KR101458380B1

KR101458380B1 - G.hn 기술을 엑세스 네트워크에 적용한 라인 속도 제어 방법

Info

Publication number: KR101458380B1
Application number: KR1020140038628A
Authority: KR
Inventors: 정병길
Original assignee: (주)유비쿼스
Priority date: 2014-04-01
Filing date: 2014-04-01
Publication date: 2014-11-06

Abstract

본 발명은 가입자별 대상 대역폭(Target Bandwidth)에 맞게 라인 속도(line rate)를 제어할 수 있는 G.hn 기술을 엑세스 네트워크에 적용한 라인 속도 제어 방법에 관한 것으로서, 상기 가입자 단말(CPE)의 대상 대역폭(Target Bandwidth)을 설정하는 단계, 집선장비(CO)의 노드가 상기 가입자 단말과 물리적으로 연결된 라인 파라미터를 실시간으로 감시하는 단계, 라인 파라미터를 기반으로 산출된 대역폭과 상기 가입자가 설정한 대상 대역폭을 비교하는 단계 및 가입자의 실제 라인 속도를 대상 대역폭에 맞게 조절하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

G.hn 기술을 엑세스 네트워크에 적용한 라인 속도 제어 방법{AN ADAPTIVE LINE RATE CONTROL METHOD BASED ON G.HN TECHNOLOGY}

본 발명은 G.hn 기술을 엑세스 네트워크에 적용한 라인 속도 제어 방법으로서, 더욱 상세하게는 가입자별 대상 대역폭(Target Bandwidth)에 맞게 라인 속도(line rate)를 제어할 수 있는 G.hn 기술을 엑세스 네트워크에 적용한 라인 속도 제어 방법에 관한 것이다.

G.hn는 유선기반 홈 네트워크 송수신 장비의 구성 및 물리계층에 대한 규격이며 ITU-G.9960 권고(Recommendation) 에 수록되었다. 도 1을 참조하면, 홈 네트워크들 즉, ITU-T에 의해 개발된 G.hn 계열의 권고들에 따른 홈 네트워크들에서는 도메인 간의 통신이 도메인마스터(Domain Master)를 통해 수행된다. 도메인마스터는 도메인에 속한 모든 노드의 자원(예들 들어, 대역폭, 우선권 등)을 할당하고 조정한다. 도메인마스터는 노드 등록 프로세스에서 MAC주소를 저장하여 관리하고, 노드의 가입을 위한 인증 제어 기능을 가질 수 있으며, 도메인마스터는 도메인에 내에 있는 노드 상태를 모니터링 할 수 있다. 또한, 도메인에 속한 노드는 가입 인증 제어 프로토콜을 지원하고, 메디움 엑세스 계획(MAP : Medium Access Plan)에 따라 수신 및 기타 동작을 수행할 수 있다.

한편, G.hn은 전력선(Power Line), 동축 케이블(Coaxial Cable), UTP(Unshielded Twisted Pair) Line, 전화선(Phone Line)등을 한쌍(Single Pair)으로 사용하나 엑세스 네트워크에서는 24Pair 이상의 번들(Bundle)로 구성된다. 따라서, 홈 네트워크 용으로 사용 중인 G.hn (ITU-T 9960, 9961) 기술을 기존 동축 케이블 또는 전화선 등을 사용하는 엑세스 네트워크에 적용함으로 최대 대역폭을 1Gbps까지 제공할 수 있다.

그러나, G.hn에는 반 이중방식(Half Duplex), 베스트 에포트(Best Effort방식의 기술로 각 포트들의 대역폭을 조절할 수 없으므로, G.hn기술을 엑세스 망에서 서비스 수준 계약(SLA : Service Level Agreement)을 적용하기 위해서는 각 포트별 대역폭을 설정할 수 있는 기술이 요구된다.

본 발명의 목적은, 홈네트워크용으로 사용중인 G.hn(ITU-T 9960, 9961)기술을 기존 동축케이블 또는 전화선(Phone Line)을 사용하는 엑세스 네트워크에 적용함으로써 최대 대역폭을 1Gbps까지 제공하기 위함이다.

본 발명의 다른 목적은,G.hn기술을 DSL(Digital Subscriber Line)기반인 엑세스 네트워크에 적용될 경우 가입자별 서비스 수준 계약(SLA:service level agreement)을 적용하기 위한 라인 속도(line rate)제어방법을 제공함에 있다.

본 발명에 따른 G.hn 기술을 엑세스 네트워크에 적용한 라인 속도 제어 방법은, 다수의 포트를 가지는 하나의 집선장비(CO : Central Office) 와 다수 단말(CPE : Customer Premises Equipment)간의 엑세스 네트워크에서 G.hn 기술을 적용하기 위한 방법으로서, 상기 CPE의 대상 대역폭(Target Bandwidth)를 설정하는 단계, 상기 CO가 상기 CPE와 물리적으로 연결된 라인 파라미터를 실시간으로 감시하는 단계, 수신 라인 파라미터를 기반으로 산출된 대역폭과 상기 가입자 설정한 대상 대역폭을 비교하는 단계 및 가입자의 실제 라인 속도를 대상 대역폭에 맞게 조절하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 라인 파라미터는 라인속도, 주파수 특성, 간섭여부, 패킷에러(Packet Error) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

또한, 가입자의 실제 라인 속도를 대상 대역폭에 맞게 조절하는 단계에서 특정주파수를 노치 필터 처리 및 노치 필터 처리 해제로 통하여 가입자 실제 라인 속도를 조절할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 엑세스 네트워크는, 옵티컬(Optical)엑세스 네트워크 또는 전화회선 기반인 DSL 엑세스 네트워크 중 어느 하나일 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 집선장비의 포트는 도메인마스터로 대체되고, CPE는 엔드포인트로 대체되어 G.hn 기술표준에 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 G.hn 기술을 엑세스 네트워크에 적용한 라인 속도 제어 방법은, G.hn기술을 기존의 동축케이블 또는 전화선을 사용하는 엑세스 네트워크에 적용시킴으로써 최대 1Gbps의 대역폭을 제공할 수 있어, 서비스가입자에게 한번에 많은 양의 데이터를 효율적으로 전송할 수 있다.

또한, G.hn 기술을 엑세스 망에 적용하여 각 포트별 대역폭을 설정할 수 있어 서비스 수준 계약(SLA:Service Level Agreement)서비스를 제공할 수 있다.

도 1은 일반적인 G.hn 표준기술의 구성을 개략적으로 나타내는 구성도,
도 2는 엑세스 네트워크에서 홈네트워크 서비스를 제공하기 위한 집선장비(CO : Central Office) 및 단말(CPE : Customer Premises Equipment)의 연결을 보여주는 구성도,
도 3은 G.hn기술을 엑세스 네트워크에 적용시키기 위한 구성을 나타내는 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 0~50MHz 주파수 구간의 SNR 수치를 나타나는 도면,
도 5는 가입자의 라인 속도 조절 제어 방법을 보여주는 순서도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것들로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있다거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 G.hn 기술을 엑세스 네트워크에 적용한 라인 속도 제어 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

도 2는 엑세스 네트워크에서 홈네트워크 서비스를 제공하기 위한 집선장비(CO : Central Office) 및 단말(CPE : Customer Premises Equipment)의 연결을 보여주는 도면이다.

엑세스 네트워크는 연결 매체에 따라서 옵티컬(Optical)엑세스 네트워크와 전화회선 기반인 DSL 엑세스 네트워크가 있다. 도 2는 전화회선 기반인 DSL 엑세스 네트워크에 대해 실시예로 설명한다.

CO(100)는 네트워크 운영자 측에 위치하고 있으며, CPE(200)는 CO(100)의 단말장치로서 상기 CO(100)와 물리적으로 연결되어 사용자 즉, 서비스 가입자 측에 위치할 수 있다. 예를 들어, CO(100)는 CPE(200)와 전화선으로 연결될 수 있다.

CO(100)는 상향링크(Uplink)(10)와 연결되고, 교환장치(Switch Fabric)(110) 및 다수의 포트(Port)(120)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 상향링크(10)는 상위 통신장치와 연결될 수 있고, 상기 다수의 포트(120)는 각각 하나의 CPE(200)와 전화선으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 포트(120)는 전화선뿐만 아니라 예를 들어, 포트(120)는 CPE(200)와 CPEV, F/S, TIV, UTP 등을 통해 연결될 수도 있다.

한편, 정형적인 가입자 DSL 서비스의 비트레이트(Bit Rate)범위는 통상적으로 250kbit/s에서 100Mbit/s으로 되며, 구체적으로는 아래 표 1과 같이 DSL 기술에 의해서 비트레이트가 결정된다.

도 3은 G.hn기술을 엑세스 네트워크에 적용시키기 위한 구성을 나타내는 구성도이다.

엑세스 네트워크의 구성을 G.hn기술에 적용시키기 위해서는 G.hn 표준에 맞도록 구성의 변화가 필요하다. 즉, 도 2 및 도 3을 참조하면, G.hn 기술표준에 적용하기 위해서는 도메인마스터(DM)(150)와 엔드포인트(EP)(250)가 필요하므로, 엑세스 네트워크에서 CO(100)의 각각의 포트(120)는 DM(150)의 역할을 수행할 수 있도록 대체할 수 있고, CPE(200)는 EP(250)의 역할을 수행할 수 있도록 대체할 수 있다. 따라서, 상기 DM(150)과 연결된 다수의 EP(250)로 네트워크상에서 G.hn도메인이 형성될 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 0~50MHz 주파수 구간의 잡음비(SNR:Signal to Noise Ratio) 수치를 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 주파수의 증가에 따라 잡음비 수치는 하강하는 추세를 볼 수 있으며, 낮은 주파수 구간에 통신 채널이 안정적이고 높은 주파수 구간에는 통신 채널이 불안하다. 캐리어(carrier)의 심볼 최대 비트로드(Bit-loading) 값은 12bit이고 낮은 주파수 구간에는 높은 비트로드 값을 보유하는 반면에 높은 주파수 구간에는 낮은 비트로드 값을 유지하는 모습을 볼 수 있다. 따라서, 통신채널은 낮은 주파수에서 상대적으로 안정적임을 알 수 있다.

도 5는 가입자의 라인 속도 조절 제어 방법을 보여주는 순서도이다.

도 5를 참조하면, 가입자별 대상 대역폭(TB:Target Bandwidth)을 설정하는 단계에서는 서비스 공급자가 제공하는 서비스 SLA(Service Level Agreement)를 계약한 대역폭으로 가입자 단의 CPE를 설정할 수 있다(S201). 가입자별 라인 파라미터 감시단계에서는 가입자 라인의 실제 파라미터 라인 속도, 주파수 특징, 간섭여부 및 패킷 에러 등을 감시하여 사용중인 가입자 라인 성능을 분석할 수 있다(S202). 가입자 실제 라인 속도 (AR) 및 대상 대역폭을 비교 단계에서는 상기 가입자별 라인 파라미터 감시단계에서 분석한 가입자 실제 성능과 가입자 대상 대역폭을 비교할 수 있다(S203).

다음, 가입자의 실제 성능이 대상 대역폭보다 높을 경우 특정 주파수 노치 필터(Notch Filter) 처리 단계(S204)를 수행할 수 있고, 가입자의 실제 성능이 대상 대역폭보다 낮을 경우 특정 주파수 노치 필터 처리 해제 단계(S205)를 수행할 수 있다. SNR 수치가 높은 주파수대역 즉, 상대적으로 안정적인 주파수구간을 노치 필터 처리하여 라인 실제 성능을 낮추어 대상 대역폭에 맞출 수 있다.

본 발명의 라인 속도 제어 방법을 이용하면 상대적으로 안정적인 주파수를 노치 필터 처리를 통해 보다 높은 품질의 자원 즉, 노이즈 적은 자원을 석방하므로 타 가입자에게 더욱 많은 네트워크 자원 제공할 수 있으며 또한 노이즈 적인 자원을 석방하므로 타 가입자 해당 자원을 사용할 때 간섭 현상이 발생하지 않는다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.

100 : 집선장비(CO : Central Office) 110 : 교환장치
120 : 포트 150 : 도메인마스터(DM)
200 : 단말(CPE : Customer Premises Equipment) 250 : 엔드포인트(EP)

Claims

다수의 포트를 가지는 하나 이상의 집선장비(CO : Central Office) 와 다수 가입자 단말(CPE : Customer Premises Equipment)간의 엑세스 네트워크에서 G.hn 기술을 적용하기 위한 방법으로서,
상기 가입자 단말(CPE)의 대상 대역폭(Target Bandwidth)을 설정하는 단계;
상기 집선장비(CO)의 노드가 상기 가입자 단말과 물리적으로 연결된 라인 파라미터를 실시간으로 감시하는 단계;
상기 라인 파라미터를 기반으로 산출된 대역폭과 상기 가입자가 설정한 대상 대역폭을 비교하는 단계; 및
상기 가입자의 실제 라인 속도를 대상 대역폭에 맞게 조절하는 단계를 포함하되, 상기 가입자의 라인 속도를 조절하는 단계에서 가입자의 실제 성능이 대상 대역폭보다 높을 경우 특정 주파수 노치 필터 처리를 수행하고, 가입자의 실제 성능이 대상 대역폭보다 낮을 경우 특정 주파수 노치 필터 처리 해제를 수행하는 것을 특징으로 하는 G.hn 기술을 엑세스 네트워크에 적용한 라인 속도 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 라인 파라미터는 라인속도, 주파수 특성, 간섭여부, 패킷 에러(Packet Error) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 G.hn 기술을 엑세스 네트워크에 적용한 라인 속도 제어 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 엑세스 네트워크는, 전화회선 기반인 DSL 엑세스 네트워크인 것을 특징으로 하는 G.hn 기술을 엑세스 네트워크에 적용한 라인 속도 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 포트는 도메인마스터로 대체되고, 상기 CPE는 엔드포인트로 대체되어 G.hn 기술표준에 적용되는 것을 특징으로 하는 G.hn 기술을 엑세스 네트워크에 적용한 라인 속도 제어 방법.