KR100200049B1 - 종합 유선 방송 네트워크 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 위송 방송, CATV, 공중파 방송, VOD등의 비디오 서비스 및 음성 전화등의 통신 서비스를 가입자 댁내 장치까지 전송하는 CATV 네트워크에 관한 것으로, 종래의 디지탈 CATV 네트워크에서 사용하는 데이타 전송 방식이 동기식 전송 방법임으로 인하여 다양한 비트레이트 및 가변적인 대역폭 설정이 요구되는 멀티미디어 서비스를 수용하기는 어려웠던 점을, 점을, CATV 네크워크 ATM 네트워크 구조로 구성하여, 서비스 테이타를 53 바이트 셀로 변환한 후에 데이타 전송이 필요할 때만 전송하는 ATM 전송 방식을 사용함으로써 해결하였다.

Description

종합 유선 방송 네트워크
제1도는 본 발명의 구성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 헤드앤드 11 : 서비스 콘테이너
12 : 동화상 리얼 타일 인코더 13 : ATM 다중화기
14 : 가입자 관리 시스템 15 : 비디오 서버
16 : 레벨 2 게이트웨이 2 : 전화국 장치
21 : 제 1 ATM 스위치 22 : 공중망 인터페이스
23 : 제 2 ATM 스위치 24 : 레벨 1 게이트웨이
25 : OAM 26 : 시스템 기준 클럭
3 : RT 31 : 제 3 ATM 스위치
32 : 변/복조부 4 : STB
41 : NIC 42 : 변환부
본 발명은 위성 방송, 종합 유선 방송(CAble TeleVision : 이하 CATV라 칭한다). 공중파 방송, 주문형 비디오 서비스(Video On Demand : 이하 VOD라 칭한다) 및 음성 전하등의 통신 서비스를 가입자 댁내 장치까지 전송하는 CATV 네트워크에 관한 것으로, 비동기 전송 모드(Asynchronous Transfer Mode : 이하 ATM이라 칭한다) 전송 방식을 이용하여 가입자 밀집 지역까지 광으로 전송하고 가입자 댁내 장치까지는 전기 신호로 전송하는 화이바 투 더 커브(Fiber To The Curb) 구조의 디지탈 CATV 네트워크에 관한 것이다.
종래의 디지탈 CATV 네트워크에서는 송신측과 수신측의 데이타가 동기화되어 할달된 타임 슬롯에서 해당의 데이타를 송/수신하는 동기식 전송 방법을 사용하기 때문에 서비스의 성질에 따라서 다양한 비트레이트 및 가변적인 대역폭 설정이 요구되는 멀티미디어 서비스를 수용하기는 어려웠다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, CATV 네트워크를 ATM 네트워크 구조로 구성하고, 서비스 데이타를 53 바이트 셀로 변환한 후에 데이타 전송이 필요할 때만 전송하는 ATM 전송 방식을 사용함을 특징으로 한다.
이하 도면을 참조하여 상세히 설명하면 아래와 같다.
제1도는 본 발명의 구성도로, 가입자에게 전송할 공중파 방송, 외부 게이블 TV 방송, 아날로그 및 디지탈 위성 방송등을 입력받고, 헤드엔드(1)내 자체 방송, VOD 서비스용 데이타를 저장하고 있으면서 가입자의 요구에 의한 데이타를 ATM 셀로 변환하여 전화국 장치(2)로 전송하는 헤드앤드(1)와; 헤드앤드(1)에서 전송한 데이타를 RT(3)로 전송하고, 가입자 관리에 필요한 기초 정보를 송/수신하는 전화국 장치(2)와; 전화국 장치(2)에서 전송되는 데이타를 서비스를 요구한 가입자에 해당하는 포트로 출력하고, 데이타를 변/복조하는 리모트 터미날(Remote Termianl : 이하 RT라 칭한다)(3) 및; 네트워크로부터 전송된 데이타를 서비스 단말기로 전송하고 서비스 단말기로부터 전송된 데이타를 네트워크로 전송하는 가입자 댁내 장치(Set-Top Box : 이하 STB라 칭한다)(4)로 구성된다.
상기에서 헤드엔드(1)는 아날로그 또는 디지탈 TV 신호를 수신하여 이를 동화상 리얼 타임 인코더(12)로 전송하는 서비스 콘테이너(11)와, 서비스 콘테이너(11)에서 전송된 신호를 동화상 리얼 타임 인코딩 처리하여 ATM 다중화기(13)로 전송하는 동화상 리얼 타임 인코더(12)와, 동화상 리얼 타임 인코더(12)에서 전송디는 신호를 53 바이트씩의 비동기식 전송모드 셀로 변환하여 전화국 장치(2)로 전송하고 전화국 장치(2)에서 전송되는 가입자 관련 정보를 가입자 관리 시스템(14)로 전송하는 ATM 다중화기(13)와, ATM 다중화기(13)를 통해 입력되는 가입자 관련 정보에 의해 가입자 관리 및 제어를 하는 가입자 관리 시스템(14)과, VOD 서비스 대응의 데이타가 내장되어 있는 비디오 서버(15) 및, 비디오 서버(15)의 입/출력을 제어하는 레벨 2 게이트웨이(16)로 이루어진다.
상기에서 전화국 장치(2)는 헤드엔드(1)로부터 수신한 비동기식 전송 모드의 데이타를 원격지의 제2 및 제3의 중심국 장치와 인터페이스하기 위한 2개의 ATM 스우치와, 음성등과 같은 통신 서비스 데이타를 공중망과 인터페이스하기 위한 공중망 인터페이스(22)와, 가입자에게 서비스를 제공하기 위해서 네트워크 지원을 효율적으로 할당하는 기능을 수행하는 레벨 1 게이트웨이(24)와, 네트워크 운용자를 위한 정합과금측정 및 통계자료관리프로그램 변경로딩원격 운용 관리 센터와의 인터페이스등을 위한 작동 관리부(Operation Administration Management : 이하 OAM라 칭한다)(25) 및, 각 노드를 담당하는 ATM 스위치에 기준 클럭을 공급해주는 시스템 기준 클럭(26)로 이루어진다.
상기에서 RT(3)는 가입자수에 따라 전송 대역을 효율적으로 사용하기 위한 제 3 ATM 스위치(31)와, 가입자와의 상/하향 데이타를 동선 및 동축을 통하여 소정의 거리에서 송/수신할 수 있도록 인터페이스해주는 변/복조부(32)로 이루어진다.
상기에서 STB(4)는 RT(3)와의 송/수신 인터페이스 및 비동기식 전송 모드의 셀을 기존의 가입자 댁내에 설치되는 TV컴퓨터전화기등의 서비스 종류별로 송/수신 데이타를 구분해주는 네트워크 인터페이스 카드(Network Interface Card : 이하 NIC라 칭한다)(41)와, NIC(41)로부터 송/수신되는 디지탈 데이타르 아날로그 데이타로 변환하고 서비스 단말기로부터 전송되는 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하는 변환부(42)로 이루어진다.
상기 구성의 동작을 설명하면 아래와 같다.
헤드엔드(1)의 서비스 콘테이너(11)에서 공중파 방송, 외부 케이블 TV 방송, 아날로그 및 디지탈 위성 방송 또는 헤드엔드(1)내 자체 방송장치로부터 아날로그 비디오/오디오 신호를 수신하여 동화상 리얼 타임 인코더(12)로 전송하면, 동화상 리얼 타임 인코더(12)에서는 서비스 콘테이너(11)에서 전송되는 아날로그 비디오/오디오 신호를 디지탈화하여 소정의 비트레이트(엠팩 1 또는 2)로 변환한 후 ATM 다중화기(13)로 전송하며, ATM 다중화기(13)에서는 동화상 리얼 타임 인코더(12)에서 전송된 데이타를 53 바이트씩의 비동기식 전송 모드 셀로 변환하고, 이때 셀의 헤더에는 채널별 식별자 및 페이로드 타입등이 기록되며, 비동기식 전송 모드 셀로 변환된 n개의 방송 채녈은 다시 표준위계의 속도로 다중화되어 ATM 스위치의 송/수신 인터페이스 규격에 일치시켜 전화국 장치(2)의 제 1 ATM 스위치(21)로 전송되고, 가입자 관리 시스템(14)은 ATM 다중화기(13)의 입/출력 포트를 통하여 전화국 장치(2)의 레벨 1 게이트웨이(24) 및 OAM(25)로부터 가입자 관련 정보를 받아 가입자를 관리제어하며, 레벨 2 게이트웨이(16)는 가입자로부터 비디오 프로그램 시청 요구 신호가 전송되면, STB(4)와 레벨 1 게이트웨이(24)와의 절충된 내용에 따라 비디오 서버(15)에 내장되어 있는 비디오 프로그램을 선택하여 제 1 ATM 스위치(21)로 전송하고, 상기에서 비디오 서버(15)는 비디오 프로그램들을 여러 시청자들에게 동시에 지속적으로 공급해주기 위한 장치로 저장 장치, 회선 제어기, 고속 데이타 버스 또는 스위치, 메모리/캐쉬, 출력 회선 조건기/FIFO등(도면에는 도시하지 않음)으로 구성된다.
전화국 장치(2)의 제 1 ATM 스위치(21)에서는 서비스 콘테이너(11)에서 공급되는 방송 데이타를 방송 데이타 복사 기능을 이용하여 m개의 제 2 ATM 스위치(23)로 송출하고, 비디오 서버(15)에 내장되어 있는 VOD용 비디오 프로그램을 라우팅 테이블에 의하여 해당 제 2 ATM 스위치(23)로 송출하면, 제 2 ATM 스위치(23)는 제 1 ATM 스위치(21)로부터 1/m 개의 분량만큼의 통신 데이타 및 VOD용 비디오 프로그램을 받아 상대 고정 접속 서비스 방식에 준하여 설정된 가입자 그룹의 패스에 따라 RT(3)에 설치되는 q개의 제 3 ATM 스위치(31)로 송출하고, 공중망 인터페이스(22)는 음성 및 데이타 전용선의 아날로그 또는 디지탈 신호를 비동기식 전송 모드의 셀로 변환하여 제 2 ATM 스위치(23)와 송/수신하며, 레벨 1 게이트웨이(24)는 제 2 ATM 스위치(23)를 통하여 가입자에게 서비스를 제공하기 위한 네트워크 자원을 효율적으로 할당하고, 방송채널 및 VOD 서비스의 안내용 초기 화면을 제공하며, 레벨 2 게이트웨이(16)와 OAM(25) 블럭에서 필요한 관리 초기 정보를 제공하고, OMA에서는 네트워크 운용자를 위한 운용자 정합, 과금, 측정 및 통계, 자료관리, 프로그램 변경, 로딩, 원격 운용 관리 센터와의 인터페이스등의 관리 기초 정보를 가입자 관리 시스템(14), 레벨 2 게이트웨이(16), 레벨 1 게이트웨이(24) 및 각 노드로부터 송/수신하며, 시스템 기준 클럭(26)은 전화국의 디지탈 오피스 타이밍 서플라이(Digital Office Timing Supply : 도면에는 도시하지 않음)로부터 기준 클럭을 공급받아 각 노드를 담당하는 제 1 ATM 스위치(21)에 기준 클럭을 공급해준다.
RT(3)의 제 3 ATM 스위치(31)는 통신, 방송 및 VOD 서비스 데이타를 제 2 ATM 스위치(23)로부터 전송받아 상대 고정 접속 방식에 준하여 설정된 가상 패스 식별자/가상 채널 식별자를 기준으로 작성되는 라우팅 테이블에 의하여 스위칭되어 서비스를 요구한 가입자에 해당하는 포트에 데이타를 출력하고, 변/복조부(32)는 제 3 ATM 스위치(31)로부터의 출력 및 가입자로부터 입력되는 가입자와의 상/하향 데이타를 동선 및 동축을 통하여 소정의 거리에서 양방향 송/수신을 할 수 있도록 송신측은 변조를, 수신측은 복조를 하여 제 3 ATM 스위치(31)와 STB(4)의 NIC(41)로 전송한다.
참고로, 상기에서 비디오 서버(15)는 제 1 ATM 스위치(21)의 사용으로 인하여 m개의 ATM 스위치가 동시 서비스 가능한 스트림을 지원할 수 있는 용량이어야 하며, 공중망 인터페이스(22)는 방송 시청 중에도 통신 서비스가 가능한 본 고안의 네트워크 특성 때문에 필요한 부분이다.
STB(4)의 NIC(41)는 RT(3)내의 변/복조부(32)로부터 변조되어 수신되는 통신, 방송 및 VOD 서비스 데이타를 복조한 후 비동기식 전송 모드의 셀의 헤더값에 따라 서비스의 종류를 분리하여 비동기식 전송 모드의 셀화된 데이타를 제조립하여 변환부(42)로 전송하고, 변환부(42)에서 전송되는 방송 채널 및 VOD 서비스 선택 신호, 컴퓨터를 통한 데이타 서비스, 전화 서비스 데이타, 네트워크 운용을 위한 유지 보수 관련 신호 등을 서비스 종류별로 분리하여 세크멘테이션을 거쳐 비동기식 전송 모드의 셀로 변환한 후 RT(3)내의 변/복조부(32)로 전송하며, 변환부(42)는 기존의 아날로그 서비스 단말과의 인터페이스를 위하여 네트워크에서 서비스 단말기로의디지탈 신호를 아날로그 신호로, 단말기로부터 네트워크로의 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하여 서비스 단말기와 NIC(41)로 전송한다.
참고로, 상기에서 NIC(41)는 아답테이션 카드라고도 불리우며, 서비스 단말기는 TV, VOD, 컴퓨터, 전화등을 말한다.
상기와 같은 본 발명 네트워크에서의 VOD 서비스 방법은 가입자 댁내에 설치되는 STB(4)로부터 요구되는 VOD 서비스 관련 신호는 제 3 ATM 스위치(31)와 제 2 ATM 스위치(23)를 통하여 레벨 1 게이트웨이(24)와 프로그램의 종류, 과금 및 서비스 개시 여부등을 협상한 뒤에 제 1 ATM 스위치(21)를 경유하여 레벨 2 게이트웨이(16)에 도달하고, 상대 고정 접속 서비스 방식에 따르기 위하여 비디오 서버(15)와 제 1 ATM 스위치(21)간에는 동시 서비스 가능한 VOD 스트림에 대해서 가상 패스 식별자/가상 채널 식별자를 프로그램 식별자 수만큼 부여하며, 레벨 2 게이트웨이(16)에 도달한 VOD 서비스에 관련된 프로그램 식별자 및 가입자 번호가 제 2 AT 스위들 중 어느 스위치로부터의 요구 신호인지는 레벨 1 게이트웨이(24)로부터 레벨 2 게이트웨이(16)에서 판단하고, 각 제 2 ATM 스위치(23)내의 VOD 서비스 요구 순서값과 각 제 2 ATM 스위치(23)의 선고정값이 더해진 값에 의하여 제 1 ATM 스위치(21)의 가상 패스 식별자/가상 채널 식별자가 결정되며, 선택된 프로그램 식별자가 비디오 서버(15)로부터 결정된 제 1 ATM 스위치(21)의 가상 패스 식별자/가상 채녈 식별자에 따라 제 1 ATM 스위치(21)를 경유하여 각각의 제 2 ATM 스위치(23)로 전송된다.
상기에서 VOD 서비스 요구 순서값은 레벨 1 게이트웨이(24)에서 가입자로부터 요구되는 VOD 서비스를 계수하여 구할 수 있으며, 각 제 2 ATM 스위치(23)의 선고정값은 레벨 2 게이트웨이(16)가 미리 확보하고 있다가 어느 스위치 그룹의 레벨 1 게이트웨이(24)로부터의 요구 서비스 인지를 판단하여 부여해 주는 값이다.
예를들어, 제 1 ATM 스위치(21)에 제 2 ATM 스위치(23)가 3개 연결되어 있으며, 그 각각의 스위치를 m1, m2, m3라 하고, 각각의 스이치당 동시 서비스의 VOD 스트림수는 900이라고 하면, 각 m 스위치내의 VOD 서비스 요구 순서값은 0900이 되고, 각 m 스위치의 선고정값은 m1=0, m2=900, m3=1800이 된다.
참고로, VOD용 비디오 프로그램과 통신 데이타를 제외한 방송 데이타는 스위치의 방송 데이타 복사 기능을 이용하여 q개의 제 3 ATM 스위치(31)로 전 채널분의 방송 데이타가 전송된다.
본 발명은 상기와 같이 ATM 전송 방식을 사용하는 CATV 네트워크를 구성하여, 다양한 비트레이트 및 가변적인 대역폭 설정이 요구되는 멀티미디어 서비스를 수용할 수 있도록 하였다.

Claims (6)

  1. CATV 네트워크에 있어서, 가입자에게 전송할 공중파 방송, 외부 케이블 TV 방송, 아날로그 및 디지탈 위성 방송등을 입력받고, 헤드엔드(1)내 자체 방송, VOD 서비스용 데이타를 저장하고 있으면서 가입자의 요구에 의한 데이타를 ATM 셀로 변환하여 전화국 장치(2)로 전송하는 헤드엔드(1)와, 헤드엔드(1)에서 전송된 데이타를 RT(3)로 전송하고, 가입자 관리에 필요한 기초 정보를 송/수신하는 전화국 장치(2)와; 전화국 장치(2)에서 전송되는 데이타를 서비스를 요구한 가입자에 해당하는 포트로 출력하고, 데이타를 변/복조하는 RT(3) 및; 네트워크로부터 전송된 데이타를 서비스 단말기로 전송하고 서비스 단말기로부터 전송된 데이타를 네트워크로 전송하는 STB(4)로 구성됨을 특징으로 하는 CATV 네트워크.
  2. 제1항에 있어서, 헤드엔드(1)는 아날로그 또는 디지탈 TV 신호를 수신하여 이를 동화상 리얼 타임 인코더(12)로 전송하는 서비스 콘테이너(11)와, 서비스 콘테이너(11)에서 전송된 신호를 동화상 리얼 타임 인코딩 처리하여 ATM 다중화기(13)로 전송하는 동화상 리얼 타임 인코더(12)와, 동화상 리얼 타임 인코더(12)에서 전송되는 신호를 53 바이트씩의 비동기식 전송모드 셀로 변환하여 전화국 장치(2)로 전송하고 동화상 리얼 타임 인코더(12)와 전화국 장치(2)에서 전송되는 가입자 관련 정보를 가입자 관리 시스템(14)로 전송하는 ATM 다중화기(13)와, ATM 다중화기(13)를 통해 입력되는 가입자 관련 정보에 의해 가입자 관리 및 제어를 하는 가입자 관리 시스템(14)과, VOD 서비스 대응이 데이타가 내장되어 있는 비디오 서버(15) 및, 비디오 서버(15)의 입/출력을 제어하는 레벨 2 게이트웨이(16)로 이루어짐을 특징으로 하는 CATV 네트워크.
  3. 제1항에 있어서, 전화국 장치(2)는 헤드엔드(1)로부터 수신한 비동기식 전송 모드의 데이타를 원격지의 제 2 및 제 3 의 중심국 장치와 인터페이스하기 위한 2개의 ATM 스위치와, 음성등과 같은 통신 서비스 데이타를 공중망과 인터페이스하기 위한 공중망 인터페이스(22)와, 가입자에게 서비스를 제공하기 위해서 네트워크 지원을 효율적으로 할당하는 기능을 수행하는 레벨 1 게이트웨이(24)와, 네트워크 운용자를 위한 정합과금측정 및 통계자료관리프로그램 변경로딩원격 운용 관리 센터와의 인터페이스등을 위한 OAM(25) 및, 각 노드를 담당하는 ATM 스위치에 기준 클럭을 공급해주는 시스템 기준 클럭(26)로 이루어짐을 특징으로 하는 CATV 네트워크.
  4. 제1항에 있어서, RT(3)는 가입자수에 따라 전송 대역을 효율적으로 사용하기 위한 ATM 스위치와, 가입자와의 상/하향 데이타를 동선 및 동축을 통하여 소정의 거리에서 송/수신할 수 있도록 인터페이스해주는 변/복조부(32)로 이루어짐을 특징으로 하는 CATV 네트워크.
  5. 제1항에 있어서, STB(4)는 RT(3)와의 송/수신 인터페이스 및 비동기식 전송 모드의 셀을 기존의 가입자 댁내에 설치되는 TV컴퓨터전화기등의 선비스 종류별로 송/수신 데이타를 구분해주는 NIC(41), NIC(41)로부터 송/수신되는 디지탈 데이타를 아날로그 데이타로 변환하는 변환부(42)로 이루어짐을 특징으로 하는 CATV 네트워크.
  6. 종합 유선 방송 네트워크에서의 VOD 서비스 방법에 있어서, 가입자 댁내에 설치되는 STB(4)로부터 요구되는 VOD 서비스 관련 신호는 제 3 ATM 스위치(31)와 제 2 ATM 스위치(23)를 통하여 레벨 1 게이트웨이(24)와 프로그램의 종류, 과금 및 서비스 개시 여부등을 협상한 뒤에 제 1 ATM 스위치(21)를 경유하여 레벨 2 게이트웨이(16)에 도달하고, 상대 고정 접속 서비스 방식에 따르기 위하여 비디오 서버(15)와 제 1 ATM 스위치(21)간에는 동시 서비스 가능한 VOD 스트림에 대해서 가상 패스 식별자/가상 채널 식별자를 프로그램 식별자 수만큼 부여하며, 레벨 2 게이트웨이(16)에 도달한 VOD 서비스에 관련된 프로그램 식별자 및 가입자 번호가 제 2 ATM 스위중 어느 스위치로부터의 요구 신호인지는 레벨 1 게이트웨이(24)로부터 레벨 2 게이트웨이(16)에서 판단하고, 각 제 2 ATM 스위치(23)내의 VOD 서비스 요구 순서값과 각 제 2 ATM 스위치(23)의 선고정값이 더해진 값에 의하여 제 1 ATM 스위치(21)의 가상 패스 식별자/가상 채널 식별자가 결정되며, 선택된 프로그램 식별자가 비디오 서버(15)로부터 결정된 제 1 ATM 스위치(21)의 가상 패스 식별자/가상 채널 식별자에 따라 제 1 ATM 스위치(21)를 경유하며 각각의 제 2 ATM 스위치(23)로 전송됨을 특징으로 하는 CATV에서의 VOD 서비스 방법.
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KR100404757B1 (ko) * 2001-12-28 2003-11-07 한국전자통신연구원 위성망으로 인터넷과 비디오 데이터를 전송하기 위한 위성에이티엠（ａｔｍ）정합 장치 및 그 정합 방법
KR100473608B1 (ko) * 2002-11-27 2005-03-10 한국전자통신연구원 위성망과 지상망의 연동을 위한 망 연동 장치

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