KR20070024804A

KR20070024804A - 광동축 혼합망과 이더넷 수동형 광 가입자망에 사용되는 광선로 구간의 공용화 방안을 위한 기술

Info

Publication number: KR20070024804A
Application number: KR1020050080323A
Authority: KR
Inventors: 이병철; 윤수영; 김병준; 남윤호; 박기영
Original assignee: (주)에프알텍
Priority date: 2005-08-30
Filing date: 2005-08-30
Publication date: 2007-03-08

Abstract

각 가정에 초고속인터넷 서비스가 보급되면서 여러 가지 서비스 방법이 사용되고 있다. 동축 케이블을 이용하여 CATV서비스 방법과 같은 방법으로 인터넷을 서비스 하는 HFC(Hybrid-Fiber Coaxial) 전송 방법과 각 가정에 보급되어 있는 전화선을 이용한 xDSL로 인터넷 서비스가 제공되고 있다. 또한 아파트 지역은 단지 내까지 광 선로를 포설하여 광랜, 엔토피아, 이벨리 같은 100M급 서비스를 제공하고 있다. 최근 IPTV 등 영상 서비스뿐 아니라 인터넷을 통해 대용량의 데이터들이 전송되는 것을 감안하여 FTTP(Fiber To The Pole), FTTH(Fiber To The Home)를 지원하는 E-PON(Ethernet Passive Optical Network)과 같은 대용량 전송 기술들이 서비스를 시작하고 있다.

본 발명에서는 기존의 케이블 모뎀 시스템을 통한 인터넷 서비스 및 CATV 서비스를 제공하는 HFC 망 구조에 E-PON을 결합하여 보다 발전된 초고속 인터넷 서비스를 제공하는 방법과 구조를 제안하고 있다. 제안된 발명을 사용할 경우 기 구축된 HFC 망을 통해 기존의 케이블 모뎀을 통한 인터넷 서비스와 CATV 서비스를 제공 할 수 있고, 여기에 100Mbps 기반의 FTTP 서비스인 E-PON 시스템의 고속의 인터넷 서비스를 제공할 수 있게 된다. 또한 기 구축된 HFC 망의 광 선로를 그대로 공유하여 E-PON 망을 구축하는데 필요한 비용을 절감할 수 있다.

HFC(Hybrid-Fiber Coaxial), E-PON(Ethernet Passive Optical Network), WDM-PON(Wavelength Division Multiplexing-Passive Optical Network), CWDM-PON(Coarse WDM-PON), DWDM-PON(Dance WDM-PON), CMTS(Cable Modem Transmission System), OLT(Optical Line Terminal), RN(Remote Node), ONU(Optical Network Unit)

Description

광동축 혼합망과 이더넷 수동형 광 가입자망에 사용되는 광 선로 구간의 공용화 방안을 위한 기술{Method and Apparatus that enables to provide E-PON service in previously installed HFC Network}

[도 1]은 HFC 망에 의한 Ethernet 서비스 구성도

[도 2]는 FTTP 망인 E-PON에 의한 Ethernet 서비스 구성도

[도 3]은 HFC 망과 E-PON 망에 의한 Ethernet 서비스 구성도

[도 4]는 HFC 망과 E-PON 망에 의한 Ethernet 서비스 구성도로서 국사 측 장비인 OLT와 RN을 1core의 광 선로로 연결하여 서비스 하기 위한 구성도

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

101 : CMTS(Cable Modem Transmission System)

201, 301, 401 : CMTS & E-PON 용 OLT

107, 206, 309, 409 : 광 선로

202, 302, 402 : RN(Remote Node) splitter

102, 304, 404 : CMTS 용 ONU

203, 303, 403 : PON용 ONU

103, 305, 405 : TBA (Trunk Bridge Amplifier)

104, 306, 406 : 동축 케이블용 분백기

205, 308, 408 : UTP cable

105, 307, 407 : 케이블 모뎀

310 : 동축 케이블

311, 410 : 광 분배 결합기

※ 도면의 주요 부분에 대한 설명

도 3 에서 국사 측에 위치하는 장비로는 HFC 망에 사용되는 CMTS(301)와 E-PON 망에 사용되는 OLT(301), 광 분배 결합기(311)로 구성되며, 두 개의 광 선로(309)를 통해 RN(302)으로 전달된다. 국사로부터 전송된 광 신호는 RN(302)에서 HFC망 광 신호와 E-PON용 광 신호로 나누어 지고, 1310nm 파장은 CMTS용 ONU(304)로 전송되어 케이블신호로 변환 되어 각 가입자에 위치한 케이블 모뎀(307)으로 전송되어 인터넷을 서비스 한다. 그 외 E-PON 용 파장은 RN(302)에 포함된 광 분배기(splitter)에 의해 분기 되어 ONU(303)로 전송되어 Ethernet 신호로 변환되어 UTP 케이블(308)을 통해 가입자에게 인터넷을 서비스 한다.

HFC(Hybrid-Fiber Coaxial : 광동축혼합망)망은 광케이블(Optical Fiber)과 동축케이블(Coaxial cable)로 구성된 망으로서 방송국과 광단국(ONU)까지는 광케이블을 이용하고 광단국에서 가입자까지는 동축케이블을 이용하여 많은 양의 데이터(인터넷, 케이블TV, 방범, 방재, 원격검침, 자동제어)를 전송할 수 있는 광대역 전송망이다.

또한, HFC망은 방송국에서 가입자 중심에 위치한 ONU까지의 광케이블 구간은 Star형으로 구성되고 ONU에서 가입자 댁내까지의 동축케이블 구간은 Tree & Branch형으로 구성된다. 광케이블 구간은 광송ㆍ수신장치, 광케이블을 이용하여 상ㆍ하향 광전송선로를 별도로 구성하고 동축케이블 구간은 동축증폭기(TBA), 수동소자(Splitter, Tap-off 등), 동축케이블을 이용하여 동일 동축케이블에 주파수대를 분리하여 상ㆍ하향 전송로를 구성한다.

[도면 1]은 HFC 망을 이용한 데이터 전송 구조를 나타내고 있다. CO(Central Office) 내에 위치한 CMTS(Cable Modem Transmission System)로부터 출력된 데이터는 광신호의 형태로 광 케이블을 통해 ONU(Optical Network Unit)까지 전달된다. ONU에서 각 가입자 내에 위치한 모뎀까지는 동축 케이블(coaxial cable)로 연결된다. HFC구조는 주로 CATV서비스를 주목적으로 하는 망구조에 데이터 서비스를 부가적으로 병행하므로 접속 가입자의 수에 따라 전송속도가 정해진다.

[도면 2]는 이더넷 수동형 광가입자망(E-PON)을 나타낸 것으로 OLT(Optical Line Terminal)부, RN(Remote Node-splitter)부, ONU(Optical Node Unit)부, 그리고 각 가입자부로 구성되어 있다. OLT와 RN은 광 선로에 의해 연결되고 RN과 각 ONU 역시 광 선로에 의해 연결된다. 또한 각 ONU는 각각의 가입자와 UTP 케이블로 연결된다.

주택 밀집 지역이나 빌라 지역에 초고속인터넷 서비스를 제공할 수 있는 시스템으로 서비스 지역까지 광선로를 통해 전송한 뒤 ONU를 이용하여 Ethernet 신호로 변환하여 사용자에게 UTP cable로 서비스 하게 된다. HFC 망은 댁내로 동축 케이블이 인입되어 cable 모뎀으로 신호를 변환하여 Ethernet을 서비스 하는 반면, 이더넷 수동형 광가입자망(E-PON) 시스템은 댁내로 UTP cable이 인입되어 별도의 모뎀 없이 Ethernet을 사용할 수 있다.

수동형 광 가입자 망에 사용되는 광 전송 기술은 E-PON, CWDM-PON, DWDM-PON 등의 기술이 사용된다. DWDM 기술은 C-band, L-band 의 파장을 사용하기 때문에 파장 간격이 매우 좁다. 좁은 파장 간격을 유지하기 위해 사용되는 LD는 중심파장이 온도에 의해 변화하는 것을 방지하기 위해 온도 조절이 가능해야 한다. 또는 white source를 사용하여 전송파장을 만들어 주어 다시 전송하는 방법을 사용한다.

반면 CWDM 기술은 1270nm ~ 1610nm까지 넓은 영역을 사용하며 중심파장 간격은 20nm로 넓게 사용한다. 파장 간격이 넓으므로 온도 변화에 의해 중심파장이 변화는 것을 20nm 내에서 허용할 수 있어 LD의 온도 조절 부분이 사용되지 않는 장점을 갖는다.

E-PON의 경우 하나의 파장을 광 분배기를 이용하여 여러 갈래로 나누어 사용하는 방식을 사용한다. 따라서 각 ONU나 ONT에 해당하는 장비들은 시분할을 이용하여 메인 서버와 통신을 하게 된다. RN 부는 광 분배기(Splitter)로 구성되어 16분기 또는 32분기 등 전송되는 광 신호의 세기와 전송 거리에 따라 다수의 ONU를 설치 할 수 있기 때문에 많은 가입자를 수용 할 수 있다. 또한 다른 수동형 광가입자 시스템보다 장비 단가가 낮기 때문에 선호되는 기술로 인정 받고 있다.

기존 HFC 망에 사용되는 파장은 1310nm를 사용하고, 이더넷 수동형 광가입자망(E-PON)에 사용되는 파장은 기존에 하향 1480nm, 상향 1310nm, CATV와 함께 하기 위해 1550nm를 사용한다. 이 경우 HFC 망과 E-PON의 상향 신호가 동일 파장을 사용하게 되어 각 시스템에 영향을 주게 된다.

따라서 기존 E-PON에 사용되는 상향 1310nm 파장을 1510nm 와 같이 다른 파장을 사용하면 두 가지 기술을 함께 사용할 수 있다. 이렇게 하면 종래 사용되던 두 전송 기술을 통합하여 기존 HFC 망에 E-PON 전송 방법을 추가하여 기존 서비스를 확장하여 사용할 수 있다. 기존 HFC 망을 통한 Ethernet 서비스를 유지하면서 100Mbps / 1Gbps에 해당하는 대용량의 Ethernet 서비스를 동시에 사용하게 된다.

이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하 기로 한다.

[도 3]은 기존 동축 케이블로 Ethernet 서비스를 제공하던 광 선로 망 즉 HFC 선로 망에 이더넷 수동형 광가입자망(E-PON) 전송 기술을 통합하여 HFC 망을 이용한 Ethernet 서비스와 E-PON을 이용한 Ethernet 서비스를 기존 광 선로를 사용하는 구조를 나타낸 것이다.

HFC 망에 사용 되는 광원의 중심 파장은 1310nm로 기존 E-PON에 사용되는 전송 광원 중에 포함된다. 따라서 E-PON의 전송 파장 중 1310nm에 해당하는 파장을 1510nm와 같은 시스템에 영향을 주지 않는 파장을 선택하여 사용하면 HFC 망과 함께 전송하여 서비스 할 수 있다.

국사 측 장비로 HFC망에 사용되는 CMTS와 E-PON 전송에 사용되는 OLT가 위치하게 된다. OLT부에 CMTS의 광 신호와 결합하여 함께 전송 할 수 있도록 필터를 추가 하고, ONU로부터 오는 신호를 분리 할 수 있도록 필터를 추가하여 모듈로 구성하여 OLT 부에 추가한다. 이렇게 결합된 광 신호는 RN으로 전달된다. RN부 역시 두 시스템의 광신호를 분리하고 결합할 수 있도록 구성한다. RN으로 전달된 신호는 HFC망 신호와 E-PON 신호로 구분되어 각 시스템의 ONU로 전달된다. 또한 각 ONU에서 만들어진 광 신호는 역 과정을 통해 상향 광 선로를 통해 국사 측 장비인 CMTS와 OLT로 전송된다.

서비스 제공자의 입장에서는 E-PON을 별도로 시설해야 하는 광 선로 공사 비용과 자재비용을 줄일 수 있게 되고, 동시에 HFC 망에 의한 전송용량의 한계를 E-PON으로 극복할 수 있게 되므로 대용량의 서비스 즉 예를 들어 IPTV, 영상통화를 비롯한 영상 서비스 등을 제공할 수 있게 된다. 또한 HFC 망에 의해 서비스 되는 인근 지역을 확장하여 더 넓은 지역에 서비스를 할 수 있게 되므로 시설 비용을 줄일 수 있을 것이다.

서비스 사용자는 100Mbps 전송 속도를 갖는 초고속인터넷 서비스를 제공받을 수 있게 된다. 따라서 영상 서비스 및 기타 대용량의 데이터를 빠른 시간 내에 주고 받을 수 있게 되므로 사용자가 원하는 서비스를 제공할 수 있게 된다.

Claims

HFC 망과 E-PON을 이용하여 가입자에게 Ethernet 서비스를 하기 위하여 두 시스템의 광 전송 구간을 공용으로 사용하기 위한 기술로서 특히 기존에 구축되어 서비스 되고 있는 HFC 망의 광 전송 구간에 E-PON을 도입하기 위해 광 분배 결합기를 E-PON에 추가하여 HFC 망의 1310nm 파장과 E-PON의 파장들을 전송할 수 있도록 구현하여 함께 전송 하는 기술.
기존 HFC 망은 도 1 에서 알 수 있듯이 송신용 광 선로와 수신용 광 선로로 구분되어 서비스를 한다. 여기에 광 circulator와 광 Isolator등 수동형 광 소자를 사용하여 두 개의 광 선로를 하나의 광 선로를 사용하여 전송할 수 있다. E-PON 시스템을 HFC 망과 공용으로 사용하여 광 전송 하는 방법에 있어 송신과 수신을 광 수동소자를 사용하여 하나의 광 선로로 전송하는 기술
청구 1항에 있어 HFC 망과 FTTH/FTTP(FTTx) 망의 공용화 방법에 있어 HFC 서비스를 위해 상하향 1310nm 대역 파장을 사용하고, FTTx 서비스를 위해 1480nm 대역 또는 1550nm 대역 또는 두 파장 대역을 동시에 상하향 신호로 사용하는 방법과 이를 구현하기 위하여 FTTx 시스템의 광분배기에 파장 분할용 광 수동 필터 또는 광 분배기를 사용하는 구조