KR100377937B1 - 광회선분배 시스템의 광성능/경로 감시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광스위치를 중심으로 광신호 입력부와 출력부로 구분되는 다수의 광회선분배 모듈로 구성되는 광회선분배 시스템의 광성능/경로 감시 장치에 있어서, 광회선분배 모듈 각각의 입력부에 구비되며, 각각의 입력 단자에 따라 고유한 값을 광신호에 부여하기 위해 각각 미리 설정된 ASE(Amplified Spontaneous Emission) 레벨의 광신호를 발생하는 ASE 광 발생기와, 광회선분배 모듈 각각의 출력부에 구비되며, 출력 광신호의 일부를 분기된 신호를 파장가변필터를 이용하여 분해하여 각 채널에 따른 광신호 및 각각의 ASE 광 발생기에서 발생한 광신호를 분석하는 성능/경로 감시부를 포함하여 구성한다.

Description

광회선분배 시스템의 광성능/경로 감시 장치{Optical Performance / Path Monitoring Apparatus in Optical Cross-connect System}

본 발명은 초고속 광통신 분야의 광회선분배(Optical Cross-Connect, 이하 "OXC"라 칭함) 시스템에 관한 것으로, 특히 광회선분배 시스템의 광성능 감지 장치에 관한 것이다.

초고속 광통신 분야에서 단일 광섬유에 대용량의 데이터를 전송하기 위해서 여러 개의 광채널을 이용하는 WDM(Wavelength Division Multiplexing)방식이 사용되고 있으며, 기간 네트워크는 점대점 전송망과 자기 치유 능력을 갖는 환형 전송망이 점차 확대되고 있다. 기간망에서 인터넷의 데이터 용량이 증가하면서 이러한 망은 메쉬(mesh) 형태의 망으로 진화해가고 있으며 이러한 망의 노드(node)에는 대용량의 데이터를 스위칭하는 기술이 점차 요구되어지게 되었다.

이에 따라 대용량의 투명성 있는 WDM 광전달망(optic transport network)을 구현하기 위하여 OXC 구조가 제안되고 있다. OXC 구조는 고속의 데이터 스위칭을 구현하기 위하여 광신호 자체의 경로를 바꾸어 줌으로써 이를 실현하고 있다. 이러한 광신호 스위칭 방식은 전기 신호로 바꾼 뒤 스위칭을 하고 다시 광신호로 바꾸는 방식에 비해서 경제적 면과 효율성 면에서 우수하기 때문에 이러한 광스위칭 방식이 널리 사용될 것으로 보여진다.

이러한 OXC 시스템은 본원 출원인에 의해 선출원된 특허 출원번호 제98-60757호(명칭: 파장 분할 다중 방식을 채용한 광 전송시스템의 광 교차 연결 스위치)에 개시된 바를 예로 들 수 있다.

한편, 이러한 광회선분배 기술에 있어서 전송 시스템의 전송 품질에 대한 신뢰성을 높이기 위해서는 WDM 전송 시스템의 광신호의 품질을 감시하는 기능과 함께 광신호의 경로를 감시하는 기능이 추가되어야 한다.

즉, 현재 개발 중에 있는 광채널 성능 감시장치는 광신호 품질을 알아내기 위해 채널의 파장, 광세기, 광학적 신호대잡음비(OSNR: Optical Signal to Noise Ratio), 채널수 등을 측정하고 있다. 이러한 장치는 WDM 전송시스템의 한 유닛으로 구비될 수 있다.

그런데, 차세대 광통신망에 적용될 개발 제품인 광회선분배(OXC)시스템에 있어서는 기존의 광신호 품질을 측정하는 것 외에도, 지시된 경로를 따라 스위칭이 잘되는지 측정할 수 있는 라우터(Router) 감시 장치가 필요하다. 이러한 광경로 감시 기능은 광신호가 입력되는 광섬유 위치에 따라서 전송 품질에 영향을 주지 않는 고유값을 광신호에 부여해 주고 출력부분에 각각의 광섬유 위치에서 입력시 부여한 고유값을 검출함으로써 이루어지게 된다. 그런데, 현재 개발 중에 있는 라우터 감시장치는 기존의 광채널 성능 감시장치와는 달리 별도의 동작에 의해서 구현하는 방식을 취하고 있다. 따라서, 시스템을 복잡하게 할 뿐만 아니라 시스템 가격의 상승도 가져오게 한다.

따라서 본 발명의 목적은 광신호의 스위치에 따른 경로를 측정할 수 있는 광채널 성능 감시 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 비교적 간단하고 저렴하게 광신호의 스위치에 따른 경로를 측정할 수 있는 광채널 성능 감시 장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 광스위치를 중심으로 광신호 입력부와 출력부로 구분되는 다수의 광회선분배 모듈로 구성되는 광회선분배 시스템의 광성능/경로 감시 장치에 있어서, 광회선분배 모듈 각각의 입력부에 구비되며, 각각의 입력 단자에 따라 고유한 값을 광신호에 부여하기 위해 각각 미리 설정된 ASE(Amplified Spontaneous Emission) 레벨의 광신호를 발생하는 ASE 광 발생기와, 광회선분배 모듈 각각의 출력부에 구비되며, 출력 광신호의 일부를 분기된 신호를파장가변필터를 이용하여 분해하여 각 채널에 따른 광신호 및 각각의 ASE 광 발생기에서 발생한 광신호를 분석하는 성능/경로 감시부를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광회선분배 시스템의 개략적인 전체 블록 구성도

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광회선분배 시스템의 광성능 감시 장치의 개략적인 블록 구성도

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광회선분배 시스템의 개략적인 전체 블록 구성도이다. 도 1을 참조하면 본 발명에 따른 광회선분배 시스템은 다수의 광회선분배 모듈(100-1, 2, ... n)로 이루어지며, 각각의 광회선분배 모듈(100)은 광스위치를 중심으로 광신호 입력부와 출력부로 구분된다. 각각의 광 광회선분배 모듈(100)에서 입력부는 전송상에서 발생한 광신호의 손실을 보상하는 전치증폭기(Pre-Amp1, 2, .. n) 부분과 추후 광경로를 알 수 있게 하기 위해 입력 광신호에 광학적인 표시(Tag)를 하는 장치 및 광신호를 채널별로 역다중화 하기 위한 역다중화기(AWG(Arrayed-Waveguide Grating)1, 2, ... n)를 구비한다.

이러한 구성에서 본 발명의 특징에 따라 각각의 광회선분배 모듈(100)의 입력부에는 광채널의 경로를 감시하기 위하여 입력단자에 따라 고유한 값을 광신호에부여해주는 장치가 구비된다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에서는 광증폭기의 채널 밖의 ASE(Amplified Spontaneous Emission) 레벨에 고유값을 부여하기 위해 ASE 레벨을 반사시키는 광섬유격자(FBG(Fiber Bragg Grating)1, 2, ... n)와 광섬유격자 후단에 연결되어 인위적으로 ASE 레벨의 광신호를 발생시켜주는 ASE 광 발생기(LED((Light Emitting Diode)1, 2, ... n)가 구비된다. 물론 LED의 출력은 광결합기에 의해 입력 광신호에 결합된다.

또한 출력부에서는 광스위치의 채널별 스위칭 후의 파장을 결합하기 위한 파장분할 다중화기(커플러1, 2, ... n)가 구비되어 서로 다른 입력광으로부터 온 신호를 결합하게 되며, 또한 스위칭에 따른 광손실을 보상하는 후치증폭기(Post-Amp1, 2, ... n) 및 본 발명의 특징에 따라 광신호를 파장별로 분해하여 입력시 입력단자에 따라 부여한 고유값을 알아내는 장치(성능/경로 감시부1, 2, ... n)가 구비된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광회선분배 시스템의 광성능 감시 장치의 개략적인 블록 구성도이다. 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 성능/경로 감시부(200)의 구조를 살펴보면, 각 성능/경로 감시부(200)에서는 파장별 분해를 위해서는 종래의 광채널 성능 감시장치에 사용하였던 파장가변필터(Fiber Fabry Perot Tunable Filter)(202)를 사용하였고, 이를 사용함으로써 광채널의 성능 감시와 더불어 광신호의 경로 검출을 동시에 하도록 구현하였다.

광채널 성능과 경로 감시의 동시 구현은 파장가변필터(202)를 통과한 광을 1x2 광분배기(커플러 204)를 사용하여 광세기의 측정하는 성능 측정 회로(210)와ASE 레벨 주파수를 검출하는 경로 감지 회로(220)로 나누어줌으로써 구현할 수 있다. 상기 성능 측정 회로(210)는 채널 영역에서의 성능을 측정하며, 상기 경로 감지 회로(220)는 채널 밖의 영역에서 투과된 파장에 따라서 검출되는 고유 주파수를 측정하게 된다. 한편 각 성능 측정 회로(210)와 경로 감지 회로(220)에는 상기 광분배기(204)에서 입력된 광신호를 광전변환하기 위한 포토 다이오드(PD: Photo Diode)가 구비된다. 또한 상기 각 파장 가변 필터(202)와, 성능 측정 회로(210) 및 경로 감지 회로(220)의 전체 동작을 제어하기 위한 마이크로 프로세서(206)가 구비된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 특징에 따른 광회선분배 시스템 및 광성능 감시 장치의 동작을 이하 상세히 설명하기로 한다. AWG의 투과율은 주기적인 성질을 갖는다. 즉 AWG의 FSR(Free Spectral Range)만큼의 파장(fsrAWG) 간격이 증가되면 거의 동일한 투과율을 보인다. 따라서 광신호가 광증폭기(Pre-Amp)를 거쳐 AWG에 입력될 때 광채널이 파장 λ에서 투과되면 파장 λ+fsrAWG 위치의 ASE(Amplified Spontaneous Emission) 광이 투과된다. 입력 광채널 신호품질에 영향을 주지 않고 입력 광섬유에 따른 고유값을 부여하기 위해서는 각 채널로부터 파장 fsrAWG 만큼 증가된 위치에 차별화된 주파수의 광신호 변화를 줌으로써 가능하다.

광신호가 광증폭기(Pre-Amp)를 거쳐 AWG(Arrayed Wave-Guide)에 입력되기 전 ASE(Amplified Spontaneous Emission) 레벨은 광대역(λ1+fsrAWG~λM+fsrAWG)광섬유격자의 반사에 의해서 필터링되고 일정 주파수로 온/오프(on/off) 상태를 반복하는 LED 신호는 광결합기를 통하여 필터링된 광신호와 합성된다. 이렇게 합성된 광신호의 대역 밖에서의 ASE 레벨은 주기적으로 변화하게 된다. 각각의 광섬유 위치에 따른 입력 신호의 고유값은 이러한 ASE 레벨 변화의 주파수 값으로 할당하게 된다. AWG를 통과하는 파장 λ1 채널은 파장 λ1+fsrAWG 위치에 있는 광과 함께 스위칭되고 다른 광섬유에서 입력된 신호와 함께 출력단 광섬유로 전달되게 된다. 광결합기를 통하여 서로 다른 입력단으로부터 받은 광신호는 각 채널로부터 파장 fsrAWG 만큼 증가된 ASE 파장 위치에서 각각의 고유 진동수를 갖고 레벨의 출렁임을 일으킨다. 파장가변필터(202)의 투과 파장이 채널밖 ASE 레벨에 위치할 경우 파장 λ1의 경로는 파장 λ1+fsrAWG에서 투과되는 광세기의 고유 주파수를 검출하여 입력시 부여한 고유 주파수와 비교함으로써 얻게 된다. 이와 같이 광채널 성능/경로 감시부(200)는 파장가변필터(202)를 사용하여 파장별 광신호를 분석함으로써 광신호의 품질과 경로를 알아내게 된다.

상기와 같은 구성에 의해 본 발명의 특징에 따른 광회선분배 시스템의 광성능/경로 감시 장치가 이루어질 수 있다.

한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명은 기존의 WDM 전송 장치의 한 부분인 광채널 성능 감시장치에 경로를 측정할 수 있는 기능을 추가한 것이다. 이는 광채널 성능 감시장치에 파장가변필터를 이용할 경우 이루어질 수 있는 것으로 간단한 추가 장치만으로도 기존의 기능을 모두 구현하면서 광채널의 경로를 알 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 광스위치를 중심으로 광신호 입력부와 출력부로 구분되는 다수의 광회선분배 모듈로 구성되는 광회선분배 시스템의 광성능/경로 감시 장치에 있어서,

   상기 광회선분배 모듈 각각의 입력부에 구비되며, 각각의 입력 단자에 따라 고유한 값을 광신호에 부여하기 위해 각각 미리 설정된 ASE(Amplified Spontaneous Emission) 레벨의 광신호를 발생하는 ASE 광 발생기와,

   상기 광회선분배 모듈 각각의 출력부에 구비되며, 출력 광신호의 일부를 분기된 신호를 파장가변필터를 이용하여 분해하여 각 채널에 따른 광신호 및 상기 각각의 ASE 광 발생기에서 발생한 광신호를 분석하는 성능/경로 감시부를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 광성능/경로 감시 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 광회선분배 모듈의 입력부에서 상기 ASE 광 발생기의 전단에 구비되며 상기 ASE 레벨의 광신호를 반사시키는 광섬유격자를 더 가짐을 특징으로 하는 광성능/경로 감시 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 광회선분배 모듈의 입력부와 출력부 중 적어도 하나에 구비되는 광증폭기를 더 가짐을 특징으로 하는 광성능/경로 감시 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성능/경로 감시부는

   상기 출력 광신호의 분기된 신호를 입력받아 파장별로 분해하는 파장가변필터와,

   상기 파장가변필터의 출력을 분배하는 광분배기와,

   상기 광분배기에서 분배된 광의 일부를 제공받아 해당 채널별 광세기를 측정하여 각 채널의 광성능을 측정하는 성능측정회로와,

   상기 광분배기에서 분배된 광의 다른 일부를 제공받아 상기 ASE 레벨의 광신호를 검출하여 상기 각 입력단의 경로를 파악하는 경로 감지 회로와,

   상기 파장가변필터와, 성능측정회로 및 경로 감지 회로의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 광성능/경로 감시 장치.