WO2018221859A1 - 하나의 동선선로를 이용하여 다수의 가입자에게 서비스를 제공하는 장치 및 그 방법 - Google Patents

하나의 동선선로를 이용하여 다수의 가입자에게 서비스를 제공하는 장치 및 그 방법 Download PDF

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WO2018221859A1
WO2018221859A1 PCT/KR2018/004776 KR2018004776W WO2018221859A1 WO 2018221859 A1 WO2018221859 A1 WO 2018221859A1 KR 2018004776 W KR2018004776 W KR 2018004776W WO 2018221859 A1 WO2018221859 A1 WO 2018221859A1
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WO
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bandwidth
subscriber station
subscriber
line
service
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/004776
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English (en)
French (fr)
Inventor
박노욱
박형진
Original Assignee
주식회사 케이티
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for providing a service to a plurality of subscribers using one copper line.
  • xDSL digital subscriber line
  • DOCSIS data over cable service internet specifications
  • the cables constituting the telephone line are bundled so that the performance quality is reduced due to the interference between the lines within the bundled cable, and the point-to-point between the port of the concentrator providing the Internet and the subscriber terminal device Point-to-point connections are expensive.
  • multiple subscriber terminal devices can be connected to one port using a single line.
  • G.hn gigabit Home Network
  • network operators can use up / down bandwidth and quality of service. There is not enough way to control the back.
  • a particular subscriber may interfere with the service of other subscribers by occupying bandwidth.
  • An object of the present invention is to provide an apparatus and method for providing services by efficiently allocating bandwidth to each subscriber when providing a service to a plurality of subscribers using one copper line.
  • a service providing apparatus for providing a data service through at least one subscriber line, comprising: a control unit for allocating a minimum bandwidth for receiving data service in a time division manner to all at least one subscriber station connected to one subscriber line; And a transmission signal controller for controlling data transmission with the subscriber station in a time division manner according to the bandwidth allocated by the controller.
  • the control unit may include a channel measuring unit configured to estimate a channel of the subscriber line and calculate a transmittable bandwidth; A traffic measuring unit configured to estimate a traffic amount of each subscriber station by monitoring traffic conditions of the at least one subscriber station connected to the subscriber line; And a bandwidth allocator configured to allocate a transmission bandwidth for each subscriber station according to the transmittable bandwidth calculated by the channel measurer and the amount of traffic for each subscriber station estimated by the traffic measurer.
  • the bandwidth allocator may calculate an uplink bandwidth and a downlink bandwidth according to a preset up / down ratio with respect to the transmittable bandwidth calculated by the channel measuring unit, and allocate the minimum bandwidth to each of the at least one subscriber station.
  • the remaining bandwidth except for the minimum bandwidth allocated to each of the at least one subscriber station among the transmittable bandwidths is allocated according to the traffic amount for each subscriber station estimated by the traffic measuring unit.
  • the control unit may further include a slave registration unit that registers the at least one subscriber station connected to the subscriber line as a slave of the subscriber line, and wherein the slave registration unit is the at least one subscriber station connected to the subscriber line. It is registered and managed as one group, and when a slave is registered, a unique ID based on a media access control (MAC) address or a serial number of the subscriber station is assigned and registered.
  • MAC media access control
  • the apparatus may further include a first splitter located on the subscriber line between the transmission signal controller and the at least one subscriber station, wherein the first splitter includes:
  • a master side port connected to the subscriber line; And at least one slave side port connected to the at least one subscriber station, wherein the master side port and the slave side port are interconnected so that 1: n (n is the number of the at least one subscriber station). Provide a connection.
  • the first splitter may further include a telephone port and at least one second splitter connected to a public switched telephone network (PSTN), wherein each of the at least one second splitter includes the master side port, the telephone port and the It is connected to the slave port, receives data from the master port, receives a telephone signal from the telephone port, synthesizes the data, and transmits the data to the slave port. It forwards to the master side port and a phone signal to the phone port.
  • PSTN public switched telephone network
  • the subscriber line is a copper line including a coaxial line or a telephone line.
  • the minimum bandwidth is a bandwidth required to service an Internet Protocol Television (IPTV) or the Internet.
  • IPTV Internet Protocol Television
  • a service providing apparatus for providing a data service through at least one subscriber line comprising: estimating a channel of at least one subscriber line to which at least one subscriber station is connected and calculating a transmittable bandwidth; Allocating a minimum bandwidth of each of the at least one subscriber station to the data service in a time division manner among the transmittable bandwidths; And performing data transmission according to the bandwidth allocated to each of the at least one subscriber station.
  • the calculating may further include estimating the amount of traffic for each subscriber station by monitoring the traffic state of each of the at least one subscriber station connected to the subscriber line, and the allocating may include the transmittable bandwidth. Calculating an uplink bandwidth and a downlink bandwidth according to a preset uplink and downlink ratio with respect to FIG. Allocating the minimum bandwidth for each of the at least one subscriber station; And allocating the remaining uplink bandwidth and the downlink bandwidth except for the minimum bandwidth allocated to each of the at least one subscriber station according to the amount of traffic for each subscriber station.
  • the method may further include registering each of the at least one subscriber station connected to the subscriber line as a slave of the subscriber line before the calculating, and in the registering, the at least one subscriber line connected to the subscriber line.
  • One subscriber station is registered and managed as one group, and when a slave is registered, a unique ID based on the MAC address or serial number of the subscriber station is assigned and registered.
  • a service providing apparatus for providing a data service through at least one subscriber line comprising: a communication unit, a memory, and a processor, wherein the communication unit has a signal connected to a server connected through an external network and at least one subscriber station connected to one subscriber line. And the memory controls the program to be used by the communication unit to transmit and receive a signal, and the device to allocate a minimum bandwidth to each of the at least one subscriber station to provide a data service in a time division manner.
  • the processor may be configured to store a program used to calculate a transmittable bandwidth by calling a program stored in the memory to estimate a channel of one subscriber line to which the at least one subscriber terminal is connected through the communication unit. , Prize The minimum bandwidth is allocated to all of the at least one subscriber station among the transmittable bandwidths, and the data transmission is performed according to the bandwidth allocated to the at least one subscriber station.
  • the processor monitors the traffic conditions for each of the at least one subscriber station connected to the subscriber line, estimates the amount of traffic for each subscriber station, and increases the uplink bandwidth and the downlink bandwidth according to a preset up / down ratio for the transmittable bandwidth. Calculates the minimum bandwidth for each of the at least one subscriber station, and allocates the minimum bandwidth to each of the uplink and downlink bandwidths except for the minimum bandwidth allocated to each of the at least one subscriber station. It is further configured to allocate each according to the amount of traffic per terminal.
  • the processor registers each of the at least one subscriber station connected to the subscriber line as a slave of the subscriber line, and during the registration, registers the at least one subscriber station connected to the subscriber line as a group. It is further configured to manage and assign a unique ID based on the MAC address or serial number of the subscriber station upon slave registration.
  • a service when multiple subscribers are connected to one copper line such as a coaxial line or a telephone line, a service can be efficiently allocated by allocating bandwidth to each subscriber.
  • FIG. 1 is a schematic structural diagram of an access network to which a service providing apparatus according to an embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a structure of a service providing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a detailed configuration of the controller shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a detailed configuration of the transmission signal controller shown in FIG. 2.
  • FIG. 5 is a schematic flowchart of a service providing method according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic structural diagram of a service providing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a service providing apparatus according to an embodiment of the present invention using a telephone line.
  • ... unit ... unit
  • module etc. described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software. have.
  • FIG. 1 is a schematic structural diagram of an access network to which a service providing apparatus according to an embodiment of the present invention is applied.
  • the structure of the access network shows a schematic configuration necessary for explanation according to an embodiment of the present invention, but is not limited to this configuration.
  • an uplink side of a network management apparatus 20 that may correspond to a G.hn Access Multiplexer (GAM) is coupled to the server 10 through a network 40, and the network management apparatus.
  • the downlink side of 20 is coupled to at least one subscriber station 30, which may correspond to a network terminal G.hn Network Terminal (GNT) via at least one subscriber line (PORT1, ..., PORTn).
  • GNT G.hn Network Terminal
  • the subscriber terminal 30 may also be referred to as a customer premises device, and at least one subscriber line (PORT, ..., PORTn) is a telephone line or a coaxial line.
  • a plurality of subscriber stations 30 are connected to one subscriber line of the network management device 20, respectively.
  • the network management device 20 For example, referring to FIG. 1, it can be seen that at least four subscriber stations 30 are connected to one subscriber line PORT1. At least one subscriber station 30 is also connected to another subscriber line PORTn.
  • the network management apparatus 20 and the subscriber station 30 allocate the downstream and upstream times according to time division duplex (TDD) to perform bidirectional signal transmission.
  • TDD time division duplex
  • the server 10 is connected to at least one service provider and is connected to the network management device 20 to perform internet service policy and network management of various subscriber stations 30.
  • Network 40 is a broadband network, such as Fiber To The x (FTTx) including Fiber To The Home (FTTH), and may include a fiber termination device, such as an Optical Line Terminal (OLT), at its end.
  • FTTx Fiber To The x
  • OLT Optical Line Terminal
  • the cable on the downlink side may be a cable including at least one of a UTP, a phone line, a power line, and a coaxial cable.
  • the network management apparatus 20 may configure a Giga Internet network by connecting a plurality of modems using a copper wire line.
  • the network management device 20 may be installed in a communication room or a terminal box of a building.
  • FIG. 2 is a diagram showing the structure of a service providing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the service providing apparatus 100 includes a transmission medium matching unit 110, a control unit 120, a switching unit 130, and a transmission signal control unit 140.
  • the service providing apparatus 100 according to the embodiment of the present invention may be a component included in the network management apparatus 20 or a component interworking with the network management apparatus 20.
  • the transmission medium matching unit 110 is connected to the subscriber station 30 through subscriber lines PORT1,..., PORTn. Specifically, at least one subscriber station 30 or a plurality of subscriber stations 30) are connected.
  • the subscriber line at this time is a copper line, which is a telephone line or a coaxial line.
  • the copper line network configuration forms a group between the service providing apparatus 100 and the subscriber terminal 30 for each subscriber line, wherein the service providing apparatus 100 becomes a master and the subscriber The terminal 30 becomes a slave of the group.
  • the service providing apparatus 100 becomes a master
  • the subscriber The terminal 30 becomes a slave of the group.
  • high-speed modulation and demodulation is performed by using all transmittable frequency bands. have.
  • the controller 120 registers the subscriber station 30 connected to each subscriber line as a slave for each line, and when the subscriber station 30 as a slave is registered for each line to the master, the unique ID is assigned to the subscriber station 30. Is given. At this time, the unique ID is assigned a unique ID value that can be managed based on the unique value of the subscriber station 30, such as a MAC (Media Access Control) address and serial number of the subscriber station 30, to the corresponding group as a slave. Register.
  • MAC Media Access Control
  • the controller 120 may identify the subscriber station 30 registered as a slave for each line by using the corresponding unique ID.
  • the controller 120 checks the state of each line and performs channel estimation for each line to determine how much bandwidth can be transmitted. Due to such channel estimation, the transmittable throughput, that is, the transmittable bandwidth, may be calculated for each line.
  • control unit 120 calculates the transmittable bandwidth for uplink and downlink transmission, that is, the transmittable bandwidth for uplink and downlink, by applying a preset uplink and downlink ratio, that is, uplink and downlink ratio, to the transmittable throughput calculated above.
  • the uplink corresponds to the transmission from the slave subscriber terminal 30 to the master service providing apparatus 100
  • the downlink corresponds to the transmission from the master to the slave.
  • one MAC (Media Access Control) cycle is 40ms.
  • the total time consists of 16 time slots, and the up / down ratio is 50:50, eight time slots are used for downlink transmission.
  • the bandwidth may be allocated and the remaining eight time slots may be allocated as bandwidth for uplink transmission.
  • the controller 120 allocates and provides a bandwidth for each slave for the upstream and downstream throughput calculated above.
  • the minimum bandwidth for the minimum service is available for each slave.
  • Such minimum services include services such as Internet Protocol Television (IPTV) and the Internet.
  • IPTV Internet Protocol Television
  • the minimum bandwidth for these services may be preset to a specific bandwidth for each service providing apparatus 100.
  • the controller 120 may allocate the minimum bandwidth per slave for the downlink bandwidth allocated in the total throughput according to the downlink ratio in the case of the downlink, and assign the remaining bandwidth for each slave. In this case, increase or decrease is possible according to the amount of traffic per slave.
  • the controller 120 may allocate the minimum bandwidth per slave for the uplink bandwidth allocated in the total throughput according to the uplink ratio and allocate the remaining bandwidth for each slave. In this case, increase or decrease is possible according to the amount of traffic per slave.
  • the controller 120 monitors the traffic state for each subscriber station 30 connected for each line and measures the traffic amount for each subscriber station 30, that is, for each slave. Accordingly, the minimum bandwidth is allocated to each slave among the upstream and downlink bandwidths and the remaining bandwidth is correspondingly allocated according to the amount of traffic for each slave. That is, the lease width allocation is performed so that more bandwidth is allocated to the slave having a high traffic volume.
  • the uplink bandwidth and the downlink bandwidth allocated to each slave by the controller 120 may be time slots.
  • the switching unit 130 transmits the data to be transmitted through the external network interface and transmitted to each subscriber station 30 to the transmission signal control unit 140.
  • the transmission signal controller 140 receives the bandwidth information allocated for each subscriber station 30 by the controller 120 and transmits the data received from the switching unit 130 based on the bandwidth, that is, the time slot, to transmit the data. It controls the signal transmission of the subscriber line connected to the subscriber station 30 through the matching unit 110.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a specific configuration of the controller 120 shown in FIG. 2.
  • the controller 120 includes a database (DB) 121, a slave register 122, a channel estimator 123, a traffic measurer 124, and a bandwidth allocator 125. .
  • DB database
  • the controller 120 includes a database (DB) 121, a slave register 122, a channel estimator 123, a traffic measurer 124, and a bandwidth allocator 125.
  • the database 121 stores slaves connected to each line, that is, subscriber terminal 30 information, uplink and downlink bandwidth information allocated to each slave, and the like.
  • the subscriber terminal 30 information includes the MAC address, serial number, and unique ID assigned to the subscriber terminal 30.
  • the slave register 122 registers the subscriber station 30 connected for each line as a slave of the corresponding line and stores information corresponding to the database 121.
  • the database 121 may store data stored in the database 121 in the server 10 in association with the server 10 through the Internet or FTTx of FIG. 1.
  • the channel estimator 123 checks the state of each line and performs channel estimation for each line to determine how much bandwidth can be transmitted. Due to such channel estimation, the transmittable throughput, that is, the transmittable bandwidth, may be calculated for each line.
  • the traffic estimator 124 monitors traffic conditions for each subscriber station 30 connected for each line to estimate the traffic amount for each subscriber station 30, that is, slave.
  • the bandwidth allocator 125 calculates an uplink bandwidth and a downlink bandwidth according to a preset up / down ratio with respect to the total bandwidth calculated by the channel estimator 123, allocates a minimum bandwidth for each slave connected to each line, and uplink and downlink.
  • the minimum bandwidth is allocated among the bandwidths, and the remaining bandwidth is divided according to the amount of traffic for each slave estimated by the traffic estimator 124 and allocated for each slave.
  • the slave is allocated a bandwidth in which the bandwidth allocated by the traffic amount of the slave estimated by the traffic estimator 124 is added to the minimum bandwidth as the final uplink and downlink bandwidth.
  • the bandwidth allocated by the traffic amount of the slave estimated by the traffic estimator 124 is added to the minimum bandwidth as the final uplink and downlink bandwidth.
  • the bandwidth allocator 125 stores uplink and downlink bandwidth information allocated to each slave to correspond to each slave in the database 121.
  • the information about the uplink and downlink bandwidths set up as described above is transferred to each slave in a control signal periodically transmitted from the master, i.e., the service providing apparatus 100, to the subscriber station 30, the slave.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a detailed configuration of the transmission signal controller 140 shown in FIG. 2.
  • the transmission signal controller 140 includes a synchronizer 141, a signal converter 142, and a time slot allocator 143.
  • the synchronization unit 141 performs a synchronization operation for data transmission of the TDD scheme for each subscriber line. This synchronization operation is already well known, and thus a detailed description thereof will be omitted.
  • the signal converter 142 converts the signal transmitted from the upper Internet and the FTTx 40 through the switching unit 130 so that the signal can be transmitted to the slaves of the various subscriber stations 30 through one copper wire, and also one The signal transmitted from the various subscriber stations 30 through the copper wire is transferred to the upper Internet and the FTTx 40 through the switching unit 130.
  • the time slot allocator 143 allocates data to the corresponding time slots according to the bandwidth information allocated for each slave transmitted from the controller 120 to the data transmitted from the signal converter 142 via the switching unit 130. do.
  • FIG. 5 is a schematic flowchart of a service providing method according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the subscriber station 30, which is a plurality of slaves connected to each of the lines PORT1, ..., PORTn, by the service providing apparatus 100, which is a master of data transmission, has one master and one slave for each line. It is assumed that it is registered to form a group and stored in the database 121. In this case, each slave is assigned a unique ID, so that the master can identify each slave using the unique ID.
  • the control unit 120 performs channel estimation of lines connected to the plurality of slaves (S100). Due to such channel estimation, the transmittable throughput, that is, the transmittable bandwidth, may be calculated for each line.
  • control unit 120 estimates the traffic amount for each slave by monitoring the traffic state for each of the slaves connected to the line (S110).
  • the controller 120 calculates an uplink bandwidth and a downlink bandwidth by applying a preset up / down ratio with respect to the transmittable bandwidth calculated in step S100 (S120).
  • the controller 120 allocates a minimum bandwidth for each slave connected to the circuit for the uplink and downlink bandwidths calculated in step S120 (S130), and the slaves among the uplink and downlink bandwidths calculated in step S120.
  • the minimum bandwidth is allocated to each node and the remaining bandwidth is allocated according to the amount of traffic for each slave estimated in the step S110 (S140). Therefore, the slaves are allocated based on the minimum bandwidth and are allocated more uplink bandwidth and downlink bandwidth according to the traffic amount.
  • the service providing apparatus 100 and the subscriber station 30 perform data transmission according to the uplink bandwidth allocated in step S140 (S150).
  • FIG. 6 is a schematic structural diagram of a service providing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the service providing apparatus 200 includes a communication unit 210, a memory 220, and a processor 230.
  • the communication unit 210 communicates with the server 10 through a higher network, and communicates with the subscriber station 30 through at least one copper line.
  • a plurality of subscriber stations 30 are connected to one subscriber line.
  • the memory 220 stores a program for allowing the communication unit 210 and the processor 220 to provide a service according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the memory 220 stores a program for the communication unit 210 to transmit and receive a signal between the server 10 or the subscriber terminal 30.
  • the memory 220 sets and stores slave information including a unique ID assigned by using a plurality of subscriber stations 30 connected to each subscriber line as slaves as a group with the service providing apparatus 200 serving as a master.
  • the memory 220 calculates a program for estimating a channel for each subscriber line between the communication unit 210 and the subscriber station 30, a program for estimating traffic amount for each subscriber station 30 connected for each line, and an uplink and downlink bandwidth.
  • the processor 230 may be configured to call a program stored in the memory 220 to implement the method proposed in the embodiment of the present invention as described with reference to FIG. 5. That is, the processor 230 estimates a channel for each subscriber line through the communication unit 210 to calculate a transmittable bandwidth, calculates an uplink bandwidth and a downlink bandwidth according to the up / down ratio, and is connected to each subscriber line through the communication unit 210. Estimating the amount of traffic of the plurality of subscriber stations 30, allocating a minimum bandwidth for each subscriber station 30, further allocating a downlink bandwidth according to the amount of traffic for each subscriber station 30, 30) Allocate evenly for each unit, and execute a task of performing data transmission according to the allocated upstream and downlink bandwidth.
  • the processor 230 may also be referred to as a controller, a microcontroller, a microprocessor, a microcomputer, or the like.
  • the processor 230 may be implemented by hardware or firmware, software, or a combination thereof.
  • the plurality of subscriber stations 30 are connected to the copper line in the service providing apparatus 100 illustrated in FIGS. 1 and 2, when the copper line is the coaxial line, tap the coaxial line according to the characteristics of the coaxial line.
  • the copper line is a telephone line
  • it is very sensitive to impedance, etc., thereby causing data transmission. The problem is likely to occur.
  • a plurality of subscriber stations 30 may be connected to one telephone line through the splitter 300 with a splitter 300. have.
  • the splitter 300 includes a master line port 310 connected to a subscriber line of the service providing device 100, which is a concentrator, for example, PORT1, and a plurality of slave side ports connected to the plurality of subscriber stations 30, respectively. 320).
  • the plurality of slave side ports 320 are all connected to the master side port 310. That is, a plurality of slave side ports 320 may be connected to one master side port 310 to provide a 1: n connection.
  • the copper line is a telephone line
  • a problem due to impedance may not be generated by connecting a plurality of subscribers to one copper line through the splitter 300.
  • the data transmission using the telephone line can be delivered to the plurality of subscribers 320 through one line 310 by using the splitter 300, but the general telephone service (port of the splitter 310 as described above)
  • the general telephone service port of the splitter 310 as described above
  • a separate splitter 340 must be configured and connected.
  • the splitter 300 further includes a telephone port 330 that is connected to a public switched telephone network (PSTN) for telephone calls.
  • PSTN public switched telephone network
  • the splitter 300 further includes a splitter 340 that connects the telephone port 330 and the plurality of slave side ports 320, respectively.
  • the splitter 340 is a passive device for simultaneously distributing an input signal to two or more outputs, and since it is well known, a detailed description thereof will be omitted.
  • the splitter 340 in the splitter 300 synthesizes the data input from the service providing apparatus 100 through the master side port 310 and the telephone signal input from the PSTN through the telephone port 330, and the slave side port ( And transmits data and / or telephone signals input from the subscriber terminal 30 through the slave port 320 to the corresponding subscriber terminal 30 through the slave port 320.
  • the device 100 transmits the service signal to the service providing apparatus 100 and transmits the telephone signal to the PSTN through the telephone port 330.
  • the copper line is a telephone line
  • confusion may occur between the data and the telephone signals by using a separate splitter 340 for the telephone signals. Does not occur.
  • the splitter 300 may correspond to the first splitter, and the splitter 340 may correspond to the second splitter.
  • 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.

Landscapes

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  • Power Engineering (AREA)
  • Telephonic Communication Services (AREA)

Abstract

하나의 동선선로를 이용하여 다수의 가입자에게 서비스를 제공하는 장치 및 그 방법이 개시된다. 이 장치는 적어도 하나의 가입자 회선을 통해 데이터 서비스를 제공하는 서비스 제공 장치이다. 이 장치의 제어부는 하나의 가입자 회선에 연결된 적어도 하나의 가입자 단말 모두에게 시간 분할 방식으로 데이터 서비스를 제공받을 수 있는 최소 대역폭을 각각 할당한다. 전송 신호 제어부는 상기 제어부에 의해 할당되는 대역폭에 따라 시간 분할 방식으로 상기 가입자 단말과의 데이터 전송을 제어한다.

Description

하나의 동선선로를 이용하여 다수의 가입자에게 서비스를 제공하는 장치 및 그 방법
본 발명은 하나의 동선선로를 이용하여 다수의 가입자에게 서비스를 제공하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 동선선로를 사용하여 인터넷을 제공하는 방법에는 전화선로를 사용하는 xDSL(x digital subscriber line) 기술과 동축선로를 사용하는 DOCSIS(Data Over Cable Service Internet Specifications) 기술이 있는데, 이 두가지 기술 모두 다운스트림(Downstream)과 업스트림(Upstream) 주파수 대역을 구분하여 사용하여 빠른 속도를 제공하는 것에 한계가 있었다.
최근에는 다운스트림과 업스트림에 넓은 주파수 대역을 온전히 사용하면서 시간 차이를 두고 전송하는 시간 분할 방법을 이용한 기가 와이어(GiGA Wire)와 같은 기술들이 등장하고 있다.
한편, 전화선로를 사용하는 경우, 전화선로를 구성하는 케이블이 번들 형태로 되어 있어 번들 케이블 내에서 선로간의 간섭으로 인해 성능 품질이 저하되며, 인터넷을 제공하는 집선 장치의 포트와 가입자 단말 장치 간에 점대점(point-to-point) 연결로 인해 비용이 높은 편이다.
또한, 동축선로를 사용하는 경우는 하나의 선로를 사용하여, 집선 장치 하나의 포트에 여러 가입자 단말 장치를 연결할 수 있지만, G.hn(Gigabit Home Network) 기술의 경우 네트워크 운용자가 상하향 대역폭 및 서비스 품질 등을 제어할 수 있는 방법이 부족한 편이다.
예를 들어, 전화선로나 동축선로 등의 동선선로 하나에 다수의 가입자가 연결되어 있는 경우, 특정 가입자가 대역폭 점유를 통해 다른 가입자들의 서비스에 지장이 발생하는 경우가 있다.
따라서, 전화선로 또는 동축선로 등의 동선선로 하나에 다수의 가입자를 연결하여 기가급의 인터넷 속도를 제공하면서 서비스 품질을 보장할 수 있는 방법이 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 하나의 동선선로를 이용하여 다수의 가입자에게 서비스를 제공하는 경우 각 가입자에게 효율적으로 대역폭을 할당하여 서비스를 제공할 수 있는 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 특징에 따른 서비스 제공 장치는,
적어도 하나의 가입자 회선을 통해 데이터 서비스를 제공하는 서비스 제공 장치로서, 하나의 가입자 회선에 연결된 적어도 하나의 가입자 단말 모두에게 시간 분할 방식으로 데이터 서비스를 제공받을 수 있는 최소 대역폭을 각각 할당하는 제어부; 및 상기 제어부에 의해 할당되는 대역폭에 따라 시간 분할 방식으로 상기 가입자 단말과의 데이터 전송을 제어하는 전송 신호 제어부를 포함한다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 가입자 회선의 채널을 추정하여 전송 가능한 대역폭을 계산하는 채널 측정부; 상기 가입자 회선에 연결된 상기 적어도 하나의 가입자 단말별 트래픽 상태를 모니터링하여 상기 가입자 단말별 트래픽 양을 추정하는 트래픽 측정부; 및 상기 채널 측정부에 의해 계산된 전송 가능한 대역폭과 상기 트래픽 측정부에 의해 추정되는 상기 가입자 단말별 트래픽 양에 따라 상기 가입자 단말별로 전송 대역폭을 할당하는 대역폭 할당부를 포함한다.
또한, 상기 대역폭 할당부는, 상기 채널 측정부에 의해 계산된 전송 가능한 대역폭에 대해 미리 설정된 상하향 비율에 따라서 상향 대역폭과 하향 대역폭을 계산하고, 상기 적어도 하나의 가입자 단말별로 상기 최소 대역폭을 각각 할당하고, 상기 전송 가능한 대역폭 중에서 상기 적어도 하나의 가입자 단말별로 각각 할당된 최소 대역폭을 제외한 나머지 대역폭에 대해 상기 트래픽 측정부에 의해 추정되는 상기 가입자 단말별 트래픽 양에 따라 할당한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 가입자 회선에 연결되는 상기 적어도 하나의 가입자 단말을 상기 가입자 회선의 슬레이브로 등록하는 슬레이브 등록부를 더 포함하고, 상기 슬레이브 등록부는 상기 가입자 회선에 연결되는 상기 적어도 하나의 가입자 단말을 하나의 그룹으로 등록하여 관리하며, 슬레이브 등록시 상기 가입자 단말의 MAC(Media Access Control) 어드레스 또는 시리얼 번호에 기반하는 고유의 ID를 부여하여 등록한다.
또한, 상기 전송 신호 제어부와 상기 적어도 하나의 가입자 단말 사이의 상기 가입자 회선 상에 위치하는 제1 스플리터를 더 포함하고, 상기 제1 스플리터는,
상기 가입자 회선에 연결되는 마스터측 포트; 및 상기 적어도 하나의 가입자 단말에 연결되는 적어도 하나의 슬레이브측 포트를 포함하며, 상기 마스터측 포트와 상기 슬레이브측 포트는 상호 연결되어 1:n (n은 상기 적어도 하나의 가입자 단말의 개수임)의 연결을 제공한다.
또한, 상기 제1 스플리터는 PSTN(Public Switched Telephone Network)에 연결되는 전화 포트 및 적어도 하나의 제2 스플리터를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 제2 스플리터 각각은 상기 마스터측 포트, 상기 전화 포트 및 상기 슬레이브측 포트에 연결되어, 상기 마스터측 포트로부터 데이터를 입력받고 상기 전화 포트로부터 전화 신호를 입력받아서 합성하여 상기 슬레이브측 포트로 전달하고, 상기 슬레이브측 포트로 입력되는 데이터와 전화 신호에 대해 데이터는 상기 마스터측 포트로 전달하고 전화 신호는 상기 전화 포트로 전달한다.
또한, 상기 가입자 회선은 동축선로 또는 전화선로를 포함하는 동선선로이다.
또한, 상기 최소 대역폭은 IPTV(Internet Protocol Television) 또는 인터넷을 서비스하는데 필요한 대역폭이다.
본 발명의 다른 특징에 따른 서비스 제공 방법은,
적어도 하나의 가입자 회선을 통해 데이터 서비스를 제공하는 서비스 제공 장치로서, 적어도 하나의 가입자 단말이 연결된 하나의 가입자 회선의 채널을 추정하여 전송 가능한 대역폭을 계산하는 단계; 상기 전송 가능한 대역폭 중에서 상기 적어도 하나의 가입자 단말 모두에게 시간 분할 방식으로 데이터 서비스를 제공받을 수 있는 최소 대역폭을 각각 할당하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 가입자 단말에게 각각 할당된 대역폭에 따라 데이터 전송을 수행하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 계산하는 단계는, 상기 가입자 회선에 연결된 상기 적어도 하나의 가입자 단말별 트래픽 상태를 모니터링하여 상기 가입자 단말별 트래픽 양을 추정하는 단계를 더 포함하고, 상기 할당하는 단계는, 상기 전송 가능한 대역폭에 대해 미리 설정된 상하향 비율에 따라서 상향 대역폭과 하향 대역폭을 계산하는 단계; 상기 적어도 하나의 가입자 단말별로 상기 최소 대역폭을 각각 할당하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 가입자 단말별로 각각 할당된 최소 대역폭을 제외한 나머지 상향 대역폭 및 하향 대역폭에 대해 상기 가입자 단말별 트래픽 양에 따라 각각 할당하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 계산하는 단계 전에, 상기 가입자 회선에 연결되는 상기 적어도 하나의 가입자 단말을 상기 가입자 회선의 슬레이브로 각각 등록하는 단계를 더 포함하고, 상기 등록하는 단계에서, 상기 가입자 회선에 연결되는 상기 적어도 하나의 가입자 단말을 하나의 그룹으로 등록하여 관리하며, 슬레이브 등록시 상기 가입자 단말의 MAC 어드레스 또는 시리얼 번호에 기반하는 고유의 ID를 부여하여 등록한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 서비스 제공 장치는,
적어도 하나의 가입자 회선을 통해 데이터 서비스를 제공하는 서비스 제공 장치로서, 통신부, 메모리 및 프로세서를 포함하며, 상기 통신부는 외부 네트워크를 통해 접속되는 서버 및 하나의 가입자 회선에 연결된 적어도 하나의 가입자 단말과 신호를 송수신하도록 구성되고, 상기 메모리는 상기 통신부가 신호를 송수신하는 데 사용되는 프로그램 및 상기 장치가 상기 적어도 하나의 가입자 단말 모두에게 시간 분할 방식으로 데이터 서비스를 제공받을 수 있는 최소 대역폭을 각각 할당하도록 제어하는 데 사용되는 프로그램을 저장하도록 구성되며, 상기 프로세서는 상기 메모리에 저장된 프로그램을 호출하여, 상기 통신부를 통해 상기 적어도 하나의 가입자 단말이 연결된 하나의 가입자 회선의 채널을 추정하여 전송 가능한 대역폭을 계산하고, 상기 전송 가능한 대역폭 중에서 상기 적어도 하나의 가입자 단말 모두에게 상기 최소 대역폭을 각각 할당하며, 상기 적어도 하나의 가입자 단말에게 각각 할당된 대역폭에 따라 데이터 전송을 수행하도록 구성된다.
여기서, 상기 프로세서는, 상기 가입자 회선에 연결된 상기 적어도 하나의 가입자 단말별 트래픽 상태를 모니터링하여 상기 가입자 단말별 트래픽 양을 추정하고, 상기 전송 가능한 대역폭에 대해 미리 설정된 상하향 비율에 따라서 상향 대역폭과 하향 대역폭을 계산하며, 상기 적어도 하나의 가입자 단말별로 상기 최소 대역폭을 각각 할당하고, 상기 상향 대역폭 및 하향 대역폭 중에서 상기 적어도 하나의 가입자 단말별로 각각 할당된 최소 대역폭을 제외한 나머지 상향 대역폭 및 하향 대역폭에 대해 상기 가입자 단말별 트래픽 양에 따라 각각 할당하도록 추가로 구성된다.
또한, 상기 프로세서는 상기 가입자 회선에 연결되는 상기 적어도 하나의 가입자 단말을 상기 가입자 회선의 슬레이브로 각각 등록하며, 상기 등록시, 상기 가입자 회선에 연결되는 상기 적어도 하나의 가입자 단말을 하나의 그룹으로 등록하여 관리하고, 슬레이브 등록시 상기 가입자 단말의 MAC 어드레스 또는 시리얼 번호에 기반하는 고유의 ID를 부여하여 등록하도록 추가로 구성된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 동축선로 또는 전화선로와 같은 동선선로 하나에 여러 가입자가 연결되는 경우 각 가입자에 대해 효율적으로 대역폭을 할당하여 서비스를 제공할 수 있다.
또한, 전화선로에 여러 가입자가 연결되는 경우 임피던스로 인한 문제 발생을 방지하고 혼선을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 서비스 제공 장치가 적용되는 액세스 네트워크의 개략적인 구조도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 서비스 제공 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 제어부의 구체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 전송 신호 제어부의 구체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 서비스 제공 방법의 개략적인 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 서비스 제공 장치의 개략적인 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 서비스 제공 장치가 전화선로를 사용하는 경우의 예를 도시한 도면이다.
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.
이하, 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 하나의 동선선로를 이용하여 다수의 가입자에게 서비스를 제공하는 장치, 즉 서비스 제공 장치에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 서비스 제공 장치가 적용되는 액세스 네트워크의 개략적인 구조도이다. 여기서, 액세스 네트워크의 구조는 본 발명의 실시예에 따른 설명을 위해 필요한 개략적인 구성을 도시할 뿐 이러한 구성에 국한되는 것은 아니다.
도 1을 참조하면, 집선 장비(G.hn Access Multiplexer, GAM)에 대응될 수 있는 네트워크 관리 장치(20)의 업링크 측은 네트워크(40)를 통하여 서버(10)에 결합되어 있고, 네트워크 관리 장치(20)의 다운링크 측은 적어도 하나의 가입자 회선(PORT1, …, PORTn)을 통하여 네트워크 단말(G.hn Network Terminal, GNT)에 대응될 수 있는 적어도 하나의 가입자 단말(30)에 결합되어 있다. 여기서, 가입자 단말(30)은 고객 댁내 장치라고도 할 수 있으며, 적어도 하나의 가입자 회선(PORT, …, PORTn)은 전화선로 또는 동축선로이다.
본 발명의 실시예에서는 네트워크 관리 장치(20)의 하나의 가입자 회선에 각각 다수의 가입자 단말(30)이 연결되어 있다. 예를 들어, 도 1을 참조하면, 하나의 가입자 회선(PORT1)에 적어도 4개의 가입자 단말(30)이 연결되어 있음을 알 수 있다. 다른 가입자 회선(PORTn)에도 적어도 하나의 가입자 단말(30)이 연결되어 있다.
네트워크 관리 장치(20)와 가입자 단말(30)은 시분할 이중 통신 방식(Time Division Duplex, TDD)에 따라 다운스트림과 업스트림 시간을 할당하여 양방향 신호 전송을 수행한다.
서버(10)는 적어도 하나 이상의 서비스 제공자와 연결되고, 네트워크 관리 장치(20)와 연결되어 여러 가입자 단말(30)의 인터넷 서비스 정책 및 네트워크 관리를 수행한다.
네트워크(40)는 FTTH(Fiber To The Home)를 포함하는 FTTx(Fiber To The x)와 같은 광대역 네트워크로서, 종단에 OLT(Optical Line Terminal)와 같은 광선로 종단 장치를 포함할 수 있다. 또한, 다운링크 측의 케이블은 UTP, 전화선(phone line), 전력선(power line), 그리고 동축 케이블(Coaxial cable) 중 적어도 하나를 포함하는 케이블 일 수 있다.
네트워크 관리 장치(20)는 동선선로를 이용하여 복수 개의 모뎀을 연결하여 기가(GiGa) 인터넷 네트워크를 구성할 수 있다. 네트워크 관리 장치(20)는 건물의 통신실 또는 동 단자함에 설치될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 서비스 제공 장치(100)의 구조를 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 서비스 제공 장치(100)는 전송 매체 정합부(110), 제어부(120), 스위칭부(130) 및 전송 신호 제어부(140)를 포함한다. 여기서, 본 발명의 실시예에 따른 서비스 제공 장치(100)는 네트워크 관리 장치(20) 내에 포함되는 구성요소이거나, 또는 네트워크 관리 장치(20)에 연동하는 구성요소일 수 있다.
전송 매체 정합부(110)는 가입자 회선(PORT1, …, PORTn)을 통해 가입자 단말(30)과 연결되며, 구체적으로, 하나의 가입자 회선에 적어도 하나의 가입자 단말(30) 또는 다수의 가입자 단말(30)이 연결되어 있다. 이 때의 가입자 회선은 동선선로로서, 전화선로 또는 동축선로이다.
한편, 본 발명의 실시예에서 동선선로 네트워크 구성은 가입자 회선별로 서비스 제공 장치(100)와 가입자 단말(30)간에 하나의 그룹을 만들게 되는데, 이 때 서비스 제공 장치(100)가 마스터가 되고, 가입자 단말(30)은 해당 그룹의 슬레이브가 된다. 마스터와 슬레이브 간에 기가급의 대역폭을 제공하기 위해서 전송 가능한 주파수 대역을 모두 사용하여 고속의 변복조를 하게 되는데 마스터에서 슬레이브 상향의 다운스트림과 슬레이브에서 마스터 방향의 업스트림 시간을 할당하여 양방향 전송을 수행할 수 있다.
따라서, 제어부(120)는 각 가입자 회선별로 연결되는 가입자 단말(30)을 회선별로 슬레이브로 등록하며, 슬레이브인 가입자 단말(30)이 마스터에 회선별로 등록될 때 가입자 단말(30)에게 고유 ID가 부여된다. 이 때의 고유 ID는 가입자 단말(30)의 MAC(Media Access Control) 어드레스, 시리얼 번호 등 가입자 단말(30)의 고유한 값을 기반으로 관리 가능한 ID값을 고유 ID로 부여하여 슬레이브로서 해당 그룹에 등록한다.
따라서, 제어부(120)는 회선별로 슬레이브로 등록된 가입자 단말(30)을 해당 고유 ID를 사용하여 식별할 수 있다.
제어부(120)는 각 회선별 상태를 확인하여 얼마의 대역폭을 전송할 수 있는지를 확인하기 위해 각 회선별로 채널 추정을 수행한다. 이러한 채널 추정으로 인해 회선별로 전송 가능한 스루풋(throughput), 즉 전송 가능한 대역폭이 계산될 수 있다.
또한, 제어부(120)는 상기에서 계산되는 전송 가능한 스루풋에 미리 설정된 상향 및 하향 비율, 즉 상하향 비율을 적용하여 상향 및 하향별로 전송 가능한 스루풋, 즉 상향 및 하향별로 전송 가능한 대역폭을 계산한다. 여기서, 상향은 슬레이브인 가입자 단말(30)에서 마스터인 서비스 제공 장치(100) 방향으로의 전송에 대응되고, 하향은 마스터에서 슬레이브 방향으로의 전송에 대응된다.
예를 들어, 1 MAC(Media Access Control) 사이클은 40ms로, 총 16개의 타임 슬롯(time slot)으로 구성되는 경우, 상하향 비율이 50:50인 경우, 결과적으로 8개의 타임 슬롯이 하향 전송을 위한 대역폭으로 할당되고, 나머지 8개의 타임 슬롯이 상향 전송을 위한 대역폭으로 할당될 수 있다.
또한, 제어부(120)는 상기에서 계산되는 상향 및 하향별 스루풋에 대해 각 슬레이브별로 대역폭을 할당하여 제공한다. 이 때, 하향 및 상향 모두 특정 가입자 단말(30)이 대역폭 점유를 통해 다른 가입자 단말(30)의 서비스에 지장이 생겨서는 안되기 때문에, 슬레이브별로 최소한의 서비스가 가능한 최소 대역폭을 설정한다. 이러한 최소한의 서비스로는 IPTV(Internet Protocol Television), 인터넷 등의 서비스이며, 이들 서비스를 위한 최소 대역폭은 서비스 제공 장치(100)별로 특정 대역폭으로 미리 설정될 수 있다.
따라서, 제어부(120)는 하항의 경우 상기에서 하향 비율에 따라 전체 스루풋에서 할당되는 하향 대역폭에 대해 슬레이브 당 최소 대역폭을 할당하고, 나머지 대역폭에 대해 슬레이브별로 할당할 수 있다. 이 경우, 슬레이브별 트래픽 양에 따라 증감이 가능하다.
또한, 제어부(120)는 상향의 경우에도 상기에서 상향 비율에 따라 전체 스루풋에서 할당되는 상향 대역폭에 대해 슬레이브 당 최소 대역폭을 할당하고, 나머지 대역폭에 대해 슬레이브별로 할당할 수 있다. 이 경우, 슬레이브별 트래픽 양에 따라 증감이 가능하다.
제어부(120)는 회선별로 연결된 가입자 단말(30)별로 트래픽 상태를 모니터링하여 가입자 단말(30), 즉 슬레이브별로 트래픽 양을 측정한다. 따라서, 상기한 상향 및 하향 대역폭 중에서 슬레이브별로 최소 대역폭을 할당하고 남은 대역폭에 대해 슬레이브별 트래픽 양에 따라 대응적으로 할당한다. 즉, 트래픽 양이 많은 슬레이브에게 더 많은 대역폭이 할당되도록 대여폭 할당이 수행된다.
상기에서 제어부(120)에서 각 슬레이브별로 할당되는 상향 대역폭 및 하향 대역폭은 타임 슬롯일 수 있다.
스위칭부(130)는 외부 네트워크 인터페이스를 통해 전달되어 각각의 가입자 단말(30)에 전달할 데이터를 스위칭하여 전송 신호 제어부(140)로 전달한다.
전송 신호 제어부(140)는 제어부(120)에 의해 가입자 단말(30)별로 할당되는 대역폭 정보를 제공받아 스위칭부(130)로부터 전달 받은 데이터를 해당 대역폭, 즉 타임 슬롯에 기초하여 전송하기 위해 전송 매체 정합부(110)를 통한 가입자 단말(30)과 연결된 가입자 회선의 신호 전송을 제어한다.
도 3은 도 2에 도시된 제어부(120)의 구체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제어부(120)는 데이터베이스(DB)(121), 슬레이브 등록부(122), 채널 추정부(123), 트래픽 측정부(124) 및 대역폭 할당부(125)를 포함한다.
데이터베이스(121)는 회선별로 연결되는 슬레이브, 즉 가입자 단말(30) 정보, 각 슬레이브별로 할당되는 상향 및 하향 대역폭 정보 등을 저장한다. 여기서, 가입자 단말(30) 정보는 가입자 단말(30)의 MAC 어드레스, 시리얼 번호, 가입자 단말(30)에게 부여된 고유 ID를 포함한다.
슬레이브 등록부(122)는 회선별로 연결되는 가입자 단말(30)을 해당 회선의 슬레이브로 등록하여 데이터베이스(121)에 대응되는 정보를 저장한다.
데이터베이스(121)는 도 1의 인터넷 또는 FTTx를 통해 서버(10)와 연동하여 서버(10)에 데이터베이스(121)에 저장된 데이터를 저장할 수 있다.
채널 추정부(123)는 각 회선별 상태를 확인하여 얼마의 대역폭을 전송할 수 있는지를 확인하기 위해 각 회선별로 채널 추정을 수행한다. 이러한 채널 추정으로 인해 회선별로 전송 가능한 스루풋(throughput), 즉 전송 가능한 대역폭이 계산될 수 있다.
트래픽 추정부(124)는 회선별로 연결된 가입자 단말(30)별로 트래픽 상태를 모니터링하여 가입자 단말(30), 즉 슬레이브별로 트래픽 양을 추정한다.
대역폭 할당부(125)는 채널 추정부(123)에 의해 계산되는 전체 대역폭에 대해 미리 설정된 상하향 비율에 따라서 상향 대역폭 및 하향 대역폭을 계산하고, 회선별로 연결된 슬레이브별로 최소 대역폭을 할당하며, 상향 및 하향 대역폭 중에서 각각 최소 대역폭을 할당하고 남은 대역폭에 대해 트래픽 추정부(124)에서 추정되는 슬레이브별 트래픽 양에 따라서 분할하여 각 슬레이브별로 할당한다.
즉, 슬레이브는 최소 대역폭에 트래픽 추정부(124)에서 추정되는 해당 슬레이브의 트래픽 양에 의해 할당되는 대역폭이 합해지는 대역폭을 최종 상향 및 하향 대역폭으로 할당받는다. 결과적으로, 트래픽 양이 없는 슬레이브의 경우에는 최소 대역폭만이 할당되고, 트래픽 양이 가장 큰 슬레이브가 가장 많은 상향 및 하향 대역폭을 할당받게 된다.
대역폭 할당부(125)는 각 슬레이브별로 할당되는 상향 및 하향 대역폭 정보를 데이터베이스(121) 내에 각 슬레이브에 대응하도록 저장한다.
한편, 이렇게 설정되는 상향 및 하향 대역폭의 정보는 마스터, 즉 서비스 제공 장치(100)에서 슬레이브인 가입자 단말(30)에게 주기적으로 전송하는 제어 신호에 실려서 각 슬레이브로 전달된다.
도 4는 도 2에 도시된 전송 신호 제어부(140)의 구체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 전송 신호 제어부(140)는 동기화부(141), 신호 변환부(142) 및 타임 슬롯 할당부(143)를 포함한다.
동기화부(141)는 가입자 회선별로 TDD 방식의 데이터 전송을 위한 동기화 작업을 수행한다. 이러한 동기화 작업에 대해서는 이미 잘 알려져 있으므로 구체적인 설명을 생략한다.
신호변환부(142)는 상위 인터넷 및 FTTx(40)로부터 받아 스위칭부(130)를 거쳐 전달된 신호를 하나의 동선을 통해 여러 가입자 단말(30)인 슬레이브로 전달할 수 있도록 변환하고, 또한 하나의 동선을 통해 여러 가입자 단말(30)로부터 전달되는 신호를 스위칭부(130)를 통해 상위 인터넷 및 FTTx(40)로 전달한다.
타임 슬롯 할당부(143)는 스위칭부(130)를 거쳐 신호 변환부(142)로부터 전달되는 데이터에 대해 제어부(120)로부터 전달되는 슬레이브별로 할당된 대역폭 정보에 따라 대응되는 타임 슬롯에게 데이터를 할당한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 하나의 동선선로를 이용하여 다수의 가입자에게 서비스를 제공하는 방법에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 서비스 제공 방법의 개략적인 흐름도이다.
먼저, 본 발명의 실시예에서는 데이터 전송의 마스터인 서비스 제공 장치(100)가 각 회선(PORT1, …, PORTn)별로 연결된 다수의 슬레이브인 가입자 단말(30)이 각 회선별로 마스터와 슬레이브가 하나의 그룹을 형성하도록 등록되어 데이터베이스(121)에 저장되어 있는 것으로 가정하여 설명하며, 이 때 각 슬레이브에는 고유 ID가 부여되어 있어 마스터가 고유 ID를 사용하여 각 슬레이브를 식별할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 여러 회선(PORT1, …, PORTn)별로 연결된 슬레이브들에 대해 동일한 기능으로 동작하므로 설명의 편의를 위해 여기에서는 하나의 회선만을 사용하여 설명한다.
제어부(120)는 다수의 슬레이브에 연결된 회선의 채널 추정을 수행한다(S100). 이러한 채널 추정으로 인해 회선별로 전송 가능한 스루풋(throughput), 즉 전송 가능한 대역폭이 계산될 수 있다.
그 후, 제어부(120)는 회선에 연결된 다수의 슬레이브별로 트래픽 상태를 모니터링하여 슬레이브별로 트래픽 양을 추정한다(S110).
제어부(120)는 상기 단계(S100)에서 계산되는 전송 가능한 대역폭에 대해 미리 설정된 상하향 비율을 적용하여 상향 대역폭 및 하향 대역폭을 계산한다(S120).
그리고, 제어부(120)는 상기 단계(S120)에서 계산되는 상향 및 하향 대역폭에 대해 회선에 연결된 슬레이브별로 각각 최소 대역폭을 할당하고(S130), 상기 단계(S120)에서 계산되는 상향 및 하향 대역폭 중 슬레이브별로 각각 최소 대역폭을 할당하고 남은 대역폭에 대해 상기 단계(S110)에서 추정된 슬레이브별 트래픽 양에 따라서 각각 할당한다(S140). 따라서, 슬레이브들은 최소 대역폭을 기본으로 할당받고 거기에 트래픽 양에 따라서 그 이상의 상향 대역폭 및 하향 대역폭을 할당받게 된다.
그 후, 상기 단계(S140)에서 할당된 상하향 대역폭에 따라서 서비스 제공 장치(100)와 가입자 단말(30)이 데이터 전송을 수행한다(S150).
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 서비스 제공 장치 및 방법에 따르면, 하나의 동선선로에 연결된 다수의 가입자에게 효율적인 데이터 전송 서비스를 제공할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 서비스 제공 장치에 대해 설명한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 서비스 제공 장치의 개략적인 구성도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 서비스 제공 장치(200)는 통신부(210), 메모리(220) 및 프로세서(230)를 포함한다.
통신부(210)는 상위 네트워크를 통해 서버(10)와 통신하고, 적어도 하나의 동선선로인 가입자 회선을 통해 가입자 단말(30)과 통신을 수행한다. 여기서, 하나의 가입자 회선에 다수의 가입자 단말(30)이 연결된다.
메모리(220)는 통신부(210) 및 프로세서(220)가 본 발명의 실시예에 따른 서비스를 제공하도록 하는 프로그램을 저장한다. 구체적으로, 메모리(220)는 통신부(210)가 서버(10) 또는 가입자 단말(30) 사이에 신호를 송수신하기 위한 프로그램을 저장한다. 또한, 메모리(220)는 가입자 회선별로 연결된 다수의 가입자 단말(30)을 슬레이브로 하여 할당한 고유 ID를 포함하는 슬레이브 정보를 마스터인 서비스 제공 장치(200)와 하나의 그룹으로 설정하여 저장한다. 또한, 메모리(220)는 통신부(210)와 가입자 단말(30) 사이의 가입자 회선별로 채널을 추정하는 프로그램, 회선별로 연결된 가입자 단말(30)별로 트래픽 양을 추정하는 프로그램, 상향 및 하향 대역폭을 계산하는 프로그램, 가입자 단말(30)별로 상향 및 하향 대역폭을 할당하는 프로그램, 할당된 상향 및 하향 대역폭에 따라 데이터 전송을 수행하는 프로그램 등을 저장한다.
프로세서(230)는 메모리(220)에 저장된 프로그램을 호출하여, 도 5를 참조하여 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에서 제안한 방법을 구현하도록 구성될 수 있다. 즉, 프로세서(230)는 통신부(210)를 통해 가입자 회선별로 채널을 추정하여 전송 가능한 대역폭을 계산하고, 상하향 비율에 따라서 상향 대역폭 및 하향 대역폭을 계산하며, 통신부(210)를 통해 가입자 회선별로 연결된 다수의 가입자 단말(30)의 트래픽 양을 추정하고, 가입자 단말(30)별로 최소 대역폭을 할당하며, 가입자 단말(30)별 트래픽 양에 따라서 하향 대역폭을 추가 할당하고, 상향 대역폭에 대해 가입자 단말(30)별로 균등하게 할당하며, 할당된 상향 및 하향 대역폭에 따라 데이터 전송을 수행하도록 하는 작업을 실행한다.
이러한 프로세서(230)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 또한, 프로세서(230)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2에 도시된 서비스 제공 장치(100)에서 동선선로에 다수의 가입자 단말(30)을 연결하는 경우, 동선선로가 동축선로인 경우에는 동축선로의 특성에 따라 동축선로에 탭으로 다수의 가입자 단말(30)을 연결하여 사용할 수 있지만, 동선선로가 전화선로인 경우에는 하나의 선로에 탭을 통해 다수의 가입자 단말(30)을 연결하는 경우 임피던스 등에 매우 민감하여 이로 인한 데이터 전송에 문제가 발생할 가능성이 높다.
따라서, 가입자 회선이 전화선로인 경우에는 도 7에 도시된 바와 같이, 스플리터(splitter)(300)를 두고 하나의 전화선로에 다수의 가입자 단말(30)이 스플리터(300)를 통해 연결되도록 할 수 있다.
이러한 스플리터(300)는 집선 장치인 서비스 제공 장치(100)의 가입자 회선, 예를 들어 PORT1에 연결되는 마스터측 포트(310)와 다수의 가입자 단말(30)에 각각 연결되는 다수의 슬레이브측 포트(320)를 포함한다. 이 때, 다수의 슬레이브측 포트(320)는 모두 마스터측 포트(310)에 연결된다. 즉, 하나의 마스터측 포트(310)에 다수의 슬레이브측 포트(320)가 모두 연결되어 1:n의 연결을 제공할 수 있다.
이와 같이, 동선선로가 전화선로인 경우 스플리터(300)를 통해 하나의 동선선로에 다수의 가입자를 연결함으로써 임피던스 등으로 인한 문제가 발생되지 않을 수 있다.
한편, 전화선로를 이용하는 데이터 전송은 스플리터(300)를 사용하여 하나의 선로(310)를 통해 다수의 가입자(320)로 전달할 수 있지만, 일반 전화 서비스는 상기한 바와 같은 스플리터(310)의 포트(310, 320)를 통한 단순한 연결을 사용하는 경우 혼선이 생길 수 있기 때문에 별도의 스플리터(340)를 구성해서 연결해야 한다.
즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 스플리터(300)는 전화 통화를 위한 공중 전화 교환망(Public Switched Telephone Network, PSTN)에 연결되는 전화 포트(330)를 더 포함한다.
그리고, 스플리터(300)에는 전화 포트(330)와 다수의 슬레이브측 포트(320)를 각각 연결하는 스플리터(splitter)(340)를 더 포함한다. 이 때, 스플리터(340)는 입력되는 신호를 둘 또는 그 이상의 출력으로 동시에 분배하기 위한 수동 장치이며, 이미 잘 알려져 있으므로 여기에서는 구체적인 설명을 생략한다.
스플리터(300)에서의 스플리터(340)는 마스터측 포트(310)를 통해 서비스 제공 장치(100)로부터 입력되는 데이터와 전화 포트(330)를 통해 PSTN으로부터 입력되는 전화 신호를 합성하여 슬레이브측 포트(320)를 통해 대응되는 가입자 단말(30)로 전송하고, 반대로, 슬레이브 포트(320)를 통해 가입자 단말(30)로부터 입력되는 데이터 및/또는 전화 신호를 입력받아서 데이터는 마스터측 포트(310)를 통해 서비스 제공 장치(100)로 전송하고, 전화 신호는 전화 포트(330)를 통해 PSTN으로 전송한다.
이와 같이, 동선선로가 전화선로인 경우 하나의 동선선로에 댜수의 가입자를 연결하여 데이터와 전화 신호를 함께 제공하는 경우 전화 신호에 대해 별도의 스플리터(340)를 사용함으로써 데이터와 전화 신호 간에 혼선이 발생하지 않는다.
상기한 스플리터(300)는 제1 스플리터에 해당하고, 스플리터(340)는 제2 스플리터에 해당될 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 (16)

  1. 적어도 하나의 가입자 회선을 통해 데이터 서비스를 제공하는 서비스 제공 장치로서,
    하나의 가입자 회선에 연결된 적어도 하나의 가입자 단말 모두에게 시간 분할 방식으로 데이터 서비스를 제공받을 수 있는 최소 대역폭을 각각 할당하는 제어부; 및
    상기 제어부에 의해 할당되는 대역폭에 따라 시간 분할 방식으로 상기 가입자 단말과의 데이터 전송을 제어하는 전송 신호 제어부
    를 포함하는 서비스 제공 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 가입자 회선의 채널을 추정하여 전송 가능한 대역폭을 계산하는 채널 측정부;
    상기 가입자 회선에 연결된 상기 적어도 하나의 가입자 단말별 트래픽 상태를 모니터링하여 상기 가입자 단말별 트래픽 양을 추정하는 트래픽 측정부; 및
    상기 채널 측정부에 의해 계산된 전송 가능한 대역폭과 상기 트래픽 측정부에 의해 추정되는 상기 가입자 단말별 트래픽 양에 따라 상기 가입자 단말별로 전송 대역폭을 할당하는 대역폭 할당부
    를 포함하는, 서비스 제공 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 대역폭 할당부는,
    상기 채널 측정부에 의해 계산된 전송 가능한 대역폭에 대해 미리 설정된 상하향 비율에 따라서 상향 대역폭과 하향 대역폭을 계산하고,
    상기 적어도 하나의 가입자 단말별로 상기 최소 대역폭을 각각 할당하고, 상기 전송 가능한 대역폭 중에서 상기 적어도 하나의 가입자 단말별로 각각 할당된 최소 대역폭을 제외한 나머지 대역폭에 대해 상기 트래픽 측정부에 의해 추정되는 상기 가입자 단말별 트래픽 양에 따라 할당하는,
    서비스 제공 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 가입자 회선에 연결되는 상기 적어도 하나의 가입자 단말을 상기 가입자 회선의 슬레이브로 등록하는 슬레이브 등록부를 더 포함하고,
    상기 슬레이브 등록부는 상기 가입자 회선에 연결되는 상기 적어도 하나의 가입자 단말을 하나의 그룹으로 등록하여 관리하며, 슬레이브 등록시 상기 가입자 단말의 MAC(Media Access Control) 어드레스 또는 시리얼 번호에 기반하는 고유의 ID를 부여하여 등록하는,
    서비스 제공 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전송 신호 제어부와 상기 적어도 하나의 가입자 단말 사이의 상기 가입자 회선 상에 위치하는 제1 스플리터를 더 포함하고,
    상기 제1 스플리터는,
    상기 가입자 회선에 연결되는 마스터측 포트; 및
    상기 적어도 하나의 가입자 단말에 연결되는 적어도 하나의 슬레이브측 포트
    를 포함하며,
    상기 마스터측 포트와 상기 슬레이브측 포트는 상호 연결되어 1:n (n은 상기 적어도 하나의 가입자 단말의 개수임)의 연결을 제공하는,
    서비스 제공 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 스플리터는 PSTN(Public Switched Telephone Network)에 연결되는 전화 포트 및 적어도 하나의 제2 스플리터를 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 제2 스플리터 각각은 상기 마스터측 포트, 상기 전화 포트 및 상기 슬레이브측 포트에 연결되어, 상기 마스터측 포트로부터 데이터를 입력받고 상기 전화 포트로부터 전화 신호를 입력받아서 합성하여 상기 슬레이브측 포트로 전달하고, 상기 슬레이브측 포트로 입력되는 데이터와 전화 신호에 대해 데이터는 상기 마스터측 포트로 전달하고 전화 신호는 상기 전화 포트로 전달하는,
    서비스 제공 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 가입자 회선은 동축선로 또는 전화선로를 포함하는 동선선로인,
    서비스 제공 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 최소 대역폭은 IPTV(Internet Protocol Television) 또는 인터넷을 서비스하는데 필요한 대역폭인,
    서비스 제공 장치.
  9. 적어도 하나의 가입자 회선을 통해 데이터 서비스를 제공하는 서비스 제공 장치로서,
    적어도 하나의 가입자 단말이 연결된 하나의 가입자 회선의 채널을 추정하여 전송 가능한 대역폭을 계산하는 단계;
    상기 전송 가능한 대역폭 중에서 상기 적어도 하나의 가입자 단말 모두에게 시간 분할 방식으로 데이터 서비스를 제공받을 수 있는 최소 대역폭을 각각 할당하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 가입자 단말에게 각각 할당된 대역폭에 따라 데이터 전송을 수행하는 단계
    를 포함하는 서비스 제공 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 계산하는 단계는,
    상기 가입자 회선에 연결된 상기 적어도 하나의 가입자 단말별 트래픽 상태를 모니터링하여 상기 가입자 단말별 트래픽 양을 추정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 할당하는 단계는,
    상기 전송 가능한 대역폭에 대해 미리 설정된 상하향 비율에 따라서 상향 대역폭과 하향 대역폭을 계산하는 단계;
    상기 적어도 하나의 가입자 단말별로 상기 최소 대역폭을 각각 할당하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 가입자 단말별로 각각 할당된 최소 대역폭을 제외한 나머지 상향 대역폭 및 하향 대역폭에 대해 상기 가입자 단말별 트래픽 양에 따라 각각 할당하는 단계
    를 포함하는, 서비스 제공 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 계산하는 단계 전에,
    상기 가입자 회선에 연결되는 상기 적어도 하나의 가입자 단말을 상기 가입자 회선의 슬레이브로 각각 등록하는 단계를 더 포함하고,
    상기 등록하는 단계에서, 상기 가입자 회선에 연결되는 상기 적어도 하나의 가입자 단말을 하나의 그룹으로 등록하여 관리하며, 슬레이브 등록시 상기 가입자 단말의 MAC 어드레스 또는 시리얼 번호에 기반하는 고유의 ID를 부여하여 등록하는,
    서비스 제공 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 최소 대역폭은 IPTV 또는 인터넷을 서비스하는데 필요한 대역폭인,
    서비스 제공 방법.
  13. 적어도 하나의 가입자 회선을 통해 데이터 서비스를 제공하는 서비스 제공 장치로서,
    통신부, 메모리 및 프로세서를 포함하며,
    상기 통신부는 외부 네트워크를 통해 접속되는 서버 및 하나의 가입자 회선에 연결된 적어도 하나의 가입자 단말과 신호를 송수신하도록 구성되고,
    상기 메모리는 상기 통신부가 신호를 송수신하는 데 사용되는 프로그램 및 상기 장치가 상기 적어도 하나의 가입자 단말 모두에게 시간 분할 방식으로 데이터 서비스를 제공받을 수 있는 최소 대역폭을 각각 할당하도록 제어하는 데 사용되는 프로그램을 저장하도록 구성되며,
    상기 프로세서는 상기 메모리에 저장된 프로그램을 호출하여, 상기 통신부를 통해 상기 적어도 하나의 가입자 단말이 연결된 하나의 가입자 회선의 채널을 추정하여 전송 가능한 대역폭을 계산하고, 상기 전송 가능한 대역폭 중에서 상기 적어도 하나의 가입자 단말 모두에게 상기 최소 대역폭을 각각 할당하며, 상기 적어도 하나의 가입자 단말에게 각각 할당된 대역폭에 따라 데이터 전송을 수행하도록 구성된,
    서비스 제공 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 가입자 회선에 연결된 상기 적어도 하나의 가입자 단말별 트래픽 상태를 모니터링하여 상기 가입자 단말별 트래픽 양을 추정하고,
    상기 전송 가능한 대역폭에 대해 미리 설정된 상하향 비율에 따라서 상향 대역폭과 하향 대역폭을 계산하며,
    상기 적어도 하나의 가입자 단말별로 상기 최소 대역폭을 각각 할당하고,
    상기 상향 대역폭 및 하향 대역폭 중에서 상기 적어도 하나의 가입자 단말별로 각각 할당된 최소 대역폭을 제외한 나머지 상향 대역폭 및 하향 대역폭에 대해 상기 가입자 단말별 트래픽 양에 따라 각각 할당하도록
    추가로 구성된, 서비스 제공 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 가입자 회선에 연결되는 상기 적어도 하나의 가입자 단말을 상기 가입자 회선의 슬레이브로 각각 등록하며,
    상기 등록시, 상기 가입자 회선에 연결되는 상기 적어도 하나의 가입자 단말을 하나의 그룹으로 등록하여 관리하고, 슬레이브 등록시 상기 가입자 단말의 MAC 어드레스 또는 시리얼 번호에 기반하는 고유의 ID를 부여하여 등록하도록
    추가로 구성된, 서비스 제공 장치
  16. 제13항에 있어서,
    상기 최소 대역폭은 IPTV 또는 인터넷을 서비스하는데 필요한 대역폭인,
    서비스 제공 장치.
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