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KR970003527B1 - 파장분할 다중화 방식을 이용한 양방향 다채널 광 링 통신망 - Google Patents

파장분할 다중화 방식을 이용한 양방향 다채널 광 링 통신망 Download PDF

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KR970003527B1
KR970003527B1 KR1019940010564A KR19940010564A KR970003527B1 KR 970003527 B1 KR970003527 B1 KR 970003527B1 KR 1019940010564 A KR1019940010564 A KR 1019940010564A KR 19940010564 A KR19940010564 A KR 19940010564A KR 970003527 B1 KR970003527 B1 KR 970003527B1
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강철신
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양승택
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Abstract

요약없음

Description

파장분할 다중화 방식을 이용한 양방향 다채널 광 링 통신망
제1도는 종래의 전광 패킷 교환기를 이용한 다채널 전광 링 통신망의 구성도.
제2도는 본 발명의 파장분할 다중화 방식을 이용한 양방향 다채널 광링 통신망의 구성도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 : 게이트 펄스발생기2 : 광섬유 시간지연선로
3 : 광섬유4 : 광섬유 결합기
5 : 편광 조절기6 : 광스위치
7 : 광어드레스 처리기8 : 파장분할 다중화기/역다중화기
9 : 레이저 다이오드 광증폭기
10 : 파장분할 다중화기10a : 파장분할 역다중화기
20 : 노드제어기100, 200 : 전광 패킷 교환기
본 발명은 다채널 전광 링 통신망(Multichannel all - optical ring network)에 관한 것으로 구체적으로는 시계 반대 방향으로 전파되는 λ1, λ3, λ5,…의 파장채널군(wavelength channel group)과, 시계방향으로 전파 되는 λ2, λ4, λ6,…의 파장채널군을 갖는 링 통신망(ring networks)을 구성하여 노드제어기의 제어에 따라 자국으로 부터 목적지 노드까지의 거리가 짧은 방향으로 신호를 주입시킴으로써 통신망내에서 신호의 전파지연시간(propagation delay time)을 감소시켜 통신망 성능을 향상시킬 수 있는 양방향 다채널 광 링 통신망에 관한 것이다.
링 통신망은 근거리 통신망(LANS : LOCAL Area Networks)과 , 광가입자망(CPNs: Customer Premise Networks)등으로 널리 쓰이는 통신망으로서, 송신국은 페이로드(Payload: 사용자정보)의 앞에 수신국의 에드레스필드(Address field)를 부착하여, 셀 혹은 패킷(Cell or Packet)을 구성한 다음, 이를 링 케이블을 통하여 송신한다.
이때, 수신국이 아닌 복수의 중간지국(Intermediate node)에서 이 셀을 수신할 경우, 그 셀의 목적지 어드레스(destination address)가 자국의 어드레스와 일치하지 않으므로 입력되는 셀을 링을 통하여 다음 지국으로 전달한다.
수신국에서 이 셀을 수신할 경우에는, 이 셀의 목적지가 자국의 어드레스와 일치하므로, 셀 페이로드를 자국의 수신기를 통하여 수신메모리(receive buffer)내로 수신한다.
제1도는 종래의 전광 패킷 교환기를 이용한 다채널 전광 링 통신망(Multichannel all - optical ring networks)의 구성도이다.
임의의 지국에 이전 지국인 송신국으로 부터 광케이블을 통하여 지국에 파장분할 다중화된 광신호가 입력되면, 파장분할 역다중화기(WDDM: Wavelength Division De-Multiplexer)(10a)에 의해 광신호가 분파된 후, 분파된 광신호의 일부(약 10%)가 광섬유 결합기(Optical fiber coupler)(4)에 의해서 분기되어, 레이저 다이오드 광증폭기(Optical address processor)(7)를 지나면서 증폭되어 광어드레스 처리기(7)로 입력된다.
이 광어드레스 처리기(7)는 광섬유 지연선으로 정합여파기(Optical fiber delay line matched filter: 도시되지 않음)와 문턱값 감지기(Threshold detector: 도시되지 않음)로 구성되어 있다.
광어드레스 처리기(7)에 입력된 광신호 셀은 먼저 광섬유 지연선로 정합여파기로 입력된다.
광섬유 지연선로 정합여파기는 자국의 어드레스 정보를 갖고 있으며 자국의 어드레스 정보와 입력되는 광어드레스 신호와의 상관펄스들(Correlation pulses)를 문턱값 감지기로 보내준다.
이때 자기상관 펄스(Autocorrelation pulse)의 첨두치는 교차상관 펄스(Crosscorrelation pulse)의 첨두치보다 크기 때문에, 입력되는 셀의 어드레스가 자국의 어드레스와 일치하는 자의 판단은 문턱값 감지기에서 결정된다.
즉, 입력되는 셀의 어드레스가 자국의 어드레스와 일치할 경우에는 광섬유 지연선로 정합 여파기가 자기상관 펄스들을 문턱값 감지기에 보내주고, 반면에 입력되는 셀어드레스가 자국의 어드레스와 일치하지 않은 경우에는 교차상관펄스들을 문턱값 감지기로 보내준다.
따라서, 문턱값 감지기에서는 입력되는 상관펄스들의 최대값이 문턱값 보다 크면 제1레벨(예를 들면, 논리적 '1')의 디지틀 제어신호로, 문턱값보다 작으면 제2레벨( 예를 들면, 논리적 '0')의 디지틀 신호로 게이트 펄스발생기(Gate pulse generator)(1)를 구동시킨다.
상기 게이트 펄스발생기(1)는 광어드레스 처리기(7)에서 생성된 제1 및 제2레벨의 디지틀 제어신호로 광스위치(Optical switch)(6)를 구동시킨다.
그리고 입력되는 셀의 어드레스와 자국의 어드레스가 일치하여 제1레벨의 디지틀 제어신호(논리적 '1')인 경우, 광스위치(6)는 광신호를 수신기로 보내며, 어드레스가 일치하지 않아 제2레벨의 디지틀 제어신호(논리적'0')인 경우, 광신호를 바이패스( bypass)시킨다.
바이패스된 광신호는 레이저 다이오드 광증폭기(9)에 의해 증폭되어 파장분할 다중화기(WDM: Wavelength Division Multiplexer)(10)로 입력되어, 다른 채널의 광신호들과 파장다중화된 후 다음 지국으로 전송된다.
상술한 바와 같은 광 링 통신망 구성에서는 모든 신호전송이 단일 방향으로만 이루어지므로 한 노드가 그 신호전송방향의 반대쪽 인접노드들(neighboring nodes)에게 데이터를 송신할 때도 신호의 전파시간(propagation time)은 링을 거의 한바퀴 도는데 걸리는 시간, 즉 링순환 시간과 거의 같게 된다.
이에 대하여 본 발명에서는 하나의 파장채널군(wavelength channel group)λ1, λ3, λ5, … 등을 시계 반대 방향으로 신호가 전파되게 하고, 다른 파장채널군 λ2, λ4, λ6,… 등은 시계방향으로 신호가 전파되도록 다채널 광 링 통신망을 구성하여 자국으로부터 목적지 노드까지의 거리가 짧은 방향의 채널로 데이터신호를 주입시킬 수 있는 양방향 다채널 광 링 통신망을 제공하는데 그 목적을 두었다.
즉 본 발명은 신호를 전송할 수 있는 채널들의 방향을 양방향으로 하여 링 통신망을 구성하면, 통신망내의 각 노드를 목적지 노드까지의 거리가 짧은 방향의 채널로 신호를 주입할 수 있기 때문에, 종래의 단일방향 다채널 광 링 통신망 구성보다 신호의 전파시간이 평균 1/2로 감소되어 데이터의 평균전달 지연특성을 향상시키며, 통신망의 용량은 약 2배로 향상시킬 수 있게 한다.
상기 목적에 부응하는 본 발명의 특징을 살펴보면 다음과 같다.
광섬유 케이블(3)에 의해 링형태로 상호 연결되는 복수의 노드들을 포함하고, 상기 노드들 각각은 자신과 인접한 하나의 노드로부터 제공되는 광신호를 받아들여 복수의 채널로 분파하고, 상기 복수의 채널로부터 제공되는 광신호를 자신과 인접한 다른 하나의 노드로 전달하는 전광 링 통신망에 있어서, 상기 복수의 노드들 각각은 자신과 인접한 두개의 노드들 사이에 각각 연결되는 파장분할 다중화 및 역다중화 수단을 포함하고, 상기 인접한 두개의 노드들과 양방향 통신을 하는 것을 특징으로 한다.
제2도는 본 발명의 광 링 통신망의 구성도를 나타낸 것으로 복수의 자국은 광섬유 케이블(3)에 의해 링형태로 연결된다.
광케이블 선로(3)를 따라 시계반대방향으로 전송되는 광신호의 파장채널은 λ1, λ3, λ5, … 등이고, 시계방향으로 전송되는 광신호의 파장채널은 λ2, λ4, λ6,… 등이다.
시계반대방향으로 전송되는 파장다중화된 신호가 광섬유 케이블(3)을 따라 노드에 입력되면, 상기 파장다중화된 신호는 파장분할 다중화기/역다중화기(8)를 통해 파장별로 분리되어 각 파장채널에 해당하는 광패킷 교환기(100)에 입력된다.
광패킷 교환기(100)에 입력된 광신호의 파장이 λ1인 경우 설명은 다음과 같다.
광패킷신호는 광섬유 결합기(4)로 입력되어 출력 1, 2로 분리된다.
결합기 출력 1은 광패킷 어드레스 처리를 위한 것으로 입력신호 파워의 일부분이며, 나머지 신호 파워 전부는 결합기 출력 2로 보내진다.
결합기 출력 1은 광어드레스 처리기(7)에서 신호처리하기 용이한 레벨로 신호를 증폭시키는 기능을 가진 레이저 다이오드 광증폭기(9)에 연결된다.
광증폭기에서 증폭된 신호의 출력은 광어드레스 처리기(Optical address precessor)(7)로 연결된다.
이 광어드레스 처리기(7)는 광섬유 지연회로 정합여파기(Optical fiber delay line matched filter)와 문턱값 감지기(Threshold detector)로 구성되어 있다.
광어드레스 처리기(7)에 입력된 광신호 셀은 먼저 광섬유 지연선로 정합여파기로 입력된다.
광섬유 지연선로 정합여파기는 자국의 어드레스 정보를 갖고 있으며 자국의 어드레스 정보와 입력되는 광어드레스 신호와의 상관펄스들(Correlation pulses)를 문턱값 감지기로 보내준다.
자기상관 펄스(Autocorrelation pulse)의 첨두치는 교차상관 펄스(Crosscorrelation pulse)의 첨두치보다 크기 때문에, 입력되는 셀의 광어드레스 신호가 자국의 어드레스와 일치하는 자는 문턱값 감지기에서 결정된다.
즉, 입력되는 셀의 어드레스가 자국의 어드레스와 일치할 경우에는 광섬유 지연선로 정합여파기가 자기상관 펄스들을 문턱값 감지기로 보내주고, 반면에 일치하지 않는 경우에는 교차상관 펄스들을 문턱값 감지기로 보내준다.
따라서, 문턱값 감지기에서는 입력되는 상관펄스들의 최대값이 문턱값보다 크면 제1레벨의 디지틀 신호(논리적 '1')로, 문턱값보다 작으면 제2레벨의 디지틀 제어신호(논리적 '0')로 게이트 펄스발생기(1)를 구동시킨다.
게이트 펄스 발생기(1)는 광어드레스 처리기(7)에서 생성된 제어신호로 광스위치(6)를 구동시킨다.
입력되는 셀의 어드레스와 자국의 어드레스가 일치하여 제1레벨의 디지틀 제어신호가 되는 경우, 광스위치는 광신호를 자국의 수신기로 보내 수신하며, 어드레스가 일치하지 않아 제2레벨의 제어신호인 경우 교한노드에 현재 수신되고 있는 신호가 자국으로 보내지고 있는 신호가 아니므로 바이패스(bypass)시킨다.
즉, 바이패스된 광신호는 광스위치(6)의 출력에 연결된 광증폭기(9)에 의해 증폭되어 파장분할 다중화기/역다중화기(8)로 입력되어 다른 채널의 광신호들과 파장다중화된 후 다음 지국으로 전송된다.
한편, 페이로드 전송경로상의 광섬유 시간지연선로(Optical fiber delay line)(2)는 디지틀 제어신호 경로에서 패킷 어드레스 처리로 발생하는 시간지연을 보상하여, 제1레벨의 디지틀 제어신호에 의해 광스위치(6)가 ON될때 패킷의 페이로드가 교환될 수 있도록 한다.
또한, 시간지연선로(2)와 광스위치(6)사이에 위치하는 편광조절기(Polarization controller)(5)는 입력 광신호의 편광을 광스위치(6)와 레이저 다이오드 광증폭기(9)의 편광측에 맞게 조절하여 광신호의 손실을 최소한으로 줄이는 기능을 한다.
시계방향의 파장채널군(λ2, λ4, λ6,… )은 광케이블 선로(3)를 통해 지국에 입력된다.
파장분할 다중화기/역다중화기(8)을 통해 파장별로 분파된 채널들은 각 파장에 해당되는 광패킷 교환기(200)에 입력된다.
광패킷 교환기(200)에 입력된 파장이 λ2인 경우 설명은 다음과 같다. 광패킷신호는 광섬유 결합기(4)로 입력된 후 결합기 출력 1, 및 2로 분리되어 상기의 시계반대방향 신호처리와 같은 과정을 거쳐 교환기의 출력에 위치한 광섬유 결합기(4)를 통해 이와 연결된 파장분할 다중화기/역다중화기(8)에서 다른 채널의 광신호들과 파장다중화된 후 다음 지국으로 전송된다.
각 노드에서는, 지국에서 송신할 데이터가 있으면, 입력된 패킷신호의 어드레스가 지국의 노드 어드레스와 일치하여 패킷 데이터를 수신하며 발생된 빈 슬롯이나 다른 지국에서 수신하고 데이터를 채우지 않은 빈 슬롯에 대해서는 지국의 데이터를 실어 전송한다.
이때 슬롯에 삽입될 패킷신호는 노드제어기(20)의 제어에 의해 양방향(시계방향, 시계반대방향)중에서 전송거리가 짧은 방향의 파장채널을 통하여 전송한다.
즉, 상기의 두가지 예에서, 데이터를 전송할 방향이 시계방향이면 노드 제어기(20)의 제어에 따라 파장 채널 λ2의 빈 슬롯에 데이터가 실리게 되며, 시계반대방향이면 파장채널 λ1의 빈 슬롯에 데이터가 실려 전송된다.
이상에서 설명한 바와같이, 본 발명은 신호를 전송할 수 있는 채널들의 방향을 양방향으로 하여 광 링 통신망을 구성하게 되므로 종래의 단일방향 다채널 광 링 통신망구성보다 신호의 전파시간이 평균 1/2로 감소되어 데이터의 평균전달지연특성을 향상시키며 또한 통신망의 용량을 2배로 향상시킬 수 있다.

Claims (1)

  1. 광섬유 케이블(3)에 의해 링형태로 상호 연결되는 복수의 노드들을 포함하고, 상기 노드들 각각은 자신과 인접한 하나의 노드로부터 제공되는 광신호를 받아들여 복수의 채널로 분파하고, 상기 복수의 채널로부터 제공되는 광신호를 자신과 인접한 다른 하나의 노드로 전달하는 전광 링 통신망에 있어서, 상기 복수의 노드들 각각은 자신과 인접한 두개의 노드들 사이에 각각 연결되는 파장분할 다중화 및 역다중화 수단(8)을 포함하고, 상기 인접한 두개의 노드들과 양방향 통신을 하는 것을 특징으로 하는 파장분할 다중화방식을 이용한 양방향 다채널 광 링 통신망.
KR1019940010564A 1994-05-14 1994-05-14 파장분할 다중화 방식을 이용한 양방향 다채널 광 링 통신망 Expired - Lifetime KR970003527B1 (ko)

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