KR100215742B1 - 비동기 전송모드를 이용한 디지털 catv 네트워크 시스템 - Google Patents

비동기 전송모드를 이용한 디지털 catv 네트워크 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일반 개인용 컴퓨터를 가입자 단말기로 사용하고, 비동기식 전송모드(ATM)방식에 의한 데이터 전송을 통해 멀티미디어 통신 서비스를 효율적으로 제공할 수 있는 비동기 전송모드를 이용한 디지털 CATV 네트워크 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 ATM 집선화 및 다중화 장치를 통해 음성전화, 비디오/오디오 데이터 및 통신 데이터 등이 동기식 전송모드의 데이터를 비동기식 전송모드의 쎌(Cell)로 변환하고, 이 변환된 일정 계위의 비동기식 전송모드의 쎌 데이터를 소정의 표전 계위로 다중/역다중 및 광전변환하여 ATM 스위치에 전송하도록 하고, 이 전송된 셀데이터가 가입자의 서비스별 요구에 따른 네트워크 제어기의 제어동작에 의해 해당 가입자와 패스를 설정한 ATM 스위치의 출력단자를 통해 가입자 단말기인 컴퓨터로 전송하도록 함으로써, 방송, VOD 및 통신의 멀티미디어 서비스를 효과적으로 제공하게 된다.

Description

비동기 전송모드를 이용한 디지털 CATV 네트워크 시스템
첨부된 도면은 본 발명의 비동기 전송모드를 이용한 디지털 CATV 네트워크 시스템의 블록 구성도.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : PSTN 및 PSDN 인터페이스장치
2 : 서비스 콘테이너 3 : MPEG 2 리얼타임 인코더
4 : 비디오 서버 5 : 가입자 관리 시스템
10 : ATM 집선화 및 다중화 장치
20 : ATM 스위치 30 : 네트워크 제어기
31 : 레벨 1 게이트웨이 32 : PVC 제어기
40 : 컴퓨터
본 발명은 일반 개인용 컴퓨터를 가입자 단말기로 사용하고, 비동기식 전송모드(Asynchronous Transfer Mode ; 이하, 'ATM'이라 약칭함)방식에 의한 데이터 전송을 통해 멀티미디어 통신 서비스를 효율적으로 제공할 수 있는 비동기 전송모드를 이용한 디지털 CATV(Cable Television) 네트워크 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 디지털 CATV 네트워크 시스템은 위성방송, CATV, 공중파 방송, VOD(Video On Demand) 서비스 등의 비디오 서비스와 영상회의, 화상전화 등의 통신서비스를 수행하는 것으로서, 그 전송매체로는 동축 케이블 또는 광 섬유를 사용하고 있다.
이러한 디지털 CATV 네트워크 시스템에 있어서, 종래에는 동기식 전송방식(Synchronous Transfer Mode ; STM)을 이용하여 서비스별로 채널을 고정적으로 할당함으로써 데이터를 전송하였다.
그러나, 상기와 같은 동기식 전송방식은 많은 대역을 필요로 하고, 실제 데이터가 없는데도 불구하고 시간 영역을 확보함으로써 CATV 네트워크 시스템의 데이터 전송 효율이 떨어지는 단점이 있었다.
또한, 디지털 CATV 네트워크 시스템에서 비디오 서비스 및 통신서비스를 제공하기 위해서는 가입자 댁내에 별도의 단말장치인 디지털 세트-탑 박스(Set-Top Box)를 구비해야 하는데, 이는 매우 번거로울 뿐만 아니라, 그 가격이 고가여서 경제적인 부담이 가중되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 그 목적은 보급이 점차 확대되어 가정에서도 사용이 일반화된 개인용 컴퓨터를 가입자 단말기로 사용하여 경제적인 부담을 줄이고, 비동기 전송방식(ATM)을 이용하여 신호가 없는 채널을 다른 통신 서비스에 활용할 수 있도록 하여 망의 효율성을 향상시킬 수 있는 비동기 전송모드를 이용한 디지털 CATV 네트워크 시스템을 제공하는데에 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디지털 CATV 네트워크 시스템은, ATM 집선화 및 다중화 장치를 통해 음성전화, 비디오/오디오 데이터 및 통신 데이터 등의 동기식 전송모드의 데이터를 비동기식 전송모드의 쎌(Cell)로 변환하고 이 변환된 일정 계위의 비동기식 전송모드의 쎌 데이터를 소정의 표준 계위로 다중/역다중 및 광전변환하여 ATM 스위치에 전송하도록 하고, 이 전송된 셀데이터가 가입자의 서비스별 요구에 따른 네트워크 제어기의 제어동작에 의해 해당 가입자와 패스를 설정한 ATM 스위치의 출력단자를 통해 가입자 단말기인 컴퓨터로 전송하게 된다.
그리고, 상기 컴퓨터는 음성, 동화상, LAN 에뮬레이션, 데이터 등의 멀티미디어 서비스를 위한 ATM 네트워크 인터페이스 카드와, 높낮이 가변이 가능한 ZEBRA 스타일의 모니터를 구비하고, 리모트 콘트롤러의 송수신 기능을 수행하도록 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 비동기 전송모드를 이용한 디지털 CATV 네트워크 시스템을 상세히 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 비동기 전송모드를 이용한 디지털 CATV 네트워크 시스템의 블록 구성도이다. 이에 나타난 바와 같이, 방송 시청중에도 통신 서비스가 가능한 본 발명의 네트워크 시스템 서비스 특성 때문에 필요한 부분으로 음성 및 데이터 전용선의 아날로그 또는 디지털 신호를 정합하기 위한 PSTN 및 PSDN 인터페이스장치(1)와, 공중파 방송, 외부 케이블 TV 방송, 아날로그 및 디지털 위성방송 또는 CATV 방송국내 자체 방송장치로부터 출력되는 아날로그 비디오/오디오 신호를 수신하는 서비스 콘테이너(2)와, 상기 서비스 콘테이너(2)의 아날로그 비디오/오디오 신호를 입력받아 디지털화하여 소정의 동화상 비트레이트(MPEG 1 또는 2)로 변환하는 MPEG 2 리얼타임 인코더(3)와, 주문자 요구형 비디오(VOD) 서비스를 위한 데이터를 내장하는 저장장치, 회선 제어기, 고속 데이터 버스 또는 스위치, 메모리/캐쉬, 출력 회선 조건기/FIFO등으로 구성되어 비디오 프로그램을 여러 시청자에게 동시에 지속적으로 공급해 주는 비디오 서버(4)와, 상기 MPEG 2 동화상 리얼타임 인코더(3) 및 비디오 서버(4) 등을 통해 가입자 관련정보를 수신하여 가입자를 관리 및 제어하는 가입자 관리 시스템(5)과, 상기 PSTN 및 PSDN 인터페이스장치(1)로부터 출력되는 음성전화와 같은 서킷 에뮬레이션, SMDX 및 프레임 릴레이 등의 통신 데이터와 상기 MPEG 2 리얼타임 인코더(3) 및 비디오 서버(4)로부터 출력되는 비디오 데이터를 각각 입력하여 비동기식 전송모드 쎌로 변환하고, 이 변환된 일정 계위의 비동기식 전송모드의 쎌 데이터를 소정의 표준 계위로 다중/역다중 및 광/전 변환하는 ATM 집선화 및 다중화 장치(10)와, 가입자의 요구에 따라 상대고정접속(PVC)서비스 방식에 준하는 해당 가입자와 서비스원을 접속(Connection)하여 상기 ATM 집선화 및 다중화 장치(10)로부터 출력되는 비동기식 전송모드의 쎌 데이터를 전송하는 ATM 스위치(20)와, 상기 ATM 스위치(20)가 가입자 단말장치에 데이터를 전송하기 위해 해당 가입자와 서비스원의 접속기능을 수행하도록 상기 ATM 스위치(20)의 동작을 제어하는 망 제어기(30)와, 가입자 단말장치 기능을 수행하는 컴퓨터(40)로 구성된다.
상기 PSTN 및 PSDN 인터페이스장치(1)는 아날로그 또는 디지털 신호를 상기 ATM 집선화 및 다중화 장치(10)와 송수신하기 위해 신호를 정합하고, 상기 가입자 관리 시스템(5)은 ATM 집선화 및 다중화 장치(10)의 입출력 포트를 통하여 상기 MPEG 2 동화상 리얼타임 인코더(3), 비디오 서버(4) 및 망 제어기(30)로부터 가입자 관련정보를 받아 가입자의 관리 및 제어를 수행하게 된다.
그리고, 디지털 통신 네트워크에서 데이터의 정확한 송수신을 위해서는 정보를 송수신하는 노드간의 동기가 필수적임에 따라 전화국의 DOTS(Digital Office Timing Supply)로부터 기준클럭을 공급받아 각 노드를 담당하는 상기 ATM 스위치(20)에 기준 클럭(CLK)을 공급해 주게 된다.
또한 ATM 스위치(20)는 방송 데이터의 복사 기능을 수행하고, 네트워크의 유지관리 및 과금에 필요한 시간 정보 등을 상기 망 제어기(30)와 송수신한다.
상기 망 제어기(30)는 상기 컴퓨터(40)와 리모트 콘트롤러 등으로 통신하며, 세션 매니지먼트, 엔드유저 데이터 메니지먼트, end-to-end 서비스 콘트롤 및 네트워크 메니지먼트 기능을 수행하는 레벨 1 게이트웨이(31)와 ATM 가상채널 및 가상패스를 연결해 주는 PVC 제어기(32)로 구성된다.
그리고, 가정에 설치되어 가입자 단말장치 기능을 수행하는 개인용 컴퓨터(40)내에는 ATM 아답테이션 카드라고도 일컫는 네트워크 인터페이스 카드가 내장되어 있으며, 전송속도의 크기에 따라 베이스 밴드의 광/전 신호 및 전기신호의 변복조를 담당하는 물리계층, 서비스의 성질에 따라 분류하는 AAL1, AAL5의 ATM 및 아답테이션 레이어 계층, 화상전화의 음성 인터페이스, 화상전화의 동화상 인터페이스, 비디오 서비스의 동화상 인터페이스, LAN 에뮬레이션 인터페이스 계층, 응용프로그램 계층으로 크게 나눌 수 있다.
또한, 상기 컴퓨터(40)에는 기존의 컴퓨터 모니터가 텍스트 전용의 모니터임에 따라 여러 사람이 동시에 비디오 서비스를 수신할 경우를 고려하고 CATV, VOD, 데이터 및 화상전화를 서비스하기 위하여 모니터의 높낮이 가변이 가능한 ZEBRA 스타일의 모니터가 구비되고, 화상전화기용 리모트 콘트롤러의 송수신 기능이 추가된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 디지털 CATV 네트워크 시스템의 각 구성의 동작과 그에 따른 통신서비스의 제공과정을 설명한다.
가입자가 단말장치 기능을 수행하는 컴퓨터(40)를 통해 프리미엄 서비스를 요구하는 경우, 상기 컴퓨터(40)는 다양하게 공급되는 서비스들이 포함되어 있는 네비게이션 모드가 된다.
상기 네비게이션 모드에서 예를 들어, 가입자가 비디오를 선택하게 되면, 네비게이션 모드의 단말장치인 컴퓨터(40)는 망 제어기(30)의 레벨 1 게이트웨이(31)로 콜 셋업 요구(Call Setup Request) 신호를 송신하게 된다.
이어, 상기 레벨 1 게이트웨이(31)가 상기 접속 요구신호를 수신하면, 이 접속 요구신호를 PVC 제어기(32)에 다시 송신한다.
따라서, 상기 접속 요구신호를 수신한 PVC 제어기(32)는 셋팅 업을 위한 자원 재활용이 가능한다면 자원 테이블과의 합의를 통해 접속을 결정한 다음, ATM 스위치(20)를 통하여 요구된 서비스원과 해당 가입자와의 접속을 설정하여 ATM 집선화 및 다중화 장치(10)를 통해 출력되는 서비스 데이터가 상기 ATM 스위치(20)를 통해 가입자 단말기의 컴퓨터에 전송된다.
이에 따라, 컴퓨터(40)의 네트워크 인터페이스 장치에 의해 서비스별 신호가 각각의 해당되는 단말기를 통해 출력되게 된다.
즉, 요구한 비디오 서비스는 컴퓨터 모니터를 통해 시청할 수 있게 되는 것이다.
반면, 상기 PVC 제어기(32)가 자원 재활용이 불가능하다면 레벨 1 게이트웨이(31)에 접속 설정이 불가능함을 알리게 된다.
한편, 매 이벤트 후에는 관련된 데이터 베이스, 즉 자원 테이블과 라우팅 테이블들을 엎 데이트하도록 한다.
그리고, 레벨 1 게이트웨이(31)는 접속을 위하여 사용된 컴퓨터(40), 비디오 서버(4) 및 ATM 집선화 및 다중화 장치(10) 간의 통신에 관련된 VPI/VCI값의 고유한 파라미터를 통지 받는다.
이때, 가입자로부터 비디오 서비스의 해제 요구신호를 수신하게 되면, 상기 PVC 제어기(32)는 상기 레벨 1 게이트웨이(31)로부터 접속 해제를 요구 받게 되어, PVC 제어기(32)가 접속에 할당된 자원을 해제하고 자원 테이블을 엎 데이트하여 서비스의 제공을 중단한다.
한편, 포인트-투-멀티 포인트(point-to multipoint)접속인 경우에는 레벨 1 게이트웨이(31)가 접속요구가 멀티캐스팅형임을 PVC 제어기(32)에 알려주며, PVC 제어기(32)는 모든 접속을 위한 라이팅 정보가 내장되어 있는 멀티캐스트 관련의 테이블을 갖고 있다.
이상, 상기 레벨 1 게이트웨이(31)와 PVC 제어기(32)의 기능을 살펴보면, 다음 아래와 같다.
아래
레벨 1 게이트웨이(31)는 비디오 네트워크를 위한 세션 메니저라 볼 수 있고, 세션 메니저 기능, 앤드 유지 데이터 메니지먼트 기능, end-to-end 서비스 제어 및 네트워크 메니지먼트 기능 등을 수행한다.
-네트워크 액세서의 보안
-가입자의 서비스 프로필 보전
-비디오 세션들의 초기화 및 오픈
-세션을 위한 개별 접속 링크 제공
-과금 데이터 시스템을 위한 사용정보 제공
-네트워크 토플러지 상태 보전
-ATM 네트워크와 관련된 접속정보를 PVC 제어기와 직접 교환
-개인용 컴퓨터, 비디오 서버, 및 ATM 집선화 및 다중화 장치와 PVC 제어기간의 네트워크 인터페이스 포인트의 주소 제공.
-ATM 네트워크 내의 접속 설정 및 해제를 위해 PVC 제어기의 요구신호 송신
-PVC 제어기로부터 피이드 백 및 네트워크 고장 메시지 수신
상기 PVC 제어기(32)는 ATM 네트워크 내의 ATM 가상 채널 및 가상 패스 연결의 완전한 모습을 하고 있으며, 레벨 1 게이트웨이로부터 받은 메시지 번역하여 ATM 노드에 접속을 위하여 요구된 자원 활용의 보증에 상응하는 메시지를 보낸다.
-레벨 1 게이트웨이로부터의 ATM 네트워크 내의 입출력 포인트 간의 접속 설정 및 해제 요구신호의 승인
-레벨 1 게이트웨이로부터의 요구신호에 대한 응답으로 ATM 네트워크 내의 입출력 포인트 간의 end-to-end 접속 구축
-ATM 네트워크 전반에 결쳐 할당된 ATM 접속 및 활용 가능한 자원 테이블의 유지
-ATM 네트워크부터 이벤트 및 상태정보 수집
-레벨 1 게이트웨이로부터 ATM 네트워크 상황의 질문에 대한 응답
-ATM 네트워크 내의 모든 에러를 레벨 1 게이트웨이에 통지
-레벨 1 게이트웨이에서 요구한 접속/해제의 결과에 대한 피이드백 제공
상기 상세한 설명에서 보는 바와 같이, 본 발명은 디지털 CATV 네트워크 시스템에서 가입자의 서비스별 요구에 따라 망 제어기의 PVC 제어기 및 레벨 1 게이트웨이의 제어에 의해 ATM 스위치의 해당 접속을 설정하도록 하여 ATM 집선화 및 다중화 장치로부터 전송되는 셀 데이터 중 원하는 서비스 데이터만이 해당되는 가입자 단말장치에 전송할 수 있게 되어, 방송, VOD 및 통신의 멀티미디어 서비스를 효과적으로 제공하게 된다.

Claims (1)

  1. PSTN 및 PSDN 인터페이스장치(1)로부터 출력되는 음성 및 데이터와, 서비스 콘테이너(2)의 아날로그 비디오/오디오 신호가 MPEG 2 리얼타임 인코더(3)에 의해 변환되어 출력되는 동화상 디지털 비트신호와, 비디오 서버(4)에서 제공되는 비디오 데이트 등을 입력하여 ATM 쎌로 변환하고, 이 변환된 ATM 쎌 데이터를 다중/역다중 및 광/전 변환하는 ATM 집선화 및 다중화 장치(10)와, 가입자의 서비스별 요구에 따라 PVC 서비스 방식에 준하는 해당 가입자와 서비스원을 접속하여 상기 ATM 집선화 및 다중화 장치(10)로부터 출력되는 ATM 쎌 데이터를 가입자 단말장치로 전송하는 ATM 스위치(20)와, 네트워크 전반의 메니지먼트 기능을 수행하는 레벨 1 게이트웨이(31)와 ATM 가상채널 및 가상패스를 연결해 주는 PVC 제어기(32)로 구성되어, 상기 ATM 스위치(20)가 가입자 단말장치에 데이터를 전송하기 위해 해당 가입자와 서비스원의 접속기능을 수행하도록 상기 ATM 스위치(20)의 동작을 제어하는 망 제어기(30)와, 멀티미디어 서비스를 위한 ATM 네트워크 인터페이스 카드를 내장하고, 높낮이 가변이 가능한 ZEBRA 스타일의 모니터를 구비하며, 리모트 콘트롤러의 송수신 기능을 수행하여 가입자 단말장치 기능을 수행하는 컴퓨터(40)로 구성됨을 특징으로 비동기 전송 모드를 이용한 디지털 CATV 네트워크 시스템.
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