KR101825030B1 - Ring network apparatus and system using PoE and network recovering method for the system - Google Patents

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KR101825030B1 KR1020170084951A KR20170084951A KR101825030B1 KR 101825030 B1 KR101825030 B1 KR 101825030B1 KR 1020170084951 A KR1020170084951 A KR 1020170084951A KR 20170084951 A KR20170084951 A KR 20170084951A KR 101825030 B1 KR101825030 B1 KR 101825030B1
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서인식
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박성훈
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(주)자람테크놀로지
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Abstract

The present invention relates to a ring network apparatus and system using PoE to reduce a wiring burden on a power supply by applying power over Ethernet (PoE) technology and effectively cope with the failure of a PoE ring network having power transmission direction at the same time, by configuring a node including an additional device that requires power as a ring network, and a network recovering method. A plurality of slave nodes is connected to a master node in a ring network method. Data and power are simultaneously supplied through an Ethernet cable connecting nodes using PoE technology. It is possible to simplify line or wiring configuration by varying power handling configuration depending on the failure. It is possible to reduce construction costs while increasing reliability. The ring network apparatus includes a pair of matching parts; a PD (Powered Device); a PSE (Power Source Equipment); a path switch part; an Ethernet switch part; a network load; and a control part.

Description

PoE를 이용한 링 네트워크 장치, 시스템 및 네트워크 장애 복구 방법{Ring network apparatus and system using PoE and network recovering method for the system}[0001] The present invention relates to a ring network apparatus, a system, and a network failure recovery method using PoE,
본 발명은 PoE(Power over Ethernet)를 이용한 링 네트워크 장치, 시스템 및 네트워크 장애 복구 방법에 관한 것으로, 특히 전원이 요구되는 부가 장치를 포함하는 노드를 링 네트워크로 구성하고 PoE 기술을 적용하여 전원에 대한 배선 부담도 줄일 수 있도록 하면서도 전원 전달 방향성을 가지는 PoE 링 네트워크의 장애 시에도 효과적으로 대응할 수 있도록 한 PoE를 이용한 링 네트워크 장치, 시스템 및 네트워크 장애 복구 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a ring network device, a system, and a network failure recovery method using PoE (Power over Ethernet). More particularly, the present invention relates to a ring network, To a ring network device, a system, and a network failure recovery method using a PoE that can effectively cope with a failure of a PoE ring network having power transmission direction while reducing wiring burden.
일반적으로 소정의 기능을 가지는 복수의 통신 장치들을 마스터 기기와 네트워크로 연결하기 위해서는 성(star)형 네트워크 토폴로지를 이용한다.In general, a star network topology is used to connect a plurality of communication devices having a predetermined function with a master device through a network.
일례로서 무선 와이파이(Wifi) 억세스 포인트(AP)를 넓은 장소에 여러 대 구성하기 위해서는 도 1에 도시된 바와 같이 와이파이 억세스 포인트 제어기(10)에 여러 대의 와이파이 억세스 포인트(30a~30n)를 이더넷 스위치(20)를 통해 성형 방식으로 연결하는 것이 일반적이다. 도시된 바와 같이 이더넷 스위치(20)는 와이파이 억세스 포인트 제어기(10)와 별도로 구성되거나 통합 구성될 수 도 있다.For example, as shown in FIG. 1, a plurality of Wi-Fi access points 30a to 30n are connected to an Ethernet switch (not shown) in the Wi-Fi access point controller 10 in order to configure a plurality of wireless access points 20 in a molding manner. As shown, the Ethernet switch 20 may be configured separately or integrally with the Wi-Fi access point controller 10.
이러한 네트워크 토폴로지는 무선 와이파이 방식의 억세스 포인트 외에도 고속 통신이 필요한 다양한 종류의 근거리 통신 방식의 억세스 포인트(표준 억세스 포인트, 와이맥스 억세스 포인트, 블루투스 억세스 포인트 등)나 IP 카메라, IP 보안 장비, 유지보수 단말, IoT 기기들에 대해서도 기본적으로 사용되고 있다.This network topology can be applied to various types of short range access points (standard access point, WiMAX access point, Bluetooth access point, etc.), IP cameras, IP security equipment, maintenance terminals, It is also used basically for IoT devices.
하지만, 이러한 성형 방식의 네트워크 구성은 개별 와이파이 억세스 포인트(30a~30n) 마다 와이파이 억세스 포인트 제어기(10)에 연결된 이더넷 스위치(20)까지 연결되는 별도의 케이블이 필요하기 때문에 설치가 복잡하고 비용이 높아지는 문제가 있다. However, since the network configuration of this molding method requires a separate cable connected to the Ethernet switch 20 connected to the Wi-Fi access point controller 10 for each of the individual Wi-Fi access points 30a to 30n, there is a problem.
다른 방식으로, 라인형 네트워크 토폴로지를 이용하여 노드들 간을 직렬로 연결하여 케이블 구성을 간소화 하는 방법이 있다.Alternatively, there is a way to simplify cable configuration by connecting the nodes in series using a line network topology.
도 2는 일반적 라인형 네트워크 구성 방식을 이용한 와이파이 억세스 포인트 배치를 보인 것이다. 도시된 바와 같이 와이파이 억세스 포인트와 이더넷 스위치를 통합한 네트워크 노드(40a~40n)가 와이파이 억세스 포인트 제어기(10)와 직렬로 연결되는 방식으로 구성된다.FIG. 2 shows a Wi-Fi access point arrangement using a general line network configuration method. As shown in the figure, the network nodes 40a to 40n, which are integrated with the Wi-Fi access point and the Ethernet switch, are connected in series with the Wi-Fi access point controller 10.
도시된 네트워크 노드(40a~40n) 각각에는 3포트 이더넷 스위치가 구성되어 노드 간 통신과 억세스 포인트에 대한 이더넷 프레임을 처리하게 된다. 따라서, 네트워크 노드(40a~40n) 사이에만 케이블을 연결하기 때문에 성형 토폴로지에 비해 필요한 케이블의 길이가 짧고 연결이 용이하다. In each of the illustrated network nodes 40a to 40n, a 3-port Ethernet switch is configured to handle inter-node communication and Ethernet frames for the access point. Therefore, since the cables are connected only between the network nodes 40a to 40n, the required length of the cable is shorter than that of the molded topology and the connection is easy.
하지만, 이러한 구성의 경우 각각의 네트워크 노드(40a~40n)에 포함된 억세스 포인트와 이더넷 스위치에 대한 전원을 공급해야 하므로 별도의 배선이 필요한 문제가 있으며, 직렬 연결된 네트워크 일부에 장애가 발생할 경우 장애가 발생한 지점 이후의 네트워크 노드들은 동작하지 않아 신뢰성이 낮아지는 문제가 있다.However, in such a configuration, power is supplied to the access point and the Ethernet switch included in each of the network nodes 40a to 40n. Therefore, there is a problem that a separate wiring is necessary. In the case where a failure occurs in a part of the network connected in series, The subsequent network nodes do not operate and the reliability is low.
또 다른 방식으로 버스형 토폴로지가 있으나 이는 고속화되는 통신 속도에 대응하기가 어렵기 때문에 통상 마스터 노드에 복수의 슬레이브 노드를 연결하기 위한 용도로는 잘 적용하지 않는다.There is another type of bus topology, but it is difficult to cope with the high speed communication speed, so it is usually not applied to the purpose of connecting a plurality of slave nodes to a master node.
따라서, 마스터 장치에 복수의 슬레이브 장치들을 연결하는 네트워크 구조는 배치 방식에 따른 케이블 배선 문제나 전원 제공을 위한 배선 문제 혹은 장애 발생 문제에 의해 경제성이나 신뢰성이 낮은 한계가 있다.Therefore, the network structure for connecting a plurality of slave devices to the master device has a low economical efficiency and reliability due to problems of cable wiring according to the arrangement method, wiring problems for providing power, or troubles.
한국등록특허 제10-1519624호 [발명의 명칭: 이더넷 링 네트워크의 비환원 모드에서의 장애 복구 방법]Korean Patent No. 10-1519624 [Title of the invention: Failure recovery method in non-reducing mode of Ethernet ring network] 한국 등록특허 제10-1387981호 [발명의 명칭:PoE를 이용하여 전력을 제공하기 위한 방법, 장치, 시스템 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체]Korean Patent No. 10-1387981 [Title of the invention: Method, apparatus, system and computer readable recording medium for providing power using PoE] 한국 등록특허 제10-0864768호 [발명의 명칭:PoE 시스템을 위한 공통-모드 데이터 전송]Korean Patent No. 10-0864768 entitled " Common-Mode Data Transmission for PoE System "
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 마스터 노드(예를 들어, 와이파이 억세스 포인트 제어기)에 복수의 슬레이브 노드(예를 들어, 와이파이 억세스 포인트)들을 연결하는 네트워크의 선로 구성을 단순화하기 위하여 PoE(Power over Ethernet) 기술을 이용하여 노드 간을 연결하는 이더넷 케이블로 데이터와 전원을 동시에 제공하도록 함과 아울러, 네트워크 경로 상 장애에 대응하기 위하여 마스터 노드와 슬레이브 노드를 링 네트워크로 구성하면서 장애 발생 시 전원을 공급하는 PSE(Power Source Equipment)와 전원을 수신하는 PD(Powered Device)를 전환하여 전원 공급 방향을 변경할 수 있도록 함으로써 전원 제공에 방향성을 가지는 PoE 기술을 이용하면서도 링 네트워크 장애에 대응할 수 있도록 한 PoE를 이용한 링 네트워크 장치, 시스템 및 네트워크 장애 복구 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve such a problem by providing a PoE (WiFi) access point controller for simplifying a line configuration of a network connecting a plurality of slave nodes (e.g., WiFi access points) Power over Ethernet) technology to provide data and power simultaneously through an Ethernet cable connecting nodes. In addition, the master node and the slave node are configured as a ring network in order to cope with a failure in the network path, (Power Source Equipment) that supplies PoE and Power Device (PDE) that receives power, and can change the power supply direction by using a PoE Ring network device, system and network failure using To provide the old way.
또한 본 발명의 다른 목적은 링 네트워크의 각 노드에 구성되는 PD와 PSE의 전환이나 동작 여부를 제어하도록 하여 장애 발생 시 대응 및 복구 시 대응 과정에서 전원 충격이 발생하지 않도록 한 PoE를 이용한 링 네트워크 장치, 시스템 및 네트워크 장애 복구 방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a ring network apparatus using a PoE that prevents switching of a PD and a PSE constituting each node of a ring network, , And a system and network failure recovery method.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 링 네트워크의 각 노드에 PoE 기술을 통해 전원을 제공하되, 통상 설정이나 장애 발생 시 각 노드에 구성되는 전원 관련 구성 정보를 마스터 노드에 제공하고, 마스터 노드로부터 PD와 PSE 간의 전환이나 전원 공급 여부에 대한 제어 정보를 수신하도록 하되, 이러한 정보의 송수신은 이더넷 프레임 표준에 설정된 가상 랜 지원용 추가 헤더를 통해 실시하도록 함으로써 표준을 준수하면서도 PoE를 이용한 링 네트워크의 우회 경로 구성이 가능하도록 한 PoE를 이용한 링 네트워크 장치, 시스템 및 네트워크 장애 복구 방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide power to each node of a ring network through PoE technology, to provide power-related configuration information to each node in a normal setting or in the event of a failure, And the control information about whether power is supplied or not. However, the information is transmitted / received through the additional header for supporting the virtual LAN set in the Ethernet frame standard, so that the bypass path of the ring network using PoE And to provide a ring network device, a system, and a network failure recovery method using the PoE capable of enabling the PoE.
본 발명의 일 실시예에 따른 PoE(Power over Ethernet)를 이용한 링 네트워크 장치는 전원과 데이터를 수신하거나 전달하기 위한 한 쌍의 매칭부와, 상기 매칭부 중 하나를 통해 수신되는 전원을 장치 전원으로 이용하는 PD(Powered Device)와, 상기 매칭부 중 하나를 통해 후속 링 네트워크 장치에 전원을 전달하는 PSE(Power Source Equipment)와, 상기 한 쌍의 매칭부와 PD 및 PSE를 선택적으로 연결하는 경로 스위치부와, 상기 한 쌍의 매칭부와 연결되어 데이터를 송수신하는 이더넷 스위치부와, 상기 이더넷 스위치부와 연결되는 네트워크 부하와, 상기 이더넷 스위치부와 경로 스위치부 및 네트워크 부하와 연결되어 네트워크 장애나 전원 상태 구성에 대한 정보를 마스터 노드에 리포팅하고 장애 대응이나 복원을 위해 경로 스위치부를 제어하는 제어부를 포함한다.A ring network apparatus using PoE (Power over Ethernet) according to an embodiment of the present invention includes a pair of matching units for receiving and transmitting power and data, and a power source for receiving power received through one of the matching units A PSE (Power Source Equipment) for transmitting power to a subsequent ring network apparatus through one of the matching units, a path switch unit for selectively connecting the pair of matching units to the PD and the PSE, An Ethernet switch unit connected to the pair of matching units to transmit and receive data, a network load connected to the Ethernet switch unit, a network load connected to the Ethernet switch unit, the path switch unit and the network load, And a control unit for reporting information on the configuration to the master node and controlling the path switch unit for failure countermeasure or restoration.
상기 제어부는 링 네트워크에 구성되는 마스터 노드에 네트워크 장애나 전원 상태 구성에 대한 정보를 리포팅하고, 전원 상태 변경 정보를 마스터 노드로부터 수신하여 경로 스위치부를 제어하는 것으로 장애 대응이나 복원을 수행할 수 있다.The control unit can report failure information or power state information to the master node configured in the ring network, receive power state change information from the master node, and control the path switch unit to perform failure response or restoration.
상기 제어부는 장애 정보, 전원 상태 구성 정보 및 전원 상태 변경 정보를 이더넷 프레임의 가상 랜 지원을 위한 추가 헤더를 통해 마스터 노드와 주고 받을 수 있다. 여기서, 상기 제어부는 상기 가상 랜 지원을 위한 추가 헤더로 802.1Q 헤더의 16비트 TPID(Tag Protocol Identifier) 미지정 타입을 이용할 수 있다.The controller may send and receive failure information, power state configuration information, and power state change information to a master node through an additional header for supporting a virtual LAN of an Ethernet frame. Here, the controller may use a 16-bit TPID (Tag Protocol Identifier) unspecified type of the 802.1Q header as an additional header for supporting the virtual LAN.
상기 네트워크 부하는 표준 억세스 포인트, 와이파이 억세스 포인트, 와이맥스 억세스 포인트, 블루투스 억세스 포인트, IP 카메라, IP 보안 장비, 유지보수 단말, IoT 기기 중 적어도 하나이거나 이들의 조합일 수 있다.The network load may be at least one of a standard access point, a Wi-Fi access point, a WiMAX access point, a Bluetooth access point, an IP camera, an IP security device, a maintenance terminal, an IoT device, or a combination thereof.
본 발명의 다른 실시예에 따른 PoE(Power over Ethernet)를 이용한 링 네트워크 시스템은 각 슬레이브 노드의 네트워크 부하와 통신을 수행하고 연결 슬레이브 노드들에 PoE 방식으로 전원을 공급하며, 장애 발생 정보와 슬레이브 노드의 전원 상태 구성 정보를 수신하여 장애 슬레이브 노드와 인접 슬레이브 노드에 대한 전원 상태 변경 정보를 제공하는 마스터 노드와, 마스터 노드와 통신을 수행하는 네트워크 부하와, 선로를 통해 전원을 수신하는 PD와 선로를 통해 전원을 공급하는 PSE 및 PD와 PSE를 선택적으로 전환하거나 PSE의 전원을 차단하는 경로 스위치부를 구비하며, 네트워크 장애나 전원 상태 구성에 대한 정보를 상기 마스터 노드에 리포팅하고 장애 대응이나 복원을 위해 경로 스위치부를 제어하는 제어부를 포함하는 슬레이브 노드를 포함한다.The ring network system using PoE (Power over Ethernet) according to another embodiment of the present invention communicates with the network load of each slave node, supplies power to the connected slave nodes in PoE mode, A master node for receiving the power state configuration information of the master slave node and the slave node and providing the power status change information to the slave node and the slave node, a network load for communicating with the master node, And a path switch unit for selectively switching the PSE, the PD, and the PSE or cutting off the power supply to the PSE, and reports information on the network failure or power state configuration to the master node, And a slave node including a control unit for controlling the switch unit.
상기 슬레이브 노드는 장애 상태에 따라 자동으로 경로 스위치부를 제어하거나 상기 마스터 노드로부터 전원 상태 변경 정보를 수신하여 경로 스위치부를 제어할 수 있다.The slave node can automatically control the path switch unit according to the fault status or receive the power status change information from the master node to control the path switch unit.
상기 마스터 노드와 슬레이브 노드는 이더넷 프레임에 삽입되는 802.1Q 헤더의 16비트 TPID 미지정 타입을 이용하여 장애 상태 정보, 전원 상태 구성 정보 및 전원 상태 변경 정보를 송수신할 수 있다.The master node and the slave node can transmit / receive the failure status information, the power status configuration information, and the power status change information using the 16-bit TPID unspecified type of the 802.1Q header inserted in the Ethernet frame.
본 발명의 또 다른 실시예는 신호와 전원을 동시에 공급하는 마스터 노드와, 상기 마스터 노드에 선로로 연결되는 복수의 슬레이브 노드로 이루어진 PoE를 이용한 링 네트워크 시스템의 네트워크 장애 복구 방법으로서, 전원과 데이터를 수신하거나 전달하는 한 쌍의 매칭부와 수신 전원을 장치 전원으로 이용하는 PD(Powered Device) 및 후속 슬레이브 노드에 전원을 전달하는 PSE(Power Source Equipment)를 선택적으로 연결하는 경로 스위치부를 포함하는 슬레이브 노드를 마스터 노드에 링 네트워크 방식으로 구성하되, 마스터 노드는 연결되는 양방향 슬레이브 노드들에 전원을 공급하고, 연결되는 슬레이브 노드들 중 PSE 끼리 연결되는 경우 일측 PSE의 전원을 비활성화하도록 구성하는 단계와, 장애 발생 시 슬레이브 노드가 장애 발생과 전원 상태 구정 정보를 마스터 노드에 리포팅하는 단계와, 마스터 노드가 장애 발생에 대응되는 슬레이브 노드들에 대해 PD와 PSE 전환이나 PSE 전원의 활성또는 비활성 상태를 설정하는 전원 상태 변경 정보를 슬레이브 노드에 전송하는 단계와, 슬레이브 노드가 마스터 노드로부터 전원 상태 변경 정보를 수신하여 경로 스위치부를 제어하는 것으로 PD와 PSE를 전환하거나 PSE의 상태를 활성화 또는 비활성화 하는 단계를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a network fault recovery method of a ring network system using PoE, which comprises a master node supplying a signal and a power supply simultaneously and a plurality of slave nodes connected to the master node by a line, A slave node including a pair of matching units for receiving or transmitting power, a power source device (PD) using a receiving power source as a device power source, and a power source equipment (PSE) for transmitting power to a subsequent slave node Wherein the master node is configured in a ring network mode, wherein the master node supplies power to the connected bidirectional slave nodes and configures the slave nodes to be inactivated when the slave nodes are connected to each other, The slave slave node does not receive information about the failure and power state organization Transmitting to the slave node power state change information for setting the active or inactive state of the PD and PSE switching or the PSE power supply to the slave nodes corresponding to the failure occurrence by the master node; The node includes power state change information from the master node to control the path switch unit to switch the PD and the PSE or to activate or deactivate the state of the PSE.
상기 마스터 노드가 장애 복구 정보를 관리자나 슬레이브 노드로부터 수신하는 단계와, 장애 복구를 위해 슬레이브 노드에 전원 상태 변경 정보를 순차적으로 전달하여 전원 충돌 없이 초기 설정 상태로 복원하는 단계를 포함할 수 있다.Receiving the failure recovery information from the manager or the slave node by the master node and sequentially transmitting the power state change information to the slave node for failure recovery to restore the initial state without power conflict.
본 발명의 실시예에 따른 PoE를 이용한 링 네트워크 장치, 시스템 및 네트워크 장애 복구 방법은 마스터 노드에 복수의 슬레이브 노드들을 링 네트워크 방식으로 연결하되, PoE(Power over Ethernet) 기술을 이용하여 노드 간을 연결하는 이더넷 케이블로 데이터와 전원을 동시에 제공하도록하며, 전원 처리 구성을 장애에 따라 가변함으로써 선로나 배선 구성을 단순화하여 구축 비용을 절감하면서도 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.A ring network apparatus, a system, and a network failure recovery method using PoE according to an embodiment of the present invention connect a plurality of slave nodes to a master node in a ring network manner, and connect the nodes using PoE (Power over Ethernet) Ethernet cable provides data and power at the same time. By varying the power handling configuration according to the failure, it simplifies the wiring and wiring configuration, reducing the installation cost and improving the reliability.
본 발명의 실시예에 따른 PoE를 이용한 링 네트워크 장치, 시스템 및 네트워크 장애 복구 방법은 장애 발생 시 전원을 공급하는 PSE(Power Source Equipment)와 전원을 수신하는 PD(Powered Device)를 전환하여 전원 공급 방향을 변경할 수 있도록 한 슬레이브 노드를 이용함으로써 장애 발생시 전원 공급 방향을 가변함과 아울러, PSE의 활성화 여부를 조절함으로써 전원 충돌을 방지하도록 하여 안정적인 네트워크 동작이 가능하도록 하는 효과가 있다.In the ring network device, system, and network fault recovery method using PoE according to the embodiment of the present invention, a PSE (Power Source Equipment) that supplies power when a failure occurs and a PD (Powered Device) that receives power are switched, It is possible to change the power supply direction when a failure occurs and control the activation of the PSE so as to prevent a power collision, thereby enabling a stable network operation.
본 발명의 실시예에 따른 PoE를 이용한 링 네트워크 장치, 시스템 및 네트워크 장애 복구 방법은 슬레이브 노드와 마스터 노드 간 장애 발생, 전원 상태, 전원 상태 변경 정보를 이더넷 프레임 표준에 설정된 가상 랜 지원용 추가 헤더를 통해 실시하도록 함으로써 표준을 준수하면서도 PoE 방식의 링 네트워크의 장애 대응이 가능하도록 하는 효과가 있다.The Ring network device, system, and network failure recovery method using PoE according to an embodiment of the present invention is a method for recovering a failure, power state, and power state change information between a slave node and a master node through an additional header for supporting a virtual LAN So that it is possible to cope with a failure of the ring network of the PoE system while obeying the standard.
도 1은 성형 네트워크 구성 예.
도 2는 선형 네트워크 구성 예.
도 3은 PoE를 이용한 선형 네트워크 구성의 예.
도 4는 PoE를 이용한 링 네트워크 구성의 예.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 링 네트워크 구성의 예.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 장치 구성의 예.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 링 네트워크 장애 대응 방식을 설명하기 위한 개념도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 정보 전송 프레임 구성을 설명하기 위한 예시도.
1 is an example of a molded network configuration.
2 shows an example of a linear network configuration.
3 shows an example of a linear network configuration using PoE.
4 is an example of a ring network configuration using PoE.
5 is an example of a ring network configuration according to an embodiment of the present invention.
6 is an example of a network device configuration according to an embodiment of the present invention;
FIG. 7 and FIG. 8 are conceptual diagrams for explaining a ring network failure handling method according to an embodiment of the present invention;
FIG. 9 is an exemplary diagram illustrating an information transmission frame structure according to an embodiment of the present invention; FIG.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It is noted that the technical terms used in the present invention are used only to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. In addition, the technical terms used in the present invention should be construed in a sense generally understood by a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless otherwise defined in the present invention, and an overly comprehensive It should not be construed as meaning or overly reduced. In addition, when a technical term used in the present invention is an erroneous technical term that does not accurately express the concept of the present invention, it should be understood that technical terms that can be understood by a person skilled in the art can be properly understood. In addition, the general terms used in the present invention should be interpreted according to a predefined or context, and should not be construed as being excessively reduced.
또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서 "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Furthermore, the singular expressions used in the present invention include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. The term "comprising" or "comprising" or the like in the present invention should not be construed as necessarily including the various elements or steps described in the invention, Or may include additional components or steps.
또한, 본 발명에서 사용되는 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성 요소도 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.In addition, terms including ordinals such as first, second, etc. used in the present invention can be used to describe elements, but the elements should not be limited by terms. Terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to like or similar elements throughout the several views, and redundant description thereof will be omitted.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. It is to be noted that the accompanying drawings are only for the purpose of facilitating understanding of the present invention, and should not be construed as limiting the scope of the present invention with reference to the accompanying drawings.
특히, 본 발명을 설명함에 있어 네트워크 장치, 노드와 같은 용어를 혼용할 수 있으나, 이는 노드로 사용되는 네트워크 장치를 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 또한, PoE(Power over Ethernet) 기술을 적용한 네트워크에 관하여 PoE를 이용한다거나 PoE가 적용되었다고 약칭하며, PoE 기술이 적용된 노드에 구성되어 전원을 공급하는 PSE(Power Source Equipment)와 전원을 수신하는 PD(Powered Device)는 각각 해당 기능을 수행하기 위한 전기적 부품으로 이루어진 기능 블록을 의미하는 기능 유닛이나 장치를 의미한다. In particular, in describing the present invention, terms such as a network device and a node may be used interchangeably, but this should be construed to mean a network device used as a node. Also, it is abbreviated to PoE or PoE applied to a network to which PoE (Power over Ethernet) is applied. It is composed of a PSE (Power Source Equipment) configured to supply power to a node to which PoE technology is applied and a PD Powered Device) refers to a functional unit or device, which means a functional block made up of electrical components for performing a corresponding function.
이하, 본 발명의 실시예들을 도 3 내지 도 9를 참조하여 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
도 3은 PoE(Power over Ethernet)를 이용한 선형 네트워크 구성의 예를 보인 것이다. PoE는 이더넷 케이블을 통해 데이터 신호와 전원을 동시에 전송하는 기술로서, 이더넷 입력단에 구성되는 트랜스포머(매칭부)를 통해 신호와 전원을 동시에 수신하면 수신되는 전원을 장치 전원으로 이용하며, 해당 전원을 출력측 트랜스포머를 통해 전달하여 후속 네트워크 장치가 이를 전원으로 이용할 수 있도록 하는 것이다.FIG. 3 shows an example of a linear network configuration using PoE (Power over Ethernet). PoE is a technology that simultaneously transmits data signals and power through an Ethernet cable. When a signal and a power supply are simultaneously received through a transformer (matching unit) formed at an Ethernet input terminal, the power is received as power for the device, Through a transformer so that subsequent network devices can use it as a power source.
이를 위해서 각 네트워크 장치들은 트랜스포머에서 전원을 수집하여 장치 전원으로 이용하는 PD(Powered Device)와 수신 전원을 출력 트랜스포머에 전달하여 후속 네트워크 장치에게 전달하는 PSE(Power Source Equipment)를 포함한다.For this purpose, each network device includes a powered device (PD) that collects power from a transformer and uses it as a device power source, and a power source equipment (PSE) that delivers the received power to an output transformer to be transmitted to a subsequent network device.
예시된 구성은 무선 와이파이(Wifi) 억세스 포인트(AP)를 넓은 장소에 여러 대 구성하기 위한 것으로, 와이파이 억세스 포인트 제어기(50)에 와이파이 억세스 포인트가 포함된 복수의 네트워크 장치(60a~60n)를 선형으로 구성한 것으로, 별도의 전원 배선이 필요하지 않도록 전원까지 와이파이 억세스 포인트 제어기(50)에서 제공하도록 구성된 것이다.The illustrated configuration is for configuring a plurality of wireless WIFI access points (APs) in a wide area. The WIFI access point controller 50 includes a plurality of network devices 60a to 60n, each including a Wi-Fi access point, And is provided in the Wi-Fi access point controller 50 up to the power source so that a separate power wiring is not required.
와이파이 억세스 포인트 제어기(50)는 전원 제공을 위한 PSE(51)가 구성되고, 각 네트워크 장치(60a~60n)는 내부적으로 수신되는 전원을 장치 전원으로 이용하는 PD(61), 수신 전원을 후속 장치의 전원으로 전달하는 PSE(62), 무선 와이파이 억세스 포인트(64), 와이파이 억세스 포인트 제어기(50)와의 통신 및 인접 네트워크 장치들과의 통신을 처리하는 이더넷 스위치(63)를 포함한다.The WiFi access point controller 50 is constituted by a PSE 51 for providing power, and each of the network devices 60a to 60n includes a PD 61 that uses power internally received as power for the device, A wireless access point 64, a Wi-Fi access point controller 50, and an Ethernet switch 63 for processing communications with neighboring network devices.
도시된 구성과 같이 마스터 노드(50)와 해당 마스터 노드에 선형으로 연결되는 복수의 슬레이브 노드들(60a~60n)은 각 슬레이브 노드들에 구비된 이더넷 스위치(63)에 의해 고속 통신이 가능하며, PoE 기능에 의해 통신 선로를 통해 전원까지 공급받을 수 있기 때문에 선로 구축이 간단하고 구축 비용을 낮출 수 있다. The master node 50 and the plurality of slave nodes 60a to 60n linearly connected to the corresponding master node are capable of high-speed communication by the Ethernet switch 63 provided in each slave node, Since the PoE function can be supplied to the power supply through the communication line, it is possible to simplify the construction of the line and reduce the construction cost.
하지만, 이러한 구성의 경우 선로 일부나 장치중 하나에 장애가 발생할 경우 후속되는 슬레이브 노드는 통신이나 전원 공급이 중단되므로 장애 발생 시 동작할 수 없게 된다. 이러한 네트워크 신뢰성 하락에 의해 해당 구성은 상업적으로 구축되기 어렵다.However, in the case of such a configuration, if one of the line part or the device fails, the succeeding slave node can not operate when a failure occurs because communication or power supply is interrupted. Due to such a decrease in network reliability, the configuration is difficult to be commercially constructed.
도 4는 PoE를 이용한 링 네트워크 구성의 예로서, 도시된 바와 같이 장애 발생에 대응할 수 있는 링 네트워크 구성에 PoE 기능을 더한 것이다. FIG. 4 shows an example of ring network configuration using PoE. As shown in FIG. 4, a PoE function is added to a ring network configuration capable of responding to a failure occurrence.
도시된 바와 같이 와이파이 억세스 포인트 제어기(70)는 전원 제공을 위한 PSE(71)와 전원 수신을 위한 PD(72)가 구성되고, 각 네트워크 장치(80a~80d)는 앞서 도 3을 통해 설명했던 바와 같이 PD, PSE, 이더넷 스위치, 무선 와이파이 억세스 포인트로 구성되며, 이들이 순차 연결되어 폐루프를 형성한다.As shown in the figure, the Wi-Fi access point controller 70 includes a PSE 71 for providing power and a PD 72 for receiving power, and each of the network devices 80a to 80d has the same configuration as that described above with reference to FIG. 3 PD, PSE, Ethernet switch, and wireless WiFi access point, which are connected in sequence to form a closed loop.
하지만, 도시된 바와 같이 전원의 제공 방향을 유지하기 위해서 와이파이 억세스 포인트 제어기(70)의 PSE(71)가 모든 네트워크 장치들(80a~80d)의 전원을 공급해야 하기 때문에 연결 가능한 네트워크 장치들의 숫자가 제한되고, 선로나 네트워크 장치 중 하나에 장애가 발생할 경우 역방향 신호 전달은 가능하더라도 전원 공급은 불가능하여 결국 장애 발생 이후의 네트워크 장치들은 동작 하지 못하게 된다.However, since the PSE 71 of the Wi-Fi access point controller 70 must supply power to all the network devices 80a to 80d in order to maintain the supply direction of the power as shown in the figure, And if one of the line or network devices fails, even though the reverse signaling is possible, the power supply is impossible, so that the network devices after the failure can not operate.
장애에 대응하기 위해 오랫 동안 동작이 가능할 정도의 전원부(축전지 등)를 구성한다면 해당 전원이 동작하는 동안 데이터의 전송은 순방향과 역방향으로 우회할 수 있지만 각 네트워크 장치들은 내부적으로 이더넷 스위치나 와이파이 억세스 포인트와 같은 부하를 포함하기 대문에 내부 전원에 의해 동작할 수 있는 장애 대응 시간은 제한되며, 이러한 전원부 별도 구성을 위한 비용이 높고 축전지를 이용할 경우 수명에 의한 관리 문제도 발생하게 된다. 따라서, 이러한 도 4의 방식 역시 신뢰성이 낮아 현실적으로 적용되기 어렵다.If a power unit (such as a battery) is configured to operate for a long time in order to cope with a failure, the data can be diverted forward and backward while the corresponding power source is operating. However, each network device internally has an Ethernet switch or Wi- , The failure response time that can be operated by the internal power source is limited, and the cost for the separate configuration of the power source portion is high, and when the battery is used, the life-time management problem also occurs. Therefore, the method of FIG. 4 is also less reliable and is not practically applicable.
이러한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명의 실시예에서는 전원의 전달 방향성이 존재하는 PoE 네트워크 장치들을 이용하여 링 네트워크를 구성하면서도 장애에 대응하여 신호 및 전원 방향을 전환할 수 있는 새로운 네트워크 장치와 시스템 및 장애 대응 방법을 제공한다.In order to solve such a problem, in an embodiment of the present invention, a new network device and system capable of switching a signal and a power direction in response to a fault while constructing a ring network using PoE network devices in which power directionality exists Provides a fault response method.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 링 네트워크 구성 및 해당 링 네트워크의 노드로 사용되는 네트워크 장치의 구성 예를 보인 것이다.5 and 6 illustrate a configuration of a ring network according to an embodiment of the present invention and a network device used as a node of a corresponding ring network.
도시된 예시에서 마스터 노드는 와이파이 억세스 포인트 제어기(100)를 예로 들었고, 슬레이브 노드는 내부 네트워크 부하로서 와이파이 억세스 포인트를 구비한 경우를 예로 든 것이다. 이러한 마스터 노드와 슬레이브 노드의 네트워크 부하는 다양할 수 있다.In the illustrated example, the master node takes the Wi-Fi access point controller 100 as an example, and the slave node has a Wi-Fi access point as an internal network load. The network load of the master node and the slave node may vary.
도시된 바와 같이 마스터 노드에 해당하는 와이파이 억세스 포인트 제어기(100)는 링 네트워크 구성을 위해 연결되는 양 방향 슬레이브 노드들 각각에 전원을 공급하는 PSE(110, 120)를 구비한다. 각 슬레이브 노드에 해당하는 네트워크 장치는 수신 전원을 장치 전원으로 이용하는 PD(Powered Device) 및 후속 네트워크 장치에 전원을 전달하는 PSE(Power Source Equipment)를 포함하되, 연결되는 네트워크 장치들 중 PSE 끼리 연결되는 네트워크 장치들(200b, 200c) 중 일측 네트워크 장치(200b)의 PSE 전원(PSE를 통해 선로에 제공되는 전력)을 비활성화(전원 오프)하도록 구성한다.As shown in the figure, the Wi-Fi access point controller 100 corresponding to the master node includes PSEs 110 and 120 that supply power to each of the bidirectional slave nodes connected to the ring network. The network device corresponding to each slave node includes a powered device (PD) that uses the reception power source as the device power source and a power source equipment (PSE) that delivers power to the subsequent network device. (Power off) the PSE power (power supplied to the line through the PSE) of one network device 200b among the network devices 200b and 200c.
즉, 전원이 활성화된 PSE끼리 연결될 경우 전원 충돌이 발생하기 때문에 노드 B나 노드 C에 해당하는 네트워크 장치(200b, 200c) 중 적어도 일측의 PSE 전원을 비활성화함으로써 전원 충돌을 방지한다. That is, when power-activated PSEs are connected to each other, a power conflict occurs. Therefore, the PSE power of at least one of the network devices 200b and 200c corresponding to the node B or the node C is inactivated to prevent a power conflict.
한편, PoE 기술을 적용한 네트워크 선로 구성에서 전력을 주고 받지 않더라도 선로를 통한 신호 전송은 전력과 무관하게 양방향 통신이 가능하므로 도시된 구성에서, 제 1 PSE(110)는 연결된 네트워크 장치들(200a, 200b)에 전력을 제공하고, 제 2 PSE(120)는 연결된 네트워크 장치들(200d, 200c)에 전력을 제공하며, 이러한 전력 제공에 무관하게 모든 네트워크 장치들(200a~200d) 간 신호 전달은 링 네트워크 방식에 의해 순방향 혹은 역방향으로 전달 가능하다.Meanwhile, in the network line configuration using the PoE technology, since the bidirectional communication is possible regardless of power, the first PSE 110 can communicate with the connected network devices 200a and 200b The second PSE 120 provides power to the connected network devices 200d and 200c and the signaling between all the network devices 200a through 200d, irrespective of this power provisioning, It is possible to forward or backward.
한편, 이러한 구성에서 소정 위치의 선로에 장애가 발생할 경우 링 네트워크 구성에 의해 각 네트워크 장치들(200a~200d)은 순방향과 역방향을 통한 우회 경로로 마스터 노드에 해당하는 와이파이 억세스 포인트 제어기(100)와 통신이 가능하게 되지만, 전력 공급의 경우 방향성을 가지고 있기 때문에 선로 장애 발생에 의한 전력 공급 중단으로 일부 네트워크 장치는 동작하지 않게 되어 장애 범위가 확대된다.In this case, when a failure occurs in a line at a predetermined position, the network devices 200a to 200d communicate with the Wi-Fi access point controller 100 corresponding to the master node through a reverse path through the forward and backward directions, However, since the power supply has a directionality, some network devices are not operated due to the interruption of the power supply due to the occurrence of the line failure, thereby extending the range of the failure.
예를 들어, 노드 C에 해당하는 네트워크 장치(200c)와 노드 D에 해당하는 네트워크 장치(200d) 사이의 선로에 장애가 발생할 경우 각 노드 C에 해당하는 네트워크 장치(200c)는 더 이상 노드 D에 해당하는 네트워크 장치(200d)로부터 전원을 공급받지 못하기 때문에 동작이 중단되게 된다.For example, when a failure occurs in a line between the network device 200c corresponding to the node C and the network device 200d corresponding to the node D, the network device 200c corresponding to each node C no longer corresponds to the node D The operation is interrupted because power is not supplied from the network device 200d.
본 발명에서는 이를 해결하기 위하여 PD와 PSE를 전환(전원 입출력의 방향 전환)하거나 PSE를 선택적으로 활성화 혹은 비활성화할 수 있도록 네트워크 장치를 구성한다.In order to solve this problem, the present invention configures a network device so that the PD and the PSE can be switched (switching the power input / output direction) or the PSE can selectively be activated or deactivated.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 장치(200) 구성의 예로서, 와이파이 억세스 포인트(260)를 네트워크 부하로서 구비한 슬레이브 노드를 예로 든 것이다. 6 shows an example of a configuration of a network device 200 according to an embodiment of the present invention, which is a slave node having a Wi-Fi access point 260 as a network load.
도시된 바와 같이 네트워크 장치(200)는 전원과 데이터를 수신하거나 전달하기 위한 한 쌍의 트랜스 포머로 이루어진 매칭부(215, 225)와, 매칭부(215, 225) 중 하나를 통해 수신되는 전원을 장치 전원으로 이용하는 PD(210)와, 매칭부(215, 225) 중 하나를 통해 후속 링 네트워크 장치에 전원을 전달하는 PSE(220)와, 한 쌍의 매칭부(215, 225)와 PD(210) 및 PSE(220)를 선택적으로 연결하는 경로 스위치부(230)와, 한 쌍의 매칭부와 연결되어 데이터를 송수신하는 이더넷 스위치부(3포트)(240)와, 이더넷 스위치부(240)와 연결되는 네트워크 부하인 와이파이 억세스 포인트(260)와, 이더넷 스위치부(240)와 경로 스위치부(203) 및 와이파이 억세스 포인트(260)와 연결되어 네트워크 장애나 전원 상태 구성에 대한 정보를 마스터 노드에 리포팅하고 장애 대응이나 복원을 위해 경로 스위치부(230)를 제어하는 제어부(250)를 포함하여 구성된다. As shown in the figure, the network device 200 includes matching units 215 and 225, each of which includes a pair of transformers for receiving and transmitting power and data, and a power source, which is received through one of the matching units 215 and 225, A PSE 220 for transmitting power to a subsequent ring network apparatus through one of the matching units 215 and 225 and a pair of matching units 215 and 225 and a PD 210 A path switching unit 230 for selectively connecting the PSE 220 and the Ethernet switch unit 240 to the PSE 220, an Ethernet switch unit 240 connected to the pair of matching units to transmit and receive data, The network switch unit 260 is connected to the Ethernet switch unit 240 and the path switch unit 203 and the Wi-Fi access point 260 to report information on the network failure or power state configuration to the master node And a path switch It is configured to include a controller 250 that controls 230.
여기서, PD(210)는 네트워크 장치(200)의 경로 스위치부(230), 제어부(250), 이더넷 스위치부(240), 와이파이 억세스 포인트(260), PSE(220)에 전원을 공급하는 역할을 하며, 트랜스포머로 이루어진 매칭부들(215, 225) 중 하나로부터 전원을 획득한다.Here, the PD 210 plays a role of supplying power to the path switch unit 230, the control unit 250, the Ethernet switch unit 240, the Wi-Fi access point 260, and the PSE 220 of the network device 200 And acquires power from one of the matching units 215 and 225 made of a transformer.
PSE(220)는 매칭부들(215, 225) 중 하나와 연결되어 선로를 통해 전원을 공급하게 되는데, 그 자체에 구성된 수단이나 경로 스위치부(230)를 통해 활성화(공급 전원 온)와 비활성화(공급 전원 오프)로 제어 될 수 있다.The PSE 220 is connected to one of the matching units 215 and 225 to supply power through the line. The PSE 220 is activated (powered on) and deactivated Power off).
경로 스위치부(230)는 제어부(250)의 제어에 따라 매칭부(215, 225) 중 하나를 PD(210)와 연결하고 다른 하나를 PSE(220)와 연결하며 이를 반대로 전환할 수 있어, 선로를 통한 전원 수신과 공급 방향을 결정할 수 있다.The path switch unit 230 may connect one of the matching units 215 and 225 to the PD 210 and connect the other of the matching units 215 and 225 to the PSE 220 according to the control of the controller 250, It is possible to determine the power supply reception direction and the supply direction.
제어부(250)는 링 네트워크에 구성되는 마스터 노드에 네트워크 장애(연결된 매칭부의 상태를 전기적 연결 상태나 신호 유무 등을 통해 파악)나 전원 상태 구성(현재 경로 스위치부(230)에 의한 매칭부(215, 225)와 PD(210), PSE(220)의 연결 상태, PSE의 활성화/비활성화 상태 등)에 대한 정보를 리포팅하고, 전원 상태 변경 정보(경로 스위치부(230)에 의한 매칭부(215, 225)와 PD(210), PSE(220)의 연결 변경, PSE의 활성화/비활성화 상태 변경)를 마스터 노드로부터 수신하여 경로 스위치부(230)를 제어할 수 있으며, 필요에 따라서는 마스터 노드로부터의 구체적인 전원 상태 변경 정보 없이도 PSE를 비활성화 시키는 등의 우선적인 안전 조치를 취할 수도 있다.The control unit 250 controls the master node configured in the ring network to detect a network failure (by detecting the state of the connected matching unit through an electrical connection state or signal presence or the like) or a power state configuration (matching unit 215 by the current path switch unit 230) And information on the power state change information (the information on the connection state of the matching unit 215, the power state change unit 210, and the PDE 210, the connection state of the PSE 220, and the activation / deactivation state of the PSE) The connection of the PD 210 and the PSE 220 and the activation / deactivation state of the PSE) from the master node to control the path switch unit 230. If necessary, Prior safety measures may be taken, such as disabling the PSE without specific power state change information.
한편, 네트워크 장치(200)는 와이파이 억세스 포인트(260) 대신 표준 억세스 포인트, 와이맥스 억세스 포인트, 블루투스 억세스 포인트, IP 카메라, IP 보안 장비, 유지보수 단말, IoT 기기 중 적어도 하나이거나 이들의 조합을 네트워크 부하로 구비할 수 있다.The network device 200 may include at least one of a standard access point, a WiMAX access point, a Bluetooth access point, an IP camera, an IP security device, a maintenance terminal, and an IoT device instead of the Wi-Fi access point 260, As shown in FIG.
도 7 및 도 8은 도 6에 도시된 네트워크 장치(200)를 이용하여 장애에 대응하는 과정을 설명하기 위한 개념도로서, 도 7은 앞서 간략히 도시한 도 5의 구성을 좀 더 상세히 나타낸 것이다.FIGS. 7 and 8 are conceptual diagrams for explaining a process for responding to a failure using the network device 200 shown in FIG. 6, and FIG. 7 shows the configuration of FIG. 5 briefly described above in more detail.
도시된 바와 같이 마스터 노드에 해당하는 와이파이 억세스 포인트 제어기(100)는 네트워크 장치들(200a~200d)과 링 네트워크로 연결되며, 와이파이 억세스 포인트 제어기(100)에 구성된 PSE(110, 120)는 연결된 네트워크 장치들(200a 내지 200d)에 전원을 공급한다. 여기서, PSE 끼리 연결되는 네트워크 장치들(200b, 200c) 중 일측 네트워크 장치(200b)의 PSE는 비활성화 상태가 되어 전원 충돌을 방지하도록 초기 설정된다.As shown, the Wi-Fi access point controller 100 corresponding to the master node is connected to the network devices 200a to 200d through a ring network, and the PSEs 110 and 120 configured in the Wi-Fi access point controller 100 are connected to a connected network And supplies power to the devices 200a to 200d. Here, the PSE of the one network device 200b among the network devices 200b and 200c connected to each other by the PSEs is in an inactive state and is initially set to prevent a power collision.
이 상태의 각 네트워크 장치(200a~200d), 즉 슬레이브 노드들의 전원 상태는 와이파이 억세스 포인트 제어기(100), 즉 마스터 노드가 초기 설정 정보를 기반으로 파악하고 있을 수 있으며 이후 변경될 경우 변경된 전원 상태 구성도 파악할 수 있다.The power states of the network devices 200a to 200d, i.e., the slave nodes in this state may be determined based on the initial setting information of the Wi-Fi access point controller 100, i.e., the master node, .
이러한 네트워크 장치(200a~200d)를 이용하여 최소한의 선로 배선을 통한 링 네트워크 구축이 가능하게 된다.It is possible to construct a ring network through the minimum line wiring using the network devices 200a to 200d.
이러한 환경에서 일부 선로에 장애가 발생하면, 이러한 장애에 대응하기 위해 통신 신호는 우회 경로로 전달되며, PoE를 이용한 전원 전달 방향은 네트워크 장치들의 전원 상태 변경을 통해 적절히 변경됨으로써 장애가 발생하더라도 네트워크 장치들에 대한 전원 공급이 유지되게 된다. In this environment, when a failure occurs in some of the lines, the communication signal is transmitted to the bypass path in order to cope with the failure, and the power transmission direction using the PoE is appropriately changed by changing the power state of the network devices, The power supply for the power supply is maintained.
도 8에 도시된 예시와 같이 노드 C에 해당하는 네트워크 장치(200c)와 노드 D에 해당하는 네트워크 장치(200d) 사이의 선로에 장애가 발생할 경우 노드 C에 해당하는 네트워크 장치(200c)나 노드 D에 해당하는 네트워크 장치(200d)가 이러한 장애 발생 정보를 마스터 노드에 해당하는 와이파이 억세스 포인트 제어기(100)에 리포팅하며, 이러한 장애 발생 정보를 수신한 와이파이 억세스 포인트 제어기(100)는 장애 발생에 대응되어 전원 상태가 변경되어야 하는 슬레이브 노드들(노드 B, C, D)에 대응하는 네트워크 장치들(200b, 200c, 200d)에 대해 PD와 PSE 전환이나 PSE 전원의 활성또는 비활성 상태를 설정하는 전원 상태 변경 정보를 전송한다.When a failure occurs in the line between the network device 200c corresponding to the node C and the network device 200d corresponding to the node D as shown in the example of FIG. 8, the network device 200c corresponding to the node C or the node D The corresponding network device 200d reports the failure occurrence information to the Wi-Fi access point controller 100 corresponding to the master node. Upon receiving the failure occurrence information, the Wi-Fi access point controller 100 responds to the occurrence of the failure, Power state change information for setting an active or inactive state of the PD and PSE switching or the PSE power for the network devices 200b, 200c, and 200d corresponding to the slave nodes (nodes B, C, and D) .
도시된 예시에서 노드 C에 해당하는 네트워크 장치(200c)의 전원 공급 방향을 변경하기 위해 경로 PD와 PSE를 전환하고, 비활성화 되었던 노드 B에 해당하는 네트워크 장치(200d)의 PSE를 활성화 상태로 전환하여 노드 C에 해당하는 네트워크 장치(200c)가 전원을 공급받을 수 있도록 전원 상태를 변경한다. 또한, 장애 선로가 복구되거나 가변적 상황에 의해 불규칙하게 연결될 수 있기 때문에 노드 D에 해당하는 네트워크 장치(200d)의 PSE를 비활성화 상태로 전환한다.In the illustrated example, the path PD and the PSE are switched to change the power supply direction of the network device 200c corresponding to the node C, and the PSE of the network device 200d corresponding to the node B that has been inactivated is switched to the active state The power supply state is changed so that the network device 200c corresponding to the node C can receive power. In addition, since the faulty line can be restored or irregularly connected due to a variable situation, the PSE of the network device 200d corresponding to the node D is switched to the inactive state.
이러한 전원 상태 변경은 전기적 위험이 낮아질 수 있도록 순차적으로 전환(노드 D의 PSE 비활성화, 노드 C의 PD/PSE 전환, 노드 B의 PSE 활성화 순)될 수 있고, 한 번에 전환될 수도 있다.This power state change can be sequentially switched (in order to deactivate PSE of node D, switch PD / PSE of node C, activate PSE of node B, etc.) in order to lower the electrical risk, and may be switched at once.
한편, 노드 C의 경우 선로 장애에 의해 전원 공급이 차단되므로 이러한 장애 복구를 위한 장애 정보 전송이나 전원 상태 변경을 위한 전원이 필요할 수 있다. 따라서, 네트워트 장치는 내부적으로 이러한 장애 복구를 위한 수초 이내의 짧은 시간 동안 임시적으로 전원을 유지할 수 있는 임시 전원부(커패시터, 배터리, 축전지 등)를 포함할 수 있다.On the other hand, in the case of the node C, since the power supply is cut off due to the line failure, it may be necessary to supply power for the failure information transmission or power state change for the failure recovery. Thus, the network device may internally include a temporary power source (capacitor, battery, battery, etc.) that can temporarily power up for a short time within a few seconds for such failure recovery.
만일, 장애 선로가 보수되어 복원이 필요한 경우는 전원 충격을 방지하기 위하여 노드 B의 PSE 비활성화, 노드 C의 PD/PSE 전환, 노드 D의 PSE 활성화 순으로 전원 상태를 변경함으로써 복원을 진행할 수 있다. 물론, 복원 되지 않더라도 네트워크 운영에는 지장이 없기 때문에 복원이 필수적이지는 않다.If the faulty line is to be repaired and restoration is necessary, restoration can be performed by changing the power state in order of PSE deactivation of the node B, PD / PSE switching of the node C, and PSE activation of the node D in order to prevent power shock. Of course, restoration is not necessary because there is no hindrance to network operation even if it is not restored.
이러한 PoE를 이용한 링 네트워크 시스템의 네트워크 장애 복구 과정에서, 마스터 노드와 슬레이브 노드 간 장애 정보, 전원 상태 구성 정보, 전원 상태 변경 정보를 주고 받기 위해서 새로운 프레임 포맷을 정의할 경우 호환성이 낮아지므로, 본 발명의 실시예에서는 표준 이더넷 프레임을 그대로 활용하되, 가상 랜 지원을 위해 부가되는 헤더 정보를 활용하도록 한다.When a new frame format is defined to transmit / receive failure information, power state configuration information, and power state change information between the master node and the slave node in the network failure recovery process of the ring network system using the PoE, The embodiment utilizes the standard Ethernet frame as it is but utilizes the header information added for the virtual LAN support.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 정보 전송 프레임 구성을 설명하기 위한 예시도로서, 이더넷 네트워크에서 가상 랜(VLAN)을 지원하는 IEEE 802.1Q 이더넷 프레임 구조를 보인 것이다.FIG. 9 is an exemplary diagram illustrating an information transmission frame structure according to an embodiment of the present invention, and shows an IEEE 802.1Q Ethernet frame structure supporting a virtual LAN (VLAN) in an Ethernet network.
도시된 바와 같이 기본 이더넷 프레임의 소스 MAC 주소와 이더 타입(길이) 필드 사이에 32비트의 802.1Q 헤더 필드(310)를 추가한 이더넷 프레임을 사용한다.As shown, an Ethernet frame is used in which a 32-bit 802.1Q header field 310 is added between a source MAC address and an Ethertype (length) field of a basic Ethernet frame.
802.1Q 헤더 필드는 16비트 길이의 TPID(Tag Protocol IDentifier)와 16비트 길이의 TCI(Tag Control Information) 필드로 이루어진다. 본 발명의 실시예에서는 처음 2개 옥텟 길이(16비트)로 설정되는 TPID로 정의되는 다양한 이더 타입값들 중 미 지정된 타입을 지정하여 본 발명의 실시예를 위한 PoE를 이용한 링 네트워크 장애 복구를 위해 활용할 수 있다. 예를 들어, 0x8768을 본 발명을 위한 정보 교환 타입으로 정의하여 사용할 수 있다.The 802.1Q header field consists of a Tag Protocol Identifier (TPID) of 16 bits in length and a Tag Control Information (TCI) field of 16 bits in length. In the embodiment of the present invention, for the ring network failure recovery using the PoE for the embodiment of the present invention by designating the unspecified type among the various Etheret values defined by the TPID set to the first two octet length (16 bits) Can be utilized. For example, 0x8768 can be defined and used as an information exchange type for the present invention.
전술된 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 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.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
100: 와이파이 억세스 포인트 제어기 200a~200d: 네트워크 장치
210: PD 215: 매칭부
220: PSE 225: 매칭부
230: 경로 스위치부 240: 이더넷 스위치부
250: 제어부 260: 와이파이 억세스 포인트
100: Wi-Fi access point controller 200a to 200d: Network device
210: PD 215:
220: PSE 225:
230: path switch unit 240: Ethernet switch unit
250: Control section 260: Wi-Fi access point

Claims (10)

  1. PoE(Power over Ethernet)를 이용한 링 네트워크 장치로서,
    전원과 데이터를 수신하거나 전달하기 위한 한 쌍의 매칭부와;
    상기 매칭부 중 하나를 통해 수신되는 전원을 장치 전원으로 이용하는 PD(Powered Device)와;
    상기 매칭부 중 하나를 통해 후속 링 네트워크 장치에 전원을 전달하는 PSE(Power Source Equipment)와;
    상기 한 쌍의 매칭부와 PD 및 PSE를 선택적으로 연결하는 경로 스위치부와;
    상기 한 쌍의 매칭부와 연결되어 데이터를 송수신하는 이더넷 스위치부와;
    상기 이더넷 스위치부와 연결되는 네트워크 부하와;
    상기 이더넷 스위치부와 경로 스위치부 및 네트워크 부하와 연결되어 네트워크 장애나 전원 상태 구성에 대한 정보를 마스터 노드에 리포팅하고 장애 대응이나 복원을 위해 상기 경로 스위치부를 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는,
    장애 정보, 전원 상태 구성 정보 및 전원 상태 변경 정보를 이더넷 프레임의 가상 랜 지원을 위한 추가 헤더를 통해 상기 마스터 노드와 주고 받으며, 상기 가상 랜 지원을 위한 추가 헤더로 802.1Q 헤더의 16비트 TPID(Tag Protocol Identifier) 미지정 타입을 이용하는 것을 특징으로 하는 PoE를 이용한 링 네트워크 장치.
    As a ring network device using PoE (Power over Ethernet)
    A pair of matching units for receiving and transmitting power and data;
    A PD (Powered Device) that uses a power received through one of the matching units as a device power source;
    A power source equipment (PSE) for passing power to the subsequent ring network device through one of the matching units;
    A path switch unit selectively connecting the pair of matching units to the PD and the PSE;
    An Ethernet switch unit connected to the pair of matching units to transmit and receive data;
    A network load connected to the Ethernet switch unit;
    And a control unit connected to the Ethernet switch unit, the path switch unit, and the network load to report information on the network failure or power state configuration to the master node, and to control the path switch unit to respond to or recover from the failure,
    Wherein,
    And the power state change information to and from the master node through an additional header for supporting a virtual LAN of an Ethernet frame, and further includes a 16-bit TPID tag of the 802.1Q header as an additional header for supporting the virtual LAN Protocol Identifier (PoE) unspecified type.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제어부는 링 네트워크에 구성되는 마스터 노드에 네트워크 장애나 전원 상태 구성에 대한 정보를 리포팅하고, 전원 상태 변경 정보를 마스터 노드로부터 수신하여 경로 스위치부를 제어하는 것으로 장애 대응이나 복원을 수행하는 것을 특징으로 하는 PoE를 이용한 링 네트워크 장치.
    The method of claim 1, wherein the control unit reports information on a network failure or power state configuration to a master node configured in the ring network, receives power state change information from the master node, and controls the path switch unit, The PoE-based ring network apparatus comprising:
  3. 삭제delete
  4. 삭제delete
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 네트워크 부하는 표준 억세스 포인트, 와이파이 억세스 포인트, 와이맥스 억세스 포인트, 블루투스 억세스 포인트, IP 카메라, IP 보안 장비, 유지보수 단말, IoT 기기 중 적어도 하나이거나 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 PoE를 이용한 링 네트워크 장치.
    The network load according to claim 1, wherein the network load is at least one of a standard access point, a Wi-Fi access point, a WiMAX access point, a Bluetooth access point, an IP camera, an IP security device, a maintenance terminal, Ring network device using PoE.
  6. 각 슬레이브 노드의 네트워크 부하와 통신을 수행하고 연결 슬레이브 노드들에 PoE 방식으로 전원을 공급하며, 장애 발생 정보와 슬레이브 노드의 전원 상태 구성 정보를 수신하여 장애 슬레이브 노드와 인접 슬레이브 노드에 대한 전원 상태 변경 정보를 제공하는 마스터 노드와;
    상기 마스터 노드와 통신을 수행하는 네트워크 부하와, 선로를 통해 전원을 수신하는 PD와 선로를 통해 전원을 공급하는 PSE 및 PD와 PSE를 선택적으로 전환하거나 PSE의 전원을 차단하는 경로 스위치부를 구비하며, 네트워크 장애나 전원 상태 구성에 대한 정보를 상기 마스터 노드에 리포팅하고 장애 대응이나 복원을 위해 상기 경로 스위치부를 제어하는 제어부를 포함하는 슬레이브 노드를 포함하며,
    상기 마스터 노드와 슬레이브 노드는,
    이더넷 프레임에 삽입되는 802.1Q 헤더의 16비트 TPID 미지정 타입을 이용하여 장애 상태 정보, 전원 상태 구성 정보 및 전원 상태 변경 정보를 송수신하는 것을 특징으로 하는 PoE를 이용한 링 네트워크 시스템.
    It communicates with the network load of each slave node, supplies power to the connected slave nodes in PoE mode, receives power failure status information of the slave node, and changes the power state of the slave node and the adjacent slave nodes A master node for providing information;
    A network load for communicating with the master node, a PD for receiving power through a line, a PSE for supplying power through a line, and a path switch unit for selectively switching the PD and the PSE or for shutting off the power of the PSE, A slave node including a control unit for reporting information on a network failure or a power state configuration to the master node and controlling the path switch unit for failure countermeasure or restoration,
    The master node and the slave node,
    Wherein the failure state information, the power state configuration information, and the power state change information are transmitted and received using the 16-bit TPID unspecified type of the 802.1Q header inserted in the Ethernet frame.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 슬레이브 노드는 장애 상태에 따라 자동으로 경로 스위치부를 제어하거나 상기 마스터 노드로부터 전원 상태 변경 정보를 수신하여 경로 스위치부를 제어하는 것을 특징으로 하는 PoE를 이용한 링 네트워크 시스템.
    The ring network system using PoE according to claim 6, wherein the slave node automatically controls the path switch unit according to the failure status or receives the power status change information from the master node and controls the path switch unit.
  8. 삭제delete
  9. 신호와 전원을 동시에 공급하는 마스터 노드와, 상기 마스터 노드에 선로로 연결되는 복수의 슬레이브 노드로 이루어진 PoE를 이용한 링 네트워크 시스템의 네트워크 장애 복구 방법으로서,
    전원과 데이터를 수신하거나 전달하는 한 쌍의 매칭부와 수신 전원을 장치 전원으로 이용하는 PD(Powered Device) 및 후속 슬레이브 노드에 전원을 전달하는 PSE(Power Source Equipment)를 선택적으로 연결하는 경로 스위치부를 포함하는 슬레이브 노드를 마스터 노드에 링 네트워크 방식으로 구성하되, 상기 마스터 노드는 연결되는 양방향 슬레이브 노드들에 전원을 공급하고, 연결되는 슬레이브 노드들 중 PSE 끼리 연결되는 경우 일측 PSE의 전원을 비활성화하도록 구성하는 단계와;
    장애 발생 시 상기 슬레이브 노드가 장애 발생과 전원 상태 구성 정보를 상기 마스터 노드에 리포팅하는 단계와;
    상기 마스터 노드가 장애 발생에 대응되는 슬레이브 노드들에 대해 PD와 PSE 전환이나 PSE 전원의 활성또는 비활성 상태를 설정하는 전원 상태 변경 정보를 상기 슬레이브 노드에 전송하는 단계와;
    상기 슬레이브 노드가 상기 마스터 노드로부터 전원 상태 변경 정보를 수신하여 상기 경로 스위치부를 제어하는 것으로 PD와 PSE를 전환하거나 PSE의 상태를 활성화 또는 비활성화 하는 단계를 포함하며,
    상기 마스터 노드와 슬레이브 노드는,
    이더넷 프레임에 삽입되는 802.1Q 헤더의 16비트 TPID 미지정 타입을 이용하여 장애 상태 정보, 상기 전원 상태 구성 정보 및 상기 전원 상태 변경 정보를 송수신하는 것을 특징으로 하는 PoE를 이용한 링 네트워크 시스템의 네트워크 장애 복구 방법.
    1. A network fault recovery method for a ring network system using a PoE, comprising a master node supplying a signal and a power supply at the same time, and a plurality of slave nodes connected by a line to the master node,
    A pair of matching units for receiving and transmitting power and data, and a path switch unit for selectively connecting a PD (Powered Device) using the reception power source as the device power source and a PSE (Power Source Equipment) for transmitting power to the subsequent slave node The slave nodes are connected to the master node in a ring network mode, and the master node supplies power to the connected bidirectional slave nodes, and when the slave nodes are connected to each other, the slave nodes are deactivated ;
    When the failure occurs, the slave node reports failure and power state configuration information to the master node;
    Transmitting power state change information to the slave node, the power state change information setting the PD and the PSE switching or the PSE power source active or inactive state for the slave nodes corresponding to the failure occurrence of the master node;
    Wherein the slave node receives the power state change information from the master node and controls the path switch unit to switch the PD and the PSE or to activate or deactivate the state of the PSE,
    The master node and the slave node,
    Wherein the failure status information, the power status configuration information, and the power status change information are transmitted / received using a 16 bit TPID unspecified type of an 802.1Q header inserted in an Ethernet frame. .
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 마스터 노드가 장애 복구 정보를 관리자나 슬레이브 노드로부터 수신하는 단계와;
    장애 복구를 위해 슬레이브 노드에 전원 상태 변경 정보를 순차적으로 전달하여 전원 충돌 없이 초기 설정 상태로 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 PoE를 이용한 링 네트워크 시스템의 네트워크 장애 복구 방법.
    The method of claim 9, wherein the master node receives the failure recovery information from an administrator or a slave node;
    And transmitting the power state change information to the slave node in order to restore the failure state to the initial state without power conflict.
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