KR20010102662A - 양방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조 - Google Patents

양방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 각각의 광섬유를 통해 워킹 링크와 프로텍션 링크가 서로 반대 방향의 전달 방향을 갖는 2개의 광섬유로 각 노드를 연결하는 2광섬유 파장분할다중화 링 구조에 있어서, 상기 광섬유를 통해 입력되는 광신호로부터 인접 광섬유의 절단 여부를 감지하는 제1광감지기, 상기 광신호를 파장별로 역다중화하여 출력하는 제1역다중화기, 상기 제1역다중화기에서 출력된 파장별 광신호 중 정상 채널을 가변 애드/드롭하기 위한 스위치기와 보호 채널을 가변 드롭/통과시키기 위한 스위치기로 이루어진 제1스위치 및 상기 제1스위치에서 출력된 파장별 광신호를 다중화하여 출력하는 제1다중화기를 구비한 제1입출력부; 상기 프로텍션 광섬유를 통해 입력되는 광신호로부터 인접 광섬유의 절단 여부를 감지하는 제2광감지기, 상기 광신호를 파장별로 역다중화하여 출력하는 제2역다중화기, 상기 제2역다중화기에서 출력된 파장별 광신호 중 정상 채널을 가변 애드/드롭하기 위한 스위치기와 보호 채널을 가변 드롭/통과시키기 위한 스위치기로 이루어진 제2스위치 및 상기 제2스위치에서 출력된 파장별 광신호를 다중화하여 출력하는 제2다중화기를 구비한 제2입출력부; 파장별 광신호를 출력하는 송신기, 상기 송신기에서 출력된 광신호를 제1스위치와 제2스위치로 동시에 출력하는 광결합기를 구비한 송신부; 상기 제1스위치 및 제2스위치로부터 입력된 광신호를 스위칭하여 출력하는 광스위치기, 상기 광스위치기에서 출력된 광신호를 수신하는 수신기를 구비한 수신부를 포함하는 다수개의 노드로 구성함을 특징으로 하는 양방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조를 제공한다.

Description

양방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조{BIDIRECTIONAL PATH SWITCHING WDM RING NETWORK}
본 발명은 광통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 양방향 파장분할다중화 링 구조에 관한 것이다.
파장분할다중화 링 구조는 트래픽(traffic)의 전달 방향에 따라 단방향 링 구조(unidirectional ring network)와 양방향 링 구조(bidirectional ringnetwork)로 나뉘어지며, 다시 상기 링 구조는 특정 구간에 광섬유 절단 발생시 수행되는 자기 치유(self-healing) 방식에 따라 라인 스위칭(line switching) 방식과 패스 스위칭(path switching) 방식의 링 구조로 나뉘어진다.
도 1은 종래 기술의 실시예에 따른 2광섬유 단방향 라인 스위칭 파장분할다중화 링 구조의 정상 상태를 나타낸 개략도이고, 도 2는 종래 기술의 실시예에 따른 2광섬유 단방향 라인 스위칭 파장분할다중화 링 구조의 오류 상태를 나타낸 개략도이다. 도 1 및 도 2에는 5개의 노드로 구성된 파장분할다중화 링 구조가 도시되어 있으며, 각 도면의 가는실선은 시계 방향으로 워킹 링크(working link)를 형성하는 워킹 광섬유(W)를, 점선은 반시계 방향으로 프로텍션 링크(protection link)를 형성하는 프로텍션 광섬유(P)를, 굵은 실선은 특정 노드간 광신호(S)의 흐름을 각각 표현하고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 광섬유가 절단된 구간이 없는 정상 상태의 단방향 라인 스위칭 파장분할다중화 링 구조에 있어서, 광신호(S)는 워킹 링크를 형성하는 워킹 광섬유(W)를 따라 전달된다. 예를 들어, 제1노드(n1)와 제5노드(n5) 사이의 통신을 위해 제1노드(n1)에 입사된 광신호는 워킹 광섬유(W)를 따라 시계 방향을 따라 제2노드(n2), 제3노드(n3), 제4노드(n4)를 거쳐 제5노드(n5)에 전달되고, 제5노드(n5)에 입사된 광신호는 워킹 광섬유(W)를 따라 시계 방향으로 진행하여 제1노드(n1)로 전달된다.
반면, 도 2에 도시된 바와 같이 일부 구간의 광섬유가 절단된 오류 상태의 단방향 라인 스위칭 파장분할다중화 링 구조에 있어서, 광신호는 절단된 광섬유 구간 양단에 위치한 노드에서 각각 루프 백(loop-back)되어 구간별로 워킹 광섬유 및 프로텍션 광섬유를 따라 전달된다. 즉, 제2노드(n2)와 제3노드(n3) 사이를 연결하는 광섬유가 절단된 경우, 예를 들어 제1노드(n1)와 제5노드(n5) 사이의 통신을 위해 제1노드(n1)에 입사된 광신호는 워킹 광섬유(W)를 따라 제2노드(n2)에 전달되고, 상기 제2노드(n2)에서 루프 백되어 프로텍션 광섬유(P)를 따라 다시 제1노드(n1), 제5노드(n5), 제4노드(n4) 및 제3노드(n3)로 전달된다. 이어, 상기 제3노드(n3)에서 루프 백된 광신호는 다시 제4노드(n4)를 거쳐 제5노드(n5)로 전달되고, 상기 제5노드(n5)에 입사된 광신호는 절단된 광섬유 구간이 없으므로 도 1에 도시된 것과 동일한 경로를 따라 제1노드(n1)로 전달된다.
상술한 단방향 라인 스위칭 파장분할다중화 링 구조에 있어서는 일부 구간에 광섬유가 절단되어 프로텍션 모드로 전환된 경우, 인접 노드간의 통신을 위해서 통과 노드수가 N개에서 (2N-3)개까지 증가되고 그에 따라 전달 거리도 늘어나 링 원주 특성(ring circumference)이 제한을 받게 된다. 즉, 단방향 라인 스위칭 파장분할다중화 링 구조는 도 1 및 도 2와 같이 전체 노드수가 5개이고, 노드간 거리가 20km인 링 구조에서, 정상 상태인 경우의 통과 노드수는 4개, 전달 거리는 80km인데 반해, 오류 상태인 경우의 통과 노드수는 7개, 전달 거리는 140km까지 확대되는 결과를 가져온다.
도 3은 종래 기술의 실시예에 따른 2광섬유 단방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조의 정상 상태를 나타낸 개략도이고, 도 4는 종래 기술의 실시예에 따른 2광섬유 단방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조의 오류 상태를 나타낸 개략도이다. 도 3 및 도 4에는 각각 5개의 노드로 구성된 파장분할다중화 링 구조가 도시되어 있으며, 각 도면의 안쪽 가는실선은 워킹 링크를 형성하는 워킹 광섬유(W)를, 바깥쪽 가는실선은 프로텍션 링크를 형성하는 프로텍션 광섬유(P)를, 굵은 실선은 광신호(S)의 흐름을 각각 표현하고 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 광섬유가 절단된 구간이 없는 정상 상태의 단방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조에 있어서, 광신호는 워킹 광섬유(W)를 따라 그대로 전달된다. 즉, 제1노드(n1)로 입사된 광신호는 워킹 광섬유(W)를 따라 제5노드(n5)로 전달된다.
반면, 도 4에 도시된 바와 같이 일부 구간의 광섬유가 절단된 오류 상태의 단방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조에 있어서, 광신호는 절단된 광섬유 구간 일단에 위치한 노드에서 패스 스위칭되어 프로텍션 광섬유를 따라 전달된다. 즉, 제1노드(n1)로 입사된 광신호는 제1노드(n1)에서 패스 스위칭되어 프로텍션 광섬유(P)를 따라 제2노드(n2), 제3노드(n3) 및 제4노드(n4)를 거쳐 제5노드(n5)로 전달된다.
상술한 단방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조에 있어서는 일부 구간에 광섬유가 절단되어 프로텍션 모드로 전환된 경우, 인접 노드간의 통신을 위해 통과 노드수는 1개에서 (N-1)개로, 전달 거리는 (N-1)배만큼 증가된다. 즉, 도 3 및 도 4와 같이 전체 노드수가 5개이고, 노드간 거리가 20km인 링 구조에서 인접 노드간의 통신을 위해서는, 정상 상태인 경우 통과 노드수는 1개, 전달 거리는 20km인데 반해, 오류 상태인 경우의 통과 노드수는 4개, 전달 거리는 80km까지 확대된다. 상기 단방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조는 단방향 라인 스위칭 파장분할다중화 링 구조에 비해 링 원주 특성은 우수하므로 노드 확장 측면에서는 바람직하나, 충족 연결성(full connectivity)을 만족시키기 위한 파장수가 N(N-1)/2로서 단방향 라인 스위칭 파장분할다중화 링 구조와 동일하며, 보다 적은 파장수로 충족 연결성을 만족시킬 필요가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 단방향 링 구조에 비해 적은 파장수로 각 노드간의 충족 연결성을 만족시킬 수 있는 양방향 파장분할다중화 링 구조를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 한정된 전송 능력을 갖는 송신기를 채택하더라도 프로텍션 모드로 전환되었을 때 전달되는 거리를 단축시켜서 노드 확장에 따른 제한을 최소화할 수 있는 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 각각의 광섬유를 통해 워킹 링크와 프로텍션 링크가 서로 반대 방향의 전달 방향을 갖는 2개의 광섬유로 각 노드를 연결하는 2광섬유 파장분할다중화 링 구조에 있어서, 상기 광섬유를 통해 입력되는 광신호로부터 인접 광섬유의 절단 여부를 감지하는 제1광감지기, 상기 광신호를 파장별로 역다중화하여 출력하는 제1역다중화기, 상기 제1역다중화기에서 출력된 파장별 광신호 중 정상 채널을 가변 애드/드롭하기 위한 스위치기와 보호 채널을 가변 드롭/통과시키기 위한 스위치기로 이루어진 제1스위치 및 상기 제1스위치에서 출력된 파장별 광신호를 다중화하여 출력하는 제1다중화기를 구비한 제1입출력부; 상기 프로텍션 광섬유를 통해 입력되는 광신호로부터 인접 광섬유의 절단 여부를 감지하는 제2광감지기, 상기 광신호를 파장별로 역다중화하여 출력하는 제2역다중화기, 상기 제2역다중화기에서 출력된 파장별 광신호 중 정상 채널을 가변 애드/드롭하기 위한 스위치기와 보호 채널을 가변 드롭/통과시키기 위한 스위치기로 이루어진 제2스위치 및 상기 제2스위치에서 출력된 파장별 광신호를 다중화하여 출력하는 제2다중화기를 구비한 제2입출력부; 파장별 광신호를 출력하는 송신기, 상기 송신기에서 출력된 광신호를 제1스위치와 제2스위치로 동시에 출력하는 광결합기를 구비한 송신부; 상기 제1스위치 및 제2스위치로부터 입력된 광신호를 스위칭하여 출력하는 광스위치기, 상기 광스위치기에서 출력된 광신호를 수신하는 수신기를 구비한 수신부를 포함하는 다수개의 노드로 구성함을 특징으로 하는 양방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조를 제공한다.
도 1은 종래 기술의 실시예에 따른 2광섬유 단방향 라인 스위칭 파장분할다중화 링 구조의 정상 상태를 나타낸 개략도,
도 2는 종래 기술의 실시예에 따른 2광섬유 단방향 라인 스위칭 파장분할다중화 링 구조의 오류 상태를 나타낸 개략도,
도 3은 종래 기술의 실시예에 따른 2광섬유 단방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조의 정상 상태를 나타낸 개략도,
도 4는 종래 기술의 실시예에 따른 2광섬유 단방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조의 오류 상태를 나타낸 개략도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 2광섬유 양방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조의 정상 상태를 나타낸 개략도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 2광섬유 양방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조의 오류 상태를 나타낸 개략도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 양방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조의 노드를 나타낸 구성도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 2광섬유 양방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조의 정상 상태를 나타낸 상세도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 2광섬유 양방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조의 오류 상태를 나타낸 상세도,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 양방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조에 있어서 워킹 상태와 프로텍션 상태의 스위칭 시간을 나타낸 그래프,
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 양방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조에 있어서 워킹 상태와 프로텍션 상태의 비트오율을 나타낸 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 제1입출력부 200 : 제2입출력부
300 : 송신부 400 : 수신부
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 양방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조의 정상 상태를 나타낸 개략도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 양방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조의 오류 상태를 나타낸 개략도이다.
도 5 및 도 6에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 양방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조는 2개의 광섬유와 광 결합/분기 다중화(Optical Add/Drop Multiplexer) 기능을 갖는 3개의 지역 노드(N1, N2, N3)로 구성되어 있으며, 본 발명의 각 노드에 대한 상세한 구조 설명에 앞서 개략적인 링 구조 및 광신호 전달 경로를 보여주고 있다.
도 5에 도시된 바와 같이 제1노드(N1)로부터의 채널 1 광신호(ch1)의 워킹 링크는 시계 방향으로 광섬유 1(f1)을 따라 제2노드(N2)로 진행하고, 상기 제2노드(N2)로부터의 채널 2 광신호(ch2)의 워킹 링크는 반시계 방향으로 광섬유 2(f2)를 따라 제1노드(N1)로 진행한다.
반면, 도 6에 도시된 바와 같이 제1노드(N1)와 제2노드(N2)를 연결하는 광섬유가 절단된 경우, 상기 제1노드(N1)로부터의 채널 1 광신호(ch1)의 프로텍션 링크는 반시계 방향으로 광섬유 2(f2)을 따라 제3노드(N3)를 거쳐 제2노드(N2)로 진행하고, 상기 제2노드(N2)로부터의 채널 2 광신호(ch2)의 프로텍션 링크는 시계 방향으로 광섬유 1(f1)을 따라 제3노드(N3)를 거쳐 제1노드(N1)로 진행한다. 즉, 특정 구간에 광섬유가 절단된 경우에는 제1광섬유 -> 제2광섬유로 패스 스위칭되므로 인접 노드를 거쳐 광신호가 전달된다.
이와 같은 양방향 패스 스위칭이 가능하게 하는 본 발명의 노드 구조는 도 7 이하에서 설명된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 양방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조의 노드를 나타낸 구성도이다. 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 양방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조의 노드는 크게 제1입출력부(100), 제2입출력부(200), 송신부(300) 및 수신부(400)로 구성된다. 각 노드는 워킹 링크와 프로텍션 링크를 각각 동시에 전달하는 2개의 광섬유로 연결된다.
상기 제1입출력부(100)는 광섬유 1(f1)를 통해 입력되는 광신호로부터 인접 광섬유의 절단 여부를 감지하는 제1광감지기(102), 상기 광신호를 파장별로 역다중화하여 출력하는 제1역다중화기(130), 상기 제1역다중화기(130)에서 출력된 파장별 광신호 중 정상채널을 가변 애드/드롭하기 위한 스위치기(140), 노드간 광섬유가 절단된 오류 상태시에는 바 상태로 스위칭하고 정상 상태에서는 크로스 스위칭하여 보호 채널을 출력하는 스위치기(150) 및 상기 스위치기(140, 150)들에서 출력된 파장별 광신호를 다중화하여 출력하는 제1다중화기(160)를 구비한다.
상기 제1입출력부(100)는 제1다중화기(160)에서 출력된 광신호의 세기를 조절하여 제1광증폭기(180)의 입력 조건에 맞도록 출력하는 제1광감쇠기(170) 및 상기 제1광감쇠기(170)를 통과한 광신호를 증폭하여 출력하는 제1광증폭기(180)를 추가로 구비한다. 또한, 상기 제1광감지기(102)는 입력된 광신호를 소정 비율만큼 분리하여 출력하는 제1탭(110)과, 상기 제1탭(110)에서 출력된 광신호를 전기신호로 변환하는 제1포토다이오드(120)로 구성된다.
상기 제2입출력부(200)는 광섬유2(f2)를 통해 입력되는 광신호로부터 인접 광섬유의 절단 여부를 감지하는 제2광감지기(202), 상기 광신호를 파장별로 역다중화하여 출력하는 제2역다중화기(230), 상기 제2역다중화기(230)에서 출력된 파장별광신호 중 정상 채널을 가변 애드/드롭하기 위한 스위치기(240), 노드간 광섬유가 절단된 오류 상태에서는 바 상태로 스위칭하고 정상 상태에서는 크로스 스위칭하여 출력하는 보호 채널을 출력하는 스위치기(250) 및 상기 스위치기(240, 250)에서 출력된 파장별 광신호를 다중화하여 출력하는 제2다중화기(260)를 구비한다.
상기 제2입출력부(200)는 제2다중화기(260)에서 출력된 광신호의 세기를 조절하여 제2광증폭기(280)의 입력 조건에 맞도록 출력하는 제2광감쇠기(270) 및 상기 제2광감쇠기(270)를 통과한 광신호를 증폭하여 출력하는 제2광증폭기(280)를 추가로 구비한다. 또한, 상기 제2광감지기(202)는 입력된 광신호를 소정 비율만큼 분리하여 출력하는 제2탭(210)과, 상기 제2탭(210)에서 출력된 광신호를 전기신호로 변환하는 제2포토다이오드(220)로 구성된다.
상기 송신부(300)는 파장별 광신호를 출력하는 송신기(310, 350), 상기 송신기(310, 350)에서 출력된 광신호를 제1스위치기(104) 혹은 제2스위치기(204)로 출력하는 광결합기(320, 360)를 구비한다.
상기 수신부(400)는 상기 제1스위치기(104) 및 제2스위치기(204)로부터 입력된 광신호를 스위칭하여 출력하는 광스위치기(410, 430), 상기 광스위치기(410, 430)에서 출력된 광신호를 수신하는 수신기(420, 440)를 구비한다.
또한, 도시되지 않은 시스템 제어부는 각 노드(N1, N2, N3)의 광감지기에서 출력된 광섬유 감시 신호에 응답하여 특정 구간의 광섬유 절단 여부를 판단하고, 해당 노드 및 인접 노드에 미리 설정된 스위칭 제어 신호를 출력한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 양방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조의 정상 상태를 나타낸 상세도이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 양방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조의 오류 상태를 나타낸 상세도이다. 도 8 및 도 9에 도시된 링 구조는 2개의 광섬유로 연결된 3개의 지역 노드(N1, N2, N3)로 구성되어 있다. 각 노드의 구성요소를 구별하기 위해 각 노드의 참조부호 뒤에는 a, b 및 c를 부가하였음을 밝혀둔다.
도 8에 도시된 바와 같이 광섬유 절단 구간이 없는 정상 상태에서의 광신호 전달 경로를 살펴보면, 제1노드(N1)에서 제2노드(N2)로의 광신호 전달은 제1노드(N1)의 제1송신기(310a), 제1광결합기(320a), 제1스위치기(140a), 제1다중화기(160a), 제1광감쇠기(170a), 제1광증폭기(180a)를 거쳐 출력되어 제1광섬유를 따라 제2노드(N2)에 입력된다.
상기 제2노드(N2)의 제1탭(110b) 및 제1포토다이오드(120b)에서는 인접 광섬유의 절단 여부를 감지하여 도시되지 않은 시스템 제어부에 알리고, 상기 시스템 제어부에서는 광섬유가 절단되지 않았음을 판단하여 제1스위치기(140b)에 크로스 스위칭 신호를 출력한다. 따라서, 상기 제2노드(N2)의 광신호는 제2노드(N2)의 제1역다중화기(130b), 제1스위치기(140b), 제1광스위치기(410b)를 거쳐 출력되어 수신기에 입력된다.
또한, 제2노드(N2)에서 제1노드(N1)로의 광신호 전달은 제2노드(N2)의 제2송신기(350b), 제2광결합기(360b), 제2스위치기(250b), 제2다중화기(260b), 제2광감쇠기(270b), 제2광증폭기(280b)를 거쳐 출력되어 제2광섬유를 따라 제1노드(N1)에 입력된다. 상기 제1노드(N1)의 제2탭(210a) 및 제2포토다이오드(220a)에서는 인접광섬유의 절단 여부를 감지하여 도시되지 않은 시스템 제어부에 알리고, 상기 시스템 제어부에서는 광섬유가 절단되지 않았음을 판단하여 제2스위치기(240a)에 크로스 스위칭 신호를 출력한다. 따라서, 상기 제1노드(N1)에 입력된 광신호는 제1노드(N1)의 제2역다중화기(230a), 제2스위치기(240a), 제2광스위치기(430a)를 거쳐 수신기로 입력된다.
반면, 도 9에 도시된 바와 같이 특정 광섬유 구간에 광섬유 절단이 발생한 오류 상태에서의 광신호 전달 경로를 살펴보면, 제1노드(N1)에서 제2노드(N2)로의 광신호 전달은 제3노드(N3)로 패스 스위칭되어 이루어진다.
먼저, 상기 제2노드(N2)의 제1광감지기를 이루는 제1탭(110b), 제1포토다이오드(120b) 및 제1노드(N1)의 제2광감지기를 이루는 제2탭(210a), 제2포토다이오드(220a)는 광섬유 절단 감지 신호를 출력하고, 시스템 제어부에서는 제1노드(N1)와 제2노드(N2)를 연결하는 광섬유가 절단되었음을 판단하여 각 지역 노드(N1, N2, N3)에 미리 설정된 스위칭 제어 신호를 출력한다. 즉, 상기 시스템 제어부는 광섬유가 절단된 구간 양단의 노드인 제1노드(N1) 및 제2노드(N2)에는 크로스 스위칭 신호를, 인접 노드인 제3노드(N3)에는 바 스위칭 신호를 출력한다.
상기 제1노드(N1)의 제1송신기(310a)에서 출력된 광신호는 제1광결합기(320a), 제2스위치기(250a), 제2다중화기(260a), 제2광감쇠기(270a), 제2광증폭기(280a)를 거쳐 제3노드(N3)로 출력된다. 상기 제3노드(N3)에 입력된 광신호는 제3노드(N3)의 제2역다중화기(230c), 제2스위치기(250c), 제2다중화기(260c), 제2광감쇠기(270c), 제2광증폭기(280c)를 거쳐 제2노드(N2)로진행한다. 상기 제2노드(N2)에 입력된 광신호는 제2역다중화기(230b), 제2스위치기(250b), 제1광스위치(270b)를 거쳐 수신기로 입력된다.
또한, 상기 제2노드(N2)에서 제1노드(N1)로의 광신호 전달도 제3노드(N3)를 거쳐 이루어진다. 즉, 제2노드(N2)의 제2송신기(350b)에서 출력된 광신호는 제2광결합기(360b), 제1스위치기(150b), 제1다중화기(160b), 제1광감쇠기(170b), 제1광증폭기(180b)를 통해 제3노드(N3)로 출력된다. 상기 제3노드(N3)에 입력된 광신호는 제1역다중화기(130c), 제1스위치기(150c), 제1다중화기(160c), 제1광감쇠기(170c), 제1광증폭기(180c)를 거쳐 제1노드(N1)로 진행한다. 상기 제1노드(N1)에 입력된 광신호는 제1역다중화기(130a), 제1스위치기(150a), 제2광스위치(410a)를 거쳐 수신기로 입력된다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 양방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조에 있어서 워킹 상태와 프로텍션 상태의 스위칭 시간을 나타낸 그래프이고, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 양방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조에 있어서 워킹 상태와 프로텍션 상태의 비트오율(Bit Error Rate, BER)을 나타낸 그래프이다.
도 10에는 양방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조에서 정상적인 워킹 상태 도중에 일부 구간의 광섬유가 절단되어 프로텍션 상태로 변환될 때의 스위칭 시간이 나타나 있다. T1은 광섬유가 절단된 시점으로서 수신기에 입력신호가 들어오지 않게 된 시점이며, T2는 절단된 광섬유를 다시 연결시킨 시점이다. 또한, T3는 광섬유 절단 후 시스템이 프로텍션 상태로 전환되어 수신기에 신호가 다시 들어오게 된 시점이며, T4는 프로텍션 경로를 통해 들어오던 신호가 정상적인 워킹 상태로 전환됨에 따라 더이상 수신기로 들어오지 않게 된 시점을 말한다.
도 11의 네모 모양은 배면 결합(Back-To-Back) 상태에서의 수신 광세기(Received Optical Power)별 비트오율을, 원 모양은 워킹 상태에서의 수신 광세기별 비트오율을, 세모 모양은 프로텍션 상태에서의 수신 광세기별 비트오율을 각각 나타내고 있다. 이때, 상기 워킹 상태는 단일모드 광섬유 25km의 워킹 링크를, 프로텍션 상태는 단일모드 광섬유 50km의 프로텍션 링크를 전송한 후의 결과로서, 상기 두 링크 사이의 파워 페널티(power penalty) 차이는 0.3dB 이내가 됨을 알 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 양방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조는 단방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조에 비해 적은 파장수로 도 각 노드간의 충족 연결성을 만족시킬 수 있으며, 한정된 전송 거리를 갖는 송신기를 채택하더라도 보호 모드로 전환되었을 때 전달되는 거리를 단축시켜서 노드 확장에 따른 거리 제한을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 각각의 광섬유를 통해 워킹 링크와 프로텍션 링크가 서로 반대 방향의 전달 방향을 갖는 2개의 광섬유로 각 노드를 연결하는 2광섬유 파장분할다중화 링 구조에 있어서,
    상기 광섬유를 통해 입력되는 광신호로부터 인접 광섬유의 절단 여부를 감지하는 제1광감지기, 상기 광신호를 파장별로 역다중화하여 출력하는 제1역다중화기, 상기 제1역다중화기에서 출력된 파장별 광신호 중 정상 채널을 가변 애드/드롭하기 위한 스위치기와 보호 채널을 가변 드롭/통과시키기 위한 스위치기로 이루어진 제1스위치 및 상기 제1스위치에서 출력된 파장별 광신호를 다중화하여 출력하는 제1다중화기를 구비한 제1입출력부;
    상기 프로텍션 광섬유를 통해 입력되는 광신호로부터 인접 광섬유의 절단 여부를 감지하는 제2광감지기, 상기 광신호를 파장별로 역다중화하여 출력하는 제2역다중화기, 상기 제2역다중화기에서 출력된 파장별 광신호 중 정상 채널을 가변 애드/드롭하기 위한 스위치기와 보호 채널을 가변 드롭/통과시키기 위한 스위치기로 이루어진 제2스위치 및 상기 제2스위치에서 출력된 파장별 광신호를 다중화하여 출력하는 제2다중화기를 구비한 제2입출력부;
    파장별 광신호를 출력하는 송신기, 상기 송신기에서 출력된 광신호를 제1스위치와 제2스위치로 동시에 출력하는 광결합기를 구비한 송신부;
    상기 제1스위치 및 제2스위치로부터 입력된 광신호를 스위칭하여 출력하는광스위치기, 상기 광스위치기에서 출력된 광신호를 수신하는 수신기를 구비한 수신부를 포함하는 다수개의 노드로 구성함을 특징으로 하는 양방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1광감지기는 입력된 광신호를 소정 비율만큼 분리하여 출력하는 제1탭과, 상기 제1탭에서 출력된 광신호를 전기신호로 변환하는 제1포토다이오드로 구성하고,
    상기 제2광감지기는 입력된 광신호를 소정 비율만큼 분리하여 출력하는 제2탭과, 상기 제2탭에서 출력된 광신호를 전기신호로 변환하는 제2포토다이오드로 구성함을 특징으로 하는 양방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1입출력부는 제1다중화기에서 출력된 광신호의 세기를 조절하여 제1광증폭기의 입력 조건에 맞도록 출력하는 제1광감쇠기 및 상기 제1광감쇠기를 통과한 광신호를 증폭하여 출력하는 제1광증폭기를 추가로 구비하고,
    상기 제2입출력부는 제2다중화기에서 출력된 광신호의 세기를 조절하여 제2광증폭기의 입력 조건에 맞도록 출력하는 제2광감쇠기 및 상기 제2광감쇠기를 통과한 광신호를 증폭하여 출력하는 제2광증폭기를 추가로 구비함을 특징으로 하는 양방향 패스 스위칭 파장분할다중화 링 구조.
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