WO2018070812A1 - 동선 번들 케이블 환경에서의 집선 장치 및 이를 이용한 최적 성능의 네트워크 제공 방법 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a concentrator in a copper wire bundle cable environment and a method for providing an optimal network using the same.
- the xDSL x Digital Subscriber Line
- the xDSL is a method that utilizes copper wire as a representative method for providing a 100 mega broadband Internet service.
- ISP Internet Service Provider
- ADSL, VDSL, and Ethernet technologies such as telephone lines and UTP-based Internet providing technologies, have different interference bands, so that there is little problem in providing each network service due to less interference.
- the problem to be solved by the present invention is to provide a concentrating device that can provide a high-performance Internet service to interference signals induced by adjacent lines and a network providing method using the same.
- a method of providing a network service to a terminal by a concentrating device includes transmitting a signal to a terminal, receiving the signal from the terminal, and analyzing the signal to characterize a channel connected to the terminal. And classifying the interference degree for each frequency band using the channel characteristic analysis result and encoding the data frame at different code rates according to the interference degree.
- the analyzing of the channel characteristics may include attenuation coefficients corresponding to signal strengths attenuated according to signal strength, signal-to-noise ratio, and line distance of the frequency band of the signal, time of arrival of the signal, and error ratio information of the signal.
- the characteristics of the channel may be analyzed based on at least one of the following.
- the encoding of the data frame may include encoding a data frame of a frequency band in which the interference degree of the channel is greater than or equal to a reference code rate, and encoding a data frame of a frequency band in which the interference degree of the channel is less than a reference code.
- a code rate higher than the rate can be encoded.
- the header of the data frame may include information of a frequency band in which the payload of the data frame is divided, and a code rate of the frequency band.
- the terminal may decode the data frame using information included in a header of the data frame.
- An aggregation apparatus for providing a network service to a terminal through a bundled cable line includes a transmission medium matching unit for transmitting and receiving a signal with the terminal, and analyzing the signal to determine characteristics of a channel connected to the terminal. And a transmission control unit for classifying the interference degree for each frequency band by using the channel characteristic analysis result and encoding data frames at different code rates according to the interference degree.
- the transmission control unit analyzes the signal to analyze a characteristic of a channel connected to the terminal, and a channel characteristic analysis unit, and uses the channel characteristic analysis result to classify the interference degree for each frequency band, and different codes according to the interference degree It may include a signal generator for generating a transmission signal encoded by the rate.
- the channel characteristic analyzer may include at least one of attenuation coefficient corresponding to a signal strength attenuated according to signal strength, a signal-to-noise ratio, a line distance of the signal, a time when the signal arrives, and error ratio information of the signal.
- the characteristics of the channel may be analyzed on the basis of.
- the signal generation unit encodes a data frame of a frequency band in which the degree of interference of the channel is greater than or equal to a reference code rate, and a data rate of a frequency band in which the interference degree of the channel is less than a reference code rate is higher than a reference code rate.
- the header of the transmission signal may include information of a frequency band in which the payload of the data frame is divided, and a code rate of the frequency band.
- the terminal may decode the data frame using information included in a header of the data frame.
- a giga-class communication service may be provided to a user even in an interference signal induced by an adjacent line in an environment in which a bundle cable is shared to provide a network service.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a copper wire-based network structure according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a block diagram briefly illustrating a configuration of a concentrator according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is an exemplary diagram illustrating the strength of a signal for each frequency band of a signal transmitted by a concentrator according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 4 is an exemplary diagram illustrating the strength of a signal for each frequency band of a signal transmitted from a concentrator according to an embodiment of the present invention to a terminal through a bundle cable.
- FIG. 5 is an exemplary diagram illustrating the strength of a signal for each frequency band of a signal transmitted by a concentrator according to another embodiment of the present invention.
- FIG. 6 is an exemplary diagram illustrating the strength of a signal for each frequency band of a signal transmitted from a concentrator according to another embodiment of the present invention to the terminal through a bundle cable.
- FIG. 7 is an exemplary diagram of a signal generator according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 8 is an exemplary flowchart of a method of providing a network service to a terminal through a bundle cable according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a copper wire-based network structure according to an embodiment of the present invention.
- the network management system for providing the Internet in the network shows only the schematic configuration necessary for explanation according to an embodiment of the present invention, but is not limited to this configuration.
- a network structure for providing a giga internet includes a concentrator 100, a terminal 200, and a bundle cable 300 as illustrated in FIG. 1.
- the aggregation apparatus 100 is for providing a network service to the terminal 200 in an access network.
- the aggregation apparatus 100 is located at a network operator and is connected to an upper communication device.
- the terminal 200 is a terminal device of the concentrating device 100.
- the terminal 200 is physically connected to the concentrating device 100 through a bundle cable 300 and is located at a user side.
- the bundle cable 300 provides a physical connection between the at least one concentrating device 100 and the terminal 200 and is provided in a form in which a plurality of copper wires are bundled.
- some access networks can consist of more than 24 pairs of bundled cables.
- a wide frequency band is used.
- a frequency region used may overlap to generate interference, and a performance may be degraded due to the interference.
- the network system manages the characteristics of the circuits connected to the subscriber station and transmits / receives data having a separate encoding so as to increase the error correction probability according to each circuit state.
- transmission / reception characteristics such as loss, impedance, and delay time may vary according to a cable type and a distance connected between the concentrator 100 and the terminal 200.
- the network system transmits a signal from the concentrating device 100 to the terminal 200 to measure the line characteristic, and grasps the line characteristic using the response signal received from the terminal 200.
- frequency bands with a high degree of interference can be classified according to the characteristics of a line, and data can be encoded based on the frequency band.
- the network system transmits data encoded according to interference characteristics of a channel, thereby minimizing interference with other Internet providing services even in an environment in which network services are provided using a wide frequency band. It can provide excellent Giga class internet service.
- FIG. 2 is a block diagram briefly illustrating a configuration of a concentrator according to an embodiment of the present invention.
- the concentrating device 100 is not limited to this configuration only shows a schematic configuration necessary for the description according to an embodiment of the present invention.
- the concentrator 100 includes a network matching unit 110, a transmission medium matching unit 120, and a transmission control unit 130.
- the network matching unit 110 is for connecting the concentrating device 100 with an external network or another network, and the network matching unit 110 may be selected according to a network that is manufactured and connected in a modular fashion.
- the transmission medium matching unit 120 is connected to the terminal 200 to transmit and receive a test signal or data, and determines the connection state with the concentrating device 100 for each line or each subscriber terminal.
- the transmission controller 130 may include a channel characteristic analyzer 140, a signal generator 150, and the like.
- the channel characteristic analyzer 140 passes through the transmission medium matching unit 120 to the subscriber station 200.
- the characteristics of the line connected to the terminal 200 are determined by using the transmitted signal and the signal received by the terminal 200.
- the channel characteristic analyzer 140 may determine the strength of a signal for each frequency band of the transmitted signal, a signal-to-noise ratio (SNR), attenuation coefficient corresponding to a signal strength attenuated according to the line distance, and a test response signal.
- SNR signal-to-noise ratio
- the characteristics of the line connected to the terminal 200 may be analyzed using characteristics of the signal including the arrival time, and the degree of interference of the line may be determined.
- the channel characteristic analyzer 140 may detect a frequency band in which the interference level of the line is severe. In this case, the channel characteristic analyzer 140 may classify the frequency bands having a high degree of interference according to the degree of interference of the lines, divide the frequency bands at predetermined intervals, and extract a section with severe line interference from the divided frequency bands. It may be.
- FIG. 3 is an exemplary diagram illustrating the strength of a signal for each frequency band of a signal transmitted by a concentrator according to an embodiment of the present invention
- FIG. 4 is a bundle of signals transmitted by the concentrator according to an embodiment of the present invention. It is an exemplary diagram showing the strength of the signal for each frequency band of the signal arriving at the terminal through the cable.
- the channel characteristic analyzer 140 determines a degree of interference of a line by comparing reception strengths of signals according to frequency bands. And the frequency band can be divided according to the degree of interference of the line.
- the frequency band is ⁇ f1, which has a moderate level of interference, f1 ⁇ f2, which has a low level of interference, and a frequency band having a high level of interference. It can be divided into f2 ⁇ f3 sections.
- the frequency band is divided into three sections.
- the present invention is not limited thereto, and the frequency band may be divided into a plurality of frequency bands according to the strength of the test response signal.
- FIG. 5 is an exemplary diagram illustrating the strength of a signal for each frequency band of a signal transmitted by a concentrator according to another embodiment of the present invention
- FIG. 6 is a bundle of signals transmitted by the concentrator according to another embodiment of the present invention. It is an exemplary diagram showing the strength of the signal for each frequency band of the signal arriving at the terminal through the cable.
- the channel characteristic analyzer 140 divides a frequency band into predetermined intervals ( ⁇ f1, ⁇ f2, ⁇ f3, ⁇ f4, ⁇ fn), In the divided frequency band section, a section with a high degree of interference may be extracted.
- the signal generator 150 converts the data transmitted through the network matching unit 110 according to the characteristics of the line analyzed by the channel characteristic analyzer 140 to generate a data signal to be transmitted to the terminal 200.
- the signal generator 150 may include an encoder, a multiplexer, a modulator, and the like.
- the signal generator 150 may set a low FEC code rate for transmission data in a frequency band with a high degree of interference, and set a high FEC code rate for transmission data in a frequency band with an interference level of moderate.
- the signal generator 150 may generate a data signal including information of a frequency band in which a payload is divided and encoding information of each frequency band in a header.
- the terminal 200 may decode the encoded data based on the frequency band information included in the header of the data frame and the encoding information of each frequency band.
- FIG. 7 is an exemplary diagram of a signal generator according to an embodiment of the present invention.
- the signal generator 150 may configure a MAC frame using an orthogonal frequency division multiplexing access (OFDMA).
- OFDMA orthogonal frequency division multiplexing access
- the signal generator 150 receives the MPDU (MAC Protocol Data Unit) converted from the data signal received from the network matching unit 110 by the transmission controller.
- MPDU MAC Protocol Data Unit
- the signal generator 150 may generate a transmission signal to the terminal 200 via a forward error correction (FEC) encoder.
- FEC forward error correction
- the forward error correction encoder may generate a signal to be transmitted to the terminal 200 by encoding a scrambled data signal at a coding rate set according to a frequency band, and multiplexing a frame separated by a frequency band through a multiplexer.
- the forward error correction encoder may encode a data frame at a code rate that may facilitate error correction for a frequency band with a high degree of interference.
- the forward error correcting encoder may encode at a low FEC code rate for transmission data in a frequency band with a high degree of interference, and at a FEC code rate set at a high frequency for transmission data in a frequency band with a moderate degree of interference.
- the signal generator 150 may combine the data frames encoded by the forward error correcting encoder into one symbol through a multiplexer, modulate them through an OFDM modulator, and generate a transmission signal for providing to the terminal 200. .
- FIG. 8 is an exemplary flowchart of a method of providing a network service to a terminal through a bundle cable according to an embodiment of the present invention.
- the aggregation apparatus 100 may detect an environment change (for example, adding a new terminal, a noise environment change, etc.) during data transmission and reception between the terminals 200, or may periodically require channel estimation.
- the concentrating apparatus 100 performs a channel estimation initialization process on a line connected to the terminal 200.
- the concentrator 100 transmits a test signal to the terminal 200 in order to analyze characteristics of a line connected to the terminal 200 (S120), and the terminal 200 receives a test signal and generates a test response in response thereto.
- the signal is transmitted to the concentrator 100 (S130).
- the concentrator 100 analyzes the received test response signal and is connected to the terminal 200.
- the concentrator 100 is a frequency band strength of the signal, a signal-to-noise ratio (SNR), attenuation coefficient corresponding to the signal strength attenuated according to the line distance, the time when the test response signal arrived, and
- the characteristics of the line connected to the terminal 200 may be analyzed using a feature including at least one of error rate information of the signal. That is, the concentrator 100 may determine the degree of interference of the line by using the characteristics of the signal.
- the concentrator 100 may classify frequency bands with severe interference according to the analyzed channel characteristics, and encode transmission frames of frequency bands with severe interference and transmission frames of frequency band with moderate interference with different code rates. There is (S150).
- the concentrator 100 may set a low FEC code rate for transmission data in a frequency band with a high degree of interference, and set a high FEC code rate for transmission data in a frequency band with a moderate degree of interference.
- the header of the transmission frame data may include information of the frequency band in which the payload is divided and encoding information of each frequency band.
- the concentrator 100 may detect a frequency band in which the interference degree of the line is severe, and may classify a frequency band in which the interference degree is severe, according to the degree of interference of the line, and divide the frequency band at predetermined intervals, In the frequency band section, a section with severe line interference may be extracted.
- the concentrator 100 may collect data frames that are divided and encoded according to frequency bands into one symbol through a multiplexer, modulate through an OFDM modulator, and then transmit the data frames to the terminal 200.
- the concentrator 100 transmits the encoded data frame to the terminal 200 (S160), and the terminal 200 decodes the received data frame (S170).
- the terminal 200 may extract the original data by decoding the payload based on the header information of the data frame.
- the network providing system including the concentrating device and the terminal can provide a giga-class Internet service to the customer even by interference provided from adjacent lines in the bundle cable by encoding frequency bands separated by the degree of interference with a separate code rate.
- the embodiments of the present invention described above are not only implemented through the apparatus and the method, but may be implemented through a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiments of the present invention or a recording medium on which the program is recorded.
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Abstract
본 발명의 한 실시예에 따른 집선 장치가 단말로 네트워크 서비스를 제공하는 방법은 단말로 신호를 전송하는 단계, 상기 단말로부터 상기 신호를 수신하는 단계, 상기 신호를 분석하여 상기 단말과 연결된 채널의 특성을 분석하는 단계, 그리고 상기 채널 특성 분석 결과를 이용하여 주파수 대역 별 간섭 정도를 구분하고, 상기 간섭 정도에 따라 서로 다른 부호율로 데이터 프레임을 부호화하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 동선 번들 케이블 환경에서의 집선 장치 및 이를 이용한 최적 성능의 네트워크 제공 방법에 관한 것이다.
100메가급 초고속 인터넷 서비스를 제공하기 위한 대표적인 방식으로 동선을 활용한 방식으로 xDSL(x Digital Subscriber Line)이 있다.
최근에는 속도의 장벽을 넘어 초고속 인터넷에서 기가 인터넷으로 더 빠른 속도를 제공하기 위해 ISP(Internet Service Provider) 업체들이 경쟁하고 있으며, 기존 초고속 인터넷을 기가 인터넷으로 전환하는 다양한 기술이 개발되고 있다.
지금까지 전화선, 그리고 UTP 기반의 인터넷 제공 기술인 ADSL, VDSL, 그리고 이더넷 기술은 각각 사용하는 주파수 대역이 상이하여 상호 간 간섭이 적어 각 네트워크 서비스를 제공하는 데에 큰 문제가 없었다.
그러나 최근 기가 인터넷을 제공하기 위하여 사용 주파수 대역이 확장됨에 따라 번들 케이블 내에서 타 네트워크 제공 기술과 사용하는 주파수 대역이 중첩되어 상호 간 간섭이 발생하여 성능이 저하되는 문제점이 있어 이를 해결하기 위한 연구가 지속되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 인접 선로로 인해 유도된 간섭 신호에도 고성능의 인터넷 서비스를 제공할 수 있는 집선 장치 및 이를 이용한 최적 성능의 네트워크 제공 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 집선 장치가 단말로 네트워크 서비스를 제공하는 방법은 단말로 신호를 전송하는 단계, 상기 단말로부터 상기 신호를 수신하는 단계, 상기 신호를 분석하여 상기 단말과 연결된 채널의 특성을 분석하는 단계, 그리고 상기 채널 특성 분석 결과를 이용하여 주파수 대역 별 간섭 정도를 구분하고, 상기 간섭 정도에 따라 서로 다른 부호율로 데이터 프레임을 부호화하는 단계를 포함한다.
상기 채널 특성을 분석하는 단계는 상기 신호의 주파수 대역 별 신호의 세기, 신호 대 잡음 비, 선로 거리에 따라 감쇠하는 신호 세기에 해당하는 감쇠 계수, 상기 신호가 도착한 시간, 그리고 상기 신호의 에러 비율 정보 중 적어도 하나를 기초로 상기 채널의 특성을 분석할 수 있다.
상기 데이터 프레임을 부호화하는 단계는 상기 채널의 간섭 정도가 기준 이상인 주파수 대역의 데이터 프레임은 기준 부호율 보다 낮은 부호율로 부호화하고, 상기 채널의 간섭 정도가 기준 미만인 주파수 대역의 데이터 프레임은 상기 기준 부호율보다 높은 부호율로 부호화할 수 있다.
상기 데이터 프레임의 헤더는 상기 데이터 프레임의 페이로드가 분할된 주파수 대역의 정보, 그리고 상기 주파수 대역의 부호율을 포함할 수 있다.
상기 단말은 상기 데이터 프레임의 헤더에 포함된 정보를 이용하여 상기 데이터 프레임을 복호화할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 번들 케이블 선로를 통해 단말로 네트워크 서비스를 제공하기 위한 집선 장치는 상기 단말과 신호를 송수신하는 전송 매체 정합부, 그리고 상기 신호를 분석하여 상기 단말과 연결된 채널의 특성을 분석하고, 상기 채널 특성 분석 결과를 이용하여 주파수 대역 별 간섭 정도를 구분하고, 상기 간섭 정도에 따라 서로 다른 부호율로 데이터 프레임을 부호화하는 전송 제어부를 포함한다.
상기 전송 제어부는 상기 신호를 분석하여 상기 단말과 연결된 채널의 특성을 분석하는 채널 특성 분석부, 그리고 상기 채널 특성 분석 결과를 이용하여 주파수 대역 별 간섭 정도를 구분하고, 상기 간섭 정도에 따라 서로 다른 부호율로 부호화한 전송 신호를 생성하는 신호 생성부를 포함할 수 있다.
상기 채널 특성 분석부는 상기 신호의 주파수 대역 별 신호의 세기, 신호 대 잡음 비, 선로 거리에 따라 감쇠하는 신호 세기에 해당하는 감쇠 계수, 상기 신호가 도착한 시간, 그리고 상기 신호의 에러 비율 정보 중 적어도 하나를 기초로 상기 채널의 특성을 분석할 수 있다.
상기 신호 생성부는 상기 채널의 간섭 정도가 기준 이상인 주파수 대역의 데이터 프레임은 기준 부호율 보다 낮은 부호율로 부호화하고, 상기 채널의 간섭 정도가 기준 미만인 주파수 대역의 데이터 프레임은 기준 부호율 보다 높은 부호율로 부호화할 수 있다.
상기 전송 신호의 헤더는 상기 데이터 프레임의 페이로드가 분할된 주파수 대역의 정보, 그리고 상기 주파수 대역의 부호율을 포함할 수 있다.
상기 단말은 상기 데이터 프레임의 헤더에 포함된 정보를 이용하여 상기 데이터 프레임을 복호화 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 번들 케이블을 공유하여 네트워크 서비스를 제공하는 환경에서 인접 선로로 인해 유도된 간섭 신호에도 사용자에게 기가급 통신 서비스를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 동선 기반 네트워크 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 집선 장치의 구성을 간략히 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 집선 장치에서 전송하는 신호의 주파수 대역 별 신호의 세기를 나타내는 예시적 도면이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 집선 장치에서 전송한 신호가 번들 케이블을 통해 단말 측에 도착하는 신호의 주파수 대역 별 신호의 세기를 나타내는 예시적 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 집선 장치에서 전송하는 신호의 주파수 대역 별 신호의 세기를 나타내는 예시적 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 집선 장치에서 전송한 신호가 번들 케이블을 통해 단말 측에 도착하는 신호의 주파수 대역 별 신호의 세기를 나타내는 예시적 도면이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 생성부 구성의 예시도이다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 집선 장치가 번들 케이블을 통해 단말로 네트워크 서비스를 제공하는 방법의 예시적 흐름도이다.
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 여러 가지 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 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 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, 도 1 내지 도 8을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 네트워크에서 기가 인터넷을 제공하기 위한 네트워크 장치 및 이를 이용한 네트워크 관리 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 동선 기반 네트워크 구조를 도시한 도면이다.
이때, 네트워크에서 인터넷을 제공하기 위한 네트워크 관리 시스템은 본 발명의 실시예에 따른 설명을 위해 필요한 개략적인 구성만을 도시할 뿐 이러한 구성에 국한되는 것은 아니다.
일반적으로 기가 인터넷을 제공하기 위한 네트워크 구조는 도 1에 도시된 바와 같이, 집선 장치(100), 단말(200) 그리고 번들 케이블(300)을 포함한다. 집선 장치(100)는 액세스 네트워크에서 단말(200)로 네트워크 서비스를 제공하기 위한 것으로, 네트워크 운영자 측에 위치하며, 각각 상위의 통신 장치와 연결된다.
단말(200)은 집선 장치(100)의 단말 장치로서, 집선 장치(100)와는 번들 케이블(300)을 통해 물리적으로 연결되며, 사용자 측에 위치한다.
번들 케이블(300)은 적어도 하나의 집선 장치(100)와 단말(200) 사이의 물리적인 연결을 제공하며, 복수의 동선이 묶여 있는 형태로 제공된다. 예를 들어 일부 액세스 네트워크에서는 24 페어(pair) 이상의 번들 케이블로 구성될 수 있다.
동선 기반 네트워크에서 기가급 고속 인터넷 서비스를 제공하기 위하여 넓은 주파수 대역을 이용하고 있다. 다만, 번들 케이블(300)을 통해 인터넷을 제공하는 경우는 사용하는 주파수 영역이 중첩되어 간섭을 발생시키고, 간섭으로 인한 성능이 저하되는 경우가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 한 실시예에 따른 네트워크 시스템은 가입자 단말과 연결된 회선들의 특성을 파악하고, 각각의 회선 상태에 따라 에러 정정 확률을 높일 수 있도록 별도의 인코딩을 거친 데이터를 송수신하도록 관리한다.
동선 기반 네트워크는 집선 장치(100)와 단말(200) 사이에 연결되는 케이블 종류 및 거리에 따라 손실, 임피던스, 지연 시간 등 송수신 특성이 달라질 수 있다.
따라서, 네트워크 시스템은 회선 특성 측정을 위해서 집선 장치(100)에서 단말(200)로 신호를 송신하고, 단말(200)로부터 수신한 응답 신호를 이용하여 회선 특성을 파악한다. 그리고 회선 특성에 따라 간섭 정도가 심한 주파수 대역을 구분하고, 주파수 대역을 기준으로 데이터의 인코딩을 수행할 수 있다.
따라서, 본 발명의 한 실시예에 따른 네트워크 시스템은 채널의 간섭 특성에 따라 부호화한 데이터를 전송함으로써, 넓은 주파수 대역을 이용하여 네트워크 서비스를 제공하는 환경에서도 다른 인터넷 제공 서비스와의 간섭을 최소화하여 성능이 우수한 기가급 인터넷 서비스를 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 집선 장치의 구성을 간략히 도시한 블록도이다.
이때, 집선 장치(100)는 본 발명의 실시예에 따른 설명을 위하여 필요한 개략적인 구성만을 도시할 뿐 이러한 구성에 국한되는 것은 아니다.
도 2를 참고하면, 집선 장치(100)는 네트워크 정합부(110), 전송 매체 정합부(120), 그리고 전송 제어부(130)를 포함한다.
네트워크 정합부(110)는 외부망이나 다른 네트워크와 집선 장치(100)를 연결하기 위한 것으로, 네트워크 정합부(110)는 탈착이 가능한 모듈식으로 제작되어 연결되는 네트워크에 따라 취사선택할 수 있다.
전송 매체 정합부(120)는 단말(200)과 연결되어 테스트 신호 또는 데이터를 송수신하며, 회선별 또는 가입자 단말 별로 집선 장치(100)와의 연결 상태를 파악한다.
전송 제어부(130)는 채널 특성 분석부(140), 그리고 신호 생성부(150) 등을 포함할 수 있다.
채널 특성 분석부(140)는 전송 매체 정합부(120)를 통해 가입자 단말(200)로
전송된 신호와, 단말(200)에서 수신한 신호를 이용하여 단말(200)과 연결된 회선의 특성을 파악한다.
채널 특성 분석부(140)는 전송된 신호의 주파수 대역 별 신호의 세기, 신호 대 잡음 비(SNR, Signal to Noise Ratio), 선로 거리에 따라 감쇠하는 신호 세기에 해당하는 감쇠 계수, 테스트 응답 신호의 도착 시간 등을 포함하는 신호의 특징을 이용하여 단말(200)과 연결된 회선의 특성을 분석할 수 있으며, 선로의 간섭 정도를 파악할 수 있다.
한편, 채널 특성 분석부(140)는 선로의 간섭 정도가 심한 주파수 대역을 검출할 수 있다. 이때 채널 특성 분석부(140)는 선로의 간섭 정도에 따라 간섭 정도가 심한 주파수 대역을 구분할 수도 있고, 주파수 대역을 일정 간격으로 분할하고, 분할된 주파수 대역 구간에서 선로의 간섭이 심한 구간을 추출할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 집선 장치에서 전송하는 신호의 주파수 대역 별 신호의 세기를 나타내는 예시적 도면이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 집선 장치에서 전송한 신호가 번들 케이블을 통해 단말 측에 도착하는 신호의 주파수 대역 별 신호의 세기를 나타내는 예시적 도면이다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 채널 특성 분석부(140)는 주파수 대역에 따른 신호의 수신 세기를 비교하여 선로의 간섭 정도를 파악한다. 그리고 선로의 간섭 정도에 따라 주파수 대역을 분할할 수 있다.
예를 들어 수신 신호의 세기가 중간인 구간, 높은 구간, 그리고 낮은 구간에 따라 간섭 정도가 중간인 주파수 대역인 ~f1, 간섭 정도가 낮은 주파수 대역인 f1~f2, 그리고 간섭 정도가 높은 주파수 대역인 f2~f3 구간으로 분할할 수 있다.
본 실시예에서 주파수 대역을 세 개의 구간으로 분할하는 것을 그 예로 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한하는 것은 아니며, 테스트 응답 신호의 세기에 따라 주파수 대역을 복수 개의 주파수 대역으로 분할할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 집선 장치에서 전송하는 신호의 주파수 대역 별 신호의 세기를 나타내는 예시적 도면이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 집선 장치에서 전송한 신호가 번들 케이블을 통해 단말 측에 도착하는 신호의 주파수 대역 별 신호의 세기를 나타내는 예시적 도면이다.
도 5 및 도 6을 참고하면, 본 발명의 또 다른 실시예에서 채널 특성 분석부(140)는 주파수 대역을 일정 구간으로 분할(~f1, ~f2, ~f3, ~f4, ~fn)하고, 분할된 주파수 대역 구간에서 간섭 정도가 심한 구간을 추출할 수 있다.
신호 생성부(150)는 채널 특성 분석부(140)에서 분석한 회선의 특성에 따라 네트워크 정합부(110)를 통해 전송받은 데이터를 변환하여 단말(200)로 송신할 데이터 신호를 생성한다. 신호 생성부(150)는 인코더, 다중화기, 그리고 변조기 등을 포함할 수 있다.
이때, 신호 생성부(150)는 간섭 정도가 심한 주파수 대역의 전송 데이터에 대하여 FEC code rate를 낮게 설정하고, 간섭 정도가 보통인 주파수 대역의 전송 데이터에 대하여 FEC code rate를 높게 설정할 수 있다.
또한, 신호 생성부(150)는 헤더에 페이로드가 분할된 주파수 대역의 정보, 그리고 각 주파수 대역의 인코딩 정보가 포함된 데이터 신호를 생성할 수 있다.
이에 따라 단말(200)은 데이터 프레임의 헤더에 포함된 주파수 대역 정보, 그리고 각 주파수 대역의 인코딩 정보를 바탕으로 부호화된 데이터를 복호화할 수 있다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 생성부 구성의 예시도이다.
도 7을 참고하면, 신호 생성부(150)는 직교 주파수 분할 다중 접속 방식(orthogonal frequency division multiplexing access, OFDMA)을 사용하여 MAC 프레임을 구성할 수 있다.
신호 생성부(150)는 네트워크 정합부(110)로부터 수신한 데이터 신호를 전송제어부에서 변환한 MPDU(MAC Protocol Data Unit)를 전송받는다.
그리고 신호 생성부(150)는 순방향 오류 정정(forward error correction, FEC) 부호화기를 거쳐 단말(200)로의 전송 신호를 생성할 수 있다.
순방향 오류 정정 부호화기는 주파수 대역에 따라 설정된 코딩 레이트로 scramble된 데이터 신호를 인코딩하고, 다중화기를 통해 주파수 대역으로 구별된 프레임을 다중화하여 단말(200)로 전송할 신호를 생성할 수 있다. 이때, 순방향 오류 정정 부호화기는 간섭 정도가 심한 주파수 대역에 대해서는 에러 정정(Error Correction)을 용이하게 할 수 있는 부호율로 데이터 프레임을 인코딩할 수 있다.
즉, 순방향 오류 정정 부호화기는 간섭 정도가 심한 주파수 대역의 전송 데이터에 대하여 낮게 설정된 FEC code rate로 인코딩하고, 간섭 정도가 보통인 주파수 대역의 전송 데이터에 대하여 높게 설정된 FEC code rate로 인코딩할 수 있다.
그리고 신호 생성부(150)는 순방향 오류 정정 부호화기를 통해 인코딩된 데이터 프레임들은 다중화기를 통해 하나의 심벌로 결합하고, OFDM 변조기를 통해 변조하여 단말(200)로 제공하기 위한 전송 신호를 생성할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 한 실시예에 따른 집선 장치가 네트워크 서비스를 제공하는 방법을 설명하도록 한다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 집선 장치가 번들 케이블을 통해 단말로 네트워크 서비스를 제공하는 방법의 예시적 흐름도이다.
도 8을 참고하면, 집선 장치(100)는 단말(200)간 데이터 송수신 중 환경 변화(예를 들어 새로운 단말 추가, 노이즈 환경 변화 등)등을 감지하거나, 주기적으로 채널 추정(channel estimation)이 필요하면, 집선 장치(100)는 단말(200)과 연결된 선로의 채널 추정 초기화(channel estimation initialization) 프로세스를 진행한다(S110).
집선 장치(100)는 단말(200)과 연결된 회선의 특성을 분석하기 위하여 단말(200)로 테스트 신호를 전송(S120)하고, 단말(200)은 테스트 신호를 수신하면 이에 응답하여 생성한 테스트 응답 신호를 집선 장치(100)로 전송한다(S130).
집선 장치(100)는 수신한 테스트 응답 신호를 분석하여 단말(200)과 연결된
채널 특성을 분석한다(S140).
이때, 집선 장치(100)는 신호의 주파수 대역별 세기, 신호 대 잡음 비(SNR, Signal to Noise Ratio), 선로 거리에 따라 감쇠하는 신호 세기에 해당하는 감쇠 계수, 테스트 응답 신호가 도착한 시간, 그리고 신호의 에러 비율 정보 중 어느 하나 이상을 포함하는 특징을 이용하여 단말(200)과 연결된 회선의 특성을 분석할 수 있다. 즉, 집선 장치(100)는 신호의 특징을 이용하여 선로의 간섭 정도를 파악할 수 있다.
집선 장치(100)는 분석한 채널 특성에 따라 간섭 정도가 심한 주파수 대역을 구분하고 간섭 정도가 심한 주파수 대역의 전송 프레임과 간섭 정도가 보통인 주파수 대역의 전송 프레임을 서로 다른 부호율로 부호화할 수 있다(S150).
예를 들어, 집선 장치(100)는 간섭 정도가 심한 주파수 대역의 전송 데이터에 대하여 FEC code rate를 낮게 설정하고, 간섭 정도가 보통인 주파수 대역의 전송 데이터에 대하여 FEC code rate를 높게 설정할 수 있다.
이때, 전송 프레임 데이터의 헤더에는 페이로드가 분할된 주파수 대역의 정보, 그리고 각 주파수 대역의 인코딩 정보를 포함할 수 있다.
한편, 집선 장치(100)는 선로의 간섭 정도가 심한 주파수 대역을 검출할 수 있는데, 선로의 간섭 정도에 따라 간섭 정도가 심한 주파수 대역을 구분할 수도 있고, 주파수 대역을 일정 간격으로 분할하고, 분할된 주파수 대역 구간에서 선로의 간섭이 심한 구간을 추출할 수도 있다.
집선 장치(100)는 주파수 대역 별로 구분되어 인코딩된 데이터 프레임을 다중화기를 통해 하나의 심벌로 모으고, OFDM 변조기를 통해 변조한 다음, 단말(200)로 전송할 수 있다.
집선 장치(100)는 부호화된 데이터 프레임을 단말(200)로 전송(S160)하고, 단말(200)은 수신한 데이터 프레임을 복호화한다(S170).
단말(200)은 데이터 프레임의 헤더 정보를 바탕으로 페이로드를 디코딩하여 원 데이터를 추출할 수 있다.
이와 같은 집선 장치, 그리고 단말을 포함하는 네트워크 제공 시스템은 간섭 정도로 구분된 주파수 대역을 별도의 부호율로 인코딩함으로써, 번들 케이블 내 인접 선로로부터 제공된 간섭에도 고객에게 기가급 인터넷 서비스를 제공할 수 있다.
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 (11)
- 집선 장치가 단말로 네트워크 서비스를 제공하는 방법으로서,단말로 신호를 전송하는 단계,상기 단말로부터 상기 신호를 수신하는 단계,상기 신호를 분석하여 상기 단말과 연결된 채널의 특성을 분석하는 단계, 그리고상기 채널 특성 분석 결과를 이용하여 주파수 대역 별 간섭 정도를 구분하고, 상기 간섭 정도에 따라 서로 다른 부호율로 데이터 프레임을 부호화하는 단계를 포함하는 네트워크 제공 방법.
- 제1항에서,상기 채널 특성을 분석하는 단계는상기 신호의 주파수 대역 별 신호의 세기, 신호 대 잡음 비, 선로 거리에 따라 감쇠하는 신호 세기에 해당하는 감쇠 계수, 상기 신호가 도착한 시간, 그리고 상기 신호의 에러 비율 정보 중 적어도 하나를 기초로 상기 채널의 특성을 분석하는 네트워크 제공 방법.
- 제1항에서,상기 데이터 프레임을 부호화하는 단계는상기 채널의 간섭 정도가 기준 이상인 주파수 대역의 데이터 프레임은 기준부호율 보다 낮은 부호율로 부호화하고,상기 채널의 간섭 정도가 기준 미만인 주파수 대역의 데이터 프레임은 상기기준 부호율 보다 높은 부호율로 부호화하는 네트워크 제공 방법.
- 제3항에서,상기 데이터 프레임의 헤더는상기 데이터 프레임의 페이로드가 분할된 주파수 대역의 정보, 그리고 상기 주파수 대역의 부호율을 포함하는 네트워크 제공 방법.
- 제4항에서,상기 단말은상기 데이터 프레임의 헤더에 포함된 정보를 이용하여 상기 데이터 프레임을 복호화하는 네트워크 제공 방법.
- 번들 케이블 선로를 통해 단말로 네트워크 서비스를 제공하기 위한 집선 장치로서,상기 단말과 신호를 송수신하는 전송 매체 정합부, 그리고상기 신호를 분석하여 상기 단말과 연결된 채널의 특성을 분석하고, 상기 채널 특성 분석 결과를 이용하여 주파수 대역 별 간섭 정도를 구분하고, 상기 간섭 정도에 따라 서로 다른 부호율로 데이터 프레임을 부호화하는 전송 제어부를 포함하는 집선 장치.
- 제6항에서,상기 전송 제어부는상기 신호를 분석하여 상기 단말과 연결된 채널의 특성을 분석하는 채널 특성 분석부, 그리고상기 채널 특성 분석 결과를 이용하여 주파수 대역 별 간섭 정도를 구분하고, 상기 간섭 정도에 따라 서로 다른 부호율로 부호화한 전송 신호를 생성하는 신호 생성부를 포함하는 집선 장치.
- 제7항에서,상기 채널 특성 분석부는상기 신호의 주파수 대역 별 신호의 세기, 신호 대 잡음 비, 선로 거리에 따라 감쇠하는 신호 세기에 해당하는 감쇠 계수, 상기 신호가 도착한 시간, 그리고 상기 신호의 에러 비율 정보 중 적어도 하나를 기초로 상기 채널의 특성을 분석하는 집선 장치.
- 제7항에서,상기 신호 생성부는상기 채널의 간섭 정도가 기준 이상인 주파수 대역의 데이터 프레임은 기준 부호율(Code Rate)보다 낮은 부호율로 부호화하고,상기 채널의 간섭 정도가 기준 미만인 주파수 대역의 데이터 프레임은 기준 부호율보다 높은 부호율로 부호화하는 집선 장치.
- 제7항에서,상기 전송 신호의 헤더는상기 데이터 프레임의 페이로드가 분할된 주파수 대역의 정보, 그리고 상기 주파수 대역의 부호율을 포함하는 집선 장치.
- 제10항에서,상기 단말은상기 데이터 프레임의 헤더에 포함된 정보를 이용하여 상기 데이터 프레임을 복호화하는 집선 장치.
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