KR20040104331A - 네트워크 계층에서의 데이터 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 데이터 처리 방법에 관한 것으로서, 특히 리빙 네트워크 제어 프로토콜이 적용된 홈 네트워크 시스템의 네트워크 계층에서의 데이터 처리 방법에 관한 것이다.
본 발명인 네트워크 계층에서의 데이터 처리 방법은 적어도 물리계층과, 데이터링크계층과, 네트워크계층 및 응용계층으로 이루어진 프로토콜에서, 상기 응용계층으로부터 응용계층 프로토콜 데이터 단위(APDU)로 구성된 응답메시지전송(ResMsgSend) 프리미티브를 수신하는 단계와, 상기 ResMsgSend 프리미티브에 따라 기저장된 통신 싸이클 명세를 완성하는 단계와, 상기 통신 싸이클 명세에 따라 네트워크계층 프로토콜 데이터 단위(NPDU)로 구성된 패킷전송(PktSend) 프리미티브를 생성하는 단계 및, 상기 패킷전송(PktSend) 프리미티브를 상기 데이터링크계층으로 전송하는 단계를 포함한다.

Description

네트워크 계층에서의 데이터 처리 방법{DATA PROCESSING METHOD FOR NETWORK LAYER}
본 발명은 데이터 처리 방법에 관한 것으로서, 특히 리빙 네트워크 제어 프로토콜이 적용된 홈 네트워크 시스템의 네트워크 계층에서의 데이터 처리 방법에 관한 것이다.
홈 네트워크(home Network)란 집안과 밖에서 언제든지 편리하고 안전하며 경제적인 생활 서비스를 즐길 수 있도록 다양한 디지털 가전 기기들이 서로 연결된 네트워크를 의미한다. 디지털 신호 처리 기술의 발전으로 인하여 백색 가전으로 불리우던 냉장고나 세탁기 등이 점차 디지털화 되고, 가전용 운영 체제 기술과 고속 멀티미디어 통신 기술 등이 디지털 가전에 집약되고, 새로운 형태의 정보 가전이 등장함에 따라, 홈 네트워크가 발전하게 되었다.
이러한 홈 네트워크는 하기의 표 1과 같이 제공 서비스의 유형에 따라 데이터 네트워크, 엔터테인먼트 네트워크, 그리고 리빙 네트워크로 분류할 수 있다.
분류 기능 서비스 유형
데이터 네트워크 PC와 주변 장치들간의 네트워크 데이터 교환, 인터넷 서비스 등
엔터테인먼트 네트워크 A/V(Audio/Video) 장치들 간의 네트워크 음악, 동영상 서비스 등
리빙 네트워크 가전 기기의 제어를 위한 네트워크 가전 기기의 제어, 홈 오토메이션, 원격 검침, 메시지 서비스 등
여기서, 데이터 네트워크(data network)란 PC와 주변 장치들 간에 데이터 교환이나 인터넷 서비스 제공 등을 위해 구축되는 네트워크 유형을 말하며, 엔터테인먼트 네트워크(entertainment network)는 오디오나 비디오 정보를 다루는 가전 기기들간의 네트워크 유형을 말한다. 그리고, 리빙 네트워크(living network)는 가전기기, 홈 오토메이션 그리고 원격 검침과 같이 기기들의 단순한 제어를 목적으로 하여 구축되는 네트워크를 말한다.
이러한 가정 내에 구성된 홈 네트워크 시스템은 다른 전기 기기의 동작을 제어하거나 상태를 모니터링할 수 있는 전기 기기인 마스터 장치와, 전기 기기의 특성이나 기타 요인에 의하여 마스터 장치의 요구에 응답하는 기능과 자신의 상태 변화에 대한 정보를 알리는 기능을 갖는 전기 기기 슬레이브 장치로 이루어진다. 본 명세서에서 사용되는 전기 기기는 세탁기, 냉장고 등과 같은 상술된 리빙 네트워크 서비스를 위한 가전기기와, 데이터 네트워크 서비스 및 엔터테인먼트 네트워크 서비스를 위한 가전기기를 모두 포함하고, 또한, 가스밸브제어장치, 자동 도어 장치, 전등 등과 같은 제품들도 포함하는 것을 의미한다.
이러한 종래 기술에서는 홈 네트워크 시스템에 구비된 전기 기기에 대한 제어 및 모니터링 등을 위한 기능을 제공하는 범용의 통신 규격을 제공하고 있지 못하다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 홈 네트워크 시스템 내의 전기 기기의 제어 및 모니터링 등을 위한 기능을 제공하는 범용의 통신 규격인 제어 프로토콜이 적용된 홈 네트워크 시스템의 네트워크 계층에서의 데이터 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 특히 범용의 통신 규격으로 리빙 네트워크 제어 프로토콜(Living network Control Protocol: LnCP)이 적용된 네트워크 계층에서의 데이터 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 슬레이브 디바이스의 응용 계층으로부터 데이터링크 계층으로의 응답 패킷이 전송되도록 하는 네트워크 계층에서의 데이터 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 이전에 수신된 요청 패킷에 대응되는 통신 싸이클 명세를 완성하여 응답 패킷의 전송이 이루어지도록 하는 네트워크 계층에서의 데이터 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명이 적용된 홈 네트워크 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 적용된 리빙 네트워크 제어 프로토콜 스택의 구성도이다.
도 3a 및 3b는 도 2의 계층 간의 인터페이스의 구성도이다.
도 4a 내지 4f는 도 3a 및 3b의 인터페이스의 상세한 구성도이다.
도 5a 및 5b는 각 계층 간에 교환되는 데이터를 전송하기 위한 프리미티브를 포함하는 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 데이터 처리 방법의 제1실시예의 순서도이다.
도 7은 본 발명에 따른 데이터 처리 방법의 제2실시예의 순서도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1: 홈 네트워크 시스템 2: 인터넷
3: LnCP 서버 4: 클라이언트 디바이스
10: 홈 게이트웨이 20 내지 23: 네트워크 관리기
30, 31: LnCP 라우터 40 내지 49: 전기 기기
본 발명인 네트워크 계층에서의 데이터 처리 방법은 적어도 물리계층과, 데이터링크계층과, 네트워크계층 및 응용계층으로 이루어진 프로토콜에서, 상기 응용계층으로부터 응용계층 프로토콜 데이터 단위(APDU)로 구성된 응답메시지전송(ResMsgSend) 프리미티브를 수신하는 단계와, 상기 ResMsgSend 프리미티브에 따라 기저장된 통신 싸이클 명세를 완성하는 단계와, 상기 통신 싸이클 명세에 따라 네트워크계층 프로토콜 데이터 단위(NPDU)로 구성된 패킷전송(PktSend) 프리미티브를 생성하는 단계 및, 상기 패킷전송(PktSend) 프리미티브를 상기 데이터링크계층으로 전송하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 프로토콜은 슬레이브 디바이스에 적용된 것이 바람직하다.
또한, 상기 ResMsgSend 프리미티브는 마스터 디바이스로부터 전송된 요청 패킷에 대한 응답 패킷인 것이 바람직하다.
또한, 상기 기저장된 통신 싸이클 명세는 상기 요청 패킷에 따라 일부분이 생성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 처리 방법은 상기 ResMsgSend 프리미티브에 포함된 통신 싸이클 식별자(CycleID)를 상기 기저장된 통신 싸이클 명세의 통신 싸이클 식별자(CycleID)에 기입하는 단계를 추가적으로 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 패킷전송(PktSend) 프리미티브를 생성하는 단계는 상기 APDU에 NPDU 헤더와 트레일러를 추가하여 NPDU로 상기 패킷전송(PktSend) 프리미티브를 생성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 처리 방법은 상기 생성된 NPDU를 저장하는 단계를 추가적으로 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 처리 방법은 현재 통신 싸이클을 완료하는 단계를 추가적으로 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 처리 방법은 상기 통신 싸이클을 완료하는 단계이후에, 상기 통신 싸이클 명세를 삭제하는 단계와, 상기 통신 싸이클의 결과를 의미하는 코드값을 포함하는 네트워크계층완료(NLCompleted) 프리미티브를 상기 응용계층으로 전송하는 단계를 추가적으로 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 완료 단계에서 성공인 완료는 상기 데이터링크계층으로부터 전송성공(SEND_OK)을 포함하는 데이터링크완료(DLLCompleted) 프리미티브를 수신한 경우인 것이 바람직하다.
또한, 상기 완료 단계에서 실패인 완료는 상기 데이터링크계층으로부터 전송실패(SEND_FAILED)를 포함하는 데이터링크완료(DLLCompleted) 프리미티브를 수신하거나, 상기 네트워크계층의 매개변수인 전송타임아웃(SendTimeOut) 이내에 상기 데이터링크계층으로부터 데이터링크완료(DLLCompleted) 프리미티브를 수신하지 못한 경우인 것이 바람직하다.
또한, 상기 프로토콜은 리빙 네트워크 제어 프로토콜(LnCP)인 것이 바람직하다.
본 발명은 본 발명의 실시예들 및 첨부도면에 기초하여 홈 네트워크 시스템을 예로 들어 상세하게 설명되었다. 그러나, 이하의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 홈 네트워크 시스템의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 홈 네트워크 시스템(1)은 인터넷(2)을 통하여 LnCP 서버(3)에 접속하고, 또한 클라이언트 디바이스(4)는 인터넷(2)을 통하여 LnCP 서버(3)에 접속한다. 즉, 홈 네트워크 시스템(1)은 LnCP 서버(3) 및/또는 클라이언트 디바이스(4)와 통신가능하도록 연결된다.
인터넷(2)을 포함하는 홈 네트워크 시스템(1) 외부의 네트워크는 클라이언트 디바이스(4)의 종류에 따라 다른 구성소자들을 추가적으로 구비한다. 즉, 이 인터넷(2)은 예를 들면, 클라이언트 디바이스(4)가 컴퓨터인 경우에는, 웹 서버(Web sever)(도시되지 않음)를 구비하고, 클라이언트 디바이스(4)가 인터넷 폰인 경우에는, 왑 서버(Wap sever)(도시되지 않음)를 구비한다.
다음으로, LnCP 서버(3)는 소정의 로그인 및 로그아웃 절차에 따라 홈 네트워크 시스템(1) 및 클라이언트 디바이스(4)와 각각 접속되어, 클라이언트 디바이스(4)로부터 모니터링 및 제어 명령 등을 수신하여, 이를 홈 네트워크 시스템(1)으로 소정의 형식을 지닌 메시지로 인터넷(2)을 통하여 전송한다. 또한, LnCP 서버(3)는 소정의 형식을 지닌 메시지를 홈 네트워크 시스템(1)으로부터 수신하여 저장하거나 클라이언트 디바이스(4)로 전송한다. 또한, LnCP 서버(3)는 자체적으로 저장되거나 생성된 메시지를 상기 홈 네트워크 시스템(1)으로 전송하고 수신한다. 즉, 홈 네트워크 시스템(1)은 LnCP 서버(3)에 접속하여, 제공되는 컨텐츠를 다운로드 받을 수 있다.
이 홈 네트워크 시스템(1)은 인터넷(2)과의 연결 기능을 담당하는 홈 게이트웨이(10)와, 전기 기기(40 내지 49)의 환경 설정 및 관리 기능을 수행하는 네트워크 관리기(20 내지 23)와, 전송매체 간의 접속을 위한 LnCP 라우터(30 및 31)와, 네트워크 관리기(22) 및 전기 기기(46)가 전송매체에 접속될 수 있도록 하는 LnCP 어댑터(35 및 36)와, 다수의 전기 기기(40 내지 49)를 포함한다.
홈 네트워크 시스템(1) 내의 네트워크는 전기 기기들(40 내지 49)이 공유하는 전송매체를 이용하여 연결함으로써 구성된다. 이 전송매체는 RS-485나 소출력 RF와 같은 데이터링크 계층이 비규격화된 전송 매체(non-standardized transmission medium)를 이용하거나, 전력선이나 IEEE 802.11과 같은 규격화된 전송 매체(standardized transmission medium)를 이용할 수 있다.
이 홈 네트워크 시스템(1) 내의 네트워크는 인터넷(2)과 서로 분리된 네트워크로 이루어지고, 즉 유선 혹은 무선 전송 매체로 연결하는 독립형 네트워크를 구성하게 된다. 여기서 독립형 네트워크는 물리적으로 연결되어 있으나 논리적으로 분리된 네트워크를 포함하는 것으로 한다.
이 홈 네트워크 시스템(1)은 다른 전기 기기(40 내지 49)의 동작을 제어하거나 상태를 모니터링 할 수 있는 마스터(Master) 디바이스와, 마스터 디바이스의 요구에 응답하는 기능과 자신의 상태 변화에 대한 정보를 알리는 기능을 갖는 슬레이브(Slave) 디바이스를 포함한다. 이 마스터 디바이스는 네트워크 관리기(20 내지 23)를 포함하고, 슬레이브 디바이스는 전기 기기(40 내지 49)를 포함한다. 다만, 이 네트워크 관리기(20 내지 23)는 제어하려는 전기 기기(40 내지 49)에 대한 정보 및 제어 코드를 포함하고, 프로그램된 방식에 따르거나 LnCP 서버(3) 및/또는 클라이언트 디바이스(4)로부터의 입력을 받아 제어하게 된다. 또한, 도시된 바와 같이,다수의 네트워크 관리기(20 내지 23)가 연결된 경우, 이 네트워크 관리기(20 내지 23)는 다른 네트워크 관리기(20 내지 23)와의 정보 교환과, 정보의 동기화 및 제어를 위해 마스터 디바이스이면서도 슬레이브 디바이스가 되도록, 즉 물리적으로는 하나의 디바이스이지만, 논리적으로 마스터와 슬레이브의 기능을 동시에 수행하는 장치(즉, 하이브리드 장치)이어야 한다.
또한, 이들 네트워크 관리기(20 내지 23) 및 전기 기기(40 내지 49)는 네트워크(도시된 전력선 네트워크, RS-485 네트워크, RF 네트워크)에 직접 연결될 수 있으며, 또한 LnCP 라우터(30 및 31) 및/또는 LnCP 어댑터(35 및 36)를 통하여 연결될 수 있다.
또한, 전기 기기(40 내지 49) 및/또는 LnCP 라우터(30 및 31) 및/또는 LnCP 어댑터(35 및 36)는 네트워크 관리기(20 내지 23)에 등록되어 제품에 따라 유일한 논리번지(예를 들면, Ox00, Ox01 등)를 부여받게 되어, 이 논리번지는 제품코드(예를 들면, 에어콘인 경우 '0x02', 세탁기인 경우 '0x01')와 조합되어 노드 번지(Node Address)로서 사용된다. 예를 들면, 0x0200(에어콘1), 0x0201(에어콘2)과 같은 노드 번지에 의해 전기 기기(40 내지 49) 및/또는 LnCP 라우터(30 및 31) 및/또는 LnCP 어댑터(35 및 36)가 식별된다. 또한, 소정의 기준(동일한 제품 전체, 제품의 설치 장소, 사용자 등)에 따라 하나 이상의 전기 기기(40 내지 49) 및/또는 LnCP 라우터(30 및 31) 및/또는 LnCP 어댑터(35 및 36)를 한꺼번에 식별되도록 하는 그룹 번지가 사용될 수 있다. 이 그룹 번지에서, 명시적 그룹 번지는 번지옵션값(하기에서의 플랙)을 '1'로 설정하면 복수의 디바이스를 지정하는 클러스터이고,묵시적 그룹 번지는 논리 번지 및/또는 제품코드의 모든 비트값들을 '1'로 채움으로써 복수 개의 디바이스 지정이 가능하다. 특히 명시적 그룹 번지를 클러스터 코드라 한다.
도 2는 본 발명에 따른 리빙 네트워크 제어 프로토콜 스택의 구성도이다. 홈 네트워크 시스템(1)은 도 2의 리빙 네트워크 제어 프로토콜(LnCP)에 따라 네트워크 관리기(20 내지 23)와, LnCP 라우터(30 및 31)와, LnCP 어댑터(35 및 36) 및 전기 기기(40 내지 49) 간의 통신이 가능하도록 한다. 따라서, 네트워크 관리기(20 내지 23)와, LnCP 라우터(30 및 31)와, LnCP 어댑터(35 및 36) 및 전기 기기(40 내지 49)는 이러한 LnCP에 따라 네트워크 통신을 수행한다.
도 2에 도시된 바와 같이, LnCP는 네트워크 관리기(20 내지 23)와, LnCP 라우터(30 및 31)와 LnCP 어댑터(35 및 36) 및 전기 기기(40 내지 49)의 고유 기능을 수행하며, 네트워크 상에서 원격 조작 및 모니터링을 위하여 응용 계층(60)과의 인터페이스 기능을 제공하는 응용 소프트웨어(50)와, 사용자에게 서비스를 제공하고 사용자가 제공한 정보나 명령을 메시지로 구성하여 하위 계층으로 전달하는 기능을 제공하는 응용계층(60)과, 네트워크 관리기(20 내지 23)와, LnCP 라우터(30 및 31)와 LnCP 어댑터(35 및 36) 및 전기 기기(40 내지 49) 간의 신뢰성있는 네트워크 연결을 위한 네트워크 계층(70)과, 공유 전송 매체에 접속하기 위한 매체 접근 제어 기능을 제공하는 데이터링크 계층(80)과, 네트워크 관리기(20 내지 23)와, LnCP 라우터(30 및 31)와 LnCP 어댑터(35 및 36) 및 전기 기기(40 내지 49) 간의 물리적 인터페이스와 전송할 비트에 대한 규칙을 제공하는 물리계층(90) 및 각 계층에서사용되는 노드 매개 변수(node parameter)를 설정하고 관리하는 매개 변수 관리 계층(100)으로 이루어진다.
자세하게는, 응용 소프트웨어(50)는 노드 매개 변수와 네트워크 상에 접속된 네트워크 관리기(20 내지 23)와, LnCP 라우터(30 및 31)와 LnCP 어댑터(35 및 36) 및 전기 기기(40 내지 49)의 관리 기능을 담당하는 네트워크 관리 부속계층(51)을 추가적으로 포함한다. 즉, 이 네트워크 관리 부속계층(51)은 매개 변수 관리 계층(100)을 통하여 노드 매개 변수의 값을 설정하거나 이용하는 매개 변수 관리 기능과, LnCP가 적용된 기기가 마스터 디바이스인 경우 네트워크를 구성하거나 관리하는 네트워크 관리 기능을 수행한다.
또한, 네트워크 계층(70)은 네트워크 관리기(20 내지 23)와, LnCP 라우터(30 및 31)와 LnCP 어댑터(35 및 36) 및 전기 기기(40 내지 49)가 접속되는 네트워크가 전력선이나 IEEE 802.11, 무선과 같은 비독립형 전송 매체(예를 들면, LnCP가 전력선통신(PLC) 프로토콜 및/또는 무선(wireless) 프로토콜을 포함하는 경우)를 이용하여 구성될 때, 각 개별 네트워크를 논리적으로 구분하기 위한 홈 코드의 설정, 관리 및 처리 기능을 수행하는 홈코드 제어 부속계층(71)을 추가적으로 포함한다. 이 홈코드 제어 부속계층(71)은 RS-485와 같은 독립형 전송 매체에 의해서 개별 네트워크 간에 물리적으로 분리되는 경우에는 LnCP에 포함되지 않는다. 이 홈코드는 4바이트로 구성되며 랜덤값 또는 사용자가 지정한 값으로 설정된다.
도 3a 및 3b는 도 2의 계층 간의 인터페이스의 구성도이다.
도 3a는 물리계층(90)이 비독립형 전송매체에 연결되는 경우의 계층 간의 인터페이스를 도시하고, 도 3b는 물리계층(90)이 독립형 전송매체에 연결되는 경우의 계층 간의 인터페이스를 도시한다.
홈 네트워크 시스템(1)은 상위 계층으로부터 전달받은 프로토콜 정보 단위(Protocol Data Unit: PDU)에 각 계층에서 요구되는 헤더와 트레일러 정보를 합쳐 하위 계층으로 전달한다.
도시된 바와 같이, APDU(Application layer PDU)는 응용 계층(60)과 네트워크 계층(70) 간에 전달되는 데이터이고, NPDU(Network Layer PDU)는 네트워크 계층(70)과 데이터링크 계층(80) 또는 홈 코드 부속 계층(71) 간에 전달되는 데이터이고, HCNPDU(Home Code Control Sublayer PDU)는 네트워크 계층(70)(정확하게는 홈코드 부속계층(71))과 데이터링크 계층(80) 간에 전달되는 데이터이다. 데이터링크 계층(80)과 물리계층(90) 간에는 데이터 프레임 단위로 인터페이스가 이루어진다.
도 4a 내지 4f는 도 3a 및 3b의 인터페이스의 상세한 구성도이다.
도 4a는 응용 계층(60)에서의 APDU의 구조이다.
AL(APDU Length) 필드는 APDU의 길이(AL로부터 메시지 필드까지의 길이)를 나타내는 필드로서, 최소값은 4이고 최대값은 77이다.
AHL(APDU Header Length) 필드는 APDU 헤더의 길이(AL로부터 ALO까지의 길이)를 나타내는 필드로서, 확장이 되지 않는 경우에는 3바이트이며, 7바이트까지 확장이 가능하다. LnCP 프로토콜에서는 메시지 필드의 암호화, 응용 프로토콜의 변경 등을 위하여 APDU 헤더를 7바이트까지 확장할 수 있다.
ALO(Application Layer Option) 필드는 메시지 셋의 확장을 위한 필드이고, 예를 들어 '0'으로 설정되면, 다른 값이 담겨 있는 경우에는 메시지 처리를 무시한다.
메시지 필드는 사용자의 제어 메시지나 이벤트 정보를 처리하기 위한 필드로서, ALO 필드에 담긴 값에 따라 달리 구성된다.
도 4b는 네트워크 계층(70)에서의 NPDU의 구조이고, 도 4c는 NPDU 중에서 NLC의 상세 구조이다.
SLP(Start of LnCP Packet) 필드는 패킷의 시작을 나타내는 필드로서 0x02 값을 갖는다.
DA(Destination Address) 및 SA(Source Address) 필드는 전송하려는 패킷의 수신자와 송신자의 노드 번지로서 각각 16 비트로 구성된다. 여기서 최상위 1비트는 그룹 번지를 나타내기 위한 플랙(flag), 다음 7비트는 제품의 종류(제품코드), 하위 8비트는 같은 종류의 네트워크 관리기(20 내지 23) 및 전기 기기(40 내지 49)가 다수 개 있을 때 서로 구분하기 위하여 할당된 논리번지를 포함한다.
PL(Packet Length) 필드는 전송하려는 NPDU의 전체 길이를 나타내는 필드로서 최소값은 12 바이트, 최대값은 100 바이트이다.
SP(Service Priority) 필드는 전송 메시지에 전송 우선 순위를 부여하기 위한 필드로서 3비트로 구성되며, 각 전송 메시지에 따른 우선 순위는 표 2와 같다.
슬레이브 디바이스가 마스터 디바이스의 요청에 의하여 응답하는 경우에는 마스터 디바이스로부터 수신된 요청 메시지의 우선 순위를 따른다.
우선순위 값 적용(Application Layer)
높음(High) 0 - 긴급한 메시지를 전송할 때
중간(Middle) 1 - 일반적인 패킷을 전송할 때- 온라인(Online State) 또는 오프라인 상태 (Offline State) 변화에 대한 이벤트 메시지 전송할 때
표준(Normal) 2 - 네트워크 구성을 위한 통지 메시지 전송할 때- 일반적인 이벤트 메시지 전송할 때
낮음(Low) 3 -다운로드 또는 업로드 메커니즘에 의하여 데이터를 전송 할 때
NHL(NPDU Header Length) 필드는 NPDU 헤더(SLP에서 NLC 필드)의 확장을 위하여 사용되는 필드로서, 확장이 되지 않은 경우에는 9 바이트이며, 최대 16 바이트까지 확장 가능하다.
PV(Protocol Version) 필드는 채용된 프로토콜의 버전을 나타내는 1 바이트 필드로서 상위 4비트는 버전(version) 필드로, 하위 4비트는 서브 버전(sub-version) 필드로 구성된다. 버전과 서브 버전은 각각 16 진수 표기로 버전을 나타낸다.
NPT(Network layer Packet Type) 필드는 네트워크 계층에서 패킷의 종류를 구분하는 4 비트 필드로서, LnCP는 요청 패킷(Request Packet), 응답 패킷(Response Packet), 통지 패킷(Notification Packet)을 포함하고, 마스터 디바이스의 NPL 필드는 요청 패킷 또는 통지 패킷으로 설정되어야 하며, 슬레이브 디바이스의 NPL 필드는 응답 패킷 또는 통지 패킷으로 설정되어야 한다. 패킷 종류에 따른 NPT값은 하기의 표 3과 같다.
값 설명
0 요청 패킷
1~3 사용하지 않음
4 응답 패킷
5~7 사용하지 않음
8 통지 패킷
9~12 사용하지 않음
13~15 홈 코드 제어 부속계층과의 인터페이스용으로 예약된 값임
TC(Transmission Counter) 필드는 네트워크 계층에서 통신 에러가 발생하여 요청 패킷 또는 응답 패킷이 성공적으로 전송되지 않을 때 요청 패킷을 재전송하거나, 통지 패킷의 전송 성공율을 높이기 위하여 반복 전송하기 위한 2비트의 필드이다. 수신자는 TC 필드 값을 이용하여 중복 메시지를 검출할 수 있다. NPT값에 따른 TC 필드의 값의 범위는 표 4와 같다.
패킷 종류 값(범위)
요청 패킷 1~3
응답 패킷 1
통지 패킷 1~3
PN(Packet Number) 필드는 2비트로 구성되며, 슬레이브 디바이스에서는 TC와 함께 중복 패킷의 검출을 위하여 사용되고, 마스터 디바이스에서는 복수 개의 통신 싸이클을 처리하기 위하여 사용된다. NPT값에 따른 PN 필드의 범위는 하기의 표 5와 같다.
패킷 종류 값(범위)
요청 패킷 0~3
응답 패킷 요청 패킷의 PN 필드 값을 복사
통지 패킷 0~3
APDU 필드는 응용 계층(60)과 네트워크 계층(70) 간에 전달되는 응용 계층의 프로토콜 데이터 단위이다. APDU의 최소값은 0바이트이며, 최대값은 88바이트이다.
CRC(Cyclic Redundancy Check) 필드는 수신된 패킷(SLP부터 APDU 필드)의 에러를 검출하기 위한 16비트의 필드이다.
ELP(End of LnCP Packet) 필드는 패킷의 끝을 나타내는 필드로서 0x03 값을 갖는다. 만약, 패킷의 길이 필드에 담긴 길이만큼 데이터를 수신하였음에도 불구하고 ELP 필드가 검출되지 않으면 패킷 에러로 간주한다.
도 4d는 홈 코드 제어 부속계층(71)에서의 HCNPDU의 구조이다.
도시된 바와 같이, NPDU의 상위 부분에 HC(Home Code) 필드가 추가로 포함된다.
이 홈 코드값은 4바이트로 구성되되, 이 홈코드는 패킷이 전파될 수 있는 선로의 거리 내에서 유일한 값을 지닌다.
도 4e는 데이터링크 계층(80)에서의 프레임의 구조이다.
LnCP의 데이터 링크 계층 프레임의 헤더 및 트레일러는 전송 매체에 따라 그 구성이 달라지게 된다. 데이터링크 계층(80)이 비규격화된 전송 매체를 사용하는 경우에는 프레임의 헤더 및 트레일러가 널 필드(Null Field)를 가져야 한다. 만약, 규격화된 전송 매체를 사용하는 경우에는 프로토콜에서 규정된 바에 의한다. NPDU필드는 상위 네트워크 계층(70)에서 전달한 데이터 단위이고, HCNPDU는 물리계층(90)이 전력선이나 IEEE 802.11과 같은 비독립적인 전송 매체인 경우에 사용된 4바이트의 홈 코드가 NPDU 앞부분에 추가된 데이터 단위이다. 데이터링크 계층(80)은 NPDU와 HCNPDU를 구분하여 처리하지 않는다.
도 4f는 물리 계층(90)에서의 프레임 구조이다.
LnCP의 물리 계층(90)에서는 전송 매체에 물리적인 신호를 송수신하는 기능을 다룬다. LnCP 프로토콜의 물리 계층(90)으로는 RS-485나 소출력 RF와 같은 데이터링크 계층(80)이 비규격화된 전송 매체를 사용할 수 있으며, 전력선이나 IEEE 802.11과 같은 규격화된 전송 매체를 사용할 수 있다. LnCP 네트워크에서 적용된 홈 네트워크 시스템(1)에서, 네트워크 관리기(20 내지 23) 및 전기 기기(40 내지 49)가 RS-485나 LnCP 라우터(30 및 31), LnCP 어댑터(35 및 36)와 인터페이스되도록 UART(Universal Asynchronous Receiver and Transmitter) 프레임 구조와 RS-232의 신호 레벨을 이용한다. UART는 디바이스간에 시리얼 버스를 이용하여 연결되는 경우 통신 선로에서 비트 신호의 흐름을 제어한다. LnCP에서는 상위 계층에서 보내오는 패킷을 도 4f와 같이, 10 비트 크기의 UART 프레임 단위로 변환하여 전송 매체를 통해 전달한다. UART 프레임은 1 비트의 시작 비트(Start Bit), 8 비트의 데이터, 그리고 1 비트의 정지 비트(Stop Bit)로 구성되며, 패리티 비트(Parity Bit)는 사용하지 않는다. UART 프레임은 시작 비트부터 전달되며, 맨 마지막으로 정지 비트가 전달된다. LnCP가 적용된 홈 네트워크 시스템(1)에서 UART를 이용하는 경우에는 추가적인 프레임 헤더와 프레임 트레일러를 사용하지 않는다.
이하에서는 상술된 계층들에서 사용되는 노드 매개 변수에 대하여 개시한다.
하기에서 개시되는 노드 매개 변수의 데이터 타입은 표 6에 개시된 여러 데이터 타입 중의 하나에 해당된다.
표기 데이터 타입 설명
char signed char 데이터의 길이가 명시되어 있지 않으면 1바이트임
uchar unsigned char 데이터의 길이가 명시되어 있지 않으면 1바이트임
int signed int 데이터의 길이가 명시되어 있지 않으면 2바이트임
uint unsigned int 데이터의 길이가 명시되어 있지 않으면 2바이트임
long signed long 데이터의 길이가 명시되어 있지 않으면 4바이트임
ulong unsigned long 데이터의 길이가 명시되어 있지 않으면 4바이트임
string string 마지막 바이트가 NULL인 문자열 데이터
FILE - 파일구조를 가지는 데이터
네트워크 계층(70)은 하기와 같은 기능을 수행한다.
첫번째로, 번지 관리 기능으로서, 자신의 번지 및 목적지 네트워크 관리기(20 내지 23) 또는 전기 기기(40 내지 49)의 번지를 저장한다. 이때 번지에 포함된 네트워크 관리기(20 내지 23) 또는 전기 기기(40 내지 49)의 정보 및 위치 정보를 사용하여 클러스터 번지를 지정할 수 있으며, 멀티캐스팅 및 브로드캐스팅 통신을 지원한다.
둘째로, 흐름 제어 기능으로서, 통신 싸이클을 관리하여 패킷의 흐름을 제어한다.
셋째로, 오류 제어 기능으로서, 규정된 시간 이내에 응답 패킷이 수신되지 않으면 데이터를 재전송한다. 재전송 횟수는 최대 3회로 제한한다.
넷째로, 트랜잭션 제어(Transaction Control) 기능으로서, 중복 패킷을 검출하여 동일한 메시지의 중복 수행을 방지할 수 있게 하고, 동시 다발의 통신 싸이클들을 제어한다.
다섯째로, 라우팅 제어 기능으로서, 두 개 이상의 독립적인 전송 매체간에 패킷을 전달하고, LnCP 라우터(30 및 31) 및 LnCP 어댑터(35 및 36) 간의 무한 루프를 방지하기 위하여 패킷의 흐름을 제어한다.
이러한, 네트워크 계층(70)은 통신 싸이클 단위로 서비스를 제공한다. 이러한 통신 싸이클은 이러한 통신 싸이클은 {1-Request, 1-Response}, {1-Request, Multi-Responses}, {1-Notification}, {Repeated-Notification }과 같이 네 가지가 있다.
{1-Request, 1-Response} 통신 싸이클은 하나의 마스터 디바이스가 하나의 슬레이브 디바이스에 하나의 요청 패킷(Request Packet)을 송신하고, 슬레이브 디바이스는 그에 대한 응답으로 하나의 응답 패킷(Response Packet)을 전달하는 통신 싸이클이다.
{1-Request, Multi-Responses} 통신 싸이클은 하나의 마스터 디바이스가 다수의 슬레이브 디바이스들에게 하나의 요청 패킷을 송신하고, 각 슬레이브 디바이스들은 차례대로 요청 패킷에 대한 응답 패킷을 송신한다.
{1-Notification} 통신 싸이클은 디바이스(마스터 또는 슬레이브)가 하나 또는 다수의 디바이스(마스터 또는 슬레이브)를 대상으로 하나의 통지 패킷을 송신한 다음 바로 통신을 종료하는 싸이클이다.
{Repeated-Notification} 통신 싸이클은 {1-Notification} 통신 싸이클에서의 전송 신뢰성을 확보하기 위하여 동일한 패킷을 반복 전송하고 나서 통신을 종료하는 싸이클이다.
상술된 통신 싸이클과 패킷 타입 및 전송 서비스(또는 네트워크층 서비스)(NLservice) 간의 관계는 표 7a와 같다.
통신 싸이클 패킷 타입 전송 서비스(NLService)
{1-request, 1-response} 요청 패킷-응답 패킷 Acknowledged(0)
{1-request, multi-response} 요청 패킷-응답 패킷 Acknowledged(0)
{1-notification} 통지 패킷 Non-acknowledged(1)
{Repeated-notification} 통지 패킷 Repeated-notification(2)
네트워크 계층(70)에서 사용하는 노드 매개 변수(Node Parameter)의 값은 표 7b와 같다.
명칭 형태 설명
제품 코드 uchar ProductCode 제품의 독립적인 기능들을 묶기 위해 부여되는 코드.
논리 번지 uchar NP_LogicalAddress 동일한 제품 코드를 가지는 복수 개의 제품을 구분하기 위한 1바이트의 번지.
클러스터코드 uchar NP_ClusterCode 디바이스의 클러스터들을 구분하는 1바이트의 번지.
홈 코드 ulongNP_HomeCode 디바이스의 홈 코드를 정의하는 4바이트의 값.
최대재전송회수 constant uchar SendRetries Acknowledged 서비스인 경우 요청 패킷의 최대 재전송 회수 또는Repeated-notification 서비스일 때 반복 전송 회수.
전송타임아웃 constant uint SendTimeOut 네트워크 계층(70)이 데이터 링크 계층(80)으로 NPDU를 전달하고 나서 DLLCompleted 프리미티브를 기다리는 시간(ms)으로, 값은 1000ms이다.
응답지연시간 uintResDelayTime 그룹 번지를 대상으로 Acknowledged 전송 서비스를 수행할 때, 요청 패킷을 수신한 슬레이브 디바이스가 응답 패킷을 송신하기 전에 지연시키는 시간(ms)으로 0~5,000ms 범위에서 랜덤하게 발생시킨 값.
최대리피터지연시간 constant uint RepeaterDelayTime 네트워크가 정상적으로 동작할 때, 송신자로부터 전송된 정상적인 패킷이 수신자에서 수신되기까지 최대로 허용할 수 있는 시간 지연(ms)으로 값은 5,000ms.
중복패킷경과시간 constant uint DupElapsedTime 슬레이브 디바이스가 동일한 마스터 디바이스로부터 연속적으로 요청 패킷들을 수신할 때, 각 패킷들이 독립적임을 보장하는 요청 패킷 간의 최소 간격 시간(ms)으로, 값은 10,000ms
도 5a 및 5b는 각 계층 간에 교환되는 데이터를 전송하기 위한 프리미티브를 포함하는 구성도이다.
도 5a는 마스터 디바이스의 계층 간의 프리미티브(primitive)의 전달을 도시한다.
먼저, 응용 소프트웨어(50)와 응용 계층(60) 간의 프리미티브는 도시된 바와 같이, UserReq, UserDLReq, UserULReq, ALCompleted, UserRes, UserEventRcv가 사용된다. 이에 대한 설명은 생략된다.
다음으로, 응용 계층(60)과 네트워크 계층(70) 간의 프리미티브는 도시된 바와 같이, ReqMsgSend와, NLCompleted 및 MsgRev를 포함한다.
요청 메시지 송신(ReqMsgSend) 프리미티브는 마스터 디바이스의 응용 계층(60)에서 네트워크 계층(70)으로 메시지의 전달을 위한 프리미티브로서, 하기의 표 8a에 개시된 구성요소를 포함한다.
명칭 형태 설명
통신 싸이클식별자 ulong CycleID 마스터 디바이스에서 통신 싸이클의 인식 번호.
요청 메시지 uchar *ReqAPDU 마스터 디바이스의 응용 계층(60)에서 생성된 요청 메시지를 포함하는 APDU.
요청 메시지의 길이 uchar APDULength APDU의 바이트 데이터 길이.
목적 번지 uint DstAddress 수신자 디바이스의 번지.
출처 번지 uintSrcAddress 송신자 디바이스의 번지.
네트워크계층서비스 uchar NLService 마스터 디바이스의 통신 싸이클 서비스 유형0:Acknowledged, 1:Non-acknowledged,2: Repeated-notification.
응답타임아웃 uchar responseTimeOut NLService가 Acknowledged로 선택된 경우에 마스터 디바이스에서 요청 패킷 송신 후 응답 패킷을 기다리는 시간(ms).
반복통지 패킷 간의 전송 간격 uintRepNotiInt NLService가 Repeated-notification로 선택된 경우에 연속된 통지 패킷 간의 시간(ms).
서비스 우선순위 uchar SvcPriority 요청 메시지의 전송 우선 순위.
여기서, 통신 싸이클 식별자(CycleID)는 상술된 응용 서비스 코드(ALSvcCode)와 수신 디바이스의 노드 번지(node Address)가 조합되어 생성된다.
메시지 수신(MsgRcv) 프리미티브는 마스터 디바이스의 네트워크 계층(70)에서 응용 계층(60)으로 패킷을 전달하기 위한 프리미티브로서, 하기의 표 8b에 개시된 구성요소를 포함한다.
명칭 형태 설명
통신 싸이클 식별자 ulong CycleID 마스터 디바이스에서 통신 싸이클의 인식 번호
이벤트 응답 메시지 uchar *ResEventAPDU 응용 계층(60)으로 전달될 APDU
이벤트 응답 메시지의 길이 uchar APDULength APDU의 바이트 데이터 길이
목적 번지 uint DstAddress 수신자 디바이스의 번지
출처 번지 uint SrcAddress 송신자 디바이스의 번지
상술된 통신 싸이클 식별자(CycleID)의 구성은 하기에서 개시된다.
네트워크계층 완료(NLCompleted) 프리미티브는 네트워크 계층(70)에서 응용 계층(60)으로 패킷 처리 상태를 알리기 위한 프리미티브로서, 하기의 표 8c에 개시된 구성요소들을 포함한다.
명칭 형태 설명
통신 싸이클 식별자 ulong CycleID 마스터 디바이스에서 통신 싸이클의 인식 번호
전송 결과 uchar NLResult 통신 싸이클이 성공적으로 완료되면 CYCLE_OK(1), 그렇지 않으면 CYCLE_FAILED(0).
실패 원인 코드 uchar NLFailCode NLResult가 CYCLE_FAILED의 경우에 실패의 원인을 분류한 값
재전송 회수 uchar NLSuccessCode NLResult가 CYCLE_ OK인 경우에 재전송 횟수
다음으로, 네트워크 계층(70)과 데이터링크 계층(80) 간의 프리미티브는 도시된 바와 같이, PktSend와, PktRcv 및 DLLCompleted를 포함한다.
패킷 송신(PktSend) 프리미티브는 네트워크 계층(70)에서 데이터링크 계층(80)으로 패킷을 전달하기 위한 프리미티브로서, 하기의 표 9a에 개시된 구성요소를 포함한다.
명칭 형태 설명
패킷 uchar *NPDU/HCNPDU 네트워크 계층(70)의 패킷
패킷의 길이 uchar NPDULength NPDU/HCNPDU의 바이트 데이터 길이
서비스 우선순위 uchar SvcPriority 전송 우선 순위
패킷 수신(PktRcv) 프리미티브는 데이터링크 계층(80)에서 네트워크 계층(70)으로 패킷을 전달하기 위한 프리미티브로서, 하기의 표 9b에 개시된 구성요소를 포함한다.
명칭 형태 설명
패킷 uchar *PDU 네트워크 계층(70)의 패킷
패킷의 길이 uchar PDULength PDU의 바이트 데이터 길이
데이터링크계층 완료(DLLCompleted) 프리미티브는 데이터링크 계층(80)에서 네트워크 계층(70)으로 패킷 전송 결과를 알리기 위한 프리미티브로서, 하기의 표 9c에 개시된 구성요소를 포함한다.
명칭 형태 설명
패킷 전송 결과 uchar DLLResult 패킷 전송 결과: 패킷 전송 과정이 성공적으로 완료되면 SEND_OK(1), 그렇지 않으면 SEND_FAILED(0)
전송 실패 원인 uchar DLLFailCode DLLResult가 SEND_FAILED(0)인 경우에 실패의 원인을 분류한 값
마지막으로, 데이터링크 계층(80)과 물리 계층(90) 간의 프리미티브는 도시된 바와 같이, FrameSend와, FrameRcv 및 RptLineStatus를 포함한다. 이에 대한 설명은 생략된다.
도 5b는 슬레이브 디바이스의 계층 간의 프리미티브(primitive)의 전달을 도시한다.
먼저, 응용 소프트웨어(50a)와 응용 계층(60a) 간의 프리미티브는 도시된 바와 같이, UserResSend, UserEventSend, UserReqRcv, ALCompleted를 포함한다. 이에 대한 설명은 생략된다.
다음으로, 응용 계층(60a)과 네트워크 계층(70a) 간의 프리미티브는 도시된 바와 같이, ReqMsgRcv와, ResMsgSend와, EventMsgSend 및 NLCompleted를 포함한다.
요청 메시지 수신(ReqMsgRcv) 프리미티브는 네트워크 계층(70a)에서 응용 계층(60a)으로 수신된 요청 메시지를 전달하는 프리미티브로서, 하기의 표 10a에 개시된 구성요소를 포함한다.
명칭 형태 설명
요청 메시지 uchar *ReqAPDU 응용 계층(60a)으로 전달될 APDU
요청 메시지의 길이 uchar APDULength APDU의 바이트 데이터 길이
목적 번지 uint DstAddress 수신자 디바이스의 번지
출처 번지 uint SrcAddress 송신자 디바이스의 번지
네트워크계층 서비스 uchar NLService 슬레이브 디바이스의 통신 싸이클 서비스 유형 0: Acknowledged, 1: Non-acknowledged
중복패킷 검출결과 uchar DuplicateCheck 중복 패킷 검출 결과로 정상적이면NORMAL_PKT(1), 중복된 패킷으로 검출되면 DUPLICATED_PKT(0).
응답 메시지 송신(ResMsgSend) 프리미티브는 응용 계층(60a)에서 네트워크 계층(70a)으로 응답 메시지를 전달하기 위한 프리미티브로서, 하기의 표 10b에 개시된 구성요소를 포함한다.
명칭 형태 설명
통신 싸이클 식별자 ulong CycleID 슬레이브 디바이스에서 통신 싸이클의 인식 번호
응답 메시지 uchar *ResAPDU 슬레이브 디바이스의 응용 계층(60a)에서 생성된 응답 메시지를 포함하는 APDU
응답 메시지의 길이 uchar APDULength APDU의 바이트 데이터 길이
이벤트 메시지 송신(EventMsgSend) 프리미티브는 응용 계층(60a)에서 네트워크 계층(70a)으로 이벤트 메시지를 전달하기 위한 프리미티브로서, 하기의 표 10c에 개시된 구성요소를 포함한다.
명칭 형태 설명
통신 싸이클 식별자 ulong CycleID 슬레이브 디바이스에서 통신 싸이클의 인식 번호
이벤트 메시지 uchar *EventAPDU 슬레이브 디바이스의 응용 계층(60a)에서 생성된 이벤트 메시지를 포함하는 APDU
이벤트 메시지의 길이 uchar APDULength APDU 의 바이트 데이터 길이
목적 번지 uintDstAddress 수신자 디바이스의 번지
출처 번지 uint SrcAddress 송신자 디바이스의 번지
네트워크계층 서비스 uchar NLService 네트워크 계층(70a)에서의 전송 서비스 1: Non-acknowledged, 2: Repeated-notification
반복통지 메시지의 전송간격 uchar RepNotiInt NLService가 Repeated-notification로 선택된 경우에 연속된 통지 패킷간 의 시간 간격(ms)
서비스 우선순위 uchar SvcPriority 이벤트 메시지의 전송 우선 순위
네트워크계층 완료(NLCompleted) 프리미티브는 네트워크 계층(70a)에서 응용 계층(60a)으로 패킷 처리 상태를 알리기 위한 프리미티브로서, 하기의 표 10d에 개시된 구성요소를 포함한다.
명칭 형태 설명
통신 싸이클 식별자 ulong CycleID 슬레이브 디바이스에서 통신 싸이클의 인식 번호
전송 결과 uchar NLResult 통신 싸이클이 성공적으로 완료되면 CYCLE_OK(1), 그렇지 않으면 CYCLE_FAILED(0).
전송 실패 원인 uchar NLFailCode NLResult가 CYCLE_FAILED의 경우에 실패의 원인을 분류한 값
재전송회수 uchar NLSuccessCode NLResult가 CYCLE_ OK인 경우에 재전송 횟수
다음으로, 슬레이브 디바이스의 네트워크 계층(70a)과 데이터링크 계층(80a) 및, 데이터링크 계층(80a)과 물리 계층(90a) 간의 프리미티브는 상술된 마스터 디바이스의 프리미티브들과 동일하게 사용된다.
도 6은 본 발명에 따른 데이터 처리 방법의 제1실시예의 순서도이다. 제1실시예는 슬레이브 디바이스의 응답 패킷이 응용계층(60a)으로부터 데이터링크 계층(80a)으로 송신되기 위해 네트워크 계층(70a)에서 처리되는 과정을 개시한다. 즉, 네트워크 계층(70a)에서의 응용 계층(60a)과의 APDU수신 및 네트워크 계층(70a)에서의 데이터링크 계층(80a)과의 NPDU 송신을 다룬다.
단계(S71)에서, 슬레이브 디바이스의 네트워크 계층(70a)은 응용 계층(60a)으로부터 응답메시지송신(ResMsgSend) 프리미티브(즉, 응답 메시지 또는 패킷)를 수신한다. 네트워크 계층(70a)은 이 수신 시점으로부터 경과시간(ElapsedTime)을 산정한다.
단계(S72)에서, 슬레이브 디바이스의 네트워크 계층(70a)은 응용 계층(60a)으로부터 응답메시지송신(ResMsgSend) 프리미티브를 전달받으면 이미 생성되어 있는 통신 싸이클 명세에 통신 싸이클 식별자(CycleID)값만을 기록한다. 여기서의 통신 싸이클 명세는 데이터링크 계층(80)으로부터 요청패킷수신(ReqPktRcv) 프리미티브를 수신할 때 생성된다(하기에서 개시된다).
단계(S73)에서, 완성된 통신 싸이클 명세의 변수들을 이용하여 APDU에 NPDU의 헤더와 트레일러를 추가하여 NPDU를 생성한다. 이때, 헤더의 각 필드 값은 다음과 같이 설정한다. 먼저, SA 필드에는 송신자의 노드 번지(Node Address)가 포함되고, PL 필드(NPDU 길이)에는 응용계층(60a)으로부터 전달된 프리미티브에 포함된 APDULength 값에 13을 더한 값이 포함된다. 또한, PV 필드(프로토콜 버전)에는 예를 들면, 0x20(버전 2.0)이 포함되고, 다른 필드 값들은 통신 싸이클 명세에 포함된 값들이 이용된다. 다음은 헤더에 응용계층(60a)으로부터 전달된 프리미티브에포함된 APDU를 추가하고 다음과 같이 NPDU의 트레일러를 추가한다. 즉, ELP 필드에는 0x03이 포함되고, CRC 필드에는 예를 들면, CCITT-16 표준 생성 다항식을 이용한 값이 포함된다.
단계(S74)에서, 슬레이브 디바이스의 네트워크 계층(70a)은 NPDU 생성 후, 이 NPDU를 포함하는 패킷전송(PktSend) 프리미티브를 이용하여 통신 싸이클 명세에 설정된 통신 싸이클 타입(CycleType) 값에 따라 데이터 링크 계층(80a)으로 전송한다. 즉, 통신 싸이클 타입(CycleType)이 {1-request, multi-response} 통신 싸이클이면, 응답지연시간(ResDelayedTime)만큼 지연한 후에 데이터 링크 계층(80a)으로 전송하고, 그 외의 통신 싸이클인 경우는 즉시 전송한다.
NPDU 전송 후에는 현재의 통신 싸이클을 완료시키는 과정으로 진입한다.
단계(S75)에서, 네트워크 계층(70a)은 통신 싸이클 제어의 완료를 판정하고, 만약 완료로 판정되면 성공이나 실패에 상관없이 단계(S76)로 진행하고, 그렇지 않으면 다시 판단한다.
슬레이브 디바이스의 네트워크 계층(70a)에서는 데이터 링크 계층(80a)으로 응답 패킷을 전달하고 나서 데이터 링크 계층(80a)으로부터 SEND_OK값을 포함하는 데이터링크계층완료(DLLCompleted) 프리미티브를 전달 받을 때 통신 싸이클을 성공적으로 완료한다.
또한, 슬레이브 디바이스의 네트워크 계층(70a)에서는 데이터 링크 계층(80a)으로 응답 패킷을 전달하고 나서 데이터 링크 계층(80a)으로부터 SEND_FAILED값을 포함하는 데이터링크계층 완료(DLLCompleted) 프리미티브를 전달받거나, 전송타임아웃 (SendTimeOut) 시간 동안 데이터 링크 계층(80a)으로부터의 데이터링크계층 완료(DLLCompleted) 프리미티브를 전달받지 못하는 경우에 통신 싸이클은 실패로 완료하게 된다.
단계(S76)에서, 슬레이브 디바이스는 통신 싸이클이 성공 또는 실패로 완료하면 해당되는 통신 싸이클 명세를 삭제한다. 단계(S77)에서, 성공 또는 실패의 이유를 담은 코드 값을 포함하는 네트워크계층 완료(NLCompleted) 프리미티브를 응용 계층(60a)으로 전달한다. 이 때 포함되는 코드 값은 성공적으로 통신 싸이클을 완료하면 CYCLE_OK이고, 실패로 완료되면 CYCLE_FAILED이다.
슬레이브 디바이스의 네트워크 계층(70a)은 수신되는 요청 패킷 중에서 중복 패킷을 소정의 방법에 따라 검출하여 처리할 수도 있다.
도 7은 본 발명에 따른 데이터 처리 방법의 제2실시예의 순서도이다. 이 제2실시예는 슬레이브 디바이스의 데이터링크 계층(80a)으로부터 패킷수신(PktRcv) 프리미티브를 전달받아 처리하여 응용 계층(60a)으로 전송하는 과정이다.
도 7은 본 발명에 따른 데이터 처리 방법의 제2실시예의 순서도이다. 이 제2실시예는 슬레이브 디바이스의 데이터링크 계층(80a)으로부터 패킷수신(PktRcv) 프리미티브를 전달받아 처리하여 응용 계층(60a)으로 전송하는 과정이다.
단계(S91)에서, 슬레이브 디바이스의 네트워크 계층(70a)은 데이터링크 계층(80a)으로부터 패킷수신(PktRcv)(즉, NPDU) 프리미티브를 수신한다.
단계(S92)에서, 슬레이브 디바이스의 네트워크 계층(70a)은 데이터링크 계층(80a)으로부터 NPDU를 전달받으면 패킷의 첫 필드인 SLP 필드의 값과 마지막필드인 ELP 필드 값을 확인한다. 즉, 단계(S82)에서, SLP 필드의 값과 ELP 필드의 값이 각각 소정의 값(예를 들면, '0x02', '0x03')을 포함하는지가 판단된다. 만약 두 필드의 값이 각각 소정의 값을 모두 포함하면, 패킷을 처리하고, 그렇지 않으면 즉, 적어도 하나의 필드의 값이 소정의 값을 포함하지 않으면, 단계(S87)로 진행하여 수신된 패킷을 무시한다.
또한, NPDU의 SLP 필드와 마지막 필드인 ELP 필드 값 처리 후에 CRC 필드의 값을 계산하고, 만약 에러가 있으면 단계(S87)로 진행하여 수신된 패킷을 무시한다.
또한, CRC 필드 값이 정상이더라도 PL 필드의 값이 NPDU의 크기와 다르면, 단계(S97)로 진행하여 수신된 패킷을 무시한다.
단계(S93)에서, 네트워크 계층(70a)은 슬레이브 디바이스의 수신 번지와 수신된 패킷의 수신자의 번지를 확인하여, 정당한 수신자가 이 슬레이브 디바이스인지를 확인한다. 즉, NPDU를 전달받으면 자신의 제품 코드(Product Code), 논리 번지(LogicalAddress), 클러스터 코드(Cluster Code)를 이용하여 패킷 헤더에 있는 DA 필드의 값이 인식할 수 있는 값인지 확인한다. 만약 패킷을 수신한 슬레이브 디바이스가 정당한 수신자가 아니면, 단계(S97)로 진행하여 패킷을 무시한다.
예를 들면, 제품 코드가 0bXXX XXXX, 논리 번지가 0bYYYY YYYYY, 그리고 클러스터 코드가 0bZZZZ ZZZZ인 경우의 디바이스는 8종류의 번지를 인식할 수 있어해야 한다.
*모든 디바이스에 번지 지정은 0b1111 1111 1111 1111 또는 0b0111 11111111 1111(0xFFFF 또는 0x7FFF)에 의해 이루어지고;
*제품 코드에 의한 번지 지정은 0b1XXX XXXX 1111 1111 또는 0b0XXX XXXX 1111 1111에 의해 이루어지고;
*클러스터 코드에 의한 번지 지정은 0b1111 1111 ZZZZ ZZZZ에 의해 이루어지고;
*논리 번지에 의한 번지 지정은 0b0111 1111 YYYY YYYY에 의해 이루어지고;
*제품 코드와 논리 번지에 의한 번지 지정은 0b0XXX XXXX YYYY YYYY에 의해 이루어지고;
*제품 코드와 클러스터 코드에 의한 번지 지정은 0b1XXX XXXX ZZZZ ZZZZ에 의해 이루어진다.
또한, 물리적으로 하나의 제품에 복수개의 LnCP 디바이스가 구현된 경우에는 각각의 디바이스에 대하여 8종류의 번지를 인식해야 한다.
또한, 네트워크 계층(70a)은 데이터링크 계층(80a)으로부터 전달받은 NPDU의 헤더에 있는 SA 필드의 값이 다음과 같은 경우는 수신된 NPDU를 무시한다.
*그룹 번지인 경우에 제품 코드가 0x7F이거나 논리번지가 0xFF인 경우 및;
*번지 옵션(Address Option) 비트가 1인 경우.
단계(S94)에서, 슬레이브 디바이스의 네트워크 계층(70a)은 데이터링크 계층(80a)으로부터 수신된 NPDU가 요청 패킷 또는 통지 패킷이 아니면 단계(S97)로 진행하여 무시한다.
단계(S95)에서, 슬레이브 디바이스의 네트워크 계층(70a)은 수신된 NPDU가요청 패킷인지를 판단하여, 만약 요청 패킷이면 단계(S96)로 진행하고, 그렇지 않고 통지 패킷이면 단계(S99)로 진행한다.
단계(S96)에서, 슬레이브 디바이스의 네트워크 계층(70a)은 데이터링크 계층(80a)으로부터 요청 패킷을 수신하면 현재 처리 중인 통신 싸이클 명세가 존재하는지 확인한다. 만약 처리 중인 통신 싸이클이 존재하면, 단계(S97)로 진행하여 수신한 요청 패킷을 무시하고, 존재하지 않으면 단계(S98)로 진행한다.
단계(S98)에서, 슬레이브 디바이스의 네트워크 계층(70a)은 상술된 NPDU를 구성하기 위하여 필요한 통신 싸이클 명세를 하기의 표 11과 같이 생성한다.
자세하게는, 요청 패킷 수신 시 생성하는 통신 싸이클 명세는 다음과 같이 구성한다. 먼저, 통신 싸이클 식별자(CycleID) 값은 설정하지 않고(도 6의 단계(S72)에서 설정됨), 통신 싸이클 타입(CycleType)은 요청 패킷에 포함된 SA 필드 값이 단일 수신자를 지정하면, {1-request, 1-response}로 설정하고, 그룹 번지를 지정하면 {1-request, multi-response}로 설정한다. 다음으로 커넥터 번지(ConnectorAddr)는 요청 패킷에 포함된 SA 필드 값으로 설정하고, 패킷번호(PacketNo)는 요청 패킷에 포함된 PN 필드 값으로 설정하고, 네트워크계층 서비스(NLService)는 '0' (Acknowledged 서비스)으로 설정하고, 전송 우선 순위(SvcPriority)는 요청 패킷에 포함된 SP 필드 값으로 설정하고, 타임아웃(TimeOut)은 수신된 패킷에 포함된 타임아웃(TimeOut)이다. 다음으로 전송회수(TransmissionNo)는 '1'이다. 다음으로, 경과시간(ElapsedTime)은 '0'이다. 다음으로, 응답수신상태(ResRcvState)는 통지 패킷을 송신한 경우에 통지 패킷이 수신되었는지의 상태로 응답비수신(NOT_RECEIVED)이다.
변수 크기 내용
CycleID 4 바이트 - 통신 싸이클 식별자- 응용 계층(60)으로부터 APDU와 함께 전달된다.
CycleType 1 바이트 - 통신 싸이클 종류0: {1-request, 1-response}, 1: {1-request, multi-response}2: {1-notification}, 3: {Repeated-notification}- 응용 계층(60)으로부터 APDU와 함께 전달된다.
ConnectorAddr 2 바이트 - 통신 상대자의 번지- 전송 시에는 수신자 번지이고,수신 시에는 송신자 번지이다.
PacketNo 1 바이트 - 패킷 번호.- 통신 싸이클이 새로이 수행될 때마다 다른 0~3의 패킷 번호가 부여된다.
NLService 1 바이트 - 응용 계층(60)이 요청한 전송 서비스의 종류- 응용 계층(60)으로부터 APDU와 함께 전달된다.
SvcPriority 1 바이트 - 전송 우선 순위.- 응용 계층(60)으로부터 APDU와 함께 전달된다.
TimeOut 2 바이트 - 요청 패킷인 경우는 송신 후 응답 패킷 수신 대기 시간(ResponseTimeOut).- 통지 패킷의 경우는 연속 송신 간격(RepNotiInt).- 응용 계층(60)으로부터 APDU와 함께 전달된다.- DLLCompleted 프리미티브 대기 시간인SendTimeOut(1초)보다 커야 한다.
TransmissionNo 1 바이트 - {1-request, 1-response} 또는 {Repeated-notification} 통신 싸이클의 경우 동일한 APDU를 전송하는 회수로 초기값은 1이다.- 네트워크 계층(70)의 매개 변수인 최대재전송회수 (SendRetries)에 정의된 회수(3회) 만큼 재 전송이 가능하다.
ElapsedTime 2 바이트 - ms 단위.- 응용 계층(60)에서 새로운 CycleID를 수신한 시점부터 경과한 시간으로 초기 값은 0이고, 통신 싸이클이 완료되기 전까지는 지속적으로 값이 갱신된다.
ResRcvState 1 바이트 - 요청 패킷을 송신 한 경우에, 응답 패킷이 수신되었는지의 상태로 초기 값은 NOT_RECEIVED이고 응답 패킷이 수신되면 RES_RECEIVED이다.
이 데이터 처리 방법은 단계(S98)에서, 통신 싸이클 명세를 생성하고 나서는소정의 중복 패킷 검출 단계를 거쳐 APDU를 추출하여 응용 계층(60a)으로 전달할 수 있다. 슬레이브 디바이스가 통지 패킷을 수신하는 경우는 통신 싸이클 명세를 생성하지 않고 소정의 중복 패킷 검출 단계를 거쳐 APDU를 추출하고 응용 계층(60a)으로 전달할 수 있다.
이러한 구성의 본 발명은 홈 네트워크 시스템 내의 전기 기기의 제어 및 모니터링 등을 위한 기능을 제공하는 범용의 통신 규격인 제어 프로토콜이 적용된 네트워크 계층에서의 데이터 처리 방법을 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 특히 범용의 통신 규격으로 리빙 네트워크 제어 프로토콜(Living network Control Protocol: LnCP)이 적용된 네트워크 계층에서의 데이터 처리 방법을 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 슬레이브 디바이스의 응용 계층으로부터 데이터링크 계층으로의 응답 패킷이 전송되도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 이전에 수신된 요청 패킷에 대응되는 통신 싸이클 명세를 완성하여 응답 패킷의 전송이 이루어지도록 하는 효과가 있다.

Claims (12)

  1. 적어도 물리계층과, 데이터링크계층과, 네트워크계층 및 응용계층으로 이루어진 프로토콜에서,
    상기 응용계층으로부터 응용계층 프로토콜 데이터 단위(APDU)로 구성된 응답메시지전송(ResMsgSend) 프리미티브를 수신하는 단계와;
    상기 ResMsgSend 프리미티브에 따라 기저장된 통신 싸이클 명세를 완성하는 단계와;
    상기 통신 싸이클 명세에 따라 네트워크계층 프로토콜 데이터 단위(NPDU)로 구성된 패킷전송(PktSend) 프리미티브를 생성하는 단계 및;
    상기 패킷전송(PktSend) 프리미티브를 상기 데이터링크계층으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 계층에서의 데이터 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 프로토콜은 슬레이브 디바이스에 적용된 것을 특징으로 하는 네트워크 계층에서의 데이터 처리 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 ResMsgSend 프리미티브는 마스터 디바이스로부터 전송된 요청 패킷에 대한 응답 패킷인 것을 특징으로 하는 네트워크 계층에서의 데이터처리 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 기저장된 통신 싸이클 명세는 상기 요청 패킷에 따라 일부분이 생성되는 것을 특징으로 하는 네트워크계층에서의 데이터 처리방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 처리 방법은 상기 ResMsgSend 프리미티브에 포함된 통신 싸이클 식별자(CycleID)를 상기 기저장된 통신 싸이클 명세의 통신 싸이클 식별자(CycleID)에 기입하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 계층에서의 데이터 처리 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 패킷전송(PktSend) 프리미티브를 생성하는 단계는 상기 APDU에 NPDU 헤더와 트레일러를 추가하여 NPDU로 상기 패킷전송(PktSend) 프리미티브를 생성하는 것을 특징으로 하는 네트워크 계층에서의 데이터 처리 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 처리 방법은 상기 생성된 NPDU를 저장하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 계층에서의 데이터 처리 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 처리 방법은 현재 통신 싸이클을 완료하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 리빙 네트워크 제어 프로토콜(LnCP)의 네트워크계층에서의 데이터 처리방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 처리 방법은 상기 통신 싸이클을 완료하는 단계이후에, 상기 통신 싸이클 명세를 삭제하는 단계와, 상기 통신 싸이클의 결과를 의미하는 코드값을 포함하는 네트워크계층완료(NLCompleted) 프리미티브를 상기 응용계층으로 전송하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 계층에서의 데이터 처리 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 완료 단계에서 성공인 완료는 상기 데이터링크계층으로부터 전송성공(SEND_OK)을 포함하는 데이터링크완료(DLLCompleted) 프리미티브를 수신한 경우인 것을 특징으로 하는 네트워크 계층에서의 데이터 처리 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 완료 단계에서 실패인 완료는 상기 데이터링크계층으로부터 전송실패(SEND_FAILED)를 포함하는 데이터링크완료(DLLCompleted) 프리미티브를 수신하거나, 상기 네트워크계층의 매개변수인 전송타임아웃(SendTimeOut) 이내에 상기 데이터링크계층으로부터 데이터링크완료(DLLCompleted) 프리미티브를 수신하지 못한 경우인 것을 특징으로 하는 네트워크 계층에서의 데이터 처리 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 프로토콜은 리빙 네트워크 제어 프로토콜(LnCP)인 것을 특징으로 하는 네트워크 계층에서의 데이터 처리 방법.
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