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KR100632185B1 - 광 통신 패킷 데이터 정합기능을 제공하는 홈 게이트웨이시스템 및 이를 이용한 댁내 방송서비스 제공 방법 - Google Patents

광 통신 패킷 데이터 정합기능을 제공하는 홈 게이트웨이시스템 및 이를 이용한 댁내 방송서비스 제공 방법 Download PDF

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KR100632185B1 KR1020040082832A KR20040082832A KR100632185B1 KR 100632185 B1 KR100632185 B1 KR 100632185B1 KR 1020040082832 A KR1020040082832 A KR 1020040082832A KR 20040082832 A KR20040082832 A KR 20040082832A KR 100632185 B1 KR100632185 B1 KR 100632185B1
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Abstract

본 발명은 광 통신 패킷 데이터(EPON : Ethernet Passive Optical Network) 정합기능을 제공하는 홈 게이트웨이 시스템 및 이를 이용한 댁내 방송서비스 제공 방법에 관한 것으로, 댁내에 존재하는 다수의 호스트들에게 CATV 방송과 같은 방송 서비스와 인터넷 데이터 서비스를 동시에 제공할 수 있도록 홈게이트웨이의 시스템 제어 프로세서로 2개의 이더넷 인터페이스를 갖는 네트워크 프로세서와, 이더넷 L2 멀티캐스트 MAC 테이블을 기반으로 이더넷 멀티캐스트 트래픽 처리 및 IGMP 스누핑 기능을 갖는 이더넷 스위치를 사용하여 구성하고 방송 서비스의 경우 방송 스트림을 IP 멀티캐스트 패킷으로 변환 후 이더넷 스위치의 L2 멀티캐스트 기능에 의하여 처리함으로써 제어프로세서를 거치지 않고 방송용 IP 멀티캐스트 패킷을 직접 호스트로 전달할 수 있도록 한다.
홈 네트워크, 홈 게이트웨이, EPON(광 통신 패킷 데이터), 이더넷 스위치, L2 멀티 캐스트

Description

광 통신 패킷 데이터 정합기능을 제공하는 홈 게이트웨이 시스템 및 이를 이용한 댁내 방송서비스 제공 방법{Home gateway system for proffering function of matching of optical communication packet data and method for proffering broadcast service in home as the same}
도 1은 본 발명에 따른 홈 게이트웨이 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 방송 패킷 및 IP 멀티캐스트 패킷 생성부의 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 홈 게이트웨이 시스템을 이용한 서비스 제공 방법의 흐름도,
도 4는 본 발명에 따른 IP 멀티캐스트 패킷으로 변환된 방송 패킷의 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 채널대 멀티캐스트 어드레스 맵의 예시도,
도 6은 본 발명에 따른 채널 생성을 위한 절차를 나타낸 흐름도,
도 7은 본 발명에 따른 채널 삭제를 위한 절차를 나타낸 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 홈 게이트웨이 시스템 200 : 광 커플러
300 : ONU 모듈
400 : 방송신호 변환 및 IP 멀티캐스트 패킷화 모듈
410 : 광/전 변환부 420 : 다중 튜너부
430 : L2 멀티캐스트 패킷 생성부 500 : 이더넷 스위치
600 : 제어프로세서
본 발명은 홈 게이트웨이 시스템 및 이를 이용한 댁내 방송서비스 제공 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 댁내에 존재하는 다수의 호스트들에게 CATV와 같은 방송 서비스와 인터넷 데이터 서비스를 동시에 제공하기 위한 광 통신 패킷 데이터 정합기능을 제공하는 홈 게이트웨이 시스템 및 이를 이용한 댁내 방송서비스 제공 방법에 대한 것이다.
종래 홈 네트워크의 구조는 방송 서비스와 IP 데이터 서비스 망이 분리되어 존재하였다.
즉, 방송 서비스는 동축 케이블을 이용하여 댁내로 인입되고, 인입된 신호는 셋탑 박스로 전달되어 튜너에 의한 채널 선택과 복조화 과정 및 디코딩 과정을 거쳐 디지털 TV로 전달되어 방송 서비스가 제공되는 한편, IP 데이터 서비스는 방송 서비스와 별개의 네트워크를 통해 댁내로 인입되고, 기존 홈 게이트웨이 등을 통해 PC 등에 IP 서비스를 제공한다.
따라서, 본 발명은 상술한 종래의 분리되어 있는 방송 서비스와 데이터 서비스의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 홈 게이트웨이의 제어 프로세서로 2개의 이더넷 인터페이스를 갖는 네트워크 프로세서를 이용하고, 이더넷 L2 멀티캐스트 MAC 테이블을 기반으로 L2 이더넷 멀티캐스트 트래픽 처리와 IGMP 스누핑(snooping) 기능을 갖는 이더넷 스위치를 사용함으로써, 멤버쉽 관리, 방송 스트림의 IP 멀티캐스트 패킷화 및 방송 패킷을 처리를 통하여 댁내의 다수 호스트들에게 IP 패킷 데이터 서비스와 방송 서비스를 동시에 제공할 수 있도록 하는 광 통신 패킷 데이터 정합기능을 제공하는 홈 게이트웨이 시스템 및 이를 이용한 댁내 방송서비스 제공 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 광 통신 패킷 데이터 정합기능을 제공하는 홈 게이트웨이 시스템은, 액세스 망에서 전달된 광 신호를 IP망 패킷 데이터 신호와 방송망의 방송 스트림 신호로 분리하는 광 커플러와, 상기 IP망의 패킷 데이터 신호를 패킷 처리하는 ONU 모듈과, 상기 방송망의 방송 스트림 신호를 IP 멀티캐스트 패킷화 하는 방송신호 변환 및 IP 멀티캐스트 패킷화 모듈과, 상기 IP망으로부터의 IP 멀티캐스트 패킷과 방송 스트림이 변환된 IP 멀티캐스트 패킷을 L2 멀티캐스트 MAC 테이블에 따라 처리하여 목적지 포트로 전달하고, IP망으로부터 전달된 유니캐스트 패킷을 제어프로세서에 전달하는 이더넷 스위치 및 상기 이더넷 스위치로부터 전달된 유니캐스트 패킷 및 L2 멀티캐스트 MAC 테이블 제어 관리 및 다수의 튜너로 구성되어 있는 다중 튜너부 및 방송 채널을 관리하는 제어프로세서로 구성된다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 광 통신 패킷 데이터 정합기능을 제공하는 홈 게이트웨이 시스템을 이용한 댁내 방송서비스 제공 방법은, 액세스 망에서 전달된 광 신호를 IP망 패킷 데이터 신호와 방송망의 방송 스트림 신호로 분리하는 단계와, 상기 IP망의 패킷 데이터 신호를 ONU 모듈로 전달하여 광 통신 패킷 데이터 정합장치에서 이루어지는 패킷 처리 후, 홈 게이트웨이의 IP망용 WAN 포트를 사용하여 이더넷 스위치로 전달하는 단계와, 상기 방송망의 방송 스트림 신호를 방송신호 변환 및 IP 멀티캐스트 패킷화 모듈로 전달하여 방송 스트림을 IP 멀티캐스트 패킷화한 후, 이더넷 스위치로 전달하는 단계와, 상기 IP망으로부터의 IP 멀티캐스트 패킷과 방송 스트림이 변환된 IP 멀티캐스트 패킷을 L2 멀티캐스트 MAC 테이블에 따라 처리하여 목적지 포트로 전달하고, IP 망으로부터 전달된 유니캐스트 패킷을 이더넷 스위치의 CPU 포트를 통해 제어프로세서로 전달하는 단계 및 상기 이더넷 스위치로부터 전달된 유니캐스트 패킷을 NAT/PAT 기능 등 제어프로세서의 기능이 요구되는 처리를 수행한 후, 다시 이더넷 스위치로 보내 목적지 포트로 전달하는 단계로 이루어진다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 홈 게이트웨이 시스템의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 광 통신 패킷 데이터 정합기능을 제공하는 홈 게이트웨이 시스템(100)은, 크게 광 커플러(200), ONU 모듈(300), 방송 신호 변환 및 IP 멀티캐스트 패킷화 모듈(400), 이더넷 스위치(500), 제어프로세서(600)로 구성된다.
먼저, 상기 광 커플러(200)는 OLT 시스템으로부터 전달된 신호가 분배기(스플리터 : splitter)를 통해 홈 게이트웨이에 제공되면 입력된 광 신호를 IP망 패킷 데이터 신호와 방송망의 방송 스트림 신호로 분리한다.
상기 ONU 모듈(300)은 광 커플러(200)에 의해 분리된 신호에서 IP망의 패킷 데이터 신호를 패킷 처리하며, 상기 방송 신호 변환 및 IP 멀티캐스트 패킷화 모듈(400)은 상기 방송망의 방송 스트림 신호를 IP 멀티캐스트 패킷화 한다. 상기 ONU 모듈은 바람직하게는 EPON(Ethernet Passive Optical Network)정합기능을 제공하기 위하여 EPON ONU 모듈일 수 있다.
상기 이더넷 스위치(500)는 상기 IP 망으로부터의 IP 멀티캐스트 패킷과 상기 방송 신호 변환 및 IP 멀티캐스트 패킷화 모듈(400)에 의해 방송 스트림이 변환된 IP 멀티캐스트 패킷을 L2 멀티캐스트 MAC 테이블에 따라 처리하여 목적지 포트로 전달한다.
이때, IP망으로부터 전달된 유니캐스트 패킷은 상기 이더넷 스위치(500)의 CPU 포트를 통해 제어프로세서(600)로 전달된다.
상기 제어프로세서(600)는 상기 이더넷 스위치(500)로부터 전달된 유니캐스트 패킷에 NAT/PAT 기능 등 제어프로세서(600)에 의해 수행되어야 하는 기능을 수행한 후, 상기 이더넷 스위치(500)로 재전송하여 댁내의 목적지 포트로 전달 가능하도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 방송 패킷 및 IP 멀티캐스트 패킷 모듈(400)의 구성도로서, 상기 도 1에서 설명한 방송 스트림을 IP 멀티캐스트 패킷으로 변환하는 방송 패킷 및 IP 멀티캐스트 패킷 모듈(400)을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 방송 패킷 및 IP 멀티캐스트 패킷 모듈(400)은 입력된 광 신호를 RF 신호로 변환하는 광/전 변환부(410), 상기 광/전 변환부(410)에서 입력된 방송 스트림 신호에서 서비스되어야 할 방송 채널을 선택하고 디지털 방송 스트림으로 만들어내는 다중 튜너부(420), 상기 다중 튜너부(420)로부터의 디지털 방송 스트림을 처리하고, IP 멀티캐스트 패킷화 하는 IP L2 멀티캐스트 패킷 생성부(430)로 구성된다.
상기 광/전 변환부(410)는 입력된 광신호를 RF 전기 신호로 변환(411)하고, 필터링(412)을 통해 필터링 과정을 거친 후, RF 전기 신호 증폭기(413)를 거쳐 다중 튜너부(420)로 방송 스트림 신호를 전송한다.
또한, 상기 다중 튜너부(420)에서는 댁내의 서비스 요구도에 따라 N개의 튜너 및 N개의 복조기(Demodulator)로 구성되어 아날로그 방송신호를 디지털 방송신호로 변환한다.
또한, 상기 IP L2 멀티캐스트 패킷 생성부(430)는 패킷 스케쥴러부(431)와 IP 패킷 및 네트워크 인터페이스(432)로 구성되어, 상기 패킷 스케쥴러부(431)의 다중으로 구성된 버퍼로 입력되는 방송 스트림을 스케쥴링 알고리즘에 따라 순서적으로 처리하고, 상기 IP 패킷 및 네트워크 인터페이스(432)를 통해 IP 멀티캐스트 패킷화 및 10/100 패스트 이더넷 인터페이스로 정합되도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 홈 게이트웨이 시스템을 이용한 서비스 제공 방법의 흐름도로써, 상기한 도 1 및 도 2를 참조하여 서비스 제공 과정을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 액세스 망에서 IP 망의 데이터 패킷과 방송망의 방송 스트림이 서로 다른 파장(
Figure 112004047008737-pat00001
,
Figure 112004047008737-pat00002
,
Figure 112004047008737-pat00003
)의 광신호를 사용하여 댁내로 전달되면, 전달된 광신호는 광 커플러(200)에 의해 IP 망 패킷 데이터 신호와 방송 스트림 신호로 분리된다(S110).
상기 광 커플러에 의해 분리된 IP망의 패킷 데이터 신호는 광 통신 패킷 데이터 ONU(Optical Network Unit)모듈(300)로 전달되어(S130) 패킷 처리 후(S140), 홈 게이트웨이의 IP망용 WAN 포트를 통해 L2 이더넷 스위치(500)로 전달된다(S170).
그리고, 상기 광 커플러(200)에 의해 분리된 방송 스트림 신호는 방송 신호 변환 및 IP 멀티캐스트 패킷화 모듈(400)로 전달되어(S150) IP 멀티캐스트 패킷화 된다(S160).
이때, 상기 방송 신호 변환 및 IP 멀티캐스트 패킷화 모듈(400)은 광/전 변환부(410), 다중 튜너부(420), IP L2 멀티캐스트 패킷 생성부(430)를 통해 방송 스트림을 IP 멀티캐스트 패킷화하게 되는데, 먼저, 광/전 변환부(410)로 입력된 광신호는 RF 전기 신호로 변환(411)되어 필터링(412)된 다음 RF 전기 신호 증폭기(413)를 거쳐 다중 튜너부(420)로 전송된다.
상기 다중 튜너부(420)는 댁내의 서비스 요구도에 따라 N개의 튜너와 N개의 복조기로 구성되며, 다수개의 튜너 중에서 액티브 튜너가 선택되고 그 선택된 액티브 튜너에 의해 서비스될 방송 채널을 선택하고, 복조기를 이용하여 선택된 채널을 디지털 방송 스트림으로 변환한다.
즉, 상기 다중 튜너부(420)의 액티브 튜너에 의해 RF 방송신호로부터 서비스되어야 하는 방송 신호를 추출하며, 상기 추출된 신호는 아날로그 방송 신호로써 일례로 아날로그 MPEG2 TS 신호가 된다.
상기 추출된 아날로그 방송 신호는 상기 다중 튜너부(420)의 액티브 튜너와 대응되는 복조기에 의해 디지털 방송 신호로 변환된다.
상기 다중 튜너부(420)에 의해 디지털 변환된 방송 신호는 IP L2 멀티캐스트 패킷 생성부(430)의 패킷 스케쥴러부(413)의 다중으로 구성된 버퍼로 입력되고, 상기 입력된 방송 스트림 신호는 패킷 스케쥴러부(413)의 스케쥴링 알고리즘에 따라 순서적으로 처리되어 IP 패킷 생성부(430)에 전달된다.
상기 IP 패킷 생성부(430)는 IP 패킷 및 네트워크 인터페이스(432)를 통해 입력되는 상기 방송 스트림을 IP 멀티캐스트 패킷화하는데, 이때 채널 식별값과 L2/L3 멀티캐스트 주소 테이블을 바탕으로 해당되는 멀티캐스트 주소를 선택/삽입한 후, 네트워크 인터페이스를 통해 이더넷 스위치(500)로 전달한다(S170).
여기서, 상기 네트워크 인터페이스(432)는 패스트 이더넷 또는 기가비트 인터페이스이다.
또한, 상기한 과정으로 방송신호가 전송될 때 제어프로세서(600)의 튜너 관리부, 스케쥴러 관리부, 멀티캐스트 IP/MAC 주소 할당부(도시하지 않음)는 각각 다중 튜너부(420), 패킷 스케쥴러부(431), IP 패킷 생성부(430)를 제어한다. 이들 제어는 실제적으로는 홈게이트웨이의 제어 프로세서에 의하여 이루어진다.
상기 L2 이더넷 스위치(500)로 전달되는 방송용 L2 멀티캐스트 패킷은 도 4에 도시된 바와 같은 패킷 구조를 갖는다.
해당 패킷의 구조는 L2 헤더 필드(700), 멀티캐스트 MAC 주소를 갖는 L2 MAC 필드(710), 멀티캐스트 IP 주소를 갖는 IP 헤더 필드(720), UDP 필드(730), MPEG-1/2/4 트래픽 스트림으로 구성되는 패이로드 필드(740) 및 트레일러 필드(750)로 구성된다.
여기서, 상기 패이로드 필드(740)는 방송 스트림을 어떤 트래픽 스트림을 사용하는가에 따라 마이크로소프트사의 WMV 형식이 될 수도 있고, 애플사의 Quick Time 형식이 될 수도 있다.
계속해서, 상기 이더넷 스위치(500)는 IP 데이터 망용 WAN 포트로 사용되는 MII/GMII 포트를 통해 IP WAN 네트워크로부터 입력되는 유니캐스트 패킷을 L2 이더넷 스위치(500)의 CPU 포트로 사용되는 MII 포트를 통해 제어프로세스(600)로 전달 한다(S200).
그리하면, 상기 제어프로세서(600)는 NAT/PAT와 같이 제어프로세서(600)에 의해 수행되어져야 하는 기능을 거친 후, 해당 패킷이 L2 이더넷 스위치(500)의 MII 포트에 연결된 호스트로 전달되어야 하는 패킷이면 제어프로세서(600)와 L2 이더넷 스위치(500)의 또 다른 MII 인터페이스를 통해 L2 이더넷 스위치(500)로 다시 전달하고(S210), 해당 목적지 포트의 물리소자를 통해 해당 호스트로 전달한다(S220).
반면, IP WAN으로부터 입력된 IP 멀티캐스트 패킷은 상기 L2 이더넷 스위치(500)의 CPU 포트를 통한 제어프로세서(600)로의 전달 없이 L2 이더넷 스위치(500)의 L2 멀티캐스트 MAC 테이블을 바탕으로 처리하여(S190) 해당 멀티캐스트 그룹 멤버인 호스트가 연결되어 있는 포트로 패킷을 전달한다(S220).
또한, 상기 L2 이더넷 스위치(500)의 방송망용 WAN 포트로부터 입력되는 방송 스트림이 변환된 L2 멀티캐스트 패킷은 IP WAN 포트로부터의 IP 멀티캐스트 패킷과 동일한 방법에 따라 L2 멀티캐스트 MAC를 바탕으로 방송 서비스를 요구한 호스트가 연결된 L2 이더넷 스위치(500) 포트로 전달된다.
이때, 상기 목적지 포트로 전달된 멀티캐스트 패킷이 PC와 같이 소프트웨어 코덱 기능이 구비되어 있는 호스트에서 전달되면 직접 그 기능에 의하여 디코딩 되어 방송 서비스를 제공하고, 소프트웨어 코덱 기능이 구비되어 있지 않은 호스트에 전달되면 IP 셋탑 기능에 의하여 방송 서비스를 제공한다.
이렇게, 상기 IP 멀티 캐스트 패킷 및 방송 서비스용 멀티캐스트 패킷이 L2 이더넷 스위치(500)의 L2 멀티캐스트 기능을 바탕으로 이루어지면, 상기 제어프로세서(600)의 부하에 영향을 최소화하며 방송 서비스와 IP 데이터 서비스를 동시에 제공할 수 있다.
또한, 상기 L2 스위치(500)가 L2 멀티캐스트 기능을 수행하기 위해서는 해당 L2 스위치가 IGMP 스누핑 기능 및 VLAN 기능을 제공하여야 하고, 상기 제어프로세서(600)는 L2 멀티캐스트가 이루어질 수 있는 기본 테이블이 되는 L2 멀티캐스트 MAC 테이블을 관리해야 한다.
상기 IGMP 스누핑 기능은 IP 그룹 관리 프로토콜인 IGMP(Internet Group Management Protocol)에서 사용되는 IGMP QUERY, IGMP REPORT 및 IGMP LEAVE 메시지를 멀티캐스트 라우터/멀티캐스트 호스트 간에 통신하면 그 메시지의 스누핑 즉, 상기 프로세서로 전달될 수 있도록 하는 기능으로써 이 기능을 이용하여 L2 이더넷 스위치의 멀티캐스트 MAC 테이블을 관리한다.
이에, 상기 L2 이더넷 스위치의 멀티캐스트 그룹이 아닌 다른 포트로 해당 패킷이 전달되는 것을 방지할 수 있다.
참고로, 도 4는 본 발명에 따른 채널대 멀티캐스트 어드레스 맵의 예시도이다.
방송 서비스를 위해서는 멀티캐스트 MAC 테이블 관리를 함에 있어 각 호스트들에 대한 채널 설정 및 삭제에 대한 관리가 이루어져야 하며, 도 6 및 도 7과 같은 절차에 의하여 관리된다. 관리 절차를 상술하면 다음과 같다.
먼저 채널 생성 절차는 L2 이더넷 스위치의 임의의 포트로부터 IGMP JOIN(IGMP REPORT 메시지를 통해 이루어짐) 메시지를 IGMP 스누핑 기능에 의해 제어 프로세서에서 수신하였을 경우에 절차를 시작하는 1단계(P600), 제어 프로세서가 IGMP JOIN 메시지로부터 얻은 요구 채널 식별자를 액티브 채널 식별자 테이블(Active Channel ID Table)에의 존재 유무를 확인하는 2 단계(P610), 앞의 2 단계의 내용을 판별하는 3단계(P611), 요구된 채널이 액티브 채널 식별자 테이블에 존재하는 경우 채널 식별자 테이블에 해당 포트를 추가하는 4 단계(P620), L2 스위치의 L2 멀티캐스트 MAC 테이블에 해당 포트를 추가하는 5 단계(P621), 앞의 3 단계의 판단에 의해 요구된 채널이 액티브 채널 식별자 테이블에 존재하지 않는 경우 멀티캐스트 주소 풀로부터 새로운 하나의 멀티캐스트 주소를 선택하는 6 단계(P630), IDLE 튜너 풀로부터 활성시킬 하나의 튜너를 선택하는 7 단계(P631), 선택된 튜너에 요구 채널 식별자를 할당하는 8 단계(P632), L2 스위치에 신규 L2 멀티캐스트 테이블을 생성하는 9단계(P633), 새로 활성된 튜너에 신규 요구 채널 식별자를 알리는 10 단계(P634), 패킷 생성기에 신규 채널 식별자 대 멀티캐스트 주소 맵을 알려주는 11 단계(P635), 채널 생성 절차를 끝내는 12 단계(P612)로 구성된다.
다음으로 채널 삭제 절차는 다음의 절차를 통해 이루어진다. 즉, L2 이더넷 스위치의 임의의 포트로부터 IGMP 스누핑 기능을 통해 IGMP LEAVE 메시지의 수신 또는 제어 프로세서의 주기적인 IGMP QUERY 및 IGMP REPORT 메시지의 감시를 통해 멀티캐스트 멤버쉽이 사라짐을 인지한 경우 채널 삭제 절차가 시작되는 제 1 단계(P650), 채널 식별자 멤버 테이블로부터 요구된 포트를 삭제하는 2 단계(P651), L2 멀티캐스트 테이블로부터 요구된 포트를 삭제하는 3 단계(P652), 채널 식별자 멤버 테이블에 다른 멤버가 존재하는지 점검하는 4 단계(P653), 위 4 단계의 점검 결과로 채널 식별자 멤버 테이블에 다른 멤버가 존재하는지 판단하는 5 단계(P654), 채널 식별자 멤버 테이블에 다른 멤버가 존재하면 아무런 동작도 취하지 않고 절차를 종료하는 6 단계(P660), 앞의 4 단계 및 5 단계의 결과로 채널 식별자 멤버 테이블에 다른 멤버가 존재하지 않으면 멀티캐스트 주소 풀로 해당 멀티캐스트 주소를 반환하는 7 단계(P670), 해당 튜너에게 IDLE 상태로 돌아가도록 알리는 8 단계(P671), 멀티캐스트 패킷 생성기에 해당 채널 식별자 대 멀티캐스트 주소 맵을 삭제하도록 하는 9 단계(P672), IDLE 튜너 풀에 해당 튜너를 반환하고 절차를 종료하는 10 단계(P673)로 구성된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것을 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
이상에 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 방송/통신 융합형 홈 게이트웨이를 이용하여 방송 서비스와 IP 데이터 서비스를 동시에 제공할 수 있어 PC와 같이 소프트웨어 코덱이 구비된 호스트에서는 소프트웨어 코덱 기능에 의하여 방송 서비스를 제공받을 수 있고, 소프트웨어 코덱 기능이 없는 방송 호스트에서는 간단한 IP 셋탑 기능에 의하여 방송 서비스를 제공할 수 있다.

Claims (12)

  1. 액세스 망에서 전달된 광신호를 IP망 패킷 데이터 신호와 방송망의 방송 스트림 신호로 분리하는 광 커플러;
    상기 IP망의 패킷 데이터 신호를 패킷 처리하는 ONU 모듈;
    상기 방송망의 방송 스트림 신호를 IP 멀티캐스트 패킷화하는 방송신호 변환 및 IP 멀티캐스트 패킷화 모듈;
    상기 IP망으로부터의 IP 멀티캐스트 패킷과 방송 스트림이 변환된 IP 멀티캐스트 패킷을 L2 멀티캐스트 MAC 테이블에 따라 처리하여 목적지 포트로 전달하고, IP 망으로부터 전달된 유니캐스트 패킷을 제어 프로세서에 전달하는 이더넷 스위치; 및
    상기 이더넷 스위치로부터 전달된 유니캐스트 패킷 및 L2 멀티캐스트 MAC 테이블을 제어 관리하는 제어프로세서
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 통신 패킷 데이터 정합기능을 제공하는 홈 게이트웨이 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 방송신호 변환 및 IP 멀티캐스트 패킷화 모듈은,
    입력된 방송 스트림 광신호를 RF 신호로 변환하는 광/전변환부;
    다수개의 튜너에서 서비스될 방송 채널을 선택하고, 복조기를 이용하여 선택된 채널을 디지털 방송 스트림으로 변환하는 다중 튜너부;
    상기 다중 튜너부로부터 입력되는 방송 신호를 스케쥴링 알고리즘에 따라 순서적으로 처리하고, IP 멀티캐스트 패킷화하는 IP L2 멀티캐스트 패킷 생성부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광 통신 패킷 데이터 정합기능을 제공하는 홈 게이트웨이 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 IP L2 멀티캐스트 패킷 생성부는,
    다중으로 구성된 버퍼로 입력되는 방송 스트림을 스케쥴링 알고리즘에 따라 순서적으로 처리하는 패킷 스케쥴러부; 및
    상기 패킷 스케쥴러부로부터 입력된 방송 스트림을 IP 멀티캐스트 패킷화하고, 기가비트 또는 10/100 패스트 인터페이스로 정합되도록 하는 IP 패킷화 및 네트워크 인터페이스를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광 통신 패킷 데이터 정합기능을 제공하는 홈 게이트웨이 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 이더넷 스위치는,
    상기 IP망에 이용되는 WAN 네트워크로부터 입력되는 유니캐스트 패킷을 MII 포트를 통해 제어프로세서로 전달하고, 상기 제어프로세서에 의해 처리된 패킷을 목적지 포트의 물리소자를 통해 해당 호스트로 전달하는 것을 특징으로 하는 광 통신 패킷 데이터 정합기능을 제공하는 홈 게이트웨이 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 이더넷 스위치는,
    상기 IP망에 이용되는 WAN 네트워크로부터 입력되는 IP 멀티캐스트 패킷을 L2 멀티캐스트 MAC 테이블에 의해 해당 멀티캐스트 그룹 멤버인 호스트가 연결된 포트로 전달하는 것을 특징으로 하는 광 통신 패킷 데이터 정합기능을 제공하는 홈 게이트웨이 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 이더넷 스위치는,
    상기 방송망에 이용되는 WAN 포트로부터 입력되는 방송 스트림 변환의 L2 멀티캐스트 패킷을 MAC 테이블에 의해 방송 서비스를 요구한 호스트가 연결된 포트로 전달하는 것을 특징으로 하는 광 통신 패킷 데이터 정합기능을 제공하는 홈 게이트웨이 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 이더넷 스위치는,
    IGMP 스누핑 기능 및 VLAN 기능을 제공하는 것을 특징으로 하는 광 통신 패킷 데이터 정합기능을 제공하는 홈 게이트웨이 시스템.
  8. (a) 액세스 망에서 전달된 광신호를 IP망 패킷 데이터 신호와 방송망의 방송 스트림 신호로 분리하는 단계;
    (b) 상기 (a)단계에서 분리된 IP망의 패킷 데이터 신호를 ONU 모듈로 전달하여 패킷 처리 후, 홈 게이트웨이의 IP망용 WAN 포트를 사용하여 이더넷 스위치로 전달하는 단계;
    (c) 상기 (a)단계에서 분리된 방송망의 방송 스트림 신호를 방송 신호 변환 및 IP 멀티캐스트 패킷화 모듈로 전달하여 방송 스트림을 IP 멀티캐스트 패킷화하여 이더넷 스위치로 전달하는 단계;
    (d) 상기 IP망으로부터의 IP 멀티캐스트 패킷과 방송 스트림이 변환된 IP 멀티캐스트 패킷을 L2 멀티캐스트 MAC 테이블에 따라 처리하여 목적지 포트로 전달하고, IP망으로부터 전달된 유니캐스트 패킷을 이더넷 스위치의 CPU 포트를 통해 제어 프로세서로 전달하는 단계; 및
    (e) 상기 이더넷 스위치로부터 전달된 유니캐스트 패킷을 NAT/PAT 기능 등 제어프로세서의 기능이 요구되는 처리를 수행한 후, 다시 이더넷 스위치로 보내 목적지 포트로 전달하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 통신 패킷 데이터 정합기능을 제공하는 홈 게이트웨이 시스템을 이용한 댁내 방송서비스 제공 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 (c)단계는,
    입력된 방송 스트림 광신호를 RF 신호로 변환하고, 서비스될 방송 채널을 선택하여 디지털 방송 스트림으로 변환하는 단계;
    상기 방송 신호를 스케쥴링 알고리즘에 따라 순서적으로 처리하고, IP 멀티캐스트화하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 통신 패킷 데이터 정합기능을 제공하는 홈 게이트웨이 시스템을 이용한 댁내 방송서비스 제공방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 (e)단계는,
    상기 목적지 포트로 전달된 멀티캐스트 패킷이 PC와 같이 소프트웨어 코덱 기능이 구비되어 있는 호스트에서 전달되면 직접 그 기능에 의하여 디코딩 되어 방송 서비스를 제공하고, 소프트웨어 코덱 기능이 구비되어 있지 않은 호스트에 전달되면 IP 셋탑 기능에 의하여 방송 서비스를 제공하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 통신 패킷 데이터 정합기능을 제공하는 홈 게이트웨이 시스템을 이용한 댁내 방송서비스 제공 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    새로운 호스트가 신규 방송채널을 요구하였을 경우 신규 방송 채널을 할당해주는 채널 생성은,
    L2 이더넷 스위치의 임의의 포트로부터 IGMP JOIN 메시지를 IGMP 스누핑 기능에 의해 제어 프로세서에서 수신하였을 경우에, 제어 프로세서가 IGMP JOIN 메시지로부터 얻은 요구 채널 식별자를 액티브 채널 식별자 테이블(Active Channel ID Table)에의 존재 유무를 확인하는 단계;
    상기 존재 유무 확인 판별 결과, 요구된 채널이 액티브 채널 식별자 테이블에 존재하는 경우 채널 식별자 테이블에 해당 포트를 추가하고, L2 스위치의 L2 멀티캐스트 MAC 테이블에 해당 포트를 추가하는 단계;
    요구된 채널이 액티브 채널 식별자 테이블에 존재하지 않는 경우 멀티캐스트 주소 풀로부터 새로운 하나의 멀티캐스트 주소를 선택하는 단계;
    IDLE 튜너 풀로부터 활성시킬 하나의 튜너를 선택하는 단계;
    선택된 튜너에 요구 채널 식별자를 할당하는 단계;
    L2 스위치에 신규 L2 멀티캐스트 테이블을 생성하는 단계;
    새로 활성된 튜너에 신규 요구 채널 식별자를 알리는 단계; 및
    패킷 생성기에 신규 채널 식별자 대 멀티캐스트 주소 맵을 알려주는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 통신 패킷 데이터 정합기능을 제공하는 홈 게이트웨이 시스템을 이용한 댁내 방송서비스 제공 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    서비스되는 방송 채널 삭제는,
    L2 이더넷 스위치의 임의의 포트로부터 IGMP 스누핑 기능을 통해 IGMP LEAVE 메시지의 수신 또는 제어 프로세서의 주기적인 IGMP QUERY 및 IGMP REPORT 메시지의 감시를 통해 멀티캐스트 멤버쉽이 사라짐을 인지한 경우에, 채널 식별자 멤버 테이블로부터 요구된 포트를 삭제하는 단계;
    L2 멀티캐스트 테이블로부터 요구된 포트를 삭제하는 단계;
    채널 식별자 멤버 테이블에 다른 멤버가 존재하는지 점검하는 단계;
    상기 점검 결과, 채널 식별자 멤버 테이블에 다른 멤버가 존재하는지 여부를 판단하는 단계;
    채널 식별자 멤버 테이블에 다른 멤버가 존재하면 아무런 동작도 취하지 않 고 절차를 종료하는 단계;
    채널 식별자 멤버 테이블에 다른 멤버가 존재하지 않으면 멀티캐스트 주소 풀로 해당 멀티캐스트 주소를 반환하는 단계;
    해당 튜너에게 IDLE 상태로 돌아가도록 알리는 단계;
    멀티캐스트 패킷 생성기에 해당 채널 식별자 대 멀티캐스트 주소 맵을 삭제하도록 하는 단계;
    IDLE 튜너 풀에 해당 튜너를 반환하고 절차를 종료하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 통신 패킷 데이터 정합기능을 제공하는 홈 게이트웨이 시스템을 이용한 댁내 방송서비스 제공 방법.
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