KR100717928B1 - 가변 광섬유 시험기(ｏｔｄｒ)를 이용한 광선로 감시 시스템 및 그 감시 방법 - Google Patents

가변 광섬유 시험기(ｏｔｄｒ)를 이용한 광선로 감시 시스템 및 그 감시 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 FTTH(Fiber to the Home)기반에서 가변 OTDR(Optical Time Domain Reflectometry)을 이용한 광선로 감시 시스템 및 그 감시 방법을 개시한다.
본 발명의 가변 OTDR을 이용한 광선로 감시 방법은 다중화된 광신호의 일부를 추출하여 각 파장별로 분리하는 제 1 단계; 상기 분리된 광신호들의 이상발생여부를 감지하여, 특정 광신호에서 이상 발생이 감지시 이상이 발생된 상기 특정 광신호의 파장과 동일한 파장을 갖는 감시광을 발생시켜 상기 다중화된 광신호가 전송되는 광선로로 출력하는 제 2 단계; 상기 광선로에서 반사되어 되돌아오는 상기 감시광을 포함하는 다중화된 광신호의 일부를 추출하여 상기 감시광을 분리하는 제 3 단계; 및 상기 감시광을 해석하여 상기 광선로의 이상발생 위치를 측정하는 제 4 단계를 포함하며, 이처럼 가변 OTDR을 이용하여 이상이 발생된 광신호의 파장과 동일한 파장을 갖는 감시광을 발생시켜 해당 광선로를 감시함으로써 별도의 파장 대역을 사용하지 않고 기존에 사용되고 있는 광신호들의 파장 대역을 사용할 수 있어 S-밴드나 그 외의 파장 대역을 사용하는 경우에 비해 투자비를 절감시킬 수 있고 커플러의 사용을 줄여 경제적이며, 실시간으로 고장위치를 지도상에 표시해주므로 보다 용이하게 광선로에 대한 유지보수를 수행할 수 있다.

Description

가변 광섬유 시험기(ＯＴＤＲ)를 이용한 광선로 감시 시스템 및 그 감시 방법{System and method for monitoring optical fiber using turnable OTDR based on FTTH}
도 1은 종래 OTDR을 이용한 광선로 감시 방법을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 광선로 감시 시스템의 구성을 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 광선로 감시 과정을 실시예를 통해 설명하기 위한 도면.
본 발명은 광선로 감시 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 FTTH(Fiber to the Home) 기반에서 가변 OTDR(Optical Time Domain Reflectometery)을 이용하여 가입자측 장치인 ONT(Optical Network Terminal)에서 사용되는 파장과 동일한 파장을 갖는 감시광으로 해당 ONT와 연결되는 광선로의 장애(단선) 위치를 정확히 측정한 후 그 위치를 지도상에 표시해주는 광선로 감시 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 광통신의 발달로 기간 망이 점점 고속화됨에 따라 광선로의 장 애로 인한 피해는 경제적, 사회적으로 심각한 영향을 미친다. 따라서, 망의 신뢰성을 유지하고 시스템의 효율을 극대화하기 위해서 서비스 과정 중에서 모니터링(in-service monitoring)이 가능한 감시 시스템이 필수적이다.
이러한 감시 시스템에서 널리 사용되는 방법 중 하나가 OTDR의 감시광을 이용하는 것이다. OTDR 기술은 펄스광인 감시광을 모니터링 대상인 광선로에 입사시키고, 그 입사단과 동일한 단에서 후방산란되거나 반사되는 펄스를 추출하여 이들을 시간의 함수로 측정, 분석하여 해당 광선로의 상태를 측정한다.
그러나, 종래의 감시 시스템은 도 1에서와 같이 특정 파장의 감시광을 발생시키는 고정형 OTDR(1)과 WDM(Wavelength Division Multiplex) 커플러(2)를 이용하여 감시광을 광선로에 입사시켜 WDM 신호광과 결합시킨다. 광선로를 따라 진행하던 신호광은 AWG(3)에서 파장별로 분기되어 해당 출력포트로 출력되며, 감시광은 WDM 스플리터(4)에 의해 분배되어 AWG(3)를 거치지 않고 바이패스된 후 AWG(3)의 각 출력단에서 WDM 커플러(5)에 의해 파장별로 분기된 신호광들과 각각 결합되어 ONT로 진행한다.
이와 같은 종래의 광선로 감시 시스템은 많은 WDM 커플러들을 필요로 하여 비 경제적이며, 각 ONT와 연결되는 모든 광선로를 루프(Loop) 시키므로 막대한 손실을 유발시킬 가능성이 있다.
또한, 종래 OTDR을 사용하는 광선로 감시 시스템은 감시광의 파장을 데이터 전송을 위한 광신호와 다르게 사용하므로 광신호들이 사용하는 파장 대역 이외의 추가적인 파장 대역을 필요로 하는 문제가 있다.
따라서, 상술된 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 감시 시스템의 구성을 개선하여 보다 효율적이고 안정적으로 광선로를 감시하는데 있다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가변 OTDR을 이용한 광선로 감시 시스템은 광선로에서 진행되는 광신호의 일부를 추출하고 감시광을 상기 광신호에 결합시키는 복수개의 광신호 추출 및 결합부; 상기 광신호 추출 및 결합부에서 추출된 광신호를 파장별로 분리하는 광 파장 분리부; 상기 광 파장 분리부에서 분리된 각 파장별로 상기 광신호의 이상여부를 감지하여 이상 발생시 해당 광선로를 시험하기 위해 이상이 발생된 광신호의 파장과 동일한 파장을 갖는 상기 감시광을 발생시키기 위한 제어신호를 출력하는 광검출 및 제어부; 특정 파장의 광신호만을 통과시키며 상기 광검출 및 제어부의 제어신호에 따라 상기 특정 파장을 가변시키는 가변 필터; 상기 광검출 및 제어부의 제어신호에 따라 가변되게 상기 감시광을 발생시켜 상기 가변 필터로 출력하며, 상기 가변 필터를 통해 수신되는 상기 감시광을 해석하여 상기 광선로의 이상발생 위치를 측정하는 가변 OTDR; 및 상기 복수개의 광신호 추출 및 결합부와 상기 광 파장 분리부 및 상기 가변 필터 사이의 광경로를 스위칭하는 스위칭부를 구비한다.
본 발명의 광선로 감시 방법은 다중화된 광신호의 일부를 추출하여 각 파장별로 분리하는 제 1 단계; 상기 분리된 광신호들의 이상발생여부를 감지하여, 특정 광신호에서 이상 발생이 감지시 이상이 발생된 상기 특정 광신호의 파장과 동일한 파장을 갖는 감시광을 발생시켜 상기 다중화된 광신호가 전송되는 광선로로 출력하는 제 2 단계; 상기 광선로에서 반사되어 되돌아오는 상기 감시광을 포함하는 다중화된 광신호의 일부를 추출하여 상기 감시광을 분리하는 제 3 단계; 및 상기 감시광을 해석하여 상기 광선로의 이상발생 위치를 측정하는 제 4 단계를 포함한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 광선로 감시 시스템의 구성을 나타내는 구성도이다.
본 발명의 광선로 감시 시스템은 탭 커플러(102), 제 1 광스위치(104), 제 2 광스위치(106), 광 파장 분리부(108), 광검출부(PD 어레이)(110), 제어부(112), 가변 OTDR(114), 가변 필터(116), 데이터베이스(118) 및 이상발생위치 알림부(120)를 구비한다.
탭 커플러(102)는 광선로의 상태 및 광신호를 모니터링하기 위해 광선로에서 진행되는 광신호의 일부를 추출하여 제 1 광스위치(104)로 전송하며, 제 1 광스위치(104)를 통해 인가되는 OTDR 신호(감시광)를 광선로의 광신호와 결합시킨다.
제 1 광스위치(104)는 1 ×N 광스위치로서 각 광선로 마다 구비된 복수개의 탭 커플러들(102)에서 추출된 광신호를 제 2 광스위치(106)로 전송하고, 제 2 광스위치(106)를 통해 인가되는 OTDR 신호를 그 신호의 파장에 따라 복수개의 탭 커플러들(102) 중 어느 하나로 스위칭하여 전송한다.
제 2 광스위치(106)는 1 ×2 광스위치로서 제 1 광스위치(104)를 통해 인가되는 광신호를 광 파장 분리부(108) 및 가변 필터(116)로 전송하고, 가변 필터 (116)를 통해 인가되는 OTDR 신호를 제 1 광스위치(104)로 전송한다.
광 파장 분리부(108)는 제 2 광스위치(106)를 통해 수신된 다중화된 광신호를 파장별로 분리하여 출력한다.
광검출부(PD 어레이)(110)는 다수의 광 검출기(Photo Detector)들로 이루어져 광 파장 분리부(108)에서 분리된 각 파장의 광신호들을 검출하여 각 파장의 광신호들에 대한 정상유무를 감지한다.
제어부(112)는 광검출부(110)에서 감지된 각 파장의 광신호들에 대한 이상유무 및 중앙 기지국인 광선로종단장치(OLT:Optical Line Termination, 200)로부터 인가되는 가입자측 장치(ONT:Optical Network Terminal)(400)의 상태정보에 따라 광선로의 고장여부를 파악하여 특정 광선로에 대한 고장발생시 가변 OTDR(114) 및 가변 필터(116)를 해당 광 파장으로 가변시켜 해당 광선로에 대한 상세시험을 실시한다. 즉, 제어부(112)는 다중화된 광신호에서 특정 파장의 광신호가 정상적으로 검출되지 않는 경우 해당 광선로에 이상이 발생되었다고 판단하여 가변 OTDR(114)과 가변 필터(116)를 이상이 발생된 특정 파장으로 가변시켜 해당 파장의 OTDR 신호를 광선로로 출력시킨다.
이때, 특정 파장의 광신호가 비정상적으로 검출되는 경우 중 특정 가입자 ONT(400)의 전원이 오프된 경우도 있을 수 있으며 이러한 경우는 광선로에 이상이 있는 경우가 아니므로 시험대상에서 제외시켜야 한다. 이는, OLT와 ONT 간의 프로토콜 구동에 따라 OLT가 전원오프 여부 등 ONT에 대한 상태정보를 가지고 있으므로, 제어부(112)가 OLT로부터 ONT의 전원오프 여부에 대한 정보를 제공받으므로써 가능하다.
가변 OTDR(114)은 제어부(112)의 제어에 따라 파장을 가변시켜 감시광인 OTDR 신호를 출력하고, 출력된 OTDR 신호가 해당 광선로에서 반사되어 되돌아 오는 광량의 거리 분포를 해석하여 광선로의 손실을 측정하며 특히 광선로가 파손(절단)시 파손점까지의 거리를 측정하여 데이터베이스(118)에 해당 정보를 저장한다.
가변 필터(116)는 가변 OTDR(114)와 제 2 스위치(106) 사이의 광경로 상에 구비되어 제어부(112)의 제어에 따라 가변 OTDR(114)에서 출력되는 OTDR 신호의 파장과 동일한 파장의 신호만을 투과시킨다.
데이터베이스(118)는 광선로의 매설정보, 각 가입자 정보 및 가변 OTDR(114)에서 측정된 이상발생정보 등 광선로 운영 및 유지보수와 관련된 전반적인 정보를 저장한다.
이상발생위치 알림부(120)는 데이터베이스(118)의 정보에 근거하여 해당 광선로에서 이상이 발생된 위치를 가입자 인터페이스 화면(GUI:Graphic User Interface)을 통해 지도상에 현시해주며, 자동 응답 기능을 구비하여 필요로 하는 가입자에게 자동 응답을 통해 이상발생 사실 및 예상 수리시간 등을 알려준다.
ODN(Optical Distribution Network)(300)은 OLT(200)와 ONT(400) 사이에서 광신호를 분배하는 역할을 하며, 바람직하게는 시분할다중화(TDM:Time Division Multiplexing), 파장분할다중화(WDM:Wavelength Division Multiplexing), 공급망 관리(SCM:Supply Chain Management) 등과 같은 다중화 방식과 광 분배기(Optical Splitter)를 사용하여 한 개의 OLT(200)에 대해서 다수의 ONT(400)가 연결되는 ATM-PON 시스템을 구성한다. 특히, ODN(300)은 ONT(400) 및 OLT(200)를 상호 접속시키기 위한 망으로서, 점대점(Point to Point) 방식과 점대다중점(Point to Multipoint) 방식이 있다.
도 3은 본 발명에 따른 광선로 감시 과정을 실시예를 통해 설명하기 위한 도면이다.
본 발명이 적용되는 파중분할다중화방식-수동형광가입자망(WDN-PON:Wavelength Division Multiplexing-Passive Optical Network)에서는 가입자별 혹은 서비스별로 파장을 다중화하는 WDM 방식을 이용하여 다수의 ONT(400)가 ODN(300)을 통해서 OLT(200)에 연결된다. OLT(200)에서는 각 ONT(400) 별로 할당된 서로 다른 여러 파장 λ1, λ2, …, λn 의 광신호가 생성되며, 광분배망인 ODN(300)은 OLT(200)와 ONT(400) 사이에 위치하여 OLT(200)와 ONT(400)를 물리적으로 연결시켜 준다.
이때, 만약 ODN(300)과 ONT(400) 사이의 광선로들 중 파장 λ2의 광신호가 전송되는 광선로가 도 3에서와 같이 파손되어 절단되면, 탭 커플러(102), 제 1 광스위치(104), 제 2 광스위치(106) 및 광 파장 분리부(108)를 통해 도 3의 ①과 같이 해당 파장 λ2이 빠진 다중화된 광신호(상향 광신호)가 광검출기(110)로 수신된다.
광검출기(110)는 수신된 다중화된 광신호들에서 어느 특정 파장 λ2의 신호가 수신되지 않았음을 감지하면 그러한 이상발생사실을 제어부(112)에 통보한다.
제어부(112)는 OLT(200)로부터 수신되는 ONT들(400)의 상태정보를 참조하여, 해당 파장 λ2의 광신호가 수신되지 않은 것이 광선로 상의 문제가 아닌 ONT(400) 상의 문제 예컨대 해당 ONT(400)의 전원 오프로 인한 것인지 여부를 먼저 판단한다.
해당 이상발생이 ONT(400) 상의 문제가 아닌 것으로 판단되면, 제어부(112)는 가변 OTDR(114)과 가변 필터(116)을 해당 파장 λ2으로 가변시킨다.
가변 OTDR(114)은 가변된 파장 λ2을 갖는 OTDR 신호(감시광)를 ②에서와 같이 발생시켜 출력한다. 가변 OTDR(114)에서 출력된 OTDR 신호는 가변 필터(116) 및 제 2 광스위치(106)를 거쳐 제 1 광스위치(104)로 전송된다. 제 1 광스위치(104)는 제 2 광스위치(106)를 통해 수신된 OTDR 신호를 다수의 탭 커플러들(102) 중 파장 λ2에 대응되는 탭 커플러로 스위칭하여 전송한다. 제 1 광스위치(104)를 통해 OTDR 신호를 수신한 탭 커플러는 수신된 OTDR 신호를 다중화된 광신호(하향 광신호)와 결합시킨다.
λ2의 파장을 갖는 OTDR 신호는 다른 광신호들과 같이 광선로를 따라 진행하다 ODN(300)에서 파손된 광선로로 분기되어 전송된 후 파손된 위치에서 반사되어 ODN(300)에서 다른 파장의 광신호들과 다중화되어 되돌아온다(③).
파장 λ2의 OTDR 신호를 포함하는 다중화된 광신호는 탭 커플러(102)에 의해 추출되어 제 1 광스위치(104) 및 제 2 광신호(106)를 거쳐 가변 필터(116)로 전송된다.
가변 필터(116)는 제어부(112)에 의해 파장 λ2로 가변되었기 때문에 파장 λ2를 갖는 OTDR 신호만을 통과시켜 가변 OTDR(114)로 전송한다(④).
가변 OTDR(114)는 수신된 OTDR 신호를 해석하여 광선로의 파손위치를 정확히 측정해 낸 후 해당 정보를 데이터베이스(118)에 저장한다.
이상발생위치 알림부(120)는 데이터베이스(118)에 기 등록된 사용자 정보와 이상발생 정보에 근거하여 이상이 발생된 위치를 가입자 인터페이스 화면(GUI:Graphic User Interface)을 통해 지도상에 실시간으로 현시해준다. 또한, 이상발생위치 알림부(120)는 데이터베이스(118)에서 이상이 발생된 광선로와 연결된 가입자 정보를 찾아내 자동 응답 기능을 이용하여 해당 가입자에게 이상발생 사실 및 예상 수리시간 등 관련정보를 통보해준다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 광선로 감시 시스템은 가변 OTDR을 이용하여 이상이 발생된 광신호의 파장을 갖는 감시광을 발생시켜 해당 광선로를 감시할 수 있어 별도의 파장 대역을 사용하지 않고 기존에 사용되고 있는 광신호들의 파장 대역을 사용할 수 있어 S-밴드나 그 외의 파장 대역을 사용하는 경우에 비해 투자비를 절감시킬 수 있으며, 많은 수의 커플러들을 필요로 하지 않아 경제적이다. 또한, 본 발명의 광선로 감시 시스템은 실시간으로 고장위치를 지도상에 표시해주므로 보다 용이하게 광선로에 대한 유지보수를 수행할 수 있다.

Claims (10)

  1. 다중화된 상향 광신호의 일부를 추출하고 감시광을 다중화된 하향 광신호에 결합시키는 복수개의 광신호 추출 및 결합부;
    상기 광신호 추출 및 결합부에서 추출된 상향 광신호를 파장별로 분리하는 광 파장 분리부;
    상기 광 파장 분리부에서 분리된 각 파장별 상향 광신호들의 이상여부를 판단하고 이상이 감지된 상향 광신호의 파장과 동일한 파장을 갖는 상기 감시광을 발생시키기 위한 제어신호를 출력하는 광검출 및 제어부;
    특정 파장의 광신호만을 통과시키며 상기 광검출 및 제어부의 상기 제어신호에 따라 상기 특정 파장을 가변시키는 가변 필터;
    상기 광검출 및 제어부의 상기 제어신호에 따라 상기 특정 파장의 상기 감시광을 발생시켜 상기 가변 필터로 출력하며, 상기 가변 필터를 통해 수신되는 상기 감시광을 해석하여 상기 특정 파장의 상향 광신호에 대응되는 광선로의 이상발생 위치를 측정하는 가변 OTDR(Optical Time Domain Reflectometry); 및
    상기 복수개의 광신호 추출 및 결합부와 상기 광 파장 분리부 및 상기 가변 필터 사이의 광경로를 스위칭하는 스위칭부를 구비하는 가변 OTDR을 이용한 광선로 감시 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    기 등록된 가입자 정보와 상기 가변 OTDR에서 측정된 이상발생 위치 정보를 이용하여 이상이 발생된 광선로의 위치를 지도상에 표시해주는 이상발생위치 알림부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 가변 OTDR을 이용한 광선로 감시 시스템.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 광검출 및 제어부는
    광선로종단장치(OLT:Optical Line Termination)로부터 가입자측장치(ONT:Optical Network Terminal)들에 대한 상태정보를 제공받아, 감지된 이상발생이 대응되는 ONT 상의 문제로 인한 것인지 여부를 판단한 후 상기 제어신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 가변 OTDR을 이용한 광선로 감시 시스템.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 이상발생위치 알림부는
    광선로의 이상 발생시 자동 응답 기능을 이용하여 이상발생과 관련된 정보를 해당 가입자에게 통보해주는 것을 특징으로 하는 가변 OTDR을 이용한 광선로 감시 시스템.
  5. 다중화된 상향 광신호의 일부를 추출하여 각 파장별로 분리하는 제 1 단계;
    상기 분리된 각 파장별 상향 광신호들의 이상발생여부를 판단하고, 특정 파장의 상향 광신호에서 이상 발생이 감지시 상기 특정 파장과 동일한 파장을 갖는 감시광을 발생시키는 제 2 단계;
    상기 감시광을 하향 광신호와 결합시켜 하향 전송하는 제 3 단계; 및
    하향 전송된 후 광선로에서 반사되어 되돌아오는 상기 감시광을 해석하여 상기 특정 파장에 대응되는 광선로에서의 이상발생 위치를 측정하는 제 4 단계를 포함하는 광선로 감시 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 측정된 이상발생 위치를 지도상에 표시해주는 제 5 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광선로 감시 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 제 5 단계는
    이상발생 위치 표시와 함께 기 등록된 가입자 정보를 이용하여 이상이 발생된 광선로와 연결된 가입자에게 이상발생과 관련된 정보를 통지해주는 것을 특징으로 하는 광선로 감시 방법.
  8. 제 5항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 단계는
    가변 0TDR(Optical Time Domain Reflectometry)을 이용하여 상기 감시광의 파장을 가변시킴으로써 상기 특정 파장의 광신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 광선로 감시 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 제 2 단계는
    상기 특정 광신호에서 이상발생이 감지시, OLT로부터 제공받는 ONT들에 대한 상태정보를 이용하여 감지된 이상발생이 대응되는 ONT 상의 문제로 인한 것인지 여부를 먼저 판단한 후 상기 감시광을 발생시키는 것을 특징으로 하는 광선로 감시 방법.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 제 4 단계는
    상기 특정 광신호의 파장에 따라 가변되는 가변 필터를 이용하여 상기 감시광이 포함된 다중화된 상향 광신호에서 상기 감시광을 분리한 후 상기 분리된 감시광을 해석하는 것을 특징으로 하는 광선로 감시 방법.
KR1020040055593A 2004-07-16 2004-07-16 가변 광섬유 시험기(ｏｔｄｒ)를 이용한 광선로 감시 시스템 및 그 감시 방법 KR100717928B1 (ko)

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