KR101904992B1 - 휴대용 멀티 채널 광 라인 계측기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 멀티 채널 광 라인 계측기는, 계측 본체 유닛, 광 보드 유닛, 계측 보드 유닛, 멀티 광 커넥터 유닛, 그리고 멀티 광 케이블 유닛을 주요 구성으로 포함한다. 이러한 휴대용 멀티 채널 광 라인 계측기는 MPO 멀티 채널의 광 케이블에 대한 광 검사 및 광 계측을 하나의 장치에서 수행하도록 구성된 것이다. 상기와 같은 본 발명에 따르면, PO 광원과 광파워미터를 일체형 케이스의 한세트로 구성하여 제작 비용이 저렴하며, 판매 단가를 낮출 수 있으므로 기존의 광원 및 광파워 미터가 개별적인 MPO 계측기보다 가격 경쟁력이 있으며, 높은 산업상 이용 가능성을 제공할 수 있다.

Description

휴대용 멀티 채널 광 라인 계측기, 광모듈 그리고 그 제작방법{PORTABLE MULTI-CHANNEL OPTICAL LINE TESTER, OPTICAL MODULE AND PRODUCTION METHOD THEREOF}

본 발명은 휴대용 멀티 채널 광 라인 계측기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 멀티 채널의 광라인에 대해 광 검사를 수행할 수 있는 휴대용 멀티 채널 광 라인 계측기, 광모듈 그리고 그 제작방법에 관한 것이다.

최근에 클라우드 서비스, 빅데이터 서비스, 대용량 서비스 등을 연계하여 제공하는 통합 서비스가 출현하였다. 이러한 서비스 제공에 따른 데이터 전송량을 기존의 네트워크 인프라로서는 감당하기 힘든 상황이다. 이를 직시한 대기업과 통신 사업자 그리고 방송사업자들은 자사의 데이터 센터를 신규로 구축하거나 기존 데이터 센터를 리모델링하여 급변하는 변화에 대응하는 전략을 구사하고 있다.

그러나 기존의 장비와 광케이블을 활용하여 데이터 센터의 용량을 확장하거나 변화를 주기에는 적절하지 못한 것이 현실이다. 그 이유로는 한정된 공간에 다수의 컴퓨팅 장비와 네트워크 서비스 장비를 밀집하여 연동하는 것에는 기존의 FC, SC, LC 광커넥터를 사용할 경우 부피와 무게에 의해 장비를 소형화하거나 집약하여 설치하기에 매우 불합리하다.

이러한 문제를 해결하기 위해 여러 광 코어를 하나의 케이블로 제공하는 MPO(Multiple-Fiber Push On)규격의 케이블이 등장했으며, 이를 채용한 장비가 증가하기 시작했다.

인터넷전화, 스마트폰, 테블릿 PC, 동영상 등의 다양한 사용으로 인해 데이터의 사용이 증가하고 있기 때문에 10G 인터넷에서 40G/100G로 바뀌고 있는 추세이다. 또한 사용자수가 증가함에 따라 이를 서비스하기 위해서 기존 LC, SC 커넥터 위주의 케이블 접속 방법은 고집적도로 바뀌어야 하는 상황이며 효율적으로 관리하기 위해서 MPO 커넥터로 바뀌고 있는 상황이다. 그렇지 않고 기존 방법대로 유지한다면 유지 보수 측면에서 적절치 못하여 배선 처리 및 정리 등에서 심각한 문제에 빠질 수밖에 없는 것은 자명하다.

현재 인터넷 및 전용선 가입자들의 정보 요구량은 기하급수적으로 증가하고 있으며 이러한 수요를 충족하고자 데이터 초고속 인터넷망의 보급이 지속적으로 진행되고 있다.

국내 약 1,000만 회선의 가입자망이 설치되어 있고 시설 고장으로 인한 수리비용은 각 통신 사업자당 매해 수백억 원에 달하고 있다. 고객 서비스에 대한 품질 향상을 추진하고 있으나 가시적인 성과는 매우 미약한 실정이다.

이로 인해 데이터 센터에서는 기존 광케이블링 방식으로는 고집적도에 어려움이 많고 관리가 어렵기 때문에 MPO 광케이블링 방식으로 전환하고 있다. 기존 방식은 고장이 발생하면 복구하는데 많은 시간과 인력이 필요하지만 MPO 광케이블링 방식은 MPO 광원과 광파워미터를 사용하여 신속하게 복구할 수 있기 때문에 광케이블을 관리하고 운용을 손쉽게 할 수 있다.

이에 따라 국내에서 MPO 케이블을 포설하기 시작하였으며 MPO 케이블의 품질을 측정하는 MPO 계측기가 사용되고 있다. 해외에서도 미국의 구글, Cisco 등에서는 MPO 케이블이 포설되어 있는 상태이며, 이에 따른 MPO 계측기에 대한 문의가 오고 있다.

기존에는 JDSU와 FLUKE networks 등에서 MPO 계측기를 판매하고 있으나, MPO 케이블의 광 송신 및 수신의 일괄 측정 불가능한 개별적 광원 및 광파워 미터로 구성되어, 광원 및 광파워 미터를 세트로 구매해야 하므로 구매 비용이 비싸고, 대당 대부분 고가의 가격이며 또한 고장 발생 시 많은 비용이 들며 수리 시간이 오래 걸리는 단점이 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, MPO 광원과 광파워미터를 일체형 케이스의 한세트로 구성하여 제작 비용이 저렴하며, 판매 단가를 낮출 수 있으므로 기존의 개별적인 광원 및 광파워 미터가 MPO 계측기보다 가격 경쟁력이 있어 산업상 이용 가능성이 높으며, MPO 광원과 광파워미터의 제작에서 차별화되어 고장 및 수리 비용이 저렴하며, MPO 광원과 광파워미터가 한 세트로 구성됨으로써 광 케이블에 대한 광 송신과 수신의 일괄적인 측정이 가능하므로 사용 상의 편리성이 높은 휴대용 멀티 채널 광 라인 계측기, 광모듈 그리고 그 제작방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 멀티 채널 광 라인 계측기는, 표시부가 마련된 계측 본체 유닛; 광 신호를 송출하는 다수의 광원 모듈과 광 신호를 수신하는 다수의 광 파워 미터 모듈이 연결된 광 보드 유닛; 상기 광 보드 유닛이 위치하며, 상기 광원 모듈과 상기 광 파워 미터 모듈을 제어하며, 입력 혹은 출력되는 광 신호를 기초로 상기 광원 모듈과 상기 광 파워 미터 모듈의 광도를 상기 표시부에 표시하도록 구성되는 계측 보드 유닛; 상기 다수의 광원 모듈과 상기 다수의 광 파워 미터 모듈에 다수의 광 라인을 각각 연결하도록 구성되며, 상기 계측 본체 유닛에 위치하는 복수의 멀티 광커넥터 유닛; 및 상기 다수의 광원 모듈과 다수의 광 파워 미터 모듈을 상기 멀티 광커넥터 유닛에 각각 연결하는 멀티 광케이블 유닛을 포함하며, 상기 광원 모듈과 광 파워 미터 모듈은, 일부와 타부가 상호 직경이 상이한 캔형으로 마련되며, 상기 다수의 광원 모듈과 다수의 광 파워 미터 모듈은 직경이 작은 부위와 직경이 큰 부위가 상호 인접하도록 나란하게 엇갈려 배치되며, 상기 광 보드 유닛은 상기 다수의 광원 모듈과 다수의 광 파워 미터 모듈의 엇갈림 배치가 가능하도록 하나 이상의 단차부가 마련된다.

상기 광원 모듈과 광 파워 미터 모듈은, 상호 직경이 상이한 부위들이 있는 캔형의 티오캔; 상기 티오캔의 내부에 위치하며, 전기 신호를 광 신호로 변환 혹은 반대로 변환 가능한 다수의 광셀이 상호 분리되어 마련된 광 변환부; 상기 광 변환부의 하부에 위치하며, 상기 다수의 광셀의 하부에서 광셀들 간의 광 간섭을 차단하는 서브 마운트부; 상기 서브 마운트부의 하부에 위치하며, 상기 광셀들에서 신호를 발생시키기 위한 신호 라인들이 연결되는 광 스템부; 및 상기 광 변환부와 이격되어 위치하며, 광 라인들과 광셀들의 광 입출력을 상호 정렬시키도록 구성된 광 어레이 블록을 포함할 수 있다.

상기 광원 모듈과 광 파워 미터 모듈은 각각 네 개 이상의 광 라인이 연결되며, 상기 다수의 광원 모듈과 광 파워 미터 모듈은 12 채널 이상을 구현하되, 상기 복수의 멀티 광커넥터 유닛은 상기 계측 보드 유닛의 한쪽에 쌍으로 배치되어 상기 다수의 광 라인이 각각 연결 가능하도록 상기 계측 본체 유닛의 외부로 일부가 노출되며, 상기 광 보드 유닛은 상기 광원모듈과 광 파워 미터 모듈이 복수로 인접하여 상호 엇갈려 배치되는 공간부가 마련되며, 상기 공간부의 양측에는 돌출부가 마련될 수 있다.

상기 티오캔은 상호 직경이 상이한 대경부, 상기 확경부에서 축경된 중경부, 그리고 상기 중경부에서 축경된 소경부를 포함하며, 상기 티오캔의 대경부에는 상기 광 변환부, 서브 마운트부, 그리고 광 스템부가 위치하며, 상기 티오캔의 중경부에는 상기 광 어레이 블록이 위치할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 대용 멀티 채널 광 라인 계측기의 광모듈은, 전기 신호를 광 신호으로 변환 혹은 반대로 변환 가능한 다수의 광셀이 상호 분리되어 마련된 광 변환부; 상기 광 변환부의 하부에 위치하며, 상기 다수의 광셀의 하부에서 광셀들 간의 광 간섭을 차단하는 서브 마운트부; 상기 서브 마운트부의 하부에 위치하며, 상기 광셀들에서 신호를 발생시키기 위한 신호 라인들이 연결되는 광 스템부; 및 상기 광 변환부와 이격되어 위치하며, 광 라인들과 광셀들의 광 입출력을 상호 정렬시키도록 구성된 광 어레이 블록을 포함한다.

상기 광 변환부와 상기 서브 마운트부는 광 흡수 가능한 접착제로 결합되며, 상기 접착제는 에폭시로 마련될 수 있다.

상기 서브 마운트부 상에 상기 에폭시가 도포된 후, 상기 광 변환부가 적층되고 상기 광변환부의 광셀들이 다이싱되어 상기 서브 마운트부 상에서 상기 광셀들의 광 간섭이 분리되되, 상기 다이싱 깊이는 상기 에폭시를 통과하여 상기 서브 마운트부의 상면부까지 형성될 수 있다.

상기 서브 마운트부는 Si와 AIN 중 하나로 마련될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 멀티 채널 광 라인 계측기의 광모듈 제작방법은, 광 신호를 발생시키기 위한 라인들이 연결된 광 스템부 상에 광 흡수가 가능한 접착제를 도포하는 단계, 상기 접착제 상에 광셀들이 배열된 광 변환부를 결합하는 단계, 그리고 상기 광 변환부의 상기 광셀들이 상호 분리되도록 상기 광 스템부 측으로 상기 광 변환부를 여러 조각으로 다이싱하는 단계를 포함하고, 상기 단계들에 의해 멀티 광 소자부를 마련하는 단계; 상기 멀티 광 소자부를 캔형의 티오캔에 조립하는 단계; 및 상기 티오캔에서 광 라인들과 광셀들의 광 입출력을 상호 정렬시키도록 구성된 광 어레이 블록을 상기 광 변환부와 이격시켜 배치하는 단계를 더 포함한다.

상기 광셀들은 상기 광 소자부에 네 개 이상 배치되며, 상기 다이싱은 상기 광셀들을 분리하기 위해 네 줄 이상 형성될 수 있다.

상기와 같이 기술된 본 발명의 일 실시예들은, MPO 광원과 광파워미터를 일체형 케이스의 한세트로 구성하여 제작 비용이 저렴하며, 판매 단가를 낮출 수 있으므로 기존의 광원 및 광파워 미터가 개별적인 MPO 계측기보다 가격 경쟁력이 있으므로 산업상 이용 가능성이 높다.

또한, 본 발명의 일 실시예들에 따르면, MPO 광원과 광파워미터의 한 세트로 차별화되어 시스템 안정성과 구현성이 좋으며 고장 및 수리 비용 측면에서 저렴하며, 광 케이블에 대한 광 송신과 수신의 일괄적인 측정이 가능하므로 사용 상의 편리성이 높은 휴대용 멀티 채널 광 라인 계측기, 광모듈 그리고 그 제작방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 멀티 채널 광 라인 계측기의 평면도이다.
도 2는 도 1의 계측 본체 유닛의 상부를 개방한 내부 평면도이다.
도 3은 도 1의 개략적인 모식도이다.
도 4는 도 2의 광모듈이 배치된 광 모듈 보드의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 멀티 채널 광 라인 계측기의 광 모듈의 구성도이다.
도 6은 도 1의 광원 및 광 파워미터의 단일 사용도이다.
도 7은 도 6의 광원 및 광 파워미터 동시 사용도이다.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 다수개의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 멀티 채널 광 라인 계측기의 평면도이며, 도 2는 도 1의 계측 본체 유닛의 상부를 개방한 내부 평면도이며, 도 3은 도 1의 개략적인 모식도이며, 도 4는 도 2의 광모듈이 배치된 광 모듈 보드의 평면도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 멀티 채널 광 라인 계측기는, 계측 본체 유닛(100), 광 보드 유닛(110), 계측 보드 유닛(150), 멀티 광 커넥터 유닛(161, 162), 그리고 멀티 광 케이블 유닛(171, 172)을 주요 구성으로 포함한다. 이러한 휴대용 멀티 채널 광 라인 계측기는 MPO 멀티 채널의 광 케이블에 대한 광 검사 및 광 계측을 하나의 장치에서 수행하도록 구성된 것이다.

계측 본체 유닛(100)은 상기의 주요 구성 요소들이 내부에 배치 가능하도록 상하부로 결합 및 가능한 가능한 케이싱 구조이다. 이러한 계측 본체 유닛(100)의 외부 상면부에는 디스플레이스 LCD가 있으며, 작동을 위한 각종 버튼(102)이 배치될 수 있다.

광 보드 유닛(110)은 광 신호를 송출하는 다수의 광원 모듈(120)과 광 신호를 수신하는 다수의 광 파워 미터 모듈(121)이 연결된 것이다. 광 보드 유닛(110)은 PCB로서, 전기 신호 라인들(128)에 의해 광원 모듈(120)과 광 파워 미터 모듈(121)에 연결된다.

이러한 광 보드 유닛(110)은 후술되는 광 계측 보드 유닛(150) 상에 위치하며, 계측 본체 유닛(100)의 크기가 컴팩트하게 구현되도록 다수의 광원 모듈(120)과 광 파워 미터 모듈(121)이 상호 인접하여 배치 가능한 형상이다.

상기의 계측 보드 유닛(150)은 광 보드 유닛(110)이 상면부에 위치하며, 광원 모듈(120)과 광 파워 미터 모듈(121)을 제어하며, 입력 혹은 출력되는 광 신호를 기초로 광원 모듈(120)과 광 파워 미터 모듈(121)의 광도를 표시부(101)에 표시하도록 구성된 것이다.

계측 보드 유닛(150)에는 표시부(101)로서 LCD가 유연 PCB(140)로 연결되며, 전원 배터리(151)가 연결된다. 계측 보드 유닛(150)은 주요한 기능을 위한 버튼(102)들이 연결되며, 광원 모듈(120)의 구동부와 광 파워 미터 모듈(121)의 제어부(152)가 마련된다. LCD와 버튼(102)들의 입출력 제어와 광원 모듈(120)의 구동부와 광원 파워 미터 모듈의 제어부(152)는 MCU 통합 제어기로 마련될 수 있다. MCU에는 광 검사와 계측을 수행하기 위한 프로그램이 내장된다.

복수의 멀티 광커넥터 유닛(161, 162)은 다수의 광원 모듈(120)과 다수의 광 파워 미터 모듈(121)에 다수의 광 라인을 각각 연결하도록 구성된 것이다. 이러한 멀티 광커넥터 유닛(161, 162)은 12채널 이상의 광 라인들을 상호 연결하도록 구성된 것이다. 멀티 광커넥터 유닛(161, 162)의 한쪽에는 광원 모듈(120)과 광 파워 미터 모듈(121)에 연결되는 멀티 광케이블이 유닛(171, 172)이 연결되며, 다른 한쪽에는 계측 및 검사를 위한 외부의 멀티 광 케이블이 연결된다.

멀티 광 케이블 유닛(171, 172)은 다수의 광원 모듈(120)과 다수의 광 파워 미터 모듈(121)에 연결된 광 섬유들이 케이블 내부로 묶음 배치된 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 하나의 광원 모듈(120)과 광 파워 미터 모듈(121)에는 네 가닥 이상의 광섬유가 연결된다. 이에 따라 멀티 광 케이블 유닛(171, 172)의 내부에는 상당수의 광섬유가 배치될 수 있다.

이처럼 멀티 광 케이블 유닛(171, 172)은 다수의 광원 모듈(120)과 다수의 광 파워 미터 모듈(121)을 멀티 광커넥터 유닛(161, 162)에 각각 연결하는 것이다. 이러한 멀티 광 케이블 유닛(171, 172)은 계측 본체 유닛(100)의 내부 벽부에 광 섬유의 훼손이 방지되도록 크게 만곡져 배치될 수 있다.

광원 모듈(120)과 광 파워 미터 모듈(121)은, 외관이 일부와 타부가 상호 직경이 상이한 캔형으로 마련된다. 이러한 광원 모듈(120)과 광 파워 미터 모듈(121)은 신호 라인들(128)에 의한 전기 신호를 광셀(132)에서 변환시켜 광 신호를 변환시키거나, 반대로 광 라인들(127)에서 광 신호를 받아 전기 신호로 바꿀 수 있도록 구성된 것이다.

광원 모듈(120)과 광 파워 미터 모듈(121)은, 송광 혹은 수광하기 위한 광셀(132)들을 구비하며, 광을 송출하는 광원으로 사용되는가 아니면 광 라인에서 광의 세기를 검출하기 위한 수광용 광 파워 미터로 사용되는가에 따라 배치되는 광셀(132)들이 상이할 뿐 동일한 구조를 가질 수 있다.

다수의 광원 모듈(120)과 다수의 광 파워 미터 모듈(121)은, 계측 보드 유닛(150)의 컴팩트화를 위해서 광 보드 유닛(110)에 직경이 작은 부위와 직경이 큰 부위가 상호 인접하도록 나란하게 엇갈려 배치된다.

광 보드 유닛(110)은 다수의 광원 모듈(120)과 다수의 광 파워 미터 모듈(121)의 엇갈림 배치가 가능하도록 하나 이상의 단차부(112)가 마련된다. 광 보드 유닛(110)은 광원 모듈(120)과 광 파워 미터 모듈(121)이 배치된 상태에서 계측 보드 유닛(150) 상에 연결되어 계측 보드 유닛(150)과 함께 계측 본체 유닛(100)에 설치된다. 계측 보드 유닛(150)에는 멀티 광커넥터 유닛(161, 162)이 배치된다.

계측 본체 유닛(100)은 휴대용으로 개발되어 제작되므로 외부 크기가 제한됨으로써 모듈 부품들을 배치하기 위한 내부 공간이 상당히 제한될 수 밖에 없다.

상기와 같이 광 보드 유닛(110)에 광원 모듈(120)과 광 파워 미터 모듈(121)이 몇 개씩 인접하여 배치되고, 광원 모듈(120)과 광 파워 미터 모듈(121)의 상이한 직경부들이 인접하도록 배열됨으로써 광 보드 유닛(110)에 대한 광원 모듈(120)과 광 파워 미터 모듈(121)의 배치 영역을 축소할 수 있다. 이에 따라 계측 본체 유닛(100)에서 계측 보드 유닛(150)과 함께 광 보드 유닛(110)이 차지하는 공간을 줄일 수 있다.

광 보드 유닛(110)은 광원 모듈(120)과 광 파워 미터 모듈(121)이 복수로 인접하여 상호 엇갈려 배치되는 공간부(111)가 마련되며, 공간부(111)의 양측에는 돌출부(115)가 마련된다.

일 예로, 광 보드 유닛(110)은 중앙 부근에 광원 모듈(120) 혹은 광 파워 미터 모듈(121) 중 세 개가 배치되며, 그 양측 중 한쪽에 광원 모듈(120) 혹은 광 파워 미터 모듈(121) 중 하나가 배치되며 다른 한쪽에 두 개가 배치될 수 있다.

이를 위해 광 보드 유닛(110)은 중앙 부근에 광원 모듈(120) 혹은 광 파워 미터 모듈(121) 중 세 개가 배치되도록 PCB가 없는 공간부(111)가 있는데, 공간부(111)는 중앙 홈부(113)에 대해 양쪽으로 단차부(112)가 형성된다. 이에 따라 하나의 광원 모듈(120)이 공간부(111)에 중앙 홈부(113)에 배치되며, 그 양측에 다른 광원 모듈(120)이 배치될 수 있다. 물론 광 파워 미터 모듈(121)의 배치도 가능하다. 하나의 광원 모듈(120)에 대해 다른 두 개의 광원 모듈(120)은 단차지게 배치된다.

상기의 광원 모듈(120)과 광 파워 미터 모듈(121)은, 상호 직경이 상이한 부위들이 있는 캔형의 티오캔(123, TO CAN)으로 외관이 구성된다. 티오캔(123)은 상호 직경이 상이한 대경부(124), 확경부에서 축경된 중경부(125), 그리고 중경부(125)에서 축경되면서 경서진 소경부(126)를 포함할 수 있다.

하나의 광원 모듈(120)의 대경부(124)와 두 개의 광원 모듈(120)의 대경부(124)는 단차지게 배치되며, 두 개의 광원 모듈(120)의 대경부(124)는 가운데 있는 광원 모듈(120)의 중경부(125)에 인접하여 배치될 수 있다.

광 보드 유닛(110)의 공간부(111)의 양쪽에는 PCB가 돌출된 돌출부(115)가 있으며 한쪽 돌출부(115)의 측부에는 PCB가 없는 광원 모듈(120)의 자리가 마련된다. 다른 한쪽 돌출부(115)의 측부에는 상기와 같은 단차부가 마련되며, 두 개의 광원 모듈(120) 혹은 광파 미터 모듈의 대경부(124)와 중경부(125)가 상호 인접하게 엇갈려 배치될 수 있다.

이처럼 광원 모듈(120) 혹은 광 파워 미터 모듈(121)은 광 보드 유닛(110)의 단차부들 형상에 의해 광원 모듈(120) 혹은 광 파워 미터 모듈(121)의 대경부(124)와 중경부(125)가 상호 인접하게 엇갈려 배치될 수 있으며, 광 보드 유닛(110)에서 컴팩트하게 배치될 수 있다. 이에 따라 광 보드 유닛(110)이 탑재된 계측 보드 유닛(150)은 계측 본체 유닛(100)의 제한된 내부 공간에 컴팩트하게 배치될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 멀티 채널 광 라인 계측기의 광 모듈의 구성도이다.

도 3 내지 도 5에 도시된 상기의 광원 모듈(120)과 광 파워 미터 모듈(121)은, 상호 직경이 상이한 부위들이 있는 캔형의 티오캔(123)과, 티오캔(123)의 내부에 위치하며 전기 신호를 광 신호로 변환 혹은 반대로 변환 가능한 다수의 광셀(132)이 상호 분리되어 마련된 광 변환부(131)를 포함한다.

광 변환부(131)의 하부에는 서브 마운트부(133)가 위치한다. 서브 마운트부(133)는 다수의 광셀(132)의 하부에서 광셀(132)들 간의 광 간섭을 차단하도록 마련된 것이다.

서브 마운트부(133)의 하부에는 광 스템부(135)가 위치한다. 광 스템부(135)는 광셀(132)들에서 신호를 발생시키기 위한 신호 라인들(128)이 연결되는 것이다. 신호 라인들(128)은 네 가닥 이상이 연결될 수 있다. 광 스템부(135)는 전기 신호를 광으로 변환시키는 광셀(132)과 전기적 신호 라인들(128) 간의 매개체이다. 이러한 광 스템부(135)는 광셀(132)들을 적층 구성하기 위한 기판이다.

광 변환부(131) 상에는 광 변환부(131)와 이격되어 광 어레이 블록(140)이 위치한다. 광 어레이 블록(140)은 광 라인들(127)과 광셀(132)들의 광 입출력을 상호 정렬시키도록 구성된 것이다. 광 변환부(131)의 광셀(132)들에서 각각 출력되거나 광셀(132)들로 입사되는 광 신호는 광 어레이 블록(140)에 의해 광 라인들(127) 혹은 광셀(132)들과 정렬된다. 광 어레이 블록(140)에는 상기의 전기 신호 라인에 대응하여 광 라인들(127)이 배치될 수 있으며, 일예로 네 가닥 이상의 광 섬유가 연결될 수 있다.

티오캔(123)의 대경부(124)에는 광 변환부(131), 서브 마운트부(133), 그리고 광 스템부(135)가 위치하며, 티오캔(123)의 중경부(125)에는 광 어레이 블록(140)이 위치할 수 있다. 대경부(124) 측으로 전기 신호 라인이 연결되며, 소경부(126) 측으로 광 라인들(127)이 연결된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 광원 모듈(120) 혹은 광 파워 미터 모듈(121)은, 광셀(132)로서 상기와 같이 송광 소자인 레이저 다이오드 혹은 수광 소자인 포토 다이오드가 배치되는 점이 다를 뿐 동일한 구조를 가질 수 있으며, 기판인 광 스템부(135) 상에 광 셀들 사이의 광 간섭을 차단하여 광 신호의 송출 혹은 입수 시에 신호 전달의 왜곡이나 저하를 차단할 수 있다.

광셀(132)들은 서브 마운트부(133) 상에서 간격을 두면서 배치됨으로써 광셀(132)들의 하부에서 광셀(132)들 사이의 광 전이가 일부 차단될 수 있다. 서브 마운트부(133)는 대응하는 전기 신호를 광셀(132)들에 각각 전달하되 광셀(132)들의 하부에서 광 전이를 차단할 수 있는 재질로 마련된다.

상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 모듈(120)과 광 파워 미터 모듈(121)은 각각 네 개 이상의 광 라인이 연결되며, 다수의 광원 모듈(120)과 광 파워 미터 모듈(121)은 12 채널 이상으로 구현될 수 있다.

12 채널은 전술한 바와 같이 최근의 광 통신에서 사용되는 MPO 광 케이블에서 구현된 것이다. 물론 다수의 광원 모듈(120)과 광 파워 미터 모듈(121)은 12 채널로 제한되지 않으며, 광셀(132)들의 배열 정도와 사용 가능한 광 섬유의 배치 정도에 따라 그 이상의 24채널까지도 가능할 것임을 밝혀둔다.

도 1과 도 3에 도시된 복수의 멀티 광커넥터 유닛(161, 162)은 계측 보드 유닛(150)의 한쪽에 쌍으로 배치되어 다수의 광 라인이 각각 연결 가능하도록 계측 본체 유닛(100)의 외부로 일부가 노출될 수 있다.

이처럼 멀티 광커넥터 유닛(161, 162)은, 멀티 채널 광 케이블이 외부에서 연결가능하도록 구성된 것이며, 한쪽에는 다수의 광원 모듈(120)의 광원에 의한 광 신호를 송출받는 멀티 채널 광케이블이 연결될 수 있으며, 다른 한쪽에는 다수의 광 파워 미터 모듈(121) 측으로 광 신호를 입수시키는 다른 멀티 채널 광케이블이 연결될 수 있다.

도 6은 도 1의 광원 및 광 파워미터의 단일 사용도이며, 도 7은 도 6의 광원 및 광 파워미터 동시 사용도이다.

도 2와 도 6에 도시된 바와 같이, 계측 본체 유닛(100)에 전원 잭(190)이 연결되고, 한쪽 멀티 광커넥터 유닛(161)에 멀티 채널 광케이블의 광 케이블 접속 유닛(163)이 연결됨으로써 광원 모듈(120)에 의한 광섬유 다발의 광 송신 검사가 가능하며, 다른 한쪽 멀티 광커넥터 유닛(162)에 멀티 채널 광케이블의 광 케이블 접속 유닛(164)이 연결됨으로써 광신호의 광 파워에 대한 계측 검사가 수행될 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 한쪽 멀티 채널 광케이블과 다른 한쪽 멀티 채널 광케이블이 동일한 라인으로 연결된 경우, 광원 모듈(120)에서 송출되는 광 신호가 광 파워 미터 모듈(121) 측으로 입수됨으로써 광 신호 송출에 대한 광 파워의 계측 검사가 수행될 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 송신측에서 들어오는 다채널 신호를 40G/100G를 지원하는 MPO 커넥터인 멀티 광 커넥터 유닛(162)로 광이 통과하여 입사된 후 광셀(132)들 사용되는 배열 포토 다이오드(array photodiode) 모듈 즉 광 파워 미터 모듈(121)에서, 주로 각 파장 1310nm 혹은 1550nm에 대한 광 출력 값을 측정할 수 있다. 다채널 광섬유 선로의 손실 값은, 기존 1채널 광 파워미터로 측정하지 못하지만, 상기와 같은 다채널 MPO 광 파워 미터 모듈(121)에 의해 가능하게 된다.

또한 상기와 같은 실시예에 따르면, MPO 광원 모듈(120)과 광 파워 미터 모듈(121)이 일체형으로 계측 본체 유닛(100)에 탑재되어 컴팩트하게 제작될 수 있다. 기존의 분리형 MPO 광원/광 파워 미터에서 보완된 일체형 계측기의 개발이 가능하다. 이에 삽입 손실만 측정할 수 있는 기존 분리형에서 일체형으로 개선됨으로써 반사 손실까지 측정할 수 있는 계측 시스템을 구현할 수 있다.

광원 모듈 12채널 및 광 파워 미터 모듈 12채널에 대해 동시 구동 및 측정을 위한 컨트롤 보드 및 출력시스템이 구현됨으로써, 다채널 광원(LD) 및 수광소자(PD)의 안정적 구동 및 신호처리의 동시 구현이 가능하다.

상기의 실시예들에 따르면, MPO용 12채널 광 파워 미터 설계 및 제작이 가능하게 됨으로써, 1310nm, 1550nm 싱글모드 어레이 광파워미터 모듈 구조 설계가 가능하게 되며, 1310nm, 1550nm 어레이 광파워미터 모듈 패키징 개발이 가능하게 된다. 이에 따라 광파워미터 신호처리 회로 설계 보드 제작과 MPO용 12채널 광원 설계 및 제작을 동시에 구현할 수 있다.

또한 광원 모듈 12채널 및 광 파워 미터 모듈 12채널 데이터 전송 및 모니터링 S/W 통합 개발이 용이하며, 신호출력 보정 및 측정된 데이터 값 저장 형식 설계가 가능하고, 신호출력 보정 및 측정된 데이터 값 저장 형식 설계에 의해 측정된 데이터 값을 LCD에 표시하며, 광원의 안정정을 확보할 수 있는 광원 제어부 회로 설계와 광파워미터의 광출력을 위한 구동 및 신호처리 회로 설계가 가능하다.

MPO 광 파워 미터 계측기는 특히 데이터 센터에서 광섬유 케이블의 포설 공사나 이설 작업을 할 때 필요한 장비로, 최근에는 광섬유 케이블이 다심화 되고 있어서 매우 중요하다. 12채널 MPO 광원과 파워미터까지는 해외에서 개발하여 판매하고 있지만, 가격이 약1천만원 이상으로 매우 고가이므로 고장 및 문제 발생 시 대처가 수월하지 않기 때문에 이를 국산화할 필요가 있다. 일체형 MPO 광원/광파워미터는 상용화되지 않았으지만, 본 발명의 실시예들을 통해 구현이 가능하므로 MPO 파워미터 제품 개발과 생산을 통하여 외화 낭비를 방지하고 역으로 해외에 수출하는 경쟁력을 갖출 수 있게 된다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 대용 멀티 채널 광 라인 계측기에 사용되는 광원 모듈(120)과 광 파워 미터 모듈(121)로서 사용되는 광모듈에 대해서 설명한다.

상기에서 이미 광원 모듈(120)과 광 파워 미터 모듈(121)의 구조에 대해서 대부분 상세하게 설명하였으므로, 중복적인 내용에 대해서는 상세 설명을 생략한다.

도 3과 도 5에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 멀티 채널 광 라인 계측기의 광모듈은, 전기 신호를 광 신호으로 변환 혹은 반대로 변환 가능한 다수의 광셀(132)이 상호 분리되어 마련된 광 변환부(131), 광 변환부(131)의 하부에 위치하며 다수의 광셀(132)의 하부에서 광셀(132)들 간의 광 간섭을 차단하는 서브 마운트부(133), 서브 마운트부(133)의 하부에 위치하며 광셀(132)들에서 신호를 발생시키기 위한 신호 라인들(128)이 연결되는 광 스템부(135), 그리고 광 변환부(131)와 이격되어 위치하며, 광 라인들(127)과 광셀(132)들의 광 입출력을 상호 정렬시키도록 구성된 광 어레이 블록(140)을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 광 변환부(131)와 서브 마운트부(133)는 광 흡수 가능한 접착제(136)로 결합되며, 접착제(136)는 에폭시로 마련될 수 있다. 에폭시 접착제(136)는 광셀(132)들을 서브 마운트부(133) 상에 위치 고정하며, 각각 분리 이격된 광셀(132)들의 하부에서 광셀(132)들의 하부로 산란되는 빛을 흡수함으로써 광셀(132)들 하부를 통한 광 전이를 차단할 수 있는 재질이다. 접착제(136)는 에폭시 접착제(136)로 한정되진 않으며, 광 흡수가 가능한 재료이면 가능하다.

본 발명의 일 실시예에서는, 서브 마운트부(133) 상에 에폭시가 도포된 후, 광 변환부(131)가 적층되고 광 변환부(131)의 광셀(132)들이 다이싱되어 서브 마운트부(133) 상에서 광셀(132)들의 광 간섭이 분리된다. 광셀(132)들은 서브 마운트부(133) 상에 각각 하나의 적층재인 광소자부로 제공되며, 접착제(136)로 위치 고정된다.

광소자부(134)에 있는 광셀(132)들은 이격되어 배치되어 있으므로, 광셀(132)들 사이를 절단함으로써 광 변환부(131)가 광소자부(134)로 분리되고 광셀(132)들이 상호 분리된다. 광셀(132)들이 상호 분리됨으로써 광셀(132)들 사이에서 광 전이가 상당량 차단된다.

광 변환부(131)의 절단을 위한 다이싱 라인(137)의 깊이는 에폭시를 통과하여 서브 마운트부(133)의 상면부까지 형성될 수 있다. 이처럼 다이싱 깊이에 해당되는 절단부가 에폭시를 통과하여 서브 마운트부(133)의 상면 일부까지 침입하도록 형성됨으로써 광셀(132)들의 광 간섭이 차단된다.

서브 마운트부(133)는 Si와 AIN(질화 알루미늄) 중 하나로 마련될 수 있다. 서브 마운트부(133)는 비정질 실리콘계 서브기판으로 마련되거나, 방열성이 우수한 질화 알루미늄 서브기판으로 마련될 수 있다.

이하에서는, 도 4와 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 대용 멀티 채널 광 라인 계측기에 사용되는 광원 모듈(120)과 광 파워 미터 모듈(121)로서 사용되는 광모듈의 제작방법에 대해서 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 멀티 채널 광 라인 계측기의 광모듈 제작방법에서는, 광 신호를 발생시키기 위한 라인들이 연결된 광 스템부(135) 상에 광 흡수가 가능한 접착제(136)를 도포하는 단계, 접착제(136) 상에 광셀(132)들이 배열된 광 변환부(131)를 결합하는 단계, 그리고 광 변환부(131)의 광셀(132)들이 상호 분리되도록 광 스템부(135) 측으로 광 변환부(131)를 여러 조각으로 다이싱하는 단계에 의해 광셀(132)들을 상호 분리 배치하는 멀티 광 소자부(134)를 마련한다.

이처럼 광셀(132)들을 상호 분리되어 서브 마운트부(133)와 에폭시에 의해 기판인 광 스템부(135) 상에 적층하여 멀티 광 소자부(134)를 마련하고, 멀티 광 소자부(134)를 캔형의 티오캔(123)에 조립하는 단계를 진행한다. 캔형의 티오캔(123)은 상기의 대경부(124), 중경부(125), 및 소경부(126)로 구성된 중공의 케이싱으로서, 멀티 광 소자부(134)는 대경부(124)에 주로 배치된다.

멀티 광 소자부(134)를 티오캔(123)에 배치하고, 멀티 광 소자부(134)에 대응하여 광 어레이 블록(140)을 티오캔(123)에 조립한다. 광 어레이 블록(140)은 티오캔(123)에서 광 라인들(127)과 광셀(132)들의 광 입출력을 상호 정렬시키도록 구성된 것으로서, 광 변환부(131)와 이격시켜 배치된다.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 멀티 채널 광 라인 계측기의 광모듈 제작방법에서 광셀(132)들은 네 개 이상의 광 소자부(134)로 배치되며, 다이싱은 광셀(132)들을 분리하기 위해 네 줄 이상으로 형성될 수 있다. 광셀(132)들이 더 많은 광 소자부에 배열된 경우, 다이싱이 더 많이 수행될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 광원 모듈(120)의 내부에 레이저 다이오드(laser diode)를 배치하며, 광 파워 미터 모듈(121)에는 포토 다이오드(photo diode)를 배열하고 모듈화하는 공정 방법에 의해 기존과 차별화된 광원 모듈(120)과 광 파워 미터 모듈(121)을 제작함으로써 통신 데이터의 사용이 급격히 증가함에 따라 고집적 광케이블 접속 방식인 MPO 방식의 광케이블의 특성을 검사할 수 있고 MPO 커넥터를 채용한 장비의 상태를 점검할 수 있게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 다채널의 광 레벨 값을 측정하는 MPO 파워미터와 다채널의 광소스를 공급하는 MPO 광원을 12채널 이상으로 개발하여 이를 필요로하는 각 통신사, 설치 업체, 데이터센터, 유지보수 직원 등에게 공급하며, MPO 파워미터, MPO 광원 시장에서 국산 제품을 개발하여 수입 대체 효과를 가져 오고 국제적인 경쟁력을 갖출 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 이를 기초로 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다 할 것이다.

100: 계측 본체 유닛 101: 표시부
102: 버튼 110: 광 보드 유닛
111: 공간부 112: 단차부
113: 중앙 홈부 115: 돌출부
120: 광원 모듈 121: 광 파워 미터 모듈
123: 티오캔 124: 대경부
125: 중경부 126: 소경부
127: 광 라인들 128: 신호 라인들
131: 광 변환부 132: 광셀
134: 광 소자부 133: 서브 마운트부
135: 광 스템부 136: 접착제
137: 다이싱 라인 140: 광 어레이 블록
150: 계측 보드 유닛 151: 전원 배터리
152: 제어부 161, 162: 멀티 광 커넥터 유닛
163, 164: 광 케이블 접속 유닛
171, 172: 멀티 광 케이블 유닛

Claims (10)

1. 표시부가 마련된 계측 본체 유닛;
   광 신호를 송출하는 다수의 광원 모듈과 광 신호를 수신하는 다수의 광 파워 미터 모듈이 연결된 광 보드 유닛;
   상기 광 보드 유닛이 위치하며, 상기 광원 모듈과 상기 광 파워 미터 모듈을 제어하며, 입력 혹은 출력되는 광 신호를 기초로 상기 광원 모듈과 상기 광 파워 미터 모듈의 광도를 상기 표시부에 표시하도록 구성되는 계측 보드 유닛;
   상기 다수의 광원 모듈과 상기 다수의 광 파워 미터 모듈에 다수의 광 라인을 각각 연결하도록 구성되며, 상기 계측 본체 유닛에 위치하는 복수의 멀티 광커넥터 유닛; 및
   상기 다수의 광원 모듈과 다수의 광 파워 미터 모듈을 상기 멀티 광커넥터 유닛에 각각 연결하는 멀티 광케이블 유닛을 포함하며,
   상기 광원 모듈과 광 파워 미터 모듈은, 일부와 타부가 상호 직경이 상이한 캔형으로 마련되며,
   상기 다수의 광원 모듈과 다수의 광 파워 미터 모듈은 직경이 작은 부위와 직경이 큰 부위가 상호 인접하도록 나란하게 엇갈려 배치되며, 상기 광 보드 유닛은 상기 다수의 광원 모듈과 다수의 광 파워 미터 모듈의 엇갈림 배치가 가능하도록 하나 이상의 단차부가 마련되는 상기 광 보드 유닛에 연결되는 휴대용 멀티 채널 광 라인 계측기.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 광원 모듈과 광 파워 미터 모듈은,
   상호 직경이 상이한 부위들이 있는 캔형의 티오캔;
   상기 티오캔의 내부에 위치하며, 전기 신호를 광 신호로 변환 혹은 반대로 변환 가능한 다수의 광셀이 상호 분리되어 마련된 광 변환부;
   상기 광 변환부의 하부에 위치하며, 상기 다수의 광셀의 하부에서 광셀들 간의 광 간섭을 차단하는 서브 마운트부;
   상기 서브 마운트부의 하부에 위치하며, 상기 광셀들에서 신호를 발생시키기 위한 신호 라인들이 연결되는 광 스템부; 및
   상기 광 변환부와 이격되어 위치하며, 광 라인들과 광셀들의 광 입출력을 상호 정렬시키도록 구성된 광 어레이 블록을 포함하는 휴대용 멀티 채널 광 라인 계측기.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 광원 모듈과 광 파워 미터 모듈은 각각 네 개 이상의 광 라인이 연결되며, 상기 다수의 광원 모듈과 광 파워 미터 모듈은 12 채널 이상을 구현하되,
   상기 복수의 멀티 광커넥터 유닛은 상기 계측 보드 유닛의 한쪽에 쌍으로 배치되어 상기 다수의 광 라인이 각각 연결 가능하도록 상기 계측 본체 유닛의 외부로 일부가 노출되며,
   상기 광 보드 유닛은 상기 광원 모듈과 광 파워 미터 모듈이 복수로 인접하여 상호 엇갈려 배치되는 공간부가 마련되며, 상기 공간부의 양측에는 돌출부가 마련되는 휴대용 멀티 채널 광 라인 계측기.
4. 제2항에 있어서,
   상기 티오캔은 상호 직경이 상이한 대경부, 상기 대경부에서 축경된 중경부, 그리고 상기 중경부에서 축경된 소경부를 포함하며,
   상기 티오캔의 대경부에는 상기 광 변환부, 서브 마운트부, 그리고 광 스템부가 위치하며, 상기 티오캔의 중경부에는 상기 광 어레이 블록이 위치하는 휴대용 멀티 채널 광 라인 계측기.
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