KR20000052633A - 광 전송 시스템용 자동보호 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

파이버 브레이크 복구동안 안전을 위해 시스템을 업 스타팅 및 다운 셧팅을 위한 광통신 시스템 및 방법이 개시된다. 광 통신 시스템을 셧다운하기 위한 기술은 광 변환 영역들과 어느 한쪽의 파이버 절단측에 양 증폭기들을 셧팅다운하고 반대방향의 전송을 위한 동일 증폭기 영역들의 양 증폭기들을 포함한 다수개의 증폭기 영역들 사이에 직렬로 배치된 광 전송 파이버의 스팬들을 가지며, 광 변환 영역들 사이 동일한 광 전송 라인내에 모든 증폭기들을 비활성화하는 순서로 동작된다. 스타트 업 동안 셧다운 신호에 따라 시스템을 무시하기 위해 증폭기들이 동작 모드를 수용하고, 터미널 영역에 증폭기가 강제 동작되어지며, 전체 동작 전력에 도달하기 전에 연속하는 증폭기들을 중간 안전 전력 레벨로 동작시킨다.

Description

광 전송 시스템용 자동보호 시스템 및 방법{automatic protection system and method for an optical transmission system}

본 발명은 광 파이버 증폭기들(optical fiber amplifiers)을 포함하는 광통신 라인(optical communication line)을 안정적으로 셧다운하고 스타트업하는 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 특히, 시스템이 유지되거나 셧다운되는 동안 광 통신 라인이 파이버 증폭기들로부터 나오는 라이트(light) 신호들이 안정적인 레벨에 남도록 하기 위한 기술에 관한 것이다.

통상적으로 광 통신 시스템들은 전송 터미널(terminal)과 수신 터미널 사이의 광 파이버 거리를 가로질러 라이트 신호들을 전송하는 것과 관련되어 있다. 적어도 수 십 킬로미터를 가로지르는 전송에 있어서 광 파이버들과 중계기 전송내에서 감쇠를 상쇄하기 하기 위해 라이트 신호들이 증폭하게 된다. 라이트 신호들을 증폭하는 한 가지 기술은 광 전송로(optical path)내에서 빛을 전기신호로 변환하고 전기신호를 증폭하며 재형성하고, 다시 전기신호를 광 전송 형태로 변환하기 위해 광-전자 재생기를 사용한다.

현대의 광통신 시스템들은 에르븀(erbium)과 같은 희토류 원소들이 도프된 광 파이버들의 증폭기들을 사용한다. 이 광 파이버 증폭기들은 일반적인 작동 조건들하의 광 파이버 내에서 충분한 양의 광 전송 전력(optical power)을 발생한다. 일반적으로 광 파이버 증폭기들은 여자된 이동들이 에너지를 다른 특성 파장에서 증폭기를 통과하는 광신호에 전달하기 위해 특성적인 펌프 파장으로 불순물의 이온들을 여자시킴으로써 작동한다. 에류븀-도프된 파이버 증폭기들(erbium-doped fiber amplifiers)에 있어서 특성 펌프 파장은 약 980㎚ 또는 1480㎚이며 특성 전송 파장은 약 1550㎚이다.

그러나 만약 파이버 라인에서 절단이 생기게 된다면, 파이버 증폭기들은 파이버로부터 주변 환경으로 발산되는 하이 레벨의 광 전력을 야기하게 되며 이는 사람의 눈에 해를 끼칠 수 있다. 이러한 절단은 시스템이 유지되거나 복구되는 동안 전송라인의 한 부분에서의 우발적인 브레이크나 목적이 있는 라인의 단절로 인해 일어날 수 있다. 어느 경우에도, 파이버에서 방출된 빛이 사람의 눈에 직접 닿는 것을 방지하기 위해 주의를 해야 한다.

절단된 파이버의 끝에서 하이 레벨의 광 전력이 방출되는 것을 피하기 위해 몇몇의 자료가 고려되었다. 예를 들어, 미국특허 제5,278,686호 및 제5,355,250호는 파이버가 브레이크되었을 경우에 전체 광 통신 라인을 다운 셧하는 기술을 개시하고 있다. 전송기에서 광신호의 소스를 억제하거나 광 전송 라인을 따라 파이버 증폭기들용 펌프 소스를 디스에이블 함으로써 다운 셧을 할 수 있다.

제5,278,686호에서는 양방향 광 파이버 시스템은 시스템에서 각 대향 전송을 위한 각각의 전송기와 수신기를 갖고 있는 두 개의 터미널을 가지고 있다. 각 터미널에서의 전송기와 수신기는 결합된 수신기가 광 신호를 받지 않을 때 전송기의 활동을 억제하는 보호장치에 의해 상호 연결되어 있다. 또한 시스템에서의 각 증폭기는 증폭기에서 라이트 신호들이 통과하는 것을 검출하고 라이트 에너지가 소정 레벨이하로 떨어질 때 라인을 차단하는 장치를 구비한다. 파이버가 브레이크되면 전체 시스템이 중단될 때까지 전송 체인의 각 증폭기는 중지된다. 역으로, 파이버가 복구되면 신호 전력이 증가하는 것을 검출할 때 종속 증폭기들이 연속적으로 시작하게 된다. 유사하게, 제5,355,250호는 파이버 증폭기의 광 전력 업스트림의 손실을 검출하고 손실을 감소시키며 증폭기의 펌프 소스를 다운 셧 함으로써 증폭기로부터의 방출을 제한하는 장치를 개시하고 있다. 미국 특허 제5,428,471호와 ITU 추천 G.958은 파이버 브레이크를 둘러싼 증폭기를 인터로크하는 기술을 개시하고 있다. 인터로크는 반대방향으로 전달하는 라인들을 이용하는 일반 영역에서 증폭기들 사이에서 결함 정보(failure information)를 통신함으로써 발생될 수 있다. 제5,428,471호의 도 1에서 도시되었듯이, "A" 위치에서 파이버(14)에 대한 절단이 광 입력 전력에서의 드롭으로 인하여 증폭기(40b)에 의해 검출되며, 파이버(16)내의 파이버 증폭기(42a)를 셧다운하거나 안전한 레벨로 출력 전력을 감소하게 한다. 증폭기(42a)의 셧다운은 케이블(16)의 "B" 위치에서 케이블이 절단되는 것과 유사하며 증폭기(40a)를 셧다운 하는 증폭기(42b)에 의해 검출된다. 그 결과 "A" 위치에서 광 전송 에너지가 없어된다. 제5,428,471호는 투-웨이 시스템에서 증폭기들의 인터로크를 위해 오직 두 개의 증폭기(42a 및 40a)가 중단되며 파이버 절단에 인접하지 않은 증폭기들이 영향을 미치는 것을 설명한다.

또한 특허 제5,428,471호는 파이버 절단을 감지하는데 사용되는 각각의 증폭기들의 출력에서 파이버(14 및 16)에서 발생된 안전 전력 레벨의 연속 신호를 개시한다. 또한 증폭기들은 이전에 절단된 라인을 따라 통신을 활성화하기 위해 브레이크의 복구를 감지하는 연속신호를 사용한다.

WO98/25361호는 작동하는 상태에서는 명목적이고 연속적인 펌프 전력을 공급하지만 안전상태에서는 낮은 펌프 전력이 펄스된 신호를 주기 위해 정해진 안전 한도 아래의 전력으로 바뀌는 펌프 유닛과 함께 파이버 증폭기를 개시한다. 시동할 때, WO98/25361호의 펌프 유닛은 파이버 증폭기에 재연결되었는지를 확인하기 위해서 먼저 안전상태를 위할 것이며, 그 다음에 펌프 유닛은 시스템 수신기가 전송 신호를 얻을 때까지 중간 전력 상태로 증대할 것이다. 그후에 펌프 유닛은 유닛의 전력을 전체 작동 상태까지 올린다.

출원인은 제5,278,686호와 제5,428,471호에서 제시되었듯이 캐스케이드 광통신 시스템에서 개별 증폭기들을 다운 셧하는 것은 결함을 분리해내기에 오랜 시간이 걸릴 수 있다는 것을 관찰하였다. IEC 60825-2와 같은 현 국제기준하에서는 합당한 신뢰성으로 광 전송 안전 회로를 광 전송 차단할 때 1초 내에 파이버 절단 방향으로 소정의 레벨까지 광 전송 전력을 줄이도록 한다.

또한 출원인은 제5,428,471호와 ITU 추천 G.958에서 제시된 바와 같이 증폭기 인터로크 시스템이 각 전송 방향에서 오직 하나의 증폭기를 중지하며, 남아있는 활성화된 증폭기들 내에 축적되기 위한 자연증폭방출(ASE) 소음을 허가한다. 활성화된 증폭기들에 광 전송 신호를 뒤이어 삽입하면 아주 높은 최대 전력의 광학 펄스가 생기게 되며, 라인 내의 커넥터 및 포토다이오드를 위험하게 할 수 있다.

어떤 자료는 광학 증폭기들 갖는 큰 펄스(large pulse)의 상태를 인정하고 있다. 예를 들어 토쿠라(Tokura) 外에 의한 논문 "전송 시스템에 대한 광학 서지 전달의 양적 분석"(Quantitative Analysis of Optical Surge Propagation on Transmission Systems) IOOC-ECOC '97, Vol.3, pp.263-266(1997)은 대이득을 가진 파이버 증폭기에서의 광 전송 서지를 조사한다. 그러나 이 논문은 광 전송 서지의 최대값은 입력 신호의 스위칭 시간 상수를 조절함으로써 저지될 수 있고 10μsec의 스위칭 속도이거나 더 느린 속도가 신호 입력에 사용될 때 시스템이 광 전송 서지 전달의 위험이 없다고 결론내리고 있다.

또한 제5,317,660호는 파이버 브레이크로부터 발전할 수 있는 거대 펄스들에 대한 보호를 공급하는 광학 필터를 가진 광 전송 시스템을 개시하고 있다. 이 특허에서 설명되었듯이, 거대 펄스들은 파이버 브레이크 지점에서 자발 방출의 반사가 원인이 되며, 옵티칼 아이솔레이터(optical isolator)들은 증폭기와 거대 펄스들 다음에 오는 방출을 통해 빛이 반사되는 것을 방지한다.

본 발명은 파이버 브레이크가 발생하고 그 후 송신기 및 수신기보다 증폭기들에서 감시 제어가 있을 때 브레이크가 복구된 후에 효율적이며 안정적으로 광통신라인을 중단하고 시동하는 기술에 관한 것이다. 특히, 만약 파이버 브레이크로부터의 업스트림 및 다운스트림 파이버 브레이크를 둘러싼 광학 증폭기의 인터로크는 브레이크로부터의 업스트림과 다운스트림 네 개의 영역들이 브레이크로부터의 증폭기 업스트림과 반대방향으로 전송하기 위한 다운스트림 증폭기영역들보다 비활성화할 때 가장 잘 발생한다. 또한 광전송 신호들을 전기신호들로 스위치하는 광 변형 영역들에 의해 바운드된 광 라인 섹션으로 모든 증폭기들을 연속적으로 셧다운하는 것은 다음의 스타트업 국면동안 증폭된 자발 방출의 위험하고 큰 광 펄스들을 릴리스(release)하는 것을 방지한다. 부가적으로, 광 통신 시스템의 단계화된 스타트업은 감소된 전력조건으로 셧다운 명령의 보조장치를 가지고 있고, 활발하지 않은 조건들을 확실히 하기 위한 시간 지연은 시스템의 작동을 안전하게 한다.

한 측면으로는 이 방법은 동쪽방향 및 서쪽방향 광 증폭기를 포함하는 복수 개의 증폭기 영역들과 광전송 영역들 사이에 연속적으로 배치되어 있는 광 전송 파이버 스팬을 가진 광통신 시스템을 셧다운하고, 여기에서 광전송 영역들은 전송기, 가산/드롭 멀티플렉서, 광-전자 재생기 및 수신기를 구비하는 그룹으로부터 선택되는 본 발명과 일치한다. 이 방법은 제 1 증폭기 영역에서 동쪽방향 광 증폭기에 입력할 때 임계값 이하로 신호 전력에서의 드롭을 검출하는 단계, 소정의 안전레벨이하로 동쪽방향 광 증폭기에 대해 펌프 전력을 감소시키는 단계, 제 1 증폭기 영역에서 소정의 안전레벨 이하로 대응하는 서쪽방향 광 증폭기에 대한 펌프 전력을 감소시키는 단계, 다운스트림 서쪽방향 광 증폭기에 입력할 때 소정의 임계값 이하로 신호 전력에서의 드롭을 검출하는 단계, 제 2 증폭기 영역에서 다운스트림 서쪽방향 광 증폭기에 대한 펌프 전력을 감소시키는 단계, 제 2 증폭기 영역 다음의 증폭기 영역에서 소정의 안전레벨 이하로 대응하는 동쪽방향 광 증폭기에 대한 펌프 전력을 감소시키는 단계로 이루어져 있다.

또한 이 방법은 제 1 증폭기 영역과 다음의 업스트림 광 변형 영역 사이에 위치하고 제 2 증폭기 영역과 다음의 다운스트림 광 변형 영역들 사이에 위치하는 다른 모든 서쪽방향/동쪽방향 광 증폭기에 대한 펌프 전력을 감소하는 단계를 포함한다.

다른 측면에 있어서 이 방법은 광통신 시스템내에서 비활성화된 광 전송 라인을 스타트업하고 여기에서 광 라인은 동쪽방향/서쪽방향 광 증폭기들을 포함한 복수 개의 증폭기 영역들 사이에 연속적으로 배치되어 있는 광 전송 파이버들의 스팬을 가지는 본 발명과 일치한다. 부스터 증폭기들은 광 변형 영역들로부터 즉각적인 다운스트림에 위치한 증폭기 영역들내에 위치하고 광 라인 증폭기들은 광 변형 영역들로부터의 즉각적인 다운스트림 증폭기 영역들 외에 다른 증폭기 영역들 내에 위치한다.

이 방법의 두 번째 측면은 비활성화된 부스터 증폭기를 제1 소정의 주기를 위해 저 전력 상태에서 작동하게 하는 단계를 포함한다. 마찬가지로 두 번째 방법은 부스터 증폭기로부터의 즉각적인 다운스트림에 위치한 제1 비활성화된 광 라인 증폭기에 입력할 때 신호 전력에서 소정의 임계값 이상으로의 증가를 검출하는 단계, 감소된 전력 상태에서 제1 비활성화된 광 라인 증폭기들을 작동하는 단계, 제 1 광 증폭기들로부터의 종속적인 다운스트림에서 각각 연속의 광 라인 증폭기를 감소된 전력 상태로 작동하기 위한 단계, 제 2 소정의 주기 후에 셧다운 명령에 반응하여 전체 전력 조건으로 부스터 증폭기와 광 라인 증폭기들을 작동하는 단계를 포함한다.

세 번째 측면으로는, 본 발명과 일치하는 광 통신 라인용 감시제어시스템은 광 신호에 대한 입력 전력 레벨을 검출하는 광 증폭기들에 연결되어 있는 검출 회로, 검출회로에 의해 검출된 파이버 브레이크 주변의 증폭기들을 셧오프하고 광통신라인에서의 다른 모든 광 증폭기들을 셧오프하기 위한 제어 회로, 광 증폭기들이 셧오프되고 입력 전력이 검출회로에 의해 최초로 검출된 후에 소정의 주기동안 광 증폭기들의 작동상태에 변화를 지연하기 위한 타이밍 회로를 포함한다.

본 발명은 광 파이버 라인에서의 브레이크를 복구할 때 작업자에게 위험한 상태를 피할 수 있는 광통신 시스템용 자동 보호 시스템을 제공한다. 본 발명의 기술은 둘러싸고 있는 증폭기들을 인터로크함으로써 파이버 브레이크를 급속하게 아이솔레이션(isolation)하는 것을 가능하게 하고 이어서 송신기, 수신기, 가산/드롭 멀티플렉서, 광-전자 재생기와 같은 두 개의 광전송 영역들 사이에서 광 라인 섹션의 영향을 받은 전체를 중단하게 한다. 또한, 본 발명은 광통신 시스템이 중단된 후 광통신 시스템을 재설정하기 위한 시동 루틴을 제공한다. 이 루틴은 시스템에서 시스템 중단 명령에 상관없이 하나의 부스터 증폭기를 수동적으로 파워링함으로써 광통신 시스템을 재시작하기 위한 인터로크된 증폭기들의 릴리즈와 저-전력스타트 스테이지를 가능하게 한다.

본 발명에 일치하는 일실시예에 따라, 동쪽방향 및 서쪽방향 광 증폭기를 포함하는 복수 개의 증폭기 영역들과 광전송 영역들 사이에 연속적으로 배치되어 있는 광 전송 파이버 스팬을 가진 광통신 시스템을 중단하는 방법에 있어서, 광전송 영역들은 전송기, 가산/드롭 멀티플렉서, 광-전자 재생기 및 수신기를 구비하는 그룹으로부터 선택된다. 본 발명은 동쪽방향 광 증폭기에 입력할 때 신호 전력에서의 드롭을 검출하는 단계, 동쪽방향 광 증폭기에 대해 펌프 전력을 감소시키는 단계, 대응하는 서쪽방향 광 증폭기에 대한 펌프 전력을 감소시키는 단계, 다운스트림 서쪽방향 광 증폭기에 입력할 때 신호 전력에서의 드롭을 검출하는 단계, 다운스트림 서쪽방향 광 증폭기에 대한 펌프 전력을 감소시키는 단계, 대응하는 동쪽방향 광 증폭기에 대한 펌프 전력을 감소시키는 단계, 및 감소된 증폭기와 다음에 인접한 광전송 영역들 사이에 위치된 다른 모든 동쪽방향 및 서쪽방향 광 증폭기들에 대해 펌프 전력을 감소시키는 단계로 이루어져 있다.

도 1은 본 발명의 일실예를 실행하는 광 통신 시스템을 도시한 회로도

도 2a는 본 발명의 실시예에 관한 도 1의 광 통신 시스템내에서 터미널 영역 증폭기들을 스타트업하고 셧다운하는 방법을 도시한 흐름도

도 2b는 본 발명의 실시예에 관한 도 1의 광 통신 시스템내에서 광 라인 영역 증폭기들을 스타트업하고 셧다운하는 방법을 도시한 흐름도

도 2c는 본 발명의 실시예에 관한 도 1의 광 통신 시스템내의 광 전송 라인에서 몇몇의 증폭기들에 대해 셧다운 과정을 도시한 흐름도

도 3은 본 발명의 실시예에 관한 도 1의 광 통신 시스템내에서 증폭기들을 포함한 모니터 및 제어 회로를 도시한 블록도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 시스템 14, 16: 파이버

18-23 : 증폭기 영역 44 : 감시 및 제어회로

이하 본 발명에 따른 광 전송 시스템용 자동보호 시스템 및 방법에 대한 바람직한 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

일반적으로 도 1의 시스템(10)과 같이, 본 발명에 따른 광 통신 시스템은 전형적으로 단일 광학 파이버를 따라 복수 개의 광학 채널들을 전송하는 파장-분할-멀티플렉싱 시스템(wavelength-division-multiplexing system)이다. 시스템(10)에서, 원격통신(telecommunication) 신호는 광 도메인(domain)에서 우세하게 존재하지만 정기적으로 전기 도메인으로 변환되며 또 전기 도메인에서 우세하게 존재하지만 정기적으로 광 도메인으로 변환된다. 예를 들어, 광 통신 시스템(10)은 시내 전화나 데이터 스위칭 네트워크와 같은 전기 펄스 형태의 외부 시스템으로부터의 원격통신 신호를 받을 수 있다. 광 통신 시스템(10)은 전기 펄스들을 광 캐리어 파장들로 변환하고 변환된 광 신호를 광 원격통신 파이버에 장거리 전송한다. 이하에 설명된 바와 같이 광 통신 시스템(10)은 장거리 전송을 하는 동안 예를 들어 스위칭 또는 프로세싱을 위한 전기 형태로 원격 통신 신호를 재 변환한다.

본 발명의 방법을 이용한 광 통신 시스템(10)은 결국 수신기들 RXR 14A 및 RXR 14B에 의해 수신되는 WDM 광 신호를 발생하기 위한 수신기들 TXT 12A 및 12B를 포함한다. 논의를 하기 위해, TXT 12B와 RXR 14B 사이의 광 통로에 있는 구성요소들의 체인이 서쪽 통로 또는 서쪽 방향내의 구성요소에 속하는 것으로 간주되는 한편 TXT 12A와 RXR 14A 사이의 광 통로에서의 구성요소들의 체인(chain)은 동향 통로내의 구성 요소에 속하는 것으로 간주된다. 물론 반대편 광 전송로 동쪽방향과 서쪽방향에 대한 지정이 교대로 대신하여 적용될 수 있다.

통상적인 방법에서 TXT 12A 및 12B는 외부 네크워크로부터 원격통신 신호들을 수신할 수 있으며, 광통신 시스템(10)을 통하여 전송하기 위한 광 캐리어 신호들을 변조하기 위해 원격 통신 신호들을 사용할 수 있다. 전형적으로 광 캐리어 파장은 예를 들어 약 1530㎚에서 1565㎚ 또는 약 1600㎚의 스팬을 가질 수 있는 소정의 그리드 파장에 일치한다. TXT 12A 및 12B에 의해 사용되는 광 캐리어 파장의 수는 시스템마다 다양할 수 있으나 예를 들어 8, 16, 32, 64 또는 128 채널들의 오더(order)를 자주 사용할 수 있다. TXT 12A 및 12B는 멀티플렉서 15A 및 15B를 통해 변조된 광 채널들을 띄우기(launch) 위해 충분한 광 전력을 공급하며, 여기에서 개별적인 캐리어 파장들을 가진 복수개의 채널들이 결합하여 단일 광 파이버 16A 및 16B가 된다. 파이버 스팬의 반대편에서는 디멀티플렉서 17A 및 17B가 RXR 14A 및 14B에 의한 검출을 위해 단일 광 전송로로부터 복수 개의 채널들을 분리한다.

파이버 16A 및 16B는 표준 단일-모드 파이버(standard single-mode fiber), 분산 시프트 파이버(dispersion-shifted fiber), 비제로분산(non-zero-dispersion) 또는 통상의 기술을 가진 당업자에 잘 알려진 다른 타입과 같은 다양한 광 통신 파이버를 포함할 수 있다. 광통신 시스템(10)에서 사용된 파이버 16A 및 16B의 타입에도 불구하고, 파이버 16A 및 16B내에서 상당한 거리를 가로질러 전송한 후에 필연적으로 광 신호들의 감쇠 및 열화가 일어난다. 따라서 광 통신 시스템(10)은 광 신호들의 감쇠 및 열화를 제지하기 위해 적어도 하나의 증폭기 영역을 포함한다.

도 1은 전형적인 증폭기 영역(18-23)들을 도시하고 있다. 각 증폭기 영역들은 시스템(10)에서 각 방향으로 전송하기 위한 하나의 광 증폭기를 포함하고 있다. 즉, 증폭기 영역(18)에 TXT 12B에서 RXR 14B로 이동하는 광 신호들을 증폭하기 위한 광 증폭기(18B)와 함께 TXT 12A에서 RXR 14A로 전송하기 위한 광 증폭기(18A)가 있다. 바람직하기로는, 한쌍의 광 증폭기(18A 및 18B)는 시스템(10)내의 공통위치나 영역에 있다. 이 공통 위치들은 광 시스템을 위한 감시, 유지, 제어 기능을 단순화한다. 이와 같이, 두 방향으로의 증폭기들은 각각 증폭기 영역(19-23)내에서 각각 동일한 일반 위치에 존재한다. 도 1이 18과 같은 증폭기 영역에서 각 방향을 위한 단일 광 증폭기를 도시한다하더라도, 증폭기 영역(18)은 광 신호들을 향상시키고 시스템(10)의 수행을 모니터링하기 위한 다른 많은 광 회로 및 전기회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 증폭기 영역(18)은 파이버(16A)를 통해 이동으로부터 발행하는 광 펄스들의 크로마틱 분산을 카운터링(countering)하기 위한 분산-보상 변조(도시되어 있지 않음)를 포함할 수 있다. 또한 18A와 같은 광 증폭기들은 광 신호들을 부스트하기 위해 집단적으로 작용하는 여러 개의 분리된 증폭기들을 포함할 수 있다.

바람직하게는 영역(18-23)들 내의 광 증폭기들은 희토류 파이버들이다. 이 잘 알려진 증폭기들은 빛의 특성 파장이 펌프될 때 여자되는 코어 내에서 보통 에르븀인 희토류를 포함한다. 에르븀에 있어서, 표준 펌프 파장은 980㎚나 1480㎚이 된다. 바람직하게는 파이버 증폭기(18A-23A 및 18B-23B)를 위한 펌프 소스(도시되어 있지 않음)들은 광 신호들의 전송 방향으로 공동-전파 혹은 카운터-전파에 980㎚이나 1480㎚의 펌프 파장을 주입하는 레이저 다이오드들(laser diodes)이다. 통상의 기술에서 잘 알려진 바와 같이, EDF 증폭기에 공급된 특성 펌프 파장에서 펌프 전력은 특정한 파이버 증폭기의 물리적이고 물질적인 특성과 함께 증폭기에 의해 공급되는 게인의 양과 파이버 증폭기의 출력에서 발생되는 광 전력의 양을 결정한다.

상술되었듯이, 광 통신시스템(10)은 광 통신 신호들을 전기 신호들로 변환할 수 있는 광 전송 영역들을 포함한다. 예를 들어, 가산/드롭 멀티플렉서(ADM)(26)는 전송 파이버 스팬(16A 및 16B)의 체인 내에 포함될 수 있다. ADM(26)은, 밀집되어 있는 WDM 시스템은 광 ADM일 수 있으며, 파이버 16A나 16B를 통해 광 통신시스템(10)에서 다른 통신 시스템이나 네트워크로 이동하는 통신신호들을 스위치하고 발송하는 기능을 한다. 이와 마찬가지로 ADM(26)은 도시되어 있지 않은 다른 시스템들로부터 광 통신시스템(10)에 새로운 신호들을 부가하는 기능을 한다. 따라서 ADM(26)은 패턴으로부터 하나 이상의 신호들을 부가 및/또는 드롭하므로 다중파장(WDM) 신호 패턴을 수정한다. 더욱이, ADM(26)은 TXT 12A와 12B에 대한 유사한 방법으로 들어오는 전기신호를 광 신호를 변환할 수 있거나 파이버 16A나 16B상에서 이동하는 광 신호를 외부 전기 스위칭 시스템에 의해 사용되기 위한 전기신호로 변환할 수 있다.

광 통신 시스템(10)내의 장치는 또한 광 도메인과 전기 도메인들 사이에서 원격 통신 신호의 변환을 초래할 수 있는 광-전자 재생기이다(도시되어 있지 않음). 통상의 광-전자 재생기들은 광 펄스들의 증폭 및 재형성을 수행한다. 광-전자 재생기들은 파이버 16A나 16B로부터 수신한 광 신호들을 동등한 전기신호로 변환하며, 전기신호에 대한 필터링 또는 형성 및/또는 시간변경을 수행한다. 그리고나서 파이버 16A나 16B를 따라 더 전송하게 위해 전기신호를 부스트된 광 신호로 재변환한다. 전반적으로 TXT 12A와 12B, RXR 14A와 14B, ADM(26), 광-전자 재생기(도시되어 있지 않음)와 같은 장치들은 원격통신 신호들을 광 도메인에서 전기 도메인으로 변환하는 일군의 광 변형 영역들을 구성하고 있다.

광 전송 영역들은 시스템(10)내에서 광 라인을 정의한다. 광 라인에 의해 WDM 원격통신 신호를 완전히 광 형태로 WDM 패턴에 변화를 주지 않고 전송하는 시스템의 섹션이 생기게 된다. 광 라인의 끝은 송신기, 수신기, ADM, 또는 광 전기 재생기와 같은 광 전송 영역들에 의해 정의된다. 광 신호를 전기 신호로 변형시키거나 WDM 신호 패턴들을 수정하는 상기에 열거되지 않은 다른 장치들은 또한 광 변형 영역을 구성한다. 광 통신 시스템(10)에서, 터미널 영역들로부터의 즉각적인 다운스트림에 위치한 증폭기들과 라인 영역들 내에 위치한 증폭기들 사이에 구별이 이루어지게 된다. 전형적으로 그리고 논의를 하기 위해 "터미널 영역" 증폭기들은 부스터 증폭기들을 포함한 광 변형 영역로부터의 즉각적인 다운스트림에 위치하였다. 도 1을 참조로 하면, 터미널 증폭기 영역(18)은 동쪽방향으로 이동하는 광 신호들을 위해 부스터 증폭기(18A)를 포함하고 있다. 마찬가지로, 터미널 증폭기 영역(22)은 ADM(26)으로부터의 즉각적인 다운스트림에 위치한 부스터 증폭기(22B)를 포함한다. 이와 대조적으로, 광 변형 영역들로부터의 즉각적인 다운스트림인 증폭기 영역들외에 광 라인 내의 증폭기 영역들은 광 라인 증폭기들을 포함한다. 예를 들어, 도 1의 라인 증폭기 영역들(19, 20, 21)은 동쪽방향 신호들을 위한 광 라인 증폭기(19A, 20A, 21A)들과 서쪽방향 신호들을 위한 광 라인 증폭기(21B, 20B, 19B)들을 포함한다.

IEC 60825-2와 같은 일반적인 국제표준에 따르면, 광 파이버(16A나 16B)에서 발생한 브레이크를 복구할 때 복구하는 직원을 위험한 상태로부터 보호하기 위해 엄격한 안전 예방 수단들이 요구된다. 1550㎚의 윈도우에서 파장을 가진 50㎽와 500㎽ 사이의 출력 전력 레벨로 작동하는 3B급(Class 3B)(IEC 60825-1에 의해 정의된 것과 같이)의 증폭기들에 그러한 상황이 있다. 만약 파이버 절단이 그러한 시스템에서 발생된다면, 광 안전 회로는 1급(Class 1)에 상응하는, 즉 10㎽(10㏈m) 이하의 안전 작동 레벨까지 광 전력 레벨이 감소할 것이다. 이 전력 감소는 광 파이버(16A 또는 16B)에서 브레이크가 일어난 후 일초 내에 이루어져야 한다. 도 1을 참조로 하면, 파이버(16A)의 "X" 위치에서 브레이크가 일어나면 일초 내에 광 영역(20)을 떠나는 신호들을 위해 광 전력을 10㎽ 이하로 감소시켜야 한다.

도 2a는 스타트업, 작동, 셧다운하는 동안 통신 시스템(10)에서 터미널 영역 증폭기들이 작동하는 흐름도를 도시하고 있다. 도 2b는 스타트업, 작동, 셧다운하는 동안 통신 시스템(10)에서 라인 영역 증폭기들이 작동하는 흐름도를 도시하고 있다.

본 발명은 증폭기 영역들에서 증폭기 유닛들 사이의 버스(BUS) 구조를 따라 통신되는 시스템-레벨 제어 신호의 사용을 관찰하고 있다. 예를 들어 도 3의 감시 및 제어 회로(44)에 의해 발생되는 이 제어 신호들은 개별적인 증폭기들로부터 작동정보를 이끌어내고, 그러한 증폭기들이 작동 모드를 변화시킬 것인지에 대해 명령한다. 표 1은 시스템(10)에서 사용되는 여러가지 전형적인 제어신호들을 열거하고 있다.

제어 신호	정의
전력입력PowerInput	입력 전력이 검출되면 활동
전력입력손실PowerInputLoss	전력입력손실타이머이상의 입력전력손실이 발생할 때 활동
전력입력손실 타이머PowerInputLossTimer	전력입력손실 신호가 활동하기전에 입력 전력이 없는 상태로 남아있어야 하는 최소 시간
안전셧다운SafetyShutdown	전력입력손실이 증폭기에 의해 검출될 때 활동
안전보조장치SafetyOverride	입력 전력이 검출되지 않을 때 짝수(EVEN)로 레이저 펌프를 주기 위해 사용되는 수동 명령
라인강제동작된온타이머LineForcedOnTimer	증폭기들이 안전셧다운 명령을 무시하는 시간 T(예 : 증폭기들이 레이저 펌프를 켜기 위해 필요한 시간 X 라인에서 증가된 증폭기들의 수 100ms X 28 = 2.8 s, 이 시간은 3s보다 커야함)
라인강제동작된오프타이머LineForcedOffTimer	출력 전력이 셧다운된 후 증폭기들이 오프된 시간 T2(예 : 증폭기들이 출력 전력을 셧다운하기 위해 필요한 시간 X 라인에서의 증폭기들의 수 100ms X 28 = 1.68s, 이 시간은 2s보다 커야함)
레이저전력감소타이머LaserPowerReducedTimer	펌프 레이저의 출력전력이 값을 감소하기 위해 유지되는 시간 T3(class 1 또는 3A)

본 발명에서 터미널 영역 증폭기들과 광 라인 증폭기들은 스타트-업과 셧다운에서 약간 다른 프로토콜(protocols)들을 수행한다. 차이점은 터미널 영역 증폭기들이 항상 그 증폭기들에 공급되는 입력 전력을 가지기 때문에 부분적으로 발생한다. 예를 들어, 라인 영역(21)내의 라인 증폭기(21A)가 X 위치에서의 중단으로 인해 광 입력 전력을 손실하는 반면 터미널 영역(18) 내의 증폭기(18A)는 송신기(12A)로부터 광 입력 전력을 일정하게 공급받는다. 따라서, 도 2A의 S240과 S110과 같이 지적되었듯이 터미널 영역 증폭기들은 터미널 영역(안전셧다운으로 불리는 검토를 목적으로함)으로부터의 다운스트림 위치에서의 결함을 지적하는 감시 및 제어 시스템으로부터 명령을 받을 때 셧다운될 것이다. S120에 의해 나타낸 셧다운후 소정의 시간 후에(LineForcedOffTimer로 불리는 검토를 목적으로함), 터미널 영역 증폭기는 외부의 안전셧다운 명령의 비활성화시 또는 터미널 영역 증폭기가 안전셧다운 명령을 무시해야함을 나타내는 감시 제어 시스템으로부터의 명령을 받을 때 재시작할 수 있고 작동할 수 있다(안전보조장치로 불리는 검토를 목적으로함). 도 2a에서 단계(S200)는 이 일반적인 단계를 나타낸다. 터미널 영역 증폭기들의 보다 자세한 스타트업 과정은 이하에 설명된다.

다른 한편으로는 광 라인 증폭기들은 파이버가 절단될 때 광 입력 전력을 손실할 수 있다. 만약 광 전송 라인 증폭기가 작동한 후에 광 전송 라인 증폭기에 의해 입력 전력이 검출되지 않거나(이하에 기술된 방법으로), 안전셧다운 명령을 수신한다면, 광 전송 라인 증폭기는 도 2b의 S102와 S104에서 나타난 것과 같이 셧다운될 것이다. 광 전송 라인 증폭기는 소정의 주기를 위해 스위치를 넣은 뒤 외부의 안전셧다운 명령을 계속 무시할 것이며, 이 검토를 위한 목적은 라인강제동작된온타이머(LineForcedOnTimer)로 칭한다. 광 라인 증폭기를 위한 스타트업 과정은 이하에 자세히 기술한다.

시스템(10)의 셧다운에 관련하여 본 발명에 따르면 광 통신 시스템(10)을 셧다운하는 방법은 증폭기 영역(21)에서의 동쪽방향 광 증폭기(21a)에 입력을 줄 때 임계값이하로 신호 전력에서의 드롭을 검출하는 단계와 단계 S104와 같이 소정의 안전 레벨 이하로 동쪽방향 광 증폭기(21a)를 위한 펌프 전력을 감소시키는 단계를 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서 통신신호들은 그 자신들이 광 전송 라인 증폭기들내에서 오류 검출을 하는데 사용되는 파이버(16a)내에서 이동한다. 도 3을 참조하면 파이버 증폭기(21a)의 전형적인 실시예가 도시되어 있다. 영역 (21)내의 이 파이버 증폭기는 포토다이오드(42a)에 대한 신호 파장 주파수대내에서 라인(16a)을 이동하는 입력 광 전력의 소부분들을 분리하는 광 커플러(coupler)(40)를 포함한다. 감시 및 제어 회로(44)는 파이버(16a)로부터 샘플링된 광 전력 레벨과 소정의 임계값을 비교하는 포토다이오드(42a)에 연결되어 있다. 감시 및 제어 회로(44)가 각 증폭기에 공급된 분리된 지역 회로, 영역내에서 모든 증폭기에 서비스되기 위해 각 증폭기에 공급된 회로, 통신버스 또는 유사한 장치위에서 각 증폭기를 모니터하고 감시하는 시스템(10)을 위한 중앙회로를 포함한 다양한 형태로 제공될 수 있는 것은 당업계에서 통상의 기술을 가진 자가 이해할 것이다. 전자 회로(44)가 라인(16a)의 광 전력이 소정의 임계값 이하로 떨어진 것을 나타내면 파이버 절단이 증폭기 영역(21)으로부터의 다운스트림에 발생하였다는 것을 나타내기 위해 시스템(10)의 감시 및 제어 회로(44)내에서 신호를 낼 것이다. 본 장치에서 소정의 임계값은 사용된 증폭기의 형태와 전체적인 시스템 구성에 달려있으나 전형적인 임계값은 -20㏈m의 순서 상에 있다.

다음으로, 감시 및 제어 회로(44)는 증폭기(21a)에 대한 입력 신호 레벨이 소정의 임계값 이상으로 오르는가를 보기 위해 소정의 시간을 대기할 것이다. 감시 및 제어 회로(44)는 타이머에 의해 결정된 적어도 40㎳의 시간을 대기하며, 이는 바람직한 실시예에서 전력입력손실타이머로 칭한다. 이 지연은 입력 전력에서 영구적인 라인 오류보다 일시적인 딥(dip)이 발생할 때 시스템(10)이 셧다운 과정을 시작하지 않는 것을 확실하게 한다. 만약 소정의 지연이 끝나고 증폭기(21a)에 대한 입력 전력이 소정의 임계값이하로 유지된다면, 감시 및 제어 회로(44)는 도 2b 및 2c의 S104에 도시된 바와 같이 펌프 소스(46a)가 증폭기(21a)에 대한 그 전력 입력이 안전레벨까지 셧오프하거나 감소하게 한다. 안전레벨에 의해 펌프 소스(46a)로부터의 펌프 전력이 증폭기(21a) 입력 신호로 IEC 60825-1에서 정의된 즉, 10㎽보다 적은 1급(Class 1)내에서 출력 전력을 내는 레벨을 가지게 된다. 상술한 바와 같이 각 라인 증폭기는 양자택일적으로 감시 및 제어회로(44)로부터 수신된 안전셧다운 신호에 대한 반응에서 안전레벨로 드롭될 것이다(도 2b와 2c의 S102).

본 발명에 따라 광 통신시스템(10)을 셧다운하는 방법은 증폭기 영역(21)내에서 대응하는 서쪽방향 광 증폭기(21b)에 대한 펌프 전력을 소정의 안전레벨까지 감소하는 도 2c의 S106단계를 더 구비한다. 동쪽방향/서쪽방향 스팬의 증폭기들은 일반적으로 회로(44)에 의해 감시되고 제어되어 증폭기(21a)에 대한 입력 전력의 손실이 증폭기(21b)에 대한 펌프 소스로 통신되며, 그 반대도 마찬가지이다. 증폭기(21a)에 대한 펌프 소스(46a)를 셧다운하는데 사용되는 유사한 방법으로 회로(44)가 셧다운하거나 서쪽방향으로 작동하는 증폭기(21b)에 대한 펌프 소스(46b)로부터의 출력 전력을 실질적으로 감소시킨다.

증폭기(21b)가 셧오프하거나 출력 전력을 실질적으로 감소한 뒤, 다음 다운스트림 서쪽방향 증폭기 영역(20)내에서 증폭기(20b)가 도 2c의 S108 및 S102에 도시된 바와 같이 파이버 16b에서의 광 전력의 손실을 검출할 것이다. 증폭기(20b)에 연결되어 있는 포토다이오드와 회로가 신호 전력에서 임계값이하로 드롭을 레지스터(register)할 때, 이는 증폭기와 전체적인 시스템의 구성에 달려있으나 20㏈m의 순서에 달려있을 수 있으며, 감시 및 제어회로(44)는 고정된 지연시간을 대기하며 그리고나서 셧다운하거나 증폭기(20b)에 대한 펌프 전력을 실질적으로 감소한다. 이 파이버 증폭기(20b)의 비활성화는 증폭기(21a)에서 발생한 것과 유사한 방법으로 발생된다.

증폭기(20b)가 비활성화하면 감시 및 제어회로(44)는 증폭기 영역(20)내에서 동쪽방향으로 통신하기 위한 펌프 전력을 감소시키기 위해 대응하는 증폭기(20a)와 통신한다. 이 증폭기(20a)의 비활성화는 감시 및 제어회로(44)를 이용하여 증폭기(21b)에도 유사한 방법으로 발생된다. 결과로서 "X" 위치에서 파이버 절단이 일어나는 영역에 광 전력을 공급하는 증폭기를 효과적으로 셧오프하고 "X" 위치를 유지하는 직원들을 위한 안전상태로 한다. 선행과정에서, 파이버 절단 X를 둘러싼 네 개의 광 증폭기(20a, 21a, 21b, 20b)들은 IEC 60825-2에서의 표준에 의해 요구되는 대로 일초 내에 억제된다.

통상의 광통신시스템용 자동보호장치는 "X" 위치에서의 파이버 절단 주위에 전력의 인터로크 영향을 주도록 증폭기(20a)와 (21b)의 비활성화를 요구한다. 미국 특허 제5,428,471호와 ITU Recommendation G.958에서 개시된 이 기술은 광 전력의 손실을 검출하고 공통영역(21)내의 증폭기(21b)의 셧다운을 초래하기 위해 증폭기(21a)에서의 입력을 필요로 한다. 유사하게 이러한 선행 보호 시스템들은 파이버(16b)에서의 입력 전력 손실을 인식하고 공통영역(20)내에서 대응하는 증폭기(20a)의 셧다운을 초래하기 위해 증폭기(20b)를 필요로 한다.

그러나 통신시스템(10)내에서 다른 증폭기들이 작동을 유지하는 동안 파이버 절단 "X"를 빠르게 아이솔레이션하는 이 방법은 통신링크를 재시동할 때 고전력 광 펄스들을 발생시킬 위험이 있다. 증폭기 영역(22)에서와 같이 증폭기들이 입력 신호를 수신하지 않고 펌프 전력을 계속해서 받는다면 이 증폭기들은 모든 펌프 전력이 사용가능한 곳에 ASE를 발생하기 위해 증폭기에 의해 사용되는 ASE를 빠르게 축적한다. "X" 위치에서의 오류를 발견할 때, 광 신호들은 다시 증폭기 입력, 예를 들어 증폭기(22a)에 연결된다. 만약 증폭기(22a)가 ASE 상태에 있다면 고이득 증폭기(22a)를 사용할 수 있으며, 고 전력 피크 출력이 발생된다. 일련의 테스트에서 EDF 광 증폭기로 구성된 전송 라인의 입력에서 광 채널이 약 400㎐의 주파수에서 진폭 변조되었다. 라인에서 증폭기들로부터의 평균 전력은 17.5㏈m이었다. 약 33.5 ㏈m(즉 2W보다 크다)의 피크 전력을 가진 고전력 펄스들은 원격통신 라인을 따라 제2 증폭기의 출력에서 측정되었다. 이 고전력 피크들은 모니터를 하기 위해 증폭기(22a)로부터의 광 신호 다운스트림을 수신하는 포토다이오드와 전송 라인을 따라 있는 광 커넥터들에 있어서 잠재적으로 위험하다.

따라서 광 통신시스템(10)을 셧다운하는 방법은 파이버 절단 "X"를 포함하는 광 라인내에서 동쪽방향과 서쪽방향 양쪽에서 유지되고 있는 광 증폭기들에 대한 펌프 전력을 감소하거나 셧오프하는 단계를 포함한다. 광 전송 라인에 의해서 파이버 절단 X로부터의 업스트림과 다운스트림 양쪽 시스템(10)의 섹션이 WDM패턴의 변화없이 완전히 광 형태로 WDM 원격통신을 전송하게 된다. 광 라인의 끝은 송신기, 수신기, ADM, 또는 광-전자 재생기와 같은 광 전송 영역들에 의해 정의된다. 광 신호를 전기 신호로 변형시키거나 WDM 신호 패턴들을 수정하는 상기에 열거되지 않은 다른 장치들은 또한 광 변형 영역을 구성한다.

도 1을 참조하면, 파이버 절단 X를 포함하여 광 전송 라인은 TXT(12A) 및 ADM(26)에 의해 동쪽방향으로 ADM(26) 및 RXR(14B)에 의해 서쪽방향으로 정의된다.영역(18, 19, 22)의 광 전송 라인에 잔존하는 증폭기들이 상술한 바와 같이 영역(20, 21)의 증폭기들에 대해 셧다운 한다. 특히 증폭기(22A)는 증폭기(21A)로부터 수신된 입력 전력의 손실을 검출함에 의해 비활성화된다. 증폭기(22B)는 증폭기(22A)로부터 관리 및 제어 시스템을 통해 셧다운 명령을 받아 비활성화된다. 비활성화에 대한 유사한 방법들은 모든 증폭기(18-22)가 셧다운을 가질 때까지 증폭기 영역(18, 19)에서 발생한다. 광 전송 라인내에 완전한 비활성화에 대한 방법은 양 증폭기, 예를들면, 영역(21)내에 양 증폭기(21A, 21B) 및 영역(20)내에 양 증폭기(20A, 20B)의 셧다운 때문에 발생할 수 있다.

양자택일적으로, 광 전송 라인내에 모든 증폭기의 완전한 비활성화는 제어회로(44)의 방향하에 발생할 수 있다. 회로(44)가 중앙 집중식 감시장치 이거나 시스템(10)의 운용을 관리하기 위한 중앙 컴퓨터와 같은 관리 회로이라면, 상기 회로(44)에서의 제어신호들은 공통 통신 버스를 따라 광 전송 라인내에 모든 증폭기들로 제공되어질 수 있다. 이들 제어 신호들은, 준비된 실시예에 대해 안전셧다운(SafetyShutdown)으로 명명되고, X 위치에서 브레이크가 발생하였고 회로(44)가 결정된 후 순차적으로 증폭기(18, 19, 22)가 동작하도록 한다. 어느 하나의 실시예에서 광 전송 라인내에 모든 잔존하는 증폭기들은 적어도 안전 레벨에서 그들 출력 전력을 감소시킨다.

증폭기(23)와 같이 파이버 절단을 포함한 바깥쪽 광 전송 라인의 다른 영역들안에 있는 증폭기들은 셧다운동안 계속 동작한다. IEC 60825-2는 상기 광 전송 라인이 1초이내 실패후 셧다운되도록 명령한다. 실시예에서, 광 전송 라인의 셧다운은 약 160ms로 발생한다. 상기 광 전송 라인의 완전한 셧다운 후, 개인 보수는 상기 광 전송 라인의 재시작이 시스템(10)내에 다른 영역들에서 증폭기들로부터 출력되는 고압 펄스들로 인한 손상을 주는 것과 상관없이 X 위치에서 안전하게 절단을 복구할 수 있다.

본 발명은 상기 자동 보호 시스템이 셧 다운된 후 광 통신 시스템을 업 개시하는 방법을 예상한다. 일반적으로, 업 개시 방법은 세이프티오버라이드(SafetyOverride) 명령에 따라 턴온하여 하나의 터미널 증폭기 영역을 수동으로 강제 동작시킴에 의해 시스템을 활성화하도록 유저를 인에이블하는 광 전송 라인내에 다른 모든 증폭기들의 연속하는 활성화를 유도한다. 다시말하면, 세이프티오버라이드(SafetyOverride) 명령은 상기 절단을 복구한 후 파이버 절단을 포함한 광 전송 라인의 부스터 증폭기(18A)와 같은 터미널 영역 증폭기에 제공된다. 각 다음의 광 전송 라인 증폭기(19A, 20A)는 그 입력으로 광 전송 전력을 수신하여 저 전력 상태로 직렬(cascade)로 스위치 온 된다. 각 광 전송 라인 증폭기들은 명명된 라인강제동작된온타이머(LineForcedOnTimer)를 논의하기 위하여 제1 기간이 지날될때까지 안전셧다운(SafetyShutdown) 명령을 무시한다. 라인을 잔존시키는 것을 실패한다면, 상기 라인 증폭기들중 하나가 턴온되지 않고, 상술한 바와 같이 광 전송 라인을 턴 오프하는 안전셧다운(SafetyShutdown) 명령을 발생한다. 명명된 레이저전력저감타이머(LaserPowerReducedTimer)를 논의하기 위하여 제2 기간의 통과후 상기 라인상에 결함이 탐지되지 않으면 각 광 전송 라인 증폭기는 전체 동작 전원으로 상승한다.

상술한 안전셧다운(SafetyShutdown) 또는 공통 영역의 증폭기들 사이에 로칼 신호와 같은 셧다운 명령은 광 전송 라인 증폭기들과 부스터 증폭기들에서 셧 다운 전력에 필요성을 나타낸다. 상술한 바와 같이, 파이버(16A)의 X 위치에서 절단은 입력 전력의 손실을 검출하고 상기 동일한 증폭기 영역(21)내에 증폭기(21B)로 TU셧다운 명령을 트리거하는 증폭기(21A)를 작동시킨다. 상기 광 전송 라인을 업 개시하는 방법의 첫 번째 단계에서, 광 전송 라인 증폭기(21B)는 증폭기(21A)로부터 수신된 셧다운 명령을 무시하는 반면에 이들은 셧다운 상태로 남아 있는다. 서쪽방향 증폭기(20B, 19B)와 같은 다른 광 전송 라인 증폭기들에 대해 동일한 동작이 일어난다.

광 전송 라인을 업 개시하는 방법은 터미널 영역 증폭기 비활성화을 유지하는 안전셧다운(SafetyShutdown)의 휴지에 따르거나 아니면 분리 안전오버라이드(SafetyOverride)의 수령에 따라 파이버 절단에서 터미널 영역 증폭기 업스트림에 대한 동작을 시작하는 단계를 포함한다. 감시 및 제어회로(44)로부터 제공되는 상기 안전오버라이드(SafetyOverride) 명령은 증폭기들이 셧다운된 후 광 전송 라인 개시하는 수동형 방법들을 제공한다. 상기 안전오버라이드(SafetyOverride) 명령 또는 안전셧다운(SafetyShudown) 명령은 신호(도 2A의 S200)의 손실에 따라 터미널 영역 증폭기는 소정 기간동안 저 전력 상태(S14))로 동작한다. 예를들면, 도 1의 광 통신 시스템(10)에서 부스터 증폭기(18A)는 상기 안전오버라이드(SafetyOverride) 명령 때문에 X 위치에서 파이버 절단후 증폭기(18B)로부터 수신한 상기 안전셧다운(SafetyShutdown) 명령을 무시하도록 강제 동작된다. 그러나 부스터 증폭기(18A)용 펌프원이 파이버 증폭기(18A)에 펌프 전력의 저감 레벨을 제공하기 위해 조절되고, IEC 60825-1하에 3A급 출력 전력 레벨에서 상기 증폭기가 동작한다. 바람직하게 부스터 증폭기(18A)에 대한 저 전력 상태 또는 안전 조건은 10mW-50mW(10dBm-17dBm)의 출력 전력 레벨이고 더 바람직하는게는 약 13dBm의 출력 전력 레벨이다.

상기 터미널 영역 증폭기에 대한 저 전력 조건으로 전력을 업하는 시스템(10)내에 두 개의 카운터가 카운트한다. 우선 명명된 라인강제동작된온타이머(LineForcedOnTimer) 목적들을 논의하기 위하여 안전셧다운(SafetyShutdown) 명령(도 2A의 S210)을 무시하는 저 전력 상태의 터미널 영역 증폭기 동작이 연속하는 소정시간동안 카운트한다. 실시예에서, 라인강제동작된온타이머(LineForcedOnTimer)의 존속기간이 증폭기 펌프 레이저들을 턴온하기 위해 광 전송 라인내에 모든 증폭기들에 대한 기간을 초과한다. 예들들면, 각 증폭기가 턴온되도록 명령을 수신한후 100ms로 턴온되고 상기 라인이 28 증폭기들을 갖는다면, 라인강제동작된온타이머(LineForcedOnTimer)는 2.8초를 넘는다. 라인강제동작된온타이머(LineForcedOnTimer)가 만료한 후 터미널 영역 증폭기가 안전셧다운(SafetyShutdown) 명령(S220)을 검출하면, 터미널 영역 증폭기는 재차 단계(S110)에서 쉬프트하고 증폭기 펌프 레이저를 셧 다운한다.

명명된 레이저전력감소타이머(LaserPowerReducedTimer) 목적들을 논의하기 위하여 제2 카운터는 광 전송 라인이 만약 전체 전력 동작 상태(S230 및 S100)로 넘어가기전에 결함을 갖는다고 본다면 터미널 영역 증폭기를 저 전력 상태로 놓아 두는 동안 소정 기간을 카운트한다. 실시예에서, 레이저전력감소타이머(LaserPowerReducedTimer)는 증폭기가 전체 전력 상태로 부상하기전에 남아있는 결함 상태를 검출하기 위해 충분한 시간이 제공되도록 보증하기 위한 라인강제동작된온타이머(LineForcedOnTimer)의 길이, 약 3초로 설정된다. 라인강제동작된온타이머(LineForcedOnTimer) 및 레이저전력감소타이머(LaserPowerReducedTimer)는 감시 및 제어회로(44)내에서 실행되는 하드웨어 또는 소프트웨어 타이머이다.

증폭기(18A)가 저전력 상태로 동작하고 TXT(12)에서 파이버(16A)를 따라 수신된 광신호들을 증폭함으로써, 분리 증폭기 영역(19)에서 증폭기(19A)가 입력 신호 전력의 증가를 검출한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 광 전송 라인 증폭기(21A)에 대하여, 커플러(40A)는 증폭기(19A)의 입력단으로 수신된 광 전송 신호의 일부분을 분기하고 포토다이오드(42A)와 회로(44)로 전환한다. 이 회로내에서 증폭기(19A)는 마침내 소정 스레쉬홀드 위에 입력 신호 전력의 상승을 검출한다. 상기 소정 스레쉬홀드는 증폭기(19A)가 동작을 시작하는 것을 나타낸다. 증폭기(19A)와 같은 광 전송 라인 증폭기를 스타팅하기 위한 소정 스레쉬홀드는 사용된 광 전송 증폭기들의 타입과 시스템(10)용 구성에 의존한다. 상기 광 전송 라인 증폭기가 상기 부스터 증폭기(18A)로부터 직접 다운스트림 위치를 정한 후 신호 전력(도 2b의 단계S130)의 충분한 증가를 검출한다. 이것은 부스터 증폭기(18A)에 대해 저 전력 상태와 유사한 저 전력 상태(S140)로 동작하도록 하는 것이다. 터미널 영역 증폭기(18A)와 마찬가지로 전송 라인 증폭기(19A)는 어떤 안전셧다운(SafetyShutdown) 명령을 무시하고 저 전력 상태인 동안 결함의 제거를 체크하도록 기간을 설정하기 위한 라인강제동작된온타이머(LineForcedOnTimer) 및 레이저전력감소타이머(LaserPowerReducedTimer)로 명명된 카운터들을 트리거 한다. 이 작용은 도 2b의 단계(S140, S145, S150, S160, S170)에 도시되어 있고 단자 영역 증폭기(18A)에서도 유사한 단계를 따른다.

광 전송 라인 증폭기(19A)가 저 전력 상태로 동작을 시작한 후 증폭기 영역(20)내에 증폭기(20A) 또한 유사한 방법으로 곧바로 동작을 시작한다. 다시말하면 증폭기(20A)가 곧바로 프리셋트 스레쉬홀드 상에서 광 전송 입력 전력을 검출하고 13 dBm 근방의 출력 광 전력을 발생하기 위해 충분한 레벨로 에르븀(Er)-도프 파이버에 펌프 전력을 공급한다. 광 전송 라인내에 각 전송 라인은 순차적으로 그후 캐스케이드 방식으로 턴온한다.

기간 후, 예를들면 동쪽방향 전체 광 전송 라인은 저 전력 레벨에서 동작되어진다. 본 발명에 따르면, 광 통신 시스템(10)은 X 위치 파이버의 절단이 복구되고 또 전 시스템이 전체 전력 상태로 상승되는 여부를 결정하기 위해 레이저전력감소타이머(LaserPowerReducedTimer) 주기동안 각 증폭기를 대기시킨다. 따라서 시스템을 저 전력 상태로 하는 셧다운으로부터의 각 광 전송 라인 증폭기 변이들로서, 시스템은 저 전력 상태로 잔존하는 주기를 카운트하도록 레이저전력감소타이머(LaserPowerReducedTimer) 명령을 출력한다. 타이머의 만료후, 단계(S170)에 도시한 바와 같이, 전체 전력 상태에서 광 전송 라인과 부스터 라인이 개별적인 전이들을 증폭한다. 터미널 영역 증폭기와 같이, 레이저전력감소타이머(LaserPowerReducedTimer) 명령에 대한 길이는 약 3초이다. 전체 전력 상태에서 광 전송 라인의 각 증폭기들은 바람직하게 3B급(Class 3B)이내 전력 상태로 동작한다. 그러나 증폭기들 전이가 전체 전력 상태일 때, 증폭기는 재차 동일 증폭기 영역내에 상응한 증폭기로부터의 셧다운 명령에 대해 쉽게 영향을 받고 작동에 대한 반응을 보인다. 따라서 원래의 파이버 절단이 완전히 복구되지 않으면, 원래의 셧다운 명령들은 재차 파이버 증폭기들을 비활성화할 것이고 광 전송 파이버 라인을 셧다운 한다.

서두에서 출원인은 광 통신 시스템을 다운 휴지하고 업 개시하기 위한 실존하는 방법들에 결함들을 입증하였고 파이버 브레이크 발생 후 시스템의 빠르고 안전한 동작을 보증하기 위한 향상된 기술들을 발견하였다. 증폭기들을 연동하기 위한 현재 방법은 시스템이 재시작될 때 위험한 큰 광 전송 펄스들가 될 수 있는 자연증폭방출(ASE) 소음을 형성하는 전송 라인에 잔존하는 증폭기들을 연동시키도록 한다. 본 발명은 안전 동작에 대해 다양한 모드들을 갖는 증폭기들을 사용하고 광 전송 라인내에 증폭기들에 대해 셧다운 또는 셧업을 조정함에 의해 종래 단점들을 극복한다. 상기 시스템의 스타트 업은 안전오버라이드(SafetyOverride) 명령으로 턴온하는 결함 광 전송 라인내에서 단순히 터미널 영역 증폭기를 강제 동작시킴에 의해 일어난다. 이 작용은 광 전송 라인의 일련의 증폭기들에 대해 파워링-업(powering-up)의 캐스케이딩을 야기하고 상기 라인의 안전 스타트-업(start-up)을 수용하기 위한 몇몇 관리 타이머들의 트리거링을 야기한다.

본 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않고 다양한 변조 및 변화가 본 발명의 시스템 및 방법으로 수행될 수 있음은 통상의 기술을 가진자에 의해 명백해질 것이다. 본 발명은 첨부된 청구항들의 범위 및 균등론내에 들어오는 본 발명의 변조 및 변화를 포함한다.

Claims (16)

1. 광 변환 영역들과 동쪽방향/서쪽방향 광 증폭기들을 포함하는 다수개의 증폭기 영역들 사이에 직렬로 배치한 광 전송 파이버의 스팬들을 가지며, 상기 광 전송 영역들은 전송기, 가산/드롭 멀티플렉서, 광-전자 재생기 및 수신기를 구비하는 한 그룹으로부터 선택되어지는 광 통신 시스템을 폐쇄하기 위한 방법에 있어서;

   소정의 안전 레벨하에 동쪽방향 광 증폭기에 대한 펌프 전력을 감소시키고 제1 증폭기 영역의 동쪽방향 광 증폭기로 스레쉬홀드 입력하에 동쪽방향 광 신호의 신호 전력의 드롭을 검출하는 단계와;

   소정의 안전 레벨하에 제1 증폭기 영역의 상응하는 서쪽방향 광 증폭기에 대한 펌프 전원을 감소시키는 단계;

   소정의 안전 레벨하에 다운스트림 서쪽방향 광 증폭기에 대한 펌프 전원을 감소시키고 제1 증폭기 영역으로부터 다운스트림 제2 증폭기인 다운스트림 서쪽방향 광 증폭기로 스레쉬홀드 입력하에 서쪽방향 광 신호의 신호 전력의 드롭을 검출하는 단계와;

   소정의 안전 레벨하에 제2 다음 증폭기 영역에서 상응하는 동쪽방향 광증폭기에 대해 펌프 전력을 감소시키는 단계; 그리고

   제1 증폭기 영역과 다음 업스트림 광 변환 영역 사이 또는 제2 증폭기 영역과 다음 다운스트림 광 변환 영역 사이에 위치된 단지 모든 다른 서쪽방향 및 동쪽방향 광 증폭기들에 대한 소정의 안전레벨하에 펌프 전원을 감소시키는 단계를 구비함을 특징으로 하는 광 전송 시스템용 자동 보호 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 검출 단계들은 스레쉬홀드로된 부분의 신호 전력을 비교하고 각각의 동쪽방향과 서쪽방향 광 증폭기들의 입력에서 동쪽방향과 서쪽방향 광 신호들에 대한 부분들을 추출하는 단계를 더 구비함을 특징으로 하는 광 전송 시스템용 자동 보호 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 스텝은 광 통신 시스템용 제어회로에 의해 수행되는 단계임을 특징으로 하는 광 전송 시스템용 자동 보호 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 감소 단계들은 광 통신 시스템내에서 제어회로에 의해 발생된 셧다운 신호에 따라 수행함을 특징으로 하는 광 전송 시스템용 자동 보호 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 펌프 전력을 감소시키는 단계이전의 검출 단계들은 스레쉬홀드하에 상기 신호 전력이 드롭된 후 소정 기간 대기하는 단계, 상기 스레쉬홀드하에 상기 신호 전력의 드롭을 재차 검출하는 단계를 더 구비함을 특징으로 하는 광 전송 시스템용 자동 보호 방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 방법은 마지막 검출단계 후 소정 기간 대기하는 단계와, 광 통신 시스템내에서 제어회로로부터의 셧다운 명령을 무시하기 위해 동쪽방향 증폭기, 서쪽방향 증폭기 및 모든 다른 서쪽방향 및 동쪽방향 광 증폭기들을 강제 동작시키는 단계를 더 구비함을 특징으로 하는 광 전송 시스템용 자동 보호 방법.
7. 동쪽방향과 서쪽방향 광 증폭기들을 포함하는 다수개의 증폭기 영역들 사이에 직렬로 배치되고 두 개의 광 변환 영역들에 위치된 광 전송 파이버의 스팬들을 갖는 광 전송 라인과, 상기 광 변환 영역들로부터의 즉시 다운스트림 위치된 증폭기 영역들내에 있는 터미널 영역 증폭기들, 상기 광 변환 영역들로부터의 즉시 다운스트림 증폭기 영역들보다 다른 증폭기 영역들내에 있는 광 전송 라인 증폭기들,전송기, 가산/드롭 멀티플렉서, 광-전자 재생기 및 수신기를 구비하는 그룹으로부터 선택되어진 광 변환 영역들을 갖는 광 통신 시스템내에서 비활성 광 전송 라인을 활성화 하기 위한 방법에 있어서;

   셧다운 명령을 무시하고 저전력 상태로 동작하기 위한 비활성화된 터미널-영역 증폭기들을 강제 동작시키는 단계와;

   제1 소정 기간 대기한 후 터미널-영역 증폭기에서 셧다운 명령 신호의 부재를 확인하는 단계와;

   제2 소정 기간 대기한 후 전체 전력 조건에서 터미널-영역 증폭기들 작동시키는 단계를 구비함을 특징으로 하는 광 전송 시스템용 자동 보호 방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 강제 동작시키는 단계는 터미널-영역 증폭기로부터 즉시 다운스트림 위치된 첫 번째 비활성 광 전송 라인 증폭기들에서 입력으로 소정 스레쉬홀드보다 위에 신호 전력의 증가를 검출하는 단계, 상기 저 전력 상태의 제1 비활성 광 전송 증폭기들을 동작시키는 단계, 제1 소정 기간동안 대기한 후, 상기 제1 광 전송 라인 증폭기에서 셧다운 명령의 부재를 확인하는 단계, 제2 소정 기간동안 대기한 후 전체 전력 상태에서 제1 광 전송 라인 증폭기를 작동시키는 단계를 더 구비함을 특징으로 하는 광 전송 시스템용 자동 보호 방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 방법은,

   제1 광 전송 라인 증폭기들로부터 캐스케이드 다운스트림의 각 연속하는 광전송 라인을 저 전력 상태로 동작시키는 단계와, 제1 소정 기간 동안 대기한 후, 각각 연속하는 광 전송 라인 증폭기에서 셧 다운 명령의 부재를 확인하는 단계와, 그리고 제1 소정 기간 동안 대기한 후, 전체 전력 상태로 각각 연속하는 광 전송 라인 증폭기를 동작시키는 단계를 구비함을 특징으로 하는 광 전송 시스템용 자동 보호 방법.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 각 연속하는 광 전송 라인 증폭기를 동작시키는 단계는, 각 연속하는 광 전송 라인 증폭기에서 소정 스레시홀드보다 위에 해당하는 신호 전력의 증가를 검출하는 단계 이후에 일어남을 특징으로 하는 광 전송 시스템용 자동 보호 방법.
11. 제 9 항에 있어서, 상기 각 연속하는 광 전송 라인 증폭기를 동작시키는 단계는, 광 통신 시스템내 제어회로에서 신호를 수신하는 단계 이후에 일어남을 특징으로 하는 광 전송 시스템용 자동 보호 방법.
12. 동쪽방향과 서쪽방향 광 증폭기들을 포함하는 다수개의 증폭기 영역들 사이에 직렬로 배치되고 두 개의 광 변환 영역들에 위치된 광 전송 파이버의 스팬들, 상기 광 변환 영역들로부터의 즉시 다운스트림 위치된 증폭기 영역들내에 있는 터미널 영역 증폭기들, 상기 광 변환 영역들로부터의 즉시 다운스트림 증폭기 영역들보다 다른 증폭기 영역들내에 있는 광 전송 라인 증폭기들, 전송기, 가산/드롭 멀티플렉서, 광-전자 재생기 및 수신기를 구비하는 그룹으로부터 선택되어진 광 변환 영역들을 갖는 광 통신 라인용 관리 제어 시스템에 있어서,

    광 신호들에 대한 입력 전력 레벨을 검출하기 위해 광 증폭기들에 결합된 검출회로,

    셧오프를 위해 검출회로에 의해 승인된 파이버 브레이크 주변의 증폭기들을 동작시키고 셧오프를 위해 광 통신 라인의 모든 다른 광 증폭기들을 동작시키기 위한 제어 회로와, 그리고

    상기 광 증폭기들이 셧오프를 가진 후 소정 기간 동안 광 증폭기들의 동작 상태의 어떤 변화를 지연시키기 위한 타이밍 회로로 구성함을 특징으로 하는 광 전송 시스템용 자동 보호 시스템.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 제어회로는 외부 명령을 수신한 후 저전력 상태로 턴온을 위한 광 전송 라인 증폭기들을 제어함을 특징으로 하는 광 전송 시스템용 자동 보호 시스템.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 제어회로는 터미널-영역 증폭기가 턴온한 후 저전력 상태로 턴온을 위한 광 전송 라인 증폭기들을 제어하고, 입력전력이 상기 검출 회로에 의해 먼저 검출되고 상기 타이밍 회로가 지연을 종료함을 특징으로 하는 광 전송 시스템용 자동 보호 시스템.
15. 제 12 항에 있어서, 상기 검출회로는 광 증폭기들의 입력인 광 통신 라인에 결합된 포토다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 전송 시스템용 자동 보호 시스템.
16. 제 12 항에 있어서, 상기 제어회로는 스레쉬홀드를 갖는 검출된 입력 전원 레벨을 비교하기 위한 비교회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 전송 시스템용 자동 보호 시스템.