KR100270693B1

KR100270693B1 - 멀티미디오홈게이트웨이

Info

Publication number: KR100270693B1
Application number: KR1019970014511A
Authority: KR
Inventors: 이종영
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1997-04-18
Filing date: 1997-04-18
Publication date: 2000-11-01
Also published as: KR19980077405A

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야: 각종 멀티미디어 서비스를 효과적으로 홈 네트워크(Home Network)에 연결하기 위한 멀티미디어 홈 게이트웨이에 관한 것이다.

나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제: 가정내 다수개의 정보단말기들을 하나의 고속 홈 네트워크로 연결하고, 이 홈 네트워크를 외부 멀티미디어 서비스망과 연결해 주는 멀티미디어 홈 게이트웨이를 설계함으로서 하나의 정보단말기를 통해 다양한 네트워크 서비스를 선택적으로 수신할 수 있는 멀티미디어 홈 게이트웨이를 제공함에 있다.

다. 그 발명의 해결방법의 요지: 가정내 다수개의 정보단말기들을 고속 홈 네트워크로 연결하고, 상기 홈 네트워크를 다수개의 네트워크 인터페이스 모듈과 각각 접속시킴으로서 상기 홈 네트워크를 통해 다수개의 네트워크 각각과 정보단말기들이 접속됨을 특징으로 한다.

라. 발명의 중요한 용도: 광대역 종합 정보 통신망을 구축하기 위한 홈 게이트웨이에 사용할 수 있다.

Description

멀티미디어 홈 게이트웨이{MULTIMEDIA HOME GATEWAY}

본 발명은 홈 게이트웨이(Home Gateway)에 관한 것으로, 특히 각종 멀티미디어 서비스를 효과적으로 홈 네트워크(Home Network)에 연결하기 위한 멀티미디어 홈 게이트웨이에 관한 것이다.

통신은 오늘날에 있어 우리 사회생활에서 없어서는 안될 필수적인 요건이라고 말할 수 있으며, 생활필수품으로서 지난 10여년 사이에 계속적인 발전이 이루어지고 있는 기술이라 할 것이다. 이러한 기술발전과 더불어 일반 수요자의 각종 정보에 대한 욕구를 충족시키기 위해 주문형비디오(VOD: Video On Demand), 인터넷(Internet) 등의 멀티미디어 서비스를 가정에서 쉽게 사용할 수 있도록 하는 홈 게이트웨이의 개발이 활발히 진행되고 있다.

도 1은 가정 내 특정 정보단말기와 다수개의 네트워크를 연결하는 일반적인 홈 게이트웨이의 구성을 보인 도면이다.

상기 도 1을 참조하여 일반적인 홈 게이트웨이의 구성을 설명하면, 복수의 네트워크 통신선로들(네트워크1 내지 네트워크n) 각각에 대응하여 셋탑 박스들(STB: Set Top Box)(10a,10b,10c)이 구비된다. 상기 복수의 STB들(10a,10b,10c)은 스위치를 통해 하나의 정보단말기(도 1에서는 예로서 텔레비전(TV)을 개시하고 있음)(20)에 연결된다. 한편, 상기 복수의 STB들(10a,10b,10c)은 크게 소정 네트워크 통신선로와의 데이터 송신 및 수신을 위한 네트워크 인터페이스 유니트(NIU: Network Interface Unit)와 해당 정보단말기(20)와의 인터페이스를 위한 셋탑 유니트(STU: Set Top Unit)로 구성된다. 즉, 전술한 바와 같이 종래에는 하나의 정보단말기에 대응하는 STB를 인입되는 네트워크 통신선로의 개수에 대응하여 구비하여야 한다.

그러나 오늘날 각종 멀티미디어 서비스가 다양화됨에 따라 가정으로 인입되는 네트워크 통신선로 뿐만 아니라 가정내의 정보단말기 또한 다양해지고 있다. 이러한 네트워크 통신선로로는 전화선, 디지털 CATV, FTTC(Fiber To The Curb), 위성 등으로 대변될 수 있으며, 정보단말기로는 전화기, 텔레비전, 컴퓨터 등으로 대변될 수 있다. 이러한 경우 전술한 모든 정보단말기들 각각에 대응하여 상기 도 1에서 보여지고 있는 바와 같은 구성을 구비하게 된다면 필요한 STB의 개수는 인입되는 네트워크 통신선로와 정보단말기의 수에 비례하여 증가하게 될 것이다. 예들 들어, 네트워크 통신선로 4회선과 5종류의 정보단말기에 따른 홈 게이트웨이를 구비하기 위해서는 20개의 STB가 요구될 것이다. 이는 소비자의 입장에서 보면 큰 부담이 아닐 수 없다.

또한 전술한 구성에서 보면, 하나의 정보단말기에 접속된 네트워크 통신선로를 전환하기 위해 스위치를 사용하고 있는데, 상기 스위치는 수동으로 조작하도록 되어 있어 있었다.

따라서, 상술한 바와 같은 종래의 홈 게이트웨이는 네트워크간의 서비스 변경이 필요할 때마다 수동으로 정보단말기의 정보 데이터 입력단자를 재결합해야 하는 사용상의 불편함이 있었다. 또한, 네트워크별로 서로 다른 NIU를 가지는 각종 STB를 구비해서 사용해야 하고, 한 종류의 STB에서는 해당 네트워크상의 서비스만 가능하므로 확장성이 결여되는 문제가 발생하게 된다. 그리고, M개의 정보단말기에서 N개의 네트워크 서비스를 모두 수용하기 위해서는 MN개의 STB가 필요하게 되어 설치비가 많이 들고 설치 및 배선이 복잡한 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 다양한 이종 네트워크 서비스를 복수의 정보단말기에 대해 선택적으로 서비스할 수 있도록 지원할 수 있는 멀티미디어 홈 게이트웨이를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 네트워크 전환을 위한 수동 절체 동작이 필요 없음은 물론, 다수의 네트워크 서비스를 제공받기 위한 홈 네트워크 시스템을 구축하는 비용을 절감할 수 있는 멀티미디어 홈 게이트웨이를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

복수의 네트워크 통신선로들 각각에 대응하여 구비되며, 한 회선의 고속 홈 버스를 통해 복수의 정보단말기들과 연결되어 소정 네트워크 통신선로와 소정 정보단말기간의 데이터 통신이 가능하도록 상호 데이터를 변환하는 네트워크 인터페이스 모듈들과, 상기 복수의 정보단말기들의 상태와 상기 네트워크 인터페이스 모듈들의 상태를 감시하고, 상기 복수의 네트워크 인터페이스 모듈들로부터 출력되는 데이터가 상기 고속 홈 버스를 통해 해당 정보단말기로 전달될 수 있도록 하기 위해 식별자 할당을 수행하며, 상기 고속 홈 버스를 통해 소정 정보단말기로부터의 데이터가 원하는 네트워크 통신선로로 전송될 수 있도록 상기 데이터를 대응하는 네트워크 인터페이스 모듈로 전달하기 위한 제어를 수행하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 멀티미디어 홈 게이트웨이를 제안한다.

도 1은 가정내 특정 정보단말기와 다수개의 네트워크를 연결하는 일반적인 홈 게이트웨이의 구성을 보인 도면.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 멀티미디어 홈 게이트웨이(Multimedia Home Gateway)를 통해 다수개의 네트워크와 다수개의 정보단말기가 연결되어 있는 상태를 예시한 도면.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 멀티미디어 홈 게이트웨이의 구성을 개념적으로 보여주고 있는 도면.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 멀티미디어 홈 게이트웨이를 구성하는 네트워크 인터페이스 모듈의 상세 구성의 일 예를 보여주고 있는 도면.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 동작을 상세히 설명하기로 한다. 하기 설명 및 첨부도면에서 동일 구성요소들은 가능한 한 동일한 참조부호를 사용하였으며, 외부 네트워크가 디지털 CATV 네트워크를 이용한 HFC 구조일 경우 홈 게이트웨이를 구성하는 네트워크 인터페이스 모듈(NIM)의 구성과 같은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티미디어 홈 게이트웨이(Multimedia Home Gateway)를 통해 다수개의 네트워크와 다수개의 정보단말기가 연결되어 있는 상태를 예시한 도면이다.

상기 도 2를 참조하면, 가정의 각종 정보단말기(40a∼40n)들은 가정내 통신선로(고속 홈 버스)를 통해 접속됨으로써 하나의 고속 홈 네트워크를 구성하고, 각종 서비스를 위한 외부 네트워크 통신선로는 하나의 멀티미디어 홈 게이트웨이(30)를 통하여 가정내의 홈 네트워크에 접속된다. 이때, 상기 가정내 통신선로인 고속 홈 버스는 IEEE1394버스, USB(Universal Serial Bus), 이터넷(Ethernet), ATM25 등을 사용하여 구현할 수 있다. 또한, 상기 외부 네트워크 통신선로는 HFC, FTTC(Fiber To The Curb), PSTN(Public Switched Telephone Network) 등을 사용하여 구현할 수 있다.

도 3은 전술한 도 2의 구성들 중 멀티미디어 홈 게이트웨이(30) 구성의 일 예를 보인 도면이다.

상기 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티미디어 홈 게이트웨이(30)는 각 네트워크와의 인터페이스를 위한 N개의 네트워크 인터페이스 모듈(NIM: Network Interface Module)보드(30a∼30n)와, 홈 네트워크 시스템 전체를 제어(ID할당, 트래픽처리, 상태감시 및 제어 등)하기 위한 제어보드(32)로 구성된다. 즉, 상기 정보단말기(40a∼40n) 각각과 임의의 네트워크 통신선로의 접속을 제어한다.

보다 구체적으로, 상기 네트워크 인터페이스 모듈들(30a∼30n)은 복수의 네트워크 통신선로들(네트워크 1 내지 네트워크 n) 각각에 대응하여 구비되며, 한 회선의 고속 홈 버스(IEEE 1394, USB 등)를 통해 복수의 정보단말기들과 연결된다. 이러한 연결을 가지는 상기 네트워크 인터페이스 모듈들(30a∼30n)은 소정 네트워크 통신선로와 소정 정보단말기간의 데이터 통신이 가능하도록 상호 데이터를 변환한다. 상기 제어보드(32)는 상기 복수의 정보단말기들의 상태와 상기 네트워크 인터페이스 모듈들(30a∼30n)의 상태를 감시하고, 상기 복수의 네트워크 인터페이스 모듈들(30a∼30n)로부터 출력되는 데이터가 상기 고속 홈 버스를 통해 해당 정보단말기로 전달될 수 있도록 하기 위해 식별자 할당 등의 동작을 수행한다. 또한, 상기 고속 홈 버스를 통해 소정 정보단말기로부터의 데이터가 원하는 네트워크 통신선로로 전송될 수 있도록 상기 데이터를 대응하는 네트워크 인터페이스 모듈로 전달하기 위한 제어를 수행한다.

이하 멀티미디어 홈 게이트웨이(30)에 접속된 외부 네트워크가 디지털 CATV 네트워크를 이용한 HFC(Hybrid Fiber to Coaxial) 구조일 경우의 NIM보드 회로구성을 보인 도 4를 참조하여 멀티미디어 홈 게이트웨이(30)의 동작을 설명하면 다음과 같다.

우선 도 4에서 듀플렉서(Duplexer)(50)는 HFC 네트워크상의 송신채널(Upstream)과 수신채널(Downstream)을 분리하여 필터링하며, CATV 튜너(52)는 여러 수신채널 중 하나를 선택한다. 아날로그/디지털 변환부(ADC: Analog-to-Digital Converter)(54)는 특정 채널로 수신되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다. 직교진폭변조(QAM: Quadrature Amplitude Modulation) 복조부(56)는 상기 ADC(54)로부터 출력된 QAM 데이터를 복조한 후 에러 정정하여 출력한다. 이때 복조 및 에러 정정 완료된 데이터는 제1피포메모리(FIFO)(58)에 선입선출방식으로 저장된다. 한편, HFC 네트워크상의 표준 프로토콜인 미디어 접속 제어(MAC: Media Access Control) 프로토콜 통신 동작을 수행하기 위한 프로세서인 RISC(60)는 상기 제피포메모리(58)로부터 수신된 정보 또는 제어 데이터를 해석하여 고속 홈 버스를 통한 홈 네트워크 상으로 전달하기 위해 제2피포메모리(62)에 저장한다. 또한 RISC(60)는 상기 제2피포메모리(62)를 통해 홈 네트워크로부터 수신된 데이터를 해석하여 직교위상편이키잉(QPSK) 변조를 위해 QPSK업스트림(68)으로 출력한다. 그리고 상기 RISC(60)에 연결된 메모리(66)는 RISC에서 수행하는 프로세서 동작을 위한 제어 프로그램이 저장된 롬과 제어 동작시 발생되는 각종 데이터를 저장하기 위한 램으로 구성된다. 고속 데이터 포트 인터페이스부(64)는 상기 제2피포메모리(62)를 통해 수신된 데이터를 고속 홈 버스를 통해 네트워크 상으로 변환하여 출력하고, 반대로 고속 홈 버스를 통해 홈 네트워크에서 수신되는 신호를 해석하여 상기 제2피포메모리(62)를 통해 RISC(60)로 제공한다. QPSK업스트림(68)은 RISC(60)로부터 데이터를 수신하여 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)변조하여 출력하며, 디지털/아날로그 변환부(DAC: Digital-to-Analog Converter)(70)는 QPSK 변조되어 출력되는 데이터를 아날로그 신호로 변환 후 지정된 업스트림 채널로 송신한다. 이에 따라 변환된 아날로그 신호는 듀플렉서(50)를 통해 필터링과 이득조정을 한 후 HFC 네트워크상으로 출력된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 멀티미디어 홈 게이트웨이를 구현함으로서 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫 번째로, 하나의 셋 탑 박스를 통해 다양한 이종 네트워크 서비스를 선택적으로 수신할 수 있기 때문에 사용의 편리성과 서비스 확장을 기할 수 있는 이점이 있다.

두 번째로, 수동 절체 등의 불편한 동작이 필요 없으므로 사용이 편리하고, 설치 및 배선이 용이한 장점이 있다.

세 번째로, 각 정보단말기들은 종래 네트워크마다 요구되었던 상이하고 복잡한 광대역 네트워크 인터페이스가 비교적 간단한 홈 네트워크에 관한 표준 인터페이스회로로 대체됨으로서, 비용이 절감되고 사용이 편리한 장점이 있다.

Claims

멀티미디어 홈 게이트웨이에 있어서,

복수의 네트워크 통신선로들 각각에 대응하여 구비되며, 한 회선의 고속 홈 버스를 통해 복수의 정보단말기들과 연결되어 소정 네트워크 통신선로와 소정 정보단말기간의 데이터 통신이 가능하도록 상호 데이터를 변환하는 네트워크 인터페이스 모듈들과,

상기 복수의 정보단말기들의 상태와 상기 네트워크 인터페이스 모듈들의 상태를 감시하고, 상기 복수의 네트워크 인터페이스 모듈들로부터 출력되는 데이터가 상기 고속 홈 버스를 통해 해당 정보단말기로 전달될 수 있도록 하기 위해 식별자 할당을 수행하며, 상기 고속 홈 버스를 통해 소정 정보단말기로부터의 데이터가 원하는 네트워크 통신선로로 전송될 수 있도록 상기 데이터를 대응하는 네트워크 인터페이스 모듈로 전달하기 위한 제어를 수행하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 멀티미디어 홈 게이트웨이.
제1항에 있어서,

상기 고속 홈 버스는 IEEE1394버스, 유니버설 시리알 버스, 이더넷 및 에이티엠 25 중 어느 하나를 사용함을 특징으로 하는 멀티미디어 홈 게이트웨이.
멀티미디어 홈 게이트웨이에 있어서,

복수의 네트워크 통신선로들 중 어느 하나에 연결되어 상기 연결된 네트워크 통신선로의 송신채널과 수신채널을 분리하는 듀플렉서와,

상기 듀플렉서를 통해 분리된 수신채널을 구성하는 복수의 채널들 중 특정 채널을 선택하는 튜너와,

상기 튜너로부터 출력되는 아날로그 형태의 데이터를 디지털 형태의 데이터로 변환하는 아날로그/디지털 변환부와,

상기 아날로그/디지털 변환부로부터의 디지털 형태의 직교 진폭 변조된 데이터를 복조하고, 에러 정정을 수행하는 복조부와,

상기 복조부로부터의 데이터를 임시 저장하는 제1버퍼와,

상기 연결된 네트워크 통신선로와 고속 홈 버스간의 상이한 프로토콜의 변환을 통해 상기 제1버퍼에 저장된 데이터를 상기 고속 홈 버스로 전송하거나 상기 고속 홈 버스를 통해 전달되는 데이터를 상기 연결된 네트워크 통신선로로 전송하는 프로세서와,

상기 프로세서가 제어를 수행함에 있어 요구되는 데이터와 제어 프로그램을 저장하는 메모리와,

상기 고속 홈 버스로 전송하기 위해 상기 프로세서로부터 출력되는 데이터를 임시 저장하는 제2버퍼와,

상기 제2버퍼에 저장된 데이터를 상기 고속 홈 버스로 인터페이싱 하는 인터페이스부와,

상기 연결된 네트워크 통신선로로 전송하기 위해 상기 프로세서로부터 출력되는 데이터를 직교위상편이키잉(QPSK) 변조하여 출력하는 변조부와,

상기 변조부로부터의 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하여 상기 듀플렉서로 출력하는 디지털/아날로그 변환부를 포함함을 특징으로 하는 멀티미디어 홈 게이트웨이.