KR20160007925A - 다채널 광선로 감시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다채널 광선로 감시 장치에 관한 것으로서, 광선로를 구성하는 다수의 광심선을 감시하도록 다수의 채널이 구비되어 광선로의 장애를 감시하는 다채널 광선로 감시 장치에 있어서, 다수의 광심선 중에서 측정 광심선에 감시광을 입사시켜 상기 광선로를 통해 반사되는 반사광을 수신하여 전기적인 신호로 변환 출력하도록 상기 채널별로 구비된 단위 광학 모듈; 상기 감시광을 발생하는 펄스 신호 발생 및 상기 단위 광학 모듈 선택을 위한 제어 신호를 생성하며, 상기 단위 광학 모듈의 전기적인 신호를 신호 처리 알고리즘에 따라 분석하여 광선로 감시 결과값을 산출하는 제어모듈; 및 상기 제어 모듈의 제어 신호에 따라 선택된 채널의 상기 단위 광학 모듈에서 출력되는 전기적인 신호를 상기 제어모듈로 전송하는 스위칭 모듈을 포함한다. 따라서, 본 발명은 OTDR과 광선로 사이에서 광경로를 스위칭하도록 반영구적인 아날로그 전자 스위치를 사용함으로써 기존의 광스위치에 비해 장치의 수명이 연장되어 내구 수명의 한계를 극복할 수 있고, 스위치 교체 또는 스위치 오동작 등의 유지보수 작업이 필요없어짐에 운용 비용이 절감될 수 있을 뿐만 아니라 광선로 감시에 대한 장기적인 운용의 안정성을 확보할 수 있다.

Description

다채널 광선로 감시 장치{ Apparatus for Monitoring Multi-Channel Fiber Line }
본 발명은 다채널 광선로 감시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기적인 신호로 광신호를 교대로 절체하여 측정할 수 있는 스위칭 모듈을 사용함으로써 기존의 광스위치로 인한 내구 수명의 한계를 극복할 수 있는 다채널 광선로 감시 장치에 관한 것이다.
OTDR(Optical Time Domain Reflectometer)은 광선로의 장애를 감시하기 위해 가장 많이 사용하는 장치로서, 펄스를 신호에 따른 광펄스를 피측정 광섬유에 입사시켜 파단점에서의 프레넬 반사(fresnel reflections) 또는 광섬유 내의 레일리 산란광(rayleigh scattering)을 검출함으로써 광섬유의 장애점 또는 손실특성(loss characteristics)을 측정하는 방식을 사용한다.
도 1은 종래 기술의 일 실시예에 따른 광선로 감시 장치의 구성을 설명하는 도면이다.
도 1을 참고하면, 종래의 광선로 감시 장치는 OTDR(10)이 고가의 측정 장치이기 때문에 광심선과 OTDR(10)을 1:1로 연결하여 사용하지 않고, 광심선과 OTDR(10) 사이에 광스위치(20)를 연결한 후 광스위치(20)에 제어신호를 인가하여 OTDR(10)의 광신호가 광스위치(20)의 원하는 출력 채널로 절체 되도록 한다.
이와 관련된 선행기술자료로서, 한국등록특허 제10-0952539호에 실시간 광케이블 장애 감시 장치 및 방법에 관한 기술내용이 공개되어 있다.
종래의 실시간 광케이블 장애 감시 장치 및 방법은 초고속 정보통신망의 근간을 이루는 광케이블에 대한 건전성을 확보하기 위한 N*N 인텔리전트 광스위치 기술을 시간영역 반사광 측정장치(OTDR) 기술과 접목하여 실시간으로 수용된 광코어의 광송수신 레벨을 감시하고 운용서버의 프로그램에 따라 사용 및 미사용 광케이블의 자동 또는 장애연동 측정을 통한 이상유무를 파악하도록 한다.
또한, 한국등록특허 제10-0717928호에 가변 광섬유 시험기를 이용한 광선로 감시 시스템 및 그 감시 방법에 관한 기술 내용이 공개되어 있다.
종래의 광섬유 시험기를 이용한 광선로 감시 시스템 및 그 감시 방법은 가변 OTDR을 이용하고, 각 광선로마다 광경로를 스위칭하는 광스위치를 구비하여 이상이 발생된 광신호의 파장과 동일한 파장을 갖는 감시광을 발생시켜 해당 광선로를 감시함으로써 가입자측 장치와 연결되는 광선로의 장애 위치를 정확히 측정한 후 그 위치를 지도상에 표시해줄 수 있도록 한다.
그러나, 종래의 광선로 감시 장치에서 사용하고 있는 광스위치는 제조사에서 약 1000만회 정도의 절체 내구 수명을 명시하고 있다. 이는 1개의 OTDR을 1*N 광스위치에 연결한 후 10초당 한번씩 채널별로 교대 측정을 수행한다고 가정할 경우에, 약 3년 후에 광스위치의 내구성에 문제가 발생할 수 있다. 광선로의 장애를 실시간으로 검출하기 위해서는 절체 주기가 더욱 짧아질 수 있기 때문에 광스위치의 내구성 문제는 광선로 감시 장치의 수명을 결정하는 중요한 요소 중의 하나이다.
이와 같이, 종래의 광선로 감시 장치에서 사용하는 광스위치는 제한된 내구 수명으로 인해 내구성에 문제가 발생할 수 있어 광선로 감시를 운용함에 있어 안정성이 떨어지고, 광스위치의 교체 비용이 주기적으로 소모되는 문제점이 있다.
한국등록특허 제10-0952539호 " 실시간 광케이블 장애 감시 장치 및 방법 " 한국등록특허 제10-0717928호 " 가변 광섬유 시험기를 이용한 광선로 감시 시스템 및 그 감시 방법 "
본 발명은 OTDR과 광선로 사이에서 광경로를 스위칭하도록 반영구적인 아날로그 전자 스위치를 사용함으로써 기존의 광스위치에 비해 장치의 수명이 연장되어 내구 수명의 한계를 극복할 수 있고, 스위치 교체 또는 스위치 오동작 등의 유지보수 작업이 필요없어짐에 따라 광선로 감시에 대한 장기적인 운용의 안정성을 확보할 수 있는 다채널 광선로 감시 장치를 제공한다.
실시예들 중에서, 다채널 광선로 감시 장치는, 광선로를 구성하는 다수의 광심선을 감시하도록 다수의 채널이 구비되어 광선로의 장애를 감시하는 다채널 광선로 감시 장치에 있어서, 다수의 광심선 중에서 측정 광심선에 감시광을 입사시켜 상기 광선로를 통해 반사되는 반사광을 수신하여 전기적인 신호로 변환 출력하도록 상기 채널별로 구비된 단위 광학 모듈; 상기 감시광을 발생하는 펄스 신호 발생 및 상기 단위 광학 모듈 선택을 위한 제어 신호를 생성하며, 상기 단위 광학 모듈의 전기적인 신호를 신호 처리 알고리즘에 따라 분석하여 광선로 감시 결과값을 산출하는 제어모듈; 및 상기 제어 모듈의 제어 신호에 따라 선택된 채널의 상기 단위 광학 모듈에서 출력되는 전기적인 신호를 상기 제어모듈로 전송하는 스위칭 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
다채널 광선로 감시 장치는, 상기 스위칭 모듈과 연결되어 기설정된 샘플링 속도에 기초하여 상기 단위 광학 모듈의 전기적인 신호를 디지털 형태의 전기적인 신호로 변환하여 상기 제어 모듈에 전송하는 데이터 획득 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 단위 광학 모듈은 상기 제어 신호에 따른 신호 주기와 펄스를 갖는 펄스 신호를 생성하여 출력하는 펄스 발생부; 상기 펄스 신호에 따른 감시광을 연속 출력하는 광출력부; 상기 광출력부에서 출력되는 감시광을 입사시켜 상기 측정 광심선에 커플링시키고, 상기 감시광에 의해 발생된 측정 광심선의 특성에 따른 반사광을 수신하는 커플링부; 상기 커플링부에서 수신한 반사광을 입력받아 광 세기를 측정하고, 상기 측정한 광 세기를 전기적 신호로 변환 출력하는 광검출부; 및 상기 광검출부에서 입력받은 전기적인 신호를 증폭 출력하는 증폭부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어 모듈은, 측정 환경에 따라 위상과 시간폭을 제어하여 필요한 펄스 신호가 발생되도록 펄스 신호 발생 및 상기 단위 광학 모듈 선택을 위한 제어 신호를 생성 출력하는 타이밍 제어부; 및 상기 신호 변환 모듈로부터 디지털 형태의 전기적인 신호를 입력받아 신호 처리 알고리즘에 따른 평균화 및 분석을 수행하여 광선로 감시 결과값을 산출하는신호 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시예들 중에서, 다채널 광선로 감시 장치는, 광선로를 구성하는 다수의 광심선을 감시하도록 다수의 채널이 구비되어 광선로의 장애를 감시하는 다채널 광선로 감시 장치에 있어서, 제어 신호에 따른 신호 주기와 펄스를 갖는 펄스 신호를 생성하여 출력하는 펄스 발생 모듈; 상기 펄스 신호에 따른 감시광을 발생하여 다수의 광심선 중에서 측정 광심선에 상기 감시광을 입사시켜 상기 광선로를 통해 반사되는 반사광을 수신하여 전기적인 신호로 변환 출력하도록 상기 채널별로 구비된 단위 광학 모듈; 상기 감시광을 발생하는 펄스 신호 발생 및 상기 단위 광학 모듈 선택을 위한 제어 신호를 생성하며, 상기 단위 광학 모듈의 전기적인 신호를 신호 처리 알고리즘에 따라 분석하여 광선로 감시 결과값을 산출하는 제어모듈; 및 상기 제어 모듈의 제어 신호에 따라 선택된 채널의 상기 단위 광학 모듈에서 출력되는 전기적인 신호를 상기 제어모듈로 전송하는 스위칭 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
다채널 광선로 감시 장치는 상기 스위칭 모듈과 연결되어 기설정된 샘플링 속도에 기초하여 상기 단위 광학 모듈의 전기적인 신호를 디지털 형태의 전기적인 신호로 변환하여 상기 제어 모듈에 전송하는 데이터 획득 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 단위 광학 모듈은, 상기 펄스 신호에 따른 감시광을 연속 출력하는 광출력부; 상기 광출력부에서 출력되는 감시광을 입사시켜 상기 측정 광심선에 커플링시키고, 상기 감시광에 의해 발생된 측정 광심선의 특성에 따른 반사광을 수신하는 커플링부; 상기 커플링부에서 수신한 반사광을 입력받아 광 세기를 측정하고, 상기 측정한 광 세기를 전기적 신호로 변환 출력하는 광검출부; 및 상기 광검출부에서 입력받은 전기적인 신호를 증폭 출력하는 증폭부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어 모듈은, 측정 환경에 따라 위상과 시간폭을 제어하여 필요한 펄스 신호가 발생되도록 펄스 신호 발생 및 상기 단위 광학 모듈 선택을 위한 제어 신호를 생성 출력하는 타이밍 제어부; 및 상기 신호 변환 모듈로부터 디지털 형태의 전기적인 신호를 입력받아 신호 처리 알고리즘에 따른 평균화 및 분석을 수행하여 광선로 감시 결과값을 산출하는신호 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시예들 중에서, 다채널 광선로 감시 장치는, 광선로를 구성하는 다수의 광심선을 감시하도록 다수의 채널이 구비되어 광선로의 장애를 감시하는 다채널 광선로 감시 장치에 있어서, 제어 신호에 따른 신호 주기와 펄스를 갖는 펄스 신호를 생성하여 출력하는 펄스 발생 모듈; 상기 펄스 신호에 따른 감시광을 연속 출력하는 광출력 모듈; 상기 광출력 모듈에서 출력되는 감시광을 분배하여 입사시키는 광분배모듈; 다수의 광심선 중에서 측정 광심선에 상기 감시광을 입사시켜 상기 광선로를 통해 반사되는 반사광을 수신하여 전기적인 신호로 변환 출력하도록 상기 채널별로 구비된 단위 광학 모듈; 상기 감시광을 발생하는 펄스 신호 발생 및 상기 단위 광학 모듈 선택을 위한 제어 신호를 생성하며, 상기 단위 광학 모듈의 전기적인 신호를 신호 처리 알고리즘에 따라 분석하여 광선로 감시 결과값을 산출하는 제어모듈; 및 상기 제어 모듈의 제어 신호에 따라 선택된 채널의 상기 단위 광학 모듈에서 출력되는 전기적인 신호를 상기 제어모듈로 전송하는 스위칭 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
다채널 광선로 감시 장치는, 상기 스위칭 모듈과 연결되어 기설정된 샘플링 속도에 기초하여 상기 단위 광학 모듈의 전기적인 신호를 디지털 형태의 전기적인 신호로 변환하여 상기 제어 모듈에 전송하는 데이터 획득 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 단위 광학 모듈은, 상기 광분배 모듈에서 분배되어 입력되는 감시광을 상기 측정 광심선에 커플링시키고, 상기 감시광에 의해 발생된 측정 광심선의 특성에 따른 반사광을 수신하는 커플링부; 상기 커플링부에서 수신한 반사광을 입력받아 광 세기를 측정하고, 상기 측정한 광 세기를 전기적 신호로 변환 출력하는 광검출부; 및 상기 광검출부에서 입력받은 전기적인 신호를 증폭 출력하는 증폭부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어 모듈은, 측정 환경에 따라 위상과 시간폭을 제어하여 필요한 펄스 신호가 발생되도록 펄스 신호 발생 및 상기 단위 광학 모듈 선택을 위한 제어 신호를 생성 출력하는 타이밍 제어부; 및 상기 신호 변환 모듈로부터 디지털 형태의 전기적인 신호를 입력받아 신호 처리 알고리즘에 따른 평균화 및 분석을 수행하여 광선로 감시 결과값을 산출하는신호 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다채널 광선로 감시 장치는 OTDR과 광선로 사이에서 광경로를 스위칭하도록 반영구적인 아날로그 전자 스위치를 사용함으로써 기존의 광스위치에 비해 장치의 수명이 연장되어 내구 수명의 한계를 극복할 수 있고, 스위치 교체 또는 스위치 오동작 등의 유지보수 작업이 필요없어짐에 운용 비용이 절감될 수 있을 뿐만 아니라 광선로 감시에 대한 장기적인 운용의 안정성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술의 일 실시예에 따른 광선로 감시 장치의 구성을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다채널 광선로 감시 장치의 구성을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다채널 광선로 감시 장치의 구성을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 다채널 광선로 감시 장치의 구성을 설명하는 도면이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다채널 광선로 감시 장치의 구성을 설명하는 도면이다.
도 2를 참고하면, 광선로를 구성하는 다수의 광심선을 감시하도록 다수의 채널이 구비되어 광선로의 장애를 감시하는 다채널 광선로 감시 장치(100)는 단위 광학 모듈(110), 제어모듈(120), 스위칭 모듈(130) 및 데이터 획득 모듈(140)을 포함한다.
단위 광학 모듈(110)은 채널별로 구비되어 다수의 광심선 중에서 측정 광심선에 감시광을 입사시켜 광선로를 통해 반사되는 반사광을 수신하여 전기적인 신호로 변환 출력한다.
이러한 단위 광학 모듈(110)은 펄스 발생부(111), 광출력부(112), 커플링부(113), 광검출부(114) 및 증폭부(115)를 포함한다.
펄스 발생부(111)는 제어 신호에 따른 신호 주기와 펄스를 갖는 펄스 신호를 생성하여 광출력부(112)로 출력한다.
광출력부(112)는 펄스 발생부(111)의 펄스 신호에 따라 펄스광인 감시광을 연속하여 커플링부(113)로 출력한다. 광출력부(112)는 레이저 다이오드를 사용할 수 있다.
커플링부(113)는 광출력부(112)에서 출력되는 감시광을 입사시켜 측정 광심선에 커플링시키고, 감시광에 의해 발생된 측정 광심선의 특성에 따른 반사광을 수신한다.
광검출부(114)는 커플링부(113)에서 수신한 반사광을 입력받아 광 세기를 측정하고, 측정한 광 세기를 전기적 신호로 변환하여 증폭부(115)로 출력한다.
증폭부(115)는 광검출부(114)에서 입력받은 전기적인 신호가 측정 광심선의 특성에 의해 파형이 일그러져 있으므로, 전기적인 신호의 일그러진 파형을 식별하는데 적합한 파형으로 증폭하여 스위칭 모듈(130)로 출력한다.
제어 모듈(120)은 감시광을 발생하는 펄스 신호 발생 및 단위 광학 모듈(110) 선택을 위한 제어 신호를 생성하며, 제어 신호에 의해 선택된 단위 광학 모듈(110)의 전기적인 신호를 신호 처리 알고리즘에 따라 분석하여 광선로 감시 결과값을 산출한다. 이러한 제어 모듈(120)은 타이밍 제어부(121) 및 신호 처리부(122)를 포함한다.
타이밍 제어부(121)는 측정 환경에 따라 위상과 시간폭을 제어하여 필요한 펄스 신호가 발생되도록 펄스 신호 발생에 대한 제어 신호를 생성하여 펄스 발생부(111)로 출력하고, 단위 광학 모듈(110)의 선택을 위한 제어 신호를 생성하여 스위칭 모듈(130)로 출력한다.
신호 처리부(122)는 단위 광학 모듈(110)의 전기적인 신호를 디지털 형태로 입력받아 신호 처리 알고리즘에 따른 평균화 및 분석을 수행하여 광선로 감시 결과값을 외부로 산출한다.
제어 모듈(120)은 장치의 초기화, 전압 범위, 샘플링 속도 및 데이터 길이를 설정하는 설정 신호를 데이터 획득 모듈(140)로 출력할 수 있고, 신호 처리 알고리즘에 따라 분석된 데이터의 표현 및 출력, 데이터 저장 기능을 수행할 수 있다.
스위칭 모듈(130)은 제어 모듈(120)의 제어 신호에 따라 선택된 채널의 단위 광학 모듈(110)에서 출력되는 전기적인 신호를 데이터 획득 모듈(140)로 전송한다. 스위칭 모듈(130)은 전기적인 신호로 스위칭 동작을 수행하는 아날로그 전자 스위치가 될 수 있다.
데이터 획득 모듈(140)은 스위칭 모듈(130)과 연결되어 기설정된 샘플링 속도에 기초하여 단위 광학 모듈(110)의 전기적인 신호를 아날로그/디지털 변환하여 디지털 신호로 제어 모듈(120)에 전송한다. 이러한 데이터 획득 모듈(140)은 제어 모듈(120)과 스위칭 모듈(130) 사이에 위치하고 있으나, 경우에 따라 제어 모듈(120)의 내부에 내장될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다채널 광선로 감시 장치의 구성을 설명하는 도면이다. 이하에서는 도 3을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 다채널 광선로 감시 장치를 상술한 설명과 중복되는 내용은 생략하여 설명한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 다채널 광선로 감시 장치(200)는 펄스 발생 모듈(210), 단위 광학 모듈(220), 제어 모듈(230), 스위칭 모듈(240) 및 데이터 획득 모듈(250)을 포함한다. 따라서, 각 단위 광학 모듈(220)은 펄스 발생 모듈(210)을 공동으로 사용한다.
즉, 제어 모듈(230)이 펄스 신호 발생에 대한 제어 신호를 펄스 발생 모듈(210)로 출력하고, 펄스 발생 모듈(210)은 제어 신호에 따른 신호 주기와 펄스를 갖는 펄스 신호를 생성하여 채널별 단위 광학 모듈(220)에 출력한다.
이때, 단위 광학 모듈(220)은 광출력부(221), 커플링부(222), 광검출부(223) 및 증폭부(224)를 포함한다.
따라서, 단위 광학 모듈(220)은 펄스 신호에 따라 광출력부(221)에서 감시광을 발생하고, 커플링부(222)에서 광출력부(221)에서 출력되는 감시광을 입사시켜 측정 광심선에 커플링시키고, 감시광에 의해 발생된 측정 광심선의 특성에 따른 반사광을 수신한다.
광검출부(223)는 커플링부(222)에서 수신한 반사광을 입력받아 광 세기를 측정하고, 측정한 광 세기를 전기적 신호로 변환하여 증폭부(224)로 출력하고, 증폭부(224)는 광검출부(223)에서 입력받은 전기적인 신호를 증폭하여 스위칭 모듈(240)로 출력한다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 다채널 광선로 감시 장치의 구성을 설명하는 도면이다. 이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 다채널 광선로 감시 장치를 상술한 설명과 중복되는 내용은 생략하여 설명한다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 다채널 광선로 감시 장치(300)는, 펄스 발생 모듈(310), 광출력 모듈(320), 광분배 모듈(330), 단위 광학 모듈(340), 제어 모듈(350), 스위칭 모듈(360) 및 데이터 획득 모듈(370)을 포함한다. 이때, 채널별로 구비된 단위 광학 모듈(340)은 커플링부(341), 광검출부(342) 및 증폭부(343)를 포함한다.
펄스 발생 모듈(310)은 제어 모듈(350)의 제어 신호에 따른 신호 주기와 펄스를 갖는 펄스 신호를 생성하여 광출력 모듈(320)로 출력한다.
광출력 모듈(320)은 펄스 신호에 따른 감시광을 연속하여 광분배 모듈()로 출력하고, 광분배 모듈(330)은 광출력 모듈(320)에서 출력되는 감시광을 분배하여 채널별로 단위 광학 모듈(340)로 입사시킨다.
따라서, 단위 광학 모듈(340)의 커플링부(341)에서는 광분배 모듈(330)에서 분배되어 입력되는 감시광을 측정 광심선에 커플링시키고, 감시광에 의해 발생된 측정 광심선의 특성에 따른 반사광을 수신한다.
광검출부(342)는 커플링부(341)에서 수신한 반사광을 입력받아 전기적 신호로 변환하여 증폭부(343)로 출력하고, 증폭부(343)는 광검출부(342)에서 입력받은 전기적인 신호를 증폭하여 스위칭 모듈(360)로 출력한다.
따라서, 채널별 단위 광학 모듈(340)은 펄스 발생 모듈(310), 광검출 모듈(320) 및 광분배 모듈(330)을 이용하여 감시광을 공유할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 다채널 광선로 감시 장치는 기존에 디지털 제어 신호를 인가하는 광스위치 대신에 아날로그 전자 스위치를 비롯해 전기적인 신호로 스위칭 동작을 수행하는 스위칭 모듈(130, 240, 360)을 사용한다. 따라서, 기존에 릴레이 기반 기계식 광스위치의 경우에는 짧은 수명으로 인해 사용중 내구성에 문제가 발생할 수 있지만, 스위칭 모듈(130, 240, 360)은 반영구적인 전기적인 신호로 스위칭 동작을 수행므로 내구 수명의 한계를 극복할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100, 200, 300 : 다채널 광선로 감시 장치
110, 220, 340 : 단위 광학 모듈
120, 230, 350 : 제어 모듈
130, 240, 360 : 스위칭 모듈
140, 250, 370 : 데이터 획득 모듈

Claims (12)

  1. 광선로를 구성하는 다수의 광심선을 감시하도록 다수의 채널이 구비되어 광선로의 장애를 감시하는 다채널 광선로 감시 장치에 있어서,
    다수의 광심선 중에서 측정 광심선에 감시광을 입사시켜 상기 광선로를 통해 반사되는 반사광을 수신하여 전기적인 신호로 변환 출력하도록 상기 채널별로 구비된 단위 광학 모듈;
    상기 감시광을 발생하는 펄스 신호 발생 및 상기 단위 광학 모듈 선택을 위한 제어 신호를 생성하며, 상기 단위 광학 모듈의 전기적인 신호를 신호 처리 알고리즘에 따라 분석하여 광선로 감시 결과값을 산출하는 제어모듈; 및
    상기 제어 모듈의 제어 신호에 따라 선택된 채널의 상기 단위 광학 모듈에서 출력되는 전기적인 신호를 상기 제어모듈로 전송하는 스위칭 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 광선로 감시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭 모듈과 연결되어 기설정된 샘플링 속도에 기초하여 상기 단위 광학 모듈의 전기적인 신호를 디지털 형태의 전기적인 신호로 변환하여 상기 제어 모듈에 전송하는 데이터 획득 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 광선로 감시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단위 광학 모듈은
    상기 제어 신호에 따른 신호 주기와 펄스를 갖는 펄스 신호를 생성하여 출력하는 펄스 발생부;
    상기 펄스 신호에 따른 감시광을 연속 출력하는 광출력부;
    상기 광출력부에서 출력되는 감시광을 입사시켜 상기 측정 광심선에 커플링시키고, 상기 감시광에 의해 발생된 측정 광심선의 특성에 따른 반사광을 수신하는 커플링부;
    상기 커플링부에서 수신한 반사광을 입력받아 광 세기를 측정하고, 상기 측정한 광 세기를 전기적 신호로 변환 출력하는 광검출부; 및
    상기 광검출부에서 입력받은 전기적인 신호를 증폭 출력하는 증폭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 광선로 감시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어 모듈은,
    측정 환경에 따라 위상과 시간폭을 제어하여 필요한 펄스 신호가 발생되도록 펄스 신호 발생 및 상기 단위 광학 모듈 선택을 위한 제어 신호를 생성 출력하는 타이밍 제어부; 및
    상기 신호 변환 모듈로부터 디지털 형태의 전기적인 신호를 입력받아 신호 처리 알고리즘에 따른 평균화 및 분석을 수행하여 광선로 감시 결과값을 산출하는신호 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 광선로 감시 장치.
  5. 광선로를 구성하는 다수의 광심선을 감시하도록 다수의 채널이 구비되어 광선로의 장애를 감시하는 다채널 광선로 감시 장치에 있어서,
    제어 신호에 따른 신호 주기와 펄스를 갖는 펄스 신호를 생성하여 출력하는 펄스 발생 모듈;
    상기 펄스 신호에 따른 감시광을 발생하여 다수의 광심선 중에서 측정 광심선에 상기 감시광을 입사시켜 상기 광선로를 통해 반사되는 반사광을 수신하여 전기적인 신호로 변환 출력하도록 상기 채널별로 구비된 단위 광학 모듈;
    상기 감시광을 발생하는 펄스 신호 발생 및 상기 단위 광학 모듈 선택을 위한 제어 신호를 생성하며, 상기 단위 광학 모듈의 전기적인 신호를 신호 처리 알고리즘에 따라 분석하여 광선로 감시 결과값을 산출하는 제어모듈; 및
    상기 제어 모듈의 제어 신호에 따라 선택된 채널의 상기 단위 광학 모듈에서 출력되는 전기적인 신호를 상기 제어모듈로 전송하는 스위칭 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 광선로 감시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 스위칭 모듈과 연결되어 기설정된 샘플링 속도에 기초하여 상기 단위 광학 모듈의 전기적인 신호를 디지털 형태의 전기적인 신호로 변환하여 상기 제어 모듈에 전송하는 데이터 획득 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 광선로 감시 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 단위 광학 모듈은,
    상기 펄스 신호에 따른 감시광을 연속 출력하는 광출력부;
    상기 광출력부에서 출력되는 감시광을 입사시켜 상기 측정 광심선에 커플링시키고, 상기 감시광에 의해 발생된 측정 광심선의 특성에 따른 반사광을 수신하는 커플링부;
    상기 커플링부에서 수신한 반사광을 입력받아 광 세기를 측정하고, 상기 측정한 광 세기를 전기적 신호로 변환 출력하는 광검출부; 및
    상기 광검출부에서 입력받은 전기적인 신호를 증폭 출력하는 증폭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 광선로 감시 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제어 모듈은,
    측정 환경에 따라 위상과 시간폭을 제어하여 필요한 펄스 신호가 발생되도록 펄스 신호 발생 및 상기 단위 광학 모듈 선택을 위한 제어 신호를 생성 출력하는 타이밍 제어부; 및
    상기 신호 변환 모듈로부터 디지털 형태의 전기적인 신호를 입력받아 신호 처리 알고리즘에 따른 평균화 및 분석을 수행하여 광선로 감시 결과값을 산출하는신호 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 광선로 감시 장치.
  9. 광선로를 구성하는 다수의 광심선을 감시하도록 다수의 채널이 구비되어 광선로의 장애를 감시하는 다채널 광선로 감시 장치에 있어서,
    제어 신호에 따른 신호 주기와 펄스를 갖는 펄스 신호를 생성하여 출력하는 펄스 발생 모듈;
    상기 펄스 신호에 따른 감시광을 연속 출력하는 광출력 모듈;
    상기 광출력 모듈에서 출력되는 감시광을 분배하여 입사시키는 광분배모듈;
    다수의 광심선 중에서 측정 광심선에 상기 감시광을 입사시켜 상기 광선로를 통해 반사되는 반사광을 수신하여 전기적인 신호로 변환 출력하도록 상기 채널별로 구비된 단위 광학 모듈;
    상기 감시광을 발생하는 펄스 신호 발생 및 상기 단위 광학 모듈 선택을 위한 제어 신호를 생성하며, 상기 단위 광학 모듈의 전기적인 신호를 신호 처리 알고리즘에 따라 분석하여 광선로 감시 결과값을 산출하는 제어모듈; 및
    상기 제어 모듈의 제어 신호에 따라 선택된 채널의 상기 단위 광학 모듈에서 출력되는 전기적인 신호를 상기 제어모듈로 전송하는 스위칭 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 광선로 감시 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 스위칭 모듈과 연결되어 기설정된 샘플링 속도에 기초하여 상기 단위 광학 모듈의 전기적인 신호를 디지털 형태의 전기적인 신호로 변환하여 상기 제어 모듈에 전송하는 데이터 획득 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 광선로 감시 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 단위 광학 모듈은,
    상기 광분배 모듈에서 분배되어 입력되는 감시광을 상기 측정 광심선에 커플링시키고, 상기 감시광에 의해 발생된 측정 광심선의 특성에 따른 반사광을 수신하는 커플링부;
    상기 커플링부에서 수신한 반사광을 입력받아 광 세기를 측정하고, 상기 측정한 광 세기를 전기적 신호로 변환 출력하는 광검출부; 및
    상기 광검출부에서 입력받은 전기적인 신호를 증폭 출력하는 증폭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 광선로 감시 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제어 모듈은,
    측정 환경에 따라 위상과 시간폭을 제어하여 필요한 펄스 신호가 발생되도록 펄스 신호 발생 및 상기 단위 광학 모듈 선택을 위한 제어 신호를 생성 출력하는 타이밍 제어부; 및
    상기 신호 변환 모듈로부터 디지털 형태의 전기적인 신호를 입력받아 신호 처리 알고리즘에 따른 평균화 및 분석을 수행하여 광선로 감시 결과값을 산출하는신호 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 광선로 감시 장치.
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