KR20120063985A - 기가 대역 주파수를 이용하는 케이블 네트워크 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기가 대역의 주파수를 이용하는 케이블 네트워크에 관한 것으로서, 광 신호 전송 장치, 광-동축 케이블 접속 장치 및 케이블 모뎀 장치를 포함하며, 광 신호 전송 장치는, 수신한 RF 신호를 RF 광 신호로 변환하여 전송하는 광 송수신부, 수신한 디지털 신호를 디지털 광 신호로 변환하여 전송하는 광 회선 단말 및 광 송수신부와 광 회선 단말로부터 광 신호를 수신하고 수신한 광 신호를 다중화하는 멀티플렉서를 포함하고, 광-동축 케이블 접속 장치는 광 신호를 수신하여 RF 신호 또는 디지털 신호로 변환하는 광 인터페이스 및 광 인터페이스로부터 RF 신호를 수신하여 동축 케이블로 전달하고 디지털 신호를 수신하여 RF 변조 신호로 변환하여 동축 케이블로 전달하는 케이블 인터페이스부를 포함하며, 케이블 모뎀 장치는 동축 케이블을 통해 RF 신호를 수신하여 처리하는 제1 케이블 모뎀부 및 동축 케이블을 통해 RF 변조 신호를 수신하여 처리하는 제2 케이블 모뎀부를 포함한다.

Description

기가 대역 주파수를 이용하는 케이블 네트워크{Cable Network Using Frequency Of Giga Band}
본 발명은 전송 시스템에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 케이블 네트워크에서의 전송 방법 및 전송 장치에 관한 것이다.
HFC(Hybrid Fiber Coax) 네트워크는 현재 인터넷 서비스의 가입자들이 많이 사용하고 있는 주요 네트워크 중의 하나이다. 현재 국내 인터넷 서비스의 3분의 1 이상이 HFC 네트워크를 이용해서 제공되고 있다.
또한, HFC 네트워크는 방송 서비스에도 널리 이용되고 있으며, 방송 서비스 가입자의 80% 이상이 HFC 네트워크를 이용해서 서비스를 제공받고 있다.
이처럼 국내에서 HFC 네트워크 인프라는 전국 95%의 홈패스율을 가지고 구축되어 있으며, 다양한 정보의 서비스, 예컨대, 방송 서비스와 인터넷 서비스 그리고 이들의 복합적인 서비스에 대한 수요가 증가함에 따라서, 더 많은 전송 자원이 요구되고 있다.
본 발명은 케이블 네트워크의 가입자당 양 방향 전송 성능을 향상시킬 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 케이블 네트워크에서 1 GHz 이상의 대역을 정보의 송수신에 이용하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 기존의 케이블 네트워크에서 1 GHz 이상의 대역을 이용하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태는 케이블 네트워크의 광 신호 전송 장치로서, 수신한 RF 신호를 RF 광 신호로 변환하여 전송하는 광 송수신부, 수신한 디지털 신호를 디지털 광 신호로 변환하여 전송하는 광 회선 단말 및 광 송수신부와 광 회선 단말로부터 광 신호를 수신하고 수신한 광 신호를 다중화하는 멀티플렉서(multiplexer)를 포함한다.
바람직하게는, 이때 상기 RF 신호는 1 GHz 이하의 주파수 대역을 이용하는 신호일 수 있다.
바람직하게는, 이때 상기 디지털 신호는 1 GHz 이상의 주파수 대역을 이용하는 신호일 수 있다.
광 신호 전송 장치는, 디지털 광 신호를 사용자 셀 별로 상이한 파장으로 나누어 전송할 수 있다.
광 신호 전송 장치는, RF 광 신호를 모든 사용자 셀에 동일한 파장으로 전송할 수 있다.
본 발명의 다른 양태는 광-동축 케이블 접속 장치로서, RF 광 신호를 수신하여 RF 신호로 변환하는 제1 광 인터페이스, 디지털 광 신호를 수신하여 디지털 신호로 변환하는 제2 광 인터페이스 및 제1 광 인터페이스로부터 RF 신호를 수신하여 동축 케이블로 전달하고, 제2 광 인터페이스로부터 디지털 신호를 수신하여 RF 변조 신호로 변환하여 동축 케이블로 전달하는 케이블 인터페이스부를 포함한다.
이때, RF 광 신호는, 바람직하게는, 1 GHz 이하의 주파수 대역을 이용하는 RF 신호를 광 신호로 변환한 것이다.
이때, 디지털 광 신호는, 바람직하게는, 1 GHz 이상의 주파수 대역을 이용하는 디지털 신호를 광 신호로 변환한 것이다.
광-동축 케이블 접속 장치는, 네트워크 상에서 셀 당 하나씩 할당될 수 있다.
여기서, 케이블 인터페이스부는, 제1 광 인터페이스로부터 RF 신호를 수신하여 동축 케이블로 전달하는 제1 케이블 인터페이스 및 제2 광 인터페이스로부터 디지털 신호를 수신하여 RF 변조 신호로 변환하여 동축 케이블로 전달하는 제2 케이블 인터페이스를 포함할 수 있다.
이때, 디지털 신호를 광-동축 케이블 접속 장치와 사용자 단말 사이의 동축 케이블 길이 등 케이블 환경에 적합한 RF 변조 신호로 변조할 수 있다.
광-동축 케이블 접속 장치는, 네트워크상에서 파이버 딥(Fiber Deep) 방식으로 배치될 수 있다.
이때, 상기 케이블 인터페이스부는 MAC(Mac Access Control) 기능을 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태인 케이블 모뎀 장치는, 동축 케이블을 통해 RF 신호를 수신하여 처리하는 제1 케이블 모뎀부 및 동축 케이블을 통해 RF 변조 신호를 수신하여 처리하는 제2 케이블 모뎀부를 포함하며, 제2 케이블 모뎀부는, RF 변조 신호를 수신하여 네트워크 단말 신호로 변환하는 케이블 인터페이스 및 케이블 인터페이스로부터 상기 네트워크 단말 신호를 수신하여 단말로 전송하는 단말 인터페이스를 포함한다.
이때 RF 신호는, 1 GHz 이하의 주파수 대역을 이용하는 신호인 것이 바람직하다.
이때, RF 변조 신호는 1 GHz 이상의 주파수 대역을 이용하는 신호인 것이 바람직하다.
네트워크 단말 신호는 네트워트 단말 신호가 전송되는 네트워크의 프로토콜에 따른 신호인 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 케이블 네트워크의 가입자당 양 방향 전송 성능을 크게 향상시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 케이블 네트워크에서 1 GHz 이상의 대역을 이용함으로써 케이블 네트워크의 전송 성능을 크게 향상시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 기존의 케이블 네트워크에서 1 GHz 이상의 대역을 이용함으로써, 서비스 제공자의 장비에 관한 투자 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 케이블 네트워크에서 사용되는 주파수 자원에 대하여 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 케이블 네트워크 시스템을 개략적으로 설명하는 블록도이다.
도 3은 본 발명이 적용되는 광 다중화 전송 장치(220)와 광/케이블 접속 장치(225)의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명이 적용되는 케이블 네트워크에서 광/케이블 접속 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명이 적용되는 시스템에서 사용자 측 케이블 네트워크의 구조를 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명이 적용되는 시스템에서의 기가 대역 신호의 하향 전송 방법을 개략적으로 설명하는 순서도이다.
HFC(Hybrid Fiber Coax) 네트워크는 기존의 케이블 TV 신호 전송용 선로를 이용하는 기술로서, 케이블 TV 전송 네트워크의 주요 부분을 광 케이블로 개선한 네트워크를 말한다. 서비스 가입자에게 최대한 가까운 위치까지 광 케이블을 이용하고, 그 이후에는 사용자의 단말까지 동축 케이블을 이용한다. 사용자 단말에서는 케이블 모뎀을 이용하여 데이터 전송 속도를 최대한 유지한다.
HFC 네트워크를 이용해서 방송 서비스, 인터넷 서비스, VoIP(Voice over Internet Protocol) 서비스 등 다양한 서비스를 제공할 수 있다. 하지만, 이용할 수 있는 주파수 대역이 제한되어 있어서 증가하는 멀티미디어 서비스에 필요한 주파수 자원을 할당하기 어려웠다.
이처럼 주파수 자원은 증가하는 다양한 서비스들에 비해서 많이 부족한데, 예를 들어, 상향 주파수 대역은 5 ~ 42(65) MHz이지만, 케이블로 유입되는 잡음들 때문에 실제로 사용하는 대역은 일반적으로 20 MHz 이상의 대역이다.
또한, 하향 주파수 대역은 54 ~ 864 MHz를 사용한다. 상향 주파수 대역보다 넓은 대역을 사용하지만, 상향링크보다 하향링크의 사용량이 많을 뿐만 아니라, 하향 주파수 대역을 이용하여, 아날로그 방송 서비스, 디지털 방송 서비스, 인터넷 서비스, VoIP 서비스 등 대부분의 서비스가 제공되고 있다.
따라서, 전송 자원의 부족으로 이들 다양한 데이터 전송 서비스의 전송 속도가 하락할 수도 있다.
홈 네트워크에만 특화되어 높은 주파수를 활용하고자 하는 시도는 있었지만, 이는 단순히 홈 네트워크에 특화된 기술로서 케이블 액세스 네트워크에 적합하지 않은 반 이중(half duplex) 방식을 사용하고 있으며, 케이블 액세스 네트워크에 사용하기에는 비효율적인 히든 노드를 고려하는 프로토콜이나 메쉬 전송 방식 등의 전송 구조를 가지고 있었다.
본 발명에서는 케이블 액세스 네트워크(Cable Access Network)에서 기가 대역 이상의 주파수를 효과적으로 사용하는 방법과 이를 이용한 장치 및 시스템을 제시한다.
광(optic) 케이블 구간과 동축 케이블 구간으로 이루어진 HFC 네트워크는 광 케이블 구간이 서비스 가입자(사용자) 쪽으로 좀 더 깊숙이 접근하여, 전송 품질의 향상을 꾀하는 파이버 딥(Fiber Deep) 구조를 이루게 될 것으로 예상되고 있다. 일반적으로 파이버 딥 구조에서는 200 내지 300 미터 이하의 짧은 동축 케이블 구간을 채택한다.
본 발명은 일반적인 HFC 네트워크뿐만 아니라 파이버 딥 구조를 가지는 HFC 네트워크에도 적용된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 구체적으로 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 명세서의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 명세서의 구성 요소를 설명하는데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합", "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
아울러, 본 발명에서 특정 구성을 "포함"한다고 기술하는 내용은 해당 구성 이외의 구성을 배제하는 것이 아니며, 추가적인 구성이 본 발명의 실시 또는 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함될 수 있음을 의미한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 케이블 네트워크에서 사용되는 주파수 자원에 대하여 개략적으로 설명하는 도면이다.
기존의 케이블 네트워크에서는 1 GHz 이하의 주파수 대역을 이용하여 테이터를 전송한다. 상향 주파수 대역으로 5 MHz ~ 42 MHz의 대역이 할당되며, 경우에 따라서, 5 MHz ~ 65 MHz까지 확장되기도 한다. 하지만, 상술한 바와 같이, 시스템상의 여러 가지 상황을 고려하여, 실제로 사용하는 대역은 더 작을 수도 있다.
기존의 케이블 네트워크에서, 하향 주파수 대역은 상향 주파수 대역보다 크다. 하향 주파수 대역은 54 ~ 864 MHz의 주파수 대역이 일반적으로 이용되며, 경우에 따라서 더 높은 주파수까지 확장될 수 있다. 하향 주파수 대역 중에서 케이블 방송 서비스는 일반적으로 낮은 주파수 대역을 사용하며, 인터넷 서비스는 일반적으로 높은 주파수 대역을 사용한다.
본 발명은 기존의 케이블 네트워크에서는 사용하지 않는 1 GHz 이상의 주파수 대역, 예컨대, 1 GHz ~ 3 GHz의 주파수 대역을 이용할 수 있는 방법을 제공한다.
도 2는 본 발명이 적용되는 케이블 네트워크 시스템을 개략적으로 설명하는 블록도이다.
케이블 네트워크 시스템은 분배 장치(200)와 광/케이블 접속 장치(225) 그리고 가정 내의 시스템(230)을 포함한다.
분배 장치(200)는 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 변조기(205), 스위치(210), CMTS(Cable Modem Termination System, 215), 광 다중화 전송 장치(220)를 포함한다.
QAM 변조기(205)와 스위치(210)는 인터넷과 방송으로부터 필요한 정보를 광 케이블을 이용하여 수신한다.
여기서는 QAM 변조기를 사용하는 것으로 설명하지만, 이는 본 발명의 일 실시예로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 현재 케이블에서는 64QAM, 256QAM 등의 QAM 변조기를 사용하는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 다양한 변조 방식에 모두 적용될 수 있다.
1 GHz 이하의 주파수 대역을 이용하여 서비스를 제공하는 방송 서비스는 QAM 변조기(205)를 통해서 광 다중화 전송장치(220)로 연결된다.
스위치(210)는 L3(Layer 3) 스위치 등이 이용될 수 있다. L3 스위치는 레이어 3(L3: Network Layer)의 프로토콜인 IP, IPX 등에서 스위칭 기능을 수행할 수 있으며, 라우터의 기능을 포함할 수 있다.
인터넷 서비스 중에서 1 GHz 이하의 주파수 대역을 이용하는 서비스, 예컨대 RF 신호를 이용하는 서비스는 스위치(210)를 지나서 CMTS(215)로 연결된다.
따라서, 1 GHz 이하의 주파수 대역을 이용하여 서비스를 제공하는 경우에는 기존의 네트워크 장치, 예컨대 QAM 변조기(205)와 CMTS(215) 등을 그대로 이용할 수 있다.
인터넷 서비스 중에서 1 GHz 이상의 주파수 대역을 이용하는 서비스, 예컨대 디지털 신호를 이용하는 서비스는 스위치(210)를 통해서 바로 광 다중화 전송 장치(220)로 연결된다.
1GHz 이하의 주파수 대역을 사용하는 케이블 방송 서비스와 인터넷 서비스의 경우는 광 다중화 전송 장치(220)와 광/케이블 접속 장치(225) 사이에서 RF 광 신호가 데이터 송수신에 이용된다.
1 GHz 이상의 주파수 대역을 사용하는 서비스에 대해서는, 광 다중화 전송 장치(220)와 광/케이블 접속 장치(225) 사이에서 디지털 광 신호가 데이터 송수신에 이용된다.
파이버 딥(Fiber Deep) 구조에서 광/케이블 접속 장치는 가정이나 사무실 등의 서비스 가입자(230)에 가깝게 위치한다. 이하, 설명의 편의를 위해, 서비스 가입자의 예로서 일반적인 가정집(home, 이하 '가정'이라 함)의 경우를 들어서 설명한다.
케이블을 이용한 각종 서비스는 기가 대역 CM(Cable Modem)(235)과 STB(Set Top Box)(240)를 통해서 가정(230) 내로 연결된다. 광/케이블 접속 장치(225)와 기가 대역 CM(235) 및 STB(240)는 동축 케이블로 연결된다.
기가 대역 CM(235)는 1 GHz 이상의 주파수 대역을 이용하여 전송된 데이터 신호를 처리한다. STB(240)는 1 GHz 이하의 주파수 대역을 이용하여 전송된 데이터 신호를 처리한다.
가정(230) 내의 최종 단말인 PC(245), IP-폰(250), TV(255) 등은 각각 기가 대역 CM(235) 및/또는 STB(240)와 연결되어 각종 데이터 서비스를 이용할 수 있다.
여기서는 인터넷과 스위치(210) 사이, 스위치(210)와 CMTS(215) 사이, 그리고 스위치(210)와 광 다중화 전송 장치(220) 사이에 동축 케이블이 사용되는 것으로 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라서 이들 구간에 선택적으로 광 케이블을 이용할 수 있다.
도 3은 본 발명이 적용되는 광 다중화 전송 장치(220)와 광/케이블 접속 장치(225)의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다. 도 3에서는 설명의 편의를 위해 각 셀(micro cell) 당 할당되는 여러 가입자 중의 한 가입자에게 데이터가 전송되는 경로를 따라서 본 발명을 설명한다.
광 다중화 전송 장치(220)는 기존의 주파수 대역을 이용하는 서비스 신호와 L3 스위치(210)로부터의 베이스밴드 디지털 신호를 다중화한다.
광 다중화 전송 장치(220)는 OTX/ORX(310), 광 회선 단말(320), MUX/DeM(330)을 포함한다.
ORT/ORX(Optic Transmitter/Optic Receiver, 310)는 QAM 변조기(205)와 CMTS(215)로부터의 RF 신호를 광 신호 바꾸어 MUX/DeM(Multiplexer/De Multiplexer, 330)으로 전달한다. 또한, OTX/ORX(310)는 MUX/DeX(330)로부터 입력되는 광 신호를 RF 신호로 바꾸어 QAM 변조기(205)와 CMTS(215)에 전송한다.
광 회선 단말(320)은 인터넷 등을 통해 입력되는 디지털 신호를 광 신호로 변환해 준다. 네트워크를 구축하는데 WDM(Wave Division Multiplexing) 기술과 PON(Passive Optical Network) 기술을 사용하는 경우에, WPON-OLT(Wave division multiplexing Passive Optical Network - Optical Line Terminal)을 광 회선 단말로서 사용할 수도 있다. WPON-OLT는 WDM-PON(Wave Division Multiplexing Passive Optical Network)의 광 회선 단말(OLT)로서 인터넷에 연결된 L3 스위치(210)로부터 입력되는 디지털 신호를 WDM-PON 신호로 만들어준다.
광 회선 단말(320)에 입력되는 디지털 신호는, 광 회선 단말(320)에 연결된 네트워크의 프로토콜에 따라서 다를 수 있다. 예컨대, 네트워크가 이더넷인 경우에는, 광 회선 단말(320)에 이더넷 신호가 입력된다.
또한, 광 회선 단말(320)은 MUX/DeM(330)으로부터 입력되는 광 신호를 디지털 신호로 변환한다.
WDM(Wave Division Multiplexing) 기술은 광 케이블이 사용할 수 있는 대역폭을 여러 개의 파장으로 분할하여 다수의 광 채널로 사용할 수 있게 한다. 즉, WDM 전송에서는 여러 개의 파장을 가진 광 신호를 하나로 묶어서 전송할 수 있다.
PON(Passive Optical Network) 기술은 서비스 가입자 측 시스템의 회선을 수동 소자로 구성하는 기술을 말한다. PON 기술이 적용된 네트워크는 점 대 다중 점 연결 방식을 취할 수 있다.
MUX/DeM(330)은 OTX/ORX(310)와 광 회선 단말(320)로부터 전송된 광 신호를 다중화한다. 또한, MUX/DeM(330)은 광/케이블 접속 장치로부터 전송된 상향 광 신호를 수신하여 역 다중화하며, 역 다중화된 광 신호를 OTX/ORX(310)와 광 회선 단말(320)로 전송한다.
광 다중화 전송 장치(220)와 광/케이블 접속 장치(230) 사이의 네트워크는 광 케이블을 이용한다.
광 다중화 전송 장치(220)와 광/케이블 접속 장치(230) 사이에 구축되는 네트워크에 사용되는 광 케이블의 일 예로서, DWDM- PON(Dense WDM-PON) 기술을 적용한 광 케이블을 사용할 수 있다. DMDW 기술은 WDM 기술에서 사용되는 분할된 파장들 사이의 간격을 더 좁혀서 높은 밀도를 갖는 파장들, 즉 더 많은 파장들을 사용함으로써, 용량과 채널을 증가시킨다.
DWDM- PON 기술을 적용하는 경우에, 파이버 딥 구조에서 셀을 더 잘게 나누어 셀 당 가입자의 수를 줄이고 각 셀 당 하나의 파장을 할당할 수 있다. 이 경우에, 가입자당 실질적인 데이터 전송률은 더 증가한다.
도 3에서는 분배 장치(200) 내 하나의 광 다중화 전송 시스템(220)당 16 개의 셀이 할당된 경우를 예시하고 있다.
이 경우에, 기존의 RF 신호의 전송을 위한 하향 파장 하나(λAD)와 상향 파장 하나(λAU)가 할당된다. 또한, 1 GHz 이상의 주파수 대역을 이용하는 디지털 신호에 대하여, 각 셀 당 하나씩 하향 파장(λDD)과 상향 파장(λDU)이 할당된다. 따라서, 전체 16 셀에 대하여, 1 GHz 이상의 주파수 대역을 이용하는 디지털 신호의 전송을 위해 하향 파장 16 개(λDD1 ~ λDD16)와 상향 파장 16 개(λDU1 ~ λDU16)가 할당된다.
스플리터(SP, 340)는 광 다중화 전송 장치(220)로부터 연결된 광 케이블을 각 셀로 분산한다.
광/케이블 접속 장치(225)는 각 셀마다 하나씩 할당된다. 따라서, 16 개의 셀이 하나의 광 다중화 전송 장치(220)에 할당된 경우, 각 셀별로 하나씩, 16 개의 광/케이블 접속 장치(225a ~ 225p)가 구비된다.
도 4는 본 발명이 적용되는 케이블 네트워크에서 광/케이블 접속 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
각 광/케이블 접속 장치(225a ~ 225p)는 광 인터페이스(Optic IF, 410, 420)와 케이블 인터페이스(430)을 포함한다.
각 광/케이블 접속 장치(225a ~ 225p)는 스플리터(340)로부터 각 해당 파장에 실려오는 신호를 수신하는 광 인터페이스(410, 420)를 포함한다.
광/케이블 접속 장치(225a ~ 225p)는 1 GHz 이하의 주파수 대역을 사용하는 RF 광 신호를 RF 신호로 변환하는 광 인터페이스(λ(0) Optic IF, 410)를 포함한다. 또한 광/케이블 접속 장치(225a ~ 225p)는 각 광/케이블 접속 장치에 할당된 파장에 대하여, 1 GHz 이상의 주파수 대역을 사용하는 디지털 광 신호를 디지털 신호로 변환하는 광 인터페이스(λ(n) Optic IF, 420)를 포함한다. 광 인터페이스(410, 420)는 변환된 신호를 케이블 인터페이스(Cable IF, 430, 440)로 각각 전달한다.
또한, 광 인터페이스(410, 420)는 케이블 인터페이스(430, 440)로부터 전송된 RF 신호와 디지털 신호를 광 신호로 변환한다. 여기서는 하나의 광/케이블 접속 장치에서 하나의 광 인터페이스에 하나의 캐이블 인터페이스가 대응하는 것으로 기재하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 하나의 광/케이블 접속 장치에서 복수의 광 인터페이스가 하나의 케이블 인터페이스에 대응하여 상호 작용할 수도 있다.
케이블 인터페이스(440)는 기가 대역 CM(235)으로부터 입력되는 1 GHz 이상의 주파수 대역을 이용하는 RF 변조 신호를 복조한 디지털 신호를 광 인터페이스(420)로 전송한다. 케이블 인터페이스(430)는 STB(240)로부터 입력되는 1 GHz 이하의 주파수 대역을 이용하는 RF 신호를 광 인터페이스(410)로 전송한다.
또한, 케이블 인터페이스(440)는 광 인터페이스로부터 입력되는 1 GHz 이상의 주파수 대역을 이용하는 디지털 신호를 RF 변조 신호로 변환하여 기가 대역 CM(235)로 전송한다. 디지털 신호를 시스템 환경에 따른 적절한 변조 방법을 사용하여 RF 변조 신호로 변환함으로써, 더 큰 용량의 고속 데이터 전송이 가능하게 된다.
광/케이블 접속 장치(225)와 기가 대역 CM(235) 사이에서 1 GHz 이상의 주파수 대역을 이용하는 디지털 신호를 RF 변조 신호로 변환하는 것은 파이버 딥 또는 RFoG(Radio Frequency over Glass) 등과 같은 네트워크 구조, 즉 동축 케이블의 길이가 짧고, 수동 소자로 구성된 네트워크의 상황을 고려하여 선택한 전송 방식에 따라서 변조 방식 및/또는 채널 코딩 방식 등을 선택한다.
RFoG 기술은 가입자 측의 시스템은 그대로 유지하면서, HFC 네트워크의 동축 케이블 구간을 광 케이블로 전환하는 기술이다. 파이버 딥과 RFoG 기술을 이용해서, 최대한 광 케이블을 사용자 측으로 확장시킴으로써, 데이터 전송 품질을 향상할 수 있다.
케이블 인터페이스(430)는 광 인터페이스로부터 입력되는 1 GHz 이하의 주파수 대역을 이용하는 RF 신호는 STB(240)로 전송한다.
기가 대역 CM(235)과 협력하여 가입자 사이의 전송 자원이 원활하게 공유될 수 있도록 제어하기 위해, 광/케이블 접속 장치(225)의 케이블 인터페이스(430)가 MAC(Medium Access Control) 기능을 갖도록 할 수도 있다.
네트워크 운용 효율 및/또는 데이터 전송 효율을 고려하여, 케이블 인터페이스(430) 및/또는 케이블 인터페이스(440)에 부여하는 MAC 기능은 전송 채널 자원(주파수, 전송 시간 등)의 공유, 전송 PHY(physical) 계층 파라미터(전송율, 변조 레벨 등)의 제어 등을 위한 기능만을 갖도록 할 수 있다. 이 경우에, 더 복잡한 MAC 기능, 예컨대 QoS(Quality of Service), 보안, OSS 등의 기능은 분배 장치의 L3 스위치 등의 스위치(210)와 같은 다른 헤드엔드(head end)에서 다루도록 할 수 있다.
도 5는 본 발명이 적용되는 시스템에서 사용자 측 케이블 네트워크의 구조를 개략적으로 설명하는 도면이다. 여기서는 설명의 편의를 위해서 데이터의 하향 전송에 대해서 설명한다.
1 GHz 이하의 주파수 대역을 이용하는 RF 신호들은 광/케이블 접속 장치(225)의 광 인터페이스(410)와 케이블 인터페이스(430)를 통해서 전송된다. 이 신호들은 케이블 인터페이스(430)를 거쳐 STB(240)로 전송된다.
1 GHz 이상의 주파수 대역을 이용하는 디지털 신호들은 광/케이블 접속 장치(225)의 광 인터페이스(420)와 케이블 인터페이스(440)을 통해서 RF 변조 신호로 변환되어 전달된다. 이 신호들은 다시 기가 대역 CM(235)의 사용자별 케이블 인터페이스(510)를 통해서 수신되며, 다시 단말 인터페이스(520)를 통해서 사용자의 단말(245, 250)로 전달된다.
데이터의 상향 전송의 경우에는, 상술한 과정들의 역 과정이 수행된다.
도 6은 본 발명이 적용되는 시스템에서의 기가 대역 신호의 하향 전송 방법을 개략적으로 설명하는 순서도이다.
분배 장치에서 기가 대역을 이용하는 디지털 신호를 수신한다(S610).
상술한 바와 같이, 이 경우에도 1 GHz 이하의 주파수 대역(이하, '기존 대역'이라 함)을 이용하는 RF 신호는 종래와 같은 방식으로 수신 및 처리된다. 1 GHz 이상 주파수 대역(이하, '기가 대역'이라 함)을 이용하는 RF 신호에 대한 처리는 기존 대역을 이용하는 디지털 신호에 대한 처리와 병행하여 수행된다.
수신된 기가 대역의 디지털 신호들은 스위치를 통해 광 다중화 전송 장치로 전송된다. 이때 스위치로는 L3 스위치를 사용할 수 있다. 수신한 기존 대역을 이용하는 신호들은 QAM 변조기 또는 스위치/CMTS를 통해 광 다중화 전송 장치로 전송된다.
광 다중화 전송 장치는 수신한 신호들을 광 신호로 변환한다(S620).
기존 대역을 이용하는 RF 신호와 기가 대역을 이용하는 디지털 신호는 각각 할당된 파장을 이용하여 광 신호로 변환된다.
광 다중화 전송 장치는 광 신호를 다중화한다(S630). 광 다중화 전송 장치는 시스템의 전송 방식에 적합한 소정의 다중화 방법을 통해서, 광 신호를 다중화하고 광 케이블을 통해 이를 전송한다.
전송된 광 신호는 스플리터에서 각 셀별로 갈려서 전송된다(S640). 전송된 광 신호는 DWDM 스플리터(splitter)를 통해서 셀마다 할당된 파장을 이용하여 신호를 전달할 수 있다.
광/케이블 접속 시스템에서 수신된 광 신호는 RF 변조 신호로 변환된다(S650).
기존 대역을 이용하는 RF 광 신호의 경우에, 광 신호는 RF 신호로 변환된다. 기가 대역을 이용하는 디지털 광 신호의 경우 역시 광/케이블 접속 시스템을 통해서 시스템 환경에 적합한 변조 방식에 의해 RF 변조 신호로 변환된다.
RF 신호 및 RF 변조 신호로 변환된 디지털 신호는 동축 케이블을 통해 단말로 전달된다(S660).
기존 대역을 이용하는 RF 신호는 STB로 전송되며, 기가 대역을 이용하는 디지털 신호(RF 변조 신호)는 기가 대역 CM으로 전송된다.
기가 대역을 이용하는 디지털 신호는 기가 대역 CM에서 최종 단말에 적합한 신호로 변환되며, 기존 대역을 이용하는 RF 신호 역시 최종적으로 해당 신호를 이용하는 단말의 특성에 맞게 변환될 수 있다. 예컨대, 디지털 신호가 전송되는 네트워크의 최종 단말이 PC이며, 네트워크의 유형이 이더넷인 경우에는 디지털 신호를 이더넷 신호로 변환하여 전송할 수 있다.
기존 대역을 이용하는 신호들은 STB를 거쳐서 TV와 PC으로 전송된다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 실시예는 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.

Claims (17)

  1. 수신한 RF 신호를 RF 광 신호로 변환하여 전송하는 광 송수신부;
    수신한 디지털 신호를 디지털 광 신호로 변환하여 전송하는 광 회선 단말; 및
    상기 광 송수신부 및 상기 광 회선 단말로부터 광 신호를 수신하고 수신한 광 신호를 다중화하는 멀티플렉서를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 신호 전송 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 RF 신호는 1 GHz 이하의 주파수 대역을 이용하는 신호인 것을 특징으로 하는 광 신호 전송 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 디지털 신호는 1 GHz 이상의 주파수 대역을 이용하는 신호인 것을 특징으로 하는 광 신호 전송 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 광 신호 전송 장치는,
    상기 디지털 광 신호를 사용자 셀별로 상이한 주파수로 나누어 전송하는 것을 특징으로 하는 광 신호 전송 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 광 신호 전송 장치는,
    상기 RF 광 신호를 모든 사용자 셀에 동일한 주파수로 전송하는 것을 특징으로 하는 광 신호 전송 장치.
  6. RF 광 신호를 수신하여 RF 신호로 변환하는 제1 광 인터페이스;
    디지털 광 신호를 수신하여 디지털 신호로 변환하는 제2 광 인터페이스; 및
    상기 제1 광 인터페이스로부터 상기 RF 신호를 수신하여 동축 케이블로 전달하고, 상기 제2 광 인터페이스로부터 상기 디지털 신호를 수신하여 RF 변조 신호로 변환하여 동축 케이블로 전달하는 케이블 인터페이스부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광-동축 케이블 접속 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 RF 광 신호는,
    1 GHz 이하의 주파수 대역을 이용하는 RF 신호를 광 신호로 변환한 것인 광-동축 케이블 접속 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 디지털 광 신호는,
    1 GHz 이상의 주파수 대역을 이용하는 디지털 신호를 광 신호로 변환한 것인 광-동축 케이블 접속 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 광-동축 케이블 접속 장치는,
    네트워크 상에서 셀 당 하나씩 할당되는 것을 특징으로 하는 광-동축 케이블 접속 장치.
  10. 제6항에 있어서, 상기 케이블 인터페이스부는,
    상기 제1 광 인터페이스로부터 상기 RF 신호를 수신하여 동축 케이블로 전달하는 제1 케이블 인터페이스; 및
    상기 제2 광 인터페이스로부터 상기 디지털 신호를 수신하여 RF 변조 신호로 변환하여 동축 케이블로 전달하는 제2 케이블 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 광-동축 케이블 접속 장치.
  11. 제6항에 있어서, 상기 RF 변조 신호는,
    상기 디지털 신호를 상기 광-동축 케이블 접속 장치와 사용자 단말 사이의 동축 케이블 사용환경에 따라서 선택된 변조 방법에 의해 변조한 것인 광-동축 케이블 접속 장치.
  12. 제6항에 있어서, 상기 광-동축 케이블 접속 장치는,
    네트워크상에서 파이버 딥(Fiber Deep) 방식으로 배치된 것을 특징으로 하는 광-동축 케이블 접속 장치.
  13. 제6항에 있어서, 상기 케이블 인터페이스부는 MAC(Mac Access Control) 기능을 가지는 것을 특징으로 하는 광-동축 케이블 접속 장치.
  14. 동축 케이블을 통해 RF 신호를 수신하여 처리하는 제1 케이블 모뎀부; 및
    동축 케이블을 통해 RF 변조 신호를 수신하여 처리하는 제2 케이블 모뎀부를 포함하며,
    상기 제2 케이블 모뎀부는,
    상기 RF 변조 신호를 수신하여 네트워크 단말 신호로 변환하는 케이블 인터페이스; 및
    상기 케이블 인터페이스로부터 상기 네트워크 단말 신호를 수신하여 단말로 전송하는 단말 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 RF 신호는 1 GHz 이하의 주파수 대역을 이용하는 신호인 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀 장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 RF 변조 신호는 1 GHz 이상의 주파수 대역을 이용하는 신호인 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀 장치.
  17. 제14항에 있어서, 상기 네트워크 단말 신호는 상기 네트워트 단말 신호가 전송되는 네트워크의 프로토콜에 따른 신호인 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀 장치.
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