KR20140042448A - 이더넷 익스텐더, 클럭 동기화 방법 및 전원 공급 방법 - Google Patents

이더넷 익스텐더, 클럭 동기화 방법 및 전원 공급 방법 Download PDF

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KR20140042448A
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손인호
김상옥
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삼지전자 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 이더넷 익스텐더, 클럭 동기화 방법 및 전원 공급 방법을 포함한다. 이때, 이더넷 익스텐더는 이더넷 전송 거리를 확장하는 이더넷 익스텐더(Ethernet Extender)로서, 시스템 클럭을 발생시키는 발진기, 상기 시스템 클럭을 제1 레퍼런스 클럭으로 입력받고, 상기 제1 레퍼런스 클럭에 동기화시켜 제1 이더넷 케이블을 통해 연결된 제1 이더넷 장치로 제1 이더넷 데이터를 송신하는 제1 기가 이더넷 물리부, 그리고 상기 시스템 클럭을 제2 레퍼런스 클럭으로 입력받고, 상기 제2 레퍼런스 클럭에 동기화시켜 제2 이더넷 케이블을 통해 연결된 제2 이더넷 장치와 제2 이더넷 데이터를 송수신하는 제2 기가 이더넷 물리부를 포함한다.

Description

이더넷 익스텐더, 클럭 동기화 방법 및 전원 공급 방법{ETHERNET EXTENDER, METHOD FOR CLOCK SYNCHRONIZING AND FOR POWER SUPPLY}
본 발명은 이더넷 익스텐더, 클럭 동기화 방법 및 전원 공급 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이더넷(Ethernet)이라 함은, IEEE 802.3 표준안에 의거한 통신 방식을 의미한다. 이더넷 표준안에서 가장 널리 이용되는 것은 "10/100Based-T"라고 불리는 방식으로서, UTP(Unshielded Twisted Pair) 케이블을 통하여 10Mbps 또는 100Mbps의 데이터를 송수신하는 랜 전송 방식이다. 이 방식은 RJ-45 커넥터를 이용한 100ohm의 UTP 케이블을 통하여 이더넷 데이터 신호를 송수신하는 방식이며, 최대 100m까지의 신호 전송이 가능하도록 규정하고 있다.
현재, 이 방식은 거의 모든 스위치, 허브, 라우터 등에 보편적으로 적용되어 사용되고 있으며, 모든 통신방식이 광으로 전환되기 전까지는 지배적인 이더넷 통신 방식으로 인정될 것이다.
이와 같은 10/100Based-T 이더넷 전송 방식은 UTP 케이블을 통하여 최대 100m까지 송수신할 수 있으므로, 실내 네트워크 환경 구축을 위해서는 매우 적합한 방식이라고 할 수 있다.
이러한 이더넷 시스템에서 STP(shielded Twisted Pair)/UTP Cable을 이용하여 Data를 전송 시 최대 전송거리는 100m이다. 기존 이더넷 시스템에서 전송거리 확장을 하거나, 신규 이더넷 시스템 시스템에서 전송거리가 100m 일 때, 이더넷 익스텐더(Ethernet Extender)를 사용하여 전송거리를 최대 200m까지 연장할 수 있다.
또한, 파워 오브 이더넷(Power Over Ethernet, PoE)은 이더넷의 기존 Cat.5의 배선 기본 구조(wiring fundamental structure)를 변경시키지 않으면서 IP 전화기, WLAN의 액세스 포인트, 웹 카메라 등과 같은 IP 기반 네트워크 단말기들을 위해 데이터 신호를 송신하면서 그들에게 직류 전원(DC, Direct Current) 전원을 제공하는 기술을 지칭한다. PoE 기술은 기존의 구조 배선(structuring wiring)이 안전한 것을 보장하면서 기존의 네트워크의 적절한 운용을 보장하며, 비용을 최대한으로 절감할 수 있다.
여기서, 이더넷 케이블을 통해 연결 대상 장치에 전원을 공급하는 기능을 칭하며, 전원 공급과 데이터를 동시에 연장할 수 있는 장비가 PoE 익스텐더이다.
그런데, 종래의 POE 익스텐더 중에는 클럭 동기화를 제공하는 기술이 제안되어 있지 않다.
또한, 일반적인 이더넷 망에서는 이더넷 익스텐더 기능과 PoE 익스텐더 기능만으로도 충분히 필요한 기능 즉 이더넷 망 확장 및 전원 공급) 구현할 수 있지만, 이는 이더넷 데이터 전송의 경우는 비동기식 데이터 전송망이기 때문이다. 그러나, 이동통신 망의 경우는 데이터가 클럭에 동기화 되어야만 데이터 손실이 없이 정보가 정상적으로 전달될 수 있다.
하지만, 클럭 동기화를 위해 일반적인 이더넷 익스텐더를 사용할 경우, 원격지 장치에 이동통신망에서 사용하는 클럭을 공급하는 것은 GPS 장치를 사용하거나 별도의 클럭을 공급하기 위한 망을 구성하지 않는 한 사실상 거의 불가능하다.
본 발명이 해결하려는 과제는 이동통신 장비와 같이 클럭 동기화가 중요한 시스템에 적용하기 위해 클럭 동기화 기능을 가진 기가-비트 POE 익스텐더(Giga-bit POE Extender)를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 이더넷 익스텐더(Ethernet Extender)는, 이더넷 전송 거리를 확장하는 이더넷 익스텐더로서, 시스템 클럭을 발생시키는 발진기, 상기 시스템 클럭을 제1 레퍼런스 클럭으로 입력받고, 상기 제1 레퍼런스 클럭에 동기화시켜 제1 이더넷 케이블을 통해 연결된 제1 이더넷 장치로 제1 이더넷 데이터를 송신하는 제1 기가 이더넷 물리부, 그리고 상기 시스템 클럭을 제2 레퍼런스 클럭으로 입력받고, 상기 제2 레퍼런스 클럭에 동기화시켜 제2 이더넷 케이블을 통해 연결된 제2 이더넷 장치와 제2 이더넷 데이터를 송수신하는 제2 기가 이더넷 물리부를 포함한다.
상기 제1 기가 이더넷 물리부는,
상기 제1 이더넷 장치로부터 수신된 제1 이더넷 데이터로부터 클럭 신호를 추출하고,
상기 발진기는,
상기 클럭 신호와 위상이 동일한 상기 시스템 클럭을 발생시킬 수 있다.
상기 제1 기가 이더넷 물리부 및 상기 발진기와 연결되고, 상기 제1 기가 이더넷 물리부로부터 출력되는 클럭 신호와 상기 발진기에서 생성되는 시스템 클럭 간의 위상 차이를 도출하여 상기 발진기로 전달하는 위상 검출부를 더 포함하고,
상기 발진기는,
상기 위상 차이를 이용하여 상기 시스템 클럭을 상기 클럭 신호와 동일한 위상을 가지도록 조정할 수 있다.
상기 위상 차이는 전압 값으로 표현되고,
상기 발진기는,
상기 전압 값을 이용하여 상기 시스템 클럭을 조정할 수 있다.
상기 발진기는,
전압 제어 크리스탈 오실레이터(VCXO, Voltage Controlled Crystal Oscillator)를 포함할 수 있다.
상기 제1 이더넷 장치는 파워 오버 이더넷(Power Over Ethernet, POE) 장비이고, 상기 제2 이더넷 장치는 복수의 네트워크 단말기이며,
상기 제1 이더넷 케이블을 이더넷 익스텐더 내부와 연결하는 제1 커넥터, 상기 제1 커넥터와 연결되고, 상기 제1 이더넷 데이터로부터 분리한 교류 전압을 출력하는 제1 트랜스포머, 상기 제1 트랜스포머와 연결되고, 상기 교류 전압을 직류 변환하여 출력하는 직류 변환부, 상기 직류 변환부가 출력하는 직류 전압을 공급받는 전자기기(PD, Powered Device), 상기 전자기기(PD)로부터 상기 직류 전압을 공급받아 출력하는 전력 공급 장치(PSE, Power Sourcing Equipment), 상기 전력 공급 장치(PSE)로부터 상기 직류 전압을 입력받고, 상기 제2 이더넷 물리부에서 출력하는 데이터 신호에 상기 직류 전압을 포함시키는 제2 트랜스포머, 그리고 상기 제2 트랜스포머가 출력하는 상기 직류 전압이 포함된 데이터 신호를 상기 제2 이더넷 케이블로 출력하는 제2 커넥터를 포함할 수 있다.
이더넷 익스텐더 내부에서 사용하기 위한 전원을 공급하는 전원부, 그리고 상기 전자기기(PD)로부터 입력받은 상기 직류 전압을 직류-직류 변환하여 상기 전원부로 공급하는 DC/DC(Direct Current to Direct Current) 컨버터를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 클럭 동기화 방법은, 이더넷 전송 거리를 확장하는 이더넷 익스텐더(Ethernet Extender)의 클럭 동기화 방법으로서, 상기 이더넷 익스텐더가 제1 이더넷 케이블을 통해 연결된 제1 이더넷 장치로부터 제1 이더넷 데이터를 수신하는 단계, 상기 이더넷 데이터로부터 클럭 신호를 추출하는 단계, 상기 클럭 신호와 위상이 동일한 시스템 클럭을 생성하는 단계, 상기 시스템 클럭을 레퍼런스 클럭으로 하여 제2 이더넷 케이블을 통해 연결된 제2 이더넷 장치와 제2 이더넷 데이터를 송수신하는 단계를 포함한다.
상기 시스템 클럭을 레퍼런스 클럭으로 하여 상기 제1 이더넷 케이블을 통해 상기 제1 이더넷 데이터를 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 생성하는 단계는,
상기 시스템 클럭을 발생시키는 단계, 상기 클럭 신호와 상기 시스템 클럭 간의 위상 차이를 도출하는 단계, 그리고 상기 시스템 클럭이 상기 클럭 신호와 동일한 위상을 가지도록 상기 위상 차이만큼 상기 시스템 클럭을 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 도출하는 단계는,
상기 위상 차이를 전압 값으로 출력하는 단계를 포함하고,
상기 조정하는 단계는,
상기 전압 값을 이용하여 상기 시스템 클럭을 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른, 전원 공급 방법은, 이더넷 전송 거리를 확장하는 이더넷 익스텐더(Ethernet Extender)의 전원 공급 방법으로서, 상기 이더넷 익스텐더가 제1 이더넷 케이블을 통해 연결된 제1 이더넷 장치로부터 제1 이더넷 데이터를 수신하는 단계, 상기 이더넷 데이터로부터 교류 전압을 분리하는 단계, 상기 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 단계, 상기 직류 전압을 전자기기(PD, Powered Device) 및 전력 공급 장치(PSE, Power Sourcing Equipment)를 이용하여 제2 이더넷 케이블을 통해 연결된 제2 이더넷 장치에서 이용할 수 있게 처리하는 단계, 처리된 상기 직류 전압을 데이터 신호에 포함시키는 단계, 그리고 상기 직류 전압이 포함된 데이터 신호를 상기 제2 이더넷 케이블로 출력하는 단계를 포함한다.
상기 제1 이더넷 장치는 파워 오버 이더넷(Power Over Ethernet, POE) 장비이고, 상기 제2 이더넷 장치는 복수의 네트워크 단말기일 수 있다.
상기 전자기기(PD)가 처리한 직류 전압을 직류-직류 변환하는 단계, 그리고 상기 직류-직류 변환된 전압을 이더넷 익스텐더의 내부 전원으로 공급하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 이더넷 익스텐더 장치 및 원격지의 장치에도 별도의 전원 선로를 구성하지 않고도 시스템의 전원을 안정적으로 공급할 수 있고, 클럭 동기화를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이더넷 익스텐더를 이용한 POE 장치와 POE 방식의 네트워크 장비들 간의 연결 참고도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이더넷 익스텐더의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 클럭 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 클럭 동기화 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전원 공급 방법을 나타낸 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이제, 도면을 참고하여 이더넷 익스텐더, 클럭 동기화 방법 및 전원 공급 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 POE 익스텐더를 이용한 POE 장치와 POE 방식의 네트워크 장비들 간의 연결도이다.
도 1을 참조하면, 파워 오브 이더넷(Power Over Ethernet, 이하, 'POE'로 통칭함) 장치(100)의 경우, 전원을 공급하는 무정전 전원 장치(Uninterruptible power supply, UPS)(200) 및 외부로부터 데이터를 전송받는 이더넷 스위치(300)와 연결되어 POE 방식의 네트워크 장치(400) 즉 예컨대 SOIP(Service On IP) 폰, 무선랜 접속 포인트(Wireless Access Point:WAP), 블루투스 접속 포인트(Bluetooth Access Point:BAP)에 케이블을 통하여 데이터와 네트워크 장치의 동작을 위한 전압을 동시에 공급한다. 즉 POE 방식의 네트워크 장치의 경우 별도의 전원 공급 장치를 연결하지 않고 POE 장치(100)로부터 데이터와 동작을 위한 전원을 동시에 공급받는 것이 가능해진다.
이때, 이더넷 익스텐더(500)는 POE 장치(100) 및 원격지에 위치한 복수의 네트워크 단말기(600)와 연결되어 이더넷 전송 거리를 확장하는 기능을 한다.
이러한 이더넷 익스텐더(500)는 전원 공급과 데이터를 동시에 연장할 수 있는 장비로서, 이동통신 장비와 같이 클럭 동기화가 중요한 시스템에 적용하기 위해, 클럭 동기화 기능을 가진 기가-비트 POE 익스텐더(Giga-bit POE Extender)이다.
일반적인 이더넷 장치를 이용하여 데이터를 송수신할 수 있는 거리는 약 100m이다. 하지만, 현장에서는 거리가 100m 이상 되는 곳도 많다. 따라서, 이더넷 익스텐더(500)를 이용하여 이더넷 망을 구성할 경우, 이더넷 익스텐더 및 원격지의 네트워크 장치에도 별도의 전원 선로를 구성하지 않고도 시스템의 전원을 안정적으로 공급할 수 있다.
또한, 이더넷 익스텐더(500)는 상위 장비 즉 POE 장치(100)에서 전송한 송신 데이터를 내부의 기가 이더넷 물리(PHY)(도 2의 505)로 수신한 후, 이 신호를 새로운 기가 이더넷 물리(PHY)(도 2의 507)로 입력하여 하위 장비 즉 원격지의 네트워크 장비(600)로 데이터를 송신한다. 마찬가지로, 하위 장비(600)에서 보내진 데이터를 상위 장치(100)로 데이터를 송신한다. 이처럼, 내부의 기가 이더넷 물리(도 2의 505, 507)를 통해 약해진 전기 신호를 다시 증폭하여 새로운 전기 신호를 송신함으로써 거리 확장에 따른 데이터 손실을 예방할 수 있다.
또한, 이더넷 익스텐더(500)는 클럭 동기화 기능을 구비하여 이동통신 망에서 사용하는 클럭을 원격지의 네트워크 장비(600)까지 추가 설비나 비용 부담없이 공급할 수 있다.
이러한 이더넷 익스텐더(500)의 구성은 도 2와 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 익스텐더의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 이더넷 익스텐더(500)는 제1 커넥터(501), 제2 커넥터(503), 제1 트랜스포머(transformer)(505), 제2 트랜스포머(507), 제1 기가 이더넷 물리(Giga Ethernet PHY)부(509), 제2 기가 이더넷 물리부(511), PD(Powered Device) 모듈(513), PSE(Power Sourcing Equipment) 모듈(515), 직류-직류 컨버터(dc/dc converter)(517), 위상 검출부(phase detecter)(519), 발진기(521), 브릿지 다이오드 회로(523), 이더넷 데이터 신호선(525), 시스템 전원(527), POE 출력 전원(529), 이더넷 신호에서 추출한 직류(DC) 전원(531), 클럭 신호선(533)을 포함한다.
제1 커넥터(501), 제2 커넥터(503)는 RJ45 커넥터일 수 있다. 이더넷 케이블(UTP)을 시스템 내부와 연결하는 커넥터로서, 이더넷 규격에 따라 8핀을 사용할 수 있다.
여기서, 제1 커넥터(501)는 POE 장치(100)가 연결된 제1 이더넷 케이블을 이더넷 익스텐더(500)의 내부와 연결한다.
제2 커넥터(503)는 원격지에 위치한 복수의 네트워크 장비(600)가 연결된 제2 이더넷 케이블을 이더넷 익스텐더(500)의 내부와 연결한다. 여기서, 제2 커넥터(503)는 제2 트랜스포머(507)가 출력하는 직류 전압이 포함된 데이터 신호를 제2 이더넷 케이블로 출력한다.
제1 트랜스포머(transformer)(505), 제2 트랜스포머(507)는 PoE 기능을 가진 트랜스포머로서, 외부 신호와 내부 신호의 크기를 변화시키는 일종의 변압기이다. 제1 트랜스포머(transformer)(505), 제2 트랜스포머(507)는 외부 장치에서 신호에 전압을 인가하여 전송할 경우 신호 변환 기능 외에 전압을 분리해 내거나, 신호선에 전압을 싣을 수 있는 기능을 가진 트랜스포머이다.
도면 부호 531은 제1 트랜스포머(transformer)(505)에서 분리된 전원이고, 도면 부호 529는 하위로 전원을 공급하기 위해 신호선으로 공급되는 전원이다.
제1 기가 이더넷 물리부(509), 제2 기가 이더넷 물리부(511)는 외부장치에서 물리적인 장치 즉 이더넷 케이블(예, UTP 케이블)에서 전달된 신호를 디지털 신호로 변환시키거나 반대의 역할을 하는 전자부품이다. 또한, 전송속도가 기가비트의 속도를 지원할 수 있는 성능을 가진다.
여기서, 제1 기가 이더넷 물리부(509)는 발진기(521)가 생성하는 시스템 클럭을 제1 레퍼런스 클럭으로 입력받는다. 그리고 제1 레퍼런스 클럭에 동기화시켜 제1 이더넷 케이블을 통해 연결된 제1 이더넷 장치 즉 POE 장치(100)로 제1 이더넷 데이터를 송신한다.
또한, 제2 기가 이더넷 물리부(511)는 발진기(52!)가 생성하는 시스템 클럭을 제2 레퍼런스 클럭으로 입력받는다. 그리고 제2 레퍼런스 클럭에 동기화시켜 제2 이더넷 케이블을 통해 연결된 제2 이더넷 장치 즉 원격지의 네트워크 장치(600)와 제2 이더넷 데이터를 송수신한다.
PD 모듈(513)는 PoE 즉 이더넷 케이블을 이용하여 전원을 공급하고 공급받을 수 있는 기술에서 이더넷 케이블에서 전원을 공급받는 장치로서, 제1 커넥터(501)에 연결된 POE 장치(100)에서 공급되는 전원을 공급받기 위해 사용된다.
PSE 모듈(515)은 제1 커넥터(501)에 연결된 POE 장치(100)에서 공급된 전원을 추출한 후, 다시 제2 커넥터(503)에 연결된 원격지의 네트워크 장치(600)로 전원을 공급하기 위한 목적으로 사용된다.
직류-직류 컨버터(517)는 PD 모듈(513)에서 추출한 전원을 이더넷 익스텐더(500)의 시스템 내부에서 필요한 전원으로 만들기 위해 필요한 전자부품이다.
PD 모듈(513)로부터 입력받은 직류 전압을 직류-직류 변환하여 전원부(527)로 공급한다.
위상 검출부(519)는 두 개의 클럭의 위상을 비교하여 차이 값을 추출하기 위한 전자부품이다.
위상 검출부(519)는 클럭 신호선(533)이 출력하는 클럭 신호와 발진기(521)에서 생성되는 시스템 클럭과의 위상 차이를 추출한다. 이때, 위상 차이는 전압값으로 표현된다. 그리고 위상 차이를 발진기(521)로 전달하여 발진기(521)에서 생성되는 시스템 클럭을 클럭 신호선(533)이 출력하는 클럭 신호에 동기화 되도록 한다.
발진기(521)는 전압 제어 크리스탈 오실레이터(Voltage Controlled Crystal Oscillator, VCXO)로서, 생성한 시스템 클럭을 전압으로 조정할 수 있는 기능을 가진다. 발진기(521)는 위상 검출부(519)에서 출력하는 전압으로 시스템 클럭의 출력조절한다. 즉 클럭 신호선(533)이 출력하는 클럭 신호와 위상이 동일한 시스템 클럭을 출력한다. 이처럼, 출력되는 시스템 클럭은 제1 기가 이더넷 물리부(509), 제2 기가 이더넷 물리부(511) 각각의 레퍼런스 클럭으로 입력된다.
브릿지 다이오드 회로(523)는 정류 회로로서 POE 장치(100)에서 공급된 전원을 직류 전원으로 정류한다.
이더넷 데이터 신호선(525)은 제1 기가 이더넷 물리부(509), 제2 기가 이더넷 물리부(511) 사이를 연결하는 데이터 신호선이다. 제1 트랜스포머(505)에서 추출된 신호(즉 POE 장치(100)에서 오는 신호)를 제2 트랜스포머(507)로 전달한다. 그리고 동시에 제2 트랜스포머(507)에서 추출된 신호(즉 원격지의 네트워크 장치(600)에서 오는 신호)를 제1 트랜스포머(505)로 전달하는 데이터 신호선이다.
전원부(527)는 이더넷 익스텐더(500)의 시스템 내부에서 사용 가능한 직류 전원을 공급한다. 이때, POE 장치(100)에서 공급받은 전원은 시스템 내부 전원으로 사용됨과 동시에 원격지의 네트워크 장치(600)로 공급되는 전원으로 사용된다.
클럭 신호선(533)은 제1 기가 이더넷 물리부(507)가 제1 이더넷 데이터로부터 추출한 클럭 신호를 위상 검출부(519)로 출력한다.
이제, 이더넷 익스텐더(500)의 동작에 대해 설명한다. 이때, 클럭 동기화 방법 및 전원 공급 방법으로 구분하여 설명하기로 한다.
여기서, 도 1 및 도 2의 구성 요소와 연계하여 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
먼저, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 클럭 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 클럭 동기화 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3을 참조하면, POE 장치(100)의 클럭원이 제1 이더넷 데이터를 통해 이더넷 익스텐더(500)로 전달된다. 이더넷 익스텐더(500)는 제1 이더넷 데이터로부터 클럭 신호를 추출하여 발진기(521)를 제어한다. 즉, 발진기(521)에서 발생되는 시스템 클럭은 상위 클럭원 즉 POE 장치(100)의 클럭 신호와 동일한 위상 정보를 가진다.
이때, 발진기(521)의 시스템 클럭은 각각의 기가 이더넷 물리부(507, 509)의 레퍼런스 클럭으로 공급된다.
여기서, 제1 기가 이더넷 물리부(509)는 제1 레퍼런스 클럭에 동기화시켜 제1 이더넷 데이터를 POE 장치(100)로 전송한다. 따라서, POE 장치(100)는 자신이 송신한 클럭과 동일한 위상을 가진 제 레퍼런스 클럭에 동기화 된 제1 이더넷 데이터를 수신한다.
또한, 제2 기가 이더넷 물리부(509)는 제2 레퍼런스 클럭에 동기화시켜 이더넷 데이터를 원격지의 네트워크 장비(600)로 송신한다. 그러면, 원격지의 네트워크 장치(600)는 이러한 제2 레퍼런스 클럭을 받아서 사용한다. 그리고 원격지의 네트워크 장치(600)는 이더넷 익스텐더(500)로 제2 이더넷 데이터를 송신할 경우에도 제2 레퍼런스 클럭에 동기화시켜 제2 이더넷 데이터를 송신한다.
도 4를 참조하면, 이더넷 익스텐더(500)의 제1 커넥터(501)가 제1 이더넷 케이블을 통해 연결된 POE 장치(100)로부터 제1 이더넷 데이터를 수신한다(S101).
다음, 제1 기가 이더넷 물리부(507)는 제1 이더넷 데이터로부터 클럭 신호를 추출한다(S103).
다음, 위상 검출부(519)는 발진기(521)에서 생성(S105)된 시스템 클럭과 S103 단계에서 추출한 클럭 신호 간의 위상 차이를 계산한다(S107).
다음, 발진기(521)는 위상 검출부(519)가 출력하는 위상 차이가 나타내는 전압값을 이용하여 클럭 신호와 위상이 동일한 시스템 클럭이 되도록 시스템 클럭을 조정한다(S109).
다음, 발진기(521)는 S109 단계에서 조정된 시스템 클럭을 제1 기가 이더넷 물리부(509)의 제1 레퍼런스 클럭 및 제2 기가 이더넷 물리부(511)의 제2 레퍼런스 클럭으로 공급한다(S111).
그러면, 제1 기가 이더넷 물리부(509)는 제1 레퍼런스 클럭에 동기화시켜 제1 이더넷 케이블로 제1 이더넷 데이터를 출력하고, 제2 기가 이더넷 물리부(511)는 제2 레퍼런스 클럭에 동기화시켜 제2 이더넷 케이블로 제2 이더넷 데이터를 출력한다(S113).
한편, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전원 공급 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5를 참조하면, 이더넷 익스텐더(500)의 제1 커넥터(501)가 제1 이더넷 케이블을 통해 연결된 POE 장치(100)로부터 제1 이더넷 데이터를 수신한다(S201).
다음, 제1 트랜스포머(505)가 제1 이더넷 데이터로부터 교류 전압을 분리한다(S203).
다음, 브릿지 다이오드 회로(523)는 직류(DC) 전원선(531)을 통해 공급받는 제1 이더넷 데이터로부터 추출한 교류 전압을 직류 전압으로 변환한다(S205).
다음, 변환된 직류 전압을 PD 모듈(513)에 입력되어 처리된 후, PSE 모듈(515)로 출력된 후, PSE 모듈(515)에서 처리된 후, POE 출력 전원(529)선을 통해 제2 트랜스포머(507)로 전달된다.
다음, 제2 트랜스포머(507)는 POE 출력 전원(529)선을 통해 공급받은 직류 전압을 제2 이더넷 데이터에 포함시킨다(S209). 그리고 이러한 직류 전압이 포함된 제2 이더넷 데이터는 제2 기가 이더넷 물리부(511)를 통해 제2 커넥터(503)를 통해 제2 이더넷 케이블로 출력된다.
한편, PD 모듈(513)이 출력하는 S205 단계에서 변환된 직류 전압을 직류-직류 변환(S211)한 후, 이러한 직류-직류 변환된 직류 전압을 전원부(527)는 이더넷 익스텐더(500)의 시스템 전원으로 공급한다(S213).
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (14)

  1. 이더넷 전송 거리를 확장하는 이더넷 익스텐더(Ethernet Extender)로서,
    시스템 클럭을 발생시키는 발진기,
    상기 시스템 클럭을 제1 레퍼런스 클럭으로 입력받고, 상기 제1 레퍼런스 클럭에 동기화시켜 제1 이더넷 케이블을 통해 연결된 제1 이더넷 장치로 제1 이더넷 데이터를 송신하는 제1 기가 이더넷 물리부, 그리고
    상기 시스템 클럭을 제2 레퍼런스 클럭으로 입력받고, 상기 제2 레퍼런스 클럭에 동기화시켜 제2 이더넷 케이블을 통해 연결된 제2 이더넷 장치와 제2 이더넷 데이터를 송수신하는 제2 기가 이더넷 물리부
    를 포함하는 이더넷 익스텐더.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기가 이더넷 물리부는,
    상기 제1 이더넷 장치로부터 수신된 제1 이더넷 데이터로부터 클럭 신호를 추출하고,
    상기 발진기는,
    상기 클럭 신호와 위상이 동일한 상기 시스템 클럭을 발생시키는 이더넷 익스텐더.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 기가 이더넷 물리부 및 상기 발진기와 연결되고, 상기 제1 기가 이더넷 물리부로부터 출력되는 클럭 신호와 상기 발진기에서 생성되는 시스템 클럭 간의 위상 차이를 도출하여 상기 발진기로 전달하는 위상 검출부를 더 포함하고,
    상기 발진기는,
    상기 위상 차이를 이용하여 상기 시스템 클럭을 상기 클럭 신호와 동일한 위상을 가지도록 조정하는 이더넷 익스텐더.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 위상 차이는 전압 값으로 표현되고,
    상기 발진기는,
    상기 전압 값을 이용하여 상기 시스템 클럭을 조정하는 이더넷 익스텐더.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 발진기는,
    전압 제어 크리스탈 오실레이터(VCXO, Voltage Controlled Crystal Oscillator)를 포함하는 이더넷 익스텐더.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1 이더넷 장치는 파워 오버 이더넷(Power Over Ethernet, POE) 장비이고, 상기 제2 이더넷 장치는 복수의 네트워크 단말기이며,
    상기 제1 이더넷 케이블을 이더넷 익스텐더 내부와 연결하는 제1 커넥터,
    상기 제1 커넥터와 연결되고, 상기 제1 이더넷 데이터로부터 분리한 교류 전압을 출력하는 제1 트랜스포머,
    상기 제1 트랜스포머와 연결되고, 상기 교류 전압을 직류 변환하여 출력하는 직류 변환부,
    상기 직류 변환부가 출력하는 직류 전압을 공급받는 전자기기(PD, Powered Device)모듈,
    상기 전자기기(PD)로부터 상기 직류 전압을 공급받아 출력하는 전력 공급 장치(PSE, Power Sourcing Equipment) 모듈,
    상기 전력 공급 장치(PSE)로부터 상기 직류 전압을 입력받고, 상기 제2 이더넷 물리부에서 출력하는 데이터 신호에 상기 직류 전압을 포함시키는 제2 트랜스포머, 그리고
    상기 제2 트랜스포머가 출력하는 상기 직류 전압이 포함된 데이터 신호를 상기 제2 이더넷 케이블로 출력하는 제2 커넥터
    를 포함하는 이더넷 익스텐더.
  7. 제6항에 있어서,
    이더넷 익스텐더 내부에서 사용하기 위한 전원을 공급하는 전원부, 그리고
    상기 전자기기(PD)로부터 입력받은 상기 직류 전압을 직류-직류 변환하여 상기 전원부로 공급하는 DC/DC(Direct Current to Direct Current) 컨버터
    를 포함하는 이더넷 익스텐더.
  8. 이더넷 전송 거리를 확장하는 이더넷 익스텐더(Ethernet Extender)의 클럭 동기화 방법으로서,
    상기 이더넷 익스텐더가 제1 이더넷 케이블을 통해 연결된 제1 이더넷 장치로부터 제1 이더넷 데이터를 수신하는 단계,
    상기 이더넷 데이터로부터 클럭 신호를 추출하는 단계,
    상기 클럭 신호와 위상이 동일한 시스템 클럭을 생성하는 단계,
    상기 시스템 클럭을 레퍼런스 클럭으로 하여 제2 이더넷 케이블을 통해 연결된 제2 이더넷 장치와 제2 이더넷 데이터를 송수신하는 단계
    를 포함하는 클럭 동기화 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 시스템 클럭을 레퍼런스 클럭으로 하여 상기 제1 이더넷 케이블을 통해 상기 제1 이더넷 데이터를 송신하는 단계
    를 더 포함하는 클럭 동기화 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 생성하는 단계는,
    상기 시스템 클럭을 발생시키는 단계,
    상기 클럭 신호와 상기 시스템 클럭 간의 위상 차이를 도출하는 단계, 그리고
    상기 시스템 클럭이 상기 클럭 신호와 동일한 위상을 가지도록 상기 위상 차이만큼 상기 시스템 클럭을 조정하는 단계
    를 포함하는 클럭 동기화 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 도출하는 단계는,
    상기 위상 차이를 전압 값으로 출력하는 단계를 포함하고,
    상기 조정하는 단계는,
    상기 전압 값을 이용하여 상기 시스템 클럭을 조정하는 단계를 포함하는 클럭 동기화 방법.
  12. 이더넷 전송 거리를 확장하는 이더넷 익스텐더(Ethernet Extender)의 전원 공급 방법으로서,
    상기 이더넷 익스텐더가 제1 이더넷 케이블을 통해 연결된 제1 이더넷 장치로부터 제1 이더넷 데이터를 수신하는 단계,
    상기 이더넷 데이터로부터 교류 전압을 분리하는 단계,
    상기 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 단계,
    상기 직류 전압을 전자기기(PD, Powered Device) 및 전력 공급 장치(PSE, Power Sourcing Equipment)를 이용하여 제2 이더넷 케이블을 통해 연결된 제2 이더넷 장치에서 이용할 수 있게 처리하는 단계,
    처리된 상기 직류 전압을 데이터 신호에 포함시키는 단계, 그리고
    상기 직류 전압이 포함된 데이터 신호를 상기 제2 이더넷 케이블로 출력하는 단계
    를 포함하는 전원 공급 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 이더넷 장치는 파워 오버 이더넷(Power Over Ethernet, POE) 장비이고, 상기 제2 이더넷 장치는 복수의 네트워크 단말기인 전원 공급 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 전자기기(PD)가 처리한 직류 전압을 직류-직류 변환하는 단계, 그리고
    상기 직류-직류 변환된 전압을 이더넷 익스텐더의 내부 전원으로 공급하는 단계
    를 더 포함하는 전원 공급 방법.
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