KR100327405B1 - 광대역디지털로컬다중접속분산서비스시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기존의 망과 연동이 용이한 구조를 갖는 광대역 디지털 로컬 다중접속 분산 서비스 시스템에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 광대역 디지털 로컬 다중접속 분산 서비스 시스템이 전용회선 서비스, 인터넷 서비스, 공중교환 전화서비스 또는 로컬 다중접속 분산 서비스망의 전반적인 관리를 실행하기 위하여 디지털 액세스 및 상호 연결 시스템(DACS), ATM 스위치, 전화교환기, 망관리시스템간 선택적으로 인터페이스를 수행하는 ATM PBX와, 자체적으로는 직렬로 연결되고 연결되지 않은 양끝단이 상기 ATM PBX에 각각 연결되어, 상기 ATM PBX에서 제공되는 ATM 셀을 수신받아, ATM 셀로부터 TS(Transport) 스트림신호를 생성시키고, 이를 정해진 베이스 밴드를 통해 전송하는 복수개의 헤드엔드와, 상기 각 헤드엔드와 분리된 상태로 연결된 다수의 기지국과, 입력 프로그램을 인코딩하여 상기 헤드엔드로 각각 제공하는 복수개의 인코더로 구성된다.
Description
본 발명은 광대역 디지털 로컬 다중접속 분배 서비스(Local Multipoint Distribution Service:이하 LMDS) 시스템에 관한 것으로서, 특히 비동기 전송 모드(Asynchronous Transfer Mode : 이하 ATM)망 기반의 유선망과 통합 및 연동하여 가입자들에게 영상 서비스 및 음성, 데이터, 전용선 등 멀티미디어 서비스를 제공하기에 적당하도록 한 광대역 디지털 로컬 다중접속 분배 서비스 시스템에 관한 것이다.
종래의 로컬 다중접속 분산 서비스 시스템은 도 1과 같이 서비스 제공자(Service Provider)의 장치들(1) 장비들과 가입자 장치(2a,2b)(CustomerPremises Equipment:CPE)로 분류할 수 있다.
서비스 제공자의 장비(1)는 망접속장치(3), 헤드엔드/기지국(4), 전화교환기(6), ATM 교환기(5), 디지털 엑세스 및 상호 연결 시스템(Digital Access and Cross-connect System : 이하 DACS)(7), 망 관리 시스템(8), 통합 망 관리 제어국(9), 과금 처리부(10)로 구성되어 있다.
가입자 장치는 가정용 가입자 장치(2a)와 사무실용 가입자 장치(2b)로 구성되며, 각 가입자 장치(2a,2b)는 외부유닛(Out Door Unit)(15a,15b)과 내부유닛(In Door Unit)(16a,16b)으로 구성된다. 또한, 가정용 가입자장치(2a)의 주변장치로써 PC(17)과 전화기(18)가 내부유닛(16a)에 연결되며, 사무실용 가입자 장치(2b)의 주변장치로써 PC(17), 전화기(18), 사설 자동화 분기 교환기(Private Automated Branch Exchange : 이하 PABX)(19) 및 라우터(20)가 외부유닛(16b)에 연결된다.
이와 같은 구성을 갖는 종래의 로컬 다중접속 분산 서비스 시스템의 동작을 첨부된 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참조하면, 종래의 로컬 다중접속 분산 서비스 시스템에서는 인터넷(12), 공중교환 스위칭 전화망(Public Switch Telephone Network : 이하 PSTN)(13), 전용회선(14)과 같은 각종 연동망이 망 접속 장치(3)를 통하여 연동된다.
여기서, 망 접속 장치(3)와 전화 교환기(6) 사이에는 V 5.2 프로토콜을 수용하여 접속되는 구조로 WLL(Wireless Local Loop) 서비스를 제공하며, 인터넷(12)을 이용한 인터넷 서비스는 TCP/IP 프로토콜을 수용하여 ATM 망(11)을 통해 ATM 교환기(5)에서 라우팅 되어 망 접속 장치(3)에 접속된다. ATM 교환기(5)와 망 접속 장치(3) 사이에는 DS-3(44.736Mbps), STM-1(155.52Mbps)을 수용할 수 있는 프레임 형태로 구성된다. DACS(7)는 전용회선(14)을 받아들여 DS1E(2.048Mbps), DS-3(44.736Mbps), STM-1 (155.52Mbps)를 수용할 수 있는 프레임 형태로 구성되어 망 접속 장치(3)와 연결된다. 망 관리 시스템(8)은 망 접속 장치(3)에서 현재 로컬 다중접속 분산 서비스 망 상태 데이터를 받아들여 심플 네트웍 관리 프로토콜(Simple Network Management Protocol) / 공통 관리 정보 프로토콜(Common Management Information Protocol) 프로토콜을 사용하여 망 관리를 수행한다. 과금 처리부(10)에서는 전화교환기(6), ATM 교환기(5)와 연결되어 중앙집산화 자동 메시지 카운팅(Centralized Automatic Message Accounting)을 사용하여 과금에 관한 업무를 행한다.
그러나, 이상과 같은 종래의 통신 기술분야에서는 망 접속 장치의 구성 및 기능에 대한 표준화가 명확히 제시되어 있지 않은 상태이다. 따라서, PSTN, 인터넷, 전용선과 같은 서비스 망과 망 접속장치 간의 인터페이스 규격을 모두 만족시키기 위한 망 접속장치의 기능과 구성은 매우 복잡한 상태이다.
따라서, 로컬 다중접속 분산 서비스 사업자 및 개발자는 각자 자신의 생각대로 로컬 다중접속 분산 서비스 망을 구성하고 고유 기능을 설계함에 따라 향후 제품간의 호환성에 문제가 예상되고 있다.
또한, 종래의 로컬 다중접속 분산 서비스 망은 헤드엔드와 기지국이 동일 장소에 있어 셀 구성시 가입자가 산만하게 분산되어 있을 경우에는 일정 지역을 커버하는 셀 당 하나의 헤드엔드와 기지국이 통화량에 무관하게 일정 지역마다 세워져야만 한다. 이러한 요소는 로컬 다중접속 분산 서비스 시스템의 구축시 불필요한 자원 낭비를 야기시키며 전체 시스템 구축비용의 상승을 초래한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 기존의 망과 연동이 용이한 구조를 갖는 광대역 디지털 로컬 다중접속 분산 서비스 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 셀 구성시 가입자가 산만하게 분산되어 있을 경우에도 하나의 헤드엔드와 기지국이 최대의 통화량을 감당할 수 있는 광대역 디지털 로컬 다중접속 분산 서비스 시스템을 제공하기 위한 것이다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따르면, 광대역 디지털 로컬 다중접속 분산 서비스 시스템이 전용회선 서비스, 인터넷 서비스, 공중교환 전화서비스 또는 로컬 다중접속 분산 서비스망의 전반적인 관리를 실행하기 위하여 디지털 액세스 및 상호 연결 시스템(DACS), ATM 스위치, 전화교환기, 망관리시스템간 선택적으로 인터페이스를 수행하는 ATM PBX와, 자체적으로는 직렬로 연결되고 연결되지 않은 양끝단이 상기 ATM PBX에 각각 연결되어, 상기 ATM PBX에서 제공되는 ATM 셀을 수신받아, ATM 셀로부터 TS(Transport) 스트림신호를 생성시키고, 이를 정해진 베이스 밴드를 통해 전송하는 복수개의 헤드엔드와, 상기 각 헤드엔드와 분리된 상태로 연결된 다수의 기지국과, 입력 프로그램을 인코딩하여 상기 헤드엔드로 각각 제공하는 복수개의 인코더를 포함하여 구성된다.
이상과 같은 본 발명의 특징에 의하면, 종래의 로컬 다중접속 분산 서비스 망 구성에서 ATM PBX를 망 접속 장치로 대치하여 실제 시스템 구현에 적용할 수 있기 때문에 적은 비용으로 효율적으로 로컬 다중접속 분산 서비스 시스템을 적용할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 로컬 다중접속 분산 서비스망의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 링구조의 광대역 디지털 로컬 다중접속 분산 서비스망의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 스타(star) 구조의 광대역 디지털 로컬 다중접속 분산 서비스망의 구성도.
도 4는 도 2에 도시된 망 접속장치의 구성도.
도 5는 도 2에 도시된 헤드 엔드의 구성도.
도 6은 도 2에 구성된 기지국의 구성도.
도 7은 도 2에 도시된 가입자 장치의 구성도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
21a-21c : 헤드엔드22a-22 : 기지국
23a-23c : MPEG-2 TS 인코더26 : ATM PBX
27 : 과금 처리부
28 : 디지털 액세스 및 상호 연결 시스템
29 : ATM 스위치30 : 전화교환기
31 : 망 관리 시스템32 : 통합 망 관리 제어국
33 : PSTN34 : 인터넷
35 ; 전용회선51 - 56 : 접속모듈
57 : 서킷 에뮬레이션58 : Per-VC 큐잉
59 : ATM 스위치60 : 사용자 파라메터 제어부
61 : 보수운영 관리부62 : 분리 및 재조합부
63 : V 5.2 프로토콜65 : 퍼머넌트 버쳐 채널
66 : 호처리부67 : 인터림(ILMI)관리 엔티티
68 : 망관리 접속부69 : 운영자
이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 광대역 디지털 로컬 다중접속 분산 서비스망은 도 2 및 도 3과 같이 서비스 제공자(43)와 가입자 장치(44a,44b)로 분류할 수 있다.
도 2와 같이 광대역 디지털 로컬 다중접속 분산 서비스망의 서비스 제공자(43)는 통신망 사용자에 대한 과금을 처리하는 과금 처리부(27)와, 전용회선(35)과 통신시 입출력신호의 인터페이스를 매칭시키는 디지털 액세스 및 상호 연결 시스템(DACS)(28)과, 인터넷(34)과 통신시 셀 교환을 실행하는 ATM 스위치(29)와, PSTN(33)과 통신시 입출력신호의 인터페이스를 매칭시키는 전화교환기(30)와, 통합 망관리 제어국(32)과 통신시 입출력신호의 인터페이스를 매칭시키는 망관리시스템(31), 전용회선 서비스, 인터넷 서비스, 공중교환 전화서비스 또는 로컬 다중접속 분산 서비스망의 전반적인 관리를 실행하기 위하여 상기 디지털 액세스 및 상호 연결 시스템(DACS)(28), ATM 스위치(29), 전화교환기(30), 망관리시스템(31)간 선택적으로 인터페이스를 수행하는 ATM PBX(26)와, 자체적으로는 직렬로 연결되고 양끝단이 상기 ATM PBX(26)와 연결되어 상기 ATM PBX(26)에서제공되는 ATM 셀을 수신하며, 입력 프로그램으로부터 TS 스트림신호를 생성시키고 이를 정해진 베이스 밴드를 통해 전송하는 복수개의 헤드엔드(21a-21c)와, 상기 각 헤드엔드(21a-21c)와 분리된 상태로 연결된 다수의 기지국(22a-22c)과, 지역 방송 프로그램(24a-24c) 또는 위성 수신기(25a-25c)에서 제공되는 프로그램을 인코딩하여 상기 헤드엔드(21a-21c)로 각각 제공하는 MPEG-2 TS 인코더(23)로 구성된다.
여기서, 주목할 점은 ATM PBX(26)와 복수개의 헤드엔드(21a-21c)와의 연결 관계를 고려한 디지털 로컬 다중접속 분산 서비스 망 구성시 도 2에서 보는 바와 같이 링형 로컬 다중접속 분산 서비스 망 구조로 설계할 수 있다. 반면, 도 3에서는 각 헤드엔드(21a-21c)가 ATM PBX(26)에 개별적으로 연결되어 스타형의 구조로 설계할 수 있다. 링형 로컬 다중접속 분산 서비스 망은 헤드엔드(21a-21c) 간에 광케이블로 구성되어 임의의 한 헤드엔드가 오류를 일으켰을 경우 나머지 다른 헤드엔드에서 서비스를 계속 제공해 줄 수 있으나, 망 구성이 어렵고, 가격이 올라간다. 반면, 스타형 로컬 다중접속 분산 서비스 망은 망 구성이 쉬우며, 가격이 절감될 수 있으나, 선로 오류시 서비스가 중단된다.
또한, 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 원거리 서비스 제공시 각 헤드엔드(21a-21c)와 기지국(22a-22e)을 각각 분리시킴으로써, 헤드엔드(21a-21c)와 기지국(22a-22e)의 공간을 확보할 수 있는 이점을 가져다 준다.
여기서, ATM PBX(26)는 망 접속장치의 기능을 갖는 것으로서, 도 4에 도시된 바와 같이 E1접속모듈(51), DS-3 접속모듈(52), STM-1 접속모듈(53), STM-4 접속모듈(54), 이써넷(Ethernet) 접속모듈(55), 빠른 이써넷 (Fast Ethernet)접속모듈(56), 써킷 에뮬레이션(Circuit emulation) 장치(57), Per-VC 큐잉(Queueing) 장치(58), ATM 스위치(59), 사용자 파라메터 제어부(60), 운영 관리 유지부(61), 분리 및 재조합부(62), V5.2장치(63), ATM 신호 장치(64), 퍼머넌트 버쳐 채널(Permanent Virtual Channel : PVC)(65), 호처리장치(66), 인터림(Interrim :ILMI)관리 엔티티(67), 망관리 접속 장치(68), 운영자(69)로 구성된다.
여기서, 헤드엔드(21)는 도 5에 도시된 바와 같이 ATM 믹서 유닛(ATM Mux Unit)(71), 헤드엔드 관리 서버(Headend Management Server)(72), 맥 프로세서 유닛(MAC Process Unit)(73), QPSK 변조부(QPSK Modulator Unit)(74), 다운스트림 채널 유닛(Downstream Channel Unit)(75), 업스트림 채널 유닛(Upstream Channel Unit)(76), 내부 결합 유닛(Indoor Channel Unit)(77), 내부 분배 유닛(Indoor Divider Unit)(77), 광네트웍 유닛(Optical Network Unit)(78), NMS 에이전트 마스터 유닛(NMS Agent Master Unit)(79), 내부 전원 공급 유닛(Indoor Power Supply Unit)(80)으로 구성된다.
또한, 기지국(22)은 도 6에 도시된 바와 같이 마이크로웨이브 컨버터(Microwave Converter)(81), 지향성 안테나(82), 광네트웍 유닛(83), 외부 분배 유닛(Outdoor Divider Unit)(84), 외부 결합 유닛(Optical Channel Unit)(85), 외부 전력 공급 유닛(Outdoor Power Supply Unit)(86), NMS 에이전트 슬래이브 유닛(NMS Agent Slave Unit)(87)으로 구성된다.
가입자 장치는 도 7에 도시된 바와 같이 가정용 가입자 장치의외부유닛(101)과 사무실 가입자 장치의 외부유닛(102)으로 구분된다. 외부유닛(101)은 마이크로웨이브 컨버터(103), 듀플렉스(104), 지향성 안테나(105)로 구성된다. 반면, 외부유닛(102)은 CPU/MAC(106), 하향 변환기(107), 상향 변환기(108), 듀얼 A/D 컨버터(109), DQPSK 변조기/RS 부호기(110), QPSK 복조기/순방향 오류 정정(111), ATM 인터페이스(112), PSTN 인터페이스(113), ATM-LAN 인터페이스(114)로 구성된다.
이때, 외부유닛(101,102)의 주변장치로는 PC(115), 전화(116), 셋텁박스(Set Top Box : STB)(117) 및 TV(118)를 들 수 있다.
그러나, PBX(61), 라우터(62)는 사무실용 가입자 장치의 외부유닛(102)에 연결된다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 동작을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 로컬 다중접속 분산 서비스 망은 도 2 및 도 3에서 ATM PBX(26) 장치를 사용하여 PSTN 서비스(33)를 위해 전화교환기(30)와의 인터페이스 역할을 수행하고, 전용회선(35) 서비스를 위해 DACS(28)와의 인터페이스 역할을 수행하며, 인터넷 서비스(34)를 위해 ATM 스위치(29)와의 인터페이스 역할을 수행하며, 로컬 다중접속 분산 서비스 전반적인 망 관리를 위해 망관리 시스템(31)과의 인터페이스 역할을 수행한다. 또한 ATM PBX(26)에서는 ATM 셀을 다중화 및 라우팅되어 STM-1(155.52Mbps)로 광케이블로 전송하여, 가입자에게 서비스를 제공한다.
ATM PBX(26)는 최대 84개의 ATM 단말기를 수용할 수 있는 총 2.5(10Gbps 용량의 ATM 교환시스템으로 기업(회사) 단위의 초고속 멀티미디어 서비스에 적합하도록 설계된 시스템이며 그 내부 구조는 도 4에 도시된 바와 같다.
이 시스템은 기본적으로 호 처리기능(66), 신호처리 기능(64), 호 제어기능(60), 운영자 관리 유지기능 및 자원 관리 기능(67)을 수행한다. DACS(28), ATM 스위치(29), 전화교환기(30), 망관리시스템(31), 과금처리부(27)로부터 사용자 네트웍 인터페이스(UNI)인 E1 접속모듈(51), DS-3접속모듈(52), STM-1 접속모듈(53), STM-4 접속모듈(54), 에서넷(Ethernet) 접속모듈(55), 빠른 에서넷(Fast Ethernet) 접속모듈(56)로 신호를 전송받아, 수신된 각각의 비트열로부터 해당 프레임 동기를 찾아내어 유료부하를 추출하며, 또한 송출한 프레임을 생성하여 해당 유료부하를 매핑한다. ATM 스위치(59)에서는 셀 교환하는 역할을 수행하며, 사용 파라메터 제어부(Usage Paramater Control)(60)에서는 이미 설정된 연결들의 서비스 품질(QoS)에 영향을 미칠 수 있는 우연한 오동작뿐만 아니라 고의적인 동작으로부터 망 자원을 보호하기 위하여 협상된 파라미터의 위반을 검출하고 적절한 동작을 취한다. ATM 신호처리부(64)에서는 퍼머넌트 버쳐 채널(PVC), 스위치된 버쳐 채널(Switched Virtual Channel : SVC) 형태로 일정 비트 레이트(Constant Bite Rate : CBR), 가변 비트 레이트(Variable Bite Rate :VBR), 불가변 비트 레이트(Unvariable Bite Rate : UBR), 가용 비트 레이트(Available Bite Rate : ABR)등의 ATM 서비스가 제공된다.
헤드엔드(21a-21c)는 방송서비스 제공을 위해 위성으로부터 MPEG-2 프로그램을 공급받거나 지역 방송 사업자로부터 아날로그 프로그램을 공급받아 MPEG-2 인코더(23a-23c)로 MPEG-2 TS 스트림을 생성시키고 이를 정해진 베이스 밴드에 실어 보낸다. 또한, 인터넷(34), 전용회선(35), PSTN서비스(33)를 제공하기 위해 ATM PBX(26)으로부터 ATM 셀을 전송 받는다.
도 5는 도 2에 도시된 헤드 엔드의 구성도이다. 도 5를 참조하면, 헤드엔드는 PSTN(33)과 인터넷(34), 전용회선(35) 서비스를 위해 기본 하향스트림 40MHz 1채널, 상향스트림 5MHz 4채널을 사용하여 기본 시스템을 형성하고, 이를 확장하여 하향스트림 120MHz 대역에 상향스트림 60MHz로 시스템을 구성한다. 또한, 방송서비스를 위해 하향스트림 40MHz 1채널로 시스템을 구성한다.
방송 서비스의 경우 MPEG-2 TS 인코더(23a-23c)로부터 전송스트림을 받아 QPSK 변조부(74)에서 변조를 거친 후 다운스트림 채널 유닛(75)에서 주파수 상향 변환 뒤 기지국(22)으로 전송한다. 다음은 PSTN(33), 인터넷(34), 전용회선(35) 서비스를 위한 동작 설명이다. ATM 믹서 유닛(ATM Mux Unit)(71)은 서비스 제공자에서 가입자 장치 방향으로 보내는 하향 스트림의 경우 ATM PBX(26)에서 전송되어온 STM-1(155.52Mbps)을 OC-1(51.84Mbps)의 3포트로 분리하여 투명하게 맥 프로세서 유닛(MAC Process Unit)(73)으로 전달하고, 가입자 장치에서 서비스 제공자 방향으로 보내오는 상향 스트림의 경우 맥 프로세서 유닛(43)으로 부터 6.45Mbps급 신호를 전송 받아 STM-1으로 다중화시켜 ATM PBX(26)로 전달한다. 헤드엔드 관리 서버(Headend Management Server)(72)는 맥 프로세서 유닛(73)을 제어하는 역할을 담당하며, 채널의 폭주로 인해 QPSK 변조부(74)에서 장해를 받을 때 다른 채널로 변경해 주는 역할을 담당한다.
맥 프로세서 유닛(73)은 서비스 제공자와 가입자 장치간의 통신을 위한 물리적인 매체를 설치, 유지, 관리한다. 또한 ATM 믹서 유닛(71)에서 보내는 하향스트림에 대한 OC-1급 데이터를 수신하여 멀티미디어를 수용할 수 있는 프레임 구조로 만들어 QPSK 변조부(74)로 전송하고, 상향 채널에 관한 데이터를 업스트림 채널 유닛(76)으로 부터 수신받아 이를 분석하여 MAC 데이터인 경우 자체 내부 처리하고 데이터 스트림일 경우 투명하게 ATM 셀 데이터를 전송하는 역할을 수행한다. 맥 프로세서 유닛(73)은 시분할 다중 접속방식(Time Division Multiple Access : TDMA)을 이용한 대역 요구 할당을 제공하며, 음성서비스나 화상회의 같은 일정한 비트율 응용 서비스를 위한 예약 대역폭을 할당 할 수 있으며, ATM 계층의 서비스 품질 (Quality Of Service : QoS)을 유지하며, 보다 상위 계층에 대해 명료한 충돌 방지 메커니즘(Collision Avoidance Mechanism)을 가지고 있어야 한다. QPSK 변조부(74) 는 맥 프로세서 유닛(73)에서 보내오는 정보 데이터를 188바이트 단위로 패킷화하여 변조 및 채널 코딩(콘볼루션 인코딩, 콘볼루션 인터리빙, 리드 솔로몬 인코딩)을 수행한다.
다운스트림 채널 유닛(75)은 QPSK 변조부(74)에서 보내오는 변조된 반송 주파수를 950 - 2.050MHz 사이의 한 채널로 주파수 변환을 하고 적절한 출력으로 증폭한 후 내부 분배 유닛(77)으로 전송한다. 내부 결합 유닛(77)은 다운스트림 채널 유닛(75)에서 보내오는 여러 개의 하향 채널 무선 주파수(Radio Frequency : RF)를 합쳐 하나의 출력단으로 원거리의 경우 광케이블을 사용하여 기지국(22)으로 전송하고, 근거리의 경우 동축케이블을 사용하여 기지국(22)으로 전송한다. 내부 결합유닛(77)은 기지국에서 보내오는 상향 채널 RF 신호를 여러 채널로 분배(Divide)하여 업스트림 채널 유닛(76)으로 전송하는 역할을 수행한다. 업스트림 채널 유닛(76)에서는 내부 결합 유닛(77)에서 보내온 신호를 복조 및 채널디코딩(리드 솔로몬 디코딩)하여 정보 데이터를 맥 프로세서 유닛(73)에 전송한다. NMS 에이전트 마스터 유닛(79)은 헤드엔드 장비 내에 있는 여러 장치들(예를들면, QPSK 변조부(74), 다운스트림 채널 유닛(75), 업스트림 채널 유닛(76), 내부 전원 공급 유닛(80))에 대한 동작상태 정보를 취합하여 중앙처리장치에서 맥 프로세서 유닛(73)으로 전송하는 역할 및 기지국의 NMS 에이전트 슬래이브 유닛(N87)에서 보내오는 변조된 신호를 복조하여 데이터를 검출한 후 중앙처리 장치에서 맥 프로세서 유닛(73)으로 전송하는 역할을 수행한다. 내부 전원 공급 유닛(80)은 헤드엔드 장비의 각종 유니트에서 필요로 하는 전원을 안정적으로 공급하는 역할 및 자신의 동작상태를 나타내는 역할을 수행한다.
도 6은 도 2에 구성된 기지국(22)의 구성도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 기지국(22)은 마이크로웨이브 컨버터(81), 지향성 안테나(ANT11-ANT14), 광네트웍 유닛(83), 외부 분배 유닛(Outdoor Divider Unit)(84), 외부 결합 유닛(Outdoor Combiner Unit)(85), 외부 전력 공급 유닛(Outdoor Power Supply Unit)(86), NMS 에이전트 슬래이브 유닛(NMS Agent Slave Unit)(87)으로 구성된다. 광네트웍 유닛(83)에서는 헤드엔드(21)에서 광케이블에서 전송되어온 신호를 RF 신호로 바꾸어 내부 분배 유닛/외부 결합 유닛(84)(85)에 각각 전달하며, 외부 분배 유닛(84)에서는 광네트웍 유닛(83)에서 전송 받은 무선주파 변조된 신호를 수신하여 마이크로웨이브 컨버터 (81)에 분배하여 전송한다. 마이크로웨이브 컨버터(81)는 외부 분배 유닛(84)에서 보내진 신호를 마이크로파 대역으로 주파수 변환한 후 고정상태 증폭기(Solid State Power Amplifier : SSPA)에서 고출력으로 증폭하여 섹터 안테나(ANT11-14)로 전송하는 역할 및 가입자에서 보내오는 마이크로웨이브 (Microwave) 대역의 주파수에서 중간 주파수(Intermediate Frequency) 대역 (200 - 700MHz)으로 변환하여 외부 결합 유닛(85)으로 전송한다. 외부 결합 유닛(85)은 마이크로웨이브 컨버터(81)에서 보내오는 중간 주파수 대역의 신호를 합쳐서 하나의 출력단으로 광네트웍 유닛(83)으로 전송한다. NMS 에이전트 슬래이브 유닛(87)은 마이크로웨이브 컨버터(81) 및 외부 전력 공급 유닛(86)의 동작 상태를 중앙 제어장치에서 취합하여 디지털 변조하여 외부 분배 유닛(84)을 거쳐 헤드엔드(21)로 전송한다. 외부 전력 공급 유닛(86)은 기지국(22)의 각 유니트에서 필요로 하는 전원을 안정적으로 공급하며, 자신의 동작상태를 나타내어 NMS 에이전트 슬래이브 유닛(87)으로 전송한다. 기지국(22)의 방향성 안테나(ANT11-14)는 영상서비스는 표준 전방향 안테나를 설치하며, 데이터와 WLL 서비스에는 섹터 안테나 4개를 4개의 방향으로 90°지향각을 갖도록 배치하여 운용한다.
가정용 가입자 장치는 도 7에 도시된 바와 같이, 외부 유닛(101)과 내부 유닛(102) 및 주변장치(115-118)로 구분하여 설명할 수 있다. 외부 유닛(101)은 마이크로웨이브 컨버터(103)와 지향성 안테나(105)로 구성되며, 보통 가입자 집의 지붕위에 설치되어 그 지역의 기지국(22) 안테나로 향하도록 하며 빔 폭은 약 3-4°정도로 설계한다. 마이크로웨이브 컨버터(103)는 기지국(22)에서 보내오는 마이크로파를 중간주파 대역 (950 - 2,050MHz)으로 변환하여 듀플렉스(104)로 전송하며, 또한 상향 신호에 대한 중간 주파수 대역(200 - 700MHz)으로 변환된 상향스트림 주파수를 수신하여 상향 마이크로파 대역으로 변환하여 100mW - 500mW의 출력으로 증폭하여 지향성의 고이득 안테나(105)로 전송한다. 지향성 고이득 안테나(105)는 기지국(22)의 안테나와 가능하면 가시거리 통신이 가능할 수 있도록 LOS(Line Of Sight) 상태가 될 수 있도록 설치하여야 한다. 한편, 내부 유닛(102)은 CPU/MAC(106), 하향변환기(107), 상향변환기(108), 듀얼 A/D 컨버터(109), DQPSK 변조기/리드 솔로몬 코더(110), QPSK 복조기/순방향 오류 정정(111), ATM 인터페이스(112), PSTN 인터페이스(113), ATM-LAN 인터페이스(114)로 구성된다. 주변장치로는 PC(115), 전화(116), STB(Set Top Box)(117) 및 티브(118)로 구성된다. CPU/MAC(106)은 하향변환기(107), 상향변환기(108)의 하향/상향 채널 주파수를 제어하고, DQPSK 변조기/RS 인코더(110)의 변조기로 보내는 데이터로 포매팅하고, QPSK 복조기(111)에서 복호된 데이터를 처리하고, 또한 ATM 인터페이스(112)와 연동하여 제어하는 역할 및 전체 내부 유닛(102)의 동작을 제어한다. 하향변환기(107)는 기지국(22)에서 보내온 하향 주파수 대역에서 특정한 채널을 선택하여 듀얼 A/D 변환기(109)로 전송하여 디지털로 변환한 뒤 QPSK 복조기/ 순방향 오류 정정단(111)에서 복조 및 오류정정을 한 후 ATM 인터페이스(112)로 전송한다. DQPSK 변조기/RS 인코더에서는 변조 및 에러 보호를 위한 잉여 정보를 부가한 뒤 상향변환기에서 기지국(22)으로 전송하기 위해 상향 신호로 증폭한 뒤 듀플렉스(104)로 전송한다. ATM 인터페이스(112)는 세그먼트 및리어셈블리(Segment And Reassembly) 기능을 수행하며 기지국(22)에서 보내온 ATM 셀 데이터를 처리하여 수신 데이터의 종류에 따라 PSTN 인터페이스(113) 또는 ATM-LAN 인터페이스(114)로 전송하거나 가입자 장치에서 기지국(22)으로 보내고자 하는 데이터를 상향 채널 프레임 구조로 포매팅하여 DPSK 변조기로 전송한다. PSTN 인터페이스(113)는 전화통화를 할 수 있도록 AAL-1의 일정 비트 레이트(Constant Bit Rate) 처리를 할 수 있는 기능을 수행한다. ATM-LAN 인터페이스(114)는 PC와의 패킷 데이터 통신을 위하여 AAL-5의 가변 비트 레이트(VBR) 처리를 할 수 있다. 주변장치로 이용되는 PC(115)는 LAN의 용도로 사용할 때 필요한 장비이며, 전화(116)는 WLL(Wireless Local Loop) 용도로 사용할 때 필요한 장치이다. 영상 서비스를 위한 비디오 STB(117)는 디지털 DBS 수신기를 이용하여 위성프로그램 및 지역방송을 시청할 수 있다.
사무실용 가입자 장치와 가정용 가입자 장치의 차이점은 사무실에서 소용량사설교환기(PABX)(41)가 구비되어야하며, 이 소용량사설교환기(PABX)(41)와 접속 사용이 가능하도록 하기 위해 T1/E1 인터페이스가 필요하고, LAN을 다수의 가입자가 사용할 수 있도록 하기 위하여 LAN 서버(42)가 필요하다.
이상의 설명에서와 같은 본 발명은 종래의 로컬 다중접속 분산 서비스 망 구성에서 ATM PBX를 망 접속 장치로 대치하여 실제 시스템 구현에 적용할 수 있기 때문에 적은 비용으로 효율적으로 로컬 다중접속 분산 서비스 시스템을 적용할 수 있다.
또한, 링형 구조의 로컬 다중접속 분산 서비스 시스템을 설계할 경우, ATM PBX와 헤드엔드간 연결을 STM-4(622.08Mbps)를 사용하여 Add-Drop 다중화 분기를 함으로써, 시스템을 융통성있게 설계할 수 있다.
또한, 스타형 구조의 로컬 다중접속 분산 서비스 시스템을 설계할 경우, 광선로를 ATM PBX와 헤드엔드를 직접 연결함으로써, 구현이 쉽고 가격을 저렴하게 구성할 수 있다.
여기서, 헤드엔드에 MPEG-2 TS 인코더를 사용함으로써, 적은 투자비로 PPV(Pay Per View) 서비스 제공이 가능하다. 또한, 헤드엔드에 MPEG-2 TS 인코더를 사용함으로써, 적은 투자비로 단방향 위성방송 서비스 제공이 가능하다.
또한, ATM PBX를 통해 망 관리 시스템 및 과금 처리부와 접속되므로, 속도를 향상시킬 수 있으며, 가입자 망 관리구축이 편리한 장점이 있다.
아울러, 각종 멀티미디어 서비스 (WLL, 인터넷, 전용회선) 제공이 가능하며, 향후 제공되는 영상회의, 홈뱅킹, 홈쇼핑, GOD(Game On Demand), NOD(News On Demand) 등의 서비스에 대해서 융통성있게 적용할 수 있는 효과가 있다.
Claims (7)
- 전용회선 서비스, 인터넷 서비스, 공중교환 전화 서비스 또는 로컬 다중접속 분산 서비스망이 전방적인 관리를 실행하기 위하여 디지털 액세스 및 상호 연결 시스템(DACS), ATM 스위치, 전화교환기, 망관리시스템간 선택적으로 인터페이스를 수행하는 ATM PBX와,자체적으로는 직렬로 연결되고 연결되지 않은 양끝단이 상기 ATM PBX에 각각 연결되어, 서비스 제공자에서 가입자 장치 방향으로의 하향 스트림에서 상기 ATM PBX에서 전송되어온 신호를 분리하여 출력하고, 가입자 장치에서 서비스 제공자 로보내오는 상향 스트림의 경우 맥 프로세서 유닛으로부터 제공되는 신호를 전송 받아 먹스시켜 상기 ATM PBX로 전달하는 ATM 믹서 유닛(ATM Mux Unit)과, 상기 맥 프로세서 유닛을 제어하며, 채널의 폭주현상이 발생할 때 현재의 채널을 다른 채널로 변경해 주는 헤드엔드 관리 서버(Headend Management Server)와, 상기 서비스 제공 자와 가입자 장치간의 통신을 위한 물리적인 매체를 설치, 유지, 관리하며, 상기 ATM 믹서 유닛에서 보내는 하향스트림에 대한 데이터를 수신하여 멀티미디어를 수용할 수 있는 프레임 구조로 만들어 전송하고, 상향 채널에 관한 데이터를 수신받아 이를 분석하여 MAC 데이터인 경우 자체 내부 처리하고 데이터 스트림일 경우 투명하게 ATM 셀 데이터를 전송하는 맥 프로세서 유닛을 포함하여 구성되어, 상기 ATM PBX에서 제공되는 ATM 셀을 수신받아, ATM 셀로부터 TS(Transport) 스트림신호를 생성시키고, 이를 정해진 베이스 밴드를 통해 전송하는 복수개의 헤드엔드와,상기 각 헤드엔드와 분리된 상태로 연결되어 상기 헤드엔드에서 전송되어온 신호를 무선주파 신호로 바꾸어 각각 출력하는 광네트웍 유닛와, 상기 광네트웍 유닛에서 출력된 변조 신호를 수신하여 분배하는 외부 분배 유닛과, 상기 외부 분배유닛에서 출력된 신호를 마이크로파 대역으로 주파수 변환한 후 고출력으로 증폭하여 섹터 안테나로 전송하며, 또한 가입자에서 보내오는 마이크로웨이브 (Microwave) 대역의 주파수에서 중간 주파수(Intermediate Frequency) 대역으로 변환하여 출력하는 마이크로웨이브 컨버터와, 상기 마이크로웨이브 컨버터에서 출력된 중간 주파수 대역의 신호를 합쳐서 하나의 출력단으로 상기 광네트웍 유닛으로 전송하는 외부 결합 유닛과, 상기 마이크로웨이브 컨버터의 동작 상태를 중앙 제어장치에서 취합하고 디지털 변조하여 상기 외부 분배 유닛을 거쳐 상기 헤드엔드로 전송하는 NMS 에이전트 슬래이브 유닛을 포함하여 구성된 된 다수의 기지국 과,입력 프로그램을 인토딩하여 상기 헤드엔드로 각각 제공하는 복수개의 인코더를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광대역 디지털 로컬 다중접속 분산 서비스 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 복수개의 헤드엔드는 상기 ATM PBX에 개별적으로 각각 연결되어, 상기 ATM PBX에서 제공되는 ATM 셀을 수신하며, 입력 프로그램으로부터 TS(Transport) 스트림신호를 생성시키고, 이를 정해진 베이스 밴드를 통해 전송하는 것을 특징으로 하는 광대역 디지털 로컬 다중접속 분산 서비스 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 ATM PBX는 다수의 모듈에서 제공되는 신호를 전송받아, 수신된 각각의 비트열로부터 해당 프레임 동기를 찾아내어 유로 부하를 추출하며, 또한 송 출한 프레임을 생성하여 해당 유로 부하를 매핑하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 광대역 디지털 로컬 다중접속 분산 서비스 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 각 헤드에드는 PSTN, 인터넷, 전용회선 서비스를 위해 기본 하향스트림 40MHz 1채널, 상향스트림 5MHz 4채널을 사용하여 기본 시스템을 형성하고, 이를 확장하여 하향스트림 120MHz 대역에 상향스트림 60MHz로 시스템을 구성하는 것을 특징으로 하는 광대역 디지털 로컬 다중접속 분산 서비스 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 헤드엔드는 상기 맥 프로세서 유닛에서 보내오는 정보데이터를 패킷화하여 변조 및 채널 코딩을 수행하는 QPSK 변조부와,상기 QPSK 변조부에서 보내오는 변조된 반송 주파수를 한 채널로 주파수 변환하여 출력하는 다운스트림 채널 유닛과,상기 다운스트림 채널 유닛에서 보내오는 다수 개의 하향 채널 무선 주파수를 합쳐 하나의 출력단으로 전송하거나, 기지국에서 보내오는 상향 채널 RF 신호를여러 채널로 분배(Divide)하여 전송하는 내부 결합/분배 유닛과,상기 내부 결합/분배 유닛에서 보내온 신호를 복조 및 채널디코딩하여 정보 데이터를 상기 맥 프로세서 유닛에 전송하는 업스트림 채널 유닛과,상기 헤드엔드 장비 내에 있는 여러 장치들에 대한 동작상태 정보를 취합하여 중앙처리장치에서 상기 맥 프로세서 유닛으로 전송하며, 또한 기지국에서 보내오는 변조된 신호를 복조하여 데이터를 검출한 후 상기 중앙처리 장치에서 상기 맥프로세서 유닛으로 전송하는 NMS 에이전트 마스터 유닛과,상기 헤드엔드 장비의 각종 유니트에서 필요로 하는 전원을 공급하는 내부 전원 공급 유닛을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광대역 디지털 로컬 다중접속 분산 서비스 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 기지국에 구비된 방향성 안테나는 영상서비스를 위하여 표준 전방향으로 설치하며, 데이터와 WLL 서비스를 위하여 섹터 안테나 4개를 4개의 방향으로 90°지향각을 갖도록 배치하여 운용하는 것을 특징으로 하는 광대역 디지털 로컬 다중접속 분산 서비스 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 기지국에서 출력되는 마이크로파를 중간주파 대역으로 변환하여 전송하며, 또한 상향 신호에 대한 중간 주파수 대역으로 변환된 상향스트림 주파수를 수신하여 상향 마이크로파 대역으로 변환 및 소정 증폭비로 증폭하여 전송하는 마이크로웨이브 컨버터와, 상기 기지국의안테나와 가능하면 가시거리 통신이 가능할수 있도록 하는 지향성 고이득 안테나로 구성된 외부 유닛과,하향/상향 채널 주파수를 제어하고, 전송될 데이터를 포매팅하고, 복호된 데이터를 처리하는 CPU/MAC와, 상기 기지국에서 전송된 하향 주파수 대역에서 특정한 채널을 선택하여 전송하여 디지털로 변환하여 전송하는 하향변화기와, 변조 및 에러 보호를 위한 잉여 정보를 부가하여 전송하는 DQPSK 변조기/RS 인코더와, 세그먼트 및 리어셈블리(Segment And Reassembly) 기능을 수행하며 상기 기지국에서 전송 된 ATM 셀 데이터를 처리하여 수신 데이터의 종류에 따라 목적지를 선택하여 전송하거나, 가입자 장치에서 상기 기지국으로 보내고자 하는 데이터를 상향 채널 프레임 구조로 포매팅하여 전송하는 ATM 인터페이스와, 전화통화 서비스를 제공하기 위한 기능을 제공하는 PSTN 인터페이스와, PC와의 패킷 데이터 통신 서비스를 제공하는 ATM-LAN 인터페이스로 구성된 내부 유니트를 추가적으로 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광대역 디지털 로컬 다중접속 분산 서비스 시스템.
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Legal Events
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