KR101037734B1 - 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 방법, 중계장치 및 중계시스템 - Google Patents

수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 방법, 중계장치 및 중계시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 방법, 중계장치 및 중계시스템에 관한 것이다.
본 발명은 이동통신신호의 수신 또는 송신을 수행하는 이동통신 송수신부; 이동통신신호 및 PON 프레임 간의 신호 변환을 수행하는 신호 변환부; PON 프레임 및 광신호 간의 광전 변환 또는 전광 변환을 수행하는 광/전 변환부; 및 광신호의 송신 또는 수신을 수행하는 광신호 송수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계함으로써, 더욱 저렴한 비용으로 이동통신서비스를 원활하게 제공받을 수 없는 지역에 있는 사용자의 이동단말기에 이동통신서비스를 원활하게 제공하는 효과가 있다.
수동형 광 네트워크, 중계장치

Description

수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 방법, 중계장치 및 중계시스템{Method, Apparatus and System for Relaying Mobile Service using Passive Optical Network}
본 발명은 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 방법, 중계장치 및 중계시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 많은 설치 비용 또는 임대 비용이 드는 전용 광 선로를 이동통신서비스를 원활하게 제공받을 수 없는 지역까지 끌고 와서 별도의 중계기를 설치하지 않고도, 사용자의 이동단말기에 이동통신서비스를 원활하게 제공하는 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 방법, 중계장치 및 중계시스템에 관한 것이다.
요즈음, 이동통신 가입자 수의 급속한 증가로 인해, 이동단말기는 어느 누구나 당연히 가지고 있어야 할 정도로 일상생활에서 떼어놓을 수 없는 필수품이 되었다. 또한, 이동통신 가입자는 이동단말기를 통해 음성통화와 문자 메시지, 금융거래, 전자결제, TV시청, 게임, 음악 및 영화감상 등 다양한 이동통신서비스를 제공받는 등, 이동통신서비스로 인해 사용자의 일상생활에도 큰 변화가 일어나고 있다.
그럼에도 불구하고, 전파환경이 열악한 지역이나 음영지역, 예를 들어 도서 산간 지역, 기지국(111)과 같은 통신 인프라에서 멀리 떨어진 지역 및 지하 건물 등은, 도 1의 (a)에서와 같이, 이동통신서비스를 원활하게 제공해줄 수 있는 서비스 범위에 속하지 않게 되어, 이곳에 있는 사용자는 이동단말기(100)를 통해서 원활한 이동통신서비스를 이동통신망(110)으로부터 제공받지 문제점이 여전히 발생한다.
이동통신서비스를 제공받을 수 없는 지역에 있는 사용자에게 이동통신서비스를 제공하기 위해서는, 즉 도 1의 (b)에서처럼 서비스 범위를 확대하기 위해서는, 이동통신망(110)의 기지국(111)과 같은 기존 통신 인프라로부터 이동통신서비스를 제공받을 수 없는 지역까지 광 선로(112)를 새로 설치하거나 이미 포설된 광 선로를 임대하여 이동통신서비스를 제공받을 수 없는 지역에 별도의 중계기(113)를 신설해야만 한다. 이렇게 중계기(113)를 신설함으로써 이동통신서비스를 제공받을 수 없는 지역에 있는 사용자에게도 이동통신서비스를 제공할 수 있게 된다. 하지만, 중계기(113) 신설을 위해 전용 광 선호(112)를 새로 설치하거나 임대하는 데에는 많은 비용이 발생하는 문제점을 안고 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 많은 설치 비용 또는 임대 비용이 드는 전용 광 선로를 이동통신서비스를 원활하게 제공받을 수 없는 지역까지 끌고 와서 별도의 중계기를 설치하지 않고도, 사용자의 이동단말기에 이동통신서비스를 원활하게 제공하는 데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이동통신신호의 수신 또는 송신을 수행하는 이동통신 송수신부; 상기 이동통신신호 및 PON 프레임 간의 신호 변환을 수행하는 신호 변환부; 상기 PON 프레임 및 광신호 간의 광전 변환 또는 전광 변환을 수행하는 광/전 변환부; 및 상기 광신호의 송신 또는 수신을 수행하는 광신호 송수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계장치를 제공한다.
또한, 본 발명은, 이동통신망으로부터 수신된 하향 이동통신신호를 하향 PON 프레임으로 변환하고 상기 하향 PON 프레임을 하향 광신호로 전광 변환하여 PON으로 입력하고, 상기 PON으로부터 출력된 상향 광신호를 상향 PON 프레임으로 광전 변환하고 상기 상향 PON 프레임을 상향 이동통신신호로 변환하여 상기 이동통신망으로 송신하는 마스터 중계장치; 및 상기 PON으로부터 출력된 상기 하향 광신호를 상기 하향 PON 프레임으로 광전 변환하고 상기 하향 PON 프레임을 상기 하향 이동통신신호로 변환하여 송신하고, 이동단말기로부터 송신된 상기 상향 이동통신신호를 수신하여 상기 상향 PON 프레임으로 변환하고 상기 상향 PON 프레임을 상기 상향 광신호로 전광 변환하여 상기 PON으로 입력하는 슬레이브 중계장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은, 이동통신망으로부터 하향 이동통신신호를 수신하는 하향 이동통신신호 수신 단계; 상기 하향 이동통신신호를 하향 PON 프레임으로 변환하는 하향 PON 프레임화 단계; 상기 하향 PON 프레임을 하향 광신호로 전광 변환하여 PON으로 입력하는 하향 PON 입력 단계; 상기 PON으로부터 출력된 상기 하향 광신호 를 상기 하향 PON 프레임으로 광전 변환하는 하향 PON 출력 단계; 상기 하향 PON 프레임을 상기 하향 이동통신신호로 변환하는 하향 역 PON 프레임화 단계; 및 상기 하향 이동통신신호를 송신하는 하향 이동통신신호 송신 단계를 포함하는 하향 중계 단계와, 이동단말기로부터 송신된 상향 이동통신신호를 수신하는 상향 이동통신신호 수신 단계; 상기 상향 이동통신신호를 상향 PON 프레임으로 변환하는 상향 PON 프레임화 단계; 상기 상향 PON 프레임을 상향 광신호로 전광 변환하여 상기 PON으로 입력하는 상향 PON 입력 단계; 상기 PON으로부터 출력된 상기 상향 광신호를 상기 상향 PON 프레임으로 광전 변환하는 상향 PON 출력 단계; 상기 상향 PON 프레임을 상기 상향 이동통신신호로 변환하는 상향 역 PON 프레임화 단계; 및 상기 상향 이동통신신호를 상기 이동통신망으로 송신하는 상향 이동통신신호 송신 단계를 포함하는 상향 중계 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 중계시스템이 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 이동통신망으로부터 수신된 하향 이동통신신호를 하향 PON 프레임으로 변환하고 상기 하향 PON 프레임을 하향 광신호로 전광 변환하여 PON으로 입력하고, 상기 PON으로부터 출력된 상향 광신호를 상향 PON 프레임으로 광전 변환하고 상기 상향 PON 프레임을 상향 이동통신신호로 변환하여 상기 이동통신망으로 송신하는 마스터 중계장치; 및 상기 PON으로부터 출력된 하향 이더넷 프레임을 상기 하향 이동통신신호로 변환하여 송신하고, 이동단말기로부터 송신된 상기 상향 이동통신신호를 수신하여 상향 이더넷 프레임으로 변환하여 상기 PON으로 입력하는 슬레이브 중계장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은, 이동통신망으로부터 하향 이동통신신호를 수신하는 하향 이동통신신호 수신 단계; 상기 하향 이동통신신호를 하향 PON 프레임으로 변환하는 하향 PON 프레임화 단계; 상기 하향 PON 프레임을 하향 광신호로 전광 변환하여 PON으로 입력하는 하향 PON 입력 단계; 상기 PON으로부터 출력된 하향 이더넷 프레임을 상기 하향 이동통신신호로 변환하는 하향 PON 출력 단계; 및 상기 하향 이동통신신호를 송신하는 하향 이동통신신호 송신 단계를 포함하는 하향 중계 단계와, 이동단말기로부터 송신된 상향 이동통신신호를 수신하는 상향 이동통신신호 수신 단계; 상기 상향 이동통신신호를 상향 이더넷 프레임으로 변환하여 상기 PON으로 입력하는 상향 PON 입력 단계; 상기 PON으로부터 출력된 상향 광신호를 상향 PON 프레임으로 광전 변환하는 상향 PON 출력 단계; 상기 상향 PON 프레임을 상기 상향 이동통신신호로 변환하는 상향 역 PON 프레임화 단계; 및 상기 상향 이동통신신호를 상기 이동통신망으로 송신하는 상향 이동통신신호 송신 단계를 포함하는 상향 중계 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 중계시스템이 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 이동통신신호의 수신 또는 송신을 수행하는 제 1 신호 송수신부; 데이터통신신호의 수신 또는 송신을 수행하는 제 2 신호 송수신부; 상기 이동통신신호 및 PON(Passive Optical Network) 프레임 간의 신호 변환을 수행하거나, 상기 데이터통신신호 및 PON 프레임 간의 신호 변환을 수행하는 신호 변환부; 상기 PON 프레임 및 광신호 간의 광전 변환 또는 전광 변환을 수행하는 광/전 변환 부; 및 상기 광신호의 송신 또는 수신을 수행하는 광신호 송수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동형 광 네트워크를 이용하여 통신서비스를 중계하는 중계장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 많은 설치 비용 또는 임대 비용이 드는 전용 광 선로를 이동통신서비스를 원활하게 제공받을 수 없는 지역까지 끌고 와서 별도의 중계기를 설치하지 않고, 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계함으로써, 더욱 저렴한 비용으로 사용자의 이동단말기에 이동통신서비스를 원활하게 제공하는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되 거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 2에 도시된 본 발명에서의 중계시스템(200)은 수동형 광 네트워크(PON: Passive Optical Network, 이하 "PON"이라 칭함)를 이용하여 이동단말기(100)와 이동통신망(110) 간의 이동통신신호를 중계함으로써 이동통신서비스를 중계한다.
도 2를 참조하면, 전파환경이 열악한 지역이나 음영지역(예를 들어, 도서 산간 지역, 이동통신망(110)의 기지국(111)과 같은 통신 인프라에서 멀리 떨어진 지역 및 지하 건물 등)에 있는 사용자의 이동단말기(100)로 이동통신서비스를 제공하기 위해서, 본 발명에서 개시하는 중계시스템(200)은 기존에 구축되어 있는 광 가입자망 기술의 하나인 PON(2000)을 이용하여 이동통신망(110) 및 이동단말기(100) 간의 이동통신신호를 중계한다. 그로 인해, 많은 설치 비용 또는 임대 비용이 드는 전용 광 선로(112)를 특정 지역까지 끌고 와서 별도의 중계기(113)를 설치하지 않고도, 전파환경이 열악한 지역이나 음영지역에 있는 사용자의 이동단말기(100)로 이동통신서비스를 원활하게 제공할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 중계시스템(200)에서 제공하는 "이동통신서비스 중계"(즉, 이동통신망(110) 및 이동단말기(100) 간의 이동통신신호 중계)는, 이동통신망(110)에서 이동단말기(100)로 전송되는 이동통신신호에 대한 "하향(Down) 중계"와, 이동단말기(100)에서 이동통신망(110)으로 전송되는 이동통신신호에 대한 "상향(Up) 중계"로 나눌 수 있다.
또한, 본 명세서에서는, 하향 중계시의 신호들과 상향 중계시의 신호들을 구 분하기 위해서, 설명 편의상, 하향 중계시의 모든 신호들에는 '하향'이란 용어를 부가하여 기술하고, 상향 중계시의 모든 신호들에는 '상향'이란 용어를 부가하여 기술한다.
본 발명에서 개시하는 PON(2000)을 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계시스템(200)은, 이동통신망(110) 및 이동단말기(100) 간의 이동통신신호 중계를 위해서, 2가지 유형의 중계장치를 포함하는데, 이러한 중계장치 중 하나인 "마스터(Master) 중계장치"는 이동통신망(110)의 기지국(111) 등과 같은 기존 통신 인프라를 PON(2000)과 연결시켜 주며, 다른 중계장치인 "슬레이브(Slave) 중계장치"는 사용자의 이동단말기(100)를 PON(2000)과 연결시켜 준다. 이와 같이, 마스터 중계장치 및 슬레이브 중계장치는, 이종의 네트워크들(즉, 이동통신망과 PON)을 연결하게 해주기 때문에, 한 네트워크에서 전송되던 신호를 이종의 다른 네트워크에 적합한 형태로 변환하는 신호 변환 기능(예: 이동통신신호↔PON 프레임)을 수행해야만 한다.
전술한 바와 같은 본 발명에서 개시되는 중계시스템(200)에 대한 몇 가지 실시 예를 따라오는 도면들을 참조하여 후술한다.
한편, 본 발명에서 개시되는 중계시스템(200)은, PON(2000)을 이용하는 방식에 따라서 다르게 실시될 수 있다. 예를 들어, 중계시스템(200)은, 이동통신망(110)과 PON(2000)를 연결하기 위해서 PON(2000)의 OLT(Optical Line Terminal, 이하 "OLT"라 칭함)과 연결되고, PON(2000)과 이동단말기(100)를 연결하기 위해서 PON(2000)의 RN(Remote Node, 이하 "RN"이라 칭함) 또는 ONU(Optical Network Unit, 이하 "ONU"라 칭함)와 연결될 수 있다. 만약, 중계시스템(200)이 PON(2000)과 이동단말기(100)를 연결하기 위해서 PON(2000)의 RN과 연결되느냐, 아니면 ONU와 연결되느냐에 따라 슬레이브 중계장치와 PON(2000)과의 연결 방식 및 그 수행 기능이 일부 달라질 수 있다. 따라서, PON(2000)과 이동단말기(100)를 연결하기 위해, PON(2000)의 RN과 연결되는 슬레이브 중계장치를 포함하는 중계시스템(200)을 도 3에서 예시적으로 도시하며, 이때의 중계시스템(200)을 도면 번호를 달리하여 중계시스템(300)이라고 한다. 또한, PON(2000)과 이동단말기(100)를 연결하기 위해, PON(2000)의 ONU와 연결되는 슬레이브 중계장치를 포함하는 중계시스템(200)을 도 6에서 예시적으로 도시하며, 이때의 중계시스템(200)을 도면 번호를 달리하여 중계시스템(600)이라고 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PON(2000)을 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계시스템(300)을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 PON(2000)을 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계시스템(300)은 2가지 유형의 중계장치를 포함하는데, 이러한 중계장치 중 하나인 마스터(Master) 중계장치(310)는 이동통신망(110)의 기지국(111) 등과 같은 기존 통신 인프라를 PON(2000)과 연결시켜 주며, 다른 중계장치인 슬레이브(Slave) 중계장치(320)는 사용자의 이동단말기(100)를 PON(2000)과 연결시켜 준다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 PON(2000)을 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계시스템(300)에 포함된 마스터 중계장치(310)는, 이동통신 망(110)으로부터 수신된 하향 이동통신신호를 하향 PON 프레임으로 변환하고 하향 PON 프레임을 하향 광신호로 전광 변환하여 PON(2000)으로 입력함으로써, 이동통신망(110) 및 이동단말기(100) 간의 하향 중계를 한다. 또한, 마스터 중계장치(310)는, PON(2000)으로부터 출력된 상향 광신호를 상향 PON 프레임으로 광전 변환하고 상향 PON 프레임을 상향 이동통신신호로 변환하여 이동통신망(110)으로 송신함으로써, 이동통신망(110) 및 이동단말기(100) 간의 상향 중계를 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 PON(2000)을 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계시스템(300)에 포함된 슬레이브 중계장치(320)는, PON(2000)으로부터 출력된 하향 광신호를 하향 PON 프레임으로 광전 변환하고 하향 PON 프레임을 하향 이동통신신호로 변환하여 이동단말기(100)를 향해 송신함으로써, 이동통신망(110) 및 이동단말기(100) 간의 하향 중계를 한다. 또한, 슬레이브 중계장치(320)는, 이동단말기(100)로부터 송신된 상향 이동통신신호를 수신하여 상향 PON 프레임으로 변환하고 상향 PON 프레임을 상향 광신호로 전광 변환하여 PON(2000)으로 입력함으로써, 이동통신망(110) 및 이동단말기(100) 간의 상향 중계를 한다.
전술한 마스터 중계장치(310)는, 이동통신망(110)의 기지국(111) 또는 기지국(111)과 연결된 중계기 등과 같은 기존의 통신 인프라를 PON(2000)과 연결시켜 주기 위한 중계장치로서, 그 연결은 네트워크 환경 등에 따라서 여러 가지의 형태로 구현될 수 있다. 일 예로, 마스터 중계장치(310)는, 이동통신망(110)의 통신 인프라(기지국 또는 중계기) 및 PON(2000)의 OLT(2100)와 각각 연결되되, 이동통신 망(110)의 통신 인프라(기지국 또는 중계기)와는 유선, 무선 또는 광케이블로 연결되고, PON(2000)의 OLT(2100)와는 광케이블로 연결될 수 있다.
전술한 슬레이브 중계장치(320)는, 사용자의 이동단말기(100)를 PON(2000)과 연결시켜주는 중계장치로서, 그 연결은 네트워크 환경 등에 따라서 여러 가지의 형태로 구현될 수 있다. 일 예로, PON(2000)의 RN(2200) 및 이동단말기(100)와 각각 연결되되, PON(2000)의 RN(2200)과는 광케이블로 연결되고, 이동단말기(100)와는 무선으로 직접 연결되거나 유선, 무선, 광케이블 또는 이더넷 케이블로 연결된 중계기 또는 서브 슬레이브 중계장치를 통해 이동단말기(100)와 연결될 수 있다.
도 3을 참조한 이상에서의 설명은, 본 발명의 일 실시예에 따른 PON(2000)을 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계시스템(300)에 포함된 2가지 유형의 중계장치인 마스터 중계장치(310)와 슬레이브 중계장치(320)에서의 수행기능 중심의 설명이었으나, 이하에서는 이동통신서비스 중계를 상향 중계와 하향 중계로 나누어서 본 발명의 일 실시예에 따른 PON(2000)을 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계시스템(300)을 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 중계시스템(300)에서 PON(2000)을 이용하여 제공하는 이동통신서비스 중계 중, 이동통신망(110)으로부터 이동단말기(100)로 향하는 이동통신신호에 대한 하향(Down) 중계를 아래에서 예시적으로 설명한다.
마스터 중계장치(310)는 이동통신망(110)으로부터 수신된 하향 이동통신신호를 소정의 절차(예: A/D 변환, 프레임화, 이더넷 프레임화 및 PON 프레임화 등)를 거쳐 하향 PON 프레임으로 변환하고 하향 PON 프레임을 다시 하향 광신호로 전광 변환하여 PON(2000)의 OLT(2100)로 입력한다.
이후, 하향 광신호는 PON(2000)의 OLT(2100)에서 IPTV, VoIP, 인터넷 등의 다른 광신호들과 결합되어 해당 RN(2200)까지 광케이블을 통해 전송되고, 해당 RN(2200)에서는 전송되어 온 광신호들을 분배하여 해당 광신호를 출력하여 해당 슬레이브 중계장치(320)로 전달한다.
이후, 슬레이브 중계장치(320)는, RN(2200)에서 출력된 하향 광신호를 하향 PON 프레임으로 광전 변환하고 하향 PON 프레임을 소정의 절차(예: A/D 변환, 역 PON 프레임화, 역 이더넷 프레임화 및 역 프레임화 등)를 거쳐서 다시 하향 이동통신신호로 변환하여 이동통신망(110)에서 송신된 하향 이동통신신호를 복원하고 이동단말기(100)를 향해 송신함으로써, 이동통신망(110)에서 송신된 하향 이동통신신호가 이동단말기(100)까지 전달되게 된다. 여기서, RN(2200)에서 슬레이브 중계장치(320)로 출력하는 신호들에는 하향 이동통신신호와 관련된 신호 이외에도 PON(2000)을 통해 전송되는 다른 신호가 섞여있을 수 있기 때문에, 하향 이동통신신호와 관련된 신호만 추출해내는 기능을 수행할 수도 있다.
다음으로는, 본 발명의 일 실시예에 따른 중계시스템(300)에서 PON(2000)을 이용하여 제공하는 이동통신서비스 중계 중, 이동단말기(100)로부터 이동통신망(110)으로 향하는 이동통신신호에 대한 상향(Up) 중계를 아래에서 예시적으로 설명한다.
슬레이브 중계장치(320)는, 이동단말기(100)로부터 송신된 상향 이동통신신호를 수신하여 소정의 절차를 거쳐서 상향 PON 프레임으로 변환하고 상향 PON 프레 임을 상향 광신호로 전광 변환하여 PON(2000)의 RN(2200)으로 입력한다.
이후, PON(2000)의 RN(2200)에서는 PON(2000)에서의 다른 광신호들과 결합되어 광케이블을 통해 해당 OLT(2100)까지 전송되고, OLT(2100)에서는 RN(2200)에서 전송되어 온 광신호들을 분배하여 해당 광신호를 출력하여 마스터 중계장치(310)로 전달한다.
이후, 마스터 중계장치(310)는, PON(2000)의 OLT(2100)로부터 출력된 상향 광신호를 상향 PON 프레임으로 광전 변환하고 상향 PON 프레임을 소정의 절차를 거쳐서 상향 이동통신신호로 변환하여 이동단말기(100)로부터 송신된 상향 이동통신신호를 복원하게 되고, 복원된 상향 이동통신신호를 이동통신망(110)으로 송신한다. 여기서, OLT(2100)에서 마스터 중계장치(310)로 출력하는 신호에 보내는 시간을 할당하여 스케줄링 함으로 상향 이동통신신호와 관련된 신호 이외에도 PON(2000)을 통해 전송되는 다른 신호가 서로 충돌하는 것을 방지하며 할당 받은 시간 내에 입력되는 상향 이동통신신호를 복원한다.
이상에서, 도 3을 참조하여 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 중계시스템(300)이 PON(2000)을 이용하여 제공하는 이동통신서비스 중계 방법은, 이동통신망(110)에서 이동단말기(100)로의 (하향) 이동통신신호에 대한 하향 중계 단계와, 이동단말기(100)에서 이동통신망(110)으로의 (상향) 이동통신신호에 대한 상향 중계 단계를 포함하며, 이동통신신호 중계 방법 중 하향 중계 단계는 도 4를 참조하여 설명하며, 이동통신신호 중계 방법 중 상향 중계 단계는 도 5를 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 중계시스템(300)이 PON(2000)을 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 방법에서의 하향 중계 단계에 대한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 중계시스템(300)이 PON(2000)을 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 방법에서의 하향 중계 단계는, 이동통신망(110)으로부터 하향 이동통신신호를 수신하는 하향 이동통신신호 수신 단계(S400); 하향 이동통신신호를 하향 PON 프레임으로 변환하는 하향 PON 프레임화 단계(S402); 하향 PON 프레임을 하향 광신호로 전광 변환하여 PON(2000)으로 입력하는 하향 PON 입력 단계(S404); PON(2000)을 통해 하향 광신호가 전송되고, 이후, PON(2000)으로부터 출력된 하향 광신호를 하향 PON 프레임으로 광전 변환하는 하향 PON 출력 단계(S406); 하향 PON 프레임을 하향 이동통신신호로 변환하는 하향 역 PON 프레임화 단계(S408); 및 하향 이동통신신호를 이동단말기(100)를 향해 송신하는 하향 이동통신신호 송신 단계(S410) 등을 포함한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 중계시스템(300)이 PON(2000)을 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 방법에서의 상향 중계 단계에 대한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 중계시스템(300)이 PON(2000)을 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 방법에서의 상향 중계 단계는, 이동단말기(100)로부터 송신된 상향 이동통신신호를 수신하는 상향 이동통신신호 수신 단계(S500); 상향 이동통신신호를 상향 PON 프레임으로 변환하는 상향 PON 프레임화 단계(S502); 상향 PON 프레임을 상향 광신호로 전광 변환하여 PON(2000)으로 입력하는 상향 PON 입력 단계(S504); PON(2000)을 통해 상향 광신호가 전송되고, 이후, PON(2000)으로부터 출력된 상향 광신호를 상향 PON 프레임으로 광전 변환하는 상향 PON 출력 단계(S506); 상향 PON 프레임을 상향 이동통신신호로 변환하는 상향 역 PON 프레임화 단계(S508); 및 상향 이동통신신호를 이동통신망(110)으로 송신하는 상향 이동통신신호 송신 단계(S510) 등을 포함한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 PON(2000)을 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계시스템(600)을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 PON(2000)을 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계시스템(600)은 2가지 유형의 중계장치를 포함하는데, 이러한 중계장치 중 하나인 마스터(Master) 중계장치(610)는 이동통신망(110)의 기지국(111) 등과 같은 기존 통신 인프라를 PON(2000)과 연결시켜 주며, 다른 중계장치인 슬레이브(Slave) 중계장치(620)는 사용자의 이동단말기(100)를 PON(2000)과 연결시켜 준다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 PON(2000)을 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계시스템(600)에 포함된 마스터 중계장치(610)는, 이동통신망(110)으로부터 수신된 하향 이동통신신호를 하향 PON 프레임으로 변환하고 하향 PON 프레임을 하향 광신호로 전광 변환하여 PON(2000)으로 입력함으로써, 이동통신망(110) 및 이동단말기(100) 간의 하향 이동통신신호에 대한 하향 중계를 수행한다. 또한, 마스터 중계장치(610)는, PON(2000)으로부터 출력된 상향 광신호를 상향 PON 프레임으로 광전 변환하고 상향 PON 프레임을 상향 이동통신신호로 다시 변환하여 이동통신망(110)으로 송신함으로써, 이동통신망(110) 및 이동단말기(100) 간의 상향 이동통신신호에 대한 상향 중계를 수행한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 PON(2000)을 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계시스템(600)에 포함된 슬레이브 중계장치(620)는, PON(2000)으로부터 출력된 하향 이더넷 프레임을 하향 이동통신신호로 변환하여 이동단말기(100)를 향해 송신함으로써, 이동통신망(110) 및 이동단말기(100) 간의 하향 이동통신신호에 대한 하향 중계를 수행한다. 또한, 슬레이브 중계장치(620)는, 이동단말기(100)로부터 송신된 상향 이동통신신호를 수신하여 상향 이더넷 프레임으로 변환하여 PON(2000)으로 입력함으로써, 이동통신망(110) 및 이동단말기(100) 간의 상향 이동통신신호에 대한 상향 중계를 수행한다.
전술한 마스터 중계장치(610)는, 이동통신망(110)의 기지국(111) 또는 기지국(111)과 연결된 중계기 등과 같은 기존의 통신 인프라를 PON(2000)과 연결시켜 주기 위한 중계장치로서, 그 연결은 네트워크 환경 등에 따라서 여러 가지의 형태로 구현될 수 있다. 일 예로, 마스터 중계장치(610)는 이동통신망(110)의 통신 인프라(예: 기지국 또는 중계기) 및 PON(2000)의 OLT(2100)와 각각 연결되되, 이동통신망(110)의 통신 인프라(예: 기지국 또는 중계기)와는 유선, 무선 또는 광케이블로 연결되고, PON(2000)의 OLT(2100)와는 광케이블로 연결될 수 있다.
전술한 슬레이브 중계장치(620)는, 사용자의 이동단말기(100)를 PON(2000)과 연결시켜주는 중계장치로서, 그 연결은 네트워크 환경 등에 따라서 여러 가지의 형태로 구현될 수 있다. 일 예로, PON(2000)의 ONU(2300) 및 이동단말기(100)와 각각 연결되되, PON(2000)의 ONU(2300)와는 이더넷 케이블로 연결되고, 이동단말기(100) 와는 무선으로 직접 연결되거나 유선, 무선, 광케이블 또는 이더넷 케이블로 연결된 중계기 또는 서브 슬레이브 중계장치를 통해 이동단말기(100)와 연결될 수 있다.
이상에서, 도 6을 참조하여 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 중계시스템(600)이 PON(2000)을 이용하여 제공하는 이동통신서비스 중계 방법은, 이동통신망(110)에서 이동단말기(100)로의 (하향) 이동통신신호에 대한 하향 중계 단계와, 이동단말기(100)에서 이동통신망(110)으로의 (상향) 이동통신신호에 대한 상향 중계 단계를 포함하며, 이동통신서비스 중계 방법 중 하향 중계 단계는 도 7을 참조하여 설명하며, 이동통신서비스 중계 방법 중 상향 중계 단계는 도 8을 참조하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 중계시스템(600)이 PON(2000)을 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 방법에서의 하향 중계 단계에 대한 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 중계시스템(600)이 PON(2000)을 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 방법에서의 하향 중계 단계는, 이동통신망(110)으로부터 하향 이동통신신호를 수신하는 하향 이동통신신호 수신 단계(S700); 하향 이동통신신호를 하향 PON 프레임으로 변환하는 하향 PON 프레임화 단계(S702); 하향 PON 프레임을 하향 광신호로 전광 변환하여 PON(2000)으로 입력하는 하향 PON 입력 단계(S704); PON(2000)으로부터 출력된 하향 이더넷 프레임을 하향 이동통신신호로 변환하는 하향 PON 출력 단계(S706); 및 하향 이동통신신호를 이동단말기(100)를 향해 송신하는 하향 이동통신신호 송신 단계(S708) 등을 포함한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 중계시스템(600)이 PON(2000)을 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 방법에서의 상향 중계 단계에 대한 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 중계시스템(600)이 PON(2000)을 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 방법에서의 상향 중계 단계는, 이동단말기(100)로부터 송신된 상향 이동통신신호를 수신하는 상향 이동통신신호 수신 단계(S800); 상기 상향 이동통신신호를 상향 이더넷 프레임으로 변환하여 상기 PON으로 입력하는 상향 PON 입력 단계(S802); 상기 PON으로부터 출력된 상향 광신호를 상향 PON 프레임으로 광전 변환하는 상향 PON 출력 단계(S804); 상기 상향 PON 프레임을 상기 상향 이동통신신호로 변환하는 상향 역 PON 프레임화 단계(S806); 및 상기 상향 이동통신신호를 상기 이동통신망으로 송신하는 상향 이동통신신호 송신 단계(S808) 등을 포함한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 PON(2000)을 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계장치(900)에 대한 블록 구성도이다.
이러한 중계장치(900)는, 이동통신망(110)에서 이동단말기(100)로 송신되는 하향 이동통신신호에 대한 중계 기능과, 이동단말기(100)에서 이동통신망(110)으로 송신되는 상향 이동통신신호에 대한 중계 기능을 수행하며, 이러한 중계 기능을 수행하기 위해서, 중계장치(900)는, 수동형 광 네트워크(PON: Passive Optical Network)를 이용한다. 따라서, 중계장치(900)는 이동통신신호를 수동형 광 네트워크에서 전송 가능한 형태로 변환하거나, 수동형 광 네트워크에서 전송되는 신호를 이동통신신호로 변환하는 등의 신호 변환 기능을 수행할 수 있어야 한다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 PON(2000)을 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계장치(900)는, 이동통신신호의 수신 또는 송신을 수행하는 이동통신 송수신부(910); 이동통신신호 및 PON 프레임 간의 신호 변환을 수행하는 신호 변환부(920); PON 프레임 및 광신호 간의 광전 변환 또는 전광 변환을 수행하는 광/전 변환부(930); 및 광신호의 송신 또는 수신을 수행하는 광신호 송수신부(940) 등을 포함한다.
이러한 중계장치(900)는, 이동통신망(110)과 PON(2000) 사이를 연결해주는 "마스터 중계장치"로서 동작하거나, PON(2000)과 이동단말기(100) 사이를 연결해주는 "슬레이브 중계장치"로서 동작할 수도 있다.
전술한 중계장치(900)가, 이동통신망(110)과 PON(2000) 사이를 연결해주는 마스터 중계장치로서 동작하는 경우, 일 예로서, 도 11에서의 예시적인 연결 구조를 가질 수 있다. 이때의 중계장치(900)는, 이동통신망(100)의 통신 인프라(예: 기지국이나 중계기 등) 및 PON(2000)의 OLT(2100)와 각각 연결되되, 이동통신망(110)의 통신 인프라(예: 기지국(111)이나 중계기(1110) 등)와는 유선, 무선 또는 광케이블로 연결되고, PON(2000)의 OLT(2100)와는 광케이블로 연결될 수 있다. 이러한 경우의 중계장치(900)는 도 3에서의 마스터 중계장치(310) 및 도 6에서의 마스터 중계장치(610)로 동작할 수 있다.
전술한 중계장치(900)가, PON(2000)과 이동단말기(100) 사이를 연결해주는 슬레이브 중계장치로서 동작하는 경우, 도 12에서의 예시적인 연결 구조를 가질 수 있다. 이때의 중계장치(900)는, PON(2000)의 RN(2200) 또는 ONU(2300)와, 이동단말기(100)와 각각 연결되되, PON(2000)의 RN(2200) 또는 ONU(2300)와는 광케이블 또는 이더넷 케이블로 연결되고, 이동단말기(100)와는 무선으로 직접 연결되거나 유선, 무선, 광케이블 또는 이더넷 케이블로 연결된 중계기(1210) 또는 서브 슬레이브 중계장치(1220)를 통해 이동단말기(100)와 연결될 수 있다. 이러한 경우의 중계장치(900)는 도 3에서의 슬레이브 중계장치(320) 및 도 6에서의 슬레이브 중계장치(620)로 동작할 수 있다. 위에서 언급한 서브 슬레이브 중계장치(1220)는 슬레이브 중계장치로 동작하는 중계장치(900)와 그 기능 및 구성에서 유사하다.
단, 도 11 및 도 12에서 예시적인 도시된 중계장치(900)의 연결 구조는 네트워크 상황 등에 따라 달라지거나 변경될 수도 있다.
한편, 전술한 이동통신 송수신부(910)는, (상향 또는 하향) 이동통신신호에 대한 여과 및 증폭 기능을 수행하는 여과 증폭부; 및 (상향 또는 하향) 이동통신신호를 RF신호 형태로 수신하거나 송신하는 RF 모듈부 등에서 하나 이상을 포함할 수 있다.
한편, 전술한 신호 변환부(920)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 디지털신호 형태의 이동통신신호 및 프레임 간의 프레임화 및 역 프레임화를 수행하는 프레임화/역 프레임화 관리부(1020); 프레임 및 이더넷 프레임 간의 이더넷 프레임화 및 역 이더넷 프레임화를 수행하는 이더넷 프레임화/역 이더넷 프레임화 관리부(1030); 및 이더넷 프레임 및 PON 프레임 간의 PON 프레임화 및 역 PON 프레임화를 수행하는 PON 프레임화/역 PON 프레임화 관리부(1040) 등을 포함할 있다.
또한, 신호 변환부(920)는, 아날로그신호 형태인 이동통신신호 및 디지털신호 간의 A/D(Analog/Digital) 변환을 수행하는 A/D 변환부(1010)를 포함할 수도 있다. 이 A/D 변환부(1010)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 AD 컨버터(Analog to Digital Converter)와, 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 DA 컨버터(Digital to Analog Converter)를 포함한다.
단, 도 10에 도시된 신호 변환부(920)에서의 프레임화/역 프레임화 관리부(1020)는 "FPGA(Field Programmable Gate Array) 관리부"라고도 하고, 이더넷 프레임화/역 이더넷 프레임화 관리부(1030)는 "PHY 관리부"라고도 하며, PON 프레임화/역 PON 프레임화 관리부(1040)는 "PON MAC 관리부"라고도 한다.
또한, 중계장치(900)가 PON(2000)과 이동단말기(100) 사이를 연결해주는 "슬레이브 중계장치"로서 동작하는 경우, 중계장치(900)는, ONT(Optical Network Terminal) 및 ONU(Optical Network Unit) 등에서 하나 이상을 포함하는 PON 종단 장치일 수도 있다.
전술한 바와 같이, 중계장치(900)가, ONT(Optical Network Terminal) 및 ONU(Optical Network Unit) 등에서 하나 이상을 포함하는 PON 종단 장치인 경우, PON(2000) 및 이동단말기(100) 간의 이동통신신호의 중계 기능뿐만 아니라, PC, 셋탑박스 등의 데이터통신 단말기가 PON(200)에 접속하여 데이터통신신호를 송수신할 수 있도록 해줄 수도 있다. 따라서, 전술한 중계장치(900)는, 이동통신신호를 중계하기 위한 이동통신신호 송수신부(910), 신호 변환부(920), 광/전 변환부(930) 및 광신호 송수신부(940) 등 이외에도, 데이터통신신호의 송수신과 이를 위한 PON(2000) 접속 기능을 수행하기 위해서, 데이터통신신호의 수신 또는 송신을 수행하는 데이터통신신호 송수신부; 및 데이터 통신 신호 및 PON 프레임 간의 신호 변환을 수행하는 데이터통신신호 변환부를 추가로 포함할 수 있다.
데이터통신신호 송수신부는 이동통신신호 송수신부(910)와 함께 하나의 신호 송수신부에 포함될 수도 있으며, 데이터통신신호 송수신부는 PC, 셋탑박스 등의 데이터통신 단말기 또는 이들 데이터통신 단말기가 접속되는 다른 네트워크 장비가 접속할 수 있는 랜(LAN) 포트(예: RJ45) 등의 하나 이상의 통신 포트를 포함하고, 통신 포트가 복수 개인 경우 복수 개의 통신 포트에 대한 개폐를 수행하는 개폐기 및 임피던스 정합 변압기 등을 포함할 수도 있다.
데이터통신신호 변환부는 신호 변환부(920)에 포함될 수 있다.
전술한 바와 같이, 중계장치(900)가 데이터통신신호 송수신부 및 데이터통신신호 변환부를 포함하여 데이터통신신호를 송수신할 수 있게 됨으로써, 이동통신서비스를 중계하는 기능 이외에도, 수동형 광 네트워크를 이용하여, 방송 서비스(예: IPTV 서비스), 인터넷 서비스 및 음성 서비스(예: 인터넷 전화) 등을 포함하는 트리플 플래이 서비스(TPS: Triple Play Service)와 같은 데이터통신서비스도 중계해줄 수 있게 된다.
전술한 바와 같이, 중계장치(900)가 이동통신신호 중계 기능 및 데이터통신신호 송수신 기능을 모두 수행하는 경우, 도 13을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수동형 광 네트워크(2000)를 이용하여 통신서비스를 중계하는 중계장치(1300)에 대한 블록 구성도이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수동형 광 네트워크(2000)를 이용하여 통신서비스를 중계하는 중계장치(1300)는, 이동통신신호의 수신 또는 송신을 수행하는 제 1 신호 송수신부(1310); 데이터통신신호의 수신 또는 송신을 수행하는 제 2 신호 송수신부(1320); 이동통신신호 및 PON(Passive Optical Network) 프레임 간의 신호 변환을 수행하거나, 데이터통신신호 및 PON 프레임 간의 신호 변환을 수행하는 신호 변환부(1330); PON 프레임 및 광신호 간의 광전 변환 또는 전광 변환을 수행하는 광/전 변환부(1340); 및 광신호의 송신 또는 수신을 수행하는 광신호 송수신부(1350) 등을 포함한다.
PON(2000)과 이동통신망(110) 사이를 연결해주는 경우, 즉, 마스터 중계장치로서 동작하는 중계장치(1300)는, 이동통신신호의 하향 중계를 위해, 제 1 신호 송수신부(1310)를 통해 이동통신신호를 이동통신망(110)으로부터 수신하고, 수신한 이동통신신호를 신호 변환부(1330)를 통해 PON 프레임으로 신호 변환하며, 신호 변환된 PON 프레임을 광/전 변환부(1340)를 통해 광신호로 전광 변환하고, 전광 변환된 광신호를 광신호 송수신부(1350)를 통해 PON(2000)으로 송신한다. 또한, 중계장치(1300)는, 이동통신신호의 상향 중계를 위해, 광신호를 광신호 송수신부(1350)를 통해 PON(2000)으로부터 수신하고, 수신한 광신호를 광/전 변환부(1340)를 통해 PON 프레임으로 광전 변환하며, 광전 변환된 PON 프레임을 신호 변환부(1330)를 통해 이동통신신호로 신호 변환하고, 신호 변환된 이동통신신호를 이동통신망(110)으로 송신한다.
PON(Passive Optical Network)과, 이동단말기 및 데이터통신단말기 중 하나 이상을 연결해주는 경우, 즉, 슬레이브 중계장치로서 동작하는 중계장치(1300)는, 제 1 신호 송수신부(1310)를 통해 이동통신신호를 이동단말기로부터 수신하거나 이동단말기로 송신하거나, 또는 제 2 신호 송수신부(1320)를 통해 데이터통신신호를 데이터통신 단말기로부터 수신하거나 데이터통신 단말기로 송신한다. 또한, 중계장치(1300)는, 광신호 송수신부(1350)를 통해, 광신호를 PON(2000)으로 송신하거나 PON(2000)으로부터 수신한다. 위에서 언급한 데이터통신단말기는 패킷 기반의 통신단말기로서, PC, IPTV 셋탑박스 및 패킷 기반의 다른 네트워크 장비 등에서 하나 이상을 포함할 수 있다.
이와 같이, 중계장치(1300)가, PON(2000)과, 이동단말기 및 데이터통신단말기 중 하나 이상을 연결해주는 경우, PON(2000)에 포함되는 ONT(Optical Network Terminal) 및 ONU(Optical Network Unit) 중 하나 이상을 포함하는 PON 종단 장치일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, PON(2000)을 이용하여 이동통신서비스를 중계함으로써, 많은 설치 비용 또는 임대 비용이 드는 전용 광 선로를 이동통신서비스를 원활하게 제공받을 수 없는 지역까지 끌고 와서 별도의 중계기를 설치하는 종래 방식에 비해 더욱 저렴한 비용으로 이동통신서비스를 원활하게 제공받을 수 없는 지역에 있는 사용자의 이동단말기에 이동통신서비스를 원활하게 제공하는 효과가 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 종래의 이동통신서비스 제공 방법을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명에서 개시되는 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계시스템을 개략적으로 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계시스템을 개략적으로 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 중계시스템이 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 방법에서의 하향 중계 단계에 대한 흐름도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 중계시스템이 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 방법에서의 상향 중계 단계에 대한 흐름도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계시스템을 개략적으로 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 중계시스템이 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 방법에서의 하향 중계 단계에 대한 흐름도,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 중계시스템이 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 방법에서의 상향 중계 단계에 대한 흐름도,
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계장치에 대한 블록 구성도,
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계장치에서 신호 변환부에 대한 블록 구성도,
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계장치가 마스터 중계장치로 동작하는 경우, 연결 구조를 예시적으로 나타낸 도면,
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계장치가 슬레이브 중계장치로 동작하는 경우, 연결 구조를 예시적으로 나타낸 도면,
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수동형 광 네트워크를 이용하여 통신서비스를 중계하는 중계장치에 대한 블록 구성도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 이동단말기
110: 이동통신망
111: 기지국
200, 300, 600: 중계시스템
310, 610: 마스터 중계장치
320, 620: 슬레이브 중계장치
2000: 수동형 광 네트워크(PON)
2100: OLT
2200: RN
2300: ONU

Claims (12)

  1. 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계장치에 있어서,
    이동통신신호의 수신 또는 송신을 수행하는 이동통신 송수신부;
    상기 이동통신신호 및 PON(Passive Optical Network) 프레임 간의 신호 변환을 수행하는 신호 변환부;
    상기 PON 프레임 및 광신호 간의 광전 변환 또는 전광 변환을 수행하는 광/전 변환부; 및
    상기 광신호의 송신 또는 수신을 수행하는 광신호 송수신부
    를 포함하되, 상기 신호 변환부는 상기 이동통신신호 및 프레임 간의 프레임화 및 역 프레임화를 수행하는 프레임화/역 프레임화 관리부; 상기 프레임 및 이더넷 프레임 간의 이더넷 프레임화 및 역 이더넷 프레임화를 수행하는 이더넷 프레임화/역 이더넷 프레임화 관리부; 및 상기 이더넷 프레임 및 상기 PON 프레임 간의 PON 프레임화 및 역 PON 프레임화를 수행하는 PON 프레임화/역 PON 프레임화 관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 중계장치는,
    이동통신망과 PON(Passive Optical Network) 사이를 연결해주는 경우, 상기 이동통신망의 통신 인프라 및 상기 PON의 OLT(Optical Line Terminal)와 각각 연결되되, 상기 이동통신망의 통신 인프라와는 유선, 무선 또는 광케이블로 연결되고, 상기 OLT와는 광케이블로 연결되며,
    상기 PON과 이동단말기 사이를 연결해주는 경우, 상기 PON의 RN(Remote Node) 또는 ONU(Optical Network Unit)와, 상기 이동단말기와 각각 연결되되, 상기 RN 또는 상기 ONU와는 광케이블 또는 이더넷 케이블로 연결되고, 상기 이동단말기와는 무선으로 직접 연결되거나 유선, 무선, 광케이블 또는 이더넷 케이블로 연결된 중계기 또는 서브 슬레이브 중계장치를 통해 상기 이동단말기와 연결되는 것을 특징으로 하는 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 이동통신 송수신부는,
    상기 이동통신신호에 대한 여과 및 증폭 기능을 수행하는 여과 증폭부; 및 상기 이동통신신호를 RF신호 형태로 수신하거나 송신하는 RF 모듈부 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 중계장치는,
    PON과 이동단말기 사이를 연결해주는 경우, ONT(Optical Network Terminal) 및 ONU(Optical Network Unit) 중 하나 이상을 포함하는 PON 종단 장치인 것을 특징으로 하는 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 중계장치는, 상기 PON 종단 장치인 경우,
    데이터통신신호의 수신 또는 송신을 수행하는 데이터통신신호 송수신부; 및
    상기 데이터 통신 신호 및 상기 PON 프레임 간의 신호 변환을 수행하는 데이터통신신호 변환부
    를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계장치.
  7. 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계시스템에 있어서,
    이동통신망으로부터 수신된 하향 이동통신신호를 하향 PON(Passive Optical Network) 프레임으로 변환하고 상기 하향 PON 프레임을 하향 광신호로 전광 변환하여 PON(Passive Optical Network)으로 입력하고, 상기 PON으로부터 출력된 상향 광신호를 상향 PON 프레임으로 광전 변환하고 상기 상향 PON 프레임을 상향 이동통신신호로 변환하여 상기 이동통신망으로 송신하는 마스터 중계장치; 및
    상기 PON으로부터 출력된 상기 하향 광신호를 상기 하향 PON 프레임으로 광전 변환하고 상기 하향 PON 프레임을 상기 하향 이동통신신호로 변환하여 송신하고, 이동단말기로부터 송신된 상기 상향 이동통신신호를 수신하여 상기 상향 PON 프레임으로 변환하고 상기 상향 PON 프레임을 상기 상향 광신호로 전광 변환하여 상기 PON으로 입력하는 슬레이브 중계장치
    를 포함하되, 상기 마스터 중계장치 및 상기 슬레이브 중계장치는, 상기 상향 이동통신신호, 상기 하향 이동통신신호와 상향 프레임, 하향 프레임 간의 프레임화 및 역 프레임화를 수행하고, 상기 상향 프레임, 상기 하향 프레임과 상향 이더넷 프레임, 하향 이더넷 프레임 간의 이더넷 프레임화 및 역 이더넷 프레임화를 수행하고, 상기 상향 이더넷 프레임, 상기 하향 이더넷 프레임과 상기 상향 PON 프레임, 상기 하향 PON 프레임 간의 PON 프레임화 및 역 PON 프레임화를 수행하는 것을 특징으로 하는 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 마스터 중계장치는,
    상기 이동통신망의 통신 인프라 및 상기 PON의 OLT(Optical Line Terminal)와 각각 연결되되, 상기 이동통신망의 통신 인프라와는 유선, 무선 또는 광케이블로 연결되고, 상기 OLT와는 광케이블로 연결되고,
    상기 슬레이브 중계장치는,
    상기 PON의 RN(Remote Node) 및 상기 이동단말기와 각각 연결되되, 상기 RN과는 광케이블로 연결되고, 상기 이동단말기와는 무선으로 직접 연결되거나 유선, 무선, 광케이블 또는 이더넷 케이블로 연결된 중계기 또는 서브 슬레이브 중계장치를 통해 상기 이동단말기와 연결되는 것을 특징으로 하는 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계시스템.
  9. 중계시스템이 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 방법에 있어서,
    이동통신망으로부터 하향 이동통신신호를 수신하는 하향 이동통신신호 수신 단계; 상기 하향 이동통신신호를 하향 PON(Passive Optical Network) 프레임으로 변환하는 하향 PON 프레임화 단계; 상기 하향 PON 프레임을 하향 광신호로 전광 변환하여 PON(Passive Optical Network)으로 입력하는 하향 PON 입력 단계; 상기 PON으로부터 출력된 상기 하향 광신호를 상기 하향 PON 프레임으로 광전 변환하는 하향 PON 출력 단계; 상기 하향 PON 프레임을 상기 하향 이동통신신호로 변환하는 하향 역 PON 프레임화 단계; 및 상기 하향 이동통신신호를 송신하는 하향 이동통신신호 송신 단계를 포함하는 하향 중계 단계와,
    이동단말기로부터 송신된 상향 이동통신신호를 수신하는 상향 이동통신신호 수신 단계; 상기 상향 이동통신신호를 상향 PON 프레임으로 변환하는 상향 PON 프레임화 단계; 상기 상향 PON 프레임을 상향 광신호로 전광 변환하여 상기 PON으로 입력하는 상향 PON 입력 단계; 상기 PON으로부터 출력된 상기 상향 광신호를 상기 상향 PON 프레임으로 광전 변환하는 상향 PON 출력 단계; 상기 상향 PON 프레임을 상기 상향 이동통신신호로 변환하는 상향 역 PON 프레임화 단계; 및 상기 상향 이동통신신호를 상기 이동통신망으로 송신하는 상향 이동통신신호 송신 단계를 포함하는 상향 중계 단계
    를 포함하되, 상기 중계 시스템은, 상기 상향 이동통신신호, 상기 하향 이동통신신호와 상향 프레임, 하향 프레임 간의 프레임화 및 역 프레임화를 수행하고, 상기 상향 프레임, 상기 하향 프레임과 상향 이더넷 프레임, 하향 이더넷 프레임 간의 이더넷 프레임화 및 역 이더넷 프레임화를 수행하고, 상기 상향 이더넷 프레임, 상기 하향 이더넷 프레임과 상기 상향 PON 프레임, 상기 하향 PON 프레임 간의 PON 프레임화 및 역 PON 프레임화를 수행하는 것을 특징으로 하는 중계시스템이 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 방법.
  10. 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계시스템에 있어서,
    이동통신망으로부터 수신된 하향 이동통신신호를 하향 PON(Passive Optical Network) 프레임으로 변환하고 상기 하향 PON 프레임을 하향 광신호로 전광 변환하여 PON(Passive Optical Network)으로 입력하고, 상기 PON으로부터 출력된 상향 광신호를 상향 PON 프레임으로 광전 변환하고 상기 상향 PON 프레임을 상향 이동통신신호로 변환하여 상기 이동통신망으로 송신하는 마스터 중계장치; 및
    상기 PON으로부터 출력된 하향 이더넷 프레임을 상기 하향 이동통신신호로 변환하여 송신하고, 이동단말기로부터 송신된 상기 상향 이동통신신호를 수신하여 상향 이더넷 프레임으로 변환하여 상기 PON으로 입력하는 슬레이브 중계장치
    를 포함하되, 상기 마스터 중계장치 및 상기 슬레이브 중계장치는, 상기 상향 이동통신신호, 상기 하향 이동통신신호와 상향 프레임, 하향 프레임 간의 프레임화 및 역 프레임화를 수행하고, 상기 상향 프레임, 상기 하향 프레임과 상기 상향 이더넷 프레임, 상기 하향 이더넷 프레임 간의 이더넷 프레임화 및 역 이더넷 프레임화를 수행하고, 상기 상향 이더넷 프레임, 하향 이더넷 프레임과 상기 상향 PON 프레임, 상기 하향 PON 프레임 간의 PON 프레임화 및 역 PON 프레임화를 수행하는 것을 특징으로 하는 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계시스템.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 마스터 중계장치는,
    상기 이동통신망의 통신 인프라 및 상기 PON의 OLT(Optical Line Terminal)와 각각 연결되되, 상기 이동통신망의 통신 인프라와는 유선, 무선 또는 광케이블로 연결되고, 상기 OLT와는 광케이블로 연결되며,
    상기 슬레이브 중계장치는,
    상기 PON의 ONU(Optical Network Unit) 및 상기 이동단말기와 각각 연결되되, 상기 ONU와는 이더넷 케이블로 연결되고, 상기 이동단말기와는 무선으로 직접 연결되거나 유선, 무선, 광케이블 또는 이더넷 케이블로 연결된 중계기 또는 서브 슬레이브 중계장치를 통해 상기 이동단말기와 연결되는 것을 특징으로 하는 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 중계시스템.
  12. 중계시스템이 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 방법에 있어서,
    이동통신망으로부터 하향 이동통신신호를 수신하는 하향 이동통신신호 수신 단계; 상기 하향 이동통신신호를 하향 PON(Passive Optical Network) 프레임으로 변환하는 하향 PON 프레임화 단계; 상기 하향 PON 프레임을 하향 광신호로 전광 변환하여 PON(Passive Optical Network)으로 입력하는 하향 PON 입력 단계; 상기 PON으로부터 출력된 하향 이더넷 프레임을 상기 하향 이동통신신호로 변환하는 하향 PON 출력 단계; 및 상기 하향 이동통신신호를 송신하는 하향 이동통신신호 송신 단계를 포함하는 하향 중계 단계와,
    이동단말기로부터 송신된 상향 이동통신신호를 수신하는 상향 이동통신신호 수신 단계; 상기 상향 이동통신신호를 상향 이더넷 프레임으로 변환하여 상기 PON으로 입력하는 상향 PON 입력 단계; 상기 PON으로부터 출력된 상향 광신호를 상향 PON 프레임으로 광전 변환하는 상향 PON 출력 단계; 상기 상향 PON 프레임을 상기 상향 이동통신신호로 변환하는 상향 역 PON 프레임화 단계; 및 상기 상향 이동통신신호를 상기 이동통신망으로 송신하는 상향 이동통신신호 송신 단계를 포함하는 상향 중계 단계
    를 포함하되, 상기 중계시스템은, 상기 상향 이동통신신호, 상기 하향 이동통신신호와 상향 프레임, 하향 프레임 간의 프레임화 및 역 프레임화를 수행하고, 상기 상향 프레임, 상기 하향 프레임과 상기 상향 이더넷 프레임, 상기 하향 이더넷 프레임 간의 이더넷 프레임화 및 역 이더넷 프레임화를 수행하고, 상기 상향 이더넷 프레임, 상기 하향 이더넷 프레임과 상기 상향 PON 프레임, 상기 하향 PON 프레임 간의 PON 프레임화 및 역 PON 프레임화를 수행하는 것을 특징으로 하는 중계시스템이 수동형 광 네트워크를 이용하여 이동통신서비스를 중계하는 방법.
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