KR20040094141A - Media Integrated Home Gateway System Using Optical Fiber - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기존에 케이블TV, 위성방송 및 인터넷 서비스를 개별적으로 사용하고 있는 가입자들이 광섬유를 이용하여 초고속의 인터넷 서비스 및 통합된 멀티 미디어 서비스를 제공받을 수 있도록 하는 통합 전송 시스템인 광섬유를 이용한 미디어 통합형 홈 게이트웨이 시스템에 관한 것이다.The present invention is an integrated media system using optical fiber, which is an integrated transmission system that enables subscribers using cable TV, satellite broadcasting, and internet services to receive high-speed Internet and integrated multimedia services using optical fiber. A home gateway system.
주지하는 바와 같이, 케이블TV망은 각 가정의 TV와 연결되어 TV방송을 제공하는 동축케이블을 통해 제공을 받고 있으며, 인터넷 서비스는 동축케이블을 통한 TV방송용 주파수 이외의 대역을 이용한 케이블 모뎀을 통하여 인터넷 서비스를 제공받고 있으며 혹은 전화선을 이용하는 ADSL이나 VDSL을 통하여 제공받고 있다. 또한 위성방송은 각 가정에서 위성안테나를 별도로 설치하여 개별적으로 제공을 받고 있으며 동축케이블을 통하여 GHz대역의 위성신호를 수신하여 최장 30m를 초과할 수없는 이유로 그 이상의 거리를 전송하기 위하여는 위성신호 동축용 리피터를 장착하여야 하는데, 이는 잡음의 증가로 인하여 신호의 왜곡현성이 두드러지게 된다.As is well known, the cable TV network is provided through a coaxial cable that is connected to a TV in each home and provides TV broadcasting. The Internet service is provided through a cable modem using a band other than the frequency for TV broadcasting through a coaxial cable. It is either serviced or through ADSL or VDSL over a telephone line. In addition, satellite broadcasting is separately provided by satellite antennas installed in each home, and satellite signals in GHz band are received through coaxial cable to transmit more than 30m for the reason that cannot exceed 30m. A repeater must be installed, which increases the noise and makes the signal distorted.
도 1은 기존의 케이블TV망인 HFC(Hybrid Fiber Coaxial)망에서의 케이블TV 신호 및 인터넷 신호를 송수신하는 개략적인 블럭도이다.FIG. 1 is a schematic block diagram of transmitting and receiving cable TV signals and Internet signals in a conventional fiber TV coaxial (HFC) network.
상기 기존의 케이블TV 및 인터넷 데이터 서비스 시스템은 인터넷 서비스 제공자(112)나 CATV 프로그램 제공자(114)와 같은 헤드엔드(110)에서 HFC망을 통하여 동축으로 가입자(120)의 케이블 모뎀(122)이나 CATV(124)로 케이블TV 신호나 인터넷 신호를 송신하는데, 서비스를 받는 가입자(120)들이 케이블 모뎀(122)과 같은 별도의 장치를 필요로 하며, 또한 동축으로 연결됨으로써 선로의 열화로 인하여 속도의 저하가 뒤따르고 방송품질의 저하가 일어나게 된다.The existing cable TV and Internet data service system is a cable modem 122 or CATV of the subscriber 120 coaxially through the HFC network at the head end 110, such as the Internet service provider 112 or CATV program provider 114. A cable TV signal or an Internet signal is transmitted to 124, and serviced subscribers 120 need a separate device, such as a cable modem 122, and are also coaxially connected so that the speed decreases due to deterioration of the line. Followed by a decrease in broadcast quality.
그런데, 이와 같이 구성된 종래의 케이블TV 및 인터넷 서비스 시스템은 갈수록 고속, 고품질의 화상 및 데이터의 전송기능을 추구하고 있으나. 최근 10Mbps에 이르는 광대역 전송특성을 기반으로 인터넷 서비스 가입자의 수가 폭증하는 추세를 보이고 있어 트래픽의 급격한 증가로 인해 인터넷에서의 트래픽 폭주등을 야기하며, 이는 전송속도를 저하시켜 동영상 서비스와 같은 대용량 데이터 전송 서비스를 사용자 또는 가입자에게 원활히 제공할 수 없다는 문제점이 있다. 또한 가입자계까지의 전송이 ONU(Optical Node Unit)(130)까지는 광전송이 이루어지지만 그 후단에는 아날로그 동축증폭기를 사용함으로써 전송품질의 열화를 피할 수 없다.By the way, the conventional cable TV and Internet service system configured as described above are increasingly pursuing a high-speed, high-quality image and data transmission function. Recently, the number of Internet service subscribers is increasing based on the broadband transmission characteristic of 10Mbps, and the sudden increase in traffic causes traffic congestion on the Internet, which slows down the transmission speed and transmits large data such as video service. There is a problem that the service can not be provided smoothly to the user or subscriber. In addition, although optical transmission is performed up to the ONU (Optical Node Unit) 130, the transmission to the subscriber system is inevitably deteriorated in transmission quality by using an analog coaxial amplifier.
도 2는 기존의 위성신호 수신장치를 각 가정에 개별적으로 설치하여 동축을 통하여 수신하게 되는 시스템 구성도로서, 각 가입자가 별도의 위성신호 수신 안테나(210)를 설치하여야만 시청할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 위성 수신 안테나(210)로부터 수신되는 신호의 전송매체로서는 동축케이블(220)을 이용함으로써 장거리 전송에는 한계가 있으며 이는 전송품질의 열화를 가져올 수 있다.2 is a system configuration diagram in which a conventional satellite signal receiver is individually installed in each home to receive through a coaxial, and is configured to be viewed only when each subscriber installs a separate satellite signal receiver antenna 210. In addition, by using the coaxial cable 220 as a transmission medium for the signal received from the satellite receiving antenna 210, there is a limit in the long-distance transmission, which can lead to degradation of transmission quality.
또한, 상기 도 1 및 도 2에서와 같이 각 가입자가 케이블TV 신호, 인터넷 신호, 위성신호를 송수신하기 위하여는 각각에 별도의 장치를 설치하여야만 한다는 것을 알 수 있다.In addition, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, each subscriber should be provided with a separate device in order to transmit and receive cable TV signals, Internet signals, and satellite signals.
따라서 본 발명의 목적은 기존의 케이블TV 신호, 위성신호 그리고 초고속의 이더넷 신호를 수신하여 속도 및 품질의 저하없이 광섬유를 통하여 가입자까지 전송하는 시스템을 제공하는데 목적이 있고, 아날로그 신호로의 케이블TV전송 및 디지털 신호의 전송에 있어서 상호 호환이 되도록 하여 향후의 시스템 및 망의 진화에 대비하여 모든 신호의 전송을 가능케 하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a system for transmitting existing cable TV signals, satellite signals, and high speed Ethernet signals to subscribers through optical fibers without deterioration in speed and quality. And to be compatible with each other in the transmission of digital signals to enable the transmission of all signals for future evolution of systems and networks.
또한, 싱글모드 광섬유(Singlemode Optic Fiber) 또는 멀티모드 광섬유(Multimode Optic Fiber)를 이용할 수도 있으나 플라스틱 광섬유(POF : Plastic Optic Fiber)와 같은 광섬유를 이용함으로써 가입자단의 광케이블의 설치가 용이하며 포설비가 저렴하여 FTTH(Fiber To The Home)을 이루고자 하는데 그 목적이 있다.In addition, singlemode optic fiber or multimode optic fiber can be used, but it is easy to install optical cable of subscriber end and cheap installation equipment by using optical fiber such as plastic optic fiber (POF). The goal is to achieve FTTH (Fiber To The Home).
도 1은 기존의 HFC(Hybrid Fiber Coaxial)망에서의 케이블TV 및 인터넷 신호를 송수신하는 개략적인 블럭도.1 is a schematic block diagram for transmitting and receiving cable TV and Internet signals in a conventional hybrid fiber coaxial (HFC) network.
도 2는 기존의 위성신호를 수신하는 개략적인 구성도.2 is a schematic configuration diagram of receiving an existing satellite signal.
도 3은 본 발명의 광섬유를 이용한 미디어 통합형 홈 게이트웨이 시스템의 구성을 나타내는 블럭도.Figure 3 is a block diagram showing the configuration of a media integrated home gateway system using an optical fiber of the present invention.
도 4는 본 발명의 미디어 통합형 홈 게이트웨이 시스템에서의 집중부에 대한 구성도.4 is a block diagram of a concentrator in a media integrated home gateway system of the present invention;
도 5는 본 발명의 집중부에서의 케이블TV신호 분배장치의 입출력에 대한 구성도.5 is a block diagram of the input and output of the cable TV signal distribution apparatus in the concentrating unit of the present invention.
도 6은 본 발명의 집중부에서의 위성신호 분배장치의 입출력에 대한 구성도.Figure 6 is a block diagram of the input and output of the satellite signal distribution apparatus in the concentration unit of the present invention.
도 7은 본 발명의 집중부에서의 이더넷 신호 분배장치의 입출력에 대한 구성도.Figure 7 is a block diagram of the input and output of the Ethernet signal distribution apparatus in the concentrator of the present invention.
도 8은 본 발명의 집중부에서의 CT광변환장치에서 위성신호 및 케이블TV신호에 대한 전광변환을 나타내는 블럭도.8 is a block diagram showing all-optical conversion for satellite signals and cable TV signals in the CT optical conversion apparatus in the concentrating part of the present invention.
도 9는 본 발명의 집중부에서의 CT광변환장치 및 원격부에서의 RT광변환장치에서 이더넷신호에 대한 전광/광전변환을 나타내는 블럭도.Fig. 9 is a block diagram showing all-optical / optoelectric conversion for an Ethernet signal in a CT optical converter in a concentrating unit and an RT optical converter in a remote unit.
도 10은 본 발명의 광섬유로의 광신호의 연결을 위한 집중부에서의 광신호 먹스 및 원격부에서의 광신호 디먹스에 대한 구성도.10 is a block diagram of an optical signal mux at a concentrator and an optical signal demux at a remote unit for connection of an optical signal to an optical fiber of the present invention.
도 11은 본 발명의 원격부에서의 광전/전광변환을 통하여 위성신호, 케이블TV신호 및 이더넷 신호의 전기적인 입출력에 대한 구성도.11 is a configuration diagram for the electrical input and output of satellite signals, cable TV signals and Ethernet signals through the photoelectric / all-optical conversion in the remote portion of the present invention.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진다.The present invention has the following configuration to achieve the above object.
본 발명의 일태양에 따르면, 본 발명의 광섬유를 이용한 미디어 통합형 홈 게이트웨이 시스템은 하나의 위성방송용 수신안테나를 통하여 수신된 위성신호를 다수의 위성신호로 분배하는 위성신호 분배장치: 하나의 케이블TV신호를 수신하여 다수의 케이블TV신호로 분배하는 케이블TV신호 분배장치: 하나의 이더넷 신호를 수신하여 다수의 이더넷 신호로 분배하는 이더넷 신호 분배장치: 상기 위성신호 분배장치에서 분배되는 위성신호와, 상기 케이블TV신호 분배장치에서 분배되는 케이블TV신호와, 상기 이더넷 신호 분배장치에서 분배되는 이더넷 하향 신호를 각각 수신하여 광신호로 변환을 하며, 광신호인 이더넷 상향 신호를 수신하여 전기적 신호로 변환하는 CT(Central Terminal)광변환장치: 및 상기 CT광변환장치에서 입출력되는 광신호를 결합 또는 분리하여 광섬유와 연결하는 광신호 먹스:를 포함하는 집중부;와 상기 광섬유를 통하여 송수신되는 광신호를 분리 또는 결합하는 광신호 디먹스: 및 상기 광신호 디먹스에 의하여 분리된 광신호를 전기적인 신호인 위성신호, 케이블TV신호, 이더넷 하향 신호로 변환하고, 집중부로 향하는 전기적인 신호인 이더넷 상향 신호를 광신호로 변환하는 RT(Remote Terminal)광변환장치:를 포함하는 원격부;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, a media integrated home gateway system using an optical fiber of the present invention is a satellite signal distribution device for distributing satellite signals received through one satellite broadcast receiving antenna into a plurality of satellite signals: one cable TV signal. Cable TV signal distribution device for receiving and distributing a plurality of cable TV signals: Ethernet signal distribution device for receiving one Ethernet signal to be divided into a plurality of Ethernet signals: Satellite signal distributed in the satellite signal distribution device, and the cable A cable TV signal distributed by the TV signal distribution device and an Ethernet downlink signal distributed by the Ethernet signal distribution device are respectively received and converted into an optical signal, and a CT that receives an Ethernet uplink signal, which is an optical signal, and converts the signal into an electrical signal ( Central terminal) optical conversion device: combining or splitting the optical signal input and output from the CT optical conversion device Optical signal demux for separating or combining the optical signal transmitted and received via the optical fiber; and an optical signal demux for connecting the optical signal mux: and an optical signal separated by the optical signal demux electrical signal A remote unit including: a remote terminal (RT) optical conversion device for converting a satellite signal, a cable TV signal, an Ethernet downlink signal, and converting an Ethernet uplink signal, which is an electrical signal directed to a concentrator, into an optical signal; It is done.
이하, 상기한 본 발명을 실시하기 위한 바람직한 실시예에 대해 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 광섬유를 이용한 미디어 통합형 홈 게이트웨이 시스템의 구성을 나타내는 블럭도이다.3 is a block diagram showing the configuration of a media integrated home gateway system using the optical fiber of the present invention.
도 3에서 도시한 바와 같이 본 발명의 광섬유를 이용한 미디어 통합형 홈 게이트웨이 시스템은 크게 집중부(310)와 원격부(320)로 이루어진다.As shown in FIG. 3, the media integrated home gateway system using the optical fiber of the present invention includes a concentrator 310 and a remote 320.
집중부(310)는 위성신호, 케이블TV신호, 이더넷 하향 신호를 수신하고 이를 광신호로 변환하여 플라스틱 광섬유(POF : Plastic Optic Fiber)를 포함한 광섬유를 통하여 원격부(320)로 송신하고, 또한, 원격부(320)로부터 광섬유를 통하여 이더넷 상향 신호를 수신하고 이를 전기적인 신호로 변환한다.The concentrator 310 receives a satellite signal, a cable TV signal, and an Ethernet downlink signal, converts the signal into an optical signal, and transmits the optical signal to the remote unit 320 through an optical fiber including a plastic optical fiber (POF). It receives the Ethernet uplink signal from the remote unit 320 through the optical fiber and converts it into an electrical signal.
각각의 매체에 대한 전송대역에서 위성신호들은 L, C, Ku 및 X 밴드로 알려져 있는 수많은 밴드 중의 하나로서 GHz 범위에 속한다. 지구국 터미널들은 주로 대부분의 위성신호 수신안테나의 일부를 형성하는 저잡음 블록 컨버터(LNB)에 의하여 신호들을 약 950MHz 내지 2150MHz(L-밴드)범위로 다운컨버트 시킨다. 이 신호들은 긴 동축링크를 통하여 전송되기 어렵다. 이러한 점에서 본 발명에서 위성신호를 광신호로 변환한 후 전송을 하게되면 장거리 전송이 가능하게 되며 L-밴드 대역의 모든 신호를 송신할 수 있게 된다.The satellite signals in the transmission band for each medium fall in the GHz range as one of a number of bands known as the L, C, Ku and X bands. Earth station terminals downconvert signals to a range of about 950 MHz to 2150 MHz (L-band), mainly by a low noise block converter (LNB) which forms part of most satellite signal receiving antennas. These signals are difficult to transmit over long coaxial links. In this regard, when the satellite signal is converted into an optical signal and then transmitted, a long distance transmission is possible and all signals in the L-band band can be transmitted.
케이블 TV 에서의 전송대역은 기존에 450MHz 혹은 750MHz를 이용하고 있으나 디지털 방송의 채널을 요구하여 현재는 860MHz 대역까지 사용을 요구받고 있다. 이러한 점에서 본 발명은 860MHz를 전송할 수 있게 된다.The transmission band of cable TV is using 450MHz or 750MHz, but it is required to use the digital broadcasting channel up to 860MHz band. In this regard, the present invention can transmit 860 MHz.
또한, 이더넷 신호는 기가비트 이더넷 및 10/100Mbps를 모두 지원한다.Ethernet signals also support both Gigabit Ethernet and 10 / 100Mbps.
도 4는 본 발명의 미디어 통합형 홈 게이트웨이 시스템에서의 집중부에 대한 구성도이다.4 is a block diagram of a concentrator in the media integrated home gateway system of the present invention.
집중부(310)에는 위성 및 케이블TV, 이더넷 신호를 수신하여 전광/광전변환을 할 수 있도록 상기한 바와 같이 케이블TV신호 분배장치(410), 위성신호 분배장치(420), 이더넷 신호 분배장치(430), CT광변환장치(440), 광신호 먹스(450)가 설치된다. 상기 CT광변환장치(440)는 집중부(310)에서 원격부(320)로 향하는 신호가 통과하는 광송신기와 원격부(320)에서 집중부(310)로 향하는 신호가 통과하는 광수신기로 구성된다.The concentrator 310 has a cable TV signal distribution device 410, a satellite signal distribution device 420, and an Ethernet signal distribution device as described above to receive satellite and cable TV and Ethernet signals for all-optical / photoelectric conversion. 430, a CT light conversion device 440, and an optical signal mux 450 are installed. The CT light conversion device 440 includes an optical transmitter through which a signal from the concentrator 310 to the remote unit 320 passes, and an optical receiver through which a signal from the remote unit 320 to the concentrator 310 passes. do.
하나의 케이블TV신호, 위성신호, 이더넷 신호는 각각 케이블TV신호 분배장치(410), 위성신호 분배장치(420), 이더넷 신호 분배장치(430)를 통과하여 각각 N개의 위성신호, 케이블TV신호, 이더넷 신호로 분배된다. 분배되어 나온 N개의 신호들은 CT광변환장치(440)를 통하여 광신호로 변환되는데, 위성신호, 케이블TV신호로부터 변환된 광신호들은 λ1의 파장을 갖으며, 이더넷 신호로부터 변환된 광신호들은 λ2의 파장을 갖게 된다. 상기 광신호들은 광신호 먹스(450)에서 서로 결합되는데, 케이블TV신호에서 변환된 하나의 광신호(λ1)와 이더넷 신호에서 변환된 하나의 하향 광신호(λ2)가 결합되어 하나의 광섬유에 연결되며, 또한 위성신호에서 변환된 하나의 광신호(λ1)와 원격부(320)측에서 송신되어 들어오는 이더넷 신호에서 변환된 하나의 상향 광신호(λ2)가 결합되어 하나의 광섬유에 연결된다. 여기에서 위성신호, 케이블TV신호는 순방향에 대한 출력 특성만을 갖는데 반해, 이더넷 데이터에 대한 신호는 양방향 송수신 기능을 갖는다. 따라서, 이더넷 데이터에 대한 신호는 집중부(310)에서 원격부(320)로 향하는 하향 신호와 더불어원격부(320)에서 집중부(310)로 향하는 상향 신호가 존재한다.One cable TV signal, satellite signal, Ethernet signal is passed through the cable TV signal distribution device 410, satellite signal distribution device 420, Ethernet signal distribution device 430, respectively, N satellite signals, cable TV signal, It is distributed as an Ethernet signal. The distributed N signals are converted into optical signals through the CT optical converter 440. Optical signals converted from satellite signals and cable TV signals have a wavelength of λ 1 , and optical signals converted from Ethernet signals It has a wavelength of λ 2 . The optical signals are combined with each other in the optical signal mux 450. One optical signal λ 1 converted from the cable TV signal and one downlink optical signal λ 2 converted from the Ethernet signal are combined to form one optical fiber. And one optical signal λ 1 converted from the satellite signal and one uplink optical signal λ 2 converted from the incoming Ethernet signal transmitted from the remote part 320 are combined to one optical fiber. Connected. Here, satellite signals and cable TV signals have only output characteristics for the forward direction, whereas signals for Ethernet data have a bidirectional transmission and reception function. Therefore, the signal for the Ethernet data includes a downward signal from the concentrator 310 to the remote unit 320 and an upward signal from the remote unit 320 to the concentrator 310.
도 5는 본 발명의 집중부에서의 케이블TV 신호 분배장치의 입출력에 대한 구성도이다.5 is a configuration diagram of the input and output of the cable TV signal distribution apparatus in the concentrator of the present invention.
케이블TV 신호 분배장치(410)는 케이블TV신호를 수신하여 다수의 케이블 TV 신호로 증폭 및 분배하는 장치로서, 하나의 케이블TV신호를 수신하여 신호를 증폭하는 RF증폭기(510)와 상기 RF증폭기를 통하여 증폭된 RF신호를 출력하는 분배기(520)로 구성된다. 상기 케이블TV 신호 분배장치는 HFC망에서 전송되어오는 케이블TV신호 50~860MHz의 신호를 잡음 및 왜곡을 최소화하고 전송품질을 향상시킬 수 있도록 설계되었으며 하나의 입력으로 다수의 출력신호를 만들어 주게 된다.Cable TV signal distribution device 410 is a device for receiving and receiving cable TV signal amplification and distribution of a plurality of cable TV signals, the RF amplifier 510 for receiving a cable TV signal to amplify the signal and the RF amplifier Splitter 520 for outputting the amplified RF signal through. The cable TV signal distribution device is designed to minimize noise and distortion and improve transmission quality of the cable TV signal 50 ~ 860MHz signal transmitted from the HFC network, and makes a plurality of output signals with one input.
도 6은 본 발명의 집중부에서의 위성신호 분배장치의 입출력에 대한 구성도이다.6 is a block diagram of the input and output of the satellite signal distribution apparatus in the concentrator of the present invention.
위성신호 분배장치(420)는 하나의 위성수신 안테나를 통하여 위성신호(950~2150MHz)를 수신하여 다수의 위성신호로 분배하는 장치로서, 하나의 위성안테나로부터 위성신호를 수신하여 저잡음 블록 컨버터(LNB)를 통하여 출력되는 L-밴드의 신호를 증폭하는 RF증폭기(610)와 상기 RF증폭기를 통하여 증폭된 RF신호를 N개의 출력으로 분배하는 분배기(620)로 구성된다.The satellite signal distribution device 420 is a device for receiving satellite signals (950 to 2150 MHz) through a single satellite receiver antenna and distributing them into a plurality of satellite signals. The satellite signal distribution device (LNB) receives satellite signals from a satellite antenna RF amplifier 610 for amplifying the L-band signal output through the) and a splitter 620 for distributing the RF signal amplified by the RF amplifier to the N outputs.
도 7은 본 발명의 집중부에서의 이더넷 신호 분배장치의 입출력에 대한 구성도이다.7 is a configuration diagram of the input and output of the Ethernet signal distribution apparatus in the concentrator of the present invention.
이더넷 신호 분배장치(430)는 기가비트 이더넷 신호 혹은 10/100Mbps 전송속도의 이더넷 신호를 N개의 신호로 분배시켜주는 장치로서, 하나의 이더넷 신호를수신하여 N개의 이더넷 신호로 분배하는 분배기(710)를 포함한다. 이는 초고속의 인터넷을 원활하게 이용할 수 있게 하는 것으로서 가입자당 최대 100Mbps의 전송속도를 가져갈 수 있도록 하였다.The Ethernet signal distribution device 430 is a device for distributing a Gigabit Ethernet signal or an Ethernet signal having a 10 / 100Mbps transmission rate into N signals. The Ethernet signal distribution device 430 receives a splitter 710 that receives one Ethernet signal and distributes the signal to N Ethernet signals. Include. This allows the high-speed Internet to be used smoothly, and has a transmission speed of up to 100Mbps per subscriber.
도 8은 본 발명의 집중부에서의 CT광변환장치에서 위성신호 및 케이블TV신호에 대한 전광변환을 나타내는 블럭도이다.8 is a block diagram showing all-optical conversion for satellite signals and cable TV signals in the CT optical conversion apparatus in the concentrating unit of the present invention.
상기 CT광변환장치(440)는 각각의 분배장치에서 들어오는 신호를 전광변환을 통하여 플라스틱 광섬유와 같은 광섬유에 전송할 수 있는 데이터의 형식으로 변환하는 장치로서, 각각의 분배장치에서 들어오는 신호를 증폭하고 이득을 조정하는 역할을 하며 이를 레이저 다이오드(LD : Laser Diode)(820)를 구동하여 광으로 변환 출력하는 역할을 한다. 상기 레이저 다이오드(820)는 전기적 신호를 입력받아 이를 광신호로 변환하는 역할을 하는 소자이다.The CT light conversion device 440 is a device for converting the signal coming from each distribution device into a format of data that can be transmitted to the optical fiber, such as plastic optical fiber through all-optical conversion, amplifying the signal received from each distribution device and gain It plays a role of adjusting and outputs the laser diode (LD) by driving the laser diode (820). The laser diode 820 is an element that receives an electrical signal and converts it into an optical signal.
이때 변환되는 신호가 위성신호 분배장치(420) 또는 상기 케이블TV신호 분배장치(410)에서 출력되는 신호일 경우에는 상기 CT광변환장치(440)는 신호를 입력받아 증폭하는 RF증폭기(810)와 RF증폭기를 통하여 증폭된 신호를 광신호로 변환하는 레이저 다이오드(820)로 구성되는데 반하여, 변환되는 신호가 이더넷 신호일 경우에는 상기 CT광변환장치(440)는 신호를 입력받아 광신호로 변환하는 레이저 다이오드(910)나 원격부(320)로부터 광신호를 입력받아 전기적인 신호로 변환하는 포토 다이오드로(920)로만 구성되는데 도 9와 관련하여 후술하겠다. 즉, 변환되는 신호가 이더넷 신호일 경우에는 증폭되지 않고 바로 광신호로 변환되게 된다In this case, when the converted signal is a signal output from the satellite signal distribution device 420 or the cable TV signal distribution device 410, the CT optical conversion device 440 receives the signal and amplifies the RF amplifier 810 and RF. The laser diode 820 converts the signal amplified by the amplifier into an optical signal. In contrast, when the converted signal is an Ethernet signal, the CT optical converter 440 receives the signal and converts the signal into an optical signal. 910 or a photodiode 920 for receiving an optical signal from the remote unit 320 and converting it into an electrical signal, which will be described later with reference to FIG. 9. In other words, when the converted signal is an Ethernet signal, the converted signal is immediately converted into an optical signal.
또한, 상기 CT광변환장치(440)는 RF증폭기를 통과한 일부의 신호를 빼내어RF증폭기(810)의 출력신호를 일정하게 유지할 수 있게 출력을 조정하는 Detector Circuit(830)과, RF입력신호를 RF증폭기(810)를 통하여 증폭을 한 후 레이저 다이오드(820)를 통하여 전광변환을 하도록 신호의 왜곡을 최소화하기 위한 임피던스 정합기능을 담당하는 Matching Circuit(840)을 포함한다.In addition, the CT optical conversion device 440 is a detector circuit 830 for adjusting the output to extract a portion of the signal passing through the RF amplifier to maintain a constant output signal of the RF amplifier 810, RF input signal After the amplification through the RF amplifier 810 includes a matching circuit 840 for the impedance matching function for minimizing the distortion of the signal to all-optical conversion through the laser diode 820.
도 9는 본 발명의 집중부에서의 CT광변환장치 및 원격부에서의 RT광변환장치에서 이더넷신호에 대한 전광/광전변환을 나타내는 블럭도이다.FIG. 9 is a block diagram showing all-optical / optoelectric conversion for an Ethernet signal in a CT light conversion device in a concentrating unit and an RT light conversion device in a remote unit.
앞서 언급한 바와 같이, 위성신호, 케이블TV신호는 순방향에 대한 출력 특성만을 갖는데 반해, 이더넷 데이터에 대한 신호는 양방향 송수신 기능을 갖는다. 따라서, 이더넷 데이터에 대한 신호는 집중부(310)에서 원격부(320)로 향하는 하향 신호와 더불어 원격부(320)에서 집중부(310)로 향하는 상향 신호가 존재하며, 상기 하향 신호 및 상향 신호는 집중부(310)의 CT광변환장치 및 원격부(320)의 RT광변환장치에서 전기적 신호에서 광신호로 또는 광신호에서 전기적 신호로 변환될 수 있다. 즉, 집중부(310)의 CT광변환장치에서는 이더넷 하향 신호가 레이저 다이오드(910)를 통하여 전기적 신호에서 광신호로 변환되고, 이더넷 상향 신호가 포토 다이오드(920)를 통하여 광신호에서 전기적 신호로 변환된다. 또한, 원격부(320)의 RT광변환장치에서는 이더넷 하향 신호가 포토 다이오드(920)를 통하여 광신호에서 전기적 신호로 변환되고, 이더넷 상향 신호가 레이저 다이오드(910)를 통하여 전기적 신호에서 광신호로 변환된다.As mentioned above, satellite signals and cable TV signals have only output characteristics for the forward direction, whereas signals for Ethernet data have bidirectional transmission and reception functions. Accordingly, the signal for the Ethernet data includes an uplink signal from the remote unit 320 to the concentrator 310 along with a downlink signal from the concentrator 310 to the remote unit 320. In the CT light converter of the concentrator 310 and the RT light converter of the remote unit 320 may be converted from an electrical signal to an optical signal or an optical signal to an electrical signal. That is, in the CT optical converter of the concentrating unit 310, the Ethernet downlink signal is converted from the electrical signal to the optical signal through the laser diode 910, and the Ethernet uplink signal is converted from the optical signal to the electrical signal through the photodiode 920. Is converted. In addition, in the RT optical conversion device of the remote unit 320, the Ethernet downlink signal is converted from the optical signal to the electrical signal through the photodiode 920, and the Ethernet uplink signal is converted from the electrical signal to the optical signal through the laser diode 910. Is converted.
도 10는 본 발명의 광섬유로의 광신호의 연결을 위한 집중부에서의 광신호 먹스 및 원격부에서의 광신호 디먹스에 대한 구성도이다.FIG. 10 is a block diagram illustrating an optical signal mux at a concentrator and an optical signal demux at a remote part for connecting an optical signal to an optical fiber of the present invention.
상기 광신호 먹스(450)는 각 매체의 분배장치에서 전송되어온 데이터를 전광변환시킨 후 광출력을 플라스틱 광섬유(POF)와 같은 광섬유에 집광하기 위하여 또한 적은 수의 플라스틱 광섬유를 사용하기 위하여 WDM(Wavelength Division Multiplexer)소자(1070)를 사용하여 광섬유 케이블의 사용을 최소화하였다.The optical signal mux 450 converts the data transmitted from the distribution device of each medium and then condenses the optical output to an optical fiber such as a plastic optical fiber (POF) and also uses a WDM (Wavelength) to use a small number of plastic optical fibers. Division Multiplexer) element 1070 is used to minimize the use of optical fiber cables.
상기 집광을 위하여 파장은 λ1과 λ2의 두 개의 파장을 사용하며 플라스틱 광섬유 케이블과 같은 두 개의 광섬유를 사용한다. 파장 λ1을 갖는 광신호는 케이블 TV 및 위성신호에서 변환된 광신호이며, 파장 λ2를 갖는 광신호는 이더넷 신호에서 변환된 광신호이다. 상기한 바와 같이 케이블 TV 및 위성신호는 순방향에 대한 출력 특성만을 가지고 있으나, 이더넷 데이터에 대한 신호는 양방향 송수신의 기능을 가지고 있다. 따라서 두 개의 광섬유 중 하나의 광섬유(1050)에는 케이블TV 송신용 광신호(λ1)(1010)와 이더넷 데이터 송신용 하향 광신호(λ2)(1020)가 결합되며, 나머지 광섬유(1060)에는 위성신호 송신용 광신호(λ1)(1030)와 이더넷 데이터 수신용 상향 광신호(λ2)(1040)가 결합된다. 이로서 두개의 광섬유의 각각에는 케이블TV 송신용 광신호 및 위성신호 송신용 광신호가 같은 파장으로 출력되며 또한 이더넷 데이터에 대한 광신호가 같은 파장으로 송수신된다.For the condensing, two wavelengths of λ 1 and λ 2 are used and two optical fibers such as plastic optical fiber cables are used. An optical signal having a wavelength λ 1 is an optical signal converted from a cable TV and a satellite signal, and an optical signal having a wavelength λ 2 is an optical signal converted from an Ethernet signal. As described above, cable TV and satellite signals have only output characteristics for the forward direction, but signals for Ethernet data have a function of bidirectional transmission and reception. Therefore, one optical fiber 1050 of the two optical fibers is coupled to the optical signal (λ 1 ) 1010 for cable TV transmission and the downlink optical signal (λ 2 ) 1020 for Ethernet data transmission, and the other optical fiber 1060 The optical signal (λ 1 ) 1030 for satellite signal transmission and the uplink optical signal (λ 2 ) 1040 for Ethernet data reception are combined. As a result, optical signals for cable TV transmission and optical signals for satellite signal transmission are output at the same wavelength to each of the two optical fibers, and optical signals for Ethernet data are transmitted and received at the same wavelength.
도 11은 본 발명의 원격부에서의 광전/전광변환을 통하여 위성신호, 케이블TV신호 및 이더넷 신호의 전기적인 출력에 대한 구성도이다.11 is a block diagram of the electrical output of the satellite signal, cable TV signal and Ethernet signal through the photoelectric / all-optical conversion in the remote portion of the present invention.
집중부(310)에서 출력되어 나오는 광신호들은 플라스틱 광섬유와 같은 광섬유를 통하여 원격부(320)로 전송된다. 원격부(320)의 광신호 디먹스(1110)는 상기 광신호들을 수신하여 WDM소자를 사용하여 이를 분리하는데, 분리과정은 상기 도 10과 관련하여 설명한 광신호들의 결합과정과 반대이다. 즉, 두 개의 광섬유 중 하나의 광섬유(1050)에서는 케이블TV 송신용 광신호(λ1)(1010)와 이더넷 데이터 송신용 하향 광신호(λ2)(1020)가 분리되고, 나머지 광섬유(1060)에서는 위성신호 송신용 광신호(λ1)(1030)와 이더넷 데이터 수신용 상향 광신호(λ2)(1040)가 분리된다. 각각의 광신호들은 RT광변환장치(1120)로 입력되어 광신호를 전기적인 신호로 변환시켜주는 포토 다이오드에 의하여 전기적인 신호인 위성신호, 케이블TV신호, 이더넷 하향 신호로 변환되며, 이더넷 상향 신호는 전기적 신호를 광신호로 변환시켜주는 레이저 다이오드를 통하여 집중부로 송신된다. 상기 RT광변환장치(1120)는 집중부(310)에서 원격부(320)로 향하는 신호가 통과하는 광수신기와 원격부(320)에서 집중부(310)로 향하는 신호가 통과하는 광송신기로 구성된다. 또한, 원격부(320)에서도 집중부(310)에서와 마찬가지로 이더넷 신호는 양방향으로 통신한다. 이와 같은 과정을 거쳐서 각 가입자에게까지 위성신호, 케이블TV신호, 이더넷 신호가 전송되게 된다.The optical signals output from the concentrator 310 are transmitted to the remote unit 320 through an optical fiber such as a plastic optical fiber. The optical signal demux 1110 of the remote unit 320 receives the optical signals and separates the optical signals using a WDM device. The separation process is opposite to the combining process of the optical signals described with reference to FIG. 10. That is, in one optical fiber 1050 of the two optical fibers, the optical signal λ 1 1010 for transmitting the cable TV and the downward optical signal λ 2 1020 for transmitting the Ethernet data are separated, and the remaining optical fibers 1060 are separated. In FIG. 1 , an optical signal (λ 1 ) 1030 for satellite signal transmission and an uplink optical signal (λ 2 ) 1040 for Ethernet data reception are separated. Each optical signal is input to the RT optical converter 1120 and converted into an electrical signal, a satellite signal, a cable TV signal, and an Ethernet downlink signal, by a photodiode that converts the optical signal into an electrical signal. Is transmitted to the concentrator through a laser diode that converts the electrical signal into an optical signal. The RT optical conversion device 1120 includes an optical receiver through which a signal from the concentrator 310 to the remote unit 320 passes and an optical transmitter through which a signal from the remote unit 320 to the concentrator 310 passes. do. In addition, in the remote unit 320, as in the concentrator 310, the Ethernet signal communicates in both directions. Through this process, satellite signals, cable TV signals, and Ethernet signals are transmitted to each subscriber.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의하여정해져야 한다.As described above, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the claims below and equivalents thereof.
이상에서 상세히 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 광섬유를 이용한 미디어 통합형 홈 게이트웨이 시스템에 따르면, 케이블TV신호, 위성신호 및 이더넷 신호를 하나의 장치에서 처리하여 각 가입자에게 모든 방송 및 초고속의 통신을 제공하여 아날로그 및 디지털 방송, 인터넷을 동시에 이용할 수 있어서 고화질, 고속의 서비스를 받을 수 있다. 또한 FTTH를 실현하는데 있어 플라스틱 광섬유를 이용할 경우에는 기존의 광케이블에 비하여 저가의 포설비를 가져갈 수 있어서 가입자에게 부담이 되는 부분을 상당부분 절감할 수 있다는 장점이 있다.As described in detail above, according to the media integrated home gateway system using the optical fiber according to the present invention, by processing a cable TV signal, a satellite signal and an Ethernet signal in one device to provide each subscriber with all the broadcast and high-speed communication Both analog and digital broadcasts and the Internet can be used to receive high-quality and high-speed services. In addition, the use of plastic optical fiber to realize the FTTH has the advantage that can significantly reduce the burden on the subscribers because it can take a cheaper installation compared to the conventional optical cable.
Claims (11)
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