KR100273638B1 - 광중계기의 선로감시 오버해드 처리장치 - Google Patents

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

광중계기의 선로를 감시하기 위한 장치 및 방법에 관한 기술이다.

나. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제

광중계기에서 선로의 감시를 위한 오버해드를 처리하는 장치 및 방법을 제공한다.

다. 발명의 해결방법의 요지

광전전송장치의 선로감시를 위한 오버해드 처리장치로서, 수신되는 광신호를 오버해드 데이터와 중계를 위한 데이터로 구분하고 전송을 위한 데이터를 증폭하며 오버해드 데이터를 전기적인 신호로 변환하여 역다중화하고 송신할 오버해드와 증폭된 데이터를 전송하는 광라인 증폭부와, 광라인 증폭부로부터 역다중화되어 수신된 데이터의 오버해드를 검출하기 위한 오더와이어부와, 광라인 증폭부와 접속하여 오버해더를 삽입하거나 또는 추출된 오버해더를 운용자에게 출력하기 위한 다중 접속부를 구비한 광재생 접속부와, 광재생 접속부와 접속하여 운용자와 접속하기 위한 범용 접속 제어부와, 운용자가 입력하는 명령의 변환을 통해 광전송장치로 입력하는 운용자 접속부로 구성되며, 광라인 증폭부는 오른쪽으로 전송되는 데이터를 증폭 및 오버해더를 추출하는 광라인 증폭부와 왼쪽으로 전송되는 데이터를 증폭 및 오버해더를 추출하는 광라인 증폭부로 구성되며, 각 광라인 증폭부는 이중화하여 구성하며, 오버해드의 광신호는 1310nm의 대역 또는 1510nm의 대역을 사용하고, 2M의 전송속도를 가짐을 특징으로 한다.

라. 발명의 중요한 용도

모든 광중계기에 사용할 수 있다.

Description

광중계기의 선로감시 오버해드 처리장치

본 발명은 전송장치의 오버해드 처리장치에 관한 것으로, 특히 광전송장치의 오버해드 처리장치에 관한 것이다.

통상적으로 전송장치는 교환기와 교환기간 또는 가입자와 교환기간 양방향으로 송수신되는 데이터의 중계기능을 수행한다. 이때 상기 전송장치에서 송수신되는 데이터는 현재 서비스되는 모든 종류의 데이터를 수용하게 된다. 현재까지 상기 전송장치를 통해 송수신되는 데이터의 주류는 음성 데이터와 텍스트 데이터가 가장 많은 양을 담당하고 있다. 그러나 정보화 사회로 진행하고 있는 현시점에서 사용자는 다양한 종류의 정보를 요구하게 되며, 이러한 요구에 따라 기존의 음성 데이터와 텍스트 데이터를 수용함은 물론 그래픽 데이터와 3차원 영상 데이터를 포함하는 동영상 데이터를 수용하는 방향으로 진행되고 있다. 이러한 시대적 흐름에 따라 중계장치에서도 고속의 데이터 처리를 요구하게 되었으며, 따라서 시분할 방식의 한계를 극복하기 위해 파장분할다중화 방식(WDM:Wavekength Division Multiplex)을 도입한 광전송장치가 활발히 개발되고 있다. 이러한 파장분할다중화 방식의 광전송장치에서 처리하는 데이터는 기가 바이트(GB/s)급의 데이터를 처리하게 되며, 10기가 바이트(GB/s)의 장비가 구체화되고 있으며, 40기가 바이트(GB/s)와 100기가 바이트(GB/s)의 전송장치도 개발중에 있다.

한편 종래의 전송장치는 송수신되는 데이터를 드롭(Drop)과 에드(Add)의 과정을 통한 분기결합 기능을 갖고 있다. 이러한 분기결합은 드롭시 3R(Reshiping, Retiming, Regeneration)기능을 통해 서비스 측면 또는 유지보수 측면에서 필요한 오버해드를 추출하거나 삽입하여 에드(Add)하게 된다. 그러나 상기와 같은 초고속 광전송장치에서 송수신되는 모든 데이터에 분기결합을 수행하여 3R기능을 수행할 경우 매우 비효율적이고, 비경제적이다. 왜냐하면 10기가의 전송속도를 갖는 전송장치에서 10기가의 모든 데이터를 분기결합할 경우 이러한 데이터의 처리가 기술적으로 매운 어렵고 전송되는 데이터의 시간적인 지연이 발생하게 되기 때문이다. 이러한 시간의 지연은 실시간을 요구하는 데이터의 경우 서비스의 질(QoS:Quality of Service)이 저하되는 문제가 초래된다. 따라서 국제전기통신연합(ITU-T)에서는 이러한 대용량 초고속 전송장치에 중계기 선로감시를 위해 파장분할 방식을 이용하여 오버해드의 삽입을 요구하며, 상기 오버해드를 DS1급(1.5M, 2M)의 전송속도와 1510+10nm의 파장을 권고하고 있다.

그러나 대부분의 전송장치 제조업체에서는 기술적인 제약에 따라 전송장치에 오버해드를 추출 및 삽입하기 위한 분기결합을 수행하고 있지 못하다. 이는 상기 국제전기통신연합에서 추천하고 있는 1510+10nm의 광 파장을 발생하는 소자를 제조하기 어렵기 때문이다. 그러나 일본은 1.5M의 파장분할다중화 방식을 적용한 전송장치를 제공하며. 루슨트사에서는 155M 파장분할다중화 방식을 적용한 전송장치를 제공하고 있다. 그러므로 상기한 제품 이외의 광전송장치는 국제연합에서 추천하고 있는 규격을 이용하여 선로의 유지보수를 수행할 수 없으며, 사용자에게 제공되는 정보도 제한된다. 뿐만 아니라 분기결합을 수행하지 못함으로 인해 중계기 선로의 감시가 어렵고, 전송품질의 열화상태등을 감시할 수 없는 문제가 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 초고속 광전송장치에서 선로의 유지보수 및 전송품질의 향상을 위해 분기결합을 통해 오버해드를 추출 및 삽입하기 위한 오버해드 처리장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 초고속 광전송장치에서 국제전기통신연합에서 제시한 DS1급을 수용하는 1310nm의 대역에서 동작하는 소자를 이용한 오버해드 처리장치를 제공함에 있다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 광전전송장치의 선로감시를 위한 오버해드 처리장치로서, 수신되는 광신호를 오버해드 데이터와 중계를 위한 데이터로 구분하고 상기 전송을 위한 데이터를 증폭하며 상기 오버해드 데이터를 전기적인 신호로 변환하여 역다중화하고 송신할 오버해드와 상기 증폭된 데이터를 전송하는 광라인 증폭부와, 상기 광라인 증폭부로부터 역다중화되어 수신된 데이터의 오버해드를 검출하기 위한 오더와이어부와, 상기 광라인 증폭부와 접속하여 오버해더를 삽입하거나 또는 추출된 오버해더를 운용자에게 출력하기 위한 다중 접속부를 구비한 광재생 접속부와, 상기 광재생 접속부와 접속하여 운용자와 접속하기 위한 범용 접속 제어부와, 운용자가 입력하는 명령의 변환을 통해 상기 광전송장치로 입력하는 운용자 접속부로 구성되며, 상기 광라인 증폭부는 오른쪽으로 전송되는 데이터를 증폭 및 오버해더를 추출하는 광라인 증폭부와 왼쪽으로 전송되는 데이터를 증폭 및 오버해더를 추출하는 광라인 증폭부로 구성되며, 상기 각 광라인 증폭부는 이중화하여 구성하며, 상기 오버해드의 광신호는 1310nm의 대역 또는 1510nm의 대역을 사용하고, 2M의 전송속도를 가짐을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 중계국에서 감시제어 구조도,

도 2는 도 1의 광수신 링크 접속부의 상세 블록 구성도,

도 3은 도 1의 광송신 링크 접속부의 상세 블록 구성도,

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 중계국의 감시제어 구조도이다. 이하의 설명에서 파장분할 방식의 광전송 신호를 10기가 바이트의 신호로 가정하여 설명한다. 감시제어 구조도의 구성을 살펴보면, 4개의 광라인 증폭부 10A, 10B, 10C, 10D와, 하나의 광재생 처리부 20과, 하나의 오더와이어부 30과, 범용접속 제어부 40과, 운용자와 접속을 수행하기 위한 MMI(Man Machine Interface) 50으로 구성된다. 상기 4개의 광라인 증폭부 10A, 10B, 10C, 10D는 모두 동일한 구성을 가지며, 오른쪽으로 데이터의 전송을 수행하는 하나의 쌍으로 구성된 광라인 증폭부 10A 및 10B와, 왼쪽으로 데이터의 전송을 수행하는 하나의 쌍으로 구성된 광라인 증폭부 10C 및 10D로 구성된다. 여기서 오른 쪽으로 데이터를 전송하는 장치와 왼쪽으로 데이터를 전송하는 장치가 쌍으로 구성된 것은 전송장치의 안정화를 위해 이중화하여 구성한 것이다. 따라서 각각 쌍으로 구비된 광라인 증폭부의 하나는 동작모드로 동작하며, 다른 하나는 대기모드로 동작한다.

그러면 상기 2쌍으로 구성된 상기 광라인 증폭부들중 대표로 상기 광라인 증폭부 10A의 구성 및 동작을 살펴본다. 상기 광라인 증폭부 10A의 수신 파장분할 접속부 11은 전송로를 통해 수신된 광신호의 파장분할을 수행하며, 중계될 광파장과 분기(Drop)될 광파장을 분리한다. 상기 수신 파장분할 접속부 11은 분할된 광파장중 중계될 광신호는 광 증폭부 12로 출력하고, 분기된 광파장은 광 수신부 14로 출력한다. 여기서 분기되는 광신호의 파장은 본 발명에서 사용되는 1310nm의 광파장을 이용한다. 그러나 광파장이 1310nm로 한정하는 것은 아니며, 이와 다른 1510nm의 광파장을 사용할 수도 있다. 본 발명에서 예시하는 1310nm의 파장을 사용하는 이유는 1310nm 파장의 소자를 구입하기가 가장 쉽기 때문이다. 상기한 1310nm 파장의 신호는 2048Mb/s의 전송 프레임으로 이루어지며, 상기 전송 프레임 내에는 192Kb/s의 감시채널과, 64Kb/s의 오더와이어 채널, 그리고 576Kb/s의 예비채널을 수용하는 구조를 갖는다. 상기 광수신 변환부 14는 분기되어 수신된 광신호를 전기적인 신호로 변환함과 동시에 클록을 재생하여 상기 광수신 변환부 14에서 변환된 전기적인 신호와 재생된 클록을 역다중화부 15로 출력한다. 상기 역다중화부 15는 수신된 상기 클록과 상기 전기적인 신호로부터 필요한 정보채널을 분리한다. 이때 채널의 분리는 상술한 바와 같이 192Kb/s의 감시채널과, 64Kb/s의 오더와이어 채널, 그리고 576Kb/s의 예비채널로 분리한다. 상기한 광수신 변환부 14와 상기 역다중화부 15는 광수신 링크 접속부 100이되며, 이는 간략화되어 도 1에 도시되었다. 이에 대한 상세한 구성 및 동작은 후술되는 도 2에서 설명한다. 상기 역다중화부 15는 이와 같이 분리된 채널의 데이터중 광 중계기의 감시제어에 필요한 데이터인 192Kb/s의 채널 데이터를 광재생 처리부 20으로 출력하며, 오더와이어에 필요한 64Kb/s의 데이터와 64Khz의 클록을 오더와이어부 30으로 출력한다. 또한 상기 역다중화부 15는 상태정보를 알리기 위한 8비트의 병렬 데이터를 제어 접속부 16을 통해 상기 광재생 처리부 20으로 출력한다. 따라서 상기 광수신 링크 접속부 100으로 드롭된 데이터는 전기적인 신호로 변환되며, 해당되는 블록으로 입력된다.

한편 광송신 링크 접합부200은 송신할 오버해더 데이터를 다중화 하여 광신호로 변환하여 출력한다. 이를 좀더 상세히 살펴보면, 감시를 위한 데이터와 오더와이어 데이터를 수신하여 상기한 2048Mb/S의 프레임을 구성하고, 송신 파장분할 접속부 13으로 출력한다. 그러면 상기 송신 파장분할 접속부 13은 상기 광증폭부 12에서 증폭된 10기가 광신호와 상기 광송신 링크 접합부 200으로부터 수신된 신호를 함께 전송한다. 이때 상기 광재생 처리부 20이 고장시에 2M의 감시 신호를 다중화하지 않고 그대로 송신하도록 구성한다. 또한 상기 제어 접속부 16은 상기 광라인 증폭부 10A의 전반적인 동작을 제어하며 2M의 감시제어용 채널에 대한 감시와 제어를 수행한다. 또한 상기 제어 접속부 16은 상기 광라인 증폭부 10A의 각부에 장애를 검출하여 장애 발생시 상기 광재생 처리부 20으로 출력하여 장애상태를 알리며, 상기 광재생 처리부 20으로부터 수신되는 제어신호를 상기 광라인 증폭부 10A의 각 부로 전달한다.

또한 광재생 처리부 20은 서로 다른 4개의 다중접속부를 구비하며, 다중접속부 22A는 광라인 증폭부 10A와 접속되며, 다중접속부 10B는 광라인 증폭부 22B와 접속되고, 다중접속부 10C는 광라인 증폭부 22C와 접속되며, 광라인 증폭부 10D는 광라인 증폭부 22D와 접속된다. 입출력 접속부 21은 각 광라인 증폭부들 10A, 10B, 10C, 10D의 제어 접속부와 연결되며, 범용접속부 제어부 40과 연결된다. 상기 범용접속 제어부 40은 운용자와 접속하기 위해 MMI(Man Machine Interface) 50과 연결되어 운용자의 명령을 범용접속 제어부 40으로 출력한다. 그러므로 상기 입출력 접속부 21은 범용접속 제어부 40으로부터 제어신호 수신시 각 광라인 증폭부로 제어신호를 출력한다.

도 2는 상기 도 1의 2Mhz 광수신 링크 접속부의 상세 블록 구성도이다. 이하 도 1 내지 도 2를 참조하여 광신호로 수신되는 오버해드의 처리과정을 상세히 설명한다. 먼저 수신 파장분할 접속부 11로부터 오버해드 데이터가 분리되어 수신되면 광수신부 101은 광신호를 전기적인 신호로 변환하여 디스크램블링부 102로 출력한다. 상기 디스크램블링부 102는 전기적인 신호로 변환된 데이터로부터 원신호를 재생한다. 이때 사용되는 디스크램블링부 102의회로에서 처리하는 것을 식으로 표시하면 하기 수학식 1과 같이 표시할 수 있다.

X¹⁵+ X¹⁴+ 1 = 0

상기 수학식 1에 의해 전기적인 신호로 변환된 데이터로부터 원신호가 재생되면 상기 디스크램블링부 102는 프레임 워드에 대한 데이터를 DS2181 103으로 출력하고, 데이터는 오버해드 역다중화부 110으로 출력한다. 상기 DS2181 103은 상기 디스크램블링부 102로부터 수신되는 디스크램블링된 데이터에서 G.704의 규격을 만족하는 프레임 워드를 감지한 후 유효한 8KHz와 2M 클록을 발생하도록 타임소스 104와 상기 오버해드 역다중화부 110으로 출력한다. 상기 DS2181 103에서 유효한 프레임 패턴은 ‘10011011’과 멀티프레임으로 구성되며, 세부 프레임의 형태는 G.704 규격을 따른다. 타임소스 104는 상기 DS2181 103으로부터 수신된 클록 제어신호와 2M PLL 108로부터 신호를 수신하여 2M클록과, 8KHz의 클록을 상기 오버해드 역다중화부 110으로 출력한다. 상기 오버해드 역다중화부 110은 상기 타임소스 104로부터 수신된 클록과 상기 스크램블링부 102로부터 수신된 데이터로부터 64Kbps의 2 채널과, 192Kbps의 2채널과, 576Kbps의 2채널을 역다중화한다. 여기서 사용되는 64Kbps의 경우 2개의 타합선 데이터와, 192Kbps의 2개의 채널중 하나의 채널은 DCC채널로 사용하고, 2개의 576Kbps는 예비로 사용한다. 상기 오버해드 역다중화부 110으로부터 역다중화된 데이터는 전송속도별로 64kbps의 데이터는 제1버퍼 105로 출력하며, 상기 192Kbps의 데이터는 제2버퍼 106로 출력하고, 상기 576kbps의 데이터는 제3버퍼 107로 출력한다. 따라서 상기 제1버퍼 105는 상기 도 1의 오더와이어부 30으로 출력한다. 상기 제1버퍼 105와 상기 제2버퍼 106과 상기 제3버퍼 107은 각각 FIFO(First In First Out)로 구성되며, 2M 링크의 역다중화시 발생하는 데이터의 동기가 어긋나는 것을 보상한다.

도 3은 상기 광송신링크 접속부의 상세 블록 구성도이다.

이하 도 3을 참조하여 상기 광송신 링크 접속부의 구성 및 동작을 상세히 설명한다.

먼저 제4버퍼 201과, 제5버퍼 202와, 제6버퍼 203을 구비하며, 상기 제4버퍼201은 64K 데이터를 수신하여 저장하며, 제5버퍼 202는 192K의 데이터를 수신하여 저장하며, 제6버퍼 203은 576K의 데이터를 수신하여 저장한다. 상기한 3 버퍼들은 입력되는 데이터를 다중화 할 경우 위상차를 보상하여 입력한다. 이러한 위상차의 보상은 피포(FIFO:First In First Out)를 이용하여 기록 및 저장하며, 클록에 동기되어 슬립이 발생하지 않도록 한다. 또한 상기 피포를 이용하므로 상기 각 버퍼들은 1/2은 기록된 상태이며, 1/2은 기록되지 않고 읽어가는 구조를 가진다. 즉, 하프 풀(Half Full) 구조를 가진다. 그리고 상기 오버해드 다중화부 210은 상기 각 퍼버들 201과, 202와, 203으로부터 수신된 데이터를 다중화하여 스크램블링부 207로 출력한다. 이를 상술하면, 64Kbps의 경우 타합선 데이터를 소정의 바이트로 삽입하며, 2채널의 576Kbps는 예비로 2채널의 192Kbps 중 한 채널은 DCC 채널로 사용한다. 이때 상기 오버해드 다중화부 210은 기준 클록에서 발생한 타이밍 소스를 사용하여 상기 각 버퍼들로부터 수신되는 데이터를 설정된 프레임 규격으로 다중화한다.

또한 2M PLL 204는 외부로부터 수신되는 8KHz의 클록을 수신하여 2M의 클록을 출력한다. 그러면 타임 소스 205는 수신된 2M 클록으로부터 상기 오버해드 닺우화부 210과 상기 프레임 발생부 206으로 출력한다. 따라서 상기 오버해드 다중화부 210은 상기 타임소스로부터 수신된 클록에 동기되어 데이터를 다중화한다. 또한 상기 프레임 발생부 206은 상기 타임소스 205로부터 수신되는 각종 타이밍을 이용하여 G.704에 권고된 표준을 만족하는 프레임 워드를 발생한다. 이대 프레임 패턴은 ‘10011011’과 멀티 프레임으로 구성된다. 또한 사용되는 2M 데이터의 프레임 규격은 ESF(Extended Super Frame) 방식을 사용하며, 오버해드의 프레임 데이터 규격들도 모두 상기 G.704의 규격에 따른다.

스크램블링부 207은 상기 오버해드 다중화부 210으로부터 수신된 다중화된 데이터와, 상기 프레임 발생부로부터 수신된 프레임 구조를 수신하여 데이터를 변환하여 출력한다. 이러한 스크램블링 회로는 광 송신기로 입력되는 연속적인 1 또는 0을 방지하기 위해 사용된다. 또한 여기서 사용되는 스크램블링 회로의 동작을 수학식으로 표시하면 하기 수학식 2와 같이 도시된다.

X¹⁵+ X¹⁴+ 1 = 0

상기 스크램블링 회로는 셀프 동기방식을 사용하며 초기 리셋 방식을 사용한다. 상기 스크램블링 회로에서 데이터의 변환이 이루어지면, 상기 변환된 데이터를 광 송신부 208로 출력한다. 그러면 상기 광 송신부 208은 스크램블링 되어 수신된 전기적인 신호를 광 신호로 변환하여 출력한다.

이러한 방법을 통해 타합선 신호와, 선로의 품질을 감시할 수 있는 각종 데이터 및 서비스를 위한 데이터를 송수신 할 수 있게 된다.

상술한 바와같이 초고속 광전송장치에서 국제전기통신연합에서 권고하는 규격에 부합하여 선로감시를 위한 오버해드를 추출 및 삽입하여 전송장치의 유지보수 및 서비스의 품질을 개선할 수 있는 잇점이 있다.

Claims (3)

1. 광전전송장치의 선로감시를 위한 오버해드 처리장치에 있어서,

   수신되는 광신호를 오버해드 데이터와 중계를 위한 데이터로 구분하고 상기 전송을 위한 데이터를 증폭하며 상기 오버해드 데이터를 전기적인 신호로 변환하여 역다중화하고 송신할 오버해드와 상기 증폭된 데이터를 전송하는 광라인 증폭부와,

   상기 광라인 증폭부로부터 역다중화되어 수신된 데이터의 오버해드를 검출하기 위한 오더와이어부와,

   상기 광라인 증폭부와 접속하여 오버해더를 삽입하거나 또는 추출된 오버해더를 운용자에게 출력하기 위한 다중 접속부를 구비한 광재생 접속부와,

   상기 광재생 접속부와 접속하여 운용자와 접속하기 위한 범용 접속 제어부와,

   운용자가 입력하는 명령의 변환을 통해 상기 광전송장치로 입력하는 운용자 접속부로 구성되며,

   상기 광라인 증폭부는 오른쪽으로 전송되는 데이터를 증폭 및 오버해더를 추출하는 광라인 증폭부와 왼쪽으로 전송되는 데이터를 증폭 및 오버해더를 추출하는 광라인 증폭부로 구성됨을 특징으로 하는 광중계기의 선로감시 오버해드 처리장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 오른쪽으로 전송되는 데이터를 증폭 및 오버해더를 추출하는 광라인 증폭부와 왼쪽으로 전송되는 데이터를 증폭 및 오버해더를 추출하는 광라인 증폭부가 이중화하여 구성됨을 특징으로 하는 광중계기의 선로 감시 오버해드 처리장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 오버해드의 광데이터가 1310nm의 또는 1510nm의 대역을 사용하여 2M의 전송속도를 가짐을 특징으로 하는 광중계기의 선로감시 오버해드 처리장치.