KR100952539B1

KR100952539B1 - 실시간 광케이블 장애 감시 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100952539B1
Application number: KR1020070097930A
Authority: KR
Inventors: 오규환; 이범석; 최효열; 정광균; 현덕화
Original assignee: 한국전력공사
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2010-04-12
Also published as: KR20090032572A

Abstract

본 발명은 실시간 광케이블 장애 감시 장치 및 방법에 관한 것으로, 초고속정보통신망의 근간을 이루는 광케이블에 대한 건전성을 확보하기 위한 N*N 인텔리전트 광스위치 기술을 시간영역 반사광 측정장치(OTDR) 기술과 접목하여 실시간으로 수용된 광코어의 광송수신 레벨을 감시하고 운용서버의 프로그램에 따라 사용 및 미사용 광케이블의 자동 또는 장애연동 측정을 통한 이상유무를 파악하게 된다. 또한, 장애 발생과 같은 이상시에는 원격지 경보발생과 SMS 연동을 통한 메시지 전달, 장애정보의 데이터 베이스화 및 GIS 연계를 통한 GUI 인터페이스 기능을 구현하여 운용자가 광스위치를 원격으로 조정하여 무순단 절체를 통해 설비의 건전성 및 신뢰도를 향상시키는 효과가 있다.

광케이블, 광스위치, OTDR, 무순단 절체

Description

실시간 광케이블 장애 감시 장치 및 방법{Real-time Monictoring Apparatus and Method for Obstacle in Optical Cable}

본 발명은 실시간 광케이블 장애 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실시간으로 광케이블의 송수신 레벨을 감시하고 광케이블의 특성을 자동 및 장애연동 측정함과 아울러, 사용중인 광케이블을 무순단 절체한 후에 측정하여 광케이블의 장애 징후를 사전에 파악한 후에 단국 장애를 사전에 예방하도록 한 실시간 광케이블 장애 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 각종 자연 재해 및 인위적인 사고 발생으로 인한 광케이블의 장애 발생의 빈도수가 점차적으로 증가하는 추세에 있고, 기존에 설치된 광케이블의 내용연수의 경과로 인한 광케이블의 특성이 열화 및 감쇠됨으로 인해 광케이블의 체계적이고 과학적인 관리의 필요성이 커지고 있다.

종래의 광케이블의 감시 방법은, 광커플러나 필터, 광써큘레이터 및 스프린터 등의 부가 장치를 광선로의 인입, 인출단에 직접 삽입해야만 광케이블 측정용 광파장을 인입시킬 수 있고 미세 신호의 레벨을 검출할 수 있는 구조로 이루어진다.

따라서 종래의 광케이블의 감시 방법은, 기존 선로에 접속개소의 추가로 인한 장애가 유발될 수 있는 문제가 있고, 장치의 구성이 복잡해지는 문제가 있으며, 아울러 광케이블의 광특성에도 악영향을 미치는 등의 여러가지 문제가 있다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 인텔리전트 N*N 광스위치를 통하여 실시간으로 광케이블의 송수신 레벨을 감시하고 광케이블의 특성을 자동 및 장애연동 측정할 수 있는, 실시간 광케이블 장애 감시 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 인텔리전트 N*N 광스위치를 통하여 사용중인 광케이블을 무순단 절체한 후에 측정할 수 있어 광케이블의 장애 징후를 사전에 파악한 후에 단국 장애를 사전에 예방할 수 있는, 실시간 광케이블 장애 감시 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 본 발명에 의한 실시간 광케이블 장애 감시 장치는, 제1 및 제2 광선로 분배반에서 인입된 광케이블을 인(IN) 및 아웃(OUT) 단자에 맞게 수용하고 수용된 광케이블의 송수신 광레벨 상태를 실시간 검출하여 사용자 인터페이스와 연결하여 자동 및 수동 절체 명령을 수행하는 제1 및 제2 인텔리전트 N*N 광스위치와; 상기 광케이블의 상태를 주기 설정에 따른 자동 및 수동 측정을 실시간 수행하고 선로의 손실값 및 측정거리에 따른 자동 및 수동 측정을 실시간으로 수행하고 선로의 손실값 및 측정거리를 파형으로 표시하고 저장하는 OTDR 모듈과; 상기 광케이블에 대한 상태 및 장애 감시, 원격 측정 및 제어명령을 수행하기 위한 CPU 모듈과; 상기 제1 및 제2 인텔리전트 N*N 광스위치에 수용된 광케이블의 송수신 레벨을 실시간으로 감시하여 설정된 임계값을 초과하면 장애 경보를 발령하고, 탑재된 운용 프로그램의 설정상태에 따라 장애경보가 발생한 광단국이 사용하고 있는 송수신 케이블을 자국과 대국의 양단에서 별도의 TCP/IP 제어라인으로 전송된 동기화된 명령에 따라 상기 제1 및 제2 인텔리전트 N*N 광스위치를 통해 무순단 절체를 수행하여 사용 광선로를 변경시킨 후 상기 OTDR 모듈에 의해 계통의 이상 유무를 측정하고 판단하며, 상기 제1 및 제2 인텔리전트 N*N 광스위치, 상기 OTDR 모듈 및 사용자 인터페이스와의 데이터 송수신 및 측정 파형 분석을 통한 장애를 판단하고 데이터를 저장하고 관리하는 감시서버와; 상기한 감시서버와 랜을 통하여 연결되어 있는 운영 클라이언트와; 상기한 감시서버와 연결되어 광단국 망감시시스템으로서 장애정보수집(SNMP) 기능을 갖는 광단국 NMS를 포함하여 이루어지며, 상기 인텔리전트 N*N 광스위치는 광전송장치의 장애인지 타임 보다 2배 빠른 속도로 무순단 절체를 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 본 발명에 의한 실시간 광케이블 장애 감시 방법은, 인텔리전트 N*N 광스위치에 수용된 광케이블의 송수신 레벨을 실시간으로 감시하여 설정된 임계값을 초과하면 장애 경보를 발령하는 단계; 장애 경보 발령시에 광전송장치에 수용된 광케이블의 상태를 OTDR 모듈을 이용하여 자동으로 측정하는 단계; 장애 경보 발령시에 장애경보가 발생한 광단국이 사용하고 있는 송수신 광케이블을 자국과 대국의 양단에서 별도의 TCP/IP 제어라인으로 전송된 동기화된 명령에 따라 인텔리전트 N*N 광스위치를 통해 무순단 절체를 수행하여 사용 광선로를 변경함으로써 초고속 광통신망이 순단 등의 장애없이 안정하게 운영되도록 하는 단계; OTDR 모듈에 의해 장애여부가 측정되고 처리된 측정 결과 데이터는 CPU 모듈)을 통해 감시서버로 수신되어 분석되는 단계; 광단국의 장애 정보가 광단국 NMS로 전송되고, 광단국 NMS가 SNMP로 감시서버와 연동되어 감시서버에서 장애 정보를 분석하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 구성은, 상기 인텔리전트 N*N 광스위치는 장애경보 발생시에 광전송장치의 장애인지 타임 보다 2배 빠른 속도로 무순단 절체를 수행하는 것이 바람직하다.

본 발명은 인텔리전트 N*N 광스위치를 통하여 실시간으로 광케이블의 송수신 레벨을 감시하고 광케이블의 특성을 자동 및 장애연동 측정하는 효과가 있다.

본 발명은 인텔리전트 N*N 광스위치를 통하여 사용중인 광케이블을 무순단 절체한 후에 측정할 수 있어 광케이블의 장애 징후를 사전에 파악한 후에 단국 장애를 사전에 예방하는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 실시간 광케이블 장애 감시 장치의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예따른 실시간 광케이블 장애 감시 장치의 구성은, 제1 및 제2 광선로분배반(OFD:Optical Fiber Distributor)(50)(60)에서 인입된 광케이블(35)을 인(IN) 및 아웃(OUT) 단자에 맞게 수용하고 수용된 광케이블의 송수신 광레벨 상태를 검출하여 사용자 인터페이스와 연결하여 자동 및 수동 절체 명령을 수행하는 제1 및 제2 인텔리전트 N*N 광스위치(30)(40)와, 상기한 광케이블(35)의 상태를 주기 설정에 따른 자동 및 수동 측정을 실시간 수행하고 선로의 손실값 및 측정거리에 따른 자동 및 수동 측정을 실시간으로 수행하고 선로의 손실값 및 측정거리를 파형으로 표시하고 저장하는 OTDR(Optical Time Domain Reflectometer) 모듈(70)과, 상기한 광케이블(35)에 대한 상태 및 장애 감시, 원격 측정 및 제어명령을 수행하기 위한 CPU 모듈(80)과, 상기한 제1 및 제2 인텔리전트 N*N 광스위치(30)(40), OTDR 모듈(70) 및 사용자 인터페이스(GUI)와의 데이터 송수신 및 측정 파형 분석을 통한 장애를 판단하고 데이터를 저장하고 관리하는 감시서버(90)와, 상기한 감시서버(90)와 랜(110)을 통하여 연결되어 있는 운영 클라이언트 서버(120)를 포함하여 이루어진다.

보다 구체적으로 연결구조를 설명하면, 현장에서 인입된 광케이블(35)이 제1 및 제2 광선로분배반(50)(60)에 성단되고, 상기 제1 및 제2 광선로분배반(50)(60)을 통해서 제1 및 제2 광전송장치(10)(20)에 광점퍼 코드로 연결되는 구조로 이루어진다.

상기한 제1 및 제2 광전송장치(10)(20)와 상기한 제1 및 제2 광선로분배반(50)(60)의 사이에는 제1 및 제2 인텔리전트 N*N 광스위치(30)(40)가 도중에 설치되는 구조로 이루어진다.

상기한 제1 및 제2 인텔리전트 N*N 광스위치(30)(40)는 TCP/IP 네트워크를 통하여 감시서버(90)와 연결되고, 상기한 감시서버(90)는 광단국 NMS(100)와 연결되는 구조로 이루어진다. 상기한 광단국 NMS(100)는 광단국 망감시시스템(Network Monitoring System)으로서 장애정보수집(SNMP) 기능을 갖는다.

상기한 감시서버(90)는 운영 클라이언트 서버(120)와 랜(LAN)(110)으로 연결되는 구조로 이루어진다.

또한, 상기한 제1 인텔리전트 N*N 광스위치(30)는 CPU 모듈(80)과 연결되고, 상기한 CPU 모듈(80)은 감시서버(90)와 연결되며, 상기 CPU 모듈(80)과 상기한 제1 인텔리전트 N*N 광스위치(30)의 사이에는 OTDR 모듈(70)이 연결설치되는 구조로 이루어진다.

상기한 OTDP 모듈(70)은 광섬유에 광을 입사하고 광펄스의 반사광 및 산란광이 되돌아오는 신호 형태를 시간영역에서 분석하게 된다. 즉, 광섬유 내에서 발생한 후방산란이나 반사광이 입사점으로부터 측정하는 지점까지의 광섬유길이에 대한 시간차로 되돌아오게 되어 광케이블(35)의 장애위치를 파악하게 된다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 광케이블 장애 감시 장치에 의한 광케이블의 장애 감시 동작을 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 광케이블 장애 감시 방법의 흐름도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 및 제2 광전송장치(10)(20)와 제1 및 제2 광선로분배반(50)(60)의 사이에는 제1 및 제2 인텔리전트 N*N 광스위치(30)(40)가 설치되어 있으며, 광케이블(35)의 송수신 레벨 상태가 상기한 제1 및 제2 인텔리전트 N*N 광스위치(30)(40)에 의하여 실시간으로 자동검출된다(S10).

상기한 제1 및 제2 인텔리전트 N*N 광스위치(30)(40)에 의해서 실시간으로 자동검출된 광케이블(35)의 상태에 대한 데이터는 감시서버(90)로 전송되며, 감시서버(90)의 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 통해서 그래픽 화면을 통해서 광케이블(35)의 상태를 실시간으로 표시하게 된다. 이때, 광케이블(35)의 입출력단 레벨 및 접속 손실값이 실시간으로 함께 표시된다(S11).

또한, 감시서버(90)에서 최초 측정값을 기준값으로 임계치로 설정하고(S12), 검출되는 광케이블(35)의 광레벨을 임계 설정값과 비교하여(S13), 광케이블(35)의 광레벨이 임계치를 벗어나게 되면 가시 가청 장애 경보를 발생하게 된다(S14). 따라서 운영자는 감시서버(90)의 이러한 가시 가청 장애 경보에 의해 광케이블(35)의 장애 징후를 사전에 감지하여 대응 조치를 할 수 있게 된다.

감시서버(90)에서는 입력된 데이터를 정리하여 저장하게 된다(S15).

감시서버(9)가 가시 가청 장애 경보를 발생시키는 경우에, 장애 경보가 발생된 제1 및 제2 광전송장치(10)(20)에 수용된 광케이블의 상태는 OTDR 모듈(70)을 이용하여 자동으로 측정이 이루어지게 되는데, 상기한 OTDP 모듈(70)은 광섬유에 광을 입사하고 광섬유 내에서 발생한 후방산란이나 반사광이 입사점으로부터 측정하는 지점까지의 광섬유길이에 대한 시간차를 이용하여 광케이블(35)의 장애여부를 측정하게 된다. 이와 같이 OTDR 모듈(70)에 의해 측정된 결과는 감시서버(90)를 통해서 운영자에게 통보된다. 이러한 통보 결과가 광케이블 계통의 단선 등의 이상으로 판단시에는 감시서버(90)는 TCP/IP 네트워크를 통해서 제1 및 제2 인텔리전트 N*N 광스위치(30)(40)를 제어함으로써 무순단 절체를 수행하여 광선로를 변경함으로써 초고속 광통신망이 순단 등의 장애없이 안정하게 운영되도록 한다.

이 과정을 도 2의 순서도를 참조로 하여 좀더 구체적으로 설명하면, 감시서버(90)는 현재 사용되고 있는 제1 및 제2 광전송장치(10)(20)의 상태를 확인하여(S21), 어느 하나에라도 이상이 있는 경우에 광케이블(35)의 미사용 광코어중에서 절체 대상 광코어를 설정하게 된다(S22). 그리고 TCP/IP 네트워크를 통해서 제1 및 제2 인텔리전트 N*N 광스위치(30)(40)의 무순단 절체를 통해 광선로를 변경하게 되며(S23), 이와 같이 절체된 광코어는 OTDR 모듈(70)에 의해 장애여부가 측정되고(S24), 장애측정 결과에 따라 감시서버(90)는 TCP/IP 네트워크를 통해서 제1 및 제2 인텔리전트 N*N 광스위치(30)(40)를 제어함으로써 광선로의 원상복구를 실시하도록 명령하게 된다(S25).

그리고, 이와 같이 OTDR 모듈(70)에 의해 장애여부가 측정되고 처리된 측정 결과 데이터는 CPU 모듈(80)을 통해 감시서버(90)로 수신되어 분석된다(S26). 감시서버(90)에서 분석된 장애 정보는 광단국 NMS(100)로 전송되어, 광단국 NMS(100)가 장애 정보를 수집할 수 있도록 한다.

이와 같이, 상기 제1 및 제2 인텔리전트 N*N 광스위치(30)(40)는 수용된 광케이블(35)의 광선로 특성을 자동, 수동 및 장애 연동 측정을 기본적으로 구현할 뿐 아니라, 특히 사용중인 광케이블(35)의 선로특성을 측정할 수 있는 솔루션을 제공하는 것으로서, 사용중인 광코어의 열화나 특성 저하를 우려하지 않고도 감시서버(90)를 통해서 제1 및 제2 인텔리전트 N*N 광스위치(30)(40)에 수용된 미사용 광코어를 확인하여 TCP/IP 네트워크를 이용하여 무순단 절체 명령을 실시할 수가 있게 된다. 즉, 제1 및 제2 광전송장치(10)(20)를 상기 제1 및 제2 인텔리전트 N*N 광스위치(30)(40)를 이용하여 동시에 무순단 절체한 후에, 감시서버(90)와 CPU 모듈(80) 및 OTDR 모듈(70)을 통해서 광케이블(35)의 특성을 측정하고 다시 원상으로 회복시키는 것이다.

상기 제1 및 제2 인텔리전트 N*N 광스위치(30)(40)는 절체 타임이 25ms 이내이므로 제1 및 제2 광전송장치(10)(20)의 장애인지 타임인 약 50ms 보다 2배 가량 빠른 속도 특성을 나타내므로 이를 이용하여 무순단 절체를 수행하게 된다.

이상과 같은 본 발명의 실시예는 우리나라 초고속정보통신망의 근간을 이루는 광케이블에 대한 건전성을 확보하기 위한 인텔리전트 N*N 광스위치 기술을 시간영역 반사광 측정장치(OTDR) 기술과 접목하여 실시간으로 수용된 광코어의 광송수신 레벨을 감시하고 운용서버의 프로그램에 따라 사용 및 미사용 광케이블의 자동 또는 장애연동 측정을 통한 이상유무를 파악하게 된다. 또한, 장애 발생과 같은 이상시에는 원격지 경보발생과 SMS 연동을 통한 메시지 전달, 장애정보의 데이터 베이스화 및 GIS 연계를 통한 GUI 인터페이스 기능을 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 광케이블 장애 감시 장치의 구성도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10,20 ; 제1 및 제2 광전송장치

30,40 ; 제1 및 제2 광스위치

35 ; 광케이블

50,60 ; 제1 및 제2 광선로 분배반

70 ; OTDR 모듈

80 ; CPU 모듈

90 ; 감시서버

100 ; 광단국

110 ; 랜

120 ; 운영 클라이언트

Claims

제1 및 제2 광선로 분배반에서 인입된 광케이블을 인(IN) 및 아웃(OUT) 단자에 맞게 수용하고 수용된 광케이블의 송수신 광레벨 상태를 실시간 검출하여 사용자 인터페이스와 연결하여 자동 및 수동 절체 명령을 수행하는 제1 및 제2 인텔리전트 N*N 광스위치와;

상기 광케이블의 상태를 주기 설정에 따른 자동 및 수동 측정을 실시간 수행하고 선로의 손실값 및 측정거리에 따른 자동 및 수동 측정을 실시간으로 수행하고 선로의 손실값 및 측정거리를 파형으로 표시하고 저장하는 OTDR 모듈과;

상기 광케이블에 대한 상태 및 장애 감시, 원격 측정 및 제어명령을 수행하기 위한 CPU 모듈과;

상기 제1 및 제2 인텔리전트 N*N 광스위치에 수용된 광케이블의 송수신 레벨을 실시간으로 감시하여 설정된 임계값을 초과하면 장애 경보를 발령하고, 탑재된 운용 프로그램의 설정상태에 따라 장애경보가 발생한 광단국이 사용하고 있는 송수신 케이블을 자국과 대국의 양단에서 별도의 TCP/IP 제어라인으로 전송된 동기화된 명령에 따라 상기 제1 및 제2 인텔리전트 N*N 광스위치를 통해 무순단 절체를 수행하여 사용 광선로를 변경시킨 후 상기 OTDR 모듈에 의해 계통의 이상 유무를 측정하고 판단하며, 상기 제1 및 제2 인텔리전트 N*N 광스위치, 상기 OTDR 모듈 및 사용자 인터페이스와의 데이터 송수신 및 측정 파형 분석을 통한 장애를 판단하고 데이터를 저장하고 관리하는 감시서버와;

상기한 감시서버와 랜을 통하여 연결되어 있는 운영 클라이언트와;

상기한 감시서버와 연결되어 광단국 망감시시스템으로서 장애정보수집(SNMP) 기능을 갖는 광단국 NMS를 포함하여 이루어지며,

상기 인텔리전트 N*N 광스위치는 장애경보 발생시에 광전송장치의 장애인지 타임 보다 2배 빠른 속도로 무순단 절체를 수행하는 것을 특징으로 하는 실시간 광케이블 장애 감시 장치.
인텔리전트 N*N 광스위치에 수용된 광케이블의 송수신 레벨을 실시간으로 감시하여 설정된 임계값을 초과하면 장애 경보를 발령하는 단계;

장애 경보 발령시에 광전송장치에 수용된 광케이블의 상태를 OTDR 모듈을 이용하여 자동으로 측정하는 단계;

장애 경보 발령시에 장애경보가 발생한 광단국이 사용하고 있는 송수신 광케이블을 자국과 대국의 양단에서 별도의 TCP/IP 제어라인으로 전송된 동기화된 명령에 따라 인텔리전트 N*N 광스위치를 통해 무순단 절체를 수행하여 사용 광선로를 변경함으로써 초고속 광통신망이 순단 등의 장애없이 안정하게 운영되도록 하는 단계;

OTDR 모듈에 의해 장애여부가 측정되고 처리된 측정 결과 데이터는 CPU 모듈)을 통해 감시서버로 수신되어 분석되는 단계;

광단국의 장애 정보가 광단국 NMS로 전송되고, 광단국 NMS가 SNMP로 감시서버와 연동되어 감시서버에서 장애 정보를 분석하는 단계를 포함하여 이루어지며;

상기 인텔리전트 N*N 광스위치는 상기 광전송장치의 장애인지 타임 보다 2배 빠른 속도로 무순단 절체를 수행하는 것을 특징으로 하는 실시간 광케이블 장애 감시 방법.
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