KR100256615B1 - 케이블 텔레비젼 망을 이용한 데이터 통신 망에서 유한잡음측정을 위한 장치 - Google Patents

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

케이블 텔레비젼(CATV) 망에서 헤드엔드와 가입자 단말기간에 동축선을 이용하여 구성한 데이터 통신 망에 관한 것이다.

나. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제

케이블 텔레비젼 망을 이용한 데이터 통신 망에서 가입자 단말기들 각각에 대해 유한잡음을 측정할 수 있도록 하는 장치를 제공한다.

다. 발명의 해결방법의 요지

케이블 모뎀과 망 사이에 접속되는 트랜스포머와, 트랜스포머와 케이블 모뎀 사이에 접속되는 스위치와, 스위칭를 통한 RF신호를 무선 송신하는 RF 무선송신부를 구비한다.

라. 발명의 중요한 용도

케이블 텔레비젼 망을 이용한 데이터 통신 망에서 유한잡음을 측정하는데 이용한다.

Description

케이블 텔레비젼 망을 이용한 데이터 통신망에서 유한잡음 측정을 위한 장치

본 발명은 케이블 텔레비젼(Cable Television: 이하 "CATV"라 함) 망(network)을 이용한 데이터 통신 망에 관한 것으로, 특히 헤드엔드(headend)와 가입자 단말기간에 동축선을 이용하여 구성한 데이터 통신 망에 관한 것이다.

통상적으로 CATV 망을 이용하여 데이터 통신망을 구성할 때 업스트림(upstream)상에서의 유한잡음(ingress noise)이 많이 생겨 케이블(cable) 모뎀(MODEM: Modulator-Demodulator)등의 단말기와 헤드 엔드(head end)간의 통신에 영향을 미치게 된다.

도 1은 통상적인 CATV 망을 이용한 데이터 통신 망 구성도를 보인 것으로, 각각의 가입자댁내에 설치되는 가정의 단말기인 케이블 모뎀들(106)이 HFC(Hybrid Fiber Coax) 망을 통해 헤드 엔드(100)에 연결된다. 여기서 헤드 엔드(100)로부터 케이블 모뎀들(106) 각각까지 데이터가 전송되는 경로를 다운스트림(downstream)이라하고, 이와 반대로 케이블 모뎀들(106) 각각으로부터 헤드 엔드(100)로 데이터가 전송되는 경로를 업스트림이라 한다. 예를들어 다운스트림은 54㎒∼750㎒ 대역이고, 업스트림은 5㎒∼42㎒ 대역이 된다. 그리고 헤드 엔드(100)와 케이블 모뎀들(106) 사이에는 양방향 증폭기(102)가 연결되고, 양방향 증폭기(102)와 케이블 모뎀들(106) 각각의 사이에는 양방향성 결합기들(104)이 각각 하나씩 대응되게 연결된다. 이러한 헤드 엔드(100)와 양방향 증폭기(102)는 동축선이나 광 파이버(fiber)로 연결되고, 양방향 증폭기(102) 및 양방향성 결합기들(104) 사이와, 양방향성 결합기들(104) 및 케이블 모뎀들(106) 각각의 사이에는 동축선으로 연결된다. 즉, 헤드 엔드(100)와 양방향성 결합기들(104)은 HFC(Hybrid Fiber Coax) 망을 통해 연결된다. 이때 동축선과 케이블 모뎀들(106) 각각을 연결할 때 통상적으로 F 타입 콘텍터를 사용한다.

도 2는 이러한 케이블 모뎀과 동축선 접속 구성도를 보인 것으로, 케이블 모뎀(200)은 도 1에 보인 케이블 모뎀들(106) 각각에 대응한다. 통상적으로 케이블 모뎀들(106) 측은 F 메일(male) 타입 콘넥터(202)를 사용하고, 동축선 측은 F 피메일(female) 타입 콘넥터(204)를 사용한다. 케이블 모뎀(200)과 동축선(206)을 이와 같이 F 타입 콘넥터를 사용하여 연결할 때 기계장치를 사용하여 단지 연결만 시켜왔으며, 연결한후 케이블 모뎀(200)과 동축선(206)간의 실제 연결 상태를 확인하지 않았었다. 즉, 케이블 모뎀(200)과 동축선(206)을 F 타입 콘넥터를 사용하여 연결한후 F 타입 콘넥터의 피메일 콘넥터(204)를 여러번 돌려서 확실히 연결되어 있는가를 확인하여야만 하는데, 실제 설치할 때 이를 제대로 확인하지 않고 사용자가 임의로 이 연결을 만질 경우 케이블 모뎀(200)과 동축선(206)간의 연결이 느슨해지는 경우가 종종 발생된다.

통상적인 CATV 망에 있어서 다운스트림에서는 유한잡음 등의 영향이 없다. 이와 반면에 업스트림에서는 각각의 단말, 즉 도 1의 케이블 모뎀들(106) 각각이 서로 다른 주파수 스펙트럼(spectrum)을 가지고 헤드 엔드(100)로 데이터를 전송한다. 이러한 상태에서 집안에서 많이 사용하는 헤어 드라이어(hair dryer), 세탁기, 진공 청소기 등의 각종 가전기기에서 발생하는 잡음 중에 5㎒∼42㎒ 대역의 잡음이 케이블 모뎀(200)과 동축선(206)간의 연결이 상기한 바와 같이 느슨해진 곳을 통해 유입될 수 있다. 이러한 유한잡음이 유입되면, 이 유한잡음은 케이블 모뎀(106)으로부터 출력되는 RF(Radio Frequency)신호에 포함되어 헤드 엔드(100)까지 가게 되는데, 양방향 증폭기(102)를 거치므로 증폭되어 헤드 엔드(100)에 인가되게 된다. 또한 케이블 모뎀들(106)중 다른 케이블 모뎀에서도 이러한 유한잡음이 유입되어 함께 증폭되면 서로 다른 잡음신호에 의해 상호 변조(intermodulation) 현상이 발생한다. 이로 인해 헤드 엔드(100)에서는 S/N 비(Signal-to-noise ratio)가 현격히 낮아짐으로써 헤드 엔드(100)와 케이블 모뎀들(106)간 통신에 막대한 영향을 초래한다.

이러한 유한잡음을 막기 위해서는 우선 케이블 모뎀들(106) 중에 어느 케이블 모뎀에서 유한잡음이 유입되고 있는가를 알아야 한다. 이러함에도 불구하고 종래에는 케이블 모뎀들(106) 중에 어느 케이블 모뎀에서 유한잡음이 유입되고 있는지 알 수 없었다. 즉, 유한잡음을 포함한 RF신호가 헤드 엔드(100)로 전달되어 HFC 망을 통한 데이터 통신에 지장을 주어도 어느 케이블 모뎀이 유한잡음을 포함한 RF신호를 발생시키는지 알 수 없으므로 이를 방지하기 곤란하였었다.

상술한 바와 같이 종래에는 CATV 망을 이용한 데이터 통신 망에서 가입자 단말기들로부터 유한잡음이 유입되어 헤드 엔드로 전달되어 HFC 망을 통한 데이터 통신에 지장을 주어도 어느 단말기가 유한잡음을 포함한 RF신호를 발생시키는지 알 수 없으므로 이를 방지하기 곤란한 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 CATV 망을 이용한 데이터 통신 망에서 가입자 단말기들 각각에 대해 유한잡음을 측정할 수 있도록 하는 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 CATV 망을 이용한 데이터 통신 망에서 가입자 단말기들 각각에 대해 유한잡음의 유입 여부를 시각적으로 확인하도록 표시할 있는 장치를 제공함에 있다.

도 1은 통상적인 케이블 텔레비젼 망을 이용한 데이터 통신 망 구성도,

도 2는 케이블 모뎀과 동축선 접속 구성도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유한잡음 측정을 위한 장치를 포함한 양방향성 결합기의 블록구성도.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 케이블 모뎀과 망 사이에 접속되는 트랜스포머와, 트랜스포머와 케이블 모뎀 사이에 접속되는 스위치와, 스위칭를 통한 RF신호를 무선 송신하는 RF 무선송신부를 구비함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 구체적인 회로 구성이나 부품과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들없이 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

우선 전술한 도 1과 같이 CATV 망을 이용하여 데이터 통신망을 구성하는 경우, 케이블 모뎀들(106) 각각에서 나오는 신호는 반드시 양방향성 결합기들(104) 중에 각각 해당하는 양방향성 결합기를 거쳐 헤드 엔드(100)로 전달된다. 즉, 양방향성 결합기들(104) 각각은 HFC 망의 동축선이 가입자 댁내로 인입될 때 첫 번째 관문이 된다. 본 발명은 이러한 점을 감안하여 양방향성 결합기들(104) 각각에 케이블 모뎀으로부터 출력되는 RF신호를 무선으로 송신하는 RF 무선 송신부를 설치함으로써 무선 송신되는 유한잡음신호를 측정할 수 있도록 한다. 이때 측정장비로서는 통상적인 스펙트럼 분석기(spectrum analyzer)와 같은 계측기를 이용하면 된다. 이와 함께 양방향성 결합기들(104) 각각에 RF신호의 세기를 시각적으로 표시하는 표시장치를 설치한다. 이때 표시장치는 예를 들어 LED(Light Emitting Diode)를 사용한다. 그리고 LED를 사용하는 경우에 있어서도 RF신호의 세기에 대응되게 LED의 밝기를 변화시키거나 아니면 LED 어레이(array)를 사용하여 RF신호의 세기에 대응되게 LED 발광 개수를 변화시킴으로써 시각적으로 표시한다.

도 3은 이를 위한 본 발명의 실시예에 따른 유한잡음 측정을 위한 장치를 포함한 양방향성 결합기의 블록구성도를 보인 것이다. 상기 도 3에서 결합성 트랜스포머(304)는 전술한 도 1에서 양방향성 결합기(104) 각각에 해당하며 각각 대응되는 가입자 단말기인 케이블 모뎀과 HFC 망 사이에 접속된다. 이때 도 3에서 결합성 트랜스포머(304)는 케이블 모뎀과는 F 타입 피메일 콘넥터(300)에 의해 연결되고 HFC 망의 동축선과는 F 타입 메일 콘넥터(302)에 의해 연결되는 예를 보인다.

이러한 트랜스포머(304) 및 케이블 모뎀 사이, 즉 트랜스포머(304) 및 F 타입 피메일 콘넥터(300) 사이의 접속점에 RF신호 버퍼부(306)가 접속되고, RF신호 버퍼부(306)의 출력단에는 다시 스위치(308)가 접속된다. 이러한 스위치(308)의 출력단에는 RF 무선 송신부(310)와 표시장치(312)가 공통 접속된다.

상기 RF 무선 송신부(310)는 결합성 캐패시터들(C1,C2)과 발진 및 증폭부(314)와 안테나(316)로 구성한다. 결합성 캐패시터(C1)는 스위치(308)의 출력단에 접속되고, 발진 및 증폭부(314)는 결합성 캐패시터(C1)를 통해 입력되는 RF신호의 레벨에 대응되는 레벨로 무선 송신하기 위한 신호를 발진하여 증폭 출력한다. 이러한 발진 및 증폭부(314)의 출력단에는 결합성 캐패시터(C2)가 접속되고, 안테나(316)는 결합성 캐패시터(C2)를 통해 발진 및 증폭부(314)의 출력단에 접속되어 발진 및 증폭부(314)의 출력신호를 무선 송신한다. 그러므로 RF 무선 송신부(310)는 스위치(308)가 "온"되는 경우, 가입자 단말기인 케이블 모뎀으로부터 출력되는 RF신호를 무선 송신하게 된다.

그리고 표시장치(312)는 결합성 캐패시터(C3)와 아날로그/디지털 변환기(Analog-to-Digital Convertor: 이하 "ADC"라 함)와 마이컴(MICOM: Microcomputer)과 LED 표시부(322)로 구성한다. 결합성 캐패시터(C3)는 스위치(308)의 출력단에 접속된다. ADC(318)는 결합성 캐패시터(C3)를 통해 입력되는 RF신호를 A/D 변환하여 그의 레벨에 대응되는 데이터를 마이컴(320)에 출력한다. 마이컴(320)은 ADC(318)의 출력 데이터값에 대응되게 LED 표시부(322)의 LED를 구동시킨다. LED 표시부(322)는 LED를 구비한다. 그러므로 표시장치(312)는 스위치(308)가 "온"되는 경우, 가입자 단말기인 케이블 모뎀으로부터 출력되는 RF신호의 세기를 시각적으로 표시하게 된다.

상기한 바와 같은 상태에서 전술한 도 1과 같은 케이블 모뎀들(106) 중에 F 타입 피메일 콘넥터(300)에 연결되는 해당하는 케이블 모뎀으로부터 헤드 엔드(100)로 가는 RF신호는 F 타입 피메일 콘넥터(300)를 거쳐 결합성 트랜스포머(304)로 입력된다. 이 신호는 결합성 트랜스포머(304)를 거친후 F 타입 메일 콘넥터(302)를 거쳐 HFC 망을 통해 헤드 엔드(100)로 전달되게 된다. 이때 스위치(308)가 "오프"된 경우에는 RF신호는 RF 무선 송신부(310)와 표시장치(312)에는 인가되지 않는다. 이러한 상태에서 만일 F 타입 피메일 콘넥터(300)가 케이블 모뎀과 연결 상태가 느슨해진 상태에서 전술한 바와 같이 유한잡음이 유입되는 경우 RF신호에 포함되어 헤드 엔드(100)로 전달되게 된다.

만일 상기와 같이 유입되는 유한잡음을 측정하고자 하는 경우, 사용자는 스위치(308)를 눌러 "온"시킨다. 그러면 유한잡음이 포함된 RF신호가 RF신호 버퍼부(306)와 스위치(308)를 거쳐 RF 무선 송신부(310) 및 표시장치(312)에 인가된다. 여기서 RF신호 버퍼부(306)를 사용한 이유는 스위치(308)를 누르고 있을 때 발생되는 로딩 효과(loading effect)에 의해 헤드 엔드(100)로 가는 RF신호의 감쇄를 막기 위한 것이다. 그러므로 유한잡음을 측정할 때 이러한 RF신호의 감쇄가 문제가 되지 않으면 RF신호 버퍼부(306)를 사용할 필요가 없다.

상기한 RF 무선 송신부(310)에 인가된 유한잡음이 포함된 RF신호는 결합성 캐패시터(C1)를 거쳐 발진 및 증폭부(314)에서 무선 송신하기 위한 신호로 변환되고 증폭된다. 이때 발진 및 증폭부(314)를 사용한 이유는 입력되는 RF신호를 무선으로 송신하기 위해 알맞은 신호로 변환하기 위한 것이다. 그러므로 발진 및 증폭부(314)에서 발진되는 신호는 유한잡음을 무선으로 측정하고자하는 측정장비에 대응되도록 하면 된다. 이러한 발진 및 증폭부(314)의 출력신호는 안테나(316)를 통해 무선 송신된다. 이와 같이 무선 송신되는 유한잡음을 포함한 신호는 유한잡음이 클수록 레벨이 더 커지게 되므로 스펙트럼 분석기와 같은 각종 계측기에 의해 측정할 수 있게 된다.

상기 표시장치(312)에 인가된 유한잡음을 포함한 RF신호는 ADC(318)에 의해 그의 레벨에 대응하는 값의 데이터로 변환되어 마이컴(320)에 인가된다. 그러면 마이컴(320)은 ADC(318)의 출력 데이터값에 대응되게 LED 표시부(322)의 LED를 구동시킨다. 이와 같이 LED 표시부(322)에 의해 유한잡음을 포함하는 RF신호의 세기를 시각적으로 확인할 수 있게 된다.

그러므로 전술한 도 1에서와 같이 가입자 댁내에 설치되며 케이블 모뎀들(106) 각각에 하나씩 대응되게 연결되는 양방향 결합기들(104) 각각을 상기한 도 3과 같은 구성으로 사용하면, 유한잡음을 계측기로 측정함은 물론이고 시각적으로도 확인할 수 있다.

따라서 CATV 망을 이용한 데이터 통신 망에서 가입자 단말기들로부터 유한잡음이 유입되어 헤드 엔드로 전달되어 데이터 통신에 지장을 주는 경우, 유한잡음을 포함한 RF신호를 발생시키는 가입자 단말기를 확인할 수 있으며 그 세기도 측정 및 시각적 확인이 가능하므로 이를 방지할 수 있게 된다. 즉, 유한잡음을 포함한 RF신호를 발생시키는 가입자 단말기를 확인하고, 그의 F 타입 콘넥터 연결 상태를 점검하여 고쳐줌으로써 유한잡음이 유입되는 것을 방지할 수 있다.

한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 특히 본 발명의 실시예에서는 사용자가 선택적으로 RF 무선 송신부(310)와 표시장치(312)를 동작시킬 수 있도록 스위치(308)를 사용하였으나, 스위치(308)를 생략하여 RF 무선 송신부(310)와 표시장치(312)를 항상 동작시키도록 할 수도 있을 것이다. 또한 F 타입 콘넥터뿐만 아니라 다른 타입의 콘넥터를 사용하는 경우에도 마찬가지로 적용할 수 있다. 또한 RF신호를 무선 송신함과 아울러 시각적으로도 확인할 수 있도록 표시하는 예를 보였으나, 필요에 따라 어느 한가지만 채용할 수도 있다. 그리고 RF신호 버퍼부(306)도 동작에 큰 문제가 없는한 사용치 않을 수도 있으며 LED를 사용하는 대신에 EL(Electroluminescence element)이나 형광 표시관(phosper indicator tube)과 같은 다른 발광소자나 LCD(Liquid Crystal Display)와 같이 얼마든지 다른 표시소자를 사용할 수 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정하여져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 CATV 망을 이용한 데이터 통신 망에서 가입자 단말기들로부터 유한잡음이 유입되어 헤드 엔드로 전달되어 데이터 통신에 지장을 주는 경우, 유한잡음을 포함한 RF신호를 발생시키는 가입자 단말기를 확인할 수 있으며 그 세기도 측정 및 시각적 확인이 가능하므로 이를 방지할 수 있는 잇점이 있다.

Claims (12)

1. 헤드엔드와 가입자 단말기간에 동축선을 이용하는 CATV 망을 이용한 데이터 통신 망에 있어서,

   상기 가입자 단말기와 망 사이에 접속되는 결합성 트랜스포머와,

   상기 트랜스포머 및 가입자 단말기 사이의 접속점에 접속되어 상기 가입자 단말기로부터 출력되는 RF신호를 무선 송신하는 RF 무선 송신부를 구비함을 특징으로 하는 유한잡음 측정을 위한 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 트랜스포머와 가입자 단말기 사이의 접속점과 상기 RF 무선 송신부 사이에 접속되는 스위치를 더 구비함을 특징으로 하는 유한잡음 측정을 위한 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 트랜스포머와 가입자 단말기 사이의 접속점과 상기 스위치 사이에 접속되어 상기 RF신호를 버퍼링하는 RF신호 버퍼부를 더 구비함을 특징으로 하는 유한잡음 측정을 위한 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 RF 무선송신부가,

   상기 스위치의 출력단에 접속되는 제1결합성 캐패시터와,

   상기 제1결합성 캐패시터를 통해 입력되는 RF신호의 레벨에 대응되는 레벨로 무선 송신하기 위한 신호를 발진하여 증폭 출력하는 발진 및 증폭부와,

   상기 발진 및 증폭부의 출력단에 접속되는 제2결합성 캐패시터와,

   상기 제2결합성 캐패시터를 통해 상기 발진 및 증폭부의 출력단에 접속되어 상기 발진 및 증폭부의 출력신호를 무선 송신하는 안테나를 구비함을 특징으로 하는 유한잡음 측정을 위한 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 트랜스포머와 가입자 단말기 사이의 접속점과 상기 RF 무선 송신부 사이에 접속되어 상기 RF신호를 버퍼링하는 RF신호 버퍼부를 더 구비함을 특징으로 하는 유한잡음 측정을 위한 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 RF 무선송신부가,

   상기 RF신호 버퍼부의 출력단에 접속되는 제1결합성 캐패시터와,

   상기 제1결합성 캐패시터를 통해 입력되는 RF신호의 레벨에 대응되는 레벨로 무선 송신하기 위한 신호를 발진하여 증폭 출력하는 발진 및 증폭부와,

   상기 발진 및 증폭부의 출력단에 접속되는 제2결합성 캐패시터와,

   상기 제2결합성 캐패시터를 통해 상기 발진 및 증폭부의 출력단에 접속되어 상기 발진 및 증폭부의 출력신호를 무선 송신하는 안테나를 구비함을 특징으로 하는 유한잡음 측정을 위한 장치.
7. 헤드엔드와 가입자 단말기간에 동축선을 이용하는 CATV 망을 이용한 데이터 통신 망에 있어서,

   상기 가입자 단말기와 망 사이에 접속되는 결합성 트랜스포머와,

   상기 트랜스포머 및 가입자 단말기 사이의 접속점에 접속되어 상기 가입자 단말기로부터 출력되는 RF신호의 세기를 시각적으로 표시하는 표시장치를 구비함을 특징으로 하는 유한잡음 측정을 위한 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 트랜스포머와 가입자 단말기 사이의 접속점과 상기 RF 무선 송신부 사이에 접속되는 스위치를 더 구비함을 특징으로 하는 유한잡음 측정을 위한 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 트랜스포머와 가입자 단말기 사이의 접속점과 상기 스위치 사이에 접속되어 상기 RF신호를 버퍼링하는 RF신호 버퍼부를 더 구비함을 특징으로 하는 유한잡음 측정을 위한 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 표시장치가,

    상기 스위치의 출력단에 접속되는 결합성 캐패시터와,

    상기 결합성 캐패시터를 통해 입력되는 RF신호를 아날로그/디지털 변환하여 그의 레벨에 대응되는 데이터를 출력하는 아날로그/디지털 변환기와,

    LED를 구비하는 LED 표시부와,

    상기 아날로그/디지털 변환기의 출력 데이터값에 대응되게 상기 LED 표시부의 LED를 구동시키는 마이컴을 구비함을 특징으로 하는 유한잡음 측정을 위한 장치.
11. 제7항에 있어서, 상기 트랜스포머와 가입자 단말기 사이의 접속점과 상기 RF 무선 송신부 사이에 접속되어 상기 RF신호를 버퍼링하는 RF신호 버퍼부를 더 구비함을 특징으로 하는 유한잡음 측정을 위한 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 표시장치가,

    상기 스위치의 출력단에 접속되는 결합성 캐패시터와,

    상기 결합성 캐패시터를 통해 입력되는 RF신호를 아날로그/디지털 변환하여 그의 레벨에 대응되는 데이터를 출력하는 아날로그/디지털 변환기와,

    LED를 구비하는 LED 표시부와,

    상기 아날로그/디지털 변환기의 출력 데이터값에 대응되게 상기 LED 표시부의 LED를 구동시키는 마이컴을 구비함을 특징으로 하는 유한잡음 측정을 위한 장치.

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