KR960004720B1 - Fault tolerant optical ring network - Google Patents

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KR960004720B1 KR1019930027220A KR930027220A KR960004720B1 KR 960004720 B1 KR960004720 B1 KR 960004720B1 KR 1019930027220 A KR1019930027220 A KR 1019930027220A KR 930027220 A KR930027220 A KR 930027220A KR 960004720 B1 KR960004720 B1 KR 960004720B1
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재단법인한국전자통신연구소
양승택
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Abstract

The network for maintaining operation of network continuously until recovery of fault includes optical fiber couplers(4a,7a) branching separated optical signal by wavelength division demultiplexers(12,12a), a processor(8) detecting destination address from optical signal cell of the coupler(7a) and comparing it to address of self-node, a fault detection and recovery circuit(9) detecting disconnection state of optical fiber and providing control signal for the processor and optical packet payload, a time delay line(2) compensating time delay caused by address process, a polarization controller(5) coincidencing input optical signal to polarization axis, and a laser diode optical power limiting amplifier control circuit(10).

Description

고장 감내형광 링 통신망(A fault-tolerant optical ring network)A fault-tolerant optical ring network

제1도는 종래의 전광 패킷 교환기를 이용한 다채널 전광 링 통신망.1 is a multi-channel all-optical ring communication network using a conventional all-optical packet switch.

제2도는 본 발명의 고장 감내형 광 링 통신망.2 is a fault tolerance optical ring communication network of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 게이트 펄스 발생기 2 : 광 섬유 시간 지연 선로1: gate pulse generator 2: optical fiber time delay line

3 : 광 섬유 4, 4a : 3dB 광 섬유 결합기3: optical fiber 4, 4a: 3dB optical fiber combiner

5 : 편광 조절기 6 : 광 스위치5: polarization regulator 6: light switch

7, 7a : 10dB 광 섬유 결합기 8 : 광 어드레스 처리기7, 7a: 10dB optical fiber combiner 8: optical address processor

9 : 고장 감지 및 복구 회로 10 : 광 파워 제한 증폭기9: fault detection and recovery circuit 10: optical power limiting amplifier

11, 11a : 파장 분할 다중화기 12, 12a : 파장 분할 역 다중화기11, 11a: wavelength division multiplexer 12, 12a: wavelength division demultiplexer

13, 13a : 광 증폭기 14 : 전광 패킷 교환기13, 13a: optical amplifier 14: all-optical packet exchanger

본 발명은 광 링 통신망(Optical ring network)에 관한 것으로, 특히 종래의 전광 패킷 교환기를 보완하여 광 섬유 선로의 절단 등과 같은 고장 발생시 교환기의 고장 감지 및 복구 기능(Fault detection and recovery function)에 의해 선로 복구시까지, 또는 연속적으로, 정사적인 링 통신망의 동작을 유지시킬 수 있는 고장 감내형 광 링 통신망(A fault-tolerant optical ring network)에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical ring network, and more particularly, to complement a conventional all-optical packet switch and to provide a line by means of a fault detection and recovery function of a switch in the event of a failure, such as cutting of an optical fiber line. A fault-tolerant optical ring network capable of maintaining operation of an orthogonal ring network until recovery or continuously.

광 링 통신망은 근거리 통신망(LANs : Local Area Networks), 광 가입자망(CPNs : Customer Premise Networks) 등으로 널리 쓰이는 통신망으로서, 송신국은 페이로드(payload : 사용자 정보)의 앞에 수신국의 어드레스 필드(Address field)를 부착하여, 셀 혹은 패킷(Call or Packet)을 구성하며, 이를 링 케이블을 통하여 송신한다.Optical ring communication network is widely used as Local Area Networks (LANs), Customer Premise Networks (CPNs), etc., and a transmitting station has an address field (receiving information) of a receiving station in front of a payload (user information). By attaching an address field, a cell or packet is configured and transmitted through a ring cable.

수신국이 아닌 중간 지국들이 상기 셀(또는 패킷)을 수신할 경우에는, 그 셀의 목적지 어드레스(destination address)가 지국(중간 지국)의 어드레스와 일치하지 않으므로 중간 지국은 입력되는 셀을 링 케이블을 통하여 다음 지국으로 전달한다. 수신국이 상기 셀을 수신할 경우에는, 일 셀의 목적지가 자국(수신국)의 어드레스와 일치하므로, 수신국은 셀 페이로드를 자국의 수신기를 통하여 수신 메모리(rceive buffer)내로 받아 들인다.When intermediate stations other than the receiving station receive the cell (or packet), the destination station of the cell does not match the address of the station (intermediate station). It is then delivered to the next station. When the receiving station receives the cell, since the destination of one cell coincides with the address of the own station (receiving station), the receiving station accepts the cell payload through the receiver of the own station into the receive buffer.

제1도는 종래의 전광 패킷 교환기를 이용한 다채널 전광 링 통신망(A multichannel all-optical ring network)의 구성도이다. 임의의 지국에 이전 지국인 송신국으로부터 광 섬유 케이블(3)을 통하여 광 신호의 셀이 입력될 경우, 광 신호는 파장 분할 역 다중화기(WDDM :_Wavelength Division De-Multiplexer)에 의해 분파가 된 후, 그 중 약 10% 정도의 광 신호가 광 섬유 결합기(Optical fiber coupler)에 의해서 분리되고, 이어 레이저 다이오드(Laser diode)로 이루어지는 광 증폭기(optical amplifier)를 지난면서, 증폭된 후 광 어드레스(Optical address processor)로 입력된다.1 is a configuration diagram of a multichannel all-optical ring network using a conventional all-optical packet exchanger. When a cell of an optical signal is input to an arbitrary station through a fiber optic cable 3 from a transmitting station which is a previous station, the optical signal is divided by a wavelength division demultiplexer (WDDM). In this case, about 10% of the optical signals are separated by an optical fiber coupler, and then passed through an optical amplifier made of a laser diode, and then amplified, and then an optical address. address processor).

상기 광 어드레스 처리기(8)는 어드레스 검출 수단인 광 섬유 지연 선로 정합 여과기(Optical fiber delay line matched filter : 도시되지 않음)와 어드레스 일치 판정 수단 인 문턱값 감지기(Threshold detector : 도시되지 않음)로 구성되어 있다.The optical address processor 8 is composed of an optical fiber delay line matched filter (not shown) which is an address detecting means and a threshold detector (not shown) which is an address matching means. have.

상기 광 어드레스 처리기(8)로 입력되는 광 신호 셀은 먼저 광 섬유 지연 선로 정합 여과기로 입력된다.The optical signal cell input to the optical address processor 8 is first input to an optical fiber delay line matching filter.

광 섬유 지연 선로 정합 여과기는 자국의 어드레스 정보를 갖고 있으며 자국의 어드레스 정보와 입력되는 광 어드레스 신호와의 상관 펄스들(Correlation pulses)을 문턱값 감지기로 보내준다.The fiber delay line matching filter has its own address information and sends correlation pulses between its address information and the input optical address signal to the threshold detector.

이때 자기 상관 펄스(Autocorrelation pulse)의 첨두치는 항상 교차 상관 펄스(Crosscorrelation pulse)의 첨두치 보다 크기 때문에, 입력되는 셀의 광 어드레스 신호가 자국의 어드레스와 일치하는지의 판단은 문턱값 감지기에 의해 쉽게 결정된다.At this time, since the peak value of the autocorrelation pulse is always larger than the peak value of the crosscorrelation pulse, it is easy to determine whether the optical address signal of the input cell matches the address of the own station by the threshold detector. do.

즉, 입력되는 셀의 광 어드레스 신호가 자국의 어드레스와 일치하는 경우에는 어드레스 검출 수단인 광 섬유 지연 선로 정합 여과기가 자기 상관 펄스들을 어드레스 일치 판정 수단인 상기 문턱값 감지기로 보내주고, 그리고 일치하지 않는 경우에는 교차 상관 펄스들을 상기 문턱값 감지기로 보내주는데, 문턱값 감지기는 입력되는 상관 펄스들의 값이 문턱값 보다 크면 제1레벨(예를 들면, 논리적'1')의 디지틀 구동 신호를, 작으면 제2레벨(예를 들면, 논리적 '0')의 구동신호를 게이트 펄스 발생기(Gate pulse generator)로 각각 제공한다.That is, when the optical address signal of the input cell coincides with the address of the local station, the optical fiber delay line matching filter, which is an address detecting means, sends autocorrelation pulses to the threshold detector, which is an address matching determining means, and does not match. In this case, cross correlation pulses are sent to the threshold detector. If the threshold correlation value is greater than the threshold value, the threshold detector outputs a digital driving signal of a first level (e.g., logical '1'). The driving signals of the second level (eg, logical '0') are provided to the gate pulse generators, respectively.

이때 게이트 펄스 발생기(1)는 광 어드레스 처리기(8)로부터의 상기 구동 신호에 응답적으로 구동되어 광스위치(Optical switch)의 작동을 제어한다.At this time, the gate pulse generator 1 is driven in response to the drive signal from the optical address processor 8 to control the operation of the optical switch.

상기 광 어드레스 처리기(8)로부터의 상기 구동 신호의 값이 예를들어 '1'일 경우 광 스위치(1)는 입력되는 광 신호를 수신기로 보내며, '0'일 경우 광 신호를 바이패스(bypass)시킨다.When the value of the drive signal from the optical address processor 8 is '1', for example, the optical switch 1 sends an input optical signal to the receiver, and when the value is '0', the optical signal is bypassed. )

바이패스된 광 신호는 광 증폭기(13a)에 의해 증폭이 되어 파장 분할 다중화기(WDM : Wavelength Division Multiplexer)(11)에 입력되어 다른 채널의 광 신호들과 파장 다중화되어 다음 지국으로 전송된다.The bypassed optical signal is amplified by the optical amplifier 13a and input to a wavelength division multiplexer (WDM) 11 to be wavelength-multiplexed with optical signals of other channels and transmitted to the next station.

그러나 이와같은 링 통신망은 광 섬유 선로의 절단시 링 통신망의 운용이 불가능하여 통신이 두절된다는 결점을 갖고 있다.However, such a ring communication network has a drawback that the communication of the ring communication network is impossible due to the inability to operate the ring communication network when the optical fiber line is cut.

또한, 이와 같은 링 통신망에서는 어드레스 헤더(Address header) 파장 분할 역 다중화기(12)에 의해 분파된 입력 신호에 대한 약 10% 정도의 광 신호 분기 처리가 필요하고, 분기된 광 신호는 다시 신호 처리하기 용이한 레벨로 증폭이 된 후 어드레스 처리기(8)에 보내지며, 바이패스된 광 신호와 자국이 데이터가 출력측의 광 섬유 결합기(4)에서 결합되는데, 이 결합기(4)의 각 출력단에서는 입력 신호 레벨의 50%가 나타나게 된다.In addition, such a ring communication network requires optical signal branching of about 10% of an input signal divided by an address header wavelength division demultiplexer 12, and the branched optical signal is subjected to signal processing again. After being amplified to an easy level, the signal is sent to the address processor 8, and data of the bypassed optical signal and the mark are combined at the optical fiber combiner 4 on the output side. 50% of the signal level will appear.

따라서, 출력단 하나가 파장 분할 다중화기(11)의 입력에 연결되는 구성에서는 결과적으로 3dB의 신호 출력의 감소가 발생하여 파워 버짙(power budget)이 비효율적이게 된다.Therefore, in the configuration in which one output stage is connected to the input of the wavelength division multiplexer 11, a decrease in signal output of 3 dB occurs as a result, resulting in an inefficient power budget.

따라서 본 발명은 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 고장 감내형 광 링 통신망을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention provides a fault tolerant optical ring communication network for solving such problems.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 다르면, 복수의 지국들이 광 섬유 케이블에 의해 링 형태로 연결되고, 상기 지국들 각각은 인접한 지국으로부터 제공되는 광 신호를 복수의 채널로 각각 분파하기 위한 파장 분할 역 다중화기 상기 채널들로부터 제공되는 광 신호들을 파장 다중화하여 다음 지국으로 전달하기 위한 파장 분할 다중화기를 포함하고, 상기 역 다중화기와 상기 다중화기 사이의 각 채널은 전광 패킷 교환기와 수신기 및 송신기를 갖는 다채널 전광 링 통신망에 있어서, 상기 복수의 지국들 각각은 다른 하나의 파장 분할 역 다중화기와 다른 하나의 파장 분할 다중화기를 포함하고, 인접한 지국들과 다른 하나의 광 섬유 케이블에 의해 연결됨으로써 광 섬유 선로의 쌍에 의해 자신과 인접한 지국들과 연결되고, 상기 전광 패킷 교환기는 상기 두 파장 분할 역 다중화기에 의해 각각 분할된 광 신호를 분기시키되 동일한 크기의 광 신호를 두 출력단을 통하여 각각 출력하는 제1의 광섬유 결합기와, 상기 제1의 광 섬유 결합기의 상기 두 출력단 중 하나로부터 제공되는 광 신호를 분기시키는 제2의 광 섬유 결합기와, 상기 제2의 광섬유 결합기의 일 출력단을 통하여 출력되는 광 신호 셀로부터 목적지 어드레스를 검출하고 자국의 어드레스와 일치하는지를 판정하여 그 결과를 나타내는 소정의 구동 신호를 출력하는 광 어드레스 처리기와, 상기 제2의 광 섬유 결합기의 다른 출력단을 통하여 출력되는 광 신호로부터 상기 광 섬유 선로 쌍 중 어느 하나가 절단되는 경우 이를 감지하여 상기 광 어드레스 처리기의 출력을 조정하기 위한 제1의 제어 신호와 광 패킷 패이로드를 증폭하기 위한 제2의 제어 신호를 각각 출력하는 고장 감지 및 복구 회로와, 어드레스 처리에 따른 상기 광 패킷 패이로드에 대한 시간 지연을 보상하게 위한 시간 지연 선로와, 입력 광 신호의 변광을 소정의 편광 축과 일치시키기 위한 편광 조절기와, 상기 고장 감지 및 복구 회로로부터 제공되는 상기 제2의 제어 신호에 따라서 상기 편광 조절기로부터 제공되는 광 신호를 소정의 이득으로 증폭하는 광 출력 파워 제한 증폭기와, 상기 광 어드레스 처리기의 출력에 응답하여 제3의 제어 신호를 출력하는 게이트 펄스 발생기와, 상기 제3의 제어 신호에 응답하여 상기 증폭기로부터 제공되는 광 신호가 상기 수신기와 연결된 수신 경로로 전달되게 하거나 바이패스를 위한 바이패스 경로로 전달되게 하는 광 스위치와, 상기 바이패스 경로로부터 제공되는 광 신호와 상기 송신기와 연결된 송신 경로로부터 제공되는 광 신호를 결합하여 상기 두 파장 분할 다중화기로 각각 제공하는 제3의 광 섬유 결합기를 포함한다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, a plurality of stations are connected in a ring form by an optical fiber cable, each of the stations for splitting the optical signal provided from an adjacent station into a plurality of channels, respectively A wavelength division multiplexer comprising a wavelength division multiplexer for wavelength multiplexing the optical signals provided from the channels to a next station, wherein each channel between the demultiplexer and the multiplexer comprises an all-optical packet switch, a receiver and a transmitter; In a multi-channel all-optical ring communication network, each of the plurality of stations includes one wavelength division demultiplexer and the other wavelength division multiplexer, and is connected to an adjacent station by another optical fiber cable. The electric light packet connected to stations adjacent to itself by a pair of tracks An exchanger for splitting the optical signals respectively divided by the two wavelength division demultiplexers, the first optical fiber coupler for outputting the same sized optical signal through two output stages, and among the two output ends of the first optical fiber coupler A second optical fiber coupler for splitting an optical signal provided from one and a destination address from an optical signal cell outputted through one output end of the second optical fiber coupler and determining whether it matches the address of the own station and determining the result An optical address processor for outputting a predetermined driving signal, and detecting one of the pairs of optical fiber lines from an optical signal outputted through another output terminal of the second optical fiber combiner, thereby detecting Amplifies the first control signal and optical packet payload to regulate the output A fault detection and recovery circuit for outputting a second control signal for each of the second control signal, a time delay line for compensating a time delay for the optical packet payload according to address processing, and a change in input optical signal to a predetermined polarization axis; A polarization regulator for matching, an optical output power limiting amplifier for amplifying the optical signal provided from the polarization regulator with a predetermined gain in accordance with the second control signal provided from the fault detection and recovery circuit, and the optical address processor A gate pulse generator for outputting a third control signal in response to an output of the signal, and an optical signal provided from the amplifier in response to the third control signal to be transmitted to a receiving path connected to the receiver or for bypass. An optical switch to be transferred to the pass path, and an optical signal provided from the bypass path And a third optical fiber combiner for combining the optical signals provided from the transmission path connected to the transmitter and providing the optical signals to the two wavelength division multiplexers, respectively.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 광 어드레스 처리기는 자국의 어드레스 정보를 갖고, 입력된 광 신호 셀의 어드레스 정보와 상기 자국의 어드레스 정보 사이의 상관 펄스를 발생시키되, 상기 두 어드레스 정보가 일치하는 경우 자기 상관 펄스를 발생하고 일치하지 않는 경우 교차 상관 펄스를 발생하는 어드레스 검출 수단과; 상기 어드레스 검출 수단으로부터 제공되는 상기 자기 상관 펄스 및 상기 교차 상관 펄스의 값이 소정의 문턱값 보다 크면 제1레벨의 신호를 발생하고 작으면 제2레벨의 신호를 발생하여 상기 게이트 펄스 발생기로 제공하는 어드레스 일치 판정 수단을 포함한다.According to another feature of the present invention, the optical address processor has address information of a local station and generates a correlation pulse between the address information of the input optical signal cell and the address information of the local station, wherein the two address information coincide. Address detecting means for generating an autocorrelation pulse and generating a cross correlation pulse if it does not match; When the values of the auto-correlation pulse and the cross-correlation pulse provided from the address detecting means are greater than a predetermined threshold, a signal of a first level is generated, and if a value of the autocorrelation pulse is smaller than a predetermined threshold value, a signal of a second level is generated and provided to the gate pulse generator. Address matching determination means.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 고장 감지 및 복구 회로는 상기 제2의 광 섬유 결합기의 상기 다른 출력단을 통하여 출력되는 광 신호를 전류 신호로 변환하는 광전 변환 검파기와; 상기 광전 변환기의 출력을 받아들여 적분하고, 적분된 신호의 레벨을 측정하여 정상 상태인지의 여부를 나타내는 소정의 감지신호를 출력하는 신호 레벨 감지 회로와; 상기 신호 레벨 감지 회로로부터 제공되는 상기 소정의 감지 신호가 정상 상태를 나타내면 상기 광 출력 파워 제한 증폭기가 정상적으로 동작하도록 상기 증폭기로 정상적인 바이어스 전류를 공급하고, 상기 소정의 감지 신호가 정상 상태를 나타내지 않으면 상기 증폭기의 이득을 증가시키기 위해 상기 증폭기로 증가된 바이어스 전류를 공급하는 증폭기 제어회로와; 상기 신호 레벨 감지 회로로부터 제공되는 상기 소정의 감지 신호가 정상 상태를 나타내면 상기 어드레스 일치 판정 수단의 상기 문턱값을 그대로 유지하고, 상기 신호 레벨 감지 회로로부터 제공되는 상기 소정의 감지 신호가 정상상태를 나타내지 않으면 상기 어드레스 일치 판정 수단의 상기 문턱값의 크기를 줄이는 문턱값 조정 회로를 포함한다.According to another feature of the invention, the fault detection and recovery circuit includes a photoelectric conversion detector for converting an optical signal output through the other output terminal of the second optical fiber coupler into a current signal; A signal level sensing circuit which receives and integrates the output of the photoelectric converter, measures a level of the integrated signal, and outputs a predetermined sensing signal indicating whether or not it is in a steady state; When the predetermined sense signal provided from the signal level sensing circuit indicates a normal state, a normal bias current is supplied to the amplifier so that the optical output power limiting amplifier operates normally, and when the predetermined sense signal does not indicate a normal state, An amplifier control circuit for supplying an increased bias current to the amplifier to increase the gain of the amplifier; If the predetermined detection signal provided from the signal level detection circuit indicates a normal state, the threshold value of the address match determination means is kept as it is, and the predetermined detection signal provided from the signal level detection circuit indicates a normal state. And a threshold adjustment circuit for reducing the magnitude of the threshold of the address match determination means.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 증폭기 제어 회로는 상기 소정의 감지 신호가 정상 상태를 나타내지 않으면 상기 증폭기의 이득을 2배로 증가시키기 위한 바이어스 전류 신호를 상기 광 출력 파워 증폭기로 제공하고, 상기 문턱값 조정 회로는 상기 소정의 감지 신호가 정상 상태를 나타내지 않으면 상기 어드레스 일치 판정 수단의 상기 문턱값의 크기를 1/2로 줄인다.According to another feature of the invention, the amplifier control circuit provides a bias current signal to the optical output power amplifier for doubling the gain of the amplifier if the predetermined sense signal does not indicate a steady state, and the threshold The value adjusting circuit reduces the magnitude of the threshold value of the address agreement determination means by half if the predetermined detection signal does not indicate a normal state.

본 발명의 고장 감내형 광 링 통신망의 구성은 제2도와 같다.The configuration of the fault tolerant optical ring communication network of the present invention is shown in FIG.

종래의 광 링 통신망에서는 인접 지국(neighboring nodes)간에는 단일 광 섬유 선로에 의해서만 연결이 되어 있었으나, 본 발명에서는 광 섬유 선로의 쌍으로 인접 지국이 연결되며, 각 광 섬유 선로의 길이는 서로 같으며 광 신호 정보도 서로 같다. 광 섬유 선로 1를 통해 수신된 광 신호는 제1의 파장 분할 역 다중화기(12)를 통해 분파되며, 광 섬유 선로 2를 통해 수신된 광 신호는 제2의 파장 분할 역 다중화기(12a)를 통해 분파되어 3dB 광 섬유 결합기(4a)에 입력된다.In the conventional optical ring communication network, neighboring nodes are connected only by a single optical fiber line, but in the present invention, adjacent stations are connected by a pair of optical fiber lines, and each optical fiber line has the same length and optical fiber. Signal information is also the same. The optical signal received via the optical fiber line 1 is branched through the first wavelength division demultiplexer 12, and the optical signal received through the optical fiber line 2 causes the second wavelength division demultiplexer 12a. It is branched through and input to the 3dB fiber coupler 4a.

따라서, 이 결합기(4a)의 두 출력단에는 서로 같은 크기의 광 신호가 나타나게 된다.Therefore, the two output terminals of the combiner 4a show optical signals of the same magnitude.

어드레스 처리를 위해 분기된 광 신호는 패킷 패이로드(packet payload)와 크기가 같으며, 이 신호는 다시 10dB 광 섬유 결합기(7a)에 입력이 된다.The optical signal branched for address processing is the same size as the packet payload, which is again input to the 10 dB optical fiber combiner 7a.

이 결합기(7a)의 출력단은 고장 감지 및 복구 회로(Fault detection and recovery circuit)(9)에 연결된다.The output of this coupler 7a is connected to a fault detection and recovery circuit 9.

상기 고장 감지 및 복구 회로(9)는 광전 변화 검파기(photodiode), 신호 레벨 감지 회로(signal level detection circuit), 레이저 다이오드 광 출력 파워 제한 증폭기 제어 회로(Laser diode optical power limiting amplifier control circuit) 및 문턱값 조정 회로(Threshold control circuit)로 구성된다.The fault detection and recovery circuit 9 includes a photodiode, a signal level detection circuit, a laser diode optical power limiting amplifier control circuit and a threshold value. It consists of a threshold control circuit.

상기 검파기에 의해 광전 변환된 신호는 신호 레벨 감지 회로에 입력이 된다.The photoelectrically converted signal by the detector is input to a signal level sensing circuit.

신호 레벨 감지 회로는 일정 시간 동안 입력 광 신호를 적분하여 신호의 레벨을 측정하게 되는데, 만일 입력 광 신호의 레벨이 충분히 크다면, 즉 광 섬유 선로 모두가 정상이라면, 상기 증폭기 제어 회로와 문턱 값 조정 회로를 구동시켜 패킷 페이로드 경로 상의 레이저 다이오드 광 출력 파워 제한 증폭기(10)에 정상적인 바이어스 전류를 공급하며, 광 어드레스 처리기(8)내의 문턱값 감지기의 문턱값을 정상 상태의 값으로 유지시킨다.The signal level sensing circuit integrates the input optical signal over a period of time to measure the level of the signal. If the level of the input optical signal is large enough, i.e. both of the optical fiber lines are normal, then the amplifier control circuit and the threshold adjustment are made. The circuit is driven to supply a normal bias current to the laser diode optical output power limiting amplifier 10 on the packet payload path and maintain the threshold of the threshold detector in the optical address processor 8 at a steady state value.

만일, 광 섬유 선로 1 및 2중 어느 하나가 절단되었을 경우, 입력단의 3dB 광 섬유 결합기(4a)의 출력에 나타나는 광 신호는 정상 상태와 비교시 레벨이 1/2로 감소된다.If any one of the optical fiber lines 1 and 2 is cut, the optical signal appearing at the output of the 3dB optical fiber coupler 4a at the input end is reduced by one half in comparison with the steady state.

이 경우 상기 광 출력 파워 제한 증폭기 제어 회로는 광 파워 제한 증폭기(10)의 바이어스 전류를 정상치의 약 2배 정도로 높여 공급하여 증폭기(10)의 이득치가 2배로 되도록 한다.In this case, the optical output power limiting amplifier control circuit increases the bias current of the optical power limiting amplifier 10 by about 2 times the normal value and supplies the gain value of the amplifier 10 twice.

이러한 기능은 페이로드의 레벨을 정상적인 값과 같도록 하는 것이다.This function is to make payload level equal to normal value.

또한, 문턱값 조정 회로는 광 어드레스 처리기(8)내 문턱값 감지기의 문턱값을 정상 상태값의 1/2 낮추어, 파워 레벨이 1/2로 떨어짐으로 인해 자기 상관 펄스의 첨두치가 1/2로 떨어지게 되는 것을 보상하여 상기 광 어드레스 처리기(8)가 정상적인 기능을 하도록 한다.In addition, the threshold adjustment circuit lowers the threshold value of the threshold detector in the optical address processor 8 by 1/2 of the steady state value, and the peak value of the autocorrelation pulse is 1/2 due to the power level dropping by 1/2. Compensation for falling off allows the optical address processor 8 to function normally.

입력 어드레스가 자국의 어드레스와 같으면 어드레스 검출 수단인 광 섬유 지연 선로 여과기로부터 자기 상관 펄스들이 발생되어 광 어드레스 처리기(8)내의 문턱값 감지기는 제1레벨(예를 들면, 논리적 '1')의 구동신호를 출력한다.If the input address is the same as the address of the local station, autocorrelation pulses are generated from the fiber delay line filter, which is an address detecting means, so that the threshold detector in the optical address processor 8 drives the first level (e.g., logical '1'). Output the signal.

이 구동신호에 의해 구동되는 게이트 펄스 발생기(1)는 다시 페이로드의 길이와 같은 펄스를 발생하여 광 스위치(6)를 구동시킴으로서 페이로드가 수신기로 보내지게 하여 자국으로 전송된 광 신호를 수신한다.The gate pulse generator 1 driven by this drive signal again generates a pulse equal to the length of the payload to drive the optical switch 6 so that the payload is sent to the receiver and receives the optical signal transmitted to the local station. .

그러나 어드레스가 서로 일치하지 않을 경우에는 상기 어드레스 검출 수단이 교차 상관 펄스를 출력시키므로 어드레스 일치 판정 수단인 광 어드레스 처리기(8)내의 문턱값 감지기의 출력은 제2레벨(예를 들면, 논리적 '0')의 구동 신호를 출력하게 되어 페이로드는 광 스위치(6)를 통해 출력단에 있는 3dB 광 섬유 결합기(4)의 일 입력단으로 보내진다.However, if the addresses do not coincide with each other, the address detecting means outputs a cross correlation pulse, so that the output of the threshold detector in the optical address processor 8, which is an address matching determining means, is at a second level (e.g., a logical '0' The payload is sent through the optical switch 6 to one input of the 3dB fiber coupler 4 at the output.

상기 결합기(4)의 다른 입력단에는 자국의 송신기로부터 데이터가 입력되며, 상기 결합기(4)의 출력은 다시 제1 및 제2파장 분할 다중화기(11,11a)에 입력되어 다른 채널들로부터 입력되는 신호들과 파장 다중화되어 다음 지국으로 전송된다.Data is input from the transmitter of the local station to the other input terminal of the combiner 4, and the output of the combiner 4 is input to the first and second wavelength division multiplexers 11 and 11a and inputted from other channels. The signals are wavelength multiplexed and transmitted to the next station.

이와 같이 결합기(4)에 입력된 신호가 모두 다중화기(11,11a)로 출력이 되므로 종래의 링 통신망 보다 파워면에서 2배 정도 이득이 생긴다.In this way, since the signals input to the combiner 4 are all output to the multiplexers 11 and 11a, the gain is about twice as much in power than the conventional ring communication network.

페이로드 전송 경로상에 광 섬유로 구성되는 시간 지연 선로(delay line)(2)는 어드레스 처리에 따른 시간 지연을 보상하여 패킷의 페이로드가 때맞추어 교환될 수 있도록 하며, 편광 조절기(Polarization controller)(5)는 입력 광 신호의 편광을 레이저 다이오드로 이루어지는 광 출력 파워 제한 증폭기(10)와 광 스위치의 편광 축에 맞게 조정하여 각 부품의 접속점에서 발생할 수 있는 광 신호의 손실을 최소한으로 줄이는 기능을 한다.A delay line 2 composed of optical fibers on the payload transmission path compensates for the time delay caused by address processing so that the payloads of the packets can be exchanged in time, and a polarization controller (5) adjusts the polarization of the input optical signal according to the polarization axis of the optical output power limiting amplifier 10 consisting of a laser diode and the optical switch to minimize the loss of the optical signal that may occur at the connection point of each component. do.

이상과 같이 본 발명은 종래의 전광 패킷 교환기에 10dB 광 섬유 결합기(7a), 고장 감지 및 복구 회로(9), 파장 분할 다중화기/역 다중화기(11a,12a)를 추가하고, 입력 광 섬유 결합기를 3dB결합기(4a)로 교체함으로써, 인접 지국간의 광 섬유 선로를 쌍으로 하여 광 섬유 선로의 절단 등과 같은 고장 발생시 교환기의 고장 감시 기능에 의해 선로 복구시까지, 또는 연속적으로 정상적인 링 통신망의 동작을 유지시킬 수 있다.As described above, the present invention adds a 10dB optical fiber combiner 7a, a failure detection and recovery circuit 9, a wavelength division multiplexer / demultiplexer 11a, 12a to a conventional all-optical packet exchanger, and an input optical fiber combiner. Is replaced by a 3dB combiner 4a, and pairs the optical fiber lines between adjacent stations, and in case of a failure such as cutting of the optical fiber lines, the failure monitoring function of the exchange is used to restore the line or continuously operate the normal ring communication network. It can be maintained.

Claims (4)

복수의 지국들이 광 섬유 케이블에 의해 링 형태로 연결되고, 상기 지국들 각각은 인접한 지국으로부터 제공되는 광 신호를 복수의 채널로 각각 분파하기 위한 파장 분할 역 다중화기(12) 상기 채널들로부터 제공되는 광 신호들을 파장 다중화하여 다음 지국으로 전달하기 위한 파장 분할 다중화기(11)를 포함하고, 상기 역 다중화기(12)와 상기 다중화기(11) 사이의 각 채널은 전광 패킷 교환기(14)와 수신기 및 송신기를 갖는 다채널 전광 링 통신망에 있어서, 상기 복수의 지국들 각각은 다른 하나의 파장 분할 역 다중화기(12a)와 다른 하나의 파장 분할 다중화기(11a)를 포함하고, 인접한 지국들과 다른 하나의 광 섬유 케이블에 의해 연결됨으로써 광 섬유 선로의 쌍에 의해 자신과 인접한 지국들과 연결되고, 상기 전광 패킷 교환기(14)는 상기 두 파장 분할 역 다중화기(12,12a)에 의해 각각 분할된 광 신호를 분기시키되 동일한 크기의 광 신호를 두 출력단을 통하여 각각 출력하는 제1의 광섬유 결합기(4a)와, 상기 제1의 광 섬유 결합기(4a)의 상기 두 출력단 중 하나로부터 제공되는 광 신호를 분기시키는 제2의 광 섬유 결합기(7a)와, 상기 제2의 광섬유 결합기(7a)의 일 출력단을 통하여 출력되는 광 신호 셀로부터 목적지 어드레스를 검출하고 자국의 어드레스와 일치하는지를 판정하여 그 결과를 나타내는 소정의 구동 신호를 출력하는 광 어드레스 처리기(8)와, 상기 제2의 광 섬유 결합기의 다른 출력단을 통하여 출력되는 광 신호로부터 상기 광 섬유 선로 쌍 중 어느 하나가 절단되는 경우 이를 감지하여 상기 광 어드레스 처리기(8)의 출력을 조정하기 위한 제1의 제어 신호와 광 패킷 패이로드를 증폭하기 위한 제2의 제어 신호를 각각 출력하는 고장 감지 및 복구 회로(9)와, 어드레스 처리에 따른 상기 광 패킷 패이로드에 대한 시간 지연을 보상하기 위한 시간 지연 선로(2)와, 입력 광 신호의 변광을 소정의 편광 축과 일치시키기 위한 편광 조절기(5)와, 상기 고장 감지 및 복구 회로(9)로부터 제공되는 상기 제2의 제어 신호에 따라서 상기 편광 조절기(5)로부터 제공되는 광 신호를 소정의 이득으로 증폭하는 광 출력 파워 제한 증폭기(10)와, 상기 광 어드레스 처리기(8)의 출력에 응답하여 제3의 제어 신호를 출력하는 게이트 펄스 발생기(1)와, 상기 제3의 제어 신호에 응답하여 상기 증폭기(10)로부터 제공되는 광 신호가 상기 수신기와 연결된 수신 경로로 전달되게 하거나 바이패스를 위한 바이패스 경로로 전달되게 하는 광 스위치(6)와, 상기 바이패스 경로로부터 제공되는 광 신호와 상기 송신기와 연결된 송신 경로로부터 제공되는 광 신호를 결합하여 상기 두 파장 분할 다중화기(11,11a)로 각각 제공하는 제3의 광 섬유 결합기(4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고장 감내형 광 링 통신망.A plurality of stations are connected in a ring form by an optical fiber cable, each of which is provided from the channels having a wavelength division demultiplexer 12 for splitting optical signals provided from adjacent stations into a plurality of channels, respectively. And a wavelength division multiplexer 11 for wavelength multiplexing the optical signals to a next station, wherein each channel between the demultiplexer 12 and the multiplexer 11 is an all-optical packet switch 14 and a receiver. And a multi-channel all-optical ring communication network having a transmitter, each of the plurality of stations including one other wavelength division demultiplexer (12a) and another wavelength division multiplexer (11a), different from adjacent stations. Connected by one fiber optic cable, it is connected to stations adjacent to it by a pair of fiber optic lines, and the all-optical packet switch 14 is connected to the two wavelength division regions. A first optical fiber coupler 4a for splitting the optical signal divided by the multiplexers 12 and 12a, respectively, and outputting the same sized optical signal through two output stages, and the first optical fiber coupler 4a Detecting a destination address from a second optical fiber coupler 7a for branching an optical signal provided from one of the two output terminals of < RTI ID = 0.0 > and < / RTI > Of the optical fiber line pairs from the optical address processor 8 which determines whether or not it matches the address of its own station and outputs a predetermined drive signal indicating the result, and an optical signal output through the other output terminal of the second optical fiber combiner. Detect when one is cut and amplify the first control signal and optical packet payload to adjust the output of the optical address processor 8 A failure detection and recovery circuit 9 for outputting two control signals respectively, a time delay line 2 for compensating time delay for the optical packet payload due to address processing, and a change in input optical signal The optical signal provided from the polarization controller 5 according to the polarization regulator 5 for matching the polarization axis of the optical signal and the second control signal provided from the fault detection and recovery circuit 9 to a predetermined gain. An optical output power limiting amplifier 10 for amplifying, a gate pulse generator 1 for outputting a third control signal in response to the output of the optical address processor 8, and in response to the third control signal; An optical switch 6 for transmitting an optical signal provided from the amplifier 10 to a receiving path connected to the receiver or to a bypass path for bypass, and from the bypass path And a third optical fiber combiner (4) which combines the provided optical signal with the optical signal provided from the transmission path connected to the transmitter and provides them to the two wavelength division multiplexers (11, 11a), respectively. Fault Tolerant Optical Ring Network. 제1항에 있어서, 상기 광 어드레스 처리기(8)는 자국의 어드레스 정보를 갖고, 입력된 광 신호 셀의 어드레스 정보와 상기 자국의 어드레스 정보 사이의 상관 펄스를 발생시키되, 상기 두 어드레스 정보가 일치하는 경우 자기 상관 펄스를 발생하고 일치하지 않는 경우 교차 상관 펄스를 발생하는 어드레스 검출 수단과; 상기 어드레스 검출 수단으로부터 제공되는 상기 자기 상관 펄스 상기 교차 상관 펄스의 값이 소정의 문턱값 보다 크면 제1레벨의 신호를 발생하고 작으면 제2레벨의 신호를 발생하여 상기 게이트 펄스 발생기(1)로 제공하는 어드레스 일치 판정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 고장 감내형 광 링 통신망.2. The optical address processor (8) according to claim 1, wherein the optical address processor (8) has address information of a local station and generates a correlation pulse between the address information of the input optical signal cell and the address information of the local station, wherein the two address information coincide. Address detecting means for generating an autocorrelation pulse if it does not match and for generating a cross correlation pulse if it does not match; If the value of the cross-correlation pulse provided from the address detecting means is greater than a predetermined threshold, a signal of a first level is generated, and if it is small, a signal of a second level is generated to the gate pulse generator 1. A fault tolerance optical ring communication network comprising an address matching determination means for providing. 제2항에 있어서, 상기 고장 감지 및 복구 회로(9)는 상기 제2의 광 섬유 결합기(7a)의 상기 다른 출력단을 통하여 출력되는 광 신호를 전류 신호로 변환하는 광전 변환 검파기와; 상기 광전 변환기의 출력을 받아들여 적분하고, 적분된 신호의 레벨을 정상 상태인지의 여부를 나타내는 소정의 감지 신호를 출력하는 신호 레벨 감지 회로와; 상기 신호 레벨 감지 회로로부터 제공되는 상기 소정의 감지 신호가 정상 상태를 나타내면 상기 광 출력 파워 제한 증폭기(10)가 정상적으로 동작하도록 상기 증폭기(10)로 정상적인 바이어스 전류를 공급하고, 상기 소정의 감지 신호가 정상 상태를 나타내지 않으면 상기 증폭기(10)의 이득을 증가시키기 위해 상기 증폭기(10)로 증가된 바이어스 전류를 공급하는 증폭기 제어 회로와; 상기 신호 레벨 감지 회로로부터 제공되는 상기 소정의 감지 신호가 정상 상태를 나타내면 상기 어드레스 일치 판정 수단의 상기 문턱값을 그대로 유지하고, 상기 신호 레벨 감지 회로로부터 제공되는 상기 소정의 감지 신호가 정상 상태를 나타내지 않으면 상기 어드레스 일치 판정 수단의 상기 문턱값의 크기를 줄이는 문턱값 조정 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 고장 감내형 광 링 통신망.3. The fault detection and recovery circuit (9) according to claim 2, further comprising: a photoelectric conversion detector for converting an optical signal output through said other output terminal of said second optical fiber coupler (7a) into a current signal; A signal level sensing circuit that receives and integrates the output of the photoelectric converter and outputs a predetermined sensing signal indicating whether or not the level of the integrated signal is in a normal state; When the predetermined sensing signal provided from the signal level sensing circuit indicates a normal state, a normal bias current is supplied to the amplifier 10 to operate the optical output power limiting amplifier 10 normally, and the predetermined sensing signal is An amplifier control circuit for supplying an increased bias current to the amplifier (10) to increase the gain of the amplifier (10) if it does not exhibit a steady state; If the predetermined detection signal provided from the signal level detection circuit indicates a normal state, the threshold value of the address match determination means is maintained as it is, and the predetermined detection signal provided from the signal level detection circuit indicates a normal state. And a threshold adjustment circuit for reducing the magnitude of the threshold value of the address matching determination means. 제3항에 있어서, 상기 증폭기 제어 회로는 상기 소정의 감지 신호가 정상 상태를 나타내지 않으면 상기 증폭기(10)의 이득을 2배로 증가시키기 위한 바이어스 전류 신호를 상기 광 출력 파워 증폭기(10)로 제공하고, 상기 문턱값 조정 회로는 상기 소정의 감지 신호가 정상 상태를 나타내지 않으면 상기 어드레스 일치 판정 수단의 상기 문턱값의 크기를 1/2로 줄이는 것을 특징으로 하는 고장 감내형 광 링 통신망.4. The amplifier control circuit of claim 3 wherein the amplifier control circuit provides a bias current signal to the optical output power amplifier 10 for doubling the gain of the amplifier 10 if the predetermined sense signal does not indicate a normal state. And said threshold value adjusting circuit reduces the magnitude of said threshold value of said address agreement determination means by one half if said predetermined detection signal does not indicate a normal state.
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