KR20050119015A - 실시간 광케이블 감시시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 신호변환, 장애신호 발생, 광전송 등을 수행하는 광단국과, 상기 광단국에 연결되어 광케이블의 접속, 접속부위 보호 및 분배의 기능을 수행하는 광분배함, 및 광케이블을 포함하는 광전송시스템에 연결된 실시간 광케이블 감시시스템에 있어서, 상기 광단국에 연결된 광케이블 관제서버와, 상기 광케이블 관제서버에 의해 구동되고, 상기 광분배함에 연결되며 상기 광분배함에 연결된 광케이블에 대하여 장애 여부 측정을 수행하여 측정 파형을 얻고 상기 측정 파형을 상기 광케이블 관제서버에 제공하는 광케이블 시험장치와, 상기 광케이블 관제서버에 의해 구동하여 사용자 인터페이스를 제공하는 감시 모니터를 포함하며, 상기 광케이블 관제서버는 상기 광단국에서 발생한 장애 신호를 수신하고, 제1 주기시간마다 상기 광단국에 원격 접속하여 상기 광단국에 저장된 광케이블별 광신호의 송수신레벨을 획득하며, 상기 광단국으로부터 얻은 정보를 통해 광케이블 장애라고 판단되면 상기 광케이블 시험장치를 구동시켜 상기 측정 파형을 얻고 상기 측정 파형을 통해 장애 발생 여부 및 장애 지점을 파악하는 것을 특징으로 하는 실시간 광케이블 감시시스템에 관한 것이다.

Description

실시간 광케이블 감시시스템{Real-time optical cable management system}

본 발명은 실시간 광케이블 감시시스템에 관한 것으로, 특히, 광선로상의 광단국장치로부터 임의적으로 수신되는 장애 정보와, 주기적으로 상기 광단국장치로부터 획득하는 광케이블에 대한 송수신레벨의 변화를 통해 광케이블의 이상 징후 발생을 판단하고, 그에 따라 해당 광케이블에 연결된 광케이블 시험장치를 통해 광케이블의 이상 유무를 실시간으로 감시하는 실시간 광케이블 감시시스템에 관한 것이다.

최근 들어 이동전화 및 인터넷을 이용한 통신은 음성이나 문자 데이터를 교환하는 수준의 통신을 넘어 정지화상이나 동영상을 전송하는 방향으로 급속히 발전하고 있으며, 한편 화상회의 및 고화질 텔레비전 등의 상용화가 급진전되어감에 따라 초고속 정보 통신 기술에 대한 요구가 날이 갈수록 기하급수적으로 증가하고 있다. 이로 인해, 사회 전 분야에 있어서 통신수요가 급속히 팽창하고 있으며, 이를 충족시키기 위한 통신망의 전송 속도의 증가 및 광케이블 통신망의 보급이 급속히 진행되고 있는 상황이다.

광케이블 선로는 선로현장이 광범위하고 다양하게 존재하기 때문에 시간이 지날수록 환경적 요인에 의한 열화가 발생할 수 있으며, 도로나 하천 주변에 매설된 케이블의 경우에는 차량통행에 의한 진동이나 지질의 변환에 의한 케이블의 변형(micro band)이 생겨 고장의 원인이 될 수 있다. 또한 도로공사나 굴착공사 등에 의한 광케이블의 절단사고, 지형 및 지질의 변형으로 인한 광케이블의 마모, 굴절, 변형 등이 사고의 원인이 될 수 있다. 이러한 영향으로 고장은 방대한 통화량에 영향을 줄뿐 아니라 도시의 기능을 마비시킬 수 있다.

따라서 광케이블 선로의 장애를 지속적으로 감시하고 관리하여 광케이블 선로 장애에 의해 일어날 사고를 미연에 방지하는 것이 필요하다.

이러한 요구에 의해 현재 광케이블 선로에 대한 관리와 감시 및 그에 따른 복구가 이루어지고 있다. 즉, 현재 광케이블에 대한 감시와 복구는 광전송을 수행하는 시스템에서 광케이블 선로의 장애를 감지하여 이를 알리면, 유지보수 요원이 OTDR(Optical Time Domain Refectometer) 측정기를 이용하여 광케이블 파손지점을 찾아 복구한다. 상기 OTDR 측정기는 측정기로부터 몇 미터 지점에 광케이블이 파손되었는지를 알게 한다.

그런데 종래의 방법은 광케이블에서 장애가 발생된 지점을 파악하기 위해 유지보수 요원이 현장에 출동하여야 하고 OTDR 측정기를 이용하여야 장애 지점을 파악하여야 하므로 장애 지점을 찾는데 많은 시간이 걸리는 문제가 있다. 또한 종래의 방법은 광전송 시스템에 의해 광케이블 장애를 감지하여야 복구 동작이 이루어진다. 즉, 광전송 시스템이 정한 장애 상황이 발생하여야만 광케이블의 장애를 알 수 있다. 그러므로 광케이블이 약간 손상되었거나 광전송 시스템에서 광케이블 장애라고 감지하지 못하거나 경보를 하지 못하는 경우에 대해서는 아무런 조치를 취하지 못하는 문제가 있다.

따라서 본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 현장에 출동하지 않아도 광케이블의 장애 발생 유무 및 장애 지점을 파악할 수 있고, 광단국장치가 장애 신호를 발생하지 않거나 못하는 상황에서도 광케이블에 대한 장애 감시를 할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 기술은 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 실시간 광케이블 감시시스템의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시간 광케이블 감시시스템(100)은 광단국장치(이하 '광단국'이라 한다)(210)에 네트워크로 연결된 광케이블 관제서버(110), 광케이블 관제서버(110)와 하나 이상의 광분배함(220)에 연결된 광케이블 시험장치(120)와, 광케이블 관제서버(110)에 연결된 감시 모니터(130)를 포함한다.

본 발명의 구성을 설명에 앞서, 본 발명이 적용되는 광전송시스템의 구성중 광단국(210)과 광분배함(220)을 간략히 설명한다.

상기 광단국(210)은 표준화된 망관리 프로토콜[(CORBA: Common Object Request Broker Architecture), TL1, SNMP 등]을 탑재하고 있으며 광전송시스템 구축시 광전송로의 종단에 설치되는 통상의 광단국장치이다. 즉 광단국(210)은 데이터 전송시 전기적 신호를 광신호로 변환하고 수신된 광신호를 전기적 신호로 변환하며, 광신호를 광케이블로 전송한다. 그리고 광단국(210)은 전송한 광신호에 대한 송신신호레벨과 수신신호의 레벨을 체크하여 현재 파악한 송수신레벨과 이전(또는 기준) 송수신레벨과의 차이가 임계치를 초과하면 장애신호를 발생시키며, 자가 진단을 수행하여 이상 여부를 파악하고 이상 발생시 장애신호를 발생시키는 등의 장애 감시 동작을 수행한다.

광단국(210)은 전송속도에 따라 종류를 달리하며, 초고속 대용량의 제품인 경우에 신호 다중화를 지원한다. 일반적으로 광학적인 방법으로 광신호를 다중화하는 방법은 OTDM(Optical Time Division Multiplexing)과 WDM(Wavelength Division Mutiplexing)과 DWDM(Dense Wavelength Division Mutiplexing) 등이 있다. 이중 DWDM은 고밀도 파장분할다중화라 하는데, WDM과 마찬가지로 여러 개의 광신호를 하나의 신호로 다중화하는 기술이며, WDM보다 진보된 방식이다. 현재 다중화기술중 DWDM 방식이 가장 진보된 기술이므로 초고속 광통신망일 경우 광단국(210)은 DWDM 방식으로 광전송을 할 것이다.

광분배함(220)은 광케이블의 접속, 접속부위 보호 및 분배의 기능을 갖춘 함체로서, 광케이블을 통해 광단국(210)에 연결되고 또한 원격지의 광분배함과 연결되어 있으며, 본 발명의 목적 달성을 위해 광케이블 시험장치(120)가 연결된다.

본 발명의 구성 설명으로 돌아와서, 광케이블 관제서버(110)는 광케이블의 상태 정보를 수집하고 분석하며 광케이블의 장애 지점을 찾아 알리는 등의 전반적인 동작을 수행한다.

광케이블 관제서버(110)는 도 2에 도시된 2가지 방법 및 또 다른 하나의 방법으로 광케이블의 상태 정보를 수집한다. 첫 번째는 종래의 방법으로, 연결된 광단국(210)에서 자발적으로 제공하는 장애신호를 수신한다. 이때 광단국(210)의 장애신호는 광전송시스템에 이상이 발생하였을 때에 발생되므로 랜덤하게 발생된다.

두 번째는 제1 일정주기마다 광단국(210)에 원격 로그인하여 접속한 후 광단국(210)이 관리하는 광케이블에서의 송신레벨을 수집한다. 상기 두 번째는 광단국(210)에서 장애 신호가 발생되지 않더라도 수행된다. 광단국(210)은 장애 판단시 일정 마진(margin)을 두고 장애 판단을 한다. 즉, 광단국(210)은 장애판단용으로 검출한 신호가 마진폭 내에 있으면 장애 신호를 발생하지 않는다. 따라서 광케이블 관제서버(110)는 두 번째 수집 동작으로 광단국(210)의 마진폭 내에 있는 이상 신호를 검출할 수 있다.

세 번째는 제2 일정주기마다 광케이블 시험장치(120)를 구동시켜 광분배함에 연결된 광케이블 선로를 테스트하고 테스트한 결과를 수집한다. 세 번째 수집 동작은 첫 번째와 두 번째 수집 동작과 별개로 수행된다. 따라서 광단국(21) 또는 광분배함(220)의 이상으로 장애를 검출하지 못하더라도 세 번째 수집 동작으로 광케이블 장애를 검출할 수 있게 된다. 일반적으로 하나의 광케이블 시험장치는 복수의 광분배함(220)을 담당하므로, 광케이블 시험장치는 순차적으로 광분배함에 연결된 광케이블 선로를 테스트하고 그 결과를 수집한다.

상기에서 제1 일정주기와 제2 일정주기의 시간은 사업자에 의해 임의로 결정되는데, 제2 일정주기를 제1 일정주기보다 길게 하는 것이 양호하다. 한편 광케이블 관제서버(110)는 상기 3가지 수집 동작을 병렬적으로 처리한다.

광케이블 관제서버(110)는 상기 3가지 수집 동작으로 광케이블의 상태 정보를 얻으면 이를 분석한다. 즉, 광케이블 관제서버(110)는 상기 첫 번째 수집 동작을 통해 광단국(210)으로부터 장애신호가 수신되면 수신한 장애신호가 광케이블에 관계된 장애신호인지를 판단한다. 광케이블 관제서버(110)는 두 번째 수집 동작을 통해 각 광케이블에 대한 송수신레벨을 수집하면, 수집한 송수신레벨을 이전 또는/및 기준 송수신레벨과 비교하여 송수신레벨에 변화가 있는지를 판단한다.

광케이블 관제서버(110)는 광단국(210)으로부터 수신한 장애신호가 광케이블에 관계된 장애신호이거나, 송수신레벨의 변화가 있다고 판단하면 광케이블 시험장치(120)를 구동시켜 장애지점을 찾고 감시 모니터(130)를 통해 그 사실을 알린다.

광케이블 시험장치(120)는 광케이블 관제서버(110)에 의해 그 구동이 결정된다. 광케이블 시험장치(120)는 OTDR 측정 방식을 이용하여 광케이블에 대한 이상 유무를 판단한다.

OTDR 측정 방식은 광섬유에 광을 입사하고 광펄스의 반사광 및 산란광이 되돌아오는 신호 형태를 시간영역에서 분석하는 방법이다. 광섬유내에서 발생한 후방산란이나 반사광은 입사점으로부터 측정하는 지점까지의 광섬유길이에 대한 시간차로 되돌아오게 된다. 따라서 OTDR 측정방식에 따르면, 지연시간과 광섬유의 전파속도에서 후방산란이나 반사광이 발생한 위치까지의 광섬유의 길이를 구하는 방식을 이용하여 광케이블의 장애위치를 판단할 수 있다.

감시 모니터(130)는 광케이블 관제서버(110)의 제어를 받으며, 실시간 광케이블 장애 상황을 모니터링하기 위한 PC 기반의 클라이언트 GUI(Graphic User Interface) 환경을 제공한다.

이하 도 1과 더불어 도 3을 참조로 하여 본 발명의 실시예에 따른 광케이블 감시시스템의 동작 설명을 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 실시간 광케이블 감시시스템의 동작 순서도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 광케이블 감시시스템(100)은 3가지 광케이블 상태 정보에 대한 수집 동작을 병렬적으로 한다. 우선 상술한 첫 번째 수집 동작 및 그에 따른 동작(A)을 설명하면, 광단국(210)은 광전송시스템의 이상을 감지하면 장애 신호를 발생시켜 광케이블 관제서버(110)로 전송한다.

광케이블 관제서버(110)는 광단국(210)으로부터 장애 신호를 수신하면(301), 수신한 장애 신호에 포함된 장애 코드를 분석하여 수신한 장애 신호가 광케이블 장애에 대한 신호인지를 판단한다(302).

상기 판단의 결과로 장애 신호가 광케이블 장애 신호이면, 광케이블 관제서버(110)는 수신한 장애 신호로부터 장애가 발생된 광케이블 구간의 정보를 얻어 해당 구간의 광케이블을 테스트하고자 한다(303).

그런데 이에 앞서 광케이블 관제서버(110)는 기저장된 공사 현장정보를 검색하여 광케이블을 테스트할 광케이블 구간에서 공사가 진행중인지를 확인한다(304).

만약 해당 광케이블 구간에서 공사가 진행중이면(305), 광케이블 관제서버(110)는 공사에 의해 광케이블 장애가 발생하였다고 판단하여 현재 수신된 광케이블 장애 신호에 대한 처리를 종료한다. 그러나 광케이블 관제서버(110)는 해당 광케이블 구간에서 진행중인 공사가 없다고 판단하면(305), 해당 광케이블 구간을 담당하는 광케이블 시험장치(120)로 테스트할 광케이블 구간 정보를 제공하여 구동을 지시한다.

광케이블 시험장치(120)는 광케이블 관제서버(110)의 제어에 따라 구동하여, 해당 광케이블 구간에 위치하고 자신에게 연결된 광분배함(220)으로 테스트 광원을 인입시켜 OTDR 측정을 수행한다(306). 광케이블 시험장치(120)는 OTDR 측정을 통해 측정 파형을 획득하고 이를 광케이블 관제서버(110)에 제공한다.

광케이블 관제서버(110)는 광케이블 시험장치(120)로부터 획득한 측정파형을 분석하여 이상 파형이 발생된 지점 즉, 장애가 발생한 지점을 파악하고, 파악한 장애가 발생한 지점이 광분배함(220)으로부터 어느 정도의 거리에 위치하는지를 산출한다(308).

그리고 광케이블 관제서버(110)는 이렇게 산출한 정보 또는/ 및 측정 파형을 감시 모니터(130)에 디스플레이하여 운용자에게 알린다(309).

여기서 광케이블 관제서버(110)는 네트워크망에 연결되어 있으며 컴퓨터와 같은 기능을 하는 장치이므로, 감시 모니터(130)를 통해 장애를 알리는 것뿐만 아니라, 경보음 발생, 원격지의 단말 또는 서버로 경고 사실 알림, 이동단말기 또는 유선단말기에 SMS 또는 설정된 음성으로 알리는 등의 알림 동작을 할 수 있다. 그리고 광케이블 관제서버(110)는 광케이블 구간 및 장애 발생지점을 GIS 정보로 표시할 수 있다.

이하, 두 번째 수집 동작 및 그에 따른 동작(B)을 설명한다.

첫 번째 동작과는 별개로, 설정된 주기가 되면 광케이블 관제서버(110)는 광단국(210)으로 원격 로그인하여 접속한다(310).

광케이블 관제서버(110)는 광단국(210)에 접속하면 광단국(210)의 해당 메모리에 저장된, 광단국(210)에 연결된 각 광케이블별 송수신레벨 정보를 읽어들인다(S311).

광케이블 관제서버(110)는 읽어들인 광케이블별 송수신레벨을 이전 송수신레벨 또는 설정된 기준값과 비교하여 송수신레벨이 변화된 광케이블 또는/및 변화값을 파악한다(312).

여기서 광케이블 관제서버(110)는 송수신레벨이 변화된 광케이블 또는/ 및 변화값을 분석하여 광케이블 측정 이벤트를 수행할 것인지를 판단한다(313). 즉, 광케이블 관제서버(110)는 변화값이 광단국(210)의 마진 이상이거나 마진 이내이더라도 설정된 변화값이 임계치보다 큰 광케이블에 대하여 측정 이벤트 대상이라고 판단한다. 한편, 본 발명은 변화값에 상관없이 송수신레벨이 변화된 모든 광케이블에 대하여 광케이블 테스트를 수행하도록 할 수 있다.

광케이블 관제서버(110)는 광케이블 측정 이벤트라고 판단하면, 광케이블 테스트를 위해 광케이블 시험장치(120)를 구동시키는데, 이에 앞서 전술한 바와 같이 해당 광케이블 구간에서 공사중인지를 파악한다(S305). 그리고 공사중이 아니면 광케이블 관제서버(110)는 전술한 바에 따라 과정 306, 과정 307, 과정 308, 과정 309를 수행하여 장애지점을 찾고 이를 운용자에게 알린다.

마지막으로 세 번째 수집 동작 및 그에 따른 동작(C)을 보면, 광케이블 관제서버(110)는 첫 번째와 두 번째 수집 동작 및 그에 따른 동작과는 별개로 설정된 주기가 되면 광케이블 시험장치(120)를 구동시켜 광케이블 측정을 시작하여(306), 측정 파형을 얻고 측정 파형을 분석하여 측정 파형 중에서 이상 파형이 발생된 지점이 있는지를 파악한다(307). 만약 측정 파형 중 이상 파형이 없으면 광케이블이 정상이라고 판단하고 이상 파형이 있으면 이상 파형이 발생한 지점으로부터 장애 지점을 파악한다(308). 그리고 파악한 장애지점을 운용자에게 알린다(309).

한편, 광케이블 시험장치(120)로부터 주기적으로 획득되는 광케이블에 대한 측정파형의 자료는 광케이블 관제서버(110)에 지속적으로 축적되며, 운용자는 이렇게 축적된 측정파형의 이력관리를 통하여 광케이블 특성 변화 추이 등을 관리하여 광케이블의 수명을 예측할 수 있다.

이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

본 발명은 실시간으로 광케이블 고장 발생 여부 및 고장이 발생한 지점을 파악하고 운용자에게 알릴 수 있으므로, 현장에 출동하는 등의 시간적 낭비를 해결하는 효과가 있다. 또한 본 발명은 광단국에서 광케이블 장애를 알리지 않아도 주기적으로 광케이블 장애 여부를 확인함으로써 광단국이 감지하지 못하는 광케이블 장애를 찾아 이를 알릴 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명은 광케이블 시험장치가 별도로 광케이블 상태를 측정함으로써, 광케이블의 상태변화 추이를 통계적으로 관리할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 실시간 광케이블 감시시스템의 구성도.

도 2는 본 발명의 광케이블 감시시스템이 광단국으로부터 장애정보를 수집하는 것을 보인 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 실시간 광케이블 감시시스템의 동작 순서도.

Claims (5)

1. 신호변환, 장애신호 발생, 광전송 등을 수행하는 광단국과, 상기 광단국에 연결되어 광케이블의 접속, 접속부위 보호 및 분배의 기능을 수행하는 광분배함, 및 광케이블을 포함하는 광전송시스템에 연결된 실시간 광케이블 감시시스템에 있어서,

   상기 광단국에 연결된 광케이블 관제서버;

   상기 광케이블 관제서버에 의해 구동되고, 상기 광분배함에 연결되며 상기 광분배함에 연결된 광케이블에 대하여 장애 여부 측정을 수행하여 측정 파형을 얻고 상기 측정 파형을 상기 광케이블 관제서버에 제공하는 광케이블 시험장치; 및

   상기 광케이블 관제서버에 의해 구동하여 사용자 인터페이스를 제공하는 감시 모니터를 포함하되,

   상기 광케이블 관제서버는 상기 광단국에서 발생한 장애 신호를 수신하고, 제1 주기마다 상기 광단국에 원격 접속하여 상기 광단국에 저장된 광케이블별 광신호의 송수신레벨을 획득하며, 상기 광단국으로부터 얻은 정보를 통해 광케이블 장애라고 판단되면 상기 광케이블 시험장치를 구동시켜 상기 측정 파형을 얻고 상기 측정 파형을 통해 장애 발생 여부 및 장애 지점을 파악하는 것을 특징으로 하는 실시간 광케이블 감시시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 광케이블 관제서버는 제2 주기마다 상기 광케이블 시험장치를 구동시켜 각 광케이블의 상태를 측정하여 장애 발생여부 또는/ 및 장애 발생 지점을 파악하는 것을 특징으로 하는 실시간 광케이블 감시시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 광케이블 관제서버가 상기 광단국으로부터 획득한 해당 광케이블에 대한 송수신레벨을 통해 장애 여부를 판단하는 것은 상기 획득한 송수신레벨을 이전값 또는 기준값과 비교한 후, 송수신레벨의 변화가 있으면 광케이블 장애라고 판단하는 것을 특징으로 하는 실시간 광케이블 감시시스템.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 광케이블 관제서버가 상기 광단국으로부터 획득한 해당 광케이블에 대한 송수신레벨을 통해 장애 여부를 판단하는 것은 상기 획득한 송수신레벨을 이전값 또는 기준값과 비교한 후 송수신레벨의 변화가 있고 그 변화값이 설정된 임계값보다 크면 광케이블 장애라고 판단하는 것을 특징으로 하는 실시간 광케이블 감시시스템.
5. 제4항에 있어서,

   상기 광케이블 시험장치는 OTDR(Optical Time Domain Reflectometer) 측정 방식을 이용하여 광케이블에 대한 장애 측정을 하는 것을 특징으로 하는 실시간 광케이블 감시시스템.