KR100866068B1

KR100866068B1 - A fault localization system in optical access network using wavelength tunable optical add-drop multiplexer

Info

Publication number: KR100866068B1
Application number: KR1020070027518A
Authority: KR
Inventors: 이관일; 이상배
Original assignee: 한국과학기술연구원
Priority date: 2007-03-21
Filing date: 2007-03-21
Publication date: 2008-10-30
Also published as: KR20080085996A

Abstract

Disclosed is an optical path failure position detection system including a broadband light source, optical path and optical path obstacle location detection device. The apparatus for detecting a path error location according to the present invention diverges only a signal of a channel having a failure among the optical signals of the broadband light source, converts it into an optical pulse signal, and applies the optical pulse signal to the optical path by combining the optical pulse signal with the signal of the broadband light source. It is a device for detecting a fault position by branching only the backscattered light of the faulty light path among the backscattered light generated as the signal passes through the faulty light path, and analyzing the change in the size of the backscattered light with time. Since the optical path fault position detection system is not installed in each channel independently, the structure is simpler than that of the prior art, and is included in a wavelength division multiplexing-passive optical network (WDM-PON). Since the signal of the downlink broadband light source is used, there is an advantage that no additional light source is required.

Wavelength-Adjustable Optical Damper, Error Detection, Passive Optical Network

Description

A fault localization system in optical access network using wavelength tunable optical add-drop multiplexer

도 1은 종래 기술에 따른 광선로 장애 위치 검출 장치가 포함된 파장 분할 다중방식 수동형 광 네트워크(wavelength division multiplexing-passive optical network, 이하 WDM-PON)를 도시하는 구성도이다.FIG. 1 is a block diagram illustrating a wavelength division multiplexing-passive optical network (WDM-PON) including an optical path obstacle location detecting apparatus according to the related art.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광선로 장애 위치 검출 시스템을 포함하는 WDM-PON을 도시한 구성도이다.2 is a block diagram illustrating a WDM-PON including an optical path failure position detection system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 파장가변 광가감기를 도시한 구성도이다.3 is a block diagram showing a wavelength variable optical variable according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광선로 장애 위치 검출 장치를 도시한 구성도이다.4 is a block diagram showing an optical path failure position detection apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 파장 분할 다중방식 수동형 광 네트워크에 있어서, 광선로 내의 장애 위치를 검출하기 위한 시스템에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 본 발명은 하향으로 보내는 광대역 광원(broadband light source, 이하 BLS) 중 장애가 발생한 채널의 광원을 분기하여 광펄스 신호로 만든 후 이를 감시광으로 사용하여 광선로의 장애 위치를 검출하는 광선로 장애 위치 검출 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for detecting a fault location in an optical path in a wavelength division multiplex passive optical network. More specifically, the present invention is a light beam for branching the light source of the faulty channel of the broadband light source (BLS) to send downward to make an optical pulse signal and then use it as a monitoring light to detect the fault position of the light path The present invention relates to a fault location detection system.

최근 인터넷의 확산으로 통신 트래픽이 급격히 증가하면서 파장이 다른 여러 개의 광신호를 다중화시켜 하나의 광섬유를 통하여 전송하는 WDM 방식을 가입자망에 적용하는 방법에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 특히 최근에는 주입된 비간섭성 광에 파장 잠김(wavelength locked)된 페브리-페롯 레이저(fabry-perot laser)를 광원으로 사용하는 WDM-PON이 실제 가입자망에 적용되면서 경제적인 스펙트럼 분할방식의 WDM-PON이 주목을 받고 있다. Recently, as the communication traffic increases rapidly due to the spread of the Internet, researches are being actively conducted on a method of applying a WDM method to a subscriber network by multiplexing multiple optical signals having different wavelengths and transmitting them through one optical fiber. In particular, WDM-PON, which uses a wavelength-locked Fabry-perot laser as a light source for injected non-coherent light, has been applied to a real subscriber network. PON is getting attention.

한편, 이와 같은 시스템은 전송용량이 매우 크므로 이를 안정적으로 운영하기 위해서는 광선로 장애시 신속하게 장애 위치를 파악하고 복구할 수 있어야한다. 일반적으로 광선로의 장애 위치를 찾는데는 광섬유시험기(optical time domain reflectometry, 이하 OTDR)가 널리 사용되고 있다. OTDR은 1ms 이하의 짧은 광펄스 신호를 광선로에 입력시킨 후, 이로 인해 발생하는 후방 산란되는 광신호를 시간영역에서 측정하여 광선로의 손실이나 장애 위치를 찾는 장치이다. OTDR 은 단일파장의 광원을 사용하므로 중앙기지국(CO: central office)과 지역 노드(RN: remote node)를 연결하는 광선로의 장애는 측정 가능하지만, WDM-PON에서 가입자별로 서로 다른 파장이 할당되기 때문에, 지역 노드와 가입자단을 연결하는 분배 광섬유의 장애는 일반 OTDR로는 측정이 불가능하다. On the other hand, such a system has a very large transmission capacity, and therefore, in order to operate it stably, it is necessary to be able to quickly locate and recover from a failure in the event of an optical fiber failure. In general, optical time domain reflectometry (OTDR) has been widely used to find the location of a failure in an optical path. The OTDR is a device that finds the loss of the optical path or the fault location by inputting a short optical pulse signal of 1 ms or less into the optical path, and then measuring the backscattered optical signal generated in the time domain. Since OTDR uses a single wavelength of light source, it is possible to measure the disturbance of the optical line connecting the central office (CO) and the local node (RN), but because different wavelengths are assigned to each subscriber in WDM-PON In other words, the failure of the distributed fiber link between the local node and the subscriber end cannot be measured by general OTDR.

전술한 문제를 해결하기 위해서 각 광선로에 맞는 다수의 광원이나 파장 가 변 레이저를 광원으로 하는 OTDR을 사용하거나, 지역 노드의 배열 도파로형 격자(Arrayed Waveguide Grating, 이하 AWG) 앞에서 신호광과 감시광을 분리한 후 AWG뒤에서 각각의 분배 광섬유와 결합시키는 구조로 각각의 분배광섬유를 감시하는 방법이 제안되었다. 도 1에는 다수의 광원이나 파장가변 레이저를 가지는 OTDR 장비로 장애 위치를 검출할 수 있는 양방향 WDM-PON의 구성이 개략적으로 도시되어 있다. 그러나 전술한 종래 기술은 망이 복잡하고 경제적이지 않은 단점이 있다.In order to solve the above-mentioned problems, OTDR using a plurality of light sources or wavelength-variable lasers for each light path is used, or signal and monitoring light are separated in front of an arrayed waveguide grating (AWG) of a local node. Afterwards, a method of monitoring each of the distributed optical fibers with a structure that combines with each of the distributed optical fibers behind the AWG has been proposed. FIG. 1 schematically shows the configuration of a bidirectional WDM-PON capable of detecting a fault location with an OTDR device having a plurality of light sources or wavelength tunable lasers. However, the above-described prior art has the disadvantage that the network is not complicated and economical.

최근에는 이를 해결하기 위해, 장애 발생시 전기적 스위치를 사용해 장애가 발생한 채널의 전송용 신호를 OTDR용 광펄스로 사용하는 방안이 제시되었다. 전술한 종래 기술은 "파장분할다중방식 수동형 광 네트워크에서의 광선로 장애 위치 검출장치"의 명칭을 가진 대한민국 등록특허 제10-0618130호에 자세히 기재되어 있어 본 명세서에서는 자세한 설명을 생략한다. 하지만 상기 방법은 모든 송신기마다 스위치가 추가로 필요하고, 채널 수가 증가하면 복잡해지는 단점이 있다. Recently, in order to solve this problem, a method of using an electrical switch in the event of a failure using a signal for transmission of a failed channel as an optical pulse for OTDR has been proposed. The above-described prior art is described in detail in Korean Patent No. 10-0618130 entitled “Optical Position Detection Device for Wavelength Multiplexing Passive Optical Networks”, and thus the detailed description thereof will be omitted. However, the above method requires an additional switch for every transmitter and has a disadvantage in that the number of channels increases.

전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 비간섭성 광에 파장 잠김된 광원을 사용하는 WDM-PON에 있어서 추가적인 광원을 사용하지 않고 간선망 및 분배 광선로의 장애 위치를 검출하는 경제적인 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the present invention provides an economical apparatus for detecting a fault location in a trunk line and a distribution beam without using an additional light source in a WDM-PON using a light source which is submerged in incoherent light. The purpose is to provide.

본 발명의 실시예에 따른 광선로 장애 위치 검출 시스템은 광대역 광원, 광선로 및 광선로 장애 위치 검출장치를 포함한다. 광선로 장애 위치 검출장치는 광대역 광원의 광신호 중 장애가 발생한 채널의 신호만을 분기한 후 광펄스 신호로 변환하고, 광펄스 신호를 광대역 광원의 신호와 결합하여 광선로에 인가하며, 인가된 신호가 장애가 있는 광선로를 통과함에 따라 발생되는 후방산란광 중 장애가 있는 광선로의 후방산란광만을 분기하여, 시간에 따른 후방산란광의 크기변화를 분석함으로써 장애 위치를 검출하는 장치이다.The optical path obstacle position detection system according to an embodiment of the present invention includes a broadband light source, an optical path and an optical path obstacle position detection device. The optical path fault detection device diverts only the signal of the faulty channel among the optical signals of the broadband light source, converts it into an optical pulse signal, couples the optical pulse signal with the signal of the broadband light source, and applies the signal to the optical path. It is a device that detects a fault position by branching only backscattered light of a faulty light path among backscattered light generated by passing through a light path, and analyzing a change in size of backscattered light with time.

본 발명에 따른 시스템은 광대역 광원, 예컨대, 비간섭성 광에 파장 잠김된 페브리 페롯 레이저 다이오드(FP-LD: fabry-perot laser diode)를 이용한 양방향 WDM-PON에 있어서, 파장가변 광가감기를 이용한 선로장애 위치 검출 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대하여 설명한다. 본 명세서에 있어서, 본 발명의 요지를 명확하게 하기 위하여 공지된 기능 또는 구성에 대한 설명은 생략한다.The system according to the present invention is a bidirectional WDM-PON using a wideband light source, such as a fabry-perot laser diode (FP-LD), which is immersed in incoherent light. It characterized in that it comprises a line fault position detection device. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the configuration of the present invention. In this specification, descriptions of well-known functions or configurations are omitted for clarity of the gist of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 파장가변 광가감기를 이용한 광선로 장애 위치 검출 장치를 구비한 WDM-PON을 도시한 구성도이다. 도시된 WDM-PON의 구성은 중앙기지국, 중앙기지국과 간선망으로 연결되는 지역노드 및 지역노드와 분배광섬유(12, 13)를 통하여 연결되는 광가입자 장치들(optical network unit, 이하 ONU)로 구성된다. 중앙기지국에는 상하향 신호를 송수신하는 송수신 장치(1), 2개의 서로 상이한 대역의 광대역 광원(3, 7), 광순환기(4, 6), WDM 커플러(5, 8) 및 광선 로 장애 위치 검출 장치(9)가 포함되어 있다.FIG. 2 is a block diagram illustrating a WDM-PON including an optical path obstacle position detecting device using a wavelength variable optical desensitizer according to an exemplary embodiment of the present invention. The illustrated WDM-PON consists of a central base station, a regional node connected to a central base station and a trunk network, and an optical network unit (hereinafter referred to as ONU) connected through local nodes and distribution optical fibers 12 and 13. . The central base station has a transmitting and receiving device (1) for transmitting and receiving up and down signals, two different bands of broadband light sources (3, 7), optical circulators (4, 6), WDM couplers (5, 8) and optical path fault location detection device (9) is included.

먼저 선로가 정상인 경우, 광선로 장애 위치 검출 장치(9)는 단순히 광순환기(6)와 WDM 커플러(8)를 연결하는 역할만 하게 되어, 일반적인 비간섭성광에 파장 잠김된 광원을 이용한 WDM-PON 과 동일하다. 그러나 도 2에 도시되는 바와 같이 지역 노드에서 가입자단의 광가입자 장치를 연결하는 분배광섬유(13)에 장애(14)가 발생한 경우에는 차이가 발생한다. 광선로에 장애가 있는 경우 중앙기지국에 있는 송수신 장치(1)는 정상적인 상향신호를 수신하지 못하게 된다.First, when the line is normal, the optical path obstacle position detecting device 9 merely serves to connect the optical circulator 6 and the WDM coupler 8, and thus, WDM-PON using a light source whose wavelength is locked to general incoherent light. Is the same as However, as shown in FIG. 2, a difference occurs when a failure 14 occurs in the distribution fiber 13 connecting the optical subscriber device at the subscriber end in the local node. If there is a failure in the optical path, the transceiver 1 at the central base station does not receive a normal uplink signal.

중앙기지국의 프로세서에서는 이를 감지하여 장애채널을 파악하고 그에 해당하는 주파수를 갖는 RF 신호를 광선로 장애 위치 검출 장치(9)로 보낸다. 광선로 장애 위치 검출 장치(9)에서는 장애가 발생한 채널의 파장에 해당하는 RF 신호를 펄스 신호로 전환한다. 전환된 펄스 신호는 남은 하향 광대역 광원과 결합되어, WDM 커플러(8)를 거쳐 광선로(10)에 인가됨으로서 중앙기지국으로부터 출력된다. 상기 과정은 도 4를 참조하여 보다 상세히 후술된다.The processor of the central base station detects this, identifies the fault channel, and sends an RF signal having a frequency corresponding thereto to the light path fault location detection device 9. In the optical path obstacle position detection device 9, the RF signal corresponding to the wavelength of the channel in which the obstacle occurs is converted into a pulse signal. The converted pulse signal is combined with the remaining downward broadband light source and applied to the optical path 10 via the WDM coupler 8 to be output from the central base station. The process is described below in more detail with reference to FIG.

광선로(10)에 인가된 펄스 신호는 다른 파장의 비간섭성 광과 함께 광선로(10)를 따라 진행한 후 지역 노드에 위치한 AWG(11)에서 역다중화되며, 펄스 신호는 장애가 있는 광선로(13)를 따라 진행하면서 후방 산란광을 발생시키게 된다. 마찬가지로 이때 역다중화되어 정상적인 분배 광선로(12)를 따라 각 ONU단으로 진행하는 비간섭성 광도 후방 산란광을 발생시킨다. 각각의 후방 산란광은 역방향으로 진행하여 지역 노드의 AWG(11)에서 다중화되어 간선망(10)을 따라 진행한 후 WDM 커플러(8)를 통해 광선로 장애위치 검출 장치(9)로 입력된다. The pulsed signal applied to the optical path 10 travels along the optical path 10 along with the non-coherent light of different wavelengths and then demultiplexed in the AWG 11 located at the local node. Proceeding along (13), the backscattered light is generated. Similarly, at this time, the non-coherent light also propagates back to the ONU stage along the normal distribution optical line 12 to generate backscattered light. Each backscattered light travels in the reverse direction, is multiplexed in the AWG 11 of the local node, proceeds along the trunk line 10, and is input to the optical path obstacle location detecting device 9 through the WDM coupler 8.

광선로 장애위치 검출 장치(9)에서는 감시 신호의 후방 산란광만을 분기하여 시간에 따른 크기 변화를 측정함으로써, 광손실 및 장애 위치를 파악하게 된다. 파장가변 광가감기에서 장애채널에 해당하는 신호만이 분리되며, 이는 광순환기를 거쳐 아발란치 광 다이오드(avalanche photo diode, 이하 APD)로 입력된다. APD는 수신된 후방 산란광을 전기신호로 변환하며, 변환된 전기신호는 신호 증폭기 및 신호 처리기를 거쳐 표시기에서 장애 위치 검출 결과로 디스플레이된다.In the optical path failure position detection device 9, only the backscattered light of the monitoring signal is branched to measure the change in magnitude over time, thereby identifying the optical loss and the failure position. Only signals corresponding to the impaired channels are separated from the variable wavelength photoreducer, which is input to an avalanche photo diode (APD) through an optical cycle. The APD converts the received backscattered light into an electrical signal, and the converted electrical signal is displayed as a fault position detection result on the indicator via a signal amplifier and a signal processor.

도 3은 본 발명의 실시예에 포함되는 파장가변 광가감기를 도시한 구성도이다. 파장가변 광가감기는 이중모드 광섬유 음향광학 가변 필터(acousto-optic tunable filter, 이하 AOTF)(15) 및 모드 선택 결합기(17)로 이루어져 있다. 주파수 f의 RF 신호를 인가하여 광섬유를 장주기 격자처럼 변형시키면, 광섬유 내를 진행하는 특정 파장의 빛은 유효굴절률 변화를 겪어 다른 모드로 전환된다. 전술한 과정은 "광섬유가변형파장필터"의 명칭을 가진 대한민국 등록특허 제10-0265865호에 기술되어 있어, 본 명세서에서는 자세한 설명을 생략한다. 3 is a block diagram illustrating a wavelength tunable optical variable included in the embodiment of the present invention. The tunable optical retarder consists of a dual-mode fiber-optic tunable filter (AOTF) 15 and a mode selector 17. When the optical fiber is deformed like a long period grating by applying an RF signal of frequency f, light of a specific wavelength traveling through the optical fiber undergoes a change in effective refractive index and switches to another mode. The above-described process is described in Korean Patent No. 10-0265865 entitled "Fiber Optic Variable Wavelength Filter," and a detailed description thereof will be omitted.

먼저 광대역 광원이 이중모드 광섬유(two-mode fiber)(16)에 입력되어 기본모드인 로 LP01로 진행하다 AOTF(15)에 입력되면, AOTF(15) 에 가하는 RF 신호의 주파수에 해당하는 파장의 광은 LP11 모드로 전환되고 다른 파장의 광은 그대로 LP01 모드로 진행된다. 결과적으로 AOTF(15)를 통과하면 특정 파장의 빛만 LP11 모드로 전환되고 나머지 파장의 광은 LP01 모드로 남아있게 된다.First, the broadband light source is input to the two-mode fiber 16 and proceeds to the low mode LP01, which is the basic mode. When the broadband light source is input to the AOTF 15, a wavelength corresponding to the frequency of the RF signal applied to the AOTF 15 is applied. The light is switched to the LP11 mode and the light of the other wavelength proceeds to the LP01 mode as it is. As a result, when passing through the AOTF 15, only light of a specific wavelength is converted into the LP11 mode, and light of the remaining wavelength remains in the LP01 mode.

뒤에 연결된 모드선택 방향성 결합기(17)에서 LP01 모드는 그대로 이중모드 광섬유(16) 포트로 진행하고, LP11 모드는 단일모드 광섬유(single-mode fiber)(18) 상에 LP01 모드로 전환되어 출력포트로 나오게 된다. 따라서 특정파장의 광을 분기할 수 있으며, 분기되는 파장은 가해주는 RF 신호의 주파수를 바꿔줌으로써 변화시킬 수 있다. 만약 분기되는 두 포트로 분기된 빛을 거꾸로 넣어주면 역으로 서로 다른 파장의 빛을 결합시킬 수가 있다. In the mode select directional coupler 17 connected behind, the LP01 mode proceeds to the dual-mode fiber 16 port as it is, and the LP11 mode is switched to the LP01 mode on the single-mode fiber 18 to the output port. Come out. Therefore, light of a specific wavelength can be split, and the split wavelength can be changed by changing the frequency of the applied RF signal. If you put the branched light upside down into two branching ports, you can reverse the light of different wavelengths.

도 4는 본 발명의 실시예에 포함되는 광선로 장애 위치 검출 장치의 구성을 나타낸 구성도이다. 광선로 장애 위치 검출 장치는 도 3에 도시되는 구성을 가진 제1 및 제2 파장가변 광가감기(19, 28), 전기광학 변조기(EOM: electro-optic modulator)(20), 광펄스 신호 발생기(21), 신호 증폭기(24), A/D 변환기(25), 신호 처리기(26), 표시기(27) 및 후방 산란광을 감지할 수 있는 장치들을 포함한다. 4 is a configuration diagram showing the configuration of the optical path failure position detection apparatus included in the embodiment of the present invention. The optical path fault position detecting apparatus includes a first and second wavelength variable optical modulators 19 and 28 having an arrangement shown in FIG. 3, an electro-optic modulator 20, and an optical pulse signal generator. 21, a signal amplifier 24, an A / D converter 25, a signal processor 26, an indicator 27, and devices capable of detecting backscattered light.

제1 및 제2 파장가변 광가감기(19, 28)에 인가되는 RF 신호의 주파수는 동일하며, 이때 RF 신호는 장애 채널의 파장에 해당하는 주파수를 인가하게 된다. 제1 파장가변 광가감기(19)는 광대역 광원에서 선로 장애가 있는 광선로의 신호를 제2 포트로 분기하며, 분기된 신호는 전기광학 변조기(20)에서 광펄스 신호 발생기(21)를 이용하여 광펄스 신호로 전환된 후, 광순환기(22)의 제1 포트로 입력된다. 제1 파장가변 광가감기(19)의 제1 포트로 나오는 광대역 광원과 광순환기(22) 제2 포트에서 출력되는 광펄스 신호는 제2 파장 가변 광가감기(28)의 입력포트로 전달되며, 여기서 결합되어 광선로를 따라 하향 진행한다.The frequencies of the RF signals applied to the first and second wavelength variable photo-sensers 19 and 28 are the same, and the RF signals apply the frequencies corresponding to the wavelengths of the obstacle channels. The first wavelength variable optical regulator 19 splits a signal of a line obstacle with a line obstacle from a broadband light source to a second port, and the split signal is an optical pulse using an optical pulse signal generator 21 in an electro-optic modulator 20. After being converted into a signal, it is input to the first port of the optical circulator 22. The broadband light source coming from the first port of the first wavelength variable optical regulator 19 and the optical pulse signal output from the second port of the optical circulator 22 are transmitted to the input port of the second variable wavelength optical regulator 28, where Combined and proceed downward along the optical path.

지역 노드로부터 광선로를 따라 상향으로 오는 후방산란광 신호 및 가입자단 의 상향 신호는 다시 제2 파장가변 광가감기(28)를 거치면서, 장애가 있는 채널의 후방 산란광 신호만이 광순환기(22)의 제2 포트로 입력되어 광순환기(22)의 제3 포트로 출력된다. 출력된 후방산란광 신호는 APD(23)에서 수신되어 전기신호로 변환된 후, 신호 증폭기(24), A/D 변환기(25) 및 신호 처리기(26)를 거쳐 표시기(27)에장애 위치 검출 결과로 디스플레이된다.The backscattered light signal coming upward from the local node along the optical path and the upstream signal of the subscriber end are again passed through the second variable wavelength optical regulator 28, so that only the backscattered light signal of the faulty channel is the second of the optical cycle 22. It is input to the port and output to the third port of the optical circulator 22. The output backscattered light signal is received by the APD 23 and converted into an electric signal, and then the fault position detection result is displayed on the indicator 27 through the signal amplifier 24, the A / D converter 25 and the signal processor 26. Is displayed.

이때 장애 위치의 정밀도와 최대 측정거리는 광펄스 신호의 펄스폭 및 펄스의 주기와 관련되어 있다. 이는 1981년 출간된 코이치 아오야마 외 공저의 JQE, Vol. QE-17 862페이지 내지 868페이지에 기재된 "단일모드 광섬유에서의 실용적인 광섬유 시험기(Practical time domain reflectometry in a single mode fiber)"에 자세히 기술되어 있다.At this time, the accuracy of the fault position and the maximum measurement distance are related to the pulse width and pulse period of the optical pulse signal. This was published in 1981 by Koichi Aoyama et al., JQE, Vol. QE-17 is described in detail in "Practical time domain reflectometry in a single mode fiber," pages 862-868.

광섬유 내 장애 위치의 정밀도는 다음 수학식에 의하여 표현된다.The precision of the fault location in the optical fiber is represented by the following equation.

여기서 c는 진공에서의 빛의 속도, w는 광펄스의 폭, n은 광섬유의 굴절률을 나타낸다. 한편 최대 측정거리는 다음 수학식에 의하여 표현된다.Where c is the speed of light in a vacuum, w is the width of the optical pulse, and n is the refractive index of the optical fiber. The maximum measurement distance is expressed by the following equation.

여기서 c는 진공에서의 빛의 속도, T는 광펄스의 주기, n은 광섬유의 굴절률을 나타낸다. 따라서 검출 장치에서 1 ms 의 폭과 1 kHz 의 주기를 갖는 광펄스를 사용하는 경우, c = 2.997×10⁸ m/s , w = 1×10^-6 s , T=1.0 ×10 ^-3 s, n=1.45 이므로 장애 위치의 검출 정밀도는 약 100m, 최대 측정거리는 약 100km 정도임을 알 수 있다.Where c is the speed of light in a vacuum, T is the period of the light pulse, and n is the refractive index of the optical fiber. Therefore, in the case of using an optical pulse with a width of 1 ms and a period of 1 kHz in the detection device, c = 2.997 × 10 ⁸ m / s, w = 1 × 10 ^-6 s, T = 1.0 × 10 ^-3 s, Since n = 1.45, the detection accuracy of the obstacle location is about 100m and the maximum measurement distance is about 100km.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광선로 장애 위치 검출시스템은 다음 과정에 의하여 장애 위치를 검출한다. 비간섭성 광원에 파장 잠김된 페브리-페롯 레이저 등의 광원을 이용한 WDM-PON에 있어서, 중앙기지국에 위치한 송수신 장치가 비정상적으로 수신되는 채널을 감지하고, 감지된 채널에 해당하는 파장의 하향 비간섭성 광원을 광선로 장애 위치 검출장치로 분기하여 광펄스 신호를 발생시킨다. 발생된 광펄스 신호는 남아있는 비간섭성 광원과 결합되어 광선로에 하향 전송되며, 지역 노드의 AWG를 지나면서 장애가 발생한 광선로로 전송되어 후방 산란광을 생성한다. 생성된 후방 산란광은 다시 광선로 장애 위치 검출장치에 의하여 수신되며, 장애가 있는 광선로의 후방산란광만을 분기하여 이 신호의 시간에 따른 크기 변화를 측정함으로써 광손실 및 장애 위치를 파악할 수 있다.As described above, the optical path obstacle position detection system according to the embodiment of the present invention detects the obstacle position by the following procedure. In a WDM-PON using a light source such as a Fabry-Perot laser whose wavelength is immersed in an incoherent light source, a transmitting / receiving device located at a central base station detects an abnormally received channel and has a down ratio of a wavelength corresponding to the detected channel. The coherent light source is branched to the obstacle position detection device with a light beam to generate an optical pulse signal. The generated optical pulse signal is combined with the remaining incoherent light source and transmitted downward to the optical path. The optical pulse signal is transmitted through the AWG of the local node to the failed optical path to generate backscattered light. The generated back-scattered light is again received by the path-disturbing position detection device, and the light loss and the position of the disparity can be identified by branching only the back-scattered light of the faulty path and measuring the change in magnitude of the signal over time.

본 발명의 실시예에 따른 광선로 장애 위치 검출시스템은 WDM-PON의 모든 채널에 독립적으로 설치되는 것이 아니라 중앙기지국에만 설치되기 때문에 선행 기술에 비해 구조가 간단하다. 또한 WDM-PON에 포함되는 하향 광대역 광원의 신호를 펄 스 신호로 변환하여 이를 광선로에 인가한 후 발생되는 후방산란광을 이용하기 때문에 추가적인 광원 없이 WDM-PON 선로 감시 장치를 구현할 수 있다.The optical path fault position detection system according to the embodiment of the present invention is simpler than the prior art because it is installed only at the central base station, not independently at every channel of the WDM-PON. In addition, the WDM-PON line monitoring device can be implemented without an additional light source because it uses the backscattered light generated after converting the signal of the downlink broadband light source included in the WDM-PON into a pulse signal and applying it to the optical path.

이상 본 발명의 특정 실시예를 도시하고 설명하였으나, 본 발명의 기술사상은 첨부된 도면과 상기한 설명내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능함은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이며, 이러한 형태의 변형은, 본 발명의 정신에 위배되지 않는 범위 내에서 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 볼 것이다.While specific embodiments of the present invention have been illustrated and described, the technical spirit of the present invention is not limited to the accompanying drawings and the above description, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art, and variations of this form will be regarded as belonging to the claims of the present invention without departing from the spirit of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 광선로 장애 위치 검출 시스템은 각 채널에 독립적으로 설치되는 것이 아니므로 종래 기술에 비해 구조가 간단하며, WDM-PON에 포함되는 하향 광대역 광원의 신호를 사용하므로 추가적인 광원을 필요로 하지 않는 장점이 있다.Since the optical path obstacle position detection system according to an embodiment of the present invention is not installed independently in each channel, the structure is simpler than that of the prior art, and additional light sources are used because signals of the downlink broadband light source included in the WDM-PON are used. There is an advantage that is not needed.

Claims

delete

A first wavelength tunable photoreducer for branching a signal having a predetermined wavelength from the input signal and outputting the branched signal and the remaining signals to different ports, respectively;

An electro-optic modulator for converting the signal branched from the first wavelength variable optical regulator into an optical pulse signal;

An optical circulator for transmitting the optical pulse signal to a second wavelength variable optical regulator and transmitting backscattered light transmitted from the second wavelength variable optical regulator to an analyzing means;

The signal transmitted from the optical circulator and the remaining signal output from the first wavelength variable optical regulator are combined and applied to the optical path, and branching only backscattered light to the faulty optical path among the back scattered light generated while the combined signal passes through the optical path. A second wavelength variable optical regulator for outputting to the optical circulator;

And an analyzing means for receiving the backscattered light signal transmitted by the optical circulator and analyzing a change in the size of the backscattered light signal over time to display a result of the faulty position detection.

The method of claim 3, wherein

The analysis means,

An avalanche photodiode which receives a backscattered light signal from the optical circulator and converts it into an electrical signal;

A signal amplifier for receiving and amplifying an electrical signal from the avalanche photodiode;

An analog-digital converter for converting the amplified signal;

And a signal processor configured to process the converted signal to display a result of the fault position detection.

The method of claim 3, wherein

The wavelength tunable optical winding,

An acoustic optical variable filter converting only a signal having a predetermined wavelength into a signal having a different mode when a signal of the broadband light source is input; And

And a mode selection directional coupler for grasping a mode of a signal transmitted from the acoustooptic variable filter and outputting a signal of each mode to a separate optical fiber.

The method of claim 5,

The acoustooptic variable filter simultaneously transmits two signals having different modes using a dual mode optical fiber,

The mode selection combiner splits the signal transmitted from the dual mode optical fiber of the acoustooptic variable filter, and uses a single mode optical fiber and a dual mode optical fiber to transmit a single mode signal to each optical fiber. Position detection device.

Applying a signal output from the broadband light source to the optical path;

Branching only a signal passing through the failed optical path of the optical path;

Converting the branched signal into an optical pulse signal;

Applying the optical pulse signal to the optical path in combination with the unbranched broadband light source signal;

Branching only backscattered light generated in a faulty light path among backscattered light generated as the combined signal passes through the light path; And

And detecting a fault position by analyzing a change in magnitude of backscattered light generated in the faulty light path over time.

The method of claim 7, wherein

Detecting the fault location,

Receiving backscattered light generated in a faulty optical path and converting the light into an electrical signal;

Receiving and amplifying the electrical signal;

Analog-to-digital converting the amplified signal; And

And processing the analog-to-digital converted signal to display a result of the fault position detection.

In the signal input along the optical path, converting and transmitting only a signal having a wavelength corresponding to a faulty optical path into a signal of a different mode;

Determining a mode of the transmitted signal and converting a signal determined to correspond to a faulty optical path into an optical pulse signal;

Combining the optical pulse signal with the signals of which the mode is not switched, and receiving backscattered light generated while the combined signal passes through an optical path;

Transferring only the backscattered light corresponding to the impaired light path in the received backscattered light into backscattered light of a different mode; And

And detecting a fault position by analyzing a change in size of backscattered light corresponding to the faulty light path over time.

The method of claim 9,

Detecting the fault location,

Receiving and amplifying the electrical signal;

Analog-to-digital converting the amplified signal; And