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KR20050071796A - 양방향 파장분할다중 방식의 자기 치유 수동형 광 가입자망 - Google Patents

양방향 파장분할다중 방식의 자기 치유 수동형 광 가입자망 Download PDF

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KR20050071796A
KR20050071796A KR1020040000115A KR20040000115A KR20050071796A KR 20050071796 A KR20050071796 A KR 20050071796A KR 1020040000115 A KR1020040000115 A KR 1020040000115A KR 20040000115 A KR20040000115 A KR 20040000115A KR 20050071796 A KR20050071796 A KR 20050071796A
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박성범
강인권
황성택
이재훈
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 양방향 파장분할다중 방식의 자기 치유 수동형 광 가입자망은, 생성된 다중화된 하향 광신호들을 파워 분할하여 제1 및 제2 간선 광섬유들로 전송하기 위한 중앙 기지국과; 상기 제1 및 제2 간선 광섬유들을 통해 상기 중앙 기지국과 연결되며, 입력된 한 쌍의 다중화된 하향 광신호들을 파장별로 역다중화하여 얻어진 복수 쌍들의 하향 광신호들을 각각 해당 분배 광섬유 쌍으로 전송하기 위한 지역 기지국과; 상기 복수의 분배 광섬유 쌍들을 통해 상기 지역 기지국과 연결되고, 각각 해당 분배 광섬유 쌍 중 하나와 선택 연결되며, 상기 선택된 분배 광섬유로부터 해당 하향 광신호를 수신하기 위한 복수의 가입자 장치들을 포함한다.

Description

양방향 파장분할다중 방식의 자기 치유 수동형 광 가입자망{BIDIRECTIONAL WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING SELF-HEALING PASSIVE OPTICAL NETWORK}
본 발명은 광 통신망에 관한 것으로서, 특히 수동형 광 가입자망(passive optical network: PON)에 관한 것이다.
파장분할다중 방식(wavelength division multiplexing: WDM)의 수동형 광 가입자망은 각 가입자에게 부여된 고유의 파장을 이용하여 초고속 광대역 통신 서비스를 제공한다. 따라서, 수동형 광 가입자망은 통신의 비밀 보장이 확실하고, 각 가입자가 요구하는 별도의 통신 서비스 또는 통신 용량의 확대를 쉽게 수용할 수 있으며, 새 가입자에게 부여될 고유의 파장을 추가함으로써 쉽게 가입자의 수를 확대할 수 있다. 일반적으로 파장분할다중 방식의 수동형 광 가입자망은 이중 성형 구조를 사용하여 광선로의 길이를 최소화 한다. 즉, 중앙 기지국(central office: CO)부터 가입자들의 인접 지역에 설치된 지역 기지국(remote node: RN)까지는 하나의 간선 광섬유(feeder fiber)로 연결하고, 상기 지역 기지국부터 각 가입자 장치(optical network unit: ONU)까지는 독립된 분배 광섬유(distribution fiber)로 연결한다. 다중화된 하향 광신호들은 간선 광섬유를 통하여 상기 지역 기지국으로 전송되며, 상기 다중화된 하향 광신호들은 상기 지역 기지국에 설치된 파장분할 다중화기에 의해 역다중화된 후 상기 분배 광섬유들을 통해 상기 가입자 장치들까지 전송된다. 상기 가입자 장치들로부터 출력되는 상향 광신호들은 상기 지역 기지국으로 전송되며, 상기 파장분할 다중화기에 의해 다중화된 후 상기 중앙 기지국으로 전송된다.
파장분할다중 방식의 수동형 광 가입자망에서는 각 가입자에게 할당된 파장을 이용하여 대용량 데이터가 고속으로 전송된다. 따라서, 예기치 못한 상향 광원 또는 하향 광원의 장애(고장 또는 열화)나 간선 광섬유 또는 분배 광섬유의 장애(절단 또는 열화)가 발생하면 비록 짧은 시간의 장애라고 하여도 전송되는 대용량의 데이터를 잃어버리게 되므로, 이러한 장애를 신속히 감지하여 복구하여야만 한다. 따라서, 간선 광섬유 또는 분배 광섬유의 장애를 신속히 감지하여 스스로 복구할 수 있는 자기 치유가 가능한 파장분할다중 방식의 수동형 광 가입자망의 개발이 요구된다.
또한, 최근에 파장분할다중 방식의 수동형 광 가입자망의 광원으로 주입된 광의 파장과 동일한 파장을 갖는 광신호를 출력하며 직접 변조가 가능한 파장 잠김된 페브리-페롯 레이저와 반사형 반도체 광원과 같은 '파장 주입 광원'에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 따라서, 일반 광원이 아닌 파장 주입 광원을 사용하는 수동형 광 가입자망에서도 자기 치유 방법이 요구된다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 이중 성형 구조를 갖는 수동형 광 가입자망에서 간선 또는 분배 광섬유들의 장애를 스스로 치유할 수 있는 양방향 파장분할다중 방식의 자기 치유 수동형 광 가입자망을 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 양방향 파장분할다중 방식의 자기 치유 수동형 광 가입자망은, 생성된 다중화된 하향 광신호들을 파워 분할하여 제1 및 제2 간선 광섬유들로 전송하기 위한 중앙 기지국과; 상기 제1 및 제2 간선 광섬유들을 통해 상기 중앙 기지국과 연결되며, 입력된 한 쌍의 다중화된 하향 광신호들을 파장별로 역다중화하여 얻어진 복수 쌍들의 하향 광신호들을 각각 해당 분배 광섬유 쌍으로 전송하기 위한 지역 기지국과; 상기 복수의 분배 광섬유 쌍들을 통해 상기 지역 기지국과 연결되고, 각각 해당 분배 광섬유 쌍 중 하나와 선택 연결되며, 상기 선택된 분배 광섬유로부터 해당 하향 광신호를 수신하기 위한 복수의 가입자 장치들을 포함한다.
이하에서는 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능, 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 파장분할다중 방식의 자기 치유 수동형 광 가입자망의 구성을 나타내는 도면이다. 상기 수동형 광 가입자망(100)은 중앙 기지국(110)과, 지역 기지국(190)과, 제1 내지 제m 가입자 장치들(250-1~250-m)을 포함한다.
상기 중앙 기지국(110)은 제1 내지 제m 하향 광원들(downstream transmitter: down TX, 120-1~120-m)과, 제1 내지 제m 상향 광수신기들(upstream receiver: UP RX, 130-1~130-m)과, 제1 내지 제m 파장분할다중 필터들(WDM filter: FT, 140-1~140-m)과, 제1 파장분할 다중화기(wavelength division multiplexer: WDM, 160)와, 광분배기(optical distributor: OD, 170)와, 감시기(monitor: 150)를 포함한다.
상기 제1 내지 제m 하향 광원들(120-1~120-m)은 서로 다른 파장들을 갖는 제1 내지 제m 하향 광신호들을 출력하고, 각각 기설정된 파장의 광을 출력하는 레이저 다이오드를 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 제m 상향 광수신기들(130-1~130-m)은 제1 내지 제m 상향 광신호들을 수신하며, 각각 포토다이오드를 포함할 수 있다.
제1 내지 제m 파장분할다중 필터들(140-1~140-m)은 각각 제1 내지 제3 포트들을 가지며, 제1 포트는 해당 상향 광원과 연결되고, 제2 포트는 상기 제1 파장분할 다중화기(160)의 해당 역다중화 포트(demultiplexing port: DP)와 연결되며, 제3 포트는 해당 상향 광수신기와 연결된다. 상기 제1 내지 제m 파장분할다중 필터들(140-1~140-m)은 각각 제1 포트에 입력된 해당 하향 광신호를 제2 포트로 출력하고, 제2 포트에 입력된 해당 상향 광신호를 제3 포트로 출력한다.
상기 감시기(150)는 상기 제1 파장분할 다중화기(160)의 제n 역다중화 포트와 연결되고, 감시 광신호인 제n 하향 광신호를 출력하고, 그 복귀 광신호를 수신한다. 상기 감시기(150)는 상기 복귀 광신호로부터 작동 간선 광섬유(working main fiber: WMF, 180) 및 보호 간선 광섬유(protection main fiber: PMF, 185)의 장애 여부를 감시한다. 예를 들어, 상기 감시기(150)는 레이저 다이오드와 포토다이오드를 포함하거나, 통상의 OTDR(optical time domain reflector)를 포함할 수 있다.
상기 제1 파장분할 다중화기(160)는 다중화 포트와 제1 내지 제n 역다중화 포트들을 가지며, 상기 다중화 포트는 상기 광분배기(170)와 연결되고, 상기 제1 내지 제m 역다중화 포트들은 상기 제1 내지 제m 파장분할다중 필터들(140-1~140-m)과 일대일 연결되며, 상기 제n 역다중화 포트는 상기 감시기(150)와 연결된다. 상기 제1 파장분할 다중화기(160)는 상기 제1 내지 제n 역다중화 포트들에 입력된 제1 내지 제n 하향 광신호들을 파장분할 다중화하여 상기 다중화 포트로 출력한다. 상기 제1 파장분할 다중화기(160)는 상기 다중화 포트에 입력된 다중화된 상향 광신호들을 파장분할 역다중화하여 상기 제1 내지 제m 역다중화 포트들로 출력하고, 상기 다중화 포트에 입력된 복귀 광신호를 제n 포트로 출력한다. 상기 제1 파장분할 다중화기(160)는 기설정된 자유 스펙트럼 영역(free spectral range: FSR)을 갖는 도파로열 격자(arrayed waveguides grating: AWG)를 포함할 수 있다.
상기 광분배기(170)는 제1 내지 제3 포트를 가지며, 상기 제1 포트는 상기 제1 파장분할 다중화기(160)의 다중화 포트와 연결되고, 상기 제2 포트는 상기 작동 간선 광섬유(180)와 연결되며, 상기 제3 포트는 상기 보호 간선 광섬유(185)와 연결된다. 상기 광분배기(170)는 제1 포트에 입력된 다중화된 하향 광신호들을 기설정된 비율(분기비)에 따라 파워 분할하여 제2 및 제3 포트들로 출력한다. 상기 광분배기(170)는 제2 및 제3 포트에 입력된 상향 광신호들 및 복귀 광신호를 제1 포트로 출력한다.
상기 지역 기지국(190)은 제2 파장분할 다중화기(200)를 포함한다.
상기 제2 파장분할 다중화기(200)는 그 일단에 제1 다중화 포트와 제1'내지 제m'역다중화 포트들을 구비하고, 그 타단에 제2 다중화 포트와 제1 내지 제m 역다중화 포트들을 구비한다. 상기 제1 다중화 포트는 상기 작동 간선 광섬유(180)를 통해 상기 광분배기(170)의 제2 포트와 연결되고, 상기 제3 다중화 포트는 상기 보호 간선 광섬유(185)를 통해 상기 광분배기(170)의 제3 포트와 연결된다. 상기 제1 내지 제m 역다중화 포트들과 상기 제1'내지 제m'역다중화 포트들은 상기 제1 내지 제m 가입자 장치들(250-1~250-m)과 연결된다. 상기 제2 파장분할 다중화기(200)는 제1 다중화 포트에 입력된 다중화된 하향 광신호들을 파장분할 역다중화하여 제1 내지 제m 역다중화 포트들로 출력한다. 이 때, 역다중화된 제n 하향 광신호는 제1 복귀 광신호로서 제2 다중화 포트로 출력된다. 상기 제2 파장분할 다중화기(200)는 제2 다중화 포트에 입력된 다중화된 하향 광신호들을 파장분할 역다중화하여 제1'내지 제m'역다중화 포트들로 출력한다. 이 때, 역다중화된 제n 하향 광신호는 제2 복귀 광신호로서 제1 다중화 포트로 출력된다. 상기 제2 파장분할 다중화기(200)의 제2 다중화 포트로 출력된 제1 복귀 광신호는 상기 보호 간선 광섬유(185) 및 광분배기(170)를 지나 상기 제1 파장분할 다중화기(160)의 다중화 포트에 입력된다. 상기 제1 파장분할 다중화기(160)는 입력된 상기 제1 복귀 광신호를 제n 역다중화 포트로 출력한다. 상기 제2 파장분할 다중화기(200)의 제1 다중화 포트로 출력된 제2 복귀 광신호는 상기 작동 간선 광섬유(180) 및 광분배기(170)를 지나 상기 제1 파장분할 다중화기(160)의 다중화 포트에 입력된다. 상기 제1 파장분할 다중화기(160)는 입력된 상기 제2 복귀 광신호를 제n 역다중화 포트로 출력한다. 상기 광분배기(170)의 분기비를 균등하지 않게 설정한 경우에, 상기 광분배기(170)의 분기비를 근거로 상기 제1 및 제2 복귀 광신호를 감시하여 각 간선 광섬유(180,185)의 장애 유무를 알 수 있다.
상기 제1 내지 제m 가입자 장치들(250-1~250-m)은 각각 작동 분배 광섬유(working distribution fiber: WDF, 230-1~230-m) 및 보호 분배 광섬유(protection distribution fiber: PDF, 240-1~240-m)를 통해 상기 제2 파장분할 다중화기(200)와 연결된다. 상기 제m 가입자 장치(250-m)는 제m 스위치(switch: SW, 260-m), 제m'파장분할다중 필터(270-m), 제m 상향 광원(280-m) 및 제m 하향 광수신기(290-m)를 포함한다. 상기 제1 내지 제m 가입자 장치들(250-1~250-m)은 모두 동일한 구성을 가지므로, 상기 제1 가입자 장치(250-1)를 주로 하여 기술하기로 한다.
상기 제1 가입자 장치(250-1)는 제1 스위치(260-1)와, 제1'파장분할다중 필터(270-1)와, 제1 상향 광원(280-1)과, 제1 하향 광수신기(290-1)를 포함한다.
상기 제1 스위치(260-1)는 제1 내지 제3 포트들을 구비하며, 제1 포트는 상기 제1 작동 분배 광섬유(230-1)를 통해 상기 제2 파장분할 다중화기(200)의 제1 역다중화 포트와 연결되며, 제2 포트는 상기 제2 파장분할 다중화기(200)의 제1'역다중화 포트와 연결된다. 상기 제1 스위치(260-1)의 제3 포트는 상기 제1 및 제2 포트들 중 하나와 선택적으로 연결된다. 상기 제1 작동 분배 광섬유(260-1)에 장애가 발생한 경우에 상기 제1 스위치(260-1)의 제2 포트와 제3 포트가 연결되고, 상기 제1 보호 분배 광섬유(240-1)에 장애가 발생한 경우에 상기 제1 스위치(260-1)의 제1 포트와 제3 포트가 연결된다. 이러한 제1 작동 또는 보호 분배 광섬유(230-1,240-1)의 장애 여부는 상기 제1 하향 광수신기(290-1)에 입력되는 제1 하향 광신호의 상태에 따라 파악될 수 있다.
상기 제1'파장분할다중 필터(270-1)는 제1 내지 제3 포트를 구비하며, 제1 포트는 상기 제1 스위치(260-1)의 제3 포트와 연결되고, 제2 포트는 상기 제1 상향 광원(280-1)과 연결되며, 제3 포트는 상기 제1 하향 광수신기(290-1)와 연결된다.
상기 제1 상향 광원(280-1)은 제1 상향 광신호를 출력하고, 기설정된 파장의 광을 출력하는 레이저 다이오드를 포함할 수 있다.
상기 제1 하향 광수신기(290-1)는 제1 하향 광신호를 수신하며, 포토다이오드를 포함할 수 있다.
도 2는 상기 수동형 광 가입자망 내로 진행하는 다중화된 상향 광신호들과 다중화된 하향 광신호들의 스펙트럼들을 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 상기 다중화된 상향 광신호들과 상기 다중화된 하향 광신들의 파장 대역들은 서로 중첩되지 않음을 알 수 있다. 상기 제1 파장분할 다중화기(160)는 상기 다중화된 상향 광신호들의 전체 파장 대역과 일치하는 자유 스펙트럼 영역을 가짐으로써, 자유 스펙트럼 영역의 주기성을 이용하여 상기 다중화된 상향 광신호들 뿐만 아니라 상기 다중화된 상향 광신호들도 처리할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 수동형 광 가입자망의 작동 간선 광섬유에 장애가 발생한 경우의 자기 치유 과정을 설명하기 위한 도면이다. 상기 중앙 기지국(110)은 상기 감시기(150)에 의해 작동 간선 광섬유(180)에 장애가 발생한 것을 파악한다. 즉, 상기 작동 간선 광섬유(180)에 장애가 발생한 경우, 제1 및 제2 복귀 광신호들은 상기 감시기(150)에 입력되지 않는다. 상기 감시기(150)는 복귀 광신호의 입력 유무로부터 상기 작동 간선 광섬유(180)에 장애가 발생한 것을 파악한다.
상기 제1 내지 제m 가입자 장치들(250-1~250-m)은 각각 해당 하향 광수신기에 해당 하향 광신호가 입력되지 않는 것을 파악하고, 해당 스위치의 제2 포트와 제3 포트를 연결한다. 이로 인해, 상기 작동 간선 광섬유(180)에 장애가 발생한 경우에도 상기 제1 내지 제m 가입자 장치들(250-1~250-m)은 정상적으로 하향 광신호들을 수신하게 된다.
도 4는 도 1에 도시된 수동형 광 가입자망의 제1 작동 분배 광섬유에 장애가 발생한 경우의 자기 치유 과정을 설명하기 위한 도면이다. 상기 제1 가입자 장치(250-1)는 상기 제1 하향 광수신기(290-1)에 제1 하향 광신호가 입력되지 않는 것을 파악하고, 상기 제1 스위치(260-1)의 제2 포트와 제3 포트를 연결한다. 나머지 가입자 장치들(250-2~250-m)은 이와 같은 스위칭 동작을 수행하지 않는다. 이로 인해, 상기 제1 작동 분배 광섬유(230-1)에 장애가 발생한 경우에도 상기 제1 내지 제m 가입자 장치들(250-1~250-m)은 정상적으로 하향 광신호들을 수신하게 된다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 양방향 파장분할다중 방식의 자기 치유 수동형 광 가입자망의 구성을 나타내는 도면이다. 상기 수동형 광 가입자망(300)은 중앙 기지국(310)과, 지역 기지국(420)과, 제1 내지 제m 가입자 장치들(480-1~480-m)을 포함한다.
상기 중앙 기지국(310)은 제1 내지 제m 하향 광원들(320-1~320-m)과, 제1 내지 제m 하향 광수신기들(330-1~330-m)과, 제1 파장분할 다중화기(360)와, 제1 및 제2 광분배기들(390,400)과, 제1 내지 제m 파장분할다중 필터들(340-1~340-m)과, 제1 및 제2 광대역 광원들(370,380)과, 감시기(350)을 포함한다.
상기 제1 광대역 광원(370)은 넓은 파장 대역을 갖는 제1 주입광을 출력하고, 상기 제2 광대역 광원(380)은 넓은 파장 대역을 갖는 제2 주입광을 출력한다.
상기 제2 광분배기(390)는 제1 내지 제4 포트들을 구비하고, 제1 포트는 상기 제2 광대역 광원(370)과 연결되며, 제2 포트는 상기 제1 광대역 광원(380)과, 제3 포트는 상기 제1 파장분할 다중화기(360)의 다중화 포트와, 제4 포트는 상기 제1 광분배기(400)와 연결된다. 상기 제2 광분배기(390)는 제2 포트에 입력된 제1 주입광을 제3 포트로 출력하고, 제1 포트에 입력된 제2 주입광을 제4 포트로 출력한다. 상기 제2 광분배기(390)는 제3 포트에 입력된 다중화된 하향 광신호들을 제4 포트로 출력하고, 제4 포트에 입력된 다중화된 상향 광신호들 또는 복귀 광신호를 제3 포트로 출력한다.
상기 제1 파장분할 다중화기(360)는 다중화 포트와 제1 내지 제n 역다중화 포트들을 가지며, 상기 다중화 포트는 상기 제2 광분배기(390)의 제3 포트와 연결되고, 상기 제1 내지 제m 역다중화 포트들은 상기 제1 내지 제m 파장분할다중 필터들(340-1~340-m)과 일대일 연결되며, 상기 제n 역다중화 포트는 상기 감시기(350)와 연결된다. 상기 제1 파장분할 다중화기(360)는 상기 다중화 포트에 입력된 다중화된 상향 광신호들을 파장분할 역다중화하여 상기 제1 내지 제m 역다중화 포트들로 출력하고, 상기 다중화 포트에 입력된 복귀 광신호를 제n 포트로 출력한다. 상기 제1 파장분할 다중화기(360)는 다중화 포트에 입력된 제1 주입광을 스펙트럼 분할하여 상기 제1 내지 제m 역다중화 포트들로 출력한다. 상기 제1 파장분할 다중화기(360)는 제1 내지 제n 역다중화 포트들에 입력된 제1 내지 제n 하향 광신호들을 파장분할 다중화하여 상기 다중화 포트로 출력한다.
상기 제1 내지 제m 하향 광원들(320-1~320-m)은 각각 입력된 상기 제1 주입광의 해당 파장 성분에 의해 파장 잠김됨으로써, 해당 하향 광신호를 출력한다. 상기 제1 내지 제m 하향 광원들(320-1~320-m)은 서로 다른 파장들을 갖는 제1 내지 제m 하향 광신호들을 출력한다.
상기 제1 내지 제m 상향 광수신기들(330-1~330-m)은 제1 내지 제m 상향 광신호들을 수신한다.
제1 내지 제m 파장분할다중 필터들(340-1~340-m)은 각각 제1 내지 제3 포트들을 가지며, 제1 포트는 해당 하향 광원과 연결되고, 제2 포트는 상기 제1 파장분할 다중화기(360)의 해당 역다중화 포트와 연결되며, 제3 포트는 해당 상향 광수신기와 연결된다. 상기 제1 내지 제m 파장분할다중 필터들(340-1~340-m)은 각각 제1 포트에 입력된 해당 하향 광신호를 제2 포트로 출력하고, 제2 포트에 입력된 해당 하향 광신호를 제3 포트로 출력하며, 제2 포트에 입력된 상기 제1 주입광의 해당 파장 성분을 제1 포트로 출력한다.
상기 감시기(350)는 상기 제1 파장분할 다중화기(360)의 제n 역다중화 포트와 연결되고, 감시 광신호로서 제n 광신호를 출력하고, 복귀 광신호를 수신한다. 상기 감시기(350)는 상기 복귀 광신호로부터 상기 작동 간선 광섬유(410) 및 보호 간선 광섬유(415)의 장애 여부를 감시한다.
상기 제1 광분배기(400)는 제1 내지 제3 포트를 가지며, 상기 제1 포트는 상기 제1 광분배기(390)의 제4 포트와 연결되고, 상기 제2 포트는 상기 작동 간선 광섬유(410)와 연결되며, 상기 제3 포트는 상기 보호 간선 광섬유(415)와 연결된다. 상기 제1 광분배기(400)는 제1 포트에 입력된 다중화된 하향 광신호들 및 제2 주입광 각각을 기설정된 비율에 따라 파워 분할하여 제2 및 제3 포트들로 출력한다. 상기 제1 광분배기(400)는 제2 및 제3 포트에 입력된 상향 광신호들 및 복귀 광신호를 제1 포트로 출력한다.
상기 지역 기지국(420)은 제2 파장분할 다중화기(430)를 포함한다.
상기 제2 파장분할 다중화기(430)는 그 일단에 제1 다중화 포트와 제1'내지 제m'역다중화 포트들을 구비하고, 그 타단에 제2 다중화 포트와 제1 내지 제m 역다중화 포트들을 포함한다. 상기 제1 다중화 포트는 상기 작동 간선 광섬유(410)를 통해 상기 제1 광분배기(400)의 제2 포트와 연결되고, 상기 제2 다중화 포트는 상기 보호 간선 광섬유(415)를 통해 상기 제1 광분배기(400)의 제3 포트와 연결된다. 상기 제1 내지 제m 역다중화 포트들과 상기 제1'내지 제m'역다중화 포트들은 상기 제1 내지 제m 가입자 장치들(480-1~480-m)과 연결된다. 상기 제2 파장분할 다중화기(430)는 제1 다중화 포트에 입력된 다중화된 하향 광신호들을 파장분할 역다중화하여 제1 내지 제m 역다중화 포트들로 출력한다. 이 때, 역다중화된 제n 하향 광신호는 제1 복귀 광신호로서 제2 다중화 포트로 출력된다. 상기 제2 파장분할 다중화기(430)는 제2 다중화 포트에 입력된 다중화된 하향 광신호들을 파장분할 역다중화하여 제1'내지 제m'역다중화 포트들로 출력한다. 이 때, 역다중화된 제n 하향 광신호는 제2 복귀 광신호로서 제1 다중화 포트로 출력된다. 상기 제2 파장분할 다중화기(430)는 제1 다중화 포트에 입력된 제2 주입광을 스펙트럼 분할하여 제1 내지 제m 역다중화 포트들로 출력한다. 상기 제2 파장분할 다중화기(430)는 제2 다중화 포트에 입력된 제2 주입광을 스펙트럼 분할하여 제1'내지 제m'역다중화 포트들로 출력한다. 상기 제2 파장분할 다중화기(430)의 제2 다중화 포트로 출력된 제1 복귀 광신호는 상기 보호 간선 광섬유(415), 제1 광분배기(400) 및 제2 광분배기(390)를 지나 상기 제1 파장분할 다중화기(360)의 다중화 포트에 입력된다. 상기 제1 파장분할 다중화기(360)는 입력된 상기 제1 복귀 광신호를 제n 역다중화 포트로 출력한다. 상기 제2 파장분할 다중화기(430)의 제1 다중화 포트로 출력된 제2 복귀 광신호는 상기 작동 간선 광섬유(410), 제1 광분배기(400) 및 제2 광분배기(390)를 지나 상기 제1 파장분할 다중화기(360)의 다중화 포트에 입력된다. 상기 제1 파장분할 다중화기(360)는 입력된 상기 제2 복귀 광신호를 제n 역다중화 포트로 출력한다. 상기 제1 광분배기(400)의 분기비를 균등하지 않게 설정한 경우에, 상기 광분배기(400)의 분기비를 근거로 상기 제1 및 제2 복귀 광신호를 감시하여 각 간선 광섬유(410, 415)의 장애 유무를 알 수 있다.
상기 제1 내지 제m 가입자 장치들(480-1~480-m)은 각각 작동 분배 광섬유(460-1~460-m) 및 보호 분배 광섬유들(470-1~470-m)을 통해 상기 제2 파장분할 다중화기(430)와 연결된다. 상기 제m 가입자 장치(480-m)는 제m 스위치(490-m), 제m' 파장분할다중 필터(500-m), 제m 상향 광원(510-m) 및 제m 하향 광수신기(520-m)를 포함한다. 상기 제1 내지 제m 가입자 장치들(480-1~480-m)은 모두 동일한 구성을 가지므로, 상기 제1 가입자 장치(480-1)를 주로 하여 기술하기로 한다.
상기 제1 가입자 장치(480-1)는 제1 스위치(490-1)와, 제1'파장분할다중 필터(500-1)와, 제1 상향 광원(510-1)과, 제1 하향 광수신기(520-1)를 포함한다.
상기 제1 스위치(490-1)는 제1 내지 제3 포트들을 구비하며, 제1 포트는 상기 제1 작동 분배 광섬유(460-1)를 통해 상기 제2 파장분할 다중화기(430)의 제1 역다중화 포트와 연결되며, 제2 포트는 상기 제2 파장분할 다중화기(430)의 제1'역다중화 포트와 연결된다. 상기 제1 스위치(490-1)의 제3 포트는 상기 제1 및 제2 포트들 중 하나와 선택적으로 연결된다. 상기 제1 작동 분배 광섬유(460-1)에 장애가 발생한 경우에 상기 제1 스위치(490-1)의 제2 포트와 제3 포트가 연결되고, 상기 제1 보호 분배 광섬유(470-1)에 장애가 발생한 경우에 상기 제1 스위치(490-1)의 제1 포트와 제3 포트가 연결된다. 상기 제1 작동 분배 광섬유(460-1) 또는 제1 보호 분배 광섬유(470-1)의 장애 여부는 상기 제1 하향 광수신기(50-1)에 입력되는 제1 하향 광신호의 상태에 따라 파악될 수 있다.
상기 제1'파장분할다중 필터(500-1)는 제1 내지 제3 포트를 구비하며, 제1 포트는 상기 제1 스위치(490-1)의 제3 포트와 연결되고, 제2 포트는 상기 제1 상향 광원(510-1)과 연결되며, 제3 포트는 상기 제1 하향 광수신기(520-1)와 연결된다. 상기 제1'파장분할다중 필터(500-1)은 제1 포트에 입력된 상기 제2 주입광의 해당 파장 성분을 제2 포트로 출력하고, 제2 포트에 입력된 제1 상향 광신호를 제1 포트로 출력하고, 제1 포트에 입력된 제1 하향 광신호를 제3 포트로 출력한다.
상기 제1 상향 광원(510-1)은 입력된 상기 제2 주입광의 해당 파장 성분에 의해 파장 잠김됨으로써 제1 상향 광신호를 출력한다.
상기 제1 하향 광수신기(520-1)는 제1 하향 광신호를 수신한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 중앙 기지국과, 상기 중앙 기지국과 연결된 지역 기지국과, 상기 지역 기지국과 연결된 복수의 가입자 장치들을 포함하는 양방향 파장분할다중 방식의 자기 치유 수동형 광 가입자망은 하기하는 바와 같은 이점들을 갖는다.
첫 째, 상기 중앙 기지국을 제1 및 제2 간선 광섬유들을 통해 상기 지역 기지국과 연결하고, 상기 중앙 기지국에서 생성된 다중화된 하향 광신호들을 파워 분할하여 상기 제1 및 제2 간선 광섬유들을 통해 상기 지역 기지국으로 전송함으로써, 어느 한 간선 광섬유에 장애가 발생한 경우에도 나머지 간선 광섬유를 통해 정상적으로 통신을 수행할 수 있다.
둘 째, 상기 복수의 가입자 장치들을 복수의 분배 광섬유 쌍들을 통해 상기 지역 기지국과 연결하고, 각 가입자 장치가 해당 분배 광섬유 쌍 중 하나와 선택 연결되도록 함으로써, 어느 한 분배 광섬유에 장애가 발생한 경우에도 나머지 분배 광섬유를 통해 정상적으로 통신을 수행할 수 있다.
셋 째, 제1 및 제2 간선 광섬유들 및 복수 쌍의 분배 광섬유들을 이용하여 상기한 두 가지 이점들을 동시에 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 파장분할다중 방식의 자기 치유 수동형 광 가입자망의 구성을 나타내는 도면,
도 2는 도 1에 도시된 상기 수동형 광 가입자망 내로 진행하는 다중화된 상향 광신호들과 다중화된 하향 광신호들의 스펙트럼들을 나타낸 도면,
도 3은 도 1에 도시된 수동형 광 가입자망의 작동 간선 광섬유에 장애가 발생한 경우의 자기 치유 과정을 설명하기 위한 도면,
도 4는 도 1에 도시된 수동형 광 가입자망의 제1 작동 분배 광섬유에 장애가 발생한 경우의 자기 치유 과정을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 양방향 파장분할다중 방식의 자기 치유 수동형 광 가입자망의 구성을 나타내는 도면.

Claims (10)

  1. 수동형 광 가입자망에 있어서,
    생성된 다중화된 하향 광신호들을 파워 분할하여 제1 및 제2 간선 광섬유들로 전송하기 위한 중앙 기지국과;
    상기 제1 및 제2 간선 광섬유들을 통해 상기 중앙 기지국과 연결되며, 입력된 한 쌍의 다중화된 하향 광신호들을 파장별로 역다중화하여 얻어진 복수 쌍들의 하향 광신호들을 각각 해당 분배 광섬유 쌍으로 전송하기 위한 지역 기지국과;
    상기 복수의 분배 광섬유 쌍들을 통해 상기 지역 기지국과 연결되고, 각각 해당 분배 광섬유 쌍 중 하나와 선택 연결되며, 상기 선택된 분배 광섬유로부터 해당 하향 광신호를 수신하기 위한 복수의 가입자 장치들을 포함함을 특징으로 하는 양방향 파장분할다중 방식의 자기 치유 수동형 광 가입자망.
  2. 제1항에 있어서, 상기 중앙 기지국은,
    복수의 하향 광신호들을 생성하기 위한 복수의 하향 광원들과;
    상기 복수의 하향 광신호들을 파장분할 다중화하여 다중화된 하향 광신호들을 생성하기 위한 제1 파장분할 다중화기와;
    상기 다중화된 하향 광신호들을 파워 분할하여 상기 제1 및 제2 간선 광섬유들로 전송하기 위한 제1 광분배기를 포함함을 특징으로 하는 양방향 파장분할다중 방식의 자기 치유 수동형 광 가입자망.
  3. 제2항에 있어서, 상기 중앙 기지국은,
    상기 제1 파장분할 다중화기로부터 출력된 복수의 상향 광신호들을 수신하기 위한 상향 광수신기들을 더 포함함을 특징으로 하는 양방향 파장분할다중 방식의 자기 치유 수동형 광 가입자망.
  4. 제2항에 있어서, 상기 중앙 기지국은,
    넓은 파장 대역의 제1 주입광을 생성하기 위한 제1 광대역 광원과;
    상기 제1 파장분할 다중화기와 상기 제1 광분배기 사이에 배치되며, 상기 제1 주입광을 상기 파장분할 다중화기에 제공하기 위한 제2 광분배기를 더 포함함을 특징으로 하는 양방향 파장분할다중 방식의 자기 치유 수동형 광 가입자망.
  5. 제4항에 있어서, 상기 중앙 기지국은,
    넓은 파장 대역의 제2 주입광을 생성하기 위한 제2 광대역 광원을 더 포함하며,
    상기 제2 광분배기는 상기 제2 주입광을 상기 제1 광분배기에 제공함을 특징으로 하는 양방향 파장분할다중 방식의 자기 치유 수동형 광 가입자망.
  6. 제2항에 있어서, 상기 중앙 기지국은,
    감시 광신호를 생성하여 상기 제1 파장분할 다중화기로 출력하고, 상기 제1 파장분할 다중화기로부터 입력된 복귀 광신호의 상태로부터 상기 제1 및 제2 간선 광섬유들의 장애를 인식하기 위한 감시기를 더 포함함을 특징으로 하는 양방향 파장분할다중 방식의 자기 치유 수동형 광 가입자망.
  7. 제1항에 있어서, 상기 각 가입자 장치는,
    제1 내지 제3 포트들을 구비하고, 상기 제1 및 제2 포트들은 해당 분배 광섬유 쌍과 연결되며, 상기 분배 광섬유 쌍 중 하나와 상기 제3 포트를 선택적으로 연결하기 위한 스위치와;
    상기 스위치로부터 출력된 해당 하향 광신호를 수신하기 위한 상향 광수신기를 포함함을 특징으로 하는 양방향 파장분할다중 방식의 자기 치유 수동형 광 가입자망.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 각 가입자 장치는 해당 상향 광신호를 생성하기 위한 상향 광원을 더 포함함을 특징으로 하는 양방향 파장분할다중 방식의 자기 치유 수동형 광 가입자망.
  9. 중앙 기지국과, 상기 중앙 기지국과 연결된 지역 기지국과, 상기 지역 기지국과 연결된 복수의 가입자 장치들을 포함하는 수동형 광 가입자망에 있어서,
    상기 중앙 기지국은 제1 및 제2 간선 광섬유들을 통해 상기 지역 기지국과 연결되고, 생성된 다중화된 하향 광신호들을 파워 분할하여 상기 제1 및 제2 간선 광섬유들을 통해 상기 지역 기지국으로 전송함을 특징으로 하는 양방향 파장분할다중 방식의 자기 치유 수동형 광 가입자망.
  10. 중앙 기지국과, 상기 중앙 기지국과 연결된 지역 기지국과, 상기 지역 기지국과 연결된 복수의 가입자 장치들을 포함하는 수동형 광 가입자망에 있어서,
    상기 복수의 가입자 장치들은 복수의 분배 광섬유 쌍들을 통해 상기 지역 기지국과 연결되고, 각각 해당 분배 광섬유 쌍 중 하나와 선택 연결되며, 상기 선택된 분배 광섬유로부터 해당 하향 광신호를 수신함을 특징으로 하는 양방향 파장분할다중 방식의 자기 치유 수동형 광 가입자망.
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