KR20130017821A - 파장분할다중화 방식의 단심 환형망에서의 보호복구 절체 장치 - Google Patents

파장분할다중화 방식의 단심 환형망에서의 보호복구 절체 장치 Download PDF

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Abstract

광 선로 보호 절체 기능을 갖는 파장분할다중화 방식의 단심 환형망 구조가 개시된다. 기지국노드(k)에는 광송수신부 및 광선로절체부가 포함되고, 상기 광선로절체부에는 1x2 혹은 2x2 광스위치와 광분배기가 포함된다. 상기 광송수신부 내부의 광송수신기에서 수신되는 광 세기를 실시간 감시하여 인접 기지국노드(k-1) 및 인접 기지국노드(k+1)과의 East 혹은 West 광 선로를 선택한다.

Description

파장분할다중화 방식의 단심 환형망에서의 보호복구 절체 장치{ Protection recovery and switching apparatus in single-core WDM ring networks}
본 발명은 단심 양방향 파장분할다중화 전송(single-core bidirectional WDM transmission) 방식을 사용하는 환형 광 전송망에 관한 것으로서, 광 전송망을 구성하는 기지국 노드 사이의 광 선로에서 문제가 발생하는 경우에 광 선로의 보호 및 절체가 가능한 파장분할다중화 방식의 단심 환형망에서의 보호복구 절체 장치에 관한 것이다.
파장분할 다중화(wavelength division multiplexing, WDM) 광전송 방식은, 여러 개의 파장을 하나의 광섬유를 통해 동시에 송신/수신하는 방식으로서, 대용량의 데이터 전송에 매우 편리한 기술이다. 일례로서, 광소자 기술의 발전으로 파장당 10Gbps 급 광송수신 소자가 상용화되었고, 최근에는 파장 당 40Gbps 전송이 가능한 광송수신 소자도 상용화되었다. 상기 소자를 이용하여 C-band 내에서 40채널을 전송하는 경우, 한 가닥의 광 섬유 당 400 Gbps 급의 대용량 트래픽을 전송하게 된다.
상기 WDM 광 전송과 같은 대용량 트래픽 전송망의 경우, 인공 및 자연 재해와 같이 예상하지 못한 상황으로 인하여 광선로가 단선되거나, 광케이블의 노화 등으로 인하여 광 채널 전송에 문제가 발생할 경우, 상기 WDM 광전송망을 백본(backbone) 혹은 백홀(backhaul)로 사용하는 하위 광 전송망 전체에 전송 장애 혹은 전송 불능과 같은 심각한 상황을 초래하게 된다. 따라서, 대용량 전송망의 경우, 잠재적인 광 선로 절단 문제를 해결하기 위한 광 선로 보호 및 절체 방안이 필수적이다.
종래의 WDM 광전송망에서의 보호 절체 기술은, 기존의 SDH 망에서 개발된 UPSR (Unidirectional Path Switched Ring) 또는 BLSR (Bi-directional Line Switched Ring)의 개념을 그대로 도입하고 있다.
도 1은 종래에 2개의 광섬유를 이용하여 광 선로 보호 절체를 하는 단방향 WDM 환형망 구조의 블록도이고, 도 2는 종래에 4개의 광섬유를 이용하여 광 선로 보호 절체하는 양방향 WDM 환형망 구조의 블록도를 각각 나타내고 있다.
우선, 도 1을 참조하여 종래 기술의 UPSR 망 구조의 일시 예를 설명한다. 광전송망을 이루는 노드 A, B, C, D의 4개 노드가 존재하고, 인접 노드 사이에는 2개의 광섬유가 연결되어 있다. 현재 데이터(200) 전송에 사용되는 광섬유(100)가 동작 선로 (working fiber)이며 시계 방향으로 데이터가 전송된다. 한편, 다른 광섬유(101)은 동작 선로(100)에 문제가 발생할 경우를 대비한 보호 선로(protection fiber)이고 반시계 방향으로 데이터가 전송된다. 각 노드에서의 송신부는 광분배기(201)을 통하여 동작 선로(100)와 보호 선로(101)로 데이터(200)을 각각 전송한다. 또한, 각 노드의 수신부는 동작 선로(100)와 보호 선로(101)을 선택할 수 있는 광 스위치 혹은 전기 스위치(202)가 구비되어 있어서, 광 선로의 상태에 따라서 양호한 광 선로를 선택함으로써 광 선로 보호 및 절체 기능을 수행한다.
도 2에서 참조되는 바와 같이 양방향 WDM 환형망에서 광 선로 보호 절체하는 구조는 전송 노드 간에 2개의 광 선로로 연결된 환형 망 구조로서, 망을 두 개의 광 선로로 구성하고, 전송채널을 운용채널과 보호채널로 구분한 후, 각각의 광 선로에 운용채널과 보호채널을 동시에 전송하는 방식이다. 광 선로에 장애가 발생하는 경우, 해당 광 선로의 운용채널은 다른 광선로의 보호채널로 절체되어 전송된다. 여기서 도 2a는 환형 광 전송 망의 정상 상태를 나타내고, 도 2b는 환형 광 전송 망의 장애 상태를 나타낸다. 노드 B와 노드 C 사이의 선로에 장애 발생하는 경우, 광 신호는 도 2b에 도시된 바와 같이, 각각 노드 B와 노드 C에서 절체되어 다른 경로를 통하여 전송된다.
상기한 2가지의 종래 기술 환형 망 구조의 특징으로는, 첫째, 보호 복구를 위하여 최소한 2개 이상의 광섬유가 각 노드 간에 상호 연결되어 있어야 하고, 둘째, 각 노드 간에 할당된 파장 이외의 파장 채널들을 인접 노드로 바이패스 하거나 혹은 보호 선로로의 절체 등의 기능을 수행하기 위한 노드 내부 구성이 매우 복잡하다.
이렇게 구조가 복잡하게 되는 주요 원인으로는 광 전송 망에서의 노드들이 종속 관계가 아닌 대등 관계로서 임의의 제1 노드에서 입출력 되는 신호가 광선로를 통하여 또 다른 제2 노드로 입출력 되면서 광 선로 보호 절체 기능을 수행하기 때문이다. 이것은 대부분 코아 전송망에서 반드시 충족해야 할 요구 사항으로서, 대부분 광 전송 장비 및 망 운용이 상기한 단방향 경로 절체 링(Unidirectional Path Switched Ring, UPSR) 혹은 양방향 선로절체 링(Bidirectional Line Switched Ring, Dual Ring, BLSR) 구조를 가지고 있다.
만약, 전송 망을 구성하는 각 노드 구성이 집중국 역할을 수행하는 메인 노드가 존재하고 나머지 기지국 노드 들은 메인노드와 광 전송이 이루어지는 망 구조에서는 광 선로 보호 절체를 위한 망 구조 및 노드 내부 구조를 단순하게 할 수 있다. 상기 노드 간의 종속 관계를 갖는 망 구조의 대표적인 예로서 4G LTE (long-term evolaution) 백홀망, Cloud RAN, 대용량 WDM-PON 등이 존재한다. 이러한 망 구조는 코아 전송망 에지(edge)에서부터 가입자단까지를 포함하고, 상기의 복잡한 광 선로 보호 절체 방식 대신에 단순하면서도 광 선로 사용 효율을 높이는 보호 절체 방식이 요구된다.
이러한 요구 사항을 충족하기 위하여 제시된 종래 기술의 일례로서, 단심 광섬유를 사용하여 보호 복구 가능한 WDM 망 구조가 개시된 대한민국 특허 제10-0569825호, “절체형 미디어 변환기와 그를 포함하는 상하향 동일파장의 링형 WDM PON 시스템”을 살펴본다.
이것은 1개의 광섬유를 이용하여 상하향 동일 파장을 사용하는 양방향 WDM 환형망 구조로서 도 3에 나타나 있다. 이 도면을 참조하면, 노드 A는 집중국 역할을 수행하고, 나머지 노드 B, C, D는 기지국 노드 역할을 수행하며, 각각 집중국 노드 A와 통신한다. 노드 A에서 입출력 되는 신호(200)은 광분배기(201)을 거쳐서 시계 방향과 반시계 방향으로 각각 전송된다. 노드 B, C, D의 양방향 OADM(optical add/drop multiplexer, 250)은 각 노드에 할당된 파장 채널만을 선택적으로 add 혹은 drop하고 나머지 파장 채널들은 인접 노드로 투과된다. 상기 양방향 OADM(250) 동작은 입력 광의 방향에 무관하게 동작한다. 즉, East 방향이든 West 방향이든 그 노드에 할당된 파장 채널들만 add 혹은 drop하는 역할을 수행한다. 노드 A에서 노드 B로의 입출력 신호(200) 광 전송을 살펴보면, 반시계 방향을 통하여 노드 B의 OADM(250)으로 입력되는 신호와, 시계 방향을 통하여 노드 B의 OADM(250)으로 입력되는 신호가 존재한다. 양방향 OADM(250)은 상기 시계방향 및 반시계 방향을 따라서 입력된 신호를 각각 출력 포트(210, 211)로 출력한다. 이 출력된 신호 중에서 광 세기가 큰 신호 혹은 품질이 좋은 신호를 선택함으로써 광 선로 보호 절체 기능을 수행한다.
그러나 이러한 전송망의 문제점으로는, 첫째, 망 구조적으로 양방향 동일 파장 대역을 사용해야만 되므로 광 선로의 반사에 의한 전송 성능 열화 문제가 존재하고,
둘째, 각 노드에 할당된 파장 채널만을 add 혹은 drop하는 고가의 양방향 OADM(250)을 사용하여야 하며, 셋째, 기지국 노드에 할당된 WDM 파장 채널을 확장하거나 줄이기 위해서는 해당 기지국 노드의 광 선로를 끊고 새로운 파장 채널에 맞는 OADM을 설치해야 하기 때문에 타 기지국 노드 전송에 영향을 주는 문제가 발생한다.
KR 특허 제10-0569825호, “절체형 미디어 변환기와 그를 포함하는 상하향 동일파장의 링형 WDM PON 시스템”
본 발명은 기지국 노드 간에 단심 광섬유와 양방향으로 다른 파장 대역을 사용함으로써 광 선로 사용 효율과 전송 품질을 개선하고, 저가의 광분배기를 사용하여 타 기지국 노드의 전송에 영향 없이 구축 비용을 절감하면서 기지국 노드의 WDM 파장 채널을 확장하거나 감소할 수 있게 되면서 광 선로 보호 절체가 가능한 환형망 구조를 제공하고자 한다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 특징은 광전 혹은 전광 변환 역할을 수행하는 광송수신부 및 그와 광 연결된 2x2 광분배기를 구비하여 중앙집중국 역할을 수행하는 메인노드와; 상기 메인노드와 파장분할다중화 방식으로 통신하며, 광전 혹은 전광 변환 역할을 수행하는 광송수신부 및 그와 광 연결된 광선로절체부를 구비하고, 상기 광선로절체부는 광스위치 및 그와 광 연결된 2x2 광분배기를 구비하여 기지국 역할을 수행하는 기지국 노드와; 그리고, 상기 메인노드와 인접 기지국노드 사이 및 기지국노드 사이의 광 선로는 단심 광섬유를 사용하여 각 노드 내에 존재하는 광분배기 입출력 포트에 연결되어 보호 절체되는 것을 특징으로 한다.
메인노드와 기지국 노드 사이의 양방향 통신은 서로 다른 파장 대역을 사용하게 되며, 메인노드 및 기지국노드 내의 광송수신부에는 양방향 광 증폭기를 포함할 수 있다.
기지국노드의 광선로절체부에는 1x2 광스위치 혹은 2x2 광스위치를 사용하며, 내부에 설치되는 광분배기 양단 사이에 양방향 증폭기를 포함할 수도 있다.
이러한 본 발명은 메인노드 및 기지국노드 내의 광송수신부는 광송수신기를 포함하고, 광송수신기의 수신 광 세기의 크기를 기 설정된 LOS 임계값과 비교하여 해당 기지국노드(k)와 인접기지국노드(k-1) 혹은 인접기지국노드(k+1) 간의 광 경로를 광스위치를 이용하여 초기화한다.
또한 메인노드 및 기지국노드 내의 광송수신부는 광송수신기를 포함하고, 광송수신기의 수신 광 세기의 크기를 실시간으로 감시함과 동시에, 선로 Fault 임계값과 비교하여 해당 기지국노드(k)와 인접기지국노드(k-1) 혹은 인접기지국노드(k+1) 간의 광 경로를 광스위치를 이용하여 설정함으로써 광 선로 보호 절체한다.
그리고, 메인노드 및 기지국노드 내의 광 선로 감시용 송신부 및 수신부를 별도 설치하여 상기 광 선로 감시용 수신부의 수신 광 세기를 이용하여 광 선로의 손실을 실시간으로 감시하고, LOS 임계값 및 선로 Fault 임계값과 비교하여 기지국노드(k)와 인접기지국노드(k-1) 혹은 인접기지국노드(k+1) 간의 광 경로를 광스위치를 이용하여 설정함으로써 광 선로를 보호 절체할 수 있다.
이와 같은 본 발명은 첫째, 기지국 노드 간에 단심 광섬유를 사용함으로써 광 선로 사용 효율을 높이고, 둘째, 양방향 다른 파장 대역을 사용함으로써 전송 품질을 개선하고, 셋째, 고가의 양방향 OADM을 사용하지 않고 저가의 광분배기를 사용하여 망 구축 비용을 감소시킬 수 있고, 넷째, 타 기지국 노드의 전송에 영향 없이 기지국 노드의 WDM 파장 채널을 확장하거나 감소할 수 있게 되면서 광 선로 보호 절체가 가능한 환형망 구조를 제공한다.
본 발명은 각 기지국노드에 할당된 파장만을 선택적으로 add 혹은 drop하는 고가의 양방향 OADM(250)을 사용하지 않고, 저가의 광분배기(302)를 사용함으로써, 첫째, 임의의 기지국노드에 모든 파장이 광분배기(302)를 통하여 기지국 내부 광송수신부(402)에 입출력되어 기지국노드의 파장 채널 확장에 용이하고, 둘째, 모든 파장이 단심 환형망을 통하여 모든 기지국에 시계 방향 및 반시계 방향으로 접근 가능하므로, 기지국노드 추가 증설 및 기지국노드간의 트래픽 분산에 효율적이며, 셋째, 메인노드와 기지국노드 간의 양방향 통신 파장을 서로 달리함으로써 광 선로의 반사에 의한 전송 품질 저하가 없다.
앞서 설명한 본 발명의 실시예는 본 발명이 구체화되는 일례를 설명한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
도 1은 종래에 2개의 광섬유를 이용하여 광 선로 보호 절체 기능을 가지는 단방향 WDM 환형망 구조의 블록도
도 2는 종래에 4개의 광섬유를 이용하여 광 선로 보호 절체 기능을 가지는 양방향 WDM 환형망 구조의 블록도
도 3은 종래에 1개의 광섬유를 이용하여 상하향 동일 파장을 사용하는 양방향 WDM 환형망 구조의 블록도
도 4은 본 발명에서 제안하는 1개의 광섬유를 사용하는 WDM 단심 환형망 구조의 블록도
도 5는 본 발명 실시예의 단심 환형망 구조에서 상하향 양방향 전송에 사용되는 파장 대역선도
도 6은 본 발명 실시예의 메인노드의 광송수신부 내부 구조의 블록도
도 7은 본 발명 실시예의 단심 환형망 구조에서 광선로 초기화 알고리듬의 플로우차트
도 8은 본 발명 실시예의단심 환형망 구조에서 광선로 절체 알고리듬의 플로우차트
도 9는 본 발명의 다른 실시예로서 기지국 노드에 양방향 증폭기가 삽입된 단심 WDM 환형망 구조의 블록도
본 발명의 기술적 특징과 장점은 첨부된 도면에 의하여 설명되는 실시예에 의하여 보다 명확하게 설명될 것이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
도 4는 본 발명의 WDM 단심 환형망 구조의 블록도를 나타내고 있다. 도 4를 참조하여 본 발명에서 제시하는 광 선로 보호 절체가 가능한 환형망 구조 및 노드 구조의 일례를 설명한다.
집중국 역할을 수행하는 메인노드(300)와 각각 기지국 역할을 수행하는 기지국노드(400,500,600)가 단심 광섬유(100,101,102,103)로 연결되어 환형망을 구성한다. 메인노드(300)는 광송수신부(301,303)와 광분배기(302)를 포함하고, 외부에서 입출력되는 제1신호(303)은 광송수신부(301,303)을 통하여 광으로 출력된 후 광분배기(302)를 통하여 시계방향(East)과 반시계(West)방향으로 출사된다. 기지국노드(400,500,600)은 광송수신부(402,502,602)와 광선로절체부(401)을 포함하고, 외부에서 입출력되는 제2신호(403)는 광송수신부(402)를 통하여 광으로 출력된 후 광선로절체부(401)을 통하여 인접 기지국 노드를 거쳐서 메인노드(300)과 통신된다. 광선로절체부(401)은 1x2 광스위치(202)와 2x2 광분배기(302)를 포함한다.
메인노드(300)에서 반시계 방향으로 기지국노드(400)와의 광전송 경로를 살펴본다. 기지국노드(400)의 2x2 광분배기(302)는 광선로(100)와 연결된 제1입력포트(310)에 입력되는 광 신호를 균일하게 분배하여 출력포트(311,312)로 출력시킨다. 제1출력포트(311)은 다시 광선로(101)와 연결되어 다음 기지국노드(500)로 광 신호를 전달하고, 제2출력포트(312)는 제1광스위치입력포트(210)와 연결된다.
메인노드(300)에서 시계 방향으로 기지국노드(400)와의 광전송 경로를 살펴보면, 기지국노드(600,500)을 지나서 기지국노드(400)의 광분배기(302) 제1출력포트(311)로 입력되는 광 신호는 광분배기(302)를 통하여 균일하게 분배되어 제1입력포트(310)와 제2입력포트(313)로 출사되고, 제2입력포트(313)은 다시 제2광스위치입력포트(211)에 연결된다. 제1광스위치출력포트(212)는 제1광스위치입력포트(210) 혹은 제2광스위치입력포트(211) 중에서 한쪽 포트하고만 광 연결된다. 상기와 같이 임의의 기지국노드는 인접기지국노드와 광 연결이 되어서 최종적으로 집중국 역할을 수행하는 메인노드와 시계 방향과 반시계 방향 중에서 한 방향으로 광 연결된다. 각 기지국노드 내의 광선로절체부(401)는 입력 광 세기가 크거나 전송 품질이 우수한 광 선로를 선택한다.
상기한 환형 망 구조에서 사용하는 파장 대역이 도 5에 도시되었다. 메인노드와 각 기지국노드 간의 단심 양방향 통신에는 서로 다른 파장 대역을 사용하여 광 선로의 반사에 의한 전송 품질 저하가 없도록 한다. 파장대역A와 파장대역B 사이에는 가드대역(Δλguard)을 설정함으로써 WDM 대역분리필터 제작이 용이하도록 하고, 각 파장대역A와 B에는 파장 간격(Δλch)을 갖는 N개의 파장이 사용된다. 통상, WDM 전송에는 1527~1610nm 대역의 C-band와 L-band를 사용하고, 가드대역(Δλguard)은 7nm 이상이고, 파장 간격(Δλch)은 50GHz 이상이며, 파장 수는 16채널 이상이 바람직하다.
도 6은 메인노드(300)에서 제1광송수신부(301)의 내부 구조를 되시한 블록도이다. 외부에서 입력된 입력신호(303)은 도 5를 참조하여 설명한 사용 파장 대역에서 고유의 파장을 출력하는 광송수신기(700)의 송신부(705)를 통하여 광으로 변환된 후 파장결합필터(701)를 통하여 한 개의 광섬유로 결합되어 대역필터(703)로 입력된 다음 광증폭기(704)에서 신호가 증폭되어 광분배기(302)를 거쳐서 시계 방향 혹은 반시계 방향의 해당 기지국노드로 출력된다. 광증폭기(704)는 환형망의 기지국노드 숫자와 전송 손실을 고려하여 삽입된다. 또한 광증폭기(704)는 양방향 증폭기 기능을 수행할 수 있다. 전송 손실이 작은 경우 상기 광증폭기(704)는 사용하지 않을 수 있다. 한편, 광분배기(302)로 시계 방향 혹은 반시계 방향에서 상향 입력된 신호는 상기 설명한 경로와 반대 방향으로 파장분리필터(702)를 거쳐서 광송수신기(700)의 수신부(706)에 입력된 후 광전 변환되어 출력 신호(303)을 생성한다.
도 4의 메인노드(300) 제2광송수신부(303), 각 기지국노드의 광송수신부(402, 502, 602)는 도 6에서 도시한 광송수신부(301)와 기본 구조가 동일하다. 다만, 각 노드에 할당된 파장에 맞게 파장결합필터(701) 및 파장분리필터(702)만 달라진다.
본 발명에서 제시하는 도 4의 환형망 구조와 앞서 도 3을 참조하여 설명하였던 종래 기술의 차이점은 각 기지국노드에 할당된 파장만을 선택적으로 add 혹은 drop하는 고가의 양방향 OADM(250)을 사용하지 않고, 저가의 광분배기(302)를 사용한 점이다. 임의의 기지국노드에 모든 파장이 광분배기(302)를 통하여 기지국 내부 광송수신부(402)에 입출력됨으로써 기지국노드의 파장 채널 확장에 용이할 뿐만 아니라, 모든 파장이 단심 환형망을 통하여 모든 기지국에 시계 방향 및 반시계 방향으로 접근 가능하므로, 기지국노드 추가 증설 및 기지국노드간의 트래픽 분산에 효율적인 구조이다.
도 4에서 설명된 환형망 구조에서 k번째 기지국노드(이하, “기지국노드(k)”) 내의 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 광스위치(202) 경로 설정 초기화 알고리듬을 도 7을 참조하여 설명한다. 여기서 환형망 광 선로 포설 및 메인노드(300)는 광송수신부(301)의 실장이 완료되었다고 가정한다.
기지국노드(k)의 광송수신부(401)와 광선로절체부(402)를 실장한다. 광송수신부(401) 내에는 광송수신기(700)가 존재하고, 수신되는 광 세기를 측정할 수 있다. 이때, 광스위치(202)의 경로를 바꾸면서 인접 기지국노드(k-1)로부터 입력되어서 읽히는 수신 광 세기를 Pk -1, 인접 기지국노드(k+1)부터의 광 세기를 Pk +1 를 측정한다. 상기 값을 미리 설정한 LOS (“loss of signal”) 임계값과 비교한다. Pk -1 값이 LOS 임계값 보다 작은 경우는 기지국노드(k-1)에서 기지국노드(k)로의 광 선로에 문제가 발생하여 손실이 커짐을 의미하므로, LOS(k,k-1) alarm을 운용자에게 알린다. 마찬가지로, Pk +1 값이 LOS 임계값 보다 작은 경우는 기지국노드(k+1)에서 기지국노드(k)로의 광 선로에 문제가 발생하여 손실이 커짐을 의미하므로, LOS(k,k+1) 신호를 운용자에게 알린다. Pk -1 과 Pk +1 값 모두 LOS 임계값보다 작은 경우는 광스위치(202) 초기화 실패 경우에 해당하고, 이를 운용자에게 초기화 실패 신호를 알린다. Pk -1 과 Pk +1 값 모두 LOS 임계값보다 큰 경우는, 이 중에서 값이 큰 경로로 광스위치(202)가 설정되고, 운용자에게 광스위치(202) 초기화 성공 메시지를 송부하고 초기화가 종료되면 데이터 전송이 시작된다.
상기한 광스위치(202) 초기화 종료 후 광 선로 실시간 감시 및 보호 절체 알고리듬을 도 8을 참조하여 설명한다. 여기서 광스위치(202)의 초기화 종료 후 광 경로는 기지국노드(k-1)로 설정되어 있다고 가정한다. 광송수신기(700)의 수신기는 실시간으로 수신되는 광 세기 (Pk -1) 값을, 미리 설정한 선로 Fault 임계값과 크기를 비교한다. 선로 Fault 임계값은 정상적인 광 선로 환경에서의 수신되어야 할 광 세기 최소값을 갖는다. 실시간으로 수신되는 광 세기 Pk -1 값이 선로 Fault 임계값보다 작으면, 인접 기지국노드(k-1)와 현재 기지국노드(k) 사이의 광 선로에 문제가 발생함을 의미함으로 운용자에게 선로 오류 신호를 알린다. 그 후 광스위치(202) 광 경로를 인접 기지국노드(k+1)로 변경한 후에 Pk +1 값과 선로 Fault 임계값과 비교한다. 임계값보다 큰 경우는 정상적인 광 선로 환경이라고 가정하여 데이터 전송을 진행한다. 만약, Pk +1 값이 선로 Fault 임계값 보다 작은 경우는 인접 기지국노드(k+1)와 현재 기지국노드(k) 사이의 광 선로 오류 알람을 생성한다.
상기 도 7과 도 8의 알고리듬에서는 광송수신기(700)의 수신부에서 수신되는 광 세기를 감시함으로써 광 선로를 초기화 및 선로 감시를 한다. 그러나, 상기 광송수신기(700) 이외의 별도의 송신기 및 수신기를 메인노드(300)과 각 기지국노드에 구비하여 기지국노드 구간 별로 광 선로의 손실 상태를 감시할 수 있음은 자명한 사실이다.
또한, 1x2 광스위치(202)를 이용한 광 선로 보호 절체 기능은, 2x2 광스위치(202)를 사용하여 동일하게 구성된다.
본 발명의 실시예가 도시된 도 4를 참조하면, 메인노드에서부터 가장 멀리 위치하는 기지국노드 사이의 광 전송 손실은 기지국노드 수에 비례하여 증가하게 된다. 그 이유는 각 기지국노드를 통과할 때 광분배기에서의 손실이 발생하기 때문이다. 이러한 경우, 광 선로 손실을 보상하기 위하여 임의의 기지국노드에 양방향 증폭기를 인라인 증폭기 개념으로 삽입함으로써 손실 증가를 보상할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예로서, 기지국 노드에 양방향 증폭기가 삽입된 단심 WDM 환형망 구조의 블록도를 보여주고 있다.
이 도면을 참조하면 임의 기지국노드(k)의 광선로절체부(800)는 광스위치(202), 광분배기(302) 및 양방향 광증폭기(704)를 포함한다. 인접 기지국노드(k-1) 혹은 인접 기지국노드(k+1)과 광 연결된 광분배기(302) 사이에 양방향 광증폭기(704)를 삽입하여 반시계 방향 및 시계 방향의 광 신호를 증폭하여 인접 기지국노드로 증폭된 광 신호의 일부를 송출하고, 나머지 광 신호는 광스위치(202)와 연결된다. 광스위치(202)의 광 선로 보호 절체 알고리듬은 도 7 및 도 8을 그대로 적용할 수 있다.
100, 101, 102, 103 : 광선로
202 : 광스위치
301, 402, 502, 602 : 광송수신부
302 : 광분배기
704 : 양방향 증폭기

Claims (8)

  1. 광전 혹은 전광 변환 역할을 수행하는 광송수신부 및 그와 광 연결된 2x2 광분배기를 구비하여 중앙집중국 역할을 수행하는 메인노드;
    상기 메인노드와 파장분할다중화 방식으로 통신하며, 광전 혹은 전광 변환 역할을 수행하는 광송수신부 및 그와 광 연결된 광선로절체부를 구비하고, 상기 광선로절체부는 광스위치 및 그와 광 연결된 광분배기를 구비하여 기지국 역할을 수행하는 기지국 노드;
    그리고, 상기 메인노드와 인접 기지국노드 사이 및 기지국노드 사이의 광 선로는 단심 광섬유를 사용하여 각 노드 내에 존재하는 광분배기 입출력 포트에 연결되어 보호 절체되는 것을 특징으로 하는 파장분할다중화 방식의 단심 환형망에서의 보호복구 절체 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 메인노드와 기지국 노드 사이의 양방향 통신은 서로 다른 파장 대역을 사용하는 것을 특징으로 하는 파장분할다중화 방식의 단심 환형망에서의 보호복구 절체 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 기지국노드 내의 광선로절체부에는 1x2 광스위치 혹은 2x2 광스위치를 사용하는 것을 특징으로 하는 파장분할다중화 방식의 단심 환형망에서의 보호복구 절체 장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 메인노드 및 기지국노드 내의 광송수신부는 광송수신기를 포함하고, 광송수신기의 수신 광 세기의 크기를 기 설정된 LOS 임계값과 비교하여 해당 기지국노드(k)와 인접기지국노드(k-1) 혹은 인접기지국노드(k+1) 간의 광 경로를 광스위치를 이용하여 초기화하는 것을 특징으로 하는 파장분할다중화 방식의 단심 환형망에서의 보호복구 절체 장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 메인노드 및 기지국노드 내의 광송수신부는 광송수신기를 포함하고, 광송수신기의 수신 광 세기의 크기를 실시간으로 감시함과 동시에, 선로 Fault 임계값과 비교하여 해당 기지국노드(k)와 인접기지국노드(k-1) 혹은 인접기지국노드(k+1) 간의 광 경로를 광스위치를 이용하여 설정함으로써 광 선로 보호 절체하는 것을 특징으로 하는 파장분할다중화 방식의 단심 환형망에서의 보호복구 절체 장치.
  6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 메인노드 및 기지국노드 내의 광 선로 감시용 송신부 및 수신부를 별도 설치하여 상기 광 선로 감시용 수신부의 수신 광 세기를 이용하여 광 선로의 손실을 실시간으로 감시하고, LOS 임계값 및 선로 Fault 임계값과 비교하여 기지국노드(k)와 인접기지국노드(k-1) 혹은 인접기지국노드(k+1) 간의 광 경로를 광스위치를 이용하여 설정함으로써 광 선로를 보호 절체하는 것을 특징으로 하는 파장분할다중화 방식의 단심 환형망에서의 보호복구 절체 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,메인노드 및 기지국노드 내의 광송수신부에 양방향 광 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장분할다중화 방식의 단심 환형망에서의 보호복구 절체 장치.
  8. 청구항 1에 있어서, 기지국노드의 광선로절체부 내부에 설치되는 광분배기 양단 사이에 양방향 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장분할다중화 방식의 단심 환형망에서의 보호복구 절체 장치.

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WO2014189423A1 (en) * 2013-05-24 2014-11-27 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Optical device, optical distribution network and respective methods performed thereby

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