KR20020087317A - 양방향 데이터 전송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 댁내에 포설된 전화 선로를 이용하여 음성신호와 고주파 대역의 데이터 신호를 댁내로 하향 전송하고 댁내로부터 전송된 음성신호와 데이터 신호를 상향전송하는 양방향 데이터 전송장치에 관한 것으로, 고속 고주파 데이터 신호와 음성신호를 혼합하여 구내선로인 2선의 전화선을 통하여 상대측 데이터 전송장치로 전송하고, 상기 전화선을 통하여 상대측 데이터 전송장치로부터 수신되는 음성신호와 고속 고주파 데이터신호를 분리 출력하는 신호 혼합 및 분리부와; 상기 신호 혼합 및 분리부에서 출력되는 고속 고주파 데이터신호의 감쇠레벨을 복원하고 이를 디지털신호로 변환하여 후처리부로 출력하는 수신신호 복원 및 디지털 변환부와; 입력 제어신호에 따라 상기 고주파 데이터신호의 감쇠레벨 복원정도를 조절하기 위한 이득조절신호를 출력하는 자동 이득 제어부와; 상기 후처리부로부터 입력되는 고속 고주파 데이터신호의 전압레벨을 증폭하여 상기 신호 혼합 및 분리부로 출력하는 입력 데이터 신호 증폭부와; 상기 고주파 데이터신호의 복원 및 입력 데이터 신호의 증폭을 위한 기준전위를 제공하는 기준전위 발생부;를 포함함을 특징으로 한다.

Description

양방향 데이터 전송장치{A BIDIRECTIONAL DATA TRANSMISSION APPARATUS}

본 발명은 양방향 데이터 전송장치에 관한 것으로, 특히 댁내에 포설된 전화 선로를 이용하여 음성신호와 고주파 대역의 데이터 신호를 댁내로 하향 전송하고 댁내로부터 전송된 음성신호와 데이터 신호를 상향전송하는 양방향 데이터 전송장치에 관한 것이다.

인터넷 서비스는 다양한 정보 수집 및 정보 전달 매체로서 그 이용이 일반화되어 가고 있다. 이와 같은 인터넷 서비스를 이용하기 위해서는 정보통신 단말기를 인터넷 망에 접속시켜야 한다.

고속 인터넷 서비스를 지원하기 위한 방법으로서 직접 스위칭 허브로부터 랜 케이블을 통해 가입자까지 연결하는 방법이 있으나, 이는 수용할 수 있는 가입자의수 및 거리에 제한이 있을 뿐만 아니라 새롭게 가입자망을 가설해야 하는 단점이 있다.

또 다른 방법으로 본원 출원인에 의해 대한민국 특허청에 선출원된 "랜 데이터 원거리 전송장치"가 있다. 이러한 "랜 데이터 원거리 전송장치"에서는 가입자망에 가설된 4선식 전화선을 이용하여 이더넷(ethernet)신호와 음성신호를 원거리까지 왜곡없이 전송하는 방법을 채택하고 있다.

그러나 가입자망에 가설된 4선식 전화선을 이용하는 경우에는 다음과 같은 문제가 발생하게 된다.

우선 4선식 전화선을 이용하므로 가입자망을 구성하는 메인 분배 프레임(Main Distribution Frame:MDF라 함)과 댁내 사이의 회선활용도가 저하되는 단점이 있다.

또한 가입자망을 메인 분배 프레임(MDF)에 위치하는 데이터 전송장치와 연결시켜 주기 위해서는 회선 확인을 하여야 하는데, 이때 연결시켜야 하는 회선이 4선이기 때문에 회선확인 작업이 번거로우며 작업시간 역시 장기화되는 문제점이 있다. 그리고 설치 시간이 증대되는 만큼 비용이 상승되는 결과를 초래하게 된다.

그리고 송수신을 위해 2선씩 분리되어 있기 때문에 선간 간섭이 심하며, 회선 품질에 민감한 단점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 가입자망을 구성하는 메인 분배 프레임(MDF)과 댁내 사이에서 2선의 전화선만으로도 고속 고주파 데이터 신호와 음성신호를 양방향전송할 수 있는 양방향 데이터 전송장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전화선을 이용하여 음성신호와 고속 고주파 데이터 신호 전송 서비스를 제공하기 위한 시스템 구축이 용이한 양방향 데이터 전송장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전화선을 이용하여 가입자에게 음성신호와 고속 고주파 데이터 신호를 전송하는 경우 선간 간섭을 최소화할 수 있는 양방향 데이터 전송장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 양방향 데이터 전송장치를 포함하는 근거리 데이터 전송망 구성도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 양방향 데이터 전송장치의 블록구성도.

도 3은 도 2에 도시된 양방향 데이터 전송장치의 상세 회로도.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 양방향 데이터 전송장치는;

고속 고주파 데이터 신호와 음성신호를 혼합하여 구내선로인 2선의 전화선을 통하여 상대측 데이터 전송장치로 전송하고, 상기 전화선을 통하여 상대측 데이터 전송장치로부터 수신되는 음성신호와 고속 고주파 데이터신호를 분리 출력하는 신호 혼합 및 분리부와;

상기 신호 혼합 및 분리부에서 출력되는 고속 고주파 데이터신호의 감쇠레벨을 복원하고 이를 디지털신호로 변환하여 후처리부로 출력하는 수신신호 복원 및 디지털 변환부와;

입력 제어신호에 따라 상기 고주파 데이터신호의 감쇠레벨 복원정도를 조절하기 위한 이득조절신호를 출력하는 자동 이득 제어부와;

상기 후처리부로부터 입력되는 고속 고주파 데이터신호의 전압레벨을 증폭하여 상기 신호 혼합 및 분리부로 출력하는 입력 데이터 신호 증폭부와;

상기 고주파 데이터신호의 복원 및 입력 데이터 신호의 증폭을 위한 기준전위를 제공하는 기준전위 발생부;를 포함함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

우선 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 양방향 데이터 전송장치를 포함하는 근거리 데이터 전송망 구성도를 도시한 것으로, 보다 구체적으로는 아파트 지역을 대상으로 하는 근거리 데이터 전송망의 MDF(Main Distribution Frame)(100)의 시스템과 아파트 입주자인 하나의 댁내 시스템(200)의 연결관계를 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 우선 가입자망을 구성하는 MDF(100)는 인터넷망과 국선라인에 접속되어 있다. 즉, 인터넷망을 통해 전송되는 고속 고주파 데이터 신호(10Mbps 속도의 이더넷 신호)는 DSU/CSU 및 라우터(Router), 그리고 스위칭 허브(HUB)를 통해 본 발명의 실시예에 따른 양방향 데이터 전송장치(110)로 전송되고, 국선라인을 통해 전송되는 음성신호는 국선 인입 음성 선로 단자반을 통해 본 발명의 실시예에 따른 양방향 데이터 전송장치(110)로 전송된다.

상기 양방향 데이터 전송장치(110)는 인터넷망과 국선라인을 통해 각각 전송되는 고속 고주파 데이터신호와 음성신호를 혼합하여 구내선로 단자반을 통해 2선의 구내선로로 전송하면, 댁내에 설치된 본 발명의 실시예에 따른 양방향 데이터전송장치(210)는 벽면의 전화단자를 통해 전송되는 음성신호와 고속 고주파 데이터신호를 분리하여 각각 전화기와 컴퓨터 시스템으로 전송하여 주는 역할을 수행한다.

반대로 댁내(200)에 설치된 양방향 데이터 전송장치(210)는 컴퓨터 시스템과 전화기 각각으로부터 전송되는 고속(4Mbps)의 고주파 데이터 신호와 음성신호(4Khz)를 혼합하여 2선의 구내선로를 통하여 MDF(100)로 전송하면, MDF(100)에 위치하는 양방향 데이터 전송장치(110)는 이를 각각 음성신호와 고속의 고주파 데이터 신호로 분리하여 국선라인과 스위칭 허브를 통해 인터넷망으로 전송한다.

이와 같이 MDF(100)와 댁내(200)에 위치하는 양방향 데이터 전송장치(110,210)는 하나의 쌍을 이루어 데이터신호를 전송한다. MDF(100)내에는 댁내(200)에 위치하는 양방향 데이터 전송장치(210)와 데이터를 송수신하는 다수의 데이터 전송장치(110)가 하나의 패키지를 이루어 시스템 랙에 실장되어 있는 구조를 가진다.

이하 MDF(100)와 댁내(200)에 위치하는 양방향 데이터 전송장치(110,210)의 구성을 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 양방향 데이터 전송장치의 블록구성도를 도시한 것으로, MDF(100)와 댁내(200)에 위치하는 양방향 데이터 전송장치 모두는 도 2에 도시한 바와 같은 구성을 갖는다. 본 발명의 실시예에서는 MDF(100)에 위치하는 데이터 전송장치를 일예로 들어 설명하기로 한다. 그리고 도 3은 도 2에 도시된양방향 데이터 전송장치의 상세 회로도를 도시한 것이다.

우선 도 2를 참조하면, 신호 혼합 및 분리부(111)는 입력 데이터 신호 증폭부(119)를 통해 입력되는 고속 고주파 데이터 신호 (이더넷신호)와 국선라인을 통해 입력되는 음성신호를 혼합하여 구내선로인 2선의 전화선을 통하여 댁내(200)에 위치하는 데이터 전송장치(210)로 전송하고, 상기 전화선을 통하여 댁내(200)에 위치하는 데이터 전송장치(210)로부터 수신되는 음성신호와 고속 고주파 데이터신호를 분리하여 출력한다.

이러한 신호 혼합 및 분리부(111)는 도 3에 도시한 바와 같이 국선 접속단자(RJ-11)(댁내에 설치된 데이터 전송장치의 경우에는 전화기 접속단자에 해당함) 선로에 접속되어 음성신호만을 상기 구내선로 혹은 구내선로로부터 전화기 접속단자(RJ-11)로 통과시키는 로우 패스 필터(L2,L3)와, 상기 로우 패스 필터(L2,L3)와 병렬접속되어 고속 고주파 데이터 신호만을 출력하는 하이 패스 필터(C9∼C12, L1)와, 상기 하이 패스 필터(C9∼C12, L1)와 상기 입력 데이터 신호 증폭부(119) 및 수신신호 복원 및 디지털 변환부(113) 각각의 사이에 대역 필터용 트랜스(T1), 그리고 구내선로 접속단자(RJ-11) 사이에 접속되어 있는 과전압 보호용 SG1을 구비하고 있다.

한편 수신신호 복원 및 디지털 변환부(113)는 상기 신호 혼합 및 분리부(111)에서 출력되는 고속 고주파 데이터신호의 감쇠레벨을 복원하고 이를 디지털신호로 변환하여 후처리부로 출력한다. 이러한 후처리부는 댁내(100)에서 전송된 4Mbps속도의 데이터 신호를 10Mbps의 속도를 가지는 데이터 신호로 변환하는ASIC에 해당한다. 즉, 상기 수신신호 복원 및 디지털 변환부(113)는 선로상의 거리에 따라 신호의 감쇠율이 다르기 때문에 이를 자동이득제어를 수행하여 증폭율을 조정함으로서 감쇠레벨을 복원한다. 이러한 수신신호 복원 및 디지털 변환부(113)는 도 3에 도시한 바와 같이 상기 대역 필터용 트랜스(T1) 출력단에 각각 접속되어 선로상의 노이즈 성분을 제거하기 위한 커패시터들(C1,C3,C4)과, 상기 트랜스(T1) 출력단에 접속되어 있는 선로 저항들(R19,R20)과, 상기 선로 저항(R19,R20) 각각의 일측과 접속되어 자동 이득 제어부(117)로부터 출력되는 이득조절신호에 따라 상기 고속 고주파 데이터신호의 증폭정도를 가변시키는 증폭기(114)와, 상기 증폭기(114) 출력단에 접속되어 아날로그 고주파 데이터신호를 디지털신호로 변환 출력하는 변환부(116)를 포함한다. 도 3에서 R13은 종단저항으로서 임피던스 정합을 수행하며 신호의 왜곡을 방지하여 주는 역할을 수행한다. 그리고 수신신호 복원 및 디지털 변환부(113)에서는 R11,R12,R14,R15,C5,C6를 사용하여 수신되어지는 신호의 디지털 기준 전위를 제공하여 준다. 도 3에서 RX_PD, RX_ND는 수신신호 출력단자를 나타낸 것으로, 이때의 수신신호는 댁내(200)의 데이터 전송장치로부터 수신되는 신호를 나타낸 것이다. 따라서 도 3에 표기된 TX_PD, TX_ND는 송신신호 입력단자가 되며, 이 단자를 통해 댁내(200)로 송신하기 위한 고주파 데이터 신호가 입력된다.

자동 이득 제어부(117)는 입력 제어신호에 따라 상기 고주파 데이터신호의 감쇠레벨 복원정도를 조절하기 위한 이득조절신호를 출력한다. 상기 입력 제어신호(RxGain0∼RxGain2,RxSHDN)는 수신신호 복원 및 디지털 변환부(113)로부터출력되는 신호 레벨를 모니터링하여 그 감쇠레벨을 복원하기 위해 출력되는 디지털 신호로서 상기 언급한 후처리부(도시하지 않았음)로부터 출력된다. 이러한 제어신호 각각은 도 3에 도시한 바와 같이 신호 반전용 트랜지스터(Q1∼Q4)의 베이스에 인가됨으로서, 저항들(R1과 R2, R3와 R4, R5와 R6, R7과 R8)에 의해 분압된 동작전원(Vcc)이 이득조절신호로서 상기 증폭기(114)로 입력되어 가변저항기(VR1)의 저항치를 가변시킴으로서 증폭율이 조정된다.

한편 기준전위 발생부(115)는 고주파 데이터 신호의 복원 및 입력 데이터 신호의 증폭을 위해 4.5V 기준전위를 제공한다. 이러한 기준전위 발생부(115)는 도 3에 도시한 바와 같이 분압용 저항(R22,R23)과 커패시터(C13) 및 증폭기(U4)로 구성되어 있다.

마지막으로 입력 데이터 신호 증폭부(119)는 상기 후처리부(댁내에 위치하는 데이터 전송장치의 경우에는 컴퓨터 시스템)로부터 입력되는 고속 고주파 데이터신호의 전압레벨을 증폭하여 상기 신호 혼합 및 분리부(111)로 출력한다. 이와 같이 전압레벨을 증폭하는 이유는 데이터 신호를 원거리까지 전송하기 위함이다. 이러한 입력 데이터 신호 증폭부(119) 역시 도 3에 도시한 바와 같이 선로저항(R27,R30)을 포함하며, 증폭율 조정을 위한 저항들(R24, R25, R32, R33)과 증폭기들(U3)을 구비한다.

이하 MDF(100)에 위치하는 양방향 데이터 전송장치의 동작을 설명하면, 우선 스위칭 허브를 통해 입력된 고속 고주파 데이터 신호는 데이터 전송장치(110)의 입력 데이터 신호 증폭부(119)에서 전압레벨 증폭된후 신호 혼합 및 분리부(111)로입력된다. 이러한 고주파 데이터 신호는 대역 필터용 트랜스(T1)와 하이 패스 필터(C9∼C12, L1)를 경유하여 국선라인으로부터 입력되는 4KHz의 음성신호와 혼합되어 2선의 구내선로를 통하여 댁내(200)에 위치하는 데이터 전송장치(210)로 전송된다.

그러면 댁내(200)에 위치하는 데이터 전송장치(210)의 신호 혼합 및 분리부(111)에서는 4KHz의 음성신호만이 로우 패스 필터(L2,L3)를 통해 전화기 접속단자(RJ-11)를 통해 출력되는가 하면, 고주파 데이터 신호만이 하이 패스 필터((C9∼C12, L1) 및 트랜스(T1)를 통해 수신신호 복원 및 디지털 변환부(113)로 입력된다. 이에 수신신호 복원 및 디지털 변환부(113)에서는 원 신호보다 감쇠되어진 고주파 데이터 신호를 증폭기(114)를 이용하여 감쇠레벨 복원한후, 디지털 변환부(116)를 통해 상기 증폭된 아날로그 데이터 신호를 디지털 데이터로 변환하여 컴퓨터 시스템으로 출력함으로서, 댁내에서는 컴퓨터 시스템을 통하여 고속 데이터 송수신이 가능함은 물론, 전화기를 통해 상대방과 통화 수행할 수 있게 되는 것이다.

반대로 댁내(200)에 위치하는 데이터 전송장치(210)로부터 음성신호와 고속의 고주파 데이터 신호가 혼합되어 구내선로를 통하여 MDF(100)내에 위치하는 데이터 전송장치(110)로 전송되면, 신호 혼합 및 분리부(111)에서는 음성신호와 고주파 데이터 신호가 분리되어 각각 국선과 수신신호 복원 및 디지털 변환부(113)로 출력된다. 그리고 수신신호 복원 및 디지털 변환부(113)에 입력된 데이터 신호는 원 신호레벨로 복원된후 디지털 데이터로 가변되어 후처리부로 전송됨으로서 인터넷망을통해 지정된 서버로 전송되게 되는 것이다.

따라서 본 발명의 실시예에 따른 데이터 전송 장치는 MDF(100)와 댁내(200)에 각각 위치하여 2선식 전화선을 통해 음성신호와 데이터 신호를 양방향으로 전송할 수 있게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 가입자망을 구성하는 메인 분배 프레임(MDF)과 댁내 사이에서 2선의 전화선만으로도 고속 고주파 데이터 신호와 음성신호를 양방향 전송할 수 있기 때문에, 가입자망내의 4선식 전화선의 회선 활용도를 높일 수 있는 이점이 있으며, 시스템 구축시 회선 확인이 용이하며 설치작업이 간단하기 때문에 시스템 설치를 위한 시간절약 및 그에 따른 비용절감효과를 얻을 수 있다.

또한 본 발명은 2선만으로 데이터 송수신이 가능하므로 종전의 데이터 전송장치에 비하여 선간 간섭을 최소화할 수 있는 이점이 있다.

한편 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

1. 양방향 데이터 전송장치에 있어서,

   고속 고주파 데이터 신호와 음성신호를 혼합하여 구내선로인 2선의 전화선을 통하여 상대측 데이터 전송장치로 전송하고, 상기 전화선을 통하여 상대측 데이터 전송장치로부터 수신되는 음성신호와 고속 고주파 데이터신호를 분리 출력하는 신호 혼합 및 분리부와;

   상기 신호 혼합 및 분리부에서 출력되는 고속 고주파 데이터신호의 감쇠레벨을 복원하고 이를 디지털신호로 변환하여 후처리부로 출력하는 수신신호 복원 및 디지털 변환부와;

   입력 제어신호에 따라 상기 고주파 데이터신호의 감쇠레벨 복원정도를 조절하기 위한 이득조절신호를 출력하는 자동 이득 제어부와;

   상기 후처리부로부터 입력되는 고속 고주파 데이터신호의 전압레벨을 증폭하여 상기 신호 혼합 및 분리부로 출력하는 입력 데이터 신호 증폭부와;

   상기 고주파 데이터신호의 복원 및 입력 데이터 신호의 증폭을 위한 기준전위를 제공하는 기준전위 발생부;를 포함함을 특징으로 하는 양방향 데이터 전송장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 양방향 데이터 전송장치는 설치장소에 따라 전화기와 컴퓨터 시스템, 그리고 국선과 인터넷망에 각각 접속되어 한 쌍을 이룸을 특징으로 하는 양방향 데이터 전송장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 신호 혼합 및 분리부는;

   국선 혹은 전화기 접속단자 선로에 접속되어 음성신호만을 상기 구내선로 혹은 전화기 접속단자로 통과시키는 로우 패스 필터와;

   상기 로우 패스 필터와 병렬 접속되어 고속 고주파 데이터 신호만을 출력하는 하이 패스 필터와;

   상기 하이 패스 필터와 상기 입력 데이터 신호 증폭부 및 상기 수신신호 복원 및 디지털 변환부 각각의 사이에 대역 필터용 트랜스를 구비함을 특징으로 하는 양방향 데이터 전송장치.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 수신신호 복원 및 디지털 변환부는;

   상기 대역 필터용 트랜스 출력단에 각각 접속되어 선로상의 노이즈 성분을 제거하기 위한 커패시터들과;

   상기 트랜스 출력단에 접속되어 있는 선로 저항들과;

   상기 선로 저항 각각의 일측과 접속되어 상기 자동 이득 제어부로부터 출력되는 이득조절신호에 따라 상기 고속 고주파 데이터신호의 증폭정도를 가변시키는 증폭기와;

   상기 증폭기 출력단에 접속되어 아날로그 고주파 데이터신호를 디지털신호로 변환 출력하는 변환부를 포함함을 특징으로 하는 양방향 데이터 전송장치.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 자동 이득 제어부는;

   베이스단으로 각각 인가되는 상기 입력제어신호의 레벨에 따라 분압된 동작전원(Vcc)을 이득조절신호로서 상기 증폭기로 출력하는 다수의 신호반전용 트랜지스터를 포함함을 특징으로 하는 양방향 데이터 전송장치.