KR100951663B1 - 2선을 통한 이더넷 데이터 신호 및 음성 전화 신호의 동시전송 장치 및 방법 - Google Patents

2선을 통한 이더넷 데이터 신호 및 음성 전화 신호의 동시전송 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이더넷 데이터 신호 및 음성 전화 신호의 동시 전송 장치 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로 기존의 2선의 전화선을 통한 이더넷 데이터 신호 및 음성 전화 신호를 동시에 전송하기 위하여 이더넷 3포트 스위치 및 아날로그 스위치를 이용하는 이더넷 데이터 신호 및 음성 전화 신호의 동시 전송 장치 및 방법에 관한 것이다.
전화선, 이더넷 데이터 신호, 음성 전화 신호, 동신 전송, 아날로그 스위치, 이더넷 3포트 스위치

Description

2선을 통한 이더넷 데이터 신호 및 음성 전화 신호의 동시 전송 장치 및 방법{APPARTUS FOR SIMULTANEOUSLY TRANSMITING ETHERNET DATA SIGNAL AND VOICE TELEPHONE SIGNAL VIA PAIR LINE AND METHOD THEREFOR}
본 발명은 이더넷 데이터 신호 및 음성 전화 신호의 동시 전송 장치 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로 기존의 2선의 전화선을 통한 이더넷 데이터 신호 및 음성 전화 신호를 동시에 전송하기 위하여 이더넷 3포트 스위치 및 아날로그 스위치를 이용하는 이더넷 데이터 신호 및 음성 전화 신호의 동시 전송 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근, 인터넷 프로토콜 텔레비전(Internet Protocol Television; IPTV)과 같은 새로운 개념의 서비스가 도입됨에 따라 가정 내부에서의 효율적인 이더넷 전송 방식에 대한 요구가 크게 증가하고 있다.
최근 신축된 아파트의 경우는 가정의 요소요소에 이더넷 케이블이 배선되어 있어 별도의 장비 설치 또는 케이블 작업 없이도 홈 네트워크 서비스가 가능하다. 그러나 전국의 80%를 넘는 건설된 기존 아파트의 경우는 방이나 거실에 이더넷 케이블이 배선되어 있지 못한 실정이다. 따라서 IP TV와 같은 서비스를 이용하기 위해서는 거실과 방 사이에 이더넷 케이블을 배선하여야 하는 문제가 발생하였다. 이와 같이 이더넷 케이블을 배선하는 경우 실내 인테리어를 심각하게 저해하여 사용자들의 불만이 제기되었다.
복잡한 이더넷 케이블 배선을 배제하기 위하여, 100Mbps의 이더넷 데이터 신호를 전화선으로 전송하는 방식으로는 VDSL(Very high Speed Digital Subscriber Line)을 이용하는 방식이 있다. 또한, 2 선의 전화선을 이용하여 100Mbps의 이더넷 데이터 신호를 전송하는 홈 네트워크를 위한 Home PNA(Phone line Networking Alliance) 3.0 방식에 대한 표준화 연구가 진행되고 있다. 그러나, VDSL 및 Home PNA 방식은 2 선의 전화선을 이용하여 이더넷 데이터 신호를 전송할 수 있는 효율적인 방안이지만 변조와 복조를 이용해야 하므로 전체적인 시스템이 복잡하고 이에 따라서 제품의 가격이 고가라는 문제점이 있다. 또한, 무선랜을 채택하는 경우에는 별도의 케이블이 필요 없다는 장점이 있지만, 고가의 장비와 음영 지역의 발생, 그리고 보안성에 단점이 존재한다.
한편, 종래 기술 중의 하나인 한국등록특허 제10-0325583호에서는 전화선을 통한 랜 데이터 전송 장치를 개시하고 있고, 한국등록특허 제10-0436749호에서는 8선식 또는 4선식 이더넷 시스템을 2선으로 통신이 가능하도록 하는 외장형 장치를 개시하고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 이더넷 데이터 신호 전송 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 이더넷 데이터 신호 전송 장치는 가입자 댁내에 설치된 컴퓨터와 연결되는 가입자 측 이더넷 데이터 신호 전송 장치(이하 ‘가입자 모듈’이라 함) 및 건물 또는 아파트 단지 내의 회선 분배실에 위치하여 인터넷 망에 연결된 스위칭 허브와 연결되는 센터 측 이더넷 데이터 신호 전송 장치(이하 ‘센터 모듈’이라 함)로 구분된다.
가입자 모듈(A)은 4선 또는 8선의 UTP(Unshielded Twisted Pair) 케이블을 통해 연결된 가입자 컴퓨터로부터 수신된 이더넷 데이터 신호를 2선의 전화선을 통해 센터 모듈(B)로 전송하거나, 센터 모듈(B)로부터 수신된 이더넷 데이터 신호를 가입자 컴퓨터로 전송한다.
센터 모듈(B)은 2선의 전화선을 통해 연결된 가입자 모듈(A)로부터 전송된 이더넷 데이터 신호를 4선 또는 8선의 UTP 케이블 통해 연결된 스위칭 허브로 전송하거나, 스위칭 허브로부터 전송된 이더넷 데이터 신호를 가입자 모듈(A)로 전송한다.
가입자 모듈(A)은 제 1 물리 계층 인터페이스(Physical Layer Interface; PHY)(10), 제 1 송신 데이터 버퍼(11), 제 1 제어부(12), 제 1 수신 데이터 버퍼(13), 제 2 물리 계층 인터페이스(14) 및 제 1 송/수신 증폭기(15)를 포함한다.
센터 모듈(B)은 제 2 송/수신 증폭기(25), 제 3 물리 계층 인터페이스(24), 제 2 수신 데이터 버퍼(21), 제 2 제어부(22), 제 2 송신 데이터 버퍼(23) 및 제 4 물리 계층 인터페이스(20)를 포함한다.
제 1 물리 계층 인터페이스(10)는 가입자 컴퓨터의 랜 카드와 4선 또는 8선 의 UTP 케이블을 통해 연결되며, 가입자 컴퓨터와 가입자 모듈(A) 사이의 이더넷 데이터 신호의 송/수신을 수행한다.
제 1 송신 데이터 버퍼(11)는 센터 모듈(A)이 이더넷 데이터 신호를 송신하기 위한 송신 모드로 동작할 때 데이터의 충돌을 피하기 위해 송신 데이터를 일시적으로 저장한다.
제 1 제어부(12)는 가입자 컴퓨터와 가입자 모듈(A) 사이의 이더넷 데이터 신호의 송/수신에 관련된 가입자 모듈(A)의 전반적인 동작을 제어한다.
제 1 수신 데이터 버퍼(13)는 가입자 모듈(A)이 이더넷 데이터 신호를 송신하기 위한 송신 모드로 동작할 때 데이터의 충돌을 피하기 위해 수신 데이터를 일시적으로 저장한다.
제 2 물리계층 인터페이스(14)는 센터 모듈(B)과 2선의 전화선을 통해 연결되며, 가입자 모듈(A)과 센터 모듈(B) 사이의 이더넷 데이터 신호의 송/수신을 수행한다.
제 1 송/수신 증폭기(15)는 신호의 왜곡이나 잡음 처리를 위해 이더넷 송/수신 신호를 증폭한다.
제 2 송/수신 증폭기(25)는 신호의 왜곡이나 잡음 처리를 위해 데이터 송/수신 신호를 증폭한다.
제 3 물리 계층 인터페이스(24)는 가입자 모듈(A)과 2선의 전화선을 통해 연결되며, 가입자 모듈(A)과 센터 모듈(B) 사이의 이더넷 데이터 신호의 송/수신을 수행한다.
제 2 수신 데이터 버퍼(21)는 센터 모듈(B)이 이더넷 데이터 신호를 송신하기 위한 송신 모드로 동작할 때 데이터의 충돌을 피하기 위해 가입자 모듈(A)로부터의 수신 데이터를 일시적으로 저장한다.
제 2 제어부(22)는 가입자 모듈(A)과 스위칭 허브 사이의 이더넷 데이터 신호의 송/수신에 관련된 센터 모듈(A)의 전반적인 동작을 제어한다.
제 2 송신 데이터 버퍼(23)는 가입자 모듈(A)이 이더넷 데이터 신호를 송신하기 위한 송신 모드로 동작할 때 데이터의 충돌을 피하기 위해 송신 데이터를 일시적으로 저장한다.
제 4 물리계층 인터페이스(20)는 스위칭 허브와 4선 또는 8선의 UTP 케이블을 통해 연결되며, 센터 모듈(B)과 스위칭 허브 사이의 이더넷 데이터 신호의 송/수신을 수행한다.
전술한 구성에서, 각 물리 계층 인터페이스(10,14,20,24)는 각기 링크 모드와 데이터 송/수신 속도 및 듀플렉스 모드를 특정 값으로 설정하기 위한 MII(Media Independent Interface) 인터페이스를 사용한다.
또한, 각 물리계층 인터페이스(10,14,20,24)의 두 쌍의 출력 라인(Tx+, Tx-) 및 입력 라인(Rx+, Rx-)은 각기 입/출력 라인쌍 (Tx+, Rx+) 및 (Tx-, Rx-)로 묶여서 하나의 전화 회선의 각각의 신호선에 연결되며, 이 신호선을 통해 이더넷 장치인 랜 카드와 스위칭 허브 간의 이더넷 데이터 신호의 송/수신이 이루어진다.
상술한 바와 같이, 하프 듀플렉스(Half Duplex) 모드에서, 가입자 모듈(A)이 이더넷 데이터 신호의 송신을 위한 송신 모드로 동작할 때 센터 모듈(B)은 수신 모 드로 전환되며, 이때 가입자 모듈(A)은 송신 데이터 버퍼(11)에 저장된 송신 데이터를 송출하고, 데이터의 충돌을 피하기 위해 센터 모듈(B)로부터의 수신 데이터를 수신 데이터 버퍼(13)에 저장한다.
한편, 하프 듀플렉스(Half-Duplex) 모드에서, 센터 모듈(B)이 이더넷 데이터 신호의 송신을 위한 송신 모드로 동작할 때 가입자 모듈(A)은 수신 모드로 전환되며, 이때 센터 모듈(B)은 송신 데이터 버퍼(23)에 저장된 송신 데이터를 송출하고, 데이터의 충돌을 피하기 위해 가입자 모듈(A)로부터의 수신 데이터를 수신 데이터 버퍼(21)에 저장한다.
상술한 바와 같이, 종래 기술에 따른 2선의 전화선을 이용한 이더넷 데이터 신호 전송 장치는 이더넷 MAC(Media Access Control) 인터페이스를 제어하여 이더넷 데이터 신호의 송/수신을 제어하는 방식으로, 한쪽이 신호를 송신하는 동안 다른 한쪽은 신호를 수신하는 하프 듀플렉스(Half Duplex) 방식을 이용하여 이더넷 데이터 신호를 송/수신하는 방식이다. 이때 MAC 인터페이스에서 데이터의 루프백과 충돌이 발생할 수 있기 때문에, 이를 처리하기 위해 MAC 인터페이스를 강제적으로 제어하기 위한 제어부를 추가 구현하였고, 전송 거리를 증가시키기 위해 별도의 송/수신 증폭기를 사용하고 있다. 또한, 하프 듀플렉스(Half-Duplex) 모드에서는 데이터를 송신하는 동안에 반대편 송신 측에서는 메모리에 데이터를 일시적으로 저장하여 수신이 이루어진 후에 메모리에 저장되어 있던 데이터를 송신하는 방식을 이용하여 데이터의 충돌을 피하도록 구현하고 있다. 이 방식은 기존의 전화선을 통하여 4 선의 이더넷 데이터 신호를 전송할 수 있는 방법으로 유용하게 사용될 수 있 으나, MAC 인터페이스 제어를 위한 별도의 제어부가 추가되어야 하고, 송/수신 증폭기를 추가로 장착하여야 하며, 일시적으로 데이터를 저장하는 메모리가 요구되어 구현 가격이 상승한다는 문제점이 있다. 또한, 데이터가 송수신하는 동안에는 음성 전화에 장애가 발생한다는 문제점이 있다.
이에, 한국등록특허 제10-0709617호에서는 기존에 음성 전화 전송을 위한 전화선 2선 및 이더넷 데이터 신호 전송을 위한 랜 케이블 4선을 하나로 결합하여 랜 케이블 또는 CPEV 케이블 4선을 통하여 음성 전화 신호와 이더넷 데이터 신호를 동시에 전송하는 하이브리드 장치에 관한 음성 및 데이터 신호 동시 전송 장치 및 시스템을 개시하고 있다. 이로써, 내선 공사비를 절감할 수 있으며, 네트워크 공사의 작업 효율성을 향상시킬 수 있었다.
그러나, 국내 주택에서 모든 방과 거실에 4선의 전화선이 배선되어 있는 비율은 30%에 불과하며, 나머지 70%의 주택은 2선의 전화선이 배선되어 있기 때문에, 2선의 전화선을 이용하여 이더넷 데이터 신호 및 음성 전화 신호를 동시에 전송할 수 있는 시스템 및 방법의 개발이 절실히 요구되고 있다.
본 발명의 일부 실시예들은 이더넷 데이터 신호의 전송을 하프 듀플렉스(Half-Duplex) 모드로 동작시키면서 아날로그 스위치를 이용하여 2선의 전화선이 송신(Tx+/Tx-) 모드 및 수신(Rx+/Rx-) 모드로 자동 전환할 수 있는 이더넷 데이터 신호 및 음성 전화 신호의 동시 전송 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일부 실시예들은 저가의 이더넷 3포트 스위치 및 아날로그 스위치를 이용하여 2선의 전화선을 통한 이더넷 데이터 신호 및 음성 전화 신호를 동시에 전송할 수 있는 이더넷 데이터 신호 및 음성 전화 신호의 동시 전송 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일부 실시예들은 아날로그 스위치를 이용하여 데이터의 충돌을 방지하는 이더넷 데이터 신호 및 음성 전화 신호의 동시 전송 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일부 실시예들은 하이브리드를 이용하여 이더넷 데이터 신호와 음성 전화 신호가 상호 영향 없이 통신이 이루어지는 이더넷 데이터 신호 및 음성 전화 신호의 동시 전송 장치 및 방법을 제공한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따른 2선을 통한 이더넷 데이터 신호 및 음성 전화 신호의 동시 전송 장치는, 송신 이더넷 데이터 신호를 입력 받는 이더넷 포트; 물리 계층 데이터 송수신을 수행하는 이더넷 통신을 수행하는 물리 계층 인터페이스; 상기 물리 계층 인터페이스의 포트들 간의 스위칭을 수행하는 이더넷 스위치; 상기 2선을 송신 모드 또는 수신 모드로 스위칭하는 아날로그 스위치; 상기 송신 이더넷 데이터 신호가 존재하는 경우에 상기 2선을 송신 모드로 설정하고, 상기 송신 이더넷 데이터 신호가 없는 경우에 상기 2선을 수신 모드로 설정하도록 상기 아날로그 스위치를 제어하는 제어부 및; 상기 2선에 상기 이더넷 데이터 신호 및 상기 음성 전화 신호의 임피던스 매칭을 수행하여 동시 전송을 제공하는 하이브리드를 포함한다.
여기서, 상기 물리 계층 인터페이스는, 상기 이더넷 포트와 연결된 제 1 포트; 상기 제 1 포트 및 상기 2 선과 연결된 제 2 포트, 상기 제 2 포트와 연결된 제 3 포트를 포함하고, 상기 제어부는 상기 제 1 포트로부터 이더넷 데이터 송신 입력을 감지하여 상기 아날로그 스위치를 송신 모드로 스위칭하게 된다.
또한, 상기 제2 포트는 상기 2선과 스위칭 될 수 있는 출력 라인쌍(Tx+, Tx- ) 및 입력 라인쌍(Rx+, Rx-)을 구비하여, 상기 아날로그 스위치의 스위칭에 따라 상기 2선이 Tx+, Tx- 및 Rx+, Rx-로 설정된다.
본 발명의 제2측면을 따른 이더넷 데이터 신호와 음성 전화 신호를 2선을 통해 동시 전송하는 방법은, 이더넷 링크가 설정되었는지 판단하는 단계; 상기 이더넷 링크가 설정된 경우, 이더넷 포트로부터 이더넷 데이터가 입력되었는지 판단하는 단계; 상기 데이터 입력이 있는 경우에, 아날로그 스위치에 송신 제어 신호를 제공하여 상기 2선을 이더넷 데이터 송신 모드로 설정하는 단계; 상기 데이터 입력 이 없는 경우에, 아날로그 스위치에 수신 제어 신호를 제공하여 상기 2선을 이더넷 수신 모드로 설정하는 단계; 및 하이브리드에 의한 임피던스 매칭을 이용하여 음성 전화 신호를 상기 2선을 통해 동시 송수신하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 이더넷 포트와 연결된 물리 계층 인터페이스의 제 1 포트를 하프 듀플렉스 모드로 설정하고, 상기 제 1 포트로부터의 신호에 기초하여 상기 데이터 입력 여부를 판단하게 된다.
또한, 본 발명의 제3측면을 따른, 2선을 통한 이더넷 데이터 신호 및 음성 전화 신호의 동시 전송 장치는, 하우징; 상기 하우징에 형성된 상기 2선과 연결되는 전송 신호 포트; 상기 하우징에 형성된 이더넷 데이터 신호를 입력받는 이더넷 포트; 및 상기 하우징에 형성된 음성 전화 신호를 입력 받는 전화 신호 포트를 포함하고, 상기 이더넷 포트로부터 입력되는 이더넷 데이터 신호에 따라, 상기 전송 신호 포트를 송신 모드 또는 수신 모드로 전환하고, 상기 전화 신호 포트로부터의 음성 전화 신호와 상기 이더넷 데이터 입력 신호를 임피던스 매칭하여 상기 전송 신호 포트로 동시 출력하도록 형성된다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 하나에 의하면, 이더넷 데이터 신호를 2선의 전화선을 통하여 전화 신호와 함께 전송할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 하나에 의하면, 별도의 랜 케이블을 배선하지 않더라고 간단하게 홈 네트워크 서비스의 제공이 가능하다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 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 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 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.
이하에서는 도 2 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 2선의 전화선을 이용한 이더넷 데이터 신호 및 전화 신호 동시 전송 장치 및 방법을 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이더넷 데이터 신호 및 음성 전화 신호의 동시 전송 장치의 블록도이다.
일반적으로, 이더넷 전송은 (Tx+, Tx-, Rx+, Rx-)의 4선을 통해 이루어지며, IEEE802.3 표준에 따른 매체 접근 제어(Media Access Control; MAC)에 기반하여 송 /수신을 수행한다. 이더넷 전송 방식으로는 하프 듀플렉스(Half-Duplex) 방식 및 풀 듀플렉스(Full-Duplex) 방식이 있으며, 하프 듀플렉스(Half-Duplex) 방식의 경우 이더넷 전송을 위해 4선을 이용한다. 그러나, 본 발명에서는 하프 듀플렉스(Half-Duplex) 방식을 이용함에 있어서, 아날로그 스위치를 이용하여 2선의 전화선을 통한 이더넷 데이터의 송신 시에는 송신(Tx+/Tx-) 모드로 동작시키고, 수신 시에는 수신(Rx+/Rx-) 모드로 동작시킨다.
도 2를 참조하면, 이더넷 데이터 신호 및 음성 전화 신호의 동시 전송 장치는 이더넷 데이터 신호 전송 장치는 가입자 댁내에 설치된 컴퓨터와 연결되는 가입자 측 이더넷 데이터 신호 전송 장치(이하 ‘가입자 모듈’이라 함) 및 건물 또는 아파트 단지 내의 회선 분배실에 위치하여 인터넷 망에 연결된 스위칭 허브와 연결되는 센터 측 이더넷 데이터 신호 전송 장치(이하 ‘센터 모듈’이라 함)로 구분될 수 있다.
가입자 모듈(A)은 가입자 컴퓨터로부터 수신된 이더넷 데이터 신호 및 가입자 전화기로부터 수신된 전화 신호를 임피던스 매칭하여 2선의 전화선을 통해 센터 모듈(B)로 전송하거나, 센터 모듈(B)로부터 수신된 이더넷 데이터 신호 및 전화 신호를 분리하여 이더넷 데이터 신호는 가입자 컴퓨터로 전송하고 전화 신호는 가입자 전화로 전송한다.
센터 모듈(B)은 가입자 모듈(A)로부터 수신된 이더넷 데이터 신호 및 전화 신호를 스위칭 허브로 전송하거나, 스위칭 허브로부터 수신된 이더넷 데이터 신호 및 국선용 전화단자함으로부터 수신된 전화 신호를 임피던스 매칭하여 가입자 모 듈(A)로 전송한다.
가입자 모듈(A)은 제 1 물리 계층 인터페이스(100), 이더넷 3포트 스위치(200), 아날로그 스위치(300), 하이브리드(400), 제어부(500) 및 전화 신호 포트(600)를 포함하여 이루어진다.
센터 모듈(B)은 제 2 물리 계층 인터페이스(101), 이더넷 3포트 스위치(201), 아날로그 스위치(301), 하이브리드(401), 제어부(501) 및 전화 신호 포트(601)를 포함하여 이루어진다.
제 1 물리 계층 인터페이스(100)는 가입자 댁내 컴퓨터의 랜 카드와 4선 또는 8선의 UTP(Unshielded Twisted Pair) 케이블을 통해 연결되며, 가입자 컴퓨터와 가입자 모듈(A) 사이의 이더넷 데이터 신호의 송/수신을 수행한다.
이더넷 3포트 스위치(200)는 이더넷 데이터 신호의 송/수신 모드 및 입/출력 라인을 설정한다.
아날로그 스위치(300)는 가입자 모듈(A)과 센터 모듈(B) 사이의 이더넷 데이터 신호의 출력(Tx+/Tx-) 라인 및 입력(Rx+/Rx-) 라인의 링크를 설정한다.
하이브리드(400)는 가입자 컴퓨터와 연결된 이더넷 포트(101)로부터의 이더넷 데이터 신호 및 가입자 전화기와 연결된 전화 신호 포트(600)로부터의 전화 신호를 센터 모듈(B)로 전송하기 위해 임피던스 매칭하거나, 센터 모듈(B)로부터 수신된 이더넷 데이터 신호 및 전화 신호를 각각 가입자 컴퓨터 및 가입자 전화기로 전송하기 위해 임피던스 매칭한다.
제어부(500)는 가입자 컴퓨터와 가입자 모듈(A)사이의 이더넷 데이터 신호 및 전화 신호의 동시 전송에 관련된 가입자 모듈(A)의 전반적인 동작을 제어한다.
전화 신호 포트(600)는 전화국과 연결된 건물 내 국선용 전화 단자함의 전화선과 연결된다.
제 2 물리 계층 인터페이스(100a)는 건물 내 회선 분배실의 스위칭 허브와 4선 또는 8선의 UTP 케이블을 통해 연결되며, 스위칭 허브와 센터 모듈(B) 사이의 이더넷 데이터 신호의 송/수신을 수행한다.
이더넷 3포트 스위치(200a)는 이더넷 데이터 신호의 송/수신 모드 및 입/출력 라인을 설정한다.
아날로그 스위치(300a)는 센터 모듈(B)과 가입자 모듈(A) 사이의 이더넷 데이터 신호의 출력(Tx+/Tx-) 라인 및 입력(Rx+/Rx-) 라인의 링크를 설정한다.
하이브리드(400a)는 스위칭 허브와 연결된 이더넷 포트로부터의 이더넷 데이터 신호 및 국선용 전화 단자함과 연결된 전화 신호 포트(600a)로부터의 전화 신호를 가입자 모듈(A)로 전송하기 위해 임피던스 매칭하거나, 가입자 모듈(A)로부터 수신된 이더넷 데이터 신호 및 전화 신호를 각각 스위칭 허브 및 전화국으로 전송하기 위해 임피던스 매칭한다.
제어부(500a)는 센터 모듈(B)과 스위칭 허브 사이의 이더넷 데이터 신호 및 전화 신호의 동시 전송에 관련된 센터 모듈(B)의 전반적인 동작을 제어한다.
전화 신호 포트(600a)는 전화국과 연결된 건물 내 국선용 전화 단자함의 전화선과 연결된다.
전술한 구성에서, 각 물리 계층 인터페이스(100,101)는 각기 링크 모드와 데 이터 송/수신 속도 및 듀플렉스 모드를 특정 값으로 설정하기 위한 MII(Media Independent Interface) 인터페이스를 사용한다.
또한, 각 물리계층 인터페이스(100,101)의 두 쌍의 출력(Tx+/Tx-) 라인 및 입력(Rx+/Rx-) 라인은 각기 입/출력 라인쌍 (Tx+, Rx+) 및 (Tx-, Rx-)로 묶여서 하나의 전화 회선의 각각의 신호선에 연결되며, 이 신호선을 통해 이더넷 장치인 랜 카드와 스위칭 허브 간의 이더넷 데이터 신호의 송/수신이 이루어진다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 2선의 전화선을 이용한 이더넷 데이터 신호 및 전화 신호의 동시 전송 장치를 더욱 상세하게 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 이더넷 데이터 신호 및 전화 신호의 동시 전송 장치는 제 1 포트 PHY(110), 제 1 포트 MAC(210), 제 2 포트 PHY(120), 제 3 포트 PHY(130), 이더넷 3포트 스위치(200), 아날로그 스위치(300), 하이브리드(400), 제어부(500) 및 전화 신호 포트(600)를 포함한다.
여기서, 도 3에 사용된 용어 “제 1 포트 PHY(110)”, “제 1 포트 MAC(210)”, “제 2 포트 PHY(120)”,” 제 3 포트 PHY(130)”는 도시의 편의를 위하여 약자를 사용한 것이며, 이하 구체적인 설명을 위하여 각각 “물리 계층 인터페이스 제 1 포트(110)”, “MAC 계층 인터페이스 제 1 포트(210)”, “물리 계층 인터페이스 제 2 포트(120)”, “물리 계층 인터페이스 제 3 포트(130)” 라는 용어를 사용하도록 한다.
물리 계층 인터페이스 제 1 포트(110)는 이더넷 인터페이스를 수행하는 구간으로 가입자 장치에 연결된 이더넷 포트(101)와 연결되어 WAN 또는 LAN 접속을 수 행한다. 여기서, 이더넷 포트(101)는 이더넷 데이터 신호 전송 장치의 케이스 일측에 구비되며, 가입자 컴퓨터의 랜카드에 연결된 4선 또는 8선의 UTP 케이블이 인입된다.
물리 계층 인터페이스 제 1 포트(110)는 AN(Auto-Negotiation Enable) 모드로 활성화되면 10/100Mbps의 하프 듀플렉스(Half-Duplex) 모드로 동작한다.
물리 계층 인터페이스 제 1 포트(110)는 이더넷 포트(101)로부터 이더넷 데이터 신호가 수신되면 CRS 신호 및 RXDV 신호를 제어부(500)로 출력한다.
이더넷 스위치(200)는 3 포트 스위치로서, 물리 계층 인터페이스 제 1 포트(110), MAC 계층 인터페이스 제 1 포트(210), 물리 계층 인터페이스 제 2 포트(120), 물리 계층 인터페이스 제 3 포트(130) 사이의 상호 연결을 스위칭한다.
MAC 계층 인터페이스 제 1 포트(210)는 물리 계층 인터페이스 제1포트(110)에 대응하여 매체 접근 제어(Media Access Control; MAC)를 수행한다.
물리 계층 인터페이스 제 2 포트(120)는, 2선의 전화선으로의 신호 접속을 수행한다. 즉, 기존에 가입자 댁내에 배선된 전화선의 전송 신호 포트(102)와 아날로그 스위치(300)의 구동에 따라 인터페이싱를 수행하며, 100Mbps의 풀 듀플렉스(Full-Duplex) 모드로 설정될 수 있다.
물리 계층 인터페이스 제 2 포트(120)의 수신(Rx+/Rx-) 라인 및 송신(Tx+/Tx-) 라인은, 제어부(500)에 의해 제어되는 아날로그 스위치(300)에 의해 온/오프되며, 물리 계층 인터페이스 제 1 포트(110)로부터 전송된 하프 듀플렉스(Half-Duplex) 데이터를 송신하거나, 전송 신호 포트로부터의 데이터를 수신한 다.
제어부(500)는 물리 계층 인터페이스 제 1 포트(110)의 상태를 감시하여, 물리 계층 인터페이스 제 1 포트(110)로부터 CRS 신호 및 RXDV 신호가 수신되면, 이더넷 3포트 스위치(200)의 물리 계층 인터페이스 제 2 포트(120)에 연결된 아날로그 스위치(300)를 제어하여 2선의 전화선을 이용해 이더넷 데이터 신호를 전송한다. 이때, 아날로그 스위치(300)에 의해서 전송 신호 포트(102)에 연결된 2선의 전화선은 송신(Tx+/Tx-) 모드로 동작한다.
제어부(500)는 제1 물리 계층 인터페이스(100)의 제 1 포트(110)로부터 COL 신호가 검출되는 경우에도 아날로그 스위치(300)를 제어하여 2선의 전화선이 송신(Tx+, Tx-) 모드로 동작하도록 링크를 유지한다.
즉, 제어부(500)는 TxCTRL 신호를 이용하여 스위치를 온(on)시켜, 하이브리드로 입력되는 2개의 입력을 Tx+, Tx-로 설정한다. 물리 계층 인터페이스 제 2 포트(120)에서의 Tx +/- 라인은 도면상에는 하나의 라인처럼 도시되어 있으나, 각각 Tx+, Tx- 에 해당하는 두 개의 물리적 라인으로 구현되는 것이 가능하며, 이 때 TxCTRL에 의해 구동되는 스위치 역시 물리적으로 두 개의 스위치로 구현되는 것이 가능하다.
한편, 이더넷 포트(101)로부터 데이터의 입력이 없는 경우에는 물리 계층 인터페이스 제 2 포트(120)는 수신(Rx+/Rx-) 모드로 전환된다. 이때, 제어부(500)는 아날로그 스위치(300)를 제어하여 2개의 전화선이 수신(Rx+, Rx-) 모드로 동작하도록 한다.
즉, 제어부(500)의 RxCTRL 신호에 의해 하이브리드로부터의 2개의 입력은 Rx+, Rx-로 설정된다. 제 2 포트(120)에서의 Rx +/- 라인은 도면상에는 하나의 라인처럼 도시되어 있으나, 각각 Rx+, Rx- 에 해당하는 두 개의 물리적 라인으로 구현되는 것이 가능하며, 이 때 RxCTRL에 의해 구동되는 스위치 역시 물리적으로 두 개의 스위치로 구현되는 것이 가능하다.
아날로그 스위치에 의해 송신 모드로 전환되는 경우에는, 랜 카드나 컴퓨터 장치의 기능을 이용하여 수신 기능을 잠시 대기시키며, 수신 모드로 전환되는 경우에는 랜 카드나 컴퓨터 장치의 기능을 이용하여 송신 기능을 대기시킬 수 있다.
이때, 물리 계층 인터페이스 제 2 포트(120)는 2선의 전화선으로 송신(Tx+, Tx-) 모드 또는 수신(Rx+, Rx-) 모드로 각각 연결되기 때문에, 상대방과의 이더넷 링크의 확보가 불가능하다. 따라서, 물리 계층 인터페이스 제 3 포트(130)의 출력(Tx+, Tx-) 라인을 물리 계층 인터페이스 제 2 포트(120)의 입력(Rx+, Rx-) 라인과 연결되도록 하여 제 2 포트(120)의 이더넷 링크를 지속적으로 유지시킨다. 즉, 제어부(500)는 물리 계층 인터페이스 제 3 포트(130)가 링크 펄스를 계속 전송하도록 제어하여 상대방과의 이더넷 링크를 지속적으로 유지시킨다.
여기서 물리 계층 인터페이스 제 3 포트(130)는 입력(Rx+, Rx-) 라인이 미연결 상태이므로, 물리 계층 인터페이스 제 3 포트(130)로부터 출력되는 이더넷 데이터가 없기 때문에 이더넷 3포트 스위치(200)의 제 2 포트(120)의 입력에 영향을 주지는 않는다.
제어부(500)는 이더넷 데이터의 흐름을 제어하기 위하여 물리 계층 인터페이 스 제 1 포트(110)로부터 CRS, COL, LINK, SPEED, DUPLEX와 같은 제어 신호를 입력 받는다. 또한, 제어부(500)는 MAC 계층 인터페이스 제 1 포트(210)와 물리 계층 인터페이스 제 1 포트(110) 사이의 신호에서 이더넷 물리 계층에 해당하는 RXDV 신호와 TXEN 신호도 수신한다. 상기 제어 신호는 기존의 이더넷 통신을 위한 다양한 표준 제어 신호의 정의를 채택할 수 있다.
한편, 제어부(500)과 이더넷 스위치(200)은 별도의 장치에 구현될 수도 있지만, 하나의 물리적 장치에 구현되어도 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 것이다.
이와 같이, 아날로그 스위치(300)를 통하여 송/수신 되는 이더넷 데이터 신호는 2선의 전화선을 이용하여 전송되기 위해서 하이브리드(400)를 통과하게 되며, 이때, 음성 전화도 동시에 전송할 수 있도록 전화 신호 포트(600)에는 음성 전화기가 상기 2선의 전화선에 연결된다. 이더넷 데이터 신호와 음성 전화 신호는 하이브리드(400)에서 임피던스 매칭한 후에 전송 신호 포트(102)를 통하여 송/수신 된다.
상기 하이브리드(400)의 구성은 2선의 전화선에 기존의 하이브리드 장치의 임의의 임피던스 매칭의 구성을 채택할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이더넷 데이터 신호 및 전화 신호의 동시 전송 장치는 별도의 변/복조의 과정 및 별도의 송/수신 데이터 버퍼를 이용하는 것 없이 아날로그 스위치와 3포트 이더넷 스위치를 이용하여 이더넷 데이터의 송/수신 시 발생할 수 있는 충돌을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이더넷 데이터 신호 및 전화 신호의 동시 전송 장치의 외관을 보인 사시도이다.
도 4를 참조하면, 이더넷 데이터 신호 전송 장치는 임의의 형태의 하우징을 가지고, 하우징 일측에는 가입자 컴퓨터의 랜카드에 연결된 4선 또는 8선 UTP 케이블이 인입되는 이더넷 포트(101) 및 가입자 전화기의 국선으로부터 인입되는 한 쌍의 전화 신호 포트(600)가 구비되며, 타측에는 이더넷 데이터 신호와 음성 전화 신호를 동시에 송/수신하기 위해 2선의 전화선과 연결되는 한쌍의 전송 신호 포트(102)가 구비된다.
이더넷 포트(101), 전화 신호 포트(600), 전송 신호 포트(102)는 하나의 하우징에 형성되어, 단지 2선의 전화선과 연결함으로써 간편하게 이용될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 장치는 별도의 거치대가 필요 없이 전화선에 직접 연결하는 브릿지의 형태로 소형화가 가능하므로, 저가의 제조 비용으로 복잡한 배선 없이 효율적으로 이더넷 통신 및 전화 통신을 동시에 제공한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 이더넷 데이터 신호 및 전화 신호의 동시 전송 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 단계(S110)에서 제어부(500)는 이더넷 3포트 스위치(200)를 초기화한 다음, 단계(S120)으로 진행하여, 물리 계층 인터페이스 제 1 포트(110)를 초기화한다.
단계(S130)에서 제어부(500)는 이더넷 3포트 스위치(200)의 물리 계층 인터페이스 제 2 포트(120)를 100M 듀플렉스 모드로 설정한 다음, 단계(S140)으로 진행하여, 물리 계층 인터페이스 제 3 포트(130)를 100M Duplex 모드로 설정한다. 도 3에서 확인할 수 있는 것과 같이, 이더넷 데이터 송신 입력을 수행하지 않는 제2포트(120)과 제3포트(130)은 최대의 성능인 100M 듀플렉스 모드로 설정될 수 있다.
단계(S150)에서 제어부(500)는 물리 계층 인터페이스 제 1 포트(110)를 AN(Auto Negotiation) 모드로 활성화시켜, 하프 듀플렉스(Half-Duplex) 모드로 설정한다. 예를 들어, 물리 계층 인터페이스 제 1 포트(110)는 10/100M 하프 듀플렉스 모드로 설정되고, 50Mbps 정도의 통신 성능을 기대할 수 있다.
단계(S170)에서 제어부(500)는 물리 계층 인터페이스 제 1 포트(110)에 이더넷 링크가 설정되었는지를 판단하여, 이더넷 링크가 설정되지 않은 경우에는 단계(S173)으로 진행하여 송/수신을 중단(S173)하는 반면에, 이더넷 링크가 설정된 경우에는 단계(S172)로 진행하여, 송신 데이터가 입력되었는지를 판단(S170)한다.
단계(S170)의 판단 결과, 송신 데이터의 입력이 있는 경우에는 단계(S172)로 진행하여, 아날로그 스위치(300)를 송신 모드로 설정하는 반면에, 송신 데이터의 입력이 없는 경우에는 단계(S171)로 진행하여, 아날로그 스위치(300)를 수신 모드로 설정한다.
전술한 단계를 통해, 이더넷 데이터를 2선을 통해 송, 수신하는 것이 가능해지므로, 최종적으로 전송 신호 포트와 연결되는 2선에, 음성 전화 신호를 임피던스 매칭 시키는 경우 동시 전송이 가능해진다. 도 5에 도시는 생략되었지만, 2선을 통해 송, 수신되는 이더넷 데이터 신호는 상기 음성 전화 신호 존재에 따라 기존의 하이브리드 등을 채택하여 동신 전송을 수행하는 것은 본 발명의 상세한 설명 전체 기재를 참조해 볼 때 용이하게 이해될 것이다.
본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비 휘발성 매체, 분리형 및 비 분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비 휘발성, 분리형 및 비 분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되 는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 도 1은 종래 기술에 따른 이더넷 데이터 신호 전송 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이더넷 데이터 신호 및 음성 전화 신호의 동시 전송 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이더넷 데이터 신호 및 전화 신호의 동시 전송 장치의 구성을 더욱 상세하게 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이더넷 데이터 신호 및 전화 신호의 동시 전송 장치의 외관을 보인 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 이더넷 데이터 신호 및 전화 신호의 동시 전송 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

Claims (10)

  1. 2선을 통한 이더넷 데이터 신호 및 음성 전화 신호의 동시 전송 장치에 있어서,
    송신 이더넷 데이터 신호를 입력 받는 이더넷 포트;
    물리 계층 데이터 송수신을 수행하는 이더넷 통신을 수행하는 물리 계층 인터페이스;
    상기 물리 계층 인터페이스의 포트들 간의 스위칭을 수행하는 이더넷 스위치;
    상기 2선을 송신 모드 또는 수신 모드로 스위칭하는 아날로그 스위치;
    상기 송신 이더넷 데이터 신호가 존재하는 경우에 상기 2선을 송신 모드로 설정하고, 상기 송신 이더넷 데이터 신호가 없는 경우에 상기 2선을 수신 모드로 설정하도록 상기 아날로그 스위치를 제어하는 제어부 및;
    상기 2선에 상기 이더넷 데이터 신호 및 상기 음성 전화 신호의 임피던스 매칭을 수행하여 동시 전송을 제공하는 하이브리드
    를 포함하되,
    상기 물리 계층 인터페이스는,
    상기 이더넷 포트와 연결된 제 1 포트;
    상기 제 1 포트 및 상기 2 선과 연결된 제 2 포트,
    상기 제 2 포트와 연결된 제 3 포트를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제 1 포트로부터 이더넷 데이터 송신 입력을 감지하여 상기 아날로그 스위치를 송신 모드로 스위칭하는 것인 동시 전송 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 포트는 상기 2선과 스위칭될 수 있는 출력 라인쌍(Tx+, Tx- ) 및 입력 라인쌍(Rx+, Rx-)을 구비하여, 상기 아날로그 스위치의 스위칭에 따라 상기 2선이 Tx+, Tx- 및 Rx+, Rx-로 설정되는 것인 동시 전송 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 포트는 하프 듀플렉스 모드로 설정되고,
    상기 제 2 포트 및 상기 제 3 포트는 풀 듀플렉스 모드로 설정되는 것인 동시 전송 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 포트 및 제 2 포트는 제 1 포트의 MAC 계층 인터페이스를 통하여 연결되는 것인 동시 전송 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    수신 모드 동안 상기 제 3 포트는 상기 제 2 포트를 통해 링크 펄스를 제공하는 것인 동시 전송 장치.
  7. 이더넷 데이터 신호와 음성 전화 신호를 2선을 통해 동시 전송하는 방법에 있어서,
    이더넷 링크가 설정되었는지 판단하는 단계;
    상기 이더넷 링크가 설정된 경우, 이더넷 포트로부터 이더넷 데이터가 입력되었는지 판단하는 단계;
    상기 데이터 입력이 있는 경우에, 아날로그 스위치에 송신 제어 신호를 제공하여 상기 2선을 이더넷 데이터 송신 모드로 설정하는 단계;
    상기 데이터 입력이 없는 경우에, 아날로그 스위치에 수신 제어 신호를 제공하여 상기 2선을 이더넷 수신 모드로 설정하는 단계; 및
    하이브리드에 의한 임피던스 매칭을 이용하여 음성 전화 신호를 상기 2선을 통해 동시 송수신하는 단계를 포함하되,
    상기 이더넷 포트와 연결된 물리 계층 인터페이스의 제 1 포트를 하프 듀플렉스 모드로 설정하고, 상기 제 1 포트로부터의 신호에 기초하여 상기 데이터 입력 여부를 판단하는 것인 동시 전송 방법.
  8. 삭제
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 물리 계층 인터페이스 제 1 포트 및 상기 2선과 연결된 제 2 포트를 풀 듀플렉스 모드로 설정하는 단계 및
    상기 제 2 포트와 연결된 제 3 포트를 풀 듀플렉스 모드로 설정하는 단계
    를 더 포함하는 것이 동시 전송 방법.
  10. 2선을 통한 이더넷 데이터 신호 및 음성 전화 신호의 동시 전송 장치에 있어서,
    하우징;
    상기 하우징에 형성된 상기 2선과 연결되는 전송 신호 포트;
    상기 하우징에 형성된 이더넷 데이터 신호를 입력받는 이더넷 포트; 및
    상기 하우징에 형성된 음성 전화 신호를 입력 받는 전화 신호 포트
    를 포함하고,
    상기 이더넷 포트로부터 입력되는 이더넷 데이터 신호에 따라, 상기 전송 신호 포트를 송신 모드 또는 수신 모드로 전환하고, 상기 전화 신호 포트로부터의 음성 전화 신호와 상기 이더넷 데이터 입력 신호를 임피던스 매칭하여 상기 전송 신호 포트로 동시 출력하도록 형성되되,
    물리 계층 데이터 송수신을 수행하는 이더넷 통신을 수행하는 물리 계층 인터페이스;
    상기 2선을 송신 또는 수신 모드로 스위칭하는 아날로그 스위치; 및
    상기 송신 이더넷 데이터 신호가 존재하는 경우에 상기 2선을 송신 모드로 설정하고, 상기 송신 이더넷 데이터 신호가 없는 경우에 상기 2선을 수신 모드로 설정하도록 상기 아날로그 스위치를 제어하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 물리 계층 인터페이스는,
    상기 이더넷 포트와 연결된 제 1 포트;
    상기 제 1 포트 및 상기 2 선과 연결된 제 2 포트,
    상기 제 2 포트와 연결된 제 3 포트를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제 1 포트로부터 이더넷 데이터 송신 입력을 감지하여 상기 아날로그 스위치를 송신 모드로 스위칭하는 것인 동시 전송 장치.
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