WO2015083920A1 - 링 토폴로지 방식의 광중계기 - Google Patents

링 토폴로지 방식의 광중계기 Download PDF

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WO2015083920A1
WO2015083920A1 PCT/KR2014/007584 KR2014007584W WO2015083920A1 WO 2015083920 A1 WO2015083920 A1 WO 2015083920A1 KR 2014007584 W KR2014007584 W KR 2014007584W WO 2015083920 A1 WO2015083920 A1 WO 2015083920A1
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signal
unit
switching
optical relay
reverse
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김도윤
서광남
김희곤
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주식회사 쏠리드
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    • H04Q2011/0045—Synchronisation

Definitions

  • the present invention relates to an optical repeater, and more particularly, to an optical repeater for implementing a ring topology through a master unit and a remote unit.
  • Topology refers to the arrangement or physical arrangement of network components such as computer networks. Topologies on the network can be cascaded or ring-shaped.
  • Cascade topology As the optical repeater, a cascade topology (daisy-chain) is generally used. Cascade topology has the disadvantage that all the lower repeaters cannot be serviced when a specific repeater fails.
  • a passive optic switch is included in the equipment, and when the repeater is abnormal, the equipment optically passes through or passes through a ring topology using redundancy fibers. There is a way to configure it.
  • a passive optic switch requires a separate module and increases cost.
  • the ring topology using the redundancy fiber requires a double photoelectric / optical device, an input / output port, and a redundancy fiber infra, compared to conventional equipment, which also increases costs. There is.
  • the present invention provides an optical repeater that is configured in a ring topology without using a redundancy fiber and can switch a transmitter / receiver (Tx / Rx) function when a specific optical repeater fails.
  • the optical relay unit is a device for relaying optical communication interposed between the first and second optical relay unit, the first signal to deframe the first signal received from the first optical relay unit Deframer; A first framer for framing a transmission target signal that needs to be transmitted to the second optical relay unit among the first signals; A second deframer for deframe a second signal received from the second optical relay unit; A second framer for framing a transmission target signal that needs to be transmitted to the first optical relay unit among the second signals; A forward DSP unit configured to digitally process a service signal that needs to be transmitted to a user terminal among the first signal and the second signal; A reverse DSP unit for digital signal processing the terminal signal transmitted from the user terminal; And a first switching state in which the first signal and the second signal are a forward signal and a reverse signal, respectively, and a reverse signal and a forward signal of the first signal and the second signal, respectively, in response to a switching control signal of an upper optical relay device.
  • An optical relay unit including a control unit for
  • the controller controls the output signal of the reverse DSP unit to be combined with a signal input to the second framer in the first switching state, and outputs the output signal of the reverse DSP unit in the second switching state. It can be controlled to be combined with a signal input to one framer.
  • the continuous switching control by the controller may be performed to have an interval corresponding to a preset waiting time.
  • control unit controls to perform remote clock recovery in the first deframer in the first switching state, and remote clock in the second deframer in the second switching state.
  • the recovery can be controlled to be performed.
  • the upper remote unit monitoring unit for transmitting at least one control signal of the pass state monitoring control signal or a control signal to each upper optical relay unit in the first switching state or the second switching state together. can do.
  • the controller may perform switching control when a defect of the upper remote unit is confirmed.
  • the controller may transmit a switching control signal to the optical relay units of the other path of the upper remote unit where the defect is confirmed.
  • the switching control signal may be relayed in a daisy-chain manner.
  • the master unit is a device for managing a master unit for relaying a plurality of optical relay units connected in the form of a ring topology, the first direction and the first to the plurality of optical relay units
  • a network manager which transmits at least one control signal of a path state monitoring control signal and a delay measurement control signal in a second direction that is opposite to one direction and receives a response signal according to the control signal;
  • the network manager may transmit a loopback command frame in which delay measurement pulses are inserted into a specific optical relay unit in the first direction and the second direction.
  • a bypass path through a redundancy fiber or bypass a signal through a passive optical switch to separate the service from the conventional method.
  • the effect is to provide the functionality of a ring topology without the addition of infrastructure or modules.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a state of an optical relay topology according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a state of a remote unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram schematically illustrating an operation of a remote unit in a switching state according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a block diagram schematically showing the appearance of the optical relay topology according to an embodiment of the present invention when a problem occurs in the transmission in the forward direction.
  • FIG. 5 is a block diagram schematically illustrating the appearance of an optical relay topology according to an embodiment of the present invention when a problem occurs in transmission in both forward / reverse directions.
  • FIGS. 1 to 3 An optical relay topology and a master unit and a remote unit included therein according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
  • 1 is a block diagram showing a state of an optical relay topology according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a block diagram showing a state of a remote unit according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a view of the present invention
  • the optical communication network according to the present embodiment is configured in a ring topology manner. That is, the plurality of remote units 200 are connected in a ring shape to the master unit 100 that communicates with the base station.
  • the master unit 100 is a device connected to a base station and is connected to a plurality of remote units 200 below through an optical fiber 5.
  • the master unit 100 transmits the base station forward signal to the user terminal and transmits it to the remote unit 200 to which the corresponding user terminal to which the forward signal is intended is connected.
  • the master unit 100 receives the reverse signal transmitted from the user terminal from the remote unit 200 and summing the signals for each branch (summing) and delivers them to the base station.
  • the remote unit 200 is connected to the upper master unit 100 or another remote unit 200 through the optical fiber (5).
  • the remote unit 200 receives the base station forward signal from the master unit 100 and transmits it to the lower remote unit 200 or, when the corresponding forward signal is a user terminal connected thereto, transmits and services the signal to the user terminal after signal processing.
  • the remote unit 200 processes the terminal signal received from the user terminal and then combines the signal received from the lower remote unit 200 and transmits the signal to the master unit 100.
  • the optical fiber 5 is a transmission path of data provided between the master unit 100 and the remote unit 200 or each remote unit 200.
  • Each unit transmits and receives information by performing photoelectric conversion or all-optical conversion, and each data is transmitted in the form of a frame.
  • the serial signal framed by the master unit 100 is converted to all-optical light and transmitted through the optical fiber.
  • the master unit 100 includes a network manager 110 and a switching control unit 120.
  • the network manager 110 transmits the control signal in the forward direction and the reverse direction in which the forward signal is transmitted.
  • the network manager 110 may transmit a path state monitoring control signal and a delay measurement control signal.
  • the network manager 110 receives a response signal according to control signals such as a path state monitoring control signal and a delay measurement control signal.
  • the network manager 110 may transmit a loopback command frame in which delay measurement pulses are inserted into a specific optical relay unit in both directions as described above.
  • all remote unit ends must be serviced at the same time to maintain orthogonality between carriers, so the delay of the optical line must be measured, and at the time of switching due to a defect of a specific remote unit To minimize recovery time, a measurement of bidirectional delay is required.
  • a loopback command is transmitted from a master unit 100 to a remote unit to measure delay, and a delay time is inserted into a specific field of a frame. Measure At this time, the other remote units 2000 may bypass the delay measurement pulse and loop back at a specific remote unit to be measured. Meanwhile, information for determining a switching time may include receiving photo diode (PD) power and loss of signal (LOS). , LOF (Loss Of Frame) can be utilized.
  • PD photo diode
  • LOS loss of signal
  • LOF Losss Of Frame
  • the switching control unit 120 initially transmits a forwarding signal transmitted from the base station in a predetermined direction according to the initial setting value.
  • the switching control signal is transmitted in the reverse direction of the initially set direction, and accordingly, a forwarding signal transmitted from the base station is transmitted.
  • the first deframer 211 of the remote unit 200 functions as a forward deframer that receives and forwards a forward signal received through the first receiver 201 to deframe. .
  • the forward deframer is a frame deframer that performs functions such as photoelectric conversion, serial-to-parallel, and data align.
  • the first framer 221 functions as a forward framer.
  • the forward framer performs frame conversion, parallel-to-serial conversion, and all-optical conversion to transfer data received from the upper level to the lower remote unit.
  • the forward DSP unit 231 digitally processes the service signal that needs to be transmitted to the user terminal among the forward signals.
  • the forward DSP 231 performs, for example, a digital signal processing as a DSP processor. That is, the forward DSP unit performs signal processing such as filtering to provide the user terminal with a forward signal received from a master unit or a higher remote unit.
  • the second deframer 212 deframes a signal received from another remote unit through the second receiver 203 and initially functions as a reverse deframer.
  • the reverse deframer performs an operation for transferring the reverse signal transmitted from the lower remote unit to the upper level, and is functionally the same as the forward deframer.
  • the second framer 222 frames a transmission target signal that needs to be transmitted (delivered) to another remote unit among the signals transmitted from the second deframer 212.
  • the second framer 222 functions as a reverse framer at an early stage.
  • the reverse framer is an operation for combining the signals processed by the digital signal processing by the reverse DSP unit 232 and the signals received by the reverse deframer from the lower remote unit to the master frame or the upper remote unit. Do this.
  • the reverse framer is functionally identical to the forward framer described above.
  • the reverse DSP unit 232 digitally processes the reverse signal transmitted from the user terminal.
  • the reverse DSP 232 is a processor for processing digital signals, and performs signal processing such as filtering to deliver a terminal signal received from a user terminal to a master unit or a higher remote unit.
  • the forward DSP unit 231 receives the forward signal from the first deframer 211 and transmits the signal to the user terminal after signal processing.
  • the signal transmitted from the reverse DSP unit 232 is combined with the deframed signal from the second deframer 212 and input to the second framer 222.
  • the controller 240 converts the switching state in response to the control signal of the master unit or the upper remote unit.
  • the remote unit 200 includes two switching states, a first switching state and a second switching state.
  • the first deframer 211 receives the forward signal and transmits a specific signal to the forward DSP unit 231, and the reverse signal and the reverse DSP unit received by the second deframer 212 ( The reverse signal from 232 is summed and delivered to the second framer 222.
  • the second deframer 212 receives the forward signal, transfers a specific signal to the forward DSP unit 231, and the first deframer 212 receives the signal.
  • the reverse signal and the reverse signal from the reverse DSP unit 232 are combined and transferred to the first framer 221.
  • the transmission direction of the forward signal and the reverse signal is changed according to the switching state.
  • the continuous switching control by the controller 240 may be performed to have an interval corresponding to a preset waiting time.
  • switching is performed asynchronously in the remote unit, so that there is a certain waiting time between switching cycles to correctly receive the return information through the network management system (NMS).
  • NMS network management system
  • the controller 240 controls the remote clock recovery to be performed in the first deframer 211 in the first switching state, and in FIG. 3 in the second switching state. As shown in the drawing, it is possible to control the remote clock recovery to be performed in the second deframer 212.
  • Remote clock recovery is used to synchronize the clock of the master unit and the corresponding remote unit.
  • the master unit and the remote unit are physically separated and need to be synchronized. This can be done by detecting the data boundary of the stream of the optical fiber, extracting the clock component, and then using a phase locked loop technique. Since the point of connection to the higher stage is changed during path switching, the target of clock recovery should also be different according to the path switching.
  • the remote unit 200 is a control signal of at least one of the path state monitoring control signal or the control signal to each of the upper optical relay unit in the first switching state or the second switching state, if necessary It may include an upper remote unit monitoring unit (not shown) for transmitting together.
  • the remote unit 200 controls and monitors the upper remote unit and the lower unit point-to-point, and when the occurrence of a defect occurs in a specific remote unit, the master unit via the upper remote units The defect information is sent to the unit.
  • the controller 240 transmits a switching control signal to the other side of the upper remote unit, that is, the lower remote unit, where the defect is confirmed, and the switching control signal is relayed in a daisy-chain manner. Can be.
  • FIG. 4 is a block diagram schematically illustrating the appearance of an optical relay topology according to an exemplary embodiment of the present invention when a problem occurs in some configurations.
  • the master unit 100 transmits a control signal in both Tx / Rx directions and the remote unit 200 performs an operation according to the control signal received from the selected path.
  • the master unit 100 monitors both the forward and reverse directions, and the delay measure simultaneously performs both directions and takes only the measurement result of the selected path.
  • the master unit 100 monitors the state of the path through the network manager 110, and reports an abnormality to a higher network management system (NMS, not shown). That is, the master unit 100 (more specifically, the network manager 110) reports the monitoring result of the path to the NMS in association with the upper NMS, so that the NMS can check whether the path is in a normal state. Subsequently, information about such a path abnormality is relayed between the remote units 200 so that path switching is performed at the stage of the remote unit 200.
  • NMS network management system
  • the corresponding remote unit 200-6 performs path switching.
  • the switching signal when the switching signal is transmitted by the master unit 100 may be sequentially switched from the first remote unit 200-1 to the last remote unit 200-6, unlike the last remote unit 200 When the switching signal is transmitted from -6), the switching signal may be sequentially switched from the last remote unit 200-6 to the first remote unit 200-1.
  • the process of monitoring or delaying the path is then performed in the same way, and even if a fault occurs in the direction after switching, the same procedure may have occurred since the previous fault may have returned to normal through maintenance until the fault occurs. Do this.
  • FIG. 5 is a block diagram schematically illustrating an optical relay topology according to an embodiment of the present invention when a problem occurs in transmission in both forward / reverse directions.
  • the first remote unit 200-1 has the same transmission path as the conventional one, but does not form a ring topology and functions in the form of a cascade topology.
  • the last remote unit 200-6 to the fourth remote unit 200-3 are switched in the reverse direction to function as an optical communication network in the form of another cascade topology.

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Abstract

마스터 유닛 및 리모트 유닛을 통하여 링 토폴로지를 구현하는 광 중계기로, 토폴로지를 구성하는 리모트 유닛들 중 특정 리모트 유닛 결함 시 우회 경로를 제공하는 우회 섬유 또는 신호를 바이패스시키는 패시브 옵틱 스위치와 같은 별도의 인프라, 모듈 등의 추가 없이도 Tx/Rx 기능의 스위칭을 통해 링 토폴로지를 지속적으로 유지할 수 있는 광 중계기가 제공된다.

Description

링 토폴로지 방식의 광중계기
본 발명은 광중계기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마스터 유닛 및 리모트 유닛을 통하여 링 토폴로지를 구현하는 광중계기에 관한 것이다.
토폴로지(Topology)란 컴퓨터 네트워크 등 네트워크 구성요소의 배열 또는 물리적 배치 상태를 의미한다. 네트워크 상의 토폴로지로는 캐스케이드(cascade)형 스타형, 링형 등의 다양한 방식이 존재한다.
광중계기로서는 캐스케이드 토폴로지(cascade topology, daisy-chain)가 일반적으로 사용된다. 캐스케이드 토폴로지는 특정 중계기에 결함 발생 시 하위의 중계기는 모두 서비스가 불가한 단점이 존재한다.
이를 극복하기 위하여 패시브 옵틱 스위치(passive optic switch)를 장비에 포함하여 중계기 이상 시 해당 장비에서는 광적으로 패스(through, pass) 시키거나, 우회 섬유(redundancy fiber)를 이용하여 링 토폴로지(ring topology)로 구성하는 방법이 있다.
그러나, 패시브 옵틱 스위치(Passive optic switch)는 별도의 모듈(module)이 필요하며 비용을 상승시키는 문제가 있다. 또한 우회 섬유(Redundancy fiber)를 이용한 링 토폴로지(ring topology)의 경우 종래 장비 대비 2배의 광전/전광소자, 입출력 포트 및 우회 섬유 인프라(redundancy fiber infra)가 필요하기 때문에 이 역시 비용이 상승하는 문제가 있다.
본 발명은 우회 섬유(redundancy fiber)를 이용하지 않고도 링 토폴로지로 구성되어 특정 광중계기에 결함이 발생하였을 때, Tx/Rx(transmitter/receiver) 기능을 스위칭할 수 있는 광중계기를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 광중계 유닛은, 제1 및 제2 광중계 유닛간에 개재되어 광통신을 중계하는 장치로서, 상기 제1 광중계 유닛으로부터 수신된 제1 신호를 디프레임화하는 제1 디프레이머; 상기 제1 신호 중 상기 제2 광중계 유닛으로 전송이 필요한 전달 대상 신호를 프레임화하는 제1 프레이머; 상기 제2 광중계 유닛으로부터 수신된 제2 신호를 디프레임화하는 제2 디프레이머; 상기 제2 신호 중 상기 제1 광중계 유닛으로 전송이 필요한 전달 대상 신호를 프레임화하는 제2 프레이머; 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중 사용자 단말기로 전송이 필요한 서비스 신호를 디지털 신호 프로세싱하는 포워드 DSP부; 사용자 단말기로부터 전송된 단말 신호를 디지털 신호 프로세싱하는 리버스 DSP부; 및 상위 광중계 장치의 스위칭 제어신호에 대응하여 상기 제1 신호와 상기 제2 신호를 각각 포워드 신호와 리버스 신호로하는 제1 스위칭 상태와 상기 제1 신호와 상기 제2 신호를 각각 리버스 신호 및 포워드 신호로 하는 제2 스위칭 상태로 스위칭하는 제어부를 포함하는 광중계 유닛이 제공된다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 제1 스위칭 상태에서는 상기 리버스 DSP부의 출력신호를 상기 제2 프레이머에 입력되는 신호에 합쳐지도록 제어하고, 상기 제2 스위칭 상태에서는 상기 리버스 DSP부의 출력신호를 상기 제1 프레이머에 입력되는 신호에 합쳐지도록 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부에 의한 연속적인 스위칭 제어는 기 설정된 대기시간에 해당하는 간격을 갖도록 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 제1 스위칭 상태의 경우 상기 제1 디프레이머에서 원격 클락 복구(Remote Clock Recovery)가 수행되도록 제어하고, 상기 제2 스위칭 상태의 경우 상기 제2 디프레이머에서 원격 클락 복구가 수행되도록 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 스위칭 상태 또는 상기 제2 스위칭 상태에서의 각각의 상위 광중계 유닛에 패스 상태 모니터링 제어신호 또는 제어신호 중 적어도 어느 하나의 제어신호를 함께 전송하는 상위 리모트 유닛 모니터링부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 상위 리모트 유닛의 결함이 확인되는 경우 스위칭 제어를 수행할 수 있다.
일 실시예에서 상기 제어부는 상기 결함이 확인된 상기 상위 리모트 유닛의 타측 패스의 광중계 유닛들에 대하여 스위칭 제어 신호를 전송할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 스위칭 제어 신호는 데이지체인(daisy-chain)방식으로 릴레이될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 마스터 유닛은, 링 토폴로지의 형태로 연결되는 복수의 광중계 유닛을 중계하는 마스터 유닛을 관리하는 장치에 있어서, 상기 복수의 광중계 유닛에 대하여 제1 방향 및 상기 제1 방향의 역방향인 제2 방향으로 패스 상태 모니터링 제어신호 및 지연 측정 제어신호 중 적어도 어느 하나의 제어 신호를 전송하고, 상기 제어 신호에 따른 응답신호를 수신하는 네트워크 관리부; 및 기지국으로 부터 송신되는 포워딩 신호를 상기 제1 방향으로 전송하고, 상기 네트워크 관리 시스템에 의하여 상기 복수의 광중계 유닛 중 특정 광중계 유닛의 결함이 확인된 경우 상기 제2 방향으로 스위칭 제어신호를 전송하는 스위칭 제어 수단;을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 네트워크 관리부는 특정 광중계 유닛에 지연 측정 펄스가 삽입된 루프백(loopback) 명령 프레임을 상기 제1 방향 및 제2 방향으로 전송할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 특정 리모트 유닛 결함 시 우회 섬유(redundancy fiber)를 통하여 우회경로를 이용하거나 패시브 옵틱 스위치(passive optic switch)를 통해 신호를 바이패스함으로써 서비스를 지속하는 종래에 비하여 별도의 인프라나 모듈 등의 추가 없이도 링 토폴로지의 기능을 제공할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광중계 토폴로지의 모습을 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리모트 유닛의 모습을 나타내는 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 상태에서의 리모트 유닛의 작동 모습을 개략적으로 나타내는 블록도.
도 4는 포워드 방향으로의 전송에 문제가 발생한 경우 본 발명의 일 실시예에 따른 광중계 토폴로지의 모습을 개략적으로 나타내는 블록도.
도 5는 포워드/리버스 양 방향으로 전송에 문제가 발생한 경우 본 발명의 일 실시예에 따른 광중계 토폴로지의 모습을 개략적으로 나타내는 블록도.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것으로, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다. 또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예들을 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 광중계 토폴로지 및 이에 포함되는 마스터 유닛과 리모트 유닛을 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광중계 토폴로지의 모습을 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리모트 유닛의 모습을 나타내는 블록도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 상태에서의 리모트 유닛의 작동 모습을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
본 실시예에 따른 광통신 네트워크는 링 토폴로지 방식으로 구성된다. 즉, 기지국과 통신하는 마스터 유닛(100)에 복수의 리모트 유닛(200)들이 링형으로 연결된다.
마스터 유닛(100)은 기지국과 연결되는 장비로서 광섬유(5)를 통하여 하위에 다수의 리모트 유닛(200)들과 연결된다. 마스터 유닛(100)은 기지국 포워드 신호를 사용자 단말기까지 전달하기 위하여 포워드 신호가 목적하는 해당 사용자 단말기가 접속된 리모트 유닛(200)에 전송한다. 또한 마스터 유닛(100)은 사용자 단말기로부터 전송된 리버스 신호를 리모트 유닛(200)으로부터 수신하여 각 지로(branch)별 신호를 합친(summing) 후 기지국으로 전달한다.
리모트 유닛(200) 은 상위의 마스터 유닛(100) 또는 다른 리모트 유닛(200)과 광섬유(5)를 통해 연결된다. 리모트 유닛(200)은 기지국 포워드 신호를 마스터 유닛(100)으로부터 수신하여 하위 리모트 유닛(200)에 전송하거나 해당 포워드 신호가 자신에 접속된 사용자 단말기인 경우 신호처리 후 사용자 단말기로 전송 및 서비스한다. 또한 리모트 유닛(200)은 사용자 단말기로부터 수신된 단말 신호를 신호처리 한 후 하위 리모트 유닛(200)으로부터 받은 신호와 합쳐서 마스터 유닛(100)으로 전송한다.
광섬유(5)는 마스터 유닛(100)과 리모트 유닛(200), 혹은 각 리모트 유닛(200)간에 구비되는 데이터의 전송경로이다. 각 유닛에서는 정보를 광전변환 혹은 전광변환을 수행하여 송수신하게 되며, 각 데이터는 프레임(frame)의 형태로 전송된다. 예를 들어 마스터 유닛(100)에서 프레임화된 시리얼(serial) 신호는 전광 변환되어 광섬유를 통해 전송된다.
구체적으로 마스터 유닛(100)은 네트워크 관리부(110)와 스위칭제어수단(120)을 포함한다.
네트워크 관리부(110)는 포워드 신호가 전송되는 정방향 및 그의 역방향으로 제어신호를 전송한다. 예를 들어 네트워크 관리부(110)는 패스 상태 모니터링 제어신호 및 지연 측정 제어신호 등을 전송할 수 있다. 또한 네트워크 관리부(110)는 패스 상태 모니터링 제어신호와 지연 측정 제어신호 등의 제어 신호에 따른 응답신호를 수신한다.
네트워크 관리부(110)는 특정 광중계 유닛에 지연 측정 펄스가 삽입된 루프백(loopback) 명령 프레임을 위와 같이 양방향으로 전송할 수 있다. OFDM 기반 신호의 경우 캐리어(carrier) 간 직교성 유지를 위해 모든 리모트 유닛 단에서 동일 시간에 서비스를 해야 하므로 광선로의 지연(delay)을 측정해야 하고, 특정 리모트 유닛의 결함으로 인한 절체(switching) 시점에 복구 시간을 최소화하기 위해서는 양방향 지연의 측정이 필요하다.
지연의 측정 방법은 마스터유닛(100) 단에서 지연 측정을 원하는 리모트 유닛단에 루프백(loopback) 명령을 전달하고, 프레임(frame)의 특정 필드에 지연 측정 펄스(pulse)를 삽입하여 되돌아오는 시간을 측정한다. 이때 다른 리모트 유닛(2000들은 delay 측정 펄스를 바이패스시키고 측정 대상인 특정 리모트 유닛에서 루프백 될 수 있게 한다. 한편, 스위칭 시점을 결정하는 정보로는 수신 PD(Photo Diode) power, LOS(Loss Of Signal), LOF(Loss Of Frame) 등을 활용할 수 있다.
스위칭 제어수단(120)은 초기에 기지국으로부터 송신되는 포워딩 신호를 상기 초기 설정값에 따라 일정 방향으로 전송한다. 또한 네트워크 관리 시스템(110)에 의하여 복수의 리모트 유닛(200) 중 특정 리모트 유닛의 결함이 확인된 경우 초기 설정된 방향의 역방향으로 스위칭 제어신호를 전송하고 그에 따라 기지국으로부터 송신되는 포워딩 신호를 전송한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 리모트 유닛(200)의 제1 디프레이머(211)는 초기화 단계에서는 제1 수신부(201)를 통하여 수신되는 포워드 신호를 전달받아 디프레임화하는 포워드 디프레이머로 기능한다.
포워드 디프레이머는 프레임 디프레이머(Frame deframer)로서 광전변환, 시리얼/패러렐 변환기(serial-to-parallel) 및 데이터 정렬(data align) 등의 기능을 수행한다.
초기 상태에서 제1 프레이머(221)는 포워드 프레이머로서 기능한다. 포워드 프레이머(Forward Framer)에서는 상위로부터 받은 데이터를 하위 리모트 유닛에 전달하기 위해 프레임(frame)화, 패러렐/시리얼(parallel-to-serial) 변환 및 전광변환을 수행한다.
포워드 DSP부(231)은 포워드 신호 중 사용자 단말기로 전송이 필요한 서비스 신호를 디지털 신호 프로세싱한다. 포워드 DSP(231)부는 예를 들면 DSP 프로세서로서 디지털 신호 프로세싱(Forward Digital Signal Processing)을 수행한다. 즉 포워드 DSP부는 마스터 유닛 혹은 상위의 리모트 유닛에서 받은 포워드 신호를 사용자 단말기에 제공하기 위해 필터링(filtering) 등의 신호처리를 수행한다.
제2 디프레이머(212)는 제2 수신부(203)를 통하여 타 리모트 유닛으로부터 수신된 신호를 디프레임화하며, 초기에 리버스 디프레이머로서 기능한다. 리버스 디프레이머(Reverse Deframer)는 하위 리모트 유닛에서 전달된 리버스 신호를 상위로 전달하기 위한 동작을 수행하며, 기능적으로는 포워드 디프레이머와 동일하다.
제2 프레이머(222)는 제2 디프레이머(212)로부터 전달되는 신호 중 타 리모트 유닛으로 전송(전달)이 필요한 전달 대상 신호를 프레임화한다. 제2 프레이머(222)는 초기 단계에서 리버스 프레이머로 기능한다. 리버스 프레이머(Reverse Framer)는 리버스 DSP부(232)가 디지털 신호 프로세싱한 신호와 리버스 디프레이머가 하위의 리모트 유닛에서 받은 신호를 디프레이머한 신호를 합쳐서 마스터 유닛 혹은 상위의 리모트 유닛에 전달하기 위한 동작을 수행한다. 리버스 프레이머는 기능적으로는 앞서 설명한 포워드 프레이머와 동일하다.
리버스 DSP부(232)는 사용자 단말기로부터 전송된 리버스 신호를 디지털 신호 프로세싱한다. 예를 들어 리버스 DSP(232)부는 디지털 신호를 프로세싱(Reverse Digital Signal Processing)하는 프로세서로서 사용자 단말기에서 받은 단말 신호를 마스터 유닛 혹은 상위의 리모트 유닛에 전달하기 위한 필터링 등의 신호처리를 수행한다.
초기 단계에서 포워드 DSP부(231)는 제1 디프레이머(211)로부터 포워드 신호를 전달받아 신호 처리 후 사용자 단말기로 전송한다. 또한 리버스 DSP부(232)로부터 전송된 신호는 제2 디프레이머(212)로부터 디프레임화된 신호와 합쳐져서 제2 프레이머(222)로 입력된다.
제어부(240)는 마스터 유닛 또는 상위 리모트 유닛의 제어신호에 대응하여 스위칭 상태를 변환시킨다. 본 실시예에 따른 리모트 유닛(200)은 제1 스위칭 상태 및 제2 스위칭 상태의 두가지 스위칭 상태를 포함한다. 구체적으로 제1 스위칭 상태 에서는 제1 디프레이머(211)가 포워드 신호를 전송받아 특정 신호를 포워드 DSP부(231)에 전달하고, 제2 디프레이머(212)가 수신한 리버스 신호와 리버스 DSP부(232)로부터의 리버스 신호를 합쳐서 제2 프레이머(222)에 전달한다. 이와는 달리 제2 스위칭 상태에서는 도 3에 도시된 바와 같이 제2 디프레이머(212)가 포워드 신호를 전송받아 특정 신호를 포워드 DSP부(231)에 전달하고, 제1 디프레이머(212)가 수신한 리버스 신호와 리버스 DSP부(232)로부터의 리버스 신호를 합쳐서 제1 프레이머(221)에 전달한다. 이와 같이 스위칭 상태의 변환에 따라 포워드 신호 및 리버스 신호의 전송 방향이 바뀌게 된다.
한편, 제어부(240)에 의한 연속적인 스위칭 제어는 기 설정된 대기시간에 해당하는 간격을 갖도록 수행될 수 있다. 양방향 모두 결함이 발생하였을 경우는 리모트 유닛 단에서 스위칭이 비동기적으로 수행되므로, 스위칭 주기 간에 일정 대기시간이 있어야 올바르게 네트워크 관리 시스템(NMS)을 통한 복귀정보의 수신이 가능하다.
또한 제어부(240)는 도 2에 도시된 바와 같이 제1 스위칭 상태의 경우 제1 디프레이머(211)에서 원격 클락 복구(Remote Clock Recovery)가 수행되도록 제어하고, 제2 스위칭 상태의 경우 도 3에 도시된 바와 같이 제2 디프레이머(212)에서 원격 클락 복구가 수행되도록 제어할 수 있다.
원격 클락 복구는 마스터 유닛과 해당 리모트 유닛과의 클락(clock)의 동기화를 위해 사용된다. 마스터 유닛과 리모트 유닛은 물리적으로 분리되어 있으므로 동기화가 필요하다. 이는 광섬유의 스트림(stream)의 데이터 경계부를 감지하여 클락 성분을 추출한 후 위상고정루프(Phase Locked Loop) 기법을 통해 수행할 수 있다. 패스 스위칭 시 상위단과 연결되는 지점이 바뀌므로 클락 복구의 대상도 패스 스위칭에 따라 달라져야 한다.
한편, 본 실시예에 따른 리모트 유닛(200)은 필요에 따라 제1 스위칭 상태 또는 상기 제2 스위칭 상태에서의 각각의 상위 광중계 유닛에 패스 상태 모니터링 제어신호 또는 제어신호 중 적어도 어느 하나의 제어신호를 함께 전송하는 상위 리모트 유닛 모니터링부(미도시)를 포함할 수 있다. 이 경우 리모트 유닛(200)은 상위 리모트 유닛과 하위 유닛이 점대점(point-to-point)으로 제어 및 모니터링을 수행하며, 특정 리모트 유닛에서 결함의 발생을 확인한 경우 상위의 리모트 유닛들을 경유하여 마스터 유닛으로 결함 정보를 전송하게 된다. 또한 이 경우 제어부(240)는 결함이 확인된 상위 리모트 유닛의 타측, 즉 하위의 리모트 유닛들에 대하여 스위칭 제어 신호를 전송하며, 이 때 스위칭 제어 신호는 데이지체인(daisy-chain)방식으로 릴레이될 수 있다.
도 4를 참조하여 링 토폴로지를 구성하는 일부 구성부에 결함이 발생한 경우의 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 프로세스를 설명한다. 도 4는 일부 구성에 문제가 발생한 경우 본 발명의 일 실시예에 따른 광중계 토폴로지의 모습을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
시스템이 구동되면 초기 설정값에 따라 도 4에 도시된 바와 같이 디폴트 패스(default path)로 선택된다. 마스터 유닛(100)은 Tx/Rx 양방향으로 제어 신호를 보내고 리모트 유닛(200)은 선택된 패스로부터 받은 제어 신호에 따라 동작을 수행한다. 단 마스터 유닛(100)은 앞서 설명한 바와 같이 포워드 및 리버스 양방향을 모두 모니터링하고 지연 측정(delay measure)도 양방향을 동시에 수행하며 선택된 패스의 측정 결과만 취한다.
마스터 유닛(100)은 네트워크 관리부(110)를 통해 패스의 상태를 모니터링하며, 이상 발생 시 상위의 네트워크 관리 시스템(NMS, 미도시)로 보고한다. 즉, 마스터 유닛(100)(보다 구체적으로는 네트워크 관리부(110))은 상위의 NMS와 연동하여 패스의 모니터링 결과를 NMS로 보고함으로써, NMS가 패스의 정상 상태여부를 확인할 수 있도록 한다. 이후, 이러한 패스 이상 발생에 관한 정보는 리모트 유닛(200) 간에 릴레이(daisy-chain)됨으로써 리모트 유닛(200) 단에서 패스 스위칭(path switching)이 이루어지게 된다.
예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이 정방향의 최후단의 리모트 유닛(200-6)단의 광섬유에서 결함이 발생한 경우 해당 리모트 유닛(200-6)은 패스 스위칭을 수행하게 된다. 이 때 마스터 유닛(100)에 의하여 스위칭 신호가 전송되는 경우에는 첫번째 리모트 유닛(200-1)부터 마지막 리모트 유닛(200-6)까지 순차적으로 스위칭 될 수 있으며, 이와는 달리 최후단의 리모트 유닛(200-6)으로부터 스위칭 신호가 전송되는 경우에는 최후단 리모트 유닛(200-6)으로부터 첫번째 리모트 유닛(200-1)까지 순차적으로 스위칭 될 수도 있다.
이와 같이 일부 구성에서 결함이 발생하여 스위칭을 수행한 경우에는 단일의 캐스케이드 토폴로지 형태의 광통신 네트워크로서 기능을 유지할 수 있다.
이후 패스의 상태를 모니터링 하거나 지연 측정하는 과정을 동일하게 수행하며, 스위칭 후의 방향에서도 결함이 발생하는 경우에도 해당 결함의 발생 시까지 종전의 결함이 유지보수를 통해 정상으로 복구되었을 가능성이 있으므로 동일 절차를 수행한다.
도 5를 참조하여 다른 형태의 결함이 발생한 경우에 대한 스위칭 프로세스를 설명한다. 도 5는 포워드/리버스 양 방향으로 전송에 문제가 발생한 경우 본 발명의 일 실시예에 따른 광중계 토폴로지의 모습을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 5는 예를 들어 정방향으로부터 두 번째 리모트 유닛(200-2)에서 결함이 발생하나 경우이다. 이 경우 앞서 설명한 본 실시예에 따른 모니터링 및 스위칭 프로세스를 그대로 적용한다면, 첫번째 리모트 유닛(200-1)까지는 종래와 전송 경로가 동일하나 링 토폴로지를 구성하지 못하고 캐스케이드 토폴로지 형태로 기능하게 되며, 정방향을 기준으로 최후단의 리모트 유닛(200-6)으로부터 네 번째 리모트 유닛(200-3)까지는 역방향으로 스위칭되어 또 하나의 캐스케이드 토폴로지 형태의 광통신 네트워크로서 기능한다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 제1 및 제2 광중계 유닛간에 개재되어 광통신을 중계하는 장치로서,
    상기 제1 광중계 유닛으로부터 수신된 제1 신호를 디프레임화하는 제1 디프레이머;
    상기 제1 신호 중 상기 제2 광중계 유닛으로 전송이 필요한 전달 대상 신호를 프레임화하는 제1 프레이머;
    상기 제2 광중계 유닛으로부터 수신된 제2 신호를 디프레임화하는 제2 디프레이머;
    상기 제2 신호 중 상기 제1 광중계 유닛으로 전송이 필요한 전달 대상 신호를 프레임화하는 제2 프레이머;
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중 사용자 단말기로 전송이 필요한 서비스 신호를 디지털 신호 프로세싱하는 포워드 DSP부;
    사용자 단말기로부터 전송된 단말 신호를 디지털 신호 프로세싱하는 리버스 DSP부; 및
    상위 광중계 장치의 스위칭 제어신호에 대응하여 상기 제1 신호와 상기 제2 신호를 각각 포워드 신호와 리버스 신호로하는 제1 스위칭 상태와 상기 제1 신호와 상기 제2 신호를 각각 리버스 신호 및 포워드 신호로 하는 제2 스위칭 상태로 스위칭하는 제어부;
    를 포함하는 광중계 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 스위칭 상태에서는 상기 리버스 DSP부의 출력신호를 상기 제2 프레이머에 입력되는 신호에 합쳐지도록 제어하고, 상기 제2 스위칭 상태에서는 상기 리버스 DSP부의 출력신호를 상기 제1 프레이머에 입력되는 신호에 합쳐지도록 제어하는, 광중계 유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부에 의한 연속적인 스위칭 제어는 기 설정된 대기시간에 해당하는 간격을 갖도록 수행되는, 광중계 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 스위칭 상태의 경우 상기 제1 디프레이머에서 원격 클락 복구(Remote Clock Recovery)가 수행되도록 제어하고, 상기 제2 스위칭 상태의 경우 상기 제2 디프레이머에서 원격 클락 복구가 수행되도록 제어하는, 광중계 유닛.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 스위칭 상태 또는 상기 제2 스위칭 상태에서의 각각의 상위 광중계 유닛에 패스 상태 모니터링 제어신호 또는 제어신호 중 적어도 어느 하나의 제어신호를 함께 전송하는 상위 리모트 유닛 모니터링부를 포함하는, 광중계 유닛.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 상위 리모트 유닛의 결함이 확인되는 경우 스위칭 제어를 수행하는, 광중계 유닛.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 결함이 확인된 상기 상위 리모트 유닛의 타측 패스의 광중계 유닛들에 대하여 스위칭 제어 신호를 전송하는, 광중계 유닛.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 스위칭 제어 신호는 데이지체인(daisy-chain)방식으로 릴레이되는, 광중계 유닛.
  9. 링 토폴로지의 형태로 연결되는 복수의 광중계 유닛을 관리하는 장치에 있어서,
    상기 복수의 광중계 유닛에 대하여 제1 방향 및 상기 제1 방향의 역방향인 제2 방향으로 패스 상태 모니터링 제어신호 및 지연 측정 제어신호 중 적어도 어느 하나의 제어 신호를 전송하고, 상기 제어 신호에 따른 응답신호를 수신하는 네트워크 관리부; 및
    기지국으로부터 송신되는 포워딩 신호를 상기 제1 방향으로 전송하고, 상기 네트워크 관리 시스템에 의하여 상기 복수의 광중계 유닛 중 특정 광중계 유닛의 결함이 확인된 경우 상기 제2 방향으로 스위칭 제어신호를 전송하는 스위칭 제어 수단;
    을 포함하는 마스터 유닛.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 네트워크 관리부는 특정 광중계 유닛에 지연 측정 펄스가 삽입된 루프백(loopback) 명령 프레임을 상기 제1 방향 및 제2 방향으로 전송하는, 마스터 유닛.
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