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KR102204877B1 - 광 통신 기반의 고속 전송 장치 및 방법 - Google Patents

광 통신 기반의 고속 전송 장치 및 방법 Download PDF

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KR102204877B1
KR102204877B1 KR1020190110669A KR20190110669A KR102204877B1 KR 102204877 B1 KR102204877 B1 KR 102204877B1 KR 1020190110669 A KR1020190110669 A KR 1020190110669A KR 20190110669 A KR20190110669 A KR 20190110669A KR 102204877 B1 KR102204877 B1 KR 102204877B1
Authority
KR
South Korea
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signal
optical
synchronization
data
parallel
Prior art date
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Active
Application number
KR1020190110669A
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English (en)
Inventor
심이삭
선영규
황유민
김진영
Original Assignee
광운대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/0075—Arrangements for synchronising receiver with transmitter with photonic or optical means
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
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Abstract

본 실시예들은 디지털 신호를 광 파장 대역의 광 신호로 변환하는 신호 변환부, 디지털 신호와 변환된 광 신호를 동기화하여 광 동기 신호를 생성하는 신호 동기화부 및 광 동기 신호를 기반으로 데이터의 송수신을 위한 광원을 출력하여 광 통신을 수행하는 신호 송수신부를 포함하는 광 통신 기반의 고속 전송 장치를 제공한다.

Description

광 통신 기반의 고속 전송 장치 및 방법{Internet of Lights-based High Speed Transmission Apparatus and Method}
본 발명은 고속 전송 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 초광대역인 광파장대역을 사용하는 광 통신망 기반의 고속 전송 장치 및 방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
최근에는 5G 기술과 센서 네트워크, 분산형 데이터 공유 서비스가 보급화되면서 네트워크 정보를 고속으로 송수신하는 서비스의 필요성이 대두되고 있다. 특히 4G, 5G의 대역폭보다 50배 이상의 대역폭을 사용할 수 있는 가시광선 대역의 광대역을 사용하여 데이터를 전송하는 IoL(Internet of Lights) 관련 기술이 성장하고 있다.
따라서, 가시 광선의 광파장을 사용하여 고속으로 데이터를 전송할 수 있는 통신 기술의 개발이 필요하게 되며, 통신 기술에서 기존의 디지털 신호와 광 신호의 전송 속도에 의한 품질 저하를 방지하기 위한 장치의 배치 및 설치 방법에 관한 기술이 필요하게 되었다.
기존의 IoL(Internet of Lights) 관련 발명은 데이터의 전송을 온전히 광파장 대역에서 처리하는 방법을 제시하게 되는데, 이는 기존의 설치된 시스템에 적용시키기 난해하거나, 비용을 증가시키는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 실시예들은 광 통신망 기반으로 데이터를 고속 전송할 수 있는 기술을 제안한다. 본 발명은 기존의 디지털 전송을 수행하는 통신 시스템에 적용시키는 것이 가능하며 기존의 비트 스트림(Bit-stream)에서 광병렬 전송을 수행하기 위한 동기화 장치를 이용하여 고용량의 데이터를 고속으로 전송하는데 발명의 주된 목적이 있다.
또한, 본 발명은 기 설치된 디지털 신호 통신 기반의 시스템에 본 발명을 추가하는 방식으로 전송 속도의 향상을 제공할 수 있다.
본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 통신 기반의 송수신 장치는, 디지털 신호를 광 파장 대역의 광 신호로 변환하는 신호 변환부, 상기 디지털 신호와 상기 변환된 광 신호를 동기화하여 광 동기 신호를 생성하는 신호 동기화부 및 상기 광 동기 신호를 기반으로 데이터의 송수신을 위한 광원을 출력하여 광 통신을 수행하는 신호 송수신부를 포함한다.
여기서, 상기 신호 변환부는 병렬 연산에 의해 직렬 형태의 상기 디지털 신호를 처리하되, 상기 디지털 신호를 기 설정된 간격의 대역폭으로 할당하여 병렬 형태의 상기 광 신호로 변환한다.
여기서, 상기 신호 변환부는 직렬 형태로 연속적으로 전송되는 데이터의 흐름을 나타내는 비트 스트림(Bit-stream) 기반의 전송을 수행하는 무선 주파수로 형성된 상기 디지털 신호를 수집하는 디지털 신호 입력부, 상기 직렬 형태로 형성된 디지털 신호를 취합하여 상기 병렬 형태로 형성된 광 신호로 상기 데이터를 변환하는 병렬 신호 변환부, 상기 병렬 형태로 변환 시, 보안성 향상을 위해 상기 변환 시의 상기 광 신호의 배치를 왜곡하는 스크램블부 및 상기 배치가 왜곡된 광 신호를 출력하는 광 신호 출력부를 포함한다.
여기서, 상기 신호 동기화부는 상기 디지털 신호와 상기 병렬 형태로 전송되는 상기 배치가 왜곡된 광 신호의 데이터간 전송 동기화를 수행하며, 상기 신호 변환부를 통해 상기 광 신호로 변환 시 발생하는 데이터 유실을 방지한다.
여기서, 상기 신호 동기화부는 상기 배치가 왜곡된 광 신호로 형성된 데이터에 일정 간격마다 마킹 비트를 삽입하여 리플데이터를 생성하는 리플데이터 생성부, 동기화 데이터 전송을 위한 추가적인 병렬 동기화 신호를 생성하여 상기 병렬 동기화 신호를 관리하며, 상기 병렬 동기화 신호를 통해 상기 배치가 왜곡된 광 신호를 동기화하는 채널 관리부 및 상기 동기화된 배치가 왜곡된 광 신호로 형성된 데이터에 상기 리플데이터 및 상기 병렬 동기화 신호를 제거하여 데이터비트를 추출하며, 상기 데이터비트를 기반으로 형성된 광 동기 신호를 생성하는 후처리부를 포함한다.
여기서, 상기 채널 관리부는 (i) 반송파 동기 (ii) 시간 동기 (iii) 비트 동기 (iv) 심볼 동기 (v) 프레임 동기 (vi) 부호 동기를 적어도 하나 포함하는 상기 병렬 동기화 신호를 통해 동기화를 수행하고, 상기 후처리부는 상기 병렬 동기화 신호에 의해 상기 배치가 왜곡된 광 신호가 상기 디지털 신호와 동기화 되는 경우, 상기 병렬 동기화 신호를 제거하여 상기 광 동기 신호를 생성하고, 상기 후처리부는 상기 병렬 동기화 신호에 의해 상기 배치가 왜곡된 광 신호가 상기 디지털 신호와 동기화 되지 않는 경우, 상기 광 신호가 상기 디지털 신호와 동기화될 때까지 상기 병렬 동기화 신호를 유지한다.
여기서, 상기 신호 송수신부는 가시 광선의 대역을 사용하여 상기 데이터를 송수신하며, 상기 가시 광선의 파장의 진폭을 조정하여 상기 광 동기 신호를 전송한다.
여기서, 상기 신호 동기화부에서 동기화된 상기 광 동기 신호를 송신 신호로 송신하는 광 송신부 및 광원에 포함되는 데이터를 전기 신호로 변환하여 수신 신호로 수신하는 광 수신부를 포함한다.
여기서, 상기 고속 전송 장치는 외부 프로세서로부터 테스트 신호를 수신하며, 상기 테스트 신호의 복사본을 생성하고 저장하며, 상기 테스트 신호의 체크 리스트에 따라 통신 상태를 점검하고 상기 테스트 신호에 점검 완료 정보를 기록하고, 상기 점검 완료 정보를 기록한 상기 테스트 신호를 상기 외부 프로세서로 전송하고, 상기 외부 프로세서는 상기 점검 완료 정보를 기록한 상기 테스트 신호를 기초로 상기 고속 전송 장치의 통신 상태를 판단한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 통신 기반의 고속 전송 방법은 광 통신 기반의 고속 전송 장치에 의한 광 통신 기반의 고속 전송 방법에 있어서, 디지털 신호를 광 파장 대역의 광 신호로 변환하는 단계, 상기 디지털 신호와 상기 변환된 광 신호를 동기화하여 광 동기 신호를 생성하는 단계 및 상기 광 동기 신호를 기반으로 데이터의 송수신을 위한 광원을 출력하여 광 통신을 수행하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 광 신호로 변환하는 단계는 직렬 형태로 연속적으로 전송되는 데이터의 흐름을 나타내는 비트 스트림(Bit-stream) 기반의 전송을 수행하는 무선 주파수로 형성된 상기 디지털 신호를 수집하는 단계, 상기 직렬 형태로 형성된 디지털 신호를 취합하여 상기 병렬 형태로 형성된 광 신호로 상기 데이터를 변환하는 단계, 상기 병렬 형태로 변환 시, 보안성 향상을 위해 상기 변환 시의 상기 광 신호의 배치를 왜곡하는 단계 및 상기 배치가 왜곡된 광 신호를 출력하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 광 동기 신호를 생성하는 단계는 상기 배치가 왜곡된 광 신호로 형성된 데이터에 일정 간격마다 마킹 비트를 삽입하여 리플데이터를 생성하는 단계, 동기화 데이터 전송을 위한 추가적인 병렬 동기화 신호를 생성하여 상기 병렬 동기화 신호를 관리하며, 상기 병렬 동기화 신호를 통해 상기 배치가 왜곡된 광 신호를 동기화하는 단계 및 상기 동기화된 배치가 왜곡된 광 신호로 형성된 데이터에 상기 리플데이터 및 상기 병렬 동기화 신호를 제거하여 데이터비트를 추출하며, 상기 데이터비트를 기반으로 형성된 광 동기 신호를 생성하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 배치가 왜곡된 광 신호를 동기화하는 단계는 (i) 반송파 동기 (ii) 시간 동기 (iii) 비트 동기 (iv) 심볼 동기 (v) 프레임 동기 (vi) 부호 동기를 적어도 하나 포함하는 상기 병렬 동기화 신호를 통해 동기화를 수행하고, 상기 데이터비트를 기반으로 형성된 광 동기 신호를 생성하는 단계는 상기 병렬 동기화 신호에 의해 상기 배치가 왜곡된 광 신호가 상기 디지털 신호와 동기화 되는 경우, 상기 병렬 동기화 신호를 제거하여 상기 광 동기 신호를 생성하는 단계 및 상기 병렬 동기화 신호에 의해 상기 배치가 왜곡된 광 신호가 상기 디지털 신호와 동기화 되지 않는 경우, 상기 광 신호가 상기 디지털 신호와 동기화될 때까지 상기 병렬 동기화 신호를 유지하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 통신 기반의 송수신 시스템은 디지털 신호를 광 파장 대역의 광 신호로 변환하는 신호 변환부, 상기 디지털 신호와 상기 변환된 광 신호를 동기화하여 상기 동기화된 광신호를 나타내는 광 동기 신호를 생성하는 신호 동기화부 및 상기 광 동기 신호를 기반으로 데이터의 송신을 위한 광원을 출력하여 광 통신을 수행하는 LED를 포함하는 광 통신 기반의 전송 장치 및 상기 광 통신 기반의 전송 장치에서 출력된 광원을 수신하는 포토 센서 및 상기 광원에 포함된 광 파장 대역의 상기 광 동기 신호를 디지털 신호로 변환하는 수신 신호 변환부를 포함하는 광 통신 기반의 수신 장치를 포함한다.
여기서, 상기 신호 변환부는 병렬 연산에 의해 직렬 형태의 상기 디지털 신호를 처리하되, 상기 디지털 신호를 기 설정된 간격의 대역폭으로 할당하여 병렬 형태의 상기 광 신호로 변환하고, 상기 신호 동기화부는 상기 디지털 신호와 상기 광 신호의 데이터간 전송 동기화를 수행하며, 상기 신호 변환부를 통해 상기 광 신호로 변환 시 발생하는 데이터 유실을 방지한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 본 발명은 가시광선의 광대역을 기반으로 전송을 수행하여 기존 통신 시스템 대비 전송 속도를 크게 향상시키는 효과가 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 본 발명은 기존의 디지털 신호 기반의 통신 시스템에 추가적으로 적용시키는 것이 가능한 효과가 있다.
여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 통신 기반의 고속 전송 장치를 예시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 통신 기반의 고속 전송 장치를 자세히 예시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 통신 기반의 고속 전송 장치를 예시한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 통신 기반의 고속 전송 장치의 신호 변환부를 예시한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 통신 기반의 고속 전송 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하고, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.
및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항들 중의 어느 항을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명은 광 통신 기반의 고속 전송 장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 통신 기반의 고속 전송 장치를 예시한 블록도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 통신 기반의 고속 전송 장치를 자세히 예시한 블록도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 광 통신 기반의 고속 전송 장치(10)는 신호 변환부(100), 신호 송수신부(200) 및 신호 동기화부(300)를 포함한다. 광 통신 기반의 고속 전송 장치(10)는 도 1에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.
광 통신 기반의 고속 전송 장치(10)는 IoL(Internet of Lights) 기반의 고속 전송 장치로서, 기존의 디지털 기반 통신 시스템의 대역폭에 의한 한계를 초광대역인 광파장대역을 사용하여 극복하는 장치이다.
광 통신 기반의 고속 전송 장치(10)는 4G, 5G의 대역폭보다 50배 이상의 대역폭을 사용할 수 있는 가시광선 대역의 광대역을 사용하여 데이터를 전송할 수 있다. 가시광선의 주파수 영역은 380~750THz이며, 무선 통신 주파수인 3KHz~300Ghz보다 주파수 영역이 매우 넓다.
광 통신 기반의 고속 전송 장치(10)는 기존의 디지털 전송을 수행하는 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하며, 기존의 비트 스트림(Bit-stream)에서 광 병렬 전송을 수행하기 위한 동기화 장치를 이용하여 고용량의 데이터를 고속으로 전송할 수 있다. 또한, 고속 전송 장치(10)는 디지털 신호 기반 통신 시스템에 추가하는 방식으로 전송 속도의 향상을 제공할 수 있다.
광 통신 기반의 고속 전송 장치(10)는 가시광선의 광대역을 기반으로 전송을 수행하여 기존 통신 시스템 대비 전송 속도를 크게 향상시킬 수 있다.
광 통신 기반의 고속 전송 장치(10)는 IoL(Internet of Lights) 기반의 광 통신을 통해 통신을 수행한다. 고속 전송 장치(10)는 광 통신은 통신을 수행할 때, 무선 주파수(RF, Radio Frequency) 신호를 발생시켜 통신하는 것이 아닌, 가시 광선 대역을 사용하여 GHz 급 대역폭을 사용하여 데이터를 전송할 수 있다. 광 통신에 사용되는 대역은 가시광선으로 사람의 눈으로 확인할 수 있지만, 파장의 진폭을 조정하여 사람의 눈으로 구별할 수 없는 정도의 변화로 정보를 전송할 수 있다.
광 통신 기반의 고속 전송 장치(10)는 IoL(Internet of Lights) 기반의 고속 전송 장치이며, IoL(Internet of Lights)는 광 통신을 의미하며, 무선 근거리 통신망이 아닌 광 통신망을 사용하여 다수의 장치에 무선으로 데이터를 전송할 수 있다.
광 통신 기반의 고속 전송 장치(10)는 LED에서 나오는 가시광선의 파장을 이용하여 통신을 주고 받으며, 매우 빠른 속도로 통신이 가능하다. 광 통신 기반의 고속 전송 장치(10)는 보안성이 높으며, 전파간섭이 있는 곳에서도 사용이 가능하다. 또한, 광 통신 기반의 고속 전송 장치(10)는 기존 통신의 주파수와 겹치지 않기 때문에 전파가 뒤섞여 통신이 어려운 상황을 방지할 수 있다.
광 통신 기반의 고속 전송 장치(10)는 디스플레이, 자동차, 조명, 광 통신, 핸드폰, 컴퓨터 등 다수의 장치들과 통신을 주고 받을 수 있으며, 파일 공유, 부가 정보 제공, 정보 통신 등의 다양한 통신을 주고 받을 수 있다.
신호 변환부(100)는 디지털 신호를 광 파장 대역의 광 신호로 변환할 수 있다.
신호 변환부(100)는 병렬 연산에 의해 직렬 형태의 디지털 신호를 처리하되, 디지털 신호를 기 설정된 간격의 대역폭으로 할당하여 병렬 형태의 광 신호로 변환할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 신호 변환부(100)는 기존 인프라의 비트 스트림(Bit-stream) 기반의 데이터 전송 방식을 여러 개 취합하여 병렬 스트림(Parallel-stream) 기반 병렬 전송으로 변환하고, 각 병렬 노드를 일정한 간격의 대역폭으로 할당할 수 있다. 병렬 스트림(Parallel-stream)은 병렬 연산을 쉽고 간단하게 처리해주며, 데이터 루트의 각 요소를 단일 단위로 분할하여 병렬 구조를 형성할 수 있다. 신호 변환부(100)는 기존의 디지털 신호를 광 신호로 변환하는 회로 일체를 의미하며, 변환 모듈을 포함하는 것이다.
노드는 네트워크에서 연결 지점, 데이터 전송의 종점 또는 재분배점을 의미한다. 노드는 다른 노드로의 데이터 전송을 인식하고 처리(Process)하거나 전달(Forward)할 수 있도록 프로그램 되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 고속 전송 장치(10)는 다수의 통신망이 다수의 노드를 공유하고 있는 병렬 노드이다. 병렬 노드는 여러 개의 병렬 채널 위로 동시에 여러 개의 데이터 신호를 보낼 수 있다.
도 2를 참조하면, 신호 변환부(100)는 디지털 신호 입력부(110), 병렬 신호 변환부(120), 스크램블부(130) 및 광 신호 출력부(140)를 포함한다. 신호 변환부(100)는 도 2에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.
디지털 신호 입력부(110)는 직렬 형태로 연속적으로 전송되는 데이터의 흐름을 나타내는 비트 스트림(Bit-stream) 기반의 전송을 수행하는 무선 주파수로 형성된 디지털 신호를 수집할 수 있다.
비트 스트림(Bit-stream)은 한번에 한 비트씩 직렬 통신을 통해 연속적으로 전송되는 데이터의 흐름과 같이 끊임없이 연속되는 비트열을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 디지털 신호 입력부(110)는 비트 스트림(Bit-stream) 기반의 전송을 수행하는 기존 무선 주파수(RF) 회로의 신호를 수집하는 회로로, 기존의 디지털 신호를 처리할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
병렬 신호 변환부(120)는 직렬 형태로 형성된 디지털 신호를 취합하여 병렬 형태로 형성된 광 신호로 상기 데이터를 변환할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 병렬 신호 변환부(120)는 기존의 스트림(Stream) 구조의 직렬 형태의 디지털 신호를 취합하여 병렬 형태의 광 신호로 변환하는 회로이며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
스크램블부(130)는 병렬 형태로 변환 시, 보안성 향상을 위해 변환 시의 광 신호의 배치를 왜곡할 수 있다.
스크램블은 병렬 형태의 광 신호를 부호화 또는 암호화하여 일반 사용자에게는 이해되지 않도록 할 수 있다. 예를 들어, 스크램블부(130)는 데이터의 패턴을 랜덤하게 하거나 같은 비트 열 1 또는 0이 연속적으로 입력되지 않도록 할 수 있다. 이는 보안성 향상을 위해 해독을 어렵게 하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 스크램블부(130)는 직렬 형태에서 병렬 형태로 변환간 보안성 향상을 위해 변환간의 배치를 지그재그 형태로 변환하는 회로일 수 있다.
광 신호 출력부(140)는 스크램블부(130)에 의해 배치가 왜곡된 광 신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광 신호 출력부(140)는 병렬 회로로 전환된 광 신호를 출력하는 LED 및 입력 받는 포토 센서와 연결될 수 있다.
신호 동기화부(300)는 디지털 신호와 신호 변환부(100)에서 배치가 왜곡된 광 신호의 동기화를 수행하여 광 동기 신호를 생성할 수 있다.
신호 동기화부(300)는 디지털 신호와 병렬 형태로 전송되는 배치가 왜곡된 광 신호의 데이터간 전송 동기화를 수행하며, 신호 변환부(100)를 통해 광 신호로 변환 시 발생하는 데이터 유실을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 신호 동기화부(300)는 병렬 형태로 전송되는 광 파장 데이터간의 전송 동기화를 수행하여 광 변환부(100)의 변환간 데이터 유실을 방지할 수 있다. 신호 동기화부(300)는 디지털 신호와 배치가 왜곡된 광 신호의 변환 동기화를 수행하여 데이터의 손상을 방지하는 회로로 구현될 수 있다.
도 2를 참조하면, 신호 동기화부(300)는 리플데이터 생성부(310), 채널 송수신부(320) 및 후처리부(230)를 포함한다. 신호 동기화부(300)는 도 2에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.
리플데이터 생성부(310)는 배치가 왜곡된 광 신호로 형성된 데이터에 일정 간격마다 마킹 비트를 삽입하여 리플데이터를 생성할 수 있다. 리플데이터는 정류 회로에서 교류를 정류한 후 직류 출력에 남는 교류분이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 리플데이터는 직렬의 디지털 신호를 병렬의 광 신호로 변환할 때, 병렬의 광 신호에 남아있는 직렬의 디지털 신호 성분으로, 잡음의 원인이 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 리플데이터 생성부(310)는 병렬 데이터의 일정 간격마다 마킹 비트를 삽입할 수 있다.
채널 관리부(320)는 동기화 데이터 전송을 위한 추가적인 병렬 동기화 신호를 생성하여 상기 병렬 동기화 신호를 관리하며, 병렬 동기화 신호를 통해 배치가 왜곡된 광 신호를 동기화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 채널 관리부(320)는 컨트롤 채널을 생성하여 컨트롤 채널을 기반으로 동기화 데이터 전송을 위한 추가적인 병렬 채널을 생성하고, 이를 관리할 수 있다.
채널 관리부(320)는 (i) 반송파 동기 (ii) 시간 동기 (iii) 비트 동기 (iv) 심볼 동기 (v) 프레임 동기 (vi) 부호 동기를 적어도 하나 포함하는 병렬 동기화 신호를 통해 동기화를 수행할 수 있다. 병렬 동기화 신호는 상술한 반송파 동기, 시간 동기, 비트 동기, 심볼 동기, 프레임 동기, 부호 동기에 한정하지 않으며, 신호를 동기화할 수 있는 동기 과정을 포함할 수 있다.
반송파 동기는 정보가 포함되어 변조되는 높은 주파수의 파형을 의미하며, 주파수의 주기를 맞출 수 있다. 시간 동기는 시간 영역 상의 타이밍 동기를 의미한다. 비트 통기는 수신 비트열의 비트 단위에서의 동기를 맞출 수 있다. 심볼 동기는 심볼이 존재하는 정확한 구간을 확정할 수 있다. 프레임 동기는 전송의 시작과 끝을 알릴 수 있다. 부호 동기는 수신부에서 송신부와 똑 같은 부호를 재생할 수 있게 한다.
후처리부(330)는 동기화된 배치가 왜곡된 광 신호로 형성된 데이터에 리플데이터 생성부(310)에서 생성된 리플데이터 및 채널 관리부(320)의 병렬 동기화 신호를 제거하여 데이터비트를 추출하며, 데이터비트를 기반으로 형성된 광 동기 신호를 생성할 수 있다.
데이터비트는 전송되는 각 비트 중 에러 검출을 위한 패리티 비트, 데이터의 시작과 끝을 알리기 위해 데이터의 앞과 뒤에 붙여 전송되는 시작-정지 비트 등의 제어 신호를 제외한 비트이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 데이터비트는 리플데이터의 비트 및 병렬 동기화 신호의 비트를 제외한 비트이다.
후처리부(330)는 병렬 동기화 신호에 의해 배치가 왜곡된 광 신호가 디지털 신호와 동기화 되는 경우, 병렬 동기화 신호를 제거하여 광 동기 신호를 생성할 수 있다.
후처리부(330)는 병렬 동기화 신호에 의해 배치가 왜곡된 광 신호가 디지털 신호와 동기화 되지 않는 경우, 광 신호가 디지털 신호와 동기화될 때까지 병렬 동기화 신호를 유지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 후처리부(330)는 기존 데이터에 리플데이터 및 컨트롤 채널을 제거하고 데이터비트를 추출할 수 있다.
신호 송수신부(200)는 광 동기 신호를 기반으로 데이터의 송수신을 위한 광원을 출력하여 광 통신을 수행할 수 있다.
신호 송수신부(200)는 가시 광선의 대역을 사용하여 GHz 급 대역폭을 사용하여 데이터를 송수신하며, 가시 광선의 파장의 진폭을 조정하여 데이터를 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 신호 송수신부(200)는 신호 변환부(100)에서 광 신호로 변환한 데이터를 신호 동기화부(300)에서 동기화하여 형성된 광 동기 신호를 광 파장으로 송수신할 수 있다. 신호 송수신부(200)는 광 동기 신호를 송수신할 수 있는 장치로서, 송신과 수신을 모두 수행할 수 있는 장치 일체를 의미한다.
도 2를 참조하면, 신호 송수신부(200)는 광 송신부(210) 및 광 수신부(220)를 포함한다. 신호 송수신부(200)는 도 2에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 신호 송수신기(200)는 LED 전등을 송신 회로로 사용하는 광 송신부(210) 및 포토 센서를 수신 회로로 사용하는 광 수신부(220)로 형성될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
광 송신부(210)는 광 신호 출력부에서 출력된 광 신호를 신호 동기화부(300)에서 동기화한 광 동기 신호를 송신 신호로 송신할 수 있다. 광 송신부(210)는 빛의 파장인 가시광선을 이용한 광 신호를 빠른 통신 속도로 송신하며, 발산하는 광원으로 데이터를 송신한다.
광 송신부(210)는 진폭의 작은 변화에 따라 데이터를 전송하도록 광원의 강도를 조절할 수 있으며, 광원이 존재하는 장소에서 원하는 데이터를 주고 받을 수 있다. 또한, 광 송신부(210)는 사람이 볼 수 없는 밝기 정도로 낮추어 어두운 상태에서도 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광 송신부(210)는 LED이며, LED를 이용하여 주파수 간의 간섭이 없으며, LED가 존재하는 곳에서 사용할 수 있으므로 사용에 제한이 없고, 데이터에 의해 빠르게 깜빡이는 것으로 데이터 통신을 가능하게 할 수 있다.
광 송신부(210)는 LED를 이용하여 광 동기 신호를 송신하므로 저렴한 비용으로 통신을 수행할 수 있으며, 에너지 효율은 높일 수 있다. 또한, 광 송신부(210)는 LED를 사용하여 전자파로 인한 인체의 영향이 적을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광 송신부(210)는 LED를 통해 광 동기 신호를 송신하는 것으로 도시하였으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
광 수신부(220)는 광원에 포함되는 데이터를 전기 신호로 변환하여 수신 신호로 수신할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광 수신부(220)는 포토센서(Photosensor)이며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 포토센서(Photosensor)는 수신된 광원의 양의 변화에 반응하여 방사체에서 방사한 광학 신호를 전기 신호로 변환시킬 수 있다. 포토센서는 적색 가시광선, 무반사 적외선 또는 필요한 경우 강력한 레이저 광선으로 작동할 수 있다.
광 통신 기반의 고속 전송 장치(10)는 광 동기 신호를 전송하는 광 송신부(210)와 또 다른 고속 전송 장치의 수신기와의 사이에 장애물이 위치할 경우, 장애물 또는 그 주위의 물체에 의해 반사되는 광원에 의해 통신이 가능할 수 있다.
광 통신 기반의 고속 전송 장치(10)는 외부 프로세서로부터 테스트 신호를 수신하며, 테스트 신호의 복사본을 생성하고 저장하며, 테스트 신호의 체크 리스트에 따라 통신 상태를 점검하고 테스트 신호에 점검 완료 정보를 기록하고, 점검 완료 정보를 기록한 테스트 신호를 상기 외부 프로세서로 전송하고, 외부 프로세서는 점검 완료 정보를 기록한 테스트 신호를 기초로 고속 전송 장치의 통신 상태를 판단할 수 있다.
외부 프로세서는 광 통신 기반의 고속 전송 장치(10)로 테스트 신호를 전송한다. 테스트 신호는 테스트 장치의 식별번호, 테스트 장치에 연결된 주변 장치의 식별 번호, 테스트 장치에 포함된 내부 구성요소의 동작을 점검하는 체크 리스트, 송신 시간 및 수신 시간을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 테스트 신호는 광 통신 기반의 고속 전송 장치(10)의 식별번호, 광 통신 기반의 고속 전송 장치(10)에 연결된 외부 기기들의 식별번호, 광 통신 기반의 고속 전송 장치(10)에 포함된 내부 구성요소의 동작을 점검하는 체크 리스트, 및 점검 완료 정보를 포함한다.
광 통신 기반의 고속 전송 장치(10)는 체크 리스트를 기준으로 광 통신 기반의 고속 전송 장치(10)에 포함된 내부 구성요소의 동작을 점검하고, 내부 구성요소의 동작 유무 또는 동작 상태에 따라 점검 완료 정보를 기록한다.
외부 프로세서는 수신한 테스트 신호를 분석하여, 광 통신 기반의 고속 전송 장치(10)의 동작 상태를 판단할 수 있다. 외부 프로세서는 수신한 원본 및 복사본의 테스트 신호를 분석하여, 광 통신 기반의 고속 전송 장치(10) 및 광 통신 기반의 고속 전송 장치(10)와 연결된 외부기기들 간의 통신 상태를 판단할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 통신 기반의 고속 전송 장치를 예시한 예시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 통신 기반의 고속 전송 장치의 신호 변환부를 예시한 예시도이다. 고속 전송 장치가 수행하는 동작에 관한 상세한 설명과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
광 통신 기반의 고속 전송 장치(10)의 구성요소들은 도 3과 같이 위치할 수 있으며, 광 통신 기반의 고속 전송 장치(10)의 구성요소들의 위치는 반드시 이에 한정되지 않는다.
도 3을 참조하면, 광 통신 기반의 고속 전송 장치(10)는 신호 변환부(100)와 신호 동기화부(300)는 서로 위 아래로 결합되어 위치하며, 신호 변환부(100)의 일면에서 신호 송수신부(200)와 결합될 수 있다. 광 통신 기반의 고속 전송 장치(10)의 구성요소들의 위치는 반드시 이에 한정되지 않으며, 재조합되어 위치할 수 있다.
도 3은 광 통신 기반의 송수신 시스템을 의미할 수 있다. 도 3을 참조하면, 광 통신 기반의 송수신 시스템은 디지털 신호를 광 파장 대역의 광 신호로 변환하는 신호 변환부, 디지털 신호와 변환된 광 신호를 동기화하여 동기화된 광신호를 나타내는 광 동기 신호를 생성하는 신호 동기화부 및 광 동기 신호를 기반으로 데이터의 송신을 위한 광원을 출력하여 광 통신을 수행하는 LED를 포함하는 광 통신 기반의 전송 장치 및 광 통신 기반의 전송 장치에서 출력된 광원을 수신하는 포토 센서 및 광원에 포함된 광 파장 대역의 광 동기 신호를 디지털 신호로 변환하는 수신 신호 변환부를 포함하는 광 통신 기반의 수신 장치를 포함한다.
도 3을 참조하면, 광 통신 기반의 송수신 시스템의 광 통신 기반의 송신 장치 및 광 통신 기반의 수신 장치는 서로 같은 형상을 형성하고 있으며, 이에 반드시 한정되지는 않으며 서로 다른 형상을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광 통신 기반의 고속 전송 장치(10)의 신호 변환부(100)는 상단에 광 송신부(210)를 포함하며, 측면에 다수의 광 수신부(220)를 포함한다. 여기서, 광 송신부(210)는 LED로 형성되며, 광 수신부(220)는 포토 센서로 형성될 수 있다.
광 송신부(210)는 LED로, LED에서 발광하는 광원 파장을 이용하여 광 동기 신호를 포함하는 광원을 출력하므로, 넓은 범위에 광원을 출력하기 위해 고속 전송 장치(10)의 제일 위의 부분에 위치할 수 있다.
광 통신 기반의 고속 전송 장치(10)는 LED로 광 동기 신호를 포함하는 광원을 전송하기에, 육안으로 확인할 수 없는 조도에서 통신이 가능하며, 주파수의 혼선 등 무선 통신이 불가능한 환경에 위치하여 통신을 수행할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 통신 기반의 고속 전송 방법을 나타낸 흐름도이다. 광 통신 기반의 고속 전송 방법은 광 통신 기반의 고속 전송 장치에 의하여 수행될 수 있으며, 광 통신 기반의 고속 전송 장치가 수행하는 동작에 관한 상세한 설명과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
광 통신 기반의 고속 전송 방법은 디지털 신호를 광 파장 대역의 광 신호로 변환하는 단계(S510), 디지털 신호와 변환된 광 신호를 동기화하여 광 동기 신호를 생성하는 단계(S520) 및 광 동기 신호를 기반으로 데이터의 송수신을 위한 광원을 출력하여 광 통신을 수행하는 단계(S520)를 포함한다.
디지털 신호를 광 파장 대역의 광 신호로 변환하는 단계(S510)는 직렬 형태로 연속적으로 전송되는 데이터의 흐름을 나타내는 비트 스트림(Bit-stream) 기반의 전송을 수행하는 무선 주파수로 형성된 디지털 신호를 수집하는 단계, 직렬 형태로 형성된 디지털 신호를 취합하여 병렬 형태로 형성된 광 신호로 상기 데이터를 변환하는 단계, 병렬 형태로 변환 시, 보안성 향상을 위해 변환 시의 상기 광 신호의 배치를 왜곡하는 단계 및 배치가 왜곡된 광 신호를 출력하는 단계를 포함한다.
신호 디지털 신호와 변환된 광 신호를 동기화하여 광 동기 신호를 생성하는 단계(S520)는 배치가 왜곡된 광 신호로 형성된 데이터에 일정 간격마다 마킹 비트를 삽입하여 리플데이터를 생성하는 리플데이터 생성부, 동기화 데이터 전송을 위한 추가적인 병렬 동기화 신호를 생성하여 병렬 동기화 신호를 관리하며, 병렬 동기화 신호를 통해 배치가 왜곡된 광 신호를 동기화하는 채널 관리부, 동기화된 배치가 왜곡된 광 신호로 형성된 데이터에 리플데이터 및 병렬 동기화 신호를 제거하여 데이터비트를 추출하며, 데이터비트를 기반으로 형성된 광 동기 신호를 생성하는 단계를 포함한다.
배치가 왜곡된 광 신호를 동기화하는 단계는 (i) 반송파 동기 (ii) 시간 동기 (iii) 비트 동기 (iv) 심볼 동기 (v) 프레임 동기 (vi) 부호 동기를 적어도 하나 포함하는 병렬 동기화 신호를 통해 동기화를 수행할 수 있다. 데이터비트를 기반으로 형성된 광 동기 신호를 생성하는 단계는 병렬 동기화 신호에 의해 배치가 왜곡된 광 신호가 디지털 신호와 동기화 되는 경우, 병렬 동기화 신호를 제거하여 광 동기 신호를 생성하는 단계 및 병렬 동기화 신호에 의해 배치가 왜곡된 광 신호가 디지털 신호와 동기화 되지 않는 경우, 광 신호가 상기 디지털 신호와 동기화될 때까지 병렬 동기화 신호를 유지하는 단계를 포함한다.
도 5에서는 각각의 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 개재하고 있으나 이는 예시적으로 설명한 것에 불과하고, 이 분야의 기술자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 5에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 또는 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하거나 다른 과정을 추가하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.
본 실시예들에 따른 동작은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 실행을 위해 프로세서에 명령어를 제공하는 데 참여한 임의의 매체를 나타낸다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, 자기 매체, 광기록 매체, 메모리 등이 있을 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다. 본 실시예를 구현하기 위한 기능적인(Functional) 프로그램, 코드, 및 코드 세그먼트들은 본 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다.
본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 광 통신 기반의 고속 전송 장치
100: 신호 변환부
200: 신호 송수신부
300: 신호 동기화부

Claims (15)

  1. 디지털 신호를 광 파장 대역의 광 신호로 변환하는 신호 변환부;
    상기 디지털 신호와 상기 변환된 광 신호를 동기화하여 광 동기 신호를 생성하는 신호 동기화부; 및
    상기 광 동기 신호를 기반으로 데이터의 송수신을 위한 광원을 출력하여 광 통신을 수행하는 신호 송수신부를 포함하고,
    상기 신호 동기화부는 배치가 왜곡된 광 신호로 형성된 데이터에 일정 간격마다 마킹 비트를 삽입하여 리플데이터를 생성하는 리플데이터 생성부; 동기화 데이터 전송을 위한 추가적인 병렬 동기화 신호를 생성하여 상기 병렬 동기화 신호를 관리하며, 상기 병렬 동기화 신호를 통해 상기 배치가 왜곡된 광 신호를 동기화하는 채널 관리부; 및 상기 동기화된 배치가 왜곡된 광 신호로 형성된 데이터에 상기 리플데이터 및 상기 병렬 동기화 신호를 제거하여 데이터비트를 추출하며, 상기 데이터비트를 기반으로 형성된 상기 광 동기 신호를 생성하는 후처리부를 포함하고,
    상기 채널 관리부는 (i) 반송파 동기 (ii) 시간 동기 (iii) 비트 동기 (iv) 심볼 동기 (v) 프레임 동기 (vi) 부호 동기를 적어도 하나 포함하는 상기 병렬 동기화 신호를 통해 동기화를 수행하고,
    상기 후처리부는 상기 병렬 동기화 신호에 의해 상기 배치가 왜곡된 광 신호가 상기 디지털 신호와 동기화 되는 경우, 상기 병렬 동기화 신호를 제거하여 상기 광 동기 신호를 생성하고, 상기 병렬 동기화 신호에 의해 상기 배치가 왜곡된 광 신호가 상기 디지털 신호와 동기화 되지 않는 경우, 상기 광 신호가 상기 디지털 신호와 동기화될 때까지 상기 병렬 동기화 신호를 유지하는 것을 특징으로 하는 광 통신 기반의 고속 전송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호 변환부는,
    병렬 연산에 의해 직렬 형태의 상기 디지털 신호를 처리하되, 상기 디지털 신호를 기 설정된 간격의 대역폭으로 할당하여 병렬 형태의 상기 광 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 광 통신 기반의 고속 전송 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 신호 변환부는,
    직렬 형태로 연속적으로 전송되는 데이터의 흐름을 나타내는 비트 스트림(Bit-stream) 기반의 전송을 수행하는 무선 주파수로 형성된 상기 디지털 신호를 수집하는 디지털 신호 입력부;
    상기 직렬 형태로 형성된 디지털 신호를 취합하여 상기 병렬 형태로 형성된 광 신호로 상기 데이터를 변환하는 병렬 신호 변환부;
    상기 병렬 형태로 변환 시, 보안성 향상을 위해 상기 변환 시의 상기 광 신호의 배치를 왜곡하는 스크램블부; 및
    상기 배치가 왜곡된 광 신호를 출력하는 광 신호 출력부를 포함하는 광 통신 기반의 고속 전송 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 신호 동기화부는,
    상기 디지털 신호와 상기 병렬 형태로 전송되는 상기 배치가 왜곡된 광 신호의 데이터간 전송 동기화를 수행하며, 상기 신호 변환부를 통해 상기 광 신호로 변환 시 발생하는 데이터 유실을 방지하는 것을 특징으로 하는 광 통신 기반의 고속 전송 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 신호 송수신부는 가시 광선의 대역을 사용하여 상기 데이터를 송수신하며, 상기 가시 광선의 파장의 진폭을 조정하여 상기 광 동기 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 광 통신 기반의 고속 전송 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 신호 송수신부는,
    상기 신호 동기화부에서 동기화된 상기 광 동기 신호를 송신 신호로 송신하는 광 송신부; 및
    광원에 포함되는 데이터를 전기 신호로 변환하여 수신 신호로 수신하는 광 수신부를 포함하는 광 통신 기반의 고속 전송 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 고속 전송 장치는 외부 프로세서로부터 테스트 신호를 수신하며, 상기 테스트 신호의 복사본을 생성하고 저장하며, 상기 테스트 신호의 체크 리스트에 따라 통신 상태를 점검하고 상기 테스트 신호에 점검 완료 정보를 기록하고, 상기 점검 완료 정보를 기록한 상기 테스트 신호를 상기 외부 프로세서로 전송하고,
    상기 외부 프로세서는 상기 점검 완료 정보를 기록한 상기 테스트 신호를 기초로 상기 고속 전송 장치의 통신 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 광 통신 기반의 고속 전송 장치.
  10. 광 통신 기반의 고속 전송 장치에 의한 광 통신 기반의 고속 전송 방법에 있어서,
    디지털 신호를 광 파장 대역의 광 신호로 변환하는 단계;
    상기 디지털 신호와 상기 변환된 광 신호를 동기화하여 광 동기 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 광 동기 신호를 기반으로 데이터의 송수신을 위한 광원을 출력하여 광 통신을 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 광 동기 신호를 생성하는 단계는, 배치가 왜곡된 광 신호로 형성된 데이터에 일정 간격마다 마킹 비트를 삽입하여 리플데이터를 생성하는 단계, 동기화 데이터 전송을 위한 추가적인 병렬 동기화 신호를 생성하여 상기 병렬 동기화 신호를 관리하며, 상기 병렬 동기화 신호를 통해 상기 배치가 왜곡된 광 신호를 동기화하는 단계 및 상기 동기화된 배치가 왜곡된 광 신호로 형성된 데이터에 상기 리플데이터 및 상기 병렬 동기화 신호를 제거하여 데이터비트를 추출하며, 상기 데이터비트를 기반으로 형성된 상기 광 동기 신호를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 배치가 왜곡된 광 신호를 동기화하는 단계는 (i) 반송파 동기 (ii) 시간 동기 (iii) 비트 동기 (iv) 심볼 동기 (v) 프레임 동기 (vi) 부호 동기를 적어도 하나 포함하는 상기 병렬 동기화 신호를 통해 동기화를 수행하고,
    상기 데이터비트를 기반으로 형성된 광 동기 신호를 생성하는 단계는 상기 병렬 동기화 신호에 의해 상기 배치가 왜곡된 광 신호가 상기 디지털 신호와 동기화 되는 경우, 상기 병렬 동기화 신호를 제거하여 상기 광 동기 신호를 생성하는 단계; 및 상기 병렬 동기화 신호에 의해 상기 배치가 왜곡된 광 신호가 상기 디지털 신호와 동기화 되지 않는 경우, 상기 광 신호가 상기 디지털 신호와 동기화될 때까지 상기 병렬 동기화 신호를 유지하는 단계를 포함하는 광 통신 기반의 고속 전송 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 광 신호로 변환하는 단계는,
    직렬 형태로 연속적으로 전송되는 데이터의 흐름을 나타내는 비트 스트림(Bit-stream) 기반의 전송을 수행하는 무선 주파수로 형성된 상기 디지털 신호를 수집하는 단계;
    상기 직렬 형태로 형성된 디지털 신호를 취합하여 병렬 형태로 형성된 광 신호로 상기 데이터를 변환하는 단계;
    상기 병렬 형태로 변환 시, 보안성 향상을 위해 상기 변환 시의 상기 광 신호의 배치를 왜곡하는 단계; 및
    상기 배치가 왜곡된 광 신호를 출력하는 단계를 포함하는 광 통신 기반의 고속 전송 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 디지털 신호를 광 파장 대역의 광 신호로 변환하는 신호 변환부, 상기 디지털 신호와 상기 변환된 광 신호를 동기화하여 상기 동기화된 광신호를 나타내는 광 동기 신호를 생성하는 신호 동기화부 및 상기 광 동기 신호를 기반으로 데이터의 송신을 위한 광원을 출력하여 광 통신을 수행하는 LED를 포함하는 광 통신 기반의 전송 장치; 및
    상기 광 통신 기반의 전송 장치에서 출력된 광원을 수신하는 포토 센서 및 상기 광원에 포함된 광 파장 대역의 상기 광 동기 신호를 디지털 신호로 변환하는 수신 신호 변환부를 포함하는 광 통신 기반의 수신 장치를 포함하고,
    상기 신호 동기화부는 배치가 왜곡된 광 신호로 형성된 데이터에 일정 간격마다 마킹 비트를 삽입하여 리플데이터를 생성하는 리플데이터 생성부; 동기화 데이터 전송을 위한 추가적인 병렬 동기화 신호를 생성하여 상기 병렬 동기화 신호를 관리하며, 상기 병렬 동기화 신호를 통해 상기 배치가 왜곡된 광 신호를 동기화하는 채널 관리부; 및 상기 동기화된 배치가 왜곡된 광 신호로 형성된 데이터에 상기 리플데이터 및 상기 병렬 동기화 신호를 제거하여 데이터비트를 추출하며, 상기 데이터비트를 기반으로 형성된 상기 광 동기 신호를 생성하는 후처리부를 포함하고,
    상기 채널 관리부는 (i) 반송파 동기 (ii) 시간 동기 (iii) 비트 동기 (iv) 심볼 동기 (v) 프레임 동기 (vi) 부호 동기를 적어도 하나 포함하는 상기 병렬 동기화 신호를 통해 동기화를 수행하고,
    상기 후처리부는 상기 병렬 동기화 신호에 의해 상기 배치가 왜곡된 광 신호가 상기 디지털 신호와 동기화 되는 경우, 상기 병렬 동기화 신호를 제거하여 상기 광 동기 신호를 생성하고, 상기 병렬 동기화 신호에 의해 상기 배치가 왜곡된 광 신호가 상기 디지털 신호와 동기화 되지 않는 경우, 상기 광 신호가 상기 디지털 신호와 동기화될 때까지 상기 병렬 동기화 신호를 유지하는 것을 특징으로 하는 광 통신 기반의 송수신 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 신호 변환부는 병렬 연산에 의해 직렬 형태의 상기 디지털 신호를 처리하되, 상기 디지털 신호를 기 설정된 간격의 대역폭으로 할당하여 병렬 형태의 상기 광 신호로 변환하고,
    상기 신호 동기화부는 상기 디지털 신호와 상기 광 신호의 데이터간 전송 동기화를 수행하며, 상기 신호 변환부를 통해 상기 광 신호로 변환 시 발생하는 데이터 유실을 방지하는 것을 특징으로 하는 광 통신 기반의 송수신 시스템.
KR1020190110669A 2019-09-06 2019-09-06 광 통신 기반의 고속 전송 장치 및 방법 Active KR102204877B1 (ko)

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