KR20050079479A

KR20050079479A - 오에스지아이 기반 주거용 게이트웨이 시스템

Info

Publication number: KR20050079479A
Application number: KR1020040007952A
Authority: KR
Inventors: 신용식; 박용길
Original assignee: 에스케이 텔레콤주식회사
Priority date: 2004-02-06
Filing date: 2004-02-06
Publication date: 2005-08-10
Also published as: KR100983137B1

Abstract

본 발명은 홈 네트워크 서비스를 제공하는 주거용 게이트웨이(Residential Gateway : RG) 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 OSGi(Open Service Gateway initiative) 기술에 기반한 RG 시스템의 프로세스 구조, 프로토콜 스택 등 시스템 설계에 관한 기술이다.

본 발명에서는 OSGi에 기반한 주거용 게이트웨이 표준을 제시하는 동시에, OSGi 기술에 기반한 RG 시스템을 제공한다.

Description

오에스지아이 기반 주거용 게이트웨이 시스템 {Residential Gateway System over OSGi technology}

본 발명은 홈 네트워크 서비스를 제공하는 주거용 게이트웨이(Residential Gateway : RG) 시스템(이하, 'RG 시스템'이라 함)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 OSGi(Open Service Gateway initiative) 기술에 기반한 RG 시스템의 프로세스 구조, 프로토콜 스택 등 시스템 설계에 관한 기술이다.

현재 홈 네트워킹 시장은 다양한 유·무선 네트워크 기술을 기반으로 다양한 홈 네트워킹 미들웨어, 지능형 정보가전디바이스 및 주거용 게이트웨이들이 난립하고 있으며, 서로 다른 H/W 플랫폼, OS 및 네트워크 프로토콜에 따른 수많은 서비스 개발환경이 존재한다.

JINI, HWW(Home Wide Web), HAVi(Home Audio Video Interoperability), UPnP(Universal Plag and Play) 등의 홈 네트워킹 미들웨어는 홈 내부의 지능형 정보가전디바이스간의 통신 및 제어의 목적을 지니고 있으며, 주거용 게이트웨이는 다양한 서비스 제공자에 의하여 분산되어 존재하는 서비스들을 홈 네트워크 상에 동적으로 전달하는 게이트웨이로 동작한다.

이런 상황하에서, 동적인 서비스 관리기능과 홈 네트워킹 미들웨어의 지능형 정보가전디바이스에 대한 제어 기능을 연동하려는 노력들이 시도되고 있으며, 대표적인 일례로 도 4에 도시된 바와 같은 OSGi 기반의 홈 네트워킹 미들웨어의 연동 모델을 들 수 있다. 즉, 홈 네트워킹 미들웨어에 대한 서비스 번들을 개발하여 OSGi상에 장착함으로써 두가지 기능에 대한 통합형 모델을 제시하고자 하는 것이다.

OSGi는 동일한 형태의 응용프로그램 인터페이스(API)를 통하여 서비스의 동적인 관리에 대한 규격을 정의하고 자바의 플랫폼 독립적인 서비스 실행 환경인 프레임워크(Framework)를 제공함으로써 내부망과 외부망의 다양한 네트워크 표준과 기술을 하나의 시스템처럼 통합하고자 하는 것이다.

OSGi에 기반한 내부망과 외부망의 다양한 네트워크 표준과 기술을 하나의 시스템처럼 통합함에 있어서, 주거용 게이트웨이 표준의 필요성이 대두될 수 있다. 그러나, 여전히 주거용 게이트웨이에 대한 표준화 작업은 미미한 실정이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 OSGi에 기반한 주거용 게이트웨이 표준을 제시하는 동시에, OSGi 기술에 기반한 RG 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명은 RG 하드웨어와; 운영체제와; 자바 가상머신과; OSGi 프레임워크와; 가상 UPnP 디바이스와; 중앙서버와 연동되는 에이전트인 RG 에이전트를 포함하는 것을 특징으로 하는 OSGi 기반 주거용 게이트웨이 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명은 OSGi 프레임워크와; 상기 OSGi 프레임워크 상에 설치되는 번들의 형태로 구현되는 RG 에이전트와; 상기 RG 에이전트에 의해 상기 OSGi 프레임워크 상에 등록되는 UPnP 디바이스 서비스를 포함하는 것을 특징으로 하는 OSGi 기반 주거용 게이트웨이 시스템을 제공한다.

이하, 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 그 작용을 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 RG가 적용되는 전체 네트워크의 시스템 구성도로서, 홈 네트워크 서비스를 제공하는 홈 네트워크 서빙 노드(HomeNetwork Serving Node : 이하 'HNSN'라 함)(10)와, 홈 네트워크(20)를 구축하는 RG(30)와 로컬 네트워크(40a, 40b)로 구분된다.

HNSN(10)은 홈 네트워크 서비스를 받을 수 있는 네트워크에 연결된 PC 혹은 SK-VM, WAP 휴대폰 단말기 등과 연동되어 홈 네트워크 서비스를 제공하는 중앙서버 역할을 수행한다.

RG(30)는 네트워크 또는 인터넷망을 통해 HNSN(10)에 접속되어 여러가지 부가 서비스를 제공받는다. 특히, RG(30)는 댁내 디바이스들에 대한 제어와 모니터링 및 RG S/W에 대한 업데이트 및 리부팅, 그리고 등록(Registration) 게이트웨이의 웹 서비스를 이용한 홈네트워크 디바이스 제어 및 네트워크 설정과 같은 기능을 담당한다.

로컬 네트워크(20)는 예를들어 UPnP 네트워크망(40a)과 전력선통신(PLC)의 일종인 RS-485 제어 네트워크망(40b) 등으로 구성될 수 있으며, 각각 다른 종류의 홈네트워크 디바이스들(UPnP 카메라, PC, 웹 PAD, 조명장치, 방범장치 등)이 연결되어 정보를 공유하거나 또는 각종 기능을 제어하는 기능을 제공한다.

상기 HNSN(10)과 RG(30)는 이후에 설명되는 바와 같이 HNSN-RG간 프로토콜을 이용하여 통신한다.

도 2는 본 발명에 따른 OSGi 기반 RG의 소프트웨어 구조를 나타낸다.

본 발명에 따른 RG(30)의 내부 소프트웨어는 RG 하드웨어(31) 상에 운영체제(32)와, 자바 가상머신(33)과, OSGi 프레임워크(34)와, 가상 UPnP 디바이스(35)와, RG 에이전트(Agent)(36)과, 그래픽 인터페이스를 지원하는 HMS 사용자 인터페이스(UI)(37), 및 네트워크 설정등을 담당하는 OAM(operation, administration, and maintenance)(38)으로 구성된다.

운영체제(32)로는 Linux 2.4.18 번전이 사용되고, 자바 가상머신(33)은 Sun사의 자바 가상 머신인 J2ME/CDC를 만족하는 cvm 1.0.1을 사용하며, OSGi 프레임워크(34)는 포디홈네트의 4DAgent™사용한다.

가상 UPnP 디바이스(35)는 UPnP 번들이 대신해서 로컬 네트워크 상에 실제 UPnP 디바이스처럼 UPnP 프로토콜을 수행한다.

RG 에이전트(36)는 HNSN(10)과 연동되는 에이전트로서, OSGi 프레임워크(34)를 사용한 번들이다.

HMS UI(37)는 그래픽 인터페이스를 지원하는 번들이며, OAM(38)은 네트워크의 운영, 관리, 유지 보수를 담당하는 일종의 네트워크 관리 번들이다.

도 3은 본 발명에 따른 OSGi 기반 RG의 인터페이스 구조를 나타내는 것으로, RG와 이에 연결되는 디바이스 및 사용자 사이의 인터페이스는 다음과 같이 정의될 수 있다.

RG(30)와 연결되는 디바이스들은 HNSN, PC 혹은 웹 PAD, UPnP 디바이스, 제어 IP망에 존재하는 HNSN(10)과 RG-H 인터페이스를 통하여 연동되며, RG(30)의 등록과 인증, 주기적인 RG 키프-얼라이브(keep-alive) 메시지 전달 및 RG(30)에 연결된 디바이스들에 대한 제어와 모니터링, 그리고 RG(30)에 대한 리부팅과 번들에 대한 업데이트 기능을 제공한다.

또한, RG(30)는 댁내 디바이스들과 RG-D0 및 RG-D1 인터페이스를 통하여 연결된다.

RG-D0 인터페이스는 RG(30)의 댁내 IP 망에 연결된 네트워크 디바이스에 대한 UPnP를 지원하는 디바이스들에 대한 인터페이스로서 표준 UPnP를 지원한다.

RG-D1 인터페이스는 RS-485 디바이스에 연결되는 제어 박스(Control-Box)에 의하여 RS-485 디바이스들이 집중화되며, RS-232 인터페이스를 통하여 RG(30)에 연결된다. 이러한 C-Box와 RG 간의 인터페이스가 RG-D1이다.

RG-U 인터페이스는 댁내의 웹 PAD와 같이 사용자가 직접 댁내 디바이스들에 대한 제어를 가능하게 되는 사용자 인터페이스로서, 일반적인 웹 서비스를 제공하는 인터페이스이다.

RG-O 인터페이스와 RG-J 인터페이스는 RG 내부의 인터페이스로서, RG-J 인터페이스는 자바가상 머신(33)이 운영체제(32)를 탑재한 하드웨어(31) 상에서 포팅을 가능하도록 하는 API이며, RG-O 인터페이스는 OSGi 프레임워크(34)와 번들(36, 37, 38)간의 API 인터페이스로서, OSGi R3의 규격을 만족하는 API를 제공하며, 서비스 제공자 혹은 가상 디바이스를 작성하기 위한 API를 제공한다.

이러한 인터페이스들은 아래의 표 1과 같이 정리된다.

한편, RG-HNSN 인터페이스는 RG(30)와 HNSN(10) 간의 프로토콜이다.

RG-HNSN 인터페이스는 IP 기반의 댁내망에서 디바이스에 대한 디스커버리(Discovery), 디스크립션(Description), 제어, 이벤트 기능을 가지는 UPnP 프로토콜에 RG 관리를 위한 RG 등록과 인증 및 키프-얼라이브(Keep-alive) 기능을 부가하여 광역 네트워크망(WAN : Wide Area Network)에 적용한 프로토콜이다.

RG-HNSN 인터페이스는 다음과 같은 기능을 가진다.

1) RG 등록/인증 및 키프-얼라이브 기능

2) 디바이스에 대한 디스커버리 기능

3) 디바이스에 대한 디스크립션 기능

4) 디바이스에 대한 쿼리(Query) 및 제어 기능

5) 디바이스에 대한 이벤트 기능

6) RG 디바이스의 원격 리부팅 기능

7) RG 상의 S/W 에 대한 원격 업데이트 기능

8) RG 의 네트워크 설정(Port Forwarding)에 대한 원격 제어 기능

이러한 기능을 가지는 RG-HNSN 프로토콜을 요약하면 다음 표 2와 같다.

이에 대한 상세한 설명은 RG-HNSN 인터페이스 규격을 따른다.

HNSN(10)와 RG(30) 사이의 통신을 책임지는 RG측의 에이전트가 바로 RG 에이전트(36)이다. 상기 RG 에이전트(36)는 OSGi 번들로 구현되어 있어서 OSGi 프레임워크 상에서 동작한다. 그리고, HNSN(10)과 RG 에이전트(36)는 SSDP, HTTP, SOAP, GENA 등의 프로토콜로 통신하기 때문에 RG 에이전트(36)는 각각의 프로토콜을 구현한다.

RG 에이전트(36)는 RG 에이전트 기능 및 디바이스 프록시(Device Proxy) 기능을 수행한다.

RG 에이전트 기능

RG(30)와 HNSN(10) 사이의 연결 고리를 담당하며, RG(30)를 등록하거나 주기적으로 RG 허트-비트(Heart-beat)를 전송하고, 종료시에 RG 종료를 알린다. 그리고, 현재 RG(30)에 연결되어 있는 디바이스 리스트를 관리하고, HNSN이 요청하면 리스트를 전달한다. 또한, 디바이스 리스트가 업데이트 되면 HNSN에 업데이트 정보를 전송한다.

1) 등록기능(RG를 HNSN에 등록하는 기능):

RG 에이전트(36)는 HNSN에 등록할 때 등록 메시지를 보낸다. 이때, RG 에이전트(36)는 접속 정보와 RG ID/비밀번호를 보낸다. HNSN은 먼저 RG ID/비밀번호를 이용해서 인증(Authentication)하고, 성공하면 RG의 접속 정보를 저장하고 OK를 응답한다.

2) 허트-비트(Heart-beat) 기능(RG의 현재 상태를 주기적으로 HNSN에 알리는 기능):

RG 에이전트(36)가 등록에 성공하면 주기적(기본 1분)으로 HNSN(10)에 Alive 메시지와 함께 RG(30)의 현재 IP 정보를 보내어 HNSN(10)에게 RG(30)의 허트-비트를 전달하고 RG(30)의 IP 정보를 관리할 수 있게 한다.

3) 그레이스플 바이(Graceful bye) 기능(RG가 종료될 때 HNSN에 알리고 종료하는 기능):

RG 에이전트(36)가 정상적으로 종료 혹은 리부팅될 때 HNSN(10)에 Bye 메시지를 보냄으로써 HNSN(10)에서 RG(30)의 상태 정보를 관리할 수 있게 한다.

4) 연결된 디바이스 리스트 유지 기능(현재 RG에 연결된 디바이스들의 리스트를 관리하고 HNSN에 전송하는 기능):

HNSN(10)에서 요구할 때 RG(30)에 연결되어 있는 댁내 디바이스들의 리스트를 전송한다.

5) 새로운 디바이스 통보(New Device Notify) 기능(새롭게 연결된 디바이스를 감지하고, 디바이스들의 리스트를 업데이트하며, HNSN에 새로운 디바이스의 감지를 전달하는 기능):

RG(30)에 새로운 댁내 디바이스가 연결되었을 때 RG(30)가 그것을 감지한다면 RG 에이전트(36)는 새로 부착된 디바이스의 정보를 HNSN(10)으로 보내어 디바이스들의 리스트를 업데이트 한다.

디바이스 프록시 기능

RG(30)의 현재 상태를 주기적으로 HNSN(10)에 보고하고 댁내에 설치되어 RG(30)와 연결되어 있는 디바이스들의 대리자(Proxy)로 행동한다.

1) 디바이스 제어 기능(HNSN의 디바이스 제어의 요청을 수행함):

RG 에이전트(36)가 HNSN(10)으로부터 디바이스 제어 명령을 받으면, RG 에이전트(36)는 해당 디바이스를 찾아서 제어를 수행한다. 그리고 그 결과를 다시 HNSN(10)으로 전송한다.

2) 디바이스 상태 쿼리(Device State Query) 기능(HNSN의 디바이스 현재 상태 쿼리 요청을 수행함):

디바이스의 상태를 확인할 수 있는 쿼리의 경우도 마찬가지이다. HNSN(10)이 쿼리 명령을 RG 에이전트(36)로 전송하면 RG 에이전트(36)는 해당 디바이스의 상태를 확인하여 그 상태 값을 HNSN(10)으로 전송한다.

3) 디바이스 이벤트 신청/취소(Subscription/Unsubscription) 기능(HNSN이 디바이스에 대한 이벤트 구독을 신청 및 취소함):

HNSN(10)은 특정 디바이스의 이벤트를 구독할 수 있다. 이벤트 구독을 위해서는 RG 에이전트(36)에 이벤트 구독 요청을 한다. 그리고, 이벤트 구독이 더이상 필요하지 않을 때에는 구독 취소할 수도 있다.

4) 디바이스 이벤트 통지(Device Event Notification) 기능(디바이스에서 발생한 이벤트를 그 디바이스에 대해서 이벤트 구독을 신청한 HNSN으로 전송함):

어떤 디바이스의 상태가 변하면 이벤트가 발생하고, RG 에이전트(36)는 이벤트 구독을 요청한 HNSN(10)으로 그 이벤트 메시지를 전송한다.

도 4는 HNSN과 관계한 RG 에이전트 구조를 도시한다.

HNSN(10)과의 통신은 UpnP 기반의 HNSN-RG간 프로토콜을 사용한다.

UPnP는 TCP/IP 기술을 바탕으로 현재 인터넷에서 사용되고 있는 HTTP, SSDP(Simple Service Discovery Protocol), GENA(General Event Notification Architecture), 그리고 SOAP(Simple Object Access Protocol) 등의 프로토콜을 이용하여 디바이스의 정보를 수집하고 디바이스를 제어한다.

SSDP 프로토콜 :

HNSN(10)과 RG 에이전트(36)는 SSDP/UDP를 이용하여 서로 M-SEARCH, NOTIFY 등의 요청을 전송한다.

1) M-SEARCH

주로 HNSN(10)이 RG 에이전트(36)로 전송하는 요청이며, HNSN(10)이 RG(30)에 연결된 댁내 디바이스들의 리스트를 얻고자 할 때 사용된다. 보통 RG 에어전트(36)가 등록(Registration)하거나 사용자가 HNSN UI를 통하여 RG(30)의 댁내 디바이스들의 리스트를 "새로고침"할 때 요청된다. RG(30)는 이 요청을 받으면 현재 댁내에 연결된 디바이스들을 확인하고 디바이스 각각에 대해서 HTTP 200 OK의 로케이션(Location) 헤더에 그 디바이스를 설명하는 디스크립션 파일의 웹 URL을 HNSN(10)으로 응답한다.

2) NOTIFY

RG 에이전트(36)가 HNSN(10)에 등록을 요청하고 HNSN(10)이 응답할 때 자신이 이미 감지한 디바이스들의 리스트를 SSDP/NOTIFY를 통해서 HNSN(10)으로 전달한다. 이 경우에도 M-SEARCH의 응답과 마찬가지로 로케이션 헤더에 디바이스에 대한 디스크립션 파일의 URL을 함께 전송한다.

HTTP 프로토콜 :

HNSN(10)이 RG 에이전트(36)에 SSDP를 통해서 받은 디스크립션 URL로부터 XML 파일을 다운로드받을 때 사용한다.

SOAP 프로토콜 :

RG 에이전트(36)가 제어 포인트(Control Point)가 되는 경우와 디바이스 프록시(Device Proxy)가 되는 경우, 두 가지 경우에 사용한다.

1) RG 에이전트가 제어 포인트인 경우

HNSN(10)에 Registration/ Alive/ Bye/ SetPreference/ GetPreference 등의 요청을 전달한다.

(1) Registration SOAP Request

RG(30)가 기본적으로 HNSN(10)에 대한 접속 정보를 알고 있다고 가정하면, RG(30)가 부팅이 되고 엔진이 실행되고 나면 제일 먼저 HNSN(10)의 SOAP 포트로 등록을 요청한다. HNSN(10)에서는 인증을 수행하고 성공하면 OK를 응답하여 등록을 마친다. 인증이 실패하거나 오류가 있을 경우에는 HNSN(10)은 500 에러를 응답한다. RG(30)가 500 에러를 응답 받으면 적당한 시간을 기다린후 재등록을 시도한다.

(2) Alive SOAP Request

RG(30)가 등록에 성공하면, 그 이후부터 HNSN(10)에 주기적으로 Alive를 요청한다. 주기적으로 Alive를 하는 이유는 RG(30)가 이상 동작하거나 불시에 종료되었을 경우 HNSN(10)에서 RG(30)의 이상을 알 수 있도록 하기 위해서다. 그리고, RG(30)가 유동 IP를 가지는 경우 RG(30)의 IP가 변경되면 HNSN(10)에서 변경된 IP를 관리할 수 있도록 하기 위해서다.

(3) Bye SOAP Request

RG(30)가 사용자에 의해서 혹은 관리자에 의해서 정상적으로 종료될 때 HNSN(10)에 Bye를 요청한다. HNSN(10)이 Bye를 받으면 RG의 상태 정보를 power-down으로 변경하고 OK를 응답한다. OK를 받으면 RG(30)는 완전히 종료된다.

(4) SetPreference SOAP Request

RG(30)에 접근(Access)하고, RG(30)에 연결된 디바이스를 제어, 모니터링할 수 있는 권한을 설정한다.

(5) GetPreference SOAP Request

HNSN(10)에 설정되어 있는 RG(30)에 접근(Access)하고, RG(30)에 연결된 디바이스를 제어, 모니터링할 수 있는 권한을 얻어온다.

2) RG 에이전트가 디바이스 프록시인 경우

HNSN(10)이 가지고 있는 RG(30)에 연결된 디바이스들의 리스트 중의 한 디바이스를 제어/쿼리 하고자 할 경우 그 RG 에이전트(36)에 SOAP Request를 전송하고 결과/상태 정보를 응답 받는다.

(1) Control SOAP Request

HNSN(10)이 특정 디바이스를 제어하려고 하면 RG 에이전트(36)에 그 디바이스를 제어하는 Control SOAP Request를 전송하고, RG 에이전트(36)가 실제 디바이스를 제어한 다음에 그 결과값을 Control SOAP Response에 담아서 HNSN(10)으로 응답한다.

(2) Query SOAP Request

HNSN(10)이 특정 디바이스의 상태 정보를 알고 싶다면, RG 에이전트(36)에 그 디바이스의 상태 정보를 쿼리하는 Query SOAP Request를 전송하고, RG 에이전트(36)가 실제 디바이스의 현재 상태 정보값을 읽은 후에 그 상태 정보를 Query SOAP Response에 담아서 HNSN(10)으로 응답한다.

GENA 프로토콜 :

HNSN(10)이 하나의 RG(30)에 연결된 특정 디바이스를 모니터링 하려고 이벤트 구독을 신청/취소하고 디바이스에서 발생한 이벤트를 알릴 때 사용한다.

1) Subscribe Request

HNSN(10)이 한 RG(10)의 특정 디바이스의 이벤트를 구독하고자 할 때 요청한다. RG 에이전트(36)는 HNSN(10)의 Subscription을 저장해 놓았다가 해당 디바이스에서 이벤트가 발생하면 처리하고, 그 이벤트를 HNSN(10)으로 GENA/Notify Request에 담아서 전송한다.

2) Unsubscribe Request

HNSN(10)이 한 RG(30)의 특정 디바이스의 이벤트 구독을 취소하고자 할 때 요청한다. RG 에이전트(36)는 저장된 HNSN(10)의 Subscription을 삭제하고 추후에 해당 디바이스에서 이벤트가 발생해도 HNSN(10)으로 Notify Request를 전송하지 않는다.

3) Notify Request

RG(30)에 한 디바이스에 대한 HNSN(10)의 Subscription이 저장되어 있을 때 그 디바이스에서 이벤트가 발생하면 RG(30)는 HNSN(10)으로 이벤트 내용을 담아서 Notify Request를 전송한다.

도 5는 본 발명에 따른 RG의 내부 구조를 도시하는 것으로, RG 에이전트와 OSGi 프레임워크, UPnP 번들, UPnP 디바이스 서비스 사이의 각각의 관계를 살펴보면 다음과 같다.

OSGi 프레임워크와의 관계

RG 에이전트(36)는 OSGi 프레임워크(이후, 프레임워크라고 함) 상에 설치되는 번들의 형태로 구현되며, 번들 구동자(Bundle Activator)를 가지고 구동될 수 있는 전형적인 번들 어플리케이션이다. 다른 번들이 제공하는 패키지들을 가져와서 사용할 수 있고, 다른 번들이 등록한 서비스를 얻어서 사용할 수 있다.

RG 에이전트(36)는 프레임워크(34) 상에 등록되어 있는 UPnP 디바이스 서비스들을 가져와서 디바이스 리스트를 구성하며, 프레임워크(34) 상에 서비스 감시자를 등록해서 실시간으로 UPnP 디바이스 서비스의 등록, 등록해제 및 변경을 감시한다. 그리고, UPnP 디바이스 서비스에 발생하는 이벤트를 들을 수 있는 UPnP 이벤트 리스너 서비스를 프레임워크에 등록함으로써 특정 디바이스의 이벤트를 구독할 수 있다.

UPnP 번들과의 관계

RG 에이전트(36)와 UPnP 번들 간에 직접적인 관련은 없지만, 프레임워크(34)를 통해서 간접적으로 관련이 있다. RG 에이전트(36)가 프레임워크(34) 상에 등록한 UPnP 이벤트 리스너 서비스는 UPnP 번들에 의해서 관리가 되고, UPnP 이벤트 리스너 서비스로부터 발생한 이벤트는 UPnP 번들이 수집하여 해당하는 UPnP 이벤트 리스너에 전달한다.

UPnP 디바이스 서비스들과의 관계

RG 에이전트(36)가 HNSN(10)으로 전송하는 디바이스들은 실제 RG(30)에 연결된 물리적인 디바이스라기보다는 UPnP 디바이스 서비스이다. 물리적인 디바이스와 인터페이스를 가지고 통신하는 것은 UPnP 디바이스 서비스의 구현이 되는 것이다.

이런 UPnP 디바이스 서비스는 두가지로 분류가 된다. 하나는 한 번들에서 직접 UPnP 디바이스 서비스를 프레임워크(34) 상에 등록한 것이고, 다른 하나는 UPnP 번들이 RG와 연결된 로컬 네트워크(20) 상에 존재하는 실제 UPnP 디바이스를 UPnP 프로토콜을 통해서 감지한후 UPnP 디바이스 서비스를 만들어서 프레임워크(34) 상에 등록한 것이다. 전자는 UPnP 번들이 대신해서 로컬 네트워크 상에 실제 UPnP 디바이스처럼 UPnP 프로토콜을 수행하는데, 이를 가상 UPnP 디바이스라고도 한다.

RG 에이전트(36)는 둘다를 구분없이 UPnP 디바이스 서비스로 인식하며, HNSN(10)으로 디바이스 리스트 전송을 요청받을 때 HNSN(10)으로 디바이스 리스트를 전송한다. 그리고, UPnP 디바이스 서비스의 등록이나 등록해제를 프레임워크(34) 상에 등록한 서비스 리스너를 통해서 알게 되면 SSDP-Notify-Alive나 SSDP-Notify-Byebye를 통해서 실시간으로 HNSN에 디바이스 리스트를 업데이트 한다.

RG 에이전트(36)가 HNSN으로부터 디바이스 제어 및 상태 쿼리 요청을 받으면 관리하고 있는 UPnP 디바이스 서비스의 API를 호출한다. 그리고, 리턴 받은 값을 HNSN(10)으로 응답한다. UPnP 디바이스 서비스의 API가 호출되면, 그것이 로컬 네트워크(20) 상에 존재하는 실제 UPnP 디바이스인 경우에는 UPnP 번들이 대신 그 실제 UPnP 디바이스로 SOAP 메시지를 전송하고 응답을 받아서 리턴하며, 만약 가상 UPnP 디바이스인 경우에는 UPnP 디바이스 서비스의 구현이 연결된 물리적인 디바이스를 실제로 제어하고 응답을 받아서 리턴한다.

본 발명에 의하면, OSGi에 기반한 주거용 게이트웨이를 통해 홈 네트워크에 연결되어 있는 모든 디바이스를 통합적으로 관리하고, 이들 디바이스에 대한 세부적인 정보를 얻을 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 OSGi에 기반한 주거용 게이트웨이의 표준을 제시함으로써, 보다 다양하고 고품질의 홈 네트워크 서비스를 제공함과 동시에 디바이스 및 서비스 확장성이 용이해진다.

도 1은 본 발명의 RG가 적용되는 전체 네트워크의 시스템 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 OSGi 기반 RG의 소프트웨어 구조를 보여준다.

도 3은 본 발명에 따른 OSGi 기반 RG의 인터페이스 구조를 보여준다.

도 4는 종래의 OSGi 기반의 홈 네트워킹 미들웨어의 연동 모델을 보여준다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : HNSN 20 : 홈 네트워크

30 : RG 40a, 40b : 로컬 네트워크

31 : RG 하드웨어 32 : 운영체제

33 : 자바 가상머신 34 : OSGi 프레임워크

35 : 가상 UPnP 디바이스 36 : RG 에이전트

37 : HMS UI 38 : OAM

Claims

홈 네트워크 서비스를 제공하는 중앙서버(HomeNetwork Serving Node : HNSN)를 통해 여러가지 부가 서비스를 제공받는 주거용 게이트웨이(Residential Gateway : RG) 시스템에 있어서,

RG 하드웨어와; 운영체제와; 자바 가상머신과; OSGi 프레임워크와; 가상 UPnP 디바이스와; 상기 HNSN과 연동되는 에이전트인 RG 에이전트를 포함하는 것을 특징으로 하는 OSGi 기반 주거용 게이트웨이 시스템.
청구항 1에 있어서, 그래픽 인터페이스를 지원하는 HMS UI와, 네트워크 설정등을 담당하는 OAM을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OSGi 기반 주거용 게이트웨이 시스템.
청구항 2에 있어서, 상기 HMS UI는 그래픽 인터페이스를 지원하는 번들이며, OAM은 네트워크의 운영, 관리, 유지 보수를 담당하는 일종의 네트워크 관리 번들인 것을 특징으로 하는 OSGi 기반 주거용 게이트웨이 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 가상 UPnP 디바이스는 로컬 네트워크 상에 실제 UPnP 디바이스처럼 UPnP 프로토콜을 수행하는 것을 특징으로 하는 OSGi 기반 주거용 게이트웨이 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 RG 에이전트는 OSGi 프레임워크를 사용한 번들이며, HNSN과 SSDP, HTTP, SOAP, GENA 프로토콜을 각각 구현하는 것을 특징으로 하는 OSGi 기반 주거용 게이트웨이 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 RG 에이전트는 RG 에이전트 기능과 디바이스 프록시 기능을 수행하는데, 상기 RG 에이전트 기능은 RG 등록, 주기적인 RG 허트-비트 전송, RG 종료 알림, 현재 RG에 연결되어 있는 디바이스 리스트 관리, HNSN으로의 디바이스 리스트 전송, 디바이스 리스트의 업데이트시 HNSN으로의 업데이트 정보 전송을 포함하며, 상기 디바이스 프록시 기능은 디바이스 제어, 디바이스 상태 쿼리, 디바이스 이벤트 신청/취소, 디바이스 이벤트 통지을 포함하는 것을 특징으로 하는 OSGi 기반 주거용 게이트웨이 시스템.
청구항 1, 청구항 5 또는 청구항 6 중 어느 한항에 있어서, 상기 RG 에이전트는 RG-HNSN 인터페이스와, RG-UPnP 디바이스 인터페이스와, RG-RS485 디바이스 인터페이스와, RG-사용자 웹 인터페이스와, 자바 가상머신 포팅 인터페이스와, OSGi 프레임워크 응용프로그램 인터페이스 포함하는 것을 특징으로 하는 OSGi 기반 주거용 게이트웨이 시스템.
청구항 7에 있어서, 상기 RG 에이전트는 RG-HNSN 인터페이스를 이용하여 제어 IP망에 존재하는 HNSN과 연동되며, RG(30)의 등록과 인증, 주기적인 RG 키프-얼라이브 메시지 전달 및 RG에 연결된 디바이스들에 대한 제어와 모니터링, 그리고 RG에 대한 리부팅과 번들에 대한 업데이트 기능을 제공하는 것을 특징으로 하는 OSGi 기반 주거용 게이트웨이 시스템.
청구항 7에 있어서, 상기 RG 에이전트는 RG-UPnP 디바이스 인터페이스 및 RG-RS485 디바이스 인터페이스를 이용하여 댁내 디바이스들과 연결되는데, 상기 RG-UPnP 디바이스 인터페이스는 RG의 댁내 IP망에 연결된 네트워크 디바이스에 대한 UPnP를 지원하고, 상기 RG-RS485 디바이스 인터페이스는 RS485 디바이스에 연결되는 제어 박스에 의하여 RS485 디바이스들을 집중화하는 것을 특징으로 하는 OSGi 기반 주거용 게이트웨이 시스템.
청구항 7에 있어서, 상기 RG 에이전트는 RG-사용자 인터페이스를 이용하여 사용자가 직접 댁내 디바이스들에 대한 제어를 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 OSGi 기반 주거용 게이트웨이 시스템.
청구항 7에 있어서, 상기 RG 에이전트는 자바 가상머신 포팅 인터페이스를 이용하여 자바 가상 머신이 운영체제를 탑재한 하드웨어 상에서 포팅을 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 OSGi 기반 주거용 게이트웨이 시스템.
청구항 7에 있어서, 상기 RG 에이전트는 OSGi 프레임워크 응용프로그램 인터페이스를 이용하여 OSGi 프레임워크와 번들간의 인터페이싱을 제공하는 것을 특징으로 하는 OSGi 기반 주거용 게이트웨이 시스템.
청구항 7에 있어서, 상기 RG-HNSN 인터페이스는 상기 HNSN과 RG가 통신하는 UpnP 기반의 HNSN-RG 프로토콜인 것을 특징으로 하는 OSGi 기반 주거용 게이트웨이 시스템.
청구항 13에 있어서, 상기 RG-HNSN 인터페이스는 IP 기반의 댁내망에서 디바이스에 대한 디스커버리, 디스크립션, 제어, 이벤트 기능을 가지는 UPnP 프로토콜에 RG 관리를 위한 RG 등록과 인증 및 키프-얼라이브 기능을 부가하여 광역 네트워크망(WAN)에 적용한 프로토콜인 것을 특징으로 하는 OSGi 기반 주거용 게이트웨이 시스템.
OSGi 프레임워크와; 상기 OSGi 프레임워크 상에 설치되는 번들의 형태로 구현되는 RG 에이전트와; 상기 RG 에이전트에 의해 상기 OSGi 프레임워크 상에 등록되는 UPnP 디바이스 서비스를 포함하는 것을 특징으로 하는 OSGi 기반 주거용 게이트웨이 시스템.
청구항 15에 있어서, 상기 RG 에이전트는 상기 UPnP 디바이스 서비스들을 가져와서 디바이스 리스트를 구성하는 것을 특징으로 하는 OSGi 기반 주거용 게이트웨이 시스템.
청구항 15에 있어서, 상기 RG 에이전트는 OSGi 프레임워크 상에 서비스 감시자를 등록해서 실시간으로 UPnP 디바이스 서비스의 등록, 등록해제 및 변경을 감시하는 것을 특징으로 하는 OSGi 기반 주거용 게이트웨이 시스템.
청구항 15에 있어서, 상기 RG 에이전트는 UPnP 디바이스 서비스에 발생하는 이벤트를 들을 수 있는 UPnP 이벤트 리스너 서비스를 프레임워크에 등록함으로써 특정 디바이스의 이벤트를 구독할 수 있는 것을 특징으로 하는 OSGi 기반 주거용 게이트웨이 시스템.
청구항 16에 있어서, 상기 RG 에이전트가 프레임워크 상에 등록한 UPnP 이벤트 리스너 서비스는 UPnP 번들에 의해서 관리되며, 상기 UPnP 이벤트 리스너 서비스로부터 발생한 이벤트는 UPnP 번들이 수집하여 해당하는 UPnP 이벤트 리스너에 전달하는 것을 특징으로 하는 OSGi 기반 주거용 게이트웨이 시스템.
청구항 15에 있어서, 상기 UPnP 디바이스 서비스는 한 번들에서 직접 UPnP 디바이스 서비스를 프레임워크 상에 등록한 UPnP 디바이스 서비스 또는 UPnP 번들이 RG와 연결된 로컬 네트워크 상에 존재하는 실제 UPnP 디바이스를 UPnP 프로토콜을 통해서 감지한후 UPnP 디바이스 서비스를 만들어서 프레임워크 상에 등록한 UPnP 디바이스 서비스 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 OSGi 기반 주거용 게이트웨이 시스템.
청구항 20에 있어서, 상기 RG 에이전트는 둘다를 구분없이 UPnP 디바이스 서비스로 인식하는 것을 특징으로 하는 OSGi 기반 주거용 게이트웨이 시스템.