KR100688325B1 - Apparatus and method for monitoring wdm-pon optical line - Google Patents

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Abstract

WDM-PON(Wavelength Division Multiplexing-Passive Optical Network) 광선로를 감시하는 장치 및 방법으로서, 광대역 광원으로부터 넓은 대역의 광펄스 신호를 발생하여 OLT(Optical Line Terminator)단과 RN(Remote Node)단을 연결하는 광선로에 인가한 후, 상기 광선로에 인가된 광펄스 신호가 상기 RN단에서 AWG(Arrayed Waveguide)를 통과하면서 파장별로 분할되어, 각 ONU(Optical Network Unit)단으로 진행하도록 한다. 다음으로, 상기 파장 분할된 광펄스 신호에 의해 각 ONU단에서 발생되고 파장 다중화된 후방 산란광을 수신하여, 파장 선택기로 투과 대역을 조절함으로써, 측정하고자 하는 ONU단에 인가된 광펄스 신호의 파장을 선택할 수 있다. 따라서 각 ONU단과 OLT단 사이의 광선로를 독립적으로 감시할 수 있다.WDM-PON (Wavelength Division Multiplexing-Passive Optical Network) A device and method for monitoring an optical path, which generates a wide band optical pulse signal from a broadband light source and connects an optical line terminator (OLT) stage and a remote node (RN) stage. After being applied to, the optical pulse signal applied to the optical path is divided by wavelength while passing through an arrayed waveguide (AWG) in the RN stage, and proceeds to each ONU (Optical Network Unit) stage. Next, by receiving the backscattered light generated at each ONU stage and wavelength-multiplexed by the wavelength-divided optical pulse signal, and adjusting the transmission band with a wavelength selector, the wavelength of the optical pulse signal applied to the ONU stage to be measured is determined. You can choose. Therefore, the optical path between each ONU stage and OLT stage can be monitored independently.

WDM-PON, 광선로, 감시장치, OTDR, 광대역 광원, 파장 선택WDM-PON, optical path, monitor, OTDR, broadband light source, wavelength selection

Description

더블유디엠-피오엔 광선로 감시장치 및 감시방법{APPARATUS AND METHOD FOR MONITORING WDM-PON OPTICAL LINE} WAP-PON OPTICAL LINE             

도 1은 종래의 WDM-PON(Wavelength Division Multiplexing-Passive Optical Network)의 구성 및 광선로 감시 방법을 나타내는 블록도이다.FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a conventional Wavelength Division Multiplexing-Passive Optical Network (WDM-PON) and a method for monitoring an optical path.

도 2는 종래의 WDM-PON 광선로 감시방법을 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram showing a conventional WDM-PON optical line monitoring method.

도 3은 종래의 WDM-PON 광선로 감시방법에 의한 측정 결과를 나타내는 그래프이다.3 is a graph showing measurement results by a conventional WDM-PON optical path monitoring method.

도 4는 WDM-PON에서 AWG(Arrayed Waveguide)의 파장에 따른 투과 특성을 나타내는 그래프이다.4 is a graph showing transmission characteristics according to the wavelength of AWG (Arrayed Waveguide) in WDM-PON.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 WDM-PON 광선로 감시장치를 나타내는 블록도이다.5 is a block diagram showing a WDM-PON optical line monitoring apparatus according to a second embodiment of the present invention.

도 6은 광대역 광원의 출력 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.6 is a graph showing an output spectrum of a broadband light source.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 WDM-PON 광선로 감시장치를 나타내는 블록도이다.7 is a block diagram showing a WDM-PON optical line monitoring apparatus according to a third embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따라 WDM-PON 광선로에 대한 감시를 실행했을 경우에 예상되는 감시 신호의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.8 is a graph showing measurement results of monitoring signals expected when monitoring of the WDM-PON optical path is executed according to the first to third embodiments of the present invention.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

10 : 광선로 10: light path

11, 12, 71 : 파장다중화기(AWG: Arrayed Waveguide) 11, 12, 71: Arrayed Waveguide (AWG)

13 : WDM(Wavelength Division Multiplexing) 커플러 13: Wavelength Division Multiplexing (WDM) Coupler

14 : 광반사파 측정장치(OTDR: Optical Time Domain Reflectometry) 14: Optical Time Domain Reflectometry (OTDR)

20 : 광세기 분배기 21 : WDM 커플러20: light intensity splitter 21: WDM coupler

50, 70 : WDM-PON 감시장치 51 : 광대역 광원50, 70: WDM-PON monitoring device 51: broadband light source

52 : 광분배기 또는 광서큘레이터 53 : 파장 선택기52: optical splitter or optical circulator 53: wavelength selector

54 : APD(Avalanche Photodiode) 72 : 광스위치54: APD (Avalanche Photodiode) 72: optical switch

본 발명은 파장분할 다중화 방식-수동형 광가입자망(WDM-PON: Wavelength Division Multiplexing-Passive Optical Network) 기반의 광선로를 감시하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광선로 종단장치(OLT: Optical Line Terminator)와 광통신망 유니트(ONU: Optical Network Unit) 사이의 광선로를 독립적으로 감시할 수 있는 WDM-PON 광선로 감시장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for monitoring a light path based on a wavelength division multiplexing-passive optical network (WDM-PON), and more particularly, to an optical fiber terminator (OLT). The present invention relates to a WDM-PON optical fiber line monitoring apparatus and method capable of independently monitoring the optical line between a line terminator (ON) and an optical network unit (ONU).

최근, 가입자계 액세스망에 있어서, VOD, CATV, HDTV와 같은 광대역 서비스에 대한 수요가 증가함에 따라, 가입자에게 원활한 서비스 공급을 위해 광가입자망의 구축이 필수적이다. 이러한 측면에서 WDM-PON은 TDMA-PON(Time Division Multiple Access-Passive Optical Network)보다 많은 장점을 가지고 있다. Recently, in the subscriber access network, as the demand for broadband services such as VOD, CATV, and HDTV increases, it is essential to construct an optical subscriber network for smooth service provision to subscribers. In this respect, WDM-PON has many advantages over Time Division Multiple Access-Passive Optical Network (TDMA-PON).

즉, WDM-PON은 각 가입자가 독립적인 파장을 사용하므로 양방향 대칭 서비스를 보장할 수 있으며, 가입자들이 서로 독립적으로 대역폭을 할당 받기 때문에 동시 가입자 수에 의해 대역폭 변동이 발생하지 않는다. 또한, TDMA-PON의 경우 하향 트래픽이 모든 가입자에게 전달되기 때문에 보안상 취약하지만, WDM-PON은 할당된 파장만 수신하기 때문에 보안성이 우수하다. That is, WDM-PON can guarantee bidirectional symmetric service because each subscriber uses independent wavelength, and bandwidth fluctuation does not occur by the number of simultaneous subscribers because subscribers are allocated bandwidth independently of each other. In addition, TDMA-PON is weak in security because the downlink traffic is delivered to all subscribers, but WDM-PON is excellent in security because it only receives the assigned wavelength.

도 1을 참조하여 일반적인 WDM-PON의 구조와 역할에 대해 간략히 설명한다. 도 1은 일반적인 WDM-PON의 구성 및 광선로 감시 방법을 나타내는 블록도이다. Referring to Figure 1 will be briefly described the structure and role of the general WDM-PON. 1 is a block diagram showing a configuration of a general WDM-PON and a method for monitoring an optical path.

WDM-PON 시스템은 광선로 종단장치(OLT), 원격 노드(RN: Remote Node), 광통 신망 유니트(ONU)로 구성된다. OLT단에서는 각 ONU단에 할당될 파장 λ1~λn의 n개의 하향 광신호를 파장 다중화기(AWG: Arrayed Waveguide)(11)를 이용하여 다중화한 후 RN단으로 전송하고, RN단에서는 OLT단으로부터 전송된 파장 다중화된 하향 광신호를 AWG(12)를 이용하여 역다중화 한 후, 각 ONU단으로 전송한다. 마찬가지로, 각 ONU단에서 발생한 서로 다른 파장의 상향 광신호들은 RN단에서 다중화된 후 OLT단으로 전송된다. The WDM-PON system consists of an optical fiber terminator (OLT), a remote node (RN) and an optical communication network unit (ONU). In the OLT stage, n downlink optical signals having wavelengths λ 1 to λ n to be allocated to each ONU stage are multiplexed by using a wavelength multiplexer (AWG) 11 and then transmitted to the RN stage. The wavelength multiplexed downlink optical signal transmitted from the stage is demultiplexed using the AWG 12 and then transmitted to each ONU stage. Similarly, uplink optical signals of different wavelengths generated at each ONU stage are multiplexed at the RN stage and then transmitted to the OLT stage.

이와 같은 WDM-PON 시스템을 안정적으로 운영하기 위해서는 지속적으로 광선로의 장애 유무를 파악하여 장애가 발생했을 때에 신속하게 복구할 수 있어야 한다. 이러한 과제를 해결하기 위한 측정장치로서 시간영역 광반사파 측정장치(OTDR: Optical Time Domain Reflectometry)가 널리 사용되고 있다. In order to operate such a WDM-PON system stably, it is necessary to continuously identify whether there is a failure in the optical fiber and quickly recover when a failure occurs. As a measuring device for solving this problem, an optical time domain reflectometry (OTDR) is widely used.

OTDR은 광펄스를 광선로에 입력시킨 후, 이로 인해 발생하는 후방 산란신호를 분석하여 광선로의 손실이나 접속점의 위치, 접속 손실 등을 측정하는 장치이다. OTDR을 이용하여 WDM-PON 광선로를 감시하기 위한 일반적인 방법으로는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 서로 다른 대역의 신호를 결합해주는 WDM 커플러(13)를 사용하여 OTDR(14)의 감시광을 WDM-PON 광선로(10)에 인가시킨다.The OTDR is a device that inputs an optical pulse to an optical path and then analyzes the backscattered signal generated by the optical pulse to measure the loss of the optical path, the position of the connection point, or the connection loss. As a general method for monitoring a WDM-PON optical fiber by using the OTDR, as shown in FIG. 1, the WDM coupler 13, which combines signals of different bands, is used to monitor the monitoring light of the OTDR 14. To the PON optical path 10.

그러나 상기한 OTDR을 이용한 광선로 감시 방법은, 하나의 광섬유로 연결된OLT단에서 RN단까지의 광선로에 대해서는 측정이 가능하지만, RN단에서 각 ONU단으로 연결되는 광선로들에 대해서는 사용할 수가 없다. 즉, WDM-PON에서는 각 ONU단에 할당되는 파장의 숫자만큼 광선로가 증가되고, RN단에서 각 ONU단으로는 특정 파장의 신호만이 진행할 수 있으므로, OLT단에서 1대의 OTDR을 이용하여 파장이 다른 모든 회선을 감시하는 것은 불가능하다. However, the optical path monitoring method using the OTDR can measure the optical path from the OLT end to the RN end connected by one optical fiber, but cannot use the optical paths connected from the RN end to each ONU end. That is, in the WDM-PON, the optical path is increased by the number of wavelengths allocated to each ONU stage, and only a signal having a specific wavelength can travel from the RN stage to each ONU stage. Therefore, the wavelength is changed by using one OTDR at the OLT stage. It is impossible to monitor all other lines.

상기한 문제를 해결하기 위한 기술로서, OTDR의 감시광이 RN단을 구성하는 AWG를 통과하지 않도록 하는 방법이 알려져 있다. 이러한 종래의 WDM-PON 감시 방법을 도 2에 나타내었다. As a technique for solving the above problem, a method of preventing the monitoring light of the OTDR from passing through the AWG constituting the RN stage is known. This conventional WDM-PON monitoring method is shown in FIG.

도 2에 나타낸 감시 방법에서는 광세기 분배기(20)와 커플러(21)를 사용한다. RN단 앞단에 광세기 분배기(20)를 두어 감시광의 세기를 ONU단의 수만큼 분배한 후, RN단과 각 ONU단을 연결하는 광선로에 커플러(21)를 이용하여 감시광을 인가한다. 즉, 광세기 분배기(20)와 WDM 커플러(21)에 의해 OTDR의 감시광이 AWG(21)를 바이패스(bypass)하게 되어, RN단에서 각 ONU단으로 연결되는 광선로를 감시할 수 있게 된다.  In the monitoring method shown in FIG. 2, the light intensity distributor 20 and the coupler 21 are used. The light intensity divider 20 is placed in front of the RN stage to distribute the intensity of the monitoring light by the number of ONU stages, and then the monitoring light is applied to the optical path connecting the RN stage and each ONU stage by using the coupler 21. That is, the light intensity splitter 20 and the WDM coupler 21 bypass the AWG 21 by the monitoring light of the OTDR, so that the optical paths connected from the RN end to each ONU end can be monitored. .

이러한 종래의 감시 방법으로 WDM-PON 광선로를 감시했을 경우, 그 측정 결과의 일례를 도 3에 나타내었다. 도 3의 그래프에 표시된 각 피크(peak)들은 각 ONU단에서 발생한 후방 산란광들이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, OLT단에서 각각의 ONU단까지는 모두 같은 파장의 감시광이 진행하게 되므로, 모든 ONU단까지의 광선로에 대한 감시 결과가 하나의 측정 결과에 중첩되어 표시된다. When the WDM-PON optical path is monitored by such a conventional monitoring method, an example of the measurement result is shown in FIG. 3. Each peak indicated in the graph of FIG. 3 is backscattered light generated at each ONU stage. As shown in Fig. 3, since the monitoring light of the same wavelength is advanced from the OLT stage to each ONU stage, the monitoring results for the optical paths to all ONU stages are superimposed on one measurement result.

도 3에 나타낸 상기 측정 결과로부터 각 ONU단들을 구분하기 위해서는, RN단과 각 ONU단의 초기 포설 거리의 차이를 이용한다. 그러나 RN단과의 거리가 동일한 ONU단들이 존재하거나, 유지 보수 등으로 인해 RN단과 ONU단의 초기 포설 거리가 변동된 경우에는, 상기 측정 결과로부터 각 ONU단들을 구분할 수가 없는 문제점이 있다. 또한 RN단을 바이패스하므로 RN단의 동작 이상 유무를 파악할 수 없다. In order to distinguish each ONU stage from the measurement result shown in FIG. 3, the difference between the initial installation distance of the RN stage and each ONU stage is used. However, when there are ONU stages having the same distance from the RN stage or the initial installation distance of the RN stage and the ONU stage due to maintenance or the like, there is a problem in that each ONU stage cannot be distinguished from the measurement result. In addition, since the RN stage is bypassed, it is impossible to determine whether the RN stage is abnormal .

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, WDM-PON 광선로 상에 수동 광소자 등을 추가할 필요 없이, 각 ONU단과 OLT단 사이의 광선로를 독립적으로 감시할 수 있는 광선로 감시장치 및 감시방법을 제공하는 것이다.
The present invention is to solve the above problems, without the need to add passive optical elements, etc. on the WDM-PON optical path, the optical line monitoring device and monitoring that can independently monitor the optical path between each ONU and OLT end To provide a way.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 WDM-PON 광선로를 감시하는 방법은, 광대역 광원으로부터 넓은 대역의 광펄스 신호를 발생하여, OLT단과 RN단을 연결하는 광선로에 인가한 후, 상기 광선로에 인가된 광펄스 신호가 상기 RN단에서 AWG를 통과하면서 파장별로 분할되어, 각 ONU단으로 진행하도록 한다. 다음으로, 상기 파장 분할된 광펄스 신호에 의해 상기 RN단과 상기 ONU단 사이에서 후방 산란광이 발생되고, 발생된 후방 산란광이 역방향으로 진행하여 상기 RN단의 상기 AWG에 의해 파장 다중화된다. 다음으로, 파장 다중화되어 상기 OLT단으로 진행되는 후방 산란광을 각 파장별로 측정한다.In order to achieve the above object, the method for monitoring the WDM-PON optical path according to the present invention, after generating a wide-band optical pulse signal from a broadband light source, applying to the optical path connecting the OLT end and the RN end, the optical path The optical pulse signal applied to the signal is divided by wavelength while passing through the AWG at the RN stage, and proceeds to each ONU stage. Next, backscattered light is generated between the RN end and the ONU end by the wavelength-divided optical pulse signal, and the generated backscattered light proceeds in a reverse direction and is wavelength multiplexed by the AWG of the RN end. Next, backscattered light which is wavelength multiplexed to the OLT stage is measured for each wavelength.

상기 광대역 광원으로서는 LED(Light Emitting Diode) 또는 반도체 광증폭기를 사용할 수 있으며, 그 파장 대역폭은 1610 ~ 1645nm 범위에 있는 것이 바람직하다.As the broadband light source, a light emitting diode (LED) or a semiconductor optical amplifier may be used, and the wavelength bandwidth is preferably in the range of 1610 to 1645 nm.

상기 광대역 광원의 광펄스 신호를 상기 광선로에 인가하기 위해서는, WDM 커플러를 사용하는 것이 바람직하다.In order to apply the optical pulse signal of the broadband light source to the optical path, it is preferable to use a WDM coupler.

상기한 바와 같은 과정에 의해, 각 ONU단과 OLT단 사이의 광선로를 독립적으로 감시할 수 있다. By the above process, the optical path between each ONU stage and the OLT stage can be independently monitored.

다음으로, 본 발명에 따른 WDM-PON 광선로를 감시하는 장치는, 상기 광선로를 감시하기 위한 광펄스 신호를 발생시켜 상기 광선로에 인가하는 광대역 광원; 상기 WDM-PON 상에서 상기 광펄스 신호에 의해 각 ONU단에서 발생되고 파장 다중화된 후방 산란광을 수신하여, 수신부로 빛이 인가되도록 하는 장치; 투과 대역을 조절함으로써, 상기 분배된 후방 산란광으로부터 측정하고자 하는 ONU단에 인가된 광펄스 신호의 파장을 선택하는 파장 선택기; 및 상기 파장 선택된 후방 산란광을 전기 신호로 변환하는 애벌란시 포토다이오드(APD: Avalanche Photodiode)를 포함한다.Next, an apparatus for monitoring a WDM-PON optical path according to the present invention, a broadband light source for generating an optical pulse signal for monitoring the optical path and applying to the optical path; An apparatus for receiving backscattered light generated at each ONU stage and wavelength-multiplexed by the optical pulse signal on the WDM-PON to apply light to a receiver; A wavelength selector for selecting a wavelength of an optical pulse signal applied to an ONU stage to be measured from the distributed backscattered light by adjusting a transmission band; And an avalanche photodiode (APD) for converting the wavelength-selected backscattered light into an electrical signal.

상기 파장 선택기는 파장가변 필터로 구성될 수 있다. 또한, 상기 파장 선택기는 파장 다중화된 상기 후방 산란광을 역다중화하는 AWG와, 상기 AWG의 파장별 출력 단자를 상기 APD에 선택적으로 연결하는 광스위치를 포함하여 구성될 수도 있다.The wavelength selector may be configured as a wavelength variable filter. In addition, the wavelength selector may include an AWG for demultiplexing the wavelength-multiplexed backscattered light, and an optical switch for selectively connecting the wavelength-specific output terminal of the AWG to the APD.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of the present invention will be described.

(제1 실시예)(First embodiment)

본 발명의 제1 실시예에 따른 WDM-PON 광선로의 감시방법에 대해, 도 1에 나타낸 WDM-PON을 참조하여 설명한다.A WDM-PON optical path monitoring method according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the WDM-PON shown in FIG.

본 발명의 제1 실시예에 따른 WDM-PON 광선로의 감시방법은, 먼저 광대역 광원을 이용하여 넓은 대역의 광펄스 신호를 발생시켜, OLT단과 RN단을 연결하는 광선로에 인가한다(단계 1).In the WDM-PON optical path monitoring method according to the first embodiment of the present invention, a wide band optical pulse signal is first generated using a broadband light source and applied to the optical path connecting the OLT end and the RN end (step 1).

본 실시예에서는, 기존의 OTDR 광원으로 사용하는 페브리-페롯 레이저 다이오드(F-P LD: Fabry-Perot Laser Diode)나, 분포 궤환형 레이저 다이오드(DFB LD: Distributed Feedback Laser Diode) 대신에, 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)와 같은 광대역 광원을 사용한다. 일반적으로 F-P LD나 DFB LD는 온도 변화에 따른 출력 파장의 변화가 크고, OTDR은 실외에서 사용하는 경우가 많기 때문에, F-P LD나 DFB LD를 사용할 때에는 온도를 항상 일정하게 유지시켜 주는 장치가 필요하다. 그러나 본 실시예에서 광대역 광원으로 사용되는 LED는 온도 변화에 의한 출력특성 변화가 작아서 온도를 일정하게 유지할 필요가 없으므로, F-P LD나 DFB LD를 사용하는 경우에 비해 경제적이다. In this embodiment, instead of a Fabry-Perot Laser Diode (FP LD) or a Distributed Feedback Laser Diode (DFB LD) used as a conventional OTDR light source, a light emitting diode ( Use a broadband light source such as LED: Light Emitting Diode. In general, FP LD and DFB LD have a large change in output wavelength due to temperature change, and OTDR is often used outdoors. Therefore, when using FP LD or DFB LD, it is necessary to maintain a constant temperature at all times. . However, since the LED used as the broadband light source in the present embodiment does not need to maintain a constant temperature due to a small change in output characteristics due to temperature change, it is more economical than using F-P LD or DFB LD.

다음으로, 상기 광선로에 인가된 광펄스 신호는 RN단에서 AWG를 통과하면서 파장(λ1 ~ λn)별로 분할되어 각 ONU단으로 진행한다(단계 2).Next, the optical pulse signal applied to the optical path is divided by wavelengths λ 1 to λ n while passing through the AWG at the RN stage and proceeds to each ONU stage (step 2).

즉, OLT단과 RN단까지는 같은 파장의 광펄스 신호가 진행하지만, RN단에서 각 ONU단까지는 서로 다른 파장의 광펄스 신호가 진행하게 된다. 이러한 광대역 광원의 파장 분할은 RN단을 구성하는 AWG의 파장에 따른 투과 특성에 의해 실현된다.That is, the optical pulse signal of the same wavelength proceeds to the OLT stage and the RN stage, but the optical pulse signal of different wavelengths progresses from the RN stage to each ONU stage. The wavelength division of such a broadband light source is realized by the transmission characteristic according to the wavelength of the AWG constituting the RN stage.

도 4에 AWG의 파장에 따른 투과 특성을 나타내었다. 4 shows the transmission characteristics according to the wavelength of the AWG.

도 4에서와 같이, AWG는 여러 대역에서 일정한 간격으로 신호를 분할하는 기능을 가지고 있다. WDM-PON에서는 이러한 AWG의 특성을 이용하여, 하나의 AWG를 통 해 상향신호(C-대역: 1530nm~1565nm)와 하향신호(L-대역: 1570nm~1605nm)가 RN단과 ONU단을 연결하는 광선로에 동시에 전송된다. 즉, 도 4에서 C-대역의 1번 파장은 상향신호로서 ONU1단에서 RN단으로 전송된 후 OLT단으로 전송되고, L-대역의 1번 파장은 하향신호로서 OLT단에서 RN단을 통과하여 ONU1단으로 전송된다. As shown in FIG. 4, the AWG has a function of dividing a signal at regular intervals in various bands. WDM-PON uses the characteristics of this AWG, and the uplink signal (C-band: 1530nm ~ 1565nm) and the downlink signal (L-band: 1570nm ~ 1605nm) connect the RN stage and the ONU stage through one AWG. Are sent simultaneously. That is, in FIG. 4, the wavelength 1 of the C-band is transmitted to the OLT stage after being transmitted from the ONU stage 1 to the RN stage as an uplink signal, and the wavelength 1 of the L-band passes through the RN stage from the OLT stage as the downlink signal. Is sent to the ONU 1 stage.

본 발명에서는 AWG의 이러한 투과 특성을 이용하여, 광대역 광원에 의한 넓은 L+ 대역(1610nm~1645nm)의 광펄스 신호를 감시광으로서 광선로에 인가한 후, 이 신호가 AWG를 통과하면서 파장별로 분할되어 각 ONU단으로 진행하도록 한다. 이 때, RN단과 ONU1단 사이의 광선로 상에는 하향 광신호, 상향 광신호 및 감시광 1번 채널이 동시에 진행하게 된다. In the present invention, using the transmission characteristics of the AWG, a wide L + band (1610nm ~ 1645nm) of the optical pulse signal by the broadband light source is applied to the optical path as the monitoring light, and then the signal is divided by wavelength while passing through the AWG Proceed to the ONU stage. At this time, the downstream optical signal, the uplink optical signal and the optical monitoring channel 1 formed on a beam between the RN end and ONU 1 dan to proceed at the same time.

다음으로, 파장 분할된 광펄스 신호에 의해 RN단과 ONU단 사이에서 후방 산란광이 발생되고, 발생된 후방 산란광은 역방향으로 진행하여 RN단의 AWG에 의해 파장 다중화된다(단계 3). Next, backscattered light is generated between the RN stage and the ONU stage by the wavelength-divided optical pulse signal, and the generated backscattered light proceeds in the reverse direction and is wavelength multiplexed by the AWG at the RN stage (step 3).

즉, 단계 3에서는 각각의 ONU단에 대한 후방 산란광이 RN단에서 파장 다중화되어 하나의 광선로에 결합하게 된다.That is, in step 3, the backscattered light for each ONU stage is wavelength-multiplexed at the RN stage and combined into one optical path.

다음으로, 파장 다중화되어 OLT단으로 진행되는 후방 산란광을 각 파장별로 측정한다(단계 4).Next, the backscattered light which is wavelength multiplexed to the OLT stage is measured for each wavelength (step 4).

즉, 단계 4에서는 RN단과 OLT단 사이의 광선로로 반사되는 후방 산란광을 파장 선택기 등을 이용하여 파장별로 수신하고, APD 등에 의해 전기 신호로 변환함으로써, 각각의 ONU단에 대한 후방 산란광을 독립적으로 측정할 수 있다. That is, in step 4, the backscattered light reflected by the optical path between the RN and OLT ends is received for each wavelength using a wavelength selector or the like and converted into an electrical signal by APD, thereby independently measuring the backscattered light for each ONU stage. can do.

(제2 실시예)(2nd Example)

다음으로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 WDM-PON 광선로 감시장치에 대해 설명한다. 도 5에 본 발명의 제2 실시예에 따른 WDM-PON 광선로 감시장치의 구조를 나타내었다.Next, a WDM-PON optical path monitoring apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described. 5 shows the structure of the WDM-PON optical fiber line monitoring apparatus according to the second embodiment of the present invention.

도 5에서와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 WDM-PON 광선로 감시장치(50)는 광대역 광원(51), 광분배기 또는 광서큘레이터(52), 파장 선택기(53) 및 APD(54)를 포함하고 있다.As shown in FIG. 5, the WDM-PON optical path monitoring apparatus 50 according to the second embodiment of the present invention includes a broadband light source 51, an optical splitter or optical circulator 52, a wavelength selector 53, and an APD ( 54).

먼저, 광대역 광원(51)은 광선로(10)의 감시를 위한 광펄스 신호를 발생시킨다. First, the broadband light source 51 generates an optical pulse signal for monitoring the optical path 10.

이러한 광대역 광원(51)은 1610nm 이상의 파장 대역(L+ 대역)에서 최대 세기를 가지는 광원으로 구성하는 것이 바람직한데, 예를 들어 LED 또는 반도체 광증폭기를 광원으로 사용할 수 있다. 상기한 광대역 광원의 일례인 LED의 출력 스펙트럼을 도 6에 나타내었다. 도 6으로부터, LED는 1480nm ~ 1644nm에 이르는 164nm 대역에 걸쳐 비슷한 광세기를 가지는 것을 알 수 있다.The broadband light source 51 is preferably configured as a light source having a maximum intensity in the wavelength band (L + band) of 1610nm or more, for example, LED or semiconductor optical amplifier can be used as the light source. 6 shows an output spectrum of the LED which is an example of the broadband light source. It can be seen from FIG. 6 that the LEDs have similar light intensities over the 164 nm band ranging from 1480 nm to 1644 nm.

광대역 광원(51)이 상기한 L+ 대역을 사용함으로써 현재 WDM-PON 광통신 시스템에 사용되는 신호 대역인 1530nm ~ 1610nm 대역에 영향을 미치지 않으면서 감시용 광펄스 신호를 광선로(10)에 인가할 수 있다. By using the L + band, the broadband light source 51 can apply the monitoring optical pulse signal to the optical beam 10 without affecting the 1530 nm to 1610 nm band, which is a signal band currently used in the WDM-PON optical communication system. have.

상기한 광대역 광원(51)에 의해 발생한 광펄스 신호는, 도 1에서 설명한 것과 같은 WDM 커플러(13)를 사용하여, OLT단과 RN단을 연결하는 광선로(10)에 인가 된다. 즉, 상기 WDM　커플러(13)에 의해 WDM-PON 신호 대역의 광신호는 제거되고, 1610nm 이상의 파장 대역의 광신호만이 광선로(10)에 인가된다. The optical pulse signal generated by the broadband light source 51 is applied to the optical path 10 connecting the OLT end and the RN end using the WDM coupler 13 as described in FIG. 1. That is, the optical signal of the WDM-PON signal band is removed by the WDM_coupler 13, and only the optical signal of the wavelength band of 1610 nm or more is applied to the optical path 10.

광선로(10)에 인가된 L+ 대역의 광펄스 신호는 광선로(10)를 진행하여, RN단을 통과하면서 AWG에 의해 일정한 간격으로 파장이 분할된다. 즉, 각 ONU단으로 서로 다른 파장(λ1 ~ λn)이 할당되어 진행한다. 따라서 OLT단과 RN단까지는 같은 파장 대역의 광펄스 신호가 진행하지만 RN단에서부터 각 ONU단까지는 서로 다른 파장의 광펄스 신호가 진행하여, 후방 산란광을 발생시키게 된다. The optical pulse signal of the L + band applied to the optical path 10 travels through the optical path 10, and the wavelength is divided at regular intervals by the AWG while passing through the RN end. That is, different wavelengths λ 1 to λ n are assigned to each ONU stage to proceed. Therefore, the optical pulse signal of the same wavelength band proceeds to the OLT stage and the RN stage, but the optical pulse signals of different wavelengths progress from the RN stage to each ONU stage to generate backscattered light.

각 ONU단과 RN단 사이에서 발생한 후방 산란광은 역방향으로 진행하여, RN단을 통과하면서 파장 다중화되어 하나의 광선로(10)에 결합된 후, WDM 커플러(13)를 통해서 광분배기 또는 광서큘레이터(52)로 수신된다. The backscattered light generated between each ONU stage and the RN stage proceeds in the reverse direction, is wavelength-multiplexed while passing through the RN stage, and is coupled to one optical path 10, and then, through the WDM coupler 13, an optical splitter or optical circulator ( 52).

광분배기는 수신된 후방 산란광의 세기를 분배하여, 파장 선택기(53)로 입력한다. 이러한 광분배기(52)는 3dB 분배기를 사용하는 것이 바람직하다. The optical splitter distributes the intensity of the received backscattered light and inputs it to the wavelength selector 53. Such an optical splitter 52 preferably uses a 3 dB splitter.

다른 방법으로는 광서큘레이터를 이용해 수신된 후방 산란광을 파장선택기로 인가하는 방법이 있다. 3 dB 광분배기 사용시 광신호의 손실은 6 dB 이지만 광서큘레이터의 사용시 광신호 손실은 약 1.5 dB 이하로 작아진다. 그러나 광분배기 사용시보다 가격이 상승하게 된다.Another method is to apply the received backscattered light to the wavelength selector using an optical circulator. The optical signal loss is 6 dB when using the 3 dB optical splitter, but the optical signal loss is less than 1.5 dB when using the optical circulator. However, the price is higher than that of the optical splitter.

파장 선택기(53)는 광분배기 또는 광서큘레이터(52)로부터의 받은 신호의 파장을 선택하여 APD(54)로 입력시킨다. 즉, 파장 선택기(53)의 투과 대역을 수동 또는 자동으로 조절함으로써, 측정하고자 하는 ONU단에서 발생된 후방 산란광을 수신 할 수 있다. 이러한 파장 선택기(53)는 파장 가변 필터 등을 이용하여 구현할 수 있다. The wavelength selector 53 selects the wavelength of the received signal from the optical splitter or the optical circulator 52 and inputs it to the APD 54. That is, by manually or automatically adjusting the transmission band of the wavelength selector 53, the backscattered light generated at the ONU stage to be measured can be received. The wavelength selector 53 may be implemented using a tunable filter.

APD(54)는 파장 선택된 후방 산란광을 전기 신호로 변환하여 표시장치(도시하지 않음)에 나타냄으로써, 후방 산란광을 측정할 수 있다.The APD 54 can measure the backscattered light by converting the wavelength-selected backscattered light into an electric signal and displaying it on a display device (not shown).

상기한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 WDM-PON 광선로 감시장치를 사용함으로써, 각 ONU단과 OLT단 사이의 광선로를 독립적으로 감시할 수 있다. As described above, by using the WDM-PON optical path monitoring apparatus according to the second embodiment of the present invention, it is possible to independently monitor the optical path between each ONU stage and the OLT stage.

(제3 실시예)(Third Embodiment)

다음으로, 본 발명의 제3 실시예에 따른 WDM-PON 광선로의 감시장치에 대해 설명한다. 도 7에 본 발명의 제3 실시예에 따른 WDM-PON 광선로의 감시장치의 구조를 나타내었다.Next, a monitoring apparatus for a WDM-PON optical line according to a third embodiment of the present invention will be described. Figure 7 shows the structure of a monitoring apparatus for a WDM-PON optical line according to a third embodiment of the present invention.

도 7로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 WDM-PON 광선로 감시장치(70)는, 상술한 제2 실시예에서의 파장 선택기(53)를 AWG(71) 및 광스위치(72)로 구성한 것을 제외하고는, 제2 실시예에 따른 감시장치(50)와 동일하다.As can be seen from FIG. 7, the WDM-PON optical line monitoring apparatus 70 according to the third embodiment of the present invention uses the AWG 71 and the optical switch (W) to change the wavelength selector 53 of the second embodiment. The same as that of the monitoring device 50 according to the second embodiment, except that 72 is configured.

본 실시예에서는 파장 다중화된 후방 산란광을 AWG(71)에 의해 역다중화 하고, 광스위치(72)를 이용하여 AWG(71)의 파장별 출력 단자를 선택적으로 APD에 연결한다. 따라서 제2 실시예와 마찬가지로, 각 ONU단과 OLT단 사이의 광선로를 독립적으로 감시할 수 있다. In this embodiment, the wavelength-multiplexed backscattered light is demultiplexed by the AWG 71, and an optical switch 72 selectively connects the output terminal for each wavelength of the AWG 71 to the APD. Therefore, similarly to the second embodiment, the optical path between each ONU stage and the OLT stage can be independently monitored.

(감시신호의 측정)(Measurement of monitoring signal)

다음으로, 상술한 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따라 WDM-PON 광선로에 대한 감시를 실행했을 경우에 예상되는 감시 신호의 측정에 대해 설명한다. Next, measurement of the monitoring signal expected when the monitoring of the WDM-PON optical path is executed according to the first to third embodiments of the present invention described above will be described.

도 8은 본 발명의 실시예에 따라 WDM-PON 광선로에 감시광을 인가했을 경우에, 최종적으로 측정되는 신호를 나타낸 파형도이다. 도 8에서 a 지점은 RN단에서 반사된 감시광을 나타내고, b1 지점은 ONU1단에서 반사된 감시광을, b2 지점은 ONU2단에서 반사된 감시광을 나타낸다. 그 외의 ONU단(ONU3~ONUn)에 대한 신호분석 파형도도, 본 발명의 실시예에 대한 상기 설명에서와 같이, 대응하는 파장을 적절히 선택함으로써 동일하게 구할 수 있다.8 is a waveform diagram showing a signal finally measured when monitoring light is applied to a WDM-PON optical path according to an embodiment of the present invention. Figure 8 in a point represents the monitoring light reflected by the RN stage, b1 is the point of the monitored light reflected from the ONU 1 stage, b2 point represents a monitoring light reflected from the ONU 2 stage. Signal analysis waveform diagrams for the other ONU stages (ONU 3 to ONUn) can also be obtained in the same manner as in the above description of the embodiment of the present invention by appropriately selecting the corresponding wavelengths.

도 8로부터, 각각의 파장(λ1, λ2)에 대해 a 지점까지는 측정 결과가 동일하고, b1 및 b2 지점까지는 측정 결과에 차이가 있음을 알 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 감시 방법에 의하면 각각의 파장(λ1, λ2)에 대해 개별적으로 감시광을 측정할 수가 있다. 즉, 모든 ONU단에 대해서 한꺼번에 감시광을 측정하는 종래의 방법(도 3 참조)과는 달리, 본 발명에서는 각각의 ONU단에 대해서 독립적으로 감시광을 측정할 수 있다. From FIG. 8, it can be seen that the measurement results are the same for the wavelengths λ 1 and λ 2 , and the measurement results are the same for the wavelengths b1 and b2. Thus, according to the monitoring method which concerns on this invention, monitoring light can be measured individually about each wavelength (lambda) 1 and (lambda) 2 . That is, unlike the conventional method (see FIG. 3) of measuring the monitoring light at once for all ONU stages, the monitoring light can be measured independently for each ONU stage.

본 발명은 상기한 바람직한 실시예와 첨부한 도면을 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 개념 및 범위 내에서 상이한 실시예를 구성할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해지며, 본 명세서에 기재된 특정 실시예에 의해 한정되지 않는 것으로 해석되어야 한다.Although the present invention has been described with reference to the above-described preferred embodiments and the accompanying drawings, different embodiments may be constructed within the spirit and scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention is defined by the appended claims, and should be construed as not limited to the specific embodiments described herein.

본 발명에 의한 WDM-PON 광선로 감시장치 및 감시방법은, 종래의 OTDR　시스템과 같이 수동소자를 추가하거나 고가의 파장변환장치를 사용하지 않고, 저가의 광대역 광원과 파장 선택기만을 추가함으로써, WDM-PON 광선로망을 효과적으로 감시할 수 있다. The WDM-PON optical path monitoring device and the monitoring method according to the present invention use WDM by adding only a low-cost broadband light source and a wavelength selector without adding a passive element or using an expensive wavelength conversion device like a conventional OTDR 'system. -Can effectively monitor PON optical network.

또한, WDM-PON에서 각각의 ONU단에 대하여 파장이 다른 감시광을 사용함으로써, 각 ONU단과 OLT단 사이의 광선로를 독립적으로 감시할 수 있다.In addition, by using the monitoring light having a different wavelength for each ONU stage in the WDM-PON, the optical path between each ONU stage and the OLT stage can be independently monitored.

또한, LED와 같은 광대역 광원을 사용하기 때문에, 비용이 저렴하고 별도의 온도유지 장치 등을 필요로 하지 않는다.In addition, since a broadband light source such as an LED is used, it is inexpensive and does not require a separate temperature maintenance device.

따라서 본 발명에 의한 WDM-PON 광선로 감시장치 및 감시방법은, 차세대 가입자망 시스템으로서 WDM-PON이 중요성이 높아짐에 따라, 이를 유지 관리하기 위한 광선로 감시 기술로서 매우 유용하게 될 것이다.
Therefore, the WDM-PON optical fiber monitoring apparatus and monitoring method according to the present invention will be very useful as the optical fiber monitoring technology for maintaining the WDM-PON as the next-generation subscriber network system becomes more important.

Claims (8)

WDM-PON(Wavelength Division Multiplexing-Passive Optical Network) 광선로를 감시하는 방법에 있어서, 상기 감시 방법은In the method for monitoring a WDM-PON (Wavelength Division Multiplexing-Passive Optical Network) optical path, the monitoring method 광대역 광원으로부터 광펄스 신호를 발생하여, OLT(Optical Line Terminator)단과 RN(Remote Node)단을 연결하는 광선로에 인가하는 단계;Generating an optical pulse signal from the broadband light source and applying the optical pulse signal to an optical path connecting an optical line terminator (OLT) terminal and a remote node (RN) terminal; 상기 광선로에 인가된 광펄스 신호가 상기 RN단에서 AWG(Arrayed Waveguide)를 통과하면서 파장별로 분할되어, 각 ONU(Optical Network Unit)단으로 진행하는 단계;The optical pulse signal applied to the optical path is divided by wavelength while passing through an arrayed waveguide (AWG) in the RN stage, and proceeding to each optical network unit (ONU) stage; 상기 파장 분할된 광펄스 신호에 의해 상기 RN단과 상기 ONU단 사이에서 후방 산란광이 발생되고, 발생된 후방 산란광이 역방향으로 진행하여 상기 RN단의 상기 AWG에 의해 파장 다중화되는 단계; 및Backscattered light is generated between the RN end and the ONU end by the wavelength-divided optical pulse signal, and the generated backscattered light travels in a reverse direction to be wavelength multiplexed by the AWG of the RN end; And 파장 다중화되어 상기 OLT단으로 진행되는 후방 산란광을 각 파장별로 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 WDM-PON 광선로 감시방법. WDM-PON optical path monitoring method comprising the step of measuring the wavelength of the wavelength multiplexed back scattered light to the OLT end for each wavelength. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광대역 광원의 파장 대역폭은 1610 ~ 1645nm 범위에 있는 것을 특징으로 하는 WDM-PON 광선로 감시방법.The wavelength bandwidth of the broadband light source is in the range of 1610 ~ 1645nm WDM-PON optical line monitoring method. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광대역 광원의 광펄스 신호를 상기 광선로에 인가하기 위해 WDM 커플러를 사용하는 것을 특징으로 하는 WDM-PON 광선로 감시방법.And a WDM coupler for applying the optical pulse signal of the broadband light source to the optical path. WDM-PON 광선로를 감시하는 장치에 있어서, 상기 감시장치는A device for monitoring a WDM-PON light path, the monitoring device 상기 광선로를 감시하기 위한 광펄스 신호를 발생시켜 상기 광선로에 인가하는 광대역 광원;A broadband light source generating an optical pulse signal for monitoring the optical path and applying the optical pulse signal to the optical path; 상기 광선로에 인가된 광펄스 신호를 파장별로 분할시켜 각 ONU단으로 송신하고, 각 ONU단에서 발생된 후방 산란광을 역방향으로 통과시켜서 WDM-PON 상에 파장 다중화되어 인가되도록 하는 AWG;An AWG for splitting an optical pulse signal applied to the optical path into wavelengths and transmitting them to each ONU stage, and passing backscattered light generated at each ONU stage in a reverse direction so as to be multiplexed and applied to the WDM-PON; 상기 후방 산란광의 세기를 분배하는 광분배기;An optical splitter for distributing the intensity of the backscattered light; 투과 대역을 조절함으로써, 상기 분배된 후방 산란광으로부터 측정하고자 하는 ONU단에 인가된 광펄스 신호의 파장을 선택하는 파장 선택기; 및A wavelength selector for selecting a wavelength of an optical pulse signal applied to an ONU stage to be measured from the distributed backscattered light by adjusting a transmission band; And 상기 파장 선택된 후방 산란광을 전기 신호로 변환하는 APD(Avalanche Photodiode)를 포함하는 것을 특징으로 하는 WDM-PON 광선로 감시장치.And avalanche photodiode (APD) for converting the wavelength-selected backscattered light into an electrical signal. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 광대역 광원의 파장 대역폭은 1610 ~ 1645nm 범위에 있는 것을 특징으로 하는 WDM-PON 광선로 감시장치.WDM-PON optical line monitoring device, characterized in that the wavelength bandwidth of the broadband light source is in the range of 1610 ~ 1645nm. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 광대역 광원은 LED(Light Emitting Diode) 또는 반도체 광증폭기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 WDM-PON 광선로 감시장치.The broadband light source is WDM-PON optical line monitoring device, characterized in that made of a light emitting diode (LED) or a semiconductor optical amplifier. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 파장 선택기는 파장가변 필터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 WDM-PON 광선로 감시장치.The wavelength selector WDM-PON optical line monitoring device, characterized in that consisting of a variable wavelength filter. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 파장 선택기는 The wavelength selector 파장 다중화된 상기 후방 산란광을 역다중화하는 AWG; 및An AWG for demultiplexing the wavelength-multiplexed backscattered light; And 상기 AWG의 파장별 출력 단자를 상기 APD에 선택적으로 연결하는 광스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 WDM-PON 광선로 감시장치.WDM-PON optical line monitoring device comprising an optical switch for selectively connecting the output terminal for each wavelength of the AWG to the APD.
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