KR20040003290A - Apparatus for protection switching of high speed ethernet equipment - Google Patents

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KR20040003290A
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KR
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light intensity
detecting
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KR1020020037950A
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조성대
박영일
신상배
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주식회사 케이티
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    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62BDEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B7/00Respiratory apparatus
    • A62B7/02Respiratory apparatus with compressed oxygen or air
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62BDEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B31/00Containers or portable cabins for affording breathing protection with devices for reconditioning the breathing air or for ventilating, in particular those that are suitable for invalids or small children

Abstract

PURPOSE: A protection switching device of a high speed Ethernet device is provided to determine a threshold value of a 'Q' value in a system, and to decide whether the 'Q' value is less than certain performance, then to switch an optical switch, thereby quickly protecting the system. CONSTITUTION: A power level monitor(10) detects optical strength. A window level setup unit(20) detects the optical strength, and sets high and low levels of a window. A window monitor(30) compares the set window levels with a signal for detecting the optical strength, and detects whether the signal is included in the levels. A window error counter(40) counts window error signals, and transmits the error signals when an error rate exceeds a certain value. A switching controller outputs a switching control signal if one of optical strength detection signals is not a normal level. A switch(60) switches a protection optical line and an operational optical line.

Description

고속 이더넷 장치의 보호 절체 장치{Apparatus for protection switching of high speed ethernet equipment}Apparatus for protection switching of high speed ethernet equipment

본 발명은 고속 이더넷 장치의 보호 절체 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고속 이더넷 신호의 성능을 Q-factor 감시를 통해 판단하고, 이를 이용하여 일정 수준 이하의 성능을 갖는 신호가 수신되는 경우 광신호의 경로를 절체함으로써 전송 성능을 보장할 수 있는 고속 이더넷 장치의 보호 절체 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a protection switching device and a method of a fast Ethernet device, and more particularly, to determine the performance of a fast Ethernet signal through a Q-factor monitoring, by which a signal having a performance below a certain level is received using the same. In this case, the present invention relates to a protection switching device and a method of a fast Ethernet device capable of guaranteeing transmission performance by switching an optical signal path.

매트로(Metro) 영역 및 장거리 영역에서는 대부분 SONET/SDH 장치가 사용되고 있다.Most SONET / SDH devices are used in the metro area and long distance area.

SONET/SDH 장치는 회선 교환을 하는 대표적인 장치로써 체계적인 망관리 기능으로 인해 매우 안정적으로 통신할 수 있지만, 장치 가격이 비싸고, 트래픽이 연속적이지 않고 돌발적인(bursty) IP 신호의 경우에는 효과적으로 패킷을 다중화하여 전송하는데 어려움이 있다. 따라서, 매트로 영역에서는 최근 세계의 통신 서비스 회사들에서 SONET/SDH 장치를 대신하여 기가비트(Giga bit) 이더넷(Ethernet) 장치를 도입하고 있으며, 이를 이용하여 매우 저렴한 비용에 서비스를 시도하고 있다.SONET / SDH device is a representative device for circuit switching and can communicate very stably due to the systematic network management function, but the packet is expensive and the packet is effectively multiplexed in case of IP traffic that is not continuous and bursty. There is a difficulty in transmitting. Therefore, in the macro area, communication service companies around the world have recently introduced Gigabit Ethernet devices in place of SONET / SDH devices, and are attempting to use them at very low cost.

이더넷(Ethernet)은 가장 광범위하게 설치된 근거리 통신망 기술로써, 이더넷 랜은 일반적으로 동축케이블 또는 특별한 등급이 매겨진 비차페 연선을 사용한다.Ethernet is the most widely installed local area network technology. Ethernet LANs typically use coaxial cables or special graded unshielded twisted pairs.

가장 보편적으로 설치된 이더넷 시스템은 10BASE-T라고 불리며, 10Mbps의 전송속도를 제공한다. 모든 장치들은 케이블에 접속되며, CSMA/CD 프로토콜을 이용하여 경쟁적으로 액세스한다.The most commonly installed Ethernet system is called 10BASE-T and provides a transmission rate of 10Mbps. All devices are connected by cable and competitively accessed using the CSMA / CD protocol.

고속 이더넷이나 100BASE-T 등은 전송속도가 최고 100Mbps까지 제공되며, 일반적으로 100BASE_T카드가 장착된 워크스테이션들을 지원하기 위한 근거리 통신망의 백본으로 많이 사용된다.Fast Ethernet and 100BASE-T provide up to 100Mbps and are commonly used as the backbone of local area networks to support workstations equipped with 100BASE_T cards.

한편, 기가비트 이더넷은 1Gbps 정도로써, 보다 높은 수준의 백본 속도를 지원한다.Gigabit Ethernet, on the other hand, is about 1Gbps, supporting higher levels of backbone speed.

인터넷 사용이 급증하기 때문에 패킷을 효과적으로 처리할 수 있는 이더넷 장비의 용량도 증가하여야 한다.Due to the proliferation of the Internet, the capacity of Ethernet devices to handle packets effectively must also increase.

가입자의 빠른 속도 랜(LAN)이 대부분 이더넷에 기반을 두고 있으며, 이러한 신호들을 다중화 하기에는 이더넷 장치가 적합하기 때문에 100Mbps의 고속 이더넷, 1 Gbps급의 기가비트 이더넷이 급속히 사용되고 있으며, 10Gbps 급의 이더넷 장치는 IEEE 802.3 위원회에서 표준화가 진행되는 중이다.Most of the subscriber's high speed LANs are based on Ethernet, and because Ethernet devices are suitable for multiplexing these signals, 100 Mbps Fast Ethernet and 1 Gbps Gigabit Ethernet are rapidly being used. Standardization is underway at the IEEE 802.3 Committee.

그러나, 이더넷은 패킷 데이터를 전송하는 데에는 매우 효율적인 방식이지만, 기본적으로 기업체의 사설망에 이용되는 전송장비였기 때문에 99.999% 신뢰성을 보장해야 하는 통신 서비스 회사의 공중망에 적용하기에는 전송 품질을 보장해줄 수 없으며, 사고 시 50 msec 이내에 절체해 주어야 하는 규격도 만족시킬 수 없다.However, Ethernet is a very efficient way to transmit packet data, but since it was basically a transmission equipment used in a private network of a company, it cannot guarantee transmission quality for a public service network of a communication service company which should guarantee 99.999% reliability. In case of an accident, the specification to be transferred within 50 msec cannot be satisfied.

또한, 현재 매트로 영역에서의 통신망은 보호 절체의 용이성으로 인해 환형망을 많이 이용하고 있으나, 기존의 이더넷 장치는 매쉬망을 기본으로 하여 구성되어 있기 때문에, 환형망으로 연결하는 경우엔 공평성(fairness) 문제가 심각해지고, 보호 절체 시간도 많이 걸린다. 즉, 매쉬망으로 연결하는 경우 이더넷 스위치의 보호 절체에 1초 정도 걸리는 반면에, 환형망으로 구성하는 경우에는 30초 정도 걸리게 된다. 그 이유는 이더넷 스위치가 이용하는 STP(Spanning Tree Protocol)이라고 불리는 분산 형태의 DP(Discovery Protocol)의 재라우팅(rerouting) 방식 결정 과정 때문이다. 이와 같은 이더넷 장치의 특성을 고려할 때, 이더넷 장치는 전송 효율을 중요시하는 돌발적인(bursty) 데이터의 전송에는 효과적으로 사용될 수있지만, 기존의 동기식 장치와 결합하여 사용하기에는 어려움이 많다. 즉, 이더넷의 전송 용량을 증가시키고, 전화, 온라인 방송 등 실시간 전송을 요구하는 데이터가 이더넷을 이용하는 경우, 기존 동기식 장치와 함께 매트로 영역에서 이용되어야할 경우 이더넷은 신호 품질을 크게 높여야만 한다.In addition, the current communication network in the macro area uses a lot of annular networks due to the ease of protection switching. However, since the existing Ethernet devices are constructed based on the mesh network, fairness is used when connecting to the annular network. ) The problem becomes serious and protection switching takes a lot of time. In other words, when connected to the mesh network, it takes about 1 second to switch the protection of the Ethernet switch, while it takes about 30 seconds when the ring network is configured. This is because of the process of determining the rerouting method of the distributed discovery protocol (DP) called STP (Spanning Tree Protocol) used by Ethernet switches. Considering the characteristics of such an Ethernet device, the Ethernet device can be effectively used for the transmission of bursty data that is important for transmission efficiency, but it is difficult to use in combination with a conventional synchronous device. In other words, when Ethernet is used to increase the transmission capacity of Ethernet and require real-time transmission such as telephone and online broadcasting, Ethernet must greatly increase the signal quality when it is used in the macro area together with the existing synchronous device.

이더넷의 품질을 향상시키기 위해 사용되는 방법에는 RPR(Resilent Packet Ring), FRP(Fiber Route Protection) 등이 있다.Methods used to improve the quality of Ethernet include Resilent Packet Ring (RPR) and Fiber Route Protection (FRP).

RPR 방식은 SONET이 가지고 있는 망의 빠른 보호절체 기능, 성능 감시 기능 등을 갖는 패킷망을 구현하기 위한 것으로, 공간 재활용(spatial reuse)을 통한 대역폭 활용 극대화, 분산 공평성 알고리즘(distributed fairness algorithm), 빠른 속도의 보호 절체 등을 구체적 목표로 하고 있다. 결과적으로 이 방법은 기존 SDH 환형망과 유사하게 시스템을 보호하는 기능을 수행하지만, 속도가 SDH에 비해 느리고, 환형망에서만 이용 가능한 기술이며, 다른 회사의 장치와 아직 호환성이 없고, WDM 장치와 연동되어 사용되는 경우 WDM 장치가 가지고 있는 보호 기능과의 충돌을 방지하기 위한 별도의 신호(signaling)가 있어야 하는 단점이 있다.The RPR method is to implement a packet network that has a fast protection switching function and a performance monitoring function of the SONET network, and maximizes bandwidth utilization through spatial reuse, distributed fairness algorithm, and high speed. It aims to protect protection of the government. As a result, this method protects the system similarly to the existing SDH annular network, but it is slower than SDH, is a technology available only in the annular network, is not yet compatible with other companies' devices, and works with WDM devices. If used, there is a disadvantage that there must be a separate signal (signaling) to prevent the collision with the protection function of the WDM device.

또한, FRP 방식은 광선로 또는 네트워크 장비의 사고가 발생할 때 주 선로(primary fiber)와 보조 선로(secondary fiber) 사이에서 자동으로 전환함으로써 데이터를 보호하는 방식이다. 이 방식은 수신되는 광세기가 기준값보다 작으면 사고로 판단하여 절체하기 때문에 전송하는 데이터의 프로토콜에 상관없이 보호해 준다는 장점이 있다. 그러나 이 방식은 수신 광신호는 크지만 SNR이 나빠서 에러가 많은 경우에는 분별할 수 없는 문제점이 있다. 한편, 기가비트 이더넷이 매트로에이용될 경우 여러 노드를 통과해야 하기 때문에 커넥터, 광증폭기 등을 여러 단 지나기 때문에 신호의 SNR이 감쇄할 확률이 크다. 따라서, 매트로 영역에 적용하기 어려운 문제점이 있다.In addition, FRP protects data by automatically switching between primary and secondary fibers in the event of an optical or network equipment accident. This method has the advantage of protecting regardless of the protocol of data to be transmitted because it is determined to be an accident when the received light intensity is smaller than the reference value. However, this method has a problem that cannot be discerned when the received optical signal is large but the SNR is bad and there are many errors. On the other hand, when Gigabit Ethernet is used in macro, the SNR of a signal is likely to be attenuated because it passes through multiple nodes because it has to pass through several nodes. Therefore, there is a problem that is difficult to apply to the macro area.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 고속 이더넷 신호의 성능을 Q-factor를 통해 판단하고, 이를 이용하여 일정 수준 이하의 성능을 갖는 신호가 수신되는 경우에만 광신호의 경로를 절체함으로써 전송 성능을 보장하는 것이다.An object of the present invention for solving the above problems is to determine the performance of the fast Ethernet signal through a Q-factor, and transmits by switching the path of the optical signal only when a signal having a performance below a certain level is received using the same. To ensure performance.

도 1은 디지털 광신호를 수신단에서 수신하여 전압으로 변환한 후 신호를 분석한 그래프.1 is a graph analyzing a signal after converting a digital optical signal from a receiving end into a voltage;

도 2는 k=0.5인 경우의 신호분포와 윈도우 레벨의 관계를 나타낸 그래프.2 is a graph showing a relationship between a signal distribution and a window level when k = 0.5.

도 3은 K=0.3 및 K=0.5인 경우에 대해 Pbw 값의 변화에 따른 BER 값의 변화를 나타낸 그래프.3 is a graph showing the change in BER value according to the change in Pbw value for the case of K = 0.3 and K = 0.5.

도 4는 본 발명에 따른 디지털 신호의 BER(Bit Error Rate)를 예측하는 보호 절체 장치를 나타낸 블록도.4 is a block diagram illustrating a protection switching device for predicting a bit error rate (BER) of a digital signal according to the present invention.

도 5는 도 4의 본 발명에 따른 고속 이더넷 장치의 보호 절체 장치의 스위칭 결정부(50)를 나타낸 회로도.5 is a circuit diagram illustrating a switching determining unit 50 of a protection switching device of a fast Ethernet device according to the present invention of FIG. 4.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>

10 : 파워 레벨 모니터부10: power level monitor

20 : 윈도우 레벨 셋업부20: window level setup

21 : 믹서21: mixer

22 : 로우 패스 필터(Low Pass Filter; LPF)22: Low Pass Filter (LPF)

23 : 아날로그 디지털 변환기(Analog-Digital Converter; ADC)23: Analog-Digital Converter (ADC)

24 : 마이크로프로세서24 microprocessor

25 : 디지털 아날로그 변환기(Digital-Analog Converter; DAC)25: Digital-Analog Converter (DAC)

30 : 윈도우 모니터부30: window monitor

31, 32 : 비교기31, 32: comparator

33, 34 : 레벨 검출기33, 34: level detector

35 : 클럭 복구부(Clock Recovery)35: Clock Recovery

36 : 리미팅 앰프(Limiting Amplifier)36: Limiting Amplifier

40 : 윈도우 에러 카운터부40: window error counter

50 : 스위칭 결정부50: switching decision unit

60 : 스위치60: switch

PD : 포토 다이오드(Photo Diode)PD: Photo Diode

AND : 앤드 게이트AND: And gate

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고속 이더넷 장치의 보호 절체 장치는, 광세기를 검출하는 광세기 검출수단;The protection switching device of the fast Ethernet device of the present invention for achieving the above object, the light intensity detecting means for detecting the light intensity;

상기 광세기 검출수단에 의해 검출된 검출신호의 레벨이 기준치 이하로 떨어진 경우를 검출하여 광세기 검출신호를 출력하는 파워 레벨 모니터링 수단;Power level monitoring means for detecting a case where the level of the detection signal detected by the light intensity detection means falls below a reference value and outputting the light intensity detection signal;

상기 광세기 검출수단에 의해 검출된 검출신호를 이용하여 윈도우의 하이 및 로우 레벨을 설정하는 윈도우 레벨 셋업 수단;Window level setup means for setting the high and low levels of the window by using the detection signal detected by the light intensity detecting means;

상기 윈도우 레벨 셋업 수단에 의해 설정된 윈도우 레벨과 상기 광세기 검출수단의 검출신호를 비교하여 윈도우 레벨 내에 포함되는지를 검출하는 윈도우 모니터링 수단;Window monitoring means for detecting whether the window level set by the window level setup means is included in the window level by comparing the detection signal of the light intensity detecting means;

상기 윈도우 모니터링 수단으로부터 윈도우 에러 신호가 수신될 때마다 계수를 한 후, 에러율이 일정 값을 초과하면 에러 신호를 송신하는 윈도우 에러 카운터 수단;Window error counter means for counting each time a window error signal is received from the window monitoring means and transmitting an error signal if the error rate exceeds a predetermined value;

상기 에러 신호 및 상기 광세기 검출신호들 중 어느 하나라도 정상 레벨이 아닌 경우 스위칭 제어신호를 출력하는 스위칭 제어 수단; 및Switching control means for outputting a switching control signal when any one of the error signal and the light intensity detection signal is not at a normal level; And

상기 스위칭 제어신호에 의해 제어되어 동작 광선로와 보호 광선로를 절체 하는 스위칭 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.And switching means controlled by the switching control signal to switch between the operation light beam and the protection light path.

상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해 질 것이다.The above and other objects and features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 디지털 광신호를 수신단에서 수신하여 전압으로 변환한 후 신호를 분석한 그래프이다.1 is a graph analyzing a signal after converting a digital optical signal from a receiver to a voltage.

여기서, I0는 스페이스 상태의 평균 크기이고, I1은 바(bar) 상태의 평균크기이며, Id는 데이터를 결정하기 위한 임계전압을 나타낸다.Here, I 0 is an average size of the space state, I 1 is an average size of the bar state, and Id represents a threshold voltage for determining data.

가장 좋은 성능으로 동작하기 위한 ID의 크기는 [수학식 1]에 의해 결정된다.The size of I D to operate at the best performance is determined by Equation 1.

[수학식 1][Equation 1]

또한, WL및 WH는 신호 성능을 판단하는 기준 레벨이며, 입력되는 NRZ 신호가 일정 BER(Bit Error Rate)을 얻기 위한 최소 크기를 설정한 기준 값이며, 스페이스 및 바(bar)는 가우시안 분포를 따른다고 가정한다.In addition, W L and W H are reference levels for determining signal performance, and the input NRZ signal is a reference value for setting a minimum size for obtaining a constant bit error rate (BER), and space and bar are Gaussian distribution. Assume that follows.

P(0/1)은 '1' 신호를 '0'으로 판단할 확률이고, P(1/0)은 '0'신호를 '1'로 판단할 확률이라고 하면, P(0/1) 및 P(1/0)은 다음과 같은 [수학식 2] 및 [수학식 3]에 의해 각각 구할 수 있다.P (0/1) is the probability of judging the '1' signal to be '0', and P (1/0) is the probability of judging the '0' signal to be '1'. P (1/0) can be obtained by the following [Equation 2] and [Equation 3], respectively.

[수학식 2][Equation 2]

[수학식 3][Equation 3]

여기서, 신호 분포는 가우시안이며, ID값을 지나면서, 감쇄 경사가 크기 때문에 Id 값을 무한대 값 대신에 사용하여 근사 값을 설정하였다.Here, since the signal distribution is Gaussian and the decay slope is large as the I D value passes, the Id value is used instead of the infinity value to set an approximation value.

따라서, BER는 [수학식 2] 및 [수학식 3]에 의해 구해진 값을 이용하여 [수학식 4]에 의해 구할 수 있다.Therefore, BER can be calculated | required by [Equation 4] using the value calculated by [Equation 2] and [Equation 3].

[수학식 4][Equation 4]

따라서, 수신 데이터 값 중 레벨 내에 있을 확률 PbW는 PbL및 PbH와 [수학식 5]와 같은 관계를 갖는다.Therefore, the probability Pb W to be within the level among the received data values has a relationship as shown in [Equation 5] with Pb L and Pb H.

[수학식 5][Equation 5]

따라서, PbW를 측정하면, 다음의 [수학식 6]에 의해 Q 값을 예측할 수 있다.Therefore, when Pb W is measured, Q value can be predicted by following [Equation 6].

[수학식 6][Equation 6]

여기서, k 값은 [수학식 7]에 의해 구해진다.Here, k value is calculated | required by [Equation 7].

[수학식 7][Equation 7]

x 값은 [수학식 8]에 의해 구해진다.The x value is obtained by Equation 8.

[수학식 8][Equation 8]

여기서, Z는 기준 정상 분포(standard normal distribution)이다.Where Z is the standard normal distribution.

또한, σ0및 σ1은 [수학식 9] 및 [수학식 10]에 의해 각각 구해진다.Further, σ 0 and σ 1 are obtained by Equations 9 and 10, respectively.

[수학식 9][Equation 9]

[수학식 10][Equation 10]

따라서, [수학식 6]에서 구해진 Q 값을 이용하여 BER 값을 [수학식 11]에 의해 구해질 수 있다.Therefore, the BER value can be obtained by Equation 11 using the Q value obtained in Equation 6.

[수학식 11][Equation 11]

도 2는 k=0.5인 경우의 신호분포와 윈도우 레벨의 관계를 나타낸 그래프이다.2 is a graph showing the relationship between the signal distribution and the window level when k = 0.5.

도 3은 K=0.3 및 K=0.5인 경우에 대해 Pbw 값의 변화에 따른 BER 값의 변화를 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing the change in the BER value according to the change in the Pbw value for the case of K = 0.3 and K = 0.5.

도 4는 본 발명에 따른 디지털 신호의 BER(Bit Error Rate)를 예측하는 보호 절체 장치를 나타낸 블록도이다.4 is a block diagram illustrating a protection switching device for predicting a bit error rate (BER) of a digital signal according to the present invention.

포토 다이오드(Photo Diode; PD)는 광선로에 의해 전송된 광신호를 전기신호 ES로 변환하여 출력한다.A photo diode (PD) converts and outputs an optical signal transmitted by an optical path to an electric signal ES.

파워 레벨 모니터링부(10)는 포토 다이오드 PD에 의해 검출된 전기신호 ES를 이용하여 광세기를 측정하여 광세기가 기준치 이하로 떨어진 경우를 검출하여 광세기 검출신호 PM(Power mon)를 출력한다.The power level monitoring unit 10 measures the light intensity using the electric signal ES detected by the photodiode PD, detects a case where the light intensity falls below a reference value, and outputs the light intensity detection signal PM (Power mon).

여기서, 광세기의 급감은 광선로의 절단 사고, 광원고장 등의 심각한 고장 결과이며, 이러한 경우 신호 성능에 상관없이 빠른 속도로 스위칭 해 주어야 한다.Here, the sudden drop in the light intensity is a result of serious failures such as an accident of cutting a light beam or a failure of a light source. In such a case, switching should be performed at high speed regardless of signal performance.

윈도우 레벨 셋업부(20)는 포토 다이오드 PD로부터 신호 ES를 받아 윈도우의 하이 및 로우 레벨을 설정한다.The window level setup unit 20 receives the signal ES from the photodiode PD and sets the high and low levels of the window.

먼저, 포토 다이오드 PD에서 검출된 신호 ES는 DC 성분을 제거하여 AC 성분만을 남긴 후 믹서(21)의 두 입력단에 연결한 후 믹서(21)의 출력을 저역 통과 필터(Low Pass Filter; LPF)(22)를 통과시킨다. 따라서, Vpp의 제곱에 비례하는 값을 DC 전압으로 검출할 수 있다.First, the signal ES detected by the photodiode PD removes the DC component and leaves only the AC component, and then is connected to two input terminals of the mixer 21, and then the output of the mixer 21 is connected to a low pass filter (LPF) ( Pass 22). Therefore, a value proportional to the square of Vpp can be detected as a DC voltage.

저역 통과 필터(22)를 통과한 신호는 아날로그 디지털 변환기(Analog-Digital Converter; ADC)(23)에 의해 디지털 신호로 변환된다.The signal passing through the low pass filter 22 is converted into a digital signal by an analog-to-digital converter (ADC) 23.

디지털 신호로 변환된 신호는 마이크로프로세서(24)에서 원하는 윈도우 레벨을 계산하고, 다시 디지털 아날로그 변환기(Digital-Analog Converter; DAC)(25)에 의해 아날로그 신호 WH, WL로 변환되어 윈도우 모니터부(30)로 송신된다.The signal converted into a digital signal is calculated by the microprocessor 24, and then converted into analog signals WH and WL by a digital-to-analog converter (DAC) 25, and then the window monitor unit 30 Is sent).

윈도우 모니터부(30)는 설정된 윈도우 레벨들 WH, WL과 포토 다이오드 PD의 출력 ES을 비교하는 비교기들(31, 32)과, 윈도우 레벨 내에 포함되는 신호를 검출하는 레벨 검출기들(33, 34)과, 레벨 검출기들(33, 34)의 출력신호를 논리 조합하여 출력하는 앤드 게이트 AND를 포함한다.The window monitor 30 includes comparators 31 and 32 for comparing the set window levels WH, WL and the output ES of the photodiode PD, and level detectors 33 and 34 for detecting a signal included in the window level. And AND gate AND for outputting a logical combination of the output signals of the level detectors 33 and 34.

따라서, 윈도우 모니터부(30)는 포토 다이오드 PD의 출력신호 ES가 윈도우 레벨 셋업부(20)에 의해 설정된 윈도우 레벨 내에 포함되지 않는 경우 윈도우 에러 신호 WER를 출력한다.Therefore, the window monitor unit 30 outputs the window error signal WER when the output signal ES of the photodiode PD is not included in the window level set by the window level setup unit 20.

이때, 신호검출 타이밍은 클럭 복구 회로(35)에 의해 결정된다. 여기서, 클럭 복구 회로(35)는 포토 다이오드 PD의 출력신호 ES를 증폭하는 리미팅 앰프(Limiting Amplifier)(36)를 포함한다.At this time, the signal detection timing is determined by the clock recovery circuit 35. Here, the clock recovery circuit 35 includes a limiting amplifier 36 that amplifies the output signal ES of the photodiode PD.

윈도우 에러 카운터부(40)는 윈도우 모니터부(30)로부터 윈도우 에러 신호WER가 수신될 때마다 계수를 한 후, 에러율 PbW이 일정 값을 초과하면 에러 신호 QM를 송신한다. 이때, 에러율 PbW은 측정시간과 윈도우 에러 개수로부터 계산할 수 있고, 따라서, Q-factor 및 BER은 계산된 에러율 PbW에 의해 계산할 수 있다.The window error counter 40 counts each time the window error signal WER is received from the window monitor 30, and then transmits an error signal QM when the error rate Pb W exceeds a predetermined value. At this time, the error rate Pb W can be calculated from the measurement time and the number of window errors. Therefore, Q-factor and BER can be calculated by the calculated error rate Pb W.

스위칭 결정부(50)는 윈도우 에러 카운터부(40) 및 파워 레벨 모니터부(10)의 출력 PM 및 QM 중 어느 하나가 이상을 보이는 경우 광선로를 스위칭 하기 위한 신호 SWC를 출력한다.The switching determination unit 50 outputs a signal SWC for switching the optical path when any one of the output PM and QM of the window error counter 40 and the power level monitor 10 is abnormal.

광선로를 스위칭 하는 경우는, 첫 번째 광세기가 크게 낮아진 경우이고, 두 번째 광세기는 크지만 잡음이 많아 수신이 어려운 경우이다.Switching the optical path is a case where the first light intensity is significantly lowered, and the second light intensity is large but noise is difficult to receive.

여기서, 스위칭 방식은 포토 다이오드 PD를 한 개만 이용하기 위해서 비복귀성으로 한다. 즉, 상기한 두 가지 원인 중 한 가지에 의해 스위칭 된 후 사고가 처리되었다고 하더라도 원래의 광선로로 전환하지 않는다.Here, the switching method is made non-recursive in order to use only one photodiode PD. That is, even if an accident is handled after being switched by one of the two causes mentioned above, it does not switch back to the original beam.

복귀성으로 동작하도록 하기 위해서는 동작(working) 및 보호(protection) 두 개의 광선로(61, 62)를 동시에 감시해야 하기 때문에 두 개의 포토 다이오드 PD가 이용되어야 하기 때문에 좀더 많은 비용이 발생한다.More cost is incurred because two photodiode PDs have to be used because both optical lines 61, 62 must be monitored simultaneously for working and protection.

도 5는 도 4의 본 발명에 따른 고속 이더넷 장치의 보호 절체 장치의 스위칭 결정부(50)를 나타낸 회로도이다.FIG. 5 is a circuit diagram illustrating a switching determining unit 50 of a protection switching device of a fast Ethernet device according to the present invention of FIG. 4.

Q-factor를 모니터한 결과인 윈도우 에러 카운터부(40)의 출력 신호 QM 및 전원(Power)을 모니터한 결과인 파워 레벨 모니터부(10)의 출력 신호 PM가 각각 D-플립플롭(51, 52)을 통해 익스클루시브 오아 게이트 XOR의 입력으로 인가된다.The output signal QM of the window error counter unit 40, which is the result of monitoring the Q-factor, and the output signal PM of the power level monitor unit 10, which is the result of monitoring the power, are D-flip flops 51, 52, respectively. Is applied to the input of the exclusive OR gate XOR.

따라서, 익스클루시브 오아 게이트 XOR는 D-플립플롭들(51, 52)의 출력이 동일한지를 판단하여 동작 광선로(61)를 보호 광선로(62)로 절체하는 광스위치(60)를 제어하기 위한 제어신호 SWC를 발생한다.Therefore, the exclusive oar gate XOR determines whether the outputs of the D-flip-flops 51 and 52 are the same to control the optical switch 60 for switching the operating light ray 61 to the protective light ray 62. Generate a control signal SWC.

Q-factor가 나빠졌을 때, 즉 QM(Q mon)이 하이 레벨이 되거나 광세기가 약해졌을 때, 즉 PM(Power mon)이 로우 레벨이 되면, 익스클루시브 오아 게이트 XOR의 입력이 바뀌게 되고, 스위칭 제어신호 SWC가 인에이블 되어 광스위치(60)를 절환시킨다.When the Q-factor goes bad, that is, when QM (Q mon) goes high or the light intensity goes low, that is, when PM (Power mon) goes low, the input of the exclusive or gate XOR changes, The switching control signal SWC is enabled to switch the optical switch 60.

이더넷 신호의 경우 동기식 장치와 같은 감시용 오버헤드가 없기 때문에 사고가 발생할 때, 복구 시간이 늦어지게 된다. 따라서, 본 발명에서는 eye 형태를 검색함으로써 전송 성능을 판단하고, 이에 따라서 시스템을 보호 및 절체하는 방식을 사용한다.In the case of Ethernet signals, there is no supervisory overhead like a synchronous device, resulting in slower recovery time in the event of an accident. Therefore, in the present invention, the transmission performance is determined by searching the eye shape, and accordingly, a system for protecting and transferring the system is used.

광신호 성능 저하의 원인은 광선로의 절단, 송신용 광원의 손상, 광증폭기의 ASE 잡음, 광선로 분산, 수신단 사고 등이 있으며, 이들 중 대부분의 사고는 eye 형태를 검색하여, Q-factor를 검출함으로써 판단이 가능하며, Q-factor를 구하기 위해서는 신호 크기를 수많은 구간으로 나누고 각 구간과 입력 신호를 비교한 통계치를 이용하여 전체 분포를 파악하는 방식도 사용하지만, 이러한 경우 시간이 오래 걸리기 때문에, 본 발명에서는 정확한 Q-factor 값은 계산할 수 없지만, 빠른 시간 내에 Q 값이 일정 성능 이하인지의 여부를 판단하여 시스템을 보호 절체하는 방식을 사용한다. 따라서, 사고가 발생할 때 빠른 절체를 요구하는 광통신 시스템에 적용할 수 있다.The causes of the degradation of the optical signal include the cutting of the light path, damage to the light source for transmission, ASE noise of the optical amplifier, dispersion of the light path, and accident at the receiver. Most of these accidents detect the Q-factor by searching the eye shape. In order to determine the Q-factor, the signal size is divided into a number of sections, and a method of determining the total distribution using statistics obtained by comparing each section with the input signal is used. In the present invention, the exact Q-factor value cannot be calculated, but a method of protecting the system by determining whether the Q value is below a certain performance in a short time is used. Therefore, the present invention can be applied to an optical communication system that requires a fast changeover when an accident occurs.

상기한 바와 같이 윈도우의 크기 및 윈도우 내에서의 신호 검출 확률과 Q 값은 상관관계가 있기 때문에, 시스템에서 Q 값의 임계치를 결정하고, 윈도우의 크기를 정하면, 입력신호와 윈도우를 일정 비트 스트림에 대해 비교한 후 원하는 Q 값에 도달하지 못하는 경우에 대해 표기하여 시스템을 절체할 수 있다.As described above, since the window size and the signal detection probability and the Q value in the window are correlated, the system determines the threshold of the Q value and determines the size of the window. The system can be switched over by comparing the results and noting the desired Q value.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 고속 이더넷 장치의 보호 절체 장치는 시스템에서 Q 값의 임계치를 결정하고, Q 값이 일정성능 이하인지의 여부를 판단하여 광스위치를 절체함으로써 빠른 시간에 시스템을 보호할 수 있는 효과가 있다.As described above, the protection switching device of the fast Ethernet device according to the present invention determines the threshold of the Q value in the system, determines whether the Q value is below a certain performance, and switches the optical switch in a short time by switching the optical switch. There is a protective effect.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.In addition, a preferred embodiment of the present invention is for the purpose of illustration, those skilled in the art will be able to various modifications, changes, substitutions and additions through the spirit and scope of the appended claims, such modifications and changes are the following claims It should be seen as belonging to a range.

Claims (8)

광세기를 검출하는 광세기 검출수단;Light intensity detecting means for detecting light intensity; 상기 광세기 검출수단에 의해 검출된 검출신호의 레벨이 기준치 이하로 떨어진 경우를 검출하여 광세기 검출신호를 출력하는 파워 레벨 모니터링 수단;Power level monitoring means for detecting a case where the level of the detection signal detected by the light intensity detection means falls below a reference value and outputting the light intensity detection signal; 상기 광세기 검출수단에 의해 검출된 검출신호를 이용하여 윈도우의 하이 및 로우 레벨을 설정하는 윈도우 레벨 셋업 수단;Window level setup means for setting the high and low levels of the window by using the detection signal detected by the light intensity detecting means; 상기 윈도우 레벨 셋업 수단에 의해 설정된 윈도우 레벨과 상기 광세기 검출수단의 검출신호를 비교하여 윈도우 레벨 내에 포함되는지를 검출하는 윈도우 모니터링 수단;Window monitoring means for detecting whether the window level set by the window level setup means is included in the window level by comparing the detection signal of the light intensity detecting means; 상기 윈도우 모니터링 수단으로부터 윈도우 에러 신호가 수신될 때마다 계수를 한 후, 에러율이 일정 값을 초과하면 에러 신호를 송신하는 윈도우 에러 카운터 수단;Window error counter means for counting each time a window error signal is received from the window monitoring means and transmitting an error signal if the error rate exceeds a predetermined value; 상기 에러 신호 및 상기 광세기 검출신호들 중 어느 하나라도 정상 레벨이 아닌 경우 스위칭 제어신호를 출력하는 스위칭 제어 수단; 및Switching control means for outputting a switching control signal when any one of the error signal and the light intensity detection signal is not at a normal level; And 상기 스위칭 제어신호에 의해 제어되어 동작 광선로와 보호 광선로를 절체 하는 스위칭 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 이더넷 장치의 보호 절체 장치.And switching means controlled by the switching control signal to switch between an operation light beam and a protection light path. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광세기 검출수단은, 포토 다이오드로 구성하는 것을 특징으로 하는 고속 이더넷 장치의 보호 절체 장치.And said light intensity detecting means comprises a photodiode. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 윈도우 레벨 셋업 수단은,The window level setup means, 상기 광세기 검출수단에 의해 검출된 검출신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환수단;Analog to digital conversion means for converting the detection signal detected by the light intensity detection means into a digital signal; 상기 디지털 신호는 원하는 윈도우 레벨을 계산하는 마이크로프로세서; 및The digital signal includes a microprocessor for calculating a desired window level; And 상기 마이크로프로세서에 의해 계산된 윈도우 레벨을 아날로그 신호로 변환하는 디지털 아날로그 변환수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 이더넷 장치의 보호 절체 장치.And a digital-to-analog converting means for converting the window level calculated by the microprocessor into an analog signal. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 윈도우 레벨 셋업 수단은,The window level setup means, 상기 광세기 검출수단에 의해 검출된 신호의 DC 성분이 제거된 AC 성분만이 두 입력단으로 인가되는 믹서; 및A mixer in which only an AC component from which the DC component of the signal detected by the light intensity detecting means is removed is applied to two input terminals; And 상기 믹서의 출력을 필터링 하는 저역 통과 필터를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 이더넷 장치의 보호 절체 장치.And a low pass filter for filtering the output of said mixer. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 윈도우 모니터링 수단은,The window monitoring means, 상기 윈도우 레벨 셋업 수단에 의해 설정된 윈도우 레벨과 상기 광세기 검출수단에 의해 검출된 검출신호의 레벨을 비교하는 복수의 비교수단;A plurality of comparison means for comparing the window level set by the window level setup means with the level of the detection signal detected by the light intensity detection means; 상기 설정된 윈도우 레벨 내에 포함되는 신호를 검출하는 복수의 레벨 검출수단; 및A plurality of level detecting means for detecting a signal included in the set window level; And 상기 복수의 레벨 검출수단의 출력을 조합하여 상기 윈도우 에러신호를 출력하는 논리 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 이더넷 장치의 보호 절체 장치.And logic means for outputting the window error signal by combining the outputs of the plurality of level detecting means. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 윈도우 모니터링 수단은,The window monitoring means, 상기 복수의 레벨 검출수단이 신호를 검출하는 타이밍을 결정하는 클럭 복구 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 이더넷 장치의 보호 절체 장치.And a clock recovery means for determining a timing at which said plurality of level detecting means detects a signal. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스위칭 제어수단은,The switching control means, 상기 에러 신호가 클럭 입력단자에 인가되고 반전 출력이 데이터 입력단자로 피드백 되는 제1 플립플롭;A first flip-flop to which the error signal is applied to a clock input terminal and an inverted output is fed back to a data input terminal; 상기 광세기 검출신호가 클럭 입력단자에 인가되고 반전 출력이 데이터 입력단자로 피드백 되는 제2 플립플롭; 및A second flip-flop to which the light intensity detection signal is applied to a clock input terminal and an inverted output is fed back to a data input terminal; And 상기 제1 플립플롭의 출력과 상기 제2 플립플롭의 출력을 배타적 논리 합하는 논리 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 이더넷 장치의 보호 절체 장치.And logic means for exclusively summing the output of the first flip-flop and the output of the second flip-flop. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 에러 신호는 Q-factor를 모니터한 결과인 것을 특징으로 하는 속 이더넷 장치의 보호 절체 장치.The protection signal switching device of the fast Ethernet device, characterized in that the error signal is the result of monitoring the Q-factor.
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KR101229061B1 (en) * 2011-07-29 2013-02-06 라이트웍스 주식회사 Method for controlling protecting switching ethernet ring network using ethernet preamble

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100432946C (en) * 2005-12-31 2008-11-12 华为技术有限公司 Device and method for implementing protection switching control
US7940645B2 (en) 2007-12-12 2011-05-10 Electronics And Telecommunications Research Institute Protection switching method based on change in link status in ethernet link aggregation sublayer
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