KR200330840Y1 - 음성/데이터 통합형 다기능 액세스 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 음성/데이터 통합형 다기능 액세스 장치에 관한 것으로, 특히 본 고안은 외부로부터 입력되는 아날로그 신호를 부호화하거나 복호화하고, 긴급 상황 발생시 내선을 국선에 직접 연결하도록 스위칭하는 전화교환부와; 다수의 컴퓨터에 연결되어 있으며, 스위치에 연결된 모든 컴퓨터가 데이터를 상호 교환할 수 있도록 스위칭하는 LAN 스위치부와; 전화교환부 및 LAN 스위치부에 연결되어 있으며, 전화교환부에서 인가되는 각종 신호를 인터페이싱하고, LAN 스위치부에서 인가되는 데이터 신호를 수신하여 원하는 경로로 스위칭하도록 제어하며, 각 구성부의 기능을 제어하는 제어 명령신호를 송출하는 제어부와; 제어부 및 외장형 xDSL 모뎀 사이에 위치하며, 제어부 및 외장형 xDSL 모뎀간의 송/수신 데이터를 중계하는 LAN 네트워크 접속부; 및 전화교환부 및 제어부에 연결되어 있으며, 입력되는 데이터를 변/복조하여 해당 경로로 전송하는 xDSL 모뎀부를 포함한다. 따라서, 본 고안에 의하면 본 액세스 장치 하나로 전화회선 백업 기능, 중단 없는 전화교환 기능, IP 공유 기능, xDSL 모뎀 기능, VoIP/VoDSL 기능 등을 구현함으로써, 저렴한 비용으로 다양한 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

음성/데이터 통합형 다기능 액세스 장치{Voice/Data Integrated Multi functional Access Apparatus}

본 고안은 음성/데이터 통합형 다기능 액세스 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 전화회선으로 입력되는 음성/데이터 신호를 분리하여 여러 가지 기능[망 정합기능, 전화 교환기능, IP(Internet Protocol) 공유기능, xDSL(Digital Subscriber Line) 모뎀기능, VoIP(Voice-over-IP) 및 VoDSL(Voice over Digital Subscriber Line) 기능 등]들을 구현할 수 있는 음성/데이터 통합형 다기능 액세스 장치에 관한 것이다.

최근 들어, SOHO(Small Office Home Office)라는 말이 널리 사용되고 있으며, 이러한 SOHO는 자신의 가정이나 작은 사무실에서 컴퓨터 네트워크를 활용해 비즈니스를 구체적으로 전개하는 사업 스타일을 지칭한다. 최근의 SOHO 형태 사업에서는 보급용 장비의 등장과 더불어 정보 공유의 필요성이 급격히 대두되었고, 네트워크와 인터넷이 SOHO를 위한 기본 환경이 되었다. SOHO를 구축하는 데 필요한 시스템은 사용 목적에 따라 다르게 전개될 수 있으므로 자신의 환경에 가장 적합한 시스템이 무엇인가를 먼저 고찰하여 시스템을 구축하여야 한다.

SOHO용 장비가 별도로 있는 것은 아니지만 현재 SOHO용 즉, 소규모 가정 또는 사무실용으로 보급형 장비들이 다수 개발되어 적은 비용으로 구축할 수 있다. 일반적으로, 간단한 기능만을 제공하여 적은 비용과 간단한 조작으로 네트워크를 구축하는 것이 SOHO의 목적이다. SOHO용 네트워크 장비에는 소형 라우터, 허브, 랜(LAN: Local Area Network) 카드 등 기본적인 랜 장비뿐만 아니라 일반 공중 전화 교환망(PSTN) 또는 종합 정보 통신망(ISDN) 등 WAN 회선을 지원하는 원격지 접속 장비도 포함된다.

일반적으로, 전화를 통해 공중회선 교환 전화망(PSTN: Public SwitchedTelephone Network)에 연결하거나 컴퓨터를 통해 데이터 통신망에 연결하기 위하여 교환기를 사용하고 있다. 일반적인 가정 또는 사무실에 구축된 네트워크의 액세스 장치(100)에 대한 기본적인 구성도가 도 1에 도시되어 있으며, 종래의 액세스 장치(100)는 외부 전화선을 통해 입력되는 음성과 데이터 신호를 분리해주는 필터인 스프리터(splitter)(10)와 스프리터(10)로부터 전송되는 아날로그 신호를 개인용 컴퓨터(30)가 처리할 수 있는 디지털 신호로 변환하거나 개인용 컴퓨터(30)에서 전송되는 디지털 신호를 전화선을 통해 외부로 전송하기 위한 아날로그 신호로 변환하는 모뎀(20)과 거실, 안방, 작은방 또는 각 사무실에 설치되어 음성통화를 하는 전화기(40) 및 스캔된 자료(텍스트 또는 이미지)를 상호 교환하는 팩스(50)로 이루어져 있다. 스프리터(10)와 모뎀(20)간의 UTP(Unshielded Twisted Pair) 케이블 연결은 RJ-11 규격을 사용하고, 모뎀(20)과 PC(30)간의 UTP 케이블 연결은 RJ-45 규격을 사용하고, 스프리터(10)와 전화기(40), 스프리터(10)와 팩스(50)간의 UTP 케이블 연결은 RJ-11 규격을 사용한다. 여기에서, 스프리터(10)는 입력되는 주파수 신호가 기준 주파수 대역보다 하이밴드이면 데이터 신호라고 인식하고, 로우밴드이면 음성 신호라고 인식하는 것이 일반적이다. UTP 케이블은 여러 가닥으로 구성되어 있기 때문에 가닥 수 및 사용 목적에 따라 다양한 접속 방법이 있다. LAN에서의 접속 방법은 EIA/TIA-568 규격을 사용한다. 이 규격은 USOC(Universal Service Order Codes)에서 규정한 RJ-45/RJ-11 규격의 커넥터를 사용하도록 하고 있다. USOC는 전화망 및 관련 장비에 적용하기 위해 제안한 접속 규격으로써 FCC에 의해 표준화되었다. USOC는 전화망을 전제로 작성되었기 때문에 EIA/TIA-568에서는전화용으로 쓰이는 핀을 제외한 나머지 핀으로 연결하도록 제정되어 있으므로 기본적으로 전화망과의 혼용을 염두해 둔 규격이라 할 수 있다. 예를 들어, LAN(즉, 이더넷)은 기본적으로 4선(1-2번, 3-6번)을 사용하는 10Mbps LAN과 8선(1-2번, 3-6번, 4-5번, 7-8번)을 사용하는 100Mbps LAN이 있다. 또한, 100배 이상의 속도를 가지는 기가비트 LAN도 상용화되어 사용되고 있다.

그러나, 한 개 이상의 전화선 사용은 비용적인 부담이 있으며, 초고속 통신망으로의 서비스는 아직까지 통신망에서 광범위하게 제공하고 있지 않는 문제점이 있다.

한국 특허공개 제1997-64443호는 통화중 대기 신호를 검출하여 사용중인 PC통신을 통화중 대기 모드로 전환하고 전화통화를 완료한 후 다시 PC통신을 사용하는 방법을 제안하고 있다. 그러나, 이 방법은 입력되는 통화중 대기 신호가 모뎀에 의해 잡음으로 인식되어 모두 에러 처리되므로, 실제로 컴퓨터 사용자가 통화중 대기 신호가 도달하였음을 알 수 없기 때문에 실현 가능성에 의문이 제기되고 있다.

또한, 한국 특허공개 제1998-77185호는 인터넷 텔레비전 수상기를 사용하는 도중에 외부 전화가 걸려온 경우에 통화중 대기 신호를 검출하여 전화를 사용할 수 있는 방법을 설명하고 있으나, 상기 특허문헌과 마찬가지로 모뎀에 의해 통화중 대기 신호가 모두 소실되므로 실제로 이를 검출할 방법이 없기 때문에, 발명의 목적이 달성될 수 없는 것으로 인식되고 있다.

이와는 달리 미국 특허 제4,852,151호는 통화중 대기 신호의 입력이 있을 때반송파(carrier)의 손실이 있으므로, 이를 검출하여 알람 신호를 발생시키는 방법을 기재하고 있다. 이 방법은 기술적으로 구현이 가능하지만 반송파의 손실은 통화중 대기 신호 이외에도 잡음에 의해서도 발생하므로, 통화중 대기 신호가 아닌 경우에도 알람이 발생하는 경우가 빈발한다는 문제점이 있다.

미국 특허 제5,287,401호는 반송파의 손실(carrier loss)과 호 진행(Call Progress) 필터를 사용한 270 내지 670㎐의 신호 및 통화중 대기 신호의 타이밍을 검출하여 통화중 대기 신호를 검출하는 모뎀을 설명한다. 그러나, 이 기술은 모뎀에 구현되어 모뎀의 작동 모드를 변환시키는 것으로, 기존의 사용자들은 새로운 모뎀으로 교환하여야 하고, 특히 이 방법에 의해서도 통화중 대기 신호 이외의 잡음에 의해서도 알람이 발생할 가능성이 지적되고 있다.

그러나, 이와 같은 전화망 및 인터넷망을 동시에 사용하기 위한 종래의 엑세스 장치는 여러 가지 문제점을 내포하고 있다. 첫째, 음성/데이터 액세스 장치가 각각 별도로 설치한 경우에는 비용적인 면과 설치 운용적인 면에서 비효율적이다. 둘째, 일반 전화선에 모뎀을 연결하여 네트워크를 구축하는 경우, 컴퓨터를 통해 인터넷을 이용할 때는 전화를 사용할 수 없고 전화를 사용할 때는 인터넷을 이용할 수 없다는 문제점이 있다. 전용 케이블 및 전용 모뎀을 이용하여 전화와 인터넷을 동시에 사용할 수 있는 경우(예를 들면, ADSL, ISDN으로 네트워크를 구축하는 경우)도 있지만, 일반 전화선에 모뎀을 이용하여 인터넷을 이용하는 경우에는 전화와 인터넷을 동시에 사용할 수 없다. 셋째, ADSL 또는 ISDN 등 초고속 통신망을 이용하는 경우, 제공되는 음성/데이터 서비스는 가입자 회선에서만 상호 공유되며 가입자 회선당 하나의 음성 서비스만 제공된다. 따라서, 많은 사람이 근무하는 사무실에는 종래의 액세스 장치가 적합하지 않다.

따라서, 본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 제1 목적은 음성 및 데이터 신호를 통합하여 하나의 전화회선으로 음성 및 데이터 서비스를 제공하는 음성/데이터 통합형 다기능 액세스 장치를 제공하는 데 있다.

본 고안의 제2 목적은 전원, 회선상태, 데이터망의 QoS(Quality of Service) 상태를 고려하여 통화회선을 제어함으로써, 양호한 통화 품질을 유지하고 긴급한 상태에서도 중단 없는 전화 서비스를 제공하는 음성/데이터 통합형 다기능 액세스 장치를 제공하는 데 있다.

본 고안의 제3 목적은 LAN 허브, IP 공유기능을 이용하여 하나의 IP 주소를 여러 대의 PC가 공유하고, IP 주소를 자동으로 할당하는 음성/데이터 통합형 다기능 액세스 장치를 제공하는 데 있다.

본 고안의 제4 목적은 전화망 백업기능을 수행할 수 있는 VoIP 및 VoDSL 장비를 구현하는 음성/데이터 통합형 다기능 액세스 장치를 제공하는 데 있다.

본 고안의 제5 목적은 본 액세스 장치 하나로 전화교환기, VoIP/VoDSL, IP 공유기, xDSL 모뎀, IAD(Integrated Access Device) 등을 저렴한 비용으로 실현하고, 상호기능을 연계하여 차별화된 서비스를 제공하는 음성/데이터 통합형 다기능 액세스 장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 일반적인 네트워크의 액세스 장치에 대한 기본적인 구성도이고,

도 2는 본 고안에 따른 음성/데이터 통합형 다기능 액세스 장치의 전체적인 구성도이고,

도 3은 본 고안에 따른 전화교환부의 상세 구성도이고,

도 4는 본 고안에 따른 긴급 국선 전환부의 구성을 보여주는 회로도이고,

도 5는 본 고안에 따른 액세스 장치 일부의 상세 구성도이다.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

210: 전화교환부 220: LAN 스위치부

230: 제어부 240: LAN 네트워크 접속부

250: xDSL 모뎀부 260: PSTN망

270: xDSL 모뎀 280: 인터넷

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 하나의 전화회선으로 음성 및 데이터 신호를 분리하여 전화 서비스 및 네트워크 서비스를 제공하는 음성/데이터 통합형 액세스 장치에 있어서, 외부로부터 입력되는 아날로그 신호를 부호화하거나 복호화하고, 긴급 상황 발생 시 내선을 국선에 직접 연결하도록 스위칭하는 전화교환부와; 다수의 컴퓨터에 연결되어 있으며, 스위치에 연결된 모든 컴퓨터가 데이터를 상호 교환할 수 있도록 스위칭하는 LAN 스위치부와; 전화교환부 및 LAN 스위치부에 연결되어 있으며, 전화교환부에서 인가되는 각종 신호를 인터페이싱하고, LAN 스위치부에서 인가되는 데이터 신호를 수신하여 원하는 경로로 스위칭하도록 제어하며, 각 구성부의 기능을 제어하는 제어 명령신호를 송출하는 제어부와; 제어부 및 외장형 xDSL 모뎀 사이에 위치하며, 제어부 및 외장형 xDSL 모뎀간의 송/수신 데이터를 중계하는 LAN 네트워크 접속부; 및 전화교환부 및 제어부에 연결되어 있으며, 입력되는 데이터를 변/복조하여 해당 경로로 전송하는 xDSL 모뎀부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안에 따른 음성/데이터 통합형 다기능 액세스 장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 음성/데이터 통합형 다기능 액세스 장치(200)의 전체적인 구성도로서, 본 액세스 장치(200)는 전화교환부(210), LAN 스위치부(220), 제어부(230), LAN 네트워크 접속부(240) 및 xDSL 모뎀부(250)를 포함하여 구성되어 있으며, PSTN망(260), xDSL 모뎀(270) 및 인터넷(280)이 본 액세스 장치(200)에 연결되어 있다.

전화교환부(210)는 두 개의 실선[즉, 팁(TIP)선(-48V)과 링(Ring)선(GND)]에 연결되어 있으며, 외부로부터 입력되는 아날로그 신호[예컨대, DTMF(Dual Tone Multi Frequency) 신호, 링 신호, 각종 톤 신호]를 부호화하거나 복호화하는 기능과 송화자가 입력한 전화번호에 해당하는 전화기로 연결시켜 주는 기능을 수행한다. 또한, 전화통화에 필요한 각종 신호음(예컨대, 호출신호, 훅 온/오프신호, 톤 신호, 링 신호, 통화중 신호 등)을 공급하는 기능과 송화자가 국선 액세스 코드를 누른 경우에는 전화국의 PSTN에 연결하는 기능도 수행한다. 여기에서, DTMF 신호는 각각의 키 신호를 구별하기 위한 신호이다. DTMF 신호는 사람의 목소리로 흉내낼 수 없도록 두 개의 서로 다른 주파수(즉, 고주파수와 저주파수)로 이루어져 있다. 전화교환부(210)에 대한 설명은 도 3 및 도 4를 참조하여 상세하게 후술한다.

LAN 스위치부(220)는 다수의 컴퓨터에 연결되어 있으며, 스위치에 연결된 모든 스테이션(station)이 동시에 데이터를 상호 교환할 수 있도록 스위칭하는 기능을 수행한다. LAN 스위치부(220)는 주어진 한 시점에 하나의 특정 스테이션만 버스를 이용할 수 있게 해주는 공유 매체 LAN과는 달리, 전용매체 교환(Dedicate Medium Switching) 기술을 이용하는 LAN으로 공유매체 LAN 방식에서 나타난 트래픽 병목현상을 제거하기 위해 특별히 고안된 것이다. 여러 스테이션이 여러 통신 채널을 이용해 세그먼트를 동시에 통신하는 방법을 병렬 통신이라 하며 이더넷 스위칭(Ethernet switching)의 핵심 개념이다. LAN 스위치부(220)는 전송되는 정보의 포맷에 따라 프레임 스위치와 셀 스위치로 구분되는데, 기존의 이더넷 프레임과같은 가변 길이의 전송 단위를 전송하는 스위치를 프레임 스위치라고 하며 대표적인 프레임 스위치로는 이더넷 스위치가 있다. 반면에 셀이라는 고정된 길이의 전송 단위를 전송하는 스위치를 셀 스위치라고 하는데 대표적인 셀 스위치로 ATM(Asynchronous Transfer Mode) 스위치가 있다.

제어부(230)는 전화교환부(210) 및 LAN 스위치부(220)에 연결되어 있으며, 전화교환부(210)에서 인가되는 각종 신호를 인터페이싱하고, LAN 스위치부(220)에서 인가되는 데이터 신호를 수신하여 원하는 경로로 스위칭하도록 제어하는 기능을 수행한다. 또한, 각 구성부를 제어하기 위한 클럭신호를 송출하는 기능도 수행한다. 제어부(230)에 대한 설명은 도 5를 참조하여 상세하게 후술한다.

LAN 네트워크 접속부(240)는 제어부(230)에 연결되어 있으며, 제어부(230)를 통해 각 스테이션간에 전송되는 데이터를 전송하는 다리 역할을 수행한다. LAN 네트워크 접속부(240)는 제어부(230)와 시리얼 통신을 하며, 10/100 자동 선택이 가능한 10/100Base-T 이더넷 트랜시버를 사용한다. 이더넷 트랜시버는 실제로 네트워크 상에 있는 회선에서 신호들을 사용하고 전선을 통해 지나가는 신호들을 감지해내는 근거리통신망의 장치에 사용되며, 많은 근거리통신망에서 이더넷 트랜시버는 네트워크 카드 내에 장착되지만, 어떤 종류의 네트워크에서는 외장형 이더넷 트랜시버를 필요로 한다. 이더넷 네트워크에서 트랜시버를 MAU(Medium Access Unit)라고 부르기도 한다.

xDSL 모뎀부(250)는 전화교환부(210) 및 제어부(230)에 연결되어 있으며, 전화용 동선(銅線) 케이블을 이용하여 수 Mbit/s의 고속통신을 실현하는 장치이다.최근 들어, 인터넷 접속용 고속 접속회선 기술로 주목받고 있는 xDSL은 주로 전화용으로 부설된 가입자 회선을 이용하여 수백 kbit/s∼수 Mbit/s의 고속 통신을 가능하게 하는 모뎀 기술의 하나이다. 기존의 모뎀과 다른 것은 높은 주파수 대역에서도 데이터를 전송한다는 점이다. 보통의 모뎀은 음성 전송에 사용하는 4kHz 이하의 저주파수 대역밖에 이용하지 못하지만, xDSL 모뎀은 20k∼1.1MHz까지의 고주파수 대역도 이용한다. 대역폭은 보통 모뎀에 비해 250배 이상이 되기 때문에 수Mbit/s의 고속 데이터 통신이 가능하다. ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line), HDSL(High-rate DSL), SDSL(Symetric DSL), VDSL(Very high-speed DSL), RADSL(Rate-Adaptice DSL) 등 5가지로 구분된다.

또한, 본 액세스 장치(200)의 전화 교환부(210)에는 PSTN망이 연결되어 있고, LAN 네트워크 접속부(240)에는 외장형 xDSL 모뎀(270)이 연결되어 있으며, 내장형 xDSL 모뎀부(250) 및 외장형 xDSL 모뎀(270)에는 인터넷(280)이 연결되어 있다. 여기에서, 모뎀(250, 270)은 본 액세스 장치(200) 내부에 장착하는 내장형과 시리얼 케이블로 연결하는 외장형이 있다. 두 모델간의 성능 차이는 없고 사용 용도에 따라 내, 외장으로 구분한다. 예를 들어, PCMCIA 포트가 없는 구형 노트북 PC에서는 모뎀 카드를 장착할 수 없으므로 외장형 모뎀을 써야 한다. 하나의 PC에 여러 대의 모뎀을 연결할 때도 외장형이 편리하다. 이런 이유로 내장형과 외장형에 차이가 난다. 내장형 모뎀과 외장형 모뎀의 또 다른 차이는 I/O 컨트롤러를 가지고 있는가의 여부이다. 외장형 모뎀은 시리얼 케이블로 PC와 연결하므로 I/O 컨트롤러를 가질 필요가 없다. 하지만 내장 모뎀의 경우 회로 자체에 I/O 컨트롤러를 탑재하고 있다. 만일 PC 내부의 I/O 컨트롤러를 활성화시킨 상태에서 내장형 모뎀을 같은 시리얼 포트에 연결하면 두 개의 I/O 컨트롤러가 공존하기 때문에 충돌이 발생하므로, 이 경우에는 둘 중에 어느 하나의 I/O 컨트롤러를 비활성화시켜야 한다.

도 3은 본 고안에 따른 전화교환부(210)의 상세 구성도로서, 본 고안의 전화교환부(210)는 긴급 국선 전환부(211), 내선 전화 접속부(212), 아날로그 스위치부(213), 국선 전화 접속부(214), PCM 코텍(Pulse Code Modulation)부(215) 및 디지털 신호 처리부(216)를 포함하여 구성되어 있다.

긴급 국선 전환부(211)는 경보 발생시 내선과 국선을 직접 연결하여 긴급 상황이 발생하더라도 전화 통화는 물론 인터넷을 사용하도록 스위칭하는 기능을 수행한다. 긴급 국선 전환부(211)는 릴레이와 경보 제어회로로 구성되어 있다. 전원이 정상이고 경보가 발생하지 않으면 내선 전화회선은 내선 전화 접속부에 연결되어 제어부(230)의 명령에 따라 아날로그 스위치부(213)를 통해 국선 또는 인터넷으로 경로가 설정되고, 전원이 오프 되거나 경보가 발생하면 릴레이를 통해 내선과 국선을 직접 연결시켜 전화통화 및 인터넷 사용이 가능하도록 한다. 긴급 국선 전환부(211)에 대한 설명은 도 4를 참조하여 상세하게 후술한다.

내선 전화 접속부(212)는 사설 교환기에 연결된 내선 전화기를 정합시키는 기능을 수행하고, 국선 전화 접속부(214)는 내선 전화기를 PSTN망과 연결시키는 기능을 수행한다. 여기에서, 내선 전화 접속부(212)는 수용된 내선 전화기의 개수만큼 구성하고, 국선 전화 접속부(214)는 개설된 국선 수만큼 구성한다. 아날로그 스위치부(213)는 내선 전화 접속부(212) 및 국선 전화 접속부(214)와 상호 연결되어있으며, 제어부(230)의 스위칭 제어신호에 따라 내선간, 내선-국선간, 내선/국선-인터넷간 통신 경로를 지정하도록 스위칭하는 기능을 수행한다.

PCM 코덱부(215)는 아날로그 스위치부(213)와 상호 연결되어 있으며, 아날로그 신호를 디지털 신호로 부호화하거나 반대로 디지털 신호를 아날로그 신호로 복호화하는 기능을 수행한다. 즉, 아날로그 스위치부(213)에서 인가되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 부호화하여 디지털 신호 처리부(216)로 전송하고, 디지털 신호 처리부(216)에서 인가되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 복호화하여 아날로그 스위치부(213)로 전송한다. 디지털 신호 처리부(216)는 PCM 코덱부(215)와 상호 연결되어 있으며, PCM 코덱부(215) 및 제어부(216)로부터 인가되는 무질서한 디지털 신호의 레벨이나 상태를 정화하거나 규격화하여 해당 디지털 신호의 S/N비를 향상시켜 정확하고 신뢰할 수 있는 신호로 재생하는 기능을 수행한다.

도 4는 본 고안에 따른 긴급 국선 전환부(211)의 구성을 보여주는 회로도로서, 긴급 국선 전환부(211)는 경보 제어회로와 릴레이로 구성되어 있으며, 경보 제어회로는 인버터와 논리곱 게이트로 이루어져 있다. 본 고안에서 발생되는 경보에는 하드웨어 경보, 소프트웨어 경보, 회선 경보, QoS 경보, 전원 경보가 있다고 가정하고, 경보가 발생하면 하이신호(즉, '1')를 인가하고 경보가 발생하지 않으면 로우신호(즉, '0')를 인가하고, 릴레이는 하이신호에서 구동한다고 가정한다. 또한, 초기의 릴레이는 내선(즉, 내선 TIP과 Ring선) 단자와 내선 전화 접속부(212) 단자에 연결되어 있다고 가정한다.

각 경보 신호 출력단에는 인버터가 연결되어 있고, 각각의 인버터들은 논리곱 게이트의 입력단에 연결되어 있다. 논리곱 게이트의 출력단은 다른 인버터의 입력단에 연결되고, 그 출력단은 릴레이에 연결되어 있다. 경보 신호 중 전원 경보 신호는 릴레이 단자에 직접 연결되어 전원 경보 발생 시 릴레이가 구동되도록 구성되어 있다. 릴레이는 전원(+Vcc) 단자에 연결되어 있다.

경보가 발생하지 않으면, 각 경보 신호는 로우신호가 출력되고 이 신호는 인버터에 의해 반전되어 하이신호가 된다. 모두 하이신호이므로 논리곱 게이트는 하이신호를 출력되고, 이 신호는 인버터에 의해 반전되어 로우신호가 릴레이에 인가된다. 릴레이는 로우신호일 때 구동하지 않으므로 초기에 설정된 것처럼 릴레이는 내선과 내선 전화 접속부가 연결되도록 한다. 따라서, 제어부(230)는 일반 내선 사용자가 원하는 경로(예컨대, 국선, 다른 내선, 인터넷)로 스위칭 한다.

경보 신호 중 어느 하나라도 경보 신호가 발생하면, 해당 경보 신호는 하이신호가 출력되고 이 신호는 인버터에 의해 반전되어 하이신호가 된다. 어느 하나의 신호가 로우신호이므로 논리곱 게이트는 로우신호를 출력되고, 이 신호는 인버터에 의해 반전되어 하이신호가 릴레이에 인가된다. 릴레이는 하이신호일 때 구동되므로 초기에 설정된 연결상태를 유지하지 않고 릴레이는 내선과 국선 전화 접속부가 연결되도록 구동된다. 따라서, 제어부(230)는 긴급 상황이 발생하더라도 일반 내선 사용자가 원하는 경로(예컨대, 국선, 다른 내선, 인터넷)로 스위칭 할 수 있다.

도 5는 본 고안에 따른 액세스 장치 일부의 상세 구성도로서, 전화 교환부(211)를 제외한 LAN 스위치부(220), 제어부(230), LAN 네트워크 접속부(240) 및 xDSL 모뎀부(250)에 대한 상세 구성도이다.

LAN 스위치부(220)는 LAN 허브(222)와 이더넷 트랜시버(224)로 이루어져 있다. LAN 허브(222)는 여러 대의 컴퓨터를 연결하기 위하여 사용되는 통신 접속 장치로서, 멀티 포트 리피터(Multi-Port repeater)의 역할을 수행한다. 리피터란 입력측에 들어온 신호를 증폭하여 출력측으로 전달하는 장비이며, 이는 케이블만 연결하여 데이터를 전송할 때 신호의 감쇠로 인해 거리의 제한을 받는 것을 극복하는데 사용하는 기술이다. 즉, LAN 허브(222)는 이런 리피터의 기능을 가지면서 여러 개의 포트를 구비한 장비이다. LAN 허브(222)는 포트의 형식(AUI, BNC, TP 등)에 따라 구분할 수 있지만, 요즘은 TP형의 허브를 대부분 사용하고 있다. 또한, 속도와 지원 방식에 따라 10Base-T, 100Base-Tx, 100Base-Fx 및 100VG-AnyLAN 등 여러 종류로 구분된다. 그리고, SNMP(Simple Network Management Protocol) 지원 여부에 따라 더미(dummy)와 지능형 허브로 구분되며, 여러 대의 허브를 내부 버스로 연결할 수 있는 스택커블(stackable) 허브도 있다. 또한, LAN 허브(222)는 포트 수를 확인하여 사용자의 수보다 많이 책정하고, 설정된 포트 수보다 많은 포트를 구비한 허브를 선택하는 것이 바람직하다. 이더넷 트랜시버(224)는 LAN 허브(222)와 시리얼 포트 제어부(235) 사이에 위치하여 데이터를 상호 교환하도록 송수신하는 기능을 수행한다. 본 고안에서는 10/100 자동 선택이 가능한 10/100Base-T 이더넷 트랜시버를 사용한다.

제어부(230)는 전화 교환부(210)와 상호 작용을 위해 데이터 형식 및 타이밍을 조절하는 전화교환 인터페이스부(231), 제어명령을 인가하기 위한 클럭을 발생시키는 클럭 발생부(232), 경보 발생 시 원하는 경로(예컨대, 내선-국선, 내선-내선, 내선-인터넷 등)로 스위칭하도록 제어하고 IP 공유기능과 xDSL 모뎀기능과 VoIP 및 VoDSL 기능을 수행하도록 각 구성부를 총괄 제어하는 CPU(233), 각종 프로그램과 데이터를 저장하기 위한 ROM(234a) 및 RAM(234b)을 포함하는 메모리부(234) 및 LAN 스위치부(220), LAN 네트워크 접속부(240), xDSL 모뎀부(250)간에 상호 충돌이 일어나지 않게 통신하도록 제어하는 시리얼 포트 제어부(235)를 포함하여 구성되어 있다.

LAN 네트워크 접속부(240)는 이더넷 트랜시버(242)로 구성되어 있으며, 시리얼 포트 제어부(235)와 인터넷(280) 사이에 위치하여 데이터를 상호 교환하도록 송수신하는 기능을 수행한다. 본 고안에서는 10/100 자동 선택이 가능한 10/100Base-T 이더넷 트랜시버를 사용한다.

xDSL 모뎀부(250)는 다양한 xDSL 모뎀(예컨대, ADSL, HDSL, SDSL, VDSL, RADSL 등)과 상호 호환할 수 있도록 데이터 형식 및 타이밍을 인터페이싱하는 유토피아 인터페이스(UTOPIA Interface)(252), 여러 채널 및 다기능의 음성을 처리하고 다양한 xDSL 모뎀에서 전송되는 각종 데이터를 고속으로 처리하는 xDSL 프로세서(254), 디지털로 접속되어 아날로그 방식으로 전파를 증폭하여 중간 주파수로 변환하는 아날로그 프론트 엔드(Analog Front End)(256) 및 음성 신호와 데이터 신호를 수신하여 그 신호를 필터링하여 음성신호와 데이터 신호로 분리하는 스프리터(258)를 포함하여 구성되어 있다. 스프리터(258)에는 전화교환부(210)와 인터넷(280)이 연결되어 있으며, 스프리터(258)에 의해 분리된 음성신호는 전화교환부(210)를 통해 원하는 경로로 전송되고 데이터 신호는 인터넷(280)을 통해 원하는경로로 전송된다.

이하에서는, 본 고안에 따른 음성/데이터 통합형 다기능 액세스 장치에 대한 동작 관계를 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 본 고안의 동작에 대한 설명은 본 고안을 이용함으로써 구현 가능한 기능을 위주로 설명한다.

본 고안을 이용함으로써 구현 가능한 첫 번째 기능은 우수한 통화 품질 및 중단 없는 전화 서비스(즉, 전화회선 백업 기능)를 제공할 수 있다는 것이다. 내선 사용자가 다른 내선 사용자와 통화하기 위해 수화기를 들면 제어부(230)는 훅 오프 신호를 감지하여 디지털 신호 처리부(216)와 PCM 코덱부(215) 및 내선 전화 접속부(212)가 연결되도록 아날로그 스위치부(213)를 제어한다. 이 때, 디지털 신호 처리부(216)는 통화 가능 신호(즉, 다이얼 톤 신호)를 송화자에게 송출하고, 송화자가 내선 전화번호를 다이얼하면(즉, 해당 내선의 DTMF 신호가 입력되면) 해당 내선으로 링 신호를 송출한다. 수화자가 링 신호에 응답하면 아날로그 스위치부(213)는 제어부(230)의 제어신호에 따라 송화자와 수화자간의 통화로를 설정하여 상호 통화가 가능하도록 한다. 또한, 내선 사용자가 국선을 통해 통화하기 위해 수화기를 들고 액세스 코드(예컨대, 9번 숫자 키)를 다이얼하면, 제어부(230)는 해당 신호를 감지하여 아날로그 스위치부(213)를 내선과 국선이 연결되도록 제어한다. 그 후는 통화 경로는 전술한 내선간 통화와 동일하다. 이와 같이, 정상적인 경우에는 내선 사용자가 원하는 경로에 따라 스위칭하지만, 긴급 상황이 발생한 경우(예컨대, 하드웨어 경보, 소프트웨어 경보, 회선 경보, QoS 경보, 전원 경보등이 발생한 경우)에는 제어부(230)는 긴급 국선 전환부(211)의 릴레이를 구동시켜 내선을 국선에 직접 연결하도록 제어함으로써, 긴급 상황이 발생하더라도 중단 없는 전화 서비스를 제공하도록 동작한다. 또한, 본 액세스 장치(200)를 VoIP 게이트웨이 또는 VoDSL 장비로 사용하는 경우에 xDSL 회선의 장애가 발생하거나 QoS 상태가 일정 수준 이하이면, 내선 가입자가 데이터망을 통해 전화 통화를 원하더라도 자동으로 국선을 통해 일반 전화망을 통한 전화 서비스가 가능하도록 호 설정 경로를 변경하여 통신할 수 있다.

본 고안을 이용함으로써 구현 가능한 두 번째 기능은 하나의 IP 주소를 여러 대의 컴퓨터가 공유하고, IP 주소를 자동으로 할당할 수 있다는 것이다. 이러한 기능을 수행하기 위해서는 LAN 네트워크 접속부(240) 또는 xDSL 모뎀부(250)를 통해 WAN(Wide Area Network)망에 직접 접속하고, 일반 LAN 단말기(예컨대, 개인용 컴퓨터)들은 LAN 스위치부(220)의 LAN 허브(222) 포트에 접속한다. 일반적으로, 인터넷 가입자 회선은 전용선 또는 다이얼업 형태의 PPP(Peer-to-Peer Protocol) 서비스가 제공되므로 공중 인터넷망에서는 하나의 IP 주소를 할당받는다. 따라서, 본 고안에서도 모뎀 접속형태에 따라 전용선 또는 다이얼업 모드로 인터넷(280)과 접속하고 PPP를 통해 하나의 IP 주소를 할당받는다. 여기에서, 본 액세스 장치(200)는 DHCP 클라이언트(Dynamic Host Configuration Protocol Client)로 동작하고 인터넷망측은 DHCP 서버로 동작한다. 또한, LAN 허브(222)에 LAN 단말기가 연결되면 본 액세스 장치(200)는 DHCP 서버로 동작하고 LAN 단말기는 DHCP 클라이언트로 동작한다. 따라서, 본 액세스 장치(200)는 각 LAN 단말기에 IP 주소를 할당하고, LAN 단말기가 WAN측과 통신을 시도하면 사설 IP 주소(Private IP Address)와 WAN측에서 할당받은 공적 IP 주소(Public IP Address)간 PAT(Port Address Translation) 기능을 수행하여 상호 통신이 가능하도록 동작한다. 여기에서, LAN 단말기가 할당받은 IP 주소를 사설 IP 주소라고 한다. 또한, 본 액세스 장치(200)는 LAN 단말기간 IEEE 802.3 멀티포트 허브 기능을 제공하며, LAN 단말기가 WAN 구간과의 통신을 위해 LAN 허브(222)의 업 링크(Up Link)를 제어부(230)에 연결하여 xDSL 모뎀부(250)를 통해 상호 통신할 수 있도록 동작한다.

본 고안을 이용함으로써 구현 가능한 세 번째 기능은 본 액세스 장치(200)를 VoIP/VoDSL로 활용할 수 있다는 것이다. 이러한 기능을 수행하기 위해서는 전화교환부(210), 제어부(230) 및 LAN 네트워크 접속부(240)가 VoIP 게이트웨이로 동작하고, 전화교환부(210), 제어부(230) 및 xDSL 모뎀부(250)가 VoDSL로 동작한다. VoIP는 네트워크에서 표준 프로토콜로 하는 IP를 이용해 데이터뿐만 아니라 음성까지 함께 실어보낼 수 있도록 지원하는 기술을 말한다. VoIP의 가장 큰 장점은 기존 IP 네트워크를 그대로 활용해 전화서비스를 통합 구현함으로써 전화나 팩스 전송에 소요됐던 회선 비용을 크게 절감해 전화 사용자들이 시내전화 요금만으로 인터넷, 인트라넷 환경에서 시외전화 및 국제전화 서비스를 받을 수 있게 된다는 점이다. VoIP은 음성과 데이터 트래픽을 하나의 장비 및 회선에서 관리할 수 있어 이를 기반으로 웹 콜센터, 데스크톱 비디오 등의 애플리케이션을 활용할 수 있고 인터넷폰과 달리 게이트웨이를 추가로 설치하지 않고 라우터 등 기존 장비만으로 구축할 수도 있다. VoIP의 등장으로 전화망과 데이터망을 단일한 IP LAN으로 묶어 LAN 활용을 극대화시키고 네트워크 서비스의 질이 더욱 향상되었다. 내선 사용자가 IP망을 통해 전화 서비스를 원하는 경우 제어부(230)는 해당 신호(예컨대, 훅 오프 신호, 액세스 코드 신호, DTMF 신호 등)를 감지하여 LAN 네트워크 접속부(240)를 통해 IP[예컨대, H323, MGCP(Media Gateway Control Protocol), SIP(Session Initiation Protocol)]로 호 설정을 하여 상호 통신할 수 있도록 동작한다. VoIP 기능을 수행하기 위한 통신 경로는 전화접속부(210), 아날로그 스위치부(213), PCM 코덱부(215), 디지털 신호 처리부(216), 제어부(230), LAN 네트워크 접속부(240)순으로 연결된다.

VoDSL 기능에 대한 동작은 VoIP와 거의 동일하고 프로토콜과 통신 경로만 다르다. 즉, IP를 사용하는 VoIP와는 달리 VoDSL은 xDSL 프로토콜을 사용하며, 통신 경로는 전화접속부(210), 아날로그 스위치부(213), PCM 코덱부(215), 디지털 신호 처리부(216), 제어부(230), xDSL 모뎀부(250)순으로 연결된다. 여기에서, IP 회선 또는 망 장애 발생 시 전술한 전화회선 백업 기능과 연계하여 동작한다. VoDSL은 하나의 전화회선으로 최대 24명의 전화가입자를 수용, 망구축 비용을 획기적으로 축소할 수 있는 차세대 음성전화서비스이다. VoDSL은 구리 전화회선을 각각 음성대역과 데이터대역으로 분리하는 DSL기술을 이용, 데이터회선에 음성회선을 추가로 할당하는 기술이며, 이 기술을 이용하면 IP망을 통해 전달하는 기존 무료 인터넷 전화(예컨대, VoIP)에 비해 음성품질이 뛰어나며, 하나의 구리전화선으로 사설교환기나 키폰 없이 여러 대의 전화를 이용할 수 있어 가입자나 서비스사업자 모두 비용을 절감할 수 있다.

이와 같이, 본 액세스 장치(200)는 전화교환부(210)와 제어부(230)로 전화교환기 기능을 수행하고, 전화교환부(210)와 제어부(230) 및 LAN 네트워크 접속부(240)로 VoIP 게이트웨이 기능을 수행하고, 전화교환부(210)와 제어부(230) 및 xDSL 모뎀부(250)로 VoDSL 기능을 수행하고, LAN 스위치부(220)와 제어부(230) 및 LAN 네트워크 접속부(240)로 IP 공유기 기능을 수행하고, 제어부(230)와 LAN 네트워크 접속부(240) 및 xDSL 모뎀부(250)로 xDSL 모뎀 기능을 수행할 수 있도록 구현할 수 있다.

이상의 설명은 하나의 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 고안은 상술한 실시예에 한정되지 않으며 첨부한 실용신안등록청구범위 내에서 다양하게 변경 가능한 것이다. 예를 들어, 본 고안의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 음성/데이터 통합형 다기능 액세스 장치에 의하면, 본 액세스 장치 하나로 전화회선 백업 기능, 중단 없는 전화교환 기능, IP 공유 기능, xDSL 모뎀 기능, VoIP/VoDSL 기능 등을 구현함으로써, 저렴한 비용으로 다양한 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 하나의 전화회선으로 음성 및 데이터 신호를 분리하여 전화 서비스 및 네트워크 서비스를 제공하는 음성/데이터 통합형 액세스 장치에 있어서,

   외부로부터 입력되는 아날로그 신호를 부호화하거나 복호화하고, 긴급 상황 발생 시 내선을 국선에 직접 연결하도록 스위칭하는 전화교환부;

   다수의 컴퓨터에 연결되어 있으며, 스위치에 연결된 모든 컴퓨터가 데이터를 상호 교환할 수 있도록 스위칭하는 LAN 스위치부;

   상기 전화교환부 및 상기 LAN 스위치부에 연결되어 있으며, 상기 전화교환부에서 인가되는 각종 신호를 인터페이싱하고, 상기 LAN 스위치부에서 인가되는 데이터 신호를 수신하여 원하는 경로로 스위칭하도록 제어하며, 각 구성부의 기능을 제어하는 제어 명령신호를 송출하는 제어부;

   상기 제어부 및 외장형 xDSL 모뎀 사이에 위치하며, 상기 제어부 및 상기 외장형 xDSL 모뎀간의 송/수신 데이터를 중계하는 LAN 네트워크 접속부; 및

   상기 전화교환부 및 상기 제어부에 연결되어 있으며, 입력되는 데이터를 변/복조하여 해당 경로로 전송하는 xDSL 모뎀부를 포함하고,

   상기 LAN 스위치부는 여러 대의 컴퓨터를 연결하기 위하여 사용되는 통신 접속 장치인 LAN 허브와 데이터를 상호 교환하도록 송수신하는 이더넷 트랜시버로 이루어져 있고,

   상기 LAN 네트워크 접속부는 데이터를 상호 교환하도록 송수신하는 이더넷트랜시버로 이루어져 있으며,

   상기 이더넷 트랜시버는 10/100 자동 선택이 가능한 10/100Base-T 이더넷 트랜시버를 사용하는 것을 특징으로 하는 음성/데이터 통합형 다기능 액세스 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 전화교환부는

   경보 발생시 내선과 국선을 직접 연결하여 긴급 상황 발생 시 전화 통화 또는 인터넷을 사용하도록 스위칭하는 긴급 국선 전환부;

   내선 전화간을 연결하기 위한 내선 전화 접속부;

   국선 전화에 연결하기 위한 국선 전화 접속부;

   상기 내선 전화 접속부 및 상기 국선 전화 접속부와 상호 연결되어 있으며, 상기 제어부의 스위칭 제어신호에 따라 내선간, 내선-국선간, 내선/국선-인터넷간 통신 경로를 지정하도록 스위칭하는 아날로그 스위치부;

   상기 아날로그 스위치부와 상호 연결되어 있으며, 아날로그 신호를 디지털 신호로 부호화하거나 반대로 디지털 신호를 아날로그 신호로 복호화하는 PCM 코덱부; 및

   상기 PCM 코덱부 및 상기 제어부와 상호 연결되어 있으며, 상기 PCM 코덱부 및 상기 제어부로부터 인가되는 디지털 신호의 레벨이나 상태를 정화하거나 규격화하여 원 신호 레벨로 재생하는 디지털 신호 처리부를 포함하고,

   상기 긴급 국선 전환부는 인버터, 논리곱 게이트 릴레이를 포함하며, 하나의 경보 신호가 발생하면 릴레이를 구동시켜 상기 내선을 상기 국선에 연결하도록 스위칭하는 것을 특징으로 하는 음성/데이터 통합형 다기능 액세스 장치.