KR101968306B1 - 하나의 동선선로를 이용하여 다수의 가입자에게 서비스를 제공하는 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

하나의 동선선로를 이용하여 다수의 가입자에게 서비스를 제공하는 장치 및 그 방법이 개시된다.
이 장치는 적어도 하나의 가입자 회선을 통해 데이터 서비스를 제공하는 서비스 제공 장치이다. 이 장치의 제어부는 하나의 가입자 회선에 연결된 적어도 하나의 가입자 단말 모두에게 시간 분할 방식으로 데이터 서비스를 제공받을 수 있는 최소 대역폭을 각각 할당한다. 전송 신호 제어부는 상기 제어부에 의해 할당되는 대역폭에 따라 시간 분할 방식으로 상기 가입자 단말과의 데이터 전송을 제어한다.

Description

하나의 동선선로를 이용하여 다수의 가입자에게 서비스를 제공하는 장치 및 그 방법 {APPARATUS FOR PROVIDING SERVICE TO MULTIPLE SUBSCRIBER USING ONE TWISTED WIRE PAIR AND METHOD THEREOF}
본 발명은 하나의 동선선로를 이용하여 다수의 가입자에게 서비스를 제공하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 동선선로를 사용하여 인터넷을 제공하는 방법에는 전화선로를 사용하는 xDSL(x digital subscriber line) 기술과 동축선로를 사용하는 DOCSIS(Data Over Cable Service Internet Specifications) 기술이 있는데, 이 두가지 기술 모두 다운스트림(Downstream)과 업스트림(Upstream) 주파수 대역을 구분하여 사용하여 빠른 속도를 제공하는 것에 한계가 있었다.
최근에는 다운스트림과 업스트림에 넓은 주파수 대역을 온전히 사용하면서 시간 차이를 두고 전송하는 시간 분할 방법을 이용한 기가 와이어(GiGA Wire)와 같은 기술들이 등장하고 있다.
한편, 전화선로를 사용하는 경우, 전화선로를 구성하는 케이블이 번들 형태로 되어 있어 번들 케이블 내에서 선로간의 간섭으로 인해 성능 품질이 저하되며, 인터넷을 제공하는 집선 장치의 포트와 가입자 단말 장치 간에 점대점(point-to-point) 연결로 인해 비용이 높은 편이다.
또한, 동축선로를 사용하는 경우는 하나의 선로를 사용하여, 집선 장치 하나의 포트에 여러 가입자 단말 장치를 연결할 수 있지만, G.hn(Gigabit Home Network) 기술의 경우 네트워크 운용자가 상하향 대역폭 및 서비스 품질 등을 제어할 수 있는 방법이 부족한 편이다.
예를 들어, 전화선로나 동축선로 등의 동선선로 하나에 다수의 가입자가 연결되어 있는 경우, 특정 가입자가 대역폭 점유를 통해 다른 가입자들의 서비스에 지장이 발생하는 경우가 있다.
따라서, 전화선로 또는 동축선로 등의 동선선로 하나에 다수의 가입자를 연결하여 기가급의 인터넷 속도를 제공하면서 서비스 품질을 보장할 수 있는 방법이 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 하나의 동선선로를 이용하여 다수의 가입자에게 서비스를 제공하는 경우 각 가입자에게 효율적으로 대역폭을 할당하여 서비스를 제공할 수 있는 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 특징에 따른 서비스 제공 장치는,
적어도 하나의 가입자 회선을 통해 데이터 서비스를 제공하는 서비스 제공 장치로서, 하나의 가입자 회선에 연결된 적어도 하나의 가입자 단말 모두에게 시간 분할 방식으로 데이터 서비스를 제공받을 수 있는 최소 대역폭을 각각 할당하는 제어부; 및 상기 제어부에 의해 할당되는 대역폭에 따라 시간 분할 방식으로 상기 가입자 단말과의 데이터 전송을 제어하는 전송 신호 제어부를 포함한다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 가입자 회선의 채널을 추정하여 전송 가능한 대역폭을 계산하는 채널 측정부; 상기 가입자 회선에 연결된 상기 적어도 하나의 가입자 단말별 트래픽 상태를 모니터링하여 상기 가입자 단말별 트래픽 양을 추정하는 트래픽 측정부; 및 상기 채널 측정부에 의해 계산된 전송 가능한 대역폭과 상기 트래픽 측정부에 의해 추정되는 상기 가입자 단말별 트래픽 양에 따라 상기 가입자 단말별로 전송 대역폭을 할당하는 대역폭 할당부를 포함한다.
또한, 상기 대역폭 할당부는, 상기 채널 측정부에 의해 계산된 전송 가능한 대역폭에 대해 미리 설정된 상하향 비율에 따라서 상향 대역폭과 하향 대역폭을 계산하고, 상기 적어도 하나의 가입자 단말별로 상기 최소 대역폭을 각각 할당하고, 상기 전송 가능한 대역폭 중에서 상기 적어도 하나의 가입자 단말별로 각각 할당된 최소 대역폭을 제외한 나머지 대역폭에 대해 상기 트래픽 측정부에 의해 추정되는 상기 가입자 단말별 트래픽 양에 따라 할당한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 가입자 회선에 연결되는 상기 적어도 하나의 가입자 단말을 상기 가입자 회선의 슬레이브로 등록하는 슬레이브 등록부를 더 포함하고, 상기 슬레이브 등록부는 상기 가입자 회선에 연결되는 상기 적어도 하나의 가입자 단말을 하나의 그룹으로 등록하여 관리하며, 슬레이브 등록시 상기 가입자 단말의 MAC(Media Access Control) 어드레스 또는 시리얼 번호에 기반하는 고유의 ID를 부여하여 등록한다.
또한, 상기 전송 신호 제어부와 상기 적어도 하나의 가입자 단말 사이의 상기 가입자 회선 상에 위치하는 제1 스플리터를 더 포함하고, 상기 제1 스플리터는,
상기 가입자 회선에 연결되는 마스터측 포트; 및 상기 적어도 하나의 가입자 단말에 연결되는 적어도 하나의 슬레이브측 포트를 포함하며, 상기 마스터측 포트와 상기 슬레이브측 포트는 상호 연결되어 1:n (n은 상기 적어도 하나의 가입자 단말의 개수임)의 연결을 제공한다.
또한, 상기 제1 스플리터는 PSTN(Public Switched Telephone Network)에 연결되는 전화 포트 및 적어도 하나의 제2 스플리터를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 제2 스플리터 각각은 상기 마스터측 포트, 상기 전화 포트 및 상기 슬레이브측 포트에 연결되어, 상기 마스터측 포트로부터 데이터를 입력받고 상기 전화 포트로부터 전화 신호를 입력받아서 합성하여 상기 슬레이브측 포트로 전달하고, 상기 슬레이브측 포트로 입력되는 데이터와 전화 신호에 대해 데이터는 상기 마스터측 포트로 전달하고 전화 신호는 상기 전화 포트로 전달한다.
또한, 상기 가입자 회선은 동축선로 또는 전화선로를 포함하는 동선선로이다.
또한, 상기 최소 대역폭은 IPTV(Internet Protocol Television) 또는 인터넷을 서비스하는데 필요한 대역폭이다.
본 발명의 다른 특징에 따른 서비스 제공 방법은,
적어도 하나의 가입자 회선을 통해 데이터 서비스를 제공하는 서비스 제공 장치로서, 적어도 하나의 가입자 단말이 연결된 하나의 가입자 회선의 채널을 추정하여 전송 가능한 대역폭을 계산하는 단계; 상기 전송 가능한 대역폭 중에서 상기 적어도 하나의 가입자 단말 모두에게 시간 분할 방식으로 데이터 서비스를 제공받을 수 있는 최소 대역폭을 각각 할당하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 가입자 단말에게 각각 할당된 대역폭에 따라 데이터 전송을 수행하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 계산하는 단계는, 상기 가입자 회선에 연결된 상기 적어도 하나의 가입자 단말별 트래픽 상태를 모니터링하여 상기 가입자 단말별 트래픽 양을 추정하는 단계를 더 포함하고, 상기 할당하는 단계는, 상기 전송 가능한 대역폭에 대해 미리 설정된 상하향 비율에 따라서 상향 대역폭과 하향 대역폭을 계산하는 단계; 상기 적어도 하나의 가입자 단말별로 상기 최소 대역폭을 각각 할당하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 가입자 단말별로 각각 할당된 최소 대역폭을 제외한 나머지 상향 대역폭 및 하향 대역폭에 대해 상기 가입자 단말별 트래픽 양에 따라 각각 할당하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 계산하는 단계 전에, 상기 가입자 회선에 연결되는 상기 적어도 하나의 가입자 단말을 상기 가입자 회선의 슬레이브로 각각 등록하는 단계를 더 포함하고, 상기 등록하는 단계에서, 상기 가입자 회선에 연결되는 상기 적어도 하나의 가입자 단말을 하나의 그룹으로 등록하여 관리하며, 슬레이브 등록시 상기 가입자 단말의 MAC 어드레스 또는 시리얼 번호에 기반하는 고유의 ID를 부여하여 등록한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 서비스 제공 장치는,
적어도 하나의 가입자 회선을 통해 데이터 서비스를 제공하는 서비스 제공 장치로서, 통신부, 메모리 및 프로세서를 포함하며, 상기 통신부는 외부 네트워크를 통해 접속되는 서버 및 하나의 가입자 회선에 연결된 적어도 하나의 가입자 단말과 신호를 송수신하도록 구성되고, 상기 메모리는 상기 통신부가 신호를 송수신하는 데 사용되는 프로그램 및 상기 장치가 상기 적어도 하나의 가입자 단말 모두에게 시간 분할 방식으로 데이터 서비스를 제공받을 수 있는 최소 대역폭을 각각 할당하도록 제어하는 데 사용되는 프로그램을 저장하도록 구성되며, 상기 프로세서는 상기 메모리에 저장된 프로그램을 호출하여, 상기 통신부를 통해 상기 적어도 하나의 가입자 단말이 연결된 하나의 가입자 회선의 채널을 추정하여 전송 가능한 대역폭을 계산하고, 상기 전송 가능한 대역폭 중에서 상기 적어도 하나의 가입자 단말 모두에게 상기 최소 대역폭을 각각 할당하며, 상기 적어도 하나의 가입자 단말에게 각각 할당된 대역폭에 따라 데이터 전송을 수행하도록 구성된다.
여기서, 상기 프로세서는, 상기 가입자 회선에 연결된 상기 적어도 하나의 가입자 단말별 트래픽 상태를 모니터링하여 상기 가입자 단말별 트래픽 양을 추정하고, 상기 전송 가능한 대역폭에 대해 미리 설정된 상하향 비율에 따라서 상향 대역폭과 하향 대역폭을 계산하며, 상기 적어도 하나의 가입자 단말별로 상기 최소 대역폭을 각각 할당하고, 상기 상향 대역폭 및 하향 대역폭 중에서 상기 적어도 하나의 가입자 단말별로 각각 할당된 최소 대역폭을 제외한 나머지 상향 대역폭 및 하향 대역폭에 대해 상기 가입자 단말별 트래픽 양에 따라 각각 할당하도록 추가로 구성된다.
또한, 상기 프로세서는 상기 가입자 회선에 연결되는 상기 적어도 하나의 가입자 단말을 상기 가입자 회선의 슬레이브로 각각 등록하며, 상기 등록시, 상기 가입자 회선에 연결되는 상기 적어도 하나의 가입자 단말을 하나의 그룹으로 등록하여 관리하고, 슬레이브 등록시 상기 가입자 단말의 MAC 어드레스 또는 시리얼 번호에 기반하는 고유의 ID를 부여하여 등록하도록 추가로 구성된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 동축선로 또는 전화선로와 같은 동선선로 하나에 여러 가입자가 연결되는 경우 각 가입자에 대해 효율적으로 대역폭을 할당하여 서비스를 제공할 수 있다.
또한, 전화선로에 여러 가입자가 연결되는 경우 임피던스로 인한 문제 발생을 방지하고 혼선을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 서비스 제공 장치가 적용되는 액세스 네트워크의 개략적인 구조도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 서비스 제공 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 제어부의 구체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 전송 신호 제어부의 구체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 서비스 제공 방법의 개략적인 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 서비스 제공 장치의 개략적인 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 서비스 제공 장치가 전화선로를 사용하는 경우의 예를 도시한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 하나의 동선선로를 이용하여 다수의 가입자에게 서비스를 제공하는 장치, 즉 서비스 제공 장치에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 서비스 제공 장치가 적용되는 액세스 네트워크의 개략적인 구조도이다. 여기서, 액세스 네트워크의 구조는 본 발명의 실시예에 따른 설명을 위해 필요한 개략적인 구성을 도시할 뿐 이러한 구성에 국한되는 것은 아니다.
도 1을 참조하면, 집선 장비(G.hn Access Multiplexer, GAM)에 대응될 수 있는 네트워크 관리 장치(20)의 업링크 측은 네트워크(40)를 통하여 서버(10)에 결합되어 있고, 네트워크 관리 장치(20)의 다운링크 측은 적어도 하나의 가입자 회선(PORT1, …, PORTn)을 통하여 네트워크 단말(G.hn Network Terminal, GNT)에 대응될 수 있는 적어도 하나의 가입자 단말(30)에 결합되어 있다. 여기서, 가입자 단말(30)은 고객 댁내 장치라고도 할 수 있으며, 적어도 하나의 가입자 회선(PORT, …, PORTn)은 전화선로 또는 동축선로이다.
본 발명의 실시예에서는 네트워크 관리 장치(20)의 하나의 가입자 회선에 각각 다수의 가입자 단말(30)이 연결되어 있다. 예를 들어, 도 1을 참조하면, 하나의 가입자 회선(PORT1)에 적어도 4개의 가입자 단말(30)이 연결되어 있음을 알 수 있다. 다른 가입자 회선(PORTn)에도 적어도 하나의 가입자 단말(30)이 연결되어 있다.
네트워크 관리 장치(20)와 가입자 단말(30)은 시분할 이중 통신 방식(Time Division Duplex, TDD)에 따라 다운스트림과 업스트림 시간을 할당하여 양방향 신호 전송을 수행한다.
서버(10)는 적어도 하나 이상의 서비스 제공자와 연결되고, 네트워크 관리 장치(20)와 연결되어 여러 가입자 단말(30)의 인터넷 서비스 정책 및 네트워크 관리를 수행한다.
네트워크(40)는 FTTH(Fiber To The Home)를 포함하는 FTTx(Fiber To The x)와 같은 광대역 네트워크로서, 종단에 OLT(Optical Line Terminal)와 같은 광선로 종단 장치를 포함할 수 있다. 또한, 다운링크 측의 케이블은 UTP, 전화선(phone line), 전력선(power line), 그리고 동축 케이블(Coaxial cable) 중 적어도 하나를 포함하는 케이블 일 수 있다.
네트워크 관리 장치(20)는 동선선로를 이용하여 복수 개의 모뎀을 연결하여 기가(GiGa) 인터넷 네트워크를 구성할 수 있다. 네트워크 관리 장치(20)는 건물의 통신실 또는 동 단자함에 설치될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 서비스 제공 장치(100)의 구조를 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 서비스 제공 장치(100)는 전송 매체 정합부(110), 제어부(120), 스위칭부(130) 및 전송 신호 제어부(140)를 포함한다. 여기서, 본 발명의 실시예에 따른 서비스 제공 장치(100)는 네트워크 관리 장치(20) 내에 포함되는 구성요소이거나, 또는 네트워크 관리 장치(20)에 연동하는 구성요소일 수 있다.
전송 매체 정합부(110)는 가입자 회선(PORT1, …, PORTn)을 통해 가입자 단말(30)과 연결되며, 구체적으로, 하나의 가입자 회선에 적어도 하나의 가입자 단말(30) 또는 다수의 가입자 단말(30)이 연결되어 있다. 이 때의 가입자 회선은 동선선로로서, 전화선로 또는 동축선로이다.
한편, 본 발명의 실시예에서 동선선로 네트워크 구성은 가입자 회선별로 서비스 제공 장치(100)와 가입자 단말(30)간에 하나의 그룹을 만들게 되는데, 이 때 서비스 제공 장치(100)가 마스터가 되고, 가입자 단말(30)은 해당 그룹의 슬레이브가 된다. 마스터와 슬레이브 간에 기가급의 대역폭을 제공하기 위해서 전송 가능한 주파수 대역을 모두 사용하여 고속의 변복조를 하게 되는데 마스터에서 슬레이브 상향의 다운스트림과 슬레이브에서 마스터 방향의 업스트림 시간을 할당하여 양방향 전송을 수행할 수 있다.
따라서, 제어부(120)는 각 가입자 회선별로 연결되는 가입자 단말(30)을 회선별로 슬레이브로 등록하며, 슬레이브인 가입자 단말(30)이 마스터에 회선별로 등록될 때 가입자 단말(30)에게 고유 ID가 부여된다. 이 때의 고유 ID는 가입자 단말(30)의 MAC(Media Access Control) 어드레스, 시리얼 번호 등 가입자 단말(30)의 고유한 값을 기반으로 관리 가능한 ID값을 고유 ID로 부여하여 슬레이브로서 해당 그룹에 등록한다.
따라서, 제어부(120)는 회선별로 슬레이브로 등록된 가입자 단말(30)을 해당 고유 ID를 사용하여 식별할 수 있다.
제어부(120)는 각 회선별 상태를 확인하여 얼마의 대역폭을 전송할 수 있는지를 확인하기 위해 각 회선별로 채널 추정을 수행한다. 이러한 채널 추정으로 인해 회선별로 전송 가능한 스루풋(throughput), 즉 전송 가능한 대역폭이 계산될 수 있다.
또한, 제어부(120)는 상기에서 계산되는 전송 가능한 스루풋에 미리 설정된 상향 및 하향 비율, 즉 상하향 비율을 적용하여 상향 및 하향별로 전송 가능한 스루풋, 즉 상향 및 하향별로 전송 가능한 대역폭을 계산한다. 여기서, 상향은 슬레이브인 가입자 단말(30)에서 마스터인 서비스 제공 장치(100) 방향으로의 전송에 대응되고, 하향은 마스터에서 슬레이브 방향으로의 전송에 대응된다.
예를 들어, 1 MAC(Media Access Control) 사이클은 40ms로, 총 16개의 타임 슬롯(time slot)으로 구성되는 경우, 상하향 비율이 50:50인 경우, 결과적으로 8개의 타임 슬롯이 하향 전송을 위한 대역폭으로 할당되고, 나머지 8개의 타임 슬롯이 상향 전송을 위한 대역폭으로 할당될 수 있다.
또한, 제어부(120)는 상기에서 계산되는 상향 및 하향별 스루풋에 대해 각 슬레이브별로 대역폭을 할당하여 제공한다. 이 때, 하향 및 상향 모두 특정 가입자 단말(30)이 대역폭 점유를 통해 다른 가입자 단말(30)의 서비스에 지장이 생겨서는 안되기 때문에, 슬레이브별로 최소한의 서비스가 가능한 최소 대역폭을 설정한다. 이러한 최소한의 서비스로는 IPTV(Internet Protocol Television), 인터넷 등의 서비스이며, 이들 서비스를 위한 최소 대역폭은 서비스 제공 장치(100)별로 특정 대역폭으로 미리 설정될 수 있다.
따라서, 제어부(120)는 하항의 경우 상기에서 하향 비율에 따라 전체 스루풋에서 할당되는 하향 대역폭에 대해 슬레이브 당 최소 대역폭을 할당하고, 나머지 대역폭에 대해 슬레이브별로 할당할 수 있다. 이 경우, 슬레이브별 트래픽 양에 따라 증감이 가능하다.
또한, 제어부(120)는 상향의 경우에도 상기에서 상향 비율에 따라 전체 스루풋에서 할당되는 상향 대역폭에 대해 슬레이브 당 최소 대역폭을 할당하고, 나머지 대역폭에 대해 슬레이브별로 할당할 수 있다. 이 경우, 슬레이브별 트래픽 양에 따라 증감이 가능하다.
제어부(120)는 회선별로 연결된 가입자 단말(30)별로 트래픽 상태를 모니터링하여 가입자 단말(30), 즉 슬레이브별로 트래픽 양을 측정한다. 따라서, 상기한 상향 및 하향 대역폭 중에서 슬레이브별로 최소 대역폭을 할당하고 남은 대역폭에 대해 슬레이브별 트래픽 양에 따라 대응적으로 할당한다. 즉, 트래픽 양이 많은 슬레이브에게 더 많은 대역폭이 할당되도록 대여폭 할당이 수행된다.
상기에서 제어부(120)에서 각 슬레이브별로 할당되는 상향 대역폭 및 하향 대역폭은 타임 슬롯일 수 있다.
스위칭부(130)는 외부 네트워크 인터페이스를 통해 전달되어 각각의 가입자 단말(30)에 전달할 데이터를 스위칭하여 전송 신호 제어부(140)로 전달한다.
전송 신호 제어부(140)는 제어부(120)에 의해 가입자 단말(30)별로 할당되는 대역폭 정보를 제공받아 스위칭부(130)로부터 전달 받은 데이터를 해당 대역폭, 즉 타임 슬롯에 기초하여 전송하기 위해 전송 매체 정합부(110)를 통한 가입자 단말(30)과 연결된 가입자 회선의 신호 전송을 제어한다.
도 3은 도 2에 도시된 제어부(120)의 구체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제어부(120)는 데이터베이스(DB)(121), 슬레이브 등록부(122), 채널 추정부(123), 트래픽 측정부(124) 및 대역폭 할당부(125)를 포함한다.
데이터베이스(121)는 회선별로 연결되는 슬레이브, 즉 가입자 단말(30) 정보, 각 슬레이브별로 할당되는 상향 및 하향 대역폭 정보 등을 저장한다. 여기서, 가입자 단말(30) 정보는 가입자 단말(30)의 MAC 어드레스, 시리얼 번호, 가입자 단말(30)에게 부여된 고유 ID를 포함한다.
슬레이브 등록부(122)는 회선별로 연결되는 가입자 단말(30)을 해당 회선의 슬레이브로 등록하여 데이터베이스(121)에 대응되는 정보를 저장한다.
데이터베이스(121)는 도 1의 인터넷 또는 FTTx를 통해 서버(10)와 연동하여 서버(10)에 데이터베이스(121)에 저장된 데이터를 저장할 수 있다.
채널 추정부(123)는 각 회선별 상태를 확인하여 얼마의 대역폭을 전송할 수 있는지를 확인하기 위해 각 회선별로 채널 추정을 수행한다. 이러한 채널 추정으로 인해 회선별로 전송 가능한 스루풋(throughput), 즉 전송 가능한 대역폭이 계산될 수 있다.
트래픽 추정부(124)는 회선별로 연결된 가입자 단말(30)별로 트래픽 상태를 모니터링하여 가입자 단말(30), 즉 슬레이브별로 트래픽 양을 추정한다.
대역폭 할당부(125)는 채널 추정부(123)에 의해 계산되는 전체 대역폭에 대해 미리 설정된 상하향 비율에 따라서 상향 대역폭 및 하향 대역폭을 계산하고, 회선별로 연결된 슬레이브별로 최소 대역폭을 할당하며, 상향 및 하향 대역폭 중에서 각각 최소 대역폭을 할당하고 남은 대역폭에 대해 트래픽 추정부(124)에서 추정되는 슬레이브별 트래픽 양에 따라서 분할하여 각 슬레이브별로 할당한다.
즉, 슬레이브는 최소 대역폭에 트래픽 추정부(124)에서 추정되는 해당 슬레이브의 트래픽 양에 의해 할당되는 대역폭이 합해지는 대역폭을 최종 상향 및 하향 대역폭으로 할당받는다. 결과적으로, 트래픽 양이 없는 슬레이브의 경우에는 최소 대역폭만이 할당되고, 트래픽 양이 가장 큰 슬레이브가 가장 많은 상향 및 하향 대역폭을 할당받게 된다.
대역폭 할당부(125)는 각 슬레이브별로 할당되는 상향 및 하향 대역폭 정보를 데이터베이스(121) 내에 각 슬레이브에 대응하도록 저장한다.
한편, 이렇게 설정되는 상향 및 하향 대역폭의 정보는 마스터, 즉 서비스 제공 장치(100)에서 슬레이브인 가입자 단말(30)에게 주기적으로 전송하는 제어 신호에 실려서 각 슬레이브로 전달된다.
도 4는 도 2에 도시된 전송 신호 제어부(140)의 구체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 전송 신호 제어부(140)는 동기화부(141), 신호 변환부(142) 및 타임 슬롯 할당부(143)를 포함한다.
동기화부(141)는 가입자 회선별로 TDD 방식의 데이터 전송을 위한 동기화 작업을 수행한다. 이러한 동기화 작업에 대해서는 이미 잘 알려져 있으므로 구체적인 설명을 생략한다.
신호변환부(142)는 상위 인터넷 및 FTTx(40)로부터 받아 스위칭부(130)를 거쳐 전달된 신호를 하나의 동선을 통해 여러 가입자 단말(30)인 슬레이브로 전달할 수 있도록 변환하고, 또한 하나의 동선을 통해 여러 가입자 단말(30)로부터 전달되는 신호를 스위칭부(130)를 통해 상위 인터넷 및 FTTx(40)로 전달한다.
타임 슬롯 할당부(143)는 스위칭부(130)를 거쳐 신호 변환부(142)로부터 전달되는 데이터에 대해 제어부(120)로부터 전달되는 슬레이브별로 할당된 대역폭 정보에 따라 대응되는 타임 슬롯에게 데이터를 할당한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 하나의 동선선로를 이용하여 다수의 가입자에게 서비스를 제공하는 방법에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 서비스 제공 방법의 개략적인 흐름도이다.
먼저, 본 발명의 실시예에서는 데이터 전송의 마스터인 서비스 제공 장치(100)가 각 회선(PORT1, …, PORTn)별로 연결된 다수의 슬레이브인 가입자 단말(30)이 각 회선별로 마스터와 슬레이브가 하나의 그룹을 형성하도록 등록되어 데이터베이스(121)에 저장되어 있는 것으로 가정하여 설명하며, 이 때 각 슬레이브에는 고유 ID가 부여되어 있어 마스터가 고유 ID를 사용하여 각 슬레이브를 식별할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 여러 회선(PORT1, …, PORTn)별로 연결된 슬레이브들에 대해 동일한 기능으로 동작하므로 설명의 편의를 위해 여기에서는 하나의 회선만을 사용하여 설명한다.
제어부(120)는 다수의 슬레이브에 연결된 회선의 채널 추정을 수행한다(S100). 이러한 채널 추정으로 인해 회선별로 전송 가능한 스루풋(throughput), 즉 전송 가능한 대역폭이 계산될 수 있다.
그 후, 제어부(120)는 회선에 연결된 다수의 슬레이브별로 트래픽 상태를 모니터링하여 슬레이브별로 트래픽 양을 추정한다(S110).
제어부(120)는 상기 단계(S100)에서 계산되는 전송 가능한 대역폭에 대해 미리 설정된 상하향 비율을 적용하여 상향 대역폭 및 하향 대역폭을 계산한다(S120).
그리고, 제어부(120)는 상기 단계(S120)에서 계산되는 상향 및 하향 대역폭에 대해 회선에 연결된 슬레이브별로 각각 최소 대역폭을 할당하고(S130), 상기 단계(S120)에서 계산되는 상향 및 하향 대역폭 중 슬레이브별로 각각 최소 대역폭을 할당하고 남은 대역폭에 대해 상기 단계(S110)에서 추정된 슬레이브별 트래픽 양에 따라서 각각 할당한다(S140). 따라서, 슬레이브들은 최소 대역폭을 기본으로 할당받고 거기에 트래픽 양에 따라서 그 이상의 상향 대역폭 및 하향 대역폭을 할당받게 된다.
그 후, 상기 단계(S140)에서 할당된 상하향 대역폭에 따라서 서비스 제공 장치(100)와 가입자 단말(30)이 데이터 전송을 수행한다(S150).
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 서비스 제공 장치 및 방법에 따르면, 하나의 동선선로에 연결된 다수의 가입자에게 효율적인 데이터 전송 서비스를 제공할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 서비스 제공 장치에 대해 설명한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 서비스 제공 장치의 개략적인 구성도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 서비스 제공 장치(200)는 통신부(210), 메모리(220) 및 프로세서(230)를 포함한다.
통신부(210)는 상위 네트워크를 통해 서버(10)와 통신하고, 적어도 하나의 동선선로인 가입자 회선을 통해 가입자 단말(30)과 통신을 수행한다. 여기서, 하나의 가입자 회선에 다수의 가입자 단말(30)이 연결된다.
메모리(220)는 통신부(210) 및 프로세서(220)가 본 발명의 실시예에 따른 서비스를 제공하도록 하는 프로그램을 저장한다. 구체적으로, 메모리(220)는 통신부(210)가 서버(10) 또는 가입자 단말(30) 사이에 신호를 송수신하기 위한 프로그램을 저장한다. 또한, 메모리(220)는 가입자 회선별로 연결된 다수의 가입자 단말(30)을 슬레이브로 하여 할당한 고유 ID를 포함하는 슬레이브 정보를 마스터인 서비스 제공 장치(200)와 하나의 그룹으로 설정하여 저장한다. 또한, 메모리(220)는 통신부(210)와 가입자 단말(30) 사이의 가입자 회선별로 채널을 추정하는 프로그램, 회선별로 연결된 가입자 단말(30)별로 트래픽 양을 추정하는 프로그램, 상향 및 하향 대역폭을 계산하는 프로그램, 가입자 단말(30)별로 상향 및 하향 대역폭을 할당하는 프로그램, 할당된 상향 및 하향 대역폭에 따라 데이터 전송을 수행하는 프로그램 등을 저장한다.
프로세서(230)는 메모리(220)에 저장된 프로그램을 호출하여, 도 5를 참조하여 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에서 제안한 방법을 구현하도록 구성될 수 있다. 즉, 프로세서(230)는 통신부(210)를 통해 가입자 회선별로 채널을 추정하여 전송 가능한 대역폭을 계산하고, 상하향 비율에 따라서 상향 대역폭 및 하향 대역폭을 계산하며, 통신부(210)를 통해 가입자 회선별로 연결된 다수의 가입자 단말(30)의 트래픽 양을 추정하고, 가입자 단말(30)별로 최소 대역폭을 할당하며, 가입자 단말(30)별 트래픽 양에 따라서 하향 대역폭을 추가 할당하고, 상향 대역폭에 대해 가입자 단말(30)별로 균등하게 할당하며, 할당된 상향 및 하향 대역폭에 따라 데이터 전송을 수행하도록 하는 작업을 실행한다.
이러한 프로세서(230)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 또한, 프로세서(230)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2에 도시된 서비스 제공 장치(100)에서 동선선로에 다수의 가입자 단말(30)을 연결하는 경우, 동선선로가 동축선로인 경우에는 동축선로의 특성에 따라 동축선로에 탭으로 다수의 가입자 단말(30)을 연결하여 사용할 수 있지만, 동선선로가 전화선로인 경우에는 하나의 선로에 탭을 통해 다수의 가입자 단말(30)을 연결하는 경우 임피던스 등에 매우 민감하여 이로 인한 데이터 전송에 문제가 발생할 가능성이 높다.
따라서, 가입자 회선이 전화선로인 경우에는 도 7에 도시된 바와 같이, 스플리터(splitter)(300)를 두고 하나의 전화선로에 다수의 가입자 단말(30)이 스플리터(300)를 통해 연결되도록 할 수 있다.
이러한 스플리터(300)는 집선 장치인 서비스 제공 장치(100)의 가입자 회선, 예를 들어 PORT1에 연결되는 마스터측 포트(310)와 다수의 가입자 단말(30)에 각각 연결되는 다수의 슬레이브측 포트(320)를 포함한다. 이 때, 다수의 슬레이브측 포트(320)는 모두 마스터측 포트(310)에 연결된다. 즉, 하나의 마스터측 포트(310)에 다수의 슬레이브측 포트(320)가 모두 연결되어 1:n의 연결을 제공할 수 있다.
이와 같이, 동선선로가 전화선로인 경우 스플리터(300)를 통해 하나의 동선선로에 다수의 가입자를 연결함으로써 임피던스 등으로 인한 문제가 발생되지 않을 수 있다.
한편, 전화선로를 이용하는 데이터 전송은 스플리터(300)를 사용하여 하나의 선로(310)를 통해 다수의 가입자(320)로 전달할 수 있지만, 일반 전화 서비스는 상기한 바와 같은 스플리터(310)의 포트(310, 320)를 통한 단순한 연결을 사용하는 경우 혼선이 생길 수 있기 때문에 별도의 스플리터(340)를 구성해서 연결해야 한다.
즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 스플리터(300)는 전화 통화를 위한 공중 전화 교환망(Public Switched Telephone Network, PSTN)에 연결되는 전화 포트(330)를 더 포함한다.
그리고, 스플리터(300)에는 전화 포트(330)와 다수의 슬레이브측 포트(320)를 각각 연결하는 스플리터(splitter)(340)를 더 포함한다. 이 때, 스플리터(340)는 입력되는 신호를 둘 또는 그 이상의 출력으로 동시에 분배하기 위한 수동 장치이며, 이미 잘 알려져 있으므로 여기에서는 구체적인 설명을 생략한다.
스플리터(300)에서의 스플리터(340)는 마스터측 포트(310)를 통해 서비스 제공 장치(100)로부터 입력되는 데이터와 전화 포트(330)를 통해 PSTN으로부터 입력되는 전화 신호를 합성하여 슬레이브측 포트(320)를 통해 대응되는 가입자 단말(30)로 전송하고, 반대로, 슬레이브 포트(320)를 통해 가입자 단말(30)로부터 입력되는 데이터 및/또는 전화 신호를 입력받아서 데이터는 마스터측 포트(310)를 통해 서비스 제공 장치(100)로 전송하고, 전화 신호는 전화 포트(330)를 통해 PSTN으로 전송한다.
이와 같이, 동선선로가 전화선로인 경우 하나의 동선선로에 댜수의 가입자를 연결하여 데이터와 전화 신호를 함께 제공하는 경우 전화 신호에 대해 별도의 스플리터(340)를 사용함으로써 데이터와 전화 신호 간에 혼선이 발생하지 않는다.
상기한 스플리터(300)는 제1 스플리터에 해당하고, 스플리터(340)는 제2 스플리터에 해당될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (16)

  1. 적어도 하나의 가입자 회선을 통해 데이터 서비스를 제공하는 서비스 제공 장치로서,
    하나의 가입자 회선에 연결된 적어도 하나의 가입자 단말 모두에게 시간 분할 방식으로 데이터 서비스를 제공받을 수 있는 최소 대역폭을 각각 할당하고, 전송 가능한 대역폭 중에서 상기 적어도 하나의 가입자 단말 모두에게 각각 할당된 최소 대역폭을 제외한 나머지 대역폭에 대해 상기 적어도 하나의 가입자 단말별로 트래픽 양에 따라 각각 할당하는 제어부; 및
    상기 제어부에 의해 할당되는 대역폭에 따라 시간 분할 방식으로 상기 가입자 단말과의 데이터 전송을 제어하는 전송 신호 제어부
    를 포함하는 서비스 제공 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 가입자 회선의 채널을 추정하여 전송 가능한 대역폭을 계산하는 채널 측정부;
    상기 가입자 회선에 연결된 상기 적어도 하나의 가입자 단말별 트래픽 상태를 모니터링하여 상기 가입자 단말별 트래픽 양을 추정하는 트래픽 측정부; 및
    상기 채널 측정부에 의해 계산된 전송 가능한 대역폭과 상기 트래픽 측정부에 의해 추정되는 상기 가입자 단말별 트래픽 양에 따라 상기 가입자 단말별로 전송 대역폭을 할당하는 대역폭 할당부
    를 포함하는, 서비스 제공 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 대역폭 할당부는,
    상기 채널 측정부에 의해 계산된 전송 가능한 대역폭에 대해 미리 설정된 상하향 비율에 따라서 상향 대역폭과 하향 대역폭을 계산하고,
    상기 적어도 하나의 가입자 단말별로 상기 최소 대역폭을 각각 할당하고, 상기 전송 가능한 대역폭 중에서 상기 적어도 하나의 가입자 단말별로 각각 할당된 최소 대역폭을 제외한 나머지 대역폭에 대해 상기 트래픽 측정부에 의해 추정되는 상기 가입자 단말별 트래픽 양에 따라 할당하는,
    서비스 제공 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 가입자 회선에 연결되는 상기 적어도 하나의 가입자 단말을 상기 가입자 회선의 슬레이브로 등록하는 슬레이브 등록부를 더 포함하고,
    상기 슬레이브 등록부는 상기 가입자 회선에 연결되는 상기 적어도 하나의 가입자 단말을 하나의 그룹으로 등록하여 관리하며, 슬레이브 등록시 상기 가입자 단말의 MAC(Media Access Control) 어드레스 또는 시리얼 번호에 기반하는 고유의 ID를 부여하여 등록하는,
    서비스 제공 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전송 신호 제어부와 상기 적어도 하나의 가입자 단말 사이의 상기 가입자 회선 상에 위치하는 제1 스플리터를 더 포함하고,
    상기 제1 스플리터는,
    상기 가입자 회선에 연결되는 마스터측 포트; 및
    상기 적어도 하나의 가입자 단말에 연결되는 적어도 하나의 슬레이브측 포트
    를 포함하며,
    상기 마스터측 포트와 상기 슬레이브측 포트는 상호 연결되어 1:n (n은 상기 적어도 하나의 가입자 단말의 개수임)의 연결을 제공하는,
    서비스 제공 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 스플리터는 PSTN(Public Switched Telephone Network)에 연결되는 전화 포트 및 적어도 하나의 제2 스플리터를 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 제2 스플리터 각각은 상기 마스터측 포트, 상기 전화 포트 및 상기 슬레이브측 포트에 연결되어, 상기 마스터측 포트로부터 데이터를 입력받고 상기 전화 포트로부터 전화 신호를 입력받아서 합성하여 상기 슬레이브측 포트로 전달하고, 상기 슬레이브측 포트로 입력되는 데이터와 전화 신호에 대해 데이터는 상기 마스터측 포트로 전달하고 전화 신호는 상기 전화 포트로 전달하는,
    서비스 제공 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가입자 회선은 동축선로 또는 전화선로를 포함하는 동선선로인,
    서비스 제공 장치.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 최소 대역폭은 IPTV(Internet Protocol Television) 또는 인터넷을 서비스하는데 필요한 대역폭인,
    서비스 제공 장치.
  9. 적어도 하나의 가입자 회선을 통해 데이터 서비스를 제공하는 서비스 제공 장치에서의 서비스 제공 방법으로서,
    적어도 하나의 가입자 단말이 연결된 하나의 가입자 회선의 채널을 추정하여 전송 가능한 대역폭을 계산하는 단계;
    상기 적어도 하나의 가입자 단말 모두에게 시간 분할 방식으로 데이터 서비스를 제공받을 수 있는 최소 대역폭을 각각 할당하고, 상기 전송 가능한 대역폭 중에서 상기 적어도 하나의 가입자 단말 모두에게 각각 할당된 최소 대역폭을 제외한 나머지 대역폭에 대해 상기 적어도 하나의 가입자 단말별로 트래픽 양에 따라 각각 할당하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 가입자 단말에게 각각 할당된 대역폭에 따라 데이터 전송을 수행하는 단계
    를 포함하는 서비스 제공 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 계산하는 단계는,
    상기 가입자 회선에 연결된 상기 적어도 하나의 가입자 단말별 트래픽 상태를 모니터링하여 상기 가입자 단말별 트래픽 양을 추정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 할당하는 단계는,
    상기 전송 가능한 대역폭에 대해 미리 설정된 상하향 비율에 따라서 상향 대역폭과 하향 대역폭을 계산하는 단계;
    상기 적어도 하나의 가입자 단말별로 상기 최소 대역폭을 각각 할당하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 가입자 단말별로 각각 할당된 최소 대역폭을 제외한 나머지 상향 대역폭 및 하향 대역폭에 대해 상기 가입자 단말별 트래픽 양에 따라 각각 할당하는 단계
    를 포함하는, 서비스 제공 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 계산하는 단계 전에,
    상기 가입자 회선에 연결되는 상기 적어도 하나의 가입자 단말을 상기 가입자 회선의 슬레이브로 각각 등록하는 단계를 더 포함하고,
    상기 등록하는 단계에서, 상기 가입자 회선에 연결되는 상기 적어도 하나의 가입자 단말을 하나의 그룹으로 등록하여 관리하며, 슬레이브 등록시 상기 가입자 단말의 MAC 어드레스 또는 시리얼 번호에 기반하는 고유의 ID를 부여하여 등록하는,
    서비스 제공 방법.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 최소 대역폭은 IPTV 또는 인터넷을 서비스하는데 필요한 대역폭인,
    서비스 제공 방법.
  13. 적어도 하나의 가입자 회선을 통해 데이터 서비스를 제공하는 서비스 제공 장치로서,
    통신부, 메모리 및 프로세서를 포함하며,
    상기 통신부는 외부 네트워크를 통해 접속되는 서버 및 하나의 가입자 회선에 연결된 적어도 하나의 가입자 단말과 신호를 송수신하도록 구성되고,
    상기 메모리는 상기 통신부가 신호를 송수신하는 데 사용되는 프로그램 및 상기 장치가 상기 적어도 하나의 가입자 단말 모두에게 시간 분할 방식으로 데이터 서비스를 제공받을 수 있는 최소 대역폭을 각각 할당하도록 제어하는 데 사용되는 프로그램을 저장하도록 구성되며,
    상기 프로세서는 상기 메모리에 저장된 프로그램을 호출하여, 상기 통신부를 통해 상기 적어도 하나의 가입자 단말이 연결된 하나의 가입자 회선의 채널을 추정하여 전송 가능한 대역폭을 계산하고, 상기 적어도 하나의 가입자 단말 모두에게 상기 최소 대역폭을 각각 할당하며, 상기 전송 가능한 대역폭 중에서 상기 적어도 하나의 가입자 단말 모두에게 각각 할당된 최소 대역폭을 제외한 나머지 대역폭에 대해 상기 적어도 하나의 가입자 단말별로 트래픽 양에 따라 각각 할당하고, 상기 적어도 하나의 가입자 단말에게 각각 할당된 대역폭에 따라 데이터 전송을 수행하도록 구성된,
    서비스 제공 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 가입자 회선에 연결된 상기 적어도 하나의 가입자 단말별 트래픽 상태를 모니터링하여 상기 가입자 단말별 트래픽 양을 추정하고,
    상기 전송 가능한 대역폭에 대해 미리 설정된 상하향 비율에 따라서 상향 대역폭과 하향 대역폭을 계산하며,
    상기 적어도 하나의 가입자 단말별로 상기 최소 대역폭을 각각 할당하고,
    상기 상향 대역폭 및 하향 대역폭 중에서 상기 적어도 하나의 가입자 단말별로 각각 할당된 최소 대역폭을 제외한 나머지 상향 대역폭 및 하향 대역폭에 대해 상기 가입자 단말별 트래픽 양에 따라 각각 할당하도록
    추가로 구성된, 서비스 제공 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 가입자 회선에 연결되는 상기 적어도 하나의 가입자 단말을 상기 가입자 회선의 슬레이브로 각각 등록하며,
    상기 등록시, 상기 가입자 회선에 연결되는 상기 적어도 하나의 가입자 단말을 하나의 그룹으로 등록하여 관리하고, 슬레이브 등록시 상기 가입자 단말의 MAC 어드레스 또는 시리얼 번호에 기반하는 고유의 ID를 부여하여 등록하도록
    추가로 구성된, 서비스 제공 장치
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 최소 대역폭은 IPTV 또는 인터넷을 서비스하는데 필요한 대역폭인,
    서비스 제공 장치.
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