KR102561829B1 - 통합 배선반의 장애 관리 시스템 - Google Patents

통합 배선반의 장애 관리 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102561829B1
KR102561829B1 KR1020220063697A KR20220063697A KR102561829B1 KR 102561829 B1 KR102561829 B1 KR 102561829B1 KR 1020220063697 A KR1020220063697 A KR 1020220063697A KR 20220063697 A KR20220063697 A KR 20220063697A KR 102561829 B1 KR102561829 B1 KR 102561829B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
line
signal
differential
information
patch panel
Prior art date
Application number
KR1020220063697A
Other languages
English (en)
Inventor
정광재
Original Assignee
주식회사 원캐스트
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 원캐스트 filed Critical 주식회사 원캐스트
Priority to KR1020220063697A priority Critical patent/KR102561829B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102561829B1 publication Critical patent/KR102561829B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
    • G01R29/0864—Measuring electromagnetic field characteristics characterised by constructional or functional features
    • G01R29/0892—Details related to signal analysis or treatment; presenting results, e.g. displays; measuring specific signal features other than field strength, e.g. polarisation, field modes, phase, envelope, maximum value
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16566—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/005—Circuits for comparing several input signals and for indicating the result of this comparison, e.g. equal, different, greater, smaller (comparing phase or frequency of 2 mutually independent oscillations in demodulators)
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/02—Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage
    • G01R23/12—Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage by converting frequency into phase shift
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/16—Spectrum analysis; Fourier analysis
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
    • G01R29/0864—Measuring electromagnetic field characteristics characterised by constructional or functional features
    • G01R29/0871—Complete apparatus or systems; circuits, e.g. receivers or amplifiers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
    • G01R29/0864—Measuring electromagnetic field characteristics characterised by constructional or functional features
    • G01R29/0878—Sensors; antennas; probes; detectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

통합 배선반의 장애 관리 시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 통합 배선반의 장애 관리 시스템은, 통합 배선반 내 장치들을 연결하기 위한 복수의 회선 인터페이스를 제공하는 패치 판넬, 상기 패치 판넬과 연결되어, 상기 패치 판넬로부터 차동 증폭 신호의 특성 정보를 포함하는 회선 상태 정보를 수신하고, 상기 특성 정보를 이용하여 해당 회선의 장애를 검출하는 회선 감시 장치를 포함하고, 상기 복수의 회선 인터페이스는, PCB 기판에 패터닝되고, 차동 신호가 흐르는 두 개의 차동 신호선을 포함하는 신호 라인 쌍, 상기 PCB 기판에서 상기 두 개의 차동 신호선에 동일한 간격을 두고 패터닝되고 동일한 길이 및 동일한 폭을 가지는 두 개의 신호 유기선을 포함하여, 상기 두 개의 차동 신호선으로부터 두 개의 크로스 토크 신호가 유기되는 유기 라인 쌍, 상기 신호 라인 쌍 및 상기 패치 판넬에 연결되는 상위 장치와 접속하는 인렛 커넥터, 및, 상기 신호 라인 쌍 및 상기 패치 판넬에 연결되는 하위 장치가 접속하는 아웃렛 커넥터를 포함한다.

Description

통합 배선반의 장애 관리 시스템 {FAULT MANAGEMENT SYSTEM OF STRUCTURED CABLING SYSTEM}
본 발명은, 패치 판넬 상에 설치되는 신호 라인 쌍에 유기 라인 쌍을 근접 배치하여 크로스토크 신호를 유기시킨 후, 크로스토크 신호를 이용하여 통합 배선반 내 장애를 검출할 수 있는, 통합 배선반의 장애 관리 시스템에 관한 것이다.
회선의 장애를 검출하는 방법으로, 회선을 흐르는 전류를 측정하는 방법을 들 수 있다. 일 예로, 도 1에서 도시한 바와 같이, 신호 라인에 센서 저항(Ra, Rb)을 삽입한 후 센서 저항(Ra, Rb)의 양단 전압을 측정하고, 양단 전압을 센서 저항(Ra, Rb)의 저항값으로 나누어 전류를 측정하는 방식이 있다. 이러한 방식은 정확한 측정이 가능하나, 저항이 회선의 임피던스에 영향 미쳐 신호 손실이 발생하는 문제가 있으며, 임피던스에 대한 영향을 최소화 하기 위해서는 매우 작은 저항값을 가지는 저항을 사용해야 한다는 한계가 존재한다. 다른 예로, 회선의 Hall Effect를 이용하여 전류를 측정하는 방식이 있으나, 이러한 방식은 측정의 정확도가 떨어진다는 한계가 존재한다.
회선의 장애를 검출하는 방법으로, 회선에 걸리는 전압을 측정하는 방법을 들 수 있다. 일 예로, 도 1에서 도시한 바와 같이, 신호 라인에 로드 저항(Rc, Rd)을 병렬로 삽입하고, 로드 저항(Rc, Rd)의 양단 전압을 측정하는 방식이 있다. 이러한 방식은, 정확한 측정이 가능하나, 저항이 회선의 임피던스에 영향 미쳐 신호 손실이 발생하는 문제가 있으며, 저항이 회선의 임피던스에 영향을 미치는 것을 최소화 하기 위해 매우 큰 저항값과 정격용량(Watt)을 사용해야 한다는 한계가 있다. 따라서 회선의 임피던스에 영향을 주지 않고 신호에 손실을 주지 않으면서, 회선의 장애 여부를 검출할 수 있는 방법이 요구된다.
또한 종래의 방식은 전압의 크기 또는 전류의 크기를 측정하고, 그 크기를 이용하여 회선의 장애를 검출한다. 다만 회선에는 일정한 주파수를 가지는 교류 파형을 가지는 신호가 흐를 수 있으며, 전압의 크기 또는 전류의 크기만으로는 본래에 흘러야 하는 신호가 제대로 흐르고 있는지를 판단하기가 어렵다는 한계가 존재한다. 따라서, 이더넷 신호, 오디오 신호, 비디오 신호, 데이터 신호, 네트워크 신호 등 주파수를 가지는 신호가 회선을 통과하는 환경에서, 신호가 유효하게 흐르고 있는지를 정확히 파악할 방법이 요구된다.
또한 기존의 통합 배선반에서는 패치 판넬이 사용되었으나, 기존의 패치 판넬은 단순히 네트워크 등의 선로를 용이하게 재연결하는 것에 불과하고, 해당 회선에 대한 관리는 운용자에 의해 수동으로 수행되어야 했다. 그리고 다수의 통신 장치, 사용자 장치, 랜 케이블 등이 복잡하게 연결되는 통합 배선반의 환경에서, 운용자가 매우 많은 회선들의 회선 번호를 관리하고 장애를 모니터링하는데 매우 큰 어려움이 있었다. 예를 들어 운용자는, 케이블간 결선 오류 등의 이유로 회선에 장애가 발생한 경우에도 장애를 실시간 검출할 수 없었고, 장애가 발생함을 인지한 경우에도 장애가 발생한 회선 번호를 자동으로 인식할 수 없었으며, 매우 복잡한 회선들의 연결을 이해 및 관리하기가 매우 어려운 문제가 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 패치 판넬 상에 설치되는 신호 라인 쌍에 유기 라인 쌍을 근접 배치하여 크로스토크 신호를 유기시킨 후, 크로스토크 신호를 이용하여 통합 배선반 내 장애를 검출할 수 있는, 통합 배선반의 장애 관리 시스템을 제공하기 위함이다.
본 발명에 따른 통합 배선반의 장애 관리 시스템은, 통합 배선반 내 장치들을 연결하기 위한 복수의 회선 인터페이스를 제공하는 패치 판넬, 상기 패치 판넬과 연결되어, 상기 패치 판넬로부터 차동 증폭 신호의 특성 정보를 포함하는 회선 상태 정보를 수신하고, 상기 특성 정보를 이용하여 해당 회선의 장애를 검출하는 회선 감시 장치를 포함하고, 상기 복수의 회선 인터페이스는, PCB 기판에 패터닝되고, 차동 신호가 흐르는 두 개의 차동 신호선을 포함하는 신호 라인 쌍, 상기 PCB 기판에서 상기 두 개의 차동 신호선에 동일한 간격을 두고 패터닝되고 동일한 길이 및 동일한 폭을 가지는 두 개의 신호 유기선을 포함하여, 상기 두 개의 차동 신호선으로부터 두 개의 크로스 토크 신호가 유기되는 유기 라인 쌍, 상기 신호 라인 쌍 및 상기 패치 판넬에 연결되는 상위 장치와 접속하는 인렛 커넥터, 및, 상기 신호 라인 쌍 및 상기 패치 판넬에 연결되는 하위 장치가 접속하는 아웃렛 커넥터를 포함한다.
이 경우 상기 패치 판넬은, 상기 두 개의 크로스토크 신호를 차동 증폭하여 차동 증폭 신호를 출력하는 차동신호 증폭부, 및, 상기 차동 증폭 신호의 크기 정보 및 주파수 정보를 포함하는 상기 특성 정보를 추출하여 통신부를 통하여 상기 회선 감시 장치에 전송하는 제어부를 포함할 수 있다.
이 경우 상기 복수의 회선 인터페이스는, 8개의 핀을 포함하여 RJ45 방식의 통신을 지원하는 인렛 커넥터 및 아웃렛 커넥터를 포함하고, 상기 두 개의 신호 유기선은, 상기 인렛 커넥터 및 상기 아웃렛 커넥터를 연결하는 복수의 신호 라인 중, 차동 신호가 흐르는 상기 두 개의 차동 신호선에 근접하여 배치되고, 상기 두 개의 차동 신호선은, RJ45 방식에서의 TX 신호 라인 쌍 또는 RX 신호 라인 쌍일 수 있다.
이 경우 상기 복수의 회선 인터페이스는, 상기 인렛 커넥터 및 상기 아웃렛 커넥터를 연결하는 제2 신호 라인 쌍, 및, 상기 제2 신호 라인 쌍으로부터 두 개의 크로스토크 신호가 유기되는 두 개의 신호 유기선을 포함하는 제2 유기 라인 쌍을 더 포함할 수 있다.
한편 상기 회선 감시 장치는, 복수의 패치 판넬과 연결되고, 상기 제어부는, 상기 특성 정보, 상기 특성 정보가 추출된 회선 인터페이스의 식별 정보 및 상기 제어부가 설치된 패치 판넬의 식별 정보를 포함하는 회선 상태 정보를 상기 회선 감시 장치에 전송할 수 있다.
이 경우 상기 복수의 패치 판넬은 체인 방식으로 연결되고, 상기 제어부는, 상기 제어부가 설치된 패치 판넬과 연결된 이전 패치 판넬로부터 회선 상태 정보를 수신하고, 상기 이전 패치 판넬로부터 수신한 회선 상태 정보 및 상기 제어부가 설치된 패치 판넬의 회선 상태 정보를 다음 패치 판넬 또는 상기 회선 감시 장치에 전송할 수 있다.
한편 상기 회선 감시 장치는, 상기 회선 상태 정보를 수신하고, 메모리에 저장된 회선 별 정상 특성 정보 중 상기 패치 판넬의 식별 정보 및 상기 회선 인터페이스의 식별 정보에 상응하는 정상 특성 정보를 추출하고, 상기 수신된 회선 상태 정보 내 특성 정보와 상기 추출된 정상 특성 정보를 이용하여 해당 회선의 장애를 검출할 수 있다.
이 경우 상기 특성 정보는, 상기 차동 증폭 신호가 일정 시간 동안 특정 전압을 지난 횟수를 포함하는 ZCR 정보와, 일정 시간 내 피크의 발생 여부 또는 피크의 발생 횟수를 포함하는 피크 정보를 포함할 수 있다.
한편 하나 이상의 회선감시 장치와 연결되어 장애가 발생한 회선의 식별 정보를 포함하는 회선 장애 상태 정보를 수신하고, 장애 발생 시 장애가 발생한 회선의 식별 정보를 운용자에게 전송하는 운용관리 서버를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 다수의 통신 장치, 다수의 랜 케이블로 매우 복잡하게 구성되는 통합 배선반에서, 회선의 장애를 실시간 검출하고, 장애가 발생한 회선의 선번을 정확하게 파악하여 운용자에게 통보할 수 있다. 이에 따라 통합 배선 관리의 편의성을 증대시키며, 선로의 유지 보수 비용을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따르면 회선의 장애를 검출하기 위한 구성 요소를 다수의 회선이 통과하는 패치 판넬에 설치함으로써, 회선 장애를 간단하고 쉽게 검출할 수 있는 장점이 있다. 또한 본래의 패치 판넬에 형성되는 신호 라인 옆에 신호 유기 라인을 패터닝하는 저 비용의 간단한 방식으로, 회선 장애를 검출할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른, 크로스토크 신호를 이용한 회선 장애 검출 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 크로스토크 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 두 개의 차동 신호선을 포함하는 신호 라인 쌍 및 두 개의 신호 유기선을 포함하는 유기 라인 쌍을 도시한 도면이다.
도 5는 크로스토크 검출부의 세부 구성 및 차동신호 증폭부를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른, 제1 크로스토크 신호, 제2 크로스토크 신호 및 차동 증폭 신호를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 특성 추출 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른, 차동 증폭 신호가 특정 전압을 지나는 횟수 및 차동 증폭 신호가 임계 전압보다 높은 레벨을 가지는 구간에 기초하여 장애를 검출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 크로스토크 신호를 이용한 회선 장애 검출 방법이 적용되는 통합 배선반을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른, 통합 배선반의 장애 관리 시스템을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 패치 판넬 및 회선 인터페이스를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른, 회선 인터페이스, 신호 유기선 및 크로스토크 신호를 검출 및 전송하기 위한 회로를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명에 따른 회선 감시 장치의 구성요소를 설명하기 위한 블록도이다.
도 14는 본 발명에 따른, 회선 감시 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 15는 본 발명에 따른, 통합 배선반의 장애 관리 시스템의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 구현함에 있어서 설명의 편의를 위하여 구성요소를 세분화하여 설명할 수 있으나, 이들 구성요소가 하나의 장치 또는 모듈 내에 구현될 수도 있고, 혹은 하나의 구성요소가 다수의 장치 또는 모듈들에 나뉘어져서 구현될 수도 있다.
도 2는 본 발명에 따른, 크로스토크 신호를 이용한 회선 장애 검출 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
본 발명에 따른 크로스토크 신호를 이용한 회선 장애 검출 장치(10)(이하, ‘장치(10)’라 함)는 크로스토크 발생부(100), 차동신호 증폭부(200), 제어부(300), 입력부(400), 통신부(500), 상태 출력부(600) 및 메모리(700)를 포함할 수 있다. 도 2에서 설명하는 장치(10)의 구성요소가 모두 필수적인 것은 아니어서, 장치(10)는 더 적은 구성요소 또는 더 많은 구성요소를 포함할 수도 있다.
크로스토크 발생부(100)는 크로스토크 신호를 발생시킬 수 있다. 구체적으로 크로스토크 발생부(100)는 차동 신호가 흐르는 신호 라인 쌍에 근접하게 배치되어, 라인 간 결합 캐패시턴스에 의해 크로스토크 신호가 유기되는 유기 라인 쌍(110) 및 유기 라인 쌍(110)에 발생한 크로스토크 신호를 검출하는 크로스토크 검출부(120)를 포함할 수 있다. 또한 크로스토크 검출부(120)는 크로스토크 신호로부터 노이즈를 제거하기 위한 수동 필터, 예를 들어 RLC 필더를 더 포함할 수 있다.
차동신호 증폭부(200)는 두 개의 차동 신호선으로 구성되는 신호 라인 쌍으로부터 유기되는 두 개의 크로스토크 신호를 차동 증폭하여 하나의 차동 증폭 신호를 생성할 수 있다. 이를 위해 차동신호 증폭부(200)는 두 개의 입력 신호의 차에 비례하는 출력 신호를 출력하는 차동 증폭기를 포함할 수 있다.
제어부(300)는 장치(10)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
또한 제어부(300)는 차동 증폭 신호를 이용하여 차동 증폭 신호의 크기 정보 및 주파수 정보를 포함하는 특성 정보를 추출할 수 있다. 또한 제어부(300)는 차동 증폭 신호의 특성 정보와 메모리(700)에 기 저장된 정상 특성 정보를 비교하여 두 개의 차동 신호선을 포함하는 회선의 장애를 검출할 수 있다. 제어부(300)는 특징 추출부(310), 푸리에 변환부(320) 및 회선 감시부(330)를 포함할 수 있다.
특징 추출부(310)는 차동 증폭 신호로부터 차동 증폭 신호의 크기 정보 및 주파수 정보를 포함하는 특성 정보를 추출할 수 있다.
여기서 차동 증폭 신호의 크기 정보는, 차동 증폭 신호의 실효값, 평균값, 최대값, 최소값, 중간값(최대값과 최소값의 중간 값으로써 차동 증폭 신호의 오프셋 값) 등을 포함할 수 있다. 또한 차동 증폭 신호의 크기 정보는, 일정 시간 내 피크의 발생 여부, 일정 시간 내 발생한 피크의 횟수를 포함하는 피크 정보를 포함할 수 있다.
또한 차동 증폭 신호의 주파수 정보란, 차동 증폭 신호의 주파수, ZCR(Zero-crossing rate) 정보를 포함할 수 있다. 여기서 ZCR(Zero-crossing rate) 정보란 일정 시간 동안 차동 증폭 신호(구체적으로 차동 증폭 신호의 전압)가 특정 전압을 지난 횟수를 의미하는 것으로, ZCR(Zero-crossing rate)는 차동 증폭 신호의 주파수를 산출하는데 사용될 수 있다.
또한 특징 추출부(310)는 아날로그-디지털 변환기(digital to analog converter)를 포함하고, 아날로그 신호인 차동 증폭 신호를 디지털 데이터로 변환할 수 있다. 이와 같은 디지털 데이터는, 푸리에 변환에 이용되거나 운용자에게 제공되는 등, 차동 증폭 신호의 상세 분석을 위해 사용될 수 있다.
푸리에 변환부(320)는 DFT(Discrete Fourier Transform), FFT(Fast Fourier transform) 등의 푸리에 변환 알고리즘에 기반하여 차동 증폭 신호를 변환함으로써 푸리에 스펙트럼을 생성할 수 있다. 이 경우 회선 감시부(330)는 푸리에 스펙트럼으로부터 차동 증폭 신호의 크기 정보 및 주파수 정보를 추출할 수 있다.
회선 감시부(330)는 MCU 또는 CPU로 구성되고, 차동 증폭 신호의 크기 정보 및 주파수 정보를 포함하는 특성 정보를 이용하여 회선의 장애를 검출할 수 있다. 이 경우 회선 감시부(330)는 차동 증폭 신호의 특성 정보와 메모리(700)에 기 저장된 정상 특성 정보를 비교하여 두 개의 차동 신호선을 포함하는 회선의 장애를 검출할 수 있다
메모리(700)는 장치(10)의 동작을 위한 프로그램 또는 명령어를 저장할 수 있다. 또한 메모리(700)는 정상 특성 정보를 저장할 수 있다. 여기서 정상 특성 정보란 차동 신호가 두 개의 차동 신호선을 정상적으로 흐를 때 발생하는 차동 증폭 신호의 크기 정보 및 주파수 정보 중 적어도 하나일 수 있다.
입력부(410)는 버튼 또는 터치 패드 등을 포함하여 사용자 입력을 직접 수신하거나, RS-232, RS-422, RS-485, CAN, Ethernet, 기타 디지털 통신 등 다양한 통신 방법에 의해 외부 장치와 통신하여 외부 장치로부터 사용자 입력울 수신할 수 있다.
통신부(500)는 외부 장치와 통신하기 위한 인터페이스를 제공하고, RS-232, RS-422, RS-485, CAN, Ethernet, 기타 디지털 통신 등 다양한 통신 방법에 의해 외부 장치와 데이터를 송/수신할 수 있다.
또한 통신부(500)는 제어부(300)의 제어 하에, 차동 증폭 신호의 특성 정보 및 회선의 상태 정보 중 적어도 하나를 외부 장치에 전송할 수 있다. 여기서 회선의 상태 정보는, 정상 상태 및 장애 상태 중 하나를 포함할 수 있다.
상태 출력부(600)는 회선의 상태 정보를 외부로 출력할 수 있다. 예를 들어 상태 출력부(600)는 디스플레이 모듈을 포함하고 장치(10)의 상태를 디스플레이 하거나, LED 등의 발광 소자를 포함하여 장애 발생 시 발광하거나, 스피커를 포함하여 장애 발생 시 장애 알림 사운드를 출력할 수 있다.
한편 장치(10)는 기판 및, 기판에 형성되고 차동 신호가 흐르는 두 개의 차동 신호선을 포함하는 신호 라인 쌍을 더 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 크로스토크 신호를 설명하기 위한 도면이다.
크로스토크(Corsstalk)는, 어느 라인의 전기 신호가 다른 라인과 전자기적으로 결합하여 다른 라인에 대해 영향을 미치는 것으로, 라인 간 결합에 의한 신호 또는 노이즈의 전파를 의미한다.
도 3a를 참고하면, 하나의 라인(310)과 다른 라인(320)이 일정 간격을 유지하며 배치되고 소정의 조건을 만족하는 경우, 라인 간에는 부유 용량(기생 캐패시터)에 의한 용량 결합이 발생하며, 하나의 라인(310)에 흐르는 신호에 의해 다른 라인(320)에는 노이즈가 유기된다. 본 발명에서는 라인 간 결합 캐패시턴스(coupling capacitance)(도 3a의 C)에 의해, 다른 라인(320)에 유기되는 노이즈를 크로스토크 신호라 명칭한다. 즉 하나의 라인(310)에 신호가 흐르는 경우, 결합 캐패시턴스 효과(coupling capacitance effect)에 의해, 다른 라인(320)에는 크로스토스 신호가 유기될 수 있다.
이하에서는 결합 캐패시턴스 효과(coupling capacitance effect)에 의해 크로스토스 신호가 유기되는 것으로 설명하나 이에 한정되지 않으며, 라인 간 상호 인덕턴스에 의해 유도 결합이 발생하는 경우에도 크로스토크 신호가 유기될 수 있다.
도 3b은, 도 3a의 라인(310)을 흐르는 신호의 전압(Vs), 라인 간 결합 캐패시턴스(C) 및 다른 라인(320)에 연결되는 저항(Rs)을 등가 회로로 나타낸 도면이다. 여기서 저항(Rs)은 크로스토크 신호의 전압을 측정하기 위한 로드 센서 저항일 수 있다. 결합 캐패시턴스(coupling capacitance)에 의해 저항(Rs)에 인가되는 전압(Vc), 즉 크로스토크 신호의 전압은 아래와 같은 수학식으로 표현할 수 있다. w는 라인(310)을 흐르는 신호의 주파수이다.
한편 결합 캐패시턴스(C)를 계산하기 위해서는 아래와 같은 수학식이 사용될 수 있다.
(d: 라인간 거리, L: 라인의 길이, W: 라인의 폭, e0: 공기의 유전율, er: 유전체의 유전율)
라인이 PCB 기판 등에 패터닝되는 경우, 유전체의 유전율(er)은 기판을 구성하는 물질(또는 기판의 코팅을 구성하는 물질)일 수 있다, 그리고 크로스토크 신호를 유기하기 위한 신호 유기선을 기존의 신호 라인에 근접시켜 배치함으로써, 신호 유기선 상에서 크로스토크 신호를 인위적으로 발생시킬 수 있다. 이 경우 크로스토크 신호가 발생할 수 있도록, 기존의 신호 라인과 신호 유기선의 거리(d), 신호 유기선의 길이(L) 및 신호 유기선의 폭(W)이 적절하게 조절될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 두 개의 차동 신호선을 포함하는 신호 라인 쌍 및 두 개의 신호 유기선을 포함하는 유기 라인 쌍을 도시한 도면이다.
신호 라인 쌍(411, 422)은 장치와 장치를 연결하는 회선의 일부로써, 하나의 장치로부터 다른 장치로 전송되는 신호가 신호 라인 쌍(411, 422)을 통과할 수 있다. 예를 들어 신호 라인 쌍(411, 422)은 기판에 형성되고, 기판은 통합 배선반 내 장치(더욱 구체적으로 장치와 연결된 케이블)와 다른 장치(더욱 구체적으로 다른 장치와 연결된 케이블)를 연결하기 위한 패치 판넬 상에 배치될 수 있다. 이 경우 통합 배선반 내 하나의 장치에서 발생한 신호가 신호 라인 쌍(411, 422)을 통하여 통합 배선반 내 다른 장치로 전달될 수 있다.
한편 신호 라인 쌍(411, 422)은 형성되는 기판은 PCB 기판일 수 있으며, 이 경우 신호 라인 쌍(411, 422)은 PCB 기판 상에 패터닝 될 수 있다.
한편 신호 라인 쌍(411, 422)에는 차동 신호(Differential Signal)가 흐를 수 있다. 구체적으로 신호 라인 쌍(411, 422)은 제1 차동 신호선(411) 및 제2 차동 신호선(412)을 포함하고, 제1 차동 신호선(411)에는 제1 신호가, 제2 차동 신호선(412)에는 제1 신호가 흐를 수 있다. 여기서 제1 신호 및 제2 신호는, 진폭 및 주파수가 동일하고, 180도의 위상 차를 가질 수 있다. 신호 라인 쌍(411, 422)이　RJ45 규격을 따르는 경우, 제1 차동 신호선(411) 및 제2 차동 신호선(412)은, TX+ 선 및 TX- 선이거나, RX+ 선 및 RX- 선일 수 있다.
도 4를 참고하면, 제1 차동 신호선(411) 및 제2 차동 신호선(412)은 직선이고, 기판 상에서 서로 평행하게 형성될 수 있다. 다만 이에 한정되지 않으며, 제1 차동 신호선(411) 및 제2 차동 신호선(412)은 반드시 직선일 필요는 없으며 서로 평행하지 않아도 무방하다.
한편 유기 라인 쌍(110)은 제1 신호 유기선(111) 및 제2 신호 유기선(112)을 포함할 수 있다.
제1 신호 유기선(111)은 기판에 형성되는 복수의 신호 라인 중 제1 차동 신호선(411)에 가장 근접하게 배치될 수 있다. 또한 제1 신호 유기선(111)은 제1 차동 신호선(411)과의 제1 간격을 일정하게 유지할 수 있다. 예를 들어 제1 차동 신호선(411)이 직선인 경우, 제1 신호 유기선(111) 역시 제1 차동 신호선(411)과의 제1 간격을 일정하게 유지하며 직선으로 형성될 수 있다. 또 다른 예를 들어 제1 차동 신호선(411)이 곡선인 경우, 제1 신호 유기선(111) 역시 제1 차동 신호선(411)과의 제1 간격을 일정하게 유지하며 곡선으로 형성될 수 있다. 제1 차동 신호선(411)에 제1 신호가 흐르는 경우, 제1 신호 유기선(111)에는 제1 차동 신호선(411)과 제1 신호 유기선(111) 간의 결합 캐패시턴스 효과(coupling capacitance effect)에 의해 제1 크로스토크 신호가 유기될 수 있다.
제2 신호 유기선(112)은 기판에 형성되는 복수의 신호 라인 중 제2 차동 신호선(412)에 가장 근접하게 배치될 수 있다. 또한 제2 신호 유기선(112)은 제2 차동 신호선(412)과의 제2 간격을 일정하게 유지할 수 있다. 예를 들어 제2 차동 신호선(412)이 직선인 경우, 제2 신호 유기선(112) 역시 제2 차동 신호선(412)과의 제2 간격을 일정하게 유지하며 직선으로 형성될 수 있다. 또 다른 예를 들어 제2 차동 신호선(412)이 곡선인 경우, 제2 신호 유기선(112) 역시 제2 차동 신호선(412)과의 제2 간격을 일정하게 유지하며 곡선으로 형성될 수 있다. 제2 차동 신호선(412)에 제2 신호가 흐르는 경우, 제2 신호 유기선(112)에는 제2 차동 신호선(412)과 제2 신호 유기선(112) 간의 결합 캐패시턴스 효과(coupling capacitance effect)에 의해 제2 크로스토크 신호가 유기될 수 있다.
제1 차동 신호선(411)과 제2 차동 신호선(412)의 형상(직선, 곡선, 구불거리는 형상 등)에 관계 없이, 제1 신호 유기선(111)과 제1 차동 신호선(411) 간의 제1 간격은 일정하고, 제2 신호 유기선(112)과 제2 차동 신호선(412) 간의 제2 간격은 일정하며, 제1 간격 및 제2 간격은 서로 동일할 수 있다.
또한 제1 신호 유기선(111)은, 제1 신호 유기선(111)이 배치되는 모든 구간에서, 기판에 형성되는 복수의 신호 라인 중 제1 차동 신호선(411)에 가장 근접할 수 있다. 마찬가지로, 제2 신호 유기선(112)은, 제2 신호 유기선(112)이 배치되는 모든 구간에서, 기판에 형성되는 복수의 신호 라인 중 제2 차동 신호선(412)에 가장 근접할 수 있다. 예를 들어 기판에 형성되는 복수의 신호 라인이 서로 평행하게 형성되지 않아 신호 라인 간의 간격이 일정하지 않은 경우에도, 제1 신호 유기선(111)의 모든 구간은 제1 차동 신호선(411)에 가장 근접하고, 제2 신호 유기선(112)의 모든 구간은 제2 차동 신호선(412)에 가장 근접할 수 있다.
한편, 기판 상에서 제1 차동 신호선(411) 및 제2 차동 신호선(412)이 평행하게 형성되는 경우에는, 제1 신호 유기선(111) 및 제2 신호 유기선(112) 역시 평행하게 형성될 수 있다. 구체적으로 제1 신호 유기선(111)은 제1 차동 신호선(411)에 평행하게 형성되고, 제2 신호 유기선(112)은 제2 차동 신호선(412)에 평행하게 형성될 수 있다. 또한 제1 차동 신호선(411) 및 제2 차동 신호선(412)이 서로 평행하게 형성되는 바, 제1 신호 유기선(111) 및 제2 신호 유기선(112) 역시 서로 평행하게 형성될 수 있다.
기판 상에서, 제1 신호 유기선(111) 및 제2 신호 유기선(112)은 두 개의 차동 신호선(411, 412)에 동일한 간격을 두고 형성될 수 있다. 구체적으로 제1 신호 유기선(111)과 제1 차동 신호선(411)간 의 간격(D1)은, 제2 신호 유기선(112)과 제2 차동 신호선(412)간 의 간격(D2)과 동일할 수 있다.
또한 제1 신호 유기선(111) 및 제2 신호 유기선(112)은 동일한 폭을 가질 수 있다. 구체적으로 제1 신호 유기선(111)의 폭(W1)과 2 신호 유기선(112)의 폭(W2)는 서로 동일할 수 있다.
제1 신호 유기선(111) 및 제2 신호 유기선(112)은 동일한 길이를 가질 수 있다. 구체적으로 제1 신호 유기선(111)의 길이(L1)과 제2 신호 유기선(112)의 길이(L2)는 서로 동일할 수 있다.
또한 제1 신호 유기선(111) 및 제2 신호 유기선(112)은 기판 내에서 차동 신호선이 배치되는 구간 중 일부 구간에 형성될 수 있다. 구체적으로 X축(신호 유기선 및 차동 신호선이 연장되는 방향) 상에서, 제1 신호 유기선(111)의 길이(L1)은 제1 차동 신호선(411)의 길이보다 짧을 수 있으며, 제2 신호 유기선(112)의 길이(L2)은 제2 차동 신호선(412)의 길이보다 짧을 수 있다.
또한 제1 신호 유기선(111)의 시작점은 제2 신호 유기선(112)의 시작점에 대응할 수 있다. 구체적으로 X축(신호 유기선 및 차동 신호선이 연장되는 방향) 상에서 제1 신호 유기선(111)의 시작점(X 좌표)은 제2 신호 유기선(112)의 시작점(X 좌표)과 동일할 수 있다.
또한 제1 신호 유기선(111) 및 제2 신호 유기선(112)은 상응하는 차동 신호선으로부터 동일한 방향에 배치될 수 있다. 예를 들어 기판 상에서 제1 신호 유기선(111)이 제1 차동 신호선(411)의 상부(기판을 X-Y 평면으로 봤을 때 양의 Y축 방향)에 배치되는 경우, 제2 신호 유기선(112) 역시 제2 차동 신호선(412)의 상부에 배치될 수 있다.
제1 신호 유기선(111)과 제2 신호 유기선(112)은 차동 신호선과의 간격(거리), 폭 및 길이가 동일하다. 따라서 수학식 2를 다시 참고하면, 제1 신호 유기선(111)과 제1 차동 신호선(411) 간의 결합 캐패시턴스는, 제2 신호 유기선(112)과 제2 차동 신호선(412) 간의 결합 캐패시턴스와 동일할 수 있다.
또한 제1 차동 신호선(411)을 흐르는 제1 신호와 제2 차동 신호선(412)을 흐르는 제2 신호는 진폭 및 주파수가 동일하고, 180도의 위상 차를 가질 수 있다. 이에 따라 제1 신호 유기선(111)에 유기되는 제1 크로스토크 신호와 제2 신호 유기선(112)에 유기되는 제2 크로스토크 신호 역시, 진폭 및 주파수 역시 동일하고 180도의 위상 차를 가질 수 있다.
또한 제1 신호 유기선(111)과 제2 신호 유기선(112)은 길이가 동일하며 동일한 시작 위치를 가지기 때문에, 외부 노이즈가 존재하는 경우 제1 신호 유기선(111)과 제2 신호 유기선(112)에는 거의 동일한 노이즈 신호가 유기되며, 이러한 노이즈 신호는 이후에 설명하는 차동 신호 증폭부(200)의 동작에 의해 제거되게 된다.
또한 제1 신호 유기선(111) 및 제2 신호 유기선(112)이 차동 신호선이 배치되는 구간 중 일부 구간에 형성되기 때문에, 결합 캐패시턴스 효과로 인해 제1 차동 신호선(411) 및 제2 차동 신호선(412)을 흐르는 신호에 손실이 발생하는 것을 최소화할 수 있다.
한편 유기 라인 쌍(111, 112) 역시 PCB 기판 상에 패터닝 될 수 있으며, 차동 신호선과의 간격, 유기 라인 쌍(111, 112)의 폭 및 길이는 크로스토크 신호의 유기에 적합하도록 설계될 수 있다. 또한 도 4에서는 유기 라인 쌍(111, 112)이 신호 라인 쌍(411, 412)과 동일한 수평면 상에(기판을 X-Y 평면으로 봤을 때 X-Y 평면에) 형성되는 것으로 도시하였으나 이에 한정되지 않으며, 유기 라인 쌍(111, 112)과 신호 라인 쌍(411, 412)은 수직면 상에(기판을 X-Y 평면으로 봤을 때 X-Z 평면에) 또는 기타 다양한 배치로 형성될 수 있다.
크로스토크 검출부(120)는 제1 차동 신호선(411)으로부터 제1 신호 유기선(111)에 유기되는 제1 크로스토크 신호를 검출하고, 제2 차동 신호선(412)으로부터 제2 신호 유기선(112)에 유기되는 제2 크로스토크 신호를 검출할 수 있다.
구체적으로 크로스토크 검출부(120)는 유기 라인 쌍(111, 112)에 유기되는 전압(크로스토크 신호의 전압 성분)을 검출함으로써 크로스토크 신호를 검출할 수 있다,
더욱 구체적으로 크로스토크 검출부(120)는 제1 신호 유기선(111)과 연결되고 제1 신호 유기선(111)과 접지 사이에 배치되는 제1 저항(RS+)을 포함할 수 있다. 제1 신호 유기선(111)으로 유기되는 크로스토크 전류는 제1 저항(RS+)에 전압을 발생시키고, 크로스토크 검출부(120)는 제1 저항(RS+)의 양단 전압(Vc+)을 제1 크로스토크 신호로써 검출할 수 있다.
또한 크로스토크 검출부(120)는 제2 신호 유기선(112)과 연결되고 제2 신호 유기선(112)과 접지 사이에 배치되는 제2 저항(RS-)을 포함할 수 있다. 제2 신호 유기선(112)으로 유기되는 크로스토크 전류는 제2 저항(RS-)에 전압을 발생시키고, 크로스토크 검출부(120)는 제2 저항(RS-)의 양단 전압(Vc-)을 제2 크로스토크 신호로써 검출할 수 있다. 즉 제1 저항(RS+) 및 제2 저항(RS-)은 도 3b에서 설명한 로드 센서 저항(Rs)의 역할을 수행할 수 있다. 또한 제1 저항(RS+)의 저항값 및 제2 저항(RS-)의 저항값은 서로 동일할 수 있다. 이에 따라 크로스토크 검출부(120)에서 검출되는 제1 크로스토크 신호 및 제2 크로스토크 신호 역시 차동 신호의 특성을 가지게 되어, 동일한 진폭 및 주파수를 가지고, 180도의 위상 차를 갖게 된다.
도 5는 크로스토크 검출부의 세부 구성 및 차동신호 증폭부를 설명하기 위한 도면이다.
크로스토크 검출부(120)는 제1 크로스토크 신호(510)를 검출 및 증폭하기 위한 제1 검출부(121) 및 제2 크로스토크 신호(520)를 검출 및 증폭하기 위한 제2 검출부(122)를 포함할 수 있다.
제1 저항(R1S+)의 일단은 제1 유기 라인(111)에, 제1 저항(R1S+)의 타단은 접지에 연결되고, 제1 저항(R1S+)의 일단은 제1 검출부(121)의 제1 증폭기의 입력 단자와 연결될 수 있다. 즉 제1 저항(R1S+)이 제1 증폭기의 입력 단자와 병렬 연결 됨에 따라, 제1 저항(R1S+)의 양단 전압(제1 크로스토크 신호의 제1 크로스토크 전압(VCR+))은 제1 증폭기에 대한 입력 전압으로써 제공될 수 있으며, 제1 증폭기는 제1 크로스토크 전압(VCR+)을 증폭하여 제1 증폭 크로스토크 전압(VC1+)을 출력할 수 있다. 한편 제1 증폭기에는 Rail-to-Rail OP AMP가 사용될 수 있다.
제2 저항(R1S-)의 일단은 제2 유기 라인(112)에 제2 저항(R1S-)의 타단은 접지에 연결되고, 제2 저항(R1S-)의 일단은 제2 검출부(122)의 제2 증폭기의 입력 단자와 연결될 수 있다. 즉 제2 저항(R1S-)이 제2 증폭기의 입력 단자와 병렬 연결 됨에 따라, 제2 저항(R1S-)의 양단 전압(제2 크로스토크 신호의 제2 크로스토크 전압(VCR-))은 제2 증폭기에 대한 입력 전압으로써 제공될 수 있으며, 제2 증폭기는 제2 크로스토크 전압(VCR-)을 증폭하여 제2 증폭 크로스토크 전압(VC1-)을 출력할 수 있다. 한편 제2 증폭기에는 Rail-to-Rail OP AMP가 사용될 수 있다. 한편 제1 증폭기의 게인(gain)은 제2 증폭기의 게인(gain)과 동일할 수 있다.
다음으로, 제1 검출부(121)에서 출력된 제1 증폭 크로스토크 전압(VC1+)은 차동 신호 증폭부(200)의 제1 입력 단자에, 제2 검출부(122)에서 출력된 제2 증폭 크로스토크 전압(VC1-)은 차동 신호 증폭부(200)의 제2 입력 단자에 입력될 수 있다.
한편 크로스토크 검출부(120)와 차동 신호 증폭부(200) 사이에는 제1 크로스토크 신호 및 제2 크로스토크 신호로부터 노이즈를 제거하기 위한 필터(180)(예를 들어 RLC 필더)가 설치될 수 있으며, 제1 증폭 크로스토크 전압(VC1+) 및 제2 증폭 크로스토크 전압(VC1-)은 필터(180)를 통과한 후 차동 신호 증폭부(200)에 입력될 수 있다.
한편 차동 신호 증폭부(200)는 차동 증폭기(Differential Amplifier)를 포함하고, 제1 크로스토크 신호(VC3+) 및 제2 크로스토크 신호(VC3-)를 차동증폭하여 차동 증폭 신호를 출력할 수 있다. 차동 신호 증폭부(200)에 입력되는 제1 크로스토크 신호(VC3+) 및 제2 크로스토크 신호(VC3-)는 제1 저항(R1S+) 및 제2 저항(R1S-)에 의해 검출되는 크로스토크 전압(VCR+, VCR-), 제1 증폭기 및 제2 증폭기에서 출력된 증폭 크로스토크 전압(VC1+, VC1-) 또는 필터(180)를 통과한 이후의 증폭 크로스토크 전압 중 어느 하나일 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른, 제1 크로스토크 신호, 제2 크로스토크 신호 및 차동 증폭 신호를 도시한 도면이다. 도 5를 함께 참고하여 설명한다.
차동 신호 증폭부(200)의 차동 증폭기(Differential Amplifier)는 제1 크로스토크 신호(VC3+)(510) 및 제2 크로스토크 신호(VC3-)(520)를 차동증폭하여 차동 증폭 신호(610)를 출력할 수 있다. 이에 따라 차동 증폭 신호(Vd) = 제1 크로스토크 신호(VC3+) - 제2 크로스토크 신호(VC3-)로 표현될 수 있다. 제1 크로스토크 신호(VC3+)(510) 및 제2 크로스토크 신호(VC3-)(520)는 주파수가 동일하고 위상이 반대인 바, 제1 크로스토크 신호(VC3+) 및 제2 크로스토크 신호(VC3-)에 존재하던 외부 요인에 의한 노이즈 성분이 제거될 수 있다. 또한 차동 증폭 신호(Vd)(610)의 주파수는, 제1 크로스토크 신호(VC3+)의 주파수(510) 및 제2 크로스토크 신호(VC3-)(520)의 주파수와 동일할 수 있다.
제어부(300)는 차동 증폭 신호(Vd)(610)의 크기 정보 및 주파수 정보를 포함하는 특성 정보를 추출하고, 추출된 특성 정보 및 메모리에 기 저장된 정상 특성 정보를 이용하여 제1 및 제2 차동 신호선(411, 412)을 포함하는 회선의 장애를 검출할 수 있다. 여기서 차동 증폭 신호(Vd)(610)의 크기 정보 및 주파수 정보는, 푸리에 변환부(320)나, 크기 정보 및 주파수 정보를 추출할 수 있는 기타 모듈에 의해 획득될 수 있다.
여기서 장애라 함은, 제1 및 제2 차동 신호선(411, 412)에 본래 흘러야 할 신호가 정상적으로 흐르지 않는 상황을 의미하는 것으로, 라인 장애 및 장치 장애를 포함할 수 있다.
여기서 라인 장애란, 두 장치를 연결하는 회선(제1 및 제2 차동 신호선(411, 412)을 포함하는 회선)에 훼손(단선 포함)이 발생하여 본래 흘러야 할 신호가 정상적으로 흐르지 않는 상황을 의미할 수 있다. 예를 들어 훼선 장애는, 제1 및 제2 차동 신호선(411, 412)이 훼손되거나, 회선 장애 검출 장치(10)의 제1 및 제2 차동 신호선(411, 412)과 연결되는 케이블이 훼손되거나, 회선 장애 검출 장치(10)와 케이블 간의 접속이 불량하거나 케이블이 접속이 안된 경우 등을 들 수 있다.
또한 장치 장애란, 회선에 의해 연결되는 두 장치 중 하나 이상에 문제가 발생하여 본래 흘러야할 신호가 정상적으로 흐르지 않는 상황을 의미할 수 있다. 예를 들어 장치 장애는, 케이블과 연결된 장치에 고장이 발생하거나 전원이 오프된 등의 이유로, 장치가 신호를 전송하지 않거나 비정상적인 신호를 전송하는 상황을 의미할 수 있다.
한편 메모리(700)에는 정상 특성 정보가 저장될 수 있다. 여기서 정상 특성 정보는, 정상 상태에서(차동 신호가 제1 및 제2 차동 신호선(411, 412)을 정상적으로 흐를 때) 발생하는 차동 증폭 신호의 특성 정보(크기 정보 및 주파수 정보 중 적어도 하나)를 포함할 수 있다.
기 저장된 정상 특성 정보에 포함되는 주파수 정보는, 정상 상태에서 제1 및 제2 차동 신호선(411, 412)을 흐르는 차동 신호의 주파수 정보와 동일할 수 있다.
또한 기 저장된 특성 정보에 포함되는 크기 정보는, 정상 상태에서 차동 신호가 제1 및 제2 차동 신호선(411, 412)을 흐름에 따라, 크로스토크 검출부(120), 차동신호 증폭부(200)의 동작에 의해 생성되는 차동 증폭 신호의 크기 정보를 포함할 수 있다. 기 저장된 정상 특성 정보에 포함되는 크기 정보는 장치(10)를 구성하는 소자들의 특성(결합 캐패시턴스의 값, 저항(RS+, RS-), 증폭기의 게인 등)에 기초하여 이론적으로 산출될 수 있지만 이에 한정되지 않으며, 정상 상태에서 차동 신호가 제1 및 제2 차동 신호선(411, 412)을 흐를 때 실제 측정된 측정 값에 의해 결정될 수도 있다.
한편 기 저장된 정상 특성 정보는, 제1 및 제2 차동 신호선(411, 412)을 포함하는 회선이 지원 중인 통신 규격에 따라 결정될 수도 있다.
한편 제어부(300)는 차동 증폭 신호의 크기 정보(실효값, 평균값, 최대값, 최소값, 중간값 등)가 기 저장된 정상 특성 정보의 크기 정보(실효값, 평균값, 최대값, 최소값, 중간값 등)와 일치하지 않거나, 차동 증폭 신호의 주파수 정보가 기 저장된 정상 특성 정보의 주파수 정보와 일치하지 않으면, 장애가 발생한 것으로 결정할 수 있다. 즉 제어부(300)는 차동 증폭 신호의 크기 정보가 기 저장된 정상 특성 정보의 크기 정보와 일치하고, 차동 증폭 신호의 주파수 정보가 기 저장된 정상 특성 정보의 주파수 정보와 일치해야, 장애가 발생하지 않은 정상 상태인 것으로 판단할 수 있다.
한편 "일치"한다는 것은, 차동 증폭 신호의 크기 정보 또는 주파수 정보가 기 저장된 정상 특성 정보의 크기 정보 또는 주파수 정보와 동일한 것 뿐만 아니라, 임계 범위(오차 범위) 내에 있는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어 기 저장된 특성 정보의 주파수 정보가 100MHz이고 임계 범위가 98MHz 내지 102MHz이며 차동 증폭 신호의 주파수 정보가 99MHz인 경우, 제어부(130)는 차동 증폭 신호의 주파수 정보가 기 저장된 정상 특성 정보의 주파수 정보와 일치하는 것으로 결정할 수 있다.
다음으로, 특징 추출부(310)를 간단한 아날로그적 회로로 구성하여, 저 비용으로 장애를 감지하는 방법을 설명한다.
도 7은 본 발명에 따른 특성 추출 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a를 참고하면, 특징 추출부(310)는 ZCR(Zero-crossing rate) 정보를 추출하기 위한 ZCR 추출기를 포함할 수 있다. 여기서 ZCR(Zero-crossing rate) 정보란 일정 시간 동안 차동 증폭 신호(610)의 전압 성분이 특정 전압(VZ)을 지나는 횟수를 의미할 수 있다. 일 예로, 특정 전압(VZ)은 정상 상태에서 발생하는 차동 증폭 신호의 중간 값(차동 증폭 신호의 오프셋 값)과 동일할 수 있다.
이 경우 특징 추출부(310)는 차동 증폭 신호(610)의 전압 성분이 특정 전압(VZ)를 지나는 시점을 나타내는 ZCR 펄스 신호(710)를 생성하고, 일정 시간 동안의 펄스의 개수를 카운트할 수 있다. 이 경우 제어부(120)는 일정 시간 동안 카운트된 펄스의 개수 및 시간을 이용하여 차동 증폭 신호(610)의 주파수를 산출할 수 있다.
도 7b를 참고하면, 특징 추출부(310)는 차동 증폭 신호(610)로부터 임계 전압(Vth)보다 높은 레벨을 가지는 구간을 검출하기 위한 피크 검출기를 포함할 수 있다. 구체적으로 피크 검출기는 차동 증폭 신호(610)의 전압이 임계 전압(Vth)보다 높은 레벨을 가질 때 하이값을 가지고, 차동 증폭 신호(610)의 전압이 임계 전압(Vth)보다 낮은 레벨일 때 로우값을 가지는 피크 신호(720)를 생성할 수 있다. 이 경우 특징 추출부(310)는 일정 시간 동안의 펄스의 개수를 카운트할 수 있다.
여기서 임계 전압(Vth)은, 정상 상태에서(차동 신호가 제1 및 제2 차동 신호선(411, 412)을 정상적으로 흐를 때) 발생하는 차동 증폭 신호의 크기 정보에 기초하여 결정될 수 있다.
구체적으로 도 6b를 다시 참고하면, 임계 전압(Vth)은 정상 상태에서의 차동 증폭 신호의 최대값(Vmax) 및 최소값(Vmin) 사이의 값일 수 있다. 또한 정상 상태에서의 차동 증폭 신호의 최대값(Vmax) 및 최소값(Vmin)은 차동 증폭 신호의 오프셋 값(VOFF)이 반영된 값으로, 따라서 임계 전압(Vth)은 차동 증폭 신호의 오프셋 값(VOFF)과 최대값(Vmax)의 사이의 값이거나, 차동 증폭 신호의 오프셋 값(VOFF)과 최소값(Vmin)의 사이의 값일 수 있다. 일 예로 임계 전압(Vth)은 정상 상태에서의 차동 증폭 신호의 실효값일 수 있다.
한편 차동 증폭 신호의 최대값(Vmax), 최소값(Vmin) 및 오프셋 값(VOFF)은 제1 및 제2 차동 신호선(411, 412)을 흐르는 신호의 유형이나 회선의 규격 등에 따라 달라질 수 있다. 이에 따라 임계 전압(Vth) 역시, 신호의 유형이나 회선의 규격에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어 제1 회선에 설치된 장치(10)의 차동 신호선에는 네트워크 신호가 흐르나 제2 회선에 설치된 다른 장치의 차동 신호선에는 오디오 신호가 흐르는 경우, 장치(10)에서의 임계 전압과 다른 장치에서의 임계 전압은 서로 상이할 수 있다.
다음으로, 제어부(300)의 회선 감시부(330)는 차동 증폭 신호가 특정 전압을 지나는 횟수 및 차동 증폭 신호가 임계 전압보다 높은 레벨을 가지는 구간에 기초하여 장애를 검출할 수 있다. 이와 관련해서는 도 8을 참고하여 설명한다.
도 8은 본 발명에 따른, 차동 증폭 신호가 특정 전압을 지나는 횟수 및 차동 증폭 신호가 임계 전압보다 높은 레벨을 가지는 구간에 기초하여 장애를 검출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
차동 증폭 신호로부터 임계 전압보다 높은 레벨을 가지는 구간이 검출되지 않으면, 회선 감시부(330)는 장애가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 구체적으로 회선 감시부(330)는 일정 기간 동안의 피크 신호(720)로부터 하이 값을 검출할 수 있다(S810). 그리고 하이 값이 검출되지 않으면(또는 하이 값이 임계 값 미만 검출되면), 회선 감시부(330)는 회선에 장애가 발생한 것으로 결정할 수 있다(S820). 예를 들어 제1 및 제2 차동 신호선(411, 412)을 포함하는 회선에 단선이 발생한 경우, 차동 증폭 신호의 전압은 0V로 나타나며 피크 신호(720)로부터 하이 값이 검출되지 않는다. 이 경우 회선 감시부(330)는 단선에 의한 장애가 발생한 것으로 결정할 수 있다.
한편 하이 값이 1회 또는 1보다 큰 임계 값 이상 검출되는 경우, 회선 감시부(330)는 ZCR 펄스 신호(710)를 이용하여 차동 증폭 신호의 주파수를 계산할 수 있다(S830). 구체적으로 회선 감시부(330)는 일정 시간 동안의 ZCR 펄스 신호(710)의 펄스의 개수를 카운트하고, 일정 시간 동안 카운트된 펄스의 개수 및 시간을 이용하여 차동 증폭 신호의 주파수를 산출할 수 있다.
다음으로, 회선 감시부(330)는 차동 신호선(411, 412)을 흐르는 신호가 존재하는지 여부를 결정할 수 있다(S840). 예를 들어 차동 신호선(411, 412)에 전류는 흐르되 주파수를 가지는 신호가 흐르지 않는 상황을 가정한다. 이 경우 피크 신호(720)로부터 하이 값이 검출될 수 있기 때문에, S810으로는 장애가 발생하였는지 여부를 판단할 수 없다.
다만 회선 감시부(330)는 차동 증폭 신호의 주파수가 검출되는지에 기초하여 장애 여부를 결정할 수 있다. 즉 차동 증폭 신호의 주파수가 검출되지 않는 경우(주파수가 0이거나 임계 값 이하인 경우), 회선 감시부(330)는 회선에 장애가 발생한 것으로 결정할 수 있다(S820).
반면에 차동 증폭 신호의 주파수가 검출되는 경우, 회선 감시부(330)는 S850으로 진행할 수 있다.
차동 증폭 신호의 주파수가 검출되는 경우, 회선 감시부(330)는 차동 증폭 신호의 특성 정보를 메모리(700)에 기 저장된 정상 특성 정보와 비교할 수 있다(S850). 구체적으로 회선 감시부(330)는 차동 증폭 신호의 주파수를 기 저장된 정상 특성 정보의 주파수와 비교하여 서로 일치하는지 판단할 수 있다.
한편 차동 증폭 신호의 주파수 정보가 정상 특성 정보 내 주파수 정보와 일치하지 않는 경우(S850), 회선 감시부(330)는 장애가 발생한 것으로 결정할 수 있다. 다만 이에 한정되지 않으며, 차동 증폭 신호의 주파수 정보가 정상 특성 정보 내 주파수 정보와 일치하지 않는 경우, 회선 감시부(330)는 차동 증폭 신호에 대한 상세 분석을 수행할 수 있다.
구체적으로 도 7c를 다시 참고하면, 특징 추출부(310)는 아날로그-디지털 변환기(digital　to　analog　converter)를 포함하고, 아날로그 신호인 차동 증폭 신호(Vd)(610)를 디지털 데이터(730)로 변환할 수 있다. 또한 푸리에 변환부(320)는 DFT(Discrete Fourier Transform), FFT(Fast Fourier transform) 등의 푸리에 변환 알고리즘에 기반하여 디지털 데이터(730)를 변환함으로써 푸리에 스펙트럼을 생성할 수 있다. 이 경우 회선 감시부(330)는 푸리에 스펙트럼을 분석하여 차동 증폭 신호의 크기 정보 및 주파수 정보를 포함하는 특성 정보를 추출하고(S870), 추출된 특성 정보를 기 저장된 정상 특성 정보와 비교하여 회선의 상태(장애 발생 상태 또는 미 발생 상태)를 결정할 수 있다(S870). 즉, S810 내지 S850을 진행하고, 차동 증폭 신호의 주파수 정보가 정상 특성 정보 내 주파수 정보와 일치하지 않는 경우에만 상세 분석을 수행함으로써 리소스를 절약할 수 있다.
한편 제1 및 제2 차동 신호선(411, 422)을 흐르는 신호의 유형에 따라, 하나의 신호에 두 개의 주파수가 존재할 수 있다. 이 경우 회선 감시부(330)는, 차동 증폭 신호에서 추출된 제1 주파수 성분의 크기 정보 및 주파수 정보를 정상 특성 정보의 제1 주파수 성분의 크기 정보 및 주파수 정보와 비교하고, 차동 증폭 신호에서 추출된 제2 주파수 성분의 크기 정보 및 주파수 정보를 정상 특성 정보의 제2 주파수 성분의 크기 정보 및 주파수 정보와 비교하여, 회선의 상태(장애 발생 상태 또는 미 발생 상태)를 결정할 수 있다(S870).
한편 차동 증폭 신호의 주파수가 검출되는 경우, 회선 감시부(330)는 차동 증폭 신호의 특성 정보를 메모리(700)에 기 저장된 정상 특성 정보와 비교할 수 있다(S850). 그리고 차동 증폭 신호의 주파수 정보가 정상 특성 정보 내 주파수 정보와 일치하는 경우, 회선 감시부(330)는 장애가 발생하지 않은 정상 상태인 것으로 결정할 수 있다.
즉 S810 내지 S840을 통해, 특징 추출부(310)를 간단하고 저비용의 회로로 구성하면서도, 간단하고 저비용의 회로에서 추출된 특성 정보를 이용하여 장애 여부를 용이하게 결정할 수 있다.
추가적으로, 회선 감시부(330)는 제1 및 제2 차동 신호선(411, 422)을 흐르는 신호의 유형을 결정할 수 있다. 구체적으로 장치(10)는 제1 및 제2 차동 신호선(411, 422)을 흐르는 신호가 무엇인지를 알지 못하는 상태를 가정하며, 메모리(700)에는 복수의 타입의 신호들의 정상 특성 정보들이 저장된 상태이다. 예를 들어 메모리(700)에는 네트워크 신호의 정상 특성 정보, 오디오 신호의 정상 특성 정보 및 비디오 신호의 정상 특성 정보가 저장될 수 있다.
이 경우 회선 감시부(300)는 차동 증폭 신호로부터 검출된 주파수 정보를 복수의 타입의 신호들의 정상 특성 정보와 비교하여, 제1 및 제2 차동 신호선(411, 422)을 흐르는 신호의 유형을 판단할 수 있다. 예를 들어 차동 증폭 신호로부터 검출된 주파수 정보가 오디오 신호의 정상 특성 정보 내 주파수 정보와 일치하는 경우, 회선 감시부(300)는 제1 및 제2 차동 신호선(411, 422)에 오디오 신호가 흐르는 것으로 결정할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 회선의 임피던스에 영향을 주지 않고 회선을 흐르는 신호에 손실을 주지 않으면서 회선의 장애 여부를 검출할 수 있는 장점이 있다. 또한 단순히 전압의 크기 또는 전류의 크기를 측정하던 종래의 방식과 달리, 회선을 흐르는 신호의 주파수를 검출하여 장애 여부를 판단함으로써, 회선에 본래에 흘러야 하는 신호가 제대로 흐르고 있는지를 정확히 판단할 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명에 따르면, 특징 추출부(310)를 아날로그적 회로로 간단하게 구성하고, 제로 크로싱의 횟수 및 차동 증폭 신호가 임계 전압보다 높은 레벨을 가지는지에 대한 정보만으로 장애 여부를 판단할 수 있는 알고리즘을 마련함으로써, 저비용/저전력으로 장애 여부를 판단하는 것이 가능하다.
한편 앞선 설명은, 크로스토크 신호를 이용한 회선 장애 검출 방법으로 구현될 수 있다. 본 발명에 따른 크로스토크 신호를 이용한 회선 장애 검출 방법은, 제1 차동 신호선으로부터 제1 신호 유기선에 유기되는 제1 크로스토크 신호를 검출하고, 제2 차동 신호선으로부터 제2 신호 유기선에 유기되는 제2 크로스토크 신호를 검출하는 단계, 상기 제1 크로스토크 신호 및 상기 제2 크로스토크 신호를 차동증폭하여 차동 증폭 신호를 출력하는 단계, 상기 차동 증폭 신호의 크기 정보 및 주파수 정보를 포함하는 특성 정보를 추출하는 단계, 및, 상기 추출된 특성 정보 및 메모리에 기 저장된 정상 특성 정보를 이용하여 상기 제1 및 제2 차동 신호선을 포함하는 회선의 장애를 검출하는 단계를 포함하고, 상기 제1 신호 유기선 및 상기 제2 신호 유기선은, 차동 신호가 흐르는 제1 및 제2 차동 신호선에 동일한 간격을 두고 패터닝되고, 동일한 길이 및 동일한 폭을 가질 수 있다.
도 9는 크로스토크 신호를 이용한 회선 장애 검출 방법이 적용되는 통합 배선반을 도시한 도면이다.
통합 배선반은 건물 내부와 건물간에 서로 요구되는 각종 통신 장치들을 네트워크 형태로 일원화시켜 음성, 데이터 통신, 건물 관리 등 사용자 또는 회사가 요구하는 다양한 네트워크 시스템 형태로 구현된다. 따라서, 통합 배선반은 복수의 통신 장치들이 서로 그물망 형태로 연결될 수 있다. 또한 통합 배선반은 건물 내부의 각 층(Floor) 또는 건물 외부 또는 다른 건물에 설치된 복수의 통신 장치들을 네트워크 형태로 연결할 수 있다.
통합 배선반은 주배선반(main distribution frame, MDF)(900) 및 중간배선반(intermediate distribution frame, IDF)(1000)을 포함할 수 있다.
건물 내 또는 건물 외부에는 주배선반(900)이 배치될 수 있다. 주배선반(900)은 외부 회선과 내부 회선이 연결되는 유니트로, 내부 네트워크에 연결되기 위해 건물 내로 들어오는 공중 또는 사설 회선을 위해 존재하고, 집선의 역할을 할 수 있다.
중간배선반(1000)은 통신 장치나 사용자 장치 상호 간을 접속/분기하며, 주로 각 층(Floor)에 설치될 수 있다. 중간배선반(1100)은 주배선반(900) 내 통신 장치 및 사용자 장치와 연결될 수 있다.
주배선반(900)과 중간배선반(1000) 각각은 랙(Rack)과 랙에 장착된 각종 통신 장치들을 구비할 수 있으며, 각종 통신 장치 및 통신 장치를 연결하는 케이블들을 통해 네트워크 시스템을 구축할 수 있다. 예시적으로, 주배선반(900) 및 중간배선반(1000)에는 라우터, 스위치, 서버 및 기타 네트워크 장치가 보관될 수 있다. 이에 대한 구체적인 기술적 내용은 통상의 기술자에게 자명한 것이므로 상세한 설명은 생략한다.
한편 통합 배선반은 사용자 구역(1100)(홈, 오피스 등)에 설치되는 사용자 장치를 더 포함할 수 있다. 사용자 구역(1100) 내 사용자 장치는, PC, 아날로그 전화기, VoIP 전화기, 무선 A/P, 팩스, TV, 팩스, 복사기 등, 사용자가 직접 사용하는 기기를 포함한다. 사용자 구역(1100) 내 사용자 장치는 중간배선반(1100) 내 통신 장치와 연결될 수 있다.
통합 배선반은 이더넷 통신을 지원하고, 전술한 통신 장치 및 사용자 장치를 연결하는 케이블 또는 통신 링크에는 UTP 케이블과 같은 랜케이블이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉 통합 배선반은 이더넷 신호, 오디오 신호, 비디오 신호, 데이터 신호, 네트워크 신호 등의 다양한 신호가 흐르는 환경을 제공할 수 있으며, 흐르는 신호의 유형에 따라 사용되는 케이블은 달라질 수 있다. 따라서, 추후에 설명하는 패치 판넬의 회선 인터페이스는, 이더넷 신호, 오디오 신호, 비디오 신호, 데이터 신호, 네트워크 신호 등의 다양한 신호에 대한 전달 기능을 수행할 수 있으며, 회선 인터페이스를 구성하는 신호 라인, 인렛 커넥터 및 아웃렛 커넥터의 구조도 신호의 유형에 따라 변경될 수 있다.
한편 도 10에서 설명하는 패치 판넬은 통합 배선반에 설치되어, 상위 장치와 하위 장치를 연결하는 인터페이스를 제공할 수 있다. 여기서 상위 장치는 통신 장치일 수 있으며, 하위 장치는 통신 장치 또는 사용자 장치일 수 있다. 또한 패치 판넬은 통합 배선반 내 통신 장치 또는 기타 장치에 장착될 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른, 통합 배선반의 장애 관리 시스템을 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 8에서의 설명은, 모순되지 않는 범위 내에서, 통합 배선반의 장애 관리 시스템에도 적용될 수 있다.
통합 배선반의 장애 관리 시스템(1)은, 운용 관리 서버(1000), 하나 이상의 회선 감시 장치(1110, 1120, 1130), 하나 이상의 패치 판넬(1210, 1220, 1230, 1240, 1250, 1260)을 포함할 수 있다.
운용 관리 서버(1000)는 하나 이상의 회선 감시 장치(1110, 1120, 1130)와 통신하고, 회선 감시 장치와 데이터를 송/수신할 수 있다. 또한 운용 관리 서버(1000)는 회선 감시 장치로부터 장애가 발생한 회선의 식별 정보를 수신하고, 운용자(운용자의 단말)과 통신하여 장애가 발생한 회선의 식별 정보를 운용자(운용자의 단말)에게 전송할 수 있다.
또한 운용 관리 서버(1000)는 통합 배선반의 장애 관리 시스템(1)의 전반적인 동작을 제어하고, 통합 배선반의 장애 관리 시스템(1)의 운용을 위한 정책을 생성 및 전송할 수 있다. 예를 들어 운용 관리 서버(1000)는 특성 정보의 수집 주기를 관리하고, 특성 정보의 수집 명령을 하나 이상의 회선 감시 장치(1110, 1120, 1130)에 전송할 수 있다.
하나 이상의 회선 감시 장치(1110, 1120, 1130)는 각각 하나 이상의 패치 판넬과 통신할 수 있다. 일 예로 하나 이상의 회선 감시 장치(1110, 1120, 1130)는 패치 판넬과 4-wire 통신으로 통신할 수 있으나 이에 한정되지 않으며, S-232, RS-422, RS-485, CAN, Ethernet, 기타 디지털 통신 등 다양한 통신 방법에 의해 패치 판넬과 통신할 수 있다.
패치 판넬은 상위 장치와 하위 장치를 연결하는 인터페이스를 제공할 수 있다. 예를 들어 패치 판넬은 주배선반(900) 또는 중간배선반(1000)에 설치되어, 상위 장치인 통신 장치와, 하위 장치인 통신 장치 또는 사용자 장치를 연결하는 인터페이스를 제공할 수 있다.
하나의 회선 감시 장치(1110)에는 하나의 패치 판넬(1210)이 연결되고, 하나의 회선 감시 장치(1110)는 하나의 패치 판넬(1210)과 통신할 수 있다. 다만 이에 한정되지 않으며, 하나의 회선 감시 장치는 복수의 패치 판넬과 통신할 수 있다. 일 예로 하나의 회선 감시 장치(1120)는 복수의 포트를 구비하고, 복수의 포트에 각각 연결되는 복수의 패치 판넬(1220, 1230)과 통신할 수 있다. 다른 예를 들어 하나의 회선 감시 장치(1130)는, 회선 감시 장치(1130)의 하나의 포트에 체인 방식으로 연결되는 복수의 패치 판넬(1240, 1250, 1260)과 통신할 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 패치 판넬 및 회선 인터페이스를 설명하기 위한 도면이다.
도 11a를 참고하면, 패치 판넬은 통합 배선반 내 장치들을 연결하기 위한 복수의 회선 인터페이스(1-1 내지 1-n)을 제공할 수 있다. 여기서 통합 배선반 내 장치란, 앞서 설명한 통신 장치 및 사용자 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 11b은 패치 판넬에 배치되는 복수의 회선 인터페이스(1-1 내지 1-n) 중 하나의 회선 인터페이스(1310)을 도시한 도면이다. 회선 인터페이스(1310)에 대한 설명은 패치 판넬에 형성되는 다른 회선 인터페이스에도 적용될 수 있다.
회선 인터페이스(1310)는 PCB 기판에 패터닝되고 차동 신호가 흐르는 두 개의 차동 신호선을 포함하는 신호 라인 쌍(1320, 1330), 신호 라인 쌍(1320, 1330)이 연결되는 인렛 커넥터(1312) 및 신호 라인 쌍(1320, 1330)이 연결되는 아웃렛 커넥터(1311)을 포함할 수 있다.
아웃렛 커넥터(1311)의 일단은 신호 라인 쌍(1320, 1330)과 접속하고, 아웃렛 커넥터(1311)의 타단은 패치 판넬에 연결되는 하위 장치와 접속할 수 있다.
아웃렛 커넥터(1311)는 RJ45 방식의 통신을 지원하기 위해 8개의 핀을 포함할 수 있다. 아웃렛 커넥터(1311)에는 RJ45 커넥터를 수용하기 위한 접속 포트가 형성되어, 하위 장치(사용자 장치 또는 통신 장치)로부터 연장된 UPT 케이블 말단의 RJ45 커넥터가 연결될 수 있다. 다만 이에 한정되지 않으며, 아웃렛 커넥터(1311)는 사용자 장치 또는 통신 장치로부터 연장된 UPT 케이블과 직접 연결될 수도 있다. 또한 UPT 케이블 및 RJ45 커넥터 뿐만 아니라, 통합 배선반 내 통신 장치들 간 또는 통신 장치와 사용자 장치 간의 다양한 통신 방식을 지원하는 다양한 케이블 또는 커넥터가 아웃렛 커넥터(1311)에 연결될 수 있다.
인렛 커넥터(1312)의 일단은 신호 라인 쌍(1320, 1330)과 접속하고, 인렛 커넥터(1312)의 타단은 패치 판넬에 연결되는 상위 장치와 접속할 수 있다.
인렛 커넥터(1312)는 RJ45 방식의 통신을 지원하기 위해 8개의 핀을 포함할 수 있다. 통신 장치로부터 인출된 랜 케이블이 탈피되어 인렛 커넥터(1312)에 접속할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 또한 UPT 케이블 등의 랜 케이블 뿐만 아니라, 통합 배선반 내 통신 장치들 간 다양한 통신 방식을 지원하는 다양한 케이블 또는 커넥터가 인렛 커넥터(1312)에 연결될 수 있다.
한편 아웃렛 커넥터(1311)와 인렛 커넥터(1312) 사이에는, 아웃렛 커넥터(1311)의 복수의 핀과 인렛 커넥터(1312)의 복수의 핀을 각각 연결하는 8개의 신호 라인을 포함할 수 있다. 8개의 신호 라인은 아웃렛 커넥터(1311)에 연결되는 커넥터(또는 케이블)과 인렛 커넥터(1312)에 연결되는 커넥터(또는 케이블)을 단순 연결하여 신호 또는 전원을 전달하는 기능을 수행한다.
통신 장치들 또는 통신 장치-사용자 장치 간 통신 방식에 따라, 8개의 신호 라인 중 일부만이 신호의 전송에 사용될 수도, 8개의 신호 라인 전부가 신호의 전송에 사용될 수도 있다. 예를 들어 해당 회선이 10 Mbps 또는 100 Mbps 이더넷 통신에 사용되는 경우 8개의 신호 라인 중 4개의 신호 라인이 사용될 수 있으며, 해당 회선이 1 기가 이더넷 통신에 사용되는 경우 8개의 신호 라인 모두가 사용될 수 있다.
한편 두 개의 신호 유기선은, 아웃렛 커넥터(1311)와 인렛 커넥터(1312)를 연결하는 복수의(8개의) 신호 라인 중 차동 신호가 흐르는 두 개의 차동 신호선에 근접하여 배치될 수 있다. 여기서 두 개의 차동 신호선은 RJ45 방식에서의 TX 라인 쌍 또는 RX 라인 쌍일 수 있다.
도 12는 본 발명에 따른, 회선 인터페이스, 신호 유기선 및 크로스토크 신호를 검출 및 전송하기 위한 회로를 도시한 도면이다.
도 1 내지 8에서 설명한 바와 같이, 유기 라인 쌍은 PCB 기판에서 두 개의 차동 신호선에 동일한 간격을 두고 패터닝되고 동일한 길이 및 동일한 폭을 가지는 두 개의 신호 유기선을 포함할 수 있다. 또한 두 개의 신호 유기선으로 구성되는 유기 라인 쌍에는, 두 개의 차동 신호선으로부터 두 개의 크로스토크 신호가 유기될 수 있다.
두 개의 신호 유기선을 포함하는 유기 라인 쌍은, 아웃렛 커넥터(1311)와 인렛 커넥터(1312)를 연결하는 복수의(8개의) 신호 라인 중 차동 신호가 흐르는 두 개의 차동 신호선에 근접하여 배치될 수 있다.
일 례로 두 개의 신호 유기선(1421, 1422)을 포함하는 유기 라인 쌍(1420)은, 아웃렛 커넥터(1311)와 인렛 커넥터(1312)를 연결하는 복수의(8개의) 신호 라인 중 차동 신호가 흐르는 두 개의 차동 신호선(1321, 1322)에 근접하여 배치될 수 있다. 차동 신호가 흐르는 신호 라인 쌍(1320) 중 제1 차동 신호선(1321)은 아웃렛 커넥터(1311)의 1번 핀 및 인렛 커넥터(1312)의 1번 핀을 연결하는 TX+용 신호 라인이고, 차동 신호가 흐르는 신호 라인 쌍(1320) 중 제2 차동 신호선(1322)은 아웃렛 커넥터(1311)의 2번 핀 및 인렛 커넥터(1312)의 2번 핀을 연결하는 TX-용 신호 라인일 수 있다. 이에 따라 신호 라인 쌍(1320)의 제1 차동 신호선(1321) 및 2 차동 신호선(1322)은 TX+ 신호 및 TX- 신호가 흐르는 TX 신호 라인 쌍을 구성할 수 있다.
다른 예로, 두 개의 신호 유기선(1431, 1432)을 포함하는 유기 라인 쌍(1430)은, 아웃렛 커넥터(1311)와 인렛 커넥터(1312)를 연결하는 복수의(8개의) 신호 라인 중 차동 신호가 흐르는 두 개의 차동 신호선(1331, 1332)에 근접하여 배치될 수 있다. 차동 신호가 흐르는 신호 라인 쌍(1330) 중 제1 차동 신호선(1331)은 아웃렛 커넥터(1311)의 3번 핀 및 인렛 커넥터(1312)의 3번 핀을 연결하는 RX+용 신호 라인이고, 차동 신호가 흐르는 신호 라인 쌍(1330) 중 제2 차동 신호선(1332)은 아웃렛 커넥터(1311)의 6번 핀 및 인렛 커넥터(1312)의 6번 핀을 연결하는 RX-용 신호 라인일 수 있다. 이에 따라 신호 라인 쌍(1330)의 제1 차동 신호선(1331) 및 2 차동 신호선(1332)은 RX+ 신호 및 RX- 신호가 흐르는 RX 신호 라인 쌍을 구성할 수 있다.
하나의 회선 인터페이스는 하나의 유기 라인 쌍을 포함할 수 있다. 예를 들어 하나의 유기 라인 쌍은, TX 신호 라인 쌍(1320)에 근접하여 배치되어 TX 신호 라인 쌍(1320)을 흐르는 차동 신호로부터 유기되는 크로스토크 신호를 발생시키거나, RX 신호 라인 쌍(1330)에 근접하여 배치되어 RX 신호 라인 쌍(1330)을 흐르는 차동 신호로부터 유기되는 크로스토크 신호를 발생시킬 수 있다.
다만 이에 한정되지 않으며, 하나의 회선 인터페이스는 인렛 커넥터(1312) 및 아웃렛 커넥터(1311)를 연결하는 제1 신호 라인 쌍(1320)으로부터 두 개의 크로스토크 신호가 유기되는 제1 유기 라인 쌍(1420) 및 제2 신호 라인 쌍(1330)으로부터 두 개의 크로스토크 신호가 유기 되는 제2 유기 라인 쌍(1430)을 포함할 수 있다.
이와 같이 하나의 회선 인터페이스에 두 개의 유기 라인 쌍(1420, 1430)을 설치하는 경우, 장애의 상세 정보가 파악될 수 있다. 하나의 회선 인터페이스에 하나의 유기 라인 쌍을 설치하는 경우 해당 회선의 장애 여부를 검출할 수 있는데 반해, 하나의 회선 인터페이스에 두 개의 유기 라인 쌍(1420, 1430)을 설치하는 경우 해당 회선의 장애 여부 뿐만 아니라, 회선 내 TX 신호의 전송 루트(또는 TX 신호를 전송하는 장치)에 문제가 생긴것인지 또는 회선 내 RX 신호의 전송 루트(또는 RX 신호를 전송하는 장치)에 문제가 생긴것인지까지 파악이 가능하다.
한편 패치 판넬에는 도 2 내지 도 8에서 설명한 회선 장애 검출 장치가 설치될 수 있다. 이에 따라 패치 판넬은, 도 2 내지 8에서 설명한 크로스토크 발생부, 차동신호 증폭부, 제어부, 입력부, 통신부, 상태 출력부 및 메모리 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 차동 증폭부는 두 개의 크로스토크 신호를 차동증폭하여 차동 증폭 신호를 출력하고, 제어부는 차동 증폭 신호의 크기 정보 및 주파수 정보를 포함하는 특성 정보를 추출하여 통신부를 통하여 회선 감시 장치에 전송할 수 있다.
한편 패치 판넬에 설치되는 회선 장애 검출 장치는 도 2 내지 도 8에서 설명한 기능을 수행할 수 있다. 이에 따라 패치 판넬은 차동 증폭 신호의 크기 정보 및 주파수 정보를 포함하는 특성 정보를 추출하고, 추출된 특성 정보 및 메모리에 기 저장된 정상 특성 정보를 이용하여 두 개의 차동 신호선을 포함하는 회선의 장애를 검출할 수 있다.
반면에, 패치 판넬에 설치되는 회선 장애 검출 장치는 도 2 내지 도 8에서 설명한 회선 장애 검출 장치의 일부 구성 요소를 포함하지 않거나, 일부 기능을 수행하지 않을 수도 있다. 예를 들어 패치 판넬에 설치되는 회선 장애 검출 장치는 두 개의 신호 유기선에 유기되는 두 개의 크로스토크 신호를 검출하고, 두 개의 크로스토크 신호를 차동증폭하여 차동 증폭 신호를 생성하고, 차동 증폭 신호의 크기 정보 및 주파수 정보를 포함하는 특성 정보를 추출할 수 있다. 다만 회선 장애 검출 장치가 특성 정보를 이용하여 회선의 장애를 검출하는 대신 특성 정보를 회선 감시 장치에 전송하고, 회선 감시 장치가 특성 정보를 이용하여 회선의 장애를 검출하는 방식으로 구현될 수 있다.
또한 제1 유기 라인 쌍(1420)은 제1 회선 장애 검출 장치의 일 구성이고, 제2 유기 라인 쌍(1420)은 제2 회선 장애 검출 장치의 일 구성일 수 있다. 다만 제1 회선 장애 검출 장치와 제2 회선 장애 검출 장치가 모든 구성 요소를 독립적으로 구비할 필요는 없으며, 일부 구성 요소는 서로 공유할 수 있다. 예를 들어 제1 회선 장애 검출 장치와 제2 회선 장애 검출 장치는 크로스토크 발생부 및 차동 신호 증폭부는 독립적으로 구비하되, 나머지 구성요소(제어부, 입력부, 메모리, 통신부 및 상태 출력부)는 공유할 수 있다.
또한 하나의 패치 판넬에 복수의 회선 인터페이스가 설치되는 경우, 복수의 회선 인터페이스 각각에 회선 장애 검출 장치가 설치될 수 있다. 다만 복수의 회선 인터페이스에 설치되는 복수의 회선 장애 검출 장치가 모든 구성 요소를 독립적으로 구비할 필요는 없으며, 일부 구성 요소는 서로 공유할 수 있다. 예를 들어 유기 라인 쌍 및 크로스토크 검출부를 포함하는 크로스토크 발생부는 각 회선 인터페이스에 독립적으로 설치하되, 차동신호 증폭부, 제어부, 입력부, 메모리, 통신부 및 상태 출력부 등은 여러 회선 장애 검출 장치가 공유하는 방식으로 구현될 수 있다. 이 경우, 각 회선에 대한 특성 정보의 검출은 시간 차로 수행될 수 있다. 예를 들어 패치 판넬의 제1 회선 인터페이스에서의 특성 정보 추출이 먼저 수행되고, 다음으로 패치 판넬의 제2 회선 인터페이스에서의 특성 정보 추출이 수행될 수 있다.
또한 패치 판넬이 통합 배선반 내 통신 장치 또는 기타 장치에 장착되는 경우, 패치 판넬이 장착되는 통신 장치 또는 기타 장치는 패치 판넬에 설치되는 회선 장애 검출 장치와 일부 구성 요소를 공유할 수 있다.
도 13은 본 발명에 따른 회선 감시 장치의 구성요소를 설명하기 위한 블록도이다.
본 발명에 따른 회선 감시 장치(1500)는 제1 통신부(1510), 제어부(1520), 메모리(1530), 출력부(1540) 및 제2 통신부(1550)를 포함할 수 있다. 도 13에서 설명하는 회선 감시 장치(1500)의 구성요소가 모두 필수적인 것은 아니어서, 회선 감시 장치(1500)는 더 적은 구성요소 또는 더 많은 구성요소를 포함할 수도 있다.
제1 통신부(1510)는 4-wire 통신, RS-232, RS-422, RS-485, CAN, Ethernet, I2C, SPI 등 다양한 통신 방법으로 복수의 패치 판넬과 통신할 수 있다. 구체적으로 제1 통신부(1510)는 패치판넬과 연결되는 하나 이상의 포트(Port-1 내지 Port-m)을 구비하고, 패치 판넬과 데이터를 송신 및 수신할 수 있다.
제어부(1520)는 회선 감시 장치(1500)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 또한 제어부(1520)은 회선 감시 장치(1500)로부터 수신된 특성 정보를 이용하여, 특성 정보가 검출된 회선의 장애를 검출할 수 있다.
메모리(1530)는 회선 감시 장치(1500)의 동작을 위한 프로그램 또는 명령어를 저장할 수 있다. 또한 메모리(1530)는 회선 별 정상 특성 정보를 저장할 수 있다. 여기서 회선 별 정상 특성 정보란, 해당 회선에서 차동 신호가 두 개의 차동 신호선을 정상적으로 흐를 때 발생하는 차동 증폭 신호의 크기 정보 및 주파수 정보 중 적어도 하나일 수 있다.
제2 통신부(1550)는 운용관리 서버(1000)와 통신하기 위한 인터페이스를 제공하고, RS-232, RS-422, RS-485, CAN, Ethernet, 기타 디지털 통신 등 다양한 통신 방법에 의해 운용관리 서버(1000)와 데이터를 송/수신할 수 있다.
출력부(1540)는 회선 별 상태 정보를 외부로 출력할 수 있다. 예를 들어 출력부(1540)는 디스플레이 모듈을 포함하고 회선 별 상태를 디스플레이 하거나, LED 등의 발광 소자를 포함하여 장애 발생 시 발광하거나, 스피커를 포함하여 장애 발생 시 장애 알림 사운드를 출력할 수 있다.
한편 패치 판넬의 제어부는 차동 증폭 신호의 특성 정보를 포함하는 회선 상태 정보를 회선 감시 장치(1500)에 전송할 수 있다. 여기서 차동 증폭 신호의 특성 정보는 차동 증폭 신호의 크기 정보 및 주파수 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 차동 증폭 신호의 크기 정보는 차동 증폭 신호의 실효값, 평균값, 최대값, 최소값, 중간값(최대값과 최소값의 중간 값으로써 차동 증폭 신호의 오프셋 값) 등을 포함할 수 있다.
다른 실시 예로, 차동 증폭 신호의 크기 정보는, 일정 시간 내 피크의 발생 여부(예를 들어 도 7의 피크 신호(720)에서 하이값의 발생 여부) 또는 일정 시간 내 발생한 피크의 발생 횟수(예를 들어 도 7의 피크 신호(720)에서 하이값의 발생 횟수)를 포함하는 피크 정보를 포함할 수 있다. 또한 차동 증폭 신호의 주파수 정보는, 차동 증폭 신호의 전압 성분이 일정 시간 동안 특정 전압을 지나는 횟수(예를 들어 도 7의 ZCR 펄스 신호(710)의 펄스 개수)를 카운트한 결과인 ZCR 정보 또는 ZCR 정보를 이용하여 산출된 주파수를 포함할 수 있다. 차동 증폭 신호의 특성 정보로 피크 정보 및 ZCR 정보가 사용되는 경우, 패치 판넬에 설치되어야 하는 구성 요소를 단순화 시키고 사양을 낮추는 것이 가능하기 때문에, 비용 절감에 유리할 수 있다.
한편 패치 판넬의 제어부는, 특성 정보가 추출된 회선 인터페이스의 식별 정보 및 특성 정보를 포함하는 회선 상태 정보를 회선 감시 장치에 전송할 수 있다. 예를 들어 패치 판넬에 10개의 회선 인터페이스가 설치되고, 10개의 회선 인터페이스 중 제1 회선 인터페이스에서 특성 정보를 검출한 경우, 패치 판넬의 제어부는 제1 회선 인터페이스의 식별 정보 및 제1 회선 인터페이스에서 추출된 특성 정보를 회선 감시 장치(1500)에 전송할 수 있다.
한편 하나의 회선 감시 장치에는 복수의 패치 판넬이 연결될 수 있다. 따라서 특성 정보를 전송하는 패치 판넬이 판별되도록, 패치 판넬의 제어부는 인터페이스 식별 정보, 특성 정보 및 제어부가 설치된 패치 판넬의 식별 정보를 포함하는 회선 상태 정보를 회선 감시 장치(1500)에 전송할 수 있다.
한편 회선 감시 장치(1500)는, 복수의 패치 판넬이 설치된 랙에 복수의 패치 판넬과 함께 설치될 수 있다. 즉 복수의 패치 판넬과 회선 감시 장치가 동일한 랙에 설치됨으로써, 회선 감시 장치와 패치 판넬을 연결하는 케이블이 불필요하게 길어지고 복잡해지는 것을 방지할 수 있다.
한편 케이블이 길어지고 복잡해지는 것을 방지하기 위한 또 다른 방법으로, 복수의 패치 판넬은 체인 방식으로 연결될 수 있다. 예를 들어 회선 감시 장치의 제1 포트(Port-1)에는 제1 패치 판넬이 연결되고, 제1 패치 판넬은 제2 패치 판넬과, 제2 패치 판넬은 제3 패치 판넬과, 제3 패치 판넬은 제4 패치 판넬과, 제4 패치 판넬은 제5 패치 판넬과 연결되어 통신할 수 있다.
이 경우 패치 판넬에 설치된 제어부는, 자신이 설치된 패치 판넬과 연결된 이전 패치 판넬로부터 회선 상태 정보를 수신하고, 이전 패치 판넬로부터 수신한 회선 상태 정보 및 자신이 설치된 패치 판넬의 회선 상태 정보를 다음 패치 판넬 또는 회선 감시 장치에 전송할 수 있다. 예를 들어, 제3 패치 판넬은 이전 패치 판넬인 제4 패치 판넬로부터 회선 상태 정보를 수신할 수 있으며, 제4 패치 판넬로부터 수신되는 회선 상태 정보는 제4 패치 판넬의 회선 상태 정보 및 제5 패치 판넬의 회선 상태 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 제3 패치 판넬은 제4 패치 판넬로부터 수신된 회선 상태 정보 및 자신의(제3 패치 판넬의) 회선 상태 정보 중 적어도 하나를 제2 패치 판넬로 전송할 수 있다.
다른 예로, 제1 패치 판넬은 이전 패치 판넬인 제2 패치 판넬로부터 회선 상태 정보를 수신할 수 있으며, 제2 패치 판넬로부터 수신되는 회선 상태 정보는 제2패치 판넬의 회선 상태 정보 및 제5 패치 판넬의 회선 상태 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 제1 패치 판넬은 제2 패치 판넬로부터 수신된 회선 상태 정보 및 자신의(제1 패치 판넬의) 회선 상태 정보 중 적어도 하나를 회선 감시 장치(1500)에 전송할 수 있다.
한편 패치 판넬이 회선 감시 장치에 전송하는 회선 상태 정보는, 회선 인터페이스에 케이블(또는 케이블의 커넥터)가 삽입되었는지 여부에 대한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 패치 판넬이 회선 감시 장치에 전송하는 회선 상태 정보는, 패치 판넬의 제어부에서 판단한 장애 발생 여부에 대한 정보를 더 포함할 수도 있다.
도 14는 본 발명에 따른, 회선 감시 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
회선 감시 장치(1500)의 제어부(1520)는 제1 통신부(1510)를 통하여, 패치 판넬로부터 차동 증폭 신호의 특성 정보를 포함하는 회선 상태 정보를 수신할 수 있다(S1405).
그리고 나서 회선 감시 장치(1500)의 제어부(1520)는 회선 상태 정보 내 특성 정보를 후 처리할 수 있다(S1410). 일 예로 특성 정보에 ZCR 정보가 포함되는 경우, 회선 감시 장치(1500)의 제어부(1520)는 ZCR 정보 및 ZCR 정보가 수집된 시간 정보를 이용하여 주파수 정보를 산출할 수 있다.
다른 예로, 회선 감시 장치(1500)의 제어부(1520)는 동일 패치 판넬 내 동일 회선 인터페이스의 복수의 특성 정보를 수신하고, 복수의 특성 정보 내 복수의 크기 정보를 가중 평균하여 가중 평균 값을 산출할 수 있다. 이 경우 회선 감시 장치(1500)의 제어부(1520)는 복수의 크기 정보 중 최근의 크기 정보에 높은 가중치를 부여하고 이전의 크기 정보에 낮은 가중치를 부여하는 방식으로, 가중 평균 값을 산출할 수 있다.
또 다른 예로, 회선 감시 장치(1500)의 제어부(1520)는 동일 패치 판넬 내 동일 회선 인터페이스의 복수의 특성 정보를 수신하고, 복수의 특성 정보 내 복수의 주파수 정보를 가중 평균하여 가중 평균 값을 산출할 수 있다. 이 경우 회선 감시 장치(1500)의 제어부(1520)는 복수의 주파수 정보 중 최근의 주파수 정보에 높은 가중치를 부여하고 이전의 주파수 정보에 낮은 가중치를 부여하는 방식으로, 가중 평균 값을 산출할 수 있다
다음으로, 회선 감시 장치(1500)의 제어부(1520)는 패치 판넬로부터 수신된 특성 정보를 이용하여 해당 회선의 장애를 검출할 수 있다. 구체적으로 회선 감시 장치(1500)의 제어부(1520)는 회선 상태 정보 내 특성 정보를 해당 패치 판넬 및 회선 인터페이스의 정상 특성 정보와 비교할 수 있다(S1415).
구체적으로 회선 감시 장치(1500)의 메모리(1530)에는 회선 별 정상 특성 정보가 저장될 수 있다. 예를 들어 메모리(1530)에는, 제1 패치 판넬의 제1 회선 인터페이스의 정상 특성 정보, 제1 패치 판넬의 제2 회선 인터페이스의 정상 특성 정보, 제2 패치 판넬의 제1 회선 인터페이스의 정상 특성 정보 등이 저장될 수 있다.
이 경우 회선 감시 장치(1500)의 제어부(1520)는, 메모리에 저장된 회선별 정상 특성 정보 중, 패치 판넬의 식별 정보 및 회선 인터페이스에 상응하는 정상 특성 정보를 추출할 수 있다. 예를 들어 제1 패치 판넬의 식별 정보 및 제1 회선 인터페이스의 식별 정보를 포함하는 회선 상태 정보가 수신된 경우, 회선 감시 장치(1500)의 제어부(1520)는 메모리(1530)로부터 제1 패치 판넬의 제1 회선 인터페이스의 정상 특성 정보를 추출할 수 있다.
이 경우 회선 감시 장치(1500)의 제어부(1520)는 수신된 회선 상태 정보 내 특성 정보 및 추출된 정상 특성 정보를 이용하여 해당 회선의 장애를 검출할 수 있다.
구체적으로 회선 감시 장치(1500)의 제어부(1520)는 특성 정보 내 크기 정보가 임계 범위 내인지 결정할 수 있다(S1420). 또한 특성 정보 내 크기 정보가 임계 범위 밖이면, 회선 감시 장치(1500)의 제어부(1520)는 해당 회선 상태가 비정상인 것으로 판단할 수 있다(S1435). 여기서 임계 범위란 정상 특성 정보에 포함되는 크기 정보를 포함하되 오차 범위까지 포함하는 구간을 의미할 수 있다. 예를 들어 정상 특성 정보의 크기 정보가 5V이고 임계 범위가 4.8V 내지 5.2V이며 특성 정보내 크기 정보가 4V인 경우, 회선 감시 장치(1500)의 제어부(1520)는 해당 회선 상태가 비정상인 것으로 판단할 수 있다.
다음으로, 회선 감시 장치(1500)의 제어부(1520)는 특성 정보 내 주파수 정보가 임계 범위 내인지 결정할 수 있다(S1425). 또한 특성 정보 내 주파수 정보가 임계 범위 밖이면, 회선 감시 장치(1500)의 제어부(1520)는 해당 회선 상태가 비정상인 것으로 판단할 수 있다(S1435). 여기서 임계 범위란 정상 특성 정보에 포함되는 주파수 정보를 포함하되 오차 범위까지 포함하는 구간을 의미할 수 있다. 예를 들어 정상 특성 정보의 주파수 정보가 100MHz이고 임계 범위가 98MHz 내지 102MHz이며 특성 정보내 크기 정보가 60MHz인 경우, 회선 감시 장치(1500)의 제어부(1520)는 해당 회선 상태가 비정상인 것으로 판단할 수 있다.
한편 특성 정보 내 크기 정보가 임계 범위 내이고(S1420), 특성 정보 내 주파수 정보가 임계 범위 내인 경우(S1425), 회선 감시 장치(1500)의 제어부(1520)는 해당 회선 상태가 정상인 것으로 판단할 수 있다(S1430).
한편 회선 감시 장치(1500)의 제어부(1520)는 특성 정보 내 피크 정보 및 ZCR 정보를 이용하여, 도 8에서 설명한 방식(차동 증폭 신호가 특정 전압을 지나는 횟수 및 차동 증폭 신호가 임계 전압보다 높은 레벨을 가지는 구간에 기초하여 장애를 검출하는 방식)으로 장애를 검출할 수도 있다. 회선 감시 장치(1500)의 제어부(1520)가 특성 정보 내 피크 정보 및 ZCR 정보를 이용하여 장애를 검출하는 경우, 패치 판넬에 설치되는 회선 장애 검출 장치의 구성이 매우 단순화되며, 복수의 패치 판넬에서의 장애가 하나의 회선 감시 장치(1500)에서 판단되기 때문에, 구성의 단순화 및 비용 절감을 실현할 수 있다.
다음으로, 회선 감시 장치(1500)의 제어부(1520)는 제2 통신부(1550)를 통하여, 운용관리 서버(1000)에 회선 장애 상태 정보를 전송할 수 있다(S1440).
도 15는 본 발명에 따른, 통합 배선반의 장애 관리 시스템의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
패치 판넬(1300)은 회선 상태 정보를 획득하여 회선 감시 장치에 전송할 수 있다(S1510). 패치 판넬(1300)은 주기적으로 회선 상태 정보를 획득하여 전송할 수 있지만 이에 한정되지 않다.
일 예로 운용관리 서버(1000)는 운용자(운용자 단말)로부터 수집 명령을 수신하고, 수집 명령을 패치 판넬(1300)에 전송할 수 있다. 이 경우 패치 판넬(1300)은 운용관리 서버(1000)의 수집 명령에 의해 회선 상태 정보를 획득 및 전송할 수 있다. 운용관리 서버(1000)가 수집 명령을 전송하는 경우, 수집 명령은 회선 감시 장치(1500)를 통하여 패치 판넬(1300)에 전달될 수 있다.
다음으로, 회선 감시 장치(1500)는 회선 상태 정보를 수신하고, 회선 상태 정보를 이용하여 회선의 장애 상태를 결정할 수 있다(S1520). 또한 여기서 회선 장애 상태 정보는, 장애 발생 여부에 대한 정보, 장애가 발생한 회선의 식별 정보(패치 판넬의 식별 정보 및 회선 인터페이스의 식별 정보)를 포함할 수 있다. 또한 회선 장애 상태 정보는 장애가 발생한 회선의 회선 상태 정보(특성 정보, 회선 인터페이스에 케이블(또는 케이블의 커넥터)가 삽입되었는지 여부에 대한 정보 등)을 더 포함할 수 있다. 또한 회선 장애 상태 정보는 장애가 발생한 패치 판넬이 연결된 포트에 대한 정보를 더 포함할 수 있다.
또한 하나의 운용관리 서버(1000)는 복수의 회선 감시 장치와 연결될 수 있다. 따라서 회선 감시 장치(1500)는 자신의 식별 정보를 포함하는 회선 장애 상태 정보를 운용관리 서버(1000)에 전송할 수 있다.
운용관리 서버(1000)는 회선 장애 상태 정보를 수신하고, 회선 장애 상태 정보들이 기록된 데이터베이스를 갱신하고, 회선 장애 상태 정보를 그래픽화 하여 GUI 요소를 출력할 수 있다(1530). 즉 운용관리 서버(1000)는 통합 배선반 내 복수의 회선 감시 장치, 복수의 패치 판넬, 복수의 회선 인터페이스에 대한 모니터링 결과를 데이터베이스에 실시간으로 반영하고 디스플레이 할 수 있다.
또한 장애 발생 시, 운용관리 서버(1000)는 장애가 발생한 회선의 식별 정보(패치 판넬의 식별 정보 및 회선 인터페이스의 식별 정보)를 운용자(운용자 단말)에 전송할 수 있다(1540).
이와 같이 본 발명에 따르면, 다수의 통신 장치, 다수의 랜 케이블로 매우 복잡하게 구성되는 통합 배선반에서, 회선의 장애를 실시간 검출하고, 장애가 발생한 회선의 선번을 정확하게 파악하여 운용자에게 통보할 수 있다. 이에 따라 통합 배선 관리의 편의성을 증대시키며, 선로의 유지 보수 비용을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명에 따르면 회선의 장애를 검출하기 위한 구성 요소를 다수의 회선이 통과하는 패치 판넬에 설치함으로써, 회선 장애를 간단하고 쉽게 검출할 수 있는 장점이 있다. 또한 본래의 패치 판넬에 형성되는 신호 라인 옆에 신호 유기 라인을 패터닝하는 저 비용의 간단한 방식으로, 회선 장애를 검출할 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명에 따르면, 패치 판넬을 아날로그적 회로로 단순하게 구성하고, 회선 감시 장치에서 ZCR 정보 및 피크 정보를 이용하여 장애 여부를 판단함으로써, 설치 비용 절감, 전원 절감 등의 효과를 달성할 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 또한, 상기 컴퓨터는 제어부를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (9)

  1. 통합 배선반의 장애 관리 시스템에 있어서,
    통합 배선반 내 장치들을 연결하기 위한 복수의 회선 인터페이스를 제공하는 패치 판넬;
    상기 패치 판넬과 연결되어, 상기 패치 판넬로부터 차동 증폭 신호의 특성 정보를 포함하는 회선 상태 정보를 수신하고, 상기 특성 정보를 이용하여 해당 회선의 장애를 검출하는 회선 감시 장치;를 포함하고,
    상기 복수의 회선 인터페이스는,
    PCB 기판에 패터닝되고, 차동 신호가 흐르는 두 개의 차동 신호선을 포함하는 신호 라인 쌍;
    상기 PCB 기판에서 상기 두 개의 차동 신호선에 동일한 간격을 두고 패터닝되고 동일한 길이 및 동일한 폭을 가지는 두 개의 신호 유기선을 포함하여, 상기 두 개의 차동 신호선으로부터 두 개의 크로스 토크 신호가 유기되는 유기 라인 쌍;
    상기 신호 라인 쌍 및 상기 패치 판넬에 연결되는 상위 장치와 접속하는 인렛 커넥터; 및
    상기 신호 라인 쌍 및 상기 패치 판넬에 연결되는 하위 장치가 접속하는 아웃렛 커넥터;를 포함하고,
    상기 상위 장치는, 통신 장치이고,
    상기 하위 장치는, 통신 장치 또는 사용자 장치이고,
    상기 특성 정보는, 상기 차동 증폭 신호의 크기 정보 및 주파수 정보를 포함하는
    통합 배선반의 장애 관리 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 패치 판넬은,
    상기 두 개의 크로스토크 신호를 차동 증폭하여 차동 증폭 신호를 출력하는 차동신호 증폭부; 및
    상기 특성 정보를 추출하여 통신부를 통하여 상기 회선 감시 장치에 전송하는 제어부;를 포함하는
    통합 배선반의 장애 관리 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 복수의 회선 인터페이스는,
    8개의 핀을 포함하여 RJ45 방식의 통신을 지원하는 인렛 커넥터 및 아웃렛 커넥터를 포함하고,
    상기 두 개의 신호 유기선은,
    상기 인렛 커넥터 및 상기 아웃렛 커넥터를 연결하는 복수의 신호 라인 중, 차동 신호가 흐르는 상기 두 개의 차동 신호선에 근접하여 배치되고,
    상기 두 개의 차동 신호선은,
    RJ45 방식에서의 TX 신호 라인 쌍 또는 RX 신호 라인 쌍인
    통합 배선반의 장애 관리 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 복수의 회선 인터페이스는,
    상기 인렛 커넥터 및 상기 아웃렛 커넥터를 연결하는 제2 신호 라인 쌍; 및
    상기 제2 신호 라인 쌍으로부터 두 개의 크로스토크 신호가 유기되는 두 개의 신호 유기선을 포함하는 제2 유기 라인 쌍;을 더 포함하는
    통합 배선반의 장애 관리 시스템.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 회선 감시 장치는, 복수의 패치 판넬과 연결되고,
    상기 제어부는,
    상기 특성 정보, 상기 특성 정보가 추출된 회선 인터페이스의 식별 정보 및 상기 제어부가 설치된 패치 판넬의 식별 정보를 포함하는 회선 상태 정보를 상기 회선 감시 장치에 전송하는
    통합 배선반의 장애 관리 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 복수의 패치 판넬은 체인 방식으로 연결되고,
    상기 제어부는,
    상기 제어부가 설치된 패치 판넬과 연결된 이전 패치 판넬로부터 회선 상태 정보를 수신하고, 상기 이전 패치 판넬로부터 수신한 회선 상태 정보 및 상기 제어부가 설치된 패치 판넬의 회선 상태 정보를 다음 패치 판넬 또는 상기 회선 감시 장치에 전송하는
    통합 배선반의 장애 관리 시스템.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 회선 감시 장치는,
    상기 회선 상태 정보를 수신하고, 메모리에 저장된 회선 별 정상 특성 정보 중 상기 패치 판넬의 식별 정보 및 상기 회선 인터페이스의 식별 정보에 상응하는 정상 특성 정보를 추출하고, 상기 수신된 회선 상태 정보 내 특성 정보와 상기 추출된 정상 특성 정보를 이용하여 해당 회선의 장애를 검출하는
    통합 배선반의 장애 관리 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 특성 정보는,
    상기 차동 증폭 신호가 일정 시간 동안 특정 전압을 지난 횟수를 포함하는 ZCR 정보와, 일정 시간 내 피크의 발생 여부 또는 피크의 발생 횟수를 포함하는 피크 정보를 포함하는
    통합 배선반의 장애 관리 시스템.
  9. 제 7항에 있어서,
    하나 이상의 회선감시 장치와 연결되어 장애가 발생한 회선의 식별 정보를 포함하는 회선 장애 상태 정보를 수신하고, 장애 발생 시 장애가 발생한 회선의 식별 정보를 운용자에게 전송하는 운용관리 서버;를 더 포함하는
    통합 배선반의 장애 관리 시스템.


KR1020220063697A 2022-05-24 2022-05-24 통합 배선반의 장애 관리 시스템 KR102561829B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220063697A KR102561829B1 (ko) 2022-05-24 2022-05-24 통합 배선반의 장애 관리 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220063697A KR102561829B1 (ko) 2022-05-24 2022-05-24 통합 배선반의 장애 관리 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102561829B1 true KR102561829B1 (ko) 2023-07-31

Family

ID=87458292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220063697A KR102561829B1 (ko) 2022-05-24 2022-05-24 통합 배선반의 장애 관리 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102561829B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102648377B1 (ko) * 2023-09-12 2024-03-15 (주)프롬 네트워크 케이블 품질 모니터링이 가능한 ai 통합배선반 및 이를 이용한 방법
KR102680066B1 (ko) * 2023-09-12 2024-07-02 (주)프롬 네트워크 케이블 품질 모니터링이 가능한 지능형 통합배선반

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008546262A (ja) * 2005-07-15 2008-12-18 ▲ホア▼▲ウェイ▼技術有限公司 通信線路における誘導素子を検出する方法及び装置
KR20140038325A (ko) * 2012-09-20 2014-03-28 가부시키가이샤 와코무 위치 검출 장치
CN106844850A (zh) * 2016-12-16 2017-06-13 南京航空航天大学 一种针对远端串扰噪声的消除电路设计方法
JP2021077970A (ja) * 2019-11-07 2021-05-20 住友電気工業株式会社 駆動回路
JP2021093507A (ja) * 2019-12-12 2021-06-17 キヤノン株式会社 配線基板および電子機器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008546262A (ja) * 2005-07-15 2008-12-18 ▲ホア▼▲ウェイ▼技術有限公司 通信線路における誘導素子を検出する方法及び装置
KR20140038325A (ko) * 2012-09-20 2014-03-28 가부시키가이샤 와코무 위치 검출 장치
CN106844850A (zh) * 2016-12-16 2017-06-13 南京航空航天大学 一种针对远端串扰噪声的消除电路设计方法
JP2021077970A (ja) * 2019-11-07 2021-05-20 住友電気工業株式会社 駆動回路
JP2021093507A (ja) * 2019-12-12 2021-06-17 キヤノン株式会社 配線基板および電子機器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102648377B1 (ko) * 2023-09-12 2024-03-15 (주)프롬 네트워크 케이블 품질 모니터링이 가능한 ai 통합배선반 및 이를 이용한 방법
KR102680066B1 (ko) * 2023-09-12 2024-07-02 (주)프롬 네트워크 케이블 품질 모니터링이 가능한 지능형 통합배선반

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102561829B1 (ko) 통합 배선반의 장애 관리 시스템
JP4712792B2 (ja) データ端末装置、電力供給、およびデータ収集のための回路分離を備えるミッドスパン型パッチ・パネル
JP4664057B2 (ja) 受電ネットワーク接続内の受電機器の検出回路およびその方法
US6576833B2 (en) Cable detect and EMI reduction apparatus and method
US9678133B2 (en) Intelligent patching systems and methods using electrical cable diagnostic tests and inference-based mapping techniques
US8200855B2 (en) Method and system for detecting displayport source device connections to sink device
US9113236B2 (en) Physical layer management using RFID modules and common mode signaling
JP2012518951A (ja) クロスコネクトパッチ案内システム
CN101843001A (zh) 测试设备以及用于确定电气电信的共模信号的方法
US7061142B1 (en) Inline power device detection
US8724474B2 (en) Telecommunication port testing apparatus
KR102561828B1 (ko) 크로스토크 신호를 이용한 회선 장애 검출 장치 및 방법
CN103250403B (zh) 用于测试的方法和测试***以及模拟前端
US20140160608A1 (en) Surge protective network signal processing circuit assembly
WO2021069878A1 (en) Partial discharge monitoring device, system and method for a substation asset provided with a voltage presence indication system (vpis)
US20140230553A1 (en) Method of Detecting Movement Using a Metallic Conductors
JP2007199062A (ja) リジェネレータプローブ
CN203385785U (zh) 交直流通用的供电线路检测电路和电源分配监测装置
US20160028225A1 (en) Surge protective network signal processing circuit assembly
US20160132416A1 (en) Communication monitoring system
US20220206054A1 (en) Locating an error in a supply or signal line of a magnetic resonance system
KR101988918B1 (ko) 광대역 통신을 위한 단자대 배선 연결 장치
CN216673033U (zh) 一种网络设备
US20160104362A1 (en) Cable signal detector
US20160133111A1 (en) Cable signal detector

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant