KR20040023305A - Ｏｔｄｒ을 이용한 ｗｄｍ-ｐｏｎ 광선로 감시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 광선로 감시장치는 WDM-PON 시스템에서 AWG가 원격노드에 있는 경우 AWG에 의해 각 ONU로 파장분기 되기 전에 광선로에 OTDR 감시광을 넣어주고 각 ONU에서 반사되어 오는 감시광에 대한 신호분석 파형을 레퍼런스 신호분석 파형과 비교함으로써 광신호의 전송과 동시에 각 가입자 광선로를 구별하여 모니터링할 수 있도록 하는 것으로, 감시광을 신호광이 파장분기 되기 이전에 신호광과 결합시키는 제 1 커플러, 다중화된 신호광을 각 파장별로 분기시키고 감시광의 파워를 분배한 후 파장별로 분기된 각 신호광에 분배된 감시광을 결합시켜 출력하는 광 결합 및 분배부 및 광 결합 및 분배부에서 출력되는 광신호 중 감시광만을 반사시키는 감시광 반사부를 구비한다.

Description

ＯＴＤＲ을 이용한 ＷＤＭ-ＰＯＮ 광선로 감시장치{Supervisory system for WDM-PON fiber using OTDR}

본 발명은 파장분할다중화방식-수동형광가입자망(WDM-PON:Wavelength Division Multiplexing-Passive Optical Network) 기반의 가입자측 광선로 감시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 광선로종단장치(OLT:Optical Line Termination)에 파장분할다중화방식(WDM) 커플러를 사용하여 전송로에 감시광을 삽입하여 감시광이 전송로를 따라 진행하게 하면서 산란 또는 반사되는 감시광을 분석하여 광선로 정보를 수집하고 장애 요소를 분석할 수 있도록 하는 광선로 감시장치에 관한 것이다.

도 1은 종래 일반적인 WDM-PON의 구성을 간략하게 나타낸 구성도이다.

WDM-PON은 중앙 기지국인 광선로종단장치(OLT), 가입자측의 광통신망유니트 (ONU:Optical Network Unit) 및 지역 기지국인 원격노드(RN:Remote Node)의 광분배망(ODN:Optical Distribution Network)으로 이루어진다.

WDM-PON은 가입자별 혹은 서비스별로 파장을 다중화하는 WDM 방식을 이용하여 다수의 ONU가 여러 개의 광링크를 통해서 OLT에 연결된다. OLT에서는 서로 다른 여러 개의 파장을 가지는 광신호가 생성되며, OLT와 ONU 사이에 위치하는 RN의 광분배망은 AWG(Arrayed Waveguide Grating)등의 수동 광소자를 이용하여 신호를 라우팅 및 다중화/역다중화하여 전송함으로써 OLT와 ONU를 물리적으로 연결시켜 준다.

이러한 AWG는 WGR(Waveguide Grating Router) 또는 PHASAR(Phased array)라고도 불린다.

이때, 광분배망의 위치는 WDM-PON이 설치될 환경을 고려한 최적의 망설계에 따라 정해지는데 원격지에 위치하거나 OLT가 위치한 전화국(Central Office) 내에 위치하는 것도 가능하다.

WDM-PON은 각 가입자들에게 초고속 통신 서비스를 경제적으로 제공하기 위한 방법이나 현재는 가입자 댁내 또는 근방까지 광케이블의 포설의 경제적 어려움으로 인하여 포설이 대부분 이루어지지 않은 상태이나 연구는 활발하게 이루어지고 있다.

그러나, 가입자측 망구조의 복잡성 등으로 인하여 광선로의 물리적 특성을 상시 감시하는 방안에 대한 연구는 거의 이루어지지 않고 있는 실정이며, 단지 광신호가 정상적으로 수신이 되는지 여부만을 이용하여 해당 광선로의 이상여부를 파악하는 정도이다.

따라서, 본 발명의 목적은 원격노드에서 WDM 신호광이 파장분기되는 WDM-PON 구조에서 별도의 감시시스템을 도입하지 않고도 용이하게 원격노드와 각 ONU 사이의 광선로에 대한 물리적 특성을 상시 감시할 수 있도록 함으로써 시스템 구축비용을 절감하고 실시간 광선로 감시를 통해 사고 복구 시간을 단축하여 가입자계 광선로 품질을 보장하는데 있다.

도 1은 종래 일반적인 WDM-PON의 구성을 간략하게 나타낸 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 광선로 감시장치를 구비한 WDM-PON 시스템의 구성을 나타내는 구성도.

도 3은 본 발명의 광 결합 및 분배부의 구성을 보다 상세하게 나타내는 구성도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 측정된 신호분석 파형도

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광선로 감시장치는 감시광을 신호광이 파장분기 되기 이전에 신호광과 결합시키는 제 1 커플러, 다중화된 신호광을 각 파장별로 분기시키고 감시광의 파워를 분배한 후 파장별로 분기된 각 신호광에 분배된 감시광을 결합시켜 출력하는 광 결합 및 분배부 및 광 결합 및 분배부에서 출력되는 광신호 중 감시광만을 반사시키는 감시광 반사부를 구비한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 광선로 감시장치를 구비한 WDM-PON 시스템의 구성을 나타내는 구성도이다.

OLT(10)는 서로 다른 여러 개의 파장을 가지는 신호광을 생성하고 이를 다중화하여 RN으로 전송하고, 반대로 여러 ONU에서 원격노드로 전송되어 OLT(10)로 향하는 신호를 수신한다.

이러한 OLT(10)는 레이져와 같이 특정 파장의 신호광을 생성하여 출력하는 다수의 광원(11) 및 다수의 광원(11)에 의한 서로 다른 여러 파장의 신호광을 다중화하여 출력하고 다중화되어 수신되는 신호를 파장별로 역다중화하여 출력하는 AWG(12)를 구비한다. 여기에 본 발명에서는 AWG(12)로부터의 다중화된 WDM 신호광 (λ₁,λ₂, …λ_N)과 OTDR로부터의 감시광(펄스)을 결합시키는 WDM 커플러(13)를 더 구비한다.

시간영역 광반사파 측정장치(OTDR:Optical Time Domain Reflectometery)(20)는 신호광들과 다른 파장을 갖는 OTDR 펄스를 광섬유에 입사시켜 광섬유 길이 방향의 각 점에서 반사되어 되돌아오는 광량의 거리 분포를 해석해 광섬유의 손실, 접속점까지의 거리와 접속 손실 및 접속점으로부터의 반사량, 광섬유가 파손된 경우의 파손점까지의 거리 등을 측정하는 장치이다.

광 결합 및 분배부(30)는 다중화된 WDM 신호광을 각 파장별로 분기시키고 감시광의 파워를 분배한 후 파장별로 분기된 각 신호광에 분배된 감시광을 결합시켜 광통신망 종단장치인 각 ONU(40)로 전송한다.

그리고, 광 결합 및 분배부(30)는 각 ONU(40)로부터의 신호광과 감시광을 OLT(10)로 전송한다.

도 3은 이러한 광분배부(30)의 구성을 보다 상세하게 나타낸 구성도이다.

광 결합 및 분배부(30)는 다중화된 신호광을 역다중화하는 AWG(31), AWG(31)의 입력단에 위치하여 입사되는 감시광의 파워를 분배하여 AWG(31)의 각 출력단으로 출력하는 WDM 스플리터(32) 및 AWG(31)의 출력신호와 WDM 스플리터(32)의 출력신호를 결합시키는 WDM 커플러(33)을 구비한다.

이처럼, AWG(31)는 OTDR 감시광을 통과시키지 못하므로 WDM 스플리터(32) 및 WDM 커플러(33)를 이용하여 OTDR 감시광을 바이패스 시켜야 한다.

ONU(40)는 최종 사용자들에게 서비스 인터페이스를 제공하는 광통신망의 종단 장치로, 고객의 신호를 전송하는 케이블과 광시설들을 연결시켜준다.

이때, WDM 스플리터(32)에 의해 분배된 감시광은 N개의 AWG(31) 출력단을 통해 동시에 진행하므로 산란 또는 반사된 감시광을 OTDR(20)이 수신할 때 어느 가입자 광선로를 지난 감시광인지를 구별할 수 없게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위해 각 ONU(40)의 입력단에 감시광만을 반사시키는 광섬유격자(41)를 수신기(42)의 입력단에 삽입한다.

본 발명에 따른 광선로 감시장치의 동작 과정을 간략하게 설명하면, 광원(11)들로부터의 서로 다른 파장의 신호광들(λ₁,λ₂, …λ_N)이 AWG(12)에 의해 다중화되어 출력될 때 OTDR(20)로부터 감시광(펄스)도 함께 출력된다.

이렇게 다중화된 WDM 신호광과 감시광은 WDM 커플러(13)에 의해 결합되어 광선로를 따라 원격노드의 광 결합 및 분배부(30)로 전송된다.

결합된 감시광은 광선로를 따라 진행하다가 WDM 신호광은 광 결합 및 분배부(30)의 AWG(31)에 의해 파장별로 분기되어 해당 출력포트로 출력되며 감시광은 AWG(31)의 입력단에서 WDM 스플리터(32)에 의해 파워가 분배되어 AWG(31)의 각 출력단으로 동시에 출력됨으로써 AWG(31)를 거치지 않고 바이패스된다.

AWG(31)에 의해 역다중화된 각 파장의 WDM 신호광들과 WDM 스플리터(32)에 의해 바이패스된 감시광들은 WDM 커플러(33)에 의해 결합되어 각 가입자 광선로를 따라 해당 ONU(40)로 진행한다.

각 가입자 광선로로 진행하는 감시광들은 광선로의 상태에 따라 산란 및 반사가 일어나 원래의 진행방향과 역방향으로 진행하게 되어 OTDR(20)로 입사된다. 이때, OTDR(20)은 각 감시광들을 WDM 커플러(13)와 AWG(31) 사이의 동일한 광선로를 통해 수신하기 때문에 수신된 감시광이 어느 가입자 광선로에서 산란 또는 반사되어오는 신호인지를 알 수 없다.

따라서, 본 발명에서는 각 ONU(40)의 입력단에 감시광만을 반사시키는 광섬유격자(FBG:Fiber Bragg Grating)(41)를 설치하여 각 가입자 광선로를 따라 입사되는 감시광들을 반사시킨다. 그러면 광섬유격자(41)에서 반사된 감시광들은 각 가입자 광선로의 길이에 따라 서로 다른 순서로 OTDR(20)로 수신되므로 이를 통해 각 가입자 광선로를 지난 감시광을 구별할 수 있게된다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 측정된 신호분석 파형도로써 도면에서 'a' 및 'b'는 ONU(40)에 위치한 광섬유격자(41)에 의해 반사되어 ONU(40)의 거리에 따라 서로 다른 순서로 OTDR(20)에 입사된 파형을 나타낸다.

OTDR(20)은 수신된 감시광의 신호분석 파형도와 레퍼런스 신호분석 파형도를 비교하여 각 가입자 광선로에 어느 정도의 신호손실이 발생하는지 등의 이상여부를 분석함으로써 각 가입자의 광선로의 물리적 특성을 신호광 전송과 동시에 상시로 감시한다.

이를 위해 WDM-PON 시스템을 최초 설치 후 정상적인 광선로에 대하여 본 발명을 실시하여 레퍼런스 신호분석 파형을 얻어야 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 광선로 감시장치는 AWG가 원격노드에 있는 경우 AWG에 의해 각 ONU로 파장분기 되기 전에 광선로에 OTDR 감시광을 넣어주고 각 ONU에서 반사되어 오는 감시광에 대한 신호분석 파형을 레퍼런스 신호분석 파형과 비교함으로써 광신호의 전송과 동시에 각 가입자 광선로를 구별하여 모니터링할 수 있게 된다.

Claims (5)

1. OLT로부터의 다중화된 신호광이 원격노드에서 파장분기 되기 이전에 감시광을 상기 신호광과 결합시키는 제 1 커플러;

   상기 다중화된 신호광을 각 파장별로 분기시키고 감시광의 파워를 분배한 후 분기된 각 신호광에 상기 파워 분배된 감시광을 결합시켜 출력하는 광 결합 및 분배부; 및

   상기 광 결합 및 분배부에서 출력되는 광신호 중 감시광만을 반사시키는 감시광 반사부를 구비하는 광선로 감시장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 광 결합 및 분배부는

   다중화된 WDM 신호광을 역다중화하는 광 역다중화기;

   상기 광 역다중화기의 입력단에 위치하여 입사되는 감시광의 파워를 분배하여 상기 광 역다중화기의 각 출력단으로 출력하는 스플리터; 및

   상기 광 역다중화기에 의해 역다중화된 각 신호광과 상기 스플리터에 의해 분배된 감시광을 결합시키는 제 2 커플러를 구비하는 것을 특징으로 하는 광선로 감시장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 광 역다중화기는 AWG인 것을 특징으로 하는 광선로 감시장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 감시광 반사부는 광섬유 격자(FBG)인 것을 특징으로 하는 광선로 감시장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 감시광 반사부는 상기 ONU의 입력단에 설치되는 것을 특징으로 하는 광선로 감시장치.