KR19990028824A - 시 분할 듀플렉스된 고속 자료 전송 방법 및 그 시스템 - Google Patents

시 분할 듀플렉스된 고속 자료 전송 방법 및 그 시스템 Download PDF

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Abstract

한 바인더를 공유하는 별개의 트위스트된 쌍 전송선들을 통해 중앙 유닛과 다수의 원격 유닛사이의 매우 빠른 속도의 양방향 자료 전송을 조정하는 방법이 설명된다. 특히, 주기적으로 동기화된 상류 및 하류 통신 주기가 서로 겹쳐지지 않도록 제공된다. 한 바인더를 공유하는 모든 도선들에 대한 상류 및 하류의 통신 주기는 동기화된다. 이같은 배열로, 같은 바인더내 모든 매우 빠른 속도 전송이 동기화되고 시분할 듀플렉스되어 하류의 통신이 상류의 통신 전송과 겹치는 시간에는 전송되지 않도록 한다. 어떤 실시예에서는, 조용한 주기가 제공되어 상류와 하류 통신 주기를 분리시키도록 한다. 상기 설명된 방법은 멀티-캐리어와 단일 캐리어 전송 기법을 포함하는 매우 다양한 변조 기법과 협력하여 사용될 수 있다.
본 발명은 기존 시스템과 호환성이 있으며 고속성능 시스템에서 특별한 장점을 지닌다.

Description

시 분할 듀플렉스된 고속 자료 전송 방법 및 그 시스템
통신 정보 해결을 위한 동명(ATIS)은 ANSI(미국 내셔날 스탠다드 인스티튜트) 스탠다드 그룹에 의해 인정된 그룹으로, 최근에 비대칭 디지탈 가입자 선(ADSL)을 통해서 디지탈자료의 전송을 위한 이산 다중 음 기초 스탠다드를 최종적으로 결정하였다. 이 스탠다드는 비록 다양한 다른 응용에서 사용될 수도 있지만 주로는 본래의 전화선을 통해서 비디오 자료를 전송하도록 되어있다. 미국 스탠다드 ANSI T 1.413 ADSL 스탠다드로 알려져 있으며, 본원 명세서에서는 참고로 인용된다. ADSL 스탠다드하에서의 전송 속도는 트위스트 쌍 전화선을 통해 적어도 6백만 비트/초(즉 6t Mbit/s)의 속도로 정보의 전송을 용이하게 하도록 되어 있다. 상기 스탠다드 시스템은 정방향(또는 하류 방향)으로 각 4.3125㎑ 폭인 256 "음" 또는 "서브-채널"을 사용하는 이산 다중 음(DMT) 시스템의 사용을 규정한다. 음 시스템과 관련하여, 하류 방향은 중앙사무소(대개는 전화 회사가 소유하는)로부터 최종 사용자(즉, 주거지 또는 사업장)일 수 있는 원격한 위치로의 전송 방향을 말하는 것이다. 다른 시스템에서는, 사용된 음의 수가 매우 다양할 수 있다. 그러나 인버스 고속 푸리에 변환(IFFT)을 사용하여 변조가 성공적으로 수행되는때 이용가능한 서브채널(음)의 수 대표 값은 2의 정수배, 128, 256, 512, 1024개 서브채널이다.
비대칭 디지탈 가입자 라인 스탠다드는 16-800 K비트/s 범위의 자료속도로 리버스 신호의 사용을 규정한다. 리버스 신호는 원격위치로부터 중앙사무소로와 같은 상류방향으로의 전송과 일치한다. 따라서, 비대칭 디지탈 가입자 라인은 자료 전송 속도가 상류방향으로 보다는 하류방향에서 더욱 높다. 이는 전화선을 통해서 비디오 프로그래밍 또는 비디오 협의 정보를 원격한 위치로 전송하도록 된 시스템에서 특별히 유용하다. 일례로서, 시스템을 위한 한가지 잠정적 사용은 비디오 카세트를 빌리지 않고 전화선 또는 케이블을 통해서 영화와 같은 비디오 정보를 고객이 얻도록 할 수 있다. 또다른 잠정적 사용은 비디오 협의에 있다.
같은 쌍의 도선을 통해서 상류와 하류 신호 모두가 이동하기 때문에 (즉, 이들이 듀플렉스되기 때문에) 이들은 어느 정도 서로로부터 분리되어야 한다. ADSL 스탠다드에서 사용된 듀플렉스 방법은 주파수 분할 듀플렉싱(FDD)이다.
주파수 분할 듀플렉스 시스템에서, 상류 및 하류 신호가 각기 다른 주파수 대역을 점유하며 필터에 의해 송신기와 수신기에서 분리된다.
이같은 기록시간에, ANSI가 VDSL(매우 높은 디지탈 가입자 라인) 스탠다드로 인용되는 다음 세대 가입자 라인의 전송 시스템을 통해 작업을 시작한다. VDSL 스탠다드는 적어도 25.96 Mbits/s의 전송속도, 바람직하게는 하류 방향으로 적어도 51.92 Mbit/s 를 용이하게 하도록 한다. 이들 속도를 달성시키기 위해, 트위스트된 쌍 전화선을 통한 전송거리는 ADSL을 사용하여 허용되는 길이보다 더욱 짧다. 이와 유사하게, 디지탈, 오디오 및 비디오 카운실(DAVIC)은 Fiber To The Curb(FTTC)라는 유사한 시스템을 통해 동작한다. "Curb"로부터 고객 위치로의 전송 매체는 차폐되지 않은 트위스트된 쌍 전화선(UTP) 스탠다드이다.
다수의 복조 방법이 VDSL 과 FTTC 스탠다드(VDSL/FTTC)에서 사용하도록 제안되었다. 이와 같은 기록시간에, 모든 제안된 VDSL/FTTC 변조 방법은 상류와 하류 신호의 주파수 분할 듀플렉싱을 사용한다. 일례로서, 한가지 제안된 멀티-캐리어 방법은 주파수 분할 듀플렉스 이산 멀티 음 신호를 사용하며, 상류의 통신은 저주파 대역에서 수용되고 하류의 통신은 더욱더 높은 주파수 대역에서 수용된다. 이같은 접근이 도 2(a)에서 개략적으로 설명된다. 또다른 제안된 접근은 주파수 분할 듀플렉스 캐리어리스(carrierless) 진폭과 위상 변조 신호(CAP)를 생각하며, 상류의 통신은 더욱 높은 주파수 대역에서 수용되고 하류의 통신은 저주파 대역에서 수용된다. 이같은 접근이 도 2(b)에서 설명된다.
그러나, 이들 모두는 잠정적인 단점을 가진다. 특히 중요한 것은 비교적 긴 루우프 길이를 갖는 응용에서, 더욱 높은 주파수 신호가 크게 감쇄되며, 이는 훨씬 더 잡음에 민감하도록 하고 허용할 수 있는 전송 속도를 방해한다. 더욱 높은 주파수 대역에서는 상류 신호를 전송하는 시스템에서, 받아들일 수 없는 상류 신호 모두를 상실시키는 위험이 있다. 비대칭 응용에서는 협 대역 잡음이 시스템의 성능을 크게 떨어뜨리게 할 위험이 증가된다. 따라서, 매우 높은 속도 자료 전송을 조정하기 위한 개선된 방법(즉, 각 전송선을 통해 초당 적어도 천만비트를 전송시키는 능력을 갖는 방법)이 바람직할 것이다.
본 발명은 고속의 양방향 디지탈 자료 전송 시스템에 대한 것이다. 특히, 가입자 선들과 같은 전송된 묶음을 통해 전송하기에 적합한 시 분할 듀플렉스 자료전송 기법이 공개된다.
도 1a 는 중앙 유닛으로부터 각 원격 유닛으로 연장되는 다수의 트위스트된 쌍 전화선을 갖는 가입자 선을 바탕으로 하는 통신 시스템의 블럭 도표.
도 1b 는 광섬유 트렁크 라인과 다수의 트위스트된 쌍라인 사이의 접합으로 작용하는 광학적 네트워크 유닛 형태를 중앙 유닛이 취하는 도 1a 의 특정 경우를 도시한 도면.
도 2a 및 2b 는 비대칭 가입자 선 전송을 위한 종래의 주파수 영역 듀플렉싱 전송 기법을 설명하는 각 그래프.
도 3a 와 3b 는 각 그래프가 단일 라인을 위한 시간 영역 듀플렉싱 전송 기법을 설명하는 도면으로서, 도 3a 는 하류 통신을 나타내고 도 3b 는 상류 통신을 나타내는 도면.
도 4a-4d 는 각 그래프가 같은 바인더를 공유하는 한 쌍의 전송선을 위한 동기화되지 않은 시영역 듀플렉싱 전송 방법을 설명하는 것으로써, 실선은 전송을 나타내고 점선을 수신을 나타내는 것인 도면.
도 5a-5d 는 각 그래프가 같은 바인더를 공유하는 한 쌍의 전송선을 위한 동기화된 시간 영역 듀플렉싱 전송 방법을 설명하는 그래프이며, 실선은 전송을 나타내고 점선은 실선을 나타내는 것인 도면.
도 6 은 중앙 사무소를 나타내는 블럭도이며 본 발명의 동기화를 나타내기 위해 적절한 원격 모뎀 타이밍 아키텍쳐를 도시한 도면.
본 발명의 목적에 따라 상기 목적을 달성시키기 위해, 바인더를 공유하는 원격한 트위스트된 전송선 쌍을 통해 중앙 유닛과 다수의 원격 유닛사이의 매우 고속인 양방향 자료 전송을 조정하는 방법이 설명된다. 특히, 주기적인 동기화된 상류 및 하류 통신 주기로서 서로 겹쳐지지 않는 주기가 제공된다. 즉, 바인더를 공유하는 모든 도선의 상류와 하류 통신 주기는 동기화된다. 이와 같은 배치로, 같은 바인더내 매우 높은 속도 전송이 동기화되며 시 분할 듀플렉스되어 상류의 통신 전송과 겹치는 시간에는 전송되지 않는다.
한 실시예에서, 조용한 주기가 제공되어 상류와 하류 통신 주기를 분리시키도록 한다. 상기의 조용한 주기중에, 상류 또는 하류의 통신 어느 것도 전송되지 않는다. 또다른 실시예에서, 통신 및 조용한 주기는 기호 주기로 나뉘어진다. 이같은 실시예에서, 하류의 통신주기 각각은 다수의 기호 주기를 포함하며, 상류의 통신주기 각각은 적어도 하나의 기호 주기를 포함하고, 그리고 조용한 주기 각각은 적어도 하나의 기호 주기를 포함한다. 멀티-캐리어 변조 기법을 생각하는 한 특정 실시예에서, 하류의 통신 주기들은 8-60개의 기호 주기범위로 구성되고, 상류의 통신 주기들은 1-30개의 기호 주기범위로 구성되며, 그리고 조용한 주기 각각은 하나 내지 4개의 기회 주기범위로 이루어진다.
상기 설명된 본 발명은 이산 멀티 음 변조(DMT)와 같은 멀티-캐리어 전송기법, 구상 진폭 변조(QAM)와 같은 단일 캐리어 전송 기법, 캐리어리스 진폭 및 위상 변조(CAP), 구상 이동 키잉(QPSK), 또는 베시지얼(Vesigial) 측대역 변조와 협력하여 사용될 수 있다. 이는 낮은 속도 신호가 높은 속도 신호와 시 분할 듀플렉스되든지 또는 동기화되든지와 무관하게 낮은 속도 신호를 전송하도록 사용된 도선을 포함하는 바인더에서 사용될 수 있다. 이는 스탠다드화된 낮은 속도 신호발생 시스템이 높은 주파수 신호에서처럼 엔드 가까이 크로스토크(누화)로 영향을 받지 않는 낮은 주파수로 동작되는 경향이 있다.
본 발명은 약 1.0㎒이상인 주파수를 갖는 신호 캐리어의 사용하는, 그리고 원격 전송라인 각각을 통해 초당 적어도 천만 비트의 비트속도로 하류 신호를 전송하는 능력을 갖는 고성능 장치에서 특히 장점을 갖는다.
본 발명은 단일 전송선을 공유하는 멀티플 세트의 상부 유닛들로 상류 자료 대역폭 할당을 용이하게 한다. 한 실시예에서, 각 세트의 상부 유닛은 상류 통신 주기중 일부분을 할당받을 수 있다. 또다른 실시예에서, 각 세트의 상부 유닛은 상류 전송을 위한 주파수 대역폭 일부분을 할당받는다.
상기 설명된 방법은 중앙의 유닛이 통신을 발생시키는 중앙 사무소이거나, 하나 또는 둘이상의 트렁크 라인을 통해 하류의 소스 신호를 수신하고 하류의 통신 신호로써 하류의 소스신호에서 구체화된 정보를 전송하는 분산 유닛(광학적 네트워크 유닛과 같은)임에 관계없이 잘 동작한다. 상기 분산유닛은 상류 소스신호와 같은 광학적 섬유를 통해서 상류의 통신 신호내에서 구체화된 정보를 전송할 수 있기도 하다.
한가지 공지된 양방향 전송 접근은 시 분할 듀플렉스(즉 "핑퐁")를 바탕으로 하는 전송 방법을 생각한다. 즉, 하류의 신호가 전체 대역폭을 사용하여 먼저 전송된다. 다음에, 상류의 신호가 전체 대역폭을 사용하여 전송된다. 출원인의 연구에서는 가입자 라인 응용에서, 이같은 접근이 낮은 주파수에서 상당히 동작함을 암시한다. 그러나, 더욱더 높은 캐리어 주파수가 사용되는때, 가령 1㎒이상의 캐리어 주파수에서, 같은 바인더(205)를 공유하는 도선들사이의 엔드 가까이 크로스토크가 시스템 성능을 크게 떨어뜨리기 시작한다. 따라서, 이같은 기록의 시간에 VDSL/FTTC 또는 다른 가입자 라인을 바탕으로 한 고속 자료 전송 응용에 제안되었으며 이는 대부분의 그와 같이 제안된 변조 방법이 1㎒을 훨씬 상회하는 캐리어 주파수 대역 전송을 생각하기 때문이다. 본 발명은 바인더를 공유하는 고속 자료 전송을 위한 시 분할 듀플렉스 전송을 동기화하므로써 엔드 가까이 크로스토크 문제를 극복한다.
전형적인 가입자 라인 통신 로컬 루우프가 도 1a 에서 도시된다. 여기서 알 수 있는 바와 같이 중앙의 유닛(201)은 종래의 트위스트된 쌍 전화선(206)의 형태를 취하는 이산 라인들을 통해 다수의 원격 유닛(R1-RN)과 통신한다. 원격 유닛들은 가정, 사무소등에서 존재하는 엔드 사용자 유닛일 수 있다. 전형적으로 다수의 원격 유닛들은 특정한 중앙 사무소에 의해 서비스된다. 현재 설치된 시스템에서, 원격한 유닛으로는 전화기가 될 수 있으나 이들은 팩스 라인, 컴퓨터 단자, 텔레비젼 또는 "전화선"에 연결될 수 있는 다양한 다른 장치일 수 있다. 중앙 유닛(201)은 송신기(209)와 수신기(210)내로 기능적으로 작용할 수 있는 각 라인을 위한 송수신기(208)를 포함할 수 있다.
몇가지 실시예에서, 중앙 유닛은 통신을 발생시키는 중앙 사무소에 위치하는 마스터 서버이다. 다른 실시예에서, 상기 "중앙 유닛"은 신호를 수신하고 재송신하는 시스템 아키텍쳐내 더욱더 낮은 수준 분산 컴포넌트일 수 있다. 이같은 분산 컴포넌트의 한가지 실시예는 도 1b 에서 설명된다. 여기서 알 수 있는 바와같이, 트렁크 라인(202)은 분산 유닛(204)에서 종료된다. 도시된 실시예에서, 트렁크는 광섬유 케이블 형태를 하며 분산 유닛은 광 네트워크 유닛(ONU) 형태를 한다. 분산 유닛(204)은 이산 라인들을 통해서 다수의 원격 유닛 R1-RN과 통신하며, 다시 종래의 트위스트된 쌍 전화선(206) 형태를 취한다. 앞서 설명된 실시예에서와 같이, 원격 유닛은 가정, 사무소등에서 존재할 수 있는 최종 사용자 유닛이 될 수 있다. 전형적으로 다수의 원격 유닛은 특정 ONU에 의해 서비스될 수 있다. 일례로서, 북미에서, 전형적인 ONU는 대략 4-96개의 원격유닛을 서비스할 수 있다. ONU는 하나 또는 두 개이상의 트렁크 라인을 통해 하류의 소스 신호를 수신하며, 하류의 통신 신호로서 적절한 원격 유닛으로 정보를 전송시킨다. 이와 유사하게, ONU는 원격 유닛들로부터 상류의 통신 신호를 수신하며 상류의 소스로서 구체화된 정보를 전송한다. 소스 신호는 중앙사무소, 또다른 분산 유닛 또는 다른 적절한 위치로 보내질 수 있다.
중앙 유닛(201)(204)과 가장 멀리있는 원격 유닛사이의 거리는 쌍의 양을 변경시킬 수 있다. 실시예에서, VDSL/FTTC 스탠다드에서 1000 피이트(300 미터)까지의 트위스트된 쌍 루우프 길이는 51.92㎒에서 하류의 통신을 위해 허용될 것이다. 이와 유사하게, 3000 피이트(900 미터)까지의 루우프 길이는 25.96㎒에서의 하류 통신을 위해 허용될 수 있으며 5000 피이트(1500 미터)까지의 루우프 길이가 12.97㎒로 하류의 통신을 위해 허용된다. 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의해 알 수 있는 바와 같이, 더욱더 짧은 최대 루우프 길이는 더욱더 높은 달성할 수 있는 자료 속도와 일치한다.
본 발명은 광범위한 자료전송 방법으로 적용된다. 이는 1㎒이상의 캐리어 주파수로 상당한 전송을 하고자 하는 전송기법에서 특히 유용하다. 일례로서, 가입자 라인 응용에서, 동기화된 시 분할 듀플렉싱 개념이 이산 멀티 음 변조(DMT)와 같은 멀티-캐리어 접근과 종래의 구상 진폭 변조(QAM), 캐리어리스 진폭 및 위상 변조(CAD), 구상 위상 이동 키잉(QPSK), 또는 베시지얼 측파대(sideband) 변조와 같은 단일 캐리어 접근 모두에 적용된다. 상기 설명된 장치는 또한 하측 속도 신호가 시 분할 변조되거나 고속 신호와 동기화됨에 관계없이 낮은 속도 신호를 전송하도록 사용된 도선을 포함한다. 이는 스탠다드화된 더욱더 낮은 속도 신호발생 시스템이 높은 주파수 신호에서 만큼 엔드 가까이 누화에 영향을 받지 않는 낮은 주파수로 동작하는 경향이 있다. 더욱더 낮은 주파수 잡음 또는 누수가 문제를 제기하는때 문제의 주파수 대역은 모두 피하여진다.
대표적인 시 분할 듀플렉싱 자료 전송 기법이 도 3(a)와 도 3(b)에서 설명된다. 동 도면에서 설명되는 바와 같이, 하류의 통신(도 3(a)에서 설명된다)은 관련된 하류 통신주기사이에서 산재된 주기적인 상류 통신 주기(113)중에 전송된다. 도시된 실시예에서, 조용(quiet)한 주기(115)가 하류와 상류 통신 주기사이의 각 전송시에 제공된다. 첫 번째 하류의 통신주기 시작으로부터 다음 하류의 통신주기 시작까지 혼합시간은 "슈퍼프레임"으로 불려진다. 상류, 하류, 그리고 조용한 주기의 실제 시간과 슈퍼프레임은 본 발명의 범위내에서 변화될 수 있다.
대부분의 고속 자료 전송 방법은 이산 기호를 갖는 프레임을 바탕으로 하는 시스템이다. 이같은 시스템에서, "하류 통신주기"와 "상류 통신 주기"를 구성시키는 기호의 수는 정수 기호가 될 것이다. 비록 엄격히 요구되지는 않지만 조용한(quiet) 시간은 정수의 기호(대개는 "1")인 것이 가장 용이하다. 이산의 다중 음 전송을 사용하는 한가지 설명된 다중-캐리어 실시예에서, 각 슈퍼프레임은 적어도 12개의 DMT 기호 주기를 갖는다. 이같은 시스템에서, 하류의 통신 주기는 8 내지 60개의 DMT 기호 주기 범위이게 되며, 상류의 통신 주기는 1 내지 30개의 기호 주기 범위이게 되고, 조용한 시간은 1 내지 4개의 기호 주기이도록 된다.
일례로서, 도 3(a) 및 도 3(b)에서 도시된 실시예에서, 슈퍼프레임은 38개의 기호 주기를 가지며 각각의 조용한 주기는 1 기호 주기 길이이다. 따라서, 36개의 기호주기가 상류와 하류 통신사이에서 나뉘어지게 된다. 비대칭 응용에서 상류와 하류 대역폭사이의 전형적인 관계식은 8:1이다. 이같은 시스템이 도면에서 도시되며, 이때 하류의 통신 주기는 32개의 기호 주기이고 상류의 통신 주기는 4개의 기호 주기이다. 이는 32:1:4:1 실시예로서 인용될 것이다. 대칭 시스템에서, 18개의 시스템 주기는 상류와 하류의 통신주기 각각으로 분할된다. 즉, 18:1:18:1 분할이 사용될 수 있다. 물론, 상류 통신으로 할당된 기호 주기의 수는 만약 상류의 통신이 하류의 통신보다 더욱 큰 대역폭을 필요로 한다면 "1"에서 "18"개 또는 그 이상까지 변경될 수 있다. 또다른 특정한 이산 멀티 음의 예는 20개의 기호 슈퍼프레임을 사용한다. 이같은 실시예에서, 16:1:2:1 또는 8:1:8:1 기호 분산이 사용될 수 있다. 물론, 각 슈퍼프레임내 기호 주기의 수와 이들 각각의 분할은 광범위하게 변경될 수 있다.
기호 속도가 32㎑일 때, 시스템 주기는 31.25 마이크로세컨드이다. 32㎑의 기호 속도를 가지며 38 기호 슈퍼프레임에서 32:1:4:1 기호 분산을 갖는 시스템에서, 원격 유닛을 위한 최대 접근시간은 38 기호 주기이거나 대략 1.2 밀리세컨드이다. 만약 더욱 짧은 접근시간이 필요하다면, 더욱더 짧은 슈퍼프레임 시간이 적절하다. 하류의 대역폭과 비교하여 더욱더 상류인 대역폭이 요구된다면, 하류의 통신으로 할당된 기호의 수는 줄이고 상류의 기호는 증가시키는 것이 바람직하다. 더욱 큰 시스템 대역폭이 요구된다면, 슈퍼프레임 길이를 증가시키거나 조용한 주기의 길이를 줄이는 것이 유리하다. 어떤 응용에서는, 비록 조용한 주기의 제거가 간섭의 개연성을 증가시킬 것이라고 이해되더라도 그와 같은 조용한 주기 모두를 제거하는 것은 바람직할 수 있다. 상기의 모든 팩터(factors)는 특정 시스템의 필요에 따라 광범위하게 변화될 것이다.
단일 캐리어 전송 방법은 더욱 짧은 기호 주기(일례로서 약 수 마이크로세컨드일 수 있는)를 가질 수 있다. 따라서, 이같은 시스템에서, 많은 수의 기호는 하류, 상류 그리고 조용한 주기에서 제공될 수 있다. 일례로서, 하류의 통신주기에서 약 1000-20,000개 기호, 조용한 주기에서 약 100-500개 기호, 그리고 상류 통신 주기에서 400-10,000개의 기호가 적합하다.
도 4(a)-4(d)와 관련하여서는, 동기화되지 않은 시스템의 단점이 설명된다. 도시된 실시예에서, 트위스트된 쌍 전송선(206(a) 및 206(b)) 모두는 시 분할 듀플렉스 이산 멀티 음 신호를 전송한다. 각 전송선은 16개의 기호를 하류 통신 주기(111)에 제공하고 두 개의 기호를 상류 통신 주기(113)에 제공하며 단 하나의 기호를 이들 사이에 배치된 조용한 주기(115)에 제공한다. 이같은 실시예에서, 통신은 동기화되지 않는다. 따라서 전송선(206(a) 및 206(b))을 통한 하류의 통신 전송은 전송선(206(b), 206(a)) 각각을 통해 상류의 전송과 같은 시간에 일어나며, 결국 분산 유닛의 관련된 수신기 모두내로 엔드 가까이 혼선을 발생시킬 것이다. 이와 유사하게 상류의 송신기 RT(a)와 RT(b)는 서로의 수신기내로 엔드 가까이 누화를 발생시킬 것이다(다소 줄어들기는 하였으나). 다시 말해서 상기의 서로의 수신기란 "RT(b)와 RT(a) 각각에서의 수신기내로"를 말하는 것이다. 따라서 화살표(217)와 (219)에 의해 도시된 바와 같이, 상기의 시스템은 시스템 성능을 크게 방해할 수 있는 엔드 가까이 누화를 경험한다.
이같은 문제를 극복하기 위해, 하나의 바인더를 공유하는 모든 매우 높은 속도 전송은 도 5(a)-5(d)에서 도시된 바와 같이 동기화된다. 동기화된 시스템에서, 하류의 통신 주기(111)는 모두 같은 시간에 시작되며 종료된다. 그리고 상류의 통신 주기(113)는 모두 같은 시간에 시작되고 종료된다. 이같은 상류와 하류의 통신 주기 동기화는 엔드 가까이 누화에 의해 발생된 문제를 효과적으로 제거시킨다.
이같은 타입의 구조를 실시하기 위해 적절한 모뎀 타이밍과 동기화 배치는 도 6 에서 설명된다. 도시된 실시예에서, 상기 동기화는 모든 중앙 유닛 송신기(209)로 슈퍼-프레임 클럭을 공급하는 중앙 유닛(또는 ONU)내 마스터 클럭 유닛에 의해 실시된다. 특히, 중앙 유닛(201)은 샘플클럭(222), 기호 클럭(224) 그리고 슈퍼프레임 클럭(226)을 공급하는 마스터 오실레이터(마스터 클럭)(220)를 포함한다. 송수신기는 입력된 클럭 신호를 바탕으로 이들 각각의 기호와 슈퍼프레임들을 동기화하며 하류의 원격유닛(204)으로 자료를 전송시킨다. 원격 유닛(204) 각각은 수신기(231), 송신기(233), 그리고 슈퍼프레임, 기호 및 샘플 클럭을 하류의 신호들로부터 붙잡는 제어기(235)를 포함하며, 당해 기술분야에서 잘 알려진 다양한 클럭 회복 방법중 한 방법을 사용하여 상기의 신호들과 상류의 기호들을 동기화시킨다. 제어기(235)는 위상고정 루우프의 형태를 취한다. 물론, 수신기, 송신기 그리고 제어기의 실제 구조는 인코딩, 에러 교정, 그리고 사용된 변조 기법 등에 따라 크게 변화될 수 있다.
본 발명은 다양한 통신 기법에 적용될 수 있음을 이해하여야 한다. 출원인의 경험에 따르면 1㎒를 크게 상회하는 캐리어 주파수 대역의 전송을 사용하는 변조 기법은 엔드 가까이 누화에 특히 영향을 받기 쉬우며 동기화로부터 최고의 이익을 받을 수 있다. VDSL/FTTC 로 생각되는 대부분의 변조기술과 10Mbit/s 이상의 비트 속도를 필요로 하는 다른 응용은 1.5㎒ 이상의 캐리어 주파수 사용을 생각하며 본 발명으로부터 크게 이익을 받을 수 있다. 여러 응용에서는 한 바인더를 공유하는 몇 개의 전송선들이 설명된 동기화 기법으로부터 최고의 이익을 받을 수 있는 변조 기술을 사용하여 매우 높은 속도 전송을 수행하도록 사용될 것이며, 다른 전송선은 종래의 낮은 속도 신호들을 수행할 것이다. 엔드 가까이 누화가 약 1㎒ 이하의 캐리어 주파수에서는 심각한 문제가 아니기 때문에 이같은 통신은 본 발명의 동기화를 사용하는 고속, 또는 높은 캐리어 주파수 시 분할 듀플렉스 신호를 크게 간섭하지 않을 것이다.
VDSL/FTTC 시스템의 한가지 매우 바람직한 특징은 한가지 트위스트된 쌍이 단일 가입자 지역내 다수 세트의 상측 유닛(STU라 한다)으로 멀티플렉스된 통신을 제공할 수 있어야 한다. 상기 세트의 상측 유닛 각각은 전 하류의 신호를 수신하고, 복조하며 해독하고, 이리로 어드레스된 것은 무엇이든지를 선택한다. 각 STU 송신기는 공유된 상류 채널로의 접근을 허락받아야 한다. 각 STU는 시 분할 멀티플 접근(TDMA)으로 알려진 연속적인 시간 주기로 접근을 허락받을 수 있다. 선택적으로, 각 STU는 주파수 분할 멀티플 접근(FDMA)으로 알려진 분리된 주파수 대역을 할당받는다. 두 TDMA와 FDMA 모두는 당해 기술분야에서 잘 알려져 있으나, 이들은 보통 하류와 상류 신호를 분리시키기 위해 주파수 분할 듀플렉싱과 결합되어 왔다. 그러나, 본 발명은 다중 2지점간 방식의 상류 통신에서 상류 대역폭의 할당을 처리하도록 잘 적용된다. 멀티플 STU로 부터의 상류 신호 조정은 미디어 접근 제어(MAC)로 알려져 있다. 일례로서, 이같은 미디어 접근 제어를 위한 정보는 당해 기술분야에서 잘 알려진 방법을 사용하여 하류 신호에서 오버헤드로서 포함될 수 있다.
TDMA의 일례로서, 도 1b 의 원격 유닛(204(e))에 의해 설명된 바와 같은 단일 전송선을 4개의 STU가 공유하는 실시예를 생각해본다. 32:1:4:1 기호 사용 패턴을 사용하는 실시예에서, 각 STU는 지정된 상류 기호중 한 기호를 지정받을 수 있다. STU보다 이용될 수 있는 더욱더 많은 상류의 기호 주기를 갖는 실시예에서, 특정 STU는 다수의 상류 기호 주기를 할당받을 수 있다. 상류의 기호 주기보다 더욱더 많은 STU를 갖는 실시예에서, 약간 더욱 복잡해진 미디어 접근 제어 루틴이 기호들을 슈퍼-프레임마다 한 번이하의 빈도로 할당할 것이다. FDMA의 예로써, 도 1b 의 원격 유닛(204(e))에 의해 설명된 한 단일 전송선을 다수의 STU가 공유하는 한 실시예를 생각해 본다. 한 바람직한 실시예는 16:1:2:1 기호 사용 패턴을 사용하며, 상류의 통신주기중에 각 STU가 자신의 자료 전송 필요에 따라 다수의 서브-캐리어(이산의 다중음 변조를 사용하는때) 또는 주파수 서브-대역(단일-캐리어 변조를 사용하는때)을 할당받는다. 대개 낮은 대역폭 잡음이 중앙 유닛과 통신하기 위해 STU중 하나의 능력을 크게 손상시키는 개연성을 줄이기 위해 상기 서브-캐리어가 각 STU로 할당되도록 함이 바람직하다. 물론, 이같이 할당된 서브-캐리어들을 사이에 끼이도록 하는 것이 요구되는 것은 아니다.
비록 본 발명이 몇가지의 변조 기법에 적용되는 것으로만 설명되었으나, 본 발명은 본 발명의 사상 또는 범위로부터 벗어나지 않는 한도에서 몇가지 다른 특정 형태로 실시될 수 있다. 비록, 본원 명세서는 VDSL/FTTC에서의 용도를 설명하였으나 엔드 가까이 누화를 역시 경험하는 다른 시스템에서 사용될 수 있다. 일차적인 실시예에서, 이산 다중음 변조 기법을 사용하는 시스템으로의 본 발명의 응용이 설명되었다. 그러나, 다른 변조 기술을 마찬가지로 사용하는 시스템에서 용이하게 사용될 수 있다. 일례로서, 구상 진폭 변조(QAM), 캐리어리스 진폭 및 위상 변조(CAP), 구상 위상 이동 키잉(QPSK), 또는 베시지얼 측파대 변조가 사용될 수도 있다. 본 발명은 각기 다른 변조 기술이 같은 바인더를 공유하는 전송선을 통해 사용된다 하더라도 사용될 수 있다. 높은 캐리어 주파수가 각기 다른 변조 기술을 사용하여 전송되는때, 이들의 시 분할 듀플렉스 상류 및 하류 통신 주기가 동기화되는 것이 중요하다. 더욱더 낮은 캐리어 주파수 신호가 바인더를 공유하는 인접한 도선을 통해 전송되는때, 시 분할 듀플렉스되고 동기화된 신호가 더욱더 낮은 캐리어 주파수 신호가 시 분할 듀플렉스되거나 높은 속도 신호와 동기화됨과는 관계없이 잘 수행될 것이다. 이는 표준화된 더욱 낮은 속도 신호발생 시스템이 더욱 높은 주파수 신호만큼 엔드 가까이 누화에 영향을 받지 않는 낮은 주파수에서 동작하는 경향이 있다.
본 발명은 중앙 스테이션과 원격 스테이션 위치 모두에서의 광범위한 모뎀 구조를 사용하여 실시될 수 있다. 따라서, 본 실시예는 본 발명을 설명하는 것으로만 이해되어야 하며 본 발명을 제한하는 것으로 해석하여서는 안되는 것이다.

Claims (22)

  1. 바인더를 공유하는 명백한 전송선을 통해서 중앙 유닛과 다수의 원격 유닛사이의 양방향 통신을 용이하게 하는 가입자 선 기본의 통신 시스템에 있어서, 자료전송을 조정하는 방법이
    중앙유닛이 다수의 원격 유닛으로 정보를 전송시키는 주기적인 하류 통신 주기를 제공하며,
    다수의 원격 유닛이 중앙 유닛으로 정보를 전송하는 주기적인 상류 통신 주기를 제공하고, 상류 통신 주기가 이들이 하류 통신 주기와 겹치지 않도록 배열되어, 이에 의해서 바인더내의 자료 전송이 시 분할 듀플렉스되고 동기화되어 바인더내의 전송이 한 번에 단 한 방향으로 전송되도록 함을 특징으로 하는 시 분할 듀플렉스된 고속 자료 전송 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상류와 하류 통신 주기를 분리시키는 조용한 주기를 제공하는 단계를 더욱더 포함하며,
    상류 또는 하류 통신 어느 것도 조용한 주기중에 전송되지 아니하며,
    하류 통신 주기 각각이 다수의 기호 주기를 포함하고 상류 통신 주기 각각이 적어도 하나의 기호 주기를 포함함을 특징으로 하는 시 분할 듀플렉스된 고속 자료 전송 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 하류 통신 주기가 8개 내지 60개 기호 주기 범위로 이루어지고, 상류 통신 주기가 1개 내지 30개 기호 주기 범위로 이루어지며, 조용한 주기 각각이 1개 내지 4개 기호 범위로 이루어짐을 특징으로 하는 시 분할 듀플렉스된 고속 자료 전송 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 원격 유닛중 한 선택된 유닛이 다수의 세트 상측 유닛을 포함하고, 각 세트 상측 유닛이 상류 통신 주기 기호들중 적어도 하나의 기호를 할당받음을 특징으로 하는 시 분할 듀플렉스된 고속 자료 전송 방법.
  5. 전술한 항중 어느 한 항에 있어서, 상류 통신과 하류 통신 모두가 이산 멀티-음 변조 신호임을 특징으로 하는 시 분할 듀플렉스된 고속 자료 전송 방법.
  6. 제 1-4 항중 어느 한 항에 있어서, 상류 및 하류 통신이 캐리어리스 진폭 및 위상 변조 신호, 구상 위상 이동 키잉 변조 신호, 베시지얼(Vesigial) 측파대 변조신호, 그리고 구상 진폭 변조 신호의 그룹으로부터 선택됨을 특징으로 하는 시 분할 듀플렉스된 고속 자료 전송 방법.
  7. 전술한 항중 어느 한 항에 있어서, 전송선들중 첫 번째로 선택된 한 전송선과 관련된 상류 및 하류 통신이 각기 다른 변조 기법을 사용함을 특징으로 하는 시 분할 듀플렉스된 고속 자료 전송 방법.
  8. 제 1-6 항중 어느 한 항에 있어서, 전송선중 선택된 첫 번째와 두 번째 전송선과 관련된 하류 통신이 각기 다른 변조 기법을 사용함을 특징으로 하는 시 분할 듀플렉스된 고속 자료 전송 방법.
  9. 전술한 항중 어느 한 항에 있어서, 별개의 전송선들로서 같은 바인더를 공유하는 한 추가의 전송선이 약 1㎒이하인 캐리어 주파수로 비-시 분할 듀플렉스 신호를 전송하도록 배열됨을 특징으로 하는 시 분할 듀플렉스된 고속 자료 전송 방법.
  10. 제 1-8 항중 어느 한 항에 있어서, 시 분할 듀플렉스 자료 전송이 약 1.0㎒이상의 캐리어 주파수를 통해 운반되는 한 신호를 포함하며, 그리고
    별개의 전송선 각각을 통해 초당 적어도 천만 비트의 비트 속도로 하류의 신호들을 전송하는 능력을 가짐을 특징으로 하는 시 분할 듀플렉스된 고속 자료 전송 방법.
  11. 전술한 항중 한 항에 있어서, 중앙 유닛이
    적어도 하나의 광섬유를 통해 하류의 소스 신호를 수신하고 하류의 통신 신호로서 하류의 소스 신호내에 구체화된 정보를 전송하며, 상기 하류의 통신 신호가 하류의 통신주기중에만 전송되고, 그리고
    상류의 소스 신호로서 상기 광섬유를 통한 상류 통신 주기중에 수신된 상류 통신 신호에서 구체화된 정보를 전송하는 광 네트워크 유닛임을 특징으로 하는 시 분할 듀플렉스된 고속 자료 전송 방법.
  12. 바인더를 공유하는 별개의 전송선을 통해서 중앙 모뎀과 다수의 원격 유닛사이 통신을 용이하게 하는 가입자 선 기본 통신 시스템에서 사용하기 위해 적합한 것으로서,
    각각의 수신기가 시 분할 듀플렉스 전송 기법을 사용하는 한 바인더를 공유하는 관련된 한 별개의 전송선을 통해 한 원격 유닛과 통신하도록 배열되있는 다수의 송수신기,
    동기화된 하류 통신 주기중에 이들과 관련된 원격 유닛으로 정보를 전송하기만 하도록 다수의 송수신기에 의해 전송되는 신호를 조정하도록 배열된 동기화 유닛을 포함하며, 그리고
    송수신기가 동기화된 상류 통신주기중에 이들과 관련된 원격 유닛으로부터 정보를 수신하도록 배열되고, 상류의 통신주기가 하류의 통신주기와 겹치지 않도록 배열되고, 이에 의해서 바인더내의 자료전송이 시 분할 듀플렉스되고 동기화되어 바인더내 전송이 한 번에 한 방향으로만 전송되도록 함을 특징으로 하는 중앙 모뎀.
  13. 제 12 항에 있어서, 동기화 유닛이 상류와 하류 통신 주기의 조정을 용이하게 하기 위해 송수신기 각각으로 슈퍼프레임 클럭 신호를 출력함을 특징으로 하는 중앙 모뎀.
  14. 제 13 항에 있어서, 동기화 유닛이 상류와 하류 통신 주기의 조정을 더욱더 용이하게 하기 위해 송수신기 각각으로 기호 클럭 신호와 샘플클럭 신호를 더욱더 출력함을 특징으로 하는 중앙 모뎀.
  15. 제 12 항에 있어서, 동기화 유닛이 송수신기 각각으로 슈퍼-프레임 클럭 신호를 출력시키는 슈퍼-프레임 클럭,
    송수신기 각각으로 기호 클럭 신호를 출력하는 기호 클럭, 그리고
    송수신기 각각으로 샘플 클럭 신호를 출력하는 샘플클럭을 포함하고,
    클럭 신호가 상류와 하류의 통신주기를 조정하기 위해 송수신기에 의해 사용됨을 특징으로 하는 중앙 모뎀.
  16. 제 12-15 항중 어느 한항에 있어서, 송수신기가 구상 위상 이동 키잉 변조 신호, 캐리어리스 진폭 및 위상 변조 신호, 베스티지얼(vestigial) 측대역 변조신호, 구상 진폭 변조 신호 및 이산 다중음 변조신호로 이루어진 그룹으로 부터 선택된 신호를 전송 및 수신하도록 배열됨을 특징으로 하는 중앙 모뎀.
  17. 제 12-16 항중 어느 한항에 있어서, 중앙 모뎀이 약 1MHz 이상의 주파수인 바인더내 전송선을 통한 모든 전송이 시 분할 듀플렉스로되고 동기화 되도록하고 각 송수신기가 초당 적어도 천만 비트의 비트 속도로 하류의 신호를 전송하는 능력을 가짐을 특징으로 하는 중앙 모뎀.
  18. 제 12-17 항중 어느 한항에 있어서, 중앙 모뎀이
    적어도 하나의 광 섬유를 통해 하류의 소스를 수신하고 하류의 통신 신호로서 상기 하류의 소스 신호들내 정보를 송신하며, 하류의 통신신호가 하류의 통신 주기중에만 전송되고, 그리고
    상류 소스 신호로서 광섬유를 통해 상류의 통신 주기중에 수신된 상류 통신 신호내 정보를 전송하는 광학적 네트워크 유닛임을 특징으로 하는 중앙 모뎀.
  19. 한 바인더를 공유하는 별개의 전송선을 통해 중앙 유닛과 다수의 원격 유닛 사이 통신을 용이하게 하는 가입자 선 기본 통신 시스템에서 사용하기 위해 적합하며,
    한 지정된 전송선을 통해 모뎀으로 부터 중앙 유닛으로 상류의 통신신호를 전송하기에 적합한 송신기,
    상기 지정된 전송선을 통해 중앙 유닛으로 부터 하류의 통신신호를 수신하기에 적합한 수신기, 그리고
    하류 통신 신호내 샘플 클럭 신호, 기호 클럭 신호 그리고 슈퍼-프레임 클럭신호를 탐지하고 상기 송신기에 의해 전송되는 상류의 통신신호를 하류의 통신신호에 동기화하여 상류 및 하류의 통신신호가 시 분할 듀플렉스되도록 하는 제어기를 포함하며,
    이에 의해 모뎀의 상류 통신 신호가 지정된 통신선과 함께 한 바인더를 공유하는 별개의 전송선을 통해 중앙유닛과 통신하는 다른 원격 유닛에 의해 전송된 상류의 통신신호에 동기화되고,
    바인더내 자료전송이 시 분할 듀플렉스되고 동기화되어 바인더내 전송이 한 번에 한 방향으로만 전송되도록 함을 특징으로 하는 모뎀.
  20. 제 19 항에 있어서, 송신기가 캐리어리스 진폭 및 위상 변조 신호, 구상 위상 이동 키잉 변조 신호, 베스티지얼 측대역 변조 신호, 구상 진폭 변조 신호로 구성된 그룹으로 부터 선택된 신호를 전송하도록 배열됨을 특징으로 하는 모뎀.
  21. 제 19 항에 있어서, 송신기가 이산 다중-음 변조신호를 전송하도록 배열되며, 수신기가 이산 다중-음 변조 신호를 수신하도록 배열됨을 특징으로 하는 모뎀.
  22. 한 바인더를 공유하는 별개의 전송선을 통해 한 중앙유닛과 다수의 원격 유닛 사이의 통신을 용이하게 하는 가입자 선 기본 통신 시스템에서 사용하기 위해,
    각각이 제 19-21 항중 한항의 모뎀을 포함하는 다수의 세트 상측 유닛들을 포함하며,
    다수의 세트 상측 유닛 각각이 지정된 전송선을 공유하도록 배열됨을 특징으로 하는 지정된 원격 유닛.
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