KR0180664B1 - 비동기식 전송 방식을 이용한 광 케이블 방송 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 통신 시스템의 다양화와 설비의 공동 이용 효과를 고려한 완전한 디지탈 시스템으로서, 다양한 통신 서비스를 유연하게 구현할 수 있도록 비동기식 전송 방식(Asynchronous Transfer Mode : ATM)을 이용한 망를 구축하여 TV, 비디오, 오디오는 물론 전화, 종합정보통신망(ISDN)용 기기 등의 서비스 외에도 주문자 요구(Video On Demand : VOD)용 서비스를 제공할 수 있도록 하는 비동기식 전송 방식을 이용한 광 케이블 방송 시스템에 관한 것으로서, 동축 케이블을 이용하여 비디오나 오디오 신호만을 서비스할 수 있는 아날로그 망을 사용한 일반적인 유선 방송 시스템은 독립적인 망을 이용하는 시스템으로, 차후 통신망의 발전 추세인 광대역 종합정보통신망(ISDN) 이나 통신 서비스의 다양화, 설비의 공동 이용에는 적합하지 않으므로, 본 발명에서는 완전한 시스템으로서 앞으로의 통신 서비스의 다양화와 설비의 공동 이용 효과를 고려하여 비동기식 전송 방식(ATM)을 이용함으로써 다양한 통신 서비스, TV, 비디오, 오디오, 전화, 종합정보통신망(ISDN)용 기기 및 주문자 요구(VOD)용 서비스를 제공할 수 있도록 하는 종합적인 광 케이블 시스템을 제공하여, 가입자의 망접속, 전송 교환, 망의 관리 및 운용 그리고 제공되는 서비스들이 일원화됨으로써 다양한 다수의 광대역 서비스를 유동적으로 행할 수 있게 되고, 차후 케이블 방송 시스템은 물론이고 주문자 요구(VOD)용 비디오 서비스도 유동적으로 수용할 수 있게 되어 차후 광대역 종합정보통신망(ISDN)으로의 향상에 효과적이 된다.

Description

비동기식 전송 방식을 이용한 광 케이블 방송 시스템
제1도는 광대역 종합정보통신망의 계층 구조도.
제2도는 비동기식 전송 방식 셀의 구조도.
제3도는 광 케이블 방송 시스템의 망 구조도.
제4도는 본 발명 비동기식 전송 방식을 이용한 광 케이블 방송 시스템의 구성 블럭도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 위성 안테나 2 : 방송국
3 : 주문자 요구용 비디오 서버 10 : 헤드 엔드
11 : TV용 실시간 인코더 12 : 스테레오 오디오 인코더
13 : ATM 셀 구성부 14 : 다중/역다중화부
15,31,36,41,34,51 : 광전송부 20 : 교환기
30 : 중앙 관리부 32,53 : ATM셀 구성/분해부
33 : 다중/역다중화부 34,42 : 지능형 ATM 분배 스위치부
35 : 망/가입자 관리부 40 : 분배 장치
43,52 : 프레이머/리프레이머 50 : 가입자 장치
54 : TV용 디코더 55 : 오디오 디코더
56 : B채널 정합부 57 : 2B+D/30B+D 채널 정합부
58 : 망/가입자 관리 정보 수집부 60 : 텔레비젼
70 : 스테레오 오디오 80 : 전화기
90 : 종합정보통신망(ISDN) 터미널
본 발명은 통신 시스템의 다양화의 설비의 공동 이용 효과를 고려한 완전한 디지탈 시스템으로서, 다양한 통신 서비스를 유연하게 구현할 수 있도록 비동기식 전송 방식(Asynchronous Transfer Mode : ATM)을 이용한 망을 구축하여 TV, 비디오, 오디오는 물론 전화, 종합정보통신망(ISDN)용 기기 등의 서비스 외에도 주문자 요구(Video On Demand : VOD)용 서비스를 제공할 수 있도록 하는 비동기식 전송 방식을 이용한 광 케이블 방송 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 유선 방송 시스템은 동축 케이블을 이용하여 비디오나 오디오 신호만을 서비스할 수 있는 아날로그 망이었다. 그러한 기존의 유선 방송 시스템은 독립적인 망을 이용하는 시스템으로, 차후 통신망의 발전 추세인 광대역 종합정보통신망(ISDN) 이나 통신 서비스의 다양화, 설비의 공동 이용에는 적합하지 않다.
본 발명은 이러한 점을 해결하기 위해, 완전한 시스템으로서 앞으로의 통신 서비스의 다양화와 설비의 공동 이용 효과를 고려하여 비동기식 전송 방식(ATM)을 이용함으로써 다양한 통신 서비스, TV, 비디오, 오디오, 전화, 종합정보통신망(ISDN)용 기기 및 주문자 요구(VOD)용 서비스도 제공할 수 있도록 하는 종합적인 광 케이블 시스템을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 가입자의 망접속, 전송, 교환, 망의 관리 및 운용 그리고 제공되는 서비스들을 좀 더 일원화시키고자 함을 목적으로 한다.
여기서, 본 발명이 이용하는 비동기식 전송 방식(ATM)과 기존의 동기식 전송 방식(STM)은 디지탈 포맷 내에 정보를 전송하고, 전송흐름에 여러 채널들을 지원하는 등으로 유사점이 많으나, 이 두 방식에 있어서 중요한 차이점을 채널을 인식하는 방법에 있다. 즉, 동기식 전송 방식(STM)은 프레임 패턴의 상대적인 위치에 따라 각각의 채널을 인식하지만, 비동기식 전송 방식(ATM)은 각각의 셀의 헤더에 포함되어 있는 가상 채널 식별자(Virtual Channel Identifier : VCI)와 가상 경로 식별자(Virtual Path Identifier : VPI)의 표식을 통하여 인식한다.
이러한 비동기식 전송 방식(ATM)의 채널 인식 방법은 다중화, 역다중화, 디지탈 정보의 교환 등을 쉽게 함으로써 광대역 통신망 요소들의 가격을 낮추는 요인이 되며, 대역폭을 배분할 때 유연성을 가지게 된다.
이러한 비동기식 전송 방식(ATM)을 적용하는 통신규약에 대해 계층을 분리하면 제1도와 같다. 상위 계층에서는 영상, 음성 및 데이타 신호를 전송하고, 수렴 부계층에서는 상위 계층의 정보 정당성과 미수신 셀(정보)의 보상 처리를 담당한다. 분해 및 재결합 부계층에서는 상위 계층을 정보 셀로 분해하고, 수신 셀에서 상위 계층 정보 셀로 분해하고, 수신 셀에서 상위 계층 정보를 조립하는 것을 담당하고, 비동기식 전송 방식(ATM) 계층에서는 셀단위의 전송 교환, 비트 오류의 판정과 셀 폐기, 복수 통신의 셀 다중 등의 역할을 담당한다. 물리 계층에서는 광 케이블/동축 케이블 등의 전송 매체로 비트 스트림 전송 등의 역할을 담당한다.
상기와 같은 비동기식 전송 방식(ATM) 계층에서는 모든 정보를 53옥텟(octects)의 셀이라는 고정된 길이의 블록으로 분해해서 전송 및 교환한다. 이러한 비동기식 전송 방식(ATM) 셀의 구조는 제2도와 같다. 비동기식 전송 방식(ATM) 계위는 모든 통신에 공통으로 셀의 전송 및 교환을 행하고 있으므로 특정의 통신을 위해서는 개별적인 적응 계층에서 전송정보의 비동기식 전송 방식(ATM) 셀화의 할당 및 분해가 이루어지게 된다.
따라서, 망 내의 교환기에서 비동기식 전송 방식(ATM) 계층까지 처리하고, 적응 계층(AAL)과 그 상위 계층은 송신/수신의 단말기에서 행하게 된다.
이와 같은 비동기식 전송 방식(ATM)을 이용한 광 케이블 방송 시스템은 TV용 실시간 인코더를 통한 TV 및 비디오 신호와 스테레오 오디오 인코더를 통한 오디오 신호를 ATM셀화 하는 ATM셀 구성 수단과, 44.736Mbps의 크기로 상기 신호를 포맷하여 광전송부로 전송하는 다중화 수단과, 광전송부를 통해 수신되는 신호를 역다중화하는 역다중화 수단을 포함하여 이루어지는 헤드 엔드와; 교환기측과 인터페이스되는 B채널 및 ISDN 채널 신호(2B+D 또는 30B+D)를 ATM셀로 분해 및 할당하는 ATM셀 구성/분해 수단과, 44.736Mbps의 크기로 상기 신호를 포맷하는 다중화 수단과, 상기 ATM셀 구성/분해 수단으로 수신된 신호를 역다중화하는 역다중화 수단과, 상기 포맷된 B채널 및 ISDN 채널 신호와 상기 헤드 엔드에서 포맷되어 전송된 TV, 오디오, 비디오 신호를 입력하여 인텔리전트한 트래픽 제어를 하면서 광전송부로 전송하는 지능형 ATM 분배 스위칭 수단을 포함하여 이루어지는 중앙 관리부와; 상기 중앙 관리부의 신호들을 입력하여 그 신호들의 패스를 할당하는 지능형 ATM 분배 스위칭 수단과, 155Mbps의 크기로 포맷하여 다중화면서 광전송부로 전송하는 프레이머와, 광전송부로 부터 입력된 155Mbps 크기의 신호를 역다중화 하여 상기 중앙 관리부로 전송하도록 하는 리프레이머를 포함하여 이루어지는 분배 장치와; 및 상기 분배 장치의 신호를 광전송부를 통해 입력하여 역다중화하는 리프레이머와, 상기 분배장치로 송신되는 신호를 155Mbps 크기의 신호로 포맷하는 프레이머와, 상기 역다중화된 신호에서 오버 헤드를 제외한 ATM 셀 데이타를 추출하여 이 ATM 셀 데이타로 부터 서비스 신호를 분류하는 ATM 셀 구성/분해 수단을 포함하여 이루어지는 가입자 장치로 구성된다.
이하, 본 발명의 일실시예를 첨부도면을 참조로 하여 설명하면 다음과 같다.
제3도는 광 케이블 방송 시스템의 망 구조도이다.
위성 안테나와 각 자체 방송국 및 주문자 요구(VOD)용 비디오 서버에 의한 신호를 입력하여 다중화 하는 헤드 엔드와, 교환기측과 인터페이스하여 입력하는 ISDN 채널 신호와 헤드 엔드로 부터 입력한 신호를 다중화 하는 각 지역별로 나뉘어져 있는 수개의 중앙 관리부와, 각각의 가정에 설치되어 있는 가입자 장치에서 다양한 서비스를 받을 수 있도록 하기 위해 상기 신호들을 다시 일정 크기로 포맷하는 상기 각각의 중앙 관리부에 수개로 연결되어 있는 분배 장치와, 상기 분배 장치에 의한 신호를 입력하여 가입자가 원하는 서비스를 받도록 서비스 신호를 분류하는 수개의 가입 장치로 이루어진다.
상기 중앙 관리부는 큰 지역별로 나뉘어 떨어져 있고, 이에 연결되는 분배 장치 또한 중앙 관리부가 설치되어 있는 지역 보다는 소규모의 지역에 설치되어 제어 영역이 작다. 이는 각 분배 장치에 연결되어 있는 각각의 가입자 장치로의 서비스가 정확히 전달되도록 함이다.
상기 헤드 엔드와, 중앙 관리부와, 분배 장치 및 가입자 장치 사이의 신호 전송은 광 케이블을 이용한다.
상기와 같이 광 케이블을 이용하면서 신호 전송 방식을 비동기 전송 방식을 이용한 본 발명 방송 시스템의 주요 구성은 제4도와 같다.
위성 안테나(1)를 통항 영상 신호와 자체 방송국(2)에 의한 신호와 주문자 요구(VOD)용 비디오 서버(3)를 입력하여 다중화 하는 헤드 엔드(10)는 위성으로부터 수신한 영상 신호를 입력하는 TV용 실시간 인코더(11)와, 자체 각 방송국의 신호를 입력하는 스테레오 오디오 인코더(12)와, 상기 인코더(11,12)들에 의한 신호를 입력하여 ATM셀화 시키는 ATM셀 구성부(13)와, ATM셀화 된 상기 신호를 44.736Mbps의 크기로 포맷하면서 가입자들의 서비스 선택 신호를 역다중화하여 주문자 요구(VOD)용 비디오 서브(3)로 전송하는 다중/역다중화부(14)와, 상기 다중화된 신호와 역다중화 되기 위한 신호를 송수신하는 광전송부(15)를 포함하여 이루어진다.
상기 헤드 엔드(10)에서 전송되는 신호와 교환기(20)측의 채널 신호를 입력하여 트래픽 제어를 하는 중앙 관리부(30)는 상기 헤드 엔드(10)의 광전송부(15)와 광신호를 서로 송수신하는 광전송부(31)와, 교환기(20)측으로부터 입력한 B채널과 ISDN 채널(2B+D 또는 30B+D) 신호를 ATM셀화하는 ATM셀 구성/분해부(32)와, ATM셀화 된 상기 신호를 44.736Mbps 크기의 신호를 역다중화 하는 다중/역다중화부(33)와, 상기 다중화된 채널 신호와 헤드 엔드(10)에서 다중화된 TV, 오디오, 비디오 신호를 입력하여 트래픽 제어를 하는 지능형 ATM 분배 스위치부(34)와, 상기 헤드 엔드(10)로 송신되는 신호와 수신한 신호를 감시하여 그 상태를 저장하여 에러 유무를 파악하는 망/가입자 관리부(35)와, 상기 트래픽 제어된 신호들을 광신호로 변환시킨 후 송신하면서 외부에서 송신되는 광신호를 수신하는 광전송부(36)를 포함하여 이루어진다.
상기 중앙 관리부(30)의 서비스 신호들을 입력하여 각 가입자 장치로 전송하는 분배 장치(40)는 상기 중앙 관리부(30)의 광전송부(36)와 광신호를 서로 송수신하는 광전송부(41)와, 수신된 신호들을 트래픽 제어를 하면서 패스를 할당하는 지능형 ATM 분배 스위치(42)와, 상기 ATM셀화 된 신호들을 155Mbps의 크기로 포맷하여 다중화하면서 수신된 155Mbps 크기의 신호를 역다중화하는 프레이머/리프레이머(43)와, 상기 다중화된 신호를 광신호로 변환시킨 후 송신하면서 외부에서 송신되는 광신호를 수신하는 광전송부(44)를 포함하여 이루어진다.
상기 분배 장치(40)의 신호를 입력하여 각각의 서비스 신호로 분류하는 가입자 장치(50)는 상기 분배 장치(40)의 광전송부(44)와 광신호를 서로 송수신하는 광전송부(51)와, 상기 분배 장치(40)에서 다중화된 신호를 역다중화 시키면서 분배 장치(40)로 송신하는 신호를 155Mbps 크기의 신호로 다중화시키는 프레이머/리프레이머(52)와, 상기 역다중화된 신호에서 오버헤드를 제외한 ATM셀 데이타를 추출하여 이 ATM셀 데이타로 부터 서비스 신호를 분류하는 ATM셀 구성/분해부(53)와, 상기 ATM셀 구성/분해부(53)에서 분류된 서비스 신호 중 TV신호를 입력하여 디코드하여 TV(60)로 화면이 출력되도록 하는 TV용 디코더(54)와, 분류 서비스 신호 중 오디오 신호를 디코드하여 스테레오 오디오(70)로 출력하는 오디오 디코더(55)와, 분류 서비스 신호 중 전화 서비스 신호인 B채널 신호를 정합하는 B채널 정합부(56)와, 분류 서비스 신호 중 ISDN 채널 신호인 2B+D 또는 30B+D 채널 신호를 정합하여 ISDN 터미널(90)을 통해 ISDN용 기기로 서비스를 제공하는 2B+D 또는 30B+D 채널 정합부(57)와, 시스템 유지 관리용 신호를 수집하여 ATM셀화 또는 전송 포맷의 오버 헤드 비트를 이용하여 통신하는 망/가입자 관리 정보 수집부(58)를 포함하여 이루어진다.
상기 구성에서 각 전송망 인터페이스는 동기식 전송계위(Synchronous Digital Herarchy : SDH)인 소네트(SONET : Synchronous Optical NETwork)를 표준으로 사용한다. 이 소네트(SONET) 다중화기는 협대역 통신과 광대역 통신을 동시에 지원할 수 있으므로 광대역으로의 점진적이고 경제적인 망이다.
상기 헤드 엔드(10)와 중앙 관리부(30)와 분배 장치(40) 사이의 광전송부(15,31,36,41)는 2.488Gbps 장치와, 622.080Mbps 장치와, 1.244bps 장치와, 10Gbps 장치 등의 전송 장치가 사용 가능하다. 또한, 분배 장치(40)와 가입자 장치(50) 사이의 광전송부(44,51)는 155.520Mbps 전송 장치를 사용한다.
이와 같이 가입자 망에 155.520Mbps의 전송 포맷을 사용하므로 다수의 다양한 서비스를 수용할 수 있게 되어, 차후 고화질 텔레비젼(HDTV), 광대역 종합정보통신망(ISDN) 등에 적용 가능하게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 주요 구성을 이용하여 간략하게 설명하면 다음과 같다.
헤드 엔드(10)에서 오디오 및 비디오 신호를 제2도의 ATM셀 구조처럼 ATM셀 구성부(13)에서 구성하여 소네트 다중화부(14)를 통해 44.736Mbps 신호 포맷으로 다중화된 후 광전송부(15)에서 광신호로 변환된다. 이 신호는 각각의 중앙 관리부(30)의 광전송부(31)로 입력된다.
중앙 관리부(30)에서도 상기 헤드 엔드(10)에서와 마찬가지로 교환기(20)측과 인터페이스 되는 B채널과 ISDN 채널(2B+D 또는 30B+D 채널) 신호도 ATM셀 구성/분해부(32)에서 ATM셀하 되어 소네트 다중화부(33)를 통해 44.736Mbps 신호 포맷으로 다중화된다. 이는 상기 헤드 엔드(10)에서 다중화되어 전송된 TV, 오디오, 비디오 신호와 함께 지능형 ATM 분해 스위치부(34)를 통해 트래픽 제어된다. 그리고 나서 광전송부(36)를 통해 각각의 부배 장치(40)로 전송된다.
분배 장치(40)에서는 상기 신호들을 입력하여 신호의 인텔리전트한 트래픽 제어를 하는 지능형 ATM 분배 스위치부(42)를 거쳐 그 신호들의 패스를 할당한다. 그리고 나서, 프레이머(43)를 통해 소네트의 155Mbps 신호 포맷으로 다중화하여 가입자 장치(50)로 전송한다.
가입자 장치(50)에서는 수신 신호 155Mbps의 신호를 리프레이머(52)를 통해 역다중화 하여 ATM 셀 구성/분해부(53)에서 오버 헤드를 제외한 ATM셀 데이타를 추출한다. 이 추출된 ATM셀 데이타로 부터 ATM 셀 구성/분해부(53)에서는 각각의 서비스 신호(비디오, 오디오, B채널, ISDN채널 등)를 분류하게 된다.
마찬가지로 가입자로 부터의 상향 데이타 중 B 채널 및 ISDN용 채널 데이타는 먼저 ATM 셀 구성/분해부(53)에서 ATM셀로 구성된 후에, 프레이머(52)에서 155Mbps 데이타 포맷으로 다중화 되어 분배 장치(40)로 전송된다. 이후, 상향 데이타는 분배 장치(40)에서 44.736Mbps 데이타 포맷되어 중앙 관리부(30)를 통해 헤드 엔드(10)의 역다중화부(14)에 입력된다. 이후, 신호는 역다중화 되어 가입자의 서비스 선택 신호를 처리하게 된다.
상기와 같이 ATM의 채널 인식 방법을 사용함으로써 다중화, 역다중화, 디지탈 정보의 교환 등이 쉬워지며, 또한 광대역 통신망 요소들의 가격을 낮추는 요인이 되고, 대역폭을 배분할 때 유연성을 가지게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 다양한 다수의 광대역 서비스를 유동적으로 행할 수 있으므로 차후 케이블 방송 시스템은 물론이고 주문자 요구(VOD)용 비디오 서비스도 유동적으로 수요할 수 있게 되어 차후 광대역 종합정보통신망(ISDN)으로의 향상에 효과적이 된다.

Claims (2)

  1. 광 케이블 방송 시스템을 구성함에 있어서, TV용 실시간 인코더(11)를 통한 TV 및 비디오 신호와 스테레오 오디오 인코더(12)를 통한 오디오 신호를 ATM셀화 하는 ATM셀 구성 수단과, 44.736Mbps의 크기로 상기 신호를 포맷하여 광전송부(15)로 전송하는 다중화 수단과, 광전송부(15)를 통해 수신되는 신호를 역다중화하는 역다중화 수단을 포함하여 이루어지는 헤드 엔드(10)와; 교환기(20)축과 인터페이스 되는 B채널 및 ISDN 채널 신호(2B+D 또는 30B+D)를 ATM셀로 분해 및 할당하는 ATM셀 구성/분해 수단과, 44.736Mbps의 크기로 상기 신호를 포맷하는 다중화 수단과, 상기 ATM셀 구성/분해수단으로 수신된 신호를 역다중화하는 역다중화 수단과, 상기 포맷된 B채널 및 ISDN 채널 신호와 상기 헤드 엔드(10)에서 포맷되어 전송된 TV, 오디오, 비디오 신호를 입력하여 인텔리전트한 트래픽 제어를 하면서 광전송부(36)로 전송하는 지능형 ATM 분배 스위칭 수단을 포함하여 이루어지는 중앙 관리부(30)와; 상기 중앙 관리부(30)의 신호들을 입력하여 그 신호들의 패스를 할당하는 지능형 ATM 분배 스위칭 수단과, 155Mbps의 크기로 포맷하여 다중화면서 광전송부(44)로 전송하는 프레이머와, 광전송부(44)로 부터 입력된 155Mbps 크기의 신호를 역다중화 하여 상기 중앙 관리부(30)로 전송하도록 하는 리프레이머를 포함하여 이루어지는 분배 장치(40)와; 및 상기 분배 장치(40)의 신호를 광전송부(51)를 통해 입력하여 역다중화하는 리프레이머와, 상기 분배 장치(40)로 송신되는 신호를 155Mbps 크기의 신호로 포맷하는 프레이머와, 상기 역다중화된 신호에서 오버헤드를 제외한 ATM 셀 데이타를 추출하여 이 ATM 셀 데이타로 부터 서비스 신호를 분류하는 ATM 셀 구성/분해 수단을 포함하여 이루어지는 가입자 장치(50)로 구성됨을 특징으로 하는 비동기식 전송 방식을 이용한 광 케이블 방송 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기에서 다중화 수단은 협대역 통신과 광대역 통신을 동시에 지원하는 동기식 전송계위(Synchronous Digital Hierarchy : SDH)인 소네트(SONET : Synchronous Optical NETwork)를 표준으로 함을 특징으로 하는 비동기식 전송 방식을 이용한 광 케이블 방송 시스템.
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