KR20000008752A

KR20000008752A - 광대역 무선 멀티미디어 통신 시스템

Info

Publication number: KR20000008752A
Application number: KR1019980028714A
Authority: KR
Inventors: 최광주
Original assignee: 서평원; 엘지정보통신 주식회사
Priority date: 1998-07-15
Filing date: 1998-07-15
Publication date: 2000-02-15
Also published as: KR100269397B1

Abstract

광대역 무선 통신 시스템에 있어서, 특히 무선망으로 연결되어 있는 무선 통신 가입자들에게 무선 가입자망 서비스(WLL:Wireless Local Loop), 근거리 통신망 서비스(LAN:Local Area Network) 및 캐이블 방송 서비스(CATV:Cable Television) 등 다양한 무선 멀티미디어 서비스를 제공하는 광대역 무선 멀티미디어 통신 시스템에 관한 것으로, 센트럴 오피스 장치(Central Office Unit)와, 신호 중계 장치(Head-end Unit)와, 기지국 장치(Hub Outdoor Unit)와, 가입자 장치(Customer Premises Equipment Unit)로 구성되어, 멀티미디어 통신 서비스를 무선으로 제공할 수 있으므로, 유선 멀티미디어 통신 시스템에 비해 설치 및 유지비용이 절감되고, 선로 유지 보수가 불필요하며, 가입자 장치(CPE ODU)에 의한 가입자 정보 관리 및 센트럴 오피스 장치(Central Office Unit)에 의한 기지국과 가입자의 망관리가 가능하게 된다. 또한, 적은 투자비용으로 무선 케이블 방송 서비스(CATV)가 가능하며, 주문형 비디오 서비스(Video On Demand), 주문형 뉴스 보도 서비스(News On Demand), 주문형 오락 서비스(Game On Demand), 요금 지불 서비스(Pay Per View), 무선 가입자망 서비스(WLL), 다양한 양방향 멀티미디어 서비스가 가능한 광대역 무선 멀티미디어 통신 시스템에 관한 것이다.

Description

광대역 무선 멀티미디어 통신 시스템

본 발명은 광대역 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 무선망으로 연결되어 있는 무선 통신 가입자들에게 무선 가입자망 서비스(Wireless Local Loop), 근거리 통신망 서비스(Local Area Network) 및 케이블 방송 서비스(CATV) 등 다양한 무선 멀티미디어 서비스를 제공하는 광대역 무선 멀티미디어 통신 시스템에 관한 것이다.

오늘날 고도 정보화 사회로 발전됨에 따라 이동 통신망 업체들은 언제, 어디서나, 어떠한 데이터라도 전송 처리가 가능한 서비스를 제공하고자 연구를 계속하고 있다.

이에 따라, 컴퓨터 데이터뿐만 아니라, 음성 및 영상 데이터를 동시에 전송 처리할 수 있는 멀티미디어 통신 서비스가 제공되고 있기는 하지만, 아직까지 무선 통신 시스템을 이용하는 멀티미디어 통신 서비스는 구체화되지 않고 있는 실정이다.

따라서, 현재는 문자, 수치데이터, 화상, 음성 등의 여러 종류의 정보 미디어를 조합하여 통신하는 유선 멀티미디어 통신 서비스가 제공되고 있다.

그러나, 이 같은 유선 멀티미디어 통신 시스템은 멀티미디어 서비스를 제공함에 있어서, 망 설치비가 많이 소요되며, 특히 초기 설치비 및 고속 통신을 위한 비용이 많이 소요된다.

또한, 최근 제안되고 있는 무선 멀티미디어 통신 시스템에 비해 유선 멀티미디어 통신 시스템은 가입자망을 설치하는데 드는 시간이 길며, 고품질의 영상을 유지하기 위해 가입자망을 7년마다 교체해야하는 문제점이 있다.

덧붙여, 유선 멀티미디어 통신 서비스를 제공할 때, 강우 등 재해로 인해 유선 선로가 침수되면 시스템 운용에 막대한 지장을 초래한다는 문제점도 생기게 된다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 유선 멀티미디어 통신 시스템에 비해 설치 및 유지비용이 적고, 설치하는데 드는 소요시간도 짧으며, 다양한 멀티미디어 통신 서비스를 제공할 수 있는 광대역 무선 멀티미디어 통신 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광대역 무선 멀티미디어 통신 시스템의 특징은 멀티미디어 통신을 위한 망 접속 관리 및 가입자 관리를 위한 센트럴 오피스 장치(Central Office Unit)와, 센트럴 오피스 장치에 의해 접속된 임의의 데이터 단말과의 멀티미디어 데이터를 교환하기 위한 다수의 데이터 단말이 구비된 가입자 장치(Customer Premises Equipment Unit)와, 가입자 장치와 무선 구간을 통해 멀티미디어 데이터를 송수신하는 기지국 장치(Hub Outdoor Unit)와, 센트럴 오피스 장치와 기지국 장치간에 멀티미디어 데이터를 중계하기 위한 신호 중계 장치(Head-end Unit)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 센트럴 오피스 장치(Central Office Unit)가 신호 중계 장치(Head-end Unit)와 국설 교환망(PSTN)과의 데이터 교환을 위한 비동기 전송 교환 장치와, 가입자 장치의 동작 및 상태 관리, 정보 관리를 위한 가입자 관리 장치(Subscriber Management System)와, 비동기 전송 교환 장치와 기지국 장치간의 망 접속 관리와, 무선 구간의 상태를 관리하기 위한 망 관리 장치(Network Management System)와, 비동기 전송 교환 장치와 국설 교환망(PSTN)을 통한 특정 데이터 단말과의 상호 접속을 위한 망 연동 장치(Interworking Function System)와, 망연동 장치에 의해 상호 접속된 국설 교환망(PSTN)을 통한 특정 데이터 단말과 데이터 교환을 위한 사설 교환 장치와, 인터넷 서비스 접속망(Internet Service Provider)을 통한 인터넷 서비스를 제공하기 위한 인터넷 상호 접속 장치(Internet Gateway)로 구성된다.

또한, 상기 가입자 장치(Customer Premises Equipment Unit)가 입력되는 데이터를 주파수 변환 및 증폭하는 가입자 아웃도어 장치(Customer Premises Equipment Outdoor Unit)와, 가입자 아웃도어 장치와 가입자 장치에 구비된 다수의 데이터 단말을 상호 인터페이스하는 망 인터페이스 장치(Network Interface Unit)와, 다수의 데이터 단말로 이루어진 주변 장치로 구성되는데, 여기서 상기 가입자 아웃도어 장치(Customer Premises Equipment Outdoor Unit)는 무선 구간을 통해 무선 멀티미디어 통신을 위한 데이터가 입출력되는 고지향성 안테나와, 고지향성 안테나를 통해 입출력되는 데이터에 대해 주파수 변환 및 증폭하기 위한 마이크로파 변환부(Micro Wave Converter)를 포함하게 되며, 상기 망 인터페이스 장치(Network Interface Unit)는 미리 설정된 주파수 범위의 데이터만을 선택적으로 출력시키거나, 미리 변조되어 입력된 데이터를 상기 가입자 아웃도어 장치로 출력시키기 위한 무선 주파 튜너부(RF Tuner)와, 주변장치로부터 인터페이스되어 전달된 임의의 데이터를 변조한 후 무선 주파 튜너부에 출력시키기 위한 차동 직교 위상 편이 변조부(DQPSK Modulator)와, 무선 주파 튜너부에서 선택적으로 출력된 데이터를 복조한 후 인터페이스를 통해 주변장치의 임의의 데이터 단말로 전달하기 위한 직교 위상 편이 복조부(QPSK Demodulator)와, 직교 위상 편이 복조부의 출력을 데이터의 종류에 따라 분류하여 주변장치의 임의의 데이터 단말과 인터페이스 시키거나, 주변장치의 임의의 데이터 단말로부터 인터페이스되어 전달된 데이터를 차동 직교 위상 편이 변조부에 출력시키기 위한 비동기 전송 인터페이스부(ATM Interface)와, 망 인터페이스 장치의 주파수 범위 제어, 변복조 제어 및 인터페이스 제어를 위한 제어부(CPU/MAC)를 포함하게 된다.

덧붙여, 상기 망 인터페이스 장치(Network Interface Unit)에는 무선 멀티미디어 통신을 위한 데이터의 종류에 따라 가입자 장치에 구비된 다수의 데이터 단말과 각각 상호 인터페이스하기 위한 북미/유럽식 전송 인터페이스부(T1/E1 Interface)와, 국설 교환망 인터페이스부(PSTN Interface)와, 비동기 전송-근거리 통신 인터페이스부(ATM-LAN Interface)를 포함하여 구성되며, 상기 가입자 장치(Customer Premises Equipment Unit)는 상기 주변장치의 다수 데이터 단말 상호간에 통신이 가능하도록 지원하는 근거리 통신망 서버(LAN Server)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 기지국 장치(Hub Outdoor Unit)가 무선 구간을 통해 상기 무선 멀티미디어 통신을 위한 데이터가 입출력되는 다수의 고지향성 안테나와, 신호 중계 장치로부터 제공되는 멀티미디어 데이터를 미리 설정된 채널 경로를 경유하도록 분배하여 출력시키기 위한 아웃도어 분배 장치(Outdoor divider Unit)와, 아웃도어 분배 장치로부터 입력된 데이터를 각각의 채널 경로를 통해 상향 주파수 처리하여 출력시키거나, 다수의 고지향성 안테나를 통해 입력된 각각의 데이터를 각각의 채널 경로를 통해 하향 주파수 처리하여 출력시키기 위한 마이크로파 변환 장치(Micro Wave Converter)와, 마이크로파 변환 장치의 각각의 채널 경로를 통해 하향 주파수 처리하여 출력된 데이터를 결합하여 단일 출력시키기 위한 상기 아웃도어 결합 장치(Outdoor Combiner Unit)와, 기지국 장치에 전원을 공급하기 위한 전원 공급 장치(Power Supply Unit)와, 마이크로파 변환 장치와 전원 공급 장치의 동작 및 상태에 대한 정보를 수집하여 센트럴 오피스 장치에 제공하기 위한 망 관리 에이전시 슬레이브 장치(Network Management System Agency Slave Unit)로 구성된다.

마지막으로, 상기 신호 중계 장치(Head-end Unit)가 센트럴 오피스 장치와 기지국 장치간에 전달되는 무선 멀티미디어 통신을 위한 데이터를 다중화 및 역다중화하여 출력시키기 위한 비동기 전송 다중 장치(ATM Mux Unit)와, 비동기 전송 다중 장치로부터 다중화하여 입력된 데이터 또는 비동기 전송 다중 장치에 전달될 데이터에 대해 프레임 구조를 변환하여 출력시키기 위한 맥 프로세스 장치(MAC Process Unit)와, 맥 프로세스 장치로부터 입력된 데이터를 각 채널 경로에 따라 변조 및 채널 부호화를 수행한 후 출력시키기 위한 직교 위상 편이 변조 장치(QPSK Modulator)와, 직교 위상 편이 변조 장치로부터 입력된 각 채널 경로에 따른 데이터에 대해 주파수 변환 및 증폭하기 위한 다운스트림 채널 장치(Downstream Channel Unit)와, 다운스트림 채널 장치로부터 각 채널 경로를 통해 입력된 각각의 데이터를 결합하여 기지국 장치에 전달하기 위한 인도어 결합 장치(Indoor Combiner Unit)와, 기지국 장치로부터 전달된 데이터를 다수의 채널 경로로 분리하여 출력시키기 위한 인도어 분배 장치(Indoor Divider Unit)와, 인도어 분배 장치로부터 입력되는 각각의 채널 경로에 따른 데이터에 대해 주파수 변환 및 복조를 수행한 후 맥 프로세스 장치에 출력시키기 위한 업스트림 채널 장치(Upstream Channel Unit)와, 신호 중계 장치에 전원을 공급하기 위한 전원 공급 장치(Power Supply Unit)와, 상기 직교 위상 편이 변조 장치, 상기 다운스트림 채널 장치, 상기 업스트림 채널 장치 및 상기 전원 공급 장치의 동작 및 상태에 대한 정보를 수집하여 센트럴 오피스 장치에 제공하기 위한 망 관리 에이전시 마스터 장치(Network Management System Agency Master Unit)로 구성된다.

도 1 은 본 발명에 따른 광대역 무선 멀티미디어 통신 시스템의 일부 구성을 나타낸 블록구성도.

도 2 는 본 발명에 따른 광대역 무선 멀티미디어 통신 시스템에서 센트럴 오피스 장치(Central Office Unit)의 구성을 나타낸 블록구성도.

도 3 은 본 발명에 따른 광대역 무선 멀티미디어 통신 시스템에서 신호 중계장치(Head-end Unit)의 구성을 나타낸 블록구성도.

도 4는 본 발명에 따른 광대역 무선 멀티미디어 통신 시스템에서 기지국 장치(Hub Outdoor Unit)의 구성을 나타낸 블록구성도.

도 5는 본 발명에 따른 광대역 무선 멀티미디어 통신 시스템에서 가입자 장치(Customer Premises Equipment Outdoor Unit)의 구성을 나타낸 블록구성도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 센트럴 오피스 장치(Central Office Unit)

110 : 비동기 전송 교환 장치 120 : 가입자 관리 장치(SMS)

130 : 망 관리 장치(NMS) 140 : 망 연동 장치(IWF)

150 : 사설 교환 장치 160 : 인터넷 상호 접속 장치

200 : 신호 중계장치(Head-end Unit)

210 : 비동기 전송 다중 장치(AMU) 220 : 맥 프로세스 장치(MPU)

230 : 직교 위상 편이 변조 장치 240 : 다운스트림 채널 장치

250 : 인도어 결합 장치(ICU) 260 : 인도어 분배 장치(IDU)

270 : 업스트림 채널 장치 280 : 망 관리 에이전시 마스터 장치

290 : 전원 공급 장치(Power Supply Unit)

300 : 기지국 장치(Hub Outdoor Unit)

310 : 아웃도어 분배 장치(ODU) 320 : 마이크로파 변환 장치(MWC)

330 : 아웃도어 결합 장치(OCU) 340 : 망 관리 에이전시 슬레이브 장치

350 : 전원 공급 장치 360 : 고지향성 안테나

400,500 : 가입자 장치(Customer Premises Equipment Outdoor Unit)

410,510 : 가입자 아웃도어 장치(CPE ODU)

420,520 : 망 인터페이스 장치(NIU)

이하, 본 발명에 따른 광대역 무선 멀티미디어 통신 시스템에 대한 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 광대역 무선 멀티미디어 통신 시스템의 일부 구성을 나타낸 블록구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 광대역 무선 멀티미디어 통신 시스템은 크게 센트럴 오피스 장치(Central Office Unit)(100)와, 신호 중계 장치(Head-end Unit)(200)와, 기지국 장치(Hub Outdoor Unit)(300)와, 가입자 장치(Customer Premises Equipment Unit)(400)로 구성된다.

상기 센트럴 오피스 장치(Central Office Unit)(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 비동기 전송 교환 장치(110)와, 가입자 관리 장치(SMS:Subscriber Management System)(120)와, 망 관리 장치(NMS:Network Management System)(130)와, 망 연동 장치(IWF:Interworking Function System)(140)와, 사설 교환 장치(150)와, 인터넷 상호 접속 장치(Internet Gateway)(160)로 구성되며, 사설 교환 장치(150)는 공중 통신망과의 접속을 위한 국설 교환망(PSTN)과 상호 연동하고, 인터넷 상호 접속 장치(Internet Gateway)(160)는 인터넷 서비스를 제공하는 인터넷 서비스 접속망(ISP:Internet Service Provider)과 접속된다.

비동기 전송 교환 장치(110)는 지역 다지점 분산 서비스(LMDS:Local Multipoint Distribution Service)에 사용되는 비동기 전송 셀(ATM Cell) 구조의 데이터를 분석하여 교환해 준다. 상기 지역 다지점 분산 서비스(LMDS)는 각각의 셀 내에서 티브이 방송 데이터를 송출할 수 있으며, 디지탈 데이터 및 음성 데이터를 양방향으로 통신할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 광대역 무선 멀티미디어 통신 시스템에서 사용되는 데이터는 상기 티브이 방송 데이터, 디지탈 데이터 및 음성 데이터 등으로 대별될 수 있다.

가입자 관리 장치(SMS)(120)는 비동기 전송 교환 장치와의 정보 교환을 통해 가입자 장치(Customer Premises Equipment Unit)(400)의 모든 동작 및 상태 관리, 정보 관리를 담당하게 된다.

망 관리 장치(NMS)(130)는 광신호 캐리어(OC-3:Optical Carrier-3)를 통해 비동기 전송 교환 장치(110)와 기지국 장치(Hub Outdoor Unit)(300)간의 망 접속 및 상태 관리를 담당하며, 가입자 장치(Customer Premises Equipment Unit)(400)와의 무선 구간 상태를 관리한다.

망 연동 장치(IWF)(140)는 비동기 전송 교환 장치(110)와 사설 교환 장치(150)간에 데이터 교환이 이루어질 경우, 이들 비동기 전송 교환 장치(110)와 사설 교환 장치(150)가 상호 연동하여 운용되도록 정합시켜 주며, 이를 위해 망 연동 장치(IWF)(140)는 하드웨어 및 소프트웨어 모듈을 구성하게 된다. 여기서, 상기 비동기 전송 교환 장치(110)와 사설 교환 장치(150)간에 교환되는 데이터는 일반적으로 텍스트(Text), 이미지(Image), 패킷 데이터(Packet Data)이다.

사설 교환 장치(150)는 본 발명에 따른 광대역 무선 멀티미디어 통신 시스템을 이용하여 무선 가입자망 서비스(WLL)를 사설망 서비스로 전환하여 가용하고자 할 때, 가입자 장치(Customer Premises Equipment Unit)(400)에 대한 과금 정보를 관리하며, 통신을 위해 국설 교환망(PSTN)과 상호 연동하게 된다.

인터넷 상호 접속 장치(Internet Gateway)(160)는 가입자 장치(Customer Premises Equipment Unit)(400)에 비동기 전송 서비스(ATM) 및 근거리 통신망 서비스(LAN)를 제공하기 위한 상호 접속 장치(Gateway)로써, 이를 위해 인터넷 서비스를 제공하는 인터넷 서비스 접속망(ISP:Internet Service Provider)과 접속된다.

도 1에 도시된 신호 중계 장치(Head-end Unit)(200)와 기지국 장치(Hub Outdoor Unit)(300)에 대한 보다 상세한 구성 및 동작 설명은 도 3과 도 4를 통해 설명하기로 한다.

또한, 상기 가입자 장치(Customer Premises Equipment Unit)(400)는 가입자 아웃도어 장치(CPE ODU:Customer Premises Equipment Outdoor Unit)(410)와, 망 인터페이스 장치(NIU:Network Interface Unit)(420)와, 기타 전화기(430)와 개인용 컴퓨터(440)와 세트-탑 박스(STB:Set-Top Box)(450)와 텔리비젼(460)과 같은 주변 장치로 구성된다.

여기서, 가입자 장치(Customer Premises Equipment Unit)(400)는 본 발명에 따른 광대역 무선 멀티미디어 통신 시스템을 가정용으로 사용하느냐, 사무실용으로 사용하느냐에 따라 망 인터페이스 장치(NIU)(420)의 구성과, 기타 주변 장치(430,440,450,460)의 구성이 달라지게 되며, 이에 대한 보다 상세한 구성 및 동작 설명은 도 5를 통해 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 광대역 무선 멀티미디어 통신 시스템에서 신호 중계 장치(Head-end Unit)의 구성을 나타낸 블록구성도이다.

도 3을 참조하면, 신호 중계 장치(Head-end Unit)(200)는 비동기 전송 다중 장치(ATM Mux Unit)(210)와, 맥 프로세스 장치(MAC Process Unit)(220)와, 직교 위상 편이 변조 장치(QPSK Modulator)(230)와, 다운스트림 채널 장치(DCU:Downstream Channel Unit)(240)와, 인도어 결합 장치(ICU:Indoor Combiner Unit)(250)와, 인도어 분배 장치(IDU:Indoor Divider Unit)(260)와, 업스트림 채널 장치(UCU:Upstream Channel Unit)(270)와, 망 관리 에이전시 마스터 장치(Network Management System Agency Master Unit)(280)와, 전원 공급 장치(Power Supply Unit)(290)로 구성된다.

여기서, 비동기 전송 다중 장치(ATM Mux Unit)(210)는 비동기 전송 교환 장치(110)에서 분석하여 전달된 비동기 전송 셀(ATM Cell) 구조의 데이터를 다시 분석한 후, 분석된 데이터를 다중화하여 다운스트림 채널 장치(DCU)(240)까지 전송하기 위해 맥 프로세스 장치(MPU)(220)에 전달하게 된다. 또한, 비동기 전송 다중 장치(ATM Mux Unit)(210)는 가입자 장치(CPE ODU)로부터 업스트림 채널 장치(UCU)(270)와 맥 프로세스 장치(MPU)(220)를 경유하여 전달된 데이터를 역다중화(Demultiplexing)하여 센트럴 오피스 장치(Central Office Unit)(100)의 비동기 전송 교환 장치(110)에 출력시키게 된다.

맥 프로세스 장치(MAC Process Unit)(220)는 비동기 전송 다중 장치(AMU)(210)로부터 다중화되어 전달된 다수의 하향 채널(Downstream Channel)에 대한 데이터를 멀티미디어 통신에 적합한 각각의 프레임 구조로 만들어 직교 위상 편이 변조 장치(QPSK Modulator)(230)에 전달하며, 업스트림 채널 장치(UCU)(270)로부터 수신한 다수 데이터를 분석한 후, 비동기 전송 다중 장치(AMU)(210)와의 프로토콜(Protocol)에 의해 상기 분석된 비동기 전송 셀(ATM Cell) 구조의 데이터를 비동기 전송 다중 장치(AMU)(210)에 전달하게 된다.

직교 위상 편이 변조 장치(QPSK Modulator)(230)는 맥 프로세스 장치(MPU)(220)에서 전달된 하향 채널(Downstream Channel)에 대한 데이터를 188바이트의 패킷 단위로 변조하고, 채널 부호화 과정(Channel Coding)을 수행한 후 다운스트림 채널 장치(DCU)(240)에 전달하게 된다. 상기 채널 부호화는 컨벌루션 부호화(Convolutional Coding), 컨벌루션 인터리빙(Convolutional Interleaving), 리드-솔로몬 부호화(Reed-Solomon Coding)를 이용하게 된다.

다운스트림 채널 장치(DCU)(240)는 직교 위상 편이 변조 장치(QPSK Modulator)(230)에서 변조되어 전달된 데이터의 반송파(Carrier Frequency)를 950㎒에서 2050㎒사이의 한 개 채널씩 각각 주파수 변환하고, 이를 증폭한 무선 주파 데이터를 인도어 결합 장치(ICU)(250)에 전달하게 된다.

인도어 결합 장치(ICU)(250)는 다운스트림 채널 장치(DCU)(240)에서 보내온 여러 개의 하향 채널 무선 주파 데이터(Downstream Channel Radio Frequency Data)를 결합하여, 동축 케이블(Coaxial Cable)을 통해 기지국 장치(Hub Outdoor Unit)(300)에 단일 출력시키게 된다.

인도어 분배 장치(IDU)(280)는 기지국 장치(Hub Outdoor Unit)(300)에서 전달된 상향 채널 무선 주파 데이터(Upstream Channel Radio Frequency Data)를 여러 채널로 분배한 후 업스트림 채널 장치(UCU)(270)에 전달하게 된다.

업스트림 채널 장치(UCU)(270)는 인도어 분배 장치(IDU)(280)에서 분배되어 전달된 상향 채널 무선 주파 데이터의 반송파를 70㎒의 채널로 각각 주파수 변환한 후 복조하여 맥 프로세스 장치(MPU)(220)에 출력시키게 된다.

망 관리 에이전시 마스터 장치(Network Management System Agency Master Unit)(280)는 신호 중계 장치(Head-end Unit)(200)내에 있는 여러 장치들, 즉 직교 위상 편이 변조 장치(QPSK Modulator)(230), 다운스트림 채널 장치(DCU)(240), 업스트림 채널 장치(UCU)(270), 전원 공급 장치(Power Supply Unit)(290)와 같은 장치들의 동작 상태에 대한 정보를 수집하여 맥 프로세스 장치(MPU)(220)에 전달하는 제어부(CPU)(미도시), 또한 기지국 장치(Hub Outdoor Unit)(300)의 망 관리 에이전시 슬레이브 장치(Network Management System Agency Slave Unit)(340)에서 전달된 변조된 신호를 복조하여 데이터를 검출한 후 맥 프로세스 장치(MPU)(220)에 전달하는 복조부(Demodulator)(미도시)를 구비하게 된다.

전원 공급 장치(Power Supply Unit)(290)는 신호 중계 장치(Head-end Unit)(200)의 모든 장치들이 필요로 하는 전원을 안정적으로 공급하며, 전원 공급장치(Power Supply Unit)(290) 자신의 동작 상태를 망 관리 에이전시 마스터 장치(Network Management System Agency Master Unit)(280)에 전달하게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 광대역 무선 멀티미디어 통신 시스템에서 기지국 장치(Hub Outdoor Unit)의 구성을 나타낸 블록구성도이다.

도 4를 참조하면, 기지국 장치(Hub Outdoor Unit)(300)는 아웃도어 분배 장치(ODU:Outdoor Divider Unit)(310)와, 마이크로파 변환 장치(MWC:Micro Wave Converter Unit)(320)와, 아웃도어 결합 장치(OCU:Outdoor Combiner Unit)(330)와, 망 관리 에이전시 슬레이브 장치(Network Management System Agency Slave Unit)(340)와, 전원 공급 장치(Power Supply Unit)(350)와, 다수의 고지향성 안테나(360)로 구성된다.

아웃도어 분배 장치(ODU)(310)는 신호 중계 장치(Head-end Unit)(200)에서 변조되어 단일 출력된 무선 주파 데이터를 마이크로파 변환 장치(MWC)(320)에 각각 분배하여 전달하게 된다.

마이크로파 변환 장치(MWC)(320)는 아웃도어 분배 장치(ODU)(310)에서 전달된 무선 주파 데이터를 마이크로파 대역으로 주파수 변환하고, 주파수 변환된 데이터를 고전력 증폭기(Solid State Power Amplifier)(미도시)에서 증폭한 후 마이크로파 변환 장치(MWC)(320)에 연결된 고지향성 안테나(300)를 통해 무선 구간으로 송출하게 된다. 또한, 마이크로파 변환 장치(MWC)(320)는 가입자 장치(CPE ODU)(400)에서 무선 구간을 통해 전달된 마이프로파 주파수 대역의 데이터를 중간주파 대역(400㎒∼700㎒)으로 각각 주파수 변환하여 아웃도어 결합 장치(OCU)(330)에 전달하게 된다.

아웃도어 결합 장치(OCU)(330)는 마이크로파 변환 장치(MWC)(320)에서 전달된 다수의 중간주파 대역의 데이터를 결합하여 동축 케이블(Coaxiable Cable)을 통해 신호 중계 장치(Head-end Unit)(200)의 인도어 분배 장치(IDU)(260)로 단일 출력시키게 된다.

망 관리 에이전시 슬레이브 장치(Network Management System Agency Slave Unit)(340)는 마이크로파 변환 장치(MWC)(320) 및 전원 공급 장치(Power Supply Unit)(350)의 동작 상태에 대한 정보를 수집하고, 이에 따른 정보 신호를 디지탈 변조하여 아웃도어 결합 장치(OCU)(330)에 전달함으로써, 최종적으로 신호 중계 장치(Head-end Unit)(200)의 망 관리 에이전시 마스터 장치(Network Management System Agency Master Unit)(280)에 상기 디지탈 변조된 신호가 전달되도록 한다.

전원 공급 장치(Power Supply Unit)(350)는 기지국 장치(Hub Outdoor Unit)(300)의 모든 장치들이 필요로 하는 전원을 안정적으로 공급하며, 전원 공급장치(Power Supply Unit)(350) 자신의 동작 상태를 망 관리 에이전시 슬레이브 장치(Network Management System Agency Slave Unit)(340)에 전달하게 된다.

다수의 고지향성 안테나(360)는 마이크로파 변환 장치(MWC)(320)에서 증폭되어 출력한 신호를 외부로 송출하며, 본 발명에 따른 광대역 무선 멀티미디어 통신 시스템을 초기 설치할 당시에 지정된 각각의 방향으로 지향각을 갖도록 운용된다.

도 5는 본 발명에 따른 광대역 무선 멀티미디어 통신 시스템에서 가입자 장치(Customer Premises Equipment Unit)의 구성을 나타낸 블록구성도로써, 도 5a는 가정용 가입자 장치의 구성을 나타낸 블록구성도이고, 도 5b는 사무실용 가입자 장치의 구성을 나타낸 블록구성도이다.

도 5a를 참조하면, 가정용 가입자 장치(Customer Premises Equipment Unit)(400)는 가입자 아웃도어 장치(CPE ODU)(410)와, 망 인터페이스 장치(NIU)(420)와, 기타 주변 장치(430,440,450,460)로 구성된다.

여기서, 상기 가입자 아웃도어 장치(CPE ODU)(410)는 고지향성 안테나(411)와, 마이크로파 변환부(Micro Wave Converter)(412)로 구성된다.

또한, 상기 망 인터페이스 장치(NIU)(420)는 제어부(CPU/MAC)(421)와, 무선 주파 튜너부(RF Tuner)(422)와, 차동 직교 위상 편이 변조부(DQPSK Modulator) (423)와, 직교 위상 편이 복조부(QPSK Demodulator)(424)와, 비동기 전송 인터페이스부(ATM Interface)(425)와, 국설 교환망 인터페이스부(PSTN Interface)(426)와, 비동기 전송-근거리 통신 인터페이스부(ATM-LAN Interface)(427)로 구성된다.

가입자 아웃도어 장치(CPE ODU)(410)의 마이크로파 변환부(Micro Wave Converter)(412)는 기지국 장치(Hub Outdoor Unit)(300)의 마이크로파 변환 장치(MWC)(320)에서 중간 주파 대역(400㎒∼700㎒)으로 주파수 변환된 데이터가 고지향성 안테나(411)를 통해 입력됨에 따라, 입력된 중간 주파 대역의 데이터를 950㎒에서 2050㎒의 주파수로 변환하여 무선주파 튜너부(RF Tuner)(422)에 전달하게 된다. 또한, 마이크로파 변환부(Micro Wave Converter)(412)는 무선주파 튜너부(RF Tuner)(422)로부터 중간 주파 대역(200㎒∼700㎒)으로 주파수 변환되어 전달된 상향 채널에 대한 데이터를 상향 마이크로파 대역으로 주파수 변환한 후 100㎷∼500㎷의 출력으로 증폭하여 고지향성 안테나(411)를 통해 무선 구간으로 송출하게 된다.

여기서, 고지향성 안테나(411)는 기지국 장치(Hub Outdoor Unit)(300)에 구비된 고지향성 안테나(360)와 가시거리통신이 가능해야 하며, 이를 위해 가시거리 상태(Line of Sight)가 되도록 설치되어야 한다.

망 인터페이스 장치(NIU)(420)에서 제어부(CPU/MAC)(421)는 무선 주파 튜너부(RF Tuner)(422)를 통하는 상향 또는 하향 채널 데이터의 주파수를 제어하며, 비동기 전송 인터페이스부(ATM Interface)(425)의 데이터를 차동 직교 위상 편이 변조부(DQPSK Modulator)(423)에 전달할 수 있는 형태의 데이터로 변환(Formatting)시키게 된다. 또한, 직교 위상 편이 복조부(QPSK Demodulator)(424)에서 복조된 데이터를 처리하고, 비동기 전송 인터페이스부(ATM Interface)(425)와 연동할 수 있도록 제어함과 동시에 망 인터페이스 장치(NIU)(420)의 모든 동작 제어에 관계하게 된다.

망 인터페이스 장치(NIU)(420)의 무선 주파 튜너부(RF Tuner)(422)는 기지국 장치(Hub Outdoor Unit)(300)에서 전송된 하향 채널 주파수 대역 중 특정한 채널을 선택하여 직교 위상 편이 복조부(QPSK Demodulator)(424)로 전달하거나, 기지국 장치(Hub Outdoor Unit)(300)로 전송하기 위한 변조된 데이터를 차동 직교 위상 편이 변조부(DQPSK Modulator)(423)로부터 전달받게 된다.

망 인터페이스 장치(NIU)(420)의 차동 직교 위상 편이 변조부(DQPSK Modulator)(423)는 기지국 장치(Hub Outdoor Unit)(300)로 전송하기 위해 채널 부호화된 데이터를 차동 직교 위상 편이 변조하며, 직교 위상 편이 복조부(QPSK Demodulator)(424)는 기지국 장치(Hub Outdoor Unit)(300)에서 전송된 데이터를 직교 위상 편이 복조한 후 채널 복호화(Channel Decoding)하여 비동기 전송 인터페이스부(ATM Interface)(425)에 전달하게 된다.

망 인터페이스 장치(NIU)(420)의 비동기 전송 인터페이스부(ATM Interface)(425)는 셀 분할 및 조립 기능(Segmentation & Reassembly)을 수행하며, 기지국 장치(Hub Outdoor Unit)(300)에서 전송된 비동기 전송 셀(ATM Cell) 구조의 데이터를 국설 교환망 인터페이스(PSTN Interface)(426) 또는 비동기 전송-근거리 통신 인터페이스부(ATM-LAN Interface)(427)로 전송된 데이터의 종류에 따라 각각 전달하게 된다. 또한, 가입자 장치(CPE ODU)(400)에서 기지국 장치(Hub Outdoor Unit)(300)로 보내고자 하는 데이터를 상향 채널 프레임 형태로 변환(Formatting)한 후 차동 직교 위상 편이 변조부(DQPSK Modulator)(423)전달하게 된다.

망 인터페이스 장치(NIU)(420)의 국설 교환망 인터페이스부(PSTN Interface)(426)는 전화 통화를 할 수 있도록 비동기 전송 적응 계층 1(ATM Adaptation Layer type 1:AAA-1)의 고정 속도 서비스(Constant Bit Rate:CBR) 처리를 수행하게 된다.

망 인터페이스 장치(NIU)(420)의 비동기 전송-근거리 통신 인터페이스부(ATM-LAN Interface)(427)는 개인용 컴퓨터(440)와의 패킷 데이터(Packet Data) 통신을 위해 비동기 전송 적응 계층 5(ATM Adaptation Layer type 5:AAA-5)의 가변 속도 서비스(Variable Bit Rate:VBR) 처리를 수행하게 된다.

가입자 장치(CPE ODU)(400)의 주변 장치 중 전화(430)는 무선 가입자망 서비스(WLL)를 이용하기 위한 것이며, 개인용 컴퓨터(440)는 무선 근거리 통신망 서비스(LAN)를 이용하기 위한 것이다. 또한, 세트-탑 박스(Set-Top Box:STB)(450)는 단방향 무선 케이블 티브이(CATV)를 수신하고자 구비된 것이며, 세트-탑 박스(450)는 티브이(TV)(460)와 접속되어 원하는 영상을 출력할 수 있게 된다.

도 5b를 참조하면, 사무실용 가입자 장치(Customer Premises Equipment Unit)(500)는 가입자 아웃도어 장치(CPE ODU)(510)와, 망 인터페이스 장치(NIU)(520)와, 이더넷(Ethernet)(530)에 의해 상호 연결되는 기타 주변 장치(531∼538)로 구성된다.

여기서, 상기 가입자 아웃도어 장치(CPE ODU)(510)는 고지향성 안테나(511)와, 마이크로파 변환부(Micro Wave Converter)(512)로 구성된다.

또한, 상기 망 인터페이스 장치(NIU)(520)는 제어부(CPU/MAC)(521)와, 무선 주파 튜너부(RF Tuner)(522)와, 차동 직교 위상 편이 변조부(DQPSK Modulator) (523)와, 직교 위상 편이 복조부(QPSK Demodulator)(524)와, 비동기 전송 인터페이스부(ATM Interface)(525)와, 북미/유럽식 전송 인터페이스부(T1/E1 Interface) (526)와, 국설 교환망 인터페이스부(PSTN Interface)(527)와, 비동기 전송-근거리 통신 인터페이스부(ATM-LAN Interface)(528)로 구성된다.

도 5b에 도시된 사무실용 가입자 장치(Customer Premises Equipment Unit)(500)의 동작은 가정용 가입자 장치(Customer Premises Equipment Unit)(400)와 동일하며, 단지 소용량 사설 교환기(Private Automatic Branch Exchange)를 사용할 수 있도록 북미/유럽식 전송 인터페이스부(T1/E1 Interface) (526)가 구비되어 있으며, 근거리 통신망 서비스(LAN)를 원하는 다수의 의뢰인(Client)들을 위한 근거리 통신망 서비스 서버(LAN Server)(530)가 구비되어 있다. 여기서, 근거리 통신망 서비스 서버(LAN Server)(530)로는 이더텟(Ethernet)을 사용하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 광대역 무선 멀티미디어 통신 시스템은 멀티미디어 통신 서비스를 무선으로 제공할 수 있으므로, 유선 멀티미디어 통신 시스템에 비해 설치 및 유지 비용이 절감되고, 선로 유지 보수가 불필요하며, 가입자 장치(CPE ODU)에 의한 가입자 정보 관리 및 센트럴 오피스 장치(Central Office Unit)에 의한 기지국과 가입자의 망관리가 가능하게 된다.

또한, 적은 투자비용으로 무선 케이블 방송 서비스(CATV)가 가능하며, 주문형 비디오 서비스(VOD:Video On Demand), 주문형 뉴스 보도 서비스(NOD:News On Demand), 주문형 오락 서비스(GOD:Game On Demand), 요금 지불 서비스(PPV:Pay Per View), 무선 가입자망 서비스(WLL:Wireless Local Loop), 다양한 양방향 멀티미디어 서비스가 가능하게 된다.

그 밖에, 셀 방식으로 기지국 장치(Hub Outdoor Station)를 구축할 경우 주파수 재사용이 가능하며, 무선 케이블 방송 시스템으로 사용될 경우 3㎞ 반경의 가시거리 내에서는 유선 케이블 방송 시스템보다 방송 품질이 더 좋다는 효과가 있다.

Claims

멀티미디어 통신을 위한 망 접속 관리 및 가입자 관리를 위한 센트럴 오피스 장치(Central Office Unit)와;

상기 센트럴 오피스 장치에 의해 접속된 임의의 데이터 단말과의 멀티미디어 데이터를 교환하기 위한 다수의 데이터 단말이 구비된 가입자 장치(Customer Premises Equipment Unit)와;

상기 가입자 장치와 무선 구간을 통해 멀티미디어 데이터를 송수신하는 기지국 장치(Hub Outdoor Unit)와;

상기 센트럴 오피스 장치와 상기 기지국 장치간에 멀티미디어 데이터를 중계하기 위한 신호 중계 장치(Head-end Unit)로 구성되는 것을 특징으로 하는 광대역 무선 멀티미디어 통신 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 센트럴 오피스 장치(Central Office Unit)는

상기 신호 중계 장치(Head-end Unit)와 국설 교환망(PSTN)과의 데이터 교환을 위한 비동기 전송 교환 장치와,

상기 가입자 장치의 동작 및 상태 관리, 정보 관리를 위한 가입자 관리 장치(Subscriber Management System)와,

상기 비동기 전송 교환 장치와 상기 기지국 장치간의 망 접속 관리와, 상기 무선 구간의 상태를 관리하기 위한 망 관리 장치(Network Management System)와,

상기 비동기 전송 교환 장치와 국설 교환망(PSTN)을 통한 특정 데이터 단말과의 상호 접속을 위한 망 연동 장치(Interworking Function System)와,

상기 망연동 장치에 의해 상호 접속된 상기 국설 교환망(PSTN)을 통한 특정 데이터 단말과 데이터 교환을 위한 사설 교환 장치와,

인터넷 서비스 접속망(Internet Service Provider)을 통한 인터넷 서비스를 제공하기 위한 인터넷 상호 접속 장치(Internet Gateway)로 구성되는 것을 특징으로 하는 광대역 무선 멀티미디어 통신 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 가입자 장치(Customer Premises Equipment Unit)는

입력되는 데이터를 주파수 변환 및 증폭하는 가입자 아웃도어 장치(Customer Premises Equipment Outdoor Unit)와,

상기 가입자 아웃도어 장치와 상기 가입자 장치에 구비된 다수의 데이터 단말을 상호 인터페이스하는 망 인터페이스 장치(Network Interface Unit)와,

다수의 데이터 단말로 이루어진 주변 장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 광대역 무선 멀티미디어 통신 시스템.
제 3 항에 있어서, 상기 가입자 아웃도어 장치(Customer Premises Equipment Outdoor Unit)는

무선 구간을 통해 상기 무선 멀티미디어 통신을 위한 데이터가 입출력되는 고지향성 안테나와,

상기 고지향성 안테나를 통해 입출력되는 데이터에 대해 주파수 변환 및 증폭하기 위한 마이크로파 변환부(Micro Wave Converter)로 구성되는 것을 특징으로 하는 광대역 무선 멀티미디어 통신 시스템.
제 3 항에 있어서, 상기 망 인터페이스 장치(Network Interface Unit)는

미리 설정된 주파수 범위의 데이터만을 선택적으로 출력시키거나, 미리 변조되어 입력된 데이터를 상기 가입자 아웃도어 장치로 출력시키기 위한 무선 주파 튜너부(RF Tuner)와,

상기 주변장치로부터 인터페이스되어 전달된 임의의 데이터를 변조한 후 상기 무선 주파 튜너부에 출력시키기 위한 차동 직교 위상 편이 변조부(DQPSK Modulator)와,

상기 무선 주파 튜너부에서 선택적으로 출력된 데이터를 복조한 후 인터페이스를 통해 상기 주변장치의 임의의 데이터 단말로 전달하기 위한 직교 위상 편이 복조부(QPSK Demodulator)와,

상기 직교 위상 편이 복조부의 출력을 데이터의 종류에 따라 분류하여 상기 주변장치의 임의의 데이터 단말과 인터페이스 시키거나, 상기 주변장치의 임의의 데이터 단말로부터 인터페이스되어 전달된 데이터를 상기 차동 직교 위상 편이 변조부에 출력시키기 위한 비동기 전송 인터페이스부(ATM Interface)와,

상기 망 인터페이스 장치의 주파수 범위 제어, 변복조 제어 및 인터페이스 제어를 위한 제어부(CPU/MAC)로 구성되는 것을 특징으로 하는 광대역 무선 멀티미디어 통신 시스템.
제 3 항에 있어서, 상기 망 인터페이스 장치(Network Interface Unit)는 상기 무선 멀티미디어 통신을 위한 데이터의 종류에 따라 상기 가입자 장치에 구비된 다수의 데이터 단말과 각각 상호 인터페이스하기 위한 북미/유럽식 전송 인터페이스부(T1/E1 Interface)와, 국설 교환망 인터페이스부(PSTN Interface)와, 비동기 전송-근거리 통신 인터페이스부(ATM-LAN Interface)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 광대역 무선 멀티미디어 통신 시스템.
제 3 항에 있어서, 상기 가입자 장치(Customer Premises Equipment Unit)는 상기 주변장치의 다수 데이터 단말 상호간에 통신이 가능하도록 지원하는 근거리 통신망 서버(LAN Server)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 광대역 무선 멀티미디어 통신 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 기지국 장치(Hub Outdoor Unit)는

무선 구간을 통해 상기 무선 멀티미디어 통신을 위한 데이터가 입출력되는 다수의 고지향성 안테나와,

상기 신호 중계 장치로부터 제공되는 멀티미디어 데이터를 미리 설정된 채널 경로를 경유하도록 분배하여 출력시키기 위한 아웃도어 분배 장치(Outdoor divider Unit)와,

상기 아웃도어 분배 장치로부터 입력된 데이터를 각각의 채널 경로를 통해 상향 주파수 처리하여 출력시키거나, 상기 다수의 고지향성 안테나를 통해 입력된 각각의 데이터를 각각의 채널 경로를 통해 하향 주파수 처리하여 출력시키기 위한 마이크로파 변환 장치(Micro Wave Converter)와,

상기 마이크로파 변환 장치의 각각의 채널 경로를 통해 하향 주파수 처리하여 출력된 데이터를 결합하여 단일 출력시키기 위한 상기 아웃도어 결합 장치(Outdoor Combiner Unit)와,

상기 기지국 장치에 전원을 공급하기 위한 전원 공급 장치(Power Supply Unit)와,

상기 마이크로파 변환 장치와 상기 전원 공급 장치의 동작 및 상태에 대한 정보를 수집하여 상기 센트럴 오피스 장치에 제공하기 위한 망 관리 에이전시 슬레이브 장치(Network Management System Agency Slave Unit)로 구성되는 것을 특징으로 하는 광대역 무선 멀티미디어 통신 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 신호 중계 장치(Head-end Unit)는

상기 센트럴 오피스 장치와 상기 기지국 장치간에 전달되는 무선 멀티미디어 통신을 위한 데이터를 다중화 및 역다중화하여 출력시키기 위한 비동기 전송 다중 장치(ATM Mux Unit)와,

상기 비동기 전송 다중 장치로부터 다중화하여 입력된 데이터 또는 상기 비동기 전송 다중 장치에 전달될 데이터에 대해 프레임 구조를 변환하여 출력시키기 위한 맥 프로세스 장치(MAC Process Unit)와,

상기 맥 프로세스 장치로부터 입력된 데이터를 각 채널 경로에 따라 변조 및 채널 부호화를 수행한 후 출력시키기 위한 직교 위상 편이 변조 장치(QPSK Modulator)와,

상기 직교 위상 편이 변조 장치로부터 입력된 각 채널 경로에 따른 데이터에 대해 주파수 변환 및 증폭하기 위한 다운스트림 채널 장치(Downstream Channel Unit)와,

상기 다운스트림 채널 장치로부터 각 채널 경로를 통해 입력된 각각의 데이터를 결합하여 상기 기지국 장치에 전달하기 위한 인도어 결합 장치(Indoor Combiner Unit)와,

상기 기지국 장치로부터 전달된 데이터를 다수의 채널 경로로 분리하여 출력시키기 위한 인도어 분배 장치(Indoor Divider Unit)와,

상기 인도어 분배 장치로부터 입력되는 각각의 채널 경로에 따른 데이터에 대해 주파수 변환 및 복조를 수행한 후 상기 맥 프로세스 장치에 출력시키기 위한 업스트림 채널 장치(Upstream Channel Unit)와,

상기 신호 중계 장치에 전원을 공급하기 위한 전원 공급 장치(Power Supply Unit)와,

상기 직교 위상 편이 변조 장치, 상기 다운스트림 채널 장치, 상기 업스트림 채널 장치 및 상기 전원 공급 장치의 동작 및 상태에 대한 정보를 수집하여 상기 센트럴 오피스 장치에 제공하기 위한 망 관리 에이전시 마스터 장치(Network Management System Agency Master Unit)로 구성되는 것을 특징으로 하는 광대역 무선 멀티미디어 통신 시스템.