KR20030084453A - Ethernet frame transmission apparatus using 2 wire lines - Google Patents

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KR20030084453A
KR20030084453A KR1020020023172A KR20020023172A KR20030084453A KR 20030084453 A KR20030084453 A KR 20030084453A KR 1020020023172 A KR1020020023172 A KR 1020020023172A KR 20020023172 A KR20020023172 A KR 20020023172A KR 20030084453 A KR20030084453 A KR 20030084453A
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    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/14Two-way operation using the same type of signal, i.e. duplex
    • H04L5/16Half-duplex systems; Simplex/duplex switching; Transmission of break signals non-automatically inverting the direction of transmission

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Abstract

PURPOSE: An apparatus for transferring Ethernet frame through 2 lines is provided to have an effect that the Ethernet frame is transferred by using only 2 lines such as a telephone line by utilizing the device used at a conventional 4 lines type Ethernet. CONSTITUTION: An apparatus for transferring Ethernet frame through 2 lines includes a communication media access control processor(11), an impact control processor(21), an analog signal processor(22), a physical-layer processor(12) and a transformer(13). The communication media access control processor(11) implements Ethernet frame transmission and reception and the impact control processor(21) implements the transmission and reception by using two lines without collision. The physical layer process block(12) transmits the frame data by encoding the frame data arrived from the communication media access control processing block(11), reconstructs the original frame by decoding the received signal and performs the transmission and reception of the link pulse. And, the transformer(13) maintains the electrical insulation between the physical layer process blocks(12) and performs the function to the line impedance matching.

Description

2가닥 선로를 통한 이더넷 프레임 전달 장치{Ethernet frame transmission apparatus using 2 wire lines}Ethernet frame transmission apparatus using 2 wire lines}

본 발명은 송신과 수신을 별도의 선로로 전달하는 기존의 10Mbps 이더넷프레임 전달 방식(10Base-T)을 2가닥의 선로로 전달할 수 있도록 하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for transmitting a conventional 10 Mbps Ethernet frame transmission method (10Base-T) that transmits and receives on separate lines by two lines.

본 발명은 반이중 방식의 프레임 송신과 수신이 서로 다른 시간에 이루어진다는 특성을 이용하여 4 가닥의 선로를 사용하는 기존의 방식을 2가닥의 선로로 전달할 수 있도록 하였다. 또한 수신측에 수신신호를 증폭할 수 있는 증폭기를 추가하여 전달거리를 확장할 수 있으며 필터를 사용하여 신호 대역을 분리할 경우 2가닥 전화 선로를 사용하여 이더넷 프레임 및 전화신호를 동시에 전달할 수 있는 장치로 활용할 수 있다.The present invention uses the characteristic that the frame transmission and reception of the half-duplex method is performed at different times, so that the existing method using the four-wire line can be transferred to the two-wire line. In addition, the transmission distance can be extended by adding an amplifier to amplify the received signal on the receiving side, and when using a filter to separate the signal band, it is possible to transmit Ethernet frame and telephone signal at the same time by using two-wire telephone line. Can be utilized as

종래의 10Base-T 이더넷은 송신과 수신을 동시에 수행하는 전이중 방식과 송신 시간과 수신 시간을 다르게 해서 전달하는 반이증 방식을 모두 지원하고 있다. 따라서 제 1도와 같이 프레임 송신을 위한 선로와 수신을 위한 선로가 별도로 할당되어 사용되고 있으며 전이증 방식으로 동작할 경우에는 각각의 선로에 프레임 전달이 동시에 이루어지나 반이중 방식으로 동작할 경우에는 어느 한 시점에서는 송신과 수신 선로 중 어느 하나에만 프레임이 전달된다. 이를 위해서 캐리어감지형 다중액세스/충돌감지(CSMA/CD: Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) 방식이 사용되고 있다. 이 방식은 송신선로와 수신선로에 동시에 신호가 실리면 충돌로 인식하여 송신을 중지하도록 하는 방식을 사용한다.Conventional 10Base-T Ethernet supports both a full duplex method for transmitting and receiving at the same time and a half-differential method for transmitting different transmission and receiving times. Accordingly, as shown in FIG. 1, a line for transmitting a frame and a line for receiving a frame are separately allocated and used. In case of operating in the metastasis mode, frame transmission is simultaneously performed on each line. Frames are sent only to either the transmit or receive line. To this end, Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection (CSMA / CD) is used. This method uses a method that stops transmission by recognizing a collision if a signal is simultaneously loaded on the transmission line and the reception line.

본 발명에서는 기존의 매체접근제어부(11), 물리계층처리부(12) 및 트랜스포머를 그대로 이용하면서 2 가닥의 선로를 사용하여 이더넷 통신이 가능하도록 하는 것을 목표로 한다. 홈피엔에이(Home PNA:Phoneline Networking Alliance) 및 기가링크의 시간분할다중화(TDSL:Time Division Multiplexing Subscriber Loop) 기술의 종래 기술도 이더넷 패킷을 2 가닥의 선로로 전달하고 있으나 2가닥 선로로 송수신을 하기 위한 별도의 물리계층 처리부를 사용해야 한다. 따라서 홈피엔에이 및 시분할다중화를 위한 전용의 소자를 사용해야 했으며 이는 범용의 이더넷용 물리계층처리부 소자를 사용하는 방식에 비해 개발 비용 및 소자 가격이 높아지는 단점이 있다.The present invention aims to enable Ethernet communication using two lines of wire while using the existing medium access control unit 11, physical layer processing unit 12, and a transformer as it is. Prior arts of the Home PNA (Phoneline Networking Alliance) and Gigalink Time Division Multiplexing Subscriber Loop (TDSL) technologies are also delivering Ethernet packets on two wires. A separate physical layer processor must be used for this purpose. Therefore, a dedicated device for home PNA and time division multiplexing has to be used, which has a disadvantage in that development cost and device price are higher than that of a general physical layer processor for Ethernet.

본 발명의 충돌제어처리부(21)는 토큰을 사용하여 양단에 동일한 송신권리를 제공하므로 캐리어감지형 다중액세스/충돌감지(CSMA/CD) 방식에 비해 높은 부하에서 선로 이용 효율이 높은 장점을 가진다. 또한 2가닥의 선로로 이더넷 프레임 송수신이 가능하면서도 증폭기에 의한 전달거리 확장이 손쉽게 이루어지므로 호텔, 아파트 등에서 구내선로를 이용한 저가격 인터넷 액세스 장치에 활용될 수 있다.Since the collision control processing unit 21 of the present invention provides the same transmission right at both ends by using a token, it has the advantage of higher efficiency of using the line at a higher load than the carrier sensing multiple access / collision detection (CSMA / CD) method. In addition, it is possible to transmit and receive Ethernet frame with two lines, but it is easy to extend the transmission distance by the amplifier, so it can be used for low-cost Internet access devices using the internal lines in hotels and apartments.

2가닥의 선로를 이용하여 양방향으로 이더넷 프레임을 전달하기 위해서는 양단에서 서로 다른 시간에 프레임을 송신하도록 해야 하며, 양단에서 발생되는 트래픽량이 다르거나 동적으로 변화되는 경우에도 높은 선로이용 효율을 유지할 수 있어야 한다. 또한 기존 이더넷에서 선로 연결이 정상적인지를 감지하기 위해 물리계층처리부(12)의 송신측에서 주기적으로 송신하는 링크펄스가 상대편으로만 전달되도록 하고 자신이 수신측으로는 전달되지 않도록 해야 한다.In order to transmit Ethernet frames in both directions using two lines, it is necessary to transmit the frames at different times at both ends, and to maintain high line utilization efficiency even when the traffic generated at both ends is different or changes dynamically. do. In addition, in order to detect whether the connection is normal in the existing Ethernet, the link pulse periodically transmitted by the transmitting side of the physical layer processing unit 12 should be transmitted only to the other side and it should not be transmitted to the receiving side.

본 발명에서는 양단의 노드가 번갈아가며 프레임을 송신할 수 있는 권리를 가지도록 하는 방법을 적용하여 2 가닥의 선로를 양단이 노드가 공정하게 사용하여 프레임을 전달하도록 하였으며 근원적으로 충돌이 발생되지 않도록 하여 고부하에서도 높은 선로이용률을 유지하도록 하였다. 즉 프레임을 수신한 노드는 프레임 송신권리를 가지며 송신할 프레임이 없을 경우에만 짧은 길이의 토큰 프레임을 송신하여 상대방에게 송신할 권리를 넘겨주는 충돌회피 방식을 적용하였다. 토큰 프레임은 정상적인 이더넷 프레임 중 데이터 영역이 시작되기 전의 프리엠블 부분만으로 구성되어 있어 매체접근제어처리부(11)에 전달되어도 데이터 프레임으로 인식하지 않는 특징이 있다.In the present invention, a method in which both nodes alternately have a right to transmit a frame is applied so that both nodes transfer the frame fairly by using two lines of wires so that a collision does not occur. High line utilization is maintained even under high loads. In other words, the node receiving the frame has the right to transmit the frame, and the collision avoidance method is applied that transmits the token frame of short length to the other party only when there is no frame to transmit. Token frame is composed of only the preamble portion of the normal Ethernet frame before the start of the data area is characterized in that it is not recognized as a data frame even if it is transmitted to the media access control processor (11).

10Base-T 이더넷은 상대편으로부터 정상적인 링크펄스를 수신해야만 물리계층처리부(12)가 정상적으로 동작한다. 물리계층처리부(12)의 송신측은 프레임이 송신되지 않는 경우 주기적으로 링크펄스를 송신하여 수신측이 송신측과 정상적으로 연결되어 있음을 감지하도록 한다. 따라서 2선으로 송수신을 하는 경우 자신이 송신한 링크펄스가 자신한테로 수신되는 것을 막기 위해서 송신한 링크펄스를 감지하여 자신의 물리계층처리부(12) 수신측에 전달되지 않도록 아날로그스위치(22)를 제어하도록 하였다. 이러한 방식은 2선만으로도 각 노드에서 발생한 링크펄스를 상대편으로만 전달할 수 있으므로 양단 노드는 노드간 링크 연결이 정상적으로 되어 있는지를 판단할 수 있는 특징이 있다.In the 10Base-T Ethernet, the physical layer processor 12 operates normally only when a normal link pulse is received from the other side. When the frame is not transmitted, the transmitting side of the physical layer processor 12 periodically transmits a link pulse to detect that the receiving side is normally connected to the transmitting side. Therefore, in case of transmitting / receiving with 2 wires, in order to prevent the link pulse transmitted by itself from being received by itself, the analog switch 22 is detected so that the transmitted link pulse is not transmitted to the receiving side of the physical layer processing unit 12. To control. In this method, since only two wires can transmit link pulses generated from each node to the other side, both nodes have a characteristic of determining whether the link connection between nodes is normally performed.

본 발명에서는 수신측에 수신신호증폭기(61)를 부가하여 2 선식의 장점을 유지하면서 전달거리를 확장할 수 있으며, 이더넷 신호 영역의 대역만을 수신하도록 하는 밴드패스필터(71)를 부가하여 외부 노이즈의 영향을 감쇄시킬 수 있다.In the present invention, the reception signal amplifier 61 is added to the reception side to extend the transmission distance while maintaining the advantages of the two-wire type, and the external noise is added by adding a band pass filter 71 to receive only the band of the Ethernet signal region. Can reduce the effect of

제 1도 기존의 이더넷 프레임을 전달하는 10Base-T 전달 방식Figure 1 10Base-T Delivery Method for Delivering Traditional Ethernet Frames

제 2도 2 가닥 선로를 이용하여 프레임 송수신을 수행하는 본 발명의 구조2 is a structure of the present invention for performing frame transmission and reception using the 2-strand line

제 3도 축소형매체독립 인터페이스를 사용하는 기존 이더넷의 송수신장치 구조Fig. 3 Structure of Transceiver of Existing Ethernet Using Reduced Media Independent Interface

제 4도 매체독립 인터페이스를 사용하는 기존 이더넷의 송수신 장치구조4 Transceiver Structure of Existing Ethernet Using Media Independent Interface

제 5도 본 발명의 아날로그신호처리부 구성5 is a configuration of an analog signal processor of the present invention

제 6도 본 발명의 전달거리를 확장할 수 있는 아날로그 신호 처리부 구성6 is a configuration of an analog signal processor that can extend the transmission distance of the present invention

제 7도 본 발명의 외부 노이즈 영향을 줄일 수 있는 아날로그 신호 처리부 구성7 is a configuration of an analog signal processing unit that can reduce the influence of external noise of the present invention

제 8도 축소형매체독립 인터페이스를 사용하는 본 발명의 충돌제어 처리부 구조8 is a structure of a collision control processor of the present invention using a reduced media independent interface

제 9도 매체독립 인터페이스를 사용하는 본 발명의 충돌제어 처리부 구조9 is a structure of a collision control processor of the present invention using a media independent interface

제 10도 본 발명의 상태제어기의 동작 절차10 operation procedure of the state controller of the present invention

제 11도 본 발명이 적용된 전화선 이용 인터넷 서비스 망 구성도11 is a block diagram of the Internet service network using a telephone line to which the present invention is applied

본 발명에서는 제 1도의 종래 이더넷에서 사용했던 매체접근제어처리부(11), 물리계층처리부(12) 및 트랜스포머(13)를 그대로 이용하면서 2 가닥의 선로를 사용하여 이더넷 통신이 가능하도록 하는 것을 목표로 한다.The present invention aims to enable Ethernet communication using two wires while using the medium access control processor 11, the physical layer processor 12, and the transformer 13, which were used in the conventional Ethernet of FIG. do.

종래의 매체접근제어처리부(11)는 송신할 프레임이 도착하면 동작 모드에 따라 표준 인터페이스를 통하여 물리계충처리부(12)로 송신하고, 물리계층처리부(12)로부터 도착한 프레임을 수신하는 역할을 수행한다. 전이중방식의 동작모드일 경우에는 선로상태에 상관없이 송신을 하게 되며, 수신되는 프레임이 과다하여 수신측의 버퍼가 규정 값 이상으로 채워지는 경우 흐름제어 프레임을 송신한다. 반이중방식의 동작모드일 경우에는 수신측에 신호가 감지되지 않을 경우에만 송신을 시도하며, 송신을 시작한 이후 수신측에 신호가 감지되면 상대편에서도 동시에 프레임을 송신하여 충돌이 발생한 것으로 간주하여 송신을 중단하고 규정된 시간 기다린 후 다시 송신을 시도한다. 물리계층처리부(12)는 매체접근제어처리부(11)로부터 도착한 프레임 데이터를 인코딩하여 송신하고 수신된 신호를 디코딩하여 본래의 프레임을 복원하는 역할을 수행한다. 또한 송신측은 주기적인 링크펄스를 발생시켜 상대편으로 송신하며, 수신측에서는 주기적으로 링크펄스나 프레임이 수신되면 상대편과의 링크 연결이 정상적으로 이루어졌다는 링크신호를 발생시키는 역할을 수행한다. 또한 반이중방식의 모드로 동작할 경우 양단에서 동시에 프레임 송신이 이루어지는지를 감지(충돌 신호)하여 이를 매체접근제어처리부(11)로 전달하는 역할을 수행한다. 트랜스포머는 선로와 물리계층 처리부간 전기적인 절연을 유지시키며 선로 임피던스 매칭을 시켜주는 역할을 수행한다.The conventional media access control processor 11 transmits the physical layer processing unit 12 to the physical layer processing unit 12 through the standard interface according to the operation mode when the frame to be transmitted arrives, and receives the received frame from the physical layer processing unit 12. . In case of full duplex mode, it transmits regardless of the line condition. When the received frame is overfilled and the receiving buffer is over the specified value, the flow control frame is transmitted. In the half-duplex mode, transmission is attempted only when no signal is detected on the receiving side.If a signal is detected on the receiving side after the transmission starts, the other side transmits the frame at the same time and stops the transmission because it considers a collision. Wait for the specified time and try sending again. The physical layer processor 12 encodes and transmits frame data arriving from the media access control processor 11, decodes the received signal, and restores the original frame. In addition, the transmitting side generates a periodic link pulse and transmits it to the other side, and when the receiving side periodically receives a link pulse or frame, the transmitting side plays a role of generating a link signal that the link connection with the other side is normally performed. Also, when operating in the half-duplex mode, it detects whether a frame transmission is simultaneously performed at both ends (collision signal), and delivers it to the media access control processor 11. The transformer maintains electrical insulation between the line and the physical layer processing unit and performs line impedance matching.

제 2도는 본 발명의 구성을 나타낸다. 기존의 매체접근제어처리부(11)와 물리계층처리부(12) 사이에 기존의 이더넷에서 사용하는 캐리어감지형다중액세스/충돌감지(CSMA/CD) 방식 대신 양단이 번갈아 가며 프레임 송신권리를 가지도록 하여 충돌 없이 2가닥의 선로로 송신과 수신이 이루어지도록 하는 충돌제어처리부(21)와, 물리계층처리부(12)와 트랜스포머(13) 사이에 자신이 송신한 링크펄스가 자신한테로 수신되는 것을 막아주는 역할을 수행하는 아날로그신호처리부(22)를 추가하고, 트랜스포머의 선로쪽 송수신 단자를 연결시킨 구성을 가지는 것을 특징으로 한다. 아날로그신호처리부(22)는 전달거리를 확장하기 위한 증폭기나, 외부 노이즈 영향을 최소화하기 위한 대역제한 필터를 부가적으로 가지는 것을 특징으로 한다. 본 발명에서는 2가닥의 선로로 송수신을 수행하므로 매체접근제어처리부(11)는 항상 반이중방식으로 동작하여야 한다.2 shows a configuration of the present invention. Instead of the conventional media access control processing unit 11 and the physical layer processing unit 12, the carrier sensing multiple access / collision detection (CSMA / CD) scheme used in Ethernet has the right of frame transmission alternately at both ends. The collision control processor 21 for transmitting and receiving the two lines without collision and the link pulse transmitted between the physical layer processor 12 and the transformer 13 to prevent the link pulse from being received by the self. An analog signal processing unit 22 performing a role is added, and the line side transmission / reception terminal of the transformer is characterized in that it has a configuration. The analog signal processor 22 additionally includes an amplifier for extending the transmission distance or a band limiting filter for minimizing the influence of external noise. In the present invention, since the transmission and reception is performed by two lines, the medium access control processor 11 should always operate in a half-duplex manner.

제 3도는 매체접근제어처리부(11)와 물리계층처리부(12)간의 축소형매체독립인터페이스를 가지는 종래 기술의 구성을 나타낸다. 이 인터페이스는 송신 프레임 데이터가 실리는 송신데이터(32), 송신프레임 데이터가 유효한 시간을 나타내는 송신가능(31), 수신 프레임 데이터가 실리는 수신데이터(34), 수신 프레임 데이터가 유효한 시간을 나타내는 수신유효(33), 모든 신호들의 동기를 맞추기 위한 참조클럭(35)으로 구성된다. 이 인터페이스에서는 충돌을 나타내는 명시적인 신호는 없고송신가능(31)과 수신유효(33)가 동시에 나타나면 매체접근제어처리부(11)가 충돌로 인식한다.3 shows the structure of the prior art having a reduced medium independent interface between the medium access control processing unit 11 and the physical layer processing unit 12. As shown in FIG. This interface includes a reception data 32 in which transmission frame data is carried out, a transmission possible 31 representing a time when transmission frame data is valid, a reception data 34 in which reception frame data is carried out, and a reception time indicating a valid time of reception frame data. Valid 33, and a reference clock 35 for synchronizing all signals. In this interface, if there is no explicit signal indicating a collision, and both the transmittable 31 and the reception valid 33 appear at the same time, the medium access control processing unit 11 recognizes the collision.

제 4도는 매체접근제어처리부(11)와 물리계층처리부(12)간의 매체독립인터페이스를 가지는 종래 기술의 구성을 나타낸다. 이 인터페이스는 송신 프레임 데이터가 실리는 송신데이터(43), 송신프레임 데이터가 유효한 시간을 나타내는 송신가능(42), 송신데이터의 동기를 맞추기 위한 송신클럭(41), 수신 프레임 데이터가 실리는 수신데이터(48), 수신 프레임 데이터가 유효한 시간을 나타내는 수신유효(47), 수신데이터의 동기를 맞추기 위한 수신클럭(44), 선로상에 신호가 수신되고 있음을 나타내는 신호감지(45), 양단이 동시에 송신해서 충돌이 발생했음을 나타내는 신호충돌(46)로 구성된다.4 shows the structure of the prior art having a media independent interface between the medium access control processing unit 11 and the physical layer processing unit 12. As shown in FIG. This interface includes a transmission data 43 carrying transmission frame data, a transmission possible 42 indicating when the transmission frame data is valid, a transmission clock 41 for synchronizing transmission data, and reception data carrying reception frame data. (48), the reception validity 47 indicating the time when the reception frame data is valid, the reception clock 44 for synchronizing the reception data, the signal detection 45 indicating that a signal is being received on the line, and both ends simultaneously It consists of a signal conflict 46 that indicates that a collision has occurred by transmission.

제 5도는 본 발명의 아날로그신호처리부(22) 구성예를 나타낸다. 가장 단순한 구성으로는 송신측의 선로로부터 링크펄스 신호를 감지하는 링크펄스감지기(52), 링크펄스감지기 신호에 따라 수신신호의 전달을 막아주는 역할을 수행하는 아날로그스위치(53)로 구성된다. 이러한 구성의 아날로그신호처리부는 송신측이 링크펄스를 송신하는 시점에서만 수신측의 아나로그스 위치(53)가 수신측에 링크신호가 전달되지 않도록 함으로써 4선식과 동일한 링크신호 송수신이 가능하도록 한다.5 shows an example of the configuration of the analog signal processor 22 of the present invention. The simplest configuration includes a link pulse detector 52 for detecting a link pulse signal from a line on the transmitting side, and an analog switch 53 for preventing transmission of a received signal according to the link pulse sensor signal. The analog signal processor having such a configuration enables the analog signal position 53 on the receiving side not to transmit the link signal to the receiving side only at the time when the transmitting side transmits the link pulse, thereby enabling the transmission and reception of the same link signal as that of the 4-wire type.

제 6도는 본 발명의 아날로그신호처리부(22)의 다른 구성예를 나타낸다. 송신측의 선로로부터 링크펄스 신호를 감지하는 링크펄스감지기(52), 링크펄스감지기 신호에 따라 수신신호의 전달을 막아주는 역할을 수행하는 아날로그스위치(53), 수신신호를 증폭시켜 주는 수신신호증폭기(61)가 수신측에 부가적으로 연결되는 구성을 가진다. 이러한 구성은 수신신호의 크기를 증폭시킴으로서 전달거리를 증가시킬 수 있는 특징을 가진다. 수신신호증폭기(61)는 수신신호의 크기에 따라 자동적으로 증폭도를 변경시킬 수 있는 기능을 부가적으로 가질 수 있다.6 shows another configuration example of the analog signal processor 22 of the present invention. Link pulse detector 52 for detecting a link pulse signal from the line on the transmitting side, an analog switch 53 for preventing the transmission of the received signal according to the link pulse detector signal, and a received signal amplifier for amplifying the received signal. 61 is additionally connected to the receiving side. This configuration has a feature that can increase the transmission distance by amplifying the size of the received signal. The reception signal amplifier 61 may additionally have a function of automatically changing the amplification degree according to the magnitude of the reception signal.

제 7도는 본 발명의 아날로그신호처리부(22)의 또 다른 구성예를 나타낸다. 송신측의 선로로부터 링크펄스 신호를 감지하는 링크펄스감지기(52), 링크펄스감지기 신호에 따라 수신신호의 전달을 막아주는 역할을 수행하는 아날로그스위치(53), 수신신호를 증폭시켜 주는 수신신호증폭기(61)에 실제 데이터 신호가 분포된 대역의 신호만을 통과시켜주는 밴드패스필터(71)가 부가적으로 연결되는 구성을 가진다. 이러한 구성은 실제 데이터 신호가 분포된 대역만을 통과시키므로 다른 대역의 노이즈 신호에 의한 영향을 감소시킬 수 있는 장점을 가진다.7 shows another configuration example of the analog signal processor 22 of the present invention. Link pulse detector 52 for detecting a link pulse signal from the line on the transmitting side, an analog switch 53 for preventing the transmission of the received signal according to the link pulse detector signal, and a received signal amplifier for amplifying the received signal. A band pass filter 71 for passing only a signal of a band in which an actual data signal is distributed to 61 is additionally connected. This configuration has the advantage of reducing the influence of noise signals in other bands because only the band through which the actual data signal is distributed passes.

제 8도는 축소형매체독립인터페이스를 가지는 경우에 적용할 수 있는 충돌제어처리부(21)의 구성을 나타낸다. 매체접근제어기의 송신가능 시점을 제어하기 위한 비지상태발생기(82), 송신권을 가진 경우 송신한 프레임이 없는 경우 짧은 프리엠블신호만으로 구성된 토큰프레임을 발생시키는 토큰 발생기(81), 송신가능 및 수신유효 신호로부터 송수신 상태를 파악하여 토큰발생기(81)와 비지상태발생기(82)를 제어하는 상태제어기(83)로 구성된다. 토큰발생기는 송신권리를 가진 시간 동안에 매체접근제어처리부(11)에서 프레임 송신이 이루어지지 않을 경우 물리계층처리부(12)에서 프리엠블신호만으로 구성된 짧은 길이의 토큰 프레임을 송신하도록 하는 신호를 발생시키는 역할을 수행한다. 비지상태발생기(82)는 송신권리를 가지지않을 경우에 매체접근제어처리부가 송신을 하지 못하도록 수신유효(33) 신호를 강제로 발생시키는 역할을 수행한다. 상태제어기(83)는 매체접근제어처리부(11)의 프레임 송신과 상대편으로부터 수신된 프레임 상태를 파악하여 송신권리를 가지는 시점을 결정하고 그 시점에 따라 토큰발생기(81) 및 비지상태발생기(82)를 제어하는 역할을 수행한다.8 shows the configuration of the collision control processing unit 21 that can be applied to the case where the reduced type medium independent interface is provided. Busy state generator 82 for controlling the transmittable time of the medium access controller, token generator 81 for generating a token frame consisting of only a short preamble signal if there is no transmitted frame, if there is a transmission right, transmittable and received It consists of a state controller 83 for controlling the token generator 81 and the busy state generator 82 by grasping the transmission and reception state from the valid signal. The token generator generates a signal that causes the physical layer processor 12 to transmit a token frame having a short length consisting of only a preamble signal when the frame is not transmitted by the media access control processor 11 during the transmission right. Do this. The busy state generator 82 serves to forcibly generate the reception valid 33 signal so that the medium access control processor cannot transmit when the user does not have a transmission right. The state controller 83 grasps the frame transmission of the medium access control processing unit 11 and the frame state received from the other party to determine the point of time having the transmission right, and accordingly, the token generator 81 and the busy state generator 82 Serves to control.

제 9도는 매체독립인터페이스를 가지는 경우에 적용할 수 있는 충돌제어처리부(21)의 구성을 나타낸다. 매체접근제어기의 송신가능(41) 시점을 제어하기 위한 비지상태발생기(92), 송신권을 가진 경우 송신한 프레임이 없는 경우 짧은 프리엠블신호만으로 구성된 토큰프레임을 발생시키는 토큰 발생기(91), 송신가능(41) 및 신호감지(45) 신호로부터 송수신 상태를 파악하여 토큰발생기(91)와 비지상태발생기(92)를 제어하는 상태제어기(93)로 구성된다. 각 구성부는 축소형매체독립인터페이스를 사용하는 경우와 동일 하나 비지상태발생기(92)는 데이터프레임 영역을 나타내는 수신유효 신호대신 프리엠블신호를 포함한 프레임 영역 전체를 나타내는 신호감지(45) 신호를 사용하여 매제접근제어처리부(11)의 송신을 제한하는 비지상태를 발생시킨다. 토큰발생기(91) 및 비지상태발생기(92)는 참조클럭 대신 각각 송신클럭, 수신클럭에 동기를 맞추어 동작한다.9 shows the configuration of the collision control processing unit 21 that can be applied to the case having a media independent interface. Busy state generator 92 for controlling the timing of transmission of the medium access controller 41, token generator 91 for generating a token frame consisting of only a short preamble signal when there is no transmitted frame, if it has a transmission right; It is composed of a state controller 93 for controlling the token generator 91 and the busy state generator 92 by grasping the transmission and reception state from the possible 41 and the signal detection 45 signal. Each component is the same as using the reduced-independent media interface, but the busy state generator 92 uses the signal detection 45 signal representing the entire frame region including the preamble signal instead of the reception valid signal representing the data frame region. A busy state that restricts transmission of the embedded access control processor 11 is generated. The token generator 91 and the busy state generator 92 operate in synchronization with the transmission clock and the reception clock, respectively, instead of the reference clock.

제 10도는 상태제어기의 동작을 나타내는 상태동작도이다. 매체접근제어처리부는 프레임 송신과 프레임 수신을 번갈아 가면서 수행하므로 송신권리를 가진 경우에는 프레임 또는 토큰을 송신해야하며, 송신권리가 없는 경우에는 프레임 또는 토큰 수신을 위해 기다려야 한다. 송신상태제어기는 프레임의 송신 및 수신 상태에따라 7가지 상태를 가지고 있으며 각 상태에 따라 송신을 제한하는 비지상태발생 및 송신권리를 넘겨주는 토큰프레임 발생을 지시한다. 즉 상태 1(101)은 송신권리를 가진 상태를 나타내며 매체접근제어처리기에서 프레임 송신을 할 수 있는 상태이다. 규정된 시간 내에 매체접근제어처리기가 프레임 송신을 시작하면 프레임송신 상태인 상태6(106)으로 천이하며, 송신권리를 가진 시간이 경과되면 토큰을 송신하는 상태2(102)로 천이한다. 상태2는 송신권리를 상대편으로 넘겨주기 의해 프리엠블만으로 구성된 짧은 패킷을 송신한 후 수신대기상태인 상태3(103)으로 천이한다. 상태3의 수신 대기 상태에서 프레임 또는 토큰의 수신이 시작되면 수신상태인 상태4(104)로 천이한다. 상태3에서 규정된 시간내에 프레임 또는 토큰이 수신되지 않으면 송신 상태인 상태1(101)로 천이한다. 상태4(104)에서 프레임 수신이 종료되면 프레임간 규정된 시간지연동안 기다리는 상태5(105)로 천이한다. 상태5에서는 프레임간 최소 규정시간만큼 기다리도록 하여 수신 후 규정시간 이상 이후에 송신이 이루어지도록 한다. 데이터 프레임을 송신하는 상태6(106)에서 송신이 완료되면 프레임간 규정된 시간지연만큼 기다리는 상태7(107)로 천이한다. 상태7(107)에서는 규정시간 지연 후 수신대기 상태인 상태3(103)으로 천이한다.10 is a state operation diagram showing the operation of the state controller. Since the media access control processor alternately performs frame transmission and frame reception, it should transmit the frame or token if it has the right to transmit, and wait for the frame or token to be received if it does not have the right to transmit. The transmission state controller has seven states according to the transmission and reception states of the frame. The transmission state controller indicates the busy state generation limiting the transmission and the token frame generation passing the transmission right according to each state. That is, state 1 (101) indicates a state having a transmission right and is a state in which a medium access control processor can transmit a frame. When the medium access control processor starts transmitting the frame within the prescribed time, it transitions to state 6 106 in the frame transmission state, and transitions to state 2 102 in which the token is transmitted when the transmission time has elapsed. State 2 transitions to state 3 (103), which is a reception standby state after transmitting a short packet consisting of only preambles, by transmitting the transmission right to the other side. When the reception of the frame or token is started in the waiting state of the state 3, the state transitions to the state 4 104 of the receiving state. If no frame or token is received within the time specified in state 3, the state transitions to the state 1 (101) in the transmission state. When frame reception ends in state 4 (104), the state transitions to state 5 (105) waiting for a defined time delay between frames. In state 5, the terminal waits for the minimum specified time between frames to transmit after the defined time. When the transmission is completed in the state 6 (106) of transmitting the data frame, the state transitions to the state (7) 107 which waits for the prescribed time delay between frames. In state 7 (107), the state transitions to state 3 (103), which is a reception standby state after a prescribed time delay.

상태제어기는 토큰을 송신해야 하는 상태2(102)에서 토큰발생기에 토큰 발생을 지시하며, 매체접근제어기가 프레임송신을 금지해야하는 상태2, 상태3, 상태4에서는 비지상태발생기에 비지상태 발생을 지시하는 역할을 수행한다.The state controller instructs the token generator in the state 2 (102) in which the token should be transmitted, and instructs the busy state generator in the busy state generator in states 2, 3, and 4 in which the media access controller should prohibit frame transmission. It plays a role.

제 11도는 아파트나 호텔의 구내 전화선을 이용한 본 발명의 적용 예를 나타낸다. 2가닥의 전화선으로도 이더넷 프레임 송수신이 가능하며, 이더넷 프레임 신호전달을 위해 사용하는 대역은 전화신호 대역과 다르므로 고역필터(113)와 저역필터(112)를 조합하면 전화와 동시에 이더넷 통신이 가능하다.11 shows an application example of the present invention using the telephone line of the premises of an apartment or a hotel. Ethernet frame transmission and reception is possible with two phone lines, and the band used for Ethernet frame signal transmission is different from the telephone signal band, so when the high pass filter 113 and the low pass filter 112 are combined, Ethernet communication can be performed simultaneously with the telephone. Do.

본 발명은 종래의 4선식 이더넷에서 사용하는 소자를 활용하여 2선만으로도 이더넷 프레임을 송수신할 수 있도록 함으로서 전화선과 같은 2가닥 선로를 이용하여 이더넷 프레임 송수신을 가능하게 하는 효과가 있다. 기존의 이더넷 소자를 활용하므로 별도의 전용소자를 사용하는 종래 기술에 비해 저가격 구성이 가능한 장점이 있다. 또한 수신신호를 증폭하는 증폭기를 부가하여 전달거리를 기존 100m에서 500~700m까지 확장할 수 있는 장점이 있다.The present invention has the effect of enabling the transmission and reception of Ethernet frames using a two-wire line such as a telephone line by using a device used in the conventional four-wire Ethernet to transmit and receive Ethernet frames only two wires. Since the existing Ethernet device is utilized, there is an advantage that a low-cost configuration is possible compared to the conventional technology using a separate dedicated device. In addition, it is possible to extend the transmission distance from 100m to 500 ~ 700m by adding an amplifier to amplify the received signal.

본 발명은 제 11도와 같이 아파트나 호텔과 같이 구내 전화선을 이용하여 이더넷 프레임을 전달하는 경우에 적용될 수 있다. 2가닥의 전화선으로도 이더넷 프레임 송수신이 가능할 뿐만 아니라 전화와 동시에 사용할 수 있다는 장점을 가진다.The present invention can be applied to the case of transmitting an Ethernet frame using a telephone line in the premises, such as an apartment or a hotel as shown in FIG. The two-line telephone line not only allows Ethernet frame transmission and reception, but also has the advantage of being used simultaneously with the telephone.

Claims (7)

반이중 방식으로 이더넷 프레임 송수신을 수행하는 통신매체접근제어처리부(11), 양단이 번갈아 가며 프레임 송신 권리를 가지도록 하여 충돌 없이 2가닥의 선로로 송신과 수신이 이루어지도록 하는 충돌제어처리부(21), 자신이 송신한 링크펄스가 자신한테로 수신되는 것을 막아주는 역할을 수행하는 아날로그 신호처리부(22), 매체접근제어처리부로부터 도착한 프레임 데이터를 인코딩하여 송신하고 수신된 신호를 디코딩 하여 본래의 프레임을 복원하며 링크 펄스의 송신 및 수신기능을 수행하는 물리계층처리부(12), 물리계층처리부간 전기적인 절연을 유지시키며 선로 임피던스 매칭을 시켜주는 역할을 수행하는 트랜스포머(13)로 구성된 것을 특징으로 하는 이더넷 프레임 전달 장치Communication medium access control processing unit 11 for performing Ethernet frame transmission and reception in a half-duplex method, collision control processing unit 21 for transmitting and receiving on two lines without collision by having the right of frame transmission alternately at both ends, The analog signal processor 22, which prevents the link pulse transmitted by itself from being received from itself, encodes and transmits the frame data received from the media access control processor, decodes the received signal, and restores the original frame. And an Ethernet frame comprising a physical layer processing unit 12 for transmitting and receiving link pulses, and a transformer 13 for maintaining electrical insulation between the physical layer processing units and performing line impedance matching. Transmission device 1항의 충돌제어처리부(21)는 짧은 길이의 제어 프레임인 토큰 프레임을 발생시키는 토큰발생기(81,91), 상태제어기의 제어나 따라 매체접근제어처리부가 프레임 송신을 하지 못하도록 강제적으로 선로 비지상태 만들어내는 비지상태 발생기(82,92), 프레임 송신과 데이터 프레임 또는 토큰 프레임의 수신상태에 따라 송신권리를 가지는 시간과 송신권리를 가지지 못하는 시간을 결정하는 상태제어기(83,93)로 구성된 것을 특징으로 하는 이더넷 프레임 전달 장치The collision control processor 21 of claim 1 makes the token generators 81 and 91 generating a token frame, which is a short control frame, and makes the line busy state so that the media access control processor cannot transmit the frame according to the control of the state controller. Busy state generators 82 and 92, and state controllers 83 and 93 for determining time of transmission right and time of no transmission right according to frame transmission and reception state of a data frame or token frame. Ethernet frame forwarding device 2항의 토큰발생기(81,91)는 프리엠블만으로 구성된 프레임을 토큰 프레임으로 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 이더넷 프레임 전달 장치The token generators 81 and 91 of claim 2 may use a frame consisting of only preambles as a token frame. 2항의 상태제어기(83,93)는 송신권리를 가진 상태에서 매체접근제어처리기가 프레임을 송신하면 프레임 송신 후 프레임간시간지연 이후 수신대기상태로 천이하고, 규정된 시간내에 프레임을 송신하지 않으면 제어 프레임인 토큰프레임을 송신하는 신호를 토큰발생기로 전달하고 수신대기 상태로 천이하며, 수신대기 상태에서 규정된 시간내에 프레임이 수신되면 수신완료 후 송신대시 상태로 천이되며, 수신대기 상태에서 규정시간내에 프레임이 수신되지 않으면 송신대기 상태로 천이되는 것을 특징으로 하는 이더넷 프레임 전달 장치The state controllers (83, 93) of paragraph 2, when the medium access control processor transmits a frame with the right to transmit, transition to the receive standby state after the interframe time delay after the frame transmission, and control if the frame is not transmitted within the prescribed time. Transmit signal to token generator, which is a frame, to token generator and transition to reception standby state.If a frame is received within the specified time in reception standby state, it is transitioned to transmission standby state after completion of reception. Ethernet frame transfer device characterized in that the transition to the transmission standby state if the frame is not received 1항의 아날로그신호처리부(22)는 물리계층처리부의 송신측이 링크펄스를 송신하면 이를 감지하는 링크펄스감지기(52), 트랜스포머와 물리계층처리부의 수신측 사이에 연결되어 수신신호의 전달을 스위칭할 수 있는 아날로그스위치(53)로 구성되어 송신된 링크펄스가 수신측으로 전달되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 이더넷 프레임 전달 장치The analog signal processor 22 of claim 1 is connected between the link pulse detector 52 which detects when the transmitting side of the physical layer processor transmits the link pulse, and the transformer and the receiving side of the physical layer processing unit to switch the transmission of the received signal. Ethernet frame transmission device, characterized in that composed of an analog switch 53 so that the transmitted link pulse is not transmitted to the receiving side 1항의 아나로그신호처리부는 물리계층처리부의 송신측이 링크펄스를 송신하면 이를 감지하는 링크펄스감지기(52), 물리계층 처리부의 수신측으로 수신신호의 전달을 스위칭할 수 있는 아날로그스위치(53), 수신신호를 일정 크기 이상으로 증폭할 수 있는 수신신호증폭기(61)로 구성되어, 송신된 링크펄스가 수신 측으로 전달되지 않도록 하며 부가적으로 전달거리를 확장할수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 이더넷 프레임 전달 장치The analog signal processor of claim 1 has a link pulse detector 52 which detects when the transmitting side of the physical layer processor transmits the link pulse, an analog switch 53 capable of switching the transmission of the received signal to the receiving side of the physical layer processing unit, Ethernet frame transmission device, characterized in that it consists of a receiving signal amplifier 61 that can amplify the received signal to a predetermined size or more, so that the transmitted link pulse is not transmitted to the receiving side and additionally extends the transmission distance. 1항의 아나로그신호처리부(22)는 물리계층처리부의 송신측이 링크펄스를 송신하면 이를 감지하는 링크펄스감지기(52), 물리계층처리부의 수신측으로 수신신호의 전달을 스위칭할 수 있는 아날로그스위치(53), 수신신호를 일정 크기 이상으로 증폭할 수 있는 수신신호증폭기(61), 수신신호가 사용하는 신호대역만을 통과시키는 밴드패스필터(71)로 구성되어, 부가적으로 외부노이즈에 의한 영향을 감소시키는 것을 특징으로 하는 이더넷 프레임 전달 장치The analog signal processor 22 of claim 1 includes a link pulse detector 52 for detecting a link pulse when the transmitting side of the physical layer processor transmits the link pulse, and an analog switch capable of switching the transmission of the received signal to the receiving side of the physical layer processing unit. 53), a reception signal amplifier 61 capable of amplifying the reception signal to a predetermined size or more, and a band pass filter 71 for passing only a signal band used by the reception signal, and additionally affected by external noise. Ethernet frame transfer device, characterized in that for reducing
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