KR20090131458A - 광 네트워크 전송 시스템의 광 전송 감시 장치 및 방법 - Google Patents

광 네트워크 전송 시스템의 광 전송 감시 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광 전송 감시 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 파장분할다중화 방식을 이용한 수동형 광 네트워크 전송 시스템에 적용될 수 있는 광 전송 감시 장치 및 방법을 개시한다. 본 발명의 광 전송 감시 장치는 광 전송 선로를 통해 전송 중인 상향 또는 하향 광 신호의 일부를 입력받는 신호 입력부; 입력된 광 신호를 전기적 신호로 변환시키는 광전 신호 변환부; 및 변환된 전기적 신호를 이용하여 광 전송 성능에 대한 정보 또는 장애 발생에 대한 정보를 포함하는 분석 정보를 생성하는 신호 분석부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 광 신호의 스위칭을 통해 전송 중인 광 신호의 일부를 분리하여 분석하기 때문에 광 전송 서비스를 일시적으로 중단시켜 광 전송 감시를 수행했던 종래의 문제가 발생하지 않고, 시분할 방식 제어를 통해 다수의 WDM-PON 시스템의 광 전송 감시를 수행할 수 있기 때문에 최소의 비용으로 송수신 광 신호의 파장별 감쇄 특성, 반사량 등 전송 품질을 측정할 수 있다.
WDM-PON, 광 전송 성능, 장애 감시

Description

광 네트워크 전송 시스템의 광 전송 감시 장치 및 방법{Optical transmission monitoring system and method for optical network transmission system}
본 발명은 광 네트워크 전송 시스템의 광 전송 감시 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 파장분할다중화 방식을 이용한 수동형 광 네트워크 전송 시스템의 광 전송 성능 및 장애를 감시하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
광 전송 감시 시스템은 이더넷 기술 방식을 이용한 FTTD(Fiber to the Desk), FTTH (Fiber to the Home)과 같은 FTTx 산업 분야에 적용되는 광 전송의 선능을 측정하기 위한 시스템이다. 지금까지 옥외 가입자 환경에 이더넷 스위치 또는 DSLAM 장비 함체를 설치하고, 국사로부터 점대점 형태로 광 선로가 접속되는 FTTx 전송하는 기술이 활발하게 연구되고 있다. FTTH는 대량 서비스가 가능한 사업으로서 이에 따른 가입자 제공 속도도 증가될 것으로 예상된다.
FTTH 기술 중 수동형 광네트워크(Passive Optical Network : PON) 기술은 지금까지 운영되어 온 옥외 함체 운영에 따른 운용 및 유지 보수 비용(OPEX)의 부담을 줄여 줄 것으로 기대되는 기술이다. 옥외 함체가 가져다주는 OPEX 부담 요소들 중 가장 큰 요소는 상면 보장의 어려움과 함체가 내장하는 전송 장비의 장애율이 높다는 것이다. 따라서, OPEX를 최소화할 수 있는 기술은 FTTH 사업의 주 사업자의 관심사이다. PON 방식은 옥외 함체가 아닌 전주 혹은 맨홀 안에 있는 광 접속 함체내에 수동 광 분기기를 설치함으로써 옥외 시설 구축이 가능하다는 면과 가입자 수요 증가에 따른 간선 광 선로 추가 배선의 부담을 최소화할 수 있다는 면에서 가장 유력한 전송 기술로 꼽힌다.
현재 운용되고 있는 WDM-PON 시스템 구조에서 OLT 시스템 내 각 파장이 어떠한 이더넷 물리계층 포트로 연결되었는지를 알 수 있으나, 다음과 같은 문제점들을 안고 있다. 우선, 종래의 WDM-PON 시스템에는 광 계위를 감시하고 장애에 대처할 만한 기능이 없고, 장애 구간을 파악하기 위해 외부 환경에 설치된 수동 소자들 위치에 대한 직접 관측을 통해 장애 여부를 파악해야할 필요가 있었으며 또한, WDM-PON 광 소자가 아직 고가여서 자체 셸프 내에서 장애 감시 기능을 구현하기가 어렵다는 문제가 있었다. 그러나 WDM-PON이 제공하는 광대역에 점차 TPS 트래픽이 흐르는 추세이어서, 신뢰성 높은 광 전송망의 운용 방안 확보 수단이 요구된다.
또한, WDM-PON 시스템은 광 계위를 감시하고 장애에 대처할 만한 기능이 없고, 장애 구간을 파악하기 위해 외부 환경에 설치된 수동 소자들 위치에 가봐야 장애 여부를 파악할 수 있는 문제점을 안고 있다. WDM-PON 광 소자는 아직 고가여서 자체 셸프내에서 장애 감시 기능을 구현하기가 어려워서, TPS(Triple Play Service)를 제공하는 서비스 추세에 맞는 신뢰성 높은 광 전송망의 운용 방안 확보 수단이 요구된다.
도 1은 현재 운용되고 있는 종래의 광 전송 감시 장비를 포함하는 WDM-PON 시스템을 나타낸다. 도 1에 도시된 WDM-PON 시스템(1)은 이더넷 스위치부(10), 이더넷 물리계층부(20), 광 모뎀부(30), 제1 수동 광 파장 다중화부(40), OTDR(50), 제2 수동 광 파장 다중화부(60) 및 ONU(70)를 포함한다.
간선 광 코어를 통해 유입되는 다중화된 파장들을 OLT에 내장된 수동 광 파장 다중화부(40-1 ~ 40-M)에 의해 추출되며, 광 모뎀부(30)는 추출된 각 파장에 대해 광전 변환함으로써 전기적 신호로 복원시킨다. 상기 전기적인 신호는 이더넷 물리계층부(20)를 통해 이더넷 신호 형태로 복원되고, 복원된 이더넷 신호는 이더넷 스위치부(10)를 통해 상위망으로 라우팅된다. 반대로, 상위망으로부터 유입되는 이더넷 패킷들은 이더넷 물리계층부(20)을 통해 전기적 신호 형태로 발생되고, 이 신호는 광 모뎀부(30)를 통해 광 신호로 변환된다. 광 모뎀부(30)를 통해 변환된 광 신호는 광 선로를 거처 가입자측에 위치한 제2 수동광 파장 다중화부(60-1, 60-2 ~ 60-M+N)를 통해 파장별로 다중화된다. ONU(70-1, 70-2 ~ 70-M+N)는 파장별로 다중화된 하향 광 신호를 입력 받는다. 광 섬유 시험기(OTDR, 50)는 광섬유에 광 펄스를 입사시켜, 섬유 길이 방향의 각 점에서 반사되어 되돌아오는 광량의 거리 분포를 해석하는 고가의 장치이다. 광 섬유 시험기는 광섬유의 손실, 접속점까지의 거리와 접속 손실 및 접속점으로부터의 반사량, 섬유가 파손된 경우의 파손점까지의 거리 등을 측정하는 기구. 광선로의 건설, 보수용 측정기로 사용되고 있다.
그러나, 상향 또는 하향 광 신호 전송 중 OTDR을 이용하여 광 감시를 할 경 우 상호 간섭으로 인하여 광 전송 품질의 열화가 우려되므로, 광 전송 서비스 중에는 OTDR이 사용되기 어렵다. 이런 이유로 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이 OTDR(50)을 연결시킬 경우 광 선로 연결을 일시적으로 해제하고, OTDR을 연결하여 사용하였기 때문에, 광 전송 서비스가 일시적으로 중지되는 문제가 있었다.
상술한 종래 기술의 문제를 고려하여, 본 발명은 기존의 광 전송 시스템의 구조는 그대로 유지하면서 광 전송 품질 측정을 위한 광 전송 서비스의 일시적인 중단 없이 광 전송의 품질을 측정할 수 있는 광 전송 감시 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 전송 장애와 관련하여 어떤 파장에서 장애가 발생하였으며, 어느 배선 구간에서 장애가 발생하였는지를 분석할 수 있는 광 전송 감시 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 광 네트워크 전송 시스템의 광 전송 감시 장치는 광 전송 선로를 통해 전송 중인 상향 또는 하향 광 신호의 일부를 입력받는 신호 입력부; 상기 입력된 광 신호를 전기적 신호로 변환시키는 광전 신호 변환부; 및 상기 변환된 전기적 신호를 이용하여 광 전송 성능에 대한 정보 또는 장애 발생에 대한 정보를 포함하는 분석 정보를 생성하는 신호 분석부를 포함한다.
상술한 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 광 네트워크 전송 시스템의 광 전송 감시 방법은 광 전송 선로를 통해 전송 중인 상향 또는 하향 광 신호의 일부를 입력받는 단계; 상기 입력된 광 신호를 전기적 신호로 변환시키는 단계; 및 상기 변환된 전기적 신호를 이용하여 광 전송 성능에 대한 정보 또는 장애 발생에 대한 정보를 포함하는 분석 정보를 생성하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 상술한 광 네트워크 전송 시스템의 광 전송 감시 방법을 컴퓨터 상에서 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터에서 판독가능한 기록 매체를 제공한다.
본 발명에 따르면 기존의 광 전송 시스템의 구조는 그대로 유지하면서 전송 중인 광 신호의 일부를 분리하고, 분리된 광 신호를 통해 광 전송을 감시함으로써, 광 전송 서비스의 일시적 중단 없이 광 전송 품질을 효과적으로 측정할 수 있다. 또한, 본 발명은 광 신호의 스위칭을 통해 전송 중인 광 신호의 일부를 유입 받을 뿐, 종래와 같이 광 전송 감시를 위해 감시 광이 감시 포트를 통해 OLT 또는 ONU로 유입되는 문제가 없기 때문에 감시 광의 유입에 따른 간섭 문제가 발생하지 않는다.
또한, 본 발명에 따르면 단일의 광 전송 감시 장치에 대한 시분할 방식 제어를 통해 다수의 WDM-PON 시스템의 광 전송 감시를 수행할 수 있기 때문에, 최소의 비용으로 송수신 광 신호의 파장별 감쇄 특성, 반사량 등 전송 품질을 측정할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면 상향 또는 하향 광 신호에 포함된 PON OAM 패킷에 대한 분석을 통해 상하향 중 어느 파장에서 장애가 발생하였는지, 그리고 어느 광 코어 배선 구간에서 장애가 발생하였는지를 효과적으로 분석할 수 있다.
이하 첨부된 도면과 실시예를 참고하여, 본 발명에 따른 광 네트워크 전송 시스템의 광 전송 감시 장치 및 방법 그리고 상기 방법을 컴퓨터 상에서 수행하기 위한 프로그램이 기록된 기록 매체에 대하여 상세히 설명한다. 이하의 설명 및 첨부된 도면들에서 실질적으로 동일한 구성요소들은 각각 동일한 부호들로 나타냄으로써 중복 설명을 생략하기로 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 전송 감시 장치(optical transmission monitoring system)를 포함하는 WDM-PON 시스템을 나타낸다. 도 2에 도시된 WDM-PON 시스템은 OLT 셸프(100), 광가입자단(200) 및 광 전송 감시 장치(300)을 포함한다. 본 발명의 광 감시 장치는 WDM-PON 시스템의 광 전송 선로에 연동되어 광 전송 성능 및 장애 감시 분석을 수행한다.
도 2에 도시된 WDM-PON 시스템은 기존의 수동 광 네트워크 시스템에 따른 하드웨어적 구조를 그대로 유지하면서, 간선 구간의 광 코어 연결 포트에 본 발명의 광 전송 감시 장치(Optical transmission monitoring system: OTMS)를 연결시킨 구조를 갖는다.
OLT 셸프(100)는 이더넷 스위치부(110), 이더넷 물리계층부(120), 광 모뎀부(130), 제1 수동 광 파장 다중화부(140)를 포함한다. 이더넷 스위치부(110)는 이더넷 물리계층부(120)에서 복원된 이더넷 신호를 상위망으로 라우팅 시키고, 또한 상위 망으로 부터 전달된 이더넷 신호를 이더넷 물리계층부로 전달한다. 이더넷 물리계층부(120)는 광 모뎀부(130)로부터 전달된 전기적 신호를 이더넷 신호 형태로 변환시키고, 이더넷 스위치부(110)로 부터 전달된 이더넷 신호를 광 모뎀부의 입력 이되는 전기적 신호로 변환시킨다. 광 모뎀부(130)는 이더넷 물리계층부로 부터 전달된 이더넷 신호인 전기적 신호를 광 신호로 변환하고, 수동 광 파장 다중화부를 통해 전달되는 광 신호를 광전 변환하여 전기적 신호로 복원시킨다. 제1 수동 광 파장 다중화부(140-1, 140-2 ~ 140-M)는 서로 다른 파장을 갖는 광 신호를 다중화 또는 역다중화시킨다.
광가입자단(200)은 제2 수동 광 파장 다중화부(210)와 ONU(220)를 포함한다.제2 수동 광 파장 다중화부는 광 가입자측에 위치하며 서로 다른 파장을 가지며 ONU(220-1, 220-2 ~ 220-M+N)으로 부터 전달된 광 신호를 다중화시키고 또는 광 전송 감시 장치(300)를 통해 전달된 광 신호를 역다중화시킨다.
광 전송 감시 장치(300)는 신호 입력부(310), 증폭부(320), 제3 수동 광 파장 다중화부(330), 광전 신호 변환부(340), 신호 분석부(350) 및 중앙 처리부(360)를 포함한다.
신호 입력부(310)는 중앙 처리부(360)의 제어에 따라 광 전송 선로를 통해 전송 중인 상향 또는 하향 광 신호의 일부를 입력받는 스위칭 기능을 수행한다. 특히, 신호 입력부는 감시 대상인 복수개의 포트들에 대하여 중앙 처리부의 스케쥴링 제어 신호에 따라 감시 포트로 유입되는 광 신호를 읽어들인다. 신호 입력부(310)는 광 전송 선로의 일 지점에 위치하며 상향 전송 중인 광 신호로부터 일부의 광 신호를 분리하는 제1 광 순환기(312), 상기 광 전송 선로의 또 다른 지점에 위치하며 하향 광 신호로부터 일부의 광 신호를 분리하는 제2 광 순환기(314) 및 제1 광 순환기 또는 제2 광 순환기로부터 전달받은 광 신호를 선택적으로 입력받도록 스위칭하는 광 스위치(316)를 포함하는 단위 입력부들이 병렬적으로 배열된 구조를 갖는다. 신호 입력부(310)의 광 순환기는 간선의 일 지점을 통과하는 광 신호의 일부를 입력 받을 뿐이며, 출력 신호를 다시 간선 방향으로 전달하지 않기 때문에 출력 신호가 기존의 OLT 셸프 또는 ONU측으로 유입되어 광 전송 품질을 열화시키는 문제를 발생시키지 않는다.
증폭부(320)는 신호 입력부(310)를 통해 전달된 광 신호를 증폭시킨다. 신호 입력부(310)를 통해 읽혀지는 광 신호는 실제 전송 중인 광 신호에 비하여 낮은 출력을 갖는데, 증폭부(320)는 신호 입력부를 통해 전달되는 저출력의 광 신호에 대한 손실 보상을 통해, 실제 전송중인 광 신호의 레벨로 전력을 상향 조절시킨다.
제3 수동 광 파장 다중화부(330)는 광 신호의 파장에 따른 신호 분석을 위하여, 증폭부(320)에서 증폭된 광 신호를 파장에 따라 다중화시킨다.
광전 신호 변환부(340)는 수동 광 파장 다중화부(330)를 통해 다중화된 광 신호를 전기적 신호로 변환시킨다. 특히, 광전 신호 변환부는 광전 변환용 PD(photonic detector)가 바람직하다.
신호 분석부(350)는 광전 신호 변환부(340)를 통해 변환된 전기적 신호를 이용하여 광 전송 성능에 대한 정보 또는 장애 발생에 대한 정보를 포함하는 분석 정보를 생성한다. 특히, 신호 분석부(350)는 광전 신호 변환부(340)를 통해 변환된 전기적 신호의 감쇄량, 반사량, 분산량을 광 신호의 파장 단위로 측정하고, 상기 측정된 값을 이용하여 분석 정보를 생성한다.
신호 분석부(350)는 광전 신호 변환부를 통해 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 AD컨버터(미도시), 디지털 변환된 디지털 신호를 저장하는 저장 메모리부(미도시) 및 신호 분석을 위한 제어 및 신호 처리를 수행하는 단일 신호 처리 프로세서(미도시)를 포함할 수 있다.
기존의 파장 분할 다중화 방식의 수동 광 네트워크 시스템은 일체화된 OLT 셸프 구조를 가지며, 이더넷 스위치 포트와 특정 수동 광 네트워크 파장과의 연결 관계를 미리 알고 있다. 이러한 수동 광 네트워크 시스템의 특징을 이용한다면, 광 신호의 분석 뿐만 아니라 파장 전송 구간의 장애 여부를 판단할 수도 있다.
이를 위하여 본 실시예의 신호 분석부(350)는 연결된 ONU에서 OLT 셸프로 전송되는 PON OAM 패킷의 정보를 기반으로 간선, 인입 구간 중 어느 구간에서 장애가 발생하였는지를 판단할 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 신호 분석부(350)는 ONU에서 상향으로 전송하는 PON OAM 패킷과 OLT 셸프에서 ONU측으로 전송하는 PON OAM 패킷을 읽어, 현재의 감시 대상이 되는 광 신호가 상향 전송 중인지 아니면 하향 전송 중인지를 판단하고, 또한 어느 광 코어의 배선 구간에서 장애가 발생하였는지를 판단할 수 있다. 또한, 신호 분석부(350)는 수신된 PON OAM 패킷을 기반으로 각 파장 전송로별 BER(Bit-Error-Rate)를 측정할 수 있다.
중앙 처리부(360)는 광 네트워크를 관리하는 관리 서버(예를 들어, NMS 서버)와 연동되며, 광 감시의 대상이 되는 시스템에 대한 포트 정보를 미리 저장하고, 상기 저장된 포트 정보에 따라 상기 신호 입력부를 제어한다. 또한, 중앙 처리부(360)는 신호 입력부에 연결된 복수개의 수동 광 네트워크 간선 광 코어들에 대 해 순차적으로 광 신호를 입력받도록 신호 입력부를 제어한다. 중앙 처리부의 동작 시간 및 시간 단위는 NMS 망에서 제공하는 네트워크 시간에 따라 OTMS에 연결된 감시 대상 OLT 셸프들과 상호 동기화된다.
또한, 중앙 처리부(360)는 광 신호 분석을 통해 획득한 광 감쇄량, 광 반사량, 광 분산량에 대한 측정값과, PON OAM 패킷을 기반으로 측정된 BER값의 변화 추이를 파장 전송 구간 별로 관측하고, 품질 열화 가능성 또는 장애 발생 가능성에 대한 모니터링을 통해 품질 열화나 장애가 발생하기 이전에 NMS 서버측에 이에 대한 알람, 이벤트 등의 보고를 수행할 수 있다.
도 2에는 단일의 OLT 셸프에 대한 광 전송 감시 시스템이 도시되어 있다. 그러나, 복수개의 OLT 셸프를 병렬로 배열하고, 배열된 각각의 OLT셸프와 연결된 광 전송 선로를 광 전송 감시 장치에 연결 시킬 경우, 복수 개의 OLT 셸프에 대하여도 광 전송 감시를 할 수 있다. 연결 가능한 OLT 셸프는 동일한 랙(rack)에 실장되지 않더라도 NMS와 연동된 시스템이라면, 연결 용량의 한도 내에서 공간의 제한을 받지 않고 확장 연결이 가능하다.
도 3은 본 발명의 광 전송 감시 장치가 실장된 WDM-PON 시스템 랙(Rack)의 실장도(400)이다. OLT 셸프(430)에서 간선 쪽으로 연결되는 광 케이블들은 간선 연결 OFD에 연결되기 전에 본 발명의 광 전송 감시 장치(OTMS, 420)를 경유하도록 구성된다. OLT 셸프에서 간선으로 연결되는 광 케이블 묶음(410)은 OTMS(420) 전면에 위치하는 광 감시 포트(450)에 연결된다. 간선과 연결되는 OFD 광 커넥터는 OTMS의 출력 포트들과 연결되며, 기존의 광 연결 구성인 OLT와 OFD 사이에 OTMS가 위치한 다.
OTMS(420)의 전면에는 OTMS의 운용 상태를 나타내기 위하여 LED가 전면에 실장될 수 있다. 통신 포트(430)는 외부의 NMS 망과의 연결을 위한 경로를 제공한다. NMS 서버(500)는 OTMS와 감시 대상이되는 OLT 셸프 간의 시간 동기화를 위하여 시간 기준을 제공하며, OTMS에 연결된 OLT 셸프들에 대한 정보를 OTMS측에 하달시킨다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 전송 감시 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 4에 도시된 광 전송 감시 방법은 광 전송 감시 장치(300)에서 수행되는 하기의 단계들을 포함한다.
1100단계에서 광 전송 감시 장치의 초기화부(미도시)는 OLT와 ONU 간의 초기화를 수행한다. 여기에서 초기화를 수행하는 것은 광 전송로 종단 장치와 광 망 종단 장치 간의 OLT 셸프의 식별 정보, PON 식별 정보 및 파장 식별 정보 등을 초기화하는 것을 포함한다.
1200단계에서 초기화부는 PON별 최대 사용 파장수, OLT 셸프별 최대 사용 PON수, 최대 OLT셸프 수 및 광 신호 방향을 설정한다.
1300단계에서 신호 입력부(310)는 전송 중인 상향 또는 하향 광 신호로 부터 분리된 일부의 광 신호를 입력 받는다.
1400단계에서 증폭부(320)는 신호 입력부에서 입력된 광 신호를 증폭 시킨다.
1500단계에서 제3 수동 광 파장 다중화부(330)는 증폭된 광 신호를 파장에 따라 다중화한다.
1600단계에서 신호 분석부(350)는 광 전송 성능에 대한 정보 또는 장애 발생에 대한 분석 정보를 생성한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 광 전송 감시 방법의 흐름도이다.도 5에 도시된 단계는 본 발명에 따른 광 전송 감시 장치에서 수행되며 후술하는 단계들을 포함한다.
2100단계에서, 광 전송 감시 장치의 초기화부(미도시)는 OLT 셸프의 수동 광 네트워크에 ONU가 최초로 구축될 때, OLT의 수동 광 네트워크와 ONU 간의 초기화를 수행한다. 초기화 과정 중, OLT의 내장 이더넷 스위치 포트로 올라오는 ONU 패킷의 소스 (source) MAC을 읽고, 해당 MAC에 대해 ONU가 연결된 OLT 셸프의 ID(identitification number: m), 내장 수동 광 네트워크(PON)의 ID(n), 그리고 ONU가 사용하는 전송 파장의 ID(k)를 결정하여 ONU에 통보하는 과정을 수행한다.
2200단계에서, 광 전송 감시 장치의 초기화부는 광 신호의 전송 방향이 상향(dir = 0) 또는 하향(dir = 1) 중 어떤 것인지를 나타내는 Dir, PON별 최대 사용 파장수를 나타내는 Max K, OLT 셸프별 최대 사용 PON 수를 나타내는 Max N, 최대 OLT 셸프의 수를 나타내는 Max M을 설정하고, 변수 dir, k, n와 m를 리셋한다. 상술한 초기화 과정을 완료하면, 광 전송 감시 장치는 ONU에서 주기적으로 PON OAM 패킷을 OLT 셸프측으로 송부하고, OLT는 ONU가 연결된 수동 광 네트워크를 통해 하향으로 PON OAM 패킷을 송부한다.
2302단계에서 신호 분석부(350)는 현재의 변수 k와 Max K를 비교한다. 2302 단계에의 비교 결과, 변수 k가 더 작은 경우 2304단계에서 신호 분석부(350)는 현재의 dir, m, n, k에 따라 특정되는 PON(dir, m, n, k)의 감쇄량, 반사량 및 분산량을 측정한다. 특히, 신호 분석부(350)는 도 4에 도시된 1300 내지 1500단계를 통해 전송 중인 광 신호를 획득하고, 획득된 광 신호에 대하여 감쇄량, 반사량 및 분산량등을 측정할 수 있다.
2306단계에서 신호 분석부(350)는 PON(dir, m, n, k)의 OAM 패킷을 이용하여 장애 분석을 수행한다. 예를 들어, 신호 분석부는 비트 애러 오율(BET)을 계산함으로써, 장애 발생 여부와 장애 구간 분석을 통해 장애 발생 지점이 어디인지를 판단할 수 있다. 2308단계에서 신호 분석부는 k값을 1만큼 증가시킨다.
2302단계의 비교 결과 변수 k가 Max K 보다 큰 경우, 2310단계에서 신호 분석부는 k를 리셋한다. 2312단계에서 신호 분석부는 n과 Max N을 비교한다. 2312단계의 비교 결과 n값이 더 작은 경우, 신호 분석부는 획득한 광 신호에 대하여 현재의 dir, m, n, k에 따라 특정되는 PON(dir, m, n, k)의 감쇄량, 반사량과 분산량을 측정하고, PON OAM 분석을 통해 BER을 계산한 후, n값을 1만큼 증가시킨다. 2304단계와 2306단계는 2314단계 이전에 공통적으로 수행되므로, 도면 상에서 도시는 생략하였다.
2302단계의 비교 결과 변수 n가 Max N 보다 큰 경우, 2316단계에서 신호 분석부는 n을 리셋한다. 2318단계에서 신호 분석부는 m과 Max M을 비교한다. 2318단계에서의 비교 결과, m값이 더 작은 경우, 현재의 dir, m, n, k에 따라 특정되는 PON(dir, m, n, k)의 감쇄량, 반사량 과 분산량을 측정하고, PON OAM 분석을 통해 BER을 계산한 후, m값을 1만큼 증가시킨다(2320단계). 2318단계의 비교 결과 변수 m이 Max M 보다 큰 경우, 2322단계에서 신호 분석부는 n을 리셋하고, dir 값을 토글시킨다. 신호 분석부는 2324단계를 통해 광 감시 종료에 대한 요청이 있는지 여부를 판단한다. 신호 분석부는 광 감시 종료에 대한 요청이 있을 때 까지 변수를 수정해가며 2302단계에서 2322단계를 반복 수행하며, 광 감시 종료에 대한 요청이 있을 경우 광 감시를 종료 시킨다.
도 5에 도시된 흐름에 따라, 광 전송 감시 장치는 NMS로부터 파악된 연결 OLT 셸프 및 이에 수용되고 있는 수동 광 네트워크에 대한 정보를 이용하여 각 해당 파장에 대해 순차적으로 상하향 광 신호의 감쇄량, 반사량, 분산량, 그리고 PON OAM 패킷을 이용한 BER 계산 및 장애 발생 여부 및 장애 구간에 대한 분석 작업을 수행할 수 있다. 광 신호의 감시를 통해 송수신 중인 광 신호의 광 세기를 측정하고, 미리 결정된 임계치값에 광 세기의 크기가 미치지 못할 경우 관리자에게 알람 등의 경보 메시지를 전달함으로써, 광 전송 품질의 열화에 따른 서비스 장애 문제를 예방할 수 있다.
광 전송 감시 장치가 광 전송 구간에 대한 장애 여부를 판단하는 기능 동작에 대한 방법은, 예를 들어 각각의 ONU로부터 들어오는 PON OAM 패킷이 일정 감시 주기내에 항상 들어오는지를 감시하고, 미리 결정된 일정 횟수만큼 연속적으로 패킷이 수신되지 않을 때 해당 ONU의 전송 링크가 연결 해제된 것으로 판단할 수 있다. 이때 해당 ONU이 연결된 최종 광 분기 결합기에 함께 연결된 다른 ONU의 PON OAM 패킷도 수신되지 않는 동일한 현상이 관찰될 경우, 이는 해당 광분기 결합기의 상위 연결 광케이블 구간에 장애가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 만일, 해당 ONU 만 수신이 되지 않고, 상기 ONU와 연결된 최종 광 분기 결합기에 함께 연결된 타 ONU의 PON OAM 패킷은 수신될 경우라면, 최종 광 분기 결합기에서 ONU까지의 광케이블 구간에서 장애가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 동시에 해당 ONU의 전원이 꺼질 경우 전송되는 다잉(dying) gasp와 같은 제어 패킷이 OLT에서 감지된다면 전원을 끈 사유로 해당 발생 장애를 진단할 수 있으나, 만약 다잉 gasp가 감지되지 않을 경우에는 광 케이블 구간에서 장애가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
도 6은 본 발명에서 광 전송 장애 분석을 위한 PON OAM 패킷 구조를 나타낸다. 도 6에 도시된 PON OAM 패킷은 총 64B 길이를 갖는다. OLT의 수동 광 네트워크에서 ONU까지의 구간은 레이어2 계층으로 통신하도록 구성된다. PON OAM 패킷은 목적지 및 송신처를 MAC 주소로 명시하고 있으며, 타임 스템프(Time Stamp, 4B) 필드는 OLT와 ONU가 NMS와 동기화된 네트워크 시간 정보를 갖는다. OLT shelf ID 필드, PON ID 필드, Wavelength ID 필드는 초기화 과정을 통해 정해진 값을 가지며, 테스트 패턴(Test Pattern) 필드는 OLT ONU 구간의 전송 품질을 측정하기 위한 테스트 패턴(8B) 정보를 갖는다.
PON OAM 패킷의 마지막 2B는 타임 스템프로 부터 테스트 패턴 까지의 값에 대한 고유의 폴리노미널(polynomial) 적용 계산 값을 가지며, 패킷의 오류 여부를 상대국에서 판별하도록 한다. 또한, PON OAM 패킷은 ONU에서 OLT측으로 송부하는 상향 스트림(Upstream)의 패킷 뿐만 아니라, OLT에서 ONU측으로 내려보내는 하향 스트림의 패킷도 포함하고 있다. Dir(1bit)는 전송 PON OAM 패킷이 상향 패킷인지 하향 패킷인지를 명시하는 정보를 갖는다.
한편 본 발명의 광 전송 감시 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트 들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로, 상기 개시된 실시예 들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.
본 발명의 광 네트워크 전송 시스템의 광 전송 감시 장치 및 방법은 이더넷 기술을 채택하고 있는 FTTx 분야에 적용될 수 있다. 본 발명은 기존의 WDM-PON 시스템의 구조는 그대로 유지하면서 전송 중인 광 신호의 일부를 이용하여 광 전송에 대한 감시를 수행하기 때문에 광 전송 서비스의 일시적 중단 없이 광 전송 품질을 효과적으로 측정하기 위하여 사용될 수 있다.
도 1은 현재 운용되고 있는 종래의 광 전송 감시 장비를 포함하는 WDM-PON 시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 전송 감시 장치(optical transmission monitoring system)를 포함하는 WDM-PON 시스템을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 광 전송 감시 장치가 실장된 WDM-PON 시스템 랙(Rack)의 실장도(400)이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 전송 감시 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 광 전송 감시 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명에서 광 전송 장애 분석을 위한 PON OAM 패킷 구조를 나타낸다.

Claims (13)

  1. 광 네트워크 전송 시스템의 광 전송 감시 장치에 있어서,
    광 전송 선로를 통해 전송 중인 상향 또는 하향 광 신호의 일부를 입력받는 신호 입력부;
    상기 입력된 광 신호를 전기적 신호로 변환시키는 광전 신호 변환부; 및
    상기 변환된 전기적 신호를 이용하여 광 전송 성능에 대한 정보 또는 장애 발생에 대한 정보를 포함하는 분석 정보를 생성하는 신호 분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 전송 감시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 입력부는 광 전송로 종단 장치와 광 망 종단 장치 간에 위치하는 광 전송 선로를 통해 상향 또는 하향 전송 중인 광 신호의 일부를 입력 받는 단위 입력부가 병렬적으로 배열된 구조를 가지며,
    상기 광 전송 선로를 통해 전송 중인 상향 또는 하향 광 신호의 일부를 순차적으로 입력 받도록 상기 신호 입력부를 제어하는 중앙 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 전송 감시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 신호 입력부는
    광 전송 선로의 일 지점에 위치하며 상향 전송 중인 광 신호로부터 일부의 광 신호를 분리하는 제1 광 순환기;
    상기 광 전송 선로의 또 다른 지점에 위치하며 하향 광 신호로부터 일부의 광 신호를 분리하는 제2 광 순환기; 및
    상기 제1 광 순환기 또는 제2 광 순환기로부터 전달받은 광 신호를 선택적으로 입력받도록 스위칭하는 광 스위치를 포함하는 단위 구조가 병렬적으로 배열된 것을 특징으로 하는 광 전송 감시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 입력부에서 입력된 광 신호를 증폭하는 증폭부; 및
    상기 증폭부에서 증폭된 광 신호를 파장 또는 시간에 따라 다중화하는 다중화부를 더 포함하며, 상기 광전 신호 변환부는 상기 다중화부를 통해 다중화된 광 신호를 전기적 신호로 변환시키는 것을 특징으로 하는 광 전송 감시 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 중앙 처리부는 광 네트워크를 관리하는 관리 서버와 연동되며, 광 감시의 대상이 되는 시스템에 대한 포트 정보를 저장하고, 상기 저장된 포트 정보에 따라 상기 신호 입력부를 제어하는 것을 특징으로 하는 광 전송 감시 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 신호 분석부는 상기 광전 신호 변환부를 통해 변환된 전기적 신호의 감 쇄량 또는 반사량 또는 분산량을 광 신호의 파장 단위로 측정하고, 상기 측정된 값을 이용하여 분석 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 광 전송 감시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 전기적 신호는 상향 또는 하향 PON OAM 패킷 정보를 포함하고,
    상기 신호 분석부는 상기 PON OAM 패킷 정보를 분석하여, 상기 신호 분석 결과로서 장애 발생에 대한 분석 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 광 전송 감시 장치.
  8. 광 네트워크 전송 시스템의 광 전송 감시 방법에 있어서,
    a) 광 전송 선로를 통해 전송 중인 상향 또는 하향 광 신호의 일부를 입력받는 단계;
    b) 상기 입력된 광 신호를 전기적 신호로 변환시키는 단계; 및
    c) 상기 변환된 전기적 신호를 이용하여 광 전송 성능에 대한 정보 또는 장애 발생에 대한 정보를 포함하는 분석 정보를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 전송 감시 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    a1) 광 전송로 종단 장치(이하, OLT라 한다)와 광 망 종단 장치 간의 OLT 셸프(shelf)의 식별 정보, PON 식별 정보 및 파장 식별 정보를 초기화하는 단계; 및
    a2) 수동광 통신망(이하, PON이라 한다)별 최대 사용 파장 수에 대한 정보, OLT 셸프 별 최대 사용 PON 수에 대한 정보, 최대 OLT 셸프 수에 대한 정보 및 광 신호의 방향에 대한 정보를 설정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 c)단계는 상기 a1)단계에서 초기화된 정보들과 상기 a2)단계에서 설정된 정보들을 이용하여 상기 b)단계에서 변환된 전기적 신호를 분석하고, 상기 분석의 결과로서 광 전송 성능에 대한 정보 또는 장애 발생에 대한 정보를 포함하는 분석 정보를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 전송 감시 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 c)단계에서 상기 변환된 전기적 신호를 분석하는 것은,
    상기 a2)단계에서 설정된 정보와 상기 OLT 셸프, PON, 파장 및 광 신호의 방향에 따른 광 신호의 감쇄량 또는 반사량 또는 분산량에 대한 측정값을 이용하는 것을 특징으로 하는 광 전송 감시 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 c)단계에서 상기 변환된 전기적 신호를 분석하는 것은, 상기 a2)단계에서 설정된 정보와 상기 OLT 셸프, PON, 파장 및 광 신호의 방향에 따른 OAM PDU 패킷을 분석하는 것이고,
    상기 PON OAM 패킷 정보에 대한 분석 결과로서 장애 발생 지점에 대한 분석 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 광 전송 감시 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 a)단계에서 입력된 광 신호를 증폭하는 단계와
    상기 증폭된 광 신호를 파장 또는 시간에 따라 다중화하는 단계를 더 포함하고, 상기 b)단계에서 상기 입력된 광 신호를 전기적 신호로 변환시키는 것은 상기 다중화된 광 신호를 전기적 신호로 변환시키는 것을 특징으로 하는 광 전송 감시 방법.
  13. 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 광 전송 감시 방법을 컴퓨터 상에서 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체.
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