전송거리 확장을 위한 기가비트 이더넷 스위치{Gigabit Ethernet Switch lengthening the distance of electrical transmission}
본 고안은 기가비트 이더넷 스위치에 관한 것으로서 보다 상세하게는 트랜시버와 커넥터 사이에 증폭부와 필터부를 구비함으로써, 전송거리를 보다 확장할 수 있도록 하는 기가비트 이더넷 스위치에 관한 것이다.현재 근거리 통신망(LAN)이 빌딩, 공장, 캠퍼스 등의 일정구역 내에 분산된 컴퓨터 및 주변장치와 컴퓨터 관련기기 등을 통신망으로 구축할 수 있으며 반도체 기술의 발전, 사무 자동화 및 LAN 표준화가 정립됨으로써 더욱 많은 발전이 이루어지고 있다.현재 상기 근거리 통신망으로서는 IEEE 802.3으로 규정되어 있는 통신 미디어인 이더넷이 가장 널리 사용되고 있다. 상기 이더넷은 전송속도 및 전송매체에 따라 10BASE-T, 10BASE-F 등의 이더넷, 100BASE-T, 100BASE-TX 등의 고속 이더넷등이 있으며, 근래에는 1000BASE-X, 1000BASE-LX, 1000BASE-T 등의 기가비트 이더넷까지 개발되어 있다.기가비트 이더넷 스위치는 IEEE 802.3z와 IEEE 802.3.ab 등 워킹그룹의 지원을 받고 있는 기술로서 초당 데이터의 전송속도가 최대 1Gbps를 구현하는 네트워크 기술이다.1Gbps 급의 속도를 지원하는 랜/스위치는 실시간 멀티미디어 트래픽의 증가와 랜/스위치간을 연결하는 백본망의 고속화에 의해서 필요성이 증대되고 있는 기술이다.기가비트 이더넷 스위치는 물리 계층의 매체로는 광섬유를 지원하며, 또한 각 매치의 엔코딩/디코딩 부분과 MAC(Media Access Control), GMI(Gigabit Media Independent Interface)로 구성되어 있다.도 1은 기가비트 이더넷 스위치의 물리계층 및 데이터 링크계층의 규격을 도시한 것이다. 이더넷의 계층 모델은 OSI(Open System Interconnection) 참고모델이 채택한 계층화 개념을 이용하고 있으나, 계층 모델의 대상을 OSI 참조 모델이 대상으로 삼는 7계층 중 하위 2계층(데이터 링크 계층, 물리계층(16))만을 대상으로 삼고 있으며, 그 상위계층들은 OSI 7계층 모델의 개념을 이어받도록 하였다. 이더넷의 물리계층(16)(PHY)은 매체를 통한 신호 전달의 역할을 수행하며, 또한 시그널링, 인코딩 및 매체를 다루는 기능을 수행한다.데이터 링크 계층은 논리 링크 제어(LLC)와 매체 액세스 제어(MAC)의 두 계층으로 이루어져 있다. LLC 계층은 각 매체 액세스법에 공통적으로 적용되는 데이터 링크 제어 서비스로서 데이터 전송을 행하는 것이 목적이며, MAC 계층은 LLC 계층과 물리계층(16) 사이의 인터페이스 역할을 수행하며 논리적인 기능과 물리적인 기능을 연결한다.도 2는 광채널을 이용한 기가비트 이더넷 스위치의 구성 블록도를 도시한 것이다.1000Base-X는 기가비트 이더넷 스위치의 물리 계층에 존재하는 많은 부분에 광섬유 채널의 사용을 채용하고 있다. 물리 계층의 종류나 커넥터 형상 등 케이블에 관한 사양이나 물리매체에 의존하는 트랜시버의 사양, 엔코더/디코더 방식 등 광섬유 채널 기술을 거의 그대로 사용하고 있다.그러나, 광섬유는 높은 전송속도 및 전송거리를 제공할 수 있으나 고가라는 문제점이 있다.도 3은 이러한 광케이블 설치의 단점을 보완한 UTP 케이블을 이용한 기가비트 이더넷 스위치의 구성 블록도이다. 여기서 기존의 GBIC(Gigabit Interface Connector) 부분에 RJ-45 Port를 부착하고, 물리계층(16) 및 트랜시버(17)를 내장함으로서 고가의 광케이블 설치 없이 기존동선기반의 케이블을 이용할 수 있다. 상기와 같은 구성은 기존의 동선 기반의 케이블을 사용함으로써 비용절감의 효과가 크다.이러한 동선을 통한 기가비트 전송에는 1000Base-CX와 1000Base-T의 두가지 방식이 있다.그러나, 1000Base-CX, 1000Base-T는 전송거리가 25m, 100m라는 단점을 가지고 있다.따라서, 이러한 종래의 기가비트 스위치의 불합리를 극복하고 동선 기반의 케이블을 사용하면서도 전송거리를 확장할 수 있는 기가비트 스위치에 대한 요구가 높아지고 있다.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 제 1 목적은 트랜시버와 커넥터 사이에 증폭부를 위치시킴으로써 신호를 증폭하여 보다 전송거리를 확장할 수 있게 하는 전송거리 확장을 위한 기가비트 이더넷 스위치를 제공하는 것이다.본 고안의 제 2 목적은 상기 증폭부와 커넥터 사이에 필터부를 배치함으로써 노이즈를 제거하여 오류를 줄일 수 있는 전송거리 확장을 위한 기가비트 이더넷 스위치를 제공하는 것이다.상기와 같은 본 고안의 목적은 기가비트 이더넷 스위치의 각 부분을 제어하기 위한 MAC 컨트롤러(10); 상기 MAC 컨트롤러(10)와 다른 기기들의 입출력을 인터페이스 하기 위한 주변기기 인터페이스(11); 복수개의 노드에 데이터를 분배 및 스위칭하기 위한 크로스 바 스위치부(12); 각 노드마다 상기 크로스 바 스위치부(12)를 제어하기 위한 복수개의 스위치 제어부(13); 상기 크로스 바 스위치(12)에 연결되고, 물리적인 접속을 가능하게 하는 물리계층(16); 상기 기가비트 이더넷 스위치에 접속된 신호를 이더넷에서 처리 가능한 신호로 변환 또는 그 역변환을 수행하는 트랜시버(17); 상기 변환된 신호를 소정비만큼 증폭하기 위한 증폭부(19); 상기 증폭부(19)와 케이블선을 연결하기 위한 커넥터(18)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기가비트 이더넷 스위치에 의해 달성될 수 있다.그리고, 상기 증폭부(19)와 커넥터 사이에는 상기 증폭된 신호로부터 노이즈를 제거하기 위한 필터부(20)가 더 구비되는 것이 바람직하다.또한, 상기 커넥터(18)는 RJ-45 커넥터인 것이 일반적이다.본 고안의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.
도 1은 데이터 링크계층과 물리계층에서의 기가비트 이더넷 규격,도 2는 광채널을 이용한 기가비트 이더넷 스위치의 구성 블록도,도 3은 UTP 케이블을 이용한 종래의 기가비트 이더넷 스위치의 구성 블록도,도 4는 본 고안에 따른 기가비트 이더넷 스위치의 구성 블록도이다.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞8 : 데이터 링크층9 : 물리층10 : MAC 컨트롤러11 : 주변기기 인터페이스(PCI)12 : 크로스바 스위치부13 : 스위치 제어부15 : GBIC(Gigabit Interface Connector)16 : 물리계층17 : 트랜시버18 : 커넥터19 : 증폭부
20 : 필터부
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 상세히 설명하도록 한다.도 4는 본 고안에 따른 기가비트 이더넷 스위치의 구성 블록도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 고안의 기가비트 이더넷 스위치는 MAC 컨트롤러(10), 주변기기 인터페이스(11), 크로스 바 스위치부(12), 스위치 제어부(13), 물리계층(16), 트랜시버, 증폭부(19), 필터부(20) 및 커넥터(18)로 구성되어 있다.상기 MAC 컨트롤러(10)는 기가비트 이더넷 스위치의 각 부분을 제어하기 위한 것으로서, CPU 등이 사용된다.상기 주변기기 인터페이스(11)는 상기 MAC 컨트롤러(10)와 다른 기기들을 입출력을 인터페이스 하기 위한 것이다.상기 크로스 바 스위치부(12)는 복수개의 노드에 데이터를 분배 및 스위칭하기 위한 것이다.상기 복수개의 스위치 제어부(13)는 각 노드마다 상기 크로스 바 스위치부(12)를 제어하기 위한 것이다.상기 물리계층(16)은 상기 크로스 바 스위치부(12)에 연결되고, 물리적인 접속을 가능하게 하고, 상술한 바와 같이 매체를 통한 신호 전달의 역할을 수행하며, 또한 시그널링, 인코딩 및 매체를 다루는 기능을 수행한다.상기 트랜시버(17)는 상기 기가비트 이더넷 스위치에 접속된 신호를 이더넷에서 처리 가능한 신호로 변환하거나 또는 그 역변환을 수행하는 것이다.상기 증폭부(19)는 상기 변환된 신호를 소정비만큼 증폭하기 위한 것이다. 상기 증폭부(19)에 의해 데이터 신호의 크기를 증폭시킴으로서 보다 멀리 데이터를 전송할 수 있다.상기 필터부(20)는 상기 증폭부(19)와 상기 커넥터(18) 사이에 위치하고 상기 증폭된 신호로부터 노이즈를 제거하기 위한 것이다.즉, 상기 증폭부(19)를 통과한 데이터 신호는 데이터뿐만 아니라 기존의 신호에 삽입되어 있는 노이즈 신호 또한 크게 증폭함으로서 수신측 및 케이블을 통해 가는 도중에 데이터의 손실 및 오류의 동작을 발생할 수 있다.따라서, 상기 필터부(20)는 상기 노이즈 신호를 여과하여 노이즈를 줄임으로써 수신측에서 정확한 데이터를 수신할 수 있도록 한다.상기 커넥터(18)는 상기 증폭부(19)와 UTP 케이블선을 연결하기 위한 것으로, 본 실시예에서는 RJ-45 커넥터를 사용하였다.상기 RJ-45 커넥터는 데이터 통신이나 ISDN 등에 널리 사용되고 있는 8선용의 커넥터이다.상기 UTP 케이블은 CAT 1 ~ 6의 종류가 있는데 100BASE-T 또는 1000BASE-T용으로는 CAT 5가 주로 사용된다. CAT 5를 이용한 1000BASE-T의 경우 4쌍을 이용하여 1쌍으로 250Mbps, 4쌍으로 1000Mbps를 에코 제거장치에 의해 전이중 통신을 실현한다.상기 구성은 하나의 기가비트 이더넷 스위치내에 내장되어 있다.
상기와 같은 전송거리 확장을 위한 기가비트 이더넷 스위치에 의하면 상술한 바와 같이 기존의 기가비트 이더넷 스위치의 설치 비용 및 거리 제한을 대폭 개선함으로서 많은 측면에서 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 기존의 동선기반 케이블을 이용할 수 있다.또한, 필터부를 이용하여 노이즈를 제거하여 데이터 통신 오류를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.비록 본 고안이 상기 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 고안의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 실용신안등록청구의 범위는 본 고안의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.