KR20080102400A

KR20080102400A - 이더넷 코딩 위반으로 구분되는 프레임 및 패킷 구조를 이용하여 이더넷 전송선을 통해 상이한 유형의 스트리밍 및패킷화된 데이터를 전송하는 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20080102400A
Application number: KR1020087022734A
Authority: KR
Inventors: 데이비드 제이. 크냅; 라이너 피. 뮬러; 호레이스 씨. 호; 파트리크 헤크; 라이나 클로스; 크리스티안 틸
Original assignee: 스탠다드 마이크로시스템즈 코포레이션
Priority date: 2006-02-17
Filing date: 2007-02-16
Publication date: 2008-11-25
Also published as: US20070255855A1; EP2490359A2; JP2009527952A; WO2007098412A1; EP1989847B1; EP1989847A1; CN102255796B; JP5102784B2; KR101429249B1; CN102255796A; EP2490359A3

Abstract

망을 통해 상이한 유형의 데이터를 전송하는 통신 시스템, 망, 인터페이스, 및 포트 구조가 제공된다. 망은 링형 구조 또는 토폴로지를 형성하도록 포트를 직렬 연결 방식으로 접속시킴으로써 배열될 수 있다. 망은 특정 망 프로토콜에 따라 데이터를 전송하고, 망 사이의 노드는 송신기를 드라이브하기 위해 비트스트림으로부터 복원된 클럭을 이용할 수 있고, 망이 보통 비동기망을 목적으로 하는 이더넷 패킷을 수신하는 경우에도 동기망을 생성할 수 있다. 이더넷 데이터와 같은 비순응 데이터는 프레임 구조 내에서 패킷으로 송신될 수 있다. 프레임은 각 프레임의 시작을 신호화하는데 사용되는 이더넷 코딩 위반으로 동기화되고 각 패킷에는 패킷 코딩 위반이 즉시 뒤따를 수 있다. 프레임 및 패킷 코딩 위반은 유효한 코드가 아닌 4B/5B 코드 시퀀스로 표현되므로 이더넷 인코딩된 데이터로 존재하지 않는다.

스트리밍 데이터, 패킷 데이터, 동기 데이터, 꼬임쌍 컨덕터, 링형 토폴로지

Description

이더넷 코딩 위반으로 구분되는 프레임 및 패킷 구조를 이용하여 이더넷 전송선을 통해 상이한 유형의 스트리밍 및 패킷화된 데이터를 전송하는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR TRANSFERRING DIFFERENT TYPES OF STREAMING AND PACKETIZED DATA ACROSS AN ETHERNET TRANSMISSION LINE USING A FRAME AND PACKET STRUCTURE DEMARCATED WITH ETHERNET CODING VIOLATIONS}

본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 직렬 연결 방식으로 상호접속되는 노드의 동기식 통신 시스템으로서, 각 노드는 가상 링 망을 형성하도록 이더넷 전송선(즉, 꼬임쌍 컨덕터 또는 CAT5)을 통해 정보를 전송하는 둘 이상의 포트를 가지며, 또한 이더넷 코딩 위반으로 신호화된 프레임 및 패킷 구조에 의해 구분되는 다중화된 채널에서 송신되는 다양한 유형의 데이터의 동기 전송을 형성하기 위해 각각의 노드가 마스터 클럭을 제공하거나 망으로부터 클럭을 복원할 수 있는 동기식 통신 시스템에 관한 것이다. 각 노드 내의 포트는 망에 의해 사용되는 특정 프로토콜을 따르는 데이터(즉, "순응 데이터")를 수용할 수 있으며, 또는 포트는 비동기 이더넷에 기초한 패킷 데이터 및/또는 소니/필립스 디지털 인터페이스 포맷("SPDIF") 데이터와 같은 비순응 데이터를 수용할 수 있다.

통신 시스템은 일반적으로 전송선(transmission line)에 의해 상호접속된 노드 사이에서 통신이 이루어지는 시스템으로 알려져 있다. 각 노드는 전송선을 통해 정보를 전송하거나, 전송 및 수신할 수 있다. 상호접속된 노드의 통신 시스템은 버스형, 링형, 스타형, 또는 트리형 토폴로지와 같은 다양한 토폴로지로 구성될 수 있다.

버스형 토폴로지 망은 일반적으로 선형(linear)으로 간주되며, 여기에서 하나의 노드로부터의 전송은 전송선의 길이(length)를 따라 전파되고 이 버스에 접속된 다른 모든 노드에 의해 수신된다. 한편, 링형 토폴로지 망은 보통 하나의 폐쇄된 고리를 형성하도록 단방향 전송 링크에 의해 서로 접속되는 일련의 노드로 구성된다. 링형 망의 예시들은 IEEE 802.5 및 광섬유 분산 데이터 인터페이스(FDDI)에 기술되어 있다.

노드 사이의 전송선은 유선 또는 무선일 수 있다. 전송선은 상이한 유형의 데이터를 수용하는 것이 바람직하다. 공교롭게도, 망의 특정 부분은 예컨대 이더넷(Ethernet)을 통해 TCP/IP와 같은 데이터의 버스트(burst)를 송신하도록 맞추어져야 하는 반면, 다른 부분은 오디오 및 비디오 데이터와 같은 스트리밍 데이터를 송신하도록 요구될 수 있다. 형태가 어떠하든 망을 통해 두 가지 모든 유형의 정보를 전송할 수 있는 망을 도입하는 것이 바람직하다. 또한, 선택된 전송선으로서, 예컨대 구리 와이어, 광섬유, 또는 무선 전송 매체를 사용하는 것이 바람직하다.

이더넷 및 IEEE 802.03은 데이터 패킷이 컴퓨팅 시스템 사이에서 송신될 수 있는 특정 프로토콜을 지정한다. 이더넷은 다중 접근 충돌(multiple access collision)을 감지할 수 있고, 어떤 소스 장치가 전송선을 통해 우선권(mastership)을 획득할지 중재(arbitrate)할 수 있다. 이더넷은 보통 데이터 링크 및 물리 링크 계층으로 지정되는 OSI 참조 모델의 최하위 레벨에서 작동한다. 이더넷 프로토콜은 프리앰블(preamble)의 특정 프레임 포맷을 지정하는데, 이에는 수신지 어드레스, 소스 어드레스, 및 데이터 페이로드가 뒤따른다. 이 데이터는, 일반적으로 데이터가 동축(coax) 또는 꼬임쌍 전송선(twisted pair transmission line)을 통해 송신되기 전에 4B/5B 또는 8B/10B 인코딩 구조로 인코딩된다.

이더넷 프레임 내에서 송신되는 데이터의 인코딩된 패킷들은 보통 서로에 대해 시간 관련성이 없다. 예를 들면, 컴퓨터는 몇몇 연속하는 프레임에 대한 데이터의 버스트를 송신할 수 있고, 이후 다음 데이터의 버스트가 송신되기 전에 상당한 시간이 경과될 수 있다. 버스트 또는 패킷화된 데이터(bursty or packetized data)는 실시간으로 또는 시간 관련 데이터로 송신될 필요는 없는데, 이는 이러한 패킷들이 일반적으로 수신지 장치에 의해 저장된 후 나중에 사용되기 때문이다.

반면, 스트리밍 데이터(streaming data)는 망 상에서 소스 포트로부터 생성되는 샘플들 사이에 시간 관련성(temporal relationship)을 갖는다. 샘플들 사이의 이러한 관련성은 갭 또는 변경된 주파수와 같은 인지할 수 있는 에러를 방지하기 위해 전송선을 통해 유지되어야 한다. 시간 관련성 상의 손실은 수신지의 수신기에서 지터(jitter), 반향(echo)을 초래하거나, 또는 최악의 경우 오디오 및 비디오 스트림 상의 주기적인 공백을 유발할 수 있다.

예컨대 이더넷 프레임 상에 위치되는 패킷화된 TCP/IP 데이터는 샘플률(sample rate) 또는 이들 데이터의 시간 관련성을 유지할 필요가 없으며, 패킷화된 데이터를 송신하는 망은 일반적으로 소스 장치가 작동하는 임의의 율(rate)로 이 데이터를 송신한다. 따라서, 패킷화된 데이터를 전송하는 망은 보통 비동기망(asynchronous network)으로 간주된다. 반면, 스트리밍 데이터를 전송하는 망은 보통 동기식(synchronous)이며, 각 소스 및 수신지 노드는 상기 망에 동기화되는 율로 샘플링(sampling)한다.

스트리밍 데이터가 보통 망을 통해 동기적으로 송신되는 동안, 노드에 대한 로컬 샘플률(fs)이 전송선의 프레임 동기율(frame synchronization rate, FSR 또는 FSY)과 동일 주파수를 이루지 않는 경우가 있을 수 있다. 이러한 경우에는, 소스 장치로부터 스트리밍되는 데이터의 샘플률이 변환되어, 이후 망을 통해 동기적으로 송신될 수 있다. 대안적으로, 데이터가 망을 통해 등시적으로(isochronously) 송신될 수도 있다.

다양한 형태의 샘플률 변환기가 시중에 판매되고 있다. 예를 들면, 아날로그 디바이스사(Analog Devices Corp.)가 제공하는 부품 NO.AD1896은 로컬 클럭에 의해 제공되는 샘플률을, 예컨대 망과 연결된 또 다른 클럭 등에 동기화되는 또 다른 샘플률로 변환할 수 있다. 시스템이 fs를 FSY에 정합시키는데 사용될 수 있다면, 샘플률을 증가 또는 감소시키는 것은 이득이 될 것이다. 그러나, 샘플률 변환은 종종 fs를 FSY와 비교하기 위해 상당히 복잡한 알고리즘을 포함할 수 있으며, 보통 소스 노드(source node)에서 디지털 신호 프로세서(DSP)가 사용되어야 한다. 예컨대, 소 스 노드가 DVD로부터 스트리밍되는 AC3 데이터와 같은 압축된 데이터를 포함한다면, 이 압축된 데이터는 데이터가 샘플률 변환되기 전에 압축해제(decompress)되어야 한다. 불행히도, 압축해제된 데이터의 송신은 압축 데이터의 송신보다 더 많은 망 대역폭을 소비한다.

따라서, 통신 시스템 또는 망을 개선하는 것이 바람직하다. 개선된 망은 스트리밍 데이터를 동기적 또는 등시적 형태로 수용할 수 있는 것이어야 한다. 소스 노드로부터 스트리밍되는 데이터는 샘플률 변환되기보다 등시적으로 송신되어야 한다. 또한, 개선된 망은, 컴퓨터 및 양방향 텔레비젼과 같은 컴퓨팅 시스템과 인터페이스하고 이러한 시스템이 스트리밍 오디오 및 비디오 데이터에 액세스할 수 있도록, 패킷화된 데이터를 수용할 수도 있어야 한다.

도 1은 패킷화된 데이터 및 스트리밍 데이터를 송신 및 수신하는 노드로 구성된 시스템을 도시하며, 여기에서는 노드 사이의 통신이 전송되는 데이터의 상이한 프로토콜의 제약으로 인해 제한되고 있다. 도시된 것과 같이, 통신 시스템(10)은 오디오/비디오 수신기(12)를 가질 수 있다. 수신기(12)는 기본적으로 MP3 플레이어(14), 오디오 튜너(16), DVD 플레이어(또는 DVR, 18), 및 CD 플레이어(20) 사이에서 송신되는 스트리밍 데이터를 위한 이중 목적 스위치 또는 "허브"로 작동한다. 수신기(12)는 다양한 플레이어 또는 입력으로부터 스트리밍 데이터를 수신할 수 있고, 처리 이후에 예컨대 증폭기, 스피커(22), 및/또는 디지털 텔레비젼(24)으로 직렬 비트스트림(serial bitstream)을 전송할 수 있다.

다양한 장치(14-20)로부터 송신되는 정보는 수신기(12)에 아날로그 또는 디 지털 데이터로 송신될 수 있다. 디지털 데이터에 대한 일반적인 포맷은 소니/필립스 디지털 인터페이스 포맷(SPDIF)이다. SPDIF는 AES/EBU 인터페이스로 알려진 표준 인터페이스를 만들기 위해 음향 기술자 협회(AES)이 유럽 방송 연맹(EBU)과 협력하여 제정하였다. 이 인터페이스는 선형으로 표현되는 디지털 오디오 데이터를 위해 직렬 전송 포맷으로 구성된다. 이 포맷은 보통 샘플링 주파수와 독립적이지만, AES는 펄스 코드 변조(PCM) 애플리케이션을 위해 3개의 샘플링 주파수(32kHz, 44.1kHz, 및 48kHz)를 권고한다. 이 SPDIF 프로토콜 및 프레임 구조는 제어 및 카테고리 코드로 시작하는 일련의 16비트 바이트와, CD, DVD, 또는 MP3 플레이어와 같은 디지털 소스로부터 데이터가 전송되는 소스 번호 및 채널 번호로써 적절히 기록된다.

SPDIF 프로토콜은 예컨대 디지털 텔레비젼(DTV, 24)에 의해 사용될 수 있고, 패킷 허브(26)는 보통 셋톱 박스(28)로 알려진 디지털 비디오 방송(DVB) 수신기 등으로부터 패킷화된 데이터를 결합하는데 사용될 수 있다. 셋톱 박스(28)로부터 브로드캐스트되는 임의의 명령은 허브(26)로 전송될 수 있는 반면, 스트리밍 데이터는 오디오 비디오 수신기(12)로 전송된다. 셋톱 박스(28)로부터 송출된 명령 신호는 OSI 모델의 망 계층 내에서 예컨대 TCP/IP 데이터로 송신될 수 있고, 이후 허브(26)에게 인식될 수 있는 이더넷 프로토콜로 래핑(wrap)될 수 있다. 셋톱 박스(28) 및 디지털 텔레비젼(24)으로부터의 이더넷 패킷 이외에도, 허브(26)는 퍼스널 컴퓨터(PC, 30)로부터 이더넷 패킷을 수신할 수 있다. 따라서, 허브(26)에 의해 처리되는 정보의 패킷은 제어 정보를 구성할 수 있다.

사용자의 가정 내 다수의 방에서, 또는 서로 다른 가정이나 장소에서 양방향 텔레비젼 처리를 실행하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 제1 방에 위치한 DTV(24)와는 별도로 또 다른 DTV(32)가 제2 방에 위치될 수 있다. 대안적으로, DTV(32)는 DTV(24)가 위치한 가정 외부에서 휴대하는 노트북 컴퓨터일 수 있다. DTV(24)와 유사하게, 오디오 증폭기(34)는 DTV(32)의 일부를 형성하거나 DTV(32)와 별도로 제조될 수 있으며, 도시된 것과 같이 디지털 또는 아날로그 정보를 수신한다. 디지털 형태라면, 정보는 SPDIF 포맷으로 증폭기(34)에 송신될 수도 있으며, 이후 증폭기는 디지털 정보를 처리하고 이 정보를 적절한 좌측 및 우측 스피커 또는 다중 서라운드 스피커(36)로 출력한다.

가정용 또는 소비자 오디오/비디오 전자제품의 일반적인 문제점은, 예컨대 PC를 통한 이들 전자제품과의 디지털 상호작용이 급속하게 진보되고 있다는 것이다. 가정용 전자제품과 PC의 상호작용이 최적화되기 어려운 이유는 단지 비동기망과 동기망 사이의 차이 때문이다. 도 1의 망(10)은 비동기식의 패킷 처리 노드 또는 장치를, 동기식의 스트리밍 노드 또는 장치와 결합시키려 하고 있다. 그러나, DTV(32)가 비동기 버스(38)의 우선권을 획득할 수 없다면, 스트리밍 정보는 DTV(32)로 확실히 송신될 수 없다. 이는 대개 DTV(32)에 대한 스트리밍 데이터의 손실을 수반할 것이다.

오디오 및 비디오 데이터를 망접속하기 위해 비동기 전송선과 동기 전송선의 인터페이스에 대한 문제점을 해결하려는 여러 가지 시도가 있었다. 예컨대, 코브라넷(CobraNet)으로 알려진 제품은 비동기망을 통해 송신되는 스트리밍 데이터의 드 롭아웃(dropout) 및 불연속성을 제거하려 한다. 코브라넷 제공자는 오디오를 위한 전용 이더넷 망과 패킷화된 데이터를 위한 또 다른 전용 이더넷 망을 사용하기를 권고한다. 이와 관련하여, 하쉬바거(Harshbarger)와 그로스(Gloss) 공저의 "오디오 네트워킹, 3부(Networking for Audio, Part3)", 2004를 참조해 볼 수 있다. 두 개의 별개 이더넷 망을 요구하고 노드 사이의 비동기 프로토콜을 유지하는 것은, 대체로 망의 비용과 망에 의해 사용되는 소프트웨어 및 하드웨어 드라이버의 복잡성을 증가시킨다.

따라서, 망을 통해 스트리밍 데이터(등시성 및 동기식 스트리밍 데이터)뿐만 아니라 패킷화된 TCP/IP 데이터 및 제어 데이터를 동시에 전송할 수 있는 망을 도입하는 것이 바람직하다. 또한, 이러한 모든 종류의 데이터에 대해 동일한 율로 클러킹되는 망을 통해 다양한 종류의 데이터를 송신하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 바람직한 망이란 샘플링된 스트리밍 데이터가 망 전송률을 인식하고 패킷화된 데이터가 상기 망 전송률로 망에 위치되는 동기망이라 할 수 있다. 또한, 이러한 개선된 망은 오디오/비디오 정보 및 패킷화된 데이터에 대한 두 개의 전송 경로를 이용하는 것을 방지할 수 있다. 데이터를 스트리밍하거나 데이터의 버스트(패킷)를 송신하는 임의의 멀티미디어 장치는 바람직한 통신 시스템 및 망 상에 포맷(formatted)될 수 있고 시간 슬롯(time-slotted)될 수 있다.

바람직한 통신 시스템 또는 망은 직렬 연결 방식(daisy-chain)으로 연결된 노드 사이의 단일 통신 링크를 이용할 수 있다. 각각의 노드는 바람직하게는 둘 이상의 포트를 가지며, 각각의 포트는 두 쌍의 컨덕터를 수용할 수 있으며, 상기 컨 덕터는 바람직하게는 이더넷 접속성(Ethernet connectivity)과 연관된 CAT5 케이블과 연결되는 꼬임쌍 컨덕터(twisted-pair conductor)일 수 있다. 이 CAT5 케이블은 양방향성이며, 둘 이상의 포트 노드는 종래의 토폴로지에서 볼 수 없는 동기망 내의 가상 링 통신 토폴로지를 제공한다. 또한, 바람직한 시스템은 스트리밍 데이터 및 비스트리밍 데이터(non-streaming data)를, 프레임 코딩 위반에 의해 구분되는 프레임 내에서 상이한 시간 슬롯으로 송신할 수 있다. 바람직한 프레임 내에서는 비스트리밍 또는 패킷화된 데이터가 패킷 코딩 위반에 의해 즉시 전위(precede)된다. 동기화 마스터 클럭은 망 내의 하나의 노드로부터 생성될 수 있고, 데이터의 프레임으로 송신되는 상이한 유형의 데이터를 동기화하도록 링 내의 나머지 각 노드를 횡단할 수 있다.

상술한 문제점들은 제2 멀티미디어 장치가 결합될 수 있는 망을 완성하도록 서로 연결되는 포트를 가지는 멀티미디어 장치로 구성된 통신 시스템 및 망에 의해 대부분 해결된다. 각각의 포트는 제2 장치로부터의 유입 비트스트림이 망 프로토콜에 순응하는지 아닌지를 결정하는데 사용된다. 순응한다면, 순응 데이터(compliant data)는 망 패킷의 적절한 시간 슬롯으로 전송된다. 순응하지 않는다면, 비순응 데이터(non-compliant data)는 망에 직접 위치되지 않고, 대신에 비순응 데이터를 받아들이도록 특별히 구성된 제1 장치의 입력에 의해 인식된다. 포트 내의 인터페이스는 필요하다면 비순응 데이터를 재포맷(reformat)하고, 이를 제1 포트로부터 링 망을 통해 제2 포트의 바이패스 입력(bypass input)으로 출력하는데 사용될 수 있다. 제1 포트로부터의 출력은 제1 포트의 바이패스 출력 핀을 통해 망 경로(network path) 상에 연결된다.

여기서 사용된 것과 같이, 멀티미디어 장치는 데이터를 임의의 형태로 송신 또는 수신하는 임의의 장치이다. 멀티미디어 장치의 예에는, 멀티미디어 허브, 스위치 및 오디오 프로세서(즉, 오디오 및/또는 비디오 수신기), 컴퓨터, 증폭기, 스피커, 멀티미디어 플레이어(즉, CD 플레이어, DVD 플레이어, MP3 플레이어 등), 멀티미디어 레코더(즉, VCR, DVR 등), 및 GPS 시스템이 포함된다. 이하에서는, 멀티미디어 장치라는 용어는 단순히 장치로 언급한다.

본 시스템에 의해 사용되는 망 프로토콜은 소스 장치와 수신지 장치(destination device) 사이의 채널을 정하는 프리앰블을 포함하며, 여기서 수신지 장치는 링 형태를 구성하도록 상호접속되는 장치의 망과 접속되는 임의의 장치일 수 있다. 프리앰블에 이어 각각의 프레임은 각 통신 채널마다 지정되는 시분할 다중화 필드 세트(time-division multiplexed set of field)로 구성된다. 예컨대, 제1 필드는 동기 스트리밍 데이터를 위해 지정될 수 있고, 제2 필드는 스트리밍 등시 데이터, 제3 필드는 패킷화된 데이터, 제4 필드는 제어 데이터를 위해 지정될 수 있다. 따라서, 링과 연결된 멀티미디어 장치는 각 프레임마다 하나 이상의 데이터 유형을 송신할 수 있다. 프레임 전송률(frame transfer rate, FSY)은 샘플률과 동기화되거나, 대안적으로 샘플률이 FSY보다 높거나 낮다면 스트리밍 데이터가 링 망에 설정된 특정 시간 슬롯 또는 채널 내로 등시적으로 송신될 수 있다. 따라서, 각 프레임은 프레임 사이의 시간 멈춤 없이 소스 장치로부터 수신지 장치로 스트리밍 데이터의 연속적인 채널을 송신한다. 스트리밍 데이터가 소스 장치에서 샘플링되면, 이는 망을 통해 프레임 내의 N개의 채널 또는 필드 중 하나로 실시간 송신되고, 동일한 율로 또는 선택적으로 fs의 정수배로 송신된다.

여기에서 동기망에 의해 사용되는 프로토콜은 각각의 모든 프레임마다 지정되는 특정한 시분할 다중 채널을 포함한다. 각 채널은 데이터 유형이 동기식, 등시성, 패킷, 또는 제어 데이터이든지 아니든지, 특정한 유형의 데이터 전송마다 지정된다. 망 프로토콜과 인터페이스하기 위해서는, 멀티미디어 장치로부터의 유입 데이터가 망 프로토콜 범위 내의 데이터인지 망 프로토콜 범위 밖의 데이터인지 인식해야 한다. 데이터가 프레임 동기 펄스 또는 FSY에 대해, 지정된 시간 슬롯(즉, 시분할 다중 채널)에 대한 FSY 펄스로부터 적시에 오프셋(offset in time)되는 특정 유형의 데이터로 타이밍된다면, 이 데이터는 망 프로토콜에 순응할 것이다. 이 FSY 펄스는 순응 데이터 프로토콜의 일부로 존재하고 각 프레임의 시작을 신호화하는데 사용된다. 그러나, 패킷화된 이더넷 데이터와 같은 비순응 데이터가 송신되면, 각 프레임의 시작은 각 프레임의 시작시 이더넷 물리 계층 장치(또는 PHY 송수신기)에 의해 인식되어야 한다.

이더넷 PHY는 일반적인 4B/5B 인코딩 방식과 같이 특정한 방식으로 인코딩된 데이터를 인식할 것이다. 그러나, 4B/5B 방식하에서 전송되는 어떠한 데이터도 나타내지 않는 코드가 존재한다면, 이 코드는 "위반(violation)"으로 표시될 수 있다. 4B/5B 코딩 위반은 각 프레임의 시작을 나타낼 수 있다. 각 프레임의 시작을 알고 있다면, 모든 데이터는 채널 내 이 특정 유형의 데이터를 위해 지정된 시분할 다중 채널 중 하나에서 인식될 수 있다. 예컨대, 채널이 이더넷 유형의 데이터를 수신하도록 지정되면, 이더넷 데이터는 보통 한 쌍의 멀티미디어 장치 사이에 존재하는 채널의 하나의 시간 슬롯 내 패킷에 위치된다. 이 시간 슬롯은 개시(set off)되고 패킷 코딩 위반이 즉시 전위한다. 프레임 코딩 위반과 유사하게, 패킷 코딩 위반은 4B/5B 코딩 방식하에 인코딩된 데이터로서 인식될 수 없는 비트 시퀀스로 표현된다.

디지털-아날로그 변환기(DAC)는 보통 동기망에 의해 사용되는 주파수와 비유사한 주파수에 따라 변조될 수 있는 아날로그 신호를 송신한다. 일반적으로 아날로그 신호는 약 20Hz - 20kHz, 또는 선택적으로 더 넓은 범위를 가지지만, 이는 30kHz 이상, 더 바람직하게는 44.1kHz 또는 48kHz일 수 있는 망의 전송률보다 훨씬 적은 범위이다. SPDIF 데이터는 44.1kHz 또는 48kHz로 송신될 수 있지만, SPDIF 데이터는 망을 통해 송신되는 데이터 프리앰블과 유사하지 않은 프리앰블을 사용한다. 또한, SPDIF 데이터는 여러 유형의 스트리밍 데이터 및 패킷 데이터를 수용하는 망 프로토콜과 일치하는 시간 슬롯이 할당되지 않는다. 유사하게, 일반적인 범용 직렬 버스(USB)를 통해 송신되는 데이터도 유사하지 않은 프리앰블을 가진다. 또한, 이더넷 프로토콜에 따라 송신되는 데이터의 패킷은 망에 의해 사용되는 것과 상이한 프로토콜을 사용하는데, 이는 이더넷 패킷 내의 TCP/IP 데이터가 FSY율로 규칙적으로 송신되는 프레임의 특정 시간 슬롯을 목표로 하지 않고, 망을 통해 브로드캐스트 채널로 동기적으로 송신되는 패킷화된 데이터를 위한 프리앰블도 아니기 때문이다.

아날로그 신호, 이더넷 패킷, USB 데이터, 및 SPDIF 데이터는 망과 상이한 가변 주파수로 전송되고, 망과 비동기화된 주파수로 전송되며, 및/또는 망을 통해 송신되는 순응 패킷과 완전히 다른 프리앰블 또는 코딩 알고리즘을 사용하여 전송된다. 이와 같이, 망 패킷/프레임(즉, 망 프로토콜)의 주파수, 진폭, 프리앰블, 및 코딩과 일치하지 않는 아날로그 데이터, 패킷화된 데이터, SPDIF 데이터, 및 선택적으로 다른 유형의 데이터는 여기에서 비합치(non-conformal) 또는 비순응 데이터로 언급된다. 따라서, 비순응 데이터를 송신하는 멀티미디어 장치는 비순응 장치 또는 간단히 "레거시(legacy)" 장치로 언급된다.

SPDIF 및 이더넷 패킷은 망의 순응 데이터와 상이하게 코딩되므로, 이더넷 및 SPDIF 데이터를 송신 및 수신하는 장치는 비순응 장치로 인식된다. 이러한 장치의 비순응 코딩 메카니즘을 수용하기 위해, 비순응 데이터가 프레임 내의 어떤 채널 및 어떤 시간 슬롯에 상주하는지 구분할 수 있는 신호가 필요하다. 이더넷으로 인식할 수 없는 코딩 위반은 예컨대 프레임 내에 이더넷 패킷이 존재하는 장소를 설정할 수 있다.

레거시 장치가 적절한 시간 슬롯에서 망 전송률로 데이터를 전송할 수 있을 때까지, 본 발명에 따른 망은 포트가 레거시 장치 및 이와 관련된 데이터 비트스트림을 수용하도록 한다. 그러나, 몇몇 장치가 상기 망을 따를 수 있어, 상기 포트는 또한 순응 장치 및 이와 관련된 데이터 비트스트림을 인식할 수 있다. 본 발명에 따른 망 및 통신 시스템은 멀티미디어 장치를 링이 형성되도록 서로 접속시킬 수 있으며, 각 장치는 각 장치로부터 송신되는 순응 또는 비순응 데이터를 인식하고 적절하게 지시할 수 있는 포트와 접속된다. 상기 포트는 망의 순응 장치로부터 유입 데이터를 수신할 수 있고, 또는 비순응 장치로부터 비순응 데이터를 수신하도록 지정된 핀으로 유입 데이터를 수신할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 한 쌍의 통신 포트가 제공된다. 포트는 모두 제1 멀티미디어 장치와 연결될 수 있다. 제1 포트는 제1 포트 수신 입력, 제1 포트 바이패스 입력, 및 제1 포트 출력을 가진다. 제2 포트는 제2 포트 수신 입력, 제2 포트 바이패스 입력, 및 제2 포트 출력을 가진다. 제1 포트 출력은 포트의 쌍(제1 포트와 제2 포트) 사이에서 망을 형성하도록 제2 포트 바이패스 입력과 연결된다. 상기 망은 제2 멀티미디어 장치가 망 경로 상의 유입 데이터와 연결될 수 있도록 하고, 및/또는 제1 포트 및 제2 포트와 연결된 제1 멀티미디어 장치와 통신할 수 있도록 한다. 제2 멀티미디어 장치로부터의 유입 데이터가 합치한다면(즉, 순응 데이터라면), 유입 데이터는 망 프레임의 적절한 시간 슬롯에 위치될 수 있고, 이 데이터는 제1 포트를 통해 제1 포트 바이패스 입력으로부터 제1 포트 출력으로, 이후 제2 포트 바이패스 입력, 제2 포트 출력으로, 다시 제1 포트 바이패스 입력으로 이어질 수 있다(두 개의 포트만이 제공되는 경우).

유입 데이터가 순응성이 아니라면, 유입 데이터는 이 데이터를 수신하도록 특별히 지정된 제1 멀티미디어 장치의 입력으로 위치되며, 한편 망은 제1 포트 바이패스 입력으로부터 제1 포트 바이패스 출력을 포함하는 제1 포트 출력으로 이어진다. 상기 핀은 바람직하게는 직렬 데이터를 수신하는 것으로, 일단 비순응 직렬 데이터가 처리되면 이는 제1 포트 내의 인터페이스 회로 또는 시스템에 의해 필요시 망 프로토콜과 호환될 수 있는 포맷으로 재포맷될 수 있다. 따라서, 재포맷된 비순응 데이터는 제1 포트와 연결된 인터페이스 회로에 의해 처리된 후 순응화될 수 있다. 망의 다른 포트는 유사한 인터페이스 회로를 구비하며, 이는 바람직하게는 유입 데이터를 처리하는 디지털 신호 처리기(DSP), 및 유입 데이터를 이러한 유형의 데이터를 위해 지정된 특정 시간 슬롯에 순응하도록 재포맷하는 물리 계층 송수신기 장치 또는 제어기를 포함한다.

일 실시예에 따르면, 제1 장치와 결합된 제1 포트는 제1 장치와 결합된 제1 포트, 제2 포트 등을 통해 링 망을 경유하여 전송되는 데이터의 각 프레임의 프로토콜 및 시분할 구조를, 유입 데이터가 망 프로토콜에 순응하는지 측정하기 위해 제2 장치의 유입 데이터의 프로토콜과 비교할 수 있다. 순응한다면, 유입 데이터는 순응 장치로부터 송신되는 것이라고 말할 수 있다. 순응하지 않는다면, 유입 데이터는 비순응 레거시 멀티미디어 장치로부터 송신되는 것이다. SPDIF, 아날로그 신호, 및 패킷화된(즉, 이더넷) 데이터는 일반적으로 비순응 장치의 비순응 데이터로 간주된다.

제1 장치의 포트는 순응 또는 비순응 장치로부터 유입 데이터를 수용할 수 있다. 순응 및 비순응 장치를 모두 제1 장치에 접속시키려 한다면, 제1 장치는 바람직하게는 두 개의 포트를 포함한다(각 접속마다 하나의 포트). 두 개의 포트는 바이패스 입력/출력을 통해 접속되고, 각 포트는 두 개의 입력(유입 데이터를 수신하는 수신 입력 및 바이패스 입력)과 두 개의 출력(유출 데이터를 송신하는 전송 출력 및 바이패스 출력)을 포함한다. 바이패스 출력은 일련의 포트 내의 다음 포트의 바이패스 입력과 연결된다. 일련의 포트 내의 마지막 포트의 바이패스 출력은 링 망을 이루도록 일련의 포트 내의 제1 포트의 바이패스 입력과 연결된다.

각 포트는, 망을 통해 송신되는 데이터를 유입 데이터와 비교하고 유입 데이터가 망 프로토콜과 유사한 포맷이라면 망의 유입 데이터를 바이패스 출력을 통해 전송하도록 연결되는 자동 검출 검출기/비교기 및 다중화기 회로를 포함한다. 포트는, 유입 데이터의 샘플률을 망을 통해 송신되는 데이터의 전송률로 슬레이브하도록 주파수 곱셉기 및 분할기를 가지는 위상 동기 루프(phase-locked loop)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 유입 데이터의 위상과 망을 통해 송신되는 데이터의 위상 사이의 위상차를 나타내는 유입 데이터를 가진 하나 이상의 비트가 송신될 수 있다. 비트 값에 포함된 위상차 정보는 이후 망의 데이터 전송률과 함께 수신지 노드 또는 장치에서 샘플률을 재컴파일(recompile)하도록 이용될 수 있다. 소스 및 수신지에 망 전송률로부터 슬레이브된 위상 동기 루프가 존재하는 경우, 이는 로킹된 등시 전송 모드에서 동작하고 있음을 나타낸다. 데이터와 함께 위상차를 나타내는 하나 이상의 비트가 망을 통해 송신되는 경우는 언로킹된 등시 전송 모드를 나타낸다. 어떠한 동작 모드가 선택되었는지와 관계없이, 소스 또는 수신지 장치 상의 샘플률이 망의 FSY와 다른 경우 데이터는 망을 통해 등시적으로 송신될 수 있다.

또 다른 실시예에 따르면, 제1 포트 수신 입력 및 제1 포트 전송 출력을 포함하는 제1 포트를 가진 제1 장치를 포함하는 통신 시스템이 제공된다. 제2 멀티미디어 장치는 제2 포트 수신 입력 및 제2 포트 전송 출력을 포함하는 제2 포트를 구비하고 있다. 상기 제1 포트 수신 입력과 제2 포트 전송 출력은 디지털 데이터 및 우측 아날로그 오디오 데이터를 전송하도록 서로 연결된다. 제2 포트 수신 입력과 제1 포트 전송 출력은 디지털 데이터 및 좌측 아날로그 오디오 데이터를 전송하도록 서로 연결된다. 제1 장치는 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 포함하는 반면, 제2 장치는 디지털-아날로그 변환기(DAC)를 포함할 수 있으며, 또는 제1 장치가 DAC를 제2 장치가 ADC를 포함할 수도 있다. 제1 장치는 또한 제3 포트를 포함할 수 있다. 제1 포트는 제1 포트 바이패스 입력 및 제1 포트 바이패스 출력을 포함할 수 있고, 여기서 제3 포트는 제3 포트 바이패스 입력 및 제3 포트 바이패스 출력을 포함할 수 있다. 제1 포트 바이패스 출력은 바람직하게는 제3 포트 바이패스 입력과 연결된다. 제1 포트는 또한 직렬 입력 핀 및 다중화기를 포함할 수 있다. 직렬 입력은 프로세서를 포함하고 모든 유입 데이터가 송신되는 인터페이스 상의 핀일 수 있다. 직렬 입력은 비순응 데이터를 포함하는 모든 유입 데이터를 수신한다. 제1 포트 수신 입력에 위치된 우측 아날로그 오디오 데이터 및/또는 디지털 데이터는 순응 데이터라면 직렬 입력 핀으로 지시될 수 있고, 또는 비순응 데이터라면 인터페이스 회로 상의 수신 입력을 거쳐 제1 포트 바이패스 출력으로 지시될 수 있다.

바람직한 일 실시예에 따르면, 제1 노드, 제2 노드, 및 제3 노드를 포함하는 통신 시스템이 제공된다. 상기 제1 노드와 연결되는 제1 포트는 상기 제1 노드와 제2 노드 사이에서 비스트리밍 데이터 및 스트리밍 데이터를 동기적으로 전송하기 위해, 두 개의 제1 컨덕터 쌍과 상기 제1 노드 사이에 배열된다. 제2 포트는 상기 제1 노드와 제3 노드 사이에서 비스트리밍 데이터 및 스트리밍 데이터를 동기적으로 전송하기 위해, 두 개의 제2 컨덕터 쌍과 상기 제1 노드 사이에서 상기 제1 노드와 연결될 수 있다. 상기 제1 노드, 제2 노드, 또는 제3 노드에서 상기 비스트리밍 데이터 및 스트리밍 데이터의 에지로부터 클럭 신호가 파생될 수 있다. 대안적으로, 상기 클럭 신호는 상기 제1 노드, 제2 노드, 또는 제3 노드와 연결되는 수정 공진기로부터 파생될 수 있다. 상기 제1 포트는 수신기 및 드라이버를 포함할 수 있다. 상기 수신기는 상기 비스트리밍 데이터 및 스트리밍 데이터의 에지로부터 클럭 신호를 복원하도록 구성될 수 있고, 상기 드라이버는 상기 클럭 신호를 수신하고 상기 비스트리밍 데이터 및 스트리밍 데이터를 복원된 클럭 신호와 동기적으로 드라이브하도록 구성될 수 있다.

일 예에 따르면, 상기 제1 컨덕터 쌍 및 제2 컨덕터 쌍은 예컨대 이더넷 통신에서 사용되는 CAT5 케이블과 관련된 꼬임쌍 컨덕터이다. 상기 비스트리밍 데이터는 4B/5B 인코딩을 사용하여 인코딩될 수 있다. 상기 제1 노드, 제2 노드, 및 제3 노드는 서로 직렬 연결 방식으로 연결될 수 있고, 상기 제1 노드, 제2 노드, 및 제3 노드는 각각 둘 이상의 포트를 포함할 수 있으며, 상기 제1 노드, 제2 노드, 및 제3 노드 내의 각 포트는 양방향성 차동 신호의 전송을 수용하고, 하나의 포트 내의 수신기에 수신되는 정보를 링형 통신 토폴로지를 이루도록 동일한 포트의 송신기로 또는 동일한 노드 내의 또 다른 포트의 송신기로 전송하는 다중화기를 구비한다.

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 제1 노드와 제2 노드를 링크하는 두 개의 컨덕터 쌍을 포함하는 통신 시스템이 제공된다. 차동 신호의 직렬 비트스트림은 데이터의 프레임으로 양분되고 상기 두 개의 컨덕터 쌍을 통해 양방향으로 송신되며, 각 프레임은 프레임 코딩 위반으로 시작하고, 각 프레임 내 데이터의 비스트리밍 패킷은 각각 패킷 코딩 위반으로 시작한다. 상기 프레임 코딩 위반은 연속되는 둘 이하의 전압 논리값 1에 의해 분리되는, 연속되는 세 개의 전압 논리값 0을 두 세트 포함한다. 상기 패킷 코딩 위반은 연속되는 세 개의 전압 논리값 0을 포함할 수 있다. 상기 연속되는 세 개의 전압 논리값 0에는 절반-바이트(half-byte) 또는 니블 내에 포함된 4B/5B 인코딩된 데이터가 뒤따를 수 있다. 상기 프레임 코딩 위반 및 패킷 코딩 위반은 이더넷 전송을 위한 데이터의 4B/5B 인코딩에 사용된 어떠한 코드도 나타내지 않는 비트 시퀀스를 포함한다.

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 데이터 전송 방법이 제공된다. 상기 방법은 프레임 코딩 위반으로서 인코딩된 데이터와 유사하지 않은 비트 시퀀스를 형성하는 단계, 및 패킷 코딩 위반으로서 또 다른 비트 시퀀스를 형성하는 단계를 포함한다. 스트리밍 데이터 및 비스트리밍 데이터는 상기 프레임 코딩 위반 직후에 프레임 내의 두 개의 상이한 시간 세그먼트에 위치된다. 상기 비스트리밍 데이터는 상기 패킷 코딩 위반 직후에 프레임 내에 위치된다. 스트리밍 데이터 및 비스트리밍 데이터의 프레임은 클럭 신호에 동기화되고 통신 시스템을 통해 전송된다.

본 발명의 다른 목적과 장점은 첨부 도면을 참조한 아래의 상세한 기술에 의해 명백해질 것이다.

도 1은 서로 연결되어 있는 여러 장치를 도시한 블록선도로서, 스트리밍 및 패킷화된 데이터가 이들 장치 사이에서 양호하게 송신되지 않는 경우를 도시한 블록선도;

도 2는 순응 데이터의 다중 프레임을 각 데이터 유형마다 지정된 시간 슬롯에 기초하여 망을 통해 송신하는데 사용되는 프로토콜을 도시한 도면;

도 3은 링 망을 형성하도록 장치(예컨대, 오디오 비디오 수신기)의 포트와 연결되는 순응 및 비순응 장치들을 도시한 블록선도, 및 순응 데이터를 망으로부터 또는 망으로 전송하는 하나의 포트를 상세하게 도시한 블록선도;

도 4는 비순응 SPDIF 데이터를 포트와 결합된 장치로부터 또는 포트와 결합된 장치로 전송하며 필요하다면 비순응 데이터를 재포맷하고 이를 망에 위치시키도록, 상세하게 도시된 하나의 포트와 연결되는 비순응 SPDIF 또는 패킷(이더넷 상에서 드라이브됨) 장치를 도시한 블록선도;

도 5는 디지털 신호를 망으로 전송할지 또는 초기에 포트와 결합된 장치로 전송하여 이후 망으로 전송할지 결정하기 위해, 포트와 연결된 장치로부터의 디지털 신호의 프로토콜(프리앰블 또는 코딩)을 비교하는데 사용되는 비교기를 도시한 블록선도;

도 6은 제1 포트의 전송 핀과 연결된 좌측 채널 출력 및 제1 포트의 수신 핀과 연결된 우측 채널 출력을 가진 비순응 DAC 장치와, 이후 제2 포트로부터는 수신 핀이 비순응 ADC 장치의 좌측 채널 입력과 연결되고 전송 핀이 비순응 ADC 장치의 우측 채널 입력과 연결되며, 상세하게 도시된 제1 및 제2 포트는 모두 비순응 DAC 데이터를 포트와 결합된 장치로 연결하며, 필요하다면 비순응 데이터를 재포맷하고 이를 망에 위치시키거나 다시 DAC 장치로 위치시키는 비순응 DAC 장치 및 비순응 ADC 장치를 도시한 블록선도;

도 7은 아날로그 신호를 망으로 전송할지 또는 초기에 제1 포트와 결합된 장치로 전송하여 이후 망으로 전송할지 결정하기 위해, 포트와 연결된 장치로부터의 아날로그 신호의 진폭 또는 주파수를 비교하는데 사용되는 비교기를 도시한 블록선도;

도 8은 하나의 예시적 구성에 따른 DVD 장치로서, 순응 및 비순응 데이터가 AV 수신기 장치로부터 전송될 수 있는 한 쌍의 포트를 가지는 DVD 장치를 도시한 블록선도;

도 9는 샘플링된 데이터를 위상 및/또는 주파수 비교기를 가지는 소스 포트로 드라이브하고, 소스 샘플률과 망 프레임률 사이의 위상 및/또는 주파수 차이와 함께 언로킹된 등시성 데이터를 망을 통해 전송하며, 수신지 포트는 디지털 PLL이 위상 및/또는 주파수 차이로부터 수신지 샘플률을 로킹하도록 하는, 소스 장치를 도시한 블록선도;

도 10은 하나의 예시적 구성에 따른 한 쌍의 포트를 가진 AV 수신기 장치로서, 순응 및 비순응 데이터가 순응 DVD 장치 및 비순응 CD 장치로부터 송신될 수 있는 AV 수신기 장치를 도시한 블록선도;

도 11은 샘플링된 데이터를 소스 포트로 드라이브하는 소스 장치 및 샘플링된 데이터를 로킹된 등시성 데이터로 수신하는 수신지 장치로서, 소스 포트 및 수 신지 포트는 모두 망의 프레임 동기 주파수에 비례 또는 로킹되는 주파수로 샘플링하는 PLL을 포함하는 소스 장치 및 수신지 장치를 도시한 블록선도;

도 12는 각 클라이언트에서 이더넷(인터넷) 및 비 인터넷 정보를 수용하기 위해, 예컨대 주택 도처에 놓인 각 클라이언트와 연결되는 두 개의 전송선을 도시한 도면;

도 13은 바람직한 구성에 따른 전송선으로서, 도 12의 주택 도처에 놓인 각 클라이언트와 연결되는 단 하나의 전송선을 도시한 평면도;

도 14는 모든 클라이언트와 허브 사이에서 직렬 연결 방식으로 연결되는 이더넷, 카테고리 3/카테고리 5(CAT5)로 이루어진 하나의 전송선을 더 상세하게 도시한 블록선도;

도 15는 가상 링 망 접속을 형성하도록 둘 이상의 포트를 가지는 디지털 텔레비젼과 같은 클라이언트를 도시한 블록선도;

도 16은 일 예에 따른 도 15의 망 인터페이스를 도시한 도면;

도 17은 일 예에 따른 도 16의 MAC을 도시한 블록선도;

도 18은 MAC으로부터 CAT5 꼬임쌍 전송선까지의 데이터 처리 단계를 도시한 블록선도;

도 19는 예컨대 4B/5B 코딩을 사용하여 인코딩된 데이터의 이더넷 패킷의 4비트 니블 테이블을 도시한 도면;

도 20은 이더넷 전송 프로토콜에 따라 패킷의 경계를 나타내는 스트림 시작 기호 및 스트림 끝 기호를 사용하여 패킷으로 송신되는 데이터의 비트스트림을 도 시한 도면;

도 21은 동기식 가상 링 망에 위치되는 상이한 유형의 데이터 비트스트림으로서, 비트스트림은 코딩 위반으로 기호화된 프레임으로 양분되고 각 프레임에서 각 패킷도 코딩 위반으로 양분되는 비트스트림을 도시한 도면;

도 22는 순응 및 비순응 데이터를 모두 수용하도록 연결된 망 인터페이스 세트로서, 비순응 데이터는 이더넷 라우터와 같은 비순응 라우터를 통해 예컨대 포트를 경유하여 인터페이스 사이에서 송신될 수 있는 망 인터페이스 세트를 도시한 도면이다.

본 발명은 다양하게 변경되고 대안적 형태로 이루어질 수 있지만, 여기서는 예시적인 특정 실시예가 도면을 참조하여 상세히 기술될 것이다. 그러나, 도면 및 이에 대한 상세한 기술은 본 발명을 개시된 특정 형태로 한정하기 위한 것이 아닌, 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 기술적 사상과 범위 내의 모든 변형물, 등가물, 및 대안적 형태를 포함하기 위한 것으로 이해되어야 한다.

하나 이상의 멀티미디어 장치는 전송선의 프레임 동기율(FSY)보다 더 높은 샘플률(fs)로 데이터를 샘플링(sample)할 수 있다고 알려져 있다. 예를 들면, 멀티미디어 장치는 약 44.1kHz로 샘플링하는 CD 플레이어일 수 있다. 이 CD 플레이어는 예컨대 샘플 오디오 채널(32비트/스테레오 채널)마다 16비트로 데이터를 스트리밍할 수 있고, 그 결과 전송선을 통한 데이터 bps Baud율은 32비트/스테레오 샘플 x 44.1K 샘플/초 = 1.4112 Mbps이다. 이 장치로부터의 비제로 복귀("NRZ") 데이터는 여러가지 방식으로 인코딩(encode)될 수 있다. 또한, 데이터는 잘 알려진 밀러(Miller) 인코딩 기법 등을 이용하여 인코딩될 수도 있다.

대체 인코딩은 2상 인코딩, 또는 인코딩된 비트 스트림이 축척된 DC 값을 초래하지 않기 위한 인코딩을 포함한다. 두 번째 인코딩 메카니즘은 종종 DC-적응성 또는 DC-프리 인코딩(DC-free encoding)으로 언급되는데, 이는 여기서 참조되는 미국 특허 No.6,437,710에 기술되어 있다. 통신선을 통한 FSY가 샘플률(fs)과 다르다면, 멀티미디어 장치로부터의 스트리밍 데이터는 전송선을 통해 또 다른 장치로(즉, DVD 플레이어로부터 스피커로) 동기식으로 위치될 수 없다. 그 대신, 스트리밍 데이터는 동기식 스트리밍 데이터와 대조적으로 등시성 스트리밍 데이터로 위치되어야 한다. 상술한 것과 같이 다른 유형의 데이터가 망을 통해 위치될 수도 있다.

비동기 데이터 또는 패킷화된 데이터는, 전송 제어 프로토콜(TCP)과 인터넷 프로토콜(IP)을 사용하여 데이터그램으로 배열될 수 있다. TCP/IP는 IP 패킷 포맷에 위치되는 단편화된(fragmented) 데이터그램이다. 그러나, TCP/IP 패킷이 망을 통해 전송되는 경우, OSI 참조 모델의 전송 및 망 계층은 예컨대 이더넷 프로토콜에 따른 OSI 참조 모델의 데이터 계층 또는 물리 계층에 따라 송신될 수 있다. 데이터그램은 이더넷 프로토콜로부터 단독으로 제거될 수 있고, 필요시에는 상이한 프로토콜을 사용하여 송신될 수 있다. 도 2는 본 발명의 망에 고유한 망 전송 프로토콜을 이용하여 송신되는 다른 유형의 데이터 이외에 TCP/IP 데이터그램을 도시한 다.

도면을 참조하면, 도 2에는 전송 중인 각각의 프레임 및 모든 프레임 내에서 망을 통해 상이한 유형의 데이터가 송신되는 포맷이 도시되어 있다. 바이트-폭 FSY로 동기화되는 프리앰블에 이어, 망과 접속되는 마스터 및 슬레이브 유닛 사이에 형성되는 특정 채널을 지정하는 프리앰블 내에서 프로토콜이 설정될 수 있다. 이후, 각각의 프레임은 코딩 위반(Coding Violation)과 같이 독특하게 식별될 수 있는 FSY 바이트 값으로부터 시작하여, 이후 동기화된 데이터를 전용으로 수신하는 제1 시간 슬롯, 패킷화된 데이터를 전용으로 수신하는 제2 시간 슬롯, 등시성 데이터를 전용으로 수신하는 제3 시간 슬롯, 및 제어 데이터를 전용으로 수신하는 제4 시간 슬롯이 이어진다. FSY 바이트 값은 PHY 송수신기가 인식할 수 없는 임의의 코딩 위반을 포함한다. 예컨대, PHY 송수신기, 특히 PHY 수신기 부분은 이더넷 프로토콜과 관련된 4B/5B 인코딩된 데이터를 디코딩 및 인식할 수 있다. 그러나, FSY 바이트 값이 4B/5B 인코딩된 방식으로 인식할 수 없는 비트로 이루어진다면, 이러한 비트는 각 프레임의 시작을 개시(set off) 및 북마크하여 각 프레임의 범위를 개시 및 북마크하는데 사용된다. 따라서, 이 프레임은 FSY 바이트에 동기화될 수 있다.

각각의 시간 슬롯은 채널을 나타낸다. 예를 들면, 64바이트의 프레임 구조 내에는 4개의 채널이 있을 수 있으며, 각 채널은 최소 2바이트를 가질 수 있다. 각 채널이 동일한 수의 바이트를 가진다면, 64바이트는 16바이트로 나뉘어질 수 있고, 이들 각각은 노드를 통해 망과 접속되는 장치의 오디오 샘플률로 반복된다. 예컨대 오디오 샘플률이 48kHz라면, 임의의 두 노드 사이의 망의 총 비트율은 48K/프레임 초 x 64바이트/프레임 x 8비트/바이트 = 24.576메가비트/초이다.

장치가 활성화되거나 "전원이 공급"되는 경우, 경로표(routing tables)가 제어 채널을 통해 망의 다른 장치로 각각 브로드캐스트된다. 제어 채널은 최근에 활성화된 장치(들) 사이의 데이터 전송을 수용하는데 필요한 구성(재구성) 경로표를 포함한다. 따라서, 모든 다양한 채널, 또는 다양한 유형의 데이터를 수신하도록 설정되는 프레임 부분을 수용하기 위해 경로표가 생성되고, 이후 활성화된 장치 사이에서 망을 통해 동기적으로 송신된다. 예컨대 DSP의 메모리 매체 내의 경로표는, 이후 후속 통신이 요구될 때 프레임 내의 어떤 바이트가 특정 채널과 관련되는지 식별할 것이다.

따라서, 예컨대 DVD가 하나의 채널에 있고 CD가 다른 채널에 있는 경우라면, 경로표는 실제로 이들 채널에 시간 슬롯을 할당할 것이다. 이런 방식에서, DVD 플레이어는 제1 채널 내로 오디오 및 비디오 정보를 송신하지만, CD 플레이어는 시간 슬롯에 따라 할당된 제2 채널 내로 오디오 정보를 송신할 것이다. 망 전송률이 48kHz라면, 48kHz로 샘플링하는 DVD 플레이어 및 44.1kHz로 샘플링하는 CD 플레이어는 DVD 플레이어에게 동기 데이터 채널을 할당하고, CD 플레이어에게 등시성 데이터 채널을 할당할 것이다.

예컨대 망에 접속된 컴퓨터가 온라인 상에 놓인 경우, 등시성 데이터는 예컨대 경로표 내에서 설정되는 가변 채널 길이를 가질 수 있다. 예컨대 등시 전송이 연속되는 프레임 내에서 추가 바이트를 필요로 한다면(도 2에서 N+1 바이트로 도시 됨), 예컨대 고주파수 샘플링된 DVD 플레이어가 온라인 상에 놓이고, 이전에 더 낮은 전송 주파수로 고정된 망으로 활성화될 때, 경로표는 추가 바이트를 할당할 것이다. 디코더(decoder)는 동기화 바이트(FSY)를 인식 및 디코딩하고, 프로세서로 제어 바이트를 전송할 것이며, 이후 프로세서는 대응하는 노드 내에서 경로표를 업데이트한다. 동기화 바이트는 예컨대 인터페이스 제어기 내의 타이머로 전송된다. 이 타이머는 데이터를 적절한 타이밍 바이트 경계(timed byte boundary) 내에 수신지 또는 목표(target)로 적절하게 경로화(route)하기 위해, 망을 통해 송신되는 바이트가 스위치와 동기화되도록 보장할 것이다.

도 2에 도시된 4개의 시간 슬롯은 하나의 프레임에 적용되고 있다. 그러나, 다중 프레임이 차례로 송신되고 있는 것으로 인식되어야 한다. 각 프레임은 시간 슬롯의 전송 및 경로표에 따른 채널을 유지한다. 장치가 온라인으로 연결되면, 경로표가 업데이트되고 시간 슬롯이 할당된다. 예컨대 한 쌍의 장치가 온라인으로 연결되면, 이들 장치 사이에서 데이터 전송을 수용하기 위해 전체 프레임이 단일 프레임 세그먼트로 할당될 수도 있다. 데이터가 스트리밍 중이라면, 경로표는, 스트리밍 소스(streaming source)가 활성화된 시간 동안 망 내에서 송신된 모든 프레임을 통해 하나 이상의 프레임 세그먼트를 할당하도록 정의된다. 따라서, 프레임은 반복될 수 있고, 예컨대 망의 노드 내 소스 장치로부터 디코더로 차례차례 송신된다.

예컨대 전화 및 CD가, 망 데이터가 클러킹(clock) 중인 동일한 율로 데이터를 샘플링하는 경우가 있을 수 있다. 이 경우, 두 개의 프레임 세그먼트 또는 시간 슬롯은 동기 데이터를 담당하는 각 프레임 내에 지정된다. 이 예에서, 한 쌍의 더 높은 또는 더 낮은 샘플률 플레이어가 망에서 활성화될 수 있다면, 당연히 4개 이상의 시간 슬롯이 있을 수 있으며, 이는 동기 데이터를 전용으로 수신하는 둘 이상의 시간 슬롯과, 선택적으로 등시성 데이터를 전용으로 수신하는 또 다른 둘 이상의 시간 슬롯으로 이루어질 수 있다.

시간 슬롯(TS0-TS3)은 단지 예로서 도시되었으며, 프레임 1에서 시작하여 프레임 N으로 종료되는 각 프레임 내에서 대응하는 세그먼트로 이용될 수 있다. 망이 특정 장치의 샘플률(fs)보다 더 낮은 FSY로 작동 중이라면, 등시성 데이터를 담당하는 세그먼트를 위해 또 다른 바이트가 요구될 수도 있다. 전형적인 예로서, 48kHz로 샘플링된 DVD 플레이어 정보를 위치하기 위해 44.1kHz로 샘플링된 CD 출력으로 고정된 망을 들 수 있다. DVD 드라이브의 더 높은 샘플률을 수용하기 위해, 예컨대 시간 슬롯(TS2)의 등시성 세그먼트 내에 추가 바이트가 위치된다.

송신되는 데이터 유형과 관계없이, 망을 통해 송신되는 데이터의 각 채널은 동일한 율로 전송된다. 이는 망이, 비동기적으로 송신되는 데이터, 또는 망 전송률보다 더 높은 또는 더 낮은 율로 샘플링되는 데이터(즉, 등시성 데이터)를 정상적으로 수용하면서, 동기적으로 작동할 수 있도록 한다. 각 시간 슬롯 또는 채널은 이에 따라 서로 동기화된다. 채널을 동기적으로 전송하는 것은 등시성 데이터의 동기 전송에 추가 바이트를 할당함으로써 실행된다.

등시성 데이터가 다른 채널과 동일한 전송률로 송신되는 반면, 신호 바이트(signaling byte)는 각 프레임에서 N바이트(샘플률이 프레임 동기율보다 작은 경 우) 또는 N+1바이트(샘플률이 프레임 동기율보다 큰 경우) 중 어느 것이 유효한지 식별하는데 사용된다. 예컨대, 망이 48kHz로 작동 중이고 장치가 망에서 44.1kHz로 샘플링하는 것이 바람직하다면, 프레임 등시성 채널당 8바이트를 수용하기 위해 최소한 8 x 44.1/48바이트/프레임 또는 7.35바이트/프레임당 필요하다. N = 8인 이 예에서, 이 등시성 데이터를 수용하기 위해 최소한 프레임당 8바이트가 필요하지만, 실제로 각 프레임에서 8바이트의 일부만이 유효하다.

신호 바이트는 이들 프레임에서 어느 것이 유효하고 어느 것이 유효하지 않은지 추적할 것이다. 따라서, 등시성 데이터는 신호 바이트로부터 동기화된다. 후술하는 이유로 인해, 패킷화된 데이터를 동기화하고, 각 프레임 내에서 패킷화된 데이터가 어디에 존재하는지 또한 유효한지 지시하기 위해, 태그 바이트가 사용될 수 있다. 신호 바이트는 데이터 자체 내에 내장(embed)될 수 있고, 예컨대 코드 위반을 나타낼 수 있다. 예컨대 미국 특허 No.6,437,710의 DCA 또는 DC-프리 코딩과 유사하지 않은 코딩 위반은 등시성, 비동기, 및/또는 동기 데이터가 각 프레임 내에서 어디에 위치되어야 하는지 지시할 것이며, 이는 그 메시지의 끝(end)이 도달할 때까지 하나 이상의 연속적인 프레임 세그먼트뿐만 아니라 그 프레임 세그먼트를 점유하는 일련의 바이트의 시작을 신호화(signaling)함으로써 이루어진다. 데이터 코드 위반의 발생과 다음번 발생 사이의 시간은 채널을 기호화(symbolize)할 것이며, 여기서 이 채널은 상이한 데이터 유형을 포함할 수 있다.

도 3은 AV 수신기 또는 멀티미디어 데이터 허브(41)와 같은 장치의 입력/출력을 형성하는 상호접속된 포트(42, 44, 46)의 동기망(40)을 도시한다. 포트(42, 44, 46)는 바이패스 출력(BO)을 통해 바이패스 입력(BI)으로 서로 연결되며, 여기서 연쇄열(chained series) 포트의 마지막 포트(46)는 루프, 또는 링 망(43)을 형성하도록, 이 열의 제1 포트(42)의 BI와 연결되는 BO를 갖는다. 이 루프는 포트(42)의 전송이 장치(50a)의 수신과 연결될 때 완료될 수 있으며, 이후 장치(50a)의 전송은 검출기(detector) 및 다중화기(multiplexer) 회로를 통해 포트(42)의 수신으로 되돌아온다. 루프는 장치(50b, 50c, 또는 50d)를 통해 형성될 수도 있다. 도시된 것과 같이, 포트(42)의 BO는 포트(44)의 BI에 접속되고, 포트(44)로부터의 BO는 포트(46)의 BI에 접속되며, 포트(46)의 BO는 포트(42)의 BI에 접속된다. 도면의 간결함을 위해 3개의 포트만 도시하였다. 그러나, 일반적으로는 최소 두 개의 포트가 요구되며, 필요시 3 이상의 포트가 사용될 수 있음은 물론이다.

포트(42)를 확대한 도면에 상세히 도시된 바과 같이, 각 포트 내에는 검출기(또는 비교기, 45b) 및 한 쌍의 다중화기(48a, 48b)가 있다. 다중화기(48a)는 망으로부터 BI를 수신하고, AV 수신기 장치로부터 직렬 출력 TX를 수신한다. 외부 장치(50a)가 순응(compliant) 또는 비순응(non-compliant)인지에 따라, 다중화기(48a)는 BI 내에서 장치(50a)의 RX 핀으로 입력을 위해 순응 데이터를 선택하거나, 또는 장치(41)의 전송 핀 TX로부터 장치(50a)의 RX 핀으로 입력을 위해 비순응 데이터를 선택할 것이다. 장치(41)의 TX 핀에 대한 데이터 출력이 비순응임을 알고 있으므로, 유입 데이터(incoming data)의 자동 검출이 필요 없다. 검출기(45b) 및 다중화기(48b)는 BO, 및 오디오-비디오(AV) 수신기 장치(50a)의 RX에 귀속된다. 장치(50a)의 전송 출력은 포트(42)의 입력을 수신하도록 연결된다. 자동 검출은 검출 기(45b)에 의해 수행되고, 유입 데이터가 순응성인지 아닌지에 따라 다중화기(48b)는 수신 입력 상에서 신호를 포트(42)의 BO로 송신하거나 또는 BI가 송신될 것이다.

자동 검출 또는 자동 교섭 기능(auto negotiation function)은 도 17에서 상세히 기술될 것이다. 자동 교섭 기능의 목적은 PHY를 대응하는 포트에 접속된 장치의 링크 파라미터(link parameter)로 자동 구성하는 것이다. 구성 레지스터는, 장치가 데이터를 송신 및 수신할 수 있는 속도, 및 선택적으로 데이터를 송신 및 수신하는 장치의 유형을 설정하도록 예약되는 하나 이상의 비트를 가진다. 예컨대, 장치 유형은 TCP/IP 데이터를 송신하는 퍼스널 컴퓨터와 같은 이더넷 장치일 수 있다. 이런 경우라면, 예약된 비트는 특정 값을 지시하도록 설정될 수 있으므로, 자동 교섭 기능은 예컨대 통신시스템의 시동(startup) 또는 리셋(reset)시에 이 장치로부터 파생되는 이더넷 데이터에 대한 스트리밍 데이터 사이에서 스위치할 수 있다. 연결된 장치가 순응성인지 또는 비순응성인지와 관계없이, 유입 RX 데이터는 검출기(45b) 및 다중화기(48b)의 하나의 입력 핀 상에 위치되고, 다른 입력 핀 상에는 BI가 위치된다. 자동 검출 기능은, 유입 데이터가 순응 또는 비순응 장치로부터 유입되는지 측정하기 위해 유입 데이터 프로토콜을 망 프로토콜과 비교하는 검출기(45b) 내에서 수행된다.

포트(42)의 RX 핀의 유입 데이터는 검출기(45b), 및 인터페이스의 수신 핀에 모두 위치되며, 이는 결국 장치(41)에 이르게 될 것이다. BI의 데이터는 필요시 BO에 위치된 BI를 수신하는 제어기와 접속하는 포트를 통해 41로 경로화될 수 있다. 도 3에 도시된 것과 같이, 포트(42, 46)의 유입 데이터는 순응 장치로부터 유입되는 반면, 포트(44)의 유입 데이터는 비순응 장치로부터 유입된다. 다중화기(48a)는, 장치(41)로부터의 데이터 및 BI가 다중화기(48a)에 의해 선택되고 목표 장치(targeted device, 50a)가 순응성인지 아닌지에 따라 장치(41)로부터의 데이터(장치(41)와 관련된 인터페이스의 TX를 통해) 또는 BI가 포트(42)의 유출 데이터(outgoing data) TX에 위치하게 된다는 점을 제외하고는, 다중화기(48b)와 유사한 기능을 수행한다.

장치(50a)는 상술한 망 프로토콜에 따라 데이터를 송신/수신하는 순응 장치로서, 적절한 시간 슬롯에 위치되는 채널 A의 채널 정보를 가지므로, 검출기(45b) 및 다중화기(48b)는 적절한 데이터를 장치(41)의 인터페이스와 관련된 수신 핀 RX와 비교 및 경로화할 것이다. 따라서, 장치(41)의 RX 핀 상의 유입 데이터는 인터페이스 회로를 통해 내부적으로 처리 및 연결될 수 있으며, 송수신기 제어기를 예컨대 I²C 또는 I²S 포트를 통해 포트(42)의 BO와 관련시켜, 장치(41)에 의해 유입 데이터를 처리하거나, 필요시 RX 핀의 유입 데이터 또는 망 데이터의 유입 데이터 BI를 다른 장치(50b, 50c, 및/또는 50d)로 송신할 것이다. 제어기를 통해 BO를 장치(41)의 입력에 연결하는데 사용되는 인터페이스 회로는 아래에서 도 8을 참조하여 상세히 기술될 것이다.

장치가 장치(50b)와 같이 비순응성이라면, 특정 채널(즉, 채널 C)의 데이터가 어디에 위치되는지 불확실하게 되는데, 이는 프로토콜이, 장치(44) 내의 자동 검출 회로에 의해 검출되는 것과 같이, 망 프로토콜에 의해 인식될 수 없기 때문이다. 따라서, 포트(44)는 직렬 입력 핀 및 다중화기에서 유입 신호를 수신한다. 포트(44) 내의 다중화기는 망을 지속하도록 BO로 연결되는 BI를 선택하지만, 장치(41)가 직렬 입력 핀 SR을 통해 비순응 데이터를 수신하게 할 것이다. RX 입력에 위치된 유입 데이터가 순응성인지 아닌지에 대한 결정은 예컨대 DSP 내에서 이루어진다. 장치(50a)와 유사하게, 장치(50c, 50d)는 도시된 채널 E와 같은 특정한 전용 슬롯 내에서 정보의 채널을 송신하는 순응 장치이다. 장치(50c, 50d)는 둘 이상의 장치를 포함하는 링형 망을 확장하기 위해 링 내에서 연결될 수 있다.

도 3은 망 둘레에서 순응 데이터가 제2 장치(50a)(또는 그 밖의 외부 장치)의 TX 핀으로부터 제1 장치(41)의 RX로 전송되고, 그 결과 링을 형성하는 다음 연속하는 장치의 또 다른 외부 장치(51c)로도 전송되는 모든 경우를 도시한다. 비순응 유입 데이터가 수신되면, 유입 데이터는 망에 즉시 위치되지는 않지만, 장치의 직렬 입력 핀에 위치될 수 있고 입력 데이터가 제공하는 프로토콜이 어떠한 것이든 이에 따라 처리될 수 있어, 비순응 데이터를 취급하도록 구성된 직렬 입력 핀으로 수용될 수 있다.

도 4는 SPDIF 스트리밍 데이터 또는 이더넷 패킷화된 데이터와 같은 임의 유형의 비순응 데이터를 도시한다. 비순응 장치(50b)의 TX 핀으로부터의 유입 데이터가 전송 채널(52)을 통해 도달하면, 비순응(SPDIF 또는 이더넷) 데이터는 망 전송 경로를 통해 송신되는 데이터와 검출기/비교기(54b)에 의해 비교된다. 프로토콜이 다르다면, 다중화기(58b)를 통해 BO로 송신되는 BI로부터 망 데이터를 선택하도록 비교기(54b)로부터 비교기 신호(C)가 송신된다. 유입 RX 데이터는 장치(41)와 관련된 DSP의 직렬 수신 입력(SR) 및 검출기(54b)의 입력으로 전송된다. DSP(60)는 비순응 데이터를 수용할 수 있는 입력 핀을 유지하므로, SR은 예컨대 SPDIF 또는 이더넷 코딩 프로토콜을 인식할 수 있다. 그러나, 장치(50b)가 순응성이면, 순응 정보는 BO로 경로화되고, 필요하다면 예컨대 I²C 포트를 통해 DSP로 경로화된다. DSP(60)는 데이터가 순응성인지 아닌지에 따라 데이터에서 연산(operation)을 수행할 수 있다. 이러한 연산에는 SR 핀에서 비순응 데이터의 디코딩과 이 장치에 의해 요구되는 기능의 수행이 포함된다. 또한 필요하다면, 비순응 데이터는 비순응 데이터를 순응화하도록 DSP(60)의 연산에 의해 재포맷될 수 있다. 비순응 데이터는 직렬 전송 출력(ST) 포트로 송신될 수 있고, 이후 비순응 외부 장치로 송신될 수 있다. 그러나, DSP(60)로부터의 데이터 출력이 순응 장치로 향한다면, 데이터는 제어기(56)로 제공되고, 제어기는 비순응 데이터를 순응 데이터를 위한 적절한 시간 슬롯 및 프로토콜로 재포맷하도록 동작하며, 데이터를 BO를 거쳐 망을 통해 전송한다. 따라서, DSP(60)로부터의 데이터는 제어기(56)를 포함하는 송수신기 인터페이스를 통해 포맷될 수 있다. 제어기(56)는 도 8에 도시된 것과 같이, 자동 검출기 및 다중화기와 단일 인터페이스로 통합될 수 있다.

BI와 RX 사이에 위치되는 제어기(56)는 BI를 망에 위치시키는 망 송수신기로 작동할 뿐만 아니라, 장치(41)가 망을 통해 전송되는 순응 데이터를 위한 수신지라면 BI를 장치(41)에 위치시키도록 작동한다. 제어기(56)는 순응 데이터를 획득하 고, 이 데이터를 DSP(60)에서 수용가능한 잘 알려진 I²C 또는 I²S 프로토콜이 수용할 수 있는 프로토콜로 배열한다. 제어기(56)는 BI의 유입 데이터를 DSP-인식가능한 포맷으로 동기화 및 재포맷하는 물리 계층 장치와 같은 역할을 한다. 이 제어기는 재포맷된 데이터를 I²C버스를 통해 DSP(60)로 송신할 수 있다. 제어기(56)는 이처럼 장치(41)의 입력에 위치되는 순응 망 데이터를 제공한다. 이더넷 유입 데이터의 재포맷과 관련되는 제어기(56)의 PHY 또는 물리 계층 장치는 예컨대 도 15-17에서 추가적으로 상세히 기술된다.

각각의 포트는 인터페이스를 포함한다. 포트(44)의 인터페이스(64)가 상세히 도시되어 있으며, 이는 다중화기(58a, 58b), 검출기(54b), DSP(60), 및 제어기(56)를 포함하고 있다. 도 4의 검출기(54b)는 자동 검출 및 자동 교섭 기능을 수행한다. 도 4의 예에서, 검출기(54b)는 유입 SPDIF 프로토콜을 망 프로토콜과 비교하거나, 유입 이더넷 프로토콜을 망 프로토콜과 비교한다. 다중화기(58a)가 포트(64)의 TX 출력에 접속되는 외부 장치(50b)의 상태에 따라 순응 또는 비순응 데이터를 선택하므로, 인터페이스(64)의 전송 측에는 대응 검출기가 요구되지 않는다. 구성 레지스터는 외부 장치의 순응/비순응 상태를 유지하도록 프로그램될 수 있고, 이로 인해 외부 장치가 각각 비순응성 또는 순응성인지에 따라 C=0 또는 C=1의 적절한 선택 신호를 다중화기로 제공할 수 있다. 도시된 것과 같이, 구성 레지스터는 0의 선택 상태를 유지하도록 프로그램되는데, 이는 DSP(60)로부터의 비순응 데이터의 직렬 전송 출력(ST)이 비순응 장치(50b)로 전송되도록 보장하기 위해 비순응 장치 가 포트(44)의 TX 출력에 연결되었음을 지시한다. 도시된 것과 같이, ST는 외부 장치(50b)의 RX 핀에 의해 인식될 수 있는 SPDIF 출력 데이터를 생성할 수 있다.

도 5는 두 개의 개별적인 검출기, 즉 프리앰블 검출기/비교기(66) 및 코드 검출기/비교기(68)를 도시하며, 이는 검출기(54b)의 비교 기능을 수행하는 데 사용될 수 있다. SPDIF 프로토콜은 정보의 각 프레임 전용의 시분할 다중화 채널을 이용하지 않고, 이더넷 프로토콜은 미국 특허 No.6,437,710에 기술되어 있는 DCA 코딩 또는 DC-프리 코딩과 유사하지 않은 코딩을 포함하고 있는 것으로 알려져 있다.

이더넷의 8B/10B 또는 4B/5B 코드는 DCA 코드와 유사하지 않은 것으로 검출되므로, 코드 비교기(68)는 망 내 순응 장치의 수신 입력 상에서 유입 데이터를 선택적으로 수신하거나 수신하지 않도록 비교 결과를 다중화기로 송신할 것이다. 코드 비교기(68)와 유사하게, 프리앰블 비교기(66)는 프로토콜 차이가 있는지 측정하기 위해 SPDIF의 프리앰블을 망 프리앰블과 비교한다. 코드 및 프리앰블 비교기는 모두 임의의 프로토콜 차이를 측정하여, 유입 데이터가 비순응 데이터를 전용으로 수신하는 직렬 입력 핀으로 송신될지 여부, 또는 유입 데이터가 순응 데이터를 수신하는 포트의 BO에 접속되는 포트의 수신 입력 상에 위치될지 여부를 지시할 수 있다.

도 6 및 도 7은 상이한 유형의 비순응 데이터를 도시하며, 이는 아날로그 데이터일 수 있다. 장치(50b) 내의 DAC는 좌측 아날로그 오디오 출력 데이터 및 우측 아날로그 오디오 출력 데이터를 송신하도록 구성되며, 우측 아날로그 오디오 데이터는 장치(50b)의 전송 핀으로부터 포트(44)의 수신 핀으로 송신된다. 포트(44)의 수신 핀은 상기 DAC로부터 우측 아날로그 오디오 데이터를 수신하는 동일한 핀이다. 좌측 아날로그 오디오 데이터는 장치(50b)의 수신 핀으로부터 포트(44)의 전송 핀, 및 인터페이스(65) 내 ADC의 좌측 아날로그 오디오 입력으로 송신된다. 도시된 것과 같이, 포트(42, 44, 46)는 도 3의 포트와 유사하지만, 포트(44) 내에는 ADC를 포함하는 인터페이스 회로(65)가 있다. 인터페이스 회로(67)는 DAC를 포함한다. 대안적으로, 인터페이스 회로 내의 ADC 및 DAC 회로 대신, ADC 및 DAC는 관련된 장치(41)(도 3)의 다른 영역 내에 있을 수 있다.

포트(44, 46)의 인터페이스 회로(65, 67) 내의 ADC 및 DAC 회로와 유사하게, 대응 DAC(71) 및 ADC(73)가 비순응 장치(50b, 50c)에 위치될 수 있다. 중요한 것은 ADC의 좌측 및 우측 아날로그 오디오 데이터가 각각 전송 및 수신 핀과 공유되는 좌측 및 우측 아날로그 오디오 핀에 위치된다는 것이다. 반면, DAC의 좌측 및 우측 아날로그 오디오 데이터는 각각 수신 및 전송 핀과 공유되는 좌측 및 우측 아날로그 오디오 핀에 위치된다. 이러한 방식에서, 좌측/우측 오디오 정보는 DAC로부터, ADC와 관련된 포트의 좌측/우측 핀(및 전송/수신 핀)으로 송신될 수 있다. DAC에 의해 송신되는 좌측 및 우측 정보는 ADC에 의해 반환(return)될 수 있고, DAC의 전송/수신 우측/좌측 규약(convention)은 ADC의 수신/전송 우측/좌측 규약과 일치하므로 아날로그 오디오 정보를 송신 및 수신하는 ADC와 DAC 사이 가상 루프 망을 형성할 수 있다. 도 6에 도시된 것과 같이, ADC는 제1 장치의 포트와 관련될 수 있고, 또는 이 포트를 통해 제1 장치와 접속되는 제2 장치 내에 있을 수 있다. 이는 DAC에도 동일하게 적용된다.

도 6에는 또한 인터페이스 회로(65, 67)가 상세히 도시되어 있으며, 여기서 ADC 및 DAC는 개별적인 좌측 및 우측 ADC 및 DAC로 분리되어 있다. 좌측 아날로그 오디오 채널은 좌측 ADC(74)로 연결된다. 다중화기(76a)는 DSP로부터 직렬 전송 출력(ST) 또는 망으로부터 BI를 선택하도록 연결된다. 따라서, 좌측 아날로그 오디오 채널의 디지털 표현(digital representation)은 포트(44)의 L/TX 핀으로 선택 및 송신될 수 있고, 또는 대안적으로 BI 내의 망 데이터가 L/TX 핀으로 송신될 수 있다. 아날로그 오디오 좌측 및 우측 채널은 ADC로부터 DSP(78)로 전송될 수 있고, 디지털 형태로 위치될 수 있으며, 포트(44)에 연결된 외부 장치가 순응성인지 비순응성인지에 따라 제어기(56)을 통해 망으로 송신되거나 포트(44)의 L/TX 핀을 통해 출력으로 송신될 수 있다. 유입 우측 아날로그 오디오 채널은 우측 ADC(79)가 유입 데이터를 수신하는데 사용된다는 점에서 좌측 채널과 유사하고, 검출기(75)는 데이터가 순응성인지 측정하며, 순응성이 아니라면 다중화기(76)가 BI를 BO에 위치시킬 것이다. 아날로그 데이터, 좌측 및 우측 채널은 DSP(78)로 전송되며, 이후 인터페이스(65)를 통해 포트(44)와 관련된 내부 장치로 전송된다.

인터페이스(65)와 유사하게, 또 다른 인터페이스(67)는 비슷하게 배치된 회로 소자들을 가지며, 특히 서로 개별적으로 분리된 좌측 및 우측 DAC를 가진다. DAC(74a, 79a)는 유입 데이터를 수신하고, 변환(conversion)을 형성한다. 도시된 다중화기(76a')는 다중화기(76a)와 유사하게 동작한다. 다중화기(76b') 및 검출기(75b')도 다중화기(76b) 및 검출기(75b)와 유사하게 동작한다. 적절한 선택 신호가 구성 레지스터를 통해 제공되면 순응 데이터를 망으로부터 BI를 통해 접속된 장 치로 다시 드라이브하기 위해, 각 인터페이스에 드라이버 회로가 제공될 수 있다. 도 6에 도시된 것과 같이, 선택 신호(C)는 장치(50b, 50c)의 비순응 수신 입력으로 위치되도록, DSP로부터 ST 출력의 선택을 지시하는 0으로 설정되었다. 장치(50b, 50c)가 순응성이라면, 선택 신호(C)는 이 장치의 수신 입력으로 위치시키기 위해 BI의 선택을 지시하는 1로 설정될 것이다.

도 7은 유입 아날로그 신호의 주파수를 포트 사이에서 망을 통해 송신되는 순응 데이터의 망 전송률과 비교하는데 사용되는 검출기(75b/75b')를 도시한다. 일반적으로, BI와 BO 사이, 및 인접한 BO와 BI 사이에서 망을 통해 송신되는 디지털 데이터는 FSY의 배수(multiples)이며, 여기서 FSY는 각각의 44.1 또는 48kHz이다. 아날로그 신호는 일반적으로 3OkHz 이하의 주파수로 송신된다. 아날로그 신호의 DC 바이어스가 본질적으로 0인 반면, 디지털 신호의 DC 바이어스는 상향 조절될 수 있고 망을 통해 송신될 수 있다. 진폭 비교가 주파수 상에서 바람직하다면 DC 바이어스의 조절은 구별(distinction)을 형성한다. 검출기(75a/75a')는 DSP로부터 송신되는 디지털 신호가 망 프로토콜과 순응하는지 측정하여 이를 망에 위치시키거나 또는 비순응 외부 장치로 전송하는데 사용된다.

도 8은 제어기(56)가 내장된 두 개의 인터페이스 유닛(80, 82)을 도시한 것으로, 도시된 것과 같이 하나의 인터페이스의 전송 핀은 본질적으로 다중화기에 의해 또 다른 인터페이스의 수신 핀에 접속된다. 물론, 필요하다면 인터페이스 유닛(80, 82)은 하나의 유닛으로 통합될 수 있다. 전송 및 수신 핀의 접속은 각각 포트(100a, 100b)의 인터페이스 회로(80, 82) 사이에서 형성되는 직렬 연결 또는 링 토폴로지를 제공한다. 또한, 인터페이스(80, 82)는 장치("제2 장치")가 데이터를 송신할 수 있는 허브를 형성하도록 연결된다. 또한, 제2 장치(84) 이외에, 제3 장치(86)가 제1 장치(90)에 접속될 수 있다. 이 예에서 도시된 제2 및 제3 장치는 오디오-비디오 수신기(84, 86)이다. 자동 비순응 검출 기능은 CD 플레이어, DVD 플레이어 등과 같은 레거시 소비자 장비(legacy consumer equipment)가 순응 망으로 접속될 수 있도록 하고, 44.1kHz 및 48kHz 오디오 및 비디오 정보와 같은 다양한 샘플률 소스 소재를 지원하는 고정률로 망을 통해 전송될 수 있도록 한다.

오디오-비디오 수신기(순응 또는 비순응)는 DVD 플레이어(90)로부터 망에 위치된 오디오 및 비디오 정보를 재생(play)할 수 있고, 또는 인터페이스(82)를 통해 DVD 플레이어(90)로부터 송신되는 SPDIF 정보를 재생할 수 있다. 정보는 수신지 오디오-비디오 수신기가 순응성인지 아닌지에 따라 I²C 포트 또는 I²S 포트를 통해 인터페이스(80 또는 82)의 직렬 수신(SR) 입력으로 송신될 수 있다. 인터페이스 유닛 내의 제어기는 유입 데이터를 동기화하고 유입 데이터 상에서 다른 물리 계층 기능을 수행할 것이다. 오디오-비디오 수신기(84 및/또는 86)는 예컨대 광 정보(optical information)를 광섬유 수신기(FOR, 92a, 92b)로 송신할 수 있다.

자동 SPDIF(또는 이더넷) 검출을 실행하기 위해, 레거시 장치(86)로부터의 비순응 데이터 출력은 또한 인터페이스(82)의 SPDIF/이더넷 직렬 입력(SR) 핀에 접속된다. 이 핀은 SPDIF/이더넷 데이터를 수신하도록 구성된다. SPDIF/이더넷이 검출될 때, 입력 다중화기 상태는 인터페이스(82)의 RX 입력에서 인터페이스(80)로부 터 BI를 통과시키도록 스위칭된다. 따라서, SPDIF 장치(86)(즉, A/V 수신기)가 접속되는 경우, 링이 유지되고, 특히 망을 통한 하나의 장치로부터 다른 장치로의 통신이 유지된다. 망으로부터의 정보는 망으로부터 광섬유 송신기(FOX, 98b)를 통해 제3 장치(86)로 다시 전송될 수 있다.

제1 장치, 예컨대 DVD(90)에 대응하는 두 개의 포트(100a, 100b)가 파선으로 표시되었다. 포트(100a)는 순응 장치(84)로부터 순응 데이터뿐만 아니라 망 정보를 전용으로 수신한다. 그러나, 포트(100b)는 장치(86)로부터 비순응 데이터 및 망 정보 모두를 전용으로 수신한다. 도시된 예에서, SPDIF/이더넷 입력은 직렬 입력(SR) 포트로 표시된 비동기 소스 포트에 의해 복원된다. 제어기와 함께, 상술한 검출기/비교기는 비교를 수행하도록 인터페이스에 통합될 수 있고, 다중화기는 적절한 신호를 인터페이스의 수신 핀에 다중화하도록 도시된다. SPDIF/이더넷 데이터가 수신된다면, SPDIF/이더넷 데이터는 비동기 직렬 수신 포트(SR)로 등시적으로 언로킹되어 전송되며, 여기서 인터페이스(82) 내의 제어기는 PLL 또는 아래에서 기술되는 다른 수단을 사용하여 동기화를 수행한다.

다중화기(94a, 94b)는 빛이 검출되고 SPDIF(또는 이더넷) 데이터가 검출되지 않는 경우에만, 광 수신기 데이터 출력 신호를 인터페이스(80/82)의 수신 입력에 접속할 것이다. 광 수신기의 상태 신호는 인터페이스의 범용 입력/출력에 접속된다. 이것이 빛이 검출된다고 지시하면, 인터페이스는 대응하는 인터페이스 유닛 내에서 SPDIF 로킹 검출기를 감시(monitor)할 것이다. 일정한 시간프레임 내에 로킹이 검출되지 않으면, 광 수신기 데이타 출력은 수신(RX) 입력에 접속된다. SPDIF 입력은 48kHz 또는 44.1kHz일 수 있는 반면, 망은 48kHz로 고정될 수 있다. 소프트웨어는 주파수 차이를 자동적으로 측정하고, 비교기는 임의의 프리앰블 차이를 측정한다.

DVD 플레이어(90)는 일반적으로 PLL(104)로부터 파생되는 27MHz 클럭으로 동기화된다. DVD 플레이어(90)는 바람직하게는 96/48kHz 또는 88.2/44.1kHz 오디오 데이터를 제공한다. DVD율과 망률(network rate)이 동일하지 않은 경우, DVD 데이터는 로킹된 등시성 모드에서 전송된다. DVD율과 망률이 동일한 경우, DVD 데이터는 동기적으로 전송된다. DVD로부터의 최대 데이터는 약 6채널, 24비트, 및 96kHz이다. 동시에, DVD는 SPDIF를 통해 AC3 인코딩된 데이터를 제공하며, 이는 CD 오디오 대역폭과 등가이다. AC 데이터와 함께 96kHz 오디오의 6채널은 동시에 3개의 등시성 스트림으로 전송될 수 있다. 인터페이스(80/82)는 96kHz 오디오의 6채널을 처리할 것이며, 이들 채널을 2개의 등시성 채널로 패킹(pack)하는 반면, 하나의 인터페이스의 DSP는 AC3를 또 다른 등시성 채널로 패킹할 것이다.

등시적으로 언로킹된 데이터를 전송하는 것은 일반적으로 수신지 장치에서 디지털 PLL을 포함한다. 따라서, PLL(104, 도 8)은 FSY로부터 수신지 장치의 직렬 클럭 또는 샘플률을 공식화하고 소스 장치에서 FSY와 샘플 클럭 사이의 주파수 또는 위상 차이를 공식화하는 디지털 PLL일 수 있다. 도 9는 언로킹된 등시성 전송 메카니즘을 도시한다. 소스 장치에서의 샘플률 변환 대신, 도 9는 수신지(114)에서의 디지털 PLL을 도시한다. 소스 장치(105)는 fs에서 샘플링될 수 있고, 비교기(106)는 망 프레임률 FSY를 fs = FSY1의 샘플률과 비교할 수 있다. 위상차 ΔΦ1 또는 시간 1 및 시간 2에서의 위상차(ΔΦ1 + ΔΦ2)는 망을 통해 단일 비트 또는 다중 비트 바이트로서 송신될 수 있다. 위상차 또는 ΔΦ1은 위상차 크기에 따라 상이한 비트 값을 가질 수 있다. 따라서, 샘플 데이터는 FSY2의 프레임 전송률로 등시성 데이터로 송신될 수 있으며, 다만 선택적으로 FSY2에 비해 더 빠른 FSY1을 수용하기 위해서 각 프레임에 지정되는 추가 바이트를 가질 수도 있다. 이러한 방식으로, 스트리밍 데이터는 망을 통해 송신되는 각각의 연속 프레임에 걸쳐 유지된다.

비교기(106)는 각 프레임 전송 클럭 또는 샘플 클럭의 상승 에지(leading edge) 또는 하강 에지(falling edge) 사이의 위상차를 비교한다. 예를 들면, 디지털 위상 비교기(108)는 타이머의 사용을 대체할 수 있다. 예컨대 3개의 직렬 비트스트림이 사용되면, 고속 클럭은 3072fs일 수 있다. 예를 들어, 3072fs의 6주기가 FSY1 및 FSY2의 트레일링 에지(trailing edge)(ΔΦ1로 표시됨)를 분리시킨다면, 이진수 6 값을 나타내는 바이트가 망을 통해 주기적으로 송신된다. 클럭 속도를 24576fs로 증가시키는 것은 이진수 값의 해상도(resolution)를 상당히 증가시킬 것이며, 그 결과 주기적으로 8비트를 전송하는 대신, 12비트가 전송될 수 있다.

위상차(즉, 8-비트 바이트 또는 12-비트 바이트)는 이후 PLL 및 수신지 포트에 의해 사용된다. 가산기(110)는 A-R-(B-R)를 이루기 위해, FSY1과 FSY2 사이의 위상차(A-R로 표시됨)에서 FSY2와 FSY1 사이의 위상차(B-R로 표시됨)를 뺀다. 이 차이가 0이 되어 디지털 PLL(104)가 로킹되면, 가산기(110)로부터의 출력은 필터, 분할기(divider), 및 발진기(oscillator) 망(112)으로 위치되는 0 위상차일 것이 다. 가산기(110)와 필터, 분할기, 및 발진기(112)는 DSP의 일부를 형성할 수 있다. 위상 비교기(108)는 도면부호 B로 도시된 것과 같이, 망 전송 프레임률 클럭 에지를 수신지 장치의 로컬 샘플링률과 비교한다. 도면부호 B는 디지털 필터 및 프로그램가능한 분할기(112)로부터의 피드백으로 인해 도면부호 A와 동일하게 이루어진다. 분할기(112)는 발진기(112)로부터 고주파수 클럭을 수신하고, 필터(112)로부터의 제어 출력에 기초하여 발진기 출력을, 로컬 샘플링 클럭(B)을 소스 샘플링 클럭(A)으로 로킹하는데 필요한 적절한 주파수 및 위상으로 분할한다.

수신지 장치의 로컬 디지털 PLL은 임의 주파수의 스트리밍 데이터가 망으로 언로킹되어 송신될 수 있도록 한다. 이것이 수신지 장치(114) 상에 수신되어야, 샘플링률이 소스 장치(105)의 샘플링률로 로킹될 것이다. 위상 및/또는 주파수 차이는 등시성 데이터와 함께 망을 통해 언로킹된 등시성 데이터로 송신될 수 있다. 디지털 PLL로 인해, 소스 장치에서 복잡한 샘플률 변환 메카니즘의 사용을 방지할 수 있고, 이 장치에서 DSP의 비용을 줄일 수 있다. 대신, 단일 PLL이 수신지 포트에서 사용될 수 있고, 이로 인해 샘플률 변환, 또는 로컬화된 수정 발진기(crystal oscillator)와 관련된 지터 대신에 수신지 포트에서 사용되는 클럭 복원과 함께, 등시성 데이터가 망을 통해 송신될 수 있다.

도 8은 오디오-비디오 수신기의 순응 또는 비순응 입력에 수신되도록 망으로 SPDIF 및/또는 망-순응 데이터를 송신하는 DVD 플레이어(90)를 도시한다. 반면, 도 10은 망, 또는 이 망 내에 위치되는 오디오-비디오 수신기의 순응 및 비순응 포트로 정보를 송신하는 순응 및 비순응 장치를 도시한다. 특히, 도 10은 유입 데이터 를 망, 또는 오디오-비디오 수신기(124)의 순응 또는 비순응 포트로 송신하는 순응 DVD 플레이어(120) 및 비순응 CD 플레이어(122)를 도시한다. 간결한 표현을 위해, 각 포트(126a, 126b)의 다양한 요소들을 상세히 도시하지는 않았다. 그러나, 광섬유 송신기 및 수신기 포트, 동기화 포트, 다중화기, 및 인터페이스의 GPI, SR, 및 GPO 핀의 기능은 도 8의 포트(100a, 100b)에 도시된 것과 유사하다고 이해되어야 한다.

비순응 또는 레거시 CD는 좌측 및 우측 오디오 채널 출력을 ADC 인터페이스로 송신할 것이다. 이후 ADC 인터페이스는 이 오디오 정보를 디지털 정보로서 수신기(124)의 DSP로 전송할 것이다. 순응 장치(120)는 또한 데이터를 포트(126a)로 송신할 수 있다. 이후 포트(126a)는 이 데이터를 망, 또는 직렬 전송 핀(SX)을 통해 오디오-비디오 수신기(124)의 DSP로 전송할 수 있다.

직렬 클럭(SCK) 및 프레임 동기 클럭(FSY)은, 도 9의 언로킹된 등시성 전송 메카니즘 또는 도 11의 언로킹된 등시성 전송 메카니즘 중 하나를 이용하여 파생된다. 소스 장치가 망 타이밍(network timing), 예컨대 디지털 비디오 브로드캐스트 수신기에 슬레이브(slave)될 수 없다면, FSY 및 SCK는 언로킹된 등시성 전송 모드를 이용하여 소스 장치로부터 파생될 것이며, FSY 및 SCK는 수신지 장치에서 소스 장치로부터 컴파일(compile)될 것이다. 그러나, 소스 장치가 클럭 마스터(clock master)를 구성하지 않고 선택적으로 망에 접속된 몇몇 다른 장치가 마스터로 작동한다면, 이 마스터는 본질적으로 망 자체일 것이다. 이러한 방식에서, 소스 장치는 망 마스터(network master)로부터 슬레이브될 수 있고, 수신지 장치도 망 마스터로 부터 슬레이브될 수 있다. 이 경우, 도 11은 소스 및 수신지 장치를 망 클럭 마스터에 슬레이브시키는 것을 도시하며, 여기서 망 프레임 동기 FSY2는 소스 및 수신지 샘플률 FSY1 = fs를 컴파일하는데 사용된다.

도 10 및 도 11을 함께 참조해 보면, 수신지의 PLL(130)이 도 10에 도시되어 있다. PLL(130)은 분할기 및 곱셈기(132)와 관련되어 있다. 분할기 및 곱셈기(132)는 주파수를 FSY2의 망 전송률에 대한 X/Y 계수로 분할 및 곱하기(multiply)할 것이다. 개별 분할기 및 곱셈기 대신, PLL(130)은 분수 분할기(fractional divider, 132)를 가질 수 있다. 분수 분할기 또는 개별 분할기 및 곱셈기(132)는 실제로 멀티미디어 장치(124)의 일부를 구성하거나 통합될 수 있다.

도 11과 관련하여, 망 프레임 동기 FSY2가 48kHz이고 소스 및 수신지 샘플률이 44.1kHz이면, 분할기 곱셈기(132a, 132b)에는 147/160의 누적률(cumulative ratio)이 발생한다. 그러나, 망 프레임률이 44.1kHz이고 소스 및 수신지 샘플률이 48kHz라면, 분할기 곱셈기(132a, 132b) 내에서 누적률은 160/147이다. DVD 드라이브의 일부로서, 시스템 제어기가 드라이브 제어하고, 오디오 및 비디오 정보를 디코딩하며, 오디오 정보를 아날로그로 변환시키는 반면, 압축되지 않는 비디오를 디스플레이로 송신할 것이다.

제어기는 일반적으로 로컬 27MHz 수정 발진기에 의해 클러킹된다. 대안적으로, 수정이 비활성화될 수 있고 제어기가 FSY2로부터 파생된 27MHz 클럭으로부터 클러킹될 수 있다. 제어기는 인터페이스(134a, 134b) 내에 구비된다. 오디오 데이터가 드라이브에서 읽혀지면서, 영화인 경우 압축이 해제되고, 필요한 경우 DAC로 전송된다. DAC의 샘플률은 고정되고 변하지 않으며, 이는 27MHz 기준으로부터 직접 또는 암시적으로 생성된다. 예를 들면, 2/1125의 주파수 변환율을 가진 PLL은 제어기의 27MHz 기준 클럭을 드라이브로부터 오디오 데이터를 샘플링하기 위해 필요한 48kHz 샘플 클럭으로 변환시킬 것이다. 49/30000의 변환율은 27MHz를 44.1kHz로 변환시킬 것이다. 따라서, 소스 장치(136) 및 수신지 장치(138)는 제어기가 인터페이스(134a, 134b) 내에서 작동하는 율은 물론 거의 모든 주파수로 샘플링된 데이터를 수신할 수 있다. 따라서, 직렬 클럭 및 샘플률은 소스 및 수신지 노드 내의 로컬 PLL의 분할 및 곱셈 계수에 기초하여 조절될 수 있다. 따라서, 로킹된 등시성 전송 모드가 이루어질 수 있다.

도 12는 비순응 장치가, 꼬임쌍 또는 CAT5 케이블을 통해 TCP/IP 정보를 송신하는 퍼스널 컴퓨터를 포함할 수 있는 대안적 실시예를 도시한다. 그러나, 불행히도 이더넷 통신과 관련된 TCP/IP 정보는 스트리밍 비디오 및 오디오 정보와 같은 다른 유형의 데이터와 유사하지 않다. 도 12는 예컨대 다양한 유형의 데이터가 셋톱 박스(STB, 200)로부터, 또는 셋톱 박스로 송신되는 주택을 도시한다. STB(200)에 대한 클라이언트인 DTV(202)는 일반적으로 오디오 및 비디오 스트리밍 데이터를 수신하기 위해 동축 케이블로 접속된다. 또한, 주택 내에는 다수의 DTV가 있을 수 있다. 각각의 DTV는 바람직하게는 웹 브라우징을 수용할 수 있고, 그 결과 파선으로 도시된 개별 CAT5 케이블을 통해 STB(200)에 링크되어야 한다. STB(200)과 각 클라이언트 사이에 두 개의 물리적 접속을 가지는 것은, 특히 주택 곳곳에 배열된 DTV와 STB 사이에 단 하나의 물리적 접속 또는 경로 링크(routing link)를 가지는 가정에서 부담이 되는 것으로 알려져 있다. 셋톱 박스와 클라이언트 사이의 여분의 접속을 제거하는 것은 매우 바람직하고, 바람직한 해결책이 도 13에 도시되어 있다.

도 13은 주택 전체에 걸쳐있는 기존의 CAT5 케이블을 통해 인터넷 액세스 및 브로드캐스트 스트리밍 데이터를 지원하기 위한, STB(200)와 각 DTV(202) 사이의 단일 물리적 접속을 도시한다. 각 DTV(202)가 인터넷 및 스트리밍 데이터에 모두 액세스할 수 있는 것 이외에도, 망을 주택 내 각 방 또는 다른 방의 다른 노드로 확장하는 것이 바람직하다. 예컨대, DTV(202)는 오디오 비디오 수신기(204)에 접속되는 추가적인 직렬 연결 방식으로 이루어질 수 있다. 또한, DTV(202b) 및 DTV(202c)는 인터컴(intercom)에 연결될 수 있는 반면, DTV(202d)는 예컨대 보안 카메라에 연결될 수 있다. 따라서, 다른 멀티미디어 장치가 직렬 연결 내에서 각 클라이언트의 제2 포트에 연결될 수 있으며, 여기서 하나의 포트는 STB에 접속되고 다른 포트는 추가의 멀티미디어 장치에 접속성을 제공할 수 있다.

도 14는 직렬 연결 방식으로 접속되는 클라이언트(202) 사이에서 가상 링을 형성하는 직렬 연결 접속성(daisy chain connectivity)을 더 상세히 도시한다. 이더넷 및 스트리밍 데이터는, 각 포트(210)에 접속된 두 쌍의 꼬임 컨덕터(208)로 표시된 단일의 CAT5 케이블 내에서 결합된다. 따라서, 두 개의 컨덕터는 포트(210)의 수신기에 연결될 수 있고 두 개의 컨덕터는 포트(210)의 송신기에 연결될 수 있으며, 각 쌍은 차동 신호(differential signal)를 수용한다. 비순응 이더넷 패킷은 4B/5B 인코딩을 사용하여 코딩될 수 있고, 망을 통해 송신되는 순응 프레임의 프레 임 구조 내에서 래핑될 수 있다. 예를 들면, 클라이언트(202a)는 STB(200)로부터 패킷화된 이더넷 정보를 수신할 수 있지만, 마찬가지로 STB(200)로부터 송신되는 프레임의 또 다른 세그먼트 또는 일부에 위치된 스트리밍 데이터도 수신할 수 있다.

각 프레임 내 데이터의 비트스트림은 클럭 신호에 동기화된다. 망이 시동 또는 리셋되면, 하나의 클라이언트는 마스터 클럭 클라이언트로 지정될 수 있고, 이에 의해 이 클라이언트 내의 수정 공진기(crystal resonator)가 망 전송을 동기화하는데 사용된다. 동기 데이터는 슬레이브 클라이언트 위치에서 클럭 신호를 복원하기 위한 에지를 제공한다. 각 슬레이브 클라이언트 또는 노드 내의 수신기는 클럭 신호를 복원하고, 동기 데이터를 링 내의 다음 클라이언트 또는 노드로 전송하기 위해 클럭 신호를 사용한다. 각 클라이언트는 두 개의 포트를 포함하고 각 포트는 차동 신호를 수신 및 전송하는 두 쌍의 컨덕터를 수용하므로, 망은 클라이언트 노드가 직렬 연결 방식으로 접속되더라도 링으로 구성된다. 단지 하나의 예로 도시한 도면에 따르면, 클라이언트(202e)는 스트리밍 비디오 신호를 수신하는 DTV 일 수 있으며, 오디오 신호는 클라이언트(202e)를 통해, 이 오디오 신호를 처리하는 오디오 비디오 수신기를 포함할 수 있는 클라이언트(202f)로 전송될 수 있다. 또한, 프레임 구조 내에는 클라이언트(202g)가 인터넷 액세스 또는 이메일 메시징(messaging)하도록, 클라이언트(202g)에 의해 수신되는 이더넷 신호가 있을 수 있다.

클라이언트 노드는 직렬 연결 방식으로 접속될 수 있지만, 노드는 또한 링형 또는 스타형 토폴로지로 접속될 수 있다. 예컨대, 각각 그 자체의 관련 망 인터페이스를 가지는 3개의 노드를 접속할 때, 각 노드는 노드 사이의 CAT5 링크와 함께 그 자체의 RJ45 단말 세트를 가질 수 있다. 최소한 하나의 RJ45 커넥터가 각 노드와 관련될 수 있지만, 링형 토폴로지로 접속되는 경우에는 3개의 노드를 위해 6개의 RJ45 커넥터가 요구된다. 스타형 토폴로지에서는 3개의 CAT5 케이블 및 하나의 라우팅 허브(routing hub)와 함께 6개의 RJ45 커넥터가 요구된다. 라우팅 허브의 일 예가 도 3에 도시되어 있으며, 여기서 허브는 순응 및 비순응 데이터를 수용할 수 있다. 대안적으로, 망 인터페이스가 도 22에 도시된 것과 같이 라우터 구성에 연결될 수 있다.

도 15는 클라이언트(202e)와 같은 클라이언트의 양방향성 기능을 더 상세히 도시한다. 특히, 제1 포트(212)는 STB 또는 모뎀(200)과의 접속을 위해 RJ45 잭에 접속될 수 있다. 제2 포트(214)는 오디오 비디오 수신기(202f)와의 접속을 위해 또 다른 RJ45 잭에 접속될 수 있다. 망 인터페이스(216)는 포트(212, 214) 및 이와 관련된 다중화기를 포함한다. 인터페이스(216)는 또한 DSP(218)뿐만 아니라, 인코더/디코더, 스크램블러/디스크램블러(scrambler/descrambler), 파형 정형 송신기(wave-shaping transmitter), 출력 드라이버, 꼬임쌍 수신기(twisted-pair receiver), 적응 등화기(adaptive equalizer), 클럭 및 데이터 복원 기능, 및 매체 액세스 제어기(MAC) 등을 포함한다. 클라이언트(202e)가 DTV이면, 비디오 정보는 비디오 정보를 디코딩하고 이를 디스플레이(222)에 적합한 포맷으로 위치시키는 디코더(220)로 송신될 수 있다. 비디오 정보는 클라이언트(202e)에 의해 추출되지만, 패킷화된 데이터 및 오디오 정보는 상술한 것과 같이 바이패스 출력(BO) 포트(214)를 통해 오디오 비디오 수신기(202f) 및 다운스트림의 퍼스널 컴퓨터(202g)로 전송된다.

도 16은 도 15의 망 인터페이스(216)를 더 상세히 도시한다. 망 인터페이스(216)는, 다수의 상이한 동작 속도(operating speed)를 가질 수 있고 상이한 코딩 방식을 수용할 수 있는 PHY를 나타낸다. 예컨대, 동작 속도는 150Mbit(3072Fs), 125Mbit(2560Fs), 및 100Mbit(2048Fs)일 수 있다. 상이한 코딩은 DCA 및 4B/5B 코딩을 포함할 수 있다. 링 토폴로지를 실현하기 위해, 두 포트는 모두 클럭 및 데이터 복원을 수행하고, 수정(220)과 같은 마스터 클럭 생성기 또는 PLL(222)을 통한 복원을 이용하여 로킹 지시(lock indication)를 제공한다. 드라이버, 수신기는 포트의 쌍과 관련되어 있으며, 노드를 통해 또는 노드를 망 내의 다음 노드로 바이패스함으로써 정보의 채널을 지시하는 일련의 다중화기(224)도 포트의 쌍과 관련되어 있다. 로직(226)은 전송 스트림(228)의 데이터 및 클럭 복원에 대한 동기화를 이루기 위해, 데이터를 수신하고 프레임 및 비트 타이밍 에지(frame and bit timing edge)를 위한 동기화 클럭을 추출한다.

MAC(230)은 로직(226)뿐만 아니라 클럭/데이터 복원 회로와 연결되고, MII 및 RMII 버스를 지원하는 미디어 독립 인터페이스를 제공한다. MAC(230)은 호스트 제어기(232) 및 데이터 엔진(234)을 포함하고, CAT3 및 CAT5 비차폐 꼬임쌍 케이블에 대한 전이중(full duplex) 10 Base T, 100 Baee T를 지원하며, 또한 상술한 프레임 구조에 위치된 순응 데이터를 수용할 수도 있다.

도 22는 도 5와 유사한 인터페이스(216) 세트를 도시한다. 그러나, 인터페이스는 순응 및 비순응 정보를 모두 수신 및 전송하도록 연결된다. 비순응 정보는 대응하는 RJ45 커넥터로부터 포트(212)를 통해 포트(214)로, 이후에는 라우터(211)로 송신될 수 있다. 이후, 라우터(211)는 이 라우터가 예컨대 이더넷 라우터라면 비순응 정보를 전송한다. 이 비순응 정보는 다시 적절한 인터페이스로, 이후에는 각각의 RJ45 커넥터를 통해 그 수신지로 전송될 수 있다. 도 22에는 단지 3개의 인터페이스가 도시되어 있지만, 모든 인터페이스가 라우터에 접속되어 있는 3 이상의 인터페이스가 구비될 수도 있다. 데이터가 순응성이라면, 정보는 여기서 기술되는 프로토콜에 따라 로컬 버스(213)를 통해 송신될 수 있다.

도 17은 MAC(230)을 더 상세히 도시한다. 로직(240)은 디코더(220) 및 디스플레이(222)와 같은 멀티미디어 장치로부터 데이터를 수신한다. 이후, 이 데이터는 전송 데이터로서 드라이버로 전송되거나, 수신 데이터로서 수신기로부터 수신될 수 있으며, 이들 각각은 차동 회로(differential pair, 242)를 이룬다. MAC(230)은 데이터가 순응성인지 아닌지에 따라 상이한 전송 속도를 지원하므로, 유효한 수신/전송 데이터가 4-비트 수신/전송 버스에 존재하는지 지시하기 위해 손 형상 신호(hand-shaped signal)가 사용된다. MAC 인터페이스는 MII 또는 RMII 모드에서 구성된다.

MAC(230)은 또한 자동 검출 또는 자동 교섭 기능(244)을 포함한다. 자동 교섭 기능의 목적은 PHY를 이에 연결된 클라이언트의 기능에 기초하여 최적 링크 파라미터로 자동 설정하는 것이다. 자동 교섭은, 두 개의 링크 파트너 사이의 구성 정보를 교환하고 연결된 클라이언트의 최고 성능 모드 또는 구성을 자동으로 선택하기 위한 메카니즘이다. 자동 교섭은 IEEE 802.3 시방서에 규정되어 있지만, 구성 레지스터(246) 내의 추가적인 예약 비트는 클라이언트 연결 장치(client-coupled device)가 순응성인지 아닌지 한정하도록 할당되어 있다.

PHY의 기능은 구성 레지스터(246)에 저장된다. 자동 교섭은 하드웨어 또는 소프트웨어 리셋, 전력 강하 리셋, 또는 레지스터 0, 비트 9를 자동 교섭 재시동을 지시하는 전압의 논리값 1로 설정함으로써 개시된다. 이러한 것들 중 하나가 검출되면, PHY는 고속 링크 펄스(fast linked pulse, FLP)의 버스트를 전송함으로써 자동 교섭을 시작한다. 이들은 1OM 송신기로부터의 링크 펄스 버스트이다. FLP 버스트에 의해 전송된 데이터는 "링크 코드 워드"로 알려져 있다. 링크 코드 워드는 IEEE 802.03, 28조항에 정의되어 있다. 구성 레지스터 내에 얼마나 많은 예약 비트가 사용되는지에 따라, 링크된 클라이언트를 위해 다중 매치(multiple match)가 있을 수 있다. 예컨대, 링크된 클라이언트는 1OOM 전이중, 1OOM 반이중, 1OM 전이중, 10M 반이중, 이더넷 장치, SPDIF 장치 등으로 식별될 수 있다. 예를 들면, PHY 특수 제어/상태 레지스터의 레지스터 31은, 클라이언트 연결 장치가 이더넷 데이터(즉, 퍼스널 컴퓨터)를 송신 및 수신하는 중인지, SPDIF 데이터를 송신 및 수신하는 중인지 등을 측정하도록 할당된 그 예약 비트 중 하나를 가질 수 있다.

도 17은 1OM 또는 1OOM 전이중 또는 반이중 신호를 전송하거나 순응 또는 비순응 신호를 송신하기 위해(250, 252) 사용되는 블록을 도시한다. 반면, 수신 신호는 아날로그로부터 디지털 형태(254)로 변환될 수 있고, 유입 신호의 속도에 따라, 또한 유입 신호가 순응 또는 비순응 장치로부터 파생되는지에 따라, 클럭 및 데이터가 복원(256)된다.

도 18은 PHY에 의해 실행되는 연산의 논리적 순서(260)를 도시한다. MAC(230)은 그 자체의 마스터 클럭 수정 또는 망에서 복원된 클럭으로부터 동기화된다. 유입 신호는 MI 또는 RMII 인터페이스(270)에 위치되며, 여기서 데이터가 4B/5B 인코더(272)를 사용하여 인코딩된다. 유입 니블(nibble)은 1비트만큼 증가되고, 인코딩된 5비트는 스크램블러(274)를 사용하여 스크램블될 수 있다. 반복되는 데이터 패턴은 바람직하게는 전력 스펙트럼 밀도(power spectral density) 및 큰 협대역 피크(narrow-band peak)를 제거하기 위해 스크램블된다.

스크램블러(274)는 5-비트 폭 병렬 데이터를 NRZI 변환기(276)로 전달하며, 여기서 이 데이터는 직렬 125MHz NRZ 데이터 스트림이 된다. NRZ 데이터 스트림은 변환기(278)를 사용하여 MLT-3으로 인코딩된다. MLT-3은, 논리 레벨의 변화가 코드 비트 논리값 1을 나타내고 동일한 레벨에 남아 있는 논리 출력이 논리값이 0인 레벨에서 코드 비트 0을 나타내는 3레벨 코드(tri-level code)이다. 등화기(280)는 물리 전송 채널에 의해 야기된 위상 및 진폭 왜곡을 보정(compensate)한다. 등화기(280)는 바람직하게는 예컨대 1미터 내지 150미터의 CAT5 케이블에 대한 신호를 복원한다. 일단 복원되면, 데이터는 RJ45 잭(282)으로 위치되고, 이후 CAT5(또는 CAT3) 케이블(284)에 위치된다. 그러나, MAC(230)으로부터 CAT5(284)로 흐르는 데이터는 당연히 양방향성이다.

도 19를 참조하면, 수신기는 4B 코드에 대응하는 5B 기호를 수신할 것이며, 송신기는 이를 전송할 것이다. 예컨대, 수신기는 5B 코드를 고유한 4B 값을 가지는 것으로 번역(interpret)할 것이다. 송신기는 5B 코드를 고유한 4B 값으로 전송할 것이다. 4B 값 또는 니블에는 16개의 가능한 데이터 값이 있으며, 이들 각각은 고유한 기호로 인코딩되고, 예컨대 송신기에 의해 CAT5 케이블에 위치된다. 도 19에 도시된 16개의 고유하게 정의된 니블 및 이에 대응하는 5B 기호는 잘 알려져 있으며 이더넷 전송 프로토콜을 위해 표준화되어 있다.

도 19 및 도 20을 함께 참조하면, 이더넷 데이터의 패킷(290)은 일반적으로 기호 이름 JK 또는 1100010001의 5B 기호를 가지는 스트림의 시작(SOS) 니블 쌍 다음에 즉시 송신된다. 패킷(290) 다음에는 기호 이름 TR 또는 0110100111의 5B 기호를 가지는 스트림의 끝(EOS)이 즉시 따라온다. 패킷(290, 292) 사이에는 기호 이름 I 또는 11111의 5B 기호를 가지는 반복 시퀀스가 있으며, 이는 어떠한 패킷도 존재하지 않으며 채널이 유휴 상태(idle)임을 지시한다.

이더넷 전송 프로토콜의 고유한 특징은 모든 유효 데이터가 5B 기호 시퀀스 내에서 논리값 0의 세트를 둘 이상 포함하지는 않는다는 것이다. 데이터가 10비트 시퀀스 내에서 논리값 0의 시퀀스 세트를 둘 이상 포함한다면, 코딩 위반이 발생한다고 알려져 있다. 두 개의 5-비트 5B 기호는 데이터를 표현하기 위해 함께 배열하는 경우 하나 이상의 논리값 1에 의해 분리되는 2개의 3-비트 논리값 0을 포함할 수 없으므로, 이러한 시퀀스를 도 21의 도면부호 294로 도시된 것처럼 공식화하는 것은 데이터 코딩 위반을 나타낼 뿐만 아니라 FSY(도 2)를 설정하기 위한 동기화 바이트를 나타낼 수 있다. FSY는 동기화 바이트이며, 각 프레임의 시작에서 반복된 다. JK의 조합은 논리값 1에 의해 분리되는 두 개의 논리값 0의 3-비트 시퀀스를 생성하거나 또는 KK 값이 사용되면 두 개의 논리값 1에 의해 분리되는 두 개의 논리값 0의 시퀀스를 생성한다. 이더넷 패킷과 같은 패킷의 시작은 도면부호 296(도 21)에 도시된 것처럼 10-비트 시퀀스 내에서 논리값 0의 3비트 하나로써 이루어질 수 있다. 패킷 헤더 정보는 두 개의 10비트 5B 시퀀스 내에서 논리값 0의 3비트 시퀀스를 생성하는 K0, K1 등과 같은 임의의 기호 시퀀스일 수 있다.

도 19에 도시된 것과 같이, 5비트의 32개의 가능한 조합이 있을 수 있다. 그러나 필요한 4비트를 인코딩하기 위해서는 단지 16개만이 필요하다. 이는 잠재적으로 16개의 미사용 코드를 남긴다. 이더넷에서는, 이러한 코드의 일부가 스트림의 시작, 스트림의 끝, 전송 에러, 및 유휴 코드(idle code)를 신호화하는데 사용된다. 이더넷에서는, 패킷이 비동기망을 사용하여 송신되어 언제라도 송신될 수 있고, 어떠한 동기화 정보도 제공하지 않는다. 따라서, 임의의 패킷이 일정한 시간 내에 그 수신지에 도달하도록 보장되지 않는다. 반면, 본 통신 시스템은 동기망이다. 하나의 노드는 타이밍 마스터일 수 있고 다른 모든 노드는 비트스트림으로부터 그들 각각의 클럭을 복원할 수 있다. 이는 모든 노드가 정확히 동일한 클럭에서 동작하도록 강제한다.

노드가 직렬 연결 방식으로 접속되는 반면, 통신은 가상 또는 논리적 링에서 동작한다. 이더넷 또는 CAT5 케이블은 특히 직렬 연결 방식으로부터 논리적 링을 생성하는데 유용한데, 이는 양방향성 통신을 위한 다수의 꼬임쌍을 포함하고 있기 때문이다. 노드는 공유 채널에 대한 액세스를 위해 중재할 수 있으며 헤더를 가진 패킷을 수신지 어드레스 및 헤더로 송신할 수 있다. 채널은 특정 노드에 스트리밍 채널로서 할당될 수 있으며, 이는 오디오 또는 비디오 스트림을 이 채널에 위치시키기 위해 송신 노드마다 프레임당 고정된 수의 바이트를 제공한다. 송신 노드는 보장된 대역폭을 가지며, 망의 가상 링은 데이터가 일정한 시간 내에 수신지에 도달하도록 보장한다.

여기에서 이더넷 전송 프로토콜을 순응 전송 프로토콜과 결합시킴으로써, 서비스 품질 문제가 감소된다. MAC 회로는 이더넷과 순응 패킷 또는 스트리밍 데이터 사이에서 자동 검출할 수 있다. 자동 검출이 망이 또 다른 순응 또는 비순응 장치에 연결되어 있다고 측정하면, 이는 순응 전송 프로토콜로 변환하도록 구성할 수 있으며, 또는 선택적으로 이더넷 모드에서 통신할 수 있다. 기존의 이더넷 PHY를 사용하기 위해, 순응 망 전송 프로토콜은 이더넷이 사용하는 4B/5B 코딩을 이용하여야 한다. 복원된 클럭은, 이더넷 PHY가 이더넷 모드에서 데이터를 복원하기 위해 이를 생성하여야 하므로 이용할 수 있다.

이더넷 코딩 규칙은 셋 이상의 연속되는 논리값 0이 있을 수 없고 임의의 5-비트 코드에 둘 이상의 논리값 1이 존재할 것을 요구한다. 따라서, 데이터의 전송을 위한 16개의 유효한 코드는, 어떠한 조합도 하나 이상의 논리값 1에 의해 분리되는 3개의 연속되는 논리값 0의 두 세트를 생성할 수 없을 것을 요구한다. 따라서, 하나 이상의 논리값 1에 의해 분리되는 3개의 연속되는 논리값 0의 코딩 위반은 프레임의 시작을 식별한다. 일단 프레임 동기 패턴이 식별되면, 추가의 코딩 위반이 패킷의 시작, 패킷의 끝, 대기 식별자(wait identifier)를 식별하는데 사용될 수 있다.

여기에서 다수의 개선책이 기술되었지만, 이더넷-유사 패킷 정보를 전용 채널을 통해 송신하는 기능은, 예컨대 이더넷 모드에서 동작하는 망 포트로, 또한 망 포트로부터 이더넷 데이터의 직접 터널링(direct tunneling)을 제공할 것이다. 이더넷-유사 비동기 패킷은 시작 바이트, 다수의 수신지 바이트, 및 선점 확인(preemptive acknowledge, PACK) 바이트로 지정될 수 있다. 이더넷-유사 패킷은 또한 데이터가 시작하고 끝나는 곳을 나타내는 끝 바이트(end byte)를 가질 수 있다. 시작 및 끝 바이트의 조합은 상술한 것과 같이 DCA 코딩 규칙을 위반하는 특수 코드를 포함한다. PACK 바이트는 흐름 제어를 위해 사용된다. 현재의 이더넷 MAC 어드레스와 일치시키기 위해, 패킷 수신지 어드레스는 2 바이트 대신 6 바이트일 수 있다. 이더넷 MAC 어드레스는 비휘발성 메모리에 지역적으로(locally) 저장되고, 각 장치마다 고유하다. 유효한 이더넷 MAC 어드레스는, 노드에 상주하는 애플리케이션이 순응 또는 비순응 포트를 통해 접속될 수 있는 이더넷 장치와 끊김없이(seamlessly) 통신할 수 있도록 사용되어야 한다.

이더넷 비동기 패킷 채널 및 전송을 위한 이들 채널의 유지와 관련된 하나의 문제점은 중재(arbitration)이다. 일반적으로, 링 토폴로지 등은 마스터 노드, 이 마스터 노드에 대한 업스트림 노드, 및 다운스트림 노드를 가질 수 있다. 프레임 내의 임의로 주어진 바이트에 대해, 노드는 그 자체의 값을 전송하거나 이전의 업스트림 망 노드로부터 유입 바이트 값을 파이패스할 수 있다. 각 노드는 또한 데이터가 전송되기 전에 유입 데이터를 변경할 수 있다. 예컨대, 각 노드는 유입 바이 트 값을 증가시킬 수 있고 이 증가된 값을 전송할 수 있다. 주어진 프레임 바이트에 대해, 노드는 데이터 값 또는 식별자를 전송할 수 있다. 식별자는 임의의 데이터 값으로부터 고유하게 식별될 수 있어야 하고, 일반적으로 정의된 코딩 위반으로 구성된다. 시작 식별자(start identifier)는 중재시 어떠한 노드가 특정 채널의 우선권을 획득할지 결정하는데 사용된다.

둘 이상 노드가 동일한 바이트 채널에서 데이터를 전송하려고 하는 경우, 중재 프로토콜은 어떤 노드가 중재를 획득하고 이 바이트 채널에서 자신의 데이터를 전송하도록 허용되는지 결정한다. 이 채널은 중재를 획득한 노드가 자신의 데이터 전송을 종료할 때까지 사용된다. 일단 채널이 더 이상 사용되지 않으면, 망 내의 노드는 이 채널의 우선권을 위해 다시 한번 중재될 수 있다. 중재는, 현재 채널을 필요로 하는 노드 중 어떤 것에게 우선권이 부여되는지 결정하는 데에만 사용된다. 예컨대 이더넷 비동기 패킷 채널에 대한 중재의 일반적 규칙은 상당히 간단하다. 다수의 노드가 이들의 특정 프레임 내에서 이더넷 패킷의 시작을 지시하는 시작 바이트를 생성하면, 프레임의 시작에 가장 근접한 시작 바이트를 생성한 노드가 중재를 얻고 우선권을 획득할 것이다. 이후 이 노드는 끝 바이트로 끝나는 완료 패킷(complete packet)을 자유로이 송신할 수 있다. 다수의 노드가 시작 바이트를 프레임의 동일한 바이트 위치에 위치시키려고 하면, 마스터에 가장 근접한 노드가 중재를 획득할 것이다.

그러나, 다수의 노드가 또 다른 노드가 송신을 완료할 때 이더넷 패킷을 송신하기 위해 대기 중이라면, 이 대기 노드는 토큰 링(token ring) 방식으로(현재 전송하는 노드의 바로 다운스트림 노드에서 시작하여, 링을 통한 데이터 흐름 방향으로) 채널에 대한 액세스를 부여받을 것이다. 다수의 노드가 전송할 준비가 되어 있고 채널이 이미 사용되고 있는 경우, 현재 전송 중인 노드에 이어 링 내의 노드 중 첫 번째 노드만이 채널이 유휴 상태가 되자마자 시작 바이트를 전송하고 중재를 획득하도록 허용된다.

단일 또는 가상 링의 모든 노드는 이더넷-유사 비동기 패킷 채널의 대역폭을 공유할 것이므로, 확인 메카니즘(acknowledge mechanism)이 이용되어야 한다. 모든 노드는 동일한 충돌 도메인(collision domain)을 공유하며, 하나의 노드가 가득 찬 수신 버퍼로 인해 패킷을 받아들일 수 없다면 이 노드는 선점 확인(PACK) 바이트를 어서트(assert)함으로써 이 채널 상의 모든 트래픽을 중단시킬 수 있다. 이는 이더넷 잼 신호(Ethernet jam signal)와 기능상으로 동등하다. 예컨대 노드의 MAC에 대한 수신지 어드레스, 멀티캐스트, 또는 브로드캐스트 어드레스를 수신하도록 되어있다면, 노드는 패킷을 위한 PACK 바이트를 어서트하지 않을 수 있다. 현재 비동기 채널의 CRC 확인 바이트는 저수준 하드웨어 및 전송 노드가 패킷이 그들의 수신지에 도달하지 못하는 시점을 검출할 수 있게 할 수 있다. 이러한 메카니즘은 모든 노드가 단일 또는 가상 링 내에서 함께 접속되어있는 경우에만 이루어진다.

상술한 내용에 대해 다양한 변형과 수정이 이루어질 수 있음은 당업자에게 명백하다. 아래의 청구항은 이러한 모든 변형과 수정을 포함하는 것으로 해석되어야 함을 유의해야 한다.

Claims

제1 노드;

제2 노드;

제3 노드;

상기 제1 노드와 제2 노드 사이에서 비스트리밍 데이터 및 스트리밍 데이터를 동기적으로 전송하기 위해, 두 개의 제1 컨덕터 쌍과 상기 제1 노드 사이에서 상기 제1 노드와 연결되는 제1 포트; 및

상기 제1 노드와 제3 노드 사이에서 비스트리밍 데이터 및 스트리밍 데이터를 동기적으로 전송하기 위해, 두 개의 제2 컨덕터 쌍과 상기 제1 노드 사이에서 상기 제1 노드와 연결되는 제2 포트;를 포함하는 통신 시스템.
제1항에 있어서,

상기 비스트리밍 데이터 및 스트리밍 데이터는, 상기 제1 노드, 제2 노드, 또는 제3 노드 중 단 하나와 연결되는 수정 공진기로부터 유래되는 클럭 신호에 동기화되는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제1 노드, 제2 노드, 및/또는 제3 노드에서 상기 비스트리밍 데이터 및 스트리밍 데이터의 에지로부터 클럭 신호가 파생되는 것을 특징으로 하는 통신 시 스템.
제1항에 있어서,

상기 제1 포트는 수신기 및 드라이버를 포함하고, 상기 수신기는 상기 비스트리밍 데이터 및 스트리밍 데이터의 에지로부터 클럭 신호를 복원하도록 구성되며, 상기 드라이버는 상기 클럭 신호를 수신하고 상기 비스트리밍 데이터 및 스트리밍 데이터를 복원된 클럭 신호와 동기적으로 드라이브하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제1 노드, 제2 노드, 및 제3 노드는 각각 퍼스널 컴퓨터, 오디오/비디오 수신기, 텔레비젼, 콤팩트 디스크(CD) 플레이어, 디지털 비디오 장치(DVD), 음향 스피커로 구성된 그룹으로부터 선택되는 멀티미디어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제1 노드, 제2 노드, 및 제3 노드는 상호접속되고, 상기 제1 컨덕터 쌍 및 제2 컨덕터 쌍 만을 이용하여 서로 배타적으로 통신하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제1 컨덕터 쌍 및 제2 컨덕터 쌍은 꼬임쌍 컨덕터인 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제1 컨덕터 쌍 및 제2 컨덕터 쌍은 4B/5B 인코딩과 같은 이더넷 인코딩 프로토콜을 이용하여 인코딩된 비스트리밍 데이터를 수신하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제1 노드, 제2 노드, 및 제3 노드는 서로 직렬 연결 방식으로 연결되고, 상기 제1 노드, 제2 노드, 및 제3 노드는 각각 둘 이상의 포트를 포함하며, 상기 제1 노드, 제2 노드, 및 제3 노드 내의 각 포트는 양방향성 차동 신호의 전송을 수용하고, 하나의 포트 내의 수신기에 수신되는 정보를 링형 통신 토폴로지를 이루도록 동일한 포트의 송신기로 또는 동일한 노드 내의 또 다른 포트의 송신기로 전송하는 다중화기를 구비하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제1 노드와 제2 노드를 링크하는 두 개의 컨덕터 쌍; 및

데이터의 프레임으로 양분되고 상기 두 개의 컨덕터 쌍을 통해 양방향으로 송신되는 차동 신호의 직렬 비트스트림으로서, 각 프레임은 프레임 코딩 위반으로 시작하며, 각 프레임 내 데이터의 비스트리밍 패킷은 각각 패킷 코딩 위반으로 시작하는 차동 신호의 직렬 비트스트림;을 포함하는 통신 시스템.
제10항에 있어서,

상기 프레임 코딩 위반은 연속되는 둘 이하의 전압 논리값 1에 의해 분리되는, 연속되는 세 개의 전압 논리값 0을 두 세트 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제10항에 있어서,

상기 패킷 코딩 위반은 연속되는 세 개의 전압 논리값 0을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제10항에 있어서,

상기 패킷 코딩 위반은 4B/5B 인코딩된 데이터가 뒤따르는, 연속되는 세 개의 전압 논리값 0을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제10항에 있어서,

상기 프레임 코딩 위반 및 패킷 코딩 위반은 이더넷 전송을 위한 데이터의 4B/5B 인코딩에 사용된 코드가 아닌 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
프레임 코딩 위반으로서 인코딩된 데이터와 유사하지 않은 비트 시퀀스를 형성하는 단계, 및 패킷 코딩 위반으로서 또 다른 비트 시퀀스를 형성하는 단계;

상기 프레임 코딩 위반 직후에 스트리밍 데이터 및 비스트리밍 데이터를 프레임 내의 두 개의 상이한 시간 세그먼트에 위치시키고, 상기 패킷 코딩 위반 직후에 상기 비스트리밍 데이터를 위치시키는 단계; 및

클럭 신호에 동기화된 스트리밍 데이터 및 비스트리밍 데이터의 프레임을 전송하는 단계;를 포함하는 데이터 전송 방법.
제15항에 있어서,

상기 프레임 코딩 위반으로서 인코딩된 데이터와 유사하지 않은 비트 시퀀스를 형성하는 단계는, 연속되는 세 개의 전압 논리값 0의 두 세트를 연속되는 둘 이하의 전압 논리값 1로 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
제15항에 있어서,

상기 패킷 코딩 위반으로서 또 다른 비트 시퀀스를 형성하는 단계는, 연속되는 세 개의 전압 논리값 0을 5비트 시퀀스 내에 위치시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
제15항에 있어서,

상기 스트리밍 데이터 및 비스트리밍 데이터의 에지로부터 상기 클럭 신호를 복원함으로써 멀티미디어 장치를 클러킹하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
제15항에 있어서,

멀티미디어 장치와 연결된 수정 공진기에 의해 상기 멀티미디어 장치를 클러킹하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
제15항에 있어서,

상기 프레임을 전송하는 단계는, 상기 스트리밍 데이터 및 비스트리밍 데이터의 프레임을 서로 직렬 연결 방식으로 연결된 복수의 노드로 송신하는 단계를 포함하며, 상기 각 노드는 링형 통신 토폴로지 내의 상기 복수의 노드 사이에서 차동 신호를 양방향으로 전송하는 둘 이상의 포트를 가지는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.