KR100188480B1 - 종합 유선방송용 상향 데이타 중계장치 - Google Patents

Abstract

이 발명은 종합유선 방송용 상향 데이터 중계장치에 관한 것으로, 특히 상향증폭기(3)의 출력신호를 여러 출력으로 나누어 주는 분배기(4)와; 상기 분배기(4)의 각 출력단자에서 출력되는 신호를 기저대역의 데이터로 바꾼 다음 상향으로 전송되는 데이터를 복원하여 버퍼에 저장하고, 패리티나 CRC를 검사하여 에러가 검출되면 데이터를 버리고 이상이 없으면 데이터를 일정형태로 엔코딩한 후, 상향대역에 적합한 RF신호로 만들어져 혼합기(6)로 각각 출력하는 수개의 데이터 처리모듈(5)과; 상기 데이터 처리모듈(5)들로부터 출력되는 RF신호들을 혼합시켜 제1대역 분리기(1)를 통해 방송국으로 전달시켜 주는 혼합기(6)와; 각부에 구동전압을 공급시켜 주는 전원공급기(7)로 별도의 장치를 제작하여 기존의 장비나 장치를 그대로 이용하면서 HFC망의 상향통신 채널의 유입잡음을 억제하고 신뢰성 있는 상향통신 채널을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 서비스의 다양화에 따른 전송방법이 상이하더라도 확장할 수 있도록 모듈 추가형으로 하여 안정된 HFC 망의 상향 데이터 채널을 제공할 수 있는 것이다.

Description

종합 유선방송용 상향 데이터 중계장치

제1도는 일반적인 쌍방향 증폭기 블록도.

제2도는 종래 스위치 모듈이 내장된 증폭기의 블록도.

제3도는 이 발명 상향 데이터 중계장치 블록도.

제4도는 이 발명 중 데이터 처리 모듈의 블록도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 제1 대역 분리기 2 : 제2 대역 분리기

3 : 상향증폭기 4 : 분배기

5 : 데이터 처리모듈 6 : 혼합기

7 : 전원공급기 51 : RF 복사기

52 : 제어기 53 : 데이터 버퍼

54 : RF 변조기 55 : 데이터 디코너

이 발명은 종합유선 방송용 상향 데이터 중계장치에 관한 것으로, 특히 가입자 집내에서 불량 콘텍터나 케이블로 인하여 유도되는 유입잡음(Ingress Noise)을 감소시키고 신호대잡음비(즉, S/N비)가 좋은 신호로 바꾸어 데이터를 전송시킬 수 있도록 한 종합 유선방송용 상향 데이터 중계장치에 관한 것이다.

일반적으로 종합 유선방송(Cable Television : 이하 CATV라 약칭함)용 네트웍은 광-동축 혼합망(Hybrid Fiber and Coaxial : 이하 HFC라 약칭함)으로 종합유선 방송국에서 밀접 지역까지는 광-케이블로 배설하고, 광케이블로 전송된 광신호는 광변환장치(Optical Network Unit : 이하 ONU라 약칭함)를 통하여 무선주파수(Radio Frequency : RF)신호로 바뀌어 ONU에서 가정내까지 설비된 동축케이블을 통하여 가입자에게 전달된다. 이때, 종합 유선방송국에서 ONU까지는 스타(Star)-망으로 구축한 다음, ONU에서 댁내까지의 동축 케이블 전송 구간은 지름이 큰 동축 케이블로 된 본선과, 본선에서 갈라져 본선 보다는 지름이 작은 지선으로 형성된 나무가지 모양의 케이블 배선으로 트리 앤 브랜치(Tree￡ Branch)형 구조로 연결되어 있다. 일반적 망 설계 방법으로는 하나의 ONU에 연결된 단말기 수는 약 2000개 정도를 기준으로 설치한다.

HFC 망을 이용한 쌍방향 통신방법은, 통상 불균형 분배방식으로 방송국에서 가입자 단말기(Cable TV Converter : 컨버터)로 전송되는 하향대역(Downstream Brandwidth)은 50MHz에서 450MHz 까지의 대역으로 할당되어져 있다.

이때, 상하향 대역이 모두 광대역으로 주파수 대역별로 감쇠가 틀리기 때문에 수백 M마다 증폭기를 설치하여 전대역의 신호 레벨을 일정하게 유지한다. 또, 하향대역으로 전송되는 정보는 전대역을 6MHz 대역폭으로 나누어 케이블 TV 채널이 할당되어져 방송 서비스가 제공되고, 케이블 TV 채널로 할당되지 않은 일부 채널을 이용하여 데이터를 전송하는 서비스를 실시한다. 상향대역으로는 주로 컨버터에서 방송국으로 서비스를 요청하거나, 방송국에서 요청한 가입자 정보를 송신해 주는 데이터 전송 서비스를 하게 되는데, 이를 도표로 나타내면 다음과 같다. 방송국에서 송신되는 신호는 신호원의 품질이 매우 높아 ONU 까지의 신호는 거의 방송국의 신호원과 비슷하고, ONU에서 컨버터까지는 동축 케이블망으로 중간 중간의 증폭기에 의한 잡음이외에는 큰 영향이 없다. 또, 종합 유선방송망에서 사용되는 증폭기의 특성은 고품질, 고신뢰도, 저잡음, 낮은 비선형 왜곡의 증폭기로 하향대역의 신호품질은 컨버터에서 수신시 매우 좋다. 그러나, 컨버터에서 방송국으로 전송되는 신호는 다른 요소의 영향으로 품질에 문제가 발생한다. 즉, 각각의 컨버터가 가정에 설치되어 있어 타 전자제품, 예를 들면, 헤어드라이기, 전자레인지, 청소기, 세탁기 등에 의한 전자파의 유입이 발생한다. 이것이 한 가정에서 유입되는 것이 아니라 각각의 가정에서 유입되어 결국은 지선망의 증폭기로 모아지고 각각의 지선망 증폭기에서 모아진 유입잡음은 본선의 증폭기로 모아져 ONU에서 매우 큰 유입잡음으로 나타나게 된다. 이 신호의 크기가 컨버터의 설치 가구수가 늘면 늘수록 커지기 때문에 어느 단계에서는 컨버터에서 발생한 송출신호 보다 더 크게 되는 경우도 있다. 따라서, 상향의 신호품질은 하향신호 보다 매우 나쁘며, 이를 보완하기 위한 여러기술이 개발되고 있다.

종래에 있어서 일반적으로 널리 사용되고 있는 쌍방향 증폭기는 제1도에서 도시된 바와 같이, 방송국과 연결된 제1 대역 분리기(31)의 출력단자와, 가입자 컨버터에 연결된 제2 대역 분리기(32) 입력단자 사이에는 하향증폭기(33)와 분리기(34)를 직렬연결하여, 하향신호를 증폭하고, 제2 대역 분리기(32)의 출력단자와 제1 대역 분리기(31)의 입력단자 사이에는 상향증폭기(35)와 방향성 결합기(36)를 직렬 연결하여, 상향신호를 증폭하며, 상기 분리기(34)의 출력단자와 방향성 결합기(36)의 입력단자 사이에는 RF 복조기(371), 콘트롤러(372) 및 RF 변조기(373)로 구성되는 망 감시모듈(37)을 설치한 구성으로 되어 있었다. 그러나, 이와 같은 구성은 상기 증폭기 하단의 상향증폭기가 집내의 컨버터들에서 송출된 신호의 잡음들이 그대로 상향증폭기의 입력으로 들어와 증폭되어 방송국으로 전달되므로 상향잡음이 방송국으로 유입되는 것을 막을 수가 없었다. 이것을 보완한 기술이 제2도에서와 같이 스위치 모듈을 증폭기안에 내장하는 방법이다. 즉, 상기 제2대역 분리기(32)의 출력단자와 상향증폭기(35)의 입력단자 사이에 망 감시모듈(37)내의 콘트롤러(372)에 의해 제어되는 스위치 모듈(38)을 설치하였다. 따라서, 가입자 컨버터에서 송신된 데이터는 상향증폭기에 공급되는데, 이 때 제2 대역 분리기(32)는 컨버터로부터 온 상향 전파 신호를 40MHz 이하의 저주파수만을 선택하여 스위치 모듈(38)을 통하여 상황 증폭기(35)에 공급하므로, 상기 상향 증폭기는 전승된 신호를 내용 변경없이 증폭한 후 방향성 결합기로 보낸다. 한편, 방송국에서는 증폭기내의 망감시 모듈(37)로 증폭기의 상태를 보고하도록 요구하고, 상대 감시모듈의 제어값을 설정 또는 변경하거나 증폭기의 스위치를 제어하는 등의 명령을 하향대역으로 전송한다. 이렇게 방송국에서 보내어진 망제어용 명령어가 실려 있는 RF신호는 제1 대역 분리기(31)를 거쳐 하향증폭기(33)의 입력으로 들어가고, 또 상기 하향증폭기의 출력 일부가 분리기(34)에서 RF 복조기(371)로 입력되어 방송국에서 전송된 제어용 RF 신호는 RF 복조기에서 기저대역의 디지털 신호로 변환된다. 이와같이 변환된 신호를 컨트롤러가 추출하여 적절한 제어프로그램에 따라서 명령을 수행하고, 그 결과를 명령상의 요구 또는 필요시에 방송국으로 전달할 정보를 RF 변조기(373)를 통해 RF 신호로 바꾸어 방향성 결합기(36)에 공급함에 따라 상기 방향성 결합기는 상향증폭기(35)로부터 온 신호와 상향 RF 변조기(373)로부터 온 신호를 합하여 방송국쪽의 제1 분파기(31)로 전송한다. 따라서, 방송국에서는 상기 방법으로 전송된 신호를 수신하여 데이터를 분석 처리하고, 다시 컨버터로 보내질 신호를 제1 대역 분리기, 하향증폭기, 방향성 분리기 및 제2 대역 분리기를 통하여 가입자 컨버터들로 공급된다.

이 경우, 상향증폭기의 전단에 스위치 모듈(38)을 설치하여 방송국에서 필요시, 예를 들면 댁내 설비에서 유입된 잡음의 신호가 클 경우, 스위치 모듈을 개방함으로써 컨버터로부터의 상향대역으로 전승되는 신호가 방송국으로 유입되지 않도록 하였다. 그러나, 상술한 RFC 망에서 상향 대역의 유입잡음을 제거하는 기존방법은 몇가지 문제점을 가지고 있다. 1) 상기의 방법들은 증폭기내에 모듈을 삽입하여 해결하는 방법으로 제시된 방법임에 따라 증폭기를 재설계 제작하여 기존의 증폭기와 대체해야 하는 불편함이 있고, 또 방송국에서 증폭기내 스위치 모듈에 있는 스위치를 필요에 따라 온-오프(ON-OFF)명령을 주어야 하며, 별도의 RF 복조기 모듈을 삽입한 증폭기로 방송국에서 증폭기내의 감시모듈에 별도의 제어 명령을 전송하여 데이터의 유효여부를 판단하여 방송국으로 전송해야 하기 때문에 방송국에 설치된 기존의 망 감시용 제어 시스템이나 컨버터 제어 시스템의 프로그램을 바꾸어야 하는 부담이 발생한다. 2) CATV망은 나무가지 구조로 되어 있어 방송국으로 연결된 본선에 지선의 돌발적인 혹은, 각각의 컨버터 및 댁내 설비로부터 소량씩 유입되어 잡음들이 합쳐져서 큰 잡음신호가 되어 상향 대역의 통신이 안되는 상황에서 증폭기내 스위치 모튤을 삽입하는 방법은 유입잡음으로 인하여 통신 장애가 발생했을 때, 단지 진단 및 응급처치를 위하여 CATV 망에 연결된 증폭기내에 스위치 모듈을 개폐하여 유입잡음이 많은 선로망점의 증폭기 부분을 찾아내고, 상향신호 경로를 오프(OFF)시켜 완전히 상향통신을 차단하는 기능만 했을 뿐, 근본적으로 유입잡음을 줄일 수는 없다. 3) RF 복조기를 증폭기내에 내장하여 유입잡음을 줄이는 방법은 기존의 상향 데이터 서비스를 하고 잇는 데이터 채널에는 효과가 있으나, 새로운 서비스가 개발되어 데이터의 전송방법이 상이한 경우 증폭기내에 별도의 복조모듈, 송신모듈, 제어모듈이 확장되어야 하는데 증폭기의 구조상 확장이 어렵고, 증폭기의 데이터 전송방법이 달라질 경우 마다 증폭기를 새로이 제작 대치해야 하는 등의 문제점이 있다.

이 발명의 목적은 상술한 종래의 단점들을 해결하기 위하여 별도의 장치로 제작하여 기존의 장비나 장치를 그대로 이용하면서 HFC 망의 상향통신 채널의 유입잡음을 억제하고 신뢰성 있는 장향통신 채널을 제공할 수 있는 종합유선 방송용 상향 데이터 중계장치를 제공하는데 있다.

이 발명의 다른 목적을 서비스의 다양화에 따른 전송방법이 상이하더라도 확장할 수 있도록 모튤 추가형으로 하여 안정된 HFC망의 상향 데이터 채널을 제공할 수 있는 종합유선 방송용 상향 데이터 중계장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 증폭기에 내장하는 방법이 아닌 독립된 별도의 장치로 구현하여 유입잡음의 한계치가 되는 곳마다 이 장치를 설치하여 유입잡음을 최대한 억제하고, 각 장치는 망에서 제공되는 전원을 이용하거나 구내에 설치하는 경우에는 일반 전원을 이용할 수도 있도록 한다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 이 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

이 발명 장치는 RF 복조기 및 변조기, 데이터 디코딩/엔코딩을 포함한 제어기, 데이터버퍼를 한 모듈로 하는 중계장치로써, 이를 보다 상세히 설명을 위하여 이 발명을 상향 데이터 중계장치 블록도를 제3도로 첨부한다. 즉, 이 발명 장치의 구성은, 방송국으로부터 전송되어온 신호를 대역 분리하여 가입자 컨버터쪽으로 연결된 제2 대역 분리기(2)로 전송시킴과 동시에 가입자측에서 전송되어온 각종 데이터를 방송국으로 송출하는 제1 대역 분리기(1)와; 상기 제1 대역 분리기를 통해 전송되어오는 방송국 송출신호를 대역 분리하여 가입자 컨버터를 통해 댁내에 전송시켜 줌과 동시에 가입자로부터 전송되어 오는 소정신호를 상향증폭기(3)로 송출하는 제2 대역 분리기(2)와; 상기 제2 대역 분리기(2)에서 출력되는 신호를 소정레벨로 증폭시켜 주는 상향증폭기(3)를 구비한 종합 유선방송용 상황 데이터 중계장치에 있어서, 상기 상향증폭기(3)의 출력신호를 여러 출력으로 나누어 주는 분배기(4)와; 상기 분배기(4)의 각 출력단자에서 출력되는 신호를 기저내역의 데이터로 바꾼 다음 상향으로 전송되는 데이터를 복원하여 버퍼에 저장하고, 패리티나 CRC를 검사하여 에러가 검출되면 데이터를 버리고 이상이 없으면 데이터를 일정형태로 엔코딩한 후, 상향대역에 적합한 RF 신호로 만들어져 혼합기(6)로 각각 출력하는 수개의 데이터 처리모듈(5)과; 상기 데이터 처리모듈(5)들로부터 출력되는 RF 신호들을 혼합시켜 제1 대역 분리기(1)를 통해 방송국으로 전달시켜 주는 혼합기(6)와; 각부에 구등전압을 공급시켜 주는 전원 공급기(7)로 구성된 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 데이터 처리모듈(5)들은 제4도에 나타낸 바와 같이, 상기 분배기(4)로부터 입력되면 신호를 기저대역의 데이터로 바꾸어 주는 RF 복조기(51)와; 상기 RF 복조기(51)로부터 출력되는 기저대역의 데이터를 디코딩하여 상황으로 전송되는데 데이터를 복원하여 데이터 버퍼(53)에 저장하는 데이터 니코더(521)와 데이터를 일정형태로 엔코딩시켜 주는 데이터 엔코더(522)를 구비하고 소정프로그램을 통해 패리티나 CRC를 검사하여 에러가 검출되면 데이터를 버리고 이상이 없으면 데이터 엔코너(54)를 통해 RF 변조기(54)로 출력시켜 주는 제어기(52)와; 상기 제어기(52)의 데이터 디코더(521)로부터 출력되는 데이터를 일시 저장하였다가 필요시 제어기(52)로 다시 출력시켜 주는 데이터 버퍼(53)와; 상기 제어기(52)로부터 출력되는 엔코딩 데이터를 RF 신호로 변조시켜 주는 RF 변조기(54)로 구성된 것이다.

이와 같이 구성된 이 발명 장치의 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 가입자 컨버터나 기타 데이터 단말기에서 방송국으로 가는 상향신호는 제2 대역분리기(2)로 입력되어져 5~40MHz 의 대역 신호만이 통과된다. 상기 제2 대역 분리기(2)를 통과한 신호는 상향증폭기(3)로 입력되어 일정크기의 신호로 증폭된 다음, 하나의 입력을 여러 출력으로 나누어 주는 분배기(4)로 입력되어진다. 이때, 상기 분배기(4)는 똑같은 신호 세기로 각각의 출력 단자로 내보내진다. 또, 상기 분배기(4)와 출력단자들은 수개의 데이터 처리모듈(5)의 각 입력단자와 연결되어져 있는데, 분배기의 출력단자 하나당 한 개씩 데이터 처리모듈이 연결되어 진다. 상기 데이터 처리모듈(5)들은 제5도에 제시된 블록과 같이 구성되어져 있는데, 상기 분배기(4)의 출력이 입력되면 데이터 처리모듈(5)내의 RF 복조기(51)에서 기저대역의 데이터로 바꾼 다음, 제어기(52)내의 데이터 디코더(521)가 상향으로 전송되는 데이터를 복원하여 데이터 버퍼(53)에 저장하고, 패리티나 CRC를 검사하여 에러가 검출되면 데이터를 버리고 이상이 없으면 제어기(52)에서는 자체내의 데이터 엔코더(522)를 통해 데이터를 일정형태로 바꾼 후 RF 변조기로 보낸다.

상기 제어기(52)의 데이타 엔코더(522)를 통해 엔코딩한 데이타는 RF변조기(54)를 거쳐 상향대역에 적합한 RF 신호로 만들어진 다음 혼합기(6)를 통해 혼합된 후, 제1대역 분리기(1)로 입력되어 방송국으로 전달된다.

이때, 상기 데이터 처리모듈(5)의 제어기(52)는 가입자 단말기가 컨버터와 같은 종류의 동기방식의 데이터 형태이면, HDLC와 같은 동기방식을 지원하는 제어기를 쓰고, 일단 데이터 단말기에서 올라오는 비동기 방식의 데이터 형태를 가지면 비동기 방식을 지원하는 제어기를 사용하여 하드웨어 구성을 간단히 하면 된다. 또한, 상기 상향증폭기(3)에서 출력되는 상향의 데이터 형태가 한 주파수에 한가지 형태이면 상기 데이터 처리모듈(5)은 하나만 있으면 되고, 두 가지 종류이거나 그 이상이면 데이터 처리모듈(5)을 2개 아니면 그 이상으로 확장하면 된다. 따라서, 상기 데이터 처리모듈(5)은 종합 유선방송망에 연결되어져 있는 데이터 단말기의 데이터 전송형태에 맞추어 모듈을 선택하여 사용하면 된다. 방송국에서 가입자 단말기로 내려가는 하향신호는 제1 대역 분리기(1)를 거쳐 바로 제2 대역 분리기(2)로 입력된 다음 가입자 단말기로 전송된다.

상술한 바와 같이, 상향 데이터 중계장치는 가입자 댁내 설비에 의하여 여러 가지 잡다한 전파가 종합 유성방송망의 상향대역(방송국 방향)으로 유입되고 있는 상태에서, 가입자 단말기로부터 올라오는 상향신호만을 복조하여 다시 전송하는 형태로 유입잡음을 제거시켜 상향으로의 데이터 전송이 가능하도록 기존의 장치를 바꾸거나 개조하지 않고, 쌍방향 통신이 가능토록 해준다. 이 데이터 중계장치는 유입되는 잡음 전파의 세기가 가입자 단말기에서 송출하는 신호세기 보다 낮아 중계장치의 복조기가 신호를 복원할 수 있는 CATV 망의 적당한 접속점 마다 설치하면 되는데, 특히 구내전송설비 인입구에 설치하면 큰 효과를 얻을 수 있다.

또한, 데이터 처리 모듈을 추가함으로서 단말기의 전송형태가 여러종류가 혼재하여도 확장이 가능하다. 또, 기존의 컨버터가 FSK 모뎀을 사용하고 있을 때, 데이터 단말기를 QPSK)모뎀을 사용한다고 해도 제5도에 도시한 데이터 처리모듈 중 첫 번째는 FSK 복조기/변조기를 사용하고, 두 번째는 QPSK 조기/변조기를 사용하면 동시에 상황의 모든 데이터를 중계처리할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 이 발명에 의하면, 별도의 장치로 제작하여 기존의 장비나 장치를 그대로 이용하면서 HFC 망의 상향 통신 채널의 유입 잡음을 억제하고 신뢰성 있는 상향통신 채널을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 서비스의 다양화에 따른 전송방법이 상이하더라도 확장할 수 있도록 모듈 추가형으로 하여 안정된 HFC 망의 상향 데이터 채널을 제공할 수 있는 것이다.

Claims (2)

1. 방송국으로부터 전송되어온 신호를 대역 분리하여 가입자 컨버터쪽에 연결된 제2 대역 분리기로 전송시킴과 동시에 가입자측에서 전송되어온 각종 데이터를 방송국으로 송출하는 제1 대역 분리기(1)와; 상기 제1 대역 분리기를 통해 전송되어 오는 방송국 송출신호를 대역 분리하여 가입자 컨버터를 통해 댁내 설비에 전송시켜 줌과 동시에 가입자로부터 전송되어 오는 소정신호를 상향증폭기로 송출하는 제2대역 분리기(2)와; 상기 제2 대역 분리기에서 출력되는 신호를 소정레벨로 증폭시켜 주는 상향증폭기(3)를 구비한 종합 유선 방송용 상향 데이터 중계장치에 있어서, 상기 상향증폭기(3)의 출력신호를 여러 출력으로 나누어 주는 분배기(4)와; 상기 분배기(4)의 각 출력단자에서 출력되는 신호를 기저대역의 데이터로 바꾼 다음 상향으로 전송되는 데이터를 복원하여 버퍼에 저장하고, 패리티나 CRC를 검사하여 에러가 검출되면 데이터를 버리고 이상이 없으면 데이터 일정형태로 엔코딩한 후, 상향대역에 적합한 RF 신호로 만들어져 혼합기(6)로 각각 출력하는 수개의 데이터 처리모듈(5)과; 상기 데이터 처리모듈(5)들로부터 출력되는 RF 신호들을 혼합시켜 제1 대역 분리기(1)를 통해 방송국으로 전달시켜 주는 혼합기(6)로 구성된 것을 특징으로 하는 종합 유선방송용 상향 데이터 중계장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 데이터 처리모듈(5)들은 상기 분배기(4)로부터 입력되면 신호를 기저대역의 데이터로 바꾸어 주는 RF복조기(51)와; 상기 RF복조기(51)로부터 출력되는 기저대역의 데이터를 디코딩하여 상향으로 전송되는 데이터를 복원하여 데이터 버퍼(53)에 저장하는 데이터 디코더(521)와; 데이터를 일정형태로 엔코딩시켜 주는 데이타 엔코더(522)를 구비하고 소정프로그램을 통해 패리티나 CRC를 검사하여 에러가 검출되면 데이터를 버리고 이상이 없으면 데이터 엔코더(54)를 통해 RF 변조기(54)로 출력시켜 주는 제어기(52)와; 상기 제어기(52)의 데이터(521)로부터 출력되는 데이터를 일시 저장하였다가 필요시 제어기(52)로 다시 출력시켜 주는 데이터 버퍼(53)와; 상기 제어기(52)로부터 출력되는 엔코딩 데이터를 RF 신호로 변조시켜 주는 RF 변조기(54)로 구성된 것을 특징으로 하는 종합 유선방송용 상향 데이터 중계장치.