KR0185852B1 - 고정된 대역에서 문자방송수신이 가능한 catv 단말기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 네트워크와 연결되어 데이타 송수신을 담당하는 네트워크 인터페이스유니트(NIU:100)와, MPEG-2신호를 NTSC신호로 변환하여 TV로 송출하는 ㅅ톱유니트(STU:200)로 구성된 대화형 CATV시스템의 가입자 단말기에 있어서, 상기 네트웍 인터페이스 유니트가 상기 네트웍으로부터 입력된 RF 신호가 소정의 채널을 선택할 수 있도록 된 튜너(104); 상기 튜너에 의해 선택된 아날로그 채널의 영상신호를 복조하여 오디오신호와 베이스밴드 비디오신호를 출력하는 아날로그 복조 및 BTSC엔코더(107); 상기 네트웍으로터 입력된 RF 신호에서 문자방송 채널을 선택하여 문자방송을 수신하는 문자방송 튜너 및 수신기(105); 및 상기 BTSC엔코더의 베이스벤드 비디오나 문자방송 수신기의 출력을 입력받아 가입자 서비스대기중에는 상기 문자방송 수신기의 출력을 선택하여 출력하는 멀티플렉서(110)가 구비되어 네트웍으로부터 소정의 RF신호를 입력받아 복조하여 아날로그 채널 및 디지탈 채널을 통해 비디오 서비스를 제공받을 수 있으며, 맨머신인터페이스수단에 의해 사용자가 선택한 정보가 디지탈 모뎀을 통해 상기 네트웍측으로 전달된다.

Description

고정된 대역에서 문자방송수신이 가능한 CATV 단말기

제1도는 일반적인 CATV방송을 설명하기 위하여 도시한 주파수대역도.

제2도는 본 발명이 적용되는 CATV 가입자 단말기의 전체 블럭도.

제3도는 본 발명에 따라 문자방송을 수신하기 위한 네트워크인터페이스부의 블럭도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : CATV 가입자 단말기(set top box) 100 : 네트워크 인터페이스부(NIU)

200 : 셋톱유니트(STU) 101 : RF 입력부

102,103,106 : 다이플랙서 필터 104 : 튜너

105 : 문자방송 튜너

107 : 아날로그복조 및 BTSC엔코더

108 : 디지탈 채널 복저기 109 : 디패킷부

110 : 멀티플랙서 111 : 디지탈 채널제어용 모뎀

112 : 매체억세스제어부(MAC) 113 : ATM인터페이스부

114 : 아날로그 채널제어용 모뎀 115 : HDLC인터페이스부

116 : 인터페이스로직

본 발명은 대화형 CATV(I-CATV)기술에 관한 것으로, 특히 I-CATV에서 가입자가 서비스 대기중에 서버로부터 여러가지 문자정보를 받을 수 있는 기능이 구비된 단말장치(Set Top Box)에 관한 것이다.

고도 정보화시대에 진입하면서 각국은 국가, 사회정보화를 축징하여 국가경쟁력을 제고하고자 정보고속도로를 구축하고 있으며, 정보산업의 육성을 도모하고 있다. 한국에서도 종합유선방송과 위성방송등과 같은 뉴미디어 서비스가 시작되어 다매체 다채널시대가 도래하였다. 이에 따라 CATV나 전화선로를 사용한 VOD(Video-On-Demand)나 GOD(Game-On-Demand) 등 대화형 멀티미디어 서비스를 도입하기 위한 기술개발이 진행되고 있다.

광대역 케이블을 매체로 사용하는 케이블 텔레비젼(CATV)는 디지탈 통신기술의 발전에 힘입어 적은 설비투자로 대화형 멀티미디어 서비스를 제공할 수 있기 때문에 널리 각광 받고 있는 바, 이를 구형하기 위하여 현재 사용중인 CATV주파수대역을 확장하고 데이타 입축 및 디지탈 전송방법, 서버, 비디오 스위치, 가입자 단말기(Set-On-Box) 및 통신 프로토콜등이 개발되어야 한다.

대화형 CATV시스템은 광대역 쌍방향 통싱망인 광,동축 전송망을 이용하여 영화, 게임, 홈쇼핑, 및 홈뱅킹등과 같은 다양한 영상정보 서비스를 사용자의 요구에 따라 실시간으로 제공하는 시스템으로, 현재 방송중인 아날로그 CATV 시스템과 호환성이 있으며, 이를 위하여 제1도에 도시된 바와 같이 54MHz~450MHz 주파수 대역을 기존의 아날로그 CATV 채널에 할당하고, 450MHz~750MHz 주파수 대역을 디지탈 CATV 채널에 할당하며 5MHz~40MHz 대역을 아날로그 및 디지탈 CATV 의 상향통신 채널로 할당한다. 이때 종래 아날로그 CATV에서는 통신 및 제어를 위해 상향 주파수대역으로 17.9MHz~29.6MHz를 사용하고, 하향 주파수대역으로 126.15MHz~137.85MHz 를 사용한다.

이러한 대화형 CATV 시스템은 헤드앤드(HE)의 조건부접근시스템(CAS:Conditional Access System)과, 가입자 관리시스템을 포함한 기존의 아날로그 CATV시스템, 레벨2 게이트웨이를 포함하는 비디오 서버, ATM 교환시스템, 억세스 네트워크 및 레벨 1 게이트웨이, 옵티칼 네트워크 유니트(ONU), 750MHz대역의 광대역 증폭기, 가입자 단말기, 게임기등으로 구성될 수 있다.

한편, 가입자 단말기(Set-Top-Box)는 대화형 서비스 및 디지탈/아날로그망 등에 대한 서비스를 동시에 받을 수 있는 복합형으로서, 제2도에 도시된 바와 같이, 네트워크와 연결되어 데이타 송수신을 담당하는 네트워크 인터페이스유니트(NIU:100)와, MPEG-2신호를 NTSC신호로 변환하여 TV로 송출하는 셋톱유니트(STU:200)로 구성되며, 이들 하드웨어를 동작시키기 위한 운영체계와 응용 프로그램들이 부가된다.

그런데 종래의 CATV 가입자 단말기는 문자방송 수신기능이 없었기 때문에 가입자가 서비스를 요청한 후 서비스 대기중에 문자방송을 서비스하지 못하였다. 즉, 서비스 대기중에 문자방송을 수신할 수 있다면 서비스 대기시간을 훨씬 유익하게 보낼 수 있을 것이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 필요성을 충족시키기 위해 창안된 것으로, 문자방송 수신기능이 부가되어 서비스 대기중에 문자방송을 시청할 수 있도록 된 대화형 CATV의 가입자 단말장치(Set-Top-Box)를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는,

네트워크와 연결되어 데이타 송수신을 담담하는 네트워크 인터페이스유니트(NIU)와, MPEG-2신호를 NTSC신호를 변환하여 TV로 송출하는 셋톱유니트(STU)로 구성되어 네트웍으로부터 소정의 RF신호를 입력받아 복조하여 아날로그 채널 및 디지탈 채널을 통해 비디오 서비스를 제공받을 수 있으며, 맨머신인터페이스수단에 의해 사용자가 선택한 정보가 디지탈 모뎀을 통해 상기 네트웍측으로 전달되도록 된 대화형 CATV시스템의 가입자 단말기에 있어서,

상기 네트웍 인터페이스 유니트가

상기 네트웍으로부터 입력된 RF 신호에서 소정의 채널을 선택할 수 있도록 된 튜너;

상기 튜너에 의해 선택된 아날로그 채널의 영상신호를 복조하여 오디오신호와 베이스밴드 비디오신호를 출력하는 아날로그 복조 및 BTSC엔코더;

상기 네트웍으로부터 입력된 RF신호에서 문자방송 채널을 선택하여 문자방송을 수신하는 문자방송 튜너 및 수신기; 및

상기 BTSC엔코더의 베이스밴드 비디오나 상기 문자방송 튜너 및 수신기의 출력을 입력받아 가입자 서비스 대기중에는 상기 문자방송 튜너 및 수신기의 출력을 선택하여 출력하는 멀티플렉서가 구비된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명하기로 한다.

먼저 본 발명을 이해하기 쉽게 대화형 CATV에 대해 개략적으로 설명한다.

광,동축 혼합형(Hybrid Fiber Coaxial Network)의 CATV망을 이용한 대화형 CATV서비스 시스템은 기존에 설치된 CATV망을 활용하여 아날로그 CATV서비스를 수용하고, 멀티미디어 서비스를 제공하기 위하여 450MHz~750MHz의 300MHz 대역에 디지탈로 압축된 MPEG2 영상 데이타를 전송하되 주파수 대역분할을 아날로그 전송과의 호환성을 고려하여 6MHz 대역으로 가정한다(따라서 300MHz 대역은 50채널을 수용할 수 있다). 이 경우 6MHz 채널당 약 38Mbps로 전송할 수 있으므로 4Mbps MPEG2신호를 기준으로 할때 기존 아날로그 1채널당 8~9개의 영상 데이타를 전송할 수 있다(통상, 7개의 MPEG2 비트 스트림을 전송한다).

본 발명이 적용되는 CATV 가입자 단말기는 제2도에 도시되 바와 같이, 네트워크와 연결되어 데이타 송수신을 담당하는 네트워크 인터페이스유니트(NIU:100)와, MPEG-2신호를 NTSC신호로 변환하여 TV로 송출하는 셋톱유니트(STU:200)로 구성되며, 이들 하드웨어를 동작시키기 위한 운영체계와 응용 프로그램들이 부가된다.

제2도에 있어서, 가입자 단말기(10)의 셋-톱-유니트(STU:200)는 네트워크 인터페이스 유니트(NIU)와 인터페이스를 위한 NIU인터페이스부(201)와; 수신된 비트 스트림의 암호를 해제하는 암호해독부(decryption engine:202); MPEG2 비트 스트림을 수신하는 MPEG-2 트랜스 포트부(203); MPEG-2 비트 스트림에서 오디오 데이타를 디코딩하는 MPEG2 오디오 디코더(204); MPEG-2 비트 스트림에서 비디오 데이타를 디코딩하는 MPEG2 비디오 디코더(206); 그래픽 제어부(208); 디코딩된 비디오 데이타를 NTSC영상신호로 엔코딩하는 NTSC엔코더(209); 디스크램블러(210); 디스크램블링된 베이스밴드 영상신호(baseband video)를 채널3 또는 채널4의 RF로 변조하는 RF변조기(211); 소정의 소프트웨어에 따라 시스템을 제어하는 프로세서(213); 타이머(212); DMA제어기(211); 스마트 리더(SMART reader:215); IR블러스터(IR blaster:216);PCM-CIA(217); RS-232(218); 키보드(219); 디스플레이(214); 메모리(205,207,221,222,223,224); 전원부(220)등이 구비되어 있다. 여기서 키보드(219), 디스플레이(214), 각종 입출력 포트들은 CATV망을 가입자와 인터페이스해주기 위한 맨머신인터페이스수단이 된다.

이와 같이 구성되는 셋 톱 유니트(200)는 아날로그 CATV수신기능, 아날로그 유료채널 디스크램블링기능, 디지탈 영상 및 음성신호 복원 및 NTSC디코딩, 가상 VCR기능(Play, Pause, Rewind, fast Forward등), 온 스크린 디스플레이, 및 인터페이스기능 등을 수행한다. 여기서 디스크램블러는 수신조건을 만족하는 가입자만이 정상적인 수신을 할 수 있도록 하고 조건을 만족하지 못하는 가입자의 수신을 방지하는 것이고, PC/MCIA 포트는 RS-232포트를 사용하지 않는 디바이스를 인터페이스하기 위한 포트로서 최대 전송속도는 약 22Mbps정도이고 이 포트를 통해 외부기기와 접속할 수 있다.

본 발명에 따른 네트워크 인터페이스 유니트(NIU:100)는 제3도에 도시된 바와 같이, 네트워크로부터 RF신호를 입력받는 RF입력부(101); 방송용 주파수대와 모뎀용 주파수대를 분리하는 다이플랙서 필터(102); 방송채널을 선택하기 위한 튜너(104); 상기 네트웍으로부터 입력된 RF 신호에서 문자방송 채널을선택하여 문자방송을 수신하는 문자 방송 튜너 및 수신기(105); 아날로그 방송 채절과 디지탈 방송채널을 분리하는 다이플랙서 필터(106); 아날로그 채널을 수신하여 R채널 오디오와 L채널 오디오 및 베이스밴드 비디오를 출력하는 아날로그 복조 및 BTSC 엔코더(107); 상기 BTSC엔코더의 베이스벤드 비디오나 상기 문자방송 튜너 및 수신기의 출력을 입력받아 가입자 서비스 대기중에는 상기 문자방송 수신기의 출력을 선택하여 출력하는 멀티플랙서(110); 상기 디지탈 채널 주파수대의 영상신호를 복조하는 디지탈 채널 복조기(108); 상기 복조된 영상 데이타를 디패킷하여 HS_CLK, HS_SYNC, HS_DAT를 출력하는 디패킷부(109); 모뎀 주파수대에서 디지탈 채널을 제어하기 위한 디지탈 채널 제어용 모뎀(111); 매체억세스제어부(MAC:112); ATM인터페이스부(113); 아날로그 채널 제어용 모뎀(114); HDLC 인터페이스부(115); STU와 NIU를 SDA, SCL, 하향 스트림, 상향 스트림등으로 인터페이스하는 인터페이스 로직(116)으로 구성되어 있다.

이와 같이 구성되는 NIU(100)에 있어서, 튜너 주파수대역은 54~750MHz이고, 튜너입력 레벨은 아날로그 방송채널일 경우 약 20dBmV, 디지탈 방송채널일 경우 -9dBmV ~ +16dBmV 이고, 채널 대역폭은 6MHz이다.

그리고 디지탈 채널은 256 QAM 또는 16 VSB 변복조방식으로 전송하고, 에러 콘트롤을 위해 리드 솔로만 부호화를 이용하며, 전송속도는 38.46 Mbps(256 QAM) 혹은 38.78Mbps(16 VSB)이다.

디지탈 채널용 모뎀은 대화형 CATV 서비스를 구현하기 위한 제어통신 채널로서 신뢰성이 높아야 하고, 종래의 아날로그 채널용과는 별도로 사용한다. 디지탈 채널용 모뎀에 있어서, 변조방식은 QPSK를 사용하고, 전송대역폭은 1.5MHz이다.

그리고 디지탈 채널의 데이타를 전송하기 위하여 서버로부터 가입자 단말까지의 데이타 전송은 완전 ATM방식과 ATM/MPEG 혼합방식이 있는데, 완전 ATM 방식은 디지탈 정보 서비스를 ATM형태로 전송하는 것이고, ATM/MPEG 방식은 서버에서 억세스 네트워크까지는 ATM형태로 전송하고, 억세스 네트워크에서 ATM형태를 MPEG 트랜스포트 패킷으로 바꾸어 가입자 단말기로 전송하는 방식이다. MPEG 트랜스토트 패킷은 188바이트의 고정 패킷으로서, 4바이트의 링크헤더와 가변길이의 적응헤더 및 유로부하로 이루어지며 하나의 트랜스포트 패킷은 4개의 ATM 셀로 운반된다.

제3도에 있어서, NIU(100)는 광대역 튜닝(Broadbnand tuning), 복조, 복호, 대화형 통신수단을 제공하는 인터페이스모듈로서, 튜너(104)는 6MHz 채널들 중 특정 채널을 선택해서 정해진 중간주파수로 바꾸어 디지탈 채널 복조기(108)로 입력시키거나 아날로그 채널을 수신하기 위하여 BTSC엔코더(107)의 입력으로 출력한다. 디지탈 채널복조기(108)는 QAM복조기 혹은 VSB복조기로 구현되어 망에 적합한 등화기능, 전방 에러 정정(FEC)기능, 디인터리브기능을 수행하여 입력된 신호를 베이스밴드의 고속데이타 스트림으로 출력해준다.

한편, 아날로그 채널의 신호는 BTSC엔코더(107)를 거쳐 베이스밴드의 영상 및 음성으로 복원되어 STU(200)로 출력되고, 서비스 대기중에 가입자에게 문자방송을 서비스하기 위한 문자방송은 문자방송 전용 튜너에 의해 선택되어 수신된 후 멀티플랙서(110)를 통해 STU(200)측으로 출력된다. 이때 멀티플랙서(MUX:110)는 가입자가 서비스를 대기중에는 문자방송 튜너 및 수신기(105)의 출력을 입력받아 문자방송을 서비스하도록 하고, 정상적으로 원하는 서비스가 시작되면 해당 아날로그 채널의 베이스밴드 비디오신호를 선택하여 STU(200)로 출력한다. 이와 같이 문자방송 튜너 및 수신기(105)에 의해 문자방송을 수신하므로써, 서비스 대기중에 멀티플랙서(110)를 문자방송의 영상을 선택하여 문자방송를 시청할 수 있도록 한다.

그리고 제어용 채널은 기존의 아날로그 방송을 지원받기 위해 HDLC 를 이용한 아날로그 채널 제어용 모뎀(114)과, 대화형 VOD서비스를 받기 위한 고속의 디지탈 채널 제어용 모뎀(111)에 의해 제공된다. 여기서, 아날로그 채널 제어용 모뎀(114)은 주파수천이(FSK)모뎀으로 구현되고, 디지탈 채널 제어용 모뎀(111)은 QPSK모뎀으로 구현될 수 있으며 이를 위한 상향 주파수대역은 5MHz~40MHz이다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명에 따른 CATV가입자 단말기는 기존의 튜너를 통해 문자방송을 수신한 후 가입자가 서비스를 대기하는 중에 이 문자방송을 보여주므로써 서비스 대기시간을 효율적으로 보낼수 있어 사용이 편리한 효과가 있다.

Claims (1)

1. 네트워크와 연결되어 데이타 송수신을 담당하는 네트워크 인터페이스유니트(NIU:100)와, MPEG-2신호를 NTSC신호로 변환하여 TV로 송출하는 ㅅ톱유니트(STU:200)로 구성되어 네트웍으로부터 소정의 RF신호를 입력받아 복조하여 아날로그 채널 및 디지탈 채널을 통해 비디오 서비스를 제공받을 수 있으며, 맨머신인터페이스수단에 의해 사용자가 선택한 정보가 디지탈 모뎀을 통해 상기 네트웍측으로 전달되도록 된 대화형 CATV시스템의 가입자 단말기에 있어서, 상기 네트웍 인터페이스 유니트(100)가 상기 네트웍으로부터 입력된 RF신호에서 소정의 채널을 선택할 수 있도록 된 튜너(104); 상기 튜너에 의해 선택된 아날로그 채널의 영상신호를 복조하여 오디오신호와 베이스밴드 비디오신호를 출력하는 아날로그 복조 및 BTSC엔코더(107); 상기 네트웍으로부터 입력된 RF 신호에서 문자방송 채널을 선택하여 문자방송을 수신하는 문자방송 튜너 및 수신기(105); 및 상기 BTSC엔코더의 베이스밴드 비디오나 상기 문자방송 튜너 및 수신기의 출력을 선택하여 출력하는 멀티플랙서(110)가 구비된 것을 특징으로 하는 고정된 대역에서 문자방송수신이 가능한 CATV 단말기.