KR100932265B1

KR100932265B1 - 패킷 전송 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100932265B1
Application number: KR1020070104483A
Authority: KR
Inventors: 정준영; 권오형; 이수인
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2007-10-17
Filing date: 2007-10-17
Publication date: 2009-12-16
Also published as: KR20090039071A; US20090103563A1; US7864793B2

Abstract

물리 계층의 패킷 전송 장치는 물리 계층의 상위 계층인 매체 접속 제어 계층으로부터 복수의 패킷을 수신하고, 복수의 패킷에서 동기 메시지를 포함하는 패킷을 검출한다. 이후 패킷 전송 장치는 매체 접속 제어 계층으로부터 동기를 위한 제1 시간 정보를 수신하고, 제1 시간 정보를 동기 메시지에 삽입하며, 복수의 패킷을 소정의 전송률로 전송한다.

DOCSIS, 동기 메시지, 타이밍 지터

Description

패킷 전송 방법 및 장치{PACKET TRANSFERRING METHOD AND DEVICE}

본 발명은 케이블 네트워크 통신을 위한 패킷 전송 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히 본 발명은 케이블 네트워크 통신을 위한 DOCSIS(Data-Over-Cable Service Interface Specifications) 규격에서의 시스템 패킷 전송 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-019-02, 과제명: 하향 1Gbps 디지털 케이블 송수신 시스템 개발].

케이블 헤드엔드의 케이블모뎀 종단 시스템(Cable Modem Termination System, 이하 "CMTS"라 함.)에서 매체 접속 제어(Media Access Control, 이하 "MAC"라 함)계층과 물리 매체 종속(Physical Dependent, 이하 "PMD"라 함)계층을 통해 동기 메시지가 전송된다.

동기 메시지는 MAC 계층에서 생성되어 PMD 계층을 통해 전송된다. 이때, 두 계층간의 정확한 타이밍 동기가 이루어져야 한다. 하지만 일반적으로 두 계층이 사용하는 시스템 클럭의 속도가 일치하지 않기 때문에 시스템 클럭 공유가 불가능 하 다. 구체적으로, MAC 계층에서 자신의 로컬 클럭을 이용하여 정확한 출력률로 PMD 계층으로 데이터를 송신하더라도 PMD 계층의 로컬 클럭과 속도가 일치하지 않기 때문에 정확한 동기가 유지되지 않는다. MAC 계층의 최종 출력은 188바이트의 MPEG-2 (Moving Picture Experts Group-2) 전송 스트림 패킷으로 26.97032 Mbps(Mega bit-per-second) 또는 38.81070 Mbps의 전송 속도를 가진다. PMD 계층에서는 순방향 오류 정정(FEC: Forward Error Correction) 및 64 또는 256 QAM 변조를 거쳐 5.056941 Msps (Mega symbol-per-second) 또는 5.360537 Msps의 RF 신호를 출력하게 된다.

이처럼, MAC 계층과 PMD 계층은 서로 다른 출력률을 가지므로 서로 다른 시스템 클럭 속도를 요구한다. 그러나 하나의 공유 클럭으로 두 시스템 클럭을 생성하는 것은 쉽지 않다. MAC 계층은 동기 메시지를 생성하여 PMD 계층으로 전송하지만, MAC 계층과 PMD 계층의 서로 다른 출력률로 인해 동기 메시지의 타이밍 지터가 발생될 수 있다. 따라서, 이를 방지하기 위하여는 두 계층 간의 정확한 타이밍 동기가 요구된다. 이를 위하여는 매우 정교한 PLL 장치가 요구되며, MAC 계층의 프로세싱 또한 매우 복잡해진다.

한편, MAC 계층의 데이터 처리는 일반적으로 버스트(Burst) 모드로 이루어 진다. 즉, 백본망으로부터 광대역 데이터를 수신하는 경우에만, MAC 계층은 데이터 처리를 수행한다. 반면, PMD 계층의 데이터 처리는 연속(continuous) 모드로 이루어 진다. 따라서, PMD 계층은 일정한 출력률을 유지하기 위하여 MAC 계층의 출력 데이터에 널 패킷(null packet)을 삽입할 필요가 있다. 이는 두 계층의 타이밍 동 기를 더욱 방해한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 동기 메시지의 지터가 발생되지 않도록 하는 패킷 전송 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 한 특징에 따르면, 제1 계층의 패킷 전송 방법에 관한 것이다. 제1 계층의 패킷 전송 방법은 상기 제1 계층의 상위 계층인 제2 계층으로부터 복수의 패킷을 수신하는 단계, 상기 복수의 패킷에서 동기 메시지를 포함하는 패킷을 검출하는 단계, 상기 제2 계층으로부터 동기를 위한 제1 시간 정보를 수신하는 단계, 상기 제1 시간 정보를 상기 동기 메시지에 삽입하는 단계 및 상기 복수의 패킷을 소정의 전송률로 전송하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 다른 특징에 따르면, 제1 계층의 패킷 전송 방법은 상기 제1 계층의 하위 계층인 제2 계층에 복수의 패킷을 전송하는 단계, 동기 메시지를 포함하는 패킷을 상기 제2 계층에 전송하는 단계, 상기 제2 계층에 동기를 위한 제1 시간 정보를 전송하여 상기 제2 계층이 상기 제1 시간 정보를 기초로 하는 제2 시간 정보를 상기 동기 메시지의 시간 정보 필드에 삽입하도록 하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 다른 특징에 따르면, 제1 계층의 패킷 전송 장치는 상기 제1 계층의 상위 계층인 제2 계층으로부터 복수의 패킷을 수신하는 제1 계층 처리부, 상기 제 2계층으로부터 동기를 위한 제1 시간 정보를 주기적으로 수신하는 시간 정 보 수신부, 상기 복수의 패킷에서 동기 메시지를 포함하는 패킷을 검출하며, 상기 제1 시간 정보를 상기 동기 메시지에 삽입하고, 상기 복수의 패킷을 소정의 전송률로 전송하는 동기 처리부를 포함한다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면 케이블 모뎀 터미널 시스템에서, 동기 메시지가 전송 될 때 메시지의 지터가 발생하지 않도록 하는 패킷 전송 방법 및 장치를 제공한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 1은 케이블 통신 시스템(CMTS)의 일반적인 네트워크 구조이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, DOCSIS 기반의 케이블 통신 시스템의 일반적인 네트워크는 백본망(Backbone Network)(100), 케이블모뎀 종단 시스템(Cable Modem Termination System; 이하 "CMTS"라 함.)(200), 케이블망(Cable Network)(300) 및 복수의 케이블모뎀(Cable Modem; 이하 "CM"라 함.)(400)을 포함한다.

백본망(100)은 가입자에게 인터넷 등의 서비스를 제공한다.

CMTS(200)은 헤드엔드에 위치하여 상향 채널 및 하향 채널을 제공한다. CMTS(200)은 백본망(100)으로부터 광대역 데이터를 수신하여 변조 처리하고 하향 채널로 브로드케스팅 방식으로 일정한 속도를 유지하며 연속적으로 전송한다.

케이블망(300)은 복수의 CM(400)이 연결되어 있으며, 복수의 CM(400)에는 각각 PC가 연결되어 있다.

복수의 CM(400)은 각각 하향 채널로 전송되는 광대역 데이터에서 자신의 MAC 계층에 해당되는 패킷을 필터링하여 사용한다. 상향 채널은 복수의 CM(400)을 공유하여 케이블망(300)을 통해 CMTS(200)으로 점대점 방식으로 전송한다. 따라서, 헤드엔드의 CMTS(200)와 복수의 CM(400) 간의 타이밍 동기는 필수적인 요소이다.

CMTS(200)와 복수의 CM(400) 간의 타이밍 동기를 위해, CMTS(120)는 허용 타이밍 오차 범위 내에서 정확한 타이밍을 유지하며 동기 메시지를 주기적으로 송신한다. 또한, 복수의 CM(400)은 동기 메시지를 수신하여 로컬 클럭의 오차를 보정하여 정확한 동기를 유지한다. 여기서, DOCSIS 규격에서의 타이밍 오차는 500 ns(nano-second) 이내이다.

CMTS(200)는 10.24 MHz의 마스터 클럭에 의해 생성되는 32 bit 값을 타임스탬프 값으로 삽입한 동기메시지를 주기적으로 전송하여 CMTS(200)과 복수의 CM(400) 간의 동기를 유지시킨다.

그러면, 복수의 CM(400)은 동기 메시지를 수신하여 타임스탬프 값을 확인하고 자신의 로컬 클럭 10.24 MHz에 의해 생성되는 카운터 값을 보정하여 타이밍 동기를 일어나도록 한다.

다음, 본 발명의 실시예에 따른 CMTS(200)의 구조를 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 CMTS(200)의 구조를 나타낸 도면이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, CMTS(200)은 MAC 계층(210)과 PMD 계층(220)을 포함한다.

MAC 계층(210)과 PMD 계층(220)간에 MPEG-2 전송 스트림이 전송되는 데이터 인터페이스(Data I/F) 및 동일한 10.24 MHz의 타이밍 정보를 공유하는 타이밍 인터페이스(Timing I/F)를 포함하여 MAC 계층(210)과 PMD 계층(220)이 동일한 타이밍 정보를 공유 한다.

MAC 계층(210)은 MAC 처리부(211), 동기 처리부(212), 로컬 클럭부(213) 및 타이밍 정보 송신부(214)를 포함한다.

MAC 처리부(211)는 백본망(100)으로부터 광대역 데이터를 수신하여 DOCSIS MAC 프레임으로 패킷화 한다. 또한, MAC 처리부(211)는 주기적으로 동기 메시지를 삽입하여 출력한다.

동기 처리부(212)는 삽입되는 동기 메시지 내 타임 스탬프의 32비트 필드를 "0"으로 채워 전송한다.

로컬 클럭부(213)는 10.24 MHz에 32 비트 전송 스트림 카운터의 타이밍 정보를 생성한다.

타이밍 정보 송신부(214)는 정의된 타이밍 인터페이스(Timing I/F)를 통해 타이밍 정보를 PMD 계층(220)으로 전달된다.

PMD 계층(220)은 PMD 처리부(221), 동기 처리부(222) 및 타이밍 정보 수신부(223)를 포함한다.

PMD 처리부(221)는 MAC 처리부(211)로부터 전달받는 패킷화 된 MAC 프레임을 변조하여 브로드케스팅 방식으로 하향 채널을 통해 연속적으로 케이블망(130)으로 전송한다.

동기 처리부(222)는 동기 메시지를 검출하여 타임 스탬프 필드에 현재의 타임 스탬프의 값을 채운다. 그러면, 동기 처리부(222)는 동기 메시지 내 타임 스탬프의 최종적인 값을 채우면, 동기 메시지의 타이밍 지터를 방지할 수 있다.

타이밍 정보 수신부(223)는 타이밍 정보 송신부(214)로부터 전달 받은 32 비트 전송 스트림 카운터의 타이밍 정보를 재생성하여 타임 스탬프 삽입 시 이용한다.

다음, 본 발명의 실시예에 따른 MAC 계층(210)에서 동기 메시지가 삽입 될 경우의 동기 메시지의 구조에 대해서 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 MAC 계층(210)에서 동기 메시지(203)가 삽 입 될 경우의 동기 메시지(203)의 구조를 나타낸 도면이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 188바이트 MPEG-2 전송 스트림 패킷은 4바이트의 MPEG-2 전송 스트림 패킷 헤더(201)와 184바이트의 페이로드를 포함한다. 페이로드는 1바이트의 포인트 필드(202), 34 바이트의 동기 메시지(203) 및 149 바이트의 Stuff 바이트(204)를 포함한다. 여기서, DOCSIS 케이블 통신 시스템의 MAC 계층(210)과 PMD 계층(220)간의 인터페이스를 위한 데이터 포맷은 MPEG-2 전송 스트림 패킷으로 정의한다.

MPEG-2 전송 스트림 패킷 헤더(201)는 표 1과 같은 구조이다.

Transport_error_indicator 필드는 패킷의 수신시 에러 여부를 표시 하는 것으로 패킷 전송시 에러가 발생하면 "1" 로 설정된다. 그러면 Payload_unit_start_indicator(PUSI) 필드는 포인트 필드(202)의 존재 유무를 표시한다.

또한, Transport_priority 필드 및 Transport_scrambling_control 필드는 예약 비트로 "0"으로 설정된다.

페이로드는 MAC 계층(210)의 동기 메시지(203)를 전달 하며, PUSI 필드가 "1"으로 설정되는 경우, 페이로드의 첫 번째 바이트는 포인트 필드(202)로 설정된다. 포인트 필드(202)의 값은 현재 페이로드 내에 새로운 동기 메시지(203)가 시작되는 바이트의 위치를 지정한다.

동기 메시지(203)는 동기 메시지의 내용을 정의하는 MAC 프레임 헤더(203_a) 및 MAC 프레임 헤더(203_a)에 따라 길이 및 존재 여부가 설정되는 데이터 PDU(Protocol Data Unit)(203_b)를 포함한다.

MAC 프레임 헤더(203_a)는 1바이트의 FC(Frame Control), 1바이트의 MAC_PARA (Parameter), 2바이트의 LEN(Length), 0에서 255바이트의 가변길이를 가지는 EHDR(Extended MAC Header), 2바이트의 HCS(Header Check Sequence)를 포함한다.

FC는 동기 메시지(203)의 타입을 정의하는 것으로, 2비트의 동기 메시지 제어 타입 필드 FC_TYPE, 5비트의 파라메터 필드 FC_PARA, EHDR 필드가 존재하는지 여부를 나타내는 1비트의 EHDR_ON 필드를 포함한다. 여기서 하향 채널로 전송되는 동기 메시지(203)의 타입을 FC 필드에 따라 표 2와 같이 분류한다.

MAC_PARM는 파라메터 필드로서, EHDR_ON이 "1"으로 EHDR 필드가 존재하는 것으로 설정될 경우 EHDR 필드의 길이를 나타낸다.

LEN은 동기 메시지(203)의 길이를 나타내고, HCS는 동기 메시지(203) 내의 비트 오류를 검출한다.

데이터 PDU(Protocol Data Unit)(203_b)는 "0"으로 설정된 4 바이트의 타임 스탬프(Timestamp) 및 4 바이트의 메시지 오류 확인 필드(Cyclic Redundancy Check, CRC)를 포함한다.

Stuff 바이트(204)는 동기 메시지(203)가 위치한 MEEG-2 패킷에 다른 동기 메시지가 포함되지 않도록 149 바이트를 포함한다.

다음, 본 발명의 실시예에 따른 MAC 계층(210)의 정보 송신부(214)와 PMD 계층(220)의 정보 수신부(224)간의 타이밍 인터페이스(Timing I/F)에 대해서 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 MAC 계층(210)의 정보 송신부(214)와 PMD 계층(220)의 정보 수신부(224)간의 타이밍 인터페이스(Timing I/F)를 나타낸 도면이다.

타이밍 인터페이스(Timing I/F)는 MAC 계층(210)과 PMD 계층(220)은 동일한 카운터 값을 공유하도록 정보 송신부(214)와 정보 수신부(224)를 통해 인터페이스 한다. 여기서, 1 비트 타임 스탬프 클럭(TS_CLK) 신호, 1 비트 타임 스탬프 싱크(TS_SYNC) 신호, 8비트 타임 스탬프 데이터(TS_DATA) 신호 및 1 비트 타임 스탬프 오류(TS_ERR) 신호를 포함하는 최소의 신호를 이용한다.

타임 스탬프 클럭(TS_CLK) 신호는 10.24MHz 의 클럭 신호이며, MAC 계층(210)에서 클럭마다 1이 증가하는 32 비트 타임 스탬프 카운터(Timestamp Counter)를 발생한다. 여기서 32 비트 카운터 중 상위 8 비트는 타임 스탬프 데이터(TS_DATA) 신호로 사용한다.

타임 스탬프 싱크(TS_SYNC) 신호는 32 비트 타임 스탬프 카운터 중 하위 24 비트의 값이 "0"이 되는 T2 시점보다 두 클럭 전의 T1 시점에서 "0"을 발생한다.

MAC 계층(210)은 타임 스탬프 클럭(TS_CLK) 신호, 타임 스탬프 데이터(TS_DATA) 신호 및 타임 스탬프 싱크(TS_SYNC) 신호를 발생하여 PMD 계층(220)으로 전송한다. 그러면, PMD 계층(220)은 32 비트 타임 스탬프 카운터의 값을 초기화 한다. 구체적으로, PMD 계층(220)은 입력 받은 타임 스탬프 싱크(TS_SYNC) 신호가 "0"이 되면, 32 비트 타임 스탬프 카운터 중 상위 8 비트 타임 스탬프 카운터의 값을 타임 스탬프 데이터(TS_DATA) 신호로 설정한다. 또한, PMD 계층(220)은 두 클럭 뒤에 상위 8 비트 카운터 값에 1을 더하고 나머지 하위 24 비트는 "0"으로 설정하여 32 비트 타임 스탬프 카운터의 값을 초기화 한다.

초기화 된 PMD 계층(220)은 타임 스탬프 클럭(TS_CLK) 신호에 따라 "1" 씩 증가하는 카운터를 구동 한다. 그러면 PMD 계층(220)에서 생성된 타임 스탬프 카운터는 MAC 계층(210)에서 생성된 타임 스탬프 카운터와 정확하게 일치한다.

타임 스탬프 오류(TS_ERR) 신호는 PMD 계층(220)에서 생성된 타임 스탬프 카운터와 MAC 계층(210)에서 생성된 타임 스탬프 카운터가 정확하게 일치하는지 여부에 대하여 타임 스탬프 데이터(TS_DATA) 신호 및 타임 스탬프 싱크(TS_SYNC) 신호를 주기적으로 체크한다. 타임 스탬프 오류(TS_ERR) 신호는 PMD 계층(220)에서 생성된 타임 스탬프 카운터와 MAC 계층(210)에서 생성된 타임 스탬프 카운터가 일치하지 않으면, MAC 계층(210)으로 "0"을 전송한다.

다음, 본 발명의 실시예에 따른 PMD 계층(220)에서 동기 메시지에 타임 스탬프를 삽입하는 방법에 대해서 도 5를 참조하여 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 PMD 계층(220)의 PMD 처리부(221) 및 동기 처리부(222)를 나타낸 도면이다.

도 5에 나타낸 바와 같이, PMD 처리부(221)는 MPEG-2 전송 스트림 Locking 블록부(10), MPEG-2 전송 스트림 버퍼(20) 및 NULL 패킷 삽입부(30)를 포함한다. 또한 동기 처리부(222)는 동기 메시지 처리부(40) 및 MPEG-2 전송 스트림 전송부(50) 를 포함한다.

먼저, MPEG-2 전송 스트림 Locking 블록부(10)는 MAC 계층(210)으로부터 MPEG-2 전송 스트림을 입력받아, 188 바이트의 MPEG-2 전송 스트림 패킷에 대한 Locking을 수행한다.

MPEG-2 전송 스트림 버퍼(20)는 MPEG-2 전송 스트림 패킷 단위로 데이터를 저장한다. 이때, PMD 계층(220)은 설정된 데이터 전송률로 MPEG-2 전송 스트림 버퍼(20)에 저장된 MPEG-2 전송 스트림 패킷 데이터를 출력하여 처리한다. 여기서, 설정된 데이터 전송률보다 MPEG-2 전송 스트림 버퍼(20)에 저장되는 데이터 속도가 높은 경우 버퍼 오버플로가 발생하여 오류가 발생한다.

반면에, NULL 패킷 삽입부(30)는 설정된 데이터 전송률보다 MPEG-2 전송 스트림 버퍼(20)에 저장되는 데이터 속도가 낮은 경우 임의의 NULL 패킷을 발생시켜 PMD 계층(220)을 연속적으로 동작시킨다. PMD 계층(220)은 MAC 계층(210)으로부터 설정된 데이터 전송률을 정확히 전달 받으면, NULL 패킷 삽입부(30) 및 동기 메시지 처리부(40)의 기능을 사용하지 않는다. 하지만, MAC 계층(210)과 PMD 계층(220)은 공통의 클럭을 사용하지 않으므로, 전송률의 오차는 유발된다.

NULL 패킷 삽입부(30)는 NULL 패킷을 발생시킨 후에 삽입하여, 동기 메시지처리부(40)로 전달한다. 여기서, NULL 패킷 삽입부(30)가 NULL 패킷을 삽입한 이후에 동기 메시지 처리부(40)는 동기 메시지 처리를 함으로써, 동기 메시지에 삽입될 타임 스탬프 값에 지터가 발생하지 않도록 한다.

동기 메시지 처리부(40)는 MPEG-2 전송 스트림 패킷 내 동기 메시지를 검출하고, PMD 계층(220)에서 생성된 32 바이트 타임 스탬프 카운터를 이용하여 동기 메시지의 타임 스탬프 값을 생성하고, 생성한 타임 스탬프 값을 검출한 동기 메시지에 삽입한다.

MPEG-2 전송 스트림 전송부(50)는 NULL 패킷 및 MPEG-2 전송 스트림 패킷을 일정한 속도를 유지하며 케이블망(300)으로 전송한다.

다음, 본 발명의 실시예에 따른 PMD 계층(220)의 동기 메시지 처리부(40)에 대해서 도 6 내지 도9를 참조하여 상세하게 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 PMD 계층(220)의 동기 메시지 처리부(40)를 나타낸 도면이다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 동기 메시지 처리부(40)는 동기 메시지 체크부(41), 타임 스탬프 삽입부(42) 및 CRC 생성부(43)을 포함한다. 각각의 부에서 소요되는 시간은 1 클럭으로 설정하며, 총 3 클럭의 지연을 가지고 동기 메시지(203)의 처리 과정이 진행된다.

동기 메시지 체크부(41)는 MPEG-2 전송 스트림 패킷 내에 동기 메시지의 존재 여부를 판단한다. 구체적으로, 동기 메시지 체크부(41)는 MPEG-2 전송 스트림 패킷 헤더(도 3의 201)의 PUSI 필드가 "1" 이고, 포인트 필드(도 3의 202)는 "0x00", MAC 프레임 헤더(도 3의 203_a)의 FC 필드값이 "0xC0" 인지를 조사하여 동기 메시지가 포함된 MPEG-2 전송 스트림 패킷을 검출한다.

다음, 본 발명의 실시예에 따른 동기 메시지 체크부(41)가 MPEG-2 전송 스트림 버퍼(20)로부터 전송 스트림 패킷을 읽어 오는 경우, 동기 메시지의 포함 여부를 체크하는 동작 및 입출력 신호에 대해서 도 7을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 동기 메시지 체크부(41)의 동작 및 입출력 신호를 나타낸 도면이다.

도 7에 나타낸 바와 같이, MPEG-2 전송 스트림 버퍼(도 5의 20)에서 전송 스트림 패킷을 읽어 오는 경우 동기 메시지가 포함되어 있으면, 싱크(SYNC_ON) 신호는 동기 메시지 데이터가 출력되는 부분에서 "1"을 출력한다.

다음, 본 발명의 실시예에 따른 싱크(SYNC_ON) 신호가 "1"이 출력될 때, 타임 스탬프 카운터(도 5의 50)를 동기 메시지의 타임 스탬프 필드에 삽입하는 과정은 도 8을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 타임 스탬프 삽입부(42)의 동작 및 입출력 신호를 나타낸 도면이다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 타임 스탬프 삽입부(42)는 타임 스탬프 값을 읽어와 동기 메시지의 타임 스탬프 필드에 삽입하여 출력한다. 이때, 타임 스탬프 값을 읽어오는 시점과 신호의 입출력 시점은 일치한다.

타임 스탬프 필드 값이 변경됨에 따라 타임 스탬프 삽입부(42)는 변경된 타임 스탬프 필드 값과 CRC 필드의 값을 계산하여 CRC 필드에 삽입하는 기능을 한다. 여기서 CRC 는 수학식1 과 같이 구한다.

수학식 1은 일반적으로 Bit-wise 연산이 요구되지만, 연산의 편의와 고속 처리를 위해 동일한 결과를 가지는 Byte-wise 연산을 통해 계산한다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 CRC 생성부(43)의 동작 및 입출력 신호를 나타낸 도면이다.

도 9에 나타낸 바와 같이, CRC 생성부(43)는 싱크(SYNC_ON) 신호가 "1" 일때 CRC 회로를 구동시킨다. 그러면, CRC 생성부(43)는 싱크(SYNC_ON) 신호가 "0" 이 되는 시점(T3)부터 CRC 회로의 레지스터에 저장된 32 바이트 값을 8 바이트 단위로 읽어, CRC 필드 값으로 사용한다.

다음은 MAC 계층(210)과 PMD 계층(220)간에 동기 메시지를 전달할 경우, 동기 메시지의 지터 발생을 막는 패킷 전송 방법을 도 10을 참조하여 설명한다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 패킷 전송 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 10에 도시된 바와 같이, PMD 처리부(221)는 MAC 처리부(211)로부터 패킷화 된 MPEG-2 전송 스트림 패킷을 입력 받는다(S100). NULL 패킷 삽입부(30)는 임의의 NULL 패킷을 발생시켜 동기 메시지 처리부(40)로 전달한다(S200).

동기 메시지 처리부(40)는 MPEG-2 전송 스트림 패킷 내 동기 메시지를 검출한다(S300).

타이밍 정보 수신부(223)는 MAC 처리부(211)로부터 패킷화 된 MPEG-2 전송 스트림 타임 스탬프 카운터의 타이밍 정보를 재생성한다(S400).

S200 단계 이후에, 동기 메시지 처리부(40)는 S300 단계에서 검출된 동기 메시지에 S400단계에서 생성된 타임 스탬프를 삽입한다(S500).

PMD 처리부(221)는 S500단계에서 타임 스탬프를 삽입한 동기 메시지를 변조 처리하여 일정한 속도를 유지하며 케이블망(130)으로 전송한다.

이와 같이 MAC 계층(210)과 PMD 계층(220)간에 동기 메시지를 전달할 경우, 두 계층이 정확한 동기를 맞추지 않더라도 MAC 계층(210)은 동기 메시지를 생성하여 PMD 계층(220)으로 전달하고, PMD 계층(220)은 타임 스탬프를 동기 메시지에 삽입하여 지터가 발생하지 않도록 한다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

도 1은 케이블 통신 시스템의 일반적인 네트워크 구조이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 CMTS 의 구조를 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 MAC 계층에서 동기 메시지가 삽입 될 경우의 동기 메시지의 구조를 나타낸 도면이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 MAC 계층의 정보 송신부와 PMD 계층의 정보 수신부간의 타이밍 인터페이스(Timing I/F)를 나타낸 도면이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 PMD 계층의 PMD 처리부 및 동기 처리부를 나타낸 도면이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 PMD 계층의 동기 메시지 처리부를 나타낸 도면이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 동기 메시지 체크부의 동작 및 입출력 신호를 나타낸 도면이다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 타임 스탬프 삽입부의 동작 및 입출력 신호를 나타낸 도면이다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 CRC 생성부의 동작 및 입출력 신호를 나타낸 도면이다.

Claims

물리계층의 패킷 전송 방법에 있어서,

상기 물리계층의 상위 계층인 매체 접근 제어 계층으로부터 복수의 패킷을 수신하는 단계;

상기 복수의 패킷에서 동기 메시지를 포함하는 패킷을 검출하는 단계;

상기 매체 접근 제어 계층으로부터 동기를 위한 제1 시간 정보를 수신하는 단계;

상기 제1 시간 정보를 상기 동기 메시지에 삽입하는 단계; 및

상기 복수의 패킷을 일정한 전송률로 케이블 망으로 전송하는 단계를 포함하며,

상기 제1 시간 정보를 상기 동기 메시지에 삽입하는 단계는

널 패킷의 삽입 이후에 상기 제1 시간 정보를 상기 동기 메시지에 삽입하는 단계;

상기 제1 시간 정보에 따라 상기 널 패킷의 삽입 이후의 시점인 제2 시간 정보를 생성하는 단계;

상기 제2 시간 정보를 상기 동기 메시지에 삽입하는 단계

를 포함하는 패킷 전송 방법.
제1항에 있어서,

상기 일정한 전송률을 유지하기 위하여 상기 복수의 패킷에 상기 널 패킷을 삽입하는 단계를 더 포함하고,

상기 복수의 패킷을 전송하는 단계는

상기 널 패킷과 함께 상기 복수의 패킷을 전송하는 단계를 포함하는 패킷 전송 방법.
삭제
제2항에 있어서,

상기 제1 시간 정보를 수신하는 단계는

상기 매체 접근 제어 계층으로부터 상기 제1 시간 정보를 주기적으로 수신하는 단계를 포함하는 패킷 전송 방법.
삭제
제4항에 있어서,

상기 널 패킷의 삽입 이후에 상기 제1 시간 정보를 삽입하는 단계는

상기 제2 시간 정보가 상기 동기 메시지에 삽입됨에 따라 상기 동기 메시지의 메시지 오류 확인 정보를 변경하는 단계를 더 포함하는 패킷 전송 방법.
삭제
매체 접근 제어 계층의 패킷 전송 방법에 있어서,

상기 매체 접근 제어 계층의 하위 계층인 물리 계층에 복수의 패킷을 전송하는 단계:

동기 메시지를 포함하는 패킷을 상기 물리 계층에 전송하는 단계;

상기 물리 계층에 동기를 위한 제1 시간 정보를 전송하여 상기 물리 계층이 상기 제1 시간 정보를 기초로 하는 제2 시간 정보를 상기 동기 메시지의 시간 정보 필드에 삽입하도록 하는 단계를 포함하며,

상기 동기 메시지를 포함하는 패킷을 전송하는 단계는

상기 동기 메시지를 포함하는 패킷을 주기적으로 상기 물리계층에 전송하는 단계;

상기 시간 정보 필드가 0인 동기 메시지를 포함하는 패킷을 전송하는 단계

를 포함하는 패킷 전송 방법.
제8항에 있어서,

상기 제2 시간 정보는 상기 물리 계층에서 상기 제1 시간 정보에 따라 널 패킷을 삽입한 이후의 시점인 패킷 전송 방법.
삭제
삭제
삭제
물리 계층의 패킷 전송 장치에 있어서,

상기 물리 계층의 상위 계층인 매체 접근 제어 계층으로부터 복수의 패킷을 수신하는 제1 계층 처리부;

상기 매체 접근 제어 계층으로부터 동기를 위한 제1 시간 정보를 주기적으로 수신하는 시간 정보 수신부; 및

상기 복수의 패킷에서 동기 메시지를 포함하는 패킷을 검출하며, 상기 제1 시간 정보를 상기 동기 메시지에 삽입하고, 상기 복수의 패킷을 일정한 전송률로 케이블 망으로 전송하는 동기 처리부를 포함하며,

상기 동기 처리부는

상기 제1 시간 정보에 따라 널 패킷의 삽입 이후의 시점인 제2 시간 정보를 동기 메시지에 삽입하는 시간 정보 삽입부; 및

상기 제2 시간 정보가 상기 동기 메시지에 삽입됨에 따라 상기 동기 메시지의 메시지 오류 확인 정보를 변경하는 메시지 오류 확인부

를 포함하는 패킷 전송 장치.
제13항에 있어서,

상기 제1 계층 처리부는

상기 일정한 전송률을 유지하기 위하여 상기 널 패킷을 삽입하며,

상기 널 패킷의 삽입 이후에 상기 제1 시간 정보를 상기 동기 메시지에 삽입하고,

상기 복수의 패킷을 전송할 때 상기 널 패킷과 함께 상기 복수의 패킷을 전송하는 널 패킷 삽입부를 포함하는 패킷 전송 장치.
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