KR20230149620A - 네트워크 이중화 전자 패치 장치 - Google Patents
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Abstract
스마트 팩토리용 네트워크의 장애를 예방하여 전체 네트워크 라인의 높은 신뢰도를 유지하며, 유지보수가 용이하도록 하는 네트워크 이중화 전자 패치 장치가 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 이중화 전자 패치 장치는, 서로 다른 사용자 단말에 연결되는 복수의 포트를 포함하는 포트 뱅크; 복수의 포트에 개별적으로 연결되어, 메인 네트워크를 통해 서버와 연결되는 마스터 전송 선로를 제공하거나 또는 백업 네트워크를 통해 서버와 연결되는 슬레이브 전송 선로를 제공하는 하나 이상의 스위치를 포함하는 스위칭 모듈; 외부 제어 장치와 통신하여 제어 명령을 수신하고, 네트워크 연결 상태에 대한 모니터링 데이터를 외부 제어 장치로 전송하는 통신 모듈; 수신되는 제어 명령에 기초하여 스위칭 모듈을 제어하고, 각 포트와 마스터 전송 선로 및 슬레이브 전송 선로에 대한 연결 상태를 감지하고, 감지된 연결 상태에 대한 모니터링 데이터를 제공하는 제어 모듈; 및 모니터링 데이터에 기초하여 마스터 전송 선로의 작동 장애 발생 시, 마스터 전송 선로의 역할이 슬레이브 전송 선로로 전환되도록 하고, 마스터 전송 선로의 복구가 감지되면, 마스터 전송 선로의 역할이 복구된 마스터 전송 선로로 전환되도록 하는 바이패스 모듈;를 포함한다. 이에 의해, 네트워크 경로에 대한 이중화 자동 절환기능 및 자체 전원 차단시 자동 바이패스 기능을 수행함으로써 데이터 흐름의 중단없이 네트워크 통신에 영향을 주지 않으면서 트래픽을 전달할 수 있고, 각 구성요소들을 모듈화하여 네트워크 장비 불량시 신속하게 대응할 수 있다.
Description
본 발명은 네트워크 이중화 전자 패치 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스마트 팩토리용 네트워크의 장애를 예방하여 전체 네트워크 라인의 높은 신뢰도를 유지하며, 유지보수가 용이하도록 하는 네트워크 이중화 전자 패치 장치에 관한 것이다.
인터넷 기술이 단순한 정보의 전달 기능에서 확장되어 실시간 데이터 전송뿐만 아니라 복잡하고 세밀한 작업의 원격 처리가 가능해지면서 네트워크의 중요성이 부각되고 있다.
특히, 금융 분야, 군사 분야 및 생산관리 시스템 등에서는 보안, 정확성, 고객 서비스의 고품질화 등 산업 경쟁력을 확보하는 데 있어 네트워크의 안정성 확보가 매우 중요하다.
이러한 네트워크의 안정성을 보장하기 위해 라우터나 서버 등 개별 장비의 성능 향상을 추구하고, 나아가 부가적인 주변장비를 통해 고장 수리 능력을 갖는 구조를 채택하는 네트워크 안정화 기술들이 제공되고 있으며, 단일 경로의 네트워크 선로의 경우에는, 구성된 망에 문제가 발생하면 네트워크에 연결된 모든 서버들의 기능이 마비된다.
따라서, 네트워크 자체의 안정성 보장을 위해 다양한 네트워크 이중화 방법이 제안되고 있다.
네트워크 이중화 기술은 시스템의 일부를 차지하는 네트워크 장비에 어떠한 장애가 발생하였을 경우를 대비해 장애 후에도 계속 기능을 제공할 수 있도록 예비 장비를 백업으로 배치하여 운용하거나, 다수의 장비를 모두 활성화하여 운용하는 것으로서, 네트워크 장비들의 이중화를 통한 Single Point of Failure 제거, 서비스 네트워크와 각 시스템을 관리하는 망 분리, 서비스 네트워크와 스토리지 네트워크를 각각 이중화할 수 있다.
이러한 네트워크 이중화 방법들은 네트워크를 구성하는 각 장치들이 전원 오프되거나, 각 장치들에 장애가 발생하는 경우 능동적으로 대처하지 못하는 문제가 있다.
또한, 기존의 네트워크 이중화 시스템은 어느 하나의 메인 시스템 또는 관리 대상 프로세스의 장애 발생시에 다른 하나의 서브 시스템 또는 상대 프로세서로 액티브 설정을 변경함으로써 안정적인 시스템 구축이 가능하지만, 장애 발생에 대응하는 시스템 쪽에 부하가 집중되고, 결국 적절하게 부하가 분산되지 않기 때문에 시스템 효율성이 떨어질 수 있는 문제점이 있다.
특히, 스마트 팩토리용 고신뢰 생산라인에 네트워크 이중화 장비가 적용될 경우에, 백본 및 분배 스위치의 이중화 구성이 완료되었더라도, 단말 스위치 및 주요 단말이 단일 구성될 경우에 장애에 취약한 구조가 된다.
따라서, 단말 스위치 장애 및 포트 불량시 대체 경로의 부재로 생산 및 서비스 중단이 발생할 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 네트워크 경로에 대한 이중화 자동 절환기능 및 자체 전원 차단시 자동 바이패스 기능을 수행함으로써 데이터 흐름의 중단없이 네트워크 통신에 영향을 주지 않으면서 트래픽을 전달할 수 있고, 각 구성요소들을 모듈화하여 네트워크 장비 불량시 신속하게 대응할 수 있는 네트워크 이중화 전자 패치 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 네트워크 이중화 전자 패치 장치는, 서로 다른 사용자 단말에 연결되는 복수의 포트를 포함하는 포트 뱅크; 복수의 포트에 개별적으로 연결되어, 메인 네트워크를 통해 서버와 연결되는 마스터 전송 선로를 제공하거나 또는 백업 네트워크를 통해 서버와 연결되는 슬레이브 전송 선로를 제공하는 하나 이상의 스위치를 포함하는 스위칭 모듈; 외부 제어 장치와 통신하여 제어 명령을 수신하고, 네트워크 연결 상태에 대한 모니터링 데이터를 외부 제어 장치로 전송하는 통신 모듈; 수신되는 제어 명령에 기초하여 스위칭 모듈을 제어하고, 각 포트와 마스터 전송 선로 및 슬레이브 전송 선로에 대한 연결 상태를 감지하고, 감지된 연결 상태에 대한 모니터링 데이터를 제공하는 제어 모듈; 및 모니터링 데이터에 기초하여 마스터 전송 선로의 작동 장애 발생 시, 마스터 전송 선로의 역할이 슬레이브 전송 선로로 전환되도록 하고, 마스터 전송 선로의 복구가 감지되면, 마스터 전송 선로의 역할이 복구된 마스터 전송 선로로 전환되도록 하는 바이패스 모듈;를 포함한다.
그리고 포트 뱅크는, 스위칭 모듈이 연결되도록 하나 이상의 포트를 포함하는 스위치 포트 뱅크; 및 사용자 단말이 연결되도록 하나 이상의 포트를 포함하는 단말 출력 포트 뱅크를 포함하되, 이때, 스위치 포트 뱅크는, 하나 이상의 입력포트 모듈을 포함하고, 입력포트 모듈은, 상부에 배치되어 마스터 전송 선로가 연결되는 메인 슬롯의 입력포트와, 하부에 배치되어 슬레이브 전송 선로가 연결되는 서브 슬롯의 입력포트를 포함할 수 있다.
또한, 입력포트 모듈은, 메인 슬롯의 입력포트 및 서브 슬롯의 입력포트가 모듈화되어, 메인보드의 입력단에 외장 슬롯 형태로 배치할 수 있다.
그리고 본 발명의 일 실시예에 따른, 네트워크 이중화 전자 패치 장치는, 바이패스 모듈은, 하나 이상의 릴레이 스위치로 구성될 수 있다.
또한, 마스터 전송 선로와 슬레이브 전송 선로는, 각 전송 선로의 임피던스를 동일하게 유지하도록 연결될 수 있다.
그리고 본 발명의 일 실시예에 따른, 네트워크 이중화 전자 패치 장치는, 네트워크 이중화 전자 패치 장치의 구동에 필요한 이중화 전원을 제공하는 복수의 전원 모듈이 구비되는 전원 공급부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 스위칭 모듈의 각 스위치와 포트 뱅크의 각 포트는, 일대일로 연결되고, 이때, 제어 모듈은, 스위칭 모듈의 각 스위치를 독립적으로 제어하도록 최소 포트당 하나의 MCU(MicroController Unit)가 적용될 수 있다.
그리고 제어 모듈은, 마스터 전송 선로와 슬레이브 전송 선로의 최소 포트마다 개별 MCU가 적용되는 경우, 각 MCU의 동작 상태, 네트워크 연결 상태, 포트 변경 및 복구를 포함한 이벤트 발생 여부를 모니터링하는 모니터링용 MCU;를 포함할 수 있다.
또한, 복수의 전원 모듈은, 제1 전원 모듈 및 제2 전원 모듈을 포함하고, 모니터링용 MCU는, 제1 전원 모듈 및 제2 전원 모듈과 함께 모듈화되어, 메인보드의 출력단에 외장 슬롯 형태로 배치될 수 있다.
그리고 본 발명의 일 실시예에 따른, 네트워크 이중화 전자 패치 장치는, 복수의 전원 모듈의 전원 공급 상태를 감시하여, 전원 공급 중단 또는 전원 재투입시 스위칭 모듈과 사용자 단말이 연결되도록 바이패스 기능을 수행하는 전원 감시 모듈;을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른, 네트워크 이중화 전자 패치 장치는, 포트 뱅크 내 각 포트의 네트워크 연결 우선순위를 설정하는 우선순위 설정 모듈;을 더 포함할 수 있다.
그리고 통신 모듈은, UART 통신 인터페이스를 이용하여 외부 제어 장치와 통신할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 네트워크 경로에 대한 이중화 자동 절환기능 및 자체 전원 차단시 자동 바이패스 기능을 수행함으로써 데이터 흐름의 중단없이 네트워크 통신에 영향을 주지 않으면서 트래픽을 전달할 수 있고, 각 구성요소들을 모듈화하여 네트워크 장비 불량시 신속하게 대응할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 이중화 전자 패치 장치의 설명에 제공된 블록도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 이중화 전자 패치 장치의 전면 및 후면 설명에 제공된 예시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 이중화 전자 패치 장치의 PCB 구성의 설명에 제공된 예시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 이중화 전자 패치 장치의 스위치 포트 뱅크와 PCB 패턴 설명에 제공된 예시도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 이중화 전자 패치 장치의 이중화 액세스 과정의 설명에 제공된 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 이중화 전자 패치 장치의 모니터링 결과가 예시된 도면,
도 7은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 네트워크 이중화 전자 패치 장치의 전면 및 후면 설명에 제공된 예시도, 그리고
도 8은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 네트워크 이중화 전자 패치 장치의 PCB 구성의 설명에 제공된 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 이중화 전자 패치 장치의 전면 및 후면 설명에 제공된 예시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 이중화 전자 패치 장치의 PCB 구성의 설명에 제공된 예시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 이중화 전자 패치 장치의 스위치 포트 뱅크와 PCB 패턴 설명에 제공된 예시도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 이중화 전자 패치 장치의 이중화 액세스 과정의 설명에 제공된 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 이중화 전자 패치 장치의 모니터링 결과가 예시된 도면,
도 7은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 네트워크 이중화 전자 패치 장치의 전면 및 후면 설명에 제공된 예시도, 그리고
도 8은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 네트워크 이중화 전자 패치 장치의 PCB 구성의 설명에 제공된 예시도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 이중화 전자 패치 장치의 설명에 제공된 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 이중화 전자 패치 장치는, 네트워크 경로에 대한 이중화 자동 절환기능 및 자체 전원 차단시 자동 바이패스 기능을 수행하기 위해 마련된다.
여기서, 네트워크 이중화 전자 패치 장치는 적어도 하나의 사용자 단말(300), 사용자 단말(300)과 연결되는 적어도 하나 이상의 에지 스위치(Edge switch), 서버(200) 또는 메인 네트워크의 트래픽을 로드 밸런싱하는 백본 스위치, 백본 스위치에 연결되는 방화벽 및 방화벽에 연결되는 라우터/메트로 스위치 및 인터넷을 포함하는 네트워크 구조에 적용될 수 있다.
그리고 네트워크 이중화 전자 패치 장치가 고신뢰 생산 라인의 스마트 팩토리에 적용되는 경우에, 사용자 단말(300)은 복수 개의 생산공정용 단말이 될 수 있다. 또한 서버(200)는 네트워크 이중화 전자 패치 장치와 상호 통신을 통해 네트워크의 선로 장애 상황을 알려주고, 각 네트워크 이중화 전자 패치 장치의 상태를 실시간 확인 및 원격 제어를 수행할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 네트워크 이중화 전자 패치 장치는, 포트 뱅크(110), 스위칭 모듈(120), 통신 모듈(130), 제어 모듈(140), 바이패스 모듈(150), 우선순위 설정 모듈(160), 전원 공급부 및 전원 감시 모듈(180)를 포함한다.
포트 뱅크(110)는, 서로 다른 사용자 단말에 연결되는 복수의 포트를 포함할 수 있다.
즉, 포트 뱅크(110)는, 복수의 포트를 포함하고, 각 포트는 서로 다른 사용자 단말(300)과 연결된다. 이때, 포트 뱅크(110)는 포트 수를 추가 가능하도록 확장용 포트들을 포함할 수 있다.
스위칭 모듈(120)은, 복수의 포트에 개별적으로 연결되어, 메인 네트워크를 통해 서버와 연결되는 마스터 전송 선로를 제공하거나 또는 백업 네트워크를 통해 서버와 연결되는 슬레이브 전송 선로를 제공하는 하나 이상의 스위치를 포함할 수 있다.
통신 모듈(130)은, 외부 제어 장치와 통신하여 제어 명령을 수신하고, 네트워크 연결 상태에 대한 모니터링 데이터를 외부 제어 장치로 전송할 수 있다.
예를 들면, 통신 모듈(130)은, UART 통신 인터페이스를 이용하여 외부 제어 장치와 통신하여 제어명령을 수신하고, 네트워크 연결 상태에 대한 모니터링 데이터를 외부 제어 장치로 전송할 수 있다.
제어 모듈(140)은, 수신되는 제어 명령에 기초하여 스위칭 모듈을 제어하고, 각 포트와 마스터 전송 선로 및 슬레이브 전송 선로에 대한 연결 상태를 감지하고, 감지된 연결 상태에 대한 모니터링 데이터를 제공할 수 있다.
바이패스 모듈(150)은, 모니터링 데이터에 기초하여 마스터 전송 선로의 작동 장애 발생 시, 마스터 전송 선로의 역할이 슬레이브 전송 선로로 전환되도록 하고, 마스터 전송 선로의 복구가 감지되면, 마스터 전송 선로의 역할이 복구된 마스터 전송 선로로 전환되도록 할 수 있다.
이러한 바이패스 모듈(150)은 적어도 하나의 릴레이 스위치를 포함할 수 있다. 즉, 바이패스 모듈(150)은 릴레이 스위치를 이용하여 마스터 전송 선로의 장애 발생시 슬레이브 전송 선로로 전환하고, 슬레이브 전송 선로의 장애 발생 후 복구가 감지되면 마스터 전송 선로로 전환되도록 하는 것이다.
이때, 마스터 전송 선로와 슬레이브 전송 선로는, 각 전송 선로의 임피던스를 동일하게 유지하도록 연결될 수 있다.
우선순위 설정 모듈(160)은, 포트 뱅크 내 각 포트의 네트워크 연결 우선순위를 설정할 수 있다.
즉, 우선순위 설정 모듈(160)은 Wi-Fi, 이더넷 등의 무선, 유선 및 셀룰러 네트워크 연결 설정이 모두 가능한 경우에, 트래픽 전송 속도에 기초하여 우선순위를 설정할 수 있다.
예를 들어, 우선순위 설정 모듈(160)은 유선 네트워크를 무선 네트워크보다 우선순위를 높게 설정할 수 있고, 그 다음 우선순위로 셀룰러, 와이파이, 이더넷 순으로 우선순위를 설정할 수 있다.
전원 공급부는 네트워크 이중화 전자 패치 장치의 구동에 필요한 이중화 전원을 제공하는 복수의 전원 모듈이 구비될 수 있다.
예를 들면, 전원 공급부는 제1 전원 모듈(171) 및 제2 전원 모듈(172)을 포함하여, 네트워크 이중화 전자 패치 장치의 구동에 필요한 이중화 전원을 제공할 수 있다.
전원 감시 모듈(180)은, 제1 전원 모듈(171) 및 제2 전원 모듈(172)의 전원 공급 상태를 감시하여, 전원 공급 중단 또는 전원 재투입시 스위칭 모듈(120)과 사용자 단말(300)이 연결되도록 바이패스 기능을 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 이중화 전자 패치 장치의 전면 및 후면 설명에 제공된 예시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 이중화 전자 패치 장치의 PCB 구성의 설명에 제공된 예시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 이중화 전자 패치 장치의 스위치 포트 뱅크와 PCB 패턴 설명에 제공된 예시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 네트워크 이중화 전자 패치 장치는 이더넷의 안정적인 선로 전송을 위한 것으로서, 전면에 스위칭 모듈(120)이 연결되도록 하나 이상의 포트를 포함하는 스위치 포트 뱅크(111)가 배치되고, 후면에 사용자 단말이 연결되도록 하나 이상의 포트를 포함하는 단말 출력 포트 뱅크(112)가 배치되어 있다.
스위치 포트 뱅크(111)에는 스위칭 모듈(120)이 연결되며, 단말 출력 포트 뱅크(112)에는 서로 다른 사용자 단말(300)이 연결된다. 단말 출력 포트 뱅크(112)에는 FEP 장비가 사용자 단말로 연결될 수 있다.
이때, 스위칭 모듈(120)은 포트 뱅크(110)의 각 포트가 메인 네트워크 또는 백업 네트워크를 통해 서버(200)와 연결되는 마스터 전송 선로를 제공하는 메인 스위치(121), 슬레이브 전송 선로를 제공하는 서브 스위치(122)와 같은 복수의 스위치를 포함할 수 있다.
즉, 스위칭 모듈(120)의 각 스위치와 포트 뱅크(110)의 각 포트는, 일대일로 연결되고, 이때, 제어 모듈(140)은, 스위칭 모듈(120)의 각 스위치를 독립적으로 제어하도록 최소 포트당 하나의 MCU(MicroController Unit)가 적용될 수 있다.
그리고 스위치 포트 뱅크(111)는, 마스터 전송 선로와 연결되도록 하나 이상의 입력포트 모듈을 포함할 수 있다.
예를 들면, 스위치 포트 뱅크(111)는 상부에 배치되어 12포트의 메인 스위치(121)까지 마스터 전송 선로가 연결되는 메인 슬롯의 입력포트(111a)와 하부에 배치되어 12포트의 서브 스위치(122)까지 슬레이브 전송 선로가 연결되는 서브 슬롯의 입력포트(111b)를 포함할 수 있다.
즉, 스위치 포트 뱅크(111)는 메인 슬롯의 입력포트 및 서브 슬롯의 입력포트가 모듈화된 각 입력포트 모듈이 메인보드의 입력단에 외장 슬롯 형태로 배치되어(포트 모듈화), 네트워크 포트 불량시 신속하게 대응할 수 있으며, 이중화 포트로 구성되어 되어 있어 핫스왑(Hot swap) 기능을 구현할 수 있고, 최적의 포트 배열로 통신 거리를 확보할 수 있다.
여기서, 각 입력포트 모듈은 1개의 메인 슬롯의 입력포트(111a)와 1개의 서브 슬롯의 입력포트(111b)가 포함되어, 마스터/슬레이브 카드의 12포트의 입력포트로 활용될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 메인 보드의 출력단에는 제1, 제2 전원 모듈(171, 172)가 모니터링 MCU 배치되고, 입력단에는 마스터/슬레이브 카드가 연결된다.
메인 보드 상에 마스터/슬레이브 카드가 배치되는 스위치 포트 뱅크(111)와 단말 출력 포트뱅크(111b)의 제어를 위한 모니터링 MCU가 배치되어 있어 트래픽의 영향을 받지 않게 된다.
마스터/슬레이브 전송 선로의 각 포트당 하나의 MCU를 적용하여 MCU가 인터럽트(interrupt) 충돌이 생기지 않도록 한다. 예를 들어, 24포트에 24개의 MCU가 사용된다. 이때, MCU에는 예비 펌웨어를 미리 프로그래밍하여 모드 또는 상황별 선택하여 사용할 수 있다.
제어 모듈(140)은 마스터 전송 선로와 슬레이브 전송 선로의 최소 포트마다 개별 MCU가 적용되는 경우, 각 MCU의 동작 상태, 네트워크 연결 상태, 포트 변경 및 복구를 포함한 이벤트 발생 여부를 모니터링하는 모니터링용 MCU를 포함한다.
모니터링용 MCU는, 제1 전원 모듈 및 제2 전원 모듈과 함께 모듈화되어, 메인보드의 출력단에 외장 슬롯 형태로 배치될 수 있다.
따라서, 메인 보드에 배치된 제1 및 제2 전원 모듈(171, 172)과 모니터링 MCU는 모듈화되어 교체가 용이해질 수 있다.
모니터링용 MCU는 마스터/슬레이브 카드의 제어, 메인 보드의 제어, 바이패스 모듈(150)의 릴레이 스위치 제어, 제어 탭핑(Control Taping) 회선 이상 유무 모니터링, 보드의 탈착 및 실장 감시, 시스템 고장 유무, 이더넷 관리, 각 인터페이스 모니터링 기능을 지원한다. 또한, 모니터링용 MCU가 배치된 메인 보드에는 USB 연결 단자 및 SD 카드 입력 단자를 포함할 수 있다.
메인 스위치(121)는 메인 슬롯의 입력포트(111a)에 연결되고, 서브 스위치(122)는 서브 슬롯의 입력포트(111b)에 연결된다.
메인 스위치(121)와 서브 스위치(122)가 연결된 입력포트 모듈은 액티브(active) 상태이고, 나머지는 스탠드바이(standby) 상태로서, 스위칭 모듈은 액티브-스탠드바이로 운용될 수 있다. 필요에 따라 네트워크 이중화 전자 패치 장치는 액티브-액티브로 운용될 수도 있다.
이때, 스위치 포트 뱅크(111)는 도 4에 도시된 바와 같이, 하나의 입력포트 모듈은 12포트로 구성되고, 4개의 입력포트 모듈, 즉 4슬롯을 구성하고 있다.
12포트의 마스터/슬레이브 카드는 각 입력포트 모듈의 상부에 위치한 메인 슬롯과, 하부에 위치한 서브 슬롯에 일정하게 배치하여 모듈 특성이 일정하게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 이중화 전자 패치 장치의 이중화 액세스 과정의 설명에 제공된 도면이다.
도 5를 참조하면, 네트워크 이중화 전자 패치 장치는 메인 스위치(121)에 장애가 발생시 릴레이 스위치를 이용하여 마스터 전송 선로의 장애가 발생했음을 인지하고, 서브 스위치(122)가 연결된 슬레이브 전송 선로로 전환할 수 있다.
이때, 메인 스위치(121)는 메인 단말 스위치이고, 서브 스위치(122)는 백업단말 스위치가 될 수 있다.
네트워크 이중화 전자 패치 장치는 릴레이 스위치를 이용하여 슬레이브 전송 선로의 장애 발생 후 복구가 감지되면 마스터 전송 선로로 전환되도록 한다.
따라서, 본 발명의 네트워크 이중화 전자 패치 장치는 스위치 또는 회선(Link) 장애시 자동으로 페일오버(faoloevr) 환경을 구현할 수 있고, 서비스 및 주요 단말에 대한 무정지 시스템을 구현할 수 있다.
또한, 물리적으로 제1 전원 모듈(171)과 제2 전원 모듈(172)이 이중화되어 있어, 전원 안정성이 확보될 수 있으며, 전원 감시 모듈(180)에 의해 제1 전원 모듈(171)과 제2 전원 모듈(172)의 사용 불가시 바이패스 기능을 통해 스위칭 모듈(120)과 사용자 단말(300)이 직접 연결되도록 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 이중화 전자 패치 장치의 모니터링 결과가 예시된 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 네트워크 이중화 전자 패치 장치는 모니터링용 MCU를 통해 회선 연결의 끊김, 복구, 포트 변경과 같은 이벤트 발생을 상시 모니터링하고, 이벤트 발생 내용을 포함한 모니터링 데이터를 제공할 수 있다.
또한, 네트워크 이중화 전자 패치 장치는 포트 변경 및 복구가 가능하고, 각종 에러 및 변경 등에 대한 정보를 로그 데이터로 저장하고, 저장된 로그 데이터의 분석을 통해 장애 발생 대비, 유지보수 등에 활용할 수 있다.
도 7은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 네트워크 이중화 전자 패치 장치의 전면 및 후면 설명에 제공된 예시도이고, 도 8은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 네트워크 이중화 전자 패치 장치의 PCB 구성의 설명에 제공된 예시도이다.
네트워크 이중화 전자 패치 장치가 10G 이상의 광케이블을 이용하여 연결되는 경우, 10G 이상의 광케이블을 그대로 연결하면 서버에서 인식하지 못하므로 SFP 또는 GBIC용 48포트 스위치를 수용할 수 있도록 48포트의 스위치 포트 뱅크(111)로 구성될 수 있다.
즉, 본 실시예에 따른 네트워크 이중화 전자 패치 장치는 도 2 내지 도 6을 참조하여 전술한 실시예와 다르게 도 7에 예시된 바와 같이 전면에 48포트의 스위치 포트 뱅크(111)가 배치되고, 후면에 24포트의 단말 출력 포트 뱅크(112)가 배치될 수 있다.
그리고 스위치 포트 뱅크(111)에는 스위칭 모듈(120)이 연결되며, 단말 출력 포트 뱅크(112)에는 서로 다른 사용자 단말(300)이 연결된다.
또한, 네트워크 이중화 전자 패치 장치(100)의 후면에는 제1 전원 모듈(171), 제2 전원 모듈(172) 및 제어 모듈(140)이 배치되어 있다.
스위치 포트 뱅크(111)는 마스터 전송 선로와 연결되도록 12포트의 메인 스위치가 연결되는 메인 슬롯(111a)과, 슬레이브 전송 선로와 연결되도록 12포트의 서브 스위치가 연결되는 서브 슬롯(111b)로 구성하고, 메인 슬롯(111a)이 상부에 위치하고, 서브 슬롯(111b)이 메인 슬롯(111a)의 하부에 위치하도록 배치된다.
스위치 포트 뱅크(111)는 이중화 포트로 구성되어 되어 있어 핫스왑(Hot swap) 기능을 구현할 수 있고, 최적의 포트 배열로 통신 거리를 확보할 수 있다.
본 실시예에 따른 네트워크 이중화 전자 패치 장치의 PCB는 도 8에 도시된 바와 같이, 마스터/슬레이브 전송보드(100a)와 메인 보드(100b)가 적층 형태로 구비되어 있고, PCB 배열을 일정학 배치하여 포트 추가시 추가 보드를 더 적층할 수 있다. 또한, 마스터/슬레이브 전송보드(100a)와 메인 보드(100b)는 탈부착형 구조로 설계되어 있어, 교체가 용이할 뿐만 아니라, 마스터/슬레이브 전송보드(100a)는 PCB 패턴이 적용되는 포트 수에 따라 규칙적으로 배열된다.
마스터/슬레이브 전송 선로의 1포트(또는 최소 포트) 당 하나의 MCU를 적용하여 MCU가 인터럽트(interrupt) 충돌이 생기지 않도록 한다. 예를 들어, 24포트에 24개의 MCU가 사용된다. 이때, MCU에는 예비 펌웨어를 미리 프로그래밍하여 모드 또는 상황별 선택하여 사용할 수 있다.
제어 모듈(140)은 포트마다 적용된 MCU 뿐만 아니라 모니터링용 MCU를 포함한다. 모니터링용 MCU는 제1 및 제2 전원모듈(171, 172)과 함께 슬롯의 최상단의 메인 보드(100b)에 배치된다. 따라서, 메인 보드에 배치된 전원 모듈(171, 172)과 모니터링 MCU는 모듈화되어 교체가 용이해질 수 있다.
모니터링용 MCU는 마스터/슬레이브 전송 보드(100a)의 제어, 메인 보드(100b)의 제어, 바이패스 모듈(150)의 릴레이 스위치 제어, 제어 탭핑(Control Taping) 회선 이상 유무 모니터링, 보드의 탈착 및 실장 감시, 시스템 고장 유무, 이더넷 관리, 각 인터페이스 모니터링 기능을 지원한다. 또한, 모니터링용 MCU가 배치된 메인 보드에는 USB 연결 단자 및 SD 카드 입력 단자를 포함할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
110 : 포트 뱅크
111 : 스위치 포트 뱅크
111a : 메인 슬롯의 입력포트
111b : 서브 슬롯의 입력포트
112 : 단말 출력 포트 뱅크
120 : 스위칭 모듈
121 : 메인 스위치
122 : 서브 스위치
130 : 통신 모듈
140 : 제어 모듈
150 : 바이패스 모듈
160 : 우선순위 설정 모듈
171 : 제1 전원 모듈
172 : 제2 전원 모듈
180 : 전원 감시 모듈
200 : 서버
300 : 사용자 단말
111 : 스위치 포트 뱅크
111a : 메인 슬롯의 입력포트
111b : 서브 슬롯의 입력포트
112 : 단말 출력 포트 뱅크
120 : 스위칭 모듈
121 : 메인 스위치
122 : 서브 스위치
130 : 통신 모듈
140 : 제어 모듈
150 : 바이패스 모듈
160 : 우선순위 설정 모듈
171 : 제1 전원 모듈
172 : 제2 전원 모듈
180 : 전원 감시 모듈
200 : 서버
300 : 사용자 단말
Claims (12)
- 서로 다른 사용자 단말에 연결되는 복수의 포트를 포함하는 포트 뱅크;
복수의 포트에 개별적으로 연결되어, 메인 네트워크를 통해 서버와 연결되는 마스터 전송 선로를 제공하거나 또는 백업 네트워크를 통해 서버와 연결되는 슬레이브 전송 선로를 제공하는 하나 이상의 스위치를 포함하는 스위칭 모듈;
외부 제어 장치와 통신하여 제어 명령을 수신하고, 네트워크 연결 상태에 대한 모니터링 데이터를 외부 제어 장치로 전송하는 통신 모듈;
수신되는 제어 명령에 기초하여 스위칭 모듈을 제어하고, 각 포트와 마스터 전송 선로 및 슬레이브 전송 선로에 대한 연결 상태를 감지하고, 감지된 연결 상태에 대한 모니터링 데이터를 제공하는 제어 모듈; 및
모니터링 데이터에 기초하여 마스터 전송 선로의 작동 장애 발생 시, 마스터 전송 선로의 역할이 슬레이브 전송 선로로 전환되도록 하고, 마스터 전송 선로의 복구가 감지되면, 마스터 전송 선로의 역할이 복구된 마스터 전송 선로로 전환되도록 하는 바이패스 모듈;를 포함하는 네트워크 이중화 전자 패치 장치.
- 청구항 1에 있어서,
포트 뱅크는,
스위칭 모듈이 연결되도록 하나 이상의 포트를 포함하는 스위치 포트 뱅크; 및
사용자 단말이 연결되도록 하나 이상의 포트를 포함하는 단말 출력 포트 뱅크를 포함하되,
스위치 포트 뱅크는, 하나 이상의 입력포트 모듈을 포함하고,
입력포트 모듈은,
상부에 배치되어 마스터 전송 선로가 연결되는 메인 슬롯의 입력포트와, 하부에 배치되어 슬레이브 전송 선로가 연결되는 서브 슬롯의 입력포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 이중화 전자 패치 장치.
- 제2항에 있어서,
입력포트 모듈은,
메인 슬롯의 입력포트 및 서브 슬롯의 입력포트가 모듈화되어, 메인보드의 입력단에 외장 슬롯 형태로 배치하는 것을 특징으로 하는 네트워크 이중화 전자 패치 장치.
- 제1항에 있어서,
바이패스 모듈은, 하나 이상의 릴레이 스위치로 구성되는 것을 특징으로 하는 네트워크 이중화 전자 패치 장치.
- 제1항에 있어서,
마스터 전송 선로와 슬레이브 전송 선로는,
각 전송 선로의 임피던스를 동일하게 유지하도록 연결되는 것을 특징으로 하는 네트워크 이중화 전자 패치 장치.
- 제1항에 있어서,
네트워크 이중화 전자 패치 장치의 구동에 필요한 이중화 전원을 제공하는 복수의 전원 모듈이 구비되는 전원 공급부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 이중화 전자 패치 장치.
- 제6항에 있어서,
스위칭 모듈의 각 스위치와 포트 뱅크의 각 포트는,
일대일로 연결되고,
제어 모듈은,
스위칭 모듈의 각 스위치를 독립적으로 제어하도록 최소 포트당 하나의 MCU(MicroController Unit)가 적용되는 것을 특징으로 하는 네트워크 이중화 전자 패치 장치.
- 제7항에 있어서,
제어 모듈은,
마스터 전송 선로와 슬레이브 전송 선로의 최소 포트마다 개별 MCU가 적용되는 경우, 각 MCU의 동작 상태, 네트워크 연결 상태, 포트 변경 및 복구를 포함한 이벤트 발생 여부를 모니터링하는 모니터링용 MCU;를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 이중화 전자 패치 장치.
- 제8항에 있어서,
복수의 전원 모듈은,
제1 전원 모듈 및 제2 전원 모듈을 포함하고,
모니터링용 MCU는,
제1 전원 모듈 및 제2 전원 모듈과 함께 모듈화되어, 메인보드의 출력단에 외장 슬롯 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 네트워크 이중화 전자 패치 장치.
- 제6항에 있어서,
복수의 전원 모듈의 전원 공급 상태를 감시하여, 전원 공급 중단 또는 전원 재투입시 스위칭 모듈과 사용자 단말이 연결되도록 바이패스 기능을 수행하는 전원 감시 모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 이중화 전자 패치 장치.
- 제1항에 있어서,
포트 뱅크 내 각 포트의 네트워크 연결 우선순위를 설정하는 우선순위 설정 모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 이중화 전자 패치 장치.
- 제1항에 있어서,
통신 모듈은,
UART 통신 인터페이스를 이용하여 외부 제어 장치와 통신하는 것을 특징으로 하는 네트워크 이중화 전자 패치 장치.
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| KR1020220049064A KR102643048B1 (ko) | 2022-04-20 | 2022-04-20 | 네트워크 이중화 전자 패치 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020220049064A KR102643048B1 (ko) | 2022-04-20 | 2022-04-20 | 네트워크 이중화 전자 패치 장치 |
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- 2022-04-20 KR KR1020220049064A patent/KR102643048B1/ko active IP Right Grant
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| KR102643048B1 (ko) | 2024-02-29 |
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