명세서 발명의명칭 HFC 망의왜곡및잡음상쇄시스템 {Distortion and Noise Cancellation System for an Hybrid Fiber- Coax network} 발명의상세한설명 기술분야 본발명은 HFC(Hybrid Fiber-Coax) 망에서발생되어누적되는신호의왜곡및잡음성분을상쇄시켜제거 하는 HFC 망의왜곡및잡음상쇄시스템에관한것이다. 보다상세하게는광케이블과동축케이블을함께사용하여소정의신호를전송하는광ㆍ동축혼합망인 HFC (Hybrid Fiber-Coax) 망에있어서, 광케이블을통해전송된광신호를 ONU(Optical Network Unit) 가 RF (Radio Frequency) 신호로변환하여동축케이블을통해전송할경우에동축케이블에캐스케이드 (cascade) 접속된복수의동축간선증폭기에의해발생되어누적되는왜곡및잡음성분을동축분배허브에서상쇄시킴 으로, 방송및통신망의신호전송특성을향상시키는 HFC 망의왜곡및잡음상쇄시스템에관한것이다. 배경기술 HFC 망은광케이블과동축케이블을효율적으로결합한통신망으로서다채널케이블텔레비전방송신호의 전송과분배에많이사용되고있다. 케이블텔레비전방송신호를송출하는방송국에서는다채널케이블텔레비전방송신호를함께모아헤드엔드 (headend) 에서광케이블을사용하여분배센터로전송하고, 분배센터에 서는수신된광신호를여러가닥의광케이블로분할해서복수의 ONU(Optical Network Unit) 로전송한다. 상기헤드엔드로부터복수의 ONU 까지는수km 수십km정도의비교적긴거리로서광대역의다채널케이블 텔레비전방송신호를광케이블을통해광신호로전송함으로써신호의감쇄와왜곡이매우작다. 그리고상기 ONU 에서는상기광신호를 RF(Radio Frequency) 신호로변환하고, 변환한 RF 신호는동축케 이블과여러단의동축간선증폭기들을통해동축분배허브로전송된후동축분배허브에서다시동축케이블과증폭기들을통해가입자단말기까지전송된다. 상기 ONU 에서동축분배허브사이의거리는수백 m 수km정도로서비교적짧은거리이지만동축케이블을통해 RF 신호를전송하므로신호의감쇄가매우커, 일정한간격마다동축간선증폭기를여러단캐스케이드 로접속하여사용되는바, 복수의동축간선증폭기들에의해왜곡과잡음이많이발생하여누적된다. 이러한 HFC 망은방송과통신의결합추세에따라텔레비전방송신호의전송에만국한되지않고인터넷접 속, VoIP(Voice Over Internet Protocol), VOD(Video On Demand) 및원격검침등을비롯한각종부가서비스까지제공할수있는등그역할이계속증대되고있다. 특히최근에방송의디지털화, 통신과방송의융합화및다채널, 다매체화등의기술추세에따라상기 HFC 망은요구되는전송채널의수와부가서비스가더욱증가하여전송대역폭이확장되고, 높은성능이요구되 며, 통신및방송의기간통신망으로서중요한인프라 (infrastructure) 로자리잡고있다. 상기한 HFC 망은비교적광대역의신호전송이가능하고, 신뢰성과경제성이높으며, 작업성이우수하여망의설치, 확장및제거가용이하다. 또, 한가닥의동축케이블을이용하여쌍방향의통신을저렴한가격으로구현할수있으며, 각종능동기기들의전력도동축케이블에 RF 신호와교류전력을중첩시켜공급할수있는 등의장점이많아서케이블텔레비전의전송및분배망으로가장널리사용되고있다.
발명의내용 해결하고자하는과제 그러나상기한 HFC 망은여러가지단점과한계성을갖고있다. 즉, 광케이블구간은장거리를저손실로전 송할수있고, 무한한대역폭과평탄한대역특성을얻을수있다. 그러나동축케이블을사용하여전송하는구간에서는비교적광대역의전송은가능하나, 광케이블구간에서의손실에비하여전송손실이주파수에따라수십배내지는수백배에이를정도로무척크고, 주파수의제곱근에비례하여손실이증가하는평탄하지못 한대역특성을갖는다. 그러므로 HFC 망은 ONU 로부터가입자단말기까지동축케이블을사용하여간선 (trunk line) 과지선 (bridger line) 으로연결한다. 그리고동축케이블의높은손실을보상하기위하여신호의감쇄가약 20 db정도가되는거리인약 200 400m 간격마다동축간선증폭기를설치하여전송하는신호를증폭하고, 대역특성을평탄하 게조절하고있다. 그리고가입자단말기는분기기 (tap-off) 를통해인입선 (drop cable) 에접속하고있다. 상기동축간선증폭기들사이의거리는사용하는동축케이블에서의전송손실과, 전송하고자하는채널수또 는전송대역폭에따라달라진다. 또한상기동축간선증폭기들을캐스케이드접속할수있는단수는왜곡및잡음성분의누적량이, 요구되는가입자의신호품질을만족시킬수있는범위로제한되어요구되는품질에따 라 5 20 단을접속할수있다. 그러므로상기 HFC 망의성능은동축간선증폭기들의캐스케이드접속으로인한잡음성분의누적과각각의 동축간선증폭기의비선형성에의한상호변조및혼변조등의왜곡성분의누적에따라좌우된다. 실제로케이블텔레비전방송시스템은주파수분할다중 (FDM: Frequency Division Multiplex) 방식에의하여 60 개이상 200 개가까운아날로그텔레비전채널과디지털텔레비전채널을전송하고있다. 그러므로 HFC 망이하향 (downstream) 으로전송하는신호에는아날로그텔레비전방송의영상반송파, 음성반송파및 색부반송파와디지털텔레비전방송의반송파, 인터넷데이터신호및각종부가서비스용신호등을비롯하여수백개의반송파들이혼합되어있다. 만일동축케이블의전송구간에사용되는동축간선증폭기의전달함수에비선형성이존재할경우에상기수백개의반송파들이비선형으로증폭되어왜곡이발생한다. 또한임의의복수의반송파들상호간에진폭변조가 생겨각반송파주파수들사이의합과차성분이발생하게된다. 그러므로케이블텔레비전방송시스템에서는각반송파들의임의의조합에따라수천개이상의합과차의주파수성분들 ( 이를 beat product 또는 beat 라고함 ) 이생성된다. 상기생성된신호들은전송하고자하는신호성분이외의주파수스펙트럼성분이므로 왜곡성분으로서텔레비전전송채널에중첩되어방해를주게된다. 상기 HFC 망의전송특성중에서가장중요한성능요소는텔레비전영상신호에가장영향을많이끼치는왜 곡성분인 2 차왜곡을말하는 CSO(Composite Second Order) 및 3 차왜곡을말하는 CTB(Composite Triple Beat) 성분이며, 잡음의양을말하는반송파대잡음비인 CNR(Carrier-to-Noise Ratio) 이다. 본발명은상술한바와같이 HFC 망의동축캐스케이드증폭단에서발생하는 CSO 및 CTB 등왜곡성분과 CNR 로표현되는잡음성분을상쇄시켜 HFC 망의전송특성을향상시키고, 가입자단말기로전달되는신호성 능을개선할수있는 HFC 망의왜곡및잡음상쇄시스템을구성하기위한것이다. 과제해결수단 본발명의 HFC 망의왜곡및잡음상쇄시스템에따르면, 광케이블을통해전송되는광신호를 ONU 가 RF 신 호로변환하고, 동축케이블을통해동축분배허브로전송하면서복수의동축간선증폭기로 RF 신호를증폭하여동축케이블에서의전송손실을보상한다. 그리고광케이블에광분배기를설치하여광신호를여러개로분할하고, 분할한광신호를필요한여러곳의
동축분배허브까지연장하여전송한다. 상기동축분배허브에는왜곡및잡음상쇄부를구비한다. 상기왜곡및잡음상쇄부는상기연장전송한광신호를 RF 신호로변환하고, 상기동축케이블과복수의동축간선증폭 기를통해전송되는 RF 신호와의차이값을왜곡및잡음성분으로추출한다. 상기추출한왜곡및잡음성분을상기동축케이블과복수의동축간선증폭기를통해전송된 RF 신호에위상 이서로반대로되도록하여합성한다. 그러므로동축케이블을통해전송된 RF 신호에포함되어있는왜곡및잡음성분이서로상쇄되어제거되고, 동축분배허브에서는차후의망이나가입자단말기에왜곡및잡음성분이제거된우수한신호성능의 RF 신호를공급한다. 그러므로본발명의 HFC 망의왜곡및잡음상쇄시스템은, 헤드엔드측으로부터제 1 광케이블을통해수신 되는광신호를 RF 신호로변환하여동축케이블을통해동축분배허브로전송하는 ONU(Optical Network Unit) 와, 상기동축케이블에캐스케이드접속되어상기 RF 신호를증폭하는복수의동축간선증폭기와, 상기 ONU 앞단의제 1 광케이블에서광신호를분기하여제 2 광케이블을통해상기동축분배허브로전송하는광 분기기와, 상기동축분배허브에구비되고, 상기제 2 광케이블이전송하는광신호를이용하여상기동축케이블을통해수신되는 RF 신호에포함된왜곡및잡음성분을추출하고, 추출한왜곡및잡음성분을상기동축케이블을통해수신되는 RF 신호에결합하여왜곡및잡음성분을상쇄시키는왜곡및잡음상쇄부를포함하여 구성됨을특징으로한다. 상기왜곡및잡음상쇄부는상기제 2 광케이블을통해수신되는광신호를 RF 신호로변환하고, 변환한 RF 신호를상기동축케이블을통해수신되는 RF 신호와결합하여왜곡및잡음성분을추출하는왜곡및잡음성분추출부와, 상기왜곡및잡음성분추출부가추출한왜곡및잡음성분을상기동축케이블을통해수신되는 RF 신호에결합하여왜곡및잡음성분을상쇄시키는상쇄부를포함하여구성됨을특징으로한다. 또한상기왜곡및잡음상쇄부는상기동축케이블을통해수신되는 RF 신호를분할하여상기왜곡및잡음성분추출부및상기상쇄부에각기입력시키는방향성결합기를더포함하는것을특징으로한다. 상기왜곡및잡음성분추출부는상기제 2 광케이블을통해수신되는광신호를 RF 신호로변환하는광 /RF 신호변환기와, 상기광 /RF 신호변환기가변환한 RF 신호를지연시키는지연기와, 상기동축케이블을통해수신되는 RF 신호에서상기지연기가지연시킨 RF 신호를감산하여왜곡및잡음성분을추출하는방향성결합 기를포함하여구성됨을특징으로한다. 상기광 /RF 신호변환부와지연기의사이에상기광 /RF 신호변환부가변환한 RF 신호의종합주파수응답특성을조절하는등화기를더포함하는것을특징으로한다. 또한상기왜곡및잡음성분추출부는상기동축케이블을통해수신되는 RF 신호를감쇄시키는감쇄기를더포함하는것을특징으로한다. 상기상쇄부는상기동축케이블을통해수신되는 RF 신호에서상기왜곡및잡음성분추출부가추출한왜곡및잡음성분을감산하는방향성결합기를포함하는것을특징으로한다. 또한상기상쇄부는상기왜곡및잡음성분추출부가추출한왜곡및잡음성분을증폭하여상기방향성결합기로입력시키는오류증폭기와, 상기동축케이블을통해수신되는 RF 신호의위상을천이시켜상기방향성 결합기로입력시키는위상천이기를더포함하는것을특징으로한다. 효과 본발명은 HFC 망의동축케이블및동축캐스케이드증폭기전송부가 RF 신호를전송하는과정에서발생되 는왜곡및잡음성분을추출하고, 그추출한왜곡및잡음성분을동축케이블및동축캐스케이드증폭기전송부가전송하는 RF 신호에역위상으로결합시켜상기추출한왜곡및잡음성분과상기 RF 신호에포함되어있는왜곡및잡음성분이서로상쇄되게함으로써 HFC 망의가장중요한세가지성능요소인반송파대잡음비 (CNR), 2 차왜곡 (CSO) 및 3 차왜곡 (CTB) 을상당량경감할수있어 HFC 망의전송품질을우수하게개선할
수있다. 따라서본발명은 HFC 망의가입자단말장치에왜곡및잡음성분이없는우수한신호성능의다채널케이블텔레비전방송신호를공급할수있게하고, 신호성능의개선여유분만큼 HFC 망의캐스케이드접속단수를늘릴수있으므로 HFC 망의전송거리를더멀리확장할수있거나, 동일한거리를전송할경우에는전송가 능한총채널의수를증대할수있는효과를제공한다. 이것은한마디로일반 HFC 망을고성능의 HFC 망으로진화함을의미한다. 발명의실시를위한구체적인내용 이하의상세한설명은예시에지나지않으며, 본발명의실시예를도시한것에불과하다. 또한본발명의원리와개념은가장유용하고, 쉽게설명할목적으로제공된다. 따라서, 본발명의기본이해를위한필요이상의자세한구조를제공하고자하지않았음은물론통상의지식을가진자가본발명의실체에서실시될수있 는여러가지의형태들을도면을통해예시한다. 도 1 은본발명의왜곡및잡음상쇄시스템에따른 HFC 망의전체구성을개략적으로보인도면이다. HFC (Hybrid Fiber-Coax) 망은케이블텔레비전방송신호의송출장치인헤드엔드 (100) 에서광신호를출력한다. 상기헤드엔드 (100) 에서출력된광신호는광케이블 (102) 을통해분배센터 (104) 까지전송된다. 상기분배센 터 (104) 는상기광신호를복수로분배한다. 상기분배한복수의광신호들은각기복수의광케이블 (106) 을통해각지역의광허브에설치되어있는복수의 ONU(Optical Network Unit)(108) 로전송된다. 상기헤드엔드 (100) 로부터상기 ONU(108) 까지의거리는수km 수십km정도로서비교적긴거리이나, 케이블텔레비전방송신호를광케이블 (102, 106) 을통해광신호로전송함으로써신호의감쇄와왜곡은매우적 다. 상기복수의 ONU(108) 들은상기전송된광신호를 RF(Radio Frequency) 신호로변환하고, 변환한 RF 신호 를동축케이블 (110) 을통해복수의동축분배허브 (112) 로전송한다. 상기동축케이블 (110) 을통해 RF 신호를전송할경우에감쇄가많이발생한다. 그러므로상기동축케이블 (110) 을통해전송하는 RF 신호의손실이약 20 db정도되는위치예를들면, 약 200 400m 의간격마다동축간선증폭기 (114) 를설치하여 RF 신호의감쇄를보상하는방식으로필요한개수의동축간선증폭기 (114) 를동축케이블 (110) 에캐스케이드접속하여 RF 신호를동축분배허브 (112) 까지전송한다. 그리고상기동축분배허브 (112) 는상기 RF 신호를분기증폭기또는연장증폭기 ( 도면에도시되지않았음 ) 등을사용하여가입자단말기로전송한다. 이러한 HFC 망은상기 ONU(108) 에서출력되는 RF 신호를동축케이블 (110) 을통해동축분배허브 (112) 로 전송하는과정에서발생하는 RF 신호의감쇄를보상하기위하여복수의동축간선증폭기 (114) 를사용하여 RF 신호를증폭하고있다. 상기복수의동축간선증폭기 (114) 로 RF 신호를증폭함에따라왜곡및잡음이발 생하고, 그발생한왜곡및잡음성분은각동축간선증폭기 (114) 를통과할때마다누적되어 RF 신호가열화하게된다. 그러므로본발명에서는상기분배센터 (104) 에서상기 ONU(108) 로광신호를전송하는광케이블 (106) 에광분기기 (116) 를구비하여광케이블 (106) 이전송하는광신호의일부를분기한다. 상기광분기기 (116) 에서분 기된광신호는광분배기 (118) 에서복수의광신호로분배한후광케이블 (120) 을통해각각복수의동축분배허브 (112) 로전송한다. 상기광케이블 (106) 에서분기되어상기광분배기 (118) 및광케이블 (120) 을통해동축분배허브 (112) 로전송되는광신호는손실이아주적고, 광케이블 (120) 만을경유하므로왜곡이나잡음이거의포함되어있지않다.
상기복수의동축분배허브 (112) 들각각은본발명에따라, 왜곡및잡음상쇄부 (122) 를구비한다. 상기왜곡및잡음상쇄부 (122) 는상기동축케이블 (110) 을통해수신되는 RF 신호와상기광케이블 (120) 을통해수신 되는광신호를이용하여상기 RF 신호에포함되어있는왜곡및잡음성분을추출한다. 그리고상기왜곡및잡음상쇄부 (122) 는상기추출한왜곡및잡음성분을상기동축케이블 (110) 을통해수신된 RF 신호에합성하여그 RF 신호에포함되어있는왜곡및잡음성분을상쇄시킨다. 도 2 는본발명의왜곡및잡음상쇄시스템의바람직한실시예의구성을보인도면이다. 도 2 를참조하면, 상기동축케이블 (110) 을통해수신되는 RF 신호가증폭기 (200) 에서증폭되고, 방향성결합기 (210) 로입력되 어 RF 신호의일부가분리된다. 상기분리된 RF 신호는왜곡및잡음상쇄부 (122) 의왜곡및잡음성분추출부 (220) 로입력된다. 상기왜곡및잡음성분추출부 (220) 는광 /RF 신호변환기 (221), 등화기 (equalizer)(223), 지연기 (225), 감쇄기 (227) 및방향성결합기 (229) 를포함한다. 상기광분배기 (118) 에서광케이블 (120) 을통해수신되는광신 호는상기왜곡및잡음성분추출부 (220) 의광 /RF 신호변환기 (221) 로입력되어 RF 신호로변환된다. 상기광 /RF 신호변환기 (221) 에서변환된 RF 신호는등화기 (223) 에서등화되어, RF 신호의종합주파수응답특성을상기동축케이블 (110) 을통해수신되는 RF 신호의종합주파수응답특성과동일하게일치시킨다. 상기등화기 (223) 에서등화된 RF 신호는지연기 (225) 로입력되어, 상기동축케이블 (110) 및캐스케이드증 폭기들 (114) 을모두통과해전송되는 RF 신호의지연시간과동일한만큼지연된후방향성결합기 (229) 의역극성입력단자 (-) 로입력된다. 그리고상기방향성결합기 (210) 에서일부가분리된 RF 신호는감쇄기 (227) 로입력되어, 상기지연기 (225) 에서출력되는 RF 신호와전압레벨이동일하게되도록감쇄된후방향성결합기 (229) 의정극성입력단자 (+) 로입력된다. 그러면, 상기방향성결합기 (229) 는상기지연기 (225) 로부터역극성입력단자 (-) 로입력되는 RF 신호와상 기감쇄기 (227) 로부터정극성입력단자 (+) 로입력되는왜곡및잡음성분이포함된 RF 신호를합성하면 RF 신호에서시그널 (signal) 성분이제거되고, 왜곡 (distortion) 및잡음 (noise) 성분만을추출하게된다. 상기방향성결합기 (229) 에서추출된왜곡및잡음성분은상쇄부 (230) 의오류증폭기 (231) 로입력되어증폭된후방향성결합기 (235) 로역극성입력단자 (-) 로입력된다. 또한상기방향성결합기 (210) 를통과한 RF 신호가위상천이기 (233) 에서, 상기오류증폭기 (231) 에서의위상지연만큼위상이천이되어방향성결합기 (235) 의정극성입력단자 (+) 로입력된다. 그러므로상기방향성결합기 (235) 는상기위상천이기 (233) 로부터정극성입력단자 (+) 로입력되는왜곡및잡음성분이포함된 RF 신호에상기오류증폭기 (231) 로부터역극성입력단자 (-) 로입력되는왜곡및잡음성 분을상호간에결합하여왜곡및잡음성분이상쇄된깨끗한 RF 신호를출력하게된다. 이러한본발명의왜곡및잡음상쇄시스템은 RF 신호에혼합되어있는왜곡및잡음성분을제거하고, 깨끗한 RF 신호를출력하는동작을도 3 의도면을참조하여보다상세히설명한다. 왜곡및잡음성분이없는깨끗한 RF 신호의시그널성분을 S(t) 라고하고, RF 신호에혼합되어있는왜곡및잡음성분을 D(t) 라고가정한다. 그러면, 동축케이블 (110) 을통해수신되는잡음및왜곡성분이포함된 RF 신호 S(t)+D(t) 는증폭기 (200) 에서증폭된다. 여기서, 증폭기 (200) 의증폭이득을 G 라고가정할경우에증폭기 (200) 의출력신호는 G S(t)+G D(t) 가된다. 상기증폭기 (200) 의출력신호 G S(t)+G D(t) 는방향성결합기 (210) 에서분배되어감쇄기 (227) 로입력된다.
여기서, 상기방향성결합기 (210) 의손실값을포함한감쇄기 (227) 의총감쇄값을 로설정하면, 감쇄기 (227) 는상기증폭기 (200) 의출력신호 G S(t)+G D(t) 를로감쇄시켜 S(t)+D(t) 를출력한다. 상기감쇄기 (227) 의출력신호 S(t)+D(t) 는방향성결합기 (229) 의정극성입력단자 (+) 로입력된다. 그리고광분배기 (118) 와광케이블 (120) 을통해수신되는광신호를광 /RF 신호변환기 (221) 가입력하여왜곡 및잡음성분이거의없는깨끗한 RF 신호 S(t) 로변환한다. 상기광 /RF 신호변환기 (221) 가변환한 RF 신호 S (t) 는등화기 (223) 및지연기 (225) 를통해방향성결합기 (229) 의역극성입력단자 (-) 로입력된다. 여기서, 상기지연기 (225) 는 RF 신호 S(t) 를지연시켜, 상기감쇄기 (227) 에서출력되는잡음및왜곡성분이포함된 RF 신호 S(t)+D(t) 의지연시간과일치되게한다. 상기방향성결합기 (229) 는, 상기감쇄기 (227) 로부터정극성입력단자 (+) 로입력되는잡음및왜곡성분이포함된 RF 신호 S(t)+D(t) 와상기지연기 (225) 로부터역극성입력단자 (-) 로입력되는깨끗한 RF 신호 S(t) 를 결합하여수학식 1 과같이 RF 신호의시그널성분인 S(t) 가서로상쇄되고, 잡음및왜곡성분 D(t) 만을추출하게된다. 수학식 1 [S(t) + D(t)] - S(t) = D(t) 상기방향성결합기 (229) 가추출한잡음및왜곡성분 D(t) 는오류증폭기 (231) 에서증폭된다. 여기서, 오류증폭기 (231) 의증폭이득이 G 라고가정한다. 그러면, 상기오류증폭기 (231) 의출력신호는 G D(t) 가된다. 상기오류증폭기 (231) 의출력신호 G D(t) 는방향성결합기 (235) 의역극성입력단자 (-) 로입력된다. 그리고상기방향성결합기 (210) 에서분배된잡음및왜곡성분이포함된 RF 신호 G S(t)+G D(t) 가위상천이기 (233) 에서위상이천이되어상기오류증폭기 (231) 에서출력되는잡음및왜곡성분 G D(t) 와위상이일치 된후상기방향성결합기 (235) 의정극성입력단자 (+) 로입력된다. 그러므로상기방향성결합기 (235) 는상기오류증폭기 (231) 로부터역극성입력단자 (-) 로입력되는잡음및 왜곡성분 G D(t) 와상기위상천이기 (233) 로부터정극성입력단자 (+) 로입력되는잡음및왜곡성분이포함된 RF 신호 G S(t)+G D(t) 를결합하여수학식 2 와같이잡음및왜곡성분 G D(t) 가서로상쇄되고, 잡음및왜곡성분이없는깨끗한 RF 신호 G S(t) 를출력한다. 수학식 2 [G S(t) + G D(t)] - G D(t) = G S(t) 도 4 는본발명의왜곡및잡음상쇄시스템을 HFC 망의동축분배허브분기증폭기에적용한실시예의구성 을보인도면이다. 여기서, 부호 300 은기존의 HFC 망에서전형적으로사용되고있는동축분기증폭기 (Bridger Amplifier) 의회로구성도로서상향및하향신호부분과, 교류전력의공급부분및망감시 (Network Management System) 용트랜스폰더 (transponder) 부분등을포함하는모든구성요소가포함된상용제품의구성도를보인예이다. 그리고도 4 에서부호 400 은기존의 HFC 망용동축분기증폭기 (300) 의부분에추가로본발명에따라부가하는부분으로서기본적으로도 2 의왜곡 / 잡음상쇄장치와동일한구성을갖는다. 다만, 실제상용제품으로서설치및조정의편의를위하여필요한플러그인딜레이 (plug-in-delay) 및플러그인패드 (plug-in-pad) 등 을추가하고, 기타소소한구성을변경시킨것으로구체적인동작은도 2 의설명에포함되어있으므로생략한다. 상기동축분기증폭기 (300) 에서부호 302, 304, 306, 308 및 310 은모두동축케이블접속단자이다. 동축케
이블접속단자 (302) 는 HFC 망의 ONU(108) 로부터동축케이블 (110) 을통해전송되는 RF 신호의입력단자이고, 동축케이블접속단자 (304, 306, 308, 310) 들은분기출력단자로서모두양방향으로신호를전송하는 데사용한다. 즉, 저역주파수와고역주파수를나누어각각상향 (upstream) 신호및하향 (downstream) 신호로사용한다. 부호 312 는 RF/AC 분리기이다. 상기 RF/AC 분리기 (312) 는 RF 신호와 AC 전력을분리하는 LC 임피던스회로망으로서 HFC 망용동축케이블로 RF 신호를송출하면서동시에 50 60 Hz의 AC 전력을함께통과시키다가 RF 신호와 AC 전력을분리하거나 RF 신호에 AC 전력을삽입하여혼합한다. 상기 AC 전력은정류기 ( 도면 에도시되지않았음 ) 로정류하여직류전압으로변환한후증폭기및모든능동회로의동작전압을공급한다. 도 4 에서는동축케이블접속단자 (302) 에만 RF/AC 분리기 (312) 를도시하였으나, 동축케이블접속단자 (304, 306, 308, 310) 들모두에 RF/AC 분리기를구비할수도있다. 부호 314 는다이플렉서 (diplexer) 이다. 상기다이플렉서 (314) 는가운데로저역및고역주파수의신호가입력되면, 고역주파수의신호는위쪽 (H) 부분으로출력되고, 저역주파수의신호는아래쪽 (L) 으로출력된다. 또한그역의동작도가능한고역및저역필터를결합하고있다. 그러므로동축케이블접속단자 (302) 로입력되는 RF 신호는 RF/AC 분리기 (312) 에서 RF 쪽으로들어가고 AC 전력은아래의 AC 쪽으로분리되어전원공급기 ( 도면에도시되지않았음 ) 로연결된다. 상기 RF/AC 분리기 (312) 의 RF 단자로출력되는 RF 신호는다이플렉서 (314) 로입력되는데, 고역주파수인하향신호는위쪽 (H) 으로출력되어등화기 (316) 에서입력하향신호의대역주파수응답특성의평탄도가조절되고, 감쇄기패 드 (318) 에서후단의전치증폭기 (320) 의입력에적합하도록신호레벨이적절하게감소된다. 상기전치증폭기 (320) 에서증폭된하향신호는고역통과필터및이득제어기 (322) 를통과하고, 감쇄기패드 (324) 와등화기 (326) 에서신호의진폭레벨과출력신호의대역주파수응답특성인평탄도가각기조절된후핀다이오드 (328) 를통해후치증폭기 (post-amplifier)(330) 로입력되어최종진폭레벨로증폭된다. 여기서, 상기핀다이오드 (328) 는자동진폭조정 (ALC: Automatic Level Control) 회로 (336) 의제어전압에분기회로출력용증폭기 (366) 의진폭레벨을발췌하여피드백 (feedback) 으로후치증폭기 (330) 의입력레벨을 가감, 제어함으로서분기회로출력신호레벨을안정시키게된다. 즉, 상기자동진폭조정회로 (336) 는방향성결합기 (332) 로부터감쇄기패드 (334) 를통과한분기출력의레벨을감지하고, 레벨의변동에따라출력을안 정시키는부궤환회로이다. 상기후치증폭기 (330) 의출력신호는직접출력 - 왜곡 / 잡음상쇄전환스위치 (338) 로입력되는데전환스위치 (338) 의가동단자를일측고정단자 (a) 에접속시킬경우에상기후치증폭기 (330) 의출력신호가본발명의왜곡및잡음상쇄장치 (400) 를통과하지않고, 직접방향성결합기 (340) 로입력된다. 그리고전환스위치 (338) 의가동단자를타측고정단자 (b) 에접속시킬경우에는상기후치증폭기 (330) 의출력신호가본발명의왜곡 및잡음상쇄장치 (400) 로입력되어왜곡및잡음성분이상쇄된후방향성결합기 (340) 로입력된다. 상기본발명의왜곡및잡음상쇄장치 (400) 는상술한도 2 의동작과동일하므로구체적인동작설명은생략한다. 상기방향성결합기 (340) 로입력된신호의작은레벨일부는트랜스폰더 (342) 로입력되어상태감시시스템 (status monitoring system) 이나망관리시스템 (network management system) 작동을위하여하향신호중 에포함된망장비제어용수신신호를해독하게된다. 또상기트랜스폰더 (342) 에서출력되는망감시용또는상태감시용의송신신호는방향성결합기 (344) 와, 상향증폭기 (reverse amplifier)(346) 와, 저역통과필터 (LPF) 및이득제어장치 (348) 와, 상향감쇄기패드 (350) 와, 상향등화기 (352) 를통해다이플렉서 (314) 의저 역통과필터 (314) 의 L 부분과 RF/AC 분리기 (312) 를통해동축케이블접속단자 (302) 로출력되어헤드엔드의방향으로상향 (upstream) 신호가전송된다. 상기방향성결합기 (340) 의주통로측으로출력되는신호는분기출력용등화기 (354) 와, 분기출력용감쇄기
패드 (356) 를통해고주파분배기 (RF splitter)(358) 에서동등한레벨의두신호로분할된다. 상기고주파분배기 (358) 에서분할된한쪽신호는분기증폭기 (360) 및다이플렉서 (362) 를통해동축케이블접속단자 (304, 306) 로출력되어가입자단말기측으로전송된다. 그리고상기고주파분배기 (358) 에서분할된다른한쪽신호는분기용패드 (364) 와방향성결합기 (332) 및 다이플렉서 (368) 를통해동축케이블접속단자 (308, 310) 로출력되어가입자단말기측으로전송된다. 상기방향성결합기 (332) 는상술한바와같이분기출력의레벨을검출하여자동진폭조절에사용된다. 또한가입자단말기나본장치의후단에위치하는장치들로부터동축케이블접속단자 (304, 306) 와동축케이블접속단자 (304, 306) 로입력되는상향신호들은다이플렉서 (362)(368) 의저역통과필터와상향스위치 (370)(372) 를통해고주파합성기 (RF Combiner)(374) 로입력되어하나의신호로합성된다. 상기합성된신호는방향성결합기 (344) 를통해상향증폭기 (346) 에서증폭된후저역통과필터 (LPF) 및이득제어장치 (348) 와, 상향감쇄기패드 (350) 와, 상향등화기 (352) 를통해다이플렉서 (314) 의저역통과필터와 RF/AC 분리기 (312) 를통해동축케이블접속단자 (302) 로출력되어헤드엔드의방향으로신호가전송된다. 상기상향스위치 (370)(372) 는상향신호가있는경우에는통과시키고, 없는경우에는회로를차단시켜서불 필요한상향잡음을제거하는역할을한다. 이상에서는대표적인실시예를통하여본발명에대하여상세하게설명하였으나, 본발명이속하는기술분야에서통상의지식을가진자는상술한실시예에대하여본발명의범주에서벗어나지않는한도내에서다양한변형이가능함을이해할것이다. 그러므로본발명의권리범위는설명된실시예에국한되어정해져서는안되며, 후술하는특허청구범위뿐만 아니라이특허청구범위와균등한것들에의해정해져야한다. 산업이용가능성 본발명에따른왜곡및잡음상쇄시스템을 HFC 망에구성할경우에경우시스템장비의구축에따라차이가있으나 CNR, CSO 및 CTB 가각각최소한 2 db, 4 db및 10 db이상향상될수있다. 이는기존의 HFC 망의 동축케이블구간거리가약 2 km라고가정할경우에이를 4 6 km정도로연장하여전송거리를 2 3 배증가시킬수있다. 그리고전송거리를기존의거리대로유지한다면, 이러한성능마진으로인하여수용할수있는채 널의수를약 2 배가까이 ( 예를들어전송하던 TV 채널수가 60 채널이었다면 90 120 채널정도로증대됨 ) 확장하여전송할수있다. 따라서본발명의왜곡및잡음상쇄시스템중에서왜곡및잡음상쇄장치 (400) 를이미설치되어있는기존 HFC 망에추가로부착하면기존 HFC 망의전송특성을고성능으로업그레이드하여개조할수있고, 신규로설치하는 HFC 망에본발명시스템을적용하여고성능의 HFC 망을새로구축할수도있다. 특허청구의범위 청구항 1. 헤드엔드측으로부터제 1 광케이블을통해수신되는광신호를 RF(Radio Frequency) 신호로변환하여동축 케이블을통해동축분배허브로전송하는 ONU(Optical Network Unit); 상기동축케이블에캐스케이드접속되어상기 RF 신호를증폭하는복수의동축간선증폭기 ; 상기제 1 광케이블에서광신호를분기하여제 2 광케이블을통해상기동축분배허브로전송하는광분기기 ; 및
상기동축분배허브에구비되고, 상기제 2 광케이블이전송하는광신호를이용하여상기동축케이블을통해수신되는 RF 신호에포함된왜곡및잡음성분을추출하고, 추출한왜곡및잡음성분을상기동축케이블을통 해수신되는 RF 신호에결합하여왜곡및잡음성분을상쇄시키는왜곡및잡음상쇄부를포함하여구성된 HFC 망에서동축캐스케이드증폭구간의왜곡및잡음상쇄시스템. 청구항 2. 제 1 항에있어서, 상기왜곡및잡음상쇄부는 ; 상기제 2 광케이블을통해수신되는광신호를 RF 신호로변환하고, 변환한 RF 신호를상기동축케이블을통해수신되는 RF 신호와결합하여왜곡및잡음성분을추출하는왜곡및잡음성분추출부 ; 및 상기왜곡및잡음성분추출부가추출한왜곡및잡음성분을상기동축케이블을통해수신되는 RF 신호에결합하여왜곡및잡음성분을상쇄시키는상쇄부를포함하여구성됨을특징으로하는 HFC 망에서동축캐스케 이드증폭구간의왜곡및잡음상쇄시스템. 청구항 3. 제 2 항에있어서, 상기동축케이블을통해수신되는 RF 신호를분할하여상기왜곡및잡음성분추출부및상기상쇄부에각기 입력시키는방향성결합기를더포함하는것을특징으로하는 HFC 망에서동축캐스케이드증폭구간의왜곡및잡음상쇄시스템. 청구항 4. 제 2 항에있어서, 상기왜곡및잡음성분추출부는 ; 상기제 2 광케이블을통해수신되는광신호를 RF 신호로변환하는광 /RF 신호변환기 ; 상기광 /RF 신호변환기가변환한 RF 신호를지연시키는지연기 ; 및 상기동축케이블을통해수신되는 RF 신호에서상기지연기가지연시킨 RF 신호를감산하여왜곡및잡음성 분을추출하는방향성결합기를포함하여구성됨을특징으로하는 HFC 망에서동축캐스케이드증폭구간의왜곡및잡음상쇄시스템. 청구항 5. 제 4 항에있어서, 상기광 /RF 신호변환부와지연기의사이에 ; 상기광 /RF 신호변환부가변환한 RF 신호의종합주파수응답특성을조절하는등화기를더포함하는것을특징으로하는 HFC 망에서동축캐스케이드증폭구간의왜곡및잡음상쇄시스템. 청구항 6. 제 4 항에있어서,
상기동축케이블을통해수신되는 RF 신호를감쇄시키는감쇄기를더포함하는것을특징으로하는 HFC 망에서동축캐스케이드증폭구간의왜곡및잡음상쇄시스템. 청구항 7. 제 2 항에있어서, 상기상쇄부는 ; 상기동축케이블을통해수신되는 RF 신호에서상기왜곡및잡음성분추출부가추출한왜곡및잡음성분을감산하는방향성결합기를포함하는것을특징으로하는 HFC 망에서동축캐스케이드증폭구간의왜곡및 잡음상쇄시스템. 청구항 8. 제 7 항에있어서, 상기왜곡및잡음성분추출부가추출한왜곡및잡음성분을증폭하여상기방향성결합기로입력시키는오류 증폭기 ; 및 상기동축케이블을통해수신되는 RF 신호의위상을천이시켜상기방향성결합기로입력시키는위상천이기를더포함하는것을특징으로하는 HFC 망에서동축캐스케이드증폭구간의왜곡및잡음상쇄시스템. 도면의간단한설명 도 1 은본발명의왜곡및잡음상쇄시스템을포함한 HFC 망의전체구성을개략적으로보인도면, 도 2 는본발명의왜곡및잡음상쇄시스템의바람직한실시예의구성을보인도면, 도 3 은본발명의왜곡및잡음상쇄시스템의동작원리를설명하기위한도면, 및 도 4 는본발명의왜곡및잡음상쇄시스템을 HFC 망의동축분배허브분기증폭기에적용한실시예의구성을보인도면이다. 도면 도면 1
도면 2
도면 3
도면 4