KR20140121551A - 분산 안테나 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 기지국과 통신 신호를 송수신 할 수 있는 마스터 유닛과, 상기 마스터 유닛에서 처리된 상기 통신 신호를 수신하거나 상기 마스터 유닛에 통신 신호를 전송하는 허브 유닛과, 상기 허브 유닛과 통신 신호를 송신할 수 있는 리모트 유닛과, 상기 허브 유닛과 상기 리모트 유닛을 서로 연결하는 광전 복합 케이블을 구비하며, 상기 리모트 유닛은 상기 광전 복합 케이블을 통해 상기 허브 유닛으로부터 전원을 공급 받을 수 있는 분산 안테나 시스템을 제공한다.

Description

분산 안테나 시스템{Distributed antenna system}

본 발명의 일 실시예는 분산 안테나 시스템(Distributed antenna system, DAS)에 관한 것이다.

무선 통신이란 전파를 이용하는 통신 방법을 말하며 일반적으로 RF(Radio Frequency) 통신이라 불리기도 한다. 전파를 이용하는 무선 통신은 보내고자 하는 정보를 전파로 변조하여 전력 증폭기(PA)를 통해 전파를 송출하고, 수신측에서 수신된 전파를 복조하여 정보를 수신하게 된다.

휴대 전화와 같은 쌍방향 무선통신의 경우, 송신 주파수(Transmit Frequency)와 수신 주파수(Receive Frequency)를 별도로 두어 동시에 송수신이 가능하도록 구성된다. 또한, 쌍방향 무선통신 시스템은 다수의 사용자들이 서로 다른 통신채널을 이용하도록 통신채널을 할당한다.

이와 같은 무선통신 시스템에서는 가입자 수용 용량의 한계 및 서비스 지역의 제한과 같은 문제점을 고려하여야 한다. 이를 위해, 실제 구현되는 무선통신 시스템은 서비스 지역을 여러 개의 셀로 나누어 통신을 수행하게 된다.

한편, 무선통신 시스템은 음영지역이 발생하지 않도록 셀 커버리지를 조절하지만, 실제 환경에서는 건물 또는 지하 공간 등에 의한 음영 지역이 발생된다. 이 경우, 음영 지역에 중계 시스템을 설치하여 기지국으로부터의 신호를 단말들로 중계한다.

이러한 중계 시스템 중 분산 안테나 시스템은 기존의 셀 커버리지 내에 다수의 분산 안테나를 배치하여, 산이나 빌딩 또는 기타 지형지물로 인한 전파 차단 지역 또는 터널, 지하 주차장, 지하 상가와 같이 전파가 도달하기 어려운 음영지역을 대상으로 기지국의 신호가 도달할 수 있도록 신호를 증폭해 음영지역을 서비스하고, 음영지역의 단말기의 신호가 기지국으로 도달할 수 있도록 연결하여 주는 장치이다.

분산 안테나 시스템은 기지국과 사용자 단말 간의 통신 신호를 중계하기 위하여 마스터 허브 유닛(Master Hub Unit, MU), 허브 유닛(Hub Unit, HU) 및 리모트 유닛(Remote Unit, RU) 등으로 구성될 수 있다. 종래의 2G/3G 환경에서의 분산 안테나 시스템에서는 서비스 주파수 변경이 없었으나, 현재의 4G 무선 통신 환경에서는 상위 기지국 시스템의 서비스 주파수 변경이 빈번하게 발생하게 된다. 이 경우, 상위 기지국 시스템과 연결되는 MU의 동작 모드를 수동으로 변경할 필요가 있으며, 따라서, 작업자가 현장에 방문하여 사전에 파악한 기지국의 안테나 출력 주파수 패턴에 맞게 동작 모드를 설정하여야 하므로 작업이 번거롭고 서비스가 불필요하게 지연될 가능성이 있다.

또한, 종래에는 허브 유닛과 리모트 유닛을 광 케이블로 연결하면서, 리모트 유닛은 별도의 전원 공급 장치를 구비하였다. 이 경우, 리모트 유닛을 설치하기 위해서는 별도의 전기 배선 공사를 시행하여야 하므로 추가적인 설치 비용이 발생하고, 전원 장애시 서비스 유지를 위해 리모트 유닛을 위한 별도의 UPS를 설치하여야 하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 허브 유닛과 리모트 유닛을 UTP 케이블을 이용하여 연결하였다. UTP 케이블은 내부에 전원선이 배치되어 허브 유닛에서 리모트 유닛으로 전원을 공급할 수 있는바, 별도의 전원 공급 장치가 리모트 유닛에는 요구되지 않았다. 그러나, UTP 케이블의 경우, 도체선을 이용하여 신호를 전송하므로 소실 없이 신호를 전송할 수 있는 거리에 제한이 있으며, UTP 케이블로 전달할 수 있는 전원에도 제한이 있어서 리모트 유닛의 출력 신호에도 제한이 있는 문제점이 있었다.

본 발명의 주된 목적은 상위 기지국 시스템의 출력 주파수 패턴을 자동으로 감지하여 동작 모드를 자동으로 설정할 수 있는 분산 안테나 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 시스템 설치 및 유지 보수가 용이하며, 통신 신호의 전송 거리가 증대된 분산 안테나 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 통신 중계 장치는, 기지국과 통신 신호를 송수신 할 수 있는 마스터 유닛과, 상기 마스터 유닛에서 처리된 상기 통신 신호를 수신하거나 상기 마스터 유닛에 통신 신호를 전송하는 허브 유닛과, 상기 허브 유닛과 통신 신호를 송수신할 수 있는 리모트 유닛과, 상기 허브 유닛과 상기 리모트 유닛을 서로 연결하는 광전 복합 케이블을 구비하며, 상기 리모트 유닛은 상기 광전 복합 케이블을 통해 상기 허브 유닛으로부터 전원을 공급 받을 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 리모트 유닛은 별도의 전원없이 상기 허브 유닛에서 공급되는 상기 전원으로 작동할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 허브 유닛은 상기 리모트 유닛에 전원을 공급할 수 있는 전원 공급부를 구비할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 리모트 유닛은 상기 광전 복합 케이블을 통해 상기 허브 유닛으로부터 광 신호를 수신하고, 상기 광 신호를 전기 신호로 변환할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 광전 복합 케이블을 통해 상기 허브 유닛과 상기 리모트 유닛 사이에서 상기 통신 신호가 송수신될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 광전 복합 케이블은, 상기 광전 복합 케이블 중심에 배치되는 광 케이블과, 상기 광 케이블을 외접하며 감싸는 하나 이상의 제1 전원선 유닛과 하나 이상의 제2 전원선 유닛과, 상기 제1 전원선 유닛들과 상기 제2 전원선 유닛들을 감싸는 외피층을 구비하며, 상기 광 케이블은, 상기 광 케이블 중심에 배치되는 완충튜브와, 상기 완충튜브 주위에 길이 방향으로 집합된 플라스틱 튜브 및 상기 플라스틱 튜브 내에 실장된 광섬유 심선을 포함하는 하나 이상의 광섬유 유닛과, 상기 광섬유 유닛을 감싸는 시스층을 포함하며, 하나의 상기 제1 전원선 유닛, 하나의 상기 제2 전원선 유닛, 및 하나의 상기 광섬유 유닛이 분기되어 하나의 상기 리모트 유닛에 연결될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 완충튜브는 상기 하나 이상의 광섬유 유닛과 각각 외접하여 상기 광섬유 유닛을 안정적으로 지지할 수 있도록 하는 직경을 가질 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 플라스틱 튜브는 폴리프로필렌(PP), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리카보네이트(PC), 폴리아미드(PA), 또는 이들의 배합물로 이루어질 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 완충튜브는 상기 플라스틱 튜브보다 강도가 낮은 발포된 플라스틱 수지로 이루어질 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 플라스틱 튜브 내에는 상기 광섬유 심선과 함께 젤리 컴파운드, 방수 파우더, 방수얀(waterproofing yarn) 또는 이들의 조합을 포함하는 방수재가 실장될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 전원선을 통해 상기 리모트 유닛에 상기 전원이 공급될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 광 케이블을 통해 상기 허브 유닛과 상기 리모트 유닛 사이에 상기 통신 신호가 송수신될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 광전 복합 케이블은 제1 전원선 유닛, 제2 전원선 유닛, 및 접지선과, 이들을 둘러싸며 외접하는 외피층과, 상기 제1 전원선 유닛 또는 제2 전원선 유닛 또는 접지선과 외접하며 상기 외피층에 내접하는 광섬유 유닛으로 이루어질 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 마스터 유닛은, 상기 기지국으로부터의 유입 신호를 디지털 변환하여 신호 샘플을 생성하는 A/D 변환부와, 상기 신호 샘플을 기초로 통신 신호의 수신 여부를 판단하는 신호 검출부와, 상기 수신 여부의 판단 결과를 기초로 동작 모드를 설정하는 모드 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 유입 신호의 통신 방식을 판단하는 통신 방식 판단부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 모드 제어부는 상기 통신 신호의 수신 여부 및 상기 통신 방식의 판단 결과를 기초로 상기 동작 모드를 설정할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 통신 방식 판단부는 서비스 주파수 대역 별로 상기 유입 신호의 통신 방식을 판단할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 신호 검출부는 서비스 주파수 대역별로 상기 통신 신호의 수신 여부를 판단할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 모드 제어부는 상기 신호 검출부에서 상기 통신 신호가 수신된 경우에만 동작할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 기지국과 유선으로 연결되어 상기 통신 신호를 송수신하는 신호 입출력부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 통신 신호를 광전 변환하는 광전 변환부와, 상기 설정된 동작 모드로 광전 변환된 광 신호를 전송하는 광 전송부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 신호 검출부는 상기 신호 샘플의 크기가 미리 설정된 기준값 이상인 경우에 상기 통신 신호가 수신될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상위 기지국 시스템의 출력 주파수 패턴을 자동으로 감지하여 동작 모드를 자동으로 설정할 수 있다.

또한, 리모트 유닛에 별도의 전원 장치가 불필요하며, 이에 따라 시스템 설치 비용이 절감되고 설치가 용이하며, 시스템의 유지 보수가 용이하며, 고전원의 공급이 가능하므로 유연한 망 설계가 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 안테나 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 안테나 시스템의 마스터 유닛을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 마스터 유닛의 동작 모드의 일례를 도시하는 테이블이다.
도 4는 도 2에 도시된 마스터 유닛의 동작 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 안테나 시스템의 허브 유닛을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 안테나 시스템의 리모트 유닛을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 안테나 시스템의 광전 복합 케이블을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 광 케이블을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 9는 다른 변형예에 따른 광전 복합 케이블을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 10은 또 다른 변형예에 따른 광전 복합 케이블을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 안테나 시스템의 통신 신호 중계 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서, 사용자 단말은 기지국 또는 중계기를 경유하여 다른 사용자 단말들과 음성 또는 데이터를 송수신하는 장치로서, 예를 들어, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 내비게이션 등일 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 안테나 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 안테나 시스템은 상위의 기지국(Base Station, BS)(100)에서 유입되는 하향링크 신호를 증폭하여 사용자 단말(User Equipment, UE)로 중계할 수 있다. 도 1에는 빌딩 내에 무선 통신 커버리지를 제공하기 위한 인빌딩(in-Building) 분산 안테나 시스템의 일례가 도시되어 있으며, BS(100)는 기지국(eNodeB, eNB), MU(200)은 마스터 유닛(Master Unit), HU(300)는 허브 유닛(Hub Unit), RU(400)은 리모트 유닛(Remote Unit)을 각각 가리킨다.

기지국(100)과 마스터 유닛(200) 간에는 통신 신호 스트림이 송수신될 수 있다. 이때, 기지국(100)과 마스터 유닛(200)은 동축 케이블 등의 유선 케이블을 통해 연결되며, 상기 통신 신호 스트림은 RF 신호 또는 전기 신호의 형태로 송수신될 수 있다.

마스터 유닛(200)은 기지국(100)으로부터 송신된 통신 신호를 디지털 변환하여 허브 유닛(300)으로 전송하거나 또는 허브 유닛(300)으로부터 전송된 통신 신호를 아날로그 변환하여 기지국(100)으로 송신할 수 있다. 마스터 유닛(200)과 허브 유닛(300)은 광 케이블(600)을 통해 연결될 수 있으며, 하나의 마스터 유닛(200)에 복수 개의 허브 유닛(300)이 연결될 수 있다. 허브 유닛(300)은 마스터 유닛(200)에 직접 연결되거나 다른 허브 유닛(300)에 병렬로 연결될 수 있다.

허브 유닛(300)은 하나 이상의 리모트 유닛(400)과 연결되며, 마스터 유닛(200)으로부터 수신된 광신호를 리모트 유닛(400)으로 전송할 수 있다. 이때, 인빌딩 분산 안테나 시스템의 경우에 음영 지역이 생기지 않도록 리모트 유닛을 배치하며, 예들 들면 도 1에 도시된 바와 같이 각 층마다 리모트 유닛(400-1~ 400-n)을 배치하여 통신 커버리지를 확보할 수 있다. 또한, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 각 층마다 복수 개의 리모트 유닛이 배치될 수 있으며, 복수 층에도 한 개의 리모트 유닛이 배치될 수 있다.

허브 유닛(300)과 리모트 유닛(400)은 광전 복합 케이블(700)로 연결될 수 있다. 광전 복합 케이블(700)을 통해 허브 유닛(300)과 리모트 유닛(400) 사이에서 광신호가 송수신되며, 허브 유닛(300)에서 리모트 유닛(400)으로 전원이 공급될 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.

마스터 유닛(200)으로 전송된 통신 신호는 허브 유닛(300)을 거쳐 리모트 유닛(400)으로 전송되며, 리모트 유닛(400)은 하나 이상의 안테나(500-1~500-n)를 통해 전송된 통신 신호를 사용자 단말로 전송할 수 있다.

한편, 무선통신 시스템은 CDMA, WCDMA, 또는 LTE 등의 서비스 모드를 제공할 수 있으며, 기지국(100)은 미리 지정된 서비스 모드로 통신 신호를 송신할 수 있다. 마스터 유닛(200)은 기지국(100)에서 수신된 통신 신호의 종류를 탐지하여 이에 대응되는 동작 모드 설정을 변경할 수 있다.

이하에서, 마스터 유닛(200)의 세부 구성 및 상기 동작 모드의 자동 설정 기능에 대해 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 안테나 시스템의 마스터 유닛을 개략적으로 나타내는 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 마스터 유닛(200)은 신호 입출력부(210), A/D 컨버터(220), FPGA부, 통신 방식 판단부(240), 광전 변환부(260), 광 전송부(270) 및 D/A 컨버터(280)를 포함할 수 있다. 또한, FPGA부는 내부에 신호 검출부(230) 및 모드 제어부(250)를 포함할 수 있다.

신호 입출력부(210)는 기지국(100)과 연결되는 인터페이스를 제공하며, 기지국(100)과 유선으로 연결되어 통신 신호를 송수신할 수 있다. 신호 입출력부(210)를 통해 송수신되는 통신 신호는 RF 신호의 아날로그 신호일 수 있다. 기지국(100)으로부터 유입된 하향링크 신호는 A/D 컨버터(220)에 의해 디지털 신호로 변환되며, 반대로 사용자 단말로부터 수신되는 상향링크 신호는 D/A 컨버터(280)에 의해 아날로그로 변환되어 신호 입출력부(210)를 통해 기지국(100)으로 전송될 수 있다.

A/D 컨버터(220)는 신호 입출력부(210)를 통해 수신된 유입 신호를 디지털 변환하고, 이를 일정 간격으로 샘플링하여 신호 샘플을 생성할 수 있다. 생성된 신호 샘플은 예를 들어 00011, 00100 등과 같이 특정 시간에서의 유입 신호의 크기값이 일정 시간 간격으로 순차적으로 생성된 데이터일 수 있다.

생성된 신호 샘플은 신호 검출부(230)에 의해 통신 신호의 유무 판단의 기초 데이터로서 이용될 수 있다. 구체적으로, 신호 검출부(230)는 생성된 신호 샘플을 임계값과 비교하여 유입 신호가 의미 있는 통신 신호인지 여부를 판단할 수 있다. 이를 위해, 신호 검출부(230)는 일정 시간 간격으로 설정된 하나 이상의 임계값을 별도의 테이블에 저장하여 관리할 수 있다. 만일, 일정 시간에 대해 임계값과 비교된 상기 신호 샘플의 데이터가 임계값을 초과하는 경우에, 신호 검출부(230)는 통신 신호가 유입된 것으로 판단할 수 있다.

한편, 신호 검출부(230)는 서비스 주파수 대역별로 통신 신호의 수신 여부를 판단할 수 있다. 무선 통신 시스템은 일정한 주파수 대역을 사용하여 무선통신 서비스를 제공하며, 무선 통신 시스템은 할당된 주파수 대역을 하나 이상의 서비스 주파수 대역으로 세분화하고, 각각의 서비스 주파수 대역을 서로 다른 통신 서비스에 할당하여 사용할 수 있다.

도 3 및 도 4에는 이러한 서비스 주파수 대역 및 이에 따른 동작 모드의 일례가 도시되어 있다. 도 3에서, 무선통신 시스템에서 사용 가능한 서비스 주파수 대역은 F0 ~ F3의 네 개의 서브 주파수 대역으로 분할되어 있으며, 각각의 서브 주파수 대역이 이용되는 서비스의 조합에 의해 다수의 동작 모드로 구분될 수 있다. 예를 들어, 동작 모드 5의 경우, 서브 주파수 대역 F0는 사용되지 않으며, F1은 MAIN 포트 및 MIMO 포트가 모두 LTE로 동작하며, F2, F3는 MAIN 포트만 WCDMA로 동작하게 된다.

도 4(a)에는 동작 모드 5에서의 서비스 주파수 대역의 수신 주파수 패턴이 도시되어 있다. 무선 통신 시스템에서 사용 가능한 주파수 대역을 1749.9 MHz ~ 1784.9 MHz라고 할 때, 서브 주파수 대역 F0은 사용되지 않으며, F1 주파수 대역으로 수신되는 신호는 LTE 신호이며, F2 및 F3 주파수 대역을 통해서는 WCDMA 신호가 수신될 수 있다.

이 경우, 마스터 유닛(200)은 서브 주파수 대역별로 유입 신호의 유무 및 각각의 통신 방식을 파악하고, 이에 따라 동작 모드를 모드 5로 설정하게 된다. 구체적으로, 신호 검출부(230)는 A/D 컨버터(220)에서 생성된 유입 신호의 신호 샘플의 크기값을 미리 설정된 테이블의 임계치(예를 들어, -50dBm)와 비교하여, 임계치 이상인 경우에 유입 신호가 의미있는 데이터를 포함하는 통신 신호라고 판단할 수 있다. 모드 제어부(250)는 신호 검출부(230)에서의 통신 신호 유무에 대한 판단 결과를 기초로 마스터 유닛(200)의 동작 모드를 재설정할 수 있다.

이때, 신호 검출부(230)에서 통신 신호가 수신되지 않은 것으로 판단되면, 모드 제어부(250) 및 그 후단의 모듈들은 동작하지 않고 유휴 모드(idle mode)로 동작하고, 통신 신호가 유입된 경우에만 활성 모드(active mode)로 동작할 수 있다.

통신 방식 판단부(240)는 하향링크를 통해 유입된 통신 신호의 패킷을 분석하여 해당 신호가 WCDMA 신호인지 아니면 LTE 신호인지를 구분할 수 있다. 이러한 통신 방식 판단은 서브 주파수 대역 별로 수행될 수 있으며, 판단 결과는 모드 제어부(250)로 전달될 수 있다.

모드 제어부(250)는 신호 검출부(230) 및 통신 방식 판단부(240)에서 취득한 통신 신호 유무 및 수신된 통신 신호의 통신 방식 결과를 기초로 각각의 서브 주파수 대역폭의 통신 방식을 결정하고, 이를 토대로 마스터 유닛(200)의 동작 모드를 설정할 수 있다. 이후, 기지국으로부터 수신된 통신 신호는 설정된 동작 모드로 하향링크 경로 상의 허브 유닛(300) 및 리모트 유닛(400)을 거쳐 UE로 전송될 수 있다. 리모트 유닛(400)은 동작 모드에 따라 MAIN 안테나 포트 및 MIMO 안테나 포트에서의 출력 주파수를 제어하며, 도 4(b)에서와 같이, 모드 5의 경우에는 MAIN 안테나는 F1, F2, F3 주파수 대역을 방사하고, MIMO 안테나는 F1 주파수 대역을 방사하게 된다.

이때, 허브 유닛(300) 및 리모트 유닛(400)으로 보내지는 통신 신호는 광전 변환부(260)에서 광 신호로 변환되고, 광 전송부(270)을 통해 전송될 수 있다.

한편, UE로부터 상향링크 경로를 통해 수신된 통신 신호는 광 전송부(270)를 통해 마스터 유닛(200)으로 수신되고 광전 변환부(260)를 통해 디지털 신호로 변환되어 FPGA부로 입력되며, 이후, 기지국으로의 송신을 위해 D/A 컨버터(280)에서 아날로그 신호로 변환될 수 있다.

이와 같은 구성을 통해, 마스터 유닛(200)은 기지국(100)으로부터 수신되는 통신 신호의 유무 및 통신 방식을 판단하고 이를 기초로 동작 모드를 자동으로 설정할 수 있어서, 동작 모드의 수동 설정시에 발생되는 설정 실수 등에 의한 기기 고장 및 통신 불량 등의 문제점을 해소할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 안테나 시스템의 허브 유닛을 개략적으로 나타내는 구성도이다.

도 5를 참조하면, 허브 유닛(300)은 광 전송부(310, 340), 광전 변환부(320, 330), 신호 결합/분배부(360), 전력 공급부(350)를 구비할 수 있다.

마스터 유닛(200)에서 전송된 광 신호는 허브 유닛(300)의 광 전송부(310)로 수신되어 광전 변환부(320)를 거쳐 전기 신호로 변환될 수 있다. 상기 전기 신호는 신호 결합/분배부(360)으로 전송될 수 있다. 신호 결합/분배부(360)는 광전 변환부(320)에서 전송된 신호를 복수 개의 신호로 분배할 수 있다. 즉, 허브 유닛(300)은 복수 개의 리모트 유닛(400)과 연결되는바, 신호 결합/분배부(360)는 허브 유닛(300)에 연결된 리모트 유닛(400) 각각에 신호를 전송할 수 있도록 상기 전기 신호를 분배할 수 있다.

신호 결합/분배부(360)에서 분배된 각각의 전기 신호는 각각 광전 변환부(330)에 전송되어 광 신호로 변환되고, 상기 광 신호는 광 전송부(340)에서 광전 복합 케이블(700)을 통해 리모트 유닛(400)에 전송될 수 있다. 광전 변환부(330)와 광 전송부(340)는 허브 유닛(300)에 연결된 리모트 유닛(400)의 개수만큼 허브 유닛(300)에 배치될 수 있다.

리모트 유닛(400)에서 전송된 광 신호는 광전 복합 케이블(700)을 통해 허브 유닛(300)의 광 전송부(340)에 전송되어 광전 변환부(330), 신호 결합/분배부(360), 광전 변환부(320), 광 전송부(310)를 거쳐 마스터 유닛(200)으로 전송될 수 있다.

허브 유닛(300)은 전력 공급부(350)를 더 구비할 수 있다. 전력 공급부(350)는 리모트 유닛(400)에 전원을 공급할 수 있다. 즉, 리모트 유닛(400) 자체는 별도의 전원 공급원을 구비하고 있지 않으며, 허브 유닛(300)의 전력 공급부(350)에서 공급되는 전원에 의해 작동할 수 있다. 전력 공급부(350)의 전원은 허브 유닛(300)과 리모트 유닛(400)을 연결하는 광전 복합 케이블(700)에 의해 전송될 수 있다. 광전 복합 케이블(700)은 광 섬유와 도체선으로 이루어지며, 광 섬유를 통해서 허브 유닛(300)과 리모트 유닛(400) 사이의 광 신호를 전송하며, 도체선을 통해 허브 유닛(300)에서 리모트 유닛(400)으로 전원을 공급할 수 있다. 광전 복합 케이블(700)의 상세한 설명은 후술한다.

허브 유닛(300)에는 복수 개의 리모트 유닛(400)이 연결되는데, 허브 유닛(300)에 연결된 리모트 유닛(400)들은 모두 허브 유닛(300)으로부터 전원을 공급받을 수 있다. 이와 같이, 복수 개의 허브 유닛(300) 각각에 별도의 전원 공급 장치를 설치할 필요가 없으므로 리모트 유닛(400)의 설치가 용이하며, 리모트 유닛(400)의 크기 또한 소형화할 수 있어서 협소한 설치 공간에도 리모트 유닛(400)을 손쉽게 설치할 수 있다. 또한, 리모트 유닛(400) 자체에 전원 공급부가 없으므로 리모트 유닛(400)의 전원 유지를 위한 UPS의 설치가 불필요하며, 리모트 유닛(400) 설치를 위한 별도의 전원 공사가 불필요하므로 분산 안테나 시스템 설치 비용을 절감할 수 있다. 또한, 1200W 이상의 송전이 가능한 광전 복합 케이블(700)을 사용하는 경우 보다 적은 수의 리모트 유닛(400)을 이용하여 분산 안테나 시스템의 망 설계를 유연하게 할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 안테나 시스템의 리모트 유닛을 개략적으로 나타내는 구성도이다.

도 6을 참조하면, 리모트 유닛(400)은 광 전송부(410), 광전 변환부(420), 디지털 신호처리부(430), D/A 컨버터(440), A/D 컨버터(450), 신호 입출력부(460), 안테나(470)를 구비할 수 있다.

광전 복합 케이블(700)을 통해 전송되는 광 신호는 리모트 유닛(400)의 광 전송부(410)로 수신되며, 상기 광 신호는 광전 변환부(420)를 거쳐 전기 신호로 변환되며, 상기 전기 신호는 디지털 신호처리부(430)에서 디지털 신호처리되고 D/A 컨버터(440)에서 아날로그 신호로 변환될 수 있다. 상기 아날로그 신호는 신호 입출력부(460)에서 증폭되고 안테나(470)를 통해 사용자 단말에 전송될 수 있다.

사용자 단말에서 출력되는 신호는 리모트 유닛(400)의 안테나(470), 신호 입출력부(460), A/D 컨버터(450), 디지털 신호처리부(430), 광전 변환부(420), 광 전송부(410)를 거쳐 광전 복합 케이블(700)을 통해 허브 유닛(300)으로 전송될 수 있다.

상술한 바와 같이, 리모트 유닛(400)은 광전 복합 케이블(700) 내의 광 섬유를 통해 허브 유닛(300)과 연결되는바, 신호 손실없이 먼 거리에 이격된 허브 유닛(300)으로부터 신호를 전송받을 수 있다. 종래의 UTP케이블(Unshielded twisted pair cable)인 경우 허용되는 신호 손실 범위 내에서 신호를 전송할 수 있는 거리는 최대 100m에 불과하여 시스템을 설계하는데 제약이 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 광전 복합 케이블(700) 내 광 섬유를 통해 신호를 전송하는바 신호 손실없이 원거리의 신호 전송이 가능하며, 이에 따라 유연한 분산 안테나 시스템 설계가 가능하다.

또한, 리모트 유닛(400)은 별도의 전원 공급 장치 없이 광전 복합 케이블(700)을 통해 허브 유닛(300)으로부터 전원을 공급받으므로 리모트 유닛(400)을 설치함에 있어서 설치 비용을 절약할 수 있으며, 리모트 유닛(400)을 상대적으로 작게 제작할 수 있어서 상대적으로 적은 설치 공간에도 설치가 가능하다. 광전 복합 케이블(700)을 통해 1200W 이상의 전원이 공급될 수 있는바, 리모트 유닛(400)은 고출력의 RF 신호를 전송할 수 있으므로 상대적으로 적은 개수의 리모트 유닛(400)으로 최적의 망 설계가 가능하다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 안테나 시스템의 광전 복합 케이블(700)을 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 광전 복합 케이블(700)은 광전 복합 케이블(700)의 중심에 배치되는 광 케이블(20)과, 상기 광 케이블(20)에 외접하는 적어도 하나 이상의 제1 전원선 유닛(30) 및 하나 이상의 제2 전원선 유닛(50)과, 제1 전원선 유닛(30) 및 제2 전원선 유닛(50)을 둘러싸며 외접하는 외피층(70)을 구비할 수 있다.

외피층(70)은 광전 복합 케이블(700)의 외형을 형성하는 부분으로서, 광전 복합 케이블(700)에 포함된 광 케이블 및 전원선 유닛을 보호할 수 있다.

바람직하게는, 상기 외피층(70)은 제1 전원선 유닛(30) 및 제2 전원선 유닛(50)들이 동시에 내접되도록 제1 전원선 유닛(30) 및 제2 전원선 유닛(50)들을 원형 형태로 둘러싸며 외부 충격으로부터 전원선 유닛(30)(50) 및 광 케이블(20)을 보호하는 금속층(71), 및 상기 금속층(71)을 둘러싸는 외부 피복층(73)을 포함할 수 있다.

금속층(71)은 주름진 형태의 스틸 테이프로 구성될 수 있다.

외부 피복층(73)은 난연 특성이 있고 친환경적인 수지인 것이 바람직하다. 예를 들어 외부 피복층(73)은 폴리에틸렌(Polyethylene), 또는 폴리프로필렌(Polypropylene), 또는 폴리염화비닐(PVC) 등으로 구성될 수 있다.

상기 외피층(70)은 금속층(71)의 내측면에 상기 금속층(71) 대신 제1 전원선 유닛(30) 및 제2 전원선 유닛(50)들이 동시에 내접되도록 상기 제1 전원선 유닛(30) 및 상기 제2 전원선 유닛(50)들을 원형 형태로 둘러싸는 방수테이프(75)를 더 구비할 수 있다. 상기 방수테이프(75)는 방수재 처리된 부직포로 내부의 전원선 유닛들을 감싸는 형태로 배치될 수 있다. 상기 방수피복층(75)은 테이프 형태의 자재를 횡권하거나 종첨하는 방식으로 형성된다. 이러한 방수테이프를 구비함으로써, 수분 침투로 인한 광섬유 및 케이블의 손상을 방지할 수 있다.

외피층(70)의 탈피작업이 용이하게 실행되도록, 외피층(70)에는 (예를 들어, 금속층(71) 또는 방수테이프(75)에는) 립코드사(ripcord)(미도시)가 구비될 수 있다.

제1 전원선 유닛(30) 및 제2 전원선 유닛(50)들은 도체로 구성된 하나 이상의 단위 전원선(31; 51) 및 상기 하나 이상의 단위 전원선(31; 51)을 감싸는 절연체로 구성된 절연피복층(33; 53)을 포함할 수 있다. 상기 전원선 유닛들은 일반 전력용으로 이용되는 규격에 준하는 형태인 것이 바람직하다. 상기 복수 개의 단위 전원선(31; 51)은 서로 꼬인 형태를 취할 수 있다. 상기 절연피복층(33; 53)은 이용 용도에 따라 다양한 색상으로 도색된다. 상기 단위 전원선(31; 51)은 구리로 구성되며, 상기 절연피복층(33; 53)은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 또는 폴리염화비닐을 포함하는 수지재로 구성되는 것이 바람직하다.

제1 전원선 유닛(30)은 +단자에 해당하며, 제2 전원선 유닛(50)는 -단자에 해당할 수 있다. 하나의 제1 전원선 유닛(30)과 하나의 제2 전원선 유닛(50), 그리고 하나의 광섬유 유닛(도 8의 21)이 한 세트를 이루도록 광전 복합 케이블(700)에서 분기될 수 있으며, 상기 한 개의 세트가 한 개의 리모트 유닛(500)에 연결되어 신호와 전원을 전송할 수 있다.

도 8은 도 7에 도시된 광 케이블을 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 8을 참조하면, 광 케이블은 플라스틱 수지로 구성된 플라스틱 튜브(21b) 내에 소정 갯수의 광섬유 심선(21a)을 실장시킨 하나 이상의 광섬유 유닛(21)을 케이블(20) 중심에 위치한 완충튜브(22) 주위에 길이 방향으로 집합시키고, 시스층(24)이 상기 하나 이상의 광섬유 유닛(21)을 감싸는 구조를 갖는다.

상기 광섬유 유닛(21)을 구성하는 플라스틱 튜브(21b)는 폴리프로필렌(PP), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리카보네이트(PC), 나일론-12 같은 폴리아미드(PA) 등의 플라스틱 수지로 이루어질 수 있고, 바람직하게는 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)로 이루어질 수 있다. 상기 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 수지는 유연성, 기계적 강도가 우수하고, 결정화 속도가 빨라 상기 튜브(21b) 제조 후 길이방향으로의 수축 정도가 작은 장점이 있다.

상기 플라스틱 튜브(21b)는 전체적으로 원기둥 형상이며 내부에는 상기 광섬유 심선(21a), 방수재(waterproofing material)(21c) 등을 실장할 수 있는 관통공을 갖는 구조로 되어 있다. 여기서, 상기 플라스틱 튜브(21b)의 외경/내경은 상기 케이블(20)의 용도에 따른 규격이 정해져 있고, 상기 규격은 상기 플라스틱 튜브(21b)의 내부에 실장되는 상기 광섬유 심선(21a)의 갯수, 상기 방수재(21c)의 함량, 상기 케이블(20)에서 요구되는 굴곡특성 등에 따라 결정된다.

즉, 상기 플라스틱 튜브(21b)의 내경이 규격 미만인 경우 상기 튜브(21b) 내에 포함되는 방수재(21c)의 함량이 불충분하고 광섬유 심선(21a)의 갯수 역시 감소되어 단위 시간당 전송가능한 데이타 전송 효율이 저하될 수 있는 반면, 상기 튜브(21b)의 외경이 규격 초과인 경우 상기 케이블(20)의 직경이 불필요하게 증가하게 되어 케이블(20)의 유연성을 감소시킴으로써 권취에 어려움을 초래하게 된다.

또한, 상기 플라스틱 튜브(21b)의 두께는 상기 튜브(21b)에 요구되는 기계적 강도, 유연성 등을 고려하여 결정될 수 있고, 예를 들어, 상기 튜브(21b)의 두께는 상기 튜브(21b)의 외경의 10% 이상, 바람직하게는 15% 이상일 수 있다.

바람직하게는, 상기 플라스틱 튜브(21b)는 서로 다른 색상으로 착색된 칼라 코팅층을 외부에 형성함으로써, 광섬유 유닛(21) 각각의 기능이나 작용에 따라 구분이 용이하고, 단선작업시 광섬유 유닛(21)의 구별이 용이하도록 구성될 수 있다.

상기 광섬유 유닛(21)을 형성하는 상기 플라스틱 튜브(21b) 내에는 소정 갯수의 상기 광섬유 심선(21a)이 실장된다. 상기 플라스틱 튜브(21b) 내에 실장된 광섬유 심선(21a)의 갯수는 1개, 2개, 또는 필요에 따라 3개 이상일 수 있다. 즉, 상기 광섬유 심선(21a)의 갯수는 이를 포함하는 광 케이블의 단위 시간당 전송가능한 데이타 전송 효율, 케이블의 유연성 등에 따라 달라질 수 있다.

상기 각각의 광섬유 심선(12)은 통상 중앙의 코어(core)라고 하는 부분을 주변에서 클래딩(cladding)이라고 하는 부분이 감싸고 있는 이중원기둥 구조로 되어 있고, 여기서 상기 코어(core)는 굴절률이 높은 실리카 재질의 유리광섬유를 사용하고, 상기 클래딩(cladding)은 상기 코어(core) 보다 상대적으로 굴절률이 낮은 실리카 재질의 유리 또는 합성수지 등을 사용함으로써, 중심부를 통과하는 빛이 전반사가 일어나도록 하여 신호를 전송하는 역할을 하도록 구현한다. 상기 코어(core)의 지름이 수 ㎛인 것을 단일모드 광섬유, 수십 ㎛인 것을 다중 모드 광섬유라 하고, 코어의 굴절률 분포에 따라 계단형, 언덕형 광섬유 등으로 분류된다.

또한, 상기 플라스틱 튜브(21b) 내에는 상기 광섬유 심선(21a)과 함께 젤리 컴파운드, 방수 파우더, 방수얀(waterproofing yarn), 이들의 조합 등의 방수재(21c)가 충진될 수 있다. 광 케이블(20)은 내부에 수분이 침입하면 기계적 신뢰성이 저하되거나 케이블(20) 내의 금속과의 화학 반응에 의해 수소 가스가 발생할 우려가 있으며, 수분이 광 케이블(20)의 내부로 이동하여 케이블 접속기기와 종단기기가 부식하는 경우도 발생할 수 있다.

따라서, 상기 방수재는 상기 플라스틱 튜브(21b) 내로 수분이 침투하는 것을 방지하는 기능을 수행하며, 바람직하게는 상기 광섬유 심선(21a)이 상기 플라스틱 튜브(21b) 내에서 유동하는 것을 보장한다.

상기 방수재(21c)로서 상기 젤리 컴파운드는 열안정성, 방수성, 전기절연성 등이 우수한 수지로 이루어 질 수 있고, 바람직하게는 점도가 높아 상기 광섬유 심선(21a)과의 접착성이 우수하고 수분침투 방지기능이 우수한 칙소성(thixotropic) 젤리 컴파운드일 수 있다.

또한, 상기 방수재(21c)로서 상기 방수 파우더는 고흡수성 수지(Super absorbent polymer; SAP)로서, 자신의 무게보다 수십 내지 수백 배까지 물을 흡수하는 특성이 있어 상기 플라스틱 튜브(21b) 내로 수분이 침투되는 것을 방지하는 방수의 용도로 사용하기에 적합하다. 상기 방수 파우더는 폴리아크릴산염계, PVA말레인산 반응물, 이소부틸렌 말레인산 공중합체, 폴리아크릴로니트릴 중합체, 폴리에틸렌 옥사이드 가교체, 전분 아크릴로니트릴 중합체, 전분 아크릴산 그라프트 중합체 등일 수 있다.

그리고, 상기 방수재(21c)로서 상기 방수얀은 상기 플라스틱 튜브(21b)의 관통공에 종입될 수 있고, 상기 방수 파우더가 연속사에 부착된 방수얀 또는 상기 방수 파우더를 실형태로 가공한 것을 연속사와 함께 꼬거나 접착하여 만든 방수얀 등이 사용 가능하다.

상기 방수얀은, 예를 들어, 굵기가 300 내지 3,000 데니아, 증류수에서 팽화능력(swelling capacity)이 20 g/g 이상, 인장강도가 3 내지 150 N일 수 있다. 상기 방수얀의 굵기가 300 데니아 미만인 경우 방수 성능을 달성하기 위해 지나치게 많은 방수얀이 필요하게 되기 때문에 작업이 곤란할 뿐만 아니라, 케이블의 가격 상승의 원인이 된다. 또한, 상기 방수얀의 증류수에서의 팽화능력이 20 g/g 미만인 경우 목적한 방수 성능을 달성하기 어려울 수 있고, 인장강도가 3 N 미만인 경우 상기 플라스틱 튜브(21b) 내로 종입하는 과정에서 또는 케이블의 굴곡시 발생하는 인장 스트레스에 의해 단선이 발생할 수 있다.

앞서 기술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광 케이블(20)에 있어서, 상기 플라스틱 튜브(21b) 내에 소정 갯수의 상기 광섬유 심선(21a), 방수재(21c) 등이 실장된 하나 이상의 상기 광섬유 유닛(21)은 케이블(20) 중심에 위치한 상기 완충튜브(22) 주위에 길이 방향으로 집합된다. 상기 광섬유 유닛(21)의 갯수는 케이블의 용도 등에 따라 상이할 수 있고, 바람직하게는 광 케이블(20)이 이의 횡단면을 원형으로 유지하는 것을 용이하도록 하기 위해 6 개일 수 있다.

한편, 광 케이블(20)이 릴(reel), 드럼(drum) 등에 권취되는 경우 발생하는 상기 케이블(20)의 굴곡에 의해, 상기 케이블(20)에 포함되는 광섬유 유닛(21)의 광섬유 심선(21a)에는 응력(stress)이 인가되고, 이로써 광섬유 심선(21a)의 단선, 특성 저하 등이 유발될 수 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해, 광 케이블(20)의 굽힘에 의해 발생되는 굽힘응력(bending stress)에 기인한 케이블(20)의 변형(strain)을 꼬여진 광섬유 유닛(21)이 펴짐으로 인해 증가되는 길이로 보상할 수 있다. 즉, 광 케이블(20)의 릴(reel) 등의 권취에 의한 상기 케이블(20)의 변형(strain)을 보상하도록 광섬유 유닛(21) 및 이에 포함된 광섬유 심선(21a)의 길이에 여유를 주기 위해, 상기 광섬유 유닛(21)은 헬리컬(helical) 꼬임 또는 S-Z 꼬임으로 상기 중심 완충튜브(22) 주위에 집합될 수 있다.

이러한 경우 상기 광섬유 유닛(21)들은 일정 피치(pitch)로 꼬임 상태를 유지할 수 있는데, 상기 피치는 이러한 피치로 꼬여진 상기 광섬유 유닛(21)이 광 케이블(20)의 굴곡 등에 의해 펴짐으로써 상기 케이블(20)의 변형(strain)을 보상할 수 있도록 광 케이블(20)의 직경, 굴곡 반경 등을 고려하여 적절히 선택될 수 있다.

한편, 상기 완충튜브(22)는 광 케이블(20)에 충격, 하중 등이 가해지는 경우 형상이 변형됨으로써 충격 등을 흡수하여 이에 접하는 상기 광섬유 유닛(21)의 플라스틱 튜브(21b) 및 이에 실장된 광섬유 심선(21a)을 보호할 뿐만 아니라, 케이블(20)에 항장력을 부여하는 기능을 수행한다.

상기 완충튜브(22)는 상기 플라스틱 튜브(21b)와 동일한 플라스틱 수지로 이루어질 수 있고, 바람직하게는 상기 플라스틱 튜브(21b)보다 강도가 낮은 발포된 플라스틱 수지, 예를 들어, 발포된 폴리에틸렌, 발포된 폴리염화비닐(PVC)등으로 이루어질 수 있다. 상기 완충튜브(22)의 강도가 상기 플라스틱 튜브(21b)에 비해 낮은 경우 케이블(20)의 측면 방향으로 하중이 부여될 때 상기 완충튜브(22)의 형태가 변형됨으로써 상기 플라스틱 튜브(21b)의 형태를 유지시키고 이의 내부에 실장된 상기 광섬유 심선(21a)을 보호하기에 용이하다.

상기 완충튜브(22)는 상기 완충튜브(22) 주변에 집합된 하나 이상의 광섬유 유닛(21)을 안정적으로 지지할 수 있다면 그 형상에 대한 특별한 제한은 없다. 바람직하게는, 상기 완충튜브(22)는 원형상의 단면을 갖고, 상기 원형상의 직경은 상기 완충튜브(22) 주변에 집합된 광섬유 유닛(21) 모두와 안정적으로 외접할 수 있도록 상기 광섬유 유닛(21)의 직경에 따라 적절히 선택될 수 있다.

본 발명에 따른 광 케이블(20)에 있어서, 상기 시스층(24) 내의 빈 공간에, 바람직하게는 광섬유 유닛(21), 상기 완충튜브(22), 또는 이들 모두에 외접하는, 항장력 인장선(23)을 추가로 포함할 수 있다. 여기서, 상기 항장력 인장선(23)은 광 케이블(20)의 항장력을 보충함으로써 상기 광 케이블(20) 내부의 광섬유 심선(21a)을 보호하는 기능을 수행하고, 케브라 아라미드 얀(Kevlar aramid yarn), 에폭시 섬유봉(Fiber glass epoxy rod), 섬유강화폴리에틸렌(FRP; Fiber Reinforced Polyethylene), 고강도 섬유, 아연도금강선, 강선 등으로 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 광 케이블(20)은 상기 완충튜브(22)를 중심으로 이의 주변에 집합된 상기 하나 이상의 광섬유 유닛(21)의 둘레를 시스층(24)이 감싸는 구조를 가질 수 있다. 상기 시스층(24)의 두께는 상기 광 케이블(20)의 용도, 구체적으로 광 케이블의 전체 직경, 요구되는 유연성, 굴곡 특성 등에 따라 적절히 선택될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 광 케이블(20)은 상기 시스층(24)과 상기 하나 이상의 광섬유 유닛(21) 사이에 보강층(25), 방수층(26), 또는 이들 모두를 추가로 포함할 수 있다.

상기 광섬유 유닛(21) 외부에 직접 시스층(24)을 형성할 경우 광 케이블(20)의 전체 외면이 울퉁불퉁하게 형성되거나 상기 시스층(24)의 재질이 상기 광섬유 유닛(21)의 플라스틱 튜브(21b) 재질에 접착될 수 있고, 이러한 점은 케이블(20)의 미관을 저하시킬 뿐만 아니라 권취시 불필요한 충격 및 마찰 저항을 받기가 용이하므로 바람직하지 않을 수 있다. 따라서, 알루미늄박과 같은 금속제 보강 테이프를 상기 광섬유 유닛(21) 외부에 횡권함으로써 형성되거나 합성수지로 이루어진 투명 필름, 부직포 등에 의해 형성되는 보강층(25)으로 광섬유 유닛(21)의 외부를 감싸 보다 원형에 가까운 외형을 형성한 상태에서 시스층(24)을 형성할 수 있다.

또한, 상기 보강층(25)의 외부, 내부, 또는 이들 모두에 방수층(26)이 형성될 수 있다. 상기 방수층(26)은 종이제 팽윤 테이프(swellable tape) 같은 방수 테이프를 상기 광섬유 유닛(21) 또는 상기 보강층(25)에 횡권함으로써 형성될 수 있고, 상기 시스층(24)의 손상부를 통해 침투한 수분이 광 케이블(20) 내로 침투하는 것을 억제하는 기능을 수행할 수 있으며, 특히 상기 방수층(26)이 상기 보강층(25)의 외부에 배치되는 경우 상기 시스층(24)을 구성하는 불소수지와의 긴밀한 접착을 달성할 수 있다.

본 발명에 따른 광 케이블(20)에 있어서, 상기 시스층(24)과 상기 광섬유 유닛(21)과의 사이의 빈 공간은 젤리 컴파운드, 방수 파우더, 방수얀 등의 방수재로 이루어진 베딩(bedding)체가 충진될 수 있다. 상기 젤리 컴파운드, 방수 파우더, 방수얀 등의 방수재는 앞서 기술한 플라스틱 튜브(21b) 내에 충전된 방수재(21c)와 동일하거나 상이할 수 있다.

도 9는 다른 변형예에 따른 광전 복합 케이블을 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 9를 참조하면, 광전 복합 케이블(800)은 광전 복합 케이블(800) 중심에 광 케이블(20')이 배치되며, 광 케이블(20')에 외접하도록 복수 개의 제1 전원선 유닛(30)과 복수 개의 제2 전원선 유닛(50)이 배치되며, 제1 전원선 유닛(30) 및 제2 전원선 유닛(50)에 외접하는 외피층(70)을 구비한다는 점에서 도 7의 광전 복합 케이블(700)과 동일하며, 다만 광 케이블(20')의 구성에 있어서 차이가 있다. 즉, 상기 광 케이블(20')은 광 케이블(20') 중심에 완충튜브(22)가 배치되고 상기 완충튜브(22)에 외접하도록 광섬유 유닛(21')들이 배치될 수 있다. 광섬유 유닛(21')을 구성하는 플라스틱 튜브(21b')는 타이트 버퍼라는 점에서 플라스틱 튜브(21b)가 루즈 튜브인 도 7의 광전 복합 케이블(700)가 차이가 있다.

도 10은 또 다른 변형예에 따른 광전 복합 케이블을 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 10을 참조하면, 광전 복합 케이블(900)은 서로 외접하는 제1 전원선 유닛(30), 제2 전원선 유닛(50), 및 접지선(40)과, 이들을 둘러싸며 외접하는 외피층(70)과, 전원선(30, 50) 또는 접지선(40)과 외접하며 상기 외피층(70)에 내접하는 광섬유 유닛(21")으로 이루어질 수 있다. 상기 광섬유 유닛(21")은 도 8의 광섬유 유닛(21) 또는 도 9의 광섬유 유닛(21')과 동일한 구성일 수 있다.

이와 같은 광전 복합 케이블(900)은 별도로 분기되지 않고, 허브 유닛(300)과 각각의 리모트 유닛(400)을 직접 연결하여 허브 유닛(300과 리모트 유닛(400) 사이에서 광신호를 송수신함과 동시에 허브 유닛(300)에서 리모트 유닛(400)으로 전원을 공급할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 분산 안테나 시스템에 사용되는 광전 복합 케이블은 도 7 내지 도 10에 도시된 것에 한정되지 않으며, 전원선과 광 케이블이 복합된 형태라면 어떠한 형태라도 이용이 가능하다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 안테나 시스템의 통신 신호 중계 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.

우선, 마스터 유닛(200)은 기지국으로부터의 유입 신호를 신호 입출력부(210)를 통해 수신하고, 이를 A/D 컨버터(220)에서 디지털 변환하고 신호 샘플을 추출한다(S100). 추출된 신호 샘플은 FPGA부로 전달되고, FPGA부의 신호 검출부(230)는 신호 샘플을 서비스 주파수 대역 별로 미리 설정된 임계값과 비교하여(S102), 신호 샘플의 크기가 임계값 이상이 경우에는 해당 서비스 주파수 대역을 사용하는 통신 신호가 기지국으로부터 수신된 것으로 판단하고(S104), 신호 샘플의 크기가 임계값 미만인 경우에는 해당 서비스 주파수 대역을 사용하는 통신 신호가 기지국으로부터 수신되지 않은 것으로 판단한다(S108). 만일, 통신 신호가 수신된 경우에는 통신 방식 판단부(240)에서 해당 통신 신호의 서비스 방식을 판단하고 그 결과를 모드 제어부(250)에 제공할 수 있다.

이후, 모드 제어부(250)는 신호 검출부(230)의 통신 신호 검출 결과를 이용하여 서비스 주파수 대역별 통신 신호 유무를 판단하고, 이에 따라 마스터 유닛(200)의 동작 모드를 설정한다(S110). 이때, 통신 방식 판단부(240)의 통신 방식 판단 결과를 반영하여 동작 모드를 설정할 수 있다. 이후, 수신된 통신 신호는 광전 변환부(260)에서 광 신호로 변환되고 광 전송부(270)를 통해 설정된 동작 모드로 상기 광 신호를 전송할 수 있다(S112).

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 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.

100: 기지국 200: 마스터 유닛
300: 허브 유닛 400: 리모트 유닛

Claims (22)

1. 기지국과 통신 신호를 송수신 할 수 있는 마스터 유닛;
   상기 마스터 유닛에서 처리된 상기 통신 신호를 수신하거나 상기 마스터 유닛에 통신 신호를 전송하는 허브 유닛;
   상기 허브 유닛과 통신 신호를 송수신할 수 있는 리모트 유닛; 및
   상기 허브 유닛과 상기 리모트 유닛을 서로 연결하는 광전 복합 케이블; 을 구비하며,
   상기 리모트 유닛은 상기 광전 복합 케이블을 통해 상기 허브 유닛으로부터 전원을 공급받는 것을 특징으로 하는 분산 안테나 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 리모트 유닛은 별도의 전원없이 상기 허브 유닛에서 공급되는 상기 전원으로 작동하는 것을 특징으로 하는 분산 안테나 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 허브 유닛은 상기 리모트 유닛에 전원을 공급할 수 있는 전원 공급부를 구비하는 것을 특징으로 하는 분산 안테나 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 리모트 유닛은 상기 광전 복합 케이블을 통해 상기 허브 유닛으로부터 광 신호를 수신하고, 상기 광 신호를 전기 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 분산 안테나 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 광전 복합 케이블을 통해 상기 허브 유닛과 상기 리모트 유닛 사이에서 상기 통신 신호가 송수신되는 것을 특징으로 하는 분산 안테나 시스템.
6. 제1항에 있어서,
   상기 광전 복합 케이블은,
   상기 광전 복합 케이블 중심에 배치되는 광 케이블;
   상기 광 케이블을 외접하며 감싸는 하나 이상의 제1 전원선 유닛과 하나 이상의 제2 전원선 유닛; 및
   상기 제1 전원선 유닛들과 상기 제2 전원선 유닛들을 감싸는 외피층; 을 구비하며,
   상기 광 케이블은,
   상기 광 케이블 중심에 배치되는 완충튜브;
   상기 완충튜브 주위에 길이 방향으로 집합된 플라스틱 튜브 및 상기 플라스틱 튜브 내에 실장된 광섬유 심선을 포함하는 하나 이상의 광섬유 유닛; 및
   상기 광섬유 유닛을 감싸는 시스층; 을 포함하며,
   하나의 상기 제1 전원선 유닛, 하나의 상기 제2 전원선 유닛, 및 하나의 상기 광섬유 유닛이 분기되어 하나의 상기 리모트 유닛에 연결되는 것을 특징으로 하는 분산 안테나 시스템.
7. 제6항에 있어서,
   상기 완충튜브는 상기 하나 이상의 광섬유 유닛과 각각 외접하여 상기 광섬유 유닛을 안정적으로 지지할 수 있도록 하는 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 분산 안테나 시스템.
8. 제6항에 있어서,
   상기 플라스틱 튜브는 폴리프로필렌(PP), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리카보네이트(PC), 폴리아미드(PA), 또는 이들의 배합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 분산 안테나 시스템.
9. 제8항에 있어서,
   상기 완충튜브는 상기 플라스틱 튜브보다 강도가 낮은 발포된 플라스틱 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 분산 안테나 시스템.
10. 제6항에 있어서,
    상기 플라스틱 튜브 내에는 상기 광섬유 심선과 함께 젤리 컴파운드, 방수 파우더, 방수얀(waterproofing yarn) 또는 이들의 조합을 포함하는 방수재가 실장되는 것을 특징으로 하는 분산 안테나 시스템.
11. 제6항에 있어서,
    상기 전원선을 통해 상기 리모트 유닛에 상기 전원이 공급되는 것을 특징으로 하는 분산 안테나 시스템.
12. 제6항에 있어서,
    상기 광 케이블을 통해 상기 허브 유닛과 상기 리모트 유닛 사이에 상기 통신 신호가 송수신되는 것을 특징으로 하는 분산 안테나 시스템.
13. 제1항에 있어서,
    상기 광전 복합 케이블은 서로 외접하는 제1 전원선 유닛, 제2 전원선 유닛, 및 접지선과, 이들을 둘러싸며 외접하는 외피층과, 상기 제1 전원선 유닛 또는 제2 전원선 유닛 또는 접지선과 외접하며 상기 외피층에 내접하는 광섬유 유닛으로 이루어진 것을 특징으로 하는 분산 안테나 시스템.
14. 제1항에 있어서,
    상기 마스터 유닛은,
    상기 기지국으로부터의 유입 신호를 디지털 변환하여 신호 샘플을 생성하는 A/D 변환부;
    상기 신호 샘플을 기초로 통신 신호의 수신 여부를 판단하는 신호 검출부; 및
    상기 수신 여부의 판단 결과를 기초로 동작 모드를 설정하는 모드 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산 안테나 시스템.
15. 제14항에 있어서,
    상기 유입 신호의 통신 방식을 판단하는 통신 방식 판단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분산 안테나 시스템.
16. 제15항에 있어서,
    상기 모드 제어부는 상기 통신 신호의 수신 여부 및 상기 통신 방식의 판단 결과를 기초로 상기 동작 모드를 설정하는 것을 특징으로 하는 분산 안테나 시스템.
17. 제15항에 있어서,
    상기 통신 방식 판단부는 서비스 주파수 대역 별로 상기 유입 신호의 통신 방식을 판단하는 것을 특징으로 하는 분산 안테나 시스템.
18. 제14항에 있어서,
    상기 신호 검출부는 서비스 주파수 대역별로 상기 통신 신호의 수신 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 분산 안테나 시스템.
19. 제 14 항에 있어서,
    상기 모드 제어부는 상기 신호 검출부에서 상기 통신 신호가 수신된 경우에만 동작하는 것을 특징으로 하는 분산 안테나 시스템.
20. 제14항에 있어서,
    상기 기지국과 유선으로 연결되어 상기 통신 신호를 송수신하는 신호 입출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분산 안테나 시스템.
21. 제14항에 있어서,
    상기 통신 신호를 광전 변환하는 광전 변환부;및
    상기 설정된 동작 모드로 광전 변환된 광 신호를 전송하는 광 전송부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분산 안테나 시스템.
22. 제14항에 있어서,
    상기 신호 검출부는 상기 신호 샘플의 크기가 미리 설정된 기준값 이상인 경우에 상기 통신 신호가 수신된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 분산 안테나 시스템.
    

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