KR20010020470A - Metropolitan Wide Area Network - Google Patents

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KR20010020470A
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알란 엠. 젠들
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윈스타 코뮤니케이션즈, 인코포레이티드
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Abstract

광역 통신망은 통신 백본에 의해 상호 연결되는 최소 두 개의 허브 구역을 구비한다. 각각의 허브 구역은 최소 하나의 섹터에 무선 유효범위를 제공한다. 최소 두 개의 원격 구역은 각각의 섹터에 존재하고, 광대역 무선 포인트-멀티 포인트 시스템을 통해 대응 허브 구역에 연결된다. 상기 광역 통신망은 상기 허브 구역 및 백본을 통해 상기 원격 구역에 액세스 가능한 최소 하나의 서비스 노드를 구비하는 것이 바람직하다.The wide area network has at least two hub zones interconnected by a communication backbone. Each hub zone provides radio coverage for at least one sector. At least two remote zones exist in each sector and are connected to the corresponding hub zone via a broadband wireless point-multi point system. The wide area network preferably comprises at least one service node accessible to the remote zone via the hub zone and the backbone.

Description

대도시 광역 통신망{Metropolitan Wide Area Network}Metropolitan Wide Area Network

종래에는, 일반적으로 포인트-포인트 협대역(point-to-point narrow band), 포인트-멀티 포인트 협대역(point-to-multi point narrow band) 및 포인트-포인트 광대역의 고정 무선 시스템(point-to-point broadband fixed wireless system)이 알려져 있다. 또한, 포인트-멀티 포인트 무선 기술이란 일반적으로 음성(voice)과 같은 협대역 통신을 위해 사용되는 공지된 기술이다. 협대역 시스템은 전형적으로 단일 회선 또는 채널에서 초당 1.544 메가비트 속도로 혹은 그 속도 이하로 데이터를 발생시킬 수 있는 시스템인 반면, 광대역 시스템은 단일 회선 또는 채널에서 초당 1.544 메가비트의 속도 이상으로 데이터를 발생시킬 수 있는 시스템을 말한다. 한편, 협대역 "포인트-멀티 포인트" 시스템은 음성 통신을 위해 사용되는 반면, 포인트-멀티 포인트 시스템은 일반적으로 광대역 원격 통신망에는 적용되지 못한다.Conventionally, point-to-point narrow band, point-to-multi point narrow band, and point-to-point wideband fixed wireless systems are generally point broadband fixed wireless systems) are known. In addition, point-to-multipoint wireless technology is a known technique generally used for narrowband communication such as voice. Narrowband systems are typically systems capable of generating data at or below 1.544 megabits per second on a single line or channel, while broadband systems can generate data at or above 1.544 megabits per second on a single line or channel. It is a system that can be generated. On the other hand, narrowband "point-multi point" systems are used for voice communication, while point-multi point systems generally do not apply to broadband telecommunication networks.

오늘날의 협대역 포인트-멀티 포인트 시스템은 "T1" 회선에서 24개의 64 Kbps 채널 군을 합성할 수 있다. 그러나, 상기 T1 회선은 여전히 다중 음성 채널(multiple voice channels)을 지원하는데 사용되는 협대역 설비로 간주된다. 또한, 협대역 포인트-멀티 포인트 시스템은 유럽에서 수년 동안 음성 전화 네트워크용으로 사용되어 왔다.Today's narrowband point-multipoint systems can synthesize a group of 24 64 Kbps channels on a "T1" circuit. However, the T1 line is still considered a narrowband facility used to support multiple voice channels. In addition, narrowband point-multipoint systems have been used for voice telephony networks for many years in Europe.

또한, 포인트-포인트 광대역 기술도 공지되어 있다. 37 내지 40 GHz의 주파수 범위(전형적으로는, "38 GHz"임)에서는, 포인트-포인트 광대역 무선 시스템이 사용된다. 38 GHz의 광대역 무선 링크가 설계될 때, 그 성능은 기능적으로 광 케이블 원격 통신의 성능과 동일하다.Point-to-point broadband technology is also known. In the frequency range of 37 to 40 GHz (typically " 38 GHz "), point-to-point broadband wireless systems are used. When a 38 GHz broadband wireless link is designed, its performance is functionally equivalent to that of optical cable telecommunications.

고정 무선 기술(fixed wireless technology)은 가격이 저렴하고, 설치가 신속하게 이루어지며 동작이 용이하기 때문에 원격 이동 서비스의 전송 수단으로서 인기를 끌고 있다. 두 장소를 포인트-포인트 무선 서비스로 연결하는 과정은 수반되는 옥내 설비와 함께 두 개의 건물 꼭대기에 옥상 안테나(roof top antenna)를 설치하는 과정으로 구성된다. 물리적 배선들은 건물들 사이에 연결될 필요가 없는데, 이는 구리(copper) 또는 광 케이블 기술에 비해 상당한 장점을 나타낸다. 광 케이블 또는 구리 배선을 건물로 가져오기 위해서는 엄청난 노동력이 소요됨은 물론, 도로를 파해지고 허가를 얻어내는 것 등과 관련하여 또 다른 비용이 소요된다. 광대역 고정 무선 시스템의 배치를 위해서는 대부분의 경우 토목 공사가 필요없기 때문에, 대도시 지역 원격 통신망에서 전통적인 " 최종 마일(last mile)" 상호연결 방법보다 설치가 더 신속하게 이루어지고 보다 더 경제적이다.Fixed wireless technology has become popular as a means of transmission of remote mobile services because of its low cost, fast installation and ease of operation. The process of connecting two sites to point-to-point wireless service consists of installing a roof top antenna on top of two buildings with the accompanying indoor facilities. Physical wiring does not need to be connected between buildings, which represents a significant advantage over copper or optical cable technology. Bringing fiber or copper wiring into the building can be expensive, as well as other costs associated with breaking roads and obtaining permits. The deployment of broadband fixed wireless systems does not require civil engineering in most cases, making installations faster and more economical than traditional "last mile" interconnection methods in metropolitan area telecommunications networks.

최근, 38 GHz 고정 무선 기술은 원격 통신 전송 매체로서 상업적으로 관심을 끌게 하는 많은 특징들을 지니고 있다. 상기 38 GHz 고정 무선 기술은 음성, 데이터, 멀티미디어 및 영상을 위한 초 광대역 경로를 제공한다. 최근의 기술에 의하면, 5 마일까지의 링크 거리를 허용한다. 전체 밀리미터 마이크로파의 전달은 강우량 감소를 야기하기 쉽기 때문에, 실질적인 거리는 지리적 위치 또는 "강우 지역(rain region)"의 함수이다. 많은 강수량이 일반화된 기후에서, 광 케이블과 동일한 성능 및 이용 가능도(availability)를 달성하기 위해서는 보다 짧은 링크 거리가 요구될 수도 있다.Recently, 38 GHz fixed wireless technology has many features that are of commercial interest as telecommunications transmission media. The 38 GHz fixed wireless technology provides an ultra wideband path for voice, data, multimedia and video. Recent technology allows link distances of up to 5 miles. Since transmission of the full millimeter microwave is likely to cause rainfall reduction, the actual distance is a function of the geographic location or “rain region”. In climates where much precipitation is generalized, shorter link distances may be required to achieve the same performance and availability as optical cables.

38 GHz의 밀리미터 마이크로파를 무선 전달하기 위해서는 방해받지 않는 시각 전달 라인(unobstructed line-of-sight transmission)이 필요하다. 실제로, 직경이 작은 안테나가 사무실 건물의 지붕위에 설치되고, 어떤 경우에는, 사무실 건물의 유리창에 설치되기도 한다. 이들 안테나는, 크기가 더 작은 안테나가 사용된다 하더라도, 전형적으로 12∼24 인치의 직경을 갖는다. 제조업자들은 무선 및 모뎀 구성 요소에 대해 10년 넘는 기간에 걸친 평균 고장 시간 간격(MTBF: mean time between failure) 통계치를 표시하고 있고, 이는 하드웨어의 신뢰성이 높다는 것을 의미한다. 따라서, 최근의 38 GHz 고정 무선 기술은 1.544 Mbps(T1) 내지 45 Mbps(DS3)의 이용가능도가 높은 광대역 포인트-포인트 상용 음성 및 데이터 응용분야에 이상적으로 적합하다.Wireless transmission of 38 GHz millimeter microwaves requires unobstructed line-of-sight transmission. In practice, small diameter antennas are installed on the roof of the office building, and in some cases, on the windows of the office building. These antennas typically have a diameter of 12 to 24 inches, although smaller antennas may be used. Manufacturers display mean time between failure (MTBF) statistics for over 10 years for wireless and modem components, which means that the hardware is reliable. Thus, the latest 38 GHz fixed wireless technology is ideally suited for wideband point-point commercial voice and data applications with high availability of 1.544 Mbps (T1) to 45 Mbps (DS3).

전형적인 무선 광대역 포인트-포인트 상용 응용분야의 한 예로서, 대학 구내, 즉 캠퍼스의 근거리 통신망(LAN)에서의 다중 서버의 상호 연결을 들 수 있다. 상기 무선 광대역 포인트-포인트 상용 응용분야의 또 다른 예는 대도시 광역 네트워킹(metropolitan wide area networking)이다. 여기서, 동일한 도시에 위치한 다중 캠퍼스 LAN은 38 GHz의 무선 설비를 통해 상호 연결된다. 액세스 전용 상호 교환 캐리어(IXCs: inter-exchange carriers), 인터넷 서비스 제공업체(ISPs) 및 다른 대체 액세스 장치는 38 GHz의 무선 링크용의 공통 포인트-포인트 사업 응용 장치이다. 38 GHz의 주파수 범위에서, 셀룰러 및 개인 통신 서비스(PCS) 오퍼레이터들은 안테나 위치, 기지국 및 이동 전화 교환국(MTSOs: mobile telephone switching offices)간의 귀로(backhaul)를 지원하기 위해 그 백본 네트워크에 이용가능도가 높은 무선 설비를 배치할 수도 있다. 38 GHz의 무선 포인트-포인트 기술 역시, 광 케이블 네트워크에서부터 상기 광 케이블이 제공되지 않는 장소까지 연장이 필요한, 미션 임계 보호 채널(mission critical protection channels) 및 다른 포인트-포인트 대체 루팅 동작(point-to-point alternate routing)을 제공하는데 사용되고 있다. 마지막으로, 38 GHz의 무선 포인트-포인트 기술을 이용한 경쟁 지역 교환 캐리어(CLECs: competitive local exchange carriers)에 의해 지역 다이얼 톤을 제공하기 위한 공중 회선교환 전화망(PSTN: public switched telephone network)과의 상호 연결 방식이 점차 인기를 끌고 있다.An example of a typical wireless broadband point-to-point commercial application is the interconnection of multiple servers in a university campus, ie a local area network (LAN) of a campus. Another example of such wireless broadband point-to-point commercial applications is metropolitan wide area networking. Here, multiple campus LANs located in the same city are interconnected via a 38 GHz wireless facility. Access-only interchange carriers (IXCs), Internet service providers (ISPs), and other alternative access devices are common point-point business applications for 38 GHz wireless links. In the frequency range of 38 GHz, cellular and personal telecommunications service (PCS) operators are available in their backbone network to support backhaul between antenna locations, base stations and mobile telephone switching offices (MTSOs). It is also possible to deploy high radio facilities. 38 GHz wireless point-point technology also requires mission critical protection channels and other point-to-point routing operations that require extension from the optical cable network to the location where the optical cable is not provided. It is used to provide point alternate routing. Finally, interconnection with a public switched telephone network (PSTN) to provide local dial tone by competitive local exchange carriers (CLECs) using 38 GHz wireless point-point technology. The method is becoming increasingly popular.

도 2는 고객의 서비스에 대한 상호연결 기능을 제공하는 기본적인 무선 포인트-포인트 설비를 개략적으로 도시한 도면이다. 이러한 상호 연결은 광대역(데이터, 영상, 등) 및 협대역(음성) 응용분야를 지원할 것이다. 고객의 건물은 도면 참조 부호 200으로 표시되고, 다중 안테나를 포함할 수도 있다. 상기 고객 건물(200)은 원격 통신망 스위치 203을 수용하는 또 다른 건물(202)에 연결된다. 이들 건물은 두 개의 옥상 안테나(rooftop antenna), 즉 상기 고객 건물에 설치된 한 안테나(204)와 상기 원격 통신망 스위치(203)를 수용하고 있는 건물에 설치된 다른 안테나(205)간의 무선 링크에 의해 연결된다. 이러한 연결시의 대역폭은 28 Ti 회선, 또는 DS3(45Mbps)일 수도 있다. 상기 스위치(203)는 PSTN(206), 즉 지역 서비스를 위한 공중 회선 교환 전화망, 및 장거리 서비스를 위한 장거리 전화망(207)에 연결된다. 상기 스위치(203)는 또한, 전화회선에 의한 인터넷(208)에의 액세스 기능을 제공한다.FIG. 2 is a schematic illustration of a basic wireless point-point facility that provides an interconnect function for a customer's service. This interconnect will support wideband (data, video, etc.) and narrowband (voice) applications. The customer's building is indicated at 200 and may include multiple antennas. The customer building 200 is connected to another building 202 that houses the telecommunications switch 203. These buildings are connected by a wireless link between two rooftop antennas, one antenna 204 installed in the customer building and the other antenna 205 installed in the building housing the telecommunication switch 203. . The bandwidth at this connection may be a 28 Ti circuit, or DS3 (45 Mbps). The switch 203 is connected to a PSTN 206, i.e. a public circuit switched telephone network for local service, and a long distance telephone network 207 for long distance service. The switch 203 also provides access to the Internet 208 by telephone line.

도 3은 전체 14개의 채널로 구성되는, 38 GHz용의 FCC 스펙트럼 할당 플랜을 표로 나타낸 도면이다. 상기 각각의 채널은 100 MHz의 대역폭을 갖는다. 상기 각각의 100 MHz 채널은 두 개의 50 MHz의 서브 채널로 구성되며, 상기 두 개중 하나는 송신용 서브 채널이고, 나머지 하나는 수신용 서브 채널이다. 이들 두 개의 50 MHz의 서브 채널은 700 MHz의 스펙트럼만큼 분리된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 서브 채널 1A는 50 MHz의 대역폭을 갖는 송신 채널인 반면, 상기 서브 채널 1B는 50 MHz의 대역폭을 갖는 수신 채널이다. 상기 서브 채널 1A는 상기 서브 채널 1B로부터 70 MHz만큼 분리된다. 이같은 주파수 대역 분리 방법에 의하면, 상기 FCC 할당 38∼40 GHz 범위에서 14개 채널(1400 MHz 즉, 1.4 GHz)의 스펙트럼이 생성된다.3 is a table showing the FCC spectrum allocation plan for 38 GHz, consisting of a total of 14 channels. Each channel has a bandwidth of 100 MHz. Each 100 MHz channel consists of two 50 MHz subchannels, one of which is a transmission subchannel and the other being a reception subchannel. These two 50 MHz subchannels are separated by a spectrum of 700 MHz. As shown in FIG. 3, the sub channel 1A is a transmission channel having a bandwidth of 50 MHz, while the sub channel 1B is a reception channel having a bandwidth of 50 MHz. The sub channel 1A is separated by 70 MHz from the sub channel 1B. According to this frequency band separation method, spectrum of 14 channels (1400 MHz, i.e. 1.4 GHz) is generated in the FCC allocation of 38 to 40 GHz.

도 4를 참조하면, 대도시 지역에서의 무선 포인트-포인트 시스템의 사용과 관련한 기본적인 스펙트럼 관리 문제점에 대한 도면이 블록도 형태로 도시된다. 건물들이 대도시 지역에서는 상호 인접해 있기 때문에, 무선 링크상에서의 정보의 방송은 중복될 수도 있는데, 이는 불가능한 인접 시스템에서 동일 채널(1A/1B)을 이용하게 된다. 도 3에서, 하나의 건물에 설치된 하나의 안테나가 의도된 수신기의 안테나에 그 신호를 송신하고 있지만, 그 신호의 일부는 인접 건물에 설치된 안테나에 의해 수신되기도 한다. 그러한 신호의 변질을 "동일-채널 간섭(co-channel interference)"이라 한다.Referring to FIG. 4, a diagram of basic spectrum management issues associated with the use of a wireless point-point system in a metropolitan area is shown in block diagram form. Since the buildings are adjacent to each other in the metropolitan area, the broadcast of information on the radio link may overlap, which uses the same channel 1A / 1B in an adjacent system that is impossible. In FIG. 3, one antenna installed in one building transmits the signal to the antenna of the intended receiver, but part of the signal may be received by an antenna installed in an adjacent building. The alteration of such a signal is called "co-channel interference".

도 4에는 스위치(402)를 포함하는 주 건물(401)은 4개의 옥상 안테나 403A, 401B, 401C 및 401D를 통해 자체의 대응 옥상 안테나를 각각 구비한 원격 건물 404A, 404B, 404C 및 404D에 각각 연결된다. 이들 건물들 사이에는 상기 각각의 무선 포인트-포인트 시스템에 의해 이용되는 스펙트럼의 개념도가 도시된다. 건물들이 함께 가까워짐에 따라 건물들간의 송신 신호는 중복되기 시작한다. 전술한 단락에서 설명된 상기 동일-채널 간섭을 방지하기 위해서는, 근접한 건물들을 연결하는데 상이한 채널들이 사용되어야 한다. 예컨대, 채널 1A/1B는 건물 404D를 위해 사용되고, 채널 2A/2B는 건물 404C를 위해 사용된다. 비록, 상기 채널 1A/1B가 상기 채널 2A/2B의 송신을 부분적으로 중복하지만, 상기 두 개의 시스템에 의해 상이한 주파수(채널)가 사용됨으로써, 동일-채널 간섭으로부터 보호된다. 따라서, 한 건물의 안테나가 그 신호의 일부를 의도되지 않은 수신 안테나에 송신할 수도 있지만, 각각의 시스템은 상이한 주파수로 "동조(tuned)"되고, 다른 주파수를 이용한 인접 시스템으로 부터의 신호 송신이 무시된다.In FIG. 4 the main building 401 including the switch 402 is connected to remote buildings 404A, 404B, 404C and 404D, each with its corresponding rooftop antenna via four rooftop antennas 403A, 401B, 401C and 401D, respectively. do. Between these buildings a conceptual diagram of the spectrum used by each of the wireless point-point systems is shown. As buildings get closer together, the transmission signals between the buildings begin to overlap. To prevent the co-channel interference described in the preceding paragraph, different channels must be used to connect adjacent buildings. For example, channels 1A / 1B are used for building 404D and channels 2A / 2B are used for building 404C. Although the channels 1A / 1B partially overlap the transmission of the channels 2A / 2B, different frequencies (channels) are used by the two systems, thereby protecting them from co-channel interference. Thus, while an antenna in one building may transmit part of its signal to an unintended receive antenna, each system is " tuned " at a different frequency, and signal transmission from adjacent systems using different frequencies is avoided. Ignored

도 4에 도시된 주파수 관리 기술로 인해 과밀도 도시 지역에 배치된 무선 통신망에서 동일-채널 간섭 현상이 방지된다. 그러나, 상기 동일-채널 간섭 현상을 방지하기 위해 FCC 채널을 사용한다고 해서 허가된 스펙트럼의 정보 전송 능력이 최대화되는 것을 아니며, 따라서, 상기 FCC 채널의 사용은 비효율적이다. 이러한 문제점에 대한 해결책이 요구된다.The frequency management technique shown in FIG. 4 prevents co-channel interference in wireless networks deployed in overcrowded urban areas. However, using an FCC channel to prevent the co-channel interference does not maximize the ability to transmit information in the licensed spectrum, and therefore the use of the FCC channel is inefficient. There is a need for a solution to this problem.

도 5는 포인트-포인트 시스템과 관련한 또 다른 스펙트럼 관리 문제점을 도시하고 있다. 건물 501은 채널 1을 통해 건물 502에 연결되고, 건물 503은 채널 2를 통해 건물 504에 연결된다. 굵은 연결선 505, 506은 의도된 무선 송신을 나타낸다. 그러나, 상기 "송신 빔(transmit beam)"은 소스에서 약 2 도 기울어져 있기 때문에, 신호들은 의도되지 않은 다른 시스템에 의해 수신될 수 있지만 발신 시스템의 송신 빔의 범위에서 발생할 수 있다. 일점 쇄선 507은 건물 4의 시스템이 건물 1의 시스템의 송신 신호를 부정확하게 수신하는 경우를 나타낸 것이다. 만약, 두 개의 명확한 주파수가 사용되면, 동일-채널 간섭이 일어나지 않을 것이다. 다시 한번, 무선 포인트-포인트 네트워크에서의 주파수 관리 기술은 사용될 스펙트럼으로 하여금 증분 대역폭을 변화시키기 보다는 간섭 현상을 방지하기 위한 다중 채널의 사용을 필요로 한다.5 illustrates another spectrum management problem associated with a point-to-point system. Building 501 is connected to building 502 through channel 1, and building 503 is connected to building 504 through channel 2. Thick connecting lines 505 and 506 indicate intended wireless transmission. However, since the "transmit beam" is tilted about 2 degrees at the source, signals may occur in the range of the transmit beam of the originating system although they may be received by another unintended system. The dashed-dotted line 507 shows a case in which the building 4 system incorrectly receives a transmission signal of the building 1 system. If two distinct frequencies are used, no co-channel interference will occur. Once again, frequency management techniques in wireless point-to-point networks require the use of multiple channels to prevent interference rather than causing the spectrum to be used to change the incremental bandwidth.

옥상 공간은 넓고, 많은 경우, 지붕에 배치되는 안테나의 개수, 크기 및 위치에 대한 제한 요건들이 존재한다. 포인트-포인트 시스템은 각각의 무선 접속을 위한 별도의 안테나를 사용하기 때문에, 설치될 공간은 건물 옥상에서의 제한 인자가 된다. 건물에 배치될 포인트-포인트 시스템의 개수가 증가함에 따라, 스펙트럼 관리 고려사항에서 배치될 수 있는 시스템의 개수가 제한받지 않을 뿐만 아니라, 건물 지붕에 각각의 안테나에 할당될 수 있는 물리적 공간 역시 시스템의 개수를 제한하지 못한다. 따라서, 무선 통신망의 용량의 확장 및, 그에 따른 옥상 안테나의 개수의 증가에 대응할 필요없이 사용자의 수의 확장을 허용할 수 있는 해결방안이 요구된다.The rooftop space is large and in many cases there are restrictions on the number, size and location of the antennas placed on the roof. Because point-to-point systems use separate antennas for each wireless connection, the space to be installed is a limiting factor on the roof of the building. As the number of point-to-point systems to be deployed in a building increases, not only is there a limit to the number of systems that can be deployed in spectrum management considerations, but also the physical space that can be allocated to each antenna on the roof of the building is also limited. There is no limit to the number. Therefore, there is a need for a solution capable of allowing an expansion of the number of users without having to cope with the expansion of the capacity of the wireless communication network and the increase in the number of rooftop antennas.

포인트-포인트 시스템은 사용자에게 전체 기간 접속(full period connection) 기능을 제공한다. 상기 전체 기간 접속은 정보의 전송을 대기하는 "항상 접속중인 상태(always on)"(접속되어 활성화됨)이다. 전체 기간의 무선 접속시에는 다른 사용자들이 이용할 수 없는, 일단 한번 할당된 전용 스펙트럼이 이용된다. 따라서, 무선 포인트-포인트 시스템은 인접 또는 장거리 전송을 포함하는 응용 분야에 적합하다. 포인트-포인트 시스템은 가변 비트 레이트 또는, 대역폭의 요건이 일정하지 않고 가변적인 "버스티(bursty)" 데이터 서비스를 효율적으로 지원하지 못한다. 각각의 시스템은 링크상에서의 전송 지속시간 또는 정보의 양에 무관하게 전체 시간 "항상 접속중인 상태"에 기초하여 할당된 채널을 이용함에 따라, 가변 비트 레이트 응용 분야를 위한 상기 포인트-포인트 시스템에 의해 이용되는 대역폭이 소모된다. LAN-LAN 데이터 전송과 같은 "버스티" 데이터 서비스를 위한 스펙트럼을 보다 효율적으로 이용할 수 있는 해결 방안이 요구된다.Point-to-point systems provide the user with a full period connection. The full period connection is " always on " (connected and activated) waiting for transmission of information. The entire spectrum of wireless connections uses a dedicated spectrum once allocated that is not available to other users. Thus, wireless point-point systems are suitable for applications involving near or long distance transmission. Point-to-point systems do not efficiently support variable "bursty" data services with variable bit rates or bandwidth requirements that are not constant. Each system uses the assigned channel based on the overall time " always on " time regardless of the duration of the transmission or the amount of information on the link, thereby allowing the point-point system for variable bit rate applications. The bandwidth used is consumed. There is a need for a solution that enables more efficient use of spectrum for "burst" data services, such as LAN-LAN data transmission.

본 출원은 1997년 6월 19일자로 출원된, "대도시 지역 네트워크 아키텍처 및 원격통신 시스템(Metropolitan Area Network Architecture and Telecommunication System)"이라는 발명의 명칭의 미합중국 임시 출원번호 제 60/050,252 호의 혜택을 주장한다.This application claims the benefit of US Provisional Application No. 60 / 050,252, entitled "Metropolitan Area Network Architecture and Telecommunication System," filed June 19, 1997. .

본 발명은 원격 통신 시스템용의 대도시 광역 통신망에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 향상된 다양한 음성, 광대역 데이터 및 멀티미디어 원격 통신 서비스가 가능하도록 지능형 대도시 광대역 백본 네트워크와, 밀리미터 마이크로파 무선 범위에서 동작하는 무선 포인트-멀티 포인트 시스템(wireless point-to-multi point system)과의 통합(integration)에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to metropolitan wide area networks for telecommunication systems, and more particularly to intelligent metropolitan broadband backbone networks and wireless points operating in a millimeter microwave radio range to enable a variety of enhanced voice, broadband data and multimedia telecommunication services. It relates to integration with a wireless point-to-multi point system.

도 1은 지방 대도시 지역 광대역 원격 통신망에 대한 고객 액세스를 제공하기 위해 38 GHz로 동작하는 고정 무선 포인트-포인트 시스템을 이용한 지방 대도시 지역 광대역 원격 통신망의 사실적 구성을 개략적으로 도시한 묘사도이다1 is a schematic depiction of a realistic configuration of a regional metropolitan area broadband telecommunication network using a fixed wireless point-point system operating at 38 GHz to provide customer access to a regional metropolitan area broadband telecommunication network.

도 2는 스위치를 통해 원격 서비스에 대한 고객 액세스를 제공하기 위해 공지된 전형적인 포인트-포인트 시스템 구성을 개략적으로 도시한 묘사도이다.2 is a schematic depiction of a typical point-point system configuration known for providing customer access to remote services via a switch.

도 3은 신호의 송신 및 수신을 위해 100 MHz 채널이 50 MHz 서브 채널로 분할되고 상기 각각의 송수신 서브 채널은 700 MHz의 스펙트럼만큼 분리되는, 38 GHz의 스펙트럼 할당 방법을 도시한 도면이다.FIG. 3 illustrates a 38 GHz spectrum allocation method in which a 100 MHz channel is divided into 50 MHz subchannels and each transmit and receive subchannel is separated by a spectrum of 700 MHz for transmission and reception of a signal.

도 4는 허브와 고객 건물 무선 시스템간의 일대일 관계가 존재하는, 종래기술에 따른 허브처리된 네트워크 구성(hubbed network configuration)으로 배치된 고정 무선 포인트-포인트 시스템을 도시한 도면으로서, 고정 무선 포인트-포인트 통신망에서 발생되는 동일-채널 간섭 현상을 예시하는 중복 영역이 도시된 묘사도이다.4 illustrates a fixed wireless point-point system deployed in a hubbed network configuration according to the prior art, in which there is a one-to-one relationship between a hub and a customer building wireless system. Redundant areas are depicted illustrating the co-channel interference occurring in a communication network.

도 5는 종래 기술의 고정 무선 포인트-포인트 시스템에서 발생되는 또 다른 동일-채널 간섭 현상을 예시하는 묘사도이다.5 is a depiction diagram illustrating another co-channel interference phenomenon occurring in a fixed wireless point-point system of the prior art.

도 6A는 본 발명의 시스템에 배치된 섹터내에 허브와 고객 시스템간의 일대 다수 관계가 존재하는 고정 무선 포인트-멀티 포인트 실현을 도시한 도면이다.Figure 6A illustrates a fixed wireless point-to-multipoint realization in which there is a one-to-many relationship between a hub and a customer system in a sector deployed in the system of the present invention.

도 6B는 본 발명의 통신망에서 사용되는 도 6A의 허브를 도시한 또 다른 블록도이다.6B is another block diagram illustrating the hub of FIG. 6A for use in the communications network of the present invention.

도 7은 백본 네트워크 및 다양한 원격 통신 서비스에 대한 고객 액세스를 제공하기 위해 38 GHz로 동작하는 고정 무선 포인트-멀티 포인트 기술을 이용한 본 발명에 따른 지방 대도시 지역 광대역 원격 통신망을 도시한 블록도이다.7 is a block diagram illustrating a regional metropolitan area wide area telecommunication network in accordance with the present invention using fixed wireless point-multi point technology operating at 38 GHz to provide customer access to a backbone network and various telecommunication services.

도 8은 본 발명의 시스템에서 사용되는 가입자 시스템의 실시예를 도시한 블록도이다.8 is a block diagram illustrating an embodiment of a subscriber system used in the system of the present invention.

따라서, 본 발명의 목적은 향상된 음성 및 데이터 서비스를 지원할 수 있는 "최신"의 지방 대도시 지역 광대역 원격 통신망 하부구조를 제공하는데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a "modern" regional metropolitan area broadband telecommunications infrastructure capable of supporting enhanced voice and data services.

본 발명의 또 다른 목적은 무선 스펙트럼을, 향상된 음성 및 데이터 서비스를 제공하는 지방 대도시 지역 광대역 원격 통신망에 액세스하는 키 인에블러(key enabler)로서 사용하는데 있다.It is yet another object of the present invention to use the radio spectrum as a key enabler to access local metropolitan area broadband telecommunications networks providing improved voice and data services.

본 발명의 또 다른 목적은 지방 대도시 지역 광대역 원격 통신망에서 이용 가능한 할당 스펙트럼의 이용률을 최대화하는데 있다.It is yet another object of the present invention to maximize the utilization of the allocated spectrum available in local metropolitan area wide area telecommunication networks.

본 발명의 또 다른 목적은 포인트-포인트 고정 무선 원격 통신 시스템의 사용과 관련한 스펙트럼 관리 한계를 극복하는데 있다.It is another object of the present invention to overcome the spectrum management limitations associated with the use of point-point fixed wireless telecommunication systems.

본 발명의 또 다른 목적은 지방 대도시 지역 광대역 원격 통신망에서 또 다른 네트워크 용량을 변화시키기 위한 다중 채널을 이용하도록 하는데 있다.It is still another object of the present invention to use multiple channels to change another network capacity in a local metropolitan area wide area telecommunication network.

본 발명의 또 다른 목적은 지방 대도시 지역 광대역 원격 통신망에 대한 액세스를 제공하기 위해 건물 옥상에서 요구되는 무선 원격 통신 시스템의 수를 최소화하는데 있다.Another object of the present invention is to minimize the number of wireless telecommunication systems required on the roof of a building to provide access to a local metropolitan area broadband telecommunication network.

본 발명의 통신망의 일 실시예에 따르면, 광역 통신망은 통신 백본에 의해 상호 연결되는 최소 두 개의 허브 구역을 구비한다. 상기 각각의 허브 구역은 최소 하나의 섹터에서 무선 유효범위를 제공한다. 최소 두 개의 원격 구역이 각각의 섹터에 존재하고 포인트-멀티 포인트 광대역 무선 시스템을 통해 대응하는 허브 구역에 연결된다. 상기 통신망은 상기 허브 구역 및 백본을 통해 상기 원격 구역에 액세스 가능한 최소 하나의 서비스 노드를 구비하는 것이 바람직하다.According to one embodiment of the communication network of the present invention, the wide area network has at least two hub zones interconnected by a communication backbone. Each hub zone provides radio coverage in at least one sector. At least two remote zones exist in each sector and are connected to the corresponding hub zone via a point-multi point broadband wireless system. Preferably, the communication network has at least one service node accessible to the remote zone via the hub zone and the backbone.

본 발명의 통신망의 또 다른 실시예에 따르면, 지방 대도시 지역 광대역 원격 통신망은 다수의 가입자들에게 고정 무선 광대역 로컬 루프 액세스(local loop access)를 제공한다. 상기 가입자들은 상기 가입자가 거주하는 셀 섹터에 대응하는 주파수로 동작하는 가입자 무선 장치를 구비한다. 상기 가입자들중 최소 한 명의 가입자는 다수의 관련 구내 통신 설비(a plurality of associated customer premise equipment)를 갖고 있고, 상기 다수의 구내 통신 설비중 상기 가입자 장치를 통계 다중화 처리하기 위한 수단을 구비한다. 상기 통신망은 소넷 기반 백본(Sonet based back bone)에 의해 상호 연결되는 다수의 허브 구역을 구비한다. 상기 허브 구역은 셀 섹터에 대응하는 최소 하나의 무선 장치와 함께 선택 가능한 주파수로 동작하는 다수의 허브 구역 무선 장치를 구비한다. 상기 허브 구역은 상기 각각의 셀 섹터내의 다수의 가입자들중 통신 대역폭을 동적으로 할당하기 위한 수단을 추가로 구비한다. 상기 통신망은, 상기 백본에 연결되고 상기 허브 구역 및 백본을 통해 가입자들에게 액세스 가능한 다수의 값 가산 서비스 노드(a plurality of value added service nodes)를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 통신망은 제어 네트워크에 의해 상기 각각의 허브 구역에 접속되고 상기 값 가산 서비스 노드에 대한 원격 제어 가입자 액세스 기능은 물론, 상기 허브 구역의 원격 액세스 및 제어기능을 제공하는 중앙 동작 노드(central operation node)를 추가로 구비한다.According to another embodiment of the communication network of the present invention, a local metropolitan area broadband telecommunication network provides fixed wireless broadband local loop access to a plurality of subscribers. The subscribers have a subscriber radio that operates at a frequency corresponding to the cell sector in which the subscriber resides. At least one of the subscribers has a plurality of associated customer premise equipment and is provided with means for statistical multiplexing the subscriber device of the plurality of premises communication facilities. The communication network has a plurality of hub zones interconnected by a Sonet based back bone. The hub zone comprises a plurality of hub zone radios operating at a selectable frequency with at least one radio corresponding to the cell sector. The hub zone further includes means for dynamically allocating a communication bandwidth among a plurality of subscribers in each cell sector. The communication network preferably includes a plurality of value added service nodes connected to the backbone and accessible to subscribers via the hub zone and the backbone. The network is connected to each hub zone by a control network and provides a remote control subscriber access to the value adding service node as well as a central operation node for remote access and control of the hub zone. It is further provided.

본 발명의 통신망의 목적, 장점 및 특징들은 이하에 상술될 실시예의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이고, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 통신망의 실시예가 이하에 상세히 설명될 것이다.The objects, advantages and features of the communication network of the present invention will become apparent from the detailed description of the embodiments to be described below, and embodiments of the communication network according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

1. 네트워크 토폴로지(Network Topology)1. Network Topology

본 발명의 통신망은 고객 건물에 배치된 허브 시스템과 원격 시스템간의 다수 대 일 관계를 허용하는 고정 무선 마이크로파 방식을 이용한다. "다중 액세스(multi access)" 또는 "포인트-멀티 포인트(point-to-multi point)"라 불리는 이러한 기술은, 대도시 광역 통신망에서 스펙트럼 효율성의 특성(그에 따른 이용 가능한 대역폭)을 향상된 지능과 결합함으로써, 전통적인 음성 및 데이터 전화 서비스뿐만 아니라, 상업 및 거주 광대역 멀티미디어 서비스를 지원할 수 있다.The communication network of the present invention uses a fixed wireless microwave scheme that allows for a many-to-one relationship between a hub system and a remote system located in a customer building. Called "multi access" or "point-to-multi point," this technology combines the characteristics of spectral efficiency (and thus available bandwidth) with enhanced intelligence in metropolitan wide area networks. It can support commercial and residential broadband multimedia services, as well as traditional voice and data telephone services.

도 6A는 허브와 고객 건물 무선 시스템간의 "일대 다수(one to many)" 관계를 특징으로 하는 포인트-멀티 포인트 시스템을 도시한 것이다. 도 6A에서, 허브 구역(601)은 안테나(602, 603 및 604)를 구비하고 있다. 상기 안테나 602는 다중 가입자 건물(606, 607, 608 및 609)에 의해 점유되는 물리적 공간을 커버하는 "섹터"(605)에 신호를 전송한다. 상기 섹터(605)의 상기 건물(606, 607, 608 및 609)에 설치된 모든 안테나는 상기 섹터(605)의 단일 허브 안테나 602과 통신한다. 섹터들은 15내지 90도 의 폭을 가질 수 있다. 상기 섹터내의 모든 건물은 일반적으로 단일 채널을 이용함으로써, 동일 섹터내의 건물에 대해 동일-채널 간섭 현상이 더 이상 발생하지 않는다.FIG. 6A illustrates a point-to-multi point system featuring a "one to many" relationship between a hub and a customer building wireless system. In FIG. 6A, the hub zone 601 is equipped with antennas 602, 603, and 604. The antenna 602 transmits a signal to a “sector” 605 that covers the physical space occupied by the multi-subscriber buildings 606, 607, 608, and 609. All antennas installed in the buildings 606, 607, 608, and 609 of the sector 605 communicate with a single hub antenna 602 of the sector 605. The sectors can be 15 to 90 degrees wide. All buildings in the sector generally use a single channel, so that co-channel interference no longer occurs for buildings in the same sector.

상기 섹터의 가장자리에서 동일-채널 간섭을 방지하기 위해, 상기 허브 구역(601)은 실제로 상호 분리된 인접 섹터에 주파수를 할당한다. 예컨대, 상기 섹터 602에는 채널 1A/1B가 할당되고 상기 섹터 604에는 채널 2A/2B가 할당 될 수도 있다. 따라서, 포인트-멀티 포인트 시스템은, 단지 동일-채널 간섭 현상을 피하기 위해 동일한 지리적인 지역에서 다중 채널의 이용을 요구하는 포인트-포인트 시스템의 스펙트럼 관리 요건에 비해, 섹터내에서 할당된 각 채널의 충분한 이용으로 정보가 전송되도록 한다.To prevent co-channel interference at the edge of the sector, the hub zone 601 actually assigns frequencies to adjacent sectors that are separated from each other. For example, the channel 1A / 1B may be allocated to the sector 602 and the channel 2A / 2B may be allocated to the sector 604. Thus, a point-multi point system is sufficient for each channel allocated within a sector, compared to the spectrum management requirements of a point-point system that only requires the use of multiple channels in the same geographic area to avoid co-channel interference. Allows information to be transmitted by use.

도 6B는 본 발명의 통신망에서 사용하기 위한 허브 구역(601)의 실시예를 도시한 것이다. 안테나(602, 603...60n)는 주파수 채널에 대응한다. 일반적으로, 하나의 주파수 채널은 대응 셀 섹터(605)에 할당된다. 그러나, 추가 대역폭이 필요한 경우, 본 발명의 통신망은 다중 채널을 하나 이상의 셀 섹터에 할당할 것에 대비한다. 각각의 안테나는 대응 허브 무선 장치(hub radio unit)를 구비하는 것이 바람직하다. 38 GHz의 동축 라인 및 도파관과 관련한 신호 손실을 막기 위해, 상기 허브 무선 장치는 건물 옥상 또는 탑위에 설치되는 통합 장치로서 대응 안테나에 결합되는 것이 바람직하다.6B illustrates an embodiment of a hub zone 601 for use in the communications network of the present invention. Antennas 602, 603 ... 60n correspond to frequency channels. In general, one frequency channel is assigned to the corresponding cell sector 605. However, when additional bandwidth is needed, the network of the present invention prepares for allocating multiple channels to one or more cell sectors. Each antenna preferably has a corresponding hub radio unit. In order to prevent signal loss associated with 38 GHz coaxial lines and waveguides, the hub radio is preferably integrated into a corresponding antenna as an integrated device installed on the rooftop of a building or on a tower.

상기 허브 구역은 또한, 설비간 링크(interfacility link)(624)를 통해 상기 허브 무선 장치(624)에 결합된 허브 옥내 장치(hub indoor unit(IDU))(622)를 구비한다. 상기 상호 설비 라인(624)은 광대역 접속부이고, 파이버 접속(fiber connection) 형태를 위하는 것이 바람직하다. 상기 허브 IDU는 상기 허브 구역(601)내에서 동작 및 데이터 전송을 관리하는 하나 이상의 허브 컨트롤러(626)에 연결된다. 백본 인터페이스(628)는 네트워크 백본과의 접속 및 데이터 전송을 수행하는 역할을 수행한다.The hub zone also has a hub indoor unit (IDU) 622 coupled to the hub wireless device 624 via an interfacility link 624. The interconnect facility line 624 is a broadband connection, preferably for the form of a fiber connection. The hub IDU is coupled to one or more hub controllers 626 that manage operations and data transfer within the hub zone 601. The backbone interface 628 performs a connection with the network backbone and performs data transmission.

도 7은 38 GHz 다중 접속 무선 기술을 이용하는 상업 대도시 지역 원격 통신망의 본 발명에 따른 통신망의 실시예를 도시한 것이다. 상기 통신망은 파이버, 구리 또는 무선 기술을 이용하여 실현될 수 있는 광대역 백본(broadband backbone)(702)을 구비한다. 링위에 위치한 커다란 정방형 형상은, 각각 최소 하나의 셀 섹터(706)를 커버하는 포인트-멀티 포인트 허브(704)를 나타낸다. 상업 도시 환경에서, 상기 셀 섹터(706)는 대역폭이 적절한 건물(고객) 밀도를 갖는 지리학적 장소를 지향하도록 배치된다. 상기 백본(702)상에서 일단, 고객 트래픽은 값 가산 서비스를 제공하는 다수의 네트워크 노드에 루팅된다. 상기 서비스 노드의 예로는, 지역 교환 캐리어 스위치(local exchange carrier switches)(706), 교환간 캐리어 스위치(inter-exchange carrier switches)(708), 인터넷 액세스 포인트(Internet access points)(710), 및 비디오 서비스 포인트(video service points)(712)를 들 수 있다. 또한, 본 발명의 통신망은 프레임 릴레이 네트워크와 같은 제어 네트워크(715)를 통해 상기 각각의 허브(704)에 접속되는 최소 하나의 중앙 동작 모드(713)를 구비한다.FIG. 7 illustrates an embodiment of a communication network in accordance with the present invention of a commercial metropolitan area telecommunication network using a 38 GHz multiple access wireless technology. The network has a broadband backbone 702 that can be realized using fiber, copper or wireless technology. The large square shape located above the ring represents a point-multi point hub 704 each covering at least one cell sector 706. In a commercial urban environment, the cell sector 706 is arranged so that the bandwidth is directed to a geographic location with an appropriate building (customer) density. Once on the backbone 702, customer traffic is routed to multiple network nodes providing value addition services. Examples of such service nodes include local exchange carrier switches 706, inter-exchange carrier switches 708, Internet access points 710, and video. And video service points 712. The communication network of the present invention also has at least one central mode of operation 713 connected to each hub 704 via a control network 715, such as a frame relay network.

상기 38 GHz의 무선 포인트-멀티 포인트 원격 통신망의 아키텍처는 일반적으로 3-5 마일의 직경(1.5-3 마일의 링크 거리)을 갖는 셀(714)로 구성된다. 각각의 셀(714)은 15-90도의 섹터 폭을 갖는 다수의 섹터(706-1,706-2,...,706-n)로 구성된다. 허브(704)는 각각의 셀의 중앙에 위치하고, 한 섹터내의 고객 건물 내에 위치하는 다중 원격 가입자 시스템(가입자)은 허브 무선 장치고 통신하여 무선 링크를 확립한다. 주어지 섹터내의 대역폭은 대응 허브(704)에 의해 상기 섹터에서 준비된 상기 원격 가입자 시스템 중에서 할당된다. 섹터는 단일 허가 채널(single licensed channel)의 전체 대역폭을 이용하거나, 다중 채널은 대역폭에 대한 전반적인 고객 요구를 충족시키기 위해 한 섹터내에 "적층(stacked)"될 수 있다. 다중 채널이 이용되면, 상기 추가 허브 무선 장치(620) 및 상기 섹터를 위한 안테나가 상기 허브(704)에 추가된다.The architecture of the 38 GHz wireless point-to-multipoint telecommunications network generally consists of a cell 714 having a diameter of 3-5 miles (link distance of 1.5-3 miles). Each cell 714 consists of a number of sectors 706-1, 706-2,..., 706-n having a sector width of 15-90 degrees. The hub 704 is located in the center of each cell, and multiple remote subscriber systems (subscribers) located within a customer building in one sector communicate with the hub radio to establish a wireless link. Bandwidth within a given sector is allocated among the remote subscriber systems prepared in the sector by the corresponding hub 704. Sectors can use the full bandwidth of a single licensed channel, or multiple channels can be " stacked " in one sector to meet the overall customer demand for bandwidth. If multiple channels are used, the additional hub radio 620 and antennas for the sector are added to the hub 704.

최적의 섹터 폭의 할당은 중요한 문제이다. 한 가지 설계 목적은 요구된 실효 방사 전력(ERP: Effective Radiated Power)의 비용을 최소화하는 것이다. 폭이 좁은 섹터는 보다 높은 안테나 이득을 산출함으로써, 주어진 ERP를 달성하는데 전력이 덜 요구된다. 그러나, 각 섹터는 그 자신의 무선 시스템을 요구하기 때문에, 폭이 좁은 섹터는 주어진 지리적인 지역을 커버하는데 요구되는 장비의 비용이 증가시킨다. 최종 분석에서, 허브 설계는 고객 위치의 지리적 분산 및 용량에 대한 전반적인 고객 요구의 함수이다.Allocation of the optimal sector width is an important issue. One design goal is to minimize the cost of the required effective radiated power (ERP). Narrow sectors yield higher antenna gain, thus requiring less power to achieve a given ERP. However, because each sector requires its own wireless system, narrow sectors increase the cost of the equipment required to cover a given geographical area. In the final analysis, the hub design is a function of the overall customer needs for geographical distribution and capacity of the customer location.

본 발명의 포인트-멀티 포인트 대도시 지역 원격 통신망에 있어서, 상기 허브(704)는 상기 백본(702)상에서 SONET 링 구성의 파이버 또는 고 용량의 마이크로파 무선 설비에 의해 상호 접속되는 것이 바람직하다. 상기 교환간 캐리어 스위치(708), 인터넷 서비스 제공업체(710), 지역 PSTN 스위치(706) 및 비디오 소스(712)와 같은 서비스 노드는 어떤 경우에 상기 허브를 구비한 동일-장소를 통해 상기 파이버 링에 상호 접속된다. 따라서, 일단 고객이 무선 액세스 링크를 통해 상기 통신망에 접속되면, 상기 다양한 서비스 노드에 의해 지원되는 일부 또는 전체 서비스에 액세스할 수 있을 것이다.In the point-to-multipoint metropolitan area telecommunication network of the present invention, the hubs 704 are preferably interconnected by a fiber or high capacity microwave radio facility in a SONET ring configuration on the backbone 702. Service nodes such as the inter-carrier carrier switch 708, Internet service provider 710, local PSTN switch 706, and video source 712 are in some cases the fiber ring via co-location with the hub. Are interconnected to. Thus, once a customer is connected to the network via a wireless access link, they will be able to access some or all of the services supported by the various service nodes.

이러한 통신망 해결책은 다중 고객 위치간의 접속 및 고객 위치와 네트워크 서비스 노드간의 접속을 용이하게 하기 위해 상기 백본상에서 전송 및 루팅 능력을 필요로 한다. 비동기 전송 모드(ATM)는 본 발명의 대도시 지역 원격 통신망 아키텍처용의 바람직한 전송 층 프로토콜(transport layer protocol)이다. 또한, 시간이 지나 전체 ATM 네트워크로의 오퍼레이터의 천이시 보다 많은 전통적인 접속-지향 또는 동기 전화 전송 프로토콜(traditional connection-oriented or synchronous telephony transport protocol)이 이용될 것이라고 생각할 수 있다. 이러한 이유로 인해, ATM(OC-3c) 및 STM(DS-3) 인터페이스가 상기 허브(704)와 상기 백본(702)사이에 배치되는 것이 바람직하다.This network solution requires transmission and routing capabilities on the backbone to facilitate connectivity between multiple customer locations and between customer locations and network service nodes. Asynchronous Transport Mode (ATM) is a preferred transport layer protocol for the metropolitan area telecommunication network architecture of the present invention. It is also conceivable that more traditional connection-oriented or synchronous telephony transport protocols will be used as the operator transitions to the entire ATM network over time. For this reason, an ATM (OC-3c) and STM (DS-3) interface is preferably placed between the hub 704 and the backbone 702.

2. 무선 ATM2. Wireless ATM

본 발명의 통신망 아키텍처는 네트워크에서의 전송을 위한 기본 수단으로서 비동기 전송 모드(ATM)를 이용한다. 상기 ATM은 정보를 셀로 구성하는 패킷화된 전송 기술(packetized transmission technology)이다. 상기 셀은 "헤더(header)"와 "페이로드(payload)"를 갖고 있다. 상기 헤더는 상기 페이로드에 있는 데이터의 종류와 상기 데이터가 어디에서 종료될 것이지를 설명한 것이다. 상기 셀은 다양한 경로(path)를 경유하여 상기 네트워크를 통해 전달되고, 종료 점에서 순서를 벗어나서 도달할 수 있다. 상기 셀에 포함된 헤더 정보로 인해, 구내 통신 설비로 전달하기 전에 정확한 셀 순서가 재구성된다. 상기 ATM 셀은 상기 페이로드에 있는 데이터를 캡슐 화함으로써 많은 표준 원격 통신 음성, 데이터 및 영상 서비스를 전송할 수 있다. 따라서, 상기 ATM은 단일 원격 통신 전송 네트워크에서 음성, 데이터 및 영상을 통합할 수 있다.The network architecture of the present invention uses asynchronous transmission mode (ATM) as the basic means for transmission in the network. The ATM is a packetized transmission technology that organizes information into cells. The cell has a "header" and a "payload". The header describes the type of data in the payload and where the data will end. The cell is passed through the network via various paths and can arrive out of order at the endpoint. Due to the header information contained in the cell, the correct cell order is reconstructed before delivery to the campus communication facility. The ATM cell can transmit many standard telecommunications voice, data and video services by encapsulating the data in the payload. Thus, the ATM can integrate voice, data and video in a single telecommunications transport network.

본 발명의 원격 통신망의 중요한 구조적인 요소는 상기 무선 포인트-멀티 포인트 전송(무선 인터페이스)시의 ATM의 사용이다. 고객의 특정 서비스(이더넷, 프레임 릴레이, DS-1, DS-3, ISDN, 음성)는 상기 가입자(716)와 상기 허브(704)간의 상기 ATM 페이로드내에 캡슐화된다. 따라서, 셀-기반 프로토콜에 의해 매우 효율적으로 처리되는 서비스는 네트워크에서 엔드-투-엔드 방식의 ATM 전송(end-to-end ATM transport)에 유리한 반면, 당분간 상기 백본상에서 채널화되어야 하는 서비스는 상기 서브(704)에서 시분할 다중화처리된다. 상기 두 가지 경우에, 공중에서 ATM을 통해 모든 서비스가 전송됨으로써, 상기 네트워크에서 중요한 주문방식의 대역폭 기능이 가능하다.An important structural element of the telecommunication network of the present invention is the use of ATM in the wireless point-to-multipoint transmission (wireless interface). The customer's specific services (Ethernet, Frame Relay, DS-1, DS-3, ISDN, Voice) are encapsulated in the ATM payload between the subscriber 716 and the hub 704. Thus, services that are handled very efficiently by cell-based protocols are advantageous for end-to-end ATM transport in the network, while services that must be channelized on the backbone for the time being In the sub 704, time division multiplexing is performed. In both cases, all services are transmitted over the ATM over the air, thereby enabling significant custom bandwidth capabilities in the network.

3.변조 및 시스템 용량3. Modulation and system capacity

QPSK 및 4PSK와 같은 변조 기술을 이용한 무선 장비는 초당 1 비트/헤르츠의 효과적인 데이터 전송 속도를 산출한다. 38 GHz의 스펙트럼이 50 MHz의 전 2중 채널(full duplex channel)(즉, 허가 채널당 전체 100 MHz를 위한 각 방향으로의 50 MHz의 스펙트럼)에서 할당되기 때문에, 오늘날의 고정 무선 기술의 최대 포인트-멀티 포인트 데이터 전송 속도는 45 Mbps 또는 DS-3이다. 16 QAM 및 64 QAM과 같은 고차원의 변조 기술은 전반적인 시스템 이득의 향상과 함께 초당 4-5 비트/Hz정도의 데이터 전송 속도를 산출할 것이다. 이렇게 됨으로써, 채널당 이용 가능한 대역폭이 상당히 증가한다. 따라서, 섹터당 OC-3(155 Mbps)/채널의 데이터 전송 속도 및 그보다 빠른 데이터 전송 속도가 38 GHz에서 달성될 수 있다. 초당 6-8 비트/Hz의 스펙트럼 효율성이 예상된다. 이용 가능한 대역폭의 초당 수 기가 비트의 전반적인 데이터 전송 속도를 지원하는 다중 섹터, 다중 채널 셀은 상대적으로 보수적인 설계에 기초하여 용이하게 달성될 수 있다. 손실 보존 설계로 인해 보다 높은 셀 용량이 산출될 것이다.Wireless equipment using modulation technologies such as QPSK and 4PSK yields an effective data rate of 1 bit / hertz per second. The maximum point of today's fixed wireless technology is because the 38 GHz spectrum is allocated on a 50 MHz full duplex channel (ie 50 MHz in each direction for 100 MHz per license channel). Multipoint data rates are 45 Mbps or DS-3. Higher-order modulation techniques such as 16 QAM and 64 QAM will yield data rates as high as 4-5 bits / Hz per second with improved overall system gain. This significantly increases the available bandwidth per channel. Thus, a data transfer rate of OC-3 (155 Mbps) / channel per sector and faster data transfer rate can be achieved at 38 GHz. Spectral efficiency of 6-8 bits / Hz is expected. Multi-sector, multi-channel cells supporting an overall data transfer rate of several gigabits per second of available bandwidth can be easily achieved based on a relatively conservative design. The loss preservation design will yield higher cell capacity.

4. 주문 방식의 대역폭(Bandwidth on Demand)4. Bandwidth on Demand

데이터는 무선 네트워크에 의한 전송을 위해 셀로 캡슐화되기 때문에, 비-ATM 무선 구현시에 가능한 것보다 더 효율적으로 무선 스펙트럼을 이용할 수 있다. 이것은 "통계 다중화(statistical multiplexing)"라 불리우는 기술의 결과이다. 상기 통계 다중화 기술은 시스템에서 데이터 전송의 임의 발생 및 모든 사용자는 언제든지 대역폭을 필요로 하지는 않는다는 사실을 이용한다. 상기 통계 다중화 기술로 인해, 상이한 사용자에 의해 발생된 데이터를 포함하는 셀이 최소 요구 스펙트럼에 의해 전송될 수 있다. 이 경우, 사용자들은 무선 ATM 네트워크에서 할당된 스펙트럼을 공유하고, 상기 시스템에서 모든 사용자의 합성 대역폭 요건은 어떤 주어진 순간에 상기 시스템내에서 이용 가능한 스펙트럼에 의해 제공된다.Since data is encapsulated into cells for transmission by the wireless network, it is possible to use the radio spectrum more efficiently than is possible in non-ATM wireless implementations. This is the result of a technique called "statistical multiplexing". The statistical multiplexing technique takes advantage of the fact that any occurrence of data transmission in the system and that not all users need bandwidth at any time. Due to the statistical multiplexing technique, cells containing data generated by different users can be transmitted by the minimum required spectrum. In this case, users share the allocated spectrum in the wireless ATM network, and the combined bandwidth requirements of all users in the system are provided by the spectrum available within the system at any given moment.

그 결과, 데이터 용량에 있어서 "통계적 이득(statistical gain)"이 달성되어, 원격 통신망 오퍼레이터는, 주어진 가입자 위치(예, 다가구 임대 사무실 빌딩)에 있는 모든 사용자는 항상 그 위치에 할당된 모든 용량을 필요로 하지는 않는다는 가정에 근거하여 무선 링크에 "필요이상으로 가입"할 수 있게 된다. 10대 1(10:1)정도로 높은 과도 가입율(over subscription rates)(통계적 이득)은 LAN-LAN 통신의 경우에서와 같이 대다수의 정보가 짧은 버스트("버스티 데이터(bursty data)")로 전송되는 링크인 경우에 가능하다. 2:1 또는 3:1의 통계적 이득은, 통신 지속 시간동안 네트워크(회선)를 통해 포인트-포인트 접속 기술을 요구하는 음성 또는 다른 서비스를 향해 트래픽 혼합이 더욱 심하게 스큐잉(skewed)되는 네트워크에서 더 전형적으로 나타난다.As a result, a "statistical gain" in data capacity is achieved so that the telecommunications network operator needs all the users at a given subscriber location (e.g., a multi-family leased office building) to always have all the capacity allocated to that location. Based on the assumption that we do not, we can "subscribe more than necessary" to the wireless link. Oversubscription rates (statistical gains) as high as 10 to 1 (10: 1) are transmitted in the shortest burst of information ("bursty data"), as in the case of LAN-LAN communication. This is possible in the case of a link. Statistical gains of 2: 1 or 3: 1 are more likely in networks where traffic mixing is more severely skewed towards voice or other services that require point-to-point access techniques over the network (line) for the duration of the communication. Typically appears.

또한, ATM 셀 헤더는 각각의 셀이 우선 순위화 되도록 하는 파라미터를 포함한다. 따라서, 최우선 순위의 셀은 네트워크를 통해 즉시 전송되는 반면, 낮은 우선 순위의 셀은 높은 우선 순위의 셀이 스위칭될 때 까지 지연될 수 도 있다. 이러한 ATM의 특성으로 인해, 변하는 "서비스 품질(Quality of Service) 즉, QOS로 서비스의 지원이 허용된다. 이러한 우선 순위 시스템이 상기 통계 다중화 기술과 함께 사용되면, 정보가 무선 네트워크 상에서 매우 효율적으로 전송될 수 있다. 예컨대, 큰 파일은 셀로 쪼개질 수 있고, 패킷 스트림에서 분산 배치되는 작은 파일의 다른 셀들과 함께 네트워크상에서 전송될 수 있다. 따라서, 상기 작은 파일들은 완료될 큰 파일의 전송을 대기할 필요가 없고, 상기 네트워크는 보다 효율적으로 동작한다.The ATM cell header also contains a parameter that allows each cell to be prioritized. Thus, the highest priority cell is transmitted immediately over the network, while the lower priority cell may be delayed until the higher priority cell is switched. Due to the nature of ATM, support of services is allowed with varying "Quality of Service", or QOS. When this priority system is used in conjunction with the statistical multiplexing technique, information is transmitted very efficiently over the wireless network. For example, a large file can be split into cells and transmitted over a network with other cells of a small file distributed in a packet stream, so that the small files can wait for the transfer of the large file to be completed. There is no need, and the network operates more efficiently.

가입자(716)간의 동적 대역폭 할당은 주어진 섹터(706)내에서 이루어진다. 따라서, 주어진 가입자(716)에 대한 높은 비트 레이트 버스트의 순간 요건은 다른 가입자에 의해 사용되지 않은 섹터(706)내의 대역폭을 이용함으로써 충족된다. 이것은 가입자에 대해 타임 슬롯의 주문방식의 가변 할당(시분할 다중 접속 또는 TDMA) 또는 주파수(주파수 분할 다중 접속 또는 PDMA)를 통해, 또는 두 가지 다중화 기술의 조합(요구 할당 다중 접속 또는 DAMA(Demand Assigned Muliple Access)을 통해 달성된다.Dynamic bandwidth allocation between subscribers 716 is made within a given sector 706. Thus, the instantaneous requirement of a high bit rate burst for a given subscriber 716 is satisfied by using the bandwidth in sector 706 that has not been used by another subscriber. This can be done to the subscriber through on-demand variable allocation of time slots (time division multiple access or TDMA) or frequency (frequency division multiple access or PDMA), or a combination of the two multiplexing techniques (required allocation multiple access or Demand Assigned Muliple). Access is achieved.

한 섹터내의 건물들간의 대역폭을 동적으로 할당하기 위한 이들 기술이 각각의 건물내의 고객에게 할당된 대역폭의 ATM 통계 다중화 기술(과도 가입)과 결합되면, 결과적으로는 본 발명의 네트워크에서 이용되는 무선 스펙트럼의 정보 전송 능력이 엄청나게 증가하게 된다. 또한, 16 QAM 및 64 QAM과 같은 매우 효율적인 변조 방법을 사용하면, 정보 전송 능력이 증가한다.When these techniques for dynamically allocating bandwidth between buildings within a sector, combined with ATM statistical multiplexing techniques (oversubscription) of bandwidth allocated to customers in each building, result in radio spectrum used in the network of the present invention. The ability to transmit information greatly increases. In addition, using highly efficient modulation methods such as 16 QAM and 64 QAM increases the information transmission capability.

5. 허빙 아키텍처(Hubbing Architecture)5. Hubbing Architecture

본 발명의 시스템은 단일 건물 옥상의 많은 무선 링크들중 한쪽 가장자리부 또는 "허브"에 집중되는, "허빙(hubbing)"으로 알려진 배치 방법을 이용한다. 각각의 허브(704)는 무선 링크를 이용하여 많은 수의 원격 무선 시스템(716)에 접속될 수 있다. 상기 허브(704)는 상기 백본(702)상에서 무선 링크를 연결하여 가입자들간에 접속을 확립하거나, 서비스에 액세스하도록 상기 네트워크상의 다른 위치에 가입자들을 접속하기 위해 ATM 스위칭 장치 또는 TDM 다중 장치를 구비한다. 허빙 과정을 통해, 네트워킹 기술이 이용됨으로써, 무선 액세스 링크의 효과적인 범위가 상당히 증가함은 물론, 다양한 음성, 데이터 및 멀티미디어 서비스 접속이 제공된다.The system of the present invention utilizes a deployment method known as "hubbing", which is concentrated at one edge or "hub" of many wireless links on a single building roof. Each hub 704 may be connected to a large number of remote wireless systems 716 using a wireless link. The hub 704 includes an ATM switching device or a TDM multiplexing device to establish a connection between subscribers by connecting a wireless link on the backbone 702 or to connect subscribers to other locations on the network to access services. . Through the hobbing process, the use of networking technology significantly increases the effective range of wireless access links, as well as providing a variety of voice, data, and multimedia service connections.

본 발명의 허빙 아키텍처는 고정 무선 포인트-포인트 및 포인트-멀티 포인트 시스템에 모드 적용될 수 있다. 무선 포인트-포인트 시스템의 경우, 각각의 허브는 각각의 링크를 위한 하나의 안테나를 지원함으로써, 백본 네트워크에 접속된다. 따라서, 옥상 공간은 고정 무선 포인트-포인트 시스템을 이용하여 단일 허브에 의해 지원 가능한 안테나 (그에 따른 네트워크에 대한 링크)의 개수에 대한 제한성을 부과한다. 도 1은 무선 설비들이 대도시 지역 백본 네트워크에 고객 위치를 접속하는 38 GHz 무선 포인트-포인트 원격 통신 시스템을 채용한 네트워크 아키텍처의 일 실시예를 도시한 것이다. 이러한 시스템은 허브(100)와 특정 건물(102)간에 또는 대학 캠퍼스(104)간에 통신이 발생되는 포인트-포인트 시스템을 이용한다. 상기 백본 네트워크는 링 형태의 허브를 연결하는 고 용량의 원격 통신 전송 설비(106)로 구성되고, 각각의 허브는 "최종 마일" 무선 접속을 통해 각 건물 또는 캠퍼스 위치에 연결된다.The hubing architecture of the present invention can be mode applied to fixed wireless point-point and point-multi point systems. In the case of a wireless point-point system, each hub is connected to a backbone network by supporting one antenna for each link. Thus, the rooftop space imposes a limitation on the number of antennas (and thus links to the network) that can be supported by a single hub using a fixed wireless point-point system. 1 illustrates one embodiment of a network architecture employing a 38 GHz wireless point-point telecommunication system in which wireless facilities connect customer locations to a metropolitan backbone network. This system utilizes a point-to-point system in which communication occurs between the hub 100 and a particular building 102 or between the university campus 104. The backbone network consists of high capacity telecommunications transmission facilities 106 that connect ring-shaped hubs, each hub connected to each building or campus location via a "last mile" wireless connection.

고정 무선 포인트-포인트 시스템의 경우, 적은 수의 허브 안테나는 15-90도 사이에서 변하고 많은 수의 고객 건물을 포함하는 섹터에 있는 고객 건물에 접속을 제공한다. 어느 쪽의 경우에도, 상기 허빙 아키텍처는 네트워크 백본에 대해 효율적인 액세스를 제공함으로써, 가입자들간에 통신이 가능하고 가입자가 상기 네트워크에 부가된 값 가산 서비스에 대해 액세스할 수 있다.For fixed wireless point-to-point systems, fewer hub antennas vary between 15-90 degrees and provide access to customer buildings in a sector that contains a large number of customer buildings. In either case, the hubing architecture provides efficient access to the network backbone, enabling communication between subscribers and allowing subscribers access to value-added services added to the network.

6. 원격 가입자 시스템 설비 및 서비스 지원(Remote Subscriber System Equipment and Service Support)6. Remote Subscriber System Equipment and Service Support

본 발명의 시스템에서, 가입자(716)는 단일 고객, 건물내의 다중 사용자 시스템 또는 고객 캠퍼스의 형태를 취할 수 있다. 도 8은 한 건물내의 다중 사용자 시스템에 사용하기 위한 가입자 시스템의 실시예를 도시한 것이다.In the system of the present invention, subscriber 716 may take the form of a single customer, a multi-user system in a building, or a customer campus. 8 shows an embodiment of a subscriber system for use with a multi-user system in a building.

도 8을 참조하면, 안테나(602)는 건물 옥상에 설치하기 위한 밀봉식 소형 옥외 장치(ODU:outdoor units)(804)속에 무선 송수신기와 통합되어 있다. 상기 ODU는 신속하고 저렴한 비용으로 설치하기 위해 표준 4 인치 폴 설치부(standard 4 inch pole mounts)에 의해 고착되는 것이 바람직하다. 상기 옥외 장치(804)는 동축 케이블 또는 파이버로 구성되는 설비간 링크(IFL:inter-facility link)(808)를 통해 전형적으로 건물내의 공통 공간에 배치되는 옥내 장치(IDU)(806)에 접속된다.Referring to FIG. 8, antenna 602 is integrated with a wireless transceiver in a sealed small outdoor unit (ODU) 804 for installation on a building rooftop. The ODU is preferably secured by standard 4 inch pole mounts for quick and low cost installation. The outdoor device 804 is connected to an indoor unit (IDU) 806 that is typically disposed in a common space within a building via an inter-facility link (IFL) 808 consisting of coaxial cable or fiber. .

상기 IFL(808)내에 파이버를 이용하면, 건물내 도관이 원격 통신 설비로 이미 조밀하게 패킹 처리되어 새로운 케이블의 이동의 여지가 전혀 없는 장치에 상당한 이점이 제공된다. 이것은 일반적으로 직면하게 되는 설치상의 문제점이다. 파이버는 동축 케이블보다 훨씬 가늘기 때문에, 동축 케이블보다는 기존의 건물 도관을 통해 보다 쉽게 잡아 당길 수 있으므로, 설치 작업이 케이블인 경우보다 훨씬 신속하게 이루어지고 비용이 보다 저렴해 진다.The use of fiber in the IFL 808 provides a significant advantage for devices in the building where the conduits are already tightly packed into the telecommunications facility, leaving no room for new cables to move. This is a commonly encountered installation problem. Fiber is much thinner than coaxial cables, so it is easier to pull through existing building conduits than coaxial cables, making installation work much faster and less expensive than with cables.

상기 IFL(808)내에 파이버를 이용하여 얻을 수 있는 또 다른 장점은 상기 IDU(806)와 상기 ODU(804)간의 신호 손실과 연관이 있다. 동축 케이블의 물리적 특성은 신호 전파를 대부분의 경우에 1000 피트이하로 제한한다. 이것으로 인해, 상기 ODU(804)와 상기 IDU(806)간의 분리에 제한성이 강조된다. 대부분의 상업적인 사무실 빌딩의 원격 통신(IDU를 포함함) 장비를 위해 제공되는 공공 공간은 지하실에 위치하고 상기 ODU(804)는 지붕에 설치되기 때문에, 이것은 15 층 정도의 큰 건물에 설치하는데 문제점을 야기한다. 광 케이블은 상기 IDU(806)와 상기 ODU(804)사이에 거리 제한의 문제점을 야기하지 않는다. 따라서, 설치시 건물내의 원격 통신 장비를 위한 공공 공간의 위치에 의해 방해받지 않는다.Another advantage of using fiber in the IFL 808 is associated with signal loss between the IDU 806 and the ODU 804. The physical characteristics of coaxial cables limit signal propagation to less than 1000 feet in most cases. This emphasizes the restriction in separation between the ODU 804 and the IDU 806. Since the public space provided for telecom (including IDU) equipment in most commercial office buildings is located in the basement and the ODU 804 is installed on the roof, this creates a problem for installation in large buildings, such as 15 stories. do. The optical cable does not cause the problem of distance limitation between the IDU 806 and the ODU 804. Thus, the installation is not obstructed by the location of public spaces for telecommunications equipment in the building.

상기 옥내 장치(806)는 구내 통신 설비(CPE:customer premise equipment)(810)와 인터페이스하는데 사용된다. 상기 옥내 장치의 양호한 실시예는 서비스 특정 라인 카드(service specific line card)(812)를 수신하기 위한 슬롯을 구비한 섀시(chassis)를 구비한다. 상기 라인 카드(812)는 고객이 설치될 때 상기 섀시에 물리적으로 삽입된다. 상기 라인 카드(812)는 특정 원격 통신 서비스(DS-1,DS-3, ISDN, 프레임 릴레이, 이더넷, 토큰 링(tocken ring), ATM 등)를 지원하기 위해 제공된다. 상기 라인 카드(812)는, 허브 송신용 ATM으로 프로토콜을 변환하고, ATM에서 허브로부터의 송신을 위한 서비스 특정 프로토콜로 변환하기 위한 백플레인(backplane)에 접속된다. 섀시는 10-20개의 라인 카드(812)를 지원하는 것이 바람직하고, 상기 각각의 라인 카드는 CPE와의 상호접속을 위한 다중 포트를 제공할 수도 있다. 예컨대, 전형적인 DS-1 라인 카드는 카드당 4 개의 DS-1 라인(4×DS-1)의 접속을 허용한다. 라인 카드는 값이 싸기 때문에, 일단 기본적인 원격 시스템 장비가 건물의 제 위치에 배치되고 나면 고객을 상기 네트워크에 추가하기 위한 증분 비용은 매우 낮다. 일단 설치되면, 상기 라인 카드(812)에 의해 제공되는 서비스는 지역적으로 가능할 수 있고, 상기 네트워크를 통해 이동되는 중앙 동작 노드(713)(도 7 참조)에 의해 발생되는 명령에 의해 원격으로 가능하다.The indoor device 806 is used to interface with customer premise equipment (CPE) 810. A preferred embodiment of the indoor device has a chassis with a slot for receiving a service specific line card 812. The line card 812 is physically inserted into the chassis when the customer is installed. The line card 812 is provided to support specific telecommunication services (DS-1, DS-3, ISDN, frame relay, Ethernet, token ring, ATM, etc.). The line card 812 is connected to a backplane for converting a protocol to an ATM for hub transmission and for converting a protocol from ATM to a service specific protocol for transmission from the hub. The chassis preferably supports 10-20 line cards 812, each of which may provide multiple ports for interconnection with the CPE. For example, a typical DS-1 line card allows the connection of four DS-1 lines (4 x DS-1) per card. Because line cards are inexpensive, the incremental cost of adding customers to the network is very low once the basic remote system equipment is in place in the building. Once installed, the services provided by the line card 812 may be locally available, and remotely by commands generated by the central operating node 713 (see FIG. 7) being moved through the network. .

이러한 방법으로, 상기 옥내 장치는 원격 통신 서비스에 대한 요구를 효과적으로 충족시켜 준다. 대부분의 중소형의 상업 사무실 빌딩은 전술한 10-20개의 카드 섀시에 의해 지원될 수 있다. 매우 규모가 큰 건물의 경우, 두 개 이상의 IDU가 이용 가능한 서비스 인터페이스의 수를 확장시키는 "지연 체인(delay chain)"방식으로 상호 접속될 수 있고, 캠퍼스 공간 및 주 분산 프레임이 고객에게 제공하도록 배치될 수도 있는 상이한 층(floor)에 설치될 수 있다. 또한, 본 발명은 소형 사무실/가정용 사무실(SOHO:Small Office/Home Office)에 거주하는 고객에게 제공하기 위한 고정 서비스 인터페이스를 갖춘 크기가 매우 작고 저렴한 가격의 옥내 장치를 제공한다. 섀시 및 백플레인 아키텍처를 이용하기 보다는, 이들 소형의 IDU는 미리 정해진 서비스 행위를 지원하기 위해 저렴한 비용으로 제조된 완전 통합된 밀봉 장치이다. 이러한 종류의 가장자리가 낮은 IDU의 예는 64Kbps 다중 음성 라인을 위한 인터페이스 및 원격 사무실 LAN에 접속하기 위한 이더넷 포트를 제공한다.In this way, the indoor device effectively meets the needs for telecommunication services. Most small and medium commercial office buildings can be supported by the 10-20 card chassis described above. For very large buildings, two or more IDUs can be interconnected in a "delay chain" manner that expands the number of available service interfaces, and the campus space and main distributed frames are arranged to provide customers. It can be installed on different floors that may be. In addition, the present invention provides a very small and low-cost indoor device with a fixed service interface for providing customers living in a small office / home office (SOHO). Rather than using a chassis and backplane architecture, these small IDUs are low-cost, fully integrated sealing devices manufactured to support predetermined service behavior. An example of this kind of low edge IDU provides an interface for 64 Kbps multiple voice lines and an Ethernet port to connect to a remote office LAN.

7. 동작시 고려사항(Operational Considerations)7. Operational Considerations

향상된 스펙트럼 효율 및 그에 따른 대역폭의 증가이외에도, 38 GHz의 포인트-멀티 포인트 무선 기술로 중요한 동작 및 장비 가격의 절약이 달성될 수 있다. 허브 옥상의 다중 안테나를 하나 이상의 포인트-멀티 포인트 허브 안테나로 교체함으로써 동작의 복잡성이 제거되고, 설치 비용이 감소된다. 일단 허브(704)가 설치되면, 고객을 상기 네트워크에 추가하는 동작은 커버 섹션(706)내의 고객 건물에 가입자 시스템(716)을 설치하는 일이 된다. 이것은 오늘날의 38 GHz 포인트-포인트 무선 기술의 경우에서와 같이 모든 링크의 두 개의 가장자리부를 지원하는 장비를 설계하고 설치하기 위한 요건과 대비된다.In addition to improved spectral efficiency and thus increased bandwidth, significant savings in operating and equipment costs can be achieved with 38 GHz point-multi-point wireless technology. Replacing multiple antennas on the hub roof with one or more point-multi point hub antennas eliminates the complexity of operation and reduces installation costs. Once the hub 704 is installed, the act of adding the customer to the network is to install the subscriber system 716 in the customer building in the cover section 706. This contrasts with the requirement to design and install equipment that supports the two edges of all links, as in today's 38 GHz point-to-point wireless technology.

또한, 서비스 제공 및 구성 변화는 상기 네트워크를 통해 고객 건물에 위치해 있는 가입자 시스템으로 다운로드되는 한정할 수 있는 소프트웨어 서비스 속성을 통해 원격으로 관리할 수 있다. 서비스는 적절한 인가증을 소지하고 있는 기술자에 의해 중앙 네트워크 동작 센터로부터 제공, 감시, 수정 및 제어된다. 시스템 소프트웨어는 허브로부터 원격 가입자 시스템의 엔드-유저 서비스 인터페이스 카드에 서비스의 "투명한(see through)" 제공을 가능하게 해준다.In addition, service delivery and configuration changes can be managed remotely via definable software service attributes that are downloaded via the network to subscriber systems located in customer buildings. Services are provided, monitored, modified and controlled from a central network operation center by a technician with the appropriate license. The system software enables "see through" the provision of services from the hub to the end-user service interface card of the remote subscriber system.

8. 서비스(Service)8. Service

본 발명의 통신망은 무선 라인 원격 통신 기술에 의해 지원 가능한 일부 및 전체 서비스를 지원할 수 있다. 이들 서비스는 광의적으로 정의되는 두 가지의 범주의 서비스: 즉, 전통적인 원격 통신 서비스 및, 출현하는 광대역 멀티미디어 서비스를 포함한다.The communication network of the present invention may support some and all services that can be supported by wireless line telecommunication technology. These services include two broadly defined categories of services: traditional telecommunications services and emerging broadband multimedia services.

상용화를 위한 상기 전통적인 원격 통신 서비스는, (1) 음성 수준의 지역 및 장거리 서비스, (2) 음성 및 데이터를 위한 DS-1, n×DS-1 및 DS-3 속도의 포인트-포인트 전용 설비, (3) 스위칭된 56 Kbps 및 프레임 릴레이와 같은 스위칭 데이터 서비스, 및 (4) OC-3 속도 및 그 이상으로 동작으로 고 용량의 포인트-포인트 데이터 설비를 구비한다.The traditional telecommunications services for commercialization include (1) voice level local and long distance services, (2) DS-1, n × DS-1 and DS-3 rate point-to-point facilities for voice and data, (3) switching data services such as switched 56 Kbps and frame relay, and (4) high capacity point-point data facilities with operation at OC-3 speeds and above.

본 발명의 통신망에 의해 지원되는 상기 출현하는 광대역 멀티미디어 서비스는 고속 인터넷 액세스, 웹 호스팅 및 정보 서비스, 이더넷 및 토큰 링과 같은 고유한 LAN-LAN 서비스, 및 데스크톱 영상, 사업 관련 상업 비디오 프로그래밍 및 주문형 비디오 교육(원격 교육)과 같은 비디오 서비스를 포함한다. 상기 네트워크에 대한 무선 고객 액세스 링크는 실제로 소정의 데이터 전송 속도로 제공됨으로써, 그러한 서비스의 대역폭 요건을 충족시켜준다.The emerging broadband multimedia services supported by the network of the present invention include high-speed Internet access, web hosting and information services, unique LAN-LAN services such as Ethernet and token ring, and desktop video, business related commercial video programming and video on demand. Video services such as education (remote education). Wireless customer access links to the network are actually provided at a predetermined data transfer rate, thereby meeting the bandwidth requirements of such services.

거주 고객에게 재택근무 및 소규모 사무실/가정용 사무실(SOHO) 응용분야를 위한 일련의 서비가 제공된다. 이들 고객을 위한 서비스 패키지는 시내 및 장거리 전화 서비스, 정보 서비스 및 E-메일을 위한 고속 인터넷 액세스, 및 선택 가능한 비디오 프로그래밍을 포함할 수도 있다. 상기 네트워크에 대한 액세스가 거주 고객을 위해 소정의 속도로 제공될 수 있다.Residential customers are provided with a range of services for telecommuting and small office / home office (SOHO) applications. Service packages for these customers may include high speed internet access for local and long distance telephone service, information services and e-mail, and selectable video programming. Access to the network may be provided at a predetermined rate for the residential customer.

ATM 서비스 품질(QOS) 파라미터는 용법 기반 광대역 멀티미디어 데이터 서비스(usage based broadband multimedia data service)를 지원하는데 사용될 수 있다. 예컨대, 고객은 네트워크에 대해 2 메가비트의 완료 정보 속도(CIR: Committed Information Rate) 접속에 가입할 수 있다. 이러한 고객의 ATM 셀의 오버헤드는 고객이 상기 네트워크 상에서 상기 대역폭을 요구할 때 마다 실제 스루풋의 2 메가비트를 보장해 준다. 네트워크 용량의 2 메가비트(고정 무선 포인트-멀티 포인트 액세스 네트워크에서의 스펙트럼)가 상기 고객에 의해 사용되지 않는 경우, 상기 네트워크상에서의 다른 전송을 위해 이용될 수 있다.ATM Quality of Service (QOS) parameters may be used to support a usage based broadband multimedia data service. For example, a customer may subscribe to a 2 Megabit Committed Information Rate (CIR) connection to the network. The overhead of this customer's ATM cell guarantees 2 megabits of actual throughput whenever the customer requires the bandwidth on the network. If 2 megabits of network capacity (spectrum in a fixed wireless point-multi point access network) is not used by the customer, it can be used for other transmissions on the network.

ATM QOS 파라미터는 상기 네트워크상에서 가변 레벨의 스루풋을 제공하는데 사용될 수 있는데, 이것으로 인해 네트워크 오퍼레이터는 이들 레벨의 스루풋(throughput)과 동시에 발생하기 위한 프라이싱 동작(pricing)을 확립할 수 있다. 비순서적인 셀 이동시 고유한 지연을 특히 허용하지 않는 음성 서비스의 경우, 상대 고정 접속(PVC: Permanent Virtual Circuits)방식은 미리 정해진 데이터 전송 속도로 직접적인 스루풋을 보장한다. 상기 PVC는 서비스 요구가 있을 때마다 상기 네트워크의 일정한 고정 대역폭을 이용한다. 비록, 상기 셀의 재순서화와 관련이 있는 지연이 밀리초단위로 측정되더라도, 상기 PVC는 셀이 차례대로 전송되는 네트워크를 통해 엔드-엔드 경로(end-to-end path)를 효과적으로 확립함으로써 ATM 네트워크에서의 상기 문제점을 극복한다. 고정 무선 포인트-멀티 포인트 통신망에서, 대역폭은 음성 호출의 지속시간 동안 상기 가입자 시스템과 허브간의 전체 시간에 근거하여 할당된다.ATM QOS parameters can be used to provide variable levels of throughput on the network, which allows network operators to establish pricing to occur concurrently with these levels of throughput. For voice services that do not specifically tolerate inherent delays in out-of-order cell movement, Permanent Virtual Circuits (PVC) schemes guarantee direct throughput at predetermined data rates. The PVC uses a fixed fixed bandwidth of the network whenever there is a service request. Although the delay associated with the reordering of the cell is measured in milliseconds, the PVC effectively establishes an end-to-end path through the network in which the cell is transmitted in turn to the ATM network. To overcome the above problems. In fixed wireless point-to-multipoint networks, bandwidth is allocated based on the total time between the subscriber system and the hub for the duration of the voice call.

다른 ATM-기반 서비스는 보장된 데이터 스루풋에서 부터 "용량 이용 가능성"에 근거한 데이터의 이동에 이르는 계층 우선순위 방식(hierarchical priority scheme)에 따른 사용자 전송에 대역폭을 할당하는 상대방 선택 접속(SVC: Switched Virtual Circuit)기술을 이용하여 제공된다. 상기 SVC는 대부분 LAN 통신과 같은 가변 비트율(버스티) 데이터 서비스를 효과적으로 지원하고, 상기 QOS 파라미터는 상기 데이터의 중요성 및 고객에게 제공되는 서비스의 가격과 관련하여 스루풋을 관리하기 위해 배치된다.Other ATM-based services use a Switched Virtual (SVC), which allocates bandwidth to user transmissions in a hierarchical priority scheme, ranging from guaranteed data throughput to the movement of data based on "capacity availability". Circuit) technology. The SVC effectively supports variable bit rate (burst) data services, such as most LAN communications, and the QOS parameters are arranged to manage throughput in relation to the importance of the data and the price of the service provided to the customer.

본 발명의 통신망에서, 이벤트 데이터는 고객에게 제공되는 서비스의 종류에 기초하여 빌링(billing)을 위해 시스템상에 수집 및 저장된다. 데이터 서비스에 대한 빌링 작업시, 서비스가 제공된 날짜의 시각, 고객에 의해 이용된 네트워크 리소스(예, 피크 데이터 전송 속도, 유지된 데이터 전송 속도, 전송된 패킷의 수/형태), 제공된 서비스 품질, 데이터 폭주 또는 다른 네트워크 전송 오류로 인해 소실된 패킷의 수, 및 전통적인 원격 통신 서비스를 위한 빌링 알고리즘에서 일반적으로 고려되지 않는 다른 인자들을 고려할 수 있다. 음성 서비스의 경우, 빌링 데이터는 상기 네트워크에서 배치된 스위치 장비에 의해 통화 상세 기록(CDR: Call Detail Record) 포맷으로부터 수집된다.In the network of the present invention, event data is collected and stored on the system for billing based on the type of service provided to the customer. When billing for a data service, the time of day the service is provided, the network resources used by the customer (eg peak data rate, sustained data rate, number / type of packets transmitted), quality of service provided, data The number of packets lost due to congestion or other network transmission error, and other factors that are not generally considered in billing algorithms for traditional telecommunication services can be considered. In the case of voice services, billing data is collected from a call detail record (CDR) format by switch equipment deployed in the network.

본 발명의 포인트-멀티 포인트 광대역 대도시 지역 원격 통신망은 도시및 고속도로 지도를 지구 위치측정 데이터 및 지역 교통 정보와 통합한 탑재 컴퓨터 시스템를 이용하여 차량 데이터 응용분야와 같은 광범위한 미래 사업 및 개인 원격 통신 서비스를 지원할 것이다. 충돌 방지 레이더는 또 다른 차량 응용 분야이다. 또한, 포인트-멀티 포인트 통신망은 휴대용 개인 디지털 비서(PDA: personal digital assistants), 휴대용 웹 단말기 및 캠퍼스 와이드 이동 LAN을 포함하는, 무선 광대역 접속도(connectivity)를 갖는 개인용 컴퓨팅 애플리케이션의 호스트를 지원할 수 있다.The point-multi-point broadband metropolitan area telecommunications network of the present invention can support a wide range of future business and personal telecommunication services such as vehicle data applications using onboard computer systems that integrate city and highway maps with geolocation data and local traffic information. will be. Collision avoidance radars are another vehicle application. In addition, point-to-multipoint networks can support a host of personal computing applications with wireless broadband connectivity, including portable personal digital assistants (PDAs), portable web terminals, and campus wide mobile LANs. .

지금까지, 특정의 바람직한 실시예 및 그 대체 실시예와 관련하여 본 발명이 상세히 개시되고 설명되었지만, 상기 본 발명에 대한 개시는 단지 본 발명의 적용예에 불과한 것이고, 본 발명을 수행하기 위한 최상 모드로서 본 명세서에 개시된 특정 실시예에 국한되는 것은 아니다.Thus far, the present invention has been disclosed and described in detail with reference to certain preferred embodiments and alternative embodiments thereof, but the above disclosure is merely an application of the present invention, and best mode for carrying out the present invention. It is not intended to be limited to the particular embodiments disclosed herein.

또한, 하기 특허청구의 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 일탈하지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변경될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다.In addition, one of ordinary skill in the art can easily understand that the present invention can be variously modified and changed without departing from the spirit or the field of the present invention provided by the following claims. There will be.

Claims (38)

광역 통신망에 있어서,In the wide area network, 통신 백본에 의해 상호 접속되고 최소 하나의 섹터에서 유효범위를 각각 제공하는 최소 두 개의 허브 구역과;At least two hub zones interconnected by the communication backbone and each providing coverage in at least one sector; 상기 각 섹터에 대응하는 최소 두 개의 원격 구역과;At least two remote zones corresponding to each sector; 상기 최소 두 개의 원격 구역이 대응 허브 구역에 연결되도록 해주는 포인트-포인트 광대역 무선 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 광역 통신망.And a point-to-point broadband wireless system that allows the at least two remote zones to connect to a corresponding hub zone. 제 1 항에 있어서, 상기 허브 구역들중 최소 하나에 동작 가능하게 연결되는 최소 하나의 서비스 노드를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광역 통신망.10. The wide area network of claim 1, further comprising at least one service node operably connected to at least one of the hub zones. 제 2 항에 있어서, 상기 최소 하나의 서비스 노드는 인터넷 서비스 노드, 장거리 전화 서비스 노드, 시내 전화 서비스 노드, 및 비디오 서비스 노드중 최소 하나의 노드를 포함하는 것을 특징으로 하는 광역 통신망.3. The wide area network of claim 2, wherein the at least one service node comprises at least one of an internet service node, a long distance telephone service node, a local telephone service node, and a video service node. 제 1 항에 있어서, 상기 최소 두 개의 원격 구역중 최소 하나는,The method of claim 1, wherein at least one of the at least two remote zones is: 안테나에 동작 가능하게 연결되는 무선 송수신기를 구비한 옥외 장치와;An outdoor device having a wireless transceiver operatively connected to the antenna; 다수의 구내 통신 설비에 동작 가능하게 연결되는 다수의 옥내 장치와;A plurality of indoor devices operatively connected to the plurality of premises communication facilities; 상기 옥외 장치를 상기 다수의 옥내 장치에 연결하는 설비간 링크를 포함함으로써, 상기 무선 송수신기는 상기 다수의 구내 통신 설비를 지원하는 것을 특징으로 하는 광역 통신망.And an inter-facility link connecting said outdoor device to said plurality of indoor devices, wherein said wireless transceiver supports said plurality of on-premises communication facilities. 제 4 항에 있어서, 상기 다수의 구내 통신 설비중 상기 무선 장치의 통계 다중화 동작을 위한 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광역 통신망.5. The wide area network of claim 4, further comprising means for statistical multiplexing of the wireless device of the plurality of premises communication facilities. 제 4 항에 있어서, 상기 옥내 장치는,The method of claim 4, wherein the indoor device, 다수의 라인 카드를 위한 수신 수단을 구비한 섀시와;A chassis having receiving means for a plurality of line cards; 상기 섀시와 구내 통신 설비간에 서비스 특정 인터페이스를 제공하는 라인 카드를 포함하는 것을 특징으로 하는 광역 통신망.And a line card providing a service specific interface between the chassis and the premises communications facility. 제 6 항에 있어서, 상기 라인 카드는 지연 체인 구성으로 이루어진 추가 옥내 장치를 지원할 수 있는 것을 특징으로 하는 광역 통신망.7. The wide area network of claim 6, wherein the line card can support additional indoor devices in a delay chain configuration. 제 4 항에 있어서, 상기 설비간 링크는 파이버 링크인 것을 특징으로 하는 광역 통신망.5. The wide area network of claim 4, wherein the inter-facility link is a fiber link. 제 4 항에 있어서, 상기 원격 구역은 다층 주택에 배치되고, 옥내 장치는 상기 주택의 다수의 층에 설치되는 것을 특징으로 하는 광역 통신망.5. The wide area network of claim 4, wherein the remote zone is located in a multi-storey house and the indoor unit is installed in multiple floors of the house. 제 1 항에 있어서, 상기 최소 두 개의 원격 구역중 최소 하나는 구내 통신 설비에 선택된 서비스를 제공하는 통합 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 광역 통신망.2. The wide area network of claim 1, wherein at least one of the at least two remote zones comprises an integrated device that provides selected services to the premises communications facility. 제 1 항에 따른 광역 통신망에 있어서, 상기 각 허브에 위치한 상기 포인트-멀티 포인트 광대역 무선 시스템은,The wide area network according to claim 1, wherein the point-to-multipoint broadband wireless system located in each hub comprises: 제 1 선택 가능한 주파수로 동작하고 제 1 섹터에 유효범위를 제공하는 제 1 무선 장치와;A first wireless device operating at a first selectable frequency and providing an effective range for the first sector; 제 2 선택 가능한 주파수로 동작하고 상기 제 1 섹터에 거의 인접한 제 2 섹터에 유효범위를 제공하는 제 2 무선 장치와;A second wireless device operating at a second selectable frequency and providing coverage for a second sector substantially adjacent to the first sector; 상기 제 1 및 제 2 선택 가능한 주파수가 실제로 분리되어 동일-채널 간섭 현상을 최소화하도록 다수의 이용 가능한 주파수로부터 상기 제 1 선택 가능한 주파수 및 상기 제 2 선택 가능한 주파수를 선택하는 주파수 선택 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 광역 통신망.And frequency selecting means for selecting the first selectable frequency and the second selectable frequency from a plurality of available frequencies such that the first and second selectable frequencies are actually separated to minimize co-channel interference. Features wide area network. 제 11 항에 있어서, 제 3 선택 가능한 주파수로 동작하고 상기 제 1 섹터와 상기 제 2 섹터중 하나에 추가 유효범위를 제공하는 최소 하나의 제 3 무선 장치를 추가로 포함하고, 상기 주파수 선택 수단은 상기 제 1, 상기 제 2, 및 상기 제 3 선택 가능한 주파수가 실제로 상이하도록 상기 제 3 선택 가능한 주파수를 추가로 선택하는 것을 특징으로 하는 광역 통신망.12. The apparatus of claim 11, further comprising at least one third wireless device operating at a third selectable frequency and providing additional coverage to one of the first sector and the second sector, wherein the frequency selecting means Further selecting the third selectable frequency such that the first, second, and third selectable frequencies actually differ. 제 11 항에 있어서, 상기 허브 구역은 다수의 인접 및 비인접 섹터를 포함하고, 상기 주파수 선택 수단은 상기 비인접 섹터상에서 상기 이용 가능한 주파수를 재 이용하는 것을 특징으로 하는 광역 통신망.12. The wide area network of claim 11, wherein the hub zone comprises a plurality of adjacent and non-adjacent sectors, and wherein the frequency selecting means reuses the available frequencies on the non-adjacent sectors. 제 1 항에 있어서, 상기 통신 백본 및 상기 광대역 무선 시스템은 각 패킷 기반 데이터 전송 프로토콜을 지원하는 것을 특징으로 하는 광역 통신망.2. The wide area network of claim 1, wherein the communication backbone and the broadband wireless system support respective packet based data transfer protocols. 제 14 항에 있어서, 상기 패킷 기반 데이터 전송 프로토콜은 비동기 전송 모드인 것을 특징으로 하는 광역 통신망.15. The wide area network of claim 14, wherein said packet based data transfer protocol is in asynchronous transmission mode. 제 14 항에 있어서, 허브 구역 통신 백본용 상기 패킷 기반 데이터 전송 프로토콜은 비동기 전송 모드 및 동기 전송 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 광역 통신망.15. The wide area network of claim 14, wherein said packet-based data transfer protocol for a hub zone communication backbone includes an asynchronous transfer mode and a synchronous transfer mode. 제 14 항에 있어서, 상기 패킷은 서비스 품질 파라미터를 갖는 헤더부 및 페이로드부를 구비한 ATM 패킷이고, 상기 통신망은 상기 서비스 품질 파라미터에 기초한 시스템 대역폭을 할당하는 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광역 통신망.15. The system of claim 14, wherein the packet is an ATM packet having a header portion and a payload portion having a quality of service parameter, wherein the communication network further comprises means for allocating a system bandwidth based on the quality of service parameter. Wide area network. 고정 광대역 무선 지역 액세스를 제공하는 광대역 지방 대도시 지역 원격 통신망에 있어서,A broadband local metropolitan area telecommunications network providing fixed broadband wireless area access, 가입자가 거주하는 셀 섹터에 대응하는 주파수로 동작하는 가입자 무선 장치를 각각 구비하되, 최소 하나의 가입자가 다수의 관련 구내 통신 설비를 갖고 상기 구내 통신 설비와 상기 무선 장치 중에서 통계 다중화 동작을 수행하기 위한 수단을 구비하는, 다수의 가입자와;Each of the subscriber wireless devices operating at a frequency corresponding to the cell sector in which the subscriber resides, wherein at least one subscriber has a plurality of associated premises communication facilities and performs statistical multiplexing operation between the premises communication facility and the wireless device. A plurality of subscribers having means; 소넷 기반 백본에 의해 상호 접속되고, 최소 하나의 무선 장치가 셀 섹터에 대응하고, 선택 가능한 주파수로 동작하는 다수의 허브 구역 무선 장치를 구비하며, 상기 각 셀 섹터내의 다수의 가입자들 중에서 통신 대역폭을 동적으로 할당하기 위한 수단을 구비하는 다수의 허브 구역과;At least one wireless device interconnected by a sonnet-based backbone, having a plurality of hub zone wireless devices corresponding to a cell sector and operating at a selectable frequency, the communication bandwidth being among the plurality of subscribers in each cell sector A plurality of hub zones with means for dynamically allocating; 상기 백본에 연결되고, 상기 허브 구역 및 상기 백본을 통해 사기 가입자들이 액세스하는 다수의 값 가산 서비스 노드와;A plurality of value addition service nodes connected to the backbone and accessed by fraudulent subscribers through the hub zone and the backbone; 중앙 네트워크에 의해 상기 각 허브 구역에 접속되고 상기 허브 구역의 원격 제어 및 상기 서비스 노드에 대한 상기 가입자 액세스의 원격 제어를 제공하는 중앙 동작 노드를 포함하는 것을 특징으로 하는 광대역 지방 대도시 지역 원격 통신망.A central operating node connected to each hub zone by a central network and providing remote control of the hub zone and remote control of the subscriber access to the service node. 제 18항에 있어서, 상기 다수의 값 가산 서비스 노드는 인터넷 서비스 노드, 장거리 전화 서비스 노드, 시내 전화 서비스 노드, 및 비디오 서비스 노드중 최소 하나의 노드를 포함하는 것을 특징으로 하는 광대역 지방 대도시 지역 원격 통신망.19. The broadband local metropolitan area telecommunications network of claim 18, wherein the plurality of value addition service nodes comprises at least one of an internet service node, a long distance telephone service node, a local telephone service node, and a video service node. . 제 18 항에 있어서, 상기 다수의 가입자중 최소 하나는,19. The method of claim 18, wherein at least one of the plurality of subscribers is: 안테나에 동작 가능하게 연결되는 무선 송수신기를 구비한 옥외 장치와;An outdoor device having a wireless transceiver operatively connected to the antenna; 다수의 구내 통신 설비에 동작 가능하게 연결되는 다수의 옥내 장치와;A plurality of indoor devices operatively connected to the plurality of premises communication facilities; 상기 옥외 장치를 상기 다수의 옥내 장치에 연결하는 설비간 링크를 포함함으로써, 상기 가입자 무선 장치는 상기 다수의 구내 통신 설비를 지원하는 것을 특징으로 하는 광대역 지방 대도시 지역 원격 통신망.And an inter-facility link connecting said outdoor device to said plurality of indoor devices, wherein said subscriber wireless device supports said plurality of on-premises communication facilities. 제 20 항에 있어서, 상기 옥내 장치는,The method of claim 20, wherein the indoor device, 다수의 라인 카드를 위한 수신 수단을 구비한 섀시와;A chassis having receiving means for a plurality of line cards; 상기 섀시와 구내 통신 설비간에 서비스 특정 인터페이스를 제공하는 라인 카드를 포함하는 것을 특징으로 하는 광대역 지방 대도시 지역 원격 통신망.And a line card providing a service specific interface between the chassis and the premises communications facility. 제 21 항에 있어서, 상기 설비간 링크는 파이버 링크인 것을 특징으로 하는 광대역 지방 대도시 지역 원격 통신망.22. The wide area metropolitan area telecommunications network of claim 21, wherein the inter-facility link is a fiber link. 제 20 항에 있어서, 상기 최소 한 명의 가입자는 다층 주택에 위치하고, 상기 다수의 옥내 장치중 최소 하나는 상기 주택의 다수의 층에 설치되는 것을 특징으로 하는 광대역 지방 대도시 지역 원격 통신망.21. The telecommunications network of claim 20, wherein the at least one subscriber is located in a multi-storey house and at least one of the plurality of indoor devices is installed in multiple floors of the house. 제 18 항에 있어서, 상기 가입자들중 최소 한 명은 구내 통신 설비에 선택된 서비스를 제공하는 통합 가입자 장치인 것을 특징으로 하는 광대역 지방 대도시 지역 원격 통신망.19. The broadband local metropolitan area telecommunications network of claim 18, wherein at least one of the subscribers is an integrated subscriber device that provides selected services to the premises communications facility. 제 18항에 따른 광대역 지방 대도시 지역 원격 통신망에 있어서, 상기 각 허브에 위치한 상기 다수의 허브 무선 장치는,19. The broadband local metropolitan area telecommunications network of claim 18, wherein the plurality of hub radios located in each hub, 제 1 선택 가능한 주파수로 동작하고 제 1 섹터에 유효범위를 제공하는 제 1 섹터 무선 장치와;A first sector wireless device operating at a first selectable frequency and providing an effective range for the first sector; 제 2 선택 가능한 주파수로 동작하고 상기 제 1 섹터에 거의 인접한 제 2 섹터에 유효범위를 제공하는 제 2 섹터 무선 장치와;A second sector wireless device operating at a second selectable frequency and providing coverage to a second sector substantially adjacent to the first sector; 상기 제 1 및 제 2 선택 가능한 주파수가 실제로 분리되어 동일-채널 간섭 현상을 최소화하도록 다수의 이용 가능한 주파수로부터 상기 제 1 선택 가능한 주파수 및 상기 제 2 선택 가능한 주파수를 선택하는 주파수 선택 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 광대역 지방 대도시 지역 원격 통신망.And frequency selecting means for selecting the first selectable frequency and the second selectable frequency from a plurality of available frequencies such that the first and second selectable frequencies are actually separated to minimize co-channel interference. Features a broadband provincial metro area telecommunication network. 제 25 항에 있어서, 상기 다수의 허브 무선 장치는, 제 3 선택 가능한 주파수로 동작하고 상기 제 1 섹터와 제 2 섹터중 한 섹터에 유효범위를 추가로 제공하는 최소 하나의 제 3 섹터 무선 장치를 추가로 포함하고, 상기 주파수 선택 수단은 상기 제 1, 상기 제 2, 및 상기 제 3 선택 가능한 주파수가 실제로 상이하도록 상기 제 3 선택 가능한 주파수를 추가로 선택하는 것을 특징으로 하는 광대역 지방 대도시 지역 원격 통신망.27. The wireless device of claim 25, wherein the plurality of hub radios comprises at least one third sector radio device operating at a third selectable frequency and further providing coverage to one of the first and second sectors. And wherein said frequency selecting means further selects said third selectable frequency such that said first, said second, and said third selectable frequencies are actually different. . 제 25 항에 있어서, 상기 허브 구역은 다수의 인접 및 비인접 섹터를 커버하고, 상기 주파수 선택 수단은 상기 비인접 섹터 상에서 상기 이용 가능한 주파수를 재 이용하는 것을 특징으로 하는 광대역 지방 대도시 지역 원격 통신망.27. The wide area metropolitan area telecommunications network of claim 25, wherein the hub zone covers a plurality of adjacent and non-adjacent sectors, and the frequency selecting means reuses the available frequencies on the non-adjacent sectors. 제 18 항에 있어서, 상기 백본, 상기 가입자 무선 장치 및 상기 허브 무선 장치는 각각 패킷 기반 데이터 전송 프로토콜을 지원하는 것을 특징으로 하는 광대역 지방 대도시 지역 원격 통신망.19. The wide area metropolitan area telecommunications network of claim 18, wherein the backbone, the subscriber radio and the hub radio each support a packet based data transfer protocol. 제 28 항에 있어서, 상기 패킷 기반 데이터 전송 프로토콜은 비동기 전송 모드인 것을 특징으로 하는 광대역 지방 대도시 지역 원격 통신망.29. The wide area metropolitan area telecommunications network of claim 28, wherein the packet-based data transfer protocol is in asynchronous transmission mode. 제 28 항에 있어서, 백본 통신 허브용 상기 패킷 기반 데이터 전송 프로토콜은 비동기 전송 모드 및 동기 전송 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 광대역 지방 대도시 지역 원격 통신망.29. The wide area metropolitan area telecommunications network of claim 28, wherein the packet-based data transfer protocol for a backbone communication hub includes an asynchronous transmission mode and a synchronous transmission mode. 제 18 항에 있어서, 상기 가입자 무선 장치 및 상기 허브 무선 장치는 고 차원 변조 기술을 이용하여 주파수 채널상에서 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 광대역 지방 대도시 지역 원격 통신망.19. The wide area metropolitan area telecommunications network of claim 18, wherein the subscriber radio and the hub radio transmit data on a frequency channel using high dimensional modulation techniques. 제 31 항에 있어서, 상기 고 차원 변조 기술은 16 QAM 및 64 QAM중 하나인 것을 특징으로 하는 광대역 지방 대도시 지역 원격 통신망.32. The wide area metropolitan area telecommunications network of claim 31, wherein the high dimensional modulation technique is one of 16 QAM and 64 QAM. 제 29 항에 있어서, 상기 중앙 동작 노드는 상기 가입자에 관한 패킷 품질 및 패킷 부피 데이터를 수집하기 위한 수단을 구비하고, 상기 데이터는 빌링 시스템에 제공되는 것을 특징으로 하는 광대역 지방 대도시 지역 원격 통신망.30. The wide area metropolitan area telecommunications network of claim 29, wherein the central operating node comprises means for collecting packet quality and packet volume data about the subscriber, the data being provided to a billing system. 광대역 원격 통신망 아키텍처에 있어서,In a broadband telecommunications architecture, 광대역 무선 통신을 제 1 지역에 있는 제 1 다수의 가입자에게 제공하는 제 1 허브 구역과;A first hub zone providing broadband wireless communication to a first plurality of subscribers in a first region; 광대역 무선 통신을 제 2 지역에 있는 제 2 다수의 가입자에게 제공하는 제 2 허브 구역과;A second hub zone providing broadband wireless communication to a second plurality of subscribers in a second region; 상기 제 1 허브 구역과 상기 제 2 허브 구역을 상호 연결함으로써, 상기 제 1 지역에 있는 상기 제 1 다수의 가입자와 상기 제 2 지역에 있는 상기 제 2 다수의 가입자 간에 통신이 가능하도록 하는, 통신 백본을 포함하는 것을 특징으로 하는 광대역 원격 통신망 아키텍처.A communication backbone interconnecting the first hub zone and the second hub zone to enable communication between the first plurality of subscribers in the first zone and the second plurality of subscribers in the second zone. Broadband telecommunications network architecture comprising a. 제 34 항에 있어서, 상기 광대역 무선 통신은 포인트-포인트 통신 링크를 포함하는 것을 특징으로 하는 광대역 원격 통신망 아키텍처.35. The wideband telecommunications architecture of claim 34, wherein the wideband wireless communication comprises a point-point communication link. 제 34 항에 있어서, 상기 광대역 무선 통신은 포인트-멀티 포인트 통신 링크를 포함하는 것을 특징으로 하는 광대역원격 통신망 아키텍처.35. The wideband remote network architecture of claim 34, wherein the wideband wireless communication comprises a point-multi point communication link. 제 34 항에 있어서, 상기 백본에 접속되고, 상기 허브 구역을 통해 상기 가입자가 액세스하는 다수의 값 가산 서비스 노드를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광대역 원격 통신망 아키텍처.35. The wideband telecommunications network architecture of claim 34, further comprising a plurality of value addition service nodes connected to the backbone and accessed by the subscriber through the hub zone. 다수의 고객을 갖고 주파수 채널에서 동작하는 허브와 다수의 가입자간의 포인트-멀티 포인트 시스템에서 효과적인 대역폭을 얻는 방법에 있어서,In a method for obtaining effective bandwidth in a point-to-multipoint system between a hub with multiple customers and a plurality of subscribers operating on a frequency channel, 상기 다수의 가입자들 중에서 대역폭을 동적으로 할당하는 단계와;Dynamically allocating a bandwidth among the plurality of subscribers; 고 차원 변조 기술을 이용하여 상기 주파수 채널에서 통신하는 단계와;Communicating on the frequency channel using a high dimensional modulation technique; 상기 가입자 측에서 상기 다수의 고객의 통계 다중화 기술을 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Using at the subscriber side a statistical multiplexing technique of the plurality of customers.
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