KR101934027B1

KR101934027B1 - 대기전력을 최소화하는 광신호 송수신 장치

Info

Publication number: KR101934027B1
Application number: KR1020180113274A
Authority: KR
Inventors: 이태우
Original assignee: 주식회사 투아이스펙트라
Priority date: 2018-09-20
Filing date: 2018-09-20
Publication date: 2018-12-31

Abstract

본 발명은 송신신호 또는 수신신호를 검출하고, 검출된 송수신신호에 근거하여 광신호 송신모듈 또는 광신호 수신모듈 중에서 선택된 하나의 모듈에만 전원을 공급하도록 제어하여 대기전력을 최소화할 수 있는 대기전력을 최소화하는 광신호 송수신 장치에 관한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 대기전력을 최소화하는 광신호 송수신 장치는 광신호를 송신하는 광신호 송신모듈로 인가되는 전원을 단속하는 제1 스위치; 광신호를 수신하는 광신호 수신모듈로 인가되는 전원을 단속하는 제2 스위치 및 검출된 송신신호에 근거하여 상기 제1 스위치를 제어하고, 검출된 수신신호에 근거하여 상기 제2 스위치를 제어하는 신호감지제어모듈을 포함하여 구성되고, 상기 신호감지제어모듈은 송신신호에 근거하여 제1 스위치는 투입하고 제2 스위치는 차단하며, 수신신호에 근거하여 제2 스위치는 투입하고 제1 스위치는 차단하는 것을 특징으로 한다.

Description

대기전력을 최소화하는 광신호 송수신 장치{OPTICAL SIGNAL TRANSMISSION-RECEPTION DEVICE FOR MINIMIZING STANDBY POWER}

본 발명은 대기전력을 최소화하는 광신호 송수신 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 송신신호 또는 수신신호를 검출하고, 검출된 송수신신호에 근거하여 광신호 송신모듈 또는 광신호 수신모듈 중에서 선택된 하나의 모듈에만 전원을 공급하도록 제어하여 대기전력을 최소화할 수 있는 대기전력을 최소화하는 광신호 송수신 장치에 관한 것이다.

광신호를 매개체로 하는 광통신(Optical Communication)은 빛에 의해 정보를 전달하는 통신방식으로서, 반도체 레이저다이오드에서 출력되는 광신호를 광섬유로 입사시켜 전송하고, 광섬유를 통해 전송된 광신호는 포토다이오드로 수광하는 방식으로 이루어진다.

도 1은 종래 광신호 송수신 장치의 구성을 나타낸 도면이다.

첨부된 도 1을 참조하면, 송신부(1)는 송신 광섬유(OF1)로 입력되는 송신광을 형성하기 위한 레이저다이오드(Laser Diode, LD)(1a)와 입력신호에 기초하여 상기 레이저다이오드(1a)의 출력광을 제어하는 레이저다이오드 드라이버(LD Driver)를 포함하는 송신모듈(1b)을 포함하여 구성되고, 수신부(2)는 수신 광섬유(OF2)를 통해 입력된 수신광을 미세전류로 변환하는 포토다이오드(Photo Diode, PD)(2a)와 상기 PD(2a)로부터 출력되는 미세전류를 전압신호로 변환 및 증폭하는 트랜스임피던스 증폭기(Transimpedance Amplifier, TIA) 및 상기 트랜스임피던스증폭기를 통해 출력되는 전압신호를 증폭하는 증폭기(Amplifier)를 포함하는 수신모듈(2b)을 포함하여 구성된다.

이러한 구성에서, 상기 송신모듈(1b)과 수신모듈(2b) 각각에는 구동을 위한 상시전원이 공급된다.

즉, 광신호의 송신 또는 광신호의 수신을 위해 상기 송신모듈(12)과 수신모듈(22)에는 상시 전원이 공급되어 광신호의 송수신이 이루어지지 않은 상태에서도 대기전력을 소모하는 문제점이 있다.

한편, 대기전력을 최소화하기 위한 기술로서, 등록특허공보 제10-1363955호에 대기전력 최소화를 위한 방송수신장치 및 그 방법이 개시되었다.

상기 기술은 입력되는 교류 전압의 전류변화를 감지하고 감지결과에 대응되는 직류전압을 출력하는 센서 및 직류전압에 대응되는 디지털 전압을 기초로 전류변화를 감지하고 감지된 결과에 따라 연결된 외부장치의 온/오프 상태를 판단하는 제어부를 포함하여, 외부장치로 공급되는 전력의 변화를 기초로 외부장치의 온/오프 여부를 판단하고, 판단 결과를 기초로 외부장치로 공급되는 전원을 차단할 수 있는 것을 특징으로 한다.

그러나 상기의 기술은 방송 수신장치에 적합할 수 있으나, 광신호 송수신 장치에 적용하기가 곤란하고, 이에 더하여 내부장치가 아닌 외부장치의 전원 공급을 온/오프하도록 구성되는 단점이 있다.

이에, 광통신에 적용되어 광신호의 송수신 장치에 적용되어 대기전력을 최소화할 수 있는 기술이 요구되는 실정이다.

KR 10-1363955 B1 (2014. 02. 11.)

본 발명은 상기 종래기술이 갖는 문제점을 해소하면서 광신호 송수신 장치에 적용되어 대기전력을 최소화할 수 있는 요구에 부응하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 송수신 신호에 따라 광신호 수신모듈 또는 광신호 송신모듈을 선택하여 전원을 공급함으로써 대기전력을 최소화할 수 있는 광신호 송수신 장치를 제공하는 데 있다.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 대기전력을 최소화하는 광신호 송수신 장치는 광신호를 송신하는 광신호 송신모듈로 인가되는 전원을 단속하는 제1 스위치; 광신호를 수신하는 광신호 수신모듈로 인가되는 전원을 단속하는 제2 스위치 및 검출된 송신신호에 근거하여 상기 제1 스위치를 제어하고, 검출된 수신신호에 근거하여 상기 제2 스위치를 제어하는 신호감지제어모듈을 포함하여 구성되고, 상기 신호감지제어모듈은 송신신호에 근거하여 제1 스위치는 투입하고 제2 스위치는 차단하며, 수신신호에 근거하여 제2 스위치는 투입하고 제1 스위치는 차단하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 광신호 송신모듈로 전송되는 신호 및 상기 광신호 수신모듈로부터 출력되는 신호를 스위칭하는 제3 스위치를 더 포함하여 구성되고, 상기 신호감지제어모듈은 송신신호와 수신신호에 근거하여 상기 제3 스위치를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치는 동시에 투입되지 않도록 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 송수신 신호에 근거하여 광신호 송신모듈 또는 광신호 수신모듈 중 선택된 하나의 모듈에만 전원을 공급하여 동작되도록 구성됨에 따라 광신호 송신모듈 및 광신호 수신모듈에서 소비하는 대기전력을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

또한, 선택된 광신호 송신모듈 및 광신호 수신모듈에만 전원을 공급함으로써, 전원 공급이 중단된 모듈은 대기전력을 소모하지 않아 발열을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 휴지기간을 통해 장치의 동작 수명을 연장할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래 광신호 송수신 장치의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 대기전력을 최소화하는 광신호 송수신 장치의 개략적인 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 대기전력을 최소화하는 광신호 송수신 장치에 적용된 신호감지제어모듈에 대한 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 대기전력을 최소화하는 광신호 송수신 장치에 대한 일 실시 예의 구성도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명은 송신신호 또는 수신신호를 검출하고, 검출된 송수신신호에 근거하여 광신호 송신모듈 또는 광신호 수신모듈 중에서 선택된 하나의 모듈에만 전원을 공급하도록 제어하여 대기전력을 최소화할 수 있는 대기전력을 최소화하는 광신호 송수신 장치에 관한 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 대기전력을 최소화하는 광신호 송수신 장치의 개략적인 구성도이다.

첨부된 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 대기전력을 최소화하는 광신호 송수신 장치는 제1 스위치(10), 제2 스위치(30), 제3 스위치(30), 신호감지제어모듈(40), 광신호 송신모듈(100) 및 광신호 수신모듈(200)을 포함하여 구성된다.

제1 스위치(10)는 광신호를 송신하는 광신호 송신모듈(100)로 인가되는 전원을 단속하고, 제2 스위치(20)는 광신호를 수신하는 광신호 수신모듈(200)로 인가되는 전원을 단속한다.

즉, 상기 제1 스위치(10) 및 제2 스위치(20)는 신호에 따라 해당 모듈로 전원을 공급하거나 차단하는 기능을 수행하는 것으로서, 투입신호에 근거하여 스위치가 온 동작을 수행하여 전원을 투입하고, 차단신호에 근거하여 스위치가 오프 동작을 수행하여 전원을 차단한다.

이때, 상기 제1 스위치(10) 및 제2 스위치는 IGBT(Insulated-Gate Bipolar Transistor) 스위치로 구성될 수 있다.

상기의 구성에서 제1 스위치(10)와 제2 스위치(20)는 동시에 제1 및 제2 스위치(10, 20)가 동시에 투입되지 않도록 구성된다.

부연하면, 제1 스위치(10)가 온 동작에 의해 광신호 송신모듈(100)로 전원을 공급하는 상태에서 제2 스위치(20)로 온 동작이 인가되면, 제1 스위치(10)는 오프 동작을 수행하여 광신호 송신모듈(100)로 인가되는 전원을 차단하게 된다.

반대로, 제2 스위치(20)가 온 동작에 의해 광신호 수신모듈(200)로 전원을 공급하는 상태에서 제1 스위치(10)로 온 동작이 인가되면, 제2 스위치(10)는 오프 동작을 수행하여 광신호 수신모듈(200)로 인가되는 전원을 차단하게 된다.

제3 스위치(30)는 광신호 송신모듈(100)로 전송되는 신호 및 광신호 수신모듈(200)로부터 출력되는 신호를 스위칭하는 기능을 수행한다.

즉, 상기 제3 스위치는 광신호를 전송하는 내부 회로(도면에 미표시)와 상기 광신호 송신모듈(100) 또는 광신호 수신모듈(200)을 연결시키는 기능을 수행하는 것으로서, 광신호를 송신하는 경우에는 내부 회로와 상기 광신호 송신모듈(100)을 연결하고, 광신호를 수신하는 경우에는 내부 회로와 상기 광신호 수신모듈(200)을 연결하도록 구성된다.

이때, 상기 제3 스위치(30)는 제1 스위치(10) 및 제2 스위치(20)를 동작시키는 신호와 연계하여 동작되게 구성될 수 있으나, 필요에 따라 후술되는 신호감지제어모듈(40)과 연계하여 동작되게 구성될 수 있다.

다음으로, 신호감지제어모듈(40)에 대해서 설명한다.

상기 신호감지제어모듈(40)은 검출된 송신신호에 근거하여 상기 제1 스위치(10)를 제어하고, 검출된 수신신호에 근거하여 상기 제2 스위치(20)를 제어하는 기능을 수행한다.

도 3은 본 발명에 따른 대기전력을 최소화하는 광신호 송수신 장치에 적용된 신호감지제어모듈에 대한 구성도이다.

첨부된 도 3을 참조하면, 상기 신호감지제어모듈(40)은 신호검출부(41), 스위칭신호생성부(42) 및 동작확인부(43)를 포함하여 구성될 수 있다.

신호검출부(41)는 상기 광신호 송신모듈(100) 또는 상기 광신호 수신모듈(200)의 동작을 제어하는 신호, 즉 송신신호 또는 수신신호를 검출한다.

스위칭신호생성부(42)는 상기 신호검출부(41)에서 검출된 신호에 근거하여 제1 스위치(10)를 제어하는 제1 스위칭신호(S1), 제2 스위치(20)를 제어하는 제2 스위칭신호(S2) 및 제3 스위치(30)를 제어하는 제3 스위칭신호(S3)를 생성한다.

부연하면, 상기 스위칭신호생성부(42)는 송신신호에 근거하여 제1 스위칭신호(S1)를 생성하고 생성된 제1 스위칭신호(S1)를 제1 스위치(10)에 전송하며, 수신신호에 근거하여 제2 스위칭신호(S2)를 생성하고 생성된 제2 스위칭신호(S2)를 제2 스위치(20)에 전송하며, 송수신신호에 근거하여 제3 스위칭신호(S3)를 생성하여 제3 스위치(30)로 전송한다.

동작확인부(43)는 상기 스위칭신호생성부(42)에서 생성된 신호에 따라 제1 스위치(10) 및 제2 스위치(20)가 정상동작을 수행하였는지를 확인하는 기능을 수행한다.

이를 위해서, 상기 동작확인부(43)에는 상기 제1 스위치(10) 및 제2 스위치(20)의 동작으로 전원의 인가에 따라 전류를 각각 센싱하는 전류센서가 포함될 수 있다.

상기 전류센서는 상기 제1 스위치(10) 및 제2 스위치(20)의 1차측 또는 2차측에 설치되어 제1 스위치(10) 및 제2 스위치(20)의 투입동작에 의해 인가되는 전원의 전류를 센싱한다.

이에, 상기 동작확인부(43)는 상기 전류센서에서 센싱된 전류값에 근거하여 상기 제1 스위치(10) 및 제2 스위치(20)의 동작 여부를 확인할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 대기전력을 최소화하는 광신호 송수신 장치에 대한 일 실시 예의 구성도이다.

첨부된 도 4를 참조하면, 광신호 송수신 장치는 제1 스위치(10), 제2 스위치(20), 제3 스위치(30), 신호감지제어모듈(40), 광신호 송신모듈(100) 및 광신호 수신모듈(200)을 포함하여 구성되고, 상기 광신호 송신모듈(100)과 광신호 수신모듈(200)의 동작을 제어하기 위한 송수신제어부(300)를 더 포함하여 구성된다.

상기 제1 스위치(10), 제2 스위치(20), 제3 스위치(30) 및 신호감지제어모듈(40)에 대한 설명은 도 2 및 도 3에서 이미 설명되었으므로 여기서는 생략한다.

이에 더하여 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 스위치(10) 및 제2 스위치(20)의 2차측에는 동작확인부(43)의 전류센서(43a, 43b)가 설치될 수 있다.

또한, 상기 신호감지제어모듈(40)은 송수신제어부(300)로부터 송신신호 및 수신신호를 검출하고, 검출된 신호에 따라 제1 내지 제3 스위칭신호(S1, S2 및 S3)를 생성하고, 각 생성된 스위칭신호는 그에 대응하는 스위치로 전송되도록 구성된다.

상기 광신호 송신모듈(100)은 송신 광섬유(OF1)로 입력되는 송신광을 출력하기 위한 레이저다이오드(Laser Diode, LD)(110) 및 송수신제어부(300)로부터 출력되는 송신신호에 기초하여 상기 레이저다이오드(110)의 출력광을 제어하는 레이저다이오드 드라이버(LD Driver)(120)를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 광신호 송신모듈(100)에는 상기 레이저다이오드(110)부터 출력되는 광을 전류로 변환하여 보정하기 위한 모니터포토다이오드(Monitor Photo Diode, mPD)(130)가 더 포함될 수 있다.

상기 광신호 수신모듈(200)은 수신 광섬유(OF2)를 통해 입력된 수신광을 미세전류로 변환하는 포토다이오드(Photo Diode, PD)(210), 상기 포토다이오드(210)로부터 출력되는 미세전류를 전압신호로 변환하고 증폭하는 트랜스임피던스 증폭기(Transimpedance Amplifier, TIA)(220) 및 상기 트랜스임피던스 증폭기(220)를 통해 출력되는 전압신호를 증폭하는 리미팅 증폭기(Limiting Amplifier)(230)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기와 같은 구성에서, 송수신제어부(300)에서 출력되는 신호가 송신신호이면, 상기 신호감지제어모듈(40)은 상기 송신신호를 검출하여 제1 스위칭신호(S1)를 생성하고, 생성된 상기 제1 스위칭신호(S1)를 출력하여 제1 스위치(10)를 투입시킨다. 상기 제1 스위치(10)의 투입에 의해 상기 광신호 송신모듈(100)의 레이저다이오드 드라이버(120)는 활성화되고, 상기 송수신제어부(300)의 제어에 따라 송신동작을 수행한다. 이때, 상기 신호감지제어모듈(40)은 상기 제2 스위치(20)로 차단신호를 전송하여, 광신호 수신모듈(200)로 인가되는 전원을 차단한다.

또한, 송수신제어부(300)에서 출력되는 신호가 수신신호이면, 상기 신호감지제어모듈(40)은 상기 수신신호를 검출하여 제2 스위칭신호(S2)를 생성하고, 생성된 상기 제2 스위칭신호(S2)를 출력하여 제2 스위치(20)를 투입시킨다. 상기 제2 스위치(20)의 투입에 의해 상기 광신호 수신모듈(200)의 트랜스임피던스 증폭기(220) 및 리미팅 증폭기(230)는 활성화되고, 상기 송수신제어부(300)의 제어에 따라 수신동작을 수행한다. 이때, 상기 신호감지제어모듈(40)은 상기 제1 스위치(10)로 차단신호를 전송하여, 광신호 송신모듈(100)로 인가되는 전원을 차단한다.

필요에 따라, 상기 신호감지제어모듈(40)은 송신신호 또는 수신신호가 설정된 시간의 초과에도 불구하고 검출되지 않는 경우, 상기 제1 스위치(10) 및 제2 스위치(20)에 차단신호를 전송하도록 구성될 수 있다. 이에, 상기 광신호 송신모듈(100) 및 광신호 수신모듈(200)이 비활성화 상태로 유지되어 대기전력의 소모를 방지할 수 있다.

또한, 선택된 광신호 송신모듈 및 광신호 수신모듈에만 전원을 공급함으로써, 전원 공급이 중단된 모듈은 대기전력으로 소모하지 않아 발열을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 휴지기간을 통해 장치의 동작 수명을 연장할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.

10: 제1 스위치 20: 제2 스위치
30: 제3 스위치 40: 신호감지제어모듈
41: 신호검출부 42: 스위칭신호 생성부
43: 동작확인부 43a, 43b: 전류센서
100: 광신호 송신모듈
200: 광신호 수신모듈
OF1: 송신 광섬유
OF2: 수신 광섬유

Claims

광신호를 송신하는 광신호 송신모듈(100)로 인가되는 전원을 단속하는 제1 스위치(10);
광신호를 수신하는 광신호 수신모듈(200)로 인가되는 전원을 단속하는 제2 스위치(20); 및
검출된 송신신호에 근거하여 상기 제1 스위치(10)를 제어하고, 검출된 수신신호에 근거하여 상기 제2 스위치(20)를 제어하는 신호감지제어모듈(40);
을 포함하여 구성되고,
상기 신호감지제어모듈(40)은,
상기 광신호 송신모듈(100) 또는 상기 광신호 수신모듈(200)의 동작을 제어하는 신호인 송신신호 또는 수신신호를 검출하는 신호검출부(41);
상기 신호검출부(41)에서 검출된 신호에 근거하여 제1 스위치(10)를 제어하는 제1 스위칭신호(S1), 제2 스위치(20)를 제어하는 제2 스위칭신호(S2) 및 제3 스위치(30)를 제어하는 제3 스위칭신호(S3)를 생성하는 스위칭신호생성부(42); 및
상기 제1 스위치(10) 및 제2 스위치(20)의 동작으로 전원의 인가에 따라 전류를 각각 센싱하는 전류센서를 포함하여 구성되고, 상기 스위칭신호생성부(42)에서 생성된 신호에 따라 제1 스위치(10) 및 제2 스위치(20)가 정상동작을 수행하였는지 확인하는 동작확인부(43);
를 포함하며,
상기 신호감지제어모듈(40)은,
송신신호에 근거하여 제1 스위치(10)는 투입하고 제2 스위치(20)는 차단하며, 수신신호에 근거하여 제2 스위치(20)는 투입하고 제1 스위치(10)는 차단하며, 상기 제1 스위치(10)와 상기 제2 스위치(20)는 동시에 투입되지 않도록 구성되는 것을 특징으로 하는 대기전력을 최소화하는 광신호 송수신 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 광신호 송신모듈(100)로 전송되는 신호 및 상기 광신호 수신모듈(200)로부터 출력되는 신호를 스위칭하는 제3 스위치(30)를 더 포함하여 구성되고,
상기 신호감지제어모듈(40)은,
송신신호와 수신신호에 근거하여 상기 제3 스위치(30)를 제어하는 것을 특징으로 하는 대기전력을 최소화하는 광신호 송수신 장치.
삭제