KR100414061B1 - 홈 게이트웨이 장치의 매체 접속 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 홈 게이트웨이 장치의 매체 접속 제어 방법에 관한 것으로, 접근 매체가 다른 다수의 단말과 게이트웨이로 구성된 홈 네트워크에 있어서, 네트워크 초기화 시에 게이트웨이 내부의 각 매체별 단말 인터페이스부를 초기화하는 제1단계와; 홈 네트워크로 구성되어 있는 각 매체 그룹별 단말을 인식하여, 그 단말에 고유하게 설정되어 있는 우선 순위를 브로드캐스트하는 제2단계와; 각 단말에 매체 정보의 송신을 요구하고 각 단말로부터 수신된 매체 정보를 바탕으로, 각 그룹별 단말의 매체 접근 우선 순위를 확정하여 각 단말에 브로드캐스트하는 제3단계와; 소정 주기마다 상기 제3단계의 과정을 반복 수행하여 그 매체 정보를 바탕으로 우선 순위를 갱신하는 제4단계 및 네트워크 초기화시에 게이트웨이로부터 브로드캐스트된 매체 접근 우선 순위를 각 단말의 새로운 우선 순위로 갱신하는 제1단계와; 소정 주기마다 게이트웨이에서 우선 순위 설정을 위해 요구한 매체 정보를 송신하는 제2단계와; 상기 브로드캐스트된 우선 순위에 의해 각 그룹별 우선 순위 테이블을 갱신하는 제3단계와; 상기 각 그룹별 우선 순위 테이블을 참조하여, 상위 우선 순위의 단말과 단말과 데이터 충돌이 발생하지 않도록 데이터를 전송하는 제4단계로 이루어짐으로써 달성될 수 있다.

Description

홈 게이트웨이 장치의 매체 접속 제어 방법{MEDIA CONNECTION CONTROLLING METHOD FOR HOME GATEWAY DEVICE}

본 발명은 홈 게이트웨이 장치의 매체 접속 제어 방법에 관한 것으로, 특히 홈 네트워크 구성을 위한 홈 게이트웨이 장치에서, 내부적으로 각 매체간 특성을 고려한 우선 순위를 할당하고, 그 우선 순위에 따라 데이터 전송 시 매체간 데이터의 충돌을 방지할 수 있도록 하는, 홈 게이트웨이 장치의 매체 접속 제어 방법에 관한 것이다.

최근 홈 네트워크는 통신, 방송 등의 사회 시스템의 급속한 고도화에 동반하여, 가정에서도 인터넷 보급이 활성화됨에 따라 많은 관심이 집중되고 있는데, 이러한 네트워크의 구성을 위한 수단으로 종래에는 피씨(PC)가 대부분이었지만, 최근에는 장치 본래의 기능에 통신 기능을 더 부가하여 가정 내 모든 장치(예 : 인터넷 냉장고, 전자 레인지, 디지털 티브이 등)들을 네트워크화 하려는 연구가 진행되고 있는 상황이다.

그런데, 이러한 홈 네트워크 구성 시 가장 문제가 되는 것은 첫째, 가정 외부의 다른 네트워크에 접속하여 필요한 정보를 고속으로 전송 받을 수 있도록 하는 것과 둘째, 가정 내부에서 네트워크로 구성된 전자기기들 간에 고속으로 데이터를 전송할 수 있도록 하는 것이다.

여기서, 상기 첫 번째 문제점은 최근 증가 추세에 있는 인터넷 전용선의 보급으로 큰 문제가 되지 않지만, 두 번째 문제점은 배선 설치 및 장치간 인터페이스등에 많은 어려움이 있기 때문에 이를 해결하기 위한 다양한 홈 네트워크 방법이 연구되고 있는 상태이다.

현재, 홈 네트워크를 위한 방식으로는 추가 배선이 필요 없다는 점 때문에 비용 절감 효과가 큰 전화선을 이용하는 방법과 전력선을 이용하는 방법이 주로 연구되고 있는데, 전화선 전송 방식은 가정 전화선 네트워크 연합(Home-PNA), 전력선 전송(PLC : Power Line Carrier) 방식은 'HomePlug Powerline Alliance'를 중심으로 시도되고 있다.

즉, 가정내의 많은 새로운 디지털 기기들이 홈 네트워크를 통해, 음성/화상의 전달 수단으로써 이용할 수 있도록 진화하고 있는 상황이다.

더구나, 최근에는 네트워크 인프라에 대한 관심이 더욱 높아지면서, 도1에 도시된 바와 같이 전화선이나 전력선 외에도 무선, 광파이버 등을 이용한 네트워크를 구축하여, 각종 정보들을 공유할 수 있도록 하는 다양한 네트워크 인프라 시스템 및 이에 인터페이스 되는 장치들이 증가되고 있는 추세이다.

따라서, 상기와 같이 다양한 매체를 사용하는 장치들을 네트워크 시키기 위해서는, 적절한 게이트웨이 장치가 필요하게 된다.

그런데, 만약 도1에 도시된 바와 같은 버스 구조의 게이트웨이 장치를 이용한 홈 네트워크(LAN)를 구축할 경우, 랜 프로토콜 방식 자체가 경쟁기반의 랜덤 접근 제어 방식을 사용하기 때문에, 각 단말의 환경이나 정보를 전혀 고려하지 않고, 전송할 데이터가 있으면 바로 전송을 시도함으로써, 동시에 여러 단말에서 데이터 전송을 시도하거나 데이터 전송 도중 다른 단말에서 데이터를 전송할 경우, 데이터프레임의 충돌이 발생하여 데이터를 손실하게 되고, 이로 인한 빈번한 재전송을 하게 됨으로써 데이터 전송 속도가 저하되는 문제점이 있다.

즉, 단말에 따라 혹은 데이터 종류에 따라 데이터 전송에 성공하지 못하고 재전송을 반복하거나, 순간적인 잡음 량의 증가로 데이터의 폐기를 유발시키는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 홈 네트워크 구성을 위한 홈 게이트웨이 장치에서, 내부적으로 각 매체간 특성을 고려한 우선 순위를 할당하고, 그 우선 순위에 따라 데이터 전송 시 매체간 데이터의 충돌을 방지할 수 있도록 하는, 홈 게이트웨이 장치의 매체 접속 제어 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 접근 매체가 다른 다수의 단말과 게이트웨이로 구성된 홈 네트워크에 있어서, 네트워크 초기화 시에 게이트웨이 내부의 각 매체별 단말 인터페이스부를 초기화하는 제1단계와; 홈 네트워크로 구성되어 있는 각 매체 그룹별 단말을 인식하여, 그 단말에 고유하게 설정되어 있는 우선 순위를 브로드캐스트하는 제2단계와; 각 단말에 매체 정보의 송신을 요구하고 각 단말로부터 수신된 매체 정보를 바탕으로, 각 그룹별 단말의 매체 접근 우선 순위를 확정하여 각 단말에 브로드캐스트하는 제3단계와; 소정 주기마다 상기 제3단계의 과정을 반복 수행하여 그 매체 정보를 바탕으로 우선 순위를 갱신하는 제4단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 접근 매체가 다른 다수의 단말과 게이트웨이로 구성된 홈 네트워크에 있어서, 네트워크 초기화시에 게이트웨이로부터 브로드캐스트된 매체 접근 우선 순위를 각 단말의 새로운 우선 순위로 갱신하는 제1단계와; 소정 주기마다 게이트웨이에서 우선 순위 설정을 위해 요구한 매체 정보를 송신하는 제2단계와; 상기 브로드캐스트된 우선 순위에 의해 각 그룹별 우선 순위 테이블을 갱신하는 제3단계와; 상기 각 그룹별 우선 순위 테이블을 참조하여, 상위 우선 순위의 단말과 단말과 데이터 충돌이 발생하지 않도록 데이터를 전송하는 제4단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 홈 네트워크 구성을 위한 게이트웨이 장치의 버스 구조 설명을 위한 예시도.

도 2는 본 발명에 따른 홈 게이트웨이 장치의 매체 접속 제어 방법을 보인 순서도.

상술한 바와 같이 홈 게이트웨이를 이용한 네트워크 구성 시 각 매체간 접근방식으로, 기존의 랜 망에 적용하던 슬롯 방식과 예약 방식을 기반으로 한 방식을, 저속 매체와 고속 매체간의 특성을 전혀 고려하지 않고 그대로 적용할 경우, 각 단말들이 동시에 데이터를 전송하거나 데이터 전송 도중 다른 단말에서 데이터를 전송할 경우, 데이터의 충돌이 일어나 전송 데이터의 손실이나 한 단말이 지속적으로 망을 점유하는 상황이 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한, 각 단말들의 상향 채널 구조에 따른 적절한 매체 접속 제어(MAC : Medium Access Control) 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 게이트웨이 장치는, 홈 네트워크를 구성하는 전화선, 전력선, 무선, 광파이버 등의 다양한 매체를 그룹화 하고, 각 그룹별 단말의 데이터 전송 속도 등을 주기적으로 체크하여, 각 그룹별로 공정한 점유율을 유지할 수 있도록 그룹별 매체 점유 우선 순위를 조정하는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명에 따른 홈 게이트웨이 장치의 매체 접속 제어 방법은, 기존의 이더넷 프로토콜(랜 프로토콜)을 바탕으로 매체 접근 계층(MAC layer)과 링크 계층(Link layer)에서 데이터 처리 전에 매체별 고유의 매체 접근 우선 순위를 할당함으로써, 그 우선 순위를 근거로 데이터 전송 기회를 제어하는 것이다.

이하, 상술한 본 발명에 따른 매체 접속 제어 방법을 도2를 참조하여 설명하기로 한다.

도2는 본 발명에 따른 홈 게이트웨이 장치의 매체 접속 제어 방법을 보인 순서도로서, 이에 도시된 바와 같이 게이트웨이 장치는 각 단말기간에 송/수신되는 매체 정보를 바탕으로 매체 접근 우선 순위를 결정한다.

게이트웨이 장치는 망 초기화 시에 각 매체별 단말 인터페이스부(전화선 I/F, 전력선 I/F, 광파이버 I/F 등)를 초기화한다(S101).

즉, 망 초기화 시점에서 게이트웨이는 홈 네트워크로 구성되어 있는 각 매체 그룹별 단말을 인식하여, 그 단말에 고유하게 설정되어 있는 우선 순위를 브로드캐스트 한다(S102).

다음, 각 단말에 매체 정보를 송신할 것을 요구하고 각 단말로부터 수신된 매체 정보를 바탕으로(S103), 각 그룹별 단말의 매체 접근 우선 순위를 분류한다(S104).

상기 각 그룹별 단말의 매체 접근 우선 순위의 분류가 완료되면, 어느 한 그룹의 매체 독점 없이 모든 그룹이 적절한 비율로 매체에 접근할 수 있도록 공정성을 비교하고(S105), 공정한 경우 그룹별 매체 접근 우선 순위를 확정하여 각 단말에 브로드캐스트 한다(S106).

즉, 각 그룹별 단말의 매체 접근 순서는 우선 순위에 의해 판단하지만, 소정 한도 이상 매체에 접근할 경우 다음 우선 순위를 갖는 단말이 매체를 점유할 수 있도록 하는 것이다.

여기서, 상기 매체 접근 우선 순위는 각 단말로부터 수신된 매체 정보를 바탕으로, 전송 시간 및 전송 성공 빈도에 따라 주기적으로 조정이 가능하며, 공정성은 이전 주기동안의 매체 접속 시도 회수, 실패 회수, 성공 회수를 이용하여 판단한다.

상기 우선 순위는 소정 주기 이후에는 다시 매체 정보를 수신하여 갱신하고, 그 갱신된 우선 순위를 각 단말로 전송한다(S107).

다음, 상기 우선 순위를 할당받은 각 단말은 그 값으로 매체 접근 우선 순위를 갱신하고(S201), 게이트웨이에서 매체 정보의 송신을 요구하면 매체 상태 정보를 송신하여, 우선 순위 설정을 위한 판단 근거로 제공한다(S202).

다음, 상기 결정된 우선 순위에 의해 각 그룹별 우선 순위 테이블을 갱신하여, 데이터 전송 시 다른 단말과 데이터 충돌이 발생하지 않도록 참조한다(S203).

상기와 같이 우선 순위를 설정 받은 각 단말에서는 전송할 데이터가 존재할 경우(S204), 자신이 속하는 그룹에 해당하는 매체 접근 우선 순위에 의해, 우선 순위가 높은 그룹의 데이터 전송이 없는 동안에 데이터를 전송하고(S205), 이후의 과정은 기존의 일반적인 이더넷 프로토콜과 같은 방식으로 진행한다(S206).

반면, 전송할 데이터가 없을 경우에는 현재의 우선 순위를 그대로 유지하고 있다가, 소정 주기 후에 다시 브로드캐스트 되는 우선 순위로 현재의 우선 순위를 갱신하고, 데이터 전송 시 그 우선 순위에 의해 상술한 방법에 의해 데이터를 전송한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 홈 게이트웨이 장치의 매체 접속 제어 방법은, 홈 네트워크 구성을 위한 홈 게이트웨이 장치에서, 내부적으로 각 매체간 특성을 고려한 우선 순위를 할당하고, 그 우선 순위에 따라 데이터 전송 시 매체간 데이터의 충돌을 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 접근 매체가 다른 다수의 단말과 게이트웨이로 구성된 홈 네트워크에 있어서, 네트워크 초기화 시에 게이트웨이 내부의 각 매체별 단말 인터페이스부를 초기화하는 제1단계와;

   홈 네트워크로 구성되어 있는 각 매체 그룹별 단말을 인식하여, 그 단말에 고유하게 설정되어 있는 우선 순위를 브로드캐스트하는 제2단계와;

   각 단말에 매체 정보의 송신을 요구하고 각 단말로부터 수신된 매체 정보를 바탕으로, 각 그룹별 단말의 매체 접근 우선 순위를 확정하여 각 단말에 브로드캐스트하는 제3단계와;

   소정 주기마다 상기 제3단계의 과정을 반복 수행하여 그 매체 정보를 바탕으로 우선 순위를 갱신하는 제4단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 홈 게이트웨이 장치의 매체 접속 제어 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제3단계의 각 그룹별 단말의 매체 접근 우선 순위가 확정되면, 어느 한 그룹의 매체 독점 없이 모든 그룹이 적절한 비율로 매체에 접근할 수 있도록 공정성을 비교하는 과정을 더 추가하여 이루어진 것을 특징으로 하는 홈 게이트웨이 장치의 매체 접속 제어 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 매체 접근 우선 순위는 각 단말로부터 수신된 매체 정보를 바탕으로, 전송 시간 및 전송 성공 빈도에 따라 결정하는 것을 특징으로 하는 홈 게이트웨이 장치의 매체 접속 제어 방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 공정성은 우선 순위 결정을 위한 이전 주기동안의 매체 접속 시도 회수, 실패 회수, 성공 회수를 이용하여 판단하는 것을 특징으로 하는 홈 게이트웨이 장치의 매체 접속 제어 방법.
5. 접근 매체가 다른 다수의 단말과 게이트웨이로 구성된 홈 네트워크에 있어서, 네트워크 초기화시에 게이트웨이로부터 브로드캐스트된 매체 접근 우선 순위를 각 단말의 새로운 우선 순위로 갱신하는 제1단계와;

   소정 주기마다 게이트웨이에서 우선 순위 설정을 위해 요구한 매체 정보를 송신하는 제2단계와;

   상기 브로드캐스트된 우선 순위에 의해 각 그룹별 우선 순위 테이블을 갱신하는 제3단계와;

   상기 각 그룹별 우선 순위 테이블을 참조하여, 상위 우선 순위의 단말과 단말과 데이터 충돌이 발생하지 않도록 데이터를 전송하는 제4단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 홈 게이트웨이 장치의 매체 접속 제어 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 제4단계는 각 단말이 속하는 그룹에 해당하는 매체 접근 우선 순위에 의해, 우선 순위가 높은 상위 그룹의 데이터 전송이 없는 동안에데이터를 전송하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 홈 게이트웨이 장치의 매체 접속 제어 방법.