KR100483632B1 - High-speed data extension interface for a modem - Google Patents
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Abstract
모뎀(24)은 인터넷 서비스 제공자(internet service provider; ISP) 네트워크(22) 내의 ISP 네트워크 커넥션(18) 및 공중 교환 전화망(16) 내에 전화선(12)을 통해 인터넷 액세스를 제공한다. ISP 네트워크 물리(PHY) 계층(30) 및 ISP 네트워크 매체 액세스 제어(MAC) 계층(32)은 ISP 네트워크 커넥션(18)에 결합될 수 있다. 확장 PHY 계층(34)과 확장 MAC 계층(36)은 전화선(12)과 결합될 수 있다. 단일 인터넷 프로토콜(internet protocol; IP) 계층(38)은 ISP 네트워크 PHY 및 MAC 계층들(30, 32)을 확장 PHY 및 MAC 계층들(34, 36)에 결합시킨다. 단일 IP 계층(38)은 ISP 네트워크 PHY 및 MAC 계층들(30, 32)을 경유한 ISP 네트워크 커넥션(18)과 확장 PHY 및 MAC 계층들(30, 32)을 경유한 전화선(12) 사이에서, 그들 간의 임의의 추가의 PHY 및 MAC 계층들에 대한 IP 데이터그램의 조작없이 IP 데이터그램을 전송한다. The modem 24 provides Internet access via a telephone line 12 within an ISP network connection 18 within an internet service provider (ISP) network 22 and a public switched telephone network 16. ISP network physical (PHY) layer 30 and ISP network medium access control (MAC) layer 32 may be coupled to ISP network connection 18. The extended PHY layer 34 and the extended MAC layer 36 may be combined with the telephone line 12. A single internet protocol (IP) layer 38 couples the ISP network PHY and MAC layers 30, 32 to the extended PHY and MAC layers 34, 36. The single IP layer 38 is between the ISP network connection 18 via the ISP network PHY and MAC layers 30, 32 and the telephone line 12 via the extended PHY and MAC layers 30, 32. Send IP datagrams without manipulation of IP datagrams for any additional PHY and MAC layers between them.
Description
본 발명은 일반적으로 모뎀용 고속 데이터 확장 인터페이스에 관한 것이다.The present invention generally relates to a high speed data extension interface for a modem.
통상적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 오늘날 케이블 모뎀의 설비는 스플리터(splitter) 또는 방향성 결합기(directional coupler)를 사용하여 케이블 시스템 동축 케이블에 직접 연결되는 케이블 모뎀을 포함한다. 또한, 이와 동일한 동축 케이블 피드(coaxial feed)는 도시한 바와 같이 TV 또는 셋탑 박스(settop box)에 CATV 채널 및 프로그래밍을 제공하는데도 사용된다. 컴퓨터와 케이블 모뎀 사이에서 업스트림 및 다운 스트림 데이터를 라우트(route)하여 궁극적으로는 인터넷 접속을 제공하기 위해, 인터넷 액세스 장치, 통상 개인용 컴퓨터(PC)와 케이블 모뎀 사이에서 10BaseT Ethernet 접속이 사용된다.Typically, as shown in FIG. 1, the equipment of today's cable modems includes a cable modem that is directly connected to the cable system coaxial cable using a splitter or directional coupler. This same coaxial feed is also used to provide CATV channels and programming to a TV or settop box as shown. In order to route upstream and downstream data between the computer and the cable modem and ultimately provide Internet access, a 10BaseT Ethernet connection is used between the Internet access device, typically a personal computer (PC) and the cable modem.
케이블 모뎀을 통한 인터넷 접속의 장점을 얻기 위하여 제2 인터넷 액세스 장치를 시스템에 부가하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 스타 네트워크 토폴로지(star network topology)를 생성하기 위해 이더넷 허브(Ethernet Hub)를 사용할 수 있다. 이 경우, 트위스트 페어 배선(twisted pair wiring)이 하나 이상의 "확장(extension)" 컴퓨터에 라우트된다. 일반적인 가입자 구내 환경(premise environment)에서는, 이더넷 확장의 목적으로 트위스트 페어 배선을 라우팅하는 것은 비용이 많이 들고 몇몇 경우에는 비실용적이다.Adding a second Internet access device to the system to take advantage of the Internet connection via a cable modem, use an Ethernet Hub to create a star network topology, as shown in FIG. Can be. In this case, twisted pair wiring is routed to one or more "extension" computers. In a typical subscriber environment, routing twisted pair wiring for the purpose of Ethernet expansion is expensive and in some cases impractical.
가입자 구내를 통해 인터넷 접속을 공유하는 다른 방법이 도 3에 도시되어 있다. 이 방법은 가입자 구내의 기존의 전화선을 통해 동작하는 설치된 로컬 네트워크를 사용한다. 고속 데이터가 존재하는 경우에도 고속 데이터 시그널링의 부가에 의해 전화의 사용이 영향을 받지 않는다. 이것은 고속 데이터 신호를 주파수 멀티플렉스하여 베이스밴드 전화 신호와 함께 존재할 수 있도록 허용함으로써 가능해진다. 도 3에 도시한 케이블 모뎀과 같이, 고속 인터넷 액세스 장치는 시스템에 대해 인터넷 접속을 제공한다. 이러한 방법의 단점은 호스트 PC가 케이블 모뎀과 전화선 인터페이스 디바이스 사이의 데이터 트래픽을 관리하여야 한다는 것이다. 이러한 구성에서는, 원격 액세스 포인트(도 3에서 인터넷 액세스 장치 #2)에서만 인터넷 액세스를 원할 경우에도, 호스트 컴퓨터가 존재하여, 턴-온되고, 적절한 브릿징(bridging) 또는 프록시 서버(proxy server) 소프트웨어를 계속 동작하여야 한다. 호스트 컴퓨터가 동작을 멈춘다는 것과 같이 문제가 있다면, 원격 디바이스로의 접속을 끊어진다.Another method of sharing an Internet connection through a subscriber premises is shown in FIG. 3. This method uses an installed local network that operates over existing telephone lines in the subscriber premises. Even in the presence of high speed data, the use of the telephone is not affected by the addition of high speed data signaling. This is made possible by frequency multiplexing the high speed data signal to allow it to coexist with the baseband phone signal. As with the cable modem shown in FIG. 3, a high speed internet access device provides internet access to the system. The disadvantage of this method is that the host PC must manage the data traffic between the cable modem and the telephone line interface device. In such a configuration, even if only the remote access point (Internet access device # 2 in FIG. 3) wants to access the Internet, the host computer is present, turned on, and appropriate bridging or proxy server software. Should continue to operate. If there is a problem, such as the host computer freezing, the connection to the remote device is lost.
이러한 방법의 다른 단점은 호스트 PC 인터페이스를 통해 인터넷 프로토콜(IP) 데이터그램을 계속적으로 조작한다는 것이다. 전화선 인터페이스와 인터넷 액세스 장치 사이에서 데이터그램을 송신하기 위해서는, 모든 데이터는 도 3에 도시된 바와 같이 호스트 PC를 통과하여야 한다. 물리적 매체를 통해 데이터가 처리될 때마다, 추가 데이터 처리가 요구되고 이는 잠재적으로 전송 레이턴시(latency)를 추가하면서 데이터 에러를 도입하고 데이터를 손실할 위험을 증가시킨다. 또한, 이러한 물리 계층 및 호스트 컴퓨터 프로세싱을 실행하기 위하여 비싼 하드웨어 및 배선이 필요하다.Another disadvantage of this method is the continuous manipulation of Internet Protocol (IP) datagrams through the host PC interface. In order to transmit a datagram between the telephone line interface and the Internet access device, all data must pass through the host PC as shown in FIG. Each time data is processed through the physical medium, additional data processing is required, which potentially introduces data errors and increases the risk of data loss while adding transmission latency. In addition, expensive hardware and wiring are required to perform this physical layer and host computer processing.
따라서, 고비용, 한정된 데이터 속도, 구내의 추가 배선 또는 전용 호스트 컴퓨터의 요구와 같은 단점들이 없는, 케이블 모뎀용의 신뢰성 있는 고속 데이터 네트워크 접속을 제공할 필요성이 있다.Thus, there is a need to provide a reliable high speed data network connection for a cable modem without the disadvantages such as high cost, limited data speed, additional wiring in the premises or the need for a dedicated host computer.
도 1(종래 기술)은 케이블 모뎀 설비의 다이아그램을 도시함.1 (Prior Art) shows a diagram of a cable modem facility.
도 2(종래 기술)는 가입자 구내에서 하나 이상의 인터넷 액세스 장치를 인터넷에 접속하기 위해 이더넷 허브를 사용하는 케이블 모뎀의 다이아그램을 도시함.2 (Prior Art) shows a diagram of a cable modem using an Ethernet hub to connect one or more Internet access devices to the Internet at a subscriber premises.
도 3(종래 기술)은 하나 이상의 인터넷 액세스 장치를 인터넷에 접속하기 위해 호스트 개인용 컴퓨터를 사용하는 케이블 모뎀의 다이아그램을 도시함.3 (Prior Art) shows a diagram of a cable modem using a host personal computer to connect one or more Internet access devices to the Internet.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 케이블 모뎀 확장을 사용하는 시스템의 일례를 도시함.4 shows an example of a system using a cable modem extension in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 케이블 모뎀의 내부 구조의 프로토콜 레벨 다이아그램을 도시함.Fig. 5 shows a protocol level diagram of the internal structure of a cable modem in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 케이블 모뎀 이더넷 확장을 위해 주파수 대 진폭의 관계를 작성한 스펙트럼 할당 챠트를 도시함.FIG. 6 shows a spectrum allocation chart that plots the frequency versus amplitude relationship for cable modem Ethernet extension in accordance with a preferred embodiment of the present invention. FIG.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 케이블 모뎀 이더넷 확장을 위해 주파수 대 진폭의 관계를 작성한 선택적인 스펙트럼 할당 챠트를 도시함.Figure 7 shows an optional spectrum allocation chart that plots the frequency-to-amplitude relationship for cable modem Ethernet extension in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 케이블 모뎀의 내부 구조의 하드웨어 블록 다이아그램을 도시함.8 shows a hardware block diagram of the internal structure of a cable modem in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
본 발명의 바람직한 실시예는 첨부되는 도면을 참조하여 단지 예시적으로만 설명된다.Preferred embodiments of the invention are described by way of example only with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 바람직한 실시예는 단일 디바이스에서 저비용 및 고속 데이터 속도를 갖는 모뎀용 고속 데이터 확장 인터페이스를 제공한다. 본 발명은 가입자 구내(예를 들면, 집, 사무실 등) 내의 하나 이상의 원격 인터넷 액세스 장치들로 하여금 단일 모뎀을 통해 인터넷에 액세스할 수 있도록 한다. 인터넷 액세스 장치는 개인용 컴퓨터, 개인용 디지털 보조장치, 셋탑 박스, 인터넷 응용제품, 또는 인터넷 또는 월드 와이드 웹(World Wide Web)에 액세스할 수 있는 임의의 다른 디바이스이다.A preferred embodiment of the present invention provides a high speed data extension interface for a modem with low cost and high data rate in a single device. The present invention allows one or more remote Internet access devices in a subscriber premises (eg, home, office, etc.) to access the Internet through a single modem. An internet access device is a personal computer, personal digital assistant, set top box, internet application, or any other device capable of accessing the Internet or the World Wide Web.
본 발명은 가입자 구내에 존재하는 각각의 인터넷 액세스 장치로 하여금 어댑터를 사용하여 전화선에 직접 연결되게끔 할 수 있다. 본 발명은 모뎀에 직접 연결될 호스트 인터넷 액세스 장치나 또는 각각의 인터넷 액세스 장치에 연결될 전용 트위스트 페어 와이어 또는 전용 인터넷 서비스 제공자(ISP) 네트워크 커넥션(예를 들면, 케이블 텔레비젼 동축 케이블(CATV COAXial cable))을 필요로 하지 않는다.The present invention allows each Internet access device present in the subscriber premises to be connected directly to the telephone line using an adapter. The present invention provides a host Internet access device to be connected directly to a modem, or a dedicated twisted pair wire or dedicated Internet Service Provider (ISP) network connection (e.g., CATV COAXial cable) to be connected to each Internet access device. I don't need it.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 모뎀의 바람직한 구현을 도시한다. 일반적으로, 가입자 구내(10)는 공중 교환 전화망(PSTN)(16)에 연결되는 가입자 구내 전화선(12) 및 ISP 네트워크(22)에 연결되는 ISP 네트워크 커넥션(18)을 포함한다. ISP 네트워크는 CATV 네트워크, 집적화된 서비스 디지털 네트워크, 비동기 전송 모드 네트워크 등이 될 수 있으나, 여기에 한정되지는 않는다. ISP 네트워크 커넥션은 유선, 무선 또는 그들의 조합으로 이루어질 수 있다. 설명과 이해의 편이를 위하여, 다음의 설명에서는 ISP 네트워크가 CATV 네트워크라고 가정한다.4 shows a preferred implementation of a modem in accordance with a preferred embodiment of the present invention. Generally, subscriber premises 10 include a subscriber premises telephone line 12 connected to a public switched telephone network (PSTN) 16 and an ISP network connection 18 connected to an ISP network 22. The ISP network may be a CATV network, an integrated service digital network, an asynchronous transmission mode network, or the like, but is not limited thereto. ISP network connections may be wired, wireless or a combination thereof. For ease of explanation and understanding, the following description assumes that the ISP network is a CATV network.
전화선(12)은 일반적인 구형 전화 서비스(POTS) 장비(14)(예를 들면, 전화, 팩스 등)를 PSTN(16)에 연결하고 CATV 동축 케이블(18)은 텔레비젼(20)을 (가능하면, 셋탑 박스(도시되지 않음)를 통해) CATV 네트워크(22)로 연결한다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예는 케이블 모뎀(24)으로 하여금 기존의 전화선(12) 및 CATV 동축 케이블(18)을 통해 적어도 하나의 인터넷 액세스 장치(26)에 인터넷 액세스를 제공하게끔 한다. 케이블 모뎀(24)은 전화 배선(12)을 사용하여 데이터 패킷을 인터넷 액세스 장치(26)로 라우팅하거나 인터넷 액세스 장치(26)로부터 라우팅한다.Telephone line 12 connects a typical older telephone service (POTS) equipment 14 (e.g., telephone, fax, etc.) to PSTN 16, and CATV coaxial cable 18 connects television 20 (if possible, Connect to CATV network 22 via a set top box (not shown). In addition, the preferred embodiment of the present invention allows the cable modem 24 to provide Internet access to at least one Internet access device 26 via existing telephone line 12 and CATV coaxial cable 18. The cable modem 24 uses telephone wires 12 to route data packets to or from the Internet access device 26.
케이블 모뎀(24)은 CATV 동축 케이블 드롭 위치(28)로부터 확장된 CATV 동축 케이블(18)로 연결된다. 케이블 모뎀(24)의 내부 구조는 도 5에 도시된다. 케이블 모뎀(24)이 광동축 혼합망(Hybride Fiber Coaxial; HFC) 물리(PHY) 계층(30), HFC 매체 액세스 제어(MAC) 계층(32), 확장 PHY 계층(34), 및 확장 MAC 계층(36)과 단일 인터넷 프로토콜(IP) 계층(38)을 포함한다는 것은 본 발명의 바람직한 실시예에서 매우 중요하다. HFC PHY 및 MAC 계층들(30, 32)은 CATV 동축 케이블과 연결 가능하다. 확장 PHY 및 MAC 계층들(34, 36)은 전화선(12)과 연결 가능하다. 단일 IP 계층(38)은 HFC PHY 및 MAC 계층들(30, 32)을 확장 PHY 및 MAC 계층들(34, 36)에 연결한다. 그에 따라, HFC PHY 및 MAC 계층들(30, 32)과 확장 PHY 및 MAC 계층들(34, 36)은 케이블 모뎀(24)의 단일 IP 계층(38)을 통해서 CATV 네트워크(22) 및 전화선(12) 사이에서 인터페이스한다. 단일 IP 계층(38)은 HFC PHY 및 MAC 계층들(30, 32)을 경유하는 CATV 동축 케이블(18)과 확장 PHY 및 MAC 계층들(34, 36)을 경유하는 전화선(12) 사이에서 그들 사이의 어떤 추가적인 PHY 및 MAC 계층에 대한 IP 데이터그램의 조작(예를 들어, IP 데이터그램의 패킹 및 언패킹 등)없이 IP 데이터그램을 전송한다. Cable modem 24 is connected to CATV coaxial cable 18 extending from CATV coaxial cable drop position 28. The internal structure of the cable modem 24 is shown in FIG. The cable modem 24 may include an optical fiber coaxial (HFC) physical (PHY) layer 30, an HFC media access control (MAC) layer 32, an extended PHY layer 34, and an extended MAC layer ( 36) and the single Internet Protocol (IP) layer 38 are very important in the preferred embodiment of the present invention. The HFC PHY and MAC layers 30, 32 are connectable with CATV coaxial cable. The extended PHY and MAC layers 34 and 36 are connectable with the telephone line 12. The single IP layer 38 connects the HFC PHY and MAC layers 30, 32 to the extended PHY and MAC layers 34, 36. Accordingly, the HFC PHY and MAC layers 30 and 32 and the extended PHY and MAC layers 34 and 36 are connected to the CATV network 22 and the telephone line 12 through a single IP layer 38 of the cable modem 24. ) Interface between The single IP layer 38 is between them between the CATV coaxial cable 18 via the HFC PHY and MAC layers 30 and 32 and the telephone line 12 via the extended PHY and MAC layers 34 and 36. Send IP datagrams without manipulating the IP datagrams (eg, packing and unpacking the IP datagrams, etc.) for any additional PHY and MAC layers.
특히, 확장 PHY 계층(34)은 변조 및 복조 기능을 둘 다 수행한다. 다운스트림 데이터(CATV 네트워크(22)에서 발신하여 인터넷 액세스 장치(26)에서 종착하는 데이터)는, FSK(frequency shift keying), QAM(quadrature amplitude modulation), QPSK(quadrature phase shift keying), CDMA(코드 분할 다중 접속) 등의 소정의 포맷으로 확장 PHY 계층(34)에 의해 변조된다. 그에 따라 다운스트림 데이터는 전화선(12) 상의 도 6 및 도 7의 모뎀 확장 채널(40) 내에서 디지털 통신 시스템 설계 분야의 당업자에게 알려진 통신 시스템 전송 회로를 채용함으로써 전송된다. 다운 스트림 데이터는 주파수 멀티플렉싱을 사용함으로써 스펙트럼 할당에서 나타나는 POTS 채널(42) 및/또는 다른 채널(예를 들어, xDSL 채널(44))을 배제하는 비-인터페이싱 수단에서 전송된다. In particular, extended PHY layer 34 performs both modulation and demodulation functions. Downstream data (data originating from the CATV network 22 and ending at the Internet access device 26) includes frequency shift keying (FSK), quadrature amplitude modulation (QAM), quadrature phase shift keying (QPSK), and CDMA (code) Modulated by the extended PHY layer 34 in a predetermined format. The downstream data is thus transmitted within the modem extension channel 40 of FIGS. 6 and 7 on telephone line 12 by employing communication system transmission circuitry known to those skilled in the art of digital communication system design. Downstream data is transmitted in non-interfacing means that excludes the POTS channel 42 and / or other channels (e.g., xDSL channel 44) that appear in spectral allocation by using frequency multiplexing.
업스트림 데이터(인터넷 액세스 장치에서 발신하여 CATV 네트워크(22)에서 종착하는 데이터)는 전화선(12) 상에 상주하는 주파수 멀티플렉싱된 합성 신호로부터 추출된다. 통신 시스템 수신기 회로를 채용함으로써, 도 6 및 도 7의 모뎀 확장 채널(40) 내에서의 업스트림 데이터는 확장 PHY 계층(34)에 의한 디지털 통신 시스템 수신기 설계 분야의 당업자에게 잘 알려진 바와 같이 복구된다. 다시, FSK, QAM, QPSK, CDMA 등의 다수의 변/복조 포맷 중의 하나가 업스트림 데이터를 인코드하기 위하여 사용될 수 있다. 중요한 점은 업스트림 데이터의 변/복조 포맷이 다운스트림 데이터의 포맷과는 동일할 필요가 없다는 것이다. 또한, 모뎀 확장 채널(40) 내에서의 업스트림 및 다운스트림 데이터의 변/복조 포맷은 CATV 네트워크(22) 내에서 사용되는 것과는 동일할 필요가 없다는 것이다. 또한, 모뎀 확장 채널(40) 내에서의 업스트림 및 다운스트림 데이터는 주파수 멀티플렉싱에 의해 서로의 인터페이스를 회피한다.Upstream data (data originating from the Internet access device and ending at the CATV network 22) is extracted from the frequency multiplexed composite signal residing on the telephone line 12. By employing the communication system receiver circuit, the upstream data in the modem extension channel 40 of FIGS. 6 and 7 is recovered as is well known to those skilled in the art of digital communication system receiver design by the extension PHY layer 34. Again, one of a number of modulation / demodulation formats, such as FSK, QAM, QPSK, CDMA, etc. may be used to encode upstream data. The important point is that the modulation / demodulation format of the upstream data does not have to be the same as the format of the downstream data. In addition, the modulation / demodulation format of the upstream and downstream data in the modem extension channel 40 need not be the same as that used in the CATV network 22. In addition, the upstream and downstream data in the modem extension channel 40 avoids interfaces with each other by frequency multiplexing.
확장 MAC 계층(36)은 확장 PHY 계층(34) 및 IP 계층(38) 사이의 업스트림 및 다운스트림 데이터 전송을 관리하는데 필요한 인터페이스를 제공한다. 확장 MAC 계층(36)은 메모리 관리 등의 다른 다방면의 제어 뿐만 아니라 업스트림 및 다운스트림 펑션들을 독립적으로 제공한다. 확장 PHY 계층(34)으로부터 확장 MAC 계층(36)에 의해 수신된 데이터는, 프레임 및 헤더 추출, 프레임 및 헤더 처리, 메시지 필터링, 데이터 암호 해독(decryption), 동기 관리, 및 CRC(cyclic redundancy check) 처리 등의 기능을 수행함으로써 처리되는데, 물론 이에 한정되는 것은 아니다. 확장 PHY 계층(34)에 의해 송신되기 위하여 IP 계층(38)으로부터 확장 MAC 계층(36)에 의해 수신된 데이터 역시, 데이터 암호화, 메시지 및 데이터 패킷 포워딩(forwarding), 타임 슬롯 관리 및 데이터 대기(queuing) 등의 기능을 수행함으로써 확장 MAC 계층(36) 내에서 처리되는데, 물론 이에 한정되는 것은 아니다. The enhanced MAC layer 36 provides an interface for managing upstream and downstream data transmissions between the extended PHY layer 34 and the IP layer 38. The enhanced MAC layer 36 independently provides upstream and downstream functions as well as other multilateral controls such as memory management. Data received by the extended MAC layer 36 from the extended PHY layer 34 may include frame and header extraction, frame and header processing, message filtering, data decryption, synchronous management, and cyclic redundancy check (CRC). Processing is performed by performing functions such as processing, but is not limited thereto. Data received by the extended MAC layer 36 from the IP layer 38 for transmission by the extended PHY layer 34 also includes data encryption, message and data packet forwarding, time slot management, and data waiting. It is processed in the extended MAC layer 36 by performing a function such as, but is not limited thereto.
케이블 모뎀(24)은 브리징 계층(46) 내에서의 브리징 메카니즘을 더 포함한다. 단일 IP 계층(38)은 브리징 계층(46)을 HFC PHY 및 MAC 계층들(30, 32)과 확장 PHY 및 MAC 계층들(34, 36)에 연결한다. 브리징 계층(46)은 HFC MAC 계층(32)과 확장 MAC 계층(36) 사이에서 IP 데이터그램을 전달하는데 참여한다. Cable modem 24 further includes a bridging mechanism within bridging layer 46. The single IP layer 38 connects the bridging layer 46 to the HFC PHY and MAC layers 30 and 32 and the extended PHY and MAC layers 34 and 36. Bridging layer 46 participates in carrying IP datagrams between HFC MAC layer 32 and enhanced MAC layer 36.
케이블 모뎀(24)은 또한 고속 인터페이스 PHY 계층(48) 및 고속 인터페이스 MAC 계층(50)(예를 들어, 이더넷 PHY 및 MAC 계층)을 포함한다. 만약 고속 인터페이스 PHY 및 MAC 계층들(48, 50)이 존재한다면, 그 고속 인터페이스 PHY 및 MAC 계층들(48, 50)은 고속 인터페이스 트위스트 페어 와이어(twisted pair wire)(52)에 연결 가능하다. 단일 IP 계층(38)은 고속 인터페이스 PHY 및 MAC 계층들(48, 50)을 또한 HFC PHY 및 MAC 계층들(30, 32)과 확장 PHY 및 MAC 계층들(34, 36)에 연결한다. Cable modem 24 also includes high speed interface PHY layer 48 and high speed interface MAC layer 50 (eg, Ethernet PHY and MAC layer). If there is a high speed interface PHY and MAC layers 48, 50, the high speed interface PHY and MAC layers 48, 50 are connectable to a high speed interface twisted pair wire 52. The single IP layer 38 connects the high speed interface PHY and MAC layers 48, 50 to the HFC PHY and MAC layers 30, 32 and the extended PHY and MAC layers 34, 36.
본 발명의 바람직한 실시예는 POTS 커넥션(액세스 포인트)(54)은 이용 가능하지만 CATV 동축 케이블 커넥션(56)은 이용가능하지 않은 위치에 상주하는 인터넷 액세스 장치로 인터넷 접속을 분배하는 수단을 제공한다. 가입자 구내(10) 내에서의 모든 인터넷 액세스 장치(26)는, 단지 하나일지라도, 인터넷 액세스 장치(26)를 POTS 커넥션(54)에 연결시킴으로써 케이블 모뎀(24)를 통해 인터넷을 접속할 수 있게 된다. 본 발명은 인터넷 접속을 제공하기 위하여, 케이블 모뎀(24) 외부의, 추가적인 호스팅 장치(고속 인터페이스(예를 들면, 이더넷))를 통해 케이블 모뎀에 연결되는 전용 PC 등)를 필요로 하지 않는다. A preferred embodiment of the present invention provides a means for distributing Internet access to an Internet access device residing in a location where POTS connection (access point) 54 is available but CATV coaxial cable connection 56 is not available. Every Internet access device 26 in subscriber premises 10, even if only one, connects the Internet access device 26 to the POTS connection 54 to enable access to the Internet via the cable modem 24. The present invention does not require an additional hosting device (such as a dedicated PC connected to the cable modem via a high speed interface (eg Ethernet)) external to the cable modem 24 to provide an internet connection.
도 8을 참조하면, 케이블 모뎀(24)의 내부 아키텍쳐의 하드웨어 구성요소가 도시된다. 도 8에 도시된 바와 같이, HFC PHY 계층(30)은 HFC 변조기(60) 및 복조기(62)를 갖는 HFC PHY 계층 회로(58)(예를 들면, HFC 모뎀)를 포함한다. 확장 PHY 계층(34)은 확장 변조기(66) 및 복조기(68)를 갖는 확장 PHY 계층 회로(64)(확장 모뎀 등)를 포함한다. 고속 인터페이스(예를 들면, 이더넷) PHY 계층(48)은 고속 인터페이스 변조기(72) 및 복조기(74)를 갖는 고속 인터페이스 PHY 계층 회로(70)(이더넷 모뎀 등)을 포함한다. 케이블 모뎀 스택(39)의 더 높은 프로토콜 계층, 단일 IP 계층(38), 및 MAC 계층들(32, 36, 50)의 기능 및 제어는 프로세싱 소자(76)(예를 들어, 마이크로프로세서, ASIC(application specific integrated circuit) 또는 다른 논리 회로)에서 수행된다. 프로세싱 소자(76)는 HFC PHY 계층 회로(58)에 결합되어 HFC MAC 계층 펑션(function)(78)에 의해 상기 회로(58)를 제어하고, 확장 PHY 계층 회로(64)에 결합되어 확장 MAC 계층 펑션(80)에 의해 상기 회로(64)를 제어하며, 그리고 고속 인터페이스 PHY 계층 회로(70)에 결합되어 고속 인터페이스 MAC 계층 회로(82)에 의해 상기 회로(70)를 제어한다. 프로세싱 소자(76)는 공통 버퍼(84)에서 PHY 계층 회로들(58, 64, 70) 사이의 IP 데이터그램을 버퍼링하기 위하여 MAC 계층 펑션들(78, 80)에 공통인 IP 버퍼링 펑션(84)(즉, IP 버퍼)을 더 포함한다.Referring to FIG. 8, the hardware components of the internal architecture of cable modem 24 are shown. As shown in FIG. 8, the HFC PHY layer 30 includes an HFC PHY layer circuit 58 (eg, an HFC modem) having an HFC modulator 60 and a demodulator 62. Expansion PHY layer 34 includes expansion PHY layer circuitry 64 (such as an expansion modem) with an expansion modulator 66 and a demodulator 68. The high speed interface (eg, Ethernet) PHY layer 48 includes a high speed interface PHY layer circuit 70 (such as an Ethernet modem) having a high speed interface modulator 72 and a demodulator 74. The functionality and control of the higher protocol layer, single IP layer 38, and MAC layers 32, 36, and 50 of the cable modem stack 39 may include processing elements 76 (e.g., microprocessors, ASICs). application specific integrated circuits or other logic circuits). The processing element 76 is coupled to the HFC PHY layer circuitry 58 to control the circuitry 58 by an HFC MAC layer function 78 and to the expansion PHY layer circuitry 64 coupled to the extended MAC layer. The circuit 64 is controlled by the function 80 and coupled to the high speed interface PHY layer circuit 70 to control the circuit 70 by the high speed interface MAC layer circuit 82. Processing element 76 is an IP buffering function 84 common to MAC layer functions 78 and 80 to buffer IP datagrams between PHY layer circuits 58, 64, 70 in common buffer 84. (Ie, IP buffer).
우선, 케이블 모뎀(24)이 다운스트림 데이터를 CATV 네트워크(22)로부터 인터넷 액세스 장치(26)로 전송할 때를 가정한다. HFC PHY 계층 회로(58)에서, CATV 동축 케이블(18)로부터 제1 신호가 검색된다. HFC PHY 계층 회로(58)는 HFC 복조기(62)에서 제1 신호를 복조하여 제1 데이터 패킷을 생성한다. HFC 복조기(62)는, FSK, QAM, QPSK, CDMA 등의 공지된 다양한 기술 중의 어느 하나를 사용하여 제1 신호를 복조한다. 그 다음 HFC 복조기(62)는 제1 데이터 패킷을 프로세싱 소자(76)로 전달한다.First, assume that cable modem 24 transmits downstream data from CATV network 22 to Internet access device 26. In the HFC PHY layer circuit 58, the first signal is retrieved from the CATV coaxial cable 18. The HFC PHY layer circuit 58 demodulates the first signal in the HFC demodulator 62 to generate a first data packet. The HFC demodulator 62 demodulates the first signal using any one of various known techniques, such as FSK, QAM, QPSK, CDMA, and the like. HFC demodulator 62 then forwards the first data packet to processing element 76.
프로세싱 소자(76)는 HFC MAC 계층 펑션(78)을 수행하여 HFC 복조기(62)로부터 제1 데이터 패킷을 수신하고 상기 제1 데이터 패킷을 IP 데이터그램으로 디코딩한다. 그 다음 이 IP 데이터그램은 IP 버퍼(84)으로 저장된다. Processing element 76 performs HFC MAC layer function 78 to receive a first data packet from HFC demodulator 62 and to decode the first data packet into an IP datagram. This IP datagram is then stored in IP buffer 84.
확장 MAC 계층의 펑션(80)을 수행하면, 프로세싱 소자(76)는 IP 버퍼(84)로부터 IP 데이터그램을 검색하고 이 검색된 IP 데이터그램을 제2 데이터 패킷으로 인코딩한다. 그 다음 제2 데이터 패킷은 확장 PHY 계층 회로(64)로 전달된다. Performing function 80 of the extended MAC layer, processing element 76 retrieves the IP datagram from IP buffer 84 and encodes the retrieved IP datagram into a second data packet. The second data packet is then delivered to the extended PHY layer circuitry 64.
확장 변조기(66)에서는, 프로세싱 소자(76)로부터 제2 데이터 패킷이 수신되고, FSK, QAM, QPSK, CDMA 등의 알려진 기술을 사용하여 제2 신호로 변조된다. 그 다음, 확장 변조기(66)는 상기 제1 신호를 전화선(12)의 모뎀 확장 채널(40)로 송신한다. In expansion modulator 66, a second data packet is received from processing element 76 and modulated into a second signal using known techniques such as FSK, QAM, QPSK, CDMA, and the like. Expansion modulator 66 then transmits the first signal to modem extension channel 40 of telephone line 12.
이제, 케이블 모뎀(24)이 인터넷 액세스 장치(26)로부터 CATV 네트워크(22)로 업스트림 데이터를 전송할 때에 대해서 논의해 보자. 확장 PHY 계층 회로(64)에서는, 전화선(12)으로부터 제1 신호가 검색된다. 확장 PHY 계층 회로(64)는 확장 복조기(68) 내의 제1 신호를 복조하여 제1 데이터 패킷을 생성한다. 확장 복조기(68)는 상기 제1 신호를 FSK, QAM, QPSK, CDMA 등과 같은 다양한 공지된 기술들 중의 어느 하나를 사용하여 복조한다. 그리고, 확장 복조기(68)는 제1 데이터 패킷을 프로세싱 소자(76)로 전송한다. Now, let's discuss when the cable modem 24 transmits upstream data from the Internet access device 26 to the CATV network 22. In the extended PHY layer circuit 64, the first signal is retrieved from the telephone line 12. The extended PHY layer circuit 64 demodulates the first signal in the expansion demodulator 68 to generate a first data packet. Extended demodulator 68 demodulates the first signal using any of a variety of known techniques, such as FSK, QAM, QPSK, CDMA, and the like. Extended demodulator 68 then transmits the first data packet to processing element 76.
프로세싱 소자(76)는 확장 MAC 계층 펑션(80)을 수행하여 확장 복조기(68)로부터 제1 데이터 패킷을 수신하고 상기 제1 데이터 패킷을 디코딩함으로써 IP 데이터그램을 생성한다. 그 다음, IP 데이터그램은 IP 버퍼(84)에 저장된다.Processing element 76 performs extended MAC layer function 80 to receive a first data packet from extended demodulator 68 and to decode the first data packet to generate an IP datagram. The IP datagram is then stored in IP buffer 84.
HFC MAC 계층(78)의 펑션을 수행하면, 프로세싱 소자(76)는 IP 버퍼(84)로부터 IP 데이터그램을 검색하고, 검색된 IP 데이터그램을 제2 데이터 패킷으로 인코딩한다. 그리고, 이 제2 데이터 패킷을 HFC PHY 계층 회로(58)로 전송한다.Performing the function of the HFC MAC layer 78, the processing element 76 retrieves the IP datagram from the IP buffer 84 and encodes the retrieved IP datagram into a second data packet. The second data packet is then sent to the HFC PHY layer circuit 58.
HFC 변조기(60)에서는, 프로세싱 소자(76)로부터 제2 데이터 패킷이 수신되고, FSK, QAM, QPSK, CDMA 등과 같은 공지된 기술을 사용해서 제2 신호로 변조된다. 일단 변조되면, HFC 변조기(60)는 이 신호를 CATV 네트워크(22)의 CATV 동축 케이블로 전송한다. In HFC modulator 60, a second data packet is received from processing element 76 and modulated into a second signal using known techniques such as FSK, QAM, QPSK, CDMA, and the like. Once modulated, the HFC modulator 60 sends this signal to the CATV coaxial cable of the CATV network 22.
도 4를 다시 참조하면, 인터넷 액세스 장치(26')는 고속 인터페이스 및 프로토콜(90; 이더넷, 범용 직렬 버스(USB), 등)을 통해서 직접 케이블 모뎀(24)으로 선택적으로 접속될 수 있다. 그러나, CATV 동축 케이블 드롭(drop) 위치(28)가 바람직하지 않은 위치에 있다면 (예를 들어, 텔레비젼(20) 부근의 거실 중간에 위치한다면), 인터넷 액세스 장치(26')를 고속 인터페이스(90)를 통해 케이블 모뎀(24)에 직접 접속하는 것이 최상이 아니다. 인터넷 액세스 장치(26')가 케이블 모뎀(24)에 직접 접속된다면, 추가의 인터넷 액세스 장치(26)가 또한 고속 인터페이스(90)를 통해 케이블 모뎀(24)에 접속된 인터넷 액세스 장치(26')를 통해 접속되지 않고서도, 전화선(12)에 연결됨으로써 인터넷에 액세스할 수 있다. 따라서, 본 발명은, 그 사이에 (후술되는) 어댑터(86)만을 이용하는 POTS 커넥션(54)을 통해서 인터넷 액세스 장치(26)를 케이블 모뎀(24)으로 접속함으로써, 가입자 구내(10)의 전화선(12)을 통해 모든 데이터 패킷들을 라우팅할 수 있는 융통성을 제공한다. 모든 인터넷 액세스 장치(26)를 케이블 모뎀(24)에 그들 사이에 어댑터(86)만을 이용하는 POTS 커넥션(54)을 통해 접속할 수 있는 것은, 고비용의 단점과, 호스트 인터넷 액세스 장치의 제공 및/또는 트위스트 페어 이더넷 또는 가입자 구내(10)의 추가 CATV 동축 케이블과 같은, 전용의 고속 와이어링 설치와 관계된 불편함을 피할 수 있다. Referring back to FIG. 4, the Internet access device 26 ′ may optionally be connected directly to the cable modem 24 via a high speed interface and protocol 90 (Ethernet, Universal Serial Bus (USB), etc.). However, if the CATV coaxial cable drop location 28 is in an undesired location (eg, located in the middle of the living room near the television 20), then the Internet access device 26 ′ may be connected to the high speed interface 90. It is not best to connect directly to the cable modem 24 via. If the internet access device 26 'is directly connected to the cable modem 24, an additional internet access device 26 is also connected to the cable modem 24 via the high speed interface 90. The Internet can be accessed by being connected to the telephone line 12 without being connected via a telephone line. Accordingly, the present invention provides the telephone line of the subscriber premises 10 by connecting the Internet access device 26 to the cable modem 24 via the POTS connection 54 using only the adapter 86 (to be described later). 12) provides the flexibility to route all data packets. Being able to connect all Internet access devices 26 to cable modem 24 via POTS connection 54 using only adapters 86 between them is a disadvantage of high costs and the provision and / or twist of host Internet access devices. Discomfort associated with dedicated high-speed wiring installations, such as a pair Ethernet or additional CATV coaxial cable in subscriber premises 10 can be avoided.
상술된 어댑터(86)는 POTS 커넥션(54)을 통해서 인터넷에 접속된 각각의 인터넷 액세스 장치(26)에 연결되거나 내장된다. 어댑터(86)는 전화선(12)에 존재하는, 바람직하지 않은 시그널링, 예를 들어, POTS 음성 시그널링(42)(도 6 및 7에서 도시된 바와 같이)을 인터넷 액세스 장치(26)에 도달할 때부터 필터링하여 제거한다. 어댑터(86)는 변조 및 복조 두가지 기능을 다 수행한다. 모뎀 확장 채널(40)내의 다운스트림 데이터는 전화선(12)상에 존재하는 주파수 다중화 합성 신호로부터 추출된다. 추출된 데이터는 고속의 인터페이스 패킷(예를 들어, 이더넷 패킷)으로 변환된다. 어댑터(86)는 POTS(42), xDSL(44), 및 업스트림 데이터와 같은 전화선(12)상의 인터넷 액세스 장치(26)와 관계없는 신호를 아날로그 또는 디지털 필터링 동작으로 선택적으로 제거한다. 다운스트림 데이터를 포함하는 잔여 스펙트럼은 또한, 어댑터(86)에 의해 베이스밴드 다운스트림 데이터를 추출하도록 처리된다. 예를 들어, 도 6과 관련해서, 어댑터(86)는 F1 미만 그리고 F2를 초과하여 전송된 모든 시그널링을 필터링하여 제거한다. 도 7과 관련해서는, 어댑터(86)가 F2 미만 그리고 F3를 초과하여 전송된 모든 시그널링을 필터링하여 제거한다.The adapter 86 described above is connected to or embedded in each Internet access device 26 connected to the Internet via a POTS connection 54. The adapter 86 receives undesirable signaling, such as POTS voice signaling 42 (as shown in FIGS. 6 and 7), present on the telephone line 12 when reaching the internet access device 26. Filter out to remove. Adapter 86 performs both modulation and demodulation functions. Downstream data in modem extension channel 40 is extracted from the frequency multiplexed composite signal present on telephone line 12. The extracted data is converted into high speed interface packets (e.g., Ethernet packets). Adapter 86 selectively removes signals that are not related to Internet access device 26 on telephone line 12, such as POTS 42, xDSL 44, and upstream data, by analog or digital filtering operations. The remaining spectrum, including the downstream data, is also processed by the adapter 86 to extract baseband downstream data. For example, with respect to FIG. 6, adapter 86 filters out all signaling sent below F1 and above F2. In connection with FIG. 7, the adapter 86 filters out all signaling sent below F2 and above F3.
인터넷 액세스 장치(26)로부터 발신하는 업스트림 데이터는, 확장 PHY 계층(34)에 의해 선정 및 예측된 변조 포맷 및 주파수 스펙트럼 할당으로, 전화선(12)상의 모뎀 확장 채널(40)내에서 변조되어 전송된다. 디지털 통신 시스템 설계 기술의 숙련자들에게 공지된 기술을 사용해서, 이러한 전송기 및 수신기의 펑션(도시되지 않음)은 어댑터(86)내에서 수행된다. 주어진 종래의 전송 업스트림 및 다운스트림 주파수는 도 6 및 7의 모뎀 확장 채널(40)내에서 할당되고, 공지된 변조 포맷 및 공지된 통신 프로토콜, 어댑터(86)와 케이블 모뎀(24)의 확장 PHY 및 MAC 계층(34, 36) 사이의 양방향 통신 링크가 설정된다.The upstream data originating from the Internet access device 26 is modulated and transmitted in the modem extension channel 40 on the telephone line 12 in a modulation format and frequency spectrum assignment selected and predicted by the extended PHY layer 34. . Using techniques known to those skilled in the art of digital communication system design, these transmitter and receiver functions (not shown) are performed in adapter 86. Given conventional transmission upstream and downstream frequencies are allocated within the modem extension channel 40 of FIGS. 6 and 7, and known modulation formats and known communication protocols, extension PHYs of adapter 86 and cable modem 24, and A bidirectional communication link between the MAC layers 34 and 36 is established.
또한, PHY 및 MAC 계층(총괄해서 인터페이스(87)로 불려짐)은 어댑터(86)내에 포함된다. 어댑터 MAC 계층(개별적으로 도시되지 않음)은 인터넷 액세스 장치(26) 및 어댑터 PHY 계층(개별적으로 도시되지 않음)으로/으로부터의 데이터 전송을 관리한다. 어댑터(86)와 인터넷 액세스 장치(26) 사이의 고속 데이터 인터페이스(88)의 유형은 특정한 구현에 한정되지는 않지만, 이더넷, USB, RS-232, 병렬 포트, 내부 데이터 버스, 또는 인터넷 액세스 장치(26)에 인터넷 액세스를 제공하는 기타 다른 접속과 같은 것 중의 하나가 될 수 있다. 예를 들어, 산업 표준 아키텍쳐(ISA) 또는 주변 구성 요소 상호접속(PCI) 버스 네트워크 인터페이스 카드(NIC)는 원하는 인터넷 액세스 장치(26)에 고속의 데이터 인터페이스를 제공하는데 사용될 수 있다. NIC는 전화선, 어댑터 구성 요소, 및 데이터 포트 잭(예를 들어, RJ11)을 포함한다. 인터넷 어플리케이션 장치의 경우, 본 발명에서는 완전히 집적된 어댑터 및 컴퓨팅 장치가 바람직하고 가능하다. In addition, the PHY and MAC layers (collectively referred to as interface 87) are included in adapter 86. The adapter MAC layer (not shown separately) manages data transmission to and from the Internet access device 26 and the adapter PHY layer (not shown separately). The type of high speed data interface 88 between the adapter 86 and the Internet access device 26 is not limited to a particular implementation, but may be an Ethernet, USB, RS-232, parallel port, internal data bus, or Internet access device ( 26) may be one of the same as any other connection providing Internet access. For example, an Industry Standard Architecture (ISA) or Peripheral Component Interconnect (PCI) bus network interface card (NIC) may be used to provide a high speed data interface to the desired Internet access device 26. The NIC includes a telephone line, an adapter component, and a data port jack (eg, RJ11). In the case of Internet application devices, fully integrated adapters and computing devices are preferred and possible in the present invention.
본 발명은 또한, 도 4에 도시된 것과 다른 구성들을 허용한다. 시스템에는 추가의 원격 인터넷 액세스 장치가 추가될 수 있다. 이 예에서, 도 4에 도시된 것과 같은 "베이스" 구성은 변하지 않고, 추가의 원격 인터넷 액세스 장치는 적절한 POTS 커넥션(54)를 포함하는 가입자 구내(10)의 어디든지 간단히 추가될 수 있다. The present invention also allows other configurations than those shown in FIG. Additional remote internet access devices may be added to the system. In this example, the “base” configuration as shown in FIG. 4 does not change, and additional remote Internet access devices may simply be added anywhere in the subscriber premises 10 including the appropriate POTS connection 54.
본 발명의 양호한 실시예에서, 케이블 모뎀(24)(즉, 고속 인터넷 접속)은, 물론 이에 한정되는 것은 아니지만, IP 어드레스를 얻기 위한 다이나믹 호스트 구성 프로토콜(DHCP) 클라이언트 및 IP 어드레스를 가입자 구내(10)내의 인터넷 액세스 장치(26)에 할당하기 위한 네트워크 어드레스 변환(NAT)을 갖는 DHCP 서버와 같은 스탠드-얼론(stand-alone) 베이스 유닛 지원 특성을 배가한다. 또한, 케이블 모뎀(24)은 CATV 네트워크(22)로부터 전화선(12)으로의 안전한 액세스를 제공하기 위한 방화벽 성능을 지원할 수 있다. In a preferred embodiment of the present invention, cable modem 24 (i.e., high-speed Internet access) is, of course, but not limited to, a dynamic host configuration protocol (DHCP) client and an IP address for obtaining an IP address at the subscriber premises (10). Doubles stand-alone base unit support characteristics, such as a DHCP server with network address translation (NAT) for assigning to Internet access device 26 in. In addition, the cable modem 24 may support firewall capabilities to provide secure access from the CATV network 22 to the telephone line 12.
케이블 모뎀(24)에는 통합된 메시징 서버(UMS)의 또 다른 기능이 포함될 수 있다. UMS는 음성 및 이메일 메시지의 저장, 검색 및 생성 능력을 포함한다. UMS의 주요 기능은, 모든 가입자 구내(10) 메시지의 집합에 대해 소정 지능적(intelligent) 필터링 및 자동 조작을 포함한, 브라우즈, 응답 및 포워드하는 능력을 갖는 중심 포인트를 제공하는 것이다. 이메일 메시지는 UMS에 의해 인터넷 서비스 제공자(ISP) 어카운트로부터 모여진다. UMS는 이메일의 수령의 가시적 표시(예를 들어, 플래싱 LED)를 제공한다. 이메일은 원한다면 케이블 모뎀상에 포함된 디스플레이에서 보여질 수도 있다. 음성 메일 재생 기능은 또한 케이블 모뎀(24) 내에 포함될 수 있다. 즉, 컴퓨터, 또는 유사 장치는 이메일 또는 음성 메일 메시지에 반드시 응답하거나 수신할 필요는 없다. 대안적으로, 이메일 및 음성 메일 메시지는 UMS에의 원격 액세스를 통해 검색될 수 있다. 메시지는 브라우즈될 수 있고, 응답이 발생될 수 있다. 사용자는 전화선(12)상의 지역적으로 또는 원격적으로 접속될 수 있다. 그러나, 원격의 사용자는 방화벽을 통해 인증을 받아야 한다.Cable modem 24 may include another function of an integrated messaging server (UMS). UMS includes the ability to store, retrieve, and generate voice and email messages. The primary function of the UMS is to provide a central point with the ability to browse, respond and forward, including some intelligent filtering and automatic manipulation, for all sets of subscriber premises 10 messages. Email messages are gathered from an Internet Service Provider (ISP) account by UMS. The UMS provides a visual indication of receipt of the email (eg flashing LED). E-mail may be shown on the display included on the cable modem, if desired. Voice mail playback functionality may also be included within the cable modem 24. That is, a computer or similar device does not necessarily need to respond to or receive an email or voice mail message. Alternatively, email and voice mail messages can be retrieved through remote access to the UMS. The message can be browsed and a response can be generated. The user may be connected locally or remotely on telephone line 12. However, remote users must be authenticated through the firewall.
상술된 모든 특징들은 기존의 전용 호스트 인터넷 액세스 장치를 사용하지 않고 구현되고, 턴 온되어 설치된 동작 가능한 적절한 소프트웨어로 연속적으로 작동한다. All of the features described above are implemented without the use of existing dedicated host Internet access devices, and operate continuously with appropriate software that is turned on and installed.
저역 통과 필터들(LPF)(92)은 가입자 구내(10)의 POTS 도입부(entry point)뿐만아니라 각 POTS 장비 커넥션(54)에도 설치된다. LPF(92)는 가입자 구내(10)의 내부 및/또는 외부의 POTS 시그널링(42), 전화선(12), 또는 전화선(12)에 접속된 어떤 POTS 장치(14)의 간섭으로부터 고속 인터넷 데이터 신호들을 보호 및 블럭한다. 예를 들어, 도 6 및 도 7에 도시된 주파수 스펙트럼 할당을 다시 참고하면, LPF(92) 코너 주파수는 POTS 시그널링(42)의 공지된 스펙트럼 특성들에 기초하여 선정되며, POTS 대역폭 내에 있지 않은 다른 원하지 않는 모든 시그널링을 수용가능한 레벨로 감쇄시킨다(예를 들어, 모든 신호는 F1 위에 존재함).Low pass filters (LPF) 92 are installed at each POTS equipment connection 54 as well as the POTS entry point of subscriber premises 10. LPF 92 receives high-speed Internet data signals from interference from POTS signaling 42, telephone line 12, or any POTS device 14 connected to telephone line 12, both inside and / or outside subscriber premises 10. Protect and block. For example, referring back to the frequency spectrum allocation shown in FIGS. 6 and 7, the LPF 92 corner frequency is selected based on known spectral characteristics of the POTS signaling 42 and is not within the POTS bandwidth. Attenuate all unwanted signaling to an acceptable level (e.g., all signals are above F1).
따라서, LPF(92) 및 어댑터들(86)은 POTS 장치(14) 및 인터넷 액세스 장치들(26)이 POTS 신호들(42)과 고속 데이터 신호들(40)이 공중 전화선(12)에서 공존하도록 허락함으로써 어떤 장애나 제한없이 사용될 수 있게 한다. 전화선(12)을 통한 주파수-멀티플렉싱 기술을 이용하기 때문에, POTS 장치(14) 및 인터넷 액세스 장치들(26)의 동시 사용을 간섭없이 가능하게 한다.Thus, LPF 92 and adapters 86 allow POTS device 14 and Internet access devices 26 to co-exist with POTS signals 42 and high speed data signals 40 on public telephone line 12. By allowing it, it can be used without any obstacles or limitations. By using a frequency-multiplexing technique over the telephone line 12, it allows without simultaneous interference the use of the POTS device 14 and the Internet access devices 26.
본 발명의 제1 대안적인 실시예에서, 도 4의 케이블 모뎀(24)은 다른 고속 모뎀 장치로 교체된다. 이 고속 모뎀 장치는, 교체 MAC/PHY 인터페이스가 통합 서비스 디지털 네트워크(Integrated Service Ddigital Network; ISDN) 또는 비동기 전송 모드(Asynchronous Transfer Mode: ATM) 인터페이스 모뎀에서 사용되는 것과 같은 HFC MAC/PHY로 교체된다는 점을 제외하고는, 도 5의 케이블 모뎀의 기본 구조와 동일하다. 공용 IP 계층은 여전히 그 구조가 공유되기 때문에, 케이블 모뎀-베이스 구현에 의해 얻어진 것과 동일한 이점들과 특성들이 얻어진다.In a first alternative embodiment of the invention, the cable modem 24 of FIG. 4 is replaced with another high speed modem device. This high-speed modem device replaces the replacement MAC / PHY interface with an HFC MAC / PHY, such as that used in Integrated Service Ddigital Network (ISDN) or Asynchronous Transfer Mode (ATM) interface modems. Except for, the basic structure of the cable modem of FIG. Since the public IP layer is still shared in its structure, the same benefits and characteristics obtained by the cable modem-based implementation are obtained.
본 발명의 제2 대안적인 실시예에서, 도 5에 도시된 케이블 모뎀(24)의 확장 PHY 및 MAC 계층들(34, 36)은 모뎀 확장 채널(40)에 존재하고 있는 신호들이 (예를 들어, 산업적, 과학적, 및 의학적 (industrial, scientific and medical; ISM) 밴드 송수신기들, 적외선 데이터 결합 (Infrared Data Association; IrDA) 송수신기들 등을 통해) 무선적으로 전송될 수 있도록 구성된다(변형된 확장 PHY 및 MAC 계층(34, 36)이 얻어짐). 그 변형된 확장 PHY 계층(34)은 업스트림 고속 데이터를 수신 및 복조하기 위한 무선 회로들뿐만아니라, 다운스트림 고속 데이터를 변조 및 송신하기 위한 적절한 무선 회로들을 모뎀 확장 채널 내에 제공한다. 모뎀 확장 채널(40)은 주파수 멀티플렉싱의 사용에 의해서, 다른 통신 신호들로부터의 간섭을 최소화하는 방식으로 무선 주파수 스펙트럼 안에 적절하게 할당된다. 변형된 확장 PHY 및 MAC 계층들(34, 36)은 케이블 모뎀(24)과 변형된 어댑터들(86) 사이의 무선 전송 링크를 지원한다. 제2 대안적 실시예에서, 변형된 어댑터들(86)은 전화선 인터페이스(87) 대신에 무선 송수신기 PHY/MAC 인터페이스(87')를 포함한다. 변형된 어댑터 PHY 계층(도시되지 않음)은 고속 다운스트림 데이터를 수신 및 복조하고 고속 업스트림 데이터를 변조 및 송신하는 대응하는 무선 회로들을 통합한다. 이 변형된 어댑터(86')는 요망된 인터넷 접속을 제공하기 위한 인터넷 액세스 장치(26)와 결합된다. 제2 실시예에서, 무선 인터넷 접속은 전화선(12) 및/또는 다른 어떤 배선의 이용 또는 필요없이 설치된다.In a second alternative embodiment of the present invention, the extended PHY and MAC layers 34, 36 of the cable modem 24 shown in FIG. 5 are connected to signals present in the modem extension channel 40 (e.g., Configured to be capable of wireless transmission (via industrial, scientific and medical (ISM) band transceivers, Infrared Data Association (IrDA) transceivers, etc.), and the like. And MAC layers 34 and 36 are obtained. The modified extended PHY layer 34 provides not only wireless circuits for receiving and demodulating upstream high speed data, but also appropriate wireless circuits in a modem extension channel for modulating and transmitting downstream high speed data. Modem extension channel 40 is properly allocated in the radio frequency spectrum in a manner that minimizes interference from other communication signals, by use of frequency multiplexing. Modified extended PHY and MAC layers 34 and 36 support a wireless transport link between cable modem 24 and modified adapters 86. In a second alternative embodiment, the modified adapters 86 include a wireless transceiver PHY / MAC interface 87 'instead of the telephone line interface 87. A modified adapter PHY layer (not shown) integrates corresponding wireless circuits that receive and demodulate high speed downstream data and modulate and transmit high speed upstream data. This modified adapter 86 'is combined with an internet access device 26 to provide the desired internet connection. In a second embodiment, a wireless Internet connection is established without the use or need of telephone line 12 and / or any other wiring.
본 발명의 제3 대안적 실시예에서, 도 5에 도시된 케이블 모뎀(24)의 확장 PHY 및 MAC 계층들(34, 36)은 모뎀 확장 채널(40)이 가입자 구내 교류(AC) 전압 메인들을 통해 전송될 수 있게 하기 위해 구성된다(변형된 확장 PHY 및 MAC 계층들(34', 36')이 얻어짐). 변형된 확장 PHY 계층(34')은 업스트림 고속 데이터를 수신 및 복조하기 위한 통신 회로들뿐만아니라, 다운스트림 고속 데이터를 변조 및 송신하기 위한 적절한 통신 회로들을 모뎀 확장 채널(40) 안에 제공한다. 모뎀 확장 채널(40)은 다른 기존의 통신이나 AC 전압 신호들의 간섭을 최소화하는 방식으로 AC 전압 메인들의 주파수 스펙트럼 내에 적절하게 할당된다. 변형된 확장 PHY 및 MAC 계층들(34, 36)은 케이블 모뎀(24)과 변형된 어댑터들(86) 사이의 AC 전압선 전송 링크를 지원한다. 제3 대안적 실시예에서, 변형된 어댑터들(86)은 전화선 인터페이스(87) 대신에 전압선 송수신기 PHY/MAC 인터페이스(87')를 포함한다. 이 변형된 어댑터 PHY 계층(도시되지 않음)은 고속 다운스트림 데이터를 수신 및 복조하고 고속 업스트림 데이터를 변조 및 송신하는 대응하는 통신 회로들을 통합한다. 이 변형된 어댑터(86)는 요망된 인터넷 접속을 제공하기 위한 인터넷 액세스 장치(26)와 결합된다. 제3 대안적 실시예에서, 인터넷에의 액세스는 전화선(12)의 이용 또는 필요없이, 기존의 AC 전압 메인들을 통해서 설정된다.In a third alternative embodiment of the present invention, the extended PHY and MAC layers 34, 36 of the cable modem 24 shown in FIG. 5 are configured such that the modem extension channel 40 is configured to provide subscriber premises alternating current (AC) voltage mains. Configured to be capable of being transmitted over (modified extended PHY and MAC layers 34 ', 36' are obtained). The modified extended PHY layer 34 'provides not only communication circuits for receiving and demodulating upstream high speed data, but also suitable communication circuits in the modem extension channel 40 for modulating and transmitting downstream high speed data. Modem extension channel 40 is properly allocated within the frequency spectrum of AC voltage mains in a manner that minimizes interference of other existing communications or AC voltage signals. Modified extended PHY and MAC layers 34 and 36 support an AC voltage line transmission link between cable modem 24 and modified adapters 86. In a third alternative embodiment, the modified adapters 86 include a voltage line transceiver PHY / MAC interface 87 ′ instead of the telephone line interface 87. This modified adapter PHY layer (not shown) integrates corresponding communication circuits for receiving and demodulating high speed downstream data and for modulating and transmitting high speed upstream data. This modified adapter 86 is combined with an internet access device 26 to provide the desired internet connection. In a third alternative embodiment, access to the Internet is established through existing AC voltage mains, without the use or need of telephone line 12.
본 발명의 제4 대안적 실시예에서, 케이블 모뎀(24)은 부가된 PHY 계층(94) 및 MAC 계층(96)과 함께 도 5의 구조 다이어그램에 도시된 바와 같은 소자들(총괄해서, "부가적인 PHY/MAC"로 참조함)을 포함한다. 이 부가적인 PHY/MAC 인터페이스는 교체 전송 매체(98)와 전화선(12)이 모뎀 확장 채널(40)을 전송하도록 허락한다. 부가적인 PHY/MAC 인터페이스는 케이블 모뎀(24)과 인터넷 액세스 장치(26) 사이의 전송 링크, 및 무선 주파수 링크, 무선 적외선 링크 및 AC 전압 메인 링크와 같은(그러나 그로 제한되지 않는), 전화선(12) 이외의 대체 전송 매체(98)를 지원한다. 인터넷 액세스 장치들(26)은 전화선(12) 또는 교체 전송 매체(98)를 통해 접속될 수 있다. In a fourth alternative embodiment of the invention, the cable modem 24, together with the added PHY layer 94 and the MAC layer 96, includes the elements as shown in the structural diagram of FIG. PHY / MAC ". This additional PHY / MAC interface allows replacement transmission medium 98 and telephone line 12 to transmit modem extension channel 40. Additional PHY / MAC interfaces include a transmission link between cable modem 24 and Internet access device 26, and a telephone line 12, such as, but not limited to, a radio frequency link, a wireless infrared link, and an AC voltage main link. Support alternate transmission media 98 other than < RTI ID = 0.0 > Internet access devices 26 may be connected via telephone line 12 or replacement transmission medium 98.
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