KR100613907B1 - 다중 매체를 지원하는 이더넷 포트 장치 및 그의 매체관리 방법과 그를 이용한 스위칭 시스템 - Google Patents

다중 매체를 지원하는 이더넷 포트 장치 및 그의 매체관리 방법과 그를 이용한 스위칭 시스템 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 다중 매체를 지원하는 이더넷 포트 장치 및 그의 매체 관리 방법과 그를 이용한 스위칭 시스템에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은 이더넷 포트를 사용하는 시스템에서 다중 전달매체를 자유롭게 선택 및 교환하여 사용하고 관리할 수 있는 다중 매체를 지원하는 이더넷 포트 장치 및 그의 매체 관리 방법과 그를 이용한 스위칭 시스템을 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 이더넷 포트 장치에 있어서, 다중 물리매체 중 해당 물리매체에 따라 전원 인가 및 핫 스왑(hot swap)을 지원하고, 해당 물리매체의 송수신 전송 특성 및 상태를 수집 및 관리하여 매체의 상태 관리와 매체 교환을 수행하는 메인 보드 수단; 전원을 결정하기 위하여 해당 물리매체에 따라 제어신호를 생성하여 상기 메인 보드 수단으로 전달하고, 시스템 사용자가 원하는 해당 물리매체에 알맞는 송수신 기능을 수행하며, 해당 물리매체의 상태를 상기 메인 보드 수단으로 알려 주는 탈/실장 가능한 물리매체별 서브 보드 수단; 및 다중 매체 전달 인터페이스를 지원할 수 있도록, 상기 메인 보드 수단과 해당 서브 보드 수단 간에 해당 물리매체에 따른 가변전원, 전원 제어신호, 물리매체 제어신호, 물리매체 상태 정보, 물 리매체 의존 신호열을 전달하는 매체 지원 연결 수단을 포함한다.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 이더넷 포트를 사용하는 스위치나 라우터 등의 시스템에 이용됨.
이더넷 포트, 물리매체, Copper, 광케이블, 이종 매체

Description

다중 매체를 지원하는 이더넷 포트 장치 및 그의 매체 관리 방법과 그를 이용한 스위칭 시스템{Ethernet port apparatus supporting multiple media and its media management method, and switching system its}
도 1 은 본 발명에 따른 다중 매체를 지원하는 이더넷 포트 장치의 일실시예 구성도,
도 2 는 본 발명에 따른 다중 매체를 지원하는 이더넷 포트 장치가 적용되는 스위칭 시스템의 메인 보드 구성 예시도,
도 3a 및 3b 는 본 발명에 따른 다중 매체를 지원하는 이더넷 포트 장치 중 물리매체 의존 송수신부의 일실시예 상세 구성도,
도 4 는 본 발명에 따른 다중 매체를 지원하는 이더넷 포트 장치 중 이종 매체 지원 연결부의 일실시예 상세 구성도,
도 5 는 본 발명에 따른 다중 매체를 지원하는 이더넷 포트 장치에서의 매체 관리 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 메인 보드 기능부 20 : 서브 보드 기능부
30 : 이종 매체 지원 연결부
본 발명은 다중 매체를 지원하는 이더넷 포트 장치 및 그의 매체 관리 방법과 그를 이용한 스위칭 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이더넷 포트를 사용하는 스위치나 라우터 등의 스위칭 시스템에서 다중 전달매체를 자유롭게 선택 및 교환하여 사용하고 관리할 수 있는 다중 매체를 지원하는 이더넷 포트 장치 및 그의 매체 관리 방법과 그를 이용한 스위칭 시스템에 관한 것이다.
기가비트 이더넷과 10기가비트 이더넷이 등장한 이후, 기가비트 이더넷은 기존의 근거리 통신망 뿐만 아니라 메트로 통신망까지 영역이 확장되었다. 특히, 10기가비트 이더넷의 등장으로 메트로 통신망 등에 더 넓은 대역폭을 이더넷에서 지원해 줄 수 있게 되어, 근거리 통신망의 대역폭의 수요는 날로 증가되고 있는 실정이다.
그럼에도 불구하고, 이제까지 근거리 통신망은 대부분 10/100Mbps 위주의 Copper 매체로 구성되어 있고, 수 Km 이상의 메트로 영역에서는 광케이블을 이용한 기가비트 이더넷이 주류를 이루고 있었다. 하지만, 근거리 통신망에서의 대역폭 수용의 증대는 Copper를 이용한 기가비트 이더넷 기술을 야기하였고, 각 시스템에서 채택을 하기 시작하였다. 따라서, 기가비트 이더넷 기술은 광대역을 원하는 근거리 영역과 메트로 영역을 지원하기에 충분한 대역폭이라는 점과 현재 대역폭 대비 구현 가격이 가장 저렴하다는 장점 때문에 이더넷 시장의 주류를 이루고 있다.
비록, 종래의 이더넷 시스템들은 광케이블의 전송 특성에 따라 광 송수신기를 선택할 수 있는 방법을 제시하여 원하는 용도로 사용하도록 하였으나, 근거리에서 비용 및 편의성의 관점에서 Copper 장점을 보완하지는 못하였다. 즉, 비용을 고려하여 Copper를 매체로 선택한 스위치나 라우터 시스템은 전송거리의 문제로 메트로 영역에서는 사용할 수가 없었다.
이와 같이 종래의 이더넷 시스템들은 물리매체를 시스템 설계단계에서 고정하여 사용함으로써 시스템의 적용 범위를 LAN, MAN, Access중 하나로 한정하여 사용하였거나, 여러 개의 라인카드로 구성하여 라인카드 전체를 교환하는 방식을 채택함으로써 비용이 증가하였다. 또한, 기존의 광 모듈간의 전송파장을 교환하는 방식에 의한 전송 거리 확장 및 Copper내에서의 가변 속도를 지원하는 방식도 이더넷 시스템의 적용 영역을 넓히는데 한계가 있었다.
따라서, 이더넷 포트를 사용하는 패킷 스위치나 라우터 시스템에서 이종의 전달매체를 자유롭게 선택하여 사용하고 관리함으로써, 종래의 이더넷 시스템의 한계와 단점을 극복할 수 있는 방안이 절실히 요구된다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 이더넷 포트를 사용하는 시스템에서 다중 전달매체를 자유롭게 선택 및 교환하여 사용하고 관리할 수 있는 다중 매체를 지원하는 이더넷 포트 장치 및 그의 매체 관리 방법과 그를 이용한 스위칭 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이더넷 포트 장치에 있어서, 다중 물리매체 중 해당 물리매체에 따라 전원 인가 및 핫 스왑(hot swap)을 지원하고, 해당 물리매체의 송수신 전송 특성 및 상태를 수집 및 관리하여 매체의 상태 관리와 매체 교환을 수행하는 메인 보드 수단; 전원을 결정하기 위하여 해당 물리매체에 따라 제어신호를 생성하여 상기 메인 보드 수단으로 전달하고, 시스템 사용자가 원하는 해당 물리매체에 알맞는 송수신 기능을 수행하며, 해당 물리매체의 상태를 상기 메인 보드 수단으로 알려 주는 탈/실장 가능한 물리매체별 서브 보드 수단; 및 다중 매체 전달 인터페이스를 지원할 수 있도록, 상기 메인 보드 수단과 해당 서브 보드 수단 간에 해당 물리매체에 따른 가변전원, 전원 제어신호, 물리매체 제어신호, 물리매체 상태 정보, 물리매체 의존 신호열을 전달하는 매체 지원 연결 수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명은 다중 매체를 지원하는 이더넷 포트 장치를 포함하는 스위 칭 시스템에 있어서, N(N은 자연수임)개의 이더넷 MAC(스위치 혹은 라우터); N개의 다중 물리계층 장치; 및 물리계층 상태 정보에 따라 매체 교환을 수행하는 상기 N개의 다중 물리계층 장치와 상기 메인 보드 수단으로부터 매체에 관한 정보를 받고 상기 N개의 이더넷 MAC의 링크 상태정보를 바탕으로, 상기 N개의 다중 물리계층 장치의 구동을 결정하고, 매체의 상태와 관리를 주관하는 시스템 관리수단을 포함하되, 탈/실장 가능한 M(M은 자연수임)개의 서브 보드 수단 구성시, 하나의 서브 보드 수단에 'N(메인 보드 수단내에 지원하는 총 포트의 수)/M(하나의 메인 보드 수단에 연결 가능한 서브 보드 수단의 수)=L(메인 보드 수단내에 지원하는 총 포트의 수)'개의 포트가 실장되어, 원하는 물리매체를 원하는 포트 수만큼 선택하여 사용할 수 있는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은 다중 매체를 지원하는 이더넷 포트 장치에서의 매체 관리 방법에 있어서, 해당 서브 보드의 각 포트에 대한 링크 상태, 탈실장 상태, 현재 매체의 종류 및 상태, 다른 매체로 변경이 되었는지를 감시하여, 감시중 상태 변화 발생시 해당 서브 보드의 링크 연결 상태를 확인하는 단계; 상기 확인 결과, 링크가 모두 비연결 상태이면, 해당 서브 보드가 메인 보드에서 분리되었는지를 검사하는 단계; 상기 검사 결과, 해당 서브 보드가 상기 메인 보드에서 분리되지 않았으면, 매체에는 변화가 없고 이중 물리계층 장치도 그대로 유지하는 단계; 상기 검사 결과, 해당 서브 보드가 상기 메인 보드에서 분리되었으면, 해당 서브 보드의 장착을 대기하다가 매체 상태의 변화시 시스템 프로세서로 상기 이중 물리계층 장치의 전환을 요구하고, 매체 상태의 무변화시 상기 이중 물리계층 장치를 그대로 유지하 는 단계; 및 상기 확인 결과, 링크 중 적어도 하나가 연결 상태이면, 상기 이중 물리계층 장치를 그대로 유지하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명은 여러 개의 이더넷 포트를 사용하는 스위치나 라우터 등의 스위칭 시스템에 적용되며, 이와 같이 이더넷 포트를 사용하는 시스템에서 전달매체(광 케이블, Copper 케이블 등)를 자유롭게 선택하여 사용하고 관리하며 Hot Swap하고자 한다. 즉, 본 발명은 다중 이더넷 포트를 실장 가능한 시스템에서, 시스템 사용자가 두 개의 다른 형태인 Copper와 광 케이블의 물리매체를 사용자의 요구에 따라서 실장하여 구성하고, 이미 구성되어 운영되는 시스템에서도 유연하게 물리매체를 교환, 대체할 수 있도록 한다.
이를 위해, 본 발명은 Copper 형태의 매체를 지원하는 확장슬롯 형태의 서브 보드와 Fiber의 PMD 모듈을 지원하는 확장 슬롯 형태의 서브 보드를 구성하고, 이들의 공통 관리와 연결을 위한 관리부, 연결부 및 가변 전원 등을 두어, 다중 이더넷 포트내에 사용자가 원하는 매체를 선택하여 실장할 수 있도록 함으로써, 시스템의 적용 범위를 넓히고, Hot swap을 지원하여 운용중에 사용하지 않는 매체를 교환할 수 있다.
즉, 본 발명에서는 1000BASE-X PCS(Physical Coding Sub-layer)와 1000BASE-T PCS를 함께 연결하여 두 개의 물리계층 장치를 함께 실장하는 것이 가능하며, 또한 10M/100M/1000M의 MAC을 동시에 지원하는 것도 가능하다.
따라서, 본 발명에 따르면, 두 개의 다른 매체의 특성을 동시에 지원하고 교체를 가능하게 함으로써, 사용자가 원하는 매체를 선택적으로 적용할 수 있도록 하 여, 하나의 시스템에서 다양한 거리를 지원하는 광 송수신기 뿐만 아니라 다양한 속도를 지원하는 Copper도 시스템에서 원하는 포트 수 만큼 실장할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 두 개의 다른 매체의 특성을 시스템에서 관리하고 원하는 매체를 선택적으로 적용함과 동시에, 시스템 운용중에 사용하지 않는 포트들의 매체를 교환할 수 있는데, 이는 가변속도의 MAC과 가변 거리의 광송수신를 통하여 하나의 시스템에서 다양한 거리를 지원하는 광 송수신기 뿐만 아니라, 다양한 속도를 지원하는 Copper도 시스템에 실장할 수 있도록 사용자가 원하는대로 선택하여 실장하는 것이 가능하기 때문이다.
특히, 본 발명은 매체의 적응을 위한 것이고, IEEE802.3에서 제시하고 있는 내용 중 Copper의 MDI 인터페이스와 Fiber의 PMD와 MDI 인터페이스를 활용하는 기술에 보다 중심을 두었다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명에 따른 다중 매체를 지원하는 이더넷 포트 장치의 일실시예 구성도이다.
본 발명의 '다중 매체를 지원하는 이더넷 포트 장치'는 이더넷 포트를 실장할 수 있는 스위치나 라우터 등의 스위칭 시스템(도 2 참조)에 적용되며, 스위칭 시스템의 적용범위를 넓힐 수 있도록 광 케이블 뿐만 아니라 Copper 케이블 까지도 자유롭게 지원할 수 있다.
이를 위해, 본 발명은 메인 보드 기능부(10)와 다수의 서브 보드 기능부(20) 및 이종 매체 지원 연결부(30)로 구성되어, 종래의 이더넷 시스템과는 달리, 물리매체 전송을 위한 부분을 모듈화시킴으로써, 시스템의 사용 영역을 확장시키고 운용중에 교환이 가능하다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 '다중 매체를 지원하는 이더넷 포트 장치'는, 다중 물리매체 중 해당 물리매체에 따라 전원 인가 및 핫 스왑(hot swap)을 지원하고, 해당 물리매체의 송수신 전송 특성 및 상태를 수집 및 관리하여 매체의 상태 관리와 매체 교환을 수행하는 메인 보드 기능부(10)와, 전원을 결정하기 위하여 해당 물리매체에 따라 제어신호를 생성하여 메인 보드 기능부(10)로 전달하고, 시스템 사용자가 원하는 해당 물리매체에 알맞는 송수신 기능을 수행하며, 해당 물리매체의 상태를 메인 보드 기능부(10)로 알려 주는 서브 보드 기능부(20)와, 다중 매체 전달 인터페이스를 지원할 수 있도록, 메인 보드 기능부(10)와 서브 보드 기능부(20) 간에 해당 물리매체에 따른 가변전원, 전원 제어신호, 물리매체 제어신호, 물리매체 상태 정보, 물리매체 의존 신호열을 전달하는 이종 매체 지원 연결부(20)를 포함한다.
메인 보드 기능부(10)는 가변 전원부(11)와 매체 관리부(12)를 구비한다.
시스템 메인 보드(도 2의 40)의 이중 물리계층 장치(43-1,43-2)로부터 물리매체 의존 신호열(305)이 생성되어, 이종 매체 지원 연결부(30)를 거쳐 서브 보드 기능부(20)의 물리매체 의존 송수신부(22)에 인가된다.
가변 전원부(11)는 해당 매체에 따라 가변 전원을 인가할 수 있다. 따라서, 가변 전원부(11)는 매체에 따라 2.5V와 3.3V를 인가할 수 있는 가변 전원를 제공하며, 이 가변 전원은 서브 보드 기능부(20)의 개수 만큼 존재한다. 이때, 서브 보드 기능부(20)의 전원 제어부(21)가 매체에 따라 다른 신호레벨을 보내줌으로써, 하드웨어적으로 가변 전원부(11)는 해당 서브 보드 기능부(20)에 알맞은 전원을 인가하여 준다. 특히, 가변 전원부(11)는 해당 서브 보드 기능부(20)의 물리매체가 Copper인 경우 2.5V를 인가하여 주고, 물리매체가 광케이블인 경우 3.3V를 인가하여 준다.
매체 관리부(12)는 시스템 프로세서(도 2의 41)와 연결되어, 물리매체의 종류에 따라 매체를 관리하여 서브 보드 기능부(20)의 탈/실장을 감시하고, 이중 물리계층 장치(43-1,43-2)의 교환을 결정하며, 시스템을 구동하는데 필요한 정보들을 시스템 프로세서(도 2의 41)로 통보하여 정상적인 시스템 관리를 수행하도록 한다.
만약, 서브 보드 기능부(20)의 물리매체가 Copper인 경우에, 매체 관리부(12)는 물리매체 의존 송수신부(도 3a의 22-1)가 단순히 신호의 Repeater의 역할을 수행하므로, 매체 관리부(12)가 특별히 매체와 관련해서 물리매체 의존 송수신부(22)와 주고받는 신호열이 없다.
그러나, 물리매체가 광 케이블인 경우에, 매체 관리부(12)는 물리매체 의존 송수신부(도 3b의 22-2)와 매체와 관련하여 광송수신기 제어 신호열과 광송수신 상태정보 신호열을 주고받는다. 그리고, 모듈과 관련된 모듈 탈/실장 정보신호열, 모듈 매체 형태 정보신호열 등을 인가받아, 이들 신호열들을 통해 시스템 관리 영역에서 광송수신기 제어 신호열과 광송수신 상태정보 신호열을 바탕으로 광송수신기의 송수신 신호를 켜고/끄고(on/off)를 제어할 수 있고, 광송수신기의 송신 및 수신 에러를 감지할 수 있으며, 광수신기에 도달되는 광신호의 존재 유무도 판단할 수 있다. 그리고, 모듈 탈/실장 정보신호열과 모듈 매체 형태 정보신호열을 통해 모듈의 탈/실장 정보와 현재 실장된 매체 정보를 관리하여 이중 물리계층 장치(도 2의 43-1,43-2)를 제어하기 위해 시스템 프로세서(도 2의 41)로 통보함으로써 자유롭게 매체을 선택하여 사용할 수 있도록 한다.
한편, 서브 보드 기능부(20)는 전원 제어부(21)와 물리매체 의존 송수신부(22)를 구비한다.
전원 제어부(21)는 서브 보드 기능부(20)의 전원을 결정하기 위하여 해당 매체에 따라 알맞은 전원을 가변 전원부(11)가 서브 보드 기능부(20)에 인가할 수 있도록 하는 제어신호(302)를 생성한다. 이 제어신호(302)는 모듈 전원 제어신호로 정의되며, 이종 매체 지원 연결부(30)를 거쳐 메인 보드 기능부(10)의 가변 전원부(11)에 인가된다. 이때, 모듈 전원 제어신호(302)는 매체에 따라 신호레벨을 다르게 하여, 가변 전원부(11)에서 매체에 알맞은 신호를 하드웨어적으로 생성하도록 한다.
물리매체 의존 송수신부(22)는 시스템 사용자가 원하는 물리매체에 알맞은 송수신 기능을 수행한다.
특히, 물리매체 의존 송수신부(22)는 실제로 두 가지의 물리매체에 따라 다른 형상(도 3a의 22-1, 도 3b의 22-2)을 하고 있으며, 메인 보드 기능부(10)의 매체 관리부(12)에 의해 제어되며, 물리매체의 상태를 매체 관리부(12)로 알려 준다. 그리고, 메인 보드 기능부(10)에서 물리매체 의존 신호열(305)을 인가받아, 물리매체가 Copper인 경우 받은 신호열을 재전송을 수행하며, 광송수신기인 경우 광/전 변환을 수행하여 광신호를 송수신하게 된다.
이종 매체 지원 연결부(30)는 시스템에서 자유로이 물리매체를 교체할 수 있도록 이중 물리계층 장치(도 2의 43)로부터 받은 물리매체 의존 신호열(305)과 서브 보드 전원(301), 모듈 전원 제어신호(302), 물리매체 제어신호(303), 물리매체 상태정보(304)를 포함하는 확장형 커넥터로 구성된다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 메인 보드 기능부(10)에는 다수의 서브 보드 기능부(20)가 실장 가능하다.
도 2에 도시된 바와 같이, 만약 시스템 메인 보드(40)에서 N개의 이더넷 MAC(스위치 혹은 라우터)(42)과 이중 물리계층 장치(43-1,43-2)를 지원하면, N개의 이더넷 포트를 실장할 수 있다. 그리고, 만약 M개의 서브 보드 기능부(20)를 구성하면, 하나의 서브 보드 기능부(20)에는 "N/M=L"개의 포트가 실장되게 된다. 그러므로, 사용자는 L개의 Copper 물리매체 포트로 구성된 서브 보드 기능부(20)나 L개의 광 케이블 물리매체 포트로 구성된 서브 보드 기능부(20) 중 원하는 것을 원하는 개수만큼 선택하여 실장함으로써 하나의 시스템에서 원하는 물리개체를 원하는 포트 수만큼 선택하여 사용할 수 있게 된다. 이 L(서브 보드 기능부(20)의 모듈당 포트의 수), M(하나의 메인 보드 기능부(10)에 연결 가능한 서브 보드 기능부(20)의 수), N(메인 보드 기능부(10)내에 지원하는 총 포트의 수)의 개수는 시스템의 사용영역에 따라 설계자가 알맞게 배정하면 된다.
따라서, 이더넷 포트를 사용하는 스위치나 라우터 등의 스위칭 시스템의 메인 보드는, 상기 도 1의 '다중 매체를 지원하는 이더넷 포트 장치'의 메인 보드 영역을 포함하여, N(N은 자연수임)개의 이더넷 MAC(스위치 혹은 라우터)(42)과, N개의 이중 물리계층 장치(43-1,43-2)와,물리계층 상태 정보에 따라 매체 교환을 수행하는 N개의 이중 물리계층 장치(43-1,43-2)와 메인 보드 기능부(10)로부터 매체에 관한 정보를 받고 N개의 이더넷 MAC(42)의 링크 상태정보를 바탕으로 매체의 상태와 관리를 주관하는 시스템 프로세서(41)로 구성되어, 탈/실장 가능한 M(M은 자연수임)개의 서브 보드 기능부(20) 구성시, 하나의 서브 보드 기능부(20)에 'N(메인 보드 기능부(10)내에 지원하는 총 포트의 수)/M(하나의 메인 보드 기능부(10)에 연결 가능한 서브 보드 기능부(20)의 수)=L(메인 보드 기능부(10)내에 지원하는 총 포트의 수)'개의 포트가 실장되어, 원하는 물리매체를 원하는 포트 수만큼 선택하여 사용할 수 있다.
즉, 본 발명의 스위치나 라우터 등의 스위칭 시스템은, 상기 도 1의 '다중 매체를 지원하는 이더넷 포트 장치'의 메인 보드 기능부(10)와 이종 매체 지원 연결부(30) 중 메인 보드 영역을 포함하며, 다른 종류의 물리매체 의존 신호열인 Copper(1000BASE-T 타입)에 해당하는 매체 의존 인터페이스(MDI : Media Dependent Interface)와 광송수신기 입출력 신호(1000BASE-X타입)인 PMD_UNITDATA.request(T+,T-)와 PMD_UNITDATA.indicate (R+,R-)를 여러 개 생성하고 물리계층 상태 정보에 따라 매체 교환을 수행하는 다수의 이중 물리계층 장치(43-1,43-2)와 매체 관리부(12)로부터 매체에 대한 정보를 받고 MAC(42)의 링크 상태정보를 바탕으로 시스템을 관리하는 시스템 프로세서(41) 등이 탑재된다.
도 3a 및 3b 는 본 발명에 따른 다중 매체를 지원하는 이더넷 포트 장치 중 물리매체 의존 송수신부의 일실시예 상세 구성도로서, 두 종류의 물리매체 의존 송수신부(22)가 각각 다른 형태의 서브 보드 기능부(20)를 구성하여, 매체에 따라 두 종류의 서브 보드 기능부(20)를 사용자가 원하는 용도에 따라 선택하여 사용할 수 있게 한다.
물리매체 의존 송수신부(22-1,22-2)에는 모듈 탈/실장 정보 신호와 모듈 매체 형태 정보 신호를 생성하는 모듈 관리부(221,223)가 존재하며, 모듈 탈/실장 정보 신호는 한 비트이고, 실장되면 메인 보드 기능부(10)의 매체 관리부(12)에 로직 '0'을, 실장되지 않으면 로직 '1'을 나타내도록 설계된다.
여기서, 모듈 매체 형태 정보 신호는 모듈에 탑재된 매체가 Copper이면 로직 '0' 또는 '1' 중 설계에 편한 값을 선택하여 지정하고, 매체가 광케이블인 경우 다른 하나의 값을 할당하도록 설계하면 된다.
그리고, P(1:L)는 하나의 서브 보드 기능부(20)에 실장될 수 있는 포트 수를 의미하며, 1개에서 L개까지 탑재가 가능하다.
도 3a는 Copper를 위한 물리매체 의존 송수신부(22-1)로서, P(1:L)_SI_TD_+, P(1:L)_SI_TD_-, P(1:L)_SI_RD_+, P(1:L)_SI_RD_-, P(1:L)_광송수신기제어신호열, P(1:N)_광송수신기_상태정보신호열은 물리매체가 광케이블인 경우에 사용되는 신호이므로 이종 매체 지원 연결부(30)에서 나오는 핀들이 모두 비연결 상태가 된다. 그리고, P(1:L)_BI_DA+, P(1:L)_BI_DA-, P(1:L)_BI_DB+, P(1:L)_BI_DB-, P(1:L)_BI_DC+, P(1:L)_BI_DC-, P(1:L)_BI_DD+, P(1:L)_BI_DD-은 물리매체인 Copper 케이블과 연결되기 위하여 L개의 Copper MDI 커넥터(222)와 연결되면 된다.
도 3b는 광케이블을 위한 물리매체 의존 송수신부(22-2)로서, P(1:L)_BI_DA+, P(1:L)_BI_DA-, P(1:L)_BI_DB+, P(1:L)_BI_DB-, P(1:L)_BI_DC+, P(1:L)_BI_DC-, P(1:L)_BI_DD+, P(1:L)_BI_DD-은 Copper를 위한 것이므로 비 연결 상태를 유지하면 되고, P(1:L)_SI_TD_+, P(1:L)_SI_TD_-, P(1:L)_SI_RD_+, P(1:L)_SI_RD_-, P(1:L)_광송수신기제어신호열, P(1:N)_광송수신기_상태정보신호열은 L개의 광송수신기(224)와 연결되어 광송수신기의 제어 및 상태 정보를 관리하고, 광/전변환을 통해 알맞은 광신호로 변환되어 광신호가 광케이블에 인가되게 된다.
전술한 바와 같이, L(서브 보드 기능부(20)의 모듈당 포트의 수), M(하나의 메인 보드 기능부(10)에 연결가능한 서브 보드 기능부(20)의 수), N(메인 보드 기능부(10)내에 지원하는 총 포트의 수)의 관계는 "N = L x M"이 되도록 한다.
도 4 는 본 발명에 따른 다중 매체를 지원하는 이더넷 포트 장치 중 이종 매체 지원 연결부의 일실시예 상세 구성도로서, N개의 포트에 필요한 신호열이 커넥터에 할당되게 된다.
도 4에 도시된 바와 같이, P(1:N)_BI_DA+, P(1:N)_BI_DA-, P(1:N)_BI_DB+, P(1:N)_BI_DB-, P(1:N)_BI_DC+, P(1:N)_BI_DC-, P(1:N)_BI_DD+, P(1:N)_BI_DD-의 신호열(305)은, 이더넷 중 Copper에 해당하는 매체 의존 인터페이스(MDI)에 해당되는 BI_DA+, BI_DA-, BI_DB+, BI_DB-, BI_DC+, BI_DC-, BI_DD+, BI_DD-를 확장하여 표현한 것으로, P(1:N)은 포트가 1에서 N개까지 존재할 수 있다는 것을 의미한다. 그러므로, 이종 매체 지원 연결부(30)는 N개의 Copper의 MDI 인터페이스를 지원하기 위해 N x 8개의 연결 핀을 포함해야 한다.
그리고, P(1:N)_SI_TD_+, P(1:N)_SI_TD_-, P(1:N)_SI_RD_+, P(1:N)_SI_RD_-신호열(305)은, 이더넷의 광송신기를 위한 신호열로서, 광송수신기로의 입출력 신호인 PMD_UNITDATA.request(T+,T-)와 PMD_UNITDATA.indicate (R+,R-)에 해당하는 것으로 포트당 총 4핀으로 구성된 2쌍의 입출력 차동신호를 의미한다.
또한, P(1:N)_광송수신기제어신호열(303)은, 광송수신기의 광신호 출력을 켜고/끄고(on/off)를 제어할 수 있는 신호를 의미한다.
또한, P(1:N)_광송수신기_상태정보신호열(304a)은, 각 포트마다 광송수신기의 송신에러 및 수신 에러를 감지하는 신호, 광수신기에 도달되는 광신호의 존재 유무도 판단하는 신호와 광송신기의 탈실장정보 신호를 포함한다.
그리고, 본 발명에서 매체의 형태에 따라 모듈화하기 위하여 추가적인 신호로서, 서브 보드 기능부(20)의 개수(M)의 핀이 할당되는 모듈 탈/실장 정보 신호열(304b), 모듈 매체 형태 정보 신호열(304c)이 이종 매체 지원 연결부(30)를 통해 메인 보드 기능부(10)와 다수의 서브 보드 기능부(20) 사이에 연결된다. 모듈과 관 련된 신호는 포트가 아닌 모듈마다 하나씩만 존재하면 되고, M개의 모듈이 하나의 시스템에 구성된다면 M개만 있으면 된다.
여기서, 모듈 탈/실장 정보 신호열(304b)은 모듈이 현재 실장되어 있는지 아닌지를 매체 관리부(12)에서 인식할 수 있도록 하고, 모듈 매체 형태 정보 신호열(304c)은 매체 관리부(12)에서 현재의 해당 포트가 매체가 광케이블인지 Copper인지를 인식할 수 있도록 한 비트(bit)의 로직으로 구성된다.
그리고, 매체마다 사용되는 전원이 다르므로 가변 전원(301)과 모듈 전원 제어 신호(302)가 존재하여 서브 보드 기능부(20)에 알맞은 전원을 인가하도록 한다.
Hot Swap을 위하여 가변 전원의 Ground는 항상 전원과 신호열들 보다 먼저 연결되도록 이종 매체 지원 연결부(30)는 설계되어야 한다.
물리적으로는 메인 보드 기능부(10)와 서브 보드 기능부(20)에 맞물릴 수 있는 두 개의 Male, Female 커넥터의 조합이며, 이 조합은 상기의 N, M과 개별 서브 보드 기능부(20)에서 지원하는 포트의 수(L)에 의해 M = N/L로 구성된다.
도 5 는 본 발명에 따른 다중 매체를 지원하는 이더넷 포트 장치에서의 매체 관리 방법에 대한 일실시예 흐름도로서, 메인 보드 기능부(10)의 매체 관리부(12)에 Logic형태로 구현되는 매체 관리 절차를 나타낸 것이다. 이는 개별 서브 보드 기능부(20)에 대한 매체를 관리하는 방법을 나타낸 것이며, 모든 개별 서브 보드 기능부(20)는 이 절차를 따른다.
먼저, 매체 관리부(12)는 해당 서브 보드 기능부(20)의 각 포트에 대한 Link 상태, 탈실장 상태, 현재 매체의 종류 및 상태, 다른 매체로 변경이 되었는지를 감 시한다(501~503).
감시중에 상태의 변화가 발생되면, 해당 서브 보드 기능부(20)의 L개의 링크가 모두 비연결되었는지를 판단한다(504).
판단 결과(504), 해당 서브 보드 기능부(20)의 L개의 링크가 모두 비연결 상태이면, 해당 서브 보드 기능부(20)가 메인 보드에서 분리되었는지를 확인하여(505), 분리되지 않았으면 보드상의 문제로 포트가 Link Fault가 나타난 것이므로(512), 매체에는 변화가 없고 이중 물리계층 장치(43-1,43-2)도 그대로 유지한다(510).
확인 결과(505), 해당 서브 보드 기능부(20)의 L개의 링크가 모두 비연결 상태에서, 해당 서브 보드 기능부(20)가 메인 보드에서 분리되었다면, 해당 서브 보드 기능부(20)가 다시 장착되기를 기다리다가(506), 매체 상태가 변화가 있는지를 확인하여(508), 변화가 있으면 시스템 프로세서(41)에 이중 물리계층 장치(43-1,43-2)의 전환을 요구한다(513). 이때, 만약 매체 상태의 변화가 없으면(508), 단순히 서브 보드 기능부(20)가 분리되었다가 다시 창착되었으므로 이중 물리계층 장치(43-1,43-2)를 그대로 유지한다(510).
상기 판단 결과(504), 모듈이 탈착되면 해당 모듈의 링크는 모두 끊어지므로 L개의 포트 link가 모두 Fault가 아니면 하드웨어적으로 모듈이 탈착된 것이 아니므로, 해당 서브 보드 기능부(20)의 L개의 링크 중 적어도 하나가 연결 상태이면, 일시적으로 링크가 이상이었다가 정상상태로 돌아왔거나(511) 일부 link가 fault가 발생한 것이므로(512) 이중 물리계층 장치(43-1,43-2)를 그대로 유지한다(510).
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명은, 두 개의 다른 매체의 특성 동시에 지원하고 교체를 가능하게 함으로써, 사용자가 관리하고 원하는 매체를 선택적으로 적용할 수 있어 하나의 시스템에서 다양한 거리를 지원하는 광송수신기 뿐만 아니라 다양한 속도를 지원하는 Copper도 시스템에 실장할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 매체 교환을 위하 Hot Swap이 제공 가능하여, 시스템 운용 중에 매체의 교환이 가능하므로 사용자가 원하는 매체의 조합으로 선택 사용이 가능한 효과가 있다.
비록, 종래에는 시스템 설계자의 입장에서 기존 시스템의 설계시에 고정된 물리매체에 의해 새로운 영역에 적용을 위해서 새로 시스템을 설계하여야만 하지 만, 본 발명은 매체의 제한을 개선함으로써 전송 매체의 거리 제한 등을 고려하지 않고 시스템 설계가 가능하여 설계된 시스템의 적용 영역을 LAN, MAN 등 원하는 곳에 적용할 수 있는 효과가 있다. 그러므로, 본 발명이 적용된 시스템은 10/100/1000G의 Copper와 1000GBASE-LX, 1000GBASE-SX타입 등의 광 전송을 가능하게 함으로써, 시스템의 적용 범위를 LAN, MAN, Aceess 등 많은 범위에 적용이 가능하여 다양한 수요를 유발시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 이더넷 포트 장치에 있어서,
    다중 물리매체 중 해당 물리매체에 따라 전원 인가 및 핫 스왑(hot swap)을 지원하고, 해당 물리매체의 송수신 전송 특성 및 상태를 수집 및 관리하여 매체의 상태 관리와 매체 교환을 수행하는 메인 보드 수단;
    전원을 결정하기 위하여 해당 물리매체에 따라 제어신호를 생성하여 상기 메인 보드 수단으로 전달하고, 시스템 사용자가 원하는 해당 물리매체에 알맞는 송수신 기능을 수행하며, 해당 물리매체의 상태를 상기 메인 보드 수단으로 알려 주는 탈/실장 가능한 물리매체별 서브 보드 수단; 및
    다중 매체 전달 인터페이스를 지원할 수 있도록, 상기 메인 보드 수단과 해당 서브 보드 수단 간에 해당 물리매체에 따른 가변전원, 전원 제어신호, 물리매체 제어신호, 물리매체 상태 정보, 물리매체 의존 신호열을 전달하는 매체 지원 연결 수단
    을 포함하는 다중 매체를 지원하는 이더넷 포트 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 보드 수단은,
    시스템내의 여러 개의 포트 중 하나의 포트에 Copper(1000BASE-T 타입)에 해 당하는 매체 의존 인터페이스(MDI)와 광송수신기 입출력 신호(1000BASE-X타입)인 PMD_UNITDATA.request(T+,T-)와 PMD_UNITDATA.indicate(R+,R-)를 동시에 지원하는 물리매체 의존 신호열, 개별 서브 보드 수단의 신호레벨을 판단 근거로 제공하는 전원 제어신호에 의해 상기 서브 보드 수단의 개수 만큼 물리매체의 종류에 따라 다른 전압의 가변전원을 인가할 수 있고, Hot Swap을 지원하는 가변 전원부; 및
    프로세서 인터페이스를 내장하고 물리매체 상태 정보를 통해 해당 매체의 송수신부의 특성 및 상태를 수집하고 물리매체 제어 신호를 통해 물리매체를 관리하는 매체 관리부
    를 포함하는 다중 매체를 지원하는 이더넷 포트 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 서브 보드 수단 각각은,
    해당 매체에 알맞은 가변전원을 공급받기 위하여 상기 메인 보드 수단으로부터 상기 이중 매체 지원 연결 수단을 통하여 물리매체에 따라 상기 가변 전원부를 제어하기 위한 전원 제어 신호를 생성하는 전원 제어부; 및
    물리매체 의존 신호열과 물리매체 제어 신호를 통하여 해당 물리매체에 알맞은 신호로 변환 및 그 역 과정을 수행하는 물리매체 의존 송수신부
    를 포함하는 다중 매체를 지원하는 이더넷 포트 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 서브 보드 수단 각각은,
    다수의 Copper용 MDI 커넥터를 내장하고, 이 커넥터에 Copper(1000BASE-T 타입)에 해당하는 매체 의존 인터페이스(MDI)를 연결하고, 광송수신기 입출력 신호(1000BASE-X타입), 광송수신기 제어신호열과 광송수신기 상태 정보신호열은 비연결 상태로 두는 Copper용 서브 보드 기능부; 또는
    다수의 광송수신기를 내장하고 광송수신기 입출력 신호(1000BASE-X타입), 광송수신기 제어신호열과 광송수신기 상태 정보신호열을 연결하고 Copper(1000BASE-T 타입)에 해당하는 매체 의존 인터페이스(MDI)는 비연결 상태로 두는 광케이블용 서브 보드 기능부 중 하나를 구비하고,
    해당 서브 보드 수단이 장착인지 탈착인지의 상태를 나타내는 모듈 탈실장 정보 신호와 장착되는 서브 보드 수단이 광케이블용인지 Copper용인지를 구분할 수 있는 정보인 모듈 매체 형태 정보 신호를 생성하는 모듈 관리부
    를 포함하는 다중 매체를 지원하는 이더넷 포트 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매체 지원 연결 수단은,
    시스템에서 지원하는 포트 개수(N) 만큼의 Copper(1000BASE-T 타입)에 해당 하는 매체 의존 인터페이스(MDI)와 광송수신기 입출력 신호(1000BASE-X타입)인 PMD_UNITDATA.request(T+,T-)와 PMD_UNITDATA.indicate(R+,R-)를 함께 포함하는 물리매체 의존 신호열, 광송수신기 제어 신호열, 광송수신기 상태 정보 신호열과 상기 메인 보드 수단에 맞물릴 수 있는 상기 서브 보드 수단의 개수(M) 만큼의 가변전원, 모듈 탈 실장 정보 신호, 모듈 매체 형태 정보 신호열, 모듈 전원 제어신호들을 상기 메인 보드 수단과 상기 서브 보드 수단에 맞물릴 수 있는 두 개의 암, 수(Male, Female) 커넥터의 조합이며,
    이 조합은 N, M과 개별 서브 보드 수단에서 지원하는 포트의 수(L)에 의해 'M(하나의 메인 보드 수단에 연결 가능한 서브 보드 수단의 수) = N(메인 보드 수단내에 지원하는 총 포트의 수)/L(서브 보드 수단의 모듈당 포트의 수)'로 구성되는 것을 특징으로 하는 다중 매체를 지원하는 이더넷 포트 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항의 다중 매체를 지원하는 이더넷 포트 장치를 포함하는 스위칭 시스템에 있어서,
    N(N은 자연수임)개의 이더넷 MAC(스위치 혹은 라우터);
    N개의 다중 물리계층 장치; 및
    물리계층 상태 정보에 따라 매체 교환을 수행하는 상기 N개의 다중 물리계층 장치와 상기 메인 보드 수단으로부터 매체에 관한 정보를 받고 상기 N개의 이더넷 MAC의 링크 상태정보를 바탕으로, 상기 N개의 다중 물리계층 장치의 구동을 결정하 고, 매체의 상태와 관리를 주관하는 시스템 관리수단을 포함하되,
    탈/실장 가능한 M(M은 자연수임)개의 서브 보드 수단 구성시, 하나의 서브 보드 수단에 'N(메인 보드 수단내에 지원하는 총 포트의 수)/M(하나의 메인 보드 수단에 연결 가능한 서브 보드 수단의 수)=L(메인 보드 수단내에 지원하는 총 포트의 수)'개의 포트가 실장되어, 원하는 물리매체를 원하는 포트 수만큼 선택하여 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 스위칭 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    N개의 다중 물리계층 장치는,
    다른 종류의 물리매체 의존 신호열인 Copper(1000BASE-T 타입)에 해당하는 매체 의존 인터페이스(MDI)와 광송수신기 입출력 신호(1000BASE-X타입)인 PMD_UNITDATA.request(T+,T-)와 PMD_UNITDATA.indicate(R+,R-)를 여러 개 생성하고 물리계층 상태 정보에 따라 매체 교환을 수행하는 것을 특징으로 하는 스위칭 시스템.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 서브 보드 수단 각각은,
    다수의 Copper용 MDI 커넥터를 내장하고, 이 커넥터에 Copper(1000BASE-T 타 입)에 해당하는 매체 의존 인터페이스(MDI)를 연결하고, 광송수신기 입출력 신호(1000BASE-X타입), 광송수신기 제어신호열과 광송수신기 상태 정보신호열은 비연결 상태로 두는 Copper용 서브 보드 기능부; 또는
    다수의 광송수신기를 내장하고 광송수신기 입출력 신호(1000BASE-X타입), 광송수신기 제어신호열과 광송수신기 상태 정보신호열을 연결하고 Copper(1000BASE-T 타입)에 해당하는 매체 의존 인터페이스(MDI)는 비연결 상태로 두는 광케이블용 서브 보드 기능부 중 하나를 구비하여,
    상기 메인 보드 수단에서 물리매체 의존 신호열을 인가받아, 물리매체가 Copper인 경우 받은 신호열을 재전송하며, 광송수신기의 경우 광/전 변환을 수행하여 광신호를 송수신하는 것을 특징으로 하는 스위칭 시스템.
  9. 다중 매체를 지원하는 이더넷 포트 장치에서의 매체 관리 방법에 있어서,
    해당 서브 보드의 각 포트에 대한 링크 상태, 탈실장 상태, 현재 매체의 종류 및 상태, 다른 매체로 변경이 되었는지를 감시하여, 감시중 상태 변화 발생시 해당 서브 보드의 링크 연결 상태를 확인하는 단계;
    상기 확인 결과, 링크가 모두 비연결 상태이면, 해당 서브 보드가 메인 보드에서 분리되었는지를 검사하는 단계;
    상기 검사 결과, 해당 서브 보드가 상기 메인 보드에서 분리되지 않았으면, 매체에는 변화가 없고 이중 물리계층 장치도 그대로 유지하는 단계;
    상기 검사 결과, 해당 서브 보드가 상기 메인 보드에서 분리되었으면, 해당 서브 보드의 장착을 대기하다가 매체 상태의 변화시 시스템 프로세서로 상기 이중 물리계층 장치의 전환을 요구하고, 매체 상태의 무변화시 상기 이중 물리계층 장치를 그대로 유지하는 단계; 및
    상기 확인 결과, 링크 중 적어도 하나가 연결 상태이면, 상기 이중 물리계층 장치를 그대로 유지하는 단계
    를 포함하는 다중 매체를 지원하는 이더넷 포트 장치에서의 매체 관리 방법.
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