KR20100119078A - 무편광 광원을 이용하여 광신호의 고속 전송이 가능한 파장분할 다중방식 광통신용 광원 및 이를 구비한 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 파장분할 다중방식 광통신용 광원은 광대역 비간섭성 광원(BLS); 상기 광대역 비간섭성 광원(BLS)에서 출력된 비간섭성 광을 스펙트럼 분할하는 도파로 배열 격자(AWG); 상기 BLS와 상기 AWG의 사이에 연결된 서큘레이터(Circulator); 각각이 상기 AWG에 연결되며, 상기 AWG에 의해 스펙트럼 분할된 상기 비간섭성 광이 주입되어 파장 잠김된 복수의 무편광 광원(UPLS)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 파장분할 다중방식 광통신용 광원 및 이를 구비한 파장 분할 다중방식 수동형 광 가입자망을 사용하는 경우, 특히 파장 잠김된 패브리 페롯 레이저 다이오드에 주입되는 비간섭성 광의 세기를 비약적으로 낮추면서도 1.25 Gb/s 이상의 고속전송이 가능하고, 주어진 비간섭성 광의 세기에서 광원의 잡음 세기를 더 낮추는 것이 가능하다.

파장분할 다중방식, 광 가입자망, 무편광 광원

Description

무편광 광원을 이용하여 광신호의 고속 전송이 가능한 파장분할 다중방식 광통신용 광원 및 이를 구비한 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망{An Optical Source for Wavelength Division Multiplexed Optical Network Capable of High-Speed Transmission of an Optical Signal by Using Un-polarized Light Source and A Wavelength Division Multiplexed-Passive Optical Network Having the Same}

본 발명은 무편광 광원(UPLS: Un-Polarized Light Source or polarization independent light source)을 이용하여 광신호의 고속 전송이 가능한 파장분할 다중방식 광통신용 광원 및 이를 구비한 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망(WDM-PON: Wavelength Division Multiplexed-Passive Optical Network)에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 기존의 한 방향의 편광의 빛을 출력하는 편광 광원(PLS: Polarized Light Source)을 무편광의 빛을 출력하는 무편광 광원(UPLS)으로 대체하여 주입되는 비간섭성 광의 세기를 비약적으로 낮추면서도 광신호를 1.25 Gb/s 이상의 고속으로 전송이 가능하게 하고, 주어진 비간섭성 광의 세기에서도 잡음의 세기를 더 낮출 수 있어 저가로 광 가입자망의 대용량화 및 고속화를 제공할 수 있는 무편광 광원(UPLS)을 이용하여 광신호의 고속 전송이 가능한 파장분할 다 중방식 광통신용 광원 및 이를 구비한 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망에 관한 것이다.

현재의 가입자망은 대부분 전화선을 이용한 ADSL, VDSL, 또는 동축 케이블을 이용한 케이블 모뎀 등으로 인터넷에 대한 접속을 제공하고 있다. 이러한 전화선 또는 동축 케이블은 모두 구리선을 이용하여 제공되는 것으로, 가입자에게 제공할 수 있는 대역폭은 전송거리에 따라 다르지만 대략 최대 10 Mb/s 정도의 한계를 가지고 있다. 그러나, 인터넷의 급속한 확산으로 기존의 음성, 텍스트 위주의 서비스가 영상 중심의 서비스로 전환되면서 가입자망의 고속화에 대한 요구가 급격히 증가하고 있다. 이러한 고속화 요구를 충족시키기 위한 방안의 하나로 하나의 네트워크 기반을 통해 영상, 데이터, 및 음성이 통합된 서비스를 공급하기 위해, 통신 사업자 및 CATV 사업자가 구축하고 있는 각자의 가입자망의 진화(evolution)가 요구된다. 높은 대역폭을 요구하는 고화질 텔레비전(HDTV/IP-TV), 주문형 비디오(VOD: Video On Demand), 주문형 교육방송(EOD: Education On Demand) 등의 차세대 서비스를 수용하기 위해서는 가입자에게 100 Mb/s 이상의 대역폭을 제공하면서 높은 서비스 품질(QoS: Quality of Service)을 보장할 수 있는 WDM-PON이 궁극적인 대안으로 인식되고 있다. 또한 미래에 요구되는 광 가입자망의 대역폭은 점차 증가할 것으로 예상된다.

일반적으로 WDM-PON에서는 파장분할 다중 필터로 도파로 배열격자(AWG: Arrayed Waveguide Grating)가 널리 사용되고 있다. 그러나, 외부 온도가 변하면 각 가입자당 할당된 광원의 파장 및 AWG자체의 온도가 변하게 된다. 따라서, 각 가입자당 할당된 파장에 무관하게 사용될 수 있는 광원으로서 온도 변화에 따른 파장 제어 및 관리를 용이하게 하기 위해서는, 파장 무의존성 동작, 즉 컬러 무의존성 동작(wavelength-independent operation, i.e., color-free operation)을 구비한 저가의 광원이 필수적으로 요구된다. 이러한 파장 무의존성을 구비한 광원의 한 예로 김현덕 등(Hyun-Deok Kim, et. al)은 2000년 8월에 "A low-cost WDM source with an ASE injected Fabry-Perot semiconductor laser"라는 제목으로 IEEE Photon. Technol. Lett., vol. 12, no. 8, pp. 1067-1069에 발표한 논문에서 파장 잠김된 패브리 페롯 레이저 다이오드(Wavelength-Locked Fabry-Perot laser diode)를 제안한 바 있다. 김현덕 등의 파장 잠김된 패브리 페롯 레이저 다이오드(F-P LD: Fabry-Perot laser diode)는 광대역 비간섭성 광원(BLS: Broadband Light Source)에서 출력된 비간섭성 광(incoherent light)을 다중모드로 발진하는 F-P LD에 주입하여, 주입된 비간섭성 광의 파장에 F-P LD의 발진 파장을 고정시키는 방법이다. 이 때, 가입자 및 전화국에서 사용되는 송신 광원으로는 한쪽 방향의 편광만 출력하는 특성을 가진 F-P LD가 사용되었다.

한편, 광통신에 사용되는 광원은 우수한 전송 품질을 위해 낮은 상대 세기 잡음(RIN: Relative Intensity Noise)을 가져야 한다. 예를 들어, 다중 모드로 발진하는 F-P LD는 높은 상대 세기 잡음(RIN)으로 인해 양호한 품질의 광신호 전송이 어려워지기 때문에 WDM 시스템용 광원 또는 WDM-PON용 광원으로 사용하기에 적합하지 않다. 좀 더 구체적으로, F-P LD의 다중 모드 중 하나의 모드만을 선택하게 되 면, 높은 모드 분할 잡음이 발생하여 다중 모드로 발진하는 F-P LD는 통신용 광원으로 사용하는 것이 불가능하다. RIN을 감소시키는 방법으로 외부에서 비간섭성 광을 주입하여 F-P LD를 유사 단일 모드로 발진시킴으로써 모드 분할 잡음을 대폭 줄인 파장 잠김된 F-P LD와 이를 이용한 WDM-PON을 구성하는 방법이 제안되었다. 그러나, 파장 잠김된 F-P LD를 이용한 WDM-PON은 데이터의 전송 속도를 높이거나, 파장 간격을 좁혀서 하나의 PON에서 많은 채널을 수용하고자 하는 경우 다음과 같은 문제가 발생한다.

파장 잠김된 F-P LD의 구현을 위해 외부에서 주입되는 자연방출광(ASE: Amplified Spontaneous Emission) 기반의 BLS는 사용되는 AWG의 대역폭에 의해 주입되는 비간섭성 광의 대역폭이 결정된다. 따라서 ASE 기반의 BLS에서 출력된 비간섭성 광은 주입시 비간섭성 광이 미리 필터링 과정을 거치므로 높은 잡음을 가질 수 밖에 없다. 일반적으로 가입자당 제공되는 데이터의 전송 속도가 높을수록, 사용되는 광원은 더 우수한 잡음 특성을 가져야만 한다. 그러나, AWG 대역폭이 좁을수록 또는 채널 간격이 좁을수록 주입되는 비간섭성 광의 RIN이 나빠지게 된다. 이는 파장 잠김된 F-P LD의 잡음 특성에도 영향을 주기 때문에, 고속의 전송을 위해서는 F-P LD를 높은 이득 포화(gain saturation) 영역에서 동작시켜 주입되는 비간섭성 광의 잡음을 줄여서 전송하여야 한다. 그러나, F-P LD를 높은 이득 포화(gain saturation) 영역에서 동작시키기 위해서는 주입되는 비간섭성 광의 세기를 높여야 하고, 따라서 BLS의 출력의 세기도 높아져야 한다. BLS는 출력의 세기가 2배가 될 때, BLS의 가격이 2배 이상 증가된다. 따라서, 높은 출력의 BLS는 고가이고, 시스 템의 전체 비용을 증가시키게 된다. 이는 WDM-PON의 대용량화와 고속화에 장애 요인으로 작용한다. 또한 이러한 문제점은 WDM-PON용 광원으로 파장 잠김된 F-P LD를 사용하는 경우 및 파장 주입 방식의 반사형 반도체 광증폭기(RSOA: Reflective Semiconductor Optical Amplifier)를 사용하는 경우 모두에서 공통적으로 나타난다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 모든 방향의 편광을 출력하는 무편광 광원(UPLS)을 이용하여 파장 잠김된 패브리 페롯 레이저 다이오드에 주입되는 비간섭성 광의 세기를 비약적으로 낮추면서도 1.25 Gb/s 이상의 고속전송이 가능하게 하고, 주어진 비간섭성 광의 세기에서 광원의 잡음 세기를 추가로 더 낮추어 출 수 있는 파장분할 다중방식 광통신용 광원 및 이를 구비한 WDM-PON을 저가로 구현하기 위한 것이다.

본 발명의 제 1 특징에 따른 파장분할 다중방식 광통신용 광원은 광대역 비간섭성 광원(BLS); 상기 광대역 비간섭성 광원(BLS)에서 출력된 비간섭성 광을 스펙트럼 분할하는 도파로 배열 격자(AWG); 상기 BLS와 상기 AWG의 사이에 연결된 서큘레이터(Circulator); 각각이 상기 AWG에 연결되며, 상기 AWG에 의해 스펙트럼 분할된 상기 비간섭성 광이 주입되어 파장 잠김된 복수의 무편광 광원(UPLS)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 2 특징에 따른 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망(WDM-PON)은 n개의 제 1 광송수신기(TRx)를 구비한 전화국(OLT); 원격노드(RN: Remote Node); n개의 제 2 광송수신기(TRx)를 구비한 복수의 가입자(ONT)(ONT1,...,ONTn); 상기 OLT과 상기 RN을 연결하는 단일 모드 광섬유(SMF); 및 상기 RN과 상기 복수의 ONT(ONT1,...,ONTn)를 연결하는 복수의 분배 광섬유(DF1,...,DFn)를 포함하고, 상 기 제 1 광송수신기(TRx)는 각각 하향 데이터 광신호를 송신하는 제 1 광송신기(Tx); 및 상향 데이터 광신호를 수신하는 제 1 광수신기(Rx)를 포함하고, 상기 제 2 광송수신기(TRx)는 각각 상기 상향 데이터 광신호를 송신하는 제 2 광송신기(Tx); 및 상기 하향 데이터 광신호를 수신하는 제 2 광수신기(Rx)를 포함하며, 상기 제 1 광송신기(Tx)는 제 1 무편광 광원(UPLS); 및 상기 제 1 UPLS를 변조하기 위한 제 1 구동회로(Driver)를 포함하고, 상기 제 2 광송신기(Tx)는 제 2 UPLS; 및 상기 제 2 UPLS를 변조하기 위한 제 2 구동회로(Driver)를 포함하며, 상기 제 1 광수신기(Rx)는 전송된 상기 상향 데이터 광신호를 전기신호로 변환하는 제 1 포토다이오드(PD)를 포함하고, 상기 제 2 광수신기(Rx)는 전송된 상기 하향 데이터 광신호를 전기신호로 변환하는 제 2 PD를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 3 특징에 따른 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망(WDM-PON)은 전화국(OLT); 원격노드(RN: Remote Node); 복수의 가입자(ONT)(ONT1,...,ONTn); 상기 OLT과 상기 RN을 연결하는 단일 모드 광섬유(SMF); 및 상기 RN과 상기 복수의 ONT(ONT1,...,ONTn)를 연결하는 복수의 분배 광섬유(DF1,...,DFn)를 포함하고, 상기 OLT는 A대역에서 발진하여 제 1 비간섭성 광을 출력하는 A-대역 광대역 비간섭성 광원(A-대역 BLS); B대역에서 발진하여 제 2 비간섭성 광을 출력하는 B-대역 BLS; 상기 A-대역 BLS에 연결되는 제 1 서큘레이터(circulator1); 상기 B-대역 BLS에 연결되는 제 2 서큘레이터(circulator2); 상기 제 1 비간섭성 광을 n 개의 그룹으로 필터링하도록 n개의 출력 포트를 구비한 제 1 도파로 배열 격자(AWG1); 상기 제 1 서큘레이터, 상기 제 2 서큘레이터 및 상 기 제 1 AWG에 각각 연결되는 제 1 WDM 필터(WDM1); 상기 제 1 서큘레이터, 상기 제 2 서큘레이터 및 상기 SMF에 각각 연결되는 제 2 WDM 필터(WDM2); 및 상기 제 1 AWG에 각각 연결되는 n개의 제 1 광송수신기(TRx)를 포함하며, 상기 RN은 상기 제 2 비간섭성 광을 n 개의 그룹으로 필터링하도록 n개의 출력 포트를 구비한 제 2 도파로 배열 격자(AWG2)를 포함하고, 상기 복수의 ONT(ONT1,...,ONTn)는 각각 상기 제 2 AWG에 각각 연결되는 n개의 제 2 광송수신기(TRx)를 포함하며, 상기 제 1 광송수신기(TRx)는 각각 상기 제 1 AWG를 통해 분리된 상향 데이터 광신호가 입력되는 제 3 WDM 필터(WDM3); 상기 제 3 WDM 필터에 연결되며 하향 데이터 광신호를 송신하는 제 1 광송신기(Tx); 및 상기 제 3 WDM 필터에 연결되며 상기 상향 데이터 광신호를 수신하는 제 1 광수신기(Rx)를 포함하고, 상기 제 2 광 송수신기(TRx)는 각각 상기 제 2 AWG를 통해 분리된 상기 하향 데이터 광신호가 입력되는 제 4 WDM 필터(WDM4); 상기 제 4 WDM 필터에 연결되며 상기 상향 데이터 광신호를 송신하는 제 2 광송신기(Tx); 및 상기 제 4 WDM 필터에 연결되며 상기 하향 데이터 광신호를 수신하는 제 2 광수신기(Rx)를 포함하며, 상기 제 1 광송신기(Tx)는 상기 제 1 비간섭성 광에 파장 잠김된 제 1 무편광 광원(UPLS); 및 상기 제 1 UPLS를 변조하기 위한 제 1 구동회로(Driver)를 포함하고, 상기 제 2 광송신기(Tx)는 상기 제 2 비간섭성 광에 파장 잠김된 제 2 UPLS; 및 상기 제 2 UPLS를 변조하기 위한 제 2 구동회로(Driver)를 포함하며, 상기 제 1 광수신기(Rx)는 전송된 상기 상향 데이터 광신호를 전기신호로 변환하는 제 1 포토다이오드(PD)를 포함하고, 상기 제 2 광수신기(Rx)는 전송된 상기 하향 데이터 광신호를 전기신호로 변환하는 제 2 PD를 포 함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 4 특징에 따른 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망(WDM-PON)은 전화국(OLT); 원격노드(RN: Remote Node); 복수의 가입자(ONT)(ONT1,...,ONTn); 상기 OLT과 상기 RN을 연결하는 단일 모드 광섬유(SMF); 및 상기 RN과 상기 복수의 ONT(ONT1,...,ONTn)를 연결하는 복수의 분배 광섬유(DF1,...,DFn)를 포함하고, 상기 OLT는 n개의 출력 포트를 구비한 제 1 AWG(AWG1); 및 상기 제 1 AWG에 각각 연결되는 n개의 제 1 광송수신기(TRx)를 포함하며, 상기 RN은 n개의 출력 포트를 구비한 제 2 AWG(AWG2)를 포함하고, 상기 복수의 ONT(ONT1,...,ONTn)는 각각 상기 제 2 AWG에 각각 연결되는 n개의 제 2 광송수신기(TRx)를 포함하며, 상기 제 1 광송수신기(TRx)는 각각 상기 제 1 AWG 를 통해 분리된 상향 데이터 광신호가 입력되는 제 1 WDM 필터(WDM1); 상기 제 1 WDM 필터에 연결되며 하향 데이터 광신호를 송신하는 제 1 광송신기(Tx); 및 상기 제 1 WDM 필터에 연결되며 상기 상향 데이터 광신호를 수신하는 제 1 광수신기(Rx)를 포함하고, 상기 제 2 광 송수신기(TRx)는 각각 상기 제 2 AWG를 통해 분리된 상기 하향 데이터 광신호가 입력되는 제 2 WDM 필터(WDM2); 상기 제 2 WDM 필터에 연결되며 상기 상향 데이터 광신호를 송신하는 제 2 광송신기(Tx); 및 상기 제 2 WDM 필터에 연결되며 상기 하향 데이터 광신호를 수신하는 제 2 광수신기(Rx)를 포함하며, 상기 제 1 광송신기(Tx)는 광대역 또는 다파장의 제 1 무편광 광원(UPLS); 및 상기 광대역 또는 다파장의 제 1 UPLS를 변조하기 위한 제 1 구동회로(Driver)를 포함하고, 상기 제 2 광송신기(Tx)는 광대역 또는 다파장의 제 2 UPLS; 및 상기 광대역 또는 다파장의 제 2 UPLS를 변조하기 위한 제 2 구동회로(Driver)를 포함하고, 상기 제 1 광수신기(Rx)는 전송된 상기 상향 데이터 광신호를 전기신호로 변환하는 제 1 포토다이오드(PD)를 포함하고, 상기 제 2 광수신기(Rx)는 전송된 상기 하향 데이터 광신호를 전기신호로 변환하는 제 2 PD를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 5 특징에 따른 방송 신호와 통신 신호를 전송하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망(WDM-PON)은 전화국(OLT); 원격노드(RN: Remote Node); 복수의 가입자(ONT)(ONT1,...,ONTn); 상기 OLT과 상기 RN을 연결하는 단일 모드 광섬유(SMF); 및 상기 RN과 상기 복수의 ONT(ONT1,...,ONTn)를 연결하는 복수의 분배 광섬유(DF1,...,DFn)를 포함하고, 상기 OLT는 n개의 출력 포트를 구비한 제 1 AWG(AWG1); 상기 제 1 AWG에 각각 연결되는 n개의 제 1 광송수신기(TRx); 방송 신호로 변조된 광신호를 출력하는 광대역 또는 다파장의 무편광 광원(UPLS); 및 상기 방송 신호로 변조된 광신호를 상기 제 1 AWG에서 다중화된 하향 데이터 광신호와 결합시키기 위한 WDM 필터(WDM)를 포함하고, 상기 제 1 광송수신기(TRx)는 상기 제 1 AWG를 통해 분리된 상향 데이터 광신호가 입력되는 제 1 WDM 필터(WDM1); 상기 제 1 WDM 필터에 연결되며 상기 하향 데이터 광신호를 송신하는 제 1 광송신기(Tx); 및 상기 제 1 WDM 필터에 연결되며 상기 상향 데이터 광신호를 수신하는 제 1 광수신기(Rx)를 포함하며, 상기 RN은 n개의 출력 포트를 구비한 제 2 AWG(AWG2)를 포함하고, 상기 복수의 ONT(ONT1,...,ONTn)는 상기 제 2 AWG에 각각 연결되는 n개의 제 2 광송수신기(TRx)를 포함하고, 상기 제 2 광송수신기(TRx)는 각각 상기 제 2 AWG를 통해 분리된 상기 하향 데이터 광신호가 입력되는 제 2 WDM 필터(WDM2); 상기 제 2 WDM 필터에 연결되며 상기 상향 데이터 광신호를 전달하는 제 2 광송신기(Tx); 상기 제 2 WDM 필터에 연결되며 상기 하향 데이터 광신호를 수신하는 제 2 광수신기(Rx2); 및 상기 제 2 WDM 필터에 연결되며 상기 광대역 또는 다파장의 UPLS에서 출력된 상기 방송 신호로 변조된 광신호를 수신하는 제 3 광수신기(Rx3)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 무편광 광원(UPLS)를 이용한 파장분할 다중방식 광통신용 광원 및 이를 구비한 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망(WDM-PON)에서는 다음과 같은 효과가 달성된다.

1. 낮은 세기의 비간섭성 광을 주입하더라도 낮은 RIN을 얻을 수 있다.

2. 무편광 특성의 광원(UPLS)을 사용할 경우 종래 편광 광원(PLS)에서 요구되었던 BLS 출력광의 세기를 약 1/10으로 줄일 수 있어 시스템의 전체 비용을 현저하게 줄일 수 있어서 저가로 광 가입자망의 구현할 수 있다.

3. 무편광 특성의 광원(UPLS)은 동일한 세기의 비간섭성 광을 주입하더라도 출력광의 상대 세기 잡음(RIN)이 편광 특성의 광원(PLS)보다 더 낮기 때문에 전송 속도를 더 높일 수 있다.

4. 종래 기술에서는 주입된 비간섭성 광의 파장이 편광 특성의 페브리-페롯 레이저 다이오드의 모드 파장 사이에 있는 경우 편광 특성의 페브리-페롯 레이저 다이오드는 출력 세기의 감소 및, 잡음 증가로 인하여 성능이 저하되는데, 무편광 특성의 페브리-페롯 레이저 다이오드를 사용할 경우 각각의 편광이 다른 파장에서 발진하는 특성을 이용하여 무편광 특성의 페브리-페롯 레이저 다이오드의 성능 저하가 발생하지 않는다.

5. 기존의 편광 특성의 광원에서는 스펙트럼 분할 시에 잡음의 증가에 따라 전송 속도가 제한되어 적용 가능한 분야가 좁았던 반면, 본 발명에 따른 무편광 특성의 광원(UPLS)은 전송 속도를 2배 이상 증가시킬 수 있고, 전송특성을 향상시킬 수 있다.

6. 방송 신호를 효율적으로 수용할 수 있다.

본 발명의 추가적인 장점은 동일 또는 유사한 참조번호가 동일한 구성요소를 표시하는 첨부 도면을 참조하여 이하의 설명으로부터 명백히 이해될 수 있다.

이하에서 본 발명의 실시예 및 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 광대역 비간섭성 광원(BLS)에서 출력된 비간섭성 광을 무편광 광원에 주입하고, 주입된 비간섭성 광에 파장 잠김된 무편광 광원을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 파장분할 다중방식 광통신용 광원은 광대역 비간섭성 광원(BLS); 상기 광대역 비간섭성 광원(BLS)에서 출력된 비간섭성 광을 스펙트럼 분할하는 도파로 배열격자(AWG); 상기 BLS와 상기 AWG의 사이에 연결된 서큘레이터(Circulator); 및 각각이 상기 AWG에 연결되며, 상기 AWG에 의해 스펙트럼 분할된 상기 비간섭성 광이 주입되어 파장 잠김된 복수의 무편광 광원(Un-Polarized Light Source or polarization independent light source: 이하 "UPLS"라 합니다)으로 구성된다. 여기서 서큘레이터는 대안적으로 광 커플러(coupler)로 구현될 수도 있다. 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 파장분할 다중방식 광통신용 광원의 동작원리가 상세히 기술된다.

다시 도 1을 참조하면, BLS에서 출력된 비간섭성 광은 서큘레이터(Circulator)를 거쳐 AWG에 입력된다. 그 후, 비간섭성 광은 AWG의 복수의 출력 단자에 따라 스펙트럼 별로 분할된다. 이 경우, 비간섭성 광은 AWG에서 스펙트럼 분할되면서 잡음이 급격히 증가한다. 그 후, 스펙트럼 분할된 비간섭성 광은 AWG의 출력 단자에 연결된 복수의 UPLS에 주입된다. 복수의 UPLS 는 각각 주입된 비간섭성 광에 파장 잠김되어, 주입된 비간섭성 광과 동일한 파장을 출력한다. 즉, 복수의 UPLS 는 각각 AWG의 복수의 출력 단자의 통과 대역의 중심 파장과 일치하는 광신호를 출력한다. 복수의 UPLS에서 출력된 광신호들은 다시 AWG를 통과하여 다중화된 후, 서큘레이터(Circulator)를 거쳐 출력된다.

도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 사용되는 UPLS로는 무편광 특성의 페브리 페롯 레이저 다이오드(F-P LD), 무편광 특성의 반사형 반도체 광증폭기(RSOA: Reflective Semiconductor Optical Amplifier)가 사용될 수 있다. 또한, 무편광 특성의 F-P LD의 경우는 전면 거울에 무반사 코팅을 하여 주입 효율을 높이거나, 후면 거울에 고반사 코팅을 하여 출력 파워를 높일 수 있다. 한편, 무편광 F-P LD는 바이어스 전류가 발진 임계전류 이상인 경우, 바이어스 전류가 증가하면 무편광 F-P LD의 편광에 따른 출력 파워의 차이가 증가할 수 있다.

한편, AWG의 통과 대역폭이 좁을수록 또는 채널 간격이 좁을수록 주입되는 비간섭성 광의 상대 세기 잡음(RIN)이 나빠지게 된다. 주입되는 비간섭성 광에 파장 잠김되는 광원으로 일반적인 편광 특성의 광원(PLS)을 사용할 경우, 광신호의 고속 전송을 위해서 편광 특성의 광원(PLS)을 높은 이득 포화(gain saturation) 영역에서 동작시켜 주입되는 비간섭성 광의 잡음을 줄여서 전송하여야 한다. 즉, 주입되는 비간섭성 광의 세기를 높여야 하고, 그에 따라 BLS의 출력 세기도 높아야 한다.

도 2a는 본 발명에 따른 주입된 비간섭성 광에 파장 잠김된 편광 광원(PLS)과 주입된 비간섭성 광에 파장 잠김된 무편광 광원(UPLS)의 성능을 비교하기 위하여 주입되는 비간섭성 광의 세기 따라 변하는 출력광의 잡음을 나타낸 것이다. 즉, 도 2a에는 주입되는 비간섭성 광의 세기(injection power)에 따른 주입된 비간섭성 광에 파장 잠김된 편광 특성의 광원(PLS) 및 주입된 비간섭성 광에 파장 잠김된 무편광 특성의 광원(UPLS)에서 출력된 광신호의 RIN의 측정값이 도시되어 있다.

일반적으로 주입되는 비간섭성 광에 파장 잠김된 광원의 경우, 주입되는 비간섭성 광의 세기가 높아질수록 편광 특성의 광원(PLS) 및 무편광 특성의 광원(UPLS)은 더 높은 이득 포화 영역에서 동작하여 주입되는 비간섭성 광의 잡음을 더 감소시킨다. 이에 따라 도 2a에서 보는 바와 같이 주입되는 비간섭성 광의 세기가 높아질수록 파장 잠김된 광원에서 출력되는 광의 잡음(RIN)은 낮아진다. 도2a에 도시된 바와 같이, 예를 들어 고속 전송을 위해 요구되는 RIN이 대략 -112 dB/Hz인 경우 편광 특성의 광원(PLS)은 대략 -9 dBm의 비간섭성 광이 주입되어야 하고, 이를 위해 BLS에서 출력되는 광의 세기도 함께 높아져야 한다. 예를 들어, 채널 수 (또는 가입자수)가 32이고 전송 길이가 20 km인 WDM-PON 시스템을 가정하면, 광섬유 및 광소자의 손실이 약 11 dB, AWG에서의 필터링 손실이 3 dB, 32 가입자를 위한 손실이 16 dB 이기 때문에 -9 dBm보다 30 dB만큼 더 높은 21 dBm의 출력 세기를 가진 BLS가 요구된다. 그러나, 높은 출력의 BLS는 레일리 역산란(Rayleigh backscattering) 및 비선형 효과를 증가시키기 때문에, 시스템의 성능을 제약하게 된다. 또한 높은 출력의 BLS는 고가의 광소자이기 때문에, 시스템의 전체 비용을 증가시켜 경제적인 광 가입자망의 구현에 장애요소가 된다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 사용되는 무편광 광원(UPLS)를 사용할 경우, 동일한 조건 하에서 (RIN이 대략 -112 dB/Hz인 경우) 주입되어야 비간섭성 광을 세기는 대략 -19 dBm이다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 낮은 세기의 비간섭성 광을 주입하더라도 낮은 RIN을 얻을 수 있다. 즉, 요구되는 RIN의 값이 대략 -112 dB/Hz인 경우 무편광 특성의 광원(UPLS)은 대략 -19 dBm의 비간섭성 광의 주입이 요구된다. 상술한 편광 특성의 광원(PLS)과 동일한 조건하에서(즉, 채널 수 또는 가입자수가 32이고, 전송 길이가20 km인 WDM-PON에서) 무편광 특성의 광원(UPLS)을 사용하는 경우, -19 dBm보다 30 dB 더 높은 11 dBm의 출력 세기를 가진 BLS가 요구된다. 즉, 무편광 특성의 광원(UPLS)을 사용하는 경우가 편광 광원(PLS)를 사용하는 경우와 비교하여 요구되는 BLS의 출력 세기는 10 dB 차이가 난다. 여기서 10 dB는 로그(log)값으로 10 배 차이이기 때문에, BLS의 출력 세기를 1/10으로 줄일 수 있고, 그에 따라 시스템의 전체 비용을 줄여 경제적인 광 가입자망의 구현할 수 있다. 또한 무편광 특성의 광원(UPLS)은 동일한 세기의 비간섭성 광의 주입하는 경우 출력 잡음(RIN)이 편광 특성의 광원(PLS)보다 더 낮기 때문에 전송 속도를 더 높일 수 있다. 일반적으로 RIN이 3 dB 낮아지면 전송 속도가 2배 증가될 수 있다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 무편광 특성의 광원(UPLS)은 편광 특성의 광원(PLS)보다 RIN의 차이값이 최대로 대략 4 dB이다(주입되는 비간섭성 광의 세기가 대략 -12 dBm인 경우). 따라서, 본원 발명에서는 종래 기술에 비해 전송 속도가 2배 이상 증가될 수 있으므로 고속의 광 가입자망의 구현이 가능해진다.

한편 주입되는 비간섭성 광에 파장 잠김된 무편광 특성의 광원(UPLS)은 주입되는 비간섭성 광에 파장 잠김된 편광 특성의 광원(PLS)에 비교하여 또 다른 장점을 갖는다. 구체적으로, 페브리-페롯 레이저 다이오드(F-P LD)는 다중 모드(multi-mode)로 발진하는 광원이다. 이러한 F-P LD는 비간섭성 광을 주입하여 파장 잠김된 광원으로 사용될 수 있다. F-P LD가 파장 잠김된 편광 특성의 F-P LD인 경우 그 성능은 F-P LD의 모드 파장과 주입된 비간섭성 광의 파장이 유사한 경우에 우수하다. 반면에, 주입된 비간섭성 광의 파장이 편광 특성의 F-P LD의 모드 파장 사이에 존재하는 경우에는 출력의 세기도 감소되고, 잡음이 증가되어 파장 잠김된 편광 특성의 F-P LD는 그 성능이 저하된다. 그러나, 주입되는 비간섭성 광에 파장 잠김된 무편광 특성의 F-P LD에서는 이러한 편광 특성의 F-P LD의 성능 저하가 발생하지 않는다.

좀 더 구체적으로, 도 2b는 주입된 비간섭성 광에 파장 잠김된 일반적인 편광 광원과 본 발명에 따른 주입된 비간섭성 광에 파장 잠김된 무편광 광원의 성능을 비교하기 위하여 편광에 따라 발진 파장이 다른 무편광 특성의 페브리-페롯 레 이저 다이오드의 출력 스펙트럼을 도시한 도면이다.

도 2b를 참조하면, 주입된 비간섭성 광의 파장이 예를 들어 도 2b에 도시된 F-P LD의 제 1 편광의 모드 파장 사이에 있는 경우, 일반적인 편광 특성의 F-P LD는 그 성능이 저하된다. 그러나, 무편광 특성의 F-P LD는 도 2b에 도시된 바와 같이 제 1편광의 빛 뿐만 아니라 제 1편광의 빛과 수직한 제 2편광의 빛도 함께 출력한다. 따라서, 주입된 비간섭성 광의 파장이 F-P LD의 제 1 편광의 빛의 모드 파장 사이에 있는 경우에도 제 2편광의 빛의 모드 파장과는 일치하게 되기 때문에 무편광 특성의 F-P LD에서는 성능 저하가 방지된다. 무편광 특성의 F-P LD 제작 시에 레이저의 캐비티(cavity) 길이와 매질 등을 조절하면, 도 2b에서 알 수 있는 바와 같이 제 1편광의 빛과 제 2 편광의 빛의 다중 모드의 파장이 서로 다른 값을 갖도록 할 수 있다. 이 경우, 전면 거울에 무반사 코팅을 하여 무편광 특성의 F-P LD의 주입 효율을 높이거나, 후면 거울에 고반사 코팅을 하여 무편광 특성의 F-P LD의 출력 파워를 높일 수 있다. 또한, 무편광 F-P LD에서는 바이어스 전류가 발진 임계전류 이상인 경우, 바이어스 전류가 증가하면 편광에 따른 출력 파워의 차이가 증가할 수 있다.

도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 주입된 비간섭성 광에 파장 잠김된 무편광 광원을 구비한 WDM-PON 의 제 1 실시예를 도시한 도면이다.

도3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 WDM-PON은 전화국(OLT: Optical Line Termination), 원격노드(RN: Remote Node), 복수의 가입자(ONT: Optical Network Termination)(ONT1,...,ONTn), 상기 OLT과 상기 RN을 연결하는 단 일 모드 광섬유(SMF), 및 상기 RN과 상기 복수의 ONT(ONT1,...,ONTn)를 연결하는 복수의 분배 광섬유(DF1,...,DFn)를 포함한다. 여기서, 상기 OLT는 A대역에서 발진하여 제 1 비간섭성 광을 출력하는 A-대역 광대역 비간섭성 광원(A-band BLS: 이하 "A-대역 BLS"라 합니다); B대역에서 발진하여 제 2 비간섭성 광을 출력하는 B-대역 BLS(B-band BLS); 상기 A-대역 BLS에 연결되는 제 1 서큘레이터(circulator1); 상기 B-대역 BLS에 연결되는 제 2 서큘레이터(circulator2); 상기 제 1 비간섭성 광을 n 개의 그룹으로 필터링하도록 n개의 출력 포트를 구비한 제 1 도파로 배열 격자(AWG1); 상기 제 1 서큘레이터, 상기 제 2 서큘레이터 및 상기 제 1 AWG에 각각 연결되는 제 1 WDM 필터(WDM1); 상기 제 1 서큘레이터, 상기 제 2 서큘레이터 및 상기 SMF에 각각 연결되는 제 2 WDM 필터(WDM2); 및 상기 제 1 AWG에 각각 연결되는 n개의 제 1 광송수신기(TRx)를 포함한다. 또한, 상기 RN은 상기 제 2 비간섭성 광을 n 개의 그룹으로 필터링하도록 n개의 출력 포트를 구비한 제 2 도파로 배열 격자(AWG2)를 포함한다. 아울러, 상기 복수의 ONT(ONT1,...,ONTn)는 각각 상기 제 2 AWG에 각각 연결되는 n개의 제 2 광송수신기(TRx)를 포함한다.

상술한 도 3에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 WDM-PON에서는, 상기 제 1 광송수신기(TRx)는 각각 상기 제 1 AWG를 통해 분리된 상향 데이터 광신호가 입력되는 제 3 WDM 필터(WDM3); 상기 제 3 WDM 필터에 연결되며 하향 데이터 광신호를 송신하는 제 1 광송신기(Tx); 및 상기 제 3 WDM 필터에 연결되며 상기 상향 데이터 광신호를 수신하는 제 1 광수신기(Rx)를 포함한다. 상기 제 2 광 송수신기(TRx)는 각각 상기 제 2 AWG를 통해 분리된 상기 하향 데이터 광신호가 입력되는 제 4 WDM 필터(WDM4); 상기 제 4 WDM 필터에 연결되며 상기 상향 데이터 광신호를 송신하는 제 2 광송신기(Tx); 및 상기 제 4 WDM 필터에 연결되며 상기 하향 데이터 광신호를 수신하는 제 2 광수신기(Rx)를 포함한다. 상기 제 1 광송신기(Tx)는 상기 제 1 비간섭성 광에 파장 잠김된 제 1 무편광 광원(UPLS); 및 상기 제 1 UPLS를 변조하기 위한 제 1 구동회로(Driver)를 포함하고, 상기 제 2 광송신기(Tx)는 상기 제 2 비간섭성 광에 파장 잠김된 제 2 UPLS; 및 상기 제 2 UPLS를 변조하기 위한 제 2 구동회로(Driver)를 포함한다. 또한, 상기 제 1 광수신기(Rx)는 전송된 상기 상향 데이터 광신호를 전기신호로 변환하는 제 1 포토다이오드(PD: Photo Diode)를 포함하고, 상기 제 2 광수신기(Rx)는 전송된 상기 하행 데이터 광신호를 전기신호로 변환하는 제 2 PD를 포함한다.

이하에서는 상술한 도 3에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 WDM-PON에서 광원의 동작원리가 상세히 기술된다.

다시 도 3을 참조하면, OLT의 A대역과 B대역에서 각각 발진하는 A-대역 BLS 및 B-대역 BLS는 하향 및 상향 신호의 전송을 위한 파장 잠김된 UPLS의 주입 광원으로 이용된다. 본 명세서에서는 이하에서 UPLS을 이용한 상향 신호용 ONT 광원의 동작에 대해서만 설명하지만, 당업자라면 이러한 설명은 하향 신호용 OLT광원의 경우에도 동일하게 적용될 수 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다.

OLT의 B-밴드 BLS에서 출력된 제 2 비간섭성 광은 제 2 서큘레이터, 제 2 WDM 필터(WDM2), SMF를 지나 RN의 제 2 AWG를 통해 필터링되어 분리된다. 제 2 AWG 에 의해 분리된 신호는 복수의 분배 광섬유(DF1,...,DFn)를 통해 복수의 ONT(ONT1,...,ONTn)에 입력된다. 입력된 각각의 신호는 각각의 ONT 내의 제 4 WDM 필터를 통과하여 제 2 광송신기(Tx)의 UPLS에 주입되어 파장 잠김이 이루어진다. 주입된 제 2 비간섭성 광에 파장 잠김된 UPLS에서 출력된 상향 데이터 광신호는 제 4 WDM 필터, 복수의 분배 광섬유(DF1,...,DFn), RN의 제2 AWG, 및 SMF를 거쳐 OLT측의 제 2 WDM, 제 2 서큘레이터, 및 제 1 WDM을 통과한다. 그 후, 제 1 WDM을 통과한 상향 데이터 광신호는 제 1 AWG를 통과하여 n개의 그룹으로 역다중화된 후 OLT의 제 3 WDM 필터를 통과한다. 그 후, 상향 데이터 광신호는 수신단인 제 1 광수신기(Rx)로 전달된다.

도 3에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에서는, OLT의 제 1 광송신기(Tx) 및 복수의 ONT(ONT1,...,ONTn)의 제 2광송신기(Tx)에 각각 사용되는 제 1및 제 2 UPLS로 무편광 특성의 페브리 페롯 레이저 다이오드(F-P LD), 또는 무편광 특성의 반사형 반도체 광증폭기(RSOA)가 사용될 수도 있다.

B-밴드BLS에서 출력된 제 2 비간섭성 광은 무편광의 특성을 가지는데, RN의 제 2 AWG를 통해 필터링되어 분리될 때 잡음이 급격히 증가하게 된다. 종래 기술에서는 ONT또는 OLT의 제 1 또는 제 2송신기(Tx)에서 사용된 광원들은 한 방향으로만 진동하는 제 1 편광 빛만 출력하였기 때문에 무편광의 스펙트럼 분할된 비간섭성 광이 ONT또는 OLT용으로 사용되는 광원에 주입되더라도, 광원에서는 입력된 무편광의 스펙트럼 분할된 비간섭성 광 중에서 한 방향의 제 1 편광 빛만이 입력, 증폭, 및 변조되어 출력되고, 제 1 편광에 대해서 수직하게 진동하는 편광 빛들은 낭비되었다. 특히, RIN 값이 -109 dB/Hz인 스펙트럼 분할된 무편광의 비간섭성 광은 한 방향의 제 1 편광 빛만 통과되는 경우 RIN값이 대략 3 dB가 더 높은 대략 -106 dB/Hz를 갖기 때문에, 1.25 Gb/s 전송을 위해서는 ONT또는 OLT의 제 1 또는 제 2 송신기(Tx)에 사용된 광원들을 높은 포화 이득 영역에서 동작시켜야 한다. 그러나 본 발명에서처럼 ONT 및 OLT에 제 1 및 제 2 UPLS를 사용하는 경우에는 무편광 특성의 스펙트럼 분할된 ASE를 모두 활용할 수 있고, 또한 낮은 세기의 비간섭성 광을 주입하는 경우에도 1.25 Gb/s 전송이 가능하기 때문에 저가로 WDN-PON을 구현할 수 있다.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 스펙트럼 분할된 무편광 광원(UPLS)을 이용한 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망을 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 WDM-PON은 OLT, RN, 복수의 ONT(ONT1,...,ONTn), 상기 OLT과 상기 RN을 연결하는 SMF, 및 상기 RN과 상기 복수의 ONT(ONT1,...,ONTn)를 연결하는 복수의 분배 광섬유(DF1,...,DFn)를 포함한다. 여기서, 상기 OLT는 n개의 출력 포트를 구비한 제 1 AWG(AWG1); 및 상기 제 1 AWG에 각각 연결되는 n개의 제 1 광송수신기(TRx)를 포함한다. 또한, 상기 RN은 n개의 출력 포트를 구비한 제 2 AWG(AWG2)를 포함한다. 아울러, 복수의 ONT(ONT1,...,ONTn)는 각각 상기 제 2 AWG에 각각 연결되는 n개의 제 2 광송수신기(TRx)를 포함한다.

상술한 도 4에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 WDM-PON에서는, 상기 제 1 광송수신기(TRx)는 각각 상기 제 1 AWG 를 통해 분리된 상향 데이터 광신호가 입력되는 제 1 WDM 필터(WDM1); 상기 제 1 WDM 필터에 연결되며 하향 데이터 광신 호를 송신하는 제 1 광송신기(Tx); 및 상기 제 1 WDM 필터에 연결되며 상기 상향 데이터 광신호를 수신하는 제 1 광수신기(Rx)를 포함하고, 상기 제 2 광 송수신기(TRx)는 각각 상기 제 2 AWG를 통해 분리된 상기 하향 데이터 광신호가 입력되는 제 2 WDM 필터(WDM2); 상기 제 2 WDM 필터에 연결되며 상기 상향 데이터 광신호를 송신하는 제 2 광송신기(Tx); 및 상기 제 2 WDM 필터에 연결되며 상기 하향 데이터 광신호를 수신하는 제 2 광수신기(Rx)를 포함한다. 상기 제 1 광송신기(Tx)는 광대역 또는 다파장의 제 1 무편광 광원(UPLS); 및 상기 광대역 또는 다파장의 제 1 UPLS를 변조하기 위한 제 1 구동회로(Driver)를 포함하고, 상기 제 2 광송신기(Tx)는 광대역 또는 다파장의 제 2 UPLS; 및 상기 광대역 또는 다파장의 제 2 UPLS를 변조하기 위한 제 2 구동회로(Driver)를 포함한다. 또한, 상기 제 1 광수신기(Rx)는 전송된 상기 상향 데이터 광신호를 전기신호로 변환하는 제 1 포토다이오드(PD)를 포함하고, 상기 제 2 광수신기(Rx)는 전송된 상기 하향 데이터 광신호를 전기신호로 변환하는 제 2 PD를 포함한다.

도 4에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에서는, 제 1 광송신기(Tx) 및 제 2 광송신기(Tx)에 각각 사용되는 광대역 또는 다파장의 제 1 및 제 2 UPLS로 무편광 특성의 F-P LD, 또는 무편광 특성의 RSOA가 사용될 수도 있다.

이하에서는 상술한 도 4에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 WDM-PON에서 광원의 동작원리가 상세히 기술된다. 본 명세서에서는 이하에서 UPLS를 이용한 상향 신호용 ONT 광원의 동작에 대해서만 설명하지만, 당업자라면 이러한 설명은 하향 신호용 OLT 광원의 경우에도 동일하게 적용될 수 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다.

다시 도 4를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 WDM-PON에서는 복수의 ONT(ONT1,...,ONTn)에 위치한 광대역 또는 다파장의 제 2 UPLS의 출력광이 직접 변조되어 상향 전송된다. 상기 광대역 또는 다파장의 제 2 UPLS에서 출력된 광대역의 상향 데이터 광신호들 또는 다파장의 상향 데이터 광신호들은 제 2 WDM 필터 및 복수의 분배 광섬유(DF1,...,DFn)를 지나 RN의 제 2 AWG에 의해 스펙트럼 분할되어, 제 2 AWG의 투과 파장과 일치하는 파장 성분만 선택되어 전송된다. 따라서, 제 2 AWG의 n개의 포트에 의해 선택된 상이한 투과 파장의 상향 데이터 광신호들이 제 2 AWG에 의해 다중화되어 SMF를 지나 OLT로 전송된다. 다중화된 상향 광신호들은 OLT에 위치한 제 1 AWG에서 역다중화되고, 제 1 WDM 필터를 지나 제 1광수신기(Rx)로 각각 수신된다. 이러한 방식의 WDM-PON에서는 광대역 또는 다파장의 제 1 및 제 2 UPLS의 출력광이 각각 제 1 AWG 및 제 2 AWG에서 스펙트럼 분할되는 과정에서 잡음이 급격히 증가된다. 종래 기술에서는 ONT및 OLT에서 이러한 스펙트럼 분할 방식을 이용한 광원으로 편광 특성의 광원 또는 한 방향의 편광 빛만 전송하는 광원을 사용하여 한 방향의 편광 빛만을 전송하였다. 그러나, 상향 데이터 광신호용 광원 및 하향 데이터 광신호용 광원으로 각각 무편광 특성의 광원(UPLS)을 사용하면 출력광이 동일한 대역폭으로 스펙트럼 분할되는 경우에도 편광 특성의 광원(PLS)에 비해 잡음 특성이 더 우수하기 때문에 전송 가능한 대역폭을 증가시킬 수 있다.

도 5은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 무편광 광원을 이용하여 방송 신호와 통신 신호를 전송하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망을 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 WDM-PON은 OLT, RN, 복수의 ONT(ONT1,...,ONTn), 상기 OLT과 상기 RN을 연결하는 SMF, 및 상기 RN과 상기 복수의 ONT(ONT1,...,ONTn)를 연결하는 복수의 분배 광섬유(DF1,...,DFn)를 포함 한다. 여기서, OLT는 n개의 출력 포트를 구비한 제 1 AWG(AWG1); 상기 제 1 AWG에 각각 연결되는 n개의 제 1 광송수신기(TRx); 방송 신호로 변조된 광신호를 출력하는 광대역 또는 다파장의 무편광 광원(UPLS); 및 상기 방송 신호로 변조된 광신호를 상기 제 1 AWG에서 다중화된 하향 데이터 광신호와 결합시키기 위한 WDM 필터(WDM)를 포함하되, 상기 제 1 광송수신기(TRx)는 상기 제 1 AWG를 통해 분리된 상향 데이터 광신호가 입력되는 제 1 WDM 필터(WDM1); 상기 제 1 WDM 필터에 연결되며 상기 하향 데이터 광신호를 송신하는 제 1 광송신기(Tx); 및 상기 제 1 WDM 필터에 연결되며 상기 상향 데이터 광신호를 수신하는 제 1 광수신기(Rx)를 포함한다. 또한, RN은 n개의 출력 포트를 구비한 제 2 AWG(AWG2)를 포함한다. 아울러, 복수의 ONT(ONT1,...,ONTn)는 상기 제 2 AWG에 각각 연결되는 n개의 제 2 광송수신기(TRx)를 포함한다.

상술한 도 5에 도시된 본 발명의 제 3 실시예에 따른 WDM-PON에서는, 상기 제2 광송수신기(TRx)는 각각 상기 제 2 AWG를 통해 분리된 상기 하향 데이터 광신호가 입력되는 제 2 WDM 필터(WDM2); 상기 제 2 WDM 필터에 연결되며 상기 상향 데이터 광신호를 전달하는 제 2 광송신기(Tx); 상기 제 2 WDM 필터에 연결되며 상기 하향 데이터 광신호를 수신하는 제 2 광수신기(Rx2); 및 상기 제 2 WDM 필터에 연결되며 상기 광대역 또는 다파장의 UPLS에서 출력된 상기 방송 신호로 변조된 광신 호를 수신하는 제 3 광수신기(Rx3)를 포함한다.

도 5에 도시된 본 발명의 제 3 실시예에서는, 방송 신호 전송을 위한 광대역 또는 다파장의 UPLS로 무편광 특성의 F-P LD, 또는 무편광 특성의 RSOA가 사용될 수도 있다.

이하에서는 상술한 도 5에 도시된 본 발명의 제 3 실시예에 따른 WDM-PON에서 광원의 동작원리가 상세히 기술된다.

다시 도 5를 참조하면, OLT에 위치한 제 1 광송신기(Tx)에서 전송된 하향 데이터 광신호는 제 1 AWG에서 다중화된 후 WDM 필터(WDM)에서 방송 신호와 합쳐진다. 이 경우, 방송 신호의 전송을 위해 사용되는 광대역 또는 다파장 의 UPLS는 상향 데이터 광신호 및 하향 데이터 광신호의 전송을 위해 사용되는 광원과는 다른 파장 대역에서 발진한다. 다중화된 하향 데이터 광신호와 방송 신호는 SMF를 지나 RN의 제 2 AWG에서 역다중화된다. 역다중화된 하향 데이터 광신호 및 방송 신호는 복수의 분배 광섬유(DF1,...,DFn)를 지난 뒤, 복수의ONT(ONT1,...,ONTn)의 제 2 WDM 필터(WDM2)에서 하향 데이터 광신호와 방송 신호로 분리된다. 분리된 하향 데이터 광신호는 제2 광수신기(Rx2)로 전달되고, 분리된 방송 신호는 제3 광수신기(Rx3)로 전달된다. 복수의 ONT에 위치한 제 2 광송신기(Tx)에서 출력된 상향 데이터 광신호는 제 2 AWG를 통과하면서 다중화된다. 다중화된 상향 데이터 광신호는 SMF를 지나 OLT의 WDM 필터를 통과 후에 제 1 AWG에서 역다중화된다. 역다중화된 상향 데이터 광신호는 제 1 WDM 필터(WDM1)를 통해 제 1 광수신기(Rx)로 전달된다.

무편광 특성의 광대역 또는 다파장의 UPLS는 하나의 광원으로 다수의 가입자 에게 방송 서비스를 제공하면서도, 기존의 편광 특성의 광원(PLS)에 비해 동일한 대역폭으로 스펙트럼 분할 시에도 잡음이 낮기 때문에 복수의 ONT에게 제공할 수 있는 방송 신호의 수를 증가시키거나 방송 신호의 품질을 향상시킬 수 있다.

다양한 변형예가 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 본 명세서에 기술되고 예시된 구성 및 방법으로 만들어질 수 있으므로, 상기 상세한 설명에 포함되거나 첨부 도면에 도시된 모든 사항은 예시적인 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술한 예시적인 실시예에 의해 제한되지 않으며, 이하의 청구범위 및 그 균등물에 따라서만 정해져야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 주입된 비간섭성 광에 파장 잠김된 무편광 광원을 이용한 파장분할 다중방식 광통신망용 광원이다.

도 2a는 본 발명에 따른 주입된 비간섭성 광에 파장 잠김된 편광 광원과 주입된 비간섭성 광에 파장 잠김된 무편광 광원의 성능을 비교하기 위하여 주입되는 비간섭성 광의 세기 따라 변하는 출력광의 잡음을 나타낸 것이다.

도 2b는 주입된 비간섭성 광에 파장 잠김된 일반적인 편광 광원과 본 발명에 따른 주입된 비간섭성 광에 파장 잠김된 무편광 광원의 성능을 비교하기 위하여 편광에 따라 발진 파장이 다른 무편광 특성의 페브리-페롯 레이저 다이오드의 출력 스펙트럼을 도시한 도면이다.

도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 주입된 비간섭성 광에 파장 잠김된 무편광 광원을 구비한 파장분할 다중방식 광 가입자망의 제 1 실시예를 도시한 도면이다.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 스펙트럼 분할된 무편광 광원을 이용한 파장 분할 다중방식 광 가입자망을 도시한 도면이다.

도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 무편광 광원을 이용하여 방송 신호와 통신 신호를 전송하는 파장분할 다중방식 광 가입자망을 도시한 도면이다.

Claims (35)

1. 파장분할 다중방식 광통신용 광원에 있어서,

   광대역 비간섭성 광원(BLS);

   상기 광대역 비간섭성 광원(BLS)에서 출력된 비간섭성 광을 스펙트럼 분할하는 도파로 배열 격자(AWG);

   상기 BLS와 상기 AWG의 사이에 연결된 서큘레이터(Circulator);

   각각이 상기 AWG에 연결되며, 상기 AWG에 의해 스펙트럼 분할된 상기 비간섭성 광이 주입되어 파장 잠김된 복수의 무편광 광원(UPLS)

   을 포함하는 파장분할 다중방식 광통신용 광원.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 서큘레이터(Circulator)가 광 커플러(Coupler)로 구현되는 파장분할 다중방식 광통신용 광원.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 복수의 무편광 광원(UPLS)은 각각 무편광 특성의 페브리 페롯 레이저 다이오드(F-P LD) 또는 무편광 특성의 반사형 반도체 광증폭기(RSOA)인 파장분할 다중방식 광통신용 광원.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 복수의 무편광 광원(UPLS)이 상기 무편광 특성의 페브리 페롯 레이저 다이오드(F-P LD)인 경우, 상기 무편광 특성의 F-P LD는 편광에 따라 발진 파장이 서로 다른 값을 갖는 제 1편광의 빛 및 상기 제 1편광의 빛과 수직한 제 2편광의 빛을 함께 출력하는 파장분할 다중방식 광통신용 광원.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 복수의 무편광 광원(UPLS)이 상기 무편광 특성의 페브리 페롯 레이저 다이오드(F-P LD)인 경우, 상기 상기 무편광 특성의 F-P LD는 전면 거울에 무반사 코딩을 하여 높은 주입 효율을 갖는 파장분할 다중방식 광통신용 광원.
6. 제 3항에 있어서,

   상기 복수의 무편광 광원(UPLS)이 상기 무편광 특성의 페브리 페롯 레이저 다이오드(F-P LD)인 경우, 상기 무편광 특성의 F-P LD는 후면 거울에 고반사 코딩을 하여 높은 출력 파워를 갖는 파장분할 다중방식 광통신용 광원.
7. 제 3항에 있어서,

   상기 복수의 무편광 광원(UPLS)이 상기 무편광 특성의 페브리 페롯 레이저 다이오드(F-P LD)인 경우, 바이어스 전류가 증가하면 상기 무편광 특성의 F-P LD의 편광에 따른 광출력의 세기가 증가하는 파장분할 다중방식 광통신용 광원.
8. 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망(WDM-PON)에 있어서,

   n개의 제 1 광송수신기(TRx)를 구비한 전화국(OLT);

   원격노드(RN: Remote Node);

   n개의 제 2 광송수신기(TRx)를 구비한 복수의 가입자(ONT)(ONT1,...,ONTn);

   상기 OLT과 상기 RN을 연결하는 단일 모드 광섬유(SMF); 및

   상기 RN과 상기 복수의 ONT(ONT1,...,ONTn)를 연결하는 복수의 분배 광섬유(DF1,...,DFn)

   를 포함하고,

   상기 제 1 광송수신기(TRx)는 각각 하향 데이터 광신호를 송신하는 제 1 광송신기(Tx); 및 상향 데이터 광신호를 수신하는 제 1 광수신기(Rx)를 포함하고,

   상기 제 2 광송수신기(TRx)는 각각 상기 상향 데이터 광신호를 송신하는 제 2 광송신기(Tx); 및 상기 하향 데이터 광신호를 수신하는 제 2 광수신기(Rx)를 포함하며,

   상기 제 1 광송신기(Tx)는 제 1 무편광 광원(UPLS); 및 상기 제 1 UPLS를 변조하기 위한 제 1 구동회로(Driver)를 포함하고, 상기 제 2 광송신기(Tx)는 제 2 UPLS; 및 상기 제 2 UPLS를 변조하기 위한 제 2 구동회로(Driver)를 포함하며,

   상기 제 1 광수신기(Rx)는 전송된 상기 상향 데이터 광신호를 전기신호로 변환하는 제 1 포토다이오드(PD)를 포함하고, 상기 제 2 광수신기(Rx)는 전송된 상기 하향 데이터 광신호를 전기신호로 변환하는 제 2 PD를 포함하는

   파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 제 1 UPLS는 상기 OLT에 위치되는 A-대역 광대역 비간섭성 광원(A-대역 BLS)에 의해 A대역에서 발진하여 출력된 제 1 비간섭성 광에 파장 잠김되고,

   상기 제 2 UPLS는 상기 OLT에 위치되는 B-대역 BLS에 의해 B대역에서 발진하여 출력된 제 2 비간섭성 광에 파장 잠김되는

   파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 제 1 비간섭성 광 및 상기 제 2 비간섭성 광이 각각 자연방출광(ASE) 기반의 비간섭성 광인 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망.
11. 제 8항에 있어서,

    상기 제 1 UPLS 및 상기 제 2 UPLS는 각각 광대역 UPLS또는 다파장의 UPLS로 구현되는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망.
12. 제 8항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제 1 UPLS 및 상기 제 2 UPLS는 각각 무편광 특성의 페브리 페롯 레이저 다이오드(F-P LD) 또는 무편광 특성의 반사형 반도체 광증폭기(RSOA)인 파장분 할 다중방식 수동형 광 가입자망.
13. 제 12항에 있어서,

    상기 제 1 UPLS 및 상기 제 2 UPLS가 각각 상기 무편광 특성의 페브리 페롯 레이저 다이오드(F-P LD)인 경우, 상기 무편광 특성의 F-P LD는 편광에 따른 발진 파장이 서로 다른 값을 갖는 제 1편광의 빛 및 상기 제 1편광의 빛과 수직한 제 2편광의 빛을 함께 출력하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망.
14. 제 12항에 있어서,

    상기 복수의 무편광 광원(UPLS)이 상기 무편광 특성의 페브리 페롯 레이저 다이오드(F-P LD)인 경우, 상기 무편광 특성의 F-P LD는 전면 거울에 무반사 코딩을 하여 높은 주입 효율을 갖는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망.
15. 제 12항에 있어서,

    상기 복수의 무편광 광원(UPLS)이 상기 무편광 특성의 페브리 페롯 레이저 다이오드(F-P LD)인 경우, 상기 무편광 특성의 F-P LD는 후면 거울에 고반사 코딩을 하여 높은 출력 파워를 갖는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망.
16. 제 12항에 있어서,

    상기 복수의 무편광 광원(UPLS)이 상기 무편광 특성의 페브리 페롯 레이저 다이오 드(F-P LD)인 경우, 바이어스 전류가 증가하면 상기 무편광 특성의 F-P LD의 편광에 따른 광출력의 세기가 증가하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망.
17. 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망(WDM-PON)에 있어서,

    전화국(OLT);

    원격노드(RN: Remote Node);

    복수의 가입자(ONT)(ONT1,...,ONTn);

    상기 OLT과 상기 RN을 연결하는 단일 모드 광섬유(SMF); 및

    상기 RN과 상기 복수의 ONT(ONT1,...,ONTn)를 연결하는 복수의 분배 광섬유(DF1,...,DFn)

    를 포함하고,

    상기 OLT는 A대역에서 발진하여 제 1 비간섭성 광을 출력하는 A-대역 광대역 비간섭성 광원(A-대역 BLS); B대역에서 발진하여 제 2 비간섭성 광을 출력하는 B-대역 BLS; 상기 A-대역 BLS에 연결되는 제 1 서큘레이터(circulator1); 상기 B-대역 BLS에 연결되는 제 2 서큘레이터(circulator2); 상기 제 1 비간섭성 광을 n 개의 그룹으로 필터링하도록 n개의 출력 포트를 구비한 제 1 도파로 배열 격자(AWG1); 상기 제 1 서큘레이터, 상기 제 2 서큘레이터 및 상기 제 1 AWG에 각각 연결되는 제 1 WDM 필터(WDM1); 상기 제 1 서큘레이터, 상기 제 2 서큘레이터 및 상기 SMF에 각각 연결되는 제 2 WDM 필터(WDM2); 및 상기 제 1 AWG에 각각 연결되는 n개의 제 1 광송수신기(TRx)를 포함하며,

    상기 RN은 상기 제 2 비간섭성 광을 n 개의 그룹으로 필터링하도록 n개의 출력 포트를 구비한 제 2 도파로 배열 격자(AWG2)를 포함하고,

    상기 복수의 ONT(ONT1,...,ONTn)는 각각 상기 제 2 AWG에 각각 연결되는 n개의 제 2 광송수신기(TRx)를 포함하며,

    상기 제 1 광송수신기(TRx)는 각각 상기 제 1 AWG를 통해 분리된 상향 데이터 광신호가 입력되는 제 3 WDM 필터(WDM3); 상기 제 3 WDM 필터에 연결되며 하향 데이터 광신호를 송신하는 제 1 광송신기(Tx); 및 상기 제 3 WDM 필터에 연결되며 상기 상향 데이터 광신호를 수신하는 제 1 광수신기(Rx)를 포함하고,

    상기 제 2 광 송수신기(TRx)는 각각 상기 제 2 AWG를 통해 분리된 상기 하향 데이터 광신호가 입력되는 제 4 WDM 필터(WDM4); 상기 제 4 WDM 필터에 연결되며 상기 상향 데이터 광신호를 송신하는 제 2 광송신기(Tx); 및 상기 제 4 WDM 필터에 연결되며 상기 하향 데이터 광신호를 수신하는 제 2 광수신기(Rx)를 포함하며,

    상기 제 1 광송신기(Tx)는 상기 제 1 비간섭성 광에 파장 잠김된 제 1 무편광 광원(UPLS); 및 상기 제 1 UPLS를 변조하기 위한 제 1 구동회로(Driver)를 포함하고,

    상기 제 2 광송신기(Tx)는 상기 제 2 비간섭성 광에 파장 잠김된 제 2 UPLS; 및 상기 제 2 UPLS를 변조하기 위한 제 2 구동회로(Driver)를 포함하며,

    상기 제 1 광수신기(Rx)는 전송된 상기 상향 데이터 광신호를 전기신호로 변환하는 제 1 포토다이오드(PD)를 포함하고,

    상기 제 2 광수신기(Rx)는 전송된 상기 하향 데이터 광신호를 전기신호로 변 환하는 제 2 PD를 포함하는

    파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망.
18. 제 17항에 있어서,

    상기 제 1 UPLS 및 상기 제 2 UPLS는 각각 무편광 특성의 페브리 페롯 레이저 다이오드(F-P LD) 또는 무편광 특성의 반사형 반도체 광증폭기(RSOA)인 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망.
19. 제 18항에 있어서,

    상기 제 1 UPLS 및 상기 제 2 UPLS가 각각 상기 무편광 특성의 페브리 페롯 레이저 다이오드(F-P LD)인 경우, 상기 무편광 특성의 F-P LD는 편광에 따른 발진 파장이 서로 다른 값을 갖는 제 1편광의 빛 및 상기 제 1편광의 빛과 수직한 제 2편광의 빛을 함께 출력하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망.
20. 제 18항에 있어서,

    상기 복수의 무편광 광원(UPLS)이 상기 무편광 특성의 페브리 페롯 레이저 다이오드(F-P LD)인 경우, 상기 무편광 특성의 F-P LD는 전면 거울에 무반사 코딩을 하여 높은 주입 효율을 갖는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망.
21. 제 18항에 있어서,

    상기 복수의 무편광 광원(UPLS)이 상기 무편광 특성의 페브리 페롯 레이저 다이오드(F-P LD)인 경우, 상기 무편광 특성의 F-P LD는 후면 거울에 고반사 코딩을 하여 높은 출력 파워를 갖는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망.
22. 제 18항에 있어서,

    상기 복수의 무편광 광원(UPLS)이 상기 무편광 특성의 페브리 페롯 레이저 다이오드(F-P LD)인 경우, 바이어스 전류가 증가하면 상기 무편광 특성의 F-P LD의 편광에 따른 광출력의 세기가 증가하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망.
23. 제 17항 또는 제 18항에 있어서,

    상기 제 1 비간섭성 광 및 상기 제 2 비간섭성 광이 각각 자연방출광(ASE) 기반의 비간섭성 광인 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망.
24. 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망(WDM-PON)에 있어서,

    전화국(OLT);

    원격노드(RN: Remote Node);

    복수의 가입자(ONT)(ONT1,...,ONTn);

    상기 OLT과 상기 RN을 연결하는 단일 모드 광섬유(SMF); 및

    상기 RN과 상기 복수의 ONT(ONT1,...,ONTn)를 연결하는 복수의 분배 광섬유(DF1,...,DFn)

    를 포함하고,

    상기 OLT는 n개의 출력 포트를 구비한 제 1 AWG(AWG1); 및 상기 제 1 AWG에 각각 연결되는 n개의 제 1 광송수신기(TRx)를 포함하며,

    상기 RN은 n개의 출력 포트를 구비한 제 2 AWG(AWG2)를 포함하고,

    상기 복수의 ONT(ONT1,...,ONTn)는 각각 상기 제 2 AWG에 각각 연결되는 n개의 제 2 광송수신기(TRx)를 포함하며,

    상기 제 1 광송수신기(TRx)는 각각 상기 제 1 AWG 를 통해 분리된 상향 데이터 광신호가 입력되는 제 1 WDM 필터(WDM1); 상기 제 1 WDM 필터에 연결되며 하향 데이터 광신호를 송신하는 제 1 광송신기(Tx); 및 상기 제 1 WDM 필터에 연결되며 상기 상향 데이터 광신호를 수신하는 제 1 광수신기(Rx)를 포함하고,

    상기 제 2 광 송수신기(TRx)는 각각 상기 제 2 AWG를 통해 분리된 상기 하향 데이터 광신호가 입력되는 제 2 WDM 필터(WDM2); 상기 제 2 WDM 필터에 연결되며 상기 상향 데이터 광신호를 송신하는 제 2 광송신기(Tx); 및 상기 제 2 WDM 필터에 연결되며 상기 하향 데이터 광신호를 수신하는 제 2 광수신기(Rx)를 포함하며,

    상기 제 1 광송신기(Tx)는 광대역 또는 다파장의 제 1 무편광 광원(UPLS); 및 상기 광대역 또는 다파장의 제 1 UPLS를 변조하기 위한 제 1 구동회로(Driver)를 포함하고, 상기 제 2 광송신기(Tx)는 광대역 또는 다파장의 제 2 UPLS; 및 상기 광대역 또는 다파장의 제 2 UPLS를 변조하기 위한 제 2 구동회로(Driver)를 포함하고,

    상기 제 1 광수신기(Rx)는 전송된 상기 상향 데이터 광신호를 전기신호로 변 환하는 제 1 포토다이오드(PD)를 포함하고, 상기 제 2 광수신기(Rx)는 전송된 상기 하향 데이터 광신호를 전기신호로 변환하는 제 2 PD를 포함하는

    파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망.
25. 제 24항에 있어서,

    상기 광대역 또는 다파장의 제 1 UPLS 및 상기 광대역 또는 다파장의 제 2 UPLS는 각각 무편광 특성의 페브리 페롯 레이저 다이오드(F-P LD) 또는 무편광 특성의 반사형 반도체 광증폭기(RSOA)인 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망.
26. 제 25항에 있어서,

    상기 광대역 또는 다파장의 제 1 UPLS 및 상기 광대역 또는 다파장의 제 2 UPLS가 각각 상기 무편광 특성의 페브리 페롯 레이저 다이오드(F-P LD)인 경우, 상기 무편광 특성의 F-P LD는 편광에 따른 발진 파장이 서로 다른 값을 갖는 제 1편광의 빛 및 상기 제 1편광의 빛과 수직한 제 2편광의 빛을 함께 출력하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망.
27. 제 25항에 있어서,

    상기 광대역 또는 다파장의 제 1 UPLS 및 상기 광대역 또는 다파장의 제 2 UPLS가 각각 상기 무편광 특성의 페브리 페롯 레이저 다이오드(F-P LD)인 경우, 상기 무편광 특성의 F-P LD는 전면 거울에 무반사 코딩을 하여 높은 주입 효율을 갖 는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망.
28. 제 25항에 있어서,

    상기 광대역 또는 다파장의 제 1 UPLS 및 상기 광대역 또는 다파장의 제 2 UPLS가 각각 상기 무편광 특성의 페브리 페롯 레이저 다이오드(F-P LD)인 경우, 상기 무편광 특성의 F-P LD는 후면 거울에 고반사 코딩을 하여 높은 출력 파워를 갖는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망.
29. 제 25항에 있어서,

    상기 광대역 또는 다파장의 제 1 UPLS 및 상기 광대역 또는 다파장의 제 2 UPLS가 각각 상기 무편광 특성의 페브리 페롯 레이저 다이오드(F-P LD)인 경우, 바이어스 전류가 증가하면 상기 무편광 특성의 F-P LD의 편광에 따른 광출력의 세기가 증가하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망.
30. 방송 신호와 통신 신호를 전송하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망(WDM-PON)에 있어서,

    전화국(OLT);

    원격노드(RN: Remote Node);

    복수의 가입자(ONT)(ONT1,...,ONTn);

    상기 OLT과 상기 RN을 연결하는 단일 모드 광섬유(SMF); 및

    상기 RN과 상기 복수의 ONT(ONT1,...,ONTn)를 연결하는 복수의 분배 광섬유(DF1,...,DFn)

    를 포함하고,

    상기 OLT는 n개의 출력 포트를 구비한 제 1 AWG(AWG1); 상기 제 1 AWG에 각각 연결되는 n개의 제 1 광송수신기(TRx); 방송 신호로 변조된 광신호를 출력하는 광대역 또는 다파장의 무편광 광원(UPLS); 및 상기 방송 신호로 변조된 광신호를 상기 제 1 AWG에서 다중화된 하향 데이터 광신호와 결합시키기 위한 WDM 필터(WDM)를 포함하고,

    상기 제 1 광송수신기(TRx)는 상기 제 1 AWG를 통해 분리된 상향 데이터 광신호가 입력되는 제 1 WDM 필터(WDM1); 상기 제 1 WDM 필터에 연결되며 상기 하향 데이터 광신호를 송신하는 제 1 광송신기(Tx); 및 상기 제 1 WDM 필터에 연결되며 상기 상향 데이터 광신호를 수신하는 제 1 광수신기(Rx)를 포함하며,

    상기 RN은 n개의 출력 포트를 구비한 제 2 AWG(AWG2)를 포함하고,

    상기 복수의 ONT(ONT1,...,ONTn)는 상기 제 2 AWG에 각각 연결되는 n개의 제 2 광송수신기(TRx)를 포함하고,

    상기 제 2 광송수신기(TRx)는 각각

    상기 제 2 AWG를 통해 분리된 상기 하향 데이터 광신호가 입력되는 제 2 WDM 필터(WDM2);

    상기 제 2 WDM 필터에 연결되며 상기 상향 데이터 광신호를 전달하는 제 2 광송신기(Tx);

    상기 제 2 WDM 필터에 연결되며 상기 하향 데이터 광신호를 수신하는 제 2 광수신기(Rx2); 및

    상기 제 2 WDM 필터에 연결되며 상기 광대역 또는 다파장의 UPLS에서 출력된 상기 방송 신호로 변조된 광신호를 수신하는 제 3 광수신기(Rx3)

    를 포함하는

    방송 신호와 통신 신호를 전송하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망.
31. 제 30항에 있어서,

    상기 광대역 또는 다파장의 UPLS는 무편광 특성의 페브리 페롯 레이저 다이오드(F-P LD) 또는 무편광 특성의 반사형 반도체 광증폭기(RSOA)인 방송 신호와 통신 신호를 전송하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망.
32. 제 31항에 있어서,

    상기 광대역 또는 다파장의 UPLS가 상기 무편광 특성의 페브리 페롯 레이저 다이오드(F-P LD)인 경우, 상기 무편광 특성의 F-P LD는 편광에 따른 발진 파장이 서로 다른 값을 갖는 제 1편광의 빛 및 상기 제 1편광의 빛과 수직한 제 2편광의 빛을 함께 출력하는 방송 신호와 통신 신호를 전송하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망.
33. 제 31항에 있어서,

    상기 광대역 또는 다파장의 UPLS가 상기 무편광 특성의 페브리 페롯 레이저 다이오드(F-P LD)인 경우, 상기 무편광 특성의 F-P LD는 전면 거울에 무반사 코딩을 하여 높은 주입 효율을 갖는 방송 신호와 통신 신호를 전송하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망.
34. 제 31항에 있어서,

    상기 광대역 또는 다파장의 UPLS가 상기 무편광 특성의 페브리 페롯 레이저 다이오드(F-P LD)인 경우, 상기 무편광 특성의 F-P LD는 후면 거울에 고반사 코딩을 하여 높은 출력 파워를 갖는 방송 신호와 통신 신호를 전송하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망.
35. 제 31항에 있어서,

    상기 광대역 또는 다파장의 UPLS가 상기 무편광 특성의 페브리 페롯 레이저 다이오드(F-P LD)인 경우, 바이어스 전류가 증가하면 상기 무편광 특성의 F-P LD의 편광에 따른 광출력의 세기가 증가하는 방송 신호와 통신 신호를 전송하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자망.

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