KR20130101614A

KR20130101614A - 이동체를 위한 광통신 시스템 및 광통신장치

Info

Publication number: KR20130101614A
Application number: KR1020120013713A
Authority: KR
Inventors: 조규만; 박영규; 윤승현; 박준규
Original assignee: 서강대학교산학협력단
Priority date: 2012-02-10
Filing date: 2012-02-10
Publication date: 2013-09-16
Also published as: KR101318329B1

Abstract

본 발명에 따르는 이동체를 위한 광통신 시스템은, 이동체의 이동경로를 따라 설치되며, 비컨 및 데이터 광신호를 송수신하는 제1광통신모듈을 구비하는 다수의 고정 광통신장치; 및 이동체에 설치되며, 상기 다수의 고정 광통신장치의 일부와 비컨 및 데이터 광신호를 송수신하는 제2광통신모듈들을 구비하는 이동체용 광통신장치;를 구비하며, 상기 제1광통신모듈은, 데이터 광신호를 송수신하는 데이터 광신호 송수신부, 상기 데이터 광신호 송수신 경로를 따라 비컨 광신호를 송수신하는 비컨 광신호 송수신부, 상기 데이터 및 비컨 광신호 송수신부의 광신호 송수신 경로를 변경하는 광신호 송수신 경로 변경부, 및 상기 비컨 광신호 송수신부를 통해 이동체용 광통신장치의 어느 한 제2광통신모듈로부터의 비컨 광신호가 검출되면, 상기 광신호 송수신 경로 변경부를 구동하여 상기 비컨 광신호를 제공하는 제2광통신모듈의 비컨 및 데이터 광신호 송수신 경로를 트래킹하여 그 제2광통신모듈과 비컨 및 데이터 광신호를 송수신하는 제어모듈을 구비하며, 상기 제2광통신모듈들 각각은, 데이터 광신호를 송수신하는 데이터 광신호 송수신부, 상기 데이터 광신호 송수신 경로를 따라 비컨 광신호를 송수신하는 비컨 광신호 송수신부, 상기 데이터 및 비컨 광신호 송수신부의 광신호 송수신 경로를 변경하는 광신호 송수신 경로 변경부, 및 상기 비컨 광신호 송수신부를 통해 다수의 고정 광통신장치 중 어느 하나의 제1광통신모듈로부터의 비컨 광신호가 검출되면, 상기 광신호 송수신 경로 변경부를 구동하여 상기 비컨 광신호를 제공하는 제1광통신모듈의 비컨 및 데이터 광신호 송수신 경로를 트래킹하여 그 제1광통신모듈과 비컨 및 데이터 광신호를 송수신하는 제어모듈을 구비함을 특징으로 한다.

Description

이동체를 위한 광통신 시스템 및 광통신장치{Optical communication system for moving object, optical communication apparatus}

본 발명은 광통신 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이동체를 위한 광통신 시스템 및 광통신장치에 관한 것이다.

기술의 발달과 더불어 열차 등과 같은 이동체에 대한 원격 모니터링 및 제어를 위한 통신 시스템이 제안되었으며, 그 예로는 대한민국 특허청에 무선통신을 이용한 열차 자동제어시스템 및 그 제어방법을 명칭으로 하여 특허출원된 제10-2001-0002024호가 있다.

상기 출원 발명은 선로를 따라 설치되어 무선통신 네트워크를 이루는 무선통신 시스템과 열차에 설치된 열차 제어 시스템 사이의 전파 전송 시간을 이용하여 열차의 위치를 검출하여 그 운행을 제어하고, 상황보고, 이력관리 등을 수행하는 열차 제어 시스템(COMMUNICATION BASED TRAIN CONTROL SYSTEM)을 개시한다.

상기한 바와 같이 종래에는 열차 제어를 목적으로 하여 무선통신 네트워크를 구성하였으므로, 그 전송속도가 크게 문제되지 않았다.

그러나 개인용 휴대 단말기가 진급적으로 진보됨에 따라 열차를 이용하는 많은 수의 고객은 각각 개인용 휴대 단말기를 소지하고, 그 개인용 휴대 단말기를 이용하여 무선 인터넷 서비스를 이용하기에 이르렀다.

이에 종래에는 열차를 이용하는 고객에게 무선 인터넷 망에 접속할 수 있게 하는 광통신 시스템[New Ground-to-Train High-Speed Free-Space Optical Communication System with Fast Handover Mechanism, Shinichiro Haruyama 등, OSA/OFC/NFOEC 2011]이 제안되었다.

상기 광통신 시스템은 도 1에 도시한 바와 같이 열차(100)의 전면에 설치된 열차용 광통신장치(102)가 선로를 따라 설치된 지상용 광통신장치(2001~2002)와 통신하여, 고속 무선 인터넷 경로를 형성하고, 그 고속 무선 인터넷 경로를 통해 열차에 탑승한 고객이 자신의 통신 단말기를 무선 인터넷 망에 접속시킬 수 있게 한다.

상기 열차용 광통신장치(102)는 열차의 주행에 따라 기접속중인 지상용 광통신장치에서 다음 지상용 광통신장치로 핸드오버하여, 고속 무선 인터넷 경로를 유지시키고자 하였으나, 이는 광신호 송수신 방향의 절환을 통해 이루어지며, 이러한 광신호 송수신 방향의 절환은 통신이 불가능한 구간을 야기시키는 문제가 있었다.

더욱이 상기 광신호 송수신이 중단되지 않게 하기 위해서는, 열차용 광통신장치와 지상용 광통신장치가 서로 안정적으로 통신할 수 있는 거리 간격으로 지상용 광통신장치가 설치되어야 하므로, 상기 광통신 시스템의 설치에는 비용이 많이 소요되는 문제가 있었다.

본 발명은 이동경로를 따라 주행하는 이동체에 광통신모듈이 다수 구비되는 이동체용 광통신장치를 설치하여, 다수의 광통신모듈 각각이 상기 이동경로를 따라 설치된 고정 광통신장치들과의 통신경로를 형성하게 하여, 어느 한 광통신모듈의 핸드오버시에 다른 광통신모듈을 통한 통신을 이행하여, 어느 한 광통신모듈에 의한 핸드오버에 의해 통신불능구간이 발생되지 않게 하는 이동체를 위한 광통신 시스템 및 광통신장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한 본 발명의 다른 목적은 다수의 광통신모듈을 이동체의 전방과 후방에 설치, 즉 광통신모듈을 서로 이격하여 설치함으로써 이동경로상 고정 광통신장치들의 설치간격을 넓히는 이동체를 위한 광통신 시스템 및 광통신장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르는 이동체를 위한 광통신 시스템은, 이동체의 이동경로를 따라 설치되며, 비컨 및 데이터 광신호를 송수신하는 제1광통신모듈을 구비하는 다수의 고정 광통신장치; 및 이동체에 설치되며, 상기 다수의 고정 광통신장치의 일부와 비컨 및 데이터 광신호를 송수신하는 제2광통신모듈들을 구비하는 이동체용 광통신장치;를 구비하며, 상기 제1광통신모듈은, 데이터 광신호를 송수신하는 데이터 광신호 송수신부, 상기 데이터 광신호 송수신 경로를 따라 비컨 광신호를 송수신하는 비컨 광신호 송수신부, 상기 데이터 및 비컨 광신호 송수신부의 광신호 송수신 경로를 변경하는 광신호 송수신 경로 변경부, 및 상기 비컨 광신호 송수신부를 통해 이동체용 광통신장치의 어느 한 제2광통신모듈로부터의 비컨 광신호가 검출되면, 상기 광신호 송수신 경로 변경부를 구동하여 상기 비컨 광신호를 제공하는 제2광통신모듈의 비컨 및 데이터 광신호 송수신 경로를 트래킹하여 그 제2광통신모듈과 비컨 및 데이터 광신호를 송수신하는 제어모듈을 구비하며, 상기 제2광통신모듈들 각각은, 데이터 광신호를 송수신하는 데이터 광신호 송수신부, 상기 데이터 광신호 송수신 경로를 따라 비컨 광신호를 송수신하는 비컨 광신호 송수신부, 상기 데이터 및 비컨 광신호 송수신부의 광신호 송수신 경로를 변경하는 광신호 송수신 경로 변경부, 및 상기 비컨 광신호 송수신부를 통해 다수의 고정 광통신장치 중 어느 하나의 제1광통신모듈로부터의 비컨 광신호가 검출되면, 상기 광신호 송수신 경로 변경부를 구동하여 상기 비컨 광신호를 제공하는 제1광통신모듈의 비컨 및 데이터 광신호 송수신 경로를 트래킹하여 그 제1광통신모듈과 비컨 및 데이터 광신호를 송수신하는 제어모듈을 구비함을 특징으로 한다.

상기한 본 발명은 이동경로를 따라 주행하는 이동체에 광통신모듈이 다수 구비되는 이동체용 광통신장치를 설치하여, 다수의 광통신모듈 각각이 상기 이동경로를 따라 설치된 고정 광통신장치들과의 통신경로를 형성하게 하여, 어느 한 광통신모듈의 핸드오버시에 다른 광통신모듈을 통한 통신이 가능하게 하여, 어느 한 광통신모듈에 의한 핸드오버에 의해 통신불능구간이 발생되지 않게 하는 효과를 야기한다.

또한 본 발명은 다수의 광통신모듈을 이동체의 전방과 후방에 설치, 즉 광통신모듈을 서로 이격하여 설치함으로써 이동경로상 고정 광통신장치들의 설치간격을 넓힐 수 있는 효과를 야기한다.

도 1은 종래 기술에 따른 광통신 시스템을 개략도.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 이동체를 위한 광통신 시스템을 개략도.
도 3은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 이동체를 위한 광통신 시스템의 이동체용 광통신장치를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 이동체를 위한 광통신 시스템의 고정 광통신장치를 도시한 도면.
도 5는 도 3 및 도 4의 광통신모듈의 트래킹 절차를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 이동체를 위한 광통신 시스템의 이동체용 광통신장치의 광통신경로 선택 절차를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 이동체를 위한 광통신 시스템의 구성도.

본 발명은 이동경로를 따라 주행하는 이동체에 광통신모듈이 다수 구비되는 이동체용 광통신장치를 설치하여, 다수의 광통신모듈 각각이 상기 이동경로를 따라 설치된 고정 광통신장치들과의 통신경로를 형성하게 하여, 어느 한 광통신모듈의 핸드오버시에 다른 광통신모듈을 통한 통신이 가능하게 하여, 어느 한 광통신모듈에 의한 핸드오버에 의해 통신불능구간이 발생되지 않게 한다.

또한 본 발명은 다수의 광통신모듈을 이동체의 전방과 후방에 설치, 즉 광통신모듈을 서로 이격하여 설치함으로써 이동경로상 고정 광통신장치들의 설치간격을 넓힌다.

<제1실시예>

본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 이동체를 위한 광통신 시스템의 구성을 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.

상기 이동체(300)를 위한 광통신 시스템은 크게 이동체용 광통신장치(302)와 다수의 고정 광통신장치(2001~200N)로 구성된다.

상기 이동체용 광통신장치(302)는 제1 및 제2광통신모듈(304,308)과 이더넷 인터페이스 장치(306)로 구성된다. 특히 상기 제1 및 제2광통신모듈(304,308)은 상기 이동체(300)의 전방과 후방에 설치되며, 이는 이동체(300)의 길이만큼 이동체용 광통신장치(302)의 통신가능거리를 증대시켜 고정 광통신장치(2001~200N)의 설치간격을 증대시킬 수 있게 한다.

상기 제1 및 제2광통신모듈(304,308)은 다수의 고정 광통신장치(2001~200N)와 통신경로를 형성하고, 그 형성된 통신경로를 통해 송수신되는 데이터를 상기 이더넷 인터페이스 장치(306)로 전송한다.

상기 이더넷 인터페이스 장치(306)는 제1 또는 제2광통신모듈(304,308)을 통한 통신경로를 선택하고, 그 선택된 통신경로를 통해 이더넷 인터페이스를 이행하여, 이동체(300)내의 통신 단말기를 이더넷에 접속시킨다.

상기 다수의 고정 광통신장치(2001~200N)는 이동체(300)의 이동경로상에 설치되며, 이동체(300)에 설치된 이동체용 광통신장치(302)와 인터넷 등과 같은 외부네트워크를 연결한다. 또한 상기 다수의 고정 광통신장치(2001~200N)는 통신환경에 따라 그 이격거리가 상이하게 결정될 수 있다.

<이동체용 광통신장치의 구성>

상기 이동체용 광통신장치(302)의 구성을 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.

상기 이동체용 광통신장치(302)는 제1광통신모듈(304)과 제2광통신모듈(308)과 이더넷 인터페이스 장치(306)로 구성된다.

상기 제1광통신모듈(304)은 제1제어모듈(400), 제1비컨 광신호 송수신부(404), 제1데이터 광신호 송수신부(406), 제1미러(410), 제1미러구동장치(412) 및 제1미러 구동제어부(408)로 구성된다.

상기 제1제어모듈(400)은 제1비컨 광신호 송수신부(404)를 통해 이동체(300)의 이동에 따라 근접되는 고정 광통신장치로부터의 비컨 광신호를 검출하고, 상기 비컨 광신호가 검출되면, 제1미러 구동제어부(408)를 통해 제1미러구동장치(412)를 구동하여 제1비컨 광신호 송수신부(404)가 고정 광통신장치를 추종하여 고정 광통신장치와 비컨 광신호를 송수신하는 과정을 통해 비컨 및 데이터 광신호 송수신 경로를 안정화시키고, 상기 비컨 및 데이터 광신호 송수신 경로가 안정화되면 제1데이터 광신호 송수신부(406)를 통해 데이터 광신호 송수신을 이행한다. 즉, 상기 제1제어모듈(400)은 상기 제1데이터 광신호 송수신부(406)로부터 수신된 데이터 및 그 데이터에 대한 수신세기정보를 이더넷 인터페이스 장치(306)로 전송하고, 상기 이더넷 인터페이스 장치(306)로부터 수신된 데이터는 제1데이터 광신호 송수신부(406)로 전송한다.

상기 제1비컨 광신호 송수신부(404)는 제1데이터 광신호 송수신부(406)와 동일한 경로를 통해 광신호를 송수신하며, 상기 광신호 송수신 경로는 제1미러(410)에 의해 제어된다. 즉, 상기 제1비컨 광신호 송수신부(404)는 상기 제1미러(410)에 의해 제어되는 광신호 송수신 경로를 통해 비컨 광신호를 송수신한다.

상기 제1비컨 광신호 송수신부(404)는 비컨 광신호를 디코딩하여 PSD(position sensitive detector) 정보를 포함하는 비컨 정보를 생성하여 상기 제1제어모듈(400)로 제공한다. 또한 상기 제1비컨 광신호 송수신부(404) 및 제1데이터 광신호 송수신부(406)는 비컨 광신호의 수신세기정보 및 통신에러율을 검출하고, 이를 상기 제1제어모듈(400)로 제공한다. 상기 PSD 정보 및 수신세기정보 및 통신에러율 등은 제1 또는 제2광통신모듈(308) 중 어느 하나를 선택하기 위한 자료로 사용된다.

상기 제1데이터 광신호 송수신부(406)는 상기 제1미러(410)에 의해 제어되는 광신호 송수신 경로를 통해 데이터 광신호를 송수신한다.

상기 제1미러(410)는 제1미러구동장치(412)에 의해 반사면의 각도가 변경되며, 그 반사면의 각도에 따라 상기 제1비컨 광신호 송수신부(404) 및 제1데이터 광신호 송수신부(406)의 광신호 송수신 경로를 변경한다.

상기 제1미러구동장치(412)는 제1미러 구동제어부(408)의 제어에 따라 상기 제1미러(410)의 반사면의 각도를 변경한다.

상기 제1미러 구동제어부(408)는 제1제어모듈(400)의 제어에 따라 상기 제1미러 구동장치(412)의 구동을 제어한다. 특히 상기 제1미러 구동제어부(408)는 상기 제1미러(410)의 반사면을 초기위치로 위치시킨 후 고정 광통신장치의 트래킹이 결정되거나 반사면 변경 한계치까지 반사면이 변경될 때까지, 상기 이동체(300)의 이동속도 또는 PSD 정보에 대응되게 상기 제1미러(410)의 반사면을 변경시킴으로써, 상기 제1비컨 광신호 송수신부(404) 및 제1데이터 광신호 송수신부(406)의 광신호 송수신 경로가 안정적으로 유지되게 한다.

상기 제2광통신모듈(308)은 제2제어모듈(424), 제2비컨 광신호 송수신부(428), 제2데이터 광신호 송수신부(430), 제2미러 구동제어부(432), 제2미러(434) 및 제2미러구동장치(436)로 구성된다.

상기 제2제어모듈(424)은 제2비컨 광신호 송수신부(428)를 통해 이동체(300)의 이동에 따라 근접되는 고정 광통신장치로부터의 비컨 광신호를 검출하고, 상기 비컨 광신호가 검출되면, 제2미러 구동제어부(432)를 통해 제2미러구동장치(436)를 구동하여 제2비컨 광신호 송수신부(428)가 고정 광통신장치를 추종하여 고정 광통신장치와 비컨 광신호를 송수신하는 과정을 통해 광신호 송수신 경로를 안정화시키고, 상기 광신호 송수신 경로가 안정화되면 제2데이터 광신호 송수신부(430)를 통해 데이터 광신호 송수신을 이행한다. 즉, 상기 제2제어모듈(424)은 상기 제2데이터 광신호 송수신부(430)로부터 수신된 데이터 및 그 데이터에 대한 수신세기정보를 이더넷 인터페이스 장치(306)로 전송하고, 상기 이더넷 인터페이스 장치(306)로부터 수신된 데이터는 제2데이터 광신호 송수신부(430)로 전송한다.

상기 제2비컨 광신호 송수신부(428)는 제2데이터 광신호 송수신부(430)와 동일한 경로를 통해 광신호를 송수신하며, 상기 광신호 송수신 경로는 제2미러(434)에 의해 제어된다. 즉, 상기 제2비컨 광신호 송수신부(428)는 상기 제2미러(434)에 의해 제어되는 광신호 송수신 경로를 통해 비컨 광신호를 송수신한다.

상기 제2비컨 광신호 송수신부(428)는 비컨 광신호를 디코딩하여 PSD(position sensitive detector) 정보를 포함하는 비컨 정보를 생성하여 상기 제2제어모듈(424)로 제공한다. 또한 상기 제2비컨 광신호 송수신부(428) 및 제2데이터 광신호 송수신부(428)는 비컨 광신호의 수신세기정보 및 통신에러율을 검출하고, 이를 상기 제2제어모듈(424)로 제공한다. 상기 PSD 정보 및 수신세기정보 및 통신에러율 등은 제1 또는 제2광통신모듈(308) 중 어느 하나를 선택하기 위한 자료로 사용된다.

상기 제2데이터 광신호 송수신부(430)는 상기 제2미러(434)에 의해 제어되는 광신호 송수신 경로를 통해 데이터 광신호를 송수신한다.

상기 제2미러(434)는 제2미러구동장치(436)에 의해 반사면의 각도가 변경되며, 그 반사면의 각도에 따라 상기 제2비컨 광신호 송수신부(428) 및 제2데이터 광신호 송수신부(430)의 광신호 송수신 경로를 변경한다.

상기 제2미러구동장치(436)는 제2미러 구동제어부(432)의 제어에 따라 상기 제1미러(434)의 반사면의 각도를 변경한다.

상기 제2미러 구동제어부(434)는 제2제어모듈(424)의 제어에 따라 상기 제2미러 구동장치(436)의 구동을 제어한다. 특히 상기 제2미러 구동제어부(434)는 상기 제2미러(434)의 반사면을 초기위치로 위치시킨 후 고정 광통신장치의 트래킹이 결정되거나 반사면 변경 한계치까지 반사면이 변경될 때까지, 상기 이동체(300)의 PSD 정보에 대응되게 상기 제2미러(434)의 반사면을 변경시킴으로써, 상기 제2비컨 광신호 송수신부(428) 및 제2데이터 광신호 송수신부(430)의 광신호 송수신 경로가 안정적으로 유지되게 한다.

상기 이더넷 인터페이스 장치(306)는 데이터 송수신 경로 선택부(420) 및 이더넷 인터페이스부(422)로 구성된다.

상기 데이터 송수신 경로 선택부(420)는 상기 제1 및 제2제어모듈(400,424) 중 어느 한 제어모듈과 이더넷 인터페이스부(422) 사이의 경로를 선택하며, 상기 선택은 제1 및 제2제어모듈(400,424)로부터 제공되는 비컨 광신호 또는 데이터 광신호의 수신세기정보, 또는 통신에러율 등에 따른다. 또한 상기 데이터 송수신 경로 선택부(420)는 제1 및 제2제어모듈(400,424)로부터 데이터가 동시에 제공되는 경우에 어느 한 경로를 선택하도록 한 것이며, 상기 제1 및 제2제어모듈(400,424)이 동시에 데이터를 제공하는 경우가 없다면 생략가능하다.

상기 이더넷 인터페이스 장치(306)는 상기 데이터 송수신 경로 선택부(420)에 의해 선택된 경로를 통해 외부 망과 이동체(300) 내부에 존재하는 통신 단말기들 사이의 인터페이스를 수행한다.

<고정 광통신장치의 구성>

본 발명에 따른 다수의 고정 광통신장치(2001~200N)의 구성 및 동작은 동일하므로, 상기 다수의 고정 광통신장치(2001~200n) 중 어느 한 고정 광통신장치(2001)의 구성 및 동작에 대해서만 상세히 설명한다.

상기 고정 광통신장치(2001)의 구성을 도시한 도 4를 참조하면, 광통신모듈(500)과 네트워크 인터페이스부(516)로 구성된다.

상기 광통신모듈(500)은 제어모듈(502), 비컨 광신호 송수신부(506), 데이터 광신호 송수신부(508), 미러 구동제어부(510), 미러(512) 및 미러구동장치(514)로 구성된다.

상기 제어모듈(502)은 비컨 광신호 송수신부(506)를 통해 이동체(300)의 제1 또는 제2광통신모듈(304,308)로부터의 비컨 광신호를 검출하고, 상기 비컨 광신호가 검출되면 미러 구동제어장치(510)를 통해 미러 구동장치(514)를 구동하여 비컨 광신호 송수신부(506)가 이동체(300)의 제1 또는 제2광통신모듈(304,308)을 트래킹하여 이동체(300)의 제1 또는 제2광통신모듈(304,308)과 비컨 광신호를 송수신하는 과정을 통해 비컨 및 데이터 광신호 송수신 경로를 안정화시키고, 상기 비컨 및 데이터 광신호 송수신 경로가 안정화되면 데이터 광신호 송수신부(508)를 통해 데이터 광신호 송수신을 이행한다.

즉, 상기 제어모듈(502)은 상기 데이터 광신호 송수신부(508)로부터 수신된 데이터를 네트워크 인터페이스부(516)로 전송하고, 상기 네트워크 인터페이스부(516)로부터 수신된 데이터는 데이터 광신호 송수신부(508)로 전송한다.

상기 비컨 광신호 송수신부(506)는 데이터 광신호 송수신부(508)와 동일한 경로를 통해 광신호를 송수신하며, 상기 광신호 송수신 경로는 미러(512)에 의해 제어된다. 즉, 상기 비컨 광신호 송수신부(506)는 상기 미러(512)에 의해 제어되는 광신호 송수신 경로를 통해 비컨 광신호를 송수신한다.

상기 데이터 광신호 송수신부(508)는 상기 미러(512)에 의해 제어되는 광신호 송수신 경로를 통해 데이터 광신호를 송수신한다.

상기 미러(512)는 미러구동장치(514)에 의해 반사면의 각도가 변경되며, 그 반사면의 각도에 따라 상기 비컨 광신호 송수신부(506) 및 데이터 광신호 송수신부(508)의 광신호 송수신 경로를 변경한다.

상기 미러구동장치(514)는 미러 구동제어부(510)의 제어에 따라 상기 미러(512)의 반사면의 각도를 변경한다.

상기 미러 구동제어부(510)는 제어모듈(502)의 제어에 따라 상기 미러 구동장치(514)의 구동을 제어한다. 특히 상기 미러 구동제어부(510)는 비컨 광신호가 검출된 후에, 상기 미러(512)의 반사면을 초기위치로 위치시킨 후부터 상기 이동체의 PSD 정보에 대응되게 상기 미러(512)의 반사면을 변경시킴으로써, 상기 비컨 광신호 송수신부(506) 및 데이터 광신호 송수신부(508)의 비컨 또는 데이터 광신호 송수신 경로가 안정적으로 유지되게 한다.

상기 네트워크 인터페이스부(516)는 제어모듈(502)과 외부 네트워크 사이의 인터페이스를 수행한다.

<이동체용 광통신모듈의 트래킹 절차>

상기 이동체용 광통신장치(302)에 구비되는 제1 또는 제2광통신모듈(304,308)의 트래킹 절차를 도 5를 참조하여 설명한다.

상기 이동체용 광통신장치(302)에 구비되는 제1 또는 제2광통신모듈(304,308)의 제1 또는 제2제어모듈(400,424)은 제1 또는 제2비컨 광신호 송수신부(404,428)를 통해 비컨 광신호를 검출한다(600단계).

상기 비컨 광신호가 검출되지 않으면, 상기 제1 또는 제2제어모듈(400,424)은 다른 광통신모듈로부터의 경로결정을 위한 참조정보를 제공받아 저장한다(602,604단계). 여기서 경로결정을 위한 참조정보는 비컨 광신호의 수신세기정보 또는 데이터 광신호의 통신에러율 등으로 구성될 수 있다.

또한 상기 비컨 광신호가 검출되면, 상기 제1 또는 제2제어모듈(400,424)은 경로결정을 위한 참조정보를 생성하고, 그 경로결정을 위한 참조정보를 다른 광통신모듈의 제어모듈로 전송한다(606단계).

이후 제1 또는 제2제어모듈(400,424)은 다른 광통신모듈로부터 경로결정을 위한 참조정보가 수신되어 저장되었으면(602,604단계), 다른 광통신모듈의 경로결정을 위한 참조정보와 자신의 정보를 비교하여 경로를 결정한다(608단계). 즉, 비컨 광신호의 수신세기가 더 강한 광통신모듈이 광신호 송수신하는 것으로 결정하거나, 데이터 광신호의 통신 에러율이 더 낮은 광통신모듈이 광신호 송수신하는 것으로 결정할 수 있다.

상기 제1 또는 제2제어모듈(400,424)은 자신이 광신호 송수신하는 것으로 결정되지 않으면 다음 고정 광통신장치로부터의 비컨 광신호 검출을 계속하여 이행한다. 그리고 자신이 광신호 송수신하는 것으로 결정되면, 상기 제1 또는 제2제어모듈(400,424)은 이전부터 자신을 통해 데이터 광신호 송수신이 이루어지고 있는지를 체크한다(610단계).

상기 제1 또는 제2제어모듈(400,424)은 자신을 통해 데이터 광신호 송수신이 이루어지고 있으면, 계속하여 고정 광통신장치와의 데이터 광신호 송수신 방향을 트래킹하면서 고정 광통신장치와 데이터 광신호를 송수신한다(616단계). 상기 광신호 송수신 방향의 트래킹은 PSD 정보를 토대로 이루어진다.

이와 달리 제1 또는 제2제어모듈(400,424)은 자신을 통해 데이터 광신호 송수신이 이루어지고 있지 않았다면, 비컨 광신호의 PSD 정보에 따라 비컨 광신호 송수신 방향을 트래킹하기 위해 제1 또는 제2미러 구동제어부(408,432)를 제어한다(612단계). 즉, 비컨 광신호가 검출되면, 비컨 및 데이터 광신호의 송수신 방향을 초기화시키기 위해 미러의 반사면을 초기위치로 위치시키고, 비컨 광신호의 PSD 정보에 대응되게 상기 미러의 반사면의 각도를 변경하여, 상기 비컨 광신호를 송신하는 고정 광통신장치를 트래킹하게 한다.

상기한 바와 같이 고정 광통신장치를 트래킹하면서, 상기 제1 또는 제2제어모듈(400,424)은 비컨 광신호를 송수신하며, 상기 비컨 광신호가 안정적으로 송수신되는지를 체크한다(614단계).

상기 비컨 광신호가 안정적으로 송수신되면, 상기 제1 또는 제2제어모듈(400,424)은 고정 광통신장치와의 데이터 광신호 송수신 방향을 트래킹하면서 고정 광통신장치와 데이터 광신호를 송수신한다(616단계).

여기서, 상기 이동체용 광통신장치(302)는 제1 및 제2광통신모듈(304,308)을 구비하므로, 이동체(300)의 전방에 설치된 제1광통신모듈(304)이 이동체(300)의 이동에 따라 어느 한 고정 광통신장치와 데이터 광신호의 송수신을 이행하기 시작한 후에, 상기 이동체(300)의 이동에 따라 상기 이동체(300)의 후방에 설치된 제2광통신모듈(308)도 상기 고정 광통신장치의 비컨 광신호를 검출하기에 이르게 된다. 상기 제1 및 제2광통신모듈(304,308)의 제1 및 제2제어모듈(400,424)은 검출한 비컨 광신호의 수신세기 또는 통신에러율을 비교하고, 수신세기가 강하거나 통신에러율이 낮은 비컨 광신호를 수신한 제1 및 제2광통신모듈(304,308)과 고정 광통신장치가 통신하도록 결정한다.

이에 전방에 설치된 제1광통신모듈(304)이 고정 광통신장치와 더 가까이 존재하여, 상기 제1광통신모듈(304)이 고정 광통신장치와 통신을 이행하다가, 이동체(300)의 이동에 따라 후방에 설치된 제2광통신모듈(308)이 고정 광통신장치와 더 가까이 존재하게 되면 제1광통신모듈(304)은 다음 고정 광통신장치로부터의 비컨 광신호를 검출하기 시작함과 동시에 제2광통신모듈(308)이 고정 광통신장치와 통신하게 된다.

<고정 광통신장치의 트래킹 절차>

상기 고정 광통신장치에 구비되는 광통신모듈의 트래킹 절차를 도 6을 참조하여 설명한다.

상기 고정 광통신장치에 구비되는 광통신모듈(500)의 제어모듈(502)은 비컨 광신호 송수신부(506)를 통해 비컨 광신호를 검출한다.

상기 비컨 광신호가 검출되면, 상기 제어모듈(502)은 해당 비컨 광신호를 송신한 광통신모듈과 데이터 광신호 송수신중인지를 체크한다(700단계).

상기 제어모듈(502)은 해당 비컨 광신호를 송신한 광통신모듈과 데이터 광신호 송수신 중이면(702단계), 계속하여 해당 광통신모듈과의 데이터 광신호 송수신 방향을 트래킹하면서 이동체용 광통신장치와 데이터 광신호를 송수신한다(708단계).

그리고 해당 비컨 광신호를 송신한 광통신모듈과 데이터 광신호 송수신 중이 아니면, 상기 제어모듈(502)은 비컨 광신호에 따라 비컨 광신호 송수신 방향을 트래킹하기 위해 미러 구동제어부(510)를 제어한다(704단계). 즉, 새로운 비컨 광신호가 검출되면, 비컨 및 데이터 광신호의 송수신 방향을 초기화시키기 위해 미러(512)의 반사면을 초기위치로 위치시키고, 이동체(200)의 PSD 정보에 대응되게 상기 미러(512)의 반사면의 각도를 변경하여, 상기 비컨 광신호를 송신하는 이동체용 광통신장치의 광통신모듈을 트래킹하게 한다(704단계).

상기한 바와 같이 이동체용 광통신장치와의 광신호 송수신 방향을 트래킹하면서, 상기 제어모듈(502)은 비컨 광신호를 송수신하며, 상기 비컨 광신호가 안정적으로 송수신되는지를 체크한다(706단계).

상기 비컨 광신호가 안정적으로 송수신되면, 상기 제어모듈(502)은 해당 광통신모듈과의 데이터 광신호 송수신 방향을 트래킹하면서 이동체용 광통신장치와 데이터 광신호를 송수신한다(708단계).

상기한 본 발명의 바람직한 제1실시예에서는 미러를 통해 광신호 송수신 경로를 변경하는 것만을 예시하였으나, 상기 광신호 송수신 경로는 광신호 송수신부의 광송수신 면을 직접 변경하도록 구성하는 것도 가능하다.

<제2실시예>

도 7은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 이동체용 광통신장치의 구성을 도시한 것으로, 광신호 송수신부의 광송수신면을 직접 변경하는 구성을 예시한 것이다.

상기 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 이동체용 광통신장치는 제1데이터 광신호 송수신부(806)와 제1비컨 광신호 송수신부(808) 및 제2데이터 광신호 송수신부(828)와 제2비컨 광신호 송수신부(826)의 광신호 송수신 방향을 변경하는 제1 및 제2광신호 방향 변경장치(810,830)를 구비하며, 상기 제1 및 제2광신호 송수신 방향 변경장치(810,830)는 제1 및 제2광신호 송수신 방향 변경장치 구동부(812,832)에 의해 구동된다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비컨 광신호에는 광통신모듈을 식별하기 위한 식별정보가 포함될 수 있다.

또한 상기 이더넷 인터페이스 장치는 이동체의 원격 모니터링이나 제어 등의 목적으로 탑재된 일부 통신장치들만이 사용할 수 있는 내부망 인터페이스 장치로 대체될 수 있다.

300 : 이동체
302 : 이동체용 광통신장치
304 : 제1광통신모듈
306 : 이더넷 인터페이스 장치
308 : 제2광통신모듈
2001~200N : 고정 광통신장치

Claims

이동체를 위한 광통신 시스템에 있어서,
이동체의 이동경로를 따라 설치되며, 비컨 및 데이터 광신호를 송수신하는 제1광통신모듈을 구비하는 다수의 고정 광통신장치; 및
이동체에 설치되며, 상기 다수의 고정 광통신장치의 일부와 비컨 및 데이터 광신호를 송수신하는 제2광통신모듈들을 구비하는 이동체용 광통신장치;를 구비하며,
상기 제1광통신모듈은,
데이터 광신호를 송수신하는 데이터 광신호 송수신부,
상기 데이터 광신호 송수신 경로를 따라 비컨 광신호를 송수신하는 비컨 광신호 송수신부,
상기 데이터 및 비컨 광신호 송수신부의 광신호 송수신 경로를 변경하는 광신호 송수신 경로 변경부, 및
상기 비컨 광신호 송수신부를 통해 이동체용 광통신장치의 어느 한 제2광통신모듈로부터의 비컨 광신호가 검출되면, 상기 광신호 송수신 경로 변경부를 구동하여 상기 비컨 광신호를 제공하는 제2광통신모듈의 비컨 및 데이터 광신호 송수신 경로를 트래킹하여 그 제2광통신모듈과 비컨 및 데이터 광신호를 송수신하는 제어모듈을 구비하며,
상기 제2광통신모듈들 각각은,
데이터 광신호를 송수신하는 데이터 광신호 송수신부,
상기 데이터 광신호 송수신 경로를 따라 비컨 광신호를 송수신하는 비컨 광신호 송수신부,
상기 데이터 및 비컨 광신호 송수신부의 광신호 송수신 경로를 변경하는 광신호 송수신 경로 변경부, 및
상기 비컨 광신호 송수신부를 통해 다수의 고정 광통신장치 중 어느 하나의 제1광통신모듈로부터의 비컨 광신호가 검출되면, 상기 광신호 송수신 경로 변경부를 구동하여 상기 비컨 광신호를 제공하는 제1광통신모듈의 비컨 및 데이터 광신호 송수신 경로를 트래킹하여 그 제1광통신모듈과 비컨 및 데이터 광신호를 송수신하는 제어모듈을 구비함을 특징으로 하는 이동체를 위한 광통신 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제2광통신모듈들 각각에 구비되는 제어모듈은,
상기 비컨 광신호 송수신부가 생성한 비컨 광신호의 수신세기 또는 통신 에러율을 제공받고, 그 비컨 광신호의 수신세기 또는 통신에러율에 대한 정보인 경로결정을 위한 참조정보를 생성하여 다른 제2광통신모듈의 제어모듈로 송수신하며,
외부로부터 제공된 참조정보를 토대로 자신이 수신한 비컨 광신호의 수신세기가 가장 크거나 통신 에러율이 가장 작다면, 상기 광신호 송수신 경로 변경부를 구동하여 상기 비컨 광신호를 제공하는 이동체용 광통신장치의 비컨 및 데이터 광신호 송수신 경로를 트래킹하여 비컨 및 데이터 광신호를 송수신함을 특징으로 하는 이동체를 위한 광통신 시스템.
제1항에 있어서,
상기 광신호 송수신 경로 변경부는,
비컨 및 데이터 광신호를 반사하여 송수신 방향을 변경하는 미러;
상기 미러의 반사각을 변경하는 미러 구동부; 및
상기 제어모듈의 제어에 따라 상기 미러 구동부를 제어하는 미러 구동 제어부로 구성됨을 특징으로 하는 이동체를 위한 광통신 시스템.
제1항에 있어서,
상기 광신호 송수신 경로 변경부는,
비컨 및 데이터 광신호 송수신부의 광신호 송수신면을 변경하는 광신호 송수신 방향 변경장치; 및
상기 제어모듈의 제어에 따라 상기 광신호 송수신 방향 변경장치를 구동하는 광신호 송수신 방향 변경장치 구동부로 구성됨을 특징으로 하는 이동체를 위한 광통신 시스템.
이동체에 설치되는 광통신장치에 있어서,
데이터 광신호를 송수신하는 데이터 광신호 송수신부,
상기 데이터 광신호 송수신 경로를 따라 비컨 광신호를 송수신하는 비컨 광신호 송수신부,
상기 데이터 및 비컨 광신호 송수신 경로를 변경하는 광신호 송수신 경로 변경부, 및
상기 비컨 광신호 송수신부를 통해 고정 광통신장치로부터의 비컨 광신호가 검출되면, 상기 광신호 송수신 경로 변경부를 구동하여 상기 비컨 광신호를 제공하는 고정 광통신장치의 비컨 및 데이터 광신호 송수신 경로를 트래킹하여 비컨 및 데이터 광신호를 송수신하는 제어모듈로 구성되는 광통신모듈들;
상기 광통신모듈들 중 어느 한 광통신모듈을 통해 형성된 통신경로와 내부 망을 연결하는 내부망 인터페이스 장치를 구비함을 특징으로 하는 이동체를 위한 광통신장치.
제5항에 있어서,
상기 광통신모듈들 각각의 비컨 광신호 송수신부 및 데이터 광신호 송수신부는, 비컨 광신호의 수신세기 또는 통신 에러율을 생성하고,
상기 광통신모듈들 각각의 제어모듈은, 상기 비컨 광신호 송수신부 및 데이터 광신호 송수신부가 생성한 비컨 광신호의 수신세기 또는 통신 에러율을 제공받고, 그 비컨 광신호 및 데이터 광신호의 수신세기 또는 통신에러율에 대한 정보인 경로결정을 위한 참조정보를 생성하여 다른 광통신모듈의 제어모듈로 송수신하며,
외부로부터 제공된 참조정보를 토대로 자신이 수신한 비컨 광신호의 수신세기가 가장 크거나 통신 에러율이 가장 작다면, 상기 광신호 송수신 경로 변경부를 구동하여 상기 비컨 광신호를 제공하는 이동체용 광통신장치의 비컨 및 데이터 광신호 송수신 경로를 트래킹하여 비컨 및 데이터 광신호를 송수신함을 특징으로 하는 이동체를 위한 광통신 시스템.
제5항에 있어서,
상기 광통신모듈들 각각의 광신호 송수신 경로 변경부는,
비컨 및 데이터 광신호를 반사하여 송수신 방향을 변경하는 미러;
상기 미러의 반사각을 변경하는 미러 구동부; 및
상기 제어모듈의 제어에 따라 상기 미러 구동부를 제어하는 미러 구동 제어부로 구성됨을 특징으로 하는 이동체를 위한 광통신장치.
제5항에 있어서,
상기 광통신모듈들 각각의 광신호 송수신 경로 변경부는,
비컨 및 데이터 광신호 송수신부의 광신호 송수신면을 변경하는 광신호 방향 변경장치; 및
상기 제어모듈의 제어에 따라 상기 광신호 송수신 방향 변경장치를 구동하는 광신호 송수신 방향 변경장치 구동부로 구성됨을 특징으로 하는 이동체를 위한 광통신장치.
제5항에 있어서,
상기 내부 망 인터페이스 장치는,
상기 광통신모듈들로부터 제공되는 데이터의 수신세기 또는 통신에러율에 따라 어느 한 광통신모듈을 포함하는 통신경로를 선택함을 특징으로 하는 이동체용 광통신장치.
이동체의 이동경로에 설치되는 고정 광통신장치에 있어서,
비컨 광신호를 송수신하는 비컨 광신호 송수신부,
데이터 광신호를 송수신하는 데이터 광신호 송수신부,
상기 데이터 송수신 경로를 변경하는 광신호 송수신 경로 변경부, 및
상기 비컨 광신호 송수신부를 통해 이동체에 구비된 광통신장치로부터의 비컨 광신호가 검출되면, 상기 광신호 송수신 경로 변경부를 구동하여 상기 비컨 광신호를 제공하는 이동체에 구비되는 광통신장치의 데이터 광신호 송수신 경로를 트래킹하여 데이터 광신호를 송수신하는 제어모듈로 구성되는 광통신모듈;
상기 광통신모듈을 통해 형성된 통신경로와 네트워크를 연결하는 네트워크 인터페이스 장치를 구비함을 특징으로 하는 이동체의 이동경로에 설치되는 고정 광통신장치.