WO2016204331A1 - 광 선로 감시 시스템 - Google Patents

광 선로 감시 시스템 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to an optical line monitoring system, and more particularly, to a system that can determine the intrusion by detecting the bending and cutting of the security optical line network.
  • Security fences are often installed in facilities and areas where security is required.
  • surveillance personnel may be deployed to monitor the intrusion of such security fences.
  • the monitoring method by the monitoring personnel has a problem of high maintenance cost and low monitoring accuracy.
  • RF schemes have also been used.
  • a transmission line is mounted on a security fence and an electrical RF signal is applied to the transmission line.
  • the RF signal changes, allowing automatic detection of intrusion.
  • this method has a disadvantage in that it is not possible to specify exactly where the intrusion occurred.
  • optical line monitoring using optical fibers can solve both of these drawbacks.
  • the optical line monitoring method using the optical fiber has the advantage of being able to monitor a large area, automatically generate an intrusion alarm, and identify and identify a location where an intrusion has occurred.
  • the optical line monitoring device used in the optical line monitoring method is expensive.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide an optical line monitoring system capable of monitoring a wide area as much as possible with one optical line monitoring device.
  • Another object of the present invention is to provide an optical line monitoring system capable of maximizing intrusion detection accuracy while monitoring a wide area as much as possible.
  • Another problem to be solved by the present invention is to provide an economical and durable optical line monitoring system.
  • the optical line monitoring system of the present invention for solving the above problems, a laser diode for generating an input optical signal, receives the input optical signal to a first port and outputs it to a second port, the reflected optical signal to the second port
  • An optical element that receives an input and outputs it to a third port, an input port is connected to a second port of the optical element, and receives an input optical signal and distributes the input optical signal to two or more output ports;
  • At least one monitoring optical line connected to each other, a photodiode connected to a third port of the optical element to sense the reflected light signal, and a signal processor to process a signal sensed by the photodiode.
  • the optical switch unit may distribute the input optical signal in a time division (time division) method.
  • the optical switch unit distributes the input optical signal to each output port in a first time period, the first time period is the input optical signal is generated from the laser diode for the monitoring
  • the optical signal may reach the end of the optical line, and the reflected optical signal reflected from the terminal of the monitoring optical line may reach the optical switch unit.
  • the optical switch unit includes a control unit for controlling the period of the time division method, the control unit may determine the distribution period of the optical switch unit based on the length of the monitoring optical line. .
  • the signal processor may measure the length of the monitoring optical line, and transmit the data for the measured length to the controller.
  • the optical switch unit distributes the input optical signal to each output port in a first time period, and the signal processing unit sets a new time domain according to the first time period to process the signal can do.
  • the input optical signal may include two or more wavelength bands
  • the optical switch unit may distribute the transmission optical signal in a wavelength division scheme
  • the optical switch unit may include a plurality of optical switches connected in a relay manner.
  • the optical switch unit may include a MEMS optical switch.
  • the optical switch unit may include a magnetic optical switch.
  • an optical coupler for distributing and extracting a portion of the input optical signal between the laser diode and the optical switch unit, and further comprises a tab photo diode for sensing the power of the extracted input optical signal can do.
  • it may further include a reference optical line connected between the optical element and the monitoring optical line.
  • the signal processing unit may further include a communication unit for transmitting the data over a network.
  • the communication unit may support an Ethernet network or a cellular wireless network.
  • the monitoring optical line is formed in a pattern having a narrower interval than a predetermined distance, it may be coupled to a security fence (fence).
  • the at least one monitoring optical line may be coupled to a security fence installed in different areas, respectively.
  • the optical element may be one of an optical circulator or an optical coupler.
  • an optical coupler for distributing and extracting a part of the input optical signal or the reflected optical signal between the optical switch unit and the monitoring optical line and the extracted input optical signal or reflected optical signal It may further include a tap photo diode for sensing the power of.
  • the optical line monitoring system can monitor a wide area as much as possible with one optical line monitoring device.
  • optical line monitoring system according to an embodiment of the present invention can maximize the intrusion detection accuracy while monitoring the widest area as possible.
  • optical line monitoring system according to an embodiment of the present invention has the advantages of economical and durable.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an optical design of an optical line monitoring system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 briefly illustrates a configuration of an optical line monitoring system according to an embodiment of the present invention.
  • 3 to 5 are block diagrams for explaining a state of use of the optical line monitoring system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an optical design of an optical line monitoring system according to an embodiment of the present invention.
  • 2 briefly illustrates a configuration of an optical line monitoring system according to an embodiment of the present invention.
  • 3 to 4 are block diagrams for explaining a state of use of the optical line monitoring system according to an embodiment of the present invention.
  • an optical line monitoring system includes an optical line monitoring apparatus 100 and a monitoring optical line 200 capable of monitoring an optical line.
  • the optical line monitoring apparatus 100 may be an OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) that monitors the optical line by measuring backscattering light generated when an optical signal is input to the optical line.
  • the optical line monitoring apparatus 100 may detect an event such as cutting, bending, connection, and splicing of the optical line. In addition, it is possible to determine the location on the optical path where such an event occurred.
  • the optical line monitoring apparatus 100 includes a laser diode 110, an optical element 120, an optical switch unit 130, a photodiode 140, a signal processing unit 150, an optical coupler 160 and a reference optical line 170. And a communication unit 180.
  • the laser diode 110 generates an input optical signal.
  • a pulse generator may be connected to the laser diode 110.
  • the pulse generator generates a pulse signal having a specific pattern.
  • the laser diode 110 receives a pulse signal and generates an input optical signal.
  • the input optical signal passes through the optical element 120, the optical switch unit 130, and the like to be input to the monitoring optical line 200.
  • the laser diode 110 may include a temperature controller (not shown).
  • the temperature controller may adjust the output power by measuring the temperature of the laser diode 110.
  • the temperature controller may further include a TEC or a heating element to actively adjust the temperature of the laser diode 110.
  • the optical device 120 includes a first port 121, a second port 122, and a third port 123.
  • the first port 121 of the optical device 120 is connected to the output terminal of the laser diode 110.
  • the input optical signal input through the first port 121 is output to the second port 122 when passing through the optical element 120.
  • the second port 122 of the optical device 120 is connected to the optical switch unit 130 and the monitoring optical line 200.
  • the reflected optical signal may be reflected and input to the second port 122.
  • the reflected light signal input to the second port 122 is output to the third port 123 when passing through the optical element 120.
  • the optical device 120 may be an optical circulator (optical coupler) or an optical coupler (optical coupler).
  • the optical switch unit 130 includes an input port 131 and an output port (132 ⁇ 135).
  • the input ports 131 and the output ports 132 to 135 of the optical switch unit 130 are not used only for the purpose of inputting and outputting optical signals, respectively.
  • the names of the input ports 131 and the output ports 132 to 135 are determined based on the input optical signal. Therefore, an input optical signal is input to the input port 131, and an input optical signal is output to the output ports 132 to 135. On the other hand, the reflected light signal is input to the output ports 132 to 135 and output to the input port 131.
  • the input port 131 of the optical switch unit 130 is connected to the second port 122 of the optical device 120. There may be two or more output ports 132 to 135 of the optical switch unit 130. The output ports 132 ⁇ 135 of the optical switch unit 130 may be connected to the monitoring optical line 200, respectively.
  • the optical switch unit 130 may distribute the input optical signal input to the input port 131 to the output ports 132 to 135 in various ways.
  • the optical switch unit 130 may distribute the input optical signal in a time division scheme or a wavelength division scheme. Distribution of the input optical signal by the optical switch unit 130 will be described later.
  • the optical switch unit 130 may include one or more optical switches 136.
  • the optical switches 136 may be connected in a relay (serial) manner.
  • the number of output ports of the optical switch unit 130 may increase.
  • each optical switch 136 has one input port and two outputs. With a port, the entire optical switch unit 130 has one input port 131 and four output ports 132 to 135.
  • the optical switch unit 130 may include a MEMS optical switch 136.
  • the optical switch unit 130 may include a magnetic optical switch 136.
  • the photodiode 140 is connected to the third port 123 of the optical device 120.
  • the photodiode 140 receives and detects the reflected light signal input to the second port 122 of the optical device 120.
  • the photodiode 140 may be an avalanche photo diode (APD) 140.
  • the photodiode 140 may include a temperature controller (not shown).
  • the temperature controller may adjust the reception sensitivity by measuring the temperature of the photodiode 140.
  • the temperature controller may further include a TEC or a heating element to actively adjust the temperature of the photodiode 140.
  • the signal processor 150 receives and processes data regarding a detection result of the photodiode 140.
  • the signal processor 150 analyzes the size of the reflected light signal measured by the photodiode 140 in a time domain. When the size of the reflected light signal analyzed in the time domain changes irregularly or in a specific pattern, it may be determined as an occurrence of an event. If it is determined that an event has occurred, an event alarm may occur.
  • the communicator 180 may transmit an analysis result and an event alarm of the signal processor 150.
  • the communicator 180 may be connected to a station that exists at another location through an Ethernet network or a cellular wireless network.
  • the communicator 180 may transmit an analysis result and an event alarm of the signal processor 150 to the bureau.
  • the optical line monitoring apparatus 100 may further include an optical coupler 160 and a tap photodiode 161.
  • the optical coupler 160 is connected between the laser diode 110 and the optical switch unit 130. Preferably, it may be connected between the laser diode 110 and the optical device 120.
  • the optical coupler 160 distributes and extracts a part of the input optical signal. For example, the optical coupler 160 may extract and extract a signal corresponding to 0.1% to 10% of the power of the input optical signal.
  • the tap photodiode 161 measures the power of the extracted input optical signal.
  • the laser diode 110 may be monitored or controlled according to the measured result.
  • an optical coupler and a tap photodiode may be connected between the optical switch unit and the monitoring optical line.
  • the optical coupler may extract and extract a portion of an input optical signal or a reflected optical signal.
  • the tap photodiode can sense the power of the extracted input or reflected optical signal.
  • the optical line monitoring apparatus 100 may further include a reference optical line 170.
  • the reference optical line 170 is connected between the optical element 120 and the monitoring optical line 200.
  • the reference optical line 170 may be an optical fiber of a predetermined length.
  • the reference optical line 170 may be an optical fiber having a length of 100m to 2000m.
  • the optical fiber of the reference optical line 170 may be wound around the spool in one direction within the optical line monitoring apparatus 100.
  • the input optical signal passes through the reference optical line 170 before the input optical signal passes through the optical switch 130 and is input to the monitoring optical line 200.
  • the reflected optical signal generated while the input optical signal passes through the reference optical line 170 may be compared with the reflected optical signal generated by the monitoring optical line 200 to be described below.
  • the monitoring optical line 200 is an optical line capable of detecting an intrusion of a specific area.
  • the optical path may be an optical fiber that is continuous to a predetermined length.
  • the monitoring optical line 200 has both ends. At least one end of the monitoring optical line 200 is connected to the output port of the optical switch unit 130. In FIG. 1, two ends of one monitoring optical line 200 are respectively connected to two output ports of the optical switch unit 130.
  • monitoring optical line 200 is connected to one output port of the optical switch unit 130, and the other end is opened without being connected to the output port of the other optical switch unit 130. May exist In this case, even though the switch unit has the same number of output ports, a greater number of monitoring optical lines 200 may be combined.
  • One end of the monitoring optical line 200 and the output port (132 ⁇ 135) of the optical switch 130 is preferably connected via the APC connector. When connected via an APC connector, reflections from the connector can be minimized. More preferably, one end of the monitoring optical line 200 and the output port (132 ⁇ 135) of the optical switch unit 130 may be connected through the FC / APC connector.
  • An input optical signal is input to the monitoring optical line 200.
  • the input optical signal is input to one or both ends connected to the output port of the optical switch unit 130 of the monitoring optical line 200.
  • the input optical signal generates a reflected optical signal while traveling through the monitoring optical line 200.
  • the reflected light signal travels in the opposite direction to the input light signal.
  • the reflected light signal is backscattering light generated by the input light signal. Backscattered light includes the results of Rayleigh scattering and Fresnel reflections.
  • the reflected light signal may be a combination of the two results.
  • the reflected optical signal may be analyzed to detect events such as cutting, bending, connection, and splicing of the monitoring optical line 200. In addition, the position on the monitoring optical path 200 in which the event occurred may be detected.
  • the reflected light signal is input to the second port 122 of the optical device 120 and output to the third port 123.
  • the monitoring optical line 200 may be an optical network formed as a woven pattern having a narrower interval than a predetermined distance.
  • the monitoring optical line 200 may be formed in a zigzag pattern having a distance of several cm to several tens of cm with another neighboring optical fiber.
  • the pattern interval of the monitoring optical line 200 is preferably smaller than the size of the target to invade.
  • the monitoring optical line 200 may be formed in a shape such as a net having a predetermined height and extending in one direction.
  • the monitoring optical line 200 may be, for example, a network formed of optical fibers having a total length of about 10km to 30km and extending to a length of about 100m to about 1km.
  • the shape of the monitoring optical line 200, the method of forming the pattern, the total extension length, the length of the network to be formed, and the like are variable depending on the application.
  • Surveillance optical line 200 may be coupled to a security fence (fence).
  • the intrusion target attempts to invade, it comes into contact with the network of the monitoring optical line 200 formed in the pattern. Accordingly, the degree of bending the monitoring optical line 200 may be changed, twisted in the screw direction, folded or cut. These will cause a change in the reflected light signal. As described above, the change may be detected by the photodiode 140 and analyzed by the signal processor 150 to determine the event.
  • the monitoring optical line 200 may be used to detect vibrations and temperature changes as well as intrusion. When the vibration is applied to the monitoring optical line 200 or the temperature changes, the reflected optical signal may change. Because there is.
  • Surveillance optical line 200 may be two or more. Optical nets formed by different monitoring optical lines 200 may be coupled to security fences installed in different areas.
  • the optical switch unit 130 may further include a controller 137 for controlling the connection of the input port 131 and the output port of the optical switch 136.
  • the controller 137 may control the order, method, period, etc., in which the input port 131 and the output port are connected.
  • the first to fourth output ports 132 to 135 are arbitrarily designated and are not designated according to a specific order or rule.
  • the optical switch unit 130 may distribute the input optical signal in a time division manner. Specifically, the optical switch unit 130 optically connects the input port 131 and the first output port 132 during the first time interval according to the time, and the input port 131 and the second output during the second time interval. Optically connects the port 133, optically connects the input port 131 and the third output port 134 during the third time interval, and input port 131 and the fourth output port (4) during the fourth time interval. 135) can be optically connected.
  • FIG. 3 briefly illustrates a state of use of the optical line monitoring system during a first time interval
  • FIG. 4 briefly illustrates a state of use of the optical line monitoring system during a second time interval.
  • the first to fourth time intervals may be the same time interval or may be different time intervals.
  • an interval time interval for changing an optical connection between the input port 131 and the output port 132 ⁇ 135 may exist between each of the first to fourth time intervals.
  • the interval time is that the input port 131 and the second output port 133 is optically connected in the state that the input port 131 and the first output port 132 is optically connected in the optical switch unit 130 It may be the time it takes to change to the connected state.
  • the first to fourth time intervals may be 0.2 seconds to 20 seconds, and the interval time interval may be 0.01 seconds to 2 seconds.
  • an input optical signal is input from the first output port 132 to the monitoring optical line 200 connected to the first output port 132, and the input optical signal is input to the monitoring optical line 200. It is preferable to reach the end of the section to be monitored, and longer than the time required for the reflected optical signal reflected from the terminal to reach the first output port 132 of the optical switch unit 130.
  • the section to be monitored in the monitoring optical line 200 may be an entire section of the monitoring optical line 200 or may be a section corresponding to half of the monitoring optical line 200. Particularly, when both ends of the monitoring optical line 200 are connected to different output ports, the monitoring optical line 200 corresponding to one half of the monitoring optical line 200 is monitored through an input optical signal input through an output port connected to one end. In addition, the monitoring optical line 200 corresponding to the other end half may be monitored through an input optical signal input through an output port connected to the other end.
  • the second to fourth time intervals and the second to fourth output ports 133 to 135 are also similar to the first time interval and the first output port 132.
  • the control unit 137 of the optical switch unit 130 may determine the distribution period based on the length of the monitoring optical line 200 connected to each output port.
  • the optical switch unit 130 may receive data about the length of the monitoring optical line 200 from the signal processor 150.
  • the signal processor 150 may measure the length of the monitoring optical line by comparing and analyzing the input optical signal and the reflected optical signal.
  • the length of the monitoring optical line connected to each output port may be different, and the time connected to each output port may also vary accordingly. For example, when the length of the monitoring optical line is relatively long, the time that the output port connected to the monitoring optical line is optically connected to the input port 131 may be relatively long.
  • the signal processor 150 may set a new time domain according to the connection period determined by the controller 137 of the optical switch 130. The characteristics of the reflected optical signal of the monitoring optical line 200 respectively corresponding to the new time domain are recorded.
  • Such an optical line monitoring system includes a plurality of monitoring optical lines 200 in one optical line monitoring apparatus 100.
  • One optical line monitoring apparatus 100 monitors the plurality of monitoring optical lines 200 in a time division manner. As described above, one monitoring optical line 200 is monitored at a cycle of several seconds to several tens of seconds. Therefore, the plurality of monitoring optical lines 200 are monitored at a sufficiently short period to ensure the accuracy of the monitoring, while maximizing the monitoring area that can be covered by one optical line monitoring apparatus 100. This can reduce the cost, there is an advantage that can facilitate the management of the optical line monitoring apparatus 100.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a state of use of the optical line monitoring system according to another embodiment of the present invention.
  • optical switch unit 130 distributes the input optical signal in a wavelength division scheme.
  • the optical switch unit 130 distributes the input optical signal in a wavelength division scheme.
  • the laser diode 110 generates an input optical signal including two or more wavelength bands.
  • the input optical signal passes through the optical switch 130 and is divided and distributed by wavelength to each output port.
  • the optical switch unit 130 may be an optical filter for distributing an input optical signal to each output port according to the wavelength.

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Abstract

광 선로 감시 시스템이 개시된다.본 발명의 광 선로 감시 시스템은 입력 광 신호를 발생시키는 레이저 다이오드, 상기 입력 광 신호를 제1 포트로 입력 받아 제2 포트로 출력하고, 반사 광 신호를 상기 제2 포트로 입력 받아 제3 포트로 출력하는 광학 소자, 상기 광학 소자의 제2 포트에 입력 포트가 연결되어 상기 입력 광 신호를 입력 받아 둘 이상의 출력 포트로 분배하는 광 스위치부, 상기 광 스위치부의 출력 포트에 각각 연결되는 적어도 하나의 감시용 광 선로, 상기 광학 소자의 제3 포트에 연결되어 상기 반사 광 신호를 감지하는 포토 다이오드 및 상기 포토 다이오드가 감지한 신호를 처리하는 신호 처리부를 포함한다.

Description

광 선로 감시 시스템
본 발명은 광 선로 감시 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보안용 광 선로망의 벤딩 및 절단 등을 감지하여 침입 여부를 판단할 수 있는 시스템에 관한 것이다.
보안이 필요한 시설 및 지역에는 보안용 펜스(fence)가 설치되는 경우가 많다. 그리고 이러한 보안용 펜스의 침입을 감시하기 위해서 감시인력이 배치되기도 한다. 그러나 감시인력에 의한 감시 방법은 유지 비용이 높고 감시 정확도가 낮다는 문제점이 있다.
이를 보완하여 최근에는 CCTV를 이용한 감시 방법이 널리 사용되고 있다. 이러한 방법은 투입되는 인력이 감소하기는 하지만 여전히 사람이 직접 촬영 화면을 감시해야 한다는 단점이 있다. 또한, 감시 영역이 수 km이상이 될 정도로 넓은 경우에는 많은 카메라 장치를 설치해야 하므로 장치의 설치 및 유지보수 비용이 높다는 단점이 있다.
또한, 최근에는 RF 방식이 사용되기도 한다. RF 방식은 전송 선로를 보안용 펜스에 장착하고, 전송 선로에 전기적 RF 신호를 인가한다. 침입자가 전송 선로를 통과하거나 손상하게 되면 RF 신호가 변화되게 되어, 침입 여부를 자동으로 감지할 수 있다. 그러나 이러한 방식은 침입이 발생한 위치를 정확하게 특정할 수 없다는 단점이 있다.
광 섬유(optical fiber)를 이용한 광 선로 감시 방법은 이러한 단점을 모두 해결할 수 있다. 광 섬유를 이용한 광 선로 감시 방법은 넓은 영역을 감시할 수 있고, 자동으로 침입 알람을 발생시킬 수 있으며, 침입이 발생한 위치를 특정하여 파악할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 광 선로 감시 방법에 사용되는 광 선로 감시 장치가 고가라는 단점이 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는, 하나의 광 선로 감시 장치로 최대한 넓은 영역을 감시할 수 있는 광 선로 감시 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 최대한 넓은 영역을 감시할 수 있으면서 침입 감지 정확도를 극대화할 수 있는 광 선로 감시 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는, 경제적이면서도 내구성이 뛰어난 광 선로 감시 시스템을 제공하는 것이다.
상기과제를 해결하기 위한 본 발명의 광 선로 감시 시스템은, 입력 광 신호를 발생시키는 레이저 다이오드, 상기 입력 광 신호를 제1 포트로 입력받아 제2 포트로 출력하고, 반사 광 신호를 상기 제2 포트로 입력 받아 제3 포트로 출력하는 광학 소자, 상기 광학 소자의 제2 포트에 입력 포트가 연결되어 상기 입력 광 신호를 입력 받아 둘 이상의 출력 포트로 분배하는 광 스위치부, 상기 광 스위치부의 출력 포트에 각각 연결되는 적어도 하나의 감시용 광 선로, 상기 광학 소자의 제3 포트에 연결되어 상기 반사 광 신호를 감지하는 포토 다이오드 및 상기 포토 다이오드가 감지한 신호를 처리하는 신호 처리부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서,상기 광 스위치부는 상기 입력 광 신호를 시 분할(time division) 방식으로 분배할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서,상기 광 스위치부는 상기 입력 광 신호를 제1 시간 주기로 각각의 출력 포트로 분배하되, 상기 제1 시간 주기는 상기 입력 광 신호가 상기 레이저 다이오드에서 발생하여 상기 감시용 광 선로의 종단까지 도달하고, 상기 입력 광 신호가 상기 감시용 광 선로의 종단에서 반사된 반사 광 신호가 상기 광 스위치부까지 도달할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서,상기 광 스위치부는 상기 시 분할 방식의 주기를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 감시용 광 선로의 길이에 기초하여 상기 광 스위치부의 분배 주기를 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서,상기 신호 처리부는 상기 감시용 광 선로의 길이를 측정하고, 상기 측정한 길이에 대한 데이터를 상기 제어부에 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서,상기 광 스위치부는 상기 입력 광 신호를 제1 시간 주기로 각각의 출력 포트로 분배하고, 상기 신호 처리부는 상기 제1 시간 주기에 따라 새로운 시간 도메인을 설정하여 신호를 처리할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서,상기 입력 광 신호는 둘 이상의 파장 대역을 포함하고, 상기 광 스위치부는 상기 전송 광 신호를 파장 분할(wavelength division) 방식으로 분배할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서,상기 광 스위치부는 릴레이 방식으로 연결된 복수의 광 스위치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서,상기 광 스위치부는멤스(MEMS) 광 스위치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서,상기 광 스위치부는마그네틱(magnetic) 광 스위치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서,상기 레이저 다이오드와 상기 광 스위치부 사이에 상기 입력 광 신호의 일부를 분배하여 추출하는 광 커플러 및상기 추출된 입력 광 신호의 파워를 감지하는 탭 포토 다이오드를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서,상기 광학 소자와 상기 감시용 광 선로 사이에 연결되는 레퍼런스 광 선로를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서,상기 신호 처리부가 처리한 데이터를 네트워크를 통해 전송할 수 있는 통신부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서,상기 통신부는 이더넷 네트워크 또는 셀룰러 무선 네트워크를 지원할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서,상기 감시용 광 선로는 소정의 거리보다 좁은 간격을 가지는 패턴으로 형성되고, 보안용 펜스(fence)에 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서,상기 적어도 하나의 감시용 광 선로는 서로 다른 지역에 설치되는 보안용 펜스에 각각 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서,상기 광학 소자는 광 서큘레이터 또는 광 커플러 중 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서,상기 광 스위치부와 상기 감시용 광 선로 사이에 상기 입력 광 신호 또는 상기 반사 광 신호의 일부를 분배하여 추출하는 광 커플러 및 상기 추출된 입력 광 신호 또는 반사 광 신호의 파워를 감지하는 탭 포토 다이오드를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른광 선로 감시 시스템은 하나의 광 선로 감시 장치로 최대한 넓은 영역을 감시할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 선로 감시 시스템은 최대한 넓은 영역을 감시할 수 있으면서 침입 감지 정확도를 극대화할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 선로 감시 시스템은 경제적이면서도 내구성이 뛰어난 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에따른 광 선로 감시 시스템의 광학 설계를 블록도로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 선로 감시 시스템의 구성을 간략하게 도시한 것이다.
도 3내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 선로 감시 시스템의 사용 상태를 설명하기 위한 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하는데 있어서, 해당 분야에 이미 공지된 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명을 부가하는 것이 본 발명의 요지를 불분명하게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명에서 이를 일부 생략하도록 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 실시예들을 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 해당 분야의 관련된 사람 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부한 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 선로 감시 시스템에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 선로 감시 시스템의 광학 설계를 블록도로 나타낸 것이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 선로 감시 시스템의 구성을 간략하게 도시한 것이다. 도 3 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 선로 감시 시스템의 사용 상태를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 광 선로 감시 시스템은 광 선로를 감시할 수 있는 광 선로 감시 장치(100)와 감시용 광 선로(200)를 포함한다.
광 선로 감시 장치(100)는 광 선로에 광 신호가 입력될 때 발생하는 후면산란광(backscattering light)을 측정하여 광 선로를 감시하는 OTDR(Optical Time Domain Reflectometer)일 수 있다. 광 선로 감시 장치(100)는 광 선로의 절단(cutting), 벤딩(bending), 연결(connection) 및 접속(splicing) 등의 이벤트를 감지할 수 있다. 또한, 이러한 이벤트가 발생한 광 선로 상의 위치를 파악할 수 있다.
광 선로 감시 장치(100)는 레이저 다이오드(110), 광학 소자(120), 광 스위치부(130), 포토 다이오드(140), 신호 처리부(150), 광 커플러(160)레퍼런스 광 선로(170) 및 통신부(180)를 포함할 수 있다.
레이저 다이오드(laser diode)(110)는 입력 광 신호를 생성한다. 레이저 다이오드(110)에는 펄스 발생부(pulse generator)가 연결되어 있을 수 있다. 펄스 발생부는 특정한 패턴을 가지는 펄스 신호를 발생시킨다. 레이저 다이오드(110)는 펄스 신호를 입력 받아 입력 광 신호를 생성한다. 입력 광 신호는 후술할 광학 소자(120), 광 스위치부(130) 등을 통과하여 감시용 광 선로(200)로 입력되게 된다.
레이저 다이오드(110)는 온도 조절부(미도시)를 포함할 수 있다. 온도 조절부는 레이저 다이오드(110)의 온도를 측정하여 출력 파워를 조절할 수 있다.온도 조절부는 레이저 다이오드(110)의 온도를 능동적으로 조절하기 위하여 TEC 또는 발열 소자를 더 포함할 수 있다.
광학 소자(120)는 제1 포트(121), 제2 포트(122) 및 제3 포트(123)를 포함한다. 광학 소자(120)의 제1 포트(121)는 레이저 다이오드(110)의 출력단과 연결된다. 제1 포트(121)를 통해 입력된 입력 광 신호는 광학 소자(120)를 통과하면 제2 포트(122)로 출력된다. 광학 소자(120)의 제2 포트(122)는 광 스위치부(130) 및 감시용 광 선로(200)와 연결된다. 광학 소자(120)를 통해 입력 광 신호가 감시용 광 선로(200)로 입력되면, 반사 광 신호가 반사되어 제2 포트(122)로 입력될 수 있다. 제2 포트(122)로 입력되는 반사 광 신호는 광학 소자(120)를 통과하면 제3 포트(123)로 출력된다.
여기서,광학 소자(120)는 광 서큘레이터(optical circulator)또는 광 커플러(optical coupler)가 사용될 수 있다.
광 스위치부(130)는 입력 포트(131)와 출력 포트(132~135)를 포함한다. 광 스위치부(130)의 입력 포트(131)와 출력 포트(132~135)는 각각 광 신호가 입력되고 출력되는 용도로만 사용되는 것은 아니다. 입력 포트(131)와 출력 포트(132~135)의 명칭은 입력 광 신호를 기준으로 정한 것이다. 따라서 입력 포트(131)로 입력 광 신호가 입력되고, 출력 포트(132~135)로 입력 광 신호가 출력되게 된다. 반면에, 반사 광 신호는 출력 포트(132~135)로 입력되고, 입력 포트(131)로 출력되게 된다.
광 스위치부(130)의 입력 포트(131)는 광학 소자(120)의 제2 포트(122)와 연결된다. 광 스위치부(130)의 출력 포트(132~135)는 둘 이상이 있을 수 있다. 광 스위치부(130)의 출력 포트(132~135)는 감시용 광 선로(200)에 각각 연결될 수 있다.
광 스위치부(130)는 입력 포트(131)에 입력된 입력 광 신호를 다양한 방식으로 출력 포트(132~135)로 분배할 수 있다. 예를 들어, 광 스위치부(130)는 입력 광 신호를 시 분할(time division) 방식 또는 파장 분할(wavelength division) 방식으로 분배할 수 있다. 광 스위치부(130)가 입력 광 신호를 분배하는 것은 후술하도록 한다.
광 스위치부(130)는 하나 또는 둘 이상의 광 스위치(136)를 포함할 수 있다. 광 스위치부(130)가 둘 이상의 광 스위치(136)를 포함하는 경우에는 광 스위치(136)가 릴레이(직렬) 방식으로 연결될 수 있다. 광 스위치(136)가 릴레이 방식으로 연결됨에 따라 광 스위치부(130)의 출력 포트의 개수가 증가할 수 있다. 도 1에 예시적으로 도시된 것과 같이, 광 스위치부(130)가 3개의 릴레이 방식으로 연결된 광 스위치(136)를 포함하는 경우, 각각의 광 스위치(136)는 1개의 입력 포트와 2개의 출력 포트를 가지고, 광 스위치부(130) 전체는 1개의 입력 포트(131)와 4개의 출력 포트(132~135)를 가지게 된다.
광 스위치부(130)는 멤스(MEMS) 광 스위치(136)를 포함할 수 있다. 또한, 광 스위치부(130)는 마그네틱(magnetic) 광 스위치(136)를 포함할 수 있다.
포토 다이오드(photo diode)(140)는 광학 소자(120)의 제3 포트(123)에 연결된다. 포토 다이오드(140)는 광학 소자(120)의 제2 포트(122)로 입력된 반사 광 신호를 수신하여 감지한다. 포토 다이오드(140)는 애벌런치 포토 다이오드(APD, Avalanche Photo Diode)(140)일 수 있다.
포토 다이오드(140)는 온도 조절부(미도시)를 포함할 수 있다. 온도 조절부는 포토 다이오드(140)의 온도를 측정하여 수신 감도를 조절할 수 있다.온도 조절부는 포토 다이오드(140)의 온도를 능동적으로 조절하기 위하여 TEC 또는 발열 소자를 더 포함할 수 있다.
신호 처리부(150)는 포토 다이오드(140)의 감지 결과에 관한 데이터를 수신하여 처리한다. 구체적으로 신호 처리부(150)는 포토 다이오드(140)가 측정한 반사 광 신호의 크기를 시간 영역으로 표현하여 분석한다. 시간 영역으로 분석된 반사 광 신호의 크기가 불규칙적으로 변하거나 특정한 패턴으로 변하는 경우 이를 이벤트의 발생으로 판단할 수 있다. 이벤트 발생으로 판단된 경우 이벤트 알람이 발생할 수 있다.
통신부(180)는 신호 처리부(150)의 분석 결과 및 이벤트 알람 등을 전송할 수 있다. 구체적으로, 통신부(180)는 이더넷 네트워크 또는 셀룰러 무선 네트워크 등을 통해 다른 위치에 존재하는 국사와 연결될 수 있다. 통신부(180)는 상기 국사로 신호 처리부(150)의 분석 결과 및 이벤트 알람 등을 전송할 수 있다.
광 선로 감시 장치(100)는 광 커플러(160)와 탭 포토 다이오드(161)를 더 포함할 수 있다. 광 커플러(160)는 레이저 다이오드(110)와 광 스위치부(130) 사이에 연결된다. 바람직하게는, 레이저 다이오드(110)와 광학 소자(120) 사이에 연결될 수 있다. 광 커플러(160)는 입력 광 신호의 일부를 분배하여 추출한다. 예를 들어, 광 커플러(160)는 입력 광 신호의 0.1% 내지 10%의 파워에 해당하는 신호를 분배하여 추출할 수 있다. 탭 포토 다이오드(161)는 추출된 입력 광 신호의 파워를 측정한다. 측정된 결과에 따라 레이저 다이오드(110)를 모니터링 하거나 제어할 수 있다.
경우에 따라서,광 커플러와 탭 포토 다이오드는 상기 광 스위치부와 상기 감시용 광 선로 사이에 연결될 수 있다.여기서 광 커플러는 입력 광 신호 또는 반사 광 신호의 일부를 분배하여 추출할 수 있다.또한, 탭 포토 다이오드는 추출된 입력 광 신호 또는 반사 광 신호의 파워를 감지할 수 있다.
또한, 광 선로 감시 장치(100)는 레퍼런스(reference) 광 선로(170)를 더 포함할 수 있다. 레퍼런스 광 선로(170)는 광학 소자(120)와 감시용 광 선로(200) 사이에 연결된다. 레퍼런스 광 선로(170)는 소정의 길이의 광 섬유일 수 있다. 예를 들어, 레퍼런스 광 선로(170)는 100m 내지 2000m 길이의 광 섬유일 수 있다. 레퍼런스 광 선로(170)의 광 섬유는 광 선로 감시 장치(100) 내부에서 스풀에 일 방향으로 권선되어 있는 형태일 수 있다.
입력 광 신호는 광 스위치부(130)를 통과하여 감시용 광 선로(200)로 입력되기 전에 레퍼런스 광 선로(170)를 통과한다. 입력 광 신호가 레퍼런스 광 선로(170)를 통과하면서 생성하는 반사 광 신호는 후술할 감시용 광 선로(200)에서 생성되는 반사 광 신호와 비교되어 분석될 수 있다.
감시용 광 선로(200)는 특정한 영역의 침입 등을 감지할 수 있는 광 선로이다. 광 선로는 소정의 길이로 연속되는 광 섬유(optical fiber)일 수 있다. 감시용 광 선로(200)는 양단을 가진다. 감시용 광 선로(200)는 적어도 일단이 광 스위치부(130)의 출력 포트에 연결된다. 도 1에는 광 스위치부(130)의 2개의 출력 포트에 하나의 감시용 광 선로(200)의 양단이 각각 연결되는 것으로 도시되어 있다.
그러나 경우에 따라 감시용 광 선로(200)의 일단만이 광 스위치부(130)의 1개의 출력 포트에 연결되고, 타단은 다른 광 스위치부(130)의 출력 포트에 연결되지 않고 개방된 상태로 존재할 수도 있다. 이러한 경우 스위치부가 동일한 개수의 출력 포트를 가진다고 하더라도 더 많은 개수의 감시용 광 선로(200)가 결합될 수 있다.
감시용 광 선로(200)의 일단과 광 스위치부(130)의 출력 포트(132~135)는 APC 커넥터를 통해서 연결되는 것이 바람직하다. APC 커넥터를 통해서 연결될 경우, 커넥터에서 발생하는 반사를 최소화할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 감시용 광 선로(200)의 일단과 광 스위치부(130)의 출력 포트(132~135)는 FC/APC 커넥터를 통해서 연결될 수 있다.
감시용 광 선로(200)에는 입력 광 신호가 입력된다. 구체적으로 감시용 광 선로(200)의 광 스위치부(130)의 출력 포트와 연결된 일단 또는 양단으로 입력 광 신호가 입력된다. 입력 광 신호는 감시용 광 선로(200)를 진행하면서 반사 광 신호를 발생시킨다. 반사 광 신호는 입력 광 신호와 반대 방향으로 진행한다. 반사 광 신호는 입력 광 신호에 의해서 생성된 후면산란광(backscattering light)이다. 후면산란광은레일레이 산란(Ryleigh scattering)과 프레스널 반사(Fresnel reflection)의 결과를 포함한다. 반사 광 신호는 상기 두 결과의 조합일 수 있다. 이러한 반사 광 신호를 분석하여 감시용 광 선로(200)의 절단(cutting), 벤딩(bending), 연결(connection) 및 접속(splicing) 등의 이벤트를 감지할 수 있다. 또한 상기 이벤트가 발생한 감시용 광 선로(200) 상의 위치도 감지할 수 있다. 반사 광 신호는 광학 소자(120)의 제2 포트(122)로 입력되어 제3 포트(123)로 출력되게 된다.
도 2를 참조하면, 감시용 광 선로(200)는 소정의 거리보다 좁은 간격을 가지는 패턴으로 직조되듯이 형성된 광 망일 수 있다. 예를 들어, 감시용 광 선로(200)는 이웃하는 다른 광 섬유와 수cm ~ 수십cm의 간격을 가지는 지그재그 모양의 패턴으로 형성될 수 있다. 감시용 광 선로(200)의 패턴 간격은 침입하려는 대상의 크기보다 작은 것이 바람직하다. 감시용 광 선로(200)는 소정의 높이를 가지고 일 방향으로 뻗은 망과 같은 형상으로 형성될 수 있다. 감시용 광 선로(200)는 예를 들어, 총 연장 10km 내지 30km 정도의 광 섬유로 형성되고, 100m 내지 1km 정도의 길이로 연장되는 망일 수 있다. 감시용 광 선로(200)의 형상, 패턴의 형성 방법, 총 연장 길이, 형성하는 망의 길이 등은 적용되는 상황에 따라 가변적이다. 감시용 광 선로(200)는 보안용 펜스(fence)에 결합될 수 있다.
침입 대상이 침입을 시도하게 되면,상기 패턴으로 형성된 감시용 광 선로(200)의 망과 접촉하게 된다. 이에 따라 감시용 광 선로(200)는 벤딩되는 정도가 변화되거나, 스크류 방향으로 꼬이게 되거나, 접히게 되거나, 절단될 수 있다. 이러한 것들은 반사 광 신호에 변화를 유발하게 된다. 이러한 변화는 상술한 것과 같이 포토 다이오드(140)에서 감지되어 신호 처리부(150)에서 분석하여 이벤트로 판단될 수 있다.
경우에 따라서 감시용 광 선로(200)는 침입뿐만 아니라 진동 감지, 온도 변화를 감지하는 것에 사용될 수 있다.감시용 광 선로(200)에 진동이 가해지거나 온도가 변하게 되면 반사 광 신호가 변화될 수 있기 때문이다.
감시용 광 선로(200)는 둘 이상이 존재할 수 있다. 서로 다른 감시용 광 선로(200)가 형성하는 광 망은 서로 다른 지역에 설치되는 보안용 펜스에 각각 결합되는 것일 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하여, 광 스위치부(130)의 동작에 방식 및 그에 따른 광 선로 감시 시스템의 감시 방법에 대해 설명하도록 한다.
광 스위치부(130)는 광 스위치(136)의 입력 포트(131)와 출력 포트의 연결을 제어하는 제어부(137)를 더 포함할 수 있다. 제어부(137)는 입력 포트(131)와 출력 포트가 연결되는 순서, 방식, 주기 등을 제어할 수 있다.
설명의 편의성을 위해, 광 스위치부(130)의 출력 포트(132~135)가 4개가 존재하는 것을 예시로 하여 설명하도록 한다. 그러나 출력 포트(132~135)가 4개로 한정되지 않음은 자명한다.
4개의 출력 포트(132~135)는 제1 내지 제4 출력 포트(132~135)로 칭하도록 한다. 제1 내지 제4 출력 포트(132~135)는 임의로 지정한 것이고 특정한 순서나 규칙에 따라 지정된 것은 아니다.
광 스위치부(130)는 입력 광 신호를 시 분할(time division) 방식으로 분배할 수 있다. 구체적으로 광 스위치부(130)는 시간에 따라 제1 시간 구간 동안에는 입력 포트(131)와 제1 출력 포트(132)를 광학적으로 연결하고, 제2 시간 구간 동안에는 입력 포트(131)와 제2 출력 포트(133)를 광학적으로 연결하고, 제3 시간 구간 동안에는 입력 포트(131)와 제3 출력 포트(134)를 광학적으로 연결하고, 제4 시간 구간 동안에는 입력 포트(131)와 제4 출력 포트(135)를 광학적으로 연결할 수 있다.
도 3은 제1 시간 구간 동안 광 선로 감시 시스템의 사용 상태를 간략하게 도시한 것이고, 도 4는 제2 시간 구간 동안 광 선로 감시 시스템의 사용 상태를 간략하게 도시한 것이다.
여기서 제1 내지 제4 시간 구간은 서로 동일한 시간 구간일 수도 있고, 서로 다른 시간 구간일 수도 있다. 또한, 각각의 제1 내지 제4 시간 구간 사이에는 입력 포트(131)와 출력 포트(132~135)의 광학적 연결을 변경하기 위한 인터벌(interval) 시간 구간이 존재할 수 있다. 예를 들어,인터벌 시간은 광 스위치부(130)에 있어서 입력 포트(131)와 제1출력 포트(132)가 광학적으로 연결된 상태에서 입력 포트(131)와 제2출력 포트(133)가 광학적으로 연결된 상태로 변경되는데 소요되는 시간일 수 있다.
예를 들어, 제1 내지 제4 시간 구간은 각각 0.2초 내지 20초일 수 있고, 인터벌 시간 구간은0.01초 내지 2초일 수 있다.
여기서 제1 시간 구간은 제1 출력 포트(132)에서 제1 출력 포트(132)에 연결된 감시용 광 선로(200)에 입력 광 신호가 입력되고, 입력 광 신호가 상기 감시용 광 선로(200)의 감시하려는 구간의 종단까지 도달하고, 입력 광 신호에 상기 종단에서 반사된 반사 광 신호가 광 스위치부(130)의 제1 출력 포트(132)까지 도달하는데 소요되는 시간보다 긴 것이 바람직하다.
감시용 광 선로(200)에서 감시하려는 구간은 감시용 광 선로(200)의 전체 구간일 수도 있고, 감시용 광 선로(200)의 절반에 해당하는 구간일 수도 있다. 특히 감시용 광 선로(200)의 양단이 각각 다른 출력 포트에 연결되어 있는 경우, 일단 측 절반에 해당하는 감시용 광 선로(200)는 일단에 연결된 출력 포트를 통해 입력된 입력 광 신호를 통해 감시되고, 타단 측 절반에 해당하는 감시용 광 선로(200)는 타단에 연결된 출력 포트를 통해 입력된 입력 광 신호를 통해 감시될 수 있다.
제2 내지 제4 시간 구간 및 제2 내지 제4 출력 포트(133~135)도 제1 시간 구간 및 제1 출력 포트(132)와 유사하다.
광 스위치부(130)의 제어부(137)는 각각의 출력 포트에 연결된 감시용 광 선로(200)의 길이에 기초하여 분배 주기를 결정할 수 있다. 광 스위치부(130)는 감시용 광 선로(200)의 길이에 대한 데이터를 신호 처리부(150)로부터 전송받을 수 있다. 신호 처리부(150)는 입력 광 신호와 반사 광 신호를 비교 분석하여 감시 광 선로의 길이를 측정할 수 있다. 경우에 따라, 각각의 출력 포트에 연결된 감시 광 선로의 길이는 서로 다를 수 있고, 각각의 출력 포트와 연결되는 시간도 이에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 감시 광 선로의 길이가 상대적으로 긴 경우에는 감시 광 선로에 연결된 출력 포트가 입력 포트(131)에 광학적으로 연결되는 시간이 상대적으로 길 수 있다.
그리고 신호 처리부(150)는 광 스위치부(130)의 제어부(137)에 의해 결정되는 연결 주기에 따라 새로운 시간 도메인을 설정할 수 있다. 새로운 시간 도메인 상에 각각 대응되는 감시용 광 선로(200)의 반사 광 신호의 특성이 기록되게 된다.
이러한 광 선로 감시 시스템은 하나의 광 선로 감시 장치(100)에 복수의 감시용 광 선로(200)를 포함한다. 하나의 광 선로 감시 장치(100)는 시 분할 방식으로 복수의 감시용 광 선로(200)를 감시하게 된다. 상술한 것과 같이, 하나의 감시용 광 선로(200)는 수초 내지 수십초의 주기로 감시되게 된다. 따라서 충분히 짧은 주기로 복수의 감시용 광 선로(200)를 감시하게 되어 감시의 정확도를 보장하면서도, 하나의 광 선로 감시 장치(100)가 커버할 수 있는 감시 영역을 극대화할 수 있다. 이는 비용을 절감할 수 있고, 광 선로 감시 장치(100)의 관리를 용이하게 할 수 있다는 장점이 있다.
이하, 첨부한 도 5를 참조하여, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 광 선로 감시 시스템에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 광 선로 감시 시스템의 사용 상태를 설명하기 위한 블록도이다.
설명의 편의성을 위하여, 이하 설명할 다른 일 실시예에 따른 광 선로 감시 시스템을 설명하는데 있어서, 도 1 내지 도 4를 참조하여 상술한 것과 다른 점을 중심으로 설명하도록 한다. 이하 설명할 다른 일 실시예는 광 스위치부(130)가 입력 광 신호를 파장 분할(wavelength division) 방식으로 분배하는 것을 특징으로 한다.
광 스위치부(130)는 입력 광 신호를 파장 분할 방식으로 분배한다. 레이저 다이오드(110)는 둘 이상의 파장 대역을 포함하는 입력 광 신호를 생성한다. 이러한 입력 광 신호는 광 스위치부(130)를 통과하여 각 출력 포트로 파장 별로 분리되어 분배되게 된다. 광 스위치부(130)는 파장에 따라 입력 광 신호를 각각의 출력 포트로 분배하는 광학 필터일 수 있다.
이상, 본 발명의 광 선로 감시 시스템의 실시예들에 대해 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (18)

  1. 입력 광 신호를 발생시키는 레이저 다이오드;
    상기 입력 광 신호를 제1 포트로 입력 받아 제2 포트로 출력하고, 반사 광 신호를 상기 제2 포트로 입력 받아 제3 포트로 출력하는 광학 소자;
    상기 광학 소자의 제2 포트에 입력 포트가 연결되어 상기 입력 광 신호를 입력 받아 둘 이상의 출력 포트로 분배하는 광 스위치부;
    상기 광 스위치부의 출력 포트에 각각 연결되는 적어도 하나의 감시용 광 선로;
    상기 광학 소자의 제3 포트에 연결되어 상기 반사 광 신호를 감지하는 포토 다이오드; 및
    상기 포토 다이오드가 감지한 신호를 처리하는 신호 처리부를 포함하는 광 선로 감시 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 광 스위치부는 상기 입력 광 신호를 시 분할(time division) 방식으로 분배하는 광 선로 감시 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 광 스위치부는 상기 입력 광 신호를 제1 시간 주기로 각각의 출력 포트로 분배하되,
    상기 제1 시간 주기는 상기 입력 광 신호가 상기 레이저 다이오드에서 발생하여 상기 감시용 광 선로의 종단까지 도달하고, 상기 입력 광 신호가 상기 감시용 광 선로의 종단에서 반사된 반사 광 신호가 상기 광 스위치부까지 도달하는 시간보다 긴 광 선로 감시 시스템.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 광 스위치부는 상기 시 분할 방식의 주기를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 감시용 광 선로의 길이에 기초하여 상기 광 스위치부의 분배 주기를 결정하는 광 선로 감시 시스템.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 신호 처리부는 상기 감시용 광 선로의 길이를 측정하고, 상기 측정한 길이에 대한 데이터를 상기 제어부에 전송하는 광 선로 감시 시스템.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 광 스위치부는 상기 입력 광 신호를 제1 시간 주기로 각각의 출력 포트로 분배하고,
    상기 신호 처리부는 상기 제1 시간 주기에 따라 새로운 시간 도메인을 설정하여 신호를 처리하는 광 선로 감시 시스템.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 입력 광 신호는 둘 이상의 파장 대역을 포함하고,
    상기 광 스위치부는 상기 전송 광 신호를 파장 분할(wavelength division) 방식으로 분배하는 광 선로 감시 시스템.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 광 스위치부는 릴레이 방식으로 연결된 복수의 광 스위치를 포함하는 광 선로 감시 시스템.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 광 스위치부는멤스(MEMS) 광 스위치를 포함하는 광 선로 감시 시스템.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 광 스위치부는마그네틱(magnetic) 광 스위치를 포함하는 광 선로 감시 시스템.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 레이저 다이오드와 상기 광 스위치부 사이에 상기 입력 광 신호의 일부를 분배하여 추출하는 광 커플러; 및
    상기 추출된 입력 광 신호의 파워를 감지하는 탭 포토 다이오드를 더 포함하는 광 선로 감시 시스템.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 광학 소자와 상기 감시용 광 선로 사이에 연결되는 레퍼런스 광 선로를 더 포함하는 광 선로 감시 시스템.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 신호 처리부가 처리한 데이터를 네트워크를 통해 전송할 수 있는 통신부를 더 포함하는 광 선로 감시 시스템.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 통신부는 이더넷 네트워크 또는 셀룰러 무선 네트워크를 지원하는 광 선로 감시 시스템.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 감시용 광 선로는 소정의 거리보다 좁은 간격을 가지는 패턴으로 형성되고, 보안용 펜스(fence)에 결합되는 광 선로 감시 시스템.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 감시용 광 선로는 서로 다른 지역에 설치되는 보안용 펜스에 각각 결합되는 광 선로 감시 시스템.
  17. 제1 항에 있어서,
    상기 광학 소자는 광 서큘레이터 또는 광 커플러 중 하나인 광 선로 감시 시스템.
  18. 제1 항에 있어서,
    상기 광 스위치부와 상기 감시용 광 선로 사이에 상기 입력 광 신호 또는 상기 반사 광 신호의 일부를 분배하여 추출하는 광 커플러; 및
    상기 추출된 입력 광 신호 또는 반사 광 신호의 파워를 감지하는 탭 포토 다이오드를 더 포함하는 광 선로 감시 시스템.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110857922A (zh) * 2018-08-24 2020-03-03 塞米西斯科株式会社 工程系统、用于其的切换模块及控制所述工程系统的方法
CN109286441A (zh) * 2018-11-26 2019-01-29 瑞斯康达科技发展股份有限公司 一种光纤传输系统及信息传输的方法
CN109448286B (zh) * 2018-12-18 2023-08-11 深圳润世华研发科技有限公司 预装式变电站外界入侵光纤检测系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1185174A (ja) * 1997-09-04 1999-03-30 Daiichi Kosho:Kk 利用者が伴奏音楽を演奏できるカラオケ装置
JP2006215649A (ja) * 2005-02-01 2006-08-17 Mitsubishi Electric Corp ブラッグ格子センサの検出方法、その歪量検出方法及びその検出装置
KR20080041106A (ko) * 2006-11-06 2008-05-09 이금석 광섬유격자센서를 이용한 침입체 감지 장치 및 방법
JP2012008104A (ja) * 2010-06-28 2012-01-12 Anritsu Corp 光測定装置及び光ファイバ線路試験方法
KR101171270B1 (ko) * 2012-02-01 2012-08-07 (주) 유식스 광선로 장애 측정지연이 최소화된 광선로 감시 시스템

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2909159B2 (ja) * 1990-07-10 1999-06-23 アンリツ株式会社 平滑化処理方法および平滑化処理による雑音除去装置およびそれを用いる光パルス試験装置
JPH11185174A (ja) 1997-10-17 1999-07-09 Furukawa Electric Co Ltd:The フェンス破壊検知装置
CA2321915C (en) * 1998-02-23 2007-04-17 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Branch line monitoring system and branch line monitoring method
US7242862B2 (en) * 2002-01-21 2007-07-10 Altera Corporation Network diagnostic tool for an optical transport network
JP4062522B2 (ja) * 2003-03-11 2008-03-19 横河電機株式会社 光信号処理装置
CA2571836A1 (en) * 2004-07-15 2006-01-19 Metconnex Canada Inc. Shared optical performance monitoring
US8594496B2 (en) * 2009-11-13 2013-11-26 Futurewei Technologies, Inc. Tunable coherent optical time division reflectometry
CN102104421B (zh) * 2009-12-16 2015-03-25 华为技术有限公司 光纤网络中分支光纤故障检测方法、装置以及光纤网络
JP5521168B2 (ja) * 2010-12-09 2014-06-11 株式会社日立製作所 光伝送装置及び光伝送システム
KR20140051495A (ko) * 2012-10-12 2014-05-02 한국전자통신연구원 광링크 장애 감시 장치의 성능 향상방법
CN104518825B (zh) * 2013-09-26 2018-10-09 上海诺基亚贝尔股份有限公司 一种用于pon的分支光纤监控的智能分光器元件
CN203883835U (zh) * 2013-10-28 2014-10-15 国家电网公司 用于光纤故障定位系统中的监测站设备

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1185174A (ja) * 1997-09-04 1999-03-30 Daiichi Kosho:Kk 利用者が伴奏音楽を演奏できるカラオケ装置
JP2006215649A (ja) * 2005-02-01 2006-08-17 Mitsubishi Electric Corp ブラッグ格子センサの検出方法、その歪量検出方法及びその検出装置
KR20080041106A (ko) * 2006-11-06 2008-05-09 이금석 광섬유격자센서를 이용한 침입체 감지 장치 및 방법
JP2012008104A (ja) * 2010-06-28 2012-01-12 Anritsu Corp 光測定装置及び光ファイバ線路試験方法
KR101171270B1 (ko) * 2012-02-01 2012-08-07 (주) 유식스 광선로 장애 측정지연이 최소화된 광선로 감시 시스템

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