KR100825923B1 - 네트워크 기반의 디지털 전관방송 시스템 - Google Patents

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KR100825923B1
KR100825923B1 KR1020070076914A KR20070076914A KR100825923B1 KR 100825923 B1 KR100825923 B1 KR 100825923B1 KR 1020070076914 A KR1020070076914 A KR 1020070076914A KR 20070076914 A KR20070076914 A KR 20070076914A KR 100825923 B1 KR100825923 B1 KR 100825923B1
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Abstract

본 발명은 네트워크 기반의 디지털 전관방송 시스템에 관한 것으로, 방송을 위한 지역과 방송 수용 최종단을 선택하여 해당 방송 타겟 정보를 포함하는 제어 신호를 생성하여 이더넷 네트워크를 통해 전송하는 제어 컴퓨터(300); 방송을 위한 아날로그 오디오 신호를 입력받아 해당 아날로그 오디오 신호를 디지털 오디오 신호로 변환하고 상기 제어 컴퓨터(300)로부터의 제어 신호와 함께 이더넷 패킷으로 조립하여 이너넷 네트워크를 통해 전송하는 네트워크 제어장치(200); 및 각 지역에 분산배치되며, 상기 네트워크 제어장치(200)로부터 전송되는 이더넷 패킷을 자신의 고유 주소 정보를 이용해 수신하고 해당 이더넷 패킷에서 오디오 신호와 제어 신호를 분리하여 해당 제어 신호에 포함된 노드 제어에 따라 오디오 신호를 최종 스피커에 출력시키는 적어도 하나 이상의 네트워크 증폭장치(500); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전관 방송

Description

네트워크 기반의 디지털 전관방송 시스템{NETWORK-BASED DIGITAL PUBLIC ADRESS SYSTEM}
본 발명은 네트워크 기반의 디지털 전관방송 시스템에 관한 것으로, 단일 회선으로 제어신호와 음성신호를 전송하는 네트워크 기반의 디지털 전관방송 시스템에 관한 것이다.
전관방송은 일 대 다수의 커뮤니케이션 방법으로 한정된 범위의 대중에게 소리를 전달할 수 있는 장비 시스템을 말한다.
도 1은 종래 기술에 따른 중앙집중형 전관방송 시스템을 나타내는 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 해당 기존 시스템은 방송이 실시되는 방재실에 장비가 집중되는 중앙집중형 전관방송 시스템이다.
즉, 해당 중앙집중형 전관방송 시스템은 음원소스(11)를 라인 증폭기(12)를 통해 증폭시킨 방송용 음원이나 비상경고(13)의 음원이 입력되는 음원 입력부(10)와, 해당 음원의 방송용 전송으로 전송하는 중앙제어장치(21)와 해당 중앙제어장치(21)를 제어하는 제어 컴퓨터(22)로 이루어진 제어부(20)와, 전송받은 음원을 증 폭하는 신호 증폭부(40)와, 해당 각 신호 증폭부(40)의 동작 유무를 관리하는 앰프기동 제어장치(30)와, 방송 라인을 온오프시키는 라인 제어장치(45)와, 해당 라인을 통해 음원을 제공받는 스피커들로 이루어진 수용가로 이루어진다.
여기에서, 해당 시스템은 음원 소스를 중앙제어장치(21)에서 아날로그 신호 그대로 입력을 받은 후 각 증폭기(41)로 전송하고 이 신호를 증폭하여 각각의 스피커를 통해 방송을 하게 된다.
이때 방송신호에 대한 제어는 제어 컴퓨터(22)에서 제어를 하게 되는데, 실제로 증폭기(41)를 항상 온 상태로 둘 수 없으므로 방송이 될 때만 켜지도록 하기 위하여 해당 각 증폭기(41)들의 동작 유무를 제어하는 제어 신호를 상기 제어부(20)에서 생성하여 앰프기동 제어장치(30)를 제어하게 된다.
따라서, 앰프기동 제어장치(30)가 방송을 위해 각 증폭기(41)를 턴온시키도록 하는, 앰프기동 제어장치(30)를 위한 별도의 제어신호와 이를 위한 신호라인이 필요하게 되는 문제점이 있다.
또한, 해당 시스템은 중앙의 방재실에 증폭기가 구비되는 중앙집중형이기 때문에, 증폭기(41)에서 증폭된 방송 출력은 다른 회선을 통해 라인 제어장치(45)에서 내부 릴레이의 온오프 동작에 의하여 최종단인 스피커까지 전달되어 방송을 하게 된다.
여기에서, 입력선의 길이가 길어지면 노이즈 유입이 발생하기 때문에 입력선의 길이를 길게 하지 못하므로 주로 라인 제어장치(45)에서 스피커까지의 회선 길이를 길게 하는 이러한 중앙집중형을 이용하게 되는데, 이 경우 회선길이가 거리에 비례하여 증가하게 되고 또한 제어 노드의 수가 많아질 때에는 더더욱 노드 수 만큼의 회선비용이 증가하여 이를 대규모 아파트 단지 또는 초고층 건물 등에 적용하면 효율이 저하되게 되는 문제점이 있다. 동시에 제어 노드의 증가로 인한 방송의 신뢰도가 떨어지게 되며 또한 방재실에 모든 증폭기를 배치하여야 하기 때문에 공간 활용면에서도 대단히 비효율적이다.
이러한 중앙집중형에 대한 대안인 지역분산형 시스템이 도 2에 도시되어 있다.
해당 도면에 도시된 바와 같이, 이러한 지역분산형 시스템에서는 음원 입력부(60)와 제어부(70)는 중앙의 방재실에 집중배치하고 앰프기동 제어장치(80)와 신호 증폭부(90) 및 라인 제어장치(95)는 해당 지역 분산소에 분산하여 설치하게 된다.
하지만, 이러한 지역분산형 시스템에서도 각 지역 분산소에 제어라인과 오디오 입력라인을 분산배치할 경우, 오디오 입력라인은 실제 장거리 전달이 불가능하므로 임피던스 매칭트랜스 등과 같은 방법을 이용하여 임피던스를 높여 전송해야만 하기 때문에 비효율적이며 잡음의 영향도 많이 받는다. 또한 제어 신호선도 RS-485 등의 직렬전송장비를 추가하여 전송해야 하기 때문에 이러한 지역분산형 시스템 역시 비효율적 운영을 감수해야만 하는 문제점이 있다.
즉, 기존의 중앙집중형 전관방송 시스템에서는 앰프기동 제어장치를 위한 별도의 제어신호와 이를 위한 신호라인이 필요하게 되어 설치 및 운영에 많은 비용이 소요되며, 중앙집중형의 특성상 최종단인 제어 노드의 수가 많아질수록 회선비용이 증가하고 방송 신뢰도가 떨어지며 또한 중앙 방재실에 모든 증폭기를 배치하여야 하기 때문에 공간 활용면에서도 대단히 비효율적이다.
또한, 지역분산형 전관방송 시스템에서는 각 지역 분산소에 제어라인과 오디오 입력라인을 분산배치하기 때문에 지역분산소까지의 회선 길이 증가로 인해 임피던스가 떨어지고 이를 극복하기 위해서는 많은 추가 설비비용이 소요되는 문제점이 있어 비효율적이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 방송을 위한 지역과 방송 수용 최종단을 선택하여 해당 방송 타겟 정보를 포함하는 제어 신호를 생성하여 이더넷 네트워크를 통해 전송하는 제어 컴퓨터(300); 방송을 위한 아날로그 오디오 신호를 입력받아 해당 아날로그 오디오 신호를 디지털 오디오 신호로 변환하고 상기 제어 컴퓨터(300)로부터의 제어 신호와 함께 이더넷 패킷으로 조립하여 이너넷 네트워크를 통해 전송하는 네트워크 제어장치(200); 및 각 지역에 분산배치되며, 상기 네트워크 제어장치(200)로부터 전송되는 이더넷 패킷을 자신의 고유 주소 정보를 이용해 수신하고 해당 이더넷 패킷에서 오디오 신호와 제어 신호 를 분리하여 해당 제어 신호에 포함된 노드 제어에 따라 오디오 신호를 최종 스피커에 출력시키는 적어도 하나 이상의 네트워크 증폭장치(500); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 네트워크 제어장치(200)는 아날로그 음원 소스를 받아들여 디지털화하기 위한 음원 인터페이스부(210)와 디지털화된 음원을 제어 신호와 함께 묶어 패킷화하여 전송하기 위한 네트워크 인터페이스부(220)를 포함하며, 상기 음원 인터페이스부(210)는 입력되는 아날로그 오디오 신호를 PCM 디지털 신호로 변환시키도록 입력 채널별로 할당된 적어도 하나 이상의 ADC(211); 상기 ADC(211)로부터 디지털 오디오 신호를 전달받아 해당 오디오 신호에 대한 동기 제어를 수행하여 출력하는 신호 제어기(212); 동기 제어 신호를 발생시켜 상기 신호 제어기(212)로 전송하여 해당 신호 제어기의 오디오 신호에 대한 동기 제어를 관리하는 MCU(213); 및 상기 MCU(213)의 보조데이터 백업기능으로 제어 정보를 일시 저장하는 데이터 저장부(215); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 네트워크 인터페이스부(220)는 상기 신호 제어기(212)로부터 전달되는 디지털 오디오 신호와 상기 제어 컴퓨터(300)로부터 전송되는 방송 타겟 정보를 포함하는 제어 신호를 결합하고, 상기 신호 제어기(212)를 통하여 상기 MCU(213)의 동기 제어 신호를 수신하여 입력된 동기 제어 신호에 따라 해당 디지털 오디오 신호와 방송 타겟 정보를 포함하는 제어 신호를 이더넷 패킷으로 조립하는 패킷 조립부(221); 상기 패킷 조립부(221)에서 전달되는 이더넷 패킷을 이더넷 네트워크로 전송하는 이더넷 컨트롤러(214); 상기 패킷 조립부(221)에서 전달되는 제어 신호와 오디오 신호가 포함된 이더넷 패킷을 전송전 일시적으로 저장하는 임시 저장부(213); 및 상기 패킷 조립부(221)를 통하여 상기 MCU(213)의 동기 제어 신호를 수신하여 입력된 동기 제어 신호에 따라 전체 시스템 클럭을 발생시켜 상기 ADC(211), 신호 제어기(212) 및 패킷 조립부(221)로 마스터 컨트롤 클럭을 제공하는 시스템클럭 발생기(222); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 네트워크 증폭장치(500)는 방송 출력을 위한 각 지역에 분산 배치되며, 패킷화된 음원을 수신하기 위한 네트워크 인터페이스부(510)와 음원을 원 아날로그 신호로 변환하는 음원 인터페이스부(520)와 아날로그 음원을 디지털 변조하여 디지털 증폭을 통해 스피커로 출력하는 디지털 증폭부(530)를 포함하며, 상기 네트워크 인터페이스부(510)는, 이더넷 네트워크에 연결되어 상기 네트워크 제어장치(200)에서 전송한 이더넷 패킷을 고유의 주소정보를 통해 수신하는 이더넷 컨트롤러(511); 상기 이더넷 컨트롤러(511)로부터 전달되는 이더넷 패킷에서 오디오 신호와 제어신호를 분리하고, 상기 음원 인터페이스부(520)로부터 입력되는 동기 제어 신호에 따라 상기 패킷 형태로 수신된 오디오 신호를 원신호로 재조립하는 패킷 재조립부(513); 상기 이더넷 컨트롤러(511)가 수신한 이더넷 패킷을 일시적으로 저장하는 임시 저장부(512); 및 상기 음원 인터페이스부(520)로부터 입력되는 동기 제어 신호에 따라 전체 시스템 클럭을 발생시켜 상기 패킷 재조립부(513) 및 상기 음원 인터페이스부(520)로 마스터 컨트롤 클럭을 제공하는 시스템클럭 발생기(514); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 음원 인터페이스부(520)는 상기 패킷 재조립 부(513)를 통해 원신호로 재조립된 오디오 신호를 전달받아 해당 오디오 신호에 대한 동기 제어를 수행하여 출력하며, 상기 패킷 재조립부(513) 및 시스템클럭 발생기(514)로 동기 제어 신호를 전달하는 신호 제어기(521); 동기 제어 신호를 발생시켜 상기 신호 제어기(521)로 전송하여 해당 신호 제어기의 오디오 신호에 대한 동기 제어를 관리하는 MCU(522); 상기 MCU(522)의 보조데이터 백업기능으로 제어 정보를 일시 저장하는 데이터 저장부(523); 및 상기 신호 제어기(521)를 통해 원신호로 재조립된 오디오 신호를 수신하여 아날로그 신호로 변환시키는 출력 채널별로 할당된 적어도 하나 이상의 DAC(525); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 DAC(525)로부터 아날로그 오디오 신호를 수신하고 이를 디지털 신호로 변환하여 PCM 신호를 생성하는 출력 채널별로 할당된 적어도 하나 이상의 ADC(531); 상기 ADC(531)로부터 PCM 신호를 전달받아 각 채널 구성에 맞게 해당 PCM 오디오 신호를 PWM 변조하는 PWM 제어기(532); 및 상기 PWM 변조된 신호를 디지털 증폭하는 스위칭 증폭기이며, 증폭된 신호를 최종 출력단인 스피커에 인가시키는 출력단 증폭기(533); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 제어 컴퓨터(300)는 방송을 실시할 방송 타겟에 대한 제어 신호에 적어도 하나 이상의 네트워크 증폭장치(500)를 선택하기 위한 앰프 식별자(Mac address)와 적어도 하나 이상의 최종 스피커를 선택하기 위한 채널 식별자(Channel address)를 포함시키며, 해당 제어 신호는 상기 네트워크 제어장치(200)에 의해 오디오 데이터와 함께 이더넷 패킷화되어 단일의 선로를 통해 이더넷 네트워크로 전송되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 나타난 네트워크 기반의 디지털 전관방송 시스템은 기존의 중앙집중형 전관방송 시스템의 문제점인 제어 노드 수만큼 스피커까지의 회선이 증가하는 것과, 지역분산형 전관방송 시스템의 취약점인 분산형 처리시 입력 회선이 음원수 만큼 늘어나고 장거리 연결이 불가능한 것을 극복하여, 디지털 음원 신호를 제어 데이터 신호와 함께 패킷화하여 표준 TCP/IP 방식으로 전송함으로써 잡음에 의한 신호의 손실이 없고, 노드 증가에 쉽게 적응할 수 있게 되는 효과가 있다.
즉, 노드 수의 제한을 극복하여, 기존의 시스템이 릴레이를 이용한 제어 시스템이기 때문에 제어회로의 수를 최종 결정하여 회선 설계를 해야만 해서 노드 할당수에 한계와 제약이 따르게 되지만, 이와 같은 본 발명의 시스템은 노드마다 하나의 IP 주소를할당하기 때문에 C class 인 경우 253개의 노드를 지정할 수 있고 2024개(253×8CH)의 제어 회선수를 가지며, 가상 네트워크를 이용할 경우에는 516,120개(2024CH×255)의 채널을 확보하는 것이 가능하다. 물론 B class 인 경우 516,120×255 개의 노드를 확장할 수 있으므로 노드 제한이 거의 사라지게 된다.
또한, 기존 시스템이 제어 신호와 오디오 신호를 개별 회선을 통해 전송하는 것과 비교해 볼 때, 단일 회선으로 제어 신호와 오디오 신호를 전송하기 때문에 선로 설비비용을 절감할 수 있다. 그리고 표준 TCP/IP 네트워크를 적용하기 때문에 모든 네트워크 토폴로지로 구성이 가능하여 제한이 사라지기 때문에 회선수를 대폭 줄일 수 있게 되는 효과도 있다.
또한, 기존 시스템의 경우 주로 릴레이에 의한 물리적 접점 제어방식으로 릴 레이 동작이 빈번하게 발생하여 제품 수명이 짧았으나, 본 발명은 타겟 정보를 포함한 제어 신호의 전송에 의해 네트워크 증폭기가 기동되는 논리적 제어방식이기 때문에 제품의 수명이 길어지는 효과도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 네트워크 기반의 디지털 전관방송 시스템을 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 디지털 전관방송 시스템을 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명이 적용된 네트워크 기반의 디지털 전관방송 시스템은, 네트워크 제어장치(200)에 의하여 8CH 오디오 신호를 디지털 오디오 신호로 변환하고 이를 TCP/IP 프로토콜에 의하여 이더넷 패킷으로 조립한 후 제어 컴퓨터(300)에서 전달되는 제어 데이터 신호와 함께 이더넷 네트워크를 통하여 각 네트워크 증폭장치(500)로 전송하며, 네트워크 증폭장치(500)에서는 전송받은 이더넷 패킷을 이용하여 원 오디오 신호와 제어 데이터 신호를 재생성하여 TCP/IP 프로토콜에 의하여 원하는 네트워크 증폭장치(500)로 전송하게 된다.
즉, 아날로그 형태의 오디오 신호를 디지털 오디오 신호로 변환하고 또한 타겟 정보를 포함한 디지털 제어 신호를 해당 변환된 디지털 오디오 신호와 함께 디지털 패킷화하여 전송함으로써 제어 부분은 물론 오디오 부분까지도 TCP/IP 전송 기술을 통해 하나의 회선으로 디지털 전송되게 되는 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 디지털 전관방송 시스템을 설명하기 위한 상세 블럭 도이다.
전체적인 전관방송 시스템은 방송용 음원을 생성하는 음원 입력부(100)와, 상기 방송용 음원과 제어 신호를 패킷화하여 타겟 정보와 함께 이더넷을 통해 전송하는 네트워크 제어부(400)와, 상기 패킷화된 이더넷 신호를 이더넷을 통해 수신하여 자신에게 할당된 이더넷 신호를 원 오디오 신호와 제어 데이터 신호를 재생성하여 증폭하는 네트워크 신호 증폭부(600)와, 해당 네트워크 신호 증폭부(600)의 각 네트워크 증폭장치(500)를 통해 증폭된 신호를 전달받아 출력하는 스피커로 구성된다.
상기 음원 입력부(100)는 다양한 방송용 음원 소스(11)를 입력받아 라인 증폭기(12)를 통해 증폭시키며, 비상 경고(13)를 위한 별도의 음원을 취급한다.
이때, 이러한 음원은 아날로그 신호이다.
상기 네트워크 제어부(400)는 상기 음원 입력부(100)를 통해 입력되는 음원을 디지털 신호로 변환하여 제어 컴퓨터(300)로부터 입력되는 각 음원의 타겟 정보를 포함하는 제어신호와 함께 이더넷 패킷으로 변환하는 네트워크 제어장치(200)를 포함한다.
여기에서 상기 네트워크 제어장치(200)는 이더넷 네트워크와 연결되며, 이러한 이더넷 네트워크는 디지털 신호를 전송하기 위한 것으로 잡음에 영향을 받지 않으며 수십Km 이상의 전송에도 잡음에 의한 신호의 손실이 없도록 표준 TCP/IP 기술을 적용한 UTP/STP(모든 TP category5 이상 등급의 케이블) 또는 광케이블로 형성된다.
상기 네트워크 신호증폭부(600)는 다수의 네트워크 증폭장치(500)를 포함하는데, 이러한 각각의 네트워크 증폭장치(500)들은 각 지역 분산소에 분산 배치되어 전송되는 이더넷 패킷을 출력용 음원으로 변환시켜 증폭하게 된다. 이때, 각각의 네트워크 증폭장치(500)들은 이더넷 네트워크에 함께 연결되며 각각 이더넷 네트워크 상에서 식별 가능한 고유의 주소정보를 가진다.
따라서, 각각의 네트워크 증폭장치(500)들은 자신에게 할당된 방송 신호 이더넷 패킷을 수신하여 오디오 신호와 제어신호로 분리하고, 해당 제어신호에 삽입된 방송 채널 정보에 의하여 해당 오디오 신호를 하위 노드인 스피커를 통해 출력시키는 네트워크 장비이다.
우선, 상기 네트워크 제어장치(200)를 도 5를 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 네트워크 제어장치(200)는 음원 소스를 받아들여 디지털화하기 위한 음원 인터페이스부(210)와 디지털화된 음원을 제어신호와 함께 묶어 패킷화하여 전송하기 위한 네트워크 인터페이스부(220)로 구성된다.
상기 음원 인터페이스부(210)는 8CH ADC(211), 신호 제어기(212), MCU(213), 데이터 저장부(215), 외부 인터페이스(214)를 포함한다.
상기 8CH ADC(211)는 8 채널로 입력되는 아날로그 오디오 신호를 PCM 디지털 신호로 변환시킨다.
이러한 8CH ADC(211)는 다채널의 아날로그 오디오 신호를 동시 처리 가능하도록 독립된 8개의 ADC 블록으로 형성되게 된다.
상기 신호 제어기(212)는 각 채널별로 독립된 ADC와 패킷 조립부(213)로 마스터 클럭을 위한 동기 제어 신호를 공급하여 오디오 신호의 전송 전 단계에서 동기를 제어하며, 동기통신용 인터페이스인 동기식 직렬 입력 포트(Synchronous Serial Input Port)를 메모리에 할당하여 후술되는 상기 패킷 조립부(213)의 디지털 오디오 신호 할당을 제어하게 된다.
상기 MCU(213)는 상기 신호 제어기(212)와, 패킷 조립부(221)와 시스템클럭 발생기(222)의 동작을 제어하기 위한 동기 제어 신호를 발생시켜 전송용 음원 생성을 위한 신호 제어기(212)와, 패킷 조립부(221)와 시스템클럭 발생기(222)를 동작 동기시킨다.
상기 데이터 저장부(215)는 상기 MCU(213)의 보조데이터 백업기능으로 제어정보를 일시 저장한다.
한편, 상기 네트워크 인터페이스(220)는 패킷 조립부(221), 시스템클럭 발생기(222), 임시 저장부(213) 및 이더넷 컨트롤러(214)를 포함한다.
상기 패킷 조립부(221)는 상기 신호 제어기(212)로부터 입력된 동기 제어 신호에 의하여 해당 신호 제어기(212)로부터 전달되는 디지털 오디오 신호를 이더넷 패킷으로 조립하며, 이렇게 조립된 이더넷 패킷은 임시 저장부(213)에 일시적으로 저장되어 원하는 경로로 이더넷 네트워크를 통해 전송된다.
이때, 상기 패킷 조립부(221)는 제어 컴퓨터(300)로부터 입력되는 타겟 정보를 포함하는 제어신호를 디지털 오디오 신호와 함께 이더넷 패킷으로 조립하게 된다. 따라서, 제어 신호와 오디오 신호는 함께 이더넷 패킷화되어 이더넷 컨트롤 러(214)를 통해 이더넷망에 전송됨으로써 해당 제어 신호에 포함된 타겟 정보를 통해 원하는 네트워크 증폭장치(500)에 전달되게 된다.
여기에서, 상기 임시 저장부(213)는 이러한 제어 신호와 오디오 신호가 포함된 이더넷 패킷을 일시적으로 저장하며, 상기 이더넷 컨트롤러(330)는 상기 생성된 이더넷 패킷을 이더넷 네트워크 상으로 전송하는 표준 통신장비이다.
그리고, 상기 시스템클럭 발생기(222)는 상기 패킷 조립부(221)를 통해 동기 제어 신호를 수신하여 전체 시스템의 클럭을 발생시킨다. 즉, 패킷 생성시 정확한 동기화를 위해 각 모듈의 클럭을 정밀하게 일치시키기 위한 시스템 클럭을 생성하여 상기 8CH ADC(211), 신호 제어기(212) 및 패킷 조립부(221)로 인가하게 된다.
이때, 상술한 제어 컴퓨터(300)는 방송제어 소프트웨어에 의하여 이더넷을 통해 네트워크 인터페이스를 제어하여, 방송을 하고자 하는 지역에 있는 네트워크 증폭장치(500)의 채널이 선택적으로 방송되도록 제어하는 제어 신호를 생성하고 이를 이더넷 네트워크를 통해 상기 네트워크 제어장치(200)로 전달함으로써 해당 제어 신호가 오디오 신호와 함께 이더넷 패킷화되도록 한다.
즉, 해당 제어 컴퓨터(300)는 주제어부(310)와 이더넷 네트워크에 연결하기 위한 이더넷 컨트롤러(330)와 메모리(320)을 포함하여 구성되는데, 상기 오디오 신호의 경로를 배정하는 소프트웨어 부분과 표준 PC 시스템으로 구성되며, 상기 네트워크 제어장치(200)와의 통신은 이더넷 네트워크를 이용하게 된다. 이러한 제어 컴퓨터(300)는 일반적인 PC에 오디오 신호의 경로를 배정하기 위한 소프트웨어가 장착되어 구성될 수 있다.
여기에서 오디오 신호의 경로 배정을 위한 소프트웨어의 구성은 상기 네트워크 제어장치(200)와 각각의 네트워크 증폭장치(500)의 속성 설정과 방송 제어용의 버튼 생성을 위한 유저 인터페이스(UI) 매니저(Manager)와, 사용자 운영프로그램인 운영 시스템(OS)과, 그리고 설정한 값을 저장하는 데이터베이스 매니져와, 운영상태를 감시하는 모니터(Monitor)의 4부분으로 구성된다.
다음으로, 상기 네트워크 증폭장치(500)를 도 6을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 네트워크 증폭장치(500)는 방송 출력을 위한 각 지역에 분산 배치되며, 패킷화된 음원을 수신하기 위한 네트워크 인터페이스부(510)와 음원을 원 아날로그 신호로 변환하는 음원 인터페이스부(520)와 아날로그 음원을 디지털 변조하여 디지털 증폭을 통해 스피커로 출력하는 디지털 증폭부(530)로 구성된다.
상기 네트워크 인터페이스부(510)는 이더넷 컨트롤러(511), 패킷 조립부(513), 임시 저장부(512) 및 시스템클럭 발생기(514)를 포함한다.
상기 이더넷 컨트롤러(330)는 상기 네트워크 제어장치(200)에서 생성한 오디오 신호와 제어 신호를 패킷으로 수신하는 기능을 하며, 이러한 이더넷 컨트롤러(330)는 이더넷 네트워크와 연결되어 TCP/IP 패킷을 수신하는 표준 통신장비이다.
상기 이더넷 컨트롤러(330)는 이더넷 네트워크상에서 식별 가능한 고유의 주소정보를 가지게 되므로, 자신에게 할당된 이더넷 패킷을 수신하게 된다.
여기에서 이러한 이더넷 패킷은 오디오 신호 외에 이미 상술한 바와 같이 앰 프 식별자(Mac address)와 채널 식별자(Channel address)를 포함하는 제어 신호를 가지고 있으며, 이러한 앰프 식별자는 해당 방송을 실시할 네트워크 증폭장치(500)를 선택할 수 있도록 하며, 채널 식별자는 해당 방송을 출력할 최종 노드인 스피커를 선택할 수 있도록 구성된다.
따라서, 기존의 시스템이 릴레이를 이용한 제어 시스템이기 때문에 제어회로의 수를 최종 결정하여 회선 설계를 해야만 해서 노드 할당수에 한계와 제약이 따르게 되지만, 이와 같은 본 발명의 시스템은 노드마다 하나의 IP 주소를할당하기 때문에 C class 인 경우 253개의 노드를 지정할 수 있고 2024개(253×8CH)의 제어 회선수를 가지며, 가상 네트워크를 이용할 경우에는 516,120개(2024CH×255)의 채널을 확보하는 것이 가능하다. 물론 B class 인 경우 516,120×255 개의 노드를 확장할 수 있으므로 노드 제한이 거의 사라지게 된다.
상기 패킷 재조립부(513)는 후단의 신호 제어기(521)로부터 입력된 동기 제어 신호에 의하여 해당 이더넷 컨트롤러(511)로부터 전달되는 이더넷 패킷에서 오디오 신호와 제어신호를 분리하고 패킷 형태로 수신된 오디오 신호를 원신호로 재조립한다.
이때, 상기 임시 저장부(512)는 이더넷 컨트롤러(511)가 수신하는 이더넷 패킷을 일시적으로 저장하는 기능을 한다.
그리고, 상기 시스템클럭 발생기(514)는 상기 패킷 재조립부(513)를 통해 동기 제어 신호를 수신하여 전체 시스템의 클럭을 발생시킨다. 즉, 음원 복원시 정확한 동기화를 위해 각 모듈의 클럭을 정밀하게 일치시키기 위한 시스템 클럭을 생성 하여 8CH ADC(525), 신호 제어기(521) 및 패킷 재조립부(513)로 인가하게 된다.
다음으로, 상기 음원 인터페이스(520)는 신호 제어기(521), MCU(522), 데이터 저장부(523), 외부 인터페이스(524) 및 8CH DAC(525)를 포함한다.
상기 신호 제어기(521)는 상기 패킷 재조립부(513)을 통해 원신호로 재조립된 오디오 신호를 수신하여 후단의 8CH DAC(524)로 전달하며, 각 채널별로 독립된 DAC와 패킷 재조립부(513)로 마스터 클럭을 위한 동기 제어 신호를 공급하여 오디오 신호의 복원 과정에서 동기를 제어하며, 동기통신용 인터페이스인 동기식 직렬 입력 포트(Synchronous Serial Input Port)를 메모리에 할당하여 제어하게 된다.
상기 MCU(522)는 상기 신호 제어기(521)와, 패킷 재조립부(513)와 시스템클럭 발생기(514)의 동작을 제어하기 위한 동기 제어 신호를 발생시켜 음원 복원을 위한 신호 제어기(521)와, 패킷 재조립부(513)와 시스템클럭 발생기(514)를 동작 동기시킨다.
상기 데이터 저장부(523)는 상기 MCU(522)의 보조데이터 백업기능으로 제어정보를 일시 저장한다.
상기 8CH DAC(525)는 상기 신호 제어기(521)을 통해 원신호로 재조립된 오디오 신호를 수신하여 아날로그 신호로 변환시킨다.
다음으로, 상기 디지털 증폭부(530)는 8CH ADC(531)와 PWM 제어기(532)와 출력단 증폭기(533)를 포함한다.
상기 8CH ADC(531)는 상기 8CH DAC(525)로부터 아날로그 오디오 신호를 수신하고 이를 디지털 신호로 변환하여 8CH PCM 신호를 생성한다.
상기 PWM 제어기(532)는 상기 8CH ADC(531)로부터 8CH PCM 신호를 전달받아 각 채널 구성에 맞게끔 해당 PCM 오디오 신호를 PWM 변조하게 된다.
상기 출력단 증폭기(533)는 상기 PWM 변조된 신호를 디지털 증폭하는 스위칭 증폭기이며, 이렇게 증폭된 신호는 최종 출력단인 스피커에 인가되게 된다.
따라서, 전체적으로 네트워크 제어장치(200)에 의하여 8CH 오디오 신호를 디지털 오디오 신호로 변환하고 이를 TCP/IP 프로토콜에 의하여 이더넷 패킷으로 조립한 후 제어 데이터 신호와 함께 이더넷 네트워크를 통해 각각의 네트워크 증폭장치(500)로 전송하게 되며, 이러한 이더넷 패킷은 타겟 네트워크 증폭장치(500)에 수신되어 원 오디오 신호와 제어 데이터 신호로 재생성됨으로써 방송이 이루어지게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 종래 기술에 따른 중앙집중형 전관방송 시스템을 나타내는 블럭도.
도 2는 종래 기술에 따른 지역분산형 전관방송 시스템을 나타내는 블럭도.
도 3은 본 발명에 따른 네트워크 기반의 디지털 전관방송 시스템을 개략적으로 나타내는 블럭도.
도 4는 본 발명에 따른 네트워크 기반의 디지털 전관방송 시스템을 설명하기 위한 상세 블럭도.
도 5는 본 발명에 따른 네트워크 기반의 디지털 전관방송 시스템의 네트워크 제어장치를 설명하기 위한 상세 블럭도.
도 6은 본 발명에 따른 네트워크 기반의 디지털 전관방송 시스템의 네트워크 증폭장치를 설명하기 위한 상세 블럭도.

Claims (7)

  1. 방송을 위한 지역과 방송 수용 최종단을 선택하여 해당 방송을 실시할 증폭장치에 관한 앰프 식별자(Mac address)와 해당 방송을 출력할 최종노드 스피커에 관한 8CH의 채널 식별자(channel address)로 구성된 방송 타겟 정보를 포함하는 제어 신호를 생성하여 이더넷 네트워크를 통해 전송하는 제어 컴퓨터(300);
    방송을 위한 아날로그 오디오 신호를 입력받아 해당 아날로그 오디오 신호를 디지털 오디오 신호로 변환하고 상기 제어 컴퓨터(300)로부터의 방송 타겟 정보가 포함된 제어 신호와 함께 비압축 이더넷 패킷으로 조립하여 이너넷 네트워크를 통해 전송하는 네트워크 제어장치(200); 및
    각 지역에 분산배치되며, 상기 네트워크 제어장치(200)로부터 전송되는 이더넷 패킷을 자신의 고유 주소 정보인 앰프 식별자를 이용해 수신하고 해당 이더넷 패킷에서 오디오 신호와 제어 신호를 분리하여 해당 제어 신호에 포함된 채널 식별자에 의한 노드 제어에 따라 오디오 신호를 하부 최종 스피커들에 선택적으로 출력시키는 적어도 하나 이상의 네트워크 증폭장치(500); 를 포함하되,
    상기 네트워크 인터페이스부(220)는
    상기 음원 인터페이스부(210)로부터 전달되는 디지털 오디오 신호와 상기 제어 컴퓨터(300)로부터 전송되는 앰프 식별자 및 채널 식별자의 방송 타겟 정보를 포함하는 제어 신호를 결합하고, 상기 신호 제어기(212)를 통하여 상기 음원 인터페이스부(210)의 동기 제어 신호를 수신하여 입력된 동기 제어 신호에 따라 해당 디지털 오디오 신호와 방송 타겟 정보를 포함하는 제어 신호를 비압축 이더넷 패킷으로 조립하는 패킷 조립부(221);
    상기 패킷 조립부(221)에서 전달되는 이더넷 패킷을 이더넷 네트워크로 전송하는 이더넷 컨트롤러(214);
    상기 패킷 조립부(221)에서 전달되는 제어 신호와 오디오 신호가 포함된 이더넷 패킷을 전송전 일시적으로 저장하는 임시 저장부(213); 및
    상기 패킷 조립부(221)를 통하여 상기 MCU(213)의 동기 제어 신호를 수신하여 입력된 동기 제어 신호에 따라 전체 시스템 클럭을 발생시켜 상기 ADC(211), 신호 제어기(212) 및 패킷 조립부(221)로 마스터 컨트롤 클럭을 제공하는 시스템클럭 발생기(222); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 기반의 디지털 전관방송 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 네트워크 제어장치(200)는 아날로그 음원 소스를 받아들여 디지털화하기 위한 음원 인터페이스부(210)와 디지털화된 음원을 제어 신호와 함께 묶어 패킷화하여 전송하기 위한 네트워크 인터페이스부(220)를 포함하며,
    상기 음원 인터페이스부(210)는
    입력되는 아날로그 오디오 신호를 PCM 디지털 신호로 변환시키도록 입력 채 널별로 할당된 적어도 하나 이상의 ADC(211);
    상기 ADC(211)로부터 디지털 오디오 신호를 전달받아 해당 오디오 신호에 대한 동기 제어를 수행하여 출력하는 신호 제어기(212);
    동기 제어 신호를 발생시켜 상기 신호 제어기(212)로 전송하여 해당 신호 제어기의 오디오 신호에 대한 동기 제어를 관리하는 MCU(213); 및
    상기 MCU(213)의 보조데이터 백업기능으로 제어 정보를 일시 저장하는 데이터 저장부(215); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 기반의 디지털 전관방송 시스템.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 네트워크 증폭장치(500)는 방송 출력을 위한 각 지역에 분산 배치되며, 패킷화된 음원을 수신하기 위한 네트워크 인터페이스부(510)와 음원을 원 아날로그 신호로 변환하는 음원 인터페이스부(520)와 아날로그 음원을 디지털 변조하여 디지털 증폭을 통해 스피커로 출력하는 디지털 증폭부(530)를 포함하며,
    상기 네트워크 인터페이스부(510)는,
    이더넷 네트워크에 연결되어 상기 네트워크 제어장치(200)에서 전송한 이더넷 패킷을 고유의 주소정보를 통해 수신하는 이더넷 컨트롤러(511);
    상기 이더넷 컨트롤러(511)로부터 전달되는 이더넷 패킷에서 오디오 신호와 제어신호를 분리하고, 상기 음원 인터페이스부(520)로부터 입력되는 동기 제어 신호에 따라 상기 패킷 형태로 수신된 오디오 신호를 원신호로 재조립하는 패킷 재조립부(513);
    상기 이더넷 컨트롤러(511)가 수신한 이더넷 패킷을 일시적으로 저장하는 임시 저장부(512); 및
    상기 음원 인터페이스부(520)로부터 입력되는 동기 제어 신호에 따라 전체 시스템 클럭을 발생시켜 상기 패킷 재조립부(513) 및 상기 음원 인터페이스부(520)로 마스터 컨트롤 클럭을 제공하는 시스템클럭 발생기(514); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 기반의 디지털 전관방송 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 음원 인터페이스부(520)는
    상기 패킷 재조립부(513)를 통해 원신호로 재조립된 오디오 신호를 전달받아 해당 오디오 신호에 대한 동기 제어를 수행하여 출력하며, 상기 패킷 재조립부(513) 및 시스템클럭 발생기(514)로 동기 제어 신호를 전달하는 신호 제어기(521);
    동기 제어 신호를 발생시켜 상기 신호 제어기(521)로 전송하여 해당 신호 제어기의 오디오 신호에 대한 동기 제어를 관리하는 MCU(522);
    상기 MCU(522)의 보조데이터 백업기능으로 제어 정보를 일시 저장하는 데이터 저장부(523); 및
    상기 신호 제어기(521)를 통해 원신호로 재조립된 오디오 신호를 수신하여 아날로그 신호로 변환시키는 출력 채널별로 할당된 적어도 하나 이상의 DAC(525); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 기반의 디지털 전관방송 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 DAC(525)로부터 아날로그 오디오 신호를 수신하고 이를 디지털 신호로 변환하여 PCM 신호를 생성하는 출력 채널별로 할당된 적어도 하나 이상의 ADC(531);
    상기 ADC(531)로부터 PCM 신호를 전달받아 각 채널 구성에 맞게 해당 PCM 오디오 신호를 PWM 변조하는 PWM 제어기(532); 및
    상기 PWM 변조된 신호를 디지털 증폭하는 스위칭 증폭기이며, 증폭된 신호를 최종 출력단인 스피커에 인가시키는 출력단 증폭기(533); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 기반의 디지털 전관방송 시스템.
  7. 삭제
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