KR20160123137A - 광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 장치 및 방법이 개시된다. 일 양상에 따른 광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 장치는, 양극(bipolar) 코드 감시 신호에 대응하는 양극 형태의 감시광을 출력하는 레이저부와, 광선로로부터 수신된 감시광의 반사광을 전기신호로 변환하는 광수신부와, 변환된 전기신호에서 DC 오프셋 성분을 제거하는 DC 제거부를 포함할 수 있다.

Description

광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 장치 및 방법{Apparatus and method for driving optical source for optical time domain reflectometer}
광선로 감시 기술에 관한 발명으로, 특히, 광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 장치 및 방법에 관한 것이다.
광선로(Optical fiber link) 상에서의 결함 지점을 검출하는데 가장 널리 사용하고 있는 방법은 광 시간영역 반사측정 장치(OTDR: Optical Time Domain Reflectometer)를 사용하는 것이다. 일반적으로 OTDR은 광선로에 짧은 주기의 광 펄스를 보내고 이 광 펄스가 진행되는 동안 반사되는 빛을 측정하여 광선로 상에서의 손실, 다른 광선로 또는 결함 지점을 검출한다.
광선로에서의 반사의 종류는 크게 광섬유 내에서 레일리 산란(Rayleigh scattering)이 일어나면서 산란된 빛의 일부가 되돌아 가는 레일리 반사와 광선로상에서의 굴절률의 차이에 의해 발생하는 프레넬(Fresnel) 반사로 구분된다. 이때, 레일리 반사의 정도는 입력되는 빛의 세기에 비례하며 프레넬 반사의 정도는 굴절률의 차이에 비례한다.
단일 광 펄스를 이용하는 OTDR은 광선로의 결함 지점을 검출하는 정확도와 측정할 수 있는 광선로의 길이가 서로 상충된다. 즉, 폭이 짧은 광 펄스(narrow optical pulse)를 이용하는 경우 광선로의 결함 지점 검출의 정확도는 증가하나, 레일리 반사가 적게 발생하여 먼 거리까지 측정할 수 없다.
이를 극복하기 위해, 양극(bipolar) 코드 방식의 펄스를 전송하는 코드 기반 OTDR이 있으나, 코드 기반 OTDR의 경우도 그 특성상 양극 코드를 단극(unipolar) 형태의 신호로 변환하는 별도의 신호 처리 과정이 필요하다.
코드 기반의 광선로 감시 장치에서 양극 코드 감시 신호에 대응하는 양극 형태의 감시광을 생성 및 출력하는 광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 양상에 따른 광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 장치는, 양극(bipolar) 코드 감시 신호에 대응하는 양극 형태의 감시광을 출력하는 레이저부와, 광선로로부터 수신된 감시광의 반사광을 전기신호로 변환하는 광수신부와, 변환된 전기신호에서 DC 오프셋 성분을 제거하는 DC 제거부를 포함할 수 있다.
레이저부는, 양극 코드 감시 신호를 기반으로 제1 양극 구동 신호 및 제2 양극 구동 신호를 생성하는 양극 구동 신호 생성부와, 생성된 제1 양극 구동 신호 및 제2 양극 구동 신호를 기반으로 레이저에 전류를 공급하는 레이저 구동부와, 공급된 전류에 따라 양극 형태의 감시광을 생성하여 출력하는 레이저를 포함할 수 있다.
양극 구동 신호 생성부는, 코드 구간 값은 동일하나 비코드 구간 값은 다른 제1 양극 구동 신호 및 제2 양극 구동 신호를 생성할 수 있다.
양극 구동 신호 생성부는, 양극 코드 감시 신호에서 코드 구간 내의 -1을 0으로 변환하고, 비코드 구간 값을 0으로 유지하여 제1 양극 구동 신호를 생성하고, 양극 코드 감시 신호에서 코드 구간 내의 -1을 0으로 변환하고, 비코드 구간 값을 +1로 변환하여 제2 양극 구동 신호를 생성할 수 있다.
레이저 구동부는, 양극 코드 감시 신호의 휴지 구간에는 기 설정된 전류를 레이저에 공급하고, 양극 코드 감시 신호의 +1 코드 구간에는 기 설정된 전류의 두 배의 전류를 상기 레이저에 공급하고, 양극 코드 감시 신호의 -1 코드 구간에는 레이저에 대한 전류의 공급을 차단할 수 있다.
레이저 구동부는, 제1 양극 구동 신호에 의해 제어되는 제1 스위치와, 제2 양극 구동 신호에 의해 제어되는 제2 스위치와, 제1 스위치 및 제2 스위치의 on/off 동작에 따라 레이저에 전류를 공급하는 전류 공급부를 포함할 수 있다.
광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 장치는, 광선로 감시를 위한 양극 코드 감시 신호를 생성하는 감시 신호 생성부를 더 포함할 수 있다.
광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 장치는, 레이저부에서 출력된 양극 형태의 감시광을 광선로에 전송하고, 광선로에서 되돌아오는 감시광의 반사광을 수신하는 광커플러를 더 포함할 수 있다.
광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 장치는, DC 오프셋 성분이 제거된 전기 신호의 크기를 조절하는 증폭부와, 크기가 조절된 전기 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부를 더 포함할 수 있다.
다른 양상에 따른 광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 방법은, 양극(bipolar) 코드 감시 신호에 대응하는 양극 형태의 감시광을 출력하는 단계와, 광선로로부터 수신된 상기 감시광의 반사광을 전기신호로 변환하는 단계와, 변환된 전기신호에서 DC 오프셋 성분을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
양극 형태의 감시광을 출력하는 단계는, 양극 코드 감시 신호를 기반으로 제1 양극 구동 신호 및 제2 양극 구동 신호를 생성하는 단계와, 생성된 제1 양극 구동 신호 및 제2 양극 구동 신호를 기반으로 레이저에 전류를 공급하는 단계와, 레이저에 공급된 전류에 따라 양극 형태의 감시광을 생성하여 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
제1 양극 구동 신호 및 제2 양극 구동 신호를 생성하는 단계는, 코드 구간 값은 동일하나 비코드 구간 값은 다른 제1 양극 구동 신호 및 제2 양극 구동 신호를 생성할 수 있다.
제1 양극 구동 신호 및 제2 양극 구동 신호를 생성하는 단계는, 양극 코드 감시 신호에서 코드 구간 내의 -1을 0으로 변환하고, 비코드 구간 값을 0으로 유지하여 제1 양극 구동 신호를 생성하는 단계와, 양극 코드 감시 신호에서 코드 구간 내의 -1을 0으로 변환하고, 비코드 구간 값을 +1로 변환하여 제2 양극 구동 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
레이저에 전류를 공급하는 단계는, 양극 코드 감시 신호의 휴지 구간에는 기 설정된 전류를 레이저에 공급하는 단계와, 양극 코드 감시 신호의 +1 코드 구간에는 기 설정된 전류의 두 배의 전류를 레이저에 공급하는 단계와, 양극 코드 감시 신호의 -1 코드 구간에는 레이저에 대한 전류 공급을 차단하는 단계를 포함할 수 있다.
광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 방법은, 광선로 감시를 위한 양극 코드 감시 신호를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 방법은, 출력된 양극 형태의 감시광을 광선로에 전송하는 단계와, 광선로에서 되돌아오는 감시광의 반사광을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 방법은, DC 오프셋 성분이 제거된 전기 신호의 크기를 증폭하는 단계와, 크기가 증폭된 전기 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
코드 기반의 광선로 감시 장치에서 하나의 양극 코드를 그대로 한번에 전송함으로써 광선로에 대한 측정시간을 단축할 수 있다.
또한, 양극 형태를 가지는 신호를 수신할 수 있으므로 코드 기반 OTDR의 복잡도를 줄일 수 있다.
도 1은 광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 장치의 일 실시예를 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1의 레이저 구동부(112)의 상세 구성도이다.
도 3은 도 1의 레이저 구동부(112)를 구현한 회로도의 예를 도시한 도면이다.
도 4는 도 1의 광원 구동 장치(100)의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 장치의 다른 실시예를 도시한 구성도이다.
도 6은 광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 7은 도 6의 양극 형태의 감시광 생성 및 출력 과정(620)의 상세 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 광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 장치의 일 실시예를 도시한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 광원 구동 장치(100)는 레이저부(110), 광수신부(120), 및 DC 제거부(130)를 포함할 수 있다.
레이저부(110)는 +1, -1의 양극(bipolar)으로 이루어진 양극(bipolar) 코드 형태의 감시 신호(probe signal)(이하, 양극 코드 감시 신호)에 대응하는 양극 형태의 감시광을 생성하여 출력할 수 있다.
양극성의 코드 기반 신호는 단일 펄스(single pulse)와 달리 광통신에서 많이 사용하고 있는 레이저 다이오드/직접 광수신기 등과 같은 광전 소자를 통해 전달하는데 적합하지 않다. 레이저 다이오드/직접 광수신기는 광신호의 세기 즉 전력을 송신 또는 수신하기 때문에 특성상 단극 신호를 보내게 된다. 이러한 이유로 양극성의 코드 기반 신호를 이용하여 광선로를 감시하는 경우 일반적으로 양극성의 코드 기반 신호를 단극 신호로 변환하기 위해 별도의 신호 처리를 거쳐야 한다.
일 실시예에 따르면, 레이저부(110)는 양극성의 코드 기반 신호, 즉 양극 코드 감시 신호를 단극 신호로 변환하지 않고, 양극 코드 감시 신호에 대응하는 양극 형태의 감시광을 생성하여 출력할 수 있다. 이를 위해, 레이저부(110)는 양극 구동 신호 생성부(111), 레이저 구동부(112), 및 레이저(113)를 포함할 수 있다.
양극 구동 신호 생성부(111)는 양극 코드 감시 신호에 대응하는 양극 형태의 감시광을 레이저(113)를 통해 출력하기 위해, 양극 코드 감시 신호를 기반으로 제1 양극 구동 신호 및 제2 양극 구동 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 양극 구동 신호 생성부(111)는 코드 구간은 동일하나, 비코드 구간은 서로 다른 제1 양극 구동 신호 및 제2 양극 구동 신호를 생성할 수 있다. 예를 들면, 양극 구동 신호 생성부(111)는 양극 코드 감시 신호의 코드 구간의 +1 값은 그대로 +1 값으로 유지하고, -1 값은 0으로 변환하고, 비코드 구간의 0 값은 그대로 0 값으로 유지하여 제1 양극 구동 신호를 생성할 수 있다. 또한, 양극 구동 신호 생성부(111)는 양극 코드 감시 신호의 코드 구간의 +1 값은 그대로 +1 값으로 유지하고, -1 값은 0으로 변환하고, 비코드 구간의 0 값은 +1 값으로 변환하여 제2 양극 구동 신호를 생성할 수 있다.
예컨대, 비코드 구간은 0 값을 가지며 양극 코드 (+1, -1)로 구성된 양극 코드 감시 신호를 통해 광선로(10)를 감시하고자 한다고 가정한다. 이 경우, 양극 구동 신호 생성부(111)는 코드 구간은 (+1, 0)을, 비코드 구간은 0 값을 가지는 제1 양극 구동 신호, 및 코드 구간은 (+1, 0)을, 비코드 구간은 +1 값을 가지는 제2 양극 구동 신호를 생성할 수 있다.
이를 수학식으로 표현하면, 다음과 같다.
Figure pat00001
Figure pat00002
여기서,
Figure pat00003
는 제1 양극 구동 신호,
Figure pat00004
는 제2 양극 구동 신호,
Figure pat00005
는 양극 코드 감시 신호이다.
레이저 구동부(112)는 양극 구동 신호 생성부(111)에서 생성된 제1 양극 구동 신호 및 제2 양극 구동 신호를 기반으로 레이저(113)에 레이저 출력에 해당하는 전류를 공급할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 레이저 구동부(112)는 제1 양극 구동 신호 및 제2 양극 구동 신호를 기반으로 양극 코드 감시 신호의 비코드 구간에는 기 설정된 전류를 레이저(113)에 공급하고, +1 코드 구간에는 기 설정된 전류의 2배의 전류를 레이저(113)에 공급하고, -1 코드 구간에는 레이저(113)에 대한 전류의 공급을 차단할 수 있다.
레이저 구동부(112)에 관한 자세한 설명은 도 2 및 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.
레이저(113)는 레이저 구동부(112)에서 공급된 전류에 따라 전기 신호를 광신호로 변환할 수 있다. 레이저(113)는 레이저 구동부(112)에서 공급된 전류에 따라 양극 코드 감시 신호에 대응하는 양극 형태의 감시광을 생성하여 출력할 수 있다.
광수신부(120)는 광선로로부터 수신된 반사광을 전기 신호로 변환할 수 있다. 이때, 반사광은 양극 형태의 감시광이 광선로를 진행하면서 발생하는 레일리 반사광 및 프레넬 반사광을 포함할 수 있다.
DC 제거부(130)는 변환된 전기신호에서 DC 오프셋 성분을 제거할 수 있다.
광수신부(120)로 입력되는 반사광은 광선로(10)의 레일리(Rayleigh) 반사로 인해 처음 일부 구간 동안 지수 함수 모양을 띄게 되며, 그 이후 프레넬(Fresnel) 반사로 인해 펄스 모양을 띄게 된다. 이러한 반사광은 DC 오프셋 성분을 가지며, 이러한 신호를 증폭 및 A/D 변환을 거치게 될 경우 송신시 보냈던 양극의 값을 가지지 않게 된다. 따라서, 이러한 반사광을 양극 형태의 신호로 만들어 주기 위해, DC 제거부(130)는 변환된 전기 신호에서 DC 오프셋 성분을 제거할 수 있다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 일 실시예에 따른 레이저 구동부(112)를 상세하게 설명한다.
도 2는 도 1의 레이저 구동부(112)의 상세 구성도이다.
도 2를 참조하면, 레이저 구동부(112)는 전류 공급부(210), 제1 스위치(220), 및 제2 스위치(230)를 포함할 수 있다.
전류 공급부(210)는 제1 스위치(220) 및 제2 스위치(230)의 on/off 동작에 따라 레이저(113)에 레이저 출력에 해당되는 전류를 공급할 수 있다.
제1 스위치(220)는 제1 양극 구동 신호(
Figure pat00006
)에 따라 on/off되어 레이저(113)에 공급되는 전류의 양을 조절할 수 있다.
제2 스위치(230)는 제2 양극 구동 신호(
Figure pat00007
)에 따라 on/off되어 레이저(113)에 공급되는 전류의 양을 조절할 수 있다.
양극 코드 감시 신호의 비코드 구간의 경우, 제1 양극 구동 신호(
Figure pat00008
)는 0의 값을, 제2 양극 구동 신호(
Figure pat00009
)는 +1의 값을 가진다. 따라서, 비코드 구간에는 제1 양극 구동 신호(
Figure pat00010
)에 따라 제어되는 제1 스위치(220)는 off되고, 제2 양극 구동 신호(
Figure pat00011
)에 따라 제어되는 제2 스위치(230)는 on된다. 이로 인하여, 전류 공급부(210)는 기 설정된 전류를 레이저(113)에 공급하고, 레이저(113)는 공급된 기 설정된 전류에 해당하는 출력의 감시광을 생성하여 출력한다.
양극 코드 감시 신호의 +1 코드 구간의 경우, 제1 양극 구동 신호(
Figure pat00012
) 및 제2 양극 구동 신호(
Figure pat00013
)는 모두 +1의 값을 가진다. 따라서, +1 코드 구간에는 제1 양극 구동 신호(
Figure pat00014
)에 따라 제어되는 제1 스위치(220) 및 제2 양극 구동 신호(
Figure pat00015
)에 따라 제어되는 제2 스위치(230)가 모두 on된다. 이로 인하여, 전류 공급부(210)는 기 설정된 전류의 두 배의 전류를 레이저(113)에 공급하고, 레이저(113)의 출력은 비코드 구간에 비하여 더욱 커지게 되어 레이저(113)는 양극 신호 +1에 해당하는 감시광을 생성하여 출력한다.
양극 코드 감시 신호의 -1 코드 구간의 경우, 제1 양극 구동 신호(
Figure pat00016
) 및 제2 양극 구동 신호(
Figure pat00017
)는 모두 0의 값을 가진다. 따라서, -1 코드 구간에는 제1 양극 구동 신호(
Figure pat00018
)에 따라 제어되는 제1 스위치(220) 및 제2 양극 구동 신호(
Figure pat00019
)에 따라 제어되는 제2 스위치(230)가 모두 off된다. 이로 인하여, 전류 공급부(210)는 레이저(113)에 전류를 공급하지 않으며, 레이저(113)는 양극 신호 -1에 해당하는 감시광을 생성하여 출력한다.
도 3은 도 1의 레이저 구동부(112)를 구현한 회로도의 예를 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 전류 공급부(210)는 두 개의 N-MOS 트랜지스터로 구성될 수 있으며, 이때 두 개의 N-MOS 트랜지스터의 동작 전류는 게이트 단자(Vb)에 의해 결정될 수 있다.
제1 스위치(220)는 하나의 N-MOS 트랜지스터로 구성될 수 있으며, 그 N-MOS 트랜지스터의 게이트 단자는 제1 양극 구동 신호(
Figure pat00020
)에 의해 제어될 수 있다.
제2 스위치(23)는 하나의 N-MOS 트랜지스터로 구성될 수 있으며, 그 N-MOS 트랜지스터의 게이트 단자는 제2 양극 구동 신호(
Figure pat00021
)에 의해 제어될 수 있다.
도 4는 도 1의 광원 구동 장치(100)의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 양극 구동 신호 생성부(111)는 비코드 구간에는 0의 값으로 구성되며 코드 구간에는 -1 값과 +1 값으로 구성된 양극 코드 감시 신호(410)를 수신하여, 수학식 1을 이용하여 제1 양극 구동 신호(421)을 생성하고, 수학식 2를 이용하여 제2 양극 구동 신호(422)를 생성한다.
도시된 바와 같이, 생성된 제1 양극 구동 신호(421) 및 제2 양극 구동 신호(422)는 코드 구간에는 서로 동일한 값을 가지나, 비코드 구간에는 제1 양극 구동 신호(421)는 0의 값을, 제2 양극 구동 신호(422)는 +1의 값을 가진다.
양극 구동 신호 생성부(111)에서 생성된 제1 양극 구동 신호(421) 및 제2 양극 구동 신호(422)는 레이저 구동부(112)에 입력되고, 레이저 구동부(112)는 제1 양극 구동 신호(421) 및 제2 양극 구동 신호(422)에 따라 레이저의 출력에 해당하는 전류를 레이저(113)에 공급한다.
레이저(113)는 제1 양극 구동 신호(421) 및 제2 양극 구동 신호(422)의 비코드 구간(또는 양극 코드 감시 신호(410)의 비코드 구간)에는 기 설정된 전류를 레이저 구동부(112)로부터 공급받아 Pbias의 출력 파워를 가지는 감시광을 생성하여 출력한다.
또한, 레이저(113)는 제1 양극 구동 신호(421) 및 제2 양극 구동 신호(422)의 +1 코드 구간(또는 양극 코드 감시 신호(410)의 +1 코드 구간)에는 기 설정된 전류의 두 배의 전류를 레이저 구동부(112)로부터 공급받아 양극 신호 +1에 해당하는 출력 파워를 가지는 감시광을 생성하여 출력한다.
또한, 레이저(113)는 제1 양극 구동 신호(421) 및 제2 양극 구동 신호(422)의 0 코드 구간(또는 양극 코드 감시 신호(410)의 -1 코드 구간)에는 전류를 레이저 구동부(112)로부터 공급받지 않으며, 따라서 양극 신호 -1에 해당하는 출력 파워를 가지는 감시광을 생성하여 출력한다.
참조 번호 430은 레이저(113)에 의해 출력되는 감시광을 나타내며, 도시된 바와 같이, 레이저(113)에 의해 출력되는 감시광은 양극 형태를 가진다.
레이저(113)에서 출력된 감시광은 광선로(10)로 전달되고, 광수신부(120)는 광선로(10)의 레일리(Rayleigh) 반사 또는 프레넬(Fresnel) 반사에 의한 감시광의 반사광(440)을 수신하여 전기 신호로 변환한다.
이때, 전술한 바와 같이, 반사광(440)은 광선로(10)의 레일리(Rayleigh) 반사로 인해 처음 일부 구간 동안 지수 함수 모양을 띄게 되며, 그 이후 프레넬(Fresnel) 반사로 인해 펄스 모양을 띄게 된다.
참조 번호 440은 광선로(10)로부터 수신되는 반사광을 나타내며, 도시된 바와 같이, 반사광(440)은 Pcenter 세기의 신호 크기에 해당되는 값을 중심으로 파형이 형성된다. 즉, 반사광(440)은 오프셋 성분을 가진다.
DC 제거부(130)는 변환된 전기신호에서 DC 오프셋 성분을 제거한다. 전술한 바와 같이, 오프셋 성분을 가지는 반사광(440)을 전기 신호로 변환하여 신호의 증폭 및 A/D 변환을 수행하면, 송신시 보냈던 양극의 값을 가지지 않게 된다. 따라서, 이러한 반사광(440)을 양극 형태의 신호로 만들어 주기 위해, DC 제거부(130)는 변환된 전기 신호에서 DC 오프셋 성분을 제거한다.
참조 번호 450은 DC 오프셋 성분이 제거된 반사광의 전기 신호를 나타내며, 도시된 바와 같이, DC 오프셋 성분이 제거된 전기 신호(450)는 양극의 값을 가진다.
도 5는 광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 장치의 다른 실시예를 도시한 구성도이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 도 5의 광원 구동 장치(500)는 도 1의 광원 구동 장치(100)에서 감시 신호 생성부(510), 광커플러(520), 증폭부(530) 및 A/D 변환부(540)를 선택적으로 더 포함할 수 있다.
감시 신호 생성부(510)는 광선로(10) 감시를 위한 양극 코드 감시 신호를 생성할 수 있다. 이때, 생성되는 양극 코드 감시 신호는 +1과 -1로 대표되는 양극 신호를 가질 수 있다.
광커플러(520)는 레이저부(110)에서 생성된 감시광을 광선로(10)에 전송하고, 광선로(10)에서 되돌아 오는 감시광의 반사광을 수신할 수 있다.
증폭부(530)는 DC 오프셋 성분이 제거된 전기 신호를 A/D 변환부(540)의 입력 범위에 맞게 신호의 크기를 조절할 수 있다.
A/D 변환부(540)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다.
도 6은 광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 광원 구동 방법(600)은 먼저, 광선로 감시를 위한 양극 코드 감시 신호를 생성한다(610). 예컨대, 광원 구동 장치(500)는 +1과 -1로 대표되는 양극 코드 형태의 감시 신호를 생성할 수 있다.
그 후, 생성된 양극 코드 감시 신호에 대응하는 양극 형태의 감시광을 생성하여 광선로로 출력한다(620).
양극성의 코드 기반 신호는 단일 펄스(single pulse)와 달리 광통신에서 많이 사용하고 있는 레이저 다이오드/직접 광수신기 등과 같은 광전 소자를 통해 전달하는데 적합하지 않다. 레이저 다이오드/직접 광수신기는 광신호의 세기 즉 전력을 송신 또는 수신하기 때문에 특성상 단극 신호를 보내게 된다. 이러한 이유로 양극성의 코드 기반 신호를 이용하여 광선로를 감시하는 경우 일반적으로 양극성의 코드 기반 신호를 단극 신호로 변환하기 위해 별도의 신호 처리를 거쳐야 한다.
일 실시예에 따르면, 광원 구동 장치(100, 500)는 양극성의 코드 기반 신호, 즉 양극 코드 감시 신호를 단극 신호로 변환하지 않고, 양극 코드 감시 신호에 대응하는 양극 형태의 감시광을 생성하여 광선로로 출력할 수 있다.
그 후, 광선로로부터 감시광의 반사광을 수신하고 수신된 반사광을 전기 신호로 변환한다(630).
그 후, 변환된 전기신호에서 DC 오프셋 성분을 제거한다(640).
광원 구동 장치(100, 500)에 수신되는 반사광은 광선로(10)의 레일리(Rayleigh) 반사로 인해 처음 일부 구간 동안 지수 함수 모양을 띄게 되며, 그 이후 프레넬(Fresnel) 반사로 인해 펄스 모양을 띄게 된다. 이러한 감시광의 반사광은 DC 오프셋 성분을 가지며, 이러한 신호를 증폭 및 A/D 변환을 거치게 될 경우 송신시 보냈던 양극의 값을 가지지 않게 된다. 따라서, 이러한 반사광을 양극 형태의 신호로 만들어 주기 위해, 광원 구동 장치(100, 500)는 변환된 전기 신호에서 DC 오프셋 성분을 제거할 수 있다.
그 후, DC 오프셋 성분이 제거된 전기 신호의 크기를 증폭한다(650).
그 후, 증폭된 전기 신호를 디지털 신호로 변환한다(660).
도 7은 도 6의 양극 형태의 감시광 생성 및 출력 과정(620)의 상세 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 양극 형태의 감시광 생성 및 출력 과정(620)은 먼저, 양극 코드 감시 신호에 대응하는 양극 형태의 감시광을 출력하기 위해, 양극 코드 감시 신호를 기반으로 제1 양극 구동 신호 및 제2 양극 구동 신호를 생성한다(710).
일 실시예에 따르면, 광원 구동 장치(100, 500)는 코드 구간은 동일하나, 비코드 구간은 서로 다른 제1 양극 구동 신호 및 제2 양극 구동 신호를 생성할 수 있다. 예를 들면, 광원 구동 장치(100, 500)는 수학식 1을 이용하여 제1 양극 구동 신호를 생성하고, 수학식 2를 이용하여 제2 양극 구동 신호를 생성할 수 있다.
그 후, 제1 양극 구동 신호 및 제2 양극 구동 신호를 기반으로 레이저에 레이저 출력에 해당하는 전류를 공급한다(720). 예를 들면, 광원 구동 장치(100, 500)는 제1 양극 구동 신호 및 제2 양극 구동 신호를 기반으로 양극 코드 감시 신호의 비코드 구간에는 기 설정된 전류를 레이저에 공급하고, +1 코드 구간에는 기 설정된 전류의 2배의 전류를 레이저에 공급하고, -1 코드 구간에는 레이저에 대한 전류의 공급을 차단할 수 있다.
그 후, 레이저에 공급된 전류에 따라 전기 신호를 변환하여 양극 형태의 감시광을 생성하고 출력한다(730).
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 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 실시 예에 한정되지 않고 특허 청구범위에 기재된 내용과 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.
100: 광원 구동 장치
110: 레이저부
111: 양극 구동 신호 생성부
112: 레이저 구동부
113: 레이저
120: 광수신부
130: DC 제거부
10: 광선로

Claims (17)

  1. 양극(bipolar) 코드 감시 신호에 대응하는 양극 형태의 감시광을 출력하는 레이저부;
    광선로로부터 수신된 상기 감시광의 반사광을 전기신호로 변환하는 광수신부; 및
    상기 변환된 전기신호에서 DC 오프셋 성분을 제거하는 DC 제거부; 를 포함하는 광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레이저부는,
    상기 양극 코드 감시 신호를 기반으로 제1 양극 구동 신호 및 제2 양극 구동 신호를 생성하는 양극 구동 신호 생성부;
    상기 생성된 제1 양극 구동 신호 및 제2 양극 구동 신호를 기반으로 레이저에 전류를 공급하는 레이저 구동부; 및
    상기 공급된 전류에 따라 상기 양극 형태의 감시광을 생성하여 출력하는 레이저; 를 포함하는 광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 양극 구동 신호 생성부는 코드 구간 값은 동일하나 비코드 구간 값은 다른 제1 양극 구동 신호 및 제2 양극 구동 신호를 생성하는 광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 양극 구동 신호 생성부는,
    상기 양극 코드 감시 신호에서 코드 구간 내의 -1을 0으로 변환하고, 비코드 구간 값을 0으로 유지하여 제1 양극 구동 신호를 생성하고,
    상기 양극 코드 감시 신호에서 코드 구간 내의 -1을 0으로 변환하고, 비코드 구간 값을 +1로 변환하여 제2 양극 구동 신호를 생성하는 광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 레이저 구동부는,
    상기 양극 코드 감시 신호의 휴지 구간에는 기 설정된 전류를 상기 레이저에 공급하고,
    상기 양극 코드 감시 신호의 +1 코드 구간에는 상기 기 설정된 전류의 두 배의 전류를 상기 레이저에 공급하고,
    상기 양극 코드 감시 신호의 -1 코드 구간에는 상기 레이저에 대한 전류의 공급을 차단하는 광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 레이저 구동부는,
    상기 제1 양극 구동 신호에 의해 제어되는 제1 스위치;
    상기 제2 양극 구동 신호에 의해 제어되는 제2 스위치; 및
    상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치의 on/off 동작에 따라 상기 레이저에 전류를 공급하는 전류 공급부; 를 포함하는 광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    광선로 감시를 위한 양극 코드 감시 신호를 생성하는 감시 신호 생성부; 를 더 포함하는 광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 레이저부에서 출력된 양극 형태의 감시광을 광선로에 전송하고, 상기 광선로에서 되돌아오는 감시광의 반사광을 수신하는 광커플러; 를 더 포함하는 광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 DC 오프셋 성분이 제거된 전기 신호의 크기를 조절하는 증폭부; 및
    상기 크기가 조절된 전기 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부; 를 더 포함하는 광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 장치.
  10. 양극(bipolar) 코드 감시 신호에 대응하는 양극 형태의 감시광을 출력하는 단계;
    광선로로부터 수신된 상기 감시광의 반사광을 전기신호로 변환하는 단계; 및
    상기 변환된 전기신호에서 DC 오프셋 성분을 제거하는 단계; 를 포함하는 광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 양극 형태의 감시광을 출력하는 단계는,
    상기 양극 코드 감시 신호를 기반으로 제1 양극 구동 신호 및 제2 양극 구동 신호를 생성하는 단계;
    상기 생성된 제1 양극 구동 신호 및 제2 양극 구동 신호를 기반으로 레이저에 전류를 공급하는 단계; 및
    상기 레이저에 공급된 전류에 따라 상기 양극 형태의 감시광을 생성하여 출력하는 단계; 를 포함하는 광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 양극 구동 신호 및 제2 양극 구동 신호를 생성하는 단계는,
    코드 구간 값은 동일하나 비코드 구간 값은 다른 제1 양극 구동 신호 및 제2 양극 구동 신호를 생성하는 광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 양극 구동 신호 및 제2 양극 구동 신호를 생성하는 단계는,
    상기 양극 코드 감시 신호에서 코드 구간 내의 -1을 0으로 변환하고, 비코드 구간 값을 0으로 유지하여 제1 양극 구동 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 양극 코드 감시 신호에서 코드 구간 내의 -1을 0으로 변환하고, 비코드 구간 값을 +1로 변환하여 제2 양극 구동 신호를 생성하는 단계; 를 포함하는 광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 레이저에 전류를 공급하는 단계는,
    상기 양극 코드 감시 신호의 휴지 구간에는 기 설정된 전류를 상기 레이저에 공급하는 단계;
    상기 양극 코드 감시 신호의 +1 코드 구간에는 상기 기 설정된 전류의 두 배의 전류를 상기 레이저에 공급하는 단계; 및
    상기 양극 코드 감시 신호의 -1 코드 구간에는 상기 레이저에 대한 전류 공급을 차단하는 단계; 를 포함하는 광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    광선로 감시를 위한 양극 코드 감시 신호를 생성하는 단계; 를 더 포함하는 광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 출력된 양극 형태의 감시광을 광선로에 전송하는 단계; 및
    상기 광선로에서 되돌아오는 감시광의 반사광을 수신하는 단계; 를 더 포함하는 광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 DC 오프셋 성분이 제거된 전기 신호의 크기를 증폭하는 단계; 및
    상기 크기가 증폭된 전기 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계; 를 더 포함하는 광선로 감시 장치를 위한 광원 구동 방법.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9735866B2 (en) * 2013-10-18 2017-08-15 Telefonica, S.A. Method, system and device for the supervision of optical fibres
CN112368549A (zh) * 2018-07-27 2021-02-12 华为技术有限公司 一种光时域反射仪及具有光时域反射功能的光组件

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0936470A (ja) * 1995-07-19 1997-02-07 Sumitomo Electric Ind Ltd パルスレーザ装置及びｏｔｄｒ装置
KR100328618B1 (ko) * 1997-01-22 2002-08-27 가부시키가이샤 아드반테스트 광펄스전송시스템,광펄스전송방법및광펄스검출방법
US20120280844A1 (en) * 2010-03-16 2012-11-08 Nec Corporation Digital receiver and optical communication system that uses same

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5760941A (en) * 1996-02-29 1998-06-02 Rice University System and method for performing optical code division multiple access communication using bipolar codes
CN102761363B (zh) * 2011-04-27 2016-03-30 华为海洋网络有限公司 一种光时域反射仪信号检测方法及装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0936470A (ja) * 1995-07-19 1997-02-07 Sumitomo Electric Ind Ltd パルスレーザ装置及びｏｔｄｒ装置
KR100328618B1 (ko) * 1997-01-22 2002-08-27 가부시키가이샤 아드반테스트 광펄스전송시스템,광펄스전송방법및광펄스검출방법
US20120280844A1 (en) * 2010-03-16 2012-11-08 Nec Corporation Digital receiver and optical communication system that uses same

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