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KR20060025743A - 양방향 무선 통신을 위한 광 네트워크 - Google Patents

양방향 무선 통신을 위한 광 네트워크 Download PDF

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KR20060025743A
KR20060025743A KR1020040074543A KR20040074543A KR20060025743A KR 20060025743 A KR20060025743 A KR 20060025743A KR 1020040074543 A KR1020040074543 A KR 1020040074543A KR 20040074543 A KR20040074543 A KR 20040074543A KR 20060025743 A KR20060025743 A KR 20060025743A
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김용규
황성택
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Abstract

본 발명에 따른 양방향 무선 통신을 위한 광 네트워크는 하향 광신호를 하향 무선 신호로 변환시켜서 무선 송신하고, 무선 수신된 상향 무선 신호를 상향 광신호로 변환시키기 위한 원격 안테나 유니트와, 상기 하향 및 상향 광신호의 전송 매체인 광선로와, 상기 광선로에 의해 상기 원격 안테나 유니트와 연결된 서큘레이터를 포함함으로써 상기 서큘레이터를 통해서 상기 하향 광신호를 상기 원격 안테나 유니트로 출력하고, 상기 서큘레이터를 통해서 입력된 상기 상향 광신호를 검출해내기 위한 중앙 기지국을 포함한다.
원격 안테나 유니트, ROF(Radio-over Fiber), 양방향 통신

Description

양방향 무선 통신을 위한 광 네트워크{OPTICAL NETWORK FOR BI-DIRECTIONAL WIRELESS COMMUNICATION}
도 1은 종래 기술에 따른 ROF(Radio- over-fiber) 네트워크에 관한 도면,
도 2는 종래 기술에 따른 ROF(Radio- over-fiber) 네트워크에 관한 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 양방향 무선 통신을 위한 광 네트워크를 나타내는 도면,
도 4는 도 3에 도시된 하향 광신호를 나타내는 스펙트럼,
도 5는 도 3에 도시된 상향 광신호를 나타내는 스펙트럼,
도 6은 도 3에 도시된 하향 무선 신호의 중심 주파수를 나타내는 스펙트럼,
도 7은 도 3에 도시된 상향 무선 신호의 중심 주파수를 나타내는 스펙트럼.
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 발명으로서, 특히 양방향 무선 통신을 위한 광 네트워크에 관한 발명이다.
근래 무선 통신 시스템들은 다양한 형태의 멀티미디어 데이터를 지원하게 됨에 따라서, 안정적인 대용량 서비스의 제공을 위한 무선 망 확충이 요구되고 있다. 특히, 대용량 테이터 전송을 위해서 무선 통신 망과 광섬유가 결합된 ROF(Radio-Over-Fiber) 등의 광 네트워크와, Radio highway network 등에 대한 연구 및 보급이 활발히 진행되고 있다.
상술한 ROF(Radio- over-fiber) 형태의 무선 통신을 위한 광 네트워크는 다수의 기지국에 분산된 장치들을 하나의 중앙 기지국으로 집중시킬 수 있고, 복잡한 기지국을 광송수신기와 안테나 등을 포함하는 원격 안테나 유니트(Remote antenna unit)로 대체할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 ROF(Radio- over-fiber) 방식의 무선 통신을 위한 광 네트워크에 관한 도면이다. 도 1을 참조하면, 종래의 무선 통신을 위한 광 네트워크(100)는 중앙 기지국(110)과, 광신호를 무선 신호로 변환시키거나 무선 신호를 광신호로 변환시키기 위한 원격 안테나 유니트(Remote antenna unit, 130)와 상기 중앙 기지국(110)과 상기 원격 안테나 유니트(130)를 링크시키기 위한 하향 및 상향 광선로(121, 122)를 포함한다. 일반적으로, 상기 상향 및 하향 광선로(121, 122)로는 광섬유 등을 사용할 수 있다.
상기 중앙 기지국(110)은 상기 하향 광선로(121)에 의해서 상기 원격 안테나 유니트(130)에 링크(link)된 광 송신기(111)와, 상기 상향 광선로(122)에 의해서 상기 원격 안테나 유니트(130)에 링크된 광 수신기(112)를 포함한다. 상기 광 송신기(111)는 데이터 변조된 하향 광신호를 생성해서 상기 원격 안테나 유니트(130)로 출력하고, 상기 광 수신기(112)는 상기 상향 광선로(122)를 통해서 입력받은 상향 광신호를 검출해낸다.
상기 원격 안테나 유니트(130)는 상기 하향 광신호를 하향 무선 신호로 변환시키기 위한 광전 변환기(131)와, 상향 무선 신호를 상기 상향 광신호 변환시켜서 상기 중앙 기지국(110)으로 출력히기 위한 전광 변환기(132)와, 듀플렉서(Duplexer, 133)와, 안테나(134)를 포함한다.
상기 안테나(134)는 상기 상향 무선 신호를 상기 듀플렉서(133)를 통해서 상기 전광 변환기(132)로 출력하고, 상기 듀플렉서(133)를 통해서 입력된 하향 무선 신호를 각 가입자 또는 외부로 무선 송신한다.
도 2는 종래 기술에 따른 ROF(Radio- over-fiber) 방식의 무선 통신을 위한 광 네트워크에 관한 도면이다. 도 2를 참조하면, 종래의 무선 통신을 위한 광 네트워크(200)는 중앙 기지국(210)과, 하향 및 상향 광선로(221, 222)와, 원격 안테나 유니트(230)를 포함한다.
상기 중앙 기지국(210)은 하향 광신호를 생성하기 위한 광송신기(211)와, 상향 광신호로부터 데이터를 검출해내기 위한 광수신기(212)를 포함하며, 상기 광송신기(211)는 상기 하향 광선로(221)에 의해 상기 원격 안테나 유니트(230)에 링크되고, 상기 광수신기(212)는 상기 상향 광선로(222)에 의해 상기 원격 안테나 유니트(230)와 링크된다.
상기 원격 안테나 유니트(230)는 전계 흡수형 광변조기(231)와, 안테나(232)를 포함함으로써, 상기 중앙 기지국(210)으로부터 입력받은 하향 광신호를 무선 신 호로 변환시켜서 송출하고, 수신 받은 무선 신호를 상기 상향 광신호로 변환시켜서 상기 중앙 기지국(210)으로 출력한다.
그러나, 무선 통신을 위한 광 네트워크는 각각의 광선로를 이용해서 중앙 기지국과 원격 안테나 유니트를 연결시킴으로써 설치 및 포설 비용이 크게 들어가는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 유지 및 포설 비용을 절감할 수 있는 무선 통신을 위한 광 네트워크를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 양방향 무선 통신을 위한 광 네트워크는,
하향 광신호를 하향 무선 신호로 변환시켜서 무선 송신하고, 무선 수신된 상향 무선 신호를 상향 광신호로 변환시키기 위한 원격 안테나 유니트와;
상기 하향 및 상향 광신호의 전송 매체인 광선로와;
상기 광선로에 의해 상기 원격 안테나 유니트와 연결된 서큘레이터를 포함함으로써 상기 서큘레이터를 통해서 상기 하향 광신호를 상기 원격 안테나 유니트로 출력하고, 상기 서큘레이터를 통해서 입력된 상기 상향 광신호를 검출해내기 위한 중앙 기지국을 포함한다.
이하에서는 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능, 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 양방향 무선 통신을 위한 광 네트워크를 나타내는 도면이다. 본 발명에 따른 양방향 무선 통신을 위한 광 네트워크(300)는 하향 광신호(301)를 하향 무선 신호(303)로 변환시켜서 무선 송신하고, 무선 수신된 상향 무선 신호(304)를 상향 광신호(302)로 변환시키기 위한 원격 안테나 유니트(330)와, 상기 하향 및 상향 광신호(301, 302)의 전송 매체인 광선로(320)와, 중앙 기지국(310)을 포함한다.
상기 중앙 기지국(310)은 하향 광신호(301)를 생성하기 위한 광송신기(311)와, 상향 광신호(302)를 검출해내기 위한 광수신기(312)와, 상기 광선로(320)에 의해 상기 원격 안테나 유니트(330)에 링크된 서큘레이터(313)를 포함한다.
상기 서큘레이터(313)는 제1 내지 제3 포트를 구비하며, 상기 제2 포트는 상기 원격 안테나 유니트(330)에 연결되고, 상기 제1 포트는 상기 광송신기(311)에 연결되며, 상기 제3 포트는 상기 광수신기(312)에 연결된다. 상기 서큘레이터(313)는 제2 포트를 통해서 입력받은 상향 광신호(302)를 제3 포트로 출력하고, 제1 포트를 통해서 입력받은 하향 광신호(301)를 제2 포트를 통해서 상기 원격 안테나 유니트(330)로 출력한다.
상기 광송신기(311)는 상기 하향 광신호(301)를 생성해서 상기 서큘레이터의 (313)제1 포트로 출력하며, 상기 광송신기(311)는 반도체 레이저 등을 포함할 수 있다. 상기 광수신기(312)는 상기 서큘레이터(313)의 제3 포트로부터 입력받은 상 기 상향 광신호(302)를 검출해내며, 포토 다이오드 등을 사용할 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 하향 광신호(301)를 나타내는 스펙트럼이고, 도 5는 도 3에 도시된 상향 광신호(302)를 나타내는 스펙트럼이다. 도 4에 도시된 fc는 하향 및 상향 광신호(301, 302)을 이루는 공동의 중심 주파수를 나타내고, fd는 하향 무선 신호(303)의 중심 주파수를 나타낸다. 도 5에 도시된 fu는 상향 무선 신호(304)의 중심 주파수를 나타낸다.
상기 원격 안테나 유니트(330)는 안테나(332)와, 전계 흡수형 변조기(331)를 포함한다. 상기 안테나(332)는 대기 중의 상기 상향 무선 신호(304)를 수신해서 상기 전계 흡수형 변조기(331)로 출력하고, 상기 전계 흡수형 변조기(331)로부터 입력된 하향 무선 신호(303)를 가입자들에게 송신한다.
상기 전계 흡수형 변조기(331)는 상기 하향 광신호(301)를 하향 무선 신호(303)로 광전(Optical-electron) 변환시키거나, 상기 안테나(332)로 수신된 상향 무선 신호(304)를 상향 광신호(302)로 전광(Electron-optical) 변환시켜서 상기 광선로(320)를 통해서 상기 중앙 기지국(310)으로 출력한다. 도 6은 상기 전계 흡수 변조기(331)에서 광전 변환된 상기 하향 무선 신호(303)의 중심 주파수를 나타내고, 도 7은 상기 안테나(332)로 수신된 상기 상향 무선 신호(304)의 중심 주파수를 나타내기 위한 스펙트럼이다.
상기 전계 흡수형 변조기(331)는 상기 광선로(320)에 의해서 중앙 기지국(310)에 링크된 제1 단면에 대향되는 제2 단면에 코팅된 고반사 층(331a)이 코팅된 다.
본 발명에 따른 양방향 무선 통신을 위한 광 네트워크는 서큘레이터를 포함하는 중앙 기지국과, 중앙 기지국에 링크된 단면에 대향되는 타 단면에 고반사 층이 코팅된 전계 흡수 변조기로 구성된 원격 안테나 유니트를 포함함으로써, 단일 광선로로 링크시킬 수 있게되는 이점이 있다. 즉, 본 발명은 광선로 포설 및 유지비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

Claims (7)

  1. 양방향 무선 통신을 위한 광 네트워크에 있어서,
    하향 광신호를 하향 무선 신호로 변환시켜서 무선 송신하고, 무선 수신된 상향 무선 신호를 상향 광신호로 변환시키기 위한 원격 안테나 유니트와;
    상기 하향 및 상향 광신호의 전송 매체인 광선로와;
    상기 광선로에 의해 상기 원격 안테나 유니트와 연결된 서큘레이터를 포함함으로써 상기 서큘레이터를 통해서 상기 하향 광신호를 상기 원격 안테나 유니트로 출력하고, 상기 서큘레이터를 통해서 입력된 상기 상향 광신호를 검출해내기 위한 중앙 기지국을 포함함을 특징으로 하는 양방향 무선 통신을 위한 광 네트워크.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 원격 안테나 유니트는,
    상기 상향 무선 신호를 수신받고, 상기 하향 무선 신호를 송신시키는 안테나와;
    상기 안테나를 통해서 수신된 상기 상향 무선 신호를 상기 상향 광신호로 전/광 변환시키고, 상기 서큘레이터를 통해서 입력된 상기 하향 광신호를 상기 하향 무선 신호로 변환시켜서 상기 안테나로 출력하는 전계 흡수형 변조기를 포함함을 특징으로 하는 양방향 무선 통신을 위한 광 네트워크.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 전계 흡수형 변조기는 상기 광선로에 의해서 중앙 기지국에 링크된 제1 단면과, 고반사 층이 코팅된 제2 단면을 포함함을 특징으로 하는 양방향 무선 통신을 위한 광 네트워크.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 중앙 기지국은,
    하향 광신호를 생성해서 상기 서큘레이터의 제1 포트로 출력하기 위한 광 송신기와;
    상기 서큘레이터의 제3 포트에 연결됨으로써, 상기 광선로와 연결된 상기 서큘레이터의 제2 포트를 통해서 상기 서큘레이터의 제3 포트로 출력되는 상기 상향 광신호를 검출해내기 위한 광 수신기를 포함함을 특징으로 하는 양방향 무선 통신을 위한 광 네트워크.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 광 송신기는 반도체 레이저 또는 반도체 광 증폭기를 포함함을 특징으로 하는 양방향 무선 통신을 위한 광 네트워크.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 광 수신기는 포토 다이오드를 포함함을 특징으로 하는 양방향 무선 통신을 위한 광 네트워크.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 광선로는 광섬유를 포함함을 특징으로 하는 양방향 무선 통신을 위한 광 네트워크.
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