KR100868659B1

KR100868659B1 - 수동광동축망을 이용한 통신 서비스 제공 시스템

Info

Publication number: KR100868659B1
Application number: KR1020070023602A
Authority: KR
Inventors: 박동영; 최형석; 한관희; 이완윤; 이의수
Original assignee: 엘에스전선 주식회사
Priority date: 2007-03-09
Filing date: 2007-03-09
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2027-03-09
Also published as: KR20080082816A

Abstract

본 발명은 수동형 광가입자망 기술을 적용하여 광망을 구성함으로써, 고속의 데이터 서비스를 제공할 수 있도록 하고, 동축 전송 기술을 적용하여 가입자단에 근접한 곳에 스위칭(Switching) 기능을 둠으로써, 현장에 최적화된 효과적인 방송 통신 융합 서비스 제공할 수 있도록 하기 위한 수동광동축망을 이용한 통신 서비스 제공 시스템을 개시한다. 본 발명에 따르는 수동광동축망을 이용한 통신 서비스 제공 시스템은 신호 데이터를 제1 광 케이블을 통해 전송하는 방송/통신 국사 내 광 신호 송수신 수단, 상기 제1 광 케이블을 통해 수신되는 신호 데이터를, 제2 광 케이블을 통해 파이버 노드(Fiber node)로 분배하는 광 분배 수단, 및 상기 파이버 노드 내 가공 처리 수단에서 가공 처리된 신호 데이터를, 동축 케이블을 통해 상기 댁내 단말기로 입력시키는 동축 신호 송수신 수단을 포함한다.

광동축 혼합망, 수동 광 가입자망, 파이버 노드, 스위칭, 신호 데이터

Description

수동광동축망을 이용한 통신 서비스 제공 시스템{SYSTEM FOR PROVIDING COMMUNICATION SERVICE USING PASSIVE FIBER-COAXIAL NETWORK}

도 1은 종래 기술에 따라 수동형 광가입자망을 이용하여 통신 서비스를 제공하는 전체 네트워크 구성을 도시한 도면이다.

도 2는 종래 기술에 따라 광동축 혼합망을 이용하여 통신 서비스를 제공하는 전체 네트워크 구성을 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수동광동축망을 이용한 통신 서비스 제공 시스템의 구성을 도시한 도면이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 수동광동축망을 이용한 통신 서비스 제공 시스템의 전체 네트워크 구성을 도시한 도면이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 동축 신호 송수신 수단의 노드 마스터의 구성을 도시한 도면이다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 댁내 단말기의 모뎀의 구성을 도시한 도면이다.

도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따라 방송 신호를 실은 파장이 1310 nm인 경우, 제1 WDM을 대신하는 Overlay module의 구성을 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

300: 통신 서비스 제공 시스템 310: 광 신호 송수신 수단

311: OLT 312: OTX

313: 제1 WDM 320: 광 분배 수단

330: 가공 처리 수단 331: 제2 WDM

332: ONT 333: 하향 광수신기

340: 동축 신호 송수신 수단 341: 노드 마스터

342: 하향 증폭기 343: 결합기

본 발명은 수동형 광가입자망 기술을 적용하여 광망을 구성함으로써, 고속의 데이터 서비스를 제공할 수 있도록 하고, 동축 전송 기술을 적용하여 가입자단에 근접한 곳에 스위칭(Switching) 기능을 둠으로써, 현장에 최적화된 효과적인 방송 통신 융합 서비스 제공할 수 있도록 하기 위한 수동광동축망을 이용한 통신 서비스 제공 시스템에 관한 것이다.

수동형 광가입자망(Passive Optical Network, PON)은 광 케이블 망을 통해 최종 사용자에게 방송 서비스 또는 통신 서비스를 위한 신호 데이터를 전달하는 시스템이다. PON은 서비스의 제공자인 중앙 기지국(Central Office, CO)과 수요자인 가입자(Subscriber)를 오직 수동 광소자만을 이용하여 연결한 네트워크로서, 다중화된 음성, 데이터 또는 비디오 서비스를 광 신호에 실어 가입자들이 공유하고 있 는 광 섬유와 광 분배기를 통하여 가입자들까지 수동적으로 전송하는 시스템이다.

도면에 도시된 종래의 시분할 방식 수동형 광가입자망에 따르면, 서비스의 제공, 망 제어 및 상위망 연결의 제어를 수행하는 광 중앙 제어 장치, CO(115) 내에서 L3급 스위칭 또는 라우팅 기능을 수행하는 OLT(Optical Line Terminal, 광 회선 단말)(110)로부터 광 네트워크가 시작되며, 광 케이블(120)을 통해 옥외에 설치된 광 분배기(130)로 연결된다.

상기 광 분배기(130)는 OSC(Optical Star Coupler)로서, 단일 광 섬유를 통해 수신한 신호 데이터를 독립된 광 섬유를 통해 다수의 가입자로 전송할 수 있도록 1 대 N으로 분배한다.

상기 광 분배기(130)로부터 광 케이블(120)을 통해 가입자군이 모여있는 곳으로 연결되며, 도 1에는 생략되었지만, 종단점에 ONU(Optical Network Unit, 광 통신망 유닛)가 존재하고, 상기 ONU로부터 가입자망 또는 가입자(145)까지 1대1로 연결되어, 가입자망의 최종종단 또는 가입자(145) 댁내의 ONT(Optical Network Terminal)(140)까지 이르는 망구성을 가진다.

상기 수동형 광가입자망을 통한 데이터 통신 시스템은 옥외에 수동형 광소자만을 설치함으로써 망의 유지관리를 용이하게 하고, 고속의 데이터 서비스 제공을 가능하게 하는 등 다양한 장점으로 최근 각광을 받고 있다. 그러나, 상기 수동형 광가입자망을 통한 데이터 통신 시스템은 전화선을 이용한 xDSL(Digital Subscriber line)이나 동축 케이블망을 이용하는 광동축 혼합(Hybrid Fiber Coaxial, HFC) 망에 비해 가격경쟁력이 약해 실질적인 시장 진입에 어려움을 겪고 있다.

반면, 광동축 혼합망은 다수의 가입자를 공유하여 망을 사용하므로 경제적이며, 55 ~ 750(또는 860) MHz 대역을 사용하여 방송서비스를 기본으로 제공하므로 망 인프라의 한 축을 이루고 있다.

광동축 혼합망은 CATV방송 신호를 전송하기 위한 광송신기(OTX: Optical Transmitter)(231), 상향 데이터 신호(또는 IP 신호)를 수신하는 광수신기(ORX: Optical Receiver)(233), 및 L3급 스위칭/라우팅 기능을 수행하는 케이블 모뎀 종단장치(CMTS: Cable modem terminal system)(232)로 구성된 방송/통신 국사(230)와, 광 케이블(240)로 연결되어 옥외에서 CATV상하향 신호의 광전 또는 전광 변환, 증폭 및 등화 기능을 수행하는 ONU(250)와, 가입자(270) 댁내의 방송 신호를 수신하는 TV수신기(271) 및 인터넷 통신을 위한 광 단말장치인 케이블 모뎀(272)과, 그리고 동축케이블, 분기기 및 분배기 등의 동축망(260)으로 구성된다.

그러나, 광동축 혼합망을 고도화하기 위해서는 고가 장비를 모두 교체를 하거나, CMTS와 ONU의 증설을 통해 셀 내 가입자의 수를 줄여야 하는 부담을 가지고 있다.

종래의 수동형 광가입자망과 동일한 수준의 성능을 유지하면서 회선당 단가 를 줄이기 위해서는, OLT의 포트당 연결되는 가입자수를 증가시켜야 하는 반면, 광동축 혼합망을 고도화시키기 위해서는, 사용 채널의 대역폭을 넓히고 최소한의 비용으로 셀당 가입자의 수를 줄여야 한다. 이러한 문제점을 동시에 해결하기 위하여 본 발명에서는 광 구간은 수동형 광가입자망으로 구성하고, 동축 구간은 분산스위칭 방식 동축망으로 구현함으로써, 고속의 데이터 서비스 및 현장에 최적화된 효과적인 방송 통신 융합 서비스를 제공할 수 있는 새로운 기술을 제안하고자 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 제1 광 케이블의 수를 최소화하면서 수동형 광가입자망의 고속 전송의 장점을 활용할 뿐만 아니라, 노드 마스터를 최대한 가입자 가까이 침투시켜 경제적인 투자비로 가입자당 전송 속도를 증가시키면서, 보다 효과적인 방송통신 융합서비스를 제공하는 수동광동축망을 이용한 통신 서비스 제공 시스템을 제공하는 데 있다. 즉 본 발명의 목적은, 고가의 OLT장비에 수용되는 가입자수를 증가시켜 가입자당 단가를 최적화함과 동시에, 파이버 노드 내 마스터 카드(Master card)의 확장을 통해 망의 유연성 및 확장성을 제공하고, 또한, 동축망 상에서 30 MHz이상의 사용대역폭을 할당하여 200 Mbps이상의 고속 전송을 가능하게 하는 수동광동축망을 이용한 통신 서비스 제공 시스템을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 스위칭 및 전송장비가 방송/통신 국사측에만 존재하는 종래 기술에 비해 스위칭(Switching) 기능을 갖는 노드 마스터를 가입자 밀집지역으로 둠으로써 현장 작업성을 개선할 수 있고, 마스터 카드의 수를 임의로 설계하여 파이버 노드(Fiber node)당 연결되는 가입자수를 현장에 맞게 최적으로 설계할 수 있는 수동광동축망을 이용한 통신 서비스 제공 시스템을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 광 케이블 구간의 신호가 디지털화를 통해 종래의 광 동축 혼합망에서의 상향잡음에 의한 속도 저하 및 신호의 성능 열화를 피하고, 파이버 노드당 가입자 증가에 따른 전송 속도의 저하를 노드 마스터의 확장을 통해 해결할 수 있는 수동광동축망을 이용한 통신 서비스 제공 시스템을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 기포설된 광동축 혼합(HFC)망을 적용하여 방송/통신 국사부터 수동 광분배기함까지의 구간 내 제1 광 케이블의 추가적인 포설없이 광 케이블을 전진 배치하여 기존 HFC망의 셀분할을 가능하게 하는 수동광동축망을 이용한 통신 서비스 제공 시스템을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 기존 BPON, EPON, GEPON, GPON, WDMPON, DOCSIS, PLC 및 MoCa 기술을 그대로 응용 가능한 수동광동축망을 이용한 통신 서비스 제공 시스템을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르는 수동광동축망을 이용한 통신 서비스 제공 시스템은, 신호 데이터를 제1 광 케이블을 통해 전송하는 방송/통신 국사 내 광 신호 송수신 수단과, 상기 제1 광 케이블을 통해 수신되는 신호 데이터를, 제2 광 케이블을 통해 파이버 노드(Fiber node)로 분배하 는 광 분배 수단, 및 상기 파이버 노드 내 가공 처리 수단에서 가공 처리되는 상기 분배된 신호 데이터를, 동축 케이블을 통해 상기 댁내 단말기로 입력시키는 동축 신호 송수신 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 수동광동축망을 이용한 통신 서비스 제공 시스템에 대하여 설명한다.

통신 서비스 제공 시스템(300)은 방송/통신 국사 내의 광 신호 송수신 수단(310), 수동 광분배기함 내의 광 분배 수단(320), 파이버 노드(Fiber node) 내의 가공 처리 수단(330), 및 파이버 노드 내의 동축 신호 송수신 수단(340)으로 구성될 수 있다.

먼저, 광 신호 송수신 수단(310)은 방송/통신 국사 내에 설치되고, 신호 데이터를 수동광동축망의 제1 광 케이블을 통해 상기 방송/통신 국사로부터 가입자 측으로 또는 수동 광분배기함으로 전송한다. 또한, 광 신호 송수신 수단(310)은 가입자 측으로부터 또는 수동 광분배기함으로부터 전송되는 신호 데이터를 수동광동축망의 제1 광 케이블을 통해 수신하는 역할을 할 수 있다.

본 발명에서 상기 신호 데이터는 방송망으로부터 수신되는 CATV 등의 방송 신호 또는 인터넷망 또는 가입자측으로부터 수신되어 재전송되는 통신 데이터에 대응하는 IP 신호 일 수 있다. 또한, 상기 신호 데이터는 상기 방송/통신 국사로부터 생성되는 방송 신호 또는 IP 신호일 수도 있다. 또한, 상기 신호 데이터는 IP 신호가 전광 변환된 제1 광 신호, 방송 신호가 전광 변환된 제2 광 신호, 또는 상기 제1 광 신호 및 상기 제2 광 신호가 결합된 형태의 신호일 수도 있다. 상기 IP 신호는 인터넷 서비스 및 각종 부가서비스에 대한 신호 데이터이다.

상기 광 신호 송수신 수단(310)은 OLT(311), OTX(312), 및 제1 WDM(313)으로 구성될 수 있다.

OLT(311)는 상기 인터넷망 또는 가입자측으로부터 수신되어 재전송되거나, 상기 방송/통신 국사로부터 생성되는 IP 신호를 스위칭(Switching) 또는 라우팅(Routing)한 후, 제1 광 신호로 전광 변환한다.

OTX(312)는 상기 방송망으로부터 수신되거나, 상기 방송/통신 국사로부터 생성되는 방송 신호를 제2 광 신호로 전광 변환한다.

제1 WDM(313)은 OLT(311) 및 OTX(312)에서 전광 변환된 상기 제1 광 신호 및 상기 제2 광 신호를 파장분할방식으로 결합하여, 상기 수동광동축망의 제1 광 케이블을 통해 가입자 측으로 또는 수동 광분배기함으로 전송한다. 또한, 제1 WDM(313)은 가입자 측으로부터 또는 수동 광분배기함으로부터 수동광동축망의 제1 광 케이블을 통해 전송되는 신호 데이터(IP 신호)를 파장분할방식으로 제1 광 신호 및 제2 광 신호로 분리할 수도 있다.

그 다음으로, 광 분배 수단(320)은 상기 방송/통신 국사의 광 신호 송수신 수단(310)에 의해 전광 변환 및 결합된 신호 데이터를, 수동광동축망의 제1 광 케이블을 통해 수신하여, 하나 이상의 제2 광 케이블을 통해 연결된 파이버 노드(Fiber node)로 분배한다.

광 분배 수단(320)은 상기 방송/통신 국사로부터 이격되어 설치될 수 있다. 예를 들면, 광 분배 수단(320)은 제1 광 케이블 및 제2 광 케이블과 서로 연결되는 수동 광 분배기함 내에 설치될 수 있다. 상기 광 분배 수단(320)에 의해 분배되는 신호 데이터는 제2 광 케이블을 통해 가입자 측으로 더욱 가까이 위치한 파이버 노드로 분배될 수 있게 되고, 이에 따라 광 케이블을 이용한 고속 전송은 물론, 현장에 근접하여 설치된 파이버 노드를 통해 더욱 효율적인 통신이 가능하게 된다. 즉, 본 발명에 의해서는 파이버 노드 내의 노드 마스터를 최대한 가입자 가까이 침투시켜 경제적인 투자비로 가입자당 전송 속도를 증가시키면서, 보다 효과적인 방송통신 융합서비스를 제공할 수 있게 된다.

그 다음으로, 가공 처리 수단(330)은 파이버 노드 내에서, 광 분배 수단(320)에 의해 분배된 신호 데이터를, 동축 케이블, 분기기 및 분배기 등의 동축망을 통해 가입자 측으로 전송할 수 있도록 가공 처리한다. 또한, 가공 처리 수단(330)은 가입자 측으로부터 동축망을 통해 전송되는 신호 데이터(IP 신호)를, 제1 광 케이블 및 제2 광 케이블을 통해 방송/통신 국사로 전송할 수 있도록 가공 처리할 수 있다.

상기 가공 처리 수단(330)은 제2 WDM(331), ONT(332), 및 하향 광수신기(333)로 구성될 수 있다.

제2 WDM(331)은 광 분배 수단(320)으로부터 수동광동축망의 제2 광 케이블을 통해 상기 분배되어 수신한 신호 데이터를, IP 신호를 전광 변환한 제1 광 신호, 및 방송 신호를 전광 변환한 제2 광 신호로 분리하고, ONT(332) 및 하향 광수신 기(333)로 각각 입력한다.

ONT(332)는 상기 분리된 제1 광 신호를 광전 변환하여 동축 신호 송수신 수단(340)의 노드 마스터(341)로 전송하고, 하향 광수신기(333)는 상기 분리된 제2 광 신호를 광전 변환하여, 동축 신호 송수신 수단(340)의 하향 증폭기(475)로 전송한다. 이때, 상기 광전 변환된 제1 광 신호는 이더넷 신호일 수 있다.

마지막으로, 동축 신호 송수신 수단(340)은 상기 가공 처리 수단(330)에 의해 가공 처리된 신호 데이터를, 동축 케이블을 통해 가입자 측의 댁내 단말기로 입력시킨다. 또한, 동축 신호 송수신 수단(340)은 가입자 측의 댁내 단말기로부터 신호 데이터를, 동축 케이블을 통해 수신 및 분리하여 상기 가공 처리 수단(330)으로 각각 전송할 수 있다.

상기 동축 신호 송수신 수단(340)은 가공 처리 수단(330)과 함께 상기 파이버 노드 내에 설치될 수 있으며, 상기 동축 신호 송수신 수단(340)은 노드 마스터(341), 하향 증폭기(342), 및 결합기(343)으로 구성될 수 있다.

노드 마스터(341)는 가공 처리 수단(330)의 ONT(332)로부터 상기 광전 변환된 제1 광 신호를 이용하여, 동축망을 통해 가입자 측의 댁내 단말기로 입력 가능한 동축 신호를 생성(변환 또는 증폭)한다. 이때, 상기 노드 마스터(341)는, 상기 하나의 노드 마스터(341)에 대응하는 다수 개의 동축망을 통해 가입자 측으로 동축 신호를 전송할 수 있도록, 다수 개의 동축 신호를 생성(변환 또는 증폭)할 수 있다. 또한, 노드 마스터(341)는 가입자 측으로부터 전송되어 결합기(343)에 의해 분리된 동축 신호를 이용하여, 가공 처리 수단(330)의 ONT(332)로 입력 가능한 신 호 데이터(상기 광전 변환된 제1 광 신호)로 생성(변환 또는 증폭)할 수 있다.

하향 증폭기(342)는 가공 처리 수단(330)의 하향 증폭기(342)로부터 상기 광전 변환된 제2 광 신호를 이용하여, 동축망을 통해 가입자 측의 댁내 단말기로 입력 가능한 동축 신호를 생성(변환 또는 증폭)한다. 이때, 상기 하향 증폭기(342)는, 상기 하나의 하향 증폭기(342)에 대응하는 다수 개의 동축망을 통해 가입자 측으로 동축 신호를 전송할 수 있도록, 다수 개의 동축 신호를 생성(변환 또는 증폭)할 수 있다. 또한, 하향 증폭기(342)는 가입자 측으로부터 전송되어 결합기(343)에 의해 분리된 동축 신호를 이용하여, 가공 처리 수단(330)의 하향 증폭기(342)로 입력 가능한 신호 데이터(상기 광전 변환된 제2 광 신호)로 생성(변환 또는 증폭)할 수 있다.

결합기(343)는 상기 노드 마스터(341) 및 상기 하향 증폭기(342)로부터 상기 생성(변환 또는 증폭)된 각각의 동축 신호를 결합하여, 동축 케이블을 통해 가입자 측 댁내 단말기로 전송한다. 또한, 결합기(343)는 가입자 측 댁내 단말기로부터 동축 케이블을 통해 전송되는 신호 데이터를 분리하여, 상기 노드 마스터(341) 및 상기 하향 증폭기(342)로 전송할 수 있다.

본 발명에 따른 수동광동축망을 이용한 통신 서비스 제공 시스템(300)은 도 4에 도시된 바와 같이, OLT(431), OTX(432), 및 제1 WDM(433)으로 구성된 광 신호 송수신 수단(434)과, 수동 광분배기함(450) 내의 광 분배 수단(452)과, 제2 WDM(471), ONT(473), 및 하향 광수신기(472)로 구성된 가공 처리 수단(474)과, 그리고 노드 마스터(476), 하향 증폭기(475), 및 결합기(477)으로 구성된 동축 신호 송수신 수단(478)으로 구성될 수 있다.

방송/통신 국사(430)에서는, 방송망(410)으로부터 수신되는 다채널 방송 신호를 OTX(431)를 사용하여 제2 광 신호로 전광 변환하고, 인터넷망(420)으로부터 송수신되는 IP 신호를 OLT(432)를 사용하여 스위칭 또는 라우팅한 후, 제1 광 신호로 전광 변환하며, 상기 제1 광 신호 및 상기 제2 광 신호를 제1 WDM(433)을 사용하여 파장분할방식으로 결합한다.

상기 결합된 광 신호는, 방송/통신 국사(430)로부터 제1 광 케이블(440)을 통해 옥외의 수동 광 분배기함(450)으로 전송되고, 상기 수동 광 분배기함(450) 내 광 분배기(451)에 의해 분배되어, 다수의 제2 광 케이블(460)을 통해 파이버 노드#1(470)부터 N개의 파이버 노드들로 전송된다.

각 파이버 노드에서는 하향 전송된 신호 데이터를 제2 WDM(471)을 통해 파장분할방식으로 제1 광 신호 및 제2 광 신호로 분리하여 각 신호 별로 처리하게 된다. 즉, 제2 WDM(471)로부터 분리된 방송 신호에 대응하는 제2 광 신호는 하향 광수신기(472)에 의해 동축 신호로 생성(광전 변환)되고 하향 증폭기(475)에 의해 다수 개의 동축 신호로 증폭되어 다수의 포트로 분배되며, 제2 WDM(471)로부터 분리된 IP 신호에 대응하는 제1 광 신호는 ONT(473)에 의해 동축 신호로 생성(광전 변환, 이더넷 신호로 변환)된 후, 노드 마스터(476)를 거쳐 다수의 동축 신호로 분배된다.

이때, 노드 마스터(476)로부터 전송되는 IP 신호에 대응하는 하향 전송용 동축 신호는, 하향 증폭기(475)로부터 전송되는 방송 신호에 대응하는 동축 신호와 결합기(477)에서 주파수분할방식으로 결합하여 동축망으로 전송되고, 가입자 측으로부터 전송되는 IP 신호에 대응하는 상향 전송용 동축 신호는 결합기(477)에서 주파수분할방식으로 분배된다.

각 파이버 노드에서 각 포트로 분배된 동축 신호는, TBA(Trunk Bridge Amplifier, 분기증폭기), DA(Distribution Amplifier, 분배증폭기), TO(Tap-off, 분기기) 및 동축 케이블(480) 등으로 이루어진 각각의 동축망을 통해 각 가입자(490)에게 입력되며, 가입자(490)는 TV 수신기(491)를 통해 방송을 수신하거나, 모뎀(492)을 통해 인터넷 서비스 및 각종 부가서비스를 제공받게 된다.

다수의 파이버 노드에서 방송 신호는 제2 WDM을 통해 분리된 후, 하향 광수신기에 의해 의해 동축 신호로 생성(광전 변환)되고, 하향 증폭기에 의해 증폭 및 분배가 이루어지는 반면, IP 신호는 ONT 및 노드 마스터를 거쳐 다수 개의 동축 신호로 변환된다.

노드 마스터(500)는 ONT(473)와 이더넷(Ethernet) 통신을 수행하는 이더넷 인터페이스부(Ethernet interface)(510), 동일 망 내의 신호를 스위칭하는 이더넷 브리지부(Ethernet bridge)(520), 및 가입자 측의 모뎀(492)과 고속 통신을 수행하는 다수 개의 마스터 카드(Master card)(530)로 구성될 수 있다.

각 마스터 카드(530)는 다수의 가입자 측의 모뎀(492)과의 통신을 제어하는 MAC(Medium Access Controller)(531), 하향 동축 신호의 변조 및 송신을 수행하는 하향 송신기(Transmitter)(532), 및 다수의 가입자 신호의 수신 및 복조를 수행하는 상향 수신기(Receiver)(533)로 구성될 수 있다.

가입자측의 모뎀(600)은 파이버 노드 내의 노드 마스터에 포함되는 상기 마스터 카드(530)와 통신을 수행하며, 상향 및 하향 동축 신호를 분리하는 분리기(610), 하향 동축 신호의 수신 및 복조를 수행하는 하향 수신기(620), 상향 동축 신호를 변조 및 송신하는 상향 송신기(630), 통신 프로토콜을 수행하는 MAC(640), 및 PC 등의 외부 디바이스와 연결되는 이더넷 인터페이스(650)로 구성될 수 있다.

MAC(640)은 기저 신호를 스위칭하며, 노드 마스터와 제어 신호를 주고 받음으로써 IP 신호의 송수신을 관리한다. 즉, MAC(640)은 노드 마스터의 지시에 따라 부여 받은 특정 시간대에 데이터를 송신할 수 있으며, 또한, 송신할 데이터의 양, 모뎀의 상태, 부가 기능 정보 등의 관리 정보를 주기적으로 노드 마스터로 전달하여, 단 대 다 통신상의 효율을 극대화 시킬 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 노드 마스터와 다수의 모뎀 간의 단 대 다 통신의 프로토콜이 구동될 수 있다. 노드 마스터에서 출발한 하향 신호는 다수의 모뎀에 동시에 또는 유사한 시간대에 도착하며, 각 모뎀 내 MAC(640)은 해당 신호가 자신의 것인지 판단하여 취사 선택하도록 한다. 반면, 다수의 모뎀에서 출발한 상 향 신호는 동일 전송 매체인 동축망을 따라 하나의 노드 마스터 내 상향 수신기(533)로 도착하므로, 데이터 상호간의 충돌이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해서 노드 마스터는 각 모뎀과의 시간 지연 정보, 송신데이터 양, 채널 특성 등을 파악하고 동작하는 모뎀마다 특정 시간 대역을 할당하고, 모뎀은 할당된 시간 내에서 데이터를 송신한다. 이 때, 노드 마스터는 보내고자 하는 데이터 양에 따라 능동적으로 송신 시간을 변경시킬 수 있기 때문에 망의 효율성을 높일 수 있다.

본 발명에 따른 수동광동축망을 이용한 통신 서비스 제공 시스템에서는, 제1 광 케이블의 수를 최소화하면서 수동형 광가입자망의 고속 전송의 장점을 활용할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에 따르면, 광 케이블 구간의 신호가 디지털화를 통해 종래의 광 동축 혼합망에서의 상향잡음에 의한 속도 저하 및 신호의 성능 열화를 피할 수 있게 되고, 파이버 노드당 가입자 증가에 따른 전송 속도의 저하를 노드 마스터 내 마스터 카드(Master card)의 확장을 통해 해결할 수 있게 된다.

또한, 광 포트 당 수용되는 가입자의 수는 동축 전송 영역에 연동된 가입자수의 배수로 연결되므로, PON장비의 가입자당 가격은 그만큼 하락하게 되어 보다 경제적인 망 구성이 가능하게 되며, 성능 또한 향상되는 효과가 발생한다.

또한, 본 발명에 따르면, 스위칭 및 전송장비가 방송/통신 국사측에만 존재하는 종래 기술에 비해 스위칭(Switching) 기능을 갖는 노드 마스터를 가입자 밀집지역으로 둠으로써 현장 작업성을 개선할 수 있고, 마스터 카드의 수를 임의로 설계하여 파이버 노드(Fiber node)당 연결되는 가입자수를 현장에 맞게 최적으로 설계할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 수동광동축망에서는, 기존 BPON, EPON, GEPON, GPON, 및 WDMPON의 PON 기술과, DOCSIS, PLC 및 MoCa 의 동축 전송 기술을 모두 포함하여 응용 가능하다.

도 4에 도시된 본 발명에 따른 수동형 광동축망을 이용한 통신 서비스 제공 시스템의 네트워크 구성을 살펴보면, OLT(432)부터 제1 광 케이블(440), 광 분배기(451), 및 제2 광 케이블(460)을 거쳐 ONT(473)로 구성된 종래 수동형 광가입자망 구간에서는, IEEE802.3ah기반의 GE-PON(Gigabit Ethernet Passive Optical Network), G.983(또는G.984) 기반의 BPON(Broadband Passive Optical Network), 또는 GPON(Gigabit Capable Passive Optical Network) 프로토콜로 운영될 수 있으며, 이로써, 고속의 데이터 전송이 가능할 뿐만 아니라, 효율적인 광케이블 사용과 경제적인 망의 유지보수가 가능하게 된다. 또한, 향후 10Gbps급 EPON과 같은 TDM기반의 다양한 PON기술을 그대로 적용하는 경우 망의 업그레이드는 보다 용이하게 수행할 수 있게 된다.

본 발명에서는 인터넷 서비스 및 부가 서비스 제공을 위한 통신용으로 사용되는 광 신호는 하향 1490nm대역 및 상향 1310nm의 파장대역을, 방송용으로 사용되는 광 신호는 1550nm의 파장대역을 사용함으로써, 두 신호의 결합 및 분리가 가능해질 수 있다.

이때, 1550nm파장대역과 (1310nm+1490nm) 파장대역을 결합 및 분리할 수 있는 기존의 상용화되어 대량 양산되는 WDM 제품이 그대로 사용될 수 있다. 즉, 파장 대역을 결합 및 분리하기 위하여, 또한, 망을 더욱 경제적으로 구성하기 위하 여, 방송용으로 1310nm대역의 광 파장을 사용하는 경우에는, 별도의 overlay module로 대체하여 구성이 가능하다.

수동광동축망의 OLT(720)와 파이버 노드(760) 내 ONT로 구성되는 수동광구간에서 사용되는 파장이 하향 1490nm 및 상향 1310nm이고, 방송 신호를 실은 파장이 1310nm인 경우, 1550nm/(1490nm+1310nm) 분리/결합용 WDM 대신, 도면에 도시된 바와 같이, 1310nm대역 광 순환기(730)와 2개의 1310nm/1490nm WDM(740, 750)으로 구성된 Overlay module(700)으로 수동광동축망을 구현할 수 있다.

OTX(710)에서 방송 신호를 실은 1310nm대역의 제2 광 신호는, 광 순환기(730)의 1번포트로 입력된 후, 2번포트로 출력되고, WDM(740)의 1310nm포트로 입력되고, 1310nm/1490nm 공통포트로 출력된 후, 파이버 노드(760)로 전달된다.

또한, OLT(720)에서 송출된 1490nm대역 데이터용(통신용) 제1 광 신호는, WDM(750)의 1310nm/1490nm 공통포트로 입력된 후, 1490nm포트로 출력되고, WDM(740)의 1490nm포트로 입력되고, 공통포트로 출력된 후 파이버 노드(760)로 전달된다.

한편, 파이버 노드(760)로부터 송출된 1310nm파장대역의 데이터용(통신용) 광 신호는, WDM(740)의 공통포트로 입력되어, 1310nm포트로 분리된 후, 광 순환기(730)의 2번포트로 입력되어 3번포트로 출력되고, WDM(750)의 1310nm포트로 입력된 후 공통포트로 출력되어 OLT(720)로 입력된다.

상기 1310nm대역 광 순환기(730) 및 2개의 1310nm/1490nm WDM(740, 750)으로 구성된 Overlay module(700)은, 방송 신호를 1550nm 파장대역을 사용하는 OTX를 사용하는 경우에 비해 복잡해지지만, 1310nm 파장대역을 사용하는 OTX(710)를 사용함으로써, 시스템 전체의 가격을 낮출 수 있다. 또한, 60dB이상의 인접채널 제거 특성을 가지는 광 순환기(730)를 사용함으로써, 하향 전송되는 방송 신호를 실은 제2 광 신호가 동일파장의 데이터용(통신용) 상향 신호에 미치는 간섭을 최소화 할 수 있다.

또한, 노드 마스터 내 마스터 카드, 및 가입자 측의 모뎀은 DOCSIS(Data Over Cable Service Interface Specification) 표준, 1 ~ 40 MHz이내에서 동작하는 PLC 모뎀의 표준, 또는 950 ~ 1500 MHz이내에서 동작하는 MoCA(Multimedia Over Cable Alliance) 업계 표준을 따를 수 있다.

지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따르면, 제1 광 케이블의 수를 최소화하면서 수동형 광가입자망의 고속 전송의 장점을 활용할 뿐만 아니라, 노드 마스터를 최대한 가입자 가까이 침투시켜 경제적인 투자비로 가입자당 전송 속도를 증가시키면서, 보다 효과적인 방송통신 융합서비스를 제공할 수 있게 된다. 즉 본 발명에 따르면, 고가의 OLT장비에 수용되는 가입자수를 증가시켜 가입자당 단가를 최적화함과 동시에, 파이버 노드 내 마스터 카드(Master card)의 확장을 통해 망의 유연성 및 확장성을 제공하고, 또한, 동축망 상에서 30 MHz이상의 사용대역폭을 할당하여 200 Mbps이상의 고속 전송을 가능하게 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 광 케이블 구간의 신호가 디지털화를 통해 종래의 광 동축 혼합망에서의 상향잡음에 의한 속도 저하 및 신호의 성능 열화를 피하고, 파이버 노드당 가입자 증가에 따른 전송 속도의 저하를 노드 마스터의 확장을 통해 해결할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따르면, 기포설된 광동축 혼합(HFC)망을 적용하여 방송/통신 국사부터 수동 광분배기함까지의 구간 내 제1 광 케이블의 추가적인 포설없이 광 케이블을 전진 배치하여 기존 HFC망의 셀분할을 가능하게 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 기존 BPON, EPON, GEPON, GPON, WDMPON, DOCSIS, PLC 및 MoCa 기술을 그대로 응용 가능한 통신 서비스 제공 시스템을 제공할 수 있게 된다.

Claims

IP 신호 및 방송 신호를 제1 광 케이블을 통해 전송하는 방송/통신 국사 내 광 신호 송수신 수단;

상기 제1 광 케이블을 통해 수신되는 IP 신호 및 방송 신호를, 제2 광 케이블을 통해 파이버 노드(Fiber node)로 분배하는 광 분배 수단;

제2 WDM에서 상기 IP 신호를 전광 변환한 제1 광 신호, 및 상기 방송 신호를 전광 변환한 제2 광 신호로 분리하고, ONT(Optical Network Terminal)에서 상기 분리된 제1 광 신호를 광전 변환하며, 하향 광수신기에서 상기 분리된 제2 광 신호를 광전 변환하는 상기 파이버 노드 내 가공 처리 수단; 및

상기 제1, 2 광 신호와 연관되어 생성되는 동축 신호를, 동축 케이블을 통해 댁내 단말기로 입력시키는 상기 파이버 노드 내 동축 신호 송수신 수단

을 포함하고,

상기 동축 신호 송수신 수단은,

상기 광전 변환된 제1 광 신호를 이용하여 다수 개의 동축 신호를 생성하는 노드 마스터(Node master);

상기 광전 변환된 제2 광 신호를 이용하여 다수 개의 동축 신호를 생성하는 하향 증폭기; 및

상기 생성된 각각의 동축 신호를 결합하여 상기 동축 케이블을 통해 상기 댁내 단말기로 전송하는 결합기

를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동광동축망을 이용한 통신 서비스 제공 시스템.
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제1항에 있어서,

상기 광 신호 송수신 수단은,

인터넷망으로부터 수신되는 상기 IP 신호를 스위칭 또는 라우팅한 후 제1 광 신호로 전광 변환하는 OLT(Optical Line Terminal);

방송망으로부터 수신되는 상기 방송 신호를 제2 광 신호로 전광 변환하는 광송신기(OTX); 및

전광 변환된 상기 제1 광 신호 및 상기 제2 광 신호를 파장분할방식으로 결합하여 상기 제1 광 케이블을 통해 전송하는 제1 WDM

을 포함하는 것을 특징으로 하는 수동광동축망을 이용한 통신 서비스 제공 시스템.
제1항에 있어서,

상기 광 분배 수단은,

상기 방송/통신 국사로부터 이격되어 설치되는 수동 광 분배기함 내에 구비되는 것을 특징으로 하는 수동광동축망을 이용한 통신 서비스 제공 시스템.
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