KR20010094804A - 장거리 광선로 감시 시스템의 운용 방법 - Google Patents

장거리 광선로 감시 시스템의 운용 방법 Download PDF

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Abstract

광손실 측정 장치(Optical Power Meter)로 광선로의 손실을 측정하여 선로의 상태 정보를 실시간으로 수집/분석하고, 이상 발생시 해당 지역 및 원격지에 경보를 발생하고, 운용자를 자동 호출하도록 하며, 선로에 관한 정보 및 이상 정보를 데이터 베이스화 하고, 지리정보시스템(GIS; Geographic Information System)으로 구현하기 위한 광선로 감시 시스템의 운용방법이 개시된다. 본 발명은 각각의 선로에 연결된 광선로 분배기로부터 입력된 신호의 손실값을 측정하여 저장하고, 손실값에 대한 데이터를 처리하는 단계; 데이터를 처리하여 정상/비정상 상태인지를 파악하고, 비정상 상태라면 선로의 이상인지 시스템의 이상인지를 판단하는 단계; 선로의 이상이라면 선로의 단선 및 선로의 이상 상태인지를 파악하여 경보를 발생하고, 시스템의 이상이라면 제어장치의 이상인지 손실측정부의 이상인지를 판단하여 제어장치의 이상이라면 제어장치를 절체하고 경보하는 단계; 정상/비정상 상태가 파악이 된 데이터를 컴퓨터로 전송하여 선로의 상태를 나타내고, 데이터 베이스화하여 자료를 정리하는 단계를 포함한다.

Description

장거리 광선로 감시 시스템의 운용방법 {method for a long range operating optical fiber fault prevention system}
본 발명은 장거리 광선로 감시 시스템의 운용방법에 관한 것으로, 특히 광손실 측정 장치(Optical Power Meter)로 광선로의 손실을 측정하여 선로의 상태 정보를 실시간으로 수집/분석하고 이상 발생시 해당 지역 및 원격지에 경보를 발생하고 운용자를 자동 호출하도록 하며, 선로에 관한 정보 및 이상 정보를 데이터 베이스화 하고 지리정보시스템(GIS; Geographic Information System)으로 구현하기 위한광선로 감시 시스템의 운용방법에 관한 것이다.
최근 광선로 고장 감시 시스템에 대하여 적지 않은 관심을 보이고 개발을 하고 있지만 이는 사고가 발생하였을 때에 대한 경보장치 즉, 사고발생에 대한 신속한 대처를 위한 방법으로서 고가의 시설물을 유지, 보호하는 데는 많은 문제점을 안고 있다. 장거리 광전송망을 효율적으로 운용, 감시하기 위해서는 광선로의 물리적, 환경적 요소에 의한 사고발생을 사전에 예방하고 실제 운용되는 선로에는 영향을 전혀 주지 않으면서 주예비선로를 동시에 감시할 수 있도록 설계하기 위하여 경제성 및 신뢰성이 절대적으로 요구되고 있다.
종래의 감시 장치들이 특허공개 제 2000-2619 호에 개시되어 있다. 상기 공개 문헌은 '광증폭기가 포함된 광전송 시스템에서의 광선로 감시 장치'에 관한 것으로 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 전송시스템 송신부(11) 및 전송시스템 수신부(12)사이에 선로(14)를 감시하기 위하여 별도의 감시 신호를 출력하는 OTDR(16) 및 OTDR(16)에서 출력된 감시신호에 따른 광을 광선로 선택기(15)를 사용해 광심에 송출 후 시간 영역 광반사파 측정 장치(OTDR : Optical Time Domain Reflectometer)(16)를 사용하고 있다. 이와 같은 종래의 감시장치는 시간 영역 광반사파 측정 장치를 사용함으로써 자연발생신호와 감시신호를 따로 분리하여야 하며 장비 설치를 위하여 광필터(18), 광커플러(21·22), 광증폭기(23·24),아이솔레이터(25·26),광서큘레이터(41·42), 광섬유그레이팅(43·44),차단부(45·46) 등과 같은 다른 부수적인 장비들이 사용이 되는 문제점을 가지고 있다. 또한, 한번에 다중의 선로를 감시할 수 없기 때문에 광선로 선택기(15)를 사용해야만 하는 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명의 제 1 목적은 별도의 장비 없이 기존의 선로에 연결함으로써 다중의 심선을 동시에 측정 감시하여 시스템의 신뢰도를 향상시키고 선로의 물리적, 환경적 요소를 감시하여 지속적이고 효과적인 유지 보수 체계를 갖출 수 있도록 하며, 선로 이상 발생시 운용자를 호출하여 즉각적인 조치를 취할 수 있도록 하는 장거리 광선로 감시 시스템(OFPS)의 운용방법을 제공하기 위한 것이다.
도 1은 종래의 단거리 광선로를 측정하는데 사용되는 광선로 감시 장치의 일실시예를 보여주기 위한 구성도.
도 2는 종래의 장거리 광선로를 측정하는데 사용되는 광선로 감시 장치의 실시예를 보여주기 위한 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 장거리 광선로 감시 시스템을 보여주기 위한 시스템도.
도 4는 도 3에 도시된 시스템의 동작을 설명하기 위한 흐름도.
이와 같은 제 1 목적을 달성하기 위한 본 발명은: 각각의 선로에 연결된 광선로 분배기로부터 입력된 신호의 손실값을 측정하여 저장하고, 손실값에 대한 데이터를 처리하는 단계; 데이터를 처리하여 정상/비정상 상태인지를 파악하고, 비정상 상태라면 선로의 이상인지 시스템의 이상인지를 판단하는 단계; 선로의 이상이라면 선로의 단선 및 선로의 이상 상태인지를 파악하여 경보를 발생하고, 시스템의 이상이라면 제어장치의 이상인지 손실측정부의 이상인지를 판단하여 제어장치의 이상이라면 제어장치를 절체하고 경보하는 단계; 정상/비정상 상태가 파악이 된 데이터를 컴퓨터로 전송하여 선로의 상태를 나타내고, 데이터 베이스화하여 자료를 정리하는 단계를 포함한다.
이러한 본 발명의 운용 방법은 광선로를 Rx In단자로 유입받아 수동소자인 광커플러에 의해 분배한 후 Rx Out단자를 통해 다시 원래의 광선로로 연결시키는광선로 분배기; 상기 광선로 분배기에 접속되어 광선로에서 유입되는 미세 신호를 실시간으로 측정하여 선로의 손실 값을 계산하고 저장하기 위한 손실측정부; 상기 손실측정부에서 측정된 데이터를 저장하고 이를 분석하여 경보를 발생하기 위한 적어도 하나의 제어장치와 제어장치에 통신 포트로 연결되어 선로에 관한 정보 및 이상 정보를 전송받아 이를 데이터 베이스화 하고 지리정보시스템으로 구현하기 위한 컴퓨터로 이루어진 감시장치로 구현될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도면중 도 3은 본 발명에 따른 장거리 광선로 감시 시스템을 보여주기 위한 시스템도이고, 도 4는 도 3에 도시된 시스템의 동작을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 5는 본 발명에 따른 장거리 광선로 감시 시스템의 구성을 보여주기 위한 블럭도이다.
본 발명의 운용 방법을 구현하기 위한 시스템은 도 3에서 보는 바와 같이, 광선로(110)에 각각 연결되며 광선로(110) 및 감시장치(140)를 연결하기 위한 광선로 분배기(Slot)(120)에 광선로의 손실을 측정하기 위한 손실측정부(Power Meter Card)(130)가 각각 접속된다. 감시장치(140)는 손실측정부(Power Meter Card)(130)에서 측정된 데이터를 저장/분석/경보를 발생하는 적어도 하나의 제어장치(CPU Card)(142)로 구성된다. 제어장치(142)는 선로의 상태를 종합적으로 관리하고 운용자를 호출하며, RS-232C 통신 포트로 연결된 컴퓨터(150)에 선로에 관한 정보 및 이상 정보를 전송하여 이를 데이터베이스화하고 지리정보시스템(GIS; GeographicInformation System)으로 구현하도록 제어한다. 제어장치(142)는 광선로(110)에 연결된 광반사파 측정 장치(OTDR : Optical Time Domain Reflectometer)(160)와 통신포트로 연결되어 이상이 발생된 정확한 위치를 파악한다. 또한, 제어장치(142)는 주제어장치(Master CPU Card)가 되면서 추가적으로 보조제어장치(Slave CPU Card)(144)와 연결되어 어느 한 쪽에서 이상이 발생하면 절체되도록 동작된다.
광선로(110)은 광선로 분배기(120)의 Rx In단자에 연결되어 수동소자인 광커플러에 의해 분배되어 Rx Out단자를 통해 다시 원래의 광선로로 연결된다. 이때 광커플러에 의해 분배되는 신호는 정상 상태에 영향을 주지 않는 극히 미세한 신호만이 손실측정부(Power Meter Card)(130)로 연결이 된다. 손실측정부(130)는 광선로 분배기(120)에서 들어오는 미세 신호를 실시간으로 측정하여 선로의 손실 값을 계산하고 저장한 후 저장된 손실 값을 제어장치(142)로 전송하여 준다. 제어장치(142)는 시스템의 전반적인 상태를 점검하고, 손실측정부(130)로부터 손실 값을 전송 받아 데이터를 저장/분석하고, 선로의 이상 여부를 판단한다. 또한 경보를 발생하고, 상태 정보를 컴퓨터(150)로 전송하여 준다. 그러므로, 장비가 설치된 곳은 물론 원격지에서도 장비 및 선로의 상태를 파악할 수 있도록 한다. 경보가 발생할 시는 장비의 광반사파 측정 장치(OTDR)를 이용하여 정확한 위치를 알아낼 수 있다
이를 다시 설명하면, 도 4에서 보는 바와 같이, 각각의 선로에 연결된 광선로 분배기(120)로부터 입력된 신호의 손실값을 측정하여 저장하고, 동시에 데이터 선로를 통해 측정값이 제어장치(142)로 전달된다. 제어장치(142)에 전달된 데이터는 의해 시간적인 요인, 환경적인 요인 등을 고려하여 데이터 처리된다.(단계 S1-S3)
제어장치(142)에서 처리된 데이터는 정상/비정상 상태인지를 파악하여(단계 S4) 비정상 상태라면 선로의 이상인지 시스템의 이상인지를 판단한다.(단계 S5) 이때 선로의 이상이라면 선로의 단선 등의 심각한 고장인지 선로 노후나 환경적인 요인에 의한 이상 상태인지를 파악하여(단계 S6-S7) 경보를 발생하고, (단계 S11), 상기 단계 S5에서 시스템의 이상이라면 제어장치의 이상인지 손실측정부의 이상인지를 판단하여 제어장치의 이상이라면 제어장치(142)를 절체하고(단계 S8-S9)이를 경보한다.(단계 S11)
정상/비정상 상태가 파악이 된 데이터는 제어장치(142)에서 PC(150)로 전송되어 선로의 상태를 나타내고, 데이터 베이스화되어 유지 보수의 자료가 된다.(단계 S12)
제어장치(142)는 도 3에서 보는 바와 같이 주제어장치(Master CPU Card)(142) 및 보조제어장치(Slave CPU Card)(144)로 이루어져 어느 한 쪽에서 이상이 발생하면 절체되어 동작하는데 이상이 없도록 제어된다.
반사파를 이용하는 OTDR의 원리를 사용하는 광선로 감시시스템은 전송시스템과는 별도의 자체 광원과 장비가 필요하다. 또한 OTDR의 원리가 아니더라도 예비선로에 직접 광원을 송출해야만 즉, 감시를 하기 위해 광선로를 점유해야만 수신단에서 선로를 감시 할 수 있다. 하지만 본 발명은 실제 사용되는 선로의 광원을 수신단에서 신호에 영향을 주지 않을 만큼의 미세한 양을 분배받아 감시하기 때문에 일반 선로를 점유하지 않을 뿐더러 기타 장비도 필요치가 않다.
상술한 바와 같은 본 발명은 광선로에는 영향을 전혀 주지 않으면서 실시간으로 다중 채널을 감시할 수 있으므로 선로의 안정성을 확보할 수 있고, 다중 채널 감시 및 원격지에서의 감시가 가능하기 때문에 장비가 무인단국에 설치되더라도 관리가 가능하여 경제적으로 선로를 유지보수 할 수가 있다. 또한 선로 이상 징후 발견시 경보를 발생하여 선로의 고장을 사전에 예방할 수 있고 선로 고장 발생시 운용자를 호출하여 신속한 복구가 가능하여 피해를 최소화 할 수 있다.

Claims (1)

  1. ⅰ) 각각의 선로에 연결된 광선로 분배기(120)로부터 입력된 신호의 손실값을 측정하여 저장하고, 손실값에 대한 데이터를 처리하는 단계;
    ⅱ) 상기 단계에서 데이터를 처리하여 정상/비정상 상태인지를 파악하고, 비정상 상태라면 선로의 이상인지 시스템의 이상인지를 판단하는 단계;
    ⅲ) 상기 단계에서 선로의 이상이라면 선로의 단선 및 선로의 이상 상태인지를 파악하여 경보를 발생하고, 시스템의 이상이라면 제어장치의 이상인지 손실측정부의 이상인지를 판단하여 제어장치의 이상이라면 제어장치를 절체하고 경보하는 단계;
    ⅳ) 상기 ⅱ단계에서 정상/비정상 상태가 파악이 된 데이터를 컴퓨터(150)로 전송하여 선로의 상태를 나타내고, 데이터 베이스화하는 자료를 정리하는 단계를 포함하는 장거리 광선로 감시 시스템의 운용방법.
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