KR100698766B1

KR100698766B1 - 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자 망 시스템에 사용되는장애 위치 감시 장치 및 이를 구비한 파장분할 다중방식수동형 광 가입자 망 시스템

Info

Publication number: KR100698766B1
Application number: KR20050083256A
Authority: KR
Inventors: 이창희; 박주희
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2005-09-07
Filing date: 2005-09-07
Publication date: 2007-03-23
Also published as: EP1938478A4; US9130671B2; EP1938478A1; KR20070028078A; WO2007029962A1; US20090080880A1

Abstract

본 발명은 파장 분할 다중 방식 수동형 광 가입자 망(WDM-PON) 시스템에 사용되는 광 선로의 장애 위치를 감시하는 장치 및 이를 구비한 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자 망 시스템을 개시한다.

본 발명의 장애 위치 감시 장치는 상기 하나의 광 선로 상에서 발생하는 장애 위치를 찾기 위한 감시용 전기 펄스 신호를 발생시키는 신호 발생기; 상기 신호 발생기에 의해 변조되며, 상기 펄스 신호를 감시광으로 변환하여 출력하는 광원; 파장을 변화시키면서 일정한 파장 대역의 광만 통과시키는 가변 대역통과 필터; 상기 광원에 주입되는 광을 출력하는 새로운 대역의 비간섭성 광원 (N-BLS); 상기 N-BLS로부터 출력되는 비간섭성 광을 상기 가변 대역통과 필터를 통해 상기 광원에 입력되도록 우회시키고, 상기 광원으로부터 출력되며, 상기 가변 대역통과 필터를 통과한 상기 감시광을 상기 하나의 광 선로로 우회시키는 4-포트 광 회전기; 상기 4-포트 광 회전기에 의해 우회되는, 상기 하나의 광 선로 상에서 후방 산란 및 반사된 감시광을 수신하며, 수신된 상기 감시광을 전기 신호로 변환하여 출력하는 광 검출기; 상기 광 검출기로부터 출력되는 상기 변환된 감시광의 잡음을 제거하여 출력하는 신호처리부; 및 상기 신호처리부로부터 출력되는 신호를 표시하는 디스플레이부를 포함한다.

광대역 비간섭성 광원(BLS), 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자 망(WDM-PON), 장애 위치 감시 장치

Description

파장분할 다중방식 수동형 광 가입자 망 시스템에 사용되는 장애 위치 감시 장치 및 이를 구비한 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자 망 시스템{Apparatus for Monitoring Failure Positions in Wavelength Division Multiplexing-Passive Optical Networks and Wavelength Division Multiplexing-Passive Optical Network Systems Having the Apparatus}

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 새로운 대역의 BLS를 이용한 광 선로 상의 장애 위치 감시 장치 및 이를 구비하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자 망(WDM-PON) 시스템을 도시한 도면이다.

도 2는 페브리 페롯 레이저 다이오드(FP-LD)의 다중 모드 스펙트럼과 광대역 비간섭성 광원(BLS)의 광이 주입되어 파장 잠김된 유사 단일 모드 스펙트럼을 도시한 도면이다.

도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 광 선로 상의 장애 위치 감시 장치 및 이를 구비한 WDM-PON 시스템에서 펄스 형태로 변조된 감시광을 사용했을 때 시간에 따른 후방 산란 및 반사된 광 파워의 그래프를 도시한 도면이다.

도 4는 도 1에 도시된 본 발명의 실시예 1의 변형 실시예로, WDM-PON 시스템에서 장애 위치 감시 장치를 제어하는 제어장치를 추가로 구비한 구성을 도시한 도면이다.

도 5는 도 1에 도시된 실시예 1에 도시된 변형 실시예를 도시한 도면이다.

도 6은 도 4에 도시된 변형 실시예의 또 다른 변형 실시예를 도시한 도면이다.

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광 선로 상의 장애 위치 감시 장치 및 이를 구비하는 WDM-PON 시스템의 구성을 도시한 도면이다.

도 8은 본 발명의 실시예 3에 따른 WDM-PON 시스템에서 BLS를 이용하지 않는 장애 위치 감시 장치 구성 및 이를 구비한 WDM-PON 시스템을 도시한 도면이다.

도 9는 도 8에 도시된 본 발명의 실시예 3의 변형 실시예이다.

도 10은 도 8의 실시예 3의 또 다른 변형 실시예이다.

도 11은 도 10의 변형 실시예이다.

도 12는 도 2의 상부 도면에 도시된 FP-LD의 다중 모드 스펙트럼을 확대하여 도시한 도면이다.

도 13은 본 발명에 사용되는 장애 위치 감시 장치용 광원으로 두 개의 FP-LD를 사용하여 편광 다중화되는 광원을 도시한 도면이다.

본 발명은 파장분할 다중 방식 수동형 광 가입자 망(WDM-PON: Wavelength Division Multiplexing Passive Optical Network) 시스템에 사용되는 광 선로의 장애 위치를 감시하는 장치 및 이를 구비한 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자 망 시스템에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 WDM-PON 시스템에서 펄스 형태의 감시광을 광 선로에 주입시켜 후방 산란 및 반사되는 광의 세기를 측정하여 광 선로 장애 위치를 감시하는 장치 및 이러한 광 선로 장애 위치 감시 장치를 구비하는 WDM-PON 시스템에 관한 것이다.

최근 가입자 망의 용량확장 및 전송 속도 향상을 위해 WDM-PON이 활발히 연구 및 개발되고 있다. 특히, WDM-PON은 비디오/영상 중심의 서비스를 수용하기에 가장 적합한 방식으로 간주되고 있다. 이러한 WDM-PON을 경제적으로 구현하기 위해 최근에 외부에서 주입하는 비간섭성 광에 파장 잠김 된 FP-LD를 WDM-PON용 광원으로 사용하는 시스템이 제안되었다. 그러나, 다양한 형태의 WDM-PON 시스템에서 예기치 못한 광섬유의 장애가 발생했을 때, 이러한 장애를 신속히 파악하여 복구하지 못하면 가입자에게 제공되는 서비스의 신뢰성에 큰 악 영향을 미치게 된다.

일반적으로 광 선로 상에서 장애 위치를 측정하는 방법으로는 광 시간 영역 반사 측정기(OTDR: Optical Time Domain Reflectometry)라는 장치가 사용된다. OTDR의 원리는 광섬유에 짧은 시간 폭을 갖는 펄스 형태의 감시광을 주입하고 광섬유 내의 미세한 불순물에 의해 후방 산란되는 광과 기타 커플러 또는 커넥터, AWG, WDM 등의 광 소자와 같은 접속부에 의해 반사되는 광을 양호한 감도를 갖는 광 검출기(Photo Detector)로 수신하여 수신된 광의 세기를 거리의 함수로 나타낸 것이다. 주입된 짧은 시간 폭의 감시광은 광섬유 내를 진행하면서 미세한 양이 후방 산란되고 장애가 발생한 지점에서는 큰 반사를 일으킨다. 따라서 수신된 후방 산란 광의 시간에 관한 함수는 소정 시점에서 반사파에 의해 불연속 상태에 놓이게 되고 이러한 소정 시점은 광섬유 내에서의 광의 속도와 연관시키면 장애가 발생한 거리를 알아낼 수 있다.

그러나, 상술한 장애 위치 측정 방법을 WDM-PON 시스템에 적용하는 데에는 몇 가지 어려움이 있다. 원격 노드에서 개별 가입자들까지는 서로 다른 파장을 사용하므로 임의의 분배 광 선로에 장애가 발생했을 때 장애 위치를 측정하기 위해서는 여러 파장의 감시광의 사용이 요구된다. 파장 가변 광원은 이러한 요구를 만족시킬 수는 있지만, 경제적인 면에서 바람직하지 않다.

상술한 파장 가변 광원을 사용할 경우의 문제점을 해결하기 위해 분포 궤환형 레이저 다이오드(DFB LD: Distributed Feedback Laser Diode)를 통상적인 신호 전송용 광원으로 사용하고, 장애가 발생할 경우 중앙 기지국의 수신기에서 장애가 발생한 채널을 인식한 후 그 채널의 신호 전송용 DFB LD를 감시용 광원으로 사용하는 방식도 제안되었다. 그러나, 이러한 방식도 역시 값비싼 DFB LD를 사용함으로써 경제적인 단점이 있을 뿐 아니라, 전송 모드와 감시 모드를 선택하기 위한 스위치가 각 채널마다 필요하고, 그에 따라 채널 수가 늘어날수록 송신부가 복잡해진다는 단점이 있다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명에서는 WDM-PON 시스템에서, 장애가 없는 채널의 전송은 유지한 채, 값 비싼 파장 가변 광원을 사용하지 않고 분배 광 선로를 포함한 전체 광 선로 상의 장애 위치를 경제적으로 파악할 수 있는 방안을 제공한다.

좀 더 구체적으로, 본 발명의 제 1 특징은 전송용 광 선로 및 복수 채널용 분배 광 선로를 포함한 하나의 광 선로를 통해 중앙기지국(CO)과 복수의 가입자(ONT) 사이에서 정보 신호를 송신하는 복수의 송신기 및 상기 정보 신호를 수신하는 복수의 수신기를 구비하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자 망(WDM-PON) 시스템에 사용되는 장애 위치 감시 장치에 있어서, 상기 하나의 광 선로 상에서 발생하는 장애 위치를 찾기 위한 감시용 전기 펄스 신호를 발생시키는 신호 발생기; 상기 신호 발생기에 의해 변조되며, 상기 펄스 신호를 감시광으로 변환하여 출력하는 광원; 파장을 변화시키면서 일정한 파장 대역의 광만 통과시키는 가변 대역통과 필터; 상기 광원에 주입되는 광을 출력하는 새로운 대역의 비간섭성 광원 (N-BLS); 상기 N-BLS로부터 출력되는 비간섭성 광을 상기 가변 대역통과 필터를 통해 상기 광원에 입력되도록 우회시키고, 상기 광원으로부터 출력되며, 상기 가변 대역통과 필터를 통과한 상기 감시광을 상기 하나의 광 선로로 우회시키는 4-포트 광 회전기; 상기 4-포트 광 회전기에 의해 우회되는, 상기 하나의 광 선로 상에서 후방 산란 및 반사된 감시광을 수신하며, 수신된 상기 감시광을 전기 신호로 변환하여 출력하는 광 검출기; 상기 광 검출기로부터 출력되는 상기 변환된 전기신호의 잡음을 제거하여 출력하는 신호처리부; 및 상기 신호처리부의 장애 위치 판별 결과에 따라 장애 위치를 표시하는 디스플레이 부를 포함하는 장애 위치 감시 장치 및 이를 구비한 WDM-PON 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 제 2 특징은 전송용 광 선로 및 복수 채널용 분배 광 선로를 포함한 하나의 광 선로를 통해 중앙기지국(CO)과 복수의 가입자(ONT) 사이에서 정보 신 호를 송신하는 복수의 송신기 및 상기 정보 신호를 수신하는 복수의 수신기를 구비하며, 상기 복수의 송신기 내의 전송 광원이 각각 유사 단일 모드로 발진하도록 만들어 주기 위해 외부에서 주입해 주는 2개의 비간섭성 광원(A-BLS,B-BLS)을 구비하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자 망(WDM-PON) 시스템에 사용되는 장애 위치 감시 장치에 있어서, 파장을 변화시키면서 일정한 파장 대역의 광만 통과시키는 가변 대역통과 필터; 상기 A-BLS에서 방출된 비간섭성 광의 일부를 상기 가변 대역통과 필터로 통과시키는 하나의 3-포트 광 회전기; 상기 하나의 광 선로 상의 장애 위치를 측정하기 위해 전기적인 펄스 신호를 제공하는 신호 발생기; 상기 신호 발생기에 의해 변조되며, 파장 잠김된 감시광을 출력하는 광원; 상기 가변 대역통과 필터를 통과한 상기 비간섭성 광을 상기 광원에 입력하고, 상기 광원으로부터 출력되는 상기 감시광을 우회시켜주며, 상기 하나의 광 선로 상에서 후방 산란 및 반사되는 감시광을 상기 가변 대역통과 필터로 우회시켜주는 또 다른 3-포트 광 회전기; 상기 중앙기지국(CO)의 상기 복수의 수신기와 전기적으로 연결되며, 장애가 발생한 채널을 인식한 후 상기 가변 대역통과 필터를 제어하고, 상기 신호 발생기를 구동하는 제어장치; 상기 또 다른 3-포트 광 회전기, 상기 가변 대역통과 필터, 및 상기 하나의 3-포트 광 회전기를 차례로 통과하는 상기 후방 산란 및 반사된 감시광을 수신하며, 수신된 상기 후방 산란 및 반사된 감시광을 전기 신호로 변환시키는 광 검출기; 상기 광 검출기로부터 출력되는 상기 변환된 전기 신호에서 잡음을 제거하고, 장애 위치를 판별하는 신호처리부; 및 상기 신호처리부의 장애 위치 판별 결과에 따라 장애 위치를 표시하는 디스플레이부를 포함하는 장애 위치 감시 장 치 및 이를 구비한 WDN-PON 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 제 3 특징은 전송용 광 선로 및 복수 채널용 분배 광 선로를 포함한 하나의 광 선로를 통해 중앙기지국(CO)과 복수의 가입자(ONT) 사이에서 정보 신호를 송신하는 복수의 송신기 및 상기 정보 신호를 수신하는 복수의 수신기를 구비하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자 망(WDM-PON) 시스템에 사용되는 장애 위치 감시 장치에 있어서, 하나의 광 선로 상에서 발생하는 장애 위치를 찾기 위한 감시용 전기 펄스 신호를 발생시키는 신호 발생기; 상기 신호 발생기에 의해 변조되며, 상기 펄스 신호를 감시광으로 변환하여 출력하는 광원; 파장을 변화시키면서 일정한 파장 대역의 광만 통과시키는 가변 대역통과 필터; 상기 가변 대역통과 필터에 의해 필터링된 상기 감시광을 증폭시키는 광 증폭기(Optical Amplifier); 상기 광 증폭기를 통과한 증폭된 감시광을 상기 하나의 광 선로로 우회시키며, 상기 하나의 광 선로 상에서 후방 산란 및 반사된 감시광을 수신하여 우회 출력하는 3-포트 광 회전기; 상기 3-포트 광 회전기로부터 우회 출력되는 후방 산란 및 반사된 감시광을 수신하고, 전기 신호로 변환하여 출력하는 광 검출기; 상기 광 검출기로부터 출력되는 상기 변환된 전기신호의 잡음을 제거하여 출력하는 신호처리부; 및 상기 신호처리부의 장애 위치 판별 결과에 따라 장애 위치를 표시하는 디스플레이 부를 포함하는 장애 위치 감시 장치 및 이를 구비하는 WDM-PON 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 제 4 특징은 전송용 광 선로 및 복수 채널용 분배 광 선로를 포함한 하나의 광 선로를 통해 중앙기지국(CO)과 복수의 가입자(ONT) 사이에서 정보 신 호를 송신하는 복수의 송신기 및 상기 정보 신호를 수신하는 복수의 수신기를 구비하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자 망(WDM-PON) 시스템에 사용되는 장애 위치 감시 장치에 있어서, 상기 하나의 광 선로 상의 장애 위치를 측정하기 위해 전기적 펄스 신호를 발생시키는 신호 발생기; 상기 신호 발생기에 의해 변조된 감시광을 출력하는 고출력 레이저; 및 상기 고출력 레이저에서 출력되는, 변조된 고출력 감시광을 장애가 발생한 채널에 해당하는 파장에 맞게 필터링한 후 상기 하나의 광 선로 상에 출력하는 가변 대역통과 필터; 상기 가변 대역통과 필터를 통과한 고출력 감시광을 상기 하나의 광 선로로 우회시키며, 상기 하나의 광 선로 상에서 후방 산란 및 반사된 감시광을 수신하여 우회 출력하는 3-포트 광 회전기; 상기 3-포트 광 회전기로부터 우회 출력되는 후방 산란 및 반사된 감시광을 수신하고, 전기 신호로 변환하여 출력하는 광 검출기; 상기 광 검출기로부터 출력되는 상기 변환된 전기신호의 잡음을 제거하여 출력하는 신호처리부; 및 상기 신호처리부의 장애 위치 판별 결과에 따라 장애 위치를 표시하는 디스플레이 부를 포함하는 장애 위치 감시 장치 및 이를 구비한 WDM-PON 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 추가적인 장점은 동일 또는 유사한 참조번호가 동일한 구성요소를 표시하는 첨부 도면을 참조하여 이하의 설명으로부터 명백히 이해될 수 있다.

이하에서 본 발명을 실시예 및 도면을 참조하여 상세히 기술한다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 세 가지의 신규한 방안, 즉 전송신호대역과 다른 대역의 새로운 광대역 비간섭성 광원(N-BLS: New Broadband Light Source)을 이용하는 방안, 데이터 전송용 광원에 주입하기 위해 사용되는 BLS, 즉 전송 신호대역과 같은 BLS를 이용하는 방안, 및 BLS를 사용하지 않는 방안을 제공한다.

실시예 1

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 새로운 대역의 BLS를 이용한 광 선로 상의 장애 위치 감시 장치 및 이를 구비하는 WDM-PON 시스템을 도시한 도면이고, 도 2는 페브리 페롯 레이저 다이오드(FP-LD)의 다중 모드 스펙트럼과 광대역 비간섭성 광원(BLS)의 광이 주입되어 파장 잠김된 유사 단일 모드 스펙트럼을 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예 1의 광 선로 상의 장애 위치 감시 장치 및 이를 구비한 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자 망(WDM-PON) 시스템에서, 데이터 전송용 광원으로 쓰이는 페브리-페롯 레이저 다이오드(FP-LD)는 값이 싼 반면 파장 영역에서 볼 때 도 2의 상부 도면과 같이 다중 모드로 발진하게 되어 WDM용 광원으로 사용할 수 없다. 그러나, 외부에서 BLS에서 출력되는 비간섭성 광이 도파로 배열 격자(AWG: Arrayed Waveguide Grating)(122,128)를 통해 주입되면, AWG(122,128)의 각 포트 별로 정해진 하나의 파장을 가진 광이 송신기(141,142) 내의 FP-LD에 주입된다. 송신기(141,142)는 도 2의 하부 도면에 도시된 바와 같이 외부에서 BLS의 광이 주입되어 유사 단일 모드로 발진하는 페브리-페롯 레이저 다이오드(FP-LD) 및 소정의 변조회로(미도시)를 구비하며, 중앙기지국(CO)과 복수의 가 입자(ONT) 사이에서 정보 신호를 송신하는 장치로서, 유사 단일 모드로 발진하는 FP-LD에 원하는 정보 신호를 변조하여 전송함으로써 중앙기지국(CO)과 가입자(ONT) 간의 통신이 이루어진다. 또한, 수신기(108,143)는 전송되어 온 광을 수신하여 전기신호로 변환하는 광 검출기 및 소정의 증폭 및 결정(decision) 회로(미도시)를 구비하며, 중앙기지국(CO)과 복수의 가입자(ONT) 사이에서 정보 신호를 수신한다. 당업자라면 상술한 송신기(141,142) 및 수신기(108,143)의 구성 및 기능은 이하의 도 4 내지 도 11에 도시되는 기타 모든 실시예에서도 동일하다는 것을 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명이 FP-LD를 구비한 송신기를 예시하고 있지만, 당업자라면 다양한 형태의 송신기 및 수신기가 WDM-PON에 사용될 수 있으며, 본 발명이 이러한 다양한 송신기 및 수신기를 사용하는 모든 WDM-PON에 적용될 수 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다.

먼저, 하향 링크(중앙 기지국(CO) → 개별 가입자(ONT))의 경우를 설명한다. 중앙 기지국(CO)의 A-BLS(151)에서 출력된 광은 3-포트 광 회전기(131)의 1번 포트로 입력되어 2번 포트로 출력된 후 파장분할 다중화기(WDM: Wavelength Division Multiplexer)(123), 도파로 배열 격자(AWG: Arrayed Waveguide Grating)(122), 및 WDM(121)을 거쳐 각 채널(λ₁, λ_{2 …}λ_N)의 송신기(141) 내의 FP-LD에 주입된다. 본 명세서에서는, 송수신기의 경우 설명 목적상 채널 λ₁의 경우만을 기술하기로 한다. 송신기(141)에서는 유사 단일 모드로 발진되는 FP-LD에 원하는 정보 신호를 실어서 다시 WDM(121)을 거쳐 AWG(122)로 보내면 AWG(122)는 여러 채널(λ₁, λ_{2 …}λ_N)의 광 신호를 다중화하고 다중화된 광은 WDM(123)을 거쳐 3-포트 광 회전기(131)의 2번 포트로 입력되어 3번 포트를 거쳐 WDM(124)로 전송된다. WDM(124)을 통과한 전송된 광은 전송용 광섬유(feeder fiber: 125)를 통해 원격 노드(RN)로 전송된다. 여기서, 여러 채널(λ₁, λ_{2 …}λ_N)의 채널 간격은 AWG에 의해 각 채널 별로 할당되는 파장의 간격으로 정의되는데, 예를 들어 채널 간격은 50GHz(0.4nm), 100GHz(0.8nm), 200GHz(1.6nm) . 등으로 할당될 수 있다. 원격 노드(RN)의 AWG(128)는 수신된 광 신호를 여러 파장으로 역 다중화하여 분배 광 선로(126)를 통해 개별 가입자(ONT)에게 전송한다. 가입자(ONT)에게 도달된 광 신호는 WDM(127)에 의해 수신기(143) 쪽으로만 전달되어 개별 가입자는 필요한 정보를 수신한다.

상술한 본 발명의 실시예 1에 있어서, 송신기(141,142) 내의 FP-LD(미도시)는 비반사 코팅 또는 R(0∠R∠33)% 반사 코팅된 레이저 다이오드가 사용되고, 또한 수신기(108,143) 내부의 광 검출기로는 각각 PIN(Positive-Intrinsic-Negative) 포토 다이오드(photo diode)가 사용된다. 그리고, 광대역 비간섭성 광원(BLS)(151,152)은 각각 발광 다이오드, 초 발광 다이오드(SLD) 및 자연광을 방출하는 에르븀 도핑형 광섬유 증폭기(EDFA: Erbium-Doped Fiber Amplifier) 중 어느 하나가 사용된다. 나아가, BLS(151,152)는 국제전기통신연합(ITU: International Telecommunications Union)에서 제안한 O, E, S, C, L, 및 U 대역 중 어느 하나의 파장 대역을 사용할 수 있다. 또한, 전송용 광섬유(125) 및 상기 분배 광섬유(126)는 각각 단일모드 광섬유를 사용하는 것이 바람직하다. 상술한 실시예 1의 FP-LD, 광대역 비간섭성 광원(BLS)(151,152), 전송용 광섬유(125) 및 상기 분배 광섬유(126)의 구체적인 예시는 후술하는 도 4 내지 도 11에 도시된 기타 다른 실시예에서도 동일하게 적용된다.

한편, ONT에서 중앙 기지국(CO)으로의 상향 링크(개별 가입자(ONT) → 중앙 기지국(CO)) 광 신호 전송은 상술한 하향 링크 광 신호 전송과 실질적으로 동일하다. 즉, B-BLS(152)에서 출력된 광이 3-포트 광 회전기(132), WDM(124), 전송용 광섬유(125), AWG(128), 분배 광 선로(126), 및 WDM(127)을 거쳐 ONT 측 송신기(142)의 FP-LD에 주입된다.

송신기(142)에서는 유사 단일모드로 발진되는 FP-LD에 원하는 정보 신호를 변조하여 다시 WDM(127), 분배 광 선로(126), AWG(128) 및 전송용 광섬유(125)를 순차적으로 거쳐 WDM(124)에 의해 3-포트 광 회전기(132)로 입력된다. 3-포트 광 회전기(132)의 2번 포트로 입력되어 3번 포트로 출력된 광은 다시 WDM(123)과 AWG(122), 및 WDM(121)을 거쳐 중앙 기지국(CO)의 수신기(108)로 입력된다.

상술한 본 발명의 실시예 1에 따른 WDM-PON 시스템이 정상적으로 동작하는 도중 임의의 하나의 광 선로(125,126)가 끊기거나 기타 장애가 발생하면, 중앙 기지국(CO)의 수신기(108)에서 수신되는 광이 극히 미약해지고, 그에 따라 변환된 전기적 신호 또한 약해질 것이다. 이러한 광 선로(125,126) 상의 장애 발생을 찾아내기 위해, 본 발명의 실시예 1에 따른 장애 위치 감시 장치는 감시광 신호를 저밀도 파장분할 다중화기(CWDM: Coarse-Wavelength-Division Multiplexer)(102)를 통해 광 선로(125,126)로 전송한다. 좀 더 구체적으로, 본 발명의 장애 위치 감시 장치 는 광 선로(125,126) 상에서 발생하는 장애 위치를 찾기 위한 감시용 전기 펄스 신호를 발생시키는 신호 발생기(104); 상기 신호 발생기(104)에 의해 변조되며, 상기 펄스 신호를 감시광으로 변환하여 출력하는 광원(103); 파장을 변화시키면서 일정한 파장 대역의 광만 통과시키는 가변 대역통과 필터(105); 상기 광원(103)에 주입되는 광을 출력하는 새로운 대역의 비간섭성 광원 (N-BLS: 101); 상기 N-BLS(101)로부터 출력되는 비간섭성 광을 상기 가변 대역통과 필터(105)를 통해 상기 광원(103)에 입력되도록 우회시키고, 상기 광원(103)으로부터 출력되며, 상기 가변 대역통과 필터(105)를 통과한 상기 감시광을 상기 광 선로(125,126)로 우회시키는 4-포트 광 회전기(111); 상기 4-포트 광 회전기(111)에 의해 우회되는, 상기 광 선로(125,126) 상에서 후방 산란 및 반사된 감시광을 수신하며, 수신된 상기 감시광을 전기 신호로 변환하여 출력하는 광 검출기(106); 상기 광 검출기(106)로부터 출력되는 상기 변환된 전기신호의 잡음을 제거하여 출력하는 신호처리부(107); 및 상기 신호처리부의 장애 위치 판별 결과에 따라 장애 위치를 표시하는 디스플레이 부(160)를 포함한다.

상기 새로운 대역의 N-BLS(101)에서 출력된 광은 4-포트 광 회전기(111)에 의해 우회되어 가변 대역통과 필터(105)를 거쳐 좁은 대역폭을 갖게 되고 광원(103)에 주입된다. 그 후, 광원(103)은 도 2의 하부 도면에 도시된 바와 같은 유사 단일 모드로 발진 하게 되며 신호발생기(104)에 의해 변조된다. 그 후 유사 단일 모드로 발진된 광원(103)에서 출력된 감시광은 다시 가변 대역통과 필터(105)를 거치면서 인접 모드 성분들이 더 필터링 된다. 이 경우, 가변 대역통과 필터(105)를 1번 채널(λ₁)에서 N번 채널(λ_N)에 해당하는 파장에 맞도록 가변시켜 각 채널에 해당하는 파장을 구비한 감시광 파형을 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 장애가 있을 때에 측정된 감시광 파형을 장애가 없을 때에 측정된 감시광 파형과 비교하여 모든 채널의 이상 유무를 측정할 수 있다는 장점이 있다. 즉, 장애가 발생한 채널뿐만 아니라 정상 동작 중인 채널 또한 항상 감시가 가능하다는 장점을 갖는다.

한편, 감시광은 4-포트 광 회전기(111)와 CWDM(102)를 통해 전송용 광섬유(125)에 입력되고, 입력된 감시광은 광섬유(125,126) 내에서 진행하면서 후방 산란 및 반사를 겪게 된다. 후방 산란 및 반사된 광은 다시 CWDM(102), 4-포트 광 회전기(111)를 거쳐 광 검출기(106)에서 수신된다. 그 후, 광 검출기(106)에서 수신된 광은 전기 신호로 변환되어 신호처리부(107)를 거쳐 잡음을 줄인 뒤 디스플레이부(160)에 표시된다.

한편, 유사 단일 모드로 발진된 광원(103)은 도 2의 하부 도면에 도시된 바와 같이 억제된 인접 모드를 가지고 있다. 따라서 한 모드의 크기는 비교적 작을지라도 넓은 파장영역에 걸쳐 존재하는 여러 모드들이 합해지면 비교적 큰 파워가 될 수 있고 이러한 인접 모드들에 의한 후방 산란 및 반사파는 장애가 발생한 채널에 해당하는 후방 산란 및 반사파에 대한 잡음으로 작용할 수 있다. 따라서 상기 실시예 1에서는 이러한 인접 모드 성분을 더 줄이기 위해 가변 대역통과 필터(105)의 위치를 4-포트 광 회전기(111)의 2번 포트와 광원(103) 사이에 위치시켜 유사 단일 모드로 발진된 감시광이 한번 더 필터링되도록 하였다. 그러나, 만약 인접 모드 성 분들의 파워가 특정 채널의 장애 위치를 판별하는데 잡음으로 작용하지 않을 만큼 충분히 작다면, 가변 대역통과 필터(105)의 위치를 N-BLS(101)와 4-포트 광 회전기(111)의 1번 포트 사이에 위치시키는 구성도 가능하다는 것을 당업자라면 충분히 이해할 수 있을 것이다. 이러한 가변 대역통과 필터(105)의 위치를 변경하는 구성은 도 1 및 후술하는 도 1의 변형 실시예인 도 4에 도시된 실시예에도 적용될 수 있으므로 도 4의 또 다른 변형 실시예가 될 수 있다.

본 발명에서, 새로운 대역의 N-BLS(101)는 AWG(128)의 통과 특성이 파장에 따라 주기적이라는 점을 이용해 전송 신호의 대역이 아닌 대역을 적절히 선택한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 광 검출기(106)는 PIN 포토 다이오드 또는 애벌랜취 포토 다이오드(APD: Avalanche Photo Diode)로 구현될 수 있으며, 신호처리부(107)는 증폭기, 아날로그/디지털 변환기, 및 평균화기(Averager)를 포함할 수 있으며, 이러한 광 검출기(106) 및 신호처리부(107)의 구체적인 구성요소들은 후술하는 도 4 내지 도 11에 도시된 본 발명의 기타 실시예의 광 검출기(406,506,606,706,806,906, 1006,1106) 및 신호처리부(407,507,607,707,807,907,1007,1107)의 경우에도 동일하게 적용된다.

도 1에 도시된 본 발명의 실시예 1에 따른 특징은 새로운 대역의 광대역 비간섭성 광원인 N-BLS(101)를 사용하여 데이터 전송 신호와 다른 대역을 갖는 장애 위치 감시 장치용 감시광을 주입한다는 점이다. 이렇게 함으로써, 도 1에 도시된 실시예 1은 후술하는 도 7에 도시된 실시예 2에서 사용되는 광 커플러(770,771) 대신 삽입 손실이 더 적은 CWDM(102)을 사용하여 전송 신호의 손실을 줄였고, 후방 산란 및 반사된 장애 위치 감시 장치용 감시광 또한 데이터 전송 채널에 의한 후방 산란광의 영향을 받지 않기 때문에 감시광의 수신 과정에서 가변 대역통과 필터(105)를 거칠 필요가 없게 되어 장애 위치 감시 장치용 감시광 자체의 손실도 줄여 장애 위치 측정 범위를 더 확장하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 실시예 1에 도시된 장애 위치 감시 장치는 도 1에 도시된 WDN-PON 시스템은 물론 후술하는 도 7의 WDN-PON 시스템을 포함한 임의의 구성을 갖는 일반적인 WDN-PON 시스템에 모두 적용될 수 있다는 장점이 있다.

도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 광 선로 상의 장애 위치 감시 장치 및 이를 구비한 WDM-PON 시스템에서 펄스 형태로 변조된 감시광을 사용했을 때 시간에 따른 후방 산란 및 반사된 광 파워의 그래프를 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 광섬유에 입력된 감시광은 광섬유 내부에서 진행하면서 후방 산란되고, 거리에 따른 손실이 발생하여 신호의 세기가 약해진다. 그 후, 광섬유가 끊어진 26.8Km 지점에서 신호의 반사가 발생하여 광섬유의 장애 위치를 측정할 수 있게 해 준다. 도 3에서, 큰 반사파(301)는 AWG(128)에 의해 발생하는 반사파이고, 장애 위치에서 발생한 반사파는 참조부호 302로 표시되어 있다. 따라서, 감시광이 입력된 순간과 장애가 발생한 위치에서 발생한 반사파(302) 간의 시간차는 268μs이고, 이를 광섬유 내에서의 광의 전파 속도를 곱하여 계산하면 진행 거리가 26.8 km임을 알 수 있으며, 이렇게 계산된 진행거리에 의해 장애 위치를 결정할 수 있는 것이다.

도 4는 도 1에 도시된 본 발명의 실시예 1의 변형 실시예로, WDM-PON 시스템에서 장애 위치 감시 장치를 제어하는 제어장치를 추가로 구비한 구성을 도시한 도 면이다. 따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광 선로 상의 장애 위치 감시 장치 및 이를 구비한 WDM-PON 시스템에서 장애가 없는 경우의 광 신호의 송신 및 수신 과정과 장애 위치 감시 장치의 감시광 발생 메커니즘은 도 1에 도시된 본 발명의 제 1 실시예 에서의 광 신호 송신 및 수신 과정과 실질적으로 동일하므로, 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

이하에서는 도 4에 도시된 본 발명의 제어장치(409)를 구비한 광 선로 상의 장애 위치 감시 장치에서 제어장치(409)의 동작을 상세히 설명하기로 한다.

다시 도 4를 참조하면, 광 선로 상의 장애 위치를 감시하는 장치를 구비하는 WDM-PON 시스템이 정상적으로 동작하는 도중 임의의 광 선로(425,426)가 끊기거나 기타 장애가 발생하면, 중앙 기지국(CO)의 수신기(408)에서 수신되는 광이 극히 미약해지고, 그에 따라 변환된 전기적 신호 또한 약해질 것이다. 이 경우 모든 수신기(408)와 전기적으로 연결된 제어장치(409)는 장애가 발생한 채널을 결정하고, 장애가 발생한 위치를 찾기 위한 감시용 전기 펄스 신호를 발생시키는 신호 발생기(404)를 구동시킴과 동시에 가변 대역통과 필터(405)를 장애가 발생한 채널에 해당하는 파장에 맞도록 조정한다. 그 후, 새로운 대역의 N-BLS(401)에서 출력된 광은 4포트 광 회전기(411)에 의해 우회되어 가변 대역통과 필터(405)를 통과하여 좁은 대역폭을 갖게 되고 광원(403)에 주입된다. 그 후, 광원(403)은 장애 발생 채널에 해당하는 파장에서 잠김되어 도 2의 하부 도면에 도시된 유사 단일 모드로 발진하고, 신호발생기(404)에 의해 변조된다. 이 경우, 가변 대역통과 필터(405)를 통과하는 감시광은 제어장치(409)에 의해 장애가 발생한 특정 채널에 해당하는 파장을 구비한 감시광 파형을 갖게 된다. 따라서, 도 4에 도시된 실시예가 도 1에 도시된 실시예와 다른 점은 도 4의 실시예의 경우 제어장치(409)에 의해 장애가 발생한 채널을 즉시 확인할 수 있다는 점이다.

한편, 파장 잠김된 감시광은 4포트 광 회전기(411)와 CWDM(402)를 통해 전송용 광섬유(425)에 입력되고, 입력된 감시광은 광섬유(425,426) 내에서 진행하면서 후방 산란 및 반사를 겪게 된다. 후방 산란 및 반사된 광은 다시 CWDM(402), 광 회전기(411)를 거쳐 광 검출기(406)에서 수신된다. 그 후, 광 검출기(106)에서 수신된 광은 전기 신호로 변환되어 신호처리부(407)를 거쳐 잡음을 줄인 뒤 디스플레이부(460)에 표시된다.

상술한 상기 도 1의 실시예 1 및 도 4의 변형 실시에에서, 가변 대역통과 필터(105,405)는 특정 파장영역에서만 통과 특성을 갖는 필터이다. 가변 대역통과 필터(105,405)는 3dB 대역폭(최고 출력에서 3dB(0.5) 떨어지는 출력에 해당하는 파장 폭)이 B(B는 임의의 실수)nm인 필터가 사용된다. B값은 AWG의 채널 간격에 따라 예를 들어 0.2nm, 0.4nm, 0.8nm 등 상이한 값을 가질 수 있다.

도 5 및 도 6은 각각 도 1에 도시된 실시예 1 및 도 4에 도시된 변형 실시예의 또 다른 변형 실시예를 도시하고 있다. 즉, 도 5 및 도 6을 참조하면, 도 1 및 도 4의 감시광 생성부에 존재하는 4-포트 광 회전기(111,411) 대신, 2개의 3-포트 광 회전기(512,513;612,613)를 사용하여 같은 동작을 수행할 수 있는 구성을 도시한 도면이다.

먼저 도 5를 참조하면, 새로운 대역의 N-BLS(501)에서 출력된 광은 3포트 광 회전기(512)에 의해 우회되어 가변 대역통과 필터(505)를 거쳐 좁은 대역폭을 갖게 되고 광원(503)에 주입된다. 그 후, 광원(503)은 도 2의 하부 도면에 도시된 바와 같은 유사 단일 모드로 발진 하게 되며 신호발생기(504)에 의해 변조된다. 이렇게 유사 단일 모드로 발진된 감시광은 도 2에서 보듯이 억제된 인접 모드를 갖게 된다. 비록 인접 모드의 크기가 약할지라도 이것들이 모두 합해지면 장애위치를 판별하는데 잡음으로 작용할 수 있으므로 가변 대역통과 필터에 통과시켜 인접 모드를 걸러낸다. 이 경우, 가변 대역통과 필터(505)를 1번 채널(λ₁)에서 N번 채널(λ_N)에 해당하는 파장에 맞도록 가변시켜 각 채널에 해당하는 파장을 구비한 감시광 파형을 얻을 수 있다. 한편, 감시광은 2개의 3-포트 광 회전기(512,513)와 저밀도 파장분할 다중화기(CWDM)(502)를 차례로 거쳐 전송용 광섬유(525)에 입력되며 입력된 감시광은 광섬유(525,526) 내에서 진행하면서 후방 산란 및 반사를 겪게 되고, 후방 산란 및 반사된 광은 다시 CWDM(502), 3-포트 광 회전기(513)를 거쳐 우회되어 광 검출기(506)에서 수신된다. 그 후, 광 검출기(506)에서 수신된 광은 전기 신호로 변환되어 신호처리부(507)를 거쳐 잡음을 줄인 뒤 디스플레이부(560)에 표시된다.

한편, 도 6에 도시된 실시예에서는, 광 선로 상의 장애 위치 감시 장치 및 이를 구비하는 WDM-PON 시스템이 정상적으로 동작하는 도중 임의의 광 선로(625,626)가 끊기거나 기타 장애가 발생하면, 중앙 기지국(CO)의 수신기(608)에서 수신되는 광이 극히 미약해지고, 그에 따라 변환된 전기적 신호 또한 약해질 것이 다. 이 경우 모든 수신기(608)와 전기적으로 연결된 제어장치(609)는 이상이 생긴 채널을 결정하고, 장애가 발생한 위치를 찾기 위한 감시용 파형을 발생시키는 신호 발생기(604)를 구동시킴과 동시에 가변 대역통과 필터(605)를 장애가 발생한 채널에 해당하는 파장에 맞도록 조정한다. 그 후, 새로운 대역의 N-BLS(601)에서 출력된 광은 3-포트 광 회전기(612)에 의해 우회되어 가변 대역통과 필터(605)를 거쳐 좁은 대역폭을 갖게 되고 광원(603)에 주입된다. 그 후, 광원(603)은 장애 발생 채널에 해당하는 파장에서 잠김 되어 유사 단일 모드로 발진하는 감시광을 생성하고, 이 감시광은 신호발생기(604)에 의해 변조된다. 변조된 감시광은 2개의 3-포트 광 회전기(612,613)와 저밀도 파장분할 다중화기(CWDM)(602)를 차례로 거쳐 전송용 광섬유(625)에 입력되며 입력된 감시광은 광섬유(625,626) 내에서 진행하면서 후방 산란 및 반사를 겪게 되고, 후방 산란 및 반사된 광은 다시 CWDM(602), 3-포트 광 회전기(613)를 거쳐 우회되어 광 검출기(606)에서 수신된다. 그 후, 광 검출기(606)에서 수신된 광은 전기 신호로 변환되어 신호처리부(607)를 거쳐 잡음을 줄인 뒤 디스플레이부(660)에 표시된다.

상술한 도 5 및 도 6의 새로운 대역의 N-BLS(501,601)는 AWG(528,628)의 통과 특성이 파장에 따라 주기적이라는 점을 이용해 전송 신호의 대역이 아닌 대역을 적절히 선택한다는 점은 도 1의 경우와 동일하다.

또한 도 5및 도 6의 경우에도 상술한 도 1 및 도 4의 경우와 마찬가지로 장애 위치 감시장치의 가변 대역통과 필터(505,605)의 위치를 바꾼 변형 실시예도 가능하다. 좀 더 자세히 설명하면, 외부 비간섭성 광이 주입되어 유사 단일모드로 발 진된 감시광은 도 2의 하부와 같이 억제된 인접 모드 성분을 갖게 된다. 따라서 도 5및 도 6과 관련된 실시예에서는 가변 대역통과 필터를 한번 더 거쳐 인접 모드 성분을 더 억제시키고 장애가 발생한 채널의 파장만을 통과시켰다. 하지만, 당업자라면 유사 단일 모드로 발진된 감시광의 인접 모드 성분들에 의한 후방산란 및 반사파의 크기가 충분히 작아서 장애발생 채널에서 후방 산란 및 반사파에 대한 잡음으로 작용하지 않는다면, 굳이 가변 대역통과 필터(505,605)를 한번 더 거칠 필요가 없다는 것을 충분히 이해할 것이다. 따라서 도 5 및 도 6의 구성에서 가변 대역통과 필터(505,605)가 광 회전기(512,612)와 감시 광원(503,603) 사이에 위치하는 대신 N-BLS(501,601)와 광 회전기(512,612)의 1번 포트 사이에 위치되는 새로운 변형 실시예로 구성될 수 있다는 것을 충분히 이해할 것이다.

실시예 2

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광 선로 상의 장애 위치 감시 장치 및 이를 구비하는 WDM-PON 시스템의 구성을 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 실시예 2의 WDM-PON 시스템은 상향 및 하향 링크 전송 대역의 광대역 비간섭성 광원(BLS: Broadband Light Source)을 이용하여 파장 잠김된 페브리-페롯 레이저 다이오드(FP-LD)를 전송 광원으로 사용하는 것을 특징으로 하고 있다. 그러나, 당업자라면 상기 실시예 2의 WDM-PON 시스템의 전송 광원으로 페브리-페롯 레이저 다이오드(FP-LD)를 사용하는 것은 단지 하나의 예시일 뿐, 기타 다른 전송 광원이 사용될 수 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예 2의 광 선로 상의 장애 위치 감시 장치 및 이를 구비한 WDM-PON 시스템에서 데이터 전송용 광원으로 쓰이는 FP-LD는 값이 싼 반면 파장 영역에서 볼 때 도 2의 상부 도면과 같이 다중 모드로 발진하게 되어 WDM용 광원으로 사용할 수 없다. 그러나, 외부에서 광대역 비간섭성 광원 (A-BLS,B-BLS)(751,752)에서 발생하는 비간섭성 광을 AWG(722,728)를 통해 주입하면, AWG(722,728)의 각 포트 별로 정해진 하나의 파장을 가진 광이 상향 및 하향 링크 각각의 송신기(741,742) 내의 FP-LD에 주입된다. 송신기(741,742)는 도 2의 하부 도면에 도시된 바와 같이 외부에서 비간섭성 광이 주입되어 유사 단일 모드로 발진하는 FP-LD 및 소정의 변조회로를 구비하며, 중앙기지국(CO)과 복수의 가입자(ONT) 사이에서 정보 신호를 송신하는 장치로서, 유사 단일 모드로 발진하는 FP-LD에 원하는 정보 신호를 변조하여 전송함으로써 중앙기지국(CO)과 가입자(ONT) 간의 통신이 이루어진다. 또한, 수신기(708,743)는 전송되어 온 광을 수신하여 전기신호로 변환하는 광 검출기 및 소정의 증폭 및 결정(decision) 회로를 구비하며, 중앙기지국(CO)과 복수의 가입자(ONT) 사이에서 정보 신호를 수신한다.

먼저, 하향 링크(중앙 기지국(CO) → 개별 가입자(ONT))의 경우를 설명한다. 중앙 기지국(CO)의 A-BLS(751)에서 출력된 광은 3-포트 광 회전기(731)의 1번 포트로 입력되어 2번 포트로 출력된 후 파장분할 다중화기(WDM: Wavelength Division Multiplexer)(723), 도파로 배열 격자(AWG: Arrayed Waveguide Grating)(722), 및 WDM(721)을 거쳐 각 채널의 송신기(741) 내의 FP-LD에 주입된다. 송신기(741)에서는 유사 단일 모드로 발진되는 FP-LD에 원하는 정보 신호를 실어서 다시 WDM(721) 을 거쳐 AWG(722)로 보내면 AWG(722)는 여러 채널(λ₁, λ_{2 …}λ_N)의 광 신호를 다중화하고 다중화된 광은 WDM(723)을 거쳐 3-포트 광 회전기(731)의 2번 포트로 입력되어 3번 포트를 거쳐 광 커플러(771), WDM(724) 및 전송용 광섬유(feeder fiber: 725)를 통해 원격 노드(RN)로 전송된다. 원격 노드(RN)의 AWG(728)는 수신된 광 신호를 여러 파장으로 역 다중화하여 분배 광 선로(726)를 통해 개별 가입자(ONT)에게 전송한다. 가입자(ONT)에게 도달된 광 신호는 WDM(727)에 의해 수신기(743) 쪽으로만 전달되어 개별 가입자는 필요한 정보를 수신한다.

한편, ONT에서 중앙 기지국(CO)으로의 상향 링크(개별 가입자(ONT) → 중앙 기지국(CO)) 광 신호 전송은 상술한 하향 링크 광 신호 전송과 실질적으로 동일하다. 즉, B-BLS(752)에서 출력된 광이 3-포트 광 회전기(732), WDM(724), 전송용 광섬유(725), AWG(728), 분배 광 선로(726), 및 WDM(727)을 거쳐 개별 가입자 측 송신기(742)의 FP-LD에 주입된다.

송신기(742)에서는 유사 단일모드로 발진되는 FP-LD에 원하는 정보 신호를 변조하여 다시 WDM(727), 분배 광 선로(726), AWG(728) 및 전송용 광섬유(725)를 순차적으로 거쳐 WDM(724)에 의해 3-포트 광 회전기(732)로 입력된다. 3-포트 광 회전기(732)의 2번 포트로 입력되어 3번 포트로 출력된 광은 다시 WDM(723)과 AWG(722), 및 WDM(721)을 거쳐 중앙 기지국(CO)의 수신기(708)로 입력된다.

상술한 본 발명의 실시예 2에 따른 WDM-PON 시스템이 정상적으로 동작하는 도중 임의의 하나의 광 선로(725,726)가 끊기거나 기타 장애가 발생하면, 중앙 기 지국(CO)의 수신기(708)에서 수신되는 광이 극히 미약해지고, 그에 따라 변환된 전기적 신호 또한 약해질 것이다. 이 경우 모든 수신기(708)와 전기적으로 연결된 제어장치(709)는 이상이 생긴 채널을 결정하고, 장애가 발생한 위치를 찾기 위해 전기적 펄스 신호를 발생시키는 신호 발생기(704)를 구동시킴과 동시에 가변 대역통과 필터(705)를 장애가 발생한 채널에 해당하는 파장에 맞도록 조정한다. 그 후, A-BLS(751)에서 출력된 광은 광 커플러(770)에 의해 분할된 다음 3-포트 광 회전기(730), 가변 대역통과 필터(705), 및 3-포트 광 회전기(710)를 거쳐 광원(703)에 주입된다. 그 후, 광원(703)은 상술한 도 2의 하부 도면과 관련하여 설명한 바와 같이 장애 발생 채널에 해당하는 파장에서 유사 단일 모드로 발진하는 감시광을 생성한다. 광원(703)에서 생성되는 감시광은 신호 발생기(704)에 의해 변조된다. 신호 발생기(704)에 의해 변조된 감시광은 다시 3-포트 광 회전기(710)에 의해 우회된 후 광 커플러(771) 및 WDM(724)를 거쳐 전송용 광섬유(725)에 입력된다. 입력된 감시광은 광섬유(725,726) 내부에서 진행하면서 후방 산란과 반사를 겪게 된다. 후방 산란 및 반사된 감시광은 다시 WDM(724)를 거쳐 광 커플러(771), 3-포트 광 회전기(710) 및 가변 대역통과 필터(705)를 거치면서 감시광에 의한 후방 산란 및 반사광만 통과되고 인접 데이터 전송 신호에 의한 후방 산란 및 반사광은 필터링된다. 이 후, 감시광은 다시 3-포트 광 회전기(730)를 거쳐 광 검출기(706)에서 수신되어 전기 신호로 변환된다. 변환된 전기 신호는 신호 처리부(707)에서 잡음을 제거하기 위한 평균화 과정(averaging)을 거친 후 디스플레이(760)에 표시된다. 본 발명의 실시예 2에 있어서, 광 커플러(770,771)는 광 파워를 1:r(r은 임의의 실수) 로 분할하거나 분할된 광을 결합할 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예 2의 특징은 실시예 1과는 달리 장애 위치 감시 장치가 외부에서 입력되는 전송 신호 대역의 BLS(751)의 비간섭성 광을 사용하여 감시광을 얻는다는 점이다. 따라서, 상기 도 7에 도시된 실시예 2는 외부 비간섭성 광이 주입되어 파장 잠김된 광원을 전송 광원으로 사용하는 WDM-PON 시스템에만 적용되며, 임의의 구성을 갖는 일반적인 WDM-PON 시스템에는 적용될 수 없다.

실시예 3

도 8은 본 발명의 실시예 3에 따른 WDM-PON 시스템에서 BLS를 이용하지 않는 장애 위치 감시 장치 구성 및 이를 구비한 WDM-PON 시스템을 도시한 도면이다. 즉, 본 발명의 실시예 3은 장애 위치 감시 장치용 감시광을 만들기 위해 BLS를 사용하지 않는 것을 특징으로 하고 있으며, 장애 위치 감시 장치를 제외한 구성은 도 1에 도시된 실시예 1과 동일하다. 도 8에 도시된 장애 위치 감시 장치는 하나의 광 선로 상에서 발생하는 장애 위치를 찾기 위한 감시용 전기 펄스 신호를 발생시키는 신호 발생기(804); 상기 신호 발생기(804)에 의해 변조되며, 상기 펄스 신호를 감시광으로 변환하여 출력하는 광원(803); 파장을 변화시키면서 일정한 파장 대역의 광만 통과시키는 가변 대역통과 필터(805); 상기 가변 대역통과 필터(805)에 의해 필터링된 상기 감시광을 증폭시키는 광 증폭기(Optical Amplifier)(800); 상기 광 증폭기(800)를 통과한 증폭된 감시광을 상기 하나의 광 선로로 우회시키며, 상기 하나의 광 선로 상에서 후방 산란 및 반사된 감시광을 수신하여 우회 출력하는 3- 포트 광 회전기(813); 상기 3-포트 광 회전기(813)로부터 우회 출력되는 후방 산란 및 반사된 감시광을 수신하고, 전기 신호로 변환하여 출력하는 광 검출기(806); 상기 광 검출기(806)로부터 출력되는 상기 변환된 전기신호의 잡음을 제거하여 출력하는 신호처리부(807); 및 상기 신호처리부(807)의 장애 위치 판별결과에 따라 장애위치를 표시하는 디스플레이 부(860)를 포함한다. 본 발명의 실시예 3에 사용되는 광 증폭기(Optical Amplifier)로는 에르븀 도핑형 광섬유 증폭기(EDFA) 또는 반도체 광 증폭기(Semiconductor Optical Amplifier)가 사용될 수 있다.

다시 도 8을 참조하면, 장애 위치 감시 장치를 제외한 나머지 WDM-PON 시스템의 각 구성요소들은 도 1에 도시된 대응 구성요소들과 실질적으로 동일하므로, 장애 위치 감시 장치의 동작만을 살펴보기로 한다. 도 8에 도시된 본 발명의 장애 위치 감시 장치에서는 신호 발생기(804)에 의해 광원(803)에서 변조 출력되는 넓은 파장 영역을 갖는 감시광은 가변 대역통과 필터(805)를 거쳐 원하는 파장만 필터링된다. 그러나, 외부 비간섭성 광이 주입되어 원하는 하나의 파장만 증폭되는 경우와는 달리, 도 8의 실시예의 경우는 광원(803)에서 출력되는 감시광은 대역통과 필터(805)에서 필터링만 될 뿐 증폭되지 않는다. 따라서, 대역통과 필터(805)를 통과한 감시광의 출력을 광 증폭기(800)에 통과시켜 원하는 감시광을 크게 증폭시킨 후, 3-포트 광 회전기(813)와 WDM(802)를 통해 하나의 광 선로 상에 입력시킨다. 광 선로 상에서 후방 산란 및 반사되는 감시광은 실시예 1에서 설명한 것과 같이 WDM(802)과 3-포트 광 회전기(813)와 광 검출기(806)를 거쳐 전기 신호로 변환되고, 변환된 전기 신호는 신호처리부(807)를 거쳐 잡음을 줄인 뒤 디스플레이부 (860)에 표시된다.

상술한 도 8에 도시된 장애 위치 감시 장치는 도 1의 실시예와는 달리 광 증폭기(800)를 추가로 사용해야 하는 단점이 있지만 BLS를 사용하지 않을 뿐만 아니라 고출력의 감시광을 만들어 낼 수 있어 장애 위치 측정 가능 거리를 늘릴 수 있다는 장점이 있다. 또한, 도 8에 도시된 장애 위치 감시 장치는 도 1에 도시된 실시예 1에서 설명한 바와 같이 가변 대역통과 필터를 계속 조정하면서 모든 채널의 장애 유무를 확인할 수 있다는 장점을 여전히 갖는다.

도 9는 도 8에 도시된 본 발명의 실시예 3의 변형 실시예이다. 즉, 도 9에 도시된 본 발명의 장애 위치 감시 장치 및 이를 구비한 WDM-PON 시스템은 제어장치(909)를 추가로 구비한다는 점을 제외하고는 도 8에 도시된 실시예 3과 그 동작이 실질적으로 동일하다.

도 9에 도시된 장애 위치 감시 장치는 하나의 광 선로 상에서 발생하는 장애 위치를 찾기 위한 감시용 전기 펄스 신호를 발생시키는 신호 발생기(904); 상기 신호 발생기(904)에 의해 변조되며, 상기 펄스 신호를 감시광으로 변환하여 출력하는 광원(903); 파장을 변화시키면서 일정한 파장 대역의 광만 통과시키는 가변 대역통과 필터(905); 상기 신호 발생기(904)를 구동하며, 상기 가변 대역통과 필터(905)를 제어하는 제어장치(909); 상기 가변 대역통과 필터(805)에 의해 필터링된 상기 감시광을 증폭시키는 광 증폭기(Optical Amplifier)(900); 상기 광 증폭기(900)를 통과한 증폭된 감시광을 상기 하나의 광 선로로 우회시키며, 상기 하나의 광 선로 상에서 후방 산란 및 반사된 감시광을 수신하여 우회 출력하는 3-포트 광 회전기 (913); 상기 3-포트 광 회전기(913)로부터 우회 출력되는 후방 산란 및 반사된 감시광을 수신하고, 전기 신호로 변환하여 출력하는 광 검출기(906); 상기 광 검출기(906)로부터 출력되는 상기 변환된 전기신호의 잡음을 제거하여 출력하는 신호처리부(907); 및 상기 신호처리부(907)의 판별 결과에 따라 장애위치를 표시하는 디스플레이 부(960)를 포함한다.

다시 도 9을 참조하면, 중앙기지국(CO)의 모든 수신기(Rx)에 연결된 제어장치(909)가 장애 채널을 결정하여 장애 위치 감시 장치의 신호 발생기(904)를 구동하며, 또한 가변 대역통과 필터(905)를 장애 발생 채널에 해당하는 파장에 맞춘다. 한편 광원(903)은 신호발생기에 의해 변조되어 넓은 파장 영역을 갖는 감시광을 출력한다. 따라서 감시광은 가변 대역통과 필터(905)를 통해 특정 파장 영역만 통과되어야 한다. 이 경우, 가변 대역통과 필터(905)를 통과하는 감시광은 제어장치(909)에 의해 장애가 발생한 특정 채널에 해당하는 파장을 갖게 된다. 따라서, 도 9에 도시된 장애 위치 감시 장치는 도 8에 도시된 장애 위치 감시 장치와는 달리 제어장치(909)에 의해 장애가 발생한 채널을 즉시 확인할 수 있다.

도 10은 도 8의 실시예 3의 또 다른 변형 실시예이다. 좀 더 구체적으로, 도 10의 장애 위치 감시 장치 및 이를 구비한 WDM-PON 시스템은 고출력의 감시광을 생성하기 위한 것으로, 도 8 및 도 9의 광 증폭기(800,900)를 사용하는 대신 광원(803,903) 자체를 고출력 레이저로 사용하는 것을 특징으로 한다. 도 10에 도시된 장애 위치 감시 장치는 하나의 광 선로 상의 장애 위치를 측정하기 위해 전기적 펄스 신호를 발생시키는 신호 발생기(1004); 상기 신호 발생기(1004)에 의해 변조된 감시광을 출력하는 고출력 레이저(1003); 및 상기 고출력 레이저(1003)에서 출력되는, 변조된 고출력 감시광을 장애가 발생한 채널에 해당하는 파장에 맞게 필터링한 후 상기 하나의 광 선로 상에 출력하는 가변 대역통과 필터(1005); 상기 가변 대역통과 필터(1005)를 통과한 고출력 감시광을 상기 하나의 광 선로로 우회시키며, 상기 하나의 광 선로 상에서 후방 산란 및 반사된 감시광을 수신하여 우회 출력하는 3-포트 광 회전기(1013); 상기 3-포트 광 회전기(1013)로부터 우회 출력되는 후방 산란 및 반사된 감시광을 수신하고, 전기 신호로 변환하여 출력하는 광 검출기(1006); 상기 광 검출기(1006)로부터 출력되는 상기 변환된 신호의 잡음을 제거하여 출력하는 신호처리부(1007); 및 상기 신호처리부(1007)의 장애위치 판별 결과에 따라 장애 위치를 표시하는 디스플레이부(1060)를 포함한다.

상기 하나의 광 선로에서 후방 산란 및 반사되는 감시광의 수신 원리는 앞서 도 8 및 도 9와 관련하여 상세히 설명한 바와 같으므로, 이에 대한 상세한 설명을 생략한다. 또한, 당업자라면 상기 도 10에 도시된 고출력 레이저(1003)를 사용한 장애 위치 감시 장치는 도 8 및 도 9의 장애 위치 감시 장치와 대체 사용이 가능하다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다.

도 11은 도 10의 변형 실시예이다. 좀 더 구체적으로, 도 11에 도시된 본 발명의 장애 위치 감시 장치 및 이를 구비한 WDM-PON 시스템은 제어장치(1109)를 추가로 구비한다는 점을 제외하고는 도 10에 도시된 실시예와 실질적으로 동일하다. 또한, 도 11의 제어장치(1109)를 구비한 장애 위치 감시 장치의 동작은 도 9에 도시된 장애 위치 감시 장치와 실질적으로 동일하므로, 그 구체적인 설명은 생략한 다.

한편, 상술한 실시예 1, 실시예 2 및 실시예 3에 도시된 장애 위치 감시 장치에 사용되는 광원으로는 여러 가지 형태가 가능하다. 이하에서 이러한 장애 위치 감시 장치용 광원을 보다 상세히 설명하기로 한다.

일반적으로 사용되는 광원으로는 레이저가 있다. 기본적으로 본 발명에서는 가격이 싼 반면 다중모드로 발진하는 FP-LD를 사용한다. 상술한 바와 같이, 도 2의 상부 도면은 일반적인 FP-LD의 다중모드 스펙트럼을 도시하고 있으며, 도 12는 도 2의 상부 도면에 도시된 FP-LD의 다중 모드 스펙트럼을 확대하여 도시한 도면이다.

도 12를 참조하면, FP-LD의 발진 특성은 파장에 따라 피크(peak)와 밸리(valley)가 반복되는 다중 모드로 구성되어 있다. 본 발명에서는 장애가 발생한 채널에 해당하는 파장 영역에만 외부에서 비간섭성 광을 주입하여 도 2의 하부 도면에 도시된 바와 같은 유사 단일 모드로 발진하게 하거나 또는 고출력 레이저로부터 해당하는 파장만 필터링하여 장애 위치 감시 장치용 광원으로 사용하는 것을 특징으로 하고 있다. 그러나 만약 도 12에 도시된 FP-LD의 피크가 아닌 밸리(valley)에 해당하는 파장에서 장애가 발생하거나 또는 그렇지 않다 하더라도 레이저의 발진 모드 파장이 온도에 따라 변하는 특성으로 인해 밸리(valley)에 비간섭성 광원이 주입되는 경우가 발생하면, 장애 위치 감시 장치용 광원에서 나오는 감시광의 출력이 약해지는 문제가 발생할 수 있다.

이하에서는 상술한 감시광의 출력이 약화되는 것을 방지하기 위한 4가지 방안이 제공된다.

본 발명의 제 1 방안은 도 12에 도시된 △υ가 나타내듯이 FP-LD의 모드 간격이 가변 대역통과 필터의 대역폭에 비해 좁도록 긴 길이의 공동(cavity)으로 구성된 FP-LD를 장애 위치 감시 장치용 광원으로 사용하는 것이다.

본 발명의 제 2 방안은 장애 위치 감시 장치용 광원으로 열전 냉각기(TEC: Thermo-Electric-Cooler)의 온도를 스위핑(sweeping)하여 발진 모드 파장이 스위핑되도록 하는 방법을 적용한 FP-LD를 사용하는 방안이다. 레이저는 온도에 민감하여 온도에 따라 발진 모드 파장이 변하는 특성이 있으며, 이러한 온도 변화에 따른 파장 변화를 방지하기 위해 흔히 열전 냉각기(TEC)를 사용하여 레이저의 온도를 일정하게 고정시킬 수 있다. 그러나 본 발명의 제 2 방안은 레이저의 온도를 일정하게 고정시키지 않고, TEC를 사용하여 레이저의 발진 모드 간격에 해당하는 만큼 파장이 변하도록 온도의 상승 및 하강을 반복(sweeping)함으로써 외부 비간섭성 광원이 도 12에 도시된 바와 같은 밸리(valley)에 주입되는 최악의 상황을 피하고 평균적으로 장애 위치 감시 장치용 감시광이 일정 출력 이상의 값을 갖도록 하는 방식을 사용한다.

본 발명의 제 3 방안은 본 발명의 발명자인 이창희 등에 의해 2004년 10월 "IEEE Photonics Technology Letters"의 Vol. 16, No. 10, pp.2347-2349에 개시된 "Wavelength　Self Managed Optical WDM Source Using Polarization-Multiplexed　Fabry-Perot Laser Diodes"라는 논문에 사용된 편광 다중화된 광원을 사용하는 것이다. 상술한 논문 내용은 본 발명에 참조되어 본 발명의 일부를 이룬다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 본 발명의 제 3 방안은 장애 위치 감시 장치 용 광원으로 후술하는 도 13에 도시된 두 개의 FP-LD를 사용하여 편광 다중화되는 광원을 사용하는 것이다. 비록 도 13에는 2개의 FP-LD를 사용하는 편광 다중화된 장애 위치 감시 장치용 광원이 도시되어 있지만, 당업자라면 본 발명의 편광 다중화된 광원이 N(N은 임의의 자연수) 개의 FP-LD를 사용하여 구현될 수 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다. 도 13을 참조하면, 두 개의 FP-LD를 발진 모드의 오프셋(offset)이 서로 다르게 결합함으로써, 즉 LD1의 밸리 부분에 LD2의 피크가 일치하도록 결합하고 또한 LD1 및 LD2를 편광 유지 광섬유(PMF: Polarization Maintaining Fiber)를 사용하여 LD1 및 LD2의 편광이 서로 직교하도록 조정한 후 편광 빔 결합기(PBC: Polarization Beam Coupler)를 통해 결합시킴으로써 장애 위치 감시 장치용 광원에서의 감시광의 출력을 안정적으로 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 하나의 LD를 사용할 때보다 LD1 및 LD2의 출력의 합에 해당하는 더 큰 출력의 감시광을 얻을 수 있다는 장점이 있다.

본 발명의 제 4 방안은 장애 위치 감시 장치용 광원으로 반사형 반도체 광 증폭기(RSOA: Reflective Semiconductor Optical Amplifier)를 사용하는 것이다. RSOA의 광 출력 스펙트럼은 FP-LD의 스펙트럼 보다 피크일 때의 광출력과 밸리일 때의 광출력의 차이가 적어 밸리에 비간섭성 광이 주입되더라도 비교적 큰 감시광을 생성할 수 있게 된다.

본 발명은 WDM-PON 시스템 상의 장애 위치를 측정함에 있어서 다른 채널들의 전송은 그대로 유지한 채, 장애 발생 채널의 장애 위치는 물론 기타 정상 채널의 이상 유무도 경제적으로 확인할 수 있다. 그 결과, WDM-PON 시스템 상의 장애 위치를 정확하게 찾아내어 신속하게 복구함으로써, 유지 보수 비용을 줄이고 WDM-PON 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Claims

전송용 광 선로 및 복수 채널용 분배 광 선로를 포함한 하나의 광 선로를 통해 중앙기지국(CO)과 복수의 가입자(ONT) 사이에서 정보 신호를 송신하는 복수의 송신기 및 상기 정보 신호를 수신하는 복수의 수신기를 구비하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자 망(WDM-PON) 시스템에 사용되는 장애 위치 감시 장치에 있어서,

상기 하나의 광 선로 상에서 발생하는 장애 위치를 찾기 위한 감시용 전기 펄스 신호를 발생시키는 신호 발생기;

상기 신호 발생기에 의해 변조되며, 상기 펄스 신호를 감시광으로 변환하여 출력하는 광원;

파장을 변화시키면서 일정한 파장 대역의 광만 통과시키는 가변 대역통과 필터;

상기 광원에 주입되는 광을 출력하는 새로운 대역의 비간섭성 광원 (N-BLS);

상기 N-BLS로부터 출력되는 비간섭성 광을 상기 가변 대역통과 필터를 통해 상기 광원에 입력되도록 우회시키고, 상기 광원으로부터 출력되며, 상기 가변 대역통과 필터를 통과한 상기 감시광을 상기 하나의 광 선로로 우회시키는 4-포트 광 회전기;

상기 4-포트 광 회전기에 의해 우회되는, 상기 하나의 광 선로 상에서 후방 산란 및 반사된 감시광을 수신하며, 수신된 상기 감시광을 전기 신호로 변환하여 출력하는 광 검출기;

상기 광 검출기로부터 출력되는 상기 변환된 감시광의 잡음을 제거하여 출력하는 신호 처리부; 및

상기 신호 처리부로부터 출력되는 거리에 따른 광 출력 그래프를 표시하는 디스플레이부

를 포함하는 장애 위치 감시 장치.
제 1항에 있어서,

상기 장애 위치 감시 장치는 상기 중앙기지국 측의 상기 복수의 수신기와 전기적으로 연결된 제어장치를 추가로 포함하며, 상기 제어장치는 장애가 발생한 채널을 결정하고, 상기 신호 발생기를 구동시킴과 동시에 상기 가변 대역통과 필터를 장애가 발생한 채널에 해당하는 파장에 맞도록 조정하는 장애 위치 감시 장치.
제 1항에 있어서,

상기 가변 대역통과 필터가 N-BLS와 4-포트 광 회전기의 1번 포트 사이에 위치하는 장애 위치 감시 장치.
제 2항에 있어서,

상기 가변 대역통과 필터가 N-BLS와 4-포트 광 회전기의 1번 포트 사이에 위치하는 장애 위치 감시 장치.
제 1항에 있어서,

상기 4-포트 광 회전기가 제 1 및 제 2의 3-포트 광 회전기로 구성되며,

상기 제 1 3-포트 광 회전기는 상기 N-BLS로부터 출력되는 비간섭성 광을 상기 가변 대역통과 필터를 통해 상기 광원에 입력되도록 우회시키고, 상기 광원으로부터 출력되며, 상기 가변 대역통과 필터를 통과한 상기 감시광을 우회 출력하고,

상기 제 2 3-포트 광 회전기는 상기 제 1 3-포트 광 회전기에서 출력되는 감시광을 상기 하나의 광 선로로 우회시키고, 상기 하나의 광 선로 상에서 후방 산란 및 반사된 감시광을 수신하며, 수신된 상기 감시광을 우회 출력시키며,

상기 광 검출기는 상기 제 2 3-포트 광 회전기에서 우회 출력되는 상기 감시광을 수신하고, 전기 신호로 변환하여 출력하는

장애 위치 감시 장치.
제 2항에 있어서,

상기 4-포트 광 회전기가 제 1 및 제 2의 3-포트 광 회전기로 구성되며,

상기 제 1 3-포트 광 회전기는 상기 N-BLS로부터 출력되는 비간섭성 광을 상기 가변 대역통과 필터를 통해 상기 광원에 입력되도록 우회시키고, 상기 광원으로부터 출력되며, 상기 가변 대역통과 필터를 통과한 상기 감시광을 우회 출력하고,

상기 제 2 3-포트 광 회전기는 상기 제 1 3-포트 광 회전기에서 출력되는 감시광을 상기 하나의 광 선로로 우회시키고, 상기 하나의 광 선로 상에서 후방 산란 및 반사된 감시광을 수신하며, 수신된 상기 감시광을 우회 출력시키며,

상기 광 검출기는 상기 제 2 3-포트 광 회전기에서 우회 출력되는 상기 감시광을 수신하고, 전기 신호로 변환하여 출력하는

장애 위치 감시 장치.
제 5항에 있어서,

상기 가변대역 통과 필터가 N-BLS와 상기 제 1 3-포트 광 회전기의 1번 포트 사이에 위치하는 장애 위치 감시 장치.
제 6항에 있어서,

상기 가변대역 통과 필터가 N-BLS와 상기 제 1 3-포트 광 회전기의 1번 포트 사이에 위치하는 장애 위치 감시 장치.
전송용 광 선로 및 복수 채널용 분배 광 선로를 포함한 하나의 광 선로를 통해 중앙기지국(CO)과 복수의 가입자(ONT) 사이에서 정보 신호를 송신하는 복수의 송신기 및 상기 정보 신호를 수신하는 복수의 수신기를 구비하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자 망(WDM-PON) 시스템에 있어서,

상기 중앙 기지국이 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항의 장애 위치 감시 장치를 구비하는 WDM-PON 시스템.
전송용 광 선로 및 복수 채널용 분배 광 선로를 포함한 하나의 광 선로를 통해 중앙기지국(CO)과 복수의 가입자(ONT) 사이에서 정보 신호를 송신하는 복수의 송신기 및 상기 정보 신호를 수신하는 복수의 수신기를 구비하며, 상기 복수의 송신기 내의 전송 광원이 각각 유사 단일 모드로 발진하도록 만들어 주기 위해 외부에서 주입해 주는 2개의 비간섭성 광원(A-BLS,B-BLS)을 구비하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자 망(WDM-PON) 시스템에 사용되는 장애 위치 감시 장치에 있어서,

파장을 변화시키면서 일정한 파장 대역의 광만 통과시키는 가변 대역통과 필터;

상기 A-BLS에서 방출된 비간섭성 광의 일부를 상기 가변 대역통과 필터로 통과시키는 하나의 3-포트 광 회전기;

상기 하나의 광 선로 상의 장애 위치를 측정하기 위해 전기적인 펄스 신호를 제공하는 신호 발생기;

상기 신호 발생기에 의해 변조되며, 파장 잠김된 감시광을 출력하는 광원;

상기 가변 대역통과 필터를 통과한 상기 비간섭성 광을 상기 광원에 입력하고, 상기 광원으로부터 출력되는 상기 감시광을 우회시켜주며, 상기 하나의 광 선로 상에서 후방 산란 및 반사되는 감시광을 상기 가변 대역통과 필터로 우회시켜주는 또 다른 3-포트 광 회전기;

상기 중앙기지국(CO)의 상기 복수의 수신기와 전기적으로 연결되며, 장애가 발생한 채널을 인식한 후 상기 가변 대역통과 필터를 제어하고, 상기 신호 발생기 를 구동하는 제어장치;

상기 또 다른 3-포트 광 회전기, 상기 가변 대역통과 필터, 및 상기 하나의 3-포트 광 회전기를 차례로 통과하는 상기 후방 산란 및 반사된 감시광을 수신하며, 수신된 상기 후방 산란 및 반사된 감시광을 전기 신호로 변환시키는 광 검출기;

상기 광 검출기로부터 출력되는 상기 변환된 전기 신호에서 잡음을 제거하고, 장애 위치를 판별하는 신호처리부; 및

상기 신호처리부의 장애 위치 판별 결과에 따라 장애 위치를 표시하는 디스플레이부

를 포함하는 장애 위치 감시 장치.
파장분할 다중 방식 수동형 광 가입자 망(WDM-PON) 시스템에 있어서,

중앙기지국(CO)과 복수의 가입자(ONT) 사이에서 정보 신호를 송신하는 복수의 송신기;

상기 복수의 송신기로부터 전송되어 온 전송 신호광을 수신하여 전기신호로 변환하는 복수의 수신기;

상기 복수의 송신기 내의 전송 광원이 각각 유사 단일 모드로 발진하도록 만들어 주기 위해 외부에서 주입해 주는 2개의 비간섭성 광원(A-BLS,B-BLS);

상기 복수의 송신기 및 수신기와 각각 연결되며, 다른 파장을 가진 복수의 채널로부터 상기 전송 신호광을 수신한 후 하나의 광 선로로 다중화하거나 또는 하나의 광 선로를 통해 전파되어 온 상기 전송 신호광을 서로 다른 각각의 파장 별로 역다중화하는 제 1 및 제 2 도파로 배열 격자(AWG: Arrayed Waveguide Grating);

상기 중앙 기지국(CO)과 원격 노드 사이를 연결하는 전송용 광섬유(feeder fiber);

상기 원격 노드와 상기 복수의 가입자(ONT)를 연결하는 분배 광섬유;

상기 2개의 BLS에서 방출된 광을 각각 상기 제 1 및 제 2 AWG를 통해 상기 복수의 송신기 내의 전송 광원에 주입시키고, 유사 단일 모드로 발진하는 상기 전송 광원에 원하는 정보를 실어서 방출되는 신호광을 우회(routing)시켜주는 제 1 및 제 2의 3-포트 광 회전기;

파장을 변화시키면서 일정한 파장 대역의 광만 통과시키는 가변 대역통과 필터;

상기 A-BLS에서 방출된 광을 상기 가변 대역통과 필터로 통과시키는 제 3의 3-포트 광 회전기;

상기 하나의 광 선로 상의 장애 위치를 측정하기 위해 전기적인 펄스 신호를 제공하는 신호 발생기;

상기 신호 발생기에 의해 변조되며, 파장 잠김된 감시광을 출력하는 광원;

상기 가변 대역통과 필터를 통과한 광을 상기 광원에 입력하고, 상기 광원으로부터 출력되는 상기 감시광을 우회시켜주며, 상기 하나의 광 선로 상에서 후방 산란 및 반사되는 감시광을 상기 가변 대역통과 필터로 우회시켜주는 제 4의 3-포트 광 회전기;

상기 제 1 3-포트 광 회전기와 상기 제 1 AWG 사이, 상기 제 2 3-포트 광 회전기와 상기 전송용 광섬유 사이, 상기 제 1 AWG와 상기 중앙기지국 측의 복수의 송신기 사이, 및 상기 분배 광섬유와 상기 가입자 측의 복수의 송신기 사이에서 각각 전송되는 상기 전송 신호광을 분리하거나 합해주는 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 파장분할 다중화기(WDM: Wavelength Division Multiplexer);

상기 A-BLS와 연결되며, 상기 A-BLS에서 출력되는 비간섭성 광의 파워를 분할하는 제 1 광 커플러;

상기 제 1 3-포트 광 회전기를 통해 우회 출력되는 전송용 신호광과 상기 제 4 3-포트 광 회전기를 통해 우회 출력되는 상기 감시광을 결합시키며, 상기 하나의 광 선로 상에서 후방 산란 및 반사되는 감시광을 상기 전송용 신호광으로부터 분리하여 상기 제 4 3-포트 광 회전기로 보내는 제 2 광 커플러;

상기 중앙기지국(CO)의 상기 복수의 수신기와 전기적으로 연결되며, 장애가 발생한 채널을 인식한 후 상기 가변 대역통과 필터를 제어하고, 상기 신호 발생기를 구동하는 제어장치;

상기 제 4 3-포트 광 회전기, 상기 가변 대역통과 필터, 및 상기 제 3 3-포트 광 회전기를 차례로 통과하는 상기 후방 산란 및 반사된 감시광을 수신하며, 수신된 상기 후방 산란 및 반사된 감시광을 전기 신호로 변환시키는 광 검출기;

상기 광 검출기로부터 출력되는 상기 변환된 전기 신호에서 잡음을 제거하고, 장애 위치를 판별하는 신호처리부; 및

상기 신호처리부의 장애 위치 판별 결과에 따라 장애 위치를 표시하는 디스플레이부

를 포함하는 WDM-PON 시스템.
전송용 광 선로 및 복수 채널용 분배 광 선로를 포함한 하나의 광 선로를 통해 중앙기지국(CO)과 복수의 가입자(ONT) 사이에서 정보 신호를 송신하는 복수의 송신기 및 상기 정보 신호를 수신하는 복수의 수신기를 구비하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자 망(WDM-PON) 시스템에 사용되는 장애 위치 감시 장치에 있어서,

하나의 광 선로 상에서 발생하는 장애 위치를 찾기 위한 감시용 전기 펄스 신호를 발생시키는 신호 발생기;

상기 신호 발생기에 의해 변조되며, 상기 펄스 신호를 감시광으로 변환하여 출력하는 광원;

파장을 변화시키면서 일정한 파장 대역의 광만 통과시키는 가변 대역통과 필터;

상기 가변 대역통과 필터에 의해 필터링된 상기 감시광을 증폭시키는 광 증폭기(Optical Amplifier);

상기 광 증폭기를 통과한 증폭된 감시광을 상기 하나의 광 선로로 우회시키며, 상기 하나의 광 선로 상에서 후방 산란 및 반사된 감시광을 수신하여 우회 출력하는 3-포트 광 회전기;

상기 3-포트 광 회전기로부터 우회 출력되는 후방 산란 및 반사된 감시광을 수신하고, 전기 신호로 변환하여 출력하는 광 검출기;

상기 광 검출기로부터 출력되는 상기 변환된 전기신호의 잡음을 제거하여 출력하는 신호처리부; 및

상기 신호처리부의 장애 위치 판별 결과에 따라 장애 위치를 표시하는 디스플레이부

를 포함하는 장애 위치 감시 장치.
제 12항에 있어서,

상기 장애 위치 감시 장치는 상기 중앙기지국 측의 상기 복수의 수신기와 전기적으로 연결된 제어장치를 추가로 포함하며, 상기 제어장치는 장애가 발생한 채널을 결정하고, 상기 신호 발생기를 구동시킴과 동시에 상기 가변 대역통과 필터를 장애가 발생한 채널에 해당하는 파장에 맞도록 조정하는 장애 위치 감시 장치.
전송용 광 선로 및 복수 채널용 분배 광 선로를 포함한 하나의 광 선로를 통해 중앙기지국(CO)과 복수의 가입자(ONT) 사이에서 정보 신호를 송신하는 복수의 송신기 및 상기 정보 신호를 수신하는 복수의 수신기를 구비하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자 망(WDM-PON) 시스템에 사용되는 장애 위치 감시 장치에 있어서,

상기 하나의 광 선로 상의 장애 위치를 측정하기 위해 전기적 펄스 신호를 발생시키는 신호 발생기;

상기 신호 발생기에 의해 변조된 감시광을 출력하는 고출력 레이저; 및

상기 고출력 레이저에서 출력되는, 변조된 고출력 감시광을 장애가 발생한 채널에 해당하는 파장에 맞게 필터링 한 후 상기 하나의 광 선로 상에 출력하는 가변 대역통과 필터;

상기 가변 대역통과 필터를 통과한 고출력 감시광을 상기 하나의 광 선로로 우회시키며, 상기 하나의 광 선로 상에서 후방 산란 및 반사된 감시광을 수신하여 우회 출력하는 3-포트 광 회전기;

상기 3-포트 광 회전기로부터 우회 출력되는 후방 산란 및 반사된 감시광을 수신하고, 전기 신호로 변환하여 출력하는 광 검출기;

상기 광 검출기로부터 출력되는 상기 변환된 전기신호의 잡음을 제거하여 출력하는 신호처리부; 및

상기 신호처리부의 장애 위치 판별 결과에 따라 장애 위치를 표시하는 디스플레이부

를 포함하는 장애 위치 감시 장치.
제 14항에 있어서,

상기 장애 위치 감시 장치는 상기 중앙기지국 측의 상기 복수의 수신기와 전기적으로 연결된 제어장치를 추가로 포함하며, 상기 제어장치는 장애가 발생한 채널을 결정하고, 상기 신호 발생기를 구동시킴과 동시에 상기 가변 대역통과 필터를 장애가 발생한 채널에 해당하는 파장에 맞도록 조정하는 장애 위치 감시 장치.
전송용 광 선로 및 복수 채널용 분배 광 선로를 포함한 하나의 광 선로를 통해 중앙기지국(CO)과 복수의 가입자(ONT) 사이에서 정보 신호를 송신하는 복수의 송신기 및 상기 정보 신호를 수신하는 복수의 수신기를 구비하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자 망(WDM-PON) 시스템에 있어서,

상기 중앙 기지국이 상기 제 12항 내지 제 15항 중 어느 한 항의 장애 위치 감시 장치를 구비하는 WDM-PON 시스템.
상기 제 1항 내지 제 8항, 제 10항 또는 제 12항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 광원이 소정의 긴 공동(cavity) 길이를 갖는 페브리-페롯 레이저 다이오드(FP-LD), 열전 반도체 소자(TEC)의 온도를 스위핑(sweeping)하여 발진 모드 파장이 스위핑 되도록 한 방법을 적용한 FP-LD, N(N은 임의의 자연수)개의 FP-LD를 사용하여 편광 다중화되는 광원 또는 반사형 반도체 광 증폭기(RSOA: Reflective Semiconductor Optical Amplifier) 중 어느 하나인 장애 위치 감시 장치.
제 9항에 있어서,

상기 광원이 소정의 긴 공동(cavity) 길이를 갖는 FP-LD, 열전 반도체 소자(TEC)의 온도를 스위핑(sweeping)하여 발진 모드 파장이 스위핑 되도록 한 방법을 적용한 FP-LD, N(N은 임의의 자연수)개의 FP-LD를 사용하여 편광 다중화되는 광원 또는 반사형 반도체 광 증폭기(RSOA: Reflective Semiconductor Optical Amplifier) 중 어느 하나인 WDM-PON 시스템.
제 11항에 있어서,

상기 광원이 소정의 긴 공동(cavity) 길이를 갖는 FP-LD, 열전 반도체 소자(TEC)의 온도를 스위핑(sweeping)하여 발진 모드 파장이 스위핑 되도록 한 방법을 적용한 FP-LD, N(N은 임의의 자연수)개의 FP-LD를 사용하여 편광 다중화되는 광원 또는 반사형 반도체 광 증폭기(RSOA: Reflective Semiconductor Optical Amplifier) 중 어느 하나인 WDM-PON 시스템.
제 16항에 있어서,

상기 광원이 소정의 긴 공동(cavity) 길이를 갖는 FP-LD, 열전 반도체 소자(TEC)의 온도를 스위핑(sweeping)하여 발진 모드 파장이 스위핑 되도록 한 방법을 적용한 FP-LD, N(N은 임의의 자연수)개의 FP-LD를 사용하여 편광 다중화되는 광원 또는 반사형 반도체 광 증폭기(RSOA: Reflective Semiconductor Optical Amplifier) 중 어느 하나인 WDM-PON 시스템.
제 1항 내지 제 8항 또는 제 12항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 광원이 국제전기통신연합(ITU)에서 제안한 O, E, S, C, L, 및 U 대역 중 상기 정보 신호의 파장 대역과 다른 어느 하나의 파장 대역을 사용하는 장애 위치 감시 장치.
제 10 항에 있어서,

상기 광원이 ITU에서 제안한 O, E, S, C, L, 및 U 대역 중 상기 정보 신호의 파장 대역과 같은 어느 하나의 파장 대역을 사용하는 장애 위치 감시 장치.
제 9항에 있어서,

상기 광원이 ITU에서 제안한 O, E, S, C, L, 및 U 대역 중 상기 정보 신호의 파장 대역과 다른 어느 하나의 파장 대역을 사용하는 WDM-PON 시스템.
제 11항에 있어서,

상기 광원이 ITU에서 제안한 O, E, S, C, L, 및 U 대역 중 상기 정보 신호의 파장 대역과 같은 어느 하나의 파장 대역을 사용하는 WDM-PON 시스템.
제 16항에 있어서,

상기 광원이 ITU에서 제안한 O, E, S, C, L, 및 U 대역 중 상기 정보 신호의 파장 대역과 다른 어느 하나의 파장 대역을 사용하는 WDM-PON 시스템.
제 1항 내지 제 8항, 제 10항 또는 제 12항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 N-BLS, A-BLS 또는 B-BLS는 각각 발광 다이오드, 초 발광 다이오드(SLD) 또는 자연광을 방출하는 에르븀 도핑형 광섬유 증폭기(EDFA) 중 어느 하나인 장애 위치 감시 장치.
제 9항에 있어서,

상기 N-BLS, A-BLS 또는 B-BLS는 각각 발광 다이오드, 초 발광 다이오드(SLD) 또는 자연광을 방출하는 에르븀 도핑형 광섬유 증폭기(EDFA) 중 어느 하나인 WDM-PON 시스템.
제 11항에 있어서,

상기 A-BLS 또는 B-BLS는 각각 발광 다이오드, 초 발광 다이오드(SLD) 또는 자연광을 방출하는 에르븀 도핑형 광섬유 증폭기(EDFA) 중 어느 하나인 WDM-PON 시스템.
제 16항에 있어서,

상기 A-BLS 또는 B-BLS는 각각 발광 다이오드, 초 발광 다이오드(SLD) 또는 자연광을 방출하는 에르븀 도핑형 광섬유 증폭기(EDFA) 중 어느 하나인 WDM-PON 시스템.
제 1항 내지 제 8항, 제 10항 또는 제 12항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 N-BLS, A-BLS 또는 B-BLS는 각각 ITU에서 제안한 O, E, S, C, L, 및 U 대역 중 어느 하나의 파장 대역을 사용하는 장애 위치 감시 장치.
제 9항에 있어서,

상기 N-BLS, A-BLS 또는 B-BLS는 각각 ITU에서 제안한 O, E, S, C, L, 및 U 대역 중 어느 하나의 파장 대역을 사용하는 WDM-PON 시스템.
제 11항에 있어서,

상기 A-BLS 또는 B-BLS는 각각 ITU에서 제안한 O, E, S, C, L, 및 U 대역 중 어느 하나의 파장 대역을 사용하는 WDM-PON 시스템.
제 16항에 있어서,

상기 A-BLS 또는 B-BLS는 각각 ITU에서 제안한 O, E, S, C, L, 및 U 대역 중 어느 하나의 파장 대역을 사용하는 WDM-PON 시스템.
제 11항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 광 커플러는 각각 광 파워를 1:r(r은 임의의 실수)로 분할하는 WDM-PON 시스템.
제 11항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 AWG는 각각 채널 용량에 따라 N(N은 상기 복수의 송신기의 수에 대응됨)개까지 확장 가능한 배열 격자를 포함하는 WDM-PON 시스템.
제 10항에 있어서,

상기 전송 광원은 각각 비반사 코팅 또는 R(0∠R∠33)% 반사 코팅된 장애 위치 감시 장치.
삭제
제 11항에 있어서,

상기 전송 광원은 각각 비반사 코팅 또는 R(0∠R∠33)% 반사 코팅된 WDM-PON 시스템.
삭제
제 1항 내지 제 8항, 제 10항 또는 제 12항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전송용 광 선로 및 상기 분배 광 선로는 각각 소정 길이의 단일모드 광섬유인 장애 위치 감시 장치.
제 9항에 있어서,

상기 전송용 광 선로 및 상기 분배 광 선로는 각각 소정 길이의 단일모드 광섬유인 WDM-PON 시스템.
제 11항에 있어서,

상기 전송용 광섬유 및 상기 분배 광섬유는 각각 소정 길이의 단일모드 광섬유인 WDM-PON 시스템.
제 16항에 있어서,

상기 전송용 광 선로 및 상기 분배 광 선로는 각각 소정 길이의 단일모드 광섬유인 WDM-PON 시스템.
제 1항 내지 제 8항, 제 10항 또는 제 12항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 광 검출기는 PIN(Positive-Intrinsic-Negative) 포토 다이오드 또는 애벌랜취 포토 다이오드(APD: Avalanche Photo Diode)인 장애 위치 감지 장치.
제 9항에 있어서,

상기 광 검출기는 PIN 포토 다이오드 또는 애벌랜취 포토 다이오드(APD: Avalanche Photo Diode)인 WDM-PON 시스템.
제 11항에 있어서,

상기 광 검출기는 PIN 포토 다이오드 또는 애벌랜취 포토 다이오드(APD: Avalanche Photo Diode)인 WDM-PON 시스템.
제 16항에 있어서,

상기 광 검출기는 PIN 포토 다이오드 또는 애벌랜취 포토 다이오드(APD: Avalanche Photo Diode)인 WDM-PON 시스템.
제 1항 내지 제 8항, 제 10항 또는 제 12항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 가변 대역통과 필터는 3dB 대역폭이 B(B: 임의의 실수)nm인 장애 위치 감시 장치.
제 9항에 있어서,

상기 가변 대역통과 필터는 3dB 대역폭이 B(B: 임의의 실수)nm인 WDM-PON 시스템.
제 11항에 있어서,

상기 가변 대역통과 필터는 3dB 대역폭이 B(B: 임의의 실수)nm인 WDM-PON 시스템.
제 16항에 있어서,

상기 가변 대역통과 필터는 3dB 대역폭이 B(B: 임의의 실수)nm인 WDM-PON 시스템.
제 1항 내지 제 8항, 제 10항 또는 제 12항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 신호처리부가 증폭기, 아날로그/디지털 변환기, 및 평균화기(Averager)를 포함하는 장애 위치 감시 장치.
제 9항에 있어서,

상기 신호처리부가 증폭기, 아날로그/디지털 변환기, 및 평균화기(Averager)를 포함하는 WDM-PON 시스템.
제 11항에 있어서,

상기 신호처리부가 증폭기, 아날로그/디지털 변환기, 및 평균화기(Averager)를 포함하는 WDM-PON 시스템.
제 16항에 있어서,

상기 신호처리부가 증폭기, 아날로그/디지털 변환기, 및 평균화기(Averager)를 포함하는 WDM-PON 시스템.
제 12항 또는 제 13항에 있어서,

상기 광 증폭기가 에르븀 도핑형 광섬유 증폭기(EDFA) 또는 반도체 광 증폭기(Semiconductor Optical Amplifier)인 장애 위치 감시 장치.
전송용 광 선로 및 복수 채널용 분배 광 선로를 포함한 하나의 광 선로를 통해 중앙기지국(CO)과 복수의 가입자(ONT) 사이에서 정보 신호를 송신하는 복수의 송신기 및 상기 정보 신호를 수신하는 복수의 수신기를 구비하는 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자 망(WDM-PON) 시스템에 있어서,

상기 중앙 기지국이 상기 제 12항 또는 제 13항의 장애 위치 감시 장치를 구비하되, 상기 광 증폭기가 에르븀 도핑형 광섬유 증폭기(EDFA) 또는 반도체 광 증폭기(Semiconductor Optical Amplifier)인 WDM-PON 시스템.