KR20040110285A

KR20040110285A - 광 데이터 링크 장치 및 그를 이용한 광 루프망 접속방법

Info

Publication number: KR20040110285A
Application number: KR1020030039511A
Authority: KR
Inventors: 함성식
Original assignee: 엘지산전 주식회사
Priority date: 2003-06-18
Filing date: 2003-06-18
Publication date: 2004-12-31
Also published as: KR100606419B1

Abstract

본 발명은 원격 자동화 설비의 경제적이고 효율적인 광 네트워크 구성과 데이터 링크 장치에 관한 것으로, 특히 배전 자동화 및 원격 감시 요소 자동화의 통신 장치에서 제공되는 데이터 통신으로 간단히 원하는 감시 중앙 장치로 데이터를 전송하도록 설계한 광 데이터 링크 장치와 광 네트워크 구조에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 시리얼 데이터 통신을 통해 소정개의 단말장치와 제1 광링크 장치를 각각 대응시키고, 시리얼 데이터 통신을 통해 중앙장치와 제2 광링크 장치를 대응시켜 그 제2 광링크 장치를 상위 두고, 소정개의 제1 광링크 장치를 순차적으로 하위에 위치시켜 제1 광링크 장치로부터 하위 제2 광링크 장치와 최하위 제2 광링크 장치측으로 변조된 데이터를 전송하고, 그 데이터를 수신한 하위, 최하위의 제1 광링크 장치는 순차적으로 그 데이터와 그 데이터에 따른 응답 데이터를 동시에 제2 광링크 장치와 순차적으로 다음 제1 광링크 장치로 전송하게 연결된 것을 특징으로 한다.

Description

광 데이터 링크 장치 및 그를 이용한 광 루프망 접속방법{OPTIC DATA LINK APPARATUS AND METHOD FOR CONNECTING OPTIC LOOP NETWORK USING IT}

본 발명은 원격 자동화 설비의 경제적이고 효율적인 광 네트워크 구성과 데이터 링크 장치에 관한 것으로, 특히 배전 자동화 및 원격 감시 요소 자동화의 통신 장치에서 제공되는 데이터 통신으로 간단히 원하는 감시 중앙 장치로 데이터를 전송하도록 설계한 광 데이터 링크 장치 및 그를 이용한 광 루프망 접속방법에 관한 것이다.

일반적으로, 배전 자동화 시스템의 단말 장치간 또는 감시중앙장치와 단말 장치간에 적용되는 것으로 대개 단말장치는 RS-232나 RS-485 시리얼 통신을 통해 통신망 접속장비와 연결하여 통신 매체를 통해 원격 중앙장치와 데이터 통신을 하게된다.

통신 매체로는 광, 전용선(PCM: Pulse Code Modulation 포함), CATV, 무선(상용 데이터 통신망, PCS망 포함)등을 사용한다.

광 네트워크망을 사용시 원격 중앙에서 단말까지 1:1광 네트워크 연결또는 중앙에서 다중채널(Multiplex) 장비까지 1:1 그리고 다중채널 장비의 각 포트에서 단말까지 1:1망을 연결하여 네트워크를 구성하는 것으로, 이와 같은 종래 기술을 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 광 데이터 링크 장치를 이용한 광 루프망 접속방법을 보인 예시도로서, 이에 도시한 바와 같이 단말장치(11)가 광 접속 장치(12) 채널 2개(Ch1, Ch2)와 인터페이스 하는 구성도로서, 이에 도시한 바와 같이 각각의 광채널(Ch1, Ch2)은 단말 장치(11)의 채널(Ch1, Ch2)과 RS-232C 레벨로 인터페이스한다. 그래서각 채널(Ch1, Ch2)은 독립적으로 운영되고 수신된 정보에 대한 응답도 독립적으로 해당 채널에서만 교류하게 된다.

또한, 이때 단말 장치(11)는 수신된 데이터를 분석하여 다른 단말장치의 데이터이면 다른 채널을 통해 전송한다.

그러나, 도 1은 RS-232C 레벨 특성상 광 접속장치와 1:1 인터페이스만을 허용한다. 그래서, 광 접속장치의 각 채널은 단말 장치의 각 채널에 1:1 인터페이스를 갖으므로, 광 접속 장치가 2개의 채널중 한 채널로 입력된 수신 신호를 다른 채널로 전달해주는 중계 역할도 하지 못하기 때문에 광 루프 네트워크망을 구성하기에도 적합하지 못하다. 단지 수신된 데이터를 분석하여 다른 단말장치의 데이터이면 다른 채널로 전달해 주어야 하는 방법밖에 없다. 하지만, 이러한 방법은 데이터 분석을 해야 하기때문에 그만큼 네트워크 속도를 저하시키고, 만약 단말장치가 전원 중단등 다른 요인으로 다운 상태에 있을때는 데이터 전달기능이 차단되는 결과를 초래한다.

도 2는 광 데이터 링크 장치를 이용한 광 루프망 접속방법을 보인 예시도로서, 종래 도 1의 문제점을 해결한 것으로, 광접속 장치(22)는 RS-422 또는 RS-485 레벨로 광채널(Ch1, Ch2)을 통해 근거리에 놓인 다수의 단말 장치(1~N)의 채널(Ch1, Ch2)과 인터페이스한다.

하지만, RS-422, RS-485 통신 특성상 광접속 장치와 단말장치들간의 거리에 근거리라는 제약을 받을 수 밖에 없고 또한 광 레벨 중계역할도 할 수 없는 구조와 비용이 많이 드는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 원격중앙장치로부터 단말장치까지 1:1광 네트워크 설계에 따른 비용상승의 비효율성을 해소하기 위해 WDM(Wavelength Divison Multiplex)모듈 장착 Self-healing 광 데이터 링크 장치를 이용하여 단말장치와 원격감시 중앙장치간 하나의 링형 광 선로를 구축하며 광 데이터 링크 장치의 최적 광 선로 추적기능을 이용하여 광 신호 중계 및 양방향 통신 방향성을 부여하여 경제적인 비용으로 광통신의 효율성을 증가시킬 수 있도록 한 광 데이터 링크 장치 및 광 네트워크 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 광 데이터 링크 장치를 이용한 광 루프망 접속방법을 보인 예시도.

도 2는 광 데이터 링크 장치를 이용한 광 루프망 접속방법을 보인 예시도.

도 3은 본 발명 광 데이터 링크 장치에 대한 구성도.

도 4는 도 3의 송수신부를 보인 예시도.

도 5는 본 발명 광 데이터 링크장치를 이용한 광 네트워크 방법을 보인 예시도.

도 6은 도 5에 있어서, 제1, 제2 슬레이브 광 링크 장치사이에서 발생된 광 선로 단절시 네트워크 방법을 보인 예시도.

***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***

30: 마스터 광링크 장치 30a~30c: 제1~제3 슬레이브 광 링크장치

31a: 스위치 모듈 31b, 31c: 제1, 제2 송수신 다이오드부

TD1, TD2:송수신 다이오드 TD-A0~TD-A3, TD-B0~TD-B3: 송수신 다이오드

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 서로 다른 파장을 갖는 광신호로 중앙장치와 소정개의 원격 단말장치간에 시리얼 통신을 하는 원격감시 시스템에 있어서, 각 중앙장치와 원격 단말장치간의 선로단절 감지여부에 따라 스위칭하여 데이터 경로를 제공하는 스위칭 모듈과; 상기 스위치 모듈의 스위칭상태에 따라 제공된 경로로 서로 다른 채널의 각각 다른 파장의 송수신 신호의 데이터를 양방향으로 송수신하는 제1, 제2 송수신 다이오드부로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 시리얼 데이터 통신을 통해 소정개의 단말장치와 제1 광링크 장치를 각각 대응시키고, 시리얼 데이터 통신을 통해 중앙장치와 제2 광링크 장치를 대응시켜 그 제2 광링크 장치를 상위 두고, 소정개의 제1 광링크 장치를 순차적으로 하위에 위치시켜 제1 광링크 장치로부터 하위 제2 광링크 장치와 최하위 제2 광링크 장치측으로 변조된 데이터를 전송하고, 그 데이터를 수신한 하위, 최하위의 제1 광링크 장치는 순차적으로 그 데이터와 그 데이터에 따른 응답 데이터를 동시에 제2 광링크 장치와 순차적으로 다음 제1 광링크 장치로 전송하게 연결된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 광 데이터 링크 장치에 대한 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명 광 데이터 링크 장치에 대한 구성도로서, 이에 도시된 바와 같이 서로 다른 파장을 갖는 광신호로 중앙장치와 소정개의 원격 단말장치간에 시리얼 통신을 하는 원격감시 시스템에 있어서, 각 중앙장치와 원격 단말장치간의 선로단절 감지여부에 따라 스위칭하여 데이터 경로를 제공하는 스위칭 모듈(31a)과; 상기 스위치 모듈(31a)의 스위칭상태에 따라 제공된 경로로 서로 다른 채널의 각각 다른 파장의 송수신 신호의 데이터를 양방향으로 송수신하는 제1, 제2 송수신 다이오드부(31b, 31c)로 구성된 것으로, 이와 같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명은 도 4와 같은 WDM(Wavelength Divison Multiplex)모듈과 광 라인 사이에 두개의 서로 다른 파장이 혼재되어 광신호가 송수신되는 원리를 도식화 한것으로, WDM모듈에 서로 다른 파장을 송수신하는 송신용 다이오드(LD), 수신용 다이오드(PD)가 존재한다.

상기 송신용, 수신용 다이오드(LD, PD)를 이용하여 서로 다른 파장을 갖는 송수신 다이오드(TD1, TD2: LD+PD)를 설계한다.

각 송수신 다이오드(TD1, TD2)는 송신, 수신간 서로 다른 파장을 가지고 있으므로, 한 광 선로로 동시에 송수신을 가질수 있으며 마스터(MASTER)와 슬레이브(SLAVE)간에 송신, 수신시 서로 파장이 같도록 연결해야 하는 특징을 가지고 있다.

각 송수신 다이오드(TD1, TD2)에서는 송수신 다이오드(TD1, TD2)간 광 라인 손실을 찾는 기능이 내장되어 있어 시리얼 인터페이스 신호를 전송할 송수신 다이오드(TD1, TD2)방향 선택 또한 자동으로 설정됨으로써, 광 링크 장치와 인터페이스하는 단말 장치는 광 선로 선택없이 단순히 물리적으로 연결만 하면된다.

도 5는 본 발명 광 데이터 링크장치를 이용한 광 네트워크 방법을 보인 예시도로서, 광 선로에 손실이 없는 정상적인 네트워크 상태에서 데이터 전달방향을 나타낸 것으로, 데이터 변조방식으로 FM변조를 이용하며 마스터 데이터와 슬레이브 데이터의 변조 주파수가 다르게 설계되어 있다.

그래서, 마스터 광 링크 장치(30)는 제1, 제3 슬레이브 광 링크장치(30a~30c)로 전송한 데이터가 광 네트워크 라인을 거쳐 돌아올때 자기가 전송한 데이터임을 알고 그 데이터는 버리게 된다.

상기와 같은 데이터 송수신은 마스터 광 링크 장치(30)의 송수신 다이오드(TD-A0, TD-B0)에 의해 양방향으로 전송된다.

즉, 마스터 광 링크 장치(30)의 양방향 제1, 제3 슬레이브 링크 장치(30a, 30c)로 전송되어, 그 제1, 제3 슬레이브 링크 장치(30a, 30c)가 수신한 데이터를 제2 슬레이브 링크 장치(30b)로 전송하며 그 제2 슬레이브 링크 장치(30b)의 송수신 다이오드(TD-A2)를 통해 제1 슬레이브 링크 장치(30a)로부터 수신된 데이터는 제3 슬레이브 링크 장치(30c), 제3 슬레이브 링크 장치(30c)로부터 수신된 데이터는 제1 슬레이브 링크 장치(30a)로 전송되어 마스터 광 링크 장치(30)로 전송된다.

이때, 제1 슬레이브 링크 장치(30a)는 마스터 광 링크 장치(30)의 송수신 다이오드(TD-B0)로부터 전송되는 데이터를 수신하는 채널의 송수신 다이오드(TD-A1)를 통해 수신하여 그 채널로 입력된 데이터를 상기 채널과는 다른 채널로 전달하여, 제2 슬레이브 링크 장치(30b)의 송수신 다이오드(TD-A2)로 전송한다.

또한, 제3 슬레이브 링크 장치(30c)는 마스터 광 링크 장치(30)의 송수신 다이오드(TD-A0)로부터 전송되는 데이터를 수신하는 채널의 송수신 다이오드(TD-B3)를 통해 수신하여 그 채널로 입력된 데이터를 상기 채널과는 다른 채널로 전달하여, 제2 슬레이브 링크 장치(30b)의 송수신 다이오드(TD-B2)로 전송한다.

이와같은 마스터 광 링크 장치(30)의 양방향으로 전송되는 데이터는 각 제1~제3 슬레이브 링크 장치(30a~30c)의 송수신 다이오드(TD-A1~TD-A3, TD-B1~TD-B3)를 통해 수신한다.

이러한 제1~제3 슬레이브 링크 장치(30a~30c)는 마스터 광 링크 장치(30)가 데이터를 양방향으로 보내기 때문에 양방향으로 마스터 데이터가 입력되지만 디폴트(Default)로 내정된 송수신 다이오드(TD-A1~TD-A3) 어댑터만 감시하여 자기가 응답을 해야할때도 그 송수신 다이오드(TD-A1~TD-A3)를 이용한다.

만약, 도 6의 본 발명 제1, 제2 슬레이브 광 링크 장치사이에서 발생된 광 선로 단절시 네트워크 방법을 보인 예시도와 같이 마스터 광 링크 장치(30)와 제1,제3 슬레이브 광링크 장치(30a, 30c) 선로간 또는 그 제1 슬레이브 광 링크 장치(30a)와 제3 슬레이브 광 링크 장치(30c) 선로간 어느 한 송수신 다이오드 사이에서 광 선로 단절이 판별되면 단절이 된 하부 광 링크 장치들은 동시에 라인 손실을 인식하고 슬레이브 광 링크 장치(30)는 라인 손실이 발생하지 않은 반대 송수신 다이오드를 통해 데이터를 감시하도록 전환한다.

그래서, 제1 슬레이브 광 링크 장치(30a)는 정상 상태와 똑같이 송수신 다이오드(TD-A1)에서 마스터 광 링크 장치(30)의 데이터를 감시하여 송수신 다이오드(TD-A1)로 응답하고, 나머지 제2, 제3 슬레이브 광 링크 장치(30b, 30c)는 송수신 다이오드(TD-B2, TD-B3)를 통해 마스터 데이터를 감시하여 그 송수신 다이오드(TD-B2, TD-B3)로 응답하게 된다.

이후, 단절 복구후 정상상태가 되면, 곧바로 도 5와 같은 데이터 흐름으로 복귀된다.

여기서, 본 발명의 상기와 같은 기능은 WDM모듈간 FM 변조방식을 사용하여 라인 손실을 판별함으로써 가능하게 된다.

따라서, 본 발명 광 데이터 링크 장치 및 그를 이용한 광 루프망 접속방법은 광 링크 장치를 이용하여 광 링 네트워크를 구축시에는 데이터 흐름방향에 관계없이 송수신 다이오드(TD-A0~TD-AC)와 송수신 다이오드(TD-B0~TD-B3)를 연결하는 규칙만 지켜주면 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 하나의 광 선로로 동시에 서로다른 파장을 갖는 광 신호를 송/수신 하므로 링 구조 네트워크 설계시 이중선로이어야 하는 선로 구축 비용을 크게 절감한다. 광의 특수성으로 인한 스위칭이나 중계 기능에 따른 막대한 비용을 절감할 수 있으며, 이러한 기능은 광전송 장치 내부의 간단한 스위칭 모듈이 기능을 수행하고 있으며, 광전송 장치 외부에 부가적인 광신호 스위칭 및 중계장치가 필요없어 생산비용의 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 스스로 최적화된 광선로 방향을 찾음으로써, 이것은 원격 단말 장치가 광선로의 유효채널을 구별해야 하는 소프트웨어 알고리즘이나 하드웨어 보조장치를 필요로 하지 않으며 비용을 줄여 주는 효과가 있다.

Claims

서로 다른 파장을 갖는 광신호로 중앙장치와 소정개의 원격 단말장치간에 시리얼 통신을 하는 원격감시 시스템에 있어서,

각 중앙장치와 원격 단말장치간의 선로단절 감지여부에 따라 스위칭하여 데이터 경로를 제공하는 스위칭 모듈과;

상기 스위치 모듈의 스위칭상태에 따라 제공된 경로로 서로 다른 채널의 각각 다른 파장의 송수신 신호의 데이터를 양방향으로 송수신하는 제1, 제2 송수신 다이오드부로 구성된 것을 특징으로 하는 광 데이터 링크 장치.
제1 항에 있어서, 상기 제1, 제2 송수신 다이오드부는 각각 다른 파장의 송신용 다이오드와 수신용 다이오드로 구성된 것을 특징으로 하는 광 데이터 링크 장치.
제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 제1, 제2 송수신 다이오드부는 FM 변조방식으로 데이터를 송수신하게 구성된 것을 특징으로 하는 광 데이터 링크 장치.
시리얼 데이터 통신을 통해 소정개의 단말장치와 제1 광링크 장치를 각각 대응시키고, 시리얼 데이터 통신을 통해 중앙장치와 제2 광링크 장치를 대응시켜 그 제2 광링크 장치를 상위 두고, 소정개의 제1 광링크 장치를 순차적으로 하위에 위치시켜 제1 광링크 장치로부터 하위 제2 광링크 장치와 최하위 제2 광링크 장치측으로 변조된 데이터를 전송하고, 그 데이터를 수신한 하위, 최하위의 제1 광링크 장치는 순차적으로 그 데이터와 그 데이터에 따른 응답 데이터를 동시에 제2 광링크 장치와 순차적으로 다음 제1 광링크 장치로 전송하게 연결된 것을 특징으로 하는 광 데이터 링크 장치를 이용한 광 루프망 접속방법.
제4 항에 있어서, 상기 제1 광링크 장치는 송수신 다이오드로 구성된 제1, 제2 송수신부로 하여 제1 또는 제2 송수신부중 하나를 기준으로 하여 그 기준 제1 또는 제2 송수신부의 어댑터만 감시하고, 그 제1 또는 제2 송수신부를 통해 응답 데이터를 전송하게 연결된 것을 특징으로 하는 광 데이터 링크 장치를 이용한 광 루프망 접속방법.
제4 항에 있어서, 상기 제2 광링크 장치는 송수신 다이오드로 구성된 제1, 제2 송수신부로 하여 제1 광링크 장치와 양방향 데이터하게 연결된 것을 특징으로 하는 광 데이터 링크 장치를 이용한 광 루프망 접속방법.
제4 항에 있어서, 상기 제2 광링크 장치는 제1 광링크 장치와 변조 주파수를 다르게하여 상기 제1 광링크 장치로 송신한 데이터를 광 네트워크 라인을 거쳐 돌아올때 자기가 전송한 데이터의 주파수와 동일한가를 판단하여 동일하면 자기가 전송한 데이터라고 판단하여 버리게 되는 것을 특징으로 하는 광 데이터 링크 장치를이용한 광 루프망 접속방법.
제4 항에 있어서, 상기 제1, 제2 송수신부는 제1, 제2 광링크 장치 선로간 단절이 판단되면 단절이 된 하부 제1 광링크 장치들은 동시에 선로 단절을 인식하고 선로 단절이 발생하지 않은 제1 또는 제2 송수신부를 통해 데이터를 감시하는 것을 특징으로 하는 광 데이터 링크 장치를 이용한 광 루프망 접속방법.