KR100233846B1 - 방송 및 비동기 전송모드 데이터 전달 장치 - Google Patents

방송 및 비동기 전송모드 데이터 전달 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비동기 전송모드(ATM) 망으로부터 전송되는 비동기 전송모드 데이터와 디지털 헤드앤드로 부터 제공되는 디지털 방송 정보를 다중화하여 가입자에게 전송하는 비동기 전송모드 액세스 장치에서의 방송 및 사용자 정보 전달 장치에 관한 것이다.
액세스 장치는 비동기 전송모드 교환 망으로 부터 제공되는 비동기 전송모드 셀 들을 서비스 채널 접속을 통하여 가입자로의 스위칭 및 전달 기능을 통하여 비동기 전송모드 정보를 제공한다. 액세스 장치에서 비동기 전송모드 서비스 접속을 통하여 제공받을 수 있는 것은 비동기 전송모드 교환 망과 접속되어 있는 주문형 비디오 서비스, 기존의 인터네트 서비스, 화상전화 서비스 등을 들 수 있다. 그리고 별도로 존재했던 방송 채널을 분배 및 다중화 기능을 부여하므로 기존의 비동기 전송모드 데이터와 방송 데이터를 융합하여 비동기 전송 모드 가입자에게 방송과 통신의 기능을 모두 제공하는 기능을 한다.

Description

방송 및 비동기 전송모드 데이터 전달 장치
본 발명은 비동기 전송모드 망으로 부터 제공되는 비동기 전송모드 데이터와 디지털 헤드앤드로 부터 제공되는 동화상 처리장치(MPEG-2); 6Mbps 급)의 60 채널의 디지털 케이블 방송 데이터를 하나의 비동기 전송모드 채널을 통하여 가입자에게 동시에 제공하기 위한 방송 및 비동기 전송모드 데이터 전달 장치에 관한 것이다.
비동기 전송모드(이하, ATM이라 함) 액세스 장치는 동기식 전송방식 (STM-1; 155Mbps 또는 STM-4c; 622Mbps) 기반으로 ATM 교환 망, 가입자 망과 통신을 할 수 있다. 이 액세스 장치를 통하여 가입자들은 고속의 데이터 서비스, 화상 전화, 주문형 비디오, 검색 서비스 등과 같은 고속의 서비스를 제공받을 수 있다. 그리고 멀티미디어 신호 처리 기술의 발달을 통하여 개발된 동화상 처리장치(MPEG-2) 비디오는 4 ~ 6Mbps 대역에서 기존의 아날로그 TV보다 나은 화질을 제공하므로 디지털 멀티미디어 정보 전송을 가능하게 하였다. 그러나 현재까지는 통신망과 방송망은 별도의 망으로 발전하였지만, ATM 통합 액세스 망에서는 통신과 방송을 융합하여 가입자에게 전송할 수 있는 기술을 제공할 수 있게 되었다.
ATM 망을 통하여 제공되는 ATM 셀 들은 53바이트이지만, 방송 및 ATM 데이터 전달 장치에서는 시스템 내부의 스위칭 처리를 위하여 별도의 내부 루팅 필드를 ATM 셀 헤더 앞에 첨부하여 스위칭 처리부에서 루팅 필드를 참고하여 출력 포트로의 루팅을 자동으로 하게 한다. 디지털 헤드앤드로 부터 제공되는 동화상 처리장치(이하, MPEG-2 이라 함) 정보는 188바이트로 구성되며, 이를 ATM 적응 계층 5(ATM Adaptation Layer 5: 이하 AAL5) 프로토콜에 매핑하여 가입자 측으로 전송할 경우, 연속되는 2개의 MPEG-2 운송스트림에 8 바이트의 AAL5 트레일러를 부가하여 이를 48바이트의 AAL5-PDU로 구성한 후, ATM 헤더를 부가하여 가입자 측으로 전송한다.
MPEG-2 운송스트림 포맷으로 구성된 방송 정보는 미디어 데이터 뿐 아니라 가입자가 채널을 선택할 수 있는 프로그램 목록에 대한 정보도 함께 가입자에게 분배되며, 가입자 측에서는 상향으로 방송 선택 신호를 전송하고 이를 통하여 선택된 방송 채널을 가입자에게 분배하는 기능을 하므로, 제한된 대역폭으로 효율적인 방송 서비스를 많은 가입자에게 분배할 수 있다.
종래의 기술은 방송 서비스와 통신 서비스가 별도의 망을 갖고 제공된다. 예를 들어, 케이블 TV망과 전화 및 통신망이 별도로 존재한다. 따라서 서비스 액세스 장치를 통하여 방송 데이터와 통신 데이터를 통합하여 가입자에게 제공하므로 다양한 서비스를 제공하는 이점이 있으며, 방송일 경우 선택형 채널 처리 장치를 통하여 가입자에게 제공하므로 효율적인 전송 대역폭의 관리를 통하여 서비스를 극대화할 수 있다.
그러나, 본 발명은 ATM 가입자 액세스 망 장치를 통하여 방송과 통신의 서비스를 가입자에게 동시에 제공하기 위하여 ATM망으로부터 제공되는 ATM 서비스 셀과 외부의 방송 헤드앤드로 부터 제공되는 방송 셀을 다중화하여 선택형 방송 서비스를 처리하는 ATM 환경 하에서의 방송 및 통신 정보 전달 장치를 구현하는데 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 ATM 망과 연결되어 전송되는 ATM 셀 들과 전화망 인터페이스 정합 장치로부터 제공되는 비동기 전송모드 서비스 셀을 수신하여 스위칭 처리부와 통신하는 ATM 서비스 채널 접속 수단, 디지털 헤드앤드로 부터 방송 데이터를 수신하여 분배하는 방송 채널 접속 수단, 서비스 채널 접속부로 부터 제공되는 사용자 데이터와 가입자 측으로 부터 제공되는 서비스 데이터를 스위칭하는 스위칭 처리수단, 방송 데이터와 ATM 서비스 셀을 다중화 및 분리를 하여 가입자에게 방송 및 서비스 데이터를 제공하는 방송 및 서비스 채널 처리수단, 프로세서를 통하여 장치의 각 처리부를 제어, 관리를 하는 제어처리 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 방송 및 비동기 전송모드(ATM) 데이터 전달 장치의 구성도.
도 2는 도 1 의 방송 및 서비스 채널 처리부의 상세한 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11: 비동기 전송모드(ATM) 서비스 채널 접속부
12: 전화채널 접속부 13: 스위칭 처리부
14: 방송채널 접속부 15: 방송 및 서비스 채널 처리부
16: 제어 처리부
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 ATM 망의 ATM 서비스 데이터와 방송 데이터 서비스를 수용하는 방송 및 ATM 데이터 전달 장치의 구성도 이다. 도면 부호 11은 ATM 서비스 채널 접속 처리부, 12는 전화 채널 접속부, 13은 스위칭 처리부, 14는 방송 채널 접속부, 15는 방송 및 서비스 채널 처리부, 16은 제어 처리부를 각각 나타낸다.
액세스 망에서 가입자에게 ATM 서비스 및 방송 데이터를 통합하여 전달하는 본 장치는 시스템 클럭과 리셋(RESET) 신호를 제공받아 각 처리블럭에 ATM 서비스 데이터 및 방송 데이터를 위한 모든 신호를 제공하도록 한다. 먼저 ATM 망과 STM-1 (155Mbps) 또는 STM-4c(622Mbps)로 연결되어 통신하는 ATM 서비스 채널 접속부(11)는 ATM 망으로부터 전송되는 ATM 셀 들을 해당되는 가입자들에게 전송하기 위해서는 내부 루팅 정보를 인식할 수 있도록 ATM 채널 헤더에 상응하는 내부 루팅 태그를 부가하여 스위칭 처리부(13)에 제공하며, 역으로 입력되는 내부 루팅 셀을 제공받아 내부 루팅 태그를 제거한 후, ATM 망으로 전송하는 기능을 한다.
가입자에게 기존의 전화 서비스를 제공하는 전화 채널 접속부(12)는 전화 망과 2.048(E1) 선로로 연결되어 통신하며, 64Kbps 전화 신호가 30 채널 포함된 E1 신호를 ATM 망으로 송신하기 위하여 회선 모방을 통하여 여러 개의 E1 채널을 각각 AAL1-PDU를 구성한 후, ATM 셀 화하여 STM-1(155Mbps)로 ATM 서비스 채널 접속부(11)에 전송하여 스위칭 처리를 통하여 전화 데이터를 가입자에게 제공하는 기능을 한다. 역으로 전화망으로 전송할 시는 가입자 측으로부터 제공되는 ATM 셀 들을 ATM 서비스 채널 접속부(11)로 부터 제공받아 이를 역 다중화하여 ATM 헤더와 AAL1-PDU를 분리한다. AAL1 헤더로 부터 타이밍 정보를 추출하여 전화망과의 망 동기를 위한 클럭 복원을 통하여 E1 프레임을 전화망으로 전송하는 기능을 한다. 16 입력 포트와 16 출력 포트로 구성되는 스위칭 처리부(13)는 ATM 서비스 채널 접속부(11)를 통하여 ATM 망과 전화망으로 연결되며, 방송 및 서비스 채널 처리부(15)를 통하여 가입자 측과 연결된다. 양측의 인터페이스로부터 제공되는 내부 루팅 셀은 기존의 ATM 셀의 채널 헤더를 참고하여 스위칭을 하는 것이 아니라 ATM 채널 헤더에 대응되는 루팅 정보가 부가된 형태로 ATM 서비스 채널 접속부(11)와 방송 및 서비스 채널 처리부(15)로 부터 제공되는 내부 루팅 셀 들을 참고하여 각 해당되는 포트로 스위칭을 하는 기능을 한다. 외부의 디지털 헤드앤드와 STM-1로 접속되어 방송 분배 기능을 하는 방송 채널 접속부(14)는 헤드앤드로 부터 전송되는 약 60 채널의 방송 데이터인 MPEG 운송스트림을 2개 단위로 AAL5-PDU에 매핑하며, 이를 8 개의 ATM 셀로 분리한다. MPEG 운송스트림에 대한 AAL5-PDU로 매핑하여 ATM 셀화 처리에 대한 것은 국내특허출원 95-55917 호를 참조한다. ATM 셀 화된 MPEG 운송스트림은 내부 루팅셀과 동일한 포맷으로 구성하여 해당되는 방송 및 서비스 채널 처리부(15)로 복제 및 분배하는 기능을 한다. 스위칭 처리부(13)로 부터 제공되는 16 입출력 포트에 각각 대응하기 위하여 16입출력 채널을 수용할 수 있는 방송 및 서비스 채널 처리부(15)는 방송 채널 접속부(14)로 부터 제공되는 방송 데이터와 스위칭 처리부(13)로 부터 제공되는 ATM 서비스 데이터인 내부 루팅셀을 다중화하며, 방송 및 서비스 채널 처리부(15)가 제공할 수 있는 4개의 광종단장치로 방송 및 서비스 데이터를 분리 전달한다. 4개의 광종단장치로 분리하여 전송할 수 있는 이유는 스위칭 처리부(13)와는 622Mbps의 스위치 링크 인터페이스를 갖고 있으며, 이를 4개의 155Mbps 급으로 분리한 후, 각각의 155Mbps의 ATM 서비스 데이터와 60 채널의 방송 데이터 360Mbps를 다중화하여 STM-4c(622Mbps)로 연결된 광종단장치로 전송하며, 광종단장치를 통하여 이를 해당 가입자에게 전송하는 기능을 한다. 역으로 가입자들로부터 광종단장치를 통하여 전송되는 데이터의 양은 소량의 방송 채널 제어 정보와 양방향의 서비스 채널로 구성되기 때문에 상향 채널의 실제 트래픽은 STM-1 (155Mbps)의 링크로 구성되며, 방송 및 서비스 채널 처리부(15)에 연결된 4개의 광종단장치로 부터 제공되는 4개의 STM-1(155Mbps) 신호를 4 x 1 다중화하여 스위칭 처리부(13)로 전송하는 기능을 한다. 이때 방송 채널 제어 신호인 경우는 필터링을 통하여 방송 채널을 제어하는 처리를 한다. 프로세서와 주변로직으로 구성된 제어 처리부(16)는 해당 블럭에 필요한 제어 및 관리를 위한 신호를 제공하며, 시스템 관리에 필요한 제반 처리를 수행한다.
도 2는 본 발명에 따른 방송 및 서비스 채널 처리부의 상세한 구성도로서, 스위칭 처리부(13)로 부터 제공되는 내부 루팅셀을 1x 4로 역 다중화하는 내부 루팅 역다중화부(21), 방송 채널 접속부(14)로 부터 제공되는 방송데이터를 4개의 광종단장치(1:4)로 분리하는 방송데이터 분배부(22), 가입자들로부터 요청되는 채널 선택 신호를 처리하는 채널 선택 블록(23 내지 26), 1 x 4로 역 다중화된 루팅셀(1:4)과 방송셀을 다중화하는 2 x 1 다중화 블록(27 내지 29, 210), 다중화된 방송 및 루팅셀을 광종단장치로 송신하는 송신기블럭(211 내지 214), 가입자들로부터 4개의 광종단장치를 통하여 제공되는 방송제어 및 서비스 루팅셀을 수신하는 수신기 블록(215 내지 218), 1 x 2 역다중화기로 구성되어 방송 제어 및 서비스 루팅셀을 분리하여 채널 선택 블럭과 내부 루팅 다중화부로 분리하는 방송 제어 및 서비스 루팅셀 분리 블럭(219 내지 222), 그리고 분리된 서비스 루팅셀들을 4 x 1 다중화하여 스위칭 처리부(13)로 전송하는 내부 루팅 다중화부(223)로 구성된다.
1 x 4 역다중화기로 구성된 내부 루팅 역다중화부(21)는 스위칭 처리부(13)로 부터 제공되는 622Mbps 급의 내부 루팅셀들을 4개의 광종단장치(1:4)로 155Mbps 단위로 내부 루팅셀을 역다중화한다. 내부 루팅셀 역다중화 처리는 스위칭 처리부(13)와 협의된 미리 할당된 내부 루팅 정보필드를 분석하여 방송셀(1:4)을 함께 다중화하며, 송신기블럭을 통하여 광종단장치(1:4)로 전송하는 기능을 한다. 예를 들면, 스위칭 처리부(13)로 부터 내부 루팅셀이 내부 루팅 역다중화부(21)를 통하여 분리된 루팅셀 1 은 방송분배부(22)로 부터 분배된 방송셀이 채널선택블럭(23)을 통하여 하향으로 제공되는 방송셀 1과 함께 2 x 1 다중화블럭(27)에서 다중화된 후, 송신기(211)로 전송된다. ATM 계층기능과 물리계층기능을 수행하는 송신기(211)는 입력되는 루팅셀 1과 방송셀 1로 부터 내부 루팅 정보를 제거한 후, 가입자에게 할당된 ATM 채널 헤더 처리를 통하여 물리계층 기능을 통하여 STM-4c의 물리계층 링크로 외부의 광종단장치 1로 전송하는 기능을 한다. 나머지 루팅셀(2:4)과 방송셀(2:4)도 동일한 과정을 거쳐 광종단장치(2:4)로 전송된다.
수신시에는 가입자로부터 광종단장치와 연결된 STM-4c 링크를 통하여 물리계층 기능과 ATM 계층 수신기능을 수행하는 수신기(215)는 수신된 ATM 셀들의 적합성을 판단하여 정상적인 ATM 셀 들을 방송 제어 및 서비스 루팅셀 분리부(219)로 전송한다. 방송 제어 및 서비스 루팅셀 분리부(219)는 미리 할당된 ATM 번호 체계에 따라 방송 제어 셀과 서비스 루팅셀 1을 분리하여 서비스 셀인 경우는 내부 루팅 필드를 ATM 서비스 셀에 부가하여 내부 루팅 다중화부(223)로 전송하는 기능을 하며, 방송 제어 셀인 경우는 채널선택부(23)를 통하여 약 60채널의 방송 셀의 송출 여부를 선택하게 하여 가입자의 요청에 따라 필요한 방송 채널만 제공하므로 제한된 대역폭내에서 효율적으로 방송서비스를 수용할 수 있도록 하는 기능을 제공한다. 나머지 서비스 루팅 셀들과 방송 제어 셀 들도 동일한 과정을 거쳐 내부 루팅 다중화부(223)로 전송된다.
상술한 바와같이 본 발명에서는 기존의 방송망과 통신망으로 분리되어 제공되는 서비스들을 액세스 장치를 이용하여 다양한 서비스들의 통합으로 가입자가 단일 선로로 여러 서비스를 제공받을 수 있도록 하였으며, 특히 방송 서비스 및 주문형 서비스의 비대칭적 데이터 전송률을 고려하여 가입자 측 하향으로는 방송과 같은 공통 데이터를 복제하여 전송하며, 상대적으로 적은 상향 데이터를 다중화하여 망측으로 전송, 제어하므로 통신 및 방송 서비스를 동시에 제공할 수 있는 탁월한 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 외부로부터 입력되는 시스템 클럭과 리셋 신호에 의해 장치가 초기화된 후, 비동기 전송모드 망으로 부터 비동기 전송모드 서비스 셀을 수신하여 스위칭 기능과의 인터페이스를 위한 내부 루팅 정보 부가기능의 관련된 기능 처리를 통하여 스위칭 처리부와 인터페이스를 하며, 그의 역기능을 수행하는 비동기 전송모드 서비스 채널 접속부와,
    기존의 전화망과 E1 선로로 연결되어, E1 프레임을 비동기 전송모드 망으로 정합하기 위하여 비동기 전송모드 적응계층 1의 회선 모방을 사용하는 등 관련된 기능 처리를 하여 이를 비동기 전송모드 셀화 한 후, 동기식 전달모드 1 링크를 통하여 상기 비동기 전송모드 서비스 채널 접속부와의 통신으로 가입자에게 전화 서비스를 제공하며, 그의 역기능을 수행하는 전화채널 접속부와,
    상기 비동기 전송모드 서비스 채널 접속부와 방송 및 서비스 채널 처리부로 부터 제공되는 내부 루팅셀들에 대하여 스위칭 기능이 인식하는 루팅 정보를 통하여 해당되는 망측 또는 가입자 측으로 관련된 내부 루팅셀들을 입출력하는 스위칭 처리부와,
    방송 헤드앤드로 부터 비동기 전송모드 기반의 비동기 전송모드 적응계층 5 프로토콜을 사용한 동화상 처리장치 운송스트림을 수신하여 해당되는 출력포트를 인식할 수 있도록 필요한 정보를 부가한 후, 이를 가입자에게 분배처리를 수행하는 방송 채널 접속부와,
    상기 스위칭 처리부로 부터 제공되는 내부 루팅셀에 대하여서는 4개의 포트로 출력하기 위한 1 x 4 역다중화 기능, 상기 방송 채널 접속부로 부터 제공되는 방송 데이터를 수신하여 역다중화된 내부 루팅셀과 방송셀을 2 x 1 다중화를 통하여 가입자 측 분배장치인 광종단장치들로 비동기 전송모드 셀 들을 분배 처리하는 방송 및 서비스 채널 처리부와,
    방송 및 비동기 전송모드 서비스 데이터 전달 장치의 각 블럭을 제어 및 관리를 수행하는 제어 처리부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 방송 및 비동기 전송모드 서비스 데이터 전달 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 방송 및 서비스 채널 처리 수단은,
    스위칭 처리부로 부터 622Mbps의 내부 루팅셀을 수신하여 루팅정보를 기반으로 이를 155Mbps 단위로 1 x 4 역다중화를 수행한 후, 루팅셀1, 루팅셀2, 루팅셀3, 그리고 루팅셀4로 각각 분리하는 내부 루팅 역다중화 처리 수단과,
    방송채널 접속부로 부터 방송데이터를 수신한 후, 4개의 출력 포트를 구분할 수 있는 필요정보를 부가한 방송셀1, 방송셀2, 방송셀3 및 방송셀4를 채널 선택 블럭으로 각각 분배하는 방송데이터 분배 처리 수단과,
    방송제어 및 서비스 루팅셀 분리 블럭으로부터 제공되는 채널 선택 신호에 따라 해당되는 방송 채널 데이터만을 출력하는 다수의 채널 선택 처리 수단과,
    채널 선택 블럭으로부터 제공되는 방송셀들과 내부 루팅 다중화부에서 제공되는 루팅셀들을 다중화 하는 다수의 2 x 1 다중화 처리 수단과,
    상기 다수의 2 x 1 다중화 처리 수단으로부터 송신되는 내부 셀 들에 대하여 내부 루팅 정보를 제거한 후, 정상적인 비동기 전송모드 셀 화하여 가입자 분배 장치인 광종단장치들로 전송하는 다수의 송신 처리 수단과,
    가입자 및 상기 광종단장치들로 부터 수신되는 비동기 전송모드 셀 들을 점검하고 비동기 전송모드 채널 헤더에 해당되는 내부 루팅 정보를 부가한 후, 상위로 송신하는 다수의 수신 처리 수단과,
    상기 다수의 수신 처리 수단으로부터 전송된 내부 루팅셀을 분석하여 방송 채널 제어를 위한 채널선택신호 셀과 망측으로 전송될 서비스 루팅셀들을 분리하는 다수의 방송제어 및 서비스 루팅셀 분리 처리 수단과,
    상기 다수의 방송제어 및 서비스 루팅셀 분리 블럭으로부터 제공되는 루팅셀들을 4 x 1 다중화하여 스위칭 처리부로 송신하는 내부 루팅 다중화 처리 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 방송 및 비동기 전송모드 데이터 전달 장치.
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