KR100258703B1

KR100258703B1 - 광가입자시스템의 네트워크 인터페이스 장치

Info

Publication number: KR100258703B1
Application number: KR1019970081745A
Authority: KR
Inventors: 이승훈
Original assignee: 강병호; 대우통신주식회사
Priority date: 1997-12-31
Filing date: 1997-12-31
Publication date: 2000-06-15
Also published as: KR19990061479A

Abstract

본 발명은 광 가입자망과 셋톱박스(STB)를 접속하기 위하여 정합시키는 네트워크 인터페이스 장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명은, 네트워크 인터페이스 유니트(NIU)가 ONU측과 전화선으로 연결되어 수신된 신호를 증폭 및 필터링하는 아날로그 전치종단부(201)와, 광네트워크유니트(ONU)로부터 16 CAP 변조된 신호를 수신하여 복조하고, 가입자 정보를 네트워크로 전송하기 위하여 QPSK 변조하는 물리매체 부계층부(202)와, 물리매체 부계층부(202)로부터 전송된 DAVIC 프레임을 역프레임화하고, 가입자로부터 전송된 신호를 DAVIC 프레임화하여 물리매체 부계층부(202)로 전송하는 전송수렴 부계층부(203)와, 네트워크 인터페이스 유니트(NIU)를 제어, 관리, 감시하는 마이크로 프로세서(205), 및 네트워크 인터페이스 유니트(NIU)를 구성하는 유니트들의 동작을 제어하는 제어부(206)를 구비한다.

Description

광가입자시스템의 네트워크 인터페이스 장치(A network interface unit of fiber loop carrier - curb system)

본 발명은 FTTC망을 통해서 전달되는 VOD정보를 받고, 셋톱박스 내의 연결객체가 네트워크에 관계없이 서버와 접속할 수 있도록 인터페이스해주는 광가입자시스템의 네트워크 인터페이스 장치(NIU)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.

이러한 광 가입자시스템에 셋톱박스(STB)를 연결하여 CATV 혹은 VOD 서비스를 제공받기 위해서는 셋톱박스와 광 가입자시스템의 ONU를 연결할 필요가 있는데, 이때 셋톱박스내의 연결 객체와 VOD 서비스 등을 제공해주는 비디오서버를 접속시켜주기 위한 인터페이스 장치가 요구된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 필요성에 의하여 안출된 것으로, 셋톱박스의 연결 객체가 비디오서버와 접속할 수 있도록 인터페이스하는 광가입자시스템의 네트워크 인터페이스 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 네트워크 인터페이스 유니트(NIU)를 구비한 셋톱박스(STB)가 광 네트워크 유니트(ONU)와 연결되어, 영상서비스 가입자로부터 네트워크측으로 전달되는 상향 스트림과 네트워크로부터 가입자로 전달되는 하향 스트림을 송수신하도록 된 광가입자망 시스템에 있어서, 상기 네트워크 인터페이스 유니트(NIU)가 상기 ONU측과 전화선으로 연결되어 수신된 신호를 증폭 및 필터링하는 아날로그 전치종단부, 상기 ONU로부터 16 CAP 변조된 신호를 수신하여 복조하고, 가입자 정보를 네트워크로 전송하기 위하여 QPSK 변조하는 물리매체 부계층부, 상기 물리매체 부계층부로부터 전송된 DAVIC 프레임을 역프레임화하고, 가입자로부터 전송된 신호를 DAVIC 프레임화하여 물리매체 부계층부로 전송하는 전송수렴 부계층부, 네트워크 인터페이스 유니트(NIU)를 제어, 관리, 감시하는 마이크로 프로세서, 및 상기 네트워크 인터페이스 유니트(NIU)를 구성하는 유니트들의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 광 가입자망의 개략 구성을 도시한 블록도,

도 2는 본 발명에 따른 네트워크 인터페이스 유니트(NIU)의 구성을 도시한 블록도,

도 3은 도 2의 아날로그 전치종단부의 구성을 도시한 블록도,

도 4는 도 2의 전송수렴 부계층부의 구성을 도시한 블록도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

201 : 아날로그 전치 종단부 202 : 물리매체 부계층부

203 : 전송수렴 부계층부 204 : 마이크로프로세서

205 : 제어부 301 : QPSK 송신필터

302 : 16CAP 수신필터 303,304 : 보호회로

305 : 결합기 OP1,OP2 : 연산증폭기

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

도 1은 본 발명이 적용되는 광 가입자망의 개략 구성을 도시한 블록도이다. 본 발명에 따른 광 가입자망은 도 1에 도시된 바와 같이, 호스트 디지탈 터미널(HDT:103)과 다수의 광 네트워크 유니트(ONU:110-1∼110-16)를 포함하고 있고, 호스트 디지탈 터미널(HDT:103)은 ATM교환기(102)와 STM-1 레벨로 연결되며, 이 ATM교환기(102)에는 VOD 등을 제공하기 위한 비디오 서버(101)가 연결되어 있다. 그리고 HDT(103)에는 PSTN망(104)이 연결되어 있으며, ONU(110-1∼110-16)에는 전화와 셋톱박스(STB:120)가 연결되어 있다. 도 1의 실시예에서 ATM교환기(102)와 HDT(103)는 8개의 STM-1으로 연결되고, HDT(103)와 각 ONU(110-1∼110-16)와는 STM-4c레벨로 연결되며, HDT(103)와 PSTN(104)과는 108 DS1E로 연결된다.

상기 셋톱박스에는 비디오 서버(101)와 접속하여 VOD 서비스를 제공받을 수 있도록 하는 네트워크 인터페이스 유니트(NIU:Network Interface Unit)가 구비되어 있으며, 본 발명의 네트워크 인터페이스 유니트(NIU)는 셋톱박스내의 연결 객체가 네트워크에 관계없이 비디오서버와 접속할 수 있도록 인터페이스하는 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 네트워크 인터페이스 장치의 구성을 도시한 블록도이고, 도 3은 도 2에 도시된 아날로그 전치종단부의 구성을 도시한 블록도이고, 도 4는 도 2에 도시된 전송수렴 부계층부의 기능 구성을 도시한 블록도이다.

본 발명의 네트워크 인터페이스 장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 전화선과 연결되어 수신된 신호를 증폭하는 아날로그 전치종단부(201,Analog Front End), 상향/하향 신호에 대하여 변/복조를 수행하는 물리매체 부계층부(202,PMD), DAVIC 프레임 및 역프레임을 수행하는 전송수렴 부계층부(203,DAVIC TC), 마이크로프로세서(204), 제어부(205) 등을 포함하여 구성되어 있다.

상기 아날로그 전치종단부(201)는 도 3에 도시된 바와 같이 16CAP 수신부(202)에서 아웃오브밴드(out-of-band) 신호를 감쇄시키기 위한 16CAP 수신필터(302)와, 16CAP 스펙트럼에서 QPSK 스펙트럼성분을 감소시키고 중간주파수의 고조파 신호성분을 감쇄하기 위해 사용되는 QPSK 송신필터(301)와, QPSK 및 16CAP 신호를 증폭하기 위한 연산증폭기(OP1,OP2), 라인 인터페이스에서 발생하는 과전압을 보호하기 위한 보호회로(303,304), 및 전화선과 연결되어 있는 결합기(305)를 포함하여 구성되어 있어, QPSK 전송신호와 16CAP 신호의 필터링, QPSK 송신신호와 16CAP 수신신호의 격리, 라인 인터페이스에서 발생되는 과전압 보호 등의 기능을 수행한다. 이때, 하향으로 전송되는 16 CAP 신호 및 상향으로 전송되는 QPSK 신호의 스펙트럼 할당은 각각 다음의 표 1a 및 표 1b와 같다.

* 16-CAP (하향 신호) *

비트 레이트	최저주파수	중심주파수	최고주파수	심볼 레이트
51.84 Mbps	2.5920 MHz	10.3680 MHz	18.1440 MHz	12.96M baud

* QPSK (상향 신호) *

비트 레이트	최저주파수	중심주파수	최고주파수	심볼 레이트
1.62 Mbps	22.0725 MHz	22.6800 MHz	23.2875 MHz	0.81M baud

상기 물리매체 부계층부(202,PMD)는 선로부호화 부분으로 하향신호를 위한 16-CAP 수신부와 송신신호를 위한 QPSK 송신부로 구성되어, 비트전송을 위해 비트전달 및 비트정렬 등의 기능을 수행한다.

물리매체 부계층부(202)의 16CAP 수신부는 광 네트워크 유니트(ONU)로부터 51.84Mbps 속도로 전달되는 16CAP 방식으로 변조된 신호를 복조한 후 셋톱박스(STB)의 셋톱유니트(STU)로 전송하고, 16CAP 차분(Differential) 모드 디코딩을 수행하며, QPSK 송신부는 가입자로부터 전달받은 각종 제어신호와 정보를 상향 네트워크측으로 전달하기 위해 QPSK 변조를 수행하며, 이때의 전송 속도는 1.62Mbps이다.

상기 전송수렴 부계층부(203,DAVIC TC)는 도 4에 도시된 바와 같이, 그 기능 블록이 프레이머(401), 콘볼루션 디인터리빙(402), RS 디코드 유료부하(403), 유료부하 역랜덤화(404), ATM 셀 경계결정(405), ATM 유료부하 디스크램블링(406), 유토피아 수신부(407), RS 디코드 헤더(408), 헤더 역랜덤화(409), 헤더 레지스터(410), MPEG2 리어셈블링(411), 프로세서 Inter(412), 유토피아 송신부(413), DAVIC 랜덤화(414), RS 부호화(415), P/S 변환(416)으로 구성되어, PMD 부계층부(202)로부터 전달받은 DAVIC 프레임의 하향 데이터를 역프레임화하여 ATM셀을 추출하거나 MPEG2 트랜스포트스트림(TS)을 분리하여 셋톱유니트(STU)로 전달하고, 사용자 장치로부터의 상향 제어 정보를 네트워크쪽에 전송하기 위하여 DAVIC 프레임화하여 PMD 부계층부(202)를 통해서 상향으로 전달하는 기능을 수행하며, 이때 상향 데이터의 오류방지를 위하여 채널 부호화 및 셀동기 기능도 수행한다. 또한, DAVIC TC(203)은 외부의 SRAM을 이용하여 인터리빙 깊이 0부터 31까지 지원한다.

이를 하향과 상향으로 나누어 좀더 설명하면, 먼저 하향의 경우 총 810바이트(18바이트 헤더 + 12*RS(66,58))로 이루어진 데이터스트림을 전송하며 18바이트 헤더의 구조는 다음의 표 2와 같다.

바이트	명 칭	바이트	명 칭
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

전송수렴 부계층부(203)는 상기 표 1에서 보인 하향 스트림의 동기1과 동기2 바이트를 이용하여 DAVIC 프레임을 해석하며, DAVIC 프레임을 역프레임화하고 유료부하와 헤더에 대하여 각각 리드솔로몬(RS) 복호화한다. 이때, 유료부하는 RS(66,58), 헤더는 RS(16.12)에 의하여 복호화하며, 수정가능한 오류는 모두 수정가능하고, 수정할 수 없는 오류의 경우에도 ATM셀 스트림의 셀 경계(delineation)가 손실 상태가 되지 않도록 한다. 또한, 상기 콘볼루션 디인터리빙(402) 단계를 통해 오류정정 능력을 향상시키고, 유료부하 역랜덤화(404)와 헤더 역랜덤화(409)에 의해 ATM 셀의 유료부하와 헤더에 대하여 각각 역랜덤화시키고, ATM 셀 경계 결정(405)에 의하여 하향 유료부하 스트림에서 셀 경계를 결정하며, ITU-T 호환 AAL5 패킷으로 리어셈블시키며, 유토피아 인터페이스를 통하여 하향 정보를 전송한다.

그리고, 상향의 경우, 상향으로 전달되는 가입자 ATM 셀 데이터를 6바이트의 프리앰블(Preamble), 4바이트의 헤더, 53바이트의 ATM 셀, 8바이트의 FEC(Forward Error Control), 4.9375바이트의 갭(gap)으로 이루어진 총 75.9375바이트의 DAVIC 프레임으로 프레임화하고, 랜덤화 및 오류 정정을 위하여 헤더와 ATM 셀을 RS(65,57) 부호화시킨 후, 유토피아 인터페이스를 통해 상향 정보를 전송한다. 여기서, 상기 DAVIC 프레임의 바이트 할당을 살펴보면, 다음의 표 3과 같다.

바이트	명 칭	바이트	명 칭
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)

그리고, 상기 마이크로프로세서(204) 및 제어부(205)는 DAVIC TC(203)와 물리매체 부계층부(202) 등 각 블록의 동작을 제어하며, 경보(Alarm), 구성(Configuration), 상태 등의 정보를 각 블록과 교환하며, 어드레스 디코더 기능을 수행한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 네트워크 인터페이스 유니트(NIU)는 광가입자시스템의 광네트워크유니트(ONU)와 셋톱박스 사이에 인터페이스를 제공하여, 비디오서버로부터의 VOD 서비스와 가입자의 제어 신호를 주고받을 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims

네트워크 인터페이스 유니트(NIU)를 구비한 셋톱박스(STB)가 광 네트워크 유니트(ONU)와 연결되어, 영상서비스 가입자로부터 네트워크측으로 전달되는 상향 스트림과 네트워크로부터 가입자로 전달되는 하향 스트림을 송수신하도록 된 광가입자망 시스템에 있어서,

상기 네트워크 인터페이스 유니트(NIU)가

상기 ONU측과 전화선으로 연결되어 수신된 신호를 증폭 및 필터링하는 아날로그 전치종단부(201);

상기 ONU로부터 16 CAP 변조된 신호를 수신하여 복조하고, 가입자 정보를 네트워크로 전송하기 위하여 QPSK 변조하는 물리매체 부계층부(202);

상기 물리매체 부계층부(202)로부터 전송된 DAVIC 프레임을 역프레임화하고, 가입자로부터 전송된 신호를 DAVIC 프레임화하여 물리매체 부계층부(202)로 전송하는 전송수렴 부계층부(203);

네트워크 인터페이스 유니트(NIU)를 제어, 관리, 감시하는 마이크로 프로세서(205); 및

상기 네트워크 인터페이스 유니트(NIU)를 구성하는 유니트들의 동작을 제어하는 제어부(206)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광가입자시스템의 네트워크 인터페이스 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 아날로그 전치종단부(201)는

QPSK 전송신호와 16CAP 신호를 각각 증폭하는 연산증폭기(OP1,OP2);

QPSK 스펙트럼성분을 감소시키고 중간주파수의 고조파 신호성분을 감쇄하는 QPSK 송신필터(301);

아웃오브밴드 신호를 감쇄시키는 16CAP 수신필터(302); 및

라인 인터페이스에서 발생하는 과전압을 보호하는 보호회로(303,304)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광가입자시스템의 네트워크 인터페이스 장치.