KR100334773B1 - 광전송 시스템에서 다중 전송속도 판별 장치 - Google Patents
광전송 시스템에서 다중 전송속도 판별 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 광전송 시스템에서 다중 전송속도 판별장치에 관한 것으로서, 개시된 장치는 전송속도 무의존성의 광수신 장치에 있어서, 수신되는 전송신호를 제1시간만큼 지연시키고, 지연시킨 제1지연신호와 상기 수신신호를 배타적 논립합 연산하고, 저역 통과 필터링하여 상기 전송신호의 전송속도에 대응되는 레벨을 가지는 고속 판별신호를 발생하는 고속 판별신호 발생부; 상기 전송신호를 상기 제1시간보다 길게 설정된 제2시간만큼 지연시키고, 지연시킨 제2지연신호와 상기 수신신호를 배타적 논리합 연산하고, 저역 통과 필터링하여 상기 전송속도에 대응되는 레벨을 가지는 저속판별 신호 발생하는 저속 판별신호 발생부; 및 상기 고속 판별신호의 레벨과 상기 저속 판별신호의 레벨에 근거하여 상기 전송속도를 판별하는 프로세서를 포함한다.
Description
본 발명은 광전송 시스템의 광수신 장치에 관한 것으로서, 특히 광 수신장치의 다중 전송속도 판별장치에 관한 것이다.
일반적으로 광전송 시스템에서는 다양한 프로토콜(protocol)과 그에 따른 다양한 전송속도(bit rate)가 채용될 수 있다. 예를들어, FDDI(Fiber DistributedData Interface), ESCON(Enterprise System CONnectivity), 광섬유 채널(Fiber Channel), 기가비트 이더넷(Gigabit Ethernet), ATM(Asynchronous Transfer Mode)등에 있어서, 전송속도는 각각 125Mbps, 155Mbps, 200Mbps, 622Mbps, 1062Mbps, 1.25Gbps, 2.5Gbps 등 다양하다.
이와같이 다양한 프로토콜과 그에 따른 전송속도들 중에서 해당 광전송 시스템에 알맞은 하나의 프로토콜/전송속도가 적절히 선택되어 채용된다. 이러한 하나의 프로토콜/전송속도가 채용된 광전송 시스템에서는 광신호의 전송속도가 미리 설정되어 있으므로, 중계기나 단말기 등에 구비되는 광 수신기는 상기 설정된 프로토콜 및 전송속도에 전용적으로 동작하게 설계된다.
파장분할 다중화(WDM) 시스템 및 장거리 광통신 시스템은 송신기, 전송로, 광 증폭기, 노드(node), 수신기등으로 구성된다. 그리고, 종속 전송 데이터를 광전송장치에 연결하는 경우, 각 노드에는 입력 데이터를 광통신 시스템에 적합한 파장으로 변화하여 중계하는 장치가 설치된다. 상용화된 중계장치는 고정된 전송속도의 데이터를 중계하지만, 본 출원인에 의해 기출원된 특허 출원번호 제1999-32170호(전송속도 무의존성의 광수신 방법 및 장치)에 개시된 중계장치는 다중 전송속도, 예를들어, 45Mbps, 125Mbps, 155Mbps, 200Mbps, 622Mbps, 1Gbps, 1.25Gbps, 2.5Gbps의 데이터를 중계할 수 있다. 상기 특허출원번호 제1999-32170호의 중계장치는 배타적 논리합 게이트(XOR:exclusive or gate) 및 저역통과 필터(low pass filter)를 이용해 중계장치의 프로세서에서 전송속도를 판별하여 데이터를 중계한다. 이러한 중계장치는 데이터 전송속도를 판별하는 과정에서 중계장치의 프로세서에 저장된 참조표(lookup table)와 배타적 논리합 게이트 및 저역통과 필터를 통과한 출력 전압을 비교하여 전송속도를 판별하는 방식이었다.
그러나, 일부의 데이터 구간에서 전송속도의 판별 전압 크기가 조밀하여 전송속도 판별의 애매함으로서 인해 오류를 발생한다. 즉, 전송 속도가 조밀한 구간(예를들어, 125Mbps, 155Mbps, 200Mbps)에서는 판별 범위가 조밀하여 온도 변화에 따른 배타적 논리합 게이트 및 저대역 필터의 성능변화로 인하여 전송속도의 판별전압크기가 전 전송속도의 전압범위 침해로 인하여 전송속도의 판별에 오류를 유발시키는 문제점이 발생한다. 즉, 판별 전압의 크기가 조밀한 전송속도에 대하여 온도 변화에 따른 배타적 논립합 게이트 및 저대역 필터의 성능변화가 전송속도 판별 오류 즉, 링크 에러(link failure)를 유발시킨다.
따라서, 본 발명의 목적은 판별 전압의 속도가 조밀한 전송속도에서 배타적 논리합 게이트 및 저역통과 필터 출력을 전송속도의 판별이 조밀한 구간과 조밀하지 않은 구간으로 나누어 참조표를 작성함으로서, 판별 전압의 크기가 조밀한 구간에서 온도 변화에 따른 배타적 논리합 게이트 및 저역통과 필터 성능 변화에 따른 판별 오류를 최소화한 광통신 시스템의 다중 전송속도 판별장치를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전송속도 무의존성의 광수신 장치에 있어서,
수신되는 전송신호를 제1시간만큼 지연시키고, 지연시킨 제1지연신호와 상기수신신호를 배타적 논립합 연산하고, 저역 통과 필터링하여 상기 전송신호의 전송속도에 대응되는 레벨을 가지는 고속 판별신호를 발생하는 고속판별신호 발생부;
상기 전송신호를 상기 제1시간보다 길게 설정된 제2시간만큼 지연시키고, 지연시킨 제2지연신호와 상기 수신신호를 배타적 논리합 연산하고, 저역 통과 필터링하여 상기 전송속도에 대응되는 레벨을 가지는 저속판별 신호 발생하는 저속판별신호 발생부; 및
상기 고속판별신호의 레벨과 상기 저속판별신호의 레벨에 근거하여 상기 전송속도를 판별하는 프로세서를 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다중 전송속도 판별장치를 포함한 광수신 장치의 블럭 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 다중 전송속도에 대한 고속 판별 신호의 전압 레벨의 관계를 나타내는 그래프.
도 3은 본 발명에 따른 다중 전송속도에 대한 저속 판별 신호의 전압 레벨의 관계를 나타내는 그래프.
광전송 시스템에서 광 수신장치는 광전 변환부와, 증폭기, 재생회로, 기준 클럭 발생부, 판단부 및 전광변환부로 구성된다. 이때, 본 발명에 따른 광 수신장치에서의 다중 전송속도 판별 장치는 전송속도의 판별이 조밀한 구간과 조밀하지 않은 구간으로 나누어 전송속도를 판별한다. 예를들어, 본 발명의 일실시예에 따른 광 수신장치는 전송속도 변환 감시 및 판별을 위하여 고속판별 신호 발생부와 저속판별 신호 발생부를 각각 구비하여 전송속도를 판별한다. 이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 광 수신장치를 나타내는 블럭 구성도이다. 도 1를 참조하면, 본 발명에 따른 광 수신기는 임의의 전송속도로 입력되는 입력 광신호를 전기적 수신신호로 변환하는 광전 변환부(101)와, 상기 광전 변환부(101)에서 출력되는 전기적 수신신호를 증폭하는 증폭기(102)와, 상기 증폭기(102)에 의해 증폭된 수신신호를 입력받아 전송속도를 인식하기 위한 신호를 출력하는 전송속도 판별 신호 발생부(130)와, 상기 전송속도 판별 신호 발생부(130)에서 출력된 전송속도에 따른 기준 클럭을 발생하는 기준 클럭 발생부(103)와, 상기 증폭기(102)에서 출력된 수신신호를 입력받아 상기 기준 클럭 발생부(103)에서 발생하는 기준 클럭에 따라 클럭 및 데이터를 재생하는 재생 회로(104)(CDR:Clock and Data Recovery)와, 상기 재생 회로(104)에서 출력된 전기적 신호를 광신호로 변환하는 전광 변환부(105)로 구성된다. 여기서, 본 발명에 따른 상기 전송속도 판별 신호 발생부(130)는 상기 증폭기(102)에 의해 증폭된 수신신호를 입력받아 고속 전송속도를 판별하기 위한 신호를 출력하는 고속판별 신호 발생부(106)와, 상기 증폭기(102)에 의해 증폭된 수신신호를 입력받아 저속 전송속도를 판별하기 위한 신호를 출력하는 저속판별 신호 발생부(107)로 구성된다.
상기 고속판별 신호 발생부(106)는 상기 증폭기(102)에서 증폭된 동일한 두개의 신호로 분리된 신호중, 하나의 신호를 미리 지연하여 원신호와 시간대별로 비교하여 인식 신호를 발생시키고, 상기 인식 신호를 저역 통과 필터링하여 출력되는 전압 레벨을 통하여 고속신호를 발생시킨다. 아울러, 상기 저속판별 신호 발생부(107)는 다른 하나의 신호를 미리 지연하여 원신호와 시간대별로 비교하여 인식 신호를 발생시키고, 상기 인식 신호를 저역 통과 필터링하여 출력되는 전압레벨을 통하여 저속신호를 발생시킨다. 이러한 고속 및 저속 신호는 프로세서(108)를 통과하여 각각 판별된다. 그리고, 상기 기준클럭 발생부(103)는 인식된 고속 및 저속속도와 동일한 기준 클럭을 발생하도록 내부 발진기를 선택적으로 동작시킨다. 상기 재생회로(104)는 프로그래머블(programable) 회로로서, 상기 기준 클럭 발생부(103)에서 발생된 기준 클럭에 따른 수신신호를 리쉐이핑(reshaping), 리제너레이션(regeneration)뿐만 아니라, 리타이밍(retiming)시켜 재생한다.
구체적으로 본 발명의 실시 예에 따른 전송속도 판별 신호 발생부(130)를 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 실시 예에 따른 상기 고속판별 신호 발생부(106)는 동일한 두개의 신호로 분리된 신호중, 하나의 신호를 미리 설정된 시간만큼 지연하여 출력하는 고속 전송속도에 대한 시간 지연부(110)(이하에서는 "고속 지연기"라 칭함)와, 상기 고속 지연기(110)에 의해 지연된 신호와 원래의 수신신호를 배타적 논리합 연산하여 전송속도를 인식 신호로 만드는 배타적 논리합 게이트(111)(XOR:exclusive OR gate)와, 상기 배타적 논리합 게이트(111)에서 출력되는 인식 신호를 입력받아 로우 패스 필터링(low pass filtering)하여 출력하는 저역통과 필터(112)(LPF:Low Pass Filter)와, 상기 저역통과 필터의 출력의 아나로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아나로그/디지털 변환부(113)(ADC)로 구성된다. 상기 아나로그/디지털 변환부(113)에서 출력된 신호는 프로세서(108)로 입력되어 전송속도를 판별하게 된다. 그리고, 상기 판별된 신호는 디코더(109)를 거쳐 기준클럭 발생부(103)로 입력된다.
또한, 상기 저속판별 신호 발생부(107)는 동일한 두개의 신호로 분리된 신호중, 하나의 신호를 미리 설정된 시간만큼 지연하여 출력하는 저속 전송속도에 대한 시간 지연부(115)(이하에서는 "저속 지연기"라 칭함)와, 상기 저속 지연기(115)에 의해 지연된 신호와 원래의 수신신호를 배타적 논리합 연산하여 전송속도를 인식 신호로 만드는 배타적 논리합 게이트(116)와, 상기 배타적 논립합 게이트(116)에서 출력되는 인식 신호를 입력받아 저역 통과 필터링하여 출력하는 저역통과 필터(117)와, 상기 저역통과 출력의 아나로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아나로그/디지털 변환부(118)로 구성된다. 상기 아나로그/디지털 변환부(118)에서 출력된 신호는 프로세서(108)로 입력되어 저속의 전송속도를 판별하게 된다.
이때, 상기 고속판별 신호 발생부(106)의 지연신호 추출방법은 증폭기(102)의 출력 신호중 하나의 신호가 고속 지연기(110)와 전송 라인(110a)을 따라서 전송되는 바, 상기 전송 라인(110a)에 대한 고속 지연기(110)의 시간 지연(time delay)을 이용한다. 예를들어, 2.5Gbps 비영복귀(NRZ:Non Return Zero) 테이터 한 비트 시간 간격 400ps(picosecond)의 1/2인 200ps가 되도록 고속 지연기(110)(또는 지연 소자 즉, 지연 라인)를 만든다. 시간 지연을 200ps로 가정하면, 상기 고속판별 신호 발생부(106)의 저역통과 필터(112)의 출력은 전송속도에 따라서 도 2에 보여진 바와 같이 비례하게 된다.
도 3에 도시된 바와같이, 상기 저속판별 신호 발생부(107)의 지연신호 추출방법은 증폭기(102)의 출력 신호중 다른 하나의 신호가 저속 지연기(115)와 전송 라인(115a)을 따라서 전송되는 바, 전송 라인(115a)에 대한 저속 지연기(115)의 시간 지연(time delay)을 이용한다. 예를들어, 200Mbps 한 1/2 한 비트 시간 간격보다 적도록 저속 지연기(115)(또는 지연 소자 즉, 지연 라인)를 만든다. 시간 지연을 4ns(nanosecond)로 가정하면, 상기 저속판별 신호 발생부(107)의 저역통과 필터(117)의 출력은 전송속도에 따라서 도 3에 보여진 바와같이 비례하게 된다.
상기한 구성에 따라서, 도 1에 도시된 바와같이, 다중 전송속도에서 배타적 논리합 게이트(107,110) 및 저역통과 필터(108,111) 출력을 고속판별 신호 발생부와 저속판별 신호 발생부로 나눈 후, 전송속도 판별전압 크기를 프로세서의 메모리에 참조표를 작성한 후, 상기 광전 변환부(101)에 입력된 광신호의 전송 속도는 아나로그/디지털 변환부(112)에서 저역통과 필터(108,111)의 출력을 읽어 들여 프로세서(113) 메모리에 참조표와 값을 비교한다. 그리고, 전송속도 판별 전압 크기를 참조표를 비교하여 기준 클럭 주파수를 변화시켜 광전 변환부(101)에 입력된 데이터와 똑같은 데이터를 전광 변환부(105)에서 광신호로 변환, 재전송한다. 이와 같은 방법은 판별신호 조밀한 구간에서 발생하는 연산부(107,110) 및 로우 패스 필터(108,111)의 성능변화에 따른 판별 오류를 제거한다.
(참조표)
| 고속판별 신호 전압 | 저속판별 신호 전압 | 전송속도 |
| 2.5V | 2.5V | 2.5Gbps |
| 1.25V | 2.5V | 1.25Gbps |
| 1.0V | 2.5V | 1Gbps |
| 0.625V | 2.5V | 622Mbps |
| 0.2V | 2.0V | 200Mbps |
| 0.12V | 1.55V | 125Mbps |
| 0.05V | 0.45V | 45Mbps |
상기 참조표를 이용한 전송 속도의 추출 및 기준 클럭의 선택원리는 다음과 같다. 고속판별 신호발생부의 저역통과 필터 출력 전압이 2.5V이고, 저속판별 신호발생부의 저역통과 필터의 출력 전압이 2.5V이면, 전송속도는 2.5Gbps이므로, 프로세서는 재생회로에서 2.5Gbps 데이터를 재생하도록 디코더(114)(도 1에 도시됨)를 통해 기준 클럭을 선택한다. 같은 방법으로, 저속의 데이터 155Mbps인 경우, 고속판별 신호 발생부의 저역통과 필터 출력 전압이 0.5V이고, 저속판별 신호 발생부의 저역통과 필터의 출력 전압이 1.55V이면, 전송속도는 155Mbps이므로, 프로세서는 재생회로에서 155Mbps 데이터를 재생하도록 디코터(114)를 통해 기준 클럭을 선택한다.
결과적으로, 본 발명은 광 전송장치에 채택된 경우, 광 수신장치의 판별 전압의 크기가 조밀한 구간에서 고속판별 신호 발생부와 저속판별 신호 발생부로 구분하여 판별 신호의 조밀함에 의한 전송속도 판별 혼동을 제거함으로서, 광전송장치에서 안정된 광 전송용 광 송신기 및 광 수신기를 구현할 수 있다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함을 당해분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
이상으로 살펴본 바와 같이, 본 발명은 광 수신장치에서 전송된 신호의 전송 속도를 판별하는데 있어서, 전송속도가 조밀한 구간을 고속 판별 신호 발생부와 저속 판별 신호 발생부로 구분하여 DC 전압으로 전송속도를 판별하게 됨으로서, 판별 범위를 넓혀 전송속도 판별시 오류를 방지하고, 안정된 전송속도의 판별을 할 수있게 되었다.
Claims (3)
- 전송속도 무의존성의 광수신 장치에 있어서,수신되는 전송신호를 제1시간만큼 지연시키고, 지연시킨 제1지연신호와 상기 수신신호를 배타적 논립합 연산하고, 저역 통과 필터링하여 상기 전송신호의 전송속도에 대응되는 레벨을 가지는 고속 판별신호를 발생하는 고속 판별신호 발생부;상기 전송신호를 상기 제1시간보다 길게 설정된 제2시간만큼 지연시키고, 지연시킨 제2지연신호와 상기 수신신호를 배타적 논리합 연산하고, 저역 통과 필터링하여 상기 전송속도에 대응되는 레벨을 가지는 저속판별 신호 발생하는 저속 판별신호 발생부; 및상기 고속 판별신호의 레벨과 상기 저속 판별신호의 레벨에 근거하여 상기 전송속도를 판별하는 프로세서를 포함하는 다중 전송속도 판별 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 고속 판별 신호 발생부는상기 신호를 제1시간만큼 지연시켜 상기 제1지연신호를 출력하는 고속 전송속도에 대한 시간 지연부;상기 고속 전송속도에 대한 시간 지연부에 의해 지연된 상기 제1지연신호와 상기 수신전송신호를 배타적 논리합 연산하는 배타적 논리합 게이트;상기 배타적 논리합 게이트의 출력신호를 저역 통과 필터링하는 저역통과 필터; 및상기 저역통과 필터의 출력신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 고속판별신호로서 출력하는 아나로그/디지털 변환부를 포함하는 다중 전송속도 판별장치.
- 제1항에 있어서, 상기 저속 판별 신호 발생부는상기 신호를 제1시간만큼 지연시켜 상기 제1지연신호를 출력하는 저속 전송속도에 대한 시간 지연부;상기 저속 전송속도에 대한 시간 지연부에 의해 지연된 상기 제1지연신호와 상기 수신 전송신호를 배타적 논리합 연산하는 배타적 논리합 게이트;상기 배타적 논리합 게이트의 출력신호를 저역 통과 필터링하는 저역통과 필터; 및상기 저역통과 필터의 출력신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 저속판별신호로서 출력하는 아나로그/디지털 변환부를 포함하는 다중 전송속도 판별장치.
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| KR20010104974A (ko) | 2001-11-28 |
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