KR20080034015A - 선택적인 라인 수신 및 라인 구동 성능을 갖는 능동형 종단장치 - Google Patents

선택적인 라인 수신 및 라인 구동 성능을 갖는 능동형 종단장치 Download PDF

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KR20080034015A
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Abstract

본 발명은 선택적인 라인 수신 및 라인 구동 성능을 갖는 전기적 전송 라인용 능동형 종단 장치 및 방법에 관한 것인데, 상기 장치는 연속적인 두 개의 도전체 전송 라인(15a, 15b) 상에서 전달되는 신호를 능동적으로 종단 처리하기 위한 장치(30)로서, 전송 라인의 두 개의 도전체에 접속하기 위한 제1 포트와, 상기 제1 포트에 연결되어 전송 라인 상의 제1 신호를 감지하기 위한 센서(31)와, 상기 제1 포트에 연결되어 전송 라인 상에 제2 신호를 배치하기 위한 제1 구동기(32)와, 상기 센서와 상기 제1 구동기 간에 연결된 프로세싱 유닛(33)을 포함하고, 상기 제1 신호에 의존하는 상기 제2 신호를 발생시켜 제1 신호를 소거하도록 동작한다. 또한, 상기 방법은, 연속적인 도전성 전송 라인(15a, 15b)을 능동적으로 종단 처리하고 분리하는 방법으로서, (a) 전송 라인 상의 제1 신호를 감지하는 단계와, (b) 상기 제1 신호를 처리하는 단계와, (c) 제1 신호를 소거하기 위하여 전송 라인 상에 제2 신호를 배치하는 단계를 포함한다.
Figure P1020087005166
라인 수신기, 라인 구동기, SCRTU, 전송 라인, 간섭

Description

선택적인 라인 수신 및 라인 구동 성능을 갖는 능동형 종단 장치{ACTIVE TERMINATING DEVICE WITH OPTIONAL LINE-RECEIVING AND LINE-DRIVING CAPABILITIES}
본 발명은 유선 전기 통신(electrically-wired communication)의 분야에 관한 것으로서, 특히 종단처리(termination)를 채용하는 통신 라인에 관한 것이다.
본원에서 "데이터 유닛"이라는 용어는, LAN(Local Area Network)과 같은 임의의 유선 통신 네트워크에 연결하기 위한 인터페이스를 갖는 워크스테이션 또는 그 밖의 데이터 단말 장치(Data Terminal Equipment: DTE)를 비롯하여, 컴퓨터 또는 개인용 컴퓨터와 같은 임의의 데이터 처리 장치를 의미한다.
디지털 신호가 전송되는 전송 라인들은 오버슈트(overshoot), 언더슈트(undershoot), 및 반사를 방지하기 위해 적절히 종단처리되어야 한다. 이러한 영향들은, 임피던스 부정합에 의해 발생했을 때, 컨덕터의 길이가 증가함에 따라 더욱 현저해지며, 전송 라인을 통해 데이터를 전송할 수 있는 속도를 제한한다. 전송 라인은 집적 회로 상의 트레이스(trace), 보드 상의 트레이스, 또는 케이블 내의 와이어일 수 있다. 소스측과 부하측의 양방의 임피던스는 전송 라인의 특성 임피던스에 정합되어야 한다. 송신기의 출력 임피던스 및 수신기의 입력 임피던스는, 일반적으로 점대점(point-to-point) 방식으로 송신기와 수신기를 상호접속하는 전송 라인의 특성 임피던스와 다르기 때문에, 전송 라인의 소스측과 부하측의 단부에서 기존의 임피던스를 상이하게 변경할 필요가 있다.
유선 기반 통신 네트워크(wire-based communication network)는 반사를 피하기 위해 흔히 종단처리를 채용한다. 네트워크 내의 종단처리의 예가 도 1에 도시되어 있다. 공유 유선 네트워크(10)는 와이어(15a, 15b)를 갖는 2-와이어 전송 라인에 기초한다. 다음의 설명에서는, "전송 라인(15a, 15b)"에 대해 참조가 이루어질 것이며, 이 참조 부호는 실제로 전송 라인을 형성하는 와이어를 나타낸다. 예를 들어, 네트워크(10)는 EIA/TIA-485 표준형이어도 되며, 여기서 전송 라인(15a, 15b)은 싱글 트위스트 페어, 또는 Ethernet IEEE802.3 표준 10Base2 또는 10Base5 로 구성되며, 전송 라인(15a, 15b)은 동축 케이블이다. 일반적으로, 본 명세서에서 "전송 라인"이라는 용어는, 와이어, 케이블, 및 PCB 트레이스(이것들로 한정되지 않음)를 포함하는, 전류 및 전압을 전달하고 전자기 신호를 전송할 수 있는 임의의 전기적 도전 매체를 의미한다. 전송 라인에 신호를 전송하기 위해서는 차동 라인 구동기(11a, 11b)를 사용하고, 전송 라인(15a, 15b)을 통해 전달되는 신호를 수신하기 위해서는 라인 수신기(12a, 12b)를 사용한다. 데이터 유닛(16a)은 라인 구동기(11a)를 통해 전송 라인에 데이터를 전송하는 "전송 전용" 유닛이며, 데이터 유닛(16b)은 라인 수신기(12a)를 통해 전송 라인으로부터 데이터를 수신하는 "수신 전용" 유닛이다. 데이터 유닛(16c)은 송수신기(14)를 형성하는 라인 구동기(11b) 와 라인 수신기(12b)를 통해 전송 라인(15a, 15b)에 대하여 데이터를 송수신할 수 있다. 물론, 공유 전송 라인에 추가 유닛들을 연결할 수 있으며, 이러한 각 유닛들은 라인 수신기, 라인 구동기, 또는 이들 모두를 채용한다. 네트워크(10)의 적절한 동작이 가능하도록, 통상 전송 라인(15a, 15b)의 양단에 종단기(terminator)(13a, 13b)를 설치하여 연결한다. 적절히 기능을 행하도록, 종단기(13a, 13b)의 임피던스는 전송 라인(15a, 15b)의 특성 임피던스와 동일해야 한다. 마찬가지로, 이러한 종단처리를 점대점 연결의 양단에 채용한다.
네트워크의 구축시 종단처리에 대한 필요성이 주요 단점으로 된다. 첫째, 전송 라인의 단부들은 식별되고 액세스되어야 하지만, 이것은 기존의 배선에 있어서 간단하지 않을 수도 있다. 또한, 종단기 설치에는 노동력과 재료가 필요하며, 네트워크를 구성하는데 필요한 설비가 추가로 요구된다는 문제점도 있다. 또한, 적절한 동작을 위해, 종단처리의 타입, 토폴로지 및 값들은 주로 전송 라인 특성에 기초하지만, 그 특성은 미지(unknown) 및/또는 불일치(inconsistent)할 수 있으며, 케이블마다 또는 위치마다 다를 수 있다.
네트워크(10)의 또다른 단점은 멀티포인트 공유 전송 라인 네트워크인 것에 관련한다. 시간 도메인 멀티플렉싱(Time Domain Multiplexing: TDM) 방식에서는, 임의의 시간 간격 동안에, 하나의 구동기만이 전송 라인을 통해 전송할 수 있고, 다른 유닛들은 그 시간 간격 동안에 수신 전용이 된다. 이것은 특정 기간 동안 전송할 수 있는 데이터의 전체 용량을 제한한다. 이러한 공유 전송 라인을 통해 다중 데이터 전송이 가능하게 되려면, 다수의 송신기 및 수신기가 전송 라인을 동시 에 사용할 수 있어야 한다.
공유 전송 라인을 통한 이러한 다중 전송을 위한 하나의 일반적인 방법으로서, 주파수 도메인 멀티플렉싱(Frequency Domain Multiplexing: FDM) 방식을 이용하는 것이 있는데, 여기서, 각 송신기는 전송 라인의 가용 스펙트럼의 상이한 전용 부분을 사용한다. 그러나, 이러한 해결책에는 복잡하고도 고가의 회로가 필요하다.
다중 전송을 가능하게 하는 다른 방법이 도 2에 도시되어 있으며, 전송 라인을 개별적인 세그먼트들로 분할하는 것을 수반한다. 네트워크(20)가 부분적으로 도시되어 있으며, 여기서 전송 라인은 2개의 별개의 부분으로 분할되고, 그 중 한 부분은 (도 1에서처럼) 전송 라인 세그먼트(15a, 15b)로 표시되고, 다른 부분은 전송 라인 세그먼트(15c, 15d)로 표시된다. 전송 라인 세그먼트(15a, 15b)는 전송 라인 세그먼트(15a,15b)의 각 단부에 위치한 라인 구동기(11a2, 11b1)를 사용하는 전 이중(full duplex) 통신을 위해서 사용한다. 마찬가지로, 전송 라인 세그먼트(15a, 15b)의 각 단부에 종단기(도시하지 않음) 뿐만 아니라 라인 수신기(12b1, 12a2)를 설치한다. 라인 구동기(11a2) 및 라인 수신기(12a2)는 둘다 유닛(21a)의 일부로서, 전송 라인 세그먼트(15a, 15b)의 하나의 단부에 연결된다. 마찬가지로, 전송 라인 세그먼트(15c, 15d)는 라인 수신기(12c1, 12b2) 뿐만 아니라 라인 구동기(11c1, 11b2)에 연결된다. 라인 구동기(11c1) 및 라인 수신기(12c1)는 둘다 유닛(21c)의 일부로서, 전송 라인 세그먼트(15c, 15d)의 하나의 단부에 연결된다. 라인 수신기(12b1, 12b2)뿐만 아니라 라인 구동기(11b2, 11b1)는 모두 유닛(21b)의 부분을 구성하며, 전송 라인 세그먼트(15a, 15b)에 연결되고, 전송 라인 세그먼트(15c, 15d)에 연결된다. 이들 2개의 개별적인 전송 라인 세그먼트 뿐만 아니라 이들과 관련된 구동기/수신기는 유닛(21b)의 일부인 로직 블록(22)에 의해 연결된다. 특정 종래 기술의 구성에서, 로직 블록은 생략되거나 투명성 연결부(transparent connection)로서 기능한다. 이러한 경우, 유닛(21b)은 리피터(repeater)로서 기능한다. 다른 구성에서, 로직 블록(22)은 유닛(21b)을 통해 흐르는 데이터 스트림을 처리한다.
네트워크(20)는 도 1에 도시한 바와 같이 네트워크(10)에 비해 2가지 주된 이점을 갖는다. 첫째, 네트워크(20)의 각 전송 라인 세그먼트는 독립적이어서, 2개의 통신 링크가 동시에 동작할 수 있다. 따라서, 유닛(21a)의 라인 구동기(11a2)는 전송 라인 세그먼트(15a, 15b)를 통해 데이터를 전송할 수 있고, 이 데이터는 유닛(21b)의 라인 수신기(12b1)에 의해 수신된다. 동시에, 어떠한 간섭 없이, 유닛(21c)의 라인 구동기(11c1)는 전송 라인 세그먼트(15c, 15d)를 통해 데이터를 전송할 수 있고, 이 데이터는 유닛(21b)의 라인 수신기(12b2)에 의해 수신된다.
네트워크(20)의 또다른 이점은 점대점 통신 세그먼트를 갖는다는 것이다. 주지하는 바와 같이, 점대점 토폴로지는 유선 통신에서 매우 선호되는 구성으로서, 저렴하고 간단한 회로를 갖는 강건한 고 대역폭 통신을 가능하게 한다.
상기한 설명의 원리는 IEEE802.3 규격에 정의되어 있는 바와 같이 이더넷 근거리 통신망(LAN)의 발달로서 설명되며, 여기서 동축 케이블 10Base2 및 10Base5에 기초하는 공유 전송 라인 시스템을 10BaseT 및 10BaseTX 기반 네트워크 쪽으로 업그레이드하였으며, 이들 모두는 점대점 세그먼트 주위에 구축되었다.
그러나, 네트워크(200)는 네트워크(10)에 비교할 때 큰 단점을 갖고 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 네트워크(10)는 인터럽트되지 않는 연속적인 전송 라인을 사용한다. 반면, 네트워크(20)의 배선은 네트워크 전체에 걸쳐 여러 지점에서 절단(cut)되어야 하며, 여기서는 유닛들(21)이 단순히 연결되어 있다. (벽내(in-wall) 전화배선과 같은) 기존의 전송 라인의 경우, 네트워크 내에서의 절단은 복잡하고 비용이 비싸며 많은 노동력을 필요로 할 수 있다.
따라서, 전송 라인에 의존하지 않고, 이 때문에 전송 라인 특성이 변할 때 변경될 필요가 없는 일반적인 종단 처리를 실시하는 수단의 필요성이 널리 인식되어 있고, 이러한 수단을 가지는 것은 매우 이점이 있을 것이다. 또한, 단일 배선 인프라스트럭쳐의 동시 다중 사용이 가능하며 이러한 기존의 배선을 수정하지 않고 점대점 연결 방식을 이용하는 수단의 필요성이 널리 인식되어 있다. 이러한 목적은 본 발명에 의해 달성된다.
발명의 개요
본 발명은, 본 명세서에서 신호 소거 유닛(Signal Canceling Unit: SCU)으로서 기재한 2 포트 유닛에 기초하는, 신호 종단 처리를 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. SCU는 자신의 단말에 존재하는 신호를 감지하고, 이 신호를 흡수 및 소거하는 동작을 한다. 통신용으로 사용되는 유선의 전송 라인과 같은 전송 라인의 단부에 연결될 때, SCU는 신호 에너지를 흡수함으로써 종단기로서 기능한다. 이러한 배선 전송 라인의 중간에 연결될 때, SCU는 자신의 단말에서 감지된 임의의 신호를 종단하므로, 잡음 분리용으로 사용될 수 있고, 또는 접속점에서 네트워크 단부를 에뮬레이트하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 기능 모드에서, SCU는 와이어를 효과적으로 분할하여, 배선의 연속성이 영향을 받지 않더라도, 서로 간섭하거나 상호작용하지 않으면서, SCU 연결부의 각 측면에서 상이하고도 독립적인 네트워크 동작이 가능하다.
다른 실시예에서는, 본 명세서에서 신호 소거 및 수신 유닛(Signal Canceling and Receiving Unit: SCRU)으로서 기재되는 라인 수신기 기능을 포함하도록 SCU를 업그레이드한다. SCU 기능을 모두 구비하는 것에 더하여, SCRU는 라인 수신기로서도 동작하고, 이에 따라 종단 처리 및 신호 소거 역할을 하는 것에 더하여 네트워크에서의 능동형 수신기로서 사용될 수 있다.
또다른 실시예에서는, 본 명세서에서 신호 소거, 수신, 및 전송 유닛(Signal Canceling, Receiving, and Transmitting Unit: SCRTU)으로서 기재되는 라인 구동기 기능을 포함하도록 SCRU를 업그레이드한다. SCRU 기능을 모두 구비하는 것에 더하여, SCRTU는 라인 구동기로서도 기능하고, 이에 따라 종단 처리, 신호 소거, 및 수신 역할을 하는 것에 더하여 네트워크에서의 능동형 송신기로서 사용될 수 있다. 유선 전송 라인에 연결된 다중 SCRTU는 전체 네트워크 구축용으로 통신할 수 있다. 이러한 네트워크에서는, 인접하여 연결된 SCRTU의 모든 쌍이 종단 처리되고 독립적인 전송 라인 세그먼트에서 점대점 방식으로 통신할 수 있다.
따라서, 본 발명의 광범위한 양태에 따르면, 연속적으로 도통하고 있는 전송 라인을 능동적으로 종단 처리하고 분리하는 장치가 제공되어 있으며, 이 장치는, 전송 라인 상의 제1 신호를 감지하는 동작을 하는 센서, 제1 신호를 소거하기 위해 전송 라인 상에 제2 신호를 배치하는 동작을 하는 제1 구동기, 및 상기 센서로부터의 입력을 수신하고 상기 제1 구동기에 그 입력을 공급하는 동작을 하는 프로세싱유닛을 포함한다.
본 발명에 따라서, 전송 라인에 의존하지 않아서 전송 라인 특성이 변할 때 변경될 필요가 없는 종단 처리를 실시하는 수단이 제공된다. 또한, 단일 배선 인프라스트럭쳐의 동시 다중 사용이 가능하며 이러한 기존의 배선을 수정하지 않고 점대점 연결 방식을 이용하는 수단이 제공된다.
이제, 본 발명을 이해하고 실제로 어떻게 실행되는지를 알기 위해서, 첨부 도면을 참조하여 비한정적인 예로서 바람직한 실시예를 설명한다.
본 발명에 따른 네트워크의 원리 및 동작은 첨부 도면과 상세한 설명을 참조로 하여 이해할 수 있다. 도면 및 상세한 설명은 단지 개념적인 것이다. 실제의 실행에서는, 단일 구성 요소가 하나 이상의 기능을 구현할 수 있고, 대안적으로, 각 기능은 복수의 구성 요소 및 회로에 의해 구현될 수 있다. 도면 및 상세한 설 명에서, 동일한 참조 번호는 서로 다른 실시예 또는 구성에서의 공통된 구성요소를 나타낸다.
도 3은 2개의 외부 단자 접속, 즉, 단자(34a (A)) 및 단자(34b (B))를 포함하는 신호 소거 유닛(SCU)을 도시한다. 이 단자들에는 센서(31)가 접속되고, 이 센서(31)는 단자(34a)와 단자(34b) 간의 차동 전압("제1 신호"를 구성함)을 측정한다. 센서(31)에 의해 측정된 값은 프로세싱 유닛(33)에 입력되고, 프로세싱 유닛(33)은 차동 구동기(32)("제1 구동기"를 구성함)에 입력을 제공하고, 차동 구동기(32)의 출력들은 단자(34a) 및 단자(34b)에 접속된다. 구동기(32)는 각 단자에서 제1 신호를 소거하기에 충분한 전류("제2 신호"를 구성함)를 흡수(sink) 또는 조달(source)할 수 있다. 센서(31) 및 구동기(32)와 함께 프로세싱 유닛(33)은 클로즈드 네거티브 피드백 루프(closed negative feedback loop)를 형성하여, 단자(34a)와 단자(34b) 상에서 감지된 임의의 신호를 감쇄시키고 소거한다.
도 4는 SCU(30)가 종단기로서 사용되는 네트워크(40)를 도시한다. 네트워크(40)는 네트워크(10)(도 1)에 기초하지만, 종단기(13b)를 대신하는 종단기로서 SCU(30)를 사용하도록 변경된 것이다. (예를 들어, 라인 구동기(11a)에 의해) 전송 라인(15a, 15b)에 전송된 신호들은 전송 라인을 따라 전달된다. SCU(30)의 단자들(51a, 51b)이 접속된 전송 라인의 단부에 도달하면, SCU(30)는 신호를 감지하고 소거하는 기능을 한다. 그 결과, 신호 에너지는 SCU(30)에 의해 흡수되어, 반사도 임의의 다른 부정합도 야기시키지 않는다. 따라서, SCU(30)는 종단 장치로서 기능한다. 그러나, SCU(30)의 구조는 일반적이고 특정 전송 라인(가령, 특성 임피 던스)에 맞도록 설계되어 있지 않기 때문에, 이러한 동일 SCU를 트위스트 페어 배선, 동축 케이블 등의 다양한 종류의 전송 라인에 사용할 수 있어, 특정 전송 선로에의 특정 종단 처리의 매칭 필요성을 미연에 방지할 수 있다. 물론, 이는 서로 다른 다양한 애플리케이션에 대해 공통된 구성요소를 채용하므로, 용이한 로지스틱스(logistics)와 간단한 설치를 제공한다.
종단기로서 SCU를 사용하는 다른 장점은, 전송 라인(15a, 15b, 15c, 15d)에 기반한 네트워크(50)에 대하여 도 5에 도시된 바와 같이, SCU가, 전송 라인의 말단에서 접속되어 있지 않고 전송 라인 전체의 임의의 지점에서 접속되어 있더라도, 종단처리 기능을 수행한다는 것에 있다. 네트워크(10)(도 1)에서와 같이, 종단기(13)는 일단(도면의 좌측)에 위치하고, 라인 구동기(11a) 및 라인 수신기들(12a, 12b)은 전송 라인에 접속되어 있다. 데이터 유닛들(16a, 16b, 16d)은 각각 라인 유닛들(11a, 12a, 12b)에 접속되어 있다. SCU(30)가 네트워크(50)에 존재하지 않는다면, 도 1의 네트워크(10)가 얻어질 것이고, 여기서, 데이터 유닛(16a)은 라인 구동기(11a)를 경유하여 전체 전송 라인에 데이터를 전송할 수 있다. 그 후, 전송 신호들은 전송 라인에서 전달되어 라인 수신기들(12a, 12b)을 경유하여 각각 데이터 유닛들(16b, 16d)에 의해 수신된다. 그러나, 이 경우에, SCU(30)가 접속 지점(51a, 51b)에서 전송 라인에 접속되면, 라인 구동기(11a)에 전송된 신호들이 양 방향으로 전송 라인에서 전달되도록 네트워크(50)는 변경된다. 신호 에너지의 일부가 종단기(13)쪽(도면의 좌측방향)으로 전달되어, 흡수된다. 신호 에너지의 다른 부분은 배선의 타단을 나타내는 지점들(51c, 51d)로 전달된다. 신호가 (SCU(30)의 단자에 접속된) 지점들(51a, 51b)에 도착할 때, SCU(30)는 신호 에너지를 감쇄하고, 소거하고, 흡수하는 동작을 한다. 따라서, 지점들(51a, 51b)로부터 말단 지점들(51c, 51d) 쪽으로 전달되는 신호는 작거나 없어진다. 이런 경우에, 라인 수신기(12a)가 전송된 신호들을 수신하지만, SCU(30)에 의해 감쇄되므로 라인 수신기(12b)는 임의의 이러한 신호들을 감지하지 않게 된다. 따라서, SCU(30)는 종단기(13)로부터 지점들(51a, 51b)로 확장하는 네트워크 세그먼트(15a,,15b)에 대한 종단기로 기능하여, 전송 라인의 이 부분에서 반사를 회피하는 데 도움이 된다. 그 결과, SCU(30)는 연속 전송 라인의 기능을 2개의 개별적인 세그먼트로 가상적으로 분리되도록 변경하고, 하나는 종단기(13)로부터 지점들(51a, 51b)로의 전송 라인을 사용하며, 다른 하나는 지점들(51a, 51b)로부터 말단 지점들(51c, 51d)로의 전송 라인을 사용한다. 이들 2개의 네트워크 세그먼트는, 전송 라인의 전기적 연속성이 충분히 유지된다 하더라도, 하나의 세그먼트내의 신호들이 다른 쪽으로 통과하지 못한다는 점에서 분리되어 있다.
도 6에 네트워크(60)로 도시된 바와 같이, 그러한 가상적인 네트워크 분리의 하나의 응용은 잡음 분리에 대한 것이 있다. 네트워크(60)는, 데이터 유닛(16d)과 라인 수신기(12b)를 대신하여 잡음원(61)이 있는 것을 제외하고는, 네트워크(50)(도 5)와 유사하다. 잡음원(61)에 의해 생성된 잡음은 SCU(30)쪽으로 (좌측 방향으로) 전달된다. SCU 단자(51a, 51b)에 도달하면, SCU(30)는 그 잡음 신호를 감쇄시키는 동작을 하고, 잡음이 전송 라인(15a, 15b)에 도착하여 그 네트워크 세그먼트를 통한 통신을 열화시키는 것을 방지한다. 잡음원(61)은 단일 지점에서 전 송 라인(15c, 15d)에 접속된 별개의 유닛으로서 설명되고 도시되어 있지만, 잡음이 외부 소스로부터 유도 수단에 의해 발생했을 경우에도 동일한 잡음 소거 기능이 행해진다. 예를 들면, 전송 라인(15c, 15d)은 전자기 간섭원의 근방의 영역까지 확장될 수 있다. 따라서, SCU(30)는 도전성 전송 라인의 특정 부분으로부터 유도 잡음을 분리시키는데 도움을 줄 수 있다.
브리지-탭(bridge-tap)은 전송 라인들 및 그 밖의 유선 통신 환경에서의 임피던스 부정합과 반사를 야기시키는 것으로 알려져 있다. 도 7에 도시된 네트워크(70)는, 네트워크(60)(도 6)와 유사하지만, 단자들(51a, 51b) 각각에 접속된 전송 라인(15e, 15f)이 부가되어 단자들(51a, 51b)에 브리지-탭을 형성하고 있다. SCU(30)가 없다면, 이들 지점에서의 브리지-탭은 전송 라인(15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f)을 통한 통신에서 임피던스 부정합을 발생하고 신호 반사를 야기시킨다. 그러나, 브리지-탭 결합 지점에 SCU(30)가 존재함으로써, 단자들(51a, 51b)에서의 신호들을 소거하고 흡수하여, 그러한 반사를 제거할 수 있다. 이렇게 함으로써, 전송 라인(15a, 15b)으로 구성된 제1 세그먼트, 전송 라인(15c, 15d)으로 구성된 제2 세그먼트 및 전송 라인(15e, 15f)으로 구성된 제3 세그먼트로 이루어진, 3개의 분리된 통신 세그먼트가 형성된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 전기적으로 접속된 전송 라인을 분리하는 SCU의 성능에 의해서, 연속적인 도전성 전송 라인을 통해 개별적인 다중 통신 네트워크를 형성할 수 있다. 네트워크(80)는 전송 라인(15a, 15b, 15c, 15d)에 기반한다. SCU(30)는 단자들(51a, 51b)에서 전송 라인에 접속되고, 이 전송 라인을 2개의 통 신 세그먼트로 분리한다. 하나의 세그먼트는 전송 라인(15a, 15b)에 기반하고, 단자들(51a, 51b)로부터 도 8의 좌측으로 확장한다. 다른 세그먼트는 전송 라인(15c, 15d)에 기반하고 우측으로 확장한다. 데이터 유닛(16a)은 라인 구동기(11a)를 경유하여 전송 라인(15a, 15b)에 전송하고, 라인 수신기(12a)를 경유하여 데이터 유닛(16b)에 의해 수신되는 신호를 공급한다. 마찬가지로, 데이터 유닛(16e)은 라인 구동기(11b)를 경유하여 전송 라인(15c, 15d)에 전송하고, 라인 수신기(12b)를 경유하여 데이터 유닛(16d)에 의해 수신되는 신호를 공급한다. SCU(30)에 의해 분리되어 있음으로써, 서로 간섭하지 않고 두개의 전송이 동시에 일어날 수 있다. 부가적인 라인 구동기, 라인 수신기 및 송수신기가 각 통신 세그먼트에 부가될 수 있다. 마찬가지로, 부가적인 SCU를 부가함으로써, 전기적으로 접속된 전송 라인을 더 많은 세그먼트로 분할할 수 있고, 분리된 세그먼트는 인접한 SCU의 쌍 사이, 또는 SCU와 전송 라인의 말단 또는 종단기 사이에 형성된다.
지금까지 SCU의 기능이 단지 종단기로서만 설명되었지만, 신호 소거 및 수신 유닛(SCRU)(90)이 도시된 도 9에 도시된 바와 같이, SCU는 또한 라인 수신 기능을 행하도록 변경될 수 있다. SCRU(90)는 SCU(30)(도 3)의 구조에 기반하지만, 프로세싱 유닛(33)은 단자(34c)(C)를 경유하여 부가적인 출력을 공급하는 프로세싱 유닛(91)으로 변경된다. 단자(34c) 상의 출력은 감지 기능(31)을 사용하고, 프로세싱 유닛(91)의 일부와 함께 라인 수신기(12a 또는 12b)와 유사한 라인 수신기로서 기능한다. 따라서, SCRU(90)는 동시에 2가지 기능, 즉 SCU(30)와 같은 신호 소거 기능과, 라인 수신기(12a, 12b)와 같은 라인 수신기 기능을 행함으로써, 감지된 신 호 또는 그의 임의의 기능을 단자(34c) 상에 출력할 수 있고 전송 라인 상에 놓을 수 있다.
SCRU(90)를 사용하는 응용의 예가 네트워크(100)로서 도 10에 도시되어 있다. 네트워크(100)는 네트워크(80)(도 8)에 기반하지만, SCU(30)가 SCRU(90)로 대체되고, 그 단자(C)는 접속부(102)를 경유하여 데이터 유닛(16f)에 접속된다. 또한, SCRU(90)는 연결점(101a, 101b)에서 전송 라인(15a, 15b, 15c, 15d)에 접속된다. 네트워크(80)(도 8)와 동일한 방식으로, 이 구성에 의해, 2개의 분리된 통신 세그먼트가 서로 간섭하지 않고 동시에 통신 선로를 사용할 수 있다. 하나의 세그먼트는 전송 라인(15a, 15b)을 통해 데이터를 전송하고, 다른 세그먼트는 전송 라인(15c, 15d)을 통해 데이터를 전송한다. 또한, SCRU(90)의 라인-수신 기능을 이용함으로써, 데이터 유닛(16f)은 양방의 네트워크로부터 신호들을 수신할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는, 라인-구동 성능이 또한 SCRU에 내장되어 있다. 도 11은 SCRTU(Signal Canceling, Receive and Transmit unit)(110)을 도시한다. SCRTU(110)는 SCRU(90)의 모든 구성 요소를 포함하지만, 부가적 SCRTU 단자(34d)(D)로부터 입력되고 전송 라인에 제3 신호를 제공하는 ("제2 구동기"를 구성하는) 라인 구동기(111)를 더 포함한다. SCRTU(110)는 "수신" 및 "전송"으로 표현되는 2가지의 동작 상태를 갖는다. "수신" 상태에서, SCRU(90)의 기능은 완전하게 유지되고, SCRTU(110)는 신호 소거 및 수신을 행한다. "전송" 상태에서는, 라인 단자들(34a(A), 34b(B))이 도시된 바와 같이, 라인 구동기(111)의 출력 단자들에 접속되어, SCRTU(110)는 단자(34d)에서 수신된 데이터를 단자들(34a, 34b)에 전 송할 수 있다. 이들 상태 간의 전이는 두개의 SPDT(single pole double throw) 스위치(112, 113)에 의해 행해진다. 스위치(113, 112)는 각각 단자(34a, 34b)에 접속된다. "수신" 상태에서, 두 스위치(113, 112)는 상태 '1'이 되므로, 단자(34a) 및 단자(34b)를 센서(31)와 구동기(32)에 접속시킴으로써, SCRU(90)의 기능을 행한다. "송신" 상태에서, 두 스위치(112, 113)는 상태 '2'가 되므로, 단자(34a) 및 단자(34b)를 라인 구동기(111)의 출력들에 접속시킴으로써, 라인 구동기로서 수행한다. 스위치들(112, 113)은 로직 유닛(114)에 의해 제어되며, 로직 유닛(114)은 소망하는 상태를 선택하기 위해 요구되는 바와 같이 스위치들(113, 112)을 변경한다.
도 12는 SCRTU(120)의 다른 구현을 도시한다. 이 다른 구성에서, 구동기(32)는 또한 라인 구동기로서 사용된다. SPST 스위치(121)는 구동기(32)로의 입력을 라우팅하는데 사용된다. 상태 '1'에서, 구동기(32)는 프로세싱 유닛(91)의 출력에 접속되어 SCRU(90)의 기능을 행한다. 상태 '2'에서, 구동기(32)는 단자(34d)에 접속되어 라인 구동기로서 기능한다. 로직 블록(도 12에 도시되지 않음)은 스위치(121)를 제어하여 요구하는 바에 따라 그의 상태를 천이시키는데 사용된다.
도 13은 SCRTU 등을 사용하는 네트워크(130)를 도시한다. 네트워크(130)는 네트워크 전송 라인(15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f, 15g, 15h)을 사용하고 지점들(51a, 51b)에서 브리지-탭을 갖는다. 데이터 유닛(16f, 16g, 16h, 16i, 16j)은 각각 SCRTU(110a, 110b, 110c, 110d, 110e)를 통하여 전송 라인에 접속된다. 상술 한 바와 같이, 배선은 전기적으로 연속적이지만, 형성된 통신 세그먼트들은 임의의 SCRTU 쌍 간의 점대점 형태로 되어 있다. SCRTU(110a)는 전송 라인 세그먼트(15a, 15b)를 통해 점대점 토폴로지로 SCRTU(110b)와 통신한다. 마찬가지로, SCRTU(110b, 110e)는 전송 라인 세그먼트(15e, 15f)를 통해 통신하고, SCRTU(110b, 110c)는 전송 라인 세그먼트(15c, 15d)를 통해 통신하고, SCRTU(110c, 110d)는 전송 라인 세그먼트(15g, 15h)를 통해 통신한다. 점대점의 장점에 더해서, 또한 임의의 2개의 SCRTU가 동일한 세그먼트로 전송하지 않는 한, 네트워크는 다중 독립 통신 세그먼트가 독립적으로 동작하게 한다. 예를 들어, SCRTU(110a)는 전송 라인 세그먼트(15a, 15b)를 통해 SCRTU(110b)에 전송할 수 있고, SCRTU(110d)는 전송 라인 세그먼트(15g, 15h)를 통해 SCRTU(110c)로 동시에 전송할 수 있다.
네트워크(130)는, 연속 배선을 통한 점대점 통신 및 다중 전송을 수행하는, SCRTU 기반 네트워크의 성능을 나타낸다. 이러한 성능은 미지의 토폴로지를 갖고 '버스' 타입의 접속점을 갖는 기존의 배선에 대하여 유용할 수 있다. 예를 들어, 자신들의 원래 목적을 위해 사용되지 않는 기존의 벽내 전화 배선, 기존의 벽내 전원선 또는 CATV 케이블링을 들 수 있다. 연속성은 이러한 타입의 배선 모두에 있어서 일반적인 것으로서, 그 배선에 연결하기 위해 아웃렛(outlet)이 형성되어 있다. 따라서, SCRTU를 각 아웃렛에 연결함으로써 SCRTU에 연결된 데이터 유닛들 간에 신뢰성있는 고대역폭 통신이 가능해진다.
디지털 통신 응용에 대하여 본 발명을 설명하였지만, 비디오, 오디오, 또는 다른 임의의 통신과 같은 아날로그 통신에도 본 발명을 동등하게 응용할 수 있다. 이러한 구성에서, 데이터 유닛(16)을 적절한 아날로그 유닛으로 대체하고, 이에 따라 통신을 지원하도록 SCU, SCRU, 및 SCRTU 를 수정한다.
일부 실시예로서 본 발명을 설명하였지만, 본 발명을 다양하게 수정, 변경, 및 응용할 수 있다.
도 1은 종래 기술의 공유 유선 LAN 구성을 도시하는 도면.
도 2는 종래의 리피터에 기초한 통신 네트워크를 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 신호 소거 유닛(SCU) 기능 블록을 도시하는 도면.
도 4는 본 발명에 따라 단부 종단기로서 SCU를 사용하는, 공유 배선 기반 네트워크를 도시하는 도면.
도 5는 본 발명에 따라 병렬 연결 종단기로서 SCU를 사용하는, 공유 배선 기반 네트워크를 도시하는 도면.
도 6은 본 발명에 따라 잡음 분리를 위해 SCU를 사용하는, 공유 배선 기반 네트워크를 도시하는 도면.
도 7은 본 발명에 따라 브리지-탭 분리를 위해 SCU를 사용하는, 공유 배선 기반 네트워크를 도시하는 도면.
도 8은 본 발명에 따라 연속 배선을 통해 다중 독립적 통신 세그먼트를 허용하기 위해 SCU를 사용하는, 공유 배선 기반 네트워크를 도시하는 도면.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 신호 소거 및 수신 유닛(SCRU) 기능 블록을 도시하는 도면.
도 10은 본 발명에 따라 연속 유선에 대하여 다중 독립적 통신 세그먼트를 가능하게 하는 SCRU를 사용하는, 공유 배선 기반 네트워크를 도시하는 도면.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 신호 소거, 수신 및 전송 유닛(SCRTU) 기능 블록을 도시하는 도면.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 대안적인 신호 소거, 수신 및 송신 유닛(SCRTU) 기능 블록을 도시하는 도면.
도 13은 본 발명에 따라 연속 배선을 통해 다중 독립적 통신 세그먼트를 허용하기 위해 다중 SCRTU를 사용하는, 공유 배선 기반 네트워크를 도시하는 도면.

Claims (7)

  1. 신호들을 전달하는 동작을 하는 전기적으로 연속한 두 개의 도전체 전송 라인(an electrically continuous two-conductors transmission line)(15a, 15b)을 갖는 통신 네트워크(50)로서, 상기 통신 네트워크는 디바이스(30)에 연결된 제1 세그먼트(51a, 51b) 및 제2 세그먼트(51c, 51d)를 포함하며, 상기 디바이스는,
    전송 라인의 두 개의 도전체에 접속하기 위한 제1 포트와,
    상기 제1 포트에 연결되어 전송 라인 상의 제1 신호를 감지하기 위한 센서(31)와,
    상기 제1 포트에 연결되어 전송 라인 상에 제2 신호를 배치하기 위한 제1 구동기(32)와,
    상기 센서와 상기 제1 구동기 간에 연결된 프로세싱 유닛((33)
    을 포함하고.
    상기 디바이스는, 상기 제1 신호에 의존하는 상기 제2 신호를 발생시켜 제1 신호를 소거함으로써, 제2 세그먼트로부터 제1 세그먼트 내의 신호들을 분리하고 제1 세그먼트로부터 제2 세그먼트 내의 신호들을 분리하는 동작을 하는
    통신 네트워크(50).
  2. 신호들을 전달하는 동작을 하는 전기적으로 연속한 전송 라인(15)을 갖는 통신 네트워크(130)로서,
    복수의 세그먼트((15a, 15b), (15c, 15d), (15e, 15f), (15g, 15h))
    를 포함하고,
    각 세그먼트 쌍은 제1항에 따른 개개의 디바이스(30)에 연결되어, 상기 세그먼트의 각각 내의 신호들을 다른 모든 세그먼트로부터 분리하는
    통신 네트워크(130).
  3. 신호들을 전달하는 동작을 하는 전기적으로 연속한 전송 라인(15a, 15b)과, 전송 라인에 접속되며 신호들을 전달하는 동작을 또한 하는 브리지 탭(S1a, S1b)을 갖는 통신 네트워크(70)로서,
    제1항에 따른 디바이스(30)를 포함하여, 전송 라인으로부터 브리지 탭의 신호들을 분리하고, 브리지 탭으로부터 전송 라인의 신호들을 분리하는
    통신 네트워크(70).
  4. 연속적인 도전성 전송 라인(15a, 15b)을 능동적으로 종단 처리하고 분리하는 방법으로서,
    (a) 전송 라인 상의 제1 신호를 감지하는 단계와,
    (b) 상기 제1 신호를 처리하는 단계와,
    (c) 제1 신호를 소거하기 위하여 전송 라인 상에 제2 신호를 배치하는 단계
    를 포함하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    전송 라인 상에 제2 신호를 배치함으로써 또는 전송 라인 상에 제3 신호를 배치함으로써 제1 신호를 선택적으로 소거하는
    방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    소거된 제1 신호를 재발생하여 재발생 신호를 전송 라인 상에 배치하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  7. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    제1 신호는 제2 신호에 의해 소거되는 잡음인
    방법.
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