본고에서는 앞으로 전개될 광대역 가입자망의 광통신 응용 가능성에 대해 살펴보고, 광대역 서비스의 종류와 각각의 전송량에 대해 살펴본후, 현재 연구개발중인 국내 광 CATV 시스팀의 개발 전략과 가입자망 궁극적 목표인 B-ISDN UNI의 구조 및 표준화 동향, B-ISDN의 가입자망 구조, 가입자 가내망 구조와 가입자망 동기 방식에 대해 기술하였고, 국내 현황 및 장기 발전계획을 토대로 한 가입자망 진화전략에 대해 알아 보았다.
가입자망에서 통신 이용량이 매우 빠른 속도로 증가되고 있다. 수동적인 광 네트워크로 구현되는 가입자망은 광대역, 장거리 전송, 투명성의 특성을 갖는 네트워크로 설계할 수 있다. 특히 WDM과 WGR의 기술은 WDM-PON의 새로운 가입자망 구성을 가능하게 한다. 본 논문은 광 가입자망의 구성요소들을 결정하는 알고리즘을 제안하고 여러 구조들에 대한 비용을 분석하는 한편 생존성을 갖는 광 가입자망 구성 방안을 연구함으로써 경제적이고 신뢰성 있는 국내 광가입자망 구축 방향을 제시하고자 한다. 분석 결과에 의하면 여러 광가입자 구성 중에서 다중 성형 구조가 가장 경제적인 구조로 분석되었다.
수동적인 광 네트워크로 구현되는 가입자망은 광대역, 장거리 전송, 투명성의 특성을 갖는 네트워크로 설계할 수 있다. 특히 WDM과 WGR의 기술은 WDM-PON의 새로운 가입자망 구성을 가능하게 한다. 본 논문은 생존성을 갖는 광 가입자망의 구성요소들을 결정하는 알고리즘을 제안하고 여러 구조들에 대한 비용을 분석하여 경제적이고 생존성이 있는 광 가입자망 구축 방향을 제시한다. 결과에 의하면 여러 광 가입자 구성 중에서 다중 성형 구조가 가장 경제적인 구조로 분석되었고, 제안한 알고리즘에 의해 설계된 구조에서 첫째 노드 장애와 모든 단일 링크 장애에 대한 생존성이 있음을 확인할 수 있었다.
PN 부호와 광 스위치를 사용하여 시간영역에서 확산하는 CDMA 방식에 의한 광 가입자 액세스 망을 제안한다. 무선통신에 널리 사용되는 PN 계열 부호를 사용하여 양극성(bipolar) 데이터를 수신측에서 상관할 수 있는 구조를 제안한다. 광 스위치의 ON/OFF를 통하여 PN 부호를 소프트웨어적으로 구성할 수 있어 광 가입자에 배분할 수 있는 부호계열의 수가 증가 증가하고, 부호 배분에 있어서 유연성을 갖고 있다. 그리고 이론적으로 제안한 광 가입자 액세스 망의 성능을 해석하고 종래의 광섬유 형 정합필터를 이용한 광 CDMA 방식을 적용한 광 가입자 액세스 망에 비하여 성능이 향상됨을 수치 계산을 통하여 명확히 한다.
본 논문에서는 광 가입자망 구성의 여러 형태에 대하여 알아보고, 경제성을 비교분석하여, 어떤 방식의 망 구축이 미래의 광가입자 망으로 가장 경제적인지를 고찰 하였다. 비교분석은 현재 우리나라에서 사용 중인 VDSL2, Ethernet-LAN 그리고 FTTH-R 방식의 세 가지 형태 광 가입자망을 대상으로 하였으며, 각 각의 구성 방식별 회선당 초기투자 비용과 운용 비용 중에서 회선당 고장율 및 소비 전력을 비교분석 하였다. 분석 결과 FTTH-R망이 가장 경제적이었으나 기존에 포설된 동선 가입자망을 고려할 경우 댁내까지 완전한 광케이블 포설로 변환하는 과정의 중간 단계로 동선인 UTP 선로와 혼합하여 사용하는 방식의 중간 단계를 거치는 점진적인 전환이 효율적일 것으로 판단된다.
본 고는 통신망 발전 전략, 광 통신의 세계적인 추세, KTA 가입자망에서의 fiber hubbing망, 새로운 디지털 서어비스를 위한 가입자망 전략-DLC(Digital Loop Carrier), CSA(Carrier Serving Area)의 개념과 광전송기술을 이용하여 기존 가입자망에 중첩하는 overlay 방식 및 그것의 ISDN적용을 논의한다
모바일, 클라우드, 빅데이터 등 최근 IT 산업의 패러다임의 변화로 인해 매년 25% 이상 증가하는 트래픽 추세에 따라 광 가입자망의 전송 기술도 빠르게 진화하고 있다. 가입자 망의 영역 확장을 위해 분기 수, 전송 거리 확대를 위한 기술개발 및 표준화 노력 또한 끊임없이 이어지고 있다. 링크당 40Gbps 이상의 전송 속도를 요구하는 차세대 광 가입자망 기술 중의 하나인 OFDM 기반 PON은 멀티캐리어 방식으로 대용량, 장거리 전송이 가능하며, 서브캐리어 별로 서비스를 분리할 수 있고, 유연한 서브캐리어 관리를 통해 동적 대역 할당이 가능하므로 향후 유무선 융합 가입자 망에 적합한 기술로써, 기존 광 분배망의 구조 및 시설 교체없이 WDM(Wavelength Division Multiplexing)-PON(Passive Optical Network), T(Time)DM-PON 기술과 융합하여, 전송 용량을 확장할 수 있는 큰 장점을 가지고 있다. 본고에서는 OFDMA-PON 기술을 소개하고, EU, 미국 등 선진 연구 기관의 연구동향을 소개하고 향후 전망에 대해 논하고자 한다.
인터넷, HDTV, VoD 등 통신 및 방송 수요의 증가에 따라 가입자망까지 광섬유를 포설하는 이른바 FTTH의 구현이 현실화되고 있다. 광가입자망 기술은 전달망과 가입자간을 연결하기 위한 전송(선로종단, 망종단) 장치와 전송매체 등의 설비로 구성되며, 고속 액세스 전송은 일반적으로 가입자에게 수 Mb/s 사용대역을 제공하는 기술을 말하는 것이다. 특히 가입자망에서 수백 Mb/s 이상의 가입자 사용 대역을 제공할 수 있는 것은 광통신 기술만이 가능하다. 세계적으로 광가입자망의 구축은 이미 2002년부터 시작되어 미국의 경우 SBC, Verizon을 중심으로 FTTx 서비스를 시작하여 2005년5월 현재 37개 주의 217곳에서 서비스가 진행중이며 일본의 경우 e-Japan Project로2007년까지 FTTH 천만 가입자를 목표로 2004년 말에 이미 200만 가입자를 돌파하는 등 광가입자망 분야에서는 세계적으로 가장 앞서가고 있는 실정이다. 한국의 경우전세계적으로 초고속 인터넷 보급률 1위로 기존의 VDSL에 의한 초고속 전송망이 이미 미국, 유럽 등의 광가입자망 대역폭과 근접한 속도를 보이고 있어 FTTH 구축은 오히려 늦어지고 있는 실정이다. 그러나 향후 방송/통신 융합 등 급격히 늘어날 대역폭요구를 수용하기 위해서는 광가입자(FTTH) 기술로의 전개가 필수적이고 이를 수용할수 있는 광가입자망 기술에 대해 살펴 본다.
다양한 데이터 속도와 버스트 타입과 같은 다양한 형태의 신호가 혼재하는 멀티미디어 서비스를 전송하기 위한 초고속 광 가입자망을 구축하기 위하여 수정한 PN 코드를 사용한 주파수영역에서 확산하는 광 CDMA 시스템을 제안한다. 광 멀티미디어 가입자망에서 동시 가입자의 수를 늘리고, 간섭잡음을 경감시키기 위하여 수정한 PN 코드를 사용한 FBG형 광 CDMA에 대하여 광원의 SPD(spectral power distortion)에 의한 특성변화를 수치적으로 분석한다. 다양한 데이터의 속도의 신호가 혼재한 멀티미디어 시스템에서 데이터의 속도에 관계없이 동시 가입자의 수가 같을 경우 BER 특성이 동일하다는 것을 알 수 있다. 그리고 제안한 광주파수영역 CDMA를 이용한 초고속 멀티미디어 네트워크에서의 BER 특성이 종래방식보다 훨씬 향상되는 것을 알 수 있다.
WDM-PON은 가입자망의 트래픽 병목 현상을 해결하고, 다양한 서비스 품질을 제공하면서 고속화된 데이터 전송을 위해 가입자 당 독립 파장을 할당함으로써 가입자의 요구 대역에 제한을 받지 않으며, 보안성이 보장되는 차세대 WDM 기반 수동형 광가입자망이다. 특히 고성능, 저가인 광소자를 포함한 광모듈의 조기개발이 FTTH 네트워크 초기 시장 및 서비스를 선점하는 척도가 될 것으로 예상된다. 본 논문은 WDM 기반 수동형 광가입자망 동작 방식, 광다중화기 및 역다중화기, 그리고 WDM -PON과 WDM 다중화 기술인WDM/TDM, WDM/SCM, WDM/CDM을 포함한 다양한 광 수동 가입자망 구성 기술을 소개한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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