이더넷 수동 광 네트워크에서 라만 누화를 경감하는 방법및 시스템 document_id A220623068197

인터넷 전송량(traffic) 증가와 보조를 맞추기 위하여, 네트워크 오퍼레이터가 널리 배치된 광 섬유와, 관련 광 전송 장치를 포함하며, 실질적으로 기반(backbone) 네트워크의 용량을 증가시킨다. 그러나 접속 네트워크 용량에서 대응하는 증가량이 기반 네트워크 용량의 증가량과 일치되지 않았다. 디지털 가입자 라인(DSL:Digital Subscriber Line)과 케이블 모뎀(CM: Cable Modem)과 같은 광대역 솔루션으로도, 현재의 접속 네트워크에 의해 제공되는 제한된 대역폭에 의해 고 대역폭으로 최종 사용자에게 전달하는데 심각한 병목현상이 발생한다. 서로 다른 경쟁적인 기술들 사이에서, 이더넷 수동 광 네트워크(EPON:Ethernet passive optical network)가 차 세대 접속 네트워크에 대한 최적의 후보 중 하나이다. EPON이 저렴한 수동 광학 기술을 포함하는 유비쿼터스 이더넷 기술과 결합하여, 비용 효율적인 이더넷 기술의 단순함과 측정가능성 및 수동 광학의 고성능을 제공한다. 광섬유의 높은 대역폭으로 인해, EPON이 광대역 음성, 데이터, 비디오 전송량(traffic)을 동시에 공급할 수 있다. 이러한 집적 서비스가 DSL이나 CM 기술에 의해 제공되는 것이 어렵다. 나아가, EPON이 인터넷 프로토콜(IP:Internet protocol) 전송량에 더 적합하다. 왜냐하면, 이더넷 프레임이 서로 다른 크기로 본래의 IP 패킷을 직접 캡슐화할 수 있기 때문이다. 여기서, ATM 수동 광 네트워크(APON)가 고정된 크기의 ATM 셀을 사용하며, 이어서 패킷 분열 및 재집합을 필요로 한다. 전형적으로, EPON이 네트워크의 "제 1 마일"에 사용될 수 있으며, 이는 서비스 제공자의 중앙국 및 비즈니스 또는 거주지역 가입자 사이의 연결성(connectivity)을 제공한다. "제 1 마일"이 일반적으로 논리적 포인트 투 멀티 포인트 네트워크이며, 이 경우에 중앙국는 여러 가입자를 관리한다. 예를 들어, EPON이 트리 토폴러지(tree topology)를 채용할 수 있으며, 하나의 트렁크 광섬유는 중앙국을 수동 광 스플리터/결합기에 연결한다. 많은 브랜치 광섬유에도, 수동 광 스플리터/결합기가 다운스트림 광학 신호를 가입자에게 분할하여 전달하고, 가입자로부터의 업스트림 광학 신호를 합한다(도 1 참조). EPON 내의 전송이 광학 라인 터미널(OLT:optical line terminal)과 광학 네트워크 유닛(ONU:optical network unit) 사이에서 수행된다(도 2 참조). OLT가 일반적으로 중앙국에 배치되며, 광학 접속 네트워크를 메트로 기반 네트워크(backbone)에 접속하고, 이는 예를 들면 인터넷 서비스 제공자(ISP:internet service provider)나 지역 교환 사업자(local exchange carrier)에 속하는 외부 네트워크 일 수 있다. ONU가 커브(curb)나 최종 사용자 위치에 존재할 수 있으며, 광대역 음성, 데이터, 비디오 서비스를 제공할 수 있다. ONU가 원-바이-N(1*N) 수동 광 커플러에 연결되며, N이 ONU의 수이고, 수동 광 커플러가 광학 링크를 거쳐 OLT에 연결된다. ONU의 수를 늘리기 위해 많은 수의 직렬 광학 스플리터/커플러를 이용할 수 있다. 이러한 구조가 광섬유의 개수와 하드웨어 양을 획기적으로 줄일 수 있다. EPON 내의 통신이 다운스트림(downstream) 전송량과 업스트림(upstream) 전송량을 포함한다. 다음의 표현에서, "다운스트림"이 OLT로부터 하나 이상의 ONU로의 방향성을 나타내며, "업스트림"이 ONU로부터 OLT로의 방향성을 나타낸다. 다운스트림 방향에서, 1*N 수동 광 커플러의 동보 통신(broadcast) 성질 때문에, 데이터 패킷이 OLT에 의해 모든 ONU로 전송되고, 최종 ONU에 의해 선택적으로 추출된다. 나아가, 각각의 ONU가 하나 이상의 논리 링크 식별자(LLID:logical link identifier)에 할당되고, OLT에 의해 전송된 데이터 패킷이 최종 ONU의 OOID를 식별한다. 업스트림 방향에서, ONU가 채널 용량 및 자원을 공유할 필요가 있다. 왜냐하면, 수동 광 커플러를 OLT에 연결하는 링크가 하나만 존재하기 때문이다. 표준-부합(compliant) EPON이 동일한 광섬유에 대해 두 개의 파장길이 채널을 사용할 수 있다. 즉, 업스트림 데이터 전송량에 대해 1310n를, 다운스트림 데이터 전송량에 대해 1490nm를 사용한다. 표준에서는 표준에 포함되지 않는 다른 애플리케이션을 위해, 의도적으로 추가 채널을 1550nm에 남겨둔다. 이러한 전형적인 애플리케이션 하나가 1550nm에서 전송되는 다운스트림 아날로그 방송 텔레이변(CATV)이다. 동일한 광섬유를 통해 서로 다른 파장길이 채널에서 다중 신호 스트림이 전송되는 경우에, 스티뮬레이티드 라만 스캐터링(SRS:Stimulated Reman Scattering)으로부터 생성된 라만 누화(crosstalk) 발생할 수 있으며 짧은 파장 채널에서 더 긴 파장 채널로 전력이 전송되게 할 수 있다. 라만 누화가 신호-대-잡음 비(SNR:signal-to-nosie ratio)를 감소시키고, 신호 왜곡이 더 긴 파장 채널에 삽입되게 한다. 현저한 비용 발생 없이, EPON 내의 라만 누화를 줄이는 접근법이 현재 거의 존재하지 않는다. 따라서, EPON 내의 라만 누화의 비용 효율적인 감소를 위한 방법 및 시스템에 대한 필요성이 증가한다.