레임 데이터에서 PSBd의 Psync 데이터를 선별하며, 해당 Psync 데이터에서 미리 약속된 위치의 정보를 근거로 송수신 파장의 변경 여부를 확인하는 단계 및 상기 MAC 처리부가 상기 확인 결과 상기 Psync 데이터에서 송수신 파장 변경에 대한 상기 파장 선택을 위한 정보가 확인된 경우 상기 파장 선택을 위한 정보를 기초로 상기 트랜시버의 송수신 파장을 변경하고, 상기 복수의 광 수신부 중 수신 파장에 대응되는 광수신부를 제외한 나머지 광수신부의 전원을 차단하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 다파장 수동형 광네트워크를 위한 파장 선택 시스템 및 방법은 OLT가 신규 ONT에 대한 적절한 파장을 지정하고 이를 반영하는데 필요한 지연 및 OLT가 통신 부하 조절을 위해 ONT의 파장을 변경하고자 할 경우 그에 대한 파장 변경을 반영하는데 필요한 지연을 최소화함으로써 시스템 안정성과 성능을 개선하는 효과가 있다.

또한, 다파장 PON 구성에서 ONT에 적용되는 튜너블 트랜시버의 비용을 낮추면서 통신 성능을 유지하고 사용 파장 변경은 신속하게 대응할 수 있으며 사용 전력 역시 줄일 수 있어 시스템 성능과 신뢰성 및 경제성을 모두 만족시킬 수 있는 효과가 있다.

나아가, 일부 오류가 존재하더라도 PON의 안정적인 하향 프레임 데이터의 특성 상 동기에 문제가 없는 Psync 데이터에 파장 선택을 위한 정보를 OLT가 삽입하는 것으로 고의로 오류 정보를 Psync 데이터에 추가하고, ONT가 Psync 데이터에 삽입된 파장 선택 정보를 물리계층에서 확인하는 것으로 즉각적으로 파장 변경이 가능하도록 하는 것으로 고속의 사용 파장 설정이나 전환이 안정적으로 가능하여 OLT의 신규 ONT 등록이나 ONT 간 부하 조정의 부담을 줄일 수 있는 효과가 있다.

더불어, 다파장 광신호 수신을 위한 ONT의 트랜시버의 수신부에서 고가의 튜너블 필터를 사용하는 대신 저가의 고정 필터를 적용하고 복수의 광수신 채널로서 포토다이오드와 트랜스임피던스 증폭기 세트로 구성된 TO-CAN패키지 타입의 수신부를 적용하며, 해당 채널의 수신을 위한 리미트 증폭기와 디시리얼라이저는 SoC 형태의 MAC(Media Access Control) 처리부에 구성함과 아울러, MAC 처리부로부터 사용 파장 결정에 따른 신호를 수신한 전원 관리부가 사용되지 않는 TO-CAN 패키지 타입 수신부의 전원을 차단함으로써 다파장 ONT 트랜시버를 경제적으로 구성하면서도 그 증가되는 구성의 일부를 MAC 처리부에서 수행하도록 하여 ONT 트랜시버의 크기 증가를 최소화할 수 있어 다양한 형태의 ONT 구성(스틱 형태, 장비 형태 등)에 대응할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 수동형 광네트워크의 구성을 보인 예시도.
도 2는 수동형 광네트워크의 하향 및 상향 신호 전송 방식을 설명하기 위한 개념도.
도 3은 수동형 광네트워크의 하향 프레임 전송 방식을 설명하기 위한 개념도.
도 4는 다파장 광통신용 ONT의 제 1 방식 트랜시버 구성도.
도 5는 다파장 광통신용 ONT의 제 2 방식 트랜시버 구성도.
도 6은 다파장 PON 구조에서 신규 ONT 추가에 따른 OMCI(ONU(ONT) management and control interface) 레벨의 파장 설정을 설명하기 위한 개념도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 ONT 트랜시버 및 MAC 처리부의 구성도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 하향 물리 프레임의 구성도.
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 하향 물리 동기화 블록의 Psync 데이터 구성도.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 다파장 수동형 광네트워크를 위한 파장 선택 시스템의 동작 방식을 설명하기 위한 순서도.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서 "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성 요소도 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

특히, 본 발명을 설명함에 있어 가입자측 광통신 단말을 ONT(Optical Network Terminal)이라 칭하지만 이는 동일한 개념인 ONU(Optical Network Unit)을 포함하는 가입자측 광통신 단말을 대표하는 의미로 사용되는 것이므로 ONT는 ONU를 비롯한 다른 종류의 광통신 모뎀이나 광통신 단말장치를 포괄하는 것으로 해석되어야 한다.

더불어, 본 발명의 실시예들은 ITUT(International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector) G.984/7에 따른 GPON(Gigabit PON) 이나 XGPON(10Gigabit PON, XGSPON이라 하기도 함)을 예로 들어 설명하지만, G.989에 따른 NGPON2(Next Generation PON)나 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.3av/ah에 따른 EPON(Ethernet PON), 혹은 10G-EPON(10Gigabit EPON)을 포함하는 다양한 종류의 수동형 광네트워크 시스템에 동일한 원리로 적용될 수 있다.

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 상세 실시예를 설명한다.

도 3은 수동형 광네트워크의 하향 프레임 전송 방식을 설명하기 위한 개념도로서, 물리계층에서 데이터를 전송하기 위한 하향 프레임 데이터(10)는 크게 헤더에 해당하는 PSBd(Physical Synchronization Block, downstream)와 물리 프레임 페이로드로 구성된다.

ITU-T 표준 규격에서 이러한 하향 프레임 데이터(10)는 125㎲의 고정된 길이를 가지며, 최근 논의되고 있는 XGS-PON의 경우 하나의 하향 프레임 데이터는 9.95328Gbit/s 속도에서 155520byte의 크기를 가진다.

해당 PSBd에는 동기화를 위한 동기 데이터와 프레임의 시퀀스 번호, 운영 제어 정보가 포함되는데, 실질적으로 통신이 이루어지고 있는 상황이라면 연속데이터인 하향 프레임 수신에 대해서는 각 ONT(2)의 동기화가 용이하게 이루어지며, 이 경우 PSBd에 포함된 동기신호에 일부 오류가 있다 하더라도 문제 없이 동기화가 이루어지게 된다.

도 4는 다파장 광통신용 ONT의 제 1 방식 트랜시버 구성도로서, 도시된 바와 같이 다파장 광통신을 위한 튜너블 트랜시버(20)와 그에 연동되는 MAC 처리부(30)가 나타나 있다.

상향 신호를 전송하기 위한 레이저 다이오드는 도시된 바와 같이 튜너블 레이저 다이오드(25)이며, 이러한 튜너블 레이저 다이오드(25)의 파장을 튜닝하면서 원하는 신호를 출력하도록 하는 레이저 다이오드 드라이버(26)가 구성되는데, 일반적으로 튜너블 레이저 다이오드(25)는 정밀한 온도 제어 구성을 포함하여 동작 온도를 설정함으로써 원하는 파장의 레이저 출력을 제공할 수 있다.

한편, 하향 신호를 수신하기 위한 수신부의 구성을 보면, 복수의 파장(λ5 내지 λ8) 중 선택된 하나의 파장을 선별하기 위한 튜너블 필터(21)와, 튜너블 필터(21)를 통해 선별된 수신 광에 따라 전류 신호를 생성하는 포토 다이오드(22)와, 포토 다이오드(22)가 생성한 미약한 전류를 신호 처리 레벨의 전압으로 변환 증폭하는 트랜스 임피던스 증폭기(TIA)(23)와, 트랜스 임피던스 증폭기(23)의 출력 전압을 기준 전압과 비교하여 디지털 값으로 출력하는 리미팅 증폭기(24)를 포함한다. 이러한 상향 신호는 ONT MAC 처리부(30)에 의해 제어되며, 하향 신호는 ONT MAC 처리부(30)에 전달되어 후속 데이터 처리를 진행하게 된다.

이러한 구성에서, 튜너블 필터(21)는 그 가격이 대단히 고가이며 가변적인 필터 특성 상 트랜시버의 양산이 쉽지 않은 문제가 있다. 또한, 파장 선택의 속도가 느리며 특정 파장이 선택될 경우 다른 파장으로 수신되는 신호를 전혀 확인할 수 없는 한계가 있다.

따라서, 트랜시버의 크기가 증가되는 문제를 감수하고 조립이 복잡해지는 것 역시 감수하면서 도 5와 같은 방식의 수신부를 구성할 수 있다.

도 5는 다파장 광통신용 ONT의 제 2 방식 트랜시버 구성도로서, 이는 일반적이지 않은 방식으로서 이러한 구성을 이용할 경우 트랜시버의 크기가 증가하게 되므로 ONT를 플러그 타입의 스틱 형태로 구성하기가 쉽지 않은 문제가 있다.

도시된 바와 같은 트랜시버(40)는 튜너블 레이저 다이오드(45)와 레이저 다이오드 드라이버(46)가 구성된다.

또한, 하향 신호를 수신하기 위한 트랜시버(46) 내의 수신부의 구성을 보면, 복수의 파장(λ5 내지 λ8) 각각을 대응되는 출력 경로로 분산시키는 고정된 필터(예를 들어 4개 파장에 대해 4개의 상이한 출력 경로를 가지는 구성)(41)와, 상기 고정된 필터(41)를 통해 선별된 수신 광에 따라 전류 신호를 생성하는 포토 다이오드(PD)와 상기 포토 다이오드(PD)가 생성한 미약한 전류를 신호 처리 레벨의 전압으로 변환 증폭하는 트랜스 임피던스 증폭기(TIA)가 통합 구성된 복수의 광 수신부(42)가 구성된다.

이때, 상기 포토 다이오드와 트랜스 임피던스 증폭기는 미세 전류의 증폭을 위해서 반도체 소자를 인접 배치하여 하나의 패키지로 구성하며, 통상 TO-CAN 패키지 타입 수신부 소자를 이용한다.

또한, 상기 복수의 광 수신부(42)에서 수신되는 출력 전압을 리미팅 증폭기(44)에 전달하는 아날로그 스위치(43)가 상기 트랜시버(40)에 구성되며, 상기 아날로그 스위치(43)를 통해 전달된 출력 전압은 리미팅 증폭기(44)를 통해 ONT MAC 처리부(30)에 전달된다.

이때, ONT MAC 처리부(30)는 내부적으로 병렬 데이터를 상향 신호 생성을 위해 직렬화하는 시리얼라이저(SER)(31)와 수신된 하향 데이터를 처리하기 위해 병렬화하는 디시리털라이저(DES)(32)를 포함하며, 내부적으로는 병렬 데이터를 기준으로 송수신 데이터를 처리한다.

도 6은 다파장 PON 구조에서 신규 ONT 추가에 따른 OMCI(ONU(ONT) management and control interface) 레벨의 파장 설정을 설명하기 위한 개념도로서, 신규 ONT(ONT n+1)가 추가될 경우 OLT(1)는 해당 신규 ONT에 사용할 파장 정보를 제공해야 하는데, 신규 ONT의 경우 기본 파장(예컨대 λ1, λ5)이 지정되며 이를 통해 OMCI를 통해 신규 접속에 따른 등록과 거리 측정, 사용 파장 지정 등의 과정이 수행된다.

이러한 과정이 종료되면 해당 신규 ONT는 지정된 파장으로 트랜시버의 튜너블 레이저다이오드와 튜너블 필터를 조정한 후 통신이 이루어지게 된다. 이러한 과정은 물리계층이 아닌 상위 계층에서 프레임 내부의 정보를 확인하여 이루어지게 되므로 상당한 시간이 소요되며, 클래스에 따라 수ms에서 수초에 이르는 지연이 발생하게 된다.

따라서, 신규 ONT 등록에 필요한 지연이 길고, OLT가 통신 중 통신 부하 관리(Load Balancing)를 위해서 파장을 변경하는 과정이 쉽게 이루어지지 못한다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, OLT가 신규 ONT에 대한 적절한 파장을 지정하고 이를 반영하는데 필요한 지연 및 OLT가 통신 부하 조절을 위해 ONT의 파장을 변경하고자 할 경우 그에 대한 파장 변경을 반영하는데 필요한 지연을 최소화함과 아울러, ONT에 적용되는 튜너블 트랜시버의 비용을 낮추면서 통신 성능을 유지하고 사용 파장 변경은 신속하게 대응할 수 있으며 사용 전력 역시 줄일 수 있도록 한 것이다.

이를 도 7 내지 도 10을 참조하여 설명한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 OLT와 하나 이상의 ONT를 포함하는 다파장 수동형 광네트워크를 위한 파장 선택 시스템에 있어서, 트랜시버 및 MAC 처리부를 포함하는 ONT 구성도이다.

도시된 바와 같이, 상기 ONT는 상기 OLT에 상향 신호를 전송하는 기 구성된 튜너블 레이저 다이오드(113)의 파장을 튜닝하면서 원하는 파장의 상기 상향 신호를 출력하도록 상기 튜너블 레이저 다이오드(113)를 제어하는 레이저 다이오드 드라이버(114)를 포함하며, 상기 OLT로부터 수신되는 수신 광을 미리 설정된 광 경로로 분산시키는 기 구성된 고정 필터부(111)를 통해 선별된 수신 광에 따라 전류 신호를 생성한 후 미리 설정된 신호 처리 레벨의 전압으로 변환 증폭하는 기 구성된 복수의 광수신부(112) 중 사용되는 광수신부(112)에만 전원을 제공하고 사용되지 않는 광수신부(112)의 전원을 차단하는 전원 관리부(115)가 포함된 트랜시버(110) 및 상기 복수의 광수신부(112) 중 어느 하나로부터 수신되는 전압을 기준 전압과 비교하여 디지털 신호로 출력하고, 상기 디지털 신호를 병렬화하여 생성한 프레임 데이터에서 PSBd의 Psync 데이터를 선별하며, 해당 Psync 데이터에서 미리 약속된 위치의 정보를 근거로 송수신 파장을 검출하며, 해당 송신 파장에 대한 정보를 상기 레이저 다이오드 드라이버(114)에 제공하고, 수신 파장에 대한 정보에 따른 광수신부 전원 관리 정보를 상기 전원 관리부(115)에 제공하는 MAC 처리부(120)를 포함할 수 있다.

상기 트랜시버(110) 및 MAC 처리부(120)의 구성을 더욱 상세히 설명하면, 상기 트랜시버(110)는, 상기 OLT로 상향 신호를 전송하는 튜너블 레이저 다이오드(113)와, 상기 튜너블 레이저 다이오드의 파장을 튜닝하면서 원하는 상기 상향신호를 출력하도록 제어하는 레이저 다이오드 드라이버(114)와, 상기 수신 광을 미리 설정된 광경로로 분산시키는 고정 필터부(111)와, 상기 고정 필터부(111)를 통해 선별된 상기 수신 광에 따라 전류 신호를 생성하는 포토 다이오드(PD)와 상기 포토 다이오드가 생성한 미약한 전류를 신호 처리 레벨의 전압으로 변환 증폭하는 트랜스 임피던스 증폭기(TIA)가 통합 구성된 복수의 광수신부(112) 및 상기 복수의 광수신부(112) 중 사용되는 광수신부(112)에만 전원을 제공하고 사용되지 않는 광수신부(112)의 전원을 차단하는 전원 관리부(115)를 포함한다.

여기서, 광수신부는 포토 다이오드(PD)와 트랜스 임피던스 증폭기(TIA)가 일체로 구성된 TO-CAN 패키지 타입 소자 형태일 수 있다.

또한, 상기 MAC 처리부(120)는, 상기 복수의 광수신부(112)로부터 수신되는 전압을 기준 전압과 비교하여 디지털 값으로 출력하는 리미팅 증폭기(LA)와 상기 리미팅 증폭기(LA)의 디지털 신호를 병렬화하는 디시리얼라이저(DES)로 구성되는 복수의 병렬정보 생성부(122) 및 상기 복수의 병렬정보 생성부(122)로부터 수신한 프레임 데이터에서 PSBd의 Psync 데이터를 선별하고, 해당 Psync 데이터에서 미리 약속된 위치의 정보를 근거로 송수신 파장을 검출하며, 해당 송신 파장에 대한 정보를 상기 레이저 다이오드 드라이버(114)에 제공하고, 수신 파장에 대한 정보에 따른 광수신부 전원 관리 정보를 전원 관리부(115)에 제공하는 파장 선택부(123)를 포함할 수 있다.

이때, 상기 복수의 광 수신부(112)는 상기 복수의 병렬정보 생성부(122)와 대응되는 파장에 따라 상호 일대일로 대응되어 연결될 수 있다.

또한, 상기 MAC 처리부(120)는 내부적으로 병렬 데이터를 상향 신호 생성을 위해 직렬화하는 시리얼라이저(SER)(121)를 포함하며, 상기 파장 선택부(123)는 상기 시리얼라이저(121)를 통해 상기 레이저 다이오드 드라이버(114)에 상기 송신 파장에 대한 정보를 전달할 수도 있다.

또한, 상기 전원 관리부(115)는 상기 파장 선택부(123)에서 제공되는 상기 수신 파장에 대한 정보를 근거로 상기 복수의 광수신부(112) 중 수신 파장에 대응되는 특정 광수신부를 제외한 나머지 광수신부의 전원을 차단할 수 있다.

또한, 상기 전원 관리부(115)는 상기 ONT가 상기 OLT에 최초 등록되는 신규 ONT인 경우 상기 트랜시버(110)에 구성된 모든 광수신부(112)를 동작 상태가 되도록 하여 임의의 파장으로 신규 등록 ONT에 대한 파장 지정 정보를 포함하는 수신 광을 상기 OLT로부터 수신할 수 있다.

또한, 상기 MAC 처리부(120)는 상기 파장 지정 정보가 포함된 수신 광으로부터 얻어진 프레임 데이터에서 상기 파장 지정 정보를 확인하여 상기 전원 관리부(115)에 상기 파장 지정 정보를 전송하여 상기 파장 지정 정보에 따라 파장을 설정한 후 신규 ONT 등록 과정을 수행할 수 있다.

즉, 전원 관리부(115)는 신규 ONT 등록의 경우 모든 광수신부(112)를 동작 상태가 되도록 함으로써 고정된 기준 파장으로 신규 등록 ONT에 대한 파장 지정 정보를 수신하지 않고 임의의 파장으로 신규 등록 ONT에 대한 파장 지정 정보를 수신할 수도 있다.

이는, OLT가 고정된 기준 파장으로만 신규 등록 ONT에 대한 파장 지정 정보를 제공함으로써 기준 파장에 대한 대역이 줄어드는 상황을 방지할 수 있도록 한다. 즉, 현재 부하가 가장 낮은 파장의 하향 프레임에 신규 등록 ONT의 파장 지정 정보를 삽입하여 방송할 수 있고, 본 발명의 실시예에 따른 ONT는 임의 파장의 하향 프레임에 삽입된 파장 지정 정보를 확인하여 그에 따라 파장을 설정한 후 신규 ONT 등록 과정을 수행할 수 있다.

도 8은 하향 프레임 데이터의 구성을 보인 것으로, 도시된 바와 같이 하나의 하향 프레임 데이터는 헤더에 해당하는 PSBd(Physical Synchronization Block, downstream)(310)와 물리 프레임 페이로드(320)로 구성되고, 해당 PSBd(310)는 8바이트의 동기 데이터(Psync)(311), 8바이트의 시퀀스 번호 정보(SFC:SuperFrame Counter structure)(312), 8바이트의 운영 제어 정보(OC:Operation Control structure)(313)로 구성된다.

이러한 시퀀스 번호 정보(312)와 운영 제어 정보(313)는 각각 51 비트의 실질적인 정보와 13비트의 헤더 에러 보정 정보로 구성된다. 즉, PSBd(310)를 구성하는 정보 중에서 실질적인 헤더 정보에 대응되는 시퀀스 번호 정보(312)와 운영 제어 정보(313)는 해당 데이터에 오류가 발생하더라도 이를 정정할 수 있는 HEC(Header Error Correction) 정보가 포함되므로 일부 비트에 오류가 발생해도 정상 데이터를 복원할 수 있다.

물론, 실질 데이터인 물리 프레임 페이로드에도 역시 에러 보정을 위한 FEC(Forward Error Correction) 정보가 포함된다.

따라서, 하향 프레임 데이터에서 실질적인 정보를 가지는 데이터들은 일부 비트에서 오류가 발생하더라도 이를 정정할 수 있기 때문에 선로에서 발생되는 비트 에러에 강인한 데이터 전송이 가능하게 된다.

이러한 전체 하향 프레임 데이터 중에서 오직 동기를 위한 동기 데이터, 즉 8바이트의 Psync에만 오류 검출이나 정정에 대한 정보가 포함되지 않는데, 이는 8바이트에 해당하는 고유한 동기용 코드(고정된 64비트 패턴)를 이용하여 프레임 데이터의 시작 위치를 정확하게 파악하기 위한 것이다. 일례로서 XGS-PON의 경우 '0xC5E51840 FD59BB49'의 값을 가진다. 이렇게 64비트의 특정한 값이 Psync외의 다른 영역에 존재할 가능성은 1/2⁶⁴의 확률이므로 거의 발생하지 않게 된다. 따라서, 현재의 규격에서는 이러한 특수한 고정 값이 정확히 일치하는 64개 비트를 수신할 경우 하향 프레임의 시작 위치를 특정할 수 있으며, 이후 수신되는 정보들은 약간의 오류가 발생하더라도 이를 정정하면서 수신 성능을 높이도록 규정하고 있다.

하지만, 앞서 설명한 바와 같이 하향 프레임 데이터의 경우 균일한 속도로 반복되는 데이터라는 점에서 이러한 Psync를 통한 동기화가 실패할 가능성이 낮으며 일부 오류가 몇비트 정도 포함된다 하더라도 동기화에는 아무런 문제도 없다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 OLT가 일부 오류가 존재하더라도 PON의 안정적인 하향 프레임 데이터의 특성 상 동기화에 문제가 없는 Psync 데이터에 파장 선택을 위한 정보(오류 정보)를 삽입한다.

즉, 상기 OLT는 상기 수신 광에 포함되는 하향 프레임 데이터의 Psync 데이터에 상기 ONT의 MAC 처리부(120)에 의해 검출되는 상기 송수신 파장 관련 파장 선택을 위한 정보를 삽입할 수 있다.

또한, 이를 수신하여 수신 프레임의 시작 위치를 파악하는 MAC 처리부(120)의 파장 선택부(123)는 해당 프레임의 시작 위치 동기화를 위한 Psync에 포함된 상기 파장 선택을 위한 정보를 확인하는 것으로 송수신 파장 정보를 물리계층 레벨에서 즉시 확인할 수 있게 된다. 물론, 이러한 동기화 정보를 적어도 2회 동일한 값으로 수신할 경우 파장 설정 정보임을 확인할 수도 있다.

일례로, 상기 MAC 처리부(120)의 파장 선택부(123)는 상기 Psync 데이터를 적어도 2회(또는 2회 이상) 동일한 값으로 수신한 경우 상기 송수신 파장 정보(또는 파장 선택을 위한 정보)인 것으로 판단하여, 상기 송수신 파장 정보에 따른 송신 파장에 대한 정보를 상기 레이저 다이오드 드라이버(114)에 제공하고, 상기 송수신 파장 정보에 포함된 수신 파장에 대한 정보에 따른 광수신부 전원 관리 정보를 상기 전원 관리부(115)에 제공할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 하향 물리 동기화 블록의 Psync 데이터 구성도로서, Psync(311) 일부 위치에 파장 선택을 위한 정보를 삽입하는데, 4개 비트 영역을 지정한 후 해당 위치에 2비트는 송신 파장, 2비트는 수신 파장을 지정할 수 있도록 한 것이다.

이 경우 정상적인 Psync 정보, 실제 오류가 포함된 Psync 정보와의 구분을 위해서 일정 횟수동안 동일한 정보가 수신되는 경우 파장 선택 정보가 포함된 것으로 간주하여 파장을 변경할 수 있다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하향 물리 동기화 블록의 Psync 데이터 구성도로서, Psync(311) 일부 위치에 파장 선택을 위한 정보를 삽입하는데 원래 Psync의 정보와 다른 고정된 식별 정보를 삽입하고(예컨대 원래 01인 정보를 10으로 변경) 다른 영역의 정보를 변경하여 송수신 파장을 지정하는 것으로 약속한 경우이다.

물론, 도시된 바와 같이 6비트나 8비트를 이러한 식별정보와 파장 선택을 위해 사용할 수도 있으나, 통상 송신 파장과 수신 파장의 세트가 고정되는 경우가 많으므로 도시된 경우와 같이 2 비트를 이용하여 송수신 파장 세트를 지정할 수도 있다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 다파장 수동형 광네트워크를 위한 파장 선택 시스템의 동작 방식을 설명하기 위한 순서도이다.

도시된 바와 같이, OLT가 ONT에 광통신을 수행하여, 상기 ONT에 대한 파장 변경의 필요 여부를 판단한다.

상기 판단 결과 파장 변경 필요시, 상기 OLT는 상기 ONT에 전송되는 광 신호로 전송되는 하향 프레임 데이터의 Psync 데이터에 파장 선택을 위한 정보를 삽입할 수 있다.

또한, 상기 OLT는 상기 파장 선택을 위한 정보가 삽입된 PSBd를 포함하는 하향 데이터 프레임을 광 신호로 상기 ONT에 전송한다.

한편, 상기 ONT를 구성하는 트랜시버는 상기 OLT로부터 수신되는 상기 광 신호에 대응되는 수신 광을 복수의 채널과 각각 일대일로 대응되는 기 구성된 복수의 광수신부 중 적어도 하나를 통해 수신하고, 상기 수신 광을 전압으로 변환하여 출력하는 상기 복수의 광수신부 중 어느 하나를 통해 상기 수신 광에 대응되어 출력 전압을 출력한다.

또한, 상기 ONT를 구성하는 MAC 처리부는 상기 출력 전압을 기준 전압과 비교하여 디지털 신호로 출력하고, 상기 디지털 신호를 병렬화하여 생성한 프레임 데이터에서 PSBd의 Psync 데이터를 선별하며, 해당 Psync 데이터에서 미리 약속된 위치의 정보를 근거로 송수신 파장의 변경 여부를 확인할 수 있다.

또한, 상기 MAC 처리부는 상기 확인 결과 상기 Psync 데이터에서 송수신 파장 변경에 대한 송수신 파장 정보가 확인된 경우 상기 송수신 파장 정보를 기초로 상기 트랜시버의 송수신 파장을 변경하고, 상기 복수의 광 수신부 중 수신 파장에 대응되는 광수신부를 제외한 나머지 광수신부의 전원을 차단할 수 있다.

이러한 방식을 통해서 다파장 광신호 수신을 위한 ONT의 트랜시버의 수신부에서 고가의 튜너블 필터를 사용하는 대신 저가의 고정 필터를 적용하고 복수의 광수신 채널로서 포토다이오드와 트랜스임피던스 증폭기 세트로 구성된 TO-CAN패키지 타입의 수신부를 적용하며, 해당 채널의 수신을 위한 리미트 증폭기와 디시리얼라이저는 SoC 형태의 MAC(Media Access Control) 처리부에 구성함과 아울러, MAC 처리부로부터 사용 파장 결정에 따른 신호를 수신한 전원 관리부가 사용되지 않는 TO-CAN 패키지 타입 수신부의 전원을 차단함으로써 다파장 ONT 트랜시버를 경제적으로 구성하면서도 그 증가되는 구성의 일부를 MAC 처리부에서 수행하도록 하여 ONT 트랜시버의 크기 증가를 최소화할 수 있어 다양한 형태의 ONT 구성(스틱 형태, 장비 형태 등)에 대응할 수 있게 된다.

전술된 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: OLT 1a: 광 트랜시버
2: ONT 2a: 광트랜시버
10: 하향 프레임데이터 110: 트랜시버
111: 고정 필터 112: 광수신부
113: 튜너블 레이저 다이오드 114: 레이저 다이오드 드라이버
115: 전원 관리부 120: MAC 처리부
121: 시리얼라이저 122: 병렬정보 생성부
123: 파장 선택부

Claims (10)

1. OLT와 ONT를 포함하는 다파장 수동형 광네트워크를 위한 파장 선택 시스템에 있어서,
   상기 ONT는
   상기 OLT에 상향 신호를 전송하는 기 구성된 튜너블 레이저 다이오드의 파장을 튜닝하면서 원하는 파장의 상기 상향 신호를 출력하도록 상기 튜너블 레이저 다이오드를 제어하는 레이저 다이오드 드라이버를 포함하며, 상기 OLT로부터 수신되는 수신 광을 미리 설정된 광 경로로 분산시키는 기 구성된 고정 필터부를 통해 선별된 수신 광에 따라 전류 신호를 생성한 후 미리 설정된 신호 처리 레벨의 전압으로 변환 증폭하는 기 구성된 복수의 광수신부 중 사용되는 광수신부에만 전원을 제공하고 사용되지 않는 광수신부의 전원을 차단하는 전원 관리부가 포함된 트랜시버; 및
   상기 복수의 광수신부 중 어느 하나로부터 수신되는 전압을 기준 전압과 비교하여 디지털 신호로 출력하고, 상기 디지털 신호를 병렬화하여 생성한 프레임 데이터에서 PSBd의 Psync 데이터를 선별하며, 해당 Psync 데이터에서 미리 약속된 위치의 정보를 근거로 송수신 파장을 검출하며, 해당 송신 파장에 대한 정보를 상기 레이저 다이오드 드라이버에 제공하고, 수신 파장에 대한 정보에 따른 광수신부 전원 관리 정보를 상기 전원 관리부에 제공하는 MAC 처리부
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 다파장 수동형 광네트워크를 위한 파장 선택 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 트랜시버는,
   상기 OLT로 상향 신호를 전송하는 튜너블 레이저 다이오드;
   상기 튜너블 레이저 다이오드의 파장을 튜닝하면서 원하는 상기 상향신호를 출력하도록 제어하는 레이저 다이오드 드라이버;
   상기 수신 광을 미리 설정된 광경로로 분산시키는 고정 필터부;
   상기 고정 필터부를 통해 선별된 상기 수신 광에 따라 전류 신호를 생성하는 포토 다이오드와 상기 포토 다이오드가 생성한 미약한 전류를 신호 처리 레벨의 전압으로 변환 증폭하는 트랜스 임피던스 증폭기가 통합 구성된 복수의 광수신부; 및
   상기 복수의 광수신부 중 사용되는 광수신부에만 전원을 제공하고 사용되지 않는 광수신부의 전원을 차단하는 전원 관리부;를 포함하고,
   상기 MAC 처리부는,
   상기 복수의 광수신부로부터 수신되는 전압을 기준 전압과 비교하여 디지털 값으로 출력하는 리미팅 증폭기와 상기 리미팅 증폭기의 디지털 신호를 병렬화하는 디시리얼라이저로 구성되는 복수의 병렬정보 생성부; 및
   상기 복수의 병렬정보 생성부로부터 수신한 프레임 데이터에서 PSBd의 Psync 데이터를 선별하고, 해당 Psync 데이터에서 미리 약속된 위치의 정보를 근거로 송수신 파장을 검출하며, 해당 송신 파장에 대한 정보를 상기 레이저 다이오드 드라이버에 제공하고, 수신 파장에 대한 정보에 따른 광수신부 전원 관리 정보를 전원 관리부에 제공하는 파장 선택부
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 다파장 수동형 광네트워크를 위한 파장 선택 시스템.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 전원 관리부는 상기 수신 파장에 대한 정보를 근거로 상기 복수의 광수신부 중 수신 파장에 대응되는 특정 광수신부를 제외한 나머지 광수신부의 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 다파장 수동형 광네트워크를 위한 파장 선택 시스템.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 복수의 광수신부는 각각 상기 포토 다이오드와 트랜스 임피던스 증폭기가 일체로 구성된 패키지 타입 소자 형태인 것을 특징으로 하는 다파장 수동형 광네트워크를 위한 파장 선택 시스템.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 전원 관리부는 상기 ONT가 상기 OLT에 최초 등록되는 신규 ONT인 경우 모든 광수신부를 동작 상태가 되도록 하여 임의의 파장으로 신규 등록 ONT에 대한 파장 지정 정보를 포함하는 수신 광을 상기 OLT로부터 수신하고,
   상기 MAC 처리부는 상기 파장 지정 정보가 포함된 수신 광으로부터 얻어진 프레임 데이터에서 상기 파장 지정 정보를 확인하여 상기 전원 관리부에 상기 파장 지정 정보를 전송하여 상기 파장 지정 정보에 따라 파장을 설정한 후 신규 ONT 등록 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 다파장 수동형 광네트워크를 위한 파장 선택 시스템.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 OLT는 상기 수신 광에 포함되는 하향 프레임 데이터의 Psync 데이터에 상기 MAC 처리부에 의해 검출되는 상기 송수신 파장 관련 파장 선택을 위한 정보를 삽입하는 것을 특징으로 하는 다파장 수동형 광네트워크를 위한 파장 선택 시스템.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 MAC 처리부는 Psync 데이터에 포함된 상기 파장 선택을 위한 정보를 기초로 상기 송수신 파장 정보를 물리계층 레벨에서 확인하는 것을 특징으로 하는 다파장 수동형 광네트워크를 위한 파장 선택 시스템.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 MAC 처리부는 상기 Psync 데이터를 적어도 2회 동일한 값으로 수신한 경우 상기 송수신 파장 정보인 것으로 판단하여, 상기 송수신 파장 정보에 따른 송신 파장에 대한 정보를 상기 레이저 다이오드 드라이버에 제공하고, 상기 송수신 파장 정보에 포함된 수신 파장에 대한 정보에 따른 광수신부 전원 관리 정보를 상기 전원 관리부에 제공하는 것을 특징으로 하는 다파장 수동형 광네트워크를 위한 파장 선택 시스템.
   
9. 청구항 6에 있어서,
   상기 OLT는 상기 Psync 데이터의 일부 위치에 파장 선택을 위한 정보를 삽입시 원래 Psync의 정보와 다른 고정된 식별 정보를 삽입하고 다른 영역의 정보를 변경하여 송수신 파장을 지정하며, 2 비트를 이용하여 송수신 파장 세트를 지정하는 것을 특징으로 하는 다파장 수동형 광네트워크를 위한 파장 선택 시스템.
   
10. OLT 및 ONT를 포함하는 다파장 수동형 광네트워크를 위한 파장 선택 방법에 있어서,
    상기 OLT가 상기 ONT에 광통신을 수행하여, 상기 ONT에 대한 파장 변경의 필요 여부를 판단하고, 파장 변경 필요시, 상기 ONT에 전송되는 광 신호로 전송되는 하향 프레임 데이터의 Psync 데이터에 파장 선택을 위한 정보를 삽입하고, 상기 파장 선택을 위한 정보가 삽입된 PSBd를 포함하는 하향 데이터 프레임을 광 신호로 상기 ONT에 전송하는 단계;
    상기 ONT를 구성하는 트랜시버가 상기 OLT로부터 수신되는 상기 광 신호에 대응되는 수신 광을 복수의 채널과 각각 일대일로 대응되는 기 구성된 복수의 광수신부 중 적어도 하나를 통해 수신하고, 상기 수신 광을 전압으로 변환하여 출력하는 상기 복수의 광수신부를 통해 상기 수신 광에 대응되어 출력 전압을 출력하는 단계;
    상기 ONT를 구성하는 MAC 처리부가 상기 출력 전압을 기준 전압과 비교하여 디지털 신호로 출력하고, 상기 디지털 신호를 병렬화하여 생성한 프레임 데이터에서 PSBd의 Psync 데이터를 선별하며, 해당 Psync 데이터에서 미리 약속된 위치의 정보를 근거로 송수신 파장의 변경 여부를 확인하는 단계; 및
    상기 MAC 처리부가 상기 확인 결과 상기 Psync 데이터에서 송수신 파장 변경에 대한 상기 파장 선택을 위한 정보가 확인된 경우 상기 파장 선택을 위한 정보를 기초로 상기 트랜시버의 송수신 파장을 변경하고, 상기 복수의 광 수신부 중 수신 파장에 대응되는 광수신부를 제외한 나머지 광수신부의 전원을 차단하는 단계;
    를 포함하는 다파장 수동형 광네트워크를 위한 파장 선택 방법.

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