KR101171270B1 - 광선로 장애 측정지연이 최소화된 광선로 감시 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이상발생시 측정지연이 발생하지 않도록 함으로서 신속한 후속조처를 통하여 유지보수 등의 용이성을 제공할 수 있도록 한 광선로 장애 측정지연이 최소화된 광선로 감시 시스템에 관한 것으로서,
하나 또는 하나 이상의 전체 감시장치를 제어하도록 구비하는 운용관제서버와, 하나 또는 하나 이상의 광선로의 이상에 대한 감시정보를 인가받아 운용관제서버로 인가하기 위한 감시제어기와, 상기 감시제어기는 각각의 광선로와 연결되어 각각의 광선로의 이상 여부만을 확인하기 위한 서브OTDR과, 상기 서브OTDR가 감지한 이상신호를 토대로 각각의 이상이 감지된 광선로의 이상 지점까지의 정확한 거리와 위치를 측정하기 위한 메인OTDR을 연결하고, 상기 메인OTDR의 감시광을 공통입력포트로 입력받아 원하는 출력포트로 절체하는 메인광스위치와, 상기 서브OTDR의 감시광과 메인OTDR의 감시광을 측정하고자 하는 광선로로 절체시키는 서브광스위치로 구성하는 것이 특징이다.

Description

광선로 장애 측정지연이 최소화된 광선로 감시 시스템{Remote Fiber Testing System having minimized delay time in optical fiber fault testing}

본 발명은 광선로 장애 측정지연이 최소화된 광선로 감시 시스템에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 측정지연을 최소화하면서도 광전송장치를 비롯한 기타 시스템과의 상호연동이 불필요한 독립적인 시스템으로 구축될 수 있도록 한 신규한 광선로 감시 시스템의 제공에 관한 것이다.

광선로 감시시스템의 운용 목적은 광선로의 물리적 장애가 발생한 경우 최단시간 내에 운용자에게 장애지점의 위치를 알려줌으로써 신속한 복구가 이루어질 수 있도록 하는 것이다.

일반적으로 광선로 감시 시스템의 측정부에는 실제로 광선로의 장애지점을 측정하는 OTDR과 전기적인 제어신호에 의해 측정하고자 하는 광심선을 선택할 수 있도록 절체기능을 수행하는 광 스위칭(Switching) 유닛이 구비된다.

OTDR(Optical Time Domain Reflectometer)은 OTDR(Optical Time Domain Reflectometry)기술을 이용한 광학계측장비로서 이 기술은 레이저 광을 직접변조 혹은 외부변조방식을 통해 광 펄스형태로 만든 후, 광선로로 송출한 후, 송출된 광펄스가 광선로를 진행하면서 생성되는 산란광 (혹은 반사광)이 송출된 시작지점으로 되돌아 오는데 걸리는 시간을 측정한 후, 광속도와 곱하여 거리를 측정하는 기술이다.

OTDR은 매우 고가장비이므로 다수의 피측정 광심선에 1:1로 OTDR을 구비하여 시스템을 운영하는 것은 구축비용 측면에서 매우 불리하기 때문에 OTDR을 광 스위칭 유닛과 연결하여 1대의 OTDR로 운용프로그램의 측정 스케쥴링에 의한 순차적 자동측정 혹은 특정심선의 선택적 수동측정으로 다수의 광심선에 대한 감시가 이루어진다.

도 4는 종래 기술이 적용된 광선로 감시 시스템의 1 예를 도시한 구성도로서, 1대의 OTDR로 다수의 광심선을 감시하는 일반적인 예를 도시한 것이며, 이를 살펴보면 다음과 같다.

1대의 OTDR(103)을 이용하여 n개의 광심선(107)을 순차적 혹은 필요시 특정 광심선을 선택적으로 측정하며, 1개의 공통입력포트(105)와 n개의 출력포트(106)을 가지는 광스위칭 유닛을 1×n 광스위치(104)라 한다.

OTDR은 매우 미약한 산란광 신호를 검출하여 광선로의 거리에 대한 손실 분포를 분석하는 장비이기 때문에 측정의 정확도를 향상시키기 위해 수십초 내지는 수분의 평균화 신호처리를 거친 후 최종 측정 결과를 출력한다.

즉, 한 개의 광심선을 측정하는 데 수십초 이상의 측정시간이 소요되며 광선로의 측정거리가 길어질수록 측정시간은 증가한다. OTDR로 1개의 심선을 측정하는 데 걸리는 최소시간을 t라 가정하면 n개의 광심선을 순차적으로 측정하는 경우, 1회의 측정 싸이클이 완료되는데 최소 n×t초의 시간이 소요된다.

도 5는 종래 기술이 적용된 광선로 감시 시스템의 2 예를 도시한 구성도로서, 예비심선 감시에 널리 사용되고 있는 것으로서 이를 살펴보면 다음과 같다.

예비심선 감시방식이라 함은 광신호 전송에 사용되지 않는 유휴 광심선을 광선로 감시장치에 연결하여 장애를 감시하는 방식으로서 전술한 바와 같이 1대의 OTDR(203)을 1×n 광스위치(204)의 공통입력포트에 연결하고, 감시제어기 (202)의 제어신호의해 특정포트로 절체시켜 원하는 광심선을 측정하는 방식이다.

보통 스케쥴링에 의한 자동측정으로 광심선 1부터 n까지 라운드로빈 방식에 의한 순차측정 (1 ― 2 ― 3 - ... - n ― 1 ― 2 반복)으로 자동감시를 실시하고 있다.

OTDR(203)은 매우 미약한 산란광 신호를 검출하여 광선로의 거리에 대한 손실 분포를 분석하는 장비이기 때문에 측정의 정확도를 향상시키기 위해 수십초 내지는 수분의 평균화 신호처리를 거친 후 최종 측정 결과를 출력한다.

즉, 한 개의 광심선을 측정하는 데 수십 초 이상의 측정시간이 소요된다. OTDR(203)로 1개의 심선을 측정하는 데 걸리는 최소시간을 t라 가정하면 n개의 광심선을 순차적으로 측정하는 경우, 1회의 측정 싸이클이 완료되는데 최소 n×t초의 시간이 소요된다.

도 6은 종래 기술이 적용된 광선로 감시 시스템의 3 예를 도시한 구성도로서, 망관리시스템과 광선로감시장치간 상호연동에 의한 운용심선 감시방식을 나타낸 것으로서 이를 살펴보면 다음과 같다.

광전송장치의 망관리시스템(NMS, Network Management System)과 광선로 감시장치의 운영관제 소프트웨어를 상호연동시킴으로써 최소의 지연시간으로 운용 광심선의 장애지점을 측정한다.

운용광심선 감시방식은 실제로 전송용 광신호가 인가되고 있는 광심선에 감시필터를 이용하여 OTDR(303)의 감시광을 전송용 광신호와 합파하여 광심선에 전송하여 광선로를 감시하는 방식이다.

망관리시스템에서는 광전송장치의 송수신간 광파워를 주기적으로 감시하고 있는데 이 측정값을 광선로 감시장치(300)의 운영관제시스템으로 전달하여 줌으로써 광전송장치(307,308)의 특정심선에서 광파워가 갑자기 저하되는 이상이 감지되는 경우, 광선로감시장치는 망관리시스템으로부터 이상정보를 전달받아 현재 측정을 취소하고 광전송장치의 망관리시스템에서 이상이 감지된 해당 광심선(304)을 절체하여 장애측정을 실시하도록 구성된다.

상기와 같은 종래 기술에서 1 예의 경우에는, 광스위치(104)가 감시제어기(102)의 제어신호에 의해 피측정 광심선1로 절체되어 OTDR로 측정이 진행되고 있는 경우, 피측정 광심선 n에서 단선장애가 발생한다면 현재 측정하고 있는 광심선1에서 단선장애가 발생한 광심선n으로 자동측정 스케쥴링에 의해 순차적으로 절체되어 오기까지 최소(n-1)×t 초를 기다려야 장애발생 및 장애지점의 위치를 운용자가 인지할 수 있다는 의미이기 때문에 피측정 광심선의 수가 많아질수록 위와 같은 측정지연은 시스템 운용측면에서 매우 심각한 문제점을 초래한다.

2 예의 경우에는, 1×n 광스위치(204)가 피측정 광심선1로 절체되어 OTDR(203)로 측정이 진행되고 있는 경우, 피측정 광심선 n에서 단선장애가 발생한다면 현재 측정하고 있는 광심선1에서 단선장애가 발생한 광심선n으로 자동측정 스케쥴링에 의해 순차적으로 절체되어 오기까지 최소(n-1)×t 초를 기다려야 장애발생 및 장애지점의 위치를 운용자가 인지할 수 있다는 의미가 되므로 1 예에서와 같이 피측정 광심선의 수가 많아질수록 위와 같은 측정지연은 시스템 운용 측면에서 매우 심각한 문제점을 초래한다.

3 예의 경우에는, 장애 발생시 장애가 발생한 광심선으로 즉각적인 광스위치(304)의 절체가 이루어져서 감시장치의 장애측정이 이루어 지는 장점이 있으나, 일반적으로 광전송장치(307, 308)와 광선로감시장치(300)는 서로 다른 공급자에 의해 개별적으로 구축이 이루어지기 때문에 상이한 두 시스템간 연동을 위한 통신프로토콜 정비에 어려움이 있고, 특히 두 공급자 간 원활한 협력체제가 전제되지 않을 경우 연동작업에 많은 문제점이 발생하여 시스템의 정상적인 구축이 불가능하게 된다.

상기와 같은 예비심선 감시방식의 경우에는, 시스템이 간단하고 타 시스템과의 상호연동이 불필요하여 광선로감시장치의 독립적인 구축이 가능하나, 라운드로빈 방식의 순차측정이 이루어지므로 측정 광심선의 수가 많아질수록 장애발생시 측정지연시간이 길어지는 문제점이 있다.

운용심선 감시방식의 경우에는, 전송용 광신호와 OTDR의 감시광을 합파하여 측정광심선으로 송출해야 하므로 감시필터가 필요하고, 광전송장치와 광선로감시장치를 상호연동하여 광전송장치의 송수신 광전력값을 주기적으로 전달받아야 하므로 두 시스템간 프로토콜이 확립되어야 정상적인 연동서비스가 가능하게 된다.

또한, 공급자가 다른 두 시스템을 연동시키는 작업은 적극적인 협력체제가 전제되지 않는 한 매우 어렵고 오류가 발생할 우려가 높고, 두 상이한 시스템이 공통의 프로토콜로 상호연동 되므로 문제 발생시 책임소재 규명에도 논란의 소지가 많아 유지보수 측면에서도 불리한 등 여러 문제점이 발생하고 있는 실정이다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 하나 또는 하나 이상의 전체 감시장치를 제어하도록 구비하는 운용관제서버와, 하나 또는 하나 이상의 광선로의 이상에 대한 감시정보를 인가받아 운용관제서버로 인가하기 위한 감시제어기와, 상기 감시제어기는 각각의 광선로와 연결되어 각각의 광선로의 이상 여부만을 확인하기 위한 서브OTDR과, 상기 서브OTDR가 감지한 이상신호를 토대로 각각의 이상이 감지된 광선로의 이상 지점까지의 정확한 거리와 위치를 측정하기 위한 메인OTDR을 연결하고, 상기 메인OTDR의 감시광을 공통입력포트로 입력받아 원하는 출력포트로 절체하는 메인광스위치와, 상기 서브OTDR의 감시광과 메인OTDR의 감시광을 측정하고자 하는 광선로로 절체시키는 서브광스위치로 구성하여;

각각의 광선로에 이상유무를 감지하는 OTDR과 이상이 감지된 광선로에 대하여 정밀한 측정을 수행하는 OTDR로 구분구성하여 이상발생시 측정지연이 발생하지 않도록 함으로서 신속한 후속조처를 통하여 유지보수 등의 용이성을 제공할 수 있는 목적 달성이 가능하다.

본 발명은 광선로감시장치의 종전의 예비심선 감시방식에서 발생하는 측정지연을 최소화하면서도 광전송장치를 비롯한 기타 시스템과의 상호연동이 불필요한 독립적인 시스템으로 구축되는 광선로 감시장치의 제공을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 1 실시 예를 도시한 광선로 감시 시스템을 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 기술이 적용된 2 실시 예를 도시한 광선로 감시 시스템을 도시한 구성도.
도 3은 본 발명의 기술이 적용된 3 실시 예를 도시한 광선로 감시 시스템을 도시한 구성도.
도 4는 종래 기술이 적용된 광선로 감시 시스템의 1 예를 도시한 구성도.
도 5는 종래 기술이 적용된 광선로 감시 시스템의 2 예를 도시한 구성도.
도 6은 종래 기술이 적용된 광선로 감시 시스템의 3 예를 도시한 구성도.

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 1 실시 예를 도시한 광선로 감시 시스템을 도시한 구성도, 도 2는 본 발명의 기술이 적용된 2 실시 예를 도시한 광선로 감시 시스템을 도시한 구성도, 도 3은 본 발명의 기술이 적용된 3 실시 예를 도시한 광선로 감시 시스템을 도시한 구성도로서 함께 설명한다.

본 발명의 기술이 적용되는 광선로 장애 측정지연이 최소화된 광선로 감시 시스템(400)은, 하나 또는 하나 이상의 전체 감시장치를 제어하기 위한 운용관제서버(401)를 구비한다.

상기 운용관제서버(401)는 ODTR(Optical Time Domain Reflectormeter} 을 이용하여 광선로의 산란광과 반사광을 검출하여 하나 또는 하나 이상의 광선로(407)의 이상(장애)에 대한 감시정보를 인가받아 운용관제서버(401)로 인가하기 위한 감시제어기(402)와 연결된다.

상기 감시제어기(402)는 각각의 광선로(407)와 연결되어 각각의 광선로(407)의 이상 여부만을 확인하기 위한 서브OTDR(Optical Time Domain Reflectormeter, 405)과, 상기 서브OTDR(405)가 감지한 이상신호를 토대로 각각의 이상이 감지된 광선로(407)의 이상 지점까지의 정확한 거리와 위치를 측정하기 위한 메인OTDR(403)을 각각 연결한다.

상기 서브OTDR(405)과 메인OTDR(403)은 공히, OTDR(Optical Time Domain Reflectometry)기술을 이용하여 레이저 광을 직접변조 혹은 외부변조방식을 통해 광 펄스형태로 만든 후, 광선로로 송출한 후, 송출된 광펄스가 광선로를 진행하면서 생성되는 산란광 (혹은 반사광)이 송출된 시작지점으로 되돌아 오는데 걸리는 시간을 측정함으로써, 광선로의 장애지점과 종단지점의 거리를 측정한다.

상기 서브OTDR(405)은 각각의 광선로(407) 마다 구비하여 각각의 광선로(407) 마다 구비되어 각각의 광선로(407)의 이상 여부만을 신속하게 판단할 수 있도록 서브광스위치(406)와 연결하고, 상기 메인OTDR(403)는 각각의 광선로(407) 전체를 감시할 수 있도록 메인광스위치(404)와 연결한다.

상기 서브광스위치(406)에 구비되는 두 개의 출력포트 중 하나는 각각의 서브OTDR(405)와 연결하고, 다른 하나는 메인광스위치(404)에 구비되는 각각의 출력포트와 연결하고, 상기 서브광스위치(406)의 입력포트는 각각의 광선로(407)와 연결한다.

상기와 같은 본 발명의 기술이 적용된 광선로 장애 측정지연이 최소화된 광선로 감시 시스템(400)의 작용에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

평상시에는 서브광스위치(406)의 두 출력포트 중 하나는 서브OTDR(405)과 1:1로 연결되어 있고, 서브광스위치(406)의 공통입력포트는 측정하고자 하는 광선로(407)와 연결되고 감시제어기(402)의 측정 스케쥴링에 의해 각각의 서브OTDR(405)들은 각각의 서브광스위치(406)를 거쳐 1:1로 연결된 광선로(407) 들에 대해 주기적인 장애감시를 수행한다.

이와 같은 장애감시를 수행하는 과정에서 서브OTDR(405)은 정상상태 일 때의 선로측정파형과 현재의 측정파형을 비교하여 측정 광선로의 이상 유무를 검출하게 된다.

예를 들어, n번째 서브OTDR(405)에 이상이 검출되면 감시제어기(402)는 n번째 서브광스위치(406)와 메인광스위치(404)에 제어신호를 인가하여 메인OTDR(403)의 감시광이 서브광스위치(406)의 n번째 출력포트와 n번째 서브광스위치(406)를 거쳐 n번째 광선로(407)로 송출되도록 광패스를 형성한다.

이어 메인OTDR(403)의 정밀측정이 실시되고 메인OTDR(403)은 측정 광선로(407)의 종단길이, 선로의 이벤트를 정확하게 측정하여 감시제어기(402)를 거쳐 운용관제서버(401)로 전달한다.

서브OTDR(405)은 현재 광선로(407)에 물리적인 장애 유무만을 판단하고 장애가 발생한 것으로 판단한 경우 메인OTDR(403)을 이용하여 정밀측정을 수행하여 최종 장애지점의 위치와 이벤트를 측정한다.

이러한 본 발명의 구성은 측정하고자 하는 광선로(407) 마다 1:1로 서브OTDR(406)이 구비되기 때문에 OTDR과 광선로가 1대 n으로 구성되는 종전의 방식에서 발생하는 순차측정에 의한 측정지연이 발생하지 않게 되는 것이다.

본 발명의 2 실시 예로서는, 서브광스위치(406)의 공통입력포트와 광선로(407)의 중도에는 광전송장치(509)와 연결되는 감시필터(508)를 구비하여 메인OTDR(403) 또는 서브 OTDR(405)의 감시광과 광전송장치(509)로부터의 송수신 광신호를 합파하여 측정하고자 하는 광선로(407)로 전송되도록 하여도 된다.

본 발명의 3 실시 예로서는, 각각의 광선로(407)의 종단에 반사필터(510)를 추가적으로 구비하여 메인 또는 서브OTDR(403,405) 감시광이 종단에서 큰 반사를 일으키도록 함으로써 종 단점 거리를 측정함에 있어 측정의 정확도 및 안정성을 크게 향상시킬 수 있다.

본 발명의 또 다른 예로서는 서브OTDR 대신에 광펄스를 입사시켜 반사광이 되돌아오는데 걸리는 시간을 측정하여 이로부터 광선로의 길이를 측정하는 형태를 취하여도 무방할 것이다.

상기와 같은 본 발명은, 광선로의 감시를 함에 있어서 각각의 광선로에 이상유무를 감지하는 OTDR과 이상이 감지된 광선로에 대하여 정밀한 측정을 수행하는 OTDR로 구분구성하여 이상발생시 측정지연이 발생하지 않도록 함으로서 신속한 후속조처를 통하여 유지보수 등의 용이성을 제공할 수 있는 장점을 가진다.

400; 감시시스템
401; 운용관제서버
402; 감시제어기
403; 메인 OTDR
405; 서브OTDR
406; 광스위치
407; 광선로

Claims (4)

1. 하나 또는 하나 이상의 전체 감시장치를 제어하도록 구비하는 운용관제서버와;
   하나 또는 하나 이상의 광선로의 이상에 대한 감시정보를 인가받아 운용관제서버로 인가하기 위한 감시제어기와;
   상기 감시제어기는 각각의 광선로와 연결되어 OTDR(Optical Time Domain Reflectometry)기술을 이용하여 레이저 광을 직접변조 혹은 외부변조방식을 통해 광 펄스형태로 만든 후, 광선로로 송출한 후, 송출된 광펄스가 광선로를 진행하면서 생성되는 산란광 (혹은 반사광)이 송출된 시작지점으로 되돌아 오는데 걸리는 시간을 측정함으로써, 광선로의 장애지점과 종단지점의 거리를 측정하여 각각의 광선로의 이상 여부만을 확인하기 위한 서브OTDR과;
   상기 서브OTDR가 감지한 이상신호를 토대로 서브OTDR과 동일한 OTDR(Optical Time Domain Reflectometry)기술을 이용하여 각각의 이상이 감지된 광선로의 이상 지점까지의 정확한 거리와 위치, 광선로상의 이벤트를 더욱 정밀하게 측정하기 위한 메인OTDR을 연결하고;
   상기 메인OTDR의 감시광을 공통입력포트로 입력받아 원하는 출력포트로 절체하는 메인광스위치와;
   상기 서브OTDR의 감시광과 메인OTDR의 감시광을 측정하고자 하는 광선로로 절체시키는 서브광스위치로 구성하는 것을 특징으로 하는 광선로 장애 측정지연이 최소화된 광선로 감시 시스템.
2. 제 1 항에 있어서;
   상기 서브광스위치와 광선로의 연결위치 중도에는 광전송장치의 송수신 광신호와 서브광스위치를 거쳐 출력되는 메인OTDR 또는 서브OTDR의 감시광을 합파하는 감시필터를 더 연결하는 것을 특징으로 하는 광선로 장애 측정지연이 최소화된 광선로 감시 시스템.
3. 제 1 항에 있어서;
   상기 광선로의 종단에는 광전송장치의 송수신 광신호와 서브광스위치를 거쳐 출력되는 메인OTDR 또는 혹은 서브OTDR의 감시광을 합파하는 감시필터와 측정하고자 하는 광선로 종단에 OTDR 감시광의 반사를 유도하는 반사필터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광선로 장애 측정지연이 최소화된 광선로 감시 시스템.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서;
   상기 서브OTDR 대신에 광펄스를 입사시켜 반사광이 되돌아오는데 걸리는 시간을 측정하여 이로부터 광선로의 길이를 측정하는 것을 특징으로 하는 광선로 장애 측정지연이 최소화된 광선로 감시 시스템.

Images