KR101519334B1 - 방송통신융합 ｐｏｎ 시스템에 있어서 미디어 게이트웨이 서버를 이용하는 ｓｎｍｐ 기반 망 관리 시스템 및 방법 - Google Patents

방송통신융합 ｐｏｎ 시스템에 있어서 미디어 게이트웨이 서버를 이용하는 ｓｎｍｐ 기반 망 관리 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 SNMP 기반 망 관리 시스템은, 비디오 오버레이(Video Overlay) 서비스를 가입자에게 제공하는 방송통신융합 수동형 광망(PON) 시스템에 있어서, 상기 방송통신융합 수동형 광망 시스템에 의하여 다중화 된 광 신호가 채널별로 역 다중화 되어 RF 비디오 신호와 인터넷 데이터 신호로 분리되고, 전기 신호로 변환되어 상기 가입자에게 전달되는 복수의 주택 광망 단말장치(R-ONU), 복수종합유선방송사업자(MSO)의 운용관리 망과 인터페이스를 제공하는 SNMP 기반 장치 관리 시스템 및 망 관리 시스템(EMS/NMS), 및 상기 R-ONU의 상태 정보를 파악하여 상기 EMS/NMS에 주기적으로 혹은 실시간으로 상기 상태 정보를 전달함으로써, 상기 EMS/NMS가 원격에서 상기 R-ONU를 모니터링하고 제어하도록 중계 기능을 수행하는 미디어 게이트웨이(MGW) 서버를 포함한다. 이와 같은 본 발명에 의하면, R-ONU 상태 정보의 수집뿐만 아니라, 장애나 알람 정보를 수신하여 R-ONU 내부 상태나 주변 네트워크 환경 변화에 즉각적으로 반응할 수 있게 된다.

Description

방송통신융합 ＰＯＮ 시스템에 있어서 미디어 게이트웨이 서버를 이용하는 ＳＮＭＰ 기반 망 관리 시스템 및 방법 {Network management system and method using Media Gateway server in PON system of broadcasting and communication mergence FTTH}
본 발명은, 비디오 오버레이 서비스를 제공하는 방송통신융합 PON 시스템에 있어서 미디어 게이트웨이(MGW) 서버를 이용하는 SNMP 기반 망 관리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 복수종합유선방송사업자(MSO)가 망 모니터링, 및 제어 기능을 수행할 수 있는 EMS의 R-ONU 원격관리 시스템 및 방법을 제공함에 있어서, SNMP 처리를 위하여 R-ONU에서 높은 사양의 프로세서를 사용하지 않고도 범용 MCU만으로 단순 데이터 서비스 송수신과, RF 비디오 서비스 송신을 수행하는 동시에 R-ONU는 EMS/NMS와 연동되도록 구성하며, 이를 위하여 미디어 게이트웨이(MGW) 서버가 R-ONU와 EMS/NMS의 중계 기능을 수행하는 EMS/NMS의 R-ONU 원격관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 가입자 망과 관련해서 방송 서비스를 위한 망과 데이터 서비스를 위한 망이 별도로 구축되어 있다.
도 1은 종래 기술의 데이터 서비스를 위한 망을 나타내고 있다.
도 1을 참조하면, 하나의 광회선 종단장치(Optical Line Termination : 이하 OLT라 함)와 다수의 광망 단말장치(Optical Network Unit 혹은 Optical Network Termination : 이하 ONU라 함)들로 구성된 수동형 광망(Passive Optical Network: 이하 PON이라 함)과 같은 PON 시스템에서 다수의 ONT들은 OLT로 자신에게 할당된 시간에만 광 신호 즉 상향 데이터를 전송할 수 있다.
한편, 정보화 사회가 발전됨에 따라 수동형 광망이 사회전반에 끼치는 역할이 증대함에 따라 광망 운용관리의 자동화/집중화가 통신망을 구성하는 필수구성요소로서 등장하고 있다. 그 때문에, ITU-T에서도 광망의 운용관리의 중요성을 감안하여 광망을 위한 자동화/집중화 개념으로서 운용시스템 요소 예를 들면, 망 관리 시스템(network management system, 이하 NMS라 함)이나 장치 관리 시스템(element management system; 이하 EMS라 함)을 광망을 구성하는 필수요소로 설정하고 있다.
도 2는 최근 데이터 서비스를 위한 망과 별도로 방송 서비스를 위한 망을 구축함에 있어서 많은 비용이 소모되며, 이 후에도 각 망을 개별적으로 유지 및 관리해야 하는 비경제적인 문제점을 해결하기 위해 방송 서비스와 통신 데이터 서비스를 하나의 통합 시스템으로 제공하는 방송통신융합 PON 시스템을 나타내고 있다.
현재 통신과 방송 네트워크 인프라는 여러 가지로 분할되어 있다. 방송은 지상파, CATV, 위성방송망으로, 통신은 적용되는 위치와 성능에서 유/무선을 비롯하여 다양한 형태의 통신망으로 나뉘어져 발전되어 왔다.
일반 가정 가입자들의 경우, 인터넷 서비스와 VOD(Video On Demand) 방송 서비스는 ISP(Internet Service Provider)를 통해 PC로 서비스를 전달 받고, 다채널 방송은 지상파를 통하여 직접 서비스 받거나, CATV 유선방송망 또는 인공위성을 통한 위성방송과 같이 다양한 매체를 통하여 TV와 같은 단말수단을 사용하여 서비스를 받고 있다.
그러나 이러한 다양한 매체를 이용한 방송 서비스가 존재함으로써 동일한 가입자가 다양한 방송 서비스를 이용하기 위해서는 각각의 서비스에 적절한 시스템을 갖춰야 한다. 즉 CATV 방송 서비스를 위해서는 동축망과 CATV용 STB 등의 시스템이 필요하고, 위성 방송 서비스를 위해서는 별도의 위성 안테나와 위성 STB가 필요하며, 또한 VOD 서비스를 위해서 IP DSLAM 시스템 및 모뎀과 별도의 장비를 구축하는 것이 필요하게 된다. 이러한 현실은 방송이 통합되지 않으므로 가정 내의 가입자는 다양한 서비스를 이용하는데 따른 원가를 증가시키고 결과적으로는 서비스 제공에 따른 부담을 가중시키게 된다.
이러한 네트워크 구조는 멀티미디어 서비스가 주류인 현재의 네트워크에서 방송과 통신을 나누지 않는 결합 서비스를 기대하는 소비자들의 기대에 부응하지 못하며, 통신과 방송이 결합된 서비스를 구현할 수 있는 통합적인 네트워크 구조에 대한 수요와 기대는 커지고 있다.
이를 위해 현재와 같이 별도의 전송채널과 수신기를 이용하여 가입자에게 방송과 통신 서비스를 제공하는 방법을 통합하여, 하나의 전송선로와 수신기를 이용하여 서비스하고자 하는 방법이 여러 측면에서 시도되고 있다.
도 2를 참조하면, 방송 수단으로 출력된 방송 신호와 OLT로부터 출력된 인터넷 데이터 신호를 결합 수단(MUX)에 의해 다중화 된 신호를 TV를 통하여 인터넷과 방송 서비스를 제공받는 형태로의 개발이 활발하게 진행되고 있을 뿐 아니라, 방송 서비스 내에서도 각각 다른 매체를 이용한 다양한 형태의 방송 서비스를 하나의 통신망을 이용하여 서비스를 제공할 수 있는 여러 가지 기술들이 연구되고 있다.
예컨대, 기존의 OLT는 FTTH 광망과 연동하여 데이터 송/수신용 파장을 WDM 필터를 통해 FTTH ONU로 전달하고, 방송용 파장인 1550nm를 이용하여 47MHz ~ 1Ghz 대역의 CATV 방송 신호를 RF 신호로 변환하여 고 출력으로 증폭한 후 기존 CATV용 공동 동축망을 통해 댁내 가입자에게 서비스하는 구조를 가진다.
그러나 도 2의 ONU 장비 자체 내에는 도 1과 같이 ONU의 관리, 및 모니터링 기능을 외부 EMS/NMS 망과 연동하도록 처리하는 기능을 가지지 못함으로써, 도 1과 같이 ONU를 원격에서 모니터링하고 제어할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명과 관련하여 대한민국 공개특허 10-2008-0071667의 선행기술이 존재한다.
따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 비디오 오버레이 서비스를 제공하는 방송통신융합 수동형 광망(PON) 시스템에서 복수종합유선방송사업자(MSO)가 망 모니터링, 및 제어 기능을 수행할 수 있는 SNMP 기반 망 관리 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 각 R-ONU에서 고가의 CPU와 별도의 메모리를 구비하지 않고도, SNMP 프로토콜 처리 가능한 SNMP 기반 망 관리 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명의 SNMP 기반 망 관리 시스템은, 비디오 오버레이(Video Overlay) 서비스를 가입자에게 제공하는 방송통신융합 수동형 광망(PON) 시스템에 있어서, 상기 방송통신융합 수동형 광망 시스템에 의하여 다중화 된 광 신호가 채널별로 역 다중화 되어 RF 비디오 신호와 인터넷 데이터 신호로 분리되고, 전기 신호로 변환되어 상기 가입자에게 전달되는 복수의 주택 광망 단말장치(R-ONU), 복수종합유선방송사업자(MSO)의 운용관리 망과 인터페이스를 제공하는 SNMP 기반 장치 관리 시스템 및 망 관리 시스템(EMS/NMS), 및 상기 R-ONU의 상태 정보를 파악하여 상기 EMS/NMS에 주기적으로 혹은 실시간으로 상기 상태 정보를 전달함으로써, 상기 EMS/NMS가 원격에서 상기 R-ONU를 모니터링하고 제어하도록 중계 기능을 수행하는 미디어 게이트웨이(MGW) 서버를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 본 발명의 SNMP 기반 망 관리 방법은, 비디오 오버레이(Video Overlay) 서비스를 가입자에게 제공하는 방법에 있어서, EMS/NMS 관리자가 SNMP 기반 미디어 게이트웨이(MGW) 서버에 각 R-ONU 정보를 수집하여 전송할 것으로 요청하는 단계, 상기 SNMP 기반 미디어 게이트웨이(MGW) 서버는 상기 각 R-ONU의 내부 상태나 네트워크 환경을 모니터링 하여, 장애 정보를 상기 EMS/NMS에 실시간 혹은 주기적으로 응답하는 단계, 상기 EMS/NMS 관리자가 상기 장애가 발생된 해당 R-ONU의 전원의 리셋 명령을 상기 미디어 게이트웨이(MGW) 서버에 수행하는 단계, 상기 SNMP 기반 미디어 게이트웨이(MGW) 서버가 상기 리셋 명령어를 해독하여, 해당 R-ONU로 리셋 명령을 위한 패킷을 생성하고 전송하는 단계, 및 상기 R-ONU는 MCU에서 상기 패킷을 수신하여, 전원부의 전원을 리셋하는 단계를 포함한다.
위에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 구성에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
첫째, R-ONU의 가격 경쟁력을 위해 저가의 프로세서 칩셋을 사용하여 R-ONU의 원격 모니터링 및 제어가 가능하도록 시스템을 설계함으로써, 제품의 가격 경쟁력이 강화되는 효과가 기대된다.
둘째, SNMP 프로토콜을 이용한 외부 EMS/NMS와의 연계를 위해 미디어 게이트웨이 서버를 이용함으로써, 기존 망과의 연동성이 확보되는 효과가 기대된다.
셋째, 기존 CATV 망을 이용한 방송신호 처리와 데이터 서비스를 동시에 지원하는 다세대 주택 거주 지역에 적합한 시스템 개발이 가능하다.
도 1은 종래 기술에 의한 통신 서비스를 제공하는 광망 구성도.
도 2는 종래 기술에 의한 방송통신 서비스를 제공하는 광망 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 단독 주택이나 다세대 주택 가입자로 비디오 오버레이 서비스를 제공하는 방송통신융합 광망 시스템 구성도.
도 4는 본 발명에 의한 아파트 지역 가입자로 비디오 오버레이 서비스를 제공하는 방송통신융합 광망 시스템 구성도.
도 5는 도 3 및 도 4의 MCU를 포함하는 R-ONU의 상세 블록도.
도 6은 본 발명에 의한 EMS/NMS가 미디어 게이트웨이 서버를 이용하여 R-ONU를 원격에서 관리하는 시스템 구성도.
도 7은 본 발명에 의한 EMS/NMS가 미디어 게이트웨이 서버를 이용하여 R-ONU를 원격에서 관리하는 순서도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해 질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려 주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 미디어 게이트웨이(MGW) 서버를 이용하여 EMS/NMS에 의하여 원격 관리되는 방송통신융합 수동형 광망(PON) 시스템의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 의한 단독 주택이나 다세대 주택 가입자로 비디오 오버레이 서비스를 제공하는 방송통신융합 광망 시스템을 나타내고 있다.
도 3을 참조하면, 방송통신융합 광망(PON) 시스템(100)은, 비디오 오버레이(Video Overlay) 서비스를 제공하기 위하여, 헤드엔드(HeadEnd)(110), 광회선 종단장치(OLT)(120), 광섬유 증폭기(WDM-EDFA)(130), RN(140), 복수의 주택-광망 단말장치(R-ONU)(150), 다세대 주택 가입자(152), 복수의 광망 단말장치(ONT)(160), 및 단독 주택 가입자(162)를 포함할 수 있다. 가입자(152, 162)는 셋톱박스(STB), 통신 단말기(PC), 및 방송 단말기(TV)를 통해 통신방송 서비스를 제공받는다.
방송통신융합 PON 시스템(100)은, FTTH 망(Fiber To The Home) 또는 FTTC 망(Fiber To The Curb) 등의 가입자 접속 노드와 망 단말기 사이에 수동 분배기(RN) 또는 파장 분할 다중화 소자를 사용하는 구조로서, 상기 노드는 버스나 트리 구조형태의 망을 구성할 수 있다. 본 발명의 PON 시스템(100)은 시분할다중 방식을 사용하는 TDM-PON 시스템과, 파장분할다중 방식의 WDM-PON 시스템을 포함할 수 있다. TDM-PON 시스템은 APON(ATM : Asynchronous Transfer Mode, PON)의 형태 또는 EPON(Ethernet PON) 또는 GPON(Gigabit PON) 형태를 가질 수 있다.
헤드엔드(H/E)(110)는, RF 비디오 신호를 가입자(152, 162)의 셋톱박스(STB)로 송신하는 기능을 가진다. 헤드엔드(H/E)(110)는, 광 송신기(Optical Transmitter: OTX)를 통하여 헤드엔드(H/E)(110)에서 출력되는 RF 비디오 신호를 광 신호로 변경할 수 있다.
OLT(120)는, 인터넷 데이터 신호를 가입자(152, 162)의 통신 단말기(PC)로 송신하는 기능을 가진다.
광섬유 증폭기(WDM-EDFA)(130)는, 저출력의 광 신호를 고출력 광 신호로 변환시키는 증폭 기능과 함께 다수의 파장(1310nm, 1490nm, 1550nm 등)을 상호 분리하거나 통합하는 기능을 수행할 수 있어 비디오 오버레이(Video Overlay) 네트워크 구성에 매우 적합하다. 특히 광섬유 증폭기(WDM-EDFA)(130)는 WDM 필터를 포함하고 있기 때문에, 광 신호 전송 시 광 파워 손실을 최소화하고 장거리 전송에 유리하다.
따라서 헤드엔드(H/E)(110)에서 송신되는 RF 비디오 신호와 OLT(120)에서 송신되는 인터넷 데이터 신호는 광섬유 증폭기(WDM-EDFA)(130)를 통해 다중화 되어 광망으로 전송될 수 있다.
R-ONU(150)는 광섬유를 통해 수신한 광 신호 형태의 RF 비디오 신호를 전기 신호로 변환하여 동축망(Coax)을 통해 셋톱박스(STB)로 전송할 수 있다. 셋톱박스(STB)는 동축망(Coax)을 통해 수신된 광 신호를 방송 단말기(TV)에서 이용할 수 있도록 RF 비디오 신호로 변환한다.
R-ONU(150)는 데이터 신호를 8 포트(port) 이더넷 스위치(154), 및 UTP를 통해 통신 단말기(PC)로 전송할 수 있다.
도 4는 본 발명에 의한 아파트 지역 가입자로 비디오 오버레이 서비스를 제공하는 방송통신융합 광망 시스템을 나타내고 있다.
도 4를 참조하면, 방송통신융합 광망(PON) 시스템(200)은, 비디오 오버레이(Video Overlay) 서비스를 제공하기 위하여, 방송 수단(CATV)(210), 통신 수단(OLT)(220), 방송 수단(CATV)과 통신 수단(OLT)의 다중화 수단(EDFA)(230), RN(240), 복수의 R-ONU(250), 아파트 지역 가입자(252)를 포함한다.
방송 수단(CATV)(210)은 위성 방송, CATV방송, VOD 방송, 인터넷 서비스 등 모든 종류의 방송 서비스를 포함할 수 있다. 이러한 방송 수단(210)은 도면에는 도시되어 있지 않지만 RF 비디오 신호를 주파수 대역에 따라 증폭하여 출력하는 RF 증폭부와, 증폭 출력된 RF 비디오 신호를 광 신호로 변환하는 전광 변환부를 포함할 수 있다.
이때, 위성 방송 신호는 950MHz 내지 2150MHz의 주파수 대역을 가지고, CATV 방송 신호는 50MHz 내지 870MHz의 주파수 대역을 가지며, 다중화 된 RF 신호는 50Mhz 내지 2150MHz의 주파수 대역을 가질 수 있다.
통신 수단(OLT)(220)은 양방향 광전송 기능을 수행한다. 단일 광섬유를 사용하여 양방향 통신을 수행하므로 두 개의 다른 파장(하향 광 신호 파장: 1490nm/상향 광 신호 파장: 1310nm)의 광 신호를 적용하여 데이터 통신 기능을 수행할 수 있다.
이와 같이, 전광 변환된 방송용 광 신호의 파장과 인터넷 데이터용 광 신호 파장은 각각 다른 파장(각각 1550nm 및 1490/1310nm)을 사용한다. 따라서 다중화 수단(EDFA)(230)은 이들 각각의 광 신호를 입력받아 결합하여 출력한다. 즉, 다수의 채널을 가지는 광 신호는 다중화 수단(EDFA)에서 다중화 되어 R-ONU(250)로 전달될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예의 R-ONU(150, 250)에서는 다중화 된 광 신호가 채널별로 역 다중화 되어 RF 비디오 신호와 인터넷 데이터 신호로 분리되고, 전기 신호로 변환되어 가입자(152, 162, 252)에게 전달된다.
도 5는 본 발명에 의한 MCU를 포함하는 R-ONU를 나타낸다.
도 5를 참조하면 R-ONU(150, 250)는, 광 신호 송/수신부(150a), RF/광 신호 변환부(150b), RF 신호 증폭부(150c), 광 신호 전송부(150d), MCU(150e), 및 전원부(150f)를 포함할 수 있다.
R-ONU(150, 250)는 광 신호 송/수신부(150a)를 통해 전광 변환된 방송용 광 신호 파장(1550nm)과 데이터용 광 신호 파장(1490nm)을 수신하거나 데이터용 광 신호 파장(1310nm)을 송신하며, 수신된 광 신호 파장 중 데이터용 광 신호 파장(1490nm)은 그대로 통과시키고 방송용 광 신호 파장(1550nm)은 필터를 통해 추출하여 RF/광 신호 변환부(150b)로 전송한다.
RF/광 신호 변환부(150b)는 수신된 1550nm 광 신호를 RF 전기 신호로 변환하여 RF 신호 증폭부(150c)를 통해 증폭한 다음 증폭된 RF 전기 신호는 가입자(152, 162, 252) 측으로 출력된다. RF 신호 증폭부(150c)는 수신된 RF 전기 신호의 전력 레벨이 낮으므로 전기 신호 레벨을 증가시키기 위한 것으로, 특히 다수의 가입자(152, 162, 252)를 수용하기 위하여 신호를 분기하여 전송하므로 이의 증폭이 요구된다. RF 전기 신호는 셋톱박스(STB)에서 방송 단말기(TV)에서 이용할 수 있도록 RF 비디오 신호로 변환된다.
그대로 통과된 1490nm 광 신호는 광 신호 전송부(150d)로 전송된 다음 인터넷 서비스용 L2 이더넷 스위치(154, 254)에서 스위칭 되어 데이터 신호 형태로 가입자(152, 162, 252) 측으로 출력된다.
이하, 방송통신융합 PON 시스템에 있어서 게이트웨이(MGW) 서버를 이용하는 SNMP 기반 EMS의 R-ONU 원격관리 시스템을 설명한다.
도 6은 본 발명에 의한 EMS/NMS가 미디어 게이트웨이 서버를 이용하여 R-ONU를 원격에서 관리하는 시스템을 나타낸다.
도 6을 참조하면, R-ONU 원격관리 시스템(300)은, SNMP 기반 장치 관리 시스템, 및 망 관리 시스템(EMS/NMS)(310), 및 미디어 게이트웨이(MGW) 서버(320)를 포함한다.
이에 본 발명에서는 이러한 방송통신융합 PON 시스템(100, 200)의 R-ONU(150)에서의 단순 데이터 서비스용 광 파장 전달, 및 CATV 송출 기능을 수용하면서 복수종합유선방송사업자(MSO)가 사용하는 원격 EMS/NMS(310)와의 연동을 통해 원격에서 R-ONU(150) 장비의 상태를 모니터링 할 수 있는 제어 관리 기능을 부가하여 방송통신융합 수동형 광망(PON) 시스템(100, 200)의 망 제어, 관리, 전원 관리 기능 등을 수행 할 수 있도록 시스템을 제공한다.
상술한 기능들을 구현하기 위해, R-ONU(150)에는 일반적으로 고가의 중앙처리장치(Central Processing Unit: CPU)와 일정 사이즈의 메모리(Memory)를 필요하게 되며, 이는 R-ONU(150)의 단가 상승의 원인이 될 수 있다. 또한, 소프트웨어(SW) 처리를 위한 별도의 프로토콜 설계가 요구되기 때문에, 복잡한 소프트웨어(SW) 개발이 요구되며, 역시 단가 상승의 원인이 된다.
따라서 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면 하드웨어(HW)적으로는 가격 경쟁력이 있으면서, 별도의 CPU 프로토콜 개발이 필요하지 않는 설계 방식을 이용한 개발 방안이 절실하다. 이를 위해 R-ONU(150)의 하드웨어 구조를 단순화하면서, 복수종합유선방송사업자(MSO)의 EMS/NMS(310)의 SNMP 프로토콜 처리를 수행할 수 있는 미디어 게이트웨이(MGW) 서버(320)를 제공한다.
R-ONU(150)는 아파트와 같이 집단 거주 지역에서 옥내에 설치될 수 있다. R-ONU(150)는 인터넷 서비스용 Layer 2 이더넷 스위치 간의 연동을 통해 데이터 송, 수신용 장비에서의 관리, 제어 기능을 구현한다.
본 발명의 R-ONU(150)는, 광망(PON)과 가입자(152, 162, 252) 사이의 인터페이스를 제공한다. 즉, R-ONU(150)는 광 형식의 트래픽을 수신하고, 이를 가입자(152, 162, 252)에게 이더넷, IP 멀티캐스트, 혹은 POST와 같은 적합한 형식으로 변환한다. 가입자(152, 162, 252)는 모뎀을 통하여 R-ONU(150)와 연결된다. 따라서 R-ONU(150)는 광망(PON)을 통하여 대표적으로 데이터 송/수신 기능과 RF 비디오 신호 출력 기능을 가입자에게 제공할 수 있다.
그런데, 본 발명의 R-ONU(150)는 위와 같은 데이터 송/수신 기능을 서비스함에 있어서, 가격 경쟁력을 위해 고가의 프로세스를 이용하지 않으려고, 범용 MCU(Micro-Control-Unit)(150e)를 이용하여 패킷 처리 기능을 수행할 수 있다. 여기서 범용 MCU(150e)는, RAM이나 FALSH와 같은 각종 메모리와 IO 인터페이스가 단일 칩으로 임베디드 되는 소형 제어장치로 정의할 수 있다.
즉, R-ONU(150)는 데이터 송/수신 기능과 RF 비디오 신호 출력 기능만을 수용하던 기존 장비에서 외부 이더넷(Ethernet) 신호를 통해 자신의 정보들을 복수종합유선방송사업자(MSO)의 EMS/NMS(310)에서 처리 할 수 있도록 부가 기능을 추가하기 위하여 MCU(150e)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
가령, 상기 대표적 기능 이외에 상기 부가 기능을 기존의 R-ONU에서 수행한다면, 기존 네트워크 처리 장치에서 필요로 하는 메모리 사용이 요구되기 때문에, R-ONU 하드웨이 구조가 복잡해지고, 이의 소프트웨어(SW) 처리를 위하여 각종 프로토콜 설계가 수반된다.
이에 본 발명은 저가형 MCU(150e)에서 처리가 가능하도록 R-ONU(150)의 하드웨어(HW) 구조를 단순화 하고, 기존 네트워크 처리 장치에서 필요로 하는 메모리 사용을 배제하도록 프로토콜을 설계 하며, 미디어 게이트웨이(MGW) 서버(320)와 통신을 하면서, R-ONU(150)의 정보를 미디어 게이트웨이(MGW) 서버(320)에 전달할 수 있게 된다.
EMS/NMS(310)는, 장애, 구성, 과금, 성능, 보안 기능을 통하여 광망(PON)을 구성하는 다양한 장치들을 관리한다. EMS/MNS(310)는 서비스 제공자의 운용관리 망과의 인터페이스를 제공하기도 한다.
미디어 게이트웨이(MGW) 서버(320)는, TCP 포트를 통해 각 R-ONU와 통신하고, 메시지 제어 프로그램(message control program: MCP)을 이용하여 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 프로토콜을 처리하는 MCP 모듈(322), UDP(User Datagram Protocol) 포트를 통해 MCP 모듈(322)과 UDP 통신하고, TCP/IP 망 관리 프로토콜(Simple Network Management Protocol)을 처리하여 망 관리 정보를 수집하고 관리하며, 상기 정보를 EMS/NMS(310)로 전송하는 SNMP 모듈(324), 및 공유 메모리(shared memory)를 포함함으로써, IPC(Inter Process Communication) 처리를 통해 MCP 모듈(322)과 SNMP 모듈(324)이 메모리를 공유하는 IPC 모듈(326)을 포함한다.
미디어 게이트웨이(MGW) 서버(320)는, R-ONU(150)의 노드 상태나 장애 정보를 파악하여 EMS/NMS(310)에 주기적으로 혹은 실시간으로 전달함으로써, EMS/NMS(310)가 원격에서 R-ONU(150)을 모니터링하고 제어할 수 있게 된다.
미디어 게이트웨이(MGW) 서버(320)는, R-ONU(150)의 관리, 및 제어 기능을 구현하기 위하여, R-ONU(150)의 하드웨어 설계 구조 및 EMS/NMS(310)와의 연동 서비스를 수행한다.
전술한 바와 같이, 미디어 게이트웨이(MGW) 서버(320)는, 다수의 R-ONU(150)와 통신하면서, 각 R-ONU(150)의 정보들을 수집한 후 복수종합유선방송사업자(MSO)의 EMS/NMS(310)가 SNMP 프로토콜을 이용하여 위 수집 정보를 처리 할 수 있도록 지원하는 중계 서비스를 제공한다.
이와 같이, 미디어 게이트웨이(MGW) 서버(320)는, 다수의 R-ONU(150) 관리 시 발생 될 수 있는 과도한 네트워크 순간 트래픽에 대한 쓰레드 기반 트래픽을 부하 분산 처리할 수 있는 장점이 있다.
다수의 R-ONU(150) 관리 중 일부 R-ONU(150)의 내부 문제 또는 네트워크 환경으로 인해 발생 될 수 있는 응답 지연과 같은 비정상 지연 동작으로 인한 전체 관리 기능이 저하되는 것을 방지하기 위하여 미디어 게이트웨이(MGW) 서버(320)의 멀티 쓰레딩 처리, 제어 명령 셋 멀티 큐잉 처리하는 특징이 있다.
따라서 미디어 게이트웨이(MGW) 서버(320)가 R-ONU(150)에서 수집하여 EMS/NMS(310)로 전송하는 정보 등은 아래와 같다.
- R-ONU의 비디오(Video) 신호 출력 값 정보
- R-ONU의 내부 온도 정보
- R-ONU의 위치(location) 정보
- 비디오 신호용 파장 1550nm에 대한 수신 레벨 값 정보
- R-ONU의 시리얼번호, OS 버전, MAC 주소, 및 IP 설정 정보
- 비디오(Video) RF 출력 중지, 개시 설정 및 상태 정보
- 관리 중인 R-ONU 각 장비에 대한 연결 상태 및 연결 장애 알람 정보
- 임계치 알람 : 장비 온도 초과, 비디오 신호 출력 값, 입력 1550nm 파장 강도
- 각 종 알람(Trap)에 대한 사용 여부 설정 및 설정 값 조회
- 관리 대상 R-ONU의 IP 리스트 변경 여부 : 추가, 삭제, 변경
또한, R-ONU(150)의 자체 시스템 리셋 기능과 RF 출력 리셋 기능을 외부에서 제어 받을 수 있도록 설계된다. EMS/NMS(310) 관리자가 해당 R-ONU(150)의 리셋 명령을 수행하면, SNMP 기반 미디어 게이트웨이(MGW) 서버(320)가 이 명령어를 해독하여, 해당 R-ONU(150)로 리셋 명령을 위한 패킷을 생성하고, R-ONU(150) 내의 MCU(150e)는 해당 패킷을 수신하여, R-ONU(150) 내의 전원부(150f)의 전원을 리셋 하거나 RF 출력을 리셋하도록 하드웨어(HW)적인 신호를 발생하여, 해당 기능을 수행할 수 있다.
이하, 방송통신융합 PON 시스템에 있어서 게이트웨이(MGW) 서버를 이용하는 SNMP 기반 EMS/NMS의 R-ONU 원격관리 방법을 설명한다.
도 7을 참조하면, SNMP 기반 EMS/NMS의 R-ONU 원격관리 방법은, EMS/NMS(310) 관리자가 미디어 게이트웨이(MGW) 서버(320)에 각 R-ONU(150) 정보를 수집하여 전송할 것으로 요청하는 단계(S10), 미디어 게이트웨이(MGW) 서버(320)는 각 R-ONU(150)의 내부 상태나 네트워크 환경을 모니터링 하여, 장애 정보를 EMS/NMS(310)에 실시간 혹은 주기적으로 응답하는 단계(S20), EMS/NMS(310) 관리자가 해당 R-ONU(150)의 전원(혹은 RF 출력)의 리셋 명령을 미디어 게이트웨이(MGW) 서버(320)에 수행하는 단계(S30), SNMP 기반 미디어 게이트웨이(MGW) 서버(320)가 상기 리셋 명령어를 해독하여, 해당 R-ONU(150)로 리셋 명령을 위한 패킷을 생성하고 전송하는 단계(S40), R-ONU(150)는 MCU(150e)에서 상기 패킷을 수신하여, 전원부(150f)의 전원(혹은 RF 출력)을 리셋 하는 단계(S50)를 포함한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 복수종합유선방송사업자(MSO)가 사용하는 EMS/NMS에서 각 R-ONU를 원격에서 모니터링 및 제어하려면, 각 R-ONU가 EMS/NMS와 연동되도록 SNMP(Simple Network Management Protocol)와 같은 프로토콜의 채용이 요구되는데, 이러한 SNMP 처리를 위해서는 R-ONU에서 높은 사양의 프로세서가 필요하지만, 미디어 게이트웨이(MGW) 서버를 통하여 이와 같은 중계 기능을 수행하면, R-ONU는 단순 데이터 서비스 송수신과, RF 비디오 서비스 송신만을 수행할 수 있는 단순화가 가능해지는 구성을 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다. 이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.
100, 200: 방송통신융합 수동형 광망 시스템
110: 헤드엔드 120: OLT
130: 광섬유 증폭기 140: RN
150: R-ONU 150a: 광 신호 송/수신부
150b: RF/광 신호 변환부 150c: RF 신호 증폭부
150d: 광 신호 전송부 150e: MCU
150f: 전원부 152: 다세대 주택 가입자
154: 이더넷 스위치 160: ONT
162: 단독 주택 가입자 210: 방송 수단
220: 통신 수단 230: 다중화 수단
240: RN 250: R-ONU
252: 아파트 지역 가입자 254: 이더넷 스위치
300: R-ONU 원격관리 시스템
310: 장치 관리 시스템/망 관리 시스템(EMS/NMS)
320: 미디어 게이트웨이(MGW) 서버
322: MCP 모듈 324: SNMP 모듈
326: IPC 모듈

Claims (10)

  1. 비디오 오버레이(Video Overlay) 서비스를 가입자에게 제공하는 방송통신융합 수동형 광망(PON) 시스템에 있어서,
    상기 방송통신융합 수동형 광망 시스템에 의하여 다중화 된 광 신호가 채널별로 역 다중화 되어 RF 비디오 신호와 인터넷 데이터 신호로 분리되고, 전기 신호로 변환되어 상기 가입자에게 전달되는 복수의 주택-광망 단말장치(이하, "R-ONU"라 한다.);
    복수종합유선방송사업자(MSO)의 운용관리 망과 인터페이스를 제공하는 SNMP 기반 장치 관리 시스템과 망 관리 시스템(EMS/NMS); 및
    상기 R-ONU의 상태 정보를 파악하여 상기 EMS/NMS에 주기적으로 혹은 실시간으로 상기 상태 정보를 전달함으로써, 상기 EMS/NMS가 원격에서 상기 R-ONU를 모니터링하고 제어하도록 중계 기능을 수행하는 미디어 게이트웨이(MGW) 서버;를 포함하고,
    상기 R-ONU는, 상기 RF 비디오 신호, 및 상기 인터넷 데이터 신호를 상기 가입자에게 전달하는 기능 외에, 상기 EMS/NMS와 상기 미디어 게이트웨이(MGW) 서버가 상기 SNMP 프로토콜 처리하도록 지원하는 기능을 더 수행하되, 하드웨어(HW)적으로는 가격 경쟁력이 있으면서, 별도의 CPU(Central-Processing-Unit) 프로토콜 개발이 필요하지 않는 MCU(Micro-Control-Unit)를 포함하는 것을 특징으로 하는 SNMP 기반 망 관리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 방송통신융합 수동형 광망 시스템은,
    상기 RF 비디오 신호를 송신하는 헤드엔드(H/E);
    상기 인터넷 데이터 신호를 송수신하는 광회선 종단장치(OLT); 및
    상기 RF 비디오 신호와 상기 인터넷 데이터 신호를 다중화하는 광섬유 증폭기(WDM-EDFA);를 포함하는 것을 특징으로 하는 SNMP 기반 망 관리 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 방송통신융합 수동형 광망 시스템은,
    1550nm 파장대의 상기 RF 비디오 신호를 송신하는 방송 수단;
    1490/1310nm 파장대의 상기 인터넷 데이터 신호를 송수신하는 통신 수단; 및
    상기 RF 비디오 신호와 상기 인터넷 데이터 신호를 다중화 하는 다중화 수단(WDM-EDFA);를 포함하는 것을 특징으로 하는 SNMP 기반 망 관리 시스템.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 R-ONU는, 상기 MCU 외에 광 신호 송/수신부, RF/광 신호 변환부, RF 신호 증폭부, 광 신호 전송부, 및 전원부를 더 포함하고,
    상기 광 신호 송/수신부를 통해 전광 변환된 방송용 광 신호 파장(1550nm)과 데이터용 광 신호 파장(1490nm)을 수신하거나 데이터용 광 신호 파장(1310nm)을 송신하며, 상기 수신된 광 신호 파장 중 상기 데이터용 광 신호 파장(1490nm)은 그대로 통과시키고 상기 방송용 광 신호 파장(1550nm)은 필터를 통해 추출하여 상기 RF/광 신호 변환부로 전송하며, 상기 RF/광 신호 변환부는 상기 수신된 1550nm 광 신호를 RF 전기 신호로 변환하여 상기 RF 신호 증폭부를 통해 증폭한 다음 증폭된 상기 RF 전기 신호는 상기 가입자 측으로 출력되고, 그대로 통과된 상기 1490nm 광 신호는 상기 광 신호 전송부로 전송된 다음 데이터 신호 형태로 상기 가입자 측으로 출력됨을 특징으로 하는 SNMP 기반 망 관리 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 미디어 게이트웨이(MGW) 서버는, 상기 R-ONU의 관리, 및 제어 기능을 구현하기 위하여, 상기 EMS/NMS와 연동 서비스를 수행하되, 상기 R-ONU와 통신하면서, 상기 R-ONU의 상기 상태 정보들을 수집 한 후 상기 EMS/NMS가 SNMP 프로토콜을 이용하여 상기 수집 정보를 처리 할 수 있도록 지원하는 중계 서비스를 제공하고, 상기 중계 서비스 기능에는 상기 R-ONU 자체 리셋 기능과 RF 출력 리셋 기능을 포함함을 특징으로 하는 SNMP 기반 망 관리 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 미디어 게이트웨이(MGW) 서버는, 다수의 상기 R-ONU 관리 시 발생 될 수 있는 과도한 네트워크 순간 트래픽에 대한 쓰레드 기반 트래픽을 부하 분산 처리함을 특징으로 하는 SNMP 기반 망 관리 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 미디어 게이트웨이(MGW) 서버는,
    TCP 포트를 통해 상기 R-ONU와 통신하고, 메시지 제어 프로그램(message control program: MCP)을 이용하여 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 프로토콜을 처리하는 MCP 모듈;
    UDP(User Datagram Protocol) 포트를 통해 상기 MCP 모듈과 UDP 통신하고, TCP/IP 망 관리 프로토콜(Simple Network Management Protocol)을 처리하여 망 관리 정보를 수집 관리하며, 상기 망 관리 정보를 상기 EMS/NMS로 전송하는 SNMP 모듈; 및
    공유 메모리(shared memory)를 포함함으로써, IPC(Inter Process Communication) 처리를 통해 상기 MCP 모듈과 상기 SNMP 모듈이 메모리를 공유하는 IPC 모듈;을 포함함을 특징으로 하는 SNMP 기반 망 관리 시스템.
  9. 삭제
  10. 삭제
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