KR20160096470A - 트레이스 기반 자동 이득 제어 가능한 광 선로 감시 장치 및 방법 - Google Patents

트레이스 기반 자동 이득 제어 가능한 광 선로 감시 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

송신 후 광 선로에서 반사되어 수신되는 신호의 트레이스를 분석하여 광 선로의 장애를 검출하는 광 선로 감시 장치가 개시된다. 이 광 선로 감시 장치는 가변 이득 증폭부와 아날로그/디지털 변환부 및 제어부를 포함한다. 가변 이득 증폭부는 수신 신호에 대해 이득 증폭한다. 아날로그/디지털 변환부는 이득 증폭된 신호를 디지털 신호로 변환한다. 그리고 제어부는 디지털로 변환된 신호 트레이스를 분석하여 그 분석 결과에 따라 가변 이득 증폭부의 이득을 조절한다.

Description

트레이스 기반 자동 이득 제어 가능한 광 선로 감시 장치 및 방법{Optical line monitoring system with trace-baced auto gain control and method thereof}
광 선로 감시 장치, 특히 광 시간영역 반사측정 기술을 이용한 광 선로 감시 장치가 개시된다.
광 시간영역 반사측정기(Optical Time-Domain Reflectometer, OTDR)는 광 통신망의 손상 등 이상 유무를 측정할 수 있는 계측기로서, 광 선로(optical fiber link) 상에서의 결함 지점을 검출하는데 대표적으로 이용된다. 광 시간영역 반사측정기는 광 선로를 감시하기 위해 감시신호(probing signal)를 광 선로 상에 보내어 되돌아오는 반사신호를 통해 선로의 결함 등을 찾아낸다. 반사의 종류에는 크게 두 가지가 있다. 하나는 광섬유(optical fiber) 내에서 레일리 후방 산란(Rayleigh back-scattering)이 일어나면서 산란된 빛의 일부가 반사되는 것이고, 다른 하나는 광 선로를 지날 때 선로 상에서의 굴절률이 서로 달라 발생하는 프레넬(Fresnel) 반사이다. 레일리 반사의 정도는 입력되는 빛의 세기에 비례하며, 프레넬 반사의 세기는 서로 다른 굴절률의 차이가 클수록 반사가 크게 일어난다.
도 1은 광 시간영역 반사측정기의 기본 동작 원리를 나타낸 도면이다. 광 시간영역 반사측정기는 광 선로의 결함을 찾기 위해 단일 펄스 또는 부호화된 코드인 감시신호를 레이저를 통해 광 선로에 인가한 후, 반대 방향으로 반사되어 오는 신호를 분석하여 광 선로의 절단, 손실, 휘어짐과 같은 선로의 물리적 상태를 측정한다. 도 1에서 보듯이, 광 선로의 중간에 광 섬유 간 접합지점(splicing point) 또는 광 커넥터가 존재할 경우에는 연결 지점에서의 굴절률의 차이에 의해 프레넬 반사가 발생하여 되돌아오고, 감시신호가 선로를 지나갈 때에는 레일리 후방 산란에 의해 연속적으로 반사되어 들어오는 신호가 존재하게 된다. 레일리 후방 산란은 감시 광의 세기에 비례한다. 감시 광의 세기는 선로를 따라 광파이버의 손실계수에 지수적으로 비례하여 감쇄하는바, 레일리 후방 산란을 통해 선로의 손실을 알아낼 수 있다. 광 시간영역 반사측정기의 측정 시간은 선로의 길이에 따라 달라지는데, 감시신호가 광 선로를 왕복하는데 소요되는 시간만큼 측정하고, 시간에 따른 반사신호의 기록(이를 OTDR 측정 트레이스라 칭할 수 있음)을 통해 광 선로의 상태를 알게 된다.
한편, 정확한 측정 트레이스를 얻어내기 위해서는 수신신호의 신호대잡음비(signal-to-noise ratio, SNR)를 높이는 것이 중요한데, 이를 위해서는 수신 경로에 위치하는 아날로그/디지털 변환기(analog-digital converter, ADC)로 입력되는 수신신호의 크기가 ADC의 SNR을 높일 수 있는 크기가 되도록 해야 한다. 이를 위해, 수신 경로에 위치하는 가변 이득 증폭기(variable gain amplifier, VGA)의 이득을 ADC의 입력 범위에 맞게 조절할 수 있는 자동이득제어기가 필요하다.
데이터 통신의 경우, 자동이득제어기는 입력신호의 평균전압인 평균전력의 제곱근을 구한 다음에 목표 전압과의 비(ratio) 값을 알아내어 필요한 이득을 VGA에 설정한다. 자동이득제어기는 입력신호에 대해 일정 관찰 구간(observing window) 동안에 평균전력을 구하는데, 이때 구한 평균전력의 값이 신호의 나머지 구간과 큰 차이가 없다. 즉, 최대치 대비 평균값 비(Peak-to-Average, Ratio, PAR)가 크지 않으며, 신호의 구간 동안 거의 변화하지 않기 때문에 ADC 입력의 크기를 PAR의 크기만큼 고려해 목표 전압을 설정하더라도 SNR의 손실이 크지 않다.
그러나 광 시간영역 반사측정기의 경우, 측정하고자 하는 광 선로의 상태에 따라 반사되는 신호의 크기가 다르기 때문에, 일정 관찰 구간 동안의 평균값이 나머지 구간에서의 평균값과의 차이가 심하게 나타난다. 이를 도 2에 나타내었다. 도 2에 도시된 바와 같이, PAR가 크게 나타남에도 평균전력에 맞춰 신호의 크기를 조절할 경우, ADC의 입력범위 대비 작은 신호를 만들거나 큰 신호를 만들게 되어 ADC의 SNR 저하를 가져오게 된다. 즉, 신호의 PAR가 일정하지 않은 문제로 인해, 평균전력에 기반한 자동이득을 제어할 경우 ADC 입력의 동적 영역(dynamic range)을 최대한 활용할 수 없게 된다. 이는 결국 OTDR 트레이스 신호의 신호대잡음비 저하를 유발하게 되는바, 정확한 광 선로 상태를 분석할 수 없게 된다.
국내등록특허공보 제10-0251694호 (2000년 4월 15일 공고)
PAR 값에 관계없이 ADC의 동적 영역을 최대로 활용하여 OTDR 트레이스 신호의 신호대 잡음비 저하 유발을 방지하는 기술적 방안이 개시된다.
일 양상에 따른 송신 후 광 선로에서 반사되어 수신되는 신호의 트레이스를 분석하여 광 선로의 장애를 검출하는 광 선로 감시 장치는 가변 이득 증폭부와 아날로그/디지털 변환부 및 제어부를 포함한다. 가변 이득 증폭부는 수신 신호에 대해 이득 증폭한다. 아날로그/디지털 변환부는 이득 증폭된 신호를 디지털 신호로 변환한다. 그리고 제어부는 디지털로 변환된 신호 트레이스를 분석하여 그 분석 결과에 따라 가변 이득 증폭부의 이득을 조절한다.
일 양상에 따르면, 제어부는 최고점 탐색부와 이득 조절부를 포함한다. 최고점 탐색부는 디지털로 변환된 신호 트레이스의 최고점을 탐색하며, 이득 조절부는 최고점에 맞춰 가변 이득 증폭부의 이득을 조절한다.
일 양상에 따르면, 최고점 탐색부는 최고점 후보 식별부와 최고점 선택부를 포함한다. 최고점 후보 식별부는 아날로그/디지털 변환부로부터의 입력 샘플과 한 샘플 지연된 제 1 이전 입력 샘플 및 두 샘플 지연된 제 2 이전 입력 샘플 중에서 제 1 이전 입력 샘플의 값이 가장 클 경우에 이를 최고점 후보로 식별한다. 그리고 최고점 선택부는 후보 최고점들 중에서 최고점을 선택한다.
일 양상에 따르면, 이득 조절부는 트레이스의 최고점을 기준으로 목표 값과의 비를 통해 이득 오차를 계산하고, 현재 이득 값에 이득 오차를 반영하여 조절 이득 값을 산출하며, 조절 이득 값으로 가변 이득 증폭부의 이득을 조절한다.
다른 양상에 따르면, 이득 조절부는 룩업 테이블에서 트레이스의 최고점과 목표 값에 대응되는 조절 이득 값을 확인하며, 확인된 조절 이득 값으로 가변 이득 증폭부의 이득을 조절한다.
일 양상에 따르면, 이득 조절부는 아날로그/디지털 변환부로의 입력신호의 크기가 입력범위를 넘어서는 오버플로우가 발생한 경우, 조절 이득 값을 낮춘다.
일 양상에 따르면, 제어부는 자동 이득 제어부를 포함한다. 자동 이득 제어부는 자동 이득 제어용 감시 펄스를 송신 제어하고, 송신 시점부터 대기시간 경과 후에 최고점 탐색부와 이득 조절부의 동작을 제어한다.
한편, 일 양상에 따른 광 선로 감시 장치의 자동 이득 제어 방법은 디지털로 변환된 신호 트레이스를 분석하는 단계, 및 분석 결과에 따라 가변 이득 증폭부의 이득을 조절하는 단계를 포함한다.
일 양상에 따르면, 분석 단계는 디지털로 변환된 신호 트레이스의 최고점을 탐색하며, 이득 조절 단계는 최고점에 맞춰 가변 이득 증폭부의 이득을 조절한다.
일 양상에 따르면, 최고점 탐색 단계는 아날로그/디지털 변환부로부터의 입력 샘플과 한 샘플 지연된 제 1 이전 입력 샘플 및 두 샘플 지연된 제 2 이전 입력 샘플 중에서 제 1 이전 입력 샘플의 값이 가장 클 경우에 이를 최고점 후보로 식별하는 단계, 및 후보 최고점들 중에서 최고점을 선택하는 단계를 포함한다.
일 양상에 따르면, 이득 조절 단계는 트레이스의 최고점을 기준으로 목표 값과의 비를 통해 이득 오차를 계산하는 단계, 현재 이득 값에 이득 오차를 반영하여 조절 이득 값을 산출하는 단계, 및 조절 이득 값으로 가변 이득 증폭부의 이득을 조절하는 단계를 포함한다. 나아가, 이득 조절 단계는 아날로그/디지털 변환부로의 입력신호의 크기가 입력범위를 넘어서는 오버플로우가 발생한 경우, 조절 이득 값을 낮추는 단계를 더 포함한다.
OTDR 트레이스의 일정하지 않은 PAR에 대한 자동 이득을 제어하기 위해 트레이스의 최고 지점을 탐색하여 이에 맞게 이득을 조정함으로써, PAR에 관계없이 ADC의 동적 영역을 최대로 활용하여 SNR 저하 유발을 방지할 수 있다.
도 1은 광 시간영역 반사측정기의 기본 동작 원리를 나타낸 도면이다.
도 2는 반사신호의 크기 변화에 따른 PAR의 크기를 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 광 선로 감시 장치의 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 최고점 탐색부의 블록도이다.
도 5는 도 4의 신호들을 나타낸 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 이득 오차 계산부의 블록도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 자동 이득 제어부의 설명을 위한 참조도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 자동 이득 제어부의 상태도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 트레이스 기반 자동 이득 제어 방법의 흐름도이다.
전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 일 실시예에 따른 광 선로 감시 장치의 블록도이다. 광 선로 감시 장치는 감시신호를 광 선로 상에 보내어 되돌아오는 반사신호를 통해 광 선로의 장애를 검출하는 장치이다. 이를 위해, 광 선로 감시 장치는 감시펄스 코드 생성부(100)와 레이저 구동부(200), 레이저(300), 광 커플러(400), 광 수신부(500), 트랜스임피던스 증폭부(transimpedance amplifier, TIA)(600), 가변이득 증폭부(VGA)(700), 아날로그/디지털 변환부(ADC)(800), 및 제어부(900)를 포함할 수 있다. 감시펄스 코드 생성부(100)와 레이저 구동부(200) 및 레이저(300)는 감시신호를 송신하기 위한 구성으로서, 잘 알려진 바와 같다. 감시펄스 코드 생성부(100)에 의해 생성된 감시 펄스는 레이저 구동부(200)와 레이저(300)에 의해 광신호로 생성되어 광 커플러(400)를 통해 광 선로로 송신되며, 광 선로에서 반사된 신호는 광 커플러(400)를 통해 광 수신부(500)로 수신된다.
광 수신부(500)와 트랜스임피던스 증폭부(600)와 가변 이득 증폭부(700) 및 아날로그/디지털 변환부(800)는 광 선로에서 반사된 신호를 수신하여 처리하기 위한 구성으로서, 그 자체 역할은 잘 알려진 바와 같다. 광 수신부(500)는 수신 광을 전기적 전류신호로 변환하며, 트랜스임피던스 증폭부(600)는 변환된 전류신호를 전압신호로 변환한다. 가변 이득 증폭부(700)는 트랜스임피던스 증폭부(600)의 출력 신호를 이득 증폭함으로써, ADC의 수신범위에 최적화되도록 하여 수신 신호의 SNR을 높이는 역할을 한다. 그리고 아날로그/디지털 변환부(800)는 아날로그 신호(Vi)를 디지털 신호(Vd)로 변환하여 제어부(900)로 출력한다.
제어부(900)는 디지털 신호 처리기(Digital Signal Processor, DSP)일 수 있으며, 아날로그/디지털 변환부(800)로부터 입력된 디지털 신호를 통해 광 선로의 상태를 분석할 수 있다. 나아가, 제어부(900)는 디지털 신호 트레이스를 분석하여 그 분석 결과에 따라 가변 이득 증폭부(700)의 이득을 조절하는 역할을 한다. 일 양상에 따르면, 제어부(900)는 최고점 탐색부(910)와 이득 조절부(920)를 포함한다. 최고점 탐색부(910)는 디지털로 변환된 신호 트레이스에서 최고점(Vm)을 탐색한다. 그리고 이득 조절부(920)는 최고점에 맞춰 가변 이득 증폭부(700)의 이득을 조절한다. 이 같이, 트레이스의 최고점(최대값)을 찾은 다음에 이 최고점에 맞춰 이득을 조절하게 되면, 일정하지 않은 PAR의 값에 관계없이 ADC(800)의 동적 영역을 최대로 활용할 수 있다.
최고점 탐색부(910)의 구성이 도 4에 예시되어 있다. 도 4를 참조하여 최고점 탐색부(910)의 최고점 탐색 과정에 대해 상세히 설명한다. 입력신호 r(n)에 대해 절대치(911)를 구하여 음수의 값을 가지는 부분을 양의 값으로 전환하고, r(n)을 한 샘플 지연(912)시키며, r(n)과 r(n-1)을 비교하기 위해 제 1 비교기(914)를 거친다. 제 1 비교기(914)는 현재 입력 샘플 값인 r(n)과 이전 입력 샘플 값인 r(n-1)을 비교하여 r(n-1)이 r(n)보다 클 경우에는 ‘1’을 출력하고 그렇지 않을 경우에는 ‘0’을 출력한다. 그리고 r(n-1)과 r(n-1)보다 한 샘플 더 지연(913)된 값인 r(n-2)를 비교하는 제 2 비교기(915)를 거친다. 제 2 비교기(915)는 r(n-1)의 값이 r(n-2)의 값보다 클 경우에 ‘1’을 출력한다. 최대값을 가지는 지점은 한 샘플 이전의 지점과 한 샘플 이후의 지점보다 당연히 값이 크므로, 제 1 비교기(914)의 출력과 제 2 비교기(915)의 출력이 모두 ‘1’일 경우, 즉 논리곱(917)을 취한 결과값인 Y(m)이 ‘1’이면 그 r(n-1)의 지점이 최고점이 될 가능성이 있음을 알 수 있다.
최고점 후보 식별부(918)는 한 샘플 지연(916) 입력된 r(n-1)에 대해 Y(m)이 ‘1’이면, 그 r(n-1)의 지점을 최고점 후보로 식별한다. 즉, 최고점 후보 식별부(918)는 r(n-1)의 값을 기준으로 Y(m)이 ‘1’인 경우에 r(n-1)의 지점들을 후보 최고점들로 구성할 수 있다. 이를 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00001
최고점 후보 식별부(918)의 출력 s(k)를 도 4에 나타내었다. 후보 최고점들의 값으로부터 최고점을 구하는 기능은 최고점 선택부(919)에 의해 이루어진다. 최고점 선택부(919)는 후보 최고점들인 s(k)를 대상으로 최고점을 찾아내는데, 이의 출력 m(k)는 수학식 2와 같다.
Figure pat00002
한편, 일 양상에 따른 이득 조절부(920)는 트레이스의 최고점을 기준으로 목표 값과의 비를 통해 이득 오차를 계산하고, 현재 이득 값에 이득 오차를 반영하여 조절 이득 값을 산출하며, 조절 이득 값으로 가변 이득 증폭부(700)의 이득을 조절한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 이득 조절부(920)는 이득 산출부(930)와 이득 조절 설정부(940)를 포함할 수 있다. 이득 산출부(930)는 최고점 탐색부(910)로부터 최고점의 값인 Vm을 입력받으며, ADC(800)의 동적 영역을 최대한 활용하기 위한 목표 값 Vt 대비 최고점 Vm 값이 얼마나 차이가 나는지를 계산한다.
이득 산출부(930)의 구성이 도 6에 예시되어 있다. 우선, 이득 오차 계산부(931)가 최고점의 값 Vm으로부터 목표치 Vt만큼의 비 값에 대해 조절해야 할 이득 값을 구한다. 이는 수학식 3을 통해 구해질 수 있다.
Figure pat00003
가변 이득 증폭부(700)에 설정되어 있는 이득 값 대비 목표치 Vt를 얻기 위한 오차 값을 구한 후, 현재의 이득 값에 더해주면 목표치 Vt가 입력될 수 있는 이득을 얻을 수 있다. 현재의 이득 값에서 오차 이득을 더해주는 기능은 이득 가산기(932)를 통해 얻어진다. 그런데 이득 가산된 값에 의해 입력신호 Vi의 크기가 ADC(800)의 입력범위를 넘어서는 오버플로우가 발생할 경우, 이득을 급격히 감소시켜야 하는데 이 역할은 이득감쇄기(933)에서 이루어진다. 오버플로우는 ADC(800)에서 감지되어 제어부(900)로 보고될 수 있으며, 제어부(900)에서 감지될 수도 있다. 오버플로우가 발생되면, 정해진 이득만큼 감쇄되는데, 도 6에서는 감쇄될 이득 값을 20dB로 예시하고 있다. 오버플로우 설정 단자를 통해 오버플로우로 설정되면, 이득감쇄기(933)는 이득가산기(932)에서 가산된 이득 값에서 20dB만큼 감쇄한다. 그리고 최종적으로 정해진 조절 이득 값(GaimAccum)은 이득 저장부(936)에 저장된다. 이득 저장부(936)는 FIFO(first in first out) 버퍼일 수 있다. 그리고 이득 조절 설정부(940)는 이득 저장부(936)에 저장된 조절 이득 값을 가지고 가변 이득 증폭부(700)의 이득 조절단자의 특성에 맞게 이득을 조절한다.
추가로, 기본 이득 설정기(934)와 고정 이득 설정기(935)가 더 부가될 수 있다. 기본 이득 설정기(934)는 디폴트로 설정된 기본 이득을 선택하여 출력할 수 있게 하는 먹스이며, 고정 이득 설정기(935)는 외부로부터 새로이 설정되는 고정 이득을 선택하여 출력할 수 있게 하는 먹스이다. 기본 이득 설정기(934)와 고정 이득 설정기(935) 중 적어도 하나는 구성에서 제외될 수 있다.
한편, 이득 산출부(930)는 이득 오차 계산부(931)에 의해 계산된 이득 오차에 대한 정보로 룩업 테이블(look-up table, LUT)을 구성할 수 있다. 룩업 테이블에는 최고점 값마다 대응되는 이득 오차 값이 기록된다. 일 실시예에 있어서, 이득 산출부(930)는 1차로 룩업 테이블을 검색하여 최고점에 대응되는 이득 오차 값이 있는지를 확인하여 있으면 그 확인된 이득 오차 값을 사용하고, 없으면 이득 오차 계산부(931)에 의해 계산된 이득 오차 값을 사용하여 조절 이득 값을 산출할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 이득 산출부(930)에는 이득 오차 계산부(931) 구성이 제외되고, 대신에 룩업 테이블을 검색하는 기능이 포함될 수 있다. 이때의 룩업 테이블은 사전에 미리 만들어져 광 선로 감시 장치의 내부 메모리에 저장될 수 있다.
한편, 제어부(900)의 자동 이득 제어부(950)는 자동 이득 제어를 위해 최고점 탐색부(910)와 이득 산출부(930) 및 감시펄스 코드 생성부(100)를 제어하는 역할을 한다. 일 실시예에 있어서, 자동 이득 제어부(950)는 먼저 자동 이득 제어를 수행하기 위해 AGC용 송신 파라미터를 설정하고, AGC용 송신 펄스를 송신하도록 감시펄스 코드 생성부(100)를 제어한다. 이후, 송신 펄스가 광 선로로 출력되고 되돌아오는 대기시간 동안 기다린 다음, 수신 ADC(800)의 입력 값으로부터 최고점을 찾을 수 있도록 최고점 탐색부(910)를 제어한다. 이후에 이득 산출부(930)를 제어하는데, 이득 오차 계산부(931)를 먼저 제어하고 계산이 끝나게 되면 가변 이득 증폭부(700)의 이득 제어 단자를 설정하기 위한 이득 조절 설정부(940)를 제어한다. 이에 대한 이해를 돕기 위한 도면이 도 7과 도 8에 예시되어 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 트레이스 기반 자동 이득 제어 방법의 흐름도이다.
제어부(900)는 VGA(700)의 이득을 제어하기 위해 ADC(800)로부터 입력된 자동 이득 제어용 신호 트레이스를 분석한다(S100). S100 단계는 S110 단계와 S120 단계로 수행될 수 있다. S110 단계는 ADC(800)로부터 입력된 신호 트레이스를 분석하여 후보 최고점들을 식별한다. 일 양상에 따른 최고점 후보 식별 과정은 입력 샘플 r(n)과 한 샘플 지연된 제 1 이전 입력 샘플 r(n-1) 및 두 샘플 지연된 제 2 지연 샘플 r(n-2) 중에서 제 1 이전 입력 샘플인 r(n-1)의 값이 가장 클 경우에 이를 최고점 후보로 식별한다. 그리고 S120 단계는 후보 최고점들 중에서 가장 큰 최고점을 최종 최고점으로 선택한다.
S100이 완료되면, 제어부(900)는 S100의 결과에 따라 VGA(700)의 이득을 조절한다(S200). S200 단계는 S210 단계와 S220 단계 및 S250 단계로 수행될 수 있으며, 추가로 S230 단계와 S240 단계가 더 수행될 수 있다. S210 단계는 최고점과 목표 값과의 비를 통해 이득 오차를 계산한다. 이득 오차 값은 수학식 3을 통해 얻어질 수 있다. S220 단계는 현재 이득 값에 이득 오차 값을 반영하여, 즉 이득 가산하여 조절 이득 값을 산출한다. S250 단계는 산출된 조절 이득 값으로 VGA(700)의 이득을 조절한다. 한편, 상술한 바와 같이 오버플로우가 발생할 수 있다. 따라서, 제어부(900)는 오버플로우가 발생하였는지를 판단하고, 발생하였을 경우 조절 이득 값을 정해진 감쇄 값만큼 감쇄하는 과정을 추가로 수행할 수 있다(S230)(S240).
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. 그러므로 개시된 실시예들은 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 할 것이다.
100 : 감시펄스 코드 생성부 200 : 레이저 구동부
300 : 레이저 400 : 광 커플러
500 : 광 수신부 600 : 트랜스임피던스 증폭부
700 : 가변 이득 증폭부 800 : 아날로그/디지털 변환부
900 : 제어부 910 : 최고점 탐색부
920 : 이득 조절부 930 : 이득 산출부
940 : 이득 조절 설정부 950 : 자동 이득 제어부

Claims (13)

  1. 송신 후 광 선로에서 반사되어 수신되는 신호의 트레이스를 분석하여 광 선로의 장애를 검출하는 광 선로 감시 장치에 있어서,
    수신 신호에 대해 이득 증폭하는 가변 이득 증폭부;
    이득 증폭된 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환부; 및
    디지털로 변환된 신호 트레이스를 분석하여 그 분석 결과에 따라 가변 이득 증폭부의 이득을 조절하는 제어부;
    를 포함하는 트레이스 기반 자동 이득 제어 가능한 광 선로 감시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 제어부는 :
    디지털로 변환된 신호 트레이스의 최고점을 탐색하는 최고점 탐색부; 및
    최고점에 맞춰 가변 이득 증폭부의 이득을 조절하는 이득 조절부;
    를 포함하는 트레이스 기반 자동 이득 제어 가능한 광 선로 감시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 최고점 탐색부는 :
    아날로그/디지털 변환부로부터의 입력 샘플과 한 샘플 지연된 제 1 이전 입력 샘플 및 두 샘플 지연된 제 2 이전 입력 샘플 중에서 제 1 이전 입력 샘플의 값이 가장 클 경우에 이를 최고점 후보로 식별하는 최고점 후보 식별부; 및
    후보 최고점들 중에서 최고점을 선택하는 최고점 선택부;
    를 포함하는 트레이스 기반 자동 이득 제어 가능한 광 선로 감시 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    이득 조절부는 트레이스의 최고점을 기준으로 목표 값과의 비를 통해 이득 오차를 계산하고, 현재 이득 값에 이득 오차를 반영하여 조절 이득 값을 산출하며, 조절 이득 값으로 가변 이득 증폭부의 이득을 조절하는 트레이스 기반 자동 이득 제어 가능한 광 선로 감시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    이득 조절부는 아날로그/디지털 변환부로의 입력신호의 크기가 입력범위를 넘어서는 오버플로우가 발생한 경우, 조절 이득 값을 낮추는 트레이스 기반 자동 이득 제어 가능한 광 선로 감시 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    이득 조절부는 룩업 테이블에서 트레이스의 최고점과 목표 값에 대응되는 조절 이득 값을 확인하며, 확인된 조절 이득 값으로 가변 이득 증폭부의 이득을 조절하는 트레이스 기반 자동 이득 제어 가능한 광 선로 감시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    이득 조절부는 아날로그/디지털 변환부로의 입력신호의 크기가 입력범위를 넘어서는 오버플로우가 발생한 경우, 조절 이득 값을 낮추는 트레이스 기반 자동 이득 제어 가능한 광 선로 감시 장치.
  8. 제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 제어부는 :
    자동 이득 제어용 감시 펄스를 송신 제어하고, 송신 시점부터 대기시간 경과 후에 최고점 탐색부와 이득 조절부의 동작을 제어하는 자동 이득 제어부;
    를 더 포함하는 트레이스 기반 자동 이득 제어 가능한 광 선로 감시 장치.
  9. 송신 후 광 선로에서 반사되어 수신되는 신호에 대해 이득 증폭하는 가변 이득 증폭부; 및 이득 증폭된 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환부;를 포함하는 광 선로 감시 장치의 자동 이득 제어 방법에 있어서,
    디지털로 변환된 신호 트레이스를 분석하는 단계; 및
    분석 결과에 따라 가변 이득 증폭부의 이득을 조절하는 단계;
    를 포함하는 트레이스 기반 자동 이득 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    분석 단계는 디지털로 변환된 신호 트레이스의 최고점을 탐색하며,
    이득 조절 단계는 최고점에 맞춰 가변 이득 증폭부의 이득을 조절하는 트레이스 기반 자동 이득 제어 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 최고점 탐색 단계는 :
    아날로그/디지털 변환부로부터의 입력 샘플과 한 샘플 지연된 제 1 이전 입력 샘플 및 두 샘플 지연된 제 2 이전 입력 샘플 중에서 제 1 이전 입력 샘플의 값이 가장 클 경우에 이를 최고점 후보로 식별하는 단계; 및
    후보 최고점들 중에서 최고점을 선택하는 단계;
    를 포함하는 트레이스 기반 자동 이득 제어 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 이득 조절 단계는 :
    트레이스의 최고점을 기준으로 목표 값과의 비를 통해 이득 오차를 계산하는 단계;
    현재 이득 값에 이득 오차를 반영하여 조절 이득 값을 산출하는 단계; 및
    조절 이득 값으로 가변 이득 증폭부의 이득을 조절하는 단계;
    를 포함하는 트레이스 기반 자동 이득 제어 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 이득 조절 단계는 :
    아날로그/디지털 변환부로의 입력신호의 크기가 입력범위를 넘어서는 오버플로우가 발생한 경우, 조절 이득 값을 낮추는 단계;
    를 더 포함하는 트레이스 기반 자동 이득 제어 방법.
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