KR20200028551A - OTDR Having Functional ASIC Chip - Google Patents

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KR20200028551A
KR20200028551A KR1020180106456A KR20180106456A KR20200028551A KR 20200028551 A KR20200028551 A KR 20200028551A KR 1020180106456 A KR1020180106456 A KR 1020180106456A KR 20180106456 A KR20180106456 A KR 20180106456A KR 20200028551 A KR20200028551 A KR 20200028551A
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circuit unit
algorithm
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KR1020180106456A
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김진봉
표진구
채승훈
나용수
백승철
김주형
송민규
박근열
염지훈
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주식회사 피피아이
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/07—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
    • H04B10/071—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using a reflected signal, e.g. using optical time domain reflectometers [OTDR]

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Abstract

The present invention relates to an optical time domain reflectometer (OTDR) with decreased size having an application specific integrated circuit (ASIC) chip for each function. According to the present invention, the OTDR comprises: a light source providing an optical signal to a communication network to be measured; a reception unit receiving a backscattered or reflected optical signal from the communication network to be measured; an analog circuit unit operating the light source and converting an analog optical signal received in the reception unit into a digital optical signal; a control logic circuit unit reading digital optical signal data from the analog circuit unit; a data processing unit receiving and processing the digital optical signal data read by the control logic circuit unit; and an algorithm circuit unit removing noise for the digital optical signal data received from the data processing unit and detecting an event. The analog circuit unit, the control logic circuit unit, and the algorithm circuit unit are formed in separate ASCI chips, respectively.

Description

기능별 ASIC칩을 구비한 ＯＴＤＲ{OTDR Having Functional ASIC Chip}OTDR Having Functional ASIC Chip

본 발명은 OTDR에 관한 것이다. 보다 구체적으로 기능별 ASIC칩을 구비한 OTDR에 관한 것이다.The present invention relates to OTDR. More specifically, it relates to an OTDR having ASIC chips for each function.

OTDR(OPTICAL TIME DOMAIN REFLECTOMETER)은 광 통신망의 손상 등의 이상 유무를 측정할 수 있는 계측기로서 광 네트워크 시장이 꾸준히 증가함에 따라 유지보수에 필수적인 OTDR의 필요성도 증가하고 있다.OTDR (OPTICAL TIME DOMAIN REFLECTOMETER) is an instrument that can measure the presence or absence of damage to the optical communication network. As the optical network market continues to increase, the need for OTDR, which is essential for maintenance, is also increasing.

그러나 지금까지의 OTDR은 잡음에 약하고 휴대성이 떨어지는 문제가 있다. However, OTDR so far has a problem of being weak to noise and poor portability.

이에 사용자 편의성을 높이기 위해 잡음에 강하고 소비전력을 낮추고 소형화된 OTDR의 개발이 필요한 실정이다.Accordingly, in order to increase user convenience, it is necessary to develop a OTDR that is resistant to noise, lowers power consumption, and is compact.

한국 공개특허 제10-2017-0125461호 "광단자함에 설치되는 분배선로감시용 OTDR"Korean Patent Publication No. 10-2017-0125461 "OTDR for monitoring distribution lines installed in optical terminal boxes"

본 발명의 목적은 기능별 ASIC칩을 구비한 OTDR을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an OTDR with ASIC chips for each function.

본 발명의 다른 목적은 ASIC 기술을 이용함으로써 소형화된 OTDR을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a miniaturized OTDR by using ASIC technology.

본 발명의 또 다른 목적은 기능별 ASIC을 통해 잡음에 강하고 소형화된 OTDR을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a noise-resistant and compact OTDR through an ASIC for each function.

본 발명의 상기 및 기타 목적들은, 본 발명에 따른 기능별 ASIC 칩을 구비한 OTDR에 의해 모두 달성될 수 있다.The above and other objects of the present invention can be achieved by OTDR with ASIC chips for each function according to the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 OTDR은 피측정 통신망에 광신호를 제공하는 광원; 상기 피측정 통신망으로부터 후방산란 또는 반사된 광신호를 수신하는 수신부; 상기 광원을 구동하고 상기 수신부에 수신된 아날로그 광신호를 디지털 광신호 데이터로 변환하는 아날로그 회로부; 상기 아날로그 회로부로부터 디지털 변환된 광신호 데이터를 읽어오는 제어로직 회로부; 및 상기 제어로직 회로부가 읽어온 상기 디지털 변환된 광신호 데이터를 수신하여 처리하는 데이터처리부를 포함하여 이루어지고, 상기 아날로그 회로부와 제어로직 회로부는 별개의 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)칩으로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.An OTDR according to an embodiment of the present invention includes a light source that provides an optical signal to a communication network under test; A receiver configured to receive backscattered or reflected optical signals from the network under test; An analog circuit unit driving the light source and converting the analog optical signal received in the receiving unit into digital optical signal data; A control logic circuit unit that reads digitally converted optical signal data from the analog circuit unit; And a data processing unit for receiving and processing the digitally converted optical signal data read by the control logic circuit unit, wherein the analog circuit unit and the control logic circuit unit are formed of separate application specific integrated circuit (ASIC) chips. It is characterized by.

상기 아날로그 회로부는 상기 광원을 구동하는 광원구동부, 상기 아날로그 광신호를 증폭시키는 증폭부, 증폭된 아날로그 광신호를 상기 디지털 광신호 데이터로 변환하는 컨버터부가 하나의 ASIC칩으로 이루어질 수 있다.The analog circuit unit may include a light source driving unit for driving the light source, an amplifying unit for amplifying the analog optical signal, and a converter unit for converting the amplified analog optical signal to the digital optical signal data.

상기 제어로직 회로부는 상기 데이터처리부와 데이터 통신을 수행하는 데이터 통신부, 상기 광원구동부를 작동시키기 위한 펄스 신호를 생성하는 펄스 생성부, 상기 컨버터부로부터 디지털 변환된 광신호 데이터를 읽어오는 리더부가 하나의 ASIC칩으로 이루어질 수 있다.The control logic circuit unit includes a data communication unit that performs data communication with the data processing unit, a pulse generation unit that generates a pulse signal for operating the light source driving unit, and a reader unit that reads digitally converted optical signal data from the converter unit. It can be made of ASIC chip.

본 발명의 일 실시예에 따른 OTDR은 상기 아날로그 회로부 및 제어로직 회로부와 분리된 별개의 ASIC칩으로 이루어지며, 상기 디지털 변환된 광신호 데이터에 포함된 잡음을 제거하거나 이벤트를 검출하는 알고리즘 회로부를 더 포함할 수 있다.The OTDR according to an embodiment of the present invention is composed of separate ASIC chips separated from the analog circuit part and the control logic circuit part, and further removes noise included in the digitally converted optical signal data or an algorithm circuit part for detecting an event. It can contain.

상기 알고리즘 회로부는 상기 디지털 변환된 광신호 데이터의 잡음을 없애기 위한 평균화 알고리즘, FFT(Fast Fourier Transform) 알고리즘, OTDR 트레이스 상에서 후방산란 구간을 감지하기 위한 LSA(Least Square Approximation) 알고리즘, OTDR 트레이스 상에서 반사이벤트 부분을 감지하기 위한 피크 검출 알고리즘, OTDR 트레이스 상에서 비반사이벤트 부분을 감지하기 위한 로스 검출 알고리즘 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.The algorithm circuit unit includes an averaging algorithm for removing noise of the digitally converted optical signal data, a Fast Fourier Transform (FFT) algorithm, a LSA (Least Square Approximation) algorithm for detecting a backscatter section on an OTDR trace, and a reflection event on an OTDR trace At least one of a peak detection algorithm for detecting a portion and a loss detection algorithm for detecting a non-reflection event portion on an OTDR trace may be performed.

상기 데이터처리부는 수신된 디지털 변환된 광신호 데이터를 미리 설정된 시간 동안 저장하는 임시저장처리부를 포함하고, 상기 알고리즘 회로부는 상기 미리 설정된 시간 동안 저장된 복수의 디지털 변환된 광신호 데이터를 이용하여 잡음 제거 또는 이벤트를 검출할 수 있다.The data processing unit includes a temporary storage processing unit for storing the received digitally converted optical signal data for a preset time, and the algorithm circuit unit removes noise by using a plurality of digitally converted optical signal data stored during the preset time or Events can be detected.

본 발명에 따른 OTDR은 기능별로 ASIC을 구성함으로써 잡음에 강하고 소형화된 OTDR을 제공하는 효과를 제공할 수 있다.The OTDR according to the present invention can provide an effect of providing an OTDR that is strong in noise and miniaturized by configuring an ASIC for each function.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 OTDR의 구성도이다.
도 2는 예시적인 광원 구동부의 회로도이다.
도 3은 예시적인 증폭부의 회로도이다..
도 4는 예시적인 AD컨버터부의 회로도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 OTDR의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 OTDR의 데이터 처리 및 잡음제거과정을 보여주는 순서도이다.1 is a block diagram of an OTDR according to an embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram of an exemplary light source driver.
3 is a circuit diagram of an exemplary amplification unit.
Fig. 4 is a circuit diagram of an exemplary AD converter.
5 is a block diagram of an OTDR according to another embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a data processing and noise removal process of OTDR according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 기능별 ASIC 칩을 구비한 OTDR에 대하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, an OTDR having an ASIC chip for each function according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예에 따른 OTDR을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩뜨리지 않도록 생략될 수 있다.In the following description, only parts necessary for understanding the OTDR according to an embodiment of the present invention are described, and descriptions of other parts may be omitted so as not to distract the subject matter of the present invention.

또한, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명을 가장 적절하게 표현할 수 있도록 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.In addition, the terms or words used in the specification and claims described below should not be interpreted as being limited to the ordinary or lexical meanings, and the meanings consistent with the technical spirit of the present invention so as to best represent the present invention. And should be interpreted as a concept.

도 1에 본 발명의 일 실시예에 따른 OTDR의 구성도가 도시되어 있다.1 is a block diagram of an OTDR according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 OTDR은 광원(10), 수신부(20), 아날로그 회로부(30), 제어로직 회로부(40) 및 데이터처리부(50)를 포함하여 이루어진다.1, the OTDR according to an embodiment of the present invention includes a light source 10, a receiving unit 20, an analog circuit unit 30, a control logic circuit unit 40 and a data processing unit 50.

OTDR은 광 통신망의 손상 등 이상 유무를 측정할 수 있는 계측기로서 광원(10)은 피측정 통신망의 이상 유무를 측정하기 위한 광신호를 생성하는 부분으로서 레이저 다이오드와 같은 발광소자가 광원으로 사용될 수 있다.OTDR is an instrument that can measure the presence or absence of an abnormality such as damage to an optical communication network, and the light source 10 is a part that generates an optical signal for measuring an abnormality of the communication network to be measured, and a light emitting element such as a laser diode can be used as a light source. .

수신부(20)는 피측정 통신망에 입사된 후 되돌아오는 후방산란 또는 반사된 광신호를 수신하는 부분으로서 APD(Avalanche Photo Diode) 등 빛을 전기적 신호로 변환할 수 있는 수광소자가 수신부로 사용될 수 있다.The receiver 20 is a part that receives backscattered or reflected optical signals that return after entering the communication network to be measured, and a light receiving element capable of converting light such as an APD (Avalanche Photo Diode) into an electrical signal can be used as the receiver. .

아날로그 회로부(30)는 광원을 구동하기 위한 신호, 수신부에 의해 수신된 광신호 등 아날로그 신호를 처리하기 위한 회로부이다.The analog circuit unit 30 is a circuit unit for processing analog signals, such as signals for driving a light source and optical signals received by a receiver.

보다 구체적으로 아날로그 회로부(30)는 광원구동부(31), 증폭부(32), AD컨버터부(33)가 하나의 ASIC칩으로 구성된다.More specifically, the analog circuit unit 30 includes a light source driving unit 31, an amplifying unit 32, and an AD converter unit 33 as one ASIC chip.

광원구동부(31)는 후술할 제어로직 회로부(40)로부터의 신호에 따라 광원(10)이 피측정 통신망의 테스트를 위한 광신호를 생성하도록 구동한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 OTDR의 광원구동부는 광원 제어를 위해 도 2에 도시된 바와 같이 Op-amp와 수동 소자, 그리고 두 개의 트랜지스터로 바람직하게 구성될 수 있다.The light source driving unit 31 drives the light source 10 to generate an optical signal for testing the communication network under test according to a signal from the control logic circuit unit 40 to be described later. The light source driving unit of the OTDR according to an embodiment of the present invention may be preferably composed of an op-amp, a passive element, and two transistors as shown in FIG. 2 for light source control.

증폭부(32)는 수신부(20)로 수신된 광신호를 받아 증폭한다. 보다 구체적으로 증폭부는 도 3에 도시된 바와 같이 수신부의 전류 신호를 전압 신호로 변환하는 트랜스임피던스 증폭기일 수 있다. 도 3에 도시된 증폭기의 전류-전압 이득은 피드백 저항 Rf에 의해 결정되고, 시스템의 안정성은 커패시터 Cf와 Op-amp의 주파수 특성에 의해 결정된다. 따라서 수신부인 포토 다이오드의 검출 속도인 수십 MHz에서 안정적인 동작 및 12bit 수준의 정확성을 위해 증폭부의 Op-amp가 최소 75dB 이상의 DC 이득, 10MHz 이상의 Gain band width를 갖도록 설계하는 것이 바람직하다.The amplifying unit 32 receives and amplifies the optical signal received by the receiving unit 20. More specifically, as shown in FIG. 3, the amplifying unit may be a transimpedance amplifier that converts the current signal of the receiving unit into a voltage signal. The current-voltage gain of the amplifier shown in FIG. 3 is determined by the feedback resistor R f , and the stability of the system is determined by the frequency characteristics of the capacitors C f and Op-amp. Therefore, it is desirable to design the op-amp of the amplifying unit to have a DC gain of at least 75 dB and a gain band width of 10 MHz or more for stable operation and accuracy of 12 bits at a detection speed of tens of MHz, which is the detection speed of the photodiode as the receiving unit.

AD컨버터부(33)는 증폭부에 의해 증폭된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 보다 구체적으로 도 4에 도시된 바와 같은 비교기, C-DAC, Latch, 그리고 DAC를 제어하는 논리 블록으로 구성하여 12bit 해상도에 100MS/s의 속도를 갖도록 설계하는 것이 바람직하다.The AD converter unit 33 converts the analog signal amplified by the amplifier unit into a digital signal. More specifically, it is preferable to design a comparator, C-DAC, Latch, and DAC as shown in FIG. 4 to have a speed of 100 MS / s at a 12-bit resolution by constructing a logic block controlling the DAC.

종래 OTDR이 아날로그 신호 처리를 위한 회로부가 여러 IC(Integrated Circuit)들로 구성되어 잡음에 약하고 소형화하기 어려웠던 것에 비해 본 발명의 일 실시예에 따른 OTDR은 아날로그 회로부를 하나의 ASIC칩으로 구성함으로써 아날로그 신호가 외부 PCB 인터페이스 또는 PCT 상의 넓은 공간에 걸쳐 연결되지 않고 하나의 ASIC칩 내부에서 처리됨으로써 데이터 처리 속도가 증가하고 IC간 인터페이스 또는 넓은 공간에서 발생하는 잡음을 최소화하여 양질의 광신호 수신이 가능하다.Compared to the conventional OTDR circuit portion for analog signal processing is composed of several ICs (Integrated Circuits), which is weak to noise and difficult to miniaturize, the OTDR according to an embodiment of the present invention comprises an analog circuit portion as an ASIC chip. Is processed in one ASIC chip without being connected to the external PCB interface or over a wide space on the PCT, increasing the data processing speed and minimizing noise generated in the interface between the IC or the wide space, so that high-quality optical signals can be received.

다음으로, 제어로직 회로부(40)는 아날로그 회로부를 구동하고 아날로그 회로부로부터 변환된 디지털 신호(이하 "디지털 변환된 광신호 데이터"라고도 함)광신호를 읽어오기 위한 회로부이다.Next, the control logic circuit unit 40 is a circuit unit for driving the analog circuit unit and reading a digital signal converted from the analog circuit unit (hereinafter also referred to as "digital converted optical signal data").

특히 본 발명의 일 실시예에 따른 OTDR은 아날로그 회로부를 고속으로 구동하고 디지털 변환된 광신호 데이터를 고속으로 읽어오며, 제어로직 회로부(40)가 차지하는 면적을 최소화하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이 데이터 통신부(41), 펄스 생성부(42), 그리고 리더부(43)를 포함하는 제어로직 회로부를 하나의 ASIC칩으로 구성한다.In particular, the OTDR according to an embodiment of the present invention drives the analog circuit at high speed, reads digitally converted optical signal data at high speed, and as shown in FIG. 1 to minimize the area occupied by the control logic circuit 40 The control logic circuit unit including the data communication unit 41, the pulse generation unit 42, and the reader unit 43 is configured as one ASIC chip.

보다 구체적으로, 데이터 통신부(41)는 데이터처리부(50)와의 데이터 통신을 위한 것으로서 예를 들어 SPI(Serial Peripheral Interface) 통신을 이용하여 데이터처리부로부터의 명령을 수신하며, 획득한 데이터를 데이터처리부로 전송한다.More specifically, the data communication unit 41 is for data communication with the data processing unit 50, for example, receives a command from the data processing unit using a Serial Peripheral Interface (SPI) communication, and the obtained data to the data processing unit send.

펄스 생성부(42)는 데이터 통신부를 통해 데이터처리부로부터의 테스트 시작 신호를 수신하면 광원구동부(31)를 동작시키기 위한 펄스 신호를 생성한다. 펄스 생성부에 의해 생성된 펄스 신호가 광원구동부(31)로 전달되면 앞서 설명한 바와 같이 광원구동부가 피측정 통신망을 테스트하기 위한 광신호를 생성하도록 광원을 구동시킨다.The pulse generating unit 42 generates a pulse signal for operating the light source driving unit 31 when a test start signal from the data processing unit is received through the data communication unit. When the pulse signal generated by the pulse generator is transmitted to the light source driver 31, as described above, the light source driver drives the light source to generate an optical signal for testing the communication network under test.

리더부(43)는 아날로그 회로부(30)의 AD컨버터(33)로부터 디지털 변환된 광신호를 읽어온다. The reader unit 43 reads the optical signal digitally converted from the AD converter 33 of the analog circuit unit 30.

본 발명의 일 실시예에 따른 OTDR은 피측정 통신망을 테스트한 결과를 고속으로 처리하기 위해 펄스 생성부(42)가 20ns 내지 1㎲의 펄스 신호를 광원구동부(31)로 제공하도록 구성하는 것이 바람직하며, 리더부(43)는 펄스 신호가 인가됨과 동시에 최소 50MHz의 클럭신호를 AD컨버터(33)에 인가하여 12bit 데이터값을 읽어들이도록 구성하는 것이 바람직하다.The OTDR according to an embodiment of the present invention is preferably configured such that the pulse generator 42 provides a pulse signal of 20 ns to 1 kHz to the light source driver 31 to process the result of testing the communication network under test at high speed. Preferably, the reader unit 43 is configured to read a 12-bit data value by applying a clock signal of at least 50 MHz to the AD converter 33 at the same time as the pulse signal is applied.

다음으로, 데이터처리부(50)는 본 발명의 일 실시예에 따른 OTDR이 피측정 통신망의 테스트를 시작하도록 하며, 수신된 광신호 데이터를 분석하여 피측정 통신망의 상태를 파악하여 제공할 수 있다.Next, the data processing unit 50 allows the OTDR according to an embodiment of the present invention to start the test of the network under test, and analyzes the received optical signal data to grasp and provide the state of the network under test.

보다 구체적으로 데이터처리부(50)는 MCU로 구성될 수 있고, 테스트 시작을 위한 사용자의 지시가 입력되면 테스트 시작 신호를 생성하여 제어로직 회로부(40)로 보내 OTDR이 피측정 통신망의 테스트를 시작하도록 한다.More specifically, the data processing unit 50 may be configured as an MCU, and when a user's instruction for starting a test is input, a test start signal is generated and sent to the control logic circuit unit 40 so that the OTDR starts testing the communication network under test. do.

테스트 시작 신호에 따라 앞서 설명한 바와 같이 제어로직 회로부(40)는 광원구동부를 작동시키기 위한 펄스 신호를 생성하여 아날로그 회로부를 동작시켜 광원이 피측정 통신망에 테스트를 위한 광신호(광펄스)를 제공하며, 이와 동시에 수신부가 통신망에서 후방산란된 광신호를 수신하면 AD컨버터가 수신된 광신호를 디지털 신호로 변환하고, 리더부가 디지털 변환된 광신호 데이터를 아날로그 회로부로부터 읽어와 데이터처리부(50)로 전달한다.As described above, according to the test start signal, the control logic circuit unit 40 generates a pulse signal for operating the light source driving unit, operates the analog circuit unit, and the light source provides an optical signal (optical pulse) for testing to the communication network under test. At the same time, when the receiving unit receives the backscattered optical signal from the communication network, the AD converter converts the received optical signal into a digital signal, and the reader reads the digitally converted optical signal data from the analog circuit unit and delivers it to the data processing unit 50. do.

데이터처리부(50)는 제어로직 회로부(40)로부터 수신된 디지털 변환된 광신호 데이터를 분석하여 피측정 통신망의 상태를 파악하며, 그 결과를 사용자에게 제공한다.The data processing unit 50 analyzes the digitally converted optical signal data received from the control logic circuit unit 40 to grasp the state of the communication network to be measured, and provides the result to the user.

지금까지 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 OTDR은 서로 기능적으로 구별되는 아날로그 회로부(30)와 제어로직 회로부(40)를 별개의 ASIC칩으로 구성함으로써 OTDR을 더욱 소형화할 수 있다. 또한 ASIC칩으로 구성됨으로써 잡음을 줄일 수 있어 30dB 이상의 Dynamic Range를 갖는 OTDR을 구현할 수 있다.As described so far, the OTDR according to an embodiment of the present invention can further miniaturize the OTDR by configuring the analog circuit unit 30 and the control logic circuit unit 40 that are functionally distinguished from each other with separate ASIC chips. In addition, as it is composed of an ASIC chip, noise can be reduced, and OTDR with a dynamic range of 30 dB or more can be realized.

이와 같은 기능별 ASIC칩은 EDA Tools등을 사용하여 원하는 성능의 ASIC칩을 설계한 후 성능 검증을 위한 모의실험을 진행하고, 그 결과에 따라 실제 ASIC칩을 제작하는 것이 바람직하다.It is desirable to design an ASIC chip with desired performance using EDA Tools, etc., and then perform a simulation experiment for performance verification and manufacture an actual ASIC chip according to the results.

도 5에 본 발명의 다른 실시예에 따른 OTDR의 구성도가 도시되어 있다.5 is a block diagram of an OTDR according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 실시예에 따른 OTDR은 도 5에 도시된 바와 같이 광원(10), 수신부(20), 아날로그 회로부(30), 제어로직 회로부(40), 데이터처리부(50) 및 알고리즘 회로부(60)를 포함하여 이루어진다.OTDR according to another embodiment of the present invention, the light source 10, the receiving unit 20, the analog circuit unit 30, the control logic circuit unit 40, the data processing unit 50 and the algorithm circuit unit 60 as shown in FIG. ).

본 발명의 다른 실시예에 따른 OTDR의 광원(10), 수신부(20), 아날로그 회로부(30), 제어로직 회로부(40)의 구성 및 기능은 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 OTDR과 동일하므로 이하에서는 데이터처리부(50) 및 알고리즘 회로부(60)를 중심으로 본 발명의 다른 실시예에 따른 OTDR을 설명하기로 한다.The configuration and function of the light source 10, the reception unit 20, the analog circuit unit 30, and the control logic circuit unit 40 of the OTDR according to another embodiment of the present invention are the same as the OTDR according to an embodiment of the present invention described above Therefore, OTDR according to another embodiment of the present invention will be described below with reference to the data processing unit 50 and the algorithm circuit unit 60.

본 발명의 다른 실시예에 따른 OTDR은 데이터처리부(50)가 제어로직 회로부(40)로부터 수신한 디지털 변환된 광신호 데이터를 보다 정확히 처리하도록 하기 위해 노이즈를 제거 및/또는 이벤트를 검출하는 알고리즘 회로부(60)를 포함하여 이루어진다.In accordance with another embodiment of the present invention, the OTDR is an algorithm circuit unit for removing noise and / or detecting an event in order to allow the data processing unit 50 to more accurately process the digitally converted optical signal data received from the control logic circuit unit 40. (60).

보다 상세히 설명하면, 알고리즘 회로부(60)는 도 5에 도시된 바와 같이 디지털 변환된 광신호 데이터의 노이즈를 제거하는 노이즈처리부(61)와 이벤트를 검출하는 이벤트검출부(62)를 포함하여 이루어질 수 있다. In more detail, the algorithm circuit unit 60 may include a noise processing unit 61 for removing noise of digitally converted optical signal data and an event detection unit 62 for detecting events, as shown in FIG. 5. .

노이즈처리부(61)는 디지털 변환된 광신호 데이터의 백색 잡음을 없애기 위한 평균화 알고리즘, FFT(Fast Fourier Transform) 알고리즘을 수행한다.The noise processing unit 61 performs an averaging algorithm and a Fast Fourier Transform (FFT) algorithm for removing white noise of digitally converted optical signal data.

노이즈 제거를 위해 데이터처리부(50)는 피측정 통신망의 테스트를 시작하기 전에 측정거리(예를 들어 5/10/30/50/100㎞), 펄스폭(20ns ~ 1㎲), 측정시간(10s~60s)과 같은 측정 파라미터들을 설정하고, 피측정 통신망에 입사된 광펄스가 설정한 측정거리를 모두 진행할 때까지 수신된 데이터를 저장한 후 노이즈처리부(61)에 보낼 수 있고 노이즈처리부(61)는 평균화 알고리즘 및/또는 FFT 알고리즘을 수행하여 노이즈를 제거할 수 있다. 이때 데이터처리부(50)는 수신된 디지털 변환된 광신호 데이터를 임시로 저장하기 위해 도 5에 도시된 바와 같이 임시저장처리부(52)를 구비할 수 있다.To remove noise, the data processing unit 50 measures the measurement distance (for example, 5/10/30/50 / 100㎞), pulse width (20ns ~ 1,), and measurement time (10s) before starting the test of the network under test. ~ 60s) and set the measurement parameters, and store the received data until all the measurement distances set by the optical pulses incident on the network to be measured can be sent to the noise processing unit 61, and the noise processing unit 61 The noise reduction may be performed by performing an averaging algorithm and / or an FFT algorithm. At this time, the data processing unit 50 may include a temporary storage processing unit 52 as shown in FIG. 5 to temporarily store the received digitally converted optical signal data.

도 6을 참조하여 보다 상세히 설명하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 ODTR은 데이터처리부(50)(보다 구체적으로는 데이터처리부의 메인처리부(51))가 테스트 시작 신호를 생성하여 제어로직 회로부(40)로 보내기 전에 측정거리(d), 펄스폭(pw), 측정시간(Tm)과 같은 파라미터들을 설정한다(S100).Referring to Figure 6 in more detail, the ODTR according to another embodiment of the present invention, the data processing unit 50 (more specifically, the main processing unit 51 of the data processing unit) generates a test start signal to generate a control logic circuit unit ( Before sending to 40), parameters such as measurement distance (d), pulse width (pw), and measurement time (Tm) are set (S100).

데이터처리부(50)의 테스트 시작 신호에 따라 펄스 생성부(42)가 펄스를 생성하고 광원 구동부(31)가 펄스를 수신하여 광원을 구동하면 광원(10)이 피측정 통신망에 광신호 펄스를 입사시킨다(S110).When the pulse generator 42 generates a pulse according to the test start signal of the data processor 50 and the light source driver 31 receives the pulse to drive the light source, the light source 10 enters the optical signal pulse into the communication network under test. Let (S110).

광원이 피측정 통신망에 광신호 펄스를 입사시킴과 동시에 증폭부(32)는 수신부에 수신된 광신호를 증폭시키고 AD컨버터(33)는 증폭된 아날로그 광신호를 디지털 광신호로 변환시키고, 리더부(43)는 AD컨버터로부터 디지털 변환된 광신호 데이터를 읽어오며, 메인처리부(51)는 데이터통신부(41)를 통해 디지털 변환된 광신호 데이터를 읽어온다(S120).At the same time that the light source enters the optical signal pulse into the communication network under test, the amplifying unit 32 amplifies the optical signal received by the receiving unit, and the AD converter 33 converts the amplified analog optical signal into a digital optical signal, and a reader unit. (43) reads digitally converted optical signal data from the AD converter, and the main processing unit 51 reads digitally converted optical signal data through the data communication unit 41 (S120).

메인처리부(51)는 광신호 펄스가 설정된 측정거리(d)를 모두 진행한 것인지를 판단한다(S130). 만약 설정된 측정거리를 모두 진행한 것이 아닌 경우 계속 디지털 변환된 광신호 데이터를 읽어오며, 설정된 측정거리를 모두 진행한 것일 경우 임시저장처리부(52)가 읽어온 데이터를 저장한다(S140).The main processing unit 51 determines whether all the measurement distances d of the optical signal pulse have been set (S130). If not all of the set measurement distance has been progressed, the digitally converted optical signal data is continuously read, and if all of the set measurement distance has been progressed, the temporary storage processing unit 52 stores the read data (S140).

이때 광신호 펄스가 설정된 측정거리를 모두 진행한 것인지 여부는 광신호 수신 시간(Tp)이 설정된 측정거리의 2배(2d: 왕복 거리)를 광신호 펄스의 속도(v)로 나눈 시간만큼의 시간이 경과하였는지 여부로 판단할 수 있으며, 광펄스가 설정된 측정거리를 모두 진행하기 전이라도 수신된 광신호가 있는 경우 이를 임시저장처리부에 의해 저장할 수 있다.At this time, whether or not the optical signal pulse has all set the measurement distance is equal to the time obtained by dividing the optical signal reception time (Tp) by 2 times the measured distance (2d: round trip distance) by the speed (v) of the optical signal pulse. It can be determined whether or not this has elapsed, and if there is an optical signal received even before the optical pulse has gone through the set measurement distance, it can be stored by the temporary storage processor.

또한 메인처리부(51)는 총 측정 시간(Ttot)이 설정된 측정시간(Tm)을 경과하였는지 여부를 판단하고(S150), 총 측정 시간이 설정된 측정시간을 경과하지 않은 경우 다음 광신호 펄스가 피측정 통신망에 입사되도록 하고 디지털 변환된 광신호 데이터를 읽어와 저장하는 단계 S110부터 S150을 반복하며, 총 측정 시간이 설정된 측정시간을 경과한 경우 임시저장처리부(52)에 의해 임시저장된 모든 데이터를 알고리즘 회로부(60)로 전달하여 알고리즘 회로부(60)가 노이즈 제거 및/또는 이벤트 검출 알고리즘을 수행하도록 한다(S160).In addition, the main processing unit 51 determines whether the total measurement time (Ttot) has passed the set measurement time (Tm) (S150), and if the total measurement time has not passed the set measurement time, the next optical signal pulse is measured Algorithm circuit unit repeats steps S110 to S150 to enter the communication network and read and store the digitally converted optical signal data, and when the total measurement time has elapsed, the temporary storage processing unit 52 temporarily stores all data. (60) so that the algorithm circuit unit 60 performs noise removal and / or event detection algorithm (S160).

알고리즘 회로부(60)의 노이즈처리부(61)는 수신된 복수의 디지털 변환된 광신호 데이터를 평균화하는 평균화 알고리즘을 수행하여 디지털 변환된 광신호 데이터에 포함된 백색잡음과 같은 노이즈를 제거할 수 있다.The noise processing unit 61 of the algorithm circuit unit 60 may perform an averaging algorithm that averages the received plurality of digitally converted optical signal data to remove noise such as white noise included in the digitally converted optical signal data.

또한 노이즈처리부(61)는 수신된 복수의 디지털 변환된 광신호 데이터를 고속 푸리에 변환하는 FFT 알고리즘을 수행하여 디지털 변환된 광신호 데이터에 포함된 백색잡음과 같은 노이즈를 제거할 수 있으며, 평균화 알고리즘을 처리한 데이터를 다시 고속 푸리에 변환을 함으로써 보다 효율적으로 잡음을 제거할 수 있다.In addition, the noise processor 61 may perform a FFT algorithm that performs a fast Fourier transform of the plurality of digitally converted optical signal data received to remove noise such as white noise included in the digitally converted optical signal data, and an averaging algorithm. By performing fast Fourier transform on the processed data again, noise can be removed more efficiently.

또한 알고리즘 회로부(60)의 이벤트검출부(62)에 의해 피측정 통신망의 여러가지 상태를 판단할 수 있는 이벤트를 검출할 수 있다.In addition, the event detection unit 62 of the algorithm circuit unit 60 can detect events capable of determining various states of the communication network under test.

즉, 이벤트검출부(62)는 데이터처리부(50)로부터 수신된 디지털 변환된 광신호 데이터 또는 노이즈처리부(61)에 의해 잡음이 제거된 데이터를 최소자승법 처리하는 LSA(Least Square Approximation) 알고리즘을 수행하여 OTDR 트레이스 상에서 후방산란 구간을 감지할 수 있다.That is, the event detection unit 62 performs the LSA (Least Square Approximation) algorithm that processes the least square method of the digitally converted optical signal data received from the data processing unit 50 or the data in which noise is removed by the noise processing unit 61. Backscatter section can be detected on OTDR trace.

또한 이벤트검출부(62)는 데이터처리부(50)로부터 수신된 디지털 변환된 광신호 데이터 또는 노이즈처리부(61)에 의해 잡음이 제거된 데이터의 피크 부분을 검출하는 피크 검출 알고리즘을 수행하여 OTDR 트레이스 상에서 반사이벤트(단선, 커넥터접속부)가 발생한 부분을 감지할 수 있다.In addition, the event detection unit 62 reflects on the OTDR trace by performing a peak detection algorithm that detects the peak portion of the digitally converted optical signal data received from the data processing unit 50 or the noise-removed data by the noise processing unit 61. It is possible to detect where an event (disconnection, connector connection) has occurred.

또한 이벤트검출부(62)는 데이터처리부(50)로부터 수신된 디지털 변환된 광신호 데이터 또는 노이즈처리부(61)에 의해 잡음이 제거된 데이터의 손실(Loss) 발생 부분을 검출하는 로스(Loss) 검출 알고리즘을 수행하여 OTDR 트레이스 상에서 비반사이벤트(밴딩, 융착접속부)가 발생한 부분을 감지할 수 있다.In addition, the event detection unit 62 is a Loss detection algorithm that detects a loss-producing portion of the digitally converted optical signal data received from the data processing unit 50 or noise-removed data by the noise processing unit 61 By performing the can detect the non-reflection event (bending, fusion splicing) occurs on the OTDR trace.

본 발명의 다른 실시예에 따른 OTDR은 이와 같은 알고리즘 회로부(60)를 구비함으로써 피측정 통신망의 상태를 보다 정확하게 분석할 수 있게 된다.The OTDR according to another embodiment of the present invention can provide a more accurate analysis of the state of the communication network under measurement by providing the algorithm circuit unit 60 as described above.

또한 아날로그 회로부(30), 제어로직 회로부(40)와 구별되는 기능을 수행하는 알고리즘 회로부(60)를 별개의 ASIC칩으로 구성하고 하나의 ASIC칩에서 잡음제거 및 이벤트를 검출하는 알고리즘을 수행함으로써 데이터처리 속도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 FPGA 등으로 구현하는 것에 비해 더 소형화된 ODTR을 구현할 수 있다.In addition, the algorithm circuit part 60 that performs a function different from the analog circuit part 30 and the control logic circuit part 40 is constituted by a separate ASIC chip, and data is generated by performing an algorithm for noise removal and event detection in one ASIC chip. Not only can the processing speed be increased, but a more compact ODTR can be implemented compared to the implementation with an FPGA or the like.

지금까지 본 발명의 실시예에 따른 기능별 ASIC 칩을 구비한 OTDR을 구체적인 실시예를 참고로 한정되게 설명하였다. 그러나 본 발명은 이러한 구체적인 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 발명의 사상 및 그 영역을 이탈하지 않으면서 다양한 변화 및 변경이 있을 수 있음을 이해하여야 할 것이다.So far, the OTDR having the ASIC chip for each function according to the embodiment of the present invention has been described with reference to specific embodiments. However, it is to be understood that the present invention is not limited to these specific embodiments, and various changes and changes can be made without departing from the spirit and scope of the claimed invention.

10: 광원 20: 수신부
30: 아날로그 회로부 31: 광원 구동부
32: 증폭부 33: AD컨버터부
40: 제어로직 회로부 41: 데이터 통신부
42: 펄스 생성부 43: 리더부
50: 데이터처리부 51: 메인처리부
52: 임시저장처리부 60: 알고리즘 회로부
61: 노이즈처리부 62: 이벤트검출부 10: light source 20: receiver
30: analog circuit section 31: light source driver
32: amplification section 33: AD converter section
40: control logic circuit section 41: data communication section
42: pulse generator 43: reader
50: data processing unit 51: main processing unit
52: temporary storage processing unit 60: algorithm circuit unit
61: noise processing unit 62: event detection unit

Claims (6)

피측정 통신망에 광신호를 제공하는 광원;
상기 피측정 통신망으로부터 후방산란 또는 반사된 광신호를 수신하는 수신부;
상기 광원을 구동하고 상기 수신부에 수신된 아날로그 광신호를 디지털 광신호로 변환하는 아날로그 회로부;
상기 아날로그 회로부로부터 디지털 변환된 광신호 데이터를 읽어오는 제어로직 회로부; 및
상기 제어로직 회로부가 읽어온 상기 디지털 변환된 광신호 데이터를 수신하여 처리하는 데이터처리부;
를 포함하여 이루어지고, 상기 아날로그 회로부와 제어로직 회로부는 별개의 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)칩으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 OTDR(OPTICAL TIME DOMAIN REFLECTOMETER).
A light source providing an optical signal to the network under test;
A receiver configured to receive backscattered or reflected optical signals from the network under test;
An analog circuit unit driving the light source and converting the analog optical signal received in the receiving unit into a digital optical signal;
A control logic circuit unit that reads digitally converted optical signal data from the analog circuit unit; And
A data processing unit for receiving and processing the digitally converted optical signal data read by the control logic circuit unit;
OTDR (OPTICAL TIME DOMAIN REFLECTOMETER), characterized in that the analog circuit portion and the control logic circuit portion are formed of separate application specific integrated circuit (ASIC) chips.
제1항에 있어서,
상기 아날로그 회로부는 상기 광원을 구동하는 광원구동부, 상기 아날로그 광신호를 증폭시키는 증폭부, 증폭된 아날로그 광신호를 디지털 광신호로 변환하는 컨버터부가 하나의 ASIC칩으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 OTDR.
According to claim 1,
The analog circuit unit comprises a light source driving unit for driving the light source, an amplifying unit for amplifying the analog optical signal, and a converter unit for converting the amplified analog optical signal into a digital optical signal by an ASIC chip.
제2항에 있어서,
상기 제어로직 회로부는 상기 데이터처리부와 데이터 통신을 수행하는 데이터 통신부, 상기 광원구동부를 작동시키기 위한 펄스 신호를 생성하는 펄스 생성부, 상기 컨버터부로부터 디지털 변환된 광신호 데이터를 읽어오는 리더부가 하나의 ASIC칩으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 OTDR.
According to claim 2,
The control logic circuit unit includes a data communication unit that performs data communication with the data processing unit, a pulse generation unit that generates a pulse signal for operating the light source driving unit, and a reader unit that reads digitally converted optical signal data from the converter unit. OTDR characterized by consisting of ASIC chip.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 아날로그 회로부 및 제어로직 회로부와 분리된 별개의 ASIC칩으로 이루어지며, 상기 디지털 변환된 광신호 데이터에 포함된 잡음을 제거하거나 이벤트를 검출하는 알고리즘 회로부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OTDR.
The method according to any one of claims 1 to 3,
OTDR, which is composed of separate ASIC chips separated from the analog circuit part and the control logic circuit part, and further includes an algorithm circuit part for removing noise or detecting an event included in the digitally converted optical signal data.
제4항에 있어서,
상기 알고리즘 회로부는 상기 디지털 변환된 광신호 데이터의 잡음을 없애기 위한 평균화 알고리즘, FFT(Fast Fourier Transform) 알고리즘, OTDR 트레이스 상에서 후방산란 구간을 감지하기 위한 LSA(Least Square Approximation) 알고리즘, OTDR 트레이스 상에서 반사이벤트 부분을 감지하기 위한 피크 검출 알고리즘, OTDR 트레이스 상에서 비반사이벤트 부분을 감지하기 위한 로스 검출 알고리즘 중 적어도 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는 OTDR.
According to claim 4,
The algorithm circuit unit includes an averaging algorithm for removing noise of the digitally converted optical signal data, a Fast Fourier Transform (FFT) algorithm, a LSA (Least Square Approximation) algorithm for detecting a backscattering section on an OTDR trace, and a reflection event on an OTDR trace. OTDR characterized by performing at least one of a peak detection algorithm for detecting a portion and a loss detection algorithm for detecting a non-reflection event portion on an OTDR trace.
제5항에 있어서,
상기 데이터처리부는 수신된 디지털 변환된 광신호 데이터를 미리 설정된 시간 동안 저장하는 임시저장처리부를 포함하고, 상기 알고리즘 회로부는 상기 미리 설정된 시간 동안 저장된 복수의 디지털 변환된 광신호 데이터를 이용하여 잡음 제거 또는 이벤트를 검출하는 것을 특징으로 하는 OTDR.The method of claim 5,
The data processing unit includes a temporary storage processing unit for storing the received digitally converted optical signal data for a preset time, and the algorithm circuit unit removes noise by using a plurality of digitally converted optical signal data stored during the preset time or OTDR characterized by detecting an event.
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