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KR100630435B1 - 모니터링된 상태 정보를 송신하는 방법 및 케이블 모뎀 - Google Patents

모니터링된 상태 정보를 송신하는 방법 및 케이블 모뎀 Download PDF

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KR100630435B1
KR100630435B1 KR1020017013479A KR20017013479A KR100630435B1 KR 100630435 B1 KR100630435 B1 KR 100630435B1 KR 1020017013479 A KR1020017013479 A KR 1020017013479A KR 20017013479 A KR20017013479 A KR 20017013479A KR 100630435 B1 KR100630435 B1 KR 100630435B1
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KR
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cable modem
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cable
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communication link
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English (en)
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블레인 에드워드 라메이
피터 폴 폴리트
Original Assignee
톰슨 라이센싱
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Abstract

컴퓨터 네트워크 호환 양방향 통신을 할 수 있고, 사용자에 의해 동작되는 전력 스위치를 병합하는 디바이스에서, 동작 상태 정보를 모니터링하기 위한 방법은 상기 디바이스와 원격 위치 사이에 통신 링크를 구축하는 단계를 포함한다. 통신 링크는, 상기 디바이스 전력 스위치가 오프 상황에 있을 때, 네트워크 호환성 프로토콜을 사용하여 패킷 스위칭 네트워크에 구축되어 활성 상태로 유지된다. 상기 방법은 또한 실질적으로 주기적인 속도로 상기 디바이스에 대한 동작 상황 상태 정보를 생성하는 단계와, 그 상태 정보를 구축된 통신 링크를 통해 송신하는 단계를 포함한다.

Description

모니터링된 상태 정보를 송신하는 방법 및 케이블 모뎀{METHOD FOR TRANSMITTING MONITORED STATUS INFORMATION, AND CABLE MODEM}
본 발명은 보안 및 상태 모니터링과 다른 목적을 위해 통신 디바이스에서 사용하기 위한 모니터링 및 메시지 처리 시스템에 관한 것이다.
중앙 모니터링 시스템으로 하여금 원격 자동화 데이터 수집 디바이스로부터 정보를 수집할 수 있게 하는 보안 시스템이 널리 사용되고 있다. 이러한 시스템은 일반적으로 멀리 떨어진 현장에서 침입 검출 디바이스와 다른 센서로부터 데이터를 수집한 후에, 그 데이터를 공중 전화교환 시스템(PSTN : Public Switched Telephone System)을 통해 주기적인 방식에 기초하여 중앙 시스템에 전송한다. 만약 데이터가 침입이나 주의(attention)를 요하는 다른 상황이 발생했음을 나타낸다면, 중앙 지국(central station)은 집주인, 보안 요원 또는 응급 서비스 센터에 경보를 발할 수 있다.
이 시스템이 갖는 한 가지 문제점은, 원격 지국에서의 오동작이 중요한 순간에 검출되지 않고 지나칠 수 있다는 것이다. 종래 시스템 설계는 데이터를 수집하기 위해서 일정 간격으로 원격 지국으로 호출(call)을 발신하는 중앙 지국을 포함한다. 이 간격은 일반적으로 중앙 지국과 가입자의 위치 둘 모두에서 다중 서비스에 의해 공유되는 전화 라인의 과다한 사용을 회피하기 위해 수 십분이다. 만약 디바이스의 고장이나 전화 라인의 절단으로 인해 원격 지국이 오동작을 한다면, 중앙 지국은 호출에 대해 지국의 응답이 없다는 사실로부터 이러한 상황을 인지할 것이다. {만약 그와는 달리 라인이 예를 들어 음성 호출에 사용되고 있다면, 통화중 신호가 반송될 것이고, 중앙 지국은 어쩌면 단축된 폴링(polling) 간격으로 다시 시도할 것이다}. 중앙 지국이 응답이 없는 원격 지국을 검출할 때까지의 시간은 폴링 간격만큼이나 길어질 수 있거나, 가입자의 라인이 다중 서비스에 사용되고 있는 경우에는 더욱 길어질 수 있기 때문에, 응급 상황에 대한 응답 효과를 감소시킨다.
원격 지국이 중앙 지국에 호출하도록 시스템이 설계된다면 유사한 문제점이 존재한다. 또한, 공유된 전화 라인의 과도한 사용을 회피하기 위해서, 이러한 호출은 일정 간격으로 이루질 수 있다. 이 라인은 원격 지국이 호출을 시도할 때 사용 중에 있을 수 있기 때문에, 원격 지국은 나중에 호출을 시도하여만 할 수도 있다. 만약 원격 지국이 오동작을 한다면, 중앙 지국은 예상된 시간에 도착하지 않은 호출로써 이러한 상황을 인지할 것이다. 중앙 지국에 의해 호출이 발신되는 경우와 마찬가지로, 중앙 지국이 응답이 없는 원격 지국을 검출하기까지의 시간은 폴링 간격만큼 길어질 수 있거나, 가입자의 라인이 보안 시스템에 사용되지 않은 경우에는 더욱 더 길어질 수 있다.
앞서 언급된 문제점을 제거하는 시스템 및 방법을 획득하는 것이 매우 바람직하다.
본 발명의 목적은 심지어 모뎀 전원 스위치가 "오프" 상황일 때에도 "온" 상태인 활성 컴퓨터 네트워크 호환가능 통신 링크를 유지하는 케이블 모뎀을 제공하는데 있다. 이것은, 그 모뎀으로 하여금 모뎀 및 케이블 라인의 무결성(integrity)을 확인하는데 사용하기 위해서 더욱 빈번한 시간 간격과 낮은 비용으로 동작 상태 정보를 제공하도록 허용한다.
본 발명은 컴퓨터 네트워크 호환가능 양방향 통신을 할 수 있고 사용자에 의해 동작되는 전원 스위치를 포함할 수 있는 디바이스에서의 동작 상태 정보를 모니터링하기 위한 방법으로 구현된다. 그 방법은, 상기 디바이스와 원격 위치 사이에 통신 링크를 구축하는 단계와; 상기 디바이스 전원 스위치가 오프 상황에 있을 때 통신 링크를 활성으로 유지하는 단계로서, 상기 통신 링크는 네트워크 호환가능 프로토콜을 사용하여 패킷 스위칭 네트워크에 구축되는, 상기 통신 링크를 활성으로 유지하는 단계와; 실질적으로 주기적인 속도로 상기 디바이스에 대한 동작 상황 상태 정보를 생성하는 단계와; 구축된 통신 링크 상에 그 상태 정보를 송신하는 단계를 포함한다. 동작 상황 상태 정보가 생성되는 속도는 동작 상황이 개시된 후부터 2분 내에 동작 상황을 확인할 수 있게 하는데 충분하다. 송신되는 상황 상태 정보는 (a) 통신 채널 링크 상의 장애(fault)와, (b) 상기 디바이스의 장애 중에서 적어도 하나를 확인하는데 적합하다. 케이블 모뎀을 통해 통신 링크 상에 송신되는 정보는 비디오 및/또는 오디오 데이터를 포함할 수 있다.
모니터링 정보가 수신될 때, 메시지 데이터는 디바이스 내의 데이터베이스에 있는 미리 결정된 정보로부터 바람직하게 유도되고, 미리 결정된 메시지 수신측에 전송된다. 그 메시지 데이터는 전자 메일 메시지, 페이저(pager) 메시지, 응급 서비스 메시지, 및 메시지 표시 코드 중에서 적어도 하나를 포함한다.
진단 검출 시스템 및 방법은 케이블 모뎀 종료 시스템(CMTS :Cable Modem Termination System)과의 통신에 있어 케이블 모뎀을 사용함으로써 구현될 수 있다. 케이블 모뎀은 공통 지리 영역 내에 위치한 복수의 사용자와 케이블 네트워크 시스템에 따른 대역폭을 공유한다. 전원 공급 정지나 주요 케이블의 고장과 같은 비정상적인 상황(anomalous condition)이 발생하는 경우에, 케이블 네트워크에 연결된 케이블 모뎀 각각으로부터 송신되어 CMTS에서 수신되는 데이터는, 그 비정상(anomaly)이 하나의 개별 디바이스의 문제인지 또는 공통 지리 영역 내의 복수의 가입자의 문제인지를 결정하기 위해서 소프트웨어 프로그램에 의해 분석된다. 정해진 노드 내에 있는 폴링된 케이블 모뎀 각각으로부터의 데이터 송신된 데이터나 데이터 송신의 부재는 중앙 모니터링 지국이 그 문제점을 진단하고 해결을 용이하게 할 수 있도록 하는데 유용하다.
본 발명의 장점, 특성, 및 여러 부가적인 특징이 이제 첨부 도면과 관련하여 상세하게 설명될 예시적인 실시예를 고려할 때 더욱 완전하게 나타날 것이다.
도 1은 본 발명에 따른, 예시된 케이블 모뎀에 기초한 보안 모니터 시스템을 나타내는 도면.
도 2a 및 2b는 본 발명을 실행하는데 유용한 케이블 모뎀의 주요 특징부에 대한 개략도.
도 3은 본 발명을 실행하는데 유용한 케이블 모뎀과 관련된 주용 기능 성분 및 하드웨어 구조의 상세도.
도 4는 본 발명을 실행하는데 유용한 특정 케이블 모뎀과 관련된 주요 성분의 상세도.
도 5는 본 발명에 따른 케이블 모뎀을 사용하는 전화/비디오 전화/원격 비디오 모니터링 시스템의 예시적인 실시예를 도시하는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 케이블 검사, 모니터링 및 진단 검출 처리에 수반되는 처리 단계의 흐름도.
상세한 논의를 시작하기 전에, 다음의 사실이 이해되어야 한다. 케이블 모뎀은 인터넷에 대해 비교적 새로운 것이다. 최근까지, 홈컴퓨터(home computer)와 인터넷 사이에 정보를 송신하는 유일한 방법은 전화에 기초한 모뎀을 통해서였다. 전화 모뎀과 같이, 케이블 모뎀은 사용자의 컴퓨터에 링크되고, 데이터를 변환한다. 그러나, 케이블 모뎀은 전화 모뎀 보다 몇 배 더 빠르고, 부가적인 작업을 수행할 수 있게 하는 부가된 기능을 갖는다.
단어 "모뎀"은 "변/복조"를 나타내는 두문자어(acronym)이다. 일반 전화 모뎀은 데이터를 "변조"함으로써, 그 변조된 데이터가 아날로그 형태로 송신될 수 있게 하고, 인입 신호를 "복조"함으로써 사용자 컴퓨터의 디지털 프로세서가 복조된 신호 데이터를 이해할 수 있게 한다. 전화 모뎀의 발명은 데이터가 쉽고 저렴하게 전송되도록 하였고, 전 세계에 걸쳐, 인터넷의 현실성을 창출하는데 도움을 주었다.
케이블 모뎀은 송신 기술에 있어 다음의 큰 도약을 나타낸다. 전화 모뎀과 같이, 케이블 모뎀도 또한 데이터를 변조 및 복조하고, 그 데이터를 디지털에서 아날로그로 및 그 반대로도 변환한다. 케이블 모뎀은 컴퓨터의 디지털 정보를 예를 들어 종래의 텔레비전에 의해 사용된 것과 유사한 아날로그 RF(무선 주파수) 신호로 변환함으로써, 상기 정보가 케이블 네트워크를 통해 전송될 수 있게 한다.
케이블 모뎀은, 비록 개념적으로는 일반 전화 모뎀과 유사하지만, 훨씬 더 정교하다. 전화 모뎀은 일반적으로 임의의 홈컴퓨터 시스템의 표준이지만 속도가 느린 성분인 컴퓨터의 COM(통신) 포트에 연결된다. COM 포트는 10년 간에 걸쳐 홈컴퓨터의 일부분이 되었고, 케이블 모뎀이 달성할 수 있는 높은 속도로 데이터를 처리하도록 설계되지는 않았다. 컴퓨터 내에 PC 카드의 형태로 종종 존재하는 대부분의 전화 모뎀과는 달리, 케이블 모뎀은 전형적으로 외장 디바이스이다. 케이블 모뎀은 일반적으로 앞면에 수 개의 활성 표시등을 구비한 채 금속 박스 내에 장착된다. 그 모뎀이 사용 중에 있을 때, 이러한 표시등은 네트워크의 활성을 나타낸다.
케이블 모뎀은 전형적으로 이더넷(Ethernet) 카드와 같은 NIC(Network Interface Card)를 사용하는데, 상기 이더넷 카드는 컴퓨터 내의 표준 PCI, ISA 또는 PCMCIA 슬롯에 끼워진다. NIC 카드는 표준 COM 포트 보다 훨씬 빠른 데이터 송신을 가능하게 한다.
케이블 모뎀은 매우 높은 속도로 데이터를 송신하도록 설계된다. 상기 케이블 모뎀은 전화 모뎀 보다 훨씬 빠르고, 사용자 컴퓨터의 COM 포트에 부착하여야 하거나 동선(copper-wire) 국부 네트워크에 연결하여야 하는 제한을 받지 않는다. 각각의 케이블 모뎀 속도는 모뎀의 타입이나 모델에 따라 달라진다. 전형적으로, 케이블 모뎀은 500 kbps와 10 Mbps 사이 범위의 속도와 그 이상의 속도를 가질 수 있다.
대칭성의 케이블 모뎀은 동일한 속도로 데이터를 송신 및 수신한다. 즉, 데이터는, 두 방향 모두, 즉 사용자의 컴퓨터(업스트림)로부터 인터넷(또는 가상 사설 네트워크나 인트라넷)으로 및 인터넷으로부터 사용자의 컴퓨터(다운스트림)에 동일한 속도로 이동된다. 일부 케이블 모뎀은 비대칭적으로 데이터를 송신하도록 설계된다. 이러한 타입의 구성에 있어서, 업스트림 데이터 흐름은 종종 다운스트림 흐름 보다 그것에 할당되는 더 작은 대역폭을 갖는다. 이러한 장치는 홈 소비자 네트워크 상의 다운스트림 요구가 일반적으로 업스트림 요구 보다 더 크다는 사실을 반영한다.
본 발명에 따른 시스템에 있어서, 케이블 모뎀(CM)과 케이블 모뎀 종료 시스템(CMTS : Cable Modem Termination System)은 1998년 3월에 국제 전기통신 연합(ITU)에 의해 재가되고 RFC 2669(Request For Comment Document 2669)에 명시된 바와 같은 DOCSIS 1.0(Data Over Cable Service Interface Specification 1.0)의 요구조건을 따른다. 이러한 디바이스는 대략 10초 간격으로 주기적인 범위 요청을 수행하도록 설계되는데, 그 시간 동안에 CM의 존재가 CMTS에 알려지게 된다. 만약 CMTS가 대략 30초 후에도 그 범위 요청을 수신하지 않는다면, 이 CMTS는 CM을 오프-라인 된 것으로 플래그 붙이고, 그 활성 디바이스 맵으로부터 그 CM을 제거할 것이다. 이 메커니즘은 원격 보안 모니터링 시스템을 위한 경보(alarm)를 설정하는데 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 시스템은 오동작하는 디바이스나 손상된 케이블을 일(1)분 이내에 검출할 수 있다.
보안 시스템에 의해 수집되는 데이터의 양이 비교적 적고, 케이블 모뎀이 고속 데이터 디바이스이기 때문에, 폴링 시간은 종래 기술의 디바이스에 비해서 상당히 짧아질 수 있다. 이것은 더욱 정확한 최신 정보를 중앙 모니터링 지국에 제공할 것이다. 또한, 케이블 모뎀이 심지어 그 전원 스위치가 "오프"로 전환될 때에도 항상 "온" 상태가 되도록 설계 될 수 있기 때문에, 상기 케이블 모뎀은 범위 요청을 계속해서 송신하고 네트워크 상의 존재를 계속해서 유지한다. 전력 공급 정지나 주요 케이블의 고장이 발생한 경우에, CMTS로부터의 데이터는, 문제가 하나의 개별 디바이스의 문제인지 또는 공통 지리 영역 내의 복수의 가입자의 문제인지를 인식하기 위해서, 프로그램에 의해 분석될 수 있고, 그로 인해 허위 경보의 가능성을 감소시킨다.
이제 도 1을 참조하면, 본 발명을 구현하는 케이블 모뎀에 기초한 보안 모니터 시스템(100)이 도시되어 있다. 그 시스템은 내부에 보안 모니터링 특징부를 구비하고 경보 정보를 원격 보안 모니터링 중앙 지국에 송신하도록 동작하는 케이블 모뎀(110)을 포함한다. 개인용 컴퓨터(PC)나 다른 컴퓨팅 디바이스와 같은 원격 단말기(115)는 홈(home) 모니터링 시스템을 설정하여 구성하기 위해서 케이블 모뎀에 사용자 인터페이스를 제공하도록 동작된다. 정보는 케이블 네트워크 RF 부분(140B)과 데이터 네트워크 부분(140A)을 포함하는 IP 네트워크를 통해 케이블 모뎀과 보안 모니터링 중앙 지국(130) 사이에 송신된다. 케이블 헤드엔드(142)에는 케이블 모뎀 종료 시스템(CMTS)(144)이 위치된다. CMTS(144)는 언제 신호를 업스트림으로 송신할 지와 어떤 채널을 사용할 지를 케이블 모뎀에 지시한다. CMTS는 업스트림 신호를 복조하고, 이 신호를 인터넷 프로토콜(IP) 패킷으로 다시 변환하며, 변환된 신호를 중앙 스위칭 시스템(145)에 다시 보낸다. 중앙 스위치는 인터넷(149)을 통한 송신을 위해 IP 패킷을 IP 라우터(미도시)로 방향 재지정한다. 보안 모니터링 중앙 지국(130)은 복수의 서버들(148) 중 하나로서 구현될 수 있는 중앙집중식 컴퓨터이고, 상기 서버들은 케이블 모뎀으로 및 케이블 모뎀으로부터 정보를 송신 및 수신하기 위해 데이터 스위치 시스템(145)에 연결된다. 다른 서버(148)는, 예를 들어, 시간 지연 서버, 준비 서버(provisioning server), 및 케이블 시스템이 적절히 수행될 수 있게 하는 잘 알려진 기능을 구비하는 다른 서버를 포함한다. CMTS는 전형적으로 네트워크 측 인터페이스(144A)를 구비하는데, 상기 네트워크 측 인터페이스(144A)에서는 이더넷 데이터 형태의 데이터가 이더넷 채널과 같은 채널을 통해 데이터 스위치(145)와 CMTS(144) 사이에서 양방향적으로 전달된다. CMTS는 또한 RF 측 인터페이스(144B)를 구비하는데, 상기 RF 측 인터페이스(144B)에서는 RF 신호 데이터가 결합기 모듈(143)과 CMTS 사이에서 양방향적으로 전달된다. 일반적으로, 텔레비전 신호와 같은 단방향성 신호(160)는 결합기/분할기(143)에 입력되는데, 상기 결합기/분할기(143)는 광섬유 케이블 및 동축 케이블 네트워크 시스템을 통한 송신을 위해 CMTS로부터의 정보 데이터를 포함하는 RF 신호와 상기 신호(160)를 결합한다. 이 CMTS는 가입자 홈으로의 하이브리드 섬유 동축(HFC : Hybrid fiber coax) 케이블을 통한 송신을 위해 다운스트림 신호를 변조한다. 바람직하게, 하나의 CMTS는 일반적으로 단일 6 MHz 채널을 통해서 최대 1000 명의 동시적인 케이블 모뎀 가입자까지 지원을 제공할 것이다. 만약 더 많은 케이블 모뎀이 요구된다면, 더 많은 채널을 CMTS에 추가함으로써 채널의 수는 증가될 수 있다.
도 1에서 참조 번호 146으로 도시된 것과 같은 다중 광섬유 케이블이 CMTS 및 케이블 헤드엔드(142)에 연결된다. 이러한 케이블 각각은 대응하는 섬유 동축 인접 노드(198)에서 종료하는데, 상기 인접 노드(198)는 더 작은 수의 홈에 서비스하는(serve) 여러 인접 위치로 들어간다. 광섬유 인접 노드는 모든 광섬유 케이블(146)과 트렁크 케이블 또는 동축 분산 케이블(150) 사이에 배치된다. 동축 분산 케이블(150)에는 가입자 노드(152)의 분기 네트워크가 연결되는데, 상기 가입자 노드(152)는 가입자의 홈으로 들어가는 동축 드롭 케이블이나 탭(154)에 연결되고, 케이블 모뎀(110) 및/또는 또 다른 디바이스(160)에 연결된다. 디바이스(160)는 일예로 텔레비전을 위한 셋톱 박스(수신기)일 수 있다. 종래의 분할기 디바이스(158)는 케이블(154)을 케이블 모뎀(110)과 디바이스(160) 둘 모두에 연결하기 위해 사용될 수 있다. 증폭기(153)는 업스트림 및/또는 다운스트림 신호를 증폭하기 위해서 케이블 시스템의 길이를 따라 여러 스테이지에서 삽입될 수 있다.
도 2a 및 2b는 본 발명을 실행하는데 있어 사용하기에 적합한 케이블 모뎀의 특징부에 대한 예시적인 도시를 제공한다. 이제 도 2a를 참조하면, 케이블 모뎀(110)은 양방향 채널(1108)을 통해 이더넷 데이터를 개인용 컴퓨터와 같은 주변 디바이스에 전달하기 위해 이더넷 포트와 같은 데이터 포트(1102)를 구비한다. 케이블 모뎀은 주변 디바이스와 통신하기 위해 이더넷 인터페이스를 구비한다. 케이블 모뎀 단자(1104)는 케이블 모뎀(110)에 동축 케이블을 연결하는데 적합하다. 또한, 모뎀은 벽면에 있는 전기 콘센트(wall outlet)와 같은 전원으로의 연결에 적합한 단자(1106)를 구비한다. 단자(1106)는 바람직하게 AC 콘센트로의 연결을 위한 전력 AC 어뎁터 단자이다. 케이블 모뎀 검사 및 모니터링 시스템이 의도되는 대로 기능하도록 하기 위해서, PC로의 어떠한 연결도 실제적으로 필요하지 않은데, 그 이유는 PC가 언제라도 턴 오프될 수 있기 때문이라는 것이 주지되어야 한다. 케이블 모뎀은 PC에 상관없이 네트워크 상에 계속해서 존재한다.
도 2b는 도 2a에 도시된 것들에 부가하여 케이블 모뎀(110)의 특징부를 도시하고 있다. 이제 도 2b를 참조하면, 케이블 모뎀(110)은 모뎀을 턴온 하거나 상기 모뎀을 "오프" 또는 "대기" 모드로 배치하는 사용자 동작 가능한 온/오프 스위치(1110)를 더 구비한다. 온/오프 스위치(1110)를 "오프" 위치로 배치하는 것은 케이블 네트워크로부터의 계속적인 상태 모니터링을 허용하면서 개인용 컴퓨터와 같은 주변 디바이스와의 통신을 종료하도록 작용한다. 본 발명을 실행하는데 있어 사용하기에 적합한 케이블 모뎀에 대한 하나의 그러한 예는 RCA DCM105 디지털 케이블 모뎀이다. 이 케이블 모뎀은 개인용 컴퓨터와 같은 주변 디바이스에 양방향의 고속 인터넷 엑세스를 제공한다. DCM105는 예를 들어 홈(home), 소규모 사무실 및 교육 장소에서 사용하기에 적합하고, 현존하는 케이블 TV 네트워크를 통해 동작한다. 가입자는 인터넷 상의 대화식 멀티미디어 서비스에 엑세스할 수 있고, 28.8 Kbps 전화 모뎀 보다 100 배까지 더 빠른 속도로 정보를 전송 및 수신할 수 있다.
케이블 모뎀(110)은 또한 전원 표시기(1112), 데이터 표시기(1114), 케이블 표시기(1116), 활성 표시기(1118) 및 이메일 표시기(1120)를 포함하는 일련의 광 표시기를 포함한다. 전원 표시기(1112)는 케이블 모뎀이 활성 동작 모드에 있는지 또는 대기 동작 모드에 있는지를 나타낸다. 바람직한 실시예에 있어서, 이 표시기는 모뎀이 "대기" 모드에 있을 때는 오프(즉, 소등)되고, 전력공급이 활성되었을 때는 온(즉, 점등)된다. 데이터 표시기(1114)는 이더넷 연결이 활성화되어 송/수신 준비가 되었는지 또는 실제로 송/수신(T/R)을 하고 있는지를 나타낸다. 이 표시기는, 어떠한 이더넷 캐리어도 존재하지 않거나 모뎀이 대기 모드에 있을 때는 오프되고, 이더넷 캐리어가 존재하지만 어떠한 T/R 활성도 없을 때는 온 되며, 이더넷 활성과 T/R 활성이 있을 때는 점멸한다. 케이블 표시기(1116)는 케이블 연결 상태를 나타내는데, 어떠한 케이블 연결도 검출되지 않거나 모뎀이 대기 모드에 있을 때는 오프되고, 케이블 연결이 검출되지만 아직 데이터를 전송 또는 수신할 준비가 되지 않았을 때는 점멸하며, 모뎀이 네트워크에 등록되어 데이터가 전송될 수 있을 때는 완전히 점등된다. 활성 표시기(1118)는 케이블 라인에 데이터 트래픽(data traffic)이 존재한다는 것을 나타낸다. 표시기 등(indicator light)은, 어떠한 데이터 트래픽도 존재하지 않을 때는 오프되고, 데이터 활성이 존재할 때는 점멸한다. 이메일 표시기(1120)는 사용자에게 이메일이 왔을 때 주기적으로 점멸한다.
도 3은 도 2a 및 2b의 케이블 모뎀과 관련된 주요 기능 성분 및 하드웨어 구조의 더욱 상세한 도시를 나타낸다. 이제 도 3을 참조하면, 케이블 모뎀은 동축케이블로/로부터 TC/IP 패킷화된 데이터를 송신 및 수신하는 것과 관련된 여러 프로토콜을 처리하기 위한 프로토콜 관리 모듈(1130)을 구비하는데, 상기 여러 프로토콜은 일예로 CMTS와 통신하고 시스템을 모니터링하는데 필요한 오디오, 비디오, 및 다른 프로토콜을 포함한다. 인터페이스 논리 모듈(1140)은 케이블 모뎀 프로토콜 관리자(1130)와 디지털 신호 프로세서(DSP)(1150) 사이에 연결되고, 그 사이에서의 통신을 허용하기 위해 프로토콜 처리 및 패킷 처리 기능을 포함한다. DSP(1150)의 기능은 통신 프로토콜을 처리하는 것 외에도, 데이터 압축, 스위치 모니터링 및 오디오 및 비디오에 대한 A/D 변환을 포함한다. 케이블 모뎀은 상술된 홈 보안 또는 홈 기기(home appliance)의 모니터링 기술 외에도 전화를 선택적으로 처리할 수 있다. DSP(1150)는, 예를 들어 출입문(door) 스위치 경보기, 온도 센서, 및 오디오 및 비디오 감시 장치와 같은 모니터링 장치를 구비하고 있는 개인용 컴퓨터나 홈 기기와 같은 주변 장치로부터 정보를 획득하기 위해서, 디바이스 인터페이스 및 경보 모니터 모듈(1160)과 통신한다. 케이블 모뎀은 경보 표시, 상기 케이블 모뎀을 통해 연결된 특정 모니터링 디바이스의 상태 표시, 또는 상기 케이블 모뎀이나 모니터링 디바이스와 관련된 특정 상태를 나타내는 메시지와 같은 동작 상황 상태 정보를 송신할 수 있다. 이 상태 정보는 실질적으로 주기적인 속도로 생성될 수 있고, 예를 들어 비디오나 오디오 데이터를 포함할 수 있다. 전원 공급 모듈(1170)은 바람직하게 케이블 모뎀에 전력을 공급하기 위해 AC 신호 소스에 연결되고, 보조 전력을 제공하기 위해 예비 배터리 유닛(1180)을 구비할 수 있다.
도 4는 본 발명의 홈 보안 및 진단 시스템을 구현하는데 있어 사용되는 케이블 모뎀(110)과 관련된 주요 성분들의 더욱 상세한 예시를 제공하고 있다. 도 4는 이더넷 채널(1193)을 통해 개인용 컴퓨터와 같은 외부 디바이스에 적절한 어뎁터(1192)와 물리적인 엑세스 레이어 모듈(physical access layer module)(1194)을 경유하여 연결되는 마이크로컴퓨터(1190)를 나타내고 있다. 마이크로컴퓨터(1190)는 정보의 신속한 저장 및 검색을 위해 메모리 디바이스(1154)에 연결된다. 케이블 서비스는 RF 트랜시버 모듈(1132)과 MCNS 모듈(1134)을 통해 제공된다. 모듈(1133)은 텔레비전 세트와 같은 원격 유닛에 대한 인터페이스로서 동작하고, 케이블 헤드-엔드로부터 RF 신호로 전달되는 선택된 서비스를 가입자에게 제공하기 위한 필터로서 역할을 한다. DSP(1150)는 마이크로컴퓨터(1190)에 의한 헤더 처리와 음성 및 비디오의 압축과 패킷화를 포함하는 여러 신호 처리 동작을 처리하기 위해 마이크로컴퓨터(1190)와 메모리 디바이스(1152)에 연결된다. 신호 조절 및 필터링 모듈(1157)은 유닛(115A 내지 115D)으로부터의 신호에 대한 A/D 변환, 필터링, 레벨 등화, 및 관련된 아날로그 기능을 수행하기 위해 DSP(1150)와 인터페이스 회로(1160)에 연결된다. 인터페이스 회로(1160)는 여러 모니터링 디바이스를 케이블 모뎀에 연결하고, 일예로 전화 인터페이스(1162), 비디오 인터페이스(1164), 경보 인터페이스(1166) 및 센서 인터페이스(1168)를 위한 회로를 구비할 수 있다. 전화 인터페이스 회로(1162)는, 일예로, 2-선(wire) 내지 4-선 변환뿐만 아니라 다이얼 톤(dial tone) 및 울림 신호(ringing signal)를 공급하는 것과 같은 기능을 제공할 수 있다. 비디오 인터페이스 회로(1164)는 비디오 카메라(115B)로부터 비디오 신호를 수신하고, 그 신호를 신호 조절 및 필터링 모듈(1157)이 수신하기에 적합한 형태로 데이터 스트림 상에 배치하기 위한 전자 회로를 구비한다. 경보 인터페이스 회로(1166)는 이진(온/오프 타입) 신호를 판독하여 처리하기 위한 전자 회로를 구비하는 반면에, 센서 인터페이스 회로는 모듈(1157)에서 수행되는 신호 조절에 앞서 제 1 레벨 신호 조절을 수행하는 것뿐만 아니라 온도 모니터링 센서와 같은 환경 센서(115D)에 전력을 공급하기 위한 아날로그 회로를 구비한다. 바람직한 실시예에 있어서, 인터페이스 회로 모듈(1160)은 트위스트된 쌍 채널(twisted pair channel)을 통해 주변 모니터링 유닛(115A, 115C 및 115D) 각각과 인터페이스하는 반면에, 비디오 모니터(115B)는 동축 케이블을 통해 비디오 인터페이스(1164)에 연결된다. 그 모뎀은 AC 전력 소스(1172)와 예비 배터리(1180)에 연결된 전원(1170)을 스위칭 함으로써 전력이 공급된다.
도 5는 본 발명에 따른 케이블 모뎀을 사용하는 전화/비디오전화/원격 비디오 모니터링 시스템의 예시적인 실시예를 나타내고 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 케이블 모뎀(110)은 인터페이스 모듈(1160)을 통해 원격 디바이스{전화기(115A), 카메라 및 LCD/TV(115B), 경보 센서(115C) 및 온도 센서(115D)}에 연결됨으로써, 그들 사이에서 정보를 송수신한다. 다중 케이블 모뎀 디바이스(110A)는 케이블 네트워크의 정해진 부분에 대응하도록 매핑될 수 있고, 가입자 노드를 통해 정해진 CMTS에 링크될 수 있다는 것도 이해될 것이다. 케이블 모뎀(110)은 IP 스위치(145)를 통해 보안 모니터링 지국(130), 인터넷(149)(게이트웨이를 통해) 및 전화 서버(151)로/로부터 정보를 송수신하기 위해 헤드엔드에서 CMTS(144)에 연결된다. 센서(115A 및 115B)로부터 송신된 오디오 및 비디오 데이터는, 예를 들어 정해진 경보의 발생 또는 환경 센서의 상황의 발생에 응답하여 송신될 수 있는 스트림 배향의 데이터를 나타낸다.
이제 도 1과 연계하여 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 모니터링 및 진단 검출 처리에 수반되는 단계들은 다음과 같다. 맨 먼저 케이블 모뎀(110)은, 케이블 모뎀으로 전력이 먼저 인가되고 케이블이 네트워크(140)에 연결되었을 때, 케이블 헤드엔드(142) 및 보안 모니터링 중앙 지국(130)에 등록된다(모듈 600). 모뎀(110)이 송신하여야 하는 주파수나 그 모뎀(110)이 수신하여야 하는 주파수와 같은 정보가 모뎀(110)에 전달된다. 다음으로, 중앙 지국(130)은 모뎀에 미리 결정된 간격, 즉 일예로 10초 간격으로 폴링 메시지를 전송한다(모듈 610). 그 다음으로, 모뎀은 상태 메시지로 응답한다(모듈 620, 630). 그 상태 메시지는 폴링 요청의 승인과 함께 여러 타입의 보안 또는 환경 모니터링을 나타내는 부가적인 상황 정보를 포함한다. 그러한 정보는, 일예로, 온도 플래그, 출입문이나 창문이 열렸음을 알려주는 출입문 또는 창문 스위치 경보, 및 다른 안전 또는 홈 보안 메시지와 같은, 상황 상태를 알려주는 여러 타입의 경보 플래그나 표시자를 포함한다. 그 메시지는 여러 타입의 경보 상황을 나타내도록 쉽게 프로그램가능할 수 있다. 중앙 지국은 상태 메시지를 수신하고(모듈 630), 케이블 모뎀으로부터 전송된 응답의 타입을 결정한다(모듈 640, 650). 플래그 세트의 타입에 따라, 중앙 지국은 예를 들어 경찰서, 소방서, 병원 또는 911 교환수와 같은 관련 기관에 통보함으로써 응답할 수 있다(모듈 660). 그러한 통보 메시징은 예를 들어 이메일 메시지, 페이저 메시지, 응급 서비스 메시지, 또는 특정의 코딩된 메시지에 의해 이루어질 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 모뎀(110)은 홈 모니터링 정보를 수신하고, 상기 모뎀(110) 내의 데이터베이스에 있는 미리 결정된 정보로부터 유도되는 메시지 데이터를 생성한다. 생성된 메시지 데이터는 수신된 모니터링 정보에 응답하여 미리 결정된 메시지 수신측에 전달된다. 그 메시지 데이터는, (a) 이메일 메시지, (b) 페이저 메시지, (c) 응급 서비스 메시지, 및 (d) 메시지 표시 코드 중에서 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.
만약 미리 결정된 대기 기간 내에 어떠한 응답도 케이블 모뎀으로부터 수신되지 않는다면, 중앙 지국은 동일 케이블 세그먼트 또는 노드 상의 다른 가입자가 응답 중에 있는지를 결정하기 위해서 다른 가입자의 연결 상태를 검사할 수 있다(모듈 670). 즉, 정해진 케이블 모뎀이 응답에 실패한다면, 중앙 지국은 동일 케이블 세그먼트 상에 상주하는 다른 케이블 모뎀이(비-응답 모뎀으로써) 폴링에 응답하고 있는지를 문의하도록 프로그래밍될 수 있다(모듈 680). 이러한 검사의 결과는 그 문제가 (다른 케이블 모뎀이 응답하고 있는 경우에) 특정 케이블 모뎀과 관련된 장애로 인한 것인지, 또는 (케이블 세그먼트 상의 복수의 케이블 모뎀이 응답에 실패하는 경우) 케이블 분산 시스템에 문제가 있는지를 결정하는데 도움을 줄 것이다(모듈 690). 이러한 진단 활성의 결과에 응답하여, 중앙 지국은 앞서 설명된 바와 같은 여러 수단에 의해 권고되는 특정 서비스 조치(예를 들어, 케이블 모뎀 서비스나 케이블 세그먼트 서비스 문의)를 관련 기관에 통보할 수 있다. 복수의 가입자가 서비스 중단을 받는 경우에는, 케이블 토폴로지(cable topology) 상에서의 고장 위치가 수리 서비스를 정하도록 동작할 수 있다.
위의 시나리오는 원격 전자 보안 시스템으로의 데이터 연결이 동작 가능하다는 것을 확인하기 위한 기술을 예시한다. 만약 데이터 연결이 케이블 모뎀을 통해 이루어진다면, 케이블 모뎀 종료 시스템(CMTS)은 원격 케이블 모뎀이 더 이상 송신하지 않고 있다는 것을 수 초 이내에 검출할 수 있을 것이다. 케이블 모뎀은 "항상 온"이 되도록(즉, 항상 폴링 요청에 응답하도록) 설계되기 때문에, 그로 인해 그 케이블 모뎀은 상기 모뎀 또는 상호연결용 케이블에 고장이 발생했다는 것을 통보하기 위해 경보를 설정할 것이다. 공통 지리 영역 내에 있는 복수의 가입자 측에서의 상황을 분석함으로써, 시스템은 경보가 각 가입자 측에서의 시스템 장애나 문제로 인한 것인지 여부를 결정할 수 있다.
비록 본 발명에 따른 시스템과 방법이 설명되었지만, 본 발명은 본 명세서에서 설명된 특정 형태로 제한되도록 의도된 것이 아니라, 오히려 이와 달리, 본 발명은 첨부된 청구범위에서 한정되는 바와 같은 본 발명의 사상과 범위 내에 합리적으로 포함될 수 있는 대안, 변경, 및 등가물을 커버하도록 의도된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 보안 및 상태 모니터링과 다른 목적을 위해 통신 디바이스에서 사용하기 위한 모니터링 및 메시지 처리 시스템에 이용된다.

Claims (20)

  1. 사용자에 의해 동작되는 전원 스위치(1110)를 포함하고 있는 케이블 모뎀(110)으로부터 모니터링된 상태 정보를 처리를 위한 중앙 모니터링 지국(130)으로 송신하는 방법으로서,
    상기 케이블 모뎀(110)과 상기 중앙 모니터링 지국(130) 사이의 패킷 네트워크(140A)를 통해 통신 링크를 구축하는 단계로서, 상기 통신 링크는 상기 사용자에 의해 동작되는 전원 스위치(1110)의 위치에 상관없이 활성 상태로 유지되는, 상기 통신 링크 구축 단계와;
    상기 케이블 모뎀(110)에서, 상기 모니터링된 상태 정보를 수신하는 단계와;
    실질적으로 주기적인 속도로 상태 정보 메시지를 생성하는 단계로서, 상기 상태 정보 메시지 각각은 상기 모니터링된 상태 정보를 포함하는, 상기 상태 정보 메시지 생성 단계와;
    상기 케이블 모뎀(110)으로부터의 상기 상태 정보 메시지 각각을 상기 패킷 네트워크(140A)를 통해 상기 중앙 모니터링 지국(130)에 전달하는 것을 개시하는 단계를
    포함하는, 모니터링된 상태 정보를 송신하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 실질적으로 주기적인 속도로 생성되는 연속적인 메시지 사이의 시간 기간은 2분 미만인, 모니터링된 상태 정보를 송신하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 모니터링된 상태 정보는 모니터링된 홈 정보(home information)이고, 상기 모니터링된 홈 정보는 (a) 경보 표시, (b) 홈 기기의 상태 상황, 및 (c) 메시지를 나타내는 표시 중에서 적어도 하나를 포함하는, 모니터링된 상태 정보를 송신하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, (a) 비디오 이미지 데이터, 및 (b) 오디오 데이터 중에서 적어도 하나를, 상기 패킷 네트워크(140A) 상의 상기 통신 링크를 통해서 상기 케이블 모뎀(110)으로부터 상기 중앙 모니터링 지국(130)에 송신하는 단계를 더 포함하는, 모니터링된 상태 정보를 송신하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 패킷 네트워크(140A)는 인터넷인, 모니터링된 상태 정보를 송신하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 패킷 네트워크(140A)는 인트라넷인, 모니터링된 상태 정보를 송신하는 방법.
  7. 사용자에 의해 동작되는 전원 스위치(1110)를 포함하고 있으며, 모니터링된 상태 정보를 처리를 위한 중앙 모니터링 지국(130)에 송신하기 위해 사용되는 케이블 모뎀(110)으로서,
    상기 케이블 모뎀(110)과 상기 중앙 모니터링 지국(130) 사이의 패킷 네트워크(140A)를 통해서 통신 링크를 구축하기 위한 수단으로서, 상기 통신 링크는 상기사용자에 의해 동작되는 전원 스위치(1110)의 위치에 상관없이 활성 상태로 유지되는, 상기 통신 링크 구축 수단과;
    상기 케이블 모뎀(110)에서, 상기 모니터링된 상태 정보를 수신하기 위한 수단과;
    실질적으로 주기적인 속도로 상태 정보 메시지를 생성하기 위한 수단으로서, 상기 상태 정보 메시지 각각은 상기 모니터링된 상태 정보를 포함하는, 상기 상태 정보 메시지 생성 수단과;
    상기 케이블 모뎀(110)으로부터의 상기 상태 정보 메시지 각각을 상기 패킷 네트워크(140A)를 통해 상기 중앙 모니터링 지국(130)에 전달하는 것을 개시하기 위한 수단을
    포함하는, 케이블 모뎀(110).
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 실질적으로 주기적인 속도로 생성되는 연속적인 메시지 사이의 상기 시간 기간은 2분 미만인, 케이블 모뎀(110).
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 모니터링된 상태 정보는 모니터링된 홈 정보이고, 상기 모니터링된 홈 정보는 (a) 경보 표시, (b) 홈 기기의 상태 상황, 및 (c) 메시지를 나타내는 표시 중 적어도 하나를 포함하는, 케이블 모뎀(110).
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 케이블 모뎀(110)은 (a) 비디오 이미지 데이터, 및 (b) 오디오 데이터 중 적어도 하나를, 상기 패킷 네트워크(140A) 상의 상기 통신 링크를 통해, 상기 중앙 모니터링 지국(130)에 송신하는, 케이블 모뎀(110).
  11. 제 7 항에 있어서, 상기 패킷 네트워크는 인터넷인, 케이블 모뎀(110).
  12. 제 7 항에 있어서, 상기 패킷 네트워크는 인트라넷인, 케이블 모뎀(110).
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