KR101613868B1

KR101613868B1 - 광 채널의 반사 프로파일을 추정하는 방법

Info

Publication number: KR101613868B1
Application number: KR1020157000826A
Authority: KR
Inventors: 스티즌 미르스만; 루디 반케일스빌크; 미하엘 슈트라웁; 외르크 헤만; 야닉 클라이보우
Original assignee: 알까뗄 루슨트
Priority date: 2012-06-14
Filing date: 2013-04-30
Publication date: 2016-04-20
Also published as: CN104380073A; IN2014DN09668A; WO2013185975A1; EP2690420A1; CN104380073B; KR20150023731A; TWI511476B; TW201412039A; EP2690420B1; JP5890940B2; JP2015521729A; US20150138539A1

Abstract

광 채널의 반사 프로파일을 추정하는 방법이 제안된다. 상기 방법은 상이한계들을 포함한다. OTDR 트레이스와 같은 광 채널의 측정된 반사 프로파일이 제공된다. 하나 이상의 반사 피크들은 측정된 반사 프로파일내에서 추정된다. 나머지 반사 프로파일은 측정된 반사 프로파일로부터 추정된 반사 피크들을 제거함으로써 결정된다. 또한, 변경된 나머지 반사 프로파일은 나머지 반사 프로파일 내 하나 이상의 추정된 크로스토크 주파수 성분들을 변경함으로써 결정된다. 최종적으로, 추정된 반사 프로파일은 추정된 반사 피크들 및 변경된 나머지 반사 프로파일을 중첩시킴으로써 결정된다.

Description

광 채널의 반사 프로파일을 추정하는 방법{METHOD OF ESTIMATING A REFLECTION PROFILE OF AN OPTICAL CHANNEL}

본 발명은 광 채널의 반사 프로파일을 추정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

근간에, 수동 광 네트워크(PON)라고도 또한 불리는, 액세스 네트워크들은 복수의 고객들을 데이터 전송의 코어 네트워크에 접속하기 위해 사용된다.

이러한 액세스 네트워크에서, 코어 네트워크와 액세스 네트워크 사이의 상호 접속은, 광 선로 단자(OLT)를 포함하는 소위 중앙국에서 제공된다.

OTL은 바람직하게는 광 피더 섬유라고 불리는 적어도 하나의 광섬유를 통해 소위 원격 노드로 접속된다. 이러한 원격 노드에서, OLT에 의해 송신된 광 다운링크 신호는 하나 이상의 고객들이 광 네트워크 유닛들(ONU)에 의해 접속되는 상이한 광 분기들상으로 분할된다.

고객들은 광 분기들을 통해 광 업링크 신호들을 원격 노드에 전송하고, 원격 노드는 이들 광 업링크 신호들을 조합된 업링크 신호에 조합하고 조합된 신호를 광 피더 파이버를 통해 OLT를 포함하는 중앙국에 송신한다.

디바이스가 광 신호를 송신하는 송신 채널의 송신 속성들을 결정하기 위해, 광 시간 도메인 반사 측정법(OTDR)의 측정 기술이 적용될 수 있다. 이러한 OTDR 측정에서, 송신 채널의 반사 프로파일이 추정된다. 바람직하게는, OTDR의 기술은 OLT에서 수행된다.

OTDR을 위해, 광 펄스의 형태의 광 측정 신호가 하나 이상의 광섬유들을 포함하는 광 채널로 송신될 수 있다. 이러한 광섬유들은 일반적으로 광 측정 신호의 후방 산란을 야기하는 비균질 물질로 만들어진다. 바람직하게는 수신된 응답 신호로 불리는, 후방 산란된 광 신호는 이후 반사 프로파일로서 시간에 걸쳐 기록될 수 있다. 광섬유들 내 광 신호들의 전파 속도를 알면, 수신된 응답 신호가 시간 도메인으로부터 거리로 변환될 수 있다.

예를 들면, 개방 접속자 또는 오염된 파이버-접속자와 같은 광 채널의 상이한 결함들은 측정 신호의 특징적인 증가되거나 또는 감소된 후방 산란을 야기할 수 있고, 이는 다음으로 반사 프로파일 내 반사 피크들로서 관찰될 수 있다. 프로파일에 포함된 반사 프로파일 및 반사 피크들을 검사함으로써, 광 채널 내 어느 거리에서 결함이 나타나는지를 도출할 수 있다.

단일 광 펄스를 측정 신호로서 사용하는 대신, OTDR의 더 진보된 기술이 채용될 수 있다. 이러한 진보된 기술은 상관 시퀀스에 의존하여 그의 진폭에서 변조되는 광 신호를 사용한다. 수신된 응답 신호는 먼저 기록되고 이후 반사 프로파일을 결정하기 위해 사용된다. 이는, 초기 상관 시퀀스 자체와 수신된 응답 신호의 시간 이산 버전을 상관시킴으로써 달성된다. 상관 시퀀스의 자기 상관 함수가 디락 델타 함수(dirac delta function)와 동일하거나 그로 근사되는 경우에, 상관의 결과는 반사 프로파일의 근사인 광 채널의 임펄스 응답의 추정을 시간 도메인에서 산출한다.

송신 디바이스를 사용하여 송신 데이터를 전달하는 광 송신 신호를 광 채널로 송신할 때, 다른 개별적인 디바이스를 사용함으로써 OTDR의 기술을 수행하는 것이 하나의 가능성이다. 송신 디바이스 및 개별적인 OTDR 디바이스는 이러한 경우에, 바람직하게는 광 결합기를 통해, 동일한 광 채널에 모두가 결합된다.

더 진보된 기술은 송신 디바이스 자체가 OTDR 측정을 수행하기 위해 필요한 하드웨어뿐만 아니라 광 송신 신호를 생성하기 위한 하드웨어를 포함하는 임베딩된 OTDR(eOTDR)이다. 바람직하게는, 광 송신 신호는 상관 시퀀스에 의존하여 직접적으로 변조되고, 이러한 직접 변조의 주파수가 선택되어, 수신측에서 데이터 수신을 방해하지 않는다. 직접 변조된 측정 신호를 전달하는 광 채널로 광 송신 신호를 송신한 후, 광 채널의 수신된 응답 신호는 광 송신 신호가 변조되는 상기 주파수를 필터링함으로써 획득될 수 있다. 이러한 수신된 응답 신호는 이후 이전에 상기에 기술된 바와 같은 신호 상관의 기술을 통해 반사 프로파일을 결정하기 위해 사용될 수 있다.

광 채널의 반사 프로파일을 추정하는 방법이 제안된다. 방법은 상이한 단계들을 포함한다.

광 채널의 측정된 반사 프로파일이 제공된다. 하나 이상의 반사 피크들이 측정된 반사 프로파일 내에서 추정된다.

나머지 반사 프로파일은 측정된 반사 프로파일로부터 추정된 반사 피크들을 제거함으로써 결정된다. 또한, 변경된 나머지 반사 프로파일은, 나머지 반사 프로파일 내 하나 이상의 추정된 크로스토크 주파수 성분들을 변경함으로써 결정된다.

최종적으로, 추정된 반사 프로파일은, 추정된 반사 피크들 및 변경된 나머지 반사 프로파일을 중첩시킴으로써 결정된다.

제안된 방법의 이점들을 이해하기 위해, 다음의 양태들이 고려될 수 있다.

임베딩된 OTDR의 방법을 수행할 때, 반사 프로파일의 측정을 수행하는 하드웨어 구성 요소들은 하나의 동일한 디바이스 내에 존재하는 다른 하드웨어 성분들에 의해 야기된 크로스토크 잡음의 영향을 경험할 수 있다. 이러한 크로스토크 잡음은 측정된 응답 신호 및 그에 따라서 측정 반사 프로파일 또한 열화시킬 수 있다.

크로스토크 잡음은 특히, 송신 디바이스로의 OTDR 디바이스들의 통합이 소형 폼 팩터 플러그형(SFP)으로 주어지는 경우, 나타날 수 있다.

신뢰할 수 있는 추정된 반사 프로파일을 획득하기 위해, 크로스토크 잡음의 영향이 감소될 필요가 있다. 하나의 대응책은 하드웨어 디바이스들에 의해 생성된 전자기장들에 의해 야기된 크로스토크 잡음의 양을 감소시키기 위해 하드웨어 디바이스들을 차폐하는 것일 수 있다. 이러한 대응책은 한편으로 다루기 어렵고 다른 한편으로 eOTDR을 전달하는 디바이스에 대해 주어진 공간 제한들에 때문에 또한 고가일 수 있다.

측정된 반사 프로파일로부터 크로스토크 잡음을 제거하기 위해, 필터링 기술들이 적용될 수 있다. 이러한 필터링 기술들은 크로스토크 잡음에 대한 영향뿐만 아니라 측정된 반사 프로파일 내에 나타난 반사 피크들에 대한 영향도 또한 가질 것이다. 이전에 기술되었던 바와 같이, 이러한 반사 피크들은 광 채널의 결함들을 검출하기 위해 필터링된 반사 프로파일 내에 존재하도록 유지되어야 한다.

제안된 방법은, 나머지 반사 프로파일을 산출하기 위해, 반사 피크들을 먼저 추정하고 이후 이들 피크들을 제거한다. 다음으로, 나머지 반사 프로파일은 필터링되고, 추정된 크로스토크 주파수 성분들이 변조된다. 크로스토크가 일반적으로 반사 프로파일의 스펙트럼 내 하나 이상의 스펙트럼 피크들을 야기한다는 사실에 의해, 크로스토크 잡음은 추정된 크로스토크 주파수 성분들을 변경함으로써 감소될 수 있다. 크로스토크 주파수 성분들을 변경한 후, 산출된 변경된 나머지 반사 프로파일은 이전에 추정된 반사 피크들과 중첩된다.

따라서, 반사를 추정하는 제안된 방법은 필터링 기술을 적용하고, 추정된 반사 피크들은, 주파수 도메인에서 크로스토크 잡음을 개별적으로 필터링하기 전에, 측정된 반사 프로파일로부터 먼저 분리되고, 이후 최종적으로 보존된 반사 피크들과 필터링 결과를 다시 중첩시킨다. 따라서, 크로스토크 영향을 감소시키기 위한 이러한 필터링 기술은 최종적으로 추정된 반사 프로파일 내에 존재하는 반사 피크들의 심각한 열화를 피한다. 그러므로, 추정된 반사 프로파일은 잘 보존된 반사 피크들을 포함한다. 따라서, 추정된 반사 프로파일은 반사 피크들을 통해 광 채널의 결함들을 검출하고, 또한 감소된 크로스토크 잡음에 의한 광 채널의 감쇠 프로파일을 신뢰할 수 있게 추정하기 위해 사용될 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 제안된 방법의 플로차트.
도 2a 및 도 2b는 선형 및 로그 도메인에서 측정된 반사 프로파일을 도시하는 도면들.
도 3은 선형 도메인에서 측정된 반사 프로파일의 2차 도함수를 도시하는 도면.
도 4a는 추정된 반사 피크들을 도시하는 도면.
도 4b는 나머지 반사 프로파일을 도시하는 도면.
도 5는 나머지 반사 프로파일의 스펙트럼의 크기를 도시하는 도면.
도 6은 크기의 1차 도함수를 도시하는 도면.
도 7은 변경된 나머지 반사 프로파일을 도시하는 도면.
도 8a 및 도 8b는 가로 좌표상의 시간 스케일을 따라 표시된 선형 및 로그 도메인 각각에서 추정된 반사 프로파일을 도시하는 도면들.
도 9a 및 도 9b는 가로 좌표상의 거리에 따라 표시된 선형 및 로그 도메인 각각에서 추정된 반사 프로파일을 도시하는 도면들.
도 10은 일 실시예에 따른 제안된 디바이스를 도시하는 도면.

도 1은 하나의 바람직한 실시예에 따른 제안된 방법의 플로차트를 도시한다. 단계(S1)에서, 광 채널의 측정된 반사 프로파일로서 OTDR 트레이스가 제공된다. 이러한 OTDR 트레이스는 제안된 방법을 또한 수행하는 디바이스에 의해 측정될 수 있다. 일 대안적인 해결책에 따라, OTDR 트레이스는 제 2 디바이스의 데이터 인터페이스를 통해 제 1 디바이스에 의해 제 2 디바이스로 제공될 수 있고, 상기 제 2 디바이스의 데이터 인터페이스는 OTDR 트레이스의 데이터를 수신하고, 이후 OTDR 트레이스를 제안된 방법의 다른 단계들을 수행하는 제 2 디바이스의 다른 서브 디바이스들에 제공한다.

OTDR 트레이스는 바람직하게는 시간 이산 샘플링된 신호의 형태의 측정된 반사 프로파일이다. 바람직하게는, 샘플링된 측정된 반사 프로파일의 샘플링 주파수는 수 메가헤르츠의 범위 내, 바람직하게는 40 ㎒에 놓인다. 이러한 40 ㎒의 샘플링 주파수는 25 ㎱의 샘플링 간격에 대응한다. 광섬유들 내 광 신호들의 일반적인 전파 속도들을 고려하면, 25 ㎱의 샘플링 간격은 2.5 m의 거리의 분해능에 대응한다.

측정된 반사 프로파일(RP)은 제안된 방법의 다음 단계(S2)로 제공된다. 도 2a는 선형 도메인에서 측정된 반사 프로파일(RP)의 일 예를 도시하고, 마이크로초의 시간 분해능에 대응하는 시간 스케일은 가로 좌표에 따라 도시된다. 반사 프로파일(RP)은 이러한 예에서 적어도 세 개의 반사 피크들(P1, P2, P3), 또한 반사 프로파일(RP) 위에 놓이는 잡음 신호로서 명확하게 보이는 크로스토크 잡음을 포함한다.

도 2a의 반사 프로파일(RP)은 로그 도메인에서 반사 프로파일(RPL)로서 도 2b에서 한번 더 도시된다. 도 2a 및 도 2b의 반사 프로파일들(RP, RPL) 모두는 마이크로초의 시간 스케일에 걸쳐 시간 계속적인 신호들로서 여기에 표시되고, 본 기술의 숙련자는 이러한 시간 계속적인 그래프들이 시간 이산적 및 샘플링된 반사 프로파일들을 나타내는 것을 인지할 것이다. 따라서, 반사 프로파일들(RP, RPL)의 표시된 값들은 도 2a 및 도 2b에 도시된 시간스케일들에 대응하는 이산 인덱스들을 통해 표시된 시간 이산 값들로서 생각될 수 있다.

도 1로 다시 돌아와서, 반사 프로파일(RP) 내에 나타난 반사 피크들(EP)은 단계(S2) 내에서 추정된다. 이들 추정된 반사 피크들(EP)은 이후 별개의 단계(S21)에서 저장될 수 있다. 측정된 반사 프로파일(RP)은 시간 도메인으로 제공되고, 동시에 추정된 반사 피크들(EP)은 바람직하게는 시간 도메인에서 또한 추정된다. 반사 피크들을 추정하기 위해, 측정된 반사 프로파일의 2차 도함수가 결정된다. 이는, 시간 이산적 측정된 반사 프로파일에 대하여 시간 도메인에서 2차 미분 차수의 신호를 결정함으로써 획득될 수 있다. 이러한 2차 도함수가 산출되면, 반사 피크는 2차 도함수가 규정된 임계치를 초과하는 이들 시간 이산적 인덱스들에 대해 나타내도록 추정된다.

도 3은 임계치(T1)와 함께 2차 도함수(SD)를 도시한다. 임계치(T1)는 2차 도함수(SD)의 중간 절대값을 결정함으로써 결정될 수 있다. 바람직하게, 임계치(T1)는 고정 팩터가 곱해진 이러한 중간 절대값에 대해 선택된다. 고정 팩터는 값 1과 10 사이의 범위 내에서 바람직하게 선택된다. 일 바람직한 실시예에서, 고정 팩터는 값 6으로 선택된다.

이전에 개요로 서술된 바와 같이, 하나 이상의 반사 피크들의 존재를 추정하기 위해, 2차 도함수의 이들 시간 이산적 인덱스들은 2차 도함수가 임계치를 초과하는 것에 대해 결정된다. 추정된 반사 피크들은 이후, 결정된 시간 이산적 인덱스들에 대응하거나 그와 동일한 시간 이산적 인덱스들을 갖는, 측정된 반사 프로파일(RP)의 값들로서 결정된다.

바람직하게는, 측정된 반사 프로파일(RP)의 이들 결정된 값들이 추정된 반사 피크들로서 사용되고 이후 제거될 뿐만 아니라, 또한 측정된 반사 프로파일(RP)의 다른 값들이 추정된 반사 피크들로서 사용되도록 결정된다. 이들 다른 값들은 그의 대응하는 다른 시간 이산적 인덱스들이 이전에 결정된 시간 이산적 인덱스들에 중심을 둔, 미리 규정된 시간 윈도우들 내에 놓이는 것들이다. 따라서, 바람직하게, 시간 이산적 인덱스들의 조합된 세트에 대응하는 값들의 조합된 세트는 반사 피크들을 추정하기 위해 사용되고, 시간 이산적 인덱스들의 조합된 세트는 시간 이산적 인덱스들의 이전에 결정된 세트 및 다른 시간 이산적 인덱스들의 조합이다.

측정된 반사 프로파일(RP)에 대한 40 ㎒의 샘플링 주파수에 대하여, 시간 윈도우는 바람직하게 200 ㎱ 또는 20 m의 거리 분해능에 대응하는 8 배의 시간 이산적 인덱스들의 폭을 갖는다. 또한, 시간 윈도우의 알맞은 폭은, 상관 시퀀스 대신에 OTDR 측정을 위해 단일 광 펄스만을 사용할 때, 광 펄스의 반치 전폭에 대응한다. 또한, 시간 윈도우의 알맞은 폭은 상관 시퀀스를 사용하여 OTDR 측정으로부터 발생된 디락-델타 함수의 알맞은 폭에 대응한다.

시간 윈도우는 바람직하게, 시간 윈도우 내에 포함된 측정된 반사 프로파일들의 값들에 대하여 가중 팩터들을 규정하는 가중 윈도우이다. 제 1 해결책에 따라, 가중 윈도우는 시간 윈도우 내에 포함되는 측정된 반사 프로파일의 이들 값에 1의 상수 팩터를 적용하는 간단한 박스카 윈도우이다. 다른 해결책에 따라, 가중 윈도우는 시간 윈도우 내에 포함되는 측정된 반사 프로파일의 이들 값들에 0 내지 1의 범위 내의 상이한 값들을 적용하는 레이즈드 코사인 윈도우(raised cosine window)이다. 이러한 레이즈드 코사인 윈도우를 사용함으로써, 반사 피크를 나타내는 값들 및 반사 피크가 없음을 나타내는 값들의 더 평탄한 전이가 달성된다.

도 4a는 선형 도메인에서 다수의 추정된 반사 피크들(EP)을 도시한다.

도 1로 돌아와서, 추정된 반사 피크들은 단계(S3) 내에서 측정된 반사 프로파일(RP)로부터 제거된다. 이는 나머지 반사 프로파일(RRP)을 산출한다. 도 4b는 선형 도메인에서 나머지 반사 프로파일(RRP)를 도시한다. 반사 피크들은, 반사 피크들이 검출되는 이들 인덱스들에서 측정된 반사 프로파일의 초기 값들을 반사 피크가 검출되는 인덱스들에 인접한 이들 인덱스들의 반사 프로파일의 평균값으로 대체함으로써, 나머지 반사 프로파일(RRP)로부터 제거된다.

도 1로 돌아와서, 획득된 나머지 반사 프로파일(RRP)은 이후 크로스토크 잡음을 필터링하기 위해 사용된다.

도 5는 나머지 반사 프로파일의 스펙트럼의 크기(S)를 도시한다. 크로스토크 잡음의 주파수 성분들(CT)은 또한 도 5에 나타내어진다. 변경된 나머지 반사 프로파일은 나머지 반사 프로파일의 스펙트럼 내 추정된 크로스토크 주파수 성분들을 변경함으로써 결정된다.

이러한 변경은 도 1의 단계(S4)에서 수행된다. 도 5에 도시된 크로스토크 주파수 성분들(CT)은 주파수 도메인에서 추정되고 또한 주파수 도메인에서 변경된다. 이러한 크로스토크 주파수 성분들(CT)은 더 낮은 주파수 도메인 내에서 스펙트럼 피크들로서 예측될 수 있고, 나머지 반사 프로파일의 스펙트럼 내에서 더 높은 주파수들에 대해 불연속성들이 통상 예측되지 않는다.

크로스토크 주파수 성분들(CT)을 추정하기 위하여, 반사 프로파일의 스펙트럼은, 나머지 반사 프로파일을 시간 도메인으로부터 주파수 도메인으로 변환함으로써 결정된다. 이는 바람직하게 시간 도메인에서 이산적이고 주파수 도메인에서 이산적인 주파수 변환에 의해 수행된다. 바람직하게는, 고속 푸리에 변환(FFT)이 사용된다. 이는 복잡한 이산 주파수 스펙트럼을 산출한다. 이러한 이산 주파수 스펙트럼의 크기(S)는 도 5에서 도시되는 것이고, 계속적인 스케일로서 주파수 스케일은 가로 좌표를 따라 표시된다. 이러한 예에서, 표시된 이산 값들의 수는 4096 개이다.

최종적으로 크로스토크 주파수 성분들(CT)을 검출하기 위하여, 복잡한 이산 주파수 스펙트럼은, 바람직하게는 1차 미분 신호를 결정함으로써, 1회 미분된다. 이는 복잡한 1차 도함수를 산출한다. 이후, 실수 값들을 산출하는 이러한 1차 도함수의 크기가 결정된다.

도 6은 나머지 반사 프로파일의 스펙트럼의 1차 도함수의 크기(FD)를 도시한다. 1차 도함수의 크기(FD)가 스펙트럼 임계치(T2)를 초과하는 1차 도함수의 크기(FD)의 이들 스펙트럼 지수들이 결정된다. 복잡한 스펙트럼은 이후 결정된 스펙트럼 지수들에 대응하는 이들 지수들에서 그의 복소수 값들로 변경된다.

임계치(T2)는 1차 도함수의 크기(FD)의 중간값을 결정함으로써 결정될 수 있다. 바람직하게는, 임계치(T2)는 고정 팩터가 곱해진 이러한 중간값에 대해 선택된다. 고정 팩터는 바람직하게는 값 1과 값 10 사이의 범위 내에서 선택된다. 일 바람직한 실시예에서, 고정 팩터는 값 6으로 선택된다.

바람직하게는, 임계치(T2)는 미리 규정된 스펙트럼 범위(FR) 내에서 1차 도함수의 크기(FD)의 중간값을 결정함으로써 결정된다. 이러한 스펙트럼 범위(FR)는 주파수 하한(LL) 및 주파수 상한(UL)을 갖는다. 이러한 중간값은 이후 고정 팩터가 곱해질 수 있다. 고정 팩터는 바람직하게는 값 1과 값 10 사이의 범위 내에서 선택된다. 일 바람직한 실시예에서, 고정 팩터는 값 6으로 선택된다.

바람직하게는, 스펙트럼의 복소 스펙트럼 값들의 변경은 1차 도함수의 크기(FD)가 스펙트럼 임계치(T2)를 초과하는 이들 스펙트럼 지수들에서 스펙트럼 값들에 대해서뿐만 아니라, 이전에 결정된 스펙트럼 지수들을 중심으로 하는 하나 이상의 미리 규정된 스펙트럼 윈도우들 내에 놓인 다른 스펙트럼 지수의 값들을 갖는 스펙트럼의 다른 값들에 대해서도 수행된다.

따라서, 바람직하게는, 이산 스펙트럼 지수들의 조합된 세트에 대응하는 값들의 조합된 세트는 크로스토크 주파수 성분들을 추정하고 이후 이들 성분들을 변경하기 위해 사용되고, 이산 스펙트럼 지수들의 조합된 세트는 이산 스펙트럼 지수들의 이전에 결정된 세트 및 다른 이산 스펙트럼 지수들의 조합이다.

바람직하게는, 스펙트럼 윈도우는, 바람직하게는 8 개의 스펙트럼 지수들의 폭인 미리 규정된 폭을 갖는다. 바람직하게는, 이러한 스펙트럼 윈도우는 하나의 대안적인 해결책에서 1 또는 0의 가중 팩터들을 적용하는 사각형 창(boxcar window)일 수 있는 가중 윈도우이다. 일 대안적인 해결책에 따라, 스펙트럼 윈도우는 0과 1 사이의 범위 내에 가변하는 가중 팩터들을 적용하는 레이즈드 코사인 윈도우이다.

크로스토크 주파수 성분들을 추정하기 위해 사용된 스펙트럼 지수들에 대응하는, 대응하는 복잡한 스펙트럼 값들은 각각의 평균값에 대해 변경된다. 이들 대응하는 복잡한 스펙트럼 값들 중 하나에 대하여, 각각의 복잡한 평균값은 변경될 대응하는 값들에 인접한, 인접한 스펙트럼 값들의 평균으로서 결정된다.

바람직하게는, 크로스토크 주파수 성분들의 추정 및 이들 성분들의 변경은 미리 규정된 주파수 범위(FR)로 제한된다.

변경된 복잡한 스펙트럼은 이후, 바람직하게는 시간 이산 및 이산 주파수 변환을 역변환으로서 사용하여 주파수 도메인으로부터 시간 도메인으로 다시 변환된다. 이러한 역변환은 바람직하게는 역 고속 푸리에 변환(IFFT)이다.

획득된 변경된 나머지 반사 프로파일은 이후 도 1에 도시된 바와 같이 단계(S4)로부터 단계(S5)로 제공된다. 변경된 나머지 반사 프로파일(MRRP)의 이러한 일 예는 선형 도메인에서 도 7에 도시된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 산출된 변경된 나머지 반사 프로파일(MRRP)은 이후 단계(S5) 내에서 이전에 추정된 반사 피크들(EP)과 중첩된다. 이는 추정된 반사 프로파일(ERP)을 산출한다.

도 8a 및 도 8b는 로그 도메인(ERPL)뿐만 아니라 선형 도메인(ERP)에서 추정된 반사 프로파일을 도시하고, 이들 프로파일들은 가로 좌표상의 시간 스케일을 따라 도시된다. 도 2a의 처음에 측정된 반사 프로파일(RP)을 도 8a의 추정된 반사 프로파일(ERP)을 선형 도메인에서 비교함으로써, 크로스토크 잡음의 양이 감소되고, 동시에 반사 피크들상에 크로스토크 잡음을 감소시키는 단계의 영향이 최소화된 양으로 유지되는 것이 주의되어야 한다. 도 8a를 보면, 처음에 가시적인 반사 피크들(P1, P2, P3)뿐만 아니라 도 2a의 반사 프로파일(PR) 내에 이전에 쉽게 가시적이지 않았던 반사 피크(P4)도 관찰될 수 있다는 것을 명백하게 알 수 있다.

크로스토크 잡음의 양을 감소시키기 위하여, 이후 나머지 반사 프로파일을 필터링하기 전에, 측정된 반사 프로파일로부터 추정된 반사 피크들을 먼저 분리하기 때문에, 제안된 방법은 이롭다. 또한, 나중에 추정된 반사 피크들을 변경된 나머지 반사 프로파일과 중첩시킴으로써, 크로스토크 잡음을 감소시키고 반사 피크들을 보존하는 두 개의 목적들이 달성되는 추정된 반사 프로파일이 획득된다.

도 9a 및 도 9b는 각각 선형 도메인(ERPD)에서 및 로그 도메인(ERPDL)에서 추정된 반사 프로파일을 도시하고, 이들 프로파일들은 가로 좌표상의 거리 스케일에 걸쳐 도시된다.

도 10은 바람직한 실시예에 따라 광 채널의 반사 프로파일을 추정하기 위한 제안된 디바이스를 도시한다.

디바이스(D)는 측정된 반사 프로파일을 나타내는 데이터가 수신될 수 있는 데이터 인터페이스(DI)를 포함한다.

바람직하게는, 데이터 인터페이스(DI)는 데이터 버스(DB)를 통해 메모리 디바이스(M)뿐만 아니라 처리 디바이스(P)에 접속된다.

메모리 디바이스(M) 및 처리 디바이스(P)는 그들이 상기에 상세히 기술된 제안된 방법의 상이한 단계들을 함께 수행하도록 동작 가능하다.

따라서, 메모리 디바이스(M) 및 처리 디바이스(P)는 측정된 반사 프로파일 내 반사 피크들을 함께 추정하고, 및 측정된 반사 프로파일로부터 추정된 반사 피크들을 제거함으로써 나머지 반사 프로파일을 또한 결정하도록 동작 가능하다.

또한, 디바이스들(P, M)은 변경된 나머지 반사 프로파일을 결정하기 위해 나머지 반사 프로파일 내 추정된 크로스토크 주파수 성분들을 함께 변경하도록 동작 가능하다. 최종적으로, 디바이스들(P, M)은 추정된 반사 프로파일을 결정하기 위해 추정된 반사 피크들 및 변경된 나머지 반사 프로파일을 함께 중첩시키도록 동작 가능하다.

'처리기'로서 라벨링된 임의의 기능 블록을 포함하는 도 10에 도시된 다수의 요소들의 기능들은 적절한 소프트웨어와 연관하여 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어뿐만 아니라 전용 하드웨어의 사용을 통해 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 기능들은 단일의 전용 프로세서에 의해, 단일의 공유 프로세서에 의해, 또는 그의 일부가 공유될 수 있는 복수의 개별적인 프로세서들에 의해 제공될 수 있다. 더욱이, 용어 '처리기'의 명시적 사용은 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어를 독점적으로 말하는 것으로 해석되지 않아야 하고, 디지털 신호 처리기(DSP) 하드웨어, 네트워크 프로세서, 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA), 소프트웨어를 저장하기 위한 판독 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM) 및 비휘발성 저장 장치를 제한 없이 암시적으로 포함할 수 있다. 종래의 및/또는 맞춤형의 다른 하드웨어가 또한 포함될 수 있다.

여기의 임의의 블록도들은 본 발명의 원리들을 구현하는 예시적인 회로의 개념도들을 나타내는 것이 본 기술의 숙련자들에 의해 이해될 것이다. 유사하게, 임의의 플로 차트들이 컴퓨터 판독가능 매체에 실질적으로 나타내질 수 있고, 컴퓨터 또는 프로세서가 명시적으로 도시되든 아니든 이러한 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 그렇게 실행될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

Claims

광 채널의 반사 프로파일을 추정하는 방법에 있어서,
상기 광 채널의 측정된 반사 프로파일(RP)을 제공하는 단계,
상기 측정된 반사 프로파일(RP) 내 하나 이상의 추정된 반사 피크들(P1, P2, P3)을 추정하는 단계,
상기 측정된 반사 프로파일(RP)로부터 상기 추정된 반사 피크들(P1, P2, P3)을 제거함으로써 나머지 반사 프로파일(RRP)을 결정하는 단계,
상기 나머지 반사 프로파일(RRP) 내 하나 이상의 추정된 크로스토크 주파수 성분들(CT)을 변경함으로써 변경된 나머지 반사 프로파일(MRRP)을 결정하는 단계, 및
상기 추정된 반사 피크들(P1, P2, P3) 및 상기 변경된 나머지 반사 프로파일(MRRP)을 중첩시킴으로써 상기 추정된 반사 프로파일(ERP)을 결정하는 단계를 포함하는, 광 채널의 반사 프로파일을 추정하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 측정된 반사 프로파일(RP)이 시간 도메인에 제공되고,
상기 방법은,
상기 시간 도메인에서 상기 반사 피크들(P1, P2, P3)을 추정하는 단계, 및
상기 시간 도메인에서 상기 추정된 반사 피크들(P1, P2, P3)을 제거하는 단계를 추가로 포함하는, 광 채널의 반사 프로파일을 추정하는 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 시간 도메인에서 상기 반사 피크들(P1, P2, P3)을 추정하는 단계는,
상기 측정된 반사 프로파일(RP)의 2차 도함수(SD)를 결정하는 단계, 및
상기 제 2 도함수(SD)가 임계치(T1)를 초과하는 상기 2차 도함수(SD)의 이들 인덱스들을 결정하는 단계를 포함하는, 광 채널의 반사 프로파일을 추정하는 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 시간 도메인에서 상기 반사 피크들(P1, P2, P3)을 추정하는 단계는,
인덱스들이 상기 결정된 인덱스들에 대응하는 상기 측정된 반사 프로파일(RP)의 이들 값들을 사용하는 단계를 포함하는, 광 채널의 반사 프로파일을 추정하는 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 시간 도메인에서 상기 반사 피크들(P1, P2, P3)을 추정하는 단계는,
인덱스들이 상기 결정된 인덱스들을 중심으로 하는 하나 이상의 미리 규정된 시간 윈도우들 내에 놓이는 상기 측정된 반사 프로파일(RP)의 이들 값들을 또한 사용하는 단계를 포함하는, 광 채널의 반사 프로파일을 추정하는 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 임계치(T1)는 상기 2차 도함수의 중간 절대값을 사용하여 결정되는, 광 채널의 반사 프로파일을 추정하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 측정된 반사 프로파일(RP)은 시간 도메인에서 제공되고,
상기 방법은,
상기 주파수 도메인에서 상기 크로스토크 주파수 성분들(CT)을 추정하는 단계, 및
상기 주파수 도메인에서 상기 크로스토크 주파수 성분들(CT)을 변경하는 단계를 추가로 포함하는, 광 채널의 반사 프로파일을 추정하는 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 주파수 도메인에서 상기 크로스토크 주파수 성분들(CT)을 추정하는 단계는,
상기 시간 도메인으로부터 상기 주파수 도메인으로 상기 나머지 반사 프로파일(RRP)을 변환함으로써 상기 나머지 반사 프로파일(RRP)의 스펙트럼(S)을 결정하는 단계,
상기 스펙트럼(S)의 크기의 1차 도함수(FD)를 결정하는 단계, 및
상기 1차 도함수(FD)가 스펙트럼 임계치(T2)를 초과하는 상기 1차 도함수(FD)의 이들 스펙트럼 지수들을 결정하는 단계를 추가로 포함하는, 광 채널의 반사 프로파일을 추정하는 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 주파수 도메인에서 상기 크로스토크 주파수 성분들(CT)을 변경하는 단계는,
스펙트럼 지수들이 상기 결정된 스펙트럼 지수들에 대응하는 상기 스펙트럼(S)의 이들 값들을 변경하는 단계를 추가로 포함하는, 광 채널의 반사 프로파일을 추정하는 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 주파수 도메인에서 상기 크로스토크 주파수 성분들(CT)을 변경하는 단계는,
스펙트럼 지수들이 상기 결정된 스펙트럼 지수들을 중심으로 하는 하나 이상의 미리 규정된 시간 윈도우들 내에 놓이는 상기 스펙트럼(S)의 이들 값들을 또한 변경하는 단계를 추가로 포함하는, 광 채널의 반사 프로파일을 추정하는 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 주파수 도메인에서 상기 크로스토크 주파수 성분들(CT)을 변경하는 단계는,
각각의 스펙트럼 윈도우 내 스펙트럼 값들을 각각의 평균값으로 설정하는 단계를 추가로 포함하고,
상기 평균값은 인덱스들이 상기 각각의 스펙트럼 윈도우에 인접한 이들 스펙트럼 값들의 평균으로서 결정되는, 광 채널의 반사 프로파일을 추정하는 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 변경된 나머지 반사 프로파일(MRRP)을 결정하는 단계는,
상기 변경된 스펙트럼을 상기 시간 도메인으로 다시 변환함으로써 상기 변경된 나머지 반사 프로파일(MRRP)을 결정하는 단계를 추가로 포함하는, 광 채널의 반사 프로파일을 추정하는 방법.
광 채널의 반사 프로파일을 추정하기 위한 디바이스에 있어서,
적어도 하나의 데이터 인터페이스(DI),
적어도 하나의 메모리 디바이스(M), 및
적어도 하나의 처리 디바이스(P)를 포함하고,
상기 데이터 인터페이스(DI)는 상기 광 채널의 측정된 반사 프로파일(RP)을 수신하도록 동작 가능하고,
상기 메모리 디바이스(M) 및 상기 처리 디바이스(P)는 함께,
상기 측정된 반사 프로파일(RP) 내 하나 이상의 추정된 반사 피크들(P1, P2, P3)을 추정하고,
상기 측정된 반사 프로파일(RP)로부터 상기 추정된 반사 피크들(P1, P2, P3)을 제거함으로써 나머지 반사 프로파일(RRP)을 결정하고,
상기 나머지 반사 프로파일(RRP) 내 하나 이상의 추정된 크로스토크 주파수 성분들(CT)을 변경함으로써 변경된 나머지 반사 프로파일(MRRP)을 결정하고,
상기 추정된 반사 피크들(P1, P2, P3) 및 상기 변경된 나머지 반사 프로파일(MRRP)을 중첩시킴으로써 상기 추정된 반사 프로파일(ERP)을 결정하도록 동작 가능한, 광 채널의 반사 프로파일을 추정하기 위한 디바이스.