KR100318715B1

KR100318715B1 - 송신 채널 광 파워 모니터링 기능을 구비한 파장 분할 다중 광전송시스템

Info

Publication number: KR100318715B1
Application number: KR1019990018865A
Authority: KR
Inventors: 이강호; 조주철
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1999-05-25
Filing date: 1999-05-25
Publication date: 2001-12-28
Also published as: KR20000074732A

Abstract

본 발명은 파장 분할 다중방식을 채용한 광 전송시스템에서 송신 채널의 광 파워를 모니터링하여 각 유니트들의 이상유무를 판단함을 목적으로 한다. 이를 위해 본 발명은 복수개의 광 송신신호들 각각의 광 파워에 비례하는 광 신호를 전기적 신호 레벨로 변환하고 변환된 전기적 신호 레벨이 미리 설정된 임계범위내를 벗어날 경우 경보를 하는 모니터링부를 포함한다. 이러한 본 발명은 파장 분할 다중방식을 채용한 광 전송시스템의 송신 채널 광파워 모니터링에 이용한다.

Description

송신 채널 광 파워 모니터링 기능을 구비한 파장 분할 다중 광 전송시스템{WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING OPTICAL TRANSMISSION SYSTEM FOR MONITORING OPTICAL POWER OF OPTICAL TRANSMISSION CHANNEL}

본 발명은 파장 분할 다중(Wavelength Division Multiplexing: 이하 'WDM'이라 함)방식을 채용한 광 전송시스템에 관한 것으로, 특히 채널 유니트에서의 송신 채널 광 파워(optical power)를 모니터링(monitoring)하는 파장 분할 다중 광 전송시스템에 관한 것이다.

WDM 광 전송시스템은 복수개의 광 신호를 파장 다중화하여 전송하는 시스템이다. WDM 광 전송시스템은 단일 광섬유에 복수개의 광 신호들을 각각 서로 다른 파장으로 파장 분할 다중화시킴으로써 전송용량을 파장의 수만큼 증가시킬 수 있다.

통상적으로 WDM 광 전송시스템의 송신단은 채널 유니트(channel unit)라 칭한다. 채널 유니트는 SDH(Synchronous Digital Hierarchy)와 같은 다중화 계위에 따른 종속 장비로부터 수신된 광 신호인 광 송신신호를 WDM 채널로 파장 변환을 수행하는 역할을 한다. 이때 시스템의 전송 이상 유무를 확인하는 과정이 필요하다. 이를 위해 통상적으로 채널 유니트에서 송신되는 각 채널의 출력 광 파워를 광 파워 미터(meter)를 사용하여 측정함으로써 광 파워를 모니터링하여 왔었다.

도 1은 WDM 광 전송시스템의 광 전송시스템의 채널 유니트를 포함한 송신장치의 블록구성도를 보인 것으로, 복수개의 채널 유니트(100)와 파장 분할 다중화기(200)와 광 증폭기(210)를 구비한다. 채널유니트(100)는 광 수신 모듈(optic receiver module)(110)과 광 송신 모듈(optic transmitter module)(120)과 탭 커플러(tap coupler)(130)와 광 파워 미터(140)와 파장 검출기(150)를 구비한다. 그리고 파장 분할 다중화기(200)와 광 증폭기(210)는 탭 커플러(130)와 광 전송로(220) 사이에 위치된다.

SDH와 같은 다중화 계위에 따른 종속 장비로부터 전송되어온 광 신호는 광 수신 모듈(110)을 거쳐 전기적 신호인 데이터 및 클럭으로 복원된다. 상기 복원된데이터 및 클럭은 광 송신 모듈(120)에 의해 규정된 파장 분할 다중화 채널의 파장의 광 신호로 변환되어진후 탭 커플러(130)를 거쳐 파장 분할 다중화기(200)로 인가된다. 이와 같이 복수개의 채널 유니트(100)로부터 각각 출력되는 광 신호들은 파장 분할 다중화기(200)에 의해 파장 분할 다중화된다. 다중화된 광 신호는 광 증폭기(210)에서 전송 거리에 걱합하도록 광 증폭된후 광 전송로(220)를 통해 전송되게 된다.

상기한 탭 커플러(130)는 파장 분할 다중화기(200)로 인가되는 광 신호의 일부를 분기시켜 광 파워 미터(140) 및 파장 검출기(150)로 인가한다. 이때 분기 비율은 통상적으로 1% 혹은 5%가 된다. 분기 비율을 1%로 하는 경우에는 1:99 커플러가 사용되며, 분기 비율을 5%로 하는 경우에는 5:95 커플러가 사용되어 진다.

이러한 상태에서 운용자는 전송되는 각 채널의 출력 광 파워를 광 파워 미터(140)를 이용하여 모니터링하여 왔었다. 또한 운용자는 파장 검출기(150)를 이용하여 채널에 대한 파장의 이상 유무를 파악하여 정상인 채널의 개수를 확인하여 왔었다.

상기한 광 파워 미터(140)나 파장 검출기(150)는 모듈로 제작하여 사용하여 왔었다. 그러나 광 파워 미터(140)나 파장 검출기(150) 형태의 모듈은 고도의 광소자 제조 기술을 필요로 하며 그 제작 공정이 까다로운 광 소자와 A/D(Analog-to-Digital) 변환기 등의 소자를 사용한다. 이에따라 시스템의 크기가 커지게 된다. 또한 운영상에 있어서 운용자가 직접 광 파워 미터(140)나 파장 검출기(150)를 확인하여야만 함으로써 이상 발생시 운용자가 즉시 확인할 수 없어서 신속하게 대처할 수 없었다.

한편 광 증폭기(210)는 입력되는 파장의 개수, 즉 정상인 채널의 개수가 적으면 이득이 커지고, 채널의 개수가 많으면 이득이 작아진다. 이에따라 광 증폭기(210)의 이득은 정상인 채널 수의 개수에 대응되게 적절히 조절되어야 한다.

상술한 바와 같이 종래에는 송신 채널의 광 파워를 모니터링하기 위해 광 파워 미터나 파장 검출기 형태의 모듈을 제작하여 사용함에 따라 고도의 광소자 제조 기술을 필요로 하며 그 제작 공정이 까다로운 광 소자를 사용하여야 하는 단점이 있었으며, 그에따라 시스템의 크기가 커지게 되었었다. 그리고 운용자가 직접 광 파워 미터와 파장 검출기를 확인해야 하므로 이상상태 발생시 즉각적인 대처가 곤란하였었다. 또한 광 증폭기의 이득은 정상인 채널의 개수에 대응되게 적절히 조절되어야 한다.

따라서 본 발명의 목적은 광 파워 미터 및 파장 검출기를 사용치 않고 이상 유무를 신속히 알릴 수 있는 파장 분할 다중 광 전송시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 정상인 채널의 개수에 따라 광 증폭기의 이득을 자동으로 조절할 수 있는 파장 분할 다중 광 전송시스템을 제공함에 있다.

도 1은 통상적인 파장 분할 다중 광 전송시스템의 채널 유니트를 포함한 송신장치의 블록구성도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광 파워를 모니터링하기 위한 채널 유니트를 포함한 송신장치의 블록 구성도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도 2의 제1,2 경보 표시부(440,450) 각각의 구체회로도.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 복수개의 광 송신신호들 각각의 광파워에 비례하는 광 신호를 전기적 신호 레벨로 변환하고 변환된 전기적 신호 레벨이 미리 설정된 임계범위내를 벗어날 경우 경보를 하는 모니터링부를 포함함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 구체적인 회로 구성과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로, 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광 파워를 모니터링하기 위한 채널 유니트를 포함한 송신장치의 블록 구성도를 보인 것이다. 도 2에 보인 채널 유니트(300)는 전술한 도 1의 채널 유니트(100)에서 광 파워 미터(140) 및 파장 검출기(150)를 사용치 않는 대신, 포토 다이오드(photo diode)(410)와 제1,제2비교기(420,430)와 제1,제2경보 표시부(440,450) 및 논리합 게이트(OR gate)(460)로 구성하는 모니터링부(400)를 추가하고, 탭 커플러(130) 대신에 탭 커플러(310)를 사용하여 구성한 것이다.

상기 도 2에서 광 송신 모듈(120)로부터 탭 커플러(310)를 거쳐 파장 분할 다중화기(200)로 출력되는 광 신호중 일부가 탭 커플러(310)에 의해 일정 비율만큼 분기되어 모니터링부(400)의 포토 다이오드(410)에 인가된다. 이때 탭 커플러(310)에 의해 분기되는 비율은 전술한 바와 같이 예를 들어 1% 혹은 5%가 된다. 포토 다이오드(410)에 인가된 광 신호는 그 광 파워에 대응하는 전기적 신호 레벨의 검출전압으로 변환된다. 이와 같이 변환되어진 검출전압은 제1,제2비교기(420,430)에 공통으로 인가되어 미리 설정된 최대 임계레벨 Vref1과 최소 임계레벨 Vref2의 임계범위와 비교되고, 임계범위를 벗어날 경우에는 제1,제2경보 표시부(440,450)를 통해 경보 상태가 표시된다.

상기 임계범위에서 최대 임계레벨 Vref1은 제1비교기(420)에 제공되고 최소 임계레벨 Vref2는 제2비교기(430)에 제공된다. 그리고 최대 임계레벨 Vref1은 광 송신 모듈(120)의 출력 광 신호에 광 수신 모듈(110)로부터의 데이터가 실리지 않은 경우에 검출되는 값에 근거하여 설정해 놓는다. 이는 광 수신 모듈(110)로부터 데이터가 전송되는 경우에는 광 파워가 2∼3㏈m 정도 줄어든다는 점에 근거한 것이다. 만일 전송 데이터가 정상적으로 입력되고 있다면 포토 다이오드(410)에 의해 검출되는 검출전압은 최대 임계레벨 Vref1보다 작게 되고, 전송 데이터가 입력되지 않는다면 포토 다이오드(410)에 의해 검출되는 검출전압은 최대 임계레벨 Vref1 이상이 된다. 그러므로 포토 다이오드(410)의 검출전압과 최대 임계레벨 Vref1을 비교하는 제1비교기(420)에 의해 광 수신 모듈(110)에 전송 데이터가 정상적으로 입력되고 있는지 여부를 확인할 수 있게 된다.

그리고 상기 임계범위에서 최소 임계레벨 Vref2는 광 송신 모듈(120)의 출력 광 신호에 광 수신 모듈(110)로부터 입력되는 데이타만 실리는 경우에 검출되는 값에 근거하여 설정해 놓는다. 광 송신 모듈(120)의 출력 광 신호에 광 수신 모듈(110)로부터 입력되는 데이타만 실리는 경우는 광 송신 모듈(120)의 고장으로인해 자체의 광 파워가 없게 되는 경우이다. 만일 광 송신 모듈(120)이 정상이라면 포토 다이오드(410)에 의해 검출되는 검출전압은 최소 임계레벨 Vref2 이상이 되고, 광 송신 모듈(120) 자체의 파워가 없다면 포토 다이오드(410)에 의해 검출되는 검출전압은 최소 임계레벨 Vref2보다 작게 된다. 그러므로 포토 다이오드(410)의 검출전압과 최소 임계레벨 Vref2을 비교하는 제2비교기(430)에 의해 광 송신 모듈(120)의 이상 유무를 확인할 수 있게 된다.

그러므로 탭 커플러(310)에서 분기되는 광 신호의 광 파워 세기가 최대 임계레벨 Vref1과 최소 임계레벨 Vref2 사이, 즉 임계범위내일 경우에는 해당 채널 유니트는 정상으로 동작하는 상태이고, 이와 달리 임계범위를 벗어날 경우에는 이상이 있는 상태이다. 이하에의 설명에서 예를 들어 제1비교기(420)는 포토 다이오드(410)의 검출전압이 최대 임계레벨 Vref1보다 작으면 논리 '로우'를 출력하고 최대 임계레벨 Vref1 이상이면 논리 '하이'의 에러 검출신호를 발생하며, 제2비교기(430)는 포토 다이오드(410)의 검출전압이 최소 임계레벨 Vref2 이상이면 논리 '로우'를 출력하고 최소 임계레벨 Vref2보다 작으면 논리 '하이'의 에러 검출신호를 발생하는 것으로 가정한다. 그리고 제1비교기(420)에서 출력되는 에러 검출신호를 '제1에러 검출신호'라 칭하고, 제2비교기(430)에서 출력되는 에러 검출신호를 '제2에러 검출신호'라 칭한다.

상기한 바와 같은 제1,제2비교기(420,430)의 출력 신호는 제1,제2경보 표시부(440,450)에 각각 인가되는 동시에 논리합 게이트(460)에 공통으로 인가된다. 제1경보 표시부(440)는 제1비교기(420)에서 제1에러 검출신호가 발생되는 것에 응답하여 제1송신 광 파워 경보상태를 표시하고, 제2경보 표시부(450)는 제2비교기(430)에서 제2에러 검출신호가 발생되는 것에 응답하여 제2송신 광 파워 경보상태를 표시한다. 상기 제1송신 광 파워 경보상태는 광 수신 모듈(110)에 전송 데이터가 정상적으로 입력되지 않는 상태임을 나타내는 것이고, 제2송신 광 파워 경보상태는 광 송신 모듈(120)의 이상 상태임을 나타내는 것이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 상기한 도 2의 제1,제2경보 표시부(440,450) 각각의 구체회로도를 보인 것으로, 제1,제2경보 표시부(440,450)가 서로 동일하게 발광 다이오드(LED1)와 NPN형 트랜지스터(Q1)와 저항(R1)으로 구성한다. 다만 제1경보 표시부(440)인 경우에는 트랜지스터(Q1)의 베이스단자가 제1비교기(420)의 출력단에 접속되고, 제2경보 표시부(450)인 경우에는 트랜지스터(Q1)의 베이스단자가 제2비교기(430)의 출력단에 접속된다. 그리고 트랜지스터(Q1)의 콜렉터단자는 저항(R1)을 통해 전원 전압 Vcc에 접속되고, 트랜지스터(Q1)의 에미터단자는 발광 다이오드(LED1)의 애노드단자에 접속되며, 발광 다이오드(LED1)의 캐소드단자는 접지된다.

그러므로 제1비교기(420) 또는 제2비교기(430)의 출력이 논리 '로우'인 경우에는 트랜지스터(Q1)가 '오프'됨으로써 발광 다이오드(LED1)는 소등되고, 제1비교기(420) 또는 제2비교기(430)의 출력이 논리 '하이'인 제1에러 검출신호 또는 제2에러 검출신호인 경우에는 트랜지스터(Q1)가 '오프'됨으로써 발광 다이오드(LED1)는 점등된다.

만일 송신 채널의 광 파워가 정상적이라면, 포토 다이오드(410)에 의해 검출되는 검출전압 레벨은 임계범위내이기 때문에 제1,제2경보 표시부(440,450)는 경보상태를 표시하지 않게 된다. 그러나 광 수신 모듈(110)에 전송 데이터가 정상적으로 입력되지 않게 되면 제1에러 검출신호에 의해 제1경보 표시부(440)이 동작되며, 광 송신 모듈(120)의 이상 상태가 발생하면 제2에러 검출신호에 의해 제2경보 표시부(450)이 동작되어 운용자에게 즉각적으로 이상 상태를 알릴 수 있게 된다.

결과적으로 본 발명은 채널 유니트(300)의 동작상태를 운용자가 확인할 수 있도록 시각적으로 표시한다. 이에 따라 전술한 광 파워 미터(140와 같은 별도의 계측기를 사용하여 확인해 보지 않고서도 이상 동작을 즉시 발견하고 신속히 조치를 취할 수 있게 된다.

한편 채널 유니트(300)가 정상이면 해당 채널 유니트의 제1,제2비교기(420,430)의 출력이 모두 논리 '로우'이므로 논리합 게이트(460)의 출력도 논리 '로우'가 된다. 그러나 채널 유니트(300)가 이상이 발생한 경우, 즉 해당 채널 유니트의 제1,제2비교기(420,430)에서 논리 '하이'의 제1에러 검출신호 또는 제2에러 검출신호가 발생되면, 논리합 게이트(460)의 출력도 논리 '하이'로 된다. 이러한 경우는 이상이 발생한 에러 상태이므로 논리합 게이트(460)의 출력 논리 '하이'는 에러 데이터가 된다. 이러한 논리합 게이트(460)의 출력은 광 증폭 제어부(230)에 인가된다. 광 증폭 제어부(230)는 복수개의 채널 유니트(300) 각각의 모니터링부(400)로부터의 에러 데이터의 개수에 따라 광 증폭기(210)의 이득을 제어한다. 이때 광 증폭 제어부(230)는 에러 데이터의 개수가 적을 수록 광 증폭기(210)의 이득을 크게 조절하고 에러 데이터의 개수가 많을 수록 광증폭기(210)의 이득을 작게 조절한다. 이에따라 즉, 정상인 채널의 개수가 적을 수록 광 증폭기(210)의 이득이 작게 조절되고 정상인 채널의 개수가 많을 수록 광 증폭기(210)의 이득을 크게 조절된다. 그러므로 광 증폭기(210)의 이득은 정상인 채널 수의 개수에 대응되게 자동으로 조절된다.

한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나. 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 특히 도 3의 제1,제2비교기(420,430) 및 제1,제2경보 표시부(440,450)는 얼마든지 다르게 구성할 수 있다. 경보 표시 방식에 있어서도 발광 다이오드 대신에 LCD(Liquid Crystal Display)와 같은 표시장치를 사용하여 캐릭터(character)나 그래픽으로 표시할 수도 있을 것이다. 따라서 설명의 범위는 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정하여져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 송신 채널 광 파워를 모니터링하여 운용자가 확인할 수 있도록 시각적으로 표시함으로써, 광 파워 미터나 파장 검출기와 같은 별도의 모듈 또는 계측기를 사용하여 확인해 보지 않고서도 이상 동작을 조기에 발견하고 신속히 조치를 취할 수 있는 이점이 있다. 또한 정상인 채널의 개수에 따라 광 증폭기의 이득을 자동으로 조절할 수 있게 된다.

Claims

각각 다른 파장의 복수개의 광 송신신호들을 입력하여 다중화된 광 송신신호를 출력하는 파장 분할 다중화기와, 상기 다중화된 광 송신신호를 증폭하는 광 증폭기를 포함하는 파장 분할 다중 광 전송시스템에 있어서,

상기 복수개의 광 송신신호들 각각의 광 파워에 비례하는 광 신호를 전기적 신호 레벨로 변환하고 상기 변환된 전기적 신호 레벨이 미리 설정된 임계범위내를 벗어날 경우 각각 에러 데이터를 발생시키는 복수개의 모니터링부와,

상기 복수개의 모니터링부로부터의 상기 에러 데이터의 개수에 따라 상기 광 증폭기의 이득을 제어하는 광 증폭기 제어부를 구비함을 특징으로 하는 파장 분할 다중 광 전송시스템.