KR20080015600A - 이동통신 시스템의 광중계기 상태 원격 감시장치 및 방법 - Google Patents

이동통신 시스템의 광중계기 상태 원격 감시장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신 시스템의 광중계기의 송/수신 패스(Path)를 자동으로 감시하여 광중계기 동작 상태에 대한 원격 감시가 가능한 광중계기 상태 원격 감시장치 및 방법에 관한 것이다. 즉, 본 발명에서는 이동통신망에서 음영지역의 해소를 위해 설치되는 다수의 광중계기의 동작상태 감시에 있어서, 광중계기의 LPA 각 앰프들의 성능 변화나 광선로의 손실 등으로 인해 장애가 발생하는 경우 원격으로 광중계기의 상태를 검사할 수 있어, 광중계기의 송신 및 수신 출력의 파형 이상 유무나 해당 주파수별 출력값의 전송 송출 여부를 파악하기 위해 운용자가 직접 광중계기가 설치된 곳으로 이동하지 않고도, 보다 용이하게 광중계기에 대한 동작 상태 관리를 할 수 있게 되어 광중계기 유지, 보수에 소용되는 비용을 절감시킬 수 있게 된다.
광중계기, 상태, 감시, 원격, CCU, RCS

Description

이동통신 시스템의 광중계기 상태 원격 감시장치 및 방법{APPARATUS FOR REMOTELY OBSERVING STATUS OF AN OPTICAL TRANSLATOR IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM AND METHOD THEREOF}
도 1은 종래 일반적인 기지국 도너와 광중계기간 구성 예시도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광중계기 상태 원격 감시가 가능한 기지국 도너와 광중계기간 구성 예시도.
<도면의 주요 부호에 대한 간략한 설명>
102 : 도너 104 : 광중계기
110 : D/C 111 : LPA
112 : 제1광/전 변환기 114 : 제1파장분할 다중화장치
132 : 제2광/전 변환기 130 : 제2파장분할 다중화장치
본 발명은 이동통신 시스템의 광중계기에 관한 것으로, 특히 이동통신 시스템의 광중계기의 송/수신 패스(Path)를 자동으로 감시하여 광중계기 동작 상태에 대한 원격 감시가 가능한 광중계기 상태 원격 감시장치 및 방법에 관한 것이다.
통상적으로, 이동통신망을 구축함에 있어서, 서비스영역의 확대를 위해 트래픽 밀도에 따라 기지국이 설치된다. 기지국은 이동통신 시스템의 경제성 및 서비스 품질에 가장 큰 영향을 미치는 장치로 트래픽 밀도가 높은 지역에서 서비스 영역 내에 분포하는 가입자 수와 이동통신망에서 요구하는 서비스 품질을 만족하면서 수용할 수 있는 가입자 수에 따라 설치된다.
그러나 이동통신망을 구축함에 있어서, 일반 기지국으로 모든 서비스 지역을 커버하는 것이 바람직하지만 실제 망 구성에 있어서는 경제성을 고려하여 기지국을 배치하므로 산간 벽지나 낙도 그리고 도심지역 중 전파의 사각지대인 지하공간 및 아파트 단지, 대형건물, 언덕, 지하 등에서는 전파가 미치지 못하는 음영지역이 다수 발생하게 된다.
따라서 종래에는 상기와 같은 음영지역의 해소를 위해 기지국으로부터의 무선 신호를 서비스 지역으로 중계하는 광중계기를 사용하고 있다. 위와 같은 광중계기는 모 기지국으로부터의 무선 신호를 서비스 지역으로 중계함으로써, 상대적으로 가입자 밀도가 적으며, 지상에 위치한 기지국으로부터 신호가 도달하기 어려운 지역에서 경제적으로 서비스 영역을 확대시키기 위해 사용된다.
도 1은 종래 일반적인 이동통신 시스템의 광중계기 구성을 도시한 것으로, 위 도 1에 도시된 바와 같이, 기지국(100)에 의한 서비스 지역과, 기지국 신호가 도달하기 어려워 서비스가 불가능한 음영지역 사이에 광중계기(104)를 설치하고 광선로(optical link)(107)를 통해 RF전파가 전송되도록 함으로써 서비스 지역은 기지국(100)에 의해 커버리지(coverage)되며, 서비스 불능지역인 음영지역은 광중계 기(104)에 의해 커버리지가 되도록 한다.
이때 광중계기(104)는 기지국(100)의 신호를 레이저 다이오드에서 발생하는 빛에 실어서 광선로(107)를 통해 전송한 다음 다시 포토다이오드를 통해 빛을 RF신호로 바꾸어 기지국(100)으로 전달하는 시스템으로써 크게 도너(donor)(102)와 광중계기(104)로 구분된다.
즉, 도너(102)는 기지국(100)에 연결되어 광중계기(104)에서 전송되는 광중계기(104)에 대한 정보들을 기지국(100)으로 전달하고, 기지국(100)에서 광중계기(104)의 영역내 이동단말기(106)로 전송하는 신호와 기지국(100)에서 광중계기(104)를 제어하는 신호를 전달하는 역할을 한다.
그리고, 광중계기(104)는 전파 음영지역에 있는 이동단말기(106)의 신호와 광중계기(104) 자체의 상태정보를 도너(102)로 전송하고, 도너(102)로부터 전송되어온 신호를 전파 음영지역의 이동단말기(106)에 전송하며, 도너(102)로부터 전송된 제어신호들에 의해 광중계기(104) 자체를 제어하는 역할을 한다.
한편, 위와 같은 광중계기는 종래에는 원격으로 장애발생 여부를 검사할 수 있는 장치가 개발되어 있지 않아 도너와 광중계기간 신호 송/수신 동작에 있어서 선형전력 증폭기(LPA) 각 앰프들의 성능 변화나 광선로의 손실 등으로 인해 장애가 발생하는 경우 광중계기의 송신 및 수신 출력의 파형 이상 유무나 해당 주파수별 출력값의 전송 송출 여부를 파악하기 위해서는 운용자가 직접 광중계기가 설치되어 있는 곳으로 이동하여 스펙트럼 분석기 등과 같은 별도의 계측 장비를 사용하여 장애 발생 여부를 검사해야 하는 불편함이 있었으며, 광중계기의 정상적인 운용을 위 해서는 운용자가 주기적으로 광중계기에 대한 현장점검을 실시하여야 함에 따라 유지 보수에 상당한 비용이 소요되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 이동통신 시스템의 광중계기의 송/수신 패스(Path)를 자동으로 감시하여 광중계기 동작 상태에 대한 원격 감시가 가능한 광중계기 상태 원격 감시장치 및 방법을 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이동통신 시스템에서 광중계기 상태 원격 감시장치로서, 상기 광중계기 입/출력단에 연결되어, 상기 광중계기 영역내 이동 단말기들로 송신되는 기지국 신호의 출력신호 세기에 비례하는 멀티톤 신호를 생성하여 해당 광중계기 입력단으로 피드백 입력시키는 멀티톤 발생기와, 상기 광중계기와 광선로로 연결되는 기지국의 도너에 연결되어 상기 멀티톤 발생기로부터 생성된 상기 광중계기의 피드백된 출력신호를 수집하는 CCU와, 상기 CCU로부터 수집된 상기 광중계기의 피드백된 출력신호와 상기 기지국으로부터 최초에 입력된 신호의 세기를 비교하여 해당 광중계기의 장애발생 여부를 검사하는 광중계기 상태검사장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 이동통신 시스템에서 광중계기 상태를 원격으로 감시하는 방법으로서, (a)기지국 도너의 입력단에서 광중계기로 송신되는 기지국 신호의 세기를 측정하는 단계와, (b)상기 도너와 광선로로 연결되는 광중계기의 출력단에서 해당 광중계기 영역내 단말기들로 송신되는 기지국 신호의 세기를 측정하는 단계와, (c)상기 광중계기 영역내 이동 단말기들로 송신되는 기지국 신호의 출력신호 세기 에 비례하는 멀티톤 신호를 생성하는 단계와, (d)상기 멀티톤 신호를 상기 기지국의 도너의 역방향 링크 출력단에서 검출하여 상기 광중계기로부터 출력된 신호의 세기를 검출하는 단계와, (e)상기 광중계기의 피드백된 출력신호와 상기 기지국으로부터 최초에 입력된 신호의 세기를 비교하여 해당 광중계기의 장애발생 여부를 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예의 동작을 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 광중계기의 오동작 발생에 대한 원격 감시가 가능하도록 구현된 광중계기 상세 회로 구성을 도시한 것이다.
이하 위 도 2을 참조하여 본 발명의 광중계기 각 구성에서의 동작을 상세히 살펴보기로 한다.
먼저, 기지국과 연결되는 도너(donor)(102)의 각부 동작을 살펴보면, 선형전력증폭기(Liner Power Amplifier : LPA)(111)는 D/C(Directional Coupler)(110)를 통해 기지국으로부터 입력되는 기지국 신호를 증폭하여, 제1광/전 변환기(Optic/Eletric Converter)(112)로 인가시킨다.
제1광/전 변환기(112)는 선형전력증폭기(111)를 통해 증폭된 기지국으로부터의 전기신호를 광신호로 변환하여 제1파장분할 다중화장치(Wave Division Multiplexing)(114)로 인가시키거나, 제1파장분할 다중화장치(114)로부터 수신되는 광중계기(104)로부터의 광신호를 전기신호로 변환하여 공통제어유닛(Common Control Unit : CCU)(202)로 인가시킨다.
제1파장분할 다중화 장치(114)는 제1광/전 변환기(112)를 통해 변환된 광신호를 파장분할 다중화 처리하여 광선로를 통해 광중계기(104)로 송신하며, 광중계기(104)의 제2파장분할 다중화장치(130)로부터 송신되는 이동단말기(106)로부터 광신호를 역다중화하여 제1광/전 변환기(112)로 인가시킨다.
업컨버터(up-converter)(122)는 모뎀(modem)(116)으로부터 입력되는 I. Q신호를 국부발진기(120)로부터 발진된 주파수를 믹싱(mixing)하여 업컨버젼 출력시킨다. 제1제어부(118)는 도너(102) 각부의 동작을 제어하며, 제1광/전 변환기(112)를 제어하여 기지국으로부터의 신호를 광중계기(104)로 전송하고, 광중계기(104)로부터 수신되는 신호를 기지국으로 전송하여 준다.
다음으로, 광선로(optical link)(107)를 통해 도너(102)와 연결되는 광중계기(104)의 각부 동작을 살펴보면, 제2파장분할 다중화장치(130)는 광선로(107)를 통해 기지국과 연결된 도너(102)로부터 전송되는 광신호를 수신하여 파장분할 역다중화하여 제2광/전 변환기(132)로 인가시키고, 제2광/전 변환기(132)로부터 광신호로 변환되어 인가되는 단말기들(106)로부터 수신된 신호를 파장분할 다중화하여 광선로를 통해 기지국의 도너(102)로 전송시킨다.
제2광/전 변환기(132)는 제2파장분할 다중화장치(130)로부터 인가되는 광신호 변환된 기지국 신호를 전기 신호로 변환하여 D/C(136)를 통해 광중계기(104) 영역에 속한 이동 단말기들(106)로 송신시키며, 이동 단말기들(106)로부터 수신되는 전기신호를 입력받아 이를 광신호로 변환한 후, 제2파장분할 다중화장치(130)를 통 해 도너(102)와 연결되는 기지국으로 전송시킨다.
선형전력증폭기(LPA)(134)는 제2광/전 변환기(132)로부터 인가되는 기지국 신호를 선형 증폭하여 D/C(Directional Coupler)(136)로 인가시킨다.
다운컨버터(down-converter)(140)는 모뎀(138)으로부터 입력되는 I. Q신호를 저잡음 증폭기 LNA(Low Noise Amplifier)(146)를 통해 입력되는 주파수와 믹싱하여 다운 컨버젼하여 출력시킨다. 제2제어부(140)는 광중계기(104) 각부의 동작을 제어하며, 제2광/전 변환기(132)를 제어하여 이동 단말기들(106)로부터의 신호를 도너(102)로 전송하고, 기지국으로부터 수신되는 신호를 이동 단말기들(106)로 전송하여 준다.
한편, 위와 같은 도너(102)와 광중계기(104)간 신호 송/수신 동작에 있어서 광중계기내 LPA 각 앰프들의 성능 변화나 광선로의 손실 등으로 인해 장애가 발생하며, 장애 발생의 경우 운용자가 직접 광중계기가 설치되어 있는 곳으로 이동하여 스펙트럼 분석기 등과 같은 별도의 계측 장비를 사용하여 장애 발생 여부를 검사해야 했음은 전술한 바와 같다.
따라서 본 발명에서는 위 도 2에서 보여지는 바와 같이, 기지국으로부터 전송된 신호가 광중계기(104)를 통해 이동 단말기들(106)로 출력되는 신호의 세기를 측정하여, 송신 출력에 비례한 광중계기 아이디(ID)별 별도 주파수의 멀티톤(multi tone)을 발생시켜 기지국으로 도너(102)로 송신하여 주는 멀티톤 발생기(200)를 구비한다.
즉, 위 멀티톤 발생기(200)는 광중계기(104)로부터 이동 단말기들(106)로 송 신되는 출력신호의 세기와 비례하는 별도 주파수의 멀티톤(multi tone)을 발생시켜 이를 광중계기(104)의 수신단을 통해 기지국으로 전송시키게 된다. 이때 위 멀티톤 발생기는 하나의 광중계기로부터 출력되는 출력신호를 전송하는 싱글톤(single tone)과, 두 개의 광중계기 출력신호를 전송하는 듀얼톤(dual tone)을 포함하여 다수의 광중계기의 출력신호를 전송하기 위한 멀티톤(multi tone)을 출력신호의 세기와 비례하는 별도 주파수로 발생시킨다.
그러면 위와 같이 멀티톤 발생기(200)를 통해 전송되는 광중계기(104)의 피드백(feed back)된 출력신호는 광중계기(104)의 상태를 감시하는 CCU(202)에서 수집되어 교환기(206)를 통해 광중계기 상태 감시장치(Repeater Control System : RCS)(208)로 전송되며, 위 광중계기(104)의 피드백된 출력신호는 광중계기 상태 감시장치(208)에서 기지국으로부터 최초에 입력된 신호의 세기와 비교하여 광중계기 (104)상에 선형전력증폭기(LPA) 각 앰프나, 광선로에서의 손실 상태를 원격으로 검사할 수 있게 되는 것이다. 이때 위 광중계기 상태 감시장치(208)는 예를 들어, 위 광중계기(104)의 피드백된 출력신호가 상기 기지국으로부터 최초에 입력된 신호의 세기에 비해 일정 기준치 이하로 떨어지는 경우 해당 광중계기의 장애발생을 판단하게 된다.
이에 따라, 이동통신망에서 음영지역의 해소를 위해 설치되는 다수의 광중계기의 동작상태 감시에 있어서, 광중계기의 LPA 각 앰프들의 성능 변화나 광선로의 손실 등으로 인해 장애가 발생하는 경우 원격으로 광중계기의 상태를 검사할 수 있어, 광중계기의 송신 및 수신 출력의 파형 이상 유무나 해당 주파수별 출력값의 전 송 송출 여부를 파악하기 위해 운용자가 직접 광중계기가 설치된 곳으로 이동하지 않고도, 보다 용이하게 광중계기에 대한 동작 상태 관리를 할 수 있게 되어 광중계기 유지, 보수에 소용되는 비용을 절감시킬 수 있게 된다.
한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위에 의해 정하여져야 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 이동통신망에서 음영지역의 해소를 위해 설치되는 다수의 광중계기의 동작상태 감시에 있어서, 광중계기의 LPA 각 앰프들의 성능 변화나 광선로의 손실 등으로 인해 장애가 발생하는 경우 원격으로 광중계기의 상태를 검사할 수 있어, 광중계기의 송신 및 수신 출력의 파형 이상 유무나 해당 주파수별 출력값의 전송 송출 여부를 파악하기 위해 운용자가 직접 광중계기가 설치된 곳으로 이동하지 않고도, 보다 용이하게 광중계기에 대한 동작 상태 관리를 할 수 있게 되어 광중계기 유지, 보수에 소용되는 비용을 절감시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (6)

  1. 이동통신 시스템에서 광중계기 상태 원격 감시장치로서,
    상기 광중계기 입/출력단에 연결되어, 상기 광중계기 영역내 이동 단말기들로 송신되는 기지국 신호의 출력신호 세기에 비례하는 멀티톤 신호를 생성하여 해당 광중계기 입력단으로 피드백 입력시키는 멀티톤 발생기와,
    상기 광중계기와 광선로로 연결되는 기지국의 도너에 연결되어 상기 멀티톤 발생기로부터 생성된 상기 광중계기의 피드백된 출력신호를 수집하는 CCU와,
    상기 CCU로부터 수집된 상기 광중계기의 피드백된 출력신호와 상기 기지국으로부터 최초에 입력된 신호의 세기를 비교하여 해당 광중계기의 장애발생 여부를 검사하는 광중계기 상태검사장치
    를 포함하는 이동통신 시스템에서 광중계기 상태 감시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광중계기 상태검사장치는, 상기 광중계기의 피드백된 출력신호가 상기 기지국으로부터 최초에 입력된 신호의 세기에 비해 일정 기준치 이하로 떨어지는 경우 해당 광중계기의 장애발생을 판단하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 광중계기 상태 감시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 멀티톤 발생기는, 상기 광중계기 아이디별 별도의 주파수로 해당 광중계기의 출력신호 세기에 비례하는 피드백 신호를 상기 감시하고자 하는 광중계기의 수에 대응되게 싱글톤, 듀얼톤 또는 멀티톤으로 생성하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 광중계기 상태 감시장치.
  4. 이동통신 시스템에서 광중계기 상태를 원격으로 감시하는 방법으로서,
    (a)기지국 도너의 입력단에서 광중계기로 송신되는 기지국 신호의 세기를 측정하는 단계와,
    (b)상기 도너와 광선로로 연결되는 광중계기의 출력단에서 해당 광중계기 영역내 단말기들로 송신되는 기지국 신호의 세기를 측정하는 단계와,
    (c)상기 광중계기 영역내 이동 단말기들로 송신되는 기지국 신호의 출력신호 세기에 비례하는 멀티톤 신호를 생성하는 단계와,
    (d)상기 멀티톤 신호를 상기 기지국의 도너의 역방향 링크 출력단에서 검출하여 상기 광중계기로부터 출력된 신호의 세기를 검출하는 단계와,
    (e)상기 광중계기의 피드백된 출력신호와 상기 기지국으로부터 최초에 입력된 신호의 세기를 비교하여 해당 광중계기의 장애발생 여부를 검사하는 단계
    를 포함하는 이동통신 시스템에서 광중계기 상태 원격 감시 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 (e)단계에서 상기 기지국에서 최초 입력된 신호와 광중계기의 피드백 출력신호의 세기 비교결과, (f)상기 광중계기의 피드백된 출력신호가 상기 기지국으로부터 최초에 입력된 신호의 세기에 비해 일정 기준치 이하로 떨어지는 경우 해당 광중계기의 장애발생을 판단하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 광중계기 상태 원격 감시 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 (c)단계에서, 상기 멀티톤 신호는, 상기 광중계기 아이디별 별도의 주파수로 해당 광중계기의 출력신호 세기에 비례하는 피드백 신호로, 상기 감시하고자 하는 광중계기의 수에 대응되게 싱글톤, 듀얼톤 또는 멀티톤으로 생성되는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 광중계기 상태 원격 감시 방법.
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