부실측정, 서비스 문제 야기
광손실 등 면밀한 검토 필요
FTTH 구축 과정과 구축 이후에 광선로를 시험하는 것은 FTTH 운용에 있어서 매우 중요하다.
시스템의 허용손실에 따라 광선로
시설이 제대로 구축됐는지를 확인해야 하고 서비스 개통시점에서 서비스 가능여부 확인, 고장발생시 고장위치 추적 등을 측정해야
한다.
FTTH-PON 광선로는 광케이블, 광분배기(Optical coupler), 광분기함, 광옥회선(Optical drop
cable), 광아울렛 등으로 구성된다. 이러한 시설물은 지하관로, 맨홀 또는 전주 등에 설치되며 안정적으로 구축해야 고장이 적고
운용비용(OPEX)을 절감할 수 있다.
구축단계
구축단계의 측정은 구축된 선로시설의 품질을 확인하는 것이다.
만일 이 단계에서 제대로 측정이 이뤄지지 않으면 접속불량,
불량 커넥터 접속, 광케이블의 구부림에 의한 손실 등이 발생해 서비스 단계에서 복잡한 문제를 일으킬 수 있다.
이 단계에서 측정은 국사내
FDF(Fiber Distribution Frame)에서의 커넥터 접속에서부터 광옥외선 단말구간인 광아울렛에 이르는 전 구간에 해당한다. 시험은
광손실, 반사손실, 반사량 측정으로 구분한다.
광손실은 시스템의 총 허용손실을 확인해야 한다. 예로서 E-PON의 경우 1490nm
기준으로 27dB가 허용선로손실인 경우가 있다.
반사손실은 항상 양의 값으로 표현된다. 불량한 반사손실은 아날로그 비디오 신호 전송에서는
고스트영상, 레이저 출력의 흔들림, 한정된 속도, BER 상승 등을 유발한다. ITU-T에서는 32dB로 정해져 있다.
반사량의 경우
단일접속점(커넥터 접속 또는 기계식 접속자)으로부터의 빛의 반사손실이다. 일반적으로 PC형의 경우 -50~-55dB이며 APC형은
-65~-70dB 정도이다.
광손실 및 광반사손실은 광분배기를 포함한 광케이블 휘더 구간, 배선구간을 구분해 측정할 수 있다. 물론 전체
구간을 측정할 수도 있다.
OTDR은 선로의 한쪽 단에서 측정할 수 있는데 국측에서 측정할 경우 광분배기 이후의 배선케이블로부터 반사되는
신호가 서로 중첩돼 전체 구간의 특성을 확인하기 불가한 경우가 발생할 수 있다. 가입자측 단말에서 국측으로 측정하는 것이
바람직하다.
OTDR은 단방향 측정이 가능하고 전체 구간의 상세 특성 및 접속점, 단선, 구부림 특성 등의 위치 확인이 가능한 장점이
있다. 그러나 장비에 대한 숙련 및 해석기술이 필요하다.
측정범위는 광분배기의 손실값 이상을 측정할 수 있도록 동적범위가 30dB 이상
돼야 한다.
개통단계
개통은 가입자가 서비스를 제공받을 수 있도록 최종적으로 ONT를 설치하는 단계이다. 이를 위해 광분기함과 ONT 사이에
광옥외선, 광아울렛을 설치하고 ONT를 접속한다.
이때에는 OLT가 연결돼 있는 상태이므로 하향의 경우 1490nm 신호가 측정된다.
따라서 광스플리터 출력단, 광분기함, 광옥외선 단말 또는 ONT 위치에서 측정해 각 구간별 손실값이 적정한지를 확인할 수 있다.
개통단계에서는 수신파워를 측정하므로 서비스 가능여부를 판단할 수 있다. 보통 광파워미터는 1310nm 또는 1550nm를 측정하는 경우가
대부분이고 최근 E-PON이 상용화됨에 따라 추가로 1490nm의 파장을 측정하는 계측기가 출시되고 있다. 1490nm의 파장을 측정할 수 없는
경우에는 1550nm를 활용할 수가 있다. 측정기에 따라서는 'Pass-through' 기능을 제공하고 있어 상향신호도 동시에 측정할 수
있다.
고장처리 단계
서비스 중에 OLT와 ONT 사이에 장애가 발생하는 경우에는 EMS, NMS에서 경고가 발생하게 된다. 고장이 광학적인
문제이고 광신호가 허용범위내에 있다면 광파워미터로 측정이 가능하다.
이 때에는 개통단계에서 측정하는 방식으로 구간별로 측정해 불량구간을
찾을 수 있으나 정확한 고장위치는 찾을 수 없다. 이 경우에는 OTDR을 활용해야만 정확한 고장점을 추적할 수 있다. 이를 위해 FDF에서
광선로를 OLT와 분리해 광신호가 존재하지 않는 상태에서 측정할 수 있으며 Dark Fiber를 사용하게 되면 직접 FDF 또는 광분기함에서
측정이 가능하다.
운용중인 상태에서의 시험은 감시시스템이 필요하며 이 경우 1650nm의 시험용 파장을 이용한다.
현장조립형 광커넥터 접속품질 확인
광옥외선 양쪽 단말에 사용하는 SC/PC형 현장조립형 광커넥터는 조립작업 후 육안으로 접속품질을
확인할 수 없다. 운용중 광옥외선 구간이 불량으로 판단되고 커넥터 불량이 의심되는 경우 어느쪽 커넥터가 불량인지 확인하기가 매우
곤란하다.
따라서 커넥터 불량을 확인하기 위한 방법으로 이미 상용화된 제품인 가시광선 및 심선대조기를 적용할 수 있다. 또 커넥터가
공기중에 노출되면 반사가 가능 크다는 원리에 착안해 광커플러를 사용해 반사 손실 측정을 통해 현장조립형 광커넥터의 품질불량 여부를 확인할 수
있다.
가시광선과 심선대조기
Fault locator라는 제품으로 많이 사용되고 있는 것으로 광심선 한쪽 단말에 가시광선을 주입해 다른쪽
끝에서 빛이 제대로 통과되고 있는 지를 확인하는 것이다. 이는 현장조립형 광커넥터에 연결된 광심선을 인위적으로 구부려 산란되는 빛을 육안으로
커넥터 접속이 제대로 됐는지를 확인할 수 있다.
이 방법은 Fault locator로부터 주입되는 빛이 의도적으로 구부린 상태에서 코팅된
재질을 투과해 외부에서 확인할 수 있어야 하기 때문에 광심선 코팅의 색상 및 투명도가 우선 중요한 요소가 된다.
심선대조기 방법은
광심선에 신호가 존재하는 경우 광심선을 구부린 상태에서 산란되는 빛의 양을 측정해 외부에서 신호 존재 여부 및 어느 정도의 신호세기를 갖는지를
측정할 수 있다.
-9.9dBm(@1550nm)의 광소스를 활용했을 때 접속이 양호한 현장조립형 광커넥터는 커넥터에 연결된 광심선으로부터
측정되는 값이 -40dBm 내외, 삽입손실이 -20dB 이상의 불량한 현장조립형 광커넥터의 경우 LO(-60dBm 이하)값을
보였다.
반사손실은 개방된 단말로부터 반사되는 신호를 측정해 그값으로부터 불량여부를 판단하는 것이다. 현장 조립형 광커넥터 접속이 양호한
경우에 개방된 커넥터 단말에서 공기와의 접촉으로 반사량이 커지며 접속이 불량한 경우에는 불량접속점에서의 산란으로 상대적으로 반사량이
작아진다.
자료 : 정보통신설비학회 하계 학술대회 논문집(KT R&D부문)
