통신/방송 융합형 FTTH 시스템 2003. 9. 오 윤 제 수석 삼성전자 통신연구소

발표 순서 미래 홈 환경 통신/방송 융합망: VDSL vs. HFC vs. FTTH FTTH 망 비교 (AON, Ethernet PON, WDM PON) 방송/통신 융합형 FTTH Solution - AON (Active Optical Network) - PON (Passive Optical Network)

미래 홈 환경(I) Imminent Household Traffic(Mbps) Network based Service 출현 가입자 망 고속화 신규 서비스 증가 디지털방송, 3D게임, 원격교육.. 정부의 강력한 의지 초고속 광 가입자 망 개발계획(BCN) 2007년, 100Mbps급 500만 가구 사업자 신규 수익 창출원 발굴 필요 Network based Service 출현 대역폭(bps) 2010년, FTTH, 100Mbps Imminent Household Traffic(Mbps) 100M 10M 1M 100K 10K HDTV Video(1ch.) 20.000 Mbps SDTV Video(1ch.) 5.000 Mbps Web Surfing 5.000 Mbps Games 2.000 Mbps Phone + 0.064 Mbps 20M 10M 2M 2002년, ADSL 33.6 Kbps Total 32.064 Mbps 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 자료 : IEEE802.3 EFM, 2001.1 by World Wide Packets

FTTH 미래 홈 환경(II) 통신과 방송의 융합망 필요 방송 음성 데이터 One Infra - Multi Service 기존에는 방송용 인프라와 통신용 인프라가 각각 존재 통신과 방송의 융합망 필요 지상파 CableTV 방송위성 방송 전화선 CDMA GSM 음성 FTTH ISDN ADSL/VDSL 무선랜 가입자망 고속화 (VDSL → FTTH) 통신/방송 경계 영역 서비스의 등장 양방향 디지털방송, DAB, VOD, 인터넷 방송.. 통신, 방송 관련법제도 정비 데이터 DAB : Digital Audio Broadcast

현재 통신/방송 융합망 비교: VDSL vs. HFC 장점 높은 통신 속도 : ~ 50 Mb/s 속도 대비 저가 (가입자 당 40만원 수준) Real VoD 제공 용이 (넓은 통신 대역폭) 旣 구축 Infra 일부 이용 - FTTC (Fiber To The Curb) 망 통신, 방송 융합 서비스 용이 VSDL 대비 낮은 가격 (가입자 당 30만원 수준) 850 MHz 케이블 구축 진행 중 (홈 패스 비율 : 지역 SO 활용 시 97%) 단점 방송 서비스 수용 어려움 - 별도의 케이블 방송 이용 HDTV와 같은 QoS 보장형 고화질 영상 서비스 어려움 전송 거리 한계 - 300 m : < 52 Mb/s - 900 m : < 26 Mb/s - 1350 m : < 13 Mb/s 서비스 지역의 제한 - 전송 거리에 제약에 의해 주거 밀집 지역으로 제한 가능 낮은 통신 속도 : < 30 Mb/s (DOCSIS 2.0) - 통신 속도 증가를 위해서는 셀 분할 요구  가입자 당 가격 상승 Real VoD 제공 어려움 고가의 통신, 방송 장비 요구 - Headend, CMTS 장비의 해외 의존도 매우 큼  국내 장비 시장 위축 가능 케이블 STB에서 모든 방송 수신: CAS 시스템에 의한 가입자 인증필요 (가입자당 가격상승요인 & 해외의존 증대)

Real Next Generation Network Real Next Generation Network 차세대 통신/방송 융합망 ? Real Next Generation Network 100 Mb/s 이상의 초고속, 대용량 통신 데이터 & HD급 디지털, 실시간 방송/영상 채널을 디지털 TV, PC에 관계없이 가입자에게 제공할 수 있는 통신, 방송 통합 네트워크 VDSL & HFC 망은 진정한 차세대 통신/방송 융합망이 아닌 Intermediate Generation convergence Network !!! Real Next Generation Network 통신/방송 융합 FTTH

How FTTH ? 1. FTTH 구조 최적화 (저가형 통신/방송 융합 솔류션 필요) Fiber To The Home 망 구조의 최적화 필요(가입자 주거형태별) PON (Passive Optical Network) - ATM/Ethernet PON - WDM PON AON (Active Optical Network) - Ethernet 기반 AON (사당동 來美安, 일본의 Usen FTTH) - 통신/방송 융합 AON 2. FTTH Killer Application 개발 수백 채널 이상의 SD, HD급 디지털 방송 HD급 real VoD 서비스 EoD, 고화질 T-Commerce Etc…

Passive Splitter - Combiner FTTH 구축 가능 구조 백본망 Central Office Remote Node 가입자 PSTN SONET/SDH 광케이블 아파트 MDF AON IP/WDM Active Equipment Passive Splitter - Combiner Ethernet, ATM PON ATM Passive MUX - DMUX 1 WDM PON 2 1· · · N N OLT Feeder Loop Distribution Loop

AON (Active Optical Network)

AON Type I -Ethernet 기반 AON 사당동 래미안 FTTH 시범서비스개요 총 세대수 : 896 세대 (25, 34, 46, 63 평형) MDF  동 단자 : 84 core 광 케이블 동 단자  세대 단자 : 2 core 광 케이블 초고속 인터넷 및 VoD 서비스만 가능 (HDTV 수용불가) 18 동 동 분배함 관리 사무소 (MDF) · Patch panel VoD Server IP 망 1 동 · 동 분배함 Ethernet backbone Switch stack 84 core 광 케이블

(100Mb/s Ethernet + HD/SD TV 4채널) AON Type II - 통신/방송 융합형 AON 아날로그 TV HDTV Cable 방송 Digital 방송 Optical Gateway 유무선 Home Network PC 초고속 Internet VOD Audio 인터넷 가전 Web Pad OLT Home ONU 방송 채널 변경 protocol 내장(Tuner) Apt. 단지 … 동단자 광 케이블 (100Mb/s Ethernet + HD/SD TV 4채널) 통신연구소 광통신 Lab.

AON Type II - 통신/방송 융합형 AON - 現 디지털 방송망 : STB가 모든 방송채널을 수신, CAS를 사용하여 가입자의 인증, 인가, 과금 기능을 함 - 통신/방송 융합형 AON : STB가 선택된 방송채널만 수신, AAA 서버를 사용하여 중앙 집중 방식으로 처리 케이블 TV 망 (CAS 방식) SBOF TM (Switched Broadcasting Over Fiber) : CAS FREE 방식 Headend Headend CAS AAA 서버 OLT 케미블 Tv망 BUS 방식 ONU Optical G/W STB CAS 모듈 CAS 모듈 CAS 모듈 - AAA 서버 채택으로 CAS 방식에서 지불하던 로열티 비용 지불 불필요 * CAS : Conditional Access System (수신제한 시스템] * AAA Server: Authentication(인증), Authorization(인가), Accounting(과금)을 처리하는 서버 통신연구소 광통신 Lab.

Ethernet PON & WDM PON

Ethernet PON 기반의 FTTH시스템 CATV(SO) Triple Play service - Triple Play: Voice, data, RF/IP Video 통신/방송 융합 solution Issues: 1) RF Video (Video Overlay) 저가화 2) QoS Guaranteed IP Video solution 개발 (MAC layer) RF Video Voice(VoIP) EPON OLT O N T Internet /Voice Set-top PPV/VOD . Internet IP Video Optical Splitter (1xN) Set-top CATV CO Home

WDM PON 개요 (I) lN+1 l2N Central office Remote node Tx 1 Tx N l1 lN Rx 1 Rx N lN+1 l2N MUX/ DEMUX /MUX Subscriber 1 Subscriber N .  각 가입자에게 고유의 파장을 할당하므로 통신의 비밀보장이 확실함 고유의 파장을 이용한 점대점 통신이므로 통신 시스템이 단순화됨 다양한 통신 프로토콜을 수용할 수 있는 프로토콜의 투명성이 보장됨 각 가입자가 요구하는 별도의 통신 서비스와 통신 용량의 확대를 용이하게 수용할 수 있음 저가의 통신/방송 융합 솔류션 개발 필요 실제 구현을 위해서는 경제적인 WDM 광원 및 구조의 개발이 필수적임

WDM PON 개요 (II) COMPARISON OF WDM SOURCES Light Source DFB Tunable LD Spectrum-Slicing Source Multi-Frequency Laser Reflective SOA Injection-Locked FP LD Configuration Laser itself ASE + AWG OA + AWG ASE+AWG+SOA ASE + WGR + FP Modulation DM, >Gb/s EM, ~Gb/s DM, ~Gb/s Tuning ~ nm > nm Not required TEC & Isolator Required NA Cost/ch Medium Very high High Status commercial development Development/ In development Company /Institute KAIST Lucent Corning/ Samsung Novera

FTTH 구조 별 비교 구분 AON E-PON WDM PON 가입자당 제공대역폭 제한없음 *PTP 구조 제한적임 *PTMP 구조 *물리적 PTP 구조 광 인터페이스 많음 (2N+2) 저가의 광 송,수신기 사용 가능 적음 (N+1) 버스트 모드 광 송수신기 사용 고가의 광,송수신기 사용 외부 환경 관리/ 전력 공급 지역 아파트 관리 사무소 (MDF) (전원 공급 지역필요) 없음 Security/Privacy 보장 쉬움 암호화 기술 필요 방송서비스 수용 Ethernet 기반 AON : 별도의 방 송 overlay 요구 통신/방송 융합형 AON : In-band로 방송 수용 별도의 방송 overlay (방송 overlay 저가화 개발) 통신/방송 융합형 WDM PON : In-band로 방송수용 기술 이슈 저가형 광 송수신 모듈 개발 버스트모드 광 송수신기 MAC 알고리즘 및 칩셋 저가형 WDM 광원 및 Mux 개발 적용 가능 지역 별도의 통신실이 포함된 대규모 집단 주거형 /사무형 건물에 거주하는 가입자들에게 적합 중/장거리에 위치하며 단독 또는 소규모 집단 주거형/사무형 건물에 거주하는 가입자들에게 적합 단/중/장거리에 위치하며 대용량 서비스를 요구하는 단독/소규모/대규모 건물의 가입자들에게 적합

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