KR100333954B1 - The Mehod and Apparatus of Dual Operation and Fault Detection in Optical Network Using Single Core - Google Patents

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KR100333954B1 KR1020000024990A KR20000024990A KR100333954B1 KR 100333954 B1 KR100333954 B1 KR 100333954B1 KR 1020000024990 A KR1020000024990 A KR 1020000024990A KR 20000024990 A KR20000024990 A KR 20000024990A KR 100333954 B1 KR100333954 B1 KR 100333954B1
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윤행순
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이종훈
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Abstract

본 발명은 단일코어를 이용한 광통신망 이중화와 고장감시방법 및 그 장치에 관한 것으로, 광선로에 구성되어 제 1송신단(Tx1)으로부터 수신된 신호를 소정의 비율로 전송하는 제 1방향성 결합기(DC1); 광송신기(12)에서 수신된 신호를 동일의 비율로 전송하거나 수신된 신호를 광수신기로 전송하는 제 2방향성 결합기(DC2); 광선로에 구성되어 제 1방향성 결합기(DC1) 및 제 2방향성 결합기(DC2)로부터 수신된 신호를 광선로로 바이패스시키거나 제 1수신단(Rx1)으로 전송하는 제 3방향성 결합기(DC3); 레이저 다이오드로 광신호를 송신하는 광송신기(12) 및 포토 다이오드로 광신호를 수신하는 광수신기(14)가 포함되어 입력되는 프레임의 주소를 해독하여 명령신호를 출력하는 선로통신 단말기(10)와, 직렬로 연결된 복수의 선로통신 단말기(10a-10f)에 폴링신호를 송신하는 제 1 및 제 2송신단(Tx1, Tx2)으로 구성된 주 송수신기와 선로통신 단말기의 응답프레임을 수신하는 제 1 및 제 2수신단(Rx1, Rx2)으로 구성된 부 송수신기가 포함된 중앙제어장치(30)로 이루어져 단일코어를 사용하고 2종류의 광커플러를 사용하여 저비용으로 이중화, 고장구간의 파급방지, 고장구간의 검출 및 고장원인의 분석 등의 기능을 수행하도록 설계한 것이다.The present invention relates to an optical communication network redundancy and failure monitoring method using a single core and an apparatus thereof, comprising: a first directional coupler (DC1) configured to transmit a signal received from a first transmitting end (Tx1) at a predetermined rate; A second directional coupler (DC2) which transmits the signal received at the optical transmitter 12 at the same rate or transmits the received signal to the optical receiver; A third directional coupler (DC3) configured in the optical path to bypass the signal received from the first directional coupler (DC1) and the second directional coupler (DC2) to the optical path or transmit it to the first receiver (Rx1); An optical transmitter 12 for transmitting an optical signal to a laser diode and an optical receiver 14 for receiving an optical signal with a photodiode, including a line communication terminal 10 for decoding an address of an input frame and outputting a command signal; First and second receiving the response frame of the main transceiver and the line communication terminal consisting of the first and second transmitting terminals (Tx1, Tx2) for transmitting a polling signal to a plurality of line communication terminals (10a-10f) connected in series Consists of a central control unit 30 including a sub-receiver consisting of receivers Rx1 and Rx2, using a single core and using two types of optocouplers at low cost, redundancy, prevention of ripples, detection and failure It is designed to perform functions such as cause analysis.

Description

단일코어를 이용한 광통신망 이중화와 고장감시방법 및 그 장치{The Mehod and Apparatus of Dual Operation and Fault Detection in Optical Network Using Single Core}Optical communication network redundancy and fault monitoring method using a single core and its device {The Mehod and Apparatus of Dual Operation and Fault Detection in Optical Network Using Single Core}

본 발명은 단일코어를 이용한 광통신망 이중화와 고장감시방법 및 그 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 특고압(예로, 22.9kV) 배전계통에서 배전 자동화 시스템의 통신망을 경제적으로 구성하여 통신상의 장애 및 원인을 규명하고, 단일코어로 이중화 기능을 수행하며, 한 노드의 고장이 전체 네트워크에 파생되지 않도록 하고, 배전 자동화 시스템뿐만 아니라 실시간 및 지속적인 통신이 요구되는 중요 설비에 통신망으로써 기능을 할 수 있도록 한 단일코어를 이용한 광통신망 이중화와 고장감시방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an optical communication network redundancy and failure monitoring method using a single core, and more particularly, to an economical configuration of a communication network of a distribution automation system in a special high voltage (for example, 22.9 kV) distribution system. Identify the causes, perform redundancy with a single core, ensure that a node failure does not lead to the entire network, and serve as a communication network for critical installations that require real-time and continuous communication, as well as distribution automation systems. The present invention relates to an optical communication network redundancy and failure monitoring method using a single core and a device thereof.

통신설비는 주 장치와 감시 및 제어의 대상이 되는 선로통신 단말기(Feeder Remote Unit; FRU}로 구분되고, 이것들을 연결하는 통신선로로 구성된다. 통신선로는 주 장치와 선로통신 단말기 사이의 신호를 전송하는 매개체로 통신선로의 신뢰도는 전체 시스템의 신뢰성과 직접적으로 연관된다.The communication equipment is divided into a main unit and a feeder remote unit (FRU) to be monitored and controlled, and is composed of a communication line connecting them. The reliability of the communication line as a transmission medium is directly related to the reliability of the whole system.

종래에 배전 자동화 시스템에 사용되는 기존의 통신선로는 페어케이블을 사용하였고, 이중화 선로로도 구성되어 있지 않았다. 또한, 기존의 광통신 시스템에서는 주요 시스템에 한하여 주 장치와 선로통신 단말기 사이에 물리적으로 이중화 선로를 구성하여 통신선로의 신뢰성을 도모하였다.Conventional communication lines used in distribution automation systems have conventionally used pair cables, and are not configured with redundant lines. In addition, in the existing optical communication system, only the main system has a physically redundant line between the main device and the line communication terminal to improve the reliability of the communication line.

이러한 종래기술로, 특허출원 제 95-41675호(링형망을 구성하는 전송장치의 감시방법)은 이중화 선로(링)를 구성하여 링크에 이상을 발견하는 방법이고, 특허출원 제96-4844호(광커플러를 이용한 광통신시스템)은 광커플러를 사용하여 통신국 중에서 하나의 국에서 장애가 발생하면 그 영향이 시스템 전체에 파급되지 않게 하는 방법이다.With this prior art, patent application No. 95-41675 (monitoring method of a transmission device constituting a ring network) is a method of finding an abnormality in a link by forming a redundant line (ring), and patent application No. 96-4844 ( The optical communication system using an optical coupler is a method of using an optical coupler to prevent the effect of spreading to the entire system when a failure occurs in one of the communication stations.

이와 같이 종래에 사용되는 이중화된 광통신시스템은 물리적으로 이중화 선로를 포설하여 이중화를 구현하였다. 이로 인하여 예비회선 1코어의 낭비가 항상 수반된다. 또한, 통신선로가 멀티드롭으로 구성될 경우에 한 노드에서 장애가 발생되면 전체 시스템이 마비되는 현상이 발생하는 문제가 있었다.As described above, the redundant optical communication system used in the related art physically installs a redundant line to implement redundancy. As a result, waste of one core of the reserve line is always involved. In addition, when a communication line is configured as a multi-drop, if a failure occurs in one node, the entire system is paralyzed.

즉 이중 코어를 이용하여 고장구간 검출을 하거나 수동소자의 광커플러를 이용하여 전체 네트워크에 영향을 주지 않는 방식으로 그 기능이 미비하였다.In other words, its function was insufficient in the way of detecting the fault section by using the dual core or by using the optocoupler of the passive element without affecting the entire network.

또한, 종래의 배전 자동화 네트워크 운용에서는 선로의 고장이발생하면 어디에서 고장이 발생하였는지도 모르고, 고장이 발생하였다는 것을 인식하더라도 선로통신 단말기의 문제인지 아니면 선로의 문제인지를 정확하게 구별할 수 없었다.In addition, in the conventional distribution automation network operation, if a failure occurs in a line, it may not know where the failure occurred, and even if it is recognized that the failure occurs, it may not be accurately distinguished whether it is a problem of a line communication terminal or a problem of a line.

또한, 전력공급 신뢰도에 대한 수용가의 요구수준이 증대됨에 따라 배전 자동화 시스템의 신뢰성도 향상되어야 하므로, 배전 자동화용 통신선로로써 광네트워크가 가장 신뢰성이 있는 것으로 알려져 있지만, 구체적인 운용방법이나 정량적인 설계는 제시된 적이 없다.In addition, the reliability of the distribution automation system should be improved as the demand level of the customer for the power supply reliability is increased. Therefore, the optical network is known as the most reliable communication line for the distribution automation system. Never presented.

본 발명은 단일의 코어를 이용하여 광네트워크를 이중화하여 운용하고, 고장구간을 실시간을 통해 감시 및 고장원인 판단이 가능하며, 한 노드의 고장이 전체 선로에 파급되지 않는 네트워크를 구성하고, 단일 링을 운용하면서 고장 구간 및 고장원인을 실시간으로 알아낼 수 있어야 하며, 두 군데 이상의 링크 절단이 있어도 건전구간에는 통신이 가능토록 하기 위한 단일코어를 이용한 광통신망 이중화와 고장감시방법을 제공하기 위한 것이 목적이다.The present invention can dually operate the optical network using a single core, and can monitor the failure section in real time and determine the cause of the failure, constitute a network in which the failure of one node does not spread to the entire line, and a single ring It is to provide an optical communication network redundancy and fault monitoring method using a single core to enable communication in the health section even if there are two or more link breaks in real time. .

또한, 본 발명은 단일코어를 이용한 이중화 운용을 구현하기 위하여 99:1 및 50:50의 분배비율을 갖는 두 가지 종류의 광커플러를 사용하였고, 광송수신기에서 양방향으로 신호를 송출하도록 하여 한 쪽 방향의 선로가 고장이 발생해도 다른 쪽 방향으로 신호가 유입될 수 있도록 링형태의 망구성은 설계하였으며, 한 노드의 고장이 전체 네트워크에 파급되지 않게 하기 위하여 바이패스 기능을 갖도록 광커플러 네트워크를 구성하였고, 고장구간 및 고장원인을 검출하기 위하여 신호의 방향을 고려한 고장구간 및 고장원인 검출 알고리즘을 개발하여 중앙시스템에 탑재한 것이다.In addition, the present invention uses two types of optical couplers having a distribution ratio of 99: 1 and 50:50 in order to implement a redundant operation using a single core, and transmits signals in both directions from the optical transceiver The ring-shaped network configuration is designed so that the signal flows in the other direction even if the line fails, and the optocoupler network is configured to have a bypass function so that the failure of one node does not spread to the entire network. In order to detect the fault section and cause, the fault section and cause detection algorithm considering the signal direction was developed and installed in the central system.

또한, 본 발명은 단일코어를 사용하고 2종류의 광커플러를 사용하여 저비용으로 이중화, 고장구간 파급방지, 고장구간 검출 및 고장원인 분석 등의 기능을 수행할 수 있는 단일코어를 이용한 광통신망 이중화와 고장감시장치를 제공하기 위한 것이 목적이다.In addition, the present invention uses a single core and two types of optical coupler and the optical communication network redundancy using a single core that can perform functions such as redundancy, failure section spread prevention, failure section detection and failure cause analysis at low cost The purpose is to provide fault tolerance.

도 1은 본 발명에 따른 광선로와 선로통신 단말기의 연결 구성도,1 is a configuration diagram of a connection between the optical path and the line communication terminal according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 신호의 송수신 및 고장발생 가능장소를 나타낸 예시도,2 is an exemplary view showing a place where a signal can be transmitted and received and a fault occurs according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 고장 발생지점의 신호수신을 나타낸 도표,3 is a diagram illustrating a signal reception at a failure occurrence point according to the present invention;

도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 데이터의 흐름을 나타낸 설명도,4A to 4D are explanatory diagrams showing the flow of data according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 네트워크 운용처리에 관한 알고리즘,5 is an algorithm related to network operation processing according to the present invention;

도 6은 본 발명에 따른 네트워크 운용처리에 관한 흐름도.6 is a flowchart of a network operation process according to the present invention.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣♣ Explanation of symbols for the main parts of the drawing ♣

10, 10a-10f: 선로통신 단말기 12: 광송신기10, 10a-10f: line communication terminal 12: optical transmitter

14: 광수신기 20-22: 방향성 결합기14: optical receiver 20-22: directional coupler

30: 중앙제어장치30: central control unit

이러한 목적을 달성하기 위하여, 제 1송신단으로부터 명령을 송출하는 단계와, 제 1수신단에서 명령이 수신되는 지를 판단하는 단계와, 명령이 수신되었다면 제 1수신단에서 데이터를 수신하였는 지를 판단하는 단계와, 제 1수신단에서 데이터를 수신하였을 경우에는 정상상태로 운용되고, 데이터의 수신이 이루어지지 않았을 경우에는 제 2수신단에서 데이터를 수신하였는 지를 판단하는 단계와, 제 2수신단에서 데이터를 수신하였을 경우에는 제 2폴트상태로 운용되고, 데이터의 수신이 이루어지지 않았을 경우에는 제 2송신단으로부터 명령을 송출하는 단계와, 제 2수신단에서 제 2송신단의 명령을 수신하였는 지를 판단하는 단계와, 제 2수신단에서 데이터를 수신하였는 지를 판단하여 수신하였을 경우에는 선로통신 단말기의 불량상태로 운용되는 단계와, 제 2수신단에서 제 2송신단으로부터 명령 또는 데이터를 수신하지 못하였을 경우에 제 1수신단에서 데이터를 수신하였는지를 판단하고, 수신되었다면 제 1폴트상태로 운용되며, 수신되지 않았다면 제 3폴트상태로 운용되는 단계를 수행하는 단일코어를 이용한 광통신망 이중화와 고장감시방법을 제공한다.In order to achieve this object, the step of sending a command from the first transmitting end, determining whether a command is received at the first receiving end, and if the command is received, determining whether data has been received at the first receiving end, When data is received from the first receiver, the controller operates in a normal state. If data is not received, determining whether the data is received from the second receiver, and if the data is received from the second receiver, Operating in a two-fault state and not receiving data, sending a command from the second transmitter, determining whether the second receiver has received a command from the second transmitter, and receiving data from the second receiver. If it is received by determining whether it has received the If the second receiver does not receive the command or data from the second transmitter, it judges whether the first receiver has received the data, and if so, operates in the first fault state, and if not, returns to the third fault state. An optical communication network redundancy and fault monitoring method using a single core performing a step that is operated is provided.

또한, 본 발명은 광선로에 구성되어 제 1송신단으로부터 수신된 신호를 소정의 비율로 전송하는 제 1방향성 결합기; 광송신기에서 수신된 신호를 동일의 비율로 전송하거나 수신된 신호를 광수신기로 전송하는 제 2방향성 결합기; 광선로에 구성되어 제 1방향성 결합기 및 제 2방향성 결합기로부터 수신된 신호를 광선로로 바이패스시키거나 제 1수신단으로 전송하는 제 3방향성 결합기; 레이저 다이오드로 광신호를 송신하는 광송신기 및 포토 다이오드로 광신호를 수신하는 광수신기가 포함되어 입력되는 프레임의 주소를 해독하여 명령신호를 출력하는 선로통신 단말기와, 직렬로 연결된 복수의 선로통신 단말기에 폴링신호를 송신하는 제 1 및 제 2송신단으로 구성된 주 송수신기와 선로통신 단말기의 응답프레임을 수신하는 제 1 및 제 2수신단으로 구성된 부 송수신기가 포함된 중앙제어장치로 이루어진 단일코어를 이용한 광통신망 이중화와 고장감시장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.In addition, the present invention comprises: a first directional coupler configured to transmit a signal received from a first transmitting end at a predetermined rate in a light path; A second directional coupler for transmitting the signal received at the optical transmitter at the same rate or for transmitting the received signal to the optical receiver; A third directional coupler configured in the optical path to bypass the signal received from the first directional coupler and the second directional coupler to the optical path or to transmit the signal to the first receiver; An optical transmitter for transmitting an optical signal to a laser diode and an optical receiver for receiving an optical signal with a photodiode include a line communication terminal for decoding an address of an input frame and outputting a command signal, and a plurality of line communication terminals connected in series. Optical communication network using a single core consisting of a central control unit including a main transceiver comprising a first transceiver and a second transmitter to transmit a polling signal and a sub transceiver configured to receive a response frame of a line communication terminal. This can be achieved by providing redundancy and fault tolerance.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 관하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 광선로와 선로통신 단말기의 연결방안으로, 통신노드는 복수의 방향성 결합기(Directional Coupler)(DC1-DC3), 광송신기(12) 및 광수신기(14)로 구성된다. 선로통신 단말기(10)는 광선로와의 연결을 위하여 각각 레이저 다이오드-광송신기-광수신기를 내장하고 있다. 접속형태는 멀티드롭형태의 수동 접속을 이용한다.Figure 1 is a connection between the optical line and the line communication terminal according to the present invention, the communication node is composed of a plurality of directional coupler (Directional Coupler) (DC1-DC3), the optical transmitter 12 and the optical receiver 14. The line communication terminal 10 has a laser diode, an optical transmitter, and an optical receiver, respectively, for connection with an optical path. The connection type uses a multidrop type passive connection.

버스 구조에서의 단점인 특정 노드 하나의 문제로 인하여 전체 버스가 작동되지 않는 점을 개선하기 위하여 수동 접속형태를 사용함으로써, 각 노드에 문제가 발생하였을 때에도 바이패스가 가능하여 한 노드의 고장이 전체 네트워크에 영향을 미치지 않도록 구성하였다.Passive connection is used to improve the entire bus not working due to a problem of one node, which is a disadvantage of the bus structure. Bypass is possible even when a problem occurs in each node, so that the failure of one node It is configured not to affect the network.

또한, 선로통신 단말기(10)의 설치범위가 광범위하고, 수용기기 수가 많다면 광네트워크의 손실특성(각 연결소자를 지나면서 발생하는 손실)을 고려하여 규모에 따라 다중링으로도 구성할 수 있다.In addition, if the installation range of the line communication terminal 10 is wide and the number of receiving devices is large, multiple rings may be configured according to the size in consideration of the loss characteristics of the optical network (loss occurring through each connection element). .

제 1방향성 결합기(DC1)에서 제 1송신단(Tx1)으로부터 신호를 전송받으면 그 신호는 제 2방향성 결합기(DC2)와 제 3방향성 결합기(DC3)로 1:99 비율로 전송된다. 즉 제 2방향성 결합기(DC2)로 1%, 제 3방향성 결합기(DC3)로 99%의 출력이 나가게 된다. 제 3방향성 결합기(DC3)는 신호를 바이패스시키고, 제 2방향성 결합기(DC2)는 신호를 광수신기(14)로 보내준다.When the first directional coupler DC1 receives a signal from the first transmitting end Tx1, the signal is transmitted to the second directional coupler DC2 and the third directional coupler DC3 in a 1:99 ratio. That is, output of 1% to the second directional coupler DC2 and 99% to the third directional coupler DC3. The third directional coupler DC3 bypasses the signal and the second directional coupler DC2 sends the signal to the optical receiver 14.

선로통신 단말기(10)는 프레임의 주소를 해독하여 자신의 주소가 아니면 프레임을 폐기시키고, 자신의 주소이면 해당하는 명령을 수행하고, 광송신기(12)를 통하여 제 2방향성 결합기(DC2)로 보내준다. 제 2방향성 결합기(DC2)는 받은 신호를 제 1방향성 결합기(DC1)과 제 3방향성 결합기(DC3)에 50:50의 비율로 보내어각각 양방향으로 신호를 송신한다. 네트워크 설계때에 수용 가능한 용량을 고려하여 출력레벨을 올리거나 구간(Ring)을 세분화하는 방법으로 적정의 신호 수신레벨을 유지할 수 있다.The line communication terminal 10 decodes the address of the frame, discards the frame if it is not its own address, performs a corresponding command if it is its address, and sends it to the second directional coupler DC2 through the optical transmitter 12. give. The second directional coupler DC2 transmits the received signal to the first directional coupler DC1 and the third directional coupler DC3 at a ratio of 50:50 and transmits the signals in both directions. When designing the network, it is possible to maintain an appropriate signal reception level by increasing the output level or subdividing the ring by taking into consideration the available capacity.

본 발명에서 제안하는 광네트워크는 단일의 링으로 구성되어 있지만, 이중 버스구조로 운용한다. 평상시의 운용은 제 1송신단(Tx1)과 제 1수신단(Rx1)을 이용하여 통신을 송수신한다. 제 1송신단(Tx1)을 통하여 특정의 개폐기의 상태 등의 계측명령을 네트워크로 송출하면 그 신호는 바이패스되어 제 1수신단으로 다시 돌아오게 된다. 이것을 통하여 네트워크가 정상적으로 동작하는지의 여부를 1차로 판단할 수 있다. 특정 노드의 고장시에 신호를 바이패스시키기 위하여 선로통신 단말기(10)는 네트워크의 접속을 수동 접속형태로 사용한다. 해당하는 선로통신 단말기는 ACK(Acknowledgement) 신호를 보낼 필요없이 명령에 상응하는 처리를 하여 네트워크의 양방향(제 1수신단(Rx1) 및 제 2수신단(Rx2))으로 신호를 송신한다.The optical network proposed in the present invention is composed of a single ring, but operates in a dual bus structure. In normal operation, communication is transmitted and received using the first transmitting end Tx1 and the first receiving end Rx1. When a measurement command such as a state of a specific switch is sent to the network through the first transmitter Tx1, the signal is bypassed and returns to the first receiver. Through this, it can be determined primarily whether the network is operating normally. In order to bypass the signal in the event of failure of a specific node, the line communication terminal 10 uses the connection of the network in the form of a passive connection. The corresponding line communication terminal transmits a signal to both directions of the network (the first receiving end Rx1 and the second receiving end Rx2) by performing a process corresponding to the command without sending an acknowledgment signal.

도 2의 예시도에서, 중앙제어장치(30)는 제 1수신단(Rx1)과 제 2수신단(Rx2)를 통하여 신호를 수신한다. 일정시간이 지나도 제 1수신단(Rx1)으로 데이터 프레임이 도착하지 않으면 제 2수신단(Rx2)의 수신값을 수용한다. 만약, 제 1송신단(Tx1)에서 보낸 송신신호가 제 1수신단(Rx1)에서 수신하지 못하고, 제 1수신단(Rx1)과 제 2수신단(Rx2) 모두에서 데이터 프레임을 받지 못하면 제 2송신단(Tx2)으로 송신방향을 절체하여 데이터 송수신을 가능하게 한다. 네트워크의 장애는 크게 3곳에서 발생할 수 있는데, 광네트워크의 특성상 선로의 단절이 가능큰 장애라고 할 수 있다. 네트워크의 장애 발생장소는 도 2와 같이 특정의 선로통신 단말기(10d)를 중심으로 3곳(F1-F3)에서 발생할 수 있다.In the exemplary diagram of FIG. 2, the central controller 30 receives a signal through the first receiver Rx1 and the second receiver Rx2. If a data frame does not arrive at the first receiver Rx1 even after a certain time, the received value of the second receiver Rx2 is accepted. If the transmission signal sent from the first transmitter Tx1 is not received by the first receiver Rx1 and the data frame is not received by both the first receiver Rx1 and the second receiver Rx2, the second transmitter Tx2. Change the transmission direction to enable data transmission and reception. Network failure can occur in three places. Due to the characteristics of optical network, it is possible to disconnect the line. As shown in FIG. 2, three or more locations F1 to F3 may be generated around the specific line communication terminal 10d.

고장 발생의 구간으로 보내는 송신신호가 중앙제어장치(30)내 통신처리장치의 대응 수신단(제 1송신단→제 1수신단, 제 2송신단→제 2수신단)으로 유입되지 못할 경우에 통신처리장치는 이런 상황을 중앙제어장치(30)로 통보하여 경보발생 및 경로변경 등의 장애처리 루틴을 신속하고 적절하게 처리하여야 한다. 제 1송신단(Tx1)을 주 송신기(Main Transmitter)로 설정하였다고 가정할 때, 고장발생의 첫 번째 장소(F1)는 해당하는 선로통신 단말기(10d)의 앞에서 발생한 경우이고, 이때에는 제 1수신단(Rx1)에서 제 1송신단(Tx1)의 신호와 선로통신 단말기(10d)의 응답 프레임 모두를 수신하지 못하며, 제 2수신단(Rx2) 역시 어떠한 신호도 수신하지 못하게 된다.If the transmission signal sent to the interval of the failure does not flow into the corresponding receiving end (first transmitting end → first receiving end, second transmitting end → second receiving end) of the communication processing unit in the central control unit 30, the communication processing unit is such a case. The situation should be notified to the central control unit 30 to promptly and appropriately handle fault handling routines such as alarming and rerouting. Assuming that the first transmitter Tx1 is set as the main transmitter, the first location F1 of the failure occurs in front of the corresponding line communication terminal 10d, and in this case, the first receiver Rx1 does not receive both the signal of the first transmitter Tx1 and the response frame of the line communication terminal 10d, and the second receiver Rx2 also does not receive any signal.

두 번째 장소(F2)는 해당하는 선로통신 단말기(10d)의 뒤에서 발생할 경우이고, 제 1수신단(Rx1)의 첫 번째 경우와 같지만, 제 2수신단(Rx2)에서는 선로통신 단말기(10d)의 응답프레임을 수신할 수 있다.The second place F2 is a case occurring behind the corresponding line communication terminal 10d and is the same as the first case of the first receiving end Rx1, but the second receiving end Rx2 has a response frame of the line communication terminal 10d. Can be received.

세 번째 장소(F3)는 선로통신 단말기(10d) 자체에서 발생할 경우이고, 제 1수신단(Rx1)과 제 2수신단(Rx2) 각각은 제 1송신단(Tx1)과 제 2송신단(Tx2)의 신호만 수신하게 된다. 수신단에서 송신단이 보내는 폴링(Polling)신호를 받았다는 것은 선로가 정상적으로 동작한다는 의미이고, 이에 따라 해당하는 선로통신 단말기(10d)가 그 신호를 정상적으로 수신(선로통신 단말기(10d)가 정상동작시)하였다는 것이다. 그러므로, 선로통신 단말기(10d)의 송신단의 신호를 수신하고 ACK를내보낼 필요가 없다.The third place F3 is a case where the line communication terminal 10d itself occurs, and each of the first receiver Rx1 and the second receiver Rx2 has only the signals of the first transmitter Tx1 and the second transmitter Tx2. Will receive. Receiving a polling signal sent by the transmitting end at the receiving end means that the line is operating normally, and thus, the corresponding line communication terminal 10d normally receives the signal (when the line communication terminal 10d operates normally). Will. Therefore, it is not necessary to receive the signal of the transmitting end of the line communication terminal 10d and send out an ACK.

또한, 도 3에서는 선로통신 단말기(10) 내부고장을 제외하고는 제 1수신단(Rx1)과 제 2수신단(Rx2)의 어느 한 곳에서는 선로통신 단말기(10) 응답프레임을 수신할 수 있다는 것을 알 수 있다. 이는 배전 자동화 시스템의 구성시에 매우 중요한 신뢰성을 만족하고 있다는 것을 나타내고 있다.In addition, in FIG. 3, it is understood that any one of the first receiving end Rx1 and the second receiving end Rx2 may receive the response frame of the line communication terminal 10 except for the internal failure of the line communication terminal 10. Can be. This indicates that it satisfies a very important reliability in constructing a distribution automation system.

도 4에는 정상시의 데이터 흐름과 고장 유형별로 나타나는 수신단에서의 수신데이터의 종류 및 데이터의 흐름을 나타낸 것이다.Figure 4 shows the data flow and the flow of data received at the receiving end shown by the failure type and the normal data flow.

다음으로, 본 발명의 운용에 따른 알고리즘을 설명하면, 네트워크 운용에 있어서 중요한 기능은 이상상태를 감지하여 장애구간을 신속하게 찾고 복구할 수 있는 기능이다. 네트워크 운용은 주 송신단을 결정한 후에 한 방향으로만 송수신을 하게 된다. 본 발명에서는 제 1송신단(Tx1)과 제 1수신단(Rx1)을 주 송수신기로 설정하였고, 네트워크상의 장애를 경험하면 부 송수신기(Tx2, Rx2)로 기능을 넘기는 알고리즘을 채용하였다. 이러한 알고리즘은 도 5와 같다.Next, referring to the algorithm according to the operation of the present invention, an important function in network operation is a function that can quickly find and recover the fault section by detecting an abnormal condition. Network operation transmits and receives in one direction only after determining the main transmitter. In the present invention, the first transmitting end (Tx1) and the first receiving end (Rx1) is set as the primary transceiver, and when a failure occurs in the network, an algorithm for transferring functions to the secondary transceivers (Tx2, Rx2) is employed. This algorithm is shown in FIG.

이러한 알고리즘의 관계 및 흐름은 도 6의 흐름도를 참조한다. 즉 단계(S100)에서 중앙제어장치(30)에서 특정의 선로통신 단말기(10a-10f)로 제어나 감시 등의 명령을 보낼 때에 제 1송신단(Tx1)에서 폴링신호를 송신한다. 다음으로, 단계(S101)에서 제 1송신단(Tx1)이 송신한 명령을 제 1수신단(Rx1)이 정확하게 수신하였나를 검사한다. 제 1수신단(Rx1)이 제 1송신단(Tx1)의 폴링신호 및 선로통신 단말기(10d) 응답데이터 중에서 어느 하나라도 수신하지 못하였다면, 네트워크 장애루틴으로 들어가게 되고, 단계(S102)에서 제 2수신단(Rx2)에서 응답데이터를 수신하였는지를 점검한다.See the flowchart of FIG. 6 for the relationship and flow of this algorithm. That is, the polling signal is transmitted from the first transmitting end Tx1 when the central controller 30 sends a control or monitoring command to the specific line communication terminal 10a-10f in step S100. Next, in step S101, it is checked whether the first receiving end Rx1 correctly received the command transmitted by the first transmitting end Tx1. If the first receiving end Rx1 does not receive any of the polling signal of the first transmitting end Tx1 and the response data of the line communication terminal 10d, the first receiving end Rx1 enters the network failure routine, and in step S102, the second receiving end ( Check whether the response data is received in Rx2).

이때, 단계(S103)에서 제 2수신단(Rx2)에서 응답데이터를 수신하였다면, 제 2고장(선로통신 단말기(10d) 뒤)에 해당하고, 해당하는 선로통신 단말기(10d)의 뒤에서 고장이 발생하였다는 메시지를 표시한다. 제 2송신단(Tx2)에서 응답데이터를 수신하지 못하였을 경우에는 제어권을 제 2송신단(Tx2)으로 넘기게 된다.At this time, if the response data is received at the second receiver Rx2 in step S103, it corresponds to the second failure (behind the line communication terminal 10d), and a failure occurs behind the corresponding line communication terminal 10d. Displays a message. If the response data is not received by the second transmitter Tx2, the control is passed to the second transmitter Tx2.

단계(S104)에서 제 2송신단(Tx2)은 제 1송신단(Tx1)에서 송신하였던 폴링신호를 네트워크로 보낸다. 단계(S105)에서는 제 2수신단(Rx2)이 이 신호를 수신하고 선로통신 단말기(10d) 응답프레임도 수신하였다면 광케이블의 특성상, 선로에 장애가 있는 것이 아니라, 선로통신 단말기(10d)의 접속부분이나 명령처리 과정에서 일시적인 불량이 발생한 것이므로, 선로통신 단말기(10d)의 이상 메시지를 표시하고, 주 송수신기로 기능을 다시 절체한다. 그러나, 제 2수신단(Rx2)에서 제 2송신단(Tx2)의 폴링신호 및 선로통신 단말기(10d) 응답프레임 중에서 어느 하나라도 수신하였다면, 단계(S106)에서 제 1수신단(Rx1)에서 응답데이터를 수신하였는지를 점검한다.In step S104, the second transmitting end Tx2 sends a polling signal transmitted from the first transmitting end Tx1 to the network. In step S105, if the second receiving end Rx2 receives this signal and also receives the response frame of the line communication terminal 10d, the connection part or the command of the line communication terminal 10d is not impaired due to the characteristics of the optical cable. Since a temporary failure occurred in the process, an error message of the line communication terminal 10d is displayed and the function is switched back to the main transceiver. However, if any one of the polling signal of the second transmitting end Tx2 and the line communication terminal 10d response frame is received at the second receiving end Rx2, the response data is received at the first receiving end Rx1 in step S106. Check if it is done.

만약, 단계(S107)에서 제 1수신단(Rx1)에서 응답데이터를 수신하였다면, 제 1고장(선로통신 단말기(10d)의 앞)에 해당하고, 제 1수신단(Rx1)도 신호를 받지 못하였다면 제 3고장(선로통신 단말기(10d)의 자체)에 해당한다.If, in step S107, the response data is received at the first receiving end Rx1, it corresponds to the first failure (in front of the line communication terminal 10d), and if the first receiving end Rx1 does not receive a signal, It corresponds to three faults (the track communication terminal 10d itself).

제 3고장의 경우에는 해당하는 선로통신 단말기(10d) 자체의 고장이므로 용이하게 알 수 있지만, 제 1고장과 제 2고장의 경우에는 해당하는 선로통신 단말기(10d)의 앞과 뒤라는 것만 알고 자세한 위치는 알 수 없다. 고장위치에 탐색은 이진탐색(Binary Search)을 적용하여 정상작동하는 선로통신 단말기(10d)와 네트워크 장애루틴을 경험한 선로통신 단말기(10d) 사이에서 고장이 발생한 것임을 찾아 낼 수 있다.In the case of the third fault, the corresponding line communication terminal 10d itself is easily broken. However, in the case of the first and second failures, only the front and rear of the corresponding line communication terminal 10d are known. The location is unknown. The search for the fault location may find out that a fault has occurred between the normally operating line communication terminal 10d and the network communication terminal 10d experiencing the network failure routine by applying a binary search.

이와 같은 알고리즘으로 장애의 위치를 알 수 있으므로 고장시에 각각의 모드(제 1, 제 2, 제 3폴트)로 전환하고, 장애복구가 되기 전까지 각 모드로 네트워크를 운용하고, 단방향 통신을 했을 때의 선로 단절로 인한 통신 불능은 본 발명에서 제시하는 알고리즘을 채용함으로써 극복할 수 있다.Since the location of the fault can be identified by such an algorithm, in case of failure, each mode (1st, 2nd, 3rd fault) is switched, and the network is operated in each mode and the one-way communication is performed until the failure is recovered. The inability to communicate due to the line disconnection can be overcome by employing the algorithm proposed in the present invention.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 단일코어를 이용한 광통신망 이중화와 고장감시방법 및 그 장치는 수신단에 입력되는 신호를 파아가여 고장원인 및 고장구간을 신속하고 정확하게 찾아낼 수 있고, 선로의 고장에도 불구하고 반대쪽의 선로를 이용하여 지속적인 감시 및 제어가 가능하며, 네트워크 상에서 발생할 수 있는 다양한 고장조건을 즉시적으로 구분할 수 있고, 광통신망 장애에 따른 통신기능의 정지를 미연에 막을 수 있으며, 전력회사에서는 전력의 안정적인 공급을 위하여 많은 노력과 투자를 하고 있고, 배전 자동화 시스템의 신뢰성은 전력의 안정적인 공급과 밀접한 관계가 있으므로 배전 자동화 시스템에 고장없는(Fault-Tolerant) 통신선로를 채용하는 거은 당연하다고 할 수 있다. 또한, 고속의 통신망을 이용함으로써, 배전 자동화 시스템이 어느 한 지역에 국한되는 것이 아니라, 전국의 배전계통을 통합, 관리 및 운용할 수 있다는 장점이 있고, 수용가의 다양한 서비스 요구에 즉시적인 확장이 가능하므로 전력회사의 통신네트워크의 발전방향을 제시한 효과가 있다.As described above, the optical network redundancy and failure monitoring method using the single core of the present invention and the device can dig a signal input to the receiving end to quickly and accurately find the cause of the failure and the section, the line failure Nevertheless, continuous monitoring and control is possible by using the opposite line, and it is possible to immediately distinguish various fault conditions that may occur on the network, and to prevent the communication function from being stopped due to optical network failure, The company is making a lot of efforts and investments for the stable supply of electric power, and the reliability of the distribution automation system is closely related to the stable supply of electric power, so it is natural to adopt a fault-tolerant communication line in the distribution automation system. can do. In addition, by using a high-speed communication network, the distribution automation system is not limited to any one region, but has the advantage that the distribution system of the whole country can be integrated, managed and operated, and can be immediately extended to various service needs of customers. Therefore, there is an effect that suggested the development direction of the communication network of the power company.

Claims (2)

제 1송신단으로부터 명령을 송출하는 단계와,Sending a command from the first sender; 제 1수신단에서 명령이 수신되는 지를 판단하는 단계와,Determining whether a command is received at the first receiving end; 명령이 수신되었다면 제 1수신단에서 데이터를 수신하였는 지를 판단하는 단계와,If it is received, determining whether data has been received at the first receiving end; 제 1수신단에서 데이터를 수신하였을 경우에는 정상상태로 운용되고, 데이터의 수신이 이루어지지 않았을 경우에는 제 2수신단에서 데이터를 수신하였는 지를 판단하는 단계와,Determining whether the data is received by the second receiver when the data is received from the first receiver, and operating in a normal state when the data is not received by the first receiver; 제 2수신단에서 데이터를 수신하였을 경우에는 제 2폴트상태로 운용되고, 데이터의 수신이 이루어지지 않았을 경우에는 제 2송신단으로부터 명령을 송출하는 단계와,If the data is received from the second receiver, operating in the second fault state, and if the data is not received, sending a command from the second transmitter; 제 2수신단에서 제 2송신단의 명령을 수신하였는 지를 판단하는 단계와,Determining whether the second receiver has received the command of the second transmitter, 제 2수신단에서 데이터를 수신하였는 지를 판단하여 수신하였을 경우에는 선로통신 단말기의 불량상태로 운용되는 단계와,Determining whether or not data has been received by the second receiver, and operating in a bad state of the line communication terminal; 제 2수신단에서 제 2송신단으로부터 명령 또는 데이터를 수신하지 못하였을 경우에 제 1수신단에서 데이터를 수신하였는지를 판단하고, 수신되었다면 제 1폴트상태로 운용되며, 수신되지 않았다면 제 3폴트상태로 운용되는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 단일코어를 이용한 광통신망 이중화와 고장감시방법.When the second receiver does not receive the command or data from the second transmitter, it is determined whether the data has been received by the first receiver, and if so, operates in the first fault state, and if not, operates in the third fault state. Optical network redundancy and fault monitoring method using a single core, characterized in that for performing. 광선로에 구성되어 제 1송신단으로부터 수신된 신호를 소정의 비율로 전송하는 제 1방향성 결합기;A first directional coupler configured in the optical path for transmitting a signal received from the first transmitting end at a predetermined rate; 광송신기에서 수신된 신호를 동일의 비율로 전송하거나 수신된 신호를 광수신기로 전송하는 제 2방향성 결합기;A second directional coupler for transmitting the signal received at the optical transmitter at the same rate or for transmitting the received signal to the optical receiver; 광선로에 구성되어 제 1방향성 결합기 및 제 2방향성 결합기로부터 수신된 신호를 광선로로 바이패스시키거나 제 1수신단으로 전송하는 제 3방향성 결합기;A third directional coupler configured in the optical path to bypass the signal received from the first directional coupler and the second directional coupler to the optical path or to transmit the signal to the first receiver; 레이저 다이오드로 광신호를 송신하는 광송신기 및 포토 다이오드로 광신호를 수신하는 광수신기가 포함되어 입력되는 프레임의 주소를 해독하여 명령신호를 출력하는 선로통신 단말기와,A line communication terminal for decoding an address of an input frame and outputting a command signal, including an optical transmitter for transmitting an optical signal to a laser diode and an optical receiver for receiving an optical signal with a photodiode; 직렬로 연결된 복수의 선로통신 단말기에 폴링신호를 송신하는 제 1 및 제 2송신단으로 구성된 주 송수신기와 선로통신 단말기의 응답프레임을 수신하는 제 1 및 제 2수신단으로 구성된 부 송수신기가 포함된 중앙제어장치로 이루어진 것을 특징으로 하는 단일코어를 이용한 광통신망 이중화와 고장감시장치.A central control apparatus including a main transceiver comprising a first and a second transmitting end for transmitting a polling signal to a plurality of line communication terminals connected in series and a sub transceiver comprising a first and second receiving end for receiving a response frame of the line communication terminal. Optical network redundancy and fault monitoring device using a single core, characterized in that consisting of.
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