KR102257271B1 - 양방향 멀티 무선 광통신 장치 및 방법 - Google Patents

양방향 멀티 무선 광통신 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

양방향 멀티 무선 광통신 장치 및 방법을 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 가시광 데이터를 이용하여 통신하는 양방향 멀티 광통신 장치에 있어서, 가시광 데이터를 송신하거나 수신하는 광 모듈과 레이저를 이용하여 데이터를 송신하거나 수신하는 레이저 모듈 및 다른 양방향 멀티 광통신 장치와 동기화를 수행하도록 상기 레이저 모듈을 제어하고, 상기 다른 양방향 멀티 광통신 장치와 동기화를 수행한 후 가시광 데이터를 송수신하도록 상기 광 모듈을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 멀티 광통신 장치를 제공한다.

Description

양방향 멀티 무선 광통신 장치 및 방법{Bi-directional Multi Wireless Optical Communication Apparatus and Method}
본 발명은 양방향 멀티 무선 광통신 장치 및 방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
가시광 통신은 조명의 빠른 응답속도 특성을 이용하여 온/오프 신호 패턴으로 구성되는 가시광 데이터를 전송하는 무선 통신기술이다. 조명에 가시광통신을 접목하여, 조명이 다른 (조명을 포함한)단말로 가시광통신을 이용하여 데이터를 전송할 수 있도록 한다.
가시광 통신에서의 데이터 전송량은 조명의 온/오프가 얼마만큼 되는지에 따라 결정된다. 조명의 온/오프 속도가 빨라 정해진 시간 동안 온/오프 횟수가 증가할 경우, 조명이 전송할 수 있는 데이터 량이 증가하게 된다.
이처럼 조명의 온/오프 횟수를 증가시키기 위해서는 조명의 빠른 온/오프 동작이 가능해야 함은 물론, 조명의 온/오프를 제어하기 위한 스위칭 소자 등의 동작도 가능해야 한다. 조명의 온/오프 동작의 횟수에는 크게 물리적인 제한이 없으나, 조명의 온/오프 동작을 제어하기 위한 스위칭 소자는 그처럼 빠르게 동작하기란 어려움이 존재한다. 실질적으로 조명의 동작을 제어하는 스위칭 소자는 물리적인 소자이기 때문에, 빠른 동작 변환(온/오프)에 있어 물리적인 한계가 존재한다. 이에, 종래의 가시광 통신은 가시광 데이터의 전송량에 있어 한계가 존재하였다.
이러한 한계를 해소하고자, 동일한 데이터를 전송함에 있어 복수 개의 송신부와 수신부를 배치하여 송·수신하고자 하는 시도가 존재하였다. 그러나 이러한 시도는 복수 개의 송신부가 각각 전송할 데이터를 분할하기 위해서, 많은 양의 데이터 처리와 데이터 처리를 위한 추가적인 구성이 필요하게 되는 문제를 포함한다. 이에, 장치의 크기가 커지고 동작이 복잡해져 비용도 상승하게 되는 문제가 발생한다. 또한, 복수 개의 송신부가 복수 개의 수신부로 데이터를 각각 전달함에 있어, 데이터의 구분을 위해, 클럭 신호, 데이터 신호 및 셀렉트 신호 등 실질적인 데이터 신호 외에 별도의 다양한 신호를 추가로 송부해야만 하는 번잡함이 존재하였다.
한편, 종래의 가시광 통신은 가시광 통신 중, 수신부가 가시광 데이터를 잘 수신하고 있는지 수신 상태를 확인하기 위해서는, 수신부의 수신 상황을 확인하기 위한 가시광 데이터를 별도로 송·수신하였다. 이러한 문제로 인해, 종래의 가시광 통신은 수신 상황 확인을 위한 가시광 데이터의 송·수신에 의해, 실제 전송해야 하는 가시광 데이터의 송·수신에 인터럽트가 발생하는 문제도 포함하고 있었다.
본 발명의 일 실시예는, 간단한 구성으로도 하나의 칩에서 많은 양의 데이터를 송·수신할 수 있는 양방향 멀티 무선 광통신 장치 및 방법을 제공하는 데 일 목적이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는, 가시광 통신 외에 별도의 광통신을 이용하여, 데이터의 수신상황을 확인하면서도 인터럽트없이 전송하고자 하는 데이터를 송·수신할 수 있는 양방향 멀티 무선 광통신 장치 및 방법을 제공하는 데 일 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 가시광 데이터를 이용하여 통신하는 양방향 멀티 광통신 장치에 있어서, 가시광 데이터를 송신하거나 수신하는 광 모듈과 레이저를 이용하여 데이터를 송신하거나 수신하는 레이저 모듈 및 다른 양방향 멀티 광통신 장치와 동기화를 수행하도록 상기 레이저 모듈을 제어하고, 상기 다른 양방향 멀티 광통신 장치와 동기화를 수행한 후 가시광 데이터를 송수신하도록 상기 광 모듈을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 멀티 광통신 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 양방향 멀티 광통신 장치는 가시광 데이터의 송·수신을 허여할, 양방향 멀티 광통신 장치의 식별자를 저장하는 메모리부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제어부는 상기 다른 양방향 멀티 광통신 장치와 동기화를 진행함에 있어, 상기 다른 양방향 멀티 광통신 장치의 식별자가 상기 메모리부 내에 저장되어 있는지 여부를 판단하여, 상기 메모리부 내에 저장되어 있는 경우에만 동기화를 진행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 레이저 모듈은 상기 광 모듈이 가시광 데이터를 송·수신하는 중에, 상기 다른 양방향 멀티 광통신 장치로 자신의 수신상황을 전송하거나, 상기 다른 양방향 멀티 광통신 장치로부터 상기 다른 양방향 멀티 광통신 장치의 수신상황을 수신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 양방향 멀티 광통신 장치가 광 모듈 및 레이저 모듈을 이용하여 광통신을 수행하는 방법에 있어서, 상기 레이저 모듈을 이용하여 다른 양방향 멀티 광통신 장치와 동기화를 수행하는 동기화과정 및 상기 광 모듈을 이용하여 상기 다른 양방향 멀티 광통신 장치와 가시광 데이터를 송·수신하는 송·수신과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 멀티 광통신방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 동기화과정은 상기 다른 양방향 멀티 광통신 장치의 식별자에 따라 진행여부가 달라지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 레이저 모듈은 상기 광 모듈이 가시광 데이터를 송·수신하는 중에, 상기 다른 양방향 멀티 광통신 장치로 자신의 수신상황을 전송하거나, 상기 다른 양방향 멀티 광통신 장치로부터 상기 다른 양방향 멀티 광통신 장치의 수신상황을 수신하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, 간단한 구성으로도 하나의 칩에서 많은 양의 데이터를 송·수신할 수 있어, 데이터의 전송 속도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 가시광 통신 외에 별도의 광통신을 이용하여, 데이터의 수신상황을 확인하면서도 인터럽트 없이 지속적으로 전송하고자 하는 데이터를 송·수신할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 멀티 무선 광통신 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 멀티 무선 광통신 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광모듈 및 레이저 모듈 각각에서 출력되는 데이터 파형을 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광모듈 및 레이저 모듈의 일예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 멀티 무선 광통신 시스템의 통신 과정을 도시한 타이밍차트이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 멀티 무선 광통신 방법을 도시한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 멀티 무선 광통신 시스템을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 멀티 무선 광통신 시스템(100)은 양방향 멀티 무선 광통신 장치(110, 120)를 포함한다.
양방향 멀티 무선 광통신 장치(110, 120, 이하에서 '광통신 장치'라 약칭함)는 이종의 광 통신을 이용하여, 광통신 장치 상호간을 인지하고 데이터를 송·수신한다. 광통신 장치(110, 120)는 레이저 광을 이용하여 장치 상호간을 인지하여 동기화를 하고, 데이터 전송 과정에서 데이터 수신 상황을 확인한다. 한편, 광통신 장치(110, 120)는 가시광을 이용하여 전송하고자 하는 데이터를 송·수신한다.
이때, 광통신 장치(110, 120)는 복수의 가시광 송신부를 포함함으로써 물리적 한계로 인한 데이터 전송량의 제한을 해소하는 한편, 레이저 광 및 데이터의 분할을 이용함으로써, 복수의 가시광 송신부가 포함됨에 따라 발생하는 구조적·데이터 처리 상의 복잡함을 해소하였다. 이에 대한 상세한 설명은 도 2 내지 4를 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 멀티 무선 광통신 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 멀티 무선 광통신 장치(110, 120)는 광모듈(210), 레이저 모듈(220), 제어부(230) 및 메모리부(240)를 포함한다.
광모듈(210)은 통신을 하기 위한 다른 광통신 장치로 가시광 통신을 이용하여 데이터를 전송하거나 수신한다. 광모듈(210)은 오롯이 통신을 위한 데이터만을 송·수신한다. 가시광 데이터의 송·수신을 위한 동기화는 레이저 모듈(220)에 의해 수행되고, 광모듈(210) 내 포함된 가시광 송신부(214)는 모두가 동시에 동작하기에 클럭신호와 같은 별도의 동기화 신호나 셀렉트(Select) 신호(동작하는 송신장치를 알리기 위한 별도의 신호)를 송·수신할 필요가 없다.
광모듈(210)은 복수의 가시광 송신부(214-1, 214-2) 및 하나의 가시광 수신부(218)를 포함한다. 복수의 가시광 송신부(214-1, 214-2)는 전송할 가시광 데이터를 각각 분할하여 전송하되, 제어부(230)의 제어에 따라 어떠한 가시광 송신부가 전송할 가시광 데이터 중 어떠한 부분의 데이터를 전송하는지 알 수 있도록 분할하여 전송하기에, 복수의 가시광 송신부(214-1, 214-2)는 별도의 신호의 전송없이 오롯이 통신을 위한 데이터만을 전송할 수 있으며, 가시광 수신부(218)는 하나만이 포함되어도 무방하다. 이처럼, 광 모듈(210)은 복수의 가시광 송신부를 포함하고 있으며 각각이 적절하게 데이터를 분할하여 전송함으로써, 조명장치 및 스위칭 소자의 물리적 한계를 극복하여 일정 시간당 데이터 전송량을 증가시킬 수 있다. 특히, 일정 시간당 데이터 전송량의 증가를 위해 데이터 처리량이나 구조의 복잡화를 동반하지 않으면서도, 광 모듈(210)은 일정 시간당 데이터 전송량의 증가를 유도할 수 있다.
레이저 모듈(220)은 통신을 하기 위한 다른 광통신 장치로 레이저 광을 이용하여 데이터를 전송하거나 수신한다. 레이저 광은 고속이면서 직진성이 강하여, 간섭이 발생할 확률이 낮다. 또한, 레이저 모듈(220)은 별도의 부수적인 구성없이 레이저 광을 조사하기 위한 구성과 수광하기 위한 구성만이 구비되면 되어, 가격이 저렴하면서 소형화될 수 있다. 이에, 광통신 장치(110, 120)가 광모듈(210)과 함께 레이저 모듈(220)을 포함하더라도 하나의 칩 형태로 소형화되어 구현될 수 있다.
레이저 모듈(220)은 레이저 광을 이용하여 광모듈(210)이 가시광 통신을 하기 위한 동기화를 수행한다. 레이저 모듈(220)은 광모듈(210)이 가시광 통신을 수행하기에 앞서, 먼저 다른 광통신 장치(120)의 레이저 모듈과 동기화를 위한 레이저 광을 송·수신한다. 하나의 레이저 모듈(220)은 다른 광통신 장치(120)의 레이저 모듈로 모듈 자신이 포함된 광통신 장치(110)의 식별자를 포함한 동기화 신호를 전송하고, 다른 광통신 장치(120)의 레이저 모듈은 이를 수신하여 해당 식별자를 분석한다. 분석결과 동기화를 하기에 적합한 광통신 장치라 판단한 경우, 다른 광통신 장치(120) 내 레이저 모듈은 동기화를 완료하였음을 알리는 신호를 레이저 모듈(220)로 전송한다. 레이저 모듈(220)은 동기화 완료 신호를 수신함으로써, 동기화를 완료한다. 레이저 모듈(220)이 광모듈(210)의 가시광 통신을 위한 동기화를 수행함으로써, 광모듈(210)의 데이터 처리와 구조의 복잡도를 완화한다.
레이저 모듈(220)은 서로 통신중인 광통신 장치의 수신상태를 확인한다. 예를 들어, 광통신 장치(110)가 주로 가시광 데이터를 전송하는 장치이고, 광통신 장치(120)가 광통신 장치(110)로부터 주로 가시광 데이터를 수신하는 장치라 가정한다. 광통신 장치(110)는 전송하는 데이터를 광통신 장치(120)가 잘 수신하고 있는지를 확인할 필요가 있으며, 광 통신장치(120)는 자신과 동기화를 수행한 장치가 데이터를 보내고 있는 것인지 확인할 필요가 있다. 이에, 레이저 모듈(220) 내 레이저 송신부(도 3을 참조하여 후술할 224a)는 레이저 수신부(도 3을 참조하여 후술할 228b)로 수신상태가 양호한지를 확인하기 위한 신호를 전송할 수 있으며, 레이저 송신부(도 3을 참조하여 후술할 224b)는 레이저 수신부(도 3을 참조하여 후술할 228a)로 자신이 데이터를 온전히 수신하고 있거나 그렇지 못함을 알리는 신호를 전송할 수 있다. 즉, 레이저 모듈(220)은 가시광 통신과는 독립적으로 서로 통신중인 광통신 장치의 수신상태를 확인할 수 있다. 이에, 광통신 장치는 통신 중인 다른 광통신 장치의 수신상태를 확인하기 위해, 가시광 데이터의 전송 중 인터럽트를 발생시킬 필요가 없다.
제어부(230)는 다른 광통신 장치와의 동기화를 결정하며, 동기화 후 데이터의 송수신을 제어한다.
제어부(230)는 데이터 통신을 수행하기 위해, 다른 광통신 장치와 동기화를 수행하기 위한 신호를 전송하도록 레이저 모듈(220)을 제어한다. 제어부(230)는 레이저 모듈(220)이 자신이 포함된 광통신 장치의 식별자를 포함한 동기화 신호를 전송하도록 제어한다. 다른 광통신 장치의 판단에 따라, 동기화 완료 신호가 수신될 수도, 동기화 거부신호가 수신될 수도 있다.
또는, 다른 광통신 장치로부터 동기화를 위한 신호를 수신하는 경우, 제어부(230)는 다른 광통신 장치의 식별자를 메모리부(240) 내 저장된 식별자와 비교한다. 임의의 광통신 장치와 동기화를 수행하여 통신할 경우, 원치 않는 장치로 데이터를 전송할 수 있는 우려가 존재한다. 이에, 레이저 모듈(220)이 다른 광통신 장치로부터 동기화를 위한 신호를 수신하는 경우, 제어부(230)는 신호를 전송한 광통신 장치가 적합한 장치인지 식별자 비교를 거쳐 판단한다. 제어부(230)는 동기화를 요청한 다른 광통신 장치가 적합한 장치인 경우에만 동기화를 진행한다. 동기화를 진행한 후, 제어부(230)는 동기화를 수행하였음을 알리는 신호를 전송하도록 레이저 모듈(220)을 제어한다.
다른 광통신 장치와 동기화가 수행된 후, 제어부(230)는 가시광 데이터를 전송하도록 광모듈(210)을 제어한다. 이미 다른 광통신 장치와 동기화가 진행된 상태이기 때문에, 광모듈(210)은 클럭신호와 같은 동기화 신호를 전송할 필요가 없다. 또한, 모든 광모듈(210)이 분할된 데이터를 전송하기에 셀렉트 신호를 전송할 필요도 없다. 따라서, 제어부(230)는 동기화 완료 후, 가시광 데이터를 전송하도록 광모듈(210)을 제어한다. 이때, 제어부(230)는 전송할 가시광 데이터의 크기를 파악하여, 데이터의 크기가 기 설정된 기준치를 초과하는지 여부를 판단한다. 제어부(230)는 데이터 크기가 기 설정된 기준치를 초과하는 부분의 데이터는 광모듈(210) 내 특정 가시광 송신부(예를 들어, 후술할 214-1)가, 그렇지 못한 부분의 데이터는 광모듈(210) 내 다른 가시광 송신부(예를 들어, 후술할 214-2)가 전송하도록 제어한다. 이와 같은 제어는 데이터가 시분할되는 듯한 효과를 가져올 수 있어, 수신단에서는 별도의 구분신호(예를 들어, 셀렉트 신호 등)를 수신하거나 수신한 데이터 내에 구분을 위한 별도의 식별자 등이 추가되지 않아도 어떠한 가시광 송신부가 어떠한 부분의 데이터를 전송하였는지 알 수 있다. 이러한 특징에 따라, 전송할 데이터의 분할을 위한 별도의 구성을 갖거나 별도의 번잡한 처리를 수행하지 않더라도, (다른 광통신 장치의 광모듈 내) 하나의 수신부에 데이터를 전송할 수 있다.
이때, 제어부(230)는 다른 광통신 장치의 수신상황을 확인하여, 가시광 데이터의 전송여부를 제어한다. 제어부(230)는 가시광 데이터의 전송과는 별개로 다른 광통신 장치의 수신상황 확인을 위한 신호를 전송하도록 레이저 모듈을 제어한다. 레이저 모듈의 확인신호에 따른 응답을 수신하거나 수신상황 확인신호의 전송 전에 다른 광통신장치의 레이저 모듈로부터 자신의 수신상황에 대한 신호를 수신하는 경우, 제어부(230)는 다른 광통신 장치의 수신상황에 따라 가시광 데이터의 전송여부를 결정한다. 다른 광통신장치의 수신상황이 적합한 경우, 제어부(230)는 지속적으로 가시광 데이터를 전송하도록 광모듈(210)을 제어한다. 반면, 다른 광통신 장치에 인터럽트가 발생하였거나, 수신되는 가시광 데이터에 간섭이 발생하는 등 다양한 원인으로 수신상황이 적합하지 않은 경우, 제어부(230)는 가시광 데이터의 전송을 중단한다. 더 이상, 데이터를 전송해봐야 다른 광통신 장치에서 온전히 데이터를 수신할 수 있는 상황이 아니기에, 제어부(230)는 가시광 데이터의 전송을 중단한다.
또는, 제어부(230)는 다른 광통신 장치로부터 수신상황 확인을 위한 신호를 수신하거나, 그와 무관하게 기 설정된 간격마다 또는 수신상황에 이상이 발생한 경우, 다른 광통신 장치로 수신상황에 관한 응답신호를 전송한다. 수신상황에 이상이 발생한 경우에는 다음이 존재할 수 있다. 예를 들어, 별도로 우선순위가 높은 동작의 수행과 같은 인터럽트가 발생하였거나, 수신되는 가시광 데이터에 예기치 못한 간섭이 발생하는 등이 존재할 수 있다. 제어부(230)는 이와 같은 수신상황에 이상이 발생하였는지를 수신상황 확인을 위한 신호를 수신한 때 또는 그와 무관하게 기 설정된 간격마다 확인한다. 제어부(230)는 확인 결과를 다른 광통신 장치로 전송하도록 레이저 모듈(220)을 제어한다.
메모리부(240)는 통신하기에 적합한 광통신 장치의 식별자를 저장한다. 메모리부(240)는 통신하기에 적합한 광통신 장치의 식별자를 저장해두어, 동기화 신호가 다른 광통신 장치로부터 수신되는 경우, 제어부(230)가 다른 광통신 장치의 식별자를 저장된 식별자와 비교할 수 있도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광모듈 및 레이저 모듈 각각에서 출력되는 데이터 파형을 도시한 그래프이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광모듈 및 레이저 모듈의 일예를 도시한 도면이다.
도 3(a)는 레이저 모듈(220)이 출력하는 파형을 도시한 그래프이고, 도 3(b)는 광 모듈(210)이 출력하는 파형을 도시한 그래프이다. 레이저 모듈(220)이 출력하는 레이저 광과 광모듈(210)이 출력하는 가시광은 주파수 및 진폭 등 성질이 상이하여 상호 간에 간섭을 유발하지 않는다. 따라서, 광모듈(210)에서 출력된 광이 레이저 모듈(220)에서 인식되거나, 레이저 모듈(220)에서 출력된 레이저 광이 광모듈(210)에서 인식되지 않는다.
한편, 제어부(230)는 데이터의 크기가 기 설정된 기준치를 초과하는지 여부로 출력할 가시광 데이터를 분할한다. 분할 결과에 따라, 도 3(c) 및 도 3(d)와 같이 출력할 가시광 데이터가 분할되며, 분할된 데이터는 광모듈(210) 내 각 가시광 송신부에서 출력된다. 데이터의 출력 타이밍이 구분되기에, 제어부(230)는 광모듈(210) 내 각 가시광 송신부에서 출력할 데이터의 구분을 위한 별도의 처리를 수행하지 않더라도, 각 가시광 송신부는 데이터를 구분하여 출력할 수 있으며, 데이터를 수신하는 가시광 수신부에서도 하나만이 구비되더라도 별도의 후처리없이 이를 인식할 수 있다.
이러한 데이터 출력 특징에 따라, 광통신 장치(110)는 복수의 가시광 송신부(214-1, 214-2)와 하나의 가시광 수신부를 포함하는 광모듈(210)과 하나의 레이저 송신부(224)와 수신부(228)를 포함하는 레이저 모듈(220)을 포함한다. 광통신 장치(110)는 전술한 동작을 광모듈(210)과 레이저 모듈(220)을 이용해 모두 수행하며, 데이터의 송·수신이나 처리 등을 위한 별도의 추가구성 없이 제어부(230)와 메모리부(240)만을 더 포함하면 되기에 하나의 작은 칩으로 구현될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 멀티 무선 광통신 시스템의 통신 과정을 도시한 타이밍차트이다.
광통신 장치(110) 내 레이저 모듈(220a)은 데이터 동기화를 위한 신호를 다른 광통신 장치(120) 내 레이저 모듈(220b)로 전송한다(S510). 이때, 동기화를 위한 신호 내에는 동기화 여부를 결정할 수 있도록, 신호를 전송하는 광통신 장치의 식별자가 포함된다.
광통신 장치(120) 내 레이저 모듈(220b)은 광통신 장치(110) 내 레이저 모듈(220a)로 응답신호를 전송한다(S520). 광통신 장치(120)는 동기화를 위한 신호 내에 포함된 식별자를 이용하여 동기화여부를 결정하고, 결정된 결과를 응답신호로 전송한다.
광통신 장치(110) 내 광모듈(210a)과 광통신 장치(120) 내 광모듈(210b)은 상호 간에 데이터를 송·수신한다(S530).
광통신 장치(110) 내 레이저 모듈(220a)은 광통신 장치(120)의 수신상황 확인신호를 광통신 장치(120)의 레이저 모듈(220b)로 전송한다(S540). 광통신 장치(110, 120)는 광모듈(210)의 동작과 무관하게 레이저 모듈(220)을 이용해 광통신 장치 상호 간의 수신상황을 확인할 수 있다.
광통신 장치(120)의 레이저 모듈(220b)은 수신상황에 관한 응답신호를 광통신 장치(110)의 레이저 모듈(220a)로 전송한다(S550). 광통신 장치(120)의 레이저 모듈(220b)은 레이저 모듈(220a)로부터 수신상황 확인신호를 수신하는 경우나 수신상황 확인신호의 수신과는 무관하게 기 설정된 주기마다 또는 수신상황에 이상이 발생한 경우, 광통신 장치(110)의 레이저 모듈(220a)로 수신상황에 관한 응답신호를 전송한다.
광통신 장치(110)는 수신한 응답신호의 내용에 따라 가시광 데이터의 송·수신을 중단할지 여부를 결정한다(S560).
광통신 장치(120)가 통신을 하기에 적합한 수신상황을 가지고 있을 경우, 광통신 장치(110)는 가시광 데이터의 송·수신을 지속한다. 그러나 광통신 장치(120)가 통신을 하기에 적합한 수신상황을 가지고 있지 않을 경우, 광통신 장치(110)는 가시광 데이터의 송·수신을 중단한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 멀티 무선 광통신 방법을 도시한 순서도이다.
광통신 장치(110)는 레이저 모듈(220)을 이용하여 수신장치(120)와 동기화를 진행한다(S610).
광통신 장치(110)는 광 모듈을 이용하여 수신장치(120)와 가시광 데이터를 송·수신한다(S620).
광통신 장치(110)는 수신장치(120)가 가시광 데이터를 수신하기에 적합한 상황인지 여부를 판단한다(S630). 광통신 장치(110)는 자신이 수신상황을 확인하기 위한 신호를 전송하여 응답을 수신할 수도 있고, 수신장치(120)로부터 직접 수신상황에 관한 응답을 수신할 수도 있다.
수신장치(120)가 가시광 데이터를 수신하기에 적합한 상황인 경우, 광통신 장치(110)는 가시광 데이터를 지속하여 송·수신한다(S640).
수신장치(120)가 가시광 데이터를 수신하기에 적합하지 않은 상황인 경우, 광통신 장치(110)는 가시광 데이터의 전송을 중단한다(S650).
도 6에서는 각 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 각 도면에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 각 과정 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 6은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
한편, 도 6에 도시된 과정들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등) 및 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110, 120: 양방향 멀티 무선 광통신 장치
210: 광모듈
214: 가시광 송신부
218: 가시광 수신부
220: 레이저 모듈
224: 레이저 송신부
228: 레이저 수신부
230: 제어부
240: 메모리부

Claims (7)

  1. 가시광 데이터를 이용하여 통신하는 양방향 멀티 광통신 장치에 있어서,
    통신을 위한 가시광 데이터만을 송신하거나 수신하는 광 모듈;
    레이저를 이용하여 다른 양방향 멀티 광통신 장치와 동기화를 위한 데이터를 송신하거나 수신하고, 상기 광 모듈이 가시광 데이터를 송·수신하는 중에 상기 다른 양방향 멀티 광통신 장치로 자신의 수신상황을 전송하거나, 상기 다른 양방향 멀티 광통신 장치로부터 상기 다른 양방향 멀티 광통신 장치의 수신상황을 수신하는 레이저 모듈; 및
    다른 양방향 멀티 광통신 장치와 동기화를 수행하도록 상기 레이저 모듈을 제어하고, 상기 다른 양방향 멀티 광통신 장치와 동기화를 수행한 후 가시광 데이터를 송수신하도록 상기 광 모듈을 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 광 모듈은 복수의 가시광 송신부를 포함하며,
    상기 제어부는 전송할 가시광 데이터의 크기를 파악하여, 데이터의 크기가 기 설정된 기준치를 초과하는지 여부에 따라 각 가시광 송신부가 전송할 가시광 데이터의 부분을 결정하는 것을 특징으로 하는 양방향 멀티 광통신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    가시광 데이터의 송·수신을 허여할, 양방향 멀티 광통신 장치의 식별자를 저장하는 메모리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 멀티 광통신 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 다른 양방향 멀티 광통신 장치와 동기화를 진행함에 있어, 상기 다른 양방향 멀티 광통신 장치의 식별자가 상기 메모리부 내에 저장되어 있는지 여부를 판단하여, 상기 메모리부 내에 저장되어 있는 경우에만 동기화를 진행하는 것을 특징으로 하는 양방향 멀티 광통신 장치.
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