KR100328499B1 - Home gateway system for connecting home network and access network each having diverse protocols and network interfacing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다양한 프로토콜의 홈 네트워크와 액세스 네트워크를 연결하기 위한 홈 게이트웨이 시스템에 있어서, 서로 다른 프로토콜을 가지는 다양한 홈 네트워크로부터 인가되는 해당 프로토콜에 따른 데이터를 이더넷 패킷 데이터로 변환하여 상기 액세스 네트워크로 송신하며, 상기 액세스 네트워크로부터 수신되는 이더넷 패킷 데이터를 상기 해당 홈 네트워크의 프로토콜에 맞는 데이터로 변환하는 내부 홈 네트워크 인터페이스부와, 서로 다른 프로토콜을 가지는 다양한 외부 액세스 네트워크로부터 인가되는 해당 프로토콜에 따른 데이터를 이더넷 패킷 데이터로 변환하여 상기 홈 네트워크로 송신하며, 상기 홈 네트워크로부터 수신되는 이더넷 패킷 데이터를 상기 해당 액세스 네트워크의 프로토콜에 맞는 데이터로 변환하는 외부 액세스 네트워크 인터페이스부와, 상기 홈 네트워크와 액세스 네트워크간에 전송되는 이더넷 패킷 데이터를 해당 네트워크로 스위칭시키는 스위칭부를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.The present invention provides a home gateway system for connecting a home network and an access network of various protocols, and converts data according to a corresponding protocol applied from various home networks having different protocols into Ethernet packet data and transmits the data to the access network. The Ethernet packet includes an internal home network interface unit for converting the Ethernet packet data received from the access network into data corresponding to the protocol of the corresponding home network, and the data according to a corresponding protocol applied from various external access networks having different protocols. External access network converts the data to the home network, and converts the Ethernet packet data received from the home network into data conforming to the protocol of the corresponding access network. It characterized in that the interface comprises a work unit, and a switching unit for switching the Ethernet packet data to be transmitted between the home network and the access network to the network.
Description
본 발명은 홈 게이트웨이 시스템(Home gateway system)에 관한 것으로, 특히 다양한 프로토콜을 사용하는 홈 네트워크(Home network) 및 액세스네트워크(Access network)를 연결하기 위한 홈 게이트웨이 시스템 및 네트워크 정합방법에 관한 것이다.The present invention relates to a home gateway system, and more particularly, to a home gateway system and a network matching method for connecting a home network and an access network using various protocols.
통상적으로 게이트웨이 시스템은 서로 다른 데이터 통신 프로토콜을 사용하는 두 개의 통신망 사이에 위치하여 서로 다른 프로토콜을 사용하는 두 개의 통신 네트워크간에 전송되는 데이터를 각 통신 네트워크에 맞는 데이터로 변환시켜주는 기능을 수행하는 시스템을 말한다. 근래에 들어서는 가정내에서도 각종 기기들을 네트워크로 연결하는 홈 네트워크가 늘어나는 추세인데 상기 게이트웨이 시스템중 특히 가정내 홈 네트워크와 외부 액세스 네트워크간의 네트워크 정합을 수행하는 게이트웨이 시스템을 홈 게이트웨이 시스템이라 한다.In general, the gateway system is located between two communication networks using different data communication protocols and performs a function of converting data transmitted between two communication networks using different protocols into data suitable for each communication network. Say In recent years, a home network that connects various devices to a network is increasing in a home. Among the gateway systems, a gateway system that performs network matching between a home home network and an external access network is called a home gateway system.
상기한 바와 같이 가정내의 홈 네트워크와 외부 액세스 네트워크를 연결하여 주는 홈 게이트웨이 시스템(102)은 도 1에 도시된 바와 같이 외부 액세스 네트워크(104)와 내부 홈 네트워크(100)간에 접속되어 액세스 네트워크(104)과 내부 홈 네트워크(100)간에 송/수신되는 데이터를 인터페이싱한다.As described above, the home gateway system 102 connecting the home network and the external access network in the home is connected between the external access network 104 and the internal home network 100 as shown in FIG. ) And the data transmitted / received between the internal home network 100.
도 2는 종래 특정 네트워크간에 적용되도록 모델링된 게이트웨이 시스템의 구성을 도시한 것으로, 종래 게이트웨이 시스템(102)은 상기 도 2의 (a),(b)에 도시된 바와 같이 특정 네트워크간에 적용되도록 미리 모델링되어 있어 가정내의 홈 네트워크 또는 외부 액세스 네트워크의 변경이 발생하는 경우 변경된 홈 네트워크, 액세스 네트워크간의 네트워크 정합에는 사용할 수 없게 되는 문제점이 있었다. 따라서 사용자는 새로이 변경된 네트워크의 특성에 적용될 미리 모델링된 새로운 홈 게이트웨이 시스템을 별도로 구입하여야 하는 등 비용 및 관리에 어려움이 있었다.FIG. 2 illustrates a configuration of a gateway system modeled to be applied between specific networks in the prior art, and the conventional gateway system 102 is previously modeled to be applied between specific networks as shown in FIGS. 2A and 2B. Therefore, when a change of a home network or an external access network in a home occurs, there is a problem in that the network matching between the changed home network and the access network cannot be used. Therefore, the user has difficulty in cost and management, such as separately purchasing a new pre-modeled home gateway system to be applied to the characteristics of the newly changed network.
상술한 바와 같이 종래 게이트웨이 시스템은 특정 네트워크간에 적용되도록 미리 모델링되어 있어 가정내의 홈 네트워크 또는 외부 액세스 네트워크의 변경이 발생하는 경우 변경된 홈 네트워크, 액세스 네트워크간의 네트워크 정합에는 사용할 수 없게 되는 문제점이 있었다.As described above, the conventional gateway system is pre-modeled to be applied between specific networks, and thus, when a change of a home network or an external access network in a home occurs, there is a problem that it cannot be used for network matching between the changed home network and the access network.
따라서 본 발명의 목적은 다양한 프로토콜의 홈 네트워크와 액세스 네트워크를 연결하기 위한 홈 게이트웨이 시스템 및 네트워크 정합방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a home gateway system and a network matching method for connecting a home network and an access network of various protocols.
도 1은 가정내 홈 게이트웨이 시스템을 도시한 위한 개념도,1 is a conceptual diagram illustrating a home gateway system in a home;
도 2는 종래 홈 게이트웨이 시스템의 구성도,2 is a configuration diagram of a conventional home gateway system;
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 홈 게이트웨이 시스템의 구성도,3 is a block diagram of a home gateway system according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다양한 프로토콜의 네트워크를 연결 가능한 홈 게이트웨이 시스템의 구성도,4 is a configuration diagram of a home gateway system capable of connecting a network of various protocols according to an embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 홈 게이트웨이 시스템의 동작 제어흐름도.5 is an operation control flowchart of a home gateway system according to an exemplary embodiment of the present invention.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다양한 프로토콜의 홈 네트워크와 액세스 네트워크를 연결하기 위한 홈 게이트웨이 시스템에 있어서, 서로 다른 프로토콜을 가지는 다양한 홈 네트워크로부터 인가되는 해당 프로토콜에 따른 데이터를 이더넷 패킷 데이터로 변환하여 상기 액세스 네트워크로 송신하며, 상기 액세스 네트워크로부터 수신되는 이더넷 패킷 데이터를 상기 해당 홈 네트워크의 프로토콜에 맞는 데이터로 변환하는 내부 홈 네트워크 인터페이스부와, 서로 다른 프로토콜을 가지는 다양한 외부 액세스 네트워크로부터 인가되는 해당 프로토콜에 따른 데이터를 이더넷 패킷 데이터로 변환하여 상기 홈 네트워크로 송신하며, 상기 홈 네트워크로부터 수신되는 이더넷 패킷 데이터를 상기 해당 액세스 네트워크의 프로토콜에 맞는 데이터로 변환하는 외부 액세스 네트워크 인터페이스부와, 상기 홈 네트워크와 액세스 네트워크간에 전송되는 이더넷 패킷 데이터를 해당 네트워크로 스위칭시키는 스위칭부를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a home gateway system for connecting a home network and access network of a variety of protocols, converting the data according to the corresponding protocol applied from various home networks having different protocols into Ethernet packet data An internal home network interface unit for transmitting the Ethernet packet data received from the access network into data conforming to a protocol of the corresponding home network, and a corresponding one that is applied from various external access networks having different protocols. Converts data according to a protocol into Ethernet packet data and transmits the data to the home network, and transmits Ethernet packet data received from the home network according to a protocol of the corresponding access network. To convert characterized in that the external access network interface unit, and a configuration including the switching part for switching the Ethernet packet data to be transmitted between the home network and the access network to the network.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 구체적인 처리 흐름과 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.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Many specific details are set forth in the following description and in the accompanying drawings, in order to provide a more thorough understanding of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be practiced without these specific details. And a detailed description of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 다양한 프로토콜을 사용하는 홈 네트워크 및 액세스 네트워크를 연결하기 위한 홈 게이트웨이 시스템의 블록 구성을 도시한 것이다. 상기 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 게이트웨이 시스템(300)은 홈 네트워크 인터페이스(Interface: I/F)부(302)와, 스위칭부(304)와, 액세스 네트워크 인터페이스부(306)로 구성된다. 홈 네트워크 인터페이스부(302)는 다양한 프로토콜로 이루어진 각 홈 네트워크의 해당 프로토콜에 따른 데이터를 홈 게이트웨이 시스템 스위칭부(304)에서의 스위칭을 위한 이더넷 패킷 데이터(Ethernet packet data)로 변환하여 스위칭부(304)를 통해 외부 액세스 네트워크(100)로 전송하며, 외부 액세스 네트워크(100)로부터 스위칭부(304)를 통해 인가되는 이더넷 패킷 데이터를 해당 홈 네트워크(100)의 프로토콜에 맞는 데이터로 변환하여 홈 네트워크(100)로 전송한다. 액세스 네트워크 인터페이스부(306)는 다양한 프로토콜로 이루어진 각 액세스 네트워크(104)의 해당 프로토콜에 따른 데이터를 홈 게이트웨이 시스템 스위칭부(304)에서의 스위칭을 위한 이더넷 패킷 데이터로 변환하여 스위칭부(304)를 통해 홈 네트워크(100)로 전송하며, 홈 네트워크(100)로부터 스위칭부(304)를 통해 인가되는 이더넷 패킷 데이터를 해당 액세스 네트워크(104)의 프로토콜에 맞는 데이터로 변환하여 액세스 네트워크(104)로 전송한다.3 is a block diagram of a home gateway system for connecting a home network and an access network using various protocols according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the gateway system 300 according to an embodiment of the present invention includes a home network interface (I / F) unit 302, a switching unit 304, and an access network interface unit 306. It consists of. The home network interface unit 302 converts data according to a corresponding protocol of each home network composed of various protocols into Ethernet packet data for switching in the home gateway system switching unit 304 to switch unit 304. And transmits to the external access network 100 and converts the Ethernet packet data applied from the external access network 100 through the switching unit 304 into data that conforms to the protocol of the corresponding home network 100 to the home network ( 100). The access network interface unit 306 converts the data according to the protocol of each access network 104 composed of various protocols into Ethernet packet data for switching in the home gateway system switching unit 304 to convert the switching unit 304. Is transmitted to the home network 100 through the switch, and the Ethernet packet data applied through the switching unit 304 is converted into data conforming to the protocol of the corresponding access network 104 and transmitted to the access network 104. do.
스위칭부(304)는 10Base-T기반의 물리계층부(308,314)와 이더넷 스위칭 제어부(Switched ethernet controller)(310), 메모리부(312)로 구성되어 홈 네트워크(100) 및 액세스 네트워크(104)간에 전송되는 이더넷 패킷 데이터를 해당 네트워크로 스위칭시킨다. 즉, 이더넷 스위칭 제어부(310)는 물리계층부(308)에 연결되는 홈 네트워크 인터페이스부(302)및 액세스 네트워크 인터페이스부(306)를 인식하여 홈 네트워크(100)와 액세스 네트워크(104)간의 프로토콜을 정합시킨 후, 물리계층부(308,314)를 통해 홈 네트워크(100) 및 액세스 네트워크(104)로부터 전송되는 이더넷 패킷 데이터를 수신하여 해당 네트워크로 스위칭 전송시킨다.The switching unit 304 is composed of a 10Base-T-based physical layer unit 308 and 314, a switched ethernet controller 310, and a memory unit 312 so that the home network 100 and the access network 104 are separated. Switch the transmitted Ethernet packet data to the network. That is, the Ethernet switching controller 310 recognizes the home network interface unit 302 and the access network interface unit 306 connected to the physical layer unit 308 to establish a protocol between the home network 100 and the access network 104. After matching, the Ethernet packet data transmitted from the home network 100 and the access network 104 is received through the physical layer units 308 and 314 and switched to the corresponding network.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 홈 게이트웨이 시스템에 연결될 수 있는 다양한 프로토콜의 홈 네트워크와 외부 액세스 네트워크의 연결 구성을 도시한 것이다. 상기 도 4에서 보여지는 바와 같이 본 발명의 홈 게이트웨이 시스템(300)은 홈 PNA 네트워크, USB 네트워크, IEEE-1394 네트워크, 무선 LAN 네트워크, 홈 RF 네트워크, 블루투스(Bluetooth) 네트워크 등과 같은 다양한 프로토콜의 홈 네트워크를 정합시키기 위한 홈 PNA I/F부(400), USB I/F부(402), IEEE-1394 I/F부(404), 무선 LAN I/F부(406), 홈 RF I/F부(408), 블루투스 I/F부(410)의 해당 홈 네트워크 인터페이스부(302)들을 지원하며, 또한 PSTN 네트워크, 데이터 네트워크, 케이블네트워크, MMDS 네트워크 등과 같은 다양한 프로토콜의 액세스 네트워크를 정합시키기 위한 V.90 I/F부(412), ADSL I/F부(414), 케이블 I/F부(416), MMDS I/F부(418) 등과 같은 해당 액세스 네트워크 인터페이스부(306)들을 지원하여 홈 네트워크 또는 액세스 네트워크가 변경되는 경우에도 변경된 홈 네트워크와 액세스 네트워크간의 데이터 송/수신이 가능하도록 한다.4 is a diagram illustrating a connection configuration between a home network and an external access network of various protocols that may be connected to a home gateway system according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the home gateway system 300 of the present invention is a home network of various protocols such as a home PNA network, a USB network, an IEEE-1394 network, a wireless LAN network, a home RF network, a Bluetooth network, and the like. Home PNA I / F Unit 400, USB I / F Unit 402, IEEE-1394 I / F Unit 404, Wireless LAN I / F Unit 406, Home RF I / F Unit 408, supporting the corresponding home network interface portions 302 of the Bluetooth I / F portion 410, and also for matching access networks of various protocols such as PSTN networks, data networks, cable networks, MMDS networks, and the like. Home network by supporting the corresponding access network interface portions 306 such as 90 I / F portion 412, ADSL I / F portion 414, cable I / F portion 416, MMDS I / F portion 418, and the like. Changed home network and access network even if the access network changes Enables data transmission and reception between users.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 다양한 프로토콜의 홈 네트워크와 액세스 네트워크를 연결하기 위한 홈 게이트웨이 시스템에서의 동작 제어흐름도를 도시한 것이다. 이하 상기 도 3, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.5 is a flowchart illustrating an operation control in a home gateway system for connecting a home network and an access network of various protocols according to an exemplary embodiment of the present invention. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3, 4, and 5.
먼저 홈 게이트웨이 시스템내 이더넷 스위칭 제어부(310)는 (500)단계에서 물리계층부(308,314)를 통해 홈 네트워크 인터페이스부(302) 또는 액세스 네트워크 인터페이스부(306)의 변경 여부를 검사한다. 상기 인터페이스부(302,306)는 해당 홈 네트워크 또는 액세스 네트워크 인터페이스카드로 홈 게이트웨이 시스템의 보드에 장/탈착 가능하도록 모듈화 될 수 있다. 따라서 이더넷 스위칭 제어부(310)는 상기 인터페이스카드의 장/탈착 여부를 감지하여 홈 네트워크 또는 액세스 네트워크의 변경이 발생하는지 여부를 알 수 있게 된다.First, in operation 500, the Ethernet switching controller 310 checks whether the home network interface unit 302 or the access network interface unit 306 is changed through the physical layer units 308 and 314. The interface units 302 and 306 may be modularized to be mounted on or detached from the board of the home gateway system with the corresponding home network or access network interface card. Therefore, the Ethernet switching controller 310 detects whether the interface card is mounted or detached or not, and thus whether the change of the home network or the access network occurs.
이때 만일 변경이 발생하는 경우 이더넷 스위칭 제어부(310)는 (502)단계로 진행하여 새로이 변경된 액세스 네트워크 인터페이스부(306)를 인식하여 새로이 연결되는 액세스 네트워크와의 프로토콜을 정합시킨다. 이어 이더넷 스위칭 제어부(310)는 (504)단계로 진행하여 새로이 변경된 내부 홈 네트워크 인터페이스부(302)를 인식하여 새로이 연결되는 내부 홈 네트워크와의 프로토콜을 정합시킨다. 이어 이더넷 스위칭 제어부(310)는 (506)단계로 진행하여 스위칭 동작을 통해 내부 홈 네트워크와 외부 액세스 네트워크간에 송/수신되는 데이터를 인터페이싱시킨다.In this case, if a change occurs, the Ethernet switching controller 310 proceeds to step 502 and recognizes the newly changed access network interface unit 306 to match the protocol with the newly connected access network. In step 504, the Ethernet switching controller 310 recognizes the newly changed internal home network interface unit 302 and matches the protocol with the newly connected internal home network. The Ethernet switching controller 310 proceeds to step 506 to interface data transmitted / received between the internal home network and the external access network through a switching operation.
이에 따라 홈 네트워크와 액세스 네트워크의 변경이 발생하는 경우 사용자는 미리 모듈화된 해당 네트워크의 인터페이스카드만을 구입하여 홈 게이트웨이 시스템에 장착시켜 사용함으로써 별도의 홈 게이트웨이를 추가로 구입하지 않아도 된다.Accordingly, when the change of the home network and the access network occurs, the user does not need to purchase an additional home gateway by purchasing only the interface card of the corresponding network that is modularized in advance and installing it in the home gateway system.
상술한 바와 같이 본 발명은 홈 네트워크와 액세스 네트워크의 변경이 발생하는 경우에도 미리 모듈화된 해당 네트워크의 인터페이스카드만을 구입하여 홈 게이트웨이 시스템에 장착시켜 사용할 수 있도록 홈 게이트웨이 시스템을 구현함으로써 홈 네트워크 또는 액세스 네트워크의 변경이 발생하는 경우에도 별도의 홈 게이트웨이를 추가로 구입하지 않아도 되는 이점이 있다.As described above, the present invention implements a home gateway or access network by implementing a home gateway system so that even when a change is made between the home network and the access network, only an interface card of a corresponding modularized network can be purchased and installed in the home gateway system. Even if a change occurs, there is an advantage of not having to purchase an additional home gateway.
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