KR20030016124A - 데이터 송수신 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 1대1로 연결된 한 쌍의 송수신 단말기사이에서 데이터가 포함된 프레임을 송수신함으로써 데이터를 송수신하는 방법을 제공한다. 상기 프레임은 긴 프레임과 짧은 프레임으로 구분되며, 상기 긴 프레임은 헤더부와 데이터부를 모두 구비하며, 상기 짧은 프레임은 상기 헤더부와 데이터부 중에서 헤더부만을 구비한다. 하나의 송수신 단말기에서 송신할 데이터가 있는 경우, 데이터가 있다는 신호가 포함된 헤더부를 형성하는 단계와, 맞은편 송수신 단말기에서 전달되는 프레임의 헤더부를 분석하여 수신할 데이터가 있으면 헤더부에 이어서 전달되는 데이터부를 수신한 후, 데이터가 있다는 신호가 포함된 헤더부와 데이터부로서 구성된 긴 프레임을, 맞은편 송수신 단말기에서 전달되는 프레임의 헤더부를 분석하여 수신할 데이터가 없으면 헤더부를 수신한 후, 데이터가 있다는 신호가 포함된 헤더부와 데이터부로서 구성된 긴 프레임을 형성하고 이를 펄스 신호로 변조하여 출력한다.

Description

데이터 송수신 방법 {METHOD FOR TRANSCEIVING DATA}

본 발명은 디지털 데이터의 송수신 방법에 관한 것으로, 특히, 송수신 효율을 높이면서도 데이터가 서로 충돌을 일으키지 않고 통신을 할 수 있게 해주는 포인트-투-포인트 데이터 송수신 방법을 제공한다.

일반적으로 통신 방식은 1:1 통신 방식에서부터 n:n 통신 방식까지 다양한 방식이 존재한다. 전화의 경우에는 1대의 전화기가 하나의 회선을 차지하고 있으므로 1:1 통신 방법이라 할 수 있다. 전화선을 이용한 데이터 통신도 기본적으로는 1:1 통신 방식을 채택하고 있다. 본 명세서에서는 이러한 1:1 방식의 통신 시스템을 포인트-투-포인트(point-to-point) 전송 방식이라고 정의한다. 일반적으로 1:1 통신에서는 통신 프로토콜을 주도하는 측과 상대방의 프로토콜에 응대하는 쪽으로 나누게 되며, 이를 각각 마스터(master)와 슬레이브(slave)이라고 한다.

최근 인터넷을 이용하고자 하는 수요가 증가하면서 전화선을 이용하여 인터넷 접속을 제공하는 서비스가 증가하고 있다. 이를 위한 통신시스템의 일 예가 도1에 도시되어 있다. 아파트단지 또는 빌딩에는 주배선반(MDF; main distribution frame; 외부회선과 내부회선을 연결하는 유니트 장치; 12) 또는 중간배선반(IDF; intermediate distribution frame)이 설치된다. 이 주배선반(12)은 공중전화망(PSTN)에 연결되어 있다. 주배선반(12)에서 나온 내부 회선에는 음성신호와 데이터신호를 합하여 송수신할 수 있는 마스터 송수신단말기(14)가 연결된다. 이 송수신단말기(14)는 고속 스위치(16)를 통하여 외부의 고속 이더넷망을 거쳐 인터넷에 연결된다. 한편, 이 송수신단말기(14)는 아파트의 가정 또는 빌딩의 어느 한 호실 내에 있는 슬레이브 송수신단말기(18)와 연결된다. 각 송수신단말기(14,18) 사이에는 통상의 전화선-통상의 비차폐 연선(UTP; unshielded twisted pair)이나 PE 절연 PVC 시내 연선(CPEV; PE insulated pair PVC sheathedcable for city telephone) -으로 연결된다. 단말기(14,18)에서 데이터와 음성신호가 결합되거나 분리된다. 분리된 데이터는 컴퓨터(또는 네트웍)로 전달되고 음성신호는 전화기로 전달된다.

송수신단말기(14,18) 사이의 전화선을 이용한 1:1 통신에서, 데이터의 송수신 시 데이터가 서로 충돌을 일으키지 않고 통신을 할 수 있는 다양한 방식이 있다. 크게 나누면 반이중 통신방식(half duplex)과 전이중 통신방식(full duplex)으로 구분된다. 각각을 상세히 설명하면 다음과 같다.

(1) 반이중 통신방식 : 이 방식은 양쪽의 송수신단말기가 각각 송신 혹은 수신만을 선택적으로 할 수 있는 방식이다. 즉, 한 쪽에서 신호를 송신할 때는 다른 한 쪽은 수신만이 가능한 경우다. 초기에 주로 사용한 방법이나, 1:1보다는 이더넷 등의 n:n 통신 방식에서 아직도 많이 사용하고 있다.

(2) 전이중 통신방식 : 이 방식은 서로 다른 양쪽의 단말기가 동시에 송수신을 할 수 있도록 하는 개선된 방식이다. 이 방식에는 서로 다른 주파수 대역으로 구분하는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식과, 서로 다른 시간 대역으로 구분하는 TDD(Time Division Duplex) 방식, 자기가 보내는 송신 신호를 보상하여 수신단에는 자신의 송신 신호가 나타나지 않고 상대방의 송신 신호만 수신 할 수 있도록 하는 EC(Echo Cancellation) 방식의 여러 가지가 있다.

한편, 전송되는 신호의 속도에 따라서 고정 전송율(fixed rate; 고정전송속도라고도 한다)과 가변 전송율(variable rate; 가변전송속도라고도 한다)로 구분되며, 반이중 통신방식과 전이중 통신방식 각각도 각 방향의 속도 변동을 줄 수 있는예를 들면 ADSL과 같은 시스템이 개발되고 있다.

일반적인 TDD 방식의 양방향 통신에서는 고정된 길이의 프레임을 사용하거나, 가변 길이 프레임을 사용하게 된다. 고정 프레임을 사용하면, 어느 한 쪽 터미널에서 보낼 데이터가 없는 경우에도 자기에게 할당된 시간 영역만큼을 사용한다. 따라서, 다른 쪽 터미널에 보낼 데이터가 있어도, 실질적인 데이터 송수신이 없이 쉬게 된다. 결국, 시간 자원의 낭비를 초래하여 시스템의 효율을 저하시킨다.

이를 극복하기 위하여 n:n 통신 방식에서는 송신할 데이터가 있는 터미널이 송신 데이터의 크기에 따라서 많은 시간 영역을 할당받는 방식인 동적 할당(dynamic allocation) 방식이 사용되고 있다. 그러나 이 방식을 1:1의 전송 시스템에 적용하면, 시간 영역을 서로 주고받는 협상 절차로 인한 낭비가 있어, n:n 방식에 적용할 때에 비해 큰 효과를 얻지 못하였다.

또한 가변 길이 프레임 방식을 사용하는 경우, 수신 터미널에서 수신 프레임의 시작과 끝, 그 길이를 알기 위한 추가적인 데이터가 필요하다. 따라서, 장기간, 트래픽이 많은 경우에는 적합하다. 그러나, 1:1 통신을 하는 전화선을 이용한 개인 이용 인터넷 접속서비스와 같은 경우에는 짧은 길이의 프레임을 전송하기 위해, 추가적인 데이터가 증가하여 효율이 저하된다.

이러한 종래 기술의 문제를 고려하여 본 발명의 목적은 양방향의 1:1 통신에서 활용 가능한 TDD 방식의 데이터 송수신 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 방법에 따르면, 전화선이나 다른 통신라인을 이용하여 TDD 방식으로 데이터를 송수신하되, 자동적인 duplex 선택을 통한 가변 전송률의 통신방식이 가능해진다. 즉, 전화 회선과 같은 통신회선을 통한 1;1 통신 방식에서 전송할 데이터량에 비례하여 스스로가 프레임을 선택적으로 할당하여 사용함으로써, 양방향의 데이터를 자동으로 감지하여 프레임을 조절하고, 송신과 수신을 동시에 처리할 수 있는 프레임선택(frame selection)을 통한 가변 데이터율(variable rate; 데이터 전송 속도라고도 한다) 방식의 데이터 송수신 방법이 제공되는 것이다.

도1은 전화선을 이용한 데이터 송수신 시스템의 구성도

도2는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 송수신 방법의 프레임의 구성도

도3은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 송수신 방법에서 이용하는 TCM 방식의 송수신 타이밍도

도4 내지 도6은 각각 본 발명의 실시예에 따른 송수신 방법에 따른 패킷의 송수신 타이밍도

도7은 본 발명의 실시예에 따른 송수신 방법을 구현하는 장치의 블록도

도8은 본 발명의 실시예에 따른 송수신 방법에서 프레임의 헤더부와 데이터부의 펄스신호를 도시한 도면

도9 및 도10은 각각 마스터 송수신 단말기와 슬레이브 송수신 단말기에서의 송수신 과정을 도시한 흐름도

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 1대1로 연결된 한 쌍의 송수신 단말기사이에서 데이터가 포함된 프레임을 송수신함으로써 데이터를 송수신하는 방법으로서,

상기 프레임은 헤더부와 데이터부를 구비하는 긴 프레임과 데이터부가 없이 헤더부를 구비하는 짧은 프레임으로 구분되며, 상기 헤더부에는 상기 데이터부가 있는지 없는지를 가리키는 신호영역이 포함되어 있으며,

하나의 송수신 단말기에서 송신할 데이터가 있는 경우,

데이터가 있다는 신호가 포함된 헤더부를 형성하는 단계와,

맞은편 송수신 단말기에서 전달되는 프레임의 헤더부를 분석하여 수신할 데이터가 있으면 헤더부에 이어서 전달되는 데이터부를 수신한 후, 데이터가 있다는 신호가 포함된 헤더부와 데이터부로서 구성된 긴 프레임을 맞은편 송수신 단말기로 전달하고, 맞은편 송수신 단말기에서 전달되는 프레임의 헤더부를 분석하여 수신할 데이터가 없으면 헤더부를 수신한 후, 데이터가 있다는 신호가 포함된 헤더부와 데이터부로서 구성된 긴 프레임을 맞은편 송수신 단말기로 전달하는 단계를 포함하며,

하나의 송수신 단말기에서 송신할 데이터가 없는 경우,

데이터가 없다는 신호가 포함된 헤더부를 형성하는 단계와,

맞은편 송수신 단말기에서 전달되는 프레임의 헤더부를 분석하여 수신할 데이터가 있으면 헤더부에 이어서 전달되는 데이터부를 수신한 후, 데이터가 없다는 신호가 포함된 헤더부를 구비하는 짧은 프레임을 맞은편 송수신 단말기로 전달하고, 맞은편 송수신 단말기에서 전달되는 프레임의 헤더부를 분석하여 수신할 데이터가 없으면 헤더부를 수신한 후, 데이터가 없다는 신호가 포함된 헤더부를 구비하는 짧은 프레임을 맞은편 송수신 단말기로 전달하는 단계를

포함하는 데이터 송수신 방법이 제공된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 연결선로를 통하여 1대1로 서로 데이터를 송수신하는 송수신 단말기에 있어서,

상기 송수신 제어부는

송신측에서는 페럴렐 데이터를 시리얼 데이터로 변환하는 변환부와, 상기 변환부에서 전달된 데이터와 헤더를 결합하여 프레임을 형성하는 프레임형성기와, 프레임형성기에서 형성되는 프레임을 펄스신호로 변조하는 변조기를 구비하며,

수신측에서는 수신프레임 헤더 검출부와, 펄스신호를 복조하는 복조기와, 헤더부와 데이터부를 분리하는 프레임 분해기와, 데이터를 패럴렐 데이터로 변환하는 변환기를 구비하며,

상기 프레임형성기에서는 전달할 데이터가 있는 경우 헤더부와 데이터부를 구비하는 긴 프레임을 형성하고, 전달할 데이터가 없는 경우에는 상기 헤더부와 데이터부 중 헤더부만 갖는 짧은 프레임을 형성하는

송수신 단말기가 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 1대1로 연결된 선로로 한 쌍의 송수신 단말기사이에서 데이터가 포함된 프레임을 송수신함으로써 데이터를 송수신하는 방법으로서,

상기 프레임은 헤더부를 구비하며,

프레임을 수신하는 단말기가 프레임을 다른 신호와 구분할 수 있도록 마련된 프레임 식별 신호가 포함된 헤더부를 형성하는 단계와,

상기 프레임을 변조하여 출력하는 단계를 포함하되,

상기 프레임 변조하는 단계에서는 상기 긴 프레임의 데이터부는 AMI 변조에 의한 펄스를 생성하는 단계와, 상기 헤더부의 적어도 수신 프레임 식별 신호는 바이폴라 변조에 의해 펄스를 생성하는 단계를 구비하는 데이터 송수신 방법이 제공된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도1에 도시한 바와 같은 마스터 송수신단말기(14)와 슬레이브 송수신단말기(18) 사이에 데이터가 프레임의 형태로 전달된다. 도2의 (a) 및 (b)를 참조하면, 본 발명에서 사용하는 송수신되는 데이터 패킷의 프레임(frame)은 긴 프레임(long frame; 20)과 짧은 프레임(short frame; 22)의 두 종류가 있다. 각 프레임은 헤더부(24)를 구비한다. 긴 프레임(20)은 헤더부(24)에 연결된 데이터부(26)를 구비한다. 짧은 프레임(22)에는 데이터부가 없다.

도2의 (c)는 헤더부(24)의 비트 구성이 도시하고 있다. 헤더부(24)의 맨 앞에는 수신부에서 PLL 동기를 획득할 수 있도록 PLL 동기 획득용 신호부(24a)가 마련된다. 이 신호부(24a)에서는 +1, -1의 2 비트를 사용한다. 다음은 수신프레임 식별 신호부(24b)로서, +1,+1,-1,-1 4비트의 바이폴라 변조 펄스를 사용한다. 이 식별신호부(24b)는 수신단에서 일반 노이즈나 자기 자신의 신호와 수신 데이터 프레임을 식별하기 위해 정의한 것이다. 식별신호부(24b)를 획득하는 경우에만 송수신단말기(14,16)의 수신부에서 프레임의 수신을 시작한다.

수신프레임 식별 신호부(24b)의 뒤에는 외부용 신호부(24c)가 연결된다. 외부용 신호부(24c)는 원격지에서 송수신단말기를 제어하거나, 이 장치의 상황을 모니터링하기 위해서 별도로 전송되는 신호데이터 영역이다. 본 발명의 일실시예에서는 2비트를 할당하고 있는데, 이 신호 영역에는 필요시에만 비트를 실어 나른다. 그 뒤에는 프레임 인디케이터 신호부(24d)가 이어진다. 이 프레임 지시 신호부(24d)는 2비트로 이루어지며, 긴 프레임(20)과 짧은 프레임(22)을 구분해준다. 도시한 바와 같이, 예를 들면, 여기의 신호가 +1, 0이면 긴 프레임(20)이고, 0, -1이면 짧은 프레임(22)을 가리키는 것으로 할 수 있다. 본 발명의 데이터 송수신 방법에서는 수신프레임 식별 신호(24b)의 획득과 프레임 인디케이터(24d)를 이용한 긴 프레임(20)/짧은 프레임(22)의 구분이 중요하다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 프레임 인디케이터 비트(24d)로서, 짧은 프레임(22)일 경우에는+1 0, 긴 프레임(20)일 경우에는 0 -1을 사용하여, 프레임 구분을 더 명확하게 하고 있다.

위에서도 설명한 바와 같이, 긴 프레임(20)의 경우 데이터부(26)가 있다. 본 발명의 실시예에 따른 송수신 방법에서는 TCM 방식(Time Compressed Multiplexing Mode)을 채택한다. TCM 방식의 경우, 저속의 데이터를 받아서, 이를 버퍼에 저장하였다가 고속(예를 들면, 저장속도의 2배 이상의 속도)으로 버퍼에서 읽어서 전화 라인으로 송신하게 된다. 한편 수신측에서는 데이터를 빠르게 버퍼에 저장하였다가 이를 연속부호열로 복원해 낸다. 도3은 TCM 방식의 송수신 타이밍도를 나타내고 있다. 도3을 참조하면, 전송될 데이터(Tx Data)는 버퍼에 저장되고, 이것이 헤더부(24) 뒤에 시간적으로 압축되어 데이터부(26)를 형성되면서, 긴 프레임(20)으로서 전송된다. 수신단에서는 지연시간(T_delay)이 경과한 후 패킷(20)을 받게 된다. 패킷 중 데이터부(26)를 고속으로 버퍼에 저장하였다가 연속 부호열의 데이터로 복원해낸다.

긴 프레임(20)에서 헤더부(24)와 데이터부(26)의 길이 비율은 12/128로 하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니며 송수신되는 데이터의 성격이나 선로의 거리에 따라 다르게 설정할 수도 있다.

도4, 도5, 도6은 각각 본 발명의 송수신 방법에 따라 패킷을 전송하고 수신하는 타이밍도를 도시한 것이다. 도면을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에서 고려하는 송수신 방법(프로토콜)은 위와 같은 TCM 방식의 양방향 데이터 통신에서, 마스터 터미널(14)과 슬레이브 터미널(16) 각각에 있는 송수신 포트에서 데이터가 있을 때와 없을 때를 서로 다른 프레임으로 구분하고, 상대편 터미널에서 수신되는 프레임이 데이터가 없는 프레임(이를 널 프레임(null frame) 또는 짧은 프레임이라 한다)일 때는 상대편 시간 영역을 점유하여 사용함으로써 데이터 율(date rate; 데이터전송율 또는 데이터전송속도라고도 한다)을 높여준다. 도4와 같이, 양방향이 모두 데이터가 있는 경우에는 같은 데이터 율로 양방향 전이중 방식의 전송을 하지만, 도5와 같이, 한 쪽이라도 데이터가 없는 경우에는 데이터가 없는 터미널의 시간영역을 다른 쪽 터미널이 점유하여 사용함으로써 반이중 통신방식의 전송을 한다. 따라서, 데이터가 있는 쪽이 선로 사용시간의 대부분을 점유하므로 데이터 전송율을 거의 두 배로 높일 수 있는 장점이 있다. 도6은 양측 모두 데이터가 없는 경우의 타이밍도를 나타낸 것이다. 도6에서는 각각 마스터 송수신단말기(14)와 슬레이브 송수신단말기(18)가 널프레임(짧은 프레임)을 보낸다.

도7은 송수신단말기(14,18)에서 본 발명의 송수신방법에 따라서 송수신을 하기 위한 장치의 구성을 도시한 것이다. 송수신단말기(14,18)는 PHY 디바이스(Ethernet Physical Layer Device; 칩으로 구성되어 있음)(28t,28r)를 구비한다. 이 PHY(28t,28r)는 PC쪽에 연결(PHY 칩과 데이터를 주고받는 것은 이더넷과 연결되는 부분으로, 가정용 송수신단말기-단말기라고도 함-에서는 PC에 장착된 LAN 카드에 접속되고, 사무실용이나 서비스 회사에서 쓰는 장비와 연결을 할 때는 LAN 허브나 LAN 스위치에 접속됨)되거나, 또는 단자함(MDF)에 연결된다. PC 또는 이더넷망에서 전송되는 데이터를 보낼 때에는 데이터는 패럴렐 데이터의 형태로PHY(28t) 및 스위치 장치의 일종인 브리지 장치(Bridge chip; 여러 개의 포트로 입력되는 이더넷데이터들을 서로 다른 포트로 연결시켜주는 일종의 LAN 데이터 스위치용 칩을 가리킴)(30t)를 통하여 송수신 제어부(32)로 전달된다. 송수신 제어부(32)는 입력된 데이터를 처리하고, TCM과 본 발명에 따른 송수신 방법에 맞도록 송수신하며, 여기에 구비된 프레이머는 헤더부와 데이터부를 갖는 프레임을 형성해준다.

상대편 송수신단말기에서 받은 데이터는 송수신 제어부(32)에서 처리되어 브리지장치(30r)와 PHY 디바이스(28r)를 거쳐 패럴렐 데이터로 PC 또는 이더넷망으로 전달한다.

송수신 제어부(32)의 구성은 연구실 차원에서는 FPGA(field-programmable gate array)칩에 프로그램을 입력하여 이루어질 수 있다. FPGA는 프로그램이 가능한 로직 칩의 한 형태이다. FPGA 칩으로는 ALTERA사의 ACEX1K 시리즈를 사용할 수 있다. 하지만 다른 회사(XILLINS, ACTEL)의 유사 제품도 사용 가능하다. 프로그래밍은 IEEE 1164의 VHDL(Very High Digital Logic) 국제 표준 규격으로 하는 것이므로, 칩은 그 칩의 로직 게이트(gate) 수만 충분(예를 들면, 5만 게이트 이상)하면 사용할 수 있는 것이다. 이렇게 구성된 FPGA 칩을 이용하여 설계를 확정한 후, 성능을 더 높이기 위해 영구 전자회로를 가진 칩들로 생산될 수 있다는 것을 당업자라면 이해할 수 있을 것이다.

패럴렐데이터로 송수신 제어부(32) 내에 입력되면, 시프트레지스터(34)에서 시리얼 데이터신호로 변환되어 프레임 형성기(framer; 36)으로 전달된다. 프레임형성기(36)에는 헤더의 데이터를 형성하고, 시프트레지스터(Shift Register; 34)에서 전달받은 데이터를 압축하면서 프레임을 형성한다. 데이터가 있을 때에는 이와 같이 긴 프레임을 형성하고, 송신할 데이터가 없을 때에는 위에서 설명한 바와 같은 헤더만으로 형성된 짧은 프레임(null 프레임이라고도 함)을 형성한다. 한편, 데이터에는 ECC 엔코더(Error Correction Coding Encoder)(38)에서 패리티 비트(parity)가 삽입(insert)된다. 프레임을 형성할 때에는 클럭 발진기(CLK-GEN; 40)에서 전달되는 클럭에 맞추어서 프레임을 형성한다. 프레임은 라인코더(line coder; 비트를 물리적인 펄스로 만들어 주는 장치; 42)에서 신호 펄스가 되어 전화선으로 전달된다. 이 때, 스크램블러(scrambler; 44)에서 암호화도 이루어진다. 바람직하기로는 스크램블러(44)로서 PNGEN(Psuedo random noise generator; 일반적인 정보 데이터는 특정 패턴이 반복되는 경우가 많게 되는데 이러한 경우 전송 라인이나 하이브리드 트랜스 등의 DC 변동 특성에 영향을 주어 시스템의 성능을 떨어뜨리므로, 이를 방지하기 위해 모든 데이터를 섞어 주는데, 이를 스크램블(scramble)이라고 하고 PNGEN은 이러한 스크램블에 PN 코드를 사용한 것임)을 사용한다.

상세히 도시하지는 않았지만, 송수신 제어부 뒤쪽에는 아날로그신호처리부가 마련된다. 아날로그신호 처리부는 AFE 파트라고도 하며, 전화기와 같이 하이브리드 트랜스와, 필터, 신호 증폭기로 구성된다. 본 실시예에서는 여기에는 나오는 신호는 최종적으로 전화선과 연결이 된다. 즉, MDF 실에 장착된 송수신 단말기에서는 각 가정으로 가는 한국통신과 같은 전화 서비스회사의 전화망에 연결되고, 가정의에 설치된 송수신 단말기에는 가정으로 인입되는 전화선에 연결된다.

도8은 라인코더를 나온 헤더부와 데이터부의 신호를 도시한 것이다. 본 실시예에서는 기본적으로 AMI 변조를 행한다. 데이터부는 모두 AMI(Alternate Mark Inversion) 변조를 행한다. 헤더부에서 4 비트로 구성되는 수신프레임 식별신호 데이터는 바이폴라(bipolar) 변조를 행한 것을 사용한다. 앞에서도 설명한 바와 같이, 이는 헤더부와 일반 데이터부가 하나의 전송라인을 통하여 전달하기 위한 것으로서, 서로 다른 신호 체계를 헤더부와 일반 데이터부에 부여하여 데이터 또는 노이즈와 수신프레임 식별 신호를 분명히 구분하기 위함이다. 라인코더(42)는 이를 위하여 일반 데이터가 전송될 때는 AMI 변조기를 동작시키고, 헤더(특히, 수신프레임 식별 영역)를 송신할 때는 바이폴라 변조기를 동작시킨다.

송수신 제어부로 들어오는 수신 신호(긴프레임 또는 짧은 프레임 신호)는 위상동기루프(PLL, Phase Locked Loop; 46)에서 동기시키며 헤더/데이터 검출기(48)에서 헤더와 데이터가 검출된다. 이러한 정보는 수신 파트의 여러 부분에 전달된다. 아날로그 신호로서 수신된 프레임은 복조기(50)에서 비트 신호로 바꾸어 준다. 이 때, 스크램블러(52)에서 스크램블링한 것을 풀어낸다. 비트 신호의 프레임은 프레임 분해기(Deframer; 54)에서 해독하여 긴 프레임일 때에는 데이터부를 분리한다. 이 때, ECC 디코더(56)에서 에러코렉션을 행한다. 이렇게 시리얼의 비트 데이터는 시프트레지스터(58)에서 패럴렐 데이터로 변환되어 출력된다. 이 데이터는 브리지(30r)와 PHY(28r)를 거쳐 이더넷망(또는 PC)으로 전달되는 것이다.

도9는 마스터 송수신 단말기에서의 송수신 과정을 도시한 흐름도이다. 도9를 참조하면, 먼저 프레임 동기화(set frame sync)(901)를 행하고, 보낼 데이터(TxData)가 있는지 확인(903)한다. 있으면, 긴프레임이라는 정보를 포함하는 헤더부를 형성(905)한다. 그 후 받는 데이터(Rx_data)가 있는지 확인(907)한다. 받는 프레임에 데이터가 있으면 데이터를 모두 받은 후에 헤더부와 데이터부로 구성된 긴프레임을 송신(909)한다(full duplex mode). 받는 프레임에 데이터가 없으면 헤더부를 받은 후에 헤더부와 데이터부로 구성된 긴프레임을 송신(911)한다(half duplex mode).

보낼 데이터(Tx Data)가 없으면, 짧은 프레임이라는 정보를 포함하는 헤더부를 형성(913)한다. 받는 프레임에 데이터(Rx_data)가 있는지 확인(915)한다. 받는 프레임에 데이터가 있으면 데이터를 모두 받은 후에 헤더부로만 구성된 짧은 프레임을 송신(917)한다(half duplex mode). 받는 프레임에 데이터가 없으면 헤더부를 받은 후에 바로 헤더부로만 이루어진 짧은 프레임을 송신(919)한다(헤더부 송수신 모드; header transceiving mode). 바람직하기로는 헤더부만을 송수신하는 모드가 일정시간 이상 지속되면 이러한 짧은 프레임 송수신 모드를 잠시 멈추게 한다. 그 후에는 마스터(master) 송수신 단말기에서 일정 시간 간격으로 짧은 프레임을 보내 주도록 하고 슬레이브(slave) 송수신 단말기에서 데이터를 보내고자 할 때에는 마스터의 프레임을 받아서 다시 프레임 송수신이 시작되도록 한다.

이러한 과정과 슬레이브 송수신 단말기의 작동에 대하여 도10을 참조하여 설명한다. 도10을 참조하면, 슬레이브 송수신 단말기는 대기 상태에서 수신 프레임의 헤더부가 검출되는지 확인한다. 없으면 계속 대기한다. 있는 경우, 도9의 903번 이후 단계와 동일한 과정을 거쳐 긴프레임 또는 짧은 프레임을 송신한다.

이상 본 발명을 상기 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 당업자라면, 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경 등이 가능하며 이러한 수정과 변경 또한 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.

본 발명의 상기 구성에 따르면, 전화선이나 다른 통신라인을 이용하여 TDD 방식으로 데이터를 송수신하되, 자동적인 duplex 선택을 통한 가변 전송률의 통신방식이 가능해진다. 전화 회선과 같은 통신회선을 통한 1:1 통신 방식에서 전송할 데이터량에 비례하여 스스로가 프레임을 선택적으로 할당하여 사용함으로써, 양방향의 데이터를 자동으로 감지하여 프레임을 조절하고, 송신과 수신을 동시에 처리할 수 있는 프레임선택(frame selection)을 통한 가변 데이터율(variable rate; 데이터 전송 속도라고도 한다) 방식의 데이터 송수신 방법이 제공된다.

Claims (8)

1대1로 연결된 한 쌍의 송수신 단말기사이에서 데이터가 포함된 프레임을 송수신함으로써 데이터를 송수신하는 방법으로서,

상기 프레임은 긴 프레임과 짧은 프레임으로 구분되며, 상기 긴 프레임은 헤더부와 데이터부를 모두 구비하며, 상기 짧은 프레임은 상기 헤더부와 데이터부 중에서 헤더부만을 구비하고,

하나의 송수신 단말기에서 송신할 데이터가 있는 경우,

데이터가 있다는 신호가 포함된 헤더부를 형성하는 단계와,

맞은편 송수신 단말기에서 전달되는 프레임의 헤더부를 분석하여 수신할 데이터가 있으면 헤더부에 이어서 전달되는 데이터부를 수신한 후, 데이터가 있다는 신호가 포함된 헤더부와 데이터부로서 구성된 긴 프레임을, 맞은편 송수신 단말기에서 전달되는 프레임의 헤더부를 분석하여 수신할 데이터가 없으면 헤더부를 수신한 후, 데이터가 있다는 신호가 포함된 헤더부와 데이터부로서 구성된 긴 프레임을 형성하고 이를 펄스 신호로 변조하여 출력하는 단계를 포함하며,

하나의 송수신 단말기에서 송신할 데이터가 없는 경우,

데이터가 없다는 신호가 포함된 헤더부를 형성하는 단계와,

맞은편 송수신 단말기에서 전달되는 프레임의 헤더부를 분석하여 수신할 데이터가 있으면 헤더부에 이어서 전달되는 데이터부를 수신한 후, 데이터가 없다는 신호가 포함된 헤더부를 구비하는 짧은 프레임을, 맞은 편 송수신 단말기에서전달되는 프레임의 헤더부를 분석하여 수신할 데이터가 없으면 헤더부를 수신한 후, 데이터가 없다는 신호가 포함된 헤더부를 구비하는 짧은 프레임을 형성하고 이를 펄스 신호로 변조하여 출력하는 단계를 포함하는

데이터 송수신 방법.

제1항에 있어서, 상기 헤더부는 PLL 동기 획득용 신호와, 상기 송수신 단말기에서 수신하는 프레임을 다른 신호와 구별할 수 있도록 마련된 수신 프레임 식별 신호와, 긴프레임인지 짧은 프레임인지 판별할 수 있도록 마련된 프레임 인디케이터 신호를 구비하는 데이터 송수신 방법.

제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 펄스 신호 출력 단계는 상기 긴 프레임의 데이터부는 AMI 변조에 의한 펄스를 생성하는 단계와, 상기 헤더부의 적어도 수신 프레임 식별 신호는 바이폴라 변조에 의해 펄스를 생성하는 단계를 구비하는 데이터 송수신 방법.

제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 데이터부는 시간 압축모드에 따라 압축되는 데이터 송수신 방법.

연결선로를 통하여 1대1로 서로 데이터를 송수신하는 송수신 단말기에 있어서,

상기 송수신 제어부는

송신측에서는 페럴렐 데이터를 시리얼 데이터로 변환하는 변환부와, 상기 변환부에서 전달된 데이터와 헤더를 결합하여 프레임을 형성하는 프레임형성기와, 프레임형성기에서 형성되는 프레임을 펄스신호로 변조하는 변조기를 구비하며,

수신측에서는 수신프레임 헤더 검출부와, 펄스신호를 복조하는 복조기와, 헤더부와 데이터부를 분리하는 프레임 분해기와, 데이터를 패럴렐 데이터로 변환하는 변환기를 구비하며,

상기 프레임형성기에서는 전달할 데이터가 있는 경우 헤더부와 데이터부를 구비하는 긴 프레임을 형성하고, 전달할 데이터가 없는 경우에는 상기 헤더부와 데이터부 중 헤더부만 갖는 짧은 프레임을 형성하는

송수신 단말기.

제5항에 있어서, 상기 변조기는 상기 긴 프레임의 데이터부는 AMI 변조에 의한 펄스를 생성하며, 상기 헤더부의 적어도 수신 프레임 식별 신호는 바이폴라 변조에 의해 펄스를 생성하는 단계를 구비하는 데이터 송수신 방법.

1대1로 연결된 선로로 한 쌍의 송수신 단말기사이에서 데이터가 포함된 프레임을 송수신함으로써 데이터를 송수신하는 방법으로서,

상기 프레임은 헤더부를 구비하며,

프레임을 수신하는 단말기가 프레임을 다른 신호와 구분할 수 있도록 마련된프레임 식별 신호가 포함된 헤더부를 형성하는 단계와,

상기 프레임을 변조하여 출력하는 단계를 포함하되,

상기 프레임 변조하는 단계에서는 상기 긴 프레임의 데이터부는 AMI 변조에 의한 펄스를 생성하는 단계와, 상기 헤더부의 적어도 수신 프레임 식별 신호는 바이폴라 변조에 의해 펄스를 생성하는 단계를 구비하는 데이터 송수신 방법.

제1항 내지 제4항 및 제7항 중 어느 하나의 항에 기재된 방법에 따라서 데이터 송수신을 하는 데이터 송수신 단말기.