KR100566203B1

KR100566203B1 - 자기 치유 수동형 광 가입자망

Info

Publication number: KR100566203B1
Application number: KR1020030093864A
Authority: KR
Inventors: 김현수; 강인권; 박성범; 이재훈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2006-03-29
Also published as: US20050135810A1; JP2005184815A; KR20050062871A; US7359637B2

Abstract

본 발명에 따라 중앙 기지국과, 간선 광섬유를 통해 상기 중앙 기지국과 연결된 지역 기지국과, 복수의 분배 광섬유들을 통해 상기 지역 기지국과 연결된 복수의 가입자 장치들을 포함하는 수동형 광 가입자망은, 상기 각 가입자 장치는 직접 연결된 분배 광섬유를 통해 상기 지역 기지국으로 상향 광신호를 전송하고, 상기 지역 기지국으로부터 복귀하는 상기 상향 광신호의 상태로부터 장애 발생을 감지하며, 상기 지역 기지국은 상기 각 가입자 장치로부터 입력된 상향 광신호의 일부 파워를 상기 중앙 기지국으로 전송하고, 다른 일부 파워를 상기 가입자 장치로 복귀시킨다.

수동형 광 가입자망, 자기 치유, 분배 광섬유, 반사기

Description

자기 치유 수동형 광 가입자망{SELF-HEALING PASSIVE OPTICAL NETWORK}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수동형 광 가입자망의 구성을 나타내는 도면,

도 2는 도 1에 도시된 수동형 광 가입자망의 장애 위치 파악 과정을 설명하기 위한 도면,

도 3은 도 1에 도시된 수동형 광 가입자망의 광선로 스위칭 과정을 설명하기위한 도면,

도 4는 도 1에 도시된 수동형 광 가입자망의 광원 교체 과정을 설명하기 위한 도면.

본 발명은 광 통신망에 관한 것으로서, 특히 수동형 광 가입자망(passive optical network: PON)에 관한 것이다.

파장분할다중 방식(wavelength division multiplexing: WDM)의 수동형 광 가 입자망은 각 가입자에게 부여된 고유의 파장을 이용하여 초고속 광대역 통신 서비스를 제공한다. 따라서, 수동형 광 가입자망은 통신의 비밀 보장이 확실하고, 각 가입자가 요구하는 별도의 통신 서비스 또는 통신 용량의 확대를 쉽게 수용할 수 있으며, 새 가입자에게 부여될 고유의 파장을 추가함으로써 쉽게 가입자의 수를 확대할 수 있다. 이와 같은 장점들에도 불구하고, 수동형 광 가입자망은 중앙 기지국(central office: CO) 및 복수의 가입자 장치들(optical network unit: ONU)이 각각 특정 발진 파장의 광원과 상기 광원의 파장을 안정화하기 위한 부가적인 파장 안정화 회로를 필요로 하므로, 가입자에게 높은 경제적 부담을 요구하여 아직 실용화되지 못하고 있다. 최근에 경제적인 파장분할다중 방식의 수동형 광 가입자망을 구현하기 위하여, 파장 관리가 용이한 스펙트럼 분할 방식의 광대역 광원, 비간섭성 광에 파장 잠김된 페브리-페롯 레이저(wavelength-locked Fabry-Perot laser) 또는 반사형 반도체 광증폭기(reflective semiconductor optical amplifier)를 파장분할다중 방식용 광원으로 이용하는 연구가 이루어지고 있다

일반적으로 파장분할다중 방식의 수동형 광 가입자망은 이중 성형 구조를 사용하여 광선로의 길이를 최소화 한다. 즉, 중앙 기지국부터 가입자들의 인접 지역에 설치된 지역 기지국(Remote Node: RN)까지는 하나의 간선 광섬유(main optical fiber: MOF)로 연결하고, 상기 지역 기지국부터 각 가입자 장치까지는 독립된 분배 광섬유(distribution optical fiber: DOF)로 연결한다. 다중화된 하향 광신호들(multiplexed downstream optical signals)은 간선 광섬유를 통하여 상기 지역 기지국으로 전송되며, 상기 다중화된 하향 광신호들은 상기 지역 기지국에 설 치된 파장분할 다중화기에 의해 역다중화된 후 상기 분배 광섬유들을 통해 상기 가입자 장치들까지 전송된다. 상기 가입자 장치들로부터 출력되는 상향 광신호들(upstream optical signals)은 상기 지역 기지국으로 전송되며, 상기 파장분할 다중화기에 의해 다중화된 후 상기 중앙 기지국으로 전송된다.

파장분할다중 방식의 수동형 광 가입자망에서는 각 가입자에게 할당된 파장을 이용하여 대용량 데이터가 고속으로 전송된다. 따라서, 예기치 못한 상향 광원 또는 하향 광원의 장애(고장 또는 열화)나 간선 광섬유 또는 분배 광섬유의 장애(절단 또는 열화)가 발생하면 비록 짧은 시간의 장애라고 하여도 전송되는 대용량의 데이터를 잃어버리게 되므로, 이러한 장애를 신속히 감지하여 복구하여야만 한다. 그러나, 중앙 기지국과 가입자 장치들 사이의 직접적인 광선로가 끊어지게 되면, 상기 중앙 기지국과 상기 가입자 장치들은 장애의 발생 여부를 서로 통보할 수 없게 된다. 이러한 경우에 대비하여 별도의 저속 통신 선로를 확보할 수도 있으나, 별도의 저속 통신 선로를 상기 중앙 기지국과 상기 각 가입자 장치 사이에 확보하기 위해서는 구현 비용이 추가되며, 별도의 저속 통신 선로에 대한 지속적인 관리 및 감독을 위한 투자가 요구된다. 또한, 별도의 저속 통신 선로를 통하여 상기 중앙 기지국과 상기 각 가입자 장치가 서로 통신하여 장애의 발생 여부를 확인하고 이를 관리자에게 통보하기 위한 별도의 시간이 소요되므로, 상기 중앙 기지국과 상기 각 가입자 장치의 통신 두절 상태가 그 시간만큼 연장된다. 따라서, 상향 광원 또는 하향 광원의 장애나 간선 광섬유 또는 분배 광섬유의 장애를 신속히 감지하여 관리자에게 장애의 발생 여부를 직접적으로 통보할 수 있는 감시 방법 및 이에 따 른 복구 방법의 개발이 필수적이다.

하향 광원의 장애나 중앙 기지국과 지역 기지국을 연결하는 간선 광섬유의 장애는 상기 중앙 기지국에서 상기 하향 광원들의 동작 상태와 모든 상향 광신호들의 수신 상태를 관리함으로써 용이하게 감시할 수 있다. 또한, 상기 지역 기지국과 각 가입자 장치를 연결하는 각 분배 광섬유에 장애가 발생하지 않는다는 가정하에서, 상기 가입자 장치에 설치된 상향 광원의 상태를 상기 중앙 기지국에 설치된 상향 광수신기에 수신되는 상향 광신호로부터 감시할 수도 있다. 그러나, 어느 한 분배 광섬유에 장애가 발생한 경우에는 상기 중앙 기지국이 상기 분배 광섬유로 진행하는 상향 광신호를 수신할 수 없으므로, 상향 광원의 장애를 감시할 수 없다는 문제점이 있다.

따라서, 파장분할다중 방식의 수동형 광 가입자망에서 분배 광섬유의 장애를 감시할 수 있는 방법이 요구된다. 또한, 상향 광원의 장애와 분배 광섬유의 장애를 구별하여 인식할 수 있는 감시 방법이 요구된다. 또한, 상향 광원 또는 분배 광섬유의 장애가 발생한 경우에 이를 치유할 수 있는 방법이 요구된다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 분배 광섬유의 장애를 감시할 수 있는 수동형 광 가입자망을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 상향 광원의 장애와 분배 광섬유의 장애를 구별하여 인식할 수 있는 수동형 광 가입자망을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 상향 광원 또는 분배 광섬유의 장애가 발생한 경우에 자기 치유할 수 있는 수동형 광 가입자망을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따라 중앙 기지국과, 간선 광섬유를 통해 상기 중앙 기지국과 연결된 지역 기지국과, 복수의 분배 광섬유들을 통해 상기 지역 기지국과 연결된 복수의 가입자 장치들을 포함하는 수동형 광 가입자망은, 상기 각 가입자 장치는 직접 연결된 분배 광섬유를 통해 상기 지역 기지국으로 상향 광신호를 전송하고, 상기 지역 기지국으로부터 복귀하는 상기 상향 광신호의 상태로부터 장애 발생을 감지하며, 상기 지역 기지국은 상기 각 가입자 장치로부터 입력된 상향 광신호의 일부 파워를 상기 중앙 기지국으로 전송하고, 다른 일부 파워를 상기 가입자 장치로 복귀시킨다.

이하에서는 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능, 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수동형 광 가입자망의 구성을 나타내는 도면이다. 상기 수동형 광 가입자망(100)은 중앙 기지국(110)과, 간선 광섬유(120)를 통해 상기 중앙 기지국(110)과 연결된 지역 기지국(130)과, 제1 내지 제n 분배 광섬유들(170-1~170-n)을 통해 상기 지역 기지국(130)과 연결된 제1 내지 제n 가입자 장치들(180-1~180-n)을 포함한다.

상기 중앙 기지국(110)은 상기 간선 광섬유(120)를 통해 다중화된 상향 광신호들을 수신한다.

상기 지역 기지국(110)은 상기 간선 광섬유(120)를 통해 상기 중앙 기지국(110)과 연결되며, 반사기(reflector, 140)와, 파장분할 다중화기(wavelength division multiplexer: WDM, 150)와, 제1 내지 제n 광분배기들(optical distributor: OD, 160-1~160-n)을 포함한다.

상기 반사기(140)는 그 일단이 상기 간선 광섬유(120)와 연결되며, 그 타단이 상기 파장분할 다중화기(150)의 다중화 포트(multiplexing port: MP)와 연결된다. 상기 반사기(140)는 상기 파장 분할 다중화기(150)로부터 다중화된 상향 광신호들을 수신하고, 상기 다중화된 상향 광신호들의 일부 파워를 투과시키고, 그 나머지 파워를 상기 파장분할 다중화기(150)측으로 반사시킨다. 상기 반사기(140)는 기설정된 파장 대역에서 기설정된 반사율을 갖는 다층 박막 필터, 하나 이상의 광섬유 격자(fiber Bragg grating: FBG) 또는 미러(mirror)를 포함할 수 있다.

상기 파장분할 다중화기(150)는 다중화 포트와 제1 내지 제n 역다중화 포트들(demultiplexing port: DP)을 가지며, 상기 다중화 포트는 상기 반사기(140)와 연결되고, 상기 제1 내지 제n 역다중화 포트들은 상기 제1 내지 제n 광분배기들(160-1~160-n)과 일대일 연결된다. 상기 파장분할 다중화기(150)는 상기 제1 내지 제n 역다중화 포트들에 입력된 제1 내지 제n 상향 광신호들을 다중화하여 상기 다중화 포트로 출력한다. 상기 파장분할 다중화기(150)는 도파로열 격자(arrayed waveguides grating: AWG)를 포함할 수 있다.

상기 제1 내지 제n 광분배기들(160-1~160-n)은 각각 제1 내지 제4 포트들을 가지며, 상기 제1 포트는 해당 역다중화 포트와 연결되고, 제2 포트는 대응하는 광분배기의 제4 포트와 연결되며, 제3 포트는 해당 분배 광섬유와 연결되며, 제4 포트는 상기 대응하는 광분배기의 제2 포트와 연결된다. 도 1에서, 제X 광분배기는 제(n+1-X) 광분배기와 대응된다. 여기에서, 1≤X≤(n/2)이며, n 및 X는 자연수이다. 예로, 상기 제1 광분배기(160-1)는 상기 제n 광분배기(160-n)와 대응되고, 상기 제2 광분배기(160-2)는 상기 제(n-1) 광분배기(160-(n-1))와 대응되며, 상기 제3 광분배기(160-3)는 상기 제(n-2) 광분배기(160-(n-2))와 대응된다. 두 광분배기들을 대응시키는 방식은 임의적으로 선택할 수 있다. 예를 들어, 인접한 두 광분배기들끼리 대응시킬 수 있다. 이러한 경우에, 예를 들어 제1 광분배기(160-1)는 제2 광분배기(160-2)와 대응되고, 제3 광분배기(160-3)는 제4 광분배기(160-4)와 대응된다. 상기 제1 내지 제n 광분배기들(160-1~160-n)은 각각 고유 파장이 할당되어 있으며, 제3 포트에 입력된 상향 광신호의 파장이 상기 고유 파장과 일치하는 경우에 상기 상향 광신호를 제1 포트로 출력하고, 그렇지 않은 경우에 상기 상향 광신호를 제2 포트로 출력한다. 즉, 상기 제n 광분배기(160-n)는 제3 포트에 입력된 제n 상향 광신호를 제1 포트로 출력하고, 제3 포트에 입력된 제1 상향 광신호를 제1 포트로 출력한다. 또한, 상기 제1 내지 제n 광분배기(160-1~160-n)는 각각 제1 포트에 입력된 상향 광신호를 제3 포트로 출력한다. 즉, 상기 제n 광분배기(160-n)는 제1 포트에 입력된 제n 상향 광신호를 제3 포트로 출력한다.

상기 제1 내지 제n 가입자 장치들(180-1~180-n)은 제1 내지 제n 분배 광섬유들(170-1~170-n)을 통해 상기 지역 기지국(130)과 연결되며, 상기 제 n 가입자 장치 (180-n)는 제n 광결합기(optical coupler: OC, 190-n)와, 제n 써큘레이터(circulator: CIR, 200-n)와, 제n-1 및 제n-2 광스위치(optical switch: OS, 220-n,250-n)와, 제n 광수신기(optical receiver: RX, 260-n)와, 제n 광분할기(beam splitter: BS, 210-n)와, 제n-1 및 제n-2 상향 광원(upstream light source: LS, 230-n, 240-n)과, 제n 제어부(controller: CTRL, 270-n)를 포함한다. 제X 가입자 장치는 제(n+1-X) 가입자 장치와 대응된다. 상기 제1 내지 제n 가입자 장치들(180-1~180-n)은 모두 동일한 구성을 가지므로, 이하 상기 제1 가입자 장치(180-1)를 중심으로 기술하기로 한다.

제1-1 및 제1-2 상향 광원(230-1,240-1)은 각각 상기 제1 제어부(270-1)의 제어에 따라 제1 상향 광신호를 출력한다. 상기 제1-2 상향 광원(240-1)은 보호 광원으로서 상기 제1-1 상향 광원(230-1)에 장애가 발생한 경우에 작동된다.

제1-1 광스위치(220-1)는 제1 내지 제4 포트를 가지며, 제1 포트는 상기 제1 광분할기에 연결되고, 제2 포트는 상기 제n 가입자 장치(180-n)의 제n 광결합기(190-n)와 연결되며, 제3 포트는 상기 제1-1 상향 광원(230-1)과 연결되고, 제4 포트는 상기 제1-2 상향 광원(240-1)과 연결된다. 상기 제1 제어부(270-1)의 제어에 따라 상기 제1-1 광스위치(220-1)는 정상 상태시 제1 포트와 제3 포트를 연결하고, 상기 제1-1 상향 광원(230-1)에 장애가 발생한 경우에 제1 포트와 제4 포트를 연결하며, 상기 제1 분배 광섬유(170-1)에 장애가 발생한 경우에 상기 제2 포트와 제3 포트를 연결한다.

제1 광분할기(210-1)는 제1 내지 제3 포트를 가지며, 제1 포트는 상기 제1 써큘레이터(200-1)와 연결되고, 제2 포트는 상기 제1-2 광스위치(250-1)와 연결되며, 제3 포트는 상기 제1-1 광스위치(220-1)의 제1 포트와 연결된다. 상기 제1 광분할기(210-1)는 제3 포트에 입력된 제1 상향 광신호를 기설정된 비율로 파워 분할하고, 그 일부 파워는 제1 포트로 출력하고, 그 나머지 파워는 제2 포트로 출력한다.

상기 제1 써큘레이터(200-1)는 제1 내지 제3 포트를 가지며, 제1 포트는 상기 제1 광분할기(210-1)의 제1 포트와 연결되고, 제2 포트는 상기 제1 광결합기(190-1)와 연결되며, 제3 포트는 상기 제1-2 광스위치(250-1)와 연결된다. 상기 제1 써큘레이터(200-1)는 제1 포트에 입력된 제1 상향 광신호를 제2 포트로 출력하고, 제2 포트에 입력된 제1 상향 광신호를 제3 포트로 출력한다.

제1-2 광스위치(250-1)는 제1 내지 제3 포트를 가지며, 제1 포트는 상기 제1 써큘레이터(200-1)의 제3 포트와 연결되고, 제2 포트는 상기 제1 광분할기(210-1)의 제2 포트와 연결되며, 제3 포트는 상기 제1 광수신기(260-1)와 연결된다. 상기 제1 제어부(270-1)의 제어에 따라 상기 제1-2 광스위치(250-1)는 정상 상태시 제1 포트와 제3 포트를 연결하고, 장애가 발생한 경우에 제2 포트와 제3 포트를 연결한다.

상기 제1 광수신기(260-1)는 상기 제1-2 광스위치(250-1)의 제3 포트와 연결되며, 수신된 제1 상향 광신호를 광전 변환함으로써 전기 신호를 출력한다.

상기 제1 제어부(20)는 상기 전기 신호의 상태에 따라 상기 제1 분배 광섬유170-1) 또는 상기 제1-1 상향 광원(230-1)에 장애가 발생한 것을 감지하고(장애 발생 감지 단계), 장애 위치 확인 단계와, 광선로 스위칭 단계 또는 광원 교체 단계를 수행한다.

도 1을 참조하여, 정상 상태에서의 상기 수동형 광 가입자망(100)의 동작을 설명하면 하기하는 바와 같다. 정상 상태에서는, 상기 제1-1 광스위치(220-1)의 제1 및 제3 포트들이 연결되어 있고, 상기 제1-2 광스위치(250-1)의 제1 및 제3 포트들이 연결되어 있다. 상기 제1-1 상향 광원(230-1)에서 출력된 제1 상향 광신호는 상기 제1-1 광스위치(220-1)를 통과하여 상기 제1 광분할기(210-1)에 입력되고, 상기 제1 광분할기(210-1)는 상기 제1 상향 광신호를 파워 분할하여, 그 일부 파워를 제1 포트로 출력하고, 그 나머지 파워를 제2 포트로 출력한다. 상기 제1 광분할기(210-1)의 제2 포트로부터 출력된 제1 상향 광신호는 상기 제1-2 광스위치(250-1)의 제2 포트에 입력되어 소멸된다. 상기 제1 광분할기(210-1)의 제1 포트로부터 출력된 제1 상향 광신호는 상기 제1 써큘레이터(200-1)의 제1 포트에 입력되어 제2 포트로 출력된 후, 상기 제1 광결합기(190-1), 제1 분배 광섬유(170-1) 및 제1 광분배기(160-1)를 지나 상기 파장분할 다중화기(150)의 제1 역다중화 포트에 입력된다. 상기 파장분할 다중화기(150)는 상기 제1 상향 광신호와 제2 내지 제n 역다중화 포트들에 입력된 제2 내지 제n 상향 광신호들을 다중화하여 다중화 포트로 출력한다. 다중화된 상향 광신호들은 상기 반사기(140)에서의 반사에 의해 파워 분할되며, 그 일부 파워는 상기 반사기(140)를 통과하여 상기 간선 광섬유(120)를 통해 상기 중앙 기지국(110)에 전송되고, 그 나머지 파워는 상기 파장분할 다중화기(150)의 다중화 포트에 입력된다. 상기 파장 분할 다중화기(150)는 다중화 포트에 입력된 상기 다중화된 상향 광신호들을 파장별로 역다중화하여 제1 내지 제n 역다중화 포트들로 출력한다. 상기 제1 역다중화 포트로부터 출력된 제1 상향 광신호는 상기 제1 광분배기(160-1), 제1 분배 광섬유(170-1) 및 제1 광결합기(190-1)를 지나 상기 제1 써큘레이터(200-1)의 제2 포트에 입력되어 제3 포트로 출력된다. 상기 제1 써큘레이터(200-1)의 제3 포트로부터 출력된 제1 상향 광신호는 상기 제1-2 광스위치(250-1)의 제1 포트에 입력되어 제3 포트로 출력된 후, 상기 제1 광수신기(260-1)에 입력된다. 상기 제1 광수신기(260-1)는 입력된 상기 제1 상향 광신호를 광전 변환함으로써 전기 신호를 출력한다. 상기 제1 제어부(2701)는 입력된 상기 전기 신호가 정상 상태이므로, 상기 제1 분배 광섬유(170-1) 또는 제1-1 상향 광원(230-1)이 정상 상태임을 파악한다.

장애 발생 감지 단계

상기 제1 제어부(270-1)는 입력된 전기 신호가 비정상 상태(급격한 파워 감소, 간헐적 신호 끊김 등)이거나, 전기 신호가 입력되지 않는 상태인 경우에 상기 제1 분배 광섬유(170-1) 또는 제1-1 상향 광원(230-1)에 장애가 발생하였음을 감지한다.

장애 위치 파악 단계

도 2는 도 1에 도시된 수동형 광 가입자망의 장애 위치 파악 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 2를 참조하여, 상기 제1 분배 광섬유(170-1) 또는 제1-1 상향 광원(230-1)에 장애가 발생한 경우에 상기 제1 제어부(270-1)가 장애 위치를 파악하는 단계를 설명하자면 하기하는 바와 같다. 상기 제1 제어부(270-1)는 장애가 발생하였음을 감지하고, 상기 제1-2 광스위치(250-1)의 제2 및 제3 포트들이 연결되도록 제어한다. 이후, 상기 제1 제어부(270-1)는 입력된 전기 신호가 정상 상태이면 상기 제1 분배 광섬유(170-1)에 장애가 발생한 것으로 파악하고, 입력된 전기 신호가 비정상 상태(급격한 파워 감소, 간헐적 신호 끊김 등)이거나 전기 신호가 입력되지 않으면 상기 제1-1 상향 광원(230-1)에 장애가 발생한 것으로 파악한다.

상기 제1 제어부(270-1)는 상기 제1 분배 광섬유(170-1)에 장애가 발생한 경우에 하기하는 광선로 스위칭 단계를 수행하고, 상기 제1-1 상향 광원(230-1)에 장애가 발생한 경우에 하기하는 광원 교체 단계를 수행한다.

광선로 스위칭 단계

도 3은 도 1에 도시된 수동형 광 가입자망의 광선로 스위칭 과정을 설명하기위한 도면이다. 도 3을 참조하여, 상기 제1 분배 광섬유(170-1)에 장애가 발생한 경우에 상기 제1 제어부(270-1)가 광선로를 스위칭 하는 단계를 설명하자면 하기하는 바와 같다. 상기 제1 제어부(270-1)는 상기 제1 분배 광섬유(170-1)에 장애가 발생하였음을 감지하고, 상기 제1-1 광스위치(220-1)의 제2 및 제3 포트들이 연결되도록 제어한다. 상기 제1-1 상향 광원(230-1)으로부터 출력된 상기 제1 상향 광 신호는 상기 제1-1 광스위치(220-1)를 통과하여 상기 제n 광결합기(190-n)의 제3 포트에 입력되어 제1 포트로 출력된다. 상기 제n 광결합기(190-n)의 제1 포트로부터 출력된 제1 상향 광신호는 상기 제n 분배 광섬유(170-n)를 지나 상기 제n 광분배기(160-n)의 제3 포트에 입력되어 제2 포트로 출력된다. 상기 제n 광분배기(160-n)의 제2 포트는 상기 제1 광분배기(160-1)의 제4 포트와 연결되어 있으며, 상기 제1 광분배기(160-1)는 제4 포트에 입력된 상기 제1 상향 광신호를 제1 포트로 출력한다. 상기 제1 광분배기(160-1)의 제1 포트로부터 출력된 제1 상향 광신호는 상기 파장분할 다중화기(150)의 제1 역다중화 포트에 입력된다. 상기 파장분할 다중화기(150)는 상기 제1 상향 광신호와 제2 내지 제n 역다중화 포트들에 입력된 제2 내지 제n 상향 광신호들을 다중화하여 다중화 포트로 출력한다. 다중화된 상향 광신호들은 상기 반사기(140)에서의 반사에 의해 파워 분할되며, 그 일부 파워는 상기 반사기(140)를 통과하여 상기 간선 광섬유(120)를 통해 상기 중앙 기지국(110)에 전송되고, 그 나머지 파워는 상기 파장분할 다중화기(150)의 다중화 포트에 입력된다.

광원 교체 단계

도 4는 도 1에 도시된 수동형 광 가입자망의 광원 교체 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 4를 참조하여, 상기 제1-1 상향 광원(230-1)에 장애가 발생한 경우에 상기 제1 제어부(270-1)가 상기 제1-1 상향 광원(230-1)을 상기 제1-2 상향 광원(240-1)으로 교체하는 단계를 설명하자면 하기하는 바와 같다. 상기 제1 제어 부(270-1)는 상기 제1-1 상향 광원(230-1)에 장애가 발생하였음을 감지하고, 상기 제1-1 광스위치(220-1)의 제1 및 제4 포트들이 연결되도록 제어하고, 상기 제1-2 광스위치(250-1)의 제1 및 제3 포트들이 연결되도록 제어하며, 상기 제1-2 상향 광원(240-1)을 동작시킨다. 상기 제1-2 상향 광원(240-1)에서 출력된 제1 상향 광신호는 상기 제1-1 광스위치(220-1)를 통과하여 상기 제1 광분할기(210-1)에 입력되고, 상기 제1 광분할기(210-1)는 상기 제1 상향 광신호를 파워 분할하여, 그 일부 파워를 제1 포트로 출력하고, 그 나머지 파워를 제2 포트로 출력한다. 상기 제1 광분할기(210-1)의 제2 포트로부터 출력된 제1 상향 광신호는 상기 제1-2 광스위치(250-1)의 제2 포트에 입력되어 소멸된다. 상기 제1 광분할기(210-1)의 제1 포트로부터 출력된 제1 상향 광신호는 상기 제1 써큘레이터(200-1)의 제1 포트에 입력되어 제2 포트로 출력된 후, 상기 제1 광결합기(190-1), 제1 분배 광섬유(170-1) 및 제1 광분배기(160-1)를 지나 상기 파장분할 다중화기(150)의 제1 역다중화 포트에 입력된다. 상기 파장분할 다중화기(150)는 상기 제1 상향 광신호와 제2 내지 제n 역다중화 포트들에 입력된 제2 내지 제n 상향 광신호들을 다중화하여 다중화 포트로 출력한다. 다중화된 상향 광신호들은 상기 반사기(140)에서의 반사에 의해 파워 분할되며, 그 일부 파워는 상기 반사기(140)를 통과하여 상기 간선 광섬유(120)를 통해 상기 중앙 기지국(110)에 전송되고, 그 나머지 파워는 상기 파장분할 다중화기(150)의 다중화 포트에 입력된다. 상기 파장 분할 다중화기(150)는 다중화 포트에 입력된 상기 다중화된 상향 광신호들을 파장별로 역다중화하여 제1 내지 제n 역다중화 포트들로 출력한다. 상기 제1 역다중화 포트로부터 출력된 제1 상향 광신호는 상기 제1 광분배기(160-1), 제1 분배 광섬유(170-1) 및 제1 광결합기(190-1)를 지나 상기 제1 써큘레이터(200-1)의 제2 포트에 입력되어 제3 포트로 출력된다. 상기 제1 써큘레이터(200-1)의 제3 포트로부터 출력된 제1 상향 광신호는 상기 제1-2 광스위치(250-1)의 제1 포트에 입력되어 제3 포트로 출력된 후, 상기 제1 광수신기(260-1)에 입력된다. 상기 제1 광수신기(260-1)는 입력된 상기 제1 상향 광신호를 광전 변환함으로써 전기 신호를 출력한다. 상기 제1 제어부(270-1)는 입력된 상기 전기 신호가 정상 상태이므로, 광원 교체 단계가 정상적으로 수행되었음을 확인한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 수동형 광 가입자망은 복귀하는 상향 광신호의 상태로부터 장애 발생을 감지하므로, 신속하게 장애 발생을 감지할 수 있고, 또한 신속하게 이러한 장애에 대처할 수 있다는 이점이 있다.

본 발명에 따른 수동형 광 가입자망은 분배 광섬유의 상태 및 가입자 장치에 위치한 상향 광원의 상태를 구별하여 감시하며, 각각의 장애 발생시 자기 치유를 수행할 수 있으므로, 경제적이고 효율적으로 관리하고 치유할 수 있다는 이점이 있다.

Claims

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중앙 기지국과, 간선 광섬유를 통해 상기 중앙 기지국과 연결된 지역 기지국과, 복수의 분배 광섬유들을 통해 상기 지역 기지국과 연결된 복수의 가입자 장치들을 포함하는 수동형 광 가입자망에 있어서,

상기 각 가입자 장치는 직접 연결된 분배 광섬유를 통해 상기 지역 기지국으로 상향 광신호를 전송하고, 상기 지역 기지국으로부터 복귀하는 상기 상향 광신호의 상태로부터 장애 발생을 감지하며,

상기 지역 기지국은 상기 각 가입자 장치로부터 입력된 상향 광신호의 일부 파워를 상기 중앙 기지국으로 전송하고, 다른 일부 파워를 상기 가입자 장치로 복귀시키고, 상기 각 가입자 장치는,

각각 상향 광신호를 출력하기 위한 제1 및 제2 상향 광원과;

제1 내지 제3 포트를 구비하고, 상기 제1 포트에 입력된 상기 상향 광신호를 분배 광섬유와 연결된 제2 포트로 출력하고, 상기 제2 포트에 입력된 복귀하는 상기 상향 광신호를 제3 포트로 출력하기 위한 써큘레이터와;

정상 상태시 상기 제1 상향 광원과 상기 써큘레이터를 연결하고, 상기 제1 상향 광원에 장애가 발생한 경우에 상기 써큘레이터와 상기 제2 상향 광원을 연결하기 위한 제1 스위치와;

상기 써큘레이터의 제3 포트로부터 출력된 상기 상향 광신호를 전기 신호로 검출하기 위한 광수신기를 포함함을 특징으로 하는 자기 치유 수동형 광 가입자망.
제4항에 있어서, 상기 각 가입자 장치는,

상기 상향 광신호의 일부 파워를 분기하기 위한 광분할기와;

상기 제1 상향 광원의 장애 여부를 확인하기 위하여, 상기 분기된 일부 파워를 상기 광수신기에 제공하기 위한 제2 스위치를 더 포함함을 특징으로 하는 자기 치유 수동형 광 가입자망.
수동형 광 가입자망에 있어서,

중앙 기지국과;

상기 중앙 기지국과 간선 광섬유를 통해 연결된 다중화 포트와 복수의 분배 광섬유들과 연결된 복수의 역다중화 포트들을 구비하며, 상기 역다중화 포트들에 입력된 복수의 상향 광신호들을 다중화하여 상기 다중화 포트로 출력하기 위한 파장분할 다중화기와, 상기 분배 광섬유들 상에 배치되고, 복수의 광분배기 쌍들을 이루며, 각각 입력된 상향 광신호가 자신에게 할당된 고유 파장을 가지면 통과시키고, 그렇지 않으면 대응하는 다른 광분배기로 전송하기 위한 복수의 광분배기들을 갖는 지역 기지국과;

상기 분배 광섬유들과 연결되며, 복수의 가입자 장치 쌍들을 이루며, 각각 상향 광신호를 출력하기 위한 제1 상향 광원과, 정상 상태시 상기 상향 광신호를 직접 연결된 분배 광섬유로 전송하고 상기 분배 광섬유의 장애 발생시 상기 상향 광신호를 대응하는 타 가입자 장치에 연결된 분배 광섬유를 통해 전송하기 위한 제1 스위치를 갖는 복수의 가입자 장치들을 포함함을 특징으로 하는 자기 치유 수동형 광 가입자망.
제6항에 있어서,

상기 지역 기지국은 그 일단이 상기 간선 광섬유와 연결되며, 그 타단이 상기 파장 분할 다중화기와 연결되고, 상기 파장분할 다중화기로부터 입력된 상기 다중화된 상향 광신호들의 일부 파워를 통과시키고 그 나머지 파워를 상기 파장분할 다중화기로 복귀시키기 위한 반사기를 더 포함하고,

상기 각 가입자 장치는 상기 지역 기지국으로부터 복귀하는 상기 상향 광신호의 상태로부터 장애 발생을 감지함을 특징으로 하는 자기 치유 수동형 광 가입자망.
제7항에 있어서, 상기 각 가입자 장치는,

제1 내지 제3 포트를 구비하고, 상기 제1 포트에 입력된 상기 상향 광신호를 분배 광섬유와 연결된 제2 포트로 출력하고, 상기 제2 포트에 입력된 복귀하는 상기 상향 광신호를 제3 포트로 출력하기 위한 써큘레이터와;

상기 써큘레이터의 제3 포트로부터 출력된 상기 상향 광신호를 전기 신호로 검출하기 위한 광수신기를 더 포함함을 특징으로 하는 자기 치유 수동형 광 가입자 망.
제8항에 있어서,

상기 각 가입자 장치는 상향 광신호를 출력하기 위한 제2 상향 광원을 더 포함하고,

상기 제1 스위치는 정상 상태시 상기 제1 상향 광원과 상기 써큘레이터를 연결하고, 상기 제1 상향 광원에 장애가 발생한 경우에 상기 써큘레이터와 상기 제2 상향 광원을 연결함을 특징으로 하는 자기 치유 수동형 광 가입자망.
제9항에 있어서, 상기 각 가입자 장치는,

상기 상향 광신호의 일부 파워를 분기하기 위한 광분할기와;

상기 제1 상향 광원의 장애 여부를 확인하기 위하여, 상기 분기된 일부 파워를 상기 광수신기에 제공하기 위한 제2 스위치를 더 포함함을 특징으로 하는 자기 치유 수동형 광 가입자망.