KR100868365B1

KR100868365B1 - 신호변환장치

Info

Publication number: KR100868365B1
Application number: KR1020070038974A
Authority: KR
Inventors: 홍성훈
Original assignee: 주식회사 넷웨이브
Priority date: 2007-04-20
Filing date: 2007-04-20
Publication date: 2008-11-12
Also published as: KR20080094480A

Abstract

본 발명은 동축케이블을 이용하여 이더넷신호를 고속으로 전송할 수 있도록 해 주는 신호변환장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 신호변환장치는 이더넷케이블과 결합되는 이더넷단자와, 동축케이블과 결합되는 동축단자, 이더넷단자의 평형신호형태로 된 1쌍의 송신신호를 비평형신호형태로 변환하여 하나의 신호라인으로 제공하는 송신처리부, 비평형신호형태로 된 수신신호를 평형신호형태로 된 1쌍의 수신신호로 변환하여 이더넷단자로 제공하는 수신처리부 및, 송신처리부로부터 제공되는 비평형신호형태의 신호를 동축단자로 제공하고, 동축단자로부터 제공되는 비평형신호형태의 신호를 수신처리부로 제공하는 신호분배/결합부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명에 의하면 이더넷케이블에서 제공되는 초고속 신호를 동축케이블을 통해 전송하도록 함으로써, 저렴한 비용으로 이더넷전송라인을 형성할 수 있게 된다. 또한, 동축케이블이 설치되어 있는 경우 기설치된 동축케이블을 이용하여 용이하게 초고속 인터넷서비스를 제공받기 위한 통신환경을 구축할 수 있게 된다.

동축케이블, 이더넷신호, 고속전송

Description

신호변환장치{Signal conversion device}

도1은 공청망의 일반적인 구성을 도시한 도면.

도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 신호변환장치의 내부구성을 기능적으로 분리하여 나타낸 블록구성도.

도3은 도2에 도시된 송신처리부(200)와 수신처리부(300)의 구성을 예시한 도면.

도4는 도2에 도시된 신호분배/결합부(400)의 구성을 예시한 도면.

도5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 신호변환장치의 내부구성을 기능적으로 분리하여 나타낸 블록구성도.

도6은 도5에 도시된 RF차단부(610)의 구성을 예시한 도면.

******* 도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명 *******

100 : 이더넷단자, 200 : 송신처리부,

300 : 수신처리부, 400 : 신호분배/결합부,

500 : 동축단자, 600 : DC입력단자,

EC : 이더넷케이블, CC : 동축케이블,

T : 트랜스포머, R : 저항,

AMP : 증폭기, L : 인덕터,

C : 캐패시터.

현재 초고속인터넷의 보편화로 인터넷을 이용한 다양한 형태의 서비스가 활성화되고 있다. 그리고, VoIP, P2P, IPTV 등의 신규서비스들은 서비스질의 향상을 위해 초고속인터넷 접속속도의 증가를 요구하고 있는 실정이다.

한편, 상기 초고속인터넷 접속매체로는 유선매체와 무선매체가 있으며 유선매체로는 크게 트위스트페어를 사용하는 이더넷방식과, 전화선을 사용하는 VDSL방식, 동축선을 사용하는 케이블모뎀방식이 있다.

상기 이더넷방식과 VDSL방식은 100Mbps급 속도가 가능하나 신호전송특성상 그 거리가 100m 이내로 제한되므로 통상 다수의 가입자가 밀집된 아파트 지역에 한정되어 사용되고 있다. 즉, 상기한 방식은 초고속 인터넷 서비스를 제공하는 서버(미도시)로부터 아파트 지하에 설치된 중앙 스위치(미도시)까지는 광케이블 이용하여 100BaseFX 또는 1000BaseFX의 초고속 인터넷신호를 전송하고, 중앙스위치는 아파트의 각 가입자댁내로 배선된 이더넷케이블 또는 전화선을 통해 초고속 인터넷신호를 전송하도록 구성된다.

반면, 아파트 지역이 아닌 단독이나 다세대 지역은 중앙 스위치를 설치할 장 소가 적당하지 않을 뿐 아니라, 중앙 스위치로의 전원공급이 어렵기 때문에 초고속인터넷서비스를 제공받기 위해 케이블모뎀방식을 이용한다. 즉, 케이블모뎀방식은 CATV망을 이용하는 것으로, 도1에 도시된 바와 같이 초고속 인터넷 서비스를 제공하는 서버(10)에서 제공되는 초고속 인터넷신호는 국사에 위치한 CMTS(Cable Modem Termination System: 20)에서 RF신호로 변환되어 전주에 설치된 HFC망(30)을 통해서 가입자댁내에 가장 가까운 탭오프(40)로 전달된다. 그리고, 탭오프(40)는 동축케이블(CC)을 통해서 RF신호를 가입자댁내에 설치된 케이블모뎀(50)으로 제공한다. 가입자댁내의 케이블모뎀(50)은 동축케이블(CC)을 통해 제공되는 RF신호를 이더넷신호로 변환하여 가입자댁내의 PC(60)로 제공하게 된다. 그러나 상기한 케이블모뎀방식은 현재 사용중인 DOCSIS 2.0 표준을 사용할 경우 최대 24Mbps 정도의 하향 속도로 서비스가 제공되기 때문에 케이블모뎀방식을 이용하여 IPTV 등과 같은 100Mbps급 서비스를 제공받기에는 무리가 있게 된다.

이에, 단독이나 다세대 지역에 대해서도 탭오프(40)가 있는 위치에 옥외형 중앙스위치를 설치하여 가입자댁내까지 이더넷케이블을 설치하는 방법이 있을 수 있다. 그러나 이 경우 가입자댁내에는 이미 동축단자가 설치되어 있고, 이더넷케이블은 동축단자와 다른 형태, 즉 RJ-45와 같은 모듈러잭형태의 이더넷단자가 요구되기 때문에, 이더넷케이블 설치를 위해서는 기존에 탭오프(40)와 가입자댁내에 배선되어 있는 동축케이블을 제거하고 동축케이블보다 비싼 옥외용 이더넷케이블을 다시 배선설치해야 하는 번거로움이 있게 된다.

이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로 동축케이블을 이용하여 고속의 신호전송이 가능하도록 해 주는 신호변환장치를 제공함으로써, 기존 동축케이블이 배선되어 있는 가입자댁내에서도 저렴한 비용으로 용이하게 고속전송을 요구하는 다양한 서비스를 제공받을 수 있도록 함에 그 기술적 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 신호변환장치는 이더넷케이블과 결합되는 이더넷단자와, 동축케이블과 결합되는 동축단자, 이더넷단자의 평형신호형태로 된 1쌍의 송신신호를 비평형신호형태로 변환하여 하나의 신호라인으로 제공하는 송신처리부, 비평형신호형태로 된 수신신호를 평형신호형태로 된 1쌍의 수신신호로 변환하여 이더넷단자로 제공하는 수신처리부 및, 송신처리부로부터 제공되는 비평형신호형태의 신호를 동축단자로 제공하고, 동축단자로부터 제공되는 비평형신호형태의 신호를 수신처리부로 제공하는 신호분배/결합부를 포함하여 구성되고, 상기 신호분배/결합부는 송신처리부로부터 입력되는 송신신호를 증폭하여 동축단자로 출력하는 증폭기와, 동축단자로부터 입력되는 수신신호를 증폭하여 수신처리부로 출력하는 차동증폭기를 구비하여 구성되되, 상기 증폭기의 출력단에는 임피던스 매칭용 저항이 결합되고, 상기 증폭부의 출력단과 임피던스 매칭용 저항 사이의 접속노드는 상기 차동증폭부의 비반전단자와 결합되며, 상기 임피던스 매칭용 저항과 동축단자 사이의 접속노드는 상기 차동증폭부의 반전단자 결합됨과 더불어 상기 증폭부의 출력단과 임피던스 매칭용 저항 사이의 접속노드와 차동증폭부의 비반전단자사이에는 제1 저항이 직렬로 접속되면서 이 제1 저항과 차동증폭부의 비반전단자 사이의 접속노드와 차동증폭부의 출력단 사이에는 제2 저항이 결합되어 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서 상기 송신처리부와 수신처리부는 각각 트랜스포머의 1차측 코일 양단에는 이더넷단자의 제1 및 제2 신호라인이 결합되고, 2차측 코일 일단에는 신호분배/결합부가 결합되면서 그 타단은 접지되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

삭제

또한, 본 발명에 있어서 상기 제1 저항과 제2 저항은 동일한 저항값을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서 외부로부터 DC전원을 제공받기 위한 DC입력단자를 추가로 구비하여 구성되고, 상기 DC입력단자의 출력단은 상기 신호분배/결합부와 결합되어 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서 상기 DC입력단자의 출력단은 RF차단회로를 통해 상기 동축단자와 결합되어 구성되는 것을 특징으로 한다.

즉, 상기한 바에 의하면 이더넷케이블에서 제공되는 초고속 신호를 동축케이블을 통해 전송하도록 함으로써, 저렴한 비용으로 이더넷전송라인을 형성할 수 있게 된다. 또한, 동축케이블이 설치되어 있는 경우 이 동축케이블을 이용하여 용이하게 초고속 인터넷서비스를 제공받기 위한 통신환경을 구축할 수 있게 된다.

이하 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.

도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 신호변환장치의 구성을 설명하기 위한 것이다. 즉, 도2는 8개의 신호라인 중 1쌍 즉, 2개 송신라인과 1쌍 즉, 2개의 수신라인을 이용하는 CAT-5 트위스트페어 형태의 이더넷케이블(EC)에 적용되는 신호변환장치를 도시한 것이다.

도2에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 신호변환장치는 이더넷단자(100)와, 이 이더넷단자(100)의 1쌍의 송신라인과 결합되는 송신처리부(200), 이더넷단자(100)의 1쌍의 수신라인과 결합되는 수신처리부(300), 상기 송신처리부(200)와 상기 수신처리부(300)의 타단 신호라인을 하나의 신호라인으로 결합하는 신호분배/결합부(400) 및 이 신호분배/결합부(400)와 동축케이블(CC)을 결합시키는 동축단자(500)를 포함하여 구성된다.

상기 이더넷단자(100)는 일단이 8개의 신호라인으로 구성되는 이더넷케이블(EC)과 결합되고, 그 타단은 2개의 송신라인이 송신처리부(200)와 결합됨과 더불어 2개의 수신라인이 수신처리부(300)와 결합되어 구성된다.

상기 송신처리부(200)는 이더넷단자(100)로부터 제공되는 1쌍의 평형신호형태로 된 송신신호를 비평형신호형태로 변환하여 출력한다. 여기서, 상기 송신처리부(200)는 도3에 도시된 바와 같이 일단이 이더넷단자(100)의 1쌍의 신호라인과 결합되고 그 타단은 신호분배/결합부(400) 신호라인과 결합되는 트랜스포머(T)를 이용하여 구성될 수 있다. 즉, 트랜스포머(T)의 1차측 코일 양단에는 이더넷단자(100)의 제1 및 제2 송신라인이 결합되고, 이 제1 송신라인과 제2 송신라인의 전압차에 대응되는 신호레벨이 트랜스포머(T)의 2차측 코일로 유기되어 신호분배/결합부(400)로 제공되도록 구성된다. 이때, 2차측 코일의 신호분배/결합부(400)가 결 합된 타단은 접지된다. 그리고, 2차측 코일 즉, 신호분배/결합부(400)로 유기되는 전압차에 대응되는 신호레벨은 코일의 권선비에 따라 다르게 설정되며, 이는 신호의 전송특성 및 전송거리에 따라 다르게 설정될 수 있다.

상기 수신처리부(300)는 상기 신호분배/결합부(400)로부터 제공되는 비평형신호형태로 된 수신신호를 1쌍의 평형신호형태로 변환하여 출력한다. 여기서, 상기 수신처리부(300)는 도3에 도시된 바와 같이 일단이 이더넷단자(100)의 1쌍의 신호라인과 결합되고 그 타단은 신호분배/결합부(400) 신호라인과 결합되는 트랜스포머(T)를 이용하여 구성될 수 있다. 즉, 트랜스포머(T)의 1차측 코일은 그 일단이 신호분배/결합부(400)와 결합되면서 그 타단은 접지되고, 이 신호분배/결합부(400)와 접지간의 전압차에 대응되는 신호레벨이 2차측 코일의 양단에 결합된 제1 및 제2 수신라인으로 제공되도록 구성된다. 이때, 2차측 코일 즉, 제1 및 제2 수신라인으로 유기되는 전압차에 대응되는 신호레벨은 코일의 권선비에 따라 다르게 설정되며, 이는 신호의 전송특성 및 전송거리에 따라 다르게 설정될 수 있다.

상기 신호분배/결합부(400)는 도4에 도시된 바와 같이 송신처리부(200)로부터 입력되는 송신신호를 증폭하여 동축단자(500)로 출력하는 증폭기(AMP1)와, 동축단자(500)로부터 입력되는 수신신호를 증폭하여 수신처리부(300)로 출력하는 차동증폭기(AMP2)를 구비하여 구성된다. 이때, 상기 신호분배/결합부(400)는 상기 증폭기(AMP1)와 차동증폭기(AMP2)를 동작하기 위한 전원부(미도시)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 증폭기(AMP1)의 비반전단자(+)에는 송신처리부(200)가 결합되면서 그 신호라인상에 타단이 접지되는 저항(R1)이 결합되어 구성된다. 그리고, 상기 증폭기(AMP1)의 출력단에는 임피던스 매칭용 저항(R2)이 결합되며, 상기 증폭기(AMP1)의 출력단과 임피던스 매칭용 저항(R2) 사이의 접속노드(P1)는 상기 차동증폭기(AMP2)의 비반전단자(+)와 결합되고, 상기 임피던스 매칭용 저항(R2)과 동축단자(500) 사이의 접속노드(P2)는 상기 차동증폭기(AMP2)의 반전단자(-)와 결합된다. 이때, 상기 접속노드(P1)과 차동증폭기(AMP2)의 비반전단자(+)사이에는 제1 저항(R3)이 직렬로 접속됨과 더불어, 이 제1 저항(R3)과 비반전단자(+)사이의 접속노드(P3)와 차동증폭기(AMP2)의 출력단 사이에는 제2 저항(R4)이 결합된다. 여기서, 상기 제1 저항(R3)과 제2 저항(R4)값은 동일하게 설정된다. 즉, 송신처리부(220)로부터 증폭기(AMP1)로 입력된 송신신호는 일정 레벨 증폭되어 임피던스 매칭용 저항(R2)을 통해 동축단자(500)로 송출된다. 이때, 증폭기(AMP1)의 출력신호는 차동증폭기(AMP2)의 비반전단자(+)와 반전단자(-)로 입력되어 상호 상쇄되기 때문에 송신신호가 차동증폭기(AMP2)로의 입력되는 것은 차단된다. 그리고, 상기 동축단자(500)로부터 제공되는 수신신호는 차동증폭기(AMP2)의 반전단자(-)로 유입되어 비반전단자(+)로 입력되는 신호와의 차이신호가 차동증폭기(AMP2)에 의해 일정 레벨 증폭되어 출력된다. 이때, 동축단자(500)로부터 제공되는 수신신호는 증폭기(AMP1)의 출력단 접지(미도시)에 의해 접속노드(P1)에서의 임피던스가 "0"으로 되기 때문에 수신신호가 차동증폭기(AMP2) 비반전단자(+)로 입력되는 것은 차단된다. 따라서, 송신처리부(200)로부터 유입되는 송신신호는 증폭기(AMP1)에 의해 증폭되어 동축단자(500)로 제공되고, 동축단자(500)로부터 유입되는 수신신호는 차동증폭기(AMP2)에 의해 증폭되어 수신처리부(300)로 제공된다.

이어, 상기한 구성으로 된 신호변환장치의 동작을 설명한다.

먼저, 이더넷케이블(EC)이 신호변환장치의 이더넷단자(100)에 결합되고, 동축단자(500)에 동축케이블(CC)이 결합된 상태에서 신호송수신처리가 행해진다.

1. 이더넷단자(100)에서 동축단자(200)로의 신호전송.

이더넷단자(100)로 전송된 신호는 제1 및 제2 송신라인을 통해 송신처리부(200)로 전송된다. 송신처리부(200)는 평형신호형태로 제공되는 제1 및 제2 송신라인의 전압차에 대응되는 신호레벨을 유기시켜 그 신호를 비평형신호형태로 신호분배/결합부(400)로 전송한다. 신호분배/결합부(400)는 비평형신호형태의 신호를 증폭기(AMP1)를 통해 일정 레벨 증폭시켜 동축단자(500)로 제공한다.

2. 동축단자(200)에서 이더넷단자(100)로의 신호전송.

동축단자(200)로 전송된 신호는 신호분배/결합부(400)로 전송되고, 신호분배/결합부(400)는 동축단자(200)로부터 전송된 신호를 차동증폭기(AMP2)를 통해 일정 레벨 증폭시킨 후 수신처리부(300)로 전송한다. 수신처리부(300)는 신호분배/결합부(400)로부터 전송되는 비평형신호형태의 신호를 제1 및 제2 수신라인을 통해 평형신호형태로 변환하여 이더넷단자(100)로 제공한다.

한편, 상기 구성에 있어서는 상기 신호분배/결합부(400)의 구동을 위한 전원부를 장치내에 구비하도록 구성하였으나, 도5에 도시된 바와 같이 외부로부터 DC전원을 제공받기 위한 DC입력단자(600)를 추가로 구비하여, 이 DC입력단자(600)로부터 입력되는 DC전원을 상기 신호분배/결합부(400)의 구동전원으로 공급하도록 실시하는 것도 가능하다. 이때, 상기 DC입력단자(600)의 출력단은 RF차단부(610)를 통 해 동축단자(500)와 결합되도록 구성할 수 있다. 이는 본 발명에 따른 신호변환장치가 통상 동축케이블(CC)을 통해 쌍으로 이루어지는 것을 고려하여 제1 신호변환장치에서 DC전원을 동축케이블을 통해 제2 신호변환장치로 제공함으로써 제2 신호변환장치에서는 별도의 전원수단을 구비할 필요가 없도록 하기 위함이다. 여기서, 상기 RF차단부(610)는 도6에 도시된 바와 같이 인덕터(L)와 캐패시터(C)로 구성된 필터로 구현되어, RF신호가 DC입력단자(600)로 유입되는 것을 차단하게 된다.

즉, 상기 실시예에 의하면 이더넷케이블에서 제공되는 초고속 신호를 동축케이블을 통해 전송하도록 함으로써, 저렴한 비용으로 이더넷전송라인을 형성할 수 있게 된다. 또한, 동축케이블이 설치되어 있는 경우 초고속 인터넷서비스를 제공받기 위해 동축케이블을 제거하는 불편함을 방지할 수 있을 뿐 아니라 새로운 전송라인을 구축하는데 따른 번거로움 및 시간적 경제적 손실을 방지할 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형 실시하는 것이 가능하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 이더넷케이블에서 제공되는 초고속 신호를 동축케이블을 통해 전송하도록 함으로써, 저렴한 비용으로 이더넷전송라인을 형성할 수 있게 된다. 또한, 동축케이블이 설치되어 있는 경우 이 동축케이블을 이용하여 용이하게 초고속 인터넷서비스를 제공받기 위한 통신환경을 구축할 수 있게 된다.

Claims

이더넷케이블과 결합되는 이더넷단자와,

동축케이블과 결합되는 동축단자,

이더넷단자의 평형신호형태로 된 1쌍의 송신신호를 비평형신호형태로 변환하여 하나의 신호라인으로 제공하는 송신처리부,

비평형신호형태로 된 수신신호를 평형신호형태로 된 1쌍의 수신신호로 변환하여 이더넷단자로 제공하는 수신처리부 및,

송신처리부로부터 제공되는 비평형신호형태의 신호를 동축단자로 제공하고, 동축단자로부터 제공되는 비평형신호형태의 신호를 수신처리부로 제공하는 신호분배/결합부를 포함하여 구성되고,

상기 신호분배/결합부는 송신처리부로부터 입력되는 송신신호를 증폭하여 동축단자로 출력하는 증폭기와, 동축단자로부터 입력되는 수신신호를 증폭하여 수신처리부로 출력하는 차동증폭기를 구비하여 구성되되,

상기 증폭부의 출력단과 임피던스 매칭용 저항 사이의 접속노드는 상기 차동증폭부의 비반전단자와 결합되며, 상기 임피던스 매칭용 저항과 동축단자 사이의 접속노드는 상기 차동증폭부의 반전단자 결합됨과 더불어 상기 증폭부의 출력단과 임피던스 매칭용 저항 사이의 접속노드와 차동증폭부의 비반전단자사이에는 제1 저항이 직렬로 접속되면서 이 제1 저항과 차동증폭부의 비반전단자 사이의 접속노드와 차동증폭부의 출력단 사이에는 제2 저항이 결합되어 구성되는 것을 특징으로 하는 신호변환장치.
제1항에 있어서,

상기 송신처리부와 수신처리부는 각각 트랜스포머의 1차측 코일 양단에는 이더넷단자의 제1 및 제2 신호라인이 결합되고, 2차측 코일 일단에는 신호분배/결합부가 결합되면서 그 타단은 접지되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 신호변환장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 제1 저항과 제2 저항은 동일한 저항값을 갖는 것을 특징으로 하는 신호변환장치.
제1항에 있어서,

외부로부터 DC전원을 제공받기 위한 DC입력단자를 추가로 구비하여 구성되고,

상기 DC입력단자의 출력단은 상기 신호분배/결합부와 결합되어 구성되는 것을 특징으로 하는 신호변환장치.
제5항에 있어서,

상기 DC입력단자의 출력단은 RF차단회로를 통해 상기 동축단자와 결합되어 구성되는 것을 특징으로 하는 신호변환장치.