KR100744333B1 - 무선 레지던셜 이더넷 노드 장치 및 그 동기 데이터 전송방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 레지던셜 이더넷에 관한 것으로, 무선 레지던셜 이더넷 노드 장치가 본 발명은 입력된 레지던셜 이더넷 데이터를 동기 데이터와 비동기 데이터로 분리하고, 대역폭 예약 절차를 통해 결정된 대역폭 정보를 카운터로 표시하여 동기 데이터의 전송 시점을 결정하고, 동기 데이터의 전송기간과 중복되지 않도록 비동기 데이터의 전송 시점 결정하고, 데이터의 종류와 중요도에 따라 폐기 순서 결정하고, 현재 무선 환경에 따라 검출되는 최대 데이터 전송량에 따라 데이터 폐기량을 결정하여 폐기 순서가 높은 데이터부터 폐기하고, 남은 데이터를 상기 결정된 전송시점에 따라 전송한다.

레지던셜 이더넷, 무선 최대 데이터 전송량, 폐기 순서

Description

무선 레지던셜 이더넷 노드 장치 및 그 동기 데이터 전송 방법{WIRELESS RESIDENTIAL ETHERNET NODE APPARATUS AND CLOCK SYNCHRONIZATION DATA TRANSMISSION METHOD}

도1은 종래의 레지던셜 이더넷에서의 전송 사이클의 구조에 대한 일실시예 구조도.

도2는 무선 레지던셜 이더넷 시스템에서의 노드 구조에 관한 일 실시예 구성도.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 레지던셜 이더넷 시스템의 무선 레지던셜 이더넷 노드 장치의 일실시예 구성도.

도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 데이터와 비동기 데이터의 전송 시점을 나타낸 도면,

도5는 본 발명의 일 실시예 따른 무선 레지던셜 이더넷 노드 장치 동작 흐름도.

본 발명은 레지던셜 이더넷에 관한 것으로 특히 무선 레지던셜 이더넷 시스템의 각각의 노드에서 동기식 데이터를 전송하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

종래의 이더넷은 IEEE 802.3에서 규정된CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect) 프로토콜을 이용하여 경쟁적으로 액세스하기 때문에, IFG(Inter Frame Gap) 간격을 유지하면서 상위 계층의 서비스 프레임을 이더넷 프레임으로 생성하여 전송한다. 이때, 상위 서비스 프레임의 종류에 상관없이 발생 순서대로 전송을 한다. 이러한 이더넷은 모든 이더넷 프레임에 대해 동일한 우선권을 부여하고 경쟁을 통해 전송하는 CSMA/CD 방식의 전송을 하기 때문에 전송 시간 지연에 민감한 동영상이나 음성전달에 적합하지 않은 기술로 알려져 있다.

그러나 최근 들어서는 전송 시간 지연에 민감한 동영상이나 음성전달이 점차 늘어가고 데이터 전송에 있어서 그 비중이 커짐에 따라 이더넷 방식을 유지한 상태로 이러한 전송 지연에 따른 문제점을 제거하기 위한 방안들이 제안되고 있다.

그 중의 하나로, 기존의 이더넷에 있어서 멀티미디어 데이터 등 우선순위를 가져야 하는 데이터에 대해COS(Classification of Service)를 갖도록 하여 지연을 줄이고자 하는 방법으로 IEEE 802.3p/q의 기술이 제안되었다. 그러나 제안된 IEEE 802.3p/q 기술은 기존의 IEEE 802.3의 이더넷 기술에 비해 멀티미디어 등의 전송 시 우선 순위를 두어 시간 지연에 대한 어느 정도의 개선효과를 볼 수 있으나, 각 데이터의 대역을 요구하고 할당하는 절차가 없기 때문에 대역 할당을 관리하는 대역폭 관리자(Bandwidth manager)가 필요하며 이와 같은 대역폭 관리를 위해 지터 버퍼(jitter buffer)의 크기가 자연히 증가하게 되는 문제점을 가진다.

무선 랜의 경우에도 802.11e에서 멀티미디어 데이터 등 우선순위를 가져야 하는 데이터에 대해 EDCF(Enhanced Distributed Coordination Function)을 이용하여 지연을 줄이고자 하는 방법이 제안되고 있지만, 각 데이터의 대역을 요구하고 할당하는 절차가 없기 때문에 대역 할당을 관리하는 대역폭 관리자(Bandwidth manager)가 필요하며 이와 같은 대역폭 관리를 위해 지터 버퍼(jitter buffer)의 크기가 자연히 증가하게 되는 문제점을 가진다.

상기와 같이 이더넷을 통해 멀티미디어 데이터를 전송하는 경우 발생하는 문제점을 개선하기 위해 하나의 전송 사이클에서 동기 데이터와 비동기 데이터를 나누어 전송하는 방식인 레지던셜 이더넷이 개발되고 있다. 상기 레지던셜 이더넷에서는 동기 데이터에 대해 같은 크기의 슬롯을 각각 할당하여 동일한 크기의 서브 동기 프레임을 구성하여 전송하는 방법으로, 시간 의존적인 트래픽(timing sensitive traffic)을 지원하기 위하여 현재의 일반적인 이더넷 기술에서 확장되고 있다. 여기서, 시간 동기는 가장 중요하고 필수적인 기술이다. 시간 동기는 LAN(Local Access Network) 영역(domain)에서의 범용의 동기화된 시간을 제공한다. 범용의 동기화된 시간은 페이싱 개념(pacing scheme)과 같은 시간 의존적인(sensitive) 스트림 전송 제어에 유용하다. 또한, 시간 동기는 시간 의존적인(sensitive) 트래픽의 소스와 목적지에서 정확하게 동기화된 클럭을 제공한다. 이러한 정확하게 동기화된 클럭은 상위 계층의 실시간 어플리케이션에 유용하다.

도 1은 종래의 레지던셜 이더넷에서의 전송 사이클의 구조에 대한 일실시예 구조도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 레지던셜 이더넷에서는 데이터 전송을 위한 전송 사이클을 125usec 단위의 1 사이클(10)로 구성하며, 각각의 사이클에는 비동기 데이터의 전송을 위한 비동기(Async) 프레임 구간(110) 및 동기 데이터의 전송을 위한 동기(Sync) 프레임 구간(100)을 포함한다. 좀 더 상세히 살펴보면, 동기 데이터의 전송을 위한 동기 프레임 구간(100)은 전송 사이클에서 가장 우선권을 가진 부분으로 현재 논의 중인 안에 따르면 각각 738 바이트로 구성된 서브 동기 프레임들(101, 102, 103)이 포함된다(물론 논의 중이 안은 변동이 가능하다). 그리고 비동기 데이터의 전송을 위한 비동기 프레임 구간(110)은 해당 영역에 가변적인 크기를 가지는 서브 비동기 프레임들(111, 112, 113)이 포함된다. 이와 같은 종래의 레지던셜 이더넷에서는 각각의 노드에서 모두 일정한 전송 사이클을 설정하고 해당 전송 사이클의 동기 프레임 구간(100)을 통해 동기 데이터를 전송하도록 구성한다.

그런데 상기 레지던셜 이더넷은 이더넷을 기반으로 형성되기 때문에, 무선 랜에 적용시키기에는 문제가 있다. 무선 랜의 경우 무선 환경의 상태에 따라 최대 전송 데이터량이 실시간으로 변할 수 있기 때문에 시간 의존적인(sensitive) 트래픽의 소스와 목적지에서 정확하게 동기화된 클럭을 제공할 수 없는 문제가 발생할 수 있다.

본 발명은, 무선 환경에서 동기 패킷이 각각의 노드에서 전송되는 경우 해당 노드에서 일정한 주기성을 가지도록 제어하고, 동기 패킷에 대한 QoS(Quality of Service)를 보장하는 무선 레지던셜 이더넷 노드 장치 및 그 동기 데이터 전송 방법을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 무선 레지던셜 이더넷 시스템의 무선 레지던셜 이더넷 노드 장치가 외부의 다른 노드 장치로부터 레지던셜 이더넷 데이터를 입력받아 동기 데이터와 비동기 데이터를 분리하기 위한 파서(parser)와, 상기 파서를 통해 분리된 상기 비동기 데이터를 스위칭하여 전달하는 비동기 스위치부와, 상기 파서를 통해 분리된 상기 동기 데이터를 스위칭하여 전달하는 동기 스위치부와, 상기 동기 데이터에 대한 대역폭 예약 절차를 통해 결정된 대역폭 정보를 카운터로 표시하여 상기 다중화부로 전달하여 상기 동기 데이터의 전송 시점을 결정하는 동기 데이터 대역 할당부를 포함하는 카운터와, 상기 각 레지던셜 이더넷 데이터의 폐기 순서를 결정하여 상기 다중화부로 출력하고, 현재 무선 환경에 따른 최대 데이터 전송량에 따라 폐기할 데이터량을 결정하여 다중화부로 출력하는 제어모듈과, 상기 비동기 스위치부로부터 전달되는 상기 비동기 데이터와 상기 동기 스위치부로부터 전달되는 상기 동기 데이터를 상기 결정된 시점에 따라 전송하고, 폐기할 데이터량이 입력되면, 높은 폐기 순서에 따라 해당 데이터를 폐기하고, 남은 데이터를 결정된 전송 시점에 따라 전송하는 다중화부를 포함한다.

또한, 본 발명은 입력된 레지던셜 이더넷 데이터를 동기 데이터와 비동기 데이터로 분리하는 과정과, 대역폭 예약 절차를 통해 결정된 대역폭 정보를 카운터로 표시하여 동기 데이터의 전송 시점을 결정하고, 동기 데이터의 전송 기간과 중복되지 않도록 비동기 데이터의 전송 시점 결정하고, 데이터의 종류와 중요도에 따라 폐기 순서 결정하는 과정과, 현재 무선 환경에 따라 검출되는 최대 데이터 전송량에 따라 데이터 폐기량을 결정하여 폐기 순서가 높은 데이터부터 폐기하고, 남은 데이터를 상기 결정된 전송시점에 따라 전송하는 과정을 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도2는 무선 레지던셜 이더넷 시스템에서의 노드 구조에 관한 일 실시예를 예시한 것으로, 노드 1(21)과 노드 2(22)로부터 데이터를 입력받는 노드 3(23), 그리고 노드 3(23)으로부터 데이터를 입력받고, 무선 노드(25)로 전송하는 노드 4(24)와 노드4(24)에서 데이터를 수신하는 무선 노드(25)를 가진다. 각각의 노드(21 내지 24)는 노드 자체적으로 가지는 유한한 크기의 카운터를 중심으로 동작한다. 이때, 각각의 카운터는 서로 다른 레퍼런스 클럭(CLK)에 동기화되어 동작하게 되는데, 예를 들어, 노드1(21)은 L Mhz 기준 클럭을 가지고 있고, 노드2(22)는 M Mhz 기준 클럭을 가지고 있고, 노드3(23)은 L Mhz 기준 클럭을 가지고 있다. 이와 같이 서로 다른 카운터를 가지고 동작하는 각각의 노드에서, 종래와 같이 전송 사이클과 같은 균일한 전송 형식을 취하지 않고, 각각의 노드에서 각각의 노드별 카운터를 이용하여 동기 데이터에 대한 전송 위치를 결정하여 다중화함으로써, 무선 레지던셜 이더넷 시스템에서 각각의 노드에서의 개별적인 전송이 가능하도록 동기 데이터를 전송하는 것이 바람직하다. 이에 따라 본 발명에서는 무선 레지던셜 이더넷 시스템에서 각각의 노드에서의 개별적인 전송이 가능한 동기 데이터 전송 노드 장치 및 방법을 제안한다.

도 3 은 본 발명에 따른 무선 레지던셜 이더넷 시스템에서 카운터를 이용하여 동기 데이터를 전송하는 무선 레지던셜 이더넷 노드 장치의 일실시예 구성도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 무선 레지던셜 이더넷 시스템에서 카운터를 이용하여 동기 데이터를 전송하는 무선 레지던셜 이더넷 노드 장치는, 외부의 다른 노드 장치로부터 레지던셜 이더넷 데이터(즉, 동기 데이터와 비동기 데이터가 다중화된 데이터)를 입력받아 동기 데이터와 비동기 데이터를 분리하기 위한 파서(parser)(31), 파서(31)를 통해 분리된 비동기 데이터의 스위칭을 담당하는 비동기 스위치부(32), 파서(31)를 통해 분리된 동기 데이터의 스위칭을 담당하는 동기 스위치부(33), 비동기 스위치부(32) 및 동기 스위치부(33)와 연결되어 전달되는 비동기 데이터와 동기 데이터를 다중화하는 다중화부(35) 및 동기 데이터에 대한 대역폭 예약 절차를 통해 결정된 입력된 동기 데이터에 대한 대역폭 정보를 다중화부(35)로 전달하여 입력되는 동기 데이터의 다중화 위치가 결정되도록 하는 동기 데이터 대역 할당부(36)를 포함한다.

또한, 외부의 노드 장치로부터 입력된 레지던셜 이더넷 데이터에, 필요에 따 라 "Time of Day" 또는 "Cycle master" 등에서 사용하는 컨트롤 신호를 포함하고 있는 경우, 파서(31)는 이를 분리하여 컨트롤 신호로 출력하게 되고 이와 같이 분리되어 출력된 컨트롤 신호는 이와 같은 컨트롤 신호를 입력받아 현재 노드의 제어를 위해 사용하거나 이를 다중화부(35)에 전달하고, 각 데이터의 종류와 중요도에 따라 폐기 순서를 결정하는 제어 모듈(34)을 더 포함한다.

본 발명에 따른 무선 레지던셜 이더넷 시스템에서 무선 환경에 따라 카운터를 이용하여 동기 데이터를 전송하는 무선 레지던셜 이더넷 노드 장치의 각각의 구성 부분을 좀 더 상세히 살펴보면 다음과 같다.

우선, 동기 데이터와 비동기 데이터가 혼재된 레지던셜 이더넷 데이터가 입력되면, 파서(31)는 입력된 레지던셜 이더넷 데이터를 동기 데이터와 비동기 데이터를 분리하고, 필요에 따라 "Time of Day "또는 "Cycle master" 등에서 사용하는 컨트롤 신호를 담고있는 특정 목적의 이더넷 데이터를 따로따로 분리해낸다. 여기서, 동기 데이터와 비동기 데이터의 구분은 레지던셜 이더넷 데이터에서 분리된 각각의 동기 데이터 및 비동기 데이터의 프리앰블에서 특정 부분을 조작하여 나타내거나, 동기 데이터임을 알리는 특정한 이더 타입(Ether Type)을 부여하거나, 동기 데이터 전용의 헤더를 이용하여 수행할 수 있으나, 이와 같은 각각의 형태별 데이터를 분리하는 과정에서 대해서는 본 발명의 실시예에서 상세히 다루지는 않는다.

그리고 파서(31)를 통해 분리된 데이터 중 동기 데이터의 경우는 동기 스위치(33)에서 라우팅 처리되며, 비동기 데이터의 경우는 일반 이더넷 패킷 구조를 따르므로 상용의 비동기 스위치(32)에서 라우팅된다.

그 밖에 필요에 따라 분리되는 기타 컨트롤 신호를 담고 있는 이더넷 데이터의 경우에는 제어 모듈(34)에서 그에 알맞은 용도로 사용되어진다. 이와 같은 컨트롤 신호를 담고 있는 제어 데이터는 일반적으로 전송에 있어서는 비동기 데이터와 같은 방식으로 처리된다.

또한 파서(31)는 비동기 데이터와 동기 데이터와 제어 데이터로 구분된 각각의 레지던셜 이더넷 데이터의 구체적인 종류와 중요도를 파악하여, 제어 모듈(34)로 전송한다.

그리고 동기 데이터 대역 할당부(36)는 각각의 노드 장치마다 자체적으로 정한 유한한 크기의 카운터를 동작시키고, 그 동작하는 카운터를 통해 사전의 동기 데이터의 전송 전에 수행한 대역폭 예약 절차에 따라 하나의 동기 데이터의 크기를 결정하고 그 위치를 카운터를 통해 지정한다. 여기서 카운터는 각각의 노드 장치가 가지고 있는 "free running" 하는 기준 클럭을 기준으로 만들어진다. 이에 따라 서로 다른 카운터를 사용하는 각 노드 장비 간에도 동기 데이터의 전송에 있어서 데이터의 손실(loss) 또는 지터(jitter)를 최소화 할 수 있다.

좀 더 상세히 동기 데이터 대역 할당부(36)에서 동기 데이터의 대역을 할당하는 과정을 살펴보면, 일단 전송하고자하는 동기 데이터의 대역폭이 얼마나 되는 지를 노드 간의 대역폭 예약 절차에 의하여 각 노드로 전달되어지면, 각각의 노드는 해당 노드가 가지고 있는 카운터의 값을 기준으로 삼아서 하나의 동기 데이터의 크기는 몇 번째 카운터에서부터 몇 번째 카운터까지 자리잡을 것인가를 결정한다. 그리고 동기 데이터간의 간격은 몇 카운터 수 만큼 띄울 것인가를 결정한다.

이와 같이 결정된 정보를 다중화부(35)로 전달하면, 해당 정보에 따라 동기 스위치(33)로부터 전달되는 동기 데이터를 다중화하게 된다. 그리고 이와 같이 동기 데이터의 위치가 결정되면 동기 데이터가 존재하지 않는 위치에 비동기 스위치(32)로부터 전달되는 비동기 데이터를 다중화하게 된다. 제어 모듈(34)로부터 전달되는 제어 신호에 대해서도 비동기 데이터와 같은 처리를 하게 된다. 그리고 다중화부(35)에서 동기 데이터와 비동기 데이터가 다중화되면 다음 노드 장치로 전송된다.

제어 모듈(34)은 파서(31)에서 입력되는 제어 데이터를 다중화부(35)로 출력한다. 그리고 제어 모듈(34)은 파서(31)에서 입력되는 각각의 레지던셜 이더넷 데이터의 구체적인 종류와 중요도에 따라 폐기 순서를 결정하여 다중화부(35)로 출력한다. 무선 레지던셜 이더넷에서는 최대 데이터 전송량이 무선 환경에 따라 달라지기 때문에, 상기 동기 데이터 대역 할당부(36)가 동기 데이터의 전송 시점을 결정하고, 다중화부(35)가 동기 데이터의 전송 시점과 중복되지 않도록 비동기 데이터의 전송 시점을 결정한다하여도, 상기 동기 데이터를 결정한 시점에 전송할 수 없을 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에서제어 모듈(34)은 데이터의 종류와 중요도에 따라 데이터의 폐기 순서를 결정하여 다중화부(35)로 출력한다. 그리고 제어 모듈(34)은 현재 무선 환경에 따른 최대 데이터 전송량이 미리 설정되는 기준 데이터 전송량보다 작으면, 현재 최대 데이터 전손량에 따라 폐기할 데이터의 량을 결정하여 다중화부(35)로 출력한다.

다중화부(35)는 제어 모듈(34)로부터 폐기할 데이터량이 입력되면, 높은 폐 기 순서에 따라 해당 데이터를 폐기하고, 남은 데이터를 결정된 전송 시점에 전송한다.

상기 폐기 순서는, 예를 들어, 동기 데이터보다 비동기 데이터와 제어 데이터가 더 높으며, 비동기 데이터와 제어 데이터는 폐기 순서는 각 개별 데이터의 종류와 우선 순위에 따라 결정된다. 이와 같이 폐기 순서를 결정하면, 무선 환경이 나쁠 때 비동기 데이터를 폐기하고, 동기 데이터를 전송하기 때문에, 동기 데이터의 손실과 지터를 최소화할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 무선 레지던셜 이더넷 노드가 데이터의 전송 시점을 결정하는 과정을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다. 상기 무선 레지던셜 이더넷 노드와 연결된 각각의 노드 마다 서로 다른 카운터 값을 가지게 되면, 그 카운터 값에 따라 대역폭의 낭비가 발생하거나 처리 과정의 부하가 증가하는 경우가 생긴다. 예를 들어, 일정 시간 동안 카운터의 카운팅 횟수가 적은 제1노드와, 일정 시간 동안 카운터의 카운팅 횟수가 많은 제2노드가 연결된 경우, 각각의 노드가 가지는 카운터의 수가 변화함에 따라 다음과 같은 특징을 가지게 된다.

우선, 일정 시간 동안 카운터의 카운팅 횟수가 적은 경우는, 하나 하나의 카운트가 넓기 때문에 동기 데이터 간의 간격을 최소한의 간격으로 한다고 할지라도 그 낭비되는 대역이 크게 된다. 또한 전송하고자 하는 데이터의 크기에 맞게 카운터를 설정할 수 없어서 또 다른 대역의 낭비가 발생하게 된다. 그리고 일정 시간 동안 카운터의 카운팅 횟수가 많은 경우는, 하나 하나의 카운트가 작기 때문에 동기 데이터 간의 간격을 작게 만들고 하나 하나의 데이터의 크기에 맞게 카운트를 설정할 수 있으므로 대역폭의 낭비는 막을 수 있다. 그러나 전송 위치를 예약하기 위해 많은 카운트를 계산해야하기 때문에 전송 위치 예약에 있어 처리 과정의 부하(processing power)가 증가하는 단점이 있다. 이러한 점을 착안하여 대역폭이 중요한 노드에서는 그 카운트 값을 크게 설정하고, 부하가 중요시되는 노드에서는 그 카운트 값을 작게 설정하여, 시스템의 효율을 높일 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라 무선 레지던셜 노드의 동기 데이터 대역 할당부(36)는 기존에 입력되는 동기 데이터에 대한 카운터를 이용하여 할당된 전송 시점을 설정한다. 여기에 새로운 노드로부터 동기 데이터가 입력되는 경우, 이러한 새로운 노드로부터의 전송에 있어서 노드 간의 대역폭 예약 절차에 의하여 해당 노드가 가지고 있는 카운터의 값을 기준으로 삼아서 하나의 동기 데이터의 크기는 몇 번째 카운터에서부터 몇 번째 카운터까지 자리잡고 그 간격을 얼마로 할 것인가를 결정한다. 이와 같이 동기 데이터의 전송 시점 선정이 이루어지고 이러한 정보를 다중화부(35)로 전달하고 다중화부(35)에서 미리 선정되어 있는 카운터 값에 동기 데이터를 실어 보내게 된다.

이때, 다중화부(35)는 임의의 동기 데이터가 전송되고 있는 도중 다른 포트를 통해 새로운 동기 데이터가 입력되는 경우에는, 다중화부(35)는 새로운 동기 데이터를 전송하기에 앞서 기존에 전송 중인 동기 데이터의 전송 시점을 살펴서 새로운 동기 데이터의 전송 예약 시점과 비교하고, 새로운 동기 데이터의 전송 예약 시점이 기존에 전송되고 있는 동기 데이터의 전송 영역을 침범하지 않는 범위에서 결정되도록 설정한다. 이에 따라, 전송 예약 시점과는 다른 시점에서 새로운 동기 데 이터가 전송될 수도 있다. 하지만 전송할 소정의 동기 데이터가 제거되는 경우에는, 제거된 동기 데이터에 할당된 구간에 새로운 동기 데이터의 전송 시점을 설정할 수도 있다. 이러한 경우 전송 예약 시점과 근사한 시점이 동기 데이터의 전송 시점으로 설정될 수 있다.

상기와 같이 동기 데이터를 전송 시점이 결정된 후, 비동기 데이터의 전송 시점의 결정은 다음과 같이 이루어진다. 본 발명의 실시예에 따라 각각의 노드별 카운터에 따라 동기 데이터의 전송 예약이 이루어지면, 나머지 영역에 비동기 데이터가 위치하도록 다중화하여 전송되게 된다. 이때 비동기 데이터의 경우는 이러한 동기 데이터가 위치하지 않는 구간에 위치하도록 하는데, 어떠한 경우에도 동기 데이터의 위치를 침범하지 않도록 홀드 방법, 분할 방법, 홀드/분할 방법, 스케줄링 처리 방법 및 RUNT 패킷 방법을 적용한다.

즉, 도4와 같이 601 내지 609와 같이 동기 데이터에 대한 위치 예약이 이루어지면, 그 여분의 영역에 610 내지 614의 비동기 데이터가 위치하게 되는데 그 위치는 먼저 자리잡은 동기 데이터를 침범할 수 없다. 도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 데이터와 비동기 데이터의 전송 시점을 나타낸 도면이다.

따라서 이와 같은 동기 데이터의 위치를 훼손할 수 없도록 하는 비동기 데이터의 전송 위치 선택의 특징을 엄격히 유지하기 위해 본 발명의 실시예에서는 비동기 데이터의 전송 위치 결정을 위해 홀드 방법, 분할 방법, 홀드/분할 방법, 스케줄링 처리 방법 및 RUNT 패킷 방법을 사용한다.

여기서 홀드 방법은 전송하고자 하는 비동기 데이터의 크기가 전송하고자 하 는 영역보다 큰 경우, 해당 비동기 데이터의 전송을 멈추고 전송하고자 하는 영역을 비운채 전송하는 방법이다.

그리고 분할 방법은 전송하고자 하는 비동기 데이터의 크기가 전송하고자 하는 영역보다 큰 경우, 해당 비동기 데이터를 전송하고자 하는 영역의 크기로 잘라서 해당 영역에 삽입하고 나머지 부분은 다음 전송 영역으로 전송하는 방법이다.

그리고 홀드/분할 방법은 소정의 임계값을 두고 전송하고자 하는 영역이 그 임계값 이상인 경우 분할 방법을 사용하고, 그 이하인 경우에는 홀드 방법을 사용하는 것이다.

그리고 스케줄링 처리 방법은 각각의 목적지 주소별로 입력되는 비동기 데이터를 각각 버퍼링하고, 전송 구간의 크기에 맞는 비동기 데이터를 각각의 버퍼로부터 스케줄링 동작을 통해 검색하여 해당되는 비동기 데이터가 있는 경우 이를 해당 전송 구간에 포함하는 방법이다. 이때 버퍼는 FIFO 방식으로 동작한다. 따라서, 하나의 버퍼에서 그 전송 순서가 뒤바뀌는 일은 발생하지 않는다.

그리고 RUNT 방법은 해당 비동기 데이터가 모두 전송되기 전에 전송하고자 하는 영역이 채워진 경우, 해당 비동기 데이터를 다음 전송 영역에서 처음부터 다시 전송하도록 하는 방법이다.

상기와 같이 동작하는 무선 레지던셜 이더넷 노드가 무선 환경에 따라 가변하는 최대 데이터 전송량에 따라 데이터를 전송하는 과정을 도5에 도시하였다. 도5는 본 발명의 일 실시예 따른 무선 레지던셜 이더넷 노드 장치 동작 흐름도이다.

도5를 참조하여, 무선 레지던셜 이더넷 노드는 201단계에서 입력된 레지덴셜 이더넷 데이터를 동기 데이터, 비동기 데이터 제어 데이터로 분리하고 203단계로 진행한다. 203단계에서 무선 레지던셜 이더넷 노드는 동기 데이터의 대역폭 정보에 따라 동기 데이터의 전송 시점을 먼저 결정하고, 동기 데이터의 전송 기간과 중복되지 않도록 비동기 데이터의 전송 시점 결정 및 데이터의 종류와 중요도에 따라 폐기 순서 결정한다. 다시 말해, 무선 레지던셜 이더넷 노드는 카운터를 설정한 각각의 무선 레지던셜 이더넷 노드 장치에 대해 전송하고자 하는 동기 데이터에 대한 대역폭 예약 절차를 수행한다. 이와 같은 대역폭 예약 절차는 레지던셜 이더넷 시스템의 QoS를 보장할 수 있도록 전송되는 동기 데이터의 크기와 그 간격을 결정하고 이를 레지던셜 이더넷 시스템의 모든 노드에 알리는 것을 의미한다. 이에 따라 각각의 레지던셜 이더넷 노드 장치는 해당 노드의 클럭에 따라 결정된 카운터를 이용하여 입력되는 동기 데이터의 전송 시점을 결정한다. 이와 같이 전송 시점이 결정되면, 해당 동기 데이터를 입력받아 다중화하는데, 이 다중화 과정에서는 결정된 전송 시점에 앞서 점유된 다른 동기 데이터가 있는지를 확인한다. 그리고 확인 결과, 앞서 점유된 다른 동기 데이터가 있으면, 해당되는 다른 동기 데이터의 위치만큼 지연된 위치에서 입력되는 동기 데이터가 전송되도록 한다. 그리고 확인 결과, 앞서 점유된 다른 동기 데이터가 없으면, 결정된 전송 시점에서 입력되는 동기 데이터가 전송되도록 한다. 한편, 앞서 점유된 다른 동기 데이터가 있으면, 해당되는 다른 동기 데이터의 위치만큼 지연된 시점에서 입력되는 동기 데이터가 전송되도록 다중화된 경우, 노드 간의 이동에 의해 해당되는 다른 동기 데이터가 제거되면 입력되는 동기 데이터를 결정된 전송 시점으로 이동하여 다중화되도록 한다. 그리고 동기 데이터의 전송시점과 중복되지 않는 시점에 비동기 데이터와 제어 데이터가 전송되도록 각 데이터의 전송 시점을 결정한다. 또한 무선 레지던셜 이더넷 노드는 데이터의 종류와 중요도에 따라 데이터의 폐기 순서를 한다. 상기 폐기 순서는 동기 데이터보다 비동기 데이터와 제어 데이터가 더 높으며, 비동기 데이터와 제어 데이터는 폐기 순서는 각 개별 데이터의 종류와 우선 순위에 따라 결정 될 수 있다.

이후, 205단계에서 무선 레지던셜 이더넷 노드 장치는 현재 무선 환경에 따른 데이터 최대 전송량을 검출하고 207단계로 진행하여 최대 전송량과 기준 전송량을 비교한다. 비교 결과 최대 전송량이 기준 전송량보다 크면 211단계로 진행하여 상기에서 결정한 순서에 따라 데이터를 전송한다. 하지만 비교 결과 최대 전송량이 기준 전송량보다 작으면 209단계로 진행하여, 남은 데이터가 가능한 결정된 전송 시점에 전송될 수 있도록 현재 최대 전송량에 따라 폐기 데이터량을 결정하여 폐기 순서가 높은 데이터부터 폐기하고, 데이터를 전송한다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

상기와 같은 본 발명은, 무선 레지던셜 이더넷 시스템을 구현함에 있어 기존 의 사이클이라는 한정되고 균일화된 전송 구간의 제한에서 벗어나 각각의 노드 장치들이 자체적으로 가지고 있는 카운터를 이용하여 동기 데이터의 전송 시점을 고정시킴으로서, 사이클을 이용하는 경우에 동기 데이터를 하나의 사이클 구간 내에 수용하기 위해 필요한 복잡한 절차들을 간략하게 할 수 있으며, 무선 환경에 따른 최대 전송량에 따라 일부 데이터를 폐기함으로써, 동기 데이터의 손실과 지연을 방지하는 효과가 있다.

Claims (16)

1. 무선 레지던셜 이더넷 시스템의 무선 레지던셜 이더넷 노드 장치에 있어서,

   외부의 다른 노드 장치로부터 레지던셜 이더넷 데이터를 입력받아 동기 데이터와 비동기 데이터를 분리하기 위한 파서(parser)와,

   상기 파서를 통해 분리된 상기 비동기 데이터를 스위칭하여 전달하는 비동기 스위치부와,

   상기 파서를 통해 분리된 상기 동기 데이터를 스위칭하여 전달하는 동기 스위치부와,

   상기 동기 데이터에 대한 대역폭 예약 절차를 통해 결정된 대역폭 정보를 카운터로 표시하여 다중화부로 전달하여 상기 동기 데이터의 전송 시점을 결정하는 동기 데이터 대역 할당부와,

   상기 각 레지던셜 이더넷 데이터의 폐기 순서를 결정하여 상기 다중화부로 출력하고, 현재 무선 환경에 따른 최대 데이터 전송량에 따라 폐기할 데이터량을 결정하여 상기 다중화부로 출력하는 제어모듈과,

   상기 비동기 스위치부로부터 전달되는 상기 비동기 데이터와 상기 동기 스위치부로부터 전달되는 상기 동기 데이터를 상기 결정된 전송 시점에 따라 전송하고, 폐기할 데이터량이 입력되면, 높은 폐기 순서에 따라 해당 데이터를 폐기하고, 남은 데이터를 상기 결정된 전송 시점에 따라 전송하는 상기 다중화부를 포함함을 특징으로 하는 무선 레지던셜 이더넷 노드 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 폐기 순서는 상기 각 데이터의 종류와 중요도에 따라 결정됨을 특징으로 하는 무선 레지던셜 이더넷 노드 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 비동기 데이터가 동기 데이터보다 폐기 순서가 더 높음을 특징으로 하는 무선 레지던셜 이더넷 노드 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 제어 모듈은 상기 최대 데이터 전송량이 미리 정해진 기준 데이터 전송량보다 작으면 폐기할 데이터량을 결정하여 다중화부로 출력함을 특징으로 하는 무선 레지던셜 이더넷 노드 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 카운터는 소정의 시간 간격의 전송 대역을, N 등분한 값으로 상기 동기 데이터의 전송 시점은 상기 카운터로 표시되는 것임을 특징으로 하는 무선 레지던셜 이더넷 노드 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 파서는 상기 외부의 노드 장치로부터 입력된 레지던셜 이더넷 데이터에 컨트롤 신호가 포함되는 경우, 이를 분리하여 컨트롤 신호로 출력하고,

   상기 제어 모듈은 상기 출력된 컨트롤 신호를 상기 다중화부로 전송함을 특징으로 하는 무선 레지던셜 이더넷 노드 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 동기 데이터에 대한 대역폭 정보는, 상기 해당 노드가 가지고 있는 카운터의 값을 기준으로 삼아, 상기 동기 데이터의 전송 단위의 크기와 상기 동기 데이터 간의 전송 간격을 카운터로 표시하는 것임을 특징으로 하는 무선 레지던셜 이더넷 노드 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 카운터의 값은, 대역폭이 중요한 상위 노드에서는 소정의 임계값보다 크게 설정하고, 부하가 중요한 하위 노드에서는 소정의 임계값보다 작게 설정하는 것을 특징으로 하는 무선 레지던셜 이더넷 노드 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 다중화부는, 상기 동기 데이터에 대해 대역폭의 임계값을 설정하고, 상기 대역폭의 임계값보다 작은 동기 데이터는 상기 예정된 시점에 상기 전송 간격의 앞 부분에 위치하도록 하는 것을 특징으로 하는 무선 레지던셜 이더넷 노드 장치.
10. 제9에 있어서, 상기 다중화부는 상기 동기 데이터의 전송 시점과 중복되지 않도록 상기 비동기 데이터의 전송 시점을 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 레지던셜 이더넷 노드 장치.
11. 제9항에 있어서, 상기 비동기 데이터의 전송 시점은 홀드 방법, 분할 방법, 홀드/분할 방법, 스케줄링 처리 방법 및 RUNT 패킷 방법 중의 어느 하나의 방법을 사용해 결정됨을 특징으로하는 무선 레지던셜 이더넷 노드 장치.
12. 무선 레지던셜 이더넷 노드 장치의 동기 데이터 전송 방법에 있어서,

    입력된 레지던셜 이더넷 데이터를 동기 데이터와 비동기 데이터로 분리하는 과정과,

    대역폭 예약 절차를 통해 결정된 대역폭 정보를 카운터로 표시하여 동기 데이터의 전송 시점을 결정하고, 동기 데이터의 전송 기간과 중복되지 않도록 비동기 데이터의 전송 시점 결정하고, 데이터의 종류와 중요도에 따라 폐기 순서 결정하는 과정과,

    현재 무선 환경에 따라 검출되는 최대 데이터 전송량에 따라 데이터 폐기량을 결정하여 폐기 순서가 높은 데이터부터 폐기하고, 남은 데이터를 상기 결정된 전송시점에 따라 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 동기 데이터 전송 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 폐기 순서는 상기 각 데이터의 종류와 중요도에 따라 결정됨을 특징으로 하는 동기 데이터 전송 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 비동기 데이터가 동기 데이터보다 폐기 순서가 더 높음을 특징으로 하는 동기 데이터 전송 방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 최대 데이터 전송량이 미리 정해진 기준 데이터 전송량보다 작으면 폐기할 데이터량을 결정함을 특징으로 하는 동기 데이터 전송 방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 카운터는 소정의 시간 간격의 전송 대역을, N 등분한 값으로 상기 동기 데이터의 전송 시점은 상기 카운터로 표시되는 것임을 특징으로 하는 동기 데이터 전송 방법.

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