KR101988918B1 - 광대역 통신을 위한 단자대 배선 연결 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광대역 통신을 위한 단자대 배선 연결 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 광대역 통신을 위한 가입자망에서 집선 스위치와 연결되는 수평배선과 가입자 단말과 연결되는 수직 배선의 상호 연결을 위한 단자대에 결합되어 집선 스위치와 가입자 단말 사이에 전송되는 신호의 품질을 향상시킬 수 있는 광대역 통신을 위한 단자대 배선 연결 장치에 관한 것이다. 본 발명은 단자대에 결합되어 전자기 유도를 통해 신호가 수직 배선 및 수평 배선 사이에 전달되도록 함과 아울러 물리 계층에서의 신호 재생을 수행하는 단자대 결합 장치를 통해 노이즈 및 감쇄로 인한 신호 열화를 용이하게 방지할 수 있을 뿐만 아니라 신호를 안정적으로 복원하여 전송함으로써 가입자 망을 구성하는 집선 스위치와 가입자 단말 사이에 송수신되는 신호 품질을 향상시키는 효과가 있다.

Description

광대역 통신을 위한 단자대 배선 연결 장치{Cable connecting device of terminal box for broadband communication}

본 발명은 광대역 통신을 위한 단자대 배선 연결 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 광대역 통신을 위한 가입자망에서 집선 스위치와 연결되는 수평배선 및 가입자 단말과 연결되는 수직 배선의 상호 연결을 위한 단자대에 결합되어 집선 스위치와 가입자 단말 사이에 전송되는 신호의 품질을 향상시킬 수 있는 광대역 통신을 위한 단자대 배선 연결 장치에 관한 것이다.

현재 광대역 통신을 위한 광가입자망을 아파트, 빌딩과 같은 건물에 구성하는 경우 일반적으로 건물의 지하에 집선 스위치(해당 집선 스위치로는 ONU나 UTP 이더넷 스위치 등)를 구성하고, 건물의 각 층에 위치하며 집선 스위치와 연결되는 다수의 수직 배선 및 가입자 단말과 연결되는 수평 배선을 상호 연결하여 집선 스위치와 댁내 가입자 단말 사이의 신호를 송수신하도록 지원하는 하나 이상의 단자대를 단자함에 배치하여 구성한다.

이러한, 가입자망 환경은 건물 지하에 위치한 집선 스위치부터 각 댁내까지 25-pair bundle 또는 50-pair bundle로 구성된 Cat5E UTP 회선을 통해 최대 100m를 전송하도록 구성된다. 이러한 배선은 현재 기가급 서비스 제공에는 문제가 없었으나, 최근 국내외 통신사에서 도입하고자 하는 2.5G/5G급 인터넷 서비스에서는 문제가 발생하게 된다. 국내에 설치되어 있는 UTP 케이블은 대부분 CAT5/CAT5E로 설치되어 있는데, 통상 100MHz 대역폭을 지원하며 근거리인 경우에만 250MHz를 지원할 수 있다.

이러한 CAT5, CAT5E 케이블을 사용하여 2.5G이상의 서비스(250MHz 대역폭 필요)를 제공하기 위해서는 최상의 선로 품질이 유지되어야 하지만, 현실적으로 집선 스위치에서 댁내의 가입자 단말에 도달하는 신호는 1개 또는 복수개의 단자대를 거치게 되며, 이러한 단자대를 통한 신호 전송 과정에서 열화가 발생하게 되므로, 이로 인해 가입자 단말에 도달하는 신호의 전송 속도가 저하될 뿐만 아니라 신호의 품질이 낮아지게 되는 문제가 있다.

즉, 현재의 단자대 결선 방식을 이용하여 CAT5, CAT5E 급 케이블이 구축되어 있는 상황에서 2.5G/5G 급 인터넷 서비스를 제공하기는 어려운 실정이며, 이를 위해 기존의 구축 선로를 250MHz 대역을 지원하는 CAT6, CAT6E 케이블로 교체하는 것도 현실적이지 않은 문제가 있다.

한국공개특허 제10-2003-0083739호

본 발명은 광대역 통신을 위한 단자대에서 가입자 단말로 전송되는 열화된 신호를 복원하여 가입자 단말에 제공되는 신호의 품질을 높일 수 있는 단자대 배선 연결 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 집합 건물의 층별 통신선 배선을 위해 각 층에 마련된 단자함에서 광대역 가입자망을 구성하는 집선 스위치의 수직 배선과 각 가입자 단말을 위한 수평 배선을 연결하는 단자대에 구성되는 것으로, 수직 배선이 연결되는 단자대에 체결되어 수평 배선을 연결하는 단자대 커넥터 구조와 호환성을 유지하는 광대역 통신을 위한 단자대 배선 연결 장치는, 상기 단자대에 체결된 수직 배선과 물리적 결합을 통해 연결되는 제 1 커넥터부와, 상기 가입자용 수평 배선이 체결되는 제 2 커넥터부와, 상기 제 1 커넥터부와 전자기 유도를 통해 신호를 송수신하고, 전원을 수신하는 제 1 트랜스포머부와, 상기 제 2 커넥터부와 전자기 유도를 통해 신호를 송수신하고, 선택적으로 전원을 제공하는 제 2 트랜스포머부와, 상기 제 1 및 제 2 트랜스포머부 사이에 구성되어 상기 제 1 및 제 2 트랜스포머부 중 어느 하나로부터 수신되는 신호를 디지털 신호로 재생한 후 다른 하나에 아날로그 신호로 전송하는 한쌍의 물리 계층 처리부 및 상기 전원을 기초로 동작하며, 상기 한쌍의 물리 계층 처리부 사이에 신호를 전달하는 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제 1 트랜스포머부로부터 전원을 제공받아 상기 제어부 및 한 쌍의 물리 계층 처리부로 전원을 제공하는 전원부를 더 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제어부는 상기 제 1 트랜스포머부를 통해 상기 제 1 트랜스포머부와 연결된 제 1 물리 계층 처리부로부터 수신한 상기 집선 스위치의 신호에 따른 특정 프레임의 특정 필드의 정보 또는 상기 집선 스위치로부터 별도의 배선을 통해 수신된 특정 신호를 기초로 상기 제 2 트랜스포머부를 통한 상기 제 2 커넥터부에 연결된 가입자 단말에 대한 전원 제공 여부를 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제 1 트랜스포머부는 상기 제 1 커넥터부를 통해 상기 수직 배선과 연결되는 제 1 권선부 및 상기 제 1 권선부와 전자기 유도를 통해 상기 한 쌍의 물리 계층 처리부 중 어느 하나와 신호를 송수신하는 제 2 권선부를 포함하고, 상기 제 2 트랜스포머부는 상기 제 2 커넥터부를 통해 상기 수평 배선과 연결되는 제 3 권선부 및 상기 제 3 권선부와 전자기 유도를 통해 상기 한 쌍의 물리 계층 처리부 중 다른 하나와 신호를 송수신하는 제 4 권선부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제어부는 상기 제 2 트랜스포머부를 통해 신호가 수신되지 않는 경우 슬립 모드로 동작하고, 상기 제 2 트랜스포머부를 통해 수신되는 신호를 기초로 웨이크업 모드로 전환하여 상기 한 쌍의 물리 계층 처리부에 전원을 제공하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제어부는 상기 제 1 물리 계층 처리부 또는 상기 제 2 물리 계층 처리부로부터 수신되는 상기 이더넷 프레임의 CRC(Cyclic Redundancy Check) 필드에 설정된 CRC값과 상기 제어부에서 연산한 상기 CRC에 대응되는 결과값을 비교하여 상기 CRC값과 상기 결과값의 차이가 미리 설정된 제 1 값에 해당되는 경우 상기 제 1 물리 계층 처리부로부터 수신된 상기 이더넷 프레임에 대응되는 디지털 신호를 상기 제 1 물리 계층 처리부에 다시 전송하고, 상기 CRC값과 상기 결과값의 차이가 미리 설정된 제 1 값에 해당되는 경우 상기 제 2 물리 계층 처리부로부터 수신된 상기 이더넷 프레임에 대응되는 상기 디지털 신호를 상기 제 2 물리 계층 처리부에 다시 전송하여 상기 수평 배선 또는 수직 배선의 케이블 이상 여부 또는 거리가 판단되도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제어부는 상기 수평배선 또는 수직 배선을 구성하는 복수의 케이블의 성능 측정을 위한 케이블 성능 측정부를 더 포함하여 구성되고, 상기 케이블 성능 측정부는 상기 제 1 트랜스포머부가 상기 케이블 성능 측정부를 통해 상기 제 1 물리 계층 처리부에 연결되거나 상기 제 2 트랜스포머부가 상기 제어부에 구성된 상기 케이블 성능 측정부를 통해 상기 제 2 물리 계층 처리부에 연결되는 경우 상기 제 1 트랜스포머부 또는 상기 제 2 트랜스포머부를 통해 전송한 TDR 기반의 검사 신호에 대응되어 상기 제 1 트랜스포머부 또는 제 2 트랜스포머부로부터 수신되는 특정 케이블의 반사 신호를 미리 설정된 TDR(Time Domain Reflectometer)을 기반으로 분석하여 생성한 분석 결과를 미리 설정된 케이블의 이상 종류별 주파수 패턴과 비교하여 상기 분석 결과에 대응되는 특정 주파수 패턴과 매칭되는 상기 케이블의 이상 종류를 상기 특정 케이블의 이상 종류로서 식별하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명은 단자대에 결합되어 전자기 유도를 통해 신호가 수직 배선 및 수평 배선 사이에 전달되도록 함과 아울러 물리 계층에서의 신호 재생을 수행하는 단자대 결합 장치를 통해 노이즈 및 감쇄로 인한 신호 열화를 용이하게 방지할 수 있을 뿐만 아니라 신호를 안정적으로 복원하여 전송함으로써 가입자 망을 구성하는 집선 스위치와 가입자 단말 사이에 송수신되는 신호 품질을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 가입자망에 연결된 가입자 단말에 POE 기반으로 전원을 제공할 수 있어 가입자 단말의 사용 편의성을 높임과 아울러 가입자 단말의 사용 상태에 따라 전원을 선택적으로 제공함으로써 불필요한 전력 소모를 방지하고 효율적인 전력 관리가 이루어지도록 지원하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 통신을 위한 단자대 배선 연결 장치의 구성 환경도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 통신을 위한 단자대 배선 연결 장치의 구성도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 통신을 위한 단자대 배선 연결 장치의 케이블 이상 여부 판단을 위한 구성도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 통신을 위한 단자대 배선 연결 장치의 케이블 이상 여부와 이상 종류 및 대역폭의 확인을 위한 구성도.

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 상세 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 통신을 위한 단자대 배선 연결 장치(100)의 구성도로서, 도시된 바와 같이, 상기 광대역 통신을 위한 단자대 배선 연결 장치(100)(이하, 단자대 배선 연결 장치)는 집합 건물의 층별 통신선 배선을 위해 각 층에 마련된 단자함에 구성되어 광대역 가입자망을 구성하는 집선 스위치의 수직 배선과 각 가입자 단말을 위한 수평 배선을 연결하는 단자대에 구성될 수 있다.

이때, 일반적으로 집합 건물의 지하에 구성되는 집선 스위치는 주거용 가입자 밀집 지역의 중심부에 설치되는 광통신 장치로서 전화국사에 설치되어 백본망과 가입자망을 서로 연결하는 광선로 종단 장치(OLT: Optical Line Terminal)와 연결되어 가입자의 댁내에 구성되는 가입자 단말의 광선로 종단 장치에 대한 접속 인터페이스를 제공할 수 있다.

또한, 상기 집선 스위치는 광통신망 유니트(ONU: Optical Network Unit) 또는 UTP 이더넷 스위치 등을 포함할 수 있다.

이에 따라, 상기 집선 스위치를 집합 건물에 설치되는 복수의 서로 다른 가입자 단말과 연결하기 위해 집합 건물의 각 층으로 통신선 배선을 위한 상기 집선 스위치와 연결된 복수의 수직 배선이 상기 집합 건물 내에 배치되며, 상기 단자함은 상기 복수의 수직 배선 중 적어도 일부와 연결되어 상기 가입자 단말로 상기 복수의 수직 배선 중 어느 하나를 할당할 수 있다.

또한, 상기 단자함은 상기 가입자 단말에 연결되는 수평 배선과 연결되어 상기 수직 배선과 수평 배선을 일대일로 연결하도록 구성된다.

이때, 상기 수직 배선 및 수평 배선은 하나 이상의 UTP(unshielded twisted pair cable) 케이블로 구성될 수 있으며, 상기 UTP 케이블은 두 개의 도선이 나선형으로 꼬여져 있는 도선 페어(pair)가 내부에 복수로 구성될 수 있다.

상술한 구성에서, 기존의 단자대는 물리적으로 수평 배선과 수직 배선을 상호 연결함으로써 물리적인 커넥터 구조를 통한 수평 배선과 수직 배선의 연결 부분에서 신호 감쇄가 발생함으로써 신호 품질이 저하되는 문제가 발생한다.

이를 해결하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 단자대 배선 연결 장치(100)는 수평 배선을 연결하는 단자대의 커넥터 구조와 호환성을 가지면서(유지하면서) 수직 배선이 연결된 단자대에 체결되며, 수직 배선과 수평 배선을 통해 집선 스위치와 가입자 단말 사이의 송수신되는 신호를 재생하여 신호 열화를 방지함으로써 신호 품질을 향상시킬 수 있는데, 이를 이하 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 단자대 배선 연결 장치(100)의 구성도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 단자대 배선 연결 장치(100)의 상세 구성도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 단자대 배선 연결 장치(100)는 제 1 커넥터부(110)와, 제 1 트랜스포머부(120)와, 제 1 물리 계층 처리부(130)와, 제어부(140)와, 제 2 물리 계층 처리부(150)와, 제 2 트랜스포머부(160) 및 제 2 커넥터부(170)를 포함할 수 있다.

우선, 단자대의 커넥터에 집선 스위치와 연결된 하나 이상의 수직배선이 체결되며, 상기 제 1 커넥터부(110)는 상기 단자대의 커넥터와 호환성을 가지면서 상기 단자대의 커넥터에 물리적으로 체결될 수 있다.

이에 따라, 상기 제 1 커넥터부(110)는 상기 수직배선과 전기적으로 연결될 수 있다.

또한, 상기 제 1 트랜스포머부(120)는 상기 수직배선을 통해 상기 집선 스위치로부터 수신되는 신호를 상기 제 1 커넥터부(110)를 통해 수신하여 상기 제 1 물리 계층 처리부(130)로 제공할 수 있다.

이때, 상기 제 1 트랜스포머부(120)는 도 3에 도시된 바와 같이 제 1 권선부 및 제 2 권선부로 구성되고, 상기 제 1 권선부에 구성되는 복수의 권선 각각의 접속단이 상기 수직 배선을 구성하는 UTP 케이블에 구성된 복수의 도선 중 어느 하나와 매칭되어 연결될 수 있으며, 이에 따라 복수의 권선과 각각 대응되는 복수의 서로 다른 접속단 상호 간 서로 다른 도선과 연결되어 상기 제 1 권선부와 상기 수직 배선이 상기 제 1 커넥터부(110)를 통해 상호 연결될 수 있다.

또한, 상기 제 2 권선부는 상기 제 1 물리 계층 처리부(130)와 연결될 수 있다.

이를 통해, 상기 제 1 트랜스포머부(120)는 상기 제 1 커넥터부(110)를 통해 수신되는 신호를 상기 제 1 권선부 및 제 2 권선부의 전자기 유도를 통해 수신하여 상기 제 1 물리 계층 처리부(130)에 제공할 수 있다.

또한, 상기 제 1 물리 계층 처리부(130)는 상기 제 1 트랜스포머부(120)를 통해 수신되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 재생할 수 있다.

이때, 상기 제 1 및 제 2 물리 계층 처리부(130, 150)로 구성된 한 쌍의 물리 계층 처리부 사이에 제어부(140)가 구성될 수 있으며, 상기 제어부(140)는 상기 제 1 물리 계층 처리부(130)로부터 수신되는 디지털 신호를 상기 제 2 물리 계층 처리부(150)로 전달할 수 있다.

여기서, 상기 제 1 및 제 2 물리 계층 처리부(130, 150)는 상기 제 1 및 제 2 트랜스포머부(120, 160) 사이에 구성될 수 있다.

또한, 상기 제 2 물리 계층 처리부(150)는 상기 제어부(140)로부터 수신되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 상기 제 2 트랜스포머부(160)로 제공할 수 있다.

즉, 상기 제 2 물리 계층 처리부(150)는 상기 집선 스위치가 전송한 상기 집선 스위치의 아날로그 신호를 기반으로 상기 제 1 물리 계층 처리부(130)에 의해 재생된 디지털 신호를 다시 상기 집선 스위치의 아날로그 신호로 복원할 수 있다.

이때, 상기 제 1 및 제 2 물리 계층 처리부(130, 150)는 PHY 칩(chip)으로 구성될 수 있으며, 상기 제어부(140)는 상용 마이크로 프로세서(microprocessor) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)으로 구현될 수 있다.

또한, 상기 제 2 트랜스포머부(160)는 제 3 권선부와 제 4 권선부를 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 제 3 권선부는 상기 제 2 물리 계층 처리부(150)와 연결되고, 상기 제 4 권선부는 상기 제 2 커넥터부(170)와 연결될 수 있다.

이때, 상기 제 2 커넥터부(170)는 가입자 단말과 연결되는 가입자용 수평 배선이 체결될 수 있다.

이에 따라, 상기 제 2 트랜스포머부(160)는 상기 제 3 권선부와 제 4 권선부 사이의 전자기 유도를 통해 상기 제 2 물리 계층 처리부(150)로부터 수신한 아날로그 신호를 상기 제 2 커넥터부(170)로 제공할 수 있으며, 상기 제 2 커넥터부(170)는 상기 수평 배선을 통해 상기 가입자 단말로 상기 집선 스위치의 아날로그 신호를 전송할 수 있다.

또한, 상술한 구성에 따라, 상기 가입자 단말에서 상기 집선 스위치로 신호 전송시 상기 제 2 트랜스포머부(160)는 상기 제 2 커넥터부(170)로부터 상기 가입자 단말에서 전송하는 상기 가입자 단말의 아날로그 신호를 수신하여 전자기 유도를 통해 상기 제 2 물리 계층 처리부(150)에 제공할 수 있다.

또한, 상기 제 2 물리 계층 처리부(150)는 상기 가입자 단말의 아날로그 신호를 디지털 신호로 재생한 후 상기 제어부(140)를 통해 상기 제 1 물리 계층 처리부(130)에 전달하고, 상기 제 1 물리 계층 처리부(130)는 상기 제 2 물리 계층 처리부(150)로부터 제공되는 디지털 신호를 상기 가입자 단말의 아날로그 신호로 복원하여 상기 제 1 트랜스포머부(120)의 전자기 유도를 통해 상기 제 1 커넥터부(110)로 전송할 수 있으며, 상기 제 1 커넥터부(110)는 상기 단자대의 커넥터에 연결된 수직 배선을 통해 상기 집선 스위치로 상기 가입자 단말의 아날로그 신호를 전송할 수 있다.

상술한 구성을 통해, 기존의 단자대에서 수평 배선과 수직 배선의 연결시 물리적인 커넥터 구조로 인해 집선 스위치와 가입자 단말 사이에 송수신되는 신호의 노이즈 및 감쇄에 따라 신호 열화가 발생하는 기존 단자대와 달리, 본 발명은 단자대에 결합되어 전자기 유도를 통해 신호가 수직 배선 및 수평 배선 사이에 전달되도록 함과 아울러 물리 계층에서의 신호 재생을 수행하는 단자대 결합 장치를 통해 노이즈 및 감쇄로 인한 신호 열화를 용이하게 방지할 수 있을 뿐만 아니라 신호를 안정적으로 복원하여 전송함으로써 가입자 망을 구성하는 집선 스위치와 가입자 단말 사이에 송수신되는 신호 품질을 향상시킬 수 있다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 단자대 배선 연결 장치(100)는 전원부(180)가 구성될 수 있으며, 상기 제 1 트랜스포머부(120)는 상기 제 1 커넥터부(110)로부터 POE(Power of Ethernet) 기반의 전원 신호를 상기 수직 배선을 통해 상기 집선 스위치로부터 수신할 수 있다.

또한, 상기 전원부(180)는 상기 제 1 트랜스포머부(120)의 제 1 권선부와 연결되어 상기 제 1 트랜스포머부(120)로부터 전원 신호에 따른 전원을 제공받을 수 있다.

이때, 상기 전원부(180)는 상기 제어부(140)에 포함되어 구성될 수도 있다.

또한, 상기 제어부(140)는 상기 전원부(180)로부터 제공된 전원을 통해 동작하며, 상기 전원부(180)를 제어하여 상기 제 1 및 제 2 물리 계층 처리부(130, 150)로 전원을 제공할 수 있다.

또한, 상기 전원부(180)는 상기 제 2 트랜스포머부(160)와 연결되어 상기 제 2 트랜스포머부(160)를 통해 상기 제 2 커넥터부(170)로 전원이 제공되도록 하여, 상기 제 2 커넥터부(170)에 수평 배선을 통해 연결된 가입자 단말로 전원을 제공할 수 있다.

이때, 상기 제어부(140)는 상기 제 1 트랜스포머부(120)를 통해 상기 제 1 트랜스포머부(120)와 연결된 제 1 물리 계층 처리부(130)로부터 수신한 상기 집선 스위치의 신호에 따른 특정 프레임의 특정 필드의 정보 또는 상기 집선 스위치로부터 별도의 배선을 통해 수신한 특정 신호를 기초로 상기 전원부(180)의 상기 제 2 트랜스포머부(160)에 대한 전원 제공 여부를 결정할 수 있으며, 이를 통해 상기 제 2 트랜스포머부(160)는 상기 제 2 커넥터부(170)에 연결된 가입자 단말에 대한 전원 제공 여부를 선택적으로 결정할 수 있다.

즉, 상기 제어부(140)는 제 2 트랜스포머부(160)를 통한 상기 제 2 커넥터부(170)에 연결된 가입자 단말에 대한 전원 제공 여부를 결정할 수 있다.

또한, 상기 제어부(140)는 상기 가입자 단말로부터 신호가 수신되지 않는 경우 슬립(sleep) 모드로 동작하고, 상기 가입자 단말로부터 신호 수신시 상기 가입자 단말의 신호를 기초로 웨이크업(wake-up) 모드로 전환하여 상기 한 쌍의 물리 계층 처리부인 제 1 및 제 2 물리 계층 처리부(130, 150)에 전원을 제공할 수 있다.

일례로, 상기 제어부(140)는 상기 가입자 단말의 부팅에 따른 동작 신호를 상기 제 2 커넥터부(170)와 연결된 제 2 트랜스포머부(160)를 통해 상기 제 2 물리 계층 처리부(150)로부터 수신할 수 있다.

이때, 상기 제어부(140)는 상기 제 2 트랜스포머부(160)와 직접 연결될 수도 있으며, 상기 제 2 트랜스포머부(160)로부터 상기 동작 신호를 수신할 수도 있다.

이에 따라, 상기 제어부(140)는 상기 동작 신호의 수신시 웨이크업 모드로 전환하여 상기 전원부(180)의 상기 한 쌍의 물리 계층 처리부에 대한 전원을 제공할 수 있다.

또한, 상기 제어부(140)는 상기 웨이크업 모드 상태에서 상기 전원부(180)를 제어하여 상기 제 2 트랜스포머부(160)를 통해 상기 가입자 단말로 전원을 제공할 수 있다.

또한, 상기 제어부(140)는 상기 웨이크업 모드에서 상기 제 2 트랜스포머부(160)를 통해 상기 가입자 단말에서 상기 집선 스위치로 전송하는 신호가 미리 설정된 시간 동안 수신되지 않는 경우 슬립 모드로 전환하여 불필요한 전력 소모를 방지함으로써, 전력을 효율적으로 관리할 수 있다.

상술한 구성을 통해, 본 발명은 가입자망에 연결된 가입자 단말에 POE 기반으로 전원을 제공할 수 있어 가입자 단말의 사용 편의성을 높임과 아울러 가입자 단말의 사용 상태에 따라 전원을 선택적으로 제공함으로써 불필요한 전력 소모를 방지하고 효율적인 전력 관리가 이루어지도록 지원할 수 있다.

한편, 상술한 구성 이외에도, 본 발명의 실시예에 따른 단자대 배선 연결 장치는 집선 스위치와 상기 단자대 배선 연결 장치를 상호 연결하는 수직 배선에 대응되는 복수의 케이블 및 상기 단자대 배선 연결 장치와 상기 가입자 단말을 연결하는 수평 배선에 대응되는 복수의 케이블 사이의 이상 여부를 판단할 수 있는데, 이를 도 4를 참고하여 상세히 설명한다.

이때, 본 발명에서 설명하는 케이블은 UTP 케이블을 의미할 수 있다.

도시된 바와 같이, 상기 단자대 배선 연결 장치(100)에 구성된 제어부(140)는 상기 제 1 물리 계층 처리부(130)로부터 수신되는 디지털 신호를 상기 제 1 물리 계층 처리부(130)에 다시 전달하는 로컬 루프백(Local Loopback) 기능과 상기 제 2 물리 계층 처리부(150)로부터 수신되는 디지털 신호를 상기 제 2 물리 계층 처리부(150)에 다시 전달하는 리모트 루프백(Remote Loopback) 기능을 지원할 수 있다.

이를 위해, 상기 제어부(140)는 이더넷 프레임의 구조에서 사용되지 않는 타입(type) 필드인 0x9004 및 Ox9005 중 0x9004가 상기 로컬 루프백으로 미리 설정되고, 0x9005가 상기 리모트 루프백으로 미리 설정될 수 있다.

이에 따라, 상기 제어부(140)는 상기 집선 스위치에서 단자대 배선 연결 장치(100)에 전송하며 상기 제 1 물리 계층 처리부(130)를 통해 수신된 디지털 신호에 대응되는 이더넷 프레임의 타입 필드에서 0x9004가 식별된 경우 상기 제 1 물리 계층 처리부(130)를 통해 수신된 상기 이더넷 프레임에 대응되는 상기 디지털 신호를 다시 상기 제 1 물리 계층 처리부(130)에 전달하여 상기 집선 스위치로 전송되도록 하는 로컬 루프백을 수행할 수 있다.

이를 통해, 상기 집선 스위치가 상기 단자대 배선 연결 장치(100)로 수직 배선을 구성하는 특정 케이블(특정 UTP 케이블)을 통해 전송한 특정 신호와 동일한 신호를 상기 집선 스위치에서 수신하므로, 상기 집선 스위치는 특정 신호의 송신 및 수신 시점을 기초로 상기 집선 스위치와 상기 단자대 배선 연결 장치(100) 사이의 거리를 측정할 수 있는 동시에 상기 루프백 기능을 통해 상기 단자대 배선 연결 장치(100)로 전송한 특정 이더넷 프레임과 대응되는 회신 이더넷 프레임을 상기 단자대 배선 연결 장치(100)로부터 수신한 후 상기 특정 이더넷 프레임과 비교하여 상기 특정 이더넷 프레임과 상기 회신 이더넷 프레임 사이의 일치 여부에 따라 상기 수직 배선을 구성하는 특정 케이블의 이상 여부를 판단할 수 있다.

또한, 상기 제어부(140)는 상기 가입자 단말에서 단자대 배선 연결 장치(100)에 전송하며 상기 제 2 물리 계층 처리부(150)를 통해 수신된 디지털 신호에 대응되는 이더넷 프레임의 타입 필드에서 Ox9005가 식별된 경우 상기 제 2 물리 계층 처리부(150)를 통해 수신된 상기 이더넷 프레임에 대응되는 디지털 신호를 다시 상기 제 2 물리 계층 처리부(150)에 전달하여 상기 가입자 단말로 전송되도록 하는 리모트 루프백을 수행할 수 있다.

이를 통해, 상기 가입자 단말이 상기 단자대 배선 연결 장치(100)로 수평 배선을 구성하는 특정 케이블(특정 UTP 케이블)을 통해 전송한 특정 신호와 동일한 신호를 상기 가입자 단말에서 수신하므로, 상기 가입자 단말은 특정 신호의 송신 및 수신 시점을 기초로 상기 가입자 단말과 상기 단자대 배선 연결 장치(100) 사이의 거리를 측정할 수 있는 동시에 상기 루프백 기능을 통해 상기 단자대 배선 연결 장치(100)로 전송한 특정 이더넷 프레임과 대응되는 회신 이더넷 프레임을 상기 단자대 배선 연결 장치(100)로부터 수신한 후 상기 특정 이더넷 프레임과 비교하여 상기 특정 이더넷 프레임과 상기 회신 이더넷 프레임 사이의 일치 여부에 따라 상기 수평 배선을 구성하는 특정 케이블의 이상 여부를 판단할 수 있다.

상술한 구성 이외에도, 상기 단자대 배선 연결 장치(100)의 제어부(140)는 상기 제 1 물리 계층 처리부(130)로부터 수신된 상기 이더넷 프레임(제 1 이더넷 프레임)의 CRC(Cyclic Redundancy Check) 필드에 설정된 CRC값과 상기 제어부(140)에서 상기 CRC값과의 비교를 위해 연산한 상기 CRC에 대응되는 결과값을 비교하여 상기 CRC값과 상기 결과값의 차이가 미리 설정된 제 1 값에 해당되는 경우 상기 로컬 루프백을 수행하여 상기 집선 스위치로부터 상기 제 1 물리 계층 처리부(130)를 통해 수신된 상기 이더넷 프레임(제 1 이더넷 프레임)에 대응되는 디지털 신호를 다시 상기 제 1 물리 계층 처리부(130)를 통해 상기 집선 스위치로 전송할 수 있다.

또한, 상기 제어부(140)는 상기 제 2 물리 계층 처리부(150)로부터 수신된 이더넷 프레임(제 2 이더넷 프레임)의 상기 CRC값과 상기 결과값의 차이가 미리 설정된 제 2 값에 해당되는 경우 상기 리모트 루프백을 수행하여 상기 가입자 단말로부터 상기 제 2 물리 계층 처리부(150)를 통해 수신된 상기 이더넷 프레임(제 2 이더넷 프레임)에 대응되는 디지털 신호를 다시 상기 제 2 물리 계층 처리부(150)를 통해 상기 가입자 단말로 전송할 수 있다.

이때, 상기 집선 스위치 및 가입자 단말은 상기 단자대 배선 연결 장치(100)로 전송하는 상기 이더넷 프레임의 타입 필드에 0x9000을 설정하고, 상기 로컬 루프백 또는 리모트 루프백의 실행을 위해 상기 CRC 값을 의도적으로 오류값으로 설정하여 전송할 수 있다.

이를 통해, 상기 제어부(140)는 CRC값이 오류값으로 설정된 이더넷 프레임을 수신하여 해당 오류값과 상기 제어부(140)에서 연산한 결과값의 차이인 차이값이 상기 제어부(140)에 설정되는 상기 로컬 루프백 또는 리모트 루프백 중 어느 하나를 수행하기 위한 값과 일치하는 경우 로컬 루프백 또는 리모트 루프백을 실행(수행)하며, 이를 통해 상기 단자대 배선 연결 장치(100)는 해당 차이값을 통해 로컬 루프백 또는 리모트 루프백을 구분하여 실행함으로써, 상술한 바와 같이 집선 스위치 또는 가입자 단말에서 상기 단자대 배선 연결 장치(100)의 로컬 루프백 또는 리모트 루프백을 통해 수평 배선과 수직 배선 각각의 케이블에 대한 이상 여부 및 거리가 판단되도록 지원할 수 있다.

또한, 상기 집선 스위치에서 로컬 루프백을 위해 생성한 이더넷 프레임과 상기 가입자 단말에서 리모트 루프백을 위해 생성한 이더넷 프레임은 각각 CRC값이 오류값으로 설정되어 전송되므로, 상기 집선 스위치에서 전송하는 로컬 루프백을 위한 이더넷 프레임을 상기 가입자 단말에서 수신한 경우 상기 가입자 단말에서 상기 오류값이 설정된 CRC값을 기초로 해당 이더넷 프레임을 오류로 판단하고, 가입자 단말에서 전송하는 리모트 루프백을 위한 이더넷 프레임을 상기 집선 스위치에서 수신한 경우 상기 집선 스위치에서 상기 오류값이 설정된 CRC값을 기초로 해당 이더넷 프레임을 오류로 판단하게 된다.

이에 따라, 상기 집선 스위치가 가입자 단말로부터 전송된 리모트 루프백을 위한 이더넷 프레임에 의해 오동작하거나 및 가입자 단말이 집선 스위치로부터 전송된 로컬 루프백을 위한 이더넷 프레임에 의해 오동작하는 것을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 단자대 배선 연결 장치(100)는 TDR(Time Domain Reflectometer) 기반으로 선로에 대한 성능 측정을 수행할 수 있으며, 이를 통해 선로의 이상 여부 및 이상 종류를 식별하여 제공할 수 있는데, 이를 도 5를 참고하여 상세히 설명한다.

우선, 도 5(a)에 도시된 바와 같이 상기 제어부(140)는 상기 수직 배선을 구성하는 복수의 케이블(복수의 UTP 케이블) 각각에 대한 성능 측정을 수행하는 케이블 성능 측정부(141)를 포함할 수 있으며, 이러한 성능 측정을 위해 상기 제 1 트랜스포머부(120)와 상기 제 1 물리 계층 처리부(130) 사이의 연결은 상기 제 1 트랜스포머부(120)가 상기 제어부(140)에 구성된 상기 케이블 성능 측정부(141)를 통해 상기 제 1 물리 계층 처리부(130)에 연결될 수 있다.

일례로, 상기 제 1 트랜스포머부(120)의 제 2 권선부에 구성된 복수의 권선 각각의 일단이 상기 제어부(140)에 구성된 케이블 성능 측정부(141)에 연결되고, 상기 복수의 권선 각각의 일단과 각각 대응되는 상기 케이블 성능 측정부(141)에 구성된 복수의 출력단이 상기 제 1 물리 계층 처리부(130)에 연결될 수 있다.

이를 통해, 상기 케이블 성능 측정부(141)는 상기 수평 배선을 구성하는 복수의 케이블별 이상 여부의 검출을 위한 TDR 기반의 검사 신호를 상기 제 1 트랜스포머부(120)를 통해 상기 집선 스위치로 전송하고, 상기 제 1 트랜스포머부(120)로부터 수신되는 특정 케이블(특정 UTP 케이블)의 상기 검사 신호에 대응되는 반사 신호를 미리 설정된 TDR(Time Domain Reflectometer)을 기반으로 분석하여 생성한 분석 결과를 도 5(b)에 도시된 바와 같은 미리 설정된 케이블의 이상 종류별 주파수 패턴과 비교할 수 있으며, 상기 분석 결과에 대응되는 특정 주파수 패턴과 매칭되는 케이블의 이상 종류를 상기 특정 케이블의 이상 종류로서 식별할 수 있다.

즉, 복수의 서로 다른 케이블의 이상 종류와 각각 매칭되는 복수의 주파수 패턴이 상기 케이블 성능 측정부(141)에 미리 설정되고, 이를 통해 상기 케이블 성능 측정부(141)는 상기 특정 케이블의 분석 결과에 대응되는 주파수 패턴과 매칭된 케이블의 이상 종류를 식별하고, 상기 특정 케이블의 이상 종류를 상기 분석 결과에 대응되어 식별된 이상 종류로 제공할 수 있다.

이때, 신호를 전달하는 매질의 특성이 변화되는 지점이 존재하면, 굴절(Refraction) 또는 반사(Reflection)가 발생하고, 반사는 전자기파의 진행방향과 반대방향으로 에너지의 일부가 되돌아 오는 현상이며, 상기 TDR은 반사된 에너지의 파형을 분석(돌아오는 시간, 파형 등)하여 반사가 일어난 지점의 특성을 분석 및 측정하는 방법이다.

즉, 상기 TDR은 케이블을 통하여 신호가 전달될 ?, 케이블의 연결이 절단되거나, Y자로 결합되거나, 서로 다른 매질로 연결 되거나 하는 등의 매질의 상태가 변하는 지점의 반사된 파형을 분석하여 케이블의 상태를 원격으로 파악할 수 있는 방법이다.

상기 TDR을 이용한 케이블 성능 측정부(141)의 성능 측정 과정을 상세히 설명하면, 상기 케이블 성능 측정부(141)는 상기 검사 신호에 대응되어 반사 신호 수신시 매질의 특성에 비교적 영향을 받지 않는 Gaussian Waveform의 형태로 생성하고, LPF(Low Pass Filter)를 통해 저주파 대역을 제거한 후 디지털 신호로 변환할 수 있다.

또한, 상기 케이블 성능 측정부(141)는 해당 디지털 신호를 시간축으로 분석한 후 DFT(Discrete Fourier Transform)를 통해 주파수 성분으로 구성된 파형을 상기 반사 신호에 대응되는 상기 분석 결과로 산출하고, 상기 분석 결과에 대응되는 파형을 상기 케이블의 이상 종류별 주파수 패턴과 비교하여 상기 분석 결과에 대응되어 식별된 주파수 패턴과 매칭되는 케이블의 이상 종류를 식별하여 이상이 발생한 케이블과 해당 케이블의 이상 종류에 대한 정보를 제공할 수 있으며, 상기 분석 결과를 통해 해당 케이블이 지원하는 대역폭을 확인할 수 있다.

따라서, 원격에서 현재 구성된 케이블의 문제나 해당 케이블을 통해서 제공할 수 있는 서비스의 한계 전송 속도를 파악할 수 있어 문제점 발견과 조치 및 지원 서비스 결정 등이 가능할 수 있다. 예를 들어, 통신 이상이 발생한 사용자의 요청에 따라 원격지 관리센터에서 제어부(140)에 접속하여 케이블의 상태나 이상 여부와 그 종류를 확인할 수 있고, 사용자의 요청에 따라 해당 가입자 단말에 연결된 케이블의 종류(CAT5, CAT5E, CAT6, CAT6E, CAT7 등)를 구분하거나 현재 케이블의 대역폭을 확인하여 2.5G/5G/10G 인터넷 서비스가 가능한지 등도 확인할 수 있게 된다.

한편, 상기 제 2 트랜스포머부(160)가 상기 제어부(140)에 구성된 상기 케이블 성능 측정부(141)를 통해 상기 제 2 물리 계층 처리부(150)에 연결될 수도 있으며, 이를 통해 상기 케이블 성능 측정부(141)는 TDR 기반의 검사 신호를 상기 제 2 트랜스포머부(160)를 통해 전송하여 상기 제 2 트랜스포머부(160)를 통해 상기 검사 신호에 대응되어 수신된 반사 신호를 기초로 상술한 바와 같이 상기 수평 배선을 구성하는 복수의 케이블 각각에 대해 TDR 기반으로 성능 측정을 수행하여 상기 수평 배선을 구성하는 케이블 중 이상이 발생한 케이블과 해당 케이블의 이상 종류에 대한 정보를 제공할 수도 있다.

본 명세서에 기술된 다양한 장치 및 구성부는 하드웨어 회로(예를 들어, CMOS 기반 로직 회로), 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 다양한 전기적 구조의 형태로 트랜지스터, 로직게이트 및 전자회로를 활용하여 구현될 수 있다.

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.

100: 단자대 배선 연결 장치 110: 제 1 커넥터부
120: 제 1 트랜스포머부 130: 제 1 물리 계층 처리부
140: 제어부 150: 제 2 물리 계층 처리부
160: 제 2 트랜스포머부 170: 제 2 커넥터부
180: 전원부

Claims (7)

1. 집합 건물에 마련된 집선 스위치의 수직 배선이 물리적으로 연결되는 단자대에 가입자 단말을 위한 수평 배선이 물리적으로 연결된 단자대 커넥터를 체결하여 집합 건물의 층별 통신선을 배선하도록 각 층에 마련된 단자함에서, 신호품질 개선을 위해 상기 단자대 및 수평 배선과의 체결 호환성을 유지하면서 기존 단자대 커넥터를 대체하는 광대역 통신을 위한 단자대 배선 연결 장치로서,
   상기 단자대에 체결된 수직 배선과 물리적 결합을 통해 연결되는 제 1 커넥터부;
   상기 가입자 단말을 위한 수평 배선이 체결되는 제 2 커넥터부;
   상기 제 1 커넥터부와 전자기 유도를 통해 신호를 송수신하고, 전원을 수신하는 제 1 트랜스포머부;
   상기 제 2 커넥터부와 전자기 유도를 통해 신호를 송수신하고, 선택적으로 전원을 제공하는 제 2 트랜스포머부;
   상기 제 1 및 제 2 트랜스포머부 사이에 구성되어 상기 제 1 및 제 2 트랜스포머부 중 어느 하나로부터 수신되는 신호를 디지털 신호로 재생한 후 다른 하나에 아날로그 신호로 전송하는 한쌍의 물리 계층 처리부; 및
   상기 전원을 기초로 동작하며, 상기 한쌍의 물리 계층 처리부 사이에 신호를 전달하는 제어부를 포함하되,
   상기 수직 배선을 통해 POE(Power of Ethernet) 방식으로 제공되는 전원을 상기 제 1 트랜스포머부로부터 제공받아 상기 제어부 및 한 쌍의 물리 계층 처리부로 전원을 제공하는 전원부를 더 포함하고,
   상기 제어부는 상기 제 1 물리 계층 처리부 또는 상기 제 2 물리 계층 처리부로부터 수신되는 이더넷 프레임의 CRC(Cyclic Redundancy Check) 필드에 설정된 CRC값과 상기 제어부에서 연산한 상기 CRC에 대응되는 결과값을 비교하여 상기 CRC값과 상기 결과값의 차이가 미리 설정된 제 1 값에 해당되는 경우 상기 제 1 물리 계층 처리부로부터 수신된 상기 이더넷 프레임에 대응되는 디지털 신호를 상기 제 1 물리 계층 처리부에 다시 전송하는 로컬 루프백을 수행하고, 상기 CRC값과 상기 결과값의 차이가 미리 설정된 제 1 값에 해당되는 경우 상기 제 2 물리 계층 처리부로부터 수신된 상기 이더넷 프레임에 대응되는 상기 디지털 신호를 상기 제 2 물리 계층 처리부에 다시 전송하는 리모트 루프백을 수행하여 상기 수평 배선 또는 수직 배선의 케이블 이상 여부 또는 거리가 판단되도록 하는 것을 특징으로 하는 광대역 통신을 위한 단자대 배선 연결 장치.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부는 상기 제 1 트랜스포머부를 통해 상기 제 1 트랜스포머부와 연결된 제 1 물리 계층 처리부로부터 수신한 상기 집선 스위치의 신호에 따른 특정 프레임의 특정 필드의 정보 또는 상기 집선 스위치로부터 별도의 배선을 통해 수신된 특정 신호를 기초로 상기 제 2 트랜스포머부를 통한 상기 제 2 커넥터부에 연결된 가입자 단말에 대한 전원 제공 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 광대역 통신을 위한 단자대 배선 연결 장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제 1 트랜스포머부는 상기 제 1 커넥터부를 통해 상기 수직 배선과 연결되는 제 1 권선부 및 상기 제 1 권선부와 전자기 유도를 통해 상기 한 쌍의 물리 계층 처리부 중 어느 하나와 신호를 송수신하는 제 2 권선부를 포함하고,
   상기 제 2 트랜스포머부는 상기 제 2 커넥터부를 통해 상기 수평 배선과 연결되는 제 3 권선부 및 상기 제 3 권선부와 전자기 유도를 통해 상기 한 쌍의 물리 계층 처리부 중 다른 하나와 신호를 송수신하는 제 4 권선부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광대역 통신을 위한 단자대 배선 연결 장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부는 상기 제 2 트랜스포머부를 통해 신호가 수신되지 않는 경우 슬립 모드로 동작하고, 상기 제 2 트랜스포머부를 통해 수신되는 신호를 기초로 웨이크업 모드로 전환하여 상기 한 쌍의 물리 계층 처리부에 전원을 제공하는 것을 특징으로 하는 광대역 통신을 위한 단자대 배선 연결 장치.
   
6. 삭제
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부는 상기 수평배선 또는 수직 배선을 구성하는 복수의 케이블의 성능 측정을 위한 케이블 성능 측정부를 더 포함하여 구성되고,
   상기 케이블 성능 측정부는 상기 제 1 트랜스포머부가 상기 케이블 성능 측정부를 통해 상기 제 1 물리 계층 처리부에 연결되거나 상기 제 2 트랜스포머부가 상기 제어부에 구성된 상기 케이블 성능 측정부를 통해 상기 제 2 물리 계층 처리부에 연결되는 경우 상기 제 1 트랜스포머부 또는 상기 제 2 트랜스포머부를 통해 전송한 TDR 기반의 검사 신호에 대응되어 상기 제 1 트랜스포머부 또는 제 2 트랜스포머부로부터 수신되는 특정 케이블의 반사 신호를 미리 설정된 TDR(Time Domain Reflectometer)을 기반으로 분석하여 생성한 분석 결과를 미리 설정된 케이블의 이상 종류별 주파수 패턴과 비교하여 상기 분석 결과에 대응되는 특정 주파수 패턴과 매칭되는 상기 케이블의 이상 종류를 상기 특정 케이블의 이상 종류로서 식별하는 것을 특징으로 하는 광대역 통신을 위한 단자대 배선 연결 장치.

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