KR102386123B1 - 이더넷 데이터를 브로드캐스팅하기 위한 더미 허브를 포함하는 노드 유닛 및 이를 포함하는 분산 안테나 시스템 - Google Patents

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Abstract

이더넷 데이터를 브로드캐스팅하기 위한 더미 허브를 포함하는 노드 유닛 및 이를포함하는 분산 안테나 시스템이 제공된다. 상기 노드 유닛은 복수의 하위 노드와 브랜치 연결되는 노드 유닛으로서, MAC(Media Access Control) 모듈, 및 상기 MAC 모듈과 상기 브랜치 연결된 복수의 하위 노드 사이에서 이더넷 데이터를 인터페이스하는 더미 허브를 포함하고, 상기 더미 허브는, 상기 MAC 모듈로부터 수신된 이더넷 데이터를 상기 브랜치 연결된 복수의 하위 노드에 브로드캐스팅하고, 상기 브랜치 연결된 복수의 하위 노드로부터 수신된 이더넷 데이터를 상기 MAC 모듈에 전달하고, 상기 브랜치 연결된 복수의 하위 노드로부터 수신된 이더넷 데이터를 버퍼링하여 상기 MAC 모듈에 출력하는 버퍼를 포함한다.

Description

이더넷 데이터를 브로드캐스팅하기 위한 더미 허브를 포함하는 노드 유닛 및 이를 포함하는 분산 안테나 시스템{NODE UNIT COMPRISING DUMMY HUB FOR BROADCASTING ETHERNET DATA AND DISTRIBUTED ANTENNA SYSTEM COMPRISING FOR THE SAME}
본 발명은 분산 안테나 시스템(Distributed Antenna System)에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 이더넷 데이터를 브로드캐스팅하기 위한 더미 허브(Dummy Hub)를 포함하는 노드 유닛 및 이를 포함하는 분산 안테나 시스템에 관한 것이다.
분산 안테나 시스템과 같이 시스템 복잡도가 높은 시스템의 경우, C&M(Control & Management) 채널의 인터페이스로 이더넷(Ethernet)과 같은 높은 스루풋(Throughput)과 높은 신뢰성을 갖는 프로토콜의 사용이 일반화되는 추세이다.
일반적인 분산 안테나 시스템은 마스터 유닛(Master Unit)과 수십 개의 리모트 유닛(Remote Unit) 사이, 그리고 캐스케이드(Cascade) 연결된 리모트 유닛들 사이에 이더넷 인터페이스를 제공하며, FPGA(Field Programmable Gate Array)의 외부에 L2 스위치(Layer 2 Switch)와 같은 디바이스를 사용하여 이더넷 데이터의 경로를 제어한다.
그러나, 수십 개의 링크와의 이더넷 인터페이스는 클록(clock) 및 제어 신호(control signal)가 제외되더라도, MII(Media Independent Interface)의 경우 10개, GMII(Gigabit MII)의 경우 18개의 핀 할당(pin assign)이 요구되는 등 하드웨어적으로 구현되기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 분산 안테나 시스템 내에 이더넷 인터페이스를 효율적으로 제공하고 디지털 보드의 하드웨어적인 단순화가 가능한, 이더넷 데이터를 브로드캐스팅하기 위한 더미 허브(Dummy Hub)를 포함하는 노드 유닛 및 이를 포함하는 분산 안테나 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 노드 유닛은 복수의 하위 노드와 브랜치 연결되는 노드 유닛으로서, MAC(Media Access Control) 모듈, 및 상기 MAC 모듈과 상기 브랜치 연결된 복수의 하위 노드 사이에서 이더넷 데이터를 인터페이스하는 더미 허브를 포함하고, 상기 더미 허브는, 상기 MAC 모듈로부터 수신된 이더넷 데이터를 상기 브랜치 연결된 복수의 하위 노드에 브로드캐스팅하고, 상기 브랜치 연결된 복수의 하위 노드로부터 수신된 이더넷 데이터를 상기 MAC 모듈에 전달하고, 상기 브랜치 연결된 복수의 하위 노드로부터 수신된 이더넷 데이터를 버퍼링하여 상기 MAC 모듈에 출력하는 버퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 더미 허브는 상기 노드 유닛의 디지털 파트를 구성하는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 내에 구현될 수 있다.
또한, 상기 디지털 파트는 상기 더미 허브와, 상기 더미 허브에 연결되고 상기 복수의 하위 노드에 각각 대응하는 복수의 프레이머를 포함할 수 있다.
또한, 상기 버퍼는 FIFO(First-In First-Out) 버퍼일 수 있다.
또한, 상기 FIFO 버퍼는 상기 이더넷 데이터의 풀 프레임 길이(Full Frame Length)의 2배 이상의 크기를 가질 수 있다.
또한, 상기 이더넷 데이터는 상기 노드 유닛과 연결된 외부 관리 장치로부터 또는 상기 외부 관리 장치로 전송되는 제어/관리 신호일 수 있다.
또한, 상기 더미 허브는 TX_EN 신호가 제1 레벨인 때에 상기 MAC 모듈로부터 수신된 이더넷 데이터가 유효한 것으로 판단하고, 유효하지 않은 이더넷 데이터는 드롭하는 신호 제어 로직을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 더미 허브는 RX_DV 신호가 제1 레벨인 때에 상기 복수의 하위 노드로부터 수신된 이더넷 데이터가 유효한 것으로 판단하고, 유효하지 않은 이더넷 데이터는 드롭하는 신호 제어 로직을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 노드 유닛은 상위 노드 및 하위 노드와 캐스케이드 연결되는 노드 유닛으로서, MAC(Media Access Control) 모듈, 및 상기 MAC 모듈, 상기 상위 노드 및 상기 하위 노드 사이에서 이더넷 데이터를 인터페이스하는 더미 허브를 포함하고, 상기 더미 허브는, 상기 상위 노드로부터 수신된 이더넷 데이터를 상기 MAC 모듈 및 상기 하위 노드에 브로드캐스팅하고, 상기 하위 노드로부터 수신된 이더넷 데이터를 상기 MAC 모듈 및 상기 상위 노드에 브로드캐스팅하고, 상기 MAC 모듈로부터 수신된 이더넷 데이터를 상기 상위 노드 및 상기 하위 노드에 브로드캐스팅하고, 상기 상위 노드 또는 상기 하위 노드로부터 수신된 이더넷 데이터를 버퍼링하여 상기 MAC 모듈에 출력하는 제1 버퍼와, 상기 상위 노드 또는 상기 MAC 모듈로부터 수신된 이더넷 데이터를 버퍼링하여 상기 하위 노드에 출력하는 제2 버퍼와, 상기 하위 노드 또는 상기 MAC 모듈로부터 수신된 이더넷 데이터를 버퍼링하여 상기 상위 노드에 출력하는 제3 버퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 더미 허브는 상기 노드 유닛의 디지털 파트를 구성하는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 내에 구현될 수 있다.
또한, 상기 디지털 파트는 상기 더미 허브와, 상기 더미 허브에 연결되고 상기 상위 노드 및 상기 하위 노드에 각각 대응하는 복수의 프레이머를 포함할 수 있다.
또한, 상기 버퍼는 FIFO(First-In First-Out) 버퍼일 수 있다.
또한, 상기 FIFO 버퍼는 상기 이더넷 데이터의 풀 프레임 길이(Full Frame Length)의 2배 이상의 크기를 가질 수 있다.
또한, 상기 이더넷 데이터는 상기 노드 유닛과 연결된 외부 관리 장치로부터 또는 상기 외부 관리 장치로 전송되는 제어/관리 신호일 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 분산 안테나 시스템은 마스터 유닛, 및 상기 마스터 유닛에 브랜치 연결되는 복수의 리모트 유닛을 포함하고, 상기 복수의 리모트 유닛 중 적어도 일부는 상위 리모트 유닛 및 하위 리모트 유닛과 캐스케이드 연결되는 리모트 유닛을 포함하고, 상기 마스터 유닛은, 마스터 유닛 MAC(Media Access Control) 모듈과, 상기 마스터 유닛 MAC 모듈과 상기 브랜치 연결된 복수의 리모트 유닛 사이에서 이더넷 데이터를 인터페이스하는 마스터 유닛 더미 허브를 포함하고, 상기 마스터 유닛 더미 허브는, 상기 마스터 유닛 MAC 모듈로부터 수신된 이더넷 데이터를 상기 브랜치 연결된 복수의 리모트 유닛에 브로드캐스팅하고, 상기 브랜치 연결된 복수의 리모트 유닛으로부터 수신된 이더넷 데이터를 상기 마스터 유닛 MAC 모듈에 전달하고, 상기 브랜치 연결된 복수의 리모트 유닛으로부터 수신된 이더넷 데이터를 버퍼링하여 상기 마스터 유닛 MAC 모듈에 출력하는 버퍼를 포함하고, 상기 캐스케이드 연결된 리모트 유닛은, 리모트 유닛 MAC 모듈과, 상기 리모트 유닛 MAC 모듈, 상기 상위 리모트 유닛 및 상기 하위 리모트 유닛 사이에서 이더넷 데이터를 인터페이스하는 리모트 유닛 더미 허브를 포함하고, 상기 리모트 유닛 더미 허브는, 상기 상위 리모트 유닛으로부터 수신된 이더넷 데이터를 상기 리모트 유닛 MAC 모듈 및 상기 하위 리모트 유닛에 브로드캐스팅하고, 상기 하위 리모트 유닛으로부터 수신된 이더넷 데이터를 상기 리모트 유닛 MAC 모듈 및 상기 상위 리모트 유닛에 브로드캐스팅하고, 상기 리모트 유닛 MAC 모듈로부터 수신된 이더넷 데이터를 상기 상위 리모트 유닛 및 상기 하위 노드 리모트 유닛에 브로드캐스팅하고, 상기 상위 리모트 유닛 또는 상기 하위 리모트 유닛으부터 수신된 이더넷 데이터를 버퍼링하여 상기 리모트 유닛 MAC 모듈에 출력하는 제1 버퍼와, 상기 상위 리모트 유닛 또는 상기 리모트 유닛 MAC 모듈로부터 수신된 이더넷 데이터를 버퍼링하여 상기 하위 리모트 유닛에 출력하는 제2 버퍼와, 상기 하위 리모트 유닛 또는 상기 리모트 유닛 MAC 모듈로부터 수신된 이더넷 데이터를 버퍼링하여 상기 상위 리모트 유닛에 출력하는 제3 버퍼를 포함한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 목적지 어드레스(Destination Address) 필드를 참조하지 않고 이더넷 데이터를 브로드캐스팅(broadcasting)하는 더미 허브(dummy hub)를 이용하므로, 분산 안테나 시스템 내에 이더넷 인터페이스를 효율적으로 제공할 수 있으며, 디지털 보드의 하드웨어적인 단순화 및 L2 스위치와 같은 외부 디바이스 미사용에 따른 비용 절감 효과가 있다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 신호 분산 전송 시스템의 일 형태로서, 분산 안테나 시스템의 토폴로지(Topology)의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 분산 안테나 시스템 내의 마스터 유닛에 관한 일 실시예의 블록도이다.
도 3은 도 2의 마스터 유닛에 신호 제어 로직이 추가적으로 적용된 번형예의 블록도이다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 분산 안테나 시스템 내의 리모트 유닛에 관한 일 실시예의 블록도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
이하에서는 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 응용례로서 분산 안테나 시스템을 중심으로 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 실시예는 분산 안테나 시스템 이외에도 기지국 분산 시스템 등과 같은 다른 신호 분산 전송 시스템에서도 동일 또는 유사하게 적용 가능하다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 신호 분산 전송 시스템의 일 형태로서, 분산 안테나 시스템의 토폴로지(Topology)의 일 예를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 분산 안테나 시스템(Distributed Antenna System; DAS)(1)은, 분산 안테나 시스템의 헤드엔드 노드(Headend Node)를 구성하는 베이스스테이션 인터페이스 유닛(Base station Interface Unit; BIU)(100), 마스터 유닛(Master Unit; MU)(200), 확장 노드(Extention Node)인 허브(HUB)(300), 원격의 각각의 서비스 위치에 배치되는 복수의 리모트 유닛(Remote Unit; RU)(400)을 포함한다.
이러한 분산 안테나 시스템(1)은 아날로그 DAS 또는 디지털 DAS로 구현될 수 있으며, 경우에 따라서는 이의 혼합형(즉, 일부 노드는 아날로그 처리, 다른 일부 노드는 디지털 처리를 수행함)으로 구현될 수도 있다.
도 1은 분산 안테나 시스템(1)의 토폴로지의 일 예를 도시한 것이며, 분산 안테나 시스템(1)은 설치 영역 및 적용 분야(예를 들어, 인빌딩(In-Building), 지하철(Subway), 병원(Hospital), 경기장(Stadium) 등)의 특수성을 고려하여 다양하게 토폴로지 변형이 가능하다. 이와 같은 취지에서, 베이스스테이션 인터페이스 유닛(100), 마스터 유닛(200), 허브(300), 리모트 유닛(400)의 개수 및 상호 간의 상/하위 단의 연결 관계는 도 1과 상이해질 수 있다.
또한, 분산 안테나 시스템(1)에서 허브(200)는 설치가 필요한 리모트 유닛(400)의 개수에 비해 마스터 유닛(200)로부터 스타(STAR) 구조로 브랜치(Brach)될 브랜치 수가 제한적인 경우에 활용된다. 따라서, 단일의 마스터 유닛(200)만으로도 설치가 필요한 리모트 유닛(400)의 개수를 충분히 감당할 수 있는 경우 또는 복수의 마스터 유닛(200)이 설치되는 경우 등에는 허브(200)는 분산 안테나 시스템(1)으로부터 생략될 수도 있다.
이하, 도 1의 토폴로지를 중심으로, 본 발명이 적용될 수 있는 분산 안테나 시스템(1) 내의 각 노드 및 그 기능에 대하여 차례로 설명하기로 한다.
베이스스테이션 인터페이스 유닛(100)은 기지국 등의 BTS(Basestation Transceiver System)와 분산 안테나 시스템(1) 내의 마스터 유닛(200) 간의 인터페이스 역할을 수행한다. 도 1에서는 복수의 BTS가 단일의 베이스스테이션 인터페이스 유닛(100)과 연결되는 경우를 도시하였지만, 베이스스테이션 인터페이스 유닛(100)은 각 사업자 별, 각 주파수 대역 별, 각 섹터 별로 별도로 구비될 수도 있다.
일반적으로 BTS로부터 전송되는 RF 신호(Radio Frequency signal)는 고전력(High Power)의 신호이므로, 일반적으로 베이스스테이션 인터페이스 유닛(100)은 이와 같은 고전력의 RF 신호를 마스터 유닛(200)에서 처리하기에 적합한 전력의 RF 신호로 변환시키고 이를 마스터 유닛(200)으로 전달하는 기능을 수행한다.
또한 베이스스테이션 인터페이스 유닛(100)은, 구현 방식에 따라서, 도 1에 도시된 바와 같이 각 주파수 대역 별(또는 각 사업자 별, 섹터 별) 이동 통신 서비스의 신호를 수신하고 이를 콤바인(combine)한 후 마스터 유닛(200)으로 전달하는 기능도 수행할 수 있다.
베이스스테이션 인터페이스 유닛(100)이 BTS의 고전력 신호를 저전력으로 낮춘 후, 각 이동 통신 서비스 신호를 콤바인하여 마스터 유닛(200)으로 전달하는 경우, 마스터 유닛(200)은 콤바인되어 전달된 이동 통신 서비스 신호(이하, 중계 신호라 함)를 브랜치 별로 분배하는 역할을 수행한다. 이때, 분산 안테나 시스템(1)이 디지털 DAS로 구현되는 경우, 베이스스테이션 인터페이스 유닛(100)은 BTS의 고전력 RF 신호를 저전력 RF 신호로 변환하는 기능을 수행하는 유닛과, 저전력 RF 신호를 IF 신호(Intermediate Frequency signal)로 변환한 후 디지털 신호 처리를 하여 이를 콤바인하는 유닛으로 분리 구성될 수 있다. 위와 달리, 만일 베이스스테이션 인터페이스 유닛(100)이 BTS의 고전력 RF 신호를 저전력 RF 신호로 변환하는 기능만을 수행하는 경우, 마스터 유닛(200)이 전달된 각 중계 신호를 콤바인하고 이를 브랜치 별로 분배하는 역할을 수행할 수 있다. 마스터 유닛(200)의 구체적 기능 구성에 대해서는 이하 도 2를 통해 상세하게 후술하기로 한다.
상술한 바와 같이, 마스터 유닛(200)으로부터 분배된 콤바인된 중계 신호는 브랜치 별(도 1의 Branch #1, Branch #k, Branch #N 참조)로 허브(300)를 통해서 또는 직접적으로 리모트 유닛(400)으로 전달된다.
각각의 리모트 유닛(400)은 전달받은 콤바인된 중계 신호를 주파수 대역 별로 분리하고, 신호 처리(아날로그 DAS의 경우에는 아날로그 신호 처리, 디지털 DAS의 경우에는 디지털 신호 처리)를 수행한다.
이에 따라, 각각의 리모트 유닛(400)에서는 서비스 안테나를 통해서 자신의 서비스 커버리지 내의 사용자 단말로 중계 신호를 전송한다. 리모트 유닛(400)의 구체적 기능 구성에 대해서는 이하 도 4를 통해 상세하게 후술하기로 한다.
도 1의 경우, BTS와 베이스스테이션 인터페이스 유닛(100) 간 그리고 베이스스테이션 인터페이스 유닛(100)과 마스터 유닛(200) 간에는 RF 케이블로 연결되고, 마스터 유닛(200)으로부터 그 하위 단까지는 모두 광 케이블로 연결되는 경우를 도시하고 있으나, 각 노드 간의 신호 전송 매체(signal transport medium)는 이와 다른 다양한 변형이 가능하다. 일 예로, 베이스스테이션 인터페이스 유닛(100)과 마스터 유닛(200) 간은 RF 케이블을 통해서 연결될 수도 있지만, 광 케이블 또는 디지털 인터페이스를 통해서 연결될 수도 있다. 다른 예로, 마스터 유닛(200)과 허브(300) 그리고 마스터 유닛(200)과 직접 연결되는 리모트 유닛(400) 간에는 광 케이블로 연결되고, 케스케이드(Cascade) 연결된 리모트 유닛(400) 상호 간에는 RF 케이블, 트위스트 케이블, UTP 케이블 등을 통해서 연결될 수도 있다. 또 다른 예로, 마스터 유닛(200)과 직접 연결되는 리모트 유닛(400)도 RF 케이블, 트위스트 케이블, UTP 케이블 등을 통해서 연결될 수 있다.
다만, 이하에서는 도 1을 기준으로 설명하기로 한다. 따라서, 본 실시예에서 마스터 유닛(200), 허브(300), 리모트 유닛(400)은 전광변환/광전변환을 위한 광 트랜시버 모듈을 포함할 수 있고, 단일의 광 케이블로 노드 간 연결되는 경우에는 WDM(Wavelength Division Multiplexing) 소자를 포함할 수 있다.
이러한 분산 안테나 시스템(1)은 네트워크를 통해 외부의 관리 장치(도 1의 NMS(Network Management Server 또는 System)와 연결될 수 있다. 이에 따라 관리자는 NMS를 통해서 원격에서 분산 안테나 시스템(1)의 각 노드의 상태 및 문제를 모니터링하고, 원격에서 각 노드의 동작을 제어할 수 있다. 이 때, 각 노드의 동작을 제어하기 위한 제어/관리 신호는 높은 스루풋(Throughput)과 높은 신뢰성을 갖는 이더넷 프로토콜(Ethernet Protocol)을 이용할 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 분산 안테나 시스템 내의 마스터 유닛에 관한 일 실시예의 블록도이다.
도 2의 블록도는 노드 간 연결이 광 케이블을 통해 이루어지는 디지털 DAS 내의 마스터 유닛(200)에 관한 일 구현 형태를 예시한 것이다.
도 2의 마스터 유닛(200)에는 본 발명의 실시예에 따른 이더넷 데이터 전송을 위한 더미 허브(Dummy Hub)가 적용된다. 본 발명의 실시예에 따른 더미 허브는 마스터 유닛(200)의 디지털 파트 내에 구현될 수 있다. 마스터 유닛(200)의 디지털 파트를 구성하기 위하여 FPGA(Field Programmable Gate Array)가 적용되는 경우, 더미 허브는 그 FPGA 내에 구현될 수 있다.
도 2를 참조하면, 마스터 유닛(200)은 MAC(Media Access Control) 모듈(210), 디지털 파트를 구성하는 FPGA 보드(220), 복수의 광/전 변환기(E/O Converter)(230)를 포함한다.
MAC 모듈(210)은 어드레싱(Addressing) 및 채널 액세스 컨트롤(Channel Access Control) 기능을 수행한다.
FPGA 보드(220)는 더미 허브(221), 더미 허브(221)와 연결된 복수의 프레이머/서데스(Framer/SerDes)(222)를 포함한다. 더미 허브(221)는 MAC 모듈(210)과 복수의 프레이머/서데스(222) 간의 이더넷 데이터를 인터페이스하는 역할을 수행한다. 복수의 프레이머/서데스(222)는 마스터 유닛(200)의 하위 노드를 구성하는 복수의 리모트 유닛(400)에 대응하여 구성될 수 있다. 즉, 복수의 프레이머/서데스(222)는 브랜치 별(도 1 참조)로 존재할 수 있다.
MAC 모듈(210)로부터 이더넷 데이터를 수신하는 경우, 더미 허브(221)는 MAC 모듈(210)로부터 수신된 이더넷 데이터를 (이더넷 데이터를 디코딩하여 목적지 어드레스(Destination Address) 필드를 참조하지 않고) 복수의 프레이머/서데스(222)에 브로드캐스팅(broadcasting)한다. 프레이머/서데스(222)는 더미 허브(221)로부터 수신된 이더넷 데이터를 디지털 전송에 적합한 포맷으로 포맷팅(Formatting)하고, 병렬 디지털 신호를 직렬 디지털 신호로 변환한다. 광/전 변환기(230)는 프레이머/서데스(222)로부터 수신된 디지털 신호를 광 신호로 변환하여 광 케이블을 통해서 리모트 유닛(400)으로 전송한다.
이에 따라, 마스터 유닛(200)의 MAC 모듈(210)로부터 수신된 이더넷 데이터가 하위 노드를 구성하는 복수의 리모트 유닛(400)에 브로드캐스팅되지만, 각각의 리모트 유닛(400)은 이더넷 데이터의 목적지 어드레스가 자신이 아니면 이를 수용하지 않으므로, 스루풋(throughput)이 저하되는 문제는 발생하지 않는다.
하위 노드인 리모트 유닛(400)으로부터 이더넷 데이터를 수신하는 경우, 각각의 광/전 변환기(230)는 광 케이블을 통해서 리모트 유닛(400)으로부터 수신된 광 신호를 디지털 신호로 변환하여 프레이머/서데스(222)에 전송한다. 프레이머/서데스(222)는 직렬 디지털 신호를 병렬 디지털 신호로 변환하고, 이를 주파수 대역 별 처리에 적합한 포맷으로 리포맷팅(Reformatting)한다. 더미 허브(221)는 각각의 프레이머/서데스(222)로부터 수신된 이더넷 데이터를 MAC 모듈(210)에 전달한다.
리모트 유닛(400)에서는 마스터 유닛(200)의 요청에 대해 응답할 경우 또는 이상 발생 시 경보(alarm) 정보가 있을 경우에 상위 노드로 이더넷 데이터를 전송하므로, (각각의 리모트 유닛(400)에 대응하는) 각각의 프레이머/서데스(222)와 MAC 모듈(210) 간 이더넷 데이터를 전달하기 위한 전용 링크를 보장할 필요는 없다.
더미 허브(221)는 프레이머/서데스(222)와 MAC 모듈(210) 간 이더넷 데이터를 전달하기 위한 링크가 이미 점유 중일 경우, 프레이머/서데스(222)로부터 수신된 데이터의 버퍼링을 위한 버퍼를 포함할 수 있고, 당해 버퍼는 수신버퍼(221-2) 및 큐잉엔진(QUEING ENGINE) (221-1)을 포함할 수 있다. 수신버퍼(221-2)는 하위 노드의 리모트 유닛(400)으로부터 수신된 이더넷 데이터를 큐잉엔진(221-1)에 입력시킬 수 있다. 그리고, 큐잉엔진(221-1)은 하나 이상의 수신버퍼(RX BUFFER)(221-2)로부터 수신된 데이터를 MAC 모듈(210)로 출력할 수 있다. 큐잉엔진(221-1)은 FIFO(First-In First-Out) 버퍼로 구성될 수 있으나, 본 발명의 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 더미 허브(221)와 MAC 모듈(210) 간 링크가 이미 점유 중이고, 큐잉엔진(221-1)이 다 차서(full 상태) 저장 공간이 부족할 경우, 이더넷 데이터가 유실될 수 있으므로, 수신버퍼(221-2) 또한 FIFO 버퍼로 구성될 수 있다. 예를 들어, 수신버퍼(221-2)는 이더넷 데이터의 풀 프레임 길이(full frame length)의 2 배 이상의 충분한 크기를 갖는 FIFO 버퍼로 구성될 수 있다. 또한, 이더넷 데이터가 유실된다고 하더라도 이더넷 프로토콜의 베스트 에포트(Best Effort) 전송 특성 상 랜덤 백오프(Random Backoff)를 통해 이더넷 데이터를 재전송하므로, 수신버퍼(221-2)는 요구되는 스루풋에 따라 적절한 크기의 FIFO 버퍼로 구성될 수도 있다.
도 2에서는 프레이머 및 서데스가 단일의 유닛으로 구성되는 경우를 도시하였으나, 필요에 따라 프레이머 및 서데스는 각각의 유닛으로 분리 구성될 수도 있다.
도 3은 도 2의 마스터 유닛에 신호 제어 로직이 추가적으로 적용된 번형예의 블록도이다.
도 3을 참조하면, 더미 허브(221)는 신호 제어 로직(221-3)을 구비할 수 있다. 신호 제어 로직(221-3)은 MAC 모듈(210)로부터 또는 프레이머/서데스(222)로부터 수신된 이더넷 데이터가 유효한 데이터인지 판단하고, 유효한 데이터인 경우 프레이머/서데스(222)로 브로드캐스팅하거나 MAC 모듈(210)로 전달할 수 있다. 신호 제어 로직(221-3)은 MAC 모듈(210)로부터의 TX_EN 신호(transmit enable signal)가 제1 레벨(예를 들어, 하이(high))이고, 및/또는 프레이머/서데스(222)로부터의 RX_DV 신호(receive data valid signal)가 제1 레벨인 때에만 유효한 이더넷 데이터로 판단할 수 있다. 유효한 이더넷 데이터가 아닐 경우, 신호 제어 로직(221-3)은 수신된 이더넷 데이터를 드롭(drop)하고, 다음 단의 프레이머/서데스(222)로 브로드캐스팅하거나 MAC 모듈(210)로 전달하지 않는다.
도 3에서는 신호 제어 로직(221-3)이 더미 허브(221)의 송신단 및 수신단에 각각 구성되는 경우를 도시하였으나, 필요에 따라 송신단 및 수신단에 연결된 단일의 로직으로 구성될 수도 있다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 분산 안테나 시스템 내의 리모트 유닛에 관한 일 실시예의 블록도이다.
도 4의 블록도는 노드 간 연결이 광 케이블을 통해 이루어지는 디지털 DAS 내의 리모트 유닛(400)에 관한 일 구현 형태를 예시한 것이다. 특히, 도 4의 블록도는 상위 단의 리모트 유닛 및 하위 단의 리모트 유닛과 캐스케이드(cascade) 연결된 리모트 유닛(400)을 예시하고 있다.
도 4의 리모트 유닛(400)에는 본 발명의 실시예에 따른 이더넷 데이터 전송을 위한 더미 허브(Dummy Hub)가 적용된다. 도 4의 중위 단의 리모트 유닛(400)에 적용된 더미 허브는 상위 단의 리모트 유닛 및/또는 하위 단의 리모트 유닛에도 동일하게 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 더미 허브는 리모트 유닛(400)의 디지털 파트 내에 구현될 수 있다. 리모트 유닛(400)의 디지털 파트를 구성하기 위하여 FPGA가 적용되는 경우, 더미 허브는 그 FPGA 내에 구현될 수 있다.
도 4를 참조하면, 리모트 유닛(400)은 MAC(Media Access Control) 모듈(410), 디지털 파트를 구성하는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 보드(420), 복수의 광/전 변환기(E/O Converter)(430, 440)를 포함한다. 도면부호 430, 440은 상위 단의 리모트 유닛(Upper RU)에 연결된 광/전 변환기와 하위 단의 리모트 유닛(Lower RU)에 연결된 광/전 변환기를 구별하기 위한 것이다.
MAC 모듈(410)은 어드레싱(Addressing) 및 채널 액세스 컨트롤(Channel Access Control) 기능을 수행한다.
FPGA 보드(420)는 더미 허브(421), 더미 허브(421)와 연결된 복수의 프레이머/서데스(Framer/SerDes)(422, 423)를 포함한다. 더미 허브(421)는 MAC 모듈(410)과 복수의 프레이머/서데스(422, 423) 사이에서 이더넷 데이터를 인터페이스하는 역할을 수행한다. 프레이머/서데스(422)는 리모트 유닛(400)의 상위 노드를 구성하는 리모트 유닛(Upper RU)에 대응하여 구성되고, 프레이머/서데스(423)은 리모트 유닛(400)의 하위 노드를 구성하는 리모트 유닛(Lower RU)에 대응하여 구성될 수 있다.
상위 노드의 리모트 유닛으로부터 이더넷 데이터를 수신하는 경우, 광/전 변환기(440)는 광 케이블을 통해서 상위 노드의 리모트 유닛으로부터 수신된 광 신호를 디지털 신호로 변환하여 프레이머/서데스(422)에 전송한다. 프레이머/서데스(422)는 직렬 디지털 신호를 병렬 디지털 신호로 변환하고, 이를 주파수 대역 별 처리에 적합한 포맷으로 리포맷팅(Reformatting)한다.
더미 허브(421)는 프레이머/서데스(422)로부터 수신된 이더넷 데이터를 MAC 모듈(410)에 및 하위 노드의 리모트 유닛으로 브로드캐스팅한다.
프레이머/서데스(423)는 더미 허브(421)로부터 수신된 이더넷 데이터를 디지털 전송에 적합한 포맷으로 포맷팅하고, 병렬 디지털 신호를 직렬 디지털 신호로 변환한다. 광/전 변환기(430)는 프레이머/서데스(423)로부터 수신된 디지털 신호를 광 신호로 변환하여 광 케이블을 통해서 하위 노드의 리모트 유닛으로 전송한다.
하위 노드의 리모트 유닛으로부터 이더넷 데이터를 수신하는 경우, 광/전 변환기(430)는 광 케이블을 통해서 하위 노드의 리모트 유닛으로부터 수신된 광 신호를 디지털 신호로 변환하여 프레이머/서데스(423)에 전송한다. 프레이머/서데스(423)는 직렬 디지털 신호를 병렬 디지털 신호로 변환하고, 이를 주파수 대역 별 처리에 적합한 포맷으로 리포맷팅(Reformatting)한다.
더미 허브(421)는 프레이머/서데스(423)로부터 수신된 이더넷 데이터를 MAC 모듈(410) 및 상위 노드의 리모트 유닛으로 브로드캐스팅한다.
프레이머/서데스(422)는 더미 허브(421)로부터 수신된 이더넷 데이터를 디지털 전송에 적합한 포맷으로 포맷팅하고, 병렬 디지털 신호를 직렬 디지털 신호로 변환한다. 광/전 변환기(440)는 프레이머/서데스(422)로부터 수신된 디지털 신호를 광 신호로 변환하여 광 케이블을 통해서 상위 노드의 리모트 유닛으로 전송한다.
MAC 모듈(410)로부터 이더넷 데이터를 수신하는 경우, 더미 허브(421)는 수신된 이더넷 데이터를 상위 노드의 리모트 유닛 및 하위 노드의 리모트 유닛으로 브로드캐스팅한다.
프레이머/서데스(422)는 더미 허브(421)로부터 수신된 이더넷 데이터를 디지털 전송에 적합한 포맷으로 포맷팅하고, 병렬 디지털 신호를 직렬 디지털 신호로 변환한다. 광/전 변환기(440)는 프레이머/서데스(422)로부터 수신된 디지털 신호를 광 신호로 변환하여 광 케이블을 통해서 상위 노드의 리모트 유닛으로 전송한다.
프레이머/서데스(423)는 더미 허브(421)로부터 수신된 이더넷 데이터를 디지털 전송에 적합한 포맷으로 포맷팅하고, 병렬 디지털 신호를 직렬 디지털 신호로 변환한다. 광/전 변환기(430)는 프레이머/서데스(424)로부터 수신된 디지털 신호를 광 신호로 변환하여 광 케이블을 통해서 하위 노드의 리모트 유닛으로 전송한다.
더미 허브(421)는 MAC 모듈(410) 및 복수의 프레이머/서데스(422, 423) 사이에서 이더넷 데이터를 전달하기 위한 링크가 이미 점유 중일 경우, 이더넷 데이터의 버퍼링을 위한 버퍼를 더 포함할 수 있다. 버퍼는 링크의 방향에 따라 로컬버퍼(Local Buffer)(421-1), 발신버퍼(Tx Buffer)(421-2), 수신버퍼(Rx Buffer)(421-3)로 분리 구성될 수 있다. 각각의 버퍼(421-1, 421-2. 421-3)는 FIFO(First-In First-Out) 버퍼로 구성될 수 있으나, 본 발명의 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 도 2를 참조하여 설명한 마스터 유닛(200)의 큐잉엔진(221-1) 및 수신버퍼(221-2)와 유사하게, 각각의 버퍼(421-1, 421-2. 421-3)는 이더넷 데이터의 유실을 방지하기 위하여 복수 개의 및/또는 충분한 크기의 FIFO 버퍼로 구성될 수 있다.
이해의 편의를 위하여 로컬버퍼(421-1)를 예로 설명하면, 로컬버퍼(421-1)는 로컬큐잉(LOCAL QUEUING, 미도시) 및 로컬피포(LOCAL FIFO, 미도시)를 포함할 수 있다. 로컬피포(미도시)는 연결된 상위 및/또는 하위 리모트 유닛으로부터 수신된 이더넷 데이터를 로컬큐잉(미도시)으로 출력할 수 있고, 로컬큐잉(미도시)은 수신된 이더넷 데이터를 MAC 모듈(410)로 출력할 수 있다. 이때, 로컬큐잉(미도시) 및/또는 로컬피포(미도시)는 FIFO 버퍼로 구성될 수 있으나, 본 발명의 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 마찬가지로 발신버퍼(421-2)는 발신큐잉(Tx QUEUING, 미도시) 및 발신피포(Tx FIFO, 미도시)를 포함할 수 있고, 수신버퍼(421-3)는 수신큐잉(Rx QUEUING, 미도시) 및 수신피포(Rx FIFO, 미도시)를 포함할 수 있다.
또한, 각각의 버퍼(421-1, 421-2. 421-3)는 요구되는 스루풋에 따라 적절한 크기의 FIFO 버퍼로 구성될 수도 있다.
더미 허브(421)는 상위 노드의 리모트 유닛으로부터 이더넷 데이터를 수신하는 경우, 수신된 이더넷 데이터를 로컬버퍼(421-1) 및 발신버퍼(421-2)에 입력할 수 있다. 그리고, 더미 허브(421)는 하위 노드의 리모트 유닛으로부터 이더넷 데이터를 수신하는 경우, 수신된 이더넷 데이터를 로컬버퍼(421-1) 및 수신버퍼(421-3)에 입력할 수 있다. 그리고, 더미 허브(421)는 MAC 모듈(410)로부터 이더넷 데이터를 수신하는 경우, 수신된 이더넷 데이터를 발신버퍼(421-2) 및 수신버퍼(421-3)에 입력할 수 있다.
로컬버퍼(421-1)는 입력된 이더넷 데이터를 순차적으로 출력하여 MAC 모듈(410)에 전송할 수 있다. 발신버퍼(421-2)는 입력된 이더넷 데이터를 순차적으로 출력하여 하위 노드의 리모트 유닛에 대응하는 프레이머/서데스(423)에 전송할 수 있다. 수신버퍼(421-3)는 입력된 이더넷 데이터를 순차적으로 출력하여 상위 노드의 리모트 유닛에 대응하는 프레이머/서데스(422)에 전송할 수 있다.
도 4에서는 프레이머 및 서데스가 단일의 유닛으로 구성되는 경우를 도시하였으나, 필요에 따라 프레이머 및 서데스는 각각의 유닛으로 분리 구성될 수도 있다.
도 4의 리모트 유닛(400)은 서비스 신호를 서비스 영역 내의 단말로 제공하고, 서비스 영역 내의 단말로부터 수신된 단말 신호를 처리하기 위한 디지털/아날로그 변환기(DAC), 업 컨버터(Up Converter), PAU(Power Amplification Unit), LNA(Low Noise Amplifier), 다운 컨버터(Down Converter), 아날로그/디지털 변환기(ADC) 등의 구성요소를 더 포함할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
1: 분산 안테나 시스템
100: 베이스스테이션 인터페이스 유닛
200: 마스터 유닛
210: 마스터 유닛 MAC 모듈
220: 마스터 유닛 FPGA 보드
221: 마스터 유닛 더미 허브
300: 허브
400: 리모트 유닛
410: 리모트 유닛 MAC 모듈
420: 리모트 유닛 FPGA 보드
421: 리모트 유닛 더미 허브

Claims (13)

  1. 복수의 하위 노드와 브랜치 연결되는 노드 유닛으로서,
    MAC(Media Access Control) 모듈; 및
    상기 MAC 모듈과 상기 브랜치 연결된 복수의 하위 노드 사이에서 이더넷 데이터를 인터페이스하는 더미 허브를 포함하고,
    상기 더미 허브는,
    상기 MAC 모듈로부터 수신된 이더넷 데이터를 상기 브랜치 연결된 복수의 하위 노드에 브로드캐스팅하고, 상기 브랜치 연결된 복수의 하위 노드로부터 수신된 이더넷 데이터를 상기 MAC 모듈에 전달하며, 상기 브랜치 연결된 복수의 하위 노드로부터 수신된 이더넷 데이터를 버퍼링하여 상기 MAC 모듈에 출력하는 버퍼를 포함하되,
    상기 이더넷 데이터는 상기 노드 유닛과 연결된 외부 관리 장치로부터 또는 상기 외부 관리 장치로 전송되는 제어/관리 신호인 것을 특징으로 하는, 노드 유닛.

  2. 제1항에 있어서,
    상기 더미 허브는 상기 노드 유닛의 디지털 파트를 구성하는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 내에 구현되는, 노드 유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 버퍼는 FIFO(First-In First-Out) 버퍼인 것을 특징으로 하는, 노드 유닛.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 FIFO 버퍼는 상기 이더넷 데이터의 풀 프레임 길이(Full Frame Length)의 2배 이상의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는, 노드 유닛.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 더미 허브는 TX_EN 신호가 제1 레벨인 때에 상기 MAC 모듈로부터 수신된 이더넷 데이터가 유효한 것으로 판단하고, 유효하지 않은 이더넷 데이터는 드롭하는 신호 제어 로직을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 노드 유닛.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 더미 허브는 RX_DV 신호가 제1 레벨인 때에 상기 복수의 하위 노드로부터 수신된 이더넷 데이터가 유효한 것으로 판단하고, 유효하지 않은 이더넷 데이터는 드롭하는 신호 제어 로직을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 노드 유닛.
  8. 상위 노드 및 하위 노드와 캐스케이드 연결되는 노드 유닛으로서,
    MAC(Media Access Control) 모듈; 및
    상기 MAC 모듈, 상기 상위 노드 및 상기 하위 노드 사이에서 이더넷 데이터를 인터페이스하는 더미 허브를 포함하고,
    상기 더미 허브는,
    상기 상위 노드로부터 수신된 이더넷 데이터를 상기 MAC 모듈 및 상기 하위 노드에 브로드캐스팅하고, 상기 하위 노드로부터 수신된 이더넷 데이터를 상기 MAC 모듈 및 상기 상위 노드에 브로드캐스팅하고, 상기 MAC 모듈로부터 수신된 이더넷 데이터를 상기 상위 노드 및 상기 하위 노드에 브로드캐스팅하고,
    상기 상위 노드 또는 상기 하위 노드로부터 수신된 이더넷 데이터를 버퍼링하여 상기 MAC 모듈에 출력하는 제1 버퍼와,
    상기 상위 노드 또는 상기 MAC 모듈로부터 수신된 이더넷 데이터를 버퍼링하여 상기 하위 노드에 출력하는 제2 버퍼와,
    상기 하위 노드 또는 상기 MAC 모듈로부터 수신된 이더넷 데이터를 버퍼링하여 상기 상위 노드에 출력하는 제3 버퍼를 포함하는 것을 특징으로 하되,
    상기 이더넷 데이터는 상기 노드 유닛과 연결된 외부 관리 장치로부터 또는 상기 외부 관리 장치로 전송되는 제어/관리 신호인 것을 특징으로 하는, 노드 유닛.

  9. 제8항에 있어서,
    상기 더미 허브는 상기 노드 유닛의 디지털 파트를 구성하는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 내에 구현되는 것을 특징으로 하는, 노드 유닛.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 버퍼는 FIFO(First-In First-Out) 버퍼인 것을 특징으로 하는, 노드 유닛.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 FIFO 버퍼는 상기 이더넷 데이터의 풀 프레임 길이(Full Frame Length)의 2배 이상의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는, 노드 유닛.
  12. 삭제
  13. 외부 관리 장치와 연결된 분산 안테나 시스템에 있어서,
    마스터 유닛; 및
    상기 마스터 유닛에 브랜치 연결되는 복수의 리모트 유닛을 포함하고,
    상기 복수의 리모트 유닛 중 적어도 일부는 상위 리모트 유닛 및 하위 리모트 유닛과 캐스케이드 연결되는 리모트 유닛을 포함하고,
    상기 마스터 유닛은,
    마스터 유닛 MAC(Media Access Control) 모듈과,
    상기 마스터 유닛 MAC 모듈과 상기 브랜치 연결된 복수의 리모트 유닛 사이에서 이더넷 데이터를 인터페이스하는 마스터 유닛 더미 허브를 포함하고,
    상기 마스터 유닛 더미 허브는,
    상기 마스터 유닛 MAC 모듈로부터 수신된 이더넷 데이터를 상기 브랜치 연결된 복수의 리모트 유닛에 브로드캐스팅하고, 상기 브랜치 연결된 복수의 리모트 유닛으로부터 수신된 이더넷 데이터를 상기 마스터 유닛 MAC 모듈에 전달하고,
    상기 브랜치 연결된 복수의 리모트 유닛으로부터 수신된 이더넷 데이터를 버퍼링하여 상기 마스터 유닛 MAC 모듈에 출력하는 버퍼를 포함하고,
    상기 캐스케이드 연결된 리모트 유닛은,
    리모트 유닛 MAC 모듈과,
    상기 리모트 유닛 MAC 모듈, 상기 상위 리모트 유닛 및 상기 하위 리모트 유닛 사이에서 이더넷 데이터를 인터페이스하는 리모트 유닛 더미 허브를 포함하고,
    상기 리모트 유닛 더미 허브는,
    상기 상위 리모트 유닛으로부터 수신된 이더넷 데이터를 상기 리모트 유닛 MAC 모듈 및 상기 하위 리모트 유닛에 브로드캐스팅하고, 상기 하위 리모트 유닛으로부터 수신된 이더넷 데이터를 상기 리모트 유닛 MAC 모듈 및 상기 상위 리모트 유닛에 브로드캐스팅하고, 상기 리모트 유닛 MAC 모듈로부터 수신된 이더넷 데이터를 상기 상위 리모트 유닛 및 상기 하위 리모트 유닛에 브로드캐스팅하고,
    상기 상위 리모트 유닛 또는 상기 하위 리모트 유닛으부터 수신된 이더넷 데이터를 버퍼링하여 상기 리모트 유닛 MAC 모듈에 출력하는 제1 버퍼와,
    상기 상위 리모트 유닛 또는 상기 리모트 유닛 MAC 모듈로부터 수신된 이더넷 데이터를 버퍼링하여 상기 하위 리모트 유닛에 출력하는 제2 버퍼와,
    상기 하위 리모트 유닛 또는 상기 리모트 유닛 MAC 모듈로부터 수신된 이더넷 데이터를 버퍼링하여 상기 상위 리모트 유닛에 출력하는 제3 버퍼를 포함하는 것을 특징으로 하되,
    상기 이더넷 데이터는 상기 외부 관리 장치로부터 또는 상기 외부 관리 장치로 전송되는 제어/관리 신호인 것을 특징으로 하는, 분산 안테나 시스템.
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