KR20040024733A - 광셔큘레이터를 이용한 ｗｄｍ-ｐｏｎ 광선로 감시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 광셔큘레이터를 이용한 ＷＤＭ-ＰＯＮ 광선로 감시장치는 WDM-PON 시스템에서 AWG가 OLT 내에 있는 경우 AWG에 의해 파장분기 된 각 파장의 신호광이 전송되는 광선로에 OTDR 감시광을 넣어주고 각 ONU에서 반사되어 오는 감시광에 대한 신호분석 파형을 레퍼런스 신호분석 파형과 비교함으로써 광신호의 전송과 동시에 각 가입자 광선로의 물리적 상태를 모니터링할 수 있도록 하는 것으로, 파장분기된 각 파장의 신호광이 전송되는 광선로로 감시광을 순차적으로 입사시키는 광스위치 및 OLT에서 파장 분기된 신호광과 광스위치를 통해 입사되는 감시광을 결합시켜 각 ONU로 전송하고 각 광선로에서 산란 또는 반사되는 감시광을 광스위치로 전송하는 광 결합 및 분리부를 구비한다.

Description

광셔큘레이터를 이용한 ＷＤＭ-ＰＯＮ 광선로 감시장치{Supervisory system for WDM-PON fiber using optical circulator}

본 발명은 파장분할다중화방식-수동형광가입자망(WDM-PON:Wavelength Division Multiplexing-Passive Optical Network) 기반의 가입자측 광선로 감시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 광선로종단장치(OLT:Optical Line Termination)에 광서큘레이터와 광섬유 격자를 사용하여 전송로에 감시광을 삽입하여 감시광이 전송로를 따라 진행하게 하면서 산란 또는 반사되는 감시광을 분석하여 광선로 정보를 수집하고 장애 요소를 분석할 수 있도록 하는 광선로 감시장치에 관한 것이다.

도 1은 종래 일반적인 WDM-PON의 구성을 간략하게 나타낸 구성도이다.

WDM-PON은 중앙 기지국인 광선로종단장치(OLT), 가입자측의 광망유니트 (ONU:Optical Network Unit) 및 지역 기지국인 원격노드(RN:Remote Node)의 광분배망(ODN:Optical Distribution Network)으로 이루어진다.

WDM-PON은 가입자별 혹은 서비스별로 파장을 다중화하는 방식을 이용하여 다수의 광망유니트가 여러 개의 광링크를 통해서 광선로종단장치에 연결된다. 광선로종단장치에서는 서로 다른 여러 개의 파장을 가지는 광신호가 생성되며, 광선로종단장치와 광망유니트 사이에 위치하는 RN의 광분배망은 AWG(Arrayed Waveguide Grating)등의 수동 광소자를 이용하여 신호를 라우팅 및 다중화/역다중화하여 전송함으로써 광선로종단장치와 광망유니트를 물리적으로 연결시켜 준다.

이러한 AWG는 WGR(Waveguide Grating Router) 또는 PHASAR(Phased array)라고도 불린다.

이때, 광분배망의 위치는 WDM-PON이 설치될 환경을 고려한 최적의 망설계에 따라 정해지는데 원격지에 위치하거나 광선로종단장치가 위치한 전화국(Central Office) 내에 위치하는 것도 가능하다.

WDM-PON은 각 가입자들에게 초고속 통신 서비스를 경제적으로 제공하기 위한 방법이나 현재는 가입자 댁내 또는 근방까지 광케이블의 포설의 경제적 어려움으로 인하여 포설이 대부분 이루어지지 않은 상태이나 연구는 활발하게 이루어지고 있다.

그러나, 가입자측 망구조의 복잡성 등으로 인하여 광선로의 물리적 특성을상시 감시하는 방안에 대한 연구는 거의 이루어지지 않고 있는 실정이며, 단지 광신호가 정상적으로 수신이 되는지 여부만을 이용하여 해당 광선로의 이상여부를 파악하는 정도이다.

따라서, 본 발명의 목적은 광선로종단장치 내에서 WDM 신호광이 파장분기되는 WDM-PON 시스템에서 별도의 감시시스템을 도입하지 않고도 용이하게 광선로종단장치와 각 광망유니트 사이의 광선로에 대한 물리적 특성을 상시 감시할 수 있도록 함으로써 시스템 구축비용을 절감하고 실시간 광선로 감시를 통해 사고 복구 시간을 단축하여 가입자계 광선로 품질을 보장하는데 있다.

도 1은 종래 일반적인 WDM-PON의 구성을 간략하게 나타낸 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 광선로 감시장치를 구비한 WDM-PON 시스템의 구성을 나타내는 구성도.

도 3은 광결합 및 분배부의 구성을 보다 상세하게 나타낸 구성도

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 측정된 신호분석 파형도

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광선로 감시장치는 광선로종단장치 내에서 신호광을 파장분기하여 각 광망유니트로 전송하는 WDM-PON 시스템의 광선로를 감시하기 위해 파장분기된 각 파장의 신호광이 전송되는 광선로로 감시광을 순차적으로 입사시키는 광스위치 및 광선로종단장치에서 파장 분기된 신호광과 광스위치를 통해 입사되는 감시광을 결합시켜 각 광망유니트로 전송하고 각 광선로에서 산란 또는 반사되는 감시광을 광스위치로 전송하는 광 결합 및 분리부를 구비한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 광선로 감시장치를 구비한 WDM-PON 시스템의 구성을나타내는 구성도이다.

광선로종단장치(10)는 서로 다른 여러 개의 파장을 가지는 신호광을 생성하고 이를 다중화 및 역다중화한 후 각 파장의 신호광에 감시광을 결합시켜 각 광망유니트로 전송하고, 광선로종단장치(10)와 각 광망유니트 사이의 가입자 광선로에서 산란 및 반사되어 돌아오는 감시광을 분리시켜 출력한다.

이러한 광선로종단장치(10)는 레이져와 같이 특정 파장의 신호광을 생성하여 출력하는 다수의 광원(11) 및 다수의 파장으로 이루어진 신호광을 다중화 및 역다중화하는 광 다중화/역다중화부(12)를 구비한다.

여기에서, 광 다중화/역다중화부(12)는 수동소자인 AWG로 이루어진다.

시간영역 광반사파 측정장치(OTDR:Optical Time Domain Reflectometer)(20)는 신호광들과 다른 파장을 갖는 OTDR 펄스를 광섬유에 입사시켜 광섬유 길이 방향의 각 점에서 반사되어 되돌아오는 광량의 거리 분포를 해석해 광섬유의 손실, 접속점까지의 거리와 접속 손실 및 접속점으로부터의 반사량, 광섬유가 파손된 경우의 파손점까지의 거리 등을 측정하는 장치이다.

광스위치(30)는 광선로종단장치(10)와 각 광망유니트를 연결하는 각각의 가입자 광선로로 OTDR(20)로부터의 감시광을 순차적으로 또는 선택적으로 입사시키고 각 가입자 광선로에서 산란 및 반사된 감시광을 개별적으로 OTDR(20)로 전송한다.

광 결합 및 분리부(40)는 광 다중화/역다중화부(12)를 통한 각 파장의 신호광에 광스위치(30)에 의해 순차적으로 입사된 감시광을 감시광을 결합시켜 각 광망유니트로 전송하고 각 광망유니트로부터의 신호광과 감시광을 분리하여 신호광은광 다중화/역다중화부(12)로 전송하고 감시광은 광스위치(30)를 통해 OTDR(20)로 전송되도록 한다.

도 3은 이러한 광 결합 및 분리부(40)의 구성을 보다 상세하게 나타낸 구성도이다.

광 결합 및 분리부(40)는 감시광을 각 파장의 신호광이 전송되는 광전송로로 입사시켜 광서큘레이터(41) 및 광 다중화/역다중화부(12)와 광서큘레이터(41) 사이에 설치되어 입사된 후 반시계방향(CCW)으로 회전된 감시광을 해당 광망유니트로 향하도록 반사시키는 감시광 반사부(42)를 구비한다.

여기에서 감시광 반사부(42)는 감시광만을 반사시키는 광섬유 격자(FBG:Fiber Bragg Grating)로 이루어진다.

광망유니트(50)는 최종 사용자들에게 서비스 인터페이스를 제공하는 광통신망의 종단 장치로, 고객의 신호를 전송하는 케이블과 광시설들을 연결시켜준다.

본 발명에 따른 광선로 감시장치의 동작 과정을 간략하게 설명하면, 광원(11)들로부터의 서로 다른 파장의 신호광들(λ₁,λ₂, …λ_N)이 광 다중화/역다중화부(12)에 의해 다중화 및 역다중화되어 출력되고 OTDR(20)로부터 출력되는 감시광(펄스)은 광스위치(30)에 의해 각 가입자 광선로로 순차적으로 또는 선택적으로 입사되어 신호광과 감시광이 결합된다.

즉, 광 다중화/역다중화부(12)를 거친 각 파장의 신호광들은 광서큘레이터(41)의 제 2포트(②)로 입사된 후 제 3포트(③)로 출력된다.

그리고, 광서큘레이터(41)의 제 1포트(①)로 입사된 감시광은 제 2포트(②)로 출력된다. 제 2포트(②)로 출력된 감시광은 광섬유 격자(42)에 의해 반사되어 제 2포트(②)로 재 입사된 후 제 3포트(③)로 출력되어 신호광과 결합되어 각 광망유니트(50)로 전송된다.

각 광망유니트(50)로 전송되는 감시광이 전송로에서 산란 및 반사되어 전송방향과 역방향으로 즉 광서큘레이터(41)로 되돌아와 광서큘레이터(41)의 제 3포트(③)로 입사되면 이는 반시계방향으로 회전하여 제 1포트(①)로 출력되어 광스위치(30)를 지나 OTDR(20)로 전송된다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 측정된 신호분석 파형도로써 도면에서 'a'는 광선로상의 손실로 인해 광파워가 감소한 것을 나타내며 'b'는 광선로상의 반사면을 나타낸다.

OTDR(20)은 도 4와 같이 수신된 감시광의 신호분석 파형도와 레퍼런스 신호분석 파형도를 비교하여 각 가입자 광선로에 어느 정도의 신호손실이 발생하는지, 어느 위치에서 반사가 일어나는지 등의 이상여부를 분석함으로써 각 가입자의 광선로의 물리적 특성을 신호광 전송과 동시에 상시로 감시한다.

이를 위해 WDM-PON 시스템을 최초 설치 후 정상적인 광선로에 대하여 본 발명을 실시하여 레퍼런스 신호분석 파형을 얻어야 한다.

상술한 실시예에서 감시광이 각 광망유니트(50)의 수신단에 입사되면 신호광의 수신을 저하시킬 수 있으므로 필요시 각 광망유니트(50)에 감시광만을 필터링하는 필터(51)를 구비하여 광망유니트(50)의 수신단에 감시광이 입사되지 않도록 할수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 광선로 감시장치는 AWG가 광선로종단장치 내에 있는 경우 AWG에 의해 파장분기 된 각 파장의 신호광이 전송되는 광선로에 OTDR 감시광을 넣어주고 각 광망유니트에서 반사되어 오는 감시광에 대한 신호분석 파형을 레퍼런스 신호분석 파형과 비교함으로써 광신호의 전송과 동시에 각 가입자 광선로의 물리적 상태를 모니터링할 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 상기 파장분기된 각 파장의 신호광이 전송되는 광선로로 감시광을 순차적으로 입사시키는 광스위치; 및

   상기 광선로종단장치에서 파장 분기된 신호광과 상기 광스위치를 통해 입사되는 감시광을 결합시켜 상기 각 광망유니트로 전송하고 상기 각 광선로에서 산란 또는 반사되는 감시광을 상기 광스위치로 전송하는 광 결합 및 분리부를 구비하는 광셔큘레이터를 이용한 ＷＤＭ-ＰＯＮ 광선로 감시장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 광망유니트에 상기 광 결합 및 분리부에서 출력되는 광신호 중 감시광만을 필터링하는 필터부를 더 구비하는 특징으로 하는 광셔큘레이터를 이용한 ＷＤＭ-ＰＯＮ 광선로 감시장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 광 결합 및 분리부는

   상기 각 광선로상에 설치되어 상기 광선로종단장치로부터의 신호광 및 상기 광서큘레이터로부터의 감시광을 상기 광망유니트로 회전 출력하여 결합시키고 해당 광선로로부터의 감시광을 상기 광스위치로 회전 출력하는 광서큘레이터; 및

   상기 광스위치로부터 입사되어 상기 광선로종단장치로 출력되는 감시광만을 반사하는 감시광 반사부를 구비하는 것을 특징으로 하는 광셔큘레이터를 이용한 ＷＤＭ-ＰＯＮ 광선로 감시장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 감시광 반사부는 광섬유 격자(FBG)인 것을 특징으로 하는 광셔큘레이터를 이용한 ＷＤＭ-ＰＯＮ 광선로 감시장치.