KR100901704B1

KR100901704B1 - 다양한 데이터 양을 가지는 고속 데이터 송수신 장치

Info

Publication number: KR100901704B1
Application number: KR1020070082198A
Authority: KR
Inventors: 신종윤; 고제수; 김종호
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2007-08-16
Filing date: 2007-08-16
Publication date: 2009-06-08
Anticipated expiration: 2027-08-16
Also published as: KR20090017785A; US20090046745A1

Abstract

본 발명은, 매체를 통해서 수신된 종속 신호를 대용량의 전기 신호로 변환하여 고속의 다중 채널을 통해 선택적으로 인터페이스하는 종속 신호 인터페이스부; 상기 종속 신호 인터페이스부로부터 인터페이스된 전기 신호를 수신하여 40G급 다중화 및 매핑하여 다중 채널 프레임 신호를 생성하는 프레이머부; 및 상기 프레이머부로부터 생성한 다중 채널 프레임 신호를 수신하여 40G급 직렬 신호로 다중화하여 전송하는 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하며, 동일한 송수신 장치에 수용하고자 하는 종속 신호에 따라 종속 신호 인터페이스부만을 탈장하여 선택적으로 다양한 종속 신호를 인터페이스함으로써, 공간을 절약하고 안정적으로 종속 신호를 수용할 수 있는 효과가 있다.

고속 데이터 송수신 장치, 종속 신호 인터페이스부, 프레이머부, 전송부, 40G급/10G급 다중 채널 신호, 매체-전기 변환부, 종속 신호 접속부.

Description

다양한 데이터 양을 가지는 고속 데이터 송수신 장치{Apparatus for transmitting and receiving high-speed signals having various volumes}

본 발명은 고속 데이터 송수신 장치에 관한 것으로, 특히 기가(GIGA) 비트급 이상의 다양한 고속 데이터들을 모두 수용하고 선택적으로 인터페이스가 가능하도록 하는 다양한 데이터 양을 가지는 고속 데이터 송수신 장치에 관한 것이다.

본 발명은 정보통신부 IT신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-060-01, 과제명: OTH기반 40G급 다중서비스 전송 기술개발].

네트워크가 진화함에 따라 STM-64/OC-192 신호, STM-16/OC-48 신호, GbE/10GbE 및 SAN 신호 등의 높은 데이터 양을 가지는 데이터들을 네트워크 망을 통해 송수신할 수 있게 되었다. 이에 따라 종속 신호의 종류에 따라 각각의 송수신 장치를 설계, 제작하고 관리해야 하는 문제가 있다.

상기 선행 기술을 살펴본 바와 같이 이러한 문제점을 개선하기 위하여 입력 되는 종속 신호가 변하는 경우에 일부 접속 보드만을 교체하고 펌웨어(Firmware)를 통하여 하드웨어를 초기화함으로써 재구성 및 재사용이 가능한 10G급 전송장치를 발명한 바 있으며, 도 1은 종래 기술에 따른 종속 신호에 따라 재구성이 가능한 10G급 송수신 장치를 도시한 도면이다.

계속하여 도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 10G급 송수신 장치는 종속 신호 인터페이스부(30), 10G급 프레이머부(20) 및 10G급 전송 및 다중화/역다중화부(10)로 구성된다. 종속 신호 인터페이스부(30)는 송수신 장치에 탈착가능하게 결합되며, 접속되는 종속 신호에 따라 상이한 구성을 가진 매체-전기 변환기(31)가 사용된다. 종속 신호 인터페이스부는 매체-전기 변환부(31) 및 종속 신호 접속부(Connector)(32)로 구성된다. 매체-전기 변환부(31)는 광, 전기 케이블 또는 PCB 도선과 같은 매체를 통해서 들어오는 신호를 디지털 전기 신호로 변환하고 입력된 전기 신호를 병렬 데이터 신호 및 클럭 신호로 인터페이스를 변환한다. 종속 신호 접속부(32)는 10G급 프레이머부(20)와 복수의 제1클럭 신호(10G급 프레이머부(20)로부터 출력되는 클럭 신호), 복수의 제2클럭 신호(종속 신호 인터페이스부(30)로부터 출력되는 클럭 신호) 및 복수의 데이터 신호를 송/수신하기 위한 수단을 제공한다.

10G급 프레이머부(20)는 종속 신호를 10G급 신호로 다중화 또는 매핑하거나 그 역과정을 수행한다.

10G급 전송 및 다중화/역다중화부(10)는 10G급 프레이머부(20)로부터 16비트 병렬 데이터 및 동기 클럭을 입력받아 10G급 직렬 전기신호로 변환하여 전송 또는 그 역기능을 수행한다.

즉, 선행 기술에서는 변환된 병렬 데이터를 종속 신호 인터페이스부(30) 또는 10G급 프레이머부(20)에 송수신하기 위해서 데이터에 동기된 다수의 클럭 신호를 사용하는 구조이다. 10G급 신호를 전송하기 위해서 622Mbps의 16비트 병렬 데이터 신호를 클럭과 함께 전송하는 구조이며, 만약에 40G급 신호를 전송하기 위해서는 622Mbps의 병렬 데이터 신호를 64비트를 사용해야 한다. 마찬가지로, 10G급 데이터 신호를 8비트 또는 4비트의 병렬 데이터로 송수신할 경우에는 2배 또는 4배 정도 높은 속도로 기가 비트율의 데이터 신호를 클럭과 함께 송수신하여야 한다. 이렇듯 전송하려는 데이터의 용량이 점점 늘어남에 따라 클럭은 물론 병렬 데이터가 동기가 맞는 동시에 고속으로 전송되어야 함은 물론 각 채널당 다른 지연을 가지게 되는 스큐 문제를 해결하는데 더욱 어려움이 발생한다.

이러한 어려움을 극복하기 위해 기존 저속의 병렬 채널을 클럭과 함께 전송하기보다는 고속의 직렬 채널로 전송하여 사용하는 핀 수를 줄이고 부피를 줄임에 따른 이익을 얻을 수 있다. 하지만, 지금과 같은 직렬 채널 데이터 전송량 그 이상의 데이터 용량을 전송하는 요구가 증가하면서 고속의 직렬 채널을 병렬로 전송해야 하는 상황에 이르렀으며, 보다 높은 데이터 용량을 수용할 수 있음에 따른 수용할 수 있는 대용량 종속 신호의 종류가 증가하여 접속되는 종속 신호에 따라 송수신 장치 자체를 교체해야 하고, 그에 따른 종속 신호에 따른 각각의 송수신 장치의 PCB를 생산해야 하는 문제점이 있다.

따라서 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 하나의 고속 데이터 송수신 장치를 통해 높은 데이터양을 가지는 다양한 고속 데이터들을 안정적으로 수용하는 동시에 선택적으로 종속 신호를 인터페이스를 하기 위한 고속 데이터 송수신 장치를 제공한다.

그리고 본 발명은 10G급 SERDES(Serializer/Deserializer 직렬/직병렬 변환기)를 16개의 병렬 채널로 구성한다면 160G급 신호 인터페이스가 가능한 동시에 16개 10G급 종속 신호, 4개의 40G급 종속 신호 및 160G급 종속 신호를 선택적으로 인터페이스 가능한 하나의 고속 데이터 송수신 장치를 제공한다.

본 발명의 과제를 해결하기 위한 다양한 데이터양을 가지는 고속 데이터 송수신 장치는, 매체를 통해서 다양한 종류로 수신되는 종속 신호를 대용량의 전기 신호로 변환하고, 상기 변환된 대용량의 전기 신호를 상기 고속의 다중 채널을 통해 선택적으로 인터페이스하는 종속 신호 인터페이스부; 상기 선택적으로 인터페이스된 전기 신호를 수신하여 설정된 기가 비트급 단위로 다중화 및 매핑하여 다중 채널 프레임 신호를 생성하는 프레이머부; 및 상기 프레이머부로부터 생성된 상기 다중 채널 프레임 신호를 고속의 다중 채널을 통해 수신하여 상기 설정된 기가 비트급 단위의 직렬 신호로 다중화하여 전송하는 전송부를 포함하며,
상기 종속 신호 인터페이스부는, 상기 매체를 통해서 수신된 상기 종속 신호를 상기 대용량의 전기 신호로 변환하고, 상기 프레이머부로부터 수신된 대용량의 전기 신호를 상기 종속 신호로 변환하는 매체-전기 변환부; 및 상기 매체-전기 변환부로부터 수신된 상기 대용량의 전기 신호를 상기 프레이머부로 상기 고속의 다중 채널을 통해 선택적으로 전송하고, 상기 프레이머부로부터 출력된 데이터 신호를 상기 고속의 다중 채널을 통해 수신하여 상기 매체-전기 변환부로 전송하는 종속 신호 접속부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

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상술한 바와 같은 과제를 해결함에 따라 본 발명은 다양한 데이터양을 가지는 고속 데이터 송수신 장치에서 기가(GIGA) 비트급 이상의 다양한 종속 신호의 고속 데이터들을 고속 직렬 신호를 병렬로 통신할 수 있는 고속 다중 채널을 통해 인터페이스함으로써 공간을 절약하고 안정적으로 종속 신호를 수용할 수 있다.

또한, 본 발명은 동일한 송수신 장치에 수용하고자 하는 종속 신호에 따라 종속 신호 인터페이스부만을 탈장하여 선택적으로 다양한 종속 신호를 인터페이스할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다양한 종속 신호에 따라 2.5G 단위 신호 연결을 통해 재구성 가능한 40G급 신호를 전송하는 고속 데이터 송수신 장치의 구조를 도시한 블록도이다.

상기 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 고속 데이터 송수신 장치는 40G급의 전송부(SERDES & Transceiver)(110), 40G급 프레이머부(120), 종속 신호 인터페이스부(130)로 구성될 수 있다.

상기 종속 신호 인터페이스부(130)는 매체를 통해서 입력되는 종속 신호를 40G 용량의 전기 신호로 변환하는 매체-전기 변환부(131)와, 매체-전기 변환부(131)와 40G급 프레이머부(120) 사이에 구성되는 종속 신호 접속부(132)를 포함한다. 여기서 상기 종속 신호 접속부(132)는 40G 용량의 종속 신호를 고속의 다중 채널로 전달하기 위한 2.5G 단위의 16비트 데이터 송신 신호, 2.5G 단위의 16비트 데이터 수신 신호, 데이터 신호 용량과 동일한 4개의 스큐 보상 송신 채널 및 4개의 스큐 보상 수신 채널을 연결한다.

상기 40G급 전송부(110)는 40G급 프레이머부(120)로부터 고속 다중 채널을 통해서 수신한 40G급 신호를 다중화하여 40G급 직렬 전기 신호로 출력하거나, 그 역으로 40G급 직렬 전기 신호를 입력받아 역다중화하여 다중 채널 프레임 신호를 생성하고, 생성된 40G급의 상기 다중 채널 프레임 신호를 16비트의 고속 다중 채널을 통해서 40G급 프레이머부(120)로 전달한다.

상기 40G급 프레이머부(120)는 종속 신호 접속부(132)로부터 고속의 다중 채널을 통해 수신한 종속 신호를 40G급 신호로 다중화 및 매핑하여 생성된 40G급 신호 즉, 다중 채널 프레임 신호를 고속 다중 채널을 통해 40G급 전송부(110)로 전달하거나, 이러한 역과정으로 40G급 전송부(110)로부터 고속 다중 채널을 통해 프레임된 40G급 신호를 수신한다. 그리고 상기 40G급 프레이머부(120)는 해당 종속 신호로 역다중화 및 역매핑하여 각 약속된 고속의 다중 채널을 통해서 종속 신호 접속부(132)로 전기 신호를 전송한다.

그러면 각각 매체로부터 입력되는 종속 신호를 최대 2.5G 신호 단위, 최대 10G 신호 단위 및 최대 40G급 신호 단위로 수용하여 40G급 신호로 전송하는 송수신 장치에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

첨부된 도 3을 참조하면, 종속 신호 인터페이스부(130)로서 고속 다중 채널을 최대 40G급 병렬 신호 단위로 운용하는 매체-전기 변환부(131)가 종속 신호 접속부(132)를 통해서 송수신 장치에 실장될 경우에는 SFI-5 접속 규격에 따라 16개의 데이터와 1개의 스큐 보상채널 신호가 40G급 프레이머부(120)로 전달된다. 40G급 프레이머부(120)에 입력되는 4개의 종속 신호 스큐 보상송신 채널 중에서 1개의 종속 신호 인터페이스부(130)로부터 생성한 스큐 보상 채널만 사용된다. 상기 도 3에서 점선으로 표시된 3개의 스큐 보상 채널은 비활성화되어 사용되지 않는다.

그리고 첨부된 도 4를 참조하면, 종속 신호 인터페이스부(130)로서 고속 다중채널을 각각의 최대 2.5G급 직렬 신호 단위로 운용하는 매체-전기 변환부(131)가 종속 신호 접속부(132)를 통해서 송수신 장치에 실장될 경우에는 16개의 2.5G 단위의 각 데이터 신호가 40G급 프레이머부(120)로 전달된다. 상기 도 4에서 점선으로 표시된 40G급 프레이머부(120)에 입력되는 4개의 종속 신호 스큐 보상 송신 채널은 비활성화되어 사용되지 않는다.

또한, 첨부된 도 5를 참조하면, 종속 신호 인터페이스부(130)로서 고속 다중채널을 최대 10G급 병렬 신호 단위로 운용하는 매체-전기 변환부(131)가 종속 신호 접속부(132)를 통해서 송수신 장치에 실장될 경우에는 16개의 2.5G 단위 데이터 신호 및 4개의 스큐 보상 채널 신호가 40G급 프레이머부(120)로 전달된다. 상기 도 5에서 도시된 바와 같이 각각의 스큐 보상 채널은 각각의 4개의 2.5G 단위 병렬 데이터의 스큐(skew)를 보상하기 위해서 사용된다.

또한, 첨부된 도 6을 참조하면, 각각의 종속 신호 인터페이스부(130a, 130b, 130c, 130d)는 고속 다중 채널을 최대 10G급 병렬 신호 단위로 운용하는 매체-전기 변환부(131a, 131b, 131c, 131d)와 종속 신호 접속부(132a, 132b, 132c, 132d)로 구성되어, 최대 10G급 용량의 종속 신호 인터페이스부(130a, 130b, 130c, 130d)를 최대 4개까지 독립적으로 송수신 장치에 선택적으로 탈착가능하게 한다. 상기 각각의 종속 신호 인터페이스부(130a, 130b, 130c, 130d)가 송수신 장치에 실장될 경우에 4개의 2.5G 단위 데이터 신호 및 1개의 스큐 보상 채널 신호가 40G급 프레이머부(120)로 전달되며, 따라서 4개의 종속 신호 인터페이스부(130a, 130b, 130c, 130d)가 모두 사용될 경우에는 상기 도 6에서 도시된 바와 같이 각각의 스큐 보상채널은 각각의 4개의 2.5G 단위 병렬 데이터의 스큐를 보상하기 위해서 사용된다.

또한, 첨부된 도 7을 참조하면, 각각의 종속 신호 인터페이스부(130a, 130b, 130c, 130d)는 고속 다중 채널을 각각의 최대 2.5G급 직렬 신호 단위로 운용하는 매체-전기 변환부(131a, 131b, 131c, 131d)와 종속 신호 접속부(132a, 132b, 132c, 132d)로 구성되어, 상기 최대 10G급 용량의 종속 신호 인터페이스부(130a, 130b, 130c, 130d)를 최대 4개까지 독립적으로 송수신 장치에 선택적으로 탈착가능하게 한다. 각각의 종속 신호인터페이스부(140, 150, 160, 170)가 송수신 장치에 실장될 경우, 4개의 2.5G 단위의 각 데이터 신호는 40G급 프레이머부(120)로 전달된다. 도 7에서 점선으로 표시된 40G급 프레이머부(120)에 입력되는 4개의 종속 신호 스큐 보상 송신채널은 사용되지 않는다.

상술한 바와 같이 다양한 종속 신호를 수용하기 위해 종속 신호 인터페이스부(130)와 40G급 프레이머부(120) 사이에는 16개의 2.5G 단위의 데이터와 4개의 스큐 보상 채널 신호가 연결된다.

상술한 바와 같은 본 발명의 제1 실시예에서는 2.5G 단위의 신호 연결을 통해 재구성이 가능한 40G 급 데이터 신호를 전송하는 디지털 송수신 장치에 대해 설명하였으나, 후술되는 본 발명의 제2 실시예에서는 10G 단위의 신호 연결을 통해 재구성이 가능한 40G 급 데이터 신호를 전송하는 디지털 송수신 장치에 대해 설명하기로 한다.

그러면, 첨부된 도 8 내지 도 11을 참조하여 각각 매체로부터 입력되는 종속 신호를 최대 10G 신호 단위 및 최대 40G급 신호 단위로 수용하여 40G급 신호로 전송하는 송수신 장치의 상세한 구성 및 각 구성 요소간의 연결 상태에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

상기 도 8을 참조하면, 본 발명의 고속 데이터 송수신 장치는 40G급의 전송부(SERDES & Transceiver)(110), 40G급의 프레이머부(Framer)(120), 종속 신호 인터페이스부(Client signal Interface Block)(130)로 구성된다.

상기 전송부(110)는 프레이머부(120)로부터 고속 다중 채널을 통해서 수신한 40G급 신호를 다중화하여 40G급 직렬 전기 신호로 출력하거나, 그 역으로 40G급 직렬 전기신호를 입력받아 역다중화하여 10G 단위의 4비트의 고속 다중 채널을 통해서 40G급 신호를 프레이머부(120)로 전달한다.

상기 프레이머부(120)는 종속 신호 인터페이스부(130)로부터 고속의 다중 채널을 통해 수신한 종속 신호를 40G급 신호로 다중화 및 매핑하여 생성된 40G급 프레임 신호를 고속 다중 채널을 통해 전송부(110)로 전달한다. 또한, 상기 프레이머부(120)는 전송부(110)로부터 고속 다중 채널을 통해 40G급 프레임 신호를 수신하여 해당 종속 신호로 역다중화 및 역매핑하여 각 약속된 고속의 다중 채널을 통해서 종속 신호 인터페이스부(130)로 전기 신호를 전달한다.

상기 종속 신호 인터페이스부(130)는 매체-전기 변환부(131) 및 종속 신호 접속부(132)를 포함한다. 여기서 상기 매체-전기 변환부(131)는 매체를 통해서 입력되는 종속 신호를 상기 프레이머부(120)까지 40G 용량의 전기 신호로 변환한다. 상기 종속 신호 접속부(132)는 상기 프레이머부(120)와 종속 신호 인터페이스부(130) 사이에 40G 용량의 종속 신호(Client signal)를 고속의 다중 채널로 전달하기 위한 10G 단위의 4비트 데이터 송신 신호(TX data), 10G 단위의 4비트 데이터 수신 신호(RX data), 데이터 신호 용량과 동일한 스큐 보상 송신 채널(TX Deskew channel) 및 스큐 보상 수신 채널(RX Deskew channel)을 연결한다.

그리고 상기 종속 신호 접속부(132)는 고속 다중 채널을 최대 40G급 병렬 신호 단위로 운용하는 매체-전기 변환부(131)를 통해서 송수신 장치에 실장될 경우, 10G 단위의 4개의 데이터와 1개의 스큐 보상 채널 신호가 프레이머부(120)로 전달된다. 이에 따라 프레이머부(120)에서는 종속 신호 스큐 보상 송신 채널을 입력 받아 수신된 10G 단위의 4개 데이터에서 발생한 스큐를 보상하고, 동시에 클럭을 복원하여 수신하는 종속 신호에 대한 클럭으로 사용할 수 있다.

또한, 상기 도 9를 참조하면, 종속 신호 인터페이스부(130)로서 고속 다중 채널을 각각의 최대 10G급 직렬 신호 단위로 운용하는 매체-전기 변환부(131)가 종속 신호 접속부(132)를 통해서 송수신 장치에 실장될 경우, 4개의 10G 단위의 각 데이터 신호는 프레이머부(120)로 전달된다. 이렇게 상기 프레이머부(120)로 입력되는 각 10G 단위의 데이터는 서로 독립적으로 동작하므로 스큐가 발생하지 않는다. 따라서 프레이머부(120)에 입력되는 종속 신호 스큐(skew) 보상 송신 채널은 비활성화되어 사용되지 않는다. 또한, 프레이머부(120)에서는 입력되는 각 10G 단위의 데이터로부터 각각의 종속 신호 클럭을 복원하여 사용한다.

또한, 상기 도 10을 참조하면, 고속 데이터 송수신 장치는 다수의 종속 신호 인터페이스부(130a, 130b, 130c, 130d)를 구비할 수 있으며, 각각의 종속 신호 인터페이스부(130a, 130b, 130c, 130d)는 고속 다중 채널을 최대 10G급 직렬 신호 단위로 운용하는 매체-전기 변환부(131a, 131b, 131c, 131d)와 종속 신호 접속부(132a, 132b, 132c, 132d)로 구성된다. 이러한 각 종속 신호 인터페이스부(130a, 130b, 130c, 130d)는 최대 10G급 용량의 종속 신호 인터페이스부(130a, 130b, 130c, 130d)를 최대 4개까지 독립적으로 송수신 장치에 선택적으로 탈착 가능하다.

상기 각각의 종속 신호 인터페이스부(130a, 130b, 130c, 130d)가 송수신 장치에 실장될 경우, 1개의 10G 단위 데이터 신호는 프레이머부(120)로 전달되며, 프레이머부(120)로 입력되는 각 10G 단위의 데이터는 서로 독립적으로 동작하므로 스큐가 발생하지 않는다. 따라서 상기 도 10에서 점선으로 표시된 프레이머부(120)에 입력되는 종속 신호 스큐 보상 송신 채널은 비활성화되어 사용되지 않는다.

또한, 상기 도 11을 참조하면, 종속 신호 인터페이스부(130)는 내부에 다수의 서브 종속 신호 인터페이스부(140a, 140b, 140c, 140d)와 하나의 종속 신호 접속부(132)로 구성되며, 각 서브 종속 신호 인터페이스부(140a, 140b, 140c, 140d)는 고속 다중채널을 최대 10G급 직렬 신호 단위로 운용하는 매체-전기 변환부(141a, 141b, 141c, 141d)와 종속 신호 접속부(142a, 142b, 142c, 142d)(서브 종속 신호 접속부)로 구성된다.

상기 종속 신호 인터페이스부(130)는 고속 다중 채널을 최대 40G급 병렬 신호 단위로 운용하고, 최대 10G급 용량의 상기 서브 종속 신호 인터페이스부(140a, 140b, 140c, 140d)를 최대 4개까지 독립적으로 송수신 장치에 선택적으로 탈착 가능하며, 동시에 최대 40G급 용량의 종속 신호를 인터페이스 하기 위해 탈착가능하게 한다.

각각의 10G급 용량의 서브 종속 신호 인터페이스부(140a,140b,140c,140d)가 송수신 장치에 실장될 경우에 각각의 10G 단위 데이터 신호가 40G급 프레이머부(120)로 전달되며, 40G급 프레이머부(120)로 입력되는 각 10G 단위의 데이터는 서로 독립적으로 동작하므로 스큐가 발생하지 않는다. 따라서 상기 도 11에서 점선으로 표시된 40G급 프레이머부(120)에 입력되는 종속 신호 스큐 보상 송신 채널은 사용되지 않는다.

하지만, 상기 종속 신호 인터페이스부(130)가 도 8과 같이 송수신 장치에 실장될 경우에는 10G 단위의 4개의 데이터와 이들 데이터에서 발생하는 스큐를 보상하기 위한 1개의 스큐 보상 채널 신호가 40G급 프레이머부(120)로 전달된다.

상술한 바와 같은 실시예들을 기반으로 하나의 하드웨어 플랫폼에서 각 종속 신호 당 별도의 종속 신호 인터페이스 보드를 보유하거나 교체 없이 2.5G, 10G 및 40G 종속 신호를 수용하여 40G급 전송 프레임으로 매핑하고, 이를 40G급 광 신호로 전송하는 광트랜스폰더에 대한 제3 실시예의 구성을 첨부된 도 12를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

광트랜스폰더(200)는 40G급 전송 광트랜시버부(210), 40G급 프레이머부(220), 선택부(230), 버퍼부(240), 40G급 종속 접속 광트랜시버부(250) 및 종속 접속 광트랜시버들(260)로 구성된다. 그리고 상기 프레이머부(220)에는 광 전송망으로 40G급 프레임을 전송하기 위한 클럭을 생성하는 라인측(Line side) 클럭 생성부(221)와, 종속망으로 40G급 프레임으로부터 디매핑된 종속 신호에 대한 클럭을 생성하기 위한 종속측(tributary side) 클럭 생성부(222)가 연결된다.

40G급 전송 광트랜시버부(210)는 40G급 전송 광신호를 40G급 직렬 전기신호로 변환하고 이를 2.5G급 16개 병렬 전기신호로 다중화하거나 그 역과정을 수행하는 직병렬변환기를 포함한다.

상기 40G급의 프레이머부(220)는 2.5G, 10G 및 40G 종속 신호를 40G급 전송 신호 프레임으로 매핑하거나 디매핑을 수행한다.

상기 선택부(230)는 2:1 선택기들로 구성되어 있으며, 2:1 선택기는 입력되는 두 개의 2.5G급 또는 10G급 전기신호 중에서 하나의 신호를 선택하여 출력한다.

상기 버퍼부(240)는 1:2 버퍼기들로 구성되어 있으며, 1:2 버퍼기는 하나의 2.5G급 또는 10G급 전기 신호를 동일한 2개 신호로 버퍼링하여 출력한다.

상기 40G급 종속 접속 광트랜시버부(250)는 종속망으로부터 입력되는 40G급 광 신호를 40G급 직렬 전기 신호로 변환하고, 직병렬 변환기(SERDES)를 포함하여 이를 통해 변환된 40G급 직렬 전기 신호를 2.5G급 16개 병렬 전기 신호로 다중화하거나 그 역과정을 수행한다.

상기 종속 접속 광트랜시버들(260)은 2.5G 광트랜시버들(#00 내지 #15)을 포함하며, 이들 중 일부는 10G 광트랜시버들(#03, #07, #11, #15)로 사용할 수 있다. 여기서 상기 2.5G 광트랜시버들(#00 내지 #15)은 종속망으로부터 입력되는 2.5G급 광신호를 2.5G급 직렬 전기신호로 변환하거나 그 역과정을 수행한다. 상기 10G 광트랜시버들(#03, #07, #11, #15)은 종속망으로부터 입력되는 10G급 광 신호를 10G급 직렬 전기 신호로 변환하거나 그 역과정을 수행한다.

상기 프레이머부(220)는 FPGA 및 ASIC를 사용하여 구현이 가능하며 동일한 입출력 포트에서 2.5G급 신호를 받거나 10G급 신호를 받을 수 있는 직병렬화기를 내장하여, 16개의 출력 신호 중에서 4개의 출력 포트로 10G급 종속 신호를 전기로 보낼 수 있다.

따라서 2.5G급 종속 신호 16개를 모두 수용하는 광트랜스폰더로 사용할 경우에는 2.5G 광트랜시버 16개를 모두 장착하며, 40G급의 상기 프레이머부(220)에서는 2.5G급 직렬 전기신호를 직접 입출력할 수 있도록 설정한다. 또한, 2:1 선택기(230)에서는 16개의 2.5G 광트랜시버로부터 입력되는 전기 신호를 선택하여 출력하도록 설정한다.

10G급 종속 신호 4개를 모두 수용하는 광트랜스폰더로 사용할 경우, 상기 광트랜스폰더에는 10G 광트랜시버 4개를 모두 장착하며, 40G 프레이머부(250)에서는 4개의 10G급 직렬 전기신호를 직접 입출력할 수 있도록 설정한다. 또한, 2:1 선택기(230)에서는 4개의 10G 광트랜시버들(#03, #07, #11, #15)로부터 입력되는 전기 신호를 선택하여 출력하도록 설정한다.

40G급 종속 신호 1개를 수용하는 광트랜스폰더로 사용할 경우에는 직병렬변환기를 포함하는 40G 광트랜시버부(250) 1개를 장착하며, 40G급 프레이머부(220)에서는 16개의 2.5G급 직렬 전기 신호 및 이들의 스큐를 보상하기 위한 스큐 보상 채 널을 입출력할 수 있도록 설정한다. 또한, 2:1 선택기(230)에서는 40G 광트랜시버(250)로부터 입력되는 16개의 2.5G급 전기 신호를 선택하여 출력하도록 설정한다.

10G급 종속 신호 2개 및 2.5G급 종속 신호 8개를 모두 수용하는 광트랜스폰더로 사용할 경우에는 10G 광트랜시버들(#03, #07, #11, #15) 중 2개를 16개의 광트랜시버(260) 장착 중에서 10G 광트랜시버용 포트에 실장하며 나머지 2.5G 광트랜시버 8개를 그 외에 포트에 장착한다. 따라서 40G 프레이머부(220)에서는 해당 2개의 10G급 직렬 전기신호 및 8개의 2.5G급 직렬 전기신호를 입출력할 수 있도록 설정하며, 2:1 선택기(230)에서는 2개의 10G 광트랜시버 및 8개의 2.5G 광트랜시버로부터 입력되는 전기신호를 40G 프레이머부(220)로 전달될 수 있도록 경로를 선택하여 출력하도록 설정한다.

상기 1:2 버퍼기(240)는 사용에 따라 입력되는 전기 신호를 하나의 포트만을 선택하여 출력할 수도 있으며, 동시에 두 포트로 동일 신호를 출력할 수 있다.

상술한 바와 같은 실시예들에서는 설명의 편의를 위해 종속 신호 인터페이스부에서 입력된 종속 신호를 변환하여 프레이머부 및 전송부를 통해 전송하는 송신 과정을 예를 들어 구체적으로 설명하였으며, 전송부로부터 프레이머부를 통해 종속 신호 인터페이스부로 수신되는 수신 과정은 상기 송신 과정의 역 과정을 통해 이루어지므로 구체적인 설명은 생략하였음에 유의하여야 한다.

또한, 상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 다양한 데이터 양을 가 지는 고속 데이터 송수신 장치는 종속 신호 인터페이스부 및 프레이머부에 2.5G 단위 및 10G 단위의 직렬 신호를 선택적으로 송수신할 수 있는 FPGA 또는 ASIC을 사용한다면, 동일한 하드웨어로 40G급 및 160G급 송수신 장치로 변환 할 수 있으므로 수용할 수 있는 새로운 종속 신호의 용량 및 구성이 가능하다. 그리고 상술한 바와 같은 실시예들에 10G급 직/병렬 변환기(SERDES : Serializer/Deserializer)를 16개의 병렬 채널로 구성한다면 160G급 신호 인터페이스가 가능한 동시에 16개 10G급 종속 신호, 4개의 40G급 종속 신호 및 160G급 종속 신호를 선택적으로 인터페이스할 수 있다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 발명청구의 범위뿐만 아니라 이 발명청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 종래의 기술에 따른 10G급 데이터 신호를 전송하는 고속 데이터 송수신 장치의 구조를 도시한 블록도,

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다양한 종속 신호에 따라 2.5G 단위 신호 연결을 통해 재구성 가능한 40G급 신호를 전송하는 고속 데이터 송수신 장치의 구조를 도시한 블록도,

도 3 내지 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 각각 다양한 데이터 양을 가지는 신호를 수용할 수 있도록 재구성이 가능한 40G급 데이터 신호를 전송하는 고속 데이터 송수신 장치의 상세한 구성 및 각 구성요소 간의 연결 상태를 도시한 블록도,

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다양한 종속 신호에 따라 10G 단위 신호 연결을 통해 재구성 가능한 40G급 신호를 전송하는 고속 데이터 송수신 장치의 구조를 도시한 블록도,

도 9 내지 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 각각 다양한 데이터 양을 가지는 신호를 수용할 수 있도록 재구성 가능한 40G급 신호를 전송하는 고속 데이터 송수신 장치의 상세한 구성 및 각 구성요소 간의 연결 상태를 도시한 블록도,

도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 2.5G, 10G 및 40G 종속 신호를 수용하여 40G급 전송 프레임으로 매핑하고 이를 40G급 광신호로 전송하는 광트랜스폰더의 구조를 도시한 블록도.

Claims

매체를 통해서 다양한 종류로 수신되는 종속 신호를 대용량의 전기 신호로 변환하고, 상기 변환된 대용량의 전기 신호를 고속의 다중 채널을 통해 선택적으로 인터페이스하는 종속 신호 인터페이스부;

상기 선택적으로 인터페이스된 전기 신호를 수신하여 설정된 기가 비트급 단위로 다중화 및 매핑하여 다중 채널 프레임 신호를 생성하는 프레이머부; 및

상기 프레이머부로부터 생성된 상기 다중 채널 프레임 신호를 고속의 다중 채널을 통해 수신하여 상기 설정된 기가 비트급 단위의 직렬 신호로 다중화하여 전송하는 전송부를 포함하며,

상기 종속 신호 인터페이스부는,

상기 매체를 통해서 수신된 상기 종속 신호를 상기 대용량의 전기 신호로 변환하고, 상기 프레이머부로부터 수신된 대용량의 전기 신호를 상기 종속 신호로 변환하는 매체-전기 변환부; 및

상기 매체-전기 변환부로부터 수신된 상기 대용량의 전기 신호를 상기 프레이머부로 상기 고속의 다중 채널을 통해 선택적으로 전송하고, 상기 프레이머부로부터 출력된 데이터 신호를 상기 고속의 다중 채널을 통해 수신하여 상기 매체-전기 변환부로 전송하는 종속 신호 접속부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다양한 데이터 양을 가지는 고속 데이터 송수신 장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 종속 신호 접속부는, 데이터 송/수신 신호, 송/수신되는 상기 전기 신호의 데이터들 사이의 스큐를 보상하기 위한 다수의 스큐 보상 송/수신 채널을 연결하여 상기 변환된 대용량 전기 신호를 상기 고속의 다중 채널을 통해 전송함을 특징으로 하는 다양한 데이터 양을 가지는 고속 데이터 송수신 장치.
제3항에 있어서,

상기 종속 신호 인터페이스부는 상기 다수의 스큐 보상 송/수신 채널을 상기 전기 신호의 신호 단위에 따라 활성화 및 비활성화함을 특징으로 하는 다양한 데이터 양을 가지는 고속 데이터 송수신 장치.
제1항에 있어서,

상기 종속 신호 인터페이스부는 입력된 40G급의 전기 신호를 병렬 데이터로 역다중화한 16개의 데이터를 상기 프레이머부와 송/수신하는 경우 상기 16개의 데이터 사이의 스큐를 보상하기 위한 스큐 보상 송/수신채널들 중 하나를 활성화고, 나머지 스큐 보상 송/수신 채널을 비활성화함을 특징으로 하는 다양한 데이터 양을 가지는 고속 데이터 송수신 장치.
제1항에 있어서,

상기 종속 신호 인터페이스부는 40G급의 전기 신호를 16개의 병렬 데이터로 역다중화한 16개의 2.5G급 송/수신 데이터를 상기 프레이머부와 송/수신하고, 동시에 스큐 보상 채널 4개를 비활성화함을 특징으로 하는 다양한 데이터 양을 가지는 고속 데이터 송수신 장치.
제1항에 있어서,

상기 종속 신호 인터페이스부는 4개의 10G급 전기 신호 각각을 4개의 2.5G급 병렬 데이터로 역다중화한 각 4개의 송/수신 데이터를 상기 프레이머부와 송/수신함을 특징으로 하는 다양한 데이터 양을 가지는 고속 데이터 송수신 장치.
제1항에 있어서,

상기 종속 신호 인터페이스부는 상기 매체-전기 변환부 및 상기 종속 신호 접속부를 구비하는 탈부착이 가능한 다수의 서브 종속 신호 인터페이스부를 포함함을 특징으로 하는 다양한 데이터 양을 가지는 고속 데이터 송수신 장치.
제8항에 있어서,

상기 서브 종속 신호 인터페이스부는 10G급 전기 신호 또는 4개의 2.5G급 전기 신호의 4개의 송/수신 데이터를 상기 프레이머부와 송/수신함을 특징으로 하는 다양한 데이터 양을 가지는 고속 데이터 송수신 장치.
제1항에 있어서,

상기 종속 신호 인터페이스부는 40G급의 전기 신호를 4개의 병렬 데이터로 역다중화한 4개의 송/수신 데이터를 상기 프레이머부와 송/수신 시 발생하는 상기 4개의 송신 데이터 사이에 스큐를 보상하기 위한 스큐 보상 채널 하나를 활성화함을 특징으로 하는 다양한 데이터 양을 가지는 고속 데이터 송수신 장치.
제1항에 있어서,

상기 종속 신호 인터페이스부는 입력되는 4개의 10G급 전기 신호를 4개의 10G 단위 데이터로 상기 프레이머부로 전송함을 특징으로 하는 다양한 데이터 양을 가지는 고속 데이터 송수신 장치.
제1항에 있어서,

상기 종속 신호 인터페이스부는 서브 종속 신호 접속부 및 상기 매체-전기 변환부를 포함하는 탈부착이 가능한 다수의 서브 종속 신호 인터페이스부를 포함하며, 상기 각 서브 종속 신호 인터페이스부에서 전송되는 전기 신호를 상기 고속의 다중 채널을 통해 상기 프레이머부로 전송하는 상기 종속 신호 접속부를 포함함을 특징으로 하는 다양한 데이터 양을 가지는 고속 데이터 송수신 장치.
제12항에 있어서,

상기 종속 신호 인터페이스부는 하나의 10G급 전기 신호 또는 4개의 2.5G급 전기 신호를 상기 고속의 다중 채널을 통해 상기 프레이머로 전송함을 특징으로 하는 다양한 데이터 양을 가지는 고속 데이터 송수신 장치.
제1항에 있어서,

상기 종속 신호 인터페이스부는 수신되는 상기 종속 신호에 따라 탈부착하지 않고 동일한 보드에서 선택적으로 신호를 인터페이스하기 위한 1:2 버퍼기 및 2:1 선택기를 포함함을 특징으로 하는 다양한 데이터 양을 가지는 고속 데이터 송수신 장치.
제1항에 있어서,

상기 전송부는 상기 다중 채널 프레임 신호를 40G급 또는 160G급 단위의 직렬 신호로 다중화하고, 수신된 40G급 또는 160G급 단위의 직렬 신호를 역다중화하여 다중 채널 프레임 신호를 생성하고, 생성된 상기 다중 채널 프레임 신호를 상기 프레이머부로 상기 고속의 다중 채널을 통해 전송함을 특징으로 하는 다양한 데이터 양을 가지는 고속 데이터 송수신 장치.
제1항에 있어서,

상기 프레이머부는 상기 수신된 전기 신호를 40G급 또는 160급 단위로 다중화 및 매핑하고, 상기 전송부로부터 수신된 40G급 또는 160급 단위의 상기 다중 채널 프레임 신호를 역다중화 및 역매핑하여 생성한 전기 신호를 상기 종속 신호 인터페이스부로 전송함을 특징으로 하는 다양한 데이터 양을 가지는 고속 데이터 송수신 장치.