KR101120152B1 - 광섬유 검출 시스템, 광파장 분할 다중화 네트워크 시스템, 및 광섬유 결함 위치 측정 방법 - Google Patents

광섬유 검출 시스템, 광파장 분할 다중화 네트워크 시스템, 및 광섬유 결함 위치 측정 방법 Download PDF

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Abstract

섬유 테스트 시스템, 파장 분할 다중화 광 네트워크 시스템 및 섬유 결함 위치 측정 방법에 대해 개시된다. 섬유 테스트 시스템은 광원, 제1 배열 도파로 회절격자, 펄스 발생기, 광 신호 증폭 및 변조 모듈, 순환기, 제1 선택 모듈, 및 반사 광 신호 수신 모듈을 포함한다. 방법은 이하의 단계를 포함한다: 섬유 결함 위치 측정 디바이스는 업링크 채널에서 결함을 검출하고, 이 업링크 채널에서의 전송기에 의한 다운링크의 전송을 차단하도록 광 라인 단자에 통지하고, 라인 진단 신호를 발생시키고, 그 변조기의 광원을 다운링크에 보내며; 섬유 결함 위치 측정 디바이스는 그 반사 라인 진단 신호를 수신하도록 선택하고 라인 진단 신호를 분석하고 처리하여 결함의 특정한 위치를 판단하고, 그 결함 위치를 네트워크 관리 서버에 보고한다. 광 시간 도메인 반사 파장 선택 모듈을 본 발명의 섬유 결함 위치 측정 디바이스에 적용하기 때문에, 섬유 결함 위치 측정 시스템의 비용이 절감된다.

Description

광섬유 검출 시스템, 광파장 분할 다중화 네트워크 시스템, 및 광섬유 결함 위치 측정 방법{A SYSTEM FOR OPTICAL FIBER DETECTION, AN OPTICAL WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING NETWORK SYSTEM AND A METHOD FOR OPTICAL FIBER FAULT LOCALIZATION}
본 발명은 광 액세스 네트워크 기술에 관한 것이며, 특히 섬유 테스트 시스템, 파장 분할 다중화 광 네트워크 시스템 및 파장 분할 다중화 광 네트워크에서 섬유 결함 위치 측정 방법에 관한 것이다.
데이터 서비스가 최근 수년간 광범위하게 부상하였고, 광대역 액세스에 대한 급속한 수요가 이어졌다. ATM(Asynchronous Transfer Mode)과 같은 고 대역폭 및 대용량 액세스 요건을 충족하기 위해, Passive Optical Network(APON), BPON(Broadband Passive Optical Network), EPON(Ethernet Passive Optical Network), GPON(Gigabit Passive Optical Network) 및 TDAM-PON(Time Division Multiple Access-Passive Optical Network)가 서비스에 들어갔다. 그렇지만, 더 높은 대역폭이 요구되면, 전송을 위한 버스트 기술(burst techniques) 및 단지 하나의 파장의 제약으로 인해 TDMA-PON이 대역폭 및 전송 용량을 증대시키는 것은 곤란하다. 그 결과, 대역폭의 증가는 데이터 전송을 위한 광 파장을 부가함으로써 실현되어야만 한다. 현재, WDM-PON(Wavelength Division Multiplexing-Passive Optical Network) 기반의 다중-파장 전송이 대역폭 증가를 위한 궁극의 솔루션이 될 것으로 고려되고 있다. WDM-PON 솔루션이 도 1에 도시되어 있다. WDM-PON 시스템을 유지 보수하는 동안, 섬유 결함을 검출하고 위치를 측정할 필요가 있다. 현재, GPON/EPON에서는 종종 OTDR(Optical Time Domain Reflectometer)을 채택하여 섬유 결합을 검출하고 위치를 측정하고 있다: 중앙국(Central Office: CO)에서, OTDR의 레이저 광원이 광 펄스를 테스트 중의 섬유에 보내고, 이 광 신호는 그 섬유 및 그 특징 포인트(커넥터, 섬유 임계점, 과도하게 휘어진 섬유 부분 등)로부터 OTDR로 다시 반사되며; 그 반사된 광 신호는 지향성 커플링에 의해 OTDR의 수신기에 전송되어 전기 신호로 변환되며; 최종적으로, OTDR 테스트 곡선이 OTDR 스크린 상에 디스플레이되며, 이에 따라, 결함 및 이 결함의 특정한 위치를 검출할 수 있다. APON, BPON, GPON 및 EPON과 같은 TDMA-PON 시스템과는 달리, WDM-PON 시스템에서는, (AWG(Arrayed Waveguide Grating)와 같은) 파장 라우터가 원격 노드에 배치되어 있어서 피더 섬유(feeder fibers)는 파장 라우터에 대응하는 채널 파장의 광 신호만을 전송할 수 있다. 그러므로 장애를 검출하고 찾아내기 위해서는, 피더 섬유 부분에 도달하는 OTDR 테스트 신호에 복수의 OTDR 테스트 파장이 제공되어야만 한다.
종래 기술에서는, 단일-섬유 양방향 및 이중-섬유 양방향 WDM-PON 시스템과 관련해서, 두 가지의 섬유 결함 위치 측정 방법이 제공되어 있다. 단일-섬유 양방향 WDM-PON 시스템에서는, 외부 테스트 디바이스를 채택하여 섬유 결함의 위치를 측정한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 테스트 원리는 다음과 같다: 제어 유닛은 동조 가능형 광 필터를 제어하여 OTDR 파장(테스트 중의 피더 섬유 부분에 대응하는 WAG 채널 파장과 관련이 있음)을 차단하고; 그런 다음 OTDR 광 신호는 패브릿-페롯 레이저 다이오드(Fabri-Perot Laser Diodes; FP-LD)에 주사되어 증폭되고; 그 증폭된 광 신호는 동조 가능형 광 필터, 순환기의 포트 3, 및 CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexing) 필터에 의해 피더 섬유에 공급되고; 반사 OTDR 광 신호는 다시 CWDM 필터를 통과하고 순환기의 포트 4를 통해 O/E(optical-to-electrical) 변환기에 도달하며; 적절한 증폭 및 신호 처리 후, OTDR 테스트 곡선이 스크린 상에 디스플레이 된다. 이 솔루션에서, OTDR은 독립형 디바이스이며 WDM-PON 시스템이 배치되는 경우, CWDM 필터가 OLT(Optical Line Terminal) 상에 미리 설치된다. 섬유 결함의 위치를 측정할 필요가 있을 때, OTDR 테스트 디바이스가 CWDM 필터에 삽입되어야만 한다. 그렇지만, 종래의 OTDR 테스트 방법에서는, OTDR의 중심 주파수가, 테스트 하의 시스템에 있는 원격 노드에서의 WAG 파장과 동적으로 정렬되도록 동조 가능형 광 필터가 동조될 필요가 있다. 이 얼라인먼트 동작은 어렵고 동조 가능형 광 필터는 고가이다. 이에 의해, 섬유 결합 위치 측정 시스템의 사용에 있어서 비용이 높아질 수밖에 없다.
섬유 결함 위치 측정 시스템의 비용을 줄이고 섬유 결함 위치 측정 시스템의 동작을 향상시키는 목적을 위해, 본 발명의 실시예는 섬유 테스트 시스템, 파장 분할 다중화 광 네트워크 시스템 및 파장 분할 다중화 광 네트워크에서 섬유 결함의 위치를 측정하는 방법을 제공한다. 기술적 솔루션은 아래와 같다:
섬유 테스트 시스템은 광원, 제1 배열 도파로 회절격자, 펄스 발생기, 광 신호 증폭 및 변조 모듈, 순환기, 제1 선택 모듈, 및 반사 광 신호 수신 모듈을 포함하며,
상기 제1 배열 도파로 회절격자가 상기 광원에 의해 출력된 시드 광(seed light)을 스펙트럼 분할하고,
상기 펄스 발생기는 상기 피시험 시스템의 광원을 턴 오프시키는 명령을 포함하는 라인 진단 신호를 발생시키도록 구성되어 있다.
상기 광 신호 증폭 및 변조 모듈은, 상기 펄스 발생기에 의해 발생된 상기 라인 진단 신호를 증폭하고, 상기 제1 배열 도파로 회절격자에 의해 스펙트럼 분할된 후의 상기 라인 진단 신호를 적어도 하나의 파장 채널의 광 신호로 변조시켜 라인 진단 광 신호를 발생시키도록 구성되어 있고, 상기 라인 진단 광 신호는 상기 제1 배열 도파로 회절격자를 통해 상기 순환기에 전송되고,
상기 제1 선택 모듈은 적어도 하나의 파장 채널을 선택하도록 구성되어 있고,
상기 순환기는, 상기 제1 배열 도파로 회절격자로부터의 광 신호를 피시험 시스템에 공급하고 상기 피시험 시스템으로부터의 광 신호를 상기 반사 광 신호 수신 모듈에 공급하도록 구성되어 있고, 상기 피시험 시스템으로부터의 상기 광 신호는 반사된 상기 라인 진단 광 신호를 포함하며,
상기 반사 광 신호 수신 모듈은 수신된 상기 광 신호를 분석하고 처리하여 분석 및 처리 결과를 획득하도록 구성되어 있다.
파장 분할 다중화 광 네트워크 시스템은 전술한 섬유 테스트 시스템을 포함한다.
광원, 제1 배열 도파로 회절격자, 펄스 발생기, 광 신호 증폭 및 변조 모듈, 및 반사 광 신호 수신 모듈을 포함하는 파장 분할 다중화 광 네트워크에서 섬유 결함의 위치를 측정하는 섬유 결함 위치 측정 방법은,
상기 펄스 발생기에 의해 라인 진단 신호를 발생시키되, 상기 라인 진단 신호는 상기 피시험 시스템의 광원을 턴 오프시키는 명령을 포함하는 단계;
업링크 채널에서 결함을 검출하고 상기 펄스 발생기에 의해 발생된 상기 라인 진단 신호를 상기 광 신호 증폭 및 변조 모듈에 공급하는 단계;
상기 광 신호 증폭 및 변조 모듈이 상기 라인 진단 신호를 수신하고 상기 라인 진단 신호를 시드 광(seed light)으로 변조하여 라인 진단 광 신호를 발생시키는 단계로서, 상기 라인 진단 광 신호는 상기 제1 배열 도파로 회절격자를 통해 피시험 시스템에 보내지고, 상기 시드 광은 상기 제1 배열 도파로 회절격자에 의해 광원의 스펙트럼 분할에 의해 획득되는, 상기 라인 진단 광 신호를 발생시키는 단계;
상기 피시험 시스템으로부터, 반사 라인 진단 광 신호를 포함하는 광 신호를 수신하는 단계; 및
상기 반사 광 신호 수신 모듈에 상기 광 신호를 공급하는 단계로서, 상기 반사 광 신호 수신 모듈은 수신된 상기 광 신호를 분석 및 처리하여 분석 및 처리 결과를 획득하는, 상기 광 신호를 공급하는 단계
를 포함한다.
본 발명의 실시예에서 제공되는 기술적 솔루션은 다음과 같은 이점을 제공한다: 테스트 광원은 배열 도파로 회절격자(arrayed waveguide grating)에 의한 스펙트럼 분할(spectrum-sliced)이고, 적절한 스펙트럼 분할 파장 채널을 사용하여 OTDR 테스트 데이터를 변조하며; 파장 채널은 1xN 광 스위치 또는 전기 스위치와 함께 선택된다. 이에 의해, 테스트 신호의 파장 채널이 더욱 안정적이고 섬유 결함 위치 측정 시스템의 비용이 효과적으로 절감된다. 또한, 섬유 결함 위치 측정 디바이스에서의 배열 도파로 회절격자는 피시험 시스템의 중앙국에서의 배열 도파로 회절격자와 동일한 모델이기 때문에, 이 두 배열 도파로 회절격자의 중심 파장이 정렬되고 고정되며 따라서 더욱 용이하게 섬유 결함 위치 측정 디바이스를 동작시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술의 WDM-PON 시스템의 네트워킹을 나타내는 개략도이다.
도 2는 종래 기술의 외부 섬유 결함 위치 측정 디바이스를 구비한 단일 섬유 양방향 WDM-PON에서 섬유 결함의 위치를 측정하는 원리를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 섬유 결함 위치 측정 디바이스의 원리를 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단일 섬유 양방향 WDM-PON 시스템에서 섬유 결함의 위치를 측정하기 위한 제1 방법의 원리를 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 단일 섬유 양방향 WDM-PON 시스템에서 섬유 결함의 위치를 측정하기 위한 제1 방법에 대한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이중 섬유 양방향 WDM-PON 시스템에서 섬유 결함의 위치를 측정하기 위한 제1 방법의 원리를 나타내는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 단일 섬유 양방향 WDM-PON 시스템에서 섬유 결함의 위치를 측정하기 위한 제2 방법의 원리를 나타내는 개략도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 단일 섬유 양방향 WDM-PON 시스템에서 섬유 결함의 위치를 측정하기 위한 제2 방법에 대한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 이중 섬유 양방향 WDM-PON 시스템에서 섬유 결함의 위치를 측정하기 위한 제2 방법의 원리를 나타내는 개략도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 섬유 결함 위치 측정 디바이스의 구조를 나타내는 개략도이다.
본 발명의 기술적 솔루션, 목적 및 이점을 더욱 분명히 하기 위해, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 이하에 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서 섬유 결함 위치 측정 디바이스는 광원(301), 펄스 발생기(302), 제어 유닛(303), OTDR 파장 선택 모듈(304), 출력 광 신호 증폭 및 변조 모듈(305), 순환기(306) 및 반사 신호 수신 모듈(307)을 포함한다. OTDR 파장 선택 모듈(304)은 1xN 광 스위치(304a) 및 AWG(304b)로 이루어져 있고 종래 기술의 동조 가능형 광 필터를 대체한 것이다. 1xN 광 스위치(304a) 및 AWG(304b)의 조합은 복수의 OTDR 파장을 제공한다. WAG의 N개의 채널은 파장이 상이한 N개의 광 신호를 출력하며, 제어 유닛(303)은 1xN 광 스위치(304a)가 하나의 AWG 광 채널에 연결되도록 1xN 광 스위치(304a)를 제어한다. 선택된 AWG 광 채널의 출력은 OTDR 광 신호로서 취해진다. 이에 의해, 본 발명의 실시예에 따른 섬유 결함 위치 측정 디바이스는 N개의 OTDR 파장을 제공할 수 있다. 출력 광 신호 증폭 및 변조 모듈(305)은 실질적으로 주입 고정 FP-LD(IL-FP-LD) 또는 반사 반도체 광 증폭기(RSOA)이다. 반사 광 신호 수신 모듈(307)은 O/E 변환기(307a), 전기 신호 증폭기(307b), 디지털/아날로그 변환기(307c), 신호 프로세서(307d) 및 모니터(307e)를 포함한다. 광원(301)은 와이드 스펙트럼 광원(wide spectrum optical source)일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 섬유 결함 위치 측정 디바이스의 동작 원리는 다음과 같다: 와이드 스펙트럼 광원(301)에 의해 출력된 광 신호가 순환기(306)를 통해 AWG(304b)의 퍼블릭 포트(public port)에 제공된 후, 제어 유닛(303)은 광 스위치(304a)를 제어하여 주어진 OTDR 파장을 선택하고 증폭 및 OTDR 데이터 변조를 위해 LTDR 광파를 IL-FP LD 또는 ROSA(305)에 주사하며; 증폭되고 변조된 신호는 순환기(306)를 통해 테스트 중인 시스템에 제공되며; 순환기(306)를 통해 O/E 변환기(307)는 반사 OTDR 광 신호를 수신하고; 최종적으로, 전기 신호 증폭기(307c) 및 디지털/아날로그 변환기(307c)에 의해 신호가 처리된 후, 모니터(307e) 상에 OTDR 테스트 곡선이 디스플레이되며; 이 OTDR 테스트 곡선에 따라, 결함의 위치가 판단된 다음 복구될 수 있다. 예를 들어, WDM-PON 시스템에서 제1 채널이 실패이면, 본 발명의 실시예에 따라 제공된 섬유 결함 위치 측정 디바이스가 WDM-PON 시스템에 미리 설치된 CWDM 필터에 연결되고 그런 다음 이 디바이스가 작동을 개시하며; 제어 유닛(303)은 1xN 광 스위치(304a)를 AWG(304b)의 제1 채널에 연결되도록 제어 함으로써 이 제1 채널의 OTDR 신호가 출력되고; 그런 다음 OTDR 테스트 곡선을 관찰하여 이 곡선에 따라 광 라인 결함이 생기는 특정한 위치를 판정하고 제시간에 유지 보수를 수행한다.
본 발명의 실시예에 따라 제공된 섬유 결함 위치 측정 디바이스에서의 OTDR 파장 선택 모듈(304)의 AWG(304b)는 피시험 시스템에서의 원격 노드에 있는 AWG와 동일한 모델이며 이 두 AWG의 중심 파장은 정렬되고 고정된다. 파장이 정렬되면, 1xN 광 스위치(304a)는 적절한 AWG(304b) 채널에 연결되도록 제어되어 적절한 OTDR 파장 광 신호가 자동으로 발생된다. 이에 의해 피시험 시스템의 원격 노드에 있는 AWG 채널의 중심 파장과 OTDR의 중심 파장의 얼라인먼트가 용이하게 된다. 또한, 동조 가능형 광 필터와의 비교에서, AWG(304b)와 1xN 광 스위치(304a)의 조합이 비용을 절감할 수 있다. 그러므로 섬유 결함 위치 측정 시스템의 비용이 효과적으로 절감된다.
모든 WDM-PON 솔루션에서, 시드 광원(seed optical source)을 제공하기 위해 스펙트럼 분할이 두 개의 와이드 스펙트럼 광원에 적용되는 데; IL-FP LD 또는 RSOA는 CO에서 다운링크 데이터를 보내고; IL-FP LD 또는 RSOA는 광 네트워크 단자(ONT)에서 업링크 데이터를 보낸다. 이러한 WDM-PON 시스템은 단일 섬유 양방향 및 이중 섬유 양방향 WDM-PON 시스템을 포함한다. 본 발명의 실시예에서는, 와이드 스펙트럼 광원의 스펙트럼 분할에 기초한 단일 섬유 양방향 WDM-PON 시스템을 본 발명의 섬유 결함 위치 측정 방법을 설명하기 위한 예로서 취한다.
방법 1:
도 4에 도시된 바와 같이, 와이드 스펙트럼 광원의 스펙트럼 분할에 기초한 WDM-PON 시스템의 경우에, 섬유 결함 위치 측정 디바이스가 OLT에 조립되어, OLT의 다운링크 광원을 통해, OTDR 테스트 신호와 같은 라인 진단 신호를 보낸다. 반사 OTDR 신호가 동조 가능형 광 필터에 수신된 다음 분석되고 처리되어, 섬유 결함의 특정한 위치를 판단한다. 섬유 결함 위치 측정 디바이스는 제어 유닛(401), 펄스 발생기(402), OTDR 수신기(403) 및 동조 가능형 광 필터(404)를 포함한다. 제어 유닛(401)은 업링크 데이터의 전송 품질을 검사하여 업링크 채널이 실패하는 지를 판단하도록 구성되어 있고; 제어 유닛(401)은 또한 펄스 발생기(402)를 제어하여 펄스 신호를 발생하도록 구성되어 있고; 제어 유닛(401)은 또한 전기 스위치(405)를 제어하여 신호를 OTDR 테스트 신호로 변조시키고 동조 가능형 광 필터(404)를 제어하여 반사 OTDR 신호를 차단하며; 제어 유닛(401)은 또한 OTDR 수신기(403)에 의해 수신된 반사 OTDR 신호를 분석하고 처리하여 섬유 결함의 특정한 위치를 판단한다. 동조 가능형 광 필터(404)는 반사 OTDR 신호를 차단하도록 구성되어 있다. 전기 스위치(405)는 OTDR 테스트 신호 및 정상 다운링크 신호의 변조 및 스위칭을 완료하도록 구성되어 있다.
이상의 기술적 솔루션에 의하면, WDM-PON 시스템에서 섬유 결함의 위치를 측정하는 방법은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 이하의 단계를 포함한다.
단계 501: 제어 유닛(401)은 하나의 업링크 채널에서 결함을 검출하고 이 채널의 전기 스위치(405)에 제어 커맨드를 보내어, 전기 스위치(405)에 다운링크 데이터의 전송을 차단하도록 통지하며, 펄스 발생기(402)를 제어하여 펄스 신호(또는 진단 전기 신호)를 출력함으로써 OLT 광원을 변조시켜 OTDR 테스트 신호(또는 진단 광 신호)를 발생시킨다.
제어 유닛(401)은 WDM-PON 시스템에서 모든 업링크 채널의 수신 광 파워(optical power) 및/또는 신호 비트 에러 레이트(Bit Error Rate; BER)를 실시간으로 모니터링한다. 하나의 업링크 채널의 수신 광 파워 및/또는 신호 BER에서 급격한 변화를 검출하면, 제어 유닛(401)은 그 업링크 채널이 실패인 것으로 생각하고 그 채널의 전기 스위치(405)에 제어 커맨드를 보내어 다운링크 데이터의 전송을 차단하도록 통지하며, 네트워크 관리 시스템에 경보 신호를 보낸다. 채널의 전기 스위치(405)는 제어 커맨드를 수신하고 OLT 광원을 OTDR 변조로 전환시킨다.
제어 유닛(401)은 펄스 발생기(402)에 제어 커맨드를 보내어 펄스 신호를 출력하도록 펄스 발생기에 통지함으로써 OLT 광원을 변조시키고 OTDR 테스트 신호를 발생시킨다. 펄스 발생기(402)에 의해 발생된 펄스 신호에서, ONT 업링크 광 신호와 OTDR 테스트 신호가 간섭하는 것을 방지하기 위해 ONT 광원을 턴 오프시키는 명령이 포함될 필요가 있다.
단계 502: 펄스 발생기(402)에 의해 발생된 펄스 신호는 IL-FP LD 또는 RSOA(406)에 의해 변조되고 증폭된 다음 AWG1(407)에 보내진다.
와이드 스펙트럼 광원(408)은 와이드 스펙트럼 광원(1) 및 와이드 스펙트럼 광원(2)을 포함한다. 와이드 스펙트럼 광원(408)에 의해 발생된 시드 광 신호(seed optical signal)는 AWG1(407)에 의해 역다중화되어 각각의 파장 λ1, λ 2, ..., λn의 광 신호를 발생시키고, 이 광 신호들은 IL-FP LD 또는 RSOA(406)에 전송된다. IL-FP LD 또는 RSOA(406)는 펄스 발생기(402)에 의해 발생된 펄스 신호에 따라 그 수신된 광 신호를 변조하고 증폭하여 OTDR 테스트 신호를 얻고 이 OTDR 테스트 신호를 AWG1(407)에 보낸다.
단계(503): AWG1(407)은 OTDR 테스트 신호를 포함하는 그 수신된 광 신호를 순환기(409)를 통해 ONT에 보낸다.
단계(504): 반사 OTDR 테스트 신호를 포함하는 광 신호는 순환기(409)를 통해 동조 가능형 광 필터(404)로 보내지고; 동조 가능형 광 필터(404)는 그 반사 OTDR 테스트 신호를 차단하고 그 신호를 OTDR 수신기(403)에 보낸다.
동조 가능형 광 필터(404)는 제어 유닛(401)이 제어 하에 그 파라미터를 조정함으로써 그 반사 OTDR 테스트 신호가 그 수신된 광 신호에 의해 차단된다.
단계(505): OTDR 수신기(403)는 그 수신된 반사 OTDR 테스트 신호를 전기 신호로 변환하고 전기 신호를 제어 유닛(401)에 보낸다.
단계(506): 제어 유닛(401)은 OTDR 수신기(403)로부터 수신된 신호를 분석하고 처리하여 결함의 위치를 판단하며 그 위치를 네트워크 관리 서버에 보고한다.
반사 OTDR 테스트 신호를 분석하고 처리함으로써, 제어 유닛(401)은 OTDR 테스트 곡선을 얻을 수 있고, 이에 따라 섬유 결함의 위치를 비교적 정확하게 판단할 수 있다. 제어 유닛(401)은 또한 제시간에 유지 보수할 수 있도록 그 위치를 네트워크 관리 서버에 보고한다.
실제로, (도 6에 도시된 바와 같은) 와이드 스펙트럼 광원의 스펙트럼 분할에 기초한 WDM-PON 시스템의 경우, 섬유 결함의 위치를 측정하는 방법은 본 실시예에서의 방법과 동일하므로 설명을 생략한다.
본 실시예에서, 섬유 결함 위치 측정 디바이스는 OLT에 내장되고, IL-FP LD 또는 RSOA는 WDM-PON 시스템에서 섬유 결함 위치 측정 디바이스의 광 신호 발생기로서 작동한다. OTDR 테스트의 전기 펄스 신호는 변조되고 증폭되어 OTDR 테스트 신호를 발생시킨다. 이에 의해 WDM-PON 시스템에서 섬유 결함 위치 측정 시스템의 비용이 효과적으로 절감된다.
방법 2:
도 7에 도시된 바와 같이, 와이드 스펙트럼 광원의 스펙트럼 분할에 기초한 WDM-PON 시스템의 경우, 섬유 결함 위치 측정 디바이스가 OLT에 내장되어 있고, OLT의 다운링크 광원을 통해, OTDR 테스트 신호와 같은 라인 진단 신호를 전송한다. 반사 OTDR 신호는 AWG(CO에서의 AWG와 동일한 모델)와 1xN 광 스위치의 조합에 의해 수신되고 그런 다음 분석되고 처리되어 섬유 결함의 특정한 위치를 판단한다.
섬유 결함 위치 측정 디바이스는 제어 유닛(701), 펄스 발생기(702), OTDR 수신기(703), 및 AWG2(704b) 및 1xN 광 스위치(704b)의 조합을 포함한다. 제어 유닛(701)은 업링크 데이터의 전송 품질을 검사하여 업링크 채널이 실패하는 지를 판단하고; 제어 유닛(701)은 또한 펄스 발생기(702)를 제어하여 펄스 신호를 발생시키고; 제어 유닛(701)은 또한 전기 스위치(705)를 제어하여 신호를 OTDR 테스트 신 호로 변조하고 AWG(704a)와 1xN 광 스위치(704b)의 조합(704)을 제어하여 그 반사 OTDR 테스트 신호로부터 적절한 신호를 선택하며; 제어 유닛(701)은 또한 OTDR 수신기(703)에 의해 수신된 신호를 분석하고 처리하여 섬유 결함의 특정한 위치를 판단한다. AWG(704a)와 1xN 광 스위치의 조합(704)은 그 반사 OTDR 테스트 신호를 차단하고 적절한 신호를 선택하도록 구성되어 있다. 전기 스위치(705)는 OTDR 테스트 신호 및 정상 다운링크 신호의 변조 및 스위칭을 완료하도록 구성되어 있다.
이상의 기술적 솔루션에 의하면, WDM-PON 시스템에서 섬유 결함의 위치를 측정하는 방법은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 이하의 단계를 포함한다.
단계 801: 제어 유닛(701)은 하나의 업링크 채널의 결함을 검출하고 그 채널의 전기 스위치(705)에 제어 커맨드를 보내어, 다운링크 데이터의 전송을 차단하도록 전기 스위치(705)에 통지하며, 펄스 발생기(702)를 제어하여 펄스 신호를 발생시킴으로써 OLT 광원을 변조시켜 OTDR 테스트 신호를 발생시킨다.
제어 유닛(701)은 WDM-PON 시스템에서의 모든 업링크 채널의 수신 광 파워 및/또는 신호 BER을 실시간으로 모니터링한다. 하나의 업링크 채널의 수신 광 파워 및/또는 신호 BER에서 급격한 변화를 검출하면, 제어 유닛(701)은 업링크 채널이 실패인 것으로 생각하고 제어 커맨드를 보내어 다운링크 데이터의 전송을 차단하도록 그 채널의 전기 스위치(705)에 통지하고, 네트워크 관리 시스템에 경보 신호를 보낸다. 채널의 전기 스위치(705)는 제어 커맨드를 수신하고 OLT 광원을 OTDR 변조로 전환시킨다.
제어 유닛(701)은 펄스 발생기(702)에 제어 커맨드를 보내어, 펄스 신호를 발생시키도록 펄스 발생기에 통지함으로써 OLT 광원을 변조시키고 OTDR 테스트 신호를 발생시킨다. 펄스 발생기(702)에 의해 발생된 펄스 신호에서, ONT 업링크 광 신호와 OTDR 테스트 신호가 간섭하는 것을 방지하기 위해, ONT 광원을 턴 오프시키기 위한 명령에 포함될 필요가 있다.
단계 802: 펄스 발생기(7020에 의해 발생된 펄스 신호는 IL-FP LD 또는 RSOA(706)에 의해 변조되고 증폭되어 OTDR 테스트 신호를 발생시키고, 이 신호는 AWG1(707)에 전송된다.
와이드 스펙트럼 광원(708)은 와이드 스펙트럼 광원(1) 및 와이드 스펙트럼 광원(2)을 포함한다. 와이드 스펙트럼 광원(708)에 의해 발생된 시드 광 신호는 AWG1(707)에 의해 역다중화되어 각각의 파장 λ1, λ2, ..., λn의 광 신호를 발생시키고, 이 신호들은 IL-FP LD 또는 RSOA(706)에 전송된다. IL-FP LD 또는 RSOA(706)는 펄스 발생기(702)에 의해 발생된 펄스 신호에 따라 그 수신된 광 신호를 변조하고 증폭하여 OTDR 테스트 신호를 얻고 이 OTDR 테스트 신호를 AWG1(707)에 전송한다.
단계 803: AWG1(707)은 OTDR 테스트 신호를 포함하는 그 수신된 광 신호를 순환기(709)를 통해 ONT에 전송한다.
단계 804: 반사 OTDR 테스트 신호를 포함하는 광 신호는 AWG2(704a)와 1xN 광 스위치(704b)의 조합(704)으로 보내지고, 그 수신된 광 신호 중 반사 OTDR 테스트 신호를 차단하여 그 반사 OTDR 테스트 신호를 OTDR 수신기(703)에 보낸다.
1xN 광 스위치(704b)는 제어 유닛(701)의 제어 하에 OTDR 테스트 신호에 대응하는 AWG(704a)에 연결됨으로써 OTDR 테스트 신호는 AWG2(704a)와 1xN 광 스위치(704b)를 통해 광 신호를 전송할 수 있다. AWG2(704a)는 CO에서의 AWG1(707)과 동일한 모델이며, 그 중심 파장들은 정렬되고 고정되어 있다.
단계 805: OTDR 수신기(703)는 그 반사 OTDR 테스트 신호를 수신하여 전기 신호로 변환시키며, 이 전기 신호를 제어 유닛(701)에 보낸다.
단계 806: 제어 유닛(701)은 OTDR 수신기(703)로부터 수신된 신호를 분석하고 처리하여 결함의 위치를 판단하며 그 위치를 네트워크 관리 서버에 보고한다.
반사 OTDR 테스트 신호를 분석하고 처리함으로써, 제어 유닛(701)은 OTDR 테스트 곡선을 얻을 수 있고, 이에 따라 섬유 결함의 위치를 비교적 정확하게 판단할 수 있다. 제어 유닛(701)은 또한 제시간에 유지 보수할 수 있도록 그 위치를 네트워크 관리 서버에 보고한다.
실제로, (도 9에 도시된 바와 같은) 와이드 스펙트럼 광원의 스펙트럼 분할에 기초한 WDM-PON 시스템의 경우, 섬유 결함의 위치를 측정하는 방법은 본 실시예에서의 방법과 동일하므로 설명을 생략한다.
본 실시예에서, 섬유 결함 위치 측정 디바이스는 OLT에 내장되고, IL-FP LD 또는 RSOA는 WDM-PON 시스템에서 섬유 결함 위치 측정 디바이스의 광 신호 발생기로서 작동한다. AWG와 1xN 광 스위치의 조합을 동조 가능형 광 필터를 대신한다. OTDR 테스트의 전기 펄스 신호는 변조되고 증폭되어 OTDR 테스트 신호를 발생시킨다. 이에 의해 WDM-PON 시스템에서 섬유 결함 위치 측정 시스템의 비용이 효과적 으로 절감된다. 또한, 섬유 결함 위치 측정 디바이스에서의 AWG는 테스트된 WDM-PON 시스템의 CO에서의 AWG와 동일한 모델이기 때문에, AWG들의 중심 파장들은 정렬되고 고정되므로 구현이 용이하다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 섬유 결함 위치 측정 장치는 제어 모듈(1001), 신호 발생 모듈(1002), 전송 모듈(1003) 및 섬유 결함 위치 측정 모듈(1004)을 포함한다.
제어 모듈(1001)은 업링크 채널이 실패인지를 검사하고 업링크 채널이 실패인 것으로 검출하면 신호 발생 모듈(1002) 및 전송 모듈(1003)에 통지하도록 구성되어 있다.
신호 발생 모듈(1002)은 제어 모듈(1001)로부터 통지를 수신하면 라인 진단 신호를 발생시키고 이 라인 진단 신호를 송신 모듈(1003)에 보내도록 구성되어 있다.
전송 모듈(1003)은 신호 발생 모듈(1002)로부터 라인 진단 신호를 수신하고 제어 모듈(1001)로부터 통지를 수신하는 데, 제어 모듈(1001)로부터 통지를 수신하면, 다운링크 데이터의 전송을 차단하고 시드 광(seed light) 상의 그 수신된 라인 진단 신호를 변조하고 그 변조된 신호를 다운링크에 보내도록 구성되어 있다.
섬유 결함 위치 측정 모듈(1004)은 광 라인(optical line)에 의해 반사된 라인 진단 신호를 수신하고 이 라인 진단 신호의 분석 및 처리에 따라 섬유 결함의 위치를 네트워크 관리 서버에 보고하도록 구성되어 있다.
제어 모듈(1001)은 신호 BER 테스팅 유닛 및 수신 광 파워 테스팅 유닛을 포 함한다. 제어 모듈(1001)은 또한 통지 전송 유닛을 포함한다.
신호 BER 테스팅 유닛은 업링크 채널 상의 신호 BER이 저하되었는 지를 검사하고 그 결과 신호를 통지 전송 유닛에 보내도록 구성되어 있다.
수신 광 파워 테스팅 유닛은 업링크 채널의 그 수신 광 파워에 급격한 변화가 발생하였는지를 검사하고 그 테스트 결과를 통지 전송 유닛에 보내도록 구성되어 있다.
통지 전송 유닛은 신호 BER의 저하 및/또는 그 수신 광 파워의 급격한 변화를 나타내는 테스트 결과를 수신하면 신호 발생 모듈(1002) 및 전송 모듈(1003)에 통지를 보내도록 구성되어 있다.
전송 모듈(1003)은 통지 수신 유닛, 증폭 유닛 및 전송 유닛을 포함한다.
통지 수신 유닛은 통지 전송 유닛으로부터 통지를 수신하고 그 수신된 통지를 전송 유닛에 보내도록 구성되어 있다.
증폭 유닛은 신호 발생 모듈(1002)로부터 라인 진단 신호를 수신하고, 이 라인 진단 신호를 증폭하고, 그 증폭된 라인 진단 신호를 전송 유닛에 보내도록 구성되어 있다.
전송 유닛은 통지 수신 유닛으로부터 통지를 수신하면 다운링크 데이터의 전송을 차단하고 시드 광 상의 그 수신된 라인 진단 신호를 변조시키고 그 변조된 신호를 다운링크에 보내도록 구성되어 있다.
증폭 유닛 및 전송 유닛은 IL-FP LD 또는 RSOA와 같은, 하나의 물리적 실체일 수 있다.
섬유 결함 위치 측정 모듈(1004)은 분석 및 처리 유닛 및 보고 유닛을 포함한다.
분석 및 처리 유닛은 광 라인으로부터 반사된 라인 진단 신호를 수신하고 이 라인 진단 신호를 분석 및 처리하여 섬유 결함의 특정한 위치를 알아내어 그 위치 정보를 보고 유닛에 보내도록 구성되어 있다.
보고 유닛은 분석 및 처리 유닛으로부터 정보를 수신하고 그 정보를 네트워크 관리 서버에 보내도록 구성되어 있다. 본 실시예에서는, IL-FP LD 또는 RSOA가 진단 신호를 증폭 및 변조시키도록 되어 있으므로 섬유 결함 위치 측정 시스템의 비용을 효과적으로 절감한다.
본 발명의 실시예의 기술적 솔루션에 따르면, 섬유 결함 위치 측정 디바이스가 OLT에 내장되고; IL-FP LD 또는 RSOA는 WDM-PON 섬유 결함 위치 측정 디바이스의 광원으로서 동작하고; AWG는 광원의 스펙트럼을 분할한 후 적절한 스펙트럼 분할 파장 채널을 선택하여 OTDR 테스트 신호를 변조시키며; 1xN 광 스위치 또는 전기 스위치는 그 선택을 원조하도록 구성되어 있다. 이에 의해, 테스트 신호의 파장 채널이 더욱 안정적이게 되고 WDM-PON 시스템에서의 섬유 결함 위치 측정 시스템의 비용이 효과적으로 절감되는 것을 보장한다. 또한, 섬유 결함 위치 측정 디바이스의 AWG는 테스트된 WDM-PON 시스템의 CO에서의 AWG와 동일한 모델이기 때문에, 이 두 WAG의 중심 파장들은 정렬되고 고정되며, 이에 따라 섬유 결함 위치 측정 디바이스를 동작시키는 것이 훨씬 용이하게 된다.
본 발명을 일부의 예시적 실시예를 통해 서술하였으나, 본 발명은 이러한 실 시예에 제한되지 않는다. 본 발명의 정신 및 범주를 벗어남이 없이 당업자는 본 발명에 대한 변형 및 수정을 행할 수 있음은 자명하다. 본 발명은 이하의 청구의 범위 및 그 등가물에 의해 정의된 보호 범위 내에 있는 변형 및 수정을 망라하도록 의도된다.

Claims (14)

  1. 광원, 제1 배열 도파로 회절격자, 펄스 발생기, 광 신호 증폭 및 변조 모듈, 순환기, 제1 선택 모듈, 및 반사 광 신호 수신 모듈을 포함하는 섬유 테스트 시스템에 있어서,
    상기 제1 배열 도파로 회절격자가 상기 광원에 의해 출력된 시드 광(seed light)을 스펙트럼 분할하고,
    상기 펄스 발생기는 피시험 시스템의 광원을 턴 오프시키는 명령을 포함하는 라인 진단 신호를 발생시키도록 구성되고,
    상기 광 신호 증폭 및 변조 모듈은, 상기 펄스 발생기에 의해 발생된 라인 진단 신호를 증폭하고, 상기 제1 배열 도파로 회절격자에 의해 스펙트럼 분할된 후의 상기 라인 진단 신호를 적어도 하나의 파장 채널의 광 신호로 변조시켜 라인 진단 광 신호를 발생시키도록 구성되어 있고, 상기 라인 진단 광 신호는 상기 제1 배열 도파로 회절격자를 통해 상기 순환기에 전송되고,
    상기 제1 선택 모듈은 적어도 하나의 파장 채널을 선택하도록 구성되어 있고,
    상기 순환기는, 상기 제1 배열 도파로 회절격자로부터의 광 신호를 상기 피시험 시스템에 공급하고 상기 피시험 시스템으로부터의 광 신호를 상기 반사 광 신호 수신 모듈에 공급하도록 구성되어 있고, 상기 피시험 시스템으로부터의 상기 광 신호는 반사된 상기 라인 진단 광 신호를 포함하며,
    상기 반사 광 신호 수신 모듈은 수신된 상기 광 신호를 분석하고 처리하여 분석 및 처리 결과를 획득하도록 구성되어 있는, 섬유 테스트 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사 광 신호 수신 모듈과 상기 순환기 사이에 결합되어 있는 제2 선택 모듈을 더 포함하며,
    상기 제2 선택 모듈은, 상기 제1 선택 모듈에 의해 선택된 상기 파장 채널과 정렬된 파장 채널을 제어에 의해 선택하도록 구성되어 있는, 섬유 테스트 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 선택 모듈은 동조 가능형 광 필터이며, 상기 제1 선택 모듈에 의해 선택된 파장 채널과 정렬된 파장 채널을 선택하도록 제어되거나; 또는
    상기 제2 선택 모듈은 제2 배열 도파로 회절격자와 적어도 하나의 광 스위치의 조합이며, 상기 적어도 하나의 광 스위치는 상기 제1 선택 모듈에 의해 선택된 파장 채널과 정렬된 파장 채널을 선택하도록 제어되는, 섬유 테스트 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 배열 도파로 회절격자 및 상기 제2 배열 도파로 회절격자는 각각 채널을 가지며, 이 채널들의 중심 파장들은 정렬되어 있는, 섬유 테스트 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 선택 모듈은 상기 제1 배열 도파로 회절격자와 상기 광 신호 증폭 및 변조 모듈 사이에 결합되어 있고, 파장 채널을 선택하도록 제어되는 적어도 하나의 광 스위치를 포함하거나; 또는
    상기 제1 선택 모듈은 상기 제1 배열 도파로 회절격자와 상기 광 신호 증폭 및 변조 모듈 사이에 결합되어 있고, 파장 채널을 선택하도록 제어되는 적어도 하나의 전기 스위치를 포함하는, 섬유 테스트 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    제어 유닛을 더 포함하며,
    상기 제어 유닛은,
    상기 피시험 시스템의 수신 광 파워 및 신호 비트 에러 레이트 중 하나 이상을 테스트하고, 수신 광 파워에서의 급격한 변화 및 하나의 업링크 채널 상의 신호 비트 에러 레이트의 저하 중 하나 이상을 검출하면, 상기 제1 선택 모듈을 제어하여 파장 채널을 선택하도록 구성되어 있고,
    상기 분석 및 처리 결과는 섬유 결함의 특정한 위치를 포함하는, 섬유 테스트 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 분석 및 처리 결과는 광 시간 도메인 반사 테스트 곡선(optical time domain reflection test curve) 및 상기 광 시간 도메인 반사 테스트 곡선 중 하나 이상에 따라 판단된 섬유 결함의 특정한 위치를 포함하는, 섬유 테스트 시스템.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 섬유 테스트 시스템을 포함하는 파장 분할 다중화 광 네트워크 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    제3 배열 도파로 회절격자를 더 포함하며,
    상기 제1 배열 도파로 회절격자 및 상기 제3 배열 도파로 회절격자는 각각 채널을 가지며, 상기 채널들의 중심 파장들은 정렬되어 있는, 파장 분할 다중화 광 네트워크 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 선택 모듈은, 다운링크 데이터 전기 신호 또는 상기 펄스 발생기에 의해 발생된 상기 라인 진단 신호를 선택하고 상기 광 신호 증폭 및 변조 모듈에 공급하는, 파장 분할 다중화 광 네트워크 시스템.
  11. 광원, 제1 배열 도파로 회절격자, 펄스 발생기, 광 신호 증폭 및 변조 모듈, 및 반사 광 신호 수신 모듈을 포함하는 파장 분할 다중화 광 네트워크에서 섬유 결함의 위치를 측정하는 섬유 결함 위치 측정 방법에 있어서,
    상기 펄스 발생기에 의해, 피시험 시스템의 광원을 턴 오프시키는 명령을 포함하는 라인 진단 신호를 발생시키는 단계;
    업링크 채널에서 결함을 검출하고 상기 펄스 발생기에 의해 발생된 상기 라인 진단 신호를 상기 광 신호 증폭 및 변조 모듈에 공급하는 단계;
    상기 광 신호 증폭 및 변조 모듈이 상기 라인 진단 신호를 수신하고 상기 라인 진단 신호를 시드 광(seed light)으로 변조하여 라인 진단 광 신호를 발생시키는 단계로서, 상기 라인 진단 광 신호는 상기 제1 배열 도파로 회절격자를 통해 상기 피시험 시스템에 보내지고, 상기 시드 광은 상기 제1 배열 도파로 회절격자에 의해 광원의 스펙트럼 분할에 의해 획득되는, 상기 라인 진단 광 신호를 발생시키는 단계;
    상기 피시험 시스템으로부터, 반사된 상기 라인 진단 광 신호를 포함하는 광 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 반사 광 신호 수신 모듈에 상기 광 신호를 공급하는 단계로서, 상기 반사 광 신호 수신 모듈은 수신된 상기 광 신호를 분석 및 처리하여 분석 및 처리 결과를 획득하는, 상기 광 신호를 공급하는 단계
    를 포함하는 섬유 결함 위치 측정 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 펄스 발생기와 상기 광 신호 증폭 및 변조 모듈 사이에 설치되어 있는 전기 스위치를 제어하여 파장 채널에 적용할 수 있는 광 신호 증폭 및 변조 모듈을 선택하고, 상기 펄스 발생기에 의해 발생된 상기 라인 진단 전기 신호를 선택된 상기 광 신호 증폭 및 변조 모듈에 공급하는 단계; 또는
    광 스위치를 제어하여 상기 파장 채널에 적용할 수 있는 배열 도파로 회절격자를 선택하고, 상기 광 신호 증폭 및 변조 모듈이, 상기 선택된 배열 도파로 회절격자 채널의 시드 광을 선택하고, 상기 라인 진단 전기 신호를 상기 시드 광으로 변조하여 라인 진단 광 신호를 발생시키며, 상기 라인 진단 광 신호를 상기 제1 배열 도파로 회절격자를 통해 상기 피시험 시스템에 공급하는 단계
    를 더 포함하는 섬유 결함 위치 측정 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 피시험 시스템으로부터 상기 광 신호를 수신하는 프로세스는,
    동조 가능형 광 필터를 통해 상기 피시험 시스템의 상기 광 신호로부터 상기 파장 채널의 광 신호를 선택하는 단계; 또는
    배열 도파로 회절격자와 광 스위치의 조합을 통해 상기 피시험 시스템의 상기 광 신호로부터 상기 파장 채널의 광 신호를 선택하는 단계
    를 포함하는, 섬유 결함 위치 측정 방법.
  14. 삭제
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