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KR100330409B1 - 파장분할다중 방식 다중화/역다중화 장치와 이를 이용한 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자망 - Google Patents

파장분할다중 방식 다중화/역다중화 장치와 이를 이용한 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자망 Download PDF

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KR100330409B1
KR100330409B1 KR1019980029579A KR19980029579A KR100330409B1 KR 100330409 B1 KR100330409 B1 KR 100330409B1 KR 1019980029579 A KR1019980029579 A KR 1019980029579A KR 19980029579 A KR19980029579 A KR 19980029579A KR 100330409 B1 KR100330409 B1 KR 100330409B1
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South Korea
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multiplexing
wavelength division
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demultiplexing
wavelength
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정윤철
이창희
정대광
신승균
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한국과학기술원
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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Abstract

본 발명은 파장분할다중 방식 다중화/역다중화 장치와 이를 이용한 파장분할다중 방식 수동형 광가입자망에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자망을 경제적으로 구현하기 위해 한 개의 다중화/역다중화 수단을 이용해 동시에 상하 방향의 신호들에 다중화 및 역다중화 기능을 수행하도록 한 다중화/역다중화 장치 및 이를 이용한 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자망을 제공하는데 있다.
이를 위해 본 발명의 다중화/역다중화 장치는 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자망에 적용되는 다중화/역다중화 장치에 있어서, 임의의 자연수 N개의 입출력단들을 갖는 한 개의 다중화/역다중화 수단을 구비하되, 상기 N-1개의 입력단들을 통해 입력되는 한 방향의 파장분할된 신호들이 한 개의 출력단을 통해 다중화되어 출력되고, 동시에 나머지 한 개의 입력단을 통해 입력되는 다른 방향의 파장분할 다중화된 신호가 나머지 N-1개의 출력단들을 통해 역다중화되어 출력되도록 한 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 다중화/역다중화 수단은 도파로 격자형 라우터를 포함한다.

Description

파장분할다중 방식 다중화/역다중화 장치를 이용한 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자망
본 발명은 파장분할다중 방식 다중화/역다중화 장치를 이용한 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자망에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 파장분할다중(WDM: Wavelength Division Multiplexing) 방식 수동형 광 가입자망을 경제적으로 구현하기 위해 한 개의 다중화/역다중화 수단을 이용해 동시에 상하 방향의 신호들을 다중화 및 역다중화 하도록 한 다중화/역다중화 장치를 이용한 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자망에 관한 것이다.
정보화 시대를 대비한 차세대 가입자망으로 주목받고 있는 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자망은 각 가입자에게 대용량의 정보를 제공할 수 있을 뿐만 아니라 보안성이 뛰어나고 성능 향상이 용이하다. 이와 같은 장점에도 불구하고 종래의 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자망은 경제성으로 인하여 아직 실용화되지 못하고 있다. 즉, 수많은 가입자들을 수용해야 하는 가입자망에서는 경제성이 매우 중요하기 때문이다.
일반적으로 광 가입자망은 이중 성형 구조를 사용하여 광 선로의 길이를 최소화 한다. 즉, 중앙 기지국(central office)부터 가입자들의 인접 지역에 설치된 지역 기지국(remote node)까지는 한 개의 광섬유로 연결하고, 지역 기지국부터 각 가입자까지는 독립된 광섬유로 연결한다. 각 가입자가 서로 다른 파장을 사용하는 파장분할다중 방식의 경우, 파장을 이용하여 각 가입자를 호출할 수 있다. 따라서, 중앙 기지국과 지역 기지국에는 파장분할된 광신호들을 다중화하는 다중화 장치와 다중화된 광신호들을 역다중화하는 역다중화 장치가 반드시 설치되어야 한다. 이와 같은 다중화 및 역다중화 장치로는 주로 도파로 격자형 라우터(WGR: Waveguide Grating Router) 또는 이와 동일한 기능을 갖는 소자가 사용된다.
종래의 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자망에서는 양방향 전송을 위하여 상하 방향에 다중화기와 역다중화기를 각각 별도로 설치하여 사용하였다. 이는 시스템을 구현하는데 비용을 증가시키는 요인이 되었으며, 자원의 낭비를 가져오는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 중앙 기지국과 지역 기지국에 각각 한 개의 도파로 격자형 라우터(WGR)를 구비하여 상하 방향의 신호들을 동시에 다중화 및 역다중화 함으로써, 경제적이고 효율적인 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자망을 구현할 수 있는 다중화/역다중화 장치를 이용한 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자망을 제공하는데 있다.
도1은 본 발명에 따른 파장분할다중 방식 다중화/역다중화 장치의 블럭 구성도.
도2는 본 발명에 따른 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자망의 블럭 구성도.
도3은 상하 방향의 파장분할 다중화된 채널들의 광 스펙트럼을 나타낸 도면.
도4는 하방향 및 상방향 채널들의 비트 에러율을 나타낸 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 중앙 기지국
2 : 지역 기지국
11, 12, 106, 108, 112 : 도파로 격자형 라우터(WGR: Waveguide Grating Router)
101 : 펌프 레이저 다이오드(Pump Laser Diode)
102 : 광분배기
103, 105 : 어븀첨가광섬유(EDF: Erbium-Doped Fiber)
104, 110, 111, 113, 114 : 광대역통과필터(BPF: Broadband Pass Filter)
107 : 변조기
109 : 어븀첨가광섬유 증폭기(EDFA: Erbium-Doped Fiber Amplifier)
115 : 발광다이오드(LED: Light Emitting Diode)
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자망은, 중앙 기지국과, 상기 중앙 기지국과 광섬유를 통해 연결되며, 다수개의 가입자 장치와 광섬유를 통해 연결되는 지역 기지국을 포함하고;
상기 중앙 기지국은,
광신호를 발생하기 위한 제1 광신호 발생수단과,
상기 제1 광신호 발생수단에 의해 발생된 광신호의 파장 대역을 제한하기 위한 제1 필터링수단과,
상기 제1 필터링수단에 의해 파장 대역이 제한된 광신호를 N-1개의 파장분할 된 채널 신호들로 생성하는 다채널 신호 발생수단과,
상기 다채널 신호 발생수단에 의해 발생된 채널 신호들을 각각 변조하는 N-1개의 변조수단과,
N개의 입출력단들을 갖는 하나의 장치로 구성되며, N-1개의 입력단들을 통해 상기 각각의 변조수단으로부터 입력되는 파장분할된 신호들이 한 개의 출력단을 통해 다중화되어 출력되고, 동시에 나머지 한 개의 입력단을 통해 상기 지역 기지국으로부터 입력되는 파장분할 다중화된 신호들이 나머지 N-1개의 출력단들을 통해 역다중화되어 출력되도록 한 제1 다중화/역다중화 수단과,
상기 제1 다중화/역다중화 수단의 N-1개의 출력단들에 각각 연결되어 역다중화된 상기 각 가입자의 채널 신호를 수신하는 N-1개의 제1 수신수단, 및
상기 제1 수신수단에 수신되는 광신호의 파장 대역을 상기 제1 다중화/역다중화 수단에 의해 역다중화된 채널 신호들의 파장 대역으로 제한하기 위하여 상기 N-1개의 제1 수신수단 앞에 위치한 N-1개의 제2 필터링수단을 포함하고,
상기 지역 기지국은,
N개의 입출력단들을 갖는 하나의 장치로 구성되며, 한 개의 입력단들을 통해 상기 중앙 기지국으로부터 입력되는 파장분할 다중화된 신호들이 N-1개의 출력단을통해 역다중화되어 출력되도록 하고, 동시에 나머지 N-1개의 입력단을 통해 상기 각 가입자 장치로부터 입력되는 신호들이 나머지 한 개의 출력단을 통해 다중화되어 출력되도록 한 제2 다중화/역다중화 수단을 포함하며,
상기 가입자 장치는,
상기 제2 다중화/역다중화 수단에 의해 역다중화된 신호들을 각각 수신하는 제2 수신수단과,
상기 제2 수신수단에 수신되는 광신호의 파장 대역을 상기 제2 다중화/역다중화수단에 의해 역다중화된 신호들의 파장 대역으로 제한하기 위하여 상기 제2 수신수단 앞에 위치한 제3 필터링수단과,
광신호를 발생하기 위한 제2 광신호 발생수단, 및
상기 제2 광신호 발생수단에 의해 발생한 광신호를 상기 제1 필터링수단의 통과대역과 다른 통과대역으로 필터링하여 상방향 광신호와 하방향 광신호의 파장 대역이 서로 다르도록 하기 위한 제4 필터링수단을 포함한 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자망에서의 다중화/역다중화 장치의 블럭 구성도로서, 도면에서 1은 중앙 기지국, 2는 지역 기지국, 11, 12는 도파로 격자형 라우터(WGR)를 각각 나타낸다.
본 발명에서는 다중화 및 역다중화를 위해 중앙 기지국(1)과 지역 기지국(2)에 다중화/역다중화 수단으로서 각각 한 개의 N×N 도파로 격자형 라우터(WGR)를구비한다. 즉, 본 발명에서는 한 개의 N×N 도파로 격자형 라우터(WGR)를 이용하여 상하 방향의 채널들을 동시에 다중화 및 역다중화하며, 각 방향으로는 최대 N-1개의 채널들을 전송할 수 있다.
도면을 참조하여 본 발명의 다중화/역다중화 장치의 구조를 보다 구체적으로 살펴본다.
중앙 기지국(1) 및 지역 기지국(2)에 각각 구비된 N×N 도파로 격자형 라우터(11, 12)는 N-1개의 입력단들을 통해 차례로 입력되는 N-1개의 채널 신호들을 한 개의 출력단으로 다중화되어 출력되도록 하고, 동시에 1개의 입력단을 통해 입력되는 파장분할 다중화된 신호를 N-1개의 출력단들로 역다중화되어 출력되도록 한다. 즉, 도1에서 중앙 기지국(1)의 도파로 격자형 라우터(11)는 1부터 N-1까지의 N-1개의 입력단들을 통해 차례로 입력되는 파장분할된 N-1개의 하방향 채널 신호들이 한 개의 출력단인 1*을 통해 다중화되어 출력되도록 하고, 동시에 나머지 N번째의 입력단을 통해 입력되는 파장분할 다중화된 N-1개의 상방향 채널 신호들이 나머지 2*부터 N*까지의 N-1개의 출력단들을 통해 역다중화되어 출력되도록 한다. 마찬가지로, 지역 기지국(2)의 도파로 격자형 라우터(12)는 한 개의 입력단 1을 통해 입력되는 파장분할 다중화된 N-1개의 하방향 채널 신호들이 1*부터 N-1*까지의 N-1개의 출력단들을 통해 역다중화되어 출력되도록 하고, 동시에 나머지 2부터 N까지의 N-1개의 입력단들을 통해 차례로 입력되는 N-1개의 상방향 신호들을 한 개의 출력단인 N*을 통해 다중화되어 출력되도록 한다. 본 발명의 이와 같은 기능은 도파로 격자형 라우터가 갖는 소자 특성을 이용하면 가능하다. 즉, 입력단에 입력되는 광신호의 파장에 따라 출력단이 결정되는 도파로 격자형 라우터의 특성을 활용하는 것이다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 다중화/역다중화 장치의 동작을 살펴보면, 상기와 같은 구성을 갖는 도파로 격자형 라우터에 의해 N-1개의 입력단들로 입력되는 N-1개의 채널들은 한 개의 출력단을 통해 다중화되며, 동시에 도파로 격자형 라우터 전면의 나머지 한 입력단으로 입력되는 다른 방향의 다중화된 N-1개의 채널들은 도파로 격자형 라우터 후면의 나머지 N-1개의 출력단들로 역다중화 된다. 예를 들면, 도1에서 중앙 기지국(1)에서 각 가입자에게 전달될 파장이 서로 다른 N-1개의 하방향 채널들을 변조한 후, 도파로 격자형 라우터(11) 전면의 1부터 N-1까지의 입력단들을 통해 차례로 입력시킴으로써, 도파로 격자형 라우터(11) 후면의 1* 출력단을 통해 다중화된 신호가 출력되도록 한다. 다중화된 N-1개의 하방향 채널들은 길이가 L인 단일 모드 광섬유를 통하여 지역 기지국(2)에 위치한 도파로 격자형 라우터(12) 전면의 입력단 1을 통해 입력된 후, 도파로 격자형 라우터(12) 후면의 1*부터 N-1*까지의 출력단들을 통해 역다중화 된다. 역다중화된 각 하방향 채널은 지역 기지국(2)과 N-1개의 각 가입자를 연결하는 단일 모드 광섬유를 따라 각 가입자단의 하방향 수신기로 전송된다. 한편, 가입자의 정보에 따라 직접 변조된 N-1개의 상방향 채널들은 지역 기지국(2) 도파로 격자형 라우터(12) 전면의 나머지 2부터 N까지의 N-1개의 입력단들을 통해 차례로 입력되어 도파로 격자형 라우터(12) 후면의 나머지 N* 출력단을 통해 다중화 된다. 이렇게 다중화된 N-1개의 상방향 채널들은 단일 모드 광섬유를 통하여 중앙 기지국(1)의 도파로 격자형 라우터(11) 전면의 나머지 N 입력단으로 입력되어 도파로 격자형 라우터(11) 후면의 나머지 2*부터 N*까지의 N-1개의 출력단들을 통해 역다중화 된 후, 각각의 상방향 수신기로 전송된다.
도 2는 상기와 같은 본 발명에 따른, 한 개의 16×16 도파로 격자형 라우터를 이용하여 상하 방향 15개씩의 채널들을 동시에 다중화 및 역다중화하는 다중화/역다중화 장치를 이용한 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자망의 블럭 구성도이다.
도면에서 도면부호 101은 펌프 레이저 다이오드, 102는 광분배기, 103, 105는 어븀첨가광섬유(EDF), 104, 110, 111, 113, 114는 광대역통과필터(BPF), 106, 108, 112는 도파로 격자형 라우터(WGR), 107은 변조기, 109는 어븀첨가광섬유 증폭기(EDFA), 115는 발광다이오드(LED)를 각각 나타낸다.
중앙 기지국(1)과 지역 기지국(2)에 사용된 각 도파로 격자형 라우터(106, 108, 112)는 채널간 간격이 100 GHz이고, 각 채널의 통과 대역은 40 GHz이며, 하나의 연결마다 약 6 dB의 삽입손실을 갖는 동일한 도파로 격자형 라우터이다. 경제적인 파장분할다중 방식용 광원의 사용 가능성을 확인하기 위하여 하방향에는 광섬유 증폭기를 이용한 스펙트럼 분할방식의 광섬유 증폭기 광원(Spectrum-Sliced Fiber Amplifier Light Source)을 사용하였다. 즉, 두 개의 어븀첨가광섬유(103, 105)와 하나의 펌프 레이저 다이오드(101), 그리고 하나의 광분배기(102)를 이용하여 펌프(101)에서 출력된 140 mW, 1.48 μm의 신호를 광분배기(102)를 이용해 각각의 어븀첨가광섬유(EDF; 103, 105)로 분배하여 광신호를 발생시키도록 하였다. 또한, 상방향에는 광원으로 각 가입자마다 발광 다이오드(LED; 115)를 사용하였다. 이와 같이 발광 다이오드(115)를 스펙트럼 분할하여 파장분할다중 시스템의 광원으로 사용하는 경우 발광 다이오드의 낮은 출력으로 인하여 생성된 광신호를 고속으로 변조할 경우 수 km 이상 전송하는 것이 불가능하다. 따라서, 중앙 기지국에 이득 25 dB인 어븀첨가광섬유 증폭기(109)를 설치하여 상방향 채널의 낮은 출력을 보상하였다.
광대역 광원을 도파로 격자형 라우터에 연결하여 스펙트럼 분할된 각 채널 신호로 이용할 경우 만약 입력되는 광원의 스펙트럼 대역이 도파로 격자형 라우터의 프리 스펙트럼 범위(FSR: Free Spectral Range)보다 넓다면 각 채널의 스펙트럼은 도파로 격자형 라우터의 프리 스펙트럼 범위(FSR)으로 벌려져 있는 여러 파장에 존재하게 된다. 이렇게 넓은 대역에 퍼져 있는 각 채널의 스펙트럼은 색분산 효과를 유발하여 수신기의 수신감도를 저하시킨다. 따라서, 이러한 채널을 사용하는 경우 고속으로 변조된 신호를 장거리 전송하는 것은 불가능하다. 그러므로, 광대역 광원의 스펙트럼 대역을 도파로 격자형 라우터의 한 프리 스펙트럼 범위(FSR) 이하의 대역으로 제한하여 각 채널의 스펙트럼이 한 개의 파장에서만 존재하도록 하여야 한다. 또한, 하방향의 채널들과 상방향의 채널들이 서로 같은 파장 대역을 사용할 경우 각 채널에 다른 방향의 채널들에 의한 누화(crosstalk)가 발생할 수 있다. 이러한 누화는 하방향의 채널들과 상방향의 채널들을 서로 다른 파장 대역에서 동작시키고, 하방향의 채널들 또는 상방향의 채널들만을 통과시키는 두 가지 종류의 광대역 통과 필터를 사용하여 쉽게 제거할 수 있다.
본 발명에서는 색 분산 효과 또는 누화로 인한 수신감도의 저하를 방지하기 위하여 중심 파장이 도파로 격자형 라우터의 한 프리 스펙트럼 범위(FSR) 만큼 서로 떨어져 있으며, 통과 대역이 도파로 격자형 라우터의 한 프리 스펙트럼 범위(FSR)과 같은 두 종류의 광대역 통과필터를 하방향과 상방향에서 각각 사용하였다. 하방향의 광대역 광원(101, 102, 103, 105)과 각 가입자단의 하방향 수신기에 사용된 광대역 통과필터(BPF1; 104, 113)의 통과 대역은 13.5 nm이며, 중심 파장은 1553 nm이고, 삽입손실은 2 dB이다. 상방향의 광대역 광원(115)과 중앙 기지국의 광증폭기(109) 및 상방향 수신기에 사용된 광대역 통과필터(BPF2; 114, 110, 111)의 통과 대역은 광대역 통과필터 BPF1과 같은 13.5nm이며, 중심 파장은 1540 nm이고, 삽입손실은 2 dB이다. 한편, 상방향 및 하방향 광원발생부는 1.5 ㎛의 광대역 광원을 발생하도록 하거나, 1.3 ㎛의 광대역 광원을 발생하도록 할 수 있다. 혹은 상방향 혹은 하방향 광원발생부 중 어느 하나는 1.5 ㎛의 광원을 발생하도록 하고, 다른 하나는 1.3 ㎛의 광원을 발생하도록 할 수도 있다.
중앙 기지국(1)내에 구비된 광원 발생부에 의해 발생된 광신호는 15개의 스펙트럼 분할된 채널 신호들을 생성하기 위해 16×16 도파로 격자형 라우터(WGR; 106)에 의해 15개의 신호들로 나누어진다.
이렇게 생성된 하방향 15개의 채널들 중 14개의 채널들은 직접 중앙 기지국(1)의 도파로 격자형 라우터(108) 전면의 각 입력단을 통해 입력되며, 하나의 시범 채널은 LiNbO3변조기를 이용하여 500 Mbps로 변조된 후, 도파로 격자형 라우터의 나머지 하나의 입력단을 통해 입력된다.
지역 기지국(2)에서 중앙 기지국(1)으로의 상방향의 경우에는, 상방향 15개의 채널들 중 14개의 채널들은 지역 기지국(2)의 도파로 격자형 라우터(112) 전면의 각 입력단을 통해 입력되며, 하나의 시범 채널은 155 Mbps로 직접 변조된 후, 도파로 격자형 라우터(112)의 나머지 하나의 입력단을 통해 입력된다.
본 발명에서 상하 방향의 모든 채널들은 중앙 기지국(1)과 지역 기지국(2) 간의 20 km 단일 모드 광섬유와 지역 기지국(2)과 각 가입자 간의 1 km 단일 모드 광섬유를 지난 후, 하방향의 각 채널은 APD 수신기를 이용하여, 그리고 상방향의 각 채널은 PIN 수신기를 이용하여 비트 에러율을 측정하였다.
전술한 본 발명의 수동형 광 가입자 망에서는 하방향 및 상방향 광원으로 광섬유 증폭기를 이용한 스펙트럼 분할 방식의 광섬유 증폭기 광원과 발광 다이오드를 사용하였으나, 이는 파장 선택된 분산궤환레이저(Distributed Feedback Laser)로 대체될 수 있다.
또한, 중앙 기지국(1) 내의 도파로 격자형 라우터(108)의 1* 출력단 후단에 광증폭기를 설치하여 다중화된 하방향 채널들의 출력을 증가시킴으로써, 하방향 채널들의 전송 거리 또는 전송 속도를 증가시킬 수 있다. 더불어, 중앙 기지국(1)과 지역 기지국(2) 간에 하나의 광섬유를 이용하여 서로 다른 스펙트럼 대역에서 동작하는 상하 방향의 신호들을 전송하기 위해 중앙 기지국(1)과 지역 기지국(2) 각각에 방향성 결합기를 설치할 수 있다.
도 3은 상하 방향의 파장분할 다중화된 채널들의 광 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
상하 방향의 모든 채널들은 광대역 광원으로부터 도파로 격자형 라우터에 의해 스펙트럼 분할되어 발생되므로, 각 채널의 스펙트럼 모양은 도파로 격자형 라우터의 각 단자의 스펙트럼 모양과 같다. 각 방향에서 사용한 광대역 통과필터 BPF1과 BPF2에 의해 파장분할 다중화된 하방향 15개의 채널들은 파장 1553 nm를 중심으로 도열되어 있으며, 파장분할 다중화된 상방향 15개의 채널들은 파장 1540 nm를 중심으로 도열되어 있다.
본 발명에서 제안된 파장분할다중 방식의 수동형 광가입자망에서와 같이 한 개의 도파로 격자형 라우터를 동시에 다중화기와 역다중화기로 사용하는 경우 누화로 인하여 심각한 수신감도의 저하가 발생할 수 있다. 예를 들면, 도2의 각 가입자단의 수신기에 입력되는 하방향 채널의 출력은 약 -34 dBm이고, 15 가입자들의 발광 다이오드들로부터 동일한 수신기에 입력되는 상방향 채널들의 총 출력은 약 -24 dBm이다. 따라서, 광대역통과필터 BPF1을 각 가입자단의 수신기에 설치하지 않으면 전송이 불가능하다. 그러나, 광대역통과필터 BPF1을 사용하면 이러한 누화는 -56 dBm 정도로 낮출 수 있다. 중앙 기지국에 설치된 상방향 수신기의 전단에도 광대역 통과필터 BPF2를 설치하여 누화로 인한 수신감도의 저하를 막을 수 있다. 측정된 결과로부터 본 발명을 이용하여 상하 방향으로 파장분할 다중화된 모든 채널들을 전송하였을 때에도 수신기의 수신 감도에 페널티가 거의 없음을 알 수 있다.
도 4는 본 발명을 이용한 파장분할다중 방식의 수동형 광가입자망에서 상하방향으로 파장분할 다중화된 채널들을 전송했을 때, 측정된 하방향의 채널들과 상방향 채널들의 전형적인 비트 에러율을 보여준다.
하방향의 경우 APD 수신기를 이용하여 수신된 채널의 출력에 따라 측정된 비트 에러율을 나타내며, 상방향의 경우 PIN 수신기를 이용하여 중앙 기지국의 광증폭기에 입력되는 각 채널의 출력에 따라 측정된 비트 에러율을 나타낸다. 도면에서 삼각형(△)은 백-투-백(back-to-back) 전송에서 한 개의 채널씩 따로 측정한 비트 에러율을 나타내며, 원(○)은 총 21 km의 단일 모드 광섬유에 상하 방향의 모든 채널들을 동시에 전송하고, 측정한 비트 에러율을 나타낸다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명 파장분할다중 방식 다중화/역다중화 장치를 이용한 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자망은 상기의 실험 결과를 통해서도 알 수 있듯이 중앙 기지국과 지역 기지국에 각각 한 개의 도파로 격자형 라우터(WGR)를 구비하여 상하 방향의 신호들을 동시에 다중화 및 역다중화 하며, 또한 중앙 기지국에 어뷸첨가광섬유 증폭기를 사용하여 각 가입자가 발광다이오드와 같은 저가의 광원을 사용할 수 있도록 함으로써, 경제적이고 효율적인 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자망을 구현할 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 중앙 기지국과, 상기 중앙 기지국과 광섬유를 통해 연결되며, 다수개의 가입자 장치와 광섬유를 통해 연결되는 지역 기지국을 포함하고;
    상기 중앙 기지국은,
    광신호를 발생하기 위한 제1 광신호 발생수단과,
    상기 제1 광신호 발생수단에 의해 발생된 광신호의 파장대역을 제한하기 위한 제1 필터링 수단과,
    상기 제1 필터링수단에 의해 파장 대역이 제한된 광신호를 N-1개의 파장분할된 채널 신호들로 생성하는 다채널 신호 발생수단과,
    상기 다채널 신호 발생수단에 의해 발생된 채널 신호들을 각각 변조하는 N-1개의 변조수단과,
    N개의 입출력단들을 갖는 하나의 장치로 구성되며, N-1개의 입력단들을 통해 상기 각각의 변조수단으로부터 입력되는 파장분할된 신호들이 한 개의 출력단을 통해 다중화되어 출력되고, 동시에 나머지 한 개의 입력단을 통해 상기 지역 기지국으로부터 입력되는 파장분할 다중화된 신호들이 나머지 N-1개의 출력단들을 통해 역다중화되어 출력되도록 한 제1 다중화/역다중화 수단과,
    상기 제1 다중화/역다중화 수단의 N-1개의 출력단들에 각각 연결되어 역다중화된 상기 각 가입자의 채널 신호를 수신하는 N-1개의 제1 수신수단, 및
    상기 제1 수신수단에 수신되는 광신호의 파장 대역을 상기 제1 다중화/역다중화 수단에 의해 역다중화된 채널 신호들의 파장 대역으로 제한하기 위하여 상기 N-1개의 제1 수신수단 앞에 위치한 N-1개의 제2 필터링수단을 포함하고,
    상기 지역 기지국은,
    N개의 입출력단들을 갖는 하나의 장치로 구성되며, 한 개의 입력단을 통해 상기 중앙 기지국으로부터 입력되는 파장분할 다중화된 신호들이 N-1개의 출력단을 통해 역다중화되어 출력되도록 하고, 동시에 나머지 N-1개의 입력단을 통해 상기 각 가입자 장치로부터 입력되는 신호들이 나머지 한 개의 출력단을 통해 다중화되어 출력되도록 한 제2 다중화/역다중화 수단을 포함하며,
    상기 가입자 장치는,
    상기 제2 다중화/역다중화 수단에 의해 역다중화된 신호들을 각각 수신하는 제2 수신수단과,
    상기 제2 수신수단에 수신되는 광신호의 파장 대역을 상기 제2 다중화/역다중화수단에 의해 역다중화된 신호들의 파장 대역으로 제한하기 위하여 상기 제2 수신수단 앞에 위치한 제3 필터링수단과,
    광신호를 발생하기 위한 제2 광신호 발생수단, 및
    상기 제2 광신호 발생수단에 의해 발생한 광신호를 상기 제1 필터링수단의 통과대역과 다른 통과대역으로 필터링하여 상방향 광신호와 하방향 광신호의 파장 대역이 서로 다르도록 하기 위한 제4 필터링수단을 포함한 것을 특징으로 하는 파장분할다중 방식 다중화/역다중화 장치를 이용한 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자망.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다중화/역다중화 수단은 도파로 격자형 라우터인 것을 특징으로 하는 파장분할다중 방식 다중화/역다중화 장치를 이용한 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자망.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 광신호 발생수단은 스펙트럼 분할 방식의 광섬유 증폭기 광원인 것을 특징으로 하는 파장분할다중 방식 다중화/역다중화 장치를 이용한 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자망.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 광신호 발생수단은 발광다이오드인 것을 특징으로 하는 파장분할다중 방식 다중화/역다중화 장치를 이용한 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자망.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 중앙 기지국은 상기 지역 기지국내의 상기 제2 다중화/역다중화 장치에 의해 다중화된 신호들을 증폭하여 상기 제1 다중화/역다중화 장치의 한 개의 입력단으로 제공하는 제1 증폭수단을 더 포함한 것을 특징으로 하는 파장분할다중 방식 다중화/역다중화 장치를 이용한 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자망.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 증폭수단은 어븀첨가광섬유 증폭기인 것을 특징으로 하는 파장분할다중 방식 다중화/역다중화 장치를 이용한 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자망.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 광신호 발생수단은 발광다이오드를 포함한 것을 특징으로 하는 파장분할다중 방식 다중화/역다중화 장치를 이용한 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자망.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 중앙 기지국은 상기 제1 다중화/역다중화 장치에 의해 다중화된 신호들을 증폭하여 광섬유를 통해 상기 지역 기지국으로 전송하는 제2 증폭수단을 더 포함한 것을 특징으로 하는 파장분할다중 방식 다중화/역다중화 장치를 이용한 파장 분할다중 방식 수동형 광 가입자망.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 중앙 기지국과 상기 가입자 장치 내에, 각각 상기 중앙 기지국에서 지역 기지국으로 전송되는 하방향의 광신호와 상기 지역 기지국에서 상기 중앙 기지국으로 전송되는 상방향의 광신호의 파장 대역이 서로 다르도록, 제1 및 제2 광신호 발생수단인 광대역 광원의 스펙트럼 대역을 제한하는 서로 다른 통과 대역을 갖는 제1 및 제2 필터링수단이 상기 상방향 및 하방향에 각각 다수개 설치된 것을 특징으로 하는 파장분할다중 방식 다중화/역다중화 장치를 이용한 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자망.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 내지 제 4 필터링수단은 상기 도파로 격자형 라우터의 한 프리 스펙트럼 범위와 동일한 통과 대역을 가지며, 상기 제 3 필터링수단과 제 4 필터링수단의 통과대역이 서로 중복되지 않도록 상기 제 3 필터링수단과 제 4 필터링수단의 중심파장이 상기 도파로 격자형 라우터의 한 프리 스펙트럼 범위 이상으로 떨어진 것을 특징으로 하는 파장분할다중 방식 다중화/역다중화 장치를 이용한 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자망.
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