KR20130007470A - 파장 자동 인식 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

파장 자동 인식 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 파장 자동 인식 장치는, 단일의 광신호를 수신하여 복수의 광신호로 분배하는 분배부와, 파장에 의존적인 통과 특성을 가지고, 분배된 복수의 광신호를 필터링하는 서로 다른 통과 특성을 가지는 복수의 필터부와, 필터링된 복수의 광신호를 검출하고 세기를 측정하는 복수의 검출부와, 임의의 두개의 검출부의 출력을 비교하는 적어도 하나 이상의 비교부와, 적어도 하나 이상의 비교부의 출력을 수신하고 미리 저장된 룩업테이블을 이용하여 광신호의 파장을 판단하는 파장판단부를 포함한다. 본 발명에 의하면, 다양한 통신 환경에서 별도의 설정 없이 채널의 파장을 자동으로 인식하여, 파장 가변 광원의 파장 초기화를 용이하게 달성할 수 있다.

Description

파장 자동 인식 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR AUTOMATICALLY RECOGNIZING WAVELENGTH}
본 발명은 통신 네트워크 장치에 관한 발명으로, 특히, 파장 자동 인식 장치 및 방법에 관한 것이다.
영상, 데이터 및 음성을 포함한 컨텐츠의 기하급수적인 증가와 스마트폰 출시 이후 다양한 어플리케이션의 사용으로 인한 유선 트래픽의 원활한 수용을 위해서는 각 가입자마다 높은 대역폭이 요구된다. 기존 망의 경우 전송 용량의 제한과 전송 품질의 저하로 인한 문제점을 해결하기 위해 여러 가지 형태의 파장 분할 다중방식 수동형 광가입자망 구조가 제안된 바 있다. 파장 분할 다중방식 수동형 광가입자망은 중앙 국사(또는 전화국)와 각 가입자를 물리적으로 점 대 점으로 연결하여 높은 대역폭을 제공하지만 각 가입자마다 단일 파장을 할당해 주어야 하므로, 사용할 광원은 파장에 무관하면서 저가화로 구현되어야한다. 상기 설명된 요구 조건을 충족하면서 광가입자망 종단 장치 및 광선로 종단 장치의 송신기에 사용할 수 있는 이상적인 광원은 가입자마다 할당되는 파장을 가변할 수 있는 파장 가변 광원이다.
그러나, 기존의 광가입자 종단 장치 및 광선로 종단 장치에 파장 가변 광원을 사용하는 경우, 연결될 각 채널(또는 포트)에 해당하는 파장을 알 수 없어, 파장 가변 광원이 설치될 채널의 파장을 인식하고 초기화하는 과정에 어려움이 있었다. 따라서 설치 기사가 댁내 가입자를 직접 방문하여 설치 위치의 채널(또는 포트)에 해당하는 파장을 인식 또는 판별하기 위한 별도의 파장측정 장치를 가지고 다녀야 하였다. 또한 초기 설치 파장에 해당하는 수치를 외부에서 수동적으로 입력해야 하는 번거로움이 있었다.
한국공개특허 10-2006-0065415 "파장 분할 다중화 수동형 광가입자망의 광송수신 장치의 광 특성 감시 및 제어시스템 및 방법"에서는 파장 초기화를 위해 별도의 SNMP(Simple Network Management Protocol)트랩 서비스 구현이 가능한 네트워크를 구축하였다. 그러나, 이에 의하더라도, 별도의 네트워크 구축으로 인해 고가의 비용이 소요될 수 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 다양한 통신 환경에서 별도의 설정 없이 채널의 파장을 자동으로 인식하여, 파장 가변 광원의 파장 초기화를 용이하게 달성함에 그 목적이 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 일 측면에 따른 파장 자동 인식 장치는, 단일의 광신호를 수신하여 복수의 광신호로 분배하는 분배부와, 파장에 의존적인 통과 특성을 가지고, 분배된 복수의 광신호를 필터링하는 서로 다른 통과 특성을 가지는 복수의 필터부와, 필터링된 복수의 광신호를 검출하고 세기를 측정하는 복수의 검출부와, 임의의 두개의 검출부의 출력을 비교하는 적어도 하나 이상의 비교부와, 적어도 하나 이상의 비교부의 출력을 수신하고 미리 저장된 룩업테이블을 이용하여 광신호의 파장을 판단하는 파장판단부를 포함한다.
여기서, 검출부는 포토다이오드일 수 있다.
여기서, 복수의 필터부의 통과 특성을 보상하는 복수의 적응필터부를 더 포함한다.
또한, 분배된 복수의 광신호 중 하나를 검출하고 세기를 측정하는 기준검출부를 더 포함하되, 비교부는 복수의 검출부의 출력 중 하나와 기준검출부의 출력을 비교하는 것을 특징으로 한다.
또한, 분배된 복수의 광신호 중 하나를 필터링하는 기준필터부를 더 포함하되, 기준검출부는 기준필터부의 출력을 검출하고 세기를 측정하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 측면에 따른 파장 인식 방법은, 단일의 광신호를 수신하여 복수의 광신호로 분배하는 분배단계와, 파장에 의존적인 통과 특성을 가지고, 서로 다른 통과 특성을 가지는 복수의 필터를 이용하여 분배된 복수의 광신호를 필터링하는 필터링단계와, 필터링된 복수의 광신호를 검출하고 세기를 측정하는 검출단계와 검출단계에서 검출된 임의의 두개의 검출값을 비교하는 비교단계와 비교단계에서 비교된 적어도 하나 이상의 비교값을 수신하고 미리 저장된 룩업테이블과 비교하여 광신호의 파장을 판단하는 파장판단단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 다양한 통신 환경에서 별도의 설정 없이 채널의 파장을 자동으로 인식하여, 파장 가변 광원의 파장 초기화를 용이하게 달성할 수 있다. 즉, 플러그 앤 플레이(Plug & play) 기능 구현이 가능하다.
또한, 모듈화 및 집적화가 가능하므로 소형화를 할 수 있고, 파장 정렬 및 관리가 필요하지 않아 이를 위한 유지 및 비용을 절약할 수 있다.
또한, 고가의 광부품을 사용하지 않아 저가로 구현이 가능하며, 신호의 비교값을 이용해 파장을 인식하므로 수신 광파워의 변동과 같은 외부 노이즈에 강하다.
또한, 적응 필터를 사용하는 경우, 온도에 의한 필터의 통과 특성의 변동 및 왜곡이 있을 경우 변화하는 필터의 통과 특성을 검출하여 이를 보상해 줄 수 있고, 필터의 선택에 있어 엄격한 요구사항을 필요로 하지 않아, 저가의 비용으로 제작이 가능하다.
또한, 파장 가변 광원의 소자 기술 및 구동 방법의 종류에 무관하게 적용가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 자동 인식 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파장 자동 인식 장치의 구성도이다.
도 3는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파장 자동 인식 장치의 구성도이다.
도 4a 내지 도 4c는 필터부의 구성도이다.
도 5a 내지 도 5c는 n=2일 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 자동 인식 장치의 구성도 및 검출부와 비교부의 출력을 도시한 도면이다.
도 6은 파장 자동 인식 장치를 이용한 파장 분할 다중방식 수동형 광가입자망을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파장 인식 방법을 도시한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 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 일 실시예에 따른 파장 자동 인식 장치의 구성도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 자동 인식 장치는 분배부(110), 복수의 필터부(120-1 내지 120-n), 복수의 검출부(130-1 내지 130-n), 적어도 하나 이상의 비교부(140-1 내지 140-x), 파장판단부(150)를 포함할 수 있다.
분배부(110)는 단일의 광신호를 수신하여 복수의 광신호로 분배한다. 이때, 분배부(110)는 커플러 또는 스플리터 등 일 수 있다. 일 예를 들면, 분배부(110)는 단일의 광신호를 수신하여 n개의 광신호(A1 내지 An)로 분배한다. 이때, 분배 비율은 사용 목적에 따라 다양하게 할 수 있다.
복수의 필터부(120-1 내지 120-n)는 분배부(110)에서 분배된 광신호를 필터링한다. 이때, 필터부(120-1 내지 120-n)는 각각 입력신호의 파장에 따라 상이한 통과 특성을 가지고, 서로 다른 통과 특성을 가진다. 즉, 필터부(120-1 내지 120-n)는 파장에 의존적인 통과 특성을 가지고, 동일한 입력신호에 대한 필터링된 출력이 모두 서로 다른 값을 가진다. 일 예를 들면, 복수의 필터부(120-1 내지 120-n)는 분배부(110)에서 분배된 n개의 광신호(A1 내지 An)을 수신하여 필터링한 후 서로 다른 n개의 출력 신호(B1 내지 Bn)를 출력한다.
복수의 검출부(130-1 내지 130-n)는 필터링된 복수의 광신호를 검출하고 세기를 측정한다. 일 예를 들면, 필터링된 복수의 광신호(B1 내지 Bn)을 수신하여, 각 광신호(B1 내지 Bn)를 검출하고 세기를 측정한 후 각 신호의 세기값(C1 내지 Cn)을 출력한다. 이때, 검출부(130-1 내지 130-n)는, 광통신에 응용될 경우, 포토 다이오드 등 통상적인 광수신기능을 하는 소자를 이용할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 측정 기능을 가진 모든 형태의 소자를 이용할 수 있다.
한편, 필터부(120-1)와 검출부(130-1)는 단일 소자로 모듈화 및 집적화가 가능하다. 따라서, 복수의 필터부(120-1 내지 120-n) 및 검출부(130-1 내지 130-n)는 복수의 단일 소자로 모듈화 및 집적화가 가능하다.
비교부(140-1 내지 140-x)는 임의의 두개의 검출부의 출력을 수신하여 비교한다. 일 예를 들면, 비교부(140-1 내지 140-x)는 검출부의 출력(C1 내지 Cn) 중 임의의 두 값을 수신하고 비교하여 그 차이값을 계산하고, x개의 차이값(D1 내지 Dx)를 출력한다. 이때, 비교부(140-1 내지 140-x)의 갯수는 사용하는 용도에 따라 가변이 가능하다. 비교부(140-1 내지 140-x)는 아날로그 회로 또는 디지털 회로로 구현이 가능하며, 동일한 기능을 가진 제품으로도 구현이 가능하다.
파장판단부(150)는 비교부 출력(D1 내지 Dx)을 수신하고 미리 저장된 룩업테이블을 이용하여 입력 광신호의 파장을 판단한다. 파장판단부(150)는 각 비교부 출력(D1 내지 Dx)에 대응하는 파장값을 미리 저장하고 있는 룩업테이블을 포함하며, 비교부 출력(D1 내지 Dx)과 룩업테이블을 비교함으로써, 비교부 출력(D1 내지 Dx)에 일대일 대응하는 유일한 파장값을 판단한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파장 자동 인식 장치의 구성도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 파장 자동 인식 장치는 도 1에 도시된 파장 자동 인식 장치의 구성에 복수의 적응필터부(160-1 내지 160-n)를 더 포함할 수 있다.
적응필터부(160-1 내지 160-n)는 필터부(120-1 내지 120-n)의 통과 특성을 보상한다. 즉, 적응필터부(160-1 내지 160-n)는 광섬유 또는 통신 선로 환경에 의한 전송 조건의 변화뿐만 아니라 온도에 의한 필터부(120-1 내지 120-n)의 통과 특성의 변동과 왜곡이 있을 경우, 변동되는 전송 조건 및 필터부(120-1 내지 120-n)의 통과 특성을 적응 제어적으로 보상한다. 일 예를 들면, 적응필터부(160-1 내지 160-n)는 필터부의 출력(B1 내지 Bn)을 수신하고, 필터부(120-1 내지 120-n)의 통과 특성의 변동과 왜곡을 보상하여 보상된 신호를 출력한다.
즉, 필터부(120-1 내지 120-n)와 검출부(130-1 내지 130-n)사이에 적응필터부(160-1 내지 160-n)를 포함시킴으로서, 전송 조건의 변화 및 온도에 따른 필터부(120-1 내지 120-n)의 통과 특성의 변화를 보상해 줄 수 있다.
도 3는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파장 자동 인식 장치의 구성도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파장 자동 인식 장치는 도 1에 도시된 파장 자동 인식 장치의 구성에 기준필터부(170)와 기준검출부(180)를 더 포함할 수 있다.
기준필터부(170)는 분배부(110)에서 분배된 복수의 광신호 중 하나(An+1)를 필터링하고, 기준검출부(180)는 기준필터부(170)에서 필터링된 광신호(Bn+1)를 수신하여 검출하고 세기를 측정한다. 이 경우, 비교부(140-1 내지 140-n)는 복수의 검출부의 출력(C1 내지 Cn) 중 하나와 기준검출부의 출력(Cn+1)을 비교하고, 그 차이값을 계산하여, 파장판단부(150)로 전송하고, 파장판단부(150)는 미리 저장된 룩업테이블을 이용하여 입력 광신호의 파장을 판단한다. 일 예를 들면, 기준필터부(170)는 검출부의 출력(C1 내지 Cn) 중 하나와 비교하기 위한 기준 필터링 값을 결정하므로 어떠한 광필터를 사용하여도 무관하다.
도 3의 경우 하나의 기준필터부(170)와 기준검출부(180)를 도시하였으나, 복수의 기준필터부(170)와 기준검출부(180)를 포함할 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파장 자동 인식 장치는 기준필터부(170)와 기준검출부(180)를 포함함으로써, 기준값을 설정하여 이와의 절대적 차이값을 이용하여 파장 인식이 가능하다.
도 4a 내지 도 4c는 필터부의 구성도이다.
도시된 바와 같이, 필터부(120-1 내지 120-n)는 각각 독립적인 하나의 필터로 구성(도 4a)될 수도 있으며, 서로 다른 통과 특성을 가지는 복수의 필터들의 직렬 연결 조합(도 4b) 또는 병렬 연결 조합(도 4c)으로 구성될 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 n=2일 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 자동 인식 장치의 구성도 및 검출부와 비교부의 출력을 도시한 도면이다.
도 5a에 도시된 바와 같이, n=2일 경우, 분배부(110)의 출력는 A1 및 A2, 필터부(120-1, 120-2)의 출력은 각각 B1 및 B2, 검출부(130-1, 130-2)의 출력은 각각 C1 및 C2, 비교부(140-1)의 출력은 D1이라고 하면, 이에 따른 검출부(130-1, 130-2)의 출력 그래프는 도 5b에, 비교부(140-1)의 출력 그래프는 도 5c에 도시되어 있다.
도 5b에 도시된 실선 그래프는 파장에 따른 C1의 변화를 나타내며. 파선 그래프는 파장에 따른 C2의 변화를 나타낸다. λ1 및 λ2는 각각 인식이 가능한 파장의 하한 및 상한을 나타낸다. 만약, 일정한 입력 광신호에 대한 검출부의 출력(C1, C2)이 각각 C1', C2' 이라고 하면, 도 5b에 도시된 바와 같이, 그 비교값은 D1'이 되며, 도 5c에 도시된 바와 같이, 비교부의 출력 D1'에 대응하는 파장은 W1이 된다. 이 경우 파장판단부(150)는 미리 저장된 룩업테이블과 비교부의 출력인 D1'을 비교함으로써, 입력 광신호의 파장 W1을 판단한다. 이때, λ1 및 λ2는 사용되는 파장의 수와 파장 대역에 따라 변경이 가능하다.
도 6은 파장 자동 인식 장치를 이용한 파장 분할 다중방식 수동형 광가입자망을 도시한 도면이다. 도 6은 파장 자동 인식 장치(100)가 광가입자망 종단 장치에 설치되어 상향 신호 전송을 위한 파장 가변 광원의 파장 초기화에 이용되는 경우를 도시하였으나, 파장 자동 인식 장치(100)는 광선로 종단 장치에 설치되어 하향 신호 전송을 위한 파장 가변 광원의 파장 초기화에 이용될 수도 있다.
광선로 종단 장치(200)의 출력 신호는 파장 다중화/역다중화기(300-1, 300-2) 및 광섬유(또는 광선로)(400)를 거쳐 광가입자망 종단 장치(500)로 전달된다. 파장 다중화/역다중화기(300-1, 300-2)는 여러 개의 파장을 하나의 광섬유를 통해 전송하기 위해 사용되며, 하나의 광섬유를 통해 받은 정보를 여러 개의 파장으로 나누어 주는 역할을 한다. 파장 다중화/역다중화기(300-2)에서 역다중화된 광신호는 파장분할기(510)를 통해 상향 파장대역과 하향 파장대역으로 분리된 후 하향 파장대역 신호는 파장 자동 인식 장치(100)로 전달되어, 파장 인식을 위해 사용된다. 그 후, 파장 자동 인식 장치(100)의 출력인 파장 인식값은 파장 가변 광원(520)에 피드백을 해줌으로써 설치하고자 하는 가입자의 파장값의 초기화에 사용된다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파장 인식 방법을 도시한 흐름도이다.
먼저, 단일의 광신호를 수신하여 복수의 광신호로 분배한다.(610) 이 때, 광신호의 분배는 커플러 또는 스플리터 등을 이용할 수 있다. 또한, 분배 비율은 사용 목적에 따라 다양하게 할 수 있다. 그 후, 파장에 의존적인 통과 특성을 가지고, 서로 다른 통과 특성을 가지는 복수의 필터를 이용하여 분배된 복수의 광신호를 필터링하고,(620) 필터링된 복수의 광신호를 검출하고 세기를 측정한다.(630) 이때, 광신호를 검출하고 세기를 측정하기 위해 포토 다이오드 등 통상적인 광수신기능을 하는 소자를 이용할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 측정 기능을 가진 모든 형태의 소자를 이용할 수 있다.
그 후, 복수의 검출값 중 임의의 두개의 검출값을 비교한다.(640) 이 때, 비교하는 횟수는 본 발명을 사용하는 용도에 따라 가변 가능하다.
그 후, 적어도 하나 이상의 비교값을 미리 저장된 룩업테이블과 비교하여 광신호의 파장을 판단한다.(650)
도시되지는 않았지만, 필터의 통과 특성을 보상하는 보상 필터를 이용하여 필터링된 광신호를 보상하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 또한, 기준필터부(170)와 기준검출부(180)를 이용하여 기준 검출값을 측정하고, 기준 검출값과 검출단계(630)의 임의의 검출값을 비교하고 미리 저장된 룩업테이블과 비교를 함으로써 파장을 인식할 수도 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허청구범위에 기재된 내용과 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.
100 : 파장 자동 인식 장치, 110 : 분배부,
120-1 내지 120-n : 필터부, 130-1 내지 130-n : 검출부,
140-1 내지 140-x : 비교부, 150 : 파장판단부,
160-1 내지 160-n : 적응필터부, 170 : 기준필터부,
180 : 기준검출부.

Claims (10)

  1. 단일의 광신호를 수신하여 복수의 광신호로 분배하는 분배부;
    파장에 의존적인 통과 특성을 가지고, 분배된 복수의 광신호를 필터링하는 서로 다른 통과 특성을 가지는 복수의 필터부;
    필터링된 복수의 광신호를 검출하고 세기를 측정하는 복수의 검출부;
    임의의 두개의 검출부의 출력을 비교하는 적어도 하나 이상의 비교부;및
    적어도 하나 이상의 비교부의 출력을 수신하고 미리 저장된 룩업테이블을 이용하여 광신호의 파장을 판단하는 파장판단부;를 포함하는 파장 자동 인식 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 검출부는 포토다이오드인 것을 특징으로 하는 파장 자동 인식 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 필터부의 통과 특성을 보상하는 복수의 적응필터부;를 더 포함하는 파장 자동 인식 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    분배된 복수의 광신호 중 하나를 검출하고 세기를 측정하는 기준검출부;를 더 포함하되,
    상기 비교부는 복수의 검출부의 출력 중 하나와 기준검출부의 출력을 비교하는 것을 특징으로 하는 파장 자동 인식 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    분배된 복수의 광신호 중 하나를 필터링하는 기준필터부;를 더 포함하되,
    상기 기준검출부는 기준필터부의 출력을 검출하고 세기를 측정하는 것을 특징으로 하는 파장 자동 인식 장치.
  6. 단일의 광신호를 수신하여 복수의 광신호로 분배하는 분배단계;
    파장에 의존적인 통과 특성을 가지고, 서로 다른 통과 특성을 가지는 복수의 필터를 이용하여 분배된 복수의 광신호를 필터링하는 필터링단계;
    필터링된 복수의 광신호를 검출하고 세기를 측정하는 검출단계;
    검출단계에서 검출된 복수의 검출값 중 임의의 두개의 검출값을 비교하는 비교단계;및
    비교단계에서 비교된 적어도 하나 이상의 비교값을 미리 저장된 룩업테이블과 비교하여 광신호의 파장을 판단하는 파장판단단계;를 포함하는 파장 인식 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 검출단계는 포토다이오드를 이용하여 광신호를 검출하고 세기를 측정하는 것을 특징으로 하는 파장 인식 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 필터링단계 후에,
    상기 필터의 통과 특성을 보상하는 보상 필터를 이용하여 필터링된 광신호를 보상하는 보상단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 인식 방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    분배된 복수의 광신호 중 하나를 검출하고 세기를 측정하는 기준검출단계;를 더 포함하되,
    상기 비교단계는 검출단계에서 검출된 복수의 검출값 중 임의의 검출값과 기준검출단계에서 검출된 검출값을 비교하는 것을 특징으로 하는 파장 인식 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    분배된 복수의 광신호 중 하나를 필터링하는 기준필터링단계;를 더 포함하되,
    상기 기준검출단계는 기준필터링단계에서 필터링된 광신호를 검출하고 세기를 측정하는 것을 특징으로 하는 파장 인식 방법.
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