KR100255808B1

KR100255808B1 - 광가입자시스템의 비디오 채널 장치

Info

Publication number: KR100255808B1
Application number: KR1019970076968A
Authority: KR
Inventors: 이지범
Original assignee: 강병호; 대우통신주식회사
Priority date: 1997-12-29
Filing date: 1997-12-29
Publication date: 2000-05-01
Also published as: KR19990056935A

Abstract

본 발명은 광가입자시스템에 있어서 가입자에게 영상서비스를 제공하는 비디오 채널 장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 장치는, 분산되어 위치하는 다양한 가입자들을 광케이블을 이용하여 ATM교환망, 공중전화망, 및 전용망에 접속할 수 있도록 하는 광가입자시스템에 있어서, 셀버스(280)를 통하여 입력받은 ATM 셀의 헤더 정보를 해석하여 VPI/VCI값에 따라 목적지에 전달하고, ATM 셀을 다중화/역다중화하는 ATM 계층부(210), ATM 셀을 입력받아 프레임/역프레임화 및 변복조하는 물리 계층부(220), 상기 ATM 계층부(210)와 물리 계층부(220)의 사이에 유토피아 인터페이스(64,65)를 제공하고, ATM 셀의 VPI/VCI를 추출하여 새로운 값으로 변환하는 VPI 변환부(230), 비디오 채널 유니트(VCU)를 제어, 관리, 감시하는 마이크로 프로세서(240), 및 상기 비디오 채널 유니트(VCU)의 동작을 제어하는 제어부(250)로 구성되어, 상기 ATM 셀의 전송시 DAVIC 프레임/역프레임화하여 가입자에게 디지털 교환형 영상서비스를 제공하고, STS-1 프레임/역프레임화하여 디지털 동보형 영상서비스를 제공할 수 있다.

Description

광가입자시스템의 비디오 채널 장치( A video channel unit of fiber loop carrier - curb system )

본 발명은 다양한 가입자들을 네트워크에 연결하기 위한 광가입자시스템(FLC-C: Fiber Loop Carrier-Curb)에 관한 것으로 특히, 다수의 가입자들에게 영상 서비스를 제공하기 위한 광가입자시스템의 비디오 채널 장치(VCU:Video Channel Unit)에 관한 것이다.

일반적으로 가입자망은 가입자 댁내에 설치되어 있는 가입자 단말을 통신망에 접속시켜 주는 역할을 하는데, 아날로그 음성서비스가 대부분을 이루고 있는 일반주거용 가입자를 위해서는 2선 혹은 4선의 꼬임 쌍선(TP)을 가입자망으로 사용하고 있다.

오늘날에는 정보사회의 진전에 따라 고속 데이터 서비스와 영상통신 서비스가 증가함에 따라 광대역의 가입자망을 구축하는 것이 필요하게 되었다. 이와 같이 광대역의 가입자망을 구축하기 위한 가입자 접속기술은 기존의 유선선로를 이용하는 ADSL, HDSL과, 광케이블을 이용한 광가입자망 기술(FTTH 혹은 FTTC), 가입자 선로를 무선으로 제공하기 위한 무선가입자망(WLL: Wireless Local Loop) 등이 있다. 여기서, 광케이블을 이용한 광가입자망은 DLC(Digital Loop Carrier)시스템이 발전된 FLC(Fiber Loop Carrier)시스템으로서 널리 알려져 있으며, FLC시스템은 ATM기술과 광네트워크유니트(ONU:Optical Network Unit)를 이용한 FLC-C로 점차 발전되고 있는 추세이다. 상기 FLC-C는 FTTH의 전단계에서 기존의 전화선을 이용하여 영상서비스를 통합 제공하므로 최소한의 비용으로 기본적인 멀티미디어 네트워크를 구축할 수 있다.

한편, ATM망을 이용하여 다수의 가입자들에게 디지털 교환형 영상서비스, 예컨대 주문형 비디오(VOD) 서비스를 제공하기 위하여 비디오 신호 및 비디오 제어신호를 처리하기 위한 장치가 요구된다. 즉, ATM 망과 가입자 사이에서 VDSL 모뎀 기술을 이용하여 영상 서비스를 제공하는 비디오 채널 장치가 요구된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 필요성에 의하여 안출된 것으로, 광가입자시스템에 있어서 ATM 망을 이용하여 가입자에게 영상서비스를 제공하기 위한 비디오 채널 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 분산되어 위치하는 다양한 가입자들을 광케이블을 이용하여 ATM교환망, 공중전화망, 및 전용망에 접속할 수 있도록 하는 광가입자시스템에 있어서, 셀버스를 통하여 ATM 셀을 입력받아 헤더 정보를 해석하여 VPI/VCI값에 따라 목적지에 전달하고, ATM 셀을 다중화/역다중화하는 ATM 계층부, 상기 ATM 계층부로부터 ATM 셀을 입력받아 프레임화한 후 변조하여 하향으로 전달하고, 가입자측에서 변조된 신호를 받아 복조한 후 역프레임하여 ATM 셀을 추출하여 상기 ATM 계층부로 전달하는 물리 계층부, 상기 ATM 계층부와 물리 계층부의 사이에 유토피아 인터페이스를 제공하고, ATM 셀의 VPI/VCI를 추출하여 상향 및 하향 전송에 따라 새로운 VPI 값으로 변환하는 VPI 변환부, 비디오 채널 유니트(VCU)를 제어, 관리, 감시하는 마이크로 프로세서, 및 상기 비디오 채널 유니트(VCU)의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 광가입자시스템의 전체 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 비디오 채널 유니트를 도시한 블록도,

도 3은 도 2에 도시된 ATM 계층부를 도시한 블록도,

도 4는 본 발명에 따른 하향 프레임의 구조,

도 5는 본 발명에 따른 상향 프레임의 구조,

도 6은 도 2에 도시된 VPI 변환부를 도시한 블록도이다.

＊도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

210 : ATM 계층부 220 : 물리 계층부

221 : DAVIC 전송수렴부 222 : 물리 매체 종속부

230 : VPI 변환부 240 : 마이크로 프로세서

250 : 제어부 260 : 변환 메모리

270 : 콘볼루션 메모리 280 : 셀버스

290 : IPC 채널 31 : 셀버스 디바이스

32 : 클럭 및 광 전송 유니트 61 : 셀 데이터 계수부

62 : VPI 추출부 63 : VPI/VCI 변환부

64,65 : 유토피아 인터페이스

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예에 대하여 자세히 살펴보기로 한다.

우선, 광가입자시스템(FLC-C)은 서비스 제공자와 가입자 사이에 위치하여 기존 통신 서비스(예컨대, 음성,ISDN,DS1,DS1E) 및 교환형 디지탈 영상서비스를 통합하여 가입자에게 제공하는 장치이다.

도 1은 본 발명이 적용되는 광가입자시스템의 전체 구성도로서, 전화국사 등에 설치되어 ATM망, PSTN망, 전용선망 등에 연결되는 호스트 디지탈 터미널(HDT:100)과, 가입자측에 분산되어 위치하며 상기 호스트 디지탈 터미널과 광케이블로 연결되는 다수의 광 네트워크 유니트(ONU:120)로 구성되어, 호스트 디지탈 터미널(HDT:100)에서 광 네트워크 유니트(ONU:120)까지는 광선로를 통해 서비스의 데이터를 전송하며, 광 네트워크 유니트(ONU:120)에서 각각의 가정까지는 기존의 전화선을 이용하여 표준의 전화 서비스와 디지털 비디오 서비스를 전달한다.

상기 호스트 디지털 터미널(HDT:100)은 DS1,DS1E 신호와 광대역 디지털 영상 서비스를 접속하여 동기식 디지털 계위로 통합 다중화한 후, 분배장치인 상기 다수의 광 네트워크 유니트(ONU:120)로 광전송하는 기능 및 그 역기능을 수행하는 것으로, ATM교환망(12)과 STM-4(약 622Mbps) 혹은 STM-1(약 155Mbps) 레벨로 접속되고, 공중전화망(14)과 DS1(약 1.544Mbps) 혹은 DS1E(약 2.048Mbps) 레벨로 접속되고, 전용망(16)과 DS1 레벨로 접속되며, 시스템 관리장치(EMS,18)와 랜(LAN)으로 접속된다.

하나의 호스트 디지털 터미널(HDT:100)에는 최대 16개의 광 네트워크 유니트(ONU:120-1~120-16)가 각각 STM-4 레벨로 접속된다. 상기 광 네트워크 유니트(ONU:120)는 호스트 디지탈 터미널(HDT:100)에서 수신한 STM-4 광신호로부터 각 가입자 신호를 서비스에 따라 분리하여 가입자에게 제공하는 기능과 그 역기능을 수행한다.

여기서, 비디오 채널 유니트(VCU)는 상기 광 네트워크 유니트(ONU:120)에 실장되어 디지털 영상서비스를 제공하기 위한 유니트로서, VDSL 모뎀 기술을 이용하여 ATM셀로 유입되는 비디오 신호 및 ATM망으로 전송될 비디오 제어신호를 처리하며, 가입자측 신호를 전송하기 위한 CAP 변조 및 제어신호 복원을 위한 QPSK 복조기능을 갖는다.

도 2는 본 발명에 따른 비디오 채널 유니트(VCU)의 일실시예를 도시한 구성도로서, 본 발명에 따른 비디오 채널 유니트(VCU)는 크게 ATM 계층부(210), 물리 계층부(220), VPI 변환부(230), 마이크로 프로세서(240), 제어부(250) 등으로 구성되어 있다. 상기 ATM 계층부(220)는 32비트 셀버스(280)에 연결되고, 상기 물리 계층부(220)는 UTP(UnTwisted Pair) 인터페이스를 통하여 가입자와 연결되며, 상기 마이크로 프로세서(240)는 IPC 채널(290)과 통신한다.

상기 ATM 계층부(210)는 상기 물리 계층부(220)에서 인식된 셀의 헤더부에 위치한 VPI/VCI 값을 이용하여 광 네트워크 유니트(ONU)로 라우팅하는 기능 및 그 역기능을 수행하고, ATM 셀의 다중화/역다중화 기능을 수행한다.

도 3은 상기 ATM 계층부와 그 주변을 간략하게 도시한 블록도이다. 본 발명에 따른 ATM 계층부(210)는 도 3에 도시된 바와 같이, 셀버스 디바이스(CUBIT,31)가 셀버스 인터페이스를 통해 클럭 및 광 전송 유니트(COTU,32)에 연결되어 상기 클럭 및 광 전송 유니트(COTU,32)로부터 ATM 셀을 받아 헤더정보를 해석하여 목적지에 전달하며, 이때 셀버스(280)와 상기 셀버스 디바이스(CUBIT,31)는 32 비트 데이터를 주고 받는다. 그리고, 물리 계층과의 정보전달은 유토피아 레벨-1 인터페이스를 이용하여 물리계층으로부터 수신되는 셀은 RxData[7:0]을 이용하여 입력받고, 물리계층으로 송신하는 셀은 TxData[7:0]을 이용하여 출력하며, 각각 제어신호(controls)를 주고 받는다.

상기 셀버스 디바이스(CUBIT,31)에 연결된 변환메모리(TRAM,260)는 VPI/VCI 변환과 라우팅 헤더 추가를 위한 정보를 저장한다. 이에 따라 셀버스 디바이스(CUBIT,31)는 상기 변환메모리(TRAM,260)와의 인터페이스를 통하여 VPI를 새로운 값으로 변환하는 기능을 한다. 또한, 셀버스 디바이스(CUBIT,31)는 마이크로 프로세서(240)를 통하여 ATM 셀을 삽입 및 추출하며, 상기 마이크로 프로세서(240)와 셀버스 디바이스(CUBIT,31)는 Add[7:0]과 Data[7:0] 신호선으로 연결된다.

이어서, 상기 물리 계층부(220)는 영상 데이터 및 제어 데이터의 전송을 위해 VDSL 변복조 방식을 이용하고, 또한 오류 정정 기능을 향상시켜 신뢰성있는 통신을 제공하기 위하여 리드솔로몬 부호화 방식을 이용한다. 물리 계층부는 에러가 없는 셀 전송을 실현하기 위하여 광/전기 신호 레벨의 전송과 53바이트 셀 레벨의 전송을 각각 다른 부계층으로 보증하고 있다. 즉, DAVIC에서는 VDSL 전송 방식을 구현하기 위해 전기신호 레벨의 오류 없는 전송을 위하여 물리 매체 부계층(PMD,222)과 DAVIC 프레임을 통한 셀 레벨 전송을 위한 전송 수렴 부계층(TC,221)의 계층구조를 갖는다.

상기 DAVIC 전송 수렴 부계층부(DAVIC TC,221)는 DAVIC 프레임화, ATM 셀 유료부하의 스크램블링, 유료부하와 헤더 정보의 랜덤화/역랜덤화, 유료부하와 헤더 정보의 리드 솔로몬 부호화/복호화, 리드 솔로몬 부호어의 오류 정정 기능 향상을 위한 콘볼루션 인터리빙 등의 기본 기능을 제공하여, 유토피아 인터페이스를 통해 ATM 셀을 입력받아 DAVIC 1.2 표준안의 A1 프레임 구조로 정보를 전달하거나 가입자측으로부터 전달되는 DAVIC 프레임 데이터를 역프레임화하여 ATM 프레임 데이터를 추출하고 이 데이터를 ATM 계층부에 전달한다.

먼저, 하향에서는 ATM 셀 데이터를 프레임화하여 유료부하 정보를 스크램블링한다. 헤더와 유료부하는 개별적으로 랜덤화시키고, 리드솔로몬 부호화시에 유료부하는 RS(66,58), 헤더는 RS(16,12)에 의해 각각 부호화한다. 콘볼루션 메모리(270)를 통한 콘볼루션 인터리빙은 시스템의 복잡성을 증가시키지 않고 오류 정정의 성능을 높임으로써, 버스트(burst)한 채널 특성에 기인하여 발생하는 에러를 분산시켜 에러 정정 기능을 향상시킬 수 있다.

도 4는 하향 프레임 구조 및 바이트의 할당을 도시한 것이다. 하향 프레임은 총 810바이트(18바이트 헤더 + 12*RS(66,58))이며, 헤더정보는 다음 표 1과 같다.

BYTE	NAME	BYTE	NAME
0	동기(Sync)1	9	제어(Control)
1	동기(Sync)2	10	승인(Grant)1
2	사용자 데이터1	11	승인(Grant)2
3	사용자 데이터2	12	승인(Grant)3
4	프레임 포맷	13	승인(Grant)4
5	FEC 포맷	14	FEC1
6	경보(Alarm)	15	FEC2
7	데이터 링크 주소	16	FEC3
8	데이터 링크 데이터	17	FEC4

도 5는 DAVIC 프레임화된 ATM 셀 데이터를 도시한 것으로서, 6바이트의 프리앰블과, 4바이트의 헤더, 53바이트의 ATM 셀, 8바이트의 FEC, 4.9375바이트의 갭(gap)으로 이루어져 있다. DAVIC 전송 수렴 부계층부(DAVIC TC,221)는 상향으로 정보 전송시 상기와 같은 총 75.9375 바이트의 DAVIC 프레임화된 데이터 열로부터 ATM 셀을 추출하여 유료부하와 헤더 정보를 리드솔로몬 복호화시킨 후 역랜덤화시키는 것이다. 여기서, 상향 정보 전송을 위한 DAVIC 프레임의 바이트 할당을 살펴보면, 다음의 표 2와 같다.

BYTE	NAME	BYTE	NAME
0	램프 업(Ramp-up)	10~62	ATM 셀
1	프리앰블1	63	FEC1
2	프리앰블2	64	FEC2
3	프리앰블3	65	FEC3
4	동기1	66	FEC4
5	동기2	67	FEC5
6	데이터 연결 주소	68	FEC6
7	데이터 연결 바이트	69	FEC7
8	경보(Alarm) 바이트	70	FEC8
9	큐 깊이(Queue Depth)	71	램프 다운(Ramp-down)
		72~74.9375	Gap(guard time)

상기 물리 계층부의 물리 매체 부계층부(PMD,222)는 셀 단위의 정보 또는 프레임 구조의 정보를 전기적 신호로 변환하고, 물리 매체를 이용하여 원거리로 전송하기 위한 기능을 제공한다. 이때 하향으로는 DAVIC 프레임화된 데이터를 CAP 변조하여 51.84Mbps의 전송속도로 전달하고, 상향으로는 네트워크 인터페이스 유니트(NIU)로부터 QPSK 변조된 신호를 받아 복조한 후 1.62Mbps의 전송속도로 DAVIC 전송 수렴 부계층부(DAVIC TC,221)로 전달한다.

상기 마이크로 프로세서(240)는 32비트 어드레스 버스, 16비트 데이터 버스구조의 MC68340를 사용하여, 비디오 채널 유니트(VCU)를 제어, 감시, 관리하는 기능을 하며, RS-232C를 통하여 외부 터미널과 통신을 수행한다. 그리고, 상기 제어부(250)는 ATM 계층부(210), DAVIC 전송 수렴 부계층부(DAVIC TC,221), 물리 매체 종속 부계층부(PMD,222), 및 기타 비디오 채널 유니트(VCU)를 구성하는 유니트들을 초기화시키는 등 그 동작을 제어한다.

마지막으로, 도 6은 VPI 변환부의 기능 블록도와 그 주변을 도시한 것으로서, VPI 변환부(230)는 셀 데이터 계수기(61)와, VPI 추출부(62), 및 VPI/VCI 변환부(63)로 구성되어, 셀 데이터를 계수하여 VPI/VCI 데이터 부분을 추출하고, 추출한 VPI/VCI를 해석하여 현재 셀이 신호절차에 해당하면 VPI 값을 가입자에게 지정된 고유의 값으로 변환한다. 즉, 상향 전송의 경우, 다수의 사용자 포트에서 동일한 값으로 전송되는 신호절차에 해당하는 VPI 값을 사용된 포트에 따라 서로 다른 값을 할당하고, 하향 정보 전송의 경우 각 포트에서 사용되는 VPI/VCI 값을 셋탑박스가 인식할 수 있는 값으로 변환한다. 그리고, 도 6에 도시된 바와 같이 ATM 계층부(210)가 다수의 물리 계층(220-1~220-n)과 연결되어 있을 때, 두 장치간에 데이터를 효율적으로 전송하기 위해서 유토피아 레벨-2 인터페이스(64,65) 기준을 따르고 두 장치간의 유토피아 레벨을 매칭시킨다.

한편, 본 발명에 따른 비디오 채널 유니트(VCU)의 다른 일실시예에서는 도 2에 도시된 물리 계층부(220)의 전송 수렴 부계층부(221)를 STS-1 전송 수렴 부계층부로 구성할 수 있다. 그리하여 SONET 광 통신 시스템 접속 표준안의 STS(Synchronous Transport Signal)-1 프레임 데이터를 이용하여 가입자에게 디지털 동보형 영상서비스를 브로드캐스팅한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 비디오 채널 장치는 ATM 셀을 DAVIC 프레임/역프레임화하여 가입자에게 디지털 교환형 영상서비스를 제공하거나 STS-1 프레임/역프레임화하여 디지털 동보형 영상서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims

분산되어 위치하는 다양한 가입자들을 광케이블을 이용하여 ATM교환망, 공중전화망, 및 전용망에 접속할 수 있도록 하는 광가입자시스템에 있어서,

셀버스(280)를 통하여 ATM 셀을 입력받아 헤더 정보를 해석하여 VPI/VCI값에 따라 목적지에 전달하고, ATM 셀을 다중화/역다중화하는 ATM 계층부(210);

상기 ATM 계층부(210)로부터 ATM 셀을 입력받아 프레임화한 후 변조하여 하향으로 전달하고, 가입자측에서 변조된 신호를 받아 복조한 후 역프레임하여 ATM 셀을 추출하여 상기 ATM 계층부(210)로 전달하는 물리 계층부(220);

상기 ATM 계층부(210)와 물리 계층부(220)의 사이에 유토피아 인터페이스(64,65)를 제공하고, ATM 셀의 VPI/VCI를 추출하여 상향 및 하향 전송에 따라 새로운 값으로 변환하는 VPI 변환부(230);

비디오 채널 유니트(VCU)를 제어, 관리, 감시하는 마이크로 프로세서(240); 및

상기 비디오 채널 유니트(VCU)를 구성하는 유니트들의 동작을 제어하는 제어부(250)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광가입자시스템의 비디오 채널 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 물리 계층부(220)가 DAVIC 프레임 및 역프레임화하는 것을 특징으로 하는 광가입자시스템의 비디오 채널 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 물리 계층부(220)가 STS-1 프레임 및 역프레임화하는 것을 특징으로 하는 광가입자시스템의 비디오 채널 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 VPI 변환부(230)는

ATM 셀 데이터를 계수하는 셀 데이터 계수부(61);

ATM 셀 데이터로부터 VPI/VCI 값을 추출하는 VPI 추출부(62); 및

VPI/VCI를 해석하여 상향 및 하향 전송에 따라 변환하는 VPI/VCI 변환부(63)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광가입자시스템의 비디오 채널 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 비디오 채널 장치는 VPI/VCI 변환과 라우팅 헤더 추가를 위한 정보를 저장하는 변환 메모리(260)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광가입자시스템의 비디오 채널 장치.